JP2921054B2

JP2921054B2 - アルコキシ―α，β―不飽和ケトンの合成法

Info

Publication number: JP2921054B2
Application number: JP2192401A
Authority: JP
Inventors: 啓一塚島; 孝一石橋; 誠宮喜
Original assignee: Nippon Soda Co Ltd
Current assignee: Nippon Soda Co Ltd
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1999-07-19
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JPH0477450A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は一般式〔Ｉ〕（ここにR¹は置換基としてアルコキシ基を有する脂肪族
または脂環基を表す）で表されるアルコキシ−α、β−
不飽和ケトン類（以下化合物〔Ｉ〕という）の製造方法
に関するものである。

α、β−不飽和ケトンは医薬、農薬の中間体として極
めて有用である。

〔従来の技術〕

従来、アルデヒドを出発原料とする不飽和ケトン類の
合成法は種々報告されているが、それらの合成法を工業
的に採用するには種々の問題がある。

たとえば、アルデヒドのアセトンとのアルドール縮合
においては一般に副生別が多く、目的物の単離が困難で
収率が低く、またアセトンを大過剰量必要とする。

また、アルデヒドとアセトンとを、ピペリジン−酢酸
を触媒として縮合せしめる合成法〔インディアンジャ
ーナルオブケミストリー（Indian J.Chem）Vol 16d
B 970〜972（1978）等に記載〕においては、高価な触媒
を大量に必要とし、またアセトンの大過剰量を必要とす
る。

モノクロロアセトン、またはモノブロモアセトンと、
トリフェニルホスフィンとの合成で得られるWitting試
薬とアルデヒドとを反応せしめる合成法〔Ber.108,2077
（1970）等に記載〕においては、原料であるWitting試
薬が高価であり、また廃棄物の処理が困難である。アル
デヒドとアセト酢酸tert−ブチルエステルとの合成で得
られるα、β−不飽和β′−ケトエステルをＰ−トルエ
ンスルホン酸を触媒として高温下において熱分解せしめ
る方法〔アクタヘミカスカンジナビカ（Acta Chem.
Scand.）17,2216〜2220（1963）等に記載〕において
は、α、β−不飽和−β′−ケトエステルの合成に低温
長時間を必要とするにもかかわらず合成収率が低い。

アルデヒドとジケテンとを反応せすめる合成法（USP.
2,108,427）においては、反応に長時間要するにもかか
わらず合成収率が低い。

我々が先に出願したアセト酢酸のアルカリ金属塩とア
ルデヒドを脂肪族アミンの存在下クネーフェナーゲル反
応させる方法（特開昭57−4930）では疎水性のアルデヒ
ドの場合は高収率でα、β−不飽和ケトンが得られる
が、親水性の高いアルコキシ基を有する化合物の場合は
反応がきわめて遅くなり副生物が多く収率が低い。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はアセト酢酸のアルカリ金属塩とアルデヒドの
反応において親水性の高いアルコキシ基を有するα、β
−不飽和ケトンを収率良く合成する方法を提供すること
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は一般式〔Ｉ〕 R¹・CH＝CH−Ｃ−CH₃ 〔Ｉ〕（ここにR¹は置換基としてアルコキシ基を有する脂肪族
または脂環基を表す）で表されるアルコキシα、β−不
飽和ケトン類の合成法において、一般式〔II〕 R¹CHO 〔II〕（ここにR¹は前記と同じ意味を表す）で表されるアルデ
ヒド類と一般式〔III〕（ここにM⁺はアルカリ金属イオンを表わす）で表わされ
るアセト酢酸のアルカリ金属塩とを触媒として、３−ア
ザビシクロ〔３、２、２〕ノナン、一般式（１）（ここにｎは３以上５まで、ｍは１以上10まで、R²は、
炭素数１から10までの直鎖または側鎖をもつアルキル
基、脂環基又はフェニル基で置換されたアルキル基、低
級アルキル基で置換されていてもよい脂環基又は低級ア
ルキル基で置換されていてもよいフェニル基を表わし、
R²の置換位置はＮの両隣り以外の炭素である）で表わさ
れる環式２級アミン、一般式（２）（ここにｌは１以上６まで、Ｎを含む環は６員環、７員
環、８員環であり、Ｎの両隣りはメチレンであり、R³は
低級アルキル基であり、その置換位置はＮの両隣り以外
の炭素であり、は脂環基又はフェニル基を示す）で表わされる環式２級
をアミン又は一般式（３） CH₃NHCH₂R （３）（ここにR⁴は、炭素数５から17の直鎖または側鎖をもつ
脂肪族基、低級アルキル基で置換されていてもよい脂環
基、低級アルキル基で置換されていてもよいフェニル
基、フェニル置換されたアルキル基を示す）で表わされ
る２級アミンの存在下、水と水難溶性有機溶剤との混合
媒体中において酸によりpHを一定に保持し、水量を調整
して反応することを特徴とするα、β−不飽和ケトンの
合成法である。

