JP2000086550A - α―置換環系の合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明に従う方法を用いると、場合によりさ
らなる置換基を有していてもよいα−置換環系を少ない
反応工程による新規なルートを提供することができる。 【解決手段】 式（ＩＩ） 【化１】 ［式中、Ｙ、Ｒおよびｎは説明の中で与える意味を有す
る］で表されそして更に二重結合が少なくとも１つの基
Ｒで置換されていてもよい少なくともα−置換されてい
る環系を製造する方法を、式（Ｉ） 【化２】 ［式中、Ｙ、Ｒおよびｎは各々説明の中で定義する通り
である］で表される化合物に複分解反応を貴金属触媒の
存在下で受けさせ、この反応を第二級アルコール類、第
三級アルコール類、トリハロゲノメタン化合物、超臨界
二酸化炭素およびフェニル酢酸エチルから成る群の少な
くとも１員から選択される溶媒中で実施することで特徴
づける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明に従う方法を用いると、場合により
さらなる置換基を有していてもよいα−置換環系を少な
い反応工程による新規なルートを提供することができ
る。シクロヘキセン−２−オールが本発明に従って製造
可能な化合物の優れた例である。これは例えばＮｙｌｏ
ｎ（商標）またはＤｒａｌｏｎ（商標）を製造（シクロ
ヘキサノンおよびε−カプロラクタムから）する時の重
要な中間体でありかつ精密化学品を合成する時の重要な
中間体である。

【０００２】シクロヘキサノンそして水添で得られるシ
クロヘキサノール［例えばＮｙｌｏｎ（商標）またはＤ
ｒａｌｏｎ（商標）の前駆体として用いられるいわゆる
ＫＡ油の］は、シクロヘキセン−２−オールの接触異性
化で入手可能である、即ちさらなる副生成物も次の生成
物ももたらすことなく入手可能である。加うるに、触媒
を用いた脱水素でフェノールを得ることができかつ触媒
を用いた脱水でシクロヘキサジエンを得ることができ
る。

【０００３】シクロヘキセン−２−オールは今までフェ
ノールの選択的水添で得られていた。この方法は数多く
の工程または部分工程よりなっている。従って、最初に
通常はいわゆるクメン方法でベンゼンからフェノールを
製造する必要があり、この場合、フリーデル・クラフツ
アルキル化でベンゼンからイソプロピルベンゼンを得
る。この工程の欠点は、この工程を接触的に実施するこ
とができず、そしてその結果フリーデル・クラフツアル
キル化で例えば鉄塩が多量に生成してそれを処分または
処理する必要があることから非常に高価な点である。そ
の後、酸素を用いてその生成物に転位を受けさせてフェ
ノールとアセトンを生成させる。一般的原則として、こ
のような方法では共生成物であるアセトンが生成する。
この方法で得たフェノールに選択的水添（シクロヘキセ
ン−２−オールの段階で停止させる）を行う。従って、
このような方法は高価で、再利用が困難な廃棄生成物が
多量に生成することに加えて、常には望まれない副生成
物であるアセトンが生成する。例えばＫ．Ｗｅｉｓｓｅ
ｒｍｅｌおよびＨ．−Ｊ．Ａｒｐｅ，“Ｉｎｄｕｓｔｒ
ｉｅｌｌｅ Ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅ Ｃｈｅｍｉｅ”，
第４版 １９９４，ＶＣＨ Ｖｅｒｌａｇｓｇｅｓｅｌ
ｌｓｃｈａｆｔ Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，３７５−３７９頁
に論評が与えられている。

【０００４】従って、α−置換環系、例えばシクロヘキ
セン−２−オールなどを入手が容易な出発原料から製造
すると同時にコストが低くなるように改良した方法を開
発することが求められていた。

