JPH0333696B2

JPH0333696B2 -

Info

Publication number: JPH0333696B2
Application number: JP7592087A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Hirai; Keizo Furuhashi; Atsushi Yoshizawa; Isa Nishama; Mitsuchika Fukumasa
Original assignee: Nippon Mining Co
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1991-05-20
Also published as: JPS63243058A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、カイラルスメクチツク相を取り得る
強誘電性液晶物質、昆虫の性フエロモンなどの生
理活性物質等の合成中間体として有用な光学活性
を有するα−メチルアルキルカルボン酸を製造す
る方法に関する。

［従来の技術］光学活性を有するα−メチルアルキルカルボン
酸の合成方法としては、従来、光学活性を有する
プロリンメチルエステルをアシル化してアミドエ
ステルとし、これをヨウ化メチルマグネシウムの
存在下にメチルエステル基を３級アルコールと
し、次いでアシル基をアルキル化し、得られるジ
アストレオマーを加水分解する方法〔Lin
Guoqiang，他、アクタケミカスカンジナビ
カ（Acta Chemica Scandinavica）B38P795〜
801〕、及び光学活性を有する３−メトキシ−２−
フエニルオキサゾリンをアルキル化した後、加水
分解する方法〔Styrbjoern Bystroem，他、テト
ラヘドロン（Tetrahedron）37p2249〜2254〕等
不斉合成による方法が、提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］上記不斉合成による従来の方法は、得られる生
成物の光学純度が72％ee程で低く、また反応のス
テツプが長くて収率も低く、しかも、用いる試薬
が高価である等の欠点が有つた。

本発明者は、かかる現状に鑑み鋭意検討した結
果、光学活性を有する１，２−エポキシドを一定
の方法で反応させることによりラセミ化すること
なくα−メチルアルキルカルボン酸を合成できる
ことを見い出した。

本発明は、かかる知見に基づいて成されたもの
で、本発明の目的は、簡単な反応ステツプから成
り、生成物の収率が極めて高い、しかも高光学純
度で、製造コストの安価なα−メチルアルキルカ
ルボン酸の合成方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］本発明は、光学活性を有する１，２−エポキシ
アルカンを出発原料とし、これをトリメチルアル
ミニウムと反応させて２−メチル−１−アルカノ
ールとし、次いでこのアルコールを過マンガン酸
カリウムで酸化することから成る光学活性を有す
るα−メチルアルキルカルボン酸の製造方法であ
る。

本発明の出発原料として用いる上記光学活性を
有する１，２−エポキシアルカンは、光学純度が
少なくとも70％ee以上のものが好ましい。また、
この場合のアルカンは、用途に応じて、適宜各種
の炭素数のものが選定されるが、炭素数として３
〜18のものが、その原料を安価に入手でき、特に
好ましい。このような１，２−エポキシアルカン
は、ノカルデイア属に属するエポキシ生産能を有
する菌株を、α−オレフインを含有する培地で好
気的条件下に反応させることによつて得ることが
できる（特公昭56−40号公報参照）。この微生物
を利用する方法により得られる１，２−エポキシ
アルカンが光学活性を有することは、その後に確
認されたものであるが、α−オレフインから極め
て簡便に、しかも安価に製造できるので、本発明
の出発物質として利用することは、特に有利であ
る。

本発明では、先ず、上記１，２−エポキシアル
カンをトリメチルアルミニウムと反応させて開環
して２−メチル−１−アルカノールに変換させる
が、これは、トリメチルアルミニウムのヘキサ
ン、デカン、テトラデカン、シクロヘキサン等の
有機溶媒溶液に、上記１，２−エポキシアルカン
を−80℃〜150℃、ただし低沸点の有機溶媒の場
合は還流温度まで、温度範囲で撹拌しながら滴下
し、１〜120時間反応させ、反応終了後の反応液
を希塩酸溶液に注入して加水分解することにより
行う。この反応では１，２−エポキシアルカン１
モルに対し、トリメチルアルミニウム0.5〜３モ
ル、特には、トリメチルアルミニウム１〜２モル
を使用することが好ましい。生成物である２−メ
チル−１−アルカノールは、抽出、相分離、蒸
留、カラムクロマトグラフイー等の公知の手段で
単離精製することができる。

次に、この操作により得られた２−メチル−１
−アルカノールを過マンガン酸カリウムで酸化す
るが、この酸化反応は、酸性下で行なうことが好
ましく、酸としては特に、硫酸を用いると良い。
反応操作は５〜40％の硫酸水溶液に２−メチル−
１−オクタノールを加え、１〜３倍モルの過マン
ガン酸カリウムを20〜30℃の温度を保ちながらゆ
つくり加え反応させる。

