JPS5921957B2 - α−メチレン−γ−ブチロラクトン類の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ５ 本発明はα−メチレンーγ−ブチロラクトン類の新
規な製造法に関する。

α−メチレンーγ−ブチロラクトン類は生物学上活性な
天然物たとえば制ガン剤、抗生物質の骨核として、各種
文献？Ｃ記載され、医薬品分野に訃いて開発が期待され
ている化合物である。

かかるα−メチレン−γ−ブチロラクトン類の製造法と
しては、従来より、β，γ−アセチレンアルコールをカ
ルボニル化する方法、α−ホルミルラクトンの環元脱水
法、置換−シクロプロバンの環拡大化方法、γ−ラクト
ニリデンドリフエニルホスフオランとホルマリンとを反
応させる方法などが知られている（たとえば「Ｓｙｎｔ
ｈｅｓｉｓ」６７（１９７５），Ｐ．Ａ．ＧｒｉｅｃＯ
参照）。

しかしながら、これらの方法はいずれも収率が低いとか
、操作が煩雑であるとか、原料が高価であるとかあるい
は入手困難であるとかなどの種々の問題点を有しており
、実用的なものとはいえない。本発明者らは、かかる従
来法の欠点を解消すべく種々研究を重ねた結果、―般魚
Ｄ（式中、Ｒｌ，Ｒ２｝よびＲ３はそれぞれ水素または
炭素数１〜８個のアルキル基を示す。

なおＲ１とＲ２またはＲ１とＲ３とが結合して５〜７員
環を形成しているばあいもある。Ｒ４は炭素数１〜４個
のアルキル基、フエニル基またはシクロヘキシル基を示
す）で示されるα一カルボキシ一α−チオ置換一メチル
一γ−ブチロラクトン類を水層に溶解してなる電解溶液
と有機層とによる不均一構造となし、前記電解溶液を前
記有機層とその界面で接触させながら有機電解合成反応
に供するときは、目的とする一般式８る）で示されるα
−メチレン−ｒ−ブチロラクトン類が選択的に有機層に
移り、二次的な電解反応が防止され、したがつて高収率
で目的物をうることができるという驚くべき顕著な効果
がえられるという事実を見出し、本発明を完成するにい
たつた。

本発明に｝いて出発原料となる一般式』で示されるα一
カルボキシ一α−チオ置換−メチル−γ−ブチロラクト
ン類は入手容易な化合物であり、このＬうな一般式（４
）で示されるγ−ブチロラクトン類の具体例としては、
たとえばα一カルボキシーα−メチルメルカプトメチル
−γ−ブチロラクトン α一カルボキシ一α−プロピル
メルカプト〜メチル一γ−プチロラクトン、α一カルボ
キシ一α−チオフエノキシメチル一ｒ−ブチロラクトン
、Ｒ，γ−テトラメチレン−α一カルボキシ一α一メチ
ルメルカブトメチル一γ−ブチロラクトン、γ，ｒ−ペ
ンタメチレン一α一カルボキシ一α一メチルメルカプト
メチル一ｒ−プチロラクトン、γ，γ−テトラメチレン
−α一カルボキシ一α−ブチルメルカプトメチル−γ−
プチロラクトン、γ，γ−ヘキサメチレンニα一カルボ
キシ一α一エチルメルカプトメチル一γ−ブチロラクト
ン、α一カルボキシ一α−メチルメルカプトメチル−ｒ
−メチル−γ−ブチロラクトン、α一カルボキシ一α一
エチルメルカブトメチル一γ−ブチル一ｒ−ブチロラク
トン、α一カルボキシ一α−プロピルメルカプトメチル
−γ−オクチル−γ−ブチロラクトン、α一カルボキシ
一α−ブチルメルカブトメチル一β−メチル−γ−メチ
ル−γ−ブチロラクトン、α一カルボキシ一α−メチル
メルカブトメチル一β−ブチル−γ一エチル一γ−プチ
ロラクトン、β，ｒ−テトラメチレン−α一カルボキシ
一α−メチルメルカブトメチル一γ−プチロラクトン、
β，γ−ヘキサメチレン−α一カルボキシ一α一エチル
メルカプトメチル一ｒ−プチロラクトン、β，γペンタ
メチレン一α一カルボキシ一α−プロピルメルカプトメ
チル−γ−ブチロラクトンなどがあげられる。

