フェニルシクロヘキセン化合物の製造方法及びフェニルシクロヘキセン化合物、並びにジシクロヘキサン化合物の製造方法
【課題】所望のフェニルシクロヘキセン化合物を位置選択性よく高収率で得ることができるフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法、及び、ジシクロヘキサン化合物を簡便に高収率で得ることができるジシクロヘキサン化合物の製造方法の提供。
【解決手段】下記一般式（Ｉ）で表される化合物又は一般式（ＩＩ）で表される化合物と、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物とを、酸の存在下反応させる工程を含む、下記一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法。
（一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１（ｎ＝１〜５）基を表す。）さらに、該フェニルシクロヘキセン化合物を還元することによりジシクロヘキサン化合物が製造される。
【解決手段】下記一般式（Ｉ）で表される化合物又は一般式（ＩＩ）で表される化合物と、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物とを、酸の存在下反応させる工程を含む、下記一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法。
（一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１（ｎ＝１〜５）基を表す。）さらに、該フェニルシクロヘキセン化合物を還元することによりジシクロヘキサン化合物が製造される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェニルシクロヘキセン化合物の製造方法及びフェニルシクロヘキセン化合物、並びにジシクロヘキサン化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジシクロヘキサン化合物、特に４−置換ジシクロヘキサン化合物は、香料化合物や医薬及び農薬、さらには液晶化合物の合成中間体等、種々用途に応用可能な化合物である。この化合物は、フェニルシクロヘキサン化合物やビフェニル化合物の還元反応によって合成するのが一般的である。
しかしながら、このような従来のジシクロヘキサン化合物の製造方法は、工程が煩雑で収率もよくないため、高い収率で効率よくジシクロヘキサン化合物を得ることができる製造方法の開発が要望されている。
【０００３】
非特許文献１には、ヨウ素、ベンゼン、キノリン、及びハイドロキノン等の存在下で、ジエン化合物とジエノフィル化合物との環化付加反応を行うことにより、フェニルシクロヘキセン化合物を合成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Usha R. Ghatakら，JCS, Perkin Trans.1,1976, 16, 1669-1671.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、効率よくジシクロヘキサン化合物を合成する方法として、フェニルシクロヘキセン化合物を還元してジシクロヘキサン化合物を得る方法に着目した。
ところが、非特許文献１に記載の方法によってフェニルシクロヘキセン化合物を合成しようとすると、環化付加位置に選択性が現れ、より有用性の高い４−置換フェニルシクロヘキセン（４位に置換基Ｒを有する４位置換体）のほかに、３位に置換基Ｒを有する３位置換体が副生する場合がある（以下の化学式参照。）。このため、従来の方法では４位置換体を高い収率で得ることができない。
【０００６】
【化１】
【０００７】
従って、本発明の目的は、所望のフェニルシクロヘキセン化合物を位置選択性よく高収率で得ることができるフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法、及び、ジシクロヘキサン化合物を簡便に高収率で得ることができるジシクロヘキサン化合物の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解消すべく鋭意検討した結果、酸を使用することにより、得られるフェニルシクロヘキセン化合物の収率及び環化付加位置の選択性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、上記課題は以下の手段により解決することができる。
（１） 下記一般式（Ｉ）で表される化合物又は一般式（ＩＩ）で表される化合物と、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物とを、酸の存在下反応させる工程を含む、下記一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法。
【０００９】
【化２】
【００１０】
（一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１（ｎ＝１〜５）基を表す。）
【００１１】
（２） 前記酸がルイス酸である、上記（１）に記載の製造方法。
（３） 前記酸がブレンステッド酸である、上記（１）に記載の製造方法。
（４） 前記ブレンステッド酸のｐＫａが３未満である、上記（３）に記載の製造方法。
（５） 前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＶ）において、Ｒ１がＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）である、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の製造方法。
（６） 上記（１）〜（５）のいずれかに記載の製造方法により製造された一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物を還元する工程を含む、下記一般式（Ｖ）で表されるジシクロヘキサン化合物の製造方法。
【００１２】
【化３】
【００１３】
（一般式（Ｖ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。）
【００１４】
（７） 下記一般式（ＶＩ）で表される化合物。
【００１５】
【化４】
【００１６】
（一般式（ＶＩ）中、Ｒ１１はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。Ｒ１２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。）
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法によれば、所望のフェニルシクロヘキセン化合物を位置選択性よく高収率で得ることができる。また、本発明に係るジシクロヘキサン化合物の製造方法によれば、簡便な方法でしかも高収率でジシクロヘキサン化合物を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
＜フェニルシクロヘキセン化合物の製造方法＞
本発明のフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法は、下記一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物を得る方法であって、下記一般式（Ｉ）で表される化合物又は一般式（ＩＩ）で表される化合物と、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物とを、酸の存在下反応させる工程を含む。
【００１９】
【化５】
【００２０】
（一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１（ｎ＝１〜５）基を表す。）
【００２１】
Ｒ１は、水素原子又は置換基を表す。