本発明において一般式〔Ｉ〕で表される合成の目的と
するアルコキシ−α、β−不飽和ケトンは、５−メトキ
シ−３−ペンテン−２−オン、５−エトキシ−３−ペン
テン−２−オン、６−メトキシ−３−ヘキセン−２−オ
ン、６−エトキシ−３−ヘキセン−２−オン、５−メト
キシ−３−ヘプテン−２−オン、５−エトキシ−３−ヘ
プテン２−オン、６−メトキシ−３−ヘプテン−２−オ
ン、７−メトキシ−３−ヘプテン−２−オン、７−エト
キシ−３−ヘプテン−２−オン、７−メトキシ−５−メ
チル−３−ヘプテン−２−オン、７−メトキシ−６−メ
チル−３−ヘプテン−２−オン、４−（４−メトキシシ
クロヘキシル）−３−ブテン−２−オン、４−（３−メ
トキシシクロヘキシル）−３−ブテン−２−オン等のア
ルコキシ基を持つα、β−不飽和ケトンである。

一般式〔II〕で表される一方の原料であるアルコキシ
基を有するアルデヒドはたとえば、メトキシアセトアル
デヒド、エトキシアセトアルデヒド、３−メトキシプロ
パナール、３−エトキシプロパナール、２−メトキシブ
タナール、３−メトキシブタナール、４−メトキシブタ
ナール、４−エトキシブタナール、４−メトキシ−２−
メチルブタナール、４−メトキシ−３−メチルブタナー
ル、４−メトキシシクロヘキシルカルボアルデヒド、３
−メトキシシクロヘキシルカルボアルデヒドである。

一般式〔III〕で表わされる今一方の原料であるアセ
ト酢酸のアルカリ金属塩は、アセト酢酸ナトリウム、ア
セト酢酸カリウム、アセト酢酸リチウムであり、ジケテ
ンまたはアセト酢酸エステル類をカセイソーダ、カセイ
カリ等のカセイアルカリ水溶液で加水分解せしめること
により、アセト酢酸のアルカリ金属塩水溶液が容易に得
られる。また減圧濃縮により高濃度化が可能である。

一般式（１）で表わされる触媒２級アミンとしては、
３、５−ジメチルピペリジン、３−ブチルピペリジン、
４−ブチルピペリジン、３−ヘキシルピペリジン、４−
ヘキシルピペリジン、３−シクロヘキシルピペリジン、
４−シクロヘキシルピペリジン、４−ベンジルピペリジ
ン、３−ベンジルピペリジン、４−フェニルピペリジン
等のピペリジン類、ヘキサメチレンイミン、ヘプタメチ
レンイミン、３、３、５−トリメチルヘキサヒドロアゼ
ピン等の環状アミンでありＮの両隣の炭素はメチレンで
なければならない。

一般式（２）で表わされる環式２級アミンとしては、
１、２、３、４−テトラヒドロイソキノリン、パーヒド
ロイソキノリン、４−メチルパーヒドロイソキノリン、
４−エチルパーヒドロイソキノリン等の環状アミンであ
る。

一般式（３）で表わされる２級アミンはＮ−メチルヘ
キシルアミン、Ｎ−メチルオクチルアミン、Ｎ−メチル
デシルアミン、Ｎ−メチル−２−エチルヘキシルアミ
ン、Ｎ−メチルオクタデシルアミン、Ｎ−メチル−２−
メチルオクチルアミン、Ｎ−メチルシクロヘキシルメチ
ルアミン、Ｎ−メチルベンジルアミン等であり、Ｎに結
合している基の一方はメチル基であり、今一方はメチレ
ンでＮに結合している２級アミンである。

