シス−２、３−ジ置換シクロペンタノンの製造方法
【課題】ジャスミン系香料として重要な位置を占めるジャスモン酸エステルの合成において特に有用な、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを、汎用の装置を用い短工程で且つ有害な廃棄物も排出せず工業的に製造する技術を提供すること。
【解決手段】
以下の５工程よりなるシス−２，３−ジ置換シクロペンタノンの製造方法。
式（１）の化合物を転位させて式（２）の化合物を製造する第一工程。式（２）の化合物を異性化して式（３）の化合物を製造する第二工程。式（３）の化合物をアルキルエーテル化して式（４）の化合物を製造する第三工程。式（４）の化合物にマロン酸エステルを付加させるとともに脱炭酸して式（５）の化合物を製造する第四工程。式（５）の化合物に水素添加して式（６）のシス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを製造する第五工程。
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
【解決手段】
以下の５工程よりなるシス−２，３−ジ置換シクロペンタノンの製造方法。
式（１）の化合物を転位させて式（２）の化合物を製造する第一工程。式（２）の化合物を異性化して式（３）の化合物を製造する第二工程。式（３）の化合物をアルキルエーテル化して式（４）の化合物を製造する第三工程。式（４）の化合物にマロン酸エステルを付加させるとともに脱炭酸して式（５）の化合物を製造する第四工程。式（５）の化合物に水素添加して式（６）のシス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを製造する第五工程。
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、香料や医薬中間体などとして有用なシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２、３−ジ置換シクロペンタノンは、ジャスミン系香料やプロスタグランジン類などの有用化学物質の合成にとって重要な化合物である。なかでも、３−位にアルコキシカルボニルメチル基を有するものは、ジャスミン系香料の合成にとって重要であり、これまでに多数の製造方法が開示されている。例えば、シクロペンタノンを原料とする方法（非特許文献１）やアジピン酸を原料とする方法（非特許文献２）がある。これらの方法では、有機化学的に容易に予測されるとおり、熱力学的に安定な立体異性体、すなわち２，３−位の置換基がシクロペンタノン環に関して互いにトランスの関係にあるトランス−２，３−ジ置換シクロペンタノンが専ら得られる。シス体の割合は通常１０％以下に過ぎない。
ところで、近年の研究の結果、ジャスミン系香料のなかで重要な位置を占めるジャスモン酸エステルにおいては、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンの方が、トランス−２，３−ジ置換シクロペンタノンに比べはるかに香りが強いことが判明し（非特許文献３）、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンの工業的製造方法の開発が強く望まれている。
しかしながら、上述の例が示すとおり、従来技術の多くは、トランス−２，３−シクロペンタノンを主成分として得るものである。それに対し、得られたトランス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを触媒を用いて異性化させシス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを製造する方法（特許文献１）が開示されているが、この技術の場合、異性化のための特別な装置と工程が必要となるばかりでなく、異性化のために１６０〜１９０℃といった高温が必要なため熱劣化が避けられず、それに起因して生成する高沸点不純物を除去するために特別な装置と工程が更に必要となるという問題がある。しかも、得られるシス体（エピ体）濃度は４０％程度に過ぎない。
【０００３】
一方、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを選択的に合成し得る方法（非特許文献４）も開示されている。しかしながらこの方法の場合、最初の工程に関し工業的実施の見地から複数の重大な問題が存在する。最初の工程とは、コハク酸と酸塩化物を塩化アルミニウムを触媒とし、ニトロメタンを溶媒として反応させるものであるが、原料であるコハク酸に対し、発煙性や腐食性のため取扱い困難な塩化アルミニウムと酸塩化物をそれぞれ２．４倍モルと４倍モルと多量に必要とする。このことは、投入時の操作の困難性や反応器材質の腐食などの製造上の問題はもとより、反応後にアルミニウム系および塩素系の廃棄物が多量に排出されるという環境保全上の問題にも通じる重大な短所である。しかも、溶媒として用いるニトロメタンは爆発性の物質であり、工業的規模における実施に際しては格別の安全対策を要するという問題もある。
以上のように従来技術では、特に香料用途における需要の大きいシス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを工業的規模で製造することは困難である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６９４７７号公報
【非特許文献１】印藤元一著「合成香料」化学工業日報社出版、１９９６年３月６日、Ｐ８４６
【非特許文献２】印藤元一著「合成香料」化学工業日報社出版、１９９６年３月６日、Ｐ８４４
【非特許文献３】日本化学会編「味とにおいの分子認識」学会出版センター出版、２０００年４月１０日、ｐ１６８
【非特許文献４】Ｚｈｏｕ Ｊｉｎｇｙａｏ、Ｌｉｎ Ｇｕｏｍｅｉ Ｓｕｎ Ｗｅｉ Ｓｕｎ Ｊｉｎｇ「Ｙｏｕｊｉ Ｈｕａｘｕｅ」１９８５年、Ｎｏ．６、ｐ４９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ジャスミン系香料として重要な位置を占めるジャスモン酸エステルの合成において特に有用な、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを、汎用の装置を用い短工程で且つ有害な廃棄物も排出せず工業的に製造する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記課題を解決するため鋭意研究した結果、有効な製造方法を見出すに至り本発明を完成した。すなわち、本発明は以下のとおりである。
