JP2001514652A

JP2001514652A - プレニルアルコールの製造方法

Info

Publication number: JP2001514652A
Application number: JP53955098A
Authority: JP
Inventors: バブラー，ジェイムス，エイチ．
Original assignee: ロヨラユニバーシテイオブシカゴ
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1998-01-08
Publication date: 2001-09-11
Also published as: EP0968170A1; CA2281756A1; AU5817198A; US5872277A; WO1998040345A1

Abstract

(57)【要約】２−メチル−１，３−ブタジエン（イソプレン）及びカルボン酸からの３−メチル−２−ブテン−１−オール（プレニルアルコール）の調製の方法が開示されている。このプロセスで使用し得るカルボン酸は、Ｋ_aが１０^-4より大きい（水に対する相対値）を有しており、ジクロロ酢酸が特に好ましい。このプロセスは、プレニルエステルを生成するためにイソプレンのカルボン酸へのゆっくりとした添加（例えば滴下）を含んでいる。エステル形成反応は、殆どの場合室温で進行し、有機塩基触媒、好ましくは反応剤のカルボン酸のナトリウム塩又はカリウム塩の使用は、収率を高める。結果として生成するプレニルエステルは、塩基との反応によりプレニルアルコールに変換され得る。プレニルアルコールは、ビタミンＡ及びＥ、並びに幾つかの広汎に用いられているカロチノイドの合成に於ける化学中間体であるシトラールに容易に変換され得る。

Description

【発明の詳細な説明】プレニルアルコールの製造方法発明の背景１．発明の分野本発明は、プレニルアルコール（３−メチル−２−ブテン−１−オール）と、プレニルアルコールのエステル誘導体との製造方法に関する。プレニルアルコールは、ビタミンＡ及びＢ、抗ニキビ剤のレチンＡ及びアキユテインＱＰ（登録商標）、並びにβ−カロチンを含む広汎に使用される幾つかのカロチノイドの製造と同様に、特にフレーバ及びフレグランス工業で使用されるスペシャリティーケミカルであるシトラールの製造に於ける中間体である。シトラール（５）への最も都合の良いルートは、３−メチル−１−（３−メチル−２−ブテン−１−オキシ）−１，３−ブタジエン（４）の熱転移を含み、アセタール３（プレニルアルコール２及び３−メチル−２−ブテナール(プレナール，１)から調製される）が、弱酸触媒（即ち、酢酸又は２，４−ジニトロフェノール）の存在下、１２５〜１５０℃の温度範囲で加熱された時に容易に得られる。不飽和エーテル４がシトラール（５）へ変換される経路は、Ｃｌａｉｓｅｎ転移を含み、次に、同じ反応容器内でのＣｏｐｅ転移が行われる：上述のシトラールへのアプローチは、２５年以上に亘りて知られており、プレナール（１）及びプレニルアルコール（２）のシトラール（５）への「ワン−ポット」プロセスでの変換に影響を与え得るステージに発展を続けてきている。Ｒｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｅによる欧州特許出願第３４４，０４３（1989年11月29 日）（Chem．Abstracts 1990，112，179516d）及びＰＣＴ国際出願ＷＯ91 09,83 0[Chem．Abstracts 1991，115，114815t]を参照されたい。先の特許は、不飽和エーテル４（アセタール（３）から直接得られる）がシトラールに高収率（９０ −１００％）で変換され得ることを確かめている、即ち：（ａ）ドイツ特許第2,411,530号（１９７４年９月２６日、Hoffmann-LaRoche）：Chem．Abstracts 1975，82，4434k。（ｂ）米国特許第4,016,212号(１９７７年４月５日、Hoffmann-LaRoche)：Chem ．Abstracts 1977，87，136042u （ｃ）ドイツ特許第2,423,409号（１９７４年１１月２８日、日本の帝人）：Che m．Abstracts 1979，91，123406y （ｄ）ドイツ特許第2,625,074(１９７７年１２月８日、BASF) ：Chem．