KR20130091646A

KR20130091646A - β-케토-알렌의 이성질화

Info

Publication number: KR20130091646A
Application number: KR1020127029897A
Authority: KR
Inventors: 베르너 본라쓰; 라인하르트 카르게; 토마스 넷쉐어; 얀 프레셀
Original assignee: 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이.
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2013-08-19
Also published as: CN102858730A; KR101811465B1; US8802898B2; EP2560940A1; WO2011131607A1; CN102858730B; ES2462978T3; US20130197272A1; EP2560940B1

Abstract

본 발명은, 염기성 이온 교환 수지를 사용하는 처리에 의한 하기 화학식 I의 β-케토-알렌의 하기 화학식 II의 상응하는 α,γ-다이엔온으로의 이성질화에 관한 것이다:
[화학식 I]

[화학식 II]

상기 화학식 I 및 II에서,
R¹은 수소, 메틸 또는 에틸, 특히 수소 또는 메틸이고;
R²는 수소 또는 메틸이고;
R³은 수소 또는 메틸, 특히 메틸이고,
R⁴는 탄소수 1 내지 37의 지방족 탄화수소 잔기이다.

Description

β-케토-알렌의 이성질화{ISOMERIZATION OF β-KETO-ALLENES}

본 발명은 β-케토-알렌의 이성질화에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 염기성 이온 교환 수지의 촉매 하에서 β-케토-알렌의 α,γ-다이엔온으로의 이성질화에 관한 것이다.

α,γ-다이엔온은 조미료 및 향수 산업에서 흥미로운 화합물이고 카로티노이드 및 비타민 A의 합성에서 가치있는 중간체이다(문헌[Carotenoids, ed. O. Isler, Birkhauser Verlag Basel und Stuttgart, 1971] 참조). β-케토-알렌으로부터의 α,γ-다이엔온의 제조는 당분야에 공지되어 있다.

소시(Saucy) 등(문헌[Helv. Chimica Acta 50, 1158 - 1167 [1967]] 참조)은 β-케토-알렌의 합성, 및 10℃ 및 석유 에터(2상 시스템)에서 알콜계 알칼리의 존재하에서 발열 반응 하에서 공액된 다이엔온(α,γ-다이엔온)으로의 그의 이성질화에 대해 기재하고 있다. 이렇게 하여, 예를 들어, 6-메틸-3,5-헵타다이엔-2-온, 슈도이온 및 슈도아이론(pseudoiron)이 수득되었다.

WO 2008/092655 A1에는, 강한 발열 반응으로 인해 드라이아이스/알콜에 의한 온도 제어 하에서의 메탄올 내 수성 수산화나트륨 욕에 의한 β-케토-알렌으로부터 α,γ-다이엔온으로의 이성질화가 개시되어 있다.

EP 0 418 690에는, 0℃ 내지 10℃에서 알콜(메탄올 또는 에탄올)에서 강한 수성 염기(30 % 내지 50 % NaOH 또는 KOH)에 의해, 또는 강한 유기산 또는 무기산에 의해 유기 용매에서의 8-(2'2'-다이메틸사이클로프로필)-6-메틸-4,5-옥타다이엔-2-온의 이성질화가 개시되어 있다(예를 들어, 전술한 소시 등의 문헌 참조). 그러나, 예시 없이 산성 이온 교환 수지, 예를 들어 앰버라이트(Amberlite) IR 120 등의 사용도 언급되어 있다.

EP 0 647 624는, 약 0℃의 냉각 및 아세톤 내 염화브롬산 처리에 의한, C₁₈-β-케토-알렌 8-(1,1,5-트라이메틸-사이클로-4-헥세닐리덴)-6-메틸-옥타-4,5-다이엔-2-온으로부터의, 8-(1,1,5-트라이메틸-사이클로-5-헥세닐)-6-메틸-3,5,7-트라이엔-2-온(비타민 A의 합성에서의 C₁₈-중간체)의 이성질화를 개시하고 있다. 나트륨 카보네이트에 의해 메탄올에서의, 또는 다이아자바이사이클로운데센에 의해 메틸렌 클로라이드에서의, 메틸렌 내 C₁₈-β-케토-알렌의 처리에 의해 8-(1,1,5-트라이메틸-사이클로-4-헥세닐리덴)-6-메틸-3,5-옥타다이엔-2-온이 수득된다.

