(57)【要約】ホルムアルデヒド、アルデヒド、又はケトン（カルボニル化合物）をアンモニア及び水酸化アルカリ金属の存在下でアセチレンと反応させることを含むアセチレン不飽和アルコールの製造方法であって、水酸化アルカリ金属とカルボニル化合物とのモル比が１：２００未満である方法。反応生成物は、出発カルボニル化合物に応じてプロパルギルアルコール又はその１−一置換又は１，１−二置換誘導体であるが、これは多くの有用な最終生成物の合成における中間体として、特にビタミン及びカロチノイドの分野で有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルムアルデヒド、アルデヒド、又はケトン（カルボニル化合物）をアンモニア及び水酸化アルカリ金属の存在下でアセチレンと反応させることによるアセチレン不飽和アルコールの製造方法であって、前記水酸化アルカリ金属と前記カルボニル化合物とのモル比が１：２００未満であることを特徴とする方法。
【請求項２】
水酸化アルカリ金属とカルボニル化合物とのモル比が約１：５００〜１：２００であり、好ましくは約１：３００〜約１：２２０である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
カルボニル化合物が一般式Ｉ：
Ｒ１−ＣＨ２−ＣＯ−ＣＨ２−Ｒ２              Ｉ
（式中、Ｒ１及びＲ２の各々が、独立して、水素、アルキル、アルケニル、シクロアルキル−アルキル、シクロアルキル−アルケニル、シクロアルケニル−アルキル、又はシクロアルケニル−アルケニルを意味し、言及した基の最後の４つは、各々、必要に応じて、そのシクロアルキル環又はシクロアルケニル環上において１〜３個のメチル基又はエチル基により場合により置換されており、−ＣＨ２−ＣＯ−ＣＨ２−部分の炭素原子を含む炭素原子の合計数が４０個を上回らない）で示されるケトンである請求項１又は２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
カルボニル化合物が、メチルエチルケトン、メチルグリオキサルジメチルアセタール、６−メチル−５−ヘプテン−２−オン、６−メチル−５−オクテン−２−オン、ヘキサヒドロプソイドイオノン、４−（２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−３−ブテン−２−オン、又は６，１０，１４−トリメチル−２−ペンタデカノンである請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
カルボニル化合物が６−メチル−５−ヘプテン−２−オンであり、生成物がデヒドロリナロールである請求項４に記載の方法。
【請求項６】
水酸化アルカリ金属が水酸化カリウムである請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
反応を約０℃〜約４０℃、好ましくはほぼ室温〜約３５℃の温度で行い、圧力がアンモニアを液化状態で維持するために前記反応温度に依存して約５ｂａｒ〜約２０ｂａｒ（約０．５ＭＰａ〜約２ＭＰａ）の適切な値である請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
方法を行うための反応混合物中のアセチレンとカルボニル化合物とのモル比が約２：１〜約６：１である請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
方法を行うための反応混合物中のアンモニアとカルボニル化合物とのモル比が約８：１〜約３５：１であり、好ましくは約１０：１〜約３０：１である請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
反応を継続的な方式で行う請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エチニル化方法に関する。より具体的には、本発明は、アセチレン不飽和アルコール（acetylenically unsaturated alcohol）（プロパルギルアルコール又はその１−一置換又は１，１−二置換誘導体）の製造方法であって、ホルムアルデヒド、ホルムアルデヒド以外のアルデヒド、又はケトン（これらは、各々、本明細書中において、一般に「カルボニル化合物」と称する。）をアンモニア及び水酸化アルカリ金属の存在下でアセチレン（エチン）と反応させるが、ここで、水酸化アルカリ金属とカルボニル化合物とのモル比が１：２００未満である方法に関する。
【０００２】
