JPH075515B2 - 2−シクロペンテノン誘導体の製法 - Google Patents

2−シクロペンテノン誘導体の製法

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JPH075515B2
JPH075515B2 JP17330086A JP17330086A JPH075515B2 JP H075515 B2 JPH075515 B2 JP H075515B2 JP 17330086 A JP17330086 A JP 17330086A JP 17330086 A JP17330086 A JP 17330086A JP H075515 B2 JPH075515 B2 JP H075515B2
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正好 南井
倫正 近藤
隆行 東井
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住友化学工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、一般式(I) (式中、Rは水素原子またはC1〜C6のアルキル基を示
す。nは4〜8の整数である。) で示される2−シクロペンテノン誘導体の製造法に関す
る。
<従来の技術> 上記一般式(I)で示される2−シクロペンテノン誘導
体は医、農薬中間体、とりわけプロスタグランジン中間
体として極めて重要である。
従来より、このような2−シクロペンテノン誘導体の製
造法としては種々の方法が知られており、たとえば以下
に示される方法が例示される。
J.O.C. 45,4702(1980) Synthesis 199〜200(1981) J.O.C. 43,4247(1978) <発明が解決しようとする問題点> しかしながら、これらの方法はいずれも出発原料が高価
である、高価な試薬を必要とする、反応工程が長い等の
問題があり、工業的な製造法としてはかならずしも満足
のいくものではない。
このようなことから、本発明者らはかかる問題点を解決
し、工業的有利に一般式(I)で示される2−シクロペ
ンテノン誘導体を製造すべく検討の結果、本発明に至っ
た。
<問題点を解決するための手段> 本発明は、一般式(II)および(III) (式中、Rおよびnは前記と同じ意味を有する。) で示されるヒドロキシシクロペンテノン類の混合物に炭
素数1〜5の脂肪族カルボン酸を反応させて、一般式
(IV)および(III) (式中、R1は水素原子またはC1〜C4のアルキル基を示
し、Rおよびnは前記と同じ意味を有する) で示されるシクロペンテノンエステル(IV)と4−ヒド
ロキシ−2−シクロペンテノン類(III)の混合物を
得、これを還元することからなる前記一般式(I)で示
される2−シクロペンテノン誘導体の製法を提供するも
のである。
本発明において、一般式(II)および(III)で示され
るヒドロキシシクロペンテノン類の混合物から、一般式
(IV)および一般式(III)で示されるシクロペンテノ
ンエステル(IV)と4−ヒドロキシ−2−シクロペンテ
ノン類(III)の混合物を得る反応は、上記ヒドロキシ
シクロペンテノン類の混合物と脂肪族カルボン酸を、溶
媒の存在もしくは非存在下に加熱することにより行われ
る。
ここで、脂肪族カルボン酸とはギ酸、酢酸、プロピオン
酸、酪酸、吉草酸等の炭素数1〜5の低級脂肪族カルボ
ン酸であり、これらは単独あるいはその金属塩あるいは
有機アミン塩とともに用いられる。
ここで、金属塩としてはリチウム塩、ナトリウム塩、カ
リウム塩、カルシウム塩、銅塩、亜鉛塩、パラジウム
塩、鉛塩、スズ塩、マンガン塩、コバルト塩が例示さ
れ、有機アミン塩としてはトリエチルアミン塩、ピリジ
ン塩、ピコリン塩、トリメチルアミン塩等が例示され
る。
この反応において、溶媒を使用する場合、その溶媒とし
てはたとえばテトラヒドロフラン、エチルエーテル、ア
セトン、メチルエチルケトン、トルエン、ベンゼン、ク
ロルベンゼン、ジクロルメタン、ジクロルエタン、クロ
