JP2004161702A - METHOD FOR PRODUCING gamma-JASMOLACTONE - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing industrially useful γ-jasmolactone. <P>SOLUTION: The method for producing the γ-jasmolactone comprises reacting 3-carboalkoxypropionic acid halides with (Z)-3-hexenylmagnesium halides in the presence of a copper catalyst to synthesize (Z)-4-oxo-7-decenoic acid esters, hydrolyzing and reducing the resultant (Z)-4-oxo-7-decenoic acid esters and further adding an acid thereto to lactonize the compound. According to the present invention, the γ-jasmolactone can be produced in high purity and high yield by using a readily available raw material. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明はγ−ジャスモラクトンの製造方法に関する。さらに詳しくは、工業的に有用なγ−ジャスモラクトンの製造方法に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
γ−ジャスモラクトンは、ジャスミンの花やペパーミントの微量香気成分として見出された暖かみの有るピーチ様、モクセイ様の香りを持つ化合物であり、香料として重要な物質である。このようなγ−ジャスモラクトンの製造方法は、現在までに数多くの方法が報告されている。
【０００３】
以下に、その例を示す。
▲１▼ ３−ホルミルプロピオン酸メチルと（Ｚ）−３−ヘキセニルクロリドとのグリニャール反応により得られる（Ｚ）−４−ヒドロキシ−７−デセン酸メチルを環化してγ−ジャスモラクトンを製造する方法（非特許文献１参照）。
▲２▼ ３−ホルミルプロピオン酸メチルとアクリルアルデヒドジエチルアセタールとのラジカル付加反応により７，７−ジエトキシ−４−オキソヘプタン酸メチルを得、これより二つのルートでγ−ジャスモラクトンを製造する方法（特許文献１参照）。
【０００４】
この上記▲２▼の方法は、７，７−ジエトキシ−４−オキソヘプタン酸メチルを酸で加水分解して６−ホルミル−４−オキソヘキサン酸メチルとした後、ウィティッヒ反応、水素化ホウ素ナトリウムで還元してγ−ジャスモラクトンを製造する方法と、７，７−ジエトキシ−４−オキソヘプタン酸メチルを水素化ホウ素ナトリウムで還元して７，７−ジエトキシ−４−ヘプタノリドを得、これに酸処理後ウイティッヒ試薬を反応させてγ−ジャスモラクトンを製造する方法が開示されている。
【０００５】
またさらに、γ−ジャスモラクトンの製造方法としては、以下のものを例示することができる。
▲３▼ アクリルアルデヒドジエチルアセタールと（Ｚ）−４−ヘプテナールとのラジカル付加反応を経て、水素化ホウ素ナトリウムによる還元、クロム酸酸化による製造方法（特許文献２参照）。
▲４▼ ３−シアノプロピオンアルデヒドと（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムブロミドとのグリニャール反応生成物をアルカリ加水分解した後、酸により環化する製造方法（特許文献３参照）。
▲５▼ 遷移金属塩の存在下、４−オキソ酪酸エステルと（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライドとのグリニャール反応による製造方法（特許文献４参照）。
▲６▼ フルフラールと（Ｚ）−２−ペンテニルマグネシウムブロミドとのグリニャール反応による製造方法（非特許文献２参照）。
▲７▼ ４−（トリメチルシロキシ）ブチロニトリルと（Ｚ）−３−ヘキセニルブロミドとのグリニャール反応で（Ｚ）−１−ヒドロキシ−７−デセン−４−オンを得、これをＤＭＦ中ジクロム酸ピリジニウムで酸化した後、水素化ホウ素ナトリウムで還元してγ−ジャスモラクトンを製造する方法（非特許文献３参照）。
▲８▼ コハク酸エステル又はコハク酸無水物と（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライドとのグリニャール反応生成物を還元し、引き続き、酸により環化する製造方法（特許文献５および非特許文献４参照）。
▲９▼ コハク酸イミド類と（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライドとのグリニャール反応による生成物を還元、加水分解して、４−ヒドロキシ−７−デセン酸アミド類とした後、さらにラクトン化する製造方法（特許文献６参照）。
【０００６】
しかしながら、これらのγ−ジャスモラクトンの製造方法は種々の問題があり、いずれの方法も工業的製法として充分とはいえるものではなかった。
すなわち、上記▲１▼〜▲５▼に記載の方法は原料にアルデヒド類またはそのアセタール誘導体を使用している。これらの化合物は工業的に入手が難しい。また、アルデヒド類は酸化に弱いなど安定性にも問題がある。これらの理由により工業的製造方法としては充分とは言い難かった。
【０００７】
また、上記▲６▼に記載の方法は、（Ｚ）−２−ペンテニルハライド類が工業的に入手が難しく、極めて高価になってしまうため、工業的に有用な合成法とは言い難かった。
また、上記▲３▼および▲７▼に記載の方法は、酸化工程においてクロム酸を使用する必要があり安全性に問題があった。
【０００８】
また、上記▲８▼に記載の方法は、グリニャール反応後の生成物の収率が６５％であり充分とはいえず、また、原料のコハク酸ジエチルエステルをグリニャール試薬の５〜１０倍量使用する必要があるなどの問題があった。
また、上記▲９▼に記載の方法は、グリニャール試薬を原料のコハク酸イミドに対し１．５〜３倍モル量使用する必要があり、工業的に有用な合成法としては充分とはいい難かった。
【０００９】
また、上記▲８▼に記載の方法および上記▲９▼に記載の方法では、中間体である（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステルの還元をアルコール溶媒中で行い、得られた（Ｚ）−４−ヒドロキシ−７−デセン酸エステルまたはアミド誘導体をアルカリ加水分解した後、酸により閉環し、γ−ジャスモラクトンを製造している。このように、段階的に反応を行うことは、工程数が増加し、反応操作が煩雑になり、かつγ−ジャスモラクトンを製造するのに長時間を要するなど工業的製法としては問題があった。
【００１０】
【特許文献１】
特開平３−１５１３７２号公報
【特許文献２】
特開昭６３−１１９４８０号公報
【特許文献３】
特開平２−５９５６３号公報
【特許文献４】
特開平７−１８８２０２号公報
【特許文献５】
特開平２−２８２３７６号公報
【特許文献６】
特開平６−８７８４４号公報
【非特許文献１】
「ヘルベチカ シミカ アクタ（Ｈｅｌｖｅｔｉｃａ Ｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ）」，（スイス），１９３８年， 第２１巻， ｐ．１５４７
【非特許文献２】
「油化学」，１９８０年，第２９巻，ｐ．１９６
【非特許文献３】
「ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」，（米国），１９８０年，第４５巻，ｐ．２３７
【非特許文献４】
「油化学」，１９８０年，第２９巻，ｐ．１９６
【００１１】
【発明の目的】
本発明は、上記のような従来技術に伴う課題を解決するものであって、工業的に有用なγ−ジャスモラクトンの新規な製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【発明の概要】
本発明者は、前記目的を達成するため、鋭意研究した。その結果、工業的に入手容易な３−カルボアルコキシプロピオン酸ハライド類を出発原料とし、該出発原料と、（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類とを反応させて（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類を合成し、さらに得られた（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類を加水分解すると共に還元した後、さらにラクトン化して、下記式（Ｉ）で表わされるγ−ジャスモラクトンを得る方法を見出すに至った。
【００１３】
【化５】

