(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（工程ａ）  式  化１
【化１】
0003613636.tif 000005
〔式中、飛楔型表示は相対立体配置を表す。〕
で示される３−カレンに、弱塩基性含水アルコール中、過酢酸を作用させて、式
化２
【化２】
0003613636.tif 000006
〔式中、飛楔型表示は相対立体配置を表す。〕
で示される３−カランエポキシドとしたのち、
（工程ｂ）  該３−カランエポキシドに、加圧下、含水エタノール中でアルカリ金属水酸化物またはアルカリ金属炭酸塩を作用させることを特徴とする、式  化３
【化３】
0003613636.tif 000007
〔式中、飛楔型表示は相対立体配置を表す。〕
で示される３，４−カランジオールの製造法。
【請求項２】
工程ａの反応をｐＨ  ８〜９  に保ちながら行なう請求項１記載の製造法。
【請求項３】
アルカリ金属水酸化物またはアルカリ金属炭酸塩が水酸化ナトリウムである請求項１記載の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、害虫忌避剤等として有用な３，４−カランジオールの製造法に関する。
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、特開平  ５−４９０１  号公報に、下記式    化６で示される３，４−カランジオールが害虫忌避剤の有効成分として優れた効力を有することが記載されており、該３，４−カランジオールの工業的にも有利な製造法が望まれていた。
【０００２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意検討した結果、下記式  化４で示される３−カレンに、弱塩基性含水アルコール中、過酢酸を作用させて、式  化５で示される３−カランエポキシドとしたのち、該３−カランエポキシドに、加圧下含水エタノール中でアルカリ金属水酸化物またはアルカリ金属炭酸塩を作用させることにより、下記式  化６で示される３，４−カランジオールを容易にしかも工業的にも有利に製造することができることを見い出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、
（工程ａ）  式  化４
【化４】
0003613636.tif 000002
〔式中、飛楔型表示は相対立体配置を表す。〕
で示される３−カレンに、弱塩基性含水アルコール中、過酢酸を作用させて、式
化５
【化５】
0003613636.tif 000003
〔式中、飛楔型表示は相対立体配置を表す。〕
で示される３−カランエポキシドとしたのち、
（工程ｂ）  該３−カランエポキシドに、加圧下、含水エタノール中でアルカリ金属水酸化物またはアルカリ金属炭酸塩を作用させることを特徴とする、式  化６
【化６】
0003613636.tif 000004
で示される３，４−カランジオールの製造法を提供する。
〔式中、飛楔型表示は相対立体配置を表す。〕
【０００３】
本発明において、原料化合物である式  化４の３−カレン、中間体の式  化５の３−カランエポキシドおよび目的物の式  化６のカランジオールにおける飛楔型表示はシス／トランスの相対立体配置を表し、式  化４の３−カレン、式  化５の３−カランエポキシドおよび式  化６のカランジオールは各々光学活性体でもラセミ体でもよい。本発明の方法において、工程ａにおいて、式  化４の３−カレンは立体選択的に式  化５の３−カランエポキシドにエポキシ化され、工程ｂにおいて、式  化５の３−カランエポキシドは立体選択的に式  化６のカランジオールに変換される。
本発明の方法によれば、良好な収率で目的物を取得することができるだけでなく、工程ａのエポキシ化反応においては、反応系が均一であって、操作性および反応制御性に優れており、また、安価でかつ反応後の後処理も容易な過酢酸を用いており、工程ｂにおいては、含水エタノール中で反応を行うことにより、反応の容積効率も良好な状態で行うことができ、工業的規模の実施においても有利である。
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。尚、％は特に断りのないかぎり重量％を示す。
【０００４】
まず、工程ａについて詳しく説明する。
用いられるアルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等があげられ、アルコールと水との混合比は容量比で通常５０：５０〜９０：１０である。反応温度は０℃から室温の範囲が望ましく、特に０℃から１０℃の範囲が望ましく、反応時間は通常３〜４８時間である。
過酢酸としては通常その酢酸溶液または酢酸水溶液を用い、該溶液としては２５〜６０％濃度のものを通常用いるが、特に３５〜５０％濃度のものを使用するのが良い。また、過酢酸として、酢酸もしくは無水酢酸と過酸化水素水からｉｎ
ｓｉｔｕ  で得られるものを用いることもできる。式  化４の３−カレンと過酢酸の使用比率としては、式  化４の３−カレン１モルに対して、過酢酸を  １．０〜２．０  モルの割合用いるのが良く、特に  １．０〜１．２  モルの割合用いるのが望ましい。
溶液を弱塩基性に保つためには、過酢酸１モルに対し、通常０．２〜２．０モルの割合、好ましくは０．８〜１．２モルの割合の、例えば炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウム等の塩基をあらかじめ含水アルコールに加える。反応は、式  化４の３−カレンの弱塩基性含水アルコール溶液に、溶液中のｐＨを８〜９に保ちながら、過酢酸を滴下することにより行うのが好ましい。溶液中のｐＨを８〜９に保つのは、例えば、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ水を過酢酸と別々に同時に滴下する事などにより達成することができる。
反応終了後の反応液は、必要に応じ水酸化ナトリウム水溶液等で過剰の過酢酸を分解したのち、水洗、濃縮等の通常の後処理を行って、式  化５の３−カランエポキシドを単離することができる。
【０００５】
次に、工程ｂについて詳しく説明する。
反応は１００〜２００℃の温度範囲で行うことが望ましく、特に１２０〜１８０℃の温度範囲で行うのが良い。反応圧力は通常５〜１５ｋｇ／ｃｍ２  である。反応時間は通常６〜４８時間である。
用いられるアルカリ金属水酸化物としては、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等があげられ、アルカリ金属炭酸塩としては、例えば炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等があげられるが、水酸化ナトリウムを使うのが望ましい。
用いられるエタノール量は、広範囲で有効であるが、特に全容量の１０〜４０％となるように加えるのが望ましい。水の量は、式  化５の３−カランエポキシド１容量に対し、１〜３容量という少量で目的を達することができるが、３容量以上使用してもよい。
反応終了後の反応液は、水洗、濃縮等の通常の後処理を行い、必要に応じ精留操作に付すことにより、式  化６の３，４−カランジオールを単離することができる。
【０００６】
【実施例】
以下、実施例等をあげて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
実施例１
５００ｍｌ容５口フラスコにＮ２  雰囲気下、（＋）−３−カレン４０．８ｇ、エタノール１８０ｍｌ、水９０ｍｌおよび炭酸ナトリウム３０ｇを仕込み攪拌した。反応温度を０℃にｐＨを  ８．５〜９．０  に保ちながら（４０％水酸化ナトリウム水溶液を後記過酢酸と別々に同時に滴下して達成）６時間かけて３８．４％過酢酸の酢酸溶液（約１０％の水を含む）６５ｇを滴下し、その後室温にて１８時間反応させた。その後、４０％水酸化ナトリウム水溶液を加えて未反応の過酢酸を分解した。次に、減圧下でエタノールを留去した後、飽和食塩水５０ｇを加えて油層を２回水洗してから静置、分液した。
分液により得た油層（粗３α−エポキシカラン）３６ｇを１リットル容のオートクレーブ装置（ＳＵＳ−３１６）にエタノール３０ｇおよび５％水酸化ナトリウム水溶液７０ｇとともに仕込み、１７０℃で２０時間（１１ｋｇ／ｃｍ２  ）反応させた。反応混合物を静置、分液後、油層を取り出し、５０ｍｌの飽和食塩水および蒸留水で順次洗浄してから濃縮し、３７ｇの粗生成物を得た。
これをワイドボアＧＣキャピラリーカラムであるＨＲ−２０Ｍ（長さ３０ｍ：内径０．５３ｍｍ）を用いたガスクロマトグラフ（条件：カラム温度：１００℃から５℃／ｍｉｎ  で１６０℃まで昇温し、以後一定；ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  およびｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｔｅｍｐ．  ＝２４０℃）で分析し、１Ｓ，３Ｓ，４Ｓ，６Ｒ−カラン−３，４−ジオール（保持時間：３１分／面百率８０％）が生成していることを確認した。尚、異性体である１Ｓ，３Ｒ，４Ｒ，６Ｒ−カラン−３，４−ジオール（保持時間：３０分／面百率８％）が副生していた。
