JPS6313995B2

JPS6313995B2 -

Info

Publication number: JPS6313995B2
Application number: JP54125434A
Authority: JP
Inventors: Iedeitsuke Haagen; Pausuto Yoahimu
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1978-09-30
Filing date: 1979-10-01
Publication date: 1988-03-29
Also published as: JPS5549373A; DE2842715A1; DE2960253D1; EP0009752A1; US4256643A; EP0009752B1; CA1130811A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、一般式（式中R¹ないしR⁶はＨ、CH₃又はC₂H₅好ましく
はＨ又はCH₃であり、好ましくはそのうち１〜４
個がCH₃で残りがＨであり、ＸがClを意味すると
き（ａ）はＹはＨであり、あるいはＹとＸが一
緒になつてＹとＸが結合する２個の炭素原子間の
第二結合を意味する）で表わされるクロルブタン
−又はブテン−ジアール−ビスアセタール、なら
びにこの化合物の製法及びこれをテルペン合成に
希望される３−メチル−フマルジアルデヒド−１
−モノアセタール（トランス−３−メチル−２−
ブテン−１，４−ジアール−１−アセタール）の
製造に使用することに関する。

トランス−３−メチル−３−ブテン−１，４−
ジアール−１−モノアセタールは、これが生物学
的及び薬理学的に重要な多数の化合物を製造する
ヴイツテイツヒ反応を可能にするので重要であ
る。たとえばトランス３−メチル−２−ブテン−
１，４−ジアール−１−アセタールをβ−ヨニリ
ーデン−エチルトリフエニルホスフオニウム塩の
イリードと反応させ、次いで加水分解することに
より、簡単に希望するレチナールが得られる。レ
チナールはビタミンＡと同等の効力を有する。ま
たレチナールからは、これから容易に得られるレ
チニルトリフエニルホスフオニウム塩をヴイツテ
イツヒ反応させることにより、経済的な方法でβ
−カロチンを製造することができる。

トランス−３−メチル−２−ブテン−１，４−
ジアール−１−アセタールを製造するためには
種々の方法が知られている。たとえばドイツ特許
出願公開2225612号明細書には、環状３−メチル
−２−ブテン−４−オール−１−アール−アセタ
ールをアセトン中で硫酸性クロム酸溶液を用いて
酸化することにより、これを製造することが記載
されている。この方法によれば比較的良好な収率
が得られるが、その工業的実施は、酸化剤として
のクロム酸の使用及びクロム化合物の毒性による
廃水問題によつて困難がある。

ドイツ特許出願公開2357752号明細書によれば、
トランス−３−メチル−２−ブテン−１，４−ジ
アール−１−アセタールを、対応する３−メチル
−２−ブテン−１−アール−アセタールを特定の
溶剤中で酸化セレンを用いて酸化することにより
製造することが知られている。この方法は収率が
不満足であるばかりでなく、その工業的実施はセ
レンの高い毒性によつて問題がある。

さらにドイツ特許出願公開2513999号明細書に
よれば、クロトンアルデヒドアセタールから出発
して、オゾン分解、それに続く還元処理、グリニ
ヤール−ビニル化及び得られたグリオキサールモ
ノアセタールのアセチル化、ならびに得られた新
規な２−アセトキシ−ブテン−(3)−１−アール−
アセタールのヒドロホルミル化及び酢酸の脱離に
よつて、トランス−３−メチル−２−ブテン−
１，４−ジアール−１−アセタールを製造するこ
とが知られている。しかしこの方法を実施するた
めに必要な多数のそして一部は高価な処理工程
が、製造原価を著しく大きくする。

本発明の課題は、希望のトランス−３−メチル
−２−ブテン−１・４−ジアール−１−アセター
ルを工業的に簡単な手段で、すなわちできるだけ
低い操作費用で製造しうる方法を開発することで
あつた。

３−クロル−３−メチル−ブタン−１，４−ジ
アール−ビスアセタール（ａ）及び３−メチル
−２−ブテン−１，４−ジアール−ビスアセター
ル（ｂ）は新規化合物であつて、これを経由し
て希望されるトランス−３−メチル−２−ブテン
−１，４−ジアール−１−アセタールが工業的に
特に有利に得られる。なぜならば一方ではこのも
のが入手しやすい出発物質から簡単かつ安価な手
段で製造され、そして他方ではこれを簡単な手段
でトランス−３−メチル−２−ブテン−１，４−
ジアール−１−アセタールに変えることができる
からである。

