JPH07267970A

JPH07267970A - ホスホニウム塩の製造方法

Info

Publication number: JPH07267970A
Application number: JP6062286A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Fukumoto; 毅彦福本; Kazufumi Hirokawa; 一史広川; Kurao Okada; 倉男岡田
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-17
Anticipated expiration: 2018-11-17
Also published as: US5481040A; EP0675130A2; EP0675130A3; JP3467307B2; EP0675130B1

Abstract

(57)【要約】【目的】ウィッティヒ反応によってオレフィン化合物
を合成する過程における、塩化物を用いた効率的なホス
ホニウム塩の製造方法を提供する。【構成】一般式Ｒ¹ ₃Ｐ（式中、Ｒ¹は、フェニル基ま
たは炭素数２〜８の直鎖アルキル基を表す。）で表され
るホスフィン化合物と一般式【化１】（式中、Ｒ²は、水素原子、アルキル基、不飽和結合を
有する炭化水素基、または分子内に保護基により保護さ
れた水酸基を有する炭化水素基を表し、Ｒ³は水素原
子、飽和炭化水素基、または不飽和炭化水素基を表
す。）で表される第１級または第２級塩化物との反応に
おいて、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアセトアミド、およびＮ，Ｎ−１，３−ジメチル−
２−イミダゾリジノンの中から選ばれる溶媒中で、一般
式ＭＢｒまたはＭＩ（式中、ＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋを表
す。）で表されるアルカリ金属塩の存在下に反応させ
る、ホスホニウム塩の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種化学品、農薬、医
薬、香料、生理活性物質およびその中間体に存在するオ
レフィン化合物をウィッティヒ反応により合成する過程
において不可欠のホスホニウム塩の製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ホスホニウム塩を塩基で脱プロトン化し
てホスホランを生成させ、これにアルデヒドやケトンを
反応させると特異的に位置選択的にビニル基に変換する
ウィッティヒ反応は、優れたオレフィン合成法の１つで
あり、有機合成化学上、極めて有効な手段となってい
る。ウィッティヒ反応については、すでに数多くの報告
があり、その中において一般的なホスホニウム塩の調製
方法は、トリフェニルホスフィンに代表されるホスフィ
ン類と第１級または第２級ハロゲン化物を溶媒中あるい
は無溶媒で加熱下反応させるというものである（Ｏｒ
ｇ．，Ｒｅａｃｔ．，１４，２７０（１９６５）および
新実験化学講座１４、有機化合物の合成と反応（Ｉ）ｐ
２２４，丸善（１９７７）参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般にホスホニウム塩
は、ホスフィン類と反応性の高い第１級や第２級のハロ
ゲン化物からＳ_N２型の反応様式で合成される。したが
って、ハロゲンの種類による反応速度は、Ｉ〉Ｂｒ〉Ｃ
ｌの順で低下するのが普通である。現在までに数多くの
反応例が報告されているが、その反応速度からして臭化
物またはヨウ化物を用いた反応例がその大半を占めてい
る（Ｏｒｇ．Ｒｅａｃｔ．，１４，３８８（１９６５）
参照）。また、反応は、温度と反応時間にも依存し、高
温下で長時間反応させると、その反応率が高くなる。

【０００４】一方、ウィッティヒ反応によって所望のオ
レフィンを純度良く得るためには、その前段階のハロゲ
ン化物を精製しておくことが極めて大切である。工業的
に最も頻繁に用いられるのが蒸留操作であるが、その沸
点もＩ〉Ｂｒ〉Ｃｌの順で低くなる。したがって、加熱
下に蒸留するという点では、塩化物が熱に対する安定度
から最も優位であり、ヨウ化物と臭化物は、一般に熱安
定性に乏しく、蒸留中に変質してしまう危険性が大き
く、細心の注意を要する。とりわけ、分子内に他の官能
基を有するハロゲン化物の場合、工業的規模の蒸留に耐
えられないと思われるものも少なくない。

