(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ−ヘキシルアルデヒドとメチルエチルケトンとを水溶液中で塩基触媒の存在下、炭素−炭素結合反応をさせて、式（２）
【化１】
0004394230.tif 000012
で表わされる３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンとなし、ついで一般式（３）
【化２】
0004394230.tif 000013
（式中、Ｒ１は、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数１〜４の低級アルキル基、炭素数１〜４の低級アルコキシ基、炭素数２〜５の低級アシロキシ基又はベンゾイルオキシ基を示し、Ｒ2は、水素原子又は炭素数１〜４の低級アルキル基を示し、Ｒ1とＲ2は一緒になってオキソ基を形成していてもよい。)
で表わされるニトロキシルラジカル誘導体と金属ハロゲン化物との存在下、次亜ハロゲン酸塩と反応させることを特徴とする、式（１）
【化３】
0004394230.tif 000014
で表わされる３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【請求項２】
次亜ハロゲン酸塩が次亜塩素酸塩である、請求項１記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【請求項３】
次亜塩素酸塩が次亜塩素酸ナトリウムである、請求項２記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【請求項４】
一般式（３）で表わされるニトロキシルラジカル誘導体が、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−オキソ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル及び４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルから選ばれる少なくとも１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【請求項５】
金属ハロゲン化物が金属臭化物である請求項１〜４のいずれか１項に記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【請求項６】
金属臭化物が臭化カリウムである請求項５記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【請求項７】
塩基触媒が、アルカリ金属及びアルカリ土類金属から選ばれる金属の水酸化物又は炭酸塩である請求項１〜５のいずれか１項に記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【請求項８】
塩基触媒の存在量が、ｎ−ヘキシルアルデヒドに対して０．０１〜０．２倍モルである請求項７記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、香気香味成分として利用される３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造法に関する。更に詳細には、ｎ−ヘキシルアルデヒドとメチルエチルケトンとを水溶液中で塩基触媒の存在下、炭素−炭素結合反応させることにより、位置選択的に３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンを得、ついでニトロキシルラジカル誘導体と金属ハロゲン化物との存在下、次亜ハロゲン酸塩と反応させることにより３−メチル−２，４−ノナンジオンを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３−メチル−２，４−ノナンジオンを製造する方法としては、例えば（１）カプロン酸無水物とメチルエチルケトンを三フッ化ほう素ガスの存在下反応せしめることにより合成する方法〔J. Am. Chem. Soc., Vol.67, p284 (1945)〕、（２）ヘキサン酸エチルとアセトンを水素化ナトリウムにて反応せしめ、２，４−ノナンジオンを得た後〔J. Am. Chem. Soc., Vol.72, p1352 (1950)〕、ナトリウムエチラート存在下ヨウ化メチルでメチル化し合成する方法〔Fett. Wiss. Techol., Vol.91, (6), p225 (1989)〕などが報告されている。
【０００３】
しかしながら、これら報告されている３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法は、次のような問題点を有しており、十分に満足の行くものとは言えなかった。
すなわち、（１）の方法では、三フッ化ほう素ガスを使用するため腐食性、爆発性、毒性の面から、工業的、経済的な方法ではなく、（２）の方法では、２，４−ノナンジオンの合成において水素化ナトリウムを使用するために水素ガスが発生するし、使用溶媒もジエチルエーテルのため工業的方法とは言いがたい。更に、２，４−ノナンジオンのメチル化反応は、ヨウ化メチルを使用しており、経済面及び毒性面から３−メチル−２，４−ノナンジオンの使用目的に照して好ましくないなどの問題点があり、更にまた、得られる目的物の純度が４０％と低く、精製もガスクロマトグラフィーによる分取であることから大量に目的物を得ることが困難である〔J. Am. Oil. Chem. Soc., Vol.75, p831 (1998)〕などの問題があった。
