JP2008024685A - ９−デセン−５−オリドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】９−デセン−５−オリドを、より収率よく製造する方法およびその香料組成物を提供すること。
【解決手段】グルタル酸無水物を出発原料として、５−ペンテンマグネシウムハライドとグリニヤー反応を行い、次いでカルボニル基を還元し、さらに酸触媒で環化して９−デセン−５−オリドを得る。
【選択図】なし

Description

本発明は、９−デセン−５−オリドの合成方法に関する。より詳細には、本発明は、持続性・拡散性に優れた甘いミルク様あるいはナッツ様の非常に強い特有のラクトン香を呈し、食品または香粧品等の香料素材として有用な化合物である、９−デセン−５−オリドの合成方法に関する。

食品や香粧品等に添加される香料組成物の香料素材として、各種のラクトン化合物が用いられている。それらのラクトン化合物はそれぞれ特徴のある香気特性を持っており、目的に応じて香料の調合素材として使用されている。また、乳製品や果実の香気成分については数多く調査され、報告されている（非特許文献１ 山本ら、香料、No.173, 97(1992)等）。その香気成分として、例えば３−メチル−５−デセン−４−オリド、γ−オクタラクトン、γ−デカラクトン、γ−ウンデカラクトン、γ−ドデカラクトン、δ−デカラクトン、δ−ドデカラクトン等のラクトン類が知られている。

特に、食品用香料、化粧品用香料として有用であり、ミルク様の香気を呈する成分として、下記化１にある９−デセン−５−オリドがあげられる。この化合物の入手方法として、９−デセン−５−オリドを含むミルク等からの抽出の他、３−ヒドロキシ−１,７−オクタジエンを不飽和ケトンにし、マロン酸ジメチルとのマイケル付加反応、ケトンの還元、ケン化且つ脱カルボニル化、そして脱水環化を行う方法（特許文献１ 特開昭５６−２２７２２）が知られている。

香料、Ｎｏ．１７３，９７（１９９２） 特開昭５６−２２７２２号公報

香料工業において多様化する食品や香粧品などに用いられる香料組成物は、より特徴的で、強く、安定で、かつ拡散性あるいは持続性のある香りが求められている。これらの要求を満足する香料組成物を開発する上で、より有用な効果を発現する香料素材の出現が期待されている。しかしながら、９−デセン−５−オリドを得る手段として従来取られている方法、即ちミルク等からの抽出や特許文献１に記載された技術では、抽出・製造工程が長く、また特許文献１記載の方法では収率が低い（２３．６％。特許文献１より）ため、食品や香粧品としての需要を満たすものとしては不適であり、工業的にも経済的にも効率の良い製造方法が望まれていた。

そこで、本願発明者等は、上記実情に鑑み、９−デセン−５−オリドを工業的に有利に製造する方法を鋭意研究し、本発明を完成するに至った。

本発明者らは鋭意検討を行った結果、グルタル酸無水物と５−ペンテンマグネシウムハライドとをグリニヤー反応に付し、５−オキソ−９−デセン酸を得（工程Ａ）、次いで５−オキソ−９−デセン酸の５位のカルボニル基を還元し（工程Ｂ）、さらに環化反応を経る工程により合成香料９−デセン−５−オリドを収率良く得られる（工程Ｃ）ことを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明によれば、合成香料９−デセン５−オリドを従来法よりも２倍以上の高収率で経済的に製造でき、煩雑な操作や危険な試薬を用いることなく、工業的スケールで安全に製造することができる製造方法が提供される。

本発明者らは、９−デセン−５−オリドの製造に、次の化２に示すような反応式による製造方法とすることで、かかる課題を解決する知見を得るに至った。すなわち本発明は、化１に表される９−デセン−５−オリドの化２に記載の工程により得られる製造方法である。
項１；
（１）５−オキソ−９−デセン酸の５位のカルボニル基を還元して５−ヒドロキシ−９−デセン酸を得る工程（工程B）、
（２）次いで工程Ｂで得られた５−ヒドロキシ−９−デセン酸を酸触媒で環化して得る（工程Ｃ）ことを特徴とする化１で表される９−デセン−５−オリドの製造方法。