【００１４】
より詳しくは、本発明のγ−ジャスモラクトンの製造方法は、
一般式（ＩＩ）
【００１５】
【化６】

【００１６】
（式中、ＲはＣ１からＣ４の直鎖状あるいは分岐状の低級アルキル基を表し、Ｘ^１はハロゲン原子を表す）で表される３−カルボアルコキシプロピオン酸ハライド類と、
一般式（ＩＩＩ）
【００１７】
【化７】

【００１８】
（式中、Ｘ^２はハロゲン原子を表す）で表される（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類とを、銅触媒の存在下に反応させることにより一般式（ＩＶ）
【００１９】
【化８】

【００２０】
（式中Ｒは、一般式（ＩＩ）と同一である）で表される（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類を合成し、
次いで、得られた（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類を加水分解、還元した後、さらに酸を加えてラクトン化することを特徴とする。
また、上記一般式（ＩＶ）で表される（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類の加水分解反応および還元反応を同時に行うことが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のγ−ジャスモラクトンの製造方法について詳細に説明する。
γ−ジャスモラクトンの製造方法
本発明のγ−ジャスモラクトンの製造方法は、下記反応式に示すように、
３−カルボアルコキシプロピオン酸ハライド類（ＩＩ）と（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類（ＩＩＩ）とのグリニャール反応で（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類（ＩＶ）を製造する第１工程、
次に、得られた（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類（ＩＶ）の還元反応と、加水分解反応とを行って（Ｚ）−４−ヒドロキシ−７−デセン酸塩および／または（Ｚ）−４−ヒドロキシ−７−デセン酸と推定される中間体化合物（Ｖ）を製造する第２工程、
さらに、該（Ｖ）化合物をラクトン化してγ−ジャスモラクトン（Ｉ）を製造する第３工程からなる。
【００２２】
【化９】

【００２３】
以下、上記反応工程（第１工程〜第３工程）に従って、本発明のγ−ジャスモラクトンの製造方法を詳細に述べる。
［第１工程］
第１工程では、有機溶媒中で、銅触媒の存在下、３−カルボアルコキシプロピオン酸ハライド類（ＩＩ）と（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類（ＩＩＩ）とによるグリニャール反応が行われる。
【００２４】
まず、これら各成分について説明する。
本発明のγ−ジャスモラクトンの製造原料である一般式（ＩＩ）
【００２５】
【化１０】

【００２６】
（式中、ＲはＣ１からＣ４の直鎖状あるいは分岐状の低級アルキル基を表し、Ｘ^１はハロゲン原子を表す）で表わされる３−カルボアルコキシプロピオン酸ハライド類（ＩＩ）としては、具体的には、メチルスクシニルクロライド、エチルスクシニルクロライド、ｎ−プロピルスクシニルクロライド等が挙げられる。本発明において３−カルボアルコキシプロピオン酸ハライド類（ＩＩ）は、これらから選ばれる１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００２７】
この３−カルボアルコキシプロピオン酸ハライド類（ＩＩ）としては、エチルスクシニルクロライドを用いることが好ましい。このエチルスクシニルクロライドは、工業的に入手が容易であり、また、無水コハク酸あるいはコハク酸エステル類から公知の方法により容易に合成することができる。
また、グリニャール試薬として用いられる一般式（ＩＩＩ）
【００２８】
【化１１】

【００２９】
（式中、Ｘ^２はＣｌ，Ｂｒ，Ｉなどのハロゲン原子を表す）で表される（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類（ＩＩＩ）は、以下のようにして合成される。
例えば、（Ｚ）−３−ヘキセン−１−オール（青葉アルコール）から公知の方法により（Ｚ）−３−ヘキセニルハライド類を合成し、さらに、この（Ｚ）−３−ヘキセニルハライド類を有機溶媒中で金属マグネシウムと処理することにより容易に調製される。ハライドとしては、塩化物、臭化物、沃化物が使用できるが、特に塩化物、臭化物が望ましい。
【００３０】
グリニャール反応の際に用いられる有機溶媒としては、ジエチルエーテル、ジノルマルブチルエーテル、メチルターシャリーブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、１，２−ジメトキシエタンなどの鎖状エーテル類；テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサンなどの環状エーテル類；ベンゼン、トルエン、ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタンなどの炭化水素類；等が挙げられる。本発明においては、これらの有機溶媒を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。好ましくは、ジエチルエーテル、ジノルマルブチルエーテル、あるいはテトラヒドロフランを単独で用いるか、または、これらとベンゼン、トルエンなどを混合して用いることが好ましい。
【００３１】
本反応に使用される銅触媒としては、塩化第一銅、臭化第一銅、沃化第一銅などが挙げられる。
このグリニャール反応における原料の添加順序は、特に限定されず、例えば、３−カルボアルコキシプロピオン酸ハライド類（ＩＩ）または（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類（ＩＩＩ）のいずれか一方に対し、もう一方の化合物を添加して反応させることができる。また、その添加方法は特に限定されず、間欠的に滴下しても、連続的に滴下しても良い。本発明においては、３−カルボアルコキシプロピオン酸ハライド類（ＩＩ）と有機溶媒との混合溶液中に、銅触媒を添加し、次いで、攪拌下に（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類（ＩＩＩ）（以下、グリニャール試薬ともいう。）を滴下する方法が反応の選択性の面から望ましい。
【００３２】
このとき、原料である３−カルボアルコキシプロピオン酸ハライド類（ＩＩ）を（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類（ＩＩＩ）に対し、通常０．７倍モル以上であれば特に制限されないが、経済性の面からは０．９〜１．１倍モルとなる量で使用することが望ましい。
また、グリニャール反応の際に用いられる有機溶媒の使用量は、特別な制約はないが、通常（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類（ＩＩＩ）に対し２〜５０倍モル量程度である。さらに、銅触媒の添加量は、使用する３−カルボアルコキシプロピオン酸ハライド類（ＩＩ）に対し、０．０００１〜１倍モル、好ましくは０．００１〜０．１倍モル量であることが望ましい。
【００３３】
グリニャール試薬を滴下する時間は、１０分〜１０時間、好ましくは３０分〜５時間の範囲が望ましい。また、（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類（ＩＩＩ）の滴下中の反応溶液の温度は、−１００℃〜１００℃の温度範囲に設定されればよいが、反応温度が低いほど反応の選択性がよいため、好ましくは−７０〜３０℃の温度範囲に設定されることが望ましい。
【００３４】
グリニャール試薬である（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類（ＩＩＩ）の滴下が終了した後、さらに、攪拌を継続し、３−カルボアルコキシプロピオン酸ハライド類（ＩＩ）と（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類（ＩＩＩ）との反応を進行させる。
この（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類（ＩＩＩ）の滴下終了後、通常１０分間〜２０時間、好ましくは３０分〜５時間の範囲で攪拌を継続し、反応を進行させることが望ましい。また、この際の温度は、（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類（ＩＩＩ）滴下中の反応溶液の設定温度と同じ温度であればよい。
【００３５】
グリニャール反応終了後、得られた反応溶液に、水、希塩酸、希硫酸などを添加し、さらに、ベンゼン、トルエン、ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタンなどの炭化水素溶媒を添加して分液処理を行う。分液処理後、得られた有機層を、必要に応じて水、希塩酸、希硫酸、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、食塩水などで洗浄する。有機層を洗浄した後、さらに必要により蒸留精製を行うことにより、一般式（ＩＶ）
【００３６】
【化１２】

