JP4887591B2 - Method for producing alkene derivative - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅塩を触媒とすることにより、主に液晶化合物および液晶化合物の合成原料として有用なアルケン誘導体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年携帯電話等の普及に伴い、低消費電力、軽量で良好な表示特性を有するＳＴＮ方式用の表示素子が注目されている。その素子に使用される液晶組成物は、時分割駆動方式に適応できる良好な急峻性を持つものであることが好ましい。その液晶組成物は、その弾性定数比が大きいことから炭素―炭素不飽和結合を分子末端に持つアルケン誘導体を多く含むことによって表示特性が改善できる。特に特開平１０−４５６３９に開示される両分子末端にアルケニルとジフルオロビニルをそれぞれ有する化合物 ref-1は低粘性、高弾性定数比、通常の減粘剤よりも大きな誘電率異方性さらには高い急峻性を持ち、優れた材料である。

さらに、特開昭６１−８３１３６に開示される分子末端にアルケニルを有する化合物 ref-2は最近ではカラーモニター用のＴＦＴ液晶組成物において、相溶性が良好で粘性が低く、組成物の透明点を低下させないなどの利点を持つことから多く用いられるようになってきている。

【０００３】
ref-1,ref-2で示される、これら分子末端にアルケニルを有するアルケン誘導体の製造方法としては、相当する炭素−炭素二重結合を、４級ホスホニウム塩を原料として用いる、いわゆるウィティッヒ反応で構築する方法が一般的である。
ところがウィティッヒ反応は以下に示す解決すべき課題を有している。
（１）出発原料である４級ホスホニウム塩の調整
通常かような４級ホスホニウム塩は対応するハロゲン化物と三置換ホスフィンとを高沸点溶媒中長時間加熱還流することによって調整される。原料であるハロゲン化物によっては調整されたホスホニウム塩が結晶化せず単離精製が困難になることがある。そのため、続く反応系が複雑になってしまうことがある。
（２）ホスフィンオキシドの副生
ウィティッヒ反応はその反応機構上、等モルのホスフィンオキシドを副生する。ホスフィンオキシドを完全に除去するためには工業的に応用が困難なシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いなければならない。
（３）段数の増加
ウィティッヒ反応によってアルケン誘導体を製造する場合、炭素―炭素二重結合の位置によっては増炭反応を繰り返して所望の原料を調整せねばならない。
したがって、精製容易で段数の短いアルケン誘導体の製造方法は未だ一般的でない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記した従来技術が有する課題を解消し、工業的に応用が困難なシリカゲルカラムクロマトグラフィー等を用いずに精製が可能で、転化率の高い、液晶化合物または液晶化合物の合成中間体として有用なアルケン誘導体の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討した結果、銅塩を触媒とすることにより、下記式Iまたは式II'で示される脱離基を有する化合物と下記式IIまたは式I'で示される有機金属化合物から、高選択的かつ高収率で、下記式IIIで示されるアルケン誘導体を簡便に製造する方法を見いだし、本発明を完成した。
また、本発明の製造方法による生成物は通常工業的に用いられる蒸留等の操作によって容易に単離精製が可能である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明は式Iで示される化合物と式IIで示される２種の化合物とを銅塩触媒存在下に反応させることを特徴とする式IIIで示されるアルケン誘導体の製造方法である。

（式中、A¹は式I-1または式I-2であり；式I-1中、R¹は-H、-F、炭素数１〜１５のアルキルであり、このアルキル中の一つまたは連続しない二つ以上の-CH₂-は-O-、-S-または-CH=CH-で置き換えられてもよく、またこのアルキル中の一つ以上の-Hは-Fで置き換えられてもよく；R²は-H、炭素数１〜１５のアルコキシであるが、R¹とともに環状のアセタールを形成してもよく；A⁵はシクロヘキサン環であり、このうちの一つまたは連続しない二つ以上の-CH₂-は-O-または-S-で置き換えられてもよく；式I-2中、R¹は前記と同じ意味であり；A⁶は１つ以上の-Hが-Fで置き換えられてもよいベンゼン環であり、このうち一つ以上の-CH=は-N=で置き換えられてもよく；A²,A³およびA⁴は互いに独立して、一つ以上の-Hが-Fで置き換えられてもよい１，４−フェニレン、一つ以上の-CH=が-N=で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、または一つ若しくは連続しない二つの-CH₂-が-O-若しくは-S-で置き換えられてもよい１，４−シクロヘキシレンであり；Z¹,Z²およびZ³は互いに独立して単結合、-CH₂CH₂-、- CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH=CH-または-C≡C-であり；Xはハロゲン、アリールスルホニルオキシ、または１つ以上の-Hが-Fで置き換えられてもよいアルキルスルホニルオキシであり；nおよびmは互いに独立して０または１であり；pは０〜５の整数である。）

（式中、ＹはLi、MgBrまたはMgClであり；ｑおよびｒは互いに独立して０〜５の整数である。）

（式中、A¹,A²,A³,A⁴,Z¹,Z²およびZ³は前記と同じ意味であり；R³は炭素数（２＋p＋ｑ＋ｒ）のアルケニルである。）
また、本発明は式I'で示される化合物と式II'で示される２種の化合物とを銅塩触媒存在下に反応させることを特徴とする式IIIで示されるアルケン誘導体の製造方法である。

（式中、A¹は式I-1または式I-2であり；式I-1中、R¹は-H、-F、炭素数１〜１５のアルキルであり、このアルキル中の一つまたは連続しない二つ以上の-CH₂-は-O-、-S-または-CH=CH-で置き換えられてもよく、またこのアルキル中の一つ以上の-Hは-Fで置き換えられてもよく；R²は-H、炭素数１〜１５のアルコキシであるが、R¹とともに環状のアセタールを形成してもよく；A⁵はシクロヘキサン環であり、このうちの一つまたは連続しない二つ以上の-CH₂-は-O-または-S-で置き換えられてもよく；式I-2中、R¹は前記と同じ意味であり；A⁶は１つ以上の-Hが-Fで置き換えられてもよいベンゼン環であり、このうち一つ以上の-CH=は-N=で置き換えられてもよく；A²,A³およびA⁴は互いに独立して、１つ以上の-Hが-Fで置き換えられてもよい１，４−フェニレン、一つ以上の-CH=が-N=で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、または一つ若しくは連続しない二つの-CH₂-が-O-若しくは-S-で置き換えられてもよい１，４−シクロヘキシレンであり；Z¹,Z²およびZ³は互いに独立して単結合、-CH₂CH₂-、- CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH=CH-または-C≡C-であり；YはLi、MgBrまたはMgClであり；nおよびmは互いに独立して０または１であり；pは０〜５の整数である。）

（式中、Xはハロゲン、アリールスルホニルオキシ、または一つ以上の-Hが-Fで置き換えられてもよいアルキルスルホニルオキシであり；ｑおよびｒは互いに独立して０〜５の整数である。）