下記の５工程より成ることを特徴とするシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンの製造方法。
【０００７】
（第一工程）式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１２の鎖状もしくは環状のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基を表し、それらの基はヘテロ原子を含んでも良い。）
で表されるフルフラール誘導体を転位させ、式（２）
【化２】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表す。）で表される化合物を製造する工程。
【０００８】
（第二工程）上記式（２）で表される化合物を異性化し、式（３）
【化３】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表す。）で表される化合物を製造する工程。
【０００９】
（第三工程）上記式（３）で表される化合物をアルキルエーテル化し、式（４）
【化４】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表し、Ｒ２は炭素数１〜６の鎖状もしくは環状のアルキル基を表す。）で表される化合物を製造する工程。
【００１０】
（第四工程）上記式（４）で表される化合物にマロン酸エステルを付加させるとともに脱炭酸させ、式（５）
【化５】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表し、Ｒ３は炭素数１〜６の鎖状もしくは環状のアルキル基を表す。）で表される化合物を製造する工程。
【００１１】
（第五工程）上記式（５）で表される化合物に水素添加し、式（６）
【化６】
（式中、Ｒ１とＲ３は前記の意味を表す。）で表されるシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンを製造する工程。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、ジャスミン系香料として重要な位置を占めるジャスモン酸エステルの合成において特に有用な、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを工業的に製造する技術を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明につき、以下に具体的に説明する。
本発明の製造方法は、前記の５工程からなることが必須要件である。この要件を満足しないと、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを、汎用の装置を用い短工程で且つ有害な廃棄物も排出せず工業的に製造することは困難である。
以下に各工程の最良の形態につき詳述する。
本発明の第一工程で用いる式（１）で表される化合物を合成する方法は特に制限はなく、公知の方法で合成することができる。例えば、フランの２−位の水素をアルキルリチウムなどの強塩基で引き抜いて生成するアニオンを、下記式（７）
Ｒ１−ＣＨＯ （７）
（式中、Ｒ１は前記の意味を表す。）で表されるアルデヒドに付加する方法や、フルフラールに対し下記式（８）
Ｒ１ＭｇＸ （８）
（式中、Ｒ１は前記の意味を表し、ＸはＣｌもしくはＢｒを表す。）
で表される有機マグネシウム化合物もしくは下記式（９）
Ｒ１Ｌｉ （９）
（式中、Ｒ１は前記の意味を表す。）で表される有機リチウム化合物などを付加させる方法等、さまざまな方法があげられるが、簡便さにおいては有機マグネシウム化合物を用いる方法が好適である。
本発明において、Ｒ１は炭素数１〜１２の鎖状もしくは環状のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基を表し、それらの基はヘテロ原子を含んでも良い。Ｒ１の具体例としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などがあげられるが、ジャスミン系香料への応用を考慮した場合には、ペンチル基の他、ｃｉｓ−２−ペンテニル基、２−ペンチニル基、５−ヒドロキシ−ｃｉｓ−２−ペンテニル基、５−ヒドロキシ−２−ペンチニル基などが好適である。
【００１４】
本発明の第一工程は、酸を触媒とする転位反応であり、公知の方法で達成できる。すなわち、酸触媒存在下、式（１）で表される化合物を加熱することにより達成できる。酸触媒としては、塩酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、メタリン酸、ヘキサメタリン酸、ｐ−トルエンスルホン酸などが例示できるが、収率と価格の観点より、硫酸もしくはポリリン酸が好ましい。溶媒としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類、水もしくはそれらの混合物などが例示できるが、収率と価格の観点より、テトラヒドロフランもしくはジオキサンが好ましい。加熱温度は特に制限はないが、工業的実施の容易性の観点より、４０℃〜１００℃の範囲が好ましい。より好ましくは、５０℃〜９０℃である。
【００１５】
本発明の第二工程は、シクロペンタノン環上の二重結合に関する異性化であり、以下の（ａ）、（ｂ）の２とおりの方法を採用することができる。
（ａ）シクロペンタノン環上の二重結合を移動させる方法
（ｂ）式（２）のシクロペンタノン環上の水酸基と二重結合に関し、前者を酸化し、後者を還元（水素添加）する方法。
上記（ａ）の方法としては、触媒を用いるのが好ましく、触媒としては、塩酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、メタリン酸、ヘキサメタリン酸、ｐ−トルエンスルホン酸などの酸触媒、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ触媒、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの遷移金属触媒などがあげられるが、活性の高さにおいて遷移金属触媒が好ましい。中でも、Ｆｅ（ＣＯ）５、Ｆｅ２（ＣＯ）９などのＦｅ系触媒、ＲｕＣｌ２（ＰＲ３）３（Ｒ＝Ｃ６Ｈ５、ｍ−Ｃ６Ｈ４ＳＯ３Ｎａなど）などのＲｕ系触媒、ＲｈＣｌ（ＰＲ３）３（Ｒ＝Ｃ６Ｈ５、ｍ−Ｃ６Ｈ４ＳＯ３Ｎａなど）などのＲｈ系触媒がとくに好ましい。遷移金属系触媒は、ポリエチレンなどのポリマーに担持されていても構わない。