JPS5918376B2 - 3−ホルミル−ピナンの製法 - Google Patents

3−ホルミル−ピナンの製法

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JPS5918376B2
JPS5918376B2 JP50011965A JP1196575A JPS5918376B2 JP S5918376 B2 JPS5918376 B2 JP S5918376B2 JP 50011965 A JP50011965 A JP 50011965A JP 1196575 A JP1196575 A JP 1196575A JP S5918376 B2 JPS5918376 B2 JP S5918376B2
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    • C07D295/02Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring hetero elements
    • C07D295/027Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring hetero elements containing only one hetero ring
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、次式 36 二市CHO(I) (ただし1位、3位及び5位の炭素原子は紙平面上に、
1・5−エンド橋及び2−メチル基は紙平面の上方に、
そして基CHOは紙平面の下方に存在するものとする)
で表わされる新規な3−ホルミルーピナンの製法に関す
る。
特に本発明は、次式 及び で表わされる光学的異性体の純粋な形での製造に関する
光学的異性体化合物の対掌体はしばしば異なつた又は段
階差のある生理作用を示すことが知られている。
これらの一対の異性体の多くは、たとえばその薬理学的
性質において相違し、これは天然物質にも合成化合物に
も同様に当てはまる。この作用からみて、たとえばアミ
ノ酸及びそれから誘導されるオリゴペプチド及びペプチ
ドホルモン特にステロイド、抗性物質及びプロスタグラ
ンジン等の物質群が重要である。経済的意義が認められ
、そして主として光学的活性な形で取り扱われる化合物
は、たとえばリジン、α−メチルドーパ、1−ドーパ、
パントテン酸カルシウム、ビタミンB2、メントール、
クロラムフエニコール、エタンブトールなどである。化
合物をその光学的に純粋な形で製造するための従来公知
の工業上よく用いられる方法は、ラセミ分割である。
しかしこのために使用できる自然界に存在する不斉化合
物は、充分な量で入手できず、そしてたとえばアルカロ
イドキニン、ストリキニン、ブルシン、シンコニン又は
キニジンは生理学的に安全ではない。他の欠点は、光学
的活性な天然物質たとえば酒石酸は天然には光学的活性
な形でのみ存在し、従つてこれを用いて工業的にラセミ
分割を行なう際には、光学的対掌体の一方しか得られな
いことである。従つて光学的活性な天然物質を化学的に
変化させ、そしてこの誘導体をラセミ分割のために用い
ることがこれまで種々試みられた。
その例としては次のものがあげられる。酒石酸からはジ
ベンゾイル酒石酸又はジアセチル酒石酸、ガンファーか
らはガンファースルホン酸又はブロムガンファースルホ
ン酸、グルタミン酸からはピログルタミン酸、メントー
ルからはメントキシ酢酸又はタンチルアミン、そしてア
ビエチン酸からはデヒドロアビエチルアミン。しかし多
くの場合この広められた可能性も、ラセミ分割を経済的
な方法で行なうことができるためには不充分である。こ
のことは、これらの化合物が一部は入手困難であり、さ
らにその使用範囲が制限されていることにもなお関係が
ある。従つて本発明の課題は、機能性を有する基を容易
に変化可能性にすることによりラセミ分割において広い
使用範囲を有する、入手しやすい光学的活性な化合物を
工業的に使用可能にすることであつた。
本発明者らは、次式 又は で表わされるα−ピネン又はこれら光学的対掌体の混合
物を、65〜140℃の温度及び高められた圧力におい
て、一酸化炭素及び水素とロジウムカルボニル錯化合物
の存在下に反応させるとき、式1の3−ホルミルーピナ
ンが有利に得られることを見出した。
本方法は、コバルトカルボニル触媒の存在下に化しても
3−ホルミルピナンに導かないで、一部は定義が困難な
他の反応生成物に導くことからみて、予想外のものであ
る(「インダストリアル・アンド・エンジニアリング・
プロダクト・リサーチ・アンド・デベロツプメント]第
