(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（工程ａ）  式  化１
【化１】
0003613637.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、モリブデンの炭化水素可溶塩存在下、有機ハイドロパーオキシドを作用させて、式  化２
【化２】
0003613637.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】
0003613637.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】
モリブデンの炭化水素可溶塩が、モリブデン酸アンモニウムと炭素数４〜３０の炭化水素カルボン酸とを有機アミンの存在下に加熱することによって得られるものである、請求項１記載の製造法。
【請求項３】
モリブデンの炭化水素可溶塩が、モリブデン酸アンモニウムとナフテン酸とをトリブチルアミンの存在下に加熱することによって得られるものである、請求項１記載の製造法。
【請求項４】
有機ハイドロパーオキシドがｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキシドである請求項１記載の製造法。
【請求項５】
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、モリブデンの炭化水素可溶塩存在下、有機ハイドロパーオキシドを作用させて、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】
0003613637.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、モリブデンの炭化水素可溶塩存在下、有機ハイドロパーオキシドを作用させて、式  化５
【化５】
0003613637.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】
0003613637.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、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。
反応は通常、有機溶媒中で行い、用いられる溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、２，２，４−トリメチルペンタン等の飽和炭化水素溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒、メチレンクロライド、クロロフォルム、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒等があげられるが、好ましいものとしてトルエンがあげられる。
尚、多量の水分は反応に悪影響を及ぼすことがあることから、溶媒等は硫酸マグネシウム、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム等で乾燥したものを用いるのが好ましい。
反応温度は５０℃から溶媒の沸点または１００℃の範囲が望ましく、反応時間は通常３〜４８時間である。
有機ハイドロパーオキシドとしては、例えば、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキシド、エチルベンゼンハイドロパーオキシド等があげられるが、これらは、通常、有機ハイドロパーオキシドの含量が２５〜６０％好ましくは３０〜４０％になるように上記有機溶媒で希釈して用いる。
式  化４の３−カレンと有機ハイドロパーオキシドの使用比率としては、式
化４の３−カレン１モルに対して、有機ハイドロパーオキシドを  １．０〜３．０  モルの割合用いるのが良く、特に  １．５〜２．５  モルの割合用いるのが望ましい。
モリブデンの炭化水素可溶塩は、例えば、モリブデン酸アンモニウムと炭素数４〜３０の炭化水素カルボン酸（例えば、ナフテン酸等）とを有機アミン（例えば、トリブチルアミン等）の存在下に通常２〜１０時間加熱（通常１５０℃〜２５０℃、好ましくは１７０〜２２０℃）することによって得ることができる。（この際の使用モル比は、モリブデン酸アンモニウム１モルに対し、炭素数４〜３０の炭化水素カルボン酸は通常１．０〜５．０モルの割合、有機アミンは通常０．１〜１．０  モルの割合である。）
モリブデンの炭化水素可溶塩は、有機ハイドロパーオキシドに対して、通常０．０１〜１．０％用いる。
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有機ハイドロパーオキシドを分解したのち、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およびモリブデンの炭化水素可溶塩〔モリブデン酸アンモニウム５．５ｇ、ナフテン酸１８．５ｇおよびトリブチルアミン４．０ｇを２００ｍｌのフラスコ中で、生じた水を除去しつつ、２００℃で１０時間加熱して得たもの〕１５０ｍｇを仕込み、９７℃まで昇温、攪拌した。そこに同温度で２時間かけてｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキシドのトルエン溶液（ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキシド濃度３７．５％、水分量１．６９％）４３．２ｇを加え、同温度で４時間反応させた。その後、４０％水酸化ナトリウム水溶液１５０ｇを加えて３０分攪拌し、未反応のｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキシドを分解した。次に、飽和食塩水１５０ｇを加えてトルエン層を２回水洗してから静置、分液した。分液により得たトルエン層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮し、粗３α−エポキシカラン４２．３ｇを得た。
この粗３α−エポキシカラン４２．３ｇ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、１８０℃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３５ｇ（含有比率１０：１；トータルで純度９６％；（＋）−３−カレンからの純収率６８％）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４２．３ｇ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４２．３ｇ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、１８０℃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４２．３ｇ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、１８０℃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。