WO2010109650A1 - 3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法、r/s-ムスコンの製造方法および光学活性ムスコンの製造方法 - Google Patents

3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法、r/s-ムスコンの製造方法および光学活性ムスコンの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2010109650A1
WO2010109650A1 PCT/JP2009/056302 JP2009056302W WO2010109650A1 WO 2010109650 A1 WO2010109650 A1 WO 2010109650A1 JP 2009056302 W JP2009056302 W JP 2009056302W WO 2010109650 A1 WO2010109650 A1 WO 2010109650A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
methyl
catalyst
cyclopentadecenone
cyclopentadecenones
muscone
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/056302
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
銅谷 正晴
Original Assignee
Doya Masaharu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Doya Masaharu filed Critical Doya Masaharu
Priority to PCT/JP2009/056302 priority Critical patent/WO2010109650A1/ja
Priority to US13/063,541 priority patent/US20110172465A1/en
Priority to JP2010526494A priority patent/JP4929402B2/ja
Priority to EP09842264A priority patent/EP2412696A4/en
Publication of WO2010109650A1 publication Critical patent/WO2010109650A1/ja

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B53/00Asymmetric syntheses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/02Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/06Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of zinc, cadmium or mercury
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/18Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes containing nitrogen, phosphorus, arsenic or antimony as complexing atoms, e.g. in pyridine ligands, or in resonance therewith, e.g. in isocyanide ligands C=N-R or as complexed central atoms
    • B01J31/1805Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes containing nitrogen, phosphorus, arsenic or antimony as complexing atoms, e.g. in pyridine ligands, or in resonance therewith, e.g. in isocyanide ligands C=N-R or as complexed central atoms the ligands containing nitrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/24Phosphines, i.e. phosphorus bonded to only carbon atoms, or to both carbon and hydrogen atoms, including e.g. sp2-hybridised phosphorus compounds such as phosphabenzene, phosphole or anionic phospholide ligands
    • B01J31/2404Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, the phosphine-P atom being a ring member or a substituent on the ring
    • B01J31/2442Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, the phosphine-P atom being a ring member or a substituent on the ring comprising condensed ring systems
    • B01J31/2447Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, the phosphine-P atom being a ring member or a substituent on the ring comprising condensed ring systems and phosphine-P atoms as substituents on a ring of the condensed system or on a further attached ring
    • B01J31/2452Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, the phosphine-P atom being a ring member or a substituent on the ring comprising condensed ring systems and phosphine-P atoms as substituents on a ring of the condensed system or on a further attached ring with more than one complexing phosphine-P atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/61Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups
    • C07C45/62Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/61Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups
    • C07C45/67Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton
    • C07C45/68Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms
    • C07C45/72Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms by reaction of compounds containing >C = O groups with the same or other compounds containing >C = O groups
    • C07C45/74Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms by reaction of compounds containing >C = O groups with the same or other compounds containing >C = O groups combined with dehydration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/81Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C45/82Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/02Compositional aspects of complexes used, e.g. polynuclearity
    • B01J2531/0261Complexes comprising ligands with non-tetrahedral chirality
    • B01J2531/0266Axially chiral or atropisomeric ligands, e.g. bulky biaryls such as donor-substituted binaphthalenes, e.g. "BINAP" or "BINOL"
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/82Metals of the platinum group
    • B01J2531/821Ruthenium

