JPS63190883A - α，α−ジメチル−δ−バレロラクトンの製造方法 - Google Patents

α，α−ジメチル−δ−バレロラクトンの製造方法

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JPS63190883A
JPS63190883A JP2179287A JP2179287A JPS63190883A JP S63190883 A JPS63190883 A JP S63190883A JP 2179287 A JP2179287 A JP 2179287A JP 2179287 A JP2179287 A JP 2179287A JP S63190883 A JPS63190883 A JP S63190883A
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JP
Japan
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dimethyl
peroxide
acid
azobis
alkali
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JP2179287A
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English (en)
Inventor
Takeshi Inagaki
毅 稲垣
Takeshi Irie
剛 入江
Katsumi Nakamura
克己 中村
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Nitto Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Nitto Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はα、α−ジメチル−δ−バレロラクトンの製造
方法に関する。更に詳しくは抗動脈硬化症薬、抗脂性蛋
白過剰症薬、例えばＬｏｐｉｄ　（米国、パークデービ
ス社製） Ｃ８゜ ＣＩ（。
等の、　ＣＨｔＣＨｔＣＨｔ　　ＣＣ０ＯＨ基を持つ化
合物のＣＨ。
原料として有用なα、α−ジメチル−δ−バレロラクト
ンの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、α、α−ジメチル−δ−バレロラクトン（以下Ｄ
ＶＬ　と略記する）の製造法としては次のような方法が
知られている。
（１）２．２−ジメチルグルクール酸の無水物を還元す
る方法。
この方法の原料である２、２−ジメチルグルクール酸の
無水物はイソブチルアルデヒドとアクリロニトリルを出
発原料として、マイケル付加反応、加水分解反応、酸化
反応、ラクトン化反応と多数の工程を経て合成され、収
率も低い。
しかも核酸無水物の還元には複雑で入手困難なルテニウ
ム系触媒が使用され、かつ収率も低い欠点がある。　　
（Ｂｕｌｌ、　Ｃｈｅｗ、　Ｓｏｃ、　Ｊｐｎ、　５７
＋（２）　　δ−バレロラクトンをヨウ化メチルとジイ
ソプロピルリチウムアミドを用いてアルキル化する方法
。
この方法はδ−バレロラクトン及びジイソプロピルリチ
ウムアミドがいずれも高価で、得られるものも高価とな
る欠点がある。　　（Ｊ、　Ｃ，Ｓ。
Ｃｈｅｓ＋、　　Ｃｏｗｓ、　　　（１９７３）　　、
　　７１１　　）（３）４−メチル−１，４−ベンタン
ジオールを９７〜１００％硫酸と１００％蟻酸、または
９７〜１００％硫酸と酸化銅及び−酸化炭素により処理
し、次いで１１．０　と反応させる方法。
この方法における原料の４−メチル−１，４−ベンタン
ジオールはＴ−ブチロラクトンとメチルブロマイドをマ
グネシェーム存在下で反応させて製造するが、この反応
は反応収率が低いため、得られるα、α−ジメチル−δ
−バレロラクトンの収率も悪い欠点がある。
（Ｃｈｅｗ、　　Ｌｅｔｔ、　　　（１９Ｂ２）　　、
　　１１８７）（４）２，２−ジメチル−１，５−ベン
タンジオールをアリルハライドとパラジウム触媒を用い
て酸化する方法。
この方法における原料の２，２−ジメチル−１，５−ベ
ンタンジオールは、２．２−ジメチルゲルタール酸のジ
エステルまたは酸無水物を還元して合成する。そのため
、従来法（＋）で示したように、該ジエステルまたは酸
無水物の合成が容易でなく、その還元もＬｉＡｌ８４等
を用いるため、工程も煩雑で高価なものとなる。さらに
ラクトン化は下記に示す異性体が生成し、ＤＶＬの選択