以上の様にして得られた反応混合物を亜硫酸水
素ナトリウムの水溶液に加えると未反応過マンガ
ン酸カリウム及び、二酸化マンガンが水に溶け、
α−メチルアルキルカルボン酸を簡便にエーテル
等の有機溶媒で抽出することができる。その後、
抽出をくり返し、蒸留、カラムクロマトグラフイ
ー等の公知の手段でα−メチルアルキルカルボン
酸を単離精製することができる。

得られたα−メチルアルキルカルボン酸は、先
ず、酸ハロゲン化物とし、これにフエノールを反
応させて４−アルカノイルフエノールを得、次い
で、この４−アルカノイルフエノールと4′−アル
コキシビフエニル−４−カルボン酸とをエステル
化させることにより、カイラルスメクチツク相を
取る強誘電性液晶物質を得ることができる。

一方、前述の文献〔Styrbjoern Bystroem，
他、テトラヘドロン（Tetrahedron）37p2249〜
2254〕に記載の方法に従うと昆虫の性フエロモン
を合成することができる。

［実施例］（実施例１）トリメチルアルミニウムの１モル濃度のヘキサ
ン溶液１に、撹拌下に〔α〕²⁵＋14.4゜（neat）の
（Ｒ）−１，２−エポキシオクタン85.8ｇ
（0.67mol）を30分で滴下後、２時間還流した。
冷却後、氷冷した12％塩酸水溶液にあけ、ヘキサ
ンで抽出し、ヘキサン層を水で洗浄した後、無水
硫酸ナトリウムで脱水し、溶媒を留去後、蒸留
（８mmHg、87〜92℃）し、純度90.4％の２−メチ
ル−１−オクタノール78.2ｇを得た。尚、純度は
シリコンSE−30を担持した２ｍのカラムを用い
てガスクロマトグラフイーにより測定した。ま
た、上記純度90.4％の２−メチル−１−オクタノ
ールを精留して得られる純度95.5％の２−メチル
−１−オクタノールの比旋光度は〔α〕²⁵−9.6゜
（neat）だつた。

このようにして得られた（−）２−メチル−１
−オクタノール24.7ｇ（0.17mol）に水330ml、濃
硫酸46.6ｇを加えた後、撹拌しながら、過マンガ
ン酸カリウム63.4ｇを反応温度30℃以下に保ちな
がらゆつくり加えた。その後、氷水340mlに反応
混合物を移し、亜硫酸水素ナトリウム51.5ｇを加
え、塩酸を用いてPH１以下にした後、エーテルで
抽出した。このエーテル層からα−メチルオクタ
ン酸を10％水酸化ナトリウム水溶液で抽出した。

次に、この水層に氷水100ml、濃塩酸110mlを加
えPH１以下とし、α−メチルオクタン酸をクロロ
ホルムで抽出、有機層を水で洗浄した後、硫酸マ
グネシウムで乾燥した。別後、減圧蒸留（0.28
mmHg、91〜94℃）で（＋）α−メチルオクタン
酸を15.28ｇ（0.097mol、収率64％）得た。

¹H−NMR（CDCl₃中，TMS基準，ppm）：
11.8（ｂ，1H）、2.5（ｍ，1H）、1.7〜1.2（ｍ，
13H）、0.9（ｔ，3H） IR（cm^-1）：2910、1700 〔α〕²⁵：＋14.0゜（実施例２）（Ｒ）−１，２−エポキシデカンを原料とし、
実施例１と同様の方法でトリメチルアルミニウム
とヘキサン中で反応させることにより２−メチル
−１−デカノール（83％ee）を得、更に硫酸酸性
下、過マンガン酸カリウムで酸化することによ
り、ラセミ化することなくα−メチルデカン酸を
得た。

¹H−NMR（CDCl₃中，TMS基準，ppm）：
11.8（ｂ，1H）、2.5（ｍ，1H）、1.7〜1.2（ｍ，
17H）、0.9（ｔ，3H） IR（cm^-1）：2910、1700、1460 〔α〕²⁵：＋12.3゜（実施例３）（Ｒ）−１，２−エポキシヘキサンを原料とし、
実施例１と同様の方法でトリメチルアルミニウム
とヘキサン中で反応させることにより２−メチル
−１−ヘキサノール（67％ee）を得、更に硫酸酸
性下、過マンガン酸カリウムで酸化することによ
り、ラセミ化することなくα−メチルヘキサン酸
を得た。

¹H−NMR（CDCl₃中，TMS基準，ppm）：
11.8（ｂ，1H）、2.5（ｍ，1H）、1.7〜1.2（ｍ，
9H）、0.9（ｔ，3H） IR（cm^-1）：2910、1700、1460 〔α〕²⁵：＋12.4゜（参考例）上記実施例２で得られた（＋）α−メチルデカ
ン酸を用いて次ぎの方法で強誘電性液晶物質であ
る（＋）４−（２−メチル）デカノイルフエニル，
4′−オクチルオキシビフエニル−４−カルボン酸
エステルを合成した。