ロホルム、四塩化炭素、ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルスルホキシド、ヘキサン等の脂肪族もしくは芳香族炭
化水素、エーテル、ハロゲン化炭化水素等の反応に不活
性な溶媒の単独または混合物があげられる。その使用量
については特に制限なく使用することができる。また、
脂肪族カルボン酸を溶媒として使用することもできる。
反応に用いる脂肪族カルボン酸の使用量は一般式(II)
で示される3−ヒドロキシ−4−シクロペンテノン類に
対して1当量以上必要であり、好ましくは2当量以上で
ある。
反応温度は0〜150℃であるが、好ましくは30〜140℃の
範囲である。
反応時間については特に制限はない。
かかる反応によって一般式(II)で示される3−ヒドロ
キシ−4−シクロペンテノン類から一般式(IV)で示さ
れるシクロペンテノンエステルが容易に、かつ好収率で
得られ、その結果、一般式(IV)および一般式(III)
で示される化合物の混合物が容易に、かつ好収率で得ら
れる。
このようにして得られた一般式(IV)で示されるシクロ
ペンテノンエステルと一般式(III)で示さる4−ヒド
ロキシ−2−シクロペンテノン類との混合物から、一般
式(I)で示される2−シクロペンテノン誘導体への反
応は、上記混合物に金属を加え、還元する方法によって
実施される。
この反応においては酸が必要であり、多くの場合に前の
工程で用いた過剰分の脂肪族モノカルボン酸がそのまま
利用されるが、必要に応じて追加したり他の酸を加えて
もよい。
ここで使用される酸としては、たとえばギ酸、酢酸、プ
ロピオン酸、ラク酸、吉草酸等の脂肪族カルボン酸、無
水酢酸、無水プロピオン酸等の酸無水物、希塩酸、希硫
酸、リン酸、塩素酸等の無機酸が例示される。
酸の使用量は特に制限されないが、通常原料に対して同
重量〜30倍重量である。
この反応において用いられる金属としては、たとえば亜
鉛、亜鉛アマルガム、鉄、スズ等の一般の還元反応に用
いられる金属が挙げられ、その使用量は原料に対して通
常0.5〜50倍モルである。
反応温度は0〜160℃、好ましくは30〜150℃の範囲であ
る。
反応時間は限定的ではないが、通常0.5〜10時間であ
る。反応時間が長くなると生成した一般式(I)で示さ
れるシクロペンテノン誘導体が更に還元されてシクロペ
ンタノン化合物が生成するため、不必要な時間延長は好
ましくない。
尚、本発明における原料化合物である一般式(II)およ
び(III)で示されるヒドロキシシクロペンテノン類の
混合物は、一般式(V) (式中、Rおよびnは前記と同じ意味を有する) で示されるフランカルビノール化合物を、水を主とする
溶媒中、反応液のpHを3.5〜6に維持しながら、触媒の
存在もしくは非存在下に転位することにより容易に製造
することができる。
この反応において、原料として用いられる一般式(V)
で示されるフランカルビノール化合物は、たとえば フランを原料とし、フリーデルークラフト反応、還元
反応により合成する方法 (特開昭53−127462号公報) フランとアルデヒド類とを塩基性触媒の存在下に反応
させる方法 (Tetrahedron Lett.,No.18,1131〜4(1977)) などの方法により製造することができる。
一般式(V)で示されるフランカルビノール化合物から
一般式(II)および(III)で示されるヒドロキシシク
ロペンテノン類の混合物を得る反応は、水を主溶媒とす
る溶媒中、触媒の存在もしくは非存在下に実施される。
この反応において用いられる溶媒は水を主溶媒とするも
のであって、水単独あるいは水に他の有機溶媒が少量混
入した水を主成分とする混合溶媒である。ここで他の有
機溶媒としては、たとえばエチレングリコール、1,3−
プロパンジオール、メタノール、エタノール、ジオキサ
ン、テトラヒドロフラン、DMF、DMSO、酢酸エチル、酢
酸、ジクロルメタン、トルエン、ジメチルエーテル等の
脂肪族もしくは芳香族炭化水素、アルコール、脂肪酸、
エーテル、エステル、ハロゲン化炭化水素等の反応に不
活性な溶媒があげられる。しかしながら、一般には水に
これらの有機溶媒を共存させる有利さは特にみられな
い。