率が低い欠点がある。
（Ｊ、　　ｏｒｇ、　　Ｃｈｅｗ、　　４８．　１２８
６　　（１９８３）　　）（５）２．２−ジメチル１．
５−ベンタンジオールをルテニウム系触媒を用いて脱水
素化しラクトン化させる方法。
この方法における原料の２．２−ジメチル−１，５−ベ
ンタンジオールの入手が従来法（４）で示したように容
易でない、またラクトン化では前記の異性体ラクトンが
生成し、ＤＶＬの選択率が低い欠点がある。
（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ、　Ｌｅｔｔ、　２４．２６
７７　　（１９８３）　）（６）２，２−ジメチルビニ
ル酪酸エステルとコバルトカルボニルを反応させる方法
。
この方法はコバルトカルボニルのような毒性の強い試薬
を用いると共に、２４０℃、２９０気圧と言う高温高圧
で反応させるので、高温高圧装置が必要であり、かつ操
業も困難である欠点がある。
（ベルギー特許第６１６１４１号） 以上のように、従来の方法では、原料及び反応試薬の入
手または合成が困難なため高価なものになったり、また
は反応収率が低かったり、あるいはＤＶＬの選択率が悪
く、異性体が多量に生成したりする。そのため、工業化
に適したＤＶＬの合成法はいまだに確立されていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、従来法における欠点を解消すべくなされたも
ので、その目的は特殊あるいは高価な原料を使用するこ
となく、容易に入手できる原料を使用し、容易にかつ高
収率でＤＶＬを合成する方法を見出し、経済的に口ＶＬ
を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は、前記目的を達成すべく鋭意研究の結果、容
易に入手できる２、２−ジメチル−４−ペンテノイック
酸を原料とし、これにラジカル開始剤を触媒とし臭化水
素を付加して２，２−ジメチル−５−ブロム吉草酸を合
成し続いてアルカリ処理すると、容易に高収率でＤＶＬ
が得られることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明によるＤＶＬの製造は、２．２−ジメ
チル−４−ペンテノイック酸を下記の群から選んだ少な
くとも１種のラジカル開始剤を触媒として臭化水素を付
加し、２，２−ジメチル−５−ブロモ吉草酸を合成し、
これをアルカリ処理することを特徴とするものである。
（イ）イソブチルパーオキサイド、ジイソプロピルパー
オキシカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート
、ラウロイルパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオ
キサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミ
ルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパ
ーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイドおよびク
ミルハイドロパーオキサイドからなる群から選ばれた少
なくとも１種の有機過酸化物。
（ロ）２，２°−アゾビスイソブチロニトリル、２．２
’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２
．２°−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバ
レロニトリル）　、２，２°−アゾビスイソ酪酸ジメチ
ルおよび１，１′−アゾビス（シクロヘキサン−１−カ
ルボニトリル）からなる群から選ばれた少なくとも１種
のを機アゾ化合物。
本発明で使用する原料２．２−ジメチル−４−ペンテノ
イック酸の合成法は、特に限定されることなく種々の方
法で合成される０例えば、イソ酪酸アリルエステルを水
素化ナトリウムまたは水素化リチウムの存在下で加熱処
理してアリル基を転位させる方法、 （Ｃ１ｌツ）　ｘｃＨｃＯＯｃＨ＊・Ｃ３−ＣＨｚａＨ −一→　ＣＨｇ＝ＣＨＣＨｘＣ（ＣＨｓ）ｔｃＯＯＨま
たは、イソブチルアルデヒドのアリルアルコールとのア
セタール体を酸触媒の存在下で加熱処理してアセタール
転位し２．２−ジメチル−４−ペンチナールとした後、
引続いて酸化する方法等で容易に得ることが可能である
。
まず、初めのＨＢｒの付加反応は、反応容器に溶媒、２
．２−ジメチル−４−ペンテノイック酸、ラジカル開始