例えば、Ｂｉｓ（η−ｎｏｒｂｏｒｎａｄｉｅｎｅ）ｒｈｏｄｉｕｍ（Ｉ）Ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｂｏｒａｔｅ−Ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ ＰＥ ｆｉｂｅｒｓ（和光純薬工業（株）製 ＦｉｂｅｒＣａｔ ２００３）、Ｄｉ−μ−ｃｈｌｏｒｏｂｉｓ（η−ｎｏｒｂｏｒｎａｄｉｅｎｅ）ｄｉｒｈｏｄｉｕｍ（Ｉ）−Ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ ＰＥ ｆｉｂｅｒｓ（和光純薬工業（株）製 ＦｉｂｅｒＣａｔ ２００６）などがあげられる。また、［Ｒｈ（（Ｒ）−ＢＩＮＡＰ）２］＋ＣｌＯ４−（ここで、ＢＩＮＡＰとは２，２’―Ｂｉｓ（ｄｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｏ）−１，１’−ｂｉｎａｐｈｔｈｙｌの略称である。）などの２座配位子よりなる錯体を用いてもよい。溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族類、水もしくはこれらの混合物などの汎用溶媒の他、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートなどのイオン
性液体を用いることができるが、収率と価格の観点よりトルエンもしくはキシレンが好ましい。反応温度に特に制限はないが、工業的実施の容易性の観点より、５０℃〜１５０℃の範囲が好ましい。より好ましくは、８０℃〜１２０℃である。
上記（ｂ）の方法としては、公知の方法を適宜組み合わせれば達成できる。シクロペンタノン環上の水酸基の酸化法としては例えば、二酸化マンガン、クロム酸、ジメチルスルホキシド（無水酢酸、五酸化リン、塩化オギザリルなどとの組み合わせ）、アルミニウムアルコキシド（アセトンなどのケトンとの組み合わせ）、白金系触媒などによる酸化があげられる。シクロペンタノン環上の二重結合の還元（水素添加）は、Ｐｄ系やＮｉ系などの汎用の触媒で達成できる。
【００１６】
本発明の第三工程はアルキルエーテル化であり、ジアゾメタンを用いるメチル化、アルキル硫酸によるアルキル化などで達成できるが、酸触媒存在下、対応するアルキル基を有するアルコール（Ｒ２−ＯＨ）を溶媒として加熱する方法が、安全性や簡便性の点で好ましい。酸触媒としては、塩酸、硫酸、ｐ−トルエンスルホン酸、四塩化チタンなどが例示できるが、収率と価格の観点より、硫酸もしくは四塩化チタンが好ましい。反応温度に特に制限はないが、工業的実施の容易性の観点より、５０℃〜１００℃の範囲が好ましい。より好ましくは、６０℃〜９０℃である。Ｒ２は炭素数１〜６の鎖状もしくは環状のアルキル基であれば特に制限はないが、反応性の高さにおいて、メチル基もしくはエチル基がより好ましい。
【００１７】
本発明の第四工程は、式（５）のエノンに対するマロン酸エステルの共役付加反応を発端とし、それに引き続きアルコキシ基の脱離と脱炭酸が起こる反応である。反応操作は公知の方法に従えばよい。例えば、アルカリ金属のアルコキシドをマロン酸エステルに予め作用させてマロン酸エステルの活性水素を引き抜いてアニオンを生成させ、そこに式（５）の化合物を加えて加熱する方法が簡便である。反応温度に特に制限はないが、工業的実施の容易性の観点より、５０℃〜１００℃の範囲が好ましい。より好ましくは、６０℃〜９０℃である。Ｒ３すなわちマロン酸エステルのアルキル基は、炭素数１〜６の鎖状もしくは環状のアルキル基であれば特に制限はないが、Ｒ２と同一のものを用いることが好ましい。また、反応性の高さにおいて、メチル基もしくはエチル基がより好ましい。
【００１８】
本発明の第五工程は、触媒を用いた水素添加により容易に実施することができる。触媒を用いた水素添加では、一般に二重結合の形成する面に対し同一方向から水素が結合するので、本発明が目的とするシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンを選択的に合成することが可能である。触媒としては汎用のものを用いることができるが、活性の高さにおいて遷移金属触媒が好ましい。例えば、Ｐｄ−炭素、Ｒｈ−炭素、Ｒｕ−炭素、Ｐｄ−Ａｌ２Ｏ３、Ｒｈ−Ａｌ２Ｏ３、Ｒｕ−Ａｌ２Ｏ３、Ｒａｎｅｙ Ｎｉ、絹−Ｐｄなどの不均一系触媒、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ錯体（ＲｈＣｌ（ＰＰｈ３）３）などの均一系触媒があげられる。溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族類、水もしくはこれらの混合物などの汎用溶媒の他、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートなどのイオン性液体を用いることができるが、収率と価格の観点よりメタノールもしくはエタノールが好ましい。反応温度に特に制限はないが、生成したシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンの異性化を抑制する観点より、０℃〜８０℃の範囲が好ましい。より好ましくは、１０℃〜５０℃である。
本発明の第五工程では、触媒として不斉誘起性（面選択性）を有するものを用いることにより、特定の鏡像体を選択的に合成することが可能である。例えば、２、３−ジ置換シクロペンタノンのひとつであるジャスモン酸メチルにおいては、４つの鏡像体のうち（１Ｒ，２Ｓ）−エピジャスモン酸メチルのみが特に香り強度が強いことが知られており、このものを選択的に合成する方法が切望されているが、本発明によれば可能である。
【実施例】
【００１９】
本発明を実施例に基いて説明する。
なお、実施例におけるガスクロマトグラフおよび液体クロマトグラフによる分析条件は下記のとおりである。
ガスクロマトグラフ
カラム：Ｊ＆Ｗサイエンティフィック社製 ＤＢ−１（０．２５ｍｍ×３０ｍ、液相膜厚０．２５μｍ）
カラム温度：１００℃×２分→２５０℃（１０℃／分）
注入部温度：２５０℃
検出部温度：３００℃
液体クロマトグラフ
カラム：ジーエルサイエンス（株）製 Ｉｎｅｒｔｓｉｌ Ｃ４
展開溶媒：１０ｍＭ−ＫＨ２ＰＯ４、１ｍＭ−ＥＤＴＡ・２Ｎａ／ＣＨ３ＣＮ＝６０／４０
流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
【００２０】
［実施例］
フルフラールに臭化ｎ−ペンチルマグネシウムを１，２−付加して合成した６−ヒドロキシー６−（２−フリル）−ヘキサン（前記式（１）においてＲ１がｎ−ペンチル基に相当する化合物）１０．０ｇ（５９．４ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン１．８Ｌに溶解し、７％硫酸９０ｍｌを加え、窒素雰囲気下に１５Ｈｒ加熱還流した。氷冷却後攪拌しつつ１Ｎ ＮａＯＨを徐々に加えて中和した後、テトラヒドロフランを減圧下に留去した。水５０ｍｌとトルエン８００ｍｌを加え攪拌した後、１０分間静置し相分離させ、４−ペンチル−５−ヒドロキシ−３−オキソ−シクロペンテン（前記式（２）においてＲ１がｎ−ペンチル基に相当する化合物）を含む有機相を得た。６−ヒドロキシー６−（２−フリル）−ヘキサンに対する収率は８９％（ガスクロマトグラフ分析）であった。
