JPH10265415A - メチレンノルカンファーの製造方法 - Google Patents
メチレンノルカンファーの製造方法Info
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Abstract
カンファーを工業的に有利に製造する方法の提供。 【構成】 ノルカンファーを2級アミン及びカルボン酸
の存在下にホルムアルデヒドと反応させ、メチレンノル
カンファーを得る。具体的にはノルカンファーを式NH
R1R2(R1,R2:それぞれC1〜4アルキル)で示さ
れる2級アミン(好ましくはジエチルアミン)またはピ
ロリジン及びカルボン酸(好ましくは酢酸)の存在下に
ホルムアルデヒドと60℃以上の加熱下に反応させる。
Description
て有用なメチレンノルカンファー、すなわち3−メチレ
ンビシクロ[2.2.1]−2−ヘプタノンの製造方法
に関する。さらに詳しく言えば、メチレンノルカンファ
ーは、特開平7-82240号やヨーロッパ特許第338992号に
農薬の中間体として開示されているビシクロ[3.2.
1]オクタン−2,4−ジオンの有用な合成中間体とな
り得る化合物であり、本発明はその工業的に有利な製造
方法に関するものである。
公知の化合物であり、現在まで種々の方法により合成さ
れている。例えば、ノルカンファーを出発原料としてピ
ペリジン、ホルムアルデヒド及び塩酸よりなるイミニウ
ム塩(マンニッヒ塩基)で処理し、その後熱分解する2
段階反応によりメチレンノルカンファーを製造する方法
が開示されている(Org. Syn. (1973) 53, 1844)。し
かしながら、この方法では反応に2段階の操作が必要で
あり、またその2段階目の熱分解には250〜260℃
という高温が必要であり、工業的に有利な方法とは言い
難い。しかもその収率はノルカンファーから計算して約
18〜30%と低く、実用上問題がある。
して、ピペリジン塩酸塩及びホルムアルデヒドで処理し
た後、エーテルより3−ピペリジノメチル−2−ノルボ
ルナノン塩酸塩を固体として単離してから熱分解に処す
る方法が開示されている(Suomen Kcmistilchu, 39B
(1), 8-14(1966))。しかしながら、この方法も2段階
の反応であり、煩雑な操作にもかかわらず、その収率は
42%であり、工業的に優れた方法とは言い難い。
ラホルムアルデヒドとN−メチルアニリニウムトリフル
オロ酢酸塩をテトラヒドロフラン中で加熱し、ケトンに
隣接する炭素原子にメチレン基を導入する方法が知られ
ている(ORGANIC SYSNTHESESCollective Volume 7, 332
-334)。この方法によれば収率が86〜91%と高く、
反応も割合穏和な条件で行なえるがトリフルオロ酢酸は
取扱性に劣るなど工業的な利用には不利であり、上記環
状ケトン化合物としてノルカンファーを用いた場合には
反応しない旨の記載がある。
クタン−2,4−ジオンの有用な合成中間体となり得る
メチレンノルカンファーの効率的な製造法は未だ知られ
ていない。従って、本発明の目的はメチレンノルカンフ
ァーの工業的に有利な製造方法を提供することにある。
ン、酸及びホルムアルデヒドを使用するマンニッヒ反応
によりノルカンファーをメチレン化する方法について鋭
意検討した結果、酸としてカルボン酸を使用することに
より、ノルカンファーが比較的穏和な条件で、かつ1段
階反応で効率よくメチレン化されること、またカルボン
酸として酢酸を、2級アミンとしてジエチルアミンをそ
れぞれ使用することにより特に優れた結果を得られるこ
とを見出し、本発明を完成した。
下にホルムアルデヒドと反応させることを特徴とするメ
チレンノルカンファーの製造方法、 2)ノルカンファーを、式NHR1R2(式中、R1及び
R2は同一でも異なっていてもよく、炭素原子1〜4個
のアルキル基を表わす。)で示される2級アミンまたは
ピロリジン及びカルボン酸の存在下にホルムアルデヒド
と60℃以上の加熱下に反応させる前記1に記載のメチ
レンノルカンファーの製造方法、 3)カルボン酸が酢酸である前記1〜2に記載のメチレ
ンノルカンファーの製造方法、及び 4)2級アミンがジエチルアミンである前記1〜3に記
載のメチレンノルカンファーの製造方法を提供するもの
である。 以下、本発明の方法を詳細に説明する。
ノルカンファーは、市販のもの、また公知の方法(J. Or
g. Chem., 45, p2030 (1980),米国特許第3338972号な
ど)で合成することにより容易に入手できる。具体的に
は、例えば2−ノルボルネンを出発原料として以下の工
程により製造することができる。
しノルボルネオール及びジノルボニルエーテルを製造す
る。すなわち、2−ノルボルネンを塩化メチレン、n−
ヘキサン、1,2−ジクロロエタンなどの水不溶性でか
つ反応に不活性な溶媒に溶かした後、硫酸水溶液を加