置換基としては、アルキル基（直鎖もしくは分岐鎖の置換又は無置換のアルキル基を表し、好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアルキル基で、例えばメチル、エチル、イソプロピル、ｔ−ブチル、ｔ−ペンチル、２−エチルヘキシル、ドデシル）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜５０、より好ましくは２〜１８の置換又は無置換のアルケニル基で、例えばビニル）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜５０、より好ましくは２〜１８の置換又は無置換のアルキニル基で、例えばエチニル）、シクロアルキル基（好ましくは炭素数３〜５０、より好ましくは３〜１８の置換又は無置換のシクロアルキル基で、例えば、シクロプロピル、シクロヘキシル）、アリール基（好ましくは炭素数６〜５０、より好ましくは６〜２５の置換または無置換アリール基で、例えば、フェニル、ナフチル、アントリル）、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、沃素）、アシルアミノ基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアシルアミノ基で、例えば、アセチルアミノ、ブタノイルアミノ、ベンゾイルアミノ、トリフルオロアセチルアミノ、ピコリノイルアミノ）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数１〜５０のアシルオキシ基で、例えば、アセトキシ、テトラデカノイルオキシ、ベンゾイルオキシ）、アシル基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアシル基で、例えば、ホルミル、アセチル、ピバロイル、テトラデカノイル、シクロヘキシルカルボニル、ベンゾイル、トリフルオロアセチル）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜５０、より好ましくは７〜２５のアリールオキシカルボニル基で、例えば、フェノキシカルボニル、ナフトキシカルボニル）、カルバモイル基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のカルバモイル基で、例えば、カルバモイル、N−メチルカルバモイル、N,N−ジエチルカルバモイル、N−メシルカルバモイル）、カルバモイルオキシ基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のカルバモイルオキシ基で、例えば、N,N−ジメチルカルバモイルオキシ）、カルボンアミド基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のカルボンアミド基で、例えば、ホルムアミド、N−メチルアセトアミド、アセトアミド、N−メチルホルムアミド、ベンツアミド）、スルホンアミド基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のスルホンアミド基で、例えば、メタンスルホンアミド、ドデカンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド、ｐ−トルエンスルホンアミド）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアルコキシ基で、例えば、メトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、オクチルオキシ、ｔ−オクチルオキシ、ドデシルオキシ、２−（２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシ）エトキシ）、アリールオキシ基（好ましくは炭素数６〜５０、より好ましくは６〜２５のアリールオキシ基で、例えば、フェノキシ、４−メトキシフェノキシ、ナフトキシ）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０〜５０、より好ましくは０〜２５のスルファモイル基で、例えば、スルファモイル、N−ブチルスルファモイル、N,N−ジエチルスルファモイル、N−メチルーN−（４―メトキシフェニル）スルファモイル）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜５０、より好ましくは２〜１８のアルコキシカルボニル基で、例えば、シクロヘキシルオキシカルボニル、メトキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、ｔ−ブトキシカルボニル）、N−アシルスルファモイル基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のN−アシルスルファモイル基で、例えば、N−テトラデカノイルスルファモイル、N−ベンゾイルスルファモイル）、アルキルスルホニル基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアルキルスルホニル基で、例えば、メタンスルホニル、イソプロピルスルホニル、シクロヘキシルスルホニル、オクチルスルホニル、２−メトキシエチルスルホニル、２−ヘキシルデシルスルホニル）、アリールスルホニル基（好ましくは炭素数６〜５０、より好ましくは６〜２５のアリールスルホニル基で、例えば、ベンゼンスルホニル、ｐ−トルエンスルホニル、４−フェニルスルホニルフェニルスルホニル）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜５０、より好ましくは２〜１８のアルコキシカルボニルアミノ基で、例えば、エトキシカルボニルアミノ、イソプロピルカルボニルアミノ、シクロヘキシルカルボニルアミノ）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数７〜５０、より好ましくは７〜２５のアリールオキシカルボニルアミノ基で、例えば、フェニルカルボニルアミノ、ナフトキシカルボニルアミノ）、アミノ基（好ましくは炭素数０〜５０、より好ましくは０〜１８のアミノ基で、例えば、アミノ、メチルアミノ、ジエチルアミノ、ジイソプロピルアミノ、アニリノ）、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、スルホ基、メルカプト基、アルキルスルフィニル基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアルキルスルフィニル基で、例えば、メタンスルフィニル、オクタンスルフィニル）、アリールスルフィニル基（好ましくは炭素数６〜５０、より好ましくは６〜２５のアリールスルフィニル基で、例えば、ベンゼンスルフィニル、４―クロロフェニルスルフィニル、ｐ−トルエンスルフィニル）、アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアルキルチオ基で、例えば、メチルチオ、オクチルチオ、シクロヘキシルチオ）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜５０、より好ましくは６〜２５のアリールチオ基で、例えばフェニルチオ、ナフチルチオ）、ウレイド基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のウレイド基で、例えば３−メチルウレイド、３，３−ジメチルウレイド、１，３−ジフェニルウレイド）、ヘテロ環基（好ましくは炭素数２〜５０、より好ましくは２〜２５のヘテロ環基で、ヘテロ原子としては例えば、窒素、酸素及びイオウ等を少なくとも１個以上含み、３ないし１２員環の単環、縮合環で、例えば、２−フリル、２−ピラニル、２−ピリジル、２−チエニル、２−イミダゾリル、モルホリノ、２−キノリル、２−ベンツイミダゾリル、２−ベンゾチアゾリル、２−ベンゾオキサゾリル、２−キナゾリノン−３−イル、１，１−ジオキソ−１，２，４−ベンゾチアジアジン−３−イルなど）、スルファモイルアミノ基（好ましくは炭素数０〜５０、より好ましくは０〜１８のスルファモイルアミノ基で、例えば、N−ブチルスルファモイルアミノ、N−フェニルスルファモイルアミノ）、シリル基（好ましくは炭素数３〜５０のシリル基で、例えば、トリメチルシリル、ジメチル−ｔ−ブチルシリル、トリフェニルシリル）、ホスホニル基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のホスホニル基で、例えばフェノキシホスホニル、オクチルオキシホスホニル、フェニルホスホニル）、アゾ基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアゾ基で、例えばフェニルアゾ）、イミド基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のイミド基で、例えば、N−スクシンイミド、N−フタルイミド）等が挙げられる。
