JPS647980B2 - - Google Patents
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- JPS647980B2 JPS647980B2 JP56029188A JP2918881A JPS647980B2 JP S647980 B2 JPS647980 B2 JP S647980B2 JP 56029188 A JP56029188 A JP 56029188A JP 2918881 A JP2918881 A JP 2918881A JP S647980 B2 JPS647980 B2 JP S647980B2
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- aldehyde
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- norbornyl
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
本発明は不飽和炭化水素側鎖を有するノルボル
ニル−2−アルデヒドおよびその製造法に関する
ものである。
ノルボルネン環にアルデヒド基が結合した化合
物としては、米国特許第3748344号公報に開示さ
れているように、アクロレインなどとシクロペン
タジエンなどとのデイールズ・アルダー反応付加
物の如くノルボルナン環内に不飽和結合を有する
ものが知られている。しかし、本発明のように、
不飽和炭化水素側鎖を有するノルボルニル−2−
アルデヒドは知られていない。
本発明者らは、ビニル基、エチリデン基などの
不飽和炭化水素側鎖を有する新規なノルボルニル
アルデヒドを合成する目的で鋭意研究した結果、
本発明を完成したものである。
本発明の不飽和炭化水素側鎖を有するノルボル
ニル−2−アルデヒドは香料原料、有機合成試
薬、高分子原料などとして広範な用途を有する。
すなわち、本発明は不飽和炭化水素側鎖を有す
る下記一般式()であらわされるノルボルニル
−2−アルデヒドおよびその製造法に関するもの
である。
上式中、C2はビニル基またはエチリデン基で
あつて、ノルボルナン環の5または6の位置に結
合しており、点線はC2がビニル基のときには単
結合を、エチリデン基のときには二重結合をそれ
ぞれあらわし、またR1およびR2は水素原子もし
くはメチル基をあらわす(以下本明細書中におい
て同じ)。上式であらわされるノルボルニル−2
−アルデヒドとしては、下記一般式()であら
わされる5または6−ビニル−ノルボルニル−2
−アルデヒド、5または6−エチリデンノルボル
ニル−2−アルデヒドなどがある。
さらに、前記一般式()の化合物としては、
下記の式であらわされる5または6−ビニル−3
−メチル−ノルボルニル−2−アルデヒド、5ま
たは6−エチリデン−3−メチル−ノルボルニル
−2−アルデヒドなどがある。
次に本発明のノルボルニル−2−アルデヒドの
製造を説明すると、その一つは、下記一般式
()であらわされるグリシド酸エステルを加水
分解し、次に50〜250℃で脱炭酸する方法である。
上式中、C2、点線、R1およびR2の定義は前記
一般式()とそれぞれ同じであり、かつR3は
炭素原子数1〜6の炭化水素基をあらわす。
加水分解は酸性または塩基性水溶液中で行なう
が、通常は塩基性において行なう方が分解は早
く、また溶媒としては水とアルコール、たとえば
エタノールの混合液を使用することが好適であ
る。塩基としては水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウムなどの金属水酸化物、ナトリウムメチラート
などの金属アルコラートを用いる。加水分解する
際の温度は0〜100℃である。
塩基性で加水分解すると、グリシド酸が一旦塩
の形で得られるので、次いで鉱酸、たとえば塩酸
を加えて酸性にしてグリシド酸とし、次に50〜
250℃に加熱して脱炭酸を行なう。反応温度が50
℃より低いと脱炭酸反応が進行し難く、また250
℃より高いと脱炭酸以外の分解反応および重合反
応などが起り易くなる。より好ましい脱炭酸温度
は60〜150℃である。加熱時間は炭酸ガスの発生
が止むまで続けるようにすればよいが、通常は
0.5〜5時間程度である。
加熱終了後、抽出あるいは蒸留など適宜の手段
で反応混合物から生成物を分離した後、再精製す
ると本発明のノルボルニル−2−アルデヒドが得
られる。
なお、前記一般式()であらわされるグリシ
ド酸エステルは、下記一般式
であらわされるノルボルナノンとモノハロゲノ酢
酸エステル、たとえばモノブロム酢酸アルキル、
モノクロル酢酸アルキルなどのモノハロゲノ酢酸
アルキルとを塩基性触媒の存在下で反応させ脱ハ
ロゲン化水素を行なうことによつて製造すること
ができる。ここで、モノハロゲノ酢酸アルキルに
おけるアルキル基としては、メチル、エチル、プ
ロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、
アミル、イソアミル、ヘキシル、2−エチルブチ
ル、シクロヘキシル基などがある。
なお、上記の脱ハロゲン化水素において、モノ
ハロゲノ酢酸エステルのアルキル基の炭素数が1
〜6である場合は、比較的反応が速やかに完結
し、またその結果、得られたグリシド酸エステル
の加水分解とそれに続く脱炭酸も容易であるが、
アルキル基の炭素数が7以上になると、脱ハロゲ
ン化水素、加水分解および脱炭酸などの反応に時
間がかかり過ぎ、かつ経済的な面からも不利であ
る。従つて、炭素数が1〜6のアルキル基を有す
るモノハロゲノ酢酸アルキルを用いることが好ま
しい。工業的に有利なものは、モノクロル酢酸メ
チル、モノクロル酢酸エチル、モノクロル酢酸イ
ソプロピルおよびエチレングリコールモノクロル
酢酸ジエステルなどである。
次に、他の製造法としては、下記一般式()
であらわされる2−ノルボルネンと一酸化炭素お
よび水素とを触媒の存在下に30〜300℃で反応さ
せ前記式()のノルボルニル−2−アルデヒド
を得る方法である。
上記一般式()の化合物としては、5−ビニ
ル−ノルボルネン−2、5または6−ビニル−3
−メチル−ノルボルネン−2、5−エチリデン−
ノルボルネン−2、5または6−エチリデン−3
−メチル−ノルボルネン−2などがある。
この反応は次のようにあらわされる。
