JPS6160818B2

JPS6160818B2 -

Info

Publication number: JPS6160818B2
Application number: JP54121713A
Authority: JP
Inventors: Zenichi Yoshida; Yoshinao Tamaru; Akihide Suzuki
Original assignee: DAISERU KAGAKU KOGYO KK
Current assignee: DAISERU KAGAKU KOGYO KK
Priority date: 1979-09-21
Filing date: 1979-09-21
Publication date: 1986-12-23
Also published as: JPS5645434A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は新規な有機化合物の製法に関する。
更に詳しくはヒドロキシル基とカルボニル基とを
もつ有機化合物を触媒の存在下にブタジエンと反
応させ、α−位の炭素上に２，７−オクタジエニ
ル基が導入された新規化合物を製造する方法に関
する。本発明により製造される目的物は一般式（こゝでR¹，R²はそれぞれ水素又は炭化水素
基を示し、R¹とR²とで環を形成していてもよ
い）で表わされるα−ヒドロキシ−α−（２，７
−オクタジエニル）カルボニル化合物であり、カ
ルボニル基、ヒドロキシル基、不飽和結合などを
あわせもつ新規化合物で、これらの官能基による
種々の公知反応に供すことができ、また長い炭素
鎖は生成物に所望の物性を与えることができる。
それ故にこの化合物は医薬、農業、香料など各種
の機能性化合物の合成中間体として有用である。
例えば生理活性物質として注目されているプロス
タグランデイン類の合成は非常に多くの反応工程
を経てなされているが、本発明の方法を５員環の
ヒドロキシケトン類に利用することにより、一挙
にＣ−８の炭素骨核が導入でき、大巾に工程が短
縮されうる。このように本発明は炭素鎖伸長反応
を伴う化合物の合成に広く適用することができ
る。本発明は、パラジウム−スルフイン酸系の触媒
の存在下で、一般式 R¹CO−CH（OH）R² （）（こゝでR¹，R²は一般式（）と同じ）で表
わされるα−ヒドロキシカルボニル化合物をブタ
ジエンと反応させることにより、ヒドロキシル基
のついているα−炭素上に２，７−オクタジエニ
ル基を導入し、前記目的物を得る方法である。従来、パラジウム触媒を用いるブタジエンの２
量化反応は、パラジウムの助触媒としてトリフエ
ニルホスフイン等の有毒性ホスフイン類を用いる
ことが必須条件であり、これを用いることによる
公害の問題及びコスト的に高価なホスフイン類を
用いる経済的な問題点を有していた。これらの問
題点を解決すべく、本発明者らは鋭意研究を重ね
た結果、ホスフイン類に代る助触媒として、毒性
のない、しかも安価に入手可能な無臭性イオウ化
合物であるスルフイン酸を用いる方法を見出し
た。そして、このスルフイン酸を助触媒とするパ
ラジウムによるブタジエンの２量化反応に関連し
て、ヒドロキシル基と同じ炭素上に水素原子をも
つα−ヒドロキシカルボニル化合物の存在下にブ
タジエンの２量化反応を行なうことにより、新規
α−ヒドロキシ−α−（２，７−オクタジエニ
ル）カルボニル化合物を収率よく簡便に製造する
本発明に到達した。アルコール類、フエノール類、アミン類、カル
ボン酸類などＯ−Ｈ又はＮ−Ｈ型の活性水素を有
する化合物の存在下に、パラジウム触媒によるブ
タジエンの２量化反応を行い、活性水素残基がブ
タジエン２量体に結合したＯ−又はＮ−オクタジ
エニル系化合物を得ることは公知である〔S.
Takahashi他、Tetrahedron Lett.，2451
（1967）及び同著者、Bull.Chem.Soc.Jap.，41，
454（1968）〕。例えばアルコール類及びフエノー
ル類からは２，７−オクタジエニルエーテル類が
得られ、カルボン酸類からは２，７−オクタジエ
ニルエステル類が生成する。また、マロン酸エステル類、アセト酢酸エステ
ル類、β−ジケトン類等の１，３−ジカルボニル
化合物或いはシアン酢酸エステル類、スルホニル
酢酸エステル類、ニトロアルカン類等々の非常に
活性化された化合物においてはＣ−Ｈ型の活性水
素化合物即ち活性メチル、活性メチレン、活性メ
チル化合物もパラジウム系触媒（塩化パラジウ
ム・トリフエニルホスフイン）の存在下、ブタジ
エンと反応し、活性部位がブタジエン２量体と炭
素−炭素結合したＣ−オクタジエニル系化合物を
与えることが報告されている〔G.Hata他、
Chem.Ind（London），1836（1969）及び同著
者、J.Org.Chem.，362116（1971）〕。しかし、こ
の反応に適用できる活性水素化合物は上記のよう
な特別に活性度の高い化合物のみは限定されてお
り、ケトンやアルデヒドにおける単独の（β−位
に他の活性基をもたない）カルボニル基のα−位
にある普通のＣ−Ｈ型活性水素をもつ化合物には
適用されていない。さらにこの反応は、アルカリ
金属アルコラート或いはフエノラート等の塩基を
同時に使用しており、活性部位のアニオンが生成
する条件下で反応を行なつている。オクタジエニル化反応に関するこのような公知
事実に基き、本発明におけるα−ヒドロキシカル
ボニル化合物のオクタジエニル化の可能性を考察
すると、まずα−ヒドロキシカルボニル化合物が
２級アルコールとしてブタジエンとの反応に関与
する可能性が推定されるが、通常の２級アルコー
ル類はブタジエンとの反応にはほとんど不活性で
あるとの文献もあり、反応は進行しにくいと推定
される。仮に反応するとした場合でも、酸素−炭
素結合反応によるα−（２，７−オクタジエニル
