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JP6501707B2 - イソプレゴールからメントンを製造する方法 - Google Patents
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Description

本発明は、特定の均一系触媒を用いて、イソプレゴールから出発してメントンを製造する方法に関する。
発明の背景
メントンは、２つの立体異性体、メントン(I)及びイソメントン(II)の形態で存在し、それらの各々は同様に２つのエナンチオマーの形態で存在する。
Figure 0006501707
両方の立体異性体は、様々なエッセンシャルオイルに、特にハッカ種のオイル中に生じる。メントンは典型的なハッカのような香りを呈する一方で、イソメントンはわずかにカビ臭を有する。工業用のメントンは、様々な組成の異性体の混合物であることがよくある。メントン及びイソメントンは、合成のペパーミントオイルやペパーミントのベースに使用されている（参照：非特許文献１（K. Bauer, D. Garbe, H. Surburg, Common Fragrance and Flavour Compounds, 4th Edition, Wiley-VCH））。
メントンを製造するための様々な方法が文献において知られている。
(-)-メントンは、いわゆる脱メントールコーンミントオイル、すなわちワイルド又はコーンミント（mentha arvensis)のエッセンシャルオイルから(-)-メントールを分離した残留物からの蒸留によって抽出することができる。脱メントールコーンミントオイルは、30〜50%の(-)-メントンを含む（参照：非特許文献１（K. Bauer, D. Garbe, H. Surburg, Common Fragrance and Flavour Compounds, 4th Edition, Wiley-VCH））。しかしながら、天然の供給源のために、メントンはまた、まさにメントールの場合と同じように、価格変動に繋がる周期的変動を受ける。また、LD-生産のために、天然源からの(-)-メントールの割合の低下もまた、脱メントールコーンミントオイルの利用可能性を減少させる。
特許文献１（US 3,124,614）は、Pd/C触媒の存在下におけるチモールの水素化によるメントンの合成を記載している。しかしながら、すべての立体異性体の混合物のみ、すなわちrac-メントン及びrac-イソメントンの混合物のみが、この手段で入手できる。
(-)-メントンはまた、(-)-メントールの酸化によって製造することもできる。第二級アルコールを酸化する全ての確立された方法、例えば、有毒な重金属に基づく酸化剤（例えば、クロム酸又は重クロム酸塩／硫酸）あるいは触媒（例えば、N-オキシル化合物、特許文献２（WO 2012008228））の存在下における酸素又は空気を、該方法で使用することができる。
特許文献３（WO 2005/085160 A1）は、気相中における触媒の存在下でのメントールの脱水素化によるメントンの製造について記載している。この方法では、メントン及びイソメントンの混合物が得られる。イソプレゴールのイソプレゴンへの脱水素化についても同様に言及されているが、イソプレゴンのメントンへの転換については言及されていない。
メントールのメントンへの同様の気相脱水素化は、特許文献４（DE 4236111 A1）においても記載されている。
全てのこれらの刊行物の共通する特徴は、メントンの製造がメントールから出発することである。しかしながら、アトムエコノミーの観点からは、イソプレゴールから出発してメントンを製造する方がよい。
気相中における銅触媒を用いたイソプレゴールからのメントンの直接合成が、非特許文献２（W. Treibs and H. Schmidt in Berichte der Deutschen Chem. Gesellschaft 1927, 60B, 2335-41）に記載されている。該文献に記載される条件下では、相当な量のチモールが形成される（35%）。メントンは、(-)-メントン及び(+)-イソメントンの不特定の混合物として得られる。一方、ニッケル触媒は、例えばメントールのメントンへの脱水素化にも用いることができるが、イソプレゴールからの水の脱離をもたらす。
Figure 0006501707
ＵＳ３１２４６１４ ＷＯ２０１２／００８２２８ ＷＯ２００５／０８５１６０ ＤＥ４２３６１１１
K. Bauer, D. Garbe, H. Surburg, Common Fragrance and Flavour Compounds, 4th Edition, Wiley-VCH W. Treibs and H. Schmidt in Berichte der Deutschen Chem. Gesellschaft 1927, 60B, 2335-41
したがって、本発明により対処すべき課題は、メントンを製造する改良された方法を提供することである。
発明の概略
上述の課題は、イソプレゴールから出発して穏和な条件下で水素化／脱水素化することにより高収率でメントンを得る方法により、本発明に従って解決される。
上述の課題は、特に、イソプレゴールから出発してメントンを製造する、詳細に記載される以下の方法により本発明に従って解決され、該方法は、周期表の8、9及び10族から選ばれる少なくとも１つの元素を含む均一に溶解した触媒を用いて、液相中で行われる。