（式中、A¹,A²,A³,A⁴,Z¹,Z²およびZ³は前記と同じ意味であり；R³は炭素数（２＋p＋ｑ＋ｒ）のアルケニルである。）
【０００７】
式I,式I'および式IIIにおけるR¹は、-H、-F、炭素数１〜１５のアルキルであり、このアルキル中の一つまたは連続しない二つ以上の-CH₂-は-O-、-S-または-CH=CH-で置き換えられてもよく、またこのアルキル中の一つ以上の-Hは-Fで置き換えられてもよい。
R¹がアルキルとしては、メチル、エチル、n-プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシルおよびペンタデシル等の直鎖状アルキル、並びに２−メチルブチル、２−オクチルおよび３，３−ジメチルノニル等の分岐アルキルが挙げられる。
一つまたは連続しない二つ以上の-CH₂-が-O-で置き換えられてもよいアルキルの例としては、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ブトキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、デシルオキシおよびドデシルオキシ等の直鎖状アルコキシ、イソプロピルオキシ、２-オクチルオキシおよび4-メチルノニルオキシ等の分岐アルコキシ、メトキシメチル、メトキシエチル、エトキシメチル、エトキシエチル、プロポキシメチル、ヘキシルオキシメチルおよびペンチルオキシプロピル等のアルコキシアルキル、メトキシエトキシメチル、エトキシプロポキシメチル、プロポキシプロポキシエチルおよびブトキシメトキシメチル等のアルコキシアルコキシアルキル、並びにメトキシメトキシ、エトキシメトキシ、プロポキシメトキシ、メトキシブトキシおよびブトキシヘキシルオキシ等のアルコキシアルコキシ等が挙げられる。
【０００８】
一つまたは連続しない二つ以上の-CH₂-が-Ｓ-で置き換えられてもよいアルキルの例としては、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、ブチルチオ、ペンチルチオ、ヘキシルチオ、ヘプチルチオ、ノニルチオ、デシルチオおよびウンデシルチオ等のアルキルチオ、並びにメチルチオメチル、エチルチオメチル、エチルチオプロピルおよびブチルチオメチルのアルキルチオアルキル等が挙げられる。
一つまたは連続しない二つ以上の-CH₂-が-CH=CH-で置き換えられてもよいアルキルの例としては、ビニル、１−プロペニル、１−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、１−ヘキセニル、３−ヘキセニル、１−ヘプテニル、３−へプテニル、５−ヘプテニル、１−ノネニル、３−ノネニル、５−ノネニル、３−ドデセニルおよび７−ドデセニル等の直鎖状モノエニル、１，３−ブタジエニル、１，５−ヘキサジエニル、１，５−ヘプタジエニルおよび１，５−ノナジエニル等の直鎖状ジエニル、並びにイソプロペニル、３−メチル−３−ブテニルおよび３−メチル−１−ブテニル等の分岐アルケニル等が挙げられる。
【０００９】
一つまたは連続しない二つ以上の-CH₂-が-CH=CH-および-O-で置き換えられてもよいアルキルの例としては、２−プロペニルオキシおよび２−ブテニルオキシ等のアルケニルオキシ、並びにビニルオキシメチルおよび３−ブテニルオキシメチル等のアルケニルオキシアルキルが挙げられる。
一つ以上の-Hが-Fで置き換えられてもよいアルキルの例としては、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、１，１，２−トリフルオロエチル、２，２−ジフルオロエチル、ペンタフルオロエチル、１，２，２−トリフルオロプロピル、４，４，６，６−テトラフルオロブチルおよび３，３，４，４，５，５，６，６−オクタフルオロオクチル等のフルオロアルキルが挙げられる。
【００１０】
一つ以上の-Hが-Fで置き換えられ、同時に、一つまたは連続しない二つ以上の-CH₂-が-O-で置き換えられてもよいアルキルの例としては、トリフルオロメトキシ、２，２−ジフルオロエトキシ、ペンタフルオロエトキシ、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルオキシおよびパ−フルオロヘキシルオキシ等のフルオロアルコキシが挙げられる。
一つ以上の-Hが-Fで置き換えられ、同時に、一つまたは連続しない二つ以上の-CH₂-が-CH=CH-で置き換えられてもよいアルキルの例としては、２，２−ジフルオロビニル、３，３−ジフルオロ−２−プロペニルおよび４，４−ジフルオロ−３−ブテニル等のフルオロアルケニルが挙げられる。
【００１１】
R²は-H、炭素数１〜１５のアルコキシであるが、R¹とともに環状のアセタールを形成してもよい。アルコキシの例としては、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ブトキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、デシルオキシおよびドデシルオキシ等の直鎖状アルコキシ、並びにイソプロピルオキシ、２-オクチルオキシおよび4-メチルノニルオキシ等の分岐アルコキシ等が挙げられる。
式I-1におけるR¹とR²が環状のアセタールを形成する例としては、エチレンアセタール、プロピレンアセタール等が挙げられる。
なお、式I、式I'および式IIIで表される化合物が不斉炭素を有する場合には、光学活性またはラセミ体のいずれであってもよい。
【００１２】
式Iおよび式II'におけるXは、ハロゲン、アリールスルホニルオキシ、または１つ以上の-Hが-Fで置き換えられてもよいアルキルスルホニルオキシである。Xがアリールスルホニルオキシの例としては、ベンゼンスルホニルオキシおよびパラトルエンスルホニルオキシ等が挙げられる。１つ以上の-Hが-Fで置き換えられてもよいアルキルスルホニルオキシの例としては、メタンスルホニルオキシ、フルオロメタンスルホニルオキシ、ジフルオロメタンスルホニルオキシ、トリフルオロメタンスルホニルオキシ、エタンスルホニルオキシおよびトリフルオロエタンスルホニルオキシ等が挙げられる。
【００１３】
本発明で用いる銅塩触媒としては一価または二価のものが好ましい。一価の銅塩としては、ヨウ化銅(I)、臭化銅(I)、シアン化銅(I),酢酸銅(I)、チオシアン化銅(I)またはこれらの加溶媒錯体が好ましい。二価の銅触媒としては、塩化銅(II)、フッ化銅(II)、臭化銅(II)、酢酸銅(II)が好ましい。また、これらの二価銅触媒は塩化リチウム、臭化リチウム等のリチウム塩と混合して用いてもよい。この場合のリチウム塩の添加量は銅塩に対して１０〜２００モル％の範囲で選択されるが、反応収率が良い点で銅塩に対し等モル（１００モル％）程度が好ましい。本発明で用いる銅触媒の添加量は本発明の効果を妨げなければ特に制限はされないが、式Iまたは式I'で示される化合物に対し０．５〜２００モル％の範囲であることが好ましい。より好ましくは１〜１００モル％の範囲、さらに好ましくは５〜５０モル％の範囲、特に好ましくは１０〜３０モル％の範囲である。
【００１４】
本発明の製造方法で用いられる反応溶媒は、反応自体を阻害しないものであればよい。ペンタン、ヘキサン、ヘプタンおよびオクタン等の炭化水素、トルエンおよびベンゼン等の芳香族炭化水素、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、および三級ブチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒、並びにジメチルホルムアミドおよびＮ−メチルピロリジノン等のアミド類等の一般的な溶媒から選択して、単独でまたは複数の溶媒を混合して用いることができる。特に式I'および式IIの有機金属試薬を調整する際に用いられた溶媒をそのまま用いることが操作が簡便な点で好ましい。
【００１５】
本発明の反応は、適切な反応温度条件にて行われることが望ましい。すなわち、−７８℃から使用される溶媒の沸点の間で行われるのが操作が簡便な点で好ましい。反応速度と副生成物の生成量とのバランスを考慮すると、−２０℃から室温の間で反応が行われるのがより好ましい。
本発明の反応は大気中でも行えるが、窒素およびアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。
【００１６】
本発明の製造方法では、通常の化学操作で用いられる方法により、反応終了後の反応系から生成物を単離することができる。たとえば、反応液に水を加えて未反応の式I'または式IIで示される有機金属試薬を失活させた後、有機溶媒で反応系から抽出することができる。反応生成物は必要に応じて再結晶、蒸留、シリカゲルクロマトグラフィー等の精製操作を単独またはこれらを組み合わせて行うことによって、より純度の高い状態にすることもできる。あるいは反応生成物を精製することなく官能基を変換し、より精製が容易な化合物に変換した後上述した精製操作を単独またはこれらを組み合わせて行うことにより望ましい化合物を得ることもできる。
【００１７】
本発明の原料である式Iおよび式II'の化合物は、対応するアルコール誘導体から第四版・実験化学講座（社団法人日本化学会編・丸善出版社）等に記載された、一般的に知られた簡便な方法で合成できる。すなわち、Ｘがハロゲンである化合物は、式I(X=OH)または式II'(X=OH)で示されるアルコール誘導体を、ハロゲン化水素酸と加熱して合成するか、あるいは一般的なハロゲン化剤と反応させて合成する。一般的なハロゲン化剤としては、ホスフィン−ハロゲン錯体、N-ハロゲン化スクシンイミド、ハロゲン化チオニル等が用いられる。Ｘがスルホニルオキシである化合物は、式I(X=OH)または式II'(X=OH)で示されるアルコールをトリエチルアミン、ジエチルアミン、ピリジンおよびジメチルアミノピリジン等のアミン系塩基存在下に置換スルホニルクロリドまたはスルホン酸無水物と反応させることによって高収率で合成される。
【００１８】
本発明の原料である式I'および式IIの有機金属化合物は、対応する式I'(Y=ハロゲン)および式II (Y=ハロゲン)のハロゲン化物を一般的な手法に基づいて金属マグネシウム、金属リチウム等と反応させることによって調製される。あるいはこれらのハロゲン化物をアルキルリチウム等の溶液で処理することによって調製される。式I'および式IIの試薬は調製後単離することなく、調製された溶液のまま次の反応に用いることが操作が簡便な点で好ましい。そのため、式I'および式IIの試薬の調製は、アルケン誘導体の合成反応を阻害しない溶媒を用いて行うことが好ましい。すなわち、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンおよびオクタン等の炭化水素、トルエンおよびベンゼン等の芳香族炭化水素、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンおよび三級ブチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒、並びにジメチルホルムアミドおよびＮ−メチルピロリジノン等のアミド類等の一般的な溶媒から選択して、単独でまたは複数の溶媒を混合して用いて、式I'および式IIの試薬を調製することが好ましい。
【００１９】
【実施例】
実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例１
４−（４−（３−ペンテニル）シクロヘキシル）シクロヘキサノンエチレンアセタール(式IIIにおいて、A¹＝式I-1、A⁴=１，４−シクロヘキシレン、R¹,R²=-O CH₂ CH₂O-、Z¹＝単結合、R³＝３−ペンテニル、n=m=0である化合物)の製造
２−（４−（４，４−エチレンジオキシシクロヘキシル）シクロヘキシル）エチル パラトルエンスルホネート（１７３ｍｇ；４０９μｍｏｌ）およびヨウ化銅（ＣｕＩ、２０．０ｍｇ；１０５μｍｏｌ）をフラスコに入れ、窒素置換した後、ＴＨＦ（１ｍｌ）を加えて懸濁させた。懸濁液を氷冷下に撹拌しながら、１−プロペニルマグネシウムブロミド（０．５Ｍ、３．００ｍｌ；１．５０ｍｍｏｌ）を滴下し、３時間撹拌した後、反応温度を２５℃まで上昇させてさらに２時間撹拌した。撹拌終了時点で転化率は１００％であった。反応後、混合液を氷水に投じ、トルエン（２ｍｌ×３）で抽出した。有機層を水洗した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮して黄色油状の反応混合物（１６８ｍｇ）を得た。各種分析の結果、この混合物中の表題化合物の含有率は９０％であった。
ＧＣ−ＭＳ（ＥＩ）：292(M⁺)
¹H-NMR（δ,ppm,CDCl3）5.34-5.45(2H,m),3.93(4H.s),0.8-2.1(26H,m)
実施例２
４−（４−（３−ペンテニル）シクロヘキシル）シクロヘキサノンエチレンアセタールの製造
２−（４−（４，４−エチレンジオキシシクロヘキシル）シクロヘキシル）エチルヨージド（３０ｇ；７９ｍｍｏｌ）およびヨウ化銅（ＣｕＩ、３．０ｇ；１６ｍｍｏｌ）をフラスコに入れ、窒素置換した後、ＴＨＦ（５ｍｌ）を加えて懸濁させた。懸濁液を氷冷下に撹拌しながら、１−プロペニルマグネシウムブロミド（０．５Ｍ、４００ｍｌ；２００ｍｍｏｌ）を滴下し、３時間撹拌した後、反応温度を２５℃まで上昇させてさらに２時間撹拌した。撹拌終了時点で転化率は１００％であった。反応後、混合液を氷水に投じ、トルエン（３０ｍｌ×３）で抽出した。有機層を水洗した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮して黄色油状の反応混合物（３８ｇ）を得た。
