WO2007004442A1 - 置換シクロペンタノンの製造方法 - Google Patents

置換シクロペンタノンの製造方法 Download PDF

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Katsuya Shimizu
Fumio Matsushita
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Asahi Kasei Chemicals Corporation
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    • C07C2601/06Systems containing only non-condensed rings with a five-membered ring
    • C07C2601/10Systems containing only non-condensed rings with a five-membered ring the ring being unsaturated

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a cis 2,3 disubstituted cyclopentanone useful as a jasmine fragrance, an intermediate thereof, and the like, an intermediate useful for producing the substituted cyclopentanone, and the production of the intermediate Regarding the method.
  • 2,3 Di-substituted cyclopentanone is an important compound for the synthesis of useful chemicals such as jasmine fragrances and prostaglandins.
  • useful chemicals such as jasmine fragrances and prostaglandins.
  • those having an alkoxyl-functional methyl group at the 3-position are important for the synthesis of jasmine fragrances, and many production methods have been disclosed so far.
  • Non-Patent Document 1 there are a method using cyclopentanone as a raw material
  • Non-Patent Document 2 a method using adipic acid as a raw material
  • These methods yield thermodynamically stable stereoisomers, ie trans 2,3 disubstituted cyclopentanones in which the substituents at the 2,3-position are in trans relationship with each other with respect to the 5-membered ring.
  • the percentage of cis-form is usually less than 10%.
  • cis-1,3-disubstituted cyclopentanone is more cis-1,3-disubstituted cyclopentanone in diasmonate, which occupies an important position among jasmine fragrances. It has been found that the scent is much stronger than that of non (Non-Patent Document 3), and development of an industrial production method for cis 2,3-disubstituted cyclopentanone is strongly desired.
  • most of the prior art is based on trans 2,3 disubstituted cyclopentanone.
  • Patent Document 1 a method for producing cis 2,3 disubstituted cyclopentanone by isomerizing the obtained trans 2,3 disubstituted cyclopentanone using a catalyst.
  • heat degradation is inevitable because a high temperature such as 160-190 ° C is required for the isomerization that requires force if special equipment and processes for isomerization are required. .
  • special equipment and processes are further required to remove the high-boiling impurities produced due to this.
  • the strength that can be obtained The concentration of supi body is only about 40%.
  • Patent Document 2 discloses a method of catalytically hydrogenating in the presence of aluminum alcoholate. According to this method, the desired cis-2-substituted-3-alkoxycarboromethylcyclopentanone can be obtained with a selectivity of 90% or more.
  • the added aluminum alcoholate is decomposed with an aqueous acetic acid solution after the reaction, and a large amount of aluminum waste is generated, making post-treatment difficult.
  • the catalyst is contaminated by the waste, making it difficult to reuse the catalyst.
  • Patent Document 3 discloses a method of hydrogenation in the presence of a ruthenium complex having a specific ligand.
  • the gazette states that the desired cis 2 -substituted 3 alkoxy carbomethyl cyclopentanone is 99%!
  • ruthenium it is also necessary to use a special and expensive compound for the ligand.
  • the catalyst requires complicated pretreatment in advance.
  • this method requires an extremely high hydrogen pressure of 10 to 90 kgZcm 2 , and the restrictions on the reaction operation and equipment are very large.
  • Patent Document 4 discloses a method of hydrogenation in the presence of a rhodium carbon catalyst in the presence of a phosphate or the like.
  • the publication states that the desired cis-2-substituted 3-carboxymethylcyclopentanone can be obtained at a high selectivity of 90% or more at normal pressure.
  • the selectivity of cis 2 -substituted 3 alkoxycarbomethylcyclopentanone was as low as 30% or less.
  • 1,3 cyclopentanediones are extremely useful compounds for organic synthesis, and are also useful compounds as precursors for the production of substituted cyclopentanones of the present invention.
  • it is a substance that is much more difficult to synthesize than expected.
  • 1,3 cyclopentanedione which has a basic structure and is highly useful, is particularly difficult to synthesize.
  • the following are examples of typical syntheses of 1,3 cyclopentanediones that have been reported so far.
  • the first is a method of reacting cono, succinic acid and chlorosilane in the presence of chloroaluminum (Non-patent Document 5). According to this method, the force yield at which 1,3 cyclopentanediones can be synthesized in one step is as low as 50%.
  • This method is also a method that can synthesize 1,3 cyclopentanediones in a single step, but it is a basic structure and at the same time, the yield of 1,3 cyclopentanedione, which is highly useful, is low for general bases.
  • special base potassium triphenylmethoxide
  • 1,3-cyclopentanedione can finally be obtained in a yield of 60% only when is used (Non-patent Document 7).
  • the yield is as low as 35 to 80% (Non-patent Document 4) and can withstand industrial implementation. It's hard to say technology.
  • 1,3-cyclopentanediones are difficult to synthesize, and thus no production technology that satisfies the industrial power has been reported yet.
  • ⁇ -ketoester is a useful compound for organic synthesis and is also useful as a precursor for the production of substituted cyclopentanone of the present invention.
  • ketone and ester have two reactive functional groups in the same molecule, they are difficult to synthesize.
  • furfuryl alcohol can be synthesized at once by treating it with hydrogen chloride in alcohol.
  • Non-Patent Document 8 discloses an example in which furfuryl alcohol is reacted in methanol or ethanol.
  • the ⁇ -ketoester cannot be obtained with a very low yield of 29 to 36%.
  • the conventional technology has not yet achieved the high-efficiency synthesis of a ketoester!
  • the substituted cyclopentenone represented by the following formula (15) is a useful compound as a precursor for producing the substituted cyclopentanone of the present invention.
  • Non-patent document 5 is known as a method for producing the compound.
  • the production method includes a step of reacting succinic acid and an acid salt with -tromethane as a solvent using sodium chloride as a catalyst.
  • this process has serious problems in industrial implementation.
  • the yield is as low as 50%.
  • succinic acid which is a raw material, requires a large amount of 2.4-fold and 4-fold moles of salt-aluminum and acid-salt, which are difficult to handle due to fuming and corrosive properties. This is not only because of manufacturing problems such as the difficulty of operation at the time of charging and corrosion of the reactor material, but also aluminum and chlorine after reaction. There is also a problem in environmental conservation that a large amount of waste is discharged.
  • the 1,3-cyclopentanediones represented by the following formula (17) and having a structure having a trans double bond in the side chain are compounds useful as intermediates for the production of the substituted cyclopentanone of the present invention. It is.
  • the oxolan ring is cleaved into an anti-form and converted to a diol, it will also serve as a foothold for the introduction of a cis double bond and is extremely useful for the synthesis of substituted cyclopentanones such as jasmine fragrances. It is. However, such technology has not yet been disclosed.
  • Methylcyclopentenones such as cis jasmona dihydrodiasmon, occupy an important position as a jasmine fragrance, and many production methods have been reported, most of which are due to the intramolecular aldol reaction of 1,4-diketones.
  • Patent Documents 5 and 6 and Non-Patent Document 9 are known. According to this method, it is possible to produce a specific methylcyclopentenone, but since it specializes in producing the specific methylcyclopentenone, other useful perfumes It is difficult to manufacture. In the fragrance industry, it is essential to be able to produce a wide variety of fragrances in a flexible manner, and the manufacturing method that specializes in a single fragrance material like this method is extremely inefficient.
  • ⁇ -latatanes Many methods for producing ⁇ -latatanes have been reported. Many of them are produced by radical addition from an alcohol and an acrylic acid derivative with an organic peroxide. For example, a method is known in which an acrylic acid derivative and an alcohol are reacted in the presence of di-butyl peroxide and halogenated zinc (Patent Document 7).
  • Patent Document 7 a method is known in which an acrylic acid derivative and an alcohol are reacted in the presence of di-butyl peroxide and halogenated zinc
  • ⁇ -latatones produced by this method generally have a plastic-like flavor and sour taste, and have a serious drawback in that the good aroma of the original fruity or floral is impaired.
  • Various purification methods for improving such drawbacks have been disclosed, but none of them has been perfect.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-69477
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 54-90155
  • Patent Document 3 Japanese Patent Publication No. 10-513402
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 62-87555
  • Patent Document 5 Japanese Patent Publication No. 45-24771
  • Patent Document 6 JP-A-49-75555
  • Patent Document 7 Japanese Patent Laid-Open No. 4-54177
  • Non-Patent Document 1 Motoichi Into, “Synthetic Fragrance”, published by Chemical Industry Daily, March 22, 2005, revised revised edition, ⁇ . 677
  • Non-Patent Document 2 Motoichi Into, “Synthetic Fragrance”, published by Chemical Industry Daily, March 22, 2005, revised and revised edition, ⁇ . 676
  • Non-Patent Literature 3 “Molecule Recognition of Taste and Smell” edited by Japan Society of Acupuncture Society, Japan Publishing Center, 200
  • Non-Patent Document 4 Synthesis, 479 (1989)
  • Non-Patent Document 5 Zhou Jingyao ⁇ Lin Guomei Sun Wei Sun Jing "Youji Hu axue" 1985, No. 6, p491
  • Non-Patent Document 6 Chem. Pharm. Bull. 13, 1359 (1965)
  • Non-Patent Document 7 Collect. Czech. Chem. Commun. 42, 998 (1977)
  • Non-Patent Document 8 Studia Universitatis Babes— Bolyai, Chemia, 19 (2), 26 (19
  • Non-Patent Document 9 J. Org. Chem., 31, 977 (1966)
  • the present invention relates to a method for producing a cis 2,3-disubstituted cyclopentanone useful as a jasmine fragrance or an intermediate thereof in a highly stereoselective and industrially advantageous manner, and the substituted cyclopentan It is an object of the present invention to provide a useful intermediate for non-production and a method for producing the intermediate by an industrially advantageous method.
  • the present invention is as follows.
  • R 1 and IT may be the same.
  • hydrogen is added to a 5-membered double bond in the compound represented by formula (2) using a carboxylic acid as a solvent.
  • R 3 and R 4 represent a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and R 3 and R 4 may be the same as R ⁇ R 2.
  • Concentration power of carboxylic acid in the reaction solution at the start of hydrogenation is 0.05 to 1000 parts by weight with respect to 1 part by weight of the compound represented by the formula (1)
  • R 1 and IT may be the same.
  • the concentration of the carboxylic acid ester in the reaction solution at the start of the hydrogenation is 0.05 to 1000 parts by weight per 1 part by weight of the compound represented by formula (1)
  • R 3 and R 4 represent a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and R 3 and R 4 may be the same as R ⁇ R 2.
  • R 5 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • R 6 represents a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • R 5 and R 6 may be the same.
  • a base is added to the compound represented by
  • R 7 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as the above).
  • R 9 represents a hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms
  • R 9 represents a hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms
  • R 1 (> represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • R 11 represents a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • R 1G may be the same as R 8.
  • R 9 may be the same as R 9 or R 1G and R 11 may be the same.
  • a process for producing a substituted cyclopentenone comprising the following 6 steps.
  • R 13 represents a hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms
  • R 14 represents a hydrogen atom or a substituent having a carbon number of 1 to 8
  • R 15 represents a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • R 14 is Yogu R 15 be the same as R 12
  • R 14 may be the same as R 13 or R 15 may be the same.
  • R lb represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R 14 ).
  • R 17 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms and may be the same as R 16
  • R 18 represents a substituent having 1 to 8 carbon atoms and may be the same as R 15.
  • R 17 and R 18 may be the same.
  • R 19 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R 17 ).
  • R 2 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R 19
  • R 21 represents a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • R 2 and R 21 are The process of manufacturing the compound represented by this.
  • R 22 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R 2
  • R 23 represents a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and R 22 and R 23 are The same may be the same)
  • R 26 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R 25
  • R 27 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and R 26 and R 27 may be the same.
  • the double bond of the side chain of the substituted cyclopentenone represented by the following formula (19) is selectively oxidized.
  • R 26 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R 26
  • R 29 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R 27.
  • R 28 and R 29 may be the same.
  • a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms may be the same, and R d may represent a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R 29 ; R 3 and R 31 may be the same).
  • R represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 33 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R 32 ).
  • R d4 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as °
  • R 1 represents a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R d4 .
  • the compound represented by Manufacturing process is a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as °
  • R 1 represents a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R d4 .
  • R represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • R 39 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, the same as R 37 Or R 38 and R 39 may be the same).
  • R 4 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • R 41 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • R 39 Same for R 4 and R 41 You can be the same. The process of manufacturing diol represented by this.
  • R 42 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, may be the same as R 4, R 4 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and R 41 And R 42 and R 43 may be the same.
  • the diol of the compound represented by the above formula (27) is dioxolanized, and the following formula (28)
  • R 44 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same
  • R 4t represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R 43.
  • R 44 and R 45 may be the same
  • Z represents an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or an amino group.
  • R 46 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • R 4 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • R 45 Same, R 46 and R 4 3 ⁇ 4 same It ’s the same.
  • R 48 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • X represents a leaving group
  • a dotted line represents that a bond may or may not be present
  • R 49 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R 48, and the dotted line represents the above-mentioned meaning.
  • R 5 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R 49
  • R 51 represents a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • R 5 ° and R 51 May be the same
  • the dotted lines mean the same To express. The process of manufacturing the compound represented by this.
  • R 52 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, may be the same as R 5
  • R 53 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms
  • R 52 R 53 may be the same, the dotted line represents the above meaning
  • R 54 and R 55 represent a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and R 54 and R 55 may be the same.
  • R 5b represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as R 54 ).
  • R 57 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 12 carbon atoms.
  • R 58 represents a hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms.
  • R 59 represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 12 carbon atoms, and may be the same as R 57 ;
  • R 6 represents a substituent having 1 to 8 carbon atoms and may be the same as R 58 ;
  • R 59 and R 6 may be the same.
  • R ′′ represents a hydrogen atom or a substituent having 1 to 12 carbon atoms, and may be the same as R 59 ).
  • a method for producing a cis-2,3-disubstituted cyclopentanone useful as a jasmine fragrance or an intermediate thereof in a highly stereoselective and industrially advantageous manner It becomes possible.
  • useful intermediates for the production of the substituted cyclopentanone can be industrially advantageously provided.
  • the 5-membered double bond in the substituted cyclopentenone represented by the above formula (1) is used as a solvent in the presence of a transition metal catalyst and a carboxylic acid or a specific concentration of carboxylic acid ester.
  • This is a method for producing a substituted cyclopentanone represented by the formula (2) by hydrogenation.
  • Ketones are known to enol under acidic conditions (eg, Morrison's void “Organic Chemistry” (Middle), 5th edition, p. 1139).
  • acidic conditions eg, Morrison's void “Organic Chemistry” (Middle), 5th edition, p. 1139.
  • enolization is expected to proceed under acidic conditions, and even if a formation of a susceptibility is formed, the configuration on the carbon adjacent to the carbonyl group is reversed, and thermal It was expected that the isomers would become heterogeneous (Fig. 1).
  • R 2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a alkenyl group, or an alkynyl group, and these groups can be chlorine, bromine, nitrogen, oxygen, sulfur, iron, cobalt, and the like. It may contain terror atoms.
  • Specific examples of R ⁇ R 2 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a pentyl group as an alkenyl group, a pentyl group as an alkynyl group, etc. Can be given.
  • Examples of the pentyl group include cis-2 pentyl group and 5-hydroxy cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include 2-pentyl group and 5-hydroxy-2-pentyl group. .
  • examples of the pentyl group include 2-pentyl group and 5-hydroxy-2-pentyl group.
  • cis-2-pentyl group, 2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pental group, 5-hydroxy-2- A pentynyl group and the like are preferred.
  • R 1 and R 2 may be the same.
  • R 3 and R 4 are each a chain or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, Represents a alkenyl group or an alkynyl group, and these groups may contain a heteroatom such as chlorine, bromine, nitrogen, oxygen, sulfur, iron or cobalt.
  • R 3 and R 4 include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, and an alkynyl group as a pentyl group.
  • Examples of the pentyl group include cis-2 pentyl group and 5-hydroxy cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include 2-pentyl group and 5-hydroxy-2-pentyl group. .
  • cis-2-pentyl group, 2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pental group, 5-hydroxy-2- A pentyl group or the like is preferred.
  • R 3 and R 4 may be the same as R 2 , respectively.
  • R 3 and R 4 may be the same.
  • a general purpose carboxylic acid may be used.
  • carboxylic acids that are liquid at room temperature such as acetic acid, propionic acid, butyric acid, and malonic acid
  • liquids such as water are mixed with carboxylic acids that are solid at room temperature, such as succinic acid, succinic acid, malic acid, lactic acid, and dalconic acid.
  • succinic acid succinic acid
  • malic acid lactic acid
  • lactic acid is preferred because more cis isomers with a high yield of the compound of formula (2) can be produced.
  • a general-purpose carboxylic acid ester may be used. Examples thereof include methyl ester, ethyl ester, propyl ester, and butyl ester of the above carboxylic acid. Of these, acetates are preferable because more cis isomers having a high yield of the compound of formula (2) can be produced. In addition, when carboxylic acid and carboxylic acid ester are compared, carboxylic acid is preferred because of the higher yield of the compound of formula (2).
  • the solvent for hydrogenation of the compound of the formula (1) only carboxylic acid and Z or carboxylic acid ester may be used, and these and other solvents (alcohols, ethers, hydrocarbons). Or a mixed solvent thereof may be used.
  • the amount of the carboxylic acid and Z or carboxylic acid ester used as the solvent for hydrogenation of the compound of the formula (1) is 1 weight of the compound represented by the formula (1) in the reaction solution at the start of hydrogenation. From 0.05 parts by weight to less than 1000 parts by weight, the reaction rate and cis-isomer ratio can be maintained. More preferably, it is 0.1 parts by weight or more and less than 500 parts by weight, and most preferably 1 part by weight or more and less than 200 parts by weight.
  • the transition metal catalyst a general-purpose catalyst can be used. Examples of heterogeneous catalysts include palladium, rhodium, ruthenium, Raney, platinum, nickel, etc. Among them, Pd-carbon, Rh carbon, Ru carbon, inorganic support catalyst as carbon support catalyst. Pd—AlO, Rh-AlO, Ru-AlO, and oxide catalysts include PtO, gold
  • heterogeneous catalysts in terms of ease of separation after the reaction, noradium is effective. Of these, carbon-supported catalysts are preferred, with Pd carbon being the most preferred.
  • the carbon of the carbon-supported catalyst includes activated carbon.
  • the amount of catalyst used is preferably, for example, 0.01 to L00 parts by weight per 1 part by weight of the compound of formula (1).
  • the amount of transition metal supported is not limited, but is preferably 0.1 to 50 wt%, and most preferably 1 to 20 wt%.
  • the hydrogen addition described above is a force that easily proceeds by introducing hydrogen into the reaction vessel under normal pressure.
  • it may be performed under a pressure of, for example, about 1 to: LOkgZcm 2. Is possible.
  • reaction temperature at the time of hydrogenation is not limited, but from a practical point of view, 30 ° C to 100 ° C is preferable, and 10 to 50 ° C is more preferable.
  • the essential components other than the compound of the formula (1) which is the substrate are essentially only the catalyst, the solvent and hydrogen, which affect the catalyst activity, that is, the formula (2)
  • the third component which is usually required to increase the yield of the product or increase the cis-isomer ratio in the compound of formula (2), is unnecessary.
  • Such third components include aluminum alcoholates, phosphates, acetates, promoters such as -dentate diphosphine ligands, and the like. Therefore, after completion of the reaction, the catalyst (2) and the catalyst can be easily separated simply by filtering the catalyst, and the catalyst can be reused as it is.
  • the third component substantially affects the substance that can be easily separated from the compound of formula (2), the solvent, the isomer ratio and the yield of the compound of formula (1), and the compound of formula (2). Substances that are not given are not included. Such a substance can be added in a range of, for example, 0.01 to 2 moles based on the catalyst depending on the purpose.
  • the catalyst After completion of the hydrogenation reaction, the catalyst can be filtered off and purified by a known method to obtain the desired formula (2).
  • the second of the present invention is a method for producing 1,3 cyclopentanediones by cyclizing the compound of formula (3) and a base by heating in an aprotic polar solvent.
  • it is essential to react the compound (3) with a basic substance in a solvent containing 10 wt% or more and 100 wt% or less of an aprotic polar solvent.
  • 1,3 cyclopentanediones can be obtained in high yield.
  • the 1,3 cyclopentanediones represented by the formula (4) obtained in the present invention can also be used as a precursor for producing the compound of the above formula (2).
  • 1,3 cyclopentanediones can be obtained in high yield.
  • R 5 represents a hydrogen atom or a chain, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkyl group, or an alkyl group.
  • R 5 include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, and an alkynyl group as a pentyl group. can give.
  • Examples of the pentyl group include cis-2 pentyl group and 5-hydroxy cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include 2-pentyl group and 5-hydroxy-2 pentyl group. .
  • a cis-2-pentyl group, a 2-pentyl group, and the like are preferable in addition to a pentyl group.
  • R 6 is a number from 1 to 8 chain carbons, branched or cyclic alkyl group, Aruke - represents Le group - group, alkyl.
  • R 6 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, an alkenyl group as a pentynyl group, and the like. Most preferred is a methyl group, preferably an alkyl group.
  • R 5 and R 6 may be the same.
  • R 7 represents a hydrogen atom or a chain, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkyl group, or an alkyl group.
  • R 7 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a pentyl group as a alkenyl group, a pentyl group as an alkynyl group, and the like. can give.
  • Examples of the pentyl group include cis-2 pentyl group and 5-hydroxy cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include 2-pentyl group and 5-hydroxy-2 pentyl group. .
  • a cis-2-pentyl group, a 2-pentyl group, and the like are preferable in addition to a pentyl group.
  • R 7 may be the same as R 5
  • the content of the aprotic polar solvent is more preferably 20 wt% or more and 100 wt% or less, and most preferably 50 wt% or more and 100 wt% or less.
  • aprotic polar solvents are dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAC), hexamethyl phosphorotriamide (H MPT), N-methylpyrrolidone (NMP). These can be used alone or in combination. Most preferred among these aprotic polar solvents is dimethyl sulfoxide (DMSO), which has a high base solubility and is hardly altered by the base.
  • the solvent used for the production may contain components other than the aprotic polar solvent.
  • examples of the hydrocarbon solvent include toluene and xylene
  • examples of the alcohol solvent include methanol and ethanol.
  • the content range of components other than the aprotic polar solvent in the solvent is Owt% or more and less than 90wt%, more preferably 0 wt% or more and less than 80%, and most preferably Owt% or more and 50wt%. Less than%.
  • the concentration of the compound represented by the formula (3) in the reaction solution may be, for example, in the range of 0.01 to lOmol ZL, but when reacted in a relatively dilute system of 0.01 to 5 mol ZL. Often, better results are obtained. More preferably, it is 0.01 to ImolZL.
  • the base used in the above production method may be a general-purpose one.
  • the metal alkoxide include sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium methoxide, strong lithium methoxide, potassium tertoxide, and examples of the metal amide include lithium diisopropylamide and lithium hexamethyldisilazane.
  • metal alkoxide And most preferably sodium methoxide.
  • This base is preferably used in an amount of 1.0 mol or more and 10 mol or less based on the compound of the formula (3). More preferably, it is 1.5 mol or more and 10 mol or less.
  • the heating temperature is not limited, it is preferably 50 to 150 ° C, and most preferably, considering that a practical reaction rate can be obtained and the thermal stability of dimethyl sulfoxide. 60 to 120. C.
  • the method for producing 1,3-cyclopentanedione of the present invention often provides more preferable results by satisfying the following two requirements.
  • a compound represented by the above formula (3) is added dropwise to a mixture of an aprotic polar solvent and a basic substance. At this time, a compound obtained by diluting the compound represented by the formula (3) in advance with the above-mentioned solvent or other solvent may be dropped.
  • the concentration to be diluted is, for example, 0.01 molZl to 1 OmolZl.
  • the dropping time is not limited, but is preferably 10 minutes to 5 hours, and most preferably 30 minutes to 3 hours.
  • Cyclization is performed while distilling off the solvent under reduced pressure.
  • the degree of vacuum may be set as appropriate as long as foaming does not become a problem, but it is preferably 300 mmHg or less, 0.1 mmHg or more, and more preferably 200 mmHg or less, 0.1 mm or more. Further, when foaming is severe when the pressure is reduced, an antifoaming agent may be added as appropriate.
  • the target compound of the formula (3) can be obtained by purification by a known method.
  • the furfuryl alcohol represented by the above formula (5) is cleaved with salt and hydrogen in the presence of the alcohol represented by the above formula (6).
  • a method for producing a y-ketoester can be produced by heating a reaction liquid containing furfuryl alcohol of formula (5), alcohol of formula (6), and hydrogen chloride.
  • the compound of the formula (7) is also useful as a precursor for producing the 1,3-cyclopentanedione represented by the above formula (4) by the substituted cyclopentanone represented by the above formula (2). is there.
  • R 8 represents a hydrogen atom or a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 8 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, and an alkynyl group as a pentyl group.
  • Examples of the pentyl group include a cis-2-pentyl group and a 5-hydroxy-cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include a 2-pentyl group and a 5-hydroxy-2 pentyl group.
  • examples of the pentyl group include a 2-pentyl group and a 5-hydroxy-2 pentyl group.
  • cis-2-pentyl group, 2-pentyl group, etc. are preferable in addition to pentyl group.
  • R 9 represents a hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms.
  • R 9 include alkyl groups such as n-propyl group, isopropyl group, n butyl group, isobutyl group, t butyl group, n pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n- Examples of the octyl group, cyclohexyl group, benzyl group, and alkenyl group include allyl group, methallyl group, and the like. However, in view of easiness of distillation after the reaction, safety, price, etc.
  • an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a t-butyl group are preferable, and an n-butyl group and an isobutyl group are most preferable.
  • R 1C> represents a hydrogen atom or a chain, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group, or an alkyl group.
  • R 1G include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, an alkenyl group as a pentynyl group, and the like.
  • Examples of the pentyl group include a cis-2-pentyl group and a 5-hydroxy-cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include a 2-pentyl group and a 5-hydroxy-2 pentyl group.
  • a cis-2-pentenyl group, a 2-pentynyl group, and the like are preferable in addition to a pentyl group.
  • R 1G may be the same as R 8 .
  • R 11 represents a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 11 include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and a alkenyl group.
  • the pentenyl group and the alkyl group are most preferably a methyl group, which is preferably an alkyl group, such as a pentynyl group.
  • R 11 may be the same as R 9 R 1C> and R 11 may be the same.
  • the alcohol represented by the formula (6) is preferably used in an equimolar or more and 100-fold mol or less with respect to the furfuryl alcohol represented by the formula (5). More preferably, it is 1.5 times mole or more and 80 times mole or less.
  • Hydrogen chloride is supplied into the reaction solution by blowing hydrogen chloride gas, adding hydrochloric acid (aqueous solution of hydrogen chloride), adding a chloride compound such as acetyl chloride, and the above formula (6 ) To generate hydrogen chloride in the reaction system.
  • hydrochloric acid aqueous solution of hydrogen chloride
  • a chloride compound such as acetyl chloride
  • 6 a chloride compound
  • the hydrogen chloride is preferably used in an amount of 0.01 mol to 5 mol with respect to 1.0 mol of the furfuryl alcohol of the formula (5). More preferably, the amount is 0.01 mole to 2 moles.
  • the heating temperature is 30 to 150 ° C. More preferably, it is 40 to 120 ° C, and most preferably 50 to 100 ° C.
  • the target ⁇ -ketoester of the formula (7) can be obtained by purification by a known method.
  • the fourth aspect of the present invention is a method for producing a substituted cyclopentenone having the following 6-step capability.
  • Second step hydrolyzing the ester of the ⁇ -ketoester represented by the formula (10) to produce the ⁇ -ketocarboxylic acid represented by the following formula (11) and removing by-products Process
  • the substituted cyclopentenone represented by the formula (15) should be industrially produced using a general-purpose apparatus in a short process and without discharging harmful waste. Can do.
  • the substituted cyclopentenone represented by the formula (15) is also useful as a precursor when producing the substituted cyclopentanone represented by the above formula (2).
  • furfuryl alcohol represented by the above formula (8) is cleaved with hydrogen chloride in the presence of an alcohol represented by the following formula (9), and ⁇ represented by the following formula (10): —Manufacture ketoesters. Specifically, this can be achieved by heating the compound represented by the above formula (8) in the presence of hydrogen chloride and the alcohol represented by the above formula (9). This step may be performed by the same method as in the third invention described above.
  • R 12 represents a hydrogen atom or a linear or cyclic alkyl group, alkyl group, alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and these groups are heteroatoms. Including good. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a alkenyl group as a pentyl group, and an alkyl group as a pentyl group. can give.
  • the pentyl group is cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentale group, the pentyl group is 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group, etc. Is mentioned.
  • cis-2-pentyl group, 2-pentyl group, 5-hydroxy cis-2-pental group, 5-hydroxy-2-pentyl- A ru group or the like is preferred.
  • R 13 represents a hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms.
  • R 13 include an alkyl group such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n butyl group, isobutyl group, t butyl group, n-pentyl group, n xyl group, n ptyl group.
  • Group, n-octyl group, cyclohexyl group, benzyl group, and alkenyl group include allyl group, methallyl group, etc. Consideration of easiness of distillation in reaction post-treatment, safety, price, etc.
  • n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, and t-butyl group are preferable, and n-butyl group and isobutyl group are most preferable.
  • R 14 is a hydrogen atom or a linear or cyclic ⁇ alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, Aruke - group, alkyl - represents a group, heteroatoms which groups May be included.
  • R 12 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a pentyl group as an alkyl group, and a pentyl group as an alkyl group.
  • the pentyl group is cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentale group, the pentyl group is 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group, etc. Is mentioned.
  • cis-2-pentyl group, 2-pentyl group, 5-hydroxy cis-2-pental group, 5-hydroxy-2-pentyl- A ru group or the like is preferred.
  • R 14 may be the same as R 12 ⁇ .
  • R 15 represents a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 15 include alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, and isobutyl.
  • Group, t-butyl group, n-pentyl group, n-xyl group, n-butyl group, n-octyl group, cyclohexyl group, benzyl group, alkenyl group include allyl group, methallyl group, etc.
  • R 15 may be the same as R 13 R 14 and R 15 may be the same.
  • the compound represented by the formula (8) can be synthesized by a known method.
  • a cation produced by extracting hydrogen at the 2-position of furan with a strong base such as alkyl lithium is represented by the following formula (40):
  • the amount of the alcohol represented by the formula (9) is used in an equimolar amount or more and a 100-fold molar amount or less with respect to the furfuryl alcohol represented by the formula (8). More preferably, it is 1.5 times mole or more and 80 times mole or less.
  • the method of supplying hydrogen chloride into the reaction solution is the same as in the third aspect of the invention, in which hydrogen chloride gas is blown in, in which hydrochloric acid (aqueous solution of hydrogen chloride) is added, or in the presence of chlorinated chlorides such as acetyl chloride.
  • Examples thereof include a method of adding a compound and reacting with the alcohol of the above formula (9) to generate hydrogen chloride in the reaction system. Above all, it is preferable to use the method of blowing in salty hydrogen gas, and the result is often obtained.