本発明に係る方法は、先行技術に対して以下の利点により特徴づけられる。
・反応物質のすべての原子が生成物中に見られることによる、脱水素化／水素化によるイソプレゴールからのメントンの原子効率のよい製造。
・C-5位におけるラセミ化がない。
・より穏和な反応条件を用いることによる、最も近い先行技術（非特許文献２(W. Treibs and H. Schmidt in Berichte der Deutschen Chem. Gesellschaft)、35%の選択性）と比較して、かなり改善された選択性（最高90％）。
・微量のチモールしか形成されない（0.05%未満）。
図の説明
図１は、以下の実験条件下での本発明による代表的な反応経過をグラフで表したものである：20gイソプレゴールの使用、油浴温度180℃、0.3mol%の[Ru(PnOct3)4(H)2]触媒、還流凝縮器を備えるガラスフラスコ内での不活性条件下での反応；メントンの生成及びメントール及びイソプレゴン（「プレゴン」）の中間生成に伴いイソプレゴールが減少していることがわかる；GCによる分析。
発明の詳細な説明
a) 発明の特定の実施形態
本発明は、特に以下の実施形態に関する。
１．イソプレゴールから出発してメントンを製造する方法であって、転位反応、特に脱水素化／水素化反応、すなわちC1原子におけるOH基のケト基への脱水素化及びイソプレゴールのC2原子における1-メチルエテニル基の水素化を、周期表（IUPAC）の8、9又は10族、特に8又は9族からの少なくとも１つの金属原子を含む均一に溶解した触媒Ｃを用いて、液相中で行う方法。
２．触媒Ｃが、中心原子Mとしてルテニウム又はイリジウムを有する、実施形態１に記載の方法。
３．触媒Ｃが、少なくとも１つのホスフィン配位子を含む、実施形態１又は２に記載の方法。
４． 触媒Ｃが、少なくとも１つのホスフィン配位子を有することに加えて、CO、ヒドリド、脂肪族オレフィン、環状オレフィン、炭素環式芳香族系、ヘテロ芳香族系、アルデヒド、ケトン、ハライド、C1-C4-アルカノアート、メチルスルホナート、メチルスルファート、トリフルオロメチルスルファート、トシラート、メシラート、シアニド、イソシアナート、シアナート、チオシアナート、ヒドロキシド、C1-C4-アルコキシド、シクロペンタジエニド、ペンタメチルシクロペンタジエニド及びペンタベンジルシクロペンタジエニドからなる群から選択される少なくとも１つのさらなる配位子Lを有する、実施形態３に記載の方法。
脂肪族オレフィンの非限定的な例は、エチレン、プロペン、ブタ-1-エン、ブタ-2-エン、2-メチルプロパ-1-エンなどのC2-C4-オレフィンであり、
環状オレフィンの非限定的な例は、シクロプロペン、シクロブテン、シクロブタジエン、シクロペンタジエン、シクロヘキセン、シクロヘキサジエン、シクロオクテン、シクロオクタジエンであり、
炭素環式芳香族化合物の非限定的な例は、ベンゼン、ナフタレン及びアントラセン、1-イソプロピル-4-メチルベンゼン、ヘキサメチルベンゼンであり、
ヘテロ芳香族化合物の非限定的な例は、ピリジン、ルチジン、ピコリン、ピラジンであり、
アルデヒドの非限定的な例は、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、イソバレルアルデヒド、ベンズアルデヒドであり、
ケトンの非限定的な例は、アセトン、メントンであり、
ハライドの非限定的な例は、F、Cl、Br、Iであり、
C1-C4-アルカノアートの非限定的な例は、メタノアート、エタノアート、n-プロパノアート及びn-ブタノアートである。
５．触媒Ｃが、下記化合物から選ばれる、実施形態１乃至４のいずれかに記載の方法：
[Ru(PR3)4(H)2] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(PR3)3(H)2(CO)] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(PR3)3(H)(Cl)(CO)] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(PR3)3(Cl)2(CO)] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(PR3)3(Cl)2] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(L2)2(H)2] (L2 = 1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、1,2-ビスジエチルホスフィノエタン、1,2-ビスジフェニルホスフィノエタン)、
[Ru(L2)(PR3)2(H)2] (L2 = 1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、1,2-ビスジエチルホスフィノエタン、1,2-ビスジフェニルホスフィノエタン; R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(L2)(PR3)(CO)(H)2] (L2 = 1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、1,2-ビスジエチルホスフィノエタン、1,2-ビスジフェニルホスフィノエタン; R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(L2)(PR3)(CO)(H)(Cl)] (L2 = 1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、1,2-ビスジエチルホスフィノエタン、1,2-ビスジフェニルホスフィノエタン; R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(L3)(H)2] (L3 = トリホス)、及び
