(57)【要約】【課題】トランス体の割合が高い置換シクロヘキサンカルボン酸類の新規な製造方法を提供する。【解決手段】トランス体の割合がａ％（但し０≦ａ）である置換シクロヘキサンカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換して、トランス体の割合がｂ％（但しａ＜ｂ）である置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物、さらに得られた置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物のハロカルボニル基を加水分解して、トランス体の割合がｃ％（但しａ＜ｃ）である置換シクロヘキサンカルボン酸を得る、及び得られた置換シクロヘキサンハロカルボニルと、水酸基含有化合物又はアミノ基含有化合物もしくは含窒素複素環化合物とを反応させて、トランス体の割合がｄ％（但しａ＜ｄ）である置換シクロヘキサンカルボン酸エステル、又は置換シクロヘキサンカルボン酸アミドを得る方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランス体の割合がａ％（但し０≦ａ）である置換シクロヘキサンカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換して、トランス体の割合がｂ％（但しａ＜ｂ）である置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物を製造する方法。
【請求項２】
トランス体の割合がａ％（但し０≦ａ）である置換シクロヘキサンカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換する第１の工程と、
第１の工程で得られた置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物のハロカルボニル基を加水分解して、トランス体の割合がｃ％（但しａ＜ｃ）である置換シクロヘキサンカルボン酸を得る第２の工程と、
を含むことを特徴とする置換シクロヘキサンカルボン酸の製造方法。
【請求項３】
トランス体の割合がａ％（但し０≦ａ）である置換シクロヘキサンカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換して、置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物を得る第１の工程と、
第１の工程で得られた置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物と、水酸基含有化合物又はアミノ基含有化合物もしくは含窒素複素環化合物とを反応させて、トランス体の割合がｄ％（但しａ＜ｄ）である置換シクロヘキサンカルボン酸エステル又は置換シクロヘキサンアミドを得る第２の工程と、
を含むことを特徴とする置換シクロヘキサンカルボン酸エステル又は置換シクロへキサンカルボン酸アミドの製造方法。
【請求項４】
ビシクロヘキサン環上の１位と４位、及び１’位と４’位の立体関係において、トランス／トランス体の割合がｅ％（但し０≦ｅ）であるビシクロヘキサンジカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換して、トランス／トランス体の割合がｆ％（但しｅ＜ｆ）であるビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物を製造する方法。
【請求項５】
ビシクロヘキサン環上の１位と４位、及び１’位と４’位の立体関係において、トランス／トランス体の割合がｅ％（但し０≦ｅ）であるビシクロヘキサンジカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換する第１の工程と、
第１の工程で得られたビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物のハロカルボニル基を加水分解して、トランス／トランス体の割合がｇ％（但しｅ＜ｇ）であるビシクロヘキサンジカルボン酸を得る第２の工程を含むことを特徴とするビシクロヘキサンジカルボン酸の製造方法。
【請求項６】
ビシクロヘキサン環上の１位と４位、及び１’位と４’位の立体関係において、トランス／トランス体の割合がｅ％（但し０≦ｅ）であるビシクロヘキサンジカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換して、ビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物を得る第１の工程と、
第１の工程で得られたビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物と、水酸基含有化合物又はアミノ基含有化合物もしくは含窒素複素環化合物とを反応させて、トランス／トランス体の割合がｈ％（但しｅ＜ｈ）であるビシクロヘキサンジカルボン酸エステル又はビシクロヘキサンジカルボン酸アミドを得る第２の工程と、
を含むことを特徴とするビシクロヘキサンジカルボン酸ジエステル又はビシクロヘキサンジカルボン酸ジアミドの製造方法。
【請求項７】