項２；
グルタル酸無水物と５−ペンテンマグネシウムハライドとをグリニヤー反応に付して、５−オキソ−９−デセン酸を得る工程（工程Ａ）、
（２）５−オキソ−９−デセン酸の５位のカルボニル基を還元して５−ヒドロキシ−９−デセン酸を得る工程（工程B）、
（３）次いで工程Ｂで得られた５−ヒドロキシ−９−デセン酸を酸触媒で環化して得る（工程Ｃ）ことを特徴とする化１で表される９−デセン−５−オリドの製造方法。

以下、各工程について説明する。

本発明による９−デセン−５−オリドの製造方法の出発物質となるグルタル酸無水物は、グルタル酸を加熱等して得られるものであり、一般に入手可能なものを制限無く利用することができる。

工程（Ａ）で使用する５−ペンテンマグネシウムハライドのハロゲン原子としては、たとえば塩素原子、臭素原子、沃素原子等が挙げられる。工程（Ａ）中、銅触媒により反応を活性化させることができ、銅触媒としては、塩化銅、臭化銅、沃化銅などのハロゲン化銅が挙げられ、特に臭化銅または沃化銅が好ましい。かかる銅触媒は、単独で用いても良いし、二種以上を混合し用いてもよい。

グリニヤー反応は、通常用いられる条件下で行えばよく、一例を挙げると、窒素ガスまたはアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で実施されるものであればよい。

次に工程（Ｂ）中で使用される還元剤としては、アルカリ金属水素化ホウ素塩、アルカリ土類金属水素化ホウ素塩等の無機塩または水素が挙げられ、特にアルカリ金属水素化ホウ素塩が好ましい。アルカリ金属水素化ホウ素塩としては、例えば水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素ナトリウムが挙げられる。

工程（Ｂ）中の反応で使用する溶媒は炭素数１〜４のアルコール類、エーテル類、水及びこれらの混合物が挙げられる。アルコール類としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等が挙げられる。エーテル類としては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。好ましくはメタノールまたは水である。かかる溶媒は、単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。特に限定するものではないが、メタノールと水の配合比の一例として、２：８、４：６或いは７：３を挙げることができる。

工程（Ｃ）において、環化に用いる酸触媒は、特に制限はないが、例えば塩酸水溶液またはｐ−トルエンスルホン酸が挙げられる。

また、本発明に係る９−デセン−５−オリドの製造工程には、工程（Ａ）で得られた５−オキソ−９−デセン酸をアルキルエステル化して５−オキソ−９−デセン酸アルキルエステルとする工程（Ｄ）、得られた５−オキソ−９−デセン酸アルキルエステルの５位のカルボニル基を還元して５−ヒドロキシ−９−デセン酸アルキルエステルを得る工程（Ｅ）、次いで５−ヒドロキシ−９−デセン酸アルキルエステルを加水分解して５−ヒドロキシ−９−デセン酸を得る工程（Ｆ）を経て、工程（Ｃ）により９−デセン−５−オリドを得る工程を含むものとしても良い。係る工程で利用できるアルキルエステルとしては、メチル、エチル、プロピル、ブチルなどのエステルを使用することができる。

本製造方法によれば出発原料のグルタル酸無水物から、全収率５０％以上で合成香料の９−デセン−５−オリドを経済的に製造することができる。

本発明により得られた合成香料９−デセン−５−オリドは、ミルク系フレーバーやフルーツ系フレーバー等のミルク様香気の特徴的な香気成分であるので、該成分を既存の製剤化原料と組み合わせて香料製剤として各種食品・香粧品に使用することができる。具体的には、香料製剤としてミルク系フレーバー・フレグランス製剤とすることができ、食品へ使用する場合には、バターミルク、チーズ、チーズ菓子、クリームセンター、サラダドレッシング、ミルクチョコレート、ラクト飲料、乳酸菌飲料、ヨーグルト、コーヒーフレッシュ、アイスクリームやシャーベット等の冷菓、マーガリンなどの食用油脂類、菓子やパン類に使用できる。一方、フルーツ系フレーバーとしては、低アルコール飲料、ニアウォーターを中心に各種飲料やデザート等の食品に使用できる。また、使用できる香粧品の例としては、香水、シャンプー、洗剤、芳香剤、入浴剤等が挙げられる。これら製品への本発明で得られる合成香料９−デセン−５−オリドの添加方法は、該製品の製造原料の一つとして加えるだけで良く、工業的にも非常に簡便にミルク様の自然な香りを付与することができる。添加量の目安として、製造する製品にもよるが、製品１００重量部に対し９−デセン−５−オリドを０．０００１〜１０００ｐｐｍ、好ましくは０．０１〜１０ｐｐｍの範囲で任意の量を添加すればよい。この時、他の香料原料等を併用してもよい