反応生成物としては上記の反応式の(′)の
ように、ノルボルナン環の2の位置にアルデヒド
基が導入された化合物のほか、3の位置にアルデ
ヒド基が結合したものや、C2すなわちビニル基
やエチリデン基がヒドロホルミル化された化合
物、ならびにヒドロホルミル化化合物がさらに縮
合したものなどが得られる。そのために本発明の
目的物たる上記の一般式(′)のノルボルニル
−2−アルデヒドの収率を最大ならしめるように
触媒の選定を行なわなければならない。
多数の実験結果から、上記の反応を達成するた
めには、遷移金属化合物が触媒として用いられ、
特に周期律表中第8族元素の化合物が有用である
ことが判明した。
第8族金属の化合物のなかでも、コバルト、ロ
ジウム、イリジウム、ルテニウムまたは白金など
の金属化合物が有用であり、勿論、これらの金属
化合物のうち金属カルボニル化合物などの錯体に
あつては、反応の選択率を向上させるためにどの
ようなリガンドを配位させるかが大切であつて、
リガンドの電子供与性や立体的な大きさを充分考
慮せねばならない。
これら金属カルボニルは、コバルトカルボニル
(m.p.51〜52℃、分解)のように市販されている
のもあるが、活性金属粉末あるいはその他の金属
化合物に一酸化炭素を反応させることにより、使
用前に調製することもできる。そして効果を高め
るために、これらカルボニル錯体に次のような化
合物を配位させるか、もしくは反応系中に共存さ
せて触媒として用いることができる。このような
リガンド(配位子)としては、第3級アミン、ホ
スフアイトなどがあり、特に、トリブチルホスフ
インのようなアルキル第3及ホスフイン、トリフ
エニルホスフインの付加錯化合物などがヒドロホ
ルミル化反応に対して、場合により負触媒的な作
用もあるが、一般的には本発明の目的物の選択性
を増加させるのに大いに役立つものである。金属
化合物の中でもコバルト化合物およびロジウム化
合物が好ましく、これらは単独あるいは他の金属
化合物を助触媒として加えて使用しうる。
上記金属化合物を使用した場合の反応条件とし
て、反応温度は30〜300℃の範囲であり、より好
ましくは、50〜250℃である。圧力は、通常1〜
450Kg/cm2の範囲で選ばれる。
反応系に送入する一酸化炭素/水素のモル比は
反応生成物の収率により1:1〜1:4の程度に
変化させることができるが、通常はおよそ1:1
で良い。
また、ヒドロホルミル化反応は一般に溶媒を用
いて液相で行なわれ、その溶媒としては、飽和炭
化水素、ベンゼンなどの芳香族類、エーテル類、
アルコール類、エステル類、スルホラン、水およ
び反応生成物それ自身などの単独あるいは2種以
上の混合物が用いられる。
一般的なヒドロホルミル化反応の操作法におい
ては、2−ノルボルネンを一酸化炭素、水素およ
び溶媒と共に加圧反応釜に仕込み、触媒の存在下
で所定の温度に加熱し反応を行なう。反応終了
後、未反応の一酸化炭素および水素を除去し、さ
らに適当な方法で触媒を分離し、もしくは分解
し、その後反応生成物を精密蒸留などにより処理
し、目的物たるノルボルニルアルデヒドとして得
る。
以下に実施例により本発明を詳述する。
参考例 1
(グリシド酸エステル)
5または6−ビニル−2−ノルボルナノン0.15
モルとモノクロル酢酸エチル0.15モルとの混合物
に、カリウム−t−ブトキシド0.15モルを含むt
−ブタノール溶液200mlを加え、20℃で3時間反
応させた後、反応混合物を水中に投入し、エーテ
ル抽出して、エーテル抽出液を減圧蒸留すること
により62%の収率で、次式のグリシド酸エステル
(−1)と(−2)の混合物を得た。
分析結果は次の通りである。
沸点:105〜110℃/1.8mmHg
ir(液膜法、cm-1):
3050、2930、2870、1725、1660、1120
nmr(CDCl3中):
6.3〜5.4δ(多重線、1H)
5.2〜4.7δ(多重線、2H)
4.5〜4.0δ(4重線、2H)
3.8〜3.6δ(3重線、1H)
2.9〜1.1δ(多重線、12H)
元素分析値(C13H18O3として):
C(%) H(%)
計算値 70.2 8.2
分析値 70.1 8.2
参考例 2
5または6−エチリデン−2−ノルボルナノン
を出発原料に用いて参考例1と同様に反応させ
て、次式のグリシド酸エステル(−3)と(
−4)の混合物を収率85%で得た。
分析値は次の通りであつた。
沸点:119〜122℃/1.8mmHg
ir(cm-1):
3090、2935、2870、1725、1120
nmr:
5.6〜5.1δ(多重線、1H)
4.5〜4.1δ(4重線、2H)
3.8〜3.6δ(3重線、1H)
2.7〜1.0δ(多重線、14H)
元素分析値(C13H18O3として):
C(%) H(%)
計算値 70.2 8.2
分析値 70.2 8.2
実施例 1
〔5または6−ビニル−ノルボルニル−2−ア
ルデヒド〕
参考例1で得られた次式のグリシド酸エステル
(−1)と(−2)の混合物2.5g(0.011モ
ル)を、
10mlの99.5%エタノールに溶かし、ナトリウム
メチラートの28%メタノール溶液2.5gを20℃以
下で加え、次いで水0.3mlを加えた後、約70℃に
加熱して3時間撹拌し、上記グリシド酸エステル
を加水分解した。
次にこの混合物にさらに濃塩酸1.2ml、水5.7ml
を加え、3時間加熱還流し、脱炭酸を行なつた。
反応終了後、中和、水洗、乾燥し、溶媒を留去し
たのち減圧蒸留により題記の5または6−ビニル
−ノルボルニル−2−アルデヒド0.9g(収率
54.5%)を得た。沸点は67℃/3.0mmHgであつた。
分析結果
ir:
3050cm-1にビニル基のC−H伸縮振動、1630cm
-1に同じくビニル基のC=C伸縮振動を示し、ま
た2730cm-1にはアルデヒド基のC−H伸縮振動、
1725cm-1には同じくアルデヒド基のC=O伸縮振
動をそれぞれ示す。
nmr:
0.3τ(一重線、1H)
4.1τ(多重線、1H)
4.8τ(多重線、2H)
6.5〜9.0τ(多重線、10H)
元素分析(C10H14Oとして):
C(%) H(%)
計算値 80.0 9.3
実測値 79.8 9.4
実施例 2
〔5または6−エチリデン−ノルボルニル−2
−アルデヒド〕
参考例2で得られたのグリシド酸エステル(
−3)と(−4)の混合物10.0g(0.044モル)
を、
50mlの99.5%エタノールに溶して、実施例1と