【０００５】以上述べたように、ハロゲン化物が塩化物
の場合、蒸留では沸点が低く、優位である反面、ホスホ
ニウム塩に変換する速度が小さいという欠点がある。か
かる欠点の解消のため、ある程度、反応温度を上昇させ
ることによって、そのホスホニウム塩生成速度は増大す
るが、同時に塩化物の変質する危険性も増大することに
なる。したがって、塩化物を使って効率的にホスホニウ
ム塩を製造する方法が求められていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
課題を解決すべく鋭意検討した結果、一般式Ｒ¹ ₃Ｐ（式
中、Ｒ¹は、フェニル基または炭素数２〜８の直鎖アル
キル基を表す。）で表されるホスフィン化合物と一般式

【化２】（式中、Ｒ²は、水素原子、アルキル基、不飽和結合を
有する炭化水素基、または分子内に保護基により保護さ
れた水酸基を有する炭化水素基を表し、Ｒ³は、水素原
子、飽和炭化水素基、または不飽和炭化水素基を表
す。）で表される第１級または第２級塩化物との反応に
おいて、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアセトアミド、およびＮ，Ｎ−１，３−ジメチル−
２−イミダゾリジノンの中から選ばれる溶媒中で、一般
式ＭＢｒまたはＭＩ（式中、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、または
Ｋを表す。）で表されるアルカリ金属塩の存在下に反応
させることにより、極めて良好に温和にホスホニウム塩
へ導くことができることを見出し、本発明を完成した。

【０００７】本発明は、アルカリ金属塩によるハロゲン
交換反応と、ホスホニウム塩合成反応とを同一溶媒中で
行なうものである。これらの化学反応を次に示す。

【化３】ハロゲン交換反応によく用いられる溶媒は、アセトン、
２−ブタノール、エタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルム
アミド（以下、ＤＭＦと略す。）である。しかし、ウィ
ッティヒ反応において使用することのできない溶媒を考
慮すると、これらのうちアセトン、２−ブタノール、エ
タノールは除外される。一方、ホスホニウム合成反応に
よく用いられる溶媒としては、アセトニトリル、ＤＭ
Ｆ、トルエン、ベンゼン等が用いられることが多い（Ｌ
ｉｅｂｉｇＡｎｎ．Ｃｈｅｍ．１７０５〜１７２０
（１９８１））。

【０００８】上記２つの反応を同一溶媒中で行なうのに
適する溶媒を検討した結果、ＤＭＦの他に、下の化学式
で表されるＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（以下、ＤＭ
ＡＣと略す。）

【化４】、および下の化学式で表されるＮ，Ｎ−１，３−ジメチ
ル−２−イミダゾリジノン（以下、ＤＭＩと略す。）

【化５】が選定された。これらの溶媒は、塩化物１モルに対して
５０〜５００ｇの割合で使用する。５０ｇ未満である
と、ハロゲン交換反応が遅くなり、５００ｇを越える
と、それ以上使用しても反応速度に変化がなく、特に過
剰使用の必要はない。溶媒量によってアルカリ金属塩の
溶解度が異なり、ハロゲン交換反応速度が変わってくる
場合がある。したがって、反応速度を上げるためには多
めに溶媒を使用した方がよい。好ましくは塩化物１モル
に対して２００〜５００ｇである。

【０００９】次に、一般式Ｒ¹ ₃Ｐで表されるホスフィン
化合物の具体例を挙げると、容易に入手可能なトリフェ
ニルホスフィンが一般的に使用されており、ウィッティ
ヒ反応の例も多い。また、トリエチルホスフィン、トリ
ｎ−プロピルホスフィン、トリｎ−ブチルホスフィン、
トリｎ−ヘキシルホスフィン、トリｎ−オクチルホスフ
ィン等も本発明に供することができる。使用量は、塩化
物１モルに対して１．０〜２．０モルである。１．０モ
ル未満であると、化学量論的にホスフィンが不足し、塩
化物が残ってしまい、２．０モルを越えると、ホスフィ
ン化合物が過剰となって、ウィッティヒ反応後のオレフ
ィンの単離が困難となる。