문헌[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5^th, completely revised edition, Vol.A5, 1986, p.344]에 따르면, 유기 이온 교환기의 촉매작용 활성은, 많은 중요한 산업적 방법에 의해 유리하게 사용될 수 있다. β-케토-알렌으로부터 α,γ-다이엔온의 이성질화는 고사하고, 구체적으로 언급된 것들 중에서는 이성질화 반응이 없다.

바람직하게 연속적으로 수행될 수 있고 후처리(work up) 동안 중성화되어야만 하는 산성 또는 염기성 용매의 사용을 피할 수 있는, β-케토-알렌으로부터 α,γ-다이엔온으로의 이성질화의 상업적으로 매력적인 방법을 개발하려는 것으로부터 출발하여, 염기성 이온 교환 수지가 이러한 이성질화에 촉매로서 유리하게 사용될 수 있음을 발견하였다.

따라서, 본 발명은, 염기성 이온 교환 수지, 바람직하게는 강염기성 거대다공성 이온 교환 수지를 사용하는 처리에 의한, 하기 화학식 I의 β-케토-알렌의 하기 화학식 II의 상응하는 α,γ-다이엔온으로의 이성질화에 관한 것이다:

[화학식 I]

[화학식 II]

상기 화학식 I 및 II에서,

R¹은 수소, 메틸 또는 에틸, 특히 수소 또는 메틸이고;

R²는 수소 또는 메틸이고;

R³은 수소 또는 메틸, 특히 메틸이고,

R⁴는 탄소수 1 내지 37의 지방족 탄화수소 잔기이다.

화학식 I 및 화학식 II에서 탄소수 1 내지 37의 지방족 탄화수소 잔기는, 조미료 또는 향수 산업에서 관심을 갖는 화합물에서의 잔기를 나타내거나 그의 가장 넓은 범위에서는 카로티노이드 및 비타민 A의 제조에서 중간체인 잔기를 포함한다. 이러한 양상에서, 이러한 잔기는, 포화되거나 에틸렌계 및/또는 에티닐계 불포화된, 직쇄 및 분지쇄 잔기를 포함하며, 이는 다시 저급 알킬, 특히 메틸 또는 에틸 기로, 또는 C_3-6-사이클로알킬 및 -사이클로알케닐 기로 포화될 수 있거나, 탄소쇄 내에 이러한 사이클릭 잔기를 함유할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 잔기 R⁴는 2-(2'2'-다이메틸사이클로프로필)-에틸 기, -[(CH₂)₃-CH(R⁵)]_x-CH₃인 화학식 A로 표시되는 기, 또는 -[CH₂-CH₂-CH=C(R⁵)]_y-CH₃인 화학식 B로 표시되는 기이다(상기 화학식 A 및 B에서, x 및 y는 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 4이고, R⁵는 수소, 메틸 또는 에틸이다). 이러한 기의 바람직한 예는 -(CH₂)₃-CH(CH₃)-(CH₂)₃-CH(CH₃)₂ 및 -CH₂-CH₂-CH=C(CH₃)₂이다.

"염기성 음이온 교환 수지" 및 "강염기성 음이온 교환 수지"라는 표현은 이온 교환 분야의 숙련자들에게 공지되어 있고, 많은 유용한 검토 문헌들이 이온 교환기, 그 중에서도 강염기성 음이온 교환 수지에 관한 것으로, 그 예로는 문헌[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 14 (1989), "Ion Exchangers"]를 들 수 있고, 이 문헌의 제397면 내지 제400면은 특히 상이한 유형의 수지, 가교결합, 다공도 및 교환능과 관련하여 적절하다. 일반적으로, 4급 암모늄 기를 특징으로 하는 이온 교환 수지는 특히 염기성이고, "타입 I(또는 1)" 및 "타입 II(또는 2)" 수지는, 단 이들이 또한 "거대다공성"이라면, 본 발명의 방법에 사용하기에 적합하다. 본원에서 사용되는 경우, 후자의 용어는 겔 수지(예를 들어, 앰버라이트(AMBERLITE, 등록상표) IRA400)에 비해 고도의 가교결합도를 갖는 임의의 수지를 나타냈다. 겔 수지의 경우 공극 직경이 약 1 nm인 경우에 비해, 전형적인 거대다공성 수지내 공극 직경은 약 100 nm이다(전술한 울만 백과사전 외에, 문헌DIN 54 400,"Ionenaustausch-Begriffe", 1987 ,p.7] 참조). 과학 문헌에서의 많은 정보원을 제외하고도, 이온 교환기에 대한 공급처들의 카탈로그는, 당업계의 숙련자들이 본 발명의 방법에 사용하기 위한 "강염기성 거대다공성 음이온 교환 수지"를 선택하는 데에 어떠한 문제도 없도록, 이들의 제품을 적절하게 분류하고 있다.