【０００４】
また、３−メチル−２，４−ノナンジオンの合成中間体である３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンの合成法に関しては、（３）ｎ−ヘキシルアルデヒドとメチルビニルケトンのカップリング反応及びその生成物の還元〔Chem. Lett., p971 (1987)〕、（４）２−ブロモ−２−ブテンよりほう素エノレートを調製し、ｎ−ヘキシルアルデヒドと反応させて合成する方法〔J. Chem. Soc. Parkin Trans. I, p1025 (1989)〕が報告されている。しかしながら、（３）及び（４）の方法はともに、光学活性体の合成を目的とした製造法であるため、工業的、経済的方法ではない。
【０００５】
アルデヒドとケトンのアルドール型縮合反応については、総説〔Organic Reaction, Vol.16, p1 (1968)〕があるが、ｎ−ヘキシルアルデヒドとメチルエチルケトンの反応への適応についての報告はないし、ましてやエチル基側への位置選択的炭素−炭素結合反応については知られていない。
さらに、本発明における３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンのβ−ジケトンへの酸化反応については、知られていない。また、β−ヒドロキシケトンの酸化反応としてスワン酸化、クロム化合物による酸化反応が知られている〔Synthesis, p567 (1981)〕が、これらの反応は、悪臭、重金属廃水などの問題があり工業的な製造法とは言い難い。その他に金属触媒と過酸化物による一般的なアルコールの酸化反応があるが、これらはβ−ヒドロキシケトンへの適用例はなく、また過酸化物を使用するために反応に危険が伴う。
【０００６】
また、ニトロキシルラジカル誘導体と次亜塩素酸ナトリウムと臭化カリウムなどを用いる酸化反応に関しては、日本化学会編「第4版  実験化学講座」、有機合成Ｖ（酸化反応）、第23巻、1991年  丸善  386〜387頁、或いはSynthesis, pp.1153〜1174 (1996)などに総説があるが、β−ヒドロキシケトンからβ−ジケトンへの変換については、報告はないし、知られてもいない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、純度の高い３−メチル−２，４−ノナンジオンを、温和な条件下で、収率よく製造できる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような事情において、本発明者らは前記目的を達成するため、鋭意検討した結果、ｎ−ヘキシルアルデヒドとメチルエチルケトンとを水溶液中で塩基触媒の存在下、炭素−炭素結合反応させることにより、位置選択的に３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンを得、ついでニトロキシルラジカル誘導体と金属ハロゲン化物との存在下、次亜ハロゲン酸塩と反応させることにより３−メチル−２，４−ノナンジオンを収率よく生成し、しかもその純度が高いことを見出し、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明は以下の各発明を包含する。
【０００９】
１．ｎ−ヘキシルアルデヒドとメチルエチルケトンとを水溶液中で塩基触媒の存在下、炭素−炭素結合反応をさせて、式（２）
【化４】
0004394230.tif 000002
で表わされる３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンとなし、ついで一般式（３）
【化５】
0004394230.tif 000003
（式中、Ｒ1は、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数１〜４の低級アルキル基、炭素数１〜４の低級アルコキシ基、炭素数２〜５の低級アシロキシ基又はベンゾイルオキシ基を示し、Ｒ2は、水素原子又は炭素数１〜４の低級アルキル基を示し、Ｒ1とＲ2は一緒になってオキソ基を形成していてもよい。)
で表わされるニトロキシルラジカル誘導体と金属ハロゲン化物との存在下、次亜ハロゲン酸塩と反応させることを特徴とする、式（１）
【化６】
0004394230.tif 000004
で表わされる３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【００１０】
２．次亜ハロゲン酸塩が次亜塩素酸塩である、（１）項記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
３．次亜塩素酸塩が、次亜塩素酸ナトリウムである、（２）項記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【００１１】
４．一般式（３）で表わされる化合物が、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル及び４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−オキソ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルから選ばれる少なくとも１種である（１）項〜（３）項のいずれか１項に記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
