JPS621949B2

JPS621949B2 -

Info

Publication number: JPS621949B2
Application number: JP57068034A
Authority: JP
Inventors: Fuubaa Ururitsuhi; Yakobu Uiruto Hansu
Original assignee: L Givaudan and Co SA
Current assignee: Givaudan SA
Priority date: 1977-08-11
Filing date: 1982-04-22
Publication date: 1987-01-16
Also published as: LU77955A1; JPS57183775A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はフラノン類の製造における中間体とし
て有用な新規化合物に関するものである。フラノ
ン類は以下の一般式（）を有する化合物であ
る。

（式中、Ｒは水素原子、メチル基又はエチル基
を示す。）この式中において、２個のＲは同一又は異なつ
た意味を有する。式（）の化合物は、一般式（Ｒは前記と同じ意味を有する。）をシアノヒドリン開裂させることにより製造され
る。

シアノヒドリン開裂は加熱によつても、又は、
塩基触媒によつても行うことができる。

加熱によるシアノヒドリン開裂においては、式
（）の化合物を約50℃〜400℃、特に約80℃〜
250℃の温度に加熱するのが便利である。

塩基触媒によるシアノヒドリン開裂において
は、式（）の化合物を塩基で処理し、塩基は触
媒量（例えば1/1000〜1/10当量）で使用するのが
便利であるが、もつと多量（例えばモル単位）で
も使用できる。

その塩基の性質は、臨界的ではない。使用でき
る塩基の例としては、無機塩基、例えば、アルカ
リ金属の水酸化物（例えば水酸化ナトリウム）、
アルカリ土金属の水酸化物（例えば水酸化カルシ
ウム及び水酸化マグネシウム）、アルカリ金属の
炭酸塩（例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム）、アルカリ金属の重炭酸塩（例えば重炭酸ナ
トリウム）、アンモニア、他の塩基性塩（例えば
リン酸ナトリウム、リン酸水素カリウム、硼
砂）、塩基性の緩衝系（例えば重炭酸ナトリウ
ム／炭酸ナトリウム、リン酸水素カリウム／リン
酸カリウム等）、有機塩基（例えばトリエチルア
ミン、ピリジン、モルホリン等のアミン類）、強
塩基と有機酸との塩（例えば酢酸ナトリウム、ギ
酸ナトリウム、シユウ酸ナトリウム、クエン酸ナ
トリウム、乳酸ナトリウム）又は塩基性イオン交
換体（例えばAmberlite IRA 400，Dowex2等）
がある。

塩基触媒によるシアノヒドリン開裂は気相又は
液相中で行う事ができる。溶媒の存在は必要では
ないが存在した方が便利である。

塩基触媒によるシアノヒドリン開裂は、好まし
くは、50℃〜200℃特に約100℃の温度で行なわれ
る。

溶媒の性質は臨界的ではない。極性溶媒、例え
ば水、アンモニア、アルコール又は非極性溶媒例
えばトルエン、ベンゼン、エーテル、石油エーテ
ル等を使用する事ができる。

望ましい系は、OH型／水の塩基性イオン交
換体又はシユウ酸ナトリウム等の有機酸の塩／
水、又は約100℃の温度におけるピリジン／トル
エンである。

式（）で示される化合物は新規物質であり本
発明を成している。

式（）で示される化合物は、一般式（式中のＲは前記と同じ意味を有する。）の化合物を酸化することによつて、有利に作るこ
とができる。

特に適している酸化剤は、カロ酸のアルカリ金
属塩、すなわち、ペルオクソ硫酸のアルカリ金属
塩、例えば、式KHSO₅を有するペルオクソ硫酸
水素カリウムである。望ましい酸化剤としては
“Caroate”の商品名の市販品である。

カロ酸塩は１〜2.5当量、特に1.1〜1.5当量の範
囲で便利に用いられる。

酸化は、好ましくは、極性溶媒、例えば水、ア
ルコール、アセトン又はアセトニトリル又はこれ
らの混合物中において、行う事ができる。

酸化が便利に行なわれる媒体のPHは、約３〜11
であり、炭酸塩、リン酸塩、クエン酸塩、ホウ酸
塩、NH₃／NH₄ ⁺又はシユウ酸塩タイプのそれ自
体知られた緩衝系によつて生じることができる。