4巻1965年283頁以下及び「シミ一・工・アンデ
ユストリ一」第63巻1950年特別号468頁参照)
本発明の方法は、α−ピネンの骨格がほとんど完全に保
持されるという予想されなかつた利点を有する。たとえ
ば純粋な(+)一α−ピネンから出発すると、副生物は
無視しうる程度で、ほとんど(一)−3−ホルミルーピ
ナンのみが得られる。同じことは純粋な(−)−α−ピ
ネンの反応にも当てはまり、このものは実際上純粋な(
+)−3ホルミルーピナンに導かれる。化学技術上の見
地からは出発物質としては光学的に純粋なα−ピネンを
用いることが最も有利であるが、起源に応じて80〜8
5%の対掌体を含有する普通の市販のα−ピネンを用い
る方がはるかに経済的である。3−ホルミルーピナン(
1a)からは、次式で表わされ、この式中のXが下記の
意味を有する新規ピナン誘導体を製造することができる
(b) Xがカルボキシル基を意味するピナン一3カル
ボン酸(Ib)、(c) Xが基COYを意味し、ここ
にYが塩素原子、アミノ基又は4個以下の炭素原子を有
するアルコキシ基であるピナン一3−カルボン酸クロリ
ド、−アミド又は−C1〜C4−アルキルエステル(e
)、(d)Xがヒドロキシメチル基を意味する3−ヒド
ロキシメチルピナン(Id)及び(e) Xが基CH2
N( を意味し、ここにR1及びR2が水素原子、1〜
12個の炭素原子を有するアルキル基、5〜8個の炭素
原子を有するシクロアルキル基、7〜10個の炭素原子
を有するアルアルキル基又はフエニル基である3アミノ
メチルピナン(Ie)。
3−ホルミルピナンをIb−1eの誘導体に変える場合
にも、ピナン構造は予想に反して実際上変化しない。
これら誘導体の大部分、特に3−アミノメチルピナン及
び3−カルボキシピナンは次いでその塩の分別結晶化に
より困難なくさらに精製される。第1図及び第2図は、
出発物質及び生成物の立体的形態を説明する図面であり
、そして第3図は3−ホルミルーピナンの誘導体もラセ
ミ化することなしに又はピナン骨格における位置が部分
的に移動することなしに得られることを示すものである
図面中に示された体系的記号たとえば「1S5S(一)
−2−Pinen]は、エルネスト・エル・工リール著
「ステレオヘミ一・デル・コーレンシユトツフフエルピ
ンドウンゲン」フエルラークヘミ一社1966年の命名
規定に相当する。ヒドロホルミル化のためには、一般化
炭素及び水素は通常1:0.5〜1:2の容量比におい
て用いられ、特に1:0.8〜1:1.25の容量比が
好ましい。
普通には一酸化炭素及び水素からの前記の混合物はα−
ピネンに対し少なくとも化学量論的量で用いられるが、
たとえば200モル%までの過剰に用いることが有利で
ある。圧力は50〜1200気圧、特に100〜700
気圧に保つことが有利である。この反応は65〜140
℃の温度において行なわれ、特に良好な結果は80〜1
20℃、特に90〜110℃の温度において得られる。
触媒的に活性なロジウムカルボニル錯化合物の性質は詳
細には知られていないが、1個又は2個以上のカルボニ
ル配位子が等量の配位子によつて置き換えられていても
よいロジウムカルボニル又は水素化ロジウムカルボニル
を意味すると思われる。
従つて前もつて形成されたロジウムカルボニルから出発
するか、あるいはたとえば塩化ロジウム、酸化ロジウム
、ロジウムキレート、脂肪酸とのロジウム塩及び二量体
塩化ロジウムカルボニルから使用場所で反応条件下に触
媒を生成させることが可能である。ロジウムのアシル錯
化合物を用いるか、あるいはアミン又は好ましくは有機
三級ホスフイン、有利には20個以下の炭素原子を有す
るアルキル基又は4個以下の炭素原子を有するアルキル
基もしくはアルコキシ基により置換されていてもよいフ
エニル基を置換基として有するもので変性されたロジウ
ムカルボニル錯化合物を用いることもできる。ロジウム
ーオレフイン錯化合物又はロジウムージオレフイン錯化
合物から出発することが好ましく、ジクロオクタジエン
一1・5一及びヘキサジエン−1・5との錯化合物が特
に好ましい。ロジウムカルボニル錯化合物は2.−ピネ
ンに対し金属としで計算して5〜5000ppm1特に
15〜400ppmの量で用いることが有利である。
ロジウム錯化合物の使用量は、それを用いて反応が進行
する反応速度に従い、たとえば簡単な試験により定める
ことができる。良好な操作結果を達成するために必要で
あるよりも多くの高価なロジウムを用いないことは当然
である。この反応は溶剤を併用せずに行なつてもよく、
この場合生成物が溶剤として役立つ。
しかし有利には溶剤、たとえば40〜160℃の沸点を
有する飽和炭化水素たとえばペンタン、イソヘキサン、
n−ヘプタン、シクロヘキサン、シクロオクタン、ベン