ハロカルボニル基が、クロロカルボニル基であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記強酸が、硫酸又はスルホン酸であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランス体の割合が高い、置換シクロヘキサンカルボン酸類、及びトランス／トランス体の割合が高い、ビシクロヘキサンジカルボン酸類を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シクロヘキサンカルボン酸のトランス体、及びビシクロヘキサンジカルボン酸のトランス／トランス体は、液晶材料、医薬品、高分子材料等の種々の分野の中間体として有用である。シクロヘキサンカルボン酸のトランス体を得る方法や、ビシクロヘキサンジカルボン酸のシス／シス体、シス／トランス体を、トランス／トランス体に異性化する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１〜６及び非特許文献１）。しかし、従来提案されているいずれの方法も、厳しい反応条件下で反応を進行させるものであり、より温和な条件で、シクロヘキサンカルボン酸類のトランス置換体、及びビシクロヘキサンジカルボン酸類のトランス／トランス置換体を得る方法が望まれている。
【特許文献１】特開平１０−２３７０１５号公報
【特許文献２】特開２０００−１９１６０２号公報
【特許文献３】特開２００３−９６０２６号公報
【特許文献４】特開２００３−１２８６２０号公報
【特許文献５】特開２００４−３０７４６８号公報
【特許文献６】特公昭３９−２７２４４号公報
【非特許文献１】Tetrahedron Letters 2004,45,6669-72
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、トランス体の割合の高いシクロヘキサンカルボン酸類、及びトランス／トランス体の割合が高い、ビシクロヘキサンジカルボン酸類を製造可能な新規な方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］  トランス体の割合がａ％（但し０≦ａ）である置換シクロヘキサンカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換して、トランス体の割合がｂ％（但しａ＜ｂ）である置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物を製造する方法。
［２］  トランス体の割合がａ％（但し０≦ａ）である置換シクロヘキサンカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換して、置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物を得る第１の工程と、
第１の工程で得られた置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物のハロカルボニル基を加水分解して、トランス体の割合がｃ％（但しａ＜ｃ）である置換シクロヘキサンカルボン酸を得る第２の工程と、
を含むことを特徴とする置換シクロヘキサンカルボン酸の製造方法。
［３］  トランス体の割合がａ％（但し０≦ａ）である置換シクロヘキサンカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換して、置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物を得る第１の工程と、
第１の工程で得られた置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物と、水酸基含有化合物又はアミノ基含有化合物もしくは含窒素複素環化合物とを反応させて、トランス体の割合がｄ％（但しａ＜ｄ）である置換シクロヘキサンカルボン酸エステル又は置換シクロヘキサンアミドを得る第２の工程と、
を含むことを特徴とする置換シクロヘキサンカルボン酸エステル又は置換シクロへキサンカルボン酸アミドの製造方法。
［４］  ビシクロヘキサン環上の１位と４位、及び１’位と４’位の立体関係において、トランス／トランス体の割合がｅ％（但し０≦ｅ）であるビシクロヘキサンジカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換して、トランス／トランス体の割合がｆ％（但しｅ＜ｆ）であるビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物を製造する方法。
［５］  ビシクロヘキサン環上の１位と４位、及び１’位と４’位の立体関係において、トランス／トランス体の割合がｅ％（但し０≦ｅ）であるビシクロヘキサンジカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換する第１の工程と、
第１の工程で得られたビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物のハロカルボニル基を加水分解して、トランス／トランス体の割合がｇ％（但しｅ＜ｇ）であるビシクロヘキサンジカルボン酸を得る第２の工程を含むことを特徴とするビシクロヘキサンジカルボン酸の製造方法。
［６］  ビシクロヘキサン環上の１位と４位、及び１’位と４’位の立体関係において、トランス／トランス体の割合がｅ％（但し０≦ｅ）であるビシクロヘキサンジカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換して、ビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物を得る第１の工程と、