え、80℃程度で3時間程加熱した後、硫酸エステル分
解のための水をノルボルネンと等モル量以上加えさらに
100℃で1時間程度加熱することによりノルボルネオ
ール及びジノルボニルエーテルを製造することができ
る。この反応は2相系の反応であるため撹拌は充分に行
なうことが好ましい。
エーテルを次亜塩素酸ナトリウム水溶液を用いて酸化し
ノルカンファーとする。すなわち、上記工程(a)で得
られたノルボルネオール及びジノルボニルエーテルを上
記と同様な溶媒に溶かし、3〜40℃程度の温度に維持
しながら、4時間程度かけて次亜塩素酸ナトリウムを滴
下しその後1時間程度撹拌することによりノルカンファ
ーに変換することができる。この反応もまた2相系の反
応であるため撹拌は充分に行なうことが好ましい。上記
工程(a)〜(b)により製造されたノルカンファーは
工程(a)のノルボルネンより殆ど定量的な収率で得ら
れる。
術の欄に記載したようにノルカンファーを原料として、
2級アミン及び適当な酸の存在下にホルムアルデヒドを
反応し生成する反応中間体を熱分解することにより行う
ことができるが、酸としてカルボン酸、特に酢酸を用い
る本発明の方法によれば2段階目の熱分解反応を行なう
ことなく1工程でノルカンファーを効率よくメチレン化
できる。
(ホルムアルデヒド水溶液)、ホルムアルデヒドガス、
パラホルムアルデヒド(ホルムアルデヒド重合体)、ト
リオキサン(ホルムアルデヒド3量体)などの形で用い
ることができるが、ホルマリンを用いるのが簡便であ
る。ノルカンファー1モルに対してホルムアルデヒドは
1モル当量以上で反応させることができるが、好ましく
は1〜3モル当量である。
中、R1及びR2は同一でも異なっていてもよく、炭素原
子1〜4個のアルキル基を表わす。)で示されるものの
他、例えば、ピペリジン、ピロリジン、モルホリン、N
−メチルピペラジン、ジエタノールアミン、N−メチル
エタノールアミンなどを用いることができる。これらは
単独であるいは2種以上で使用することができる。式N
HR1R2で示される2級アミンとしては、例えば、ジメ
チルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブ
チルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソブチルアミ
ン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、メチ
ルイソプロピルアミン、メチルブチルアミン、メチルイ
ソブチルアミンなどが挙げられる。中でも、生成物の収
率、中間体の未分解量、未反応原料の量、副生成物の量
などから、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピ
ルアミン、ピロリジンが好ましく、特にジエチルアミン
が最も優れた結果を与える。2級アミンの使用量はノル
カンファー1モルに対して0.5 〜5モル当量、好ましく
は1〜3モル当量である。
ン酸としては、例えば蟻酸、酢酸、プロピオン酸、トリ
フルオロ酢酸、メトキシ酢酸、酪酸、シュウ酸、こはく
酸、酒石酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フ
マル酸が挙げられる。これらの中では特に酢酸が好まし
い。カルボン酸以外の酸、例えば塩酸などの無機酸を使
用した場合には付加反応は進行するものの同条件下では
分解反応が進行せず、目的物は得られない。カルボン酸
は触媒量以上で用いることができるが、反応条件下で液
状のものならば溶媒を兼ねるものとして用いることがで
きる。その使用量はノルカンファー1モルに対して1〜
6モル当量、さらに好ましくは1.5〜3モル当量が反応
成績及び経済的に有利であり好ましい。
しくは70〜130℃、特に好ましくは80〜120℃
の温度である。温度が低いと反応が遅く、また高すぎる
と重合物などが増えるため好ましくない。
0.5〜10時間、好ましくは1〜5時間である。反応時
間が短すぎると未反応原料が残り、長すぎると副生物が
増える傾向にある。
で行なうことができる。溶媒としては、水のほか、上記
カルボン酸を用いることができ、さらに有機溶剤、例え
ばへキサン、シクロへキサン、ベンゼン、トルエンなど
の炭化水素、ジクロロメタン、ジクロロエタンなどのハ
ロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール、プロパノ
ール、イソプロパノールなどのアルコール類、ジオキサ
ン、テトラヒドロフランなどのエーテル類などを混合し
た混合溶媒も使用することができる。
終了液に酸性水溶液を加え、適当な有機溶媒を用いて抽
出後、濃縮することにより粗生成物として単離すること
ができる。酸としては、塩酸、硫酸及びリン酸を使用す
ることができる。酸の使用量は、2級アミンに対して0.
