MÉTODO PARA PRODUCIR 2-(ALQUIL)CICLOALQUENONA.

La presente invención se refiere a un método para producir 2-(alquil)cicloalquenona que es un producto intermedio para la síntesis de dihidrojasmonato de metilo, -lactona y similares que son útiles como materiales aromatizantes, y a un método para producir (3-oxo-2-alquilcicloalquil)acetato de alquilo y 5-alquil-5-alcanolida usando el mismo compuesto. Antecedentes de la técnica Convencionalmente, como método para producir 2-(alquil)cicloalquenona a partir de 2-(1-hidroxialquil)cicloalcanona, por ejemplo, el documento JP-A 56-147740 da a conocer un método en el que tras deshidratar un compuesto condensado de aldol con ácido oxálico, se permite la reacción de isomerización usando bromuro de hidrógeno y ácido clorhídrico, o un método en el que la reacción de deshidratación y la reacción de isomerización posterior se realizan simultáneamente con el uso de bromuro de hidrógeno y cloruro de hidrógeno. Cuando se usan ácidos fuertes tales como bromuro de hidrógeno y cloruro de hidrógeno, la reacción avanza hacia la reacción de isomerización así como a la reacción de deshidratación. Sin embargo, puesto que la 2-(1-hidroxialquil)cicloalcanona, que es un material de partida, y la 2-(alquil)cicloalquenona, que es un producto, se polimerizan y descomponen, es inevitable la disminución en el rendimiento. Adicionalmente, en comparación con la reacción en la que la reacción de deshidratación y la reacción de isomerización anteriores tienen lugar simultáneamente, un método de dos etapas en el que la reacción de isomerización tiene lugar tras la reacción de deshidratación usando un ácido débil tal como ácido oxálico algunas veces provoca un empeoramiento en el rendimiento debido a la polimerización y descomposición de la 2- (alquil)cicloalquenona cuando se fuerza a la reacción de deshidratación a avanzar a una alta razón de conversión. Por otro lado, el documento JP-A 2001-328965 da a conocer un método para realizar simultáneamente la reacción de deshidratación y la reacción de isomerización dejando actuar un catalizador que contiene amina y haluro de hidrógeno sobre la 2-(1-hidroxialquil)cicloalcanona. Sin embargo, la temperatura que permite una reacción de isomerización eficaz está en el intervalo de 80 a 200ºC en la producción industrial. Sumario de la invención La presente invención se refiere a un método para producir 2-(alquil)cicloalquenona con eficacia y con alto rendimiento en condiciones suaves, y a un método para producir (3-oxo-2-alquilcicloalquil)acetato de alquilo y 5alquil-5-alcanolida que son útiles como materiales aromatizantes o sustancias fisiológicamente activas que usan la misma. La presente invención proporciona un método para producir 2-(alquil)cicloalquenona (denominada a continuación en el presente documento compuesto (2)) representada mediante la fórmula (2) tal como se muestra a continuación, usando como material de partida 2-(1-hidroxialquil)cicloalcanona (denominada a continuación en el presente documento compuesto (1)) representada mediante la siguiente fórmula (1): (en la que n representa un número entero de 1 ó 2, R 1 y R 2 representan cada uno un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene de 1 a 8 carbono(s), o R 1 y R 2 pueden formar junto con átomos de carbono adyacentes un anillo de ciclopentano o un anillo de ciclohexano), incluyendo el método una etapa de deshidratación tal como se describe a continuación seguida por una etapa de isomerización; (en la que n, R 1 y R 2 representan los significados que se definieron anteriormente). 2 E03029207 03-11-2011   Etapa de deshidratación: usando un catalizador ácido, se permite que la reacción avance hasta que una razón de conversión de la reacción de deshidratación basada en el compuesto (1) alcanza del 20 al 90%, para obtener una mezcla que contiene el compuesto (1) y 2-(alquiliden)cicloalcanona (denominada a continuación en el presente documento compuesto (3)) representada mediante la fórmula (3): (en la que n, R 1 y R 2 representan los significados que se definieron anteriormente). Etapa de isomerización: se permite la isomerización del compuesto (3) mientras que se permite la reacción de deshidratación del compuesto (1) restante. Además, la presente invención proporciona un método para producir (3-oxo-2-alquilcicloalquil)acetato de alquilo (denominado a continuación en el presente documento compuesto (5)) representado mediante la fórmula (5) tal como se muestra a continuación, incluyendo el método las etapas de dejar reaccionar el compuesto (2) obtenido en el método anterior con diéster de ácido malónico (denominado a continuación en el presente documento compuesto (4)) representado mediante la fórmula (4): (en la que R 3 representa un grupo alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene de 1 a 3 carbono(s), y los dos R 3 pueden ser iguales o diferentes); (en la que n, R 1 , R 2 y R 3 representan los mismos significados que se definieron anteriormente). Además, la presente invención proporciona un método para producir 5-alquil-5-alcanolida (denominada a continuación en el presente documento compuesto (6)) representada mediante la fórmula (6): (en la que n, R 1 y R 2 representan los mismos significados que se definieron anteriormente), incluyendo el método las etapas de someter a reducción por hidrógeno el compuesto (2) obtenido mediante el método de producción anterior y someter a oxidación de Bayer-Villiger. Explicación detallada de la invención En el estado de la técnica se desea un método para obtener de manera eficaz 2-(alquil)cicloalquenona en condiciones más suaves. Según el método de la presente invención, es posible producir 2-(alquil)cicloalquenona con alto rendimiento y alta productividad. Además, usando la 2-(alquil)cicloalquenona obtenida, es posible producir (3-oxo-2- 3 E03029207 03-11-2011   