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JP7032293B2 - ４－メチル－５－ノナノン及び４－メチル－５－ノナノールの製造方法 - Google Patents

４－メチル－５－ノナノン及び４－メチル－５－ノナノールの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ヤシ等の害虫であるＲｅｄ Ｐａｌｍ Ｗｅｅｖｉｌ（ヤシオオオサゾウムシ）、（学名：Ｒｈｙｎｃｈｏｐｈｏｒｕｓ ｆｅｒｒｕｇｉｎｅｕｓ、例えばＲｈｙｎｃｈｏｐｈｏｒｕｓ ｆｅｒｒｕｇｉｎｅｕｓ Ｏｌｉｖｉｅｒ）の集合フェロモン物質である４－メチル－５－ノナノン及び４－メチル－５－ノナノールの製造方法に関する。
上記のＲｅｄ Ｐａｌｍ Ｗｅｅｖｉｌは、ナツメヤシ、ココナッツ、アブラヤシ、ビンロウジュヤシ等のヤシ科植物の重要害虫である。Ｒｅｄ Ｐａｌｍ Ｗｅｅｖｉｌの成虫は、ヤシの木の中へ入り込んで産卵し、幼虫は、木の内部を食害するため、植物を弱らせ最終的には枯死させる。Ｒｅｄ Ｐａｌｍ Ｗｅｅｖｉｌは南アジアとメラネシア原産の種であるが、現在東南アジア、中東、北アフリカ、ヨーロッパ、米国等に侵入し、広範囲でヤシ科植物に甚大な被害をもたらしている。Ｒｅｄ Ｐａｌｍ Ｗｅｅｖｉｌの成虫及び幼虫はヤシの木の中へ入り込むため、殺虫剤による防除は困難であり、集合フェロモン物質を用いた大量誘殺が世界中で行われており防除に活用されている。
Ｒｅｄ Ｐａｌｍ Ｗｅｅｖｉｌの集合フェロモン物質は、４－メチル－５－ノナノンと４－メチル－５－ノナノールとの１０：１～９：１（重量比）の混合物であることが明らかとなっている（非特許文献１）。これら化合物の合成方法として、例えば、４－メチル－５－ノナノンは、５－ノナノンをジクロロメタン溶媒中、－４０℃でメチルアルミニウム＝ビス（４－ブロモ－２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノキシド）を用いて活性化し、メチル＝トリフラートと反応させることにより合成できること（非特許文献２）、及び４－メチル－５－ノナノールは、２－メチル－１－ペンタナールとｎ－ブチルリチウムを反応させることにより合成できること（非特許文献３）が報告されている。
Ａ．Ｃ．Ｏｅｈｌｓｃｈｌａｇｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｅｃｏｌ．，１９９６，２２（２），３５７－３６８． Ｈ．Ｙａｍａｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９９２，１１４，４４２２－４４２３． Ａ．Ｃ．Ｏｅｈｌｓｃｈｌａｇｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｅｃｏｌ．，１９９５，２１（１０）、１６１９－１６２９．
しかしながら、非特許文献２では、発がん性物質であるメチル＝トリフラートをメチル化剤として用いており、更に一般試薬として入手困難な特殊なアルミニウム試薬を当量以上用いている。更に、非特許文献２では、－４０℃で反応させているために特殊な冷却設備を有する反応器が必要となり、工業的な製造が難しい。また、非特許文献３では、高価なリチウム試薬を用いており、更に収率が６７％と低い。これは２－メチル－１－ペンタナールとｎ－ブチルリチウムとの求核付加反応において、生成物のアルコールがヒドリド移動によりケトンとなった後に、当該ケトンがｎ－ブチルリチウムと再び反応することによる３級アルコールの副生が原因であると考えられる。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、効率のよい経済的な、４－メチル－５－ノナノン及び４－メチル－５－ノナノールの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、安価かつ大量に合成することができるペンタン酸無水物と、工業的に入手することができ且つ簡便に調製が可能である２－ペンチル求核試薬との求核置換反応により、高収率且つ高純度で４－メチル－５－ノナノンが製造することができることを見出し、本発明を為すに至った。更に、引き続き、該製造された４－メチル－５－ノナノンに還元反応を行うことにより、４－メチル－５－ノナノールを高収率且つ高純度で製造することができることを見出し、本発明を為すに至った。
本発明の１つの態様によれば、下記式（１）
Figure 0007032293000001
 で表されるペンタン酸無水物と、下記一般式（２）
Figure 0007032293000002
 （式中、ＭはＬｉ、ＭｇＺ１、又はＺｎＺ１を表し、Ｚ１はハロゲン原子又は２－ペンチル基を表す）
で表される２－ペンチル求核試薬との求核置換反応により、下記式（３）
Figure 0007032293000003
 で表される４－メチル－５－ノナノンを得る工程
を少なくとも含む、４－メチル－５－ノナノン（３）の製造方法が提供される。
また、本発明の他の態様によれば、上述の４－メチル－５－ノナノンの製造方法と、当該製造方法に従い得られた４－メチル－５－ノナノンと還元剤との還元反応により、下記式（７）
Figure 0007032293000004
 で表される４－メチル－５－ノナノールを得る工程と
を少なくとも含む、４－メチル－５－ノナノール（７）の製造方法が提供される。
本発明によれば、短工程かつ高収率で、高純度の４－メチル－５－ノナノン及び４－メチル－５－ノナノールを安価に製造することができる。
Ａ． ４－メチル－５－ノナノン（３）の製造方法
まず、４－メチル－５－ノナノンの製造方法において使用される２－ペンチル求核試薬の原料として使用される下記式（５）で表される２－ハロペンタン化合物の製造例を以下に説明する。２－ハロペンタン化合物（５）は、公知の合成方法を用いて得ることが出来る。２－ハロペンタン化合物（５）は例えば、下記の化学反応式で示される通り、下記式（４）で表される２－ペンタノールとハロゲン化剤とのハロゲン化反応により得られる。
Figure 0007032293000005
２－ペンタノール（４）としては、下記式（４－１）で表される（Ｒ）－２－ペンタノール、及び下記式（４－２）で表される（Ｓ）－２－ペンタノール、並びにこれらのラセミ体及びスカレミック混合物が挙げられる。
Figure 0007032293000006
なお、２－ペンタノール（４）は、市販されているものであってもよく、また独自に合成したものであってもよい。
上述のハロゲン化剤としては、スルホニルハライド化合物、ハロゲン化チオニル化合物、ハロゲン化スルフリル化合物、ハロゲン化水素化合物、トリアリールハロホスホニウム＝ハライド化合物、三ハロゲン化リン化合物及び五ハロゲン化リン化合物等が挙げられる。ハロゲン化剤によるハロゲン化としては、例えばクロロ化、ブロモ化及びヨード化が挙げられる。
スルホニルハライド化合物は、下記一般式（６）で表される。
Figure 0007032293000007
スルホニルハライド化合物（６）におけるＸは、ハロゲン原子を表す。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
スルホニルハライド化合物（６）におけるＲは、炭素１～７、好ましくは炭素数１～３、の一価の炭化水素基を表す。
Ｒの一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基及びｎ－ヘプチル基等の直鎖状の飽和炭化水素基；イソプロピル基、２－メチルプロピル基及び２－メチルブチル基等の分岐状の飽和炭化水素基；２－プロペニル基等の直鎖状の不飽和炭化水素基；２－メチル－２－プロペニル基等の分岐状の不飽和炭化水素基；シクロプロピル基等の環状の飽和炭化水素基；フェニル基、ｏ－トリル基、ｍ－トリル基及びｐ－トリル基等のアラルキル基等が挙げられ、これらと異性体の関係にある炭化水素基でもよい。また、これらの炭化水素基の水素原子中の一部が任意に、メチル基又はエチル基等で置換されていてもよい。