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、処方中の「＊」は三栄源エフ・エフ・アイ株式会社の登録商標を表し、「※」は三栄源エフ・エフ・アイ株式会社の製品であることを示す。

工程（Ａ）：５−オキソ−９−デセン酸の調製
窒素雰囲気下、マグネシウム８ｇ、触媒量の沃素およびテトラヒドロフラン２４０ｍＬからなる混合溶液を６０℃に昇温させ、５−ブロモ−１−ペンテン ５０ｇおよびテトラヒドロフラン ６０ｍＬからなる混合溶液を１５分かけて滴下した。滴下直後から穏やかな発泡が見られ、反応の開始したことを確認した。全量滴下終了後、さらに１時間攪拌、反応させた。反応終了後、反応液を冷却し、５−ペンテンマグネシウムブロマイドを含むテトラヒドロフラン溶液を得た。

一方で、窒素雰囲気下、グルタル酸無水物３２ｇ、沃化銅２．６ｇおよびテトラヒドロフラン３００ｍＬからなる混合溶液を−２０℃に冷却し、上記で得た５−ペンテンマグネシウムブロマイドを含むテトラヒドロフラン溶液を１５分かけて滴下した。滴下終了後、さらに同温で２時間攪拌、反応を行った。反応終了後、ｐＨ２になるように１Ｎ塩酸を添加し、反応液から不溶物を濾別した。濾過液をクロロホルムで抽出し、有機層を１５％チオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和塩化アンモニウム水溶液、水、飽和食塩水で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去し、５−オキソ−９−デセン酸の粗生成物４２ｇを得た。

ＭＳ m/z: 184(M⁺), 166, 115, 87, 69, 55, 41(100).
^１Ｈ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３；ｐｐｍ) ：δ＝１．６７ (２Ｈ，ｔ、Ｊ＝７．６Ｈｚ)、 １．８８ (２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．６Ｈｚ)、２．００−２．０６（２Ｈ，ｍ）、２．３５−２．４２（４Ｈ，ｍ）、２．４８（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．６Ｈｚ）、４．９６−５．００（２Ｈ，ｍ）、５．７０−５．８１（１Ｈ，ｍ）．
^１３Ｃ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３；ｐｐｍ) ：δ＝１８．６、２２．８２、３３．０７、３３．１４、４１．４８、４２．０１、１１５．４、１３８．０、１７９．４、２１０．３．

工程（Ｂ）：５−ヒドロキシ−９−デセン酸の調製
５−オキソ−９−デセン酸の粗生成物４２ｇを炭酸水素ナトリウム１９ｇおよび水４２０ｇの混合溶液に添加し、溶解した。この混合溶液を１０℃に冷却し、発泡を確認しながら水素化ホウ素ナトリウム８．６ｇをゆっくりと添加した。添加後、さらに１０℃で１時間攪拌、反応した。反応液に水８５ｇを追加し、酢酸エチル１２０ｇで洗浄した。水層をｐＨ４になるよう１Ｎ塩酸水溶液で中和し、酢酸エチルで抽出した。有機層を水、飽和食塩水で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去し、５−ヒドロキシ−９−デセン酸の組成生物３４．８ｇを得た。