５．金属ハロゲン化物が金属臭化物である（１）項〜（４）項のいずれか１項に記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【００１２】
６．金属臭化物が臭化カリウムである（５）項記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【００１３】
７．塩基触媒が、アルカリ金属及びアルカリ土類金属から選ばれる金属の水酸化物又は炭酸塩である（１）項〜（５）項のいずれか１項に記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【００１４】
８．塩基触媒の存在量が、ｎ−ヘキシルアルデヒドに対して０．０１〜０．２倍モルである（７）項記載の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法について更に詳細に説明する。
本発明の３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造方法は次に示す反応により行われる。
【００１６】
【化７】
0004394230.tif 000005
【００１７】
すなわち、ｎ−ヘキシルアルデヒドとメチルエチルケトンとを水溶液中で塩基触媒の存在下、炭素−炭素結合反応させることにより、位置選択的に３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン（式２）を得、ついでニトロキシルラジカル誘導体（前記式３）と金属ハロゲン化物との存在下、次亜ハロゲン酸塩と反応させることにより、３−メチル−２，４−ノナンジオン（１）が形成される。
【００１８】
原料化合物であるｎ−ヘキシルアルデヒド及びメチルエチルケトンは市販品をそのまま用いることができる。付加反応の方法は、適当な塩基触媒を溶解した水溶液に、メチルエチルケトンを加え、ここへｎ−ヘキシルアルデヒドを滴下して反応させることにより行えばよい。
メチルエチルケトンの使用量は、ｎ−ヘキシルアルデヒド１モルに対し、好ましくは約２〜８倍モル、特に好ましくは約４〜６倍モルとするとよい。塩基触媒の使用量は、通常の付加反応における触媒量とすればよく、好ましくはｎ−ヘキシルアルデヒド１モルに対し約０．０１〜０．２倍モル、特に好ましくは０．０５〜０．１倍モルとするとよい。
【００１９】
本発明に用いられる塩基触媒としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物及び炭酸塩等が用いられる。具体例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウムなどが挙げられるが、好ましくは水酸化ナトリウムを用いるとよい。また、反応溶媒としては水を用いるとよい。溶媒の使用量は、通常塩基触媒の質量％が１．０〜１０．０質量％となる範囲で用いるとよい。
【００２０】
更に、本反応は、通常窒素ガスあるいはアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行われる。また、本反応において、ｎ−ヘキシルアルデヒドの滴下時間は通常２〜１０時間程度、好ましくは４〜８時間程度であり、反応時間は通常１０〜３０時間程度、好ましくは１５〜２５時間程度であり、反応温度は通常０〜４０℃程度、好ましくは１５〜２５℃程度で行われて反応は終了するが、これらの条件は使用される塩基触媒などの量により適宜変更されうる。
【００２１】
上記付加反応において、ｎ−ヘキシルアルデヒドがメチルエチルケトンのエチル側ではなくメチル側に付加した副生成物、すなわち５−ヒドロキシ−３−デカノンの含有率は１０％以下である。
反応終了後は通常の後処理を行うことが出来る。また、分離精製は、必要に応じ蒸留あるいはカラムクロマトグラフィー等の方法を用いて行うことが出来るが、反応後、２成分を分離することなく蒸留したものを次の反応に使用することもできる。
このようにして得られる３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンは、茶様の香気を有する化合物である。また、副生成物である５−ヒドロキシ−３−デカノンについても同様に、茶様の香気を有する化合物である。
【００２２】
３−メチル−２，４−ノナンジオン（１）は、３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン（式２）を、ニトロキシルラジカル誘導体（３）と金属ハロゲン化物の存在下、次亜ハロゲン酸塩と反応させることにより得られる。
本反応の３−メチル−２，４−ノナンジオン（式１）を製造するのに用いられるニトロキシルラジカル誘導体としては、一般式（３）で表わされる化合物が挙げられる。
【００２３】
【化８】
0004394230.tif 000006
【００２４】
（式中、Ｒ1は、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数１〜４の低級アルキル基、炭素数１〜４の低級アルコキシ基、炭素数２〜５の低級アシロキシ基又はベンゾイルオキシ基を示し、Ｒ2は、水素原子又は炭素数１〜４の低級アルキル基を示し、Ｒ1とＲ2は一緒になってオキソ基を形成していてもよい。)
【００２５】