本発明の有機電解合成反応に用いられる支持電解質とし
ては、たとえば過塩素酸リチウム、過塩素酸マグネシウ
ム、過塩素酸四級アルキルアンモニウム、過塩素酸四級
アンモニウム、四フツ化ホウ素四級アルキルアンモニウ
ム、四フツ化ホウ素四級アンモニウム、ハロゲン化四級
アルキルアンモニウム、ハロゲン化四級アンモニウム、
アルカリ金属の・・ロゲン化物、硝酸四級アルキルアン
モニウム、パラトルエンスルホン酸四級アルキルアンモ
ニウムなどがあげられる。

このような支持電解質の例示中に訃いて、アルキル基と
はメチル基、エチル基またはプロピル基をいい、アルカ
リ金属とはリチウム、ナトリウムまたはカリウムをいい
、・・ロゲンとは塩素、臭素、沃素をいう。かかる支持
電解質は、０．１〜１０ｗ／ｖ％、好ましくは１〜５ｗ
／ｖ％の濃度の溶液にされ、該溶液は一般式』で示され
るα一カルボキシ一α−チオ置換−メチル−γ−ブチロ
ラクトン類１モルに対して１〜１０ｔ１好ましくは２〜
５ｔの範囲で使用されて前記電解溶液の水層を構成する
。

本発明Ｖｃ卦いては、出発原料として用いる一般式（４
）で示されるα一カルボキシ一γ−ブチロラクトン類を
、相当するアルカリ金属、アルカリ十類金属、アンモニ
ア、アミンなどの塩として、電解溶液の水層に溶かした
状態で反応が実施される。本発明に訃いて有機層を構成
する溶謀としては、たとえばベンゼン、トルエンなどの
芳香族炭化水素、エチルエーテル、プロピルエーテルな
どの脂肪族エーテル類、ジクロルメタン、ジクロルエタ
ンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素、ｎ−ヘキサン、ｎ
−ヘプタンなどの脂肪族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブ
チルなどの低級脂肪族カルボン酸エステルなどが単独で
または２種以上混合して使用される。かかる有機溶媒の
使用量は、反応生成物である一般式８で示されるα−メ
チレン−γ−ブチロラクトン類を充分に抽出できる量で
あればとくに限定されないが、通常は出発原料である一
般式（４）で示されるα一カルボキシ一ｒ−ブチロラク
トン類１モルに対して０，５〜５ｔの範囲である。本発
明に訃いて反応温度としては、０〜１００℃の範囲が採
用されるが、より好ましくは３０〜５０℃の範囲である
。

反応時間は電流密度との関係で限定することができない
が、通常は５〜１８時間の範囲が採用される。

本発明に｝いて用いられる電極としては、通常市販され
ている電解用の白金、炭素、ステンレス、鉄などを素材
とした電極、あるいは炭素または酸化チタンなどの電導
性金属酸化物を網状などの特殊な形状の電極に加工した
もの、さらにはそれらの表面を酸化膜をつくる他の金属
で蒸着メツキした電極などがあげられる。

本発明Ｖｃ卦いて有機電解合成反応は、定電圧で行なう
ことができるが、一般に用いられる電流密度規制、電位
規制の方法でも実施することができる。

電解装置ならびに操作を簡単にするため、電極電位に若
千の変動があるが、単に端子電圧を１〜１０、好ましく
は１．５〜３の範囲で一定に保つて有機電解合成反応を
行なつても、本発明に｝いても目的物質を収率よくうる
ことができる。そして前記のような電圧範囲ＶＣ卦いて
電流密度は１〜１０Ａ／Ｄｍ２の範囲で有機電解合成反
応が行なわれる。有機電解合成反応終了後、有機層を分
離し、水層をエーテル、ベンゼンなどで抽出し、抽出液
と有機層を集め、水洗後、無水硫酸ナトリウムなどで乾
燥し、済別後、炉液を減圧下で濃縮すれば一般式虹で示
されるα−メチレン−ｒ−ブチロラクトン類の粗生成物
がえられる。