Abstracts 1978，88，89114c （ｅ）欧州特許出願第21,074号(１９８１年１月７日，BASFによる出願)：Chem． Abstracts 1981，95，7513q （ｆ）日本特許第61 22,038号、クラレ(株)による：Chem．Abstracts 1986，105 ，134188n。上記プロセスの主たる困難性は、プレニルアルコールの高いコストであり、− −これはシトラールと殆ど同じくらい高価である。しかし、一旦プレニルアルコール（２）が得られると、種々の金属又は金属塩触媒の存在下に空気によって都合良く酸化されて、対応するアルデヒド（プレナール（１））をもたらす。M．M atsumoto他のJ．Org．Chem．1984，49，3435，及びクラレ(株)の日本特許第60 2 39,443号[Chem．Abstracts 1986，104，148312q]を参照されたい。２．関連する技術の記述イソプレン[２−ｍｅｔｈｙｌ−１，３−ｂｕｔａｄｉｅｎｅ，ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ₃）ＣＨ＝ＣＨ₂]は有用であり、潜在的にプレニルアルコール（２）への低コストの前駆体であるように思われる。「合成天然ゴム」の製造に使用されるイソプレンは、石油の「クラッキング」により---より便宜的には---イソブチレン及びホルムアルデヒドに係わるＰｒｉｎｓ反応により得ることができる。日本特許第71 14,107号（住友化学（株）による。Chem．Abstracts 1972，77，1 53520j）を参照されたい。あいにく、酸触媒された水のイソプレンへの付加は、以下に示すように、ほんの少量のプレニルアルコールと第３級アルコールの異性体の実質的な量を生成する：上述の２つのアルコールに加えて、種々の他の生成物がこの反応で得られる。文献：Chem．Abstracts 1973，78，84547e。イソプレンからのプレニルアルコール（２）の生成のもう一つのアプローチは、ハロゲン化水素の酸（ＨＸ：ＨＣｌ又はＨＢｒ）のイソプレンへの付加を含んでいる。この反応はプレニルハライド[（ＣＨ₃）₂Ｃ＝ＣＨＣＨ₂Ｘ，Ｘ＝Ｂｒ又はＣｌ]を生成するものであるけれども、生成するのは穏やかなもののみであり、反応は、最初に形成されたプレニルハライドの二重結を与える。更に、プレニルブロマイド（又はクロライド）は毒性が高く、幾分揮発性で、常圧で蒸留しようとすれば分解する。一方、もし、プレニルブロマイド（６）が利用可能なら、以下のプレニルアルコールへのルートが開発されている：参照：クラレ(株)の日本特許第77 10,207[Chem．Abstracts 1977，87，38852P] 及びモンサント化学のドイツ特許第3,021,414（１９８０年１２月１１日、Chem ．Abstracts 1981，94，174311h）。発明の要旨１．プレニルエステルの合成イソプレンを高収率で特定のプレニルエステル（７）に変換する容易な方法が開発されている。このプロセスは実行するのが容易で、そのＫ_a（水に対する相対値）が１０^-4より大きいカルボン酸（８）へのイソプレン（沸点：４３℃）の滴下による添加を含んでおり、対応するエステル（７）を与える：プレニルエステルは続いて加水分解されるので、カルボン酸ＲＣＯ₂Ｈの混合物が採用される。この反応は、もし、カルボン酸（８）が１０^-4より大きいＫ_a（水に対する相対値）（即ち、４より小さいｐＫ_a）を有していなければ、起こらないであろう。酢酸（Ｋ_a＝１．７５×１０^-5)、プロピオン酸（Ｋ_a＝１．３４×１０^-5）等では失敗し、ギ酸（Ｋ_a＝１．７７×１０^-4；実施例VI参照））を使用したときは、非常に遅い。（種々のカルボン酸のＫaのリストは、「有機化学、第６版、Mor rison and Boyd」の第７３５頁に報告され、その開示はここに組み入れられる）。従って、ＲはＨ又は有機官能基であり、好ましくはＣ₁〜Ｃ₄のハロアルキルであり、これは、そのカルボン酸（８）の部分が１０^-4より大きいＫ_a（水に対する相対値）を持つときである。もし、硫酸又はｐ−トルエンスルホン酸のような非常に強い酸（Ｋ_aが１０²より大きい）を、酢酸のような代表的なカルボン酸に添加すると、望ましい反応が起こるが、しかし、プレニルエステルの収率は低く（２５％より低い）、これは、おそらくエステル生成物（７）それ自身が非常に強い酸性の条件に敏感なためである。