【０００５】原則として、オレフィン複分解［この種類
の反応の記述は例えばＭ．Ｓｃｈｕｓｔｅｒ，Ｓ．Ｂｌ
ｅｃｈｅｒｔ，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．１９９７，１０
９，２１２４およびＳ．Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ，Ｊ．Ｃｈ
ｅｍ．Ｓｏｃ.，Ｐｅｒｋｉｎ Ｔｒａｎｓ．Ｉ，１９
９８，３７１）に与えられている］がシクロヘキセン−
２−オールおよび他のα−置換シクロオレフィン類（環
の大きさが同じか或はより大きい）の可能な合成ルート
であると見なすことができるであろう。出発原料として
必要なジエン類は、いわゆるテリメリゼーション反応で
か或は他のそれ自体に公知の反応ルートで容易に入手可
能である。

【０００６】官能化（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ）
末端ジエン類のオレフィン複分解で上記ジエンの閉環を
誘発することによりいろいろな生成物を接触的に容易に
得ることができ、この反応では価値有るさらなる生成物
としてエチレンが得られる。しかしながら、従来技術に
は、特定の合成を実施しようとする場合に一般的に適用
することができる仕様は全く開示されていない。

【０００７】本発明に従う方法は、テリメリゼーション
反応（Ｔ．Ｐｒｉｎｚ，Ｗ．Ｋｅｉｍ，Ｂ．Ｄｒｉｅβ
ｅｎ−Ｈｏｅｌｓｃｈｅｒ，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．１
９９６，１０８，１８３５；また、例えば Ｋ．Ｋａｎ
ｅｄａ，Ｈ．Ｋｕｒｏｓａｋｉ，Ｍ．Ｔｅｒａｓａｗ
ａ，Ｔ．Ｉｍａｎａｋａ，Ｓ．Ｔｅｒａｎｉｓｈｉ，
Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９８１，４６，２３５６を参
照；Ｒ．Ｍ．Ｍａｎｙｉｋ，Ｋ．Ｅ．Ａｔｋｉｎｓ，
Ｗ．Ｅ．Ｗａｌｋｅｒ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｄ．１
９７１，７，３３０および例えば、Ｋ．Ｋａｎｅｄａ，
Ｈ．Ｋｕｒｏｓａｋｉ，Ｍ．Ｔｅｒａｓａｗａ，Ｔ．Ｉ
ｍａｎａｋａ，Ｓ．Ｔｅｒａｎｉｓｈｉ，Ｊ．Ｏｒｇ．
Ｃｈｅｍ．１９８１，４６，２３５６；Ｒ．Ｍ．Ｍａｎ
ｙｉｋ，Ｋ．Ｅ．Ａｔｋｉｎｓ，Ｗ．Ｅ．Ｗａｌｋｅ
ｒ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｄ．１９７１，７，３３０
で好適に入手可能な出発原料を基にしている。また、そ
れの代替合成ルートも記述されているか或は容易に考え
られ得る。このような出発原料は、例えば、場合により
置換されていてもよいブタジエン類と求核剤、例えば水
またはアンモニアなどを反応させることにより容易に入
手可能である。このようにして、シクロヘキセン−２−
オール以外の他のα−置換シクロオレフィン類を得るこ
とも可能である。

【０００８】複分解によるシクロオレフィン化（ｃｙｃ
ｌｏｏｌｅｆｉｎａｔｉｏｎ）の分野では、天然産物の
複雑な前駆体分子に含まれるシクロペンテノール単位の
合成が既に開示されており、このような合成では、下記
の構造物の合成が下記の条件下で行われた（Ｍ．Ｔ．Ｃ
ｒｉｍｍｉｎｓ，Ｂ．Ｗ．Ｋｉｎｇ，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈ
ｅｍ．１９９６，４１９２）：

【０００９】

【化３】 しかしながら、その述べられている反応条件は、より大
きな環を有する２−オレフィン類の合成には適用不可能
である。光学的に高純度のアミノ酸を合成する時の構成
ブロックであるシクロヘキセノールを前駆体として合成
しようとする場合には他の条件が必要であることを確認
した。更に、ＳエナンシオマーからＲエナンシオマーに
変化させる時には要する反応時間の点で条件が異なる
（Ｋ．Ｈａｍｍｅｒ，Ｋ．Ｕｎｄｈｅｉｍ，Ｔｅｔｒａ
ｈｅｄｒｏｎ １９９７，５３，５９２５）。その述べ
られている収率（それぞれ８８および８９％）を達成し
ようとすると、使用する溶媒であるベンゼンを多量に添
加する必要があった。従って、このような反応は非常に
高い希釈度で実施されていて、使用されている溶媒の量
は商業的に用いるのは不可能なほどの量であった。この
ような方法で用いられた希釈度は、本発明に従う方法で
用いる希釈度よりも５倍から１０倍高い。