alquilcicloalquil)acetato de alquilo y 5-alquil-5-alcanolida que son útiles como materiales aromatizantes y sustancias fisiológicamente activas con alto rendimiento y alta pureza. [Método de producción del compuesto (2)] En el compuesto (1) usado como material de partida de la presente invención, los ejemplos del grupo alquilo que constituyen el grupo 1-hidroxialquilo incluyen un grupo metilo, grupo etilo, grupo propilo, grupo isopropilo, grupo butilo, grupo isobutilo, grupo amilo, grupo isoamilo, grupo hexilo, grupo heptilo. Este compuesto (1) puede producirse de una manera generalmente conocida, y por ejemplo, puede obtenerse haciendo reaccionar una cicloalcanona que tiene 5 ó 6 carbonos con un aldehído o una cetona representada mediante la siguiente fórmula (7): (en la que R 1 y R 2 representan los mismos significados que se definieron anteriormente). En la presente invención, el compuesto (1) obtenido de la manera descrita anteriormente puede usarse directamente sin someterse a destilación, sin embargo, puede usarse tras purificarse mediante destilación; en tal caso la actividad del catalizador ácido disminuye. En la etapa de deshidratación de la presente invención, como catalizador para la reacción de deshidratación, se usan catalizadores ácidos que tienen preferiblemente un pKa (exponente de disociación ácida en disolución acuosa) no inferior a 0, más preferiblemente en el intervalo de 0,5 a 7. Además, el catalizador puede ser un catalizador de sistema homogéneo o un catalizador sólido. Entre otros, se prefieren el ácido fosfórico, ácido fosfórico condensado, ácido oxálico y ácido sulfúrico, y se prefieren más el ácido fosfórico, ácido fosfórico condensado y ácido sulfúrico. Desde el punto de vista de la reactividad y el punto de vista económico, la cantidad usada del catalizador es preferiblemente de desde el 0,01 hasta el 20% en peso, más preferiblemente del 0,1 al 10% en peso, mucho más preferiblemente de desde el 0,5 hasta el 10% en peso, con respecto al compuesto (1) que es un material de partida. En la etapa de deshidratación de la presente invención, si la razón de conversión de la reacción de deshidratación es demasiado pequeña, la carga térmica asociada con la reacción de deshidratación realizada en la etapa de isomerización aumenta, haciendo difícil mantener la temperatura de reacción que permite una reacción de isomerización eficaz (de 80 a 200ºC), aunque por otro lado, si la razón de conversión de la reacción de deshidratación es demasiado grande, el compuesto (1) que es un material de partida y el compuesto (3) que es un producto de la reacción de deshidratación se polimerizarán y descompondrán, conduciendo al empeoramiento en el rendimiento. Por este motivo, la razón de conversión de la reacción de deshidratación es preferiblemente de desde el 20 hasta el 90%, más preferiblemente de desde el 40 hasta el 90%, y todavía preferiblemente de desde el 50 hasta el 80%. En el presente documento la razón... [Seguir leyendo]

1. Método para producir 2-(alquil)cicloalquenona, denominada compuesto (2), representada mediante la fórmula (2) tal como se muestra a continuación, usando como material de partida 2-(1hidroxialquil)cicloalcanona, denominada compuesto (1), representada mediante la siguiente fórmula (1): en la que n representa un número entero de 1 ó 2, R 1 y R 2 representan cada uno un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene de 1 a 8 carbono(s), o R 1 y R 2 pueden formar junto con átomos de carbono adyacentes un anillo de ciclopentano o un anillo de ciclohexano, en el que n, R 1 y R 2 representan los significados que se definieron anteriormente, comprendiendo el método una etapa de deshidratación y una etapa de isomerización posterior tal como sigue: Etapa de deshidratación: usando un catalizador ácido, se permite que la reacción avance hasta que una razón de conversión de la reacción de deshidratación basada en el compuesto (1) alcanza del 20 al 90%, para obtener una mezcla que contiene el compuesto (1) y 2-(alquiliden)cicloalcanona, denominada compuesto (3), representada mediante la fórmula (3): en la que n, R 1 y R 2 representan los significados que se definieron anteriormente; Etapa de isomerización: se permite la isomerización del compuesto (3) mientras que se permite la reacción de deshidratación del compuesto (1) restante. 2. Método según la reivindicación 1, en el que el pKa del catalizador ácido usado en la etapa de deshidratación no es inferior a 0. 3. Método según la reivindicación 1 ó 2, en el que el catalizador ácido usado en la etapa de deshidratación es al menos uno seleccionado de ácido fosfórico, ácido fosfórico condensado y ácido sulfúrico. 4. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo el método adicionalmente las etapas de: hacer reaccionar la 2-(alquil)cicloalquenona obtenida mediante el método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 con diéster de ácido malónico representado mediante la fórmula (4): en la que R 3 representa un grupo alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene de 1 a 3 carbono(s), y los dos R 3 pueden ser iguales o diferentes, y hacer reaccionar con agua, para producir de este modo el (3-oxo-2-alquilcicloalquil)acetato de alquilo 8 E03029207 03-11-2011   representado mediante la fórmula (5): en la que n, R 1 , R 2 y R 3 tienen los mismos significados que se definieron anteriormente. 5. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo el método las etapas de: someter a reducción por hidrógeno la 2-(alquil)cicloalquenona obtenida en el método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, y someter el compuesto resultante a oxidación de Bayer-Villiger, para producir de este modo 5-alquil-alcanolida representada mediante la fórmula (6): en la que n, R 1 y R 2 tienen los mismos significados que se definieron anteriormente. 9 E03029207 03-11-2011