第１の工程で得られたビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物と、水酸基含有化合物又はアミノ基含有化合物もしくは含窒素複素環化合物とを反応させて、トランス／トランス体の割合がｈ％（但しｅ＜ｈ）であるビシクロヘキサンジカルボン酸エステル又はビシクロヘキサンジカルボン酸アミドを得る第２の工程と、
を含むことを特徴とするビシクロヘキサンジカルボン酸ジエステル又はビシクロヘキサンジカルボン酸ジアミドの製造方法。
［７］  ハロカルボニル基が、クロロカルボニル基であることを特徴とする［１］〜［６］のいずれかの方法。
［８］  前記強酸が、硫酸又はスルホン酸であることを特徴とする［１］〜［８］のいずれかの方法。
［９］  シス置換シクロヘキサンカルボン酸中のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換すること、及びハロカルボニル基を加水分解して再びカルボキシル基にすることを含む、トランス置換シクロヘキサンカルボキシル基の製造方法。
［１０］  シス置換シクロヘキサンカルボン酸中のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換すること、及びハロカルボニル基と水酸基含有化合物又はアミノ基含有化合物又は含窒素複素環化合物とを反応させることを含む、トランス置換シクロヘキサンカルボン酸エステル又はトランス置換シクロヘキサンアミドの製造方法。
［１１］  シス／シス−及び／又はシス／トランス−ビシクロヘキサンジカルボン酸中のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換すること、及びハロカルボニル基を加水分解して再びカルボキシル基にすることを含む、トランス／トランス−ビシクロヘキサンジカルボキシル基の製造方法。
［１２］  シス／シス−及び／又はシス／トランス−ビシクロヘキサンジカルボン酸中のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換すること、及びハロカルボニル基と水酸基含有化合物又はアミノ基含有化合物もしくは含窒素複素環化合物とを反応させることを含む、トランス／トランス−ビシクロヘキサンジカルボン酸ジエステル又はトランス／トランス−ビシクロヘキサンジカルボン酸ジアミドの製造方法。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、トランス体の割合の高いシクロヘキサンカルボン酸類、及びトランス／トランス体の割合が高いビシクロヘキサンジカルボン酸類を製造可能な新規な方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明について詳細に説明する。尚、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本発明は、置換シクロヘキサンカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換することによって、トランス体の割合が高められた置換シクロヘキサンハロゲン化物を製造する方法に関する。また、前記方法によりトランス体の割合が高められた置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物を利用し、加水分解することによって、トランス体の割合が高められた置換シクロヘキサンカルボン酸を製造する方法にも関する。さらに、本発明は、上記方法によりトランス体の割合が高められた置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物を利用し、脂肪族アルコール類やフェノール類等の水酸基含有化合物、又は１級または２級の脂肪族アミン類やアニリンなどの芳香族アミン類等のアミノ基含有化合物、もしくはピペリジン、モルホリン、フェノチアジン等の含窒素複素環化合物と反応させることによって、置換シクロヘキサンカルボン酸エステル又は置換シクロヘキサンアミドを製造する方法にも関する。
２−置換、３−置換、及び４−置換シクロヘキサンカルボン酸は、例えば、ｏ−置換、ｍ−置換及びｐ−置換安息香酸を、接触還元することにより得られるが、その際に、シス体及びトランス体の混合物として得られるのが一般的であり、２−置換及び４-置換シクロヘキサンカルボン酸では、シス体の割合がトランス体よりも高い混合物として得られる。本発明では、置換シクロヘキサンカルボン酸のシス体及びトランス体の混合物を出発原料として用い、一旦、強酸の存在下で、カルボキシル基をハロカルボニル基に変換することで、トランス体の割合を高めている。出発原料として、混合物ではなく、置換シクロヘキサンカルボン酸のシス体のみを用いても勿論よい。
【０００７】
