(57)【要約】【課題】  汎用性が高く、工業的規模で製造することができる２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンの製造方法を提供すること。【解決手段】  塩基の存在下で、ヒドロキシエステル誘導体とアセトンを反応させてジケトン誘導体を得、次いで酸触媒存在下に環化することを特徴とする２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンの製造方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩基の存在下で、下記式（２）
【化１】
2006206463.tif 000007
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖のアルキル基を表し、Ｒ２はメチルまたはエチル基を示す。また、Ｐはテトラヒドロピラニル基、トリメチルシリル基およびエトキシエチル基から選ばれる保護基を示す）
で表されるヒドロキシエステル誘導体とアセトンを反応させ、下記式（３）
【化２】
2006206463.tif 000008
（式中、Ｒ１およびＰは前記と同様の意味を示す）
で表されるジケトン誘導体とし、次いで、酸触媒存在下に環化することを特徴とする、下記式（１）
【化３】
2006206463.tif 000009
（式中、Ｒ１は前記と同様の意味を示す）
で表される２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンの製造方法。
【請求項２】
塩基が水素化ナトリウムまたはナトリウムメトキシドである請求項１に記載の２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンの製造方法。
【請求項３】
酸触媒がシュウ酸またはピリジニウムパラトルエンスルホネートである請求項１または２のいずれかに記載の２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、香料化合物などとして有用な２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンの新規な製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の前記式（１）で表される化合物である、２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンの幾つかは、非特許文献１および２に記載されているようにコーヒーや玉葱の成分として公知の化合物である。これらの化合物の香気香味特性については、特許文献１に記載されており、バター様、パイナップル様、ロースト様等の香気香味特性を有すると記載されている。また、その製造法についても幾つか報告されている。例えば、特許文献２には、２−ブロムアルカノイルハロゲン化物とアシル酢酸アルキルエステルとの縮合反応の後、脱炭酸反応を行うことによるジヒドロフラノン誘導体の製造方法が記載されているが、この方法においては、反応工程数が長く、また、反応操作が煩雑であり、更に加えて収率が低いという難点がある。他方、特許文献３には、ジアセチルのアルドール縮合によって得られるジアセチル２量体を酸加水分解することによる、２，５−ジメチル−３−フラノンの簡便な製造方法が記載されているが、この方法においては、他の２−アルキル化合物の製造に応用することはできない。この他にも、特許文献４、非特許文献３、４、および５に２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンを含む３（２Ｈ）−フラノン誘導体の製造方法が記載されているが、いずれも多工程を要し、高価な有機金属試薬を使用するなど工業的な方法ではない。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４２３４６１６号明細書
【特許文献２】特開昭４９−８２６５６号公報
【特許文献３】特公昭５９−２０６７１号公報
【特許文献４】特公平７−４５４８３号公報
【非特許文献１】Ｊ．Ａｇｒｉｃ．Ｆｏｏｄ  Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌ．１９，（１９７１）５３０
【非特許文献２】Ｊ．Ａｇｒｉｃ．Ｆｏｏｄ  Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌ．１９，（１９７１）９８４
【非特許文献３】Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ，Ｖｏｌ．３９，（１９８３）２２４１
【非特許文献４】Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２７，（１９８６）５０５