  • Hydrogen chloride is preferably used in an amount of 0.01 mol to 5 mol with respect to 1.0 mol of furfuryl alcohol of the formula (8). More preferably, the amount is 0.01 mole to 2 moles.
  • the reaction temperature is preferably 30 to 150 ° C. More preferably, it is 40 to 120 ° C, and most preferably 50 to 100 ° C.
  • a ⁇ -keto ester can be obtained in a high yield.
  • a compound obtained by diluting the compound of the formula (8) in advance with the alcohol of the formula (9) or other solvent may be dropped.
  • the concentration to be diluted is, for example, 0. OlmolZl ⁇ : LOmolZl.
  • the dropping time is not limited, but is preferably 10 minutes to 5 hours, and most preferably 30 minutes to 3 hours.
  • the ⁇ -ketoester represented by the formula (10) is hydrolyzed to produce the ⁇ -ketocarboxylic acid represented by the formula (11) and remove by-products.
  • by-products generated in the cleavage reaction in the first step can be easily and efficiently removed, and both operability and product yield are markedly improved compared to ordinary purification means such as distillation. .
  • R 16 represents a hydrogen atom or a linear or cyclic alkyl group, alkyl group, alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and these groups are heteroatoms. May be included. Specific examples of R 12 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a pentyl group as an alkyl group, and a pentyl group as an alkyl group. Etc.
  • the pentyl group is cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentyl group, and the pentyl group is 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl- And the like.
  • R 16 may be the same as R 14 ⁇ .
  • This process consists of the following three steps.
  • V the shift stage can be mixed or phase-separated! /, Easy operation, and all stages can be carried out in the same container.
  • the ⁇ -ketoester represented by the formula (10) is 1 to 10 with respect to the ketoester. Hydrolyzing with an aqueous solution containing 1 mole to 5 moles, preferably 1 to 5 moles of an alkali metal hydroxide to give the corresponding alkali metal salt of ⁇ -ketocarboxylic acid.
  • alkali metal hydroxide used in 1. above general-purpose materials such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. can be used.
  • a known method may be employed.
  • it may be mixed with an aqueous solution of alkali metal hydroxide at 10 to 40 ° C.
  • the aqueous solution of alkali metal hydroxide of the above 1. may contain a water-soluble solvent such as methanol or ethanol for the purpose of improving the compatibility of the reaction product.
  • the concentration of the alkali metal hydroxide in the aqueous solution of the alkali metal hydroxide is preferably 0.1 to 40 wt%.
  • the content of the water-soluble solvent in the alkali metal hydroxide aqueous solution is preferably 10 to 95 wt%.
  • Examples of the water-insoluble organic solvent used in the above 2. include pentane, hexane, toluene, xylene, which are hydrocarbon solvents, and jetyl ether, which is an ether solvent.
  • the water-insoluble organic solvent may be added in an amount of 1 to 10 parts by weight with respect to 1 part by weight of an alkali metal salt of ⁇ -ketocarboxylic acid, for example.
  • the acid used in 3. above may be a general-purpose acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid.
  • the ⁇ -ketocarboxylic acid represented by the formula (11) is esterified using a known method to produce the ⁇ -ketoester represented by the formula (12).
  • R 17 represents a hydrogen atom or a linear or cyclic alkyl group, alkyl group, alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and these groups are heteroatoms. May be included. Specific examples of R 17 include an alkyl group as a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, and an alkyl group as a pentyl group. Etc.
  • the pentyl group is cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentyl group, the pentyl group is 2-pentyl group, 5- Examples include hydroxy-2-pentyl group.
  • cis-2-pentyl group, 2-pentyl group, 5-hydroxy cis-2-pental group, 5-hydroxy-2-pentyl- A ru group or the like is preferred.
  • R 17 may be the same as R 16 ⁇ .
  • R 18 represents a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Specific examples of R 18 include alkyl, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n butyl, isopropyl, tbutyl, n pentyl, n xyl, and n butyl.
  • R 18 may be the same as R 15 R 17 and R 18 may be the same.
  • Examples of the esterification method include 1) the carboxylic acid, 0.01 to 10-fold mol of the acid catalyst with respect to the carboxylic acid, and 1 to 100-fold mol of the carboxylic acid.
  • Examples of the acid catalyst used here include mineral acids such as hydrogen chloride, sulfuric acid, and phosphoric acid; organic acids such as p-toluenesulfonic acid; and metal-based catalysts such as tetrasalt ⁇ titanium. From the viewpoint of rate and price, salt hydrogen or sulfuric acid is preferred.
  • the ⁇ -ketoester represented by the formula (12) is cyclized to produce 1,3 cyclopentanedione represented by the following formula (13). Specifically, this can be achieved by heating the y-ketoester represented by the formula (12) in the presence of a base.
  • R 19 represents a hydrogen atom or a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 19 include alkyl groups such as methyl, ethyl, butyl, pentyl, hexyl, alkyl
  • the kenyl group include a pentenyl group
  • examples of the alkynyl group include a pentyl group.
  • Examples of the pentyl group include a cis-2-pentyl group and a 5-hydroxy-cis-2 pentyl group
  • examples of the pentyl group include a 2-pentyl group and a 5-hydroxy-2 pentyl group.
  • R 19 may be the same as R 17 .
  • Examples of the base include metal alkoxides such as sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, and potassium butoxide; metals such as lithium disopyl pyramide and lithium hexamethyldisilazane. Examples include amides, preferably metal alkoxides, and most preferably sodium methoxide.
  • the amount of the base used is not particularly limited, it is preferably used in an amount of from equimolar to 10 times the molar amount of the ketoester of the formula (12). More preferably, it is 1.5 times mol or more and 10 times mol or less.
  • Examples of the solvent include toluene and xylene as hydrocarbon solvents; methanol and ethanol as alcohol solvents; dimethyl sulfoxide (DMSO) and dimethyl as aprotic polar solvents.
  • Examples include formamide (DMF), dimethylacetamide (DMAC), hexamethylphosphorotriamide (HMPT), N-methylpyrrolidone (NMP), and the like.
  • dimethylsulfoxide (DMSO) is more preferable than aprotic polar solvent.
  • the amount of the solvent is preferably 0.1 part by weight or more and less than 1000 parts by weight, and most preferably 1 part by weight or more and less than 500 parts by weight with respect to 1 part by weight of the ketoester.
  • the content range of components other than the aprotic polar solvent in the solvent is preferably Owt% or more and less than 9 Owt%, more preferably Owt% or more and less than 80%, and most preferably. Is greater than or equal to Owt% and less than 50wt%.
  • the concentration of the compound represented by the formula (12) in the reaction solution may be, for example, in the range of 0.01 to 10mo 1ZL, but when reacted in a relatively dilute system of 0.01 to 5molZL. Often, better results are obtained. More preferably, it is 0.01 to ImolZL.
  • the reaction temperature is preferably 50 to 150 ° C. Good. More preferably, it is 60 to 120 ° C.
  • the compound represented by the formula (12) is added dropwise to a mixture of a solvent and a base. At this time, a compound obtained by diluting the compound represented by the formula (12) in advance with the above-mentioned solvent or other solvent may be added dropwise.
  • the concentration to be diluted is, for example, 0.01 molZl or 10 molZl.
  • the dropping time is not limited, but is preferably 10 minutes to 5 hours, and most preferably 30 minutes to 3 hours.
  • Cyclization is performed while distilling off the solvent under reduced pressure.
  • the degree of decompression is not particularly limited, and may be set as appropriate as long as foaming does not become a problem. However, it is preferably 300 mmHg or less, 0.1 mmHg or more, and more preferably 200 mmHg or less, 0.1 mm or more. Further, when foaming is severe, an antifoaming agent may be added as appropriate.
  • 1,3 cyclopentanedione represented by the formula (13) is etherified to produce an enone represented by the following formula (14).
  • R 2 represents a hydrogen atom or a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 2G include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, an alkynyl group as a pentyl group, and the like.
  • Examples of the pentyl group include a cis-2-pentyl group and a 5-hydroxy-cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include a 2-pentyl group and a 5-hydroxy-2 pentyl group.
  • examples of the pentyl group include a 2-pentyl group and a 5-hydroxy-2 pentyl group.
  • R 2G may be the same as R 19 .
  • R 21 represents a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 21 include alkyl, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n butyl, isopropyl, tbutyl, n pentyl, n xyl, and n butyl.
  • alkyl group examples include an aryl group, a methallyl group, and the like, and an alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is most preferable.
  • R 2G and R 21 may be the same.
  • the method of etherification of the compound represented by the formula (13) is not limited, but from the viewpoint of safety and convenience, the substitution corresponding to the compound of the formula (13) is carried out in the presence of an acid catalyst.
  • an acid catalyst A method in which an alcohol having a group is added and heated is preferred.
  • the acid catalyst include hydrogen chloride, sulfuric acid, and phosphoric acid as mineral acids; p-toluenesulfonic acid as an organic acid; and tetra-salt ⁇ titanium as a metal catalyst. From the viewpoint of yield and price, Salt hydrogen or sulfuric acid is preferred.
  • the amount of the acid catalyst is preferably 0.01 to 10 moles compared to the compound of the formula (13).
  • the amount of the alcohol (R 21 — OH) having a corresponding substituent is preferably 1 to 100-fold mol with respect to the compound of the formula (13)! /.
  • the reaction temperature is preferably in the range of 50 ° C to 120 ° C, more preferably 50 to 100 ° C, still more preferably 60 ° C to 90 ° C, from the viewpoint of ease of industrial implementation. is there.
  • R 22 represents a hydrogen atom or a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 22 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a pentenyl group as an alkenyl group, a pentyl group as an alkynyl group, and the like.
  • the pentyl group cis-2-pentyl group, 5-hydroxyl cis-2-pentyl group is used.
  • R 22 may be the same as R 2G .
  • R 23 is C 1 to 8 chain carbons, branched or cyclic Al kill group, alkenyl group, alkynyl - represents Le group.
  • R 23 include an alkyl group such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group.
  • Group, t-butyl group, n-pentyl group, n-xyl group, n-butyl group, n-octyl group, cyclohexyl group, benzyl group, alkenyl group include allyl group, methallyl group, etc.
  • an alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 23 may be the same as R 21 R 22 and R 23 may be the same.
  • This step starts from a conjugate addition reaction of a malonic ester to an enone of the above formula (14), followed by elimination of an alkoxy group and decarboxylation.
  • This reaction operation may be in accordance with a known method. For example, a method in which an alkali metal alkoxide is allowed to act on a malonate ester in advance to extract the active hydrogen of the malonate ester to form a charon, and the compound of the formula (14) is added thereto and heated is simple. is there.
  • the amount of the malonic acid ester is preferably 1 to 10-fold mol, most preferably 1 to 5-fold mol based on the enone of the formula (14).
  • the amount of alkali metal alkoxide is preferably 1 to 5 moles, most preferably 1 to 2 moles, based on the malonic ester.
  • alkali metal alkoxides include sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, potassium t-butoxide, and the like, with sodium methoxide being preferred.
  • the reaction temperature is preferably in the range of 50 ° C to 100 ° C because it is easy to implement industrially. More preferably, it is 60 ° C to 90 ° C.
  • the desired compound of formula (15) can be obtained by purification by a known method.
  • a fifth aspect of the present invention is a method for producing 1,3 cyclopentanediones represented by the following formula (17) by rearranging a compound represented by the following formula (16).
  • the compound of the formula (17) can be easily produced while controlling the position and configuration of the side chain double bond.
  • One feature of the 13 cyclopentanediones of the formula (17) is that they have a trans-type double bond in the side chain, which is useful in the synthesis of substituted cyclopentanones of the above formula (2) useful for jasmine fragrances.
  • the compound is extremely useful as an intermediate or the like, and the present invention can be provided for the first time.
  • the compound of formula (17) is It can also be used as a precursor for the synthesis of prostaglandins and steroids.
  • R 24 represents a hydrogen atom or a chain or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group, or an alkynyl group, and these groups are chlorine, bromine , Nitrogen, oxygen, sulfur, iron, cobalt, and other heteroatoms may be included.
  • R 24 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, and an alkynyl group as a pentyl group.
  • pentyl group cis-2-pentyl group, 5-hydroxyl cis-2-pentyl group is used.
  • pentyl group 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group is used.
  • Group, etc., and an alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 25 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkyl group, or an alkynyl group, and these groups are chlorine, bromine , Nitrogen, oxygen, sulfur, iron, cobalt, and other heteroatoms may be included.
  • R 25 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, and an alkynyl group as a pentyl group.
  • cis-2-pentyl group cis-2-pentyl group, 5-hydroxyl cis-2-pentyl group is used.
  • pentyl group 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group is used.
  • Group, etc., and an alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 25 may be the same as R 24 .
  • the method for rearranging the compound represented by the formula (16) is not limited, but can be achieved, for example, by simply heating the compound of the formula (16). Heating may be performed at 50 to 250 ° C. in a solvent or without a solvent.
  • the temperature is preferably 80 to 200 ° C, and most preferably 120 to 160 ° C.
  • Specific examples of the solvent are preferably toluene and xylene as the hydrocarbon solvent, and force xylene such as collidine as the amine solvent.
  • the amount of the solvent used is preferably 0.1 to 500 parts by weight, and most preferably 1 to 200 parts by weight per 1 part by weight of the compound represented by the formula (16).
  • the target compound of formula (17) can be obtained by purification by a known method. wear.
  • a substituted cyclopentenone represented by the following formula (19) is obtained by selectively oxidizing a double bond of a side chain of the substituted cyclopentenone represented by the following formula (18). It is a method of manufacturing. By satisfying this requirement, it is possible to easily produce a substituted cyclopentenone represented by the above formula (19) while maintaining the configuration of the side chain double bond.
  • the substituted cyclopentenone represented by the formula (18) is characterized by having a trans double bond in the side chain, and the substituted cyclopentenone represented by the formula (19) is a side chain.
  • One feature is that it has an oxysilane ring in the chain.
  • Both are extremely useful compounds as intermediates in the synthesis of substituted cyclopentanones useful for jasmine fragrances and the like. These are what the present invention can provide for the first time. These compounds are also useful as precursors for synthesizing prostaglandins and steroids, for example.
  • R 26 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group, or an alkynyl group, and these groups include chlorine, bromine , Nitrogen, oxygen, sulfur, iron, cobalt, and other heteroatoms may be included. Specific examples of R 26 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, and an alkynyl group as a pentyl group.
  • R 26 may be R 25 .
  • R 27 represents a hydrogen atom or a C 1 to 8 chain carbons, branched be properly cyclic alkyl group, Aruke - group, represents an alkyl group.
  • R 27 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, an alkynyl group as a pentyl group, and the like.
  • As the pentyl group cis-2-pentyl group, 5-hydroxyl cis-2-pentyl group is used.
  • pentyl group 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group is used.
  • Base An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 26 and R 27 may be the same.
  • R 28 represents a chain or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group, or an alkynyl group, and these groups include chlorine, bromine, nitrogen, It may contain heteroatoms such as oxygen, sulfur, iron and cobalt.
  • R 28 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a alkyl group, a pentyl group as an alkyl group, and a pentyl group as an alkyl group. Group.
  • Examples of the pentyl group include cis-2 pentyl group and 5-hydroxy cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include 2-pentyl group and 5-hydroxy-2-pentyl group.
  • An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 28 may be the same as R 26 ⁇ .
  • R 29 represents a hydrogen atom or a C 1 to 8 chain carbons, branched be properly cyclic alkyl group, Aruke - group, represents an alkyl group.
  • R 29 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, and an alkynyl group as a pentyl group.
  • Examples of the pentyl group include cis-2-pentyl group and 5-hydroxy-cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include 2-pentyl group and 5-hydroxy-2 pentyl group.
  • An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 29 and R 27 may be the same R 28 and R 29 may be the same.
  • peracids include peracids such as performic acid, peracetic acid, perbenzoic acid, m-peroxybenzoic acid (m-CPBA), and hydroperoxides such as hydrogen peroxide, t-butyl. Examples thereof include hydroperoxide and tamen hydroperoxide.
  • peracid and most preferred is m-chloroperbenzoic acid (m—CPBA).
  • the amount of peroxide used is preferably 1 to 10 times mol, most preferably 1 to 2 times mol, of the substituted cyclobentenone represented by the formula (18).
  • a catalyst such as vanadium, molybdenum, or manganese may be used.
  • the catalyst is preferably used in an amount of 0.01 to 10-fold mol, most preferably 0.1 to 5-fold mol of peroxide.
  • a solvent can be used as necessary in the acid.
  • the hydrocarbon solvent include hexane, toluene, xylene
  • examples of the chlorinated hydrocarbon solvent include black form and dichloromethane.
  • a chlorinated hydrocarbon solvent is preferred, and dichloromethane is most preferred.
  • the amount of the solvent used is not limited, but 0.1 to 500 parts by weight is preferable with respect to 1 part by weight of the substituted cyclopentenone represented by the formula (18), and most preferably 1 to 200 parts by weight. is there.
  • the temperature of the oxidation reaction is preferably 0 to 50 ° C, and most preferably 0 to 30 ° C.
  • the target compound of the formula (19) can be obtained by purification by a known method.
  • a seventh aspect of the present invention is a process for producing a diol of the above formula (20), characterized by subjecting the oxosilane ring of the substituted cyclopentenone represented by the above formula (19) to hydrohydrolysis. Satisfying this requirement makes it possible to introduce stereoselective diols, which are particularly important in the synthesis of jasmine fragrances, and serve as a foothold for introducing a cis-type double bond into the side chain.
  • the diol represented by the formula (20) is characterized by having a diol in the side chain, and is used as an intermediate when synthesizing a substituted cyclopentanone useful for a jasmine fragrance or the like. Can be used.
  • the compound of the formula (20) is what the present invention can provide for the first time.
  • R 3G represents a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group, or an alkynyl group, and these groups include chlorine, bromine, nitrogen, It may contain heteroatoms such as oxygen, sulfur, iron and cobalt.
  • R 3G include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a alkyl group, and a pentyl group as an alkyl group.
  • the pentale group includes cis-2 pentale group and 5 hydroxy cis-2 pentale group.
  • Examples of the tulle group include a 2-pentyl group and a 5-hydroxy-2-pentyl group, and an alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 3G may be the same as R 28 ⁇ .
  • R 31 represents a hydrogen atom or a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 31 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, and an alkynyl group as a pentyl group.
  • Examples of the pentyl group include cis-2-pentyl group and 5-hydroxy-cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include 2-pentyl group and 5-hydroxy-2 pentyl group.
  • An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 31 and R 29 may be the same R 3 ° and R 31 may be the same.
  • the acid catalyst include hydrochloric acid, sulfuric acid, and perchloric acid
  • examples of the base catalyst include sodium hydroxide and potassium hydroxide.
  • the acid catalyst is preferable. It is an acid.
  • the amount of the catalyst used is preferably 0.01 to 20-fold mol, most preferably 0.05 to 10-fold mol based on the substituted cyclopentenone represented by the formula (19).
  • a hydrophilic solvent may be contained for the purpose of improving the compatibility of the reactants.
  • the hydrophilic solvent include methanol, ethanol, n -butanol, and t-butanol as alcohol solvents, and ether ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, and dioxane. Among them, tetrahydrofuran is preferred among ether solvents, which are preferred for alcohol solvents, and tetrahydrofuran is most preferred.
  • the hydrophilic solvent is preferably from 0.01 to 20 parts by weight, most preferably from 0.1 to 10 parts by weight, based on 1 part by weight of water. In addition, 0.1 to 500 parts by weight is preferable with respect to 1 part by weight of the substituted cyclopentenone represented by the formula (19), and more preferably 1 to 200 parts by weight.
  • the hydrolysis temperature is usually preferably about 0 ° C to 50 ° C, and most preferably 10 ° C to 40 ° C.
  • the target compound of formula (20) can be obtained by purification by a known method. wear.
  • the present invention is a method for producing a substituted cyclopentanone represented by the above formula (29), comprising the following 9 steps.
  • the substituted cyclopentanone represented by the formula (29) can be produced with high stereoselectivity using a general-purpose apparatus.
  • the substituted cyclopentanone of the above formula (29) is one form of the substituted cyclopentanone represented by the above formula (2), and has a particularly useful structure as a jasmine fragrance.
  • First step A step of producing a compound represented by the formula (21) by etherifying 1,3-cyclopentanedione.
  • Second step A step of rearranging the compound represented by the formula (21) to produce a compound represented by the formula (22).
  • Seventh step a step of producing a compound represented by the above formula (27) by hydrogenating the 5-membered intracyclic double bond of the above formula (26).
  • Ninth step A step of producing a substituted cyclopentanone represented by the formula (29) by decomposing the compound represented by the formula (28) in the presence of a carboxylic acid anhydride.
  • R 32 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may also be included. Specific examples of R 32 include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, and an alkynyl group as a pentyl group. It is.
  • the pentyl group is cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentyl group, and the pentyl group is 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group. Forces that include groups and the like An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • the etherification method may be in accordance with a general method.
  • 1,3-cyclopentanedione in the presence of an acid catalyst is heated to reflux in benzene and toluene to remove by-product water azeotropically, or the following formula (44) [0187] ] [Chemical 49]
  • the former method is preferred, with the reaction of 50 to 120 ° C. in the presence of a base.
  • the amount of the alcohol represented by the formula (43) is preferably 1 to 10-fold mol with respect to 1,3-cyclopentanedione, most preferably 1. 1 to 5 moles.
  • the amount of the acid catalyst used is preferably 0.01 to 20-fold mol, most preferably 0.1 to 10-fold mol based on 1,3-cyclopentanedione.
  • the amount of benzene or toluene used is 0.05 to 0.05 per 1 part by weight of 1,3-cyclopentanedione.
  • the amount is preferably not less than 1000 parts by weight. More preferably, it is 0.1 parts by weight or more and less than 500 parts by weight, and most preferably 1 part by weight or more and less than 200 parts by weight.
  • a known method may be used for the reflux with heating and the method of removing by-product water azeotropically.
  • the amount of the allylic halide represented by the formula (44) is preferably 1 to 20 times by mole with respect to 1,3-cyclopentanedione, most preferably. 1. 1 to 5 times mole.
  • the amount of the base is preferably 1 to 20 times the mole of 1,3-cyclopentanedione, most preferably 1.1 to 10 times the mole.
  • R 33 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may also be included. Specific examples of R 33 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, and an alkynyl group as a pentyl group. It is.
  • the pentyl group is cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentyl group, and the pentyl group is 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group. Forces that include groups and the like An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred. R 33 may be the same as R 32 .
  • Dislocations can usually be achieved simply by heating. For example, it may be heated to 50 to 250 ° C. in a solvent or without a solvent. The temperature is preferably 80 to 200 ° C, and most preferably 120 to 160 ° C.
  • the solvent include toluene, xylene, and amine solvent as the hydrocarbon solvent, and xylene is preferable among the hydrocarbon solvents.
  • the amount of the solvent used is preferably from 0.1 to 500 parts by weight, most preferably from 1 to 200 parts by weight per 1 part by weight of the compound represented by the formula (21).
  • the compound represented by the formula (22) is etherified to obtain the formula (23).
  • Produce non The compound of the formula (23) obtained here is characterized by having a trans double bond in the side chain, and is extremely useful as an intermediate in the synthesis of useful substituted cyclopentanones such as jasmine fragrances. This is the first compound that can be provided by the present invention.
  • R 34 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and these groups include chlorine, bromine Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may also be included.
  • R 33 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, and an alkynyl group as a pentyl group. It is.
  • Pentyl groups include cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2 pentyl group, and pentyl groups include 2-pentyl group, 5-hydroxy-2 pentyl group, etc.
  • An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 34 may be the same as R 33 .
  • R 35 is C 1 to 8 chain carbons, branched or cyclic Al kill group, alkenyl group, alkynyl - represents Le group. Specific examples of R 35 include alkyl, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n butyl, isopropyl, tbutyl, n pentyl, n xyl, and n butyl.
  • Examples of the group, n-octyl group, cyclohexyl group, benzyl group, and alkenyl group include an aryl group and a methallyl group, and an alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is most preferable.
  • Group. R 34 and R 35 may be the same.
  • the viewpoint of safety and simplicity is preferably a method in which an alcohol having a substituent corresponding to the compound of formula (22) is added and heated in the presence of an acid catalyst. .
  • Examples of the acid catalyst include hydrogen chloride, sulfuric acid, phosphoric acid, organic acid, p-toluenesulfonic acid as a mineral acid, and tetrasalt ⁇ titanium as a metal catalyst. From the viewpoints of yield and price, salt hydrogen or sulfuric acid is preferred.
  • the amount of the acid catalyst is preferably from 0.01 to 10 times the molar amount of the compound of the formula (22).
  • the amount of alcohol (R 35 — OH) having a corresponding substituent is 1 with respect to the compound of formula (22). Thru to 100 times mole is preferable.
  • the heating temperature is preferably 50 to 120 ° C. More preferably, it is 50 to 100 ° C, and more preferably 60 ° C to 90 ° C.
  • a malonate is added to the enone of the formula (23) and a decarboxylation reaction is performed to produce a substituted cyclopentenone of the formula (24).
  • This reaction begins with a conjugate addition reaction of a malonic ester to an enone of the above formula (23), followed by an alkoxy group elimination reaction and a decarboxylation reaction.
  • R 36 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and these groups include chlorine, bromine Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may also be included.
  • R 36 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, and an alkynyl group as a pentyl group. It is.
  • the pentyl group is cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentyl group, and the pentyl group is 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group. Forces that include groups and the like An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 36 may be the same as R 34 .
  • R 37 represents a hydrogen atom or a C 1 to 8 chain carbons, branched be properly cyclic alkyl group, Aruke - group, represents an alkyl group.
  • R 37 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a pentenyl group as an alkenyl group, a pentyl group as an alkynyl group, and the like.
  • the pentyl group cis-2-pentyl group, 5-hydroxyl cis-2-pentyl group is used.
  • R 36 and R 37 may be the same.
  • the operation in this step may be in accordance with a known method.
  • an alkali metal alkoxide is allowed to act on the malonate ester in advance, the active hydrogen of the malonate ester is extracted to form a cation, and the enone of the above formula (23) is added thereto and heated. It is.
  • the amount of malonic acid ester is preferably 1 to 10 times mol, and most preferably 1 to 5 times mol, of the enone.
  • the amount of the alkali metal alkoxide is preferably 1 to 5 times mol, most preferably 1 to 2 times mol of the malonic acid ester.
  • the alkali metal alkoxides include sodium methoxide, sodium ethoxide, strong lithium methoxide, potassium ethoxide, potassium t-butoxide, etc., preferably sodium methoxide.
  • the reaction temperature is preferably in the range of 50 ° C to 100 ° C because it is easy to implement industrially. More preferably, it is 60 ° C to 90 ° C.
  • a trans-type double bond in the side chain of the substituted cyclopentenone represented by the formula (24) is selectively oxidized to introduce an oxysilane ring while maintaining the configuration of the side-chain double bond.
  • a trans-type double bond in the side chain of the substituted cyclopentenone represented by the formula (24) is selectively oxidized to introduce an oxysilane ring while maintaining the configuration of the side-chain double bond.
  • R 38 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group, an alkyl group, which groups, chlorine, bromine Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may also be included.
  • R 38 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, an alkynyl group as a pentyl group, and the like. It is.
  • the pentyl group is cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentyl group, and the pentyl group is 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group. Forces that include groups and the like An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred. R 38 may be the same as R 36 .
  • R 39 represents a hydrogen atom or a C 1 to 8 chain carbons, branched be properly cyclic alkyl group, Aruke - group, represents an alkyl group.
  • R 39 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, and an alkynyl group as a pentyl group.
  • the pentyl group cis-2-pentyl group, 5-hydroxyl cis-2-pentyl group is used.
  • R 39 is Yogu R 38 and R 39 be the same as R 37 may be the same.
  • peroxides include peracids such as formic acid, peracetic acid, perbenzoic acid, m-chloroperbenzoic acid (m-CPBA), and hydroperoxides such as hydrogen peroxide, t-butyl. Examples include hydroperoxide and tamen hydroperoxide.
  • peroxide is preferred, and m-peroxybenzoic acid (m-CPBA) is most preferred.
  • the amount of the peroxide used is preferably 1 to 10 moles compared to the substituted cyclopentenone of the formula (24), most preferably 1 to 2 moles.
  • a vanadium-based, molybdenum-based or manganese-based catalyst may be used as necessary.
  • the amount of the catalyst used is not limited, but is preferably 0.01 to 10-fold mol based on the peroxide, most preferably 0.1 to 5-fold mol.
  • a solvent can be used if necessary.
  • the hydrocarbon solvent include hexane, toluene, and xylene
  • examples of the chlorinated hydrocarbon solvent include chloroform and dichloromethane.
  • a chlorinated hydrocarbon solvent is preferred, and dichloromethane is most preferred.
  • the amount of the solvent used is not limited, but 0.1 to 500 parts by weight is preferable with respect to 1 part by weight of the substituted cyclopentenone represented by the formula (24). Most preferably, 1 to 200 parts by weight is there.
  • the temperature of the acid-oxidation reaction is not limited, but is preferably 0 to 50 ° C, and most preferably 0 to 30 ° C.
  • the diol represented by the formula (26) is produced by hydrolyzing the oxolan ring of the substituted cyclopentenone represented by the formula (25).
  • R 4 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and these groups include chlorine, bromine Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may also be included.
  • R 4 include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, and an alkynyl group as a pentyl group. It is.
  • the pentale group is cis-2-pentale, 5-hydroxy-cis-2-pentene
  • the -l group is a pentyl group such as 2-pentyl group and 5-hydroxy-2-pentyl group. Alkyl groups are preferred, and methyl group or ethyl group is most preferred.
  • R 4G may be the same as R 38 .
  • R 41 represents a hydrogen atom or a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 41 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, an alkynyl group as a pentyl group, and the like.
  • the pentyl group cis-2-pentyl group, 5-hydroxyl cis-2-pentyl group is used.
  • R 41 is Yogu R 4 and R 41 be the same as R 39 may be the same.
  • the hydrolysis a known method using an acid catalyst or a base catalyst may be employed.
  • the acid catalyst include hydrochloric acid, sulfuric acid, and perchloric acid
  • examples of the base catalyst include sodium hydroxide and potassium hydroxide.
  • perchloric acid is more preferable because an acid catalyst is preferred.
  • the amount of the catalyst used is not limited, but is preferably 0.01 to 20 times by mole, more preferably 0.05 to 10 times by mole, with respect to the substituted cyclopentenone of the formula (25).
  • a hydrophilic solvent may be contained for the purpose of improving the compatibility of the reactants.
  • the hydrophilic solvent include methanol, ethanol, n -butanol and t-butanol as alcohol solvents
  • ether solvents include jetyl ether, tetrahydrofuran and dioxane. Of these, tetrahydrofuran is preferred as the ether solvent, where t-butanol is preferred as the alcohol solvent. Most preferably, it is tetrahydrofuran.
  • the amount of the hydrophilic solvent used is preferably from 0.01 to 20 parts by weight, most preferably from 0.1 to 10 parts by weight per 1 part by weight of water.
