JPH10504325A - 不飽和脂環式ケトンの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ジャスモン誘導体を製造するための中間体として有用な、点線で示されるように１位及び３位、又は２位及び４位に２個の共役二重結合を有する式 の脂環式ケトンは、シクロペンタノンと式 ［式中、二重結合は（Ｅ）配置であり、Ｒは上述の意味を有する］のアルデヒドの間の付加反応により、式 のジエンシクロペンタノンを得、場合によってはこうして得られたシクロペンタノンを熱処理し、式

Description

【発明の詳細な説明】 不飽和脂環式ケトンの製造法 技術分野 本発明は、有機合成の分野に関する。特に、本発明は、式 ［式中、ＲはＣ原子数１〜３のアルキル基を定義する］であって、点線により示 されるように１位及び３位、又は２位及び４位に２個の共役二重結合を有する不 飽和脂環式ケトンの製造法に関する。 先行技術 式（Ｉ）の化合物は、すぐれた香り特性を有するジャスモン誘導体、及びその うちでもより特定的にはメ 、フィルメニッヒ（Firmenich）ＡＳの登録商標）として引用しうるものを製造 するための中間体として有用である。このメチルジヒドロジャスモネートである 化合物は、その発見以来、極めて多数の合成の対象となっており、［Edouard P. Demole,Fragrance Chemistryにおいて、E.Thelmer編、アカデミックプレス、１ ９８２を参照］、さらにより好適なジス異性体を得ること を可能にした製法の発展の後、この２〜３年はこの化合物に対する調香師の興味 が高まっている。 メチルジヒドロジャスモネートの工業的製造のために用いられる方法は、ペン タナールとシクロペンタノンの間のアルドール縮合から構成される第一工程によ って特徴付けられ［米国特許第３１５８６４４号明細書及びHelv.Ch1m.Acta ２ ０、１４７４（１９３７）を参照］、この場合この反応は２−ペンチリデニル− シクロペンタノンの生成をもたらし、この化合物は次いで２−ペンチル−シクロ ペント−２−エノンに異性化される。この後者の化合物は、マロン酸ジメチルが 添加され、かつ脱カルボキシル化されるときは、本質的にシクラニック（cyclan ic）トランス異性体から成るメチルジヒドロジャスモネートの混合物を生ずる。 一方、シス−メチルジヒドロジャスモネートは、文献によればアルミニウムメ トキシドの存在下、メチル３−オキソ−２−ペンチル−シクロペント−２−エン −アセテートを水素添加して製造されている［ドイツ特許出願公開第２１６２８ ２０号明細書］。炭酸アルカリ又はアルカリ土類金属の存在下でトランス化合物 を異性化蒸留する、他の方法が報告されている。これらの方法の主な不都合は、 シス異性体の含量が一般には３０％を越えない混合物の形態でのみ所望の化合物 が形成可能であるに過ぎないという事実に存する。 発明の記載 本発明は、シス又はトランス異性体の形態のメチルジヒドロジャスモネート並 びにその低級な同族体即ちノル−メチルジヒドロジャスモネートの工業的製法の 問題に対する、簡単かつ経済的な、新規な解決法を提供する。 本発明の方法は、式（Ｉ）のジエンシクロペンタノン、より詳細には式 の異性体であるものの製法に向けられている。 塩基性媒体中での式 Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨＯ［式中、二重結合は（Ｅ）配置 である］のアルデヒドとシクロペンタノンのアルドール縮合は、ジエノン（Ｉａ ）を生成し、かつ予期されるような次式 のアリル性カルビノールを生成しないことが観察された。 （Ｅ，Ｅ）型の配置を有するジエンケトン（Ｉａ）を約２００℃〜４５０℃の 温度で熱処理すると、それらは側鎖の１位にある（Ｚ）配置の二重結合及びエン ド環式二重結合を有する異性体（Ｉｂ）に変換される 。今や、以下の反応図に従って、メチルジヒドロジャスモネート、又はその低級 同族体を得るための方法の次工程のために、本発明の方法で製造される化合物は 、正確にこの配置において、マロン酸ジメチルと反応する。 