【非特許文献５】Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，（１９８８）８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１、２および特許文献１に記載されているように、２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンは、２−位のアルキル基の違いによって、それぞれ特徴的な香気香味を有し、様々な香料組成物への応用が可能である。しかしながら、従来の製造方法では、多工程なものが多く、しかも高価な試薬を使用するなど工業的に満足できるものではなかった。また、短工程で製造できる方法においても、化合物が限定されるなど汎用性に欠けるものであった。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、汎用性が高くしかも工業規模で、高品質の２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンを製造しうる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本発明者らは、上述の課題を解決するため鋭意研究を行った。その結果、塩基の存在下で、前記式（２）で表されるヒドロキシエステル誘導体とアセトンを反応させ、前記式（３）で表されるジケトン誘導体とし、次いで、酸触媒存在下に環化反応することにより、２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンを簡便に、高品質で製造しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
かくして本発明によれば、塩基の存在下で、下記式（２）
【０００８】
【化１】
2006206463.tif 000002
【０００９】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖のアルキル基を表し、Ｒ２はメチルまたはエチル基を示す。また、Ｐはテトラヒドロピラニル基、トリメチルシリル基およびエトキシエチル基から選ばれる保護基を示す）
で表されるヒドロキシエステル誘導体とアセトンを反応させ、下記式（３）
【００１０】
【化２】
2006206463.tif 000003
【００１１】
（式中、Ｒ１およびＰは前記と同様の意味を示す）
で表されるジケトン誘導体とし、次いで、酸触媒存在下に環化することを特徴とする、下記式（１）
【００１２】
【化３】
2006206463.tif 000004
【００１３】
（式中、Ｒ１は前記と同様の意味を示す）
で表される２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンの製造方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
前記式（２）で表されるヒドロキシエステル誘導体は、アルデヒド化合物より、公知の方法で容易に製造される。また、本反応で使用するアルデヒド化合物は、様々な炭素数の直鎖または分岐鎖のものが市場において容易に入手可能である。したがって、前記式（２）、（３）および（１）で表される化合物においても、様々な炭素数の直鎖または分岐鎖のものが製造可能となり、極めて汎用性の高い２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンの製造方法と言える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１６】
本発明の出発物質として用いられる前記式（２）で表されるヒドロキシエステル誘導体は、従来公知の方法によって調製することができ、例えば、下記の反応式で示したように、アルデヒド化合物をシアノヒドリンとした後に酸性条件下で加水分解、エステル化し、水酸基の保護を行うことにより合成することができる。
【００１７】
【化４】
2006206463.tif 000005
【００１８】
（式中、Ｒ１は前記と同様の意味を示す）
かくして調製された前記式（２）で表されるヒドロキシエステル誘導体とアセトンを塩基の存在下で反応させることにより、前記式（３）で表されるジケトン誘導体を製造することができる。ここで、用いる塩基としては、例えば、水素化ナトリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムアミド、カリウムブトキシド、リチウムジイソプロピルアミドなどが挙げられるが、生成物の収率や純度の点から水素化ナトリウムまたはナトリウムメトキシドが特に好ましい。塩基の使用量としては、前記式（２）で表される化合物１モルに対し約１〜３モル用いられるが、１〜１．５モルがより好ましい。また、この反応は、溶媒を用いても用いなくても良いが、溶媒を用いる場合には、アルコール類、エーテル類、テトラヒドロフラン（以下、ＴＨＦという）、ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦという）、ジメチルスルホキシド（以下、ＤＭＳＯという）などを溶媒として用いることができ、ＴＨＦおよびＤＭＦがより好ましい。その使用量としては、前記式（２）で表される化合物１重量部に対し０．５〜１０重量部が好ましく、１〜５重量部が特に好ましい。また、この反応を行う際の温度は、特に限定されないが、低温下では進行が遅く、高温下では重合等の副反応が進行することを考慮すると、−２０〜６０℃が好ましく、０〜３０℃がより好ましい。また、前記式（２）で表されるヒドロキシエステル誘導体、アセトン、塩基および溶媒を同時に仕込んで反応させることもできるが、生成物の収率や純度の点から、式（２）で表されるヒドロキシエステル誘導体、塩基および溶媒中にアセトンを滴下する方法がより好ましい。
