(57)【要約】【課題】フジコナカイガラムシの性フェロモン及び関連化合物を簡易な化学操作で合成し、交信撹乱剤や性誘引剤として提供する。【解決手段】2位に2-プロペニル構造を有するアルコールを、（A）該2-プロペニル構造を有するアルコールの１位の水酸基を、穏和な酸化剤でアルデヒドへ酸化する工程１と、（B）工程１で得られた2-プロペニル構造を有するアルデヒドを、テトラヒドロフランに溶解し、さらに塩酸を混合することにより、1-プロペニル構造を有するアルデヒドを得る工程２と、（C）工程２で得られた1-プロペニル構造を有するアルデヒドを、還元処理して、1-プロペニル構造を有するアルコールを得る工程３と、（D）工程３で得られた1-プロペニル構造を有するアルコールに、無水酪酸を加えて、1-プロペニル構造を有する酪酸エステルを得る工程４と、よりなることを特徴とする、1-プロペニル構造を有する酪酸エステルの合成方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
1-プロペニル構造を有する酪酸エステルの合成方法であって、下記一般式１で示される、2位に2-プロペニル構造を有するアルコールを、
（Ａ）該2-プロペニル構造を有するアルコールの１位の水酸基を、穏和な酸化剤でアルデヒドへ酸化する工程１と、
（Ｂ）工程１で得られた2-プロペニル構造を有するアルデヒドを、テトラヒドロフランに溶解し、さらに塩酸を混合することにより、異性化した1-プロペニル構造を有するアルデヒドを得る工程２と、
（Ｃ）工程２で得られた1-プロペニル構造を有するアルデヒドを還元処理して、1-プロペニル構造を有するアルコールを得る工程３と、
（Ｄ）工程３で得られた1-プロペニル構造を有するアルコールに、無水酪酸を加えて、下記一般式５で示される1-プロペニル構造を有する酪酸エステルを得る工程４と、
よりなることを特徴とする、1-プロペニル構造を有する酪酸エステルの合成方法。
【化１】
2014114219.tif 000007
〔一般式１における、R1は炭素数２〜８のアルキル基又は炭素数２〜８のアリル基を、R2 は水素、又は炭素数１〜５のアルキル基である。〕
【化２】
2014114219.tif 000008
〔一般式５における、R1、及びR2 は、一般式１と同一である。〕
【請求項２】
前記一般式１で示される2位に2-プロペニル構造を有するアルコールが、ラバンデュロール（2-イソプロペニル-5-メチル-4-ヘキセン-1-オール）であり、前記一般式５で示される1-プロペニル構造を有する酪酸エステルがフジコナカイガラムシの性フェロモン（2-イソプロピリデン-5-メチル-4-ヘキセン-1-イル ブチレート）である請求項１に記載の1-プロペニル構造を有する酪酸エステルの合成方法。
【請求項３】
前記工程２における、テトラヒドロフランと塩酸との混合割合（体積比）が、テトラヒドロフラン：塩酸＝１０：５〜１５であり、2-プロペニル構造を有するアルデヒドとテトラヒドロフランとの溶解割合が、2-プロペニル構造を有するアルデヒド１００ｍｇをテトラヒドロフラン１０〜２０ｍｌに溶解することである請求項１又は請求項２に記載の1-プロペニル構造を有する酪酸エステルの合成方法。
【請求項４】
前記工程２における処理温度が、２５℃〜６０℃である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の1-プロペニル構造を有する酪酸エステルの合成方法。
【請求項５】
前記工程１における穏和な酸化剤により酸化が、一般式１で示されるアルコールをジクロロメタンに溶解し、１〜２モル等量のデス・マーチン試薬を加えて酸化する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の1-プロペニル構造を有する酪酸エステルの合成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カキ・ブドウ等の重要害虫であるフジコナカイガラムシ（学名：Planococcus kraunhiae）の性フェロモン及び関連化合物の有機合成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フジコナカイガラムシ等のカイガラムシ類は、果樹や野菜の重要害虫である。本種の防除には合成ピレスロイド系殺虫剤がよく用いられるが、しばしば天敵生物の減少等によるリサージェンスを引き起こすことで問題となっている。そのため、殺虫剤の使用量を抑えた防除法の確立が求められている。