[Ru(L3)(CO)(H)2] (L3 = トリホス)、
及び
[Ru(L3)(CO)(H)(C)] (L3 = トリホス)。
６．触媒Ｃを、イソプレゴール又はイソプレゴールと少なくとも１つの別のアルコールとの混合物の１重量部に基づいて、1〜5000、5〜2000又は10〜1000ppm重量部の量で用いる、実施形態１乃至５のいずれかに記載の方法。
７．イソプレゴールの異性体混合物を出発化合物として用いる、実施形態１乃至６のいずれかに記載の方法。
８．得られる生成物がメントンの異性体混合物である、実施形態１乃至７のいずれかに記載の方法。
９．反応を添加溶媒を使用せずに行う、実施形態１乃至８のいずれかに記載の方法。
１０．反応を100〜250℃の範囲で行う、実施形態１乃至９のいずれかに記載の方法。
１１．実施形態１乃至１０のいずれかに記載の方法により得ることができる反応生成物。
１２．香料又は香味料としての実施形態１１に記載の反応生成物の使用。
１３．少なくとも１つの実施形態１１に記載の反応生成物を含む組成物であって、食品、菓子、チューインガム、飲料、化粧品、練り歯磨き、口内リンス、シャンプー、トイレタリー、ローション、スキンケア製品、医薬及び薬物から選ばれる組成物。
b) 反応物質
本発明に係る方法において、イソプレゴール及びまた様々なイソプレゴールの混合物が用いられる。そのため、(1R,2S,5R)-(-)-イソプレゴール、(1R,2S,5R)-(-)-イソプレゴール、(1S,2R,5R)-(+)-イソプレゴール、(1S,2R,5S)-(+)-イソプレゴール、(1S,2S,5R)-5-メチル-2-(1-メチルエテニル)シクロヘキサノール又は(1R,2R,5R)-5-メチル-2-(1-メチルエテニル)シクロヘキサノールあるいはこれらのイソプレゴールの混合物が、イソプレゴールとして用いられる。
Figure 0006501707
c) 触媒錯体
本発明に係る方法において、周期表（IUPAC命名法による）の8、9及び10族から選ばれる少なくとも１つの元素を含む少なくとも１つの触媒錯体を用いる。周期表の8、9及び10族の元素は、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム及び白金を含む。好ましくは、ルテニウム及びイリジウムから選択される少なくとも１つの元素を含む触媒錯体である。活性触媒錯体は、その活性形態であるいは反応混合物中における単純な金属前駆体及び適切な配位子から反応系中で生成することができる。適切な金属前駆体は、例えば、[Ru(p-シメン)Cl2]2、[Ru(ベンゼン)Cl2]n、[Ru(CO)2Cl2]n、[Ru(CO)3Cl2]2、[Ru(COD)(アリル)]、[RuCl3*H2O]、[Ru(アセチルアセトナート)3]、[Ru(DMSO)4Cl2]、[Ru(シクロペンタジエニル)(CO)2Cl]、[Ru(シクロペンタジエニル)(CO)2H]、[Ru(シクロペンタジエニル)(CO)2]2、[Ru(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(CO)2Cl]、[Ru(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(CO)2H]、[Ru(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(CO)2]2、[Ru(インデニル)(CO)2Cl]、[Ru(インデニル)(CO)2H]、[Ru(インデニル)(CO)2]2、ルテノセン、[Ru(COD)Cl2]2、[Ru(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(COD)Cl]、[Ru3(CO)12]、[IrCl3*H2O]、KIrCl4、K3IrCl6、[Ir(COD)Cl]2、[Ir(シクロオクテン)2Cl]2、[Ir(エテン)2Cl]2、[Ir(シクロペンタジエニル)Cl2]2、[Ir(ペンタメチルシクロペンタジエニル)Cl2]2及び[Ir(シクロペンタジエニル)(CO)2]、[Ir(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(CO)2]である。
触媒錯体は、好ましくは、配位子として、少なくとも１つの、1〜12個の炭素原子を含む、非分岐鎖状又は分岐鎖状の、非環式又は環式の、脂肪族又は芳香族の残基を有するホスフィン配位子を含み、個々の炭素原子は>P-に置き換えられてもよい。分岐鎖状の環式の脂肪族の残基に関し、例えば、-CH2-C6H11などの残基も本明細書中において含まれる。適切な残基は、例えば、メチル、エチル、プロパ-1-イル、プロパ-2-イル、ブタ-1-イル、ブタ-2-イル、2-メチルプロパ-1-イル、2-メチルプロパ-2-イル、ペンタ-1-イル、ヘキサ-1-イル、ヘプタ-1-イル、オクタ-1-イル、ノナ-1-イル、デカ-1-イル、ウンデカ-1-イル、ドデカ-1-イル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル及びシクロオクチル、メチルシクロペンチル、メチルシクロヘキシル、2-メチルペンタ-1-イル、2-エチルヘキサ-1-イル、2-プロピルヘプタ-1-イル及びノルボニル、フェニル、トリル、メシチル及びアニシルである。非分岐鎖状又は分岐鎖状の、非環式又は環式の、脂肪族又は芳香族の残基は、少なくとも1個の及び好ましくは最大10個の炭素原子を好ましくは含む。上述の用語において環式の残基のみの場合において、炭素原子の数は、3〜12個であり、好ましくは少なくとも4個及び好ましくは最大8個の炭素原子である。好ましくは、エチル、ブタ-1-イル、sec-ブチル、オクタ-1-イル及びシクロヘキシル、フェニル、トリル、メシチル及びアニシル残基である。