同様にして加水分解、脱炭酸を行ない題記の5ま
たは6−エチリデン−ノルボルニル−2−アルデ
ヒド3.2g(収率48%)を得た。沸点は84〜87
℃/10mmHgであつた。
分析結果
ir:
2710cm-1にアルデヒド基のC−H伸縮振動、
1725cm-1に同じくアルデヒド基のC=O伸縮振動
を示し、また3009cm-1にエチリデン基のC−H伸
縮振動、1665cm-1には同じくエチリデン基のC=
C伸縮振動をそれぞれ示す。
nmr:
0.3τ(一重線、1H)
4.4〜4.8τ(多重線、1H)
8.4τ(二重線、3H)
6.5〜9.1τ(多重線、9H)
元素分析(C10H14Oとして)
C(%) H(%)
計算値 80.0 9.3
実測値 79.7 9.1
実施例 3
〔3−メチル−5または6−ビニル−ノルボル
ニル−2−アルデヒド〕
実施例1における原料のグリシド酸エステル混
合物の代りに次式のグリシド酸エステル混合物
0.011モルを用いて同様にして操作した。
目的とする題記の3−メチル−5または6−ビ
ニル−ノルボルニル−2−アルデヒドを52.5%の
収率で得た。沸点は55〜56℃/2.0mmHgであつ
た。
分析結果
ir:
3050cm-1にビニル基のC−H伸縮振動、1630cm
-1にビニル基のC=C伸縮振動を示し、2730cm-1
にアルデヒド基のC−H伸縮振動、1725cm-1にア
ルデヒド基のC=O伸縮振動を示す。
nmr:
0.3τ(一重線、1H)
4.1τ(多重線、1H)
4.8τ(多重線、2H)
6.5〜9.0τ(多重線、9H)
9.1τ(二重線、3H)
元素分析(C11H16Oとして)
C(%) H(%)
計算値 80.5 9.8
実測値 80.2 9.5
実施例 4
〔3,3−ジメチル−5または6−ビニル−ノ
ルボルニル−2−アルデヒド〕
実施例1における原料のグリシド酸エステル混
合物の代りに次式のグリシド酸エステル混合物
0.011モルを用いて同様にして操作した。
目的とする題記の3,3−ジメチル−5または
6−ビニル−ノルボルニル−2−アルデヒドを
67.8%の収率で得た。沸点は65〜67℃/2.0mmHg
である。
分析結果
ir:
3050cm-1にビニル基のC−H伸縮振動、1630cm
-1にビニル基のC=C伸縮振動、2730cm-1にアル
デヒド基のC−H伸縮振動、1725cm-1にアルデヒ
ド基のC=O伸縮振動を示す。
nmr:
0.3τ(一重線、1H)
4.2τ(多重線、1H)
4.8τ(多重線、2H)
6.5〜9.0τ(多重線、8H)
9.0τ(二重線、6H)
元素分析(C12H18Oとして)
C(%) H(%)
計算値 80.9 10.1
実測値 81.3 9.9
実施例 5
〔3−メチル−5または6−エチリデン−ノル
ボルニル−2−アルデヒド〕
実施例2における原料のグリシド酸エステル混
合物の代りに次式のグリシド酸エステル混合物
0.044モルを用いて同様にして操作した。
目的とする題記の3−メチル−5または6−エ
チリデン−ノルボルニル−2−アルデヒドを56.8
%の収率で得た。沸点は90〜92℃/12mmHgであ
つた。
分析結果
ir:
3050cm-1にエチリデン基のC−H伸縮振動、
1675cm-1にエチリデン基のC=C伸縮振動を示
し、2725cm-1にアルデヒド基のC−H伸縮振動、
1730cm-1にアルデヒド基のC=O伸縮振動を示
す。
nmr:
0.5τ(一重線、1H)
4.6τ(多重線、1H)
6.6〜8.9τ(多重線、8H)
8.5τ(二重線、3H)
9.1τ(二重線、3H)
元素分析(C11H16Oとして)
C(%) H(%)
計算値 80.5 9.8
実測値 80.4 9.7
実施例 6
〔3,3−ジメチル−5または6−エチルデン
−ノルボルニル−2−アルデヒド〕
実施例2における原料のグリシド酸エステル混
合物の代りに次式のグリシド酸エステル混合物
0.044モルを用いて同様にして操作した。
その結果、題記の3,3−ジメチル−5または
6−エチリデン−ノルボルニル−2−アルデヒド
を収率60.3%で得た。沸点は66〜69℃/3mmHg
であつた。
分析結果
ir:
3050cm-1にエチリデン基のC−H伸縮振動、
1675cm-1にエチリデン基のC=C伸縮振動、2725
cm-1にアルデヒド基のC−H伸縮振動、1730cm-1
にアルデヒド基のC=O伸縮振動を示す。
nmr:
0.5τ(一重線、1H)
4.5τ(多重線、1H)
6.7〜9.0τ(多重線、7H)
8.5τ(二重線、3H)
8.9τ(二重線、6H)
元素分析(C12H18Oとして)
C(%) H(%)
計算値 80.9 10.1
実測値 81.1 9.8
実施例 7〜15
以下に示す実施例7〜15では、一酸化炭素と水
素とを用いるヒドロホルミル化反応により本発明
の不飽和炭化水素側鎖を有するノルボルニル−2
−アルデヒドを製造した。
すなわち、次表に示すノルボルネン、メチルノ
ルボルネンと反応溶媒、触媒を内容積500mlの加
圧釜に入れ合成ガス(CO/H2=1:1)を圧入
し、次表の圧力、温度、時間で反応させた後、冷
却して過剰の未反応ガスを除去した。加圧釜の内
容物を酸素および塩酸で処理して触媒を除去した
後、有機層を分離して水洗、乾燥し、まず溶液を
回収した後、残渣を減圧蒸留した。得られた留分
を減圧精密蒸留によつて2回分留した後主留分に
ついて、irおよびnmrスペクトル分析、元素分析
により、また実施例1〜6で得られた化合物の分
析結果とも比較し、その構造を確認すると共にそ
の収率を求めた。結果はまとめて次表に示す。
The present invention relates to a norbornyl-2-aldehyde having an unsaturated hydrocarbon side chain and a method for producing the same. Compounds in which an aldehyde group is bonded to a norbornene ring include compounds with an unsaturated bond in the norbornane ring, such as Diels-Alder reaction adducts of acrolein and cyclopentadiene, as disclosed in U.S. Pat. No. 3,748,344. It is known what it has. However, as in the present invention,