そして該粗生成物を蒸留法、再結晶法、カラム法などに
より精製することによつて純粋な一般式（有）で示され
るα−メチレン−γ−ブチロラクトン類がえられる。前
述のごとき本発明の方法によつてえられる一般式８で示
されるα−メチレン−γ−ブチロラクトン類の具体例と
しては、たとえばα−メチレン−γ−ブチロラクトン、
α−メチレン−γ−メチル−γ−ブチロラクトン、α−
メチレン−β，γジメチル−γ−ブチロラクトン、α−
メチレン−γ−ブチル−γ−ブチロラクトン、α−メチ
レン−γ−オクチル−ｒ−ブチロラクトン、α−メチレ
ン−β−ブチル−γ一エチル一γ−ブチロラクトン、α
−メチレン−β−オクチル−γ−ブチル−ｒ−ブチロラ
クトン、α−メチレン−β，γ−テトラメチレン−γ−
ブチロラクトン、α−メチレン−β，ｒ−ペンタメチレ
ン一ｒ−ブチロラクトン、α−メチレン−β，γ−ヘキ
サメチレン−γ−ブチロラクトン、α−メチレン−Ｒ，
γ−テトラメチレン−γ−ブチロラクトン、α−メチレ
ン−γ，γ−ペンタメチレン一γ−ブチロラクトン、α
−メチレン−γ，γ−ヘキサメチレン−γ−ブチロラク
トン、α−メチレン−β−メチル−γ，γ−テトラメチ
レン−γ−ブチロラクトン、α−メチレン−β−オクチ
ル−γ，γ−ヘキサメチレン−ｒ−ブチロラクトンなど
があげられる。つぎに実施例をあげて本発明の方法を説
明する。実施例 １α一カルボキシ一α−チオフエノキ
シメチル一γ−ブチロラクトン４６ワ、１０（！）過塩
素酸リチウム水溶液１５町、トリエチルアミン０．２５
ｍ２、ベンゼン５ユを加えて、不均一の二層溶液とした
。

この二層溶液の水層に２本の白金電極板（１．５則×２
ｃｓｎ２）を漬け、反応温度３０〜４０℃で３Ｖの定電
圧、電流密度２〜５Ａ／Ｄｒｎ２で１２時間有機電解合
成反応を行なつた。電解後、有機層を分離し水層をエー
テルで抽出した。抽出液と有機層を集め、水洗後、無水
硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過したのち、済液を減圧下
で濃縮した。えられた残渣物を薄層クロマトグラフイ一
にかけ、ほとんど純粋なα−メチレン−γ−ブチロラク
トンをえた。えられたα−メチレン−γ−ブチロラクト
ンの沸点は５０〜５３℃／０．４５ｍｍＨｆであつた。

な ｚお収量は１７．６ηであり、これは理論収率の９
５％であつた。元素分析値： ＩＲスペクトル： ４●νｖ〜Ｕ▲息ＸＵ−響▲▲ムノ〜 Ｑ●Ｊｌｌ＼ｌ
〜 Ｂｌｌノ実施例 ２α一カルボキシ一α−チオフエ
ノキシメチル一β，γ−テトラメチレン−γ−ブチロラ
クトン５７η、１０％過塩素酸リチウム水溶液１５ｍ２
、エチルエーテル５ｍｅ１苛性ソーダ７．５７７？！７
を加えて、不均一の二層溶液とした。

この二層溶液の水層に２本の白金電極板（１．５（１］
］×２ｃｓｒ１）を漬け、反応温度３０〜４０℃で３Ｖ
の定電圧、電流密度２〜５Ａ／Ｄｍ２で１２時間有機電
解合成反応を行なつた。電解後、有機層を分離し、水層
をエーテルで抽出した。抽出液と有機層とを集め、水洗
後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過したのち、済液
を域圧下で濃縮した。えられた残渣物を薄層クロマトグ
ラフイ一にかけ、ほとんど純粋なα−メチレン−β，γ
−テトラメチレン−γ−ブチロラクトンをえた。えられ
たα−メチレン−β，γ−テトラメチレン−γ−ブチロ
ラクトンの融点は３８〜４０℃であつた。

な訃収量は２６ｍＩｉであり、これは理論収率の９２％
であつた。元素分析値： ＼Ｖ υノ１具υ● νｕμ ＼−ν１１２ノ実施例
３α一カルボキシ一α−チオフエノキシメチル一γ−
ｎ−オクチル−γ−ブチロラクトン６８ワ、トリエチル
アミン０．２５ｍ２を加え、これに水１５々と過塩素酸
リチウム２００ｍｆを加え、さらにエーテル３ｗｔ１ベ
ンゼン２ｍ２を加えて、不均一の二層溶液とした。