これに対して、ジクロロ酢酸（液体、沸点：１９４℃；Ｋ_a＝５．５３×１０^- ² ）の過剰モルでの上記反応に於ける使用は、対応するエステル（ジクロロ酢酸プレニル、体系的にはジクロロ酢酸３−メチル−２−ブテン−１−イルと命名される）の中程度の収率（約５０％）を結果としてもたらす。アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属塩又はジクロロ酢酸の金属塩（即ち、ジクロロ酢酸の共役塩基）の、ジクロロ酢酸を含む反応混合物への添加は、イソプレンのジクロロ酢酸プレニルへのよりよい変換をもたらし：エステルの７０〜９５％の収率が得られる。この金属塩は、反応工程に於いて連続的に再生される。ジクロロ酢酸は液体なので、酢酸又は蟻酸のような酸の共溶媒（cosolvent）としての添加は本発明の可能な変形であるが、溶媒の添加の必要はない。一旦エステル（７）が得られると、それは炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム等を用いて容易に鹸化され得る。７の異性体の第３級アルコールエステル（９）は、本発明のプロセスで形成される生成物には見られない：これに対して、水が付加したときは、殆どの生成物は第３級アルコール（ＣＨ₃ ）₂Ｃ（ＯＨ）ＣＨ＝ＣＨ₂である。参照：Chem．Abstracts 1973，78，84547e。本発明のプロセスは、プレニルカチオン（ＣＨ₃）₂Ｃ＝ＣＨＣＨ₂ ⁺を得るためにイソプレンのプロトン化を含んでいる。このカチオンは、不飽和エステルと反応することが知られている。［例えば：エステル７の構造と同様の参照、Julia及びcoworkersによる論文Bull.Sec.Chim．France，1980，Part II， 588の第５９５頁の表Ｘの見出し５及び７を参照されたい。見出し５は次の反応に言及している：Juliaの文献の見出し７は同様であるが、しかし、過剰の蟻酸とプレニルエステル（即ち、蟻酸プレニル）とをプレニルカチオンの生成に使用している。このように、文献は（カルボン酸の存在下に生成する）プレニルカチオンが、不飽和エステルに於けるアルケン官能基に容易に付加してより分子量の高い付加物−−−上記で引用した例ではテルペンを生成することを教示している。本発明のプロセスは（イソプレンのプロトン化によって生成する）プレニルカチオンと、不飽和エステル［即ち、プレニルエステル（７）の生成］との両方を含んでいるので、後者（７）の高収率での獲得は驚きであった：従来技術からすれば、最初に生成したプレニルエステル（７）の引き続く反応が、カルボン酸の存在下では、プレニルカチオンの再生し、結局２量体生成物に導くことが予想される。２．出発物質の合成本発明の方法で採用される好ましい反応剤−−イソプレン及びジクロロ酢酸− −は、商業的に入手可能である。もし望むなら、これらの反応剤は合成され得る。例えば、イソプレンはイソブチレン（２−メチルプロペン）をホルムアルデヒドと約１６０℃で硫酸触媒を使用して反応させることにより形成される。ジクロロ酢酸は、幾つかの方法で形成され得る：ａ）クロロ酢酸をＰＣｌ₃触媒を使用して塩素と反応させることにより；ｂ）アセトアルデヒドを過剰の塩素と反応させてトリクロロアセトアルデヒド −−Ｃｌ₃ＣＣＨＯを生成する。炭酸カルシウム及びシアン化ナトリウムの混合水溶液に溶解すると、トリクロロアセトアルデヒドがジクロロ酢酸に変換され得る；又はｃ）トリクロロ酢酸は電解的にジクロロ酢酸に還元することができる。３．製造のプロセスステップ以下のことは、本発明のプロセスに於ける重要な要素である（ａ）アルカン酸、ｐＫ_a（水に対する相対値）＜４、モル過剰。このような酸の混合物；又はより弱い酸溶媒（例えば、酢酸又はプロピオン酸）中のこのような酸の高濃度溶液（１Ｍより大きい）が使用され得る。しかしながら、強／弱の酸のタイプの溶媒システムに対して、このプロセスは非常に遅い。（ｂ）イソプレンのアルカン酸への遅い付加（例えば、数時間に亘る滴下による添加）は、良好な収率のために必要とされる。もし、イソプレンが一括して加えられたら、イソプレンのプロトン化により生成されるプレニルカチオン［（ＣＨ₃）₂Ｃ＝ＣＨＣＨ₂ ⁺]は、もう一つのイソプレンと反応することができ、ＲＣＯ₂Ｈ又はＲＣＯ₂ ^-によってトラップされて所望のプレニルエステル（７）を得るよりも、重合したテルペンを与える。