スルホニルハライド化合物（６）の具体例としては、例えばメタンスルホニルクロリド、メタンスルホニルブロミド及びメタンスルホニルヨージド等のメタンスルホニルハライド化合物；ｐ－トルエンスルホニルクロリド、ｐ－トルエンスルホニルブロミド及びｐ－トルエンスルホニルヨージド等のｐ－トルエンスルホニルハライド化合物；ベンゼンスルホニルクロリド、ベンゼンスルホニルブロミド及びベンゼンスルホニルヨージド等のベンゼンスルホニルハライド化合物等が挙げられる。

ハロゲン化チオニル化合物としては、塩化チオニル、臭化チオニル及びヨウ化チオニル等が挙げられる。
ハロゲン化スルフリル化合物としては、塩化スルフリル、臭化スルフリル及びヨウ化スルフリル等が挙げられる。
ハロゲン化水素化合物としては、塩化水素、臭化水素及びヨウ化水素等が挙げられる。
トリアリールハロホスホニウム＝ハライド化合物としては、トリフェニルクロロホスホニウム＝クロリド、トリフェニルブロモホスホニウム＝ブロミド及びトリフェニルヨードホスホニウム＝ヨージド等のトリフェニルハロホスホニウム＝ハライド化合物；トリトリルクロロホスホニウム＝クロリド、トリトリルブロモホスホニウム＝ブロミド及びトリトリルヨードホスホニウム＝ヨージド等のトリトリルハロホスホニウム＝ハライド化合物が挙げられる。
トリアリールハロホスホニウム＝ハライド化合物は、トリフェニルホスフィン等のトリアリールホスフィン化合物と、塩素分子、臭素分子、ヨウ素分子、四塩化炭素又は四臭化炭素等とを反応させることにより調製することができる。
三ハロゲン化リン化合物としては、三塩化リン、三臭化リン及び三ヨウ化リン等が挙げられる。
五ハロゲン化リン化合物としては、五塩化リン、五臭化リン及び五ヨウ化リン等が挙げられる。
ハロゲン化剤としては、ガスが副生しないこと等の取扱いの観点から、スルホニルハライド化合物（６）及びトリアリールホスホニウム＝ハライド化合物が好ましく、スルホニルハライド化合物（６）がより好ましい。
ハロゲン化剤の使用量は、反応性の観点から、２－ペンタノール（４）１ｍｏｌに対して、好ましくは１．０～４．０ｍｏｌである。
ハロゲン化反応において、必要に応じて、後述のように塩基性化合物を存在させてもよい。該塩基性化合物としては、トリアルキルアミン化合物、ジアルキルアミン化合物、モノアルキルアミン化合物、ピロリジン化合物、ピペリジン化合物、ピリジン化合物、ピリミジン化合物、アニリン化合物及びイミダゾール化合物、並びに、３－ピロリン及びピロール等が挙げられる。
トリアルキルアミン化合物としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン及びＮ，Ｎ－ジイソプロピルエチルアミン等が挙げられる。
ジアルキルアミン化合物としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン及びジブチルアミン等が挙げられる。
モノアルキルアミン化合物としては、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン及びへプチルアミン等が挙げられる。
ピロリジン化合物としては、ピロリジン、Ｎ－メチルピロリジン、Ｎ－エチルピロリジン、Ｎ－ブチルピロリジン及び１－（２－アミノエチル）ピロリジン等が挙げられる。
ピペリジン化合物としては、ピペリジン、Ｎ－メチルピペリジン、Ｎ－エチルピペリジン、４－アミノメチル－１－ブチルピペリジン、Ｎ－アミノピペリジン、２－メチルピペリジン（ピペコリン）及び２、６－ジメチルピペリジン等が挙げられる。
ピリジン化合物としては、ピリジン、２－メチルピリジン（α―ピコリン）、３－メチルピリジン（β―ピコリン）、４－メチルピリジン（γ―ピコリン）、２－エチルピリジン、３－エチルピリジン、４－エチルピリジン、２，４，６－トリメチルピリジン、２，３，５－トリメチルピリジン、２，６－ジメチルピリジン（２，６－ルチジン）、２，３－ジメチルピリジン（２，３－ルチジン）、２，４－ジメチルピリジン（２，４－ルチジン）、２，５－ジメチルピリジン（２，５－ルチジン）、３，４－ジメチルピリジン（３，４－ルチジン）、３，５－ジメチルピリジン（３，５－ルチジン）、２－シアノピリジン、３－シアノピリジン、４－シアノピリジン、４－ジエチルアミノピリジン、４－ピペリジノピリジン、２－アミノメチルピリジン及び３－アミノメチルピリジン等が挙げられる。
ピリミジン化合物としては、ピリミジン及び２－メチルピリミジン等が挙げられる。
アニリン化合物としては、アニリン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ－ジエチルアニリン、Ｎ、Ｎ－ジイソプロピルアニリン、Ｎ－メチルアニリン、Ｎ－エチルアニリン及びＮ－イソプロピルアニリン等が挙げられる。
イミダゾール化合物としては、イミダゾール及び２－メチルイミダゾール等が挙げられる。
ハロゲン化反応に用いる塩基性化合物としては、ピリジン等のピリジン化合物、及びＮ，Ｎ－ジエチルアニリン等のアニリン化合物が好ましい。
塩基性化合物の使用量は、２－ペンタノール（４）１ｍｏｌに対して、好ましくは０．０～３．５ｍｏｌ、より好ましくは１．０～３．０ｍｏｌ、である。
ハロゲン化反応には、必要に応じて溶媒を用いてもよい。該溶媒としては、例えばトルエン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン及びシクロヘキセン等の炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、４－メチルテトラヒドロピラン、ジエチル＝エーテル等のエーテル系溶媒；Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、アセトニトリル及び１－メチル－２－ピロリドン等の極性溶媒等が挙げられる。
溶媒は、１種類又は２種類以上を使用してもよい。市販の溶媒を用いることができる。
至適溶媒は選択するハロゲン化剤によって異なるが、反応性の観点から、例えばハロゲン化剤としてスルホニルハライド化合物を用いる場合は極性溶媒が好ましく、トリアリールハロホスホニウム＝ハライド化合物を用いる場合はエーテル系溶媒及び／又は極性溶媒が好ましい。
溶媒の使用量は、反応性の観点から、２－ペンタノール（４）１ｍｏｌに対して、好ましくは０～１０００ｇである。
ハロゲン化反応には、ハロゲン化物イオンの濃度を高めて反応性を向上させるために必要に応じて金属ハロゲン化物を用いてもよい。金属ハロゲン化物としては、塩化リチウム、臭化リチウム及びヨウ化リチウム等のハロゲン化リチウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム及びヨウ化ナトリウムのハロゲン化ナトリウム等が挙げられる。
金属ハロゲン化物は、１種類又は２種類以上を使用してもよい。市販の金属ハロゲン化物を用いることができる。
ハロゲン化反応の温度は、用いるハロゲン化剤によって異なるが、反応性の観点から、好ましくは－２０～１８９℃であり、ハロゲン化剤としてスルホニルハライド化合物を用いる場合は、好ましくは－１０～８０℃であり、ハロゲン化剤としてハロゲン分子を用いる場合は、好ましくは－１０～４０℃である。
反応時間は、用いるハロゲン化剤及び／又は反応スケールにより異なるが、反応性の観点から、好ましくは４～３５時間である。
２－ハロペンタン化合物（５）におけるＸは、ハロゲン原子を表す。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
２－ハロペンタン化合物（５）としては、下記式（５－１）で表される（Ｒ）－２－ハロペンタン化合物、下記式（５－２）で表される（Ｓ）－２－ハロペンタン化合物、これらのラセミ体及びスカレミック混合物が挙げられる。
Figure 0007032293000008
（Ｒ）－２－ハロペンタン化合物（５－１）としては、（Ｒ）－２－クロロペンタン、（Ｒ）－２－ブロモペンタン、及び（Ｒ）－２－ヨードペンタン等が挙げられる。
（Ｓ）－２－ハロペンタン化合物（５－２）としては、（Ｓ）－２－クロロペンタン、（Ｓ）－２－ブロモペンタン、及び（Ｓ）－２－ヨードペンタン等が挙げられる。
なお、２－ハロペンタン化合物（５）は、市販されているものであってもよく、また独自に合成したものであってもよい。
ハロゲン化剤として汎用されるハロゲン化チオニル化合物を用いた２－ペンタノール（４）のハロゲン化反応においては、２－ハロペンタン化合物（５）が得られるものの、同時に脱離反応が進行することにより１－ペンテン及び／又は２－ペンテンが多量に副生する場合があった。
