(57)【要約】      （修正有）【課題】基質の沸点が１３５℃未満の場合においても触媒量の塩基のみの使用で実施できる１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法の提供。【解決手段】α，β−不飽和アルデヒドに、カルボン酸無水物及び触媒量の４−ジアルキルアミノピリジンを１３５℃未満の温度で作用させ、４−ジアルキルアミノピリジン以外の塩基を必要としない式（３）で表される１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法。2018131400.tif 000009（Ｒ１〜Ｒ２は夫々独立にＨ、Ｃ１〜３０の直鎖／分岐のアルキル；Ｒ３はＨ、Ｃ１〜３０アルキル又はＣ２〜３０のアルケニル；Ｒ４はＣ１〜２０アルキル；Ｒ３及びＲ４のアルキル基は直鎖／分岐で、ハロゲンで置換／非置換、アルケニル基は、基中に更に１つ以上のＣ＝Ｃ結合を含んでいてもよく、直鎖／分岐で、ハロゲンで置換／非置）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
2018131400.tif 000006
（一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ２は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜３０のアルキル基を表し、該アルキル基は直鎖であっても分岐であってもよく、任意の水素原子がハロゲンによって置換されていてもよい。Ｒ３は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜３０のアルキル基または炭素数２〜３０のアルケニル基を表し、該アルキル基およびアルケニル基は直鎖であっても分岐であってもよく、任意の水素原子がハロゲンによって置換されていてもよく、アルケニル基である場合は、基中に更に１つ以上のＣ＝Ｃ結合を含んでいてもよい。）
で表されるα，β−不飽和アルデヒドに、下記一般式（２）
2018131400.tif 000007
（一般式（２）中、Ｒ４は、炭素数１〜２０のアルキル基を表し、該アルキル基は直鎖であっても分岐であってもよい。）
で表されるカルボン酸無水物および触媒量の４−ジアルキルアミノピリジンを１３５℃未満の温度で作用させ、４−ジアルキルアミノピリジン以外の塩基を必要としないことを特徴とする、
下記一般式（３）
2018131400.tif 000008
で表される１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法。
（一般式（３）中、Ｒ１〜Ｒ４は、前記一般式（１）および（２）におけるＲ１〜Ｒ４に対応する。）
【請求項２】
反応温度が副生するカルボン酸（Ｒ４−ＣＯＯＨ、Ｒ４は上記一般式（２）におけるＲ４に対応する）の沸点未満であることを特徴とする、請求項１に記載の１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法。
【請求項３】
α，β−不飽和アルデヒドに対して２．５ｍｏｌ％を超える量の４−ジアルキルアミノピリジンを使用することを特徴とする、請求項１または２に記載の１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法。
【請求項４】
４−ジアルキルアミノピリジンが４−ジメチルアミノピリジンであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法。
【請求項５】
Ｒ１〜Ｒ２が、それぞれ独立して水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ３が炭素数１〜４のアルキル基であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品構造中の不飽和結合を含む六員環の構築に有用なディールス−アルダー反応の原料として、また接着剤や塗料などのポリマー製造用の原料として有用な１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法である。
【背景技術】
【０００２】
１−アセトキシ−１，３−ブタジエンの製造方法として、クロトンアルデヒドと無水酢酸を反応させる方法がいくつか知られている。例えばクロトンアルデヒドに無水酢酸と当量の酢酸カリウムを作用させる方法（非特許文献１）、クロトンアルデヒドに過剰量のトリエチルアミンと触媒量の４−ジメチルアミノピリジンの存在下、無水酢酸を作用させる方法（非特許文献２）などが挙げられるが、これらは当量以上の塩基を必要とするが、クロトンアルデヒドの沸点（１０４℃）あるいは室温で行われている。これに対しシトラール（沸点２２９℃）と無水酢酸の反応による相当するジエノールのアセチル化は、当量以上の塩基を使用していないが、触媒量の４−ジメチルアミノピリジンを、副生する酢酸の沸点（１１８℃）を超える１３５℃の高温で作用させる必要があった（非特許文献３）。従ってクロトンアルデヒドの場合のように、基質の沸点が１３５℃未満の場合には、必要な反応温度に到達できないためにこの方法は適用できなかった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．，５９，７５１（１９８６）