一般式の新規なクロルブタン−又はブテン−
ジアール−ビスアセタールは、一般式（式中の記号は後記の意味を有する）で表わされ
る３−メチル−３−ブテン−１−アールの６員環
アセタールを、メタノール、塩化水素及び所望に
より反応条件下で不活性な溶剤の条件下に、ニト
ロシルクロリド又は一般式 R⁷−Ｏ−Ｎ＝Ｏ（）（式中R⁷は１〜６個の炭素原子を有するアルキ
ル基特にメチル基、エチル基又はイソプロピル基
又はシクロヘキシル基である）で表わされる亜硝
酸エステルと反応させて式の化合物（ＹはＨ、
ＸはClを意味する）となし、これを所望により脱
塩化水素することにより製造できる。

式のアセタールとニトロシルクロリド又は亜
硝酸アルキルとのメタノール及びHClの存在下の
反応に際して、新規な２−クロル−２−メチル−
ブタン−１，４−ジアール−ビスアセタールが80
％までの収率（変化率約50％において）が得られ
ることは予想外であつた。なぜならば米国特許
3671590号明細書によれば、オレフインと有機亜
硝酸化合物との酸性触媒の存在下における反応に
際しては、一般にオゾン分解に類似のオレフイン
二重結合の分解が起こることが知られているから
である。

本発明はさらに一般式の新規なクロルブタン
−又はブテン−ジアール−ビスアセタールを、た
とえば次式の新規なブテンジアール−ビスアセタールに希水
性酸を作用させることによつて、次式（式中R¹ないしR⁶は前記の意味を有する）の３
−メチル−フマルジアルデヒド−１−モノアセタ
ールを製造するために使用することに関する。

そのほか本発明は、式の３−メチル−フマル
ジアルデヒド−モノ−１−アセタールを下記の方
法により製造することに関する。この方法におい
ては、(A)次式の３−メチル−３−ブテン−１−アールの６員環
アセタールを、メタノール、塩酸及び場合により
反応条件下で不活性な溶剤の存在下に、ニトロシ
ルクロリド又は次式 R⁷−Ｏ−Ｎ＝Ｏ（）（式中R⁷は１〜６個の炭素原子を有するアルキ
ル基、特にメチル基、エチル基又はイソプロピル
を示す）の亜硝酸エステルと反応させ、(B)こうし
て得られた次式（式中R¹ないしR⁶は前記の意味を有する）の新
規なクロルブタンジアール−ビスアセタールを常
法により脱塩化水素し、そして(C)得られた次式のブテンジアール−ビスアセタール（２−メチル
−フマルジアルデヒド−ビスアセタール）に、希
水性酸を作用させて部分けん化する。

出発物質として必要な３−メチル−３−ブテ
ン−１−アールの６員環アセタールは、３−メチ
ル−３−ブテン−１−オールをたとえば銀及び／
又は銅と金属酸化物からの混合触媒（ドイツ特許
2243810号明細書参照）の存在下に酸化的脱水素
することにより得られる、３−メチル−３−ブテ
ン−１−アールからアセタール化により簡単に製
造するとができる。３−メチル−３−ブテン−１
−オール自体は、イソブチレンをホルムアルデヒ
ドと反応させることにより容易に製造できる。

好適な出発物質の例は、３−メチル−３−ブ
テン−１−アールとジオール、たとえばプロパン
−１，３−ジオール、ブタン−１，３−ジオー
ル、ペンタン−２，４−ジオール、２，２−ジメ
チル−プロパン−１，３−ジオール又は２−メチ
ル−プロパン−１，３−ジオールとのアセタール
である。特に好ましいものは、３−メチル−３−
ブテン−１−アールと２，２−ジメチル−プロパ
ン−１，３−ジオール又は２−メチル−プロパン
−１，３−ジオールとのアセタール、３−メチル
−３−ブテン−１−アール−（2′，2′−ジメチル
−プロピレン−１，３）−アセタール及び３−メ
チル−３−ブテン−１−アール−（2′−メチル−
プロピレン−１，３）−アセタールである。

出発物質のクロルブタン−ジアール−ビスア
セタールへの反応は、ニトロシルクロリド又は亜
硝酸エステルを用いて行われる。亜硝酸メチルを
使用すると特に反応が有利に進行する。

