JPS6143335B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は３―シクロアルケノンの製法に関す
る。

更に詳細には本発明は医薬、農薬の中間体とし
て有用な３―シクロアルケノンを１，２―エポキ
シ―３―シクロアルケンの異性化反応により有利
に製造する方法に関する。

３―シクロアルケノンは近年、広範囲な生理活
性を有するプロスタグラジンを始めとする医薬品
等の重要な中間体として注目されている化合物で
ある。

従来、３―シクロアルケノン類の製法としては
３―シクロアルケノールを酸化する方法（L.D.
Hessら．J.Amer.chem.Soc，89，1975（1967）
参照）、２―シクロアルケノン類を塩基で異性化
する方法4N.HeapらJ.Chem.Soc，（Ｂ）164
（1966）参照）及び１，２―エポキシ―３―シク
ロアルケンを熱異性化する方法（D.J.Whalenらj.
Amer.Chem.Soc，96，3678（1974）参照）等が
知られている。

しかしながら、これらの方法は収率が低く、副
生成物も出来るので工業的に満足すべき方法とは
言い難い。

また、従来、エポキシドを異性化してカルボニ
ル化合物にする方法としては、三沸化ホウ素等の
ルイス酸又は臭化マグネシウム等の塩を用いる方
法が知られている（H.O.HonseらJ.Amer.Sos，
77，5083（1955）参照）。

しかしこれらの方法は異性化の方向が一定でな
い、収率が低いなどの欠点がある。

本発明者らは、かかる点に着目し、上記諸方法
の欠点を克服し、１，２―エポキシ―３―シクロ
アルケンを特異的に異性化し３―シクロアルケノ
ンを得る方法を見い出すべく鋭意研究した結果、
本発明方法に到達したものである。

すなわち本発明は下記式〔〕， 〔式中、Ｚは炭素数１〜４の環形成アルキレン
基である。〕 で表わされる１，２―エポキシ―シクロアルケン
をパラジウム系異性化触媒の存在下に異性化せし
めることを特徴とする下記式〔〕， 〔式中、Ｚの定義は前記に同じ。〕 で表わされる３―シクロアルケノンの製法であ
る。

本発明方法において原料化合物として用いられ
る、上記式〔〕で表わされる原料である１，２
―エポキシ―３―シクロアルケンは本発明者の１
人が別途に提案した様にシクロアルカー１，３―
ジエンをモノエポキシ化することにより容易に得
ることが出来る。また公知の方法（ケミカル・レ
ビユー（Chem・Rev.）、71，395（1971）；オル
ガニツク・リアクシヨン（Org.React.），20，133
（1973）〕により得ることが出来る。

上記式〔〕中、Ｚは炭素数１〜４の環形成ア
ルキレン基である。

本発明方法は上述の如き上記式〔〕で表わさ
れる１，２―エポキシ―３―シクロアルケンをパ
ラジウム系異性化触媒の存在下に異性化せしめる
ことにより行われる。

パラジウム系異性化触媒としては金属パラジウ
ムまたは塩化パラジウムが好ましく使用される。

場合によつては金属パラジウムまたは塩化パラ
ジウムに助剤としてトリ有機ホスフインを使用す
るのが好ましい。かかるトリ有機ホスフインとし
ては例えばトリフエニルホスフイン，トリトリル
ホスフイン，ヘキサメチルホスホラストリアミ
ド、またはトリブチルホスフイン等を挙げること
ができるがなかでもトリフエニルホスフインンが
好適である。これらトリ有機ホスフインの使用量
はパラジウム化合物に対して0.1〜10当量、より
好ましくは３〜５当量である。

更に、金属パラジウムまたは塩化パラジウムお
よびトリ有機ホスフインが下記式〔〕 PdXm（PR₃）ｌ ……〔〕 〔式中、Ｘはハロゲン原子，Ｒは１価の有機
基，ｍは０又は２，ｌは１又は４である。〕 で表わされる化合物を形成している触媒、すなわ
ちパラジウムテトラキストリフエニルホスフイン
錯体等も使用される。特にパラジウムテトラキス
トリフエニルホスフイン鎖体が好んで用いられ
る。この場合にもトリ有機ホスフインを反応の円
滑な進行のためにパラジウムテトラキストリフエ
ニルホスフイン錯体に対して0.1〜10当量、より
好ましくは３〜５当量加えるとよい。

また更には、パラジウムのアセトニド錯体、す
なわち、例えばパラジウムトリビスベンジリデン
アセトニド パラジウムアセチルアセトニド等も本発明の異性
化触媒として好適である。

