2-クマラノン
2-クマラノン
名前
推奨IUPAC名
1-ベンゾフラン-2(3H ) -オン
識別子
3Dモデル（JSmol）
チェムブル
ケムスパイダー
ECHA 情報カード100.008.230
EC番号
  • 209-052-0
ユニイ
  • InChI=1S/C8H6O2/c9-8-5-6-3-1-2-4-7(6)10-8/h1-4H,5H2
    キー: ACZGCWSMSTYWDQ-UHFFFAOYSA-N
  • C1C2=CC=CC=C2OC1=O
プロパティ
C 8 H 6 O 2
融点49～51℃ [ 1 ]
危険
GHSラベル： [ 2 ]
GHS07: 感嘆符
警告
H315、H317、H319
P261、P264、P264+P265、P272、P280、P302+P352、P305+P351+P338、P321、P332+P317、P333+P317、P337+P317、P362+P364、P501
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。

2-クマラノン（2-クマラノン[ 3 ]とも呼ばれる）は、6員ベンゼン環が5員γ-ブチロラクトン環で環化した二環式複素芳香族化合物である。2(3 H )-ベンゾフラノンは、(2-ヒドロキシフェニル)酢酸のラクトンと考えることもできる。ベンゾフラノンの基本構造は、ローズマリー油から単離されるロスマジアル[ 4 ]や、グリセオフルビン、リファンピシンなどの高い薬理活性を有する物質などの天然物の基礎となっている。さらに、2-クマラノンは、化学発光色素や蛍光色素、抗不整脈薬ドロネダロンなどの合成医薬品、特に殺菌剤アゾキシストロビンの原料として利用されている。

発生と合成

1884年、アドルフ・フォン・バイヤーとパウル・フリッチュは、 （2-ヒドロキシフェニル）酢酸の「自由火」蒸留による2-クマラノン（彼らはこれをo-オキシフェニル酢酸のラクトンと表現した）の合成法を明らかにした。[ 5 ]

2-ヒドロキシフェニル酢酸からの2-クマラノンの合成
2-ヒドロキシフェニル酢酸からの2-クマラノンの合成

このプロセスでは、高温で分子内水分解により不純な状態でラクトン 3 H -ベンゾフラン-2-オンが形成されます。

フェニル酢酸からの酸化的分子内環化による同様のフラグメンテーションも、メチレン基の酸化感受性といくつかの副産物2-クマラノンの形成のために、わずかな収益（< 20%）しか得られません。[ 6 ]

フェニル酢酸からの2-クマラノンの合成
フェニル酢酸からの2-クマラノンの合成

フェノールを3-ブロモプロペンでアルキル化してフェニルアリルエーテルを生成し、続いてクライゼン転位を起こすことで得られる2-アリルフェノールのオゾン分解により、2-ヒドロキシフェニル酢酸が得られ、これを水分解することで2-クマラノンが得られる。この方法は収率が高いものの、経済性と安全性の観点から工業プロセスには適していない。[ 7 ]

オゾン分解による2-アリルフェノールからの2-クマラノン
オゾン分解による2-アリルフェノールからの2-クマラノン

工業規模では、十分に濾過された出発物質であるシクロヘキサノンとグリオキシル酸は、まず酸触媒アルドール縮合反応によって（主に）シス-2-オキソシクロヘキシリデン酢酸（A）に変換される。これは次に、第二段階で水分の除去によっていわゆるエノラクトン（B）に変換される（収率90%）。エノラクトンは、パラジウム触媒を用いて気相中250℃で連続的に脱水素され、2-クマラノン（C）が脱水素される（収率約67%）。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

シクロヘキサノンとグリオキシル酸からの2-クマラノンの工業的合成
シクロヘキサノンとグリオキシル酸からの2-クマラノンの工業的合成

グリオキシル酸の代わりにグリオキシル酸メチルエステルメチルヘミアセタールを出発物質として使用する代替プロセスは、広く受け入れられていない。 [ 11 ]

プロパティ

純粋な2-クマラノンは、芳香性のオフホワイトから淡黄色の固体として現れます。[ 1 ]蒸留精製により、「無色の油が通過し、受器内で固化して、美しく透明な結晶となります。」[ 12 ] 3H-ベンゾフラン-2-オンは、熱水、ジエチルエーテル[ 5 ]、アセトニトリルに溶解します。[ 11 ]ラクトンは熱水中ではゆっくりと加水分解され、アルカリ水溶液中では急速に加水分解され、2-ヒドロキシフェニル酢酸またはそのアルカリ塩を形成します。[ 5 ]

