JPH0311036A - ω―ヒドロキシ―（ω―３）―ケト脂肪酸の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、各種合成原料ないし中間体として有用であり
、特に香料工業分野において、大環状ラクトン系香料の
重要中間体である、ω−ヒドロキシ脂肪酸の製造におけ
る前駆体としてのω−ヒドロキシ−（ω−３）−ケト脂
肪酸の新規な製法に関する。

（従来の技術） ω−ヒドロキシ−（ω−３）−ケト脂肪酸の製法として
、例えばカナダ特許１２２１１０５号には、１２−ケト
ペンタデカン酸ドを水酸化カリウム水溶液中で加水分解
することにより、１５−ヒドロキシ−１２−ケトペンタ
デカン酸が８８％の収率で得られることが記載されてい
る。

しかし、この方法は香料の１種である大環状ケトラクト
ンを加水分解するものであり、大環状ラクトンの工業的
製法を開発する観点からは何ら利点のあるものではない
。

また従来、大環状ラクトン系香料の重要中間体であるω
−ヒドロキシ脂肪酸の製造に関しては多くの方法が知ら
れている。その代表的なものは、奥田治著「香料化学総
覧２」、法用書店発行、１２１１頁、同署「香料化学総
覧３」、同書店発行、１７２〜１７４頁及び１７６〜１
７７頁に紹介されている。

それらの従来法は多工程かつ操作煩雑であり、高価な試
薬あるいは取扱いに危険を伴う試薬の利用が要求される
ことが多く、しかも収率が悪いなど、いくつかの欠点を
持つものである。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者らは、上述の如き従来法の欠点を解消しうるω
−ヒドロキシ−（ω−３）−ケト脂肪酸の製法を提供す
べく検討を行ってきた。

その結果、ω−シアノ脂肪酸エステル［ｎｌ］ＮＣ−（
Ｃ）ｌａｌｌ、−ＣＯＯＲ［１１１］（式中、Ｒは炭素
数１〜４のアルキル基を表し、ｎは７〜１１の整数を表
す） と、γ−ブチロラクトンとを、 ア・ルカリ金属アルコラード［ＩＶ］ Ｒ′　ＯＭ　　　　　　　　　　　　　　［Ｉｖ］（式
中、Ｒ′は炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｍはアル
カリ金属を表す） の存在下に反応させることにより、 α−（ω−シアノアルカノイル）−丁−ブチロラクトン
［Ｉ］ （式中、ｎは上記の意味を表す） が高収率で容易に得られることを見い出した。

そこで、本発明は、上記の如き従来法の欠点を解消でき
るような、ω−ヒドロキシ脂肪酸の製造における前駆体
としてのω−ヒドロキシ−（ω−３）−ケト脂肪酸の、
工業的に有利な新規製法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記α−（ω−シアノアルカノイル）−
γ−ブチロラクトン［Ｌ］から、下記に示す工程により
、ω−ヒドロキシ−（ω−３）−ケト脂肪酸［１１］が
容易かつ高収率で誘導されることを見い出し、本発明を
完成した。

即ち、本発明は、−数式 ％式％ ） ［］ そして、本発明者らは、本発明の製法によって得られる
ω−ヒドロキシ−（ω−３）−ケト脂肪酸［１ｒ］は、
次式に示す還元により容易に、大環状ラクトン系香料の
重要中間体である、ω−ヒドロキシ脂肪酸［Ｖ］に誘導
されることも見い出した。

［ＩＩ］ ＨＯＯＣ−（ＣＨｚｌｒｒｒ−ＯＨ ［Ｖ］ （式中、ｎは７〜１１の整数を表す） で示されるα−（ω−シアノアルカノイル）−γ−ブチ
ロラクトンを、アルカリ金属水酸化物の存在下、水溶媒
中又は水溶性有機溶媒−水の混合溶媒中で反応させるこ
とを特徴とする 一般式 ％式％［１１］ （式中、ｎは上記と同じ意味を表す） で示されるω−ヒドロキシ−（ω−３）−ケト脂肪酸の
製法に関する。

α−（ω−シアノアルカノイル）−γ−ブチロラクトン
［Ｉ］は１、アルカリ金属水酸化物の水溶液中又は水溶
性有機溶媒−水混合溶液中で加熱することにより、その
−ＣＮ基は−ＣＯＯＨ基に加水分解され、そしてそのラ
クトン部位は−（ＣＨ，）、−ＯＨ基に加水分解脱炭酸
され、９０％以上の高収率でω−ヒドロキシ−（ω−３
）−ケト脂肪酸［ＩＩ］になる。

