(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）
【化１】
0004325011.tif 000006
（式中、Ｒ1は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4はそれぞれ水素原子または置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、ｎは１または２を表す。）
で示されるヒドロキシケトン類の製造方法において、式（２）
【化２】
0004325011.tif 000007
（式中、Ｒ3、Ｒ4及びｎは前記定義した通りである。）
で示される環式化合物、式（３）
【化３】
0004325011.tif 000008
（式中、Ｒ1およびＲ2は前記定義した通りである。）
で示されるケトン類および水素を、塩基性物質及び水素添加触媒の存在下で反応させることからなる式（１）のヒドロキシケトン類の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリマー、溶剤、香料、医薬、農薬等の合成中間体として有用な、式（１）
【０００２】
【化４】
0004325011.tif 000002
【０００３】
（式中、Ｒ1は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4はそれぞれ水素原子または置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、ｎは１または２を表す。）
で示されるヒドロキシケトン類の製造方法に関する。
【０００４】
【従来の技術】
式（１）で示されるヒドロキシケトン類の一種である７−ヒドロキシ−６−メチル−２−ヘプタノンや８−ヒドロキシ−２−オクタノンは、公知化合物であり、その製造方法としては、以下に示す方法が知られている。
【０００５】
方法Ａ：  ２−ケトペンタン酸メチルエステルより７工程を経て７−ヒドロキシ−６−メチル−２−ヘプタノンを得る方法（Synthetic Communications, 18(8), 811(1988)）。
【０００６】
方法Ｂ：  ２−メチル−６−オキソヘプタナールを、−７８℃で水素化ホウ素ナトリウムにより選択的に還元して７−ヒドロキシ−６−メチル−２−ヘプタノンを得る方法（Helvetica Chimica Acta, 73(2), 733(1990)）。
【０００７】
方法Ｃ：  １−（テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−２−イル）−２−プロパノンを塩化亜鉛及びラネーニッケルを含有するエタノール中で加熱還流することにより８−ヒドロキシ−２−オクタノンを得る方法（Comptes Rendus Hebdomadaires des Seances de l'Academie des Sciences, Serie C, 283, 605(1976)）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、方法Ａの場合、工程数が長いために７−ヒドロキシ−６−メチル−２−ヘプタノンの収率は低くなり、その結果、７−ヒドロキシ−６−メチル−２−ヘプタノンの製造コストが増大する。また、方法Ｂの場合、反応温度を−７８℃という非常に低温とする必要があり、操作性に問題がある上、高価な還元剤である水素化ホウ素ナトリウムを当量（２−メチル−６−オキソヘプタナールに対して１／４モル以上）使用するという問題がある。また、方法Ｃの場合、多量の塩化亜鉛を使用するので、材料のコストと排水処理の問題がある。
【０００９】
本発明は、以上の従来の技術の問題を解決しようとするものであり、７−ヒドロキシ−６−メチル−２−ヘプタノンおよび８−ヒドロキシ−２−オクタノンを包含する、式（１）で示されるヒドロキシケトン類を安価かつ工業的に有利に製造できる方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記の課題は、式（１）
【００１１】
【化５】
0004325011.tif 000003
【００１２】
（式中、Ｒ1は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4はそれぞれ水素原子または置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、ｎは１または２を表す。）
で示されるヒドロキシケトン類の製造方法であって、式（２）
【００１３】
【化６】
0004325011.tif 000004
【００１４】
（式中、Ｒ3、Ｒ4及びｎは前記定義した通りである。）
で示される環式化合物、式（３）
【００１５】
【化７】
0004325011.tif 000005
【００１６】
（式中、Ｒ1およびＲ2は前記定義した通りである。）
で示されるケトン類および水素を、塩基性物質及び水素添加触媒の存在下で反応させることからなる式（１）のヒドロキシケトン類の製造方法を提供することによって解決される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１８】
本発明の製造方法における出発原料を表す上記の式（２）および式（３）の、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4の定義において、置換基を有していてもよい炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基などが挙げられるが、炭素数が１０以下のものが好ましい。これらの炭化水素基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基；フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子などの反応に悪影響を及ぼさない置換基により適宜置換されていてもよい。
