JPH0113452B2

JPH0113452B2 -

Info

Publication number: JPH0113452B2
Application number: JP55050045A
Authority: JP
Inventors: Masao Sato; Fumie Sato
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-04-16
Filing date: 1980-04-16
Publication date: 1989-03-06
Also published as: JPS56147725A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はアルコールを製造する新規な方法に関
し、詳しくは、Cp₂TiCl₂を触媒として用い、グ
リニヤール試薬により、ケトン、エステル、など
の酸素含有有機化合物を接触的に還元することに
より、対応する各種のアルコールを製造する方法
に関する。近年、グリニヤール試薬を触媒量の遷移金属化
合物の存在下に使用したときに起るさまざまな反
応を、合成に利用することが試みられている。しかし、そうした試みのほとんどは、触媒なし
では反応が起らないか、または起つても反応速度
が遅い系を対象としており、無触媒でも速やかに
反応する系については、当然のことではあるが、
これまであまり研究がなされていなかつた。本発明者らは、グリニヤール反応に与える遷移
金属化合物の影響について研究を進めて来た過程
で、触媒なしでも容易に進行する、グリニヤール
試薬とケトン、アルデヒドとの反応が、おどろく
べきことに、触媒量のCp₂TiCl₂〔Cpはシクロペン
タジエニル基およびその誘導体をあらわす。〕の
存在により、無触媒の場合とは著しく異なつた径
路をとること、そしてその接触的還元反応がアル
コール類の合成にとつて有用であることを見出し
た。本発明のグリニヤール試薬を用いた酸素含有有
機化合物の接触的還元によりアルコールを製造す
る方法は、包括的に定義すると、一般式RMgX
のグリニヤール試薬と、式（Ａ）、（Ａ）であ
らわされるケトン、エステル、のいずれかとを、〔式中、Ｒ、R¹、R²は同一または異なる有機基
であつて、直鎖または分枝鎖のアルキル、シクロ
アルキル、アラルキルおよびヘテロ環をあらわ
す。いずれもアリール基およびα，β−不飽和ア
ルキル基を含まないが、反応剤および生成物に対
して不活性である限り、置換基を有していてもよ
い。Ｘはハロゲン原子をあらわす。〕触媒量のCp₂TiCl₂〔Cpはシクロペンタジエニル
基またはその誘導体をあらわす。〕の存在下に反
応させ、対応する下記の式（Ｂ）、（Ｂ）であ
らわされるアルコール R¹−CH₂−OH （B₁）および

