(57)【要約】【課題】４位が芳香環で置換されたラク酸類の脱水環化反応を速やかに進行させて環状ケトンを高収率で得る方法を提供する。【解決手段】一般式（Ｉ）【化１】2004189620.tif 000009（式中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ反応に関与しない基を示す。環Ａは、単環もしくは縮合多環の芳香環基を示し、その環を構成する原子には、窒素、酸素またはイオウから選ばれる原子を含んでいてもよく、また環が反応に関与しない基で置換されていてもよい。）で表されるカルボン酸を、一般式（ＩＩ）ＭＸｍ・Ｌｎ                （ＩＩ）（式中、ＭはＢｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｈｆ、希土類元素から選ばれる金属イオン、Ｘはアニオン、ＬはＭに配位力のある中性分子を示す。ｍは金属Ｍの原子価数、ｎは０〜１０の整数である。）で表されるルイス酸の触媒量の存在下に環化反応させることにより一般式（ＩＩＩ）【化２】2004189620.tif 000010（式中、Ｒ１〜Ｒ６及び環Ａは、それぞれ前記と同じ意味である。）で表される環状ケトン類を製造する方法である。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）
【化１】
2004189620.tif 000007
（式中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ反応に関与しない基を示す。環Ａは、単環もしくは縮合多環の芳香環基を示し、その環を構成する原子には、窒素、酸素またはイオウから選ばれる原子を含んでいてもよく、また環が反応に関与しない基で置換されていてもよい。）で表されるカルボン酸を、一般式（ＩＩ）
ＭＸｍ・Ｌｎ                （ＩＩ）
（式中、Ｍはビスマス、ガリウム、インジウム、ハフニウム、希土類元素から選ばれる金属イオンを示し、Ｘはアニオンを示し、ＬはＭに配位力のある中性分子を示す。ｍは金属Ｍの原子価数であり、ｎは０〜１０の整数である。）
で表されるルイス酸の触媒量の存在下に環化反応させることにより一般式（ＩＩＩ）
【化２】
2004189620.tif 000008
（式中、Ｒ１〜Ｒ６及び環Ａは、それぞれ前記と同じ意味である。）で表される環状ケトン類を製造する方法。
【請求項２】
一般式（Ｉ）中の反応に関与しない基が、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、エステル基から選ばれる基であるカルボン酸を用いる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
一般式（ＩＩ）中のＸが、ハロゲンアニオン、パーフルオロアルキルスルホナートアニオン、ビス（パーフルオロアルキルスルホニル）アミドアニオン、トリス（パーフルオロアルキルスルホニル）メチドアニオンから選ばれるアニオンである請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬品、農薬などに用いられる生理活性物質の合成中間体として有用な環状ケトン類の簡易な製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
環状ケトン類を４−アリールラク酸類の分子内環化により製造する方法は、多数報告されているが、殆ど全てが当量以上の酸を必要とする方法である。なかでも、濃硫酸やポリリン酸を溶媒量用いる方法は、古くから知られており広く利用されている（例えば、非特許文献１〜３参照）。また、ポリリン酸エステル、メタンスルホン酸、メタンスルホン酸−５酸化リン混合物または無水フッ化水素を溶媒量用いる方法が知られている（例えば、非特許文献４〜７参照）。さらに、無水トリフルオロ酢酸を２当量用いる方法や塩化アルミニウムを過剰量用いる方法も知られている（例えば、非特許文献８、９参照）。
一方、触媒量の酸による製造方法としては、唯一パ−フルオロアルカンスルホン酸ポリマー（ナフィオン）を用いた方法が知られている（例えば、非特許文献１０、１１参照）ものの、触媒量のルイス酸を用いる製造方法は知られていない。
【０００３】
【非特許文献１】
Ｂｅｒ．Ｄｅｕｔ．Ｃｈｅｍ．Ｇｅｓ．５６，ｐ６２０（１９２３）
【非特許文献２】
Ｂｅｒ．Ｄｅｕｔ．Ｃｈｅｍ．Ｇｅｓ．６５，ｐ９０２（１９３２）
【非特許文献３】
Ｓｙｎ．Ｃｏｍｍｕｎ．２１，ｐ９８１（１９９１）
【非特許文献４】
Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ、５４，ｐ１９７（１９９８）
【非特許文献５】
Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４６，ｐ２９７４（１９８１）