본 발명의 목적을 위해서, 바람직한 강염기성 거대다공성 음이온 교환 수지는, 몇몇의 제조사들, 예를 들어 롬 앤드 하스 도이치란트 게엠베하(Rohm & Haas Deutschland GmbH, 독일 프랑크푸르트/마인 소재); 푸롤라이트 캄파니(Purolite Company, 미국 팬실바니아주 발라 사인위드 소재)(대리인: 스태클 앤드 나글러 아게(Staerkle & Nagler AG, Zurich, 스위스 쮜리히 소재)); 다우 케미칼 캄파니(미국 미시간주 미들랜드 소재), 및 바이엘 아게(Bayer AG, 독일 레베르쿠센 소재)에 의해 공급되는, 4급 암모늄 양이온 및 하이드록실 음이온을 보유하는 폴리스티렌 매트릭스를 특징으로 하는 것이다. 적합한 강염기성 거대다공성 음이온 교환 수지는, 상표 듀오라이트(DUOLITE, 등록상표), 앰버라이트(등록상표), 퓨로라이트(PUROLITE, 등록상표), 다우엑스(DOWEX, 등록상표), 리와티트(LEWATIT, 등록상표)로 공지되어 있다. 폴리스티렌 매트릭스보다는 폴리아크릴계 매트릭스를 특징으로 하는 강염기성 거대다공성 음이온 교환 수지는 본 발명의 방법에 사용될 수 있지만, 폴리스티렌 매트릭스보다 덜 선호된다.

본 발명의 이성질화에서 특히 선호되는 것은, 염기성 음이온 교환 수지인 앰버라이트(등록상표) IRA 900, 다우엑스(Dowex, 등록상표) MSA-1, 다이아이온(Diaion, 등록상표) HPA25 또는 PA308, 뿐만 아니라 앰버리스트(Amberlysts, 등록상표) A260H, 및 롬 앤드 하스로부터의 XE-4, XE-8, XE-8-new 및 XE-10의 염기성 음이온 교한 수지 및 동일한 화학 구조 및 유사한 물리-화학적 특성을 갖는 동등한 수지이다.

촉매로서 사용되는 수지의 양은 넓은 범위에서 변할 수 있고 이들의 물리-화학적 구조에 의존한다. 최적량은 경험에 의해 용이하게 결정될 수 있다.

이성질화는, -10℃ 내지 30℃, 바람직하게는 0℃ 내지 10℃의 범위에서, C_1-6-알콜, 바람직하게는 C_1-3-알콜, 바람직하게는 메탄올에서 편의상 수행된다. 반응기는 편의상 고정층 반응기이다. 이성질화가 발열성이기 때문에, 당업계에 공지된 방법에 따라 냉각 하에서 반응이 수행된다. 원치않는 가열(촉매에서의 핫 스팟(hot spot))을 줄이기 위해서, 촉매에 중성 중합체(polymerisate), 예를 들어 작용기가 없는 다이비닐벤젠과 가교결합된 거대다공성 폴리스티렌, 예를 들어 푸롤라이트 캄파니에서 수득가능한 MN270을 첨가/혼합함으로써 촉매를 희석하는 것이 유리할 수 있다.

실험 파트

개론:

모든 반응은 아르곤 하에서 수행되었다.

플래쉬 크로마토그래피(과량의 아르곤 압력은 0.2 바 이하임)는, 메르크 실리카 겔 60(0.040 내지 0.063 mm) 위에서 수행하였고, 박막 크로마토그래피는 실리카 겔 F254 플레이트 위에서 수행하였고; UV(254 nm)에 의해, 또한 바닐린 리빌레이터(revelator)(22 g의 바닐린, 830 g의 에탄올, 100 g의 얼음 및 100 mL의 진한 황산을 순차적으로 첨가함으로써 제조됨)를 분사하고, 그다음 힛 건(heat gun)으로 가열함으로써 검출하였다.