反応生成物は、多くの有用な最終生成物の合成における中間体として、特にビタミン及びカロチノイドの分野で有用である。例えば、そのような有用な中間体の１つはデヒドロリナロールであり、それ自体はシトラールを介してβ−イオノン及びイソフィトールに変換することができるが、それら自体は、それぞれ、ビタミンＡ及びビタミンＥの既知出発材料である。
【０００３】
アンモニア及び水酸化アルカリ金属の存在下でケトンをアセチレンと反応させることによるアセチレン不飽和アルコールの製造は、例えばドイツのアウスレーゲシュリフト（German Auslegeschrift）（ＤＡＳ）１２３２５７３から知られる。この特許公開広報によれば、水酸化アルカリ金属とケトンとのモル比を１：１０〜１：２００として水酸化アルカリ金属の存在下、−４０℃〜＋４０℃の温度において、エチニル化反応を行うことができる。ＤＡＳ１２３２５７３で提供される技術的データから明らかであるように、水酸化アルカリ金属の相対量が減少した場合、エチニル化生成物の収率は減少する。
【０００４】
驚いたことに、水酸化アルカリ金属とカルボニル化合物とのモル比が１：２００未満である場合、すなわち該比が１：＞２００である場合、アンモニア及び水酸化アルカリ金属の存在下で適切なカルボニル化合物をアセチレンと反応させることにより、短い反応時間内に優れた収率でアセチレン不飽和アルコールを得ることができることが今や見出された。そのような少量の水酸化アルカリ金属、すなわち、ＤＡＳ１２３２５７３の技術に従って用いることができる量よりも非常に少ない相対量の使用により、不要な副産物として処分される塩の量を減少するのみならず、驚いたことにジオール副産物の形成をも減少させる結果となる。従前に知られたケトンアセチル化では、温度が上がるにつれてジオール副産物の形成が増加する傾向にあるので、本発明による反応を、ジオール副産物の形成を低いレベルでなお維持しながら、より高温で、すなわち、冷却することなく行うことができる。
【０００５】
したがって、本発明は、ホルムアルデヒド、アルデヒド、又はケトン（カルボニル化合物）をアンモニア及び水酸化アルカリ金属の存在下でアセチレンと反応させることを含むアセチレン不飽和アルコールの製造方法であって、水酸化アルカリ金属とカルボニル化合物とのモル比が１：２００未満であることを特徴とする方法を提供する。
【０００６】
本発明の方法に従ってアセチレンと反応することができる最も単純なカルボニル化合物は、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）であり、生成物はプロパルギルアルコール（ＨＣ≡ＣＣＨ２ＯＨ）である。
【０００７】
本発明の方法に従ってアセチレと反応することができる他の任意のアルデヒド又はケトンの性質は極めて重要というわけではないが、アセチレンと反応してアセチレン不飽和アルコールを形成することが知られている、すなわち、以下の式に従う任意のアルデヒド又はケトンを用いることができる。
【０００８】
【化１】
2005538142.tif 000002
【０００９】
ここで、点線によって「中心」炭素原子に結合している不特定の部分は、既知のアルデヒド及びケトンあるいは他の任意のアルデヒド及びケトンにあるものであり、これらは既知のものと同様にして製造することができる。したがって、例えば、ホルムアルデヒドなどのアルデヒド、又はケトンは、ドイツのオッフェンレーグングスシュリフト（German Offenlegungsschrift）（ＤＯＳ）２０１８９７１（その内容を参照目的のため本明細書中に取り入れる。）で定義されている式「Ｒ５−ＣＯ−Ｒ６」で示されるアルデヒド又はケトンのうちの１つであってもよい。好ましくは、出発カルボニル化合物は、以下の一般式で示されるケトンである。
Ｒ１−ＣＨ２−ＣＯ−ＣＨ２−Ｒ２            Ｉ
（式中、Ｒ１及びＲ２の各々は、独立して、水素、アルキル、アルケニル、シクロアルキル−アルキル、シクロアルキル−アルケニル、シクロアルケニル−アルキル、又はシクロアルケニル−アルケニルを意味し、言及した基の最後の４つは、各々、必要に応じてそのシクロアルキル環又はシクロアルケニル環上において１〜３個のメチル基又はエチル基により場合により置換されており、−ＣＨ２−ＣＯ−ＣＨ２−部分の炭素原子を含む炭素原子の合計数が４０個を上回らない。）
【００１０】