【００１０】シクロヘキセノールの合成でベンゼンを用
いると転化が完全には起こらないことから、いずれにせ
よ、ベンゼンの使用は適切でないことを確認した。記述
されている条件を用いた時の最大収率は６０％であっ
た。副反応としてケトンへの転位が観察された（アリル
アルコール−ケトンの異性化）。五員環を生成させよう
とする場合に適切であるとして与えられた条件および溶
媒（ジクロロメタン）または七員環を生成させようとす
る場合に適切であるとして与えられた条件および溶媒
（ジクロロエタン）中で実施すると、上記転位が益々起
こった。

【００１１】

【化４】 ａ）ベンゼン、２０℃、１４時間 ｂ）ベンゼン、２０℃、３日間 従って、この上に示した種類とは同じ種類でない六員環
またはそれより大きい環の合成に上記例を適用するのは
不可能である。

【００１２】保護されていない官能基を有する化合物、
例えばこの上に示した３−ヒドロキシ−１，７−オクタ
ジエンの場合などに関しては、文献で公知の反応条件が
この上に記述した反応に適切な反応条件であると推論す
るのは不可能である。

【００１３】従って、本発明の１つの目的は、また、シ
クロヘキセン−２−オールに加えてまた式（ＩＩ）で表
される他のα−官能化不飽和環系（場合により、より大
きな）を得ることを可能にする普遍的に適用可能な方法
を提供することにあった。

【００１４】

【化５】 ここで、各場合とも互いに独立して、Ｙは、水素、アシ
ル、アルキル、アリールおよびスルホニルを表し、Ｒ
は、１つ以上のさらなる置換基、好適には水素、場合に
より縮合していてもよいアリール、アルキル、−ＣＮ，
−ＣＯＯＲ¹，

【００１５】

【化６】 −ＮＲ¹Ｒ²または−ＰＲ³ ₂、特に好適には水素を表し、
ここで、Ｒ¹は、アルキル、アリール、水素を表し、Ｒ²
は、ホルミル、アセチル、アシル、スルホニル、カルボ
キシアルキルまたは−アリールを表し、Ｒ³は、アルキ
ル、フェニルを表し、そしてｎは、数１、２、３または
４、好適には１または２、特に好適には１を表す。

【００１６】化合物（ＩＩ）の二重結合も同様に少なく
とも１つの基Ｒで置換されていてもよい。

【００１７】置換基Ｒの性質は本発明にとって必須では
なく、原則として、有機化学で一般的な基全部を用いる
ことができる。本発明に従う好適なアルキル基Ｒは線状
もしくは分枝状Ｃ₁からＣ₈アルキル基、特に好適には線
状のＣ₁からＣ₄アルキル基であり、アリール基Ｙおよび
Ｒは好適にはフェニル基である。

【００１８】驚くべきことに、本発明に従う方法では溶
媒の選択が反応の成功にとって重要であることを見い出
した。

【００１９】溶媒の選択如何により副反応が起こり得る
ことを確認した。このような副反応は、アリルアルコー
ルの異性化で対応するケトンが生成するか或は酸化で対
応するエノン系が生成することにある（下記の反応図式
を参照）。このような副反応を効率良く押えることがで
きる溶媒は数種類のみである。本発明に従って製造され
るべき環系の合成をある種の溶媒、例えば１，２−ジク
ロロエタンまたは１，１，１−トリクロロエタンまたは
更にジクロロメタンなどの中で行おうとすると、これら
の副反応がほとんど定量的に起こる。本発明に従う方法
で用いるに原則として適切なものは、例えばフェニル酢
酸エチルまたは更に超臨界ＣＯ₂であるが、特に後者の
場合には反応速度が非常に遅くなることから、それを商
業的に使用するのはあまり好適ではないと思われる。