Norbornyl-2- with an unsaturated hydrocarbon side chain
Aldehydes are unknown. As a result of intensive research aimed at synthesizing a new norbornyl aldehyde having an unsaturated hydrocarbon side chain such as a vinyl group or an ethylidene group, the present inventors found that
This completes the present invention. The norbornyl-2-aldehyde having an unsaturated hydrocarbon side chain according to the present invention has a wide range of uses as a raw material for fragrances, an organic synthesis reagent, a raw material for polymers, and the like. That is, the present invention relates to norbornyl-2-aldehyde having an unsaturated hydrocarbon side chain and represented by the following general formula (), and a method for producing the same. In the above formula, C 2 is a vinyl group or an ethylidene group, which is bonded to the 5 or 6 position of the norbornane ring, and the dotted line indicates a single bond when C 2 is a vinyl group, and a double bond when it is an ethylidene group. and R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom or a methyl group (the same applies hereinafter in the present specification). Norbornyl-2 represented by the above formula
-As the aldehyde, 5 or 6-vinyl-norbornyl-2 represented by the following general formula ()
-aldehyde, 5- or 6-ethylidenenorbornyl-2-aldehyde, and the like. Furthermore, as the compound of the general formula (),
5 or 6-vinyl-3 represented by the following formula
-methyl-norbornyl-2-aldehyde, 5- or 6-ethylidene-3-methyl-norbornyl-2-aldehyde, and the like. Next, to explain the production of norbornyl-2-aldehyde of the present invention, one method is to hydrolyze a glycidic acid ester represented by the following general formula () and then decarboxylate it at 50 to 250°C. . In the above formula, the definitions of C 2 , the dotted line, R 1 and R 2 are the same as in the above general formula (), and R 3 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. Hydrolysis is carried out in an acidic or basic aqueous solution, but decomposition is usually faster in a basic environment, and it is preferable to use a mixture of water and alcohol, such as ethanol, as the solvent. As the base, metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and metal alcoholates such as sodium methylate are used. The temperature during hydrolysis is 0 to 100°C. When hydrolyzed with basicity, glycidic acid is obtained in the form of a salt. Next, a mineral acid such as hydrochloric acid is added to acidify it to give glycidic acid, and then 50~
Decarboxylate by heating to 250°C. reaction temperature is 50
If the temperature is lower than 250℃, the decarboxylation reaction will be difficult to proceed.
