JP2007508356A - 1−ヒドロペルオキシ−16−オキサビシクロ[10.4.0]ヘキサデカンの調製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1−ヒドロペルオキシ−16−オキサビシクロ[10.4.0]ヘキサデカン(DDP−OOH)の調製方法であって、13−オキサビシクロ[10.4.0]ヘキサデカ−1(12)−エン(DDP)及び過酸化水素を、強酸の存在下で希釈剤中で反応させ、
前記希釈剤が4.5以上のpKa値を有し、かつ
前記強酸が1.5以下のpKa値を有しており、
反応生起後に、該強酸が少なくとも0.9モル当量の塩基で中和されることを特徴とする方法、が記載されている。
【選択図】なし
Description
11(12)−ペンタデセン−15−オリドの調製方法は、以下の式によって図式化することができる:
DDP−OOHの開裂は、1部のDDP−OOHをメタノール中のCu(OAc)2の飽和溶液(DDP−OOHに基づいて、約94モル%のCu(OAc)2及び12.3質量部のメタノールから調製された;この量のメタノールにおけるDDP−OOHの濃度は、約0.25モル/リットルであった)に導入することにより行われた。2部のFeSO4(いずれの場合も、DDP−OOHに基づいて、ちょうど約20モル%である)の添加、及び室温で一晩攪拌することが続いて行われた。後処理のために、該混合物は飽和NaCl水性溶液へ添加され、ジイソプロピルエーテルで抽出され、該抽出物はNaHCO3の飽和水性溶液及びNaClの飽和水性溶液で洗浄された。乾燥及び分別蒸留の後、8%の15−ペンタデカノリドを含有した11(12)−ペンタデセン−15−オリドの理論値の73%が得られた。
DDP−OOHの開裂は、1部のDDP−OOH懸濁液及び約3.8質量部の4−メチルペンタン−2−オン(MIBK)を、約3.8質量部のMIBK(DDP−OOHに基づいて)中のCu(OAc)2の沸騰溶液に、相対的に長時間にわたって秤量して加えることにより行われた。Cu(OAc)2の量は、DDP−OOHに基づいて0.15から7.0モル%の範囲で変化させ、著者によると最適量は5モル%Cu(OAc)2であった。沸点での3時間の後反応時間の後、該反応混合物は冷却され、沈殿した銅塩が取り除かれた。該濾過液は、熱水(いずれの場合でもDDP−OOHに基づいて7.7当量の水による2回の洗浄操作)で洗浄され、濃縮された。5モル%のCu(OAc)2を用いて、理論値の96.5%の11(12)−ペンタデセン−15−オリドの粗収率が得られた。
このために、公知の合成方法は、工業的な反応に適していない。11(12)−ペンタデセン−15−オリドを簡単かつ安価な方法で提供する工業的な方法は、それ故に、大きな経済的関心事である。
本発明は、1−ヒドロペルオキシ−16−オキサビシクロ[10.4.0]ヘキサデカン(DDP−OOH)の調製方法を提供し、該方法において:
13−オキサビシクロ[10.4.0]ヘキサデカ−1(12)−エン(DDP)及び過酸化水素を強酸の存在下に希釈剤中で反応させ、
前記希釈剤が4.5以上のpKa値を有しており、
前記強酸が1.5以下のpKa値を有しており、
反応生起後、つまり典型的には、過酸化水素の添加が完了し及び続いて起こるいかなる後反応時間の後に、該強酸を少なくとも0.9モル当量の塩基で中和する。
1.0以下のpKa値を有する強酸が有利であり、鉱酸及び直鎖状又は分枝状のフッ素化されたカルボン酸が、本発明では好ましい。
好ましい鉱酸は、硝酸、塩酸、過塩素酸及び硫酸であり、硫酸が特に好ましい。50−98%質量濃度の硫酸が、本発明では有利である。
加えて、他の強酸、例えば、トリフルオロメタンスルホン酸も当然に使用することができる。強酸の混合物を使用することもできる。
強酸の好ましい量は、DDPに基づいて、0.1から10モル%の範囲であり、特に好ましくは0.5から5モル%の範囲である。
有利には、希釈剤は4.5以上かつ26以下の範囲のpKa値を有している。好ましい希釈剤は4.5以上かつ18以下の範囲のpKa値を有しており、特に好ましくは4.5以上かつ10以下の範囲のpKa値を有している。
本発明に従う希釈剤の混合物を使用することも可能である。
有機酸、特に炭素原子を2から6有する直鎖状若しくは分枝状の有機酸又は炭素原子を2から6有する有機酸の混合物が好ましい。酢酸、プロピオン酸又は酢酸とプロピオン酸の混合物が特に好ましい希釈剤である。