【００１９】
式（２）の環式化合物と式（３）のケトン類の比率は、特に限定されるものではないが、式（３）のケトン類を式（２）の環式化合物に対して過剰量となるように用いることが好ましく、反応の容積効率をより高めるために、式（２）の環式化合物１モルに対して式（３）のケトン類を１．１〜５．０モルの範囲内で用いることがより好ましい。
【００２０】
本発明において使用できる塩基性物質としては、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の水酸化物；水酸化バリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物；炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩；１，５−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−５（ＤＢＵ）、ピペリジン等のアミン類などが挙げられる。
【００２１】
以上の塩基性物質は、１種類のものを使用してもよいし２種以上のものを併用してもよい。
【００２２】
塩基性物質としては、上記のものをそのまま、あるいは水溶液の形態で使用することができるが、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物を水溶液として使用することが好ましい。なお、その場合、水溶液中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物の濃度は、通常０．５〜５０重量％、好ましくは１〜３０重量％である。
【００２３】
塩基性物質の使用量は、式（２）の環式化合物１モルに対して通常０．０１〜０．３モルであり、好ましくは０．０３〜０．２モルである。
【００２４】
本発明において使用できる水素添加触媒としては、一般に、接触水素添加反応において従来から使用されている種々の触媒を挙げることができ、例えば、ラネーニッケル、ニッケル−珪藻土などのニッケル系触媒、パラジウム／炭素、パラジウム／アルミナなどのパラジウム系触媒などが挙げられ、これらを混合して用いることもできる。
【００２５】
水素添加触媒の使用量は、式（２）の環式化合物１００重量部に対して通常０．５〜１０重量部であり、好ましくは０．１〜３重量部である。
【００２６】
本発明の製造方法においては、反応に悪影響を及ぼさない限り溶媒を使用してもよい。使用可能な溶媒としては、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、ｎ−ブタノール、ｓ−ブタノール、ｔ−ブタノール等の脂肪族アルコール系溶媒；テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル系溶媒；ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒等を挙げることができる。
【００２７】
本発明の製造方法において、反応温度は通常２０〜１５０℃、好ましくは４０〜１２０℃の範囲内である。
【００２８】
また、本発明の製造方法において、水素ガスの圧力は、通常１〜１００気圧、好ましくは３〜１０気圧である。
【００２９】
本発明の製造方法においては、反応に供する物質（即ち、式（２）の環状化合物及び式（３）のケトン類、塩基性物質、水素添加触媒、水素ガス、更に必要に応じて溶媒等）を一度にすべて混合し反応させることも可能であるが、式（３）のケトン類、塩基性物質及び水素添加触媒の混合液中に、式（２）の環状化合物を連続的に添加して反応させてもよい。
【００３０】
反応終了後、目的化合物である式（１）のヒドロキシケトン類は、例えば、ｉ）反応混合物から水素添加触媒を濾過、遠心分離等の方法によって除去し、次いで水層を分離した後、得られた有機層を蒸留する方法や、ii）反応混合物から水素添加触媒を除去し、次いで有機溶媒による抽出を行い、得られた有機層を常圧または減圧下で濃縮する方法、などの一般的な手法により単離することができる。なお、上記において抽出に使用する有機溶媒としては、例えば、トルエン、ベンゼン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素；塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素などが使用できる。
【００３１】
なお、本発明における出発物質の一つである式（２）の環式化合物は、公知の方法により容易に製造することができる。例えば、置換あるいは無置換のアルケニルアルコール（例えば、２−プロペノール、２−メチル−２−プロペノール、３−メチル−３−ブテノール等）に遷移金属錯体を触媒としたヒドロホルミル化反応を施すことにより製造できる（特公昭５６−５３７２号公報；Ｊ．Ｐｒａｃｔ．Ｃｈｅｍ．、３１４巻、８４頁（１９７２年）；特開昭６２−２０１８８１号公報などを参照）。また、３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピラン、３，４−ジヒドロフランのような環状のアルケニルエーテルに対して水和反応を施すことにより製造することもできる（Ｏｒｇ．Ｓｙｎｔｈ．Ｃｏｌｌ．Ｖｏｌ．３、４７０頁（１９５５年））。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００３３】
実施例１
攪拌機を備えた内容積１リットルのオートクレーブに、アセトン１３９．２ｇ（２．４ｍｏｌ）、２％水酸化ナトリウム水溶液２００．０ｇ［水酸化ナトリウム４．０ｇ（０．１ｍｏｌ）を含有する］およびトルエン５０．０ｇを仕込み、更に、窒素雰囲気で５％パラジウムカーボン（含水率：５０％）４．６ｇを仕込んだ。
【００３４】