得られた有機相を反応器に仕込み、攪拌しつつ減圧と窒素置換を繰り返し、反応器内を窒素雰囲気とした。Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ錯体（ＲｈＣｌ（ＰＰｈ３）３）２．７５ｇ（２．９７ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下に３Ｈｒ加熱還流した。室温まで冷却した後、減圧下にトルエンを留去した。メタノール８００ｍｌを加え、析出したＲｈ錯体を吸引ろ過によりろ別し、２−ペンチル−１，３−シクロペンタンジオン（前記式（３）においてＲ１がｎ−ペンチル基に相当する化合物）を含むメタノール溶液を得た。４−ペンチル−５−ヒドロキシ−３−オキソ−シクロペンテンに対する収率（液体クロマトグラフ分析）は９５％であった。
得られたメタノール溶液を反応器に仕込み、濃硫酸１６ｍｌを加え、窒素雰囲気下に２０Ｈｒ加熱還流した。氷冷後攪拌しつつＮａ２ＣＯ３を徐々に加えて中和した後、減圧下にメタノールを留去した。水４００ｍｌとトルエン４００ｍｌを加え十分攪拌した後分相し、トルエン相を分取した。減圧下にトルエンを留去し、２−ペンチル−３−メトキシ−２−シクロペンテノン（前記式（４）においてＲ１がｎ−ペンチル基に、Ｒ２がメチル基に相当する化合物）の粗生成物を得た。２−ペンチル−１，３−シクロペンタンジオンに対する収率（ガスクロマトグラフ）は７０％であった。
【００２１】
予め窒素置換した反応器にナトリウムメトキシドの２８％メタノール溶液１３．５ｇと無水メタノール１４０ｍｌを仕込んだ。マロン酸ジメチル６．９ｇを添加し室温で３０分間攪拌した。前記２−ペンチル−３−メトキシ−２−シクロペンテノンの粗生成物を添加し、窒素雰囲気下に２４Ｈｒ加熱還流した。氷冷後攪拌しつつ濃硫酸を徐々に加えて中和した後、メタノールを留去した。水４００ｍｌとトルエン４００ｍｌを加えて十分攪拌した後分相し、トルエン相を分取した。減圧下にトルエンを留去した後減圧蒸留を行い、メチル（２−ペンチル−３−ケト−１−シクロペンテニル−）アセテート（前記式（５）に
おいてＲ１がｎ−ペンチル基に、Ｒ３がメチル基に相当する化合物）７．１ｇを得た（２−ペンチル−３−メトキシ−２−シクロペンテノンに対する収率９０％）。
上記のようにして得られたメチル（２−ペンチル−３−ケト−１−シクロペンテニル−）アセテート７．１ｇとパラジウム−炭素（パラジウム５％）１．０ｇを反応器に仕込んだ。９９．５％エタノール１００ｍｌを加えた後、攪拌しつつ減圧と水素置換を繰り返し、反応器内を水素で置換し、室温で１０Ｈｒ攪拌した。パラジウム−炭素をろ別した後エタノールを留去し、ジヒドロジャスモン酸メチルを得た。メチル（２−ペンチル−３−ケト−１−シクロペンテニル−）アセテートに対する収率（ガスクロマトグラフ）は９２％であった。また、得られたジヒドロジャスモン酸メチルに関し、シス体とトランス体の比率は６２：３８であった。
本実施例は、本発明の必須要件を満足しているので、シス体主体の２、３−ジ置換シクロペンタノンが簡便且つ高収率で得られている。
【００２２】
［比較例］
無水ＡｌＣｌ３３２ｇ（０．２４ｍｏｌ）の無水ニトロメタン（３０ｍｌ）溶液に対し、室温攪拌下、コハク酸１２ｇ（０．１ｍｏｌ）を少量ずつ加えた。強腐食性のＨＣｌガスが激しく発生し、その除害に苦労した。なお、ＡｌＣｌ３は発煙性（ＨＣｌガス）なため、秤量時には周辺環境の腐食対策に苦労した。また溶媒であるニトロメタンは爆発性なため、防爆設備内で細心の注意を払いつつ取り扱った。
コハク酸投入後、ＨＣｌガスの発生が終了するのを待ち、ヘプタノイルクロライド６０ｇ（０．４ｍｏｌ）を加え、８０℃で８時間加熱した。ヘプタノイルクロライドも発煙性（ＨＣｌガス）なため、秤量時には周辺環境の腐食対策に苦労した。冷却後、氷６０ｇに注ぎ、−１０℃で１０時間保つと生成物が固体として析出した。吸引ろ過後、１０％ＮａＣｌ水とトルエン（２０ｍｌ×３回）で洗浄した後乾燥し、２−ペンチル−１，３−シクロペンタンジオン（前記式（３）においてＲ１がｎ−ペンチル基に相当する化合物）８．４ｇ（０．０５ｍｏｌ）を得た。収率は、ＡｌＣｌ３、コハク酸、ヘプタノイルクロライドに対し、それぞれ２０．８％、５０．０％、１２．５％であった。同時に、アルミニウム系および塩素系化合物を多量に含有する廃水が副生した。
本比較例では、２−ペンチル−１，３−シクロペンタンジオンが得られてはいるが、その収率は低く、工業生産の立場からは到底満足できない。それに加え、発煙性、腐食性、爆発性等のため取扱い困難な原材料を多量に必要とするばかりか、反応後にアルミニウム系および塩素系の廃棄物が多量に排出されるという環境保全上の問題も有している。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明により、ジャスミン系香料として重要な位置を占めるジャスモン酸エステルの合成において特に有用な、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを工業的に製造する技術を提供することが可能となる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、香料や医薬中間体などとして有用なシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２、３−ジ置換シクロペンタノンは、ジャスミン系香料やプロスタグランジン類などの有用化学物質の合成にとって重要な化合物である。なかでも、３−位にアルコキシカルボニルメチル基を有するものは、ジャスミン系香料の合成にとって重要であり、これまでに多数の製造方法が開示されている。例えば、シクロペンタノンを原料とする方法（非特許文献１）やアジピン酸を原料とする方法（非特許文献２）がある。これらの方法では、有機化学的に容易に予測されるとおり、熱力学的に安定な立体異性体、すなわち２，３−位の置換基がシクロペンタノン環に関して互いにトランスの関係にあるトランス−２，３−ジ置換シクロペンタノンが専ら得られる。シス体の割合は通常１０％以下に過ぎない。
ところで、近年の研究の結果、ジャスミン系香料のなかで重要な位置を占めるジャスモン酸エステルにおいては、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンの方が、トランス−２，３−ジ置換シクロペンタノンに比べはるかに香りが強いことが判明し（非特許文献３）、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンの工業的製造方法の開発が強く望まれている。