【００３７】
（式中Ｒは、一般式（ＩＩ）と同一である）で表される（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類（ＩＶ）を高収率、高純度で得ることができる。
このような（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類（ＩＶ）としては、（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸メチルエステル、（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エチルエステル、（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸プロピルエステル、（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸ブチルエステルなどが挙げられる。
［第２工程］
次に、上述の第１工程で得られた（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類（ＩＶ）を加水分解し、さらに還元する。この反応により一般式（Ｖ）
【００３８】
【化１３】

【００３９】
（式中、Ｍは、ナトリウム，カリウムなどのアルカリ金属陽イオン、バリウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属陽イオン、または水素を表す）で表される（Ｚ）−４−ヒドロキシ−７−デセン酸塩および／または（Ｚ）−４−ヒドロキシ−７−デセン酸が中間体化合物として合成されると推定される。
この（ＩＶ）化合物の加水分解反応と還元反応とを行い、一般式（Ｖ）と推定される中間体化合物が得られるのであれば、（ＩＶ）化合物の加水分解反応と還元反応とを同時に行ってもよく、また別々に行っても良い。本発明においては、（ＩＶ）化合物の加水分解反応および還元反応を同時に行うことが好ましい。このように（ＩＶ）化合物の加水分解反応および還元反応を同時に行うことにより、γ−ジャスモラクトンの合成工程が簡便になり、またγ−ジャスモラクトンを高純度かつ高収率で製造することができる。
【００４０】
上記（ＩＶ）化合物のエステル基（１位の位置）の加水分解に用いられる塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。本発明においては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを用いることが好ましい。これらの塩基は、（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類（ＩＶ）に対し、０．５倍モル以上が必要であり、通常１〜５倍モル、好ましくは１〜３倍モルの範囲で用いることが望ましい。
【００４１】
一方、（ＩＶ）化合物のケトン基（４位の位置）の還元反応に用いられる還元剤としては、水素化ホウ素ナトリウム、シアン化水素化ホウ素ナトリウム等が挙げられる。本発明においては、水素化ホウ素ナトリウムを用いることが好ましい。水素化ホウ素ナトリウムは、粉末状の無水物であっても、水素化ホウ素ナトリウム溶液であってもよい。これらの還元剤は、（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類（ＩＶ）に対し、０．２〜２倍モル、好ましくは０．２〜１倍モルの範囲で用いることが望ましい。
【００４２】
また、（ＩＶ）化合物の加水分解反応および還元反応に用いられる溶媒としては水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ノルマルブタノ−ル、ｔ−ブタノールなどのアルコール類およびこれらの混合溶媒が使用できるが、特に水、または水とアルコール類との混合溶媒が好ましい。
本発明の好ましい態様において、（ＩＶ）化合物の加水分解反応および還元反応を同時に行うには、例えば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムで塩基性とされた水素化ホウ素ナトリウム溶液中に、（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類（ＩＶ）を滴下する。
【００４３】
この（ＩＶ）化合物を滴下する時間は、１分〜１０時間、好ましくは３０分〜５時間の範囲が望ましい。滴下中の反応溶液の温度は、０〜１００℃、好ましくは１０〜６０℃が望ましい。さらに、滴下終了後、反応溶液を３０〜１００℃、好ましくは３０〜８０℃まで加熱し、その温度で、３０分〜５時間、好ましくは３０分〜２時間さらに反応させることが望ましい。
【００４４】
反応終了後、得られた反応液をそのまま第３工程に用いることもできるが、反応液を減圧濃縮した後、ベンゼン、トルエン、ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタンなどの炭化水素系溶媒で洗浄し、反応液中の不純物を除くことが好ましい。この洗浄溶媒の量は特に制約はないが、反応液の容量に対し１／１０から１／５程度となる量が望ましい。洗浄回数も特に制約はないが１〜２回程度が好ましい。
［第３工程］
次に、上述の第２工程で得られた（Ｚ）−４−ヒドロキシ−７−デセン酸塩および／または（Ｚ）−４−ヒドロキシ−７−デセン酸と推定される中間体化合物（Ｖ）をラクトン化して、一般式（Ｉ）
【００４５】
【化１４】

