WO2012060185A1 - エステルの製法 - Google Patents

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Abstract

　本発明は、バイヤー・ビリガー酸化反応により過酸化水素を用いて反応基質であるケトン又はアルデヒドからエステルを製造する方法であって、触媒として、金属ボレートであるＭ（ＢＡｒ4）n（Ｍはアルカリ金属又はアルカリ土類金属、Ａｒはアリール、ｎはＭの価数と同じ数である）を用いるものである。例えば、反応基質としてシクロヘキサノン、触媒としてＳｒ［Ｂ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4］2を用いた場合、単離収率８２％でε－カプロラクトンが得られた。

Description

エステルの製法
　本発明は、エステルの製法に関し、特にバイヤー・ビリガー酸化反応によるエステルの製法に関する。
　バイヤー・ビリガー酸化反応は、ケトンやアルデヒドを利用価値のあるエステル（環状エステルであるラクトンを含む）に変換する方法として有機合成において広く用いられてきた。例えば、シクロヘキサノンから得られるε－カプロラクトンはポリエステルやポリアミドの原料として有用であり、その効率的な合成法の開発は重要である。シクロヘキサノンのバイヤー・ビリガー酸化反応は、環ひずみが小さく安定な６員環から、環ひずみが大きく不安定な７員環への環拡大反応であるため、反応性が低く一般的に難しいとされている。そのため酸化力の強い有機過酸がよく使われている。しかし、有機過酸の爆発性や化学選択性、酸化反応にかかるコスト、廃液の処理方法等、様々な課題が残されている。それに対して、過酸化水素水は安全・安価な酸化剤であり、副生成物として水が出るだけで理想的な酸化剤とされている。過酸化水素水を酸化剤に用いる触媒的方法も報告されている。代表的な４つの方法を以下に示す。
　第１に、ＨＦＩＰ（１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロ－２－プロパノール）溶媒中、ＴｓＯＨを触媒とする方法が挙げられる（例えば非特許文献１，２）。第２に、有機セレン試薬を触媒とする方法が挙げられる（例えば非特許文献４，５）。第３に、フルオラス２層系でスズのパーフルオロアルカンスルホン酸コンプレックスをルイス酸触媒とする方法が挙げられる（例えば非特許文献６，特許文献１）。第４に、Ｍｇ、Ｍｇ－Ａｌ、Ｓｎ等系のハイドロタルサイトの固体触媒を用いる不均一酸化方法が挙げられる（例えば非特許文献７～１０）。
特開２００３－１９０８０４号公報
Organic Letters,2000, vol.2,p2861 Tetrahedron Letters, 2001, vol. 42, p2293 Angew. Chem.Int. Ed.,2002, vol.41,p4481 J. Org.Chem., 2001,vol.66, p2429 Tetrahedron Letters,2005, vol.46,p8665 Green Chem.,2003, vol.5,p524 J. Mol.Catal. A:Chem., 2003,vol.191. p93 Tetrahedron, 2007,vol.63, p1435 App. Catal.B: Environ.,2007, vol.72,p18 Catal. Lett.,2009, vol.131,p618
　しかしながら、第１の方法では、オレフィンのエポキシ化も促進されるため、反応基質としてオレフィンを含む環状ケトンを用いた場合の官能基選択性がよくないという問題があった。また、第２の方法では、触媒である有機セレン試薬の毒性が高いという問題があり、第３の方法では、シクロヘキサノンからε－カプロラクトンを得る収率が低いという問題があり、第４の方法では、基質一般性に欠けるという問題があった。
　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、低毒性の触媒を用いて高収率でケトンやアルデヒドからエステル（ラクトンを含む）を得ることを主目的とする。
　上述した目的を達成するために、本発明者らは、低毒性又は無毒のアルカリ金属やアルカリ土類金属のボレート塩（Ｍ（ＢＡｒ4）n；Ｍ＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｃａ，Ｓｒ等）が、過酸化水素によるケトン又はアルデヒドのバイヤー・ビリガー酸化反応において優れた触媒活性を示すことを初めて見いだし、本発明を完成するに至った。
　即ち、本発明のエステルの製法は、バイヤー・ビリガー酸化反応により過酸化水素を用いて反応基質であるケトン又はアルデヒドからエステルを製造する方法であって、触媒として、ボレート塩であるＭ（ＢＡｒ4）n（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属又はトリアリールメチルであり、４つのＡｒは電子吸引性基を有するアリールであって４つとも同じであっても異なっていてもよく、ｎはＭの価数と同じ数である）を用いるものである。
　本発明のエステルの製法によれば、低毒性の触媒を用いて高収率で反応基質であるケトン又はアルデヒドからエステルを得ることができる。また、有機過酸ではなく過酸化水素を用いるため、過酸化物由来の副生成物は水のみであり、環境に優しいバイヤー・ビリガー酸化反応といえる。更に、反応基質として環状ケトンを用いた場合、温和な条件下で酸化反応が効率よく進行し、ラクトンを高収率で得ることができる。
　本発明のエステルの製法は、バイヤー・ビリガー酸化反応により過酸化水素を用いて反応基質であるケトン又はアルデヒドからエステルを製造する方法であって、触媒として、ボレート塩であるＭ（ＢＡｒ4）n（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属又はトリアリールメチルであり、４つのＡｒは電子吸引性基を有するアリールであって４つとも同じであっても異なっていてもよく、ｎはＭの価数と同じ数である）を用いるものである。
　本発明のエステルの製法において、ボレート塩であるＭ（ＢＡｒ4）nのＭはアルカリ金属、アルカリ土類金属又はトリアリールメチルである。アルカリ金属としては、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋなどが挙げられ、アルカリ土類金属としては、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａなどが挙げられる。トリアリールメチルのアリールは、３つとも同じであってもよいし異なっていてもよい。異なっている場合には、すべて別々でもよいし、２つが同じで残りは別でもよい。トリアリールメチルとしては、トリフェニルメチル（トリチル）やトリス（ペンタフルオロフェニル）メチルなどが挙げられる。なお、Ｍがアルカリ金属やトリアリールメチルの場合にはｎは１であり、Ｍがアルカリ土類金属の場合にはｎは２である。４つのＡｒは、電子吸引性基を有するアリールであって、４つとも同じであってもよいし異なっていてもよい。異なっている場合には、すべて別々でもよいし、２つが同じで残りは別々でもよいし、２つが同じで残り２つも同じでもよいし、３つが同じであってもよい。電子吸引性基としては、例えばハロゲン原子やトリハロメチル基、ニトロ基、ニトリル基などが挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましく、トリハロメチル基としてはトリフルオロメチル基が好ましい。また、電子吸引性基を有するアリールとしては、ペンタフルオロフェニルや３，５－ビス（トリフルオロメチル）フェニルなどが好ましい。
　本発明のエステルの製法において、ボレート塩であるＭ（ＢＡｒ4）nの使用量は、触媒量であれば特に限定するものではないが、例えば、反応基質に対して０．０１～２０ｍｏｌ％が好ましい。０．０１ｍｏｌ％を下回ると、反応速度が遅くなるとか副生成物の比率が高くなる等の不具合が生じることがあるため好ましくなく、２０ｍｏｌ％を上回ったとしても、それによって収率が大きく向上することがないため経済的見地から好ましくない。反応速度の促進効果を考慮すると、反応基質に対して０．１ｍｏｌ％を加減とすることが好ましい。また、経済的見地からすると、反応基質に対して５ｍｏｌ％を上限とすることがより好ましい。