ホスフィン基は、１つ、２つ又は３つの上述の非分岐鎖状又は分岐鎖状の、非環式又は環式の、脂肪族又は芳香族の残基を含んでもよい。これらは、同一又は異なっていてもよい。ホスフィン基は、３つの上述の非分岐鎖状又は分岐鎖状の、非環式又は環式の、脂肪族の残基を好ましくは含み、特に好ましくは３つの残基のすべてが同一である。好ましくは、mが1〜10に等しいホスフィンP(n-CmH2m+1)3であり、特に好ましくは、トリ-n-ブチルホスフィン、トリ-n-オクチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィノエタン、キラホス、トリホス及び1,2-ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)エタンである。
既に上述したように、個々の炭素原子はまた、前記非分岐鎖状又は分岐鎖状の、非環式又は環式の、脂肪族の残基において、>P-で置き換えられてもよい。したがって、これらはまた、多座の、例えば二座又は三座のホスフィン配位子を含む。これらは、好ましくは、
Figure 0006501707
又は
Figure 0006501707
からなる部分を含む。
もしホスフィン基が、上述の非分岐鎖状又は分岐鎖状の、非環式又は環式の、脂肪族の残基以外の他の残基を含む場合は、これらは、一般的に、有機金属触媒錯体用のホスフィン配位子において典型的に他で用いられているものに相当する。例としては、フェニル、トリル及びキシリルが挙げられる。
有機金属錯体は、少なくとも１つの非分岐鎖状又は分岐鎖状の、非環式又は環式の、脂肪族又は芳香族の残基を有する上述のホスフィン基の１つ以上、例えば２つ、３つ又は４つを含んでもよい。
触媒錯体は、他の残基を含んでもよく、他の残基は、CO、オレフィン、環式オレフィン、ジエン、シクロジエン、芳香族系、アルデヒド、ケトンなどの中性配位子、及び、フルオリド、クロリド、ブロミド、ヨージド、ヒドリド、ホルマート、アセタート、プロピオナート、ブチラート、メチルスルホナート、メチルスルファート、トリフルオロメチルスルファート、トシラート、メシラート、シアニド、イソシアナート、チオシアナート、ヒドロキシド、アルコキシド、シクロペンタジエニド、ペンタメチルシクロペンタジエニド及びペンタベンジルシクロペンタジエニドなどのアニオン性配位子であり得る。
好ましくは、以下のタイプの触媒を用いる：
[Ru(PR3)4(H)2] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(PR3)3(H)2(CO)] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(PR3)3(H)(Cl)(CO)] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(PR3)3(Cl)2(CO)] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(PR3)3(Cl)2] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(L2)2(H)2] (L2 = 1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、1,2-ビスジエチルホスフィノエタン、1,2-ビスジフェニルホスフィノエタン)、
[Ru(L2)(PR3)2(H)2] (L2 = 1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、1,2-ビスジエチルホスフィノエタン、1,2-ビスジフェニルホスフィノエタン; R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(L2)(PR3)(CO)(H)2] (L2 = 1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、1,2-ビスジエチルホスフィノエタン、1,2-ビスジフェニルホスフィノエタン; R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(L2)(PR3)(CO)(H)(Cl)] (L2 = 1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、1,2-ビスジエチルホスフィノエタン、1,2-ビスジフェニルホスフィノエタン; R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
[Ru(L3)(H)2] (L3 = トリホス)、
[Ru(L3)(CO)(H)2] (L3 = トリホス)、
[Ru(L3)(CO)(H)(C)] (L3 = トリホス)。