【００２０】

【化７】 結局、以下に挙げる溶媒の使用が必須である。本発明に
従う方法で第二級アルコールまたは第三級アルコールを
溶媒として用いると５０％から８０％の収率を得ること
ができるが、しかしながら、それを用いた場合には上記
副反応を完全に抑制するのは不可能である。本発明に従
う複分解反応の実施、即ち員数が＞５の環を生成させる
複分解反応の実施ではトリハロゲノメタン化合物、例え
ばクロロホルムまたはブロモホルムなどを溶媒として使
用するのが特に好適である。溶媒を１種類のみ用いるの
が好適であり、混合物の使用は好適ではない。このよう
な反応を混ぜものなしで実施するのは不可能である。

【００２１】本発明に従う方法のオレフィン複分解反応
では、貴金属触媒、好適にはルテニウム触媒を用いて閉
環を誘発する。本発明に従う方法では、ＷＯ−Ａ−９３
／２０１１１に記述されているルテニウムアルキリデン
化合物、Ａ．Ｗ．Ｓｔｕｍｐｆ，Ｅ．Ｓａｉｖｅ，Ａ．
Ｄｅｏｍｃｅａｕ ａｎｄ Ａ．Ｆ．Ｎｏｅｌｓ，Ｊ．
Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ.，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．１９９
５，１１２７−１１２８に記述されているルテニウムを
基とする触媒系、またはＰ．Ｓｃｈｗａｂ，Ｒ．Ｈ．Ｇ
ｒｕｂｂｓおよびＪ．Ｗ．Ｚｉｌｌｅｒ，Ｊ．Ａｍ．Ｃ
ｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９６，１１８，１００に公開され
た触媒系を触媒として用いるのが特に好適である。特に
好適な触媒はビス（トリシクロヘキシルホスフィン）ベ
ンジリデンルテニウム（ＩＶ）ジクロライドである。本
発明に従う方法の好適な態様では、触媒系を複数サイク
ル用いることができるように操作を永久的な保護ガス雰
囲気下で実施する。

【００２２】反応時間は多様で反応温度、反応圧力そし
て触媒の種類および量に依存する。反応時間は通常０．
０１から３０時間、好適には１から１０時間である。

【００２３】本発明に従う方法で用いる圧力は重要なパ
ラメーターではない。例えば、圧力を０．１バールにま
で下げることも可能でありかつ圧力を例えば１００バー
ルにまでかけることも可能である。しかしながら、０．
１から１０バールの絶対圧力が好適であり、大気圧が特
に好適である。

【００２４】本発明に従う方法で用いる触媒の量は式
（Ｉ）で表される化合物を基準にして一般に０．００１
から１０モル％である。好適には触媒を０．１から１モ
ル％用いて反応を実施する。

【００２５】反応温度は重要なパラメーターではない。
反応温度は、一般に、使用する溶媒の沸点または出発原
料の沸点で決定される（圧力の作用がこれに反対に働か
ない限り）。

【００２６】従って、本発明に従う方法の一般的反応図
式は下記である：

【００２７】

【化８】 ここで、置換基の意味は上述した定義に対応する。

【００２８】

【実施例】実施例１：シクロヘキセン−２−オール シュレンク（Ｓｃｈｌｅｎｋ）管内で、アルゴン雰囲気
下、５ｍｌの無水クロロホルムに３−ヒドロキシ−１，
７−オクタジエンを６３ｍｇ（０．５ミリモル）および
ビス（トリシクロヘキシルホスフィン）ベンジリデンル
テニウム（ＩＶ）ジクロライドを１７ｍｇ（１．３モル
％）溶解させる。この混合物を５６℃で１４時間反応さ
せる。処理では、上記混合物を非常に短い（約０．５ｃ
ｍの）シリカゲル濾過カラムに通して濾過し（移動相：
アセトニトリル）、そしてその濾液を濃縮する。シクロ
ヘキセン−２−オールの収量：４７ｍｇ（０．４８ミリ
モル、９６％）。上記クロロホルムにエタノール（安定
剤として）が全く入っていなくてもよいことを注目すべ
きである。