　本発明のエステルの製法において、反応基質に用いられるケトンとしては、特に限定するものではないが、環状ケトンや鎖状ケトン、クロマノン類などが挙げられる。環状ケトンとしては、例えば、シクロプロパノン類、シクロブタノン類、シクロペンタノン類、シクロヘキサノン類、シクロヘプタノン類のほか、縮合環ケトン類などが挙げられる。こうした環状ケトンを反応基質として用いた場合には、反応生成物としてラクトンが得られる。一般的に、シクロヘキサノン類は、環ひずみが小さく安定であるため、環ひずみが大きく不安定な７員環のε－カプロラクトンへのバイヤー・ビリガー酸化反応は進行しにくいとされるが、本発明のエステルの製法によれば、高収率で反応が進行する。なお、環状ケトンとしては、その他にも、例えば天然物の合成中間体や医薬、農薬の合成中間体、重合体のモノマーなどが部分構造として環状ケトン骨格を有している場合、その合成中間体やモノマーを反応基質として使用することもできる。鎖状ケトンとしては、例えば、ジペンチルケトンのようなジアルキルケトンや、アセトフェノンのようなアリールアルキルケトン、またはベンゾフェノンのようなジアリールケトンなどが挙げられる。クロマノン類としては、例えば、４－クロマノン、３－クロマノンなどが挙げられる。また、反応基質に用いられるアルデヒドとしては、ベンズアルデヒド、４－クロロベンズアルデヒド、１－ナフチルアルデヒドなどの芳香族アルデヒドなどが挙げられる。こうした反応基質は、炭素－炭素二重結合（すなわちオレフィン結合）や炭素－炭素三重結合、ハロゲン基、ヒドロキシ基、シリル基又はシロキシ基を有していてもよい。オレフィンは過酸化水素によってエポキシに変換される可能性があるが、本発明のエステルの製法ではその可能性が小さく、エステルが選択的に生成する。オレフィン結合を有する反応基質としては、例えば、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基などを有するケトン又はアルデヒドが挙げられる。炭素－炭素三重結合を有する反応基質としては、例えば、エチニル基、プロピニル基などを有するケトン又はアルデヒドが挙げられる。シリル基を有する反応基質としては、例えば、トリメチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基、ジメチルｔ－ブチルシリル基などを有するケトン又はアルデヒドが挙げられる。シロキシ基を有する反応基質としては、例えば、トリメチルシロキシ基、ジメチルフェニルシロキシ基、ジメチルｔ－ブチルシロキシ基などを有するケトン又はアルデヒドが挙げられる。
　本発明のエステルの製法において、反応溶媒は、反応基質や触媒に応じて適宜選択すればよいが、例えば、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、ニトリル系溶媒、エステル系溶媒及びこれらのうちの２種以上を混合した溶媒などが挙げられる。また、反応基質や触媒によっては、先に例示列挙した反応溶媒と水との混合溶媒を用いてもよい。ハロゲン化炭化水素としては、１，２－ジクロロエタン（ＤＣＥ）や１，４－ジクロロブタン（ＤＣＢ）などが挙げられ、芳香族炭化水素としてはトルエンやキシレン、ベンゼンなどが挙げられ、ニトリル系溶媒としてはアセトニトリルやプロピオニトリル、ブチロニトリルなどが挙げられ、エステル系溶媒としては酢酸メチルや酢酸エチルなどが挙げられる。
　本発明のエステルの製法において、反応温度は、反応基質や触媒に応じて適宜設定すればよい。反応温度が低すぎると、反応速度が遅くなり反応が終了するまでに長期間を要することがあるため好ましくなく、反応温度が高すぎると、反応基質が分解したり副反応が支配的になったりすることがあるため好ましくないが、適正な反応温度は反応基質や触媒によって異なる。そのため、一概に反応温度の好適な範囲を定めることはできないが、一つの目安として、０℃から１００℃の間、好ましくは２５℃（室温）から７０℃の間で適宜設定してもよい。
　本発明のエステルの製法において、助触媒として、ブレンステッド酸を用いてもよい。ボレート塩触媒と共に助触媒としてブレンステッド酸を用いると、反応活性が更に向上する。こうした助触媒としては、例えば、芳香環上に１以上のＯＨ基を持つフェノール類、カルボン酸、オキソカーボン酸、リン酸モノ又はジエステルなどが挙げられる。フェノール類としては、ペンタフルオロフェノール、カテコール、３－フルオロカテコール、テトラフルオロカテコール、テトラクロロカテコール、レゾルシノール、４－フルオロレゾルシノール、テトラフルオロレゾルシノール、テトラクロロレゾルシノールなどが挙げられる。カルボン酸としては、酢酸、マンデル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、サリチル酸、フタル酸などが挙げられる。オキソカーボン酸としては、デルタ酸、スクアリン酸、クロコン酸、ロジゾン酸、ヘプタゴン酸などが挙げられる。リン酸モノ又はジエステルとしては、ビナフチルハイドロゲンホスフェート（ＢＰ）などが挙げられる。これらの中で、テトラフルオロカテコール及びシュウ酸が反応促進効果が高いため好ましい。更に、安価な点を考慮すると、シュウ酸が好ましい。
　本発明のエステルの製法において、助触媒は、例えば、反応基質に対して０．０１～１００ｍｏｌ％が好ましい。また、ボレート塩に対して１～１０倍モルが好ましく、１～５倍モルがより好ましい。
　なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
　以下の実施例及び比較例においては、1Ｈ　ＮＭＲスペクトルをＪＥＯＬ　ＥＣＳ－４００　（４００　ＭＨｚ）スペクトロメータで、13Ｃ　ＮＭＲスペクトルをＪＥＯＬ　ＥＣＳ－４００（１００ＭＨｚ）スペクトロメータで測定した。反応の進行は、薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）で、Ｍｅｒｃｋ　ｐｒｅｃｏａｔｅｄ　ＴＬＣプレート（シリカゲル６０　ＧＦ２５４，０．２５ｍｍ）を用いてモニタリングした。溶媒や試薬は市販のものをそのまま反応に用いた。
［参考例］
　以下の実施例及び比較例で触媒として使用したボレート塩について説明する。ＮａＢ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4，ＬｉＢ（Ｃ6Ｆ5）4とＰｈ3ＣＢ（Ｃ6Ｆ5）4は市販品をそのまま反応に用いた。ＬｉＢ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4とＫＢ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4は文献（Organomet., 1992, vol.11, p3920）に記載された方法に従って合成した。
　Ｓｒ［Ｂ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4 ］2・１０Ｈ2Ｏは、以下のようにして合成した。すなわち、ＬｉＢ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4・４Ｈ2Ｏ（４７０ｍｇ，０．５ｍｍｏｌ）のＥｔ２Ｏ（５ｍＬ）と純水（５ｍＬ）の混合液にＳｒＣｌ2・６Ｈ2Ｏ（１．３３ｇ，５ｍｍｏｌ）を加え、室温で２日間撹拌した。反応終了後、水層をＥｔ２Ｏで抽出し、得られた有機層を純水で５回洗った。溶媒をエバポレーターで除いた後、得られた固体を純水とヘキサンで良く洗い、Ｓｒ［Ｂ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4］2・１０Ｈ2Ｏを得た（４３５ｍｇ，０．２２ｍｍｏｌ，収率８７％（ボレートに基づいて算出））。
　また、Ｃａ［Ｂ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4 ］2・８Ｈ2Ｏ及びＢａ［Ｂ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4 ］2・７Ｈ2Ｏは、ＳｒＣｌ2の代わりにそれぞれＣａＣｌ2及びＢａＣｌ2を用いた以外は、Ｓｒ［Ｂ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4 ］2・１０Ｈ2Ｏと同様にして合成した。更に、Ｓｒ［Ｂ（Ｃ6Ｆ5）4 ］2 は、ＬｉＢ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4・４Ｈ2Ｏの代わりにＬｉＢ（Ｃ6Ｆ5）4 を用いた以外は、Ｓｒ［Ｂ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4 ］2・１０Ｈ2Ｏと同様にして合成した。
