KR100242140B1

KR100242140B1 - 시클로펜타디에닐 유도체 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR100242140B1
Application number: KR1019960037188A
Authority: KR
Inventors: 파올로 비아기니; 로베르토 산티; 기암피에로 보르소띠; 가브리엘레 루글리; 비비아노 반지
Original assignee: 마르코 제나리; 에니켐 에스.피.에이.
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 2000-02-01
Also published as: RO116392B1; CA2183171C; CN1149572A; JPH09132537A; EP0760355A1; KR970042447A; US5900517A; ES2137626T3; CA2183171A1; CN1069625C; DE69604875T2; DE69604875D1; EP0760355B1; MX9603616A; RU2159758C2

Abstract

하기 화학식 1 을 갖는 시클로펜타디에닐 유도체:

(식중, R, R₁, R₂, R₄는 상호 동일하거나 상이하며, 하기의 것들로부터 선택된다 :

- H,

- 탄소수 1 내지 5 의 알킬 라디칼,

- 탄소수 5 내지 8 의 시클로알킬 라디칼,

- 탄소수 6 내지 8 의 아릴 및 알킬아릴 라디칼,

- 탄소수 7 내지 9 의 아르알킬 라디칼 ;

n 은 정수 2 내지 18 이고 ;

단 H 와 상이한 R 의 수는 2 를 넘지않으며 ;

n=3, R=R₁=R₂=R₄=H 인 화합물은 제외).

또한 본 발명에는 전술한 시클로펜타디에닐 유도체의 제조 방법이 기재되어 있다.

Description

시클로펜타디에닐 유도체 및 이의 제조방법{CYCLOPENT ADIENYL DERIVATIVES AND PROCESS FOR THEIR PREPARATION}

.

본 발명은 새로운 시클로펜타디에닐 유도체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

알파-올레핀의 단독 및 공중합용으로 좀더 유용한 가용성 촉매는 비스-인데닐, 비스-플루오레닐 유형 또는 복합 플루오레닐 시클로펜타디에닐 유형의 리간드를 갖는 지르코늄 또는 티타늄 착물로 구성되어 있음이 공지되어있다(P.C. Mohring, N.J. Coville, J. Organomet. Chem. 479, 1, 1994).

또한 고활성을 갖는 것외에, 대응하는 테트라히드로인덴 유도체가 공- 및 삼-단량체의 통합에 좀더 효과적이어서 바람직한 촉매들중의 하나인 것이 공지되어 있다.

인덴 또는 플루오렌 유도체는 쉽게 이용할 수 있으나, 대응하는 테트라히드로인데닐 유도체는 지르코늄 착물을 직적 수소화시켜 수득하는데, 이는 출발 리간드를 화학선택적으로 수소화시키는 것이 어렵기 때문이다.

그럼에도 불구하고, 착물의 수소화방법은 몇몇의 점에서 불편하다. 사실, 몇몇의 전문가들에의해 보고되는 바와 같이 (참조, E.Samuel, Bull. Soc Chem. Fr., 3548, 1996 ＆ S. Collins et al. in Organometallic Chem., 342, 21, 1988), 상기 수소화반응 실행시 저수율 및/또는 격렬한 조건에 인한 어려움이 발견된다.

현재, 전술한 불리한 점들을 해결하는 새로운 시클로펜타디에닐 유도체가 발견되었으며, 이의 구조 때문에, 전술한 지르코늄과의 착물의 수소화단계가 불필요하다.

이에 따라, 본 발명은 하기 화학식 1 을 갖는 시클로펜타디에닐 유도체에 관한 것이다:

[화학식 1]

- H,

- 탄소수 1 내지 5 의 알킬 라디칼,

- 탄소수 5 내지 8 의 시클로알킬 라디칼,

- 탄소수 6 내지 8 의 아릴 및 알킬아릴 라디칼,

- 탄소수 7 내지 9 의 아르알킬 라디칼 ;

n 은 정수 2 내지 18 이고 ;

단 H 와 상이한 R 의 수는 2 를 넘지않으며 ;

n=3, R=R₁=R₂=R₄=H 인 화합물은 제외).