本発明の方法では、出発原料として用いられる、置換シクロヘキサンカルボン酸が有する置換基については、特に制限はない。置換シクロヘキサンカルボン酸中のカルボキシル基が、強酸の存在下でハロカルボニルに変化するのを阻害しない限り、いずれの置換基であってもよい。置換シクロへキサンカルボン酸の置換基の例には、ハロゲン原子（例えばＣｌ，Ｂｒ，Ｆ、Ｉ）、シアノ基、カルボキシル基、スルホ基、炭素数１〜２０の鎖状又は環状のアルキル基（例えばメチル、エチル、イソプロピル、ｎ−ブチル、シクロヘキシル、ベンジル、フェネチル、４−カルボキシブチル、２−メトキシエチル）、炭素数１〜２０のアルケニル基（例えばビニル、アリル、２−ヘキセニル）、炭素数２〜８のアルキニル基（例えばエチニル、１−ブチニル、３−ヘキシニル）、炭素数６〜２０のアリール基（例えばフェニル、ナフチル、４−エチルフェニル、３−メタンスルホンアミドフェニル、４−メトキシフェニル、３−カルボキシフェニル）、炭素数１〜２０のアシル基（例えばアセチル、ベンゾイル、プロパノイル、ブタノイル）、炭素数２〜２０のアルコキシカルボニル基（例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、シクロヘキシルオキシカルボニル）、炭素数７〜２０のアリーロキシカルボニル基（例えばフェノキシカルボニル、ナフトキシカルボニル）、炭素数１〜２０のアルコキシ基（例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、メトキシエトキシ）、炭素数６〜２０のアリーロキシ基（例えばフェノキシ、４−エチルフェノキシ、４−シクロヘキシルフェノキシ、ナフトキシ）、炭素数２〜２０のアシルオキシ基（例えばアセトキシ、シクロヘキシルカルボニルオキシ、ベンゾイルオキシ）、炭素数１〜２０のアルキルチオ基（例えばヘキシルチオ、オクチルチオ）、炭素数６〜２０のアリールチオ基（例えばフェニルチオ、ナフチルチオ）、炭素数１〜２０のアルキルスルホニル基（例えばメチルスルフォニル、シクロヘキシルスルホニル）、炭素数７〜２０のアリールスルホニル基（例えばフェニルスルホニル、２−ナフチルスルホニル）、複素環基（例えば、２−フリル、フルフリル、２−チエニル、２−ピロリル、１，３−ジオキソラン−２−イル、）が含まれる。
【０００８】
出発原料として、カルボキシル基を複数有する、例えば１，２−、１，３−又は１，４−シクロへキサンジカルボン酸を用いてもよい。また、置換基としてシクロへキサン環（このシクロへキサン環の水素原子もさらにアルキル基等で置換されていてもよい）を２以上有する置換ヘキサンカルボン酸を用いてもよい。これらの置換基を有する置換シクロヘキサンカルボン酸のトランス体は、種々の分野に用いられる化合物の中間体として有用である。本発明の出発原料として利用可能なビシクロへキサンカルボン酸誘導体の例には、下記式（Ｘ）で表される化合物が含まれる。
【０００９】
【化１】
2009256313.tif 000002
【００１０】
上記式中、Ｒは置換基を表し、その具体例は、上記置換基の例と同様である。好ましい例には、炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基が含まれる。また後述するように、Ｒはカルボキシル基であってもよい。
前記式（Ｘ）で表される化合物は、１位と４位との立体関係においてトランス体及びシス体の異性体が存在するのみならず、１’位と４’位との立体関係においてもトランス体及びシス体の異性体が存在する。即ち、上記化合物は、１位と４位及び１’位と４’位の立体関係において、トランス／トランス体、トランス／シス体、シス／トランス体、及びシス／シス体の４種が存在する（但し、ＲがＣＯＯＨである化合物には、トランス／トランス体、トランス（シス）／シス（トランス）体、及びシス／シス体の３種の異性体が存在する）。本発明の方法によれば、上記式（Ｘ）中の１’位と４’位の立体関係におけるトランス体及びシス体の割合に関係なく、１位と４位の立体関係におけるトランス体の割合を高めることができる。即ち、出発原料の１位と４位との立体関係におけるトランス体（即ち１，４位トランス／１’，４’位トランス体、及び１，４位トランス／１’，４’位シス体の合計）の割合をａ’％とすると、強酸下でハロカルボニル基に変換した後のハロゲン化物の１位と４位との立体関係におけるトランス体の合計の割合ｂ’％は、ａ’＜ｂ’を満足する。
【００１１】
本発明は、下記式（Ｉ）で表されるビシクロヘキサンジカルボン酸のカルボキシル基を、強酸の存在下でハロカルボニル基に変換することによって、ビシクロヘキサン環上の１位と４位、及び１’位と４’位の立体関係において、トランス／トランス体の割合が高められたビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物を製造する方法にも関する。
【００１２】
【化２】
2009256313.tif 000003
【００１３】
また、前記方法によりトランス／トランス体の割合が高められたビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物を利用し、加水分解することによって、トランス／トランス体の割合が高められたビシクロヘキサンジカルボン酸を製造する方法にも関する。さらに、本発明は、上記方法によりトランス／トランス体の割合が高められたビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物を利用し、脂肪族アルコール類やフェノール類等の水酸基含有化合物、又は１級又は２級の脂肪族アミン類やアニリンなどの芳香族アミン類等のアミノ基含有化合物、或いはピペリジン、モルホリン、フェノチアジン等の含窒素複素環化合物と反応させることによって、ビシクロヘキサンジカルボン酸ジエステル又はシクロヘキサンジカルボン酸ジアミドを製造する方法にも関する。