If the temperature is higher than ℃, decomposition reactions other than decarboxylation and polymerization reactions are likely to occur. A more preferable decarboxylation temperature is 60 to 150°C. The heating time should be continued until the generation of carbon dioxide gas stops, but usually
It takes about 0.5 to 5 hours. After heating, the product is separated from the reaction mixture by an appropriate means such as extraction or distillation, and then repurified to obtain the norbornyl-2-aldehyde of the present invention. The glycidic acid ester represented by the above general formula () has the following general formula: norbornanone and monohalogenoacetate, such as alkyl monobromoacetate,
It can be produced by reacting an alkyl monohalogenoacetate such as an alkyl monochloroacetate in the presence of a basic catalyst to perform dehydrohalogenation. Here, the alkyl group in the alkyl monohalogenoacetate includes methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, sec-butyl,
Examples include amyl, isoamyl, hexyl, 2-ethylbutyl, and cyclohexyl groups. In addition, in the above dehydrohalogenation, if the number of carbon atoms in the alkyl group of the monohalogenoacetic ester is 1
- 6, the reaction is completed relatively quickly, and as a result, the hydrolysis and subsequent decarboxylation of the obtained glycidic acid ester are easy;
When the number of carbon atoms in the alkyl group is 7 or more, reactions such as dehydrohalogenation, hydrolysis and decarboxylation take too much time and are also disadvantageous from an economical point of view. Therefore, it is preferable to use an alkyl monohalogenoacetate having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Industrially advantageous are methyl monochloroacetate, ethyl monochloroacetate, isopropyl monochloroacetate and ethylene glycol monochloroacetic diester. Next, as another manufacturing method, the following general formula ()
In this method, 2-norbornene represented by the formula (2) is reacted with carbon monoxide and hydrogen at 30 to 300°C in the presence of a catalyst to obtain norbornyl-2-aldehyde of the formula (). As the compound of the above general formula (), 5-vinyl-norbornene-2, 5 or 6-vinyl-3
-Methyl-norbornene-2,5-ethylidene-
Norbornene-2, 5 or 6-ethylidene-3
-Methyl-norbornene-2, etc. This reaction is expressed as follows. The reaction products include compounds in which an aldehyde group is introduced at the 2-position of the norbornane ring, as shown in (') in the above reaction formula, as well as compounds in which an aldehyde group is bonded at the 3-position, and C 2 , that is, vinyl. A compound in which a group or an ethylidene group is hydroformylated, and a compound in which a hydroformylated compound is further condensed can be obtained. For this purpose, the catalyst must be selected so as to maximize the yield of the norbornyl-2-aldehyde of general formula (') above, which is the object of the present invention. From a large number of experimental results, in order to achieve the above reaction, transition metal compounds are used as catalysts,
It has been found that compounds of Group 8 elements in the periodic table are particularly useful. Among Group 8 metal compounds, metal compounds such as cobalt, rhodium, iridium, ruthenium, or platinum are useful, and of course, in the case of complexes of these metal compounds such as metal carbonyl compounds, the selection of the reaction It is important to know what kind of ligand to coordinate in order to improve the efficiency.
The electron donating properties and steric size of the ligand must be fully considered. Some of these metal carbonyls are commercially available, such as cobalt carbonyl (mp51-52°C, decomposed), but they can also be prepared before use by reacting active metal powders or other metal compounds with carbon monoxide. You can also do that. In order to enhance the effect, the following compounds can be coordinated with these carbonyl complexes, or they can be used as catalysts by making them coexist in the reaction system. Examples of such ligands include tertiary amines and phosphites. In particular, addition complexes of alkyl tertiary phosphines such as tributylphosphine and triphenylphosphine are effective in hydroformylation reactions. On the other hand, although it may have a negative catalytic effect in some cases, it is generally very useful for increasing the selectivity of the target product of the present invention. Among the metal compounds, cobalt compounds and rhodium compounds are preferred, and these may be used alone or with the addition of other metal compounds as promoters. Regarding the reaction conditions when the above metal compound is used, the reaction temperature is in the range of 30 to 300°C, more preferably 50 to 250°C. The pressure is usually 1~
Selected within the range of 450Kg/ cm2 . The molar ratio of carbon monoxide/hydrogen fed into the reaction system can be varied from 1:1 to 1:4 depending on the yield of the reaction product, but is usually about 1:1.
That's fine. In addition, the hydroformylation reaction is generally carried out in a liquid phase using a solvent, and the solvents include saturated hydrocarbons, aromatics such as benzene, ethers,
Alcohols, esters, sulfolane, water, and the reaction product itself can be used alone or in mixtures of two or more. In a typical hydroformylation reaction method, 2-norbornene is charged into a pressurized reaction vessel together with carbon monoxide, hydrogen and a solvent, and the reaction is carried out by heating to a predetermined temperature in the presence of a catalyst. After the reaction is complete, unreacted carbon monoxide and hydrogen are removed, the catalyst is separated or decomposed by an appropriate method, and the reaction product is then treated by precision distillation etc. to produce the target norbornyl aldehyde. obtain. The present invention will be explained in detail with reference to Examples below. Reference example 1 (glycidic acid ester) 5 or 6-vinyl-2-norbornanone 0.15
t containing 0.15 mol of potassium t-butoxide in a mixture of 0.15 mol of potassium t-butoxide and 0.15 mol of ethyl monochloroacetate.
- After adding 200 ml of butanol solution and reacting at 20°C for 3 hours, the reaction mixture was poured into water, extracted with ether, and the ether extract was distilled under reduced pressure to obtain a glycide of the following formula with a yield of 62%. A mixture of acid esters (-1) and (-2) was obtained. The analysis results are as follows. Boiling point: 105-110℃/1.8mmHg IR (liquid film method, cm -1 ): 3050, 2930, 2870, 1725, 1660, 1120 nmr (in CDCl 3 ): 6.3-5.4δ (multiplet, 1H) 5.2- 4.7δ (multiplet, 2H) 4.5~4.0δ (quadruplet, 2H) 3.8~3.6δ (triplet, 1H) 2.9~1.1δ (multiplet, 12H) Elemental analysis value (C 13 H 18 O 3 ): C (%) H (%) Calculated value 70.2 8.2 Analytical value 70.1 8.2 Reference example 2 Using 5- or 6-ethylidene-2-norbornanone as the starting material, the reaction was carried out in the same manner as in Reference example 1 to produce the following formula. Glycidic acid ester (-3) and (
A mixture of -4) was obtained with a yield of 85%. The analytical values were as follows. Boiling point: 119-122℃/1.8mmHg ir (cm -1 ): 3090, 2935, 2870, 1725, 1120 nmr: 5.6-5.1δ (multiplet, 1H) 4.5-4.1δ (quadruplet, 2H) 3.8- 3.6δ (triplet, 1H) 2.7~1.0δ (multiplet, 14H) Elemental analysis value (as C 13 H 18 O 3 ): C (%) H (%) Calculated value 70.2 8.2 Analysis value 70.2 8.2 Example 1 [5- or 6-vinyl-norbornyl-2-aldehyde] 2.5 g (0.011 mol) of the mixture of glycidic acid esters (-1) and (-2) of the following formula obtained in Reference Example 1, Dissolved in 10 ml of 99.5% ethanol, added 2.5 g of 28% methanol solution of sodium methylate at below 20°C, then added 0.3 ml of water, heated to about 70°C and stirred for 3 hours to dissolve the above glycidic acid ester. was hydrolyzed. Next, add 1.2 ml of concentrated hydrochloric acid and 5.7 ml of water to this mixture.
was added and heated under reflux for 3 hours to perform decarboxylation.