　合成したボレート塩の性状及びスペクトルデータは以下の通り。
・ＬｉＢ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4
　白色粉末。1H NMR (CD3CN, 400 MHz)δ 7.65-7.70 (m, 12H); 13C NMR (CD3CN, 100 MHz) δ118.7, 125.5 (q, JC-F = 270 Hz), 129.9 (q, JC-F = 31.5 Hz), 135.7, 162.6 (q, JB-C = 49.6 Hz); 19F NMR (CD3CN) δ-63.1. Anal. Calcd. for C32H20BF24LiO4: C, 40.79; H, 2.14. Found: C, 41.00; H, 1.88.
・ＫＢ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4
　白色粉末。 1H NMR (CD3CN, 400 MHz)δ 7.65-7.70 (m, 12H); 13C NMR (CD3CN, 100 MHz) δ118.7, 125.5 (q, JC-F = 271 Hz), 130.0 (q, JC-F = 32.4 Hz), 135.7, 162.7 (q, JB-C = 49.6 Hz); 19F NMR (CD3CN) δ-63.1. Anal. Calcd. for C32H16BF24LiO2: C, 40.96; H, 1.72. Found: C, 41.01; H, 1.70.
・Ｓｒ［Ｂ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4 ］2・１０Ｈ2Ｏ
　白色粉末。 1H NMR (CD3CN, 400 MHz)δ7.65-7.70 (m, 24H); 13C NMR (CD3CN, 100 MHz) δ118.7, 125.5 (q, JC-F = 271 Hz), 129.9 (q, JC-F = 31.5 Hz), 135.7, 162.7 (q, JB-C = 49.6 Hz); 19F NMR (CD3CN) δ-63.1. Anal. Calcd. For C64H44BF48O10Sr: C, 38.55; H, 2.22. Found: C, 38.56; H, 2.13.
・Ｃａ［Ｂ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4 ］2・８Ｈ2Ｏ
　白色粉末。1H NMR (CD3CN, 400 MHz)δ7.65-7.70 (m, 24H); 13C NMR (CD3CN, 100 MHz) δ118.6, 125.4 (q, JC-F = 271 Hz), 129.9 (q, JC-F = 31.5 Hz), 135.6, 162.6 (q, JB-C = 48.6 Hz); 19F NMR (CD3CN) δ-63.1. Anal. Calcd. for C64H40BCaF48O8: C,40.23; H, 2.11. Found: C, 40.23; H, 2.30.
・Ｂａ［Ｂ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4 ］2・７Ｈ2Ｏ
　淡茶色粉末。1H NMR (CD3CN, 400 MHz)δ77.65-7.70 (m, 24H); 19F NMR (CD3CN) δ-63.1. Anal. Calcd. For C64H38BBaF24O7: C, 38.63; H, 1.92. Found: C, 38.65; H, 2.08.
・Ｓｒ［Ｂ（Ｃ6Ｆ5）4 ］2
　白色粉末。 19F NMR (CD3CN) δ-168.3, -163.8 (t, J = 24.6 Hz), -133.7.
［実施例１～１１、比較例１，２］
　表１に示すように、実施例１～１１では、各種のボレート塩を触媒とし、バイヤー・ビリガー酸化反応により過酸化水素を用いて市販のシクロヘキサノンからε－カプロラクトンを製造した。比較例１，２では、それぞれＴｓＯＨ及びＳｃ（ＯＴｆ）3を触媒とし、同様にしてε－カプロラクトンを製造した。各実施例、各比較例で用いた触媒及び反応条件の詳細は表１に示したとおりである。また、この反応では、ε－カプロラクトンのほか、このラクトンが加水分解したヒドロキシカルボン酸やバイヤー・ビリガー酸化反応の反応中間体であるＣｒｉｅｇｅｅ中間体（表１の欄外の※４参照）が二量化したスピロビスペルオキシドが生成した。表１には、シクロヘキサノンから反応生成物への転換率及び各反応生成物の収率を示した。なお、表１のシクロヘキサノンの転換率や各生成物の収率は、反応溶液から少量をサンプリングし、1Ｈ　ＮＭＲ解析により算出した。
　代表例として実施例４について詳細な実験手順を以下に説明する。シクロヘキサノン（５０ｍｇ，０．５ｍｍｏｌ）とＳｒ［Ｂ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4］2・１０Ｈ2Ｏ（１０ｍｇ，０．００５ｍｍｏｌ）の１，２－ジクロロエタン（１０ｍＬ）溶液に３０％過酸化水素水（５７μＬ，０．５５ｍｍｏｌ）を入れ、反応容器を７０℃のオイルバスに入れた。この反応では、生成するε－カプロラクトンの加水分解によるヒドロキシカルボン酸の副生が大きな課題であるため、反応溶媒として１，２－ジクロロエタンと水との混合溶媒ではなく、１，２－ジクロロエタンのみを使用した（系内には過酸化水素水に含まれる水のみ存在する）。反応開始から２時間後に、反応容器をオイルバスから出して０℃に冷やし、ＮａＨＳＯ3水溶液でクエンチした。水層はＥｔ2Ｏで２回抽出し、得られた有機層を水と食塩水で洗った。得られた有機層を無水Ｎａ2ＳＯ4で乾燥し、溶媒はエバポレーターで除いた後、シリカゲルカラムクロマトグラフィ（展開溶媒：Ｈｅｘａｎｅ－Ｅｔ2Ｏ）によって生成物（４７ｍｇ，０．４１ｍｍｏｌ，単離収率８２％）を得た。この生成物の物性、ＴＬＣの保持時間及び1Ｈ　ＮＭＲの化学シフトは市販のε－カプロラクトンと一致した。なお、他の実施例、比較例についても、実施例４に準じて反応を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の実施例１～６から明らかなように、触媒として用いたボレート塩の金属種は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のいずれにおいても良好な結果を与えた。中でも、特にＣａやＳｒの反応活性及びラクトン選択性が良かった。また、実施例５に示すように、触媒量を１ｍｏｌ％から０．１ｍｏｌ％に下げても反応は効率よく進行した。一方、実施例７～９に示すように、触媒のカウンターアニオンをテトラキス（３，５－ビス（トリフルオロメチル）フェニル）ボレートからテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートに変更したところ、反応活性は大幅に改善した。更に、実施例１０，１１に示すように、溶媒を検討したところ、１，４－ジクロロブタンは１，２－ジクロロエタンと同様に良好な結果を与えたが、トルエンでは反応活性がやや低下した。なお、表１には示していないが、実施例４の反応温度を５０℃や室温（２５℃）に下げたところ、反応の進行が遅くなると共にスピロビスペルオキシドの生成量が増加する傾向が見られた。一方、比較例１では、触媒としてプロトン酸であるトシル酸を使用し、比較例２では、触媒としてルイス酸であるＳｃ（ＯＴｆ）3を使用したが、いずれも反応活性が低く、ラクトンの収率も満足する値は得られなかった。
　なお、各生成物の性状及びスペクトルデータは以下のとおり。
・ラクトン（ε－カプロラクトン）
　無色液体。 TLC, Rf = 0.11 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ1.76-1.87 (m, 6H), 2.63-2.66 (m, 2H), 4.23-4.26 (m, 2H).