また、原料化合物が下記式〔〕′ （式中、Ａは水素原子又は炭素数１〜10の１価
の有機基である） で表わされる１，２―エポキシ―３―シクロペン
テン類であるとき白金テトラキストリフエニルホ
スフイン、臭化リチウム、臭化マグネシウム又は
過塩素酸リチウムは異性化触媒として好適に使用
される。

用いられる異性化触媒の使用量は触媒量の添加
でよいが具体的には原料化合物に対して2.5〜
0.0001重量％、好ましくは0.5〜0.001重量％、更
に好ましくは0.1〜0.005重量％が用いられる。

反応は０〜170℃好ましくは10〜150℃でスムー
ズに進行する。それ故通常室温で反応を行えばよ
い。反応をよりスムーズに進行させるために溶剤
を用いることがある。これらとしてはエーテル、
テトラヒドロフランイソプロピルエーテル等のエ
ーテル類、ペンタン、ヘキサン、等の炭化水素
類、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類、
ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロフオル
ム等のハロゲン化炭化水素類等の非プロトン性溶
剤が挙げられる。

これらの溶剤は一種又は二種の混合溶剤として
用いることが出来る。

反応の進行状況及び終点は、薄層クロマトグラ
フイー等により、原料のスポツトが消失すること
により判定出来る。反応生成物は反応終了後パラ
ジウム化合物を過、遠心分離等により分別し、
通常の処理法、濃縮、蒸溜、クロマトグラフイー
等の方法で精製して製取することが出来る かくして本発明方法によつて得られる化合物と
しては、例えば、３―シクロペンテノン、３―シ
クロヘキセンノン、３―シクロヘプテノン、３―
シクロオクテノン等を好適なものとしてあげられ
る。

かくして本発明方法によつて得られた３―シク
ロアルケノン類、例えば３―シクロペンテノンは
これをエポキシ化し異性化することにより４―ヒ
ドロキシ―シクロペンテノンとすることが出来
る。このものは近年注目されているプロスタグラ
ンジンの有用な中間体である。このようにこれら
の化合物は種々の医薬、農薬、香料の出発原料と
して有用な化合物である。

本発明方法の特長は、上述の有用な化合物を
１，２―エポキシ―シクロアルケンより触媒量の
パラジウム化合物を用いて、非常に温和な条件、
即ち室温、中和条件で容易に高収率で与える所に
ある。

以下に実施例をあげて本発明方法を詳述する。

実施例 １ 200mlシユレンク管を反応容器に用い、スター
リングバーを入れ、温度計をとりつけた。内部を
アルゴン置換し、シリンジにて脱気したジクロロ
メタン140mlを入れた。パラジウムテトラキスト
リフエニルホスフイン126Kg（10μmole）、トリ
フエニルホスフイン2.4mg（12μmole）を含むジ
クロロメタン（10ml）をシリンジにて加えた。シ
ユレンクに―２℃の食塩水―氷浴をとりつけた。
溶液はよく撹拌し、３，４―エポキシシクロペン
テン15.93ｇ（0.194mole，このサンプルはジクロ
ロメタンを含んでいてもかまわない）をシリンジ
にて液温を５〜７℃に保ちながらゆつくりと加え
た、液温が、パス温まで低下した後、反応液を蒸
留した。留分はヴイグロ―カラム（10φ×350）
を使用して、常圧にて濃縮し、３―シクロペンテ
ノンを13.94ｇ（0.17mole）含むクロロメタン溶
液29.03ｇを得た。

反応の収率はNMRからの知見より計算して88
％であつた。

NMR（δppm）； 2.9（4H，singlet），6.1（2H，singlet） なお、ここで得られた３―シクロペンテノン
は、既知の方法により合成されたそれとNMRの
比較により固定された。

実施例 ２ ３ml封管内をアルゴン置換し、これにパラジウ
ムクロライドを4.1mg（23μmole）、トリフエニル
ホスフインを5.7mg（22μmole）、テトラヒドロフ
ランを1.0ml、ガスクロマトグラフイ―（GC）収
率測定用試料約30μｌ（３，４―エポキシシクロ
ペンテン約15mg、約180μmole含む。）を入れ
た。再び軽くアルゴン置換し封じて50℃にて時間
反応後、GCにて収率を測定した。得られた３―
シクロペンテノンの収率は、33％であつた。