  • the hydrolysis temperature is preferably about 0 to 50 ° C, most preferably 10 to 40 ° C.
  • R 42 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group, an alkyl group, which groups, chlorine, bromine Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may also be included.
  • R 42 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, an alkynyl group as a pentyl group, and the like. It is.
  • Pentyl groups include cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2 pentyl group, and pentyl groups include 2-pentyl group, 5-hydroxy-2 pentyl group, etc.
  • An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 42 may be the same as R 4C> .
  • R 43 represents a hydrogen atom or a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 43 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, and an alkynyl group as a pentyl group.
  • Examples of the pentyl group include cis-2-pentyl group and 5-hydroxy-cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include 2-pentyl group and 5-hydroxy-2 pentyl group.
  • An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 43 may be the same as R 41.
  • R 42 and R 43 may be the same.
  • a method using a catalyst can be mentioned as an easy example.
  • the cis 2,3 disubstituted cyclopentanone targeted by the present invention can be selectively synthesized. Is possible.
  • a general-purpose catalyst can be used as the catalyst, but a transition metal catalyst is preferable in terms of high activity.
  • heterogeneous catalysts include Pd-carbon, Rh-carbon, Ru-carbon as carbon-supported catalysts; Pd-AlO, Rh-AlO, Ru-Al as inorganic-supported catalysts
  • Protein-supporting catalysts include silk and Pd.
  • An example of a homogeneous catalyst is the Wilkinson complex (RhCl (PPh)).
  • RhCl (PPh) Wilkinson complex
  • the carbon supported system is most preferred, and Pd carbon is most preferred.
  • the catalyst is preferably used in an amount of, for example, 0.01 to L00 parts by weight per 1 part by weight of the compound of formula (26).
  • the carbon of the carbon-supported catalyst includes activated carbon.
  • the amount of transition metal supported is not limited, but is preferably 0.1 to 50 wt%, and most preferably 1 to 20 wt%.
  • Alcohol solvents include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, and t-butanol; ether solvents include jetyl ether, tetrahydrofuran, dioxane; hydrocarbons.
  • Solvents include benzene, toluene, xylene; carboxylic acid solvents such as acetic acid, propionic acid, butyric acid, malonic acid, and lactic acid; ester solvents include methyl esters, ethyl esters, propyl esters of the above carboxylic acids, Examples of butyl ester: ketone solvents include acetone and methyl ethyl ketone; Examples of inorganic solvents include water and supercritical CO.
  • a carboxylic acid solvent or an ester solvent Preferred is a carboxylic acid solvent or an ester solvent, and most preferred is acetic acid or ethyl acetate.
  • the amount of the solvent used is not limited, but 0.1 part by weight or more and less than 1000 parts by weight is preferable with respect to 1 part by weight of the diol represented by the formula (26), and most preferably 1 part by weight or more and 500 parts by weight or less. Not enough.
  • reaction temperature is not particularly limited, but 30 ° C to 100 ° C is preferred from a practical viewpoint.
  • 20 ° C to 50 ° C is more preferable. Most preferably, it is 10 to 50 ° C.
  • the compound of the formula (28) is produced by dioxolanizing the diol of the compound represented by the formula (27).
  • R 44 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and these groups include chlorine, bromine Nitro Hetero atoms such as elemental, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may be included. Specific examples of R 44 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, an alkynyl group as a pentyl group, and the like. It is.
  • the pentyl group is cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentyl group, and the pentyl group is 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group.
  • Forces that include groups and the like An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 44 may be the same as R 42 .
  • R 45 represents a hydrogen atom or a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 45 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a pentenyl group as an alkenyl group, a pentyl group as an alkynyl group, and the like.
  • the pentyl group cis-2-pentyl group, 5-hydroxyl cis-2-pentyl group is used.
  • R 45 is Yogu R 44 and R 45 be the same as R 43 may be the same.
  • Z represents an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or an amino group.
  • Z include an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, a butoxy group, and an amino group such as a dimethylamino group, a jetylamino group, and a dibutylamino group.
  • it is an alkoxy group, most preferably. It is a methoxy group.
  • the method of dioxolane may be in accordance with a known method.
  • a method of reacting with an alkyl orthoformate such as methyl orthoformate in the presence of an acid catalyst, or N, N-dialkyl such as N, N-dimethylformamide dimethylacetal in the presence of an acid catalyst such as ⁇ -toluenesulfonic acid.
  • an acid catalyst such as ⁇ -toluenesulfonic acid.
  • Examples thereof include a method of reacting formamide dialkylacetal.
  • Preferred is a method of reacting with alkyl orthoformate, and most preferred is a method using methyl orthoformate.
  • the amount of alkyl orthoformate is preferably 0.05 parts by weight or more and less than 1000 parts by weight with respect to 1 part by weight of the compound represented by the above (27).
  • acid catalysts include mineral acids such as hydrogen chloride, sulfuric acid, and phosphoric acid; organic acids such as P-toluenesulfonic acid; and metal-based catalysts such as tetrasalt and titanium. From the viewpoint of price, p-toluenesulfonic acid is preferable.
  • the amount of the acid catalyst is preferably 0.01 to 20 times by mole, and most preferably 0.1 to 10 times by mole with respect to the compound represented by the formula (27).
  • the reaction temperature is, for example, preferably 20 ° C to 150 ° C, and most preferably 50 ° C to 120 ° C.
  • substituted cyclopentanone of the formula (29) is produced by decomposing the compound represented by the formula (28) in the presence of a carboxylic acid anhydride.
  • R 46 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and these groups include chlorine, bromine Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may also be included.
  • Specific examples of R 46 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, and an alkynyl group as a pentyl group. It is.
  • the pentyl group is cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentyl group, and the pentyl group is 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group.
  • Forces that include groups and the like An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 46 may be the same as R 44 .
  • R 47 represents a hydrogen atom or a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 47 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, and an alkynyl group as a pentyl group.
  • the pentyl group cis-2-pentyl group, 5-hydroxyl cis-2-pentyl group is used.
  • pentyl group 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group is used.
  • Group, etc., and an alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 47 is Yogu R 46 and R 47 be the same as R 45 may be the same.
  • the type of carboxylic anhydride is most preferably lower carboxylic anhydride. Or acetic anhydride.
  • the amount of carboxylic acid anhydride used is not limited, but 0.1 part by weight or more and less than 1000 parts by weight is preferable with respect to 1 part by weight of the compound represented by the formula (28). More than 500 parts by weight.
  • the decomposition temperature condition may be in accordance with a known method, but is preferably 50 to 200 ° C, and most preferably 80 to 180 ° C.
  • the target substituted cyclopentanone of the formula (29) can be obtained by purification by a known method.
  • a ninth aspect of the present invention is a method for producing a compound represented by the above formula (33) comprising the following three steps.
  • the compound represented by the formula (33) can be efficiently produced using a general-purpose apparatus.
  • the compound represented by the above formula (33) is also useful as a precursor for producing the substituted cyclopentanone represented by the above formula (2).
  • First step A step of producing a compound represented by the following formula (31) by reacting 1,3-cyclopentanedione with a compound represented by the following formula (30) in the presence of a base.
  • Second step A step of producing an enone represented by the following formula (32) by etherifying the compound represented by the formula (31).
  • 1,3-cyclopentanedione and the compound represented by the formula (30) are reacted in the presence of a base.
  • R 48 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and these groups include chlorine, bromine Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may also be included.
  • R 48 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, and an alkynyl group as a pentyl group. It is.
  • the pentyl group is cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentyl group, and the pentyl group is 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group. Forces that include groups and the like An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • X represents a leaving group. There are no restrictions on the type of leaving group. Examples of the halogen atom include chlorine, bromine, and iodine. Examples of the sulfonate group include p-toluenesulfonate group and methanesulfonate group.
  • the dotted line represents that a bond may or may not be present. That is, it represents a triple bond or a double bond.
  • R 49 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and these groups include chlorine, bromine Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may also be included.
  • R 49 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, an alkynyl group as a pentyl group, and the like. It is.
  • the pentyl group is cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentyl group, and the pentyl group is 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group.
  • Forces that include groups and the like An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 49 may be the same as R 48 .
  • a dotted line represents that a bond may or may not be present. That is, it represents a triple bond or a double bond
  • metal hydroxides include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide; carbonates include sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate.
  • Metal alkoxides include sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, potassium tertoxide; metal amides include lithium diisopropylamide, lithium hexamethyldisilazane, and the like.
  • the amount of the base used is preferably 1 to 20 times by mole relative to 1,3-cyclopentanedione, and most preferably 1 to 5 times by mole.
  • the amount of the compound represented by the formula (30) is preferably 1 to 20 times by mole, most preferably 1 to 5 times by mole, relative to 1,3-cyclopentanedione.
  • alcohol solvents include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, t-butanol; ether solvents include jetyl ether, tetrahydrofuran, dioxane; hydrocarbon solvents include Benzene, toluene, xylene; examples of inorganic solvents include water and supercritical CO.
  • Alcohol solvents or inorganic solvents are preferable, and water is most preferable. There is no limit to the amount of solvent used. 0.1 to 1000 parts by weight is preferred with respect to 1 part by weight of 1,3-cyclopentanedione, most preferably 1 to less than 500 parts by weight.
  • the reaction temperature is preferably 25 ° C to 150 ° C, most preferably 40 to 120 ° C.
  • R 5 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group, an alkyl group, which groups, chlorine, bromine Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may also be included.
  • R 5 include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, and an alkynyl group as a pentyl group. It is.
  • the pentyl group is cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentyl group, and the pentyl group is 2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group.
  • Forces that include groups and the like An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 5 ° may be the same as R 49 .
  • the dotted line represents that a bond may or may not be present. That is, it represents a triple bond or a double bond
  • R 51 is C 1 to 8 chain carbons, branched or cyclic Al kill group, alkenyl group, alkynyl - represents Le group.
  • R 51 include an alkyl group such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group.
  • Group, t-butyl group, n-pentyl group, n-xyl group, n-butyl group, n-octyl group, cyclohexyl group, benzyl group, alkenyl group include allyl group, methallyl group, etc.
  • an alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 5G and R 51 may be the same.
  • the method of etherification of the compound represented by the formula (31) is not limited, but from the viewpoint of safety and convenience, the substitution corresponding to the compound of the formula (31) is carried out in the presence of an acid catalyst. A method of heating by adding an alcohol having a group is preferred.
  • Examples of the acid catalyst include hydrogen chloride, sulfuric acid, and phosphoric acid as mineral acids; p-toluenesulfonic acid as an organic acid; From the viewpoint, hydrogen chloride or sulfuric acid is preferable.
  • the amount of the acid catalyst is preferably 0.01 to 10-fold moles relative to the compound of the formula (13).
  • the amount of the alcohol (R 51 — OH) having a corresponding substituent is preferably 1 to 100 times by mole with respect to the compound of the formula (31)! /.
  • the reaction temperature is preferably in the range of 50 ° C to 120 ° C, more preferably in the range of 50 to 100 ° C, and still more preferably in the range of 60 ° C to 90 ° C, from the viewpoint of ease of industrial implementation. is there.
  • R 52 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may also be included. Specific examples of R 52 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, and an alkynyl group as a pentyl group. It is.
  • Pentyl groups include cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2 pentyl group, and pentyl groups include 2-pentyl group, 5-hydroxy-2 pentyl group, etc.
  • An alkyl group is preferred, and a methyl group or an ethyl group is most preferred.
  • R 52 may be the same as R 5 °.
  • the dotted line represents that a bond may or may not be present. That is, it represents a triple bond or a double bond [0256]
  • R M represents a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 53 examples include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n butyl, isopropyl, tbutyl, n pentyl, n xyl, and n butyl.
  • Examples of the group, n-octyl group, cyclohexyl group, benzyl group, and alkenyl group include an aryl group and a methallyl group, and an alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is most preferable.
  • Group. R 52 and R 53 may be the same.
  • This reaction starts with a conjugate addition reaction of a malonic ester to an enone of the above formula (32), followed by an alkoxy group elimination reaction and a decarboxylation reaction.
  • This reaction operation may be in accordance with a known method. For example, a method in which an alkali metal alkoxide is preliminarily acted on a malonic acid ester to extract active hydrogen of the malonic acid ester to form a cation, to which a compound of the above formula (32) is added and heated is simple. It is.
  • the amount of malonic acid ester to be used is preferably 1 to 10 times mol, and more preferably 1 to 5 times mol, of the enone.
  • the amount of alkali metal alkoxide used is not limited, but it is preferably 1 to 5 moles, most preferably 1 to 2 moles based on the malonic acid ester.
  • Examples of the alkali metal alkoxide include sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, potassium t-butoxide and the like, preferably sodium methoxide.
  • the reaction temperature is preferably in the range of 50 ° C to 100 ° C because it is easy to implement industrially. More preferably, it is 60 ° C to 90 ° C.
  • the target compound of the formula (33) can be obtained by purification by a known method.
  • a tenth aspect of the present invention is a process for producing methylcyclopentenones represented by the above formula (35), characterized in that the compound represented by the above formula (34) is decarboxylated.
  • the compound represented by the formula (34) is a substance that is widely known as a raw material for jasmonic acid esters, and the jasmonic acid ester can be obtained simply by hydrogenating a double bond in a 5-membered ring. It is a useful substance from which tellurium can be easily obtained. That is, by using the compound as a starting material, not only methylcyclopentenones useful as a jasmine fragrance or the like can be obtained by the present invention, but also jasmonic acid which is extremely useful as a jasmine fragrance or the like and has a great demand. Esters can be produced derivatively. In the fragrance industry, it is indispensable to be able to produce a wide variety of fragrances flexibly.
  • the ability to produce multiple useful fragrances with the same starting material strength is a great advantage in terms of procurement of raw materials and equipment.
  • the methylcyclopentenones of the formula (35) are not only skeletons of jasmine fragrances that are useful per se, but also as precursors for obtaining the compounds of the formula (2) that are also useful as jasmine fragrances. Is also useful.
  • the compound of the formula (35) can also be used as a precursor for the synthesis of prostaglandins and steroids.
  • R 54 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 18 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, and these groups are chlorine, bromine, It may contain heteroatoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron and cobalt.
  • R 54 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentenyl group, an alkynyl group as a pentyl group, and the like.
  • Examples of the pentyl group include a cis-2-pentyl group and a 5-hydroxy-cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include a 2-pentyl group and a 5-hydroxy-2 pentyl group.
  • examples of the pentyl group include a 2-pentyl group and a 5-hydroxy-2 pentyl group.
  • cis-2-pentyl group, 2-pentyl group, 5-hydroxy-cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group, etc. Is preferred.
  • R 55 represents a hydrogen atom or a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 55 include alkyl, methyl, ethyl, n propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, t butyl, n pentyl, n xyl, and n butyl.
  • N-octyl group, cyclohexyl group, benzyl group, and alkenyl group include allyl group, methallyl group, and the like.
  • R 56 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group, or an alkynyl group, and these groups are chlorine, bromine , Nitrogen, oxygen, sulfur, iron, cobalt, and other heteroatoms may be included. Specific examples of R 56 include alkyl, methyl, ethyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, and alkenyl as pentenyl, alkynyl.
  • the pentyl group include cis-2-pentyl group and 5-hydroxy cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include 2-pentyl group and 5-hydroxy-2-pentyl group.
  • R 56 may be the same as R 54 ⁇ .
  • a known method may be used for the decarboxylation.
  • R 55 when R 55 is a hydrogen atom, it can be achieved by using a general-purpose solvent such as methanol, ethanol or tetrahydrofuran and heating in the presence of an acid or a base.
  • R 55 when R 55 is an alkyl group, this can be achieved by using dimethyl sulfoxide as a solvent and heating in the presence of sodium chloride.
  • the amount of the acid or base is preferably 0.01 to 20 times by mole, more preferably 0.1 to 10 times by mole, relative to the compound represented by the formula (34).
  • the amount of the solvent is preferably 0.1 parts by weight or more and less than 100 parts by weight based on 1 part by weight of the compound represented by the formula (34), and most preferably 1 part by weight or more and less than 500 parts by weight. It is.
  • the heating temperature is usually 40 ° C to 200 ° C. More preferably, it is 50 ° C to 180 ° C.
  • the target substituted cyclopentanone of the formula (35) can be obtained by purification by a known method.
  • the eleventh aspect of the present invention is a method for producing ⁇ -latathones represented by the above formula (39), which also has the following two-step force.
  • the target ⁇ -latatones can be produced safely and easily.
  • Second step A method for producing a ⁇ -exoton represented by the following formula (39) by reducing the ⁇ -ketoester of the formula (38).
  • the furfuryl alcohol represented by the formula (36) is cleaved with hydrogen chloride in the presence of the alcohol represented by the formula (37) to obtain the ⁇ -ketoester of the formula (38).
  • the furfuryl alcohol represented by the formula (36) is cleaved with hydrogen chloride in the presence of the alcohol represented by the formula (37) to obtain the ⁇ -ketoester of the formula (38).
  • To manufacture Specifically, it is produced by heating a reaction liquid containing furfuryl alcohol represented by the formula (36), an alcohol of the formula (37), and hydrogen chloride.
  • R 57 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having a carbon number of 1 12, an alkenyl group, an alkyl group, which groups, chlorine, bromine, Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron and cobalt may also be included.
  • R 57 include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an alkenyl group as a pentyl group, an alkynyl group as a pentyl group, and the like. It is.
  • Examples of the pentyl group include a cis-2-pentyl group and a 5-hydroxy-cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include a 2-pentyl group and a 5-hydroxy-2 pentyl group.
  • examples of the pentyl group include a 2-pentyl group and a 5-hydroxy-2 pentyl group.
  • cis-2 pentyl group, 2 pentyl group, 5 hydroxy-cis-2 pentyl group, 5 hydroxy-2 pentyl group Etc. are suitable.
  • R 58 represents one or more hydrocarbon group having a carbon number.
  • R 58 include an alkyl group such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n butyl group, isobutyl group, t butyl group, n pentyl group, n xyl group, n— Examples of heptyl group, n-octyl group, cyclohexyl group, benzyl group, and alkenyl group include allyl group and methallyl group.
  • R 59 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having a carbon number of 1 12, an alkenyl group, an alkyl group, which groups, chlorine, bromine, Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron and cobalt may also be included.
  • R 59 examples include alkyl, methyl, ethyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, and alkenyl as pentyl, alkyl.
  • the group include a pentyl group.
  • the pentenyl group include cis-2-pentyl group and 5-hydroxy cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include 2-pentyl group and 5-hydroxy-2-pentyl group.
  • R 59 may be the same as R 57 .
  • R 6 represents a chain, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, or alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 6G include an alkyl group such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n butyl group, isopropyl group, t butyl group, n pentyl group, n xyl group, n butyl group.
  • Examples of the group, n-octyl group, cyclohexyl group, benzyl group, and alkenyl group include an aryl group and a methallyl group, and an alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is most preferable.
  • Group. R 6 ° may be the same as R 58.
  • R 59 and R 6 ° may be the same.
  • the compound of the formula (36) can be synthesized by a known method.
  • the alcohol represented by the formula (37) is preferably used in an equimolar to 100-fold molar amount relative to the furfuryl alcohol represented by the general formula (36). More preferably, it is 1.5 times mole or more and 80 times mole or less.
  • the methods of supplying hydrogen chloride into the reaction solution include a method of blowing hydrogen chloride gas, a method of adding hydrochloric acid (aqueous solution of hydrogen chloride), and adding a acyl chloride compound such as acetyl chloride. And a method of generating hydrogen chloride in the reaction system by reacting with the alcohol of formula (37). In particular, it is more preferable to use a method in which salty hydrogen gas is blown, and the result is often obtained.
  • Hydrogen chloride is preferably used in an amount of 0.01 mol to 5 mol with respect to 1.0 mol of furfuryl alcohol of the formula (36). More preferably, the amount is 0.01 mole to 2 moles.
  • the heating temperature is 30 to 150.
  • the furfuryl alcohol of the formula (36) is added to the mixture of the alcohol of formula (37) and hydrogen chloride by dropwise addition, a ⁇ -ketoester is obtained in a high yield. It is often done. In that case, a compound obtained by diluting the compound of the formula (36) with an alcohol of the formula (37) or other solvent in advance may be dropped.
  • the concentration to be diluted is, for example, 0.01 molZl to 10 molZl.
  • the dropping time is not limited, but is preferably 10 minutes to 5 hours, and most preferably 30 minutes to 3 hours.
  • the target ⁇ -ketoester of the formula (38) can be obtained by purification by a known method.
  • the ⁇ -ketoester represented by the formula (38) is reduced to produce the ⁇ -lactone of the formula (39). Specifically, this can be achieved by reducing the ketone of the ketokester to a hydroxyl group.
  • R 61 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group, an alkyl group, which groups, chlorine, bromine Hetero atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur, iron, and cobalt may also be included.
  • R 61 include methyl, ethyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl and alkyl groups as pentyl groups and alkyl groups as alkyl groups. Examples of the group include a pentyl group.
  • Examples of the pentenyl group include cis-2-pentyl group and 5-hydroxy cis-2 pentyl group, and examples of the pentyl group include 2-pentyl group and 5-hydroxy-2-pentyl group.
  • To jasmine fragrance in consideration of applications, in addition to the pentyl group, cis-2-pentyl group, 2-pentyl group, 5-hydroxy cis-2-pentyl group, 5-hydroxy-2-pentyl group, etc. are suitable. It is. R 61 may be the same as R 59 .
  • the method for reducing the ketone of the y-ketoester represented by the formula (38) may be in accordance with a known method. Examples thereof include a method using a hydride such as sodium borohydride and hydrogenation using a transition metal catalyst. Among these, the former is preferable in terms of ease of operation.
  • the amount of sodium borohydride is preferably 0.25 to 10 moles, most preferably 0.5 to 5 moles, based on the ketoester.
  • an acid catalyst may be added to the hydroxy ester and heated to 50 to 100 ° C.
  • acid catalysts include mineral acids such as hydrogen chloride, sulfuric acid, and phosphoric acid; organic acids such as p-toluenesulfonic acid; and metal systems such as tetrasalt and titanium. More preferred is p-toluenesulfonic acid.
  • the target ⁇ -latathon of formula (39) can be obtained by purification by a known method.
  • Methyl (2-pentyl-3-keto-1-cyclopentyl-) acetate (a compound in which R 1 is an n-pentyl group and R 2 is a methyl group in the above formula (1)) lg (4. 5 mmol) and 0.2 g of each catalyst described in Table 1 were put into a reactor (volume: 50 ml). 10 ml of the solvent described in Table 1 was added thereto, and then the temperature described in Table 1 was maintained. While stirring this, pressure reduction and hydrogen introduction were repeated, and the air in the reactor was replaced with atmospheric hydrogen. In this state, stirring was continued for 4 hours.
  • the air in the reactor (volume: 5 L) was replaced with atmospheric nitrogen gas, and 3.8 g (0.07 mol) of sodium methoxide and 0.5 L of dimethyl sulfoxide were added.
  • the solution was heated to 100 ° C. and stirred, and methyl 4-oxodecanoate previously dissolved in 0.5 L of dimethyl sulfoxide (in formula (3), R 5 force 3 ⁇ 4-pentyl group, R 6 Compound corresponding to til group) 7.0 g ( 0.035 mol) was added dropwise at a rate of 8 mlZmin. After completion of the dropwise addition, the mixture was further stirred for 20 minutes while heating at the same temperature. This was cooled to 25 ° C., and lOOg of water and 8.
  • the air in the reactor (volume: 2 L) was replaced with atmospheric nitrogen gas, and 3.8 g (0.07 mol) of sodium methoxide and 0.5 L of xylene were added.
  • the solution was heated to 140 ° C, and methyl 4-oxodecanoate previously dissolved in 0.5 L of xylene (the above formula ( In 3), 7.0 g (0.035 mol) of R 5 corresponding to the n-pentyl group and R 6 carbyl group) was added dropwise at a rate of 8 mlZmin. After completion of dropping, the mixture was further heated and stirred for 10 minutes while further distilling xylene.
  • the air in the reactor (volume: 2 L) was replaced with nitrogen gas at normal pressure, and 0.7% by weight of hydrogen chloride-containing butanol (prepared by blowing hydrogen chloride gas in advance) 1. 1 L was charged.
  • the hydrogen chloride solution was heated to 80 ° C and stirred, and then 264 g (l. 57 mol) of n-pentyrofuryl carbinol (a compound in which R 8 corresponds to n-pentyl group in the above formula (5)) was added to 3 Drip over time. After completion of dropping, the mixture was further stirred at the same temperature for 10 minutes. Isobutanol was distilled off under reduced pressure and cooled to 25 ° C.
  • isobutyl 4-decanoate (a compound in which R 1C> is an n-pentyl group and R 11 is an isobutyl group in the above formula (7)) is generated.
  • the yield was 85%.
  • the air in the reactor (volume: 2 L) was replaced with nitrogen gas at normal pressure, and 0.7% by weight of hydrogen chloride-containing butanol (prepared by blowing hydrogen chloride gas in advance) 1. 1 L was charged.
  • the hydrogen chloride solution was heated to 80 ° C. and stirred, and then 264 g (l. 57 mol) of n-pentyl-furylcarbinol (a compound in which R 12 corresponds to the n-pentyl group in the above formula (8)) was added to 3 Drip over time. After completion of dropping, the mixture was further stirred at the same temperature for 10 minutes.
  • isobutanol was distilled off under reduced pressure to obtain isobutyl 4-oxodecanoate (a compound in which R 14 corresponds to an n-pentyl group and R 15 corresponds to an isobutyl group in the formula (10)).
  • isobutyl 4-oxodecanoate a compound in which R 14 corresponds to an n-pentyl group and R 15 corresponds to an isobutyl group in the formula (10).
  • the yield of isobutyl 4-oxodecanoate was 86%.
  • Toluene in the organic phase was distilled off under reduced pressure, and 1 L of methanol and 47.5 mL of concentrated sulfuric acid were added and heated to reflux for 1 hour. After cooling to 25 ° C, 155 g of sodium hydrogen carbonate was gradually added, and the mixture was stirred at 25 ° C for 10 minutes. After distilling off methanol under reduced pressure, 3 L of water and 1.8 L of toluene were added, and the mixture was stirred for 10 minutes at room temperature and allowed to stand to separate the organic phase. Toluene in the organic phase was distilled off to obtain methyl 4-oxodecanoate (a compound in which R 17 corresponds to an n-pentyl group and R 18 corresponds to a methyl group in the formula (12)). As a result of gas chromatographic analysis, the yield of methyl 4-oxodecanoate relative to isobutyl 4-oxodecanoate was 95%.
  • R 49 was equivalent to an ethyl group, and a compound having a bond in the dotted line portion was obtained. Obtained (yield 40%).
  • the compound 2. Og was dissolved in 20 ml of anhydrous methanol containing 1% of hydrogen chloride and heated to reflux for 5 hours. After neutralizing sodium hydrogen carbonate with sodium hydrogen carbonate, methanol was distilled off under reduced pressure, 20 ml of water and 20 ml of toluene were added, and the phases were separated, and the organic phase was separated. Toluene in the organic phase was distilled off under reduced pressure to obtain a compound in which R 5 was an ethyl group and R 51 was a methyl group in the formula (32) (yield 83%).
  • the compound 1. Og dissolved in 5 ml of anhydrous methanol was added to a solution prepared by mixing 1.33 g of dimethyl malonate, 0.61 g of sodium methoxide and 5 ml of anhydrous methanol at 25 ° C. for 15 minutes in advance. Heated to reflux for hours. After 1N hydrochloric acid and jetyl ether were added and mixed, the phases were separated, and the organic phase was separated. The solvent of the organic phase was distilled off under reduced pressure to obtain a compound in which R 52 in the formula (33) corresponds to an ethyl group, R 53 corresponds to a methyl group, and has a bond at the dotted line (yield 89%).
  • FIG. 1 A progress diagram of enolization of 2,3-disubstituted cyclopentanone under acidic conditions as expected by those skilled in the art.