【００１９】
このようにして調製できる前記式（３）で表されるジケトン誘導体は、通常の精製方法たとえば蒸留あるいはシリカゲルカラムクロマトグラフィーといった操作で精製することができるが、粗製のまま次の工程に使用することもできる。
【００２０】
このようにして得られる式（３）で表されるジケトン誘導体を次いで、酸触媒存在下に環化反応することにより、前記式（１）で表される２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンを製造することができる。
【００２１】
ここで、用いる酸触媒としては、例えば、りん酸、硫酸、塩酸のような無機酸類；パラトルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ピリジニウムパラトルエンスルホネート、酢酸、シュウ酸などの有機酸類；酸性イオン交換樹脂などが挙げられるが、生成物の収率や純度の点からシュウ酸またはピリジニウムパラトルエンスルホネートが特に好ましい。酸触媒の使用量としては、式（３）の化合物１モルに対し約０．０１〜２０モルが用いられるが、シュウ酸の場合は１〜１０モルが、ピリジニウムパラトルエンスルホネートの場合は０．０１〜０．１モルがより好ましい。また、この反応は、溶媒を用いても用いなくても良いが、溶媒を用いる場合には、水、アルコール類、などを溶媒として用いることができる。その使用量としては、式（３）の化合物１重量部に対し０．５〜２０重量部が好ましく、１〜５重量部が特に好ましい。また、この反応を行う際の温度は、特に限定されないが、２０〜１００℃がより好ましい。このようにして得られた式（１）で表される２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンは通常の精製方法、例えば、蒸留あるいはシリカゲルカラムクロマトグラフィーといった操作で精製することができる。
【００２２】
上記したような方法で得られる本発明の２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンは多くの香料組成物などの製品中に添加・配合することができ、配合量としては、目的とする香気、調合香料の用途などにより異なるが、一般的には香料組成物中に０．０１〜５０重量％、好ましくは０．１〜３０重量％配合することができる。
【実施例】
【００２３】
以下に、参考例及び実施例を挙げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。
参考例１：メチル  ２−（２−テトラヒドロピラニルオキシ）オクタノエート（式（２）の化合物）の合成
羽根付撹拌棒を装着した２Ｌ４口フラスコに、亜硫酸水素ナトリウム（１２４ｇ、１．２モル）と水４００ｍｌを仕込む。氷水により２０〜２５℃に温度コントロールしながらヘプタナール（１１４ｇ、１．０モル）を３０分で滴下し、さらに３０分撹拌を続ける。次いで、水４００ｍｌに溶解させたシアン化カリウム（８２ｇ、１．２モル）を１５〜２０℃、３０分で滴下する。室温で終夜撹拌を続け、反応を完結させる。
反応液をエーテル抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレーターにて溶媒を留去し、粗製シアノヒドリン（１６３ｇ）を得る。
５００ｍｌ４口フラスコに得られた粗製物（１６３ｇ）、濃塩酸（３００ｇ）を仕込み、室温にて１時間撹拌後、８０℃で２時間加熱撹拌する。反応液を冷却後、酢酸エチルにて抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレーターにて溶媒を留去し、粗製ヒドロキシカルボン酸（１９０ｇ）を得る。１Ｌ４口フラスコに、ヒドロキシカルボン酸粗製物、メタノール（４００ｍｌ）、濃硫酸（４０ｇ）を仕込み、５５℃で２時間加熱撹拌する。
反応液をエバポレーバーにて濃縮し、残渣を水３００ｍｌ中に注入し酢酸エチルで抽出する。次いで、有機層をソーダ灰水洗浄、飽和食塩水洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレーターにて溶媒を留去し、得られた粗製ヒドロキシエステル（１７１ｇ）を減圧下に蒸留して１２１ｇ（収率７０％）のメチル  ２−ヒドロキシオクタノエートを得た。
沸点  ５８〜６０℃／０．１３ｋＰａ
３００ｍｌ４口フラスコに、メチル  ２−ヒドロキシオクタノエート（１２０ｇ、０．６９モル）とパラトルエンスルホン酸（０．５ｇ）を仕込み、氷冷下（２５℃〜３０℃）に３，４−デヒドロ−２Ｈ−ピラン（７０ｇ、０．８３モル）を２０分で滴下する。室温下、終夜撹拌を続け、反応液に重曹水を加えて中和し、エーテル抽出後、有機層を飽和食塩水で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。エバポレーターにて溶媒を留去した後、さらに減圧下で留去を続け、ほぼ純粋なメチル  ２−（２−テトラヒドロピラニルオキシ）オクタノエート（１８４ｇ、定量的収率）を得た。
