(57)【要約】      （修正有）【課題】工業的により有利な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−不飽和アルデヒドと、カルボン酸無水物と、触媒量のカルボン酸塩と、を混合し、加熱撹拌させる、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。2018131399.tif 000009（Ｒ１は不飽和アルデヒドのα位に由来し、Ｈ、アルキル基等；Ｒ２は不飽和アルデヒドのβ位に由来し、Ｈ、アルキル基等；Ｒ３はＨ、アルキル基等；Ｒ４はカルボン酸無水物のカルボキシル残基に由来し、Ｃ１〜２０のアルキル基）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
2018131399.tif 000006
（一般式（１）中、Ｒ１〜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−不飽和アルデヒドと、下記一般式（２）
2018131399.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カルボン酸塩を混合し、加熱撹拌させることを特徴とする、
下記一般式（３）
2018131399.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】
前記一般式（２）および（３）において、Ｒ４がそれぞれ独立して炭素数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】
前記一般式（１）および（３）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３がそれぞれ独立して水素原子または炭素数１０以下のアルキル基であ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】
カルボン酸塩が、α，β−不飽和アルデヒドに対して５０ｍｏｌ％以下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。
【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に関する。
【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、当量の酢酸カリウムを塩基として使用し、クロトンアルデヒドと無水酢酸を反応させる方法が知られている（非特許文献１）。また酢酸カリウム（０．７当量）と無水酢酸（１．３当量）の混合物を還流させる中へクロトンアルデヒド（１．０当量）を滴下する方法では、転化率５０％、収率６０％である（非特許文献２）。これらは酢酸カリウムが触媒として回転しておらず（触媒回転数（ＴＯＮ）＜１）、比例費の点で課題があるだけでなく、反応液が冷えると酢酸カリウムが析出し、流動性がなくなるなどの、工業的な製法としての課題が残されていた。
【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】Ｃａｎ．Ｊ．Ｃｈｅｍ．，３８，１０７０（１９６０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
それゆえにこれらの課題を一挙に解決でき、工業的により有利な触媒量のカルボン酸塩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、以下［１］〜［４］で構成される、１−アシルオキシ−１，３−ブタジエン類の比例費を低減しうる工業的な製造方法となる本発明を完成した。
【０００６】
［１］下記一般式（１）
2018131399.tif 000002
（一般式（１）中、Ｒ１〜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２〜３０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−不飽和アルデヒドと、下記一般式（２）
2018131399.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カルボン酸塩を混合し、加熱撹拌させることを特徴とする、
下記一般式（３）
2018131399.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］前記一般式（２）および（３）において、Ｒ４がそれぞれ独立して炭素数１〜４のアルキル基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］前記一般式（１）および（３）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３がそれぞれ独立して水素原子または炭素数１０以下のアルキル基であることを特徴とする［１］または［２］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。
［４］カルボン酸塩が、α，β−不飽和アルデヒドに対して５０ｍｏｌ％以下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。
【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、触媒量のカルボン酸塩を作用させるだけで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〜Ｒ３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〜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。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。
【００１０】
アルキル基として、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が挙げられる。アルケニル基として、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−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（３）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】
＜カルボン酸塩について＞
カルボン酸塩のカルボン酸としては通常カルボン酸無水物と同じカルボン酸を使用することが望ましく、周期表第１族及び第２族元素とカルボン酸の塩などが好ましくもちいられる。具体的には酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム、プロピオン酸リチウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム、プロピオン酸セシウム、プロピオン酸カルシウム、プロピオン酸マグネシウム、酪酸リチウム、酪酸ナトリウム、酪酸カリウム、酪酸セシウム、酪酸カルシウム、酪酸マグネシウム、イソ酪酸リチウム、イソ酪酸ナトリウム、イソ酪酸カリウム、イソ酪酸セシウム、イソ酪酸カルシウム、イソ酪酸マグネシウム、吉草酸リチウム、吉草酸ナトリウム、吉草酸カリウム、吉草酸セシウム、吉草酸カルシウム、吉草酸マグネシウム、イソ吉草酸リチウム、イソ吉草酸ナトリウム、イソ吉草酸カリウム、イソ吉草酸セシウム、イソ吉草酸カルシウム、イソ吉草酸マグネシウム、カプロン酸リチウム、カプロン酸ナトリウム、カプロン酸カリウム、カプロン酸セシウム、カプロン酸カルシウム、カプロン酸マグネシウム、イソカプロン酸リチウム、イソカプロン酸ナトリウム、イソカプロン酸カリウム、イソカプロン酸セシウム、イソカプロン酸カルシウム、イソカプロン酸マグネシウム、エナント酸リチウム、エナント酸ナトリウム、エナント酸カリウム、エナント酸セシウム、エナント酸カルシウム、エナント酸マグネシウム、カプリル酸リチウム、カプリル酸ナトリウム、カプリル酸カリウム、カプリル酸セシウム、カプリル酸カルシウム、カプリル酸マグネシウム、ペラルゴン酸リチウム、ペラルゴン酸ナトリウム、ペラルゴン酸カリウム、ペラルゴン酸セシウム、ペラルゴン酸カルシウム、ペラルゴン酸マグネシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム、カプリン酸リチウム、カプリン酸ナトリウム、カプリン酸カリウム、カプリン酸セシウム、カプリン酸カルシウム、カプリン酸マグネシウム、ラウリン酸リチウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ラウリン酸セシウム、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸マグネシウム、などが挙げられる。またカルボン酸塩は反応系内で調製してもよく、カルボン酸と周期表第１族あるいは第２族元素のアルコキシド、水酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩から、あるいはカルボン酸無水物と周期表第１族あるいは第２族元素のアルコキシド、水酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩から調製してもよい。さらに２種類以上のカルボン酸塩を使用することできる。
カルボン酸塩の量は、α，β−不飽和アルデヒドに対し、触媒量であればよく、通常α，β−不飽和アルデヒドに対して１ｍｏｌ％〜５０ｍｏｌ％、好ましくは５〜２０ｍｏｌ％使用される。
【００１５】
＜カルボン酸塩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、用いる基質によって異なるが、通常室温〜１５０℃、好ましくは８０〜１３０℃、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〜５時間、更に好ましくは３０分〜２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R、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、反応液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、反応液をそのまま水洗後減圧蒸留に付すこともできる。あるいは反応液をエーテル系、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、水と混合し撹拌後分液するだけで除去することができるが、未反応のカルボン酸無水物と当量の炭酸水素ナトリウム水溶液などの塩基性物質と混合し、分解を促進させた後、分液して除去することもできる。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、純度を面積百分率にて算出した。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＞
【００２４】
フラスコに１．１当量のtrans-クロトンアルデヒド（２５．６ｇ）、１当量の無水酢酸（３３．５ｇ）および２２ｍｏｌ％の酢酸カリウム（７．１７ｇ）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９２％、選択率９０％、ＧＣ収率８３％）。反応溶液を冷却し、水（２０ｍｌ）を加えて、分液し、有機層に水（２０ｍｌ）を加えて室温で３時間撹拌した。分液し、有機層の減圧蒸留を行い、沸点５０〜５４℃／５．７ｋＰａ、無色透明液体の１−アセトキシ−１，３−ブタジエン１６．５ｇを得た。
＜実施例２＞
フラスコに１当量の２−ウンデセナール（１４．４ｇ）、１当量の無水酢酸（８．７４ｇ）および２０ｍｏｌ％の酢酸カリウム（１．６８ｇ）を入れ、窒素雰囲気下に１３０℃で加熱攪拌を１時間行った。反応溶液を冷却し、水（２０ｍｌ）加えて、分液し、有機層に水（２０ｍｌ）加えて室温で１時間撹拌した。分液し、有機層の減圧蒸留を行い、沸点１１６〜１１８℃／１ｋＰａ、無色透明液体の１−アセトキシ−１，３−ウンデカジエン１４．０ｇ（単離収率７８％）を得た。
【００２５】
＜実施例３〜１３＞
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。
【００２６】
【表１】
2018131399.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００２７】
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、α，β−不飽和アルデヒドにカルボン酸無水物と触媒量のカルボン酸塩を作用させるだけの比例費を低減した工業的製造方法として有用である。