ゾール、トルオール又はキシロールが用いられる。この
ほかエーテルたとえばテトラヒドロフラン又はジオキサ
ン、さらにアルカノールたとえばエタノール又はメタノ
ール、あるいはジオールたとえばグリコール又はプロピ
レングリコールも用いられる。溶剤としては炭化水素又
はエーテル、特に飽和炭化水素を選ぶことが好ましい。
溶剤の量は好ましくはピネンの50〜200重量%であ
る。3−ホルミルーピナンは反応混合物から有利に得ら
れ、反応混合物中の蒸留可能な成分を単蒸留により触媒
含有残査と分離し、この残査はヒドロホルミル化のため
に再び使用できる。
留出物は有利には、例えば10〜30の棚段を有する塔
中で1:3〜1:5の還流比において分別蒸留する。こ
の際減圧、例えば10〜100龍Hgにおいて操作する
ことが有利である。3−ホルミルーピナンは、5個以下
の炭素原子を有するアルカノール又はアルカンジオール
を用いて、常法によりアセタール化又は半アセタール化
することができる。
化合物1b〜Ieは、3−ホルミルーピナン(1a)か
ら自体公知の手段で得ることができる。
すなわち3−カルボキシピナン(Ib)は、例ノえば3
−ホルミルーピナンを分子状酸素又は空気を用いて高め
られた温度、有利には20〜100℃、特に25〜60
℃の強度において酸化することにより得られる。
酸化は触媒を併用せずに行うことができるが、酸化を促
進させる触媒化合物、例えば重金属塩例えば銅、マンガ
ン又はコバルトの塩を併用することもできる。他の操作
方法によれば、3−カルボキシピナンは3−ホルミルー
ピナンを硝酸、特に有利には濃硝酸を用いて触媒的に活
性な化合物、例えば五酸化バナジン及び銅化合物例えば
硫酸銅の存在下に酸化することにより得られる。
この際10〜40℃、特に20〜30℃の温度に保つこ
とが有利である。同様に他の酸化剤、例えば過マンガン
酸カリウム又は過酸化物又は過酸を用いて3−ホルミル
ーピナンを3−カルボキシピナンに変えることも可能で
ある。3−カルボキシピナン(Ib)から、普通の手段
で塩素化、アミド化又はエステル化することにより化合
物1cが得られる。
3−ヒドロキシメチルピナン(Id)は、3ーホルミル
ーピナンの還元により、例えば水素を用いて普通の水素
化触媒、特に周期律表第族の金属例えばコバルト一又は
ニツケル触媒(これには活性添加物例えば銅、クロム又
はマンガンが加えられていてもよい)の存在下に触媒的
に還元することにより得られる。
この種の触媒は全触媒として、あるいは酸化アルミニウ
ム、軽石又はシリカゲル上の担持触媒として用いること
ができ、そして例えば5〜40重量%の触媒的に活性な
金属の含有を有する。好適な触媒はいわゆるアドキンス
触媒、すなわち銅一酸化クロム触媒である。さらに触媒
としては貴金属触媒、特に和体例えば酸化アルミニウム
及び炭素上の触媒も適している。白金−、パラジウム一
又はルテニウム触媒、その中でも特にパラジウム触媒が
好ましい。水素化は特に貴金属触媒を用いる際には、例
えば20気圧以下の僅かに高められた圧力下に良好に行
なわれる。特にコバルト一及び:ツケル触媒を用いる際
には50〜200気圧の高められた圧力が推賞される。
水素化の際には30〜2001℃の温度に保つことが有
利である。貴金属触媒を用いる場合には10〜40℃の
温度で足りるが、コバルト一及びニツケル触媒を用いる
際にはより高い温度、例えば90〜180℃が有利であ
る。触媒的水素化のほかに他の還元剤、例えば水素化硼
素ナトリウム又は水素化アルミニウムリチウムを用いる
こともできる。
3−アミノメチルピナン([e)は3−ホルミ △ルー
ピナンから、有利にはアミノ化水素化により得られる。
この際3−ホルミルーピナンをアンモニアと反応させる
か、あるいは置換基として1〜12個特に1〜6個の炭
素原子を有するアルキル基、5〜8個特に6〜8個の炭
素原子を有するシ 1クロアルキル基、7〜10個の炭
素原子を有するアルアルキル基特にベンジル基又はフエ
ニル基を有する一級又は二級アミンと反応させる。好適
なアミンは5員又は6員の複素環族アミン、例えばピロ
リジン又はピペリジンである。この反応は、1aからI
dへの水素化と同様に実施できる。3−アミノメチルピ
ナンは、3−ホルミルーピナンをアミンと反応させてシ
ツフの塩基となし、次いで水素化することによつても製
造できる。
さらに好適な方法はロイカルトーヴアラツハによる C
アミノ化水素化であり、この際アルデヒドを義酸の存在
下にアミンと反応させる。この方法は特に好ましくは二
級アミンの場合に用いられる。ラセミ分割のために特に
有利な光学活性の3ーカルボキシピナン及び3−アミノ
メチルピナンは、結晶化により光学的に純粋な形で容易
に製造できる。有利には3−カルボキシピナンを、アミ