また、スルホニルハライド化合物を用いた２－ペンタノール（４）のハロゲン化反応においては、ハロゲン化反応における中間体であるスルホナート化合物が残存してしまう場合があるため、金属ハロゲン化物を併用して反応効率を上げる必要があった。
しかし、本発明者は、特に好ましくは、ハロゲン化剤としてスルホニルハライド化合物（６）を使用し、ハロゲン化反応を塩基性化合物存在下に行うことにより、脱離反応を抑制し、効率良く２－ハロペンタン化合物（５）を製造できることを見出した。
これにより、高価な金属ハロゲン化物を用いることなくハロゲン化反応を効率良く行うことができるため工業的に有用である。
また、１－ペンテン及び／又は２－ペンテンにハロゲン化水素が付加することによって生じる１－ハロペンタン化合物の副生を抑えることができるため、２－ハロペンタン化合物（５）を純度良く製造することができる。
ハロゲン化剤としてスルホニルハライド化合物（６）を使用し、ハロゲン化反応を塩基性化合物存在下に行う場合におけるスルホニルハライド化合物（６）に対する塩基性化合物のモル比は、反応性の観点から、好ましくは１．００～２．００、より好ましくは１．１０～１．５０、である。
次に、上記の２－ハロペンタン化合物（５）から、下記一般式（２）表される２－ペンチル求核試薬を調製する、下記の化学反応式で示される工程について説明する。
Figure 0007032293000009
２－ペンチル求核試薬（２）におけるＭは、Ｌｉ、ＭｇＺ１、又はＺｎＺ１を表し、Ｚ１はハロゲン原子又は２－ペンチル基を表す。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
２－ペンチル求核試薬（２）の具体例としては、２－ペンチルリチウム、２－ペンチルマグネシウム＝クロライド、２－ペンチルマグネシウム＝ブロマイド等の２－ペンチルマグネシウム＝ハライド試薬；ビス－（２－ペンチル）亜鉛等の２－ペンチル亜鉛試薬等が挙げられ、汎用性の観点から、２－ペンチルマグネシウム＝ハライド試薬が好ましい。
２－ペンチル求核試薬（２）は、１種類又は２種類以上を使用してもよい。また、２－ペンチル求核試薬（２）は、市販されているものであってもよく、また独自に合成したものであってもよい。
上記工程は、常法に従い実行することができる。例えば、２－ペンチルマグネシウム＝ハライド試薬は、下記の化学反応式で示される通り、下記一般式（５）で表される２－ハロペンタン化合物を溶媒中、マグネシウムと反応させることにより、２－ペンチルマグネシウム＝ハライド試薬を得る工程により調製することができる。
Figure 0007032293000010
２－ハロペンタン化合物（５）は、１種類又は２種類以上を使用してもよい。
２－ハロペンタン化合物（５）から２－ペンチルマグネシウム＝ハライド試薬を調製する際に用いるマグネシウムの使用量は、反応完結の観点から、２－ハロペンタン化合物（５）１ｍｏｌに対して、好ましくは１．０～２．０グラム原子である。
２－ハロペンタン化合物（５）から２－ペンチルマグネシウム＝ハライド試薬を調製する際に用いる溶媒としては、テトラヒドロフラン、ジエチル＝エーテル及び４－メチルテトラヒドロピラン等のエーテル系溶媒；トルエン、キシレン及びヘキサン等の炭化水素系溶媒等が挙げられる。グリニャール試薬生成の反応速度の観点から、テトラヒドロフランが好ましい。
溶媒の使用量は、２－ハロペンタン化合物（５）１ｍｏｌに対して、反応性の観点から、好ましくは１００～１０００ｇである。
反応温度は、用いる溶媒により異なるが、反応性の観点から、好ましくは３０～１２０℃である。
反応時間は、用いる溶媒及び／又は反応スケールにより異なるが、反応性の観点から、好ましくは１～３０時間である。
次に、下記の化学反応式で示される４－メチル－５－ノナノン（３）の製造方法について、以下に説明する。当該製造方法は、下記式(１)で表されるペンタン酸無水物と、上述した２－ペンチル求核試薬（２）との求核置換反応、及び続く加水分解反応により、４－メチル－５－ノナノン（３）を得る工程を含む。
Figure 0007032293000011
ペンタン酸無水物（１）は市販されているものであってもよく、ペンタン酸（８）の縮合反応により独自に調製されたものであってもよい。
２－ペンチル求核試薬（２）は上記で述べた通りである。２－ペンチル求核試薬（２）は、１種類又は２種類以上を使用してもよい。また、２－ペンチル求核試薬（２）は、市販されているものであってもよく、また独自に合成したものであってもよい。
上記の求核置換反応には、必要に応じて溶媒を用いてもよい。該溶媒としては、トルエン、キシレン及びヘキサン等の炭化水素系溶媒；テトラヒドロフラン、４－メチルテトラヒドロピラン及びジエチル＝エーテル等のエーテル系溶媒；Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルピロリドン及びジメチル＝スルホキシド、アセトニトリル等の極性溶媒が挙げられる。反応性の観点から、トルエン、テトラヒドロフラン、４－メチルテトラヒドロピラン及びアセトニトリルが好ましく、テトラヒドロフランがより好ましい。
溶媒は、１種類又は２種類以上を使用してもよい。市販の溶媒を用いることができる。
溶媒の使用量は、反応性の観点から、ペンタン酸無水物（１）１ｍｏｌに対して、好ましくは３０～２０００ｇである。
求核置換反応の温度は、用いる２－ペンチル求核試薬（２）によって異なるが、反応性の観点から、好ましくは－７８～７０℃、より好ましくは－２０～２５℃、である。
反応時間は、用いる溶媒及び／又は反応スケールにより異なるが、反応性の観点から、好ましくは３～４５時間である。
上述の加水分解反応は、酸と水を用いることにより行うことができる。
酸としては、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、シュウ酸、酒石酸、クエン酸、ｐ－トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及びメタンスルホン酸等の有機酸類；塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸及びホウ酸等の無機酸類等が挙げられる。経済性の観点から、ギ酸、酢酸及び塩酸が好ましい。
酸の使用量は、ペンタン酸無水物（１）１ｍｏｌに対して、反応性の観点から、好ましくは１～５ｍｏｌである。
水の使用量は、ペンタン酸無水物（１）１ｍｏｌに対して、溶解性の観点から、好ましくは１００～１０００ｇである。
４－メチル－５－ノナノン（３）としては、下記式（３－１）で表される（４Ｒ）－４－メチル－５－ノナノン、下記式（３－２）で表される（４Ｓ）－４－メチル－５－ノナノン、これらのラセミ体及びスカレミック混合物が挙げられる。
Figure 0007032293000012
４－メチル－５－ノナノン（３）の製造方法における上述の求核置換反応の間、又は上述の求核置換反応の終了後に、当該求核置換反応において副生したペンタン酸（８）を回収する工程、そして、当該回収したペンタン酸（８）の縮合反応により、ペンタン酸無水物（１）を得る工程、及び当該得られたペンタン酸無水物（１）を上述の求核置換反応において用いること、又は当該得られた２－メチルペンタン酸無水物（１）を上述の求核置換反応における原料として利用して、当該求核置換反応を繰り返す工程をさらに行ってもよい。
まず、上述の求核置換反応において副生したペンタン酸を回収する工程について説明する。
求核置換反応において、４－メチル－５－ノナノン（３）の生成と共にペンタン酸無水物（１）に由来するペンタン酸（８）が副生する。
ペンタン酸（８）の回収方法としては、例えば該求核置換反応の終了後における、下記する後処理操作において、４－メチル－５－ノナノン（３）とペンタン酸（８）を分離し、ペンタン酸（８）を回収する方法、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより４－メチル－５－ノナノン（３）とペンタン酸（８）を分離し、ペンタン酸（８）を回収する方法、蒸留により４－メチル－５－ノナノン（３）及びペンタン酸（８）を分離し、ペンタン酸（８）を回収する方法等が挙げられる。４－メチル－５－ノナノン（３）及びペンタン酸（８）の分離操作の簡便性の観点から、例えば該求核置換反応の終了後における後処理操作において、４－メチル－５－ノナノン（３）及びペンタン酸（８）を分離し、ペンタン酸（８）を回収する方法が好ましい。