【００２４】
実施例１：５−（２−テトラヒドロピラニルオキシ）２，４−ウンデカンジオン（式（３）の化合物）の合成
羽根付撹拌棒を装着した２Ｌ４口フラスコに、６０％水素化ナトリウム（２５ｇ、０．６３モル）とＤＭＦ（２５０ｍｌ）、ＴＨＦ（２５０ｍｌ）を仕込み、氷冷下（１０℃〜１５℃）にメチル  ２−（２−テトラヒドロピラニルオキシ）オクタノエート（１３１ｇ、０．５１モル）を１５分で滴下する。次いで、ＤＭＦ（１００ｍｌ）とアセトン（３７ｇ、０．６３モル）の混合溶液を氷冷下（１０℃〜１５℃）に３時間で滴下する。室温下、１時間撹拌を続け、反応液を水５００ｍｌ中に注入後、６Ｎ塩酸にて中和し、エーテル抽出する。有機層を飽和食塩水で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレーターにて溶媒を留去し、粗製５−（２−テトラヒドロピラニルオキシ）２，４−ウンデカンジオン（１５６ｇ）を得た。
【００２５】
実施例２：２−ヘキシル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノン（式（１）の化合物）の合成
羽根付撹拌棒を装着した５Ｌ４口フラスコに、１０％シュウ酸水（２８００ｇ）、５−（２−テトラヒドロピラニルオキシ）２，４−ウンデカンジオン（１５６ｇ）を仕込み、８５〜９０℃で２時間加熱撹拌する。反応液をエーテル抽出後、有機層をソーダ灰洗浄、飽和食塩水洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。エバポレーターにて溶媒を留去し、得られた粗製２−ヘキシル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノン（７７ｇ）を減圧下に蒸留して５６ｇ（２工程の収率６０％）の２−ヘキシル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンを得た。
（物性データ）
ＮＭＲ（１Ｈ，４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：０．８５（ｔ，３Ｈ）；１．２３−１．３３（ｍ，６Ｈ）；１．３６−１．４５（ｍ，２Ｈ）；１．５８−１．６７（ｍ，１Ｈ）；１．８０−１．９２（ｍ，１Ｈ）；２．２０（ｓ，３Ｈ）；４．３９（ｄｄ，１Ｈ）；５．３９（ｓ，１Ｈ）  δｐｐｍ
ＮＭＲ（１３Ｃ，１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：１４．４５；１７．２８；２２．９６；２５．０５；２９．３５；３１．５９；３１．９８；８７．１４；１０４．７１；１９０．４５；２０５．５１  δｐｐｍ
ＭＳ：１８２（Ｍ＋，５），１１１（５６），９８（１００），８５（５），６８（１０），５５（７），４３（１４），４０（１２），２９（５），２７（４）。
【００２６】
実施例３：２−オクチル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノン（式（１）の化合物）の合成
実施例１においてメチル  ２−（２−テトラヒドロピラニルオキシ）オクタノエートの代わりにメチル  ２−（２−テトラヒドロピラニルオキシ）デカノエート（１０９ｇ、０．３８モル）を使用した以外は実施例１と同様に操作し、粗製の５−（２−テトラヒドロピラニルオキシ）２，４−トリデカンジオン（１２０ｇ）を得た。次いで、実施例２において１０％シュウ酸水の代わりにピリジニウムパラトルエンスルホネート（６ｇ、０．０２モル）を使用した以外は実施例２と同様に操作し、２−オクチル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノン４４ｇ（２工程の収率５５％）を得た。
（物性データ）
ＮＭＲ（１Ｈ，４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：０．８５（ｔ，３Ｈ）；１．２３−１．３１（ｍ，１０Ｈ）；１．３４−１．４６（ｍ，２Ｈ）；１．５８−１．６７（ｍ，１Ｈ）；１．８４−１．９２（ｍ，１Ｈ）；２．２０（ｓ，３Ｈ）；４．３９（ｄｄ，１Ｈ）；５．４０（ｓ，１Ｈ）  δｐｐｍ
ＮＭＲ（１３Ｃ，１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：１４．３９；１７．１５；２２．９４；２４．９８；２９．４８；２９．５９；２９．６２；３１．４７；３２．１２；８７．０２；１０４．５８；１９０．３２；２０５．４０  δｐｐｍ
ＭＳ：２１０（Ｍ＋，４），１１１（６４），９８（１００），８５（５），６８（７），５５（７），４３（１１），４０（１０），２９（３），２７（２）。
【００２７】
実施例４―７
実施例１および実施例２の操作において、下記に示す式（２）の化合物、塩基、酸触媒を使用した場合の２−アルキル−５−メチル−３（２Ｈ）−フラノンの２工程の収率を表１に示す。
【００２８】
【表１】
2006206463.tif 000006