수지:

R-NMe₃OH 기를 갖는, 습윤 A26OH는 롬 앤드 하스(Lot.0003260540)로부터 구입하고; 활성 부위 농도는 1.19 mmol/g 초과이고; 습기 보유능은 66 내지 75 %이다. A26OH는, 1.002(mol/L)의 강염기 용량, 1.019(mol/L)의 총 염기 용량, 건조 이온 교환 수지에 대해 4.007(mmol/g)의 총 중량 용량, 및 68.01%의 습기 보유능을 갖는다. XE-8-new의 경우, 강염기 용량이 0.681(mol/L)이고, 총 염기 용량이 0.783(mol/L)이고, 건조 이온 교환 수지에 대한 총 중량 용량이 3.974(mmol/g)이고, 습기 보유능은 70.31 %이다. 촉매는 받은 대로 사용하였다. 다이비닐벤젠과 가교결합된 거대다공성 폴리스티렌인 MN270은 푸롤라이트로부터 구입하여 수령한 대로 사용하였다.

분석:

NMR 분광법: ¹H-NMR의 경우 300 MHz 및 ¹³C-NMR의 경우 75 MHz에서, 용매로서 CDCl₃(아르마르 케미칼스(Armar chemicals), 은으로 안정화되고 0.03V/V% 테트라메틸실란을 함유함)을 사용하여 브루커 어반스(Bruker Avance)-300 분광광도계에서 298 K에서 수행함; 테트라메틸실란을 기준으로 한 화학 쉬프트 δ(ppm), 커플링 상수(J). 정량적 ¹H-NMR은, 화합물 1, 화합물 2 및 화합물 3의 분석에 대한 내부 기준물질로서 1,4-다이메톡시벤젠(DMB; 플루카(Fluka))을 사용하여 브루커 어반스-300 분광광도계에서 측정하였다.

화합물 4의 정량적 GC 분석은, 자동샘플러 HP 7683, 스플릿 인젝터(split injector) 및 FID가 장착되어 있는 가스 크로마토그래피 HP 6890[모세관 컬럼 애질런트(Agilent) DB-1701(융합 실리카); 30 m x 0.32 ㎛, 필름 0.1 ㎛, 1.5 mL/분 He, T = 1분 동안 70 ℃, 10 ℃/분, 7분 동안 280 ℃)]에서 수행하였다. tR는 "분"단위이다.

화합물 6의 GC 분석은, 자동샘플러 HP 7683, 스플릿 인젝터 및 FID가 장착되어 있는 가스 크로마토그래피 HP 6890[모세관 컬럼 옵티마(optima)-1(융합 실리카), 30 m x 0.53 ㎛, 필름 3.0 ㎛, 3.6 mL/분 He, T = 10분 동안 50 ℃, 11.67 분 동안 6.0 ℃/분, 18분 동안 10 ℃/분]을 사용하여 수행하였다. tR는 "분"단위이다.

GC-MS 분석은, HP 6890[5% 페닐 메틸 실리콘(융합 실리카) 보유 모세관 컬럼 레스테크(Restek) Rtx5 SilMS, 30 m x 0.28 mm, 필름 0.5 ㎛, 1.50 mL/분 He, T = 70 ℃, 15분 동안 10.0 ℃/분] 및 70 eV에서의 EI을 사용하여 수행하였다.

장치(도 1):

길슨(Gilson) 타입 305의 펌프들, 휴버(Huber)의 자동온도조절기 타입인 "미니스태트(ministat)", 및 이중벽 고정층 유리 반응기(프릿(다공도 0) 보유, 길이 18.5 cm, 6 mm 내경)를 사용하였다.

하기 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

실시예 1

(a) 배치 모드에서 6,10,14-트라이메틸-펜타데카-4,5-다이엔-2-온(화합물 1)의 6,10,14-트라이메틸-펜타데카-3,5-다이엔-2-온(화합물 2)으로의 이성질화