・ヒドロキシカルボン酸（６－ヒドロキシカプロン酸）
　無色固体。1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ1.41 (m, 2H), 1.63 (m, 4H), 2.36 (t, J= 7.4 Hz, 2H), 3.65 (t, J= 6.5 Hz, 2H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ24.4, 25.1, 31.9,33.9, 62.3, 178.8.
・スピロビスペルオキシド（７，８，１５，１６－テトラオキサジスピロ［５．２．５．２］ヘキサデカン
　白色固体。TLC, Rf = 0.67 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ1.47 (bs, 4H), 1.57 (bs, 12H), 2.28 (bs, 4H).
［実施例１２～２３、比較例３～６］
　表２に示すように、実施例１２～２３では、各種のボレート塩を触媒とし、バイヤー・ビリガー酸化反応により過酸化水素を用いて市販の４－ｔｅｒｔ－ブチルシクロヘキサノンから対応するε－カプロラクトンを製造した。比較例３では無触媒、比較例４～６ではそれぞれＮａＢＦ4、ＮａＢＰｈ4、ＬｉＮＴｆ2を触媒とし、同様のε－カプロラクトンを製造した。各実施例、各比較例では、表２に示した触媒及び反応条件を採用し、上述した実施例４に準じて反応を行った。また、この反応では、ε－カプロラクトンのほか、スピロビスペルオキシドが生成した。表２には、シクロヘキサノンから反応生成物への転換率及び各反応生成物の収率を示した。なお、表２の転換率や各生成物の収率は、反応溶液から少量をサンプリングし、1Ｈ　ＮＭＲ解析により算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２の比較例３から明らかなように、この反応は無触媒では進行しなかった。実施例１２では、１，２－ジクロロエタン中、２モル当量の過酸化水素を使用し、反応基質に対して５ｍｏｌ％のＮａＢ（３，５－ＣＦ3Ｃ6Ｈ3）4 を触媒として反応を行ったところ、ラクトンが収率７３％、副生成物であるスピロビスペルオキシドが収率２７％で得られた。実施例１３では、反応溶媒として、１，２－ジクロロエタンと水とを体積比で２：１となるように混合した溶媒を用いたところ、ラクトンの収率が８９％に向上した。実施例１４及び実施例１５では、実施例１３の１，２－ジクロロエタンの代わりに、それぞれトルエン及びアセトニトリルを用いたところ、反応活性は低下したが、ラクトンが選択的に得られた。この実施例１４及び実施例１５では、反応の進行は遅いものの、ラクトン以外の化合物は生成していないため、反応時間を長くすればラクトンの収率が向上すると予測される。実施例１６では、反応溶媒として、１，２－ジクロロエタンと水とを体積比で１０：１となるように混合した溶媒を用いたところ、実施例１３よりも反応活性が大幅に改善され、ラクトンの収率も向上した。
　実施例１７～２０では、実施例１６と同様の反応溶媒中、２モル当量の過酸化水素を使用し、反応基質に対して１ｍｏｌ％の金属ボレート（金属種はそれぞれＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃａ）を触媒として反応を行ったところ、いずれも反応活性が高く、転換率が９０％以上、ラクトンの収率も８４％以上という良好な結果が得られた。金属種によって反応結果に大きな差はみられなかったが、強いていえば反応活性の順は高い方からＣａ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋとなった。
　実施例２１～２３では、実施例１６と同様の反応溶媒中、１．１モル当量の過酸化水素を使用し、反応基質に対して１ｍｏｌ％のボレート塩を触媒として反応を行ったところ、いずれも反応活性が高く、転換率が８９％以上、ラクトンの収率も８５％以上という良好な結果が得られた。実施例２３で使用したボレート塩は、カチオンがトリチルカチオンであったが、良好な結果が得られた。
　なお、各生成物の性状及びスペクトルデータは以下のとおり。
・ラクトン（５－ｔｅｒｔ－ブチロキセパン－２－オン）
　無色固体。TLC, Rf = 0.35 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 0.89(s, 9H), 1.25-1.40 (m 2H), 1.48-1.55 (m, 1H), 2.0-2.1 (m, 2H), 2.53-2.59 (m, 1H), 2.69-2.74 (m, 1H), 4.11-4.18 (m, 1H), 4.34 (ddd, J = 1.9, 5.9, 12.8 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ23.6, 27.3, 30.1, 32.3, 33.3, 50.6, 69.0, 177.8.
・スピロビスペルオキシド（３，１２－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－７，８，１５，１６－テトラオキサジスピロ［５．２．５．２］ヘキサデカン）
　白色固体。TLC, Rf = 0.75 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 0.86(bs, 18H), 1.05-1.12 (m, 2H), 1.20-1.32 (m, 4H), 1.41-1.51 (m, 4H), 1.74 (bs, 6H), 3.17 (bs, 2H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 22.8, 23.1, 27.6, 29.7, 32.0, 32.3, 47.4, 47.5, 108.1.