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing 3-methyl-cyclopentadecenones that are synthetic intermediates of muscone useful as a fragrance, a method for producing R / S-muscone, and a method for producing optically active muscone.
  • an intramolecular ring is formed using 2,15-hexadecanedione in the presence of an inert solvent using an organic zinc compound.
  • a method of making it for example, refer to Patent Document 1.
  • any of TiO 2 , CeO 2 and ThO 2 is used as a catalyst in the presence of 5 to 15% by weight of water in the gas phase at a temperature of 300 to 400 ° C.
  • a method of using it for intramolecular cyclization is known (for example, see Patent Document 2).
  • a method of dehydrating 3-hydroxy-3-methylcyclopentadecanone using an alkoxytitanium compound to obtain (E) -3-methyl-2-cyclopentadecenone for example, (See Patent Document 3).
  • R / S-muscon can be easily produced by using a hydrogenation catalyst.
  • optically active muscone is obtained by using high-purity geometric isomer 3-methyl-2-cyclopenta as a raw material. Since decenone is required and this highly pure geometric isomer 3-methyl-2-cyclopentadecenone is difficult to produce, there is a problem that the cost increases and it is not economical.
  • Patent Document 1 since the method described in Patent Document 1 is a liquid phase reaction, in order to suppress intermolecular condensation, a large dilution system (the concentration of raw material 2,15-hexadecanedione in the examples is about 0.2 wt / wt). vol%), and since a large amount of a generally expensive catalyst such as ethyl zinc iodide is used, the cost increases and is not economical.
  • a generally expensive catalyst such as ethyl zinc iodide
  • the reaction is carried out using any one of TiO 2 , CeO 2 and ThO 2 as a catalyst in the gas phase in order to suppress intermolecular condensation.
  • R / S-muscone is obtained by hydrogenating cyclopentadecenones by a known method.
  • a special treatment such as doping the catalyst with an alkali metal or alkaline earth metal oxide. Absent.
  • Patent Document 4 The method described in Patent Document 4 is a method of asymmetric hydrogenation of geometric isomerism (E) -3-methyl-2-cyclopentadecenone using a ruthenium-optically active phosphine complex as a catalyst. Although it is an excellent method for producing active muscone, as in Patent Document 3, the raw material geometric isomer-3-methyl-2-cyclopentadecenone is difficult to produce at low cost and is not economical.
  • the present invention has been made in view of these points, and provides an easy and economical method for producing 3-methyl-cyclopentadecenones, a method for producing R / S-muscone, and a method for producing optically active muscone.
  • the purpose is to do.
  • the method for producing 3-methyl-cyclopentadecenones according to claim 1 is characterized in that 2,15-hexadecanedione is produced in the gas phase in the presence of a compound of Group 2 of the Periodic Table of Elements used as a catalyst. It undergoes an internal condensation reaction.
  • the method for producing 3-methyl-cyclopentadecenones described in claim 2 is a periodic table of elements used as a catalyst in the method for producing 3-methyl-cyclopentadecenones according to claim 1.
  • the Group 2 compound is one of magnesium oxide, calcium oxide and zinc oxide.
  • the method for producing R / S-muscon described in claim 3 is a 3-methyl-cyclopentadecenone produced by the method for producing 3-methyl-cyclopentadecenone according to claim 1 or 2. Is hydrogenated using a catalyst.
  • the method for producing 3-methyl-cyclopentadecenones according to claim 4 comprises at least (E) -3-methyl-2-cyclopentadecenone and (Z) -3-methyl-2-cyclopentadenone.
  • a 3-methyl-cyclopentadecenone containing cenone is separated into each component by precision distillation.
  • a method for producing an optically active muscone wherein a 3-methyl-cyclopentadecenone produced by the method for producing a 3-methyl-cyclopentadecenone according to claim 4 is converted to ruthenium / Asymmetric hydrogenation is performed using an optically active complex catalyst.
  • the compound of group 2 of the periodic table of elements is any of magnesium oxide, calcium oxide and zinc oxide, economically 3-methyl-cyclopentadecenones Can be manufactured.
  • 3-methyl-cyclopentadecenones produced by the method for producing 3-methyl-cyclopentadecenones described in claim 1 or 2 are used as catalysts. Therefore, R / S-muscon can be easily and economically produced.
  • the 3-methyl-cyclopentadecenone produced by the method for producing 3-methyl-cyclopentadecenone according to claim 4 is converted into a ruthenium / optically active complex catalyst. Since asymmetric hydrogenation is carried out using, an optically active muscone can be produced easily and economically.
  • 3-Methyl-cyclopentadecenones can be obtained by introducing 2,15-hexadecanedione as a raw material into a reaction tube filled with a catalyst in the form of a gas in the gas phase and performing an intramolecular condensation reaction.
  • the catalyst used is a compound belonging to Group 2 of the Periodic Table of Elements, and in particular, magnesium oxide, calcium oxide, and zinc oxide are preferable, and are used alone or as a mixture or together with a molding agent that is inert to the reaction.
  • a molding agent that is inert to the reaction.
  • shape of a catalyst is usually a pellet or a tablet, it is not limited to these.
  • a solvent or an inert gas is used to suppress the intermolecular condensation reaction that occurs as a side reaction, and the raw material 2,15-hexadecanedione is dissolved in the solvent and placed under the carrier of the inert gas. Then, after vaporizing with an evaporation tube or an evaporator, the gas is introduced into a reaction tube filled with a catalyst.
  • hydrocarbons are usually used, and aliphatic hydrocarbons having 6 to 12 carbon atoms are particularly suitable, but are not particularly limited as long as they are inert to the reaction. Specifically, toluene, xylene, decalin, decane, etc. are mentioned, for example. If the amount of the solvent used is too large, it is not economical, and if it is too small, side reactions cannot be suppressed. Therefore, it is usually in the range of 10 to 100 times the weight of 2,15-hexadecanedione of the raw material. However, the range is not particularly limited and can be set as appropriate.
  • the inert gas for example, carbon dioxide and nitrogen are used, but are not particularly limited as long as they are inert to the reaction. If the amount of the inert gas used is too large, it is not economical, and if it is too small, side reactions cannot be suppressed. Usually, 1 to 20 L is used with respect to 1 g of 2,15-hexadecanedione as a raw material. .
  • the temperature of the evaporating part is usually 200 to 350 ° C., but is not limited to this range, and may be a temperature at which the raw material 2,15-hexadecanedione is completely vaporized.
  • the reaction temperature is in the range of 300 to 400 ° C., preferably 350 to 380 ° C.
  • the introduction rate of the raw material 2,15-hexadecanedione into the catalyst layer is too high, the conversion of 2,15-hexadecanedione decreases, and if it is too slow, side reactions increase, and 3-methyl-cyclopentade Since the selectivity of the senones and the catalytic activity are reduced, the LHSV of the raw material 2,15-hexadecanedione is 0.002 to 0.05.
  • the selectivity of the target 3-methyl-cyclopentadecenone will decrease, and if it is too low, the target 3-methyl- Although the selectivity of cyclopentadecenones is improved, if it is too low, it is not economical, so 40 to 80% is preferable.
  • the catalyst activity gradually decreases, but by gradually increasing the reaction temperature, the catalyst use time until catalyst reactivation can be extended.
  • the reactivation of the catalyst is to introduce air or oxygen into the catalyst layer and incinerate and remove the high boiling point byproducts accumulated in the catalyst layer.
  • the air introduction speed is not particularly limited.
  • the reactivation temperature is 400 ° C. or higher, preferably 450 to 500 ° C.
  • the reaction product is obtained in a liquid state by collecting at 30 to 60 ° C.
  • the main composition of this reaction product is the solvent used, 3-methyl-cyclopentadecenones and unreacted 2,15-hexadecanedione.
  • the liquid containing 3-methyl-cyclopentadecenones after separating most of the unreacted 2,15-hexadecanedione can be used in a hydrogenation reaction for producing R / S-muscone.
  • magnesium oxide calcium oxide and zinc oxide
  • these compounds are generally easily available, so that 3-methyl- Cyclopentadecenones can be produced.
  • 2,15-hexadecanedione can be used without waste, so that 3-methyl-cyclopentadecenones can be produced more economically.
  • the 2,15-hexadecanedione used in the above intramolecular condensation reaction is a fatty acid produced by a method for producing an aliphatic diketone in which an aliphatic diiodide and a ketone are reacted in the presence of an inorganic alkali compound.
  • 2,15-hexadecanedione as a group diketone may be used.
  • R / S-muscone is produced by separating 3-methyl- after separation of most of the unreacted 2,15-hexadecanedione from the product obtained by the intramolecular condensation reaction of 2,15-hexadecanedione.
  • the cyclopentadecenone-containing liquid can be easily obtained by hydrogenation using a catalyst as it is, or by hydrogenation using a catalyst after removing impurities by distillation.
  • a hydrogenation catalyst was added to a liquid containing 3-methyl-cyclopentadecenone and then hydrogen was bubbled, a method using hydrogen pressurization of 0 to 100 KG using an autoclave, and a reaction tube were charged. It can be carried out by a flow system or the like in which the raw material and hydrogen flow into the catalyst.
  • a nickel catalyst, a cobalt catalyst, a copper catalyst, a palladium catalyst, a platinum catalyst, a ruthenium catalyst, a rhodium catalyst, and the like can be used, and a palladium catalyst is particularly preferably used.
  • the amount of the catalyst used is appropriately set depending on the type, activity and reaction temperature of the catalyst, but is usually in the range of 0.001 to 0.1 weight with respect to 1 weight of 3-methyl-cyclopentadecenone. It is.
  • the hydrogenation reaction is preferably performed using a solvent. Any solvent may be used as long as it is inert to the hydrogenation reaction, but it is efficient and preferable to use the hydrocarbons used in the above-described intramolecular condensation reaction of 2,15-hexadecanedione as they are.
