JPS5930706B2 - ４−ジアルコキシメチル−５，５−ジメチル−１−オキサスピロ−〔２，５〕オクタン及びその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、それ自体香料分野において有用であり、且つ
又、同様に香料分野において有用なγシトラール（２・
２−ジメチル−６−メチレンーシクロヘキサンカルバル
アルデヒド）及びγ−イオノン製造中間体としても有用
な下記式（１）、但し式中、ｋは低級アルキル基を示す
、で表わされる新規化合物４−ジアルコキシメチルー５
・５−ジメチル−１−オキサスピロ〔２・５〕オクタン
及びその製法に関する。

上記式（１）化合物は、下記國２）、 で表わされる公知化合物２−ジアルコキシメチル−３・
３−ジメチルシクロヘキサン−１−オンをジアルキルス
ルホニウムメチリドもしくはジアルキルオキソスルホニ
ウムメチリドと不活性雰囲気※哀条件下に反応せしめる
ことにより、好収率好純度で製造することができる。

得られた式（１）化合物は、前記のような香料分野その
他の合成分野における中間体として有用である。式（１
）化合物の有するオキシラン環は還元反応によつて容易
にメチレン基に転化できるため、式（２）化合物のシク
ロヘキサノン部分をシクロヘキサメチレンに転化せしめ
る反応に有利に利用できる。また、上記式（２）化合物
は、下記式（３）、但し式中、ビは低級アルキル基を示
す、で表わされる１−トリアルキルンロキシ一３・３ジ
メチル−１−シクロヘキセンを、四塩化チタンの存在下
、オルトギ酸低級アルキルエステルと反応せしめること
により、容易に得ることができる。

本発明方法で得られる前記式（１）の４−ジアルコキシ
メチル−５・５−ジメチル−１−オキサスピロ〔２・５
〕オクタンは還元反応によつて、上述の通り、容易に式
（１）中のオキシラン環がメチレン基の化合物２・２−
ジメチル−６−メチレンーシクロヘキサンカルバルデヒ
ドジアルキルアセタールに転化でき、酸加水分解反応せ
しめて、容易にγ−シトラールを得ることができる。

従来、γ−シトラールは、例えば、Ｈｅ−１ｖ．Ｃｈｉ
ｍ．Ａｃｔａ．４１巻、１３５９頁（１９５８年）に記
載の下記式、に従つて、原料２−カルボアルコキシ−
３ ・ ３ −ジメチル−シクロヘキサン−１−オンか
ら、多工程を経て合成されていた。

この方法は反応工程が多く且つ反応操作が繁雑であり、
原料からのγ−ントラールの収率は、高々数％程度にす
ぎない低収率である。本発明方法を利用して、前記式（
３）化合物の製造原料である３−メチル−２ −シクロ
ヘキセン−１ −オンからγ−シトラールを製造する，
場合には約４０％もしくはそれ以上の好収率でγ−シト
ラールを工業的に有利に製造でき、前記式（１）本発明
化合物からは約７０％の好収率でγ−シトラールを容易
に得ることができる。３−メチル−２−シクロヘキセン
−１−オンから、本発明方法を経由してγ−シトラール
を製造する工程は、下記式で示すことができる。