【００１０】第１級塩化物の例としては、８−（テトラ
ヒドロ−２−ピラニルオキシ）オクチルクロライド、９
−トリメチルシリルオキシノニルクロライド、１０−ア
セトキシデシルクロライド、４−ヘプテニルクロライ
ド、４−デセニルクロライドなどが挙げられる。第２級
塩化物の例としては、２−クロロヘキサン、３−クロロ
ヘプタン、４−メチル−２−クロロヘキサンなどが挙げ
られる。

【００１１】一般式ＭＢｒまたはＭＩで表されるアルカ
リ金属塩の具体例を挙げると、臭素塩として、ＮａＢ
ｒ、ＫＢｒ、ＬｉＢｒが挙げられ、ヨウ素塩として、Ｎ
ａＩ、ＫＩ、ＬｉＩが挙げられる。これらはいずれも、
塩化物１モルに対して０．９〜３．０モル使用する。
０．９モル未満であると、ホスホニウム塩の生成速度が
遅くなり、３．０モルを越えると、これ以上加えてもホ
スホニウム塩の生成速度が増大しなくなる。一般にハロ
ゲン交換反応は可逆的であり、交換反応によって生じる
塩の溶解度が大きいときは交換が不完全となる。しか
し、交換した臭化物、ヨウ化物は、ホスフィン類と反応
し、ホスホニウム塩となり、消費されるため、平衡は、
交換反応が進行する方へ傾くことになる。したがって、
ハロゲン交換反応は可逆的であるが、大過剰のアルカリ
金属塩は必ずしも必要ではない。一般に、臭素塩よりも
ヨウ素塩の方が反応速度が大きい。ただし、リチウム金
属塩（ＬｉＢｒ、ＬｉＩ）を用いる場合、ウィッティヒ
反応をそのままアルカリ金属塩の存在下に行なうと、シ
ス体の選択性を低下させる場合があるので注意を要す
る。

【００１２】反応温度および反応時間は、通常、アルキ
ルクロリドを用いる場合、４０〜２００℃で５〜３０時
間である。塩化物内に不飽和結合を有する場合には、通
常６０〜１２０℃で約１０〜２０時間であり、反応の際
に異性化を伴う可能性がある。また、分子内に保護基に
より保護された水酸基を有する塩化物の場合には、反応
温度を上げすぎると保護基がはずれることがあるため、
注意が必要であるが、６０〜１００℃で１０〜３０時間
反応すれば、ほぼ９５％以上の反応率で反応が進行す
る。また、塩化物が低沸点の場合、オートクレーブ中、
加圧下で反応を行なうこともできる。

【００１３】

【実施例】以下、具体的実施例により本発明を説明する
が、本発明はこれらの実施例の記載事項に限定されるべ
きものではない。反応条件反応器にトリフェニルホスフィン２６．２ｇ（０．１モ
ル；塩化物１モルに対して１モル）、溶媒３０ｇ（塩化
物１モルに対して３００ｇ）、アルカリ金属塩を所定量
入れ、さらに塩化物０．１モルを入れ、窒素ガス雰囲気
下に所定の反応温度、時間で反応を行なった。反応後、
室温まで冷却してｎ−オクチルアルコール１０ｇを加え
て、これを内部標準とし、ガスクロマトグラフィー（Ｇ
Ｃ）分析して下式のようにｎ−オクチルアルコールに対
する塩化物の減少率を算出し、これを反応率とみなして
反応の進行を推算した。反応率塩化物減少率＝｛（Ｃ×Ｂ÷Ａ）−Ｄ｝÷（Ｃ
×Ｂ÷Ａ）×１００Ａ：反応前のｎ−オクタノールのＧＣ（％）Ｂ：反応前の塩化物のＧＣ（％）Ｃ：反応後のｎ−オクタノールのＧＣ（％）Ｄ：反応後の塩化物のＧＣ（％）