以上のようにして、本発明の製法により製造されたω−
ヒドロキシ−（ω−３）−ケト脂肪酸［ＩＩ　］は、常
法のクレメンゼン還元あるいは、つオルフーキシュナー
還元により、式［ＩＩ　］の−Ｃ〇−基は−ＣＨ，−基
に還元され、ω−ヒドロキシ脂肪酸［Ｖ］に誘導される
。

α−（ω−シアノアルカノイル）−γ−ブチロラクトン
（ＩＩの具体例としては、α−（８−シアノオクタノイ
ル）−γ−ブチロラクトン、α−（９−シアノノナノイ
ル）−γ−ブチロラクトン、α−（１０−シアノデカノ
イル）−γ−ブチロラクトン、ａ−（１１−シアノウン
デカノイル）−γ−ブチロラクトン、α−（１２−ドデ
カノイル）−γ−ブチロラクトンなどを挙げることがで
きる。

゛アルカリ金属水酸化物の具体例としては、水酸化リチ
ウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどを挙げる
ことができるか、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの
使用が好ましい、アルカリ金属水酸化物の使用量は、α
−（ω−シアノアルカノイル）−γ−ブチロラクトン［
１１１モルに対して２〜２０モル、好ましくは３〜１５
モルの範囲で用いられる。このアルカリ金属水酸化物の
使用量が、下限値未満の場合は反応が十分に進行せず、
原料ラクトンが未反応として残るし、又上限値を超える
場合は副生成物が増え収率が低下するので、いずれも好
ましくない。

反応溶媒の水の使用量はアルカリ金属水酸化物１重量部
に対して、３〜２０重量部の範囲が好ましい。

ところで１本発明の製法においては、アルカリ金属水酸
化物水溶液中の反応では、反応が進行するにつれて、油
状の原料ラクトンが消失して均一水溶液になる。

したがって、原料ラクトンの溶解性乞増し、反応を速や
かに進行させるためには、水溶性有機溶媒を添加するこ
とが好ましい、水溶性有機溶媒としては、アルカリ金属
水酸化物水溶液中で安定であり、反応に関与しないもの
が選択されることが望ましい。その具体例としては、メ
タノール、エタノール、メチルセロソルブ、エチルセロ
ソルブ、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、ジグライム、ジオキサン、テトラヒドロフラン、１
．２−ジメトキシエタンなどが挙げられる。これら水溶
性有機溶媒の使用量は水１重量部に対して０．０５〜３
重量部の範囲であることが好ましい。

反応温度は室温〜１３０℃、好ましくは６０〜１１０℃
の範囲で・ある。

また、反応は大気圧条件下でも１０　ｋｇ／　ｃＩ１１
″以下の加圧条件下でも行うことができる。

反応時間は、反応温度、仕込み原料等によって適宜選択
されるが、−数的に１〜２０時間程度である。

反応はバッチ式、連続式のいずれでも行うことができる
。

反応生成物の単離・精製は、中和、抽出、濃縮、再結晶
等のそれ自体公知の単位操作により行うことができる。

（発明の効果） α−（ω−シアノアルカノイル）−丁−ブチロラクトン
［ＩＩを利用すれば、きわめて容易、かつ、好収率でω
−ヒドロキシ−（ω−３）−ケト脂肪酸［ＩＩ　］を得
ることができ、このω−ヒドロキシ−（ω−３）−ケト
脂肪ａ！［１１］を中間生成物とする、従来法に比べて
格段に短縮された工程により、安価かつ入手容易な原料
から簡単な操作で大環状ラクトン系香料の重要中間体で
あるω−ヒドロキシ脂肪酸［Ｖ］が高収率で製造できる
ことになる。

（実施例） 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ α−（１１−シアノウンデカノイル）−γ−プチロラク
トン０．２７９ｇ　（１，００ミリモル）、８．５％水
酸化カリウム０．６８ｇ（１０，３ミリモル）および水
５．６６ｇを仕込み、１０時間加熱還流した０反応終了
後冷却し、４Ｎ−ＨＣｌ２５−を加λ酸性にした後、塩
化メチレン７Ｃ）＋ｔｔ’で１回、２０−で２回抽出し
た。その塩化メチレン溶液を硫酸ナトリウムで乾燥後、
濃縮乾固し白色固体を得た。得られた白色固体をｎ−ヘ
キサン／酢酸エチル［１／ｌ　（容量比）］を展開溶媒
とし、シリカゲルカラムを用いて精製し、０．２５４ｇ
　（０，９３３ミリモル、収率９３％）の白色固体を得
た。

