JPH07285978A - Wittigエステル塩の製造法 - Google Patents
Wittigエステル塩の製造法Info
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Abstract
金属又はアルカリ土類金属次亜塩素酸塩を用いてα−塩
素化し、かくして得られる2−クロロ−2−メチル−3
−ブテンニトリルを最初にアルカノールを用いてアルカ
ノーリシスに付して対応するアルキル2−クロロ−2−
メチル−3−ブテノエートを得、続いてこれをトリフェ
ニルホスフィンと反応させて所望の(3−アルコキシカ
ルボニル−2−ブテニル)トリフェニルホスホニウムク
ロリドを得る。続いてこれを濃硫酸の存在下でアルカノ
ールを用いてアルカノーリシスに付して所望の(3−ア
ルコキシカルボニル−2−ブテニル)トリフェニルホス
ホニウムエチルサルフェートを得る。 【効果】 入手の容易な出発材料から少ないプロセス段
階で経済的に(3−アルコキシカルボニル−2−ブテニ
ル)トリフェニルホスホニウムクロリド又はエチルサル
フェートを得ることができる。
Description
(3−アルコキシカルボニル−2−ブテニル)トリフェ
ニルホスホニウムクロリド又はエチルサルフェートの製
造のための新規な方法に関し、そのそれぞれはカロチノ
イドの化学の分野において種々のポリエンカルボン酸エ
ステルの製造のための重要なC5構成単位として知られ
ている。
−2−ブテニルトリフェニルホスホニウムクロリドは既
知の通りエチルγ−クロロ−チグレートからトルエン中
の約110℃におけるトリフェニルホスフィンとの反応
により容易に製造することができる[Nuerrenb
ach et al.,Liebigs Ann.Ch
em.1977,1146−1159]。エチルγ−ク
ロロ−チグレート自身及び他の低級アルキルγ−ハロ−
チグレートは種々の既知の方法に従って製造できる。例
えば: −アルキルチグレート(alkyl tiglate)
からZiegler臭素化(四塩化炭素中でN−ブロモ
スクシンイミドを用いる)による方法[Inhoffe
n et al.,Liebigs Ann.Che
m.580,1(1953);Inhoffen et
al.,Liebigs Ann.Chem.58
0,7(1953);ならびにKorte et a
l.,Ber.89,2675(1956)を参照]。
しかしDreiding et al.,[Helv.
Chim.Acta 53,383(1970);Co
zzi et al.,Tetr.Lett.31,5
661(1990)も参照]は後にこの臭素化が位置選
択的に進行せず、常に2つのアルキルγ−ブロモ−チグ
レート異性体(所望)及び2−アルコキシカルボニル−
1−ブロモ−2−ブテン(副生成物)の混合物を与え、
これらは互いの分離が非常に困難であることを示すこと
ができた。
シウムクロリドとの反応(又はブロモマグネシウムアセ
チリドとの反応及び続いて部分的水素化)、及びその後
チオニルクロリド(Nuerrenbach et a
l.,同上)又は三ハロゲン化リン(Kitahara
et al.,Tetrahedron 44,47
13(1988)]を用いたアリル転位による方法。し
かしこれらの方法は高価であり、工業的観点からは興味
がない。
3P=C(CH3)COOC2H5とクロロアセトアルデヒ
ドとのWittig反応を用いる方法[Alberts
onet al.,J.Med.Chem.20,60
2(1977)ならびにStotter et a
l.,Tetra.Lett.1975,1679]。
この方法も高価であり、工業的観点からは興味がない。
発してエタノーリシスに、ハロゲン化及び続いて脱ハロ
ゲン化水素による方法(ドイツ特許出願公開第3,24
4,273号ならびに米国特許第4,937,308号
明細書)。この方法も比較的高価であり、さらに不満足
な結果を与えることが見いだされた。ならびに −メチルビニルケトンをシアン化水素酸と反応させ、続
いてかくして得られるニトリルをエステルに変換し(P
inner反応)、エステルをチオニルクロリド又は他
のハロゲン化剤を用いてアリル転位させる(ドイツ特許
出願公開第2,852,343号及びNuerrenb
ach et al.,同上)ことによる方法。この方
法の欠点は中でも毒性の高い試薬であるシアン化水素
酸、チオニルクロリド及びメチルビニルケトンの使用で
ある。
易に入手できる出発材料から出発して、可能な限り少な
いプロセス段階を用い、従来技術における前記の欠点を
可能な限り避けて、(3−アルコキシカルボニル−2−
ブテニル)トリフェニルホスホニウムクロリド及び対応
するエチルサルフェートを製造することである。
チルサルフェートイオン(Cl-又はC2H5OSO
2O-)を示す]の(3−アルコキシカルボニル−2−ブ
テニル)トリフェニルホスホニウムクロリド又はエチル
サルフェートの製造のための本発明の方法は、式 CH2=CHCH(CH3)CN II の2−メチル−3−ブテンニトリルをアルカリ金属又は
アルカリ土類金属次亜塩素酸塩を用いてα−塩素化し、
かくして得られる式 CH2=CHC(Cl)(CH3)CN III の2−クロロ−2−メチル−3−ブテンニトリルを、最
初にRがアルキル基を示すアルカノールROHを用いて
アルカノーリシスに付し、対応する一般式 CH2=CHC(Cl)(CH3)COOR IV のアルキル2−クロロ−2−メチル−3−ブテノエート