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Abstract

下記式(1) <化1> (式中、R1、R2は、炭素数1~8の置換基を表す。) で表される化合物の二重結合を、遷移金属触媒存在下、カルボン酸又は特定濃度のカルボン酸エステルを溶媒として水素添加することにより、下記式(2) <化2> (式中、R3、R4は、炭素数1~8の置換基を表し、R1、R2と同じでもよく、R3とR4は同じでもよい。)の置換シクロペンタノンを製造する。この方法により、ジャスミン系香料やその中間体等として有用な置換シクロペンタノンを、簡便、安価な方法、かつ高いシス体比で得ることができる。

Description

明 細 書
置換シクロペンタノンの製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、ジャスミン系香料やその中間体等として有用なシス 2, 3 ジ置換シク 口ペンタノンの製造方法、ならびに、当該置換シクロペンタノン製造に有用な中間体 及び当該中間体の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 2、 3 ジ置換シクロペンタノンは、ジャスミン系香料やプロスタグランジン類などの 有用化学物質の合成にとって重要な化合物である。なかでも、 3—位にアルコキシ力 ルポ-ルメチル基を有するものは、ジャスミン系香料の合成にとって重要であり、これ までに多数の製造方法が開示されて 、る。
[0003] 例えば、シクロペンタノンを原料とする方法 (非特許文献 1)やアジピン酸を原料とす る方法 (非特許文献 2)がある。これらの方法では、熱力学的に安定な立体異性体、 すなわち 2, 3—位の置換基が 5員環に関して互いにトランスの関係にあるトランス 2, 3 ジ置換シクロペンタノンが得られる。シス体の割合は通常 10%以下に過ぎな い。ところで、近年の研究の結果、ジャスミン系香料のなかで重要な位置を占めるジ ヤスモン酸エステルにおいては、シス一 2, 3 ジ置換シクロペンタノンの方が、トラン ス一 2, 3 ジ置換シクロペンタノンに比べはるかに香りが強いことが判明し (非特許 文献 3)、シス 2, 3 ジ置換シクロペンタノンの工業的製造方法の開発が強く望ま れている。しかしながら前述のとおり、従来技術の多くはトランス 2, 3 ジ置換シク 口ペンタノンを主成分として得るものである。
[0004] そうした難点を補う技術として、得られたトランス 2, 3 ジ置換シクロペンタノンを 触媒を用いて異性化させ、シス 2, 3 ジ置換シクロペンタノンを製造する方法 (特 許文献 1)が開示されている。しかしながら、この技術の場合、異性化のための特別な 装置と工程が必要となるば力りでなぐ異性ィ匕のために 160〜190°Cといった高温が 必要なため熱劣化が避けられな 、。それに起因して生成する高沸点不純物を除去 するために特別な装置と工程が更に必要となるという問題がある。し力も、得られるシ ス体 (ェピ体)濃度は 40%程度に過ぎな 、。
[0005] 一方、シス 2 置換 3 アルコキシカルボ-ルメチルシクロペンタノンを選択的 に合成する方法として、 2 置換 3 アルコキシカルボ-ルメチルシクロペンテノン の二重結合に水素添カ卩を施す方法が知られて 、る。
[0006] 特許文献 2には、アルミニウムアルコラートの存在下に触媒的に水素添加する方法 が開示されている。この方法によると、望むシス— 2 置換— 3 アルコキシカルボ- ルメチルシクロペンタノンが 90%以上の選択率で得られる。し力しながら、 3乃至 10k gZcm2の加圧が必要であるという反応操作上及び設備上の制約があることに加え、 第三成分としてアルミニウムアルコキシドを当量用いる必要がある。その上、加えられ たアルミニウムアルコラートは反応後に酢酸水溶液等で分解されるため、多量のアル ミニゥム系廃棄物が発生し、後処理を困難にする。また、当該廃棄物によって触媒が 汚染され、触媒の再利用を困難にするという難点も有する。
[0007] 特許文献 3には、特定の配位子を有するルテニウム錯体の存在下に水素添加する 方法が開示されている。当該公報には、望むシス 2 置換 3 アルコキシカルボ -ルメチルシクロペンタノンが 99%と!、つた高!、選択率で得られると記載されて 、る。 しかしながら、ルテニウムという極めて高価な触媒を用いる必要があることに加え、配 位子にも特殊かつ高価な化合物を用いる必要がある。し力も触媒には予め煩雑な前 処理が必要である。また、この方法は、 10〜90kgZcm2という極めて高い水素圧力 を要し、反応操作上及び設備上の制約がたいへん大きい。さらに、当該技術では、 均一系触媒 (溶媒に溶解する)を用いるため、反応後の触媒と生成物の分離に特殊 な操作を要するという、工業的実施における重大な難点も有する。また、当該技術で は、第三成分として特定の配位子を添加するが、当該配位子は解離平衡に基きルテ ユウム錯体力 解離しているので、生成物側に当該配位子が一部移行してしまう。そ の結果、反応後の触媒分離操作において、触媒組成物の組成が変化してしまい、触 媒性能の再現性が得られな 、と 、う重大な欠点があった。
[0008] 特許文献 4には、リン酸塩等の共存下、ロジウム カーボン触媒の存在下に水素添 加する方法が開示されている。当該公報には、常圧で望むシス 2 置換 3 ァ ルコキシカルボ-ルメチルシクロペンタノンが 90%以上の高い選択率で得られると記 載されている力 本発明者らの実験では、シス 2 置換 3 アルコキシカルボ- ルメチルシクロペンタノンの選択率は、 30%以下という極めて低いものであった。また 、当該技術では、第三成分としてリン酸塩等の塩を添加する必要がある。しかしなが ら、当該塩は、メタノール等の有機溶媒に一定の溶解度を有しているので、反応後の 触媒分離操作 (触媒のろ別)において、生成物側に当該塩が一部移行する。その結 果、触媒組成物の組成が変化してしまい、触媒性能の再現性が得られないという重 大な欠点があった。以上のように、シス— 2 置換— 3 アルコキシカルボ-ルメチル シクロペンタノンを選択的に合成でき、且つ工業的実施の見地から満足できる技術 は未だ報告されていない。
[0009] 一方、 1、 3 シクロペンタンジオン類は、有機合成上極めて有用な化合物であり、 本発明の置換シクロペンタノン製造の前駆体としても有用な化合物である。しかし、そ の一見単純な分子構造力 予想されるよりはるかに合成が困難な物質である (非特 許文献 4)。
[0010] 中でも、基本構造であると同時に有用性の高い 1、 3 シクロペンタンジオンは、合 成が特に困難である。以下にこれまでに報告されている 1、 3 シクロペンタンジオン 類の代表的な合成法を例示する。その第 1は、コノ、ク酸と塩ィ匕ァシルを塩ィ匕アルミ- ゥム存在下に反応させる方法である(非特許文献 5)。当該方法によれば、 1、 3 シ クロペンタンジオン類が一段階で合成可能である力 収率が 50%と極めて低い。しか も、当該方法では、原料であるコハク酸に対し、塩ィ匕アルミニウム及び塩ィ匕ァシルを それぞれ 2. 4倍モル及び 4倍モルと大過剰用いる必要があり、多量の副生物が生成 する。カロえて、溶媒として-トロメタン等の爆発性の溶媒を用いる必要があり、工業的 実施の見地力もは満足できる方法とは言いがたい。さらに当該方法では、基本構造 であると同時に有用性の高い 1、 3 シクロペンタンジオンは合成できないことが知ら れており(非特許文献 4)、 1、 3 シクロペンタンジオン類の普遍的合成法とはなり得 ない。第 2の方法は、 4—ォキソアルカノエートを塩基により環化する方法である。当 該方法も 1、 3 シクロペンタンジオン類を一段階で合成できる方法であるが、基本構 造であると同時に有用性の高い 1、 3 シクロペンタンジオンの収率は低ぐ一般的な 塩基では全く生成せず (非特許文献 6)、特殊な塩基 (カリウムトリフエニルメトキシド) を用いた場合にのみ、ようやく 60%の収率で 1、 3—シクロペンタンジオンが得られる (非特許文献 7)。また、比較的環化が容易であると言われている長鎖の 4—ォキソァ ルカノエートであっても、収率は 35〜80%程度と低く(非特許文献 4)、工業的実施 に耐え得る技術とは言いがたい。以上のように、 1、 3—シクロペンタンジオン類は、そ の合成の困難さのため、工業的実施の見地力 満足できる製造技術は未だ報告さ れていない。
[0011] 一方、 γ—ケトエステルは、有機合成上有用な化合物であり、本発明の置換シクロ ペンタノン製造の前駆体としても有用である。しかしながら、同一分子内にケトンとェ ステルと 、う反応性の高 、2種の官能基を有するため、短工程で合成することは困難 な化合物である。数少ない効率的合成法の一例として、フルフリルアルコールを、ァ ルコール中、塩化水素で処理すれば、一挙に合成できることが既に知られている。例 えば、非特許文献 8には、フルフリルアルコールをメタノール又はエタノール中で反 応させる例が開示されている。しかし、当該技術では、 γ—ケトエステルは、 29乃至 3 6%という極めて低い収率でし力得られない。すなわち、従来技術では、 Ίーケトエス テルを高効率で合成することは未だ達成されて!ヽな ヽ。
[0012] また、下記式(15)で表される置換シクロペンテノンは、本発明の置換シクロペンタノ ンを製造するための前駆体として有用な化合物である。当該化合物の製造法として、 非特許文献 5が知られて ヽる。
[0013] [化 1]
Figure imgf000005_0001
当該製造方法では、塩ィ匕アルミニウムを触媒とし、コハク酸と酸塩ィ匕物を-トロメタ ンを溶媒として反応させる工程を有する。しかしながら当該工程には工業的実施上 重大な問題が存在する。まず、収率が 50%と低い。カロえて、原料であるコハク酸に対 し、発煙性や腐食性のため取扱い困難な塩ィ匕アルミニウムと酸塩ィ匕物をそれぞれ 2. 4倍モルと 4倍モルと多量に必要とする。このことは、投入時の操作の困難性や反応 器材質の腐食など、製造上の問題はもとより、反応後にアルミニウム系および塩素系 の廃棄物が多量に排出されるという環境保全上の問題もある。しかも、溶媒として用 いる-トロメタンは爆発性の物質であり、工業的規模で用いるに際しては格別の安全 対策を要するという問題もある。このように、従来技術では、上記式(15)で表される 置換シクロペンテノンを工業的規模で安全且つ効率的に製造する方法はない。
[0014] 下記式(17)で表される、トランス二重結合を側鎖に有する構造の 1, 3—シクロ ペンタンジオン類は、本発明の置換シクロペンタノン製造の中間体として有用な化合 物である。
[0015] [化 2]
ひ?)
Figure imgf000006_0001
従来技術によって当該化合物を合成するには、例えば、二重結合がトランス配置の ァリル基を有する下記式 (40)
[0016] [化 3]
X ^ (40)
(式中、 R25は前記の意味を表し、 Xはハロゲン原子を表す。 )
で表されるハロゲンィ匕物と 1, 3—シクロペンタンジオンを塩基存在下に反応させる方 法があげられる。しかしながら、この方法では、予め前記式 (40)で表されるハロゲン 化物を立体選択的に合成する必要があり、それには、例えば、下記式 (41)
[0017] [化 4]
HO
、、· ^ ^^R25 (41)
(式中、 R25は前記の意味を表す。 )
で表される化合物の三重結合を液体アンモニア中ナトリウムで水素化した後、アルコ ールをハロゲンに変換するというような煩雑なプロセスを要するという問題があった。 すなわち、従来技術では、上記式(17)で表される、トランス二重結合を側鎖に有す る構造の 1, 3—シクロペンタンジオン類を簡便に製造することは未だ達成されて!、な い。 [0018] 前記式(18)で表される化合物の側鎖のトランス型二重結合を選択的にォキシラ ン化 (エポキシ化)し、前記式(19)で表される化合物を合成できれば、側鎖の二重結 合の保護になると同時に、ォキシラン環をアンチ型に開裂してジオールに変換すれ ば、シス二重結合導入の足がかりともなり、ジャスミン系香料等の置換シクロペンタノ ンの合成にとって極めて有用である。しかしながら、そのような技術は未だ開示されて いない。
[0019] [化 5]
Figure imgf000007_0001
シス ジャスモンゃジヒドロジヤスモンなどのメチルシクロペンテノン類は、ジャス ミン系香料として重要な位置を占め、製造方法が数多く報告されているが、その多く は、 1, 4ージケトンの分子内アルドール反応によるものである。例えば、特許文献 5、 6や非特許文献 9など数多くの例が知られている。当該方法によれば、特定のメチル シクロペンテノン類を製造することは可能であるが、専ら当該特定のメチルシクロペン テノン類を製造することに特ィ匕しているため、それ以外の有用香料を製造することは 困難である。香料業界においては、多品種の香料を機動的に製造できることが不可 欠であり、当該方法のように単一香料素材に特ィヒした製法は極めて非効率的である 。例えば、当該方法では、ジャスミン系香料の中でとりわけ有用で需要の大きいジャ スモン酸エステル類を派生的に得ることは事実上不可能であり、当該エステルを製造 するには、全く別の製造方法を採用せねばならない。したがって、製造設備ゃ原材 料の調達などにおいて不合理や不利益が生じるという難点があった。すなわち、従 来技術では、ともにジャスミン系香料において重要な位置を占めるジャスモン酸エス テルとメチルシクロペンテノン類を、同一合成ルートで派生的に製造することは、未だ 達成されていない。
[0021] γ ラタトン類の製造方法は多数報告されている力 その多くは、アルコールとァク リル酸誘導体とから、有機過酸ィ匕物等によるラジカル付加で製造するものである。例 えば、ジー t ブチルペルォキシドとハロゲンィ匕亜鉛の存在下にアクリル酸誘導体と アルコールを反応させる方法が知られている(特許文献 7)。しかしながら、当該方法 で製造された γ ラタトン類は、一般にプラスチック様の香味や酸味を有しており、本 来のフルーティーもしくはフローラルの良好な香気が損なわれるという重大な欠点が あった。そうした欠点を改善するための精製方法が種々開示されているが、いずれも 完全なものではな力つた。また、ジー t ブチルペルォキシドなどの有機過酸ィ匕物は 爆発性を有する危険な物質であり、その取扱いには特別の対策を要するという難点 もあった。そのため、根本的に異なる γ ラタトン類の製造方法の開発が強く望まれ ていた。
[0022] 特許文献 1 :特開 2002— 69477号公報
特許文献 2:特開昭 54 - 90155号公報
特許文献 3:特表平 10— 513402号公報
特許文献 4:特開昭 62— 87555号公報
特許文献 5:特公昭 45 - 24771号公報
特許文献 6:特開昭 49 - 75555号公報
特許文献 7:特開平 4— 54177号公報
非特許文献 1:印藤元一著「合成香料」化学工業日報社出版、 2005年 3月 22日、増 補改訂版、 Ρ. 677
非特許文献 2:印藤元一著「合成香料」化学工業日報社出版、 2005年 3月 22日、増 補改訂版、 Ρ. 676
非特許文献 3 :日本ィ匕学会編「味とにおいの分子認識」学会出版センター出版、 200
0年 4月 10日、 ρ168
非特許文献 4: Synthesis、 479 (1989)
非特許文献 5 : Zhou Jingyao^ Lin Guomei Sun Wei Sun Jing「Youji Hu axue」 1985年、 No. 6、 p491 非特許文献 6 : Chem. Pharm. Bull. 13、 1359 (1965)
非特許文献 7 : Collect. Czech. Chem. Commun. 42、 998 (1977)
非特許文献 8 : Studia Universitatis Babes— Bolyai、 Chemia、 19 (2)、 26 (19
74)
非特許文献 9 :J. Org. Chem. , 31, 977 (1966)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0023] 本発明は、ジャスミン系香料やその中間体等として有用なシス 2, 3—ジ置換シクロ ペンタノンを、高立体選択的に且つ工業的に有利に製造する方法、ならびに、当該 置換シクロペンタノン製造のための有用中間体、及び当該中間体を工業的に有利な 方法で製造する方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0024] 本発明者は、前記課題を解決するため鋭意研究した結果、本発明を完成した。す なわち、本発明は以下のとおりである。
< 1 > 式(1)
[0025] [化 7]
Figure imgf000009_0001
、炭素数 1〜8の置換基を表す。 R1と ITは同じでもよい。)で表され る化合物の 5員環内二重結合を、遷移金属触媒存在下、カルボン酸を溶媒として水 素添加することを特徴とする、式 (2)
[0026] [ィ匕 8]
Figure imgf000009_0002
(式中、 R3、 R4は、炭素数 1〜8の置換基を表し、 R\ R2と同じでもよぐ R3と R4は同じ でちよい。 ) で表される置換シクロペンタノンの製造方法。
< 2 >カルボン酸が乳酸であることを特徴とする、上記 1又は 2記載の置換シクロペン タノンの製造方法。
く 3 >溶媒に可溶でかつ触媒活性に影響を与える第三成分を加えないことを特徴と する上記 1又は 2の置換シクロペンタノンの製造方法。
<4>水素添加開始時の反応溶液中のカルボン酸の濃度力 前記式(1)で表される 化合物 1重量部に対し、 0. 05重量部以上 1000重量部であることを特徴とする上記 1又は 2記載の置換シクロペンタノンの製造方法。
< 5 >遷移金属が、パラジウムであることを特徴とする、上記 1又は 2記載の置換シク 口ペンタノンの製造方法。
く 6 >遷移金属触媒が、ノラジウム—炭素であることを特徴とする、上記 1又は 2記載 の置換シクロペンタノンの製造方法。
< 7>式(1)
[0027] [ィ匕 9]
Figure imgf000010_0001
、炭素数 1〜8の置換基を表す。 R1と ITは同じでもよい。)で表され る化合物の 5員環内二重結合を、遷移金属触媒存在下、カルボン酸エステルを溶媒 として水素添加する際、水素添加開始時の反応溶液中の該カルボン酸エステル濃 度を、前記式(1)で表される化合物 1重量部に対し 0. 05重量部以上 1000重量部と することを特徴とする、式 (2)
[0028] [化 10]
Figure imgf000010_0002
(式中、 R3、 R4は、炭素数 1〜8の置換基を表し、 R\ R2と同じでもよぐ R3と R4は同じ でちよい。 ) で表される置換シクロペンタノンの製造方法。
< 8 >溶媒に可溶でかつ触媒活性に影響を与える第三成分を加えな 、ことを特徴と する上記 7に記載の置換シクロペンタノンの製造方法。
< 9 >遷移金属が、パラジウムであることを特徴とする、上記 7又は 8記載の置換シク 口ペンタノンの製造方法。
く 10 >遷移金属触媒が、ノ ラジウム—炭素であることを特徴とする、上記 7又は 8記 載の置換シクロペンタノンの製造方法。
< 11 >下記式(3)
[0029] [化 11]
Figure imgf000011_0001
(式中、 R5は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R6は、炭素数 1乃至 8 の置換基を表し、 R5と R6は同じでもよい。 )
で表される化合物に塩基を加え、
Figure imgf000011_0002
下含有する溶媒中で加熱して、環化させることを特徴とする、下記式 (4)
[0030] [化 12]
Figure imgf000011_0003
(式中、 R7は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 と同じでもよい。)で 表される 1、 3—シクロペンタンジオン類の製造方法。
< 12 >非プロトン性極性溶媒がジメチルスルホキシドであることを特徴とする上記 11 記載の 1、 3—シクロペンタンジオン類の製造方法。
く 13 >減圧下に溶媒を留去しつつ環化させることを特徴とする上記 11又は 12記載 の 1、 3—シクロペンタンジオン類の製造方法。
< 14 >下記式(5) [0031] [化 13]
Figure imgf000012_0001
(式中、 R8は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表す。)で表されるフルフリル アルコールを、下記式(6)
[0032] [化 14]
R9-〇H (6)
(式中、 R9は、炭素数 3以上の炭化水素基を表す。)で表されるアルコールの存在下 、塩ィ匕水素により開裂することを特徴とする、下記式 (7)
[0033] [化 15]
Figure imgf000012_0002
(式中、 R1(>は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R11は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R1Gは R8と同じでもよぐ R11は R9と同じでもよぐ R1Gと R11は同じで もよい。)で表される γ—ケトエステルの製造方法。
く 15 >下記の 6工程より成ることを特徴とする置換シクロペンテノンの製造法。
(第一工程)下記式 (8)
[0034] [化 16]
Figure imgf000012_0003
(式中、 R12は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表す。)で表されるフルフリ ノレアノレコーノレを、下記式(9)
[化 17]
R 13OH (9)
(式中、 R13は、炭素数 1以上の炭化水素基を表す。)で表されるアルコールの存在下 、塩ィ匕水素により開裂し、下記式(10)
[化 18]
Figure imgf000013_0001
(式中、 R14は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R15は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R14は R12と同じでもよぐ R15は R13と同じでもよぐ R14と R15は同じ でもよい。)で表される γ—ケトエステルを製造する工程。
(第二工程)前記式(10)で表される γ—ケトエステルのエステルを加水分解し、下記 式 (11)
[0037] [化 19]
Figure imgf000013_0002
(式中、 Rlbは、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R14と同じでもよい。 ) で表される γ—ケトカルボン酸を製造するとともに、副生物を除去する工程。
(第三工程)前記式(11)で表されるカルボン酸をエステルイ匕し、下記式( 12)
[0038] [化 20]
Figure imgf000013_0003
(式中、 R17は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R16と同じでもよく、 R18 は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R15と同じでもよく、 R17と R18は同じでもよい。)で 表される γ—ケトエステルを製造する工程。
(第四工程)前記式(12)で表される γ—ケトエステルを環化させ、下記式(13)
[0039] [化 21]
Figure imgf000014_0001
(式中、 R19は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R17と同じでもよい。 ) で表される化合物を製造する工程。
(第五工程)前記式(13)で表される化合物をエーテルィ匕し、下記式(14)
[0040] [化 22]
(14)
Figure imgf000014_0002
(式中、 R2は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R19と同じでもよく、 R21 は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R2と R21は同じでもよい。)で表される化合物を 製造する工程。
(第六工程)前記式(14)で表される化合物にマロン酸エステルを付加させるとともに 脱炭酸させ、下記式(15)
[0041] [化 23]
Figure imgf000014_0003
(式中、 R22は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R2と同じでもよく、 R23 は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R22と R23は同じでもよい。)で表される置換シク 口ペンテノンを製造する工程。
< 16 >下記式(16)
[0042] [化 24]
Figure imgf000014_0004
(式中、 R24は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表す。)で表される化合物を 転位させることを特徴とする、下記式(17)
[0043] [化 25] ひ?)
Figure imgf000015_0001
(式中、 ま、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R24と同じでもよい。 ) で表される 1, 3—シクロペンタンジオン類の製造方法。
< 17 >下記式(18)
[0044] [化 26]
Figure imgf000015_0002
(式中、 R26は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R25と同じでもよく、 R27 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R26と R27は同じでもよい。)で表さ れる置換シクロペンテノンの側鎖の二重結合を選択的に酸ィ匕することを特徴とする、 下記式(19)
[0045] [化 27]
Figure imgf000015_0003
(式中、 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R26と同じでもよく、 R29 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R27と同じでもよく、 R28と R29は同 じでもよ 、。 )で表される置換シクロペンテノンの製造方法。
< 18 >前記式( 19)で表される置換シクロペンテノンのォキシラン環を加水分解する ことを特徴とする、下記式 (20)
[0046] [化 28]
Figure imgf000016_0001
(式中、 ま、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 と同じでもよく、 Rd は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R29と同じでもよく、 R3と R31は同 じでもよい。)で表されるジオールの製造方法。
く 19 >下記の 9工程より成ることを特徴とする置換シクロペンタノンの製造方法。 (第一工程) 1, 3—シクロペンタンジオンをエーテルィ匕し、下記式(21)
[0047] [化 29]
Figure imgf000016_0002
(式中、 R は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表す。)で表される化合物を 製造する工程。
(第二工程)前記式 (21)で表される化合物を転位させ、下記式 (22)
[0048] [化 30]
Figure imgf000016_0003
(式中、 R33は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R32と同じでもよい。 ) で表される化合物を製造する工程。
(第三工程)前記式(22)で表される化合物をエーテルィ匕し、下記式(23)
[0049] [化 31]
Figure imgf000016_0004
33 35
(式中、 Rd4は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 °と同じでもよく、 R は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 Rd4と ま同じでもよい。)で表わされる化合物 を製造する工程。
(第四工程)前記式 (23)で表される化合物にマロン酸エステルを付加させるとともに 脱炭酸させ、下記式 (24)
[0050] [化 32]
Figure imgf000017_0001
(式中、 RaB«,水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R34と同じでもよく、 R37 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R36と R37は同じでもよい。)で表さ れる置換シクロペンテノンを製造する工程。
(第五工程)
前記式(24)で表される置換シクロペンテノンの側鎖の二重結合を選択的に酸ィ匕し、 下記式(25)
[0051] [化 33]
Figure imgf000017_0002
(式中、 R は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R36と同じでもよく、 R39 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R37と同じでもよく、 R38と R39は同 じでもよい。)で表される化合物を製造する工程。
(第六工程)
前記式(25)で表される化合物のォキシラン環を加水分解し、下記式(26)
[0052] [化 34]
Figure imgf000017_0003
(式中、 R4は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R38と同じでもよく、 R41 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R39と同じでもよく、 R4と R41は同 じでもよい。)で表されるジオールを製造する工程。
(第七工程)
前記式(26)の 5員環内二重結合に水素添加し、下記式(27)
[0053] [化 35]
Figure imgf000018_0001
(式中、 R42は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R4と同じでもよく、 R4 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R41と同じでもよく、 R42と R43は同 じでもよい。)で表される化合物を製造する工程。
(第八工程)
前記式(27)で表される化合物のジオールをジォキソランィ匕し、下記式(28)
[0054] [化 36]
Figure imgf000018_0002
(式中、 R44は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 と同じでもよく、 R4t は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R43と同じでもよく、 R44と R45は同 じでもよい。 Zは炭素数 1乃至 6のアルコキシ基もしくはアミノ基を表す。)で表される 化合物を製造する工程。
(第九工程)
前記式(28)で表される化合物をカルボン酸無水物の存在下に分解し、下記式(29)
[0055] [化 37]
Figure imgf000018_0003
(式中、 R46は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R44と同じでもよく、 R4 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R45と同じでもよく、 R46と R4¾同 じでもよ 、。 )で表される置換シクロペンタノンを製造する工程。
< 20 >前記式( 17)で表される 1, 3—シクロペンタンジオン類。
く 21 >前記式(18)で表される置換シクロペンテノン。
< 22 >前記式( 19)で表される置換シクロペンテノン。
< 23 >前記式(20)で表されるジオール。
< 24 >前記式(23)で表される化合物。
< 25 >下記の 3工程より成ることを特徴とする置換シクロペンテノンの製造法。
(第一工程) 1, 3—シクロペンタンジオンと、下記式(30)
[0056] [化 38]
______ 。48
/ ~ R (30)
X
(式中、 R48は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 Xは脱離基を表し、点 線は、結合があってもなくてもよいことを表す。)で表される化合物を塩基存在下に反 応させ、下記式(31)
[0057] [化 39]
Figure imgf000019_0001
(式中、 R49は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R48と同じでもよく、点 線は前記の意味を表す。 )
で表される化合物を製造する工程。
(第二工程)前記式(31)で表される化合物をエーテルィ匕し、下記式(32)
[0058] [化 40]
Figure imgf000019_0002
(式中、 R5は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R49と同じでもよく、 R51 は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R5°と R51は同じでもよい。点線は前記の意味を 表す。)で表される化合物を製造する工程。
(第三工程)前記式(32)で表される化合物にマロン酸エステルを付加させるとともに 脱炭酸させ、下記式 (33)
[0059] [化 41]
Figure imgf000020_0001
(式中、 R52は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R5と同じでもよく、 R53 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R52と R53は同じでもよい。点線は 前記の意味を表す。)で表される化合物を製造する工程。
< 26 >下記式(34)
[0060] [化 42]
Figure imgf000020_0002
(式中、 R54、 R55は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R54と R55は同じ でちよい。 )
で表される化合物を脱炭酸することを特徴とする、下記式 (35)
[0061] [化 43]
Figure imgf000020_0003
(式中、 R5bは、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R54と同じでもよい。 ) で表されるメチルシクロペンテノン類の製造方法。
< 27 >下記の 2工程より成ることを特徴とする γ -ラタトン類の製造方法。
(第一工程)下記式 (36)
[0062] [化 44]
Figure imgf000021_0001
(式中、 R57は、水素原子又は炭素数 1乃至 12の置換基を表す。 )
で表されるフルフリルアルコールを、下記式(37)
[0063] [化 45]
R58〇H (37)
(式中、 R58は、炭素数 1以上の炭化水素基を表す。 )
で表されるアルコールの存在下、塩ィ匕水素により開裂し、下記式(38)
[0064] [化 46]
Figure imgf000021_0002
(式中、 R59は、水素原子又は炭素数 1乃至 12の置換基を表し、 R57と同じでもよく、 R 6は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R58と同じでもよく、 R59と R6は同じでもよい。 ) で表される γ—ケトエステルを製造する工程。
(第二工程)前記式(38)で表される γ—ケトエステルを還元し、下記式(39)
[0065] [化 47]
Figure imgf000021_0003
(式中、 R"は、水素原子又は炭素数 1乃至 12の置換基を表し、 R59と同じでもよい。 ) で表される γ —ラタトン類を製造する工程。
発明の効果
[0066] 本発明により、ジャスミン系香料やその中間体等として有用なシス—2, 3—ジ置換 シクロペンタノンを、高立体選択的に且つ工業的に有利に製造する方法を提供する ことが可能となる。また、当該置換シクロペンタノン製造のための有用中間体を工業 的に有利に提供することが可能となる。
発明を実施するための最良の形態 [0067] 本発明につき、以下に具体的に説明する。
[0068] <第 1発明 >
本発明の第 1は、上記式(1)で表される置換シクロペンテノンの 5員環内二重結合 を、遷移金属触媒存在下、カルボン酸又は特定濃度のカルボン酸エステルを溶媒と して水素添加して式(2)で表される置換シクロペンタノンを製造方法である。
[0069] 前記式(1)で表される化合物の水素添加においては、カルボン酸及び Z又はカル ボン酸エステルを溶媒として水素添加することが必須要件である。この要件を満足す ることにより、望むシス - 2-置換一 3 -アルコキシカルボ-ルメチルシクロペンタノン を高 、選択率で得ることができる。
[0070] ケトン類は、酸性条件下でエノールイ匕することが知られている(例えば、モリソン'ボ イド「有機化学」(中)第 5版、 p. 1139)。 2, 3 ジ置換シクロペンタノンに関しても、 酸性条件下においてエノール化が進行すると予想され、せつカゝぐンス体が生成しても 、カルボニル基に隣接する炭素上の立体配置が反転し、熱力学的に安定なシス体に 異性ィ匕してしまうものと予想された(図 1)。ところが、本発明者らの実験の結果、カル ボン酸を溶媒とした水素添加の方力 メタノール等の中性の物質を溶媒とした場合よ りもシス体の選択率が高いという驚くべき事実が判明した。この事実は、有機化学の 常識に反しており、当業者が容易に予測できるものではない。
[0071] 前記式(1)において、
Figure imgf000022_0001
R2は、炭素数 1〜8の鎖状もしくは分岐状のアルキル基、 ァルケ-ル基、アルキニル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒素、酸素、硫黄、 鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R\ R2の具体例としては、アルキル 基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァルケ-ル基 としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられる。ペンテ -ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 -ヒドロキシ cis— 2 ペンテ-ル基が、 ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシ 2 ペンチ-ル基などが挙 げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮した場合には、ペンチル基の他、 cis— 2 —ペンテ-ル基、 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシ— cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒ ドロキシ— 2—ペンチニル基などが好適である。 R1と R2は同じでもよ 、。