上記の後処理操作における回収方法は、具体的には、下記に示す化学反応式の通りである。上記のように、該求核置換反応により得られた４－メチル－５－ノナノン（３）及びペンタン酸（８）を含む反応生成混合物（有機層）に、水及び塩基を順次若しくは同時に加えて又は塩基の水溶液の存在下で中和反応させて、４－メチル－５－ノナノン（３）を含む有機層とペンタン酸の塩（９）を含む水層とを得る（中和工程）。次に、当該水層を分離し、これに酸を加えることによって、ペンタン酸（８）を遊離させて、ペンタン酸（８）を得る（遊離工程）。
Figure 0007032293000013
中和工程において、ペンタン酸（８）を塩基との中和反応によりペンタン酸の塩（９）とすることで、ペンタン酸の塩（９）が水に溶解するため、４－メチル－５－ノナノン（３）は、ペンタン酸の塩（９）と容易に分離することができる。そして、分液することにより４－メチル－５－ノナノン（３）を含む有機層とペンタン酸の塩（９）を含む水層とを得ることができる。
塩基としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物；水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム及び水酸化バリウム等のアルカリ土類金属水酸化物；炭酸ナトリウム及び炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム及び炭酸バリウム等のアルカリ土類金属炭酸塩；炭酸水素ナトリウム及び炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩；炭酸水素カルシウム及び炭酸水素マグネシウム等のアルカリ土類金属炭酸水素塩が挙げられ、取扱いの観点から、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物が好ましい。
塩基の使用量は、回収率の観点から、上述の求核置換反応に使用したペンタン酸無水物（１）１ｍｏｌに対して、好ましくは１．０～５．０ｍｏｌである。
塩基は、１種類又は２種類以上を使用してもよい。市販の塩基を用いることができる。
なお、塩基が固体である場合においては、固体のまま使用してもよいし、求核置換反応において用いる溶媒及び／又は水に溶かして使用してもよい。
水の使用量は、ペンタン酸の塩（９）の溶解度の観点から、上述の求核置換反応に使用したペンタン酸無水物（１）１ｍｏｌに対して、好ましくは３００～３０００ｇである。
中和反応の温度は、反応性の観点から、好ましくは－２０～７０℃、より好ましくは０～４０℃、である。
反応時間は、反応スケール及び／又は除熱能力により異なるが、反応性の観点から、好ましくは０．１～２０時間である。
中和工程における水層のｐＨは、ペンタン酸（８）の回収率の観点から、好ましくは１０．０以上、より好ましくは１２．０～１４．０、である。ｐＨ値は、例えばｐＨ試験紙又は測定対象の液温を２５℃としてｐＨメータを用いて測定できる。
ペンタン酸の塩は、下記一般式（９）で表される。ペンタン酸の塩（９）におけるＹは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＣａＺ２、ＭｇＺ２、又はＢａＺ２を表し、Ｚ２はペンタン酸のカルボキシラートイオン、ＯＨ又はＨＣＯ３を表す。
Figure 0007032293000014
ペンタン酸の塩（９）の具体例としては、使用する塩基により異なるが、ペンタン酸ナトリウム及びペンタン酸カリウム等のペンタン酸のアルカリ金属塩；ペンタン酸カルシウム、ペンタン酸マグネシウム及びペンタン酸バリウム等のペンタン酸のアルカリ土類金属塩等が挙げられる。
次に、遊離工程において、ペンタン酸の塩（９）を含む水層に酸を加えてペンタン酸の塩（９）を含む水層を酸性とすることによりペンタン酸（８）を遊離させることができ、遊離したペンタン酸（８）と水層を分離することによりペンタン酸（８）を回収することができる。
遊離工程に用いる酸としては、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、シュウ酸、酒石酸、クエン酸、ｐ－トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及びメタンスルホン酸等の有機酸類；塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸及びホウ酸等の無機酸類等が挙げられる。経済性の観点から、塩酸が好ましい。
酸は、１種類又は２種類以上を使用してもよい。市販の酸を用いることができる。
なお、酸が固体で有る場合においては、固体のまま使用してもよいし、求核置換反応において用いる溶媒及び／又は水に溶かして使用してもよい。
酸の使用量は、回収率の観点から、上述の求核置換反応に使用したペンタン酸無水物（１）１ｍｏｌに対して、好ましくは１．０～６．０ｍｏｌである。
遊離反応の温度は、反応性の観点から、好ましくは－２０～７０℃、より好ましくは０～４０℃、である。
反応時間は、反応スケール及び／又は除熱能力により異なるが、反応性の観点から、好ましくは０．５～２０時間である。
水層のｐＨは、ペンタン酸（８）の回収率の観点から、好ましくは１．０以下、より好ましくは－１．０～＋１．０、である。ｐＨ値は、例えばｐＨ試験紙又は測定対象の液温を２５℃としてｐＨメータを用いて測定できる。
遊離工程においては、トルエン、キシレン、ペンタン、ヘキサン及びヘプタン等の炭化水素系溶媒；テトラヒドロフラン、４－メチルテトラヒドロピラン及びジエチル＝エーテル等のエーテル系溶媒；酢酸メチル、酢酸エチル及びアセトニトリル等の極性溶媒等の溶媒を添加してもよいが、添加した溶媒を除去する必要が生じることから溶媒を添加せずに反応を行うことが好ましい。
回収されたペンタン酸（８）は、縮合反応によりペンタン酸無水物とすることができ、上述の求核置換反応における原料として利用して、当該求核置換反応を繰り返し行う為に使用することが可能であり、従って経済的に有利である。
次に、下記の化学反応式で示される市販のあるいは上述の回収したペンタン酸（８）の縮合反応により、ペンタン酸無水物（１）を得る、工程について説明する。
Figure 0007032293000015
加熱により縮合反応を進行させてもよい。反応効率の観点から、縮合剤を使用することが好ましい。
縮合剤としては、ギ酸無水物、無水酢酸、プロピオン酸無水物、ブタン酸無水物及び２－メチルプロパン酸無水物等の炭素数１～４のカルボン酸化合物の酸無水物；ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、シュウ酸、酒石酸及びクエン酸等のカルボン酸化合物；ｐ－トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及びメタンスルホン酸等のスルホン酸化合物；塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸及びホウ酸等の無機酸類；Ｎ，Ｎ’－ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、１－（３－ジメチルアミノプロピル）－３－エチルカルボジイミド（ＥＤＣ）及びＮ，Ｎ’－ジイソプロピルカルボジイミド（ＤＩＣ）等のカルボジイミド化合物等が挙げられる。取り扱いの観点から、ギ酸、酢酸及び無水酢酸が好ましく、無水酢酸がより好ましい。
縮合剤は、１種類又は２種類以上を使用してもよい。市販の縮合剤を用いることができる。
縮合剤の使用量は、反応性の観点から、ペンタン酸（８）１ｍｏｌに対して、好ましくは１．０～４．０ｍｏｌ、より好ましくは１．３～２．７ｍｏｌ、である。
縮合反応において、必要に応じて溶媒を用いてもよい。該溶媒としては、トルエン、キシレン及びヘキサン等の炭化水素系溶媒；テトラヒドロフラン及びジエチル＝エーテル等のエーテル系溶媒；Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルピロリドン、ジメチル＝スルホキシド及びアセトニトリル等の極性溶媒等が挙げられる。