ン例えばアルキルアミン又はアルアルキルアミン例えば
ベンジルアミンを用いてその塩に導き、そして再結晶す
る。アンモニウム塩から公知の手段で、例えば苛性アル
カリ溶液で処理し、アミンを分離し、次いで鉱酸で酸性
化することにより3−カルボキシピナンを得ることがで
きる。3−アミノメチルピナンは、精製のために強い鉱
酸、例えば塩化水素又は硫酸との塩に変えることが有利
である。
精製のために特に好ましくは塩化水素との塩が用いられ
、これを再結晶する。精製された塩から公知の方法で、
例えば苛性アルカリ溶液で処理し、そしてこうして遊離
されたアミンを分離することにより、アミノメチルピナ
ンが得られる。化合物1aないしIeはラセミ体をその
光学的対掌体に分割するために適している。
このためには光学活性な3−カルボキシ−、3−ヒドロ
キシノノ メチル一及び3−アミノメチルピナンが特に適している
3位に機能性基を有する光学活性ピナンを分割すべきラ
セミ体と反応させ、そして普通の手段例えば分別結晶化
することにより、光学的対掌体が得られる。
化合物1a−1eは、簡単な手段により工業的規模で使
用できるので、ラセミ分割のために用いられる光学活性
な化合物のパレツトを豊かにし、このことは工業土重要
な利益をもたらす。実施例 1 内容1,eの高圧容器中に、〔α〕2δ=−35.8(
Pur、1dm)の比旋光度を有する(−)−αピネン
500m1(428t)ならびに二量体ロジウムシクロ
オクタジエニル一1・5−クロリド250ηを装入する
一酸化炭素及び水素からの等モル混合物で空気を置換し
たのち圧力を100気圧に高め、次いで反応混合物を1
10℃に加熱する。この際前記の混合物を後から圧入す
ることにより650気圧の圧力を6時間保持する。冷却
及び放圧したのち、ガスクロマトグラフイ一分析によれ
ば(一)一α−ピネン11重量%、光学活性な3−ホル
ミルーピナン61重量%及び副生成物26重量%から及
る反応混合物が得られる。この反応混合物を減圧下の単
蒸留により蒸留して触媒と分離する。留出物を、20個
の実際上の多孔棚段を有する塔中で1:5の還流比にお
いて分別蒸留すると、103〜104℃及び18mmH
gにおいて〔α〕M−+19.17及(Pur)を有す
る(+)−3−ホルミルーピナン285Vが得られる。
(+)−3−ホルミルーピナンの収率は(−)α−ピネ
ンに対し52%である。実施例 2 内容3/?の回転式オートクレーブ中に、(−)一d−
ピネン710f7及び二量体ロジウムシクロオクタジエ
ニル一1・5−クロリド500ηを装入し、一酸化炭素
及び水素からの等モル混合物を用いてヒドロホルミル化
を行う。
この際まず90℃及び270℃圧に14時間保ち、次い
で100℃及び290気圧においてさらに6時間ヒドロ
ホルミル化する。放冷及び放圧ののち、ガスクロマトグ
ラフイ一分析によれば未反応のα−ピネン6重量%、(
+)−3−ホルミルーピナン64重量%及び高沸点の副
生成物約30重量%から成る反応混合物が得られる。こ
の反応混合物を単蒸留により触媒を含有する残査と分離
すると、留出物735tが得られる。この留出物を実施
例1と同様にして棚段20個の塔中で分別蒸留すると、
1911Hgにおける沸点110〜112℃の(+〕−
3−ホルミルーピナン5031が得られる。実施例 3
(+)−3−ホルミルーピナン 内容220aの振動式オートクレーブ中に、(一)一α
−ピネン50y、トルオール50m1及び二量体ロジウ
ムシクロオクタジエニル一1・5−クロリド100ηを
装入し、そして一酸化炭素及び水素からの等モル混合物
を用いてヒドロホルミル化する。
70℃及び250ゲージ気圧において10時間の間にガ
ス10気圧、90℃及び270ゲージ圧においてさらに
20時間の間にガス20気圧、そして100℃及び30
0ゲージ気圧においてなお14時間の間にガス65気圧
が吸収される。
冷却及び放圧ののち、ガスクロマトグラフイ一分析によ
れば未反応のピネン59重量%、(+)−3−ホルミル
ーピナン31重量%及び高沸点の異性体27重量%を含
有する反応混合物89tが得られる。実施例 4 (+)−3−ホルミルーピナン 実施例1と同様に操作して、(−)−d−ピナン500
dを、シクロオクタジエニル−1・5−ロジウムクロリ
ド125即を添加して一酸化炭素及び水素からの等モル
混合物を用いて、650気j圧の圧力下にヒドロホルミ
ル化する。
種々の温度を用いてそれぞれ6時間の反応時間において
、次表に示す結果が得られる。実施例 5 (+)−3−ホルミルーピナン (一)−d−ピネン100t及びビスートリフエニルホ
スフインーロジウムカルボニルクロリド100W!9を
、一酸化炭素及び水素からの等モル混合物を用いて80
