JPS589113B2 - 2 4− エポキシ −3− アルコキシ−4− メチルテトラヒドロピランノセイゾウホウ - Google Patents

2 4− エポキシ −3− アルコキシ−4− メチルテトラヒドロピランノセイゾウホウ

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JPS589113B2
JPS589113B2 JP50058087A JP5808775A JPS589113B2 JP S589113 B2 JPS589113 B2 JP S589113B2 JP 50058087 A JP50058087 A JP 50058087A JP 5808775 A JP5808775 A JP 5808775A JP S589113 B2 JPS589113 B2 JP S589113B2
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dihydro
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佐藤菊正
中山章
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は4−メチル−5・6−ジヒドロ−2H−ピラン
をアルコールの存在下にラジカル酸化し、ついで酸化生
成物を還元処理することにより2・4−エポギシ−3−
アルコキシ−4−メチルテトラヒドロピラン(別名、7
−アルコキシ−5−メチル−2・6−ジオキサビシクロ
〔3・1−1〕へブタン〕を製造する方法に関する。
イソブテンとホルムアルデヒドを原料とするイソプレン
の製造工程において多量の4−メチル−5・6−ジヒド
ロ−2H−ピランが副生することはよく知られている。
また酸触媒の存在下での第3級ブタノールとホルムアル
デヒド水溶液との反応などによっても4−メチル−5・
6−ジヒドロー2H−ピランを合成することができる。
しかしながら4−メチル−5・6−ジヒドロー2H−ピ
ランの有効利用に関しては熱分解によるイソプレンの製
造、アシルハシイドとの反応による5−ハロ−3−メチ
ル−ペンテニルカルボキシレートの製造、無水クロム酸
、クロム酸第三ブチルまたは酸素を用いて酸化すること
による4−メチル−5・6−ジヒドロ−α−ピロンの製
造、酸性水溶液中で酸化剤を作用させることによるメバ
ロラクトンの合成などが知られているにすぎない。
本発明者らは4−メチル−5・6−ジヒドロ−2H−ピ
ランの合成原料としての用途を拡大するために種々研究
を重ねた結果、4−メチル−5・6−ジヒドロ−2H−
ピランをアルコールの存在下にラジカル酸化し、ついで
酸化生成物を還元処理することにより、2・4−エポキ
シ−3−アルコキシ−4−メチルテトラヒドロピランを
製造しうろことを見出し、本発明に至った。
本発明の方法は次式で表わすことができる。
上記の式においてRはアルコール残基を示し、たとえば
メチル、エチル、プロビル、ブチルなどのアルキル基、
ベンジル、フエネチルなどのアラルキル基などであるこ
とができる。
本発明の方法により製造される2・4−エポキシ−3−
アルコキシ−4−メチルテトラヒドロピラン(■)は文
献未載の新規物質であり、各種のテルペン系香料の合成
中間体、可塑剤などとして有用である。
例えば、2・4−エポキシ−3−アルコキシ−4−メチ
ルテトラヒドロピラン(■)から下記の経路により高級
香料であるローズフランが誘導される。
〔上記式中、Rはアルキル基を表わし、点線は指示した
位置のいずれかに二重結合が存在することを表わす。
〕すなわち、2・4−エポキシ−3−アルコキシ−4−
メチルテトラヒドロピラン(■)を硫酸、塩酸などの水
溶液中で加熱することにより式(■)で示されるアルデ
ヒドとし、このアルデヒドにメタリルクロライドのグリ
ニャール試薬を作用させ、得られた式(■)で示される
化合物をp−トルエンスルホン酸などの存在下での脱水
反応に付することにより容易にローズフランを得ること
ができる。
なお、2・4−エポキシ−3−メトキシ−4−メチルテ
トラヒドロピランおよび2・4−エポキシ−3−イソプ
ロポキシ−4−メチルテトラヒドロピランはそれ自体強
いグリーンノート系花様の香りを有しており、トイレタ
リー製品の賦香剤としても使用できる。
本発明に従うアルコールの存在下における4−メチル−
5・6−ジヒドロ−2H−ピランのラジカル酸化は、ラ
ジカル発生剤または光と、酸素または酸素含有ガスとを
用いて約0℃〜約120℃、好ましくは20〜80℃で
行なうことができる。