この反応混合物（３８ｇ）をトルエン（２００ｍｌ）に溶解し、蟻酸（９８％、１０ｍｌ）を加えて１時間加熱還流した。反応終了後、反応液を水洗した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮して黄色油状の反応混合物（３３．２ｇ）を得た。このものを減圧下に蒸留して（137-140℃/133pa）４−（４−（３−ペンテニル）シクロヘキシル）シクロヘキサノン（純度９８％、２０ｇ；７９ｍｍｏｌ、収率１００％）を得た。
【００２０】
実施例３
５−（４−（４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２−ペンテン（式IIIにおいて、A¹=式I-1、R¹＝ペンチル、R²=H,Z¹=単結合、A⁴＝1,4-シクロヘキシレン、R³=３−ペンテニル、n=m=0である化合物）の製造
２−（４−（４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル）エチル パラトルエンスルホネート（２１７ｍｇ；５００μｍｏｌ）およびヨウ化銅（ＣｕＩ、２８．５ｍｇ；１５０μｍｏｌ）をフラスコに入れ、窒素置換した後、ＴＨＦ（１ｍｌ）を加えて懸濁させた。懸濁液を氷冷下に撹拌しながら、１−プロペニルマグネシウムブロミド（０．５Ｍ、３．００ｍｌ；１．５０ｍｍｏｌ）を滴下し、３時間撹拌した後、反応温度を２５℃まで上昇させてさらに２時間撹拌した。撹拌終了時点で転化率は１００％であった。反応後、混合液を氷水に投じ、トルエン（２ｍｌ×３）で抽出した。有機層を水洗した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮して黄色油状の反応混合物（２０３ｍｇ）を得た。各種分析の結果、この混合物中の表題化合物の含有率は７１％であった。
GC-MS(EI):305(M⁺)
¹H-NMR（δ,ppm,CDCl3）5.36-5.43 (2H,m),1.93-2.05(2H,m),0.8-1.8(28H,m)
実施例４
５−（４−（４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２−ペンテンの製造
２−（４−（４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル）エチルヨージド（３．００ｇ；７．６８ｍｍｏｌ）およびヨウ化銅（ＣｕＩ、２９６ｍｇ；１．５６ｍｍｏｌ）をフラスコに入れ、窒素置換した後、ＴＨＦ（２ｍｌ）を加えて懸濁させた。懸濁液を氷冷下に撹拌しながら、１−プロペニルマグネシウムブロミド（０．５Ｍ、４７．０ｍｌ；２３．５ｍｍｏｌ）を滴下し、３時間撹拌した後、反応温度を２５℃まで上昇させてさらに２時間撹拌した。撹拌終了時点で転化率は１００％であった。反応後、混合液を氷水に投じ、トルエン（２ｍｌ×３）で抽出した。有機層を希塩酸および水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮して黄色油状の反応混合物（２．２０ｇ）を得た。各種分析の結果、この混合物中の表題化合物の含有率は９５％であった。
【００２１】
実施例５
５−（４−（４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２−ペンテンの製造
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシルメチル パラトルエンスルホネート（４３０ｍｇ；１．０２ｍｍｏｌ）およびヨウ化銅（ＣｕＩ、２０．０ｍｇ；０．１０５ｍｍｏｌ）をフラスコに入れ、窒素置換した後、ＴＨＦ（１ｍｌ）を加えて懸濁させた。懸濁液を氷冷下に撹拌しながら、クロチルマグネシウムブロミド（０．５Ｍ、５．００ｍｌ；２．５０ｍｍｏｌ）を滴下し、３時間撹拌した後、反応温度を２５℃まで上昇させてさらに２時間撹拌した。撹拌終了時点で転化率は１００％であった。反応後、混合液を氷水に投じ、トルエン（２ｍｌ×３）で抽出した。有機層を水洗した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮して黄色油状の反応混合物（４００ｍｇ）を得た。各種分析の結果、この混合物中の表題化合物の含有率は７３％であった。
実施例６
５−（４−（４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２−ペンテンの製造
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシルメチルヨージド（３８０ｍｇ；１．０１ｍｍｏｌ）およびヨウ化銅（ＣｕＩ、４０．０ｍｇ；０．２１０ｍｍｏｌ）および、クロチルマグネシウムブロミド（０．５Ｍ、８．００ｍｌ；４．００ｍｍｏｌ）から実施例１と同様の方法によって転化率が１００％、表題化合物の含有率が８２％の混合物を得た。
【００２２】
実施例７
５−（４−（４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２−ペンテンの製造
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシルメチルヨージド（１０５ｍｇ；２７９μｍｏｌ）、塩化リチウム(ＬｉＣｌ、４．００ｍｇ；９４４μｍｏｌ)、塩化銅（ＣｕＣｌ₂、６．４０ｍｇ；４７６μｍｏｌ）および、クロチルマグネシウムブロミド（０．５Ｍ、１．５０ｍｌ；７５０μｍｏｌ）から実施例１と同様の方法によって転化率が１００％、表題化合物の含有率が７７％の混合物を得た。
実施例8
５−（４−（４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２−ペンテンの製造
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシルメチル トリフルオロメタンスルホネート（３９８ｍｇ；０．９９９ｍｍｏｌ）、ヨウ化銅（ＣｕＩ、３８．０ｍｇ；０．２００ｍｍｏｌ）および、クロチルマグネシウムブロミド（０．５Ｍ、６．００ｍｌ；３．００ｍｍｏｌ）から実施例１と同様の方法によって転化率が１００％、表題化合物の含有率が５９％の混合物を得た。このものを減圧下に蒸留して、５−（４−（４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２−ペンテン（純度９８％、２９２ｍｇ；０．９３９ｍｍｏｌ、収率９４％）を得た。
【００２３】
参考例
トランス−４−（トランス−４−（３−ペンテニル）シクロヘキシル）シクロヘキシル−２，２−ジフルオロエチレンの合成（実施例２で得られた化合物を中間原料に用いた、液晶化合物の合成例）
工程１
メトキシメチルトリフェニルホスホニウムクロリド（１７．３ｇ；５０．５ｍｍｏｌ）を減圧下に乾燥し、ＴＨＦ（６０ｍｌ）に懸濁させ、−３０℃に冷却しながらカリウムブトキシド（５．６６ｇ；５０．５ｍｍｏｌ）を徐々に加え、さらに１時間撹拌した。反応液に実施例２で得られた４−（４−（３−ペンテニル）シクロヘキシル）シクロヘキサノン（１２．８ｇ；５０．５ｍｍｏｌ）のＴＨＦ（３０ｍｌ）溶液を−３０℃で滴下した。滴下終了後、反応温度を徐々に室温まで上げ、ヘプタンを加え、未溶物を濾過により除去した。
濾液を減圧下に濃縮した後、ショートシリカゲルカラムクロマトグラフィーで単離精製して無色油状物（１３．２ｇ）を得た。このものはさらなる精製操作をせずに次段に使用した。
【００２４】
工程２
工程１で得られた油状物をアセトン（３００ｍｌ）に溶解し、１Ｎ塩酸（２０ｍｌ）を加えて室温下に２４時間撹拌した。撹拌終了後、反応液を飽和重曹水で徐々に中和し、ヘプタン（３０ｍｌ×３）で抽出した。有機層を水洗した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮して淡黄色油状物（１０ｇ）を得た。得られた油状物をエタノールに溶解して、氷冷下に撹拌しながら２０％水酸化ナトリウム水溶液（１０ｍｌ）を加え１０時間撹拌した。撹拌終了後、反応液に２Ｎ塩酸を徐々に加えて中和し、トルエン（３０ｍｌ×３）で抽出した。有機層を水洗した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮して無色油状物（８ｇ）を得た。このものはガスクロマトグラフィー分析の結果シス：トランス＝１：７の４−（４−（３−ペンテニル）シクロヘキシル）シクロヘキシルカルボアルデヒドであることがわかった。
【００２５】
工程３
工程２の方法で得られた４−（４−（３−ペンテニル）シクロヘキシル）シクロヘキシルカルボアルデヒド（１０．０ｇ；３８．１ｍｍｏｌ）およびトリフェニルホスフィン（１２．０ｇ；４５．８ｍｍｏｌ）をＤＭＦ（２００ｍｌ）に溶解し、１１０℃に加熱しながらクロロジフルオロ酢酸ナトリウム（１１．０ｇ；７２．２ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（５０ｍｌ）溶液を滴下した。滴下終了後、反応液を１３０℃でさらに３時間撹拌した後、室温まで放冷し、反応液に水（１００ｍｌ）を加えて、ヘプタン（５０ｍｌ×３）で抽出した。有機層を水洗した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮して無色油状物（１０ｇ）を得た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで単離精製して無色油状物（５ｇ）を得た。このもの（４．６ｇ）をエタノール（４０ｍｌ）に溶解し、ベンゼンスルフィン酸ナトリウム（２水和物）（５．８ｇ）、６Ｎ塩酸（４ｍｌ）を加えて３時間加熱還流した。反応終了後、混合液を室温まで放冷し、水（３０ｍｌ）を加え、ヘプタン（２０ｍｌ×３）で抽出した。有機層を水洗した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮して無色油状物（８．４ｇ）を得た。これを、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて単離精製し、表題化合物を無色結晶（３．５０ｇ；１１．８ｍｍｏｌ）として得た。
以下に液晶温度特性を示す。
結晶−スメクチックＢ相転移温度 ０．６３℃
スメクチックＢ相−ネマチック相転移温度 ２０．１℃
ネマチック相―等方相転移温度 ６９．３℃
【００２６】
【発明の効果】
本発明の製造方法を用いることにより、液晶化合物または液晶化合物の合成原料として有用なアルケン誘導体を簡便に、高選択的かつ高収率で製造することができる。本方法は通常用いられている方法に比較して副生成物が少ない点においても優れている。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal compound and a method for producing an alkene derivative useful mainly as a raw material for synthesizing a liquid crystal compound by using a copper salt as a catalyst.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the widespread use of mobile phones and the like, attention has been focused on display elements for STN systems that have low power consumption, light weight, and good display characteristics. The liquid crystal composition used in the element preferably has a good steepness that can be applied to the time-division driving method. Since the liquid crystal composition has a large elastic constant ratio, the display characteristics can be improved by containing a large amount of an alkene derivative having a carbon-carbon unsaturated bond at the molecular end. In particular, the compound ref-1 having both alkenyl and difluorovinyl at both molecular ends disclosed in JP-A-10-45639 has a low viscosity, a high elastic constant ratio, and a dielectric anisotropy greater than that of a normal thickener It is a steep and excellent material.