[0072] 前記式(2)において、 R3、 R4は、炭素数 1〜8の鎖状もしくは分岐状のアルキル基、 ァルケ-ル基、アルキニル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒素、酸素、硫黄、 鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R3、 R4の具体例としては、アルキル 基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァルケ-ル基 としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられる。ペンテ -ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 -ヒドロキシ cis— 2 ペンテ-ル基が、 ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシ 2 ペンチ-ル基などが挙 げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮した場合には、ペンチル基の他、 cis— 2 —ペンテ-ル基、 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシ— cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒ ドロキシ— 2—ペンチ-ル基などが好適である。 R3、 R4は、それぞれ 、 R2と同じでも よい。 R3と R4は同じでもよい。
前記のカルボン酸には汎用のものを用いればよい。例えば、酢酸、プロピオン酸、 酪酸、マロン酸などの常温で液体のカルボン酸の他、コハク酸、クェン酸、リンゴ酸、 乳酸、ダルコン酸など、常温で固体のカルボン酸に水などの液体を混合し液体とした ものなどがあげられる。中でも、式(2)化合物の収率が高ぐシス体をより多く製造で きる点から、乳酸が好ましい。
[0073] 前記のカルボン酸エステルには、汎用のものを用いればょ 、。例えば、上記カルボ ン酸のメチルエステル、ェチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステルなどがあ げられる。中でも、式 (2)化合物の収率が高ぐシス体をより多く製造できる点から、酢 酸エステルが好ましい。また、カルボン酸とカルボン酸エステルとを比較すると、カル ボン酸の方が式(2)化合物の収率が高くなることから好ま 、。
[0074] 前記の式(1)化合物の水素添加の溶媒には、カルボン酸及び Z又はカルボン酸ェ ステルのみを用いてもよいし、それらとその他の溶媒 (アルコール類、エーテル類、炭 化水素類など)との混合溶媒を用いてもよい。
[0075] 前記式(1)化合物の水素添加の溶媒として用いるカルボン酸及び Z又はカルボン 酸エステルの使用量は、水素添加開始時の反応溶液において、前記式(1)で表され る化合物 1重量部に対し、 0. 05重量部以上 1000重量部未満とすると、反応速度と シス体比を維持できる点で好ましい。より好ましくは、 0. 1重量部以上 500重量部未 満、もっとも好ましくは、 1重量部以上 200重量部未満である。 [0076] 上記遷移金属触媒としては、汎用のものを用いることができる。不均一系触媒の例 としては、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、ラネー、白金、ニッケルなどがあり、その 中には炭素担持系触媒として、 Pd—炭素、 Rh 炭素、 Ru 炭素、無機物担持系触 媒として Pd— Al O、 Rh-Al O、 Ru-Al O、酸化物系触媒としては、 PtO、金
2 3 2 3 2 3 2 属系触媒として Pt、合金系触媒としてラネー Ni、たんぱく質担持系触媒としては絹 Pdなどがあげられる。また、均一系触媒の例としては、 Wilkinson錯体 (RhCl (PPh
3
) 3 )などがあげられる。反応後の分離の容易さにおいて不均一系触媒が好ましぐそ のうちノラジウムが効果的である。そのなかでも炭素担持系触媒が好ましぐ最も好ま しくは Pd 炭素である。なお、炭素担持系触媒の炭素には活性炭も包含される。触 媒の使用量は、例えば、式(1)化合物 1重量部に対し、 0. 01〜: L00重量部が好まし い。不均一系触媒の炭素担持系触媒や無機物担持系触媒において、遷移金属の 担持量に制限はないが、好ましくは 0. l〜50wt%であり、もっとも好ましくは l〜20w t%である。
[0077] 前記の水素添加は、常圧下で反応容器に水素導入することにより容易に進行する 力 反応速度の更なる向上などを目的として、例えば 1〜: LOkgZcm2程度の加圧下 で行うことも可能である。
[0078] 前記の水素添加の際の反応温度に制限はないが、実用的観点より、 30°C〜10 0°Cが好ましぐより好ましくは一 10〜50°Cである。
[0079] 前記水素添加を行うにあたって、基質である式(1)化合物以外の必須成分は、実 質的に触媒と溶媒及び水素のみであり、触媒活性に影響を与える、すなわち、式 (2) 体の収率を上げたり式(2)化合物中のシス体比を高めるために通常必要とされる第 三成分は不要である。特に、溶媒に可溶な第三成分を添加する必要がない。このよう な第三成分には、アルミニウムアルコラートゃリン酸塩、酢酸塩、 -座ジホスフィン配 位子などの助触媒などが挙げられる。したがって、反応終了後は触媒をろ別するの みで式 (2)と触媒が簡単に分離でき、触媒もそのまま再利用が可能である。このこと は、工業的に式 (2)化合物を製造する場合には極めて大きなメリットであり、従来技 術に対する大きな進歩である。別の目的でこのような第三成分を加える場合は、 0. 0 1乃至 0. 5倍モルといったごく少量であれば、反応系に影響を与えることなく添加す ることができる。なお前記の第三成分には、式 (2)化合物とのろ別が容易な物質や、 溶媒および式(1)化合物、式 (2)化合物の異性体比や収率に実質的に影響を与え ないような物質は含まれない。このような物質は目的に応じ、例えば触媒に対し 0. 0 1乃至 2倍モルの範囲で添加することができる。
[0080] 水素添加反応終了後は、触媒をろ別し、公知の方法で精製して、 目的の式 (2)を 得ることができる。
[0081] <第 2発明 >
本発明の第 2は、上記式 (3)化合物と塩基を、非プロトン性極性溶媒中で加熱する ことにより環化させて 1、 3 シクロペンタンジオン類を製造する方法である。前記の製 造方法においては、非プロトン性極性溶媒を 10wt%以上 100wt%以下含有する溶 媒中で式 (3)化合物と塩基性物質を反応をさせることが必須要件である。この要件を 満足することにより、 1、 3 シクロペンタンジオン類を高収率で得ることができる。 本発明で得られる式 (4)で表される 1、 3 シクロペンタンジオン類は、上記式(2) 化合物を製造する際の前駆体としても用いることのできるものである。本発明の要件 を満足することにより、 1, 3 シクロペンタンジオン類を高収率で得ることができる。
[0082] 前記式(3)において、 R5は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしくは 環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R5の具体例としては、アル キル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァルケ- ル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられる。 ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 -ヒドロキシ cis— 2 ペンテ-ル 基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー 2 ペンチ-ル基な どが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮した場合には、ペンチル基の他、 cis— 2—ペンテ-ル基、 2—ペンチ-ル基などが好適である。
[0083] 前記式(3)において、 R6は、炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしくは環状のアルキ ル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R6の具体例としては、アルキル基として はメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァルケ-ル基としては ペンテニル基、アルキ-ル基としてはペンチニル基などがあげられる力 アルキル基 が好ましぐメチル基が最も好ましい。 R5と R6は同じでもよい。 [0084] 前記式 (4)において、 R7は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしくは 環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R7の具体例としては、アル キル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァルケ- ル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられる。 ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 -ヒドロキシ cis— 2 ペンテ-ル 基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー 2 ペンチ-ル基な どが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮した場合には、ペンチル基の他、 cis— 2—ペンテ-ル基、 2—ペンチ-ル基などが好適である。 R7は R5と同じでもよい 非プロトン性極性溶媒の含有量は、更に好ましくは 20wt%以上 100wt%以下であ り、もっとも好ましくは 50wt%以上 100wt%以下である。
[0085] 前記の非プロトン性極性溶媒とは、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホル ムアミド(DMF)、ジメチルァセトアミド(DMAC)、へキサメチルホスホロトリアミド(H MPT)、 N メチルピロリドン (NMP)などであり、これらを単独で、もしくは混合して 用いることができる。これらの非プロトン性極性溶媒中最も好ましいのは、塩基の溶解 度が高く且つ塩基により変質しにくいジメチルスルホキシド (DMSO)である。
[0086] 前記の製造に用いる溶媒には、非プロトン性極性溶媒以外の成分を含んでも構わ ない。例えば、炭化水素系溶媒としては、トルエン、キシレン、アルコール系溶媒とし ては、メタノール、エタノールなどがあげられる。当該溶媒中の非プロトン性極性溶媒 以外の成分の含有量の範囲は、 Owt%以上 90wt%未満であり、更に好ましくは、 0 wt%以上 80%未満であり、もっとも好ましくは、 Owt%以上 50wt%未満である。
[0087] 前記式(3)で表される化合物の反応溶液中の濃度は、例えば、 0. 01乃至 lOmol ZLの範囲でよいが、 0. 01乃至 5molZLの比較的希薄な系で反応させると、より好 ましい結果が得られることが多い。さらに好ましくは、 0. 01乃至 ImolZLである。
[0088] 前記の製造方法で用いる塩基には、汎用のものを用いればよい。例えば、金属ァ ルコキシドとしては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトキシド、力リウ ムェトキシド、カリウム tーブトキシド、金属アミドとしては、リチウムジイソプロピルアミド 、リチウムへキサメチルジシラザンなどがあげられる力 好ましくは金属アルコキシドで あり、最も好ましくはナトリウムメトキシドである。この塩基は、式(3)化合物に対して 1. 0モル以上 10モル以下用いることが好ましい。さらに好ましくは、 1. 5モル以上 10モ ル以下である。
[0089] なお、加熱温度に制限はないが、実用的な反応速度が得られること、及びジメチル スルホキシドの熱安定性を考慮すると、好ましくは、 50乃至 150°Cであり、もっとも好 ましくは、 60乃至 120。Cである。
[0090] 本発明の 1、 3—シクロペンタンジオンの製造方法は、以下の 2つの要件を満足する ことで、より好ましい結果が得られることが多い。
[0091] 1.非プロトン性極性溶媒と塩基性物質の混合物に対し、前記式 (3)で表される化 合物を滴下する。このとき、前記式(3)で表される化合物を上述の溶媒やその他の溶 媒で予め希釈したものを滴下してもよい。希釈する濃度は、例えば 0. 01molZl〜l OmolZlである。また滴下時間に制限はないが、好ましくは、 10分乃至 5時間であり、 もっとも好ましくは 30分乃至 3時間である。
[0092] 2.減圧下に溶媒を留去しつつ環化させる。減圧度は、発泡が問題にならない範囲 で適宜設定すればよいが、 300mmHg以下 0. ImmHg以上が好ましぐ更に好まし くは 200mmHg以下 0. ImmHg以上である。また、減圧した際に発泡が激しいとき には、消泡剤を適宜添加してもよい。
[0093] 上記の反応終了後は、公知の方法で精製し、目的の式(3)化合物を得ることができ る。
[0094] <第 3発明 >
本発明の第 3は、上記式(5)で表されるフルフリルアルコールを、上記式(6)で表さ れるアルコールの存在下、塩ィ匕水素により開裂させることを特徴とする上記式(7)の yーケトエステルの製造方法である。具体的には、式(5)のフルフリルアルコールと 式 (6)のアルコール、および塩化水素を含む反応液を加熱することにより製造するこ とができる。式(7)の化合物は、上記の式(2)で表される置換シクロペンタノンゃ上記 式 (4)で表される 1、 3—シクロペンタンジオンを製造する際の前駆体としても有用で ある。本発明の要件を満足することにより、 1, 3—ペンタンジオン類を高収率で得るこ とがでさる。 [0095] なお、前記式 (5)において、 R8は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状も しくは環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R8の具体例としては 、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ一 cis— 2 ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー 2 ペンチ-ル基 などが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮した場合には、ペンチル基の他 、 cis— 2—ペンテ-ル基、 2—ペンチ-ル基などが好適である。
[0096] 前記式 (6)にお 、て、 R9は炭素数 3以上の炭化水素基を表す。 R9の具体例として は、アルキル基としては、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、イソブチル 基、 t ブチル基、 n ペンチル基、 n—へキシル基、 n—へプチル基、 n—ォクチル 基、シクロへキシル基、ベンジル基、ァルケ-ル基としては、ァリル基、メタリル基、な どがあげられるが、反応後処理における留去の容易性、安全性や価格等を考慮する と、アルキル基が好ましぐ中でも n—プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、イソ ブチル基、 t ブチル基が好ましぐもっとも好ましくは、 n ブチル基、イソブチル基 である。
[0097] 前記式 (7)において、 R1C>は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしくは 環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R1Gの具体例としては、ァ ルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァルケ -ル基としてはペンテニル基、アルキ-ル基としてはペンチニル基などがあげられる 。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ一 cis— 2 ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー 2 ペンチ-ル基 などが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮した場合には、ペンチル基の他 、 cis— 2—ペンテニル基、 2—ペンチニル基などが好適である。 R1Gは R8と同じでもよ い。
[0098] 前記式(7)において、 R11は、炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしくは環状のアルキ ル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R11の具体例としては、アルキル基として はメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァルケ-ル基としては ペンテニル基、アルキ-ル基としてはペンチニル基などがあげられる力 アルキル基 が好ましぐメチル基が最も好ましい。 R11は R9と同じでもよぐ R1C>と R11は同じでもよ い。
[0099] 前記式(6)で表されるアルコールは、前記式(5)で表されるフルフリルアルコール に対して等モル以上 100倍モル以下用いることが好ましい。さらに好ましくは、 1. 5倍 モル以上 80倍モル以下である。
[0100] 前記の製造方法に用いる反応液には、式(6)のアルコール以外に、メタノール、ェ タノール、エーテル、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレンといったその他の成分が存 在していても構わないが、その割合は反応液の 0. 01wt%〜50wt%程度がよい。
[0101] 塩化水素を反応液中へ供給する方法には、塩化水素ガスを吹き込む方法、塩酸( 塩化水素の水溶液)を添加する方法、塩化ァセチルなどの塩化ァシル化合物を添加 し、前記式 (6)のアルコール等と反応させ、反応系中で塩化水素を発生させる方法 等があげられる。中でも塩ィ匕水素ガスを吹き込む方法をとつた場合により好ま 、結 果が得られる場合が多い。
[0102] 塩化水素は、前記式(5)のフルフリルアルコール 1. 0モルに対し、 0. 01モル乃至 5モル用いるのが好ましい。更に好ましくは、 0. 01モル乃至 2モルである。
[0103] 前記の加熱温度は、実用的な反応速度が得られることを考慮すると、 30乃至 150 °Cである。更に好ましくは、 40乃至 120°Cであり、もっとも好ましくは、 50乃至 100°C である。
[0104] さらに、前記式(5)のフルフリルアルコールを前記式(6)のアルコールと塩化水素 の混合物にカ卩える際、滴下することにより加えると、高い収率で γ—ケトエステルを得 られることが多い。その場合、前記式(5)の化合物を予め前記式 (6)のアルコールや その他の溶媒等で希釈したものを滴下してもよい。希釈する濃度は、例えば 0. 01m olZl〜: LOmolZlである。滴下時間に制限はないが、好ましくは、 10分乃至 5時間で あり、もっとも好ましくは 30分乃至 3時間である。
[0105] 上記の反応終了後は、公知の方法で精製し、目的の式(7)の γ—ケトエステルを 得ることができる。
[0106] <第 4発明 > 本発明の第 4は、次の 6工程力もなる置換シクロペンテノンの製造法である。
[ 1]第一工程:前記式 (8)で表されるフルフリルアルコールを、下記式(9)で表される アルコールの存在下、塩ィ匕水素により開裂し、下記式(10)で表される γ—ケトエステ ルを製造する工程。
[2]第二工程:前記式(10)で表される γ—ケトエステルのエステルを加水分解し、下 記式(11)で表される γ—ケトカルボン酸を製造するとともに、副生物を除去する工程
[3]第三工程:前記式(11)で表されるカルボン酸をエステルイ匕し、下記式( 12)で表 される y—ケトエステルを製造する工程。
[4]第四工程:前記式(12)で表される γ—ケトエステルを環化させ、下記式(13)で 表される 1, 3—シクロペンタンジオンを製造する工程。
[5]第五工程:前記式( 13)で表される 1, 3—シクロペンタンジオンをエーテルィ匕し、 下記式(14)で表されるエノンを製造する工程。
[6]第六工程:前記式(14)で表されるェノンにマロン酸エステルを付加させるととも に脱炭酸させ、下記式( 15)で表される置換シクロペンテノンを得る工程。
[0107] これらの要件を満足することにより、前記式(15)で表される置換シクロペンテノンを 、汎用の装置を用い短工程で且つ有害な廃棄物も排出せず工業的に製造すること ができる。式(15)で表される置換シクロペンテノンは、上記の式(2)で表される置換 シクロペンタノンを製造する際の前駆体としても有用である。
[0108] 以下各工程について説明する。
[0109] [第一工程]
まず、上記式(8)で表されるフルフリルアルコールを、下記式(9)で表されるアルコ ールの存在下、塩ィ匕水素により開裂し、下記式(10)で表される γ—ケトエステルを 製造する。具体的には、塩ィ匕水素及び前記式(9)で表されるアルコールの存在下、 前記式 (8)で表される化合物を加熱することにより達成できる。この工程は、上述の 第 3発明と同様の方法により行えばよい。
[0110] 前記式 (8)において、 R12は水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは環状のァ ルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表し、それらの基はへテロ原子を含んでも 良い。 の具体例としては、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ぺ ンチル基、へキシル基、ァルケ-ル基としてはペンテ-ル基、アルキ-ル基としては ペンチ-ル基などがあげられる。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5— ヒドロキシ—cis— 2 ペンテ-ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5— ヒドロキシ— 2—ペンチ-ル基などが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮し た場合には、ペンチル基の他、 cis— 2 ペンテ-ル基、 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロ キシ cis— 2 ペンテ-ル基、 5 -ヒドロキシ 2 ペンチ-ル基などが好適である。
[0111] 前記式 (9)において、 R13は、炭素数 1以上の炭化水素基を表す。 R13の具体例とし ては、アルキル基としては、メチル基、ェチル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、イソブチル基、 t ブチル基、 n—ペンチル基、 n キシル基、 n プチル基、 n—ォクチル基、シクロへキシル基、ベンジル基、ァルケ-ル基としては、 ァリル基、メタリル基、などがあげられる力 反応後処理における留去の容易性、安全 性や価格等を考慮すると、アルキル基が好ましぐ中でも n プロピル基、イソプロピ ル基、 n ブチル基、イソブチル基、 t ブチル基が好ましぐもっとも好ましくは、 n— ブチル基、イソブチル基である。
[0112] 前記式(10)において、 R14は水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは環状のァ ルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表し、それらの基はへテロ原子を含んでも 良い。 R12の具体例としては、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ぺ ンチル基、へキシル基、ァルケ-ル基としてはペンテ-ル基、アルキ-ル基としては ペンチ-ル基などがあげられる。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5— ヒドロキシ—cis— 2 ペンテ-ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5— ヒドロキシ— 2—ペンチ-ル基などが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮し た場合には、ペンチル基の他、 cis— 2 ペンテ-ル基、 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロ キシ cis— 2 ペンテ-ル基、 5 -ヒドロキシ 2 ペンチ-ル基などが好適である。 R14は R12と同じでもよ ヽ。
[0113] 前記式(10)において、 R15は、炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしくは環状のアル キル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表す。 R15の具体例としては、アルキル基とし ては、メチル基、ェチル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、イソブチ ル基、 t ブチル基、 n ペンチル基、 n キシル基、 n プチル基、 n—ォクチ ル基、シクロへキシル基、ベンジル基、ァルケ-ル基としては、ァリル基、メタリル基、 などがあげられるが、アルキル基が好ましぐ中でも n—プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、イソブチル基、 t ブチル基が好ましぐもっとも好ましくは、 n ブチル 基、イソブチル基である。 R15は R13と同じでもよぐ R14と R15は同じでもよい。
[0114] 前記式 (8)で表される化合物は、公知の方法で合成することができる。例えば、フラ ンの 2—位の水素をアルキルリチウムなどの強塩基で引き抜いて生成するァ-オンを 、下記式 (40)
R12 - CHO (40)
(式中、 R12は前記の意味を表す。)で表されるアルデヒドに付加する方法や、フルフ ラールに対し下記式 (41)
R12MgX (41)
(式中、 R12は前記の意味を表し、 Xは C1もしくは Brを表す。 )
で表される有機マグネシウム化合物もしくは下記式 (42)
R12Li (42)
(式中、 R1は前記の意味を表す。)で表される有機リチウム化合物などを付加させる 方法等、さまざまな方法があげられるが、簡便さにおいては有機マグネシウム化合物 を用いる方法が好適である。
[0115] 前記式(9)で表されるアルコールの存在量は、前記式(8)で表されるフルフリルァ ルコールに対して等モル以上 100倍モル以下用 、ることが好まし 、。さらに好ましく は、 1. 5倍モル以上 80倍モル以下である。
[0116] 塩化水素を反応液中へ供給する方法は、上記の第 3発明と同様、塩化水素ガスを 吹き込む方法、塩酸 (塩化水素の水溶液)を添加する方法、塩ィヒアセチルなどの塩 化ァシルイ匕合物を添加し、前記式(9)のアルコール等と反応させ、反応系中で塩ィ匕 水素を発生させる方法等があげられる。中でも塩ィ匕水素ガスを吹き込む方法をとつた 場合により好ま 、結果が得られる場合が多 、。
[0117] 塩化水素は、前記式(8)のフルフリルアルコール 1. 0モルに対し、 0. 01モル乃至 5モル用いるのが好ましい。更に好ましくは、 0. 01モル乃至 2モルである。 [0118] 反応温度は、実用的な反応速度が得られることを考慮すると、 30乃至 150°Cが好 ましい。更に好ましくは、 40乃至 120°Cであり、もっとも好ましくは、 50乃至 100°Cで ある。
[0119] さらに、前記式(8)のフルフリルアルコールを前記式(9)のアルコールと塩化水素 の混合物にカ卩える際、滴下することにより加えると、高い収率で γ—ケトエステルを得 られることが多い。その場合、前記式 (8)の化合物を予め前記式(9)のアルコールや その他の溶媒等で希釈したものを滴下してもよい。希釈する濃度は、例えば 0. Olm olZl〜: LOmolZlである。滴下時間に制限はないが、好ましくは、 10分乃至 5時間で あり、もっとも好ましくは 30分乃至 3時間である。
[0120] [第二工程]
次に、前記式(10)で表される γ —ケトエステルを加水分解し、前記式(11)で表さ れる γ—ケトカルボン酸を製造するとともに副生物を除去する。本工程により、第一 工程の開裂反応で生じた副生物を簡便且つ効率的に除去することができ、蒸留など の通常の精製手段に比べ、操作性と製品歩留まりの両面において格段にすぐれて いる。
[0121] 前記式(11)において、 R16は水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは環状のァ ルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表し、それらの基はへテロ原子を含んでも 良い。 R12の具体例としては、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ぺ ンチル基、へキシル基、ァルケ-ル基としてはペンテ-ル基、アルキ-ル基としては ペンチ-ル基などがあげられる。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5— ヒドロキシ—cis— 2—ペンテ-ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5— ヒドロキシ— 2—ペンチ-ル基などが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮し た場合には、ペンチル基の他、 cis— 2—ペンテ-ル基、 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロ キシ— cis— 2—ペンテ-ル基、 5 -ヒドロキシ— 2—ペンチ-ル基などが好適である。 R16は R14と同じでもよ ヽ。
[0122] 本工程は以下の 3段階よりなる。 V、ずれの段階も混合もしくは相分離と!/、う簡単な操 作のみ力もなり、すべての段階を同一の容器内で実施することができる。
[0123] 1. 前記式(10)で表される γ—ケトエステルを当該ケトエステルに対し 1乃至 10 倍モル、好ましくは 1乃至 5倍モルのアルカリ金属水酸ィ匕物を含む水溶液で加水分 解し、対応する γ—ケトカルボン酸のアルカリ金属塩とする段階。
[0124] 2. 当該加水分解物を非水溶性有機溶媒と混合し、有機溶媒相に副生物を抽出 した後、相分離により当該有機溶媒層を除去する段階。
[0125] 3. γーケトカルボン酸のアルカリ金属塩を酸で中和し、式(11)の γ—ケトカルボ ン酸とする段階。
[0126] 上記 1.で用いるアルカリ金属水酸ィ匕物には、水酸化リチウム、水酸ィ匕ナトリウム、 水酸ィ匕カリウムなど汎用のものを用いることができる。加水分解条件も公知の方法を 採用すればよぐ例えば、アルカリ金属水酸ィ匕物の水溶液と 10〜40°Cで混合するの みでよい。上記 1.のアルカリ金属水酸ィ匕物の水溶液には、反応物の相溶性を向上 させることなどを目的として、メタノールやエタノールなどの水溶性溶媒を含有させて もよい。この場合、当該アルカリ金属水酸化物の水溶液におけるアルカリ金属水酸化 物の濃度は 0. l〜40wt%とするとよい。当該アルカリ金属の水酸化物の水溶液に おける水溶性溶媒の含有量は、 10〜95wt%とするとよい。
[0127] 上記 2.で用いる非水溶性有機溶媒としては、例えば、炭化水素系溶媒であるペン タン、へキサン、トルエン、キシレン;エーテル系溶媒であるジェチルエーテルなどが あげられる。前記非水溶性有機溶媒は、例えば、 γ—ケトカルボン酸のアルカリ金属 塩 1重量部に対し 1〜10重量部加えればよい。
[0128] 上記 3.で用いる酸には、塩酸や硫酸など汎用のものを用いることができる。
[0129] [第三工程]
次に、前記式(11)で表される γ—ケトカルボン酸を公知の方法を用いてエステル 化して前記式( 12)で表される γ —ケトエステルを製造する。
[0130] 前記式(12)において、 R17は水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは環状のァ ルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表し、それらの基はへテロ原子を含んでも 良い。 R17の具体例としては、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ぺ ンチル基、へキシル基、ァルケ-ル基としてはペンテ-ル基、アルキ-ル基としては ペンチ-ル基などがあげられる。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5— ヒドロキシ—cis— 2—ペンテ-ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5— ヒドロキシ— 2—ペンチ-ル基などが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮し た場合には、ペンチル基の他、 cis— 2 ペンテ-ル基、 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロ キシ cis— 2 ペンテ-ル基、 5 -ヒドロキシ 2 ペンチ-ル基などが好適である。 R17は R16と同じでもよ ヽ。
[0131] 前記式(12)において、 R18は、炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしくは環状のアル キル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表す。 R18の具体例としては、アルキル基とし ては、メチル基、ェチル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、イソプチ ル基、 t ブチル基、 n ペンチル基、 n キシル基、 n プチル基、 n—ォクチ ル基、シクロへキシル基、ベンジル基、ァルケ-ル基としては、ァリル基、メタリル基、 などがあげられるが、アルキル基が好ましぐ中でも n—プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、イソブチル基、 t ブチル基が好ましぐもっとも好ましくは、 n ブチル 基、イソブチル基である。 R18は R15と同じでもよぐ R17と R18は同じでもよい。
[0132] 前記のエステルイ匕の方法としては、例えば、 1)当該カルボン酸と、当該カルボン酸 に対し 0. 01乃至 10倍モルの酸触媒、および当該カルボン酸に対し 1乃至 100倍モ ルのアルコールとの混合物を 50乃至 120°Cに加熱する方法、 2)当該カルボン酸と、 当該カルボン酸に対し 1乃至 10倍モルのアルコールを、当該カルボン酸に対し 0. 0 1乃至 10倍モルの酸触媒存在下にベンゼンやトルエン中で加熱し、副生する水を共 沸的に除去する方法などがあげられる。
[0133] ここで用いる酸触媒としては、塩化水素、硫酸、リン酸などの鉱酸; p—トルエンスル ホン酸などの有機酸、四塩ィ匕チタンなどの金属系触媒などがあげられる力 収率と価 格の観点より、塩ィ匕水素もしくは硫酸が好ましい。
[0134] [第四工程]
次に、前記式(12)で表される γ—ケトエステルを環化させ、下記式(13)で表され る 1, 3 シクロペンタンジオンを製造する。具体的には、塩基の存在下、前記式(12 )で表される y—ケトエステルを加熱することにより達成できる。
[0135] 前記式(13)において、 R19は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もし くは環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R19の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ一 cis— 2 ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー 2 ペンチ-ル基 などが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮した場合には、ペンチル基の他 、 cis— 2—ペンテニル基、 2—ペンチニル基などが好適である。 R19は R17と同じでも よい。
[0136] 前記の塩基には、例えば、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトキシ ド、カリウムエトキシド、カリウム t ブトキシドなどの金属アルコキシド;リチウムジィソプ 口ピルアミド、リチウムへキサメチルジシラザンなどの金属アミドなどがあげられるが、 好ましくは金属アルコキシドであり、最も好ましくはナトリウムメトキシドである。塩基の 使用量に特に制限はないが、式(12)のケトエステルに対し、等モル以上 10倍モル 以下用いることが好ましい。さらに好ましくは、 1. 5倍モル以上 10倍モル以下である
[0137] 前記の溶媒としては、例えば、炭化水素系溶媒としては、トルエン、キシレン;アルコ ール系溶媒としては、メタノール、エタノール;非プロトン性極性溶媒としては、ジメチ ルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルァセトアミド(DM AC)、へキサメチルホスホロトリアミド(HMPT)、 N—メチルピロリドン(NMP)などが 例示できる。中でも非プロトン性極性溶媒が好ましぐより好ましくはジメチルスルホキ シド (DMSO)である。これらの溶媒は単独で、もしくは混合して用いることができる。 溶媒の量は、当該ケトエステル 1重量部に対し、 0. 1重量部以上 1000重量部未満 が好ましく、もっとも好ましくは 1重量部以上 500重量部未満である。
[0138] 当該溶媒中の非プロトン性極性溶媒以外の成分の含有量の範囲は、 Owt%以上 9 Owt%未満が好ましぐ更に好ましくは、 Owt%以上 80%未満であり、もっとも好まし くは、 Owt%以上 50wt%未満である。
[0139] 前記式(12)で表される化合物の反応溶液中の濃度は、例えば、 0. 01乃至 10mo 1ZLの範囲でよいが、 0. 01乃至 5molZLの比較的希薄な系で反応させると、より好 ましい結果が得られることが多い。さらに好ましくは、 0. 01乃至 ImolZLである。
[0140] 反応温度は、実用的な反応速度が得られることを考慮すると、 50乃至 150°Cが好 ましい。さらに好ましくは、 60乃至 120°Cである。
[0141] この第四工程は、以下の 2つの要件を満足することで、より好ましい結果が得られる ことが多い。
[0142] 1.溶媒と塩基の混合物に対し、前記式(12)で表される化合物を滴下する。このと き、前記式(12)で表される化合物を上述の溶媒やその他の溶媒で予め希釈したも のを滴下してもよい。希釈する濃度は、例えば 0. 01molZl 10molZlである。また 滴下時間に制限はないが、好ましくは、 10分乃至 5時間であり、もっとも好ましくは 30 分乃至 3時間である。
[0143] 2.減圧下に溶媒を留去しつつ環化させる。このとき、減圧度に特に制限はなぐ発 泡が問題にならない範囲で適宜設定すればよいが、 300mmHg以下 0. ImmHg以 上が好ましぐ更に好ましくは 200mmHg以下 0. ImmHg以上である。また、発泡が 激しいときには、消泡剤を適宜添加してもよい。
[0144] [第五工程]
続いて、前記式(13)で表される 1, 3 シクロペンタンジオンをエーテルィ匕し、下記 式( 14)で表されるエノンを製造する。
[0145] 前記式(14)において、 R2は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしく は環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R2Gの具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ一 cis— 2 ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー 2 ペンチ-ル基 などが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮した場合には、ペンチル基の他 cis— 2—ペンテニル基、 2—ペンチニル基などが好適である。 R2Gは R19と同じでも よい。