溶媒は、１種類又は２種類以上を使用してもよい。市販の溶媒を用いることができる。
溶媒の使用量は、反応性の観点から、ペンタン酸（８）１ｍｏｌに対して、好ましくは０～２０００ｇである。
なお、使用する縮合剤が液体である場合には、縮合剤を溶媒として使用してもよい。液体である縮合剤は例えば、ギ酸無水物、無水酢酸、プロピオン酸無水物、ブタン酸無水物及び２－メチルプロパン酸無水物等の炭素数１～４のカルボン酸化合物の酸無水物；ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、シュウ酸、酒石酸及びクエン酸等のカルボン酸化合物等であり、これらを使用することにより、別途の溶媒の使用を避けたり又はその量を低減することが可能である。
縮合剤を溶媒としても使用する場合における縮合剤の使用量は、生産性の観点から、ペンタン酸（８）１ｍｏｌに対して、好ましくは４．０超～１０．０ｍｏｌ以下、より好ましくは４．５～８．５ｍｏｌ、である。
縮合反応の温度は、用いる溶媒及び／又は減圧度によって異なるが、反応性の観点から好ましくは３５～１８９℃である。
反応時間は、用いる溶媒及び／又は反応スケールにより異なるが、反応性の観点から、好ましくは４～３５時間である。
縮合反応は、縮合反応を効率良く進める観点から、脱水縮合により生じた水及び／又は、縮合剤として酸無水物を使用した際に生じるカルボン酸や、不均化反応により生じる酸無水物、その他副生成物等を加熱及び／又は減圧することにより留出させながら行ってもよい。
留出の条件は、反応条件及び／又は使用する縮合剤により異なる。例えば、無水酢酸を縮合剤として使用した場合（無水酢酸が溶媒を兼ねる場合も含む）においては、まず、常圧下（７６０ｍｍＨｇ）において、ペンタン酸（８）と無水酢酸を反応器中の反応混合物の温度（内温）１４０～１８０℃において０．５～１０時間反応させることにより、ペンタン酸＝酢酸＝無水物と酢酸とを生成させる。次に、常圧下、１４０～１８０℃にて、酢酸、無水酢酸及びペンタン酸＝酢酸＝無水物を少なくとも含む留分中の酢酸含有量が好ましくは１０．０％以下、より好ましくは０．１～５．０％、となるまで酢酸を留出させ、ペンタン酸＝酢酸＝無水物の生成を十分に進行させる。
ここで、「酢酸、無水酢酸及びペンタン酸＝酢酸＝無水物を少なくとも含む留分中の酢酸含有量」とは、以下の式で定義されるものである。
（酢酸、無水酢酸及びペンタン酸＝酢酸＝無水物を少なくとも含む留分中の酢酸含有量）＝｛（酢酸のピーク面積）／（酢酸、無水酢酸及びペンタン酸＝酢酸＝無水物のピーク面積の合計値）｝×１００
なお、「ピーク面積」は、ガスクロマトグラフィーや液体クロマトグラフィー等の各種分析手法により求めることができる。
そして、５５～７５ｍｍＨｇまで徐々に減圧し、内温を１４０～１８０℃とすることによって、ペンタン酸＝酢酸＝無水物の不均化反応によりペンタン酸無水物と無水酢酸の生成を十分に進行させる。なお、「内温」とは、反応器中の反応液の液温をいい、反応温度と同義である。
縮合剤として用いた無水酢酸及び不均化反応により生じた無水酢酸は、無水酢酸、ペンタノール、ペンタン酸＝酢酸＝無水物及びペンタン酸無水物を少なくとも含む留分中の無水酢酸含有量が好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．１～０．５％、となるまで留出させる。
ここで、「無水酢酸、ペンタノール、ペンタン酸＝酢酸＝無水物及びペンタン酸無水物を少なくとも含む留分中の無水酢酸含有量」とは、以下の式で定義されるものである。
（無水酢酸、ペンタノール、ペンタン酸＝酢酸＝無水物及びペンタン酸無水物を少なくとも含む留分中の無水酢酸含有量）＝｛（無水酢酸のピーク面積）／（無水酢酸、ペンタノール、ペンタン酸＝酢酸＝無水物及びペンタン酸無水物のピーク面積の合計値）｝×１００
なお、「ピーク面積」は、ガスクロマトグラフィーや液体クロマトグラフィー等の各種分析手法により求めることができる。
最後に、１～１０ｍｍＨｇまで減圧し、内温を９０～１５０℃とすることにより、ペンタン酸無水物（１）を効率良く製造することができる。
Ｂ． ４－メチル－５－ノナノール（７）の製造
下記の化学反応式で示される４－メチル－５－ノナノール（７）の製造方法を説明する。当該製造方法は、上記項Ａにおいて製造された４－メチル－５－ノナノン（３）と還元剤との還元反応により、４－メチル－５－ノナノール（７）を得る工程を含む。
Figure 0007032293000016
還元剤としては、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素ナトリウム及び水素化ホウ素カリウム等の水素化ホウ素アルカリ金属塩；水素化ホウ素マグネシウム及び水素化ホウ素カルシウム等の水素化ホウ素アルカリ土類金属塩；シアノ水素化ホウ素リチウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム及びシアノ水素化ホウ素カリウム等のシアノ水素化ホウ素アルカリ金属塩；シアノ水素化ホウ素マグネシウム及びシアノ水素化ホウ素カルシウム等のシアノ水素化ホウ素アルカリ土類金属塩；水素化トリ－ｓｅｃ－ブチルホウ素ナトリウム及び水素化トリ－ｓｅｃ－ブチルホウ素リチウム等の水素化トリ－ｓｅｃ－ブチルホウ素アルカリ金属塩；並びに、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ビス（２－メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウム及び水素化アルミニウムリチウム等が挙げられる。経済性の観点から、水素化ホウ素ナトリウム等の水素化ホウ素アルカリ金属塩が好ましい。
還元剤は、１種類又は２種類以上を使用してもよい。市販の還元剤を用いることができる。
還元剤の使用量は、用いる還元剤により異なるが、反応性の観点から、４－メチル－５－ノナノン（３）１ｍｏｌに対して、好ましくは０．２５～５．０ｍｏｌである。
還元反応には、必要に応じて溶媒を用いてもよい。該溶媒としては、トルエン、キシレン及びヘキサン等の炭化水素系溶媒；テトラヒドロフラン、４－メチルテトラヒドロピラン及びジエチル＝エーテル等のエーテル系溶媒；Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルピロリドン、アセトニトリル、ジクロロメタン及びクロロホルム等の極性溶媒；メタノール及びエタノール等のアルコール系溶媒、並びに水等が挙げられる。用いる還元剤に応じて適切な溶媒を選択すればよく、例えば、水素化ホウ素アルカリ金属塩を還元剤として用いる場合においては、エタノール等のアルコール系溶媒もしくはアルコール系溶媒とそれ以外の溶媒との混合溶媒が好ましい。
例えば、アルコール系溶媒と水との混合溶媒における混合比（重量比）は、反応性の観点から、好ましくは４０．０：６０．０～６０．０：４０．０である。
溶媒の使用量は、反応性の観点から、４－メチル－５－ノナノン（３）１ｍｏｌに対して、好ましくは４０～１０００ｇを用いることができる。
溶媒は、１種類又は２種類以上を使用してもよい。市販の溶媒を用いることができる。
還元反応には、必要に応じて塩基を用いてもよい。該塩基としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物；水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム及び水酸化バリウム等のアルカリ土類金属水酸化物；炭酸ナトリウム及び炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム及び炭酸バリウム等のアルカリ土類金属炭酸塩；炭酸水素ナトリウム及び炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩；炭酸水素カルシウム及び炭酸水素マグネシウム等のアルカリ土類金属炭酸水素塩等が挙げられる。取扱いの観点から、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物が好ましい。
塩基は、１種類又は２種類以上を使用してもよい。市販の塩基を用いることができる。