酸化は、例えば−10℃〜60℃の間の温度、好ま
しくは、０℃〜20℃の間で行うことができる。

式によつて示される化合物は、一般式Ｒ−CH＝CH−CN （）のニトリルと、一般式（式中、Ｒは前記の意味を有し、R₁は低級ア
ルキルを表わす。）のエステルとを反応させることにより、有利に得
ることができる。

式のニトリルと式のエステルとの反応は、
高められた温度、例えば40℃〜100℃、特に約60
℃で、便利に行うことができる。その反応は又、
より低い温度においても行う事ができる（例えば
室温）。しかし、この温度では副産物の生成がみ
られる。これらの副産物は、式で示される化合
物を製造する過程において（例えば弱塩基性媒質
中における抽出によつて）除去されねばならな
い。

式のニトリルと式のエステルとのモル比
は、好ましくは、１：１である。

この反応は、塩基及び溶媒の存在のもとに、便
利に行われる。

塩基として、１〜２当量、特に１〜1.3当量の
強塩基、例えば水酸化ナトリウム等の水素化物、
カリウムアミド、リチウムジイソプロピルアミド
等のアミド、水酸化ナトリウム等の水酸化物、ナ
トリウムエチラート又はカリウムイソプロピラー
ト等のアルコラート又はナトリウム、カリウム等
の金属類が便利に用いられる。

溶媒としては、極性の、好ましくは中性溶媒が
特に用いられる。これらの溶媒の例としては、テ
トラヒドロフラン、ジオキサン、ダイグライム、
ジエチルエーテル及びジイソプロピルエーテル等
のエーテル類、ニトロメタン、ニトロベンゼン等
のニトロ化合物、アセトニトリル、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルスルホキシド等のニトリル類
がある。このうち、エステル類が特に好ましい。

陽性（protic）溶媒の例としては第３ブタノー
ル及びイソプロパノール等のアルコール類があ
る。

式によつて示される化合物は知られており、
これらは調味付与物質として有用である。

以下、実施例により本発明を説明する。

実施例１ａ水酸化ナトリウム24g（１モル）を溶解した
テトラヒドロフラン500mlに乳酸エチル130ｇ
（1.1モル）を滴下によつて少量ずつ加える。こ
の灰かつ色の溶液に、還流温度において、クロ
トン酸ニトリル73.7ｇ（1.1モル）を溶解した
60mlテトラヒドロフランを加え、その混合液を
その後更に90分間還流する。冷却後、５規定塩
酸250mlで処理し、エーテルで３回抽出する。
集めたエーテル層を水で３回洗浄し、硫酸ナト
リウムで乾燥し、濃縮すると沸点109〜111℃／
18トルの２，５−ジメチル−４−シアノ−テト
ラヒドロフラン−３−オン133，６ｇ（収率96
％）が得られる。3mカラム、Chromosorb（商
標）支持２％Carbowax（商標）についての、
ガスクロマトグラフイーによる同定：2.9と3.2
分の保持時間が200℃（ジアステレオマー混合
物）で測定された。ｎ^Ｄ _２０＝1.450を示す。