[0146] 前記式(14)において、 R21は、炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしくは環状のアル キル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表す。 R21の具体例としては、アルキル基とし ては、メチル基、ェチル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、イソプチ ル基、 t ブチル基、 n ペンチル基、 n キシル基、 n プチル基、 n—ォクチ ル基、シクロへキシル基、ベンジル基、ァルケ-ル基としては、ァリル基、メタリル基、 などがあげられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェチ ル基である。 R2Gと R21は同じでもよい。
[0147] 前記式(13)で表される化合物のエーテルィ匕の方法に制限はないが、安全性ゃ簡 便性の点からは、酸触媒存在下に、式(13)化合物に対応する置換基を有するアル コールを加えて加熱する方法が好ましい。酸触媒には、鉱酸として塩化水素、硫酸、 リン酸;有機酸として、 p—トルエンスルホン酸;金属系触媒としては四塩ィ匕チタンなど があげられるが、収率と価格の観点より、塩ィ匕水素もしくは硫酸が好ましい。酸触媒 の量は、式(13)化合物に対し 0. 01乃至 10倍モルが好ましい。
[0148] 対応する置換基を有するアルコール (R21— OH)の量は、式(13)化合物に対し 1 乃至 100倍モルが好まし!/、。
[0149] 反応温度は、工業的実施の容易性の観点より、 50°C乃至 120°Cの範囲が好ましく 、より好ましくは 50乃至 100°C、更に好ましくは、 60°C乃至 90°Cである。
[第六工程]
さらに、前記式(14)で表されるェノンにマロン酸エステルを付加させるとともに脱炭 酸させて、下記式( 15)で表される置換シクロペンテノンを得る。
[0150] 前記式(15)において、 R22は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしく は環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R22の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ一 cis— 2—ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー 2—ペンチ-ル基 などが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮した場合には、ペンチル基の他 、 cis— 2—ペンテニル基、 2—ペンチニル基などが好適である。 R22は R2Gと同じでも よい。
[0151] 前記式(15)において、 R23は、炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしくは環状のアル キル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表す。 R23の具体例としては、アルキル基とし ては、メチル基、ェチル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n—ブチル基、イソブチ ル基、 t ブチル基、 n ペンチル基、 n キシル基、 n プチル基、 n—ォクチ ル基、シクロへキシル基、ベンジル基、ァルケ-ル基としては、ァリル基、メタリル基、 などがあげられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェチ ル基である。 R23は R21と同じでもよぐ R22と R23は同じでもよい。
[0152] この工程は、前記式(14)のェノンに対するマロン酸エステルの共役付加反応を発 端とし、それに引き続きアルコキシ基の脱離と脱炭酸が起こる反応である。この反応 操作は公知の方法に準じればよい。例えば、アルカリ金属のアルコキシドをマロン酸 エステルに予め作用させて、マロン酸エステルの活性水素を引き抜いてァ-オンを 生成させ、そこに前記式(14)の化合物を加えて加熱する方法が簡便である。
[0153] マロン酸エステルの量は、前記式(14)のェノンに対し、 1乃至 10倍モルが好ましく 、もっとも好ましくは、 1乃至 5倍モルである。アルカリ金属アルコキシドの量は、マロン 酸エステルに対し、 1乃至 5倍モルが好ましぐもっとも好ましくは、 1乃至 2倍モルで ある。
[0154] アルカリ金属のアルコキシドの例としては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、 カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウム t—ブトキシド等が挙げられ、好ましくは ナトリウムメトキシドである。
[0155] 反応温度は、工業的に実施する際容易であることから、 50°C乃至 100°Cの範囲が 好ましい。より好ましくは、 60°C乃至 90°Cである。
[0156] 上記の反応終了後は、公知の方法で精製し、 目的の式(15)化合物を得ることがで きる。
[0157] <第 5発明 >
本発明の第 5は、下記式(16)で表される化合物を転位させることにより、下記式(1 7)で表される 1, 3 シクロペンタンジオン類を製造する方法である。この要件を満足 することにより、側鎖二重結合の位置及び立体配置を制御しつつ且つ簡便に前記式 (17)化合物を製造することができる。式(17)の 1 3 シクロペンタンジオン類は、側 鎖にトランス型二重結合を有することをひとつの特徴としており、ジャスミン系香料な どの有用な上記式(2)の置換シクロペンタノン合成における中間体等として極めて有 用な化合物であり、本発明が初めて提供を可能とするものである。式(17)化合物は 、その他プロスタグランジンやステロイドの合成のための前駆体として用いることもでき る。
[0158] 前記式(16)において、 R24は、水素原子又は炭素数 1〜8の鎖状もしくは分岐状の アルキル基、ァルケ-ル基、アルキニル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒素、 酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R24の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ一 cis— 2—ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー 2—ペンチ-ル基 などが挙げられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェ チル基である。
[0159] 前記式(17)において、 R25は、水素原子又は炭素数 1〜8の鎖状もしくは分岐状の アルキル基、ァルケ-ル基、アルキニル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒素、 酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R25の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ一 cis— 2—ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー 2—ペンチ-ル基 などが挙げられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェ チル基である。 R25は R24と同じでもよい。
[0160] 前記式(16)で表される化合物を転位させる方法に制限はないが、例えば、単に前 記式(16)化合物を加熱するのみで達成できる。加熱は、溶媒中もしくは無溶媒で、 50乃至 250°Cに加熱すればよい。好ましくは 80乃至 200°Cであり、もっとも好ましく は 120乃至 160°Cである。溶媒の具体例としては、炭化水素系溶媒として、トルエン 、キシレン、アミン系溶媒としては、コリジンなどがあげられる力 キシレンが好ましい。 溶媒の使用量は、前記式(16)で表される化合物 1重量部に対し 0. 1乃至 500重量 部が好ましぐもっとも好ましくは、 1乃至 200重量部である。
[0161] 上記の反応終了後は、公知の方法で精製し、 目的の式(17)化合物を得ることがで きる。
[0162] <第 6発明 >
本発明の第 6は、下記式(18)で表される置換シクロペンテノンの側鎖の二重結合 を選択的に酸ィ匕して、下記式(19)で表される置換シクロペンテノンを製造する方法 である。この要件を満足することにより、側鎖二重結合の立体配置を保持しつつ、且 つ簡便に前記式(19)で表される置換シクロペンテノンを製造することが可能となる。
[0163] 式(18)の置換シクロペンテノンは、側鎖にトランス型二重結合を有することをひとつ の特徴としており、また、前記式(19)で表される置換シクロペンテノンは、側鎖にォキ シラン環を有することをひとつの特徴としている。いずれも、ジャスミン系香料などに 有用な置換シクロペンタノンを合成する際の中間体等として極めて有用な化合物で ある。これらは、本発明が初めて提供を可能とするものである。また、これらの化合物 は、例えばプロスタグランジンやステロイドを合成するための前駆体としても有用であ る。
[0164] 前記式(18)において、 R26は、水素原子又は炭素数 1〜8の鎖状もしくは分岐状の アルキル基、ァルケ-ル基、アルキニル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒素、 酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R26の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ一 cis— 2—ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー 2—ペンチ-ル基 などが挙げられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェ チル基である。 R26は R25とでもよい。
[0165] 前記式(18)において、 R27は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしく は環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R27の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ一 cis— 2—ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー 2—ペンチ-ル基 などが挙げられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェ チル基である。 R26と R27は同じでもよい。
[0166] 前記式(19)において、 R28は、炭素数 1〜8の鎖状もしくは分岐状のアルキル基、 ァルケ-ル基、アルキニル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒素、酸素、硫黄、 鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R28の具体例としては、アルキル基と してはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァルケ-ル基として はペンテ-ル基、アルキ-ル基としてはペンチ-ル基などがあげられる。ペンテ-ル 基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ cis— 2 ペンテ-ル基が、ペン チュル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシ 2 ペンチ-ル基などが挙げら れるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェチル基である。 R28は R26と同じでもよ ヽ。
[0167] 前記式(19)において、 R29は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしく は環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R29の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ一 cis— 2 ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー 2 ペンチ-ル基 などが挙げられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェ チル基である。 R29と R27は同じでもよぐ R28と R29は同じでもよい。
[0168] 前記式(18)化合物の側鎖のトランス型二重結合のみを選択的に酸ィ匕するには、 過酸ィ匕物を用いることで簡便に達成できる。過酸ィ匕物の具体例としては、過酸として は、過ギ酸、過酢酸、過安息香酸、 m クロ口過安息香酸 (m— CPBA)、ヒドロペル ォキシドとしては、過酸化水素、 tーブチルヒドロペルォキシド、タメンヒドロペルォキシ ドなどがあげられる。好ましくは、過酸であり、もっとも好ましくは、 m クロ口過安息香 酸 (m— CPBA)である。過酸化物の使用量は、前記式(18)で表される置換シクロべ ンテノンに対し、 1乃至 10倍モルが好ましぐもっとも好ましくは、 1乃至 2倍モルであ る。
[0169] 必要に応じ、バナジウム系、モリブデン系、マンガン系などの触媒を用いてもよい。 触媒の使用量は、過酸化物に対し 0. 01乃至 10倍モルが好ましぐもっとも好ましく は 0. 1乃至 5倍モルである。
[0170] さらに、当該酸ィ匕においては必要に応じ溶媒を用いることができる。例えば、炭化 水素系溶媒としては、へキサン、トルエン、キシレン、塩素化炭化水素系溶媒としては 、クロ口ホルム、ジクロロメタンなどがあげられる。好ましくは塩素化炭化水素系溶媒で あり、もっとも好ましくはジクロロメタンである。溶媒の使用量に制限はないが、前記式 (18)で表される置換シクロペンテノン 1重量部に対し、 0. 1乃至 500重量部が好まし ぐもっとも好ましくは、 1乃至 200重量部である。
[0171] 当該酸化反応の温度は、 0乃至 50°Cが好ましぐもっとも好ましくは、 0乃至 30°Cで ある。
[0172] 上記の反応終了後は、公知の方法で精製し、 目的の式(19)化合物を得ることがで きる。
[0173] <第 7発明 >
本発明の第 7は、前記式(19)で表される置換シクロペンテノンのォキシラン環をカロ 水分解することを特徴とする前記式(20)のジオールの製造方法である。この要件を 満足することにより、ジャスミン系香料の合成において特に重要な、シス型二重結合 を側鎖に導入する足がかりとなるジオールを立体選択的に導入することが可能となる
[0174] 前記式(20)で表されるジオールは、側鎖にジオールを有することをひとつの特徴と しており、ジャスミン系香料などに有用な置換シクロペンタノンを合成する際の中間体 としてもちいることができる。式 (20)化合物は、本発明が初めて提供を可能とするも のである。
[0175] 前記式(20)において、 R3Gは、炭素数 1〜8の鎖状もしくは分岐状のアルキル基、 ァルケ-ル基、アルキニル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒素、酸素、硫黄、 鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R3Gの具体例としては、アルキル基と してはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァルケ-ル基として はペンテ-ル基、アルキ-ル基としてはペンチ-ル基などがあげられる。ペンテ-ル 基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ cis— 2 ペンテ-ル基が、ペン チュル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシ 2 ペンチ-ル基などが挙げら れるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェチル基である。 R3Gは R28と同じでもよ ヽ。
[0176] 前記式 (20)において、 R31は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしく は環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R31の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ一 cis— 2 ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー 2 ペンチ-ル基 などが挙げられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェ チル基である。 R31と R29は同じでもよぐ R3°と R31は同じでもよい。
[0177] 加水分解には、酸触媒もしくは塩基触媒を用いる公知の方法を採用すればよい。
酸触媒の具体例としては、塩酸、硫酸、過塩素酸が、塩基触媒としては、水酸化ナト リウム、水酸ィ匕カリウムなどがあげられるが、酸触媒が好ましぐもっとも好ましくは、過 塩素酸である。触媒の使用量は、前記式(19)で表される置換シクロペンテノンに対 し 0. 01乃至 20倍モルが好ましぐもっとも好ましくは、 0. 05乃至 10倍モルである。
[0178] 前記の加水分解を行う際、反応物の相溶性を向上させることなどを目的として、親 水性溶媒を含有させてもよい。親水性溶媒には例えば、アルコール系溶媒として、メ タノール、エタノール、 n—ブタノール、 tーブタノール、エーテル系溶媒としてはジェ チルエーテル、テトラヒドロフラン、ジォキサンなどがあげられる。中でも、アルコール 系溶媒では tーブタノールが好ましぐエーテル系溶媒ではテトラヒドロフランが好まし ぐもっとも好ましくは、テトラヒドロフランである。親水性溶媒は、水 1重量部に対し 0. 01乃至 20重量部が好ましぐもっとも好ましくは 0. 1乃至 10重量部である。また、式 ( 19)で表される置換シクロペンテノン 1重量部に対して 0. 1乃至 500重量部が好まし ぐさらに好ましくは 1〜200重量部である。
[0179] 加水分解の温度は、通常 0°C乃至 50°C程度が好ましぐもっとも好ましくは、 10乃 至 40°Cである。
[0180] 上記の反応終了後は、公知の方法で精製し、 目的の式(20)化合物を得ることがで きる。
[0181] <第 8発明 >
本発明は、下記の 9工程より成ることを特徴とする前記式(29)で表される置換シク 口ペンタノンの製造方法である。この要件を満足することにより、前記式(29)で表さ れる置換シクロペンタノンを、汎用の装置を用い、且つ高立体選択的に製造すること が可能となる。前記式(29)の置換シクロペンタノンは、上記の式(2)で表される置換 シクロペンタノンの一形態であり、ジャスミン系香料として特に有用な構造である。
[1]第一工程: 1, 3—シクロペンタンジオンをエーテルィ匕し、前記式(21)で表される 化合物を製造する工程。
[2]第二工程:前記式 (21)で表される化合物を転位させ、前記式 (22)で表される化 合物を製造する工程。
[3]第三工程:前記式(22)で表される化合物をエーテルィ匕し、前記式(23)で表わさ れるェノンを製造する工程。
[4]第四工程:前記式(23)で表されるェノンにマロン酸エステルを付加させるととも に脱炭酸させ、前記式 (24)で表される置換シクロペンテノンを製造する工程。
[5]第五工程:前記式(24)で表される置換シクロペンテノンの側鎖の二重結合を選 択的に酸化し、前記式 (25)で表される化合物を製造する工程。
[6]第六工程:前記式 (25)で表される化合物のォキシラン環を加水分解し、前記式 (
26)で表されるジオールを製造する工程。
[7]第七工程:前記式(26)の 5員環内二重結合に水素添加し、前記式(27)で表さ れる化合物を製造する工程。
[8]第八工程:前記式 (27)で表される化合物のジオールをジォキソランィ匕し、前記 式 (28)で表される化合物を製造する工程。
[9]第九工程:前記式 (28)で表される化合物をカルボン酸無水物の存在下に分解 し、前記式(29)で表される置換シクロペンタノンを製造する工程。
[0182] 以下各工程について説明する。
[0183] [第一工程]
まず、 1, 3—シクロペンタンジオンをエーテルィ匕し、前記式(21)で表される化合物 を製造する。
[0184] 前記式(21)において、 R32は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R32の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ— cis— 2—ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー2—ペンチ-ル 基などが挙げられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくは ェチル基である。
[0185] エーテル化の方法は、一般的な方法に準じればよい。例えば下記式 (43)
[0186] [化 48]
Figure imgf000046_0001
(式中、 R は、前記の意味を表す。 )
で表されるアルコールと 1, 3—シクロペンタンジオンを酸触媒存在下にベンゼンゃト ルェン中で加熱還流し、副生する水を共沸的に除去する方法や、下記式 (44) [0187] [化 49]
Figure imgf000046_0002
(式中、 R は、前記の意味を表し、 Xはハロゲン原子を表す。 )
で表されるハロゲン化ァリルとシクロペンタンジオンを塩基存在下に 50〜120°Cで反 応させる方法などがあげられるが、前者の方法が好ましい。
[0188] 前者の方法を採用する場合、前記式 (43)で表されるアルコールの量は、 1, 3—シ クロペンタンジオンに対し 1乃至 10倍モルが好ましぐもっとも好ましくは、 1. 1乃至 5 倍モルである。酸触媒の使用量としては、 1, 3—シクロペンタンジオンに対し 0. 01 乃至 20倍モルが好ましぐもっとも好ましくは、 0. 1乃至 10倍モルである。ベンゼン、 あるいはトルエンの使用量は、 1, 3—シクロペンタンジオンに 1重量部対し 0. 05重 量部以上 1000重量部未満が好ましい。より好ましくは、 0. 1重量部以上 500重量部 未満、もっとも好ましくは、 1重量部以上 200重量部未満である。加熱還流、および副 生する水を共沸的に除去する方法は、公知の方法に従えばよい。
[0189] 一方、後者の方法を採用する場合、前記式 (44)で表されるハロゲン化ァリルの量 は、 1, 3—シクロペンタンジオンに対し 1乃至 20倍モルが好ましぐもっとも好ましくは 、 1. 1乃至 5倍モルである。塩基の量は 1, 3—シクロペンタンジオンに対し 1乃至 20 倍モルが好ましぐもっとも好ましくは、 1. 1乃至 10倍モルである。
[0190] [第二工程]
次に、前記式(21)で表される化合物を転位させ、前記式(22)で表される化合物を 製造する。
[0191] 前記式(22)において、 R33は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R33の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ— cis— 2—ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー2—ペンチ-ル 基などが挙げられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくは ェチル基である。 R33は R32と同じでもよい。
[0192] 転位は、通常単に加熱するのみで達成できる。例えば、溶媒中もしくは無溶媒で、 50乃至 250°Cに加熱すればよい。好ましくは 80乃至 200°Cであり、もっとも好ましく は 120乃至 160°Cである。
[0193] 溶媒の具体例としては、炭化水素系溶媒としては、トルエン、キシレン、ァミン溶媒と しては、コリジンなどがあげられるが、炭化水素系溶媒が好ましぐ中でもキシレンが 好ましい。溶媒の使用量は、前記式(21)で表される化合物 1重量部に対し、 0. 1乃 至 500重量部が好ましぐもっとも好ましくは、 1乃至 200重量部である。
[0194] [第三工程]
次に、前記式(22)で表される化合物をエーテルィ匕して前記式(23)で表わされるェ ノンを製造する。ここで得られる前記式 (23)の化合物は、側鎖にトランス型二重結合 を有することをひとつの特徴としており、ジャスミン系香料などの有用な置換シクロべ ンタノン合成における中間体等として極めて有用な化合物であり、本発明が初めて提 供を可能とするものである。
[0195] 前記式 (23)において、 R34は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R33の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ— cis— 2 ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー2 ペンチ-ル 基などが挙げられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくは ェチル基である。 R34は R33と同じでもよい。
[0196] 前記式(23)において、 R35は、炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしくは環状のアル キル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表す。 R35の具体例としては、アルキル基とし ては、メチル基、ェチル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、イソプチ ル基、 t ブチル基、 n ペンチル基、 n キシル基、 n プチル基、 n—ォクチ ル基、シクロへキシル基、ベンジル基、ァルケ-ル基としては、ァリル基、メタリル基、 などがあげられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェチ ル基である。 R34と R35は同じでもよい。
[0197] エーテルィ匕の方法に制限はないが、安全性や簡便性の観点力もは、酸触媒存在 下に、式(22)化合物に対応する置換基を有するアルコールを加えて加熱する方法 が好ましい。
[0198] 酸触媒の例には、鉱酸として、塩化水素、硫酸、リン酸、有機酸として、 p トルエン スルホン酸、金属系触媒として四塩ィ匕チタンなどがあげられる。収率と価格の観点よ り、塩ィ匕水素もしくは硫酸が好ましい。酸触媒の量は、式(22)化合物に対し 0. 01乃 至 10倍モルが好ましい。
[0199] 対応する置換基を有するアルコール (R35— OH)の量は、式(22)化合物に対し 1 乃至 100倍モルが好ましい。また加熱温度は、 50乃至 120°Cが好ましい。より好まし くは 50乃至 100°C、更に好ましくは、 60°C乃至 90°Cである。
[0200] [第四工程]
次に、前記式(23)のェノンに対してマロン酸エステルを付加させるとともに脱炭酸 反応を行うことにより前記式(24)の置換シクロペンテノンを製造する。この反応は、前 記式(23)のェノンに対するマロン酸エステルの共役付加反応を発端とし、それに引 き続きアルコキシ基の脱離反応と脱炭酸反応が起こる反応である。
[0201] 前記式 (24)において、 R36は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R36の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ— cis— 2—ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー2—ペンチ-ル 基などが挙げられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくは ェチル基である。 R36は R34と同じでもよい。
[0202] 前記式 (24)において、 R37は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしく は環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R37の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ一 cis— 2—ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー 2—ペンチ-ル基 などが挙げられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェ チル基である。 R36と R37は同じでもよい。
[0203] この工程の操作は公知の方法に準じればよい。例えば、アルカリ金属のアルコキシ ドをマロン酸エステルに予め作用させて、マロン酸エステルの活性水素を引き抜いて ァ-オンを生成させ、そこに前記式(23)のェノンを加えて加熱する方法が簡便であ る。 [0204] マロン酸エステルの量は、当該ェノンに対し、 1乃至 10倍モルが好ましぐもっとも 好ましくは、 1乃至 5倍モルである。アルカリ金属アルコキシドの量は、マロン酸エステ ルに対し、 1乃至 5倍モルが好ましぐもっとも好ましくは、 1乃至 2倍モルである。アル カリ金属のアルコキシドの例としては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、力リウ ムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウム t—ブトキシド等が挙げられ、好ましくはナトリ ゥムメトキシドである。
[0205] 反応温度は、工業的に実施する際容易であることから、 50°C乃至 100°Cの範囲が 好ましい。より好ましくは、 60°C乃至 90°Cである。
[0206] [第五工程]
次に、前記式(24)で表される置換シクロペンテノンの側鎖のトランス型二重結合を 選択的に酸化し、側鎖二重結合の立体配置を保持しつつ、ォキシラン環を導入する ことにより前記式 (25)の化合物を製造する。
[0207] 前記式 (25)において、 R38は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R38の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ— cis— 2—ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー2—ペンチ-ル 基などが挙げられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくは ェチル基である。 R38は R36と同じでもよい。
[0208] 前記式 (25)において、 R39は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしく は環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R39の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ一 cis— 2—ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー 2—ペンチ-ル基 などが挙げられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェ チル基である。 R39は R37と同じでもよぐ R38と R39は同じでもよい。
[0209] 前記式(24)の置換シクロペンテノンの側鎖のトランス型二重結合のみを選択的に 酸ィ匕するには、例えば、過酸ィ匕物を用いることで簡便に達成できる。過酸化物の具 体例としては、過酸として、過ギ酸、過酢酸、過安息香酸、 m—クロ口過安息香酸 (m -CPBA)力 ヒドロペルォキシドとしては、過酸化水素、 tーブチルヒドロペルォキシ ド、タメンヒドロペルォキシドなどがあげられる。好ましくは過酸であり、もっとも好ましく は、 m—クロ口過安息香酸 (m—CPBA)である。過酸化物の使用量は、前記式(24) の置換シクロペンテノンに対し、 1乃至 10倍モルが好ましぐもっとも好ましくは、 1乃 至 2倍モルである。
[0210] 必要に応じ、バナジウム系、モリブデン系、マンガン系などの触媒を用いてもよい。
触媒の使用量に制限はないが、過酸化物に対し、 0. 01乃至 10倍モルが好ましぐ もっとも好ましくは、 0. 1乃至 5倍モルである。
[0211] 当該酸ィ匕においては、必要に応じ溶媒を用いることができる。例えば、炭化水素系 溶媒としては、へキサン、トルエン、キシレンが、塩素化炭化水素系溶媒としては、ク ロロホルム、ジクロロメタンなどがあげられる。好ましくは塩素化炭化水素系溶媒であり 、もっとも好ましくはジクロロメタンである。溶媒の使用量に制限はないが、前記式(24 )で表される置換シクロペンテノン 1重量部に対し、 0. 1乃至 500重量部が好ましぐ もっとも好ましくは、 1乃至 200重量部である。当該酸ィ匕反応の温度に制限はないが 、 0乃至 50°Cが好ましぐもっとも好ましくは、 0乃至 30°Cである。
[0212] [第六工程]
次に、前記式(25)で表される置換シクロペンテノンのォキシラン環を加水分解する ことにより前記式(26)で表されるジォールを製造する。
[0213] 前記式 (26)において、 R4は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R4の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ— cis— 2—ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー2—ペンチ-ル 基などが挙げられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくは ェチル基である。 R4Gは R38と同じでもよい。
[0214] 前記式 (26)において、 R41は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしく は環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R41の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ一 cis— 2—ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー 2—ペンチ-ル基 などが挙げられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェ チル基である。 R41は R39と同じでもよぐ R4と R41は同じでもよい。
[0215] 加水分解としては、酸触媒もしくは塩基触媒を用いる公知の方法を採用すればよい 。酸触媒の具体例としては、塩酸、硫酸、過塩素酸が挙げられ、塩基触媒としては、 水酸化ナトリウム、水酸ィ匕カリウムなどがあげられる。中でも酸触媒が好ましぐもっと も好ましくは、過塩素酸である。触媒の使用量に制限はないが、前記式 (25)の置換 シクロペンテノンに対し 0. 01乃至 20倍モルが好ましぐもっとも好ましくは、 0. 05乃 至 10倍モルである。
[0216] 加水分解においては、反応物の相溶性を向上させることなどを目的として、親水性 溶媒を含有させてもよい。親水性溶媒としては、アルコール系溶媒として、メタノール 、エタノール、 n—ブタノール、 tーブタノールが、エーテル系溶媒としてはジェチルェ 一テル、テトラヒドロフラン、ジォキサンなどがあげられる。中でも、アルコール系溶媒 では tーブタノールが好ましぐエーテル系溶媒ではテトラヒドロフランが好ましい。も つとも好ましくは、テトラヒドロフランである。親水性溶媒の使用量は、水 1重量部に対 し、 0. 01乃至 20重量部が好ましぐもっとも好ましくは、 0. 1乃至 10重量部である。
[0217] 加水分解の温度は、 0乃至 50°C程度が好ましぐもっとも好ましくは、 10乃至 40°C である。
[0218] [第七工程]
さらに、前記式(26)で表されるジオールの 5員環内二重結合に水素添加すること により、前記式 (27)の化合物を製造する。
[0219] 前記式 (27)において、 R42は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R42の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ— cis— 2 ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー2 ペンチ-ル 基などが挙げられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくは ェチル基である。 R42は R4C>と同じでもよい。
[0220] 前記式 (27)において、 R43は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしく は環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R43の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ一 cis— 2 ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー 2 ペンチ-ル基 などが挙げられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェ チル基である。 R43は R41と同じでもよぐ R42と R43は同じでもよい。
[0221] 水素添加の方法としては、例えば、触媒を用いた方法が容易な例として挙げられる 。触媒を用いた水素添加では、一般に二重結合の形成する面に対し同一方向から 水素が結合するので、本発明が目的とするシス 2、 3 ジ置換シクロペンタノンを選 択的に合成することが可能である。
[0222] 触媒としては汎用のものを用いることができるが、活性の高さにおいて遷移金属触 媒が好ましい。不均一系触媒の例としては、炭素担持系触媒として、 Pd—炭素、 Rh —炭素、 Ru—炭素;無機物担持系触媒としては Pd— Al O、 Rh-Al O、 Ru— Al
2 3 2 3 2
O ;、酸ィ匕物系触媒としては、 PtO ;金属系触媒としては Pt;合金系触媒としてはラ
3 2
ネー Ni;たんぱく質担持系触媒としては絹— Pdなどがあげられる。均一系触媒の例 としては、 Wilkinson錯体 (RhCl (PPh ) )などがあげられるが、反応後の分離の容 易さにおいて不均一系触媒が好ましぐなかでも炭素担持系が好ましぐ最も好ましく は Pd 炭素である。触媒の使用量は、例えば、式(26)化合物 1重量部に対し、 0. 0 1〜: L00重量部モルが好ましい。なお、炭素担持系触媒の炭素には活性炭も包含さ れる。不均一系触媒である炭素担持系溶媒や無機物担持系溶媒において、遷移金 属の担持量に制限はないが、好ましくは 0. 1乃至 50wt%であり、もっとも好ましくは 1 乃至 20wt%である。