この反応は触媒を必ずしも必要としないが、触媒を添加
することにより反応速度が向上し、反応率が増大するの
でその使用は有効である。
この反応で触媒を用いる場合、その触媒としては例えば
各種金属塩、有機第4級アンモニウム塩、界面活性剤、
アルコール等があげられる。
各種金属塩としては、例えばナトリウム、カリウム、マ
グネシウム、亜鉛、鉄、カルシウム、マンガン、コバル
ト、アルミニウム等のリン酸塩、硫酸塩、塩化物、臭化
物、酸化塩、有機脂肪酸塩、有機スルホン酸塩等があげ
られ、有機第4級アンモニウム塩の例としては、テトラ
ブチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリメチルアン
モニウムクロリド、トリカプリルメチルアンモニウムク
ロリド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、カ
プリルベンジルジメチルアンモニウムクロリド等があげ
られ、界面活性剤としては、高級脂肪酸塩、ポリオキシ
エチレンアルキルフェノールエーテル、高級脂肪族アル
コール等があげられ、アルコールとしては先に溶媒とし
て例示したメタノール、エタノール、エチレングリコー
ルなどが触媒としても使用され、これらは単独または混
合物として使用される。
触媒を用いる場合、その使用量は通常一般式(V)で示
されるフランカルビノール化合物に対して1/200〜5倍
重量の範囲であるが、この範囲外でも適用可能である。
ここで用いた触媒は、反応終了後、回収して再使用する
ことができる。
反応pHは3.5〜6の範囲が好ましいが、更に好ましくは
3.5〜5.5の範囲である。
かかるpHを維持するために使用される酸としては、たと
えば塩酸、硫酸、リン酸、ホウ酸、酢酸、プロピオン
酸、トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等の通常の
無機酸、有機酸があげられ、アルカリとしてはたとえば
苛性ソーダ、炭酸カリ、炭酸水素ナトリウム、リン酸/
水素カリ、有機アミン類等の通常の無機塩基、有機塩基
があげられる。
あるいはまた、上記酸−塩基の組合せによる緩衝溶液が
あげられ、たとえばリン酸/水素カリ−リン酸、酢酸ソ
ーダ−酢酸、酢酸ソーダ−リン酸、フタル酸−炭酸カ
リ、リン酸/水素カリ−塩酸、リン酸2水素カリ−炭酸
水素カリ、コハク酸−炭酸水素ナトリウム等が例示され
る。
一般には、pH調整用に使用する酸あるいはアルカリは塩
酸、臭化水素酸等の強酸や苛性ソーダ、苛性カリ等の強
アルカリを避けるほうがより好ましい。
反応温度は0〜200℃で任意であるが、好ましくは20〜1
60℃である。
このようにして得られた反応混合物から、抽出、分液、
濃縮、蒸留等の操作により、一般式(II)および(II
I)で示されるヒドロキシシクロペンテノン類の混合物
が収率よく得られ、この混合物はそのまま前記したアシ
ル化剤との反応に供することができる。
<発明の効果> かくして、本発明の方法により一般式(II)および(II
I)で示されるヒドロキシシクロペンテノン類の混合物
から目的とする一般式(I)で示される2−シクロペン
テノン誘導体を工業的有利に製造することができ、ま
た、一般式(V)で示されるフランカルビノール化合物
から一般式(II)および(III)で示されるヒドロキシ
シクロペンテノン類の混合物を得る反応と、前記した該
混合物から一般式(I)で示される2−シクロペンテノ
ン誘導体を得る反応工程を結合することにより、フラン
カルビノール化合物から2−シクロペンテノン誘導体を
工業的有利に製造することができる。
<実施例> 以下、実施例により本発明を説明する。
実施例1 攪拌装置、温度計を装着した四ッ口フラスコに2−(1
−ヒドロキシ−7−メトキシカルボニルヘプチル)フラ
ン114gおよび4560gの水と3.8gのリン酸/水素カリとリ
ン酸にてpH4.2に調整した緩衝水溶液を仕込み、窒素気
流下に100℃にて原料がなくなるまで攪拌を続ける。
反応終了後、反応混合物を冷却し、メチルイソブチルケ
トン600mlにて2回抽出、分液し、得られた有機層から
メチルイソブチルケトンを留去して、3−ヒドロキシ−