【００４６】
で表されるγ−ジャスモラクトン（Ｉ）を合成する。
具体的には、上記の第２工程で得た（Ｖ）化合物を含有する反応液に、硫酸または塩酸などの酸を添加して酸性とすることにより、（Ｖ）化合物のラクトン化反応を行う。このラクトン化反応の際、反応液のｐＨが４以下、好ましくは１以下となるように調整されることが望ましい。
【００４７】
また、加える酸の量は、上記ｐＨとなればよく、通常、反応液の酸濃度が１〜３０％となる量で用いられるが、好ましくは５〜２０％となる範囲が望ましい。この酸を滴下する時間は、１分〜５時間、好ましくは１０分〜１時間の範囲が望ましい。
滴下終了後、反応溶液を３０〜１００℃、好ましくは５０〜１００℃まで加熱し、その温度で、３０分〜５時間、好ましくは３０分〜２時間攪拌を継続し反応を進行させることが望ましい。
【００４８】
反応終了後は、常法に従って有機溶媒で抽出し洗浄、乾燥、濃縮を行った後、蒸留精製することにより、目的とするγ−ジャスモラクトン（Ｉ）を得ることができる。
【００４９】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５０】
【実施例１】
（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エチルの合成
２Ｌ容量の４頚フラスコにトルエン１７０ｍｌ、テトラヒドロフラン５００ｍｌおよびエチルスクシニルクロライド１９３ｇ（１．１７ｍｏｌ）を入れ、さらに塩化第一銅０．６ｇを加えて混合液を調製し、次いでフラスコ内を窒素置換した。この混合溶液を攪拌しながら氷冷下５℃とし、この混合溶液に、（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムクロライドのテトラヒドロフラン溶液６１５ｇ（１．２３ｍｏｌ）を４時間かけて滴下した。この滴下の間、反応温度を５〜８℃に保った。全量滴下後、更に冷却下５〜６℃の温度で２時間攪拌した後、温度２５℃で一夜放置して反応を終了させた。
【００５１】
反応終了後、反応液中に水５００ｍｌおよび１０％硫酸２５ｍｌを滴下し、さらにトルエン３５０ｍｌを加えて分液した。水層をさらにトルエン３５０ｍｌで抽出した後、有機層同士を合わせ、さらにこの有機層を飽和食塩水、５％炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水の順に洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水した後、減圧下、溶媒を留去させると淡黄色油状物２６０ｇが得られた。蒸留により精製し、無色の油状物を得た。この無色の油状物は、以下の分析より、（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エチルエステルと同定された。また、収量１８０ｇ、収率７２．５％であった。
沸点１０８−１１０℃／１．５ｍｍＨｇ、
ＮＭＲスペクトル：１Ｈ−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）δｐｐｍ
０．９０（ｔ、３Ｈ）、１．１９（ｔ、３Ｈ）、１．９７〜２．６８（ｍ、１０Ｈ）、
４．０３〜４．１１（ｍ、２Ｈ）、５．２０〜５．３６（ｍ、２Ｈ）
γ−ジャスモラクトンの合成
２Ｌ容量の４頚フラスコ中に、水酸化ナトリウム１３ｇ（０．３２ｍｏｌ）を水３５０ｍｌに溶解した。次に、氷冷下２０℃にて、水素化ホウ素ナトリウムを１２重量％含む４０％水酸化ナトリウム水溶液８８ｇ（水素化ホウ素ナトリウム０．２８ｍｏｌ、水酸化ナトリウム０．８ｍｏｌ）を加えて溶解した。この中へ、上述のようにして得られた（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エチルエステル１８０ｇ（０．８５ｍｏｌ）を２時間かけて滴下した。この間、反応温度は２０〜３０℃に保った。
【００５２】
全量滴下後、加熱を開始して反応溶液を７０℃とし、７０℃で２時間反応させた。反応終了後、４０℃まで冷却し、分液ロートにて反応液をトルエン８０ｍｌで２回洗浄した。この反応により、（Ｚ）−４−ヒドロキシ−７−デセン酸塩と推定される中間体化合物を含む反応液が得られた。
反応溶液を洗浄後、２Ｌ容量の４頚フラスコ中に反応液を移し、４５％硫酸３００ｇを３０分間かけて滴下し、反応液のｐＨを１以下とした。滴下終了後、直ちに加熱して７０℃とし、７０℃で２時間反応させた。
【００５３】
反応終了後、この反応液をトルエン２５０ｍｌで２回抽出し、有機層を合わせて、飽和食塩水、５％炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水の順に洗浄した。無水硫酸ナトリウムで脱水後、減圧下に溶媒を留去し、淡黄色の油状物１６０ｇが得られた。
蒸留にて精製し、無色の油状物を得た。この無色の油状物は、以下の分析より、γ−ジャスモラクトンと同定された。また、収量１１３ｇ、収率７９．０％（（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エチルエステルからの収率）であった。
沸点１２５−１２６℃／５ｍｍＨｇ
ＮＭＲスペクトル：１Ｈ−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）δｐｐｍ
１．５８（ｔ、３Ｈ）、２．２４〜３．２５（ｍ、１０Ｈ）、
５．０７〜５．１６（ｍ、１Ｈ）、５．８８〜６．０９（ｍ、２Ｈ）。
【００５４】
【実施例２】
γ−ジャスモラクトンの合成
２Ｌ容量の４頚フラスコにトルエン１２０ｍｌ、テトラヒドロフラン３６０ｍｌおよびエチルスクシニルクロライド１６８ｇ（１．０２ｍｏｌ）をとり、塩化第一銅０．５ｇを加えて混合液を調製し、次いでフラスコ内を窒素置換した。この混合溶液を攪拌しながら氷冷下４℃とし、この混合溶液に、（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムクロライドのテトラヒドロフラン溶液５３５ｇ（１．０７ｍｏｌ）を５時間かけて滴下した。この滴下の間、反応温度を５〜８℃に保った。全量滴下後、更に冷却下５〜６℃の温度で２時間攪拌した後、温度２５℃で一夜放置して反応を終了させた。
【００５５】
反応終了後、反応液中に水４００ｍｌおよび１０％硫酸２０ｍｌを滴下し、さらにトルエン３００ｍｌを加えて分液した。水層をさらにトルエン３００ｍｌで抽出した後、有機層同士を合わせ、さらにこの有機層を飽和食塩水、５％炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水の順に洗浄した。無水硫酸ナトリウムで脱水した後、減圧下、溶媒を留去させると淡黄色油状物２２５ｇが得られた。この淡黄色油状物中には、（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エチルエステルが生成していた。
【００５６】
このようにして得られた淡黄色油状物中の（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エチルエステルの純度はガスクロマトグラフィー分析（面積百分率法）により７５％であった（収率７７％）。これを単離精製することなく次の反応に用いた。
２Ｌ容量の４頚フラスコ中に、水酸化ナトリウム１０．５ｇ（０．２６ｍｏｌ）を水２８０ｍｌに溶解した。次に、氷冷下２０℃にて、水素化ホウ素ナトリウムを１２重量％含む４０％水酸化ナトリウム水溶液７１ｇ（水素化ホウ素ナトリウム０．２３ｍｏｌ、水酸化ナトリウム０．６２ｍｏｌ）を加えて溶解した。この中へ、淡黄色油状物１６７ｇ（（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エチルエステル１２５ｇ（０．５９ｍｏｌ））を２時間かけて滴下した。この間、反応温度は３０℃以下に保った。
【００５７】
全量滴下後、加熱を開始して反応溶液を８０℃とし、８０℃にて２時間反応させた。反応終了後、４０℃まで冷却し、分液ロートにて反応液をトルエン８０ｍｌで２回洗浄した。得られた反応溶液中には、中間体化合物である（Ｚ）−４−ヒドロキシ−７−デセン酸塩が生成していると推定された。
反応溶液を洗浄後、２Ｌ容量の４頚フラスコ中に反応液を移し、４５％硫酸３００ｇを２０分間かけて滴下し、反応液のｐＨを１以下とした。滴下終了後、直ちに加熱して７０℃とし、７０℃にて２時間反応させた。
【００５８】
反応終了後、この反応液を静置すると、有機層が分離した。有機層を分離後、水層をトルエン１５０ｍｌで１回抽出し、有機層同士を合わせて、飽和食塩水、５％炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水の順に洗浄した。無水硫酸ナトリウムで脱水後、減圧下に溶媒を留去し、淡黄色の油状物１５０ｇが得られた。蒸留にて精製すると、無色の油状物として得られた。この無色の油状物は、以下の分析より、γ−ジャスモラクトンと同定された。また、収量７５ｇ、収率７６．０％（（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エチルエステルからの収率）であった。
沸点１２５−１２６℃／５ｍｍＨｇ
ＮＭＲスペクトル：１Ｈ−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）δｐｐｍ
１．５８（ｔ、３Ｈ）、２．２４〜３．２５（ｍ、１０Ｈ）、
５．０７〜５．１６（ｍ、１Ｈ）、５．８８〜６．０９（ｍ、２Ｈ）。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、入手容易な原料を用いて、目的とするγ−ジャスモラクトンを高純度かつ高収率で製造することができる。したがって、工業的な製造方法として有用である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing γ-jasmolactone. More particularly, it relates to a method for producing industrially useful γ-jasmolactone.
[0002]
TECHNICAL BACKGROUND OF THE INVENTION
[gamma] -jasmolactone is a compound having a warm peach-like or mokusei-like scent found as a trace scent component of jasmine flowers and peppermint, and is an important substance as a fragrance. Many methods for producing such γ-jasmolactone have been reported to date.
[0003]
An example is shown below.
(1) Cyclization of methyl (Z) -4-hydroxy-7-decenoate obtained by the Grignard reaction between methyl 3-formylpropionate and (Z) -3-hexenyl chloride to produce γ-jasmolactone Method (see Non-Patent Document 1).
{Circle over (2)} A method for producing γ-jasmolactone by two routes by obtaining a methyl 7,7-diethoxy-4-oxoheptanoate by a radical addition reaction between methyl 3-formylpropionate and acrylaldehyde diethyl acetal. (See Patent Document 1).
[0004]
In the above method (2), methyl 7,7-diethoxy-4-oxoheptanoate is hydrolyzed with an acid to give methyl 6-formyl-4-oxohexanoate, and then subjected to Wittig reaction and sodium borohydride. A method of producing γ-jasmolactone by reduction, and a method of reducing methyl 7,7-diethoxy-4-oxoheptanoate with sodium borohydride to obtain 7,7-diethoxy-4-heptanolide, to which acid A method for producing γ-jasmolactone by reacting a Wittig reagent after the treatment is disclosed.
[0005]
Further, the following can be exemplified as a method for producing γ-jasmolactone.
{Circle around (3)} A production method by reduction with sodium borohydride and oxidation with chromic acid via a radical addition reaction of acrylaldehyde diethyl acetal and (Z) -4-heptenal (see Patent Document 2).
{Circle around (4)} A production method in which a Grignard reaction product of 3-cyanopropionaldehyde and (Z) -3-hexenylmagnesium bromide is alkali-hydrolyzed and then cyclized with an acid (see Patent Document 3).
{Circle around (5)} A production method by a Grignard reaction between 4-oxobutyric acid ester and (Z) -3-hexenylmagnesium halide in the presence of a transition metal salt (see Patent Document 4).
{Circle around (6)} Production method by Grignard reaction between furfural and (Z) -2-pentenylmagnesium bromide (see Non-Patent Document 2).
{Circle around (7)} A Grignard reaction of 4- (trimethylsiloxy) butyronitrile with (Z) -3-hexenylbromide gives (Z) -1-hydroxy-7-decen-4-one, which is then reacted with pyridinium dichromate in DMF. A method of producing γ-jasmolactone by oxidizing and reducing with sodium borohydride (see Non-Patent Document 3).
(8) A production method in which the Grignard reaction product of a succinic acid ester or succinic anhydride with (Z) -3-hexenylmagnesium halide is reduced and then cyclized with an acid (see Patent Document 5 and Non-patent Document 4) ).
(9) The product of the Grignard reaction between succinimides and (Z) -3-hexenylmagnesium halide is reduced and hydrolyzed to form 4-hydroxy-7-decenoic amides, which are further lactonized. Manufacturing method (see Patent Document 6).
[0006]
However, these methods for producing γ-jasmolactone have various problems, and none of these methods is sufficient as an industrial production method.
That is, the methods described in (1) to (5) above use aldehydes or their acetal derivatives as raw materials. These compounds are difficult to obtain industrially. In addition, aldehydes have a problem in stability such as being susceptible to oxidation. For these reasons, it has been difficult to say that it is sufficient as an industrial production method.
[0007]
In the method described in (6), (Z) -2-pentenyl halides are difficult to obtain industrially and become extremely expensive, so that it is difficult to say that these methods are industrially useful.