Further, the compound ref-2 having an alkenyl at the molecular terminal disclosed in JP-A-61-83136 has recently been used as a TFT liquid crystal composition for color monitors with good compatibility and low viscosity. It has come to be used frequently because it has the advantage of not lowering.

[0003]
As a method for producing these alkene derivatives having alkenyl at the molecular ends shown by ref-1 and ref-2, a corresponding carbon-carbon double bond is constructed by a so-called Wittig reaction using a quaternary phosphonium salt as a raw material. The method to do is common.
However, the Wittig reaction has the following problems to be solved.
(1) Preparation of quaternary phosphonium salt as starting material
Such quaternary phosphonium salts are usually prepared by heating and refluxing the corresponding halide and trisubstituted phosphine in a high boiling point solvent for a long time. Depending on the starting halide, the prepared phosphonium salt may not crystallize, making isolation and purification difficult. Therefore, the subsequent reaction system may become complicated.
(2) By-product of phosphine oxide
The Wittig reaction by-produces equimolar phosphine oxide due to its reaction mechanism. In order to completely remove phosphine oxide, it is necessary to use silica gel column chromatography, which is difficult to apply industrially.
(3) Increase in the number of stages
When producing an alkene derivative by the Wittig reaction, depending on the position of the carbon-carbon double bond, it is necessary to repeat the carbon increase reaction to adjust the desired raw material.
Therefore, a method for producing an alkene derivative that is easily purified and has a short number of stages is not yet common.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to synthesize a liquid crystal compound or a liquid crystal compound having a high conversion rate, which eliminates the problems of the prior art described above and can be purified without using silica gel column chromatography or the like, which is difficult to apply industrially. The object is to provide a method for producing an alkene derivative useful as an intermediate.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor showed that a compound having a leaving group represented by the following formula I or formula II ′ and a compound represented by the following formula II or formula I ′ by using a copper salt as a catalyst. The present invention was completed by finding a method for easily producing an alkene derivative represented by the following formula III from an organometallic compound with high selectivity and high yield.
Further, the product obtained by the production method of the present invention can be easily isolated and purified by an operation such as distillation which is usually used industrially.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
That is, the present invention is a process for producing an alkene derivative represented by formula III, which comprises reacting a compound represented by formula I and two compounds represented by formula II in the presence of a copper salt catalyst.