有利には、希釈剤に加えて、反応媒体は水を付加的に含む。水に対するDDPの質量割合として、本発明に従って好ましいのは、10:1から1:1の範囲であり、より好ましくは5:1から2:1の範囲である。
塩基の好ましい量は、強酸に基づいて、少なくとも1.0モル当量であり、該量は1.0から2.5モル当量の範囲が特に好ましく、1.005から1.5モル当量の範囲がさらに好ましい。複数の塩基の混合物も使用できる。
H2O2の好ましい量は、DDPに基づいて、0.9から2モル当量であり、特に好ましくは1.2から1.6モル当量である。
H2O2の添加を行う温度範囲は、好ましくは−20から+20℃であり、より好ましくは−10から+10℃である。温度範囲は、使用する希釈剤に従って専門家により当然に選択され、かつ最適化できる。+20℃以上の温度は避けることが好ましく、なぜならば、形成されたDDP−OOHは高い温度において安定性を欠き、温度の上昇に従ってますます分解するためである。
本発明に従う方法で調製されたDDP−OOHを、有利にはさらなる後処理や分離を行うことなく、換言すれば粗製の反応混合物の形で、フラグメント化の段階に導入して11(12)−ペンタデセン−15−オリドを与える。粗製のDDP−OOH反応混合物は、典型的には懸濁の形状で得られる。先行技術の観点において、DDP−OOHの分離処理工程及び/又は中性になるまでの洗浄が必要ないという事実は、特に驚くべきである。
Cu(I)又はCu(II)化合物は、該反応混合物に含まれるDDP−OOHのフラグメント化のために有利に使用される。
この状況において、11(12)−ペンタデセン−15−オリドを与えるDDP−OOHのフラグメント化において使用されるCu(I)又はCu(II)化合物は、この工程において有利には、DDP−OOHの反応の反応条件下において、使用される高沸点希釈剤に対してある程度まで溶解できるものである。そのような銅化合物は、20℃の希釈剤中で、高沸点希釈剤1kg当たり少なくとも0.5g、好ましくは少なくとも1gの溶解性を有する。該銅化合物は、無水物の形態、又は水和物(結晶水)として使用できる。該結晶水中の水の量は臨界的ではない。
一以上の銅化合物が本発明に従って使用できる。11(12)−ペンタデセン−15−オリドを与えるDDP−OOHの反応において本発明に従って有利な銅化合物の量は、DDP−OOHに基づいて0.05から4モル%、好ましくは0.1から2.5モル%、特に好ましくは0.1から1.5モル%、さらに好ましくは0.3から1.5モル%、最も好ましくは0.5から1.5モル%である。
HX−[A]−YH
式中、X及びYは、相互に独立に、O又はN−Rを意味し、Rは炭素原子を1から10有する有機基又はHであり、かつ
Aは炭素原子を100まで有する有機基である。
Aは好ましくは炭素原子を50まで含み、特に好ましくは10から30の炭素原子を含む。基Rは、好ましくは1から4の炭素原子を含み、Rは好ましくはメチル又はエチルである。500Pa(5mbar)の圧力下で170℃以上の沸点を有する高沸点希釈剤が本発明では好ましい。
有利には、高沸点希釈剤は、α,ω−ジオール類及びα,ω−アミノアルコール類である。
特に有利な態様において、ヘテロ原子として酸素だけを含む高沸点希釈剤が使用される。これらα,ω−ジオール類は、該有機基Aの炭素骨格において、好ましくは少なくとも2つの酸素原子を、より好ましくはエーテル基の形態で含む。
一以上の高沸点希釈剤を本発明に従って使用できる。11(12)−ペンタデセン−15−オリドを与えるDDP−OOHの反応において本発明に従って有利である高沸点希釈剤の量は、DDP−OOHに基づいて、5から100質量%、好ましくは10から70質量%、特に好ましくは15から60質量%、さらに好ましくは20から50質量%である。
DDP−OOHのフラグメント化が行われる有利な圧力範囲は、1Pa(0.01mbar)から200,000Pa(2bar)である。該方法は、101,300Pa(1,013mbar)より低い圧力で好ましく行われ、特に好ましくは5,000Pa(50mbar)から80,000Pa(800mbar)の範囲で行われる。
該フラグメント化は、銅化合物と高沸点希釈剤の混合物に、DDP−OOHの懸濁液を滴下して添加することにより有利に行われる。