を得、続いてこれをトリフェニルホスフィンと反応させ
て一般式 Cl-(C6H5)3P+CH2CH=C(CH3)COOR I’ の所望の(3−アルコキシカルボニル−2−ブテニル)
トリフェニルホスホニウムクロリドを得るか、あるいは
最初にトリフェニルホスフィンと反応させて式 Cl-(C6H5)3P+CH2CH=C(CH3)CN V の(3−シアノ−2−ブテニル)トリフェニルホスホニ
ウムクロリドを得、続いてこれを濃度硫酸の存在下でア
ルカノールROHを用いてアルカノーリシスに付して一
般式 C2H5OSO2O-(C6H5)3P+CH2CH=C(CH3)COOR I” の所望の(3−アルコキシカルボニル−2−ブテニル)
トリフェニルホスホニウムエチルサルフェートを得る段
階を含む。
て、「アルキル基」(R)という用語は特に炭素数が1
〜4の直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル基を意味する。
このアルキル基はメチル又はエチルが好ましく、エチル
が特に好ましい。上記方法の第1段階で用いられるアル
カリ金属又はアルカリ土類金属次亜塩素酸塩は特に次亜
塩素酸トナリウム、次亜塩素酸カリウム又は次亜塩素酸
カルシウムである。
示すことができる:
I’の場合:変法1) I”:X-=C2H5OSO2O-(II→III→V→
I”の場合:変法2) 本発明の方法で用いる出発材料は容易に入手することが
でき、同時に簡単に得られる2−メチル−3−ブテンニ
トリルであり、これはアジポニトリル製造における副生
成物又は廃生成物であり、ブタジエンをシアヌール酸で
直接シアン化水素化することにより生ずる(例えば米国
特許第3,850,973号明細書を参照)。
ら製造される式IIIの2−クロロ−2−メチル−3−
ブテンニトリル、ならびに次のプロセス段階の2つの変
法のそれぞれにおいて製造される中間体、すなわち式I
Vのアルキル2−クロロ−2−メチル−3−ブテノエー
ト及び式Vの(3−シアノ−2−ブテニル)トリフェニ
ルホスホニウムクロリドは、他方で新規な化合物であ
る。これらの新規な化合物は本発明のさらに別の特徴を
なす。
リウム、次亜塩素酸カリウム又は次亜塩素酸カルシウム
の水溶液、及び必要に応じて、本質的に水と非混和性の
非プロトン性有機溶媒を用い(2相溶媒系)、触媒を用
いずに、あるいは相間移動触媒の存在下で比較的低温に
おいて簡単に行われる。約13%w/w(重量%)の濃
度を有する市販の水溶液「Javelle水」は特に適
した次亜塩素酸ナトリウム水溶液である。約13重量%
以下の濃度を用いることもできるが、この場合2−メチ
ル−3−ブテンニトリル出発材料が塩素化に不活性であ
る2−メチル−2−ブテンニトリルに異性化する傾向の
増加が観察される。次亜塩素酸塩の濃度が約10〜約2
0%w/wの範囲の次亜塩素酸ナトリウム又は次亜塩素
酸カリウム水溶液を用いて最良の結果が得られる。塩素
化剤として次亜塩素酸カルシウムを用いる場合、一般に
いくらか高い濃度範囲、すなわち約25〜約35%w/
wを適用する。それぞれ炭素数が最高6の脂肪族エーテ
ル、場合によりハロゲン化された低級アルカン、又は低
級シクロアルカン、あるいは石油エーテルが特に有機溶
媒として考慮される。好ましい有機溶媒はジエチルエー
テル、ジイソプロピルエーテル、n−ヘキサン、メチレ
ンクロリド、四塩化炭素及びシクロヘキサンである。考
慮される相間移動触媒は特に第4アンモニウム塩であ
り、中でもAliquat336、テトラブチルアンモ
ニウムビサルフェート、ベンジルトリブチルアンモニウ
ムクロリド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリ
ド、テトラメチルアンモニウムクロリド及びテトラエチ
ルアンモニウムブロミドが含まれ、特に低級アルキル置
換基を有するアンモニウム塩、例えばテトラメチルアン
モニウムクロリド及びテトラエチルアンモニウムブロミ
ドが好ましい。触媒を用いる場合、出発材料の量に基づ
いて一般に約2〜5モル%の触媒を用いる。α−塩素化
は約0℃から室温、特に約5〜約10℃の温度範囲で行
うのが好ましい。一般に反応温度が高い程反応は速く完
了する。約5℃の反応温度の場合、5時間後の変換率は
わずか約55%であるが、約10℃の反応温度の場合、
8時間後に約90%の変換率が得られる。
2−クロロ−2−メチル−3−ブテンニトリルから式I
Vのアルキル2−クロロ−2−メチル−3−ブテノエー
トへのアルカノール分解は、適した溶媒中の2−クロロ
−2−メチル−3−ブテンニトリルの溶液をあらかじめ
作られたアルカノール中の塩化水素の溶液に加えること
により、又は場合により別の溶媒と混合することができ
るアルカノール中の2−クロロ−2−メチル−3−ブテ
ンニトリルの溶液中に塩化水素ガスを導入することによ
り簡単に行われる。別法の両方共、約0℃ないし室温の
範囲の温度で簡単に行われる。必要な場合にアルカノー
ルに加えて(それと混合して)用いられる適した溶媒は
低級脂肪族エーテル、例えばジエチルエーテル又はジイ
ソプロピルエーテルであり、アルカノール:エーテル体
積比は簡便に言うと約5:1〜約1:2、特に1:1で
ある。しかしエーテルの代わりに前段階で溶媒として用
いられた例えば低級アルカン、例えばn−ヘキサン又は
低級シクロアルカン、例えばシクロヘキサンを用いるこ
