JP2002138087A - セサモールギ酸エステル及びセサモールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セサモールの効率的な製造法を提供する。 【解決手段】 ヘリオトロピンを、ギ酸及び必要に応じ
て加えられる有機溶媒の存在下に、過カルボン酸により
酸化することにより、ヘリオトロピン酸の副生を抑え
て、セサモールを効率良く製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はヘリオトロピン酸の
副生率が少ないセサモールギ酸エステルの製造方法、及
びそれを加水分解又は加アルコール分解することによる
セサモールの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】３，４−（メチレンジオキシ）フェノー
ル（通称、セサモール）は、フェノール臭のある白色結
晶（融点６５．５℃）であり、血圧降下剤等の医薬品の
製造原料として重要であり、他に酸化防止剤、抗菌剤、
除草剤、化粧品原料等の用途がある。従来、ヘリオトロ
ピンを原料とするセサモールの製造方法としては、例え
ば、（１）ヘリオトロピンを塩化メチレン溶媒中、苛性
ソーダ及びセレン化合物の存在下に、過酸化水素と反応
させる方法（Synthesis, 1989, March, 167）、（２）
ヘリオトロピンを塩化メチレン溶媒中、過酢酸または過
酸化水素と反応させる方法（J.Org.Chem.,1984, 49, 47
41、及び石油学会誌29, (5), 364(1986)）、（３）ヘリ
オトロピンを塩化メチレン溶媒中、クロル過安息香酸と
反応させる方法(Ind. J. Chem. 1983, 22, 1150)、
（４）ヘリオトロピンをクロロホルム溶媒中、過ギ酸と
反応させる方法(USSR特許688492)、（５）ヘリオトロピ
ンを酢酸エチル溶媒中、過酢酸と反応させる方法（特開
平7-25868号公報）などが開示されている。上記（１）
の方法は毒性の高いセレン化合物を使用するため、工業
的な実施は困難である。また、上記（２）、（３）、
（４）の方法は、環境への影響から近年使用しにくくな
っているハロゲン含有溶剤を使用するため、工業的な実
施は困難である。上記（５）の方法は、非塩素系で汎用
溶媒である酢酸エチル中で行える利点はあるが、酢酸エ
チルを含むほとんどの汎用溶媒に難溶であるヘリオトロ
ピン酸が多く副生するため、アルカリ抽出工程を必要と
し、反応工程が複雑になる問題がある。特開平7-25868
号公報では、ヘリオトロピンを過酢酸により特定の有機
溶媒中で、水不在下で酸化することによりセサモールギ
酸エステルを製造し、これを単離することなく、塩基又
は水存在下に加水分解することによりセサモールを得る
方法、さらに有機層を水層から分離した後、有機層を蒸
留してセサモールを得る方法が示されている。この方法
では、ヘリオトロピン酸が多く副生するので、有機層と
水層を分離して、ヘリオトロピン酸を水層に分離してい
る。