Ｒ１が置換基である場合、Ｒ１はさらに置換基を有していてもよい。さらなる置換基としては、前述の基が挙げられる。
【００２２】
Ｒ１として好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基であり、より好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１（ｎ＝１〜５）基（すなわち、炭素数１〜５の無置換のアルキル基）である。炭素数は好ましくは１〜３、より好ましくは１又は２（すなわち、Ｒ１がメチル基又はエチル基）である。
【００２３】
Ｒ２は、水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１（ｎ＝１〜５）基を表す。ＣｎＨ２ｎ＋１基は、直鎖状でも分岐状でもよい。炭素数は好ましくは１〜３、より好ましくは１又は２（すなわち、Ｒ２がメチル基又はエチル基）である。
【００２４】
一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表される化合物と一般式（ＩＩＩ）で表される化合物との反応において、一般式（ＩＩ）の化合物と一般式（ＩＩＩ）の化合物との反応は、環化付加反応である。一方、一般式（Ｉ）の化合物は酸性条件下で一般式（ＩＩ）の化合物に変化する。本発明に係る反応では酸触媒を用いるので、一般式（Ｉ）の化合物と一般式（ＩＩＩ）の化合物とを直接反応させる場合も、一般式（Ｉ）の化合物は一般式（ＩＩ）の化合物を経由して一般式（ＩＩＩ）の化合物と反応することになる。
なお、一般式（Ｉ）で表される化合物はJCS, Perkin Trans.1, 1976, 16, 1669-1671 等に記載の方法に基づき、４位置換アセトフェノン類とビニルグリニヤール試薬との反応により合成することができる。
【００２５】
一般式（ＩＩＩ）で表される化合物の配合量は、一般式（Ｉ）又は一般式（ＩＩ）で表される化合物１モルに対して、０．５〜１０モルとするのが好ましく、１〜３モルとするのがより好ましい。
【００２６】
本発明に係る反応では、前述のとおり酸を触媒として用いる。酸触媒を使用することにより、一般式（ＩＩＩ）の化合物の付加位置の選択性が向上し、フェニルシクロヘキセン化合物の４位置換体を収率よく合成することができる。
そのメカニズムは、酸触媒が求ジエン体（III）の電子吸引基に配位することで求ジエン体のLUMOのエネルギーレベルが低下し、ジエン(II)のHOMOとのエネルギー差が小さくなることで反応性が向上する。またこの時、４位置換体を与える経路の方が軌道の相互作用がより大きくなるため、４位置換体の方が位置選択的に得られるものと考えられる。
【００２７】
酸触媒としては、ブレンステッド酸又はルイス酸を使用することが好ましい。収率及び選択性の観点からはルイス酸を使用することがより好ましい。
ブレンステッド酸としては、ｐＫａが３未満のものが好ましく、ｐＫａが２．５未満のものがより好ましい。下限は特に限定されないが−１５程度である。
ブレンステッド酸としては、芳香族スルホン酸（例えば、ｐ−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸等）、硫酸、リン酸、硝酸、メタンスルホン酸、過塩素酸、トリフルオロメタンスルホン酸、塩酸等が挙げられる。ｐＫａが３未満のブレンステッド酸としては、ｐ−トルエンスルホン酸、硫酸、リン酸、硝酸、メタンスルホン酸、過塩素酸、トリフルオロメタンスルホン酸、塩酸等が挙げられる。好ましくは、ｐ−トルエンスルホン酸、硫酸、塩酸であり、より好ましくは、ｐ−トルエンスルホン酸である。
ルイス酸としては、ハロゲン化スズ化合物（四塩化スズ、二塩化スズ等）、ハロゲン化チタン化合物、ハロゲン化アルミニウム化合物、ハロゲン化ホウ素化合物、トリアルキルアルミニウム化合物を使用することができる。この中でも、ハロゲン化スズ化合物が好ましく、四塩化スズがより好ましい。
【００２８】
酸の使用量としては、触媒量とすることが好ましい。触媒量とは、一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）で表される化合物との反応において、触媒として作用させるのに必要な量を意味する。具体的には、基質化合物の種類によっても異なるが、一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表される化合物１モルに対して、０．００１〜０．５モル程度が好ましく、より好ましくは、０．０５〜０．１モルである。
【００２９】
本発明の製造方法においては、一般式（ＩＩ）又は一般式（ＩＩＩ）の化合物の重合を防止する目的で、重合禁止剤を使用することができる。重合禁止剤としては、特に限定されない。具体的には、ヒドロキノン、ベンゾキノン、キノリン、２，６−ビスーt-ブチルフェノール等が挙げられる。好ましくは、ヒドロキノン、キノリンである。
これらの重合禁止剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
重合禁止剤の添加量は、原料基質に対して、０．００００１当量〜０．０１当量が好ましく、０．０００１当量〜０．００１当量がより好ましい。
【００３０】
一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表される化合物と一般式（ＩＩＩ）で表される化合物との反応は、無溶媒で行ってもよいし、溶媒を使用して行ってもよい。溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の含塩素系溶媒等を挙げることができる。
溶媒の使用量は、反応速度や廃溶媒量の点から、反応基質に対して５０〜１００００質量％の範囲であるのが好ましく、５００〜２０００質量％の範囲がより好ましい。
【００３１】
反応形態としては、加熱還流を行うのが好ましい。
反応温度は、一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で表される化合物の反応性に応じて設定することができ、還流温度で行うのが好ましい。通常８０〜１５０℃の範囲が好ましく、より好ましくは、１１０〜１３０℃である。
反応時間は、０．５〜２０時間とするのが好ましく、１〜１０時間とするのがより好ましい。
【００３２】
反応終了後、反応物を洗浄することによって酸触媒を除去してもよい。洗浄液としては、水やメタノール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ水溶液を使用することができる。アルカリ溶液の濃度は、１０Ｍ〜０．００１Ｍの範囲が好ましく、１Ｍ〜０．１Ｍの範囲がより好ましい。
【００３３】
以上のようにして得られるフェニルシクロヘキセン化合物のうち、下記一般式（ＶＩ）で表される化合物は、新規化合物である。この化合物は、ジシクロヘキサン化合物の合成中間体として有用である。
【００３４】
【化６】
【００３５】
（一般式（ＶＩ）中、Ｒ１１はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。Ｒ１２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。）
【００３６】
一般式（ＶＩ）において、ＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）は、炭素数１〜５の無置換のアルキル基を意味する。ＣｎＨ２ｎ＋１基は、直鎖状でも分岐状でもよい。炭素数は好ましくは１〜３、より好ましくは１又は２（すなわち、メチル基又はエチル基）である。
【００３７】
一般式（ＶＩ）で表される化合物の好ましい具体例を以下に示す。
【００３８】
【化７】
【００３９】
＜ジシクロヘキサン化合物の製造方法＞
本発明のジシクロヘキサン化合物の製造方法は、上述した本発明のフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法により得られた一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物を還元する工程を含む。この反応により、下記一般式（Ｖ）で表されるジシクロヘキサン化合物が得られる。このように、フェニルシクロヘキセン化合物を還元反応に供することで、簡便にかつ高収率でジシクロヘキサン化合物を得ることができる。