셉텀 및 아르곤 버블러가 장착되어 있는 25 mL 들이의 2구 플라스크에서, 염기성 이온 교환 수지인 A26OH(0.25 g, ≥ 0.3 mmol)를, 15분 동안 메탄올(약 3 mL)에서 교반하였다. 마이크로-거름통을 사용하여 용매를 펌핑시켜, 용매를 제거하였다. 상기 촉매에 메탄올(2.5 mL)을 첨가하고, 내부 온도가 1 내지 3 ℃(빙욕)가 될 때까지 냉각시켰다. 그다음, β-케토 알렌(화합물 1)(5.00 g, 순도 70.4중량%, 13.31 mmol)을, 교반된 촉매에 주사기를 사용하여 5분 동안 적가하였다. 온도가 6 ℃에 도달하였다. 첨가한 후, 반응 혼합물을 25 ℃ 미만에서 교반하였다. 120 분 동안 반응시킨 후, 마이크로-거름통을 사용하여 펌핑시킴으로써 용액과 촉매를 분리하였다. 상기 촉매는 3 mL 메탄올로 2회 세척하고, 그다음 나중의 수행을 위해 사용될 수 있다. 조질의 생성물을 함유하는 메탄올 용액을 진공(40 mbar, 40 ℃)하에서 농축시켰다. 분리된 황색 오일은, 내부 표준 물질로서 DMB를 사용하여, 정량적 1H-NMR로 분석하였다((3E)-화합물 2, (3Z)-화합물 2가 형성되고, 나머지는 화합물 1이었다). 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

[표 1]

(b) 연속 반응 모드에서의 화합물 1의 화합물 2로의 이성질화

수직형 이중벽 고정층 유리 반응기(프릿 보유, 다공도 0, 길이 18.5 cm, 6 mm 내경)를, 자동온도조절기로 20 ℃로 냉각시켰다. 반응기의 상부는, 테플론 튜브에 의해 T-접합점을 통과하여 2개의 깁슨 펌프에 연결되어 있다. 반응기의 하부는 테플론 튜브에 의해 병에 연결되었다. 촉매 A26OH(0.50 g, ≥ 0.60 mmol) 및 MN270(1.00 g; 촉매를 희석시키기 위해 사용된, 다이비닐벤젠으로 가교결합된 거대다공성 폴리스티렌)을 15분 동안 약 10 mL의 메탄올에서 교반하고 그다음 반응기로 옮겼다. 반응기 내 용액의 수준은 촉매 층 위로 유지하고(h = 4.5 cm, V = 5.1 mL), 사이펀 효과에 의해 제어하였다. β-케토 알렌(화합물 1)(순도 85.3 %) 및 메탄올은, 개별적으로 각각 0.09 및 0.04 mL/분의 유속으로, 연속 반응기의 상부에 고정된 T-접합점의 2개의 수평 주입구로 펌핑시켰다. 이렇게 형성된, 메탄올 내 화합물 14의 용액(17.10 mmol/mL)은 T-접합점으로부터 반응기로 흘러갔다. 정기적으로 샘플을 채취하고, 진공(40 mbar, 40 ℃)에서 농축시키고, 정량적 ¹H-NMR로 분석하였다. 24시간 후에 공급을 멈췄다. 수집된 용액의 용매는 진공(40 mbar, 40 ℃) 하에서 증발시키고, 단리된 황색 오일을 정량적 ¹H-NMR(내부 기준물질로서 1,4-다이메톡시벤젠(DMB)을 사용함)에 의해 분석하였다((3E)-화합물 2, (3Z)-화합물 2가 형성되고, 화합물 1이 잔류함). 그 결과는 하기 표 2에 나타냈다.

[표 2]

장치는 도 1에 도시한다.

실시예 2

반복 배치 모드에서의 6,10-다이메틸-운데카-4,5,9-트라이엔-2-온(화합물 3)의 6,10-다이메틸-운데카-3,5,9-트라이엔-2-온(화합물 4)로의 이성질화

셉텀 및 아르곤 버블러가 장착되어 있는 25 mL 들이의 2구 플라스크에서, 염기성 이온 교환 수지인 A26OH(0.25 g, ≥ 0.3 mmol)를, 15분 동안 메탄올(약 3 mL)에서 교반하였다. 마이크로-거름통을 사용하여 용매를 펌핑시켜, 용매를 제거하였다. 상기 촉매에 메탄올(2.5 mL)을 첨가하고, 내부 온도가 1 내지 3 ℃(빙욕)가 될 때까지 냉각시켰다. 그다음, β-케토 알렌(화합물 3)(7.08 g, 순도 91중량%, 33.2 mmol)을, 교반된 촉매에 주사기를 사용하여 10 분 동안 적가하였다. 온도가 6 ℃에 도달하였다. 첨가한 후, 반응 혼합물을 1 내지 3 ℃ 사이에서 교반하였다. 180 분 동안 반응시킨 후, 마이크로-거름통을 사용하여 펌핑시킴으로써 용액과 촉매를 분리하였다. 상기 촉매는 3 mL 메탄올로 2회 세척하고, 그다음 나중의 수행을 위해 사용될 수 있다. 조질의 생성물을 함유하는 혼합물을 진공(40 mbar, 40 ℃)하에서 농축시켰다. 분리된 황색 오일은, 정량적 GC((5Z)-화합물 4:(5E)-화합물 4의 비 및 수율 측정을 위해)로 분석하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.