【００１４】１）ｎ−デシルトリフェニルホスホニウム
ブロミドの調製アルカリ金属塩として、２０．４ｇ（塩化物１モルに対
して２．１モル）のＮａＢｒ（実施例１〜４、比較例１
〜３）、２３．６ｇ（塩化物１モルに対して２．１モ
ル）のＫＢｒ（実施例５）、１７．２ｇ（塩化物１モル
に対して２．１モル）のＬｉＢｒ（実施例６）を用い
た。塩化物として、１７．７ｇのＣＨ₃（ＣＨ₂）₉Ｃ
ｌを用いた。反応条件および結果を表−１に示す。

【表１】

【００１５】２）８−（テトラヒドロ−２−ピラニルオ
キシ）オクチルトリフェニルホスホニウムブロミドの調
製アルカリ金属塩として、２０．４ｇ（塩化物１モルに対
して２．０モル）のＮａＢｒ（実施例７〜９、比較例
４，５）、２３．６ｇ（塩化物１モルに対して２．０モ
ル）のＫＢｒ（実施例１０）を用いた。塩化物として、
下の化学式で表される化合物を２９．１ｇ用いた。

【化６】反応条件および結果を表−２に示す。

【表２】

【００１６】３）Ｚ−４−オクテニルトリフェニルホス
ホニウムブロミドの調製アルカリ金属塩として、１５．３ｇ（塩化物１モルに対
して１．５モル）のＮａＢｒ（実施例１１〜１３、比較
例６）、１７．２ｇ（塩化物１モルに対して２．０モ
ル）のＬｉＢｒ（実施例１４）を用いた。塩化物とし
て、下の化学式で表される化合物を１４．６ｇ用いた。

【化７】反応条件および結果を表−３に示す。

【表３】

【００１７】４）９−（トリメチルシリルオキシ）ノニ
ルトリフェニルホスホニウムブロミドの調製アルカリ金属塩として、１５．３ｇ（塩化物１モルに対
して１．５モル）のＮａＢｒ（実施例１５〜１７、比較
例７）を用いた。塩化物として、下の化学式で表される
化合物を２５．０ｇ用いた。

【化８】反応条件および結果を表−４に示す。

【表４】

【００１８】５）Ｚ−４−デセニルトリフェニルホスホ
ニウムヨージドの調製アルカリ金属塩として、１８．０ｇ（塩化物１モルに対
して１．２モル）のＮａＩ（実施例１８）、２３．０ｇ
（塩化物１モルに対して１．５３モル）のＮａＩ（実施
例１９、比較例８）、２１．６ｇ（塩化物１モルに対し
て１．３モル）のＫＩ（実施例２０）を用いた。塩化物
として、下の化学式で表される化合物を１７．５ｇ用い
た。

【化９】反応条件および結果を表−５に示す。

【表５】

【００１９】応用例（１）Ｚ−９−トリコセンの合成（イエバエＭｕｓｃ
ａｄｏｍｅｓｔｉｃａの性フェロモン）反応器に１３１ｇのトリフェニルホスフィン、６０ｇの
ＤＭＦ、１０２ｇのＮａＢｒ、１１０ｇ（０．４７モ
ル）の１−クロロテトラデカンを加え、１２０℃で２０
時間、Ｎ₂雰囲気下で攪拌した。次に３０ｍｍＨｇに減
圧して、ＤＭＦがほぼ出なくなるまで回収した。残渣に
ＴＨＦ１リットルを加え、ｎ−ブチルリチウムヘキサン
溶液（１５％）３２０ミリリットルを０〜１０℃で滴下
し、次に−３０℃に冷却して７０ｇのノニルアルデヒド
を１時間かけて滴下した。反応後、水１０ミリリットル
を入れて反応を止め、減圧下でＴＨＦを回収した。残渣
にｎ−ヘキサン、純水を各４００ミリリットル入れ、生
じた不溶のトリフェニルホスフィンオキシドを濾別し
た。得られた有機層を純水５００ミリリットルで洗浄し
た。減圧下でｎ−ヘキサンを除去した残渣を蒸留したと
ころ、９６．６ｇの９−トリコセン（Ｚ体８８％、Ｅ体
１２％）が得られた。その沸点は、２ｍｍＨｇで１９５
〜１９９℃であった。