上記式（４）３ −メチル− ２ −シクロヘキセン−
１−オンは公知反応に従つて、例えばｍ−クレゾールか
らバーチ還元により容易に得ることができる。

式（４）化合物の式（３）１−トリアルキルシロキシ一
３・３−ジメチル−１−シクロヘキセン−の転化は、例
えば、ＣＨ３ＭｇＸ（Ｘはハロゲン）で表わされるグリ
ニア試薬を、好ましくは少量のたとえば沃化第一銅、臭
化第一銅の如きハロゲン化第一銅の存在下に、たとえば
ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピ
ルエーテル、ジブナルエーテル、モノ一もしくはジーエ
チレン′りコールジメチルエーテル、モノ一もしくはジ
ーエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロ
フラン、ジオキサン、これらの混合物の如きエーテル系
有機溶媒中で上記式（４）化合物と作用させ、次いで、
トリアルキルクロルシランを反応させて行うことができ
る。この際、トリアルキルクロルシランとの反応は、第
三級アミン、例えばトリエチルアミン、トリメチルアミ
ン、トリブチルアミン、ピリジンなどの如き第三級アミ
ンの共存下、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルホ
ルムアミド、Ｎ−Ｎ−ジメチルアセトアミドの如きアミ
ド系溶媒を添加して行うのがよい。反応は、例えば約−
２０℃〜室温好ましくはｏ℃付近で行うのがよい。トリ
アルキルクロルシラン、好ましくはトリ低級アルキルク
ロルシランを用いる代りに、Ｎトリアルキル一好ましく
はＮ−トリ低級アルキル−シリルアセトアミドも同様に
利用できる。グリニア試薬及びトリアルキルクロルシラ
ンもしくはＮ−トリアルキルシリルアセトアミドは、原
料式（４）化合物に対してほぼ等モル〜約１．５倍モル
の範囲の量で用いるのがよい。また溶媒類は、式（４）
化合物に対して、約２〜約１０倍量程度の使用量で行う
ことができる。反応終了後、反応生成物液を、水大過剰
の炭化水素溶媒たとえば氷水とｎ−ヘキサンとの混合系
に注加し、ヘキサン相を分散し、必要に応じ水洗、耐性
硫酸カリウム水溶液で洗浄し、重Ｈ水溶液洗浄の如き洗
浄手段で洗浄し、たとえば芒硝で乾燥し、ヘキサンを蒸
留回収して式（３）化合物を減圧蒸留、カラムクロマト
グラフイ一（アルミナもしくはシリカ担体）等により精
製して得ることができる。斯くして得られる式（３）１
トリアルキルシロキシ一３・３−ジメチルーJ■■つて
、たとえば１−トリメチルシロキシ一３−３ジメチル−
１−シクロヘキセンは７２〜７４℃／１１ｍｍＨｇ（絶
対）の油状化合物である。このようにして得られる氏３
）化合物から、本発明方法の原料式（２）２−ジアルコ
キシメチル−３・３−ジメチルシクロヘキサン−１−オ
ンを得るには、例えば四塩化チタンの共存下、塩素化炭
化水素系溶媒中で式（３）化合物とオルトギ酸アルキル
エステルＨＣ（０Ｒ″）３〔式中、Ｒ′はアルキル基、
好ましくは低級アルキル基〕とを作用させる。上記塩素
化炭化水素系溶媒としては例えば、塩化メチレン、塩化
エタン、トリクロロエチレン、トリクロロプロピレン、
四塩化炭素などを挙げることができ、その使用量はたと
えば瑣３）化合物に対して約２０〜約７０倍量程度の大
過剰量で用いるのが好ましい。又、四塩化チタンはオル
トギ酸アルキルエステルに対して、ほぼ等モル〜約１．
５倍モル程度の範囲の量で用いることができる。オルト
ギ酸アルキルエステルの使用量は式（３）化合物に対し
て、ほぼ等モル〜約１．５倍モル程度で用いるのがよい
。反応は約−８０℃〜約−４０℃程度、一層好ましくは
約−８０℃〜約−５０℃程度の低温条件の採用が好しい
。反応終了後、反応生成物を必要に応じ炭酸アルカリの
如きアルカリ類の水溶液で中和し、塩素化炭化水素溶媒
相を分取し、必要に応じ、芒硝で乾燥し、溶媒を留去し
て、室温で油状の物質、例えば沸点８００〜８１℃／１
５ｍｕＨｇ（式中ｋがメチル）の式（２）化合物を得る
ことができる。必要に応じ減圧蒸留、カラムクロマトグ
ラフイ一などの手段で精製することもできる。上述のよ
うにして得ることのできる本発明方法の式（２）原料化
合物２−ジアルコキシ（好ましくは２−ジ低級アルコキ
シ）メチル−３・３−ジメチルシクロヘキサン−１−オ
ン、（式中、Ｒ′は低級アルキル基、好ましくはＣ１〜
Ｃ２アルキル基）は、本発明方法に従つて、ジアルキル
スルホニウムメチリドもしくはジアルキルオキソスルホ
ニウムメチリドと不活性雰囲気条件下に反応せしめるこ
とによつて、本発明式（１）の新規目的化合物、（式中
、Ｒ′は上記したと同じ）に、容易に好収率で転化する
ことができる。