アプリケーション

5-ニトロ-3H-ベンゾフラン-2-オンは、2-クマラノンをニトロ酸でニトロ化する過程で生成される。[ 13 ] [ 14 ]

5-ニトロ-および5-アミノ-2-クマラノン
5-ニトロ-および5-アミノ-2-クマラノン

5-アミノ-3H-ベンゾフラン-2-オンは、パラジウム触媒を用いた接触水素化によってニトロ化合物から得ることができる。 [ 13 ]

2-クマラノン（I ）などのラクトンは求核剤によって容易に開裂し、開環反応を起こす。例えば、5-ニトロ-3H-ベンゾフラン-2-オンは第二級アミンと反応して2-ヒドロキシフェニル酢酸アミドを形成する。これは水素化によって対応する3-アミノ-6-ヒドロキシフェニルエチルアミンに変換され、これは毛髪染色の有用な前駆体となる。[ 14 ]

2-クマラノンから始まるヘアダイ前駆体
2-クマラノンから始まるヘアダイ前駆体

5-ニトロ-3H-ベンゾフラン-2-オン（II）と吉草酸（III）および吉草酸無水物（IV）の混合物との縮合によりエノラクトン（V）が得られ、加熱により置換ベンゾフランカルボン酸（VI ）に転位し、抗不整脈薬ドロネダロンの重要な前駆体となる。[ 15 ]

2-クマラノンから始まるドロネダロンの前駆体
2-クマラノンから始まるドロネダロンの前駆体

2-クマラノンの基本構造は、特にポリプロピレンの安定化に用いられる抗酸化剤やラジカル捕捉剤の基盤にもなっている。モデル化合物の合成では、グリオキシル酸はメタンスルホン酸CH 3 SO 3 Hの存在下で2モルの4-tert-ブチルフェノールと反応してフェノール中間体を形成し、その後安息香酸でエステル化される。[ 16 ]

2-クマラノン構造を持つ抗酸化物質
2-クマラノン構造を持つ抗酸化物質

フッ素フェノール（X）、グリオキシル酸（Y）、およびカルバミン酸メチルエステル[ 17 ]やカルバミン酸メシチルエステル（Z ）などのカルバメート類を、チェルニアック・アインホルン反応としてワンポット反応させると、カルバミド側鎖を有する2-クマラノンが得られる。これらの化合物は、ジアザビシクロウンデセンやtert-ブタノレートカリウムなどの強塩基と反応し、酸素存在下で顕著な化学発光を示す。 [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]

2-クマラノン構造を持つ化学発光分子
2-クマラノン構造を持つ化学発光分子

2-クマラノンの最も注目すべき用途は、ストロビルリン類に属する殺菌剤アゾキシストロビン[ 21 ] （シンジェンタ社からはアミスターとして知られている）の合成のための出発物質としてである。