［実施例２４～３０］
　実施例２４～３０では、化１に示すように、バイヤー・ビリガー酸化反応により過酸化水素を用いて種々の環状ケトンからラクトンを合成した。実施例２４では、非対称の環状ケトンである２－メチルシクロヘキサノンを用いたところ、高収率で対応するε－カプロラクトンが通常の位置選択性でもって得られた。実施例２５では、オレフィン結合を持つ置換基を有する環状ケトンである４－イソプロペニルシクロヘキサノンを用いたところ、対応するε－カプロラクトンが収率５６％で得られ、オレフィンのエポキシ化は見られなかった。実施例２６では、４－ヒドロキシシクロヘキサノンを用いたところ、ヒドロキシエチル基を有する５員環ラクトンが得られた。このラクトンは、一旦、対応するε－カプロラクトンが生成したあと、環の歪みの少ない５員環に巻き直したものと考えられる。実施例２７～２９では、５員環ケトンや４員環ケトンを用いたところ、対応する６員環ラクトンや５員環ラクトンが高収率で得られた。実施例３０では、環内にオレフィン結合を有する縮合環ケトンを用いたところ、対応する縮合環ラクトンが通常の位置選択性でもって高収率で得られ、オレフィンのエポキシ化は見られなかった。
　なお、実施例２４の２－メチルシクロヘキサノン及び実施例２７のシクロペンタノンは市販品を使用し、他の実施例の出発原料は文献（化１に示した※１～５）に記載された方法にしたがって合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　各実施例の生成物の性状及びスペクトルデータは以下のとおり。
・実施例２４のメジャー生成物：無色オイル。TLC, Rf = 0.12 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.36 (d, J = 6.5 Hz, 3H), 1.50-1.74 (m, 3H), 1.82-2.02(m, 3H), 2.53-2.74 (m, 2H), 4.39-4.52 (m, 1H).
・実施例２４のマイナー生成物：無色オイル。TLC, Rf = 0.13 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.21 (d, J = 6.6 Hz, 3H), 1.45-1.81 (m, 4H), 1.88-2.03(m, 2H), 2.65-2.81 (m, 1H), 4.16-4.35 (m, 2H).
・実施例２５の生成物：無色固体。TLC, Rf = 0.12 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.59-1.67 (m, 1H), 1.72 (s, 3H), 1.77-1.83 (m, 1H), 1.92-2.02 (m, 2H), 2.21-2.28 (m, 1H), 2.60-2.66 (m, 1H), 2.71-2.76 (m, 1H), 4.17-4.23 (m, 1H), 4.32-4.37 (m, 1H), 4.74 (s, 1H), 4.78 (s, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 20.7, 27.9, 33.5, 34.4, 48.2, 68.3, 110.6, 148.2, 176.1.
・実施例２６の生成物：無色オイル。TLC, Rf = 0.22 (EtOAc); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.89-1.97 (m, 3H), 2.35-2.43 (m, 1H), 2.54-2.58 (m, 2H), 3.82-3.85 (m, 2H),4.68-4.75 (m, 1H).
・実施例２７の生成物：無色オイル。TLC, Rf = 0.13 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.86-1.93 (m, 4H), 2.55 (t, J= 6.9 Hz, 2H), 4.35 (t, J= 6.9 Hz, 2H).
・実施例２８の生成物：無色固体。TLC, Rf = 0.37 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 2.68 (dd, J= 9.2, 17.4 Hz, 1H), 2.93 (dd, J= 8.7, 17.4 Hz, 1H), 3.76-3.84 (m, 1H), 4.28 (dd, J = 7.8, 9.2 Hz, 1H), 4.68 (dd, J = 7.8, 9.2 Hz, 1H), 7.23-7.46 (m, 5H).
・実施例２９の生成物：無色固体。TLC, Rf = 0.1 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ1.22 (t, J= 6.9, 3H), 2.58 (dd, J= 17.9, 2.7 Hz, 1H), 2.68 (dd, J= 17.9, 6.4 Hz, 1H), 3.49 (q, J= 6.9 Hz, 2H), 4.25-4.29 (m, 1H), 4.34 (dd, J= 10.1, 2.3 Hz, 1H), 4.38 (dd, J= 10.1, 4.6 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ15.1, 35.0, 64.6, 73.3, 74.3, 175.9.
・実施例３０のメジャー生成物（Ａ）とマイナー生成物（Ｂ）との単離混合物：黄色オイル。 TLC, Rf = 0.16 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 2.45 (dd, J= 18.3, 1.8 Hz, 1H, for A), 2.70-2.84 (m, 3H, for A, B), 3.14 (ddd, J= 7.8, 7.8, 1.8 Hz, 1H, for B), 3.49-3.55 (m, 1H, for A), 3.57-3.63 (m, 1H, for B), 4.25 (dd, J= 9.2, 1.4 Hz, 1H, for B), 4.43 (dd, J= 9.2, 6.9 Hz, 1H, for B), 5.11-5.16 (m, 1H, for A), 5.57-5.61 (m, 1H, for A), 5.65-5.68 (m, 1H, for B), 5.78-5.82 (m, 1H, for A), 5.86-5.89 (m, 1H, for B); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 32.3(A), 36.5(B), 39.5(A), 41.7(B), 45.6(A), 46.4(B), 71.5(B), 83.1(A), 129.7(A), 130.7(B), 131.3(A), 132.4(B), 176.8(A), 181.0(B).