C₁내지 C₅의 알킬 라디칼의 전형적인 예로는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소-펜틸, 네오-펜틸을 들 수 있다.

탄소수 5 내지 8 의 전형적인 시클로알킬 라디칼의 예로는 시클로펜틸, 시클로헥실, 메틸 시클로펜틸, 메틸 시클로헥실을 들 수 있다.

탄소수 6 내지 8 의 전형적인 아릴 및 알킬아릴 라디칼의 예로는 페닐, 메틸 페닐, 에틸 페닐, 디메틸 페닐을 들 수 있다.

탄소수 7 내지 9 의 전형적인 아르알킬 라디칼의 예로는 벤질, 메틸 벤질, 에틸 벤질, 프로필 벤질을 들 수 있다.

구현예의 바람직한 형태로, R, R₁, R₂및 R₄는 H 및 C₁- C₃의 알킬 라디칼로부터 선택된다.

구현예의 좀더 바람직한 형태로, n 은 3, 5, 6, 10 으로부터 선택되고, R=R₁=R₂=H, R₄는 H 및 C₁- C₃의 알킬 라디칼로부터 선택된다.

화학식 1 을 갖는 화합물의 전형적인 예는 하기와 같다 :

- 2,4,5,6,7,8-헥사히드로아줄렌 (반응식 1 에서의 화합물 1a, R=R₁=R₂=H, n=5);

- 4,5,6,7,8,9-헥사히드로-2H-시클로펜타시클로옥텐 (반응식 1 에서의 화합물 1a, R=R₁=R₂=H, n=6);

- 4,5,6,7,8,9,10,11,12,13-데카히드로-2H-시클로펜타시클로도데센 (반응식 1 에서의 화합물 1a, R=R₁=R₂=H, n=10);

- 1-메틸-4,5,6,7,8,9,10,11,12,13-데카히드로-2H-시클로펜타시클로도데센 (반응식 1 에서의 화합물 1b, R=R₁=R₂=H, R₄=CH₃, n=10).

화학식 1 을 갖는 화합물은 알파-올레핀의 (공)중합에서 전형적인 촉매 성분인 전이금속, 특히 지르코늄과의 착물 제조시 리간드로서 유용하다.

또한 본 발명의 추가 목적은 화학식 1 을 갖는 화학 화합물의 제조 방법이다.

R₄가 H 와 동일하거나 상이한지에 따라 화학식 1 의 화합물은 1a 및 1b 화합물로 세분되는, 반응식 1 에 도식적으로 나타낸 상기 방법은, 몇개의 공통 단계 및 R₄의 기능에 따라 상이한 최종 단계가 예견된다.

단순화시킨 원래의 본 발명의 방법을 반응식 1 에 도식화하였다.

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]

[화학식 6]

[화학식 1a]

[화학식 1b]

상기에 따라, 본 발명은 하기의 단계로 구성된, 화학식 1a 를 갖는 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다 (식중, n 은 정수 2 내지 18, 바람직하게는 n 은 3,5,6,10 으로부터 선택되고, R, R₁및 R₂는 전술한 바와 같으며, 바람직하게는 R=R₁=R₂=H 이다) :

a) 화학식 2 를 갖는 케톤과 화학식 3 을 갖는 숙신산의 에스테르 (식중, R₃기는 상호 동일하거나 상이하고, C₁-C₅단일작용기 알킬 라디칼로부터 선택되며, 바람직하게는 R₃은 CH₃및 C₂H₅로부터 선택된다)를 스토브(Stobbe)식 축합반응시켜 화학식 4 를 갖는 α-(α'-시클로-알케닐)-β-히드록시카르보닐-알킬 프로피온에이트를 제조하는 단계;

b) 단계 (a) 에서 수득한 화합물 4 를 분자내 축합반응시켜 화학식 5 를 갖는 축합환 화합물을 제조하는 단계;

c) 단계 (b) 에서 수득한 화합물 5 를 가수분해 및 탈카르복실화시켜 화학식 6 을 갖는 α-β 불포화 축합환 케톤을 제조하는 단계;

d) 단계 (c) 에서 수득한 α-β 불포화 축합환 케톤 6 을 환원시켜 화학식 1a 를 갖는 축합환 공액디엔을 제조하는 단계,

또한 단계 (b) 및 (c) 는 전술한 것과 비교하여 역순, 또는 하나의 단계로 행할 수 있으며, 바람직하게는(a),(b),(c),(d) 순으로 행할 수 있다.