【非特許文献２】Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，４６，２５２４（２０１４）
【非特許文献３】Ｃｈｅｍ．Ｅｕｒ．Ｊ．，１７，１２５７（２０１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
それゆえに基質の沸点が１３５℃未満の場合においても触媒量の塩基のみの使用で実施できる１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、鋭意検討の結果、α，β−不飽和アルデヒドに、カルボン酸無水物および触媒量の４−ジアルキルアミノピリジンを１３５℃未満で作用させることにより低沸点の基質においてさえ反応させうることを見出し、１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の効率の良い製造方法となる本発明を完成した。すなわち、本発明は、以下［１］〜［５］で構成される。
【０００６】
［１］下記一般式（１）
2018131400.tif 000002
（一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ２は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜３０のアルキル基を表し、該アルキル基は直鎖であっても分岐であってもよく、任意の水素原子がハロゲンによって置換されていてもよい。Ｒ３は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜３０のアルキル基または炭素数２〜３０のアルケニル基を表し、該アルキル基およびアルケニル基は直鎖であっても分岐であってもよく、任意の水素原子がハロゲンによって置換されていてもよく、アルケニル基である場合は、基中に更に１つ以上のＣ＝Ｃ結合を含んでいてもよい。）
で表されるα，β−不飽和アルデヒドに、下記一般式（２）
2018131400.tif 000003
（一般式（２）中、Ｒ４は、炭素数１〜２０のアルキル基を表し、該アルキル基は直鎖であっても分岐であってもよい。）
で表されるカルボン酸無水物および触媒量の４−ジアルキルアミノピリジンを１３５℃未満の温度で作用させ、４−ジアルキルアミノピリジン以外の塩基を必要としないことを特徴とする、
下記一般式（３）
2018131400.tif 000004
で表される１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法。
（一般式（３）中、Ｒ１〜Ｒ４は、前記一般式（１）および（２）におけるＲ１〜Ｒ４に対応する。）
［２］反応温度が副生するカルボン酸（Ｒ４−ＣＯＯＨ、Ｒ４は上記一般式（２）におけるＲ４に対応する）の沸点未満であることを特徴とする、［１］項に記載の１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法。
［３］α，β−不飽和アルデヒドに対して２．５ｍｏｌ％を超える量の４−ジアルキルアミノピリジンを使用することを特徴とする、［１］または［２］に記載の１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法。
［４］４−ジアルキルアミノピリジンが４−ジメチルアミノピリジンであることを特徴とする、［１］〜［３］のいずれか１項に記載の１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法。
［５］Ｒ１〜Ｒ２が、それぞれ独立して水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ３が炭素数１〜４のアルキル基であることを特徴とする、［１］〜［４］のいずれか１項に記載の１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に関わる１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法は、安価なアシル化剤の酸無水物を使用し、触媒量の４−ジアルキルアミノピリジンを１３５℃未満で作用させるだけで１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類が製造できる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明についてより詳細に説明する。本発明は、α，β−不飽和アルデヒドおよびカルボン酸無水物がそれぞれ一般式（１）および（２）で表される部分構造を持っていれば、Ｒ１〜Ｒ４の構造には特に制約されずに対応する一般式（３）で表される１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類を製造することができる。
【０００９】
＜Ｒ１〜Ｒ４について＞