とができる。例えばトルエンなどの他の溶媒を用いるこ
ともできるが、変換率にいくらか負の影響を与えると思
われる。アルカノール又は反応媒体中の塩化水素の濃度
に関し、温度−依存的飽和限界近辺の濃度を得る努力を
した(striven for)。エタノール中の塩化
水素の溶液の添加の場合、0〜20℃の温度範囲におけ
るエタノール性塩化水素の塩化水素含有率は例えば約4
7〜約41%である。一般にアルキル2−クロロ−2−
メチル−3−ブテノエートの収率は本質的に塩化水素濃
度の増加と共に増加する。さらにアルカノール分解の開
始時における反応混合物の温度は、アルカノール相から
の塩化水素ガスの不必要な損失を避けるために簡便に言
うと約10℃を越えてはならない。次いで反応の経過中
に温度を、例えば約2.5℃/時で連続的に上昇させる
とができ、約15℃〜約17.5℃の温度で最良の結果
が実現できると思われる。
応混合物を、簡便に言うと0℃で反応混合物に氷/水混
合物を加えるか、又はその逆により加水分解する。通常
添加の間に塩化アンモニウム結晶がアルカノール相から
析出し、加えられる水/氷の量に依存して再度、完全に
溶液となる。
り、それぞれの溶媒は第2プロセス段階でも用いること
ができるので、ある状況下でα−塩素化段階の粗生成物
を例えばジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、
n−ヘキサン又はシクロヘキサンなどの第1プロセス段
階で用いた溶媒を分離せずに次のアルカノール分解で直
接反応させることができる。
階、すなわちアルキル2−クロロ−2−メチル−3−ブ
テノエートの式I’のホスホニウム塩、(3−アルコキ
シカルボニル−2−ブテニル)トリフェニルホスホニウ
ムクロリドへの変換の場合、驚くべきことにトリフェニ
ネホスフィンとの反応を有機溶媒中で高温において、例
えば約90〜約150℃の温度範囲、好ましくは約11
0〜約130℃、特に反応混合物の還流温度で(溶媒と
してトルエンを用いる場合は約110℃)行うことがで
き、有機溶媒として芳香族化合物、例えばベンゼン、ト
ルエン又はキシレン、ジアルキルケトン、例えばメチル
イソブチルケトン、あるいはアルキルアルカノエート、
例えばエチルn−ブチレート又はエチルイソブチレート
が適していることが見いだされた。
IVのアルキル2−クロロ−2−メチル−3−ブテノエ
ートも前に単離をすることなく第3プロセス段階で用い
ることができるが、例えばn−ヘキサンなどの溶媒を用
いた場合、これはホスホニウム塩の形成に適した溶媒、
例えばトルエンなどの芳香族化合物で置換しなければな
らない。他方、第2プロセス段階でアルカノールを単一
の溶媒として用いた場合、有利なことに式IVのエステ
ルをホスホニウム塩形成に用いる予定の溶媒で抽出し、
それによって溶媒の交換を避けることができる。
後に式III又はIVの各生成物を単離し、精製するこ
とが望ましい場合、これはそれ自体既知の方法で行うこ
とができる。
カノール分解及びホスホニウム塩形成は、本発明の方法
の変法1を示している。変法2では最後の2段階を原則
的に逆の順序で行い、しかしそれによってアルカノール
分解における硫酸の影響下でホスホニウムクロリドの代
わりに対応するエチルサルフェートが得られる。
の2−クロロ−2−メチル−3−ブテンニトリルのトリ
フェニルホスフィンとの反応はすでに記載のホスホニウ
ム塩形成と同様にして、すなわち簡便に言うと芳香族化
合物、例えばベンゼン、トルエン又はキシレン、ジアル
キルケトン又はアルキルアルカノエートを溶媒として用
い、例えば約70℃〜約130℃の温度範囲、好ましく
は反応混合物の還流温度のような高温で行うことができ
る。
2−ブテニル)トリフェニルホスホニウムクロリドの続
くアルカノール分解は、変法1のアルカノール分解と対
照的に、(3−アルコキシカルボニル−2−ブテニル)
トリフェニルホスホニウムエチルサルフェートを得るた
めに塩化水素の代わりに硫酸の存在下で行わなければな
らない。反応の結果は驚くべきと考えなければならず、
比較的過激な反応条件下で行い、簡便に言うとアルカノ
ール及び好ましくは95〜97%の濃硫酸の混合物中で
高温において、好ましくは反応混合物の還流温度で行
う。硫酸に対するアルカノールのモル比は簡便に言うと
約1:1〜約3:1の範囲であり、約2:1が好まし
い。
IIIの生成物を単離し、精製することが望ましい場
合、これもそれ自体既知の方法で行うことができる。し
かし変法1と同様にα−塩素化段階の粗生成物を、第1
プロセス段階で用いた例えばトルエンなどの溶媒を分離
せずにトリフエニルホスフィンと直接反応させることも
できる。
チル−3−ブテノニトリルから[式ClCH2CH(C
l)CH(CH3)CNの]3,4−ジクロロ−2−メ
チルブタンニトリル及び次いで[式ClCH2CH=C
(CH3)CNの]4−クロロ−2−メチル−2−ブテ
ンニトリルを介した(3−シアノ−2−ブテニル)トリ
フェニルホスホニウムクロリドへの進行を含む。各段階
は塩素元素を用いた2−メチル−3−ブテンニトリルか
ら3,4−ジクロロ−2−メチルブタンニトリルへの塩
素化、塩基を用いたこの脱塩化水素、及びかくして得ら
れる4−クロロ−2−メチル−2−ブテンニトリルのト
リフェニルホスフィンとの所望の(3−シアノ−2−ブ
テニル)トリフェニルホスホニウムクロリドを与える反
応を含む。3,4−ジクロロ−2−メチルブタンニトリ