オキシ）カルボニル化合物の生成が予想されうる
のみであり、本発明の如き炭素−炭素結合反応が
進行することは全く予期されない事である。事
実、下記比較例１にも記載した通り、従来のホス
フイン系助触媒を用いるパラジウムによるブタジ
エンの２量化反応を例として、テトラキストリフ
エニルホスフインパラジウムを用いてα−ヒドロ
キシケトンの存在下にブタジエンの２量化反応を
行なつたところ、ブタジエンオリゴマーの他に、
α−（２，７−オクタジエニルオキシ）カルボニ
ル化合物の生成が主に認められ、本発明目的物の
生成は極く少量認められたにすぎなかつた。しかるに、パラジウムの助触媒としてスルフイ
ン酸を用いることを特徴とする本発明の方法を用
いることにより、ブタジエンがα−ヒドロキシカ
ルボニル化合物と円滑に反応し、選択的に、しか
も高収率にてα−ヒドロキシ−α−（２，７−オ
クタジエニル）カルボニル化合物を与えた。しか
も、本発明の方法は、従来の方法と異なり全くの
中性条件下での反応であり、室温下で反応が進行
して目的生成物を与えるため、反応に用いられる
α−ヒドロキシカルボニル化合物が、酸、塩基或
いは熱に不安定な化合物であつても十分に適用が
可能である。また、本発明に用いられる助触媒のスルフイン
酸類はホスフイン類と異なり毒性がなく、イオウ
化合物に特有の悪臭も全く認められず、工業薬品
として容易に、安価に入手可能な物質である。さ
らに、本反応系は水の存在による反応阻害は全く
なく、空気の存在も反応に及ぼす影響はほとんど
認められず、従来のホスフイン系触媒に比べ、許
容反応条件範囲がかなり広い。以上の如く、本発
明の目的物が有用な新規化合物であるだけでな
く、その製造法自体も従来の技術水準からは全く
予期できない発明であり、パラジウム毒と従来考
えられているイオウ化合物を助触媒とした工業的
にも十分適用可能な、非常に有用な発明を提供す
るものである。次に本発明の方法を構成要件に分けて説明す
る。触媒として用いられるパラジウムは、反応機構
的に確認されてはいないが、反応系中に於ては零
価で活性を示していると考えられる。反応に仕込
むパラジウムとしては、塩化パラジウム、臭化パ
ラジウム、硝酸パラジウム、酢酸パラジウム、塩
化パラジウムナトリウム（Na₂PdCl₄）、塩化パラ
ジウムリチウム、パラジウムアセチルアセトネー
ト等の２価のパラジウム類が普通に用いられる。
特に、塩化パラジウム、酢酸パラジウムが好んで
用いられる。これらは、反応系中で零価に還元さ
れて触媒活性を示していると考えられ、最初に零
価のパラジウムを仕込んでも同様の結果が得られ
る。スルフイン酸としては、ベンゼンスルフイン
酸、パラトルエンスルフイン酸、オルトトルエン
スルフイン酸、パラクロルベンゼンスルフイン
酸、オルトクロルベンゼンスルフイン酸、パラア
セトアミノベンゼンスルフイン酸、パラメトキシ
ベンゼンスルフイン酸、β−ナフタリンスルフイ
ン酸、α−ナフタリンスルフイン酸等の芳香族ス
ルフイン酸類及び、ｎ−ブチルスルフイン酸、ｔ
−ブチルスルフイン酸、ネオフイルスルフイン酸
等の脂肪族スルフイン酸類のいずれでもよいが特
に、芳香族スルフイン酸としては、パラトルエン
スルフイン酸及びベンゼンスルフイン酸がよく用
いられ、脂肪族スルフイン酸としてはｔ−ブチル
スルフイン酸及びネオフイルスルフイン酸がよく
用いられる。そして通常、これらのスルフイン酸
は、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカ
リ金属塩として、中性の状態で反応系に供され
る。アルカリ金属以外の金属塩或いは有機アンモ
ニウム塩等でも、特にパラジウムの錯体形成を妨
げない形態の塩であればどのようなものでも差支
つかえない。パラジウムの使用量は触媒量で十分に進行し、
通常ブタジエンに対して0.0005〜２モル％が用い
られる。特に0.005〜１モル％が好ましく、普通
に用いられる。パラジウムとスルフイン酸の使用割合は、モル
比で１対３以上（スルフイン酸過剰）用いられる
が、通常１対４〜１対10が好んで用いられる。こ
れ以上の割合のスルフイン酸でもかまわないが、
副生物の増大及び使用率増大をひきおこす。本発明の原料として用いられるα−ヒドロキシ
カルボニル化合物は、α−炭素上に少なくとも１
個の水素原子をもつもので一般式R¹CO・CH
（OH）R²で表わされる。R²は水素でも炭化水素
基でもよく、従つてこの化合物は隣接するカルボ
ニル基をもつ第１アルコール又は第２アルコール
である。R¹が炭化水素基の場合α−ヒドロキシ
ケトンであり、R¹が水素の場合はα−ヒドロキ
シアルデヒドであり、鎖式化合物、脂環式化合
物、芳香族化合物のいずれも用いることができ
る。これらα−ヒドロキシカルボニル化合物の具体
例を挙げると鎖式化合物としてアセトイン（R¹
＝R²＝CH₃）、２−ヒドロキシ−３−ペンタノン
（R¹＝C₂H₅，R²＝CH₃）、脂環式化合物としてα
−ヒドロキシシクロペンタノン（R¹＋R²＝−
（CH₂）₃−）、α−ヒドロキシシクロヘキサノン
（R₁＋R²＝−（CH₂）₄−）、α−ヒドロキシシクロ
オクタノン（R¹＋R²＝−（CH₂）₆−）、α−ヒドロ
キシシクロドデカノン（R¹＋R²＝−（CH₂）₁₀
−）、芳香族化合物としてフエナシルアルコール
（R¹＝Ph，R²＝Ｈ）、ベンゾイン（R¹＝R²＝
Ph）、α−ヒドロキシエチルフエニルケトン（R¹
＝Ph，R²＝CH₃）等があり、それぞれ本発明の方
法により、α−炭素上に２，７−オクタジエニル
基が導入された目的物を選択的に製造することが
できる。その他の例を示すと下記のようで、それぞれの
式でＱが水素原子である化合物から、本発明の方
法でＱが２，７−オクタジエニル基である化合物
を得る。 CH₃CO・CQ（OH）C₂H₅，CH₃COCHQ・
OH，