この白色固体を分析した結果は、以下のとおりであった
。

（１）ｍ、ｐ、　　　７４〜７６℃ （２）元素分析（Ｃ，，８２，０４として）Ｈ 計算値（％）　　　６６．１４　１０．３６実測値（％
）　　　６６．１６　１０．４７（３）　Ｉ　Ｒ（ＫＢ
ｒ、　ｃｍ−’）３２５０．２９２０．２８５０．１７
００（４）ＭＳ　（ｍ／ｅ、ＣＩ） ２５５　　（Ｍ”−１７） （５）’　Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣＩ２．、δ（ｐｐｍ）　
）１．１８〜１．３８　＋１２Ｈ，ブロード）。

１．５６−１．６５（４Ｈ，ｍ）、　１．７８−１．８
９（２Ｈ，ブロード）。

２．３３〜２．３６（４Ｈ劃）、　２．４４〜２．５７
　（２Ｈ，ブロード）３．６０〜３．７０　（２Ｈ，ブ
ロード）上記の分析値から生成物が１５−ヒドロキシ−
１２−ケトペンタデカン酸であることを確認した。

実施例２ α−（１１−シアノウンデカノイル）−γ−ブチロラク
トン０．２８６ｇ　（１，０２ミリモル）、９５％水酸
化ナトリウム０．４１ｇ（９，７４ミリモル）および水
５．５７ｇを仕込み１０時間加熱還流した１反応終了後
冷却し、４Ｎ−ＨＣｌ２５−を加え酸性にした後、塩化
メチレン７０１ｄで１回、２０Ｍ１で２回抽出した。そ
の塩化メチレン溶液中の生成物１５−ヒドロキシ−１２
−ケトペンタデカン酸をガスクロマトグラフィーを用い
て内部標準法で定量した。

その結果、生成した１５−ヒドロキシ−１２−ケトペン
タデカン酸は、０．２５３ｇ　（０，９２９ミリモル、
収率９１％）であった。

実施例３ ａ−（１１−シアノウンデカノイル）−γ−ブチロラク
トン０．３２４ｇ　（１，１６ミリモル）、８５％水酸
化カリウム０．８５ｇ（１２９ミリモル）および水２．
５９ｇを仕込み、２０時間加熱還流した０反応終了後冷
却し、ＩＮ−ＨＣｇ　　２’０１ｄ！を加え酸性にした
後、クロロホルム３０Ｍ１で４回抽出した。得られたク
ロロホルム溶液中の生成物１５−ヒドロキシ−１２−ケ
トペンタデカン酸をガスクロマトグラフィーを用いて内
部標準法で定量した結果、０．２８４ｇ（１０４ミリモ
ル、収率９０％）の１５−ヒドロキシ−１２−ケトペン
タデカン酸が得られたことが判った。

実施例４ α−（１１−シアノウンデカノイル）−γ−プチロラク
トン０．３９０ｇ　（１，４０ミリ干ル）、８５％水酸
化カリウムＯ，Ｔａｇ（１１，７ミリモル）、水１．４
０ｇおよびメタノール１．４１ｇを仕込み、５時間加熱
還流した。反応終了後冷却し、ｌＮ−ＨＣｌ２１５−を
加え酸性にした後、塩化メチレン３０ｍ１’で３回抽出
した。その塩化メチレン溶液中の生成物１５−ヒドロキ
シ−１２−ケトペンタデカン酸をガスクロマトグラフィ
ーを用いて内部標準法で定量した。その結果、生成した
１５−ヒドロキシ−１２−ケトペンタデカン酸は、０．
３６５ｇ（１，３４ミリモル、収率９６％）であった。

実施例５ α−（１１−シアノウンデカノイル）−γ−ブチロラク
トン０．２８５ｇ　（１，０２ミリモル）、８５％水酸
化カリウム０．３５ｇ（５，３ミリモル）、水０．８４
ｇおよびジエチレングリコール０．４５ｇを仕込み、５
時間加熱還流した０反応終了後冷却し、ＩＮ−ＨＣβ１
０ｍ／を加え酸性にした後、クロロホルム３〇−で３回
抽出した。得られたクロロホルム溶液中の生成物１５−
ヒドロキシ−１２−ケトペンタデカン酸をガスクロマト
グラフィーを用いて内部標準法で定量した。その結果、
生成した１５−ヒドロキシ−１２−ケトペンタデカン酸
は、０．２４９ｇ　（０，９１５ミリモル、収率９０％
）であった。