この式（２）化合物を式（１）化合物に転化する方法は
、極性中性溶媒の存在下で行うことができ、好ましくは
ジメチルスルホキシド又はヘキサメチルホスホルアミド
、Ｎ−Ｎ−ジメチルアセトアミドの如きアミド系溶媒又
は式（４）化合物が式（３）化合物の製造に関して例示
したと同様なエーテル系有機溶媒を例示することができ
、とくにジメチルスルホキシドとエーテル系有機溶媒た
とえばテトラヒドロフランとの混合溶媒（好ましくは１
：約４〜約８容量害拾）の使用が好ましい結果を与える
。溶媒は式（２）化合物に対して約２倍〜約２０倍量程
度で用いることができる。反応は例えば約−３０℃〜室
温の如き可及的低温条件下で行うのがよく、好ましくは
約−３０℃〜約０℃程度の低温条件が採用できる。式（
２）化合物に対するジアルキルスルホニウムメチリドも
しくはジアルキルオキソスルホニウムメチリドの使用量
は適当に選択でき、例えば、約等モル〜約２倍モル、好
ましくは約等モル〜約１．５倍モル程度で用いるのがよ
い。

反応ぱ不活性雰囲気条件下、たとえば窒素、アルゴン
ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下で行われる。又、ジ
アルキルスルホニウムメチリドもしくばジアルキルオキ
ソスルホニウムメチリドは、反応溶媒中でその場で形成
させることができ且つ好ましい。これらの合成手段それ
自体はよく知られており例えばＡｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓ
Ｏｃ．、？、１３５３頁（１９６５）その他の公知手段
に従つて、その場で合成して用いることができる。反応
は例えば約％〜約２時間程度で行うことができる。反応
終了後、例えば飽和食塩水中に反応生成物液を添加し、
ｎ−ヘキサンで抽出してヘキサン相を分取し、必要に応
じ、たとえば芒硝で乾燥し、ヘキサンを蒸留回収したの
ち、減圧蒸留しての油状物質として式（１斯規化合物を
得ることができる。式（１）中、Ｒ″がメチル基の４−
ジメトキシメチル−５・５−ジメチル−１−オキサスピ
ロ〔２・５〕オクタンは沸点８５℃／１ｍＴｆＬＨｇの
油状物質，であり、ｋがエチル基の４−ジエトキシメチ
ル−５・５−ジメチル−１−オキサスピロ〔２・５〕オ
クタンは沸点８９〜９０℃／１ｍｍＨｇの油状物質とし
て得られる。得られた式（１）化合物はそれ自身香料分
野に有用であるほかに、香料分野において重要なγ−シ
トラールの合成中間体としてきわめて有用である。

以下、本発明式（１）化合物からのγ−シトラールの合
成について説明する。上記式（１）化合物は三級アミン
の存在下還元したＴｉＣｌ４を用いて、前記したと同様
なエーテル系有機溶媒中で、例えば約０℃〜室温で還元
することによつて、容易に前記式（５）で表わされる２
・２ジメチル−６−メチレンーシクロヘキサンカルバル
デヒドロジアルキルアセタールに転化でき、これを酸加
水分解することによつて、好収率で容易に式（６）γ−
シトラールに転化することができる。