  • the reaction temperature varies depending on the type of catalyst and solvent, but is usually controlled in the range of room temperature to 100 ° C.
  • R / S-muscon can be obtained by purifying the reaction product obtained by the above hydrogenation reaction by distillation or column chromatography.
  • 2,15-hexadecanedione Even if a small amount of 2,15-hexadecanedione is contained in the raw material liquid for the hydrogenation reaction, 2,15-hexadecanedione is inactive for the hydrogenation reaction and is used as a bottom liquid during distillation purification. Collected. This recovered 2,15-hexadecanedione is recycled to the crystallization separation step of unreacted substances after the intramolecular condensation reaction of 2,15-hexadecanedione, and can be reused for the intramolecular condensation reaction of 2,15-hexadecanedione. It is.
  • the main composition of the liquid containing 3-methyl-cyclopentadecenones after separating most of the unreacted 2,15-hexadecanedione was the solvent used in the reaction, 3-methyl-cyclopentadecenones and a small amount.
  • the unreacted 2,15-hexadecanedione, and the precision distillation is performed after the solvent is distilled off.
  • 3-Methyl-cyclopentadecenones obtained by intramolecular condensation reaction of 2,15-hexadecanedione are (E) -3-methyl-2-cyclopentadecenone and (Z) -3-methyl-2 -Cyclopentadecenone, (E) and (Z) -3-methyl-3-cyclopentadecenone and 3-methylene-cyclopentadecanone, at least (E) -3-methyl-2-cyclopentade Contains senone and (Z) -3-methyl-2-cyclopentadecenone.
  • the distillation column used in the precision distillation is not particularly limited as long as it has a theoretical plate number of 30 or more, and examples thereof include a packed column, a plate column, and a rotary band type distillation column.
  • the degree of vacuum in the distillation operation is low, the distillation temperature rises and decomposition of the charged composition occurs, so that the higher one is preferable, and it is preferably set in the range of 0.5 to 50 mmHg.
  • the distillation temperature is determined by the raw material composition and the degree of vacuum, and the top vapor temperature is preferably 100 to 200 ° C.
  • the reflux ratio cannot be generally specified depending on the composition of the charged solution, but at least 30 or more is necessary to obtain a high-purity product with a high separation yield.
  • Each component of 3-methyl-cyclopentadecenones obtained by precision distillation can be used as a raw material for producing optically active muscone.
  • 2,15-hexadecanedione is subjected to an intramolecular condensation reaction in a gas phase using a catalyst. Reactions are not limited to those after separation of the majority of 2,15-hexadecanedione, but at least (E) -3-methyl-2-cyclopentadecenone and (Z) -3-methyl-2-cyclopentadenone It only has to contain xenon.
  • 3-methyl-cyclopentadecenones containing at least (E) -3-methyl-2-cyclopentadecenone and (Z) -3-methyl-2-cyclopentadecenone are obtained by precision distillation.
  • 3-methyl-cyclopentadecenones by separating the components, there is no need for purification by column chromatography, which generally increases the cost. Decenones can be produced.
  • the optically active muscone can be obtained by asymmetric hydrogenation of 3-methyl-cyclopentadecenones obtained by precision distillation as described above using a ruthenium / optically active complex catalyst.
  • the asymmetric hydrogenation reaction consists of a method of bubbling hydrogen into a liquid containing a component of 3-methyl-cyclopentadecenone and a ruthenium / optically active complex catalyst, and pressurization of hydrogen from 0 to 100 KG using an autoclave. And a flow type method in which the raw material liquid and hydrogen flow in the catalyst packed in the reaction tube.
  • ruthenium / optically active complex catalyst examples include, for example, Ru 2 Cl 4 (BINAP) 2 (NEt 3 ), Ru 2 Cl 4 (Tol), as in the method for producing an optically active muscone described in JP-A-6-19216.
  • BINAP refers to 2,2′-bis (diphenylphosphino) -1,1′-binaphthyl
  • Tol-BINAP refers to 2,2′-bis (ditolylphosphino) -1,1′- Binaphthyl is shown
  • t-Bu-BINAP is 2,2′-bis (di-p-tert-butylphenylphosphino) -1,1′-binaphthyl.
  • the ruthenium / optically active phosphine complex includes (R) -form and (S) -form, which are appropriately selected and used for obtaining optically active muscone.
  • the amount of catalyst used is set depending on the type of catalyst, activity, reaction temperature, and the like, but is preferably in the range of 0.0001 to 0.05 weight per 1 weight of 3-methyl-cyclopentadecenone.
  • the asymmetric hydrogenation reaction is preferably performed using a solvent.
  • Any solvent may be used as long as it is inert to the asymmetric hydrogenation reaction.
  • alcohols, hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, and the like are used. If the amount of the solvent used is too large, it is not economical, so it is preferable that the concentration of 3-methyl-cyclopentadecenones be 1% by weight or more.
  • the reaction temperature of the asymmetric hydrogenation reaction is set depending on the type of the catalyst and the solvent, but is preferably in the range of room temperature to 100 ° C.
  • the optically active muscone can be obtained by purifying the obtained reaction product by distillation or column chromatography.
  • the 3-methyl-cyclopentadecenones produced by the above-described method for producing 3-methyl-cyclopentadecenones by precision distillation are asymmetrically hydrogenated using a ruthenium / optically active complex catalyst to obtain an optical
  • an optically active muscone can be produced easily and economically.
  • the above-mentioned method for producing 3-methyl-cyclopentadecenones the method for producing R / S-muscone, the method for separating each component from the 3-methyl-cyclopentadecenone-containing liquid by precision distillation, and the optical activity
  • the manufacturing method of Muscon can be appropriately applied to a batch method or a continuous method.
  • the mixture was cooled to room temperature, and the solid was filtered, washed with water, and dried to obtain 129.6 g of slightly yellow crystals.
  • the concentration of 1,10-diiododecane was 0% by weight, and the concentration of 2,15-hexadecanedione was 91.3% by weight. Therefore, the conversion of 1,10-diiododecane was 100%, the selectivity for 2,15-hexadecanedione was 93.2%, and the yield of 2,15-hexadecanedione with respect to the charged 1,10-diiododecane was 93. 2%.
  • Example 1 In a 22 mm ⁇ , 40 cm long column, 35 ml of 3-4 mm ⁇ porcelain Lashihi was filled at the top, and 50 ml of 3-5 mm ⁇ zinc oxide pellets, which are compounds of Group 2 of the Periodic Table of Elements, were filled at the bottom as a catalyst. Heating is performed so that the Raschig layer temperature becomes 315 ° C. and the catalyst layer temperature becomes 360 ° C. To this heated column, a toluene / decalin solution having a volume ratio of 1: 3 in which 5% by weight of 2,15-hexadecanedione was dissolved under a carrier of nitrogen (5 L / hr) as an inert gas was 25 g / hr. Intramolecular condensation reaction was carried out at a rate of The reaction product was cooled to 30-50 ° C. and collected.
  • 5 L / hr carrier of nitrogen
  • Example 2 and Example 3 The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that calcium oxide or magnesium oxide, which is a compound of Group 2 of the Periodic Table of Elements, was used as the catalyst. The results are shown in Table 1.
  • Example 4 A 3 to 4 mm ⁇ porcelain Rashihi 50 ml filling tube (22 mm ⁇ , 30 cm long) is placed at the top, and 80 ml of 3 to 5 mm ⁇ zinc oxide pellets that are compounds of Group 2 of the Periodic Table of Elements are used as catalysts.
  • a catalyst packed tube which is a tube (22 mm ⁇ , length 40 cm), was placed at the bottom, the Raschig tube was heated to 320 ° C., and the catalyst packed tube was heated to 360 ° C.
  • an intramolecular condensation reaction was carried out by introducing an n-decane solution in which 5% by weight of 2,15-hexadecanedione was dissolved at a rate of 25 g / hr under a nitrogen (5 L / hr) carrier into a Raschig filling tube. It was. The reaction product was cooled to 30-50 ° C. and collected.
  • the Raschig filling tube and the catalyst filling tube are heated to 450 to 500 ° C., air is introduced at a rate of 0.5 L / min, incineration of the tar-like material and reactivation of the catalyst, and then the above again.
  • the intramolecular condensation reaction was performed.
  • the reaction product solution at 10 hours was analyzed by gas chromatography, the conversion of 2,15-hexadecanedione was 61% and the selectivity for 3-methyl-cyclopentadecenones was 82%. It was.
  • Example 5 1,200 g of the reaction product obtained in Example 4 was collected, cooled to 20 ° C., and the precipitated crystals were separated by filtration to give 2.5% by weight of 3-methyl-cyclopentadecenones and unreacted 2, 1158 g of a liquid containing 0.1% by weight of 15-hexadecanedione was obtained.
  • the recovered unreacted 2,15-hexadecanedione crystal was 20.4 g after drying, and the purity was 95% by weight.
  • Example 6 After concentration of 1100 g of the liquid containing 3-methyl-cyclopentadecenone after separation of unreacted 2,15-hexadecanedione obtained in Example 5 above, a rotating band type precision distillation column (theoretical plate number 80) manufactured by Toshin Seiki Co., Ltd. was subjected to precision distillation at a reduced pressure of 10 to 2 mmHg and a reflux ratio of 10 to 100, and after cutting the initial fraction, 10.3 g of a fraction having a reduced pressure of 2 mmHg and 140.5 to 142 ° C. was obtained. When this fraction was analyzed by gas chromatography, the (Z) -3-methyl-2-cyclopentadecenone content was 95.3% by weight.
  • Example 7 To a 100 ml pressure vessel substituted with nitrogen, 2 g of the (Z) -3-methyl-2-cyclopentadecenone fraction obtained in Example 6 above, Ru 2 Cl 4 as a ruthenium / optically active complex catalyst [( R) -Tol-BINAP] 2 (NEt3) 10 mg and methanol 15 ml as a solvent were added, and the mixture was asymmetrically hydrogenated by performing a shaking reaction at 25 ° C. for 24 hours under 50 KG hydrogen pressure.
  • the present invention can be used for the production of R / S-muscone useful as a perfume and 3-methyl-cyclopentadecenones that are synthetic intermediates of optically active muscone and muscone.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