【式】を得ることを特徴とする。上記の方法は、アルコールの新規な合成手段で
ある。本発明で意図する反応は、その一部は金属
ハイドライドなどの既存の還元剤を用いても達成
することができるが、一般に還元剤としては本発
明で用いるグリニヤール試薬の方が安価である。
また、触媒として用いるCp₂TiCl₂は生成物の取
得に際して再生され、その回収はきわめて容易で
あるから、そのコストは問題にならない。以下、本発明に包含される各場合について、個
別に説明を加える。まず、グリニヤール試薬とケトンとの反応は、
無触媒でも容易に進行して、１，２−付加物であ
る３級アルコールが高収率で生成することが知ら
れている。（この間に加水分解工程が伴うが、それは自明な
ので省略してある。以下の各反応式も同じ。）しかし、本発明に従つてCp₂TiCl₂触媒の存在
下に反応させると、グリニヤール試薬の基Ｒが加
わらない還元反応が起つて、２級アルコールが得
られる。たとえば、ｉ−C₃H₇MgBrとアセトンとをエ
ーテル溶媒中でCp₂TiCl₂の存在下に反応させる
と、環元生成物であるｉ−プロパノール96に対
し、１，２−付加生成物４の割合でアルコールが
得られる。一方、触媒のない場合の還元生成物と
１，２−付加生成物との生成比は、２：98であ
る。グリニヤール試薬とケトンとの接触的反応に関
しては、従来、FeCl₃の存在下にｉ−C₄H₉MgBr
とアセトンが反応してｉ−プロパノールへの還元
が起ることが知られているだけである。α，β−
不飽和ケトンとグリニヤール試薬の反応をCu
（）塩の存在下に行なうと、１，４−付加反応
がおこることも知られている。従つて本発明の方法は、所望の２級アルコール
を対応するケトンから得るための別法を提供する
ものである。この方法がアセトン以外のケトンに
も広く適用できることは、後記する実験例により
確認されている。還元剤としては、周知のとおり、アルミニウム
ハイドライドやボロハイドライド、たとえば
LiAlH₄、NaBH₄、LiB（C₂H₅）₃Hなどが強力な
作用をもち、上記のような還元反応をこきおこす
ことができるが、合成原料としてはグリニヤール
試薬の方が安価で入手容易である。なお、上記（−２）の反応を行なうためのグ
リニヤール試薬としては、基Ｒがβ水素を有する
もの、とくにC₃以上の、ｎ−C₃H₇、ｉ−C₃H₇、
ｉ−C₄H₇、sec−C₄H₇、ｎ−C₆H₁₃などであるも
のを用いるべきことが実験により判明した。本発明の方法は、環状ケトンを対象に適用した
とき、立体的な選択性が高い還元反応が起り得る
ことがわかつた。この事実は、合成化学にとつて
とくに有意義と思われる。代表的な例はメントンの還元である。生成物に
はメントールとネオメントールの２種があり、本
発明に従えば95％がネオメントールでメントール
は５％という圧倒的な高選択率が得られる。既知
の還元剤を用いてメントンの還元を行なうと、
LiAlH₄によるときはメントール：ネオメントー
ルが70：29、NaBH₄では49：51という結果が報
告されており、ネオメントールが多量に得られる
のは、Li（Sec−C₄H₉）₃BHという特殊な還元剤を
使用した場合しか知られていない。このような立体選択性の高い反応は、後に実例
を挙げるように、カンフアーそのほかの物質に関
しても起ることが確認された。従つて本発明の方法は、不斉合成のための一手
段として利用することができる。次に、エステルを対象にした場合について述べ
る。グリニヤール試薬とエステルとの反応は、通常
は次のように進み、３級アルコールのよい合成法
として広く利用されている。ところが、本発明に従つて、Cp₂TiCl₂触媒を
加えると、これとは異なつた反応すなわち下記の
カツプリング反応（−２）および還元反応（
−３）が起るばかりでなく、 RMgBr＋R¹COOR²→R¹−CH₂−OH （−３）触媒の量を調節することによつて、上記の反応
を並行的に、または所望に応じて選択的に行なえ
る。例を示せば、ｎ−C₃H₇MgBrとプロピオン酸
メチルC₂H₅COOCH₃とを無触媒で反応させた場
合、３級アルコールすなわちエチル−ジ−ｎ−プ
ロピルカルビノールが96％の収率で生成する。こ
の反応を本発明に従つて１モル％のCp₂TiCl₂存
在下に行なうと、２級アルコールすなわちエチル
−ｎ−プロピルカルビノールが90％、そしてエス
テルが還元されたｎ−プロパノールが９％の割合
で得られる。Cp₂TiCl₂の量を増大して行くとｎ
−プロパノールの生成量が多くなり、８モル％の
触媒量では、その選択率は78％に達する。別に、グリニヤール試薬としてｉ−
C₄H₉MgBrを用いてC₂H₅COOCH₃と接触的に反
応させると、２モル％のCp₂TiCl₂触媒の使用で
プロパノールへの選択率が96％に及び、カツプリ
ング生成物である２級アルコールは、わずか４％
であつた。一方、２級アルコールへの選択率は、
触媒量0.13％という低濃度においては96％を示し
た。このように、一般に触媒濃度が低い場合はカツ
プリング生成物である２級アルコールが主として
得られ、触媒濃度が高くなるほどエステルの１級
アルコールへの還元が優先的に起るといえる。それゆえ、適当な触媒量をえらぶことにより、
両方を併産したり、どちらか希望する方を選択的
に製造することができる。エステルの１級アルコ
ールへの還元を意図する場合には、触媒の使用量
が少なくて済むという点で、用いるグリニヤール
試薬の基Ｒは、ｎ−C₃H₇よりｉ−C₄H₉の方が適
しているといえる。なお、C₆HsCOOCH₃、CH₂＝CHCOOCH₃、
C₆H₅CH＝CHCOOCH₃のような芳香族エステル
やα，β−不飽和エステルに対しては、上記の方
法が適用できないことが経験された。また、ここ
でも、グリニヤール試薬の基Ｒはβ水素を有して
いることが必要であり、C₃以上の基を採用すべ
きことがわかつた。エステルの１級アルコールへの還元には、ケト
ンの場合と同様に、金属ハイドライドなどの還元
剤の使用が知られているが、本発明はより安価な
還元剤を使用する別法を提供するものである。また、２級アルコールの製造には、グリニヤー
ル試薬とアルデヒドとの反応が、簡便な合成法と
して利用されているが、本発明によればアルデヒ
ドの代りにエステルを原料として使用できるわけ
で、一般にエステルの方がアルデヒドより入手や
取扱いが容易であることを考えると、本発明の意
義は大きい。その他の場合、生成物の比率は、後記の例にみ
るとおり、原料化合物によつて異なつてくるが、
いずれにせよこの反応もまた、各種アルコールの
製造に利用価値がある。ラクトンに対するグリニヤール試薬の反応は、
ラクトン結合の同裂によるジアルコールの生成を
結果する。従来知られているところは、触媒無し
のとき、たとえばのように、グリニヤール試薬中の基Ｒが２個加わ
つた、３級アルコールと１級アルコールとが分子
中に共存するジアルコールの生成である。ところ
が、本発明に従つて触媒量のCp₂TiCl₂を反応系
に加えると、のように、２級アルコールと１級アルコールとの
共存するジアルコールが得られる。実施例Ａｉ−C₃H₇MgBrのエーテル中の1M溶液30ml
（30ｍmol）のCp₂TiCl₂の0.19ｇ（0.76ｍmol）を
加えて０℃で５分間撹拌したのち、アセトン1.45
ｇ（25ｍmol）を、系の温度を０℃に保つたまま
で５分間かけて滴下した。その後、０℃で５分
間、さらに室温で10分間撹拌を続けた。反応混合物に2NのHClを加えて生成物を加水
分散し、水層をK₂CO₃で固めた。GLC分析の結
果、ｉ−プロパノールと２，３−ジメチル−２−
ブタノールとが、生成比96：４、全収率95％で得
られていた。比較のため、触媒Cp₂TiCl₂を加えないほかは
上記と同じ条件で操作したところ、ｉ−プロパノ
ールと２，３−ジメチル−２−ブタノールとが、
生成比２：98、全収率98％で生成した。同様にして、グリニヤール試薬およびケトンを
かえて実験した。生成物がプロパノールと予想さ
れる場合以外は、反応混合物からエーテルで抽出
し、溶媒を追い出してから粗生成物をシリカゲル
カラム（ヘキサン−エーテル溶離剤）で展開し
た。前記したところを含めて、実験の結果を原料と
ともに第表にまとめて示す。