【００２０】（２）Ｚ・Ｅ−９，１１−テトラデカジエ
ニルアセタートの合成（ハスモンヨトウＳｐｏｄｏｐ
ｔｅｒａｌｉｔｕｒａの性フェロモン）反応器に１３１ｇのトリフェニルホスフィン、２００ｇ
のＤＭＦ、１０２ｇのＮａＢｒ、１２５ｇの９−（トリ
メチルシリルオキシ）ノニル−１−クロリドを加え、１
００℃で２０時間、Ｎ₂雰囲気下で攪拌した。次にＴＨ
Ｆ１リットルを加え、０℃に冷却し、５６ｇのｔｅｒｔ
−ブトキシカリウムを加え、１時間攪拌し、次に４３ｇ
のＥ−２−ペンテナールを−２０℃で滴下した。反応
後、ＴＨＦを減圧下で除去し、残渣に純水、ｎ−ヘキサ
ン各４００ミリリットルを入れ、生じた不溶のトリフェ
ニルホスフィンオキシドを濾別した。得られたヘキサン
層に６０ｇのトリエチルアミンを入れ、４７ｇの塩化ア
セチルを滴下し、アセチル化した。反応後、純水５００
ミリリットルで２回洗浄し、有機層のｎ−ヘキサンを除
去した残渣を減圧蒸留したところ、１５１ｇの９，１１
−テトラデセニルアセタート（Ｚ・Ｅ体８７％、Ｅ・Ｅ
体１３％）が得られた。その沸点は、３ｍｍＨｇで１４
３〜１４７℃であった。

【００２１】

【発明の効果】本発明によると、塩化物を使って効率的
にホスホニウム塩を製造することが可能である。従来の
ように塩化物を使用して直接ホスホニウム塩を調製しよ
うとすると、反応を完結させることが困難であり、不完
全な反応の結果として未反応塩化物が残る。この残存し
た塩化物は、ウィッティヒ反応時に使用する塩基と反応
してしまうため、ホスホニウム塩中から未反応塩化物を
除去する精製作業が不可欠である。本発明によれば、未
反応塩化物の残存を極力低く抑えることができ、未反応
塩化物の精製作業が不要となり、ホスホニウム塩の合成
反応液をそのままウィッティヒ反応に供することができ
る。また、ウィッティヒ反応に好ましい他の溶媒、例え
ばＴＨＦ等を添加しての反応も可能である。このよう
に、反応工程の煩雑さから開放される。さらに、ホスホ
ニウム塩合成反応液から本発明で使用した溶媒を回収
し、再結晶などの一般的精製法でホスホニウム塩を精製
して、他の溶媒系でウィッティヒ反応を行なうこともで
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡田倉男新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地の１信越化学工業株式会社合成技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式Ｒ¹ ₃Ｐ（式中、Ｒ¹は、フェニル
基または炭素数２〜８の直鎖アルキル基を表す。）で表
されるホスフィン化合物と一般式【化１】（式中、Ｒ²は、水素原子、アルキル基、不飽和結合を
有する炭化水素基、または分子内に保護基により保護さ
れた水酸基を有する炭化水素基を表し、Ｒ³は、水素原
子、飽和炭化水素基、または不飽和炭化水素基を表
す。）で表される第１級または第２級塩化物との反応に
おいて、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアセトアミド、およびＮ，Ｎ−１，３−ジメチル−
２−イミダゾリジノンの中から選ばれる溶媒中で、一般
式ＭＢｒまたはＭＩ（式中、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、または
Ｋを表す。）で表されるアルカリ金属塩の存在下に反応
させることを特徴とするホスホニウム塩の製造方法。