塩化水素は一般にガス状でメタノール中に溶解
されたHClとして用意され、あるいはガス状HCl
として反応混合物中に導入される。濃厚なHCl水
溶液を使用すると収率は著しく悪い。

反応関与体が用いられるモル比は広範囲で変更
できる。一般に式のアセタール１モルに対し、
５〜20モル好ましくは２〜16モルのメタノール、
１〜3.5モル好ましくは約２〜2.5モルのニトロシ
ルクロリド又は亜硝酸アルキル及び約0.5〜3.0好
ましくは1.0〜2.0モルの塩化水素が用いられる。

反応はメタノールが溶剤として役立つので一般
に他の溶剤なしで行われる。溶剤を併用するなら
ば、ニトロ化剤及びHClに対し不活性なもの、た
とえば脂肪族、脂環族又は芳香族の炭化水素ある
いはハロゲン化炭化水素が用いられる。

反応は一般に−10〜70℃好ましくは０〜25℃の
温度で行われる。反応時間は一般に約30分ないし
２時間である。普通は常圧で操作するが、反応を
加圧下たとえば10ゲージ圧までの圧力で行うこと
が好ましい。

反応は非連続的にも連続的にも行うことができ
る。非連続操作の場合は、好ましくはニトロソ化
剤及びメタノール性HCl溶液を、出発物質のメ
タノール溶液に反応の程度に応じて添加する。連
続的操作の場合は、たとえば溢出口を備えた反応
容器に反応関与体及び触媒を連続的に加入する。

反応混合物の仕上げ処理は、原則として常法で
蒸留により行うことができる。この場合好ましく
は蒸留前に塩化水素を塩基を用いて中和する。生
成した式ａのアセタールは、溶剤を除去したの
ち、たとえば水を添加した反応混合物を水と混合
しない溶剤たとえばベンゾール又は塩化メチレン
を用いて抽出し、次いで有機相を蒸留することに
より単離できる。しかし３−メチル−２−ブテン
−１，４−ジアール−ビスアセタールを製造する
ため又は３−メチル−フマルアルデヒド−１−モ
ノアセタールを製造するためには、反応Ａによつ
て得られた反応混合物を未反応のを分離するこ
となくそのまま加工し、その後に未反応の出発物
質及び生成した副生物を分離することが推奨され
る。

化合物ａからHClを脱離して対応する化合物
ｂを生成するためには、溶剤中の強塩基たとえ
ばNaOH、KOH、ナトリウムアルコラート又は
カリウムアルコラートを使用することが有利であ
る。アルカノール溶液中の塩基を使用することが
好ましい。特に対応するアルカノールのNaOH、
KOH、NaOCH₃、KOCH₃、NaOC₂H₅、
KOC₂H₅、KO−ｔ−C₄H₉又はNaO−ｔ−C₄H₉
の溶液が適している。

強塩基は一般にａの１モルにつき1.5モルの
量で用いられ、アルコールはａの１モルにつき
約５〜10モルの量で用いられる。反応時間は一般
に30分ないし６時間好ましくは60〜120分であり、
反応温度は一般に強塩基及び溶剤の種類によるが
０〜100℃好ましくは50〜100℃である。

反応混合物の仕上げ処理は常法により蒸留によ
つて行われる。希望物質ｂの収率は驚くべきこ
とに理論値の約80％に達する。

ハロゲンアルキルからハロゲン化水素を脱離さ
せるためのその他の詳細に関しては、ホウベン−
ワイル著「メトーデン、デル、オルガニツシエ
ン・ヘミー」５／1B巻134頁以下が参照される。

酸性加水分解によつて式ｂのブテンジアール
−ビスアセタールから、希望の３−メチル−フマ
ルジアルデヒド−１−アセタールを容易に製造で
きる。酸性加水分解は常法により水性鉱酸たとえ
ば硫酸又は塩酸を、あるいは有機酸たとえば義
酸、ｐ−トルオールスルホン酸又は酢酸を１〜20
％溶液の形で用い、激しく混合して処理すること
により行われる。反応時間は一般に0.5〜５時間
好ましくは２〜３時間、反応温度は約10〜50℃で
ある。