この一般式（３）で表わされる化合物の具体例としては、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−オキソ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−アルコキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル等が挙げられ、これらの１種又は２種以上の混合物を用いることができる。
【００２６】
好ましくは、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−オキソ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−アルコキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルであり、特に好ましくは２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルなどが挙げられる。
ニトロキシルラジカル誘導体の使用量は適宜選択されるが、通常は３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン１モルに対して０．０１〜０．３倍モル、好ましくは０．０５〜０．２倍モルの範囲で使用される。
【００２７】
本発明においては、反応に際して金属ハロゲン化物が助触媒として使用される。金属ハロゲン化物としては金属臭化物、金属ヨウ化物などが使用されるが、好ましくは金属臭化物である。かかる金属ハロゲン化物の具体例として、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム等のアルカリ金属臭化物、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等のアルカリ金属ヨウ化物などが例示されるが、なかでも臭化カリウムが好ましい。これらの金属ハロゲン化物は、通常は３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン１モルに対して０．０１〜０．５倍モル、好ましくは０．０５〜０．３０倍モルの範囲で使用される。
【００２８】
本発明においては反応に際して緩衝溶液が使用される。具体例として、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、リン酸二水素カリウム、フタル酸水素カリウムなどの水溶液が用いられる。これらは、市販されている固体状もしくは液状のものをそのまま用いてもよく、あるいは適度な水溶液濃度となるように調製して用いてもよい。これらの化合物のうち、炭酸水素ナトリウムなどは、安価に入手可能であるので本発明の方法に好適である。これらの緩衝溶液は、通常、５〜８質量％の水溶液として３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン１モルに対して０．１〜０．３倍モル、好ましくは０．１〜０．２５倍モルの範囲で用いられる。
【００２９】
本発明において、次亜ハロゲン酸塩としては次亜塩素酸塩、次亜臭素酸塩などが使用されるが、特に好ましくは次亜塩素酸塩である。具体的には、例えば、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム(高度さらし粉)などが使用される。
次亜ハロゲン酸塩は通常水溶液として使用されるが、これらの次亜ハロゲン酸塩のなかでも次亜塩素酸ナトリウムは安価で容易に入手することができ、また水溶液の形で市販されているために取扱い易さからも本反応には適している。次亜塩素酸ナトリウム水溶液の濃度は、１．０ｍｏｌ／Ｌ〜５．０ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは２．０ｍｏｌ／Ｌ〜４．０ｍｏｌ／Ｌの範囲で用いられる。次亜ハロゲン酸塩が水溶液として市販されている場合には、市販されている水溶液をそのまま使用してもよいし、個々の反応の条件に応じて適宜希釈して用いてもよい。また、さらし粉などのような固形物である場合には、５〜２０％程度の濃度になるように水に溶かすか、あるいは懸濁させて使用することが好ましい。次亜ハロゲン酸塩の使用量は適宜選択されるが、一般的には３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン１モルに対して２〜５倍モル、好ましくは２〜３倍モル程度で使用される。
【００３０】
本発明の反応は、ｐＨ３〜１４の範囲で実施されるが、反応の安定性、副反応の抑制及び反応効率を考慮するとｐＨ８〜１２の範囲で実施することが好ましい。その他の反応条件は適宜選択しうるが、反応温度は通常−１０〜６０℃、好ましくは０〜４０℃、より好ましくは０〜１０℃の範囲である。反応時間は、反応温度やニトロキシルラジカル誘導体の種類、使用量などの反応条件によっても異なり、それぞれの条件に応じて適宜変わり得るが、通常、１〜１０時間、好ましくは３〜６時間である。
【００３１】
本発明の酸化反応は、通常、溶媒中で行われるが、使用する次亜ハロゲン酸塩水溶液溶媒の水を反応溶媒として利用することができる。溶媒としては、反応に悪影響を及ばさない溶媒、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素、シクロヘキサンなどの脂環族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロプロパン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、これらの混合溶媒などが例示される。好ましい溶媒は低沸点溶媒、例えば、ハロゲン化炭化水素などである。