参考文献

  1. ^ a b Sigma-Aldrich Co. , 2-クマラノン. 2022年6月10日閲覧。
  2. ^「2-クマラノン」 .pubchem.ncbi.nlm.nih.gov .
  3. ^ PubChem. 「2-クマラノン」 . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . 2025年1月16日閲覧。
  4. ^中谷直也; Ｒ．Ｉｎａｔａｎｉ（１９８３）、「ローズマリー（Ｒｏｓｍａｒｉｎｕｓ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｌ．）由来の新規ジテルペンラクトン、ロスマディアル」、Ｂｉｏｓｃｉ．バイオテクノロジー。生化学。、vol. 47、いいえ。 2、353  ～ 358ページ、土井：10.1080/00021369.1983.10865620
  5. ^ a b c A. バイヤー; Ｐ．フリッチュ（１８８４）、「Ueber die o-Oxyphenylessigsäure und ihre Derivate」、Chem．ベル。、vol. 17、いいえ。 1、973–975ページ 、土井： 10.1002 /cber.188401701258
  6. ^ T. Fukagawa; Y. Fujiwara; H. Taniguchi (1982), 「パラジウム触媒による分子内芳香族核アシルオキシ化：2-​​クマラノンの合成」, J. Org. Chem. , vol. 47, no. 12, pp.  2491– 2493, doi : 10.1021/jo00133a055
  7. ^ EP 1481959、W. Jary、「Verfahren zur Herstellung von Lactonen und von armomatischen Hydroxycarbonsäuren」、2004 年 12 月 1 日発行、DSM Fine Chemicals Austria Nfg GmbH & CO., KG に譲渡 
  8. ^ N. Carmona; P. Gallezot; A. Perrard; L. Carmona; G. Mattioda; J.-C. Vallejos (1998)、「α-カルボキシメチリデンシクロヘキサノンの触媒脱水素化による2-クマラノンの合成」、Frank E. Herkes編、ニューヨーク、NY、USA：Marcel Dekker、Inc.、pp.  381– 390、ISBN 0-8247-1929-8
  9. ^ US 5616733、J.-C.ヴァレーホス; A. Perrard & Y. Christidis 他、「2-クマラノンの調製方法」、1997 年 4 月 1 日発行、Société Française Hoechst に譲渡 
  10. ^ EP 0818451、N. カルモナ; L. Carmona & A. Perrard et al.、「Procédé de préparation de l'énollactone de l'acide 2-oxocyclohexylidène acétique et application à la préparation de la 2-coumaranone」、1998 年 1 月 14 日発行、Clariant Chimie SA に譲渡 
  11. ^ a b EP 149838、M. スタネック; P. Hildebrand & C. Zimmermann et al.、「Verfahren zur Herstellung von 2-Coumaron und substituierten 2-Coumaronen」、2004 年 8 月 25 日発行、DSM Fine Chemicals Austria Nfg GmbH & CO., KG に譲渡 
  12. ^ S. チャプリツキ;スタニスラウス・フォン・コスタネツキ; Ｖ．Ｌａｍｐｅ（１９０９）、「Ｖｅｒｓｕｃｈｅ ｚｕｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｅ ｄｅｓ Ｃｈｒｏｍｅｎｏｌｓ ｕｎｄ ｓｅｉｎｅｒ Ｄｅｒｉｖａｔｅ」、Ｃｈｅｍ．ベル。、vol. 42、いいえ。 1、827–838ページ 、土井： 10.1002 /cber.190904201133
  13. ^ a b Christopher E. Malmberg (2015). 「クラバタジンA類似体の全合成による第XIa因子の可逆的阻害剤の創出」(PDF) .修士論文. セントラルワシントン大学. セントラルワシントン大学. p. 14. 2022年6月20日閲覧.
  14. ^ a b US 7070630、M.-I. Lim、Y.-G. Pan、「毛髪の酸化着色のための一次中間体」、2006年4月7日公開、The Procter & Gamble Co. に譲渡。 
  15. ^ EP 2508517、A. Shoutteeten、F. Bleger、F. Mordacq、J. Piron、「N-アルキル-2（ヒドロキシ-4-ベンゾイル）-3-ベンゾフランおよびその中間体の製造方法」、2012年10月10日公開、Clariant Specialty Fine Chemicals（フランス）に譲渡 
  16. ^ EP 2500341、C.-F. Chiu、C.-Y. Su、S. Lee、「ベンゾフラノン誘導体およびその応用」、2013年6月26日公開、Chitec Technology Co., Ltd.、Double Bond Chemical Ind., Co., Ltd.、FDC、Lees Chemical Industry Co. Ltd.に譲渡。 
  17. ^ R. Krieg; B. Hoffmann; D. Weiß; C. Biskup (2019), 「尿素構造を有する高化学発光ベンゾ[b]フラン-2(3H)-オンの初の合成」Helv. Chim. Acta , 102 (6) e1800243, doi : 10.1002/hlca.201800243 , S2CID 107893512 
  18. ^ S. Schramm; et al. (2013)、「新規2-クマラノンの合成と化学発光に関する調査」、Arkivoc 、第3巻、 174～ 188頁 
  19. ^ S. Schramm; et al. (2015)、「新規2-クマラノンの合成と化学発光に関する調査 – II」、Arkivoc、第5巻、pp.  44– 59
  20. ^ "2-クマラノン-1-L" (PDF; 170 kB) . caymanchem.com . Cayman Chemical Co . 2022年6月20日閲覧。
  21. ^ WO 199208703、JD Jones、GA DeBoos、P. Wilkinson、BG Cox、JM Fielden、「ピリミジン化合物の製造方法」、1992年5月29日公開、Imperial Chemical Industries PLCに譲渡 
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