1当量以上で良いが、好ましくは0.5〜3当量、最適には
1〜2当量である。酸の量が少なすぎると、逆反応によ
り収率が低下する。
サン、ベンゼン、トルエンなどの炭化水素、ジクロロメ
タン、クロロホルム、ジクロロエタンなどのハロゲン化
炭化水素、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテ
ル、メチル−t−ブチルエーテルなどのエーテル類、酢
酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類を
用いることができる。この粗生成物は蒸留(沸点65℃
/11mmHg)などにより単離精製することができ
る。
下、ホルムアルデヒドと2級アミンを加えて加熱するこ
とにより行なうことができ、具体的にはノルカンファー
をカルボン酸の存在下、反応温度にてホルムアルデヒド
と2級アミンを滴下するか、あるいはノルカンファーを
カルボン酸及び2級アミンの存在下、反応温度にてホル
ムアルデヒドを滴下することにより行なう。またその他
にも予めホルムアルデヒド、2級アミン及びカルボン酸
によりマンニッヒ塩基を調製し、これを反応温度でノル
カンファー(溶液)に滴下し反応させることもできる。
これら滴下法を利用する場合、滴下は10分〜5時間、
好ましくは1〜3時間程度かけて行なう。これら滴下法
によれば最小の反応剤量が実現できる。
よって説明するが、本発明はこれら実施例により限定さ
れるものではない。
A ノルカンファー20g(0.18モル)を滴下ロート、冷却
管、温度計を備えた200ml三つ口反応容器に入れ、
3.5g(0.06モル)の酢酸に溶かし、100℃に昇温し
撹拌しておき、そこへジエチルアミン20g(0.27モ
ル)及び37%ホルムアルデヒド水溶液22.5g(0.27モ
ル)を16.5g(0.27モル)の酢酸に溶かした溶液を1.5
時間かけて滴下した。滴下終了後、更にこの溶液を10
0℃で1時間撹拌した。反応終了後、30%硫酸水溶液
45gを添加し、更に水200gを加えて塩化メチレン
80mlで2回抽出を行ない、溶媒を留去することによ
り粗生成物20.1gを得た(収率75.5%、純度83.2%)。
B ノルカンファー2g(0.018モル)を滴下ロート、冷却
管、温度計を備えた50ml三つ口反応容器に入れ、6
g(0.10モル)の酢酸に溶かし室温で撹拌しておき、そ
こへ50%ジメチルアミン水溶液1.65g(0.018モル)
を、15分かけて滴下した。滴下終了後、続いて37%
ホルムアルデヒド水溶液2.25g(0.027モル)を15分
かけて滴下した。この溶液を120℃に昇温し、さらに
7時間撹拌し反応をおこなった。反応液をガスクロマト
グラフィーで調べたところ、メチレンノルカンファーは
65%生成していた。
C ノルカンファー2g(0.018モル)を滴下ロート、冷却
管、温度計を備えた50ml三つ口反応容器に入れ、6
g(0.10モル)の酢酸に溶かし室温で撹拌しておき、そ
こへジエチルアミン2.66g(0.036モル)を、15分か
けて滴下した。滴下終了後、パラホルムアルデヒド5.0
g(0.045モル)を加えた。この溶液を100℃に昇温
し、さらに3時間撹拌し反応を行なった。反応液をガス
クロマトグラフィーで調べたところ、メチレンノルカン
ファーは35%生成していた。
D ノルカンファー2g(0.018モル)を滴下ロート、冷却
管、温度計を備えた50ml三つ口反応容器に入れ、3.