これらの溶媒は通常、基質の３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンの質量に対して１〜１０倍容量、好ましくは２〜８倍容量の範囲で用いられる。
【００３２】
反応終了後、過剰分の過酸化物やニトロキシルラジカル誘導体は、必要に応じて分解してもよい。これらの分解は、慣用の方法、例えば、還元剤の添加により行うことができる。還元剤としては、例えば、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、ハイドロサルファイトなどが例示される。これらの還元剤は一種又は二種以上混合して使用できる。
反応終了後は、常法に従って処理することで粗３−メチル−２，４−ノナンジオンを得ることができる。
【００３３】
本発明において、粗３−メチル−２，４−ノナンジオンの精製は、銅塩との反応により銅錯体とした後に実施される。一般に、β−ジケトン類は銅化合物と、キレート錯体を形成し、水に不溶性の結晶物になることが知られている〔例えば、Organic Synthesis, Vol.3, p16 (1955)〕。ここで、銅塩とは、酢酸銅一水和物、硝酸銅三水和物、硫酸銅五水和物などである。銅塩は、３−メチル−２，４−ノナンジオンに対して０．５〜０．８倍モル、好ましくは０．６〜０．７倍モルの範囲で使用される。本精製法では、銅塩は水溶液として使用される。銅塩水溶液の濃度は１〜１５質量％、好ましくは５〜１０質量％の範囲で使用される。
【００３４】
本発明における粗３−メチル−２，４−ノナンジオンの精製は、溶媒の存在下に実施される。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブタノール、sec-ブタノールなどのアルコール類が用いられる。使用量は、粗３−メチル−２，４−ノナンジオンの質量に対して０．５〜５．０倍容量、好ましくは１〜３倍容量の範囲で使用される。
キレート錯体の形成反応の条件としては、反応温度４０〜８０℃、ろ過温度は１０〜３０℃の範囲で行われる。結晶の洗浄は、水及びｎ−ヘプタン、ｎ−ヘキサン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類にて行われる。
【００３５】
銅錯体の分解は、鉱酸により行われる。具体例として硫酸、塩酸、硝酸などが使用される。用いられる鉱酸の濃度は、１〜２０％程度である。鉱酸の使用量は、銅錯体製造時に使用した銅塩の１．０〜１．５倍モル用いられる。
銅錯体の分解は、溶媒の存在下に行なわれる。具体的に、トルエン、キシレン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタンなどの炭化水素類が用いられる。使用量は、銅錯体の質量に対して０．５〜５．０倍容量、好ましくは２．０〜４．０倍容量の範囲で使用される。
銅錯体の分解反応の条件は、分解温度１０〜４０℃にて行われ、分解終了後は、常法に従って目的物を分離した後、減圧蒸留にて高純度の３−メチル−２，４−ノナンジオンを得ることができる。
【００３６】
このようにして得られる３−メチル−２，４−ノナンジオンは、茶様の香気を有する化合物である。
かくして得られる３−メチル−２，４−ノナンジオンは、茶様の香気付与を提供できる。本発明の３−メチル−２，４−ノナンジオンを含有する、飲食品類、口腔用組成物、香粧品類、保健衛生材料、雑貨、医薬品などを提供することができる。
【００３７】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されものではない。
尚、実施例中の物性データは以下の測定機器及び条件で測定した。
【００３８】
１）化学純度
ガスクロマトグラフ；Simadzu GC-14A（島津製作所製）
カラム；シリコン  NB-1（0.25mm × 30m）（ジーエルサイエンス社製）
２）核磁気共鳴スペクトル
1H-NMR；DRX-500型（500MHz）（ブルッカー社製）
13C-NMR；DRX-500型（124MHz）（ブルッカー社製）
内部標準物質：テトラメチルシラン
３）赤外吸収スペクトル（IR）
Nicolet Avatar 360 FT-IR（ニコレジャパン株式会社製）
４）質量スペクトル（MS）：
M-80質量分析計：イオン化電圧20eV（株式会社日立製作所製）
【００３９】
実施例１
３−メチル−２，４−ノナンジオンの合成
(1) ３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンの合成
窒素雰囲気下、水酸化ナトリウム４．０ｇ（０．１０ｍｏｌ）、水１９６ｍｌの水溶液とメチルエチルケトン２８８．５ｇ（４．０ｍｏｌ）の混合溶液にｎ−ヘキシルアルデヒド１００ｇ（１．０ｍｏｌ）を２０〜２５℃で８時間にて滴下し、同温で１５時間攪拌した。反応終了後、有機層を分液し、５％食塩水にて２回洗浄後、有機層を減圧濃縮した。残留物を減圧蒸留し、３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン１１８．７ｇ（収率６９％）を得た。ここで得られた３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンは、ガスクロマト分析により、結合位置の異性体、５−ヒドロキシ−３−ドデカノンとの比が、９３／７であり、その合計純度は９０．４％であった。以下に物性値を示す。
【００４０】
沸点：52〜57℃／0.2torr.
