(57)【要約】  本発明は、４−アルカノイルオキシ−２−メチルブタン酸の改良された製造方法、ならびに有機合成、特にイソプレン（イソテルペン）単位、例えばβ−カロテンもしくは他のカロテノイド（例えば、カンタキサンチン、ゼアキサンチンもしくはアスタキサンチン）またはビタミンＥもしくはビタミンＡを含む有機化合物ならびに他の構造的に類似の化合物を合成するための中間体（構築ブロック）を形成する方法におけるそのような化合物の使用に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（Ｉ）
【化１】
2015520177.tif 000025
（式中、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ１５アルキル部分もしくはＣ２〜Ｃ１８アルケニル部分を表す）
の化合物の製造方法であって、
式（ＩＩ）
【化２】
2015520177.tif 000026
（式中、Ｒは、式（Ｉ）の化合物に関して定義したとおりである）
の化合物は、酸素含有ガスを使用して酸化され、および
少なくとも１つの遷移金属塩が触媒として使用されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記遷移金属塩の遷移金属は、Ｃｕ、Ｃｏ、ＦｅおよびＣｒから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記遷移金属塩のアニオンは、ハロゲン化物（例えば、Ｃｌ−、Ｂｒ−もしくはＩ−）、ＰＯ４３−、ＳＯ４２−または−Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）からなる群から選択される、請求項１〜２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記遷移金属は、Ｃｏ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、Ｃｕ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、ＣｏＳＯ４、ＣｕＳＯ４、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、ＣｏＣｌ２、ＣｕＣｌ２およびＦｅＣｌ３からなる群から選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
式（Ｉ）および式（ＩＩ）におけるＲは、直鎖状であるアルキル部分（好ましくは、メチル、エチルおよびペンタデシル）である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記酸素含有ガスは、Ｏ２ガスまたは空気である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記方法は、圧力（２０ｂａｒまで）の下または周囲圧力で実施される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記遷移金属塩触媒（ならびにそのような塩の混合物）は、（式（ＩＩ）の化合物のモルに関連付けて）０．０００５〜０．１モル当量の量で使用される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、−１０℃〜１５０℃、好ましくは０℃〜８０℃、より好ましくは１５℃〜７０℃．Ｃの温度で実施される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法は、極性非プロトン性もしくは極性プロトン性溶媒（好ましくはエステル（例えば、酢酸エチル）、炭酸塩（例えば、炭酸エチレン）、カルボン酸（例えば、酢酸、ギ酸）、アルコール（そのようなメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール）、ＤＭＳＯ、ＤＭＦ、アセトン、ジクロロエタン、ジクロロメタンおよび／またはクロロホルム）中で実施される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法は、溶媒を使用せずに実施される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
有機合成、特にイソプレノイドの製造方法における請求項１に記載の式（Ｉ）の化合物の使用。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、４−アルキルオキシ−２−メチルブタン酸の改良された製造方法、ならびに有機合成、特にイソプレン（＝イソテルペン）単位、例えばβ−カロテンもしくは他のカロテノイド（例えば、カンタキサンチン、ゼアキサンチンもしくはアスタキサンチン）またはビタミンＥもしくはビタミンＡを含む有機化合物ならびに他の構造的に類似の化合物を合成するための中間体（構築ブロック）を形成する方法におけるそのような化合物の使用に関する。
【０００２】
以下の化学構造：
【化１】
2015520177.tif 000002
を有するイソプレンは、イソプレノイドとして公知の１群の化合物にとって重要な化学単位である。上述のカロテノイドならびにビタミンＥは、すなわちそのようなイソプレノイドである。
【０００３】
これらの化合物は重要である上にそれらの合成が複雑であるため、それらの改良された製造方法に対する必要性が依然として存在する。
【０００４】