剤を仕込み、２．２−ジメチル−４−ペンテノイック酸
に対して１〜１．５倍モルのＨＢｒガスを１〜５時間か
けて吹き込む、　ＨＢｒガス吹込み終了後１〜５時間熟
成して反応を完結する。尚、反応温度は１０〜７０°Ｃ
で反応させるが、副反応を少なくするためできるだけ低
い温度が良く、好ましくは一１０〜４０℃で反応させる
のが良い。
ＨＢｒ付加反応に際しては、有機溶媒を使用して均一系
で行うのが好ましい、有機溶媒としては、２．２−ジメ
チル−４−ペンテノイック酸及び使用するラジカル開始
剤を溶解し、ＨＢｒ　と反応しないものであれば脂肪族
炭化水素系、芳香族炭化水素系、エーテル系、ハロゲン
系溶剤のうちの何れでも良い、その使用量は酸に対して
重量で１〜２０倍である。
具体的には例えば、ヘキサン、ペンタン、ニーチル、ト
ルエン、四塩化炭素、ベンゼン、ジオキサン、ＴＨＦ　
、酢酸などが挙げられる。
また本発明では、ＨＢｒは２．２−ジメチル−４−ペン
テノイック酸にラジカル付加することが必要である。す
なわち、臭素が末端（５位）に付加しなければならない
、４位に臭素が付加した場合には、アルカリ処理すると
五員環ラクトンが副生成するので好ましくない、したが
って、ラジカル付加を行わせるために、ラジカル開始剤
を触媒として用いることが必要である。
そのために使用されるラジカル開始剤は下記の有機過酸
化物および有機アゾ化合物から選ばれる。
有機過酸化物としては、イソブチルパーオキサイド、ジ
イソプロピルパーオキシカーボネート、を−ブチルパー
オキシビバレート、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブ
チルパーオキシベンゾエート、シクロヘキサノンパーオ
キサイド、ジクミルパーオキサイド、ジイソプロピルベ
ンゼンハイドロパーオキサイド、ジーむ−ブチルパーオ
キサイドおよびクミルハイドロパーオキサイドからなる
鮮から選ばれた少なくとも１種である。また、有機アゾ
化合物としては、２．２゛−アゾビスイソブチ＼　　　
　ロニトリル、２．２°−アゾビス（２，４−ジメチル
バレロニトリル）　、２．２’−アゾビス（４−メトキ
シ−２，４−ジメチルバレロニトリル）　、２．２’−
アゾビスイソ酪酸ジメチルおよび１．１′−アゾビス（
シクロヘキサン−１−カルボニトリル）からなる群から
選ばれた少なくとも１種である。
その使用量は、２．２−ジメチル−４−ペンテノイック
酸の０．０５〜１０重量％好ましくは０．１〜５重量％
が良い。
次に１ｌＢｒ付加により得た２、２−ジメチル−５−ブ
ロム吉草酸（以下ｒｌＰＡ−Ｂｒと略称する）をアルカ
リ処理して、閉環してＤＶＬを得る際のアルカリ処理は
、ＤＰＡ−Ｂｒに対して１．０〜３．０倍モルのアルカ
リ量を含んだ５〜５０％アル゛カリ水溶液を加えて、反
応温度０〜５０°Ｃで３０分間〜３時間混合撹拌を行う
、このアルカリ処理ではＤＰＡ−Ｂｒは反応液より単離
したものはもちろんのこと、ＨＢｒ付加反応液そのまま
でも使用できる。
また閉環反応で使用するアルカリは、アルカリ金属の水
酸化物、アルカリ金属の炭酸塩で、例えばＮａＯＨ，Ｋ
ＯＨ、ＮａｔＣＯｓ、ＫＩＣＯ３等が挙げられる。
アルカリ処理での閉環反応では、付加した臭素原子が臭
化アルカリとして脱離するため、少なくともＤＰＡ−Ｂ
ｒに対して１．０モルのアルカリが必要であり、通常そ
の使用量はＤＰＡ−Ｂｒに対して１．Ｏ〜３．０倍モル
である。
反応後は有機層と水層に分離し、有機層よりＤＶＬが得
られる。このようにして得られたＤＶＬは純度が高いが
、なお一層高純度のものが必要な場合には蒸留精製を行
うと良い。
〔発明の効果〕
本発明の方法によると、特殊な触媒または高価な化合物
を使用することなく、容易に入手できる化合物を原料と
するため安価でしかも高収率で、α、α−ジメチル−δ
−バレロラクトンが得られるという優れた効果を有する
。
以下、実施例によって本発明の構成および効果を具体的
に説明する。
実施例１ 撹拌機、温度計、コンデンサーを具備した４つロフラス
コに、２．２−ジメチル−４−ペンテノイック酸６４ｇ
と溶媒ベンゼン３００ｃｃを仕込んで撹拌溶解させた。
これにラウロイルパーオキサイド０．５　ｇを加え、撹
拌しながら常温でＨＢｒガス４３ｇを２時間かけて吹き
込んだ、吹き込み終了後２時間撹拌を続け、その後反応
生成液を水洗しベンゼン層を分離した。
このベンゼン層を減圧濃縮し、ベンゼンを２０４ｇ回収
し、油状残渣１０６ｇを得た。
この残渣に１０％ＮａＯＨ水２００ｇを添加し弱アルカ
リ性となし、これにベンゼン１００ｃｃを加えて抽出し
た。水層に活性炭を加え、炉遇後、ＨＣＩ　を加えてＰ
Ｈ４，０にして、更にベンゼンで抽出した。このベンゼ
ン抽出液よりベンゼンを留去した後、濃縮液を減圧蒸留
した。
初留　　〜１０８℃／２０閣Ｈｇ　　　　　９ｇ主留　
　１０８〜ｂ 得られた主留は核磁気共鳴分析よりＤＶＬであることを
確認した。
’Ｈ−Ｎ門Ｒ（２７０ＭＨ！、　ＣＤＣｌ５）　：８−
１．３０　（３Ｈ，Ｓ、ＣＨｓＸ２）。
１．７７（２Ｈ，ｔ、　４−）１）、１．９２（２８，
ｓ、　５−Ｈ）、４．３５（２）１゜ｔ、　Ｈ−６） また、ガスクロマトグラフによる分析より、収率は８５
．２％（純度９７．５％）であった。
実施例２ 実施例１における１０％ＮａＯＨ水のかわりに、１０％
ＮａヨＣＯ，水２７０ｇを用いて同様に行った。
収率は８６．１％（純度９７．３％）であった。
実施例３ ２．２−ジメチル−４−ペンテノイック酸１０ｇをヘキ
サン１００ｃｃ中ラウロイルパーオキサイド２００ｍ　
ｇ存在下、ｄｒｙ　ＨＢｒ　７．１５　ｇと実施例１に
従って同様に反応させた。　ＤＶＬ収率８６．４％（純
度９８．０％）であった。
実施例４ 実施例３におけるラウロイルパーオキサイドに代えて、
ジイソプロピルパーオキシカーボネート２００ｍ　ｇを
用いて同様に反応した。　ＤＶＬ収率は８８．０％（純
度９７．０％）であった。
実施例５ 実施例３におけるラウロイルパーオキサイドに化工て、
ｔ−フ゛チルパーオキシベンツ゛ニー）　３００ｍｇを
用いて同様に反応した。　ＤＶＬ収率は９０．１％（純
度９８．２％）であった。
実施例６ 実施例３におけるラウロイルパーオキサイド５０（１＋
　ｇを用いて同様に反応した。　ＤＶＬ収率は８７．０
％（純度９８．１％）であった。
実施例７ 実施例３のラウロイルパーオキサイドに代えて、２．２
″−アソ゛ビスイソブチロニトリル３００蒙ｇを用いて
同様に反応した。　ＤＶＬ収率は９２゜０％（純度９７
．５％）であった。
実施例８ 実施例３のラウロイルパーオキサイドに代えて、２．２
゛−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３０
０＋ｍｇを用いて同様に反応した。　ＤＶＬ収率は８９
．２％（純度９８．２％）であった。
実施例９ 実施例３において、１ｏ％ＮａＯＨ水溶液に代えて、１
０％に□ＣＯ１水溶液３５０ｇを用いて同様に行った。
ＤＶＬ収率は８５．７％（純度９７．６％）であった。
特許出廟人 日東化学工業株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ２，２−ジメチル−４−ペンテノイック酸に下記の群か
    ら選んだ少なくとも１種のラジカル開始剤を触媒として
    臭化水素を付加し、２，２−ジメチル−５−ブロム吉草
    酸を合成し、これをアルカリ処理することを特徴とする
    α，α−ジメチル−δ−バレロラクトンの製造方法。 （イ）イソブチルパーオキサイド、ジイソプロピルパー
    オキシカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート
    、ラウロイルパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオ
    キサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミ
    ルパーオキサイド、ジイソプロビルベンゼンハイドロパ
    ーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイドおよびク
    ミルハイドロパーオキサイドからなる群から選ばれた少
    なくとも１種の有機過酸化物。 （ロ）２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、２，２
    −アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，
    ２−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロ
    ニトリル）、２，２′−アゾビスイソ酪酸ジメチルおよ
    び１，１′−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニ
    トリル）からなる群から選ばれた少なくとも１種の有機
    アゾ化合物。
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