【０００３】一方、ヘリオトロピン酸の副生量が多い
と、セサモールの収率が低下したり、固体が析出して反
応マスの取り扱いが困難になるという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、セサモールの効率的な製
造法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を克服するために鋭意研究を行った結果、ヘリオトロ
ピンを、ギ酸の存在下に、過酢酸により酸化することに
より、ヘリオトロピン酸の副生率が著しく少なくなるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発
明の第１は、ヘリオトロピンを、ギ酸及び必要に応じて
加えられる有機溶媒の存在下に、過カルボン酸により酸
化することを特徴とするセサモールギ酸エステルの製造
方法を提供する。本発明の第２は、ヘリオトロピン酸の
副生率が５モル％以下であることを特徴とする本発明の
第１に記載のセサモールギ酸エステルの製造方法を提供
する。本発明の第３は、ヘリオトロピン１００重量％に
対して、ギ酸２５〜５００重量％を添加することを特徴
とする本発明の第１又は２に記載のセサモールギ酸エス
テルの製造方法を提供する。本発明の第４は、過カルボ
ン酸が炭素数１〜７の過カルボン酸であることを特徴と
する本発明の第１〜３のいずれかに記載のセサモールギ
酸エステルの製造方法を提供する。本発明の第５は、有
機溶媒が炭素数１〜７のカルボン酸；炭素数１〜７のカ
ルボン酸の炭素数１〜６のアルコールエステル；又はこ
れらの混合物であることを特徴とする本発明の第１〜４
のいずれかに記載のセサモールギ酸エステルの製造方法
を提供する。本発明の第６は、本発明の第１〜５のいず
れかに記載の製造方法により得られたセサモールギ酸エ
ステルを、水及び／又はアルコールを加えて分解するこ
とを特徴とするセサモールの製造方法を提供する。本発
明の第７は、塩基性触媒の存在下に、分解することを特
徴とする本発明の第６に記載のセサモールの製造方を提
供する。本発明の第８は、分解後、触媒を分離した上
で、低沸点物を分離し、続いてセサモールを蒸留回収す
ることを特徴とする本発明の第７に記載のセサモールの
製造方法を提供する。本発明の第９は、分解後、そのま
まの状態で、低沸点物を分離し、続いてセサモールを蒸
留回収することを特徴とする本発明の第７に記載のセサ
モールの製造方法を提供する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明のセサモールの製造方法
は、ヘリオトロピンをギ酸存在下に過カルボン酸により
酸化することによりセサモールギ酸エステルを製造し、
これを加水分解あるいは加アルコール分解することによ
りセサモールを得ることを特徴とする。以下に、本発明
の方法を詳細に説明する。出発原料であるヘリオトロピ
ンは、例えばサフロール（樟脳油あるいはオコチア油に
含有される。）を苛性アルカリで加熱処理して異性化さ
せることにより得られるイソサフロールを、オゾンまた
は重クロム酸塩によって酸化することにより得られる。
ヘリオトロピンを原料にして、セサモールギ酸エステル
を経てセサモールを製造する本発明の方法は、下記の一
連の反応式で表わされる。

【０００７】

【化１】

【０００８】（ａ）１段目の工程（バイヤービリガー反
応）では、ヘリオトロピンをギ酸単独あるいはギ酸及び
溶媒に溶解し、過カルボン酸を添加することによりセサ
モールギ酸エステルとする。過カルボン酸としては炭素
数１〜７のものが好ましく、具体的には過ギ酸、過酢
酸、過プロピオン酸類、過酪酸類、過安息香酸などが挙
げられ、特に、過酢酸が好ましい。

【０００９】ギ酸の量は、ヘリオトロピンに対して２５
ないし５００重量％、好ましくは５０ないし２００重量
％である。ギ酸の量が２５重量％未満の場合には、ヘリ
オトロピン酸が５モル％より多く副生するため不適であ
り、５００重量％を超えると、精製工程で大量のギ酸を
留去する必要があり、エネルギー的に不利である。過カ
ルボン酸の量は、ヘリオトロピンに対して１ないし５モ
ル倍、好ましくは１ないし２モル倍である。過カルボン
酸の量が１モル倍未満の場合には反応転化率が理論的に
１００モル％に到達せず、５モル倍を超えると、過カル
ボン酸の残存量が多くなり、不経済になったり、後処理
工程が煩雑となる。反応系に水分が存在すると、セサモ
ールギ酸エステルの加水分解が生じ、生成したセサモー
ルが過酢酸などの過カルボン酸により酸化されるため、
好ましくない。従って、ギ酸及び過カルボン酸に含まれ
る水分はできるだけ少ない方が好ましく、ギ酸について
は９５重量％以上（水分５重量％以下）の純度、さらに
９８重量％以上（水分２重量％以下）のものを使用する
ことが好ましく、過カルボン酸については水分を含まな
い酢酸エチル溶媒のものを使用することが好ましい。水
分を含まない過カルボン酸溶液、例えば、過酢酸の酢酸
エチル溶液は、アセトアルデヒドの酢酸エチル溶媒の空
気酸化等により得られる。