フラスコに、実施例２で合成したα−メチルカ
ルボン酸4.9ｇをとり、室温で撹拌しながら滴下
ロートから塩化チオニル4.8ｇを６分間滴下した。
40分間室温で反応させた後、80℃で30分間更に撹
拌反応させる。塩化チオニルを減圧で留去し、
（＋）α−メチルデカン酸クロリド、5.4ｇを得
た。

次に、無水塩化メチレン2.5mlにフエノール
2.32ｇ（25mmol）を入れ、窒素下−12℃で塩化
アルミニウム7.76ｇ（97mmol）を加えたものに、
−15℃の温度で、上記で得られた（＋）α−メチ
ルデカン酸クロリド、5.39ｇ（26mmol）を滴下
して加え、塩氷水で冷却しながら２時間撹拌し
た。この反応混合物を氷水300mlに入れ、塩化メ
チレンで抽出、水洗いした後、硫酸マグネシウム
で乾燥、別、濃縮後、フエニル−２−メチルデ
カン酸エステル4.3ｇを得た。このフエニル−２
−メチルデカン酸エステルを塩化メチレン25ml中
に入れ窒素下で−10℃の温度で、塩化アルミニウ
ム4.48ｇ（58mmol）を加え、ゆつくり室温に戻
した後、４時間加熱還流した。得られた反応混合
物を氷水200mlに移し、クロロホルムで抽出、有
機層を水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾
燥、別、濃縮後、シリカゲルによるカラムクロ
ストグラフイーで単離精製し、赤褐色液体の
（＋）４−（２−メチル）デカノイルフエノール
1.77ｇ（9.6mmol収率40％）を得た。

次に、水−エタノールの混合溶媒240mlに水酸
化ナトリウム50ｇを溶解させた溶液に、市販の
4′−オクチルオキシ−４−シアノビフエニル10ｇ
（32mmol）を加え、加熱還流下、３時間反応さ
せた。反応混合物を塩酸で酸性にした後、別
し、エタノール−酢酸溶媒で再結晶し固体物を得
た。この生成物についてKBr法による赤外スペ
クトル分析を行なつた結果、3400cm^-1、3200cm
^-1、2950〜2850cm^-1、1650cm^-1、1600cm^-1にそれ
ぞれ吸収が認められ、4′−オクチルオキシビフエ
ニル−４−カルボン酸であることが確認できた。
塩化メチレン５mlに4′−オクチルオキシビフエニ
ル−４−カルボン酸450mg（1.4mmol）、（＋）４
−（２−メチル）デカノイルフエノール350mg
（1.4mmol）、４−ジメチルアミノピリジン10mgを
入れた混合物に、Ｎ，N′−ジシクロヘキシルカ
ルボジイミド275mg（1.4mmol）を加えた。これ
を４時間加熱還流した後、過し、液を塩化メ
チレンで抽出、水洗し、硫酸マグネシウムで乾
燥、別、濃縮後、得られた固体をエタノールで
再結晶することにより白色固体の４−（２−メチ
ル）デカノイルフエニル，4′−オクチルオキシビ
フエニル−４−カルボン酸エステルを得た。この
化合物の理化学的性状を次に示す。

¹H NMR（CDCl₃中，TMS基準，ppm）：8.3
〜7.0（12H）、4.0（ｔ，2H）、3.4（ｍ，1H）、1.9
〜0.9（ｍ，35H） IR（KBr cm^-1）：2950〜2850、1735、1680、
1600 Mass：570（M⁺）上記化合物を偏光顕微鏡を用いて組織の変化を
観察した結果、昇温過程において59.0℃で強誘電
性相の液晶状態となり124.0℃でスメクテイツク
Ａ相の液晶に変化し、152.0℃で等方性液体とな
つた。また降温過程では、150.7℃でスメクテイ
ツクＡ相の液晶状態と成り、125℃でスメクテイ
ツクＣ相の液晶に変化し、58.0℃で固体結晶とな
つた。

また厚さ3μｍのポリエチレンテレフタレート
フイルムをスペンサーとし、ネサガラスで構成し
たセルに上記化合物を封入し、100Hzの交流をか
け三角波法により、自発分極を測定した結果60℃
で、210nc／cm²と非常に大きい自発分極を示し
た。

［発明の効果］本発明は、α−メチルアルキルカルボン酸を簡
単な反応ステツプで、収率良く、しかも高光学純
度で、安価に合成できるという極めて優れた効果
を奏するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

１光学活性を有する１，２−エポキシアルカン
を出発原料とし、これをトリメチルアルミニウム
と反応させて２−メチル−１−アルカノールと
し、次いでこのアルコールを過マンガン酸カリウ
ムで酸化することを特徴とする光学活性を有する
α−メチルアルキルカルボン酸の製造方法。