（ｃ）反応は室温で容易に起こる；従って、加熱は必要ではない。しかしながら、蟻酸が使用されるとき（実施例VI）は、加熱がなければ、反応は非常にゆっくり進行する。（ｄ）有機塩基（Ｒ’ＣＯ₂）_XＭ、ここでＭはＩ族又はII族のカチオンでありＸは１又は２である、は、必要ではないが、しかし、プレニルエステル（７）の収率を最適化するためには望ましい。Ｒ’ＣＯ₂ ^-は、カルボン酸そのものよりも、プレニルカチオンのトラップに於いては良好である。反応剤のカルボン酸の共役塩基（ＲＣＯ₂ ^-）は好ましい。しかし、他のカルボン酸塩基も使用され得る。例えば、ジクロロ酢酸中にかなりの量で含まれる最も強い塩基の一つは、Ｃｌ₂ ＣＨＣＯ₂ ^-である。もし、酢酸ナトリウム（より強い塩基）がジクロロ酢酸に添加されると、反応は酢酸（より弱酸）及ひジクロロ酢酸ナトリウム（より弱い塩基）とを生成するように起こる。このように、プロセスは、過剰（例えばＣｌ₂ＣＨＣＯ₂Ｈ）の「強」カルボン酸の使用と、より弱いカルボン酸（例えば、プロピオン酸ナトリウム又は酢酸カリウム）の添加により行われ得て、所望のカルボキシレートアニオン（Ｃｌ₂ ＣＨＣＯ₂ ^-）をin situで生成する。４．イソプレンとジクロロ酢酸からのシトラールの生ジクロロ酢酸とジクロロ酢酸ナトリウムとを使用する好ましい反応は、以下のようである：注：ジクロロ酢酸ナトリウム（１０）はこの反応では消費されない。生成物の単離は幾分容易である：ヘプタンを使用して、混合物からジクロロ酢酸プレニル生成物（１１）を連続的に抽出するか、非極性溶媒と水との間で混合物を分配する。全てのジクロロ酢酸は、水層に残る。２０−２５ｍｍでの蒸留による水の除去（参照：J．Am．Chem．Sec．1931，5，1594)は、Ｃｌ₂ＣＨＣＯ₂Ｈ及びジクロロ酢酸ナトリウムの全ての回収を可能とする。プレニルアルコールの単離の後、水層は希硫酸で酸性化され、Ｃｌ₂ＣＨＣＯ₂Ｈが酢酸イソプロピル等による連続抽出によって回収され得る。参照：Chem．Abstracts 1986，4，148312q。また、J．Org Chem．1984，49，343 5を参照されたい。シトラールの製造の最終ステップ：次の参照：Chem Abstracts 1986，105，134188n 又は「ワンポット」プロセス：参照：Chem．Abstracts 1991，115，114815t 発明の詳細な説明以下の実施例は例示の目的で示されたものであり、請求の範囲に描写されている発明を限定するように構成されるべきではない。実施例Ｉジクロロ酢酸ナトリウムを含むジクロロ酢酸を用いたイソプレンの処理によるジクロロ酢酸３−メチル−２−ブテン−１−イルの調製１５４ｍｇ（１．０２ｍｍｏｌ）のジクロロ酢酸ナトリウム（Aldrich Chemic al Co.，Milwaukee，Wisconsinから購入）と、４．００ｍｌ（４８．５ｍｍｏｌ）のジクロロ酢酸（精製グレード、Fisher Scientific Co.から購入）とをセプタム(septum) キャップ（イソプレンの添加が１０μＬのシリンジを使用して行い得るように）と、反応の間フラスコ内の混合物か雰囲気中の湿気から保護され得るようにJohn son及びSchneider[Org．Synth．30，18(1950)]によって記述されているものと同様の装置に接続されたアダプターとを取り付けた、２５ｍｌの３つ口反応フラスコに加えた。この混合物は、全ての固体が溶解するまで、室温で数分間撹拌し、その後、５．０マイクロリットルのイソプレン（Aldrich Chemical Co.，Milwau kee，Wisconsinから購入）の撹拌されている混合物への添加により、反応を開始した。２分毎に追加の分割部分（５．０μＬ）のイソプレンを加え、このようなイソプレンの分割部分を５０回（５０×５μＬ：２．５０ｍｍｏｌ）まで９８分に亘って加えた。混合物は次に室温で更に１０分間撹拌した。生成物は反応混合物を３５ｍｌの１０％（Ｗ／Ｖ）塩化ナトリウム水溶液で希釈することにより単離し（注：もしジクロロ酢酸とジクロロ酢酸ナトリウムのリサイクルを目指すなら、水のみが用いられるべきである）、２５ｍｌのヘキサンで抽出した。引き続く有機層の飽和重炭酸ナトリウム水溶液（１×２５ｍｌ）と飽和塩化ナトリウム水溶液（×２５ｍｌ）とを用いた洗浄の後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ濾過した。