[표 3]

촉매의 재활성화는, 수율이 50% 미만인 경우, 수행되었다. 촉매는, 2mL의 1M 수산화나트륨 수용액을 첨가하고, 30 분 동안 교반하고, 이것을 마이크로-거름통을 사용하여 가스 세척 플라스크로 펌핑시켜 용액에서 제거함으로써, 재활성화되었다. 그다음, 이온 교환 수지를 2 mL의 증류수에서 5분 동안 교반하고, 용액을 제거하였다. 이것을 4회 반복하였다. 3번째 및 4번째 반복할 때, pH는 중성이었다. 촉매는 15분 동안 2 mL의 메탄올에서 마지막으로 교반하였다.

염기성 교환 수지 XE-8-new를 사용하는 경우, 7.08 g의 화합물 3(순도 86 %, 31.3 mmol)의 반복 배치 이성질화를 위해, 동일한 절차를 사용하였다. 결과를 하기 표 4에 나타낸다.

[표 4]

제 1 재활성화: 2 mL의 1M 수산화나트륨 수용액을 첨가하고, 35분 동안 교반하고, 마이크로-거름통을 사용하여 가스 세척 플라스크로 펌핑함으로써 용액을 제거하였다. 그다음, 이온 교환 수지를 5분 동안 2 mL의 증류수에서 교반하고, 용액을 제거하였다. 이것을 4회 더 반복하였다. 4번째 및 5번째의 경우 pH는 중성이었다. 촉매는 적어도 15분 동안 2 mL의 메탄올에서 마지막으로 교반하였다. 제 2 재활성화: 2 mL의 1M 수산화나트륨 수용액을 첨가하고, 17 시간 동안 교반하고, 마이크로-거름통을 사용하여 가스 세척 플라스크로 펌핑함으로써 용액을 제거하였다. 그다음, 이온 교환 수지를 1 시간 동안 2 mL의 증류수에서 교반하고, 용액을 제거하였다. 이것을 2회 더 반복하였다. 2번째 반복의 경우 pH는 중성이었다. 촉매는 1시간 동안 2 mL의 메탄올에서 마지막으로 교반하였다. 그다음, 메탄올을 그다음 수행을 위해 첨가하였다.

실시예 3

배치 모드에서의 6-메틸-헵타-4,5-다이엔-2-온(화합물 5)의 6-메틸-헵타-3,5-다이엔-2-온(6)으로의 이성질화

셉텀 및 아르곤 버블러가 장착되어 있는 25 mL 들이의 2구 플라스크에서, 염기성 이온 교환 수지인 A26OH(0.25 g, ≥ 0.3 mmol)를, 15분 동안 메탄올(약 3 mL)에서 교반하였다. 마이크로-거름통을 사용하여 펌핑시켜, 용매를 제거하였다. 상기 촉매에 메탄올(2.5 mL)을 첨가하고, 내부 온도가 1 내지 3 ℃(빙욕)가 될 때까지 냉각시켰다. 그다음, β-케토 알렌(화합물 5)(90% 면적 GC를 갖는 4.62 g, 33.5 mmol)을, 교반된 촉매로 주사기를 사용하여 적가하였다. 내부 온도는 1 내지 9℃로 유지하였다. 75 분 후, 어떠한 화합물 5도 GC에 의해 검출될 수 없었다. 마이크로-거름통으로 펌핑시킴으로써 촉매로부터 용액을 분리하였다. 촉매를 3 mL 메탄올로 2회 세척하였다. 조질의 생성물을 함유하는 혼합물을 진공(40 mbar, 40 ℃)에서 농축시켜 황색 오일(4.72 g)을 수득하였다. 플래쉬 크로마토그래피(헥산/에틸 아세테이트 97:3, R_f=0.11)에 의해 1.54g를 정제하여 1.16 g(75%)의 정제물(화합물 6)을 회수하였다. 코코넛 향

GC: (Z)-화합물 6 t_R=25.00 및 (E)-화합물 6 t_R=26.26. (E/Z) 95:5

(E)-화합물 6의 ¹H-NMR: 1.90 (s, 3H, CH₃-C-CH₃), 1.92 (s, 3H, CH₃-C-CH₃), 2.27 (s, 3H, CH₃C=O), 6.00 (d, J=12Hz, 1H, (CH₃)₂C=CH), 6.01 (d, J=15Hz, 1H, O=C-CH=), 7.42(dd, J=12Hz, J=15Hz, 1H, =CH-CH=CH).