(Where A ¹ Is Formula I-1 or Formula I-2; in Formula I-1, R ¹ Is —H, —F, alkyl having 1 to 15 carbon atoms, and one or two or more consecutive —CH in the alkyl. ₂ -May be replaced by -O-, -S- or -CH = CH-, and one or more -H in the alkyl may be replaced by -F; R ² Is —H, C 1-15 alkoxy, R ¹ May form a cyclic acetal with A; ^Five Is a cyclohexane ring, one of which or two or more non-continuous —CH ₂ -May be replaced by -O- or -S-; in formula I-2, R ¹ Is as defined above; A ⁶ Is a benzene ring in which one or more -H may be replaced by -F, of which one or more -CH = may be replaced by -N =; A ² , A ^Three And A ^Four Independently of one another, 1,4-phenylene in which one or more —H may be replaced with —F, 1,4-phenylene in which one or more —CH═ may be replaced with —N═, Or one or two non-consecutive CH ₂ -Is 1,4-cyclohexylene which may be replaced by -O- or -S-; Z ¹ , Z ² And Z ^Three Are independently a single bond, -CH ₂ CH ₂ -,-CH ₂ O-, -OCH ₂ -, -COO-, -OCO-, -CF ₂ O-, -OCF ₂ -, -CH = CH- or -C≡C-; X is halogen, arylsulfonyloxy, or alkylsulfonyloxy in which one or more -H may be replaced by -F; n and m are Independently of one another, 0 or 1; p is an integer from 0 to 5; )

(Wherein Y is Li, MgBr or MgCl; q and r are each independently an integer of 0 to 5)

(Where A ¹ , A ² , A ^Three , A ^Four , Z ¹ , Z ² And Z ^Three Is as defined above; R ^Three Is alkenyl having (2 + p + q + r) carbon atoms. )
The present invention also provides a method for producing an alkene derivative represented by formula III, comprising reacting a compound represented by formula I ′ and two compounds represented by formula II ′ in the presence of a copper salt catalyst. .

(Where A ¹ Is Formula I-1 or Formula I-2; in Formula I-1, R ¹ Is —H, —F, alkyl having 1 to 15 carbon atoms, and one or two or more consecutive —CH in the alkyl. ₂ -May be replaced by -O-, -S- or -CH = CH-, and one or more -H in the alkyl may be replaced by -F; R ² Is —H, C 1-15 alkoxy, R ¹ May form a cyclic acetal with A; ^Five Is a cyclohexane ring, one of which or two or more non-continuous —CH ₂ -May be replaced by -O- or -S-; in formula I-2, R ¹ Is as defined above; A ⁶ Is a benzene ring in which one or more -H may be replaced by -F, of which one or more -CH = may be replaced by -N =; A ² , A ^Three And A ^Four Independently of one another, 1,4-phenylene in which one or more —H may be replaced with —F, 1,4-phenylene in which one or more —CH═ may be replaced with —N═, Or one or two non-consecutive CH ₂ -Is 1,4-cyclohexylene which may be replaced by -O- or -S-; Z ¹ , Z ² And Z ^Three Are independently a single bond, -CH ₂ CH ₂ -,-CH ₂ O-, -OCH ₂ -, -COO-, -OCO-, -CF ₂ O-, -OCF ₂ -, -CH = CH- or -C≡C-; Y is Li, MgBr or MgCl; n and m are each independently 0 or 1, and p is an integer of 0-5. )

Wherein X is halogen, arylsulfonyloxy, or alkylsulfonyloxy in which one or more —H may be replaced by —F; q and r are each independently an integer of 0-5. )