【式】ｎ−C₃H₇CO−CQ （OH）・nC₃H₇，ｎ−C₄H₉CO−CQ（OH）・
nC₄H₉，C₆H₅CQ（OH）CHO，

【式】（

【式】はシクロヘキシル基を表わす）、C₆H₅CH₂CO・CQ
（OH）CH₂CH₂C₆H₅，ｎ−C₅H₁₁CO・CQ
（OH）（CH₂）₃CH＝CH₂，CH₂＝CH
（CH₂）₈CO・CQ（OH）（CH₂）₈CH＝CH₂，

【式】

【式】上記のようにR¹，R²がともに炭化水素基の場
合それらは互いに結合していてもよく、また炭化
水素基はその水素原子が不活性な置換基で置換さ
れていてもよい。不活性置換基としては、アルキ
ル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール
基、ハロゲノ基、アルコキシ基、フエノキシ基、
スルホニル基、アミド基、アシロキシ基、ジアル
キルアミノ基、ジアリールアミノ基、カルボアル
コキシ基、シアノ基、ホルミル基等の基をあげら
れるが、環状エーテル（−Ｏ−）、環状アミン

【式】等も置換基の中に含んでいてもよい。このようにR¹又はR²の炭化水素基の水素原子の
一部を置換する基としては例えばアルコキシ基の
ような不活性置換基を適用することもできるが、
このような非炭化水素を直接にR¹又はR²として
適用することはできない。例えば乳酸エステル、
マルデン酸エステルの如くR¹がアルコキシ基の
場合は、カルボニル基に直接結合する炭素原子が
ないので本発明でいうR¹が炭化水素基の場合に
該当しない。このような化合物では本発明と同様
の触媒存在下にブタジエンを反応させてもヒドロ
キシル基のついたα−炭素上にオクタジエニル基
を導入することができない。また、式R¹CO・
CH（OAc）R²，