アルコールは4−メチル−5・6−ジヒドロ−2H−ピ
ラン1モルあたり約2モル以上使用することが望ましく
、一般にアルコールを大過剰に用いて溶媒としての役割
を兼ねさせることが好ましい。
ただし所望ならばエーテル類、アミン類、炭化水素類、
二硫化炭素などから選ばれる適当な溶媒を使用しても何
ら差し支えない。
ラジカル発生剤としてはたとえばアゾビスイソブチロニ
トリル、過酸化ベンゾイル、過酸化ジ−t−ブチルなど
が用いられる。
ラジカル発生剤は通常一般に4−メチル−5・6−ジヒ
ドロ−2H−ピラン1モルあたり約0.005モル〜約
0.2モルの範囲内で使用される。
光照射の場合、約1000mμ以下、好ましくは300
〜800mμの範囲の波長の光を多く含む光を使用する
のがよい。
前記のラジカル酸化反応後、反応混合物をそのまま還元
処理に供することができる。
所望ならば溶媒の一部を除去しあるいは溶媒を置換する
などの処理を行なったのちに還元処理を行なってもよい
還元処理はたとえばNaBH4、LiAlH4、SO2
、亜硫酸塩などの一般的な還元剤を用いて約−20°〜
+80℃の温度で行なうことができる。
以上述べた方法により4−メチル−5・6−ジヒドロ−
2H−ピランから好収率で2・4−エポキシ−3−アル
コキシ−4−メチルテトラヒドロピランを得ることがで
きる。
後述の参考例に示すように光増感剤(たとえばローズベ
ンガル、メチレンブルー、ヘマトポルフイリンなど)の
存在下にアルコール中で光増感酸素化したのち還元処理
することによっても2・4−エポキシ−3−アルコキシ
−4−メチルテトラヒドロピランは得られるが、この場
合には一般に多量の3−ヒドロキシ−4−メチレンーテ
トラヒドロピラン 参考列1 金属マグネシウムで処理した無水メタノール500ml
、4−メチル−5・6−ジヒドロ−2H−ピラン19.
6gおよびローズベンガル0.5gを光反応用フラスコ
(500CC用)に仕込み、パイレツクスフィルターを
通して高圧水銀灯(100W)で光照射しながら(この
照射光のスペクトル分布は第1図のとおり)、ボンベよ
り酸素を5l/時の割合で吹き込み、室温(約23℃)
で攪拌しながら反応を行なった。
増感剤は退色した時点で0.5gずつ追加した。
反応中に時々サンプリングを行ない、0.1規定のNa
2S2O3で過酸化物の滴定を行なうことにより、反応
の進行を追跡した。
46時間の反応の後、反応混合物を四ツロフラスコに移
し、NaBH4 4.5gを水酸化ナトリウム水溶液(
NaOH 4.8g、水60ml)に溶かして攪拌しな
がらゆっくりと滴下した。
滴下終了後、室温で1時間、ついで40〜50℃に加熱
して2時間攪拌したのち、塩化アンモニウム飽和水溶液
で中和し、メタノールを約300ml留去してから水に
あけ、塩化メチレンで抽出した。
有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで
乾燥し、塩化メチレンを常圧で留去し、減圧蒸留して沸
点84〜90℃/20mmHgで2.9gの反応生成物
を得た。
この反応生成物はガスクロマトグラフより4成分の混合
物であることが確認された。
シリカゲル充填クロマト管とn−ヘキサン−イソプロピ
ルエーテル(展開剤)を用いてカラムクロマトグラフ法
により分取した試料のNMRスペクトルおよびIRスペ
クトル、ならびにポリエチレングリコールサクシネート
をカラム充填剤としヘリウムをキャリャーガスとしてガ
スクロマトグラフ法により分取した試料のNMRスペク
トルおよび質量スペクトルから、前記4成分はそれぞれ
次の構造を有する化合物であることが確認された。
NMR(CCI4、δ): 2.30(m、2H,a)、3.0〜4.1(m、6H
、bcde)、4.77(s、1H,f)、4.91(
s、1H、g) IR(neat、cm−1): 3400(−OH)、2960(C−H)、2850(
C−H)、1655(C=C)、1100(C−O−C
)、898(CH2MS(M/e): 114(M+)、96、84、83 NMR(CCI4、δ): 1.80(q、3H、a)、2.85(s、1H、b)
、3.93(m、2H,C)、3.3〜3.8(m、3
H、de).5.42(m、1H、f)IR(neat
、cm−1): 3400(−OH)、2960(C−H)、2850(
C−H)、1650(C=C)、1100(C−0−C
)、830(C=C:3置換) MS(M/e): 114(M+)、96、84 NMR(CC14、δ): 1.35(s、3H)、1.6 〜1.9(m、2H)
、2.67(s、1H)、3.38(s、3H)、3.