なお、塩基が固体で有る場合においては、固体のまま反応混合物に加えてもよいし、還元反応に用いる溶媒に予め溶かしてもよい。
塩基の使用量は、反応性の観点から、４－メチル－５－ノナノン（３）１ｍｏｌに対して、好ましくは０．００～１０．００ｍｏｌ、より好ましくは０．０１～８．００ｍｏｌ、である。
還元反応の温度は、反応性の観点から、好ましくは０～１００℃、より好ましくは１０～６０℃、である。
反応時間は、用いる溶媒及び／又は反応スケールにより異なるが、反応性の観点から、好ましくは２～３５時間である。
４－メチル－５－ノナノール（７）としては、下記式（７－１）で表される（４Ｒ，５Ｒ）－４－メチル－５－ノナノール、下記式（７－２）で表される（４Ｓ，５Ｓ）－４－メチル－５－ノナノール、下記式（７－３）で表される（４Ｒ，５Ｓ）－４－メチル－５－ノナノール、下記式（７－４）で表される（４Ｓ，５Ｒ）－４－メチル－５－ノナノール、これらのラセミ体、ジアステレオマー混合物及びスカレミック混合物が挙げられる。
Figure 0007032293000017
以下において、上述の式（７－１）及び式（７－２）の化合物を「ｓｙｎ体」、上述の式（７－３）及び下記式（７－４）の化合物を「ａｎｔｉ体」とも記載する。
水素化トリ－ｓｅｃ－ブチルホウ素アルカリ金属塩によりｓｙｎ体を選択的に製造することができ、水素化アルミニウムリチウムによりａｎｔｉ体を選択的に製造することができる。
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
なお、以下において、「純度」は、特に明記しない限り、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析によって得られた面積百分率を示し、「生成比」はＧＣ分析によって得られた面積百分率での相対比を示す。また「収率」は、ＧＣ分析によって得られた面積百分率を基に算出した。
各実施例において、反応のモニタリング及び収率の算出は、次のＧＣ条件Ｉに従って行った。
＜ＧＣ条件Ｉ＞:ＧＣ：島津製作所 キャピラリガスクロマトグラフ ＧＣ－２０１４，カラム：ＤＢ－５，０．２５ｍｍｘ０．２５ｍｍφｘ３０ｍ，キャリアーガス：Ｈｅ（１．５５ｍＬ／分）、検出器:ＦＩＤ，カラム温度：７０℃ ５℃／分昇温 ２３０℃。
また、４－メチル－５－ノナノール（５）のｓｙｎ体：ａｎｔｉ体の分析は、次のＧＣ条件ＩＩに従って行った。
＜ＧＣ条件＞:ＧＣ：島津製作所 キャピラリガスクロマトグラフ ＧＣ－２０１４，カラム：ＣＹＣＬＯＤＥＸ－Ｂ，０．２５ｍｍｘ０．２５ｍｍφｘ３０ｍ，キャリアーガス：Ｈｅ（１．５５ｍＬ／分）、検出器:ＦＩＤ，カラム温度：７０℃ ５℃／分昇温 ２３０℃。
収率は、原料及び生成物の純度（％ＧＣ）を考慮して、以下の式に従い計算した。
収率（％）＝｛[(反応によって得られた生成物の重量×％ＧＣ)/生成物の分子量]
÷[ (反応における出発原料の重量×％ＧＣ)/出発原料の分子量]｝×１００
実施例１ ２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）の製造
Figure 0007032293000018
室温で、反応器に２－ペンタノール（４）（２９６．７１ｇ、３．３６６ｍｏｌ）、ピリジン（４７９．２５ｇ、６．０６ｍｏｌ）及びＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（１００９．８０ｇ）を加え、０～５℃にて１８分間撹拌した。次に、内温１０℃以下にて、該反応器にメタンスルホニルクロリド（ＭｓＣｌ）（６：10＝Ｃｌ、Ｒ＝Ｍｅ）（５３９．８１ｇ、４．７１ｍｏｌ）を滴下した。滴下終了後、内温を６０～６５℃に昇温し、１１．５時間撹拌した。内温を３０℃に冷却後、反応液に酢酸（３６３．８３ｇ）及び水（１６８３．００ｇ）を加えて分液し、水層を除去した。引き続き、有機層に炭酸水素ナトリウム（８４．１５ｇ）及び水（８４１．５０ｇ）を加えて有機層を洗浄し、次に分液し、水層を除去した。得られた有機層を減圧下濃縮し、残留物を減圧蒸留することにより、２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）（３００．８０ｇ、２．８２ｍｏｌ）が収率８３．８％で得られた。２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）の位置異性体である１－クロロペンタン及び１－ペンテンの生成はＧＣ分析上で観測されなかった。
上記で得られた２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）のスペクトルデータを以下に示す。
〔核磁気共鳴スペクトル〕１Ｈ－ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝０．９２（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．３６－１．５８（２Ｈ，ｍ），１．５０（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝４．６Ｈｚ），１．６２－１．７６（２Ｈ，ｍ），４．０４（１Ｈ，ｔｄ，Ｊ＝１．５，６．５Ｈｚ）；１３Ｃ－ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１３．５０，１９．８５，２５．３３，４２．４１，５８．５６
〔マススペクトル〕ＥＩ－マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ １０５（Ｍ＋－１），９１，７０，５５，４３，２７
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９６２，２９３３，２８７５，１４５８，１３８０，１２７０，７４６，６７２，６１４
実施例２ ２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）の製造
Figure 0007032293000019
室温で、反応器に２－ペンタノール（４）（２９６．７１ｇ、３．３６６ｍｏｌ）、ピリジン（４７９．２５ｇ、６．０６ｍｏｌ）及びＮ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）（１００９．８０ｇ）を加え、０～５℃にて１４分間撹拌した。次に、内温１０℃以下にて、該反応器にメタンスルホニルクロリド（ＭｓＣｌ）（６：10＝Ｃｌ、Ｒ＝Ｍｅ）（５３９．８１ｇ、４．７１ｍｏｌ）を滴下した。滴下終了後、内温を６０～６５℃に昇温し、９．５時間撹拌した。内温を３０℃に冷却後、反応液に酢酸（３６３．８３ｇ）及び水（１６８３．００ｇ）を加えて分液し、水層を除去した。引き続き、有機層に炭酸水素ナトリウム（８４．１５ｇ）及び水（８４１．５０ｇ）を加えて有機層を洗浄し、次に分液し、水層を除去した。得られた有機層を減圧下濃縮し、残留物を減圧蒸留することにより、２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）（２８９．３９ｇ、２．７２ｍｏｌ）が収率８０．７％で得られた。２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）の位置異性体である１－クロロペンタン及び１－ペンテンの生成はＧＣ分析上で観測されなかった。上記で得られた２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）のスペクトルデータは、実施例１で得られた２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）のスペクトルデータと同じであった。
実施例３ ２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）の製造
Figure 0007032293000020