３−アザビシクロ〔３、２、２〕ノナンを含めたこれ
らの触媒２級アミンは系の水量の組み合わせによって使
用される。すなわち高濃度のアセト酢酸のアルカリ金属
塩水溶液を使用する場合は４−メチルピペリジンの様な
比較的疎水性の小さな２級アミンからＮ−メチルデシル
アミンの様な疎水性の大きな２級アミンが使用できる。
アセト酢酸のアルカリ金属塩の濃度が低い場合は３−ヘ
キシルピペリジン、Ｎ−メチルデシルアミンの様な疎水
性の大きいアミンが選ばれる。

また系内の水量を少なくする方法として高濃度のアセ
ト酢酸のアルカリ金属塩水溶液を使用することの他に、
pH調整用の酸として塩化水素ガス等の酸性ガスあるいは
無水硫酸、五酸化リン等の酸無水物、あるいは濃硫酸、
85％リン酸等の高濃度の酸の使用、あるいは反応中水難
溶性溶剤との共沸蒸留による水の系外の除去がある。

本反応に使用する水難溶性有機溶剤としてはジクロロ
メタン、クロロホルム、ジクロロエタン等の塩素化炭化
水素系溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族
系溶剤が使用できる。

本発明の合成法の実施態様を以下に詳細に説明する。
アルデヒド１モルに対して１〜３モルのアセト酢酸のア
ルカリ金属顔の水溶液、にアルデヒド１モルに対して0.
01モル以上、好ましくは0.05〜0.20モルのアセト酢酸の
アルカリ金属塩の濃度とpH調整に使用する鉱酸の濃度を
考慮して選ばれた触媒２級アミンを加えた後、さらに鉱
酸を加えることによりpHを6.0〜8.0に調整する。

ついでアルデヒドと一緒に10〜500ml/モル（アルデヒ
ド）の水難溶性有機溶剤を加える。溶剤が無い場合でも
反応は進むが後記の一般式〔IV〕で表わされるβ−ヒド
ロキシケトンの副生量が多くなる。30〜60℃で鉱酸によ
りpH6.0〜8.0に維持しながら１〜８時間撹拌せしめて反
応を行う。酸としては系の水量を多くしないためアセト
酢酸のアルカリ金属塩の水溶液の濃度が30％前後の場合
は、濃硫酸、85％リン酸等の含有水分の少ない酸、ある
いは塩化水素ガス等の酸性ガスあるいは無水硫酸、五酸
化リン等の酸無水物を使用することが望ましいが50％以
上の濃度のアセト酢酸のアルカリ金属塩の水溶液の場合
は濃塩酸等の水分の多い酸でもよい。またアセト酢酸の
アルカリ金属塩の濃度が30％前後の場合でも水難生溶剤
との共沸脱水により反応中水を系外に除去することによ
り農塩酸等の水分の多い鉱酸の使用も可能である。反応
終了後水および水難溶性有機溶剤を加え、鉱酸によりpH
を２以下とし、有機層を水層から分離する。有機層を濃
縮後、得られた残渣を減圧蒸留することにより目的とす
るα、β−不飽和ケトンが得られる。なおアルデヒドと
触媒と系の水量の絡み合わせによっては、一般式〔IV〕（ここでR¹は前記と同じ意味を表わす）で表わされるβ
−ヒドロキシケトンが10％以下副生する場合があるが反
応終了後、反応混合物に硫酸等の鉱酸をアルデヒドに対
して0.10〜2.00モル加え加熱することにより一般式〔I
V〕で表わされる化合物も目的とするα、β−不飽和ケ
トンに転換できる。

また有機層より分離した水層をカセイソーダ等のカセ
イアルカリでpHを13以上とし水難溶性有機溶剤で抽出す
ることにより使用した触媒のアミンは90％以上回収され
再使用が可能である。