 元素周期律表第2族の化合物を触媒として用い、2,15-ヘキサデカンジオンを気相で分子内縮合反応して、3-メチル-シクロペンタデセノン類を生成する。なお、分子内縮合反応の触媒としては、酸化マグネシウム、酸化カルシウムおよび酸化亜鉛のいずれかが好ましい。また、このように得られた3-メチル-シクロペンタデセノン類を、触媒を用いて水素化して、R/S-ムスコンを生成する。なお、水素化触媒としては、パラジウム触媒が好ましい。さらに、3-メチル-シクロペンタデセノン類を精密蒸留にて各成分に分離した後、ルテニウム/光学活性錯体触媒を用いて不斉水素化して、光学活性ムスコンを生成する。これらの製造方法によれば、3-メチル-シクロペンタデセノン類、R/S-ムスコンおよび光学活性ムスコンを容易かつ経済的に製造できる。

Description

3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法、R/S-ムスコンの製造方法および光学活性ムスコンの製造方法
 本発明は、香料として有用なムスコンの合成中間体である3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法、R/S-ムスコンの製造方法および光学活性ムスコンの製造方法に関する。
 従来、ムスコン製造の合成中間体である3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法としては、2,15-ヘキサデカンジオンを不活性溶剤の存在下にて、有機亜鉛化合物を用いて分子内環化させる方法等が知られている(例えば、特許文献1参照。)。また、2,15-ヘキサデカンジオンを気相にて、温度300~400℃で触媒量に対して5~15重量%の水の存在下、触媒としてTiO、CeOおよびThOのいずれかを用いて分子内環化させる方法等が知られている(例えば、特許文献2参照。)。さらに、3-ヒドロキシ-3-メチルシクロペンタデカノンをアルコキシチタン化合物を用いて脱水反応させて(E)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンを得る方法等が知られている(例えば、特許文献3参照。)。
 3-メチル-2-シクロペンタデセノンから光学活性ムスコンを製造する方法としては、(E)-および(Z)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンの混合物からカラムクロマトグラフィにより(E)-および(Z)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンの混合物を分離精製し、(E)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンおよび(Z)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンを得て、これらをルテニウム-光学活性ホスフィン錯体を用いて不斉水素化する方法等が知られている(例えば、特許文献4参照。)。
特開昭59-157047号公報(第2,3頁) 特開平3-81242号公報(第3-6頁) 特開2002-69026号公報(第3-5頁) 特開平6-192161号公報(第3,4頁)
 しかしながら、上述した種々の3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法では、一般的に高価な触媒の大量の使用、特殊な触媒の使用、大希釈系、収率が低い等によりコストが高騰してしまうので経済的ではないという問題が考えられる。
 また、上述したムスコンの製造方法では、R/S-ムスコンは水素化触媒を用いることにより容易に製造可能であるが、光学活性ムスコンは原料に高純度の幾何異性3-メチル-2-シクロペンタデセノンを必要とし、この高純度の幾何異性3-メチル-2-シクロペンタデセノンは製造が難しいことから、コストが高騰し経済的ではないという問題が考えられる。
 例えば、特許文献1に記載された方法は、液相反応であることから、分子間縮合を抑制するために大希釈系(実施例での原料2,15-ヘキサデカンジオン濃度は約0.2wt/vol%)とする必要があり、かつ、ヨウ化エチル亜鉛という一般的に高価な触媒を大量に使用することから、コストが高騰し経済的ではない。
 特許文献2に記載された方法は、分子間縮合を抑制するために気相にて、触媒としてTiO、CeOおよびThOのいずれかを用いて反応を行い、得られた3-メチル-シクロペンタデセノン類を公知の方法で水素化してR/S-ムスコンを得る方法である。しかし、3-メチル-シクロペンタデセノン類の選択率を向上させるために、触媒にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物をドーピングする等の特殊な処理をする必要があるので、経済的ではない。
 特許文献3に記載された方法の場合は、2,15-ヘキサデカンジオンを出発原料とし、3-ヒドロキシ-3-メチルシクロペンタデカノン経由で(E)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンを製造する方法である。しかし、3-ヒドロキシ-3-メチルシクロペンタデカノン合成段階で分子間結合を抑制するために大希釈系とする必要があるとともに、トリブチルアミンや四塩化チタン等の副原料を大量に必要とするものの、収率が38%と極めて低い。また、(E)-3-メチル-2-シクロペンタデセノン製造段階で副原料としてオルトチタン酸エステルを大量に使用し、さらに、(Z)-体が少量副生することからコストのかかるカラムクロマトグラフィによる精製等が必要であるので、経済的ではない。
 特許文献4に記載された方法の場合は、ルテニウム-光学活性ホスフィン錯体を触媒として用い、幾何異性(E)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンを不斉水素化する方法であり、光学活性ムスコンを製造する方法として優れた方法であるが、特許文献3と同様に原料の幾何異性-3-メチル-2-シクロペンタデセノンは、安価に製造し難く、経済的ではない。
 本発明はこのような点に鑑みなされたもので、容易かつ経済的な、3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法、R/S-ムスコンの製造方法および光学活性ムスコンの製造方法を提供することを目的とする。
 請求項1に記載された3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法は、触媒として用いる元素周期律表第2族の化合物の存在下にて、2,15-ヘキサデカンジオンを気相で分子内縮合反応するものである。
 請求項2に記載された3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法は、請求項1に記載された3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法において、触媒として用いる元素周期律表第2族の化合物は、酸化マグネシウム、酸化カルシウムおよび酸化亜鉛のいずれかであるものである。
 請求項3に記載されたR/S-ムスコンの製造方法は、請求項1または2記載の3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法にて製造された3-メチル-シクロペンタデセノン類を、触媒を用いて水素化するものである。
 請求項4に記載された3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法は、少なくとも(E)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンおよび(Z)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンを含有する3-メチル-シクロペンタデセノン類を、精密蒸留にて各成分に分離するものである。
 請求項5に記載された光学活性ムスコンの製造方法は、請求項4記載の3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法にて製造された3-メチル-シクロペンタデセノン類を、ルテニウム/光学活性錯体触媒を用いて不斉水素化するものである。
 請求項1に記載された発明によれば、元素周期律表第2族の化合物を使用し、また、気相にて分子内縮合反応をするので、容易かつ経済的に3-メチル-シクロペンタデセノン類を製造できる。
 請求項2に記載された発明によれば、元素周期律表第2族の化合物は、酸化マグネシウム、酸化カルシウムおよび酸化亜鉛のいずれかであるので、経済的に3-メチル-シクロペンタデセノン類を製造できる。
 請求項3に記載された発明によれば、請求項1または2に記載された3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法にて製造された3-メチル-シクロペンタデセノン類を、触媒を用いて水素化するだけであるので、容易かつ経済的にR/S-ムスコンを製造できる。
 請求項4に記載された発明によれば、精密蒸留にて各成分に分離するので、容易かつ経済的に3-メチル-シクロペンタデセノン類を製造できる。
 請求項5に記載された発明によれば、請求項4の3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法にて製造された3-メチル-シクロペンタデセノン類を、ルテニウム/光学活性錯体触媒を用いて不斉水素化するので、容易かつ経済的に光学活性ムスコンを製造できる。
 以下、本発明に係る実施の形態の3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法、R/S-ムスコンの製造方法および光学活性ムスコンの製造方法について詳細に説明する。
 まず、3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法について説明する。
 3-メチル-シクロペンタデセノン類は、触媒を充填した反応管へ原料の2,15-ヘキサデカンジオンを気相であるガス状にて導入し、分子内縮合反応を行うことにより、得られる。
 使用される触媒は、元素周期律表第2族の化合物であり、特に、酸化マグネシウム、酸化カルシウムおよび酸化亜鉛が好ましく、単独または混合物として、あるいは反応に不活性な成型剤と共に用いられる。なお、触媒の形状は、通常はペレットまたは錠剤であるが、これらには限定されない。