室温で、反応器に２－ペンタノール（４）（８８．１５ｇ、１．００ｍｏｌ）、ピリジン（１４２．３８ｇ、１．８０ｍｏｌ）及びＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（３００．００ｇ）を加え、０～５℃にて３９分撹拌した。次に、内温１０℃以下にて、該反応器にベンゼンスルホニルクロリド（６：10＝Ｃｌ、Ｒ＝Ｐｈ）（２４７．２５ｇ、１．４０ｍｏｌ）を滴下した。滴下終了後、内温を６０～６５℃に昇温し、８時間撹拌した。内温を３０℃に冷却後、反応液に酢酸（１０８．０９ｇ）及び水（５００．００ｇ）を加えて分液し、水層を除去した、引き続き、有機層に炭酸水素ナトリウム（２５．００ｇ）及び水（５００．００ｇ）を加えて有機層を洗浄し、次に分液し、水層を除去した。得られた有機層を減圧下濃縮し、残留物を減圧蒸留することにより、２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）（８０．９７ｇ、０．７６ｍｏｌ）が収率７６．０％で得られた。２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）の位置異性体である１－クロロペンタン及び１－ペンテンの生成はＧＣ分析上で観測されなかった。上記で得られた２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）のスペクトルデータは、実施例１で得られた２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）のスペクトルデータと同じであった。
実施例４ ２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）の製造
Figure 0007032293000021
室温で、反応器に２－ペンタノール（４）（８８．１５ｇ、１．００ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ－ジエチルアニリン（Ｅｔ２ＮＰｈ）（２６８．６１ｇ、１．８０ｍｏｌ）及びＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（３００．００ｇ）を加え、０～５℃にて３０分間撹拌した。次に、内温１０℃以下にて、該反応器にメタンスルホニルクロリド（ＭｓＣｌ）（６：10＝Ｃｌ、Ｒ＝Ｍｅ）（１６０．３７ｇ、１．４０ｍｏｌ）を滴下した。滴下終了後、内温を６０～６５℃に昇温し、８時間撹拌した。内温を３０℃に冷却後、反応液に酢酸（１０８．０９ｇ）及び水（５００．００ｇ）を加えて分液し、水層を除去した、引き続き、有機層に炭酸水素ナトリウム（２５．００ｇ）及び水（５００．００ｇ）を加えて有機層を洗浄し、次に分液し、水層を除去した。得られた有機層を減圧下濃縮し、残留物を減圧蒸留することにより、２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）（４８．５４ｇ、０．４６ｍｏｌ）が収率４６．０％で得られた。２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）の位置異性体である１－クロロペンタン及び１－ペンテンの生成はＧＣ分析上で観測されなかった。上記で得られた２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）のスペクトルデータは、実施例１で得られた２－クロロペンタン（５：Ｘ＝Ｃｌ）のスペクトルデータと同じであった。
実施例５Ａ ４－メチル－５－ノナノン（３）の製造
Figure 0007032293000022
室温で、反応器にマグネシウム（３７．１０ｇ、１．５３グラム原子）及びテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（４３６．２０ｇ）を加えて、６０～６５℃で４０分間撹拌した。撹拌後、該反応器に２－クロロペンタン（１５４．９８ｇ、１．４５ｍｏｌ）を６０～７５℃にて滴下し、７５～８０℃にて２時間撹拌することにより、２－ペンチルマグネシウム＝クロライド（２：Ｍ＝ＭｇＣｌ）を調製した。
続いて、別の反応器にテトラヒドロフラン（５４０．０６ｇ）及びペンタン酸無水物（２７０．８１ｇ、１．５３ｍｏｌ）を加えて、－５～１０℃において、上記で得た全量の２－ペンチルマグネシウム＝クロライド（２：Ｍ＝ＭｇＣｌ）を滴下した。滴下終了後、０～１０℃にて３時間撹拌した。次に、反応器内において、反応液に酢酸（１１４．５５ｇ）及び水（５６３．５２ｇ）を加えて分液し、水層を除去した。そして、反応器内において、室温下、有機層に２５重量％水酸化ナトリウム水溶液（３１９．８８ｇ、水酸化ナトリウムとして２．００ｍｏｌ）及び水（８７２．４０ｇ）を加えて６０分間撹拌して中和反応を行い、分液することにより有機層とペンタン酸ナトリウム（９：Ｙ＝Ｎａ）を含む水層（１６９３．２５ｇ）を得た。この時、ペンタン酸ナトリウム（９：Ｙ＝Ｎａ）を含む水層のｐＨをｐＨ試験紙により確認したところ１４．０であった。次に、得られた有機層に酢酸（４．１５ｇ）及び水（２０７．７１ｇ）を加えて有機層を洗浄し、次に分液した。有機層を減圧下濃縮し、残留物を減圧蒸留することにより、４－メチル－５－ノナノン（３）（２０８．２８ｇ、１．３２ｍｏｌ、純度９９．４１％）が収率９０．８％で得られた。
上記で得られた４－メチル－５－ノナノン（３）のスペクトルデータを以下に示す。
〔核磁気共鳴スペクトル〕１Ｈ－ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝０．８７（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），０．８９（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．０４（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．９Ｈｚ），１．１４－１．６６（２Ｈ，ｍ），１．２４－１．３３（４Ｈ，ｍ），１．５３（２Ｈ，ｔｔ，Ｊ＝７．６，７．６Ｈｚ），２．４１（２Ｈ，ｄｔ、Ｊ＝２．７，７．５Ｈｚ），２．５１（１Ｈ，ｔｑ，Ｊ＝６．８，６．８Ｈｚ）；１３Ｃ－ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１３．８７，１４．０９，１６．３０，２０．４６，２２．３９，２５．７８，３５．１６，４０．８２，４６．０６，２１５．１１
〔マススペクトル〕ＥＩ－マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ １５６（Ｍ＋），１４１，１２７，９９，８５，７１，５７，４３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９６０，２９３３，２８７４，１７１３，１４５９，１３７８
実施例５Ｂ ペンタン酸（８）の回収
Figure 0007032293000023
実施例５Ａで得られたペンタン酸ナトリウム（９：Ｙ＝Ｎａ）を含む水層（１６９３．２５ｇ）を反応器に加え、１０～２０℃で２０重量％塩酸（３８９．１９ｇ、塩化水素として２．１３ｍｏｌ）を滴下した。滴下終了後、１５～２５℃にて１時間撹拌した。静置して、ペンタン酸が遊離することにより内容物が有機層と水層に分離した後、分液操作にて水層を除去して、ペンタン酸（８）を含む有機層を得た。水層のｐＨをｐＨ試験紙により確認したところ１．０であった。得られた有機層を減圧下濃縮することによりペンタン酸（８）（１３２．６７ｇ、１．３０ｍｏｌ）が収率８９．３％で得られた。
上記で回収されたペンタン酸（８）のスペクトルデータを以下に示す。
〔核磁気共鳴スペクトル〕１Ｈ－ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝０．９２（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．３７（２Ｈ，ｔｑ，Ｊ＝７．５，７．５Ｈｚ），１．６２（２Ｈ，ｔｔ、Ｊ＝７．６，７．６Ｈｚ），２．３５（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），１１．６９（１Ｈ，ｂｒ．ｓ）；１３Ｃ－ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１３．６３，２２．１５，２６．６９，３３．８２，１８０．６６
〔マススペクトル〕ＥＩ－マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ １０１（Ｍ＋－１），８７，７３，６０