【００４０】
【化８】
【００４１】
（一般式（Ｖ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。）
【００４２】
Ｒ１及びＲ２の好ましいものは前述した通りである。
【００４３】
本発明に係る還元反応は、水素雰囲気下で、触媒を使用して行うのが好ましい。
触媒としては、パラジウム、ロジウム、ルテニルム、白金、ニッケル等の金属微粉末を、カーボン、アルミナ、シリカアルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、活性白土等の担体に担持させたもの等を使用することができる。金属成分は、パラジウム、ニッケルが好ましい。金属成分の担持量としては、１〜３０質量％程度が好ましく、５〜１５質量％であることがより好ましい。
【００４４】
触媒の使用量としては、フェニルシクロヘキセン化合物１００質量部に対して、0.01〜30質量部の範囲が好ましく、0.1〜1質量部の範囲がより好ましい。
【００４５】
水素圧は、0.1〜10ＭＰａの範囲が好ましく、0.2〜1ＭＰａの範囲がより好ましい。
【００４６】
上記還元反応は溶媒を使用することが好ましい。溶媒としては、炭素数１〜１２の脂肪族飽和アルコール、ヘキサン、水、酢酸、酢酸エチル、炭素数１〜５のカルボン酸等が挙げられる。中でも、酢酸や水が好ましい。
溶媒の使用量は、反応基質に対して50〜1000質量％の範囲であるのが好ましく、100〜500質量％の範囲がより好ましい。
反応温度は、80〜200℃が好ましく、100〜150℃がより好ましい。反応時間は、通常1〜50時間程度が好ましく、より好ましくは5〜10時間である。
【００４７】
本発明の製造方法により得られるジシクロヘキサン化合物は、香料、医薬、農薬、液晶化合物の合成中間体 等として有用である。
【実施例】
【００４８】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本実施形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
100mLフラスコ中、窒素雰囲気下、２−（４−エチルフェニル）ブタ−３−エン−２−オール（9.2g, 52.2mmol）、アクリル酸（7.05mL, 102.8mmol）、ヒドロキノン（3.1mg,0.028mmol）及びキノリン（52μL,0.4 mmol）を含むトルエン（60mL）溶液にｐ−トルエンスルホン酸（99mg、0.52mmol）を加え、溶液温度120℃となるように加熱還流を９時間行った。反応終了後、ガスクロマトグラフィーにより1,3,5-トリメチルベンゼンを内部標準物質として用い収率を算出した結果、４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸が収率72%、位置異性体である３−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸が収率10%であることがわかった。（選択性：４位置換体／３位置換体＝８８／１２）。
また反応溶液を室温まで冷却し、析出した化合物をろ取し、メタノールにより洗浄した後、乾燥し４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸を収率49％で得た。
４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸：
１Ｈ ＮＭＲ （４００ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３） δ ＝ 7.30 (d, J = 11.2 Hz, 2H), 7.10 (d, J = 11.0 Hz, 2H), 6.07 (t, J = 3.6 Hz, 1H), 2.74-2.38 (m, 7H), 2.28-2.17 (m, 1H), 1.95-1.80 (m, 1H), 1.23 (t, J = 10.2 Hz, 3H)
【００４９】
（実施例２）
100mLフラスコ中、窒素雰囲気下、２−（４−エチルフェニル）ブタ−３−エン−２−オール（9.2g, 52.2mmol）、アクリル酸（7.05mL, 102.8mmol）、ヒドロキノン（3.1mg,0.028mmol）及びキノリン（52μL,0.4 mmol）のトルエン（60mL）溶液に四塩化スズ（60.9μL, 0.52mmol）を加え、溶液温度120℃となるように加熱還流を９時間行った。反応終了後、ガスクロマトグラフィーにより1,3,5-トリメチルベンゼンを内部標準物質として用い収率を算出した結果、４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸が収率80%、位置異性体である３−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸が収率９%であることがわかった。（選択性：４位置換体／３位置換体＝90／10）。
また反応溶液を室温まで冷却し、析出した化合物をろ取し、メタノールにより洗浄した後、乾燥し４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸を収率58％で得た。
【００５０】
（実施例３）
100mLフラスコ中、窒素雰囲気下、２−（４−エチルフェニル）ブタ−３−エン−２−オール（9.2g, 52.2mmol）、アクリル酸メチル（9.25mL, 102.8mmol）、ヒドロキノン（3.1mg,0.028mmol）及びキノリン（52μL,0.4mmol）を含むトルエン（60mL）溶液にｐ−トルエンスルホン酸（99mg、0.52mmol）を加え、溶液温度120℃となるように加熱還流を９時間行った。反応終了後、ガスクロマトグラフィーにより1,3,5-トリメチルベンゼンを内部標準物質として用い収率を算出した結果、４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸メチルが収率78%、位置異性体である３−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸メチルが収率11%であることがわかった。（選択性：４位置換体／３位置換体＝８８／１２）。
また反応溶液を室温まで冷却し、濃縮後、メタノール添加によって析出した化合物をろ取し、メタノールにより洗浄した後、乾燥し４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸メチルを収率54％で得た。
４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸メチル：
１Ｈ ＮＭＲ （４００ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３） δ = １Ｈ ＮＭＲ (400MHz, CDCl3) δ = 7.30 (d, J = 11.2 Hz, 2H), 7.10 (d, J = 11.0 Hz, 2H), 6.0８ (t, J = 3.6 Hz, 1H),３．７２ (m, 3H), 2.7-2.4 (m, 7H), 2.2-2.1(m, 1H), 1.9-1.75(m, 1H), 1.23 (t, J = 10.2 Hz, 3H).
【００５１】
（実施例４）
内容量50mLのオートクレーブに、実施例１で得た４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸（500mg, 2.17mmol）、酢酸（2ml, 33.3mmol）、１０質量％の触媒として１０％パラジウム／カーボン（エヌ・イーケムキャット社製）（20mg）を加え、０．４ＭＰａの水素雰囲気下、１４０℃で７時間撹拌した。反応後、室温まで冷却し、セライトろ過を行った後、ろ液を濃縮して、乾燥した。その結果、原料化合物の還元体である４−シクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸を518mg（収率：１００％）得た。
４−シクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸：
１Ｈ ＮＭＲ （４００ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３） δ ＝ 2.65-2.18 (m, 1H), 2.08-1.98 (m, 2H), 1.92-0.8 (m, 19H).