ｂ前述の環状ニトリル７ｇと重炭酸ナトリウム
21ｇをフラスコ中の400mlの水に溶解し、水80
mlにCaroat（Degussa社製）25ｇを溶かした溶
液で10℃りにおいて処理する。30分後、それぞ
れ150mlの酢酸エチルで４回抽出し、集められ
た有機溶媒層を硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮
すると、沸点約95℃／0.04トルの２，５−ジメ
チル−４−ヒドロキシ−４−シアノ−テトラヒ
ドロフラン−３−オンのジアステレオマー混合
物4.3ｇ（収率55％）が得られる。ｎ^Ｄ _２０＝
1.468，IR：３，400nm（強吸収），３，
010nm、２，970及び２，910nm（二重吸収）、
２，280nm（弱吸収）、１，780nm（中程度吸
収）、１，385nm（強吸収）、１，110nm（強吸
収） c₁ 前述のシアノヒドリン５ｇとイオン交換体
Dowex2（OH型）7.5ｇを水30ml中で１時間
環流し、その後その混合物をろ過する。このろ
過液を塩化ナトリウムで飽和し、それぞれ80ml
の酢酸エチルで４回抽出する。集められた有機
層を硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮すると放置
によつて結晶化する２ｇ（収率50％）のある種
の油が得られる。薄層クロマトグラフイー及び
NMRによつて４−ヒドロキシ−２，５−ジメ
チル−３（2H）−フラノンと同定される。

C₂ 前述のシアノヒドリン１ｇとトリエチルア
ミン0.7ｇをトルエン10ml中で15分間還流す
る。５ｇのKieselgel（Merck社製）を加え、
その混合液をろ過する。それを濃縮すると0.34
ｇの４−ヒドロキシ−２，５−ジメチル−３
（2H）−フラノンが得られる。

実施例２ａブチルグリコレート72.6ｇ（0.55モル）を少
量ずつ水素化ナトリウム12ｇ（0.5モル）を溶
かしたテトラヒドロフラン500mlに滴下する。
その結果できる緑かつ色の混合液をクロトン酸
ニトリル36.9ｇを溶かした50mlテトラヒドロフ
ランによつて還流温度で処理し、この温度を90
分間維持する。冷却後重炭酸ナトリウム溶液で
PH９に調整しエーテルで３回洗浄する。この水
層を塩酸でPH１まで酸性化し、エーテルで４回
抽出する。エーテル層を乾燥、濃縮化すると沸
点112゜〜116℃／13トルの４−シアノ−５−メ
チル−テトラヒドロフラン−３−オン29.1ｇが
得られる。ガスクロマトグラフイー
（Carbowax，180℃）：１ピーク、IR（薄膜
法）：2250（多重吸収CN）、1783（単吸収、Ｃ
＝０）ｂ前述の環状ニトリル3.1ｇ、重炭酸ナトリウ
ム10.5ｇ及び水酸化ナトリウム２ｇをフラスコ
中の30mlの水に溶解し、水35mlにCaroat
（Degussa社製）11ｇを溶かした溶液によつて
15〜20℃で処理する。30分後この混合液をそれ
ぞれ35mlの酢酸エチルで５回抽出し、集まつた
酢酸エチル層を乾燥、濃縮する。2.2ｇ（理論
値の63％）の４−シアノ−４−ヒドロキシ−５
−メチル−テトラヒドロフラン−３−オンが得
られる。これは、淡かつ色のオイル状であり、
ガスクロマトグラフイーで１ピークを示す。又
NMR（重水素ランプ型）では、5.7ppmで１つ
のOH基を示すピークと同時に3.3〜4.7ppmと
１〜１・8ppmの間で複雑な多重ピークが現わ
れる。

ｃこの結果生じるシアノヒドリン1.07ｇとグル
コン酸ナトリウム2.0ｇとを水15ml中で15分間
還流する。この混合液を酢酸エチルで５回抽出
しこの酢酸エチル層を乾燥、濃縮すると４−ヒ
ドロキシ−５−メチル−３（2H）−フラノン
0.42ｇが得られる。この再結晶物（融点111゜
〜120℃）は以下のNMR（重水素ランプ型）を
示す。7.3ppm（単共鳴1H，OH）、4.5〜
4.65ppm（多重共鳴3H，CH₃）。