反応混合物に塩基を添加することも有益であり得る。適切な塩基は、LiOH、NaOH、KOH、LiH、NaH、KH、Ca(OH)2、CaH2、LiAlH4、NaBH4、LiBH4、Na2CO3、NaHCO3、Li2CO3、LiHCO3、K2CO3、KHCO3、K3PO4、Na3PO4、BuLi、MeLi、PhLi、tBuLi、LiOMe、LiOEt、LiOPr、LiOiPr、LiOBu、LiOiBu、LiOPent、LiOiPent、LiOHex、LiOHept、LiOOct、LiOBenz、LiOPh、KOMe、KOEt、KOPr、KOiPr、KOBu、KOiBu、KOPent、KOiPent、KOHex、KOHept、KOOct、KOBenz、KOPh、NaOMe、NaOEt、NaOPr、NaOiPr、NaOBu、NaOiBu、NaOPent、NaOiPent、NaOHex、NaOHept、NaOOct、NaOBenz、NaOPh、KN(SiMe3)2、LiN(SiMe3)3、NaN(SiMe3)3、NH3、RNH2 (R1 = 無置換又は少なくとも一置換のC1-C10-アルキル、H、(-C1-C4-アルキル-P(フェニル)2)、C3-C10-シクロアルキル、N、O及びSから選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含むC3-C10-ヘテロシクリル、C5-C14-アリール、又はN、O及びSから選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含むC5-C10-ヘテロアリールである)、R1R2NH (R1、R2は、それぞれ独立して、無置換又は少なくとも一置換のC1-C10-アルキル、H、(-C1-C4-アルキル-P(フェニル)2)、C3-C10-シクロアルキル、N、O及びSから選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含むC3-C10-ヘテロシクリル、C5-C14-アリール、又はN、O及びSから選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含むC5-C10-ヘテロアリールである)、R1R2R3N (R1、R2、R3は、それぞれ独立して、無置換又は少なくとも一置換のC1-C10-アルキル、H、(-C1-C4-アルキル-P(フェニル)2)、C3-C10-シクロアルキル、N、O及びSから選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含むC3-C10-ヘテロシクリル、C5-C14-アリール、又はN、O及びSから選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含むC5-C10-ヘテロアリールである)である。
d) 転位
Figure 0006501707
メントンは、イソプレゴールから、基質のC-C二重結合の水素化とともに、ヒドロキシ基のカルボニル官能基への脱水素化により形成される。イソプレゴールの純粋な異性体及び異性体混合物も用いることができる。反応によって得られるメントンは、純粋な異性体であり、あるいは異性体の混合物として得られる。
反応は、好ましくは(-)-イソプレゴールを用いて行われ、その場合、(-)-メントン及び(+)-イソメントンが主な生成物として形成される。
Figure 0006501707
本発明に関し、「均一に触媒される」とは、触媒錯体の触媒的に活性な部分が、少なくとも部分的に液体反応媒体中に溶解して存在していることを意味するものと理解される。好ましい実施形態において、本方法で使用される触媒錯体の少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%、特に好ましくは99％超が、液体反応媒体中に溶解して存在しており、最も好ましくは触媒錯体が液体反応媒体中に完全に溶解して存在しており（100%）、各々の場合において液体反応媒体中の総量に基づく。
触媒中の金属成分、好ましくはルテニウムの量は、一般的に、反応空間中の全液体反応混合物に基づいて、0.1〜5000重量ppmである。
反応は、一般的に20〜250℃の温度で液相中で行われる。本発明に係る方法は、好ましくは100℃〜200℃の範囲内、特に好ましくは100〜180℃の範囲内の温度で実施される。
反応は、一般的に、0.1〜20MPa（絶対圧）の総圧力で実施され、該圧力は反応温度における溶媒又は基質の自発生圧力、あるいは窒素、アルゴン又は水素などのガスの圧力であり得る。本発明に係る方法は、好ましくは最大10MPa（絶対圧）の総圧力で、特に好ましくは最大1MPa（絶対圧）の総圧力で実施される。
本発明に係る方法において、反応は、添加溶媒とともに、あるいは溶媒添加なしで実施することができる。適切な溶媒は、例えば、脂肪族及び芳香族炭化水素、脂肪族及び芳香族エーテル、環状エーテル又はエステルである。例としては、これらに限定されるものではないが、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、アニソール、ジブチルエーテル、ジフェニルエーテル, ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル又は酪酸ブチルなどの溶媒が挙げられる。もし反応が添加溶媒を使用しないで実施される場合、生成物をそこから分離する必要がなく、後処理を単純化することができる。溶媒を使用しない実施形態において、反応は、反応物質中及び反応で形成される生成物中で起こる。