1〜3.8(m、2H)、4.59(s、1H)IR(
neat、cm−1): 2950(C−H)、1145(C−O−C)、106
5(C−O−C)、965(4員環エーテル) MS(M/e): 113(M+−OCH3)、97、84 NMR(CCl4、δ): 1.32(s,3H)、1.6〜1.9(m、2H)、
2.94(d、1H,j=3)、3.33(s、3H)
、3.1〜3.8(m、2H)、4.65(d、1H,
J=3) IR(neat、cm−1): 2960(C−H)、1145(C−O−C)、107
0(C−0−C)、965(4員環エーテル) MS(M/e): 113(M+−OCH3)、97、84 上記4成分の生成比はガスクロマトグラフの面積比より
(■):(■):(■′):(■″)=27:14:1
5:43であった。
参考例2 無水メタノール500mJに4−メチル−5・6−ジヒ
ドロ−2H−ピラン29.4gとローズベンガル0.8
gを溶かし、参考例1と同様の方法で約10℃で反応を
行なった。
46時間反応後、NaBH4 6.73gを水酸化ナト
リウム水溶液(NaOH7.2g、水90ml)に溶か
して滴下し、参考例1と同様にして還元処理を行なった
反応後、塩化アンモニウム飽和水溶液で中和し、メタノ
ール約300mlを留去してから参考例1と同様にして
、抽出、洗浄、乾燥した。
抽出溶媒を留去し、減圧蒸留すると沸点80〜89℃/
16mmHgで2:8gの反応生成物が得られた。
この生成物を参考例1と同様にして分析した結果、(■
)、(■)、(■′)および(■″)を36:21:1
0:33の割合で生成していることが確かめられた。
参考例3 二硫化炭素とメタノールの等量混合溶媒約350ml、
4−メチル−5・6−ジヒドロ−2H−ピラン29.4
gおよびローズベンガル0.5gを光反応用フラスコ(
300ml用)に仕込み、参考例1と同様の方法で約1
0℃で反応を行なった。
増感剤の退色の速さは参考例1および2のときよりも速
く、計5回ローズベンガルを追加した。
46時間反応後、二硫化炭素を留去し、NaBH46.
732を水酸化ナトリウム水溶液(NaOH3.6g、
水90ml)に溶かして滴下し、参考例1と同様にして
還元を行なった。
ついで塩化アンモニウム飽和水溶液で処理し、メタノー
ルを留去後、参考例1と同様にして抽出、洗浄、乾燥し
た。
抽出溶媒の塩化メチレンを留去したのち、減圧蒸留して
沸点81〜85℃/14mmHgで34の反応生成物を
得た。
この反応生成物を参考例1と同様にして分析した結果、
(■)、(■)、(■′)および(■″)が15:33
:33:11の割合で生成していることがわかった。
実施例1 4−メチル−5・6−ジヒドロ−2H−ピラン13.7
gをメタノール50mlに溶解し、酸素ガスを約3l/
hrで吹き込みながら30℃で高圧水銀灯光を46時間
照射した。
その後、参考例1と同様に還元処理し、大部分のメタノ
ールを留去した後、残留液からエーテルと塩化メチレン
を用いて抽出すると、2・4−エポキシ(別名、7−メ
トキシ−5−メチル−2・6−ジオキサビシクロ〔3・
1・1〕へプタン)−3−メトキシ−4−メチルテトラ
ヒドロピラン2.0gが得られた。
エクソ(exo)型とエンド(endo)型の割合は4
:1であった。
3−ヒドロキシ−4−メチレン−テトラヒドロピラン(
■)および4−メチル−5−ヒドロキシ−5・6−ジヒ
ドロ−2H−ピラン(■)の生成は認められなかった。
実施例2 4−メチル−5・6−ジヒドロ−2H−ピラン13.7
gをメタノール50mlに溶解し、アゾビスイソブチロ
ニトリル0.2gを加え、酸素ガスを約3l/hrで吹
き込みながら70〜73°に20時間加熱した。
その後、実施例1と同様に還元処理し、抽出すると、2
・4−エポキシ−3−メチルテトラヒドロピラン2.0
gが得られた。
エクソ型とエンド型の異性体比は3:1であった。
3−ヒドロキシ−4−メチレン−テトラヒドロピランお
よび4−メチル−5−ヒドロキシ−5・6−ジヒドロ−
2H−ピランの生成は認められなかった。
実施例3 実施例2と同様の反応をメタノールのかわりにイソプロ
ピルアルコールを用いて行なうと、2・4−エポキシ−
3−イソプロポキシ−4−メチルテトラヒドロピラン(
別名7−イソプロピルオキシ−5−メチル−2・6−ジ