【００５２】
（比較例１）
100mLフラスコ中、窒素雰囲気下、２−（４−エチルフェニル）ブタ−３−エン−２−オール（9.2g, 52.2mmol）、アクリル酸（7.05mL, 102.8mmol）、ヒドロキノン（3.1mg,0.028mmol）及びキノリン（52μL, 0.4 mmol）を含むトルエン（60mL）溶液を、無触媒で、溶液温度 120 ℃となるように加熱還流を９時間行った。反応終了後、ガスクロマトグラフィーにより1,3,5-トリメチルベンゼンを内部標準物質として用い収率を算出した結果、４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸が収率52%、位置異性体である３−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸が収率29%であることがわかった。（選択性：４位置換体／３位置換体＝64／36）。
また反応溶液を室温まで冷却し、析出した化合物をろ取し、メタノールにより洗浄した後、乾燥し４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸を収率23％で得た。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェニルシクロヘキセン化合物の製造方法及びフェニルシクロヘキセン化合物、並びにジシクロヘキサン化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジシクロヘキサン化合物、特に４−置換ジシクロヘキサン化合物は、香料化合物や医薬及び農薬、さらには液晶化合物の合成中間体等、種々用途に応用可能な化合物である。この化合物は、フェニルシクロヘキサン化合物やビフェニル化合物の還元反応によって合成するのが一般的である。
しかしながら、このような従来のジシクロヘキサン化合物の製造方法は、工程が煩雑で収率もよくないため、高い収率で効率よくジシクロヘキサン化合物を得ることができる製造方法の開発が要望されている。
【０００３】
非特許文献１には、ヨウ素、ベンゼン、キノリン、及びハイドロキノン等の存在下で、ジエン化合物とジエノフィル化合物との環化付加反応を行うことにより、フェニルシクロヘキセン化合物を合成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Usha R. Ghatakら，JCS, Perkin Trans.1,1976, 16, 1669-1671.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、効率よくジシクロヘキサン化合物を合成する方法として、フェニルシクロヘキセン化合物を還元してジシクロヘキサン化合物を得る方法に着目した。
ところが、非特許文献１に記載の方法によってフェニルシクロヘキセン化合物を合成しようとすると、環化付加位置に選択性が現れ、より有用性の高い４−置換フェニルシクロヘキセン（４位に置換基Ｒを有する４位置換体）のほかに、３位に置換基Ｒを有する３位置換体が副生する場合がある（以下の化学式参照。）。このため、従来の方法では４位置換体を高い収率で得ることができない。
【０００６】
【化１】
【０００７】
従って、本発明の目的は、所望のフェニルシクロヘキセン化合物を位置選択性よく高収率で得ることができるフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法、及び、ジシクロヘキサン化合物を簡便に高収率で得ることができるジシクロヘキサン化合物の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解消すべく鋭意検討した結果、酸を使用することにより、得られるフェニルシクロヘキセン化合物の収率及び環化付加位置の選択性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、上記課題は以下の手段により解決することができる。
（１） 下記一般式（Ｉ）で表される化合物又は一般式（ＩＩ）で表される化合物と、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物とを、酸の存在下反応させる工程を含む、下記一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法。
【０００９】
【化２】
【００１０】
（一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１（ｎ＝１〜５）基を表す。）
【００１１】
（２） 前記酸がルイス酸である、上記（１）に記載の製造方法。
（３） 前記酸がブレンステッド酸である、上記（１）に記載の製造方法。
（４） 前記ブレンステッド酸のｐＫａが３未満である、上記（３）に記載の製造方法。
（５） 前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＶ）において、Ｒ１がＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）である、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の製造方法。
（６） 上記（１）〜（５）のいずれかに記載の製造方法により製造された一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物を還元する工程を含む、下記一般式（Ｖ）で表されるジシクロヘキサン化合物の製造方法。
【００１２】
【化３】
【００１３】
（一般式（Ｖ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。）
【００１４】
（７） 下記一般式（ＶＩ）で表される化合物。
【００１５】
【化４】
【００１６】
（一般式（ＶＩ）中、Ｒ１１はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。Ｒ１２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。）
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法によれば、所望のフェニルシクロヘキセン化合物を位置選択性よく高収率で得ることができる。また、本発明に係るジシクロヘキサン化合物の製造方法によれば、簡便な方法でしかも高収率でジシクロヘキサン化合物を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
＜フェニルシクロヘキセン化合物の製造方法＞
本発明のフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法は、下記一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物を得る方法であって、下記一般式（Ｉ）で表される化合物又は一般式（ＩＩ）で表される化合物と、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物とを、酸の存在下反応させる工程を含む。
【００１９】
【化５】
【００２０】
（一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１（ｎ＝１〜５）基を表す。）
【００２１】
Ｒ１は、水素原子又は置換基を表す。
置換基としては、アルキル基（直鎖もしくは分岐鎖の置換又は無置換のアルキル基を表し、好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアルキル基で、例えばメチル、エチル、イソプロピル、ｔ−ブチル、ｔ−ペンチル、２−エチルヘキシル、ドデシル）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜５０、より好ましくは２〜１８の置換又は無置換のアルケニル基で、例えばビニル）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜５０、より好ましくは２〜１８の置換又は無置換のアルキニル基で、例えばエチニル）、シクロアルキル基（好ましくは炭素数３〜５０、より好ましくは３〜１８の置換又は無置換のシクロアルキル基で、例えば、シクロプロピル、シクロヘキシル）、アリール基（好ましくは炭素数６〜５０、より好ましくは６〜２５の置換または無置換アリール基で、例えば、フェニル、ナフチル、アントリル）、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、沃素）、アシルアミノ基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアシルアミノ基で、例えば、アセチルアミノ、ブタノイルアミノ、ベンゾイルアミノ、トリフルオロアセチルアミノ、ピコリノイルアミノ）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数１〜５０のアシルオキシ基で、例えば、アセトキシ、テトラデカノイルオキシ、ベンゾイルオキシ）、アシル基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアシル基で、例えば、ホルミル、アセチル、ピバロイル、テトラデカノイル、シクロヘキシルカルボニル、ベンゾイル、トリフルオロアセチル）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜５０、より好ましくは７〜２５のアリールオキシカルボニル基で、例えば、フェノキシカルボニル、ナフトキシカルボニル）、カルバモイル基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