ルは新規な化合物であるが、4−クロロ−2−メチル−
2−ブテンニトリルは既知の化合物である[例えばLu
gtenburg et al.,Recl.Tra
v.Chim.Pays−Bas109,378(19
90)を参照]。
は簡単に場合によりハロゲン化された低級炭化水素を溶
媒として低温で、特に0℃以下で、及び場合により塩基
の存在下で行う。炭素数が最高6の場合によりハロゲン
化された、好ましくは塩素化されたアルカン、例えばn
−ペンタン、n−ヘキサン、メチレンクロリド及び四塩
化炭素が溶媒として特に考慮される。反応を行う温度範
囲は約−80℃〜約+30℃が適しており、約−20℃
〜約+20℃で反応を行うのが好ましい。塩基を用いる
場合、これはピリジンが好ましく、これはさらに溶媒と
して働くことができる。場合により溶媒の一部中の溶液
としての2−メチル−3−ブテンニトリルを残りの溶媒
中の塩素の溶液に加えるのが有利であることが見いださ
れた。しかし逆の添加(塩素溶液の滴下)も行うことが
でき、これは同様の結果に導き、あるいは塩素を2−メ
チル−3−ブテンニトリルの溶液中に直接導入すること
もできる。
又は水中でアルカリ金属アルコレート又はヒドロキシド
を用いて簡単に行うことができる。しかし代わりに場合
によりハロゲン化された低級炭化水素、特に炭素数が最
高6の炭化水素、例えばn−ペンタン、n−ヘキサン又
はメチレンクロリド、あるいは芳香族化合物、例えばト
ルエンを溶媒として用いることができる。さらに溶媒に
依存して相間移動触媒が必要であり、それは例えばハロ
ゲン化炭化水素又は芳香族化合物を用いた場合に使用さ
れる。他方、n−ペンタン又はn−ヘキサンを用いた場
合、相間移動触媒は不必要である。用いることができる
相間移動触媒の例は2−メチル−3−ブテンニトリルの
α−塩素化に関連して上記で挙げたものである。テトラ
ブチルアンモニウムクロリドが特に好ましい。脱塩化水
素は約−20℃〜約+40℃の温度で行うのが適してお
り、室温で行うのが好ましい。
なわち4−クロロ−2−メチル−2−ブテンニトリルと
トリフェニルホスフィンの反応は低級アルカノール、例
えばイソプロパノールを溶媒とし、高温で、好ましくは
反応混合物の還流温度で簡単に行う。
シカルボニル−2−ブテニル)トリフェニルホスホニウ
ムクロリド又はエチルサルフェートはWittigに従
う対応するカルボニル化合物との反応により種々のポリ
エンカルボン酸エステルの製造に用いることができる。
種々の最終生成物の例(アルキルポリエンカルボキシレ
ート)は、β−アポ−8’−カロテン酸アルキルエステ
ル[Guex etal.,米国特許第3,113,9
61号明細書]、β−アポ−4’−カロテン酸アルキル
エステル[ニューロスポラキサンチンアルキルエステ
ル;Isleret al.,Helv.Chim.A
cta 42,864(1959)]及びクロセチンア
ルキルエステル[Buchta et al.,Che
m.Ber.93,1349(1960)]である。
る。
トリル[ガスクロマトグラフィー(GC)により純度は
約85%]を100mlのメチレンクロリド/50ml
の水の混合物に加え、室温で100mlの10%Jav
elle水(約0.15モル)、及びその後3g(10
モル%)の硫酸水素テトラブチルアンモニウムで処理す
る。反応混合物を室温で16時間撹拌し、その後従来の
仕上げを行う。GCにより、単離された粗生成物は56
%の2−クロロ−2−メチル−3−ブテンニトリル及び
19%の2−メチル−2−ブテンニトリルを含む。
℃/80mmHgにおいて蒸留し、第1の留分(5.4
g)を250gのシリカゲル上でn−ヘキサン/酢酸エ
チル(19:1)を溶離剤として用いてクロマトグラフ
ィーにかけ(φ0.04〜0.063)、続いてバルブ
管(bulb−tube)において約50℃/15mm
Hgで蒸留した後、900mgの純粋な無色の2−クロ
ロ−2−メチル−3−ブテンニトリルを得る。純度はG
Cにより約99%である。
(s,3H),5.38(d,J=10Hz,1H),
5.70(d,J=16Hz,1H),5.96(2
d,J1=16,J2=10,1H)ppm。
w,1412s,1050s,943s,803s; MS:115(M+,2),100(14),80(1
00),53(90)。
% Cl30.68% 測定値:C52.10% H5.50% N11.83
% Cl30.75%実施例2 2−クロロ−2−メチル−3−ブテンニトリルの製造
(触媒の使用なし) 500mlのn−ヘキサン中の102g(1.1モル)
の2−メチル−3−ブテンニトリル(GCにより純度は
約84%)をコンデンサー、温度計、サーモスタット及
び機械撹拌機を備えた1lのダブルジャケットフラスコ
に入れ、混合物を混合し、10℃に冷却する。得られた
溶液に次いで700gの13%Javelle水を約2
0分以内で分けて加え、続いて混合物を10℃(氷浴冷
却)で7時間撹拌する。その後混合物及び濯ぎ液(10
0mlのn−ヘキサン)を分液ロートに移し、有機相を
分離する。合わせた有機相を最終的に100mlの脱イ
オン水で洗浄する。
22重量%の2−クロロ−2−メチル−3−ブテンニト
リル(収率はGCにより約89〜92%)を含み、次の
プロセス段階(アルカノール分解)に直接用いることが
できる。
メチル−3−ブテンニトリルを介したエチル2−クロロ
−2−メチル−3−ブテノエートの製造(中間体の単離
及び精製なし−第1「通しプロセス(through