４−アルカノイルオキシ−２−メチルブタン酸は、式（Ｉ）
【化２】
2015520177.tif 000003
（式中、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ１５アルキル部分もしくはＣ２〜Ｃ１８アルケニル部分を表す）
の化合物であり、そのような（イソプレノイドを製造するための）有機合成における重要な化合物（構築ブロック、出発化合物）である。
【０００５】
ＲがＣ１〜Ｃ１５アルキル部分である場合は、好ましくはそのアルキル部分は直鎖状である。特に好ましいアルキル部分は、メチル、エチルおよびペンタデシルである。ＲがＣ２〜Ｃ１８アルケニル部分である場合は、１つ以上のＣ−Ｃ二重結合が存在する。好ましくは、アルケニル部分は非分岐状である。
【０００６】
式（Ｉ）の化合物は、従来の技術から、つまりＡｌｉ  ａｎｄ  Ａｌｐｅｒ，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｃａｔａｌ．７７（１９９２），７−１３から公知である。上記特許には、式（Ｉ）の化合物が得られる方法もまた記載されている。しかし上記特許に開示および記載された製造方法では、式（Ｉ）の化合物を低収率（１２％）でしか、および他の（主）生成物との混合物でしか得られないため、式（Ｉ）の化合物は単離されなければならない。
【０００７】
本発明の課題は、式（Ｉ）の化合物の改良された製造方法を提供することであった。
【０００８】
驚くべきことに、式（Ｉ）の化合物は、下記の方法
【化３】
2015520177.tif 000004
（式中、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ１５アルキル部分もしくはＣ２〜Ｃ１８アルケニル部分を表す）によって、少なくとも１つの遷移金属塩を酸化工程における触媒として使用した場合に、素晴らしい収率で得られることが見いだされた。
【０００９】
このため、本発明は、式（Ｉ）
【化４】
2015520177.tif 000005
（式中、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ１５アルキル部分もしくはＣ２〜Ｃ１８アルケニル部分を表す）
の化合物の製造方法であって、
式（ＩＩ）
【化５】
2015520177.tif 000006
（式中、Ｒは、式（Ｉ）の化合物に関して定義したとおりである）
の化合物は、酸素含有ガスを使用して酸化され、および
少なくとも１つの遷移金属塩が触媒として使用されることを特徴とする方法に関する。
【００１０】
好ましくは、本発明は、式（Ｉ）
【化６】
2015520177.tif 000007
（式中、Ｒは、直鎖状Ｃ１〜Ｃ１５アルキル部分（好ましくはメチル、エチルおよびペンタデシル）を表す）
の化合物の製造方法であって、
式（ＩＩ）
【化７】
2015520177.tif 000008
（式中、Ｒは、式（Ｉ）の化合物に関して定義したとおりである）
の化合物は、酸素含有ガスを使用して酸化され、および
少なくとも１つの遷移金属塩が触媒として使用されることを特徴とする方法に関する。
【００１１】
本特許出願の状況では、用語「遷移金属」は、周期表上の第３〜１２族を含む周期表のｄブロック内のいずれかの元素であると定義されている。ｆブロック（ランタニドおよびアクチニド系列の形態にある）もまたこの定義の一部に含まれる。遷移金属は、塩のカチオンであり、アニオンは有機であっても無機であってもよい。好ましい遷移金属は、Ｃｕ、Ｃｏ、ＦｅおよびＣｒである。遷移金属塩のアニオンは、本発明にとって余り重要ではない。通常使用されるアニオンは、対イオンであってよい。好ましいアニオンは、ハロゲン化物（例えば、Ｃｌ−、Ｂｒ−もしくはＩ−）、ＰＯ４３−、ＳＯ４２−または−Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）である。単一の遷移金属塩ならびにそれらの混合物を使用することが可能である。
【００１２】
好ましい塩は、Ｃｏ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、Ｃｕ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、ＣｏＳＯ４、ＣｕＳＯ４、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、ＣｏＣｌ２、ＣｕＣｌ２およびＦｅＣｌ３である。
【００１３】
このため、本発明は、式（Ｉ）
【化８】
2015520177.tif 000009
（式中、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ１５アルキル部分もしくはＣ２〜Ｃ１８アルケニル部分を表す）
の化合物の好ましい製造方法であって、
式（ＩＩ）
【化９】
2015520177.tif 000010
（式中、Ｒは、式（Ｉ）の化合物に関して定義したとおりである）
の化合物は、酸素含有ガスを使用して酸化され、および
Ｃｏ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、Ｃｕ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、ＣｏＳＯ４、ＣｕＳＯ４、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、ＣｏＣｌ２、ＣｕＣｌ２およびＦｅＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つの遷移金属塩が触媒として使用されることを特徴とする方法に関する。