(Where A ¹ , A ² , A ^Three , A ^Four , Z ¹ , Z ² And Z ^Three Is as defined above; R ^Three Is alkenyl having (2 + p + q + r) carbon atoms. )
[0007]
R in Formula I, Formula I ′ and Formula III ¹ Is —H, —F, alkyl having 1 to 15 carbon atoms, and one or two or more non-continuous —CH in the alkyl. ₂ -May be replaced with -O-, -S- or -CH = CH-, and one or more -H in the alkyl may be replaced with -F.
R ¹ Are alkyl, methyl, ethyl, n-propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl and pentadecyl and the like, and 2-methylbutyl, 2-octyl and Examples include branched alkyl such as 3,3-dimethylnonyl.
One or two or more non-continuous -CH ₂ Examples of alkyl in which-may be replaced by -O- include linear alkoxy such as methoxy, ethoxy, propyloxy, butoxy, hexyloxy, heptyloxy, decyloxy and dodecyloxy, isopropyloxy, 2-octyloxy And branched alkoxy such as 4-methylnonyloxy, alkoxyalkyl such as methoxymethyl, methoxyethyl, ethoxymethyl, ethoxyethyl, propoxymethyl, hexyloxymethyl and pentyloxypropyl, methoxyethoxymethyl, ethoxypropoxymethyl, propoxypropoxyethyl and Alkoxyalkoxyalkyl such as butoxymethoxymethyl, and methoxymethoxy, ethoxymethoxy, propoxymethoxy, methoxybutoxy and butoxyhexyloxy Lucoxyalkoxy and the like can be mentioned.
[0008]
One or two or more non-continuous -CH ₂ Examples of alkyl in which-may be replaced by -S- include alkylthio such as methylthio, ethylthio, propylthio, butylthio, pentylthio, hexylthio, heptylthio, nonylthio, decylthio and undecylthio, and methylthiomethyl, ethylthiomethyl, ethylthio And alkylthioalkyl of propyl and butylthiomethyl.
One or two or more non-continuous -CH ₂ Examples of alkyl in which-may be replaced by -CH = CH- include vinyl, 1-propenyl, 1-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 1-hexenyl, 3 Linear monoenyl such as -hexenyl, 1-heptenyl, 3-heptenyl, 5-heptenyl, 1-nonenyl, 3-nonenyl, 5-nonenyl, 3-dodecenyl and 7-dodecenyl, 1,3-butadienyl, 1, Examples thereof include linear dienyl such as 5-hexadienyl, 1,5-heptadienyl and 1,5-nonadienyl, and branched alkenyl such as isopropenyl, 3-methyl-3-butenyl and 3-methyl-1-butenyl.
[0009]
One or two or more non-continuous -CH ₂ Examples of alkyl in which-may be replaced by -CH = CH- and -O- include alkenyloxy such as 2-propenyloxy and 2-butenyloxy and alkenyl such as vinyloxymethyl and 3-butenyloxymethyl And oxyalkyl.
Examples of alkyl where one or more -H may be replaced by -F include fluoromethyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, 1,1,2-trifluoroethyl, 2,2-difluoroethyl, pentafluoro And fluoroalkyl such as ethyl, 1,2,2-trifluoropropyl, 4,4,6,6-tetrafluorobutyl and 3,3,4,4,5,5,6,6-octafluorooctyl. .
[0010]
One or more -H is replaced by -F and at the same time one or two or more non-continuous -CH ₂ Examples of alkyl in which-may be replaced by -O- include trifluoromethoxy, 2,2-difluoroethoxy, pentafluoroethoxy, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyloxy and perfluoro Examples include fluoroalkoxy such as hexyloxy.
One or more -H is replaced by -F and at the same time one or two or more non-continuous -CH ₂ Examples of alkyl where-may be replaced by -CH = CH- include fluoroalkenyl such as 2,2-difluorovinyl, 3,3-difluoro-2-propenyl and 4,4-difluoro-3-butenyl. Can be mentioned.
[0011]
R ² Is —H, C 1-15 alkoxy, R ¹ In addition, a cyclic acetal may be formed. Examples of alkoxy include linear alkoxy such as methoxy, ethoxy, propyloxy, butoxy, hexyloxy, heptyloxy, decyloxy and dodecyloxy, and branched alkoxy such as isopropyloxy, 2-octyloxy and 4-methylnonyloxy. Etc.
R in formula I-1 ¹ And R ² Examples of forming a cyclic acetal include ethylene acetal and propylene acetal.
In addition, when the compound represented by Formula I, Formula I ′ and Formula III has an asymmetric carbon, it may be optically active or racemic.
[0012]
X in formula I and formula II ′ is halogen, arylsulfonyloxy, or alkylsulfonyloxy in which one or more —H may be replaced by —F. Examples of X being arylsulfonyloxy include benzenesulfonyloxy and paratoluenesulfonyloxy. Examples of alkylsulfonyloxy in which one or more —H may be replaced by —F include methanesulfonyloxy, fluoromethanesulfonyloxy, difluoromethanesulfonyloxy, trifluoromethanesulfonyloxy, ethanesulfonyloxy and trifluoroethanesulfonyl Examples include oxy.
[0013]
The copper salt catalyst used in the present invention is preferably monovalent or divalent. The monovalent copper salt is preferably copper (I) iodide, copper (I) bromide, copper (I) cyanide, copper (I) acetate, copper (I) thiocyanide or a solvate complex thereof. As the divalent copper catalyst, copper (II) chloride, copper (II) fluoride, copper (II) bromide, and copper (II) acetate are preferable. Further, these divalent copper catalysts may be used by mixing with lithium salts such as lithium chloride and lithium bromide. The addition amount of the lithium salt in this case is selected in the range of 10 to 200 mol% with respect to the copper salt, but is preferably about equimolar (100 mol%) with respect to the copper salt in terms of good reaction yield. The addition amount of the copper catalyst used in the present invention is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not hindered, but is preferably in the range of 0.5 to 200 mol% with respect to the compound represented by Formula I or Formula I ′. . More preferably, it is the range of 1-100 mol%, More preferably, it is the range of 5-50 mol%, Most preferably, it is the range of 10-30 mol%.
[0014]
The reaction solvent used in the production method of the present invention may be any one that does not inhibit the reaction itself. Hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane and octane, aromatic hydrocarbons such as toluene and benzene, ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane and tertiary butyl methyl ether, and dimethylformamide and N-methylpyrrolidinone These can be selected from general solvents such as amides, and can be used alone or as a mixture of a plurality of solvents. In particular, it is preferable to use the solvent used in preparing the organometallic reagents of the formulas I ′ and II as they are because the operation is simple.
[0015]
It is desirable that the reaction of the present invention is carried out under appropriate reaction temperature conditions. That is, it is preferable that the operation is performed between −78 ° C. and the boiling point of the solvent used in view of simple operation. In consideration of the balance between the reaction rate and the amount of by-products generated, it is more preferable that the reaction is carried out between −20 ° C. and room temperature.
Although the reaction of the present invention can be carried out in the air, it is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen and argon.
[0016]
In the production method of the present invention, the product can be isolated from the reaction system after completion of the reaction by a method used in ordinary chemical operation. For example, water can be added to the reaction solution to deactivate the unreacted organometallic reagent represented by Formula I ′ or Formula II, and then extracted from the reaction system with an organic solvent. The reaction product can be brought into a higher purity state by performing purification operations such as recrystallization, distillation, silica gel chromatography or the like alone or in combination as necessary. Alternatively, the desired compound can be obtained by converting the functional group without purifying the reaction product, converting the functional group to a compound that is easier to purify, and then performing the above-described purification operation alone or in combination.
[0017]
The compounds of formula I and formula II ′, which are the raw materials of the present invention, are generally known from the corresponding alcohol derivatives described in the fourth edition, experimental chemistry course (edited by the Chemical Society of Japan, Maruzen Publishing Co., Ltd.), etc. It can be synthesized by a simple method. That is, a compound in which X is halogen is synthesized by heating an alcohol derivative represented by formula I (X = OH) or formula II ′ (X = OH) with hydrohalic acid, or by using a general halogen It is synthesized by reacting with an agent. As a general halogenating agent, a phosphine-halogen complex, N-halogenated succinimide, thionyl halide and the like are used. A compound in which X is sulfonyloxy is obtained by replacing an alcohol represented by formula I (X = OH) or formula II ′ (X = OH) in the presence of an amine base such as triethylamine, diethylamine, pyridine and dimethylaminopyridine. Alternatively, it is synthesized in a high yield by reacting with a sulfonic anhydride.
[0018]
The organometallic compounds of the formula I ′ and formula II that are the raw materials of the present invention are obtained from the corresponding magnesium of the formula I ′ (Y = halogen) and formula II (Y = halogen) based on a general technique, It is prepared by reacting with metallic lithium or the like. Alternatively, it is prepared by treating these halides with a solution such as alkyl lithium. The reagents of formula I ′ and formula II are preferably used in the next reaction as they are without being isolated after the preparation because they are easy to operate. Therefore, it is preferable to prepare the reagents of formula I ′ and formula II using a solvent that does not inhibit the synthesis reaction of the alkene derivative. That is, hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane and octane, aromatic hydrocarbons such as toluene and benzene, ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane and tertiary butyl methyl ether, and dimethylformamide and N-methylpyrrolidinone It is preferable to prepare the reagents of formula I ′ and formula II by selecting from general solvents such as amides and the like alone or using a mixture of a plurality of solvents.
[0019]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
4- (4- (3-pentenyl) cyclohexyl) cyclohexanone ethylene acetal (in Formula III, A ¹ = Formulas I-1, A ^Four = 1,4-cyclohexylene, R ¹ , R ² = -O CH ₂ CH ₂ O-, Z ¹ = Single bond, R ^Three = 3-pentenyl, compound where n = m = 0)
