JPH0621096B2

JPH0621096B2 - プソイドイオノンおよびその類似化合物の製造方法

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Publication number: JPH0621096B2
Application number: JP63145956A
Authority: JP
Inventors: ピーター・ダブリユ・デイー・ミツチエル
Original assignee: Union Camp Corp
Current assignee: Union Camp Corp
Priority date: 1987-06-16
Filing date: 1988-06-15
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: EP0295361A2; DE3875281D1; DE3875281T2; US4874900A; EP0295361A3; JPS6416739A; EP0295361B1

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はケトンの改良された製造方法に関する。さらに
詳しくは、本発明はシトラールとケトンとの縮合による
プソイドイオノンおよびその類似化合物の改良された製
造方法に関する。

（従来の技術およびその問題点）シトラールとケトンとを縮合することによりプソイドイ
オノンを製造する方法および手順は先行技術に充分開示
されている。典型的なこのような開示はプソイドイオノ
ンを製造するためのシトラールとアセトとの縮合に属す
るものである。

プソイドイオノンは 6,10-ジメチル-3,5,9- ウンデカト
リエン-2- オンとしても知られており、ビタミンＡや発
臭剤（例えばイオノン）を合成する際の中間体として有
用な不飽和ケトンである。プソイドイオノンを製造する
ための合成経路は数多く開発されている。これらの経路
の中にあまり純粋でない生成物を提供するものもある
が、それらはレモングラス油とアルコールとをさらし
粉、硝酸コバルトおよびアセトンで処理することに基づ
いている〔Ziegler,J.Prakt.Chem3.［２］57,493(189
8);Tiemann,Ber.31,2313(1898);Haarman,Riemer & Co.,
ドイツ連邦共和国特許第73,089号参照〕。

先行技術において使用されている、比較的純粋な生成物
を製造するための経路は、シトラールとアセトンとを縮
合触媒の存在下に縮合することに基づいている。使用さ
れている縮合触媒は、塩基を溶剤、通常水またはアルコ
ールに溶解した溶液である。多数のこれら先行技術の方
法は、Organic Syntheses,Collective第３巻，750に摘
要されており、塩基として、水酸化バリウム水、ナトリ
ウムエトキシドをエタノールに溶解した溶液、金属ナト
リウム（上記引用文献に従ってアルコールに前もって溶
解されたもの）およびアルコール性水酸化ナトリウムを
利用する。米国特許第3,480,677号明細書(Meulyらに196
9年11月25日に付与)には、シトラールとアセトンとを縮
合する際に水酸化ナトリウム水を使用することが、そし
て米国特許第3,840,677号明細書(Gradeffに1974年10月
８日に付与)にはシトラールとケトンとを縮合する際に
水酸化ナトリウムまたはナトリウムアルコキシドの溶液
を使用することが挙げられている。水酸化ナトリウム水
溶液をシトラール−アセトン縮合反応の触媒として使用
することは工業的に実施されている。これらの先行技術
の方法は、比較的純度の低い粗生成物を提供するが、こ
の粗生成物は、煩雑で費用のかかる洗浄操作に続いて分
別蒸留（沸点差がごく僅かな副生成物を除去するため注
意深く行う必要がある）により精製しなければならな
い。さらに、蒸留する際のこの要件は精製物を長期の加
熱時間にさらし、より多くの副生成物の形成を伴う。蒸
留中の分解は、アルカリ性触媒またはアルカリ性触媒を
除去するために使用される任意の酸のいずれかに存在に
よりさらに悪化する。さらに、先行技術の方法は、アセ
トンを大過剰に、一般にシトラール１モルあたり10〜20
モルを使用する場合にのみ良好な収率が得られ、こうし
てこの方法の空収量(space yield)が下がりかつ工業的
規模で製造するための大型でかつ費用のかかる設備が必
要となる。

（問題点を解決するための手段）本発明は前記問題点を解決するためになされたものであ
り、本発明の方法は収率が改善され、速度が速くかつ処
理操作が簡単なプソイドイオノンおよびその類似化合物
を製造する方法を利用する。得られる生成物は比較的高
い純度を有している。

また本発明の方法は多数の別の重要な利点も有してい
る。即ち、この方法は粗生成物が高い純度を有しており
除去すべき初留(foreshot)がより少なくかつ高沸点残留
物がより少ないので、引き続き行われる蒸流の要件を簡
単にする。より少ない量のイソシトラールアルドール
は、結果として生じるより少数の分離すべき高沸点の副
生成物とともに副生成物として生じる。またこの方法は
未使用の触媒の簡単な濾去を可能にし、その少なくとも
一部の再利用を可能にする。またこの方法は再利用を容
易にするほぼ無水状態（この方法が無水条件下に実施さ
れる場合）で未使用の過剰のケトンを回収することを可
能にする。本発明の方法は、触媒を詰めたカラムまたは
連続的方式で操作される撹拌容器を用いて連続操作に容
易に適用できる。