ビシクロヘキサンジカルボン酸は、例えば、ビフェニル−４，４’−ジカルボン酸を、接触還元することにより得られるが、その際に、シス／シス体、シス／トランス体、及びトランス／トランス体の混合物として得られるのが一般的である。本発明では、ビシクロヘキサンジカルボン酸のシス／シス体、シス／トランス体、及びトランス／トランス体の混合物を出発原料として用い、一旦、強酸の存在下で、カルボキシル基をハロカルボニル基に変換することで、トランス／トランス体の割合を高めている。出発原料として、混合物ではなく、ビシクロヘキサンジカルボン酸のシス／シス体、又はシス／トランス体のみを用いても勿論よい。
【００１４】
前記式（Ｉ）で表されるビシクロへキサンジカルボン酸は、ビシクロヘキサン環上の１位、１’位、４位及び４’位以外の炭素原子が、置換基を有していてもよい。該置換基の例としては、上記置換シクロへキサンカルボン酸が有する置換基の例と同様である。但し、トランス／トランス体の割合を高めるためには、２位及び２’位の炭素原子の置換基は、嵩高くないほうが好ましく、無置換であるのがより好ましい。
【００１５】
本発明の上記方法では、置換シクロヘキサンカルボン酸又はビシクロへキサンジカルボン酸中のカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を、強酸の存在下で、ハロカルボニル基（−ＣＯＸ）（Ｘはハロゲン原子を表す）に変換する。Ｘはハロゲン原子であれば好ましく用いることができるが、臭素又は塩素原子であることが好ましく、塩素原子であることが最も好ましい。前記強酸としては有機酸、無機酸のいずれでもよく、その例としては、硫酸、スルホン酸、リン酸、硝酸等が挙げられる。中でも、硫酸及びスルホン酸を用いると、より短時間で反応が進行するので好ましい。
本発明において、カルボキシル基をハロカルボニル基に変換する際の試薬及び条件については、例えば新実験科学講座第１４巻、有機化合物の合成と反応（II）、ｐ．１１０４〜１１２０（丸善、昭和５９年）に記載の種々の試薬及び条件を採用することができる。ここではクロロカルボニル基に変換する条件について詳しく説明する。
本発明では、通常酸塩化物の合成に使用されている条件を用いることができ、カルボン酸と無機ハロゲン化物（例えば塩化チオニル、塩化スリフリル、塩化ホスホリル、五塩化リン、三塩化リン等）、カルボン酸と有機ハロゲン化物（例えば有機リンハロゲン化合物、α，α−ジハロゲノエーテルなど）、カルボン酸とシュウ酸クロリド、カルボン酸のアルカリ金属塩又はアミン塩と無機ハロゲン化物（例えば五塩化リン、塩化ホスホリル、塩化チオニルなど）などの組み合わせで三塩化物を合成することができる。また、適宜触媒を用いることも好ましい。その他のハロカルボニル基も上記文献に記載の試薬及び条件を利用して合成することができる。
【００１６】
ハロカルボニル化を進行させる温度は、用いる試薬の反応性によって異なるので、それぞれの試薬に適した温度で反応させることが好ましい。置換シクロヘキサンカルボン酸の異性化を進行させる温度は、２０℃〜１５０℃であることが好ましく、３０℃〜１３０℃であることがより好ましく、４０℃〜１１０℃であることがよりさらに好ましい。本発明で用いる強酸は、ハロカルボニル化を行う段階からあらかじめ添加していてもよいし、強酸をあらかじめ系中に添加しておき、そこに前記試薬を滴下して、反応を進行させることもできる。また、ハロカルボニル化が完了してから添加してもよい。酸を触媒として反応を進行させる、種々の有機合成反応と同様、本発明においても、強酸は、反応系中に少量添加される。添加量が少ないと異性化の速度が低下し、多いと反応で副生成物が増える傾向にあるので、一般的に、反応に用いるカルボン酸のカルボキシル基に対して５〜２５モル％程度添加するのが好ましい。
【００１７】
異性化させるための反応温度は、上記反応が進行するのに十分であればよく、２０℃〜１４０℃程度で進行させるのが好ましく、５０℃〜１２０℃程度で進行させるのがより好ましい。異性化に必要な反応時間は、３０分〜１０時間程度で十分であり、比較的短時間で行うことができる。反応温度や強酸の添加量を調整することで、また反応系中を攪拌等することにより、より短時間で反応を進行させることができる。
【００１８】
本発明の方法によれば、いかなる立体異性体含率の置換シクロヘキサンカルボン酸、又はビシクロヘキサンジカルボン酸を用いても、トランス体の割合、及びトランス/トランス体の割合が７０〜１００％程度の置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物、又はビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物を得ることができるであろう。
【００１９】
所望により、得られた置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物、又はビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物を加水分解して、再び置換シクロヘキサンカルボン酸、又はビシクロヘキサンジカルボン酸にしてもよい。本発明の方法にしたがって、一旦、置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物、又はビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物を経由することによって、トランス体、トランス/トランス体の割合を高めることができる。