減圧下での蒸発によりヘキサンを除去し、続く蒸発による蒸留により、指定のプレニルエステル３４８ｍｇ（収率７１％）を得た：沸点７８−９２℃（バス温度、０．３０ｍｍ）。この化合物の同定及び純度は、ＩＲ及びプロトンＮＭＲ分析（４００ＭＨｚで記録）により行った。後者のスペクトルは、δ５．９４（ＣＨＣ₂）にシングレットの、δ５．３８５（ＣＨ＝Ｃ）にトリプレット（Ｊ＝７．２，１．４Ｈｚ）の、δ４．７６（ＣＨ₂Ｏ）にダブレット（Ｊ＝７．２Ｈｚ）の、及びδ１．７４８及び１．７３７に２つのビニルメチル基の信号を示した。もし、プレニルジクロロ酢酸の収率を最大にすることを望むなら、付加的なジクロロ酢酸ナトリウム及び／又はイソプレンのシリンジを使用し数時間の期間に亘る制御された添加の存在が椎奨される。実施例ＩＩプレニルジクロロ酢酸の鹸化による３−メチル−２−ブテン −１−オール（プレニルアルコール）の調製実施例Ｉに従って大きいスケールでイソプレンから製造したジクロロ酢酸３− メチル−２−ブテン−１−イル（５３ｍｇ，２．７２ｍｍｏｌ）のメチルアルコール３．０ｍｌの溶液に、５Ｍの水酸化ナトリウム水溶液（３．７５ｍｍｏｌ）の０．７５ｍｌを加えた。この混合物は、次に室温で９０分間撹拌した。生成物は、３０ｍｌの塩化ナトリウムの飽和水溶液で反応混合物を希釈することにより、そして、２０ｍｌの１：１（Ｖ／Ｖ）ペンタン：エーテルで抽出することにより単離した。［注：ジクロロ酢酸ナトリウムのリサイクルを望むなら、適当な有機溶媒（例えば、酢酸イソプロピル）の使用により反応混合物からプレニルアルコールを連続抽出することを推奨する。］続く有機層の塩化ナトリウム飽和水溶液（２５ｍｌ）による洗浄の後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した。大気下での分別蒸留により、揮発性の有機溶媒の大部分を除去し、次に、減圧下（６０ｍｍ）で残ったペンタンを除去し、２０７ｍｇ（８８％）の指定のアルコールを得、そのＩＲ及びプロトンＮＭＲスペクトルの特性は、３−メチル−２−ブテン−１−オールの標準サンプル（Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，Wiscons inから購入）と同じであった。実施例III イソプレンのジクロロ酢酸カリウムを含むジクロロ酢酸を用いた処理によるジクロロ酢酸３−メチル−２−ブテン−１−イルの調製ジクロロ酢酸カリウム（Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，Wisconsinから購入）の１６２mｇ（０．９７ｍｍｏｌｅ）［注：ジクロロ酢酸に酢酸カリウムを添加することにより、in situで後者の塩を調製することができる）と、ジクロロ酢酸（精製グレード、Fisher Scientific Co.から購入）の４．００ｍｌ（４８．５ｍｍｏｌｅ）とを、実施例Ｉの手順で記載したものと同じ反応フラスコに加えた。全ての固体を一旦溶かし、イソプレン（Aldrich Chemical Co.，Milwau kee，Wisconsinから購入）の１０μＬを室温で撹拌している反応混合物に添加することにより反応を開始させた。毎分、イソプレンの追加分（１０μＬ）を加え、このイソプレンの追加分を２９分間に亘って３０回（３０×１０μＬ；３．００ｍｍｏｌ）添加した。続いて、室温で更に１０分間混合物を撹拌した。実施例Ｉの手順の記載と同様に生成物の単離を行い、次に、蒸発蒸留を行い、３０１ｍｇ（収率５１％）の指定のエステルを得、その沸点とスペクトルの特性は、実施例Ｉの手順によって調製された生成物によるそれと同じであった。上記の手順を使用して得られたジクロロ酢酸プレニルの低い収率（実施例Ｉで得られたものに比較して）は、イソプレンの反応混合物へのより速い添加（プレニルカチオンがジクロロ酢酸の代わりにイソプレンと反応することが可能となり、これにより、より「二量化した、高沸点」の生成物を得る）によることを確かめるために、この手順（同じ量のジクロロ酢酸カリウム及びジクロロ酢酸を使用して）を次のように変更して繰り返した：イソプレン１０μＬを反応混合物に添加し、２分毎に、イソプレンの追加分（１０μＬ）を加え、このイソプレンの追加分を５８分間に亘って３０回（３０×１０μＬ；３．