即ち、本発明の方法は、シトラールと式〔式中R₁は炭素原子数１〜25のヒドロカルビル基を表
し；R₂は無関係に水素原子および炭素原子数１〜10の脂
肪族ヒドロカルビル基からなる群から選択され；R₁とR₂
は、それらが結び付いている２個の隣接炭素原子と一緒
になった場合脂肪族環の構成要素である。〕で表されるケトンとを、触媒的割合の水酸化リチウムの
存在下に縮合させることを特徴とする、〔式中R₁とR₂は上述の意味を有する。〕で表されるプソイドイオノンおよびその類似化合物を製
造する方法に関する。

本明細書で使用されている「ヒドロカルビル基」という
語は、親の炭化水素から１個の水素原子を除去した場合
に得られる一価の部分を意味する。代表的なヒドロカル
ビル基は、炭素原子数１〜25のアルキル基、例えばメチ
ル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、
ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、ウン
デシル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、ノ
ナデシル基、エイコシル基、ヘンエイコシル基、ドコシ
ル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基
およびそれらの異性体；炭素原子数６〜25のアリール
基、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチ
ル基、ビフェニル基、テトラフェニル基など；炭素原子
数７〜25のアルアルキル基、例えば、ベンジル基、フェ
ネチル基、フェンプロピル基、フェンブチル基、フェン
ヘキシル基、ナフトオクチル基など；炭素原子数３〜８
のシクロアルキル基、例えば、シクロプロピル基、シク
ロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シ
クロペプチル基、シクロオクチル基など；炭素原子数２
〜25のアルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基、ブ
テニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、オクテニル
基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセ
ニル基、トリデセニル基、ペンタデセニル基、オクタデ
セニル基、ペンタコシニル基およびそれらの異性体であ
る。

本発明の方法は特にプソイドイオノン、メチルプソイド
イオノン、ジメチルプソイドイオノンおよびエチルプソ
イドイオノンの製造に有利である。

本発明の方法は、反応物をともに化学良論理割合で合わ
せて縮合させることにより行うことができる。好ましく
は、式（II）で表されるケトンを１モル過剰に用いる。
ケトン（II）とシトラールのモル比は約２：１〜100：
１、特に４：１〜50：１が有利である。

シトラールは、3,7-ジメチル-2,6- オクタジエナールと
しても知られており、レモングラス油の一成分であり、
またバーベナ油、レモン油およびオレンジ油の中にも存
在している。シトラールはイソプレンまたはアセチレン
から数段階で合成することができる。天然シトラール
は、シスおよびトランス異性体（最近の命名法によれば
ＺおよびＥ異性体）の混合物である。いずれか一方の異
性体または、任意の割合にある両異性体の混合物を本発
明の方法において使用することができる。また、天然ま
たは合成シトラールを使用してもよい。

上記の式（II）で表されるケトンもまたこれらの製造方
法のようによく知られている。好ましい式（II）のケト
ンは、R₁およびR₂が無関係に枝分かれしたまたは直鎖状
の飽和または不飽和の炭素原子数１〜20（最も好ましく
は炭素原子数１〜16）の脂肪族または脂環式ヒドロカル
ビル基からなる群から選択される式（II）のケトンであ
る。

代表的な好ましい式（II）のケトンは、アセトン、メチ
ルエチルケトン、メチル-n- プロピルケトン、メチルイ
ソプロピルケトン、メチル-n- ブチルケトン、メチルイ
ソブチルケトン、メチル-t- ブチルケトン、ジエチルケ
トン、ジアセチル、2-メチル-2- ヘプテン-6- オン、ア
セトフェノン、シクロヘキサノン、シクロヘキシルエチ
ルケトン、ベンジルメチルケトン、メチルプロペニルケ
トン、エチルプロペニルケトン、メシチルオキシド、プ
ロピルプロペニルケトン、イソブチリデンアセトン、2-
メチル-2,4- ヘプタジエン-6- オン、β-イオノン、フ
ァルネシルアセトンおよびゲラニルアセトンである。