ＴｉＣｌ４の還元は、それ自体公知の手段により、たと
えば等モルのリチウムアルミニウムヒドリド、金属アル
ミニウム、金属マグネシウム、金属亜鉛、トリフエニル
ホスフイン、トリブチルホスフイン、トリフエニルホス
フイツト、トリブチルホスフイツトなどを用いて行なう
ことができる。上記三級アミンの例としては、例えばト
リエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン
、ピリジン、トリエタノールアミンなどをあげることが
できる。これら第三級アミンは例えば式（１）化合物に
対して約５〜約１５倍モル程度の量で用いるのがよい。
反応生成物は、所望により、例えば飽和重傅水溶液とｎ
−ヘキサンの混合液（１：０．０５〜０．２容量比）に
注加して、ヘキサン相を分散し、必要により芒硝で脱水
したのち、蒸留してヘキサンを回収し、残液を減圧蒸留
して室温で油状物質として分離することができ、たとえ
ばｋがメチル基の２・２−ジメチル−６−メチレンーシ
クロヘキサンカルパルデヒドジメチルアセタールは沸点
８８〜８９℃／１０ｍｍＨｇの油状物質として得ること
ができる。Ｒ′がエチル基の化合物は９４〜９５℃／１
０ｍＴｎＨｇの油状物質として得ることができる。上述
のようにして得られた式（５）化合物は、例えば前記し
たと同様なエーテル系有機溶媒中、水難混和性もしく非
混和性の溶媒たとえばジエチルエーテル、ジイソプロピ
ルエーテル、ジブチルエーテルなどを用い、酸で加水分
解、通常、希酸たとえば２Ｎ一塩酸水溶液を用いて室温
で加水分解して、好収率で容易に式（６）のｒ−シトラ
ールに転化せしめることができる。次に、実施例により
、本発明方法実施の→１を更に詳細に説明する。

尚、以下の例においては、参考のため式（４）化合物か
ら式（２）化合物の製造及び式（１）化合物から式（６
）γ−シトラールの製造についても例示してある。参考
例 １ １−トリメチルシロキシ一３・３−ジメチル１−シクロ
ヘキセンの合成マグネシウム１．２７ｍ０１３０．９７
、エーテル１００ｍ１に沃化メチル１．２７ｍ０１１８
０．３ｔとエーテル４００ｍ１の溶液を滴下してグリニ
ア試薬をつくる。

クリニア試薬をＯ℃に冷却し、沃化第一銅ＣｕＩ４ｙを
加える。Ｏ℃で５分間、かくはん後３−メチルシクロヘ
キセノン０．９０７モル９９．８ｙとエーテル４００ｍ
１の溶液をＯ℃〜＋２℃で１時間で滴下する。同温度で
更に１時間かくはんしたのちトリエチルアミン３６０ｍ
１１トリメチルクロルシラン（Ｍｅ３ＳｉＣｌ）２７０
ｍ１１ヘキサメチルボスボルトリアミド（ＨＭＰＴ）１
８０ｍ１を同温度で１０〜２０分間で滴下する。滴下後
、室温に上げ更に１時間３０分攪拌する。反応後、反応
混合物の上澄液を氷一水−ｎ−ヘキサンの混合液中に注
ぐ、ヘキサン層を水洗、飽和酸性硫酸カリウム水溶液で
の洗浄を２回、水洗１回、飽和重情水溶液による洗浄を
２回、水洗１回を行つてｎ−ヘキサン溶液を無水芒硝で
乾燥する。ｎ−ヘキサン回収後減圧蒸留して沸点７２〜
７４℃／１１ｍｍＨｇの留分１３５．６７（収率７６％
）を得る。この留分はガスクロマトグラフイ一で単一ピ
ークをなす１−トリメチルシロキシ一３・３−ジメチル
−１−シクロヘキセンである。参考例 ２ ２−ジメトキシメチル−３・３−ジメチルシクロヘキサ
ン−１−オンの合成オルトギ酸メチルＨＣ（０ＣＨ３）
３０．４４３ｍ０１（４７．０７）とジクロルメタン８
００ｍ１の溶液にー７８℃〜−７０℃の反応温度で４塩
化チタン０．４４３ｍ０１（８４．１７）を１０〜２０
分間で滴下する。