置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物及びビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物の加水分解は、通常の酸ハロゲン化物の加水分解と同様の条件で進行させることができる。例えば、上記反応が終了した後、所望により、系中の溶媒（反応試薬が溶媒を兼ねるときは反応試薬）を留去等により除去し、その後、水を添加することで、ハロカルボニル基の加水分解を進行させることができる。
【００２０】
ハロカルボニル基の加水分解によって、再び、置換シクロヘキサンカルボン酸又はビシクロヘキサンジカルボン酸が得られる。この加水分解の工程では、トランス体がシス体に、トランス／トランス体がシス／シス体、シス／トランス体に異性化することはなく、得られる置換シクロヘキサンカルボン酸のトランス体、又はビシクロヘキサンジカルボン酸のトランス／トランス体の割合は、置換シクロヘキサンクカルボン酸ハロゲン化物のトランス体、又はビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物のトランス／トランス体の割合と同様になり、具体的には、７０〜１００％程度になる。また、加水分解後の晶析の条件を調整することで、反応前の置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物又はビシクロへキサンジカルボン酸ハロゲン化物と比較して、トランス体の割合がより高い置換シクロヘキサンカルボン酸又はビシクロへキサンジカルボン酸を得ることができる。例えば、水とともに、アセトニトリル、メタノール、エタノール、２−プロパノール等の高極性で水溶性の有機溶媒を加えると、トランス体の割合が、より高められるので好ましい。水と前記有機溶媒との好ましい混合比率は、対象の化合物の種類によって大きく変動する。一般的には、前記有機溶媒は、水に対して体積比で０．０１〜５０倍程度、好ましくは０．１〜２０倍程度である。但し、この範囲に限定されるものではない。
【００２１】
また、所望により、得られた置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物又はビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物と、脂肪族アルコール類又はフェノール類等の水酸基含有化合物とを反応させて、置換シクロヘキサンカルボン酸エステル、又はビシクロヘキサンジカルボン酸ジエステルを合成してもよい。同様に、得られた置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物又はビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物と、１級もしくは２級の脂肪族アミン類やアニリンなどの芳香族アミン類等のアミノ基含有化合物、又はピペリジン、モルホリン、フェノチアジン等の含窒素複素環化合物等の化合物とを反応させて、置換シクロヘキサンアミド又はビシクロヘキサンジカルボン酸ジアミドを合成してもよい。一旦、本発明の方法にしたがって、置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物、又はビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物に変換する工程を経由することにより、出発原料をそのままエステル化又はアミド化するのと比較して、トランス体の割合が高い置換シクロヘキサンカルボン酸エステルもしくはビシクロヘキサンジカルボン酸ジエステル、又は置換シクロヘキサンカルボン酸アミドもしくはビシクロヘキサンジカルボン酸ジアミドを得ることができる。
【００２２】
置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物又はビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物と、脂肪族アルコール類又はフェノール類等の水酸基含有化合物との反応は、酸ハロゲン化物を用いたエステルの通常の合成と同様の条件で進行させることができる。例えば、上記カルボキシル基からハロカルボニル基への反応が終了した後、所望により、系中の溶媒（反応試薬が溶媒を兼ねるときは反応試薬）を留去等により除去し、その後、アルコール類又はフェノール類を有機溶媒に溶解した溶液を、系中に添加することで、エステル化反応を進行させることができる。
また、置換シクロへキサンカルボン酸ハロゲン化物又はビシクロヘキサンジカルボン酸ハロゲン化物と、１級もしくは２級の脂肪族アミン類やアニリンなどの芳香族アミン類等のアミノ基含有化合物、又はピペリジン、モルホリン、フェノチアジン等の含窒素複素環化合物との反応は、酸ハロゲン化物を用いた通常のアミド化反応と同様の条件で進行させることができる。
【００２３】