加水分解においては反応混合物に溶解補助剤を
添加することが誰奨される。溶解補助剤として
は、低級脂肪族アルコール、たとえばメタノー
ル、エタノール及びプロパノールならびに脂環族
エーテルたとえばテトラヒドロフラン及びジオキ
サンが好適である。得られるアルデヒドは常法に
より、たとえば反応混合物をたとえば重炭酸アル
カリ又は炭酸ナトリウムを用いて注意して中和し
たのち、抽出し、そして抽出剤を留去することに
より単離できる。

この酸性加水分解において、メチル基に対しα
位のジメチルアセタール基は迅速に加水分解さ
れ、６員環アセタール基は工程Ａにおける式の
アセタールの酸性処理の場合と同様に意外にも作
用を受けない。これに対し他の不飽和アルデヒド
の６員環アセタール基は容易に加水分解される。
たとえば本発明により得られる３−メチル−フマ
ルジアルデヒド−１−アセタールをヴイツテイツ
ヒ反応でβ−ヨニリーデンエチル−トリフエニル
ホスフオニウム塩と反応させると、レチナールの
６員環アセタールが得られ、そのアセタール基は
前記の加水分解条件下で容易に脱離できる。これ
によつて、３−メチル−フマルジアルデヒド−１
−モノアセタールを用いて有効なヴイツテイツヒ
反応によつて、生物学的及び薬理学的に重要な
種々の化合物を提供しうる多くの可能性が開発さ
れた。

３−クロル−３−メチル−ブタン−１，４−ジ
アール−ビスアセタール及び３−メチル−２−ブ
テン−１，４−ジアール−ビスアセタールは新規
化合物であつて、これを経由してテルペン合成に
希望される３−メチル−フマルジアルデヒド−１
−モノアセタールを工業的に特に有利に製造でき
る。

実施例１ (A) ３−メチル−３−クロル−ブタン−１，４−
ジアール−４−ジメチルアセタール−１−〔2′，
2′−ジメチル−プロピレン〕−アセタールの製
造３−メチル−３−ブテン−１−アール−〔2′，
2′−ジメチル−プロピレン〕−アセタール17ｇ
（0.1モル）を、メタノール1.5mlと共に０℃に
冷却し、この溶液に０℃で４時間内に、亜硝酸
イソプロピル16ml及びメタノール24ml中の
HCl9ｇの溶液を同時に滴加する。添加の終了
後、この温度で10分間撹拌し、次いで反応混合
物を30％ナトリウムメチラートを添加して中和
する。続いて過し、減圧下に蒸発濃縮する。
得られた粗生成物をガスクロマトグラフイによ
り試験すると、これは３−メチル−３−クロル
−ブタン−１，４−ジアール−４−ジメチルア
セタール−１−〔2′，2′−ジメチル−プロピレ
ン〕−アセタール40.5％を、未反応の出発物質
46.5％及び夾雑物13％のほかに含有する。収率
は反応した出発物質に対し75.7％である。この
粗物質は、蒸留するかあるいは次の反応にその
ままで使用できる。この反応生成物を蒸留する
と純粋な生成物が得られ、これは98〜100℃／
0.2ミリバールの沸点及び次のNMRスペクトル
データを有する。 ¹H−NMR（溶剤CDCl₃、δ
はppm、TMSは内部基準）δ＝4.75（ｔ、
1H）；4.20（Ｓ、1H）；3.5（m4H＋6H）；2.15
（ｄ、2H）；1.5s、3H）；1.15（ｓ、3H）；0.70
（ｓ、3H）。

(B) ３−メチル−２−ブテン−１，４−ジアール
−４−ジメチル−アセタール−１−〔2′，2′−
ジメチル−プロピレン〕−アセタールの製造実施例1Aにより得られた粗生成物に30％ナ
トリウムメチラート溶液100mlを添加し、３時
間還流下に沸騰加熱する。得られた反応混合物
をガスクロマトグラフイにより試験すると、下
記のことが知られる。1Aにより生成した３−
メチル−３−クロル−ブタン−１，４−ジアー
ル−４−ジメチルアセタール−１−〔2′，2′−
ジメチル−プロピレン〕−アセタールから8.8％
が希望のオレフインに変わつており、そして残
部は二重結合異性体及び副生物になつている。
これは使用したクロルブタンに対し88％の収率
に相当する。この反応混合物を蒸留すると、沸
点84℃／0.1ミリバールの３−メチル−２−ブ
テン−１，４−ジアール−４−ジメチルアセタ
ール−１−〔2′，2′−ジメチル−プロピレン〕−
アセタール10ｇが得られる。