After the reaction was completed, the solvent was neutralized, washed with water, dried, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 0.9 g of 5- or 6-vinyl-norbornyl-2-aldehyde (yield:
54.5%). The boiling point was 67°C/3.0mmHg. Analysis result ir: C-H stretching vibration of vinyl group at 3050cm -1 , 1630cm
-1 also shows the C=C stretching vibration of the vinyl group, and 2730 cm -1 shows the C-H stretching vibration of the aldehyde group,
At 1725 cm -1 , C=O stretching vibrations of the aldehyde group are also shown. nmr: 0.3τ (singlet, 1H) 4.1τ (multiplet, 1H) 4.8τ (multiplet, 2H) 6.5-9.0τ (multiplet, 10H) Elemental analysis (as C 10 H 14 O): C (% ) H (%) Calculated value 80.0 9.3 Actual value 79.8 9.4 Example 2 [5 or 6-ethylidene-norbornyl-2
-aldehyde] Glycidic acid ester obtained in Reference Example 2 (
-3) and (-4) mixture 10.0g (0.044 mol)
of, It was dissolved in 50 ml of 99.5% ethanol, and hydrolyzed and decarboxylated in the same manner as in Example 1 to obtain 3.2 g (yield: 48%) of the title 5- or 6-ethylidene-norbornyl-2-aldehyde. Boiling point is 84-87
It was ℃/10mmHg. Analysis result ir: C-H stretching vibration of aldehyde group at 2710 cm -1 ,
The same C=O stretching vibration of the aldehyde group is shown at 1725 cm -1 , the C-H stretching vibration of the ethylidene group is shown at 3009 cm -1 , and the C=O stretching vibration of the ethylidene group is also shown at 1665 cm -1 .
C stretching vibrations are shown respectively. nmr: 0.3τ (singlet, 1H) 4.4-4.8τ (multiplet, 1H) 8.4τ (doublet, 3H) 6.5-9.1τ (multiplet, 9H) Elemental analysis (as C 10 H 14 O) C (%) H (%) Calculated value 80.0 9.3 Actual value 79.7 9.1 Example 3 [3-methyl-5 or 6-vinyl-norbornyl-2-aldehyde] The following formula was used instead of the glycidic acid ester mixture as the raw material in Example 1. glycidic acid ester mixture of
The same operation was carried out using 0.011 mol. The desired title 3-methyl-5 or 6-vinyl-norbornyl-2-aldehyde was obtained in a yield of 52.5%. The boiling point was 55-56°C/2.0mmHg. Analysis result ir: C-H stretching vibration of vinyl group at 3050cm -1 , 1630cm
-1 shows C=C stretching vibration of vinyl group, 2730cm -1
shows the C-H stretching vibration of the aldehyde group, and the C=O stretching vibration of the aldehyde group is shown at 1725 cm -1 . nmr: 0.3τ (singlet, 1H) 4.1τ (multiplet, 1H) 4.8τ (multiplet, 2H) 6.5~9.0τ (multiplet, 9H) 9.1τ (doublet, 3H) Elemental analysis (C 11 As H 16 O) C (%) H (%) Calculated value 80.5 9.8 Actual value 80.2 9.5 Example 4 [3,3-dimethyl-5 or 6-vinyl-norbornyl-2-aldehyde] Glyside as the raw material in Example 1 Instead of the acid ester mixture, a glycidic acid ester mixture of the formula
The same operation was carried out using 0.011 mol. The desired title 3,3-dimethyl-5 or 6-vinyl-norbornyl-2-aldehyde
Obtained with a yield of 67.8%. Boiling point is 65-67℃/2.0mmHg
It is. Analysis result ir: C-H stretching vibration of vinyl group at 3050cm -1 , 1630cm
-1 shows the C=C stretching vibration of the vinyl group, 2730 cm -1 shows the C-H stretching vibration of the aldehyde group, and 1725 cm -1 shows the C=O stretching vibration of the aldehyde group. nmr: 0.3τ (singlet, 1H) 4.2τ (multiplet, 1H) 4.8τ (multiplet, 2H) 6.5~9.0τ (multiplet, 8H) 9.0τ (doublet, 6H) Elemental analysis (C 12 As H 18 O) C (%) H (%) Calculated value 80.9 10.1 Actual value 81.3 9.9 Example 5 [3-Methyl-5 or 6-ethylidene-norbornyl-2-aldehyde] Glycidic acid ester as raw material in Example 2 Instead of the mixture, a glycidic acid ester mixture of the following formula
The same operation was carried out using 0.044 mol. 56.8 of the desired title 3-methyl-5 or 6-ethylidene-norbornyl-2-aldehyde.