このエステル化工程及びアミド化工程では、トランス体がシス体に、又はトランス／トランス体がシス／シス体、シス／トランス体に異性化することはなく、得られる置換シクロヘキサンカルボン酸エステル又は置換シクロへキサンアミドのトランス体の割合、及び得られるビシクロヘキサンジカルボン酸エステル又はビシクロへキサンジカルボン酸ジアミドのトランス／トランス体の割合は、置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物のトランス体の割合、及びビシクロへキサンジカルボン酸ハロゲン化物のトランス／トランス体の割合と同様になり、具体的には、７０〜１００％程度になる。また、エステル化又はアミド化反応終了後に、生成した置換シクロヘキサンカルボン酸エステルもしくはビシクロヘキサンジカルボン酸ジエステル、又は置換シクロヘキサンアミドもしくはビシクロヘキサンジカルボン酸ジアミドを結晶化する際に、溶媒を選択することで、反応前の置換シクロヘキサンカルボン酸ハロゲン化物と比較してトランス体の割合がより高い置換シクロヘキサンカルボン酸エステル又は置換シクロヘキサンアミドを得ることができるし、また、ビシクロへキサンジカルボン酸ハロゲン化物と比較してトランス／トランス体の割合がより高いビシクロヘキサンジカルボン酸エステル又はビシクロへキサンジカルボン酸ジアミドを得ることができる。例えば、結晶化の際に用いる溶媒として、トランス体の溶解度とシス体の溶解度の差が大きくなるような溶媒を用いることによって、トランス体の割合が、より高められるので好ましい。
【００２４】
本発明の方法によって合成される、トランス体の割合が高い置換シクロヘキサンカルボン酸類（本明細書では、「置換シクロへキサンカルボン酸」、「置換シクロへキサンカルボン酸ハロゲン化物」、「置換シクロへキサンカルボン酸エステル」及び「置換シクロヘキサンアミド」のいずれも含む意味で用いる）、及びトランス／トランス体の割合が高いビシクロヘキサンジカルボン酸類（本明細書では、「ビシクロへキサンジカルボン酸」、「ビシクロへキサンジカルボン酸ハロゲン化物」、「ビシクロへキサンジカルボン酸ジエステル」及び「ビシクロヘキサンジカルボン酸ジアミド」のいずれも含む意味で用いる）は、液晶材料及び医薬品等の種々の合成に利用することができる。例えば、特開２００２−３６３３４３号公報の［００２０］〜［００２９］中に例示されているシクロヘキサン環を含む化合物の合成に有用である。
【実施例】
【００２５】
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
なお、シス体及びトランス体の割合は、1Ｈ−ＮＭＲのデータから算出した。
［実施例１］
下記スキームにしたがって、１−Ｂを合成した。
【００２６】
【化３】
2009256313.tif 000004
【００２７】
４−（トランス−４−エチルシクロヘキシル）安息香酸を接触還元して得られた１−Ａ（カルボキシル基とシクロへキシルとの立体関係について、トランス２８％、シス７２％）の５．０ｇを、塩化チオニル１０ｃｍ3に溶解させ、濃硫酸を０．０５ｃｍ3添加後、１００℃で３０分間撹拌した。塩化チオニルを留去した後、アセトニトリル１００ｃｍ3、及び水１００ｃｍ3を加え、室温で３０分間撹拌した。析出した結晶を濾別し乾燥して、１−Ｂを４．８ｇ得た。1Ｈ−ＮＭＲの測定により、１−Ｂのカルボキシル基とシクロへキシルとの立体関係についてトランス体の割合は８０％であることがわかった。
以下に、得られた１−Ｂの1Ｈ−ＮＭＲデータを示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ：０．７５−１．６０（１６Ｈ、ｍ）、１．６０〜１．８５（６Ｈ、ｍ）、１．９０〜２．０５（２Ｈ、ｍ）、２．１０〜２．３０（０．８Ｈ、ｍ）、２．５０−２．６０（０．２Ｈ、ｍ）。
【００２８】
［実施例２］
下記スキームで、１−Ｃを合成した。
【００２９】
【化４】
2009256313.tif 000005
【００３０】
４−（トランス−４−エチルシクロヘキシル）安息香酸を接触還元して得られた１−Ａ（カルボキシル基とシクロへキシルとの立体関係について、トランス２８％、シス７２％）の５．０ｇを、塩化チオニル１０ｃｍ3に溶解させ、濃硫酸を触媒量添加した後、１００℃で３０分間撹拌した。塩化チオニルを留去した後、アセトニトリル１００ｃｍ3、及び水１０ｃｍ3を加え、室温で３０分間撹拌した。析出した結晶を濾別し乾燥することで、１−Ｃをを２．７ｇ得た。１−Ｃの1Ｈ−ＮＭＲを測定したところ、カルボキシル基とシクロへキシルとの立体関係について、シス体に由来するピークがなく、１−Ｃは、１００％トランス体であることがわかった。
以下に、得られた１−Ｃの1Ｈ−ＮＭＲデータを示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ：０．７５−１．２５（１４Ｈ、ｍ）、１．３０〜１．５０（２Ｈ、ｍ）、１．６０〜１．８５（６Ｈ、ｍ）、２．１０〜２．３０（１Ｈ、ｍ）。
【００３１】
［実施例３］
下記スキームにしたがって、２−Ｃを合成した。
【００３２】
【化５】
2009256313.tif 000006
【００３３】
（２−Ｂの合成）
２−Ａ（東京化成工業社製；トランス２６％、シス７４％）の６．０ｇを、塩化チオニル１０ｃｍ3に溶解させ、濃硫酸を１ｃｍ3添加後、１００℃で１時間撹拌した。塩化チオニルを留去し、２−Ｂを７．３ｇ得た。
（２−Ｃの合成）
エチルフェノールの８．５ｇ、及びピリジンの５．９ｃｍ3を、テトラヒドロフラン８０ｃｍ3に溶解させ、２−Ｂ（７．３ｇ）を、テトラヒドロフラン２０ｃｍ3に溶解させた溶液を、反応温度１０℃以下で滴下した。その後室温で５時間撹拌した。反応液に水を加え、析出した結晶を濾別し乾燥し、２−Ｃを１２．５ｇ得た。1Ｈ−ＮＭＲの測定により、２−Ｃのトランス体の割合は、７０％であることがわかった。