2- (4- (4,4-ethylenedioxycyclohexyl) cyclohexyl) ethyl paratoluenesulfonate (173 mg; 409 μmol) and copper iodide (CuI, 20.0 mg; 105 μmol) were placed in a flask and purged with nitrogen. (1 ml) was added and suspended. While stirring the suspension under ice cooling, 1-propenylmagnesium bromide (0.5 M, 3.00 ml; 1.50 mmol) was added dropwise and stirred for 3 hours, and then the reaction temperature was raised to 25 ° C. Stir for 2 hours. At the end of stirring, the conversion rate was 100%. After the reaction, the mixture was poured into ice water and extracted with toluene (2 ml × 3). The organic layer was washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to obtain a yellow oily reaction mixture (168 mg). As a result of various analyses, the content of the title compound in this mixture was 90%.
GC-MS (EI): 292 (M ⁺ )
¹ H-NMR (δ, ppm, CDCl3) 5.34-5.45 (2H, m), 3.93 (4H.s), 0.8-2.1 (26H, m)
Example 2
Preparation of 4- (4- (3-pentenyl) cyclohexyl) cyclohexanone ethylene acetal
2- (4- (4,4-ethylenedioxycyclohexyl) cyclohexyl) ethyl iodide (30 g; 79 mmol) and copper iodide (CuI, 3.0 g; 16 mmol) were placed in a flask, purged with nitrogen, and then THF (5 ml) And suspended. While stirring the suspension under ice cooling, 1-propenylmagnesium bromide (0.5 M, 400 ml; 200 mmol) was added dropwise and stirred for 3 hours, and then the reaction temperature was raised to 25 ° C. and stirred for another 2 hours. . At the end of stirring, the conversion rate was 100%. After the reaction, the mixture was poured into ice water and extracted with toluene (30 ml × 3). The organic layer was washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to obtain a yellow oily reaction mixture (38 g).
This reaction mixture (38 g) was dissolved in toluene (200 ml), formic acid (98%, 10 ml) was added, and the mixture was heated to reflux for 1 hour. After completion of the reaction, the reaction solution was washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to obtain a yellow oily reaction mixture (33.2 g). This was distilled under reduced pressure to obtain (137-140 ° C./133 pa) 4- (4- (3-pentenyl) cyclohexyl) cyclohexanone (purity 98%, 20 g; 79 mmol, yield 100%).
[0020]
Example 3
5- (4- (4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -2-pentene (in Formula III, A ¹ = Formula I-1, R ¹ = Pentyl, R ² = H, Z ¹ = Single bond, A ^Four = 1,4-cyclohexylene, R ^Three = 3-pentenyl, a compound in which n = m = 0)
2- (4- (4-Pentylcyclohexyl) cyclohexyl) ethyl paratoluenesulfonate (217 mg; 500 μmol) and copper iodide (CuI, 28.5 mg; 150 μmol) were placed in the flask, purged with nitrogen, and then THF (1 ml) was added. In addition, it was suspended. While stirring the suspension under ice cooling, 1-propenylmagnesium bromide (0.5 M, 3.00 ml; 1.50 mmol) was added dropwise and stirred for 3 hours, and then the reaction temperature was raised to 25 ° C. Stir for 2 hours. At the end of stirring, the conversion rate was 100%. After the reaction, the mixture was poured into ice water and extracted with toluene (2 ml × 3). The organic layer was washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to obtain a yellow oily reaction mixture (203 mg). As a result of various analyses, the content of the title compound in this mixture was 71%.
GC-MS (EI): 305 (M ⁺ )
¹ H-NMR (δ, ppm, CDCl3) 5.36-5.43 (2H, m), 1.93-2.05 (2H, m), 0.8-1.8 (28H, m)
Example 4
Preparation of 5- (4- (4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -2-pentene
2- (4- (4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) ethyl iodide (3.00 g; 7.68 mmol) and copper iodide (CuI, 296 mg; 1.56 mmol) were placed in a flask, purged with nitrogen, and then THF (2 ml). And suspended. While stirring the suspension under ice-cooling, 1-propenylmagnesium bromide (0.5M, 47.0 ml; 23.5 mmol) was added dropwise and stirred for 3 hours, and then the reaction temperature was raised to 25 ° C. Stir for 2 hours. At the end of stirring, the conversion rate was 100%. After the reaction, the mixture was poured into ice water and extracted with toluene (2 ml × 3). The organic layer was washed with dilute hydrochloric acid and water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to obtain a yellow oily reaction mixture (2.20 g). As a result of various analyses, the content of the title compound in this mixture was 95%.
[0021]
Example 5
Preparation of 5- (4- (4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -2-pentene
4- (4-Pentylcyclohexyl) cyclohexylmethyl p-toluenesulfonate (430 mg; 1.02 mmol) and copper iodide (CuI, 20.0 mg; 0.105 mmol) were placed in a flask, purged with nitrogen, and then THF (1 ml) was added. In addition, it was suspended. While stirring the suspension under ice-cooling, crotylmagnesium bromide (0.5 M, 5.00 ml; 2.50 mmol) was added dropwise and stirred for 3 hours, then the reaction temperature was increased to 25 ° C. Stir for hours. At the end of stirring, the conversion rate was 100%. After the reaction, the mixture was poured into ice water and extracted with toluene (2 ml × 3). The organic layer was washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to obtain a yellow oily reaction mixture (400 mg). As a result of various analyses, the content of the title compound in this mixture was 73%.
Example 6
Preparation of 5- (4- (4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -2-pentene
4- (4-pentylcyclohexyl) cyclohexylmethyl iodide (380 mg; 1.01 mmol) and copper iodide (CuI, 40.0 mg; 0.210 mmol) and crotylmagnesium bromide (0.5 M, 8.00 ml; 4 (0.000 mmol), a mixture having a conversion rate of 100% and a title compound content of 82% was obtained in the same manner as in Example 1.
[0022]
Example 7
Preparation of 5- (4- (4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -2-pentene
4- (4-pentylcyclohexyl) cyclohexylmethyl iodide (105 mg; 279 μmol), lithium chloride (LiCl, 4.00 mg; 944 μmol), copper chloride (CuCl ₂ 6.40 mg; 476 μmol) and crotylmagnesium bromide (0.5 M, 1.50 ml; 750 μmol) in the same manner as in Example 1 to obtain a mixture having a conversion of 100% and the content of the title compound of 77%. Obtained.
Example 8
Preparation of 5- (4- (4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -2-pentene
4- (4-pentylcyclohexyl) cyclohexylmethyl trifluoromethanesulfonate (398 mg; 0.999 mmol), copper iodide (CuI, 38.0 mg; 0.200 mmol) and crotylmagnesium bromide (0.5 M, 6.00 ml; (3.00 mmol), a mixture having a conversion rate of 100% and a title compound content of 59% was obtained in the same manner as in Example 1. This was distilled under reduced pressure to give 5- (4- (4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -2-pentene (purity 98%, 292 mg; 0.939 mmol, 94% yield).
[0023]
Reference example
Synthesis of trans-4- (trans-4- (3-pentenyl) cyclohexyl) cyclohexyl-2,2-difluoroethylene (Synthesis example of a liquid crystal compound using the compound obtained in Example 2 as an intermediate raw material)
Process 1
Methoxymethyltriphenylphosphonium chloride (17.3 g; 50.5 mmol) was dried under reduced pressure, suspended in THF (60 ml), and potassium butoxide (5.66 g; 50.5 mmol) was added while cooling to −30 ° C. Slowly added and stirred for an additional hour. To the reaction solution, a solution of 4- (4- (3-pentenyl) cyclohexyl) cyclohexanone (12.8 g; 50.5 mmol) obtained in Example 2 in THF (30 ml) was added dropwise at -30 ° C. After completion of the dropwise addition, the reaction temperature was gradually raised to room temperature, heptane was added, and insoluble matters were removed by filtration.
The filtrate was concentrated under reduced pressure, and then isolated and purified by short silica gel column chromatography to obtain a colorless oil (13.2 g). This was used in the next stage without further purification.
[0024]
Process 2
The oil obtained in step 1 was dissolved in acetone (300 ml), 1N hydrochloric acid (20 ml) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. After completion of stirring, the reaction solution was gradually neutralized with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, and extracted with heptane (30 ml × 3). The organic layer was washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to give a pale yellow oil (10 g). The obtained oil was dissolved in ethanol, 20% aqueous sodium hydroxide solution (10 ml) was added with stirring under ice-cooling, and the mixture was stirred for 10 hr. After completion of the stirring, the reaction mixture was neutralized by gradually adding 2N hydrochloric acid, and extracted with toluene (30 ml × 3). The organic layer was washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to give a colorless oil (8 g). As a result of gas chromatography analysis, this was found to be 4- (4- (3-pentenyl) cyclohexyl) cyclohexylcarbaldehyde with cis: trans = 1: 7.
[0025]
Process 3
4- (4- (3-pentenyl) cyclohexyl) cyclohexylcarbaldehyde (10.0 g; 38.1 mmol) and triphenylphosphine (12.0 g; 45.8 mmol) obtained by the method of Step 2 were added to DMF (200 ml). A solution of sodium chlorodifluoroacetate (11.0 g; 72.2 mmol) in DMF (50 ml) was added dropwise while heating to 110 ° C. After completion of the dropwise addition, the reaction solution was further stirred at 130 ° C. for 3 hours, then allowed to cool to room temperature, water (100 ml) was added to the reaction solution, and the mixture was extracted with heptane (50 ml × 3). The organic layer was washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to give a colorless oil (10 g). This was isolated and purified by silica gel column chromatography to obtain a colorless oil (5 g). This (4.6 g) was dissolved in ethanol (40 ml), sodium benzenesulfinate (dihydrate) (5.8 g) and 6N hydrochloric acid (4 ml) were added, and the mixture was heated to reflux for 3 hours. After completion of the reaction, the mixture was allowed to cool to room temperature, water (30 ml) was added, and the mixture was extracted with heptane (20 ml × 3). The organic layer was washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to give a colorless oil (8.4 g). This was isolated and purified using silica gel column chromatography to obtain the title compound as colorless crystals (3.50 g; 11.8 mmol).
The liquid crystal temperature characteristics are shown below.
Crystal-smectic B phase transition temperature 0.63 ° C
Smectic B phase-nematic phase transition temperature 20.1 ° C
Nematic to isotropic phase transition temperature 69.3 ° C
[0026]
【Effect of the invention】
By using the production method of the present invention, a liquid crystal compound or an alkene derivative useful as a raw material for synthesizing a liquid crystal compound can be easily produced with high selectivity and high yield. This method is also superior in that there are few by-products as compared to a commonly used method.