% yield. The boiling point was 90-92°C/12mmHg. Analysis result ir: C-H stretching vibration of ethylidene group at 3050 cm -1 ,
C=C stretching vibration of ethylidene group is shown at 1675 cm -1 , C-H stretching vibration of aldehyde group is shown at 2725 cm -1 ,
The C=O stretching vibration of the aldehyde group is shown at 1730 cm -1 . nmr: 0.5τ (singlet, 1H) 4.6τ (multiplet, 1H) 6.6~8.9τ (multiplet, 8H) 8.5τ (doublet, 3H) 9.1τ (doublet, 3H) Elemental analysis (C 11 H 16 O) C (%) H (%) Calculated value 80.5 9.8 Actual value 80.4 9.7 Example 6 [3,3-dimethyl-5 or 6-ethyldene-norbornyl-2-aldehyde] Of the raw materials in Example 2 Instead of the glycidic acid ester mixture, a glycidic acid ester mixture of the following formula
The same operation was carried out using 0.044 mol. As a result, the title 3,3-dimethyl-5 or 6-ethylidene-norbornyl-2-aldehyde was obtained in a yield of 60.3%. Boiling point is 66-69℃/3mmHg
It was hot. Analysis result ir: C-H stretching vibration of ethylidene group at 3050 cm -1 ,
C=C stretching vibration of ethylidene group at 1675cm -1 , 2725
C-H stretching vibration of aldehyde group in cm -1 , 1730 cm -1
shows the C=O stretching vibration of the aldehyde group. nmr: 0.5τ (singlet, 1H) 4.5τ (multiplet, 1H) 6.7~9.0τ (multiplet, 7H) 8.5τ (doublet, 3H) 8.9τ (doublet, 6H) Elemental analysis (C 12 H 18 O) C (%) H (%) Calculated value 80.9 10.1 Actual value 81.1 9.8 Examples 7 to 15 In Examples 7 to 15 shown below, this reaction was carried out by a hydroformylation reaction using carbon monoxide and hydrogen. Norbornyl-2 with an unsaturated hydrocarbon side chain of the invention
-Produced aldehydes. That is, put norbornene, methylnorbornene, reaction solvent, and catalyst shown in the table below into a pressure cooker with an internal volume of 500 ml, and pressurize synthesis gas (CO/H 2 = 1:1), and react at the pressure, temperature, and time shown in the table below. After cooling, excess unreacted gas was removed. After treating the contents of the autoclave with oxygen and hydrochloric acid to remove the catalyst, the organic layer was separated, washed with water, and dried. First, the solution was recovered, and then the residue was distilled under reduced pressure. The obtained fraction was fractionated twice by vacuum precision distillation, and then the main fraction was compared with the analysis results of the compounds obtained in Examples 1 to 6 by IR and NMR spectroscopy and elemental analysis. The structure was confirmed and the yield was determined. The results are summarized in the table below.
【表】【table】
【表】
なお、上表においては、触媒の形態は外観上均
一になるようなものを主として使用したが、実施
例12において、触媒として、クロルロジウムカル
ボニル錯体RhCl(CO)2P(C6H5)2をシリカ粉末上
に10%付着させたものを15mmol使用してもほぼ
同じ結果が得られた。一般にホスフインリガンド
を付けた錯塩にすると目的物の収率(つまり選択
率)が向上することが認められた。
また実施例11において、コバルトカルボニル
Co2(CO)8の代りにコバルトハイドロカルボニル
HCo(CO)4を用いてもほぼ同じ結果が得られ、ま
た、実施例14において、ロジウムカルボニルRh4
(CO)12の代りにロジウムカルボニルアセチルア
セトネートを用いてもほぼ同じ結果が得られた。
さらに、実施例9において、触媒として水酸化
パラジウムPd(OH)2、ニツケルカルボニルNi
(CO)4、ニツケルアセチルアセトネートNi
(C5H7O)2、鉄カルボニルFe(CO)5などを用いた
場合には、目的物の収率が2〜12%となり、結局
その他の実施例の結果もあわせて考慮すると、周
期律表中第8族金属化合物の中でも、コバルト化
合物およびロジウム化合物が最も優れており、次
いでイリジウム、ルテニウムなどが有用であるこ
とが解つた。[Table] In the above table, catalysts with a uniform appearance were mainly used; however, in Example 12, a chlorrhodium carbonyl complex RhCl(CO) 2 P(C 6 H 5 ) Approximately the same results were obtained when 15 mmol of 10% of 2 was deposited on silica powder. It has been found that the yield (ie, selectivity) of the target product generally improves when a complex salt is attached with a phosphine ligand. In addition, in Example 11, cobalt carbonyl
Cobalt hydrocarbonyl instead of Co2 (CO) 8
Almost the same results were obtained using HCo(CO) 4 , and in Example 14, rhodium carbonyl Rh4
Almost the same results were obtained when rhodium carbonylacetylacetonate was used in place of (CO) 12 . Furthermore, in Example 9, palladium hydroxide Pd(OH) 2 and nickel carbonyl Ni were used as catalysts.
(CO) 4 , nickel acetylacetonate Ni
(C 5 H 7 O) 2 , iron carbonyl Fe(CO) 5 , etc., the yield of the target product is 2 to 12%, and in the end, considering the results of other examples, the period Among the Group 8 metal compounds in the Table of Contents, cobalt compounds and rhodium compounds were found to be the most effective, followed by iridium, ruthenium, and the like.