液相中の反応において、少なくとも１つのイソプレゴール及び場合により溶媒、金属触媒又は適切な金属前駆体及びその配位子を、場合によって添加塩基とともに、反応空間内に投入する。反応は、当業者に知られている従来の気液反応用の装置及び反応器で行うことができ、そこでは触媒は液相中に均一に溶解して存在する。原則として、本発明に係る方法において、所定の温度及び所定の圧力で気液反応に基本的に適している全ての反応器を用いることができる。気液及び液液反応系用の適切な標準的な反応器が、例えば、「K.D. Henkel, "Reactor Types and Their Industrial Applications"」に、また「Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, DOI: 10.1002/14356007.b04_087, Chapter 3.3 "Reactors for gas-liquid reactions"」に記載されている。例としては、撹拌槽型反応器、管型反応器又は気泡塔反応器が挙げられる。イソプレゴール及び場合により溶媒、金属触媒又は適切な金属前駆体及びその配位子の投入は、場合によって添加塩基とともに、同時に又は互いに別々に行うことができる。反応は、不連続バッチモードで、又は再循環しながら若しくは再循環せずに連続的に若しくは半連続的に実施することができる。反応空間における平均滞留時間は、一般的に、15分〜100時間である。
e) 精製
反応後、生成物を、好ましくは蒸留によって、未反応の反応物質及び場合により溶媒から分離する。触媒は、蒸留残さの底に高沸点溶剤とともに残って留まり、再使用することができる。未反応のアルコール反応物質は、同様に、反応器に戻して再利用することができる。アルコール及びエステルの熱分離は、当業者に知られている先行技術の方法に従って、好ましくは、蒸発器であるいは蒸発器及び典型的にはトレイ、構造化された充填材又はランダムな充填材を有するカラムを含む蒸留ユニットで行われる。生成物の分離はまた、結晶化、抽出又は吸着により行うことができるが、蒸留による後処理が好ましい。
未反応の反応物質及び金属触媒は、経済的により優れたプロセスとするために、反応に再利用することが好ましい。
本発明を以下の実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
実施例の項
一般事項
ガスクロマトグラフィーによる測定は以下のように行われる。収率のGC測定は、VF-23msカラム（60m、0.25mm、0.25μm）を備えるAgilentシステム、キャリアガスとしてヘリウム、及びフレームイオン化検出器を用いて行った。インジェクター温度は250℃であった。カラム温度は、測定の間、3℃/分の加熱速度で50℃から150℃に、それから20℃/分で260℃に上昇させた。
以下の実施例において、以下の定義が適用される。
「不活性条件」：プロセスは、空気及び酸素を排除して行った。反応物質、溶媒及び触媒の初期秤量は、純化された窒素が充填されたグローブボックス中で行った。グローブボックス外のプロセスは、標準的なシュレンク（Schlenk）技術及び不活性ガスとしてアルゴンを使用して行った。
「常圧」：大気圧、約1気圧。
「収率」：イソプレゴールのメントンへの転位において、メントール及びイソプレゴンが中間体として生じる。より長い反応時間で又はこれらの中間体を再利用することにより、これらをさらにメントンへ反応させることができ、それゆえ、メントンの合成に対してイソプレゴールの損失を少しも生じさせない（これらの成分に関し、図１に示されるグラフにおける実例の反応経過を参照）。これらの二次成分は、この理由による収率及び選択性に明確に述べられている。
製造実施例1
不活性条件下で、202mgの[Ru(PnOct3)4(H)2]、1.8gのイソプレゴール及び10mlのo-キシレン（無水）を、グローブボックス内で50mlの二口フラスコへ秤量する。次いで、反応混合物を、133℃の油浴温度で、還流冷却下、12時間、常圧で撹拌する。反応後、転化率及びメントン（異性体の合計）の収率を、ガスクロマトグラフィー（面積%）によって測定する。イソプレゴールの転化率は60.5%であり、メントン（66.2% (-)-メントン、33.8% (+)-イソメントンの異性体混合物）の選択性は47.3%である。二次成分の選択性は、メントール31.6%、イソプレゴン14.9%であり、総合の選択性（メントン+メントール+イソプレゴン）は93.8%である。
製造実施例2
不活性条件下で、116mgの[Ru(PnBu3)4(H)2]、54mgの1,2-ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)エタン、1.8gのイソプレゴール及び10mlのo-キシレン（無水）を、グローブボックス内で50mlの二口フラスコへ秤量する。次いで、反応混合物を、133℃の油浴温度で、還流冷却下、12時間、常圧で撹拌する。反応後、転化率及びメントン（異性体の合計）の収率を、ガスクロマトグラフィー（面積%）によって測定する。イソプレゴールの転化率は62.9%であり、メントン（61.7% (-)-メントン、38.3% (+)-イソメントンの異性体混合物）の選択性は31.9%である。二次成分の選択性は、メントール27.7%、イソプレゴン15.5%であり、総合の選択性（メントン+メントール+イソプレゴン）は75.1%である。