５分後、１−トリメチルシロキシ一３・３−ジメチル−
１−シクロヘキセン０．３４１ｍ０１（６７．６７）と
ジクロルメタン８０ｍ１の溶液を、ー７８．〜−７０℃
の反応温度で２０分間で滴下する。

２時間後同温度でメタノール２００ｍ１加え、更に３０
分間かくはんする。

反応終了後、反応混合物を１５％炭酸カリウム水溶液に
注ぐ。沈殿物をセライトＦ過助材を使用するろ過で除去
し、ジクロルメタン溶液を分離して無水芒硝で乾燥する
。ジクロルメタン回収後、減圧蒸留を行ない、沸点８０
〜８１℃／１５騙Ｈｇの２−ジメトキシメチル−３・３
−ジメチル−シクロヘキサン−１−オン留分５６．１ｙ
（８２％収率）を得た。実施例 １ ４−ジメトキシメチル−５・５−ジメチルオキサスピロ
〔２・５］オクタンの合成 石油エーテルで洗浄したＮａＨ（ミネラルオイル中５５
％濃度）０．２４ｍ０１（１０．６ｆ７）とジメチルス
ルホキシド１２０ｍ１の混合物を、７５〜８０℃で４０
分間加熱し、ジミシルアニオンをつくる。

室温に冷却後、テトラヒドロフラン５００ｍ１を加え、
氷浴で−１０℃に冷却する。トリメチルスルホニウムイ
オダイド０．２４ｍ０１（４９７）のジメチルスルホキ
シド２００ｍ１溶液を、１５分間で滴下する。更に１０
分かくはんしたのち、２ジメトキシメチル−３・３−ジ
メチル−シクロヘキサン−１−オン０．２ｍ０１（４０
，１ｔ）のテトラヒドロフラン１００ｍｅ溶液を１０分
間で滴下する。滴下後、１０分間、−１０℃で撹拌し、
のち室温まで戻し、さらに１時間攪拌する。反応終了後
、反応混合物を３倍量の食塩水に注ぎ、ｎ−ヘキサンで
抽出する。

ヘキサン層を分離し無水芒硝で乾燥し、シリカゲルカラ
ムクロマトグラフイ一（展開液：ヘキサンリエーテル＝
９：１ｖ／ｖ）で分離精製する。かくして４−ジメトキ
シメチル−５・５−ジメチル−１−オキサスピロ〔２・
５〕オクタン３０７（収率７０％）を得た。

このものの沸点は８５℃／１ｍｍＨｇである。

そのＩＲスペクトルチヤートを第１図に示した。実施例
２４−ジエトキシメチル−５・５−ジメチル−１一オ
キサスピロ〔２・５〕オクタンの合成実施例１に於て、
２−ジメトキシメチル−３・３−ジメチル−シクロヘキ
サン−１−オン０．２ｍ０１の代りに、２−ジエトキシ
メチル−３・３ジメチル−シクロヘキサン−１−オン０
．２ｍ０１を用いるほかは、実施例１と同様に行つて、
沸点８９〜９０℃／１ｍｍＨｇのジエトキシメチル−５
・５−ジメチル−１−オキサスピロ〔２・５〕オクタン
を収率７５％で得た。

参考例 ３ ２・２−ジメチル−６−メチレンーシクロヘキサンカル
バルデヒドジメチルアセタールの合成四塩化チタンＴｉ
Ｃｌ４Ｏ．Ｏ９７５ｍＯｌ（１８．５ｙ）を−７ ８℃
で凝固させておきテトラヒドロフラン２５０ｍ１を滴下
して錯体をつくる。