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９６２，２９３６，２８７５，２６７４，１７１０，１４１３，１２７９，１２１５，９４０
実施例６ 回収したペンタン酸（８）を用いたペンタン酸無水物（１）の製造
Figure 0007032293000024
まず、反応器の１つの口に蒸留塔を接続し、蒸留塔の出口に分留塔を接続した。さらに、分留塔に温度計とコンデンサーを接続した。
室温で、上述の反応器に実施例５Ｂにおいて回収したペンタン酸（８）（１３２．６７ｇ、１．３０ｍｏｌ）及び無水酢酸（Ａｃ２Ｏ）（２６５．２４ｇ、２．６０ｍｏｌ）を加え、分留塔を閉鎖し、常圧下、内温１５０℃にて３０分間撹拌した。次に、分留塔を解放し、常圧下、内温１５０℃にて、酢酸、無水酢酸及びペンタン酸＝酢酸＝無水物を少なくとも含む留分中の酢酸含有量が５．０％となるまで、酢酸を留出させた。更に、内温１５０℃にて、７０ｍｍＨｇまで徐々に減圧して無水酢酸を留出させた。無水酢酸、ペンタノール、ペンタン酸＝酢酸＝無水物及びペンタン酸無水物を少なくとも含む留分中の無水酢酸含有量が０．５％となった後、５ｍｍＨｇまで減圧し、ペンタン酸無水物（１）を留出させた。この時、内温は１３０℃まで低下した。ペンタン酸無水物（１）（２１４．１２ｇ、１．１５ｍｏｌ）が収率８８．５％で得られた。
上記で得られたペンタン酸無水物（１）のスペクトルデータを以下に示す。
〔核磁気共鳴スペクトル〕１Ｈ－ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝０．９２（６Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．３７（４Ｈ，ｔｑ，Ｊ＝７．５，７．５Ｈｚ），１．６３（４Ｈ，ｔｔ，Ｊ＝７．６，７．６Ｈｚ），２．４４（４Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．７Ｈｚ）；１３Ｃ－ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１３．５９，２１．９５，２６．２０，３４．９３，１６９．５７
〔マススペクトル〕ＥＩ－マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ １８７（Ｍ＋＋１），１４４，８５，５７，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９６１，２９３６，２８７５，１８１８，１７５０，１４６７，１４１３，１０３６，９０９
実施例７ ４－メチル－５－ノナノール（７）の製造
Figure 0007032293000025
室温下、反応器に水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）（１１．７７ｇ、０．３１ｍｏｌ）、エタノール（９７．８８ｇ）、２５重量％水酸化ナトリウム水溶液（２．９２ｇ、水酸化ナトリウムとして０．０１８ｍｏｌ）及び水（７８．７７ｇ）を加え、１５～２５℃にて４－メチル－５－ノナノン（３）（１４０．００ｇ、純度９９．６９％、０．８９ｍｏｌ）を滴下した。滴下後、３０～３５℃にて１０時間撹拌し、分液することにより有機層を得た。得られた有機層に酢酸（１０ｇ）及び水（１００ｇ）を添加して再度分液した。引き続き、有機層を減圧下濃縮し、残留物を減圧蒸留することにより、４－メチル－５－ノナノール（７）（１３８．１４ｇ、０．８２ｍｏｌ、純度９９．７５％、ｓｙｎ体：ａｎｔｉ体＝５０：５０）が収率９７．５％で得られた。
上記で得られた４－メチル－５－ノナノール（７）のスペクトルデータを以下に示す。
〔核磁気共鳴スペクトル〕１Ｈ－ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝０．８６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．９Ｈｚ），０．８９（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．９Ｈｚ），０．９０（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．１），１．０４－１．５６（１２Ｈ，ｍ），３．４０－３．５０（１Ｈ，ｍ）；１３Ｃ－ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１３．４８，１４．０７，１４．３０，１４．３４，１５．１８，２０．３９，２０．４４，２２．７７，２２．７９，２８．３２，２８．４５，３３．０１，３４．１０，３４．１３，３５．５８，３７．８６，３８．５２，７５．１５，７６．０２
〔マススペクトル〕ＥＩ－マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ １５７（Ｍ＋－１），１４０，１０１，８７，６９，５５，４１
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝３３６３，２９５８，２９３１，２８７３，１４６７，１３７９，１０１２，９７６

Claims (8)

  1. 下記式（１）
    Figure 0007032293000026
     で表されるペンタン酸無水物と、下記一般式（２）
    Figure 0007032293000027
     （式中、ＭはＬｉ、ＭｇＺ１、又はＺｎＺ１を表し、Ｚ１はハロゲン原子又は２－ペンチル基を表す）
    で表される２－ペンチル求核試薬との求核置換反応により、下記式（３）
    Figure 0007032293000028
     で表される４－メチル－５－ノナノンを得る工程
    を少なくとも含む、４－メチル－５－ノナノンの製造方法。
  2. 下記式（４）
    Figure 0007032293000029
     で表される２－ペンタノールとハロゲン化剤とのハロゲン化反応により、下記一般式（５）
    Figure 0007032293000030
     （式中、Ｘはハロゲン原子を表す）
    で表される２－ハロペンタン化合物を得る工程と、
    前記２－ハロペンタン化合物（５）から、上記の２－ペンチル求核試薬（２）を調製する工程と
    をさらに含む、請求項１に記載の４－メチル－５－ノナノンの製造方法。
  3. 前記ハロゲン化剤が、下記一般式（６）
    Figure 0007032293000031
     （式中、Ｘはハロゲン原子を表し、Ｒは炭素数１～７の一価の炭化水素基を表す）
    で表されるスルホニルハライド化合物であり、前記ハロゲン化反応が塩基性化合物存在下で行われる、請求項２に記載の４－メチル－５－ノナノンの製造方法。
  4. 前記求核置換反応の間、又は前記求核置換反応の終了後に、当該求核置換反応において副生したペンタン酸を回収する工程
    をさらに含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の４－メチル－５－ノナノンの製造方法。
  5. 前記回収したペンタン酸の縮合反応によりペンタン酸無水物（１）を得る工程
    をさらに含む、請求項４に記載の４－メチル－５－ノナノンの製造方法。
  6. 前記得られたペンタン酸無水物（１）が、前記求核置換反応において用いられる、請求項５に記載の４－メチル－５－ノナノンの製造方法。
  7. 前記得られたペンタン酸無水物（１）を前記求核置換反応における原料として利用して、当該求核置換反応を繰り返す工程
    をさらに含む、請求項５に記載の４－メチル－５－ノナノンの製造方法。
  8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の４－メチル－５－ノナノン（３）の製造方法と、
    前記製造方法に従い得られた４－メチル－５－ノナノン（３）と還元剤との還元反応により、下記式（７）
    Figure 0007032293000032
     で表される４－メチル－５－ノナノールを得る工程と
    を少なくとも含む、４－メチル－５－ノナノールの製造方法。
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