のカルバモイル基で、例えば、カルバモイル、N−メチルカルバモイル、N,N−ジエチルカルバモイル、N−メシルカルバモイル）、カルバモイルオキシ基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のカルバモイルオキシ基で、例えば、N,N−ジメチルカルバモイルオキシ）、カルボンアミド基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のカルボンアミド基で、例えば、ホルムアミド、N−メチルアセトアミド、アセトアミド、N−メチルホルムアミド、ベンツアミド）、スルホンアミド基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のスルホンアミド基で、例えば、メタンスルホンアミド、ドデカンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド、ｐ−トルエンスルホンアミド）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアルコキシ基で、例えば、メトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、オクチルオキシ、ｔ−オクチルオキシ、ドデシルオキシ、２−（２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシ）エトキシ）、アリールオキシ基（好ましくは炭素数６〜５０、より好ましくは６〜２５のアリールオキシ基で、例えば、フェノキシ、４−メトキシフェノキシ、ナフトキシ）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０〜５０、より好ましくは０〜２５のスルファモイル基で、例えば、スルファモイル、N−ブチルスルファモイル、N,N−ジエチルスルファモイル、N−メチルーN−（４―メトキシフェニル）スルファモイル）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜５０、より好ましくは２〜１８のアルコキシカルボニル基で、例えば、シクロヘキシルオキシカルボニル、メトキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、ｔ−ブトキシカルボニル）、N−アシルスルファモイル基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のN−アシルスルファモイル基で、例えば、N−テトラデカノイルスルファモイル、N−ベンゾイルスルファモイル）、アルキルスルホニル基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアルキルスルホニル基で、例えば、メタンスルホニル、イソプロピルスルホニル、シクロヘキシルスルホニル、オクチルスルホニル、２−メトキシエチルスルホニル、２−ヘキシルデシルスルホニル）、アリールスルホニル基（好ましくは炭素数６〜５０、より好ましくは６〜２５のアリールスルホニル基で、例えば、ベンゼンスルホニル、ｐ−トルエンスルホニル、４−フェニルスルホニルフェニルスルホニル）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜５０、より好ましくは２〜１８のアルコキシカルボニルアミノ基で、例えば、エトキシカルボニルアミノ、イソプロピルカルボニルアミノ、シクロヘキシルカルボニルアミノ）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数７〜５０、より好ましくは７〜２５のアリールオキシカルボニルアミノ基で、例えば、フェニルカルボニルアミノ、ナフトキシカルボニルアミノ）、アミノ基（好ましくは炭素数０〜５０、より好ましくは０〜１８のアミノ基で、例えば、アミノ、メチルアミノ、ジエチルアミノ、ジイソプロピルアミノ、アニリノ）、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、スルホ基、メルカプト基、アルキルスルフィニル基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアルキルスルフィニル基で、例えば、メタンスルフィニル、オクタンスルフィニル）、アリールスルフィニル基（好ましくは炭素数６〜５０、より好ましくは６〜２５のアリールスルフィニル基で、例えば、ベンゼンスルフィニル、４―クロロフェニルスルフィニル、ｐ−トルエンスルフィニル）、アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアルキルチオ基で、例えば、メチルチオ、オクチルチオ、シクロヘキシルチオ）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜５０、より好ましくは６〜２５のアリールチオ基で、例えばフェニルチオ、ナフチルチオ）、ウレイド基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のウレイド基で、例えば３−メチルウレイド、３，３−ジメチルウレイド、１，３−ジフェニルウレイド）、ヘテロ環基（好ましくは炭素数２〜５０、より好ましくは２〜２５のヘテロ環基で、ヘテロ原子としては例えば、窒素、酸素及びイオウ等を少なくとも１個以上含み、３ないし１２員環の単環、縮合環で、例えば、２−フリル、２−ピラニル、２−ピリジル、２−チエニル、２−イミダゾリル、モルホリノ、２−キノリル、２−ベンツイミダゾリル、２−ベンゾチアゾリル、２−ベンゾオキサゾリル、２−キナゾリノン−３−イル、１，１−ジオキソ−１，２，４−ベンゾチアジアジン−３−イルなど）、スルファモイルアミノ基（好ましくは炭素数０〜５０、より好ましくは０〜１８のスルファモイルアミノ基で、例えば、N−ブチルスルファモイルアミノ、N−フェニルスルファモイルアミノ）、シリル基（好ましくは炭素数３〜５０のシリル基で、例えば、トリメチルシリル、ジメチル−ｔ−ブチルシリル、トリフェニルシリル）、ホスホニル基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のホスホニル基で、例えばフェノキシホスホニル、オクチルオキシホスホニル、フェニルホスホニル）、アゾ基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のアゾ基で、例えばフェニルアゾ）、イミド基（好ましくは炭素数１〜５０、より好ましくは１〜１８のイミド基で、例えば、N−スクシンイミド、N−フタルイミド）等が挙げられる。
Ｒ１が置換基である場合、Ｒ１はさらに置換基を有していてもよい。さらなる置換基としては、前述の基が挙げられる。
【００２２】
Ｒ１として好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基であり、より好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１（ｎ＝１〜５）基（すなわち、炭素数１〜５の無置換のアルキル基）である。炭素数は好ましくは１〜３、より好ましくは１又は２（すなわち、Ｒ１がメチル基又はエチル基）である。
【００２３】
Ｒ２は、水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１（ｎ＝１〜５）基を表す。ＣｎＨ２ｎ＋１基は、直鎖状でも分岐状でもよい。炭素数は好ましくは１〜３、より好ましくは１又は２（すなわち、Ｒ２がメチル基又はエチル基）である。
【００２４】
一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表される化合物と一般式（ＩＩＩ）で表される化合物との反応において、一般式（ＩＩ）の化合物と一般式（ＩＩＩ）の化合物との反応は、環化付加反応である。一方、一般式（Ｉ）の化合物は酸性条件下で一般式（ＩＩ）の化合物に変化する。本発明に係る反応では酸触媒を用いるので、一般式（Ｉ）の化合物と一般式（ＩＩＩ）の化合物とを直接反応させる場合も、一般式（Ｉ）の化合物は一般式（ＩＩ）の化合物を経由して一般式（ＩＩＩ）の化合物と反応することになる。
なお、一般式（Ｉ）で表される化合物はJCS, Perkin Trans.1, 1976, 16, 1669-1671 等に記載の方法に基づき、４位置換アセトフェノン類とビニルグリニヤール試薬との反応により合成することができる。
【００２５】
一般式（ＩＩＩ）で表される化合物の配合量は、一般式（Ｉ）又は一般式（ＩＩ）で表される化合物１モルに対して、０．５〜１０モルとするのが好ましく、１〜３モルとするのがより好ましい。
【００２６】
本発明に係る反応では、前述のとおり酸を触媒として用いる。酸触媒を使用することにより、一般式（ＩＩＩ）の化合物の付加位置の選択性が向上し、フェニルシクロヘキセン化合物の４位置換体を収率よく合成することができる。
そのメカニズムは、酸触媒が求ジエン体（III）の電子吸引基に配位することで求ジエン体のLUMOのエネルギーレベルが低下し、ジエン(II)のHOMOとのエネルギー差が小さくなることで反応性が向上する。またこの時、４位置換体を与える経路の方が軌道の相互作用がより大きくなるため、４位置換体の方が位置選択的に得られるものと考えられる。
【００２７】
酸触媒としては、ブレンステッド酸又はルイス酸を使用することが好ましい。収率及び選択性の観点からはルイス酸を使用することがより好ましい。
ブレンステッド酸としては、ｐＫａが３未満のものが好ましく、ｐＫａが２．５未満のものがより好ましい。下限は特に限定されないが−１５程度である。