実施例 ３ ３ml封管内をアルゴン置換し、これに、パラジ
ウムトリスビスベンジリデンアセトナイドを約５
mg（３μmole）トリフエニルホスフインを約３
mg（11μmole）、ベンゼンを1.0mlおよびGC収率
測定用試料約30μｌ（３，４―エポキシシクロペ
ンテン約15mg（約180μmole）含む。）を入れ
た。再び軽くアルゴン置換し封じて50℃にて11時
間反応後、GCにて収率を測定した。得られた３
―シクロペテノンの収率は65％であつた。

実施例 ４ ３ml封管内をアルゴン置換し、これにトリフエ
ニルホスフインを5.2mg（20μmole）、アセチルア
セトナイドを6.0mg（20μmole）、ベンゼンを1.0
mlおよびGC（収率測定用試料約30μｌ（３，４
―エポキシシクロペンテンを約15mg（約180μ
mole）含む。）を入れた。再び軽くアルゴン置換
し、封じて50℃にて11時間反応後、GCにて収率
を測定した。得られた３―シクロペンテノンの収
率は53％であつた。

実施例 ５ ３ml封管内をアルゴン置換し、これに白金テト
ラキストリフエニルホスフインを9.0mg（7.2μ
mole）、トリフエニルホスフインを1.8mg（6.9μ
mole）、ベンゼンを1.0mlおよびGC収率測定用試
料約30μｌ（３，４―エポキシシクロペンテン約
15mg（約180μmole）含む。）を入れた。再び軽
くアルゴン置換し、封じて室温にて50時間反応
後、GCにて収率を測定した。得られた３―シク
ロペンテノンの収率は、39％であつた。

実施例 ６ ３ml封管内をアルゴン置換し、これに臭化リチ
ウム―水塩を7.0mg（67μmole）、エーテルを1.0
mlおよびGC収率測定用試料約30μｌ（３，４―
エポキシシクロペンテン約15mg（約180μmole）
含む。）を入れた。再び軽くアルゴン置換し、封
じて50℃にて23時間反応後、GCにて収率を測定
した。得られた３―シクロペンテノンの収率は、
14％であつた。

実施例 ７ ３ml封管内をアルゴン置換し、これに臭化マグ
ネシウムを約３mg（16μmole）、エーテルを1.0ml
およびGC収率測定用試料約30μｌ（３，４―エ
ポキシシクロペンテンを約15mg（約180μmole）
含む。）を入れた。。再び軽くアルゴン置換し、封
じて50℃にて11時間反応後、GCにて収率を測定
した。得られた３―シクロペンテノンの収率は29
％であつた。

実施例 ８ ３ml封管内をアルゴン置換し、これに過塩素酸
リチウム・三水塩を3.2mg（20μmole）、エーテル
を1.0mlおよび収率測定用試料約30μｌ（３，４
―エポキシシクロペンテンを約15mg（約180μ
mole）含む。）を入れた。再び軽くアルゴン置換
し、封じて50℃にて11時間反応後、GCにて収率
を測定した。得られた３―シクロペンテノンの収
率は33％であつた。

実施例 ９ ５mlコツク付封管内をアルゴン置換し、これに
パラジウムテトラキストリフエニルホスフインを
3.2mg（2.8μmole）と、トリフエニルホスフイン
を0.8mg（3.1μmole）含むベンゼン３mlを入れ、
この中に、３，４―エポキシシクロヘキセン溶液
301.8mg（３，４―エポキシシクロヘキセン225mg
（2.34mmolle））をシリンジにて加えた。40時間
後、さらにパラジウムテトラキストリフエニルホ
スフイン10mg（8.7μmole）とトリフエニルホス
フイン2.2mg（8.4μmole）を、反応液１mlに懸濁
させて加えた。さらに12時間反応後、反応液は、
蒸留（約０mmＨｇバス温120℃、ドライアイス―
メタノールでトラツプ）し、留分は、ヴイグロ―
カラム（９φ×100）を用いて常圧蒸留した。こ
こで得た留分は、再び同様にして0.5mlまで濃縮
し、先の濃縮液とともに、GC分析（９mm×2m10
％ポリエチレングリコールon uniport、80〜100
メツシユ、80℃、展開時間約３分）し、３―シク
ロヘキセノンを、141mg（1.47mole）（収率63％）
（GC収率79％）得た。