００ｍｍｏｌ）添加した。予想したとおり、この変更はジクロロ酢酸プレニルの蒸留収率に於ける増加をもたらした（３７２ｍｇ、６３％）。後者のエステルの高い収率（６３％対５１％）がイソプレンを反応混合物に添加する全体の時間を長くすることにより得られたという事実は、生成物は、一旦生成されると、これらの反応条件の下では適度に安定であることを示している。実施例IV イソプレンのカルボン酸塩を含むカルボン酸の混合物を用いた処理によるプレニルエステルの調製無水酢酸ナトリウムの１０２ｍｇ（１．２４ｍｍｏｌ）と、１．０４８ｇ（６．４１ｍｍｏｌ）のトリクロロ酢酸（Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，Wisco nsinから購入）とを、実施例Ｉの手順で記載したものと同じ反応フラスコ内のジクロロ酢酸（精製グレード、Fisher Scientific Co.から購入）の３．００ｍｌ（３６．４ｍｍｏｌ）に加えた。全ての固体を一旦溶かし、イソプレンの１０μ Ｌを室温で撹拌している反応混合物に添加することにより反応を開始させた。毎分、イソプレンの追加分（１０μＬ）を加え、このイソプレンの追加分を２９分間に亘って３０回（３０×１０μＬ；３．００ｍｍｏｌ）添加した。続いて、室温で更に１０分間混合物を撹拌した。実施例Ｉの手順の記載と同様に生成物の単離を行い、５３０ｍｇ（収率８９．７％、もしイソプレンが単純にジクロロ酢酸プレニルに変換されたとしたなら）の混合物を得、これは、プロトンＮＭＲ分析により、ジクロロ酢酸プレニルとトリクロロ酢酸プレニルとを２．５：１の比率で含有していることが示された。トリクロロ酢酸プレニル（トリクロロ酢酸３−メチル−２−ブテン−１−イル）は δ４．８５のダブレット（Ｊ＝７Ｈｚ）（ＣＨ₂Ｏ）によって特徴づけられ、一方、対応するジクロロ酢酸プレニルのシグナルはδ４．７６に中心を置くダブレットである。プロトンＮＭＲ分析はまた、約２０〜２５％の粗製の生成物は、同定されていない二量体の高沸点化合物−−実施例IIIの最初に記載した部分の手順で観察された副生成物と同様のものを示している。ジクロロ酢酸プレニルは、これらの副生成物から（実施例Ｉ及びIIIと同様に）蒸留により容易に分離され得る。実施例Ｖイソプレンのプロピオン酸を用いた処理によるプロピオン酸３−メチル−２−ブテン−１−イルの調製の試みプロピオン酸ナトリウム（精製グレード、Fisher Scientific Co.から購入）の１１９ｍｇ（２．２４ｍｍｏｌ）、イソプレンの０．２５ｍｌ（２．５０ｍｍｏｌ）及びプロピオン酸（９９＋％純度、Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，W isconsinから購入）を、反応の間フラスコ内の混合物が雰囲気中の湿気から保護され得るようにJohnson及びSchneider[Org．Synth．30，18(1950)]によって記述されているものと同様の装置に接続された効率的な還流冷却器を備えた反応フラスコに加えた。次に、この混合物を室温で３時間撹拌した。実施例Ｉの手順に記載されているような生成物の単離により、１１ｍｇの物質を得、その赤外線スペクトルはカルボニルの吸収ピークを示さなかった。従って、イソプレンはこのような弱酸の条件ではプレニルエステルに変換され得ない。実施例VI イソプレンへの蟻酸の添加による蟻酸３−メチル−２−ブテン−１−イルの調製蟻酸ナトリウムの１４３ｍｇ（２．１０ｍｍｏｌ）、イソプレンの０．２５ｍｌ（２．５０ｍｍｏｌ）、及び９８−１００％の蟻酸の６．００ｍｌを、反応の間フラスコ内の混合物が雰囲気中の湿気から保護され得るようにJohnson及びS chneider[Org．Synth．30，18(1950)]によって記述されているものと同様の装置に接続された効率的な還流冷却器を備えた反応フラスコに加えた。次に、この混合物を室温で４時間撹拌した。生成物は、１０％（Ｗ／Ｖ）塩化ナトリウムの５０ｍｌで希釈し、３０ｍｌのペンタンで抽出することにより単離した。続く有機層の飽和重炭酸ナトリウム水溶液（１×２５ｍｌ）及び飽和塩化ナトリウム水溶液（３×２５ｍｌ）による洗浄の後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過した。