(E)-화합물 6의 ¹³C-NMR: 19.0 (CH₃-C), 26.6 (CH₃-C), 27.4 (CH₃-CO), 124. 1((CH₃)₂C=CH), 128.0(O=C-CH=), 139.5 (=CH-CH=CH), 147.5 (C-(CH₃)₂), 198.7 (CO).

분석 샘플은, 소시 및 마베트의 절차(문헌[Helv. Chim. Acta 1967, 50, 1158 - 67 [1]] 참조)에 따라 제조하였다.

GC: (Z)-화합물 6 t_R= 25.00 및 (E)-화합물 6 t_R=26.26. (E/Z) 87:13 (Lit.: 86:14 [1])

GC-MS: (Z)-화합물 6 t_R= 5.44, m/z 43, 81, 109[M⁺-CH₃], 124[M⁺].

(E)-화합물 6 t_R= 6.22, m/z 43, 81, 109[M⁺-CH₃], 124[M⁺].

실시예 4

소시 및 마베트의 방법(1967)에 따른 NaOH와 배치 실험에서의 A260H 수지와의 비교

NaOH와 배치 실험에서의 A260H 수지를 비교하면 2개의 주된 경향이 있다. 화합물 3 및 화합물 4의 경우 A260H를 사용하면 전환수(turnover number; TON)가 높았졌는데, 즉 620(6회 수행의 경우) 대 94(단지 1회 수행인 경우)였다. 화합물 3 및 화합물 4의 경우 A260H를 사용하면 전환빈도(turnover frequences; TOF)가 낮아졌는데, 즉 34 h^-1(6회 수행의 경우) 대 188h^-1이었다. 이성질화에 사용된 촉매와는 독립적으로, 케토 알렌내 알킬 쇄가 짧을수록, 반응이 빨라졌다.

Claims

염기성 이온 교환 수지를 사용하는 처리에 의한 하기 화학식 I의 β-케토-알렌의 하기 화학식 II의 상응하는 α,γ-다이엔온으로의 이성질화 방법:
[화학식 I]

[화학식 II]

상기 화학식 I 및 II에서,
R¹은 수소, 메틸 또는 에틸, 특히 수소 또는 메틸이고;
R²는 수소 또는 메틸이고;
R³은 수소 또는 메틸, 특히 메틸이고,
R⁴는 탄소수 1 내지 37의 지방족 탄화수소 잔기이다.
제 1 항에 있어서,
상기 염기성 이온 교환 수지가 강염기성 거대다공성 수지인, 이성질화 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
화학식 I에서, R⁴가 2-(2',2'-다이메틸사이클로프로필)-에틸인, 이성질화 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
화학식 I에서, R⁴ 가 -[(CH₂)₃-CH(R⁵)]_x-CH₃(여기서, R⁵는 수소, 메틸 또는 에틸이고 x는 1 내지 6의 정수이다)의 잔기 A인, 이성질화 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
화학식 I에서, R⁴ 가 -[CH₂-CH₂-CH=C(R⁵)]_y-CH₃(여기서, R⁵는 수소, 메틸 또는 에틸이고 y는 1 내지 6의 정수이다)의 잔기 B인, 이성질화 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
화학식 I의 화합물이 6,10,14-트라이메틸-펜타데카-4,5-다이엔-2-온인, 이성질화 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
화합물 I의 화합물이 6,10-다이메틸-운데카-4,5,9-트라이엔-2-온인, 이성질화 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
화학식 I의 화합물이 6-메틸-헵타-4,5-다이엔-2-온인, 이성질화 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 염기성 이온 교환 수지가 타입 1 또는 타입 2인, 이성질화 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
음이온 교환 촉매에 의한 재생으로 연속 모드로 수행하는 이성질화 방법.