【０００３】
人工的に合成した性フェロモンを用いた害虫防除技術は、殺虫剤の代替となり得るものであり、このような減農薬・環境負荷低減型農業への活用が期待されている。特に、性フェロモンを大量に圃場に充満させ、害虫のオスがメスを探索する行動を干渉し、交尾を阻害する「交信撹乱法」は実用性が高く、すでに２万ヘクタールを超える農地・森林で使用されている（非特許文献１を参照。）。
【０００４】
フジコナカイガラムシにおいても交信撹乱によって防除効果が期待できることが実証されている。すなわち、１アールあたり１ｇ以上の性フェロモンを農地に散布すると、フジコナカイガラムシの交尾率を０〜５４％に抑え、被害果率を０．２％にまで低下させることができるが、これは殺虫剤による慣行防除区の１／２０以下の被害果率である（非特許文献２を参照。）。
【０００５】
フジコナカイガラムシの性フェロモンは、2-イソプロピリデン-5-メチル-4-ヘキセン-1-オール（以下、フジコノールという。）の酪酸エステルである（特許文献１を参照。）。フジコノールは、異性体である2-イソプロペニル-5-メチル-4-ヘキセン-1-オール（ラバンデュロール）の末端二重結合を、酸性条件下で移動させることで合成することができる（非特許文献３を参照。）。しかし、この方法では収率が悪い上に副産物が多く、高速液体クロマトグラフィーによる精製が不可欠となり、合成に要するコストが高く、交信撹乱剤として使用する上では実用的な合成法とは言えない。
【０００６】
またフジコナカイガラムシの性フェロモン以外にも、シクロラバンデュリルブチレートはコナカイガラムシ類の土着天敵である寄生蜂を強力に誘引する物質であり（非特許文献４を参照。）、特徴的な炭素骨格を持つテルペノイドはカイガラムシ類を含む昆虫に特徴的な反応を起こさせるものが少なくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２８４４００号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】福本毅彦、望月文昭 著「世界における交信かく乱剤の利用状況」 植物防疫 61: 276-279. ２００７年
【非特許文献２】手柴 真弓、清水 信孝、澤村 信生、奈良井 祐隆、杉江 元、佐々木 力也、田端 純、堤 隆文「フジコナカイガラムシPlanococcus kraunhiae（Kuwana）（カメムシ目：コナカイガラムシ科）に対する性フェロモン成分による交信攪乱効果」日本応用動物昆虫学会誌53: 173-180.  ２００９年
【非特許文献３】Sugie, H., M. Teshiba, Y. Narai, T. Tsutsumi, N. Sawamura, J. Tabata, and S. Hiradate 「Identification of a sex pheromone component of the Japanese mealybug, Planococcus kraunhiae（Kuwana）」Applied Entomology and Zoology 43: 369-375.  ２００８年
【非特許文献４】Tabata, J., M. Teshiba, S. Hiradate, T. Tsutsumi, N. Shimizu, and H. Sugie 「Cyclolavandulyl butyrate: an attractant for a mealybug parasitoid, Anagyrus sawadai (Hymenoptera: Encyrtidae).」Applied Entomology and Zoology 46: 117-123.  ２０１１年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、フジコナカイガラムシの性フェロモン及び関連化合物を簡易な化学操作で合成し、交信撹乱剤や性誘引剤として提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、2位に2-プロペニル（アリル）構造を有するアルコールをアルデヒドへ酸化すると、末端二重結合は比較的容易にβ、γ位からα、β位に移動し、このアルデヒドを再び還元することで二重結合を移動させたアルコール化合物を高純度で得ることができることを見出し、本発明にいたった。本発明は以下の通りである。