^１Ｈ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３；ｐｐｍ) ：δ＝１．３８−１．５２（４Ｈ，ｍ）、１．５５−１．７１（３Ｈ，ｍ）、１．７２−１．８０（１Ｈ，ｍ）、２．０２−２．０４（２Ｈ，ｍ）２．３３−２．３６（２Ｈ，ｍ）、３．５９−３．６１（１Ｈ，ｍ）、４．９３−４．９９（２Ｈ，ｍ）、５．７４−５．７７（１Ｈ，ｍ）
^１３Ｃ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３；ｐｐｍ) ：δ＝２０．８５、２４．９１、２９．５１、３３．７３、３３．９２、３６．７６、７１．４２、１１４．７、１３８．７、１７８．７．

工程（Ｃ）：９−デセン−５−オリドの製造
５−ヒドロキシ−９−デセン酸の粗生成物３４．８ｇ、ｐ−トルエンスルホン酸１．８ｇおよびトルエン３６０ｇの混合溶液を昇温し、反応で生成してくる水を共沸除去させながら１．５時間攪拌、反応させた。反応終了後、反応液を冷却し、飽和食塩水で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去し、蒸留精製により合成香料９−デセン−５−オリド１１６．０ｇ（ｂ．ｐ．１２１℃、０．３５ｍｍＨｇ）を得た。グルタル酸無水物からの収率は５１．８％であった。

ＭＳ m/z: 168(M⁺), 150, 108, 99, 81, 71, 54(100), 41.
^１Ｈ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３；ｐｐｍ) ：δ＝１．４４−１．５３（２Ｈ，ｍ）、１．５５−１．６４（２Ｈ，ｍ）、１．６５−１．７２（１Ｈ，ｍ）、１．７９−１．８６（１Ｈ，ｍ）、１．８６−１．９２（２Ｈ，ｍ）、２．０３−２．０７（２Ｈ，ｍ）、２．３８−２．４４（１Ｈ，ｍ）、２．５３−２．５８（１Ｈ，ｍ）、４．２５−４．２８（１Ｈ，ｍ）、４．９２−５．０１（２Ｈ，ｍ）、５．７２−５．７９（１Ｈ，ｍ）．
^１３Ｃ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３；ｐｐｍ) ：δ＝１８．５７、２４．２２、２７．８９、２９．５４、３３．４８、３５．２９、８０．５０、１１５．０、１３８．３、１７２．０．

実施例３で製造した合成香料９−デセン−５−オリドを用いて下記処方通り配合し、常法にてミルクフレーバーを調製した。

ミルクフレーバーに上記の処方のように９−デセン−５−オリドを微量添加したフレーバーＡは、９−デセン−５−オリドを添加しないフレーバーＢと比較して、より乳味感が高い幅のあるミルク様の特徴が強調されたフレーバーが得られた。

次にこれらのフレーバーを使用したバニラアイスミルクを試作して評価を行った。

表２の処方の原料を常法の様に配合し加温、撹拌、均質化、冷却およびフリージングを行いフレーバーの異なる二種のバニラアイスミルクを試作した。
このバニラアイスミルクをよく訓練されたパネル１０名による評価を行った。評価は、上記バニラアイスミルクＡと同Ｂを食して乳味感、こく、甘いラクトン香、芳醇な香りについての比較を行った。その結果を表３に示す。数字は人数を表す。

表３の結果のように、本発明の９−デセン−５−オリドを微量添加することで乳味感が増強され、こくのある甘い芳醇な香りをバニラアイスミルクに付与することができた。

Claims (2)

1. （１）５−オキソ−９−デセン酸の５位のカルボニル基を還元して５−ヒドロキシ−９−デセン酸を得る工程（工程Ｂ）、
   （２）次いで工程Ｂで得られた５−ヒドロキシ−９−デセン酸を酸触媒で環化して得る（工程Ｃ）ことを特徴とする化１で表される９−デセン−５−オリドの製造方法。
   

   
2. グルタル酸無水物と５−ペンテンマグネシウムハライドとをグリニヤー反応に付して、５−オキソ−９−デセン酸を得る工程（工程Ａ）、
   （２）５−オキソ−９−デセン酸の５位のカルボニル基を還元して５−ヒドロキシ−９−デセン酸を得る工程（工程Ｂ）、
   （３）次いで工程Ｂで得られた５−ヒドロキシ−９−デセン酸を酸触媒で環化して得る（工程Ｃ）ことを特徴とする化１で表される９−デセン−５−オリドの製造方法。