11(12)−ペンタデセン−15−オリド(種々の異性体の合計)の理論値の約87%の11(12)−ペンタデセン−15−オリドの分離した収率が、本発明に従った方法によって達成できる。加えて、約1−2%のペンタデカン−15−オリド及び再度本方法で使用することができる5−7%のDDPが典型的に得られる。
(実験の一般的な構成)
実験は、二重壁の攪拌反応器中で行われ、該反応器はクライオスタット又はサーモスタットによる温度制御がなされた。ヒドロペルオキシドの調製が生起した反応器の底の出口は、ホースポンプを経由してフラグメント化反応器の秤量ラインに接続された。
633g(2.85モル)のDDP、1,800gのプロピオン酸、180gの水及び15gのトリフルオロ酢酸が、第一の反応器に一緒にされ、−10℃に冷却される。265gの50%質量濃度の過酸化水素の水性溶液が−10から+10℃で滴下して添加される。1時間の後反応時間が続き、その間にヒドロペルオキシドが結晶化する。その後、53gの10%質量濃度の水酸化ナトリウム溶液を添加する。
形成された懸濁液を3時間のうちにフラグメント化反応器に移し、該フラグメント化反応器には、200gのポリジオール400及び4gの銅(II)アセタート一水和物が最初に90℃で導入されている。ここでプロピオン酸/水の混合液が蒸留される。
この方法で得られた粗生成物は、30cmの充填塔で蒸留後、665gの蒸留物を与え、該蒸留物は89質量%の11(12)−ペンタデセン−15−オリド(種々の異性体の合計;該異性体は、約40%、27%及び22%の量まで存在する)、2質量%のペンタデカン−15−オリド及び5質量%のDDPを含有する。これは、11(12)−ペンタデセン−15−オリド(異性体の合計)の理論値で87%の収率に相当する。
633g(2.85モル)のDDP、1,800gのプロピオン酸、180gの水及び15gのトリフルオロ酢酸が第一の反応器に一緒にされ、−10℃に冷却される。245gの50%質量濃度の過酸化水素の水性溶液を、−10から+10℃で滴下して加える。1時間の後反応時間が続き、その間にDDP−OOHが結晶化する。その後、65gの23%質量濃度のプロピオン酸ナトリウム溶液を添加する。
形成された懸濁液を、3時間のうちにフラグメント化反応器に移し、該フラグメント化反応器には、200gのポリジオール400及び4gの銅(II)アセタート一水和物が最初に90℃で導入されている。ここでプロピオン酸/水の混合液が蒸留される。
この方法で得られた粗生成物は、30cmの充填塔で蒸留後、662gの蒸留物を与え、該蒸留物は81質量%の11(12)−ペンタデセン−15−オリド(種々の異性体の合計)、1質量%のペンタデカン−15−オリド及び7質量%のDDPを含有している。これは、11(12)−ペンタデセン−15−オリド(種々の異性体の合計;該異性体群は、約40%、27%及び22%の量までで存在する)の理論値で80%の収率に相当する。
633g(2.85モル)のDDP、1,800gのプロピオン酸、180gの水及び6.6gの濃硫酸(96%濃度)が第一の反応器に一緒にされ、−10℃に冷却される。245gの50%質量濃度の過酸化水素の水性溶液を、−10から+10℃で滴下して加える。1時間の後反応時間が続き、その間にヒドロペルオキシドが結晶化する。その後、63gの10%質量濃度の水酸化ナトリウム水溶液を添加する。
形成された懸濁液を、3時間のうちにフラグメント化反応器に移し、該フラグメント化反応器には、200gのポリジオール400及び4gの銅(II)アセタート一水和物が最初に90℃で導入されている。ここでプロピオン酸/水の混合液が蒸留される。
この方法で得られた粗生成物は、30cmの充填塔で蒸留後、663gの蒸留物を与え、該蒸留物は88質量%の11(12)−ペンタデセン−15−オリド(種々の異性体の合計)、1質量%のペンタデカン−15−オリド及び3質量%のDDPを含有している。これは、11(12)−ペンタデセン−15−オリド(種々の異性体の合計;該異性体は、約40%、27%及び22%の量まで存在する)の理論値で86%の収率に相当する。
Claims (17)
- 1−ヒドロペルオキシ−16−オキサビシクロ[10.4.0]ヘキサデカン(DDP−OOH)の調製方法であって、13−オキサビシクロ[10.4.0]ヘキサデカ−1(12)−エン(DDP)及び過酸化水素を、強酸の存在下で希釈剤中で反応させ、