Ｒ１〜Ｒ４については、特に制約は無いが、具体的には以下の構造の基を挙げることができる。すなわち、Ｒ１〜Ｒ２は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基を表し、該アルキル基は直鎖であっても分岐であってもよく、任意の水素原子がハロゲンによって置換されていてもよい。Ｒ３は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基または炭素数２〜２０のアルケニル基を表し、該アルキル基およびアルケニル基は直鎖であっても分岐であってもよく、任意の水素原子がハロゲンによって置換されていてもよく、アルケニル基である場合は、基中に更に１つ以上のＣ＝Ｃ結合を含んでいてもよい。Ｒ４は、炭素数１〜２０のアルキル基を表し、該アルキル基は直鎖であっても分岐であってもよく、任意の水素原子がハロゲンによって置換されていてもよい。
【００１０】
アルキル基としては炭素数１〜４の直鎖あるいは分枝アルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基などが挙げられる。アルケニル基としては、アリル基、プレニル基（３−メチル−２−ブテニル基）、３−ブテニル基、３−ペンテニル基、４−ペンテニル基、３−ヘキセニル基、４−ヘキセニル基、５−ヘキセニル基、３−ヘプテニル基、４−ヘプテニル基、５−ヘプテニル基、６−ヘプテニル基、３−オクテニル基、４−オクテニル基、５−オクテニル基、６−オクテニル基、７−オクテニル基、３−ノネニル基、４−ノネニル基、５−ノネニル基、６−ノネニル基、７−ノネニル基、８−ノネニル基、３−デセニル基、４−デセニル基、５−デセニル基、６−デセニル基、７−デセニル基、８−デセニル基、９−デセニル基、３−ゲラニル基（ｔｒａｎｓ−３，７−ジメチルー２，６−オクタジエニル基）、ネリル基（ｃｉｓ−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエニル基）、シトロネリル基（３，７−ジメチル−６−オクテニル基）などが挙げられる。
【００１１】
アルキル基上の置換基としてはハロゲン原子が挙げられ、例えば、フッソ原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【００１２】
＜α，β−不飽和アルデヒドについて＞
一般式（１）で示されるα，β−不飽和アルデヒドとしては、２−ブテナール、３−メチル−２−ブテナール、２−メチル−２−ブテナール、２−ペンテナール、２−メチル−２−ペンテナール、２−ヘキセナール、２−エチル−２−ヘキセナール、２−ヘプテナール、２−オクテナール、２−ノネナール、２−デセナール、２−ウンデセナール、２−ドデセナール、２−トリデセナール、２−テトラデセナール、２−ペンタデセナール、２−ヘキサデセナール、２−ヘプタデセナール、２−オクタデセナール、２−ノナデセナール、２−エイコセナールなどが挙げられ、Ｅ体およびＺ体のいずれでも、また混合物でも用いることができる。
【００１３】
＜カルボン酸無水物について＞
一般式（２）で示されるカルボン酸無水物としては、無水酢酸、プロピオン酸無水物、酪酸無水物、イソ酪酸無水物、吉草酸無水物、イソ吉草酸無水物、カプロン酸無水物、イソカプロン酸無水物、エナント酸無水物、カプリル酸無水物、ペラルゴン酸無水物、カプリン酸無水物、ラウリン酸無水物などが挙げられる。
カルボン酸無水物の量は、α，β−不飽和アルデヒドに対し、通常０．８〜２倍当量、好ましくは０．９〜１．５倍当量で使用される。α，β−不飽和アルデヒドが安価で沸点が低い場合には、α，β−不飽和アルデヒドが過剰になるように設定することが好ましい。
【００１４】
＜４−ジアルキルアミノピリジンについて＞
４−ジアルキルアミノピリジンとしては、通常４−ジメチルアミノピリジン、４−ジエチルアミノピリジン、４−ジプロピルアミノピリジン、４−ジイソプロピルアミノピリジン、
４−ジブチルアミノピリジン、４−ピロリジノピリジン、４−モルホリノピリジン、ポリマー担持型４−ジメチルアミノピリジン（Ａｌｄｒｉｃｈ）、好ましくは４−ジメチルアミノピリジンあるいはポリマー担持型４−ジメチルアミノピリジン（Ａｌｄｒｉｃｈ）が使用される。
４−ジアルキルアミノピリジンの量は、α，β−不飽和アルデヒドに対し、具体的には、２．５ｍｏｌ％を超える量〜２０ｍｏｌ％、好ましくは５〜１０ｍｏｌ％使用される。
【００１５】
＜４−ジアルキルアミノピリジン以外の塩基について＞
用いる必要はない。
【００１６】
＜溶媒について＞
溶媒は必ずしも必要ではないが、使用することもできる。使用する場合は、パラフィン系の非極性溶媒が好ましく、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカンなどが挙げられる。必要に応じてテトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、ジブチルエーテル、アセトニトリル、トルエン、キシレン、四塩化炭素、ジクロロエタンなどの非プロトン性溶媒を単独あるいは混合して使用、あるいはこれらの非プロトン性溶媒とパラフィン系溶媒との混合溶媒を使用することもできる。
【００１７】
＜反応温度および反応時間について＞
反応温度は、室温〜１３５℃未満、好ましくは８０〜１２０℃、より好ましくは１００〜１１０℃である。反応時間は、通常１０分〜１０時間、好ましくは２０分〜３時間、更に好ましくは３０分〜１時間である。
【００１８】