Further, the methods described in (3) and (7) require the use of chromic acid in the oxidation step, and have a problem in safety.
[0008]
In the method described in (8), the yield of the product after the Grignard reaction is 65%, which cannot be said to be sufficient. In addition, the raw material diethylsuccinate is used in an amount of 5 to 10 times the amount of the Grignard reagent. There was a problem that it was necessary to do.
In the method described in (9), it is necessary to use the Grignard reagent in a molar amount of 1.5 to 3 times the amount of the raw material succinimide, which is not sufficient as an industrially useful synthesis method. Was.
[0009]
Further, in the method described in (8) and the method described in (9), the intermediate (Z) -4-oxo-7-decenoate is reduced in an alcohol solvent to obtain an intermediate (Z) -4-oxo-7-decenoate. (Z) -4-Hydroxy-7-decenoic acid ester or amide derivative is alkali-hydrolyzed and then closed with an acid to produce γ-jasmolactone. As described above, performing the reaction stepwise increases the number of steps, complicates the reaction operation, and requires a long time to produce γ-jasmolactone, which is problematic for an industrial production method. Was.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-3-151372
[Patent Document 2]
JP-A-63-119480
[Patent Document 3]
JP-A-2-59563
[Patent Document 4]
JP-A-7-188202
[Patent Document 5]
JP-A-2-282376
[Patent Document 6]
JP-A-6-87844
[Non-patent document 1]
"Helvetica Chimica Acta", (Switzerland), 1938, vol. 21, p. 1547
[Non-patent document 2]
"Oil Chemistry", 1980, Vol. 29, p. 196
[Non-Patent Document 3]
"Journal of Organic Chemistry", (USA), 1980, Vol. 45, p. 237
[Non-patent document 4]
"Oil Chemistry", 1980, Vol. 29, p. 196
[0011]
[Object of the invention]
An object of the present invention is to solve the problems associated with the prior art as described above, and to provide a novel industrially useful method for producing γ-jasmolactone.
[0012]
Summary of the Invention
The present inventor has made intensive studies to achieve the above object. As a result, industrially easily available 3-carboalkoxypropionic acid halides are used as starting materials, and the starting materials are reacted with (Z) -3-hexenylmagnesium halides to give (Z) -4-oxo- A 7-decenoic acid ester is synthesized, and the obtained (Z) -4-oxo-7-decenoic acid ester is hydrolyzed and reduced, and further lactonized, and represented by the following formula (I). A method for obtaining γ-jasmolactone has been found.
[0013]
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[0014]
More specifically, the method for producing γ-jasmolactone of the present invention comprises:
General formula (II)
[0015]
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[0016]
(Wherein, R represents a C1 to C4 linear or branched lower alkyl group;¹Represents a halogen atom), and a 3-carboalkoxypropionic halide represented by the formula:
General formula (III)
[0017]
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[0018]
(Where X²Represents a halogen atom) with a (Z) -3-hexenylmagnesium halide represented by the general formula (IV):
[0019]
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[0020]
(Where R is the same as in the general formula (II)) to synthesize (Z) -4-oxo-7-decenoic acid esters represented by the following formula:
Next, the obtained (Z) -4-oxo-7-decenoic acid ester is hydrolyzed and reduced, and then an acid is added to form a lactone.
Further, it is preferable to simultaneously carry out the hydrolysis reaction and the reduction reaction of the (Z) -4-oxo-7-decenoic acid ester represented by the above general formula (IV).
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the method for producing γ-jasmolactone of the present invention will be described in detail.
Method for producing γ-jasmolactone
The method for producing γ-jasmolactone of the present invention, as shown in the following reaction formula,
A (Z) -4-oxo-7-decenoic acid ester (IV) is produced by a Grignard reaction between a 3-carboalkoxypropionic acid halide (II) and a (Z) -3-hexenylmagnesium halide (III). The first step,
Next, a reduction reaction and a hydrolysis reaction of the obtained (Z) -4-oxo-7-decenoic acid esters (IV) are carried out to obtain (Z) -4-hydroxy-7-decenoate and / or Or a second step of producing an intermediate compound (V) presumed to be (Z) -4-hydroxy-7-decenoic acid,
The method further comprises a third step of lactonizing the compound (V) to produce γ-jasmolactone (I).
[0022]
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[0023]
Hereinafter, the method for producing γ-jasmolactone of the present invention will be described in detail according to the above reaction steps (first to third steps).
[First step]
In the first step, a Grignard reaction is performed between 3-carboalkoxypropionic halides (II) and (Z) -3-hexenylmagnesium halides (III) in an organic solvent in the presence of a copper catalyst.
[0024]
First, each of these components will be described.
General formula (II) which is a raw material for producing γ-jasmolactone of the present invention
[0025]
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[0026]
(Wherein, R represents a C1 to C4 linear or branched lower alkyl group;¹Specific examples of the 3-carboalkoxypropionic acid halides (II) represented by the formula (1) include methylsuccinyl chloride, ethylsuccinyl chloride, n-propylsuccinyl chloride and the like. In the present invention, the 3-carboalkoxypropionic halides (II) can be used alone or in combination of two or more.
[0027]
Ethyl succinyl chloride is preferably used as the 3-carboalkoxypropionic halides (II). This ethyl succinyl chloride is easily available industrially, and can be easily synthesized from succinic anhydride or succinic esters by a known method.
Also, a compound represented by the general formula (III) used as a Grignard reagent:
[0028]
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[0029]
(Where X²Represents a halogen atom such as Cl, Br, and I), and the (Z) -3-hexenylmagnesium halides (III) are synthesized as follows.
For example, (Z) -3-hexenyl halides are synthesized from (Z) -3-hexen-1-ol (green leaf alcohol) by a known method, and the (Z) -3-hexenyl halides are further converted to an organic solvent. It is easily prepared by treating with metallic magnesium in water. As the halide, chloride, bromide and iodide can be used, and chloride and bromide are particularly desirable.
[0030]
Examples of the organic solvent used in the Grignard reaction include chain ethers such as diethyl ether, dinormal butyl ether, methyl tert-butyl ether, cyclopentyl methyl ether, and 1,2-dimethoxyethane; tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like. Cyclic ethers; hydrocarbons such as benzene, toluene, normal hexane, and normal heptane; and the like. In the present invention, these organic solvents can be used alone or in combination of two or more. Preferably, diethyl ether, di-n-butyl ether, or tetrahydrofuran is used alone, or a mixture thereof with benzene, toluene, or the like is preferably used.
[0031]
The copper catalyst used in this reaction includes cuprous chloride, cuprous bromide, cuprous iodide and the like.
The order of addition of the raw materials in the Grignard reaction is not particularly limited. For example, one of 3-carboalkoxypropionic acid halides (II) and (Z) -3-hexenylmagnesium halides (III) may be added to the other. One compound can be added and reacted. The method of addition is not particularly limited, and it may be dropped intermittently or continuously. In the present invention, a copper catalyst is added to a mixed solution of a 3-carboalkoxypropionic acid halide (II) and an organic solvent, and then the (Z) -3-hexenylmagnesium halide (III) is added under stirring. (Hereinafter, also referred to as a Grignard reagent) is preferable from the viewpoint of selectivity of the reaction.
[0032]