【００１４】
式（Ｉ）の好ましい化合物は、
【化１０】
2015520177.tif 000011
である。
【００１５】
このため、本発明は、式（Ｉａ）
【化１１】
2015520177.tif 000012
の化合物の好ましい製造方法であって、
式（ＩＩａ）
【化１２】
2015520177.tif 000013
の化合物は、酸素含有ガスを使用して酸化され、および
Ｃｏ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、Ｃｕ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、ＣｏＳＯ４、ＣｕＳＯ４、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、ＣｏＣｌ２、ＣｕＣｌ２およびＦｅＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つの遷移金属塩が触媒として使用されることを特徴とする方法に関する。
【００１６】
このため、本発明は、式（Ｉｂ）
【化１３】
2015520177.tif 000014
の化合物の好ましい製造方法であって、
式（ＩＩｂ）
【化１４】
2015520177.tif 000015
の化合物は、酸素含有ガスを使用して酸化され、および
Ｃｏ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、Ｃｕ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、ＣｏＳＯ４、ＣｕＳＯ４、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、ＣｏＣｌ２、ＣｕＣｌ２およびＦｅＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つの遷移金属塩が触媒として使用されることを特徴とする方法に関する。
【００１７】
このため、本発明は、式（Ｉｃ）
【化１５】
2015520177.tif 000016
の化合物の好ましい製造方法であって、
式（ＩＩｃ）
【化１６】
2015520177.tif 000017
の化合物は、酸素含有ガスを使用して酸化され、および
Ｃｏ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、Ｃｕ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、ＣｏＳＯ４、ＣｕＳＯ４、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、ＣｏＣｌ２、ＣｕＣｌ２およびＦｅＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つの遷移金属塩が触媒として使用されることを特徴とする方法にさらに関する。
【００１８】
本発明の方法は、接触酸化法である。本発明において使用する酸化剤は、Ｏ２を含む気体である。その気体は、純粋Ｏ２ガスならびにＯ２を含む混合気（例えば、空気）であってよい。好ましくは、本発明による方法は、空気を酸化剤として使用して実施される。
【００１９】
本発明による方法は、（２０ｂａｒまでの）圧力下ならびに周囲圧力で実施できる。
【００２０】
好ましくは、本発明による方法は、周囲圧力で実施される。
【００２１】
遷移金属塩触媒（ならびにそのような塩の混合物）は触媒量で使用する。通常、遷移金属塩触媒（ならびにそのような塩の混合物）は、０．０００５〜０．１モル当量（式（ＩＩ）の化合物のモルに関連付けて）の量で使用される。
【００２２】
このため、本発明は、式（Ｉａ）
【化１７】
2015520177.tif 000018
の化合物の好ましい製造方法であって、
式（ＩＩａ）
【化１８】
2015520177.tif 000019
の化合物は、酸素含有ガスを使用して酸化され、および
０．０００５〜０．１モル当量（式（ＩＩａ）の化合物のモルに関連付けて）のＣｏ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、Ｃｕ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、ＣｏＳＯ４、ＣｕＳＯ４、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、ＣｏＣｌ２、ＣｕＣｌ２およびＦｅＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つの遷移金属塩が触媒として使用されることを特徴とする方法にさらに関する。
【００２３】
このため、本発明は、式（Ｉｂ）
【化１９】
2015520177.tif 000020
の化合物の好ましい製造方法であって、
式（ＩＩｂ）
【化２０】
2015520177.tif 000021
の化合物は、酸素含有ガスを使用して酸化され、および