【００１０】ギ酸と共に使用される上記溶媒としては、
酢酸エチル、ギ酸エチルなどのエステル類、及び酢酸、
プロピオン酸などの有機酸類などの、過酸に対して安定
な溶媒の内、原料及び生成物を溶解できるものが用いら
れる。中でも酢酸エチルなどのエステル類が好ましい。
しかし、メタノール、エタノール、プロパノールなどの
アルコール類を使用すると、反応中にセサモールギ酸エ
ステルの加アルコール分解が起こり、生成したセサモー
ルが過酢酸などの過カルボン酸により酸化されてしまう
ため、好ましくない。溶媒の量は、ヘリオトロピンに対
して３００重量％以下であり、好ましくは１００重量％
以下である。溶媒が３００重量％を超えると精製工程で
大量の溶媒を留去する必要があり、エネルギー的に不利
である。

【００１１】反応温度は特に制限がなく、ギ酸（沸点１
００．５℃）あるいはギ酸と溶媒の混合系の沸点以下が
好ましく、例えば酢酸エチル（沸点７７℃）を溶媒とし
て用いた場合、０ないし７０℃、好ましくは３０ないし
６０℃で反応を行うことができる。反応温度が０℃以下
の場合には反応速度が小さくなりすぎるため不適であ
り、反応温度が７０℃以上の場合は溶媒の沸騰が起こる
ため加熱量が大きくなり、エネルギー的に不利である。
反応時間は反応条件、使用する溶媒の量、種類によって
異なるが、通常２〜１０時間である。反応圧力は常圧で
も、減圧でも、加圧でもよい。加圧下で反応を行えば、
更に反応温度を上げることができるので、反応時間を短
縮したり、沸点の低い溶媒を使用することもできる。減
圧下で反応を行えば、沸点の高い溶媒を使用することも
できる。反応は、ギ酸や溶媒を蒸発させながら、除熱し
たり、凝縮液から水分を分離しながら行うこともでき
る。

【００１２】（ｂ）２段目の工程（セサモールギ酸エス
テル分解反応）では、水及び／又はアルコール類を加
え、加水分解及び／又は加アルコール分解反応によりセ
サモールを得る。アルコール類としては、メタノール、
エタノール、プロパノールなどが挙げられる。なお、１
段目の反応後、ギ酸、酢酸及び酢酸エチルなどの溶媒
は、留去しても留去せずそのままでも構わないが、好ま
しくは留去する。また、セサモールギ酸エステルは単離
しても、単離せず２段目のエステル分解反応を行っても
構わない。

【００１３】水及び／又はアルコールの量はセサモール
ギ酸エステルに対し１ないし１００モル倍、好ましくは
２ないし１０モル倍である。水及び／又はアルコールの
量が１モル倍未満の場合には、反応転化率が理論的に１
００％に到達せず、１００モル倍を超えると２段目の工
程あるいは精製工程で大量の溶媒を留去する必要があ
り、エネルギー的に不利である。

【００１４】また、反応速度を上げるために、通常、苛
性ソーダなどの塩基性触媒を添加することができる。塩
基性触媒としては、特に制限はなく、苛性ソーダ、苛性
カリ、それらの酢酸塩、ギ酸塩などや、塩基性イオン交
換樹脂等が挙げられ、中でもコスト面で苛性ソーダが好
ましい。塩基性触媒の量は、使用する触媒の種類により
異なるが、例えば苛性ソーダやソーダ塩では、セサモー
ルギ酸エステルに対して０．０１ないし５重量％、好ま
しくは０．１ないし１重量％である。このような触媒で
は、触媒が０．０１重量％未満の場合には十分な反応速
度が得られず、５重量％を超えると原料コスト及び回収
コストの面から不利である。