68g(0.036モル)の36%塩酸を加え室温で撹拌して
おき、そこへ37%ホルムアルデヒド水溶液3g(0.03
6モル)を15分かけて滴下した。滴下終了後、続いて
ジエチルアミン2.66g(0.036モル)を15分かけて滴
下した。この溶液を100℃に昇温し、さらに15時間
撹拌し反応を行なった。反応液をガスクロマトグラフィ
ーで調べたところ、中間生成物であるマンニッヒ塩基付
加体の3−(N,N−ジエチルアミノメチル)−2−ノ
ルボルナノンが63%生成していたが、メチレンノルカ
ンファーは痕跡量(1〜3%)であった。
ロメタン30gを冷却コンデンサー付1リットル三つ口
フラスコに入れ、80℃で3時間加熱撹拌した。さら
に、反応液に水300gを加え、5リットル三つ口フラ
スコに移液し、9.8%次亜塩素酸ナトリウム溶液2420g
を15〜30℃の間で4時間かけて滴下した。滴下終了
後さらに1時間撹拌した。反応液をジクロロメタン30
0mlで3回抽出し、有機層を集め、水400mlで洗
浄した。溶媒を減圧濃縮してノルカンファー336g
(収率95.5%)を得た。
易であり、また製造も容易であるノルカンファーを出発
原料として、メチレン化剤に安価なホルムアルデヒドを
使用し、穏和な条件で簡便に収率よく、農薬中間体等と
して有用なメチレンノルカンファーを製造することがで
きる。
Claims (4)
- 【請求項1】 ノルカンファーを2級アミン及びカルボ
ン酸の存在下にホルムアルデヒドと反応させることを特
徴とするメチレンノルカンファーの製造方法。 - 【請求項2】 ノルカンファーを、式NHR1R2(式
中、R1及びR2は同一でも異なっていてもよく、炭素原
子1〜4個のアルキル基を表わす。)で示される2級ア
ミンまたはピロリジン及びカルボン酸の存在下にホルム
アルデヒドと60℃以上の加熱下に反応させる請求項1
に記載のメチレンノルカンファーの製造方法。 - 【請求項3】 カルボン酸が酢酸である請求項1または
2に記載のメチレンノルカンファーの製造方法。 - 【請求項4】 2級アミンがジエチルアミンである請求
項1、2または3に記載のメチレンノルカンファーの製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07212497A JP4159001B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | メチレンノルカンファーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07212497A JP4159001B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | メチレンノルカンファーの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10265415A true JPH10265415A (ja) | 1998-10-06 |
JP4159001B2 JP4159001B2 (ja) | 2008-10-01 |
Family
ID=13480280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07212497A Expired - Lifetime JP4159001B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | メチレンノルカンファーの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4159001B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6624121B1 (en) | 1999-08-10 | 2003-09-23 | Nihon Bayer Agrochem K.K. | Herbicidal tetrazolinone derivatives |
US6770599B2 (en) | 2000-07-06 | 2004-08-03 | Bayer Cropscience Kk | Tetrazole derivatives |
US6815563B2 (en) | 2000-07-06 | 2004-11-09 | Basf Aktiengesellschaft | Method for producing bicyclic 1,3-diketones |
-
1997
- 1997-03-25 JP JP07212497A patent/JP4159001B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6624121B1 (en) | 1999-08-10 | 2003-09-23 | Nihon Bayer Agrochem K.K. | Herbicidal tetrazolinone derivatives |
US6790810B2 (en) | 1999-08-10 | 2004-09-14 | Nihon Bayer Agrochem K.K. | Tetrazolinone derivatives |
US6936570B2 (en) | 1999-08-10 | 2005-08-30 | Nihon Bayer Agrochem, K.K. | Tetrazolinone derivatives |
US6770599B2 (en) | 2000-07-06 | 2004-08-03 | Bayer Cropscience Kk | Tetrazole derivatives |
US6815563B2 (en) | 2000-07-06 | 2004-11-09 | Basf Aktiengesellschaft | Method for producing bicyclic 1,3-diketones |
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---|---|
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