본 발명의 단계 (a) 는 스토브 반응으로 알려진, 케톤과 숙신산의 에스테르의 전형적인 축합반응이다.

상기 반응은 카르보닐 유도체와 숙신산의 디에스테르의 축합반응으로 구성된다 (참고, H. House, Modern Synthetic Reactions, pages 663-666, Organic Reactions, Volume VI, page 2-58).

전술한 경우에서와 같이, 카르보닐 유도체가 시클로알칸온인 경우, 화학식 4 를 갖는 시클로알케닐 치환 숙신산의 헤미에스테르가 형성된다.

단계 (a) 는 강염기, 예컨대 나트륨 메톡시드, 나트륨 히드라이드, 삼차 알코올 알코올레이트, 바람직하게는 전형적인 비친핵성 강염기인 칼륨 테르부틸레이트(terbutylate) 의 존재하에서 행한다. 스토브 반응의 기타 실험적 세부사항은 전술한 참고문헌을 참조한다. 화학식 2 를 갖는 전형적인 시클릭 케톤은 시클로부탄온, 시클로펜탄온, 시클로헥산온, 시클로헵탄온, 시클로옥탄온, 시클로도데칸온, 2-, 3-, 4-메틸 시클로헥산온, 페닐 시클로헥산온, 벤질 시클로헥산온이다. 본 발명 방법의 이점중의 하나는 화학식 2 를 갖는 많은 케톤은 시판제품이라는 사실이다.

단계 (a) 의 축합반응은 화학식 3 을 갖는 숙신산의 디에스테르, 바람직하게는 디에틸 또는 디메틸 숙신에이트와 일어나나, 종국적으로는 단일치환 또는 이치환된다.

본 발명의 단계 (b) 는 수(水)제거로, 단계 (a) 에서 수득한 화학식 4 의 생성물의 분자내 축합으로 화학식 5 를 갖는 축합환 화합물을 제조하는 것이다.

상기 단계는 통상의 축합제, 예컨대, 황산, 염산, 인산, 다중인산과 같은 강산의 존재하, 바람직하게는 다중인산의 존재하 행한다. 전술한 산은 시판용을 사용하거나 인산과 P₂O₅을 혼합하여 인시튜 (in situ) 제조할 수 있다.

만일 다중인산을 사용하는 경우, 단계 (b) 는 70 내지 110 ℃ 에서 행하는 것이 바람직하다.

또한, 단계 (b) 는 문헌 Organic Reaction 으로부터 앞서 인용한 바와 같이, 아세트산 - 아세트산 무수물중의 ZnCl₂의 존재하 행할 수 있다.

단계 (c) 는 에스테르기를 가수분해시키고 화학식 5 를 갖는 화합물을 후속적으로 탈카르복실화시켜 화학식 6 을 갖는 α-β 불포화 축합환 케톤을 제조하는 것이다. 반응은 바람직하게는 산환경 및 CO₂의 제거를 촉진시키는 온도, 바람직하게는 아세트산/염산의 혼합물내에서 환류온도하 행한다.

이어서 단계 (c) 에서 형성된 α-β 불포화 케톤 6 을 나트륨 또는 리튬 붕소 히드라이드, 나트륨 히드라이드, 리튬 히드라이드, 리튬 알루미늄 히드라이드와 같은 환원제의 존재하, 바람직하게는 LiAlH₄로 화학식 1a 를 갖는 시클로펜타디에닐 유도체로 변형시킨다 (단계d).

본 발명 방법의 구현예의 또다른 형태에 따라, 단계 (c), 즉 카르복실산으로의 가수분해 및 후속 탈카르복실화반응은 분자내 축합반응 (b) 의 단계전에 행하거나, 두 단계를 가장 적합한 반응 조건을 선택하여 하나의 반응으로 행할 수 있다.

본 발명의 방법은 단일 반응의 마지막 단계에서 단일 반응 생성물의 단리를 반드시 필요로하지는 않는다.