【非特許文献６】
Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｅｓ  ４３，ｐ１２７（１９９６）
【非特許文献７】
Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．６１，ｐ１２７２（１９３９）
【非特許文献８】
Ｔｅｔｒａｈｅｄｏｒｎ  Ｌｅｔｔ．３６，ｐ６４１３（１９９５）
【非特許文献９】
Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．ｐ４６４７（１９５６）
【非特許文献１０】
Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．５６，ｐ３９５５（１９９１）
【非特許文献１１】
Ｓｙｎｌｅｔｔ  ｐ１０６７（１９９９）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における上記した実状に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、４位が芳香環で置換されたラク酸類を脱水環化させて環状ケトン類を安価にかつ容易に高収率で製造する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ある種のルイス酸の触媒量を添加することにより、４位が芳香環で置換されたラク酸類の脱水環化反応が速やかに進行し環状ケトンが高収率で得られることを見出し、これらの事実に基づいて本発明を完成させるに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、一般式（Ｉ）
【化３】
2004189620.tif 000002
（式中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ反応に関与しない基を示す。環Ａは、単環もしくは縮合多環の芳香環基を示し、その環を構成する原子には、窒素、酸素またはイオウから選ばれる原子を含んでいてもよく、また環が反応に関与しない基で置換されていてもよい。）で表されるカルボン酸を、一般式（ＩＩ）
ＭＸｍ・Ｌｎ                （ＩＩ）
（式中、Ｍはビスマス、ガリウム、インジウム、ハフニウム、希土類元素から選ばれる金属イオンを示し、Ｘはアニオンを示し、ＬはＭに配位力のある中性分子を示す。ｍは金属Ｍの原子価数であり、ｎは０〜１０の整数である。）
で表されるルイス酸の触媒量の存在下に環化反応させることにより一般式（ＩＩＩ）
【化４】
2004189620.tif 000003
（式中、Ｒ１〜Ｒ６及び環Ａは、それぞれ前記と同じ意味である。）で表される環状ケトン類を製造する方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法に原料として用いられる前記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸は、４位が芳香環基で置換されたラク酸類骨格を有するものであり、置換基Ｒ１〜Ｒ６は、いずれも本発明の環化反応に悪影響を及ぼさないものであればよく、何ら制限されない。
一般式（Ｉ）において、Ｒ１〜Ｒ６は、いずれもラク酸骨格のアルキレン鎖に結合するものであり環化反応に関与しない基であって、例えば、水素原子、ハロゲン原子、メチル、エチル、プロピル、ｔ−ブチルなどのアルキル基、メトキシ、エトキシなどのアルコキシ基、エステル基、シアノ基などが挙げられる。
【０００８】
また、一般式（Ｉ）において環Ａは、単環もしくは縮合多環の芳香環基であり、環を構成する原子には、異項原子として窒素、酸素またはイオウ原子を含む芳香環であってもよい。また、それらの環は、本発明の環化反応に関与しない基で置換されていてもよい。ただし、これらの芳香環基は一般式（Ｉ）に示すように、ラク酸部位が直接結合した炭素原子に結合する２つ（両隣）の原子のうちの少なくとも１個は、脱水環化反応に不可欠な水素原子が結合した炭素原子でなければならない。芳香環基Ａの具体例としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、５，６，７，８−テトラヒドロ−２−ナフチル基、２−アンスリル基、２−フェナンスリル基、１−ピレニル基、３−チエニル基、２−チアンスリル基、３−フリル基、２−キサンテニル基、３−ピロリル基、３Ｈ−インドール−２−イル基、２−ピリジル基、６−キノリル基、２−カルバゾリル基などが挙げられる。
【０００９】