製造実施例3
不活性条件下で、116mgの[Ru(PnEt3)4(H)2]、1.8gのイソプレゴール及び10mlのo-キシレン（無水）を、グローブボックス内で50mlの二口フラスコへ秤量する。次いで、反応混合物を、133℃の油浴温度で、還流冷却下、12時間、常圧で撹拌する。反応後、転化率及びメントン（異性体の合計）の収率を、ガスクロマトグラフィー（面積%）によって測定する。イソプレゴールの転化率は64.2%であり、メントン（70.0% (-)-メントン、33.0% (+)-イソメントンの異性体混合物）の選択性は45.2%である。二次成分の選択性は、メントール30.8%、イソプレゴン20.2%であり、総合の選択性（メントン+メントール+イソプレゴン）は96.2%である。
製造実施例4
不活性条件下で、404mgの[Ru(PnOct3)4(H)2]、3.6gのイソプレゴール及び10mlのo-キシレン（無水）を、グローブボックス内で50mlのガラスオートクレーブへ秤量する。次いで、反応混合物を、130℃の油浴温度で、12時間、自発生圧力（0.5バールの正圧）下で撹拌する。反応後、転化率及びメントン（異性体の合計）の収率を、ガスクロマトグラフィー（面積%）によって測定する。イソプレゴールの転化率は64.5%であり、メントン（65.8% (-)-メントン、34.2% (+)-イソメントンの異性体混合物）の選択性は46.3%である。二次成分の選択性は、メントール30.2%、イソプレゴン14.4%であり、総合の選択性（メントン+メントール+イソプレゴン）は90.9%である。
製造実施例5
不活性条件下で、404mgの[Ru(PnOct3)4(H)2]、3.6gのイソプレゴール及び20mlのo-キシレン（無水）を、グローブボックス内で50mlのガラスオートクレーブへ秤量する。次いで、反応混合物を、150℃の油浴温度で、12時間、自発生圧力下で撹拌する。反応後、転化率及びメントン（異性体の合計）の収率を、ガスクロマトグラフィー（面積%）によって測定する。イソプレゴールの転化率は92.4%であり、メントン（65.6% (-)-メントン、34.4% (+)-イソメントンの異性体混合物）の選択性は51.1%である。二次成分の選択性は、メントール15.4%、イソプレゴン10.9%であり、総合の選択性（メントン+メントール+イソプレゴン）は77.4%である。
製造実施例6
不活性条件下で、460mgの[Ru(PnOct3)4(H)2]、8.6gのイソプレゴール及び20mlのo-キシレン（無水）を、グローブボックス内で50mlのガラスオートクレーブへ秤量する。次いで、反応混合物を、170℃の油浴温度で、12時間、自発生圧力下で撹拌する。反応後、転化率及びメントン（異性体の合計）の収率を、ガスクロマトグラフィー（面積%）によって測定する。イソプレゴールの転化率は98.2%であり、メントン（65.4% (-)-メントン、34.6% (+)-イソメントンの異性体混合物）の選択性は89.6%である。二次成分の選択性は、メントール3.6%、イソプレゴン0.3%であり、総合の選択性（メントン+メントール+イソプレゴン）は93.5%である。
製造実施例7
不活性条件下で、300mgの[Ru(PnOct3)4(H)2]及び21.0gのイソプレゴールを、グローブボックス内で50mlのガラスオートクレーブに秤量する。次いで、反応混合物を、170℃の油浴温度で、100時間、自発生圧力下で撹拌する。反応後、転化率及びメントン（異性体の合計）の収率を、ガスクロマトグラフィー（面積%）によって測定する。イソプレゴールの転化率は99.3%であり、メントン（64.3% (-)-メントン、35.7% (+)-イソメントンの異性体混合物）の選択性は86.4%である。二次成分の選択性は、メントール1.4%、イソプレゴン4.9%であり、総合の選択性（メントン+メントール+イソプレゴン）は92.7%である。
製造実施例8
不活性条件下で、610mgの[Ru(PnOct3)4(H)2]及び20.15gのイソプレゴールを、グローブボックス内で100mlのガラスフラスコへ秤量する。次いで、反応混合物を、170℃の油浴温度で、24時間、還流下で撹拌する。反応後、転化率及びメントン（異性体の合計）の収率を、ガスクロマトグラフィー(面積%)によって測定する。イソプレゴールの転化率は97.5%であり、メントン（63.1% (-)-メントン、36.9% (+)-イソメントンの異性体混合物）の選択性は84.0%である。二次成分の選択性は、メントール5.1%、イソプレゴン4.5%であり、総合の選択性（メントン+メントール+イソプレゴン）は93.7%である。
製造実施例9
不活性条件下で、610mgの[Ru(PnOct3)4(H)2]及び20.7gのイソプレゴールを、グローブボックス内で100mlのガラスフラスコへ秤量する。次いで、反応混合物を、180℃の油浴温度で、24時間、還流下で撹拌する。反応後、転化率及びメントン（異性体の合計）の収率を、ガスクロマトグラフィー（面積%）によって測定する。イソプレゴールの転化率は98.5%であり、メントン（63.0% (-)-メントン、37.0% (+)-イソメントンの異性体混合物）の選択性は88.7%である。二次成分の選択性は、メントール2.9%、イソプレゴン2.7%であり、総合の選択性（メントン+メントール+イソプレゴン）は94.3%である。
本明細書中で引用する刊行物の開示は、参照により明示的に取り込まれる。

Claims (10)