【表】実施例Ｂグリニヤール試薬としてｉ−C₄H₉MgBrを用
い、Cp₂TiCl₂または（MeCp）₂TiCl₂〔MeCpはメ
チルシクロペンタジエニル基をあらわす。〕を添
加して、下記の環状ケトンを還元して、対応する
アルコールを得た。その異性体の生成比は、添記
したとおりである。

【表】

【表】実施例Ａグリニヤール試薬としてｎ−C₃H₇MgBrまた
はｉ−C₄H₉MgBrを用い、エステルとして
C₂H₅COOCH₃をえらんで、触媒であるCp₂TiCl₂
の量を変化させて、生成するアルコールの量比を
しらべた。その結果を第Ａ表に示す。

【表】 ‖
O
実施例Ｂグリニヤール試薬としてｉ−C₄H₉MgBrを用
い、エステルを種々変えて、触媒である
Cp₂TiCl₂の2mol％の存在下に反応させ、１級ア
ルコールを主体とする生成物を得た。その結果を
第Ｂ表にまとめて示す。

【表】 ※ １級アルコールの生成は認められ
なかつた。
実施例Ｃ種々のグリニヤール試薬63ｍmolと種々のエス
テル30ｍmolとの組み合わせに対して、エステル
基準で1mol％以下の量で触媒Cp₂TiCl₂を用いて、
２級アルコールを与える反応を行なつた。反応は
エーテル溶媒中、室温で１時間続けた。原料物質と生成物とを、第Ｃ表にあわせて示
す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１一般式RMgXのグリニヤール試薬と、式
（Ａ）、（Ａ）であらわされるケトン、エステ
ルのいずれかとを、〔式中、Ｒ、R¹、R²は同一または異なる有機基
であつて、直鎖または分岐鎖のアルキル、シクロ
アルキル、アラルキルおよびヘテロ環をあらわ
す。いずれもアリール基およびα，β−不飽和ア
ルキル基を含まないが、反応剤および生成物に対
して不活性である限り、置換基を有していてもよ
い。Ｘはハロゲン原子をあらわす。〕触媒量のCp₂TiCl₂〔Cpはシクロペンタジエニル
基またはその誘導体をあらわす。〕の存在下に反
応させ、対応する下記の式（Ｂ）、（B₁）ま
たは（B₂）であらわされるアルコール R¹−CH²−OH （B₁）を得ることを特徴とする、グリニヤール試薬を用
いた酸素含有有機化合物の接触的還元によりアル
コールを製造する方法。２グリニヤール試薬の基ＲがC₃以上のアルキ
ル基である特許請求の範囲第１項のアルコールを
製造する方法。３グリニヤール試薬と反応する物質が環状ケト
ンであつて、高度の立体選択性をもつて生成物を
得る特許請求の範囲第１項のアルコールを製造す
る方法。４グリニヤール試薬と反応する物質がエステル
であつて、その生成物が１級アルコールおよび２
級アルコールであり、触媒Cp₂TiCl₂の量をえら
ぶことによりその生成比を調節する特許請求の範
囲第１項のアルコールを製造する方法。