しかしながら、上述の例が示すとおり、従来技術の多くは、トランス−２，３−シクロペンタノンを主成分として得るものである。それに対し、得られたトランス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを触媒を用いて異性化させシス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを製造する方法（特許文献１）が開示されているが、この技術の場合、異性化のための特別な装置と工程が必要となるばかりでなく、異性化のために１６０〜１９０℃といった高温が必要なため熱劣化が避けられず、それに起因して生成する高沸点不純物を除去するために特別な装置と工程が更に必要となるという問題がある。しかも、得られるシス体（エピ体）濃度は４０％程度に過ぎない。
【０００３】
一方、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを選択的に合成し得る方法（非特許文献４）も開示されている。しかしながらこの方法の場合、最初の工程に関し工業的実施の見地から複数の重大な問題が存在する。最初の工程とは、コハク酸と酸塩化物を塩化アルミニウムを触媒とし、ニトロメタンを溶媒として反応させるものであるが、原料であるコハク酸に対し、発煙性や腐食性のため取扱い困難な塩化アルミニウムと酸塩化物をそれぞれ２．４倍モルと４倍モルと多量に必要とする。このことは、投入時の操作の困難性や反応器材質の腐食などの製造上の問題はもとより、反応後にアルミニウム系および塩素系の廃棄物が多量に排出されるという環境保全上の問題にも通じる重大な短所である。しかも、溶媒として用いるニトロメタンは爆発性の物質であり、工業的規模における実施に際しては格別の安全対策を要するという問題もある。
以上のように従来技術では、特に香料用途における需要の大きいシス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを工業的規模で製造することは困難である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６９４７７号公報
【非特許文献１】印藤元一著「合成香料」化学工業日報社出版、１９９６年３月６日、Ｐ８４６
【非特許文献２】印藤元一著「合成香料」化学工業日報社出版、１９９６年３月６日、Ｐ８４４
【非特許文献３】日本化学会編「味とにおいの分子認識」学会出版センター出版、２０００年４月１０日、ｐ１６８
【非特許文献４】Ｚｈｏｕ Ｊｉｎｇｙａｏ、Ｌｉｎ Ｇｕｏｍｅｉ Ｓｕｎ Ｗｅｉ Ｓｕｎ Ｊｉｎｇ「Ｙｏｕｊｉ Ｈｕａｘｕｅ」１９８５年、Ｎｏ．６、ｐ４９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ジャスミン系香料として重要な位置を占めるジャスモン酸エステルの合成において特に有用な、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを、汎用の装置を用い短工程で且つ有害な廃棄物も排出せず工業的に製造する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記課題を解決するため鋭意研究した結果、有効な製造方法を見出すに至り本発明を完成した。すなわち、本発明は以下のとおりである。
下記の５工程より成ることを特徴とするシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンの製造方法。
【０００７】
（第一工程）式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１２の鎖状もしくは環状のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基を表し、それらの基はヘテロ原子を含んでも良い。）
で表されるフルフラール誘導体を転位させ、式（２）
【化２】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表す。）で表される化合物を製造する工程。
【０００８】
（第二工程）上記式（２）で表される化合物を異性化し、式（３）
【化３】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表す。）で表される化合物を製造する工程。
【０００９】
（第三工程）上記式（３）で表される化合物をアルキルエーテル化し、式（４）
【化４】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表し、Ｒ２は炭素数１〜６の鎖状もしくは環状のアルキル基を表す。）で表される化合物を製造する工程。
【００１０】
（第四工程）上記式（４）で表される化合物にマロン酸エステルを付加させるとともに脱炭酸させ、式（５）
【化５】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表し、Ｒ３は炭素数１〜６の鎖状もしくは環状のアルキル基を表す。）で表される化合物を製造する工程。
【００１１】
（第五工程）上記式（５）で表される化合物に水素添加し、式（６）
【化６】
（式中、Ｒ１とＲ３は前記の意味を表す。）で表されるシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンを製造する工程。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、ジャスミン系香料として重要な位置を占めるジャスモン酸エステルの合成において特に有用な、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを工業的に製造する技術を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明につき、以下に具体的に説明する。
本発明の製造方法は、前記の５工程からなることが必須要件である。この要件を満足しないと、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを、汎用の装置を用い短工程で且つ有害な廃棄物も排出せず工業的に製造することは困難である。
以下に各工程の最良の形態につき詳述する。
本発明の第一工程で用いる式（１）で表される化合物を合成する方法は特に制限はなく、公知の方法で合成することができる。例えば、フランの２−位の水素をアルキルリチウムなどの強塩基で引き抜いて生成するアニオンを、下記式（７）
Ｒ１−ＣＨＯ （７）