  1. イソプレゴールから出発してメントンを製造する方法であって、脱水素化／水素化反応を、中心原子Mとしてルテニウム又はロジウムを有し、且つ少なくとも１つのホスフィン配位子を含む均一に溶解した触媒Ｃを用いて、液相中で行う方法。
  2. 触媒Ｃが、少なくとも１つのホスフィン配位子を有することに加えて、CO、ヒドリド、脂肪族オレフィン、環状オレフィン、炭素環式芳香族系、ヘテロ芳香族系、アルデヒド、ケトン、ハライド、C1-C4-アルカノアート、メチルスルホナート、メチルスルファート、トリフルオロメチルスルファート、トシラート、メシラート、シアニド、イソシアナート、シアナート、チオシアナート、ヒドロキシド、C1-C4-アルコキシド、シクロペンタジエニド、ペンタメチルシクロペンタジエニド及びペンタベンジルシクロペンタジエニドからなる群から選択される少なくとも１つのさらなる配位子Lを有する、請求項１に記載の方法。
  3. 触媒Ｃが、下記化合物から選ばれる、請求項１又は２に記載の方法：
    [Ru(PR3)4(H)2] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
    [Ru(PR3)3(H)2(CO)] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
    [Ru(PR3)3(H)(Cl)(CO)] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
    [Ru(PR3)3(Cl)2(CO)] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
    [Ru(PR3)3(Cl)2] (R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
    [Ru(L2)2(H)2] (L2 = 1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、1,2-ビスジエチルホスフィノエタン、1,2-ビスジフェニルホスフィノエタン)、
    [Ru(L2)(PR3)2(H)2] (L2 = 1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、1,2-ビスジエチルホスフィノエタン、1,2-ビスジフェニルホスフィノエタン; R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
    [Ru(L2)(PR3)(CO)(H)2] (L2 = 1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、1,2-ビスジエチルホスフィノエタン、1,2-ビスジフェニルホスフィノエタン; R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
    [Ru(L2)(PR3)(CO)(H)(Cl)] (L2 = 1,2-ビスジシクロヘキシルホスフィノエタン、1,2-ビスジエチルホスフィノエタン、1,2-ビスジフェニルホスフィノエタン; R = メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、フェニル、トリル、メシチル)、
    [Ru(L3)(H)2] (L3 = ビス(ジフェニルホスフィノエチル)フェニルホスフィン又は1,1,1-トリス(ジフェニルホスフィノメチル)エタン（トリホス）)、及び
    [Ru(L3)(CO)(H)2] (L3 = ビス(ジフェニルホスフィノエチル)フェニルホスフィン又は1,1,1-トリス(ジフェニルホスフィノメチル)エタン（トリホス）)、
    及び
    [Ru(L3)(CO)(H)(Cl)] (L3 = ビス(ジフェニルホスフィノエチル)フェニルホスフィン又は1,1,1-トリス(ジフェニルホスフィノメチル)エタン（トリホス）)。
  4. 触媒Ｃ中の金属成分の量が、反応空間中の全液体反応混合物に基づいて、0.1〜5000重量ppmである、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
  5. イソプレゴールの異性体混合物を出発化合物として用いる、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
  6. 得られる生成物がメントンの異性体混合物である、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
  7. 反応を添加溶媒を使用せずに行う、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
  8. 反応を100〜250℃の範囲で行う、請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
  9. 請求項１乃至８のいずれかに記載のメントンの製造及び場合によりその香料又は香味料への処方を含む、香料又は香味料を製造する方法。
  10. 食品、菓子、チューインガム、飲料、化粧品、練り歯磨き、口内リンス、シャンプー、トイレタリー、ローション、スキンケア製品、医薬及び薬物から選ばれる組成物を製造する方法であって、請求項１乃至８のいずれかに記載のメントンの製造及びその後の製造したメントンの組成物への配合を含む方法。
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