Claims (1)
()であらわされるノルボルニル−2−アルデ
ヒド。 式中、C2はビニル基またはエチリデン基であ
つて、ノルボルナン環の5または6の位置に結合
しており、点線はC2がビニル基のときには単結
合を、エチリデン基のときには二重結合をそれぞ
れあらわし、またR1およびR2は水素原子もしく
はメチル基をあらわす。 2 前記一般式()の化合物が下記一般式
()であらわされる特許請求の範囲第1項に記
載のノルボルニル−2−アルデヒド。 3 下記一般式()であらわされるグリシド酸
エステルを加水分解し、次に50〜250℃で脱炭酸
せしめることを特徴とする不飽和炭化水素側鎖を
有する下記一般式()であらわされるノルボル
ニル−2−アルデヒドの製造法。 両式中、C2はビニル基またはエチリデン基で
あつて、ノルボルナン環の5または6の位置に結
合しており、点線はC2がビニル基のときには単
結合を、エチリデン基のときには二重結合をそれ
ぞれあらわし、またR1およびR2は水素原子もし
くはメチル基であり、R3は炭素原子数1〜6の
炭化水素基をあらわす。 4 前記一般式()のグリシド酸エステルが下
記式()であらわされ、かつ前記一般式()
のノルボルニル−2−アルデヒドが下記式()
であらわされる特許請求の範囲第3項に記載のノ
ルボルニル−2−アルデヒドの製造法。 5 下記一般式()であらわされる2−ノルボ
ルネンと一酸化炭素および水素を周期律表中第8
族元素化合物の存在下に30〜300℃で反応させる
ことを特徴とする不飽和炭化水素側鎖を有する下
記一般式(′)であらわされるノボルニル−2
−アルデヒドの製造法。 両式中、C2はビニル基またはエチリデン基で
あつて、ノルボルナン環またはノルボルネン環の
5または6の位置に結合しており、点線はC2が
ビニル基のときには単結合を、エチリデン基のと
きには二重結合をそれぞれあらわし、またR1は
水素原子もしくはメチル基をあらわす。 6 前記一般式()の化合物が5−ビニル−2
−ノルボルネンまたは5−エチリデン−2−ノル
ボルネンであり、前記一般式(′)の化合物が
下記式()であらわされる特許請求の範囲第5
項に記載のノルボルニル−2−アルデヒドの製造
法。 7 前記第8族元素化合物がコバルト、ロジウ
ム、イリジウム、ルテニウムまたは白金の化合物
である特許請求の範囲第5項に記載のノルボルニ
ル−2−アルデヒドの製造法。[Scope of Claims] 1. A norbornyl-2-aldehyde having an unsaturated hydrocarbon side chain and represented by the following general formula (). In the formula, C 2 is a vinyl group or an ethylidene group, which is bonded to the 5 or 6 position of the norbornane ring, and the dotted line indicates a single bond when C 2 is a vinyl group, and a double bond when it is an ethylidene group. and R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom or a methyl group. 2. The norbornyl-2-aldehyde according to claim 1, wherein the compound of the general formula () is represented by the following general formula (). 3. A norbornyl compound represented by the following general formula () having an unsaturated hydrocarbon side chain, which is characterized by hydrolyzing a glycidic acid ester represented by the following general formula () and then decarboxylating it at 50 to 250°C. Method for producing 2-aldehyde. In both formulas, C 2 is a vinyl group or an ethylidene group, and is bonded to the 5 or 6 position of the norbornane ring, and the dotted line indicates a single bond when C 2 is a vinyl group, and a double bond when it is an ethylidene group. R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a methyl group, and R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. 4 The glycidic acid ester of the above general formula () is represented by the following formula (), and the above general formula ()
The norbornyl-2-aldehyde of is represented by the following formula ()
A method for producing norbornyl-2-aldehyde according to claim 3. 5 2-norbornene, carbon monoxide, and hydrogen represented by the following general formula () are the 8th group in the periodic table.
Nobornyl-2 represented by the following general formula (') having an unsaturated hydrocarbon side chain, characterized in that it is reacted at 30 to 300°C in the presence of a group element compound.
-Production method of aldehyde. In both formulas, C 2 is a vinyl group or ethylidene group and is bonded to the 5 or 6 position of the norbornane ring or norbornene ring, and the dotted line indicates a single bond when C 2 is a vinyl group, and indicates a single bond when C 2 is an ethylidene group. Each represents a double bond, and R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group. 6 The compound of the general formula () is 5-vinyl-2
-norbornene or 5-ethylidene-2-norbornene, and the compound of the general formula (') is represented by the following formula ().
2. The method for producing norbornyl-2-aldehyde as described in 2. 7. The method for producing norbornyl-2-aldehyde according to claim 5, wherein the Group 8 element compound is a compound of cobalt, rhodium, iridium, ruthenium, or platinum.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56029188A JPS57142937A (en) | 1981-02-28 | 1981-02-28 | Norbornyl-2-aldehyde having unsaturated hydrocarbon side chain and its preparation |
| US06/351,993 US4524017A (en) | 1981-02-28 | 1982-02-24 | Derivatives of norbornanes having hydrocarbon side chains and perfume compositions containing the same |
| DE8282101503T DE3260230D1 (en) | 1981-02-28 | 1982-02-26 | Derivatives of norbornanes having hydrocarbon side chains, processes for preparing the same and perfume compositions containing the same |
| EP82101503A EP0059457B1 (en) | 1981-02-28 | 1982-02-26 | Derivatives of norbornanes having hydrocarbon side chains, processes for preparing the same and perfume compositions containing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56029188A JPS57142937A (en) | 1981-02-28 | 1981-02-28 | Norbornyl-2-aldehyde having unsaturated hydrocarbon side chain and its preparation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57142937A JPS57142937A (en) | 1982-09-03 |
| JPS647980B2 true JPS647980B2 (en) | 1989-02-10 |
Family
ID=12269220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56029188A Granted JPS57142937A (en) | 1981-02-28 | 1981-02-28 | Norbornyl-2-aldehyde having unsaturated hydrocarbon side chain and its preparation |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57142937A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59110643A (en) * | 1982-12-16 | 1984-06-26 | Kao Corp | Production of 2-ethylidene-5(or 6)-formylbicyclo(2.2.1) heptane |
| JPS6084238A (en) * | 1983-10-14 | 1985-05-13 | Kao Corp | Novel bicyclo(2,2,1)heptanacetal and perfume composition containing it |
-
1981
- 1981-02-28 JP JP56029188A patent/JPS57142937A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57142937A (en) | 1982-09-03 |
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