(C) ３−メチル−２−ブテン−１，４−ジアール
−１−〔2′，2′−ジメチル−プロピレン〕−モノ
アセタールの製造実施例1Bにより得られたビスアセタール10
ｇを塩化メチレン50mlに溶解し、室温で３％塩
酸50mlと共に撹拌する。２時間後にガスクロマ
トグラフ分析を行うと、すべての出発物質が反
応して、定量的に３−メチル−フマルジアルデ
ヒド−１−モノアセタールになつていることが
知られる。

実施例２ (A) ３−メチル−３−ブテン−１−アール−〔2′，
2′−ジメチル−プロピレン〕−アセタール17ｇ
（0.1モル）をメタノール20mlに溶解し、この溶
液に０℃で１時間内に、メタノール20ml中の亜
硝酸メチル12.2ｇ（0.2モル）の溶液及びメタ
ノール10ml中のHCl10ｇの溶液を同時に添加す
る。添加の終了後、０℃でさらに30分間撹拌
し、次いでメタノール中の30％ナトリウムメチ
ラートで中和する。反応混合物のガスクロマト
グラフ分析によれば、変化率71％において３−
メチル−３−クロル−ブタン−１，４−ジアー
ル−４−ジメチルアセタール−１−〔2′，2′−
ジメチル−プロピレン〕−アセタールの収率は
理論値の78％であることが知られる。反応混合
物を蒸留により仕上げると、沸点92℃／0.1ミ
リバールの純生成物が得られる。NMRスペク
トルのデータは次のとおりである。 ¹H−
NMR（溶剤CDCl₃；δはppm、TMSは内部基
準）δ＝4.75（ｔ、1H）；4.20（ｓ、1H）；3.3〜
3.6（ｍ、6H）；2.1（ｄ、2H）；1.5（ｓ、3H）；
1.15（ｓ、3H）；0.70（ｓ、3H）。

(B) ナトリウム三級ブタノラートによるHClの脱
離実施例2Aにより得られた純粋なクロルブタ
ン10ｇを三級ブタノール100mlに溶解し、これ
に粉末状水酸化ナトリウム３ｇを添加し、反応
混合物を還流加熱下に４時間撹拌する。冷却
後、反応混合物を酢酸で中和し、生成した沈殿
を別し、液を減圧下に蒸発濃縮する。油状
残査9.1ｇが得られ、これはガスクロマトグラ
フ分析によると、希望の３−メチル−２−ブテ
ン−１，４−ジアール−４−ジメチルアセター
ル−１−〔2′，2′−ジメチル−プロピレン〕−ア
セタールを81.4％含有する。続いて強減圧下に
蒸留すると、沸点78℃／0.1ミリバールの希望
のブテンジアール−ビスアセタール6.24ｇが得
られ、これはガスクロマトグラフ分析によると
純度が96％である。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式（式中R¹ないしR⁶はＨ、CH₃又はC₂H₅であり、
好ましくはそのうち１〜４個がCH₃で残りがＨで
あり、ＸがClを意味するときはＹはＨであり、あ
るいはＹとＸが一緒になつてＹとＸが結合する２
個の炭素原子間の第二結合を意味する）で表わさ
れるクロルブタン−又はブテン−ジアール−ビス
アセタール。２一般式（式中の記号は後記の意味を有する）で表わされ
る３−メチル−３−ブテン−１−アールの６員環
アセタールを、メタノール、塩化水素及び所望に
より反応条件下で不活性な溶剤の存在下に、ニト
ロシルクロリド又は一般式 R⁷−Ｏ−Ｎ＝Ｏ（）（式中R⁷は１〜６個の炭素原子を有するアルキ
ル基又はシクロヘキシル基である）で表わされる
亜硝酸エステルと反応させて式の化合物（Ｙは
Ｈ、ＸはClを意味する）となし、これを所望によ
り脱塩化水素することを特徴とする、一般式（式中R¹ないしR⁶はＨ、CH₃又はC₂H₅であり、
好ましくはそのうち１〜４個がCH₃で残りがＨで
あり、ＸがClを意味するときはＹはＨであり、あ
るいはＹとＸが一緒になつてＹとＸが結合する２
個の炭素原子間の第二結合を意味する）で表わさ
れるクロルブタン−又はブテン−ジアール−ビス
アセタールの製法。