 分子内縮合反応では、副反応として生じる分子間縮合反応を抑制するために溶媒または不活性ガスが用いられ、原料の2,15-ヘキサデカンジオンは、溶媒に溶解し、不活性ガスのキャリア下にて、蒸発管または蒸発缶にて気化させた後、触媒を充填した反応管へ導入される。
 溶媒としては、通常では炭化水素類が用いられ、特に、炭素数6~12の脂肪族炭化水素類が好適であるが、反応に不活性なものであれば特に限定されない。具体的には、例えば、トルエン、キシレン、デカリンおよびデカン等が挙げられる。なお、溶媒の使用量は、多過ぎると経済的ではなく、少な過ぎると副反応を抑制できなくなるので、通常は、原料の2,15-ヘキサデカンジオンに対して10~100重量倍の範囲であると好ましいが、この範囲には特に限定されず、適宜設定できる。
 不活性ガスとしては、例えば二酸化炭素および窒素等が用いられるが、反応に不活性なものであれば特に限定されない。なお、不活性ガスの使用量は、多過ぎると経済的ではなく、少な過ぎると副反応を抑制できなくなるので、通常は、原料の2,15-ヘキサデカンジオン1gに対して、1~20L用いられる。
 蒸発部の温度は、通常は200~350℃であるが、この範囲に限定されず、原料の2,15-ヘキサデカンジオンが全量気化する温度であればよい。
 反応温度は、低過ぎると反応が進まず、高過ぎると分解反応が生じるので、300~400℃の範囲であり、好ましくは350~380℃にて管理する。
 原料の2,15-ヘキサデカンジオンの触媒層への導入速度は、速過ぎると2,15-ヘキサデカンジオンの転化率が低下し、遅過ぎると副反応が多くなって、3-メチル-シクロペンタデセノン類の選択率の低下および触媒活性の低下が生じるので、原料の2,15-ヘキサデカンジオンのLHSVが0.002~0.05である。
 反応での原料の2,15-ヘキサデカンジオンの転化率は、高過ぎると目的物である3-メチル-シクロペンタデセノン類の選択率が低下し、低過ぎると目的物である3-メチル-シクロペンタデセノン類の選択率は向上するものの、低過ぎると経済的ではないので、40~80%とすることが好ましい。
 反応時間の経過とともに、触媒活性が徐々に低下するが、反応温度を徐々に上昇させることにより、触媒再賦活化までの触媒使用時間を長くすることができる。
 反応温度を380℃まで上昇させても3-メチル-シクロペンタデセノン類の選択率が上がらなくなり、低下してきた時点で原料の供給を停止し、触媒の再賦活化を行う。
 触媒の再賦活化は、触媒層へ空気または酸素を導入し、触媒層に蓄積した高沸点副生物を焼却除去するものである。なお、空気の導入速度は特に限定されない。また、再賦活化の温度は、400℃以上であり、好ましくは450~500℃とする。
 反応生成物は、30~60℃で捕集することにより液状で得られる。なお、この反応生成物の主組成物は、使用した溶媒、3-メチル-シクロペンタデセノン類および未反応2,15-ヘキサデカンジオンである。
 得られた反応生成液を更に冷却することにより、未反応2,15-ヘキサデカンジオンの大部分を晶出分離でき、回収した未反応2,15-ヘキサデカンジオンは循環利用可能である。
 未反応2,15-ヘキサデカンジオンの大部分を分離した後の3-メチル-シクロペンタデセノン類含有液は、R/S-ムスコンを製造するための水素化反応に用いることができる。
 そして、元素周期律表第2族の化合物を触媒として使用し、2,15-ヘキサデカンジオンを気相にて分子内縮合反応により3-メチル-シクロペンタデセノン類を製造することにより、特殊な溶媒を使用する必要がなく、また、分子間縮合反応を抑制するために大希釈にする必要等がないので、容易かつ経済的に3-メチル-シクロペンタデセノン類を製造できる。
 また、元素周期律表第2族の化合物として、酸化マグネシウム、酸化カルシウムおよび酸化亜鉛のいずれかを用いることにより、これらの化合物は一般的に入手し易いので、容易かつ経済的に3-メチル-シクロペンタデセノン類を製造できる。
 さらに、未反応2,15-ヘキサデカンジオンを回収して循環利用することにより、2,15-ヘキサデカンジオンを無駄なく使用できるので、より経済的に3-メチル-シクロペンタデセノン類を製造できる。
 なお、上述の分子内縮合反応に用いる2,15-ヘキサデカンジオンとしては、脂肪族ジヨウ化物とケトン類とを無機アルカリ化合物の存在下にて反応させる脂肪族ジケトンの製造方法にて製造される脂肪族ジケトンとしての2,15-ヘキサデカンジオンを用いてもよい。
 次に、R/S-ムスコンの製造方法について説明する。
 上述したように、R/S-ムスコンは、2,15-ヘキサデカンジオンの分子内縮合反応で得られた生成液から未反応2,15-ヘキサデカンジオンの大部分を分離した後の3-メチル-シクロペンタデセノン類含有液を、そのまま触媒を用いて水素化するか、または、蒸留によって不純物を除去した後に触媒を用いて水素化することにより容易に得られる。
 水素化反応は、3-メチル-シクロペンタデセノン類含有液へ水素化触媒を添加した後に水素をバブリングする方法、オートクレーブを用いて0~100KGの水素加圧化による方法および反応管へ充填した触媒中への原料と水素とを並流させる流通式等にて行うことができる。
 触媒としては、例えば、ニッケル触媒、コバルト触媒、銅触媒、パラジウム触媒、白金触媒、ルテニウム触媒およびロジウム触媒等を用いることができ、特にパラジウム触媒が好適に用いられる。
 触媒の使用量は、触媒の種類、活性および反応温度等によって適宜設定されるが、通常は、3-メチル-シクロペンタデセノン類1重量に対して、0.001~0.1重量の範囲である。
 水素化反応は、溶媒を用いて行うことが好ましい。この溶媒としては、水素化反応に不活性なものであればよいが、上述した2,15-ヘキサデカンジオンの分子内縮合反応で使用した炭化水素類をそのまま用いると効率的で好ましい。
 溶媒の使用量は、多過ぎると経済的ではないので、3-メチル-シクロペンタデセノン類の濃度が1重量%以上になるようにする。
 反応温度は、触媒および溶媒の種類によって異なるが、通常は、室温~100℃の範囲に管理される。
 上述の水素化反応により得られた反応生成物を蒸留またはカラムクロマトグラフィにて精製することにより、R/S-ムスコンを得られる。
 なお、水素化反応の原料液に2,15-ヘキサデカンジオンが少量含まれていても、2,15-ヘキサデカンジオンは、水素化反応には不活性であるとともに、蒸留精製の際にボトム液として回収される。この回収2,15-ヘキサデカンジオンは、2,15-ヘキサデカンジオンの分子内縮合反応後の未反応物の晶出分離工程へ循環され、2,15-ヘキサデカンジオンの分子内縮合反応に再使用可能である。
 そして、上記3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法にて製造された3-メチル-シクロペンタデセノン類を、触媒を用いて水素化して、R/S-ムスコンを製造することにより、特殊な触媒や処理が必要ないので、容易かつ経済的にR/S-ムスコンを製造できる。
 次に、3-メチル-シクロペンタデセノン類含有液から精密蒸留により各成分を分離する方法について説明する。
 未反応2,15-ヘキサデカンジオンの大部分を分離した後の3-メチル-シクロペンタデセノン類含有液の主組成物は、反応で使用した溶媒、3-メチル-シクロペンタデセノン類および少量の未反応2,15-ヘキサデカンジオンであり、精密蒸留は溶媒留去後に行われる。
 2,15-ヘキサデカンジオンの分子内縮合反応で得られる3-メチル-シクロペンタデセノン類とは、(E)-3-メチル-2-シクロペンタデセノン、(Z)-3-メチル-2-シクロペンタデセノン、(E)および(Z)-3-メチル-3-シクロペンタデセノンおよび3-メチレン-シクロペンタデカノンであり、少なくとも(E)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンおよび(Z)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンを含有している。
 精密蒸留で使用する蒸留塔は、理論段数30段以上のものであればよく、例えば、充填塔、段塔および回転バンド型蒸留塔等が挙げられる。
 蒸留操作での減圧度は、低いと蒸留温度が上昇して仕込み組成物の分解が生じることから、高い方が好ましく、0.5~50mmHgの範囲に設定することが好ましい。
 蒸留温度は、原料組成および減圧度により定められ、塔頂蒸気温度が100~200℃であると好ましい。
 還流比は、仕込み液組成により一概には言えないが、高純度品を高い分離収率で得るためには少なくとも30以上が必要である。
 精密蒸留で得られた3-メチル-シクロペンタデセノン類の各成分は、光学活性ムスコンの製造原料として使用可能である。
 なお、上述のように精密蒸留にて各成分への分離する3-メチル-シクロペンタデセノン類としては、2,15-ヘキサデカンジオンを触媒を用いて気相で分子内縮合反応を行い、未反応2,15-ヘキサデカンジオンの大部分を分離した後のものに限定されず、少なくとも(E)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンおよび(Z)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンを含有していればよい。
 そして、少なくとも(E)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンおよび(Z)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンを含有する3-メチル-シクロペンタデセノン類を、精密蒸留にて各成分に分離して3-メチル-シクロペンタデセノン類を製造することにより、一般的にコストが高騰化するカラムクロマトグラフィによる精製の必要がないので、容易かつ経済的に3-メチル-シクロペンタデセノン類を製造できる。
 次に、光学活性ムスコンの製造方法について説明する。
 光学活性ムスコンは、上述のように精密蒸留にて得られた3-メチル-シクロペンタデセノン類を、ルテニウム/光学活性錯体触媒を用いて不斉水素化することにより得られる。
 不斉水素化反応は、3-メチル-シクロペンタデセノン類の一成分およびルテニウム/光学活性錯体触媒を含有する液中へ水素をバブリングする方法、オートクレーブを用いて0~100KGの水素加圧化による方法および反応管へ充填した触媒中へ原料液と水素とを並流させる流通式等にて行うことができる。