反応粗生成物を精留し、１４５℃、１０〜１２ｍｍＨｇで留出される１Ｓ，３Ｓ，４Ｓ，６Ｒ−カラン−３，４−ジオールと１Ｓ，３Ｒ，４Ｒ，６Ｒ−カラン−３，４−ジオールの混合物３１ｇ（含有比率１０：１；トータルで純度９６％；（＋）−３−カレンからの純収率６０％）を得た。
【０００７】
参考比較例１
実施例１に記載の方法により得た粗３α−エポキシカラン３６ｇを１リットル容のオートクレーブ装置（ＳＵＳ−３１６）にメタノール３０ｇおよび５％水酸化ナトリウム水溶液７０ｇとともに仕込み、１３０℃で２０時間（４ｋｇ／ｃｍ２  ）反応させた。反応混合物を静置、分液後、油層を取り出し、５０ｍｌの飽和食塩水および蒸留水で順次洗浄してから濃縮し、３７ｇの粗生成物を得た。
これをガスクロマトグラフ（条件は実施例１と同じ）で分析し、１Ｓ，３Ｓ，４Ｓ，６Ｒ−カランジオール（保持時間：３１分／面百率４０％）が生成していることを確認した。尚、異性体である１Ｓ，３Ｒ，４Ｒ，６Ｒ−カランジオール（保持時間：３０分／面百率４％）が副生していた。また、実施例１においては、殆ど副生しなかったアルキルエーテル体（１Ｓ，３Ｓ，４Ｓ，６Ｒ−３−メトキシ−４−ヒドロキシカラン：保持時間：１０．５分／面百率３２％）も生成していた。
粗生成物を精留し、アルキルエーテル体（１Ｓ，３Ｓ，４Ｓ，６Ｒ−３−メトキシ−４−ヒドロキシカラン：精留での留出条件；１０５℃、１０〜１２ｍｍＨｇ、純度９０％）約１３．５ｇおよび１Ｓ，３Ｓ，４Ｓ，６Ｒ−カランジオールと１Ｓ，３Ｒ，４Ｒ，６Ｒ−カランジオールの混合物１６ｇ（含有比率１０：１；精留での留出条件；１４５℃、１０〜１２ｍｍＨｇ；トータル純度９６％；（＋）−３−カレンからの純収率３１％）を得た。
このように、実施例１の工程ｂにおいてエタノールに替えてメタノールを用いた場合には、エタノールを用いた場合よりも収率が劣った。
【０００８】
参考比較例２
実施例１に記載の方法により得た粗３α−エポキシカラン３６ｇを１リットル容のオートクレーブ装置（ＳＵＳ−３１６）にイソプロパノール３０ｇおよび５％水酸化ナトリウム水溶液７０ｇとともに仕込み、１６０℃で２０時間（８ｋｇ／ｃｍ２  ）反応させた。反応混合物を静置、分液後、油層を取り出し、５０ｍｌの飽和食塩水および蒸留水で順次洗浄してから濃縮し、３４ｇの粗生成物を得た。
これをガスクロマトグラフ（条件は実施例１と同じ）で分析し、１Ｓ，３Ｓ，４Ｓ，６Ｒ−カランジオール（保持時間：３１分／面百率３６％）が生成していることを確認した。尚、異性体である１Ｓ，３Ｒ，４Ｒ，６Ｒ−カランジオール（保持時間：３０分／面百率３％）が副生していた。また、原料の３α−エポキシカラン（保持時間：  ６．５分／面百率５０％）が残存していた。
粗生成物を精留し、１Ｓ，３Ｓ，４Ｓ，６Ｒ−カランジオールと１Ｓ，３Ｒ，４Ｒ，６Ｒ−カランジオールの混合物約１３．６ｇ（含有比率１０：１；精留での留出条件；１４５℃、１０〜１２ｍｍＨｇ；トータル純度９６％；（＋）−３−カレンからの純収率２８％）を得た。尚、精留の際に８０℃、１０〜１２ｍｍＨｇの条件で留出する１６ｇの３α−エポキシカランを回収した。
このように、実施例１の工程ｂにおいてエタノールに替えてイソプロパノールを用いた場合には、エタノールを用いた場合よりも収率が劣った。
【０００９】
参考比較例３
実施例１に記載の方法により得た粗３α−エポキシカラン４６ｇを１リットル容のオートクレーブ装置（ＳＵＳ−３１６）に５％水酸化ナトリウム水溶液１００ｇとともに仕込み、１７０℃で２０時間（６ｋｇ／ｃｍ２  ）反応させた。反応混合物を静置、分液後、油層を取り出し、５０ｍｌの飽和食塩水および蒸留水で順次洗浄してから濃縮し、４１ｇの粗生成物を得た。
これをガスクロマトグラフ（条件は実施例１と同じ）で分析し、１Ｓ，３Ｓ，４Ｓ，６Ｒ−カランジオール（保持時間：３１分／面百率２７％）が生成していることを確認した。尚、異性体である１Ｓ，３Ｒ，４Ｒ，６Ｒ−カランジオール（保持時間：３０分／面百率３％）が副生していた。また、原料の３α−エポキシカラン（保持時間：  ６．５分／面百率６０％）が残存していた。
粗生成物を精留し、１４５℃、１０〜１２ｍｍＨｇで留出する１Ｓ，３Ｓ，４Ｓ，６Ｒ−カランジオールと１Ｓ，３Ｒ，４Ｒ，６Ｒ−カランジオールの混合物１０ｇ（含有比率１０：１；トータル純度９６％；（＋）−３−カレンからの純収率１９％）を得た。尚、精留の際に、２２ｇの３α−エポキシカラン（８０℃、１０〜１２ｍｍＨｇで留出）を回収した。
このように、実施例１の工程ｂにおいてエタノールを用いない場合には、エタノールを用いた場合よりも収率が劣った。
【００１０】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、式  化６で示される３，４−カランジオールを工業的にも有利に製造することができる。