【００１５】反応温度は特に制限はないが、通常、副生
するギ酸あるいはギ酸エステルを留去しながら反応を行
うため、その反応粗液の沸点で反応を行う。反応圧力は
特に制限はなく、常圧でも、減圧でも、加圧でもよい。
反応時間は反応条件、使用する触媒の量、種類によって
異なるが、通常１〜１０時間である。

【００１６】上記セサモールギ酸エステルのエステル分
解反応終了後、必要に応じて触媒を中和または分離した
上で、残存する水あるいはアルコール、又はギ酸あるい
はギ酸エステル、溶媒等の低沸分を蒸留などにより分離
した後、セサモールを含む粗液を蒸留、または水蒸気蒸
留することにより、セサモールが純度９９％以上で得ら
れる。セサモールは必要により更に再結晶したり、蒸留
したりして純度を上げることができる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 [実施例１]温度計、還流冷却器、攪拌機付きフラスコ
に、ヘリオトロピン１，０００ｇ、純度９８重量％のギ
酸（水分２重量％）１，０００ｇ、酢酸エチル１，００
０ｇを仕込み、温度４０℃で過酢酸の３０重量％酢酸エ
チル溶液２，１００ｇを３時間かけて滴下し、２時間熟
成後、過酢酸が消失していることを確認した。ガスクロ
マトグラフィ分析の結果、ギ酸エステル化反応粗液中の
セサモールギ酸エステルは１４重量％、セサモールは４
重量％であり、ヘリオトロピン酸は検出されなかった。
ヘリオトロピン基準の反応収率（セサモールギ酸エステ
ルとセサモールの合計、以下同じ。）は８７モル％であ
った。なお、該粗液は均一な溶液であり、固形分の析出
はなかった。上記粗液よりエバポレーターを用いてギ
酸、酢酸エチル、酢酸などの低沸分を留去し、釜残液
１，０５０ｇを得た。上記釜残液を２０段のオールダー
ショウ蒸留塔を備えたフラスコに移液し、エタノール８
００ｇ（沸点７８．３℃）及び１０重量％苛性ソーダ水
溶液２０ｇを加え、沸騰状態で、副生するギ酸エチル
（沸点５４．３℃）を留去しながら加アルコール分解反
応を行った。反応温度は反応開始時で８２℃、反応終了
時（４．５時間後）で９６℃であった。反応終了時に
は、ギ酸エチルや過剰のエタノールはほぼ完全に留去さ
れた。引き続き、セサモールの減圧蒸留（塔頂３ｍｍＨ
ｇ、１１０℃）を行い、純度９９．２重量％のセサモー
ル（融点６３−６４℃）７３０ｇを得た。反応開始より
のヘリオトロピンからの通算収率は７９モル％であっ
た。

【００１８】[実施例２]温度計、還流冷却器、攪拌機付
きフラスコに、ヘリオトロピン１，０００ｇ、純度９８
重量％のギ酸（水分２重量％）５００ｇを仕込み、温度
４０℃で過酢酸の３０重量％酢酸エチル溶液２，０００
ｇを１時間かけて滴下し、４時間熟成後、過酢酸が消失
していることを確認した。ガスクロマトグラフィ分析の
結果、ギ酸エステル化反応粗液中のセサモールギ酸エス
テルは２１重量％、セサモールは７重量％であり、ヘリ
オトロピン酸は検出されなかった。反応収率は９３モル
％であった。なお、該粗液は均一な溶液であり、固形分
の析出はなかった。上記粗液よりエバポレーターを用い
てギ酸、酢酸エチル、酢酸などの低沸分を留去し、釜残
液１，０５０ｇを得た。上記釜残液を、続いて実施例１
と同様に分解、蒸留処理して、純度９９．２％のセサモ
ール（融点６３−６４℃）７４０ｇを得た。反応開始よ
りのヘリオトロピンからの通算収率は８０モル％であっ
た。