At this time, the 3-carboalkoxypropionic halide (II) as a raw material is not particularly limited as long as it is usually 0.7 times or more the mol of (Z) -3-hexenylmagnesium halide (III). From the viewpoint of properties, it is desirable to use the compound in an amount of 0.9 to 1.1 times mol.
The amount of the organic solvent used in the Grignard reaction is not particularly limited, but is usually about 2 to 50 times the molar amount of the (Z) -3-hexenyl magnesium halides (III). Further, the addition amount of the copper catalyst is desirably 0.0001 to 1 times, preferably 0.001 to 0.1 times the mol of the 3-carboalkoxypropionic halides (II) used. .
[0033]
The time for dropping the Grignard reagent is in the range of 10 minutes to 10 hours, preferably 30 minutes to 5 hours. The temperature of the reaction solution during the dropwise addition of the (Z) -3-hexenylmagnesium halides (III) may be set in a temperature range of -100 ° C to 100 ° C. Therefore, it is desirable to set the temperature in the range of -70 to 30C.
[0034]
After the dropwise addition of the Grignard reagent (Z) -3-hexenylmagnesium halides (III) is completed, stirring is further continued, and 3-carboalkoxypropionic halides (II) and (Z) -3-hexenyl are added. The reaction with magnesium halides (III) proceeds.
After completion of the dropwise addition of the (Z) -3-hexenylmagnesium halides (III), it is desirable that stirring be continued for a period of usually 10 minutes to 20 hours, preferably 30 minutes to 5 hours to allow the reaction to proceed. Further, the temperature at this time may be the same as the set temperature of the reaction solution during the dropwise addition of (Z) -3-hexenylmagnesium halides (III).
[0035]
After completion of the Grignard reaction, water, diluted hydrochloric acid, diluted sulfuric acid, and the like are added to the obtained reaction solution, and a hydrocarbon solvent such as benzene, toluene, normal hexane, and normal heptane is added to perform a liquid separation treatment. After the liquid separation treatment, the obtained organic layer is washed with water, diluted hydrochloric acid, diluted sulfuric acid, sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, saline, or the like, if necessary. After washing the organic layer, if necessary, purification by distillation is carried out to obtain a compound of the general formula (IV)
[0036]
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[0037]
(Wherein R is the same as in the general formula (II)). (Z) -4-oxo-7-decenoic acid esters (IV) represented by the general formula (II) can be obtained in high yield and high purity.
Examples of such (Z) -4-oxo-7-decenoic acid esters (IV) include (Z) -4-oxo-7-decenoic acid methyl ester and (Z) -4-oxo-7-decenoic acid. Ethyl ester, (Z) -4-oxo-7-decenoic acid propyl ester, (Z) -4-oxo-7-decenoic acid butyl ester and the like can be mentioned.
[Second step]
Next, the (Z) -4-oxo-7-decenoic acid ester (IV) obtained in the first step is hydrolyzed and further reduced. By this reaction, the compound represented by the general formula (V)
[0038]
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[0039]
(Wherein M represents an alkali metal cation such as sodium or potassium, an alkaline earth metal cation such as barium or calcium, or hydrogen) (Z) -4-hydroxy-7-decenoic acid It is presumed that salts and / or (Z) -4-hydroxy-7-decenoic acid are synthesized as intermediate compounds.
The hydrolysis reaction and the reduction reaction of the compound (IV) are performed, and if an intermediate compound estimated to be of the general formula (V) is obtained, the hydrolysis reaction and the reduction reaction of the compound (IV) are simultaneously performed. Or may be performed separately. In the present invention, it is preferable to carry out the hydrolysis reaction and the reduction reaction of the compound (IV) at the same time. By simultaneously carrying out the hydrolysis reaction and the reduction reaction of the compound (IV), the process of synthesizing γ-jasmolactone can be simplified, and γ-jasmolactone can be produced with high purity and high yield. Can be.
[0040]
Examples of the base used for hydrolysis of the ester group (position 1) of the compound (IV) include sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide and the like. In the present invention, it is preferable to use sodium hydroxide and potassium hydroxide. These bases are required to be 0.5 times or more, usually 1 to 5 times, preferably 1 to 3 times the moles of (Z) -4-oxo-7-decenoic acid ester (IV). It is desirable to use within the range.
[0041]
On the other hand, examples of the reducing agent used in the reduction reaction of the ketone group (position 4) of the compound (IV) include sodium borohydride, sodium cyanoborohydride and the like. In the present invention, it is preferable to use sodium borohydride. Sodium borohydride may be a powdered anhydride or a sodium borohydride solution. These reducing agents are used in an amount of 0.2 to 2 moles, preferably 0.2 to 1 mole, per mole of (Z) -4-oxo-7-decenoic acid ester (IV). .
[0042]
As the solvent used for the hydrolysis reaction and reduction reaction of the compound (IV), water, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, normal butanol, and t-butanol, and a mixed solvent thereof can be used. Or a mixed solvent of water and an alcohol.
In a preferred embodiment of the present invention, the hydrolysis reaction and the reduction reaction of the compound (IV) are carried out simultaneously, for example, by adding (Z) to a sodium borohydride solution made basic with sodium hydroxide or potassium hydroxide. 4-Oxo-7-decenoic acid esters (IV) are added dropwise.
[0043]
The time during which the compound (IV) is dropped is desirably 1 minute to 10 hours, preferably 30 minutes to 5 hours. The temperature of the reaction solution during the dropwise addition is desirably 0 to 100 ° C, preferably 10 to 60 ° C. Further, after the completion of the dropwise addition, the reaction solution is heated to 30 to 100 ° C., preferably 30 to 80 ° C., and it is desirable to further react at that temperature for 30 minutes to 5 hours, preferably 30 minutes to 2 hours.
[0044]
After completion of the reaction, the obtained reaction solution can be used as it is in the third step. However, after concentrating the reaction solution under reduced pressure, the reaction solution is washed with a hydrocarbon-based solvent such as benzene, toluene, normal hexane, and normal heptane. It is preferable to remove impurities therein. The amount of the washing solvent is not particularly limited, but is preferably about 1/10 to 1/5 of the volume of the reaction solution. The number of times of washing is not particularly limited, but is preferably about 1 to 2 times.
[Third step]
Next, the intermediate compound (V) presumed to be (Z) -4-hydroxy-7-decenoate and / or (Z) -4-hydroxy-7-decenoic acid obtained in the second step described above. Into a lactone to form a compound of the general formula (I)
[0045]
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[0046]
To synthesize γ-jasmolactone (I) represented by
Specifically, a lactonization reaction of the compound (V) is performed by adding an acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid to the reaction solution containing the compound (V) obtained in the second step to make the reaction solution acidic. . In the lactonization reaction, it is desirable that the pH of the reaction solution is adjusted to 4 or less, preferably 1 or less.
[0047]
The amount of the acid to be added may be the pH described above, and is usually used in such an amount that the acid concentration of the reaction solution becomes 1 to 30%, and preferably in the range of 5 to 20%. The time for dropping the acid is in the range of 1 minute to 5 hours, preferably 10 minutes to 1 hour.
After completion of the dropwise addition, the reaction solution is heated to 30 to 100 ° C., preferably 50 to 100 ° C., and at that temperature, the reaction is desirably continued with stirring for 30 minutes to 5 hours, preferably 30 minutes to 2 hours. .
[0048]