2−(6−メトキシカルボニルヘキシル)−4−シクロ
ペンテノン(II−1)および4−ヒドロキシ−2−(6
−メトキシカルボニルヘキシル)−2−シクロペンテノ
ン(III−1)を混合物として92g得た(収率80.7%)。
上記混合物24gに酢酸ナトリウム3.6gおよび酢酸96gを加
え、110〜120℃にて4時間加熱する。
反応液をガスクロマトグラフィーにてチエックし、反応
液中に(II−1)が検出されないことを確認して反応を
終了する。
次に、内温を60℃まで冷却し、亜鉛末200gを加え、110
〜120℃にてさらに5時間加熱する。反応終了後、不溶
物をろ別して除き、反応液を減圧にて濃縮する。濃縮残
渣にヘキサン200ml、水100mlを加え、分液し、有機層を
得る。有機層はさらに8%重ソウ水にて洗浄後さらに水
洗する。得られた有機層は硫酸マグネシウムにて乾燥
後、濃縮して2−(6−メトキシカルボニルヘキシル)
−2−シクロペンテノン20.77gを得た。〔(II−1)お
よび(III−1)の合計に対する収率:92.6%〕 2−(6−メトキシカルボニルヘキシル)シクロペンタ
ノンの副生は2.3%であった。
b.p.125〜130℃/0.2〜0.3mmHg 実施例2 実施例1で用いたと同様のフラスコに2−(1−ヒドロ
キシ−7−エトキシカルボニルヘプチル)フラン18gお
よび水720gを仕込み、反応系のpHを4.2〜4.5に調整しな
がら100℃にて原料がなくなるまで攪拌を続ける。以
下、実施例1と同様に後処理して3−ヒドロキシ−2−
(6−エトキシカルボニルヘキシル)−4−シクロペン
テノン(II−2)および4−ヒドロキシ−2−(6−エ
トキシカルボニルヘキシル)−2−シクロペンテノン
(III−2)を混合物として14.36g得た(収率79.8
%)。
この混合物12gに酢酸ナトリウム2gおよび酢酸50gを加
え、110℃にて4時間加熱する。
次に、内温を60℃に冷却し、亜鉛末24gを加え、90〜100
℃にて4時間加熱する。反応終了後、実施例1に準じて
後処理して2−(6−エトキシカルボニルヘキシル)−
2−シクロペンテノン10.55gを得た〔(II−2)および
(III−2)の合計に対する収率:93.8%〕。
b.p.140〜145℃/0.4mmHg 2−(6−エトキシカルボニルヘキシル)シクロペンタ
ノンの副生は2.1%であった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 (式中、Rは水素原子またはC1〜C6のアルキル基を示
    す。nは4〜8の整数である。) で示されるヒドロキシシクロペンテノン類の混合物に炭
    素数1〜5の脂肪族カルボン酸を反応させて、一般式 (式中、R1は水素原子またはC1〜C4のアルキル基を示
    し、Rおよびnは前記と同じ意味を有する) で示されるシクロペンテノンエステルとヒドロキシシク
    ロペンテノン類との混合物を得、これを酸の存在下還元
    することを特徴とする一般式 (式中、Rおよびnは前記と同じ意味を有する) で示される2−シクロペンテノン誘導体の製法。
  2. 【請求項2】一般式 (式中、Rは水素原子またはC1〜C6のアルキル基を示
    し、nは4〜8の整数を示す。) で示されるフランカルビノール化合物を、水を主とする
    溶媒中、pHを3.5〜6に維持しながら触媒の存在もしく
    は非存在下に転位して、一般式 (式中、Rおよびnは前記と同じ意味を有する) で示されるヒドロキシシクロペンテノン類の混合物を
    得、これを炭素数1〜5の脂肪族カルボン酸と反応させ
    て、一般式 (式中、R1は水素原子またはC1〜C4のアルキル基を示
    し、Rおよびnは前記と同じ意味を有する) で示されるシクロペンテノンエステルとヒドロキシシク
    ロペンテノン類との混合物を得、これを酸の存在下還元
    することを特徴とする一般式 (式中、Rおよびnは前記と同じ意味を有する) で示される2−シクロペンテノン誘導体の製法。
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