process)」変法) 250mlのn−ヘキサン中の49.0g(0.5モ
ル)の2−メチル−3−ブテンニトリル(純度は約83
%)を機械撹拌機及び温度計を備えた1.5lのスルホ
ン化フラスコに入れ、混合物を約5℃に冷却する(氷
浴)。そこに400g(0.7モル、1.4当量)の約
5℃に予備冷却した新しい13%Javelle水、及
びその後2.8g(26ミリモル、約5モル%)のテト
ラメチルアンモニウムクロリドを撹拌しながら一度に加
える。次いで混合物を約+5℃(氷浴)で約16時間、
及び室温で1時間半撹拌する。その後ヘキサン相を分離
し、フラスコを50mlのn−ヘキサンで濯ぎ、同時に
それを用いて水相を再度抽出する。合わせた有機相をこ
こで50mlの水を用いて洗浄する。得られたn−ヘキ
サン中の粗2−クロロ−2−メチル−3−ブテンニトリ
ルの溶液(約300ml)をここで、機械撹拌機、温度
計及びガス取り入れ管を備えた1.5lのスルホン化フ
ラスコにおいて、あらかじめ5℃で調製した200ml
のエタノール中の130g(3.5モル、7当量)の塩
化水素ガスの溶液に5℃で撹拌しながら30分以内で滴
下する。反応混合物を0〜5℃で約16時間、及び室温
で約2〜3時間撹拌し、次いで300gの氷上に注ぎ、
1時間撹拌する。水相を分離し、150mlで2回、合
計300mlのn−ヘキサンで抽出する。合わせた有機
相を100mlの飽和重炭酸ナトリウム溶液で洗浄し、
30gの無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥し、濾過し、
溶媒(n−ヘキサン)をRaschigカラム(直径:
2.5cm;長さ:30cm)上で常圧において蒸留す
る。残留物をビグルーカラム(NS 29.5;直径:
2.5cm;長さ:20cm)上で12ミリバールにお
いて蒸留する。53〜57℃/12ミリバールの沸点に
おいて64.6g(2−メチル−3−ブテンニトリルに
基づいて77.3%)のエチル2−クロロ−2−メチル
−3−ブテノエートが液体として得られ、これは水と同
様に透明であり、GCにより純度が97.2%である
(保持時間:7.8分)。
(t,J=7Hz,3H),1.86(s,3H),
4.25(q,J=7Hz,2H),5.27(d,J
=12Hz,1H),5.43(d,J=16Hz,1
H),6.21(2d,J1=16Hz,J2=10,1
H)ppm。
w,1265s,1125s,991m,933m; MS:127(M−Cl,5),99(15),91
(32),89(100),53(54)。
0% 測定値:C51.68%,H6.96% Cl21.9
0%実施例4 2−メチル−3−ブテンニトリルから2−クロロ−2−
メチル−3−ブテンニトリルを介したエチル2−クロロ
−2−メチル−3−ブテノエートの製造(中間体の単離
及び精製なし−第2「通しプロセス」変法) この変法は、溶媒及び抽出剤としてn−ヘキサンの代わ
りにシクロヘキサンを用いる以外は上記の第1変法と同
様に行う。
3−ブテンニトリル(純度は約83%)の類似の反応を
用い、反応順序の最後に63.0g(2−メチル−3−
ブテンニトリルに基づいて75.3%)のエチル2−ク
ロロ−2−メチル−3−ブテノエートが水と同様に透明
な無色の液体として得られる(沸点:55〜60℃/1
5ミリバール;GCによる純度97.1%)。
メチル−3−ブテンニトリルを介したエチル2−クロロ
−2−メチル−3−ブテノエートの製造(中間体の単離
及び精製なし−第3「通しプロセス」変法) 250mlの低沸点石油エーテル中の48g(0.5モ
ル)の2−メチル−3−ブテンニトリル(純度は約8
4.5%)を機械撹拌機及びサーモスタットを備えた
1.5lの4つ口スルホン化フラスコに入れる。そこに
250mlの水中の105g(0.5モル)の次亜塩素
酸カルシウムの懸濁液を0℃で撹拌しながら加え、その
後5g(24ミリモル、2.4モル%)のテトラエチル
アンモニウムブロミドを加える。反応混合物を0℃で2
時間、及び室温でさらに16時間撹拌し、試料をGCに
より分析する。これにより粗生成物が中でも41%の2
−クロロ−2−メチル−3−ブテンニトリル及び37%
の出発材料を含むことが示される。
(0.25モル)の次亜塩素酸カルシウムを加え、反応
混合物を室温で24時間、及び30℃で2時間撹拌し、
それによりGCに従って74.3%の2−クロロ−2−
メチル−3−ブテンニトリルを含む生成物を生ずる。懸
濁液を濾過し、フィルター材料を150mlの低沸点石
油エーテルで洗浄する。2相の濾液から有機相を分離
し、50mlの水で洗浄し、無水硫酸ナトリウム上で乾
燥し、濾過する。ここで溶媒をRaschigカラム
(直径:2.5cm、長さ:30cm)上で常圧におい
て、溜の重量が約250gとなるまで蒸留する。ここで
この溶液を200mlのジエチルエーテルで希釈し、あ
らかじめ調製した200mlの無水エタノール中の20
0g(5.5モル、11当量)の塩化水素ガスの溶液に
5℃で撹拌しながら約30分以内に滴下する。混合物を
5℃で約16時間、次いで室温で1時間撹拌する。混合
物の試料のエチル2−クロロ−2−メチル−3−ブテノ
エート含有率は84.6%である。仕上げのために、混
合物を500gの氷上に注ぎ、室温で1時間撹拌し、1
00gの固体塩化ナトリウムで処理する。有機相を分離
し、水相を250mlのジエチルエーテルで3回、合計