実施例３ａ水素化ナトリウム8.7ｇ（0.2モル）をテトラ
ヒドロフラン100ml中に懸濁しこの懸濁液に乳
酸エチル23.6ｇ（0.2モル）を加えて90分間室
温にてかくはんする。その後60℃でアクリロニ
トリル9.5ｇ（0.18モル）を少量ずつ添加しこ
の混合液を90分間還流する。そして、水200ml
中に注ぎ入れ、それぞれ100mlのエーテルで２
回洗浄する。こうして得られた水層を２規定塩
酸によつてPH１に調整し、それぞれ150mlのエ
ーテルで３回抽出する。エーテル層を乾燥、濃
縮すると、沸点116゜〜118℃／14mmHgの４−
シアノ−２−メチルテトラヒドロフラン−３−
オン20.1ｇ（89％）が得られる。IR：2250
（CN）、1780（Ｃ＝Ｏ）；NMR（重水素ランプ
型）：1.37ppm＝重共鳴（CH₃）、3.4〜4.9ppm
多重共鳴）。

ｂ前述の化合物を実施例2b）に記載した方法
と同様の方法で処理する。収率71％で４−シア
ノ−４−ヒドロキシ−２−メチルテトラヒドロ
フラン−３−オンがジアステレオマー混合物の
形で得られる。IR：3350（OH）、2290弱吸収
（CN）、1785及び1730（Ｃ＝Ｎ）、NMR
（CDCl₃）：1.4〜1.7ppm多重共鳴（CH₃）、3.7
〜4.8ppm多重共鳴（３×ＯＣ−Ｈ）、7.1単
共鳴（OH）。

ｃこの結果生じるシアノヒドリン３ｇを酢酸ナ
トリウム2.2ｇと一緒に水40ml中に溶かし、こ
の溶液を15分間70℃りまで加熱する。そしてこ
の混合液をそれぞれ50ml般の塩化メチレンで５
回抽出する。この塩化メチレン層を乾燥、濃縮
すると、結晶性の４−ヒドロキシ−５−メチル
−３（2H）−フラノン150mg（６％）が得ら
れ、これは実施例2c）に従つて得られるものと
同一である。

実施例４ａナトリウム2.3ｇ（0.1モル）をイソプロパノ
ール50mlに溶解し、冷却しつつこの溶液をエチ
ル２−ヒドロキシブチレート14.5ｇ（0.11モ
ル）で処理する。クロトン酸ニトリル7.4ｇ
（0.11モル）を還流温度で少量ずつこれに滴下
し、つづいてこの混合液を更に90分間還流す
る。混合物を水100ml中に注ぎ入れそれぞれ100
mlの塩化メチレンによつてPH11で２回洗浄す
る。この水層を濃塩酸でPH１に調整し、それぞ
れ100mlの塩化メチレンで５回抽出する。集め
た有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮する
と、沸点254℃の２−エチル−４−シアノ−５
−メチル−テトラヒドロフラン−３−オン（ジ
アステレオマー混合物）10.2ｇ（66％）が得ら
れる。

IR：2370（Ｃ＝Ｎ）、1775（Ｃ＝Ｏ）、 MS：153，138，125，68（100％）。

ｂ前述のニトリル６ｇをホウ砂3.8ｇ及び水酸
化ナトリウム3.2ｇと一緒に水40ml中に溶解
し、この溶液をCaroat17ｇを含む溶液で処理
する。30分後、この混合液を希釈硫酸（１：
１）で酸性化し、それぞれ50mlの酢酸エチルで
４回抽出する。乾燥、濃縮後、２−エチル−４
−シアノ−４−ヒドロキシ−５−メチル−テト
ラヒドロフラン−３−オン5.5ｇ（83％）が得
られる。

IR：3350（OH），2240弱吸収（CN），1780
及び1720（Ｃ＝Ｏ），NMR（CDCl₃）：0.8〜
2.2ppm多重共鳴、3.5〜4.9ppm多重共鳴、6.2
単共鳴（OH）。

ｃ前項に従つて得られた化合物５ｇを水40mlに
溶解し、この溶液を２規定硫酸でPH１に調整す
る。４時間還流後、この混合液を冷却し、それ
ぞれ50mlの塩化メチレンで５回抽出する。この
塩化メチレン層を硫酸ナトリウムで乾燥、濃縮
すると２−エチル−４−ヒドロキシ−５−メチ
ル−３（2H）−フラノンと、５−エチル−４−
ヒドロキシ−２−メチル−３（2H）−フラノン
の混合物が得られる。