芳香環基Ａに置換してもよい基の例としては、ハロゲン原子、メチル、エチル、プロピル、ｔ−ブチルなどのアルキル基、ビニル、１−プロペニル、１−ブテニルなどのアルケニル基、エチニル、１−プロピニルなどのアルキニル基、フェニル、ナフチル、トリルなどのアリール基、メトキシ、エトキシなどのアルコキシ基、フェノキシなどのアリールオキシ基、メチルチオなどのアルキルチオ基、フェニルチオなどのアリールチオ基、パーフルオロアルキル基などが挙げられる。
【００１０】
次に、本発明の製法に用いられるルイス酸触媒は、一般式（ＩＩ）
ＭＸｍ・Ｌｎ            （ＩＩ）
で表される金属化合物である。
一般式（ＩＩ）において、Ｍは金属イオンであり、ビスマス、ガリウム、インジウム、ハフニウム、およびスカンジウム、サマリウム、イッテルビウムなどの希土類元素から選ばれる。
また、アニオンＸは、その共役酸が高い酸性度を示すものがよく、例えばハロゲンアニオン、パーフルオロアルキルスルホナートアニオン、ビス（パーフルオロアルキルスルホニル）アミドアニオン、トリス（パーフルオロアルキルスルホニル）メチドアニオンなどが挙げられる。
【００１１】
また、本発明に用いられるルイス酸には、反応に悪影響を及ぼさない中性分子が配位していても差し支えない。この中性分子は、一般式（ＩＩ）におけるＬであり、金属イオンＭに配位する分子であって、例えば水やジエチルエーテルなどのエーテル類が挙げられ、その数ｎは０〜１０である。
本発明で用いられるルイス酸触媒の使用量は、いわゆる触媒量の少量でよく、化合物（Ｉ）に対し０．０００１−５０モル％の範囲で実施できるが、あまりに少ないと反応が有利な速度で進行せず、また、あまりに多いと反応の経済性が悪くなることから、好ましくは０．０１〜３０モル％の範囲であり、より好ましくは０．０５〜１５モル％の範囲である。
【００１２】
また、この環化反応は溶媒を必ずしも必要とするものではないが、溶媒を使用しても良い。使用し得る溶媒としては、芳香族炭化水素系、塩素化炭化水素系、ニトロ化炭化水素系、脂肪族炭化水素系などが挙げられるが、なかでも芳香族炭化水素系、塩素化炭化水素系、ニトロ化炭化水素系溶媒が好ましく、具体的には、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、１，２−ジクロロエタン、１，２−ジクロロベンゼン、ニトロメタン、ニトロベンゼン等が例示される。
【００１３】
反応温度としては、あまりに低温では反応が有利な速度では進行せず、一方、あまりに高温では副反応が起こるとともに経済性に劣ることから、一般的には０〜３００℃の範囲から選ばれ、好ましくは６０〜２６０℃の範囲で実施される。
反応生成混合物から所望の目的生成物を分離するには、溶媒抽出、再結晶、蒸留、クロマトグラフィー及び昇華の通常の分離精製法を用いることにより容易に達成される。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例１
４−フェニルラク酸４１ｍｇ（０．２５ｍｍｏｌ）及びＢｉ［Ｎ（ＳＯ２ＣＦ３）２］３３．０ｍｇ（０．００２９ｍｍｏｌ）を、トルエン２ｍｌ中で混合し、これを密閉したガラス容器中、１８０℃の油浴で７時間加熱して環化反応を行った。この反応の終了後、内部標準としてドデカン２０μｌを加え、ガスクロマトグラフィーで分析することにより１−テトラロンが９７％生成していることを確認した。その後、反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製することにより１−テトラロン３２ｍｇ（８８％）を得た。
【００１５】
実施例２〜１４
実施例１における４−フェニルラク酸の環化反応による１−テトラロンの生成において、使用するルイス酸触媒の種類、触媒量、溶媒、反応温度及び反応時間を、それぞれ表１に示すものに代えたこと以外は、実施例１と同様にして環化反応及び生成物の確認を行った。実施例１〜１４で得られた結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
2004189620.tif 000004
【００１７】
実施例１５〜２６
原料として各種の４−アリールラク酸類０．２５ｍｍｏｌを、また触媒としてＢｉ［Ｎ（ＳＯ２ＣＦ３）２］３を用い、溶媒には、それぞれｐ−キシレン（実施例１５〜２０及び２４〜２６）またはクロロベンゼン（実施例２１〜２３）２ｍｌを用いて加熱し、環化反応させて得られた結果を、表２及び表３に示す。なお、表中、ａ）は単離収率であり、括弧内は反応混合物をガスクロマトグラフィーで分析し決定した収率である。
【００１８】
【表２】
2004189620.tif 000005
【００１９】
【表３】
2004189620.tif 000006
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、特定のルイス酸を用いたから、各種４−フェニルラク酸の環化脱水反応は少量の触媒で容易に進行し、簡易に各種の環状ケトン類を高収率で得ることができる。