一般式Ｉで示されるケトンの上記定義において、Ｒ１及び／又はＲ２が意味するアルキル基は、好適には、最高で２２個の炭素原子を含有し、かつ直鎖又は分枝であってもよく、このことはアルケニル基にも適用される。さらに、該アルケニル基は、最高で４個の二重結合を特徴としてもよい。Ｒ１及び／又はＲ２が意味するシクロアルキル−アルキル、シクロアルケニル−アルキル、シクロアルキル−アルケニル、又はシクロアルケニル−アルケニル基は、必要に応じて、５〜１２の環員を有するシクロアルキル又はシクロアルケニル環を特徴とし；そのような基のアルキル又はアルケニル部分は１〜８個の炭素原子を含有し、かつ、直鎖又は分枝であることができ、またそのような基の一部がアルケニルの場合には該アルケニル部分は最高で４つの二重結合を特徴とすることもできる。さらに、式Ｉの定義でも示している通り、このような基のシクロアルキル又はシクロアルケニルの環部分は、非置換であるか、あるいは１個、２個又は３個のメチル基又はエチル基により置換され、それにより二置換又は三置換の場合には置換基は同じ（メチル又はエチル）あるいは異なる（メチル置換基及びエチル置換基の混合）ことができる。場合により置換される特に好ましい（シクロアルケニル−アルキル又はシクロアルケニル−アルケニルの一部としての）シクロアルケニル基は、周知の２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イル基である。
【００１１】
適切な場合に、任意の環メチル置換基又は環エチル置換基を含む、Ｒ１又はＲ２いずれかの炭素原子合計数は、全体として最高で４０個の炭素原子を含有するＲ１−ＣＨ２−ＣＯ−ＣＨ２−Ｒ２分子の基準を満たすため、明らかに、それぞれ残りのＲ２又はＲ１の炭素原子合計数により制限される。
【００１２】
本発明の方法は、メチルエチルケトン（２−ブタノン）、６−メチル−５−ヘプテン−２−オン、６−メチル−５−オクテン−２−オン、６，１０−ジメチル−２−ウンデカノン（ヘキサヒドロプソイドイオノン）、４−（２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキセン−ｌ−イル）−３−ブテン−２−オン、及び６，１０，１４−トリメチル−２−ペンタデカノン（式Ｉで示されるすべてのケトン）のエチニル化に適用される場合、さらに式Ｉで示されるケトンではないが、それにもかかわらず、本発明の方法に従ってアセチレンと反応することができるその他多数ある中のケトンの１つであるメチルグリオキサルジメチルアセタール［ＣＨ３ＣＯＣＨ（ＯＣＨ３）２］のエチニル化に適用される場合に、特に興味深い。これらの具体的に命名されたケトンの中で、６−メチル−５−ヘプテン−２−オンは本発明の方法によってアセチレンと反応することができる特に好ましいケトンであり、この場合の生成物は３，７−ジメチル−６−オクテン−１−イン−３−オール（デヒドロリナロール）である。
【００１３】
本発明の方法で塩基性触媒として用いられる水酸化アルカリ金属として、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを用いてもよく、このうち後者を用いることが好ましい。
【００１４】
本発明の方法で溶媒として用いられるアンモニアを、温度及び圧力を適切に選択することによって液状で維持し、それによって、同時に反応容器中に十分なアセチレン圧力もまた付与され、維持されなければならない。反応温度は、約０℃〜約４０℃の範囲であることが好都合である。圧力は、反応温度に依存して適切な値で維持され、約５ｂａｒ〜約２０ｂａｒ（約０．５ＭＰａ〜約２ＭＰａ）が好適である。反応溶媒として液化アンモニアを用いることにより、本発明の方法は有機溶媒の使用を回避しており、このことは本発明の方法の有利な点の１つである。
【００１５】
エチニル化は、ほぼ室温（約２０℃）〜約３５℃の温度で行うことが好ましい。
【００１６】
本発明の方法を行うための反応混合物中におけるアセチレンとホルムアルデヒド、アルデヒド、又はケトン（カルボニル化合物）、例えば式Ｉで示されるケトンとのモル比は、一般に、約２：１〜約６：１である。さらに、上記方法におけるアンモニアとカルボニル化合物とのモル比は、約８：１〜約３５：１であり、好ましくは約１０：１〜約３０：１である。
【００１７】
本発明の方法の特徴は、触媒として用いられる比較的に非常に少ない量の水酸化アルカリ金属であり、すなわち、水酸化アルカリ金属とカルボニル化合物とのモル比が１：２００未満（１：＞２００）である。本発明の方法を行うモル範囲は、約１：５００〜１：２００が都合よく、約１：３００〜約１：２２０が好ましい。
【００１８】