揮発性の蟻酸プレニルのロスを最小限にするために、乾燥させた有機層は、次に、大気圧下の分別蒸留によりペンタンの殆どを除去することにより３−４ｍｌに濃縮した。残されたペンタンは、次に、減圧下での蒸発により除かれ、粗製の生成物３８ｍｇ（収率１３％、イソプレンの蟻酸プレニルへの変換に基づく）を得た。続くプロトンＮＭＲ分析は、この粗製の混合物の半分より僅かに少なく含有されている蟻酸プレニルを示し、それ故に、イソプレンの所望のエステルへの変換は、たったの約５％であった。より酸性のカルボン酸（即ち、Ｋ_aが１０^-3より大きい）で行うときに、反応がより容易であることを示すために、１６１ｍｇ（０．９６ｍｍｏｌ）のジクロロ酢酸カリウム（Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，Wisconsinから購入）と、５．００ｍｌのジクロロ酢酸（精製グレード、Fisher Scientific Co.から購入）と、０．２５ｍｌ（２．５０ｍｍｏｌ）のイソプレンとを使用して、同様の実験を行った。混合物を室温で３０分撹拌し、その後、生成物を上述の方法で単離し、２８７ｍｇ（収率５８％−もし、生成物が単純にジクロロ酢酸プレニルであるとしたら）の混合物を得、その約半分が所望のプレニルエステルであった。反応はジクロロ酢酸中で速く起こったけれども、ジクロロ酢酸プレニルの収率は、イソプレンの酸性反応混合物へのゆっくりとした添加に失敗し、極めて小さかった（せいぜい収率２５ −３０％）。注：このプロセスで蟻酸プレニルを高収率で得たいなら、イソプレンを蟻酸塩を含む蟻酸の加熱した混合物（例えば、４０−１００℃）に、圧力容器内（３４ ℃というイソプレンの沸点による）でゆっくり添加することが必要であろう。実施例VII ジクロロ酢酸塩の不存在下でのイソプレンのジクロロ酢酸を用いた処理によるジクロロ酢酸３−メチル−２−ブテン−１−イルの調製実施例VIに記載した手順を使用して、０．２５ｍｌ（２．５０ｍｍｏｌ）のイソプレンの、５．００ｍｌのジクロロ酢酸（精製グレード、Fisher Scientific Co.から購入）中の溶液を室温で３０分撹拌した。実施例VIの手順に記載されたと同様の単離により、２１６ｍｇ（４４％、不純物の修正なし）の指定のエステル（混合物の５０％より少ない）とイソプレンの「二量化／重合」に由来する副生成物（即ち、ジクロロ酢酸によってトラップされるよりもイソプレンと反応するプレニルカチオン）とを含む混合物を得た。反応はジクロロ酢酸中で進行したが、この生成混合物の実施例VIの第２の部分（即ち、同様の実験だがジクロロ酢酸塩の存在下に行われた）で得られたものとの比較は、後者の塩が所望のプレニルエステルの収率に有益な影響を与えることを示している。実施例VIII Ｋ_a＞１０²の強酸触媒の存在下に於ける過剰の酢酸を用いたイソプレンの処理による酢酸３−メチル−２−ブテン−１−イルの調製氷酢酸１５ｍｌ中のパラトルエンスルホン酸一水和物の１９５ｍｇ（１．０３ｍｍｏｌ）の溶液に、１．００ｍｌ（１０．０ｍｍｏｌ）のイソプレンを添加した。この混合物を大気の湿気に曝されることから連続的に保護し、室温で３時間撹拌した。次に、生成物は１０％（Ｗ／Ｖ）塩化ナトリウム水溶液の１２０ｍｌで反応混合物を希釈し、５０ｍｌのペンタンで抽出することにより単離した。有機層を重炭酸ナトリウムの飽和水溶液（１×５０ｍｌ）と塩化ナトリウムの飽和水溶液（１×５０ｍｌ）とにより連続して洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過した。揮発性の酢酸プレニルのロスを最小限にするため、乾燥させた有機層は、次に、常圧下での分別蒸留によつてペンタンの殆どを除去することにより、４−５ｍｌの体積まで濃縮した。残ったペンタンは、次に、減圧下で蒸発させることにより除去し、粗製の生成物２１８ｍｇ（もしこれが全て酢酸プレニルであるとすれば収率１７％）を得、プロトンＮＭＲ分析により、酢酸プレニル（その混合物の２分の１より少ない）と、より高分子量の副生成物との複合的な混合物であることが示された。それ故、強酸触媒（Ｋ_a＞１０²）の存在下でのカルボン酸を用いたイソプレンの所望のエステルへの変換率は、たったの５− １０％（良くても）であった。このプロセスは遅いのみならず（即ち、３時間後でも反応が完結しない）、それは役に立たない（より多くのイソプレンがより高分子量の副生成物に変換される）。プロセスの効率を改善するために酢酸ナトリウムを添加すること（即ち、プレニルカチオンを「トラップする」ことにより）は適当ではなく、なぜなら、それは強酸触媒を中和し、これにより、反応が起こるのを妨げるからである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０７Ｃ 69/63 Ｃ０７Ｃ 69/63