本発明の方法は無水条件下にまたは水の存在下に、好ま
しくほぼ無水条件下に行われる。

本発明の方法において使用される触媒である水酸化リチ
ウムはよく知られている化合物であり工業的に利用でき
る。この触媒は無水のまたは水和した形で使用される。

水酸化リチウム一水和物は、反応混合物において溶解度
が非常に低いことに起因する、関連のより高い収率のた
め、最も好ましい触媒である。触媒は触媒的割合で使用
される。触媒の使用すべき最適な割合は広範囲にわたっ
て変えることができ、所望の反応速度、反応器の設計、
反応をバッチ法で行うかまたは連続して行うか、そし
て、触媒反応法の当業者によく知られているような他の
要因によって決められる。

一般に、触媒の割合は、比較的純粋な出発原料が使用さ
れる場合にはシトラール反応物の重量を基準として0.01
％の水準まで下がってもよい。反応速度は、反応混合物
を飽和させるのに合う割合まで低下した固体の触媒量と
無関係のようである。換言すれば、反応速度は溶解した
触媒に依存しているようであり、触媒の表面での不均一
反応ではない。従って、使用される触媒の割合の上限
は、溶解して反応混合物を飽和する割合である。しかし
ながら、「触媒的割合」の意味の範囲内での触媒の最大
量は結局実際の状況により左右されてしまい、一定の時
間で反応混合物中に存在する反応物の重さの数倍であろ
う。反応はほぼ固体の触媒を伴うので、速い反応速度を
達成するのに充分な溶解した触媒が存在するように、適
度な撹拌または流体運動を達成するための他の手段を、
触媒を反応物と充分に触媒した状態で保つために提供す
べきである。反応容器が触媒を詰めたカラムである場合
は、最大の割合の触媒との所望の接触はカラムを通過す
る反応物の運動により達成される。

本発明の方法を実施する方式はバッチ法または連続法の
どちらでもよい。バッチ法で行う場合、触媒を液体反応
物とともに撹拌し、反応の終わりで触媒を濾去し、残存
する溶液を慣用技術を用いて分離して所望の生成物を得
る。経済的には未反応の過剰なケトン（II）を再利用の
ために留出するのが好ましい。生成物のプソイドイオノ
ンを蒸留に対してより安定にするために、好ましくは触
媒を取り除き、二酸化炭素のような弱酸を加えることに
より溶解ているものを中和する。水酸化リチウムの溶解
度は反応生成物の混合物の中で非常に限定されているの
で、濾過により反応の終わりで除去するのに特に適して
いる。

本発明の方法は約- 20℃〜約 240℃の温度で行うことが
できるが、- 10℃〜150℃の範囲が好ましい。反応温度
がより高い場合、反応時間はより短くなる。縮合の進行
を、慣用の分析技術により、例えば、ガスクロマトグラ
フ(GC)分析により追跡してもよい。この反応の反応時間
は５分〜 100時間以上、好ましくは30分〜10時間であ
り、反応温度の出発物質の反応性に依る。

この方法は大気圧でまたは過圧して、例えば１〜100気
圧で行うことができる。圧力と温度は反応混合物が液体
であるように選択する。

この方法は溶剤の不存在下にまたは不活性溶剤の存在下
に行われる。「不活性溶剤」という語は所望の縮合過程
に入らないかあるいは悪影響を及ぼさない反応物用溶剤
という意味である。もちろん、本発明の方法において好
ましく使用される化学量論的に過剰なケトンは特定のア
ルデヒド用の溶剤としても作用する。

代表的な別の不活性溶剤は、ジ-n- ブチルエーテルのよ
うなジアルキルエーテル、リングロインのような脂肪族
炭化水素、またはトルエンまたはキシレンのような芳香
族炭化水素である。溶剤は出発成分の合計量の約２〜５
重量倍の量で使用される。

本発明の方法により形成される生成化合物のうち空気に
対して敏感なものがあるので、この反応を空気に排除し
て、例えば窒素またはアルゴン雰囲気下に行うのが有利
であることが判明している。

また、90％またはそれ以上のシトラールが反応するま
で、反応混合物を反応条件で保持するのが有利である。

連続方式で本発明の方法を実施する場合には、触媒をカ
ラム内または、混合した反応物が、好ましくは約90％以
上のシトラールが反応するような速度と時間で通過する
別の容器内に載置する。そして流出溶液を、場合により
粗生成物の貯蔵容器に通して、回収に回し、さらにその
時点で過剰のケトンを、可能な再利用のために取り除
く。次いで好ましくは二酸化炭素のような弱酸で処理
し、濾過して残存する固形物を濾去することにより残留
生成物から溶解した触媒を取り除き、次いで蒸留して生
成物を単離する。