＜重合禁止剤について＞
重合禁止剤を用いる場合は、４−ｔｅｒｔ−ブチルピロカテコール、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノン、１，４−ベンゾキノン、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジルフリーラジカル、ガルビノキシルフリーラジカル、ヒドロキノン、４−メトキシフェノール、イルガノックス、４−オキソ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシルフリーラジカル、フェノチアジン、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシルフリーラジカル、カプフェロン、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩、キノパワー（登録商標）、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、ジブチルジチオカルバミン酸銅、２−オキシジフェニルアミン、１−ナフトール、２−ナフトール、酸素などが挙げられる。重合禁止剤の添加量は１，３−ブタジエンの重量の１〜１０００ｐｐｍであり、好ましくは１００〜５００ｐｐｍである。
【００１９】
＜後処理および精製方法について＞
反応後は、反応混合物をそのまま減圧蒸留に付して１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類を得ることもできるが、反応混合物をそのまま水洗、あるいは反応混合物をエーテル系、エステル系、あるいはパラフィン系などの溶媒で希釈してから水洗後、炭酸水素ナトリウム水溶液などの塩基性物質で洗浄し、分液後、減圧蒸留により１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類を得ることができる。エーテル系溶媒としては、ジエチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、シクロプロピルメチルエーテルなどが挙げられる。エステル系溶媒としては酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどが挙げられる。パラフィン系溶媒としてはヘキサン、ヘプタンなどが挙げられる。またエーテル系溶媒、エステル系溶媒、パラフィン系溶媒の内、２種以上の混合溶媒を用いることもできる。副生したカルボン酸を除去するためおよび未反応のカルボン酸無水物を除去するための操作としては、水洗あるいは塩基性物質の水溶液で洗浄、あるいはこれらの組み合わせで行うことができ、洗浄に用いる塩基性物質としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが用いられる。副生した高沸点物質を除去するための操作としてのショートカラム用の担体としてはシリカゲル、アルミナ、セライト、活性炭などを用いることができる。
【実施例】
【００２０】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によって
なんら限定されるものではない。
【００２１】
実施例で得られた反応溶液は、ガスクロマトグラフィーで分析を行い、転化率および選択率を面積百分率を基に算出した。測定条件は以下の通りである。
【００２２】
装置：島津製作所ＧＣ−２０１４
カラム：Agilent J&W   GCカラム  DB-1ms（L60m×φ0.250mm、D:0.25μm）  （キャピラリーカラム）
カラム温度：５０℃（５分保持）→１０℃／ｍｉｎ→２５０℃（５分保持）
インジェクション温度：２８０℃
キャリヤーガス：純ヘリウム  Ｇ１
検出器：水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）
【００２３】
＜実施例１＞
フラスコに１．２当量のtrans-クロトンアルデヒド（１７．１ｇ）、１０ｍｏｌ％の４−ジメチルアミノピリジン（２．４８ｇ）および１当量の無水酢酸（２０．７ｇ）を入れ、窒素雰囲気下に１１０℃で加熱攪拌を１時間行った（転化率８５％、選択率７４％）。反応混合物を室温まで冷却後、水（２２ｍｌ）、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（２２ｍｌ）で３回、水（２２ｍｌ）の順で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧蒸留を行い、沸点５２〜５４℃／５．７ｋＰａ、無色透明液体の１−アセトキシ−１，３−ブタジエン１０．３ｇを得た。
【００２４】
＜実施例２〜１２＞
表１に示す条件に変更した以外は、実施例１と同様に反応を実施した。結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
2018131400.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の製造方法は、沸点が低い基質にも適用可能な、副生するカルボン酸が留去しない低温で、触媒量の塩基を作用させるだけの省エネルギーな工業的製造方法として有用である。