Claims

【特許請求の範囲】１．プレニルエステルの調製方法であって、以下のステップ：（ａ）少なくとも一つの以下の式のカルボン酸を含む溶液を調製し、ＲＣＯＯＨここで、ＲはＨ又は有機官能基であり、ＲＣＯＯＨの水に対する相対値のＫ_a か１０^-4より大きく、（ｂ）前記溶液にイソプレンを前記カルボン酸のモル過剰を維持しながらゆっくり添加して反応混合物を形成し、及び（ｃ）該反応混合物からプレニルエステルを単離することを包含している方法。２．請求項１記載の方法であって、前記溶液が、更に以下の塩基を含む方法：（Ｒ’ＣＯＯ）_XＭここで、Ｒ’はＨ又は有機官能基であり、ＭはＩ族又はII族のカチオンであり、Ｘは１又は２であり、Ｒ’はＲと同じ又は異なっている。３．請求項１記載の方法であって、前記Ｒは、Ｈ及びＣ₁からＣ₄のハロアルキル基からなる群から選択される置換基である方法。４．請求項１記載の方法であって、前記Ｒは、ジクロロメチルである方法。５．請求項１記載の方法であって、前記溶液がカルボン酸の混合物であり、前記酸の一つがジクロロ酢酸を含んでいる方法。６．請求項２記載の方法であって、前記Ｒ’は、Ｈ及びＣ₁からＣ₄のハロアルキル基からなる群から選択される置換基である方法。７．請求項２記載の方法であって、前記反応混合物を約２０℃及び２５℃の間の温度に維持するステップを更に包含している方法。８．請求項１記載の方法であって、前記ＲＣＯＯＨが蟻酸を含み、前記反応混合物は、前記イソプレンの添加の間、約４０℃及び１００℃の間の温度で圧力反応容器内に維持されている方法。９．請求項８記載の方法であって、前記溶液は、カルボン酸のナトリウム及びカリウムの塩又はそれらの混合物からなる群から選択される塩基を含んでいる方法。１０．請求項２記載の方法であって、前記イソプレンは、数時間に亘り、滴下による方法で前記溶液に添加される方法。１１．プレニルアルコールの調製方法であって、以下のステップ：（ａ）ジクロロ酢酸と以下の有機塩基とを含有する溶液を調製し：Ｍ(ＯＯＣＣＨＣｌ₂)_X ここで、ＭはＩ族又はII族のカチオンであり、Ｘは１又は２であり；（ｂ）前記溶液にイソプレンをゆっくり添加し、ジクロロ酢酸をモル過剰に維持して反応混合物を形成してジクロロ酢酸プレニルを生成し、（ｃ）前記反応混合物を、水と非極性溶媒との間で分配し、これにより、ジクロロ酢酸プレニルを前記非極性溶媒に存在させ、及び（ｄ）分配したジクロロ酢酸プレニルを、第２の塩基を含む水溶液と接触させて、プレニルアルコールを調製することを包含している方法。１２．請求項１１記載の方法であって、前記ステップ（ｄ）に先だって、前記非極性溶媒を前記ジクロロ酢酸プレニルから除去するステップを更に包含している方法。１３．請求項１１記載の方法であって、前記第２の塩基は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される方法。１４．請求項１１記載の方法であって、前記水溶液を第２の有機溶媒で抽出してプレニルアルコールを含む有機溶液を調製することを含む、前記水溶液からプレニルアルコールを単離するためのステップを更に包含する方法。１５．請求項１４記載の方法であって、前記水溶液を無機酸で中和し；及び該中和した水溶液を第３の有機溶媒で抽出することを含む、第２の溶媒を用いた抽出に続いて前記水溶液から遊離したジクロロ酢酸を回収するためのステップを更に包含している方法。１６．請求項１１記載の方法であって、前記有機塩基はジクロロ酢酸ナトリウム又はジクロロ酢酸カリウムである方法。１７．請求項１１記載の方法であって、前記溶液は、ジクロロ酢酸に加えて第２のカルボン酸を含有している方法。１８．請求項１７記載の方法であって、前記第２のカルボン酸は、酢酸及びプロピオン酸から選択される方法。１９．請求項１７記載の方法であって、前記第２のカルボン酸は、以下の式を有する化合物である方法：ＲＣＯＯＨここで、ＲはＨ又は有機官能基であり、ＲＣＯＯＨの水に対する相対値のＫ_aは、１０^-4より大きい。