参考例１　α−（１１−シアノウンデカノイル）−γ−
ブチロラクトンの製造例 １１−シアノウンデカン酸メチル１８．０３ｇ（８０，
０ミリモル）、γ−ブチロラクトン３．４４ｇ　（４０
，０ミリモル）および２８ｗｔ％ナトリウムメチラート
−メタノール溶液７，７２ｇ　（４０，０ミリモル）を
仕込み、２時間かけてメタノールを系外に留出させなが
ら、内温か１０５〜１１０℃になるまで加熱撹拌を続け
た。

反応終了後冷却し、ＩＮ−Ｈ（１４３Ｗ１１で酸性にし
た後、塩化メチレン１ｏｏ１ｄｌで１回、２０ＭＩで２
回抽出した。その塩化メチレン溶液を硫酸マグネシウム
で乾燥後、濃縮乾固し淡かっ色油状物を得た。得られた
油状物を、ｎ−ヘキサン／酢酸エチル［１／ｌ　（容量
比）］を展開溶媒とし、シリカゲルカラムを用いて精製
し、７．９３ｇ（２８，４ミリモル、収率７１％）の白
色固体を得た。

この白色固体を分析した結果は、以下のとおりであった
。

（１）ｍ、ｐ、　　　　５７〜５９℃ （２）元素分析（Ｃ１ｓＨ−ｓＮ　Ｏ−として）ＨＮ 計算値（％）　　　６８．７９　９．０２　　５．０１
実測値（％）　　　６８．６７　９．０６　　５．２２
（３）　Ｉ　Ｒ（ＫＢｒ、　ｃｍ−’）２９２０．２８
５０．２２５０．１７８８、Ｉ２Ｏ３（４）ＭＳ　（ｍ
／ｅ、ＣＩ） ２８０　　（Ｍ”＋１） （５）’　Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣβ３、δ（ｐｐｍ）　）
１．２０〜１．３７＋ＩＯＨ，ブロード）。

１．３７〜１．５０（２Ｈ，ｍｌ、　１．６２〜１．６
９　（４Ｈ，ｍ）　。

２．２６−２．３６（３）１．ｍｌ、　２．５６−２．
６４（ＩＨ，ｍｌ。

２．７２−２．８０（ＩＨ，ｍｌ、　２．９１−３．０
０（ＩＨ，ｍ）。

３．６８−３．７２１１Ｈ，ｍｌ、　４．２９−４．４
１（２Ｈ，ｍ）上記の各分析値から生成物がα−（１１
−シアノウンデカノイル）−γ−ブチロラクトンである
ことを確認した。

参考例２　１５−ヒドロキシペンタデカン酸の製造例 １５−ヒドロキシ−１２−ケトペンタデカン酸１．００
ｇ　（３，６８ミリモル）、８５ｍｔ％水酸化カリウム
０．７３ｇ　（１１，０ミリモル）、８５％永和ヒドラ
ジン０．５０ｇ　（８，５ミリモル）およびジエチレン
グリコール５−を仕込み、１．５時間加熱還流した１次
いで、生成した水等の軽沸分を系外に留出させながら、
内温を上昇させて１９５〜２０５℃に到らせ、さらに同
温度下で２時間加熱還流を続けた０反応終了後、溶液を
冷却し水５Ｎ１を加久て希釈した後、６Ｎ−ＨＣβ３１
１１を加え、析出する淡かっ色固体を炉取した。

この固体をベンゼンから再結晶して、０．８１ｇ（３，
１４ミリモル、収率８５％）の白色結晶を得た。

この白色結晶を分析した結果は、以下のとおりであった
。

（１）ｍ、ｐ、　　　　８３〜８５°Ｃ（２）元素分析
（Ｃ＋ｓＨｓ。Ｏｌとして）Ｈ 計算値（％）　　　６９．７２　１１．７０実測値（％
）　　　６９．５７　１１．９０（３）ＩＲ，ＭＳ、’
Ｈ−ＮＭＲの分析値は標品のそれらと一致した。

上記の分析値から生成物が１５−ヒドロキシペンタデカ
ン酸であることを確認した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼［ I ］ （式中、ｎは７〜１１の整数を表す） で示されるα−（ω−シアノアルカノイル）−γ−ブチ
   ロラクトンを、アルカリ金属水酸化物の存在下、水溶媒
   中又は水溶性有機溶媒−水の混合溶媒中で反応させるこ
   とを特徴とする 一般式 ＨＯＯＣ−（ＣＨ＿２）＿ｎ−ＣＯ−（ＣＨ＿２）＿３
   −ＯＨ［II］（式中、ｎは上記と同じ意味を表す） で示されるω−ヒドロキシ−（ω−３）−ケト脂肪酸の
   製法。