温度を室温にまで上げ、四塩化チタン、テトラヒドロフ
ランの錯体が十分に生成したのち、リチウムアルミニウ
ムヒドリドＬｉＡｌＨ４（０．０９７５モル３．７ｔ）
を加える。室温で１時間かくはん後トリエチルアミンＥ
ｔ３ＮＯ．７８モル（ ７８．９ｙ）を加える。氷浴で
ｏ℃に冷却した後、実施例１で得た４−ジメトキシメチ
ル− ５ ・ ５ −ジメチル−１−オキサスピロ〔２
・５〕オクタン０．０８７モル（１８．６Ｖ）をテトラ
ヒドロフラン１５０ｍ１に溶した溶液を１０〜２０分間
で滴下する。

滴下後、室温にまで上げ、１時間かくはんする。反応混
合物を飽和重冒水溶液とｎ−ヘキサンの混合液に注ぐ。
セライトろ過助材を用いるろ過後、ｎ−ヘキサン層を分
離し、無水芒硝で乾燥する。ｎ−ヘキサン回収後、減圧
蒸留して沸点８８〜８９℃／１０ｍｍＨｇ１３．４ｙ（
収率７８％）の２・２−ジメチル−６−メチレンーシク
ロヘキサンカルバルデヒドジメチルアセタール留分を得
た。参考例 ４ γ−シトラールの合成 参考例３で得た２・２−ジメチル− ６ −メチレンー
シクロヘキサンーカルバルデヒドジメチルアセタール０
．０６７６ｍ０１（１３．４Ｖ）とエーテル３００ｍ０
１の溶液に、２Ｎ−ＨＣＩ水溶液３５０ｍ１を加え、か
くはん下、室温で一夜放置する。

エーテル溶液を分離し、飽和重傅水溶液で中和後、水洗
してから無水芒硝で乾燥する。エーテル回収後、減圧蒸
留して沸点８０〜８１℃／１４ｍｍＨｇ８．７Ｖの２・
２−ジメチル− ６ −メチレンーシクロヘキサンカル
バルデヒド（γ−シトラール）を得た。

収率８５％。

【図面の簡単な説明】

添付第１図は４−ジメトキシメチル− ５ ・ ５ −
ジメチル−１−オキサスピロ〔２・５〕オクタンの赤外
吸収スベクトルチャートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記式（１）、 ▲数式、化学式、表等があります▼式（１）但し式中、
   Ｒ′は低級アルキル基を示す、で表わされる４−ジアル
   コキシメチル−５・５−ジメチル−１−オキサスピロ〔
   ２・５〕オクタン。 ２ 該式（１）化合物が、４−ジメトキシメチル−５・
   ５−ジメチル−１−オキサスピロ〔２・５〕オクタンで
   ある特許請求の範囲１記載の化合物。 ３ 該式（１）化合物が、４−ジエトキメチル−５・５
   −ジメチル−１−オキサスピロ〔２・５〕オクタンであ
   る特許請求の範囲１記載の化合物。 ４ 下記式（２）、 ▲数式、化学式、表等があります▼式（２）但し式中、
   Ｒ′は低級アルキル基を示す、で表わされる２−ジアル
   コキシメチル−３・３−ジメチルシクロヘキサン−１−
   オンをジアルキルスルホニウムメチリドもしくはジアル
   キルオキソスルホニウムメチリドと不活性雰囲気条件下
   に反応せしめることを特徴とする下記式（１）、▲数式
   、化学式、表等があります▼式（１）但し式中、Ｒ′は
   上記したと同義、 で表わされる４−ジアルコキシメチル−５・５−ジメチ
   ル−１−オキサスピロ〔２・５〕オクタンの製法。 ５ 該式（２）化合物が、下記式（３） ▲数式、化学式、表等があります▼（３）但し式中、Ｒ
   ″は低級アルキル基を示す で表わされる１−トリアルキルシロキシ−３・３−ジメ
   チル−１−シクロヘキセンを、四塩化チタンの存在下、
   オルトギ酸低級アルキルエステルと反応せしめることに
   より得られた化合物である前記特許請求の範囲４記載の
   方法。