750mlで抽出する。合わせたエーテル相を100m
lの飽和重炭酸ナトリウム溶液で1回洗浄し、無水硫酸
ナトリウム上で乾燥し、濾過し、濃縮する。続いてビグ
ルーカラム(直径2.5cm、長さ30cm)上で蒸留
すると54〜58℃/14ミリバールにおいて51.0
g(60%)のエチル2−クロロ−2−メチル−3−ブ
テノエートを、GCによる純度が95.1%の無色の液
体として得る。
の(3−エトキシカルボニル−2−ブテニル)トリフェ
ニルホスホニウムクロリドの製造 84.0g(0.48モル、GC−修正)のエチル2−
クロロ−2−メチル−3−ブテノエート(GCによる純
度93%)及び144g(0.55モル)のトリフェニ
ルホスフィンを、機械撹拌機、温度計及びコンデンサー
を備えた2.5lの4つ口スルホン化フラスコ中で1l
のトルエンに溶解し、48時間加熱還流する(混合物が
約100℃になったらすでに製造されているホスホニウ
ム塩を種結晶として加える)。室温に冷却した後、結晶
スラリを濾過し、300mlのトルエンで3回、合計9
00mlのトルエンで洗浄し、乾燥炉中で50℃におい
て水流真空下に2時間乾燥する。これにより187.8
g(88%)の(3−エトキシカルボニル−2−ブテニ
ル)トリフェニルホスホニウムクロリドを融点が191
〜192℃、及びHPLCによる純度が95.7%の明
るいベージュ色の粉末として得る。
メチル−3−ブテンニトリル及びエチル2−クロロ−2
−メチル−3−ブテノエートを介した(3−エトキシカ
ルボニル−2−ブテニル)トリフェニルホスホニウムク
ロリドの製造(2つの中間体の単離及び精製なし−第4
「通しプロセス」変法) 250mlのn−ヘキサン中の51g(0.5モル)の
2−メチル−3−ブテンニトリル(純度は約80%)を
機械撹拌機及び温度計を備えた1.5lの4つ口スルホ
ン化フラスコに入れ、混合物を約5℃に冷却する(低温
槽)。次いで350g(0.63モル、1.25当量)
の新しい13%Javelle水を5℃で撹拌しながら
約20分以内に滴下し、続いて1.4g(13ミリモ
ル、2.5モル%)のテトラメチルアンモニウムクロリ
ドを加える。5℃(低温槽)で16時間撹拌した後、ヘ
キサン相を分離し、フラスコを50mlのn−ヘキサン
で濯ぎ、それを用いて水相を再度抽出する。合わせた有
機相を最終的に50mlの水で洗浄する。
メチル−3−ブテンニトリルの溶液(未乾燥、約300
ml)をここで、機械撹拌機、温度計及びガス取り入れ
管を備えた1.5lの4つ口スルホン化フラスコ中で、
あらかじめ調製した200mlの無水エタノール中の1
00g(2.75モル、5.5当量)の塩化水素ガスの
溶液に10℃で撹拌しながら約30分以内に滴下する。
得られた混合物を15℃(低温槽)で16時間撹拌し、
その後冷却する。300gの氷を溶液に加え、次いでそ
れを室温で約30分間撹拌する。水相を分離し、75m
lのn−ヘキサンで2回、合計150mlで抽出する。
合わせた有機相を75mlの飽和重炭酸ナトリウム溶液
で洗浄し、続いて(乾燥せずに)n−ヘキサンをRas
chigカラム(30x2.5cm)を用いて常圧で蒸
留する。これにより黄色残留物が得られ(92.6
g)、それを1lのトルエンに溶解する。機械撹拌機及
び温度計を備えた2.5lの4つ口スルホン化フラスコ
中でこの溶液に131g(0.5モル)のトリフェニル
ホスフィンを加える。続いて混合物を40時間加熱還流
する(約30分後にすでに製造してあるホスホニウム塩
の種結晶を加える)。分離した結晶スラリを20℃に冷
却し、吸引濾過し、250mlのトルエンで3回、合計
750mlで洗浄し、真空乾燥炉中で約50℃において
16時間乾燥する。これにより162.8g(2−メチ
ル−3−ブテンニトリルに基づいて74.4%)の融点
が191℃、及びHPLCによる純度が97.1%のベ
ージュ色の(3−エトキシカルボニル−2−ブテニル)
トリフェニルホスホニウムクロリドが得られる。
メチル−3−ブテンニトリルを介した(3−シアノ−2
−ブテニル)トリフェニルホスホニウムクロリドの製造
(中間体の単離及び精製なし−「通しプロセス」(th
rough process)) 49g(0.5モル)の2−メチル−3−ブテンニトリ
ル(GCにより純度84%)を250mlのトルエン中
に入れ、混合物を5℃に冷却する。そこに350gの1
3%Javelle水(0.63モル)を30分以内で
滴下し、続いて1.4gのテトラメチルアンモニウムク
ロリドを加える。得られた2相混合物を0〜5℃で16
時間、及び室温でさらに3時間撹拌する。次いで水相を
分離し、100mlのトルエンで抽出する。合わせた有
機相を50mlの水で洗浄し、無水硫酸ナトリウム上で
乾燥し、濾過する。これにより500gのトルエン中の
粗2−クロロ−2−メチル−3−ブテンニトリルの溶液
が得られる。
0mlのトルエンを加える。70g(約0.26モル)
のトリフェニルホスフィンを加えた後、黄色溶液を90
℃に加熱する(10分後に沈澱が形成され始める)。次
いで混合物を100℃で16時間撹拌する。続いて混合
物を5℃に冷却し、沈澱を濾過し、150mlのトルエ
ンで3回、合計450mlで洗浄し、水流真空下で50
℃において4時間乾燥する。これにより79.0g(8
0.3%、修正)の(E/Z)−(3−シアノ−2−ブ
テニル)トリフェニルホスホニウムクロリドを融点が2
77〜278℃、HPLCによる純度が96%、(E/
Z)混合物(E/Z比は約1:1)のほとんど白色の粉