ブレンステッド酸としては、芳香族スルホン酸（例えば、ｐ−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸等）、硫酸、リン酸、硝酸、メタンスルホン酸、過塩素酸、トリフルオロメタンスルホン酸、塩酸等が挙げられる。ｐＫａが３未満のブレンステッド酸としては、ｐ−トルエンスルホン酸、硫酸、リン酸、硝酸、メタンスルホン酸、過塩素酸、トリフルオロメタンスルホン酸、塩酸等が挙げられる。好ましくは、ｐ−トルエンスルホン酸、硫酸、塩酸であり、より好ましくは、ｐ−トルエンスルホン酸である。
ルイス酸としては、ハロゲン化スズ化合物（四塩化スズ、二塩化スズ等）、ハロゲン化チタン化合物、ハロゲン化アルミニウム化合物、ハロゲン化ホウ素化合物、トリアルキルアルミニウム化合物を使用することができる。この中でも、ハロゲン化スズ化合物が好ましく、四塩化スズがより好ましい。
【００２８】
酸の使用量としては、触媒量とすることが好ましい。触媒量とは、一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）で表される化合物との反応において、触媒として作用させるのに必要な量を意味する。具体的には、基質化合物の種類によっても異なるが、一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表される化合物１モルに対して、０．００１〜０．５モル程度が好ましく、より好ましくは、０．０５〜０．１モルである。
【００２９】
本発明の製造方法においては、一般式（ＩＩ）又は一般式（ＩＩＩ）の化合物の重合を防止する目的で、重合禁止剤を使用することができる。重合禁止剤としては、特に限定されない。具体的には、ヒドロキノン、ベンゾキノン、キノリン、２，６−ビスーt-ブチルフェノール等が挙げられる。好ましくは、ヒドロキノン、キノリンである。
これらの重合禁止剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
重合禁止剤の添加量は、原料基質に対して、０．００００１当量〜０．０１当量が好ましく、０．０００１当量〜０．００１当量がより好ましい。
【００３０】
一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表される化合物と一般式（ＩＩＩ）で表される化合物との反応は、無溶媒で行ってもよいし、溶媒を使用して行ってもよい。溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の含塩素系溶媒等を挙げることができる。
溶媒の使用量は、反応速度や廃溶媒量の点から、反応基質に対して５０〜１００００質量％の範囲であるのが好ましく、５００〜２０００質量％の範囲がより好ましい。
【００３１】
反応形態としては、加熱還流を行うのが好ましい。
反応温度は、一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で表される化合物の反応性に応じて設定することができ、還流温度で行うのが好ましい。通常８０〜１５０℃の範囲が好ましく、より好ましくは、１１０〜１３０℃である。
反応時間は、０．５〜２０時間とするのが好ましく、１〜１０時間とするのがより好ましい。
【００３２】
反応終了後、反応物を洗浄することによって酸触媒を除去してもよい。洗浄液としては、水やメタノール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ水溶液を使用することができる。アルカリ溶液の濃度は、１０Ｍ〜０．００１Ｍの範囲が好ましく、１Ｍ〜０．１Ｍの範囲がより好ましい。
【００３３】
以上のようにして得られるフェニルシクロヘキセン化合物のうち、下記一般式（ＶＩ）で表される化合物は、新規化合物である。この化合物は、ジシクロヘキサン化合物の合成中間体として有用である。
【００３４】
【化６】
【００３５】
（一般式（ＶＩ）中、Ｒ１１はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。Ｒ１２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。）
【００３６】
一般式（ＶＩ）において、ＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）は、炭素数１〜５の無置換のアルキル基を意味する。ＣｎＨ２ｎ＋１基は、直鎖状でも分岐状でもよい。炭素数は好ましくは１〜３、より好ましくは１又は２（すなわち、メチル基又はエチル基）である。
【００３７】
一般式（ＶＩ）で表される化合物の好ましい具体例を以下に示す。
【００３８】
【化７】
【００３９】
＜ジシクロヘキサン化合物の製造方法＞
本発明のジシクロヘキサン化合物の製造方法は、上述した本発明のフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法により得られた一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物を還元する工程を含む。この反応により、下記一般式（Ｖ）で表されるジシクロヘキサン化合物が得られる。このように、フェニルシクロヘキセン化合物を還元反応に供することで、簡便にかつ高収率でジシクロヘキサン化合物を得ることができる。
【００４０】
【化８】
【００４１】
（一般式（Ｖ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。）
【００４２】
Ｒ１及びＲ２の好ましいものは前述した通りである。
【００４３】
本発明に係る還元反応は、水素雰囲気下で、触媒を使用して行うのが好ましい。
触媒としては、パラジウム、ロジウム、ルテニルム、白金、ニッケル等の金属微粉末を、カーボン、アルミナ、シリカアルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、活性白土等の担体に担持させたもの等を使用することができる。金属成分は、パラジウム、ニッケルが好ましい。金属成分の担持量としては、１〜３０質量％程度が好ましく、５〜１５質量％であることがより好ましい。
【００４４】
触媒の使用量としては、フェニルシクロヘキセン化合物１００質量部に対して、0.01〜30質量部の範囲が好ましく、0.1〜1質量部の範囲がより好ましい。
【００４５】
水素圧は、0.1〜10ＭＰａの範囲が好ましく、0.2〜1ＭＰａの範囲がより好ましい。
【００４６】
上記還元反応は溶媒を使用することが好ましい。溶媒としては、炭素数１〜１２の脂肪族飽和アルコール、ヘキサン、水、酢酸、酢酸エチル、炭素数１〜５のカルボン酸等が挙げられる。中でも、酢酸や水が好ましい。
溶媒の使用量は、反応基質に対して50〜1000質量％の範囲であるのが好ましく、100〜500質量％の範囲がより好ましい。
反応温度は、80〜200℃が好ましく、100〜150℃がより好ましい。反応時間は、通常1〜50時間程度が好ましく、より好ましくは5〜10時間である。
【００４７】
本発明の製造方法により得られるジシクロヘキサン化合物は、香料、医薬、農薬、液晶化合物の合成中間体 等として有用である。
【実施例】
【００４８】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本実施形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
100mLフラスコ中、窒素雰囲気下、２−（４−エチルフェニル）ブタ−３−エン−２−オール（9.2g, 52.2mmol）、アクリル酸（7.05mL, 102.8mmol）、ヒドロキノン（3.1mg,0.028mmol）及びキノリン（52μL,0.4 mmol）を含むトルエン（60mL）溶液にｐ−トルエンスルホン酸（99mg、0.52mmol）を加え、溶液温度120℃となるように加熱還流を９時間行った。反応終了後、ガスクロマトグラフィーにより1,3,5-トリメチルベンゼンを内部標準物質として用い収率を算出した結果、４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸が収率72%、位置異性体である３−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸が収率10%であることがわかった。（選択性：４位置換体／３位置換体＝８８／１２）。
また反応溶液を室温まで冷却し、析出した化合物をろ取し、メタノールにより洗浄した後、乾燥し４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸を収率49％で得た。
４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸：
１Ｈ ＮＭＲ （４００ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３） δ ＝ 7.30 (d, J = 11.2 Hz, 2H), 7.10 (d, J = 11.0 Hz, 2H), 6.07 (t, J = 3.6 Hz, 1H), 2.74-2.38 (m, 7H), 2.28-2.17 (m, 1H), 1.95-1.80 (m, 1H), 1.23 (t, J = 10.2 Hz, 3H)
【００４９】
（実施例２）
100mLフラスコ中、窒素雰囲気下、２−（４−エチルフェニル）ブタ−３−エン−２−オール（9.2g, 52.2mmol）、アクリル酸（7.05mL, 102.8mmol）、ヒドロキノン（3.1mg,0.028mmol）及びキノリン（52μL,0.4 mmol）のトルエン（60mL）溶液に四塩化スズ（60.9μL, 0.52mmol）を加え、溶液温度120℃となるように加熱還流を９時間行った。反応終了後、ガスクロマトグラフィーにより1,3,5-トリメチルベンゼンを内部標準物質として用い収率を算出した結果、４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸が収率80%、位置異性体である３−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸が収率９%であることがわかった。（選択性：４位置換体／３位置換体＝90／10）。