＜１＞  本発明は、2位に2-プロペニル構造を有するアルコールを、
（A）該2-プロペニル構造を有するアルコールの１位の水酸基を、穏和な酸化剤でアルデヒドへ酸化する工程１と、
（B）工程１で得られた2-プロペニル構造を有するアルデヒドを、テトラヒドロフランに溶解し、さらに塩酸を混合することにより、1-プロペニル構造を有するアルデヒドを得る工程２と、
（C）工程２で得られた1-プロペニル構造を有するアルデヒドを、還元処理して、1-プロペニル構造を有するアルコールを得る工程３と、
（D）工程３で得られた1-プロペニル構造を有するアルコールに、無水酪酸を加えて、1-プロペニル構造を有する酪酸エステルを得る工程４と、
よりなることを特徴とする、1-プロペニル構造を有する酪酸エステルの合成方法である。
＜２＞さらに本発明は、前記2位に2-プロペニル構造を有するアルコールが、ラバンデュロール（2-イソプロペニル-5-メチル-4-ヘキセン-1-オール）であり、フジコナカイガラムシの性フェロモン（2-イソプロピリデン-5-メチル-4-ヘキセン-1-イル ブチレート）を得る＜１＞に記載の1-プロペニル構造を有する酪酸エステルの合成方法である。
＜３＞さらに本発明は、前記工程２における、テトラヒドロフランと塩酸との混合割合（体積比）がテトラヒドロフラン：塩酸＝１０：５〜１５で、2-プロペニル構造を有するアルデヒドとテトラヒドロフランとの溶解割合が、2-プロペニル構造を有するアルデヒド１００ｍｇを、テトラヒドロフラン１０〜２０ｍｌに溶解である＜１＞又は＜２＞に記載の1-プロペニル構造を有する酪酸エステルの合成方法である。
＜４＞さらに本発明は、前記工程２における処理温度が、２５℃〜６０℃である＜１＞乃至＜３＞のいずれかに記載の1-プロペニル構造を有する酪酸エステルの合成方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フジコナカイガラムシの性フェロモン及び関連化合物を簡易な化学操作で合成することができ、性誘引剤や交信撹乱剤として活用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、2位に2-プロペニル構造を有するアルコールをアルデヒドへ酸化した後、酸性条件下で異性化し、再びアルコールへと還元してから酪酸エステルを合成することを特徴とする。以下本発明について具体的に説明する。
【００１３】
前記2位に2-プロペニル構造を有するアルコールは、下記の一般式１で示される。
【００１４】
【化１】
2014114219.tif 000002
【００１５】
前記一般式１において、R1は炭素数２〜８のアルキル基又は炭素数２〜８のアリル基を、より好ましくは炭素数４〜６のアルキル基又は炭素数４〜６のアリル基である。またR2は水素、又は炭素数１〜５のアルキル基を、より好ましくは水素、又は炭素数１〜３のアルキル基である。なお以下に記載の一般式２乃至一般式５における置換基R1、及びR2は、一般式１における置換基R1、及びR2と同様である。
【００１６】
中でも前記一般式１において、R1がジメチルアリル基で、R2がメチル基であるラバンデュロール（2-イソプロペニル-5-メチル-4-ヘキセン-1-オール）を用いることにより、フジコナカイガラムシの性フェロモン（2-イソプロピリデン-5-メチル-4-ヘキセン-1-イル ブチレート）を得ることができる。
【００１７】
前記2位に2-プロペニル構造を有するアルコールの１位の水酸基を酸化して、下記一般式２で示されるアルデヒドをえる。
【００１８】
【化２】
2014114219.tif 000003
【００１９】