After completion of the reaction, the desired γ-jasmolactone (I) can be obtained by extracting with an organic solvent, washing, drying and concentrating according to a conventional method, followed by distillation and purification.
[0049]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0050]
Embodiment 1
Synthesis of ethyl (Z) -4-oxo-7-decenoate
170 ml of toluene, 500 ml of tetrahydrofuran and 193 g (1.17 mol) of ethylsuccinyl chloride were placed in a 2 L 4-neck flask, and 0.6 g of cuprous chloride was further added to prepare a mixed solution. Then, the inside of the flask was replaced with nitrogen. The mixed solution was cooled to 5 ° C. while cooling with ice, and 615 g (1.23 mol) of a tetrahydrofuran solution of (Z) -3-hexenylmagnesium chloride was added dropwise to the mixed solution over 4 hours. During this addition, the reaction temperature was kept at 5-8 ° C. After dropping the whole amount, the mixture was further stirred under cooling at a temperature of 5 to 6 ° C. for 2 hours, and left standing at a temperature of 25 ° C. overnight to terminate the reaction.
[0051]
After completion of the reaction, 500 ml of water and 25 ml of 10% sulfuric acid were added dropwise to the reaction solution, and 350 ml of toluene was further added to carry out liquid separation. After the aqueous layer was further extracted with 350 ml of toluene, the organic layers were combined, and the organic layer was washed with saturated saline, 5% sodium hydrogen carbonate, and saturated saline in this order. After the organic layer was dehydrated with anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 260 g of a pale yellow oil. Purification by distillation gave a colorless oil. This colorless oil was identified as (Z) -4-oxo-7-decenoic acid ethyl ester by the following analysis. Further, the yield was 180 g and the yield was 72.5%.
Boiling point 108-110 ° C / 1.5mmHg,
NMR spectrum: 1H-NMR (270 MHz, CDCl₃) Δppm
0.90 (t, 3H), 1.19 (t, 3H), 1.97 to 2.68 (m, 10H),
4.03 to 4.11 (m, 2H), 5.20 to 5.36 (m, 2H)
Synthesis of γ-jasmolactone
In a 2 L 4-neck flask, 13 g (0.32 mol) of sodium hydroxide was dissolved in 350 ml of water. Next, 88 g of a 40% aqueous sodium hydroxide solution containing 12% by weight of sodium borohydride (0.28 mol of sodium borohydride, 0.8 mol of sodium hydroxide) was added and dissolved at 20 ° C. under ice cooling. To this, 180 g (0.85 mol) of (Z) -4-oxo-7-decenoic acid ethyl ester obtained as described above was added dropwise over 2 hours. During this time, the reaction temperature was kept at 20-30 ° C.
[0052]
After dropping the whole amount, heating was started to make the reaction solution 70 ° C., and the reaction was performed at 70 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to 40 ° C., and the reaction solution was washed twice with 80 ml of toluene using a separating funnel. By this reaction, a reaction solution containing an intermediate compound presumed to be (Z) -4-hydroxy-7-decenoate was obtained.
After washing the reaction solution, the reaction solution was transferred into a 2 L 4-neck flask, and 300 g of 45% sulfuric acid was added dropwise over 30 minutes to adjust the pH of the reaction solution to 1 or less. Immediately after completion of the dropwise addition, the mixture was heated to 70 ° C. and reacted at 70 ° C. for 2 hours.
[0053]
After the completion of the reaction, the reaction solution was extracted twice with 250 ml of toluene, and the organic layers were combined and washed sequentially with a saturated saline solution, 5% sodium hydrogen carbonate, and a saturated saline solution. After dehydration with anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 160 g of a pale yellow oil.
Purification by distillation gave a colorless oil. This colorless oil was identified as γ-jasmolactone by the following analysis. The yield was 113 g, and the yield was 79.0% (yield from ethyl (Z) -4-oxo-7-decenoate).
Boiling point 125-126 ° C / 5mmHg
NMR spectrum: 1H-NMR (270 MHz, CDCl₃) Δppm
1.58 (t, 3H), 2.24 to 3.25 (m, 10H),
5.07-5.16 (m, 1H), 5.88-6.09 (m, 2H).
[0054]
Embodiment 2
Synthesis of γ-jasmolactone
120 ml of toluene, 360 ml of tetrahydrofuran and 168 g (1.02 mol) of ethylsuccinyl chloride were placed in a 2 L 4-neck flask, and 0.5 g of cuprous chloride was added to prepare a mixed solution. Then, the inside of the flask was replaced with nitrogen. The mixed solution was cooled to 4 ° C. while cooling with ice, and 535 g (1.07 mol) of a solution of (Z) -3-hexenylmagnesium chloride in tetrahydrofuran was added dropwise to the mixed solution over 5 hours. During this addition, the reaction temperature was kept at 5-8 ° C. After dropping the whole amount, the mixture was further stirred under cooling at a temperature of 5 to 6 ° C for 2 hours, and then left at 25 ° C overnight to complete the reaction.
[0055]
After completion of the reaction, 400 ml of water and 20 ml of 10% sulfuric acid were added dropwise to the reaction solution, and 300 ml of toluene was further added to carry out liquid separation. After the aqueous layer was further extracted with 300 ml of toluene, the organic layers were combined, and the organic layer was washed with saturated saline, 5% sodium bicarbonate, and saturated saline in this order. After dehydration with anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 225 g of a pale yellow oil. In this pale yellow oil, ethyl (Z) -4-oxo-7-decenoic acid was formed.
[0056]
The purity of (Z) -4-oxo-7-decenoic acid ethyl ester in the pale yellow oil thus obtained was 75% by gas chromatography analysis (area percentage method) (yield 77%). ). This was used for the next reaction without isolation and purification.
In a 2 L 4-neck flask, 10.5 g (0.26 mol) of sodium hydroxide was dissolved in 280 ml of water. Next, at 20 ° C. under ice cooling, 71 g of a 40% aqueous sodium hydroxide solution containing 12% by weight of sodium borohydride (0.23 mol of sodium borohydride, 0.62 mol of sodium hydroxide) was added and dissolved. 167 g (125 g (0.59 mol) of ethyl ((Z) -4-oxo-7-decenoic acid)) of a pale yellow oil was added dropwise thereto over 2 hours. During this time, the reaction temperature was kept below 30 ° C.
[0057]
After dropping the whole amount, heating was started to make the reaction solution 80 ° C., and the reaction was performed at 80 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to 40 ° C., and the reaction solution was washed twice with 80 ml of toluene using a separating funnel. It was presumed that (Z) -4-hydroxy-7-decenoate, an intermediate compound, was produced in the obtained reaction solution.
After washing the reaction solution, the reaction solution was transferred into a 2 L 4-neck flask, and 300 g of 45% sulfuric acid was added dropwise over 20 minutes to adjust the pH of the reaction solution to 1 or less. Immediately after completion of the dropwise addition, the mixture was heated to 70 ° C. and reacted at 70 ° C. for 2 hours.
[0058]
After completion of the reaction, the reaction solution was allowed to stand, and the organic layer was separated. After separating the organic layer, the aqueous layer was extracted once with 150 ml of toluene, and the organic layers were combined and washed with a saturated saline solution, 5% sodium hydrogen carbonate, and a saturated saline solution in this order. After dehydration with anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 150 g of a pale yellow oil. Purification by distillation gave a colorless oil. This colorless oil was identified as γ-jasmolactone by the following analysis. The yield was 75 g and the yield was 76.0% (yield from ethyl (Z) -4-oxo-7-decenoate).
Boiling point 125-126 ° C / 5mmHg
NMR spectrum: 1H-NMR (270 MHz, CDCl₃) Δppm
1.58 (t, 3H), 2.24 to 3.25 (m, 10H),
5.07-5.16 (m, 1H), 5.88-6.09 (m, 2H).
[0059]
【The invention's effect】
According to the production method of the present invention, the desired γ-jasmolactone can be produced with high purity and high yield using easily available raw materials. Therefore, it is useful as an industrial production method.