マロン酸ジメチルの付加及び脱カルボキシル化は、ともに文献［米国特許第３ １５８６４４号明細書及びドイツ特許出願公開第２１６２８２０号明細書を参照 ］に記載されている方法に類似の方法により生ずる。 水素添加については、メチルジヒドロジャスモネート又はノル−ジャスモネー トがトランス異性体形及びシス異性体が等モルである混合物を提供するために、 木炭上のパラジウムの存在下で実施できる。 本発明による提案される合成方法の主要な利点の一つは、前記した方法により 製造される脂環式ケトンにより、この水素添加方法の正しい選択を通して、本質 的にトランス異性体を含む混合物並びにシス異性体に 富んだ混合物を製造することが可能であるという事実に存する。 この結果、本発明は、点線により示されるように１及び３、又は２及び４位に ２個の共役二重結合を有する式 ［式中、Ｒはメチル又はエチル基を定義する］の脂環式ケトン製造方法に関し、 この方法は塩基性剤の存在下で次式 ［式中、二重結合は（Ｅ）配置を有し、Ｒは上述の意味を有する］のアルデヒド をシクロペンタノンに付加させて、次式 のジエンシクロペンタノンを製造することにより特徴付けられ、さらに、所望に よりこうして製造されたシクロペンタノンに熱処理を行って、次式 のシクロペンテノンを得ることにより特徴付けられるものである。 こうして得られる化合物（Ｉａ）及び（Ｉｂ）の中には、新規な化学的存在形 態のものがある。これらは、２−（Ｅ，２′Ｚ）−ブト−２′−エニリデン−シ クロペンタノン、２−（１′Ｚ）−ブト−１′−エニル−シクロペント−２−エ ノン、２−（Ｅ，２′Ｅ）−ペント−２′−エニリデン−シクロペンタノン、２ −（Ｚ，２′Ｅ）−ペント−２′−エニリデン−シクロペンタノン及び２−（１ ′Ｚ）−ペント−１′−エニル−シクロペント−２−エノンの場合であり、また 、これらの化合物は、本発明の対象である。 更に、本発明は、式 ［式中、Ｒは式（Ｉ）において前記した意味を有しＲ¹は低級アルキルを表わす ］のカルボン酸ジエステルに関する。これらは、アルカリ金属アルコキシドのよ うな塩基性剤の存在下で式（Ｉｂ）のシクロペンタノンにマロン酸ジエステルを 付加させるという既知の方法に類似した方法により得られる新規な化合物である 。 上記反応図により示されるように、ジエステル（III）は芳香性ジャスモン誘 導体を製造するための有用な 中間体である。 本発明によれば、アルデヒド（II）のシクロペンタノンへの付加は塩基性剤の 存在下で生ずる。塩基性剤として、好適には例えば水酸化ナトリウム又はナトリ ウムメトキシドのようなアルカリ金属の水酸化物又はアルコキシドが使用される であろう。これらは、この種のために通常使用される塩基である。 本質的に（Ｅ，Ｅ）配置の異性体である得られたジエンシクロペンタノン（Ｉ ａ）の（１′Ｚ）配置異性体（Ｉｂ）への異性化である、次の工程は熱処理によ り生ずる。このような処理のための好適な温度は、約２００°〜４５０℃の間で ある。 反応は、慣用のオーブン中で又は単に選択された温度に加熱され、そして適宜 、例えば窒素又はアルゴンの不活性ガス流により洗浄された管、好ましくは石英 管中で実施される。出発物質は管の入口の一方から徐々に導入され、他の末端で 生成物が生成蒸気の凝縮により捕集される。その精製は、カラムクロマトグラフ ィー又は分別蒸留のような常法の一つにより実施することができる。 本発明によれば脂環式ケトン（Ｉ）を製造する方法において出発物質として使 用される、（Ｅ）−不飽和アルデヒドは、種々のものより商業的に入手できる物 質である［例えば、Fluka AG,Buchs、スイスを参照］。 本発明は以下の実施例により一層詳細に記述されるが、ここで温度はセッ氏で 表わされ、略語は当該分野で通常の意味を有する。 発明の実施態様 例１ ２−（Ｅ，２′Ｅ）−ペント−２′−エニリデン−シクロペンタノン ａ．撹拌しながら、約５〜１０°に維持されたシクロペンタノン４５０ｇ（５． ３６モル）に、１Ｍの苛性ソーダ液１８０ｍｌを滴加した。添加によりこの混合 物は黄色になる。この同じ温度で、次に（Ｅ）−ペント−２−エナルを反応混合 物１５０ｇ（１．７８モル）に１時間半かけて添加した。反応は発熱性であり、 色は黄色から褐色に変わった。撹拌をさらに４時間続けると、温度は約２０℃に なった。