実施例 10 ガラス管に、パラジウムテトラキストリフエニ
ルホスフイン40mg（35mmole）、およびトリフエ
ニルホスフイン10mg（39mmole）をセライトに付
着させたものをつめ、N₂気流中にて120℃に加熱
した。３，４―エポキシシクロヘプテン200mg
（1.8mmole）を気化させてカラムに通じた。反応
後のN₂は、ドライアイス―メタノール浴にて冷
却し、３―シクロヘプテノン（小量の不純物を含
む）112mg1.0mmole（収率56％）を得た。

実施例 11 コツク付70ml封管内をアルゴン置換した。この
中へ、パラジウムテトラキストリフエニルホスフ
イン210.6mg（182μmole）とトリフエニルホスフ
イン48.1mg（180μmole）を含むベンゼン約35ml
を導入し、３，４―エポキシシクロオクテン4.04
ｇをシリンジにて加えコツクを閉じた。封管は、
液体窒素にて冷却し、溶液を凝固させた後、コツ
クを開いて管内を真空にし、コツクを閉じ110℃
にて41時間反応させた。反応液は、蒸留（バス温
120℃、〜０mmＨｇ、ドライアイス―メタノール
でトラツプ）し、得られた留分を濃縮して、３―
シクロオクテノン2.51ｇ2.02mmole（収率62％
（GC収率81％））を含むベンゼン溶液5.81ｇを得
た。

このものの物性値は次の通りであつた。

NMR（100μHz，CDcl₃，δppm）； 1.5〜2.3（6H），2.5（2H），3.1（2H），5.7
（2H）， 参考例 1lのフラスコに、メカニカルスターラー、滴下
ロートバブラーをとりつけた。フラスコ内に粉砕
したNa₂CO₃180ｇ（1.70mole）と、CH₂Cl₂480
ml、シクロペンタジエン29.04ｇ（0.44mole）を
入れ、氷浴をとりつけた。激しくかくはんしなが
ら、CH₃CO₃H0.44moleを45分かけて滴下した。
30分後氷浴をはずした。室温にて20時間反応後、
反応液に水1lを加え、かくはんし有機層を分離し
た。有機層は、20％K₂CO₃200mlずつで２回洗
い、10％K₂CO₃200mlずつで２回洗つた。有機層
はNa₂SO₄で乾燥し、ヴイグロ―カラム（15φ×
800）を用いて常圧で濃縮した。濃縮後は、100ml
ナス型フラスコに入れ、（15φ×300）のヴイグロ
―カラムを使用し減圧蒸留して３，４―エポキシ
シクロペンテン26.49ｇ（0.323mol，収率＝73
％）を得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記式〔〕， 〔式中、Ｚは炭素数１〜４の環形成アルキレン
   基である。〕 で表わされる１，２−エポキシ−３−シクロアル
   ケンを、パラジウム系異性化触媒の存在下に異性
   化せしめることを特徴とする下記式〔〕， 〔式中、Ｚの定義は前記に同じ。〕 で表わされる３−シクロアルケノンの製法。 ２ パラジウム系異性化触媒が金属パラジウムま
   たは塩化パラジウムである特許請求の範囲第１項
   の記載による３−シクロアルケノンの製法。 ３ パラジウム系異性化触媒が金属パラジウムま
   たは塩化パラジウムおよびトリ有機ホスフインで
   ある特許請求の範囲第１項の記載による３―シク
   ロアルケノンの製法。 ４ 金属パラジウムまたは塩化パラジウムおよび
   トリ有機ホスフインが下記式〔〕 PdXm（PR₃）ｌ ……〔〕 〔式中、Ｘはハロゲン原子，Ｒは１価の有機
   基，ｍは０又は２，ｌは１又は４である。〕 で表わされる化合物を形成している特許請求の範
   囲第３項の記載による３―シクロアルケノンの製
   法。 ５ トリ有機ホスフインがトリフエニルホスフイ
   ンである特許請求の範囲第３項又は４項の記載に
   よる３―シクロアルケノンの製法。 ６ パラジウム系異性化触媒がパラジウムのアセ
   トニド錯体である、特許請求の範囲第１項の記載
   による３―シクロアルケノンの製法。 ７ 下記式〔〕′ （式中、Ａは水素原子である。） で表わされる１，２―エポキシ―３―シクロペン
   テン類を白金テトラキストリフエニルホスフイ
   ン，臭化リチウム，臭化マグネシウム又は過塩素
   酸リチウムの存在下に異性化せしめることを特徴
   とする下記式〔〕′ （式中、Ａは上記定義に同じである） で表わされる特許請求の範囲第１項の記載による
   ３―シクロペンテノンの製法。