℃及び250気圧において12時間、90℃及び260
気圧において12時間、100℃及び270気圧におい
て12時間、そして110℃及び280気圧において1
2時間ヒドロホルミル化する。
冷却及び放圧したのち、反応混合物100tが得られ、
このものぱガスクロマトグラフイ一によれば21.4%
が反応している。生成した混合物は(+)−3−ホルミ
ルーピナン70%及び他の反応生成物30%から成る。
実施例 6(−)−3−ホルミルーピナン 内容11の高圧容器中に、(+)−d−ピネン250m
1、ベンゾール250m1及び二量体シクロオクタジエ
ニル−1・5−ロジウムクロリド125ηを装入し、そ
して一酸化炭素及び水素からの等モル混合物を用いて6
00気圧の圧力及び110℃の温度において6時間処理
する。
この際前記のガス混合物を後から圧入することにより6
00ゲージ気圧の圧力を保持する。実施例1と同様にし
て仕上げ処理すると、18mmHgにおける沸点111
℃及び〔α〕=−17.6g(Pur)を有する(一)
−3−ホルミルピナン1237が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図及び第3図は、それぞれ出発物質、ホル
ミル化生成物及びその誘導体の立体的形態を説明する図
面である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 次式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 又は ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされるα−ピネン又はこれら光学的対掌体の混合
    物を、65〜140℃の温度及び高められた圧力におい
    て、一般化炭素及び水素とロジウムカルボニル錯化合物
    の存在下に反応させることを特徴とする、次式▲数式、
    化学式、表等があります▼( I )(ただし1位、3位
    及び5位の炭素原子は紙平面上に、1・5−エンド橋及
    び2−メチル基は紙平面の上方に、そして基CHOは紙
    平面の下方に存在するものとする)で表わされる3−ホ
    ルミル−ピナンの製法。
JP50011965A 1974-01-30 1975-01-30 3−ホルミル−ピナンの製法 Expired JPS5918376B2 (ja)

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DE2404306A DE2404306C3 (de) 1974-01-30 1974-01-30 Optisch aktive Pinanderivate
DE2404306 1974-01-30

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Publication Number Publication Date
JPS50131958A JPS50131958A (ja) 1975-10-18
JPS5918376B2 true JPS5918376B2 (ja) 1984-04-26

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ID=5906041

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50011965A Expired JPS5918376B2 (ja) 1974-01-30 1975-01-30 3−ホルミル−ピナンの製法
JP58149720A Granted JPS5951227A (ja) 1974-01-30 1983-08-18 ピナン誘導体の製法

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JP58149720A Granted JPS5951227A (ja) 1974-01-30 1983-08-18 ピナン誘導体の製法

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JP (2) JPS5918376B2 (ja)
AT (1) AT337671B (ja)
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CH (1) CH617651A5 (ja)
DD (1) DD119573A5 (ja)
DE (1) DE2404306C3 (ja)
DK (1) DK162280C (ja)
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