Claims (2)

一般式（ＩＩ）

（式中、ＲはＣ１からＣ４の直鎖状あるいは分岐状の低級アルキル基を表し、Ｘ^１はハロゲン原子を表す）で表される３−カルボアルコキシプロピオン酸ハライド類と、
一般式（ＩＩＩ）

（式中、Ｘ^２はハロゲン原子を表す）で表される（Ｚ）−３−ヘキセニルマグネシウムハライド類とを
銅触媒の存在下に、反応させることにより一般式（ＩＶ）

（式中、Ｒは、一般式（ＩＩ）と同一である）で表される（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類を合成し、
次いで、得られた（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類を加水分解、還元した後、さらに酸を加えてラクトン化することを特徴とする一般式（Ｉ）で表されるγ−ジャスモラクトンの製造方法。

General formula (II)

(Wherein, R represents a linear or branched lower alkyl group having from C1 C4, X ¹ represents a halogen atom) and 3-carboalkoxy acid halides represented by,
General formula (III)

(Wherein X ² represents a halogen atom) by reacting with (Z) -3-hexenylmagnesium halides represented by the formula (IV)

(Wherein R is the same as in the general formula (II)) to synthesize (Z) -4-oxo-7-decenoic acid esters represented by the following formula:
Then, the obtained (Z) -4-oxo-7-decenoic acid ester is hydrolyzed and reduced, and then an acid is added thereto to form a lactone, and γ is represented by the general formula (I). -A process for producing jasmolactone.

上記一般式（ＩＶ）で表される（Ｚ）−４−オキソ−７−デセン酸エステル類の加水分解反応および還元反応を同時に行うことを特徴とする請求項１に記載のγ−ジャスモラクトンの製造方法。The γ-jasmolactone according to claim 1, wherein the hydrolysis reaction and the reduction reaction of the (Z) -4-oxo-7-decenoic acid ester represented by the general formula (IV) are simultaneously performed. Manufacturing method.