[0223] 前記式(26)で表される化合物の水素添加は、常圧下でも容易に進行するが、反 応速度の更なる向上などを目的として、例えば 1乃至 lOkgZcm2程度の加圧下で行 うことも可能である。
[0224] 溶媒の種類も制限はなぐアルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、プロ パノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、 tーブタノール;エーテル系 溶媒としては、ジェチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジォキサン;炭化水素系溶媒と しては、ベンゼン、トルエン、キシレン;カルボン酸系溶媒としては、酢酸、プロピオン 酸、酪酸、マロン酸、乳酸;エステル系溶媒としては、前記カルボン酸のメチルエステ ル、ェチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル;ケトン系溶媒としては、ァセ トン、メチルェチルケトン;無機系溶媒としては水、超臨界 COなどが例示でき、これ
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らを単独で、もしくは混合して用いることができる。好ましくは、カルボン酸系溶媒もし くはエステル系溶媒であり、もっとも好ましくは酢酸もしくは酢酸ェチルである。溶媒の 使用量に制限はないが、前記式(26)で表されるジオール 1重量部に対し、 0. 1重量 部以上 1000重量部未満が好ましぐもっとも好ましくは 1重量部以上 500重量部未 満である。
[0225] 反応温度に特に制限はないが、実用的観点より、 30°C乃至 100°Cが好ましぐ
20°C乃至 50°Cが更に好ましい。もっとも好ましくは、 10乃至 50°Cである。
[0226] [第八工程]
続、て、前記式(27)で表される化合物のジオールをジォキソランィ匕することにより 前記式 (28)の化合物を製造する。
[0227] 前記式 (28)において、 R44は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R44の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ— cis— 2—ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー2—ペンチ-ル 基などが挙げられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくは ェチル基である。 R44は R42と同じでもよい。
[0228] 前記式 (28)において、 R45は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしく は環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R45の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ一 cis— 2—ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー 2—ペンチ-ル基 などが挙げられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェ チル基である。 R45は R43と同じでもよぐ R44と R45は同じでもよい。
[0229] 前記式(28)において、 Zは、炭素数 1乃至 6のアルコキシ基もしくはアミノ基を表す 。 Zの具体例としては、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、アミ ノ基としては、ジメチルァミノ基、ジェチルァミノ基、ジブチルァミノ基などがあげられる 力 好ましくはアルコキシ基であり、もっとも好ましくはメトキシ基である。
[0230] ジォキソランィ匕する方法は、公知の方法に準じればよい。例えば、酸触媒存在下に オルトギ酸メチルなどのオルトギ酸アルキルと反応させる方法や、 ρ—トルエンスルホ ン酸などの酸触媒存在下に N, N—ジメチルホルムアミドジメチルァセタールなどの N , N—ジアルキルホルムアミドジアルキルァセタールを反応させる方法があげられる。 好ましくは、オルトギ酸アルキルと反応させる方法であり、もっとも好ましくは、オルトギ 酸メチルを用いる方法である。オルトギ酸アルキルの量は、前記(27)で表される化合 物 1重量部に対し、 0. 05重量部以上 1000重量部未満が好ましい。より好ましくは、 0. 1重量部以上 500重量部未満、もっとも好ましくは、 1重量部以上 200重量部未満 である。 酸触媒の例としては、鉱酸として、塩化水素、硫酸、リン酸;有機酸としては、 P—ト ルエンスルホン酸;金属系触媒としては四塩ィ匕チタンなどがあげられる力 S、収率と価 格の観点より、 p—トルエンスルホン酸が好ましい。酸触媒の量は、前記式(27)で表 される化合物に対し 0. 01乃至 20倍モルが好ましぐもっとも好ましくは、 0. 1乃至 10 倍モルである。
[0231] 反応温度は、例えば 20°C乃至 150°Cが好ましぐもっとも好ましくは、 50乃至 120 °Cである。
[0232] [第九工程]
最後に、前記式(28)で表される化合物をカルボン酸無水物の存在下に分解するこ とにより前記式(29)の置換シクロペンタノンを製造する。
[0233] 前記式 (29)において、 R46は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R46の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ— cis— 2—ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー2—ペンチ-ル 基などが挙げられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくは ェチル基である。 R46は R44と同じでもよい。
[0234] 前記式 (29)において、 R47は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしく は環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R47の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ一 cis— 2—ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー 2—ペンチ-ル基 などが挙げられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェ チル基である。 R47は R45と同じでもよぐ R46と R47は同じでもよい。
[0235] カルボン酸無水物の種類としては、低級カルボン酸無水物が好ましぐもっとも好ま しくは無水酢酸である。カルボン酸無水物の使用量に制限はないが、前記式(28)で 表される化合物 1重量部に対し、 0. 1重量部以上 1000重量部未満が好ましぐもつ とも好ましくは 1重量部以上 500重量部未満である。
[0236] 分解温度条件は公知の方法に準じればよいが、 50乃至 200°Cが好ましぐもっとも 好ましくは、 80乃至 180°Cである。
[0237] 上記の反応終了後は、公知の方法で精製し、 目的の式(29)の置換シクロペンタノ ンを得ることができる。
[0238] <第 9発明 >
本発明の第 9は、下記 3工程からなる前記式 (33)で表される化合物の製造方法で ある。この要件を満足することにより、前記式(33)で表される化合物を、汎用の装置 を用い、且つ効率的に製造することが可能となる。前記式 (33)で表される化合物は 、上記の式 (2)で表される置換シクロペンタノンを製造する際の前駆体としても有用 である。
[1]第一工程: 1, 3—シクロペンタンジオンと、下記式(30)で表される化合物を塩基 存在下に反応させ、下記式 (31)で表される化合物を製造する工程。
[2]第二工程:前記式(31)で表される化合物をエーテルィ匕し、下記式(32)で表され るェノンを製造する工程。
[3]第三工程:前記式(32)で表されるェノンにマロン酸エステルを付加させるととも に脱炭酸させ、下記式 (33)で表される化合物を製造する工程。
[0239] 以下各工程について説明する。
[0240] [第一工程]
まず、 1, 3—シクロペンタンジオンと前記式(30)で表される化合物を塩基存在下に 反応させる。
[0241] 前記式 (30)において、 R48は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R48の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ— cis— 2—ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー2—ペンチ-ル 基などが挙げられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくは ェチル基である。前記式(30)において、 Xは脱離基を表す。脱離基の種類に制限は なぐ例えば、ハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨウ素があげられ、スルホネート基 としては、 p—トルエンスルホネート基やメタンスルホネート基があげられる。前記式(3 0)において、点線は、結合があってもなくてもよいことを表す。すなわち、三重結合も しくは二重結合であることを表す。
[0242] 前記式 (31)において、 R49は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R49の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ— cis— 2—ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー2—ペンチ-ル 基などが挙げられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくは ェチル基である。 R49は R48と同じでもよい。前記式(31)において、点線は、結合があ つてもなくてもよいことを表す。すなわち、三重結合もしくは二重結合であることを表す
[0243] 塩基は、汎用のものを用いればよい。例えば、金属水酸化物としては、水酸化リチ ゥム、水酸化ナトリウム、水酸ィ匕カリウム、水酸ィ匕カルシウム;炭酸塩としては、炭酸ナ トリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム;金属アルコキシドとし ては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、 カリウム tーブトキシド;金属アミドとしては、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムへキ サメチルジシラザンなどがあげられる。好ましくは金属水酸化物もしくは炭酸塩であり 、もっとも好ましくは水酸ィ匕カリウム又は炭酸カリウムである。
[0244] 塩基の使用量は、 1, 3—シクロペンタンジオンに対し、 1乃至 20倍モルが好ましぐ もっとも好ましくは、 1乃至 5倍モルである。 [0245] 前記式(30)で表される化合物の量は、 1, 3—シクロペンタンジオンに対し、 1乃至 20倍モルが好ましぐもっとも好ましくは、 1乃至 5倍モルである。
[0246] 溶媒としては、アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、 イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、 tーブタノール;エーテル系溶媒として は、ジェチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジォキサン;炭化水素系溶媒としては、ベ ンゼン、トルエン、キシレン;無機系溶媒としては水、超臨界 COなどが例示でき、こ
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れらを単独で、もしくは混合して用いることができる。好ましくは、アルコール系溶媒も しくは無機系溶媒であり、もっとも好ましくは、水である。溶媒の使用量に制限はない 力 1, 3—シクロペンタンジオン 1重量部に対し、 0. 1重量部以上 1000重量部未満 が好ましぐもっとも好ましくは 1重量部以上 500重量部未満である。反応温度は、好 ましくは 25°C乃至 150°Cであり、もっとも好ましくは 40乃至 120°Cである。
[0247] [第二工程]
次に、前記式(31)で表される化合物をエーテルィ匕して、前記式(32)のエノンを製 造する。
[0248] 前記式 (32)において、 R5は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R5の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基、 5—ヒドロキシ— cis— 2—ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2—ペンチ-ル基、 5—ヒドロキシー2—ペンチ-ル 基などが挙げられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくは ェチル基である。 R5°は R49と同じでもよい。前記式(32)において、点線は、結合があ つてもなくてもよいことを表す。すなわち、三重結合もしくは二重結合であることを表す
[0249] 前記式(32)において、 R51は、炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしくは環状のアル キル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表す。 R51の具体例としては、アルキル基とし ては、メチル基、ェチル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n—ブチル基、イソブチ ル基、 t ブチル基、 n ペンチル基、 n キシル基、 n プチル基、 n—ォクチ ル基、シクロへキシル基、ベンジル基、ァルケ-ル基としては、ァリル基、メタリル基、 などがあげられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェチ ル基である。 R5Gと R51は同じでもよい。
[0250] 前記式(31)で表される化合物のエーテルィ匕の方法に制限はないが、安全性ゃ簡 便性の点からは、酸触媒存在下に、式 (31)化合物に対応する置換基を有するアル コールを加えて加熱する方法が好まし 、。
[0251] 酸触媒には、鉱酸として塩化水素、硫酸、リン酸;有機酸として、 p トルエンスルホ ン酸;金属系触媒としては四塩ィ匕チタンなどがあげられるが、収率と価格の観点より、 塩ィ匕水素もしくは硫酸が好ましい。酸触媒の量は、式(13)化合物に対し 0. 01乃至 10倍モルが好ましい。
[0252] 対応する置換基を有するアルコール (R51— OH)の量は、式(31)化合物に対し、 1 乃至 100倍モルが好まし!/、。
[0253] 反応温度は、工業的実施の容易性の観点より、 50°C乃至 120°Cの範囲が好ましく 、より好ましくは 50乃至 100°C、更に好ましくは、 60°C乃至 90°Cである。
[0254] [第三工程]
さらに、前記式(32)のェノンにマロン酸エステルを付加させるとともに脱炭酸反応 を行うことにより前記式 (33)で表される化合物を製造する。
[0255] 前記式(33)において、 R52は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R52の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ— cis— 2 ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー2 ペンチ-ル 基などが挙げられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくは ェチル基である。 R52は R5°と同じでもよい。前記式(33)において、点線は、結合があ つてもなくてもよいことを表す。すなわち、三重結合もしくは二重結合であることを表す [0256] 前記式(33)において、 RMは、炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしくは環状のアル キル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表す。 R53の具体例としては、アルキル基とし ては、メチル基、ェチル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、イソプチ ル基、 t ブチル基、 n ペンチル基、 n キシル基、 n プチル基、 n—ォクチ ル基、シクロへキシル基、ベンジル基、ァルケ-ル基としては、ァリル基、メタリル基、 などがあげられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェチ ル基である。 R52と R53は同じでもよい。
[0257] この反応は、前記式(32)のェノンに対するマロン酸エステルの共役付加反応を発 端とし、それに引き続きアルコキシ基の脱離反応と脱炭酸反応が起こる反応である。 この反応操作は公知の方法に準じればよい。例えば、アルカリ金属のアルコキシドを マロン酸エステルに予め作用させてマロン酸エステルの活性水素を引き抜 、てァ- オンを生成させ、そこに前記式 (32)の化合物を加えて加熱する方法が簡便である。
[0258] マロン酸エステルの使用量は、当該ェノンに対し、 1乃至 10倍モルが好ましぐもつ とも好ましくは、 1乃至 5倍モルである。アルカリ金属アルコキシドの使用量に制限は ないが、マロン酸エステルに対し、 1乃至 5倍モルが好ましぐもっとも好ましくは、 1乃 至 2倍モルである。アルカリ金属のアルコキシドの例としては、ナトリウムメトキシド、ナ トリウムエトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウム t—ブトキシド等が挙 げられ、好ましくはナトリウムメトキシドである。
[0259] 反応温度は、工業的に実施する際容易であることから、 50°C乃至 100°Cの範囲が 好ましい。より好ましくは、 60°C乃至 90°Cである。
[0260] 上記の反応終了後は、公知の方法で精製し、 目的の式(33)化合物を得ることがで きる。
[0261] <第 10発明 >
本発明の第 10は、前記式 (34)で表される化合物を脱炭酸することを特徴とする、 前記式(35)で表されるメチルシクロペンテノン類の製造方法である。
[0262] 前記式(34)で表される化合物は、ジャスモン酸エステル類の原料として広く知られ ている物質であり、 5員環内の二重結合に水素添加を施すのみでジャスモン酸エス テル類を簡便に得ることができる有用な物質である。すなわち、当該化合物を出発物 質とすることで、本発明によりジャスミン系香料等として有用なメチルシクロペンテノン 類が得られるのみならず、やはりジャスミン系香料等として極めて有用で需要の大き いジャスモン酸エステル類を派生的に製造することができる。香料業界においては、 多品種の香料を機動的に製造できることが不可欠であり、このように同一の出発物質 力 複数の有用香料が派生的に製造できることは、原材料や設備の調達等に関して 大きなメリットである。また前記式(35)のメチルシクロペンテノン類は、それ自身有用 なジャスミン系香料の骨格であるだけでなく、同じくジャスミン系香料等として有用な 上記式(2)化合物を得るための前駆体としても有用である。前記式(35)の化合物は 、その他プロスタグランジンやステロイドの合成のための前駆体として用いることもでき る。
[0263] 前記式(34)において、 R54は、水素原子又は炭素数 1 8の鎖状もしくは分岐状の アルキル基、ァルケ-ル基、アルキニル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒素、 酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R54の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、アル ケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげられ る。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ一 cis— 2 ペンテ- ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー 2 ペンチ-ル基 などが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮した場合には、ペンチル基の他 cis— 2 ペンテ-ル基、 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシ— cis— 2 ペンテ-ル 基、 5 ヒドロキシ 2 ペンチ-ル基などが好適である。
[0264] 前記式 (34)において、 R55は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしく は環状のアルキル基、ァルケ-ル基、アルキ-ル基を表す。 R55の具体例としては、 アルキル基としては、メチル基、ェチル基、 n プロピル基、イソプロピル基、 n—ブチ ル基、イソブチル基、 t ブチル基、 n ペンチル基、 n キシル基、 n プチル 基、 n—ォクチル基、シクロへキシル基、ベンジル基、ァルケ-ル基としては、ァリル 基、メタリル基、などがあげられる力 アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチ ル基もしくはェチル基である。 R54と R55は同じでもよい。 [0265] 前記式(35)において、 R56は、水素原子又は炭素数 1〜8の鎖状もしくは分岐状の アルキル基、ァルケ-ル基、アルキニル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒素、 酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R56の具体例としては、 アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ヘプ チル基、ォクチル基、ノニル基、アルケニル基としてはペンテニル基、アルキニル基と してはペンチ-ル基などがあげられる。ペンテ-ル基としては cis— 2—ペンテ-ル基 、 5 ヒドロキシ cis— 2 ペンテ-ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基 、 5 ヒドロキシ 2 ペンチ-ル基などが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を 考慮した場合には、ペンチル基の他、 cis— 2 ペンテ-ル基、 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシ cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ 2 ペンチ-ル基などが好適 である。 R56は R54と同じでもよ ヽ。
[0266] 前記の脱炭酸には、公知の方法を用いればよい。例えば、 R55が水素原子の場合 には、メタノール、エタノールゃテトラヒドロフランなど汎用の溶媒を用い、酸または塩 基の存在下に加熱することで達成できる。また、 R55がアルキル基の場合には、ジメチ ルスルホキシドを溶媒とし、塩ィ匕ナトリウムの存在下に加熱することで達成できる。
[0267] 酸または塩基の量は、前記式(34)で表される化合物に対し 0. 01乃至 20倍モル が好ましぐもっとも好ましくは、 0. 1乃至 10倍モルである。
[0268] 溶媒の量は、前記式(34)で表される化合物 1重量部に対し、 0. 1重量部以上 100 0重量部未満が好ましぐもっとも好ましくは 1重量部以上 500重量部未満である。ま た、加熱温度は、通常 40°C乃至 200°Cである。より好ましくは、 50°C乃至 180°Cであ る。
[0269] 上記の反応終了後は、公知の方法で精製し、 目的の式(35)の置換シクロペンタノ ンを得ることができる。
[0270] <第 11発明 >
本発明の第 11は、下記二工程力もなる前記式 (39)で表される γ—ラタトン類の製 造方法である。この要件を満足することにより、 目的とする γ ラタトン類を安全かつ 簡便に製造することができる。
[1]第一工程:前記式(36)で表されるフルフリルアルコールを、前記式(37)で表さ れるアルコールの存在下、塩ィ匕水素により開裂し、前記式(38)の γ—ケトエステル を製造する工程。
[2]第二工程:前記式(38)の γ—ケトエステルを還元し、下記式(39)で表される γ —ラ外ン類を製造する方法。
[0271] 以下各工程について説明する。
[0272] [第一工程]
まず、前記式(36)で表されるフルフリルアルコールを、前記式(37)で表されるアル コールの存在下、塩ィ匕水素により開裂して、前記式(38)の γ—ケトエステルを製造 する。具体的には、前記式(36)で表されるフルフリルアルコールと式(37)のアルコ ール、および塩化水素を含む反応液を加熱することにより製造する。
[0273] 前記式(36)において、 R57は、水素原子又は炭素数 1 12の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R57の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ァ ルケニル基としてはペンテ-ル基、アルキニル基としてはペンチ-ル基などがあげら れる。ペンテ-ル基としては cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ— cis— 2 ペンテ -ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシー2 ペンチ-ル 基などが挙げられる。ジャスミン系香料への応用を考慮した場合には、ペンチル基の 他、 cis— 2 ペンテ-ル基、 2 ペンチ-ル基、 5 ヒドロキシ— cis— 2 ペンテ- ル基、 5 ヒドロキシ 2 ペンチ-ル基などが好適である。
[0274] 前記式 (37)において、 R58は、炭素数 1以上の炭化水素基を表す。 R58の具体例と しては、アルキル基としては、メチル基、ェチル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、イソブチル基、 t ブチル基、 n ペンチル基、 n キシル基、 n— ヘプチル基、 n—ォクチル基、シクロへキシル基、ベンジル基、ァルケ-ル基としては 、ァリル基、メタリル基、などがあげられるが、反応後処理における留去の容易性、安 全性や価格等を考慮すると、アルキル基が好ましぐ中でも n プロピル基、イソプロ ピル基、 n—ブチル基、イソブチル基、 t—ブチル基が好ましぐもっとも好ましくは、 n ブチル基、イソブチル基である。 [0275] 前記式 (38)において、 R59は、水素原子又は炭素数 1 12の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R59の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、 ヘプチル基、ォクチル基、ノニル基、ァルケ-ル基としてはペンテ-ル基、アルキ- ル基としてはペンチ-ル基などがあげられる。ペンテニル基としては cis— 2—ペンテ -ル基、 5 ヒドロキシ cis— 2 ペンテ-ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ -ル基、 5 ヒドロキシー 2 ペンチ-ル基などが挙げられる。ジャスミン系香料への 応用を考慮した場合には、ペンチル基の他、 cis— 2—ペンテ-ル基、 2—ペンチ- ル基、 5 ヒドロキシ cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ 2 ペンチ-ル基な どが好適である。 R59は R57と同じでもよい。
[0276] 前記式(38)において、 R6は、炭素数 1乃至 8の鎖状、分岐状もしくは環状のアル キル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表す。 R6Gの具体例としては、アルキル基とし ては、メチル基、ェチル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、イソプチ ル基、 t ブチル基、 n ペンチル基、 n キシル基、 n プチル基、 n—ォクチ ル基、シクロへキシル基、ベンジル基、ァルケ-ル基としては、ァリル基、メタリル基、 などがあげられるが、アルキル基が好ましぐもっとも好ましくは、メチル基もしくはェチ ル基である。 R6°は R58と同じでもよぐ R59と R6°は同じでもよい。
前記式(36)の化合物は、公知の方法で合成することができる。
[0277] 前記式(37)で表されるアルコールは、前記式(36)で表されるフルフリルアルコー ルに対して等モル以上 100倍モル以下用いることが好ましい。さらに好ましくは、 1. 5 倍モル以上 80倍モル以下である。
[0278] 前記の製造方法に用いる反応液には、式(37)のアルコール以外に、メタノール、 エタノール、エーテル、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレンといったその他の成分が 存在していても構わないが、その割合は反応液の 0. 01wt% 50wt%程度がよい
[0279] 塩化水素を反応液中へ供給する方法には、塩化水素ガスを吹き込む方法、塩酸( 塩化水素の水溶液)を添加する方法、塩化ァセチルなどの塩化ァシル化合物を添加 し、前記式 (37)のアルコール等と反応させ、反応系中で塩化水素を発生させる方法 等があげられる。中でも塩ィ匕水素ガスを吹き込む方法をとつた場合により好ま 、結 果が得られる場合が多い。
[0280] 塩化水素は、前記式(36)のフルフリルアルコール 1. 0モルに対し、 0. 01モル乃 至 5モル用いるのが好ましい。更に好ましくは、 0. 01モル乃至 2モルである。
[0281] 前記の加熱温度は、実用的な反応速度が得られることを考慮すると、 30乃至 150
°Cである。更に好ましくは、 40乃至 120°Cであり、もっとも好ましくは、 50乃至 100°C である。
[0282] さらに、前記式(36)のフルフリルアルコールを前記式(37)のアルコールと塩化水 素の混合物にカ卩える際、滴下することにより加えると、高い収率で γ—ケトエステルを 得られることが多い。その場合、前記式(36)の化合物を予め前記式(37)のアルコー ルやその他の溶媒等で希釈したものを滴下してもよい。希釈する濃度は、例えば 0. 01molZl〜10molZlである。滴下時間に制限はないが、好ましくは、 10分乃至 5時 間であり、もっとも好ましくは 30分乃至 3時間である。
[0283] 上記の反応終了後は、公知の方法で精製し、 目的の式(38)の γ—ケトエステルを 得ることができる。
[0284] [第二工程]
次に、前記式(38)で表される γ—ケトエステルを還元して前記式(39)の γ ラクト ンを製造する。具体的には、 Ίーケトエステルのケトンを水酸基に還元することにより 達成できる。
[0285] 前記式(39)において、 R61は、水素原子又は炭素数 1〜12の鎖状もしくは分岐状 のアルキル基、アルケニル基、アルキ-ル基を表し、それらの基は、塩素、臭素、窒 素、酸素、硫黄、鉄、コバルトなどのへテロ原子を含んでも良い。 R61の具体例として は、アルキル基としてはメチル基、ェチル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、 ヘプチル基、ォクチル基、ノニル基、ァルケ-ル基としてはペンテ-ル基、アルキ- ル基としてはペンチ-ル基などがあげられる。ペンテニル基としては cis— 2—ペンテ -ル基、 5 ヒドロキシ cis— 2 ペンテ-ル基が、ペンチ-ル基としては 2 ペンチ -ル基、 5 ヒドロキシー 2 ペンチ-ル基などが挙げられる。ジャスミン系香料への 応用を考慮した場合には、ペンチル基の他、 cis— 2—ペンテ-ル基、 2—ペンチ- ル基、 5 ヒドロキシ cis— 2 ペンテ-ル基、 5 ヒドロキシ 2 ペンチ-ル基な どが好適である。 R61は R59と同じでもよい。
[0286] 前記式(38)で表される yーケトエステルのケトンを還元する方法は、公知の方法に 準じればよい。例えば、水素化ホウ素ナトリウムなどの水素化物を用いる方法や遷移 金属触媒を用いた水素添加などがあげられる。中でも、操作の簡便性において、前 者が好ましい。水素化ホウ素ナトリウムの量は、当該ケトエステルに対し、 0. 25乃至 1 0倍モルが好ましぐもっとも好ましくは 0. 5乃至 5倍モルである。
[0287] γーケトエステルのケトンを還元すると 4ーヒドロキシエステルが生成する力 多くの 場合それと同時に 5員環形成が起こり、 y—ラタトンが生成する。 5員環形成が不完 全な場合には、酸触媒等を用いた公知の環化処理を施せばょ ヽ。
[0288] 例えば、当該ヒドロキシエステルに対し 0. 01乃至 10倍モルの酸触媒をカ卩え、 50乃 至 100°Cに加熱すればよい。酸触媒の例としては、鉱酸としては、塩化水素、硫酸、 リン酸;有機酸としては、 p トルエンスルホン酸;金属系としては四塩ィ匕チタンなどが あげられる力 収率と価格の観点より、 p トルエンスルホン酸が好ましい。
[0289] ところで、光学活性 γ—ラタトンは、香り強度や香気特性において大きなメリットを有 することが知られている。当該工程において不斉水素化が達成できれば、製品に大 きな付加価値が付与できる。不斉水素化のためには、不斉配位子を有する遷移金属 触媒や、パン酵母や酵素などの生体触媒を用いることが有効である。このように、光 学活性体を製造し得ることも本発明の大きな特徴のひとつである。
[0290] 上記の反応終了後は、公知の方法で精製し、 目的の式(39)の γ ラタトンを得る ことができる。
実施例
[0291] 本発明を実施例に基いて説明する。
なお、実施例における条件は下記のとおりである。
'反応容器:特に記載のない場合、マグネチックスターラーを装備したものを使用 •触媒のろ別:ポリテトラポリテトラフルォロエチレン製の膜を用い加圧濾過でろ別 •ガスクロマトグラフ カラム: J&Wサイエンティフィック社製 DB— 1 (0. 25mm X 30m、液相膜厚 0. 25 μ m)
カラム温度: 100°C X 2分→250°C (10°CZ分)
注入部温度: 250°C
検出部温度: 300°C
'液体クロマトグラフ
カラム:ジーェノレサイエンス(株)製 Inertsil C4
展開溶媒: 10mM—KH PO、 lmM—EDTA' 2Na/CH CN = 60/40
2 4 3
流速: 1. Oml/ mm
[実施例 1〜7、比較例 1〜6]
メチル(2—ペンチル— 3—ケト— 1—シクロペンテ-ル - )アセテート(前記式( 1)に おいて R1が n—ペンチル基に、 R2がメチル基に相当する化合物) lg (4. 5mmol)と 表 1に記載の各触媒 0. 2gを各々反応器 (容積 50ml)に入れた。これに表 1に記載の 溶媒 10mlを各々加えた後、表 1に記載の温度に保持した。これを攪拌しつつ、減圧 と水素導入を繰り返し、反応器内の空気を常圧の水素で置換した。その状態で 4時 間攪拌しつづけた。その後、濾過により反応液力も触媒を除いた後、水 30mlとトルェ ン 30mlを加えて攪拌することにより、生成物をトルエン相に抽出させた。このトルエン 相からトルエンを留去して、ジヒドロジヤスモン酸メチル(前記式(2)において R3が n— ペンチル基に、 R4カ チル基に相当する化合物)を得た。得られたジヒドロジヤスモン 酸メチルの収率と異性体比(シス体 Zトランス体)をガスクロマトグラフ分析により求め た。結果を表 1に示す。
[表 1] 異性体比
触媒 溶媒 温度 ( ) 収率 (W (シス体/トランス体) 実施例 1 Pd—ffi素 (Pd含有量 10¾) ΐ¾ 25 94 75/25 実施例 2 Pd—炭素 (Pd含有量 10S》 酢酸 25 95 78/22 実施钢 3 Pd—炭素 (Pd含有量 10%) プ Qピオン酸 25 94 78/22 実施例 4 Pd—崁素 (Pd含有量 10%) L—乳酸郷水溶液) 25 96 88/12 実施例 5 Pd—炭素 (Pd含有量 10%) L-¾酸 (9喊溶液》 0 95 92/8 実施例 6 Pd 炭素 (Pd含有量 10%) 酢酸ェチル 25 88 58/42 実施例 7 Rh—炭素(Rh含有量 5%) 鲊酸 25 89 70/30 比較例 1 Pd-ffi素 (Pd含有量 10%) ― 2S 48 44/56 比較例 2 Pd—炭素 (Pd含有量〗0%) eOH 25 54 37/63 比較例 3 Rh—炭素(Rh含有量 5S) MeQH01 25 63 26/74 比較例 4 Pd—炭素 (Pd含有量 10%) EtOH 25 28 39/61 比較例 5 Pd—炭素 (Pd含有量 10%) ァセ卜ン 25 15 46/54 比較例 6 Pd 炭素 (Pd含有量; OS) ァセトニトリル 25 13 39/61 注 1 ) 10ml中にリン酸第一ナトリウムとリン酸第二カリウムをそれぞれ 35mgずつ含む,
[実施例 8]
3枚翼の攪拌機を装備した反応器内 (容積 5L)の空気を常圧の窒素ガスで置換し、 ナトリウムメトキシド 22. 7g (0. 42mol)とジメチルスルホキシド 3Lを入れた。当該溶 液を約 90°Cに加熱し、攪拌しながら反応器内を約 25mmHgに減圧した。この状態 でジメチルスルホキシドを 12mLZminの速度で反応器内力 留出させつつ、予めジ メチルスルホキシド 1. 5Lに溶解させたメチル 4ーォキソデカノエート(前記式(3)で R 5が n—ペンチル基に、 R6力メチル基に相当する化合物) 42. 0g (0. 21mol)を、 2時 間かけて滴下した。
滴下終了後、反応器内の圧力を約 15mmHgに上げ、続いてジメチルスルホキシド を留去したのち、約 40°Cに冷却した。これに水 1L、濃塩酸 46gとイソブチルアルコー ル 0. 8Lを加え、攪拌したのち静置し、得られた有機相を分取した。この有機相を液 体クロマトグラフにより分析した結果、 2—n—ペンチルー 1、 3 シクロペンタンジオン (前記式 (4)で R7力 ペンチル基に相当する化合物)が生成しており、その収率は 92%であった。
[実施例 9]
反応器 (容積 5L)内の空気を常圧の窒素ガスで置換し、ナトリウムメトキシド 3. 8g ( 0. 07mol)とジメチルスルホキシド 0. 5Lを入れた。当該溶液を 100°Cに加熱し、攪 拌しながら、予めジメチルスルホキシド 0. 5Lに溶解させたメチル 4ーォキソデカノエ ート(前記式(3)で R5力 ¾—ペンチル基に、 R6カ^チル基に相当する化合物) 7. 0g ( 0. 035mol)を、 8mlZminの速度で滴下した。滴下終了後、さらに 20分間、同温度 で加熱しながら攪拌した。これを 25°Cに冷却し、水 lOOgと濃塩酸 8. Ogを加え攪拌 した。反応液を液体クロマトグラフで分析した結果、 2— n—ペンチルー 1、 3 シクロ ペンタンジオン (前記式 (4)で R7力 ペンチル基に相当する化合物)が生成してお り、その収率は 86%であった。
[比較例 7]