以下の実施例に本発明の方法と工程を記載し、本発明を
実施するための本発明者により考えられた最もよい方式
を説明するが、本発明を限定するものではない。

例１シトラール2.0g(95％、12.5ミリモル）、アセトン15.0g
（259ミリモル）および水酸化リチウム一水和物4.0g
(95ミリモル、７．６当量）の混合物を撹拌しながら還
流し、種々の時間で分析用に試料を採取する。結果を以
下の表１に示す。

この混合物を濾過し、固形物をアセトンで洗浄し、二酸
化炭素で処理した濾液を合わせ、次いで減圧下に蒸発さ
せる。残留した黄色の油状物は重量2.76g で、ＧＣ分析
によりプソイドイオノン77.8重量％（収率89.5モル％に
相当）を含むことがわかった。

水酸化リチウム一水和物の量を0.19当量まで減少させる
と、プソイドイオノンの比較的高い収率、87.0％が得ら
れる。このことは、溶解した水酸化リチウムが反応に触
媒作用をし、その必要量が還流温度で溶液を飽和するの
にちょうど充分な量であることを示している。

例２この例では、先行技術の水酸化ナトリウム水と比べて水
酸化リチウムを用いることにより得られる改善点を説明
する。

反応Ａ−水酸化リチウムシトラール4.0g(95％、25ミリモル）、アセトン15.2g
（262ミリモル、10.5当量）および水酸化リチウム一水
和物4.0g(95ミリモル、3.8当量）の混合物を加熱して４時間還流する。 5.7g の粗油状物
はプソイドイオノン74.1重量％（収率87.7モル％に相
当）を含有する。

反応Ｂ−水酸化ナトリウム水シトラール2.0g(95％、12.5ミリモル）、アセトン7.6g
（132ミリモル、10.5当量）、10％濃度の水酸化ナトリ
ウム 0.6g（１．６ミリモル、0.12当量）および水 1.4g
の混合物を室温で19時間撹拌する。 2.9g の粗油状物
はプソイドイオノン64.7重量％（収率76.7モル％に相
当）を含有する。

例３シトラール 500g(75％)およびアセトン2008ｇを水酸化
リチウル一水和物５ｇを存在下に１％のシトラールが残
るまで還流して加熱する（50-60℃）。粗油状物を８％
濃度のリン酸水で中和し、アセトンを取り除き、そして
水および重炭酸ナトリウム水で洗浄すると、85％のモル
収率でプソイドイオノンが得らえる。この生成物は、先
行技術の水酸化ナトリウム法でのイソシトラールアルド
ール３％と比較して、イソシトラールアルドール不純物
１％を含む。

シトラール7.6g(95％、 47.5ミリモル)、メチルエチル
ケトン18.0g （250ミリモル、 5.3当量）、水酸化リチ
ウル一水和物 0.2g (4.8ミリモル、０．１当量)および
Ｃ₁₃内部標準 1.0g の混合物を撹拌しながら５時間還流
する。シトラール97.5％の転化率は、メチルプソイドイ
オノンの収率は85モル％であった。関連した異性体の比
率は次の通りである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シトラールと式〔式中Ｒ_１は炭素原子数１〜２５のヒドロカルビル基を
表し；Ｒ_２は無関係に水素原子および炭素原子数１〜１
０の脂肪族ヒドロカルビル基からなる群から選択され；
Ｒ_１とＲ_２は、それらが結びついている２個の隣接炭素
原子と一緒になった場合脂肪族環の構成要素である。〕で表されるケトンとを、触媒的割合の水酸化リチウムの
存在下に縮合させることを特徴とする、式〔式中Ｒ_１とＲ_２は上述の意味を有する。〕で表される化合物の製造方法。
【請求項２】ケトンがアセトンである、請求項１記載の
方法。
【請求項３】触媒が水酸化リチウム一水和物である、請
求項１記載の方法。
【請求項４】反応混合物を、触媒を詰めたカラムに通過
させる、請求項１記載の方法。
【請求項５】方法が連続的に行われる、請求項１記載の
方法。
【請求項６】生成物の混合物をろ過して固体の水酸化リ
チウムを除去し、次いで二酸化炭素で処理して溶解した
水酸化リチウムを炭酸リチウムに変換する、請求項１記
載の方法。
【請求項７】反応混合物を水酸化リチウム一水和物で飽
和させる、請求項１記載の方法。
【請求項８】シトラールとアセトンとの混合物を、水酸
化リチウム一水和物を詰めたカラムに通して循環させ
る、請求項１記載の方法。
【請求項９】ケトンがメチルエチルケトンである、請求
項１記載の方法。
【請求項１０】ほぼ無水の条件下に行われる、請求項１
記載の方法。