【００１９】[比較例１]温度計、還流冷却器、攪拌機付
きフラスコに、ヘリオトロピン５００ｇ、酢酸エチル５
００ｇを仕込み、温度５０℃で過酢酸の３０重量％酢酸
エチル溶液（酢酸６重量％を含む）１，０３０ｇを３時
間かけて滴下し、５時間熟成後、過酢酸が消失している
ことを確認した。ガスクロマトグラフィ分析の結果、ギ
酸エステル化反応粗液中のセサモールギ酸エステルは２
２重量％、ヘリオトロピン酸は２重量％であった。反応
収率は８１モル％であり、ヘリオトロピン酸の副生率は
７モル％であった。また、フラスコの壁面には白色固体
が析出しており、ＮＭＲ分析の結果、この白色固体はヘ
リオトロピン酸であることがわかった。壁に付着したヘ
リオトロピン酸も加えた、ヘリオトロピン酸の副生率は
１５モル％であり、実施例１及び２に比べて目的物の収
率が低く、経済性が悪い。また、ヘリオトロピン酸の析
出により、反応マスの取り扱い性も悪くなった。

【００２０】[比較例２]温度計、還流冷却器、攪拌機付
きフラスコに、ヘリオトロピン１，０００ｇ、純度９８
重量％のギ酸（水分２重量％）１，５００ｇ、濃硫酸
０．２ｇを仕込み、温度５０℃で過酸化水素の６０重量
％水溶液５６０ｇを１時間かけて滴下し、さらに１時間
熟成した。ガスクロマトグラフィ分析の結果、ギ酸エス
テル化反応粗液中のセサモールギ酸エステルは２．８重
量％、セサモールは４．７重量％、ヘリオトロピンは
９．２重量％であり、ヘリオトロピン酸は検出されなか
った。また、反応器底部にタール状物質が見られた。ヘ
リオトロピン基準の反応収率は２３モル％、選択率は３
３％であった。

【００２１】

【発明の効果】本発明の方法に従えば、ヘリオトロピン
酸が副生することなく、簡便なプロセスで、セサモール
を製造することができる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘリオトロピンを、ギ酸及び必要に応じ
   て加えられる有機溶媒の存在下に、過カルボン酸により
   酸化することを特徴とするセサモールギ酸エステルの製
   造方法。
2. 【請求項２】 ヘリオトロピン酸の副生率が５モル％以
   下であることを特徴とする請求項１に記載のセサモール
   ギ酸エステルの製造方法。
3. 【請求項３】 ヘリオトロピン１００重量％に対して、
   ギ酸２５〜５００重量％を添加することを特徴とする請
   求項１又は２に記載のセサモールギ酸エステルの製造方
   法。
4. 【請求項４】 過カルボン酸が炭素数１〜７の過カルボ
   ン酸であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
   記載のセサモールギ酸エステルの製造方法。
5. 【請求項５】 有機溶媒が炭素数１〜７のカルボン酸；
   炭素数１〜７のカルボン酸の炭素数１〜６のアルコール
   エステル；又はこれらの混合物であることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれかに記載のセサモールギ酸エステ
   ルの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の製造方
   法により得られたセサモールギ酸エステルを、水及び／
   又はアルコールを加えて分解することを特徴とするセサ
   モールの製造方法。
7. 【請求項７】 塩基性触媒の存在下に、分解することを
   特徴とする請求項６に記載のセサモールの製造方法。
8. 【請求項８】 分解後、触媒を分離した上で、低沸点物
   を分離し、続いてセサモールを蒸留回収することを特徴
   とする請求項７に記載のセサモールの製造方法。
9. 【請求項９】 分解後、そのままの状態で、低沸点物を
   分離し、続いてセサモールを蒸留回収することを特徴と
   する請求項７に記載のセサモールの製造方法。