쉽게 이용할 수 있는 시클로알칸온으로부터 개시하는 이점외에, 본 방법은 다소 단순한 화학 공정 단계가 예견되며 만족스러운 총수율을 갖는다.

또한 본 발명은 하기의 단계로 구성된, 화학식 1b 를 갖는 화합물 (식중, n 은 정수 2 내지 18 이고, 바람직하게는 3, 5, 6, 10 으로부터 선택되며, R, R₁, R₂, R₄는 전술한 바와 같으나 단, R₄는 H 와는 상이하고, 바람직하게는 R=R₁=R₂=H 이다) 의 제조 방법에 관한 것이다 :

a) 화학식 2 를 갖는 케톤과 화학식 3 을 갖는 숙신산의 에스테르를 스토브식 축합반응을 시켜 화학식 4 (식중, R₃기는 상호 동일하거나 상이하고, C₁-C₅단일작용기 알킬 라디칼로부터 선택되며, 바람직하게는 R₃은 CH₃및 C₂H₅로부터 선택된다) 을 갖는 α-(α'-시클로알케닐)-β-히드록시카르보닐-알킬 프로피온에이트를 제조하는 단계;

d) 단계 (c) 에서 수득한 α-β 불포화 축합환 케톤 6 과 알칼리 금속의 알킬, 아르알킬, 알킬아릴, 시클로알킬 유도체를 반응시키고 이어서 가수분해시켜 화학식 1b 를 갖는 축합환 공액디엔을 제조하는 단계,

단계 (a) 내지 (c) 에 있어서, 단계들은 1a 화합물의 합성을 위한 전술한 조건과 동일한 조건하에서 행한다. 단계 (d) 는 단계 (c) 에서 수득한 α-β 불포화 축합환 케톤 6 과 알칼리 금속의 알킬, 아르알킬, 알킬아릴, 시클로알킬 유도체, 바람직하게는 리튬과 반응시켜 행한다. 리튬의 탄화수소 유도체는 화학식 1b 를 갖는 화합물에 도입시키고자하는 R₄유형의 작용기이다. 그래서, 예컨대 R₄가 CH₃인 1b 화합물을 제조하고자하는 경우는, 메틸 리튬이 사용되고; R₄가 -C₂H₅인 1b 화합물을 제조하고자하는 경우는, 에틸 리튬이 사용된다.

이어서 단계 (d) 는 후속 가수분해 단계가 예견되고, 바람직하게는 산촉매반응하에서 행하며, 이어서 탈수반응 단계를, 바람직하게는 또한 산촉매반응하에서 행한다. 이렇게 수득된 생성물 1b 는 통상의 기술로 단리할 수 있다.

하기의 실시예는 본 발명을 좀더 설명하기위한 것이다.

실시예 1

2,4,5,6,7,8-헥사히드로아줄렌의 합성 (반응식 1 에서의 화합물, R=R₁=R₂=H, n=5)

500 ml N,N-디메틸 포름아미드 (DMF) 중에 용해된, 화합물 2, 시클로헵탄온 (n=5) (0.5 몰에 해당하는 56 g) 및 화합물 3 (양 R₃= -C₂H₅), 디에틸 숙신에이트 110 g (0.63몰) 의 용액에, 칼륨 테르부틸레이트 (75g, 0.67몰) 을 온도를 20 내지 30℃ 로 유지하면서 서서히 첨가한다 (약 1 시간동안). 마지막 단계에서 황색 현탁액을 수득하고, 이어서 약 1 시간후 다시 용해시켜 반응 생성물을 완전히 응고시킨다. 이 모두를 약 2 리터의 물에 부어, 투명한 용액을 수득한다.

용액을 몇시간 동안 에틸 에테르로 추출하고, 이어서 수용액을 묽은 HCl 을 이용하여 pH 를 2-3 으로 산성화시킨다.

이어서 이렇게 산성화된 수용액을 에테르로 추출하고, 유기 추출물을 물로 세척하여 중성으로 만들고 건조시킨후, 증발시킨다.