 ルテニウム/光学活性錯体触媒としては、特開平6-19216号公報に記載の光学活性ムスコンの製造方法と同様に、例えば、RuCl(BINAP)(NEt)、RuCl(Tol-BINAP)(NEt)、RuCl(t-Bu-BINAP)(NEt)、Ru(BINAP)(OAc)、Ru(Tol-BINAP)(OAc)およびRu(t-Bu-BINAP)(OAc)等の化合物であるルテニウム/光学活性ホスフィン錯体を用いることが好ましい。なお、BINAPとは2,2‘-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチルを示し、Tol-BINAPとは、2,2‘-ビス(ジトリルホスフィノ)-1,1’-ビナフチルを示し、t-Bu-BINAPとは、2,2‘-ビス(ジ-p-tert-ブチルフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチルを示す。
 上記ルテニウム/光学活性ホスフィン錯体には(R)-体および(S)-体があり、光学活性ムスコンを得るために適宜選択して用いられる。
 触媒の使用量は、触媒の種類、活性および反応温度等によって設定されるが、3-メチル-シクロペンタデセノン類1重量に対して0.0001~0.05重量の範囲が好ましい。
 不斉水素化反応は、溶媒を用いて行うことが好ましい。この溶媒としては、不斉水素化反応に不活性なものであればよく、例えば、アルコール類、炭化水素類およびハロゲン化炭化水素類等が用いられる。溶媒の使用量は、多過ぎると経済的ではないので、3-メチル-シクロペンタデセノン類の濃度が1重量%以上になるようにすることが好ましい。
 不斉水素化反応の反応温度は、触媒および溶媒の種類によって設定されるが、室温~100℃の範囲が好ましい。
 そして、得られた反応生成物を蒸留、または、カラムクロマトグラフィにて精製することにより、光学活性ムスコンを得ることができる。
 そして、上記精密蒸留による3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法にて製造された3-メチル-シクロペンタデセノン類を、ルテニウム/光学活性錯体触媒を用いて不斉水素化して、光学活性ムスコンを製造することにより、容易かつ経済的に光学活性ムスコンを製造できる。
 なお、上述した3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法、R/S-ムスコンの製造方法、3-メチル-シクロペンタデセノン類含有液から精密蒸留により各成分を分離する方法および光学活性ムスコンの製造方法は、回分法や連続法にも適宜対応できる。
 次に、本発明の実施例について説明する。
 まず、参考例として、3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造に用いる2,15-ヘキサデカンジオンを製造について説明する。
 攪拌機、温度計、還流冷却器を付した2Lの四ツ口フラスコに、1,10-ジヨードデカン197g(0.5モル)、アセト酢酸エチル520g(4モル)、エタノール1Lおよび炭酸カリウム89.8g(0.65モル)を秤取し、全還流下にて4時間反応を行った。
 反応終了後、溶媒として使用したエタノールを留去し、室温へ冷却して5%硫酸700mlを添加し分液する。分液後、上層の有機相の減圧蒸留により過剰に用いたアセト酢酸エチルを留去し、ジエチル-2,13-ビスアセチル-1,14-テトラデカンジオエート含有油状物を237g得た。
 上述のように得られた油状物の全量および10%水酸化ナトリウム水溶液800g(2モル)を、攪拌機、温度計、還流冷却器を付した2L三ツ口フラスコに加え、室温にて5時間攪拌後、50%硫酸206g(1.05モル)を添加し3時間全還流して脱炭酸反応を行った。
 脱炭酸反応終了後、室温まで冷却し、固形物を濾過、水洗後、乾燥させて微黄色の結晶129.6gを得た。得られた結晶の組成をガスクロマトグラフィにて分析した結果、1,10-ジヨードデカンの濃度が0重量%であり、2,15-ヘキサデカンジオンの濃度が91.3重量%であった。したがって、1,10-ジヨードデカンの転化率は100%で、2,15-ヘキサデカンジオン選択率は93.2%となり、仕込みの1,10-ジヨードデカンに対する2,15-ヘキサデカンジオンの収率は93.2%であった。
 また、得られた粗2,15-ヘキサデカンジオンの全量を95%エタノールを用いて再結晶精製し、純度99.5%以上の精製2,15-ヘキサデカンジオン110gを得た。
 そして、触媒の存在下にて、上述のように製造した2,15-ヘキサデカンジオンを気相で分子内縮合反応を行い、3-メチル-シクロペンタデセノン類を製造した。
[実施例1]
 22mmφ、長さ40cmのカラムにおいて、3~4mmφの磁製ラシヒ35mlを上部に充填し、触媒として元素周期律表第2族の化合物である3~5mmφの酸化亜鉛ペレット50mlを下部に充填し、ラシヒ層温度が315℃となり、触媒層温度が360℃となるように加熱する。この加熱したカラムへ、不活性ガスとしての窒素(5L/hr)キャリア下にて、5重量%の2,15-ヘキサデカンジオンを溶解した容量比が1対3のトルエン/デカリン溶液を25g/hrの速度で導入して分子内縮合反応を行った。この反応生成物を30~50℃へ冷却して捕集した。
 そして、3時間の連続反応を行い、3時間目の反応生成液をガスクロマトグラフィにて分析したところ、2,15-ヘキサデカンジオンの転化率は65%であり、3-メチル-シクロペンタデセノン類の選択率は86%であった。よって、仕込みの2,15-ヘキサデカンジオンに対する3-メチル-シクロペンタデセノン類の収率は56%であった。
[実施例2および実施例3]
 触媒として元素周期律表第2族の化合物である酸化カルシウムまたは酸化マグネシウムを用いたこと以外は、上記実施例1と同様にして反応を行った。この結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
[比較例1ないし比較例10]
 触媒として、元素周期律表第2族ではない種々の化合物を用いたこと以外は、上記実施例1と同様にして反応を行った。この結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
[実施例4]
 3~4mmφの磁製ラシヒ50ml充填管(22mmφ、長さ30cm)であるラシヒ充填管を上部に配置し、触媒として元素周期律表第2族の化合物である3~5mmφの酸化亜鉛ペレット80ml充填管(22mmφ、長さ40cm)である触媒充填管を下部に配置し、ラシヒ管を320℃に加熱し、触媒充填管を360℃に加熱した。また、ラシヒ充填管へ窒素(5L/hr)キャリア下にて、5重量%の2,15-ヘキサデカンジオンを溶解したn-デカン溶液を25g/hrの速度で導入して分子内縮合反応を行った。この反応生成物を30~50℃へ冷却して捕集した。
 そして、10時間の連続反応を行い、10時間目の反応生成液をガスクロマトグラフィにて分析したところ、2,15-ヘキサデカンジオンの転化率は59%であり、3-メチル-シクロペンタデセノン類の選択率は84%であった。
 反応終了後、ラシヒ充填層および触媒充填層を点検したところ、ラシヒ層にタール状物が付着し、触媒層は上部が白色から灰色へ変色していた。
 また、ラシヒ充填管および触媒充填管を450~500℃へ加熱し、空気を0.5L/minの速度で導入して、タール状物の焼却および触媒の再賦活化を行った後、再度上記の分子内縮合反応を行った。そして、10時間目の反応生成液をガスクロマトグラフィにて分析したところ、2,15-ヘキサデカンジオンの転化率は61%であり、3-メチル-シクロペンタデセノン類の選択率は82%であった。
 このような、再賦活化を伴う反応を繰り返し、合計5回の反応を行ったが、触媒の活性低下は認められず、5回目の反応における10時間目の反応生成液をガスクロマトグラフィにて分析したこところ、2,15-ヘキサデカンジオンの転化率は61%であり、3-メチル-シクロペンタデセノン類の選択率は86%であった。
[実施例5]
 実施例4にて得られた反応生成液を1200g採取し、20℃へ冷却し、析出する結晶を濾過分離して、3-メチル-シクロペンタデセノン類2.5重量%および未反応2,15-ヘキサデカンジオン0.1重量%含有液を1158g得た。回収した未反応2,15-ヘキサデカンジオンの結晶は、乾燥後20.4gであり、純度は95重量%であった。
 このようにして得られた未反応2,15-ヘキサデカンジオン分離後の3-メチル-シクロペンタデセノン類含有液を50g採取し、触媒としての5重量%パラジウム/カーボンを0.1g添加後、50KG水素加圧下にて、25℃で6時間の振とう反応を行い、水素化した。
 そして、反応終了後の液組成をガスクロマトグラフィにて分析したところ、R/Sムスコンが2.5重量%であり、未反応3-メチル-シクロペンタデセノン類が0.1重量%以下であり、2,15-ヘキサデカンジオンが0.1重量%であった。
[実施例6]
 上記実施例5にて得られた未反応2,15-ヘキサデカンジオン分離後の3-メチル-シクロペンタデセノン類含有液1100gを濃縮後、東科精機製回転バンド型精密蒸留塔(理論段数80段)を用いて、減圧度10~2mmHg、還流比10~100にて精密蒸留を行い、初留分カット後、減圧度2mmHg、140.5~142℃の留分10.3gを得た。この留分をガスクロマトグラフィにて分析したところ、(Z)-3-メチル-2-シクロペンタデセノン含量が95.3重量%であった。
[実施例7]
 窒素で置換した100ml耐圧容器へ、上記実施例6にて得られた(Z)-3-メチル-2-シクロペンタデセノン留分2g、ルテニウム/光学活性錯体触媒としてのRuCl[(R)-Tol-BINAP](NEt3)10mgおよび溶媒としてのメタノール15mlを添加し、50KG水素加圧下にて、25℃で24時間の振とう反応を行い、不斉水素化した。
 そして、反応終了後、溶媒のメタノールを留去し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィにて精製し、光学活性ムスコンとしての(R)-ムスコンを1.9g得た。この(R)-ムスコンを液体クロマトグラフィにて分析したところ、R/S比は93/7であった。
 本発明は、香料として有用なR/S-ムスコンおよび光学活性ムスコンやムスコンの合成中間体である3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造に利用することができる。