また反応溶液を室温まで冷却し、析出した化合物をろ取し、メタノールにより洗浄した後、乾燥し４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸を収率58％で得た。
【００５０】
（実施例３）
100mLフラスコ中、窒素雰囲気下、２−（４−エチルフェニル）ブタ−３−エン−２−オール（9.2g, 52.2mmol）、アクリル酸メチル（9.25mL, 102.8mmol）、ヒドロキノン（3.1mg,0.028mmol）及びキノリン（52μL,0.4mmol）を含むトルエン（60mL）溶液にｐ−トルエンスルホン酸（99mg、0.52mmol）を加え、溶液温度120℃となるように加熱還流を９時間行った。反応終了後、ガスクロマトグラフィーにより1,3,5-トリメチルベンゼンを内部標準物質として用い収率を算出した結果、４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸メチルが収率78%、位置異性体である３−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸メチルが収率11%であることがわかった。（選択性：４位置換体／３位置換体＝８８／１２）。
また反応溶液を室温まで冷却し、濃縮後、メタノール添加によって析出した化合物をろ取し、メタノールにより洗浄した後、乾燥し４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸メチルを収率54％で得た。
４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸メチル：
１Ｈ ＮＭＲ （４００ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３） δ = １Ｈ ＮＭＲ (400MHz, CDCl3) δ = 7.30 (d, J = 11.2 Hz, 2H), 7.10 (d, J = 11.0 Hz, 2H), 6.0８ (t, J = 3.6 Hz, 1H),３．７２ (m, 3H), 2.7-2.4 (m, 7H), 2.2-2.1(m, 1H), 1.9-1.75(m, 1H), 1.23 (t, J = 10.2 Hz, 3H).
【００５１】
（実施例４）
内容量50mLのオートクレーブに、実施例１で得た４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸（500mg, 2.17mmol）、酢酸（2ml, 33.3mmol）、１０質量％の触媒として１０％パラジウム／カーボン（エヌ・イーケムキャット社製）（20mg）を加え、０．４ＭＰａの水素雰囲気下、１４０℃で７時間撹拌した。反応後、室温まで冷却し、セライトろ過を行った後、ろ液を濃縮して、乾燥した。その結果、原料化合物の還元体である４−シクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸を518mg（収率：１００％）得た。
４−シクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸：
１Ｈ ＮＭＲ （４００ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３） δ ＝ 2.65-2.18 (m, 1H), 2.08-1.98 (m, 2H), 1.92-0.8 (m, 19H).
【００５２】
（比較例１）
100mLフラスコ中、窒素雰囲気下、２−（４−エチルフェニル）ブタ−３−エン−２−オール（9.2g, 52.2mmol）、アクリル酸（7.05mL, 102.8mmol）、ヒドロキノン（3.1mg,0.028mmol）及びキノリン（52μL, 0.4 mmol）を含むトルエン（60mL）溶液を、無触媒で、溶液温度 120 ℃となるように加熱還流を９時間行った。反応終了後、ガスクロマトグラフィーにより1,3,5-トリメチルベンゼンを内部標準物質として用い収率を算出した結果、４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸が収率52%、位置異性体である３−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸が収率29%であることがわかった。（選択性：４位置換体／３位置換体＝64／36）。
また反応溶液を室温まで冷却し、析出した化合物をろ取し、メタノールにより洗浄した後、乾燥し４−（４−エチルフェニル）シクロヘキサ−３−エンカルボン酸を収率23％で得た。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）で表される化合物又は一般式（ＩＩ）で表される化合物と、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物とを、酸の存在下反応させる工程を含む、下記一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法。
【化１】
（一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１（ｎ＝１〜５）基を表す。）
【請求項２】
前記酸がルイス酸である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記酸がブレンステッド酸である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記ブレンステッド酸のｐＫａが３未満である、請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＶ）において、Ｒ１がＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）である、請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法により製造された一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物を還元する工程を含む、下記一般式（Ｖ）で表されるジシクロヘキサン化合物の製造方法。
【化２】
（一般式（Ｖ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。）
【請求項７】
下記一般式（ＶＩ）で表される化合物。
【化３】
（一般式（ＶＩ）中、Ｒ１１はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。Ｒ１２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。）
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）で表される化合物又は一般式（ＩＩ）で表される化合物と、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物とを、酸の存在下反応させる工程を含む、下記一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物の製造方法。
【化１】
（一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１（ｎ＝１〜５）基を表す。）
【請求項２】
前記酸がルイス酸である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記酸がブレンステッド酸である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記ブレンステッド酸のｐＫａが３未満である、請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＶ）において、Ｒ１がＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）である、請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法により製造された一般式（ＩＶ）で表されるフェニルシクロヘキセン化合物を還元する工程を含む、下記一般式（Ｖ）で表されるジシクロヘキサン化合物の製造方法。
【化２】
（一般式（Ｖ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表す。Ｒ２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。）
【請求項７】
下記一般式（ＶＩ）で表される化合物。
【化３】
（一般式（ＶＩ）中、Ｒ１１はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。Ｒ１２は水素原子又はＣｎＨ２ｎ＋１基（ｎ＝１〜５）を表す。）
【公開番号】特開２０１０−２３５４８１（Ｐ２０１０−２３５４８１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８３７７２（Ｐ２００９−８３７７２）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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