【００２９】

【化９】 ¹Ｈ ＮＭＲ（４００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃）δ５.７５
（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１０.０Ｈｚ），５.７０（１Ｈ，ｄ，
Ｊ＝１０.０Ｈｚ），４.１８（１Ｈ，ｓ），３.７２
（１Ｈ，ｓ），１.９８（２Ｈ，ｍ），１.８４（１Ｈ，
ｍ），１.７２（１Ｈ，ｍ），１.５５（２Ｈ，ｍ）。

【００３０】実施例２：シクロヘキセン−２−オール シュレンク管内で、アルゴン雰囲気下、５ｍｌの無水ブ
ロモホルムに３−ヒドロキシ−１，７−オクタジエンを
６３ｍｇ（０．５ミリモル）およびビス（トリシクロヘ
キシルホスフィン）ベンジリデンルテニウム（ＩＶ）ジ
クロライドを１７ｍｇ（１．３モル％）溶解させる。こ
の混合物を８０℃で５時間反応させる。処理では、上記
混合物を非常に短い（約０．５ｃｍの）シリカゲル濾過
カラムに通して濾過し（移動相：アセトニトリル）、そ
してその濾液を濃縮する。シクロヘキセン−２−オール
の収量：４８ｍｇ（０．４９ミリモル、９９％）。

【００３１】本発明の特徴および態様は以下のとおりで
ある。

【００３２】１．式（ＩＩ）

【００３３】

【化１０】 ［式中、Ｙは、水素、アシル、アルキル、アリール、ス
ルホニルを表し、Ｒは、１つ以上のさらなる置換基を表
し、そしてｎは、数１、２、３または４を表す］で表さ
れそして更に二重結合が少なくとも１つの基Ｒで置換さ
れていてもよい少なくともα−置換されている環系を製
造する方法であって、式（Ｉ）

【００３４】

【化１１】 ［式中、Ｙ、Ｒおよびｎは各々この上で定義した通りで
ある］で表される化合物に複分解反応を貴金属触媒の存
在下で受けさせ、この反応を第二級アルコール類、第三
級アルコール類、トリハロゲノメタン化合物、超臨界二
酸化炭素およびフェニル酢酸エチルから成る群の少なく
とも１員から選択される溶媒中で実施することを特徴と
する方法。

【００３５】２．使用する貴金属触媒がルテニウム錯体
であることを特徴とする第１項記載の方法。

【００３６】３．該貴金属触媒がルテニウム錯体である
ビス（トリシクロヘキシルホスフィン）ベンジリデンル
テニウム（ＩＶ）ジクロライドであることを特徴とする
第１項記載の方法。

【００３７】４．使用する溶媒がトリハロゲノメタン化
合物であることを特徴とする第１項記載の方法。

【００３８】５．使用する溶媒がクロロホルムであるこ
とを特徴とする第１項記載の方法。

【００３９】６．使用する溶媒がブロモホルムであるこ
とを特徴とする第１項記載の方法。

【００４０】７．式（Ｉ）および（ＩＩ）中のＹおよび
Ｒが各々水素を表しそしてｎが１であることを特徴とす
る第１項記載の方法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 式（ＩＩ） 【化１】 ［式中、Ｙは、水素、アシル、アルキル、アリール、ス
   ルホニルを表し、Ｒは、１つ以上のさらなる置換基を表
   し、そしてｎは、数１、２、３または４を表す］で表さ
   れそして更に二重結合が少なくとも１つの基Ｒで置換さ
   れていてもよい少なくともα−置換されている環系を製
   造する方法であって、式（Ｉ） 【化２】 ［式中、Ｙ、Ｒおよびｎは各々この上で定義した通りで
   ある］で表される化合物に複分解反応を貴金属触媒の存
   在下で受けさせ、この反応を第二級アルコール類、第三
   級アルコール類、トリハロゲノメタン化合物、超臨界二
   酸化炭素およびフェニル酢酸エチルから成る群の少なく
   とも１員から選択される溶媒中で実施することを特徴と
   する方法。