［実施例３１～５６，比較例７，８］
　表３に示すように、実施例３１では、ボレート塩触媒のみを用いてバイヤー・ビリガー酸化反応によりシクロペンタノンからδ－バレロラクトンを合成した。また、実施例３２～５６では、ボレート塩触媒とブレンステッド酸助触媒とを用いてバイヤー・ビリガー酸化反応によりシクロペンタノンからδ－バレロラクトンを合成した。実施例で使用した助触媒の構造式を表４に示す。
　触媒と助触媒とを用いたバイヤー・ビリガー酸化反応の代表例として、実施例３９について詳細な実験手順を以下に説明する。なお、他の実施例、比較例についても、実施例３９に準じて反応を行った。シクロペンタノン（８４ｍｇ，１．０ｍｍｏｌ）、Ｌｉ［Ｂ（Ｃ6Ｆ5）4］・２．５Ｅｔ2Ｏ（１０．４ｍｇ，０．０１ｍｍｏｌ）とシュウ酸（４．６ｍｇ，０．０５ｍｍｏｌ）の１，２－ジクロロエタン（１０ｍＬ）溶液に３０％過酸化水素水（１１５μＬ，１．１ｍｍｏｌ）を入れ、反応容器を５０℃のオイルバスに入れた。反応開始から６時間後に、反応容器をオイルバスから出して０℃に冷やし、ＮａＨＳＯ3水溶液でクエンチした。水層はＥｔ2Ｏで２回抽出し、得られた有機層を水と食塩水で洗った。得られた有機層を無水Ｎａ2ＳＯ4で乾燥し、溶媒をエバポレーターで除いた後、シリカゲルカラムクロマトグラフィ（展開溶媒：ヘキサン－Ｅｔ2Ｏ）によって生成物（９４ｍｇ，０．９４ｍｍｏｌ，単離収率９４％）を得た。この生成物の物性、ＴＬＣの保持時間及び1Ｈ　ＮＭＲの化学シフトは市販のδ－バレロラクトンと一致した。表３に、反応開始から１時間目と４時間目における変換率を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　実施例３２～４５では、ＤＣＥ溶媒中、触媒としてＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4を１ｍｏｌ％、助触媒を５ｍｏｌ％用いて反応を行った。その結果、助触媒としてフェノール類（実施例３２～３６）、カルボン酸（実施例３７～４４）、リン酸ジエステル（実施例４５）を用いた場合、助触媒を用いない実施例３１に比べて、反応が速くなり、変換率も高くなることが分かった。その中でも、テトラフルオロカテコール（実施例３６）と安価なシュウ酸（実施例３９）が最も効果的であった。なお、ボレート塩触媒を用いず、実施例３６，３９で用いたブレンステッド酸のみでは、反応は全く進行しなかった（比較例７，８）。
　実施例４６～４８，４９～５１では、テトラフルオロカテコール又はシュウ酸を助触媒に用いて、触媒及び助触媒の使用量の削減を検討した。その結果、触媒の使用量を０．０１ｍｏｌ％まで、助触媒の使用量を０．０５ｍｏｌ％まで下げることができた（実施例４８，５１）。
　実施例５２～５６では、トルエンやベンゼンを溶媒に使用して、同様に助触媒の効果を検討した。その結果、助触媒を用いなかった実施例５２，５３に比べて、助触媒を用いた実施例５４～５６では助触媒による活性化効果があることが分かった。
［実施例５７～７６］
　表５及び表６に示すように、様々な反応基質のバイヤービリガー酸化反応を検討した。触媒としては、Ｌｉ又はＣａのボレート塩を用いた。一般的に、触媒活性はＣａのボレート塩の方が高いが、Ｌｉのボレート塩は市販品であり、分子量が小さいため絶対的な使用量が少ないことから、まずＬｉのボレート塩を使用した（実施例５７，５８，６６－７１，７３）。しかし、反応基質によってはＬｉのボレート塩では不十分で、生成物の化学収率が低い場合には、Ｃａのボレート塩を触媒として用いた（実施例５９－６５，７２，７４－７６）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　シュウ酸の助触媒としての添加効果はどの反応基質にもみられたが、６員環の脂肪族環状ケトンの酸化では反応速度が速くなったものの、生成するラクトンの加水分解も助触媒によって促進されるため、結果として収率の大きな改善は見られなかった。こうしたことから、実施例５７，５８では、シュウ酸を用いなかった場合について例示した。実施例５８の反応基質は、オレフィン部位を有するものであるが、このオレフィン部位は酸化されなかった。
　実施例５９，６０では、反応基質として４－ヒドロキシシクロヘキサノンを用いたところ、一旦、対応するε－カプロラクトンが生成したあと、環のひずみの少ない５員環にまき直した生成物が高収率で得られた。これらの反応基質は、炭素－炭素二重結合や炭素－炭素三重結合を有するものであるが、これらの部位は酸化されなかった。なお、表５において、実施例５９には助触媒を用いなかった例を示したが、カッコ内にシュウ酸を助触媒として用いた例を示した。また、実施例６０にはシュウ酸を助触媒として用いた例を示したが、カッコ内に助触媒を用いなかった例を示した。
　実施例６１では、反応基質として４－クロマノンを用いたところ、生成したラクトンは加水分解され、対応するヒドロキシカルボン酸が得られた。
　実施例６２では、反応基質としてケトンのα位に不斉点を有する光学活性なシクロペンタノンを用いたところ、ラセミ化は一切進行することなく、生成したラクトンは不斉収率をそのまま保持した。この実施例６２や実施例６３～６５では、Ｃｒｉｅｇｅｅ中間体から二通りの転位が起こる反応基質を用いたが、従来と同様な位置選択性で生成物が得られた。
　実施例６６～７２では、反応基質としてシクロブタノン誘導体を用いたところ、いずれも高収率で対応するラクトンが得られた。このうち、実施例６９，７０では、隣接する２つの炭素の一方にハロゲン基、もう一方に水酸基又はシロキシ基を有する、エポキシ化しやすい不安定な反応基質を用いたにもかかわらず、エポキシ化は起こらなかった。
　実施例７３では、反応基質として鎖状ケトンを用いたところ、対応する鎖状エステルが高い収率で得られた。実施例７４では、反応基質として芳香族アルデヒドであるベンザルデヒドを用いたところ、対応するギ酸エステルが系内で加水分解し、対応するフェノールが高収率で得られた。
　実施例７５，７６では、反応基質としてβ位にシリル基を有する環状ケトンを用いたところ、シリル側のα－炭素の転位によって得られる生成物が高い選択性で得られるとともに、系内で、生成するラクトンのβ脱離反応が起こることによって、対応するアルケノイック酸が一挙に高い収率で得られた。β位のシリル基がバイヤー・ビリガー反応において位置選択性に与える影響については既に報告されているが、従来法では対応するラクトンが得られていた（Hudrlik, et al. J. Am. Chem. Soc. 1980, vol.102, p6894）。例えば、化２に示すように小槻らは(+)-sporochnol Aの合成において、環状ケトンを従来法（ｍＣＰＢＡを用いて）で酸化して対応するラクトンを高い収率で得たが、鍵中間体アルケノイック酸は過剰量のＢＦ3・Ｅｔ2Ｏを用いるβ脱離によって中程度の収率で得られた（Kotsuki, et al. Org. Lett. 2010, vol.12, p1616）。一方、本発明の手法では、β脱離反応も容易に進行するため、このような有用性の高いアルケノイック酸も高収率で合成することが可能になった。尚、本発明の手法では、シリル基はＰｈＭｅ2Ｓｉでもβ脱離が起こるが、Ｍｅ3Ｓｉの方が原料合成も用意で脱離もより早いため、実施例７５，７６ではＭｅ3Ｓｉを用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　各実施例の生成物の性状及びスペクトルデータは以下のとおり。
・実施例５７の生成物：無色オイル。TLC, Rf = 0.35 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.00 (d, J= 6.9 Hz, 3H), 1.29-1.44 (m, 1H), 1.44-1.55 (m, 1H), 1.84-1.98 (m, 3H), 2.56-2.72 (m, 2H), 4.18 (dd, J= 12.8, 10.6 Hz, 1H), 4.29 (dd, J = 1.8, 6.0 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 22.0, 30.6, 33.1, 35.1, 37.1, 68.0, 176.0.