〔実施例〕

以下に本発明の実施態様を実施例をもって説明する。
ただし本発明はこの実施例に限定されるものではない。

実施例１このアセト酢酸ナトリウム水溶液46.6g（0.15モル）
を内容積200mlの反応器にいれ、ついで３、５−ジメチ
ルピペリジン1.13g（0.01モル）を加え濃硫酸にてpHを
7.0とした。この中にクロロホルム10mlとメトキシアセ
トアルデヒド7.4g（0.10モル）を加え40℃にて５時間反
応を行った。反応中濃硫酸にてpH7.0〜7.5に維持した。
反応終了後、水10ml、クロロホルム20mlを加え濃硫酸に
てpH1.5として有機層を水層から分液し、溶媒を減圧留
去した。残った油状物を減圧蒸留することにより沸点61
〜64℃（6mmHg）、▲ｎ^16.5 _D▼1.4439の無色油状物10.6
gを得た。（粗収率93％）ガスクロマトグラフィーによ
り分析したところ、目的物５−メチキシ−３−ペンテン
−２−オンの純度は90.3％であった（収率84％）。なお
副生物である４−ヒドロキシ−５−メトキシペンタン−
２−オンが8.5％含まれていた。

これと同様な反応を行い反応終了後濃硫酸5.9gとクロ
ロホルム30mlを反応混合物に加え、60℃前後で２時間加
熱還流を行った。冷却後水20mlを加え有機層を分液し水
洗後、溶媒を減圧留去した。残った油状物を真空蒸留す
ることにより無色の油状物10.7gを得た（粗収率94
％）。ガスクロマトグラフィーにより分析した結果、目
的物５−メトキシ−３−ペンテン−２−オンの純度は9
6.8％であった（収率89％）。

実施例２〜５表１に示すアルコキシアルデヒドを原料として実施例
１と同様な方法により反応を行った。結果を表１に示
す。

〔発明の効果〕本発明は触媒として構造の規定された二級アミンの存
在下、系の水量を調整し、アセト酢酸のアルカリ金属塩
の水溶液とアルコキシ基を有するアルデヒド類を反応さ
せることにより緩和な反応条件下、高収率で目的とする
置換基としてアルコキシ基を有するα、β−不飽和ケト
ン類を合成する方法を提供するものであり、産業上、特
に農薬、医薬の製造上の意義は極めて大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C07C 49/255 B01J 31/02 C07B 61/00 300 ＣＡ（ＳＴＮ) ＷＰＩ／Ｌ（ＳＴＮ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（ここにR¹は置換基としてアルコキシ基を有する脂肪族
または脂環基を表す）で表されるアルコキシ−α、β−
不飽和ケトンの合成法において一般式 R¹CHO （ここにR¹は前記と同じ意味を表す）で表されるアルデ
ヒド類と一般式（ここにM⁺はアルカリ金属イオンを表わす）で表わされ
るアセト酢酸のアルカリ金属とを、触媒として、３−ア
ザビシクロ［３、２、２］ノナン、一般式（１）（ここにｎは３以上５まで、ｍは１以上10まで、R²は、
炭素数１から10までの直鎖または側鎖をもつアルキル
基、脂環基又はフェニル基で置換されたアルキル基、低
級アルキル基で置換されていてもよい脂環基又は低級ア
ルキル基で置換されてもよいフェニル基を表わし、R²の
置換位置はｎの両隣り以外の炭素である）で表わされる
環式２級アミン、一般式（２）（ここにｌは１以上６まで、Ｎを含む環は６員環、７員
環、８員環であり、Ｎの両隣りはメチレンであり、R³は
低級アルキル基であり、その置換位置はＮの両隣り以外
の炭素であり、は脂環基又はフェニル基を示す）で表わされる環式２級
アミン又は一般式（３） CH₃NHCH₂R⁴ （３）（ここにR⁴は、炭素数５から17の直鎖または側鎖をもつ
脂肪族基、低級アルキル基で置換されていてもよい脂環
基、低級アルキル基で置換されていてもよいフェニル
基、フェニル置換されたアルキル基を示す）で表わされ
る２級アミンの存在下、水と水難溶性有機溶剤との混合
溶媒中において鉱酸によりpHを一定に保持し、水量を調
整して反応することを特徴とするα、β−不飽和ケトン
の合成法。