前記一般式１で示されるアルコールの１位の水酸基の酸化は、穏和な酸化剤、例えば0.1〜1.0モル%の2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシルラジカル（TEMPO）をシリカゲル担体に固定した触媒を用いることもできるが、中でも1〜2モル等量のデス・マーチン試薬が特に好ましい。該一般式１で示される2位に2-プロペニル構造を有するアルコールをジクロロメタンに溶解し、デス・マーチン試薬を加え、室温で攪拌することにより、高収率で前記一般式２に示される2-プロペニル構造を有するアルデヒドを得ることができる（以下本工程を工程１ということがある。）。
【００２０】
前記工程１で得られた2-プロペニル構造を有するアルデヒドをテトラヒドロフランに溶解し、さらに塩酸を混合して処理すると、末端二重結合が比較的容易にβ、γ位からα、β位に移動し、下記一般式３に示される1-プロペニル構造を有するアルデヒドが高純度で得られる（以下本工程を工程２ということがある。）。
【００２１】
【化３】
2014114219.tif 000004
【００２２】
前記テトラヒドロフランと塩酸との混合割合（体積比）は、塩酸濃度が１Ｍの場合において、テトラヒドロフラン：塩酸＝１０：５〜１５が好ましく、１０：８〜１２がより好ましい。また前記2-プロペニル構造を有するアルデヒドとテトラヒドロフランとの溶解割合は、前記2-プロペニル構造を有するアルデヒド１００ｍｇを、テトラヒドロフラン１０〜２０ｍｌに溶解することが好ましく、１２〜１６ｍｌがより好ましく、１２〜１４ｍｌが特に好ましい。さらに前記処理は、温度２５℃〜６０℃、より好ましくは３０℃〜５５℃、特に好ましくは４８℃〜５２℃の下で、２０〜３０時間攪拌することが好ましい。
【００２３】
前記工程２で得られた1-プロペニル構造を有するアルデヒドを還元処理すると、下記一般式４に示される、1-プロペニル構造を有するアルコールを得ることができる（以下本工程を工程３ということがある。）。
【００２４】
【化４】
2014114219.tif 000005
【００２５】
前記還元処理は公知の還元方法を用いることができ、例えばエタノールに溶解し、水素化ホウ素ナトリウムを用いる方法等を挙げることができるが、中でも乾燥したジエチルエーテルに溶解し、水素化リチウムアルミニウムを用いる方法が特に好ましい。該還元処理において、1-プロペニル構造を有するアルデヒドと水素化リチウムアルミニウムとの割合（モル比）は、1-プロペニル構造を有するアルデヒド：水素化リチウムアルミニウム＝１００：１００〜１５０が好ましく、１２０〜１４０が特に好ましい。さらに前記処理は、室温下で、３〜５時間攪拌することが好ましい。
【００２６】
前記工程３で得られた1-プロペニル構造を有するアルコールに、ピリジンと無水酪酸を加え処理することにより、下記一般式５に示される1-プロペニル構造を有する酪酸エステルを得ることができる（以下本工程を工程４ということがある。）。
【００２７】
【化５】
2014114219.tif 000006
【００２８】
前記処理において、ピリジン触媒と無水酪酸との割合（体積比）は、ピリジン触媒：無水酪酸＝１０：８〜１６が好ましく、温度３５℃〜４５℃の下で、１５〜２０時間加温することが好ましい。前記1-プロペニル構造を有するアルコールへの無水酪酸の添加割合は、前記1-プロペニル構造を有するアルコール１００ｍｇに、無水酪酸０．４〜３．０ｍｌに溶解することが好ましく、０．６〜１．０ｍｌが特に好ましい。
【００２９】
前記の通り、一般式１において、R1がジメチルアリル基で、R2がメチル基であるラバンデュロール（2-イソプロペニル-5-メチル-4-ヘキセン-1-オール）を用いることにより、フジコナカイガラムシの性フェロモン（2-イソプロピリデン-5-メチル-4-ヘキセン-1-イル ブチレート）を得ることができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の具体的態様を実施例及び比較例によって説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
（工程１）
ラバンデュロール（2-イソプロペニル-5-メチル-4-ヘキセン-1-オール）（ChromaDex社製）１５４ｍｇを、ジクロロメタン（和光純薬）１０ｍｌに溶解し、該溶解液にデス・マーチン試薬（和光純薬製）１ｇを加え、室温で１６時間撹拌処理した。