末として得る。
Cl9.38% 測定値:C72.99% H5.49% N3.43%
Cl9.66%実施例9 (3−シアノ−2−ブテニル)トリフェニルホスホニウ
ムクロリドからの(3−エトキシカルボニル−2−ブテ
ニル)トリフェニルホスホニウムエチルサルフェートの
製造 20.0g(0.051モル)の(E/Z)−(3−シ
アノ−2−ブテニル)トリフェニルホスホニウムクロリ
ド[E/Z比は1H−NMR(CDCl3)に従って約
5:1;純度はHPLCに従って約97.4%]及び5
4ml/42.7g(0.92モル)のエタノールを、
機械撹拌機、コンデンサー、温度計及び滴下ロートを備
えた350mlの4つ口スルホン化フラスコ中にアルゴ
ン下で入れる。得られた懸濁液にアルゴン下でアセトン
/氷を用いて冷却しながら、及び撹拌しながら(500
r/分)26ml/47.5g(0.46モル)の濃硫
酸(GCによる純度95〜97%)を、温度が3〜5℃
に保たれるようにして20分以内で滴下する。粘性の無
色溶液を還流下で20時間撹拌する(油浴温度:100
℃)。最初の92℃の内部温度は徐々に83℃に下が
る。氷浴中で冷却した後、反応混合物を吸引濾過し、フ
ィルター材料を50mlのメチレンクロリドで3回、合
計150mlで洗浄する。アンモニウム、クロリド及び
サルフェートイオンが無色の沈澱中に検出される(無機
塩)。濾液を40mlの水で5回、合計200mlで洗
浄して中性とする。有機相を無機水硫酸ナトリウム上で
乾燥し、濾過し、1lの丸底フラスコ中で回転蒸発器に
おいて水流真空下に35℃で蒸発させる。これにより2
6.9gの粗(E)−(3−エトキシカルボニル−2−
ブテニル)トリフェニルホスホニウムエチルサルフェー
トをHPLCによる純度が88.4%の淡黄色の泡とし
て得る。
を60mlの熱アセトンに溶解する。生成物が溶液から
沈澱し、それを最初に氷浴中で冷却する。結晶化を完結
させるために、30分後に150mlのジエチルエーテ
ルを加え、溶液を氷浴中でさらに1時間撹拌する。得ら
れた結晶を吸引濾過し、25mlのジエチルエーテルで
2回、合計50mlで洗浄し、五酸化リン上で22ミリ
バールにおいて16時間乾燥する。これにより22.8
gの(E)−(3−エトキシカルボニル−2−ブテニ
ル)トリフェニルホスホニウムエチルサルフェート
[(3−シアノ−2−ブテニル)トリフェニルホスホニ
ウムクロリドに基づいて82%]を無色の粉末として得
る。融点:121〜122℃;HPLC:純度94.4
%;薄層クロマトグラフィー:Rf=0.45、酢酸エ
チル:アセトン:蟻酸8:1:1を溶離剤として、ヨウ
素を顕色剤として用いる。
0mlのジエチルエーテルから1回再結晶すると21.
9gの生成物(出発材料に基づいて79%)を無色の粉
末として得る。融点:123〜125℃;HPLC:純
度95.52%。
3,4−ジクロロ−2−メチル−ブタンニトリルの製造 5.6g(0.071モル、0.18当量)のピリジン
(GCによる純度99.8%)中の39.6g(0.4
モル、1当量)の2−メチル−3−ブテンニトリルの溶
液を機械撹拌機、温度計及びガス取り入れ口を備えた2
00mlの4つ口スルホン化合フラスコ中にアルゴン下
で入れる。約34g(0.48モル、1.2当量)の塩
素(GCによる純度99.9%、濃硫酸上で乾燥)をア
ルゴン下で冷却しながら(アセトン/氷浴)、1g/分
の通過流量で(ロタメーターを用いて調節)34分以内
に導入する。吸収される塩素の量はフラスコを秤量する
ことにより制御する。温度は約−10℃から20℃に上
昇する。無色の沈澱(ピリジニウムヒドロクロリド)が
最初に形成され、徐々に油状の固まりに変化する。反応
混合物を20mlの水中に注ぐ。反応フラスコを25m
lの水で2回、合計50mlで濯ぐ。有機相を25ml
の水で4回、合計100mlで洗浄し、無水硫酸ナトリ
ウム上で乾燥し、濾過する。各水相を25ml、合計
(4洗浄相)100mlのn−ペンタンで抽出する。ペ
ンタン相を25mlの水で2回、合計50mlで洗浄し
て中性とし、無水硫酸ナトリウム上で乾燥し、濾過す
る。有機相全体を水流真空下で約15℃において蒸発さ
せる(ドライアイス/アセトンを満たしたDewarコ
ンデンサーを取り付けた回転蒸発器)。これにより60
gの粗(l,u)−3,4−ジクロロ−2−メチル−ブ
タンニトリルを無色の油として得る。GC(l+u)=
91.9%;ジアステレオマー比(l):(u)は約
1:1。
52.3g(74%)の(l,u)生成物を与え、それ
はGCにより純度が約90%であり、(l)/(u)比
が約1:1である。
−クロロ−2−メチル−2−ブテンニトリルの製造 24.0g(0.15モル)の(l,u)−3,4−ジ
クロロ−2−メチルブタンニトリル[(l)+(u)=
GCにより94.5%;ジアステレオマー比(l):
(u)=GC及び1H−NMRにより1:1]、450
mlのn−ペンタン及び150ml(0.3モル)の2
N水酸化ナトリウム溶液を磁気撹拌機を備えた1lの丸
底フラスコにアルゴン下で入れる。混合物をアルゴン下
で室温において2時間撹拌する。ペンタン溶液を50m
lの水で4回、合計200mlで洗浄して中性とし、無
水硫酸ナトリウム上で乾燥し、濾過し、回転蒸発器で蒸
発させる(浴温度は約15℃、アセトン/ドライアイス
冷却)。これにより18.5gの粗(E/Z)−4−ク
ロロ−2−メチル−2−ブテンニトリルを無色の油とし