Claims (4)

式Iで示される化合物と式IIで示される２種の化合物とを、式Iで示される化合物１モルに対し５〜５０モル％の範囲の銅塩触媒存在下に反応させることを特徴とする式IIIで示されるアルケン誘導体の製造方法。

（式中、A¹は式I-1であり；式I-1中、R¹は-H、-F、炭素数１〜１５のアルキルであり、このアルキル中の一つまたは連続しない二つ以上の-CH₂-は-O-、または-S-で置き換えられてもよく、またこのアルキル中の一つ以上の-Hは-Fで置き換えられてもよく；R²は-H、炭素数１〜１５のアルコキシであるが、R¹とともに環状のアセタールを形成してもよく；A⁵はシクロヘキサン環であり、このうちの一つまたは連続しない二つ以上の-CH₂-は-O-または-S-で置き換えられてもよく；A²,A³およびA⁴は互いに独立して、一つ若しくは連続しない二つの-CH₂-が-O-若しくは-S-で置き換えられてもよい１，４−シクロヘキシレンであり；Z¹,Z²およびZ³は互いに独立して単結合、-CH₂CH₂-、- CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH=CH-または-C≡C-であり；Xはアリールスルホニルオキシ、または１つ以上の-Hが-Fで置き換えられてもよいアルキルスルホニルオキシであり；nおよびmは互いに独立して０または１であり；pは０〜５の整数である。）

（式中、ＹはMgBrまたはMgClであり；ｑは０であり、ｒは０〜５の整数である。

（式中、A¹,A²,A³,A⁴,Z¹,Z² ,Z³ ,nおよびmは前記と同じ意味であり；R³は炭素数（２＋p＋ｑ＋ｒ）のアルケニルであり;p,q,rは前記と同じ意味である。）The compound represented by the formula I and the two compounds represented by the formula II are reacted in the presence of a copper salt catalyst in the range of 5 to 50 mol% with respect to 1 mol of the compound represented by the formula I. A method for producing an alkene derivative represented by formula III.

(In the formula, A ¹ is formula I-1; in formula I-1, R ¹ is —H, —F, alkyl having 1 to 15 carbon atoms, and one or two consecutive ones in this alkyl. The above -CH ₂ -may be replaced by -O- or -S-, and one or more -H in the alkyl may be replaced by -F; R ² is -H, carbon An alkoxy having a number of 1 to 15, but may form a cyclic acetal with R ¹ ; A ⁵ is a cyclohexane ring, and one or two or more non-continuous —CH ₂ — is —O -Or -S- may be substituted; A ² , A ³ and A ⁴ may be independently of each other, one or two non-continuous -CH ₂ -may be replaced by -O- or -S- Good 1,4-cyclohexylene; Z ¹ , Z ² and Z ³ are each independently a single bond, —CH ₂ CH ₂ —, —CH ₂ O—, —OCH ₂ —, —COO—, —OCO _{-, - CF 2 O -,} - OCF 2 -, - CH = CH- or a -C≡C-; X is a Sulfonylsulfonyl, or one or more -H optionally substituted with -F; n and m are each independently 0 or 1; p is an integer of 0 to 5 .)

Wherein Y is MgBr or MgCl; q is 0 and r is an integer of 0-5.

^{(Wherein, A 1, A 2, A} 3, A 4, Z 1, Z 2, Z 3, n and m is as defined above; R ³ is Ri alkenyl der carbon atoms (2 + p + q + r ); p, q, r is Ru same meaning der above.) 請求項１に記載の式IにおいてＸがパラトルエンスルホニルオキシまたはトリフルオロメタンスルホニルオキシである請求項１に記載のアルケン誘導体の製造方法。Method for producing a alkene derivative according to claim 1 X in formula I is para-toluenesulfonyloxy or trifluoromethanesulfonyloxy according to claim 1. 請求項１に記載の式Iおよび式IIIにおいてA⁴が１，４−シクロヘキシレンであり、銅触媒として一価の銅塩を用いる請求項１に記載のアルケン誘導体の製造方法。Claim is A ⁴ is 1,4-cyclohexylene in Formula I and Formula III as claimed in 1, manufacturing method of an alkene derivative according to claim 1 using a copper salt of a monovalent as copper catalyst. 請求項１に記載の式Iおよび式IIIにおいてA⁴が１，４−シクロヘキシレンであり、銅触媒として一価の銅塩を用い、Ｘがパラトルエンスルホニルオキシまたはトリフルオロメタンスルホニルオキシである請求項１に記載のアルケン誘導体の製造方法。The formula I and formula III according to claim 1, wherein A ⁴ is 1,4-cyclohexylene, a monovalent copper salt is used as a copper catalyst, and X is paratoluenesulfonyloxy or trifluoromethanesulfonyloxy. A method for producing the alkene derivative according to 1.