・実施例５８の生成物：無色固体。実施例２５と同じ生成物である。
・実施例５９の生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.43 (EtOAc only); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.54 (bs, 1H), 1.92-2.04 (m, 2H), 2.15 (t, J= 8.7 Hz, 2H), 2.42-2.50 (m, 2H), 2.60 (ddd, J= 8.7, 8.7, 3.2 Hz, 2H), 3.78-3.90 (m, 2H), 5.18-5.22 (m, 2H), 5.73-5.83 (m, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 29.0, 30.7, 41.2, 43.6, 58.2, 87.5, 120.3, 131.7, 177.0.
・実施例６０の生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.5 (EtOAc only); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.80 (brs, 1H), 2.11-2.23 (m, 2H), 2.28-2.38 (m, 1H), 2.50-2.63 (m, 2H), 2.69 (s, 1H), 2.76-2.85 (m, 1H), 3.90-4.04 (m, 2H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 28.5, 36.1, 42.9, 59.0, 75.8, 80.2, 81.8, 175.7.
・実施例６１の生成物：白色固体。 TLC, Rf = 0.4 (EtOAc only); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 2.90 (t, J= 6.0 Hz, 2H), 4.28 (t, J= 6.0 Hz, 2H), 6.15 (brs, 1H), 6.81-6.86 (m, 1H), 6.92-6.97 (m, 3H); 13C NMR (CD3CN, 100 MHz) δ 34.5, 66.2, 115.5, 116.2, 120.9, 123.3, 147.0, 147.9, 174.0.
・実施例６２のメジャー生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.18 (EtOAc only);  1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.70-1.75 (m, 1H), 1.86-2.00 (m, 4H), 2.44-2.52 (m, 1H), 2.60-2.66 (m, 1H), 3.65-3.71 (m, 1H), 3.81 (ddd, J= 12.4, 7.3, 3.2 Hz, 1H), 4.40-4.45 (m, 1H). 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 18.5, 23.7, 29.7, 65.0, 81.2, 171.7.
・実施例６２のマイナー生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.24 (EtOAc only); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.63-1.72 (m, 1H), 1.92-2.08 (m, 3H), 2.64-2.72 (m, 1H), 2.91 (dd, J= 8.2, 5.0 Hz, 1H), 3.72-3.83 (m, 2H), 4.33-4.36 (m, 2H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 21.3, 22.0, 42.0, 62.9, 68.8, 175.0.
・実施例６３のメジャー生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.21 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 0.88 (t, J= 6.9 Hz, 3H), 1.21-1.40 (m, 9H), 1.43-1.61 (m, 3H), 1.66-1.75 (m, 1H), 1.79-1.93 (m, 3H), 2.40-2.48 (m, 1H), 2.55-2.63 (m, 1H), 4.24-4.30 (m, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 14.1, 18.6, 22.7, 25.0, 27.8, 29.2, 29.4, 29.5, 31.8, 35.9, 80.7, 172.1.
・実施例６３のマイナー生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.26 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 0.88 (t, J= 6.9 Hz, 3H), 1.23-1.40 (m, 9H), 1.44-1.59 (m, 1H), 1.84-1.95 (m, 3H), 2.05-2.14 (m, 1H), 2.41-2.49 (m, 1H), 4.25-4.35 (m, 2H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 14.2, 22.1, 22.8, 24.7, 27.0, 29.3, 29.6, 31.3, 31.9, 39.7, 68.5, 174.9.
・実施例６４のメジャー生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.13 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.60-1.81 (m, 2H), 1.87-2.05 (m, 4H), 2.12-2.23 (m, 1H), 2.46-2.56 (m, 2H), 2.69-2.76 (m, 1H), 4.87 (m, 1H).
・実施例６４のマイナー生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.15 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.70-1.81 (m, 2H), 1.89-2.03 (m, 4H), 2.47 (m, 1H), 2.93 (t, J= 9.6 Hz, 1H), 4.12 (d, J= 10.6 Hz, 1H), 4.32 (dd, J= 10.6, 2.3 Hz, 1H).
・実施例６５のメジャー生成物（Ａ）とマイナー生成物（Ｂ）の単離混合物：白色固体。 TLC, Rf = 0.16 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 0.90 (s, 3H for A), 0.97 (s, 3H, for B), 1.09 (s, 3H, for B), 1.10 (s, 3H, for A), 1.17 (s, 3H, for B), 1.30 (s, 3H, for A), 1.33-1.47 (m, 2H, for A), 1.70-1.92 (m, 1H for A, 3H for B), 2.05-2.17 (m, 1H for A, 2H for B), 2.35 (d, J= 17.4 Hz, 1H, for A), 2.59 (ddd, J= 10.6, 2.3 Hz, 1H, for A), 2.89 (dd, J= 17.9, 9.2 Hz, 1H, for A), 4.10 (d, J= 10.6 Hz, 1H, for B), 4.47 (m, 1H, for B); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 14.3(B), 18.7(A), 20.0(B), 21.9(A), 22.5(B), 23.9(A), 24.7(B), 27.0(B), 30.2(A), 36.2(B), 36.7(B), 37.9(A), 38.5(A), 43.0(A), 44.6(B), 45.3(A), 74.2(B), 98.9(A), 175.3(B), 177.4(A).
・実施例６６の生成物：無色オイル。実施例２９と同じ生成物である。
・実施例６７の生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.1 (hexane-EtOAc = 1:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 2.54 (d, J= 17.8, 1H), 2.58 (brs, 1H), 2.77 (dd, J= 17.9, 5.6 Hz, 1H), 4.32 (d, J= 10.1 Hz, 1H), 4.43 (dd, J= 10.5, 4.6 Hz, 1H), 4.71 (m, 1H).
・実施例６８の生成物：無色固体。 TLC, Rf = 0.25 (hexane-EtOAc = 4:1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.53 (s, 3H), 2.68 (d, J= 17.0 Hz, 1H), 2.92 (d, J= 17.0, 1H), 4.42 (m, 2H), 7.18-7.40 (m, 5H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 28.1, 42.1, 44.2, 78.5, 125.3, 127.3, 129.1, 144.4, 176.3.
・実施例６９のメジャー生成物（Ａ）とマイナー生成物（Ｂ）との単離混合物：白色固体。 TLC, Rf = 0.38 (hexane-EtOAc = 1: 2); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 2.15-2.26 (m, 1H, for A, B), 2.59-2.69 (m, 2H, for A, B), 2.87 (dd, J= 18.3, 11.4 Hz, 1H, for A), 3.18 (ddd, 10.1, 10.1, 2.3 Hz, for B), 3.32-3.38 (m, 1H, for A), 4.02-4.07 (m, 1H, for A, B), 4.29 (dd, 10.1, 3.7 Hz, 1H, for B), 4.46-4.56 (m, 1H for A, 2H for B), 5.16 (t, J= 6.4 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 35.9(A), 36.1(B), 38.3(A), 42.3(B), 48.1(A), 48.5(B), 58.0(B), 58.3(A), 72.7(B), 79.3(B), 79.4(A), 84.7(A), 177.7(A), 181.0(B).