α-(α'-시클로헵테닐)-β- 히드록시카르보닐-에틸 프로피온에이트 (화합물 4) 118 g (99% 수율) 을 NMR 분석시 순수한 상태로 수득한다.

이어서 헤미에스테르 4 를 온도를 90 내지 92℃ 로 유지하면서, 400g 85% H₃PO₄및 650g P₂O₅로 구성된 혼합물에 첨가한다.

일단 첨가가 완료되면, 온도를 추가로 4 시간동안 유지하는데, 이동안에 기포가 풍부하게 발생한다.

이어서 혼합물을 물로 가수분해시키고 디에틸 에테르로 추출한다. 에테르 추출물을 중화 건조시킨다. 용매를 증발시킨후, 원료 잔류물 35g (생성물 5 의 64% 수율) 을 수득하여, 이를 100ml AcOH, 100ml 물 및 10ml 진한 HCl 에 붓고 하룻밤동안 환류 온도에서 유지시킨다. 반응물을 물로 희석하고 석유 에테르로 추출한다. 용매의 중화, 건조 및 증발후, 3,4,5,6,7,8-헥사히드로-2H-아줄렌-1-온 (생성물 6 의 64% 수율) 을 16g 수득한다.

200 ml 디에틸 에테르에 용해시킨 생성물 16 g 을 온도를 5 내지 10℃ 로 유지하면서, 300 ml 디에틸 에테르에 용해시킨 3.0 g LiAlH₄의 용액에 첨가한다. 이어서, 반응 혼합물을 가수분해시키고, 에테르 층을 분리하며 수성상을 다시 200 ml 디에틸 에테르로 추출한다.

중화 및 무수화반응후, 에테르 추출물 (800ml) 를 p-톨루엔술폰산 1.0 g 으로 실온에서 1.5 시간동안 처리한다. 이어서 유기상을 NaHCO₃로 중화시키고 증발시킨다. 수득한 잔류물을 석유 에테르로 용리시켜 실리카 겔 컬럼상에서 크로마토그래피로 정제한다.

2,4,5,6,7,8-헥사히드로아줄렌 14g (화합물 1a, n=5) 을 생성물 6 으로부터 98% 수율 및 출발물질 시클로헵탄온으로부터 40% 의 수율로 수득하며, 이의 NMR 스펙트럼은 하기와 같다 :

¹H-NMR (CDCl₃, δ ppm rel. TMS) : 5.96 (s,br,2H); 2.84 (t, 2H, J=2Hz); 2.47 (m,4H); 1.61 (m,6H).

실시예 2

4,5,6,7,8,9-헥사히드로-2H-시클로펜타시클로옥텐의 합성 (반응식 1 에서의 화합물 1a, R=R₁=R₂=H, n=6)

63 g (0.5 몰) 의 시클로옥탄온 및 110 g (0.63 몰) 의 디에틸 숙신에이트의 용액을 제조한다.

칼륨 테르부틸레이트 75 g (0.67 몰) 을 상기 용액에 소량으로 첨가한다.

첨가후, 혼합물을 4 시간동안 교반하 방치한다. 오렌지색 물질을 물 및 얼음으로 가수분해시키고, 산성화시켜 디에틸 에테르로 추출한다. 2 개의 생성물을 84:16 의 비율로 함유하는 원료 반고형물 140 g 을 증발시켜 수득한다.

이렇게 제조된 원료 에스테르 70 g 을 다중인산 (300g 85% H₃PO₄및 450g P₂O₅으로 구성된) 에 첨가한다. 발열반응이 발생하고 70℃ 에서 에스테르는 용액으로 변하며, 물질은 갈색으로 변하고 온도는 92℃ 까지 상승한다. 반응물을 약 30 분동안 교반시킨다. 온도를 80℃ 로 내린다. 반응 혼합물을 얼음에 붓고, 디에틸 에테르로 추출하며, NaHCO₃수용액으로 중화시키고, 무수화시키며 용매는 증발시킨다. 갈색 오일 35g 을 수득한다.

전술한 원료 오일 35g, AcOH 100 ml, 물 100 ml 및 진한 HCl 10 ml 의 혼합물을 제조한다.

이 혼합물을 환류 온도에서 6 시간동안 유지시키고, 마지막 단계에서 가수분해 및 디에틸 에테르로 추출한다. 많은 피치가 분리된다. 혼합물을 NaOH (피치가 용해됨) 및 물로 세정하고, 무수화시키며 용매를 증발시킨다. 황색 오일 12 g 을 수득한다.

디에틸 에테르 100 ml 에 용해시킨 상기 황색오일 12 g (생성물 6 에 해당) 을 온도를 5 내지 10℃ 로 유지시키면서, 디에틸 에테르 200 ml 중의 LiAlH₄3.0 g 의 용액에 첨가한다.

이어서 반응 혼합물을 가수분해시키고, 에테르층을 분리하고, 또한 디에틸 에테르 100 ml 로 수성상을 추출한다.

중화 및 무수화처리후, 에테르 추출물 (400 ml) 을 p-톨루엔술폰산 1.0 g 으로 실온에서 1.5 시간동안 처리한다. 이어서 유기상을 NaHCO₃로 중화 증발시킨다. 수득한 잔류물을 석유 에테르로 용리시켜 실리카 겔 컬럼상에서 크로마토그래피로 정제한다.

NMR 및 GC 분석시 순수한, 생성물 1a 7 g 을 수득한다.

출발물질 시클로옥탄온 2 와 비교시, 수율은 20 % 이다.

이렇게 수득한 4,5,6,7,8,9-헥사히드로-2H-시클로펜타시클로옥텐의 NMR 스펙트럼은 하기와 같다 :

¹H-NMR (CDCl₃, δ ppm rel. TMS) : 6.02 (t,2H); 2.88 (bs, 2H); 2.50 (t,4H); 1.70-1.40 (m,8H).

실시예 3

4,5,6,7,8,9,10,11,12,13-데카히드로-2H-시클로펜타시클로도데센의 합성 (반응식 1 에서의 화합물 Ia, R=R₁=R₂=H, n=10)

THF 700 ml 에 시클로도데칸온 (화합물 2, n=10) 100 g (0.549 몰) 을 용해시킨 용액에, 칼륨 테르부틸레이트 70g 을 서서히 첨가한다 (약 1 시간동안). 마지막단계에서, 황색 현탁액을 수득하고, 이를 1 시간동안 교반한다. 이모두를 약 2 리터의 물에 부어, 투명한 용액을 수득한다.

수용액을 몇시간 동안 디에틸 에테르로 추출하고, 묽은 HCl 을 이용하여 pH 를 2-3 으로 산성화시킨다.

이어서 수용액을 에테르로 추출하고, 유기 추출물을 물로 세척하여 중성으로 만들고 건조시킨후, 증발시킨다.

저 용융점을 갖는 생성물 (반응식 1 의 화학식 4, n=10, R=R₁=R₂=H, R₃=Et) 160 g (수율 94%) 을 수득한다.

이렇게 수득한 에스테르 (120g, 0.387 몰) 를 온도를 93-95℃ 에서 유지하면서, P₂O₅함량 84% 의 다중인산 2.5 Kg 을 함유하는 플라스크에 1 시간동안 붓는다. 일단 첨가가 완료되면, 온도를 96-97℃ 로 승온시키고 혼합물을 4 시간동안 교반하 방치한다.

이어서 혼합물을 물로 가수분해시키고 디에틸 에테르로 추출한다. 에테르 추출물을 중화 건조시킨다. 용매를 증발시킨후, GC 분석시 순수한, 원료 잔류물 90g (반응식 1 생성물 5, n=10, R=R₁=R₂=H, R₃=Et) 을 수득한다.

고형물을 125 ml AcOH, 125 ml 물 및 10ml 진한 HCl 로 구성된 용액에 붓고, 환류 온도하에서 20 시간동안 유지시킨다. 반응물을 물로 희석하고 석유 에테르로 추출한다. 용매의 중화, 건조 및 증발후, 잔류물을 진공하에서 증류하고 125-130℃/0.2 mmHg 에서 통과하는 분획을 채집한다. 반응식 1 의 생성물 6 (n=10, R=R₁=R₂=H) 43 g (51% 수율) 을 수득한다.

이렇게 수득한 생성물 24 g (0.11 몰) 을 디에틸 에테르 200 ml 용해시키고, 이어서 온도를 5 내지 10℃ 로 유지하면서, 300 ml 디에틸 에테르중의 3.0 g LiAlH₄의 용액에 첨가한다. 이어서, 반응 혼합물을 약간의 묽은 HCl 로 가수분해시키고, 에테르 층을 분리하며 또한 수성상을 디에틸 에테르 200 ml 로 추출한다.

중화 및 무수화처리후, 에테르 추출물 (800ml) 을 p-톨루엔술폰산 2.7 g 으로 실온에서 1.5 시간동안 처리하고, 이어서 30-35℃ 에서 5-6 시간동안 알코올 (TLC) 이 사라질때까지 처리한다. 이어서 유기상을 NaHCO₃로 중화 증발시킨다. 수득한 잔류물을 석유 에테르로 용리시켜 실리카 겔 컬럼상에서 크로마토그래피로 정제한다.

주 생성물이 4,5,6,7,8,9,10,11,12,13-데카히드로-2H-시클로펜타시클로도데센 (반응식 1 에서의 화합물 1a, n=10, R=R₁=R₂=H) 이고, 비율이 81:19 인 2 개의 생성물로 구성된 혼합물 21 g (99% 수율) 을 수득한다.

실시예 4

4,5,6,7,8,9,10,11,12,13-데카히드로-2H-시클로펜타시클로도데센 (반응식 1 에서의 화합물 1b, R=R₁=R₂=H, R₄=CH₃, n=10) 의 합성

디에틸 에테르 100 ml 에 용해시킨 실시예 3 에서 제조한 카르보닐 유도체 (반응식 1 에서의 화합물 6, R=R₁=R₂=H, n=10) 10 g (0.045 몰) 의 용액에, -70℃ 로 유지하면서 디에틸 에테르중의 1.6 M MeLi 용액 30 ml 을 첨가한다. 혼합물을 하룻밤동안 교반하 방치하고, 이어서 가수분해시킨다. 에테르상을 분리하고, p-톨루엔술폰산 1 g 을 첨가하고 혼합물을 2 시간동안 교반하 방치한다.

혼합물을 나트륨 비카르보네이트의 포화용액으로 중화시키고, Na₂SO₄로 건조시키고 용매는 증발시킨다. 생성물을 석유 에테르를 사용하여 실리카 겔 컬럼상에서 용리시키고 첫번째 분획을 채집한다. 가스크로마토그래피 분석시 비율이 3:1 인 2 개의 이성질체로 구성된 생성물 7 g 을 수득한다.

전술한 혼합물의 주생성물은 1-메틸-4,5,6,7,8,9,10,11,12,13-데카히드로-2H-시클로펜타시클로도데센이다.

본 방법은 쉽게 이용할 수 있는 시클로알칸온으로부터 개시하는 이점외에, 다소 단순한 화학 공정 단계가 예견되며 만족스러운 총수율을 갖는다.

Claims

(a) 하기 화학식 2 를 갖는 케톤과 하기 화학식 3을 갖는 숙신산의 에스테르를 스토브식 축합 반응시켜 하기 화학식 4 를 갖는 α-(α'-시클로-알케닐)-β-히드록시카르보닐-알킬 프로피온에이트를 제조하는 단계 ;

(b) 단계 (a) 에서 수득한 화합물 (화학식 4) 을 분자내 축합 반응시켜 화학식 5 를 갖는 축합환 화합물을 제조하는 단계 ;

(c) 단계 (b) 에서 수득한 화합물 (화학식 5) 을 가수분해 및 탈카르복실화시켜 화학식 6 을 갖는 α-β 불포화 축합환 케톤을 제조하는 단계 (상기 단계 (b) 및 (c)는 또한 전술한 바와 비교하여 역순으로, 또는 하나의 단계로 수행될 수 있음) ;

(d) 단계 (c) 에서 수득한 α-β 불포화 축합환 케톤 (화학식 6) 을 환원시켜 하기 화학식 1a 를 갖는 축합환 공액 디엔을 제조하는 단계를 포함하는, 하기 화학식 1a 를 갖는 화합물의 제조 방법 :