前記希釈剤が4.5以上のpKa値を有し、かつ
前記強酸が1.5以下のpKa値を有し、
反応生起後に、該強酸が少なくとも0.9モル当量の塩基で中和されることを特徴とする方法。 - 該希釈剤が、4.5以上かつ25以下の範囲のpKa値を有しかつ好ましくは有機酸であることを特徴とする、請求項1に記載する方法。
- 該希釈剤が2から6の炭素原子を有する直鎖状若しくは分枝状の有機酸又は2から6の炭素原子を有する有機酸の混合物であることを特徴とする、請求項1に記載する方法。
- 該希釈剤が、酢酸、プロピオン酸又は酢酸とプロピオン酸の混合物であることを特徴とする、請求項1に記載する方法。
- 該強酸が1.0以下のpKa値を有することを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載する方法。
- 該強酸が、鉱酸又は直鎖状若しくは分枝状のフッ素化をされたカルボン酸、好ましくは過フッ素化をされたカルボン酸であることを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載する方法。
- 該強酸が以下からなる群より選択されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載する方法:硫酸、トリフルオロ酢酸、ペルフルオロプロピオン酸、ペルフルオロ酪酸、ペルフルオロ吉草酸及びペルフルオロヘキサン酸。
- 10から75質量%、好ましくは30から55質量%の量で過酸化水素を有する過酸化水素の水性溶液を使用することを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載する方法。
- 該塩基が以下からなる群より選択されることを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載する方法:アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、及び炭素原子を1から6有する直鎖状又は分枝状の有機酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩。
- 該塩基が以下から成る群より選択されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか1項に記載する方法:水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アルカリ金属アセタート及びアルカリ金属プロピオナート。
- 請求項1から10のいずれか1項に記載する方法により得られる反応混合物。
- 請求項11に記載する反応混合物を使用することを特徴とする、1−ヒドロペルオキシ−16−オキサビシクロ[10.4.0]ヘキサデカン(DDP−OOH)から11(12)−ペンタデセン−15−オリドを調製する方法。
- 請求項1から10のいずれか1項に記載する方法により得られた反応混合物を、DDP−OOHの分離をせずに使用することを特徴とする、1−ヒドロペルオキシ−16−オキサビシクロ[10.4.0]ヘキサデカン(DDP−OOH)から11(12)−ペンタデセン−15−オリドを調製する方法
- 11(12)−ペンタデセン−15−オリドを与えるDDP−OOHの反応が、銅化合物及び高沸点希釈剤の存在下で行われ、該銅化合物が20℃における高沸点希釈剤中で、該高沸点希釈剤1kg当たり少なくとも0.5gの溶解性を有していることを特徴とする、請求項12又は13に記載する方法。
- 該高沸点希釈剤が、500Pa(5mbar)の圧力下で少なくとも170℃の沸点を有することを特徴とする、請求項14に記載する方法。
- 該高沸点希釈剤が以下の式の一以上の化合物から選択されることを特徴とする、請求項14又は15に記載する方法:
HX−[A]−YH
式中、X及びYは相互に独立に、O又はN−Rを意味し、Rは炭素原子を1から10有する有機基又はHであり、及び
Aは100までの炭素原子を有する有機基である。 - 請求項11に記載する反応混合物の11(12)−ペンタデセン−15−オリドの調製のための使用。
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