０．０００５〜０．１モル当量（式（ＩＩｂ）の化合物のモルに関連付けて）のＣｏ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、Ｃｕ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、ＣｏＳＯ４、ＣｕＳＯ４、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、ＣｏＣｌ２、ＣｕＣｌ２およびＦｅＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つの遷移金属塩が触媒として使用されることを特徴とする方法にも関する。
【００２４】
このため、本発明は、式（Ｉｃ）
【化２１】
2015520177.tif 000022
の化合物の好ましい製造方法であって、
式（ＩＩｃ）
【化２２】
2015520177.tif 000023
の化合物は、酸素含有ガスを使用して酸化され、および
０．０００５〜０．１モル当量（式（ＩＩｃ）の化合物のモルに関連付けて）の、Ｃｏ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、Ｃｕ（Ｏ（ＣＯ）ＣＨ３）２、ＣｏＳＯ４、ＣｕＳＯ４、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、ＣｏＣｌ２、ＣｕＣｌ２およびＦｅＣｌ３からなる群から選択される少なくとも１つの遷移金属塩が触媒として使用されることを特徴とする方法にも関する。
【００２５】
本発明による方法は、通常は−１０℃〜１５０℃、好ましくは０℃〜８０℃、より好ましくは１５℃〜７０℃の温度で実施される。
【００２６】
本発明による方法は、通常は極性非プロトン性もしくは極性プロトン性溶媒中ならびにそのような溶媒の混合液中で実施される。適切な溶媒は、エステル（例えば、酢酸エチル）、炭酸塩（例えば、炭酸エチレン）、カルボン酸（例えば、酢酸、ギ酸）、アルコール（そのようなメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール）、ＤＭＳＯ、ＤＭＦ、アセトン、ジクロロエタン、ジクロロメタンおよびクロロホルムである。本方法は、溶媒を使用せずに実施することもまた可能である。
【００２７】
本発明による方法の生成物（式（Ｉ）の化合物）は、有機合成において使用できる。通常、式（Ｉ）の化合物は、後にビタミンＥ、ビタミンＡまたはβ−カロテン、カンタキサンチン、ゼアキサンチンもしくはアスタキサンチンを合成するために使用される中間体の合成において使用される。そのような方法は、従来技術から公知である。
【００２８】
本実施例は、本発明を例示するために役立つ。他に特に記載されなければ、実施例に示した全ての部は重量に関連し、および温度は℃で示される。
【００２９】
［実施例］
［実施例１］
【化２３】
2015520177.tif 000024
５００ｍｇ（３．３４ｍｍｏｌ）の式（ＩＩａ）の化合物を１０ｍｌの酢酸エチル（Ｆｌｕｋａ社製）中に溶解させた。８．０ｍｇ（０．０３ｍｍｏｌ＝０．０１モル当量）の触媒Ｃｕ（ＯＡｃ）２×４Ｈ２Ｏ（Ｆｌｕｋａ社製）を加えた。この反応混合液を４０℃へ加熱し、この溶液に２０時間にわたり通気して起泡させた。この反応混合液を水（２×１５ｍｌ）で洗浄し、結合水相を酢酸エチル（２×２５ｍｌ）で抽出した。結合有機相を硫酸ナトリウムの上方に通して乾燥させ、ろ過し、ｉｎ  ｖａｃｕｏ（４５℃、２００〜２０ｍｂａｒ）で濃縮した。式（Ｉａ）の化合物を含む液体が収率８７．３％で得られた。
【００３０】
［実施例２］
５００ｍｇ（３．３４ｍｍｏｌ）の式（ＩＩａ）の化合物を１０ｍｌの酢酸エチル（Ｆｌｕｋａ社製）中に溶解させた。９．０ｍｇ（０．０３ｍｍｏｌ＝０．０１モル当量）の触媒Ｃｏ（ＳＯ４）２×５Ｈ２Ｏ（Ｓｉｇｍａ社製）を加えた。この反応混合液を４０℃へ加熱し、この溶液に２０時間にわたり通気して起泡させた。この反応混合液を水（１×２０ｍｌ、１×１０ｍｌ）および飽和ＮａＣｌ溶液（１０ｍｌ）で洗浄した。結合水相は、酢酸エチル（２×１０ｍｌ）で抽出した。結合有機相を硫酸ナトリウムの上方に通して乾燥させ、ろ過し、ｉｎ  ｖａｃｕｏ（４５℃、３００〜１０ｍｂａｒ）で濃縮した。生成物は液体として収率５９％で得られた。
【００３１】
［実施例３］
５００ｍｇ（３．３４ｍｍｏｌ）の式（ＩＩａ）の化合物を１０ｍｌの酢酸エチル（Ｆｌｕｋａ社製）中に溶解させた。０．６ｍｇ（０．００３ｍｍｏｌ）の触媒ＣｕＣｌ２×２Ｈ２Ｏ（Ａｃｒｏｓ社製）を加えた。この反応混合液を４０℃へ加熱し、この溶液に３時間にわたり通気して起泡させた。全揮発物をｉｎ  ｖａｃｕｏ（４５℃、１８０〜２０ｍｂａｒ）で除去した。生成物は液体として収率８３％で得られた。
【００３２】
［実施例４］（比較例）
５００ｍｇ（３．３４ｍｍｏｌ）の式（ＩＩａ）の化合物を１０ｍｌの酢酸エチル（Ｆｌｕｋａ社製）中に溶解させた。３６ｍｇ（０．０３ｍｍｏｌ＝０．０１モル当量）の触媒Ｐｄ／Ｃ（１０％）を加えた。この反応混合液を４０℃へ加熱し、この溶液に１７時間にわたり通気して起泡させた。全揮発物をｉｎ  ｖａｃｕｏ（４５℃、１８０〜２０ｍｂａｒ）で除去した。生成物は液体として収率４５％で得られた。
【００３３】
実施例４から、（一般に使用される）別の触媒は、本特許出願が記載および主張した方法を用いて達成された収率を生じさせないことは明らかである。
【国際調査報告】
2015520177.tif 000027
2015520177.tif 000028
2015520177.tif 000029
2015520177.tif 000030
2015520177.tif 000031