この混合物をエーテル（３×３００ｍｌ）で抽出し、有機抽出物をＨＣ ｌ水溶液で洗い、ＮａＨＣＯ₃で中和し、水で中和し、次いで乾燥させた。蒸発 及び得られた残渣（５２５ｇ）の蒸留により、沸点が８７℃／０．５−０．７ｈ Ｐａの２２７ｇの分画が得られた。所望のジエンケトンの含量は８８％（収率７ ４％）である。 ２−（１′Ｚ）−ペント−１−エニル−シクロペント−２−エノン ｂ．２−（Ｅ，２′Ｅ）−ペント−２′−エニリデン−シクロペンタノン２１５ ｇ（純度８８％）を３５０°に加熱された石英カラム（１００×０．８ｃｍ）に 導入し、かつ６ｌ／時の窒素流により洗い流した。導入は約１２〜１５ｇ／時の 速度で注入器により行った。生じる生成物は２０°で回収する。 次にこのカラムをシクロヘキサン３０ｍｌで洗い、真空時に濃縮させた液を凝 縮させると２−（１′Ｚ）−ペント−１′−エニル−シクロペント−２−エノン と出発物質が７：３である混合物が得られた。残渣を蒸留すると、６０％の２− （１′Ｚ）−ペント−１′−エニル−シクロペント−２−エノンと２３％の出発 物質並びに２個のその配置の異性体の一定量（１２％）から成る混合物１９２ｇ が得られ、即ち、７３％の収率であった。 得られた混合物は、精製することなく次の工程で 使用することができる。所望により、２−（１′Ｚ）−ペント−１′−エニル− シクロペント−２−エノンは、分別蒸留又はカラムクロマトグラフィーにより精 製できる。 シリカカラム（Chromagel ３５−７０μ：５７ｇ）上でのクロマトグラフィ ー及びシクロヘキサン／エーテル９５：５の混合物で精製した試料のスペクトル データは次のとおりである。 例２ ジメチル［２−（ペント（１′Ｚ）−エニル）−３−オキソ−１−シクロペン チル］−マロネート メチルマロネート３３ｇ（０．２５モル）、メタノール８０ｍｌ及びメタノー ル中３０％のナトリウムメトキシド１．７ｇの混合物に、５〜１０℃で撹拌しな がら（２時間）、２−（１′Ｚ）−ペント−１′−エニル−シクロペント−２− エノン３７．５ｇ（純度７４％；０．２５モル）を滴加した。 ５〜１０℃で４時間撹拌を続けてから、酢酸１０ｍ ｌをこの混合物に添加して酸性にし、真空下に５５℃／２００ｈＰａで濃縮した 。 濃縮した混合物を水及びエーテルで希釈する。有機層を水（２回）で洗い、硫 酸マグネシウム上で乾燥させ、回転蒸発器で濃縮すると粗製生成物７３ｇが得ら れる。 蒸留により、沸点が１２０〜１４５℃／０．５ｈＰａを有する所望のジエステ ル３２．２ｇ（収率４５％）が得られた。 分析用試料は、シリカカラム（Chromagel ３５〜７０μ：６０ｇ）上；溶離 剤：シクロヘキサン／エーテル９：１〜１：１でクロマトグラフィー処理するこ とにより得られた。 この分析特性は、以下のとおりであった： 例３ ２−（Ｅ，２′Ｅ）−ブト−２′−エニリデン−シ クロペンタノン ａ．１Ｍの苛性ソーダ液２００ｍｌを約２０℃で撹拌しながらシクロペンタノン ５０４ｇ（６モル）に滴加した。この混合物は、滴加により黄色になる。 次に、クロトンアルデヒド１４０ｇ（２モル）を５〜１０℃で１時間半滴加す ると、この混合物の色は明褐色になり、さらにこの混合物を２０°の温度に維持 しながら３時間撹拌を続けた。エーテル（３×３００ｍｌ）で抽出した後、有機 層を分離し、エーテル抽出物を合わせてＨＣｌ（１Ｎ）で洗い、ＮＨＣＯ₃で中 和し、飽和したＮａＣｌ水溶液で洗い、次にＭｇＳＯ₄上で乾燥させた。 真空下に回転蒸発器中で蒸発させると、５６２ｇの濃縮物が得られ、５６〜７ ３℃／０．６ｈＰａの沸点で蒸留すると、分画２０７ｇが得られる。さらに、ウ ィドマー（Widmer）型のカラムで蒸留すると、８８％の純度を有する所望のシク ロペンタノン、沸点６０〜６２℃／０．６ｈＰａを有する分画が得られた（収率 ５８％）。 その分析特性は、次のとおりであった： この二次的化合物の中には、２−（Ｅ，２′Ｅ）−ブト−２′−エニリデン− シクロペンタノンが存在し、その分析特性は次のとおりであった： 同様に、２−（Ｅ，２′Ｅ）−ブト−２′−エニリデン−シクロペンタノン： ｂ．２−（１′Ｚ）−ブト−１′−エニル−シクロペント−２−エノン 長さが１００ｃｍ、直径０．