（式中、Ｒ１は前記の意味を表す。）で表されるアルデヒドに付加する方法や、フルフラールに対し下記式（８）
Ｒ１ＭｇＸ （８）
（式中、Ｒ１は前記の意味を表し、ＸはＣｌもしくはＢｒを表す。）
で表される有機マグネシウム化合物もしくは下記式（９）
Ｒ１Ｌｉ （９）
（式中、Ｒ１は前記の意味を表す。）で表される有機リチウム化合物などを付加させる方法等、さまざまな方法があげられるが、簡便さにおいては有機マグネシウム化合物を用いる方法が好適である。
本発明において、Ｒ１は炭素数１〜１２の鎖状もしくは環状のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基を表し、それらの基はヘテロ原子を含んでも良い。Ｒ１の具体例としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などがあげられるが、ジャスミン系香料への応用を考慮した場合には、ペンチル基の他、ｃｉｓ−２−ペンテニル基、２−ペンチニル基、５−ヒドロキシ−ｃｉｓ−２−ペンテニル基、５−ヒドロキシ−２−ペンチニル基などが好適である。
【００１４】
本発明の第一工程は、酸を触媒とする転位反応であり、公知の方法で達成できる。すなわち、酸触媒存在下、式（１）で表される化合物を加熱することにより達成できる。酸触媒としては、塩酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、メタリン酸、ヘキサメタリン酸、ｐ−トルエンスルホン酸などが例示できるが、収率と価格の観点より、硫酸もしくはポリリン酸が好ましい。溶媒としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類、水もしくはそれらの混合物などが例示できるが、収率と価格の観点より、テトラヒドロフランもしくはジオキサンが好ましい。加熱温度は特に制限はないが、工業的実施の容易性の観点より、４０℃〜１００℃の範囲が好ましい。より好ましくは、５０℃〜９０℃である。
【００１５】
本発明の第二工程は、シクロペンタノン環上の二重結合に関する異性化であり、以下の（ａ）、（ｂ）の２とおりの方法を採用することができる。
（ａ）シクロペンタノン環上の二重結合を移動させる方法
（ｂ）式（２）のシクロペンタノン環上の水酸基と二重結合に関し、前者を酸化し、後者を還元（水素添加）する方法。
上記（ａ）の方法としては、触媒を用いるのが好ましく、触媒としては、塩酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、メタリン酸、ヘキサメタリン酸、ｐ−トルエンスルホン酸などの酸触媒、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ触媒、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの遷移金属触媒などがあげられるが、活性の高さにおいて遷移金属触媒が好ましい。中でも、Ｆｅ（ＣＯ）５、Ｆｅ２（ＣＯ）９などのＦｅ系触媒、ＲｕＣｌ２（ＰＲ３）３（Ｒ＝Ｃ６Ｈ５、ｍ−Ｃ６Ｈ４ＳＯ３Ｎａなど）などのＲｕ系触媒、ＲｈＣｌ（ＰＲ３）３（Ｒ＝Ｃ６Ｈ５、ｍ−Ｃ６Ｈ４ＳＯ３Ｎａなど）などのＲｈ系触媒がとくに好ましい。遷移金属系触媒は、ポリエチレンなどのポリマーに担持されていても構わない。例えば、Ｂｉｓ（η−ｎｏｒｂｏｒｎａｄｉｅｎｅ）ｒｈｏｄｉｕｍ（Ｉ）Ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｂｏｒａｔｅ−Ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ ＰＥ ｆｉｂｅｒｓ（和光純薬工業（株）製 ＦｉｂｅｒＣａｔ ２００３）、Ｄｉ−μ−ｃｈｌｏｒｏｂｉｓ（η−ｎｏｒｂｏｒｎａｄｉｅｎｅ）ｄｉｒｈｏｄｉｕｍ（Ｉ）−Ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ ＰＥ ｆｉｂｅｒｓ（和光純薬工業（株）製 ＦｉｂｅｒＣａｔ ２００６）などがあげられる。また、［Ｒｈ（（Ｒ）−ＢＩＮＡＰ）２］＋ＣｌＯ４−（ここで、ＢＩＮＡＰとは２，２’―Ｂｉｓ（ｄｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｏ）−１，１’−ｂｉｎａｐｈｔｈｙｌの略称である。）などの２座配位子よりなる錯体を用いてもよい。溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族類、水もしくはこれらの混合物などの汎用溶媒の他、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートなどのイオン
性液体を用いることができるが、収率と価格の観点よりトルエンもしくはキシレンが好ましい。反応温度に特に制限はないが、工業的実施の容易性の観点より、５０℃〜１５０℃の範囲が好ましい。より好ましくは、８０℃〜１２０℃である。
上記（ｂ）の方法としては、公知の方法を適宜組み合わせれば達成できる。シクロペンタノン環上の水酸基の酸化法としては例えば、二酸化マンガン、クロム酸、ジメチルスルホキシド（無水酢酸、五酸化リン、塩化オギザリルなどとの組み合わせ）、アルミニウムアルコキシド（アセトンなどのケトンとの組み合わせ）、白金系触媒などによる酸化があげられる。シクロペンタノン環上の二重結合の還元（水素添加）は、Ｐｄ系やＮｉ系などの汎用の触媒で達成できる。
【００１６】
本発明の第三工程はアルキルエーテル化であり、ジアゾメタンを用いるメチル化、アルキル硫酸によるアルキル化などで達成できるが、酸触媒存在下、対応するアルキル基を有するアルコール（Ｒ２−ＯＨ）を溶媒として加熱する方法が、安全性や簡便性の点で好ましい。酸触媒としては、塩酸、硫酸、ｐ−トルエンスルホン酸、四塩化チタンなどが例示できるが、収率と価格の観点より、硫酸もしくは四塩化チタンが好ましい。反応温度に特に制限はないが、工業的実施の容易性の観点より、５０℃〜１００℃の範囲が好ましい。より好ましくは、６０℃〜９０℃である。Ｒ２は炭素数１〜６の鎖状もしくは環状のアルキル基であれば特に制限はないが、反応性の高さにおいて、メチル基もしくはエチル基がより好ましい。
【００１７】
本発明の第四工程は、式（５）のエノンに対するマロン酸エステルの共役付加反応を発端とし、それに引き続きアルコキシ基の脱離と脱炭酸が起こる反応である。反応操作は公知の方法に従えばよい。例えば、アルカリ金属のアルコキシドをマロン酸エステルに予め作用させてマロン酸エステルの活性水素を引き抜いてアニオンを生成させ、そこに式（５）の化合物を加えて加熱する方法が簡便である。反応温度に特に制限はないが、工業的実施の容易性の観点より、５０℃〜１００℃の範囲が好ましい。より好ましくは、６０℃〜９０℃である。Ｒ３すなわちマロン酸エステルのアルキル基は、炭素数１〜６の鎖状もしくは環状のアルキル基であれば特に制限はないが、Ｒ２と同一のものを用いることが好ましい。また、反応性の高さにおいて、メチル基もしくはエチル基がより好ましい。