以下に、得られた２−Ｃの1Ｈ−ＮＭＲデータを示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ：１．２０−１．２６（６Ｈ、ｍ）、１．６０〜１．７０（２．８Ｈ、ｍ）、１．８５〜１．９５（１．２Ｈ、ｍ）、２．１０〜２．２０（１．２Ｈ、ｍ）、２．２５〜２．３５（２．８Ｈ、ｍ）、２．５０−２．７０（５．４Ｈ、ｍ）、２．７５−２．８０（０．６Ｈ、ｍ）、６．９５−７．００（４Ｈ、ｍ）、６．９５−７．００（４Ｈ、ｍ）、７．１５−７．２０（４Ｈ、ｍ）。
【００３４】
［実施例４］
下記のスキームにより、２−Ｄを合成した。
【００３５】
【化６】
2009256313.tif 000007
【００３６】
（２−Ｂの合成）
１ｄｍ3の三口フラスコに、２−Ａ（東京化成工業社製；トランス２６％、シス７４％）の２５．８ｇ、トルエン１２０ｃｍ3、及び硫酸１ｃｍ3を仕込み、８１℃に昇温した。そこに塩化チオニル２４．０ｃｍ3を滴下し、滴下終了後に９３℃に昇温して３時間攪拌した。
（２−Ｄの合成）
その後８１℃に温度を下げ、４−エチルフェノール  ３６．７ｇのトルエン３０ｃｍ3溶液を滴下し、滴下終了後に８１℃に温度を保って２時間攪拌した。室温まで冷却し、メタノール４８０ｃｍ3を添加して結晶を析出させて、さらに氷水浴にて５℃以下に冷却した。吸引ろ過してメタノールで洗浄し、得られた結晶を室温で一日乾燥することにより、２−Ｄ  ２８．５ｇを白色結晶として得た。得られた２−Ｄの1Ｈ−ＮＭＲを測定したところ、シス体に由来するピークがなく、２−Ｄは、１００％トランス体であることがわかった。
以下に、得られた２−Ｄの1Ｈ−ＮＭＲデータを示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ：１．２３（６Ｈ、ｔ）、１．５６〜１．７６（４Ｈ、ｍ）、２．１７〜２．３６（４Ｈ、ｍ）、２．４８〜２．７０（４Ｈ、ｄ  ＋  ２Ｈ、ｍ）、６．９８（４Ｈ、ｄ）、７．２０（４Ｈ、ｄ）。
【００３７】
［実施例５］
下記スキームで、３−Bを合成した。
【００３８】
【化７】
2009256313.tif 000008
【００３９】
４，４’−ビフェニルジカルボン酸を接触還元して得られた３−Ａ（シス／シス体４３％、シス／トランス体４８％、トランス／トランス体９％）の５．０ｇを、塩化チオニル３０ｃｍ3に溶解させ、濃硫酸を触媒量添加した後、１００℃で８時間撹拌した。塩化チオニルを留去した後、テトラヒドロフラン１０ｃｍ3を加え、これをメタノール３０ｃｍ3、及びトリエチルアミン８．５ｃｍ3の混合溶液に氷冷下滴下し、室温で６０分間撹拌した。反応混合物を希塩酸２００ｃｍ3に注ぎ、ろ別、メタノール再結晶することで、３−Ｂを１．４ｇ得た。３−Ｂの1Ｈ−ＮＭＲを測定したところ、シス／シス体、シス／トランス体に由来するピークがなく、３−Ｂは、１００％トランス／トランス体であることがわかった。
以下に、得られた３−Ｂの1Ｈ−ＮＭＲデータを示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ：０．９０−１．２０（６Ｈ、ｍ）、１．３２〜１．５０（４Ｈ、ｍ）、１．７５〜１．８５（４Ｈ、ｍ）、１．９５〜２．０５（４Ｈ、ｍ）２．１０〜２．３０（２Ｈ、ｍ）、３．６５（６Ｈ，ｓ）。
【００４０】
［実施例５］
下記スキームにしたがって、２−Ｅの合成を行った。
【００４１】
【化８】
2009256313.tif 000009
【００４２】
（２−Ｂの合成）
トルエン２２ｃｍ3に２−Ａ（東京化成工業社製；トランス２６％、シス７４％）の５．２ｇと濃硫酸０．２ｃｍ3を加え、内温９０℃に加熱して攪拌した。そこに塩化チオニル５．６ｃｍ3を滴下し、その後内温が９７℃になるように加熱しながら４時間攪拌した。その反応液を室温まで冷却して２−Ｂを含むトルエン溶液を得た。
【００４３】
（２−Ｅの合成）
テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）７０ｃｍ3に、４−アミノ安息香酸エチル（和光純薬製）６．３ｇとトリエチルアミン７．１ｇとを加えて氷水浴にて内温が１０℃以下に冷却し、これに上記２−Ｂを含むトルエン溶液を滴下した。発熱が収まったら氷水浴をはずし、室温にて４時間攪拌した後に反応液を５％塩酸水３００ｃｍ3にあけた。得られた固体を減圧ろ過、水洗し、乾燥して化合物２−Ｅを９．９ｇ得た。得られた２−Ｅの立体異性体比を1Ｈ−ＮＭＲから求めると、トランス８９％、シス１１％であった。
【００４４】
なお、上記で得られた２−Ｅをメタノール洗浄することにより、純粋なトランス体を５．３ｇを得た。
【００４５】
［実施例６］
下記スキームにしたがって、２−Ｆの合成を行った。
【００４６】
【化９】
2009256313.tif 000010
【００４７】
（２−Ｆの合成）
ＴＨＦ３５ｃｍ3に、４−メチルピペリジン  ３．５ｇとトリエチルアミン３．６ｇを加えて氷水浴にて内温が１０℃以下に冷却した。これに、試薬の仕込み量をすべて１／２にした以外は実施例５とまったく同様に得た２−Ｂを含むトルエン溶液を滴下した。発熱が収まったら氷水浴をはずし、室温にて３時間攪拌した後に反応液を５％塩酸水１５０ｃｍ3にあけ、酢酸エチル２００ｃｍ3で抽出し、酢酸エチル層を水相が中性になるまで水洗した。硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過して溶媒を減圧留去して２−Ｆを３．２ｇ得た。得られた２−Ｆの立体異性体比を1Ｈ−ＮＭＲから求めると、トランス８０％、シス２０％であった。