８ｃｍで、３５０°に加熱された石英カラムに、 ２−（Ｅ，２′Ｅ）−ブト−２′−エニリデン−シクロペンタノン８５ｇ（純度 ８８％）を導入し、６ｌ／時の窒素流で洗い流した。 導入速度は１２〜１５ｇ／時であった。生成物は２０℃を回収した。この凝縮 物は、それ自体で、２−（１′Ｚ）−ブト−１′−エニル−シクロペント−２− エノンと出発化合物が７：３の混合物の形態で存在する。 この石英カラムをシクロヘキサン３０ｍｌで洗い、凝縮物を真空下に濃縮させ た。ウィドマーカラム上で繰り返し蒸留することにより、純度が６８％、沸点８ ４〜８６℃／４ｈＰａの所望のケトン５８ｇが得られた。生成物を蒸留により精 製した。 この生成物の分析特性は、次のとおりであった： 例４ ジメチル［２−（ブト−（１′Ｚ）−エニル）−３−オキソ−１−シクロペン チル］−マクロネート ８０ｍｌのメタノール中のジメチルマロネート３１ ｇ（０．２４モル）及びナトリウムメトキシドの３０％メタノール液１．７ｇの 混合物に、５〜１０°で７５分かけて撹拌しながら、２−（１′Ｚ）−ブト−１ ′−エニル−シクロペント−２−エノン３２ｇ(０.２４モル)（純度７１％）を 滴加した。 撹拌は５〜１０°で４時間続けた。この混合物に酢酸１０ｍｌを加えて酸性に し、５５℃／２００ｈＰａで回転蒸発器により濃縮した。 得られた濃縮物を、水及びエーテルで希釈し、次いで有機層を水（２回）で洗 い、ＭｇＳＯ₄上で乾燥し、濃縮すると残渣が６８ｇが得られた。 この生成物の蒸留により、沸点１３０℃／０．５ｈＰａで所望のマロン酸エス テルが得られた。分析試料は再度蒸留により精製した。その分析特性は、以下の とおりであった： 例５ ヘキス−２−エナールをシクロペンタノンに反応さ せることを除いて、前述の各例に指示されるように実施して、２−（Ｅ，２′Ｅ ）−ヘキス−２′−エニリデン−シクロペンタノンを得たが、その分析特性は次 のとおりであった： こうして得られた化合物を例３．ｂに指示されたようにして処理すると、２− （１′Ｚ）−ヘキス−１′−エチル−シクロペント−２−エノンが得られた： 最後に、この化合物を例４に従って、ジメチル［２−ヘキス−（１′Ｚ）−エ ニル］−３−オキソ−１−シクロペンチル−マロネートに変換させた。そのＮＭ Ｒスペクトルは、次のとおりであった：

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．式 ［式中、ＲはＣ原子数１〜３のアルキル基である］ であって、点線により示されるように１位及び３位、又は２位及び４位に２個の 共役二重結合を有する脂環式ケトンを製造する方法において、塩基性剤の存在下 でシクロペンタンに式 ［式中、二重結合は（Ｅ）配置であり、Ｒは上記の意味を有する］のアルデヒ ドを添加し、式 のジエンシクロペンタノンを得、場合によっては、こうして形成されたシクロ ペンタノンを熱処理し、式 のシクロペンタノンを得ることを特徴とする、 の脂環式ケトンの製造法。 ２．式（Ｉａ）ＥＥのジエンシクロペンタノンの熱処理を約２００℃〜４５０℃ の間の温度で行うことを特徴とする、請求項１記載の方法。 ３．次の群： ２−（１′Ｚ）−ブト−１′−エニル−シクロペント−２−エノン、２−（Ｅ ，２′Ｅ）−ヘキス−２′−エニリデン−シクロペンタノン、２−（Ｅ，２′Ｅ ）−ペント−２′−エニリデン−シクロペンタノン及び２−（１′Ｚ）−ペント −１′−エニル−シクロペント−２−エノンから選ばれる、請求項１に定義され たとおりの式（Ｉａ）及び（Ｉｂ）の化合物。 ４．上記シクロペンテノン（Ｉｂ）Ｚにジアルキルマロネートとの付加反応を行 わせることを特徴とする、式 ［式中、ＲはＣ原子数１〜３のアルキル基であり、Ｒ¹は低級アルキルである ］のカルボン酸ジエステ ルの製造のための出発物質としての、請求項１に定義されるような式（Ｉｂ）Ｚ のシクロペンテノンの使用。 ５．請求項４に定義されるような式（III）の化合物。 ６．請求項５に記載の化合物としての、ジメチル［２−（ペント−（１′Ｚ）− エニル）−３−オキソ−１−シクロペンチル］−マロネート、ジメチル［２−（ ブト−（１′Ｚ）−エニル）−３−オキソ−１−シクロペンチル］−マロネート 、及びジメチル［２−（ヘキス−（１′Ｚ）−エニル）−３−オキソ−１−シク ロペンチル］−マロネート。