カルボニル化合物のエチニル化のためにそれ自体で知られた方式で本発明の方法を行うことができる。典型的には、バッチ式操作について、所望の量の水酸化アルカリ金属水溶液、カルボニル化合物、及びアセチレンを反応器中に入れる。次いで、反応器を密封し、アンモニアを繰り返し充填し通気することにより不活性化させる。最後に、所望の量のアンモニアを反応器に入れる。次いで、アセチレンも所望の量で攪拌しながら添加して、反応を開始する。反応中に、一定のケトン：アセチレンモル比を維持するために、さらにアセチレンを半継続的に添加してもよい。
【００１９】
あるいは、例えば、アセチレン及びアンモニアの混合物をカルボニル化合物及び水酸化アルカリ水溶液と一緒に反応器（例えば、ピストン型反応器）中に継続的に添加し、そして生成物を継続的に回収することにより、本発明による方法を継続的に行うことができる。本発明の方法は、継続的な方式で行うことが好ましい。
【００２０】
以下の実施例は、本発明の方法を例示するものである。
【００２１】
実施例１
３，７−ジメチル−６−オクテン−１−イン−オールを製造するための６−メチル−５−ヘプテン−２−オンのエチニル化
４５％（ｗｔ．／ｖｏｌ．）水溶液中の水酸化カリウム（ＫＯＨ）７９６ｍｇ及び６−メチル−５−ヘプテン−２−オン（ＭＨ）１９４．５ｇを反応器中に入れた；したがってＫＯＨ：ＭＨのモル比は１：２５０であった。反応器から４倍の空気を排気し、続いて窒素でフラッシュした（反応器の不活性化）後、アンモニア３６９ｇを入れた。次いで、アンモニア及びアセチレンの混合物中２１％（ｗｔ．／ｖｏｌ．）のアセチレンに相当するアセチレンを添加し、３０℃で１６．１ｂａｒ（１．６１ＭＰａ）の圧力を付与した。反応器の内容物をガス攪拌により攪拌した。ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）による内容物の分析のため、試料を種々の時間間隔で採取した。主な量の所望の生成物である３，７−ジメチル−６−オクテン−１−イン−３−オール（デヒドロリナロール；ＤＬＬ）並びにほんの少量のジオール副産物及び無変化のＭＨが存在していることを確証したため、５時間後に反応を最終的に終了した。結果を以下の表１に提示する。
【００２２】
表１：時間に対する生成物の組成［分（ｍｉｎ．）／時（ｈｒ．又はｈｒｓ．）］
【表１】
2005538142.tif 000003
【００２３】
実施例２
３，７，１１−トリメチル−１−ドデシン−３−オールを製造するための６，１０−ジメチル−２−ウンデカノンのエチニル化
実施例１と同様に、４５％（ｗｔ．／ｖｏｌ．）水溶液中の水酸化カリウム３８７ｍｇ、６，１０−ジメチル−２−ウンデカノン（ヘキサヒドロプソイドイオノン；ＨＰＩ）１５３．８ｇ、アンモニア３６０ｇ、及びアセチレンを１６．３ｂａｒ（１．６３ＭＰａ）で３０℃において反応させた；したがって、ＫＯＨ：ＨＰＩのモル比は１：２５０であった。５時間後、主な量の所望の生成物である３，７，１１−トリメチル−１−ドデシン−３−オール（Ｃ１５−アセチレン性アルコール；Ｃ１５−ＡＡ）並びにほんの少量のジオール副産物及び無変化のＨＰＩが存在していることをＧＣにより確証した。結果を以下の表２に提示する。
【００２４】
表２：時間に対する生成物の組成
【表２】
2005538142.tif 000004
【００２５】
実施例３
３，７，１１，１５−テトラメチル−１−ヘキサデシン−３−オールを製造するための６，１０，１４−トリメチル−２−ペンタデカノンのエチニル化
実施例１と同様に、４５％（ｗｔ．／ｖｏｌ．）水溶液中の水酸化カリウム３５８ｍｇ、６，１０，１４−トリメチル−２−ペンタデカノン（Ｃ１８−ケトン）１９２．３ｇ、アンモニア３５１ｇ、及びアセチレンを１６．８ｂａｒ（１．６８ＭＰａ）で３０℃において反応させた；したがって、ＫＯＨ：Ｃ１８−ケトンのモル比は１：２５０であった。５時間後、主な量の所望の生成物である３，７，１１，１５−テトラメチル−１−ヘキサデシン−３−オール（デヒドロイソフィトール；ＤＩＰ）並びにほんの少量のジオール副産物及び無変化のＣ１８−ケトンが存在していることをＧＣにより確証した。結果を以下の表３に提示する。
【００２６】
表３：時間に対する生成物の組成
【表３】
2005538142.tif 000005
【００２７】
実施例４
３，７−ジメチル−６−ノネン−１−イン−３−オールを製造するための６−メチル−５−オクテン−２−オンのエチニル化