この二層溶液の水層に２本の白金電極板（１．５ｃｗ１
Ｘ２巾２ ）を漬け、反応温度２０〜３０℃で３の定電
圧、電流密度２〜５Ａ／Ｄｍ２で１２時間有機電解合成
反応を行なつた。電解後、有機層を分離し、水層をエー
テルーベンゼン混合液（容量比１：１）で抽出した。有
機層と抽出液を集め、水洗後、無水硫酸ナトリウムで乾
燥し、ろ過したのち、戸液を減圧下で濃縮した。えられ
た残渣物をシリカゲルクロマトグラフイ一で精製してα
−メチレン−ｒ−ｎ−オクチル−γ−ブチロラクトン３
８ηをえた。収率は理論収率の９２％であつた。実施例
４ α一カルボキシ一α−チオフエノキシメチル一γ，γ−
ペンタメチレン−γ−プチロラクトン７５η、トリエチ
ルアミン０．２５ｍ２、水１５ｍ２、過塩素酸リチウム
２００ηを加え、さらにエーテル３〜、ベンゼン２榴を
加えて、不均一の二層溶液とした。

この二層溶液の水層に白金電極板（１．５ｃｎ］×２ｃ
ｍＩ）を漬け、反応温度４０〜５０℃で４の定電圧、電
流密度２〜３Ａ／Ｄｍ２で５時間電解を行なつた。電解
後、有機層を分離し、水層をベンゼンで抽出じた。有機
層と抽出液とを集め、水洗後、無水硫酸ナトリウムで乾
燥し、沢過したのち、淵液を減圧下で濃縮した。えられ
た残渣物をシリカゲルカラムで精製し、さらに減圧蒸留
してα−メチレン−γ，γ−ペンタメチレン一γ−ブチ
ロラクトン３０７７Ｖをえた。収率は理論収率の７８％
であつた。えられたα−メチレン−γ，γ−ペンタメチ
レン一γ−ブチロラクトンの沸点は７３℃／０．００８
ｍｍＨｇであった。

元素分析値： 理論値（％）：Ｃ７２．２６ Ｈ８．４９実測値（％）
：Ｃ７２．２１ Ｈ８．４４ＩＲスペクトル。

１Ｈ−ＮＭＲ： １３Ｃ−ＮＭＲ：

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）（式中、Ｒ
   ＿１、Ｒ＿２およびＲ＿３はそれぞれ水素または炭素数
   １〜８個のアルキル基を示す。 なおＲ＿１とＲ＿２またはＲ＿１とＲ＿３とが結合して
   ５〜７員環を形成しているばあいもある。Ｒ＿４は炭素
   数１〜４個のアルキル基、フェニル基またはシクロヘキ
   シル基を示す）で示されるα−カルボキシ−α−チオ置
   換−メチル−γ−ブチロラクトン類を水層に溶解してな
   る電解溶液と有機層とによる不均一構造となし、前記電
   解溶液を前記有機層とその界面で接触させながら有機電
   解合成反応に供することによつて、一般式（II） ▲数式、化学式、表等があります▼（II）（式中、Ｒ＿
   １、Ｒ＿２およびＲ＿３は前記と同じである）で示され
   るα−メチレン−γ−ブチロラクトン類をうることを特
   徴とするα−メチレン−γ−ブチロラクトン類の製造法
   。 ２ 一般式（II）で示されるα−メチレン−γ−ブチロ
   ラクトン類がα−メチレン−γ−ブチロラクトン、α−
   メチレン−β，γ−テトラメチレン−γ−ブチロラクト
   ン、α−メチレン−γ−ｎ−オクチル−γ−ブチロラク
   トンおよびα−メチレン−γ，γ−ペンタメチレン−γ
   −ブチロラクトンよりなる群から選ばれた少なくとも１
   種である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 一般式（ I ）で示されるα−カルボキシ−α−チ
   オ置換−メチル−γ−ブチロラクトン類を、相当するア
   ルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニアまたはアミ
   ンの塩として、電解溶液の水層に溶解した状態で反応を
   行なう特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 水層が一般式（ I ）で示されるα−カルボキシ−
   α−チオ置換−メチル−γ−ブチロラクトン類１モルに
   対して１〜１０ｌの割合で構成される特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ５ 有機層が一般式（ I ）で示されるα−カルボキシ
   −α−チオ置換−メチル−γ−ブチロラクトン類１モル
   に対して０．５〜５ｌの割合で構成される特許請求の範
   囲第１項記載の方法。