MS：142（100％），127，114，99，85，71，
57，４， IR：3250（OH），1690（Ｃ＝Ｏ），1615強吸
収（Ｃ＝Ｃ）。

実施例５ａ実施例1a）のクロトン酸ニトリルの代りに
D.Ma ｃ Peek等の方法（J.Am.Chem.
Soc.81，680〔1959〕）に従つて調整された２−
ペンテン酸ニトリル89.1ｇ（1.1モル）を使用
すると収率54％で５−エチル−４−シアノ−２
−メチル−テトラヒドロフラン−３−オンが得
られる。ｎ^２０ _Ｄ＝1.4552， IR：2250（CN），1778（Ｃ＝Ｏ）， MS：153，125，96，82（100％）。

ｂこの結果得られるニトリルを実施例1b）に
記載の方法と同様の方法によりCaroatで処理
すると、収率83％で粘性のある５−エチル−４
−シアノ−４−ヒドロキシ−２−メチル−テト
ラヒドロフラン−３−オンが得られる。ｎ^２０ _Ｄ＝
1.4587，IR：3400（OH），2240（弱吸収，
CN），1785（Ｃ＝Ｏ），MS：142（Ｍ−
HCN），114，97，82，70（100％）。

ｃこのシアノヒドリンを実施例1c）に記載した
方法と同様の方法で処理る。84％の収率で５−
エチル−４−ヒドロキシ−２−メチル−３
（2H）−フラノンが得られる。ｎ^２０ _Ｄ＝1.5071。こ
のエステルは放置すると部分的に異性化する
（実施例4c）参照）。

実施例６ａ実施例3a）において、乳酸エチルをエチルα
−ヒドロキシブチレートにより、アクリロニト
リルを２−ペンテン酸ニトリル（D.Ma ｃ
Peek等の方法、Ｊ・のAmer.Chem.Soc.81，
680〔1959〕に従つて調整）により置き換える
と、少量の二量体ペンテン酸ニトリル（これ
は、基層から分離することができる）の他に、
収率50％で２，５−ジエチル−４−シアノテト
ラヒドロフラン−３−オンが得られる。ｎ^２０ _Ｄ＝
1.4538；IR：2250（CN）；1775（Ｃ＝Ｏ），
NMR（CDCl₃）：3.5〜4.6m／2pr（H2，
H5）；3.25d及び3.08d／1pr（H4）；1.4〜
2.1m／4pr（２×CH₂）；0.8〜1.3m／6pr（２
×CH₃）；MS：167（Ｍ⁺），139，82（100％）。

ｂこの結果得られるニトリルを実施例2b）に
記載の方法と同様の方法によつて酸化する。収
率79％で粘性の2.5−ジエチル−４−シアノ−
４−ヒドロキシテトラヒドロフラン−３−オン
が得られる。ｎ^２０ _Ｄ＝1.4588，IR3300（OH），
2240（弱吸収，CN），1782（Ｃ＝Ｏ），MS：
156（Ｍ−HCN），97，82，70（100％）。

ｃこの結果得られるシアノヒドリンを実施例
3c）に記載の方法と同様の方法によつて開裂す
る。沸点50〜55℃／0.03mmHgの2.5−ジエチル
−４−ヒドロキシ−３（2H）−フラノンが75％
の収率で得られる。ジイソプロピルエーテルか
ら再結晶するとその融点は94゜〜96℃である。
IR：250（OH），1690（Ｃ＝Ｏ），1620（Ｃ＝
Ｃ），NMR（CDCl₃）：7.3ppmS／1pr（OH），
4.37tr broad／1pr（H2），2.65quart／2pr
（CH₂ at C5），1.5〜2.2m／2pr（CH₂ at
C2），0.8〜1.42×tr／6pr（２×CH₃）：Ms；
156（Ｍ⁺），141，99，71，58（100％）実施例７ａ実施例3a）において、乳酸エチルをエチルα
−ヒドロキシブチレートによつて置き換える
と、68％の収率で２−エチル−４−シアノテト
ラヒドロフラン−３−オンが得られる。ｎ^２０ _ＤＤ
＝1.4641，IR：2260（CN），1775（Ｃ＝Ｏ），
MS：139（Ｍ⁺），111（Ｍ−CO），107，57，54
（100％）。