Claims (5)

  1.  触媒として用いる元素周期律表第2族の化合物の存在下にて、2,15-ヘキサデカンジオンを気相で分子内縮合反応する
     ことを特徴とする3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法。
  2.  触媒として用いる元素周期律表第2族の化合物は、酸化マグネシウム、酸化カルシウムおよび酸化亜鉛のいずれかである
     ことを特徴とする請求項1記載の3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法。
  3.  請求項1または2記載の3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法にて製造された3-メチル-シクロペンタデセノン類を、触媒を用いて水素化する
     ことを特徴とするR/S-ムスコンの製造方法。
  4.  少なくとも(E)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンおよび(Z)-3-メチル-2-シクロペンタデセノンを含有する3-メチル-シクロペンタデセノン類を、精密蒸留にて各成分に分離する
     ことを特徴とする3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法。
  5.  請求項4記載の3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法にて製造された3-メチル-シクロペンタデセノン類を、ルテニウム/光学活性錯体触媒を用いて不斉水素化する
     ことを特徴とする光学活性ムスコンの製造方法。
PCT/JP2009/056302 2009-03-27 2009-03-27 3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法、r/s-ムスコンの製造方法および光学活性ムスコンの製造方法 WO2010109650A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/056302 WO2010109650A1 (ja) 2009-03-27 2009-03-27 3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法、r/s-ムスコンの製造方法および光学活性ムスコンの製造方法
US13/063,541 US20110172465A1 (en) 2009-03-27 2009-03-27 Method for producing 3-methyl-cyclopentadecenones, method for producing (r)- and (s)- muscone, and method for producing optically active muscone
JP2010526494A JP4929402B2 (ja) 2009-03-27 2009-03-27 3−メチル−シクロペンタデセノン類の製造方法、r/s−ムスコンの製造方法および光学活性ムスコンの製造方法
EP09842264A EP2412696A4 (en) 2009-03-27 2009-03-27 METHOD FOR PRODUCING 3-METHYL-CYCLOPENTADECENONE, PROCESS FOR PRODUCTION OF R / S-MUSCONE, AND PROCESS FOR PRODUCTION OF OPTICALLY ACTIVE MUSCONE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/056302 WO2010109650A1 (ja) 2009-03-27 2009-03-27 3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法、r/s-ムスコンの製造方法および光学活性ムスコンの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010109650A1 true WO2010109650A1 (ja) 2010-09-30