【式】CN・CH （OH）R²（但し、R¹，R²は前記と同じ、R³は炭
化水素基を示す）で表わされる化合物などは本発
明の出発物と比較的近い化学構造をもつが、これ
らの化合物を用いて本発明と類似のＣ−オクタジ
エニル化反応は起らず、本発明は特定の出発物と
特定の触媒との組合せに限つて起る新規な反応を
用いたものであることが確認された。本発明の反応は通常の場合例えば、ジメチルス
ルホキシド、ベンゼン、アセトン、ｔ−ブタノー
ル等の如き溶解力を有する適当な不活性溶媒の存
在下におこなう。反応系に不活性な他の溶媒を用
いることもできるし、α−ヒドロキシカルボニル
化合物が液体の場合は、溶媒を使わなくてもよ
い。反応温度は、室温付近で十分に進行するか、室
温以下でも或いは加熱下でも特に支障はない。触
媒の濃度及び反応試剤の種類等との組み合わせに
より反応速度が変化するが、これらの条件を総合
して経済的な製造条件の見地から一義的に定める
ことができる。以上の如くして行なわれる反応により得られた
生成物は蒸溜など通常の単離方法により分離する
ことができる。次に本発明を実施及び比較例により説明する。実施例１塩化パラジウム18.5重量部（以下単に部と記
す）、パラトルエンスルフイン酸ソーダ・４水塩
126部、水800部を室温下で撹拌し、これにアセト
イン1396部とブタジエン650部を加えて室温下20
時間撹拌し反応を完結させた。反応後は未反応ブ
タジエンは全く回収されなかつた。反応液に飽和
食塩水を加えてベンゼン抽出し、乾燥後溶媒留去
したのちに減圧蒸留することにより〜110℃（浴
温）／3.5〜４mmHgの無色液体留分1060.5部を得
た。このものはGC分析（Silicon DC550）により
２成分（Ａ及びＢとする）よりなり、それぞれの
純度はＡ＝11.0％、Ｂ＝85.0％であつた。Ａ及び
ＢをGC分取し各種データをとり構造を決定した
ところ下記表に示す如く、Ａはアセトインの水
酸基がブタジエンと反応した化合物３−（トラン
ス−2′，7′−オクタジエニルオキシ）−２−ブタ
ノン（Ｏ−オクタジエニル化物）であり、Ｂはア
セトインの水酸基が結合している炭素にブタジエ
ンが反応した化合物３−メチル−３−ヒドロキシ
ウンデカ−トランス−５，10−ジエン−２−オン
即ち本発明の目的物たるα−ヒドロキシ−α−
（２，７−オクタジエニル）カルボニル化合物
（Ｃ−オクタジエニル化物）であつた。

【表】

【表】比較例１テトラキストリフエニルホスフインパラジウム
114.2部、アセトイン1400部、ブタジエン780部を
窒素雰囲気下に室温で20時間反応させた。反応後
ブタジエンを留去したところ20部あつた。反応液
を実施例１と同様に処理して蒸留したところブタ
ジエンテトラマーを主とする留分396部、高沸オ
リゴマー蒸留残211部の他にブタジエン２量体留
分442部を得た。これは、GC分析により実施例１
で示したＡとＢの２成分からなつており、それぞ
れの純度はＡ＝83.8％、Ｂ＝2.1％であつた。す
なわち、本方法では収率が低いながらアセトイン
の水酸基がブタジエンと反応した生成物（Ｏ−オ
クタジエニル化物）を選択的に与えた。本反応で
得た成分Ａは実施例１で得た成分Ａとスペクトル
データ、物性値が全く同一であつた。実施例２〜６実施例１と同様にして表の第２欄の式でＱが
水素原子である各種α−ヒドロキシケトンとブタ
ジエンとの反応を塩化パラジウム（18部）−パラ
トルエンスルフイン酸ソーダ・４水塩（125部）
の触媒系を用いて反応させ、同様の処理により第
２欄の式でＱが２，７−オクタジエニル基である
α−ヒドロキシ−α−（２，７−オクタジエニ
ル）ケトン（実施例１における化合物Ｂと同じタ
イプの化合物）を単離した。反応仕込条件及び結
果を表に示した。

【表】

【表】生成ケトン（Ｃ−オクタジエニル化物）の物生
を表に示した。

【表】比較例２〜７表に示すような類似原料について実施例１と
同じ触媒を用いてブタジエンとの反応を試みた。
いずれの場合もブタジエンの反応率は低く、かつ
本発明のＣ−オクタジエニル化物の生成は認めら
れなかつた。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１パラジウム−スルフイン酸系の触媒の存在下
で、ヒドロキシル基と同じ炭素上に水素原子をも
つα−ヒドロキシカルボニル化合物とブタジエン
とを反応させることを特徴とするα−ヒドロキシ
−α−（２，７−オクタジエニル）カルボニル化
合物の製法。