【００１８】
本発明の第五工程は、触媒を用いた水素添加により容易に実施することができる。触媒を用いた水素添加では、一般に二重結合の形成する面に対し同一方向から水素が結合するので、本発明が目的とするシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンを選択的に合成することが可能である。触媒としては汎用のものを用いることができるが、活性の高さにおいて遷移金属触媒が好ましい。例えば、Ｐｄ−炭素、Ｒｈ−炭素、Ｒｕ−炭素、Ｐｄ−Ａｌ２Ｏ３、Ｒｈ−Ａｌ２Ｏ３、Ｒｕ−Ａｌ２Ｏ３、Ｒａｎｅｙ Ｎｉ、絹−Ｐｄなどの不均一系触媒、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ錯体（ＲｈＣｌ（ＰＰｈ３）３）などの均一系触媒があげられる。溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族類、水もしくはこれらの混合物などの汎用溶媒の他、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートなどのイオン性液体を用いることができるが、収率と価格の観点よりメタノールもしくはエタノールが好ましい。反応温度に特に制限はないが、生成したシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンの異性化を抑制する観点より、０℃〜８０℃の範囲が好ましい。より好ましくは、１０℃〜５０℃である。
本発明の第五工程では、触媒として不斉誘起性（面選択性）を有するものを用いることにより、特定の鏡像体を選択的に合成することが可能である。例えば、２、３−ジ置換シクロペンタノンのひとつであるジャスモン酸メチルにおいては、４つの鏡像体のうち（１Ｒ，２Ｓ）−エピジャスモン酸メチルのみが特に香り強度が強いことが知られており、このものを選択的に合成する方法が切望されているが、本発明によれば可能である。
【実施例】
【００１９】
本発明を実施例に基いて説明する。
なお、実施例におけるガスクロマトグラフおよび液体クロマトグラフによる分析条件は下記のとおりである。
ガスクロマトグラフ
カラム：Ｊ＆Ｗサイエンティフィック社製 ＤＢ−１（０．２５ｍｍ×３０ｍ、液相膜厚０．２５μｍ）
カラム温度：１００℃×２分→２５０℃（１０℃／分）
注入部温度：２５０℃
検出部温度：３００℃
液体クロマトグラフ
カラム：ジーエルサイエンス（株）製 Ｉｎｅｒｔｓｉｌ Ｃ４
展開溶媒：１０ｍＭ−ＫＨ２ＰＯ４、１ｍＭ−ＥＤＴＡ・２Ｎａ／ＣＨ３ＣＮ＝６０／４０
流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
【００２０】
［実施例］
フルフラールに臭化ｎ−ペンチルマグネシウムを１，２−付加して合成した６−ヒドロキシー６−（２−フリル）−ヘキサン（前記式（１）においてＲ１がｎ−ペンチル基に相当する化合物）１０．０ｇ（５９．４ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン１．８Ｌに溶解し、７％硫酸９０ｍｌを加え、窒素雰囲気下に１５Ｈｒ加熱還流した。氷冷却後攪拌しつつ１Ｎ ＮａＯＨを徐々に加えて中和した後、テトラヒドロフランを減圧下に留去した。水５０ｍｌとトルエン８００ｍｌを加え攪拌した後、１０分間静置し相分離させ、４−ペンチル−５−ヒドロキシ−３−オキソ−シクロペンテン（前記式（２）においてＲ１がｎ−ペンチル基に相当する化合物）を含む有機相を得た。６−ヒドロキシー６−（２−フリル）−ヘキサンに対する収率は８９％（ガスクロマトグラフ分析）であった。
得られた有機相を反応器に仕込み、攪拌しつつ減圧と窒素置換を繰り返し、反応器内を窒素雰囲気とした。Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ錯体（ＲｈＣｌ（ＰＰｈ３）３）２．７５ｇ（２．９７ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下に３Ｈｒ加熱還流した。室温まで冷却した後、減圧下にトルエンを留去した。メタノール８００ｍｌを加え、析出したＲｈ錯体を吸引ろ過によりろ別し、２−ペンチル−１，３−シクロペンタンジオン（前記式（３）においてＲ１がｎ−ペンチル基に相当する化合物）を含むメタノール溶液を得た。４−ペンチル−５−ヒドロキシ−３−オキソ−シクロペンテンに対する収率（液体クロマトグラフ分析）は９５％であった。
得られたメタノール溶液を反応器に仕込み、濃硫酸１６ｍｌを加え、窒素雰囲気下に２０Ｈｒ加熱還流した。氷冷後攪拌しつつＮａ２ＣＯ３を徐々に加えて中和した後、減圧下にメタノールを留去した。水４００ｍｌとトルエン４００ｍｌを加え十分攪拌した後分相し、トルエン相を分取した。減圧下にトルエンを留去し、２−ペンチル−３−メトキシ−２−シクロペンテノン（前記式（４）においてＲ１がｎ−ペンチル基に、Ｒ２がメチル基に相当する化合物）の粗生成物を得た。２−ペンチル−１，３−シクロペンタンジオンに対する収率（ガスクロマトグラフ）は７０％であった。
【００２１】
予め窒素置換した反応器にナトリウムメトキシドの２８％メタノール溶液１３．５ｇと無水メタノール１４０ｍｌを仕込んだ。マロン酸ジメチル６．９ｇを添加し室温で３０分間攪拌した。前記２−ペンチル−３−メトキシ−２−シクロペンテノンの粗生成物を添加し、窒素雰囲気下に２４Ｈｒ加熱還流した。氷冷後攪拌しつつ濃硫酸を徐々に加えて中和した後、メタノールを留去した。水４００ｍｌとトルエン４００ｍｌを加えて十分攪拌した後分相し、トルエン相を分取した。減圧下にトルエンを留去した後減圧蒸留を行い、メチル（２−ペンチル−３−ケト−１−シクロペンテニル−）アセテート（前記式（５）に
おいてＲ１がｎ−ペンチル基に、Ｒ３がメチル基に相当する化合物）７．１ｇを得た（２−ペンチル−３−メトキシ−２−シクロペンテノンに対する収率９０％）。
上記のようにして得られたメチル（２−ペンチル−３−ケト−１−シクロペンテニル−）アセテート７．１ｇとパラジウム−炭素（パラジウム５％）１．０ｇを反応器に仕込んだ。９９．５％エタノール１００ｍｌを加えた後、攪拌しつつ減圧と水素置換を繰り返し、反応器内を水素で置換し、室温で１０Ｈｒ攪拌した。パラジウム−炭素をろ別した後エタノールを留去し、ジヒドロジャスモン酸メチルを得た。メチル（２−ペンチル−３−ケト−１−シクロペンテニル−）アセテートに対する収率（ガスクロマトグラフ）は９２％であった。また、得られたジヒドロジャスモン酸メチルに関し、シス体とトランス体の比率は６２：３８であった。