て得、それを続いて長さが10cmの銀メッキビグルー
カラム上で蒸留する。これにより15.6g(3,4−
ジクロロ−2−メチルブタンニトリルに基づいて88
%)の(E/Z)−4−クロロ−2−メチル−2−ブテ
ンニトリルを無色の催涙性の油として生じ、それは皮膚
に有害である。沸点0.1=20〜21℃;純度GCによ
り98%(E+Z);(E)/(Z)比は約1:1.2
5。
リルからの(E/Z)混合物としての(3−シアノ−2
−ブテニル)トリフェニルホスホニウムクロリドの製造 1.15g(10ミリモル)の(E/Z)−4−クロロ
−2−メチル−2−ブテン(E:Z=1:1)、2.6
2g(10ミリモル)のトリフェニルホスフィン及び7
mlのイソプロパノールをアルゴン下で磁気撹拌機を備
えた25mlの丸底フラスコ中に入れる。反応混合物を
アルゴン下で室温において60時間撹拌する。30分の
反応時間の後、無色の懸濁液は約2分以内に溶液にな
る。次いで生成物は徐々に分離する。続いて15mlの
酢酸エチルを室温で加える。さらに5mlの酢酸エチル
を加えて結晶を濾過し、次いで5mlのジエチルエーテ
ルで2回、合計10mlで洗浄し、デシケーター中で無
水五酸化リン上において22ミリバールで16時間乾燥
する。これにより3.1g(79%)の(E/Z)=
(3−シアノ−2−ブテニル)トリフェニルホスホニウ
ムクロリドを無色の結晶性粉末として得る。融点276
〜277℃;HPLCにより純度は約95.8%(E)
+(Z);(E)/(Z)比は約5:1。
Claims (10)
- 【請求項1】 式 CH2=CHCH(CH3)CN II の2−メチル−3−ブテンニトリルをアルカリ金属又は
アルカリ土類金属次亜塩素酸塩を用いてα−塩素化し、
かくして得られる式 CH2=CHC(Cl)(CH3)CN III の2−クロロ−2−メチル−3−ブテンニトリルを、最
初にRがアルキル基を示すアルカノールROHを用いて
アルカノーリシスに付し、対応する一般式 CH2=CHC(Cl)(CH3)COOR IV のアルキル2−クロロ−2−メチル−3−ブテノエート
を得、続いてこれをトリフェニルホスフィンと反応させ
て一般式 Cl-(C6H5)3P+CH2CH=C(CH3)COOR I’ の所望の(3−アルコキシカルボニル−2−ブテニル)
トリフェニルホスホニウムクロリドを得るか、あるいは
最初にトリフェニルホスフィンと反応させて式 Cl-(C6H5)3P+CH2CH=C(CH3)CN V の(3−シアノ−2−ブテニル)トリフェニルホスホニ
ウムクロリドを得、続いてこれを濃度硫酸の存在下でア
ルカノールROHを用いてアルカノーリシスに付して一
般式 C2H5OSO2O-(C6H5)3P+CH2CH=C(CH3)COOR I” の所望の(3−アルコキシカルボニル−2−ブテニル)
トリフェニルホスホニウムエチルサルフェートを得るこ
とを特徴とする一般式 X-(C6H5)3P+CH2CH=C(CH3)COOR I [式中、Rはアルキル基を示し、X-はクロリド又はエ
チルサルフェートイオンを示す]の(3−アルコキシカ
ルボニル−2−ブテニル)トリフェニルホスホニウムク
ロリド又はエチルサルフェートの製造法。 - 【請求項2】 2−メチル−3−ブテンニトリルのα−
塩素化を次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム又
は次亜塩素酸カルシウムの水溶液、及び必要に応じて、
本質的に水−非混和性の非プロトン性有機溶媒を用い、
触媒を用いずに、あるいは相間移動触媒として第4アン
モニウム塩の存在下で、約0℃ないし室温の温度範囲で
行う請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 有機溶媒が脂肪族エーテル、場合により
ハロゲン化されていてもよい低級アルカン、低級シクロ
アルカン又は石油エーテルである請求項2に記載の方
法。 - 【請求項4】 有機溶媒がジエチルエーテル、ジイソプ
ロピルエーテル、n−ヘキサン、メチレンクロリド、四
塩化炭素又はシクロヘキサンである請求項3に記載の方
法。 - 【請求項5】 場合により用いられる相間移動触媒がテ
トラメチルアンモニウムクロリド又はテトラエチルアン
モニウムブロミドである請求項2〜4のいずれか1つに
記載の方法。 - 【請求項6】 2−クロロ−2−メチル−3−ブテンニ
トリル又は(3−シアノ−2−ブテニル)トリフェニル
ホスホニウムクロリドのアルカノーリシスをメタノール
又はエタノール、特にエタノールを用いて行う請求項1
〜5のいずれか1つに記載の方法。 - 【請求項7】 アルキル2−クロロ−2−メチル−3−
ブテノエート又は2−クロロ−2−メチル−3−ブテン
ニトリルとトリフェニルホスフィンとの反応を、溶媒と
して芳香族化合物、特にベンゼン、トルエン又はキシレ
ン、ジアルキルケトンあるいはアルキルアルカノエート
を用いて行う請求項1〜6のいずれか1つに記載の方
法。 - 【請求項8】 2−クロロ−2−メチル−3−ブテンニ
トリル。 - 【請求項9】 一般式 CH2=CHC(Cl)(CH3)COOR IV [式中、Rはアルキル基を示す]のアルキル2−クロロ
−2−メチル−3−ブテノエート。 - 【請求項10】 (3−シアノ−2−ブテニル)トリフ
ェニルホスホニウムクロリド。
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