IR(neat)：3446,2933,2860,1705,1420 cm-1
Mass (m/e,%)：172(M+,100), 155(70), 113(７), 101(26), 83(15), 73(89), 61(19).
1H-NMR(CDCl3)及び13C-NMR(CDCl3)の帰属データを表１に示す。
【００４１】
【表１】
0004394230.tif 000007
【００４２】
(2) ３−メチル−２，４−ノナンジオンの合成
窒素雰囲気下、炭酸水素ナトリウム１１．７ｇ（０．１４ｍｏｌ）及び臭化カリウム６．９１ｇ（０．０５８ｍｏｌ）を水１３５ｍｌに溶解した水溶液に、(1)で得た３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン１００ｇ（０．５８１ｍｏｌ）、ジクロロメタン５００ｍｌ及び４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル２４．１ｇ（０．０８７ｍｏｌ）を加え、５℃に冷却した。これに２．０ｍｏｌ／Ｌ次亜塩素酸ナトリウム水溶液８６４ｍｌ（１．７４０ｍｏｌ）を３〜７℃にて、ｐＨ８〜１２の範囲で、１．５時間かけて滴下し、さらに３０分攪拌した。ガスクロマトにて反応終了確認後、亜硫酸ナトリウム１１．０ｇ（０．０８７ｍｏｌ）を加え、有機層を分液、水洗、減圧濃縮した後、減圧下に粗蒸留して粗３−メチル−２，４−ノナンジオンを８４．２ｇ得た。
【００４３】
(3) 粗３−メチル−２，４−ノナンジオンの精製
(2)で得た粗３−メチル−２，４−ノナンジオン８４．２ｇをメタノール８５ｍｌに溶解した。この溶液に酢酸銅５９ｇ（０．２９６ｍｏｌ）を水５００ｍｌに溶解した溶液を６０℃にて滴下した。反応混合物を室温まで冷却して析出した結晶をろ過した。得られた結晶を水２００ｍｌ、ついでｎ−ヘプタン２００ｍｌにて洗浄した。この結晶にトルエン３００ｍｌを加えてスラリーとし、さらに、これに１０％硫酸水溶液２７４ｇを室温にて滴下して均一な二層溶液とした。分液、水洗後、有機層を濃縮し、残留物を減圧蒸留して３−メチル−２，４−ノナンジオンを７２．６ｇ（収率７３．５％）得た。ガスクロマト分析によりケト体／エノール体の混合物であり、その合計純度は９９％であった。以下に物性値を示す。
【００４４】
沸点57〜59℃／0.1torr.
IR(neat)：2957,2933,1726,1702,1604 cm-1
Mass(m/e,%): 170(M+,100),99(95),71(7).