Family

ID=42780359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/056302 WO2010109650A1 (ja) 2009-03-27 2009-03-27 3-メチル-シクロペンタデセノン類の製造方法、r/s-ムスコンの製造方法および光学活性ムスコンの製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110172465A1 (ja)
EP (1) EP2412696A4 (ja)
JP (1) JP4929402B2 (ja)
WO (1) WO2010109650A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016222561A (ja) * 2015-05-28 2016-12-28 株式会社 東邦アーステック (z)−3−メチル−2−シクロペンタデセノンの製造方法および(r)−(−)−3−メチルシクロペンタデカノンの製造方法
JP2017165662A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 株式会社 東邦アーステック 3−メチルシクロアルケノン類の製造方法
JP2017165663A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 株式会社 東邦アーステック 3−メチルシクロペンタデセノン類の製造方法
JP2018087184A (ja) * 2016-11-24 2018-06-07 国立大学法人 新潟大学 (e)−3−メチル−2−シクロアルケノン化合物、3−ハロ−3−メチルシクロアルカノン化合物および(r)−3−メチルシクロアルカノン化合物の製造方法
CN109678684A (zh) * 2018-12-25 2019-04-26 万华化学集团股份有限公司 一种制备左旋麝香酮的方法
WO2020067079A1 (ja) * 2018-09-25 2020-04-02 高砂香料工業株式会社 3-メチルシクロアルケノン類の製造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108191622B (zh) * 2017-12-15 2021-02-09 广东省石油与精细化工研究院 一种dl-麝香酮的连续制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59157047A (ja) 1983-02-28 1984-09-06 Nippon Mining Co Ltd デヒドロムスコンの製造方法
JPH0381242A (ja) 1989-06-02 1991-04-05 Basf Ag ムスコンの製法及び2個の不飽和結合を有する開鎖状2,15―ジケトン
JPH06192161A (ja) 1992-12-25 1994-07-12 Takasago Internatl Corp 光学活性ムスコンの製造方法
JPH07267968A (ja) * 1994-03-30 1995-10-17 Takasago Internatl Corp (z)−3−メチル−2−シクロペンタデセン−1−オンの製造法
JP2002069026A (ja) 2000-08-30 2002-03-08 Takasago Internatl Corp (e)−3−メチル−2−シクロペンタデセノンの製造法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4649743B2 (ja) * 2001-01-26 2011-03-16 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 大環状ケトン化合物の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59157047A (ja) 1983-02-28 1984-09-06 Nippon Mining Co Ltd デヒドロムスコンの製造方法
JPH0381242A (ja) 1989-06-02 1991-04-05 Basf Ag ムスコンの製法及び2個の不飽和結合を有する開鎖状2,15―ジケトン
JPH06192161A (ja) 1992-12-25 1994-07-12 Takasago Internatl Corp 光学活性ムスコンの製造方法
JPH07267968A (ja) * 1994-03-30 1995-10-17 Takasago Internatl Corp (z)−3−メチル−2−シクロペンタデセン−1−オンの製造法
JP2002069026A (ja) 2000-08-30 2002-03-08 Takasago Internatl Corp (e)−3−メチル−2−シクロペンタデセノンの製造法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2412696A4 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016222561A (ja) * 2015-05-28 2016-12-28 株式会社 東邦アーステック (z)−3−メチル−2−シクロペンタデセノンの製造方法および(r)−(−)−3−メチルシクロペンタデカノンの製造方法
JP2017165662A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 株式会社 東邦アーステック 3−メチルシクロアルケノン類の製造方法
JP2017165663A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 株式会社 東邦アーステック 3−メチルシクロペンタデセノン類の製造方法
JP2018087184A (ja) * 2016-11-24 2018-06-07 国立大学法人 新潟大学 (e)−3−メチル−2−シクロアルケノン化合物、3−ハロ−3−メチルシクロアルカノン化合物および(r)−3−メチルシクロアルカノン化合物の製造方法
WO2020067079A1 (ja) * 2018-09-25 2020-04-02 高砂香料工業株式会社 3-メチルシクロアルケノン類の製造方法
JPWO2020067079A1 (ja) * 2018-09-25 2021-08-30 高砂香料工業株式会社 3−メチルシクロアルケノン類の製造方法
US11377411B2 (en) 2018-09-25 2022-07-05 Takasago International Corporation Method for producing 3-methylcycloalkenone compound
JP7382333B2 (ja) 2018-09-25 2023-11-16 高砂香料工業株式会社 3-メチルシクロアルケノン類の製造方法
CN109678684A (zh) * 2018-12-25 2019-04-26 万华化学集团股份有限公司 一种制备左旋麝香酮的方法
CN109678684B (zh) * 2018-12-25 2022-11-04 万华化学集团股份有限公司 一种制备左旋麝香酮的方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2412696A4 (en) 2012-08-22
EP2412696A1 (en) 2012-02-01
JP4929402B2 (ja) 2012-05-09
JPWO2010109650A1 (ja) 2012-09-27
US20110172465A1 (en) 2011-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4929402B2 (ja) 3−メチル−シクロペンタデセノン類の製造方法、r/s−ムスコンの製造方法および光学活性ムスコンの製造方法
US7449609B2 (en) Method for production of 1,6-hexanediol with a purity in excess of 99.5%
JP5566450B2 (ja) 1,6−ヘキサンジオールおよびカプロラクトンの製造方法
EP1819654A1 (de) Verfahren zur herstellung von menthol
JP5824056B2 (ja) ケトン、特に大環状ケトンを調製する方法
EP1900720B1 (en) Process for production of substituted cyclopentanone
US8563781B2 (en) Process for preparing ketones, in particular macrocyclic ketones
KR20120005018A (ko) 1,6-헥산디올을 제조하기 위한 방법
US8816136B2 (en) Method for producing alicyclic alcohol
JP4826709B2 (ja) 精製アルコールの製造方法
JP2004182643A (ja) α−ヒドロキシカルボン酸エステルの製造法
CA2337858A1 (en) Improved method for simultaneous production of 6-aminocapronitrile and hexamethylenediamine
JP2018087184A (ja) (e)−3−メチル−2−シクロアルケノン化合物、3−ハロ−3−メチルシクロアルカノン化合物および(r)−3−メチルシクロアルカノン化合物の製造方法
KR100774627B1 (ko) 불균일촉매를 이용한 광학적으로 순수한 (r)-폼 또는(s)-폼 테트라히드로퍼퓨릴알코올의 제조방법
JP3581514B2 (ja) アルキルハロゲン化物の製法
JP6502884B2 (ja) 3−メチルシクロアルケノン類の製造方法
JP6595377B2 (ja) 3−メチルシクロペンタデセノン類の製造方法
JP5991521B2 (ja) カルボニル化合物の製造方法
JP4243448B2 (ja) 新規な4−(4’−(4”−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシル)−1−ヒドロキシベンゼン類
JPH0248541A (ja) テルペンアルコールの製造方法
RU2283301C2 (ru) Способ получения фторированного бензонитрила
JP6372765B2 (ja) 1,4‐シクロヘキサンジカルボン酸ビス(2‐ヒドロキシエチル)の製造方法
KR100651394B1 (ko) 이소프탈알데하이드의 제조방법
JPH02131449A (ja) 6―ヒドロキシカプロン酸エステルの製造方法
WO2017052184A1 (ko) 1,4-사이클로헥산디메탄올의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010526494

Country of ref document: JP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09842264

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13063541

Country of ref document: US

Ref document number: 2009842264

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE