(57)【要約】      （修正有）【課題】工業的有利なε−カプロラクトン化合物の製造方法を提供すること。【解決手段】実質的に無機塩基の非存在下、式（１）2008247889.tif 000007（式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一または相異なって水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表す。）で示されるシクロヘキサノン化合物とモノペルオキシフタル酸マグネシウムとを０〜５０℃で反応させることを特徴とするε−カプロラクトン化合物の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に無機塩基の非存在下、式（１）
2008247889.tif 000005
（式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一または相異なって水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
で示されるシクロヘキサノン化合物とモノペルオキシフタル酸マグネシウムとを０〜５０℃で反応させることを特徴とする式（２）
2008247889.tif 000006
（式中、ＲおよびＲ１〜Ｒ４は上記と同一の意味を表す。）
で示されるε−カプロラクトン化合物の製造方法。
【請求項２】
式（１）で示されるシクロヘキサノン化合物とモノペルオキシフタル酸マグネシウムの反応温度が、０〜４０℃である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
モノペルオキシフタル酸マグネシウムの使用量が、式（１）で示されるシクロヘキサノン化合物に対して０．５〜１モル倍である請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
水と混和するアルコール溶媒および水の存在下に、式（１）で示されるシクロヘキサノン化合物とモノペルオキシフタル酸マグネシウムの反応を実施する請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
式（１）で示されるシクロヘキサノン化合物が、２，６−ジメチルシクロヘキサノンである請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ε−カプロラクトン化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ε−カプロラクトン化合物の製造方法としては、例えば、シクロヘキサノン化合物とモノペルオキシフタル酸マグネシウムとを６０℃以上の温度条件下で反応させる方法（非特許文献１参照。）、シクロヘキサノン化合物とモノペルオキシフタル酸マグネシウムとを炭酸水素ナトリウムの存在下で反応させる方法（非特許文献２参照。）等が知られている。しかしながら、いずれの方法においても、シクロヘキサノン化合物に対して１．５モル倍以上のモノペルオキシフタル酸マグネシウムを用いる必要があるため、コスト面や防災面等の観点から、これらの製造方法は、工業的に満足できるものではなかった。
【非特許文献１】Synthetic communications, 26, 4591-4596 (1996)
【非特許文献２】J. Org. Chem., 62, 2633-2635 (1997)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで本発明者らは、シクロヘキサノン化合物とモノペルオキシフタル酸マグネシウムの反応において、モノペルオキシフタル酸マグネシウムの使用量を削減しても工業的有利にε−カプロラクトン化合物が得られる方法について鋭意検討したところ、実質的に無機塩基の非存在下で反応温度を５０℃以下にして該反応を行えば、モノペルオキシフタル酸マグネシウムの使用量がシクロヘキサノン化合物に対して１．５モル倍未満であっても、工業的有利にε−カプロラクトン化合物が得られることを見出し、本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
すなわち本発明は、実質的に無機塩基の非存在下、式（１）
2008247889.tif 000002
（式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一または相異なって水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
で示されるシクロヘキサノン化合物とモノペルオキシフタル酸マグネシウムとを０〜５０℃で反応させることを特徴とする式（２）
2008247889.tif 000003
（式中、ＲおよびＲ１〜Ｒ４は上記と同一の意味を表す。）
で示されるε−カプロラクトン化合物の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の製造方法によれば、ε−カプロラクトン化合物の公知の製造方法と比較して、モノペルオキシフタル酸マグネシウムの使用量を削減することができるため、工業的に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】
上記式（１）で示されるシクロヘキサノン化合物（以下、シクロヘキサノン化合物（１）と略記する。）において、ＲおよびＲ１〜Ｒ４で示される炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等の直鎖状または分岐状のアルキル基が挙げられる。
【０００８】
シクロヘキサノン化合物（１）としては、例えば２−メチルシクロヘキサノン、３−メチルシクロヘキサノン、４−メチルシクロヘキサノン、２−メチル−６−プロピルシクロヘキサノン、２−エチルシクロヘキサノン、３−エチルシクロヘキサノン、４−エチルシクロヘキサノン、２−エチル−６−メチルシクロヘキサノン、２−エチル−６−ブチルシクロヘキサノン、２−エチル−６−イソプロピルシクロヘキサノン、２−エチル−６−イソブチルシクロヘキサノン、２−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノン、２−プロピルシクロヘキサノン、２−ブチルシクロヘキサノン、２−ブチル−６−メチルシクロヘキサノン、２−ブチル−６−プロピルシクロヘキサノン、２−イソプロピルシクロヘキサノン、２−イソプロピル−６−メチルシクロヘキサノン、２−イソプロピル−６−プロピルシクロヘキサノン、２−イソプロピル−６−ブチルシクロヘキサノン、２−イソプロピル−６−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノン、２−イソブチルシクロヘキサノン、２−イソブチル−６−メチルシクロヘキサノン、２−イソブチル−６−プロピルシクロヘキサノン、２−イソブチル−６−ブチルシクロヘキサノン、２−イソブチル−６−イソプロピルシクロヘキサノン、２−イソブチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノン、３−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノン、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノン、２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−メチルシクロヘキサノン、２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−プロピルシクロヘキサノン、２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−ブチルシクロヘキサノン、２, ３−ジメチルシクロヘキサノン、２, ４−ジメチルシクロヘキサノン、２, ５−ジメチルシクロヘキサノン、２，６−ジメチルシクロヘキサノン、３，４−ジメチルシクロヘキサノン、３，５−ジメチルシクロヘキサノン、２，３−ジエチルシクロヘキサノン、２，４−ジエチルシクロヘキサノン、２，５−ジエチルシクロヘキサノン、２，６−ジエチルシクロヘキサノン、３，４−ジエチルシクロヘキサノン、３，５−ジエチルシクロヘキサノン、２，６−ジプロピルシクロヘキサノン、２，６−ジブチルシクロヘキサノン、２，６−ジイソプロピルシクロヘキサノン、２，６−ジイソブチルシクロヘキサノン、２，６−ジｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノン等が挙げられる。２，６−ジメチルシクロヘキサノンが好ましい。
【０００９】
モノペルオキシフタル酸マグネシウムは、無水物であってもよいし、水和物であってもよい。また、市販のものを用いてもよいし、任意の公知の方法により製造して用いてもよい。その使用量は、シクロヘキサノン化合物（１）に対して、通常０．５〜１モル倍、好ましくは０．７〜１モル倍の範囲である。
【００１０】
無機塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物；炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩；炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩；等が挙げられ、本発明において、それらの無機塩基を実質的に存在させることなく、シクロヘキサノン化合物（１）とモノペルオキシフタル酸マグネシウムとを反応させる。本発明において、無機塩基を実質的に存在させないとは、シクロヘキサノン化合物（１）に対して無機塩基が、通常０．０１モル倍以下、好ましくは０．００１モル倍以下、より好ましくは０．０００１モル倍以下、最も好ましくは非存在下であることを意味する。
【００１１】
本発明の反応は、通常、溶媒の存在下で実施される。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等の水と混和するアルコール溶媒；アセトニトリル等のニトリル溶媒；テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル溶媒；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド溶媒；水；等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を同時に用いてもよい。好ましくは、水と混和するアルコール溶媒および水を同時に用いる。より好ましくは、メタノールと水を同時に用いる。水と混和するアルコール溶媒および水を同時に用いるとき、それらの混合組成は特に限定されないが、全溶媒量に対する水の量は、通常１０〜９５重量％、好ましくは６０〜９５重量％、より好ましく８０〜９０重量％である。
【００１２】
反応温度は、通常０〜５０℃、好ましくは０〜４０℃、より好ましくは１０〜３０℃の範囲である。反応の進行は、ガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、ＮＭＲ等の通常の分析手段により確認することができる。
【００１３】
シクロヘキサノン（１）とモノペルオキシフタル酸マグネシウムの混合順序は特に限定されない。通常、シクロヘキサノン（１）にモノペルオキシフタル酸マグネシウムを、反応条件下にて加えていくことにより実施する。好ましい実施態様としては、水と混和するアルコール溶媒とシクロヘキサノン（１）の混合物中に水とモノペルオキシフタル酸マグネシウムの混合物を反応温度条件下で加えていく態様および水と混和するアルコール溶媒と水とシクロヘキサノン（１）の混合物中にモノペルオキシフタル酸マグネシウムを反応温度条件下で加えていく態様が挙げられる。操作面から、水と混和するアルコール溶媒とシクロヘキサノン（１）の混合物中に水とモノペルオキシフタル酸マグネシウムの混合物を反応温度条件下で加えていく態様がより好ましい。
【００１４】
反応終了後、例えば、反応混合物を必要により還元剤で処理し、得られる混合物に分液処理、ろ過処理、濃縮処理等の通常の単離処理を施すことにより、上記式（２）で示されるε−カプロラクトン化合物（以下、ε−カプロラクトン化合物（２）と略記する。）を単離することができる。上記還元剤としては、例えば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸アンモニウム、亜硫酸水素ナトリウム等の亜硫酸塩や、チオ硫酸ナトリウム等が挙げられる。単離されたε−カプロラクトン化合物（２）は、再結晶処理、シリカゲルカラムクロマトグラフィー処理等の通常の精製処理にて、さらに精製されてもよい。
【００１５】
かくして得られるε−カプロラクトン化合物（２）としては、例えば、α−メチル−ε−カプロラクトン、β−メチル−ε−カプロラクトン、γ−メチル−ε−カプロラクトン、α−メチル−ε−プロピル−ε−カプロラクトン、α−エチル−ε−カプロラクトン、β−エチル−ε−カプロラクトン、γ−エチル−ε−カプロラクトン、α−エチル−ε−メチル−ε−カプロラクトン、α−エチル−ε−ブチル−ε−カプロラクトン、α−エチル−ε−イソプロピル−ε−カプロラクトン、α−エチル−ε−イソブチル−ε−カプロラクトン、α−エチル−ε−ｔｅｒｔ−ブチル−ε−カプロラクトン、α−プロピル−ε−カプロラクトン、α−ブチル−ε−カプロラクトン、α−ブチル−ε−メチル−ε−カプロラクトン、α−ブチル−ε−プロピル−ε−カプロラクトン、α−イソプロピル−ε−カプロラクトン、α−イソプロピル−ε−メチル−ε−カプロラクトン、α−イソプロピル−ε−プロピル−ε−カプロラクトン、α−イソプロピル−ε−ブチル−ε−カプロラクトン、α−イソプロピル−ε−ｔｅｒｔ−ブチル−ε−カプロラクトン、α−イソブチル−ε−カプロラクトン、α−イソブチル−ε−メチル−ε−カプロラクトン、α−イソブチル−ε−プロピル−ε−カプロラクトン、α−イソブチル−ε−ブチル−ε−カプロラクトン、α−イソブチル−ε−イソプロピル−ε−カプロラクトン、α−イソブチル−ε−ｔｅｒｔ−ブチル−ε−カプロラクトン、α−ｔｅｒｔ−ブチル−ε−カプロラクトン、β−ｔｅｒｔ−ブチル−ε−カプロラクトン、γ−ｔｅｒｔ−ブチル−ε−カプロラクトン、α−ｔｅｒｔ−ブチル−ε−メチル−ε−カプロラクトン、α−ｔｅｒｔ−ブチル−ε−プロピル−ε−カプロラクトン、α−ｔｅｒｔ−ブチル−ε−ブチル−ε−カプロラクトン、α，β−ジメチル−ε−カプロラクトン、α，γ−ジメチル−ε−カプロラクトン、α，δ−ジメチル−ε−カプロラクトン、α，ε−ジメチル−ε−カプロラクトン、β，γ−ジメチル−ε−カプロラクトン、β，δ−ジメチル−ε−カプロラクトン、α，β−ジエチル−ε−カプロラクトン、α，γ−ジエチル−ε−カプロラクトン、α，δ−ジエチル−ε−カプロラクトン、α，ε−ジエチル−ε−カプロラクトン、β，γ−ジエチル−ε−カプロラクトン、β，δ−ジエチル−ε−カプロラクトン、α，ε−ジプロピル−ε−カプロラクトン、α，ε−ジブチル−ε−カプロラクトン、α，ε−ジイソプロピル−ε−カプロラクトン、α，ε−ジイソブチル−ε−カプロラクトン、α，ε−ジｔｅｒｔ−ブチル−ε−カプロラクトン等が挙げられる。
【実施例】
【００１６】
以下、実験例にて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
【００１７】
実施例１
１０００ｍｌ容のセパラブルフラスコに、２，６−ジメチルシクロヘキサノン５０．０ｇ（０．４０ｍｏｌ）とメタノール６６．０ｇとを仕込み、内温２０℃で撹拌した。ここに、モノペルオキシフタル酸マグネシウム六水和物１７０．６ｇ（含量８６．１重量％、０．３０ｍｏｌ）と水３２５ｇの混合物を９時間かけて滴下した。滴下中の内温は２０℃を保った。滴下終了後、同温度で１４時間保温・撹拌した。反応終了後、亜硫酸ナトリウム２５．０ｇ（０．２０ｍｏｌ）と炭酸カリウム２７．４ｇ（０．２０ｍｏｌ）を水１００ｇに溶解させた溶液を、得られた反応混合物中に滴下した。得られた混合物とトルエン１５０ｇとを混合し、分液処理にて有機層を分取した。次に、水層をトルエン７５ｇで２回抽出処理した。以上の操作で得られた有機層を合一し、α，ε−ジメチル−ε−カプロラクトンを含む有機層３５６．９ｇを得た。該有機層をガスクロマトグラフィー内標準法にて分析したところ、該有機層中にはα，ε−ジメチル−ε−カプロラクトンが１５．０重量％含まれていた。
収率９５．０％。
【００１８】
実施例２
１００ｍｌ容の試験管に、室温で２，６−ジメチルシクロヘキサノン３．００ｇ（２３．８ｍｍｏｌ）とメタノール３．９６ｇと水１９．５ｇとを仕込み、そこに、モノペルオキシフタル酸マグネシウム六水和物１０．９２ｇ（含量８６．１重量％、１９．０ｍｍｏｌ）を加え、内温０℃に冷却し、同温度で４８時間保温・撹拌した。反応終了後、亜硫酸ナトリウム２．１０ｇ（１６．７ｍｍｏｌ）を水８．４０ｇに溶解させた溶液を、得られた反応混合物中に滴下し、α，ε−ジメチル−ε−カプロラクトンを含む混合物４６．８８ｇを得た。該混合物をガスクロマトグラフィー内標準法にて分析したところ、該混合物中にはα，ε−ジメチル−ε−カプロラクトンが６．６４重量％含まれていた。
収率９２．１％。
【００１９】
実施例３〜６、比較例１
反応温度と反応時間を変えた以外は、実施例２と同様に反応を実施した。結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
2008247889.tif 000004
【００２１】
比較例２
１００ｍｌ容の試験管に、室温で２，６−ジメチルシクロヘキサノン３．００ｇ（２３．８ｍｍｏｌ）とメタノール３．９６ｇと水１９．５ｇとを仕込み、そこに、炭酸水素ナトリウム１．８５ｇ（２２．０ｍｍｏｌ）とモノペルオキシフタル酸マグネシウム六水和物１０．９２ｇ（含量８６．１重量％、１９．０ｍｍｏｌ）とを加え、内温３０℃に昇温し、同温度で９時間保温・撹拌した。反応終了後、亜硫酸ナトリウム１．８０ｇ（１．４３ｍｍｏｌ）を水７．２０ｇに溶解させた溶液を、得られた反応混合物中に滴下し、α，ε−ジメチル−ε−カプロラクトンを含む混合物４５．９９ｇを得た。該混合物をガスクロマトグラフィー内標準法にて分析したところ、該混合物中にはα，ε−ジメチル−ε−カプロラクトンが５．３７重量％含まれていた。
収率７３．１％。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の製造方法により得られるε−カプロラクトン化合物は、医農薬の合成中間体等として有用である（例えば、J. Org. Chem., 51, 2830-2832 (1986) 参照。）