・実施例７０のメジャー生成物：白色固体。 TLC, Rf = 0.28 (hexane-EtOAc = 4: 1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 0.09 (s, 3H), 0.10 (s, 3H), 0.87 (s, 9H), 2.15 (d, J= 15.6 Hz, 1H), 2.52-2.58 (m, 1H), 2.61 (dd, J= 18.3, 4.1 Hz, 1H), 2.85 (dd, J= 18.3, 11.9 Hz, 1H), 3.39 (m, 1H), 4.06 (m, 1H), 4.42 (m, 1H), 5.20 (t, J= 7.3 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ  -4.9, 18.0, 25.7, 35.9, 39.1, 48.3, 58.9, 80.4, 84.0, 176.1.
・実施例７０のマイナー生成物：白色固体。 TLC, Rf = 0.36 (hexane-EtOAc = 4: 1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 0.08 (s, 3H), 0.09 (s, 3H), 0.86 (s, 9H), 2.22 (d, J= 13.0 Hz, 1H), 2.56-2.62 (m, 1H), 3.18 (t, J= 9.6 Hz, 1H), 3.37 (ddd, J= 9.6, 9.6, 3.6 Hz, 1H), 4.00 (m, 1H), 4.20 (dd, J= 9.6, 4.1 Hz, 1H), 4.37 (m, 1H), 4.53 (t, J= 9.6 Hz, 1H) ); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ  -5.1, 17.9, 25.5, 36.9, 42.3, 48.6, 58.7, 72.5, 80.0, 179.6.
・実施例７１のメジャー生成物（Ａ）とマイナー生成物（Ｂ）との単離混合物：実施例３０と同じ生成物である。
・実施例７２のメジャー生成物:白色固体。 TLC, Rf = 0.17 (hexane-EtOAc = 4: 1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 5.34 (s, 2H), 7.50 (d, J= 7.8 Hz, 1H), 7.55(t, J= 7.3 Hz, 1H), 7.70 (t, J= 7.3 Hz, 1H), 7.94 (d, J= 7.8 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 69.8, 122.2, 125.8, 129.1, 134.1, 146.6, 171.2.
・実施例７２のマイナー生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.36 (hexane-EtOAc = 4: 1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 3.75 (s, 2H), 7.10-7.16 (m, 2H), 7.28-7.33(m, 2H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 33.1, 110.9, 123.2, 124.2, 124.8, 129.0, 154.8, 174.2.
・実施例７３の生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.73 (hexane-EtOAc = 4: 1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 0.88-0.95 (m, 6H), 1.28-1.39 (m, 8H), 1.58-1.66 (m, 4H), 2.29 (t, J= 7.4 Hz, 2H), 4.06 (t, J= 6.4 Hz, 2H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 14.0(2C), 22.5(2C), 24.8, 28.3, 28.6, 31.5, 34.5, 64.4, 173.9.
・実施例７４の生成物：黄色オイル。 TLC, Rf = 0.32 (hexane-EtOAc = 4: 1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 4.76 (brs, 1H), 6.75-6.79 (m, 2H), 7.17-7.21 (m, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 116.8, 125.8, 129.7, 154.2.
・実施例７５のメジャー生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.14 (hexane-EtOAc = 4: 1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.20 (d, J= 6.8 Hz, 3H), 1.48-1.57 (m, 1H), 1.77-1.86 (m, 1H), 2.08-2.14 (m, 2H), 2.46-2.55 (m, 1H), 5.00-5.03 (m 2H), 5.74-5.84 (m, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 16.9, 31.4, 32.6, 38.8, 115.4, 137.8, 182.8.
・実施例７５のマイナー生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.30 (hexane-EtOAc = 4: 1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 0.32 (s, 9H), 1.04-1.10 (m, 1H), 1.36 (d, J= 6.4 Hz, 3H), 1.75-1.84 (m, 4H), 2.65 (dd, J= 14.7, 6.0 Hz, 1H), 2.92 (dd, J= 14.2, 6.8 Hz, 1H), 4.53-4.456 (m, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ -2.4, 20.7, 21.9, 27.0, 35.8, 36.0, 75.6, 175.1.
・実施例７６のメジャー生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.1 (hexane-EtOAc = 4: 1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.00 (s, 6H), 1.63-1.67 (m, 2H), 2.26-2.30 (m, 1H), 4.91-5.00 (m, 2H), 5.72 (dd, J= 17.4, 11.0 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 26.6, 30.0, 36.3, 36.8, 111.8, 147.0, 181.0.
・実施例７６のマイナー生成物：無色オイル。 TLC, Rf = 0.23 (hexane-EtOAc = 4: 1); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) d 0.14 (s, 9H), 1.00-1.09 (m, 1H), 1.07 (s, 3H), 1.09 (s, 3H), 1.67 (m, 2H), 2.52-2.67 (m, 2H), 4.12-4.18 (m, 1H), 4.22-4.28 (m, 1H); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) d 0.3, 24.8, 29.8, 31.8, 34.0, 35.2, 45.5, 176.8.
　本出願は、２０１０年１１月２日に出願された日本国特許出願第２０１０－２４５９４４号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。
　本発明は、主に薬品化学産業に利用可能である。特に、ラクトンであるε－カプロラクトンは、生分解性ポリマーやナイロン－６の合成中間体として有用である。

Claims (9)

  1. 　バイヤー・ビリガー酸化反応により過酸化水素を用いて反応基質であるケトン又はアルデヒドからエステルを製造する方法であって、
    　触媒として、ボレート塩であるＭ（ＢＡｒ4）n（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属又はトリアリールメチルであり、４つのＡｒは電子吸引性基を有するアリールであって４つとも同じであっても異なっていてもよく、ｎはＭの価数と同じ数である）を用いる、
    　エステルの製法。
  2. 　前記ボレート塩のＡｒは、ペンタフルオロフェニル又は３，５－ビストリフルオロメチルフェニルである、
    　請求項１に記載のエステルの製法。
  3. 　前記触媒は、前記反応基質に対して０．１～５ｍｏｌ％使用する、
    　請求項１又は２に記載のエステルの製法。
  4. 　前記反応基質は、炭素－炭素二重結合、炭素－炭素三重結合、ハロゲン基、ヒドロキシル基、シリル基又はシロキシ基を有している、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のエステルの製法。
  5. 　前記反応基質は、環状ケトン、鎖状ケトン、クロマノン類又は芳香族アルデヒド類である、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載のエステルの製法。
  6. 　助触媒として、ブレンステッド酸を用いる、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載のエステルの製法。
  7. 　前記助触媒は、芳香環上に１以上のＯＨ基を持つフェノール類、カルボン酸、オキソカーボン酸、リン酸モノエステル又はリン酸ジエステルである、
    　請求項６に記載のエステルの製法。
  8. 　前記助触媒は、テトラフルオロカテコール又はシュウ酸である、
    　請求項６又は７に記載のエステルの製法。
  9. 　前記助触媒は、前記触媒に対して１～５倍モル使用する、
    　請求項６～８のいずれか１項に記載のエステルの製法。
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