本実施例は、本発明の必須要件を満足しているので、シス体主体の２、３−ジ置換シクロペンタノンが簡便且つ高収率で得られている。
【００２２】
［比較例］
無水ＡｌＣｌ３３２ｇ（０．２４ｍｏｌ）の無水ニトロメタン（３０ｍｌ）溶液に対し、室温攪拌下、コハク酸１２ｇ（０．１ｍｏｌ）を少量ずつ加えた。強腐食性のＨＣｌガスが激しく発生し、その除害に苦労した。なお、ＡｌＣｌ３は発煙性（ＨＣｌガス）なため、秤量時には周辺環境の腐食対策に苦労した。また溶媒であるニトロメタンは爆発性なため、防爆設備内で細心の注意を払いつつ取り扱った。
コハク酸投入後、ＨＣｌガスの発生が終了するのを待ち、ヘプタノイルクロライド６０ｇ（０．４ｍｏｌ）を加え、８０℃で８時間加熱した。ヘプタノイルクロライドも発煙性（ＨＣｌガス）なため、秤量時には周辺環境の腐食対策に苦労した。冷却後、氷６０ｇに注ぎ、−１０℃で１０時間保つと生成物が固体として析出した。吸引ろ過後、１０％ＮａＣｌ水とトルエン（２０ｍｌ×３回）で洗浄した後乾燥し、２−ペンチル−１，３−シクロペンタンジオン（前記式（３）においてＲ１がｎ−ペンチル基に相当する化合物）８．４ｇ（０．０５ｍｏｌ）を得た。収率は、ＡｌＣｌ３、コハク酸、ヘプタノイルクロライドに対し、それぞれ２０．８％、５０．０％、１２．５％であった。同時に、アルミニウム系および塩素系化合物を多量に含有する廃水が副生した。
本比較例では、２−ペンチル−１，３−シクロペンタンジオンが得られてはいるが、その収率は低く、工業生産の立場からは到底満足できない。それに加え、発煙性、腐食性、爆発性等のため取扱い困難な原材料を多量に必要とするばかりか、反応後にアルミニウム系および塩素系の廃棄物が多量に排出されるという環境保全上の問題も有している。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明により、ジャスミン系香料として重要な位置を占めるジャスモン酸エステルの合成において特に有用な、シス−２，３−ジ置換シクロペンタノンを工業的に製造する技術を提供することが可能となる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の５工程より成ることを特徴とするシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンの製造方法。
（第一工程）式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１２の鎖状もしくは環状のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基を表し、それらの基はヘテロ原子を含んでも良い。）
で表されるフルフラール誘導体を転位させ、式（２）
【化２】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表す。）で表される化合物を製造する工程。
（第二工程）上記式（２）で表される化合物を異性化し、式（３）
【化３】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表す。）で表される化合物を製造する工程。
（第三工程）上記式（３）で表される化合物をアルキルエーテル化し、式（４）
【化４】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表し、Ｒ２は炭素数１〜６の鎖状もしくは環状のアルキル基を表す。）で表される化合物を製造する工程。
（第四工程）上記式（４）で表される化合物にマロン酸エステルを付加させるとともに脱炭酸させ、式（５）
【化５】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表し、Ｒ３は炭素数１〜６の鎖状もしくは環状のアルキル基を表す。）で表される化合物を製造する工程。
（第五工程）上記式（５）で表される化合物に水素添加し、式（６）
【化６】
（式中、Ｒ１とＲ３は前記の意味を表す。）で表されるシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンを製造する工程。
【請求項１】
下記の５工程より成ることを特徴とするシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンの製造方法。
（第一工程）式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１２の鎖状もしくは環状のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基を表し、それらの基はヘテロ原子を含んでも良い。）
で表されるフルフラール誘導体を転位させ、式（２）
【化２】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表す。）で表される化合物を製造する工程。
（第二工程）上記式（２）で表される化合物を異性化し、式（３）
【化３】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表す。）で表される化合物を製造する工程。
（第三工程）上記式（３）で表される化合物をアルキルエーテル化し、式（４）
【化４】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表し、Ｒ２は炭素数１〜６の鎖状もしくは環状のアルキル基を表す。）で表される化合物を製造する工程。
（第四工程）上記式（４）で表される化合物にマロン酸エステルを付加させるとともに脱炭酸させ、式（５）
【化５】
（式中、Ｒ１は前記の意味を表し、Ｒ３は炭素数１〜６の鎖状もしくは環状のアルキル基を表す。）で表される化合物を製造する工程。
（第五工程）上記式（５）で表される化合物に水素添加し、式（６）
【化６】
（式中、Ｒ１とＲ３は前記の意味を表す。）で表されるシス−２、３−ジ置換シクロペンタノンを製造する工程。
【公開番号】特開２００６−１６０６９０（Ｐ２００６−１６０６９０Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５６６１９（Ｐ２００４−３５６６１９）
【出願日】平成１６年１２月９日（２００４．１２．９）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月９日（２００４．１２．９）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
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