【００３１】
前記処理後、前記ジクロロメタン１０ｍｌで希釈し、１Ｍのチオ硫酸ナトリウム水溶液（和光純薬製）１０ｍｌと飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（和光純薬製）１０ｍｌを加え、１５分間撹拌した後、飽和塩化ナトリウム水溶液（和光純薬製）２０ｍｌで洗浄し、無水硫酸ナトリウム（和光純薬製）で乾燥してから濃縮して、ラバンデュアール（2-イソプロペニル-5-メチル-4-ヘキセン-1-アール）を得た。該ラバンデュアールのラバンデュロールに対する収率は７７％であった。
【００３２】
（工程２）
次に、前記により得たラバンデュアール１５２ｍｇを、テトラヒドロフラン（和光純薬製）２０ｍｌに溶解し、該溶解液に１Ｍ塩酸２０ｍｌを混合し、５０℃で２４時間撹拌して、フジコナール（2-イソプロピリデン-5-メチル-4-ヘキセン-1-アール）に異性化した。基質としたラバンデュアールからフジコナールへの生成割合（以下異性化率という。）は、９９％以上で、しかも副産物はほとんど生じなかった。
【００３３】
この生成物を、ヘキサン（和光純薬製）３０ｍｌで抽出し、前記飽和炭酸水素ナトリウム水溶液５０ｍｌ、前記飽和塩化ナトリウム水溶液５０ｍｌで洗浄し、前記無水硫酸ナトリウムで乾燥させてから濃縮して、フジコナールを得た。該フジコナールのラバンデュアールに対する収率は収率７８％であった。
【００３４】
（工程３）
前記により得たフジコナール１５２ｍｇを、水素化リチウムアルミニウム（和光純薬製）４８ｍｇを溶解した乾燥したジエチルエーテル（和光純薬製）１０ｍｌに加えて、室温下で４時間撹拌した。撹拌後の生成物を飽和塩化アンモニウム水溶液（和光純薬製）１０ｍｌに注ぎ、前記ジエチルエーテル３０ｍｌで抽出した後、前記飽和塩化ナトリウム水溶液５０ｍｌで洗浄し、前記無水硫酸ナトリウムで乾燥させてから濃縮して、フジコノール（2-イソプロピリデン-5-メチル-4-ヘキセン-1-オール）を得た。該フジコノールのフジコナールに対する収率は８７％であった。
【００３５】
（工程４）
前記により得たフジコノール１５４ｍｇに、無水酪酸（東京化成工業製）１ｍｌと、ピリジン（和光純薬製）１ｍｌを加え、４０℃で１６時間加温した。加温後の生成物を蒸留水１ｍｌに注ぎ、前記ヘキサン２ｍｌで抽出した後、１Ｍ塩酸２ｍｌ、前記飽和炭酸水素ナトリウム水溶液２ｍｌ、前記飽和塩化ナトリウム水溶液２ｍｌで洗浄し、前記無水硫酸ナトリウムで乾燥させてから濃縮して、フジコナカイガラムシの性フェロモンであるフジコニル ブチレート（2-イソプロピリデン-5-メチル-4-ヘキセン-1-イル ブチレート）を得た。該フジコニル ブチレートのフジコノールに対する収率は83%であった。
【００３６】
前記の本発明の（工程１）〜（工程４）に使用される試薬、触媒、溶媒は、公知の方法により製造することができ、又はすべて市販されている。（工程１）〜（工程４）の各反応はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＦ)製の撹拌子を入れたガラス容器内で行い、加温が必要な場合には定温インキュベータ内で反応を行うことができる。またいずれの反応も室温から５０℃の非常に穏和な条件で行うことができる。
【００３７】
（実施例２）
実施例１の（工程２）におけるラバンデュアール１５２ｍｇを、テトラヒドロフラン２０ｍｌに溶解し、１Ｍ塩酸２０ｍｌを混合して、５０℃で２４時間撹拌、の条件のうち、５０℃に替えて室温下で行った以外は実施例１と同様として、実施例２を行った。
【００３８】
実施例２の異性化率は、５７％であった。
【００３９】
（比較例１）
実施例１の（工程１）を行わず、ラバンデュロールに直接（工程２）を処理する以外は実施例１と同様として、比較例１を行った。
【００４０】
比較例１においては、ラバンデュロールからフジコナールへの異性化は、ほとんど起こらなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、フジコナカイガラムシの性フェロモン及び関連化合物を簡易な化学操作で合成することができ、性誘引剤や交信撹乱剤として活用することができる。