ｂこのニトリルを実施例2b）に記載の方法と
同様の方法で酸化する。50％の収率で２−エチ
ル−４−シアノ−４−ヒドロキシテトラヒドロ
フラン−３−オンが黄色の油として得られる。
ｎ^２０ _Ｄ＝1.4586，IR：3400（OH），2250（弱吸
収，CN），1783（Ｃ＝Ｏ）NMR（重水素ラン
プ型）：4.70ppm ｄ／1pr（H5），3.9〜
4.4m／2pr（H2及びOH），3.88d／1pr（H5），
1.5〜2.2m／2pr（CH₂ at C2），1.05tr／3pr
（CH₃）ｃこの結果得られるシアノヒドリンを実施例
2c）の方法と同様の方法によつて処理する。す
ると、融点47゜〜48℃（ジイソプロピルエーテ
ルから）の41％の収率で５−エチル−４−ヒド
ロキシ−３（2H）−フラノンが得られる。IR
（塩素型）：3250（OH），1710（Ｃ＝Ｏ）、
1620（Ｃ＝Ｃ）；NMR（CDCl₃）の：6.4ppm
Ｓ broad／1pr（OH），4.53S／2pr（H2），
2.69quart／2pr（CH₂ at C5），1.27tr／3pr
（CH₃）。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式（式中Ｒは水素原子、メチル基又はエチル基を
表わす。）の化合物。２２，５−ジメチル−４−シアノ−４−ヒドロ
キシ−テトラヒドロフラン−３−オンである特許
請求の範囲第１項の化合物。３４−シアノ−４−ヒドロキシ−５−メチル−
テトラヒドロフラン−３−オンである特許請求の
範囲第１項の化合物。４２−エチル−４−シアノ−４−ヒドロキシ−
５−メチル−テトラヒドロフラン−３−オンであ
る特許請求の範囲第１項の化合物。５４−シアノ−４−ヒドロキシ−２−メチル−
テトラヒドロフラン−３−オンである特許請求の
範囲第１項の化合物。６５−エチル−４−シアノ−４−ヒドロキシ−
２−メチル−テトラヒドロフラン−３−オンであ
る特許請求の範囲第１項の化合物。７２，５−ジエチル−４−シアノ−４−ヒドロ
キシ−テトラヒドロフラン−３−オンである特許
請求の範囲第１項の化合物。８２−エチル−４−シアノ−４−ヒドロキシ−
テトラヒドロフラン−３−オンである特許請求の
範囲第１項の化合物。９一般式（式中、Ｒは水素原子、メチル基又はエチル基
を表わす。）の化合物を、カロ酸のアルカリ金属塩を用いて酸
化することを特徴とする一般式（式中、Ｒは上記と同じ意味を有する。）の化合物の製造方法。１０Ｒがメチル基である特許請求の範囲第９項
に記載の化合物の製造方法。１１一般式Ｒ−CH＝CH−CN （）のニトリルと、一般式（上式中、Ｒは水素原子、メチル基又はエチル
基を表わし、R₁は低級アルキル基を表わす。）のエステルとを反応させ、一般式の化合物を製造し、次に一般式（）の化合物を
カロ酸のアルカリ金属塩を用いて酸化することを
特徴とする一般式（式中、Ｒは上記と同じ意味を有する。）の化合物の製造方法。１２一般式（）のニトリルと一般式（）の
エステルとの反応を高められた温度で行なうこと
を特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の化
合物の製造方法。１３Ｒがメチル基であることを特徴とする特許
請求の範囲第１２項に記載の化合物の製造方法。