1H-NMR(CDCl3)及び13C-NMR(CDCl3)の帰属データを表２に示す。
【００４５】
【表２】
0004394230.tif 000008
【００４６】
実施例２〜３、比較例１〜２
３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンの合成
実施例２〜３として、次の表３に示す塩基触媒を用いて、実施例１(1)と同様の条件で反応を行った。また、比較例１〜２として、反応溶媒を水溶液から表３に示す溶媒を用いて、実施例１(1)と同様の条件で反応を行った。結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】
0004394230.tif 000009
１）目的とする３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンは得られず、３−メチル−２−オキソ−３−ノネン及び２−オキソ−４−デカエンの混合物を４９／５１の比で得た。
【００４８】
表３から明らかな様に、各種塩基触媒〔NaOH, KOH, Ba(OH)2〕を用いて水溶液中で反応を行うと、目的とする３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンを９０％以上の高位置選択性で得ることが出来た。一方、溶媒を水溶液に代えて、水／メタノール混合溶媒を用いて反応させると、３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンと５−ヒドロキシ−３−ドデカノンの生成比が約１：１で、目的とする３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンが選択的に得ることは出来なかった（比較例１）。また、メタノール溶媒を用いて反応させると、３−メチル−２−オキソ−３−ノネン及び２−オキソ−４−デカエンの混合物を４９／５１の比で生成してしまい、目的とする３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンは得ることは出来なかった（比較例２）。
この様に塩基触媒を用いて水溶液中で反応を行うことは、本反応を完成する上で非常に有用な反応である。
【００４９】
実施例４〜６
３−メチル−２，４−ノナンジオンの合成
実施例４〜６として、実施例１(1)で得られた３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンを用いて、ニトロキシルラジカル誘導体を２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルに代え（実施例４、５）あるいは溶媒をトルエンに代えて（実施例６）、実施例１(2)及び実施例１(3)と同様な条件で反応させた。結果を表４に示す。
表４中、ＴＥＭＰＯは、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン-1-オキシルを意味する。
ＢｚＯ−ＴＥＭＰＯは、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルを意味する。
【００５０】
【表４】
0004394230.tif 000010
【００５１】
比較例３
３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンのスワン酸化
オキザリルクロライド１２．６ｇ（０．１ｍｏｌ）をジクロロメタン５０ｍｌに溶解し、−６０℃に冷却した。これにジメチルスルホキシド１５．６ｇ（０．２ｍｏｌ）及びジクロロメタン２０ｍｌの混液を３０分かけて滴下した。同温でジクロロメタン２０ｍｌに溶解した実施例１(1)で得られた３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノン１５．５ｇ（０．０９ｍｏｌ）を３０分かけて滴下した。さらに、トリエチルアミン４５．５ｇ（０．４５ｍｏｌ）を滴下した後、徐々に室温に戻した。水５０ｍｌを加えた後、有機層を分液、希塩酸洗浄、炭酸ナトリウム水洗浄、食塩水洗浄を繰り返し行った後、以下実施例１(2)と同様の処理をして、３−メチル−２，４−ノナンジオン４．９ｇ（収率３２％）を得た。
【００５２】
比較例４
３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンのスワン酸化
反応温度を−６０℃から５℃に代えて、比較例３と同様な操作で反応を行った。その結果、目的物とする３−メチル−２，４−ノナンジオンを得ることは出来ずに、原料の３−メチル−４−ヒドロキシ−２−ノナノンを回収した。
【００５３】
表４及び比較例３〜４から明らかな様に、各種ニトロキシルラジカル誘導体（ＴＥＭＰＯ，ＢｚＯ−ＴＥＭＰＯ）を用いて酸化反応を行うと、目的とする３−メチル−２，４−ノナンジオンを好収率で得ることができるが一方、ニトロキシルラジカル誘導体触媒による酸化反応に代えて、スワン酸化を用いて反応を行うと、反応温度が５℃では原料を回収するのみであった。また、反応温度を−６０℃という極低温で行うことによって目的物を得ることができたが、収率が３２％であった。
この様にニトロオキシル触媒を用いて酸化反応を行うことは、本反応を完成する上で非常に有用な反応である。
【００５４】
実施例７〜８
粗３−メチル−２，４−ノナンジオンの精製
実施例７〜８として、実施例1(2)で得られた粗３−メチル−２，４−ノナンジオンの精製を銅化合物アンモニア性水溶液とし硝酸銅、硫酸銅に変えて、実施例１(3)と同様な条件で精製反応を行った。結果を表５に示した。
表５から明らかな様に、各種銅塩（硝酸銅、硫酸銅）を用いて精製を行うと、目的とする３−メチル−２，４−ノナンジオンを高収率で得ることが出来た。この様に銅塩を用いて精製を行うことは、本発明を完成する上で非常に有用である。
【００５５】
【表５】
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【００５６】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば従来技術では安全性、経済性に問題のあった３−メチル−２，４−ノナンジオンの製造法の問題点を解決し、高収率で３−メチル−２，４−ノナンジオンが得られる。特に、ニトロオキシル触媒を用いることにより低コストかつ安全性の高い次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウムを使用する酸化反応により高収率で目的物を大量かつ容易に合成することができる。