反応器 (容積 2L)内の空気を常圧の窒素ガスで置換し、ナトリウムメトキシド 3. 8g ( 0. 07mol)とキシレン 0. 5Lを入れた。当該溶液を 140°Cに加熱し、キシレンを 8mL /minの速度で反応器内力ゝら留出させつつ、予めキシレン 0. 5Lに溶解させたメチ ル 4—ォキソデカノエート(前記式(3)で R5が n—ペンチル基に、 R6カ^チル基に相 当する化合物) 7. 0g (0. 035mol)を、 8mlZminの速度で滴下した。滴下終了後、 キシレンをさらに留出させつつ、さらに 10分間、加熱 '攪拌した。これを 25°Cに冷却 し、水 100gを加えて攪拌したのち静置し、水相を分取した。分取した水相に濃塩酸 8 . 0gとイソブチルアルコール 100mlを加え、攪拌したのち静置し、有機相を分取した 。この有機相を液体クロマトグラフにより分析した結果、 2— n—ペンチルー 1、 3 シ クロペンタンジオン (前記式 (4)で R7が n ペンチル基に相当する化合物)が得られ ており、その収率は 29%であった。
[実施例 10]
反応器 (容積 2L)内の空気を常圧の窒素ガスで置換し、ナトリウムメトキシド 3. 8g ( 0. 07mol)とジメチルスルホキシド 0. 8Lを入れた。当該溶液を約 107°Cに加熱し攪 拌しながら反応器内を約 50mmHgに減圧した。この状態で、ジメチルスルホキシドを 14mLZminの速度で反応器内力 留出させつつ、予めジメチルスルホキシド 0. 5L に溶解させたレブリン酸メチル (前記式(3)で R5が水素原子に、 R6カ チル基に相当 する化合物) 4. 6g (0. 035mol)を、 8mlZminの速度で滴下した。
滴下終了後、ジメチルスルホキシドを留去しつつ、さらに 10分間加熱 ·攪拌したの ち、 25°Cに冷却した。これに水 200gと濃塩酸 8. 0gを加え攪拌した。得られた反応 液を液体クロマトグラフにより分析した結果、 1、 3 シクロペンタンジオン (前記式 (4) で R7が水素原子に相当する化合物)が生成しており、その収率は 65%であった。 [比較例 8]
反応器 (容積 2L)内の空気を常圧の窒素ガスで置換し、ナトリウムメトキシド 3. 8g ( 0. 07mol)とトルエン 0. 8Lを入れた。当該溶液を 110°Cに加熱し、攪拌しながらトル ェンを 13mLZminの速度で反応器から留出させつつ、予めトルエン 0. 5Lに溶解さ せたレブリン酸メチル (前記式(3)で R5が水素原子に、 R6カ チル基に相当する化合 物) 4. 6g (0. O35mol)を、 7mlZminの速度で滴下した。滴下終了後、トルエンを 留出しつつ、さらに 10分間、加熱'攪拌した。トルエンを減圧留去したのち、これを 25 °Cに冷却し、水 200gと濃塩酸 8. Ogを加え攪拌した。反応液を液体クロマトグラフに より分析した結果、 1、 3—シクロペンタンジオン (前記式 (4)で R7が水素原子に相当 する化合物)が生成しており、その収率は 7%であった。
[実施例 11]
反応器 (容積 2L)内の空気を常圧の窒素ガスで置換し、塩化水素 0. 7wt%含有ィ ソブタノール (予め塩ィ匕水素ガスを吹き込んで調製したもの) 1. 1Lを入れた。当該塩 化水素溶液を 80°Cに加熱し攪拌した後、 n—ペンチルーフリルカルビノール (前記式 (5)で R8が n—ペンチル基に相当する化合物) 264g (l. 57mol)を 3時間かけて滴 下した。滴下終了後、同温度でさらに 10分間攪拌した。イソブタノールを減圧留去し 、 25°Cに冷却した。反応器内の液をガスクロマトグラフで分析した結果、イソブチル 4 —デカノエート(前記式(7)で、 R1C>が n—ペンチル基に、 R11がイソブチル基に相当 する化合物)が生成しており、その収率は 85%であった。
[実施例 12]
イソブタノールの代わりに n -ペンタノールを用 、た以外は実施例 11と同様の条件 で反応させたところ、 n—ペンチル 4—デカノエート (前記式(7)で、 R1G、 R11がともに n—ペンチル基に相当する化合物)を 82%の収率で得た。
[比較例 9]
イソブタノールの代わりにメタノールを用い、反応温度を 64°Cにした以外は実施例 1と同様の条件で反応させた。その結果、メチル 4ーデカノエート (前記式 (7)で、 R10 力 ¾—ペンチル基に、 R11がメチル基に相当する化合物)が生成しており、その収率 は 26%であった。 [比較例 10]
イソブタノールの代わりにエタノールを用い、反応温度を 78°Cにした以外は実施例 1と同様の条件で反応させた。その結果、ェチル 4ーデカノエート (前記式 (7)で、 R10 力 ¾ ペンチル基に、 R11がェチル基に相当する化合物)が生成しており、その収率 は 31%であった。
[実施例 13]
反応器 (容積 2L)内の空気を常圧の窒素ガスで置換し、塩化水素 0. 7wt%含有ィ ソブタノール (予め塩ィ匕水素ガスを吹き込んで調製したもの) 1. 1Lを入れた。当該塩 化水素溶液を 80°Cに加熱し、攪拌した後 n—ペンチル—フリルカルビノール (前記式 (8)で R12が n—ペンチル基に相当する化合物) 264g (l. 57mol)を 3時間かけて滴 下した。滴下終了後、同温度でさらに 10分間攪拌した。イソブタノールを減圧留去し 、イソブチル 4—ォキソデカノエート(前記式(10)で、 R14が n—ペンチル基に、 R15が イソブチル基に相当する化合物)を得た。ガスクロマトグラフ分析の結果、イソブチル 4ーォキソデカノエートの収率は 86%であった。
[0296] 得られたイソブチル 4—ォキソデカノエートにメタノール 1Lと 25%水酸化ナトリリウム 250gを加え、 25°Cで 1時間攪拌した。メタノールを減圧留去した後、水 2Lとトルエン 1Lを加え、室温で 1時間攪拌した後静置し、水相を分取した。該水相に氷冷下濃塩 酸 175gとトルエン 1. 8Lを加え、 10分間攪拌した後静置し、有機相を分取した。該 有機相のトルエンを減圧留去し、メタノール 1Lと濃硫酸 47. 5mLをカ卩え、 1時間加熱 還流させた。これを 25°Cに冷却後、炭酸水素ナトリウム 155gを徐々に加え、 25°Cで 10分間攪拌した。メタノールを減圧留去した後、水 3Lとトルエン 1. 8Lをカ卩え、室温 で 10分間攪拌した後静置し、有機相を分取した。該有機相のトルエンを留去し、メチ ル 4—ォキソデカノエート (前記式(12)で、 R17が n—ペンチル基に、 R18がメチル基 に相当する化合物)を得た。ガスクロマトグラフ分析の結果、メチル 4ーォキソデカノエ 一トのイソブチル 4ーォキソデカノエートに対する収率は 95 %であつた。
[0297] 反応器内(容積 5L)の空気を常圧の窒素ガスで置換し、ナトリウムメトキシド 22. 7g
(0. 42mol)とジメチルスルホキシド 3Lを入れた。当該溶液を約 90°Cに加熱し、攪拌 しながら反応器内を約 25mmHgに減圧した。この状態でジメチルスルホキシドを 12 mLZminの速度で反応器内力ら留出させつつ、予めジメチルスルホキシド 1. 5Lに 溶解させたメチル 4ーォキソデカノエート 42. Og (0. 21mol)を、 12mlZminの速度 で滴下した。
[0298] 滴下終了後、減圧度を約 15mmHgに上げ、 81°Cでジメチルスルホキシドを留去し たのち、約 40°Cに冷却した。水 1L、濃塩酸 46gとイソブタノール 0. 8Lをカ卩え、攪拌 したのち静置し、有機相を分取した。該有機相のイソブタノールを減圧留去し、 2-n ペンチル 1、 3 シクロペンタンジオン(前記式( 13)で R19が n—ペンチル基に相 当する化合物)を得た。液体クロマトグラフにより分析した結果、 2—n—ペンチルー 1 、 3—シクロペンタンジオンのメチル 4ーォキソデカノエートに対する収率は 93%であ つた o
[0299] 2—n—ペンチルー 1、 3 シクロペンタンジオン 32. 5g (0. 19mol)に塩化水素 1 wt%含有メタノール(予め塩ィ匕水素ガスを吹き込んで調製したもの) 650mlをカロえ、 5時間加熱還流した。 25°Cに冷却後、炭酸水素ナトリウム 15. 4gを徐々に加え、 25 °Cで 30分間攪拌した。メタノールを減圧留去した後、水 200mLとイソブタノール 200 mLを加え、 25°Cで 10分間攪拌した後静置し、有機相を分取した。該有機相のイソ ブタノールを留去し、 2 -ペンチル - 3 メトキシ 2 シクロペンテノン(前記式(14) で R2力 —ペンチル基に、 R21がメチル基に相当する化合物)を得た。ガスクロマトグ ラフ分析の結果、 2 ペンチルー 3—メトキシ一 2 シクロペンテノンの 2—n—ペンチ ルー 1、 3 シクロペンタンジオンに対する収率は 80%であった。
[0300] 予め常圧の窒素置換した反応器 (容積 0. 3L)にナトリウムメトキシドの 28%メタノー ル溶液 13. 5g (70mmol)と無水メタノール 140mlを入れた。マロン酸ジメチル 6. 6g (50mmol)を添カ卩し 25°Cで 30分間攪拌した。 2 ペンチルー 3—メトキシ一 2 シク 口ペンテノン 6. 6g (36mmol)を添カ卩し、窒素雰囲気下に 24時間加熱還流した。こ れを氷冷後、濃塩酸 6. 1mlを徐々に加えて中和し、メタノールを留去した。水 50ml とトルエン 100mlを加えて十分攪拌した後静置し、有機相を分取した。該有機相のト ルェンを減圧下に留去した後、減圧蒸留を行い、メチル (2 ペンチルー 3 ケト— 1 ーシクロペンテ-ルー)アセテート(前記式(15)において R22が n—ペンチル基に、 R 23がメチル基に相当する化合物)を得た。ガスクロマトグラフ分析の結果、メチル(2— ペンチルー 3—ケトー 1ーシクロペンテ二ルー)アセテートの 2—ペンチルー 3—メトキ シ一 2—シクロペンテノンに対する収率は 90%であった。
[比較例 11]
容積 0. 1Lの容器に、無水 A1C1 32g (0. 24mol)の無水-トロメタン(30ml)溶液
3
に対し 25°Cコハク酸 12g (0. lmol)を少量ずつ加えて 25°Cで攪拌した。強腐食性 の HC1ガスが激しく発生し、その除害に苦労した。なお、 A1C13は発煙性 (HC1ガス) であるため、秤量時には周辺環境の腐食対策に苦労した。また溶媒である-トロメタ ンは爆発性なため、防爆設備内で細心の注意を払いつつ取り扱った。
[0301] コハク酸投入後、 HC1ガスの発生が終了するのを待ち、ヘプタノイルク口ライド 60g ( 0. 4mol)を加え、 80°Cで 8時間加熱した。ヘプタノイルク口ライドも発煙性 (HC1ガス )であるため、秤量時には周辺環境の腐食対策に苦労した。冷却後、氷 60gに注ぎ、 — 10°Cで 10時間保つと生成物が固体として析出した。吸引ろ過後、 10%NaCl水と トルエン(20ml X 3回)で洗浄した後乾燥させ、 2—ペンチルー 1, 3—シクロペンタン ジオン (前記式(3)において Rが n—ペンチル基に相当する化合物) 8. 4g (0. 05m ol)を得た。収率は、 A1C13、コハク酸、ヘプタノイルク口ライドに対し、それぞれ 20. 8 %、 50. 0%、 12. 5%であった。同時に、アルミニウム系および塩素系化合物を多量 に含有する廃水が副生した。
[0302] [実施例 14]
容積 1. 0Lの反応器で、 1, 3—シクロペンタンジオン 10. 0g (0. 10mol)、 1—ペン テン— 3—オール 17. 6g (0. 20mol)及び p—トルエンスルホン酸 1. 0gをトルエン 5 00mlと混合し、 4時間加熱還流した。その間、副生する水を共沸的に系外に除去し た。続いて炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液と混合した後静置し、得られた有機相を 分取した。該有機相のトルエンを減圧留去し、前記式 (21)で R32がェチル基に相当 する化合物を得た (収率 80%)。
[0303] 当該化合物 10. 0gをキシレン 500mlに溶解し、 4時間加熱還流した。キシレンを減 圧留去し、前記式 (22)で R33がェチル基に相当する化合物を得た (収率 85%)。 当該化合物 5. 0gを、塩ィ匕水素を 1%含有する無水メタノール 100mlに溶解し、 4 時間加熱還流した。炭酸水素ナトリウムを加えて塩ィ匕水素を中和した後、メタノール を減圧留去した。その後、水 50mlとイソブタノール 250mlを加えて攪拌した後静置し 、有機相を分取した。当該有機相のイソブタノールを減圧留去し、前記式 (23)で R34 がェチル基、 R35がメチル基に相当する化合物を得た (収率 86%)。
[0304] 当該化合物 1. Ogを無水メタノール 5mlに溶解した(式(23)の無水メタノール溶液) 。次にマロン酸ジメチル 1. 29g、ナトリウムメトキシド 0. 59g及び無水メタノール 5mlを 25°Cで 15分間混合した。この溶液に式(23)の無水メタノール溶液に加え、 22時間 加熱還流した。 1N塩酸とジェチルエーテルをカ卩ぇ混合した後分相し、有機相を分取 した。当該有機相の溶媒を減圧留去し、前記式 (24)で R36がェチル基、 R37がメチル 基に相当する化合物を得た (収率 91 %)。
[0305] 当該化合物 1. Ogをジクロロメタン 100mlに溶解し、氷冷下に m—クロ口過安息香 酸 1. 08gを加えた後、 25°Cで 4時間攪拌した。 1Nチォ硫酸ナトリウム 8mlと炭酸水 素ナトリウム飽和水溶液 2mlと混合した後静置し、得られた有機相を分取した。当該 有機相の溶媒を減圧留去し、前記式 (25)で R38がェチル基、 R39がメチル基に相当 する化合物を得た (収率 88%)。
[0306] 当該化合物 0. 7gをテトラヒドロフラン 40ml、水 10mlの混合溶媒に溶解し、 70%過 塩素酸水溶液 1. lgを加え、 25°Cで 1時間攪拌した。炭酸水素ナトリウムで中和した 後、テトラヒドロフランを減圧留去した。酢酸ェチルを加えて攪拌した後静置し、得ら れた有機相を分取した。当該有機相の酢酸ェチルを減圧留去し、前記式 (26)で R4 がェチル、 R41がメチルに相当する化合物を得た (収率 82%)。
[0307] 当該化合物 0. 5gとパラジウム一活性炭素 (パラジウム含有量 10%) 0. lgを反応 器に入れた。酢酸ェチル 5mlを加えた後、攪拌しつつ、減圧と水素導入を繰り返し、 反応器内を常圧の水素で置換した。その状態で 6時間攪拌した。触媒を濾過により 反応液から除いた後、酢酸ェチルを減圧留去し、前記式 (27)で R42がェチル R43がメ チルに相当する化合物を得た (収率 90%)。
[0308] 当該化合物 0. 3gにオルトギ酸メチル 10mlと触媒量の p—トルエンスルホン酸をカロ え、 1時間加熱還流した。炭酸水素ナトリウムで中和したのち、オルトギ酸メチルを減 圧留去した。続いて水とジェチルエーテルをカ卩えて攪拌したのち静置し、得られた有 機相を分取した。当該有機相の溶媒を減圧留去し、前記式 (28)で R44がェチル R45 カ チルに相当する化合物を得た (収率 95%)。
当該化合物 0. 2gを無水酢酸 5mlに溶解し、予め加熱還流しておいた無水酢酸 5 mlに 1時間かけて滴下した。これを 20分間加熱還流した後、無水酢酸を減圧留去し 、炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液とジェチルエーテルを加えて攪拌した後静置し、 得られた有機相を分取した。当該有機相の溶媒を留去し、前記式 (29)で R46がェチ ル R47がメチルに相当する 2, 3—ジ置換シクロペンタノンを得た (収率 88%)。当該化 合物の 2, 3—位の置換基の立体配置の比率は、シス体:トランス体 = 55 :45であつ た。
[実施例 15]
容積 0. 1Lの反応器で、 1, 3—シクロペンタンジオン 4. Og、炭酸カリウム 6. 0g、 1 —ブロモー 2—ペンチン 6. 6gを水 40mlにカロえ、 60°Cで 6時間加熱した。 5N水酸化 ナトリウム 2gとトルエン 30mlを加えて 25°Cで攪拌した後分相し、水相を分取した。当 該水相に塩酸をカ卩えて pH= lとした。当該水相を 50°Cのトルエンで 2回抽出し、トル ェンを減圧留去し、前記式(31)で R49がェチル基に相当し、点線部に結合があるィ匕 合物を得た (収率 40%)。当該化合物 2. Ogを、塩ィ匕水素を 1%含有する無水メタノ ール 20mlに溶解し、 5時間加熱還流した。炭酸水素ナトリウムで塩ィ匕水素を中和し た後、メタノールを減圧留去し、水 20mlとトルエン 20mlを加えて攪拌した後分相し、 有機相を分取した。当該有機相のトルエンを減圧留去し、前記式 (32)で R5がェチ ル基、 R51がメチル基に相当する化合物を得た (収率 83%)。当該化合物 1. Ogを無 水メタノール 5mlに溶解したものを、マロン酸ジメチル 1. 33g、ナトリウムメトキシド 0. 61g及び無水メタノール 5mlを予め 25°Cで 15分間混合した溶液にカ卩え、 20時間加 熱還流した。 1N塩酸とジェチルエーテルを加え混合した後分相し、有機相を分取し た。当該有機相の溶媒を減圧留去して、前記式 (33)で R52がェチル基、 R53がメチル 基に相当し、点線部に結合がある化合物を得た (収率 89%)。
[実施例 16]
容積 10mlの反応器で、メチル(2—ペンチル— 3—ケト— 1—シクロペンテ-ル一) アセテート(前記式(34)において R54が n—ペンチル基に、 R55がメチル基に相当す る化合物) lg (4. 5mmol)、塩化ナトリウム 0. 5g (8. 5mmol)、水 0. 2g、およびジメ チルスルホキシド 3mlの混合物を、窒素雰囲気下、 160°Cで 3時間加熱した。 25°C に冷却後、水 10mlと酢酸ェチルを 20ml加えて攪拌することにより、生成物を酢酸ェ チル相に抽出させた。ガスクロマトグラフ分析の結果、 2— n—ペンチルー 3 メチル 2 シクロペンテノンの収率は 82%であった。
[比較例 12]
容積 0. 1Lの反応器で、ゥンデカン— 7, 10 ジオン [CH COCH CH COCH (
3 2 2 2
CH ) CH ] lg、エタノール 7ml、および 0. 5N水酸化ナトリウム 25mlを混合し、窒
2 4 3
素雰囲気下で 5時間加熱還流した。当該混合物を 25°Cに冷却後、ジェチルエーテ ル 20mlを加えて攪拌することにより、生成物をジェチルエーテル相に抽出させた。 ガスクロマトグラフ分析の結果、 2— n—ペンチル 3 メチル 2 シクロペンテノン の収率は 52%であった。
[0310] [実施例 17]
常圧の窒素ガスで置換した反応器 (容積 2L)に、塩化水素 0. 7wt%含有イソブタノ ール (予め塩ィ匕水素ガスを吹き込んで調製したもの) 1. 1Lを入れた。当該塩化水素 溶液を 80°Cに加熱し、攪拌したところに、 n—ペンチル—フリルカルビノール (前記式 (36)で R57が n—ペンチル基に相当する化合物) 264g (l. 57mol)を 3時間かけて 滴下した。
[0311] 滴下終了後、同温度でさらに 10分間攪拌した。イソブタノールを減圧留去し、イソ ブチル 4—ォキソデカノエート(前記式(38)で、 R59が n—ペンチル基に、 R6Gがイソブ チル基に相当する化合物)を得た。ガスクロマトグラフ分析の結果、イソブチル 4一才 キソデカノエートの収率は 88%であった。
[0312] イソブチル 4—ォキソデカノエート 24. 2g (0. lOmol)を 99. 5%エタノール 200ml に溶解した。水素化ホウ素ナトリウム 4. 2g (0. l lmol)を少量ずつ加えた後、 25°C で 10分間攪拌した。該溶液を水 1L中へ注ぎ、さらに酢酸ェチル 1Lを加えて攪拌す ることにより、生成物を酢酸ェチル相に抽出させた。酢酸ェチルを留去した後減圧蒸 留し、 yーデカラクトン (前記式 (39)で R61が n—ペンチル基に相当する化合物)を得 た。ガスクロマトグラフ分析の結果、 γ—デカラクトンのイソブチル 4—ォキソデカノエ ートに対する収率は 93%であった。得られた γ—デカラクトンには、プラスチック様の 香味や酸味は全く認められず、良好なピーチ様香気を有して ヽた。
[比較例 13]
オートクレーブ(容積 1L)に n—ヘプタノール 349g (3. Omol)と臭ィ匕亜鉛 0. 06g ( 0. 27mmol)を入れた。該混合物を 165°Cに加熱攪拌した状態で、該混合物中ヘア クリル酸メチル 57g (0. 66mol)とジー t—ブチルペルォキシド 9. 9g (0. 068mol)の 混合液を 6時間かけて圧入した。同温度で更に 1時間攪拌した。ついで未反応の n— ヘプタノールを留去した後減圧蒸留し、 yーデカラクトンを得た。ガスクロマトグラフ分 祈の結果、 Ύ—デカラクトンの収率は 69%であった。得られた γ—デカラクトンは、プ ラスチック様の香気や酸味を伴っており、香気の品位が劣るものであった。
産業上の利用可能性
[0313] 本発明により、ジャスミン系香料やその中間体等として有用なシス 2, 3 ジ置換 シクロペンタノンの立体選択的製造方法の提供、ならびに、当該置換シクロペンタノ ン製造のための有用中間体及び当該中間体の製造方法の提供が可能となる。 図面の簡単な説明
[0314] [図 1]当業者が予想する、酸性条件下での 2, 3 ジ置換シクロペンタノンのェノール 化の進行図である。

Claims

請求の範囲
式 (1)
[化 1]
0
-
(式中、
Figure imgf000079_0001
R2は、炭素数 1〜8の置換基を表す。 R1と R2は同じでもよい。)で表され る化合物の 5員環内二重結合を、遷移金属触媒存在下、カルボン酸を溶媒として水 素添加することを特徴とする、式 (2)
[化 2]
Figure imgf000079_0002
(式中、 R3、 R4は、炭素数 1〜8の置換基を表し、 R\ R2と同じでもよぐ R3と R4は同じ でもよ 、。 )で表される置換シクロペンタノンの製造方法。
[2] カルボン酸が乳酸であることを特徴とする、請求項 1又は 2記載の置換シクロペンタノ ンの製造方法。
[3] 溶媒に可溶でかつ触媒活性に影響を与える第三成分を加えないことを特徴とする請 求項 1又は 2記載の置換シクロペンタノンの製造方法。
[4] 水素添カ卩開始時の反応溶液中のカルボン酸の濃度力 前記式(1)で表される化合 物 1重量部に対し、 0. 05重量部以上 1000重量部であることを特徴とする請求項 1 又は 2記載の置換シクロペンタノンの製造方法。
[5] 遷移金属が、パラジウムであることを特徴とする、請求項 1又は 2記載の置換シクロべ ンタノンの製造方法。
[6] 遷移金属触媒が、ノ ラジウム—炭素であることを特徴とする、請求項 1又は 2記載の 置換シクロペンタノンの製造方法。
[7] 式 (1)
[化 3]
Figure imgf000080_0001
(式中、 R\ R2は、炭素数 1〜8の置換基を表す。 R1と R2は同じでもよい。)で表され る化合物の 5員環内二重結合を、遷移金属触媒存在下、カルボン酸エステルを溶媒 として水素添加する際、水素添加開始時の反応溶液中の該カルボン酸エステル濃 度を、前記式(1)で表される化合物 1重量部に対し 0. 05重量部以上 1000重量部と することを特徴とする、式 (2)
[化 4]
Figure imgf000080_0002
(式中、 R3、 R4は、炭素数 1〜8の置換基を表し、 R\ R2と同じでもよぐ R3と R4は同じ でちよい。 )
で表される置換シクロペンタノンの製造方法。
[8] 溶媒に可溶でかつ触媒活性に影響を与える第三成分を加えないことを特徴とする請 求項 7に記載の置換シクロペンタノンの製造方法。
[9] 遷移金属が、パラジウムであることを特徴とする、請求項 7又は 8記載の置換シクロべ ンタノンの製造方法。
[10] 遷移金属触媒が、ノラジウム—炭素であることを特徴とする、請求項 7又は 8記載の 置換シクロペンタノンの製造方法
[11] 下記式 (3)
[化 5]
Figure imgf000080_0003
(式中、 R5は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R6は、炭素数 1乃至 8 の置換基を表し、 R5と R6は同じでもよい。 ) で表される化合物に塩基を加え、非プロトン性極性溶媒を 10wt%以上 100' 下含有する溶媒中で加熱して、環化させることを特徴とする、下記式 (4)
[化 6]
Figure imgf000081_0001
(式中、 R7は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R5と同じでもよい。)で 表される 1、 3 シクロペンタンジオン類の製造方法。
[12] 非プロトン性極性溶媒がジメチルスルホキシドであることを特徴とする請求項 11記載 の 1、 3 シクロペンタンジオン類の製造方法。
[13] 減圧下に溶媒を留去しつつ環化させることを特徴とする請求項 11又は 12記載の 1、
3 シクロペンタンジオン類の製造方法。
[14] 下記式 (5)
[化 7]
Figure imgf000081_0002
(式中、 R8は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表す。)で表されるフルフリル アルコールを、下記式(6)
[化 8]
R -OH (6)
(式中、 R9は、炭素数 3以上の炭化水素基を表す。)で表されるアルコールの存在下 、塩ィ匕水素により開裂することを特徴とする、下記式 (7)
[化 9]
Figure imgf000081_0003
(式中、 R1(>は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R11は、炭素数 1乃至
8の置換基を表し、 R1Gは R8と同じでもよぐ R11は R9と同じでもよぐ R1Gと R11は同じで もよい。)で表される γ—ケトエステルの製造方法。
下記の 6工程より成ることを特徴とする置換シクロペンテノンの製造法。
(第一工程)下記式 (8)
[化 10]
Figure imgf000082_0001
(式中、 R12は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表す。)で表されるフルフリ ノレアノレコーノレを、下記式(9)
[化 11]
R1jOH
(式中、 Rldは、炭素数 1以上の炭化水素基を表す。)で表されるアルコールの存在下 、塩ィ匕水素により開裂し、下記式(10)
[化 12]
Figure imgf000082_0002
(式中、 R14は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R15は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R14は R12と同じでもよぐ R15は R13と同じでもよぐ R14と R15は同じ でもよい。)で表される γ—ケトエステルを製造する工程。
(第二工程)前記式(10)で表される γ—ケトエステルのエステルを加水分解し、下記 式 (11)
[化 13]
Figure imgf000082_0003
(式中、 R16は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R14と同じでもよい。 ) で表される γ—ケトカルボン酸を製造するとともに、副生物を除去する工程。
(第三工程)前記式(11)で表されるカルボン酸をエステルイ匕し、下記式( 12)
[化 14]
Figure imgf000083_0001
(式中、 R17は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 Rlbと同じでもよく、 は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R15と同じでもよく、 R17と R18は同じでもよい。)で 表される γ—ケトエステルを製造する工程。
(第四工程)前記式(12)で表される γ—ケトエステルを環化させ、下記式(13)
[化 15]
Figure imgf000083_0002
(式中、 R19は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R17と同じでもよい。 ) で表される化合物を製造する工程。
(第五工程)前記式(13)で表される化合物をエーテルィ匕し、下記式(14)
[化 16]
(1 )
Figure imgf000083_0003
(式中、 R2は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R19と同じでもよく、 R21 は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R2と R21は同じでもよい。)で表される化合物を 製造する工程。
(第六工程)前記式(14)で表される化合物にマロン酸エステルを付加させるとともに 脱炭酸させ、下記式(15)
Figure imgf000084_0001
(式中、 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R2Qと同じでもよく、 R23 は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R22と R23は同じでもよい。)で表される置換シク 口ペンテノンを製造する工程。
[16] 下記式(16)
[化 18]
Figure imgf000084_0002
(式中、 4は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表す。)で表される化合物を 転位させることを特徴とする、下記式(17)
[化 19]
Figure imgf000084_0003
(式中、 R25は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R24と同じでもよい。 ) で表される 1, 3—シクロペンタンジオン類の製造方法。
[17] 下記式(18)
[化 20]
Figure imgf000084_0004
(式中、 R26は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R25と同じでもよく、 R27 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R26と R27は同じでもよい。)で表さ れる置換シクロペンテノンの側鎖の二重結合を選択的に酸ィヒすることを特徴とする、 下記式(19)
[化 21]
Figure imgf000085_0001
(式中、 Rzaは、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R26と同じでもよく、 R29 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R27と同じでもよく、 R28と R29は同 じでもよ 、。 )で表される置換シクロペンテノンの製造方法。
前記式(19)で表される置換シクロペンテノンのォキシラン環を加水分解することを特 徴とする、下記式(20)
[化 22]
Figure imgf000085_0002
(式中、 R3は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 IT8と同じでもよく、 R31 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R29と同じでもよく、 R3と R31は同 じでもよい。)で表されるジオールの製造方法。
[19] 下記の 9工程より成ることを特徴とする置換シクロペンタノンの製造方法。
(第一工程) 1, 3—シクロペンタンジオンをエーテルィ匕し、下記式(21)
[化 23]
Figure imgf000085_0003
(式中、 R32は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表す。)で表される化合物を 製造する工程。
(第二工程)前記式 (21)で表される化合物を転位させ、下記式 (22)
[化 24]
Figure imgf000086_0001
(式中、 R33は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R32と同じでもよい。 ) で表される化合物を製造する工程。
(第三工程)前記式(22)で表される化合物をエーテルィ匕し、下記式(23)
[化 25]
Figure imgf000086_0002
(式中、 R34は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R33と同じでもよく、 R3 は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R34と R35は同じでもよい。)で表わされる化合物 を製造する工程。
(第四工程)前記式 (23)で表される化合物にマロン酸エステルを付加させるとともに 脱炭酸させ、下記式 (24)
[化 26]
Figure imgf000086_0003
(式中、 6は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R34と同じでもよく、 7 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R36と R37は同じでもよい。)で表さ れる置換シクロペンテノンを製造する工程。
(第五工程)
前記式(24)で表される置換シクロペンテノンの側鎖の二重結合を選択的に酸化し、 下記式(25)
[化 27]
Figure imgf000086_0004
(式中、 R38は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R36と同じでもよく、 R39 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R37と同じでもよく、 R38と R39は同 じでもよい。)で表される化合物を製造する工程。
(第六工程)
前記式(25)で表される化合物のォキシラン環を加水分解し、下記式(26)
[化 28]
Figure imgf000087_0001
(式中、 R4"は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 と同じでもよく、 R4 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R39と同じでもよく、 R4と R41は同 じでもよい。)で表されるジオールを製造する工程。
(第七工程)
前記式(26)の 5員環内二重結合に水素添加し、下記式(27)
[化 29]
Figure imgf000087_0002
(式中、 R42は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R4と同じでもよく、 R4 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R41と同じでもよく、 R42と R43は同 じでもよい。)で表される化合物を製造する工程。
(第八工程)
前記式(27)で表される化合物のジオールをジォキソランィ匕し、下記式(28)
[化 30]
Figure imgf000087_0003
(式中、 R44は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 と同じでもよく、 R' は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R43と同じでもよく、 R44と R45は同 じでもよい。 Zは炭素数 1乃至 6のアルコキシ基もしくはアミノ基を表す。)で表される 化合物を製造する工程。
(第九工程)
前記式(28)で表される化合物をカルボン酸無水物の存在下に分解し、下記式(29) [化 31]
Figure imgf000088_0001
(式中、 R4bは、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R44と同じでもよく、 R4' は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R45と同じでもよく、 R46と R4¾同 じでもよ 、。 )で表される置換シクロペンタノンを製造する工程。
[20] 前記式(17)で表される 1, 3—シクロペンタンジオン類。
[21] 前記式(18)で表される置換シクロペンテノン。
[22] 前記式(19)で表される置換シクロペンテノン。
[23] 前記式(20)で表されるジオール。
[24] 前記式(23)で表される化合物。
[25] 下記の 3工程より成ることを特徴とする置換シクロペンテノンの製造法。
(第一工程) 1, 3—シクロペンタンジオンと、下記式(30)
[化 32]
______ 。48
/ ~ R (30)
X
(式中、 R48は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 Xは脱離基を表し、点 線は、結合があってもなくてもよいことを表す。)で表される化合物を塩基存在下に反 応させ、下記式(31)
[化 33]
O
=-R49 (式中、 R49は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R48と同じでもよく、点 線は前記の意味を表す。 )
で表される化合物を製造する工程。
(第二工程)前記式(31)で表される化合物をエーテルィ匕し、下記式(32)
[化 34]
Figure imgf000089_0001
(式中、 R5は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R49と同じでもよく、 R5 は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R5と R51は同じでもよい。点線は前記の意味を 表す。)で表される化合物を製造する工程。
(第三工程)前記式(32)で表される化合物にマロン酸エステルを付加させるとともに 脱炭酸させ、下記式 (33)
[化 35]
Figure imgf000089_0002
(式中、 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 Rと同じでもよく、 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R52と R53は同じでもよい。点線は 前記の意味を表す。)で表される化合物を製造する工程。
下記式(34)
[化 36]
Figure imgf000089_0003
(式中、 R54、 R55は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R54と R55は同じ でちよい。 )
で表される化合物を脱炭酸することを特徴とする、下記式 (35)
Figure imgf000090_0001
(式中、 は、水素原子又は炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 4と同じでもよい。 ) で表されるメチルシクロペンテノン類の製造方法。
[27] 下記の 2工程より成ることを特徴とする γ—ラタトン類の製造方法。
(第一工程)下記式 (36)
[化 38]
Figure imgf000090_0002
(式中、 7は、水素原子又は炭素数 1乃至 12の置換基を表す。)で表されるフルフリ ノレアノレコ一ノレを、下記式( 37)
[化 39]
R58〇H (37)
(式中、 R58は、炭素数 1以上の炭化水素基を表す。)で表されるアルコールの存在下 、塩ィ匕水素により開裂し、下記式 (38)
[化 40]
Figure imgf000090_0003
(38)
(式中、 R59は、水素原子又は炭素数 1乃至 12の置換基を表し、 R57と同じでもよく、 R
60
は、炭素数 1乃至 8の置換基を表し、 R58と同じでもよく、 R59と R6は同じでもよい。 ) で表される γ—ケトエステルを製造する工程。
(第二工程)前記式(38)で表される γ—ケトエステルを還元し、下記式(39)
[化 41] λ 人 61 (39)
Ο, 、0' ^
(式中、 R61は、水素原子又は炭素数 1乃至 12の置換基を表し、 R59と同じでもよい。 ) で表される γ —ラタトン類を製造する工程。
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