次に、オートクレーブ（反応系）内の雰囲気を７Ｋｇ/ｃｍ2（ゲージ圧）の水素ガスで置換し、反応混合物の温度を１００℃に昇温し、その混合物へ２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピラン（純度９４．６％，２．０ｍｏｌ）を６時間かけて添加した。添加終了後、同温度で更に４時間攪拌を続けた。反応中、消費された分の水素ガスを適宜補充することにより、オートクレーブ内の圧力を５〜７Ｋｇ／ｃｍ2（ゲージ圧）に保った。
【００３５】
反応終了後、反応混合物からパラジウムカーボンを濾過により除き、水層と有機層の二層に分離した濾液から有機層を分離取得し、ガスクロマトグラフィー[Ｓｉｌｉｃｏｎ  ＤＣ  ＱＦ−１（ガスクロ工業社製），カラム長：１ｍ，カラム温度：８０℃→２４０℃]により分析したところ、有機層４０５．４ｇ中に、８−ヒドロキシ−６−メチル−２−オクタノンが２２７．８ｇ（２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピラン基準での収率：７３．０％）含まれていることが分かった。
【００３６】
上記で得られた有機層４０５．４ｇを減圧下で蒸留することにより、沸点９５〜１０５℃／２ｍｍＨｇの留分として８−ヒドロキシ−６−メチル−２−オクタノン（純度９５．２％）２２０．１ｇを得た。
【００３７】
実施例２
攪拌機を備えた内容積１リットルのオートクレーブに、アセトン１３０．５ｇ（２．２５ｍｏｌ）及び１０％水酸化カリウム水溶液８４ｇ［水酸化カリウム８．４ｇ（０．１５ｍｏｌ）を含有する］を仕込み、更に、窒素雰囲気下で１０％パラジウムカーボン（含水率：５０％）１．７４ｇを仕込んだ。
【００３８】
次に、オートクレーブ（反応系）内の雰囲気を７Ｋｇ/ｃｍ2（ゲージ圧）の水素ガスで置換し、反応混合物の温度を６０℃に昇温し、その混合物へ２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピラン１７４ｇ（純度：９０％、１．３５ｍｏｌ）を３時間かけて添加した。添加終了後、反応混合物の温度を１００℃に昇温し、更に２時間攪拌を続けた。反応中、消費された分の水素ガスを適宜補充することにより、オートクレーブ内の圧力を５〜７Ｋｇ／ｃｍ2に保った。
【００３９】
反応終了後、反応混合物からパラジウムカーボンを濾過により除き、水層と有機層の二層に分離した濾液から有機層を分離取得し、実施例１と同様の条件でガスクロマトグラフィーにより分析したところ、有機層２０７．５ｇ中に、８−ヒドロキシ−６−メチル−２−オクタノンが１２３．５ｇ（２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピラン基準での収率：５７．９％）含まれていることが分かった。
【００４０】
上記で得られた有機層２０７．５ｇを減圧下で蒸留することにより、 沸点９５〜１０５℃／２ｍｍＨｇの留分として８−ヒドロキシ−６−メチル−２−オクタノン（純度：９５％）を１１９．６ｇを得た。
【００４１】
実施例３
攪拌機を備えた内容積１リットルのオートクレーブに、２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピラン１１６ｇ（純度：９０％、０．９ｍｏｌ）、アセトン８７ｇ（１．５ｍｏｌ）、及び１０％水酸化カリウム水溶液５６ｇ［水酸化カリウム５．６ｇ（０．１ｍｏｌ）を含有する］を仕込み、更に、窒素雰囲気下で１０％パラジウムカーボン（含水率：５０％）１．１６ｇを仕込んだ。
【００４２】
次に、オートクレーブ（反応系）内の雰囲気を７Ｋｇ/ｃｍ2（ゲージ圧）の水素ガスで置換し、反応系内の反応混合物の温度を６０℃に昇温した。昇温の途中から水素ガスの吸収が始まったが、消費された分の水素ガスを適宜補充することにより、オートクレーブ内の圧力を５〜７Ｋｇ／ｃｍ2に保った。反応混合物の温度を６０℃に保ちながら、２時間反応させ、その後１００℃に昇温し、更に４時間反応させた。
【００４３】
反応終了後、反応混合物を室温まで冷却し、パラジウムカーボンを濾過により除き、水層と有機層の二層に分離した濾液から有機層を分離し、その有機層を実施例１と同様の条件でガスクロマトグラフィーにより分析したところ、有機層１７０．９ｇ中に８−ヒドロキシ−６−メチル−２−オクタノンが９２．６ｇ（２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロピラン基準での収率：６５．１％）含まれていることが分かった。
【００４４】
実施例４
攪拌機を備えた内容積３００ｍＬのオートクレーブに、２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロフラン３０．６ｇ（０．３ｍｏｌ）、アセトン２６．１ｇ（０．４５ｍｏｌ）、及び１０％水酸化カリウム水溶液１６．８ｇ［水酸化カリウム１．６８ｇ（０．０３ｍｏｌ）を含有する］を仕込み、更に、窒素雰囲気下で１０％パラジウムカーボン（含水率：５０％）６１．２ｍｇを仕込んだ。
【００４５】
次に、オートクレーブ（反応系）内の雰囲気を７Ｋｇ/ｃｍ2（ゲージ圧）の水素ガスで置換し、反応系内の反応混合物の温度を５５℃に昇温した。昇温の途中から水素ガスの吸収が始まったが、消費された分の水素ガスを適宜補充することにより、オートクレーブ内の圧力を５〜７Ｋｇ／ｃｍ2に保った。反応混合物の温度を５０〜５５℃に保ちながら、１時間反応させた。
【００４６】
反応終了後、反応混合物を室温にまで冷却し、パラジウムカーボンを濾過により除き、水層と有機層の二層に分離した濾液から有機層を分離し、その有機層を実施例１と同様の条件でガスクロマトグラフィーにより分析したところ、有機層６１．５ｇ中に７−ヒドロキシ−６−メチル−２−ヘプタノンが２７．７ｇ（２−ヒドロキシ−４−メチルテトラヒドロフラン基準での収率：６４．１％）含まれていることが分かった。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、ポリマー、溶剤、香料、医薬、農薬等の有用な合成中間体となるヒドロキシケトン類を工業的に安価且つ短工程で製造することができる。