実施例１と同様に、４５％（ｗｔ．／ｖｏｌ．）水溶液中の水酸化カリウム５９３ｍｇ、６−メチル−５−オクテン−２−オン（ＭＯ）１６６．８ｇ、アンモニア３８１ｇ、及びアセチレンを１６．１ｂａｒ（１．６１ＭＰａ）で３０℃において反応させた；したがって、ＫＯＨ：ＭＯのモル比は１：２５０であった。５時間後、主な量の所望の生成物である３，７−ジメチル−６−ノネン−１−イン−３−オール（「エチルデヒドロリナロール」；ＥＤＬＬ）並びにほんの少量のジオール副産物及び無変化のＭＯが存在していることをＧＣにより確証した。結果を以下の表４に提示する。
【００２８】
表４：時間に対する生成物の組成
【表４】
2005538142.tif 000006
【００２９】
実施例５
２−エチル−３−ブチン−２−オールを製造するためのメチルエチルケトンのエチニル化
実施例１と同様に、４５％（ｗｔ．／ｖｏｌ．）の水溶液中の水酸化カリウム７４０ｍｇ、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）１５３．７ｇ、アンモニア３８８ｇ、及びアセチレンを１６．０ｂａｒ（１．６０ＭＰａ）で３０℃において反応させた；したがって、ＫＯＨ：ＭＥＫのモル比は１：３５９であった。既に１時間後、主な量の所望の生成物である２−エチル−３−ブチン−２−オール（ＥＢ）並びにほんの少量のジオール副産物及び無変化のＭＥＫが存在していることをＧＣにより確証した。結果を以下の表５に提示する。
【００３０】
表５：時間に対する生成物の組成
【表５】
2005538142.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月14日(2004.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルボニル化合物をアンモニア及び水酸化アルカリ金属の存在下でアセチレンと反応させることによるアセチレン不飽和アルコールの製造方法であって、前記カルボニル化合物が、メチルエチルケトン、メチルグリオキサルジメチルアセタール、６−メチル−５−ヘプテン−２−オン、６−メチル−５−オクテン−２−オン、ヘキサヒドロプソイドイオノン、４−（２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−３−ブテン−２−オン、又は６，１０，１４−トリメチル−２−ペンタデカノンであり、前記水酸化アルカリ金属が水溶液中で使用され、前記水酸化アルカリ金属と前記カルボニル化合物とのモル比が１：２００未満であることを特徴とする方法。
【請求項２】
水酸化アルカリ金属とカルボニル化合物とのモル比が約１：５００〜１：２００である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
水酸化アルカリ金属とカルボニル化合物とのモル比が約１：３００〜約１：２２０である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
カルボニル化合物が６−メチル−５−ヘプテン−２−オンであり、生成物がデヒドロリナロールである請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
水酸化アルカリ金属が水酸化カリウムである請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
反応を約０℃〜約４０℃の温度で行い、圧力がアンモニアを液化状態で維持するために前記反応温度に依存して約５ｂａｒ〜約２０ｂａｒ（約０．５ＭＰａ〜約２ＭＰａ）の適切な値である請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
反応をほぼ室温〜約３５℃の温度で行う請求項６に記載の方法。
【請求項８】
方法を行うための反応混合物中のアセチレンとカルボニル化合物とのモル比が約２：１〜約６：１である請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
方法を行うための反応混合物中のアンモニアとカルボニル化合物とのモル比が約８：１〜約３５：１である請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
方法を行うための反応混合物中のアンモニアとカルボニル化合物とのモル比が約１０：１〜約３０：１である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
反応を継続的な方式で行う請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
2005538142.tif 000008
2005538142.tif 000009
2005538142.tif 000010