オキサビシクロ〔3・1・1〕へブタン)2.3gが得
られた。
エクソ型とエンド型の割合は3:1であった。
エンド−7−イソプロピルオキシ−5−メチル−2・6
−ジオキサピシクロ〔3・1・1〕へプタン b.p.94−97°/17mmHg、 η20D1.4432 NMR(CCl4、δ) 1.14(d、3H、Jag=6Hz a or b)
1.18(d、3H、Jbg=6Hz b or a)
1.32(s、3H、c) 1.77(m、2H、d) 2.62(s、1H、e) 3.40(m、2H、f) 3.88(sep、1H、g) 4.78(s、1H、h) IR(neat、cm−1) 1270、1050(−COC)、1205、920、
780 エクソ−7−イソプロピルオキシ−5−メチル−2・6
−ジオキサビシクロ〔3・1・1〕ヘプタン b.p.94−96°/17mmHg, NMR(CCI4、δ) 1.15(d、3H、Jag=6Hz、a or b)
1.20(d、3H、Jbg=6Hz、b or a)
1.34(s,3H,c)1.70(m、2H,d)2
.87(d、1H,Jeh=4Hz,e)3.45(m
、2H、f)3.72(sep、1H、g)4.86(
d、1H,Jeh=4Hz,h)IR(neat、cm
−1) 1265、1035(−COC−)、1135、105
0、870 なお、3−ヒドロキシ−4−メチレン−テトラヒドロピ
ランおよび4−メチル−5−ヒドロキシ−5・6−ジヒ
ドロ−2H−ピランの生成は認められなかった。
実施例4 実施例2と同様の反応をメタノールのかわりにベンジル
アルコールを用いて行なうと、2・4−エポキシ−3−
ペンジルオキシ−4−メチルテトラヒドロピラン(別名
7−ペンジルオキシ−5−メチル−2・6−ジオキサビ
シクロ〔3・1・1〕へブタン)3.0gが得られた。
エクソ型とエンド型の割合は4:1であった。
エンド−7−ペンジルオキシ−5−メチル−2・6−ジ
オキサビシクロ〔3・1・1〕へブタンb,p.125
−128°/0.35mmHgNMR(CCl4、δ) 1.33(s、3H、a)1.77(m、2H,b)2
.72(s,1H、c)3.42(m、2H、d)4.
50(d、1H、J=12Hz e or f)4.5
5(d、1H、J=12Hz f or e)4.78
(s、1H,g)7.23(s,5H,h)IR(ne
at、cm−1) 3060、3020、1495(フエニル基)、127
0、1045(−COC−),1145、1110、9
25、1080、1020、735、695(モノ置換
フエニル) エクソ−7−ペンジルオキシ−5−メチル−2・6−ジ
オキサピシクロ〔3・1・1〕へブタンb,p,125
−128°/0.35mmHg、m.p.29.5−3
0.0° NMR(CCl4、δ) 1.34(s、3H、a)1.72(m、2H,b)2
.89(d,1H,J=4Hz,c) 3.50(m、2H、d)4.50(d、1H,J=1
2Hz e or f)4.65(d、1H、J=12
Hz f or e)4.80(d、1H、J=4Hz
、g)7.23(s、5H、h) IR(neat、cm−1) 3060、3030、1605、1500(フエニル基
)、1270、1050(−COC−)、1150、8
60、1080、1030、730、690(モノ置換
フエニル)
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例に用いた高圧水銀灯(ウシオ電機製UM
−102)から発する光のスペクトル分布を示した図面
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 4−メチル−5・6−ジヒドロ−2H−ピランをア
    ルコールの存在下にラジカル酸化し、ついで酸化生成物
    を還元処理することを特徴とする2・4−エポキシ−3
    −アルコキシ−4−メチルテトラヒドロピランの製造法
JP50058087A 1975-05-15 1975-05-15 2 4− エポキシ −3− アルコキシ−4− メチルテトラヒドロピランノセイゾウホウ Expired JPS589113B2 (ja)

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