[식중, R, R₁및 R₂는 서로 동일하거나 상이하며, 하기의 것들로부터 선택되고 :

- H,

- 탄소수 1 내지 5 의 알킬 라디칼,

- 탄소수 5 내지 8 의 시클로알킬 라디칼,

- 탄소수 6 내지 8 의 아릴 및 알킬아릴 라디칼,

- 탄소수 7 내지 9 의 아르알킬 라디칼 ;

R₃기는 서로 동일하거나 상이하고, 일관능성 C₁∼C₅알킬 라디칼로부터 선택되고;

n 은 2 내지 18의 정수이다]
제 1 항에 있어서, R₃은 -CH₃및 -C₂H₅으로부터 선택되는 방법.
제 1 항에 있어서, R=R₁=R₂=H 인 방법.
제 1 항에 있어서, n 은 3, 5, 6, 10 으로부터 선택되는 방법.
제 1 항에 있어서, 단계 (a) 를 칼륨 테르부틸레이트의 존재하에서 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 단계 (b) 를 폴리인산 자체 또는 동일계상에서 제조된 폴리인산의 존재하에서 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 단계 (c) 를 산성 pH 에서 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 단계 (d) 를 LiAlH₄의 존재하에서 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 단계 (a), 단계 (b), 단계 (c), 단계 (d) 의 순으로 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
(a) 화학식 2 를 갖는 케톤과 화학식 3 을 갖는 숙신산의 에스테르 를 스토브식 축합 반응시켜 화학식 4 를 갖는 α-(α'-시클로-알케닐)-β-히드록시카르보닐-알킬 프로피온에이트를 제조하는 단계 ;

(b) 단계 (a) 에서 수득한 화합물 (화학식 4) 을 분자내 축합 반응시켜 화학식 5 를 갖는 축합환 화합물을 제조하는 단계 ;

(c) 단계 (b) 에서 수득한 화합물 (화학식 5) 을 가수분해 및 탈카르복실화시켜 화학식 6 을 갖는 α-β 불포화 축합환 케톤을 제조하는 단계 (상기 단계 (b) 및 (c)는 또한 전술한 바와 비교하여 역순으로, 또는 하나의 단계로 수행될 수 있음) ;

(d) 단계 (c) 에서 수득한 α-β 불포화 축합환 케톤 (화학식 6) 과 알칼리 금속의 알킬, 아르알킬, 알킬아릴, 시클로알킬 유도체를 반응시키고, 이어서 가수분해시켜 하기 화학식 1b 를 갖는 축합환 공액 디엔을 제조하는 단계를 포함하는, 하기 화학식 1b 를 갖는 화합물의 제조 방법 :

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]

[화학식 6]

[화학식 1b]

[식중, n은 2 내지 18의 정수이고, R, R₁,R₂, R₄는 서로 동일하거나 상이하며, 하기의 것들로부터 선택되고 :

- H,

- 탄소수 1 내지 5 의 알킬 라디칼,

- 탄소수 5 내지 8 의 시클로알킬 라디칼,

- 탄소수 6 내지 8 의 아릴 및 알킬아릴 라디칼,

- 탄소수 7 내지 9 의 아르알킬 라디칼 ;

R₃기는 서로 동일하거나 상이하고, 일관능성 C₁∼C₅알킬 라디칼로부터 선택되고;

단, R₄는 H와 상이하다.
제 10 항에 있어서, R₃은 -CH₃및 -C₂H₅으로부터 선택되는 방법.
제 10 항에 있어서, R=R₁=R₂=H 인 방법.
제 10 항에 있어서, n 은 3, 5, 6, 10 으로부터 선택되는 방법.
제 10 항에 있어서, 단계 (a) 를 칼륨 테르부틸레이트의 존재하에서 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서, 단계 (b) 를 폴리인산 자체 또는 동일계상에서 제조된 폴리인산의 존재하에서 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서, 단계 (c) 를 산성 pH 에서 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서, 단계 (d) 에서 알칼리 금속은 리튬이고 가수분해는 산촉매 반응으로 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서, 단계 (a), 단계 (b), 단계 (c), 단계 (d) 의 순으로 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.