JP2009513503A - 化粧有効成分の製造方法 - Google Patents

Abstract

式Ｉ

［式中、Ｒは、水素であるか、または、鎖もしくは環のどこかに酸素、窒素もしくはイオウのようなヘテロ原子を含有するかまたは非含有の直鎖状、分枝状または環状のＣ１−６アルキル基である］の化合物を製造するために、式ＩＩの化合物と、水素または水から選択された水素源とを、ニッケル、ラネーニッケル及びパラジウムから選択された少なくとも２種類の触媒の混合物の存在下、３以下の炭素鎖長を有しているアルコールを含む溶媒媒体中、７．０よりも低いｐＨで反応させる式Ｉの化合物の製造方法。

Description

本発明は、式Ｉ

［式中、Ｒは、水素であるか、または、鎖もしくは環のどこかにヘテロ原子（酸素、窒素もしくはイオウ）を含有するかまたは非含有の直鎖状、分枝状または環状の炭素原子数１−６のアルキル基である］
の化合物を高収率及び高純度で製造するための、式ＩＩ

の化合物を出発材料とする新規な方法に関する。

本発明は、化粧組成物の製造に役立つ化合物の製造に特に有用である。

レゾルシノール及びその誘導体は多様な用途を有している。レゾルシノールの最大消費量はタイヤ産業にあり、タイヤに好ましい硬化樹脂がレゾルシノールを基材とする。レゾルシノール及びその誘導体の別の価値付加用途は化粧品にある。２，４−ジヒドロキシアセトフェノンのようないくつかの化合物は日光防御用途でまたは日光防御効果のある組成物に使用されている。

アルキル及びアリールレゾルシノールは治療剤及び防腐剤として有効な特性を有すると報告されている。特に、４−アルキルレゾルシノールは、ヒトの皮膚に塗布されたときに低毒性及び低炎症性でありながら皮膚美化効果を有していると報告されている。４−ｎ−ブチルレゾルシノールのようなアルキルレゾルシノールは、皮膚用のクリーム及びローションに使用され、良好な漂白効果及び抗菌効果を有すると主張されている。２−アルキルレゾルシノール（そのアルキル基は線状である）は皮膚の色素沈着防止性を有すると報告されている。

Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ １５（１４）,１３１５−２４（１９８５）は、メタノール媒体中の２，４−ジヒドロキシアセトフェノンとボロシアノ水素化ナトリウムとの反応による４−エチルレゾルシノールの製造方法を記載している。この方法は工業規模で実用化することが難しく、また、費用効果もよくない。その理由は、ボロシアノ水素化ナトリウムが触媒でなく反応体の１つなので反応によって大量の副生物が産生し、これらを環境的に安全なやり方で処分するのが難しいからである。

式ＩＩの化合物を出発材料として式Ｉの化合物を製造するために亜鉛及び水銀の化合物を使用することについては多くの刊行物が記載している。Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，５２，４８６６−８２（１９３０）は、塩酸溶液中で２，４−ジヒドロキシアセトフェノンをＺｎ及び塩化水銀と反応させることによって４−エチルレゾルシノールを８２％の収率で製造した方法を報告している。Ｒｅｃ．ｔｒａｖ．Ｃｈｉｍ．５０，８４８−５０（１９３１）は、式中のＲが炭素鎖長５の直鎖状アルキル基を表す式Ｉの化合物がＺｎ及び希塩酸の存在下の対応するケトンの反応によって８４％の収率で製造されたことを記載している。Ａｃａｄ．Ｒｅｐ．Ｐｏｐｕｌａｒｅ Ｒｏｍｉｎｅ．Ｓｔｕｄｉｉ ｃｅｒｃｅｔａｒｉ ｃｈｉｍ．，３，１３−１８（１９５５）は、Ｚｎ及び塩化水銀を触媒として使用することによって同じ生成物が収率７１％で製造されたと報告している。上記の諸方法は工業的に実用化ができない。その理由は、方法が、環境に悪く処分が難しい有毒な水銀含有化学物質の使用を含むからである。

Ｔｒ．Ｔａｌｌｉｎ．Ｐｏｌｉｔｅｋｈｎ．Ｉｎ−ｔａ（５４３）７８−８３（１９８３）は、塩酸の存在下で２，４−ジヒドロキシアセトフェノンから４−エチルレゾルシノールを製造することを報告している。これは無触媒反応である。報告された最高収率は４２％でしかなく、従って工業化の採算が合わない。

Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２２（３），６０１−５（１９６９）は、２，４−ジヒドロキシアセトフェノンと水素化ホウ素ナトリウムとの反応による４−エチルレゾルシノールを製造することを記載している。これは無触媒反応である。この反応は工業的に実用化できない。その理由は大量の水素化ホウ素ナトリウムを使用する必要があり、下流で精製の問題が生じるからである。

Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２９（５），６０６−１１（１９８６）には、１４という極めて長い炭素鎖長をもつ式Ｉの化合物がパラジウムを触媒として使用し対応する式ＩＩの化合物と水素ガス及び酢酸とをエタノール媒体中で反応させることによって製造できると報告されている。この反応では所望の生成物の産生収率が不十分であり、また、反応速度が時間の経過に伴って次第に低下する。

Ｊ．Ａｍ Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．（１９３９），６１，２４９−５４は、パラジウム触媒によるジヒドロキシアセトフェノンの還元では４−エチルレゾルシノールが不十分な収率でしか産生されないのでこの研究が伸展しなかったことを記載している。

従って当業界では、式Ｉの化合物を高収率及び高純度で製造する方法、従って工業的実用化が可能な方法を開発する必要性が痛感されている。本発明の発明者らは、ニッケル、ラネーニッケル及びパラジウムから選択された少なくとも２種類の触媒の混合物の存在下で式ＩＩの化合物を水素源と反応させることによって式Ｉの化合物を極めて高い収率及び純度で製造できることを知見した。

従って本発明の目的は、式Ｉの化合物を高収率及び高純度で製造することである。

本発明の別の目的は、一段階反応で、従って反応容器が１つだけ必要で、式Ｉの化合物を高収率及び高純度で製造することである。

本発明の別の目的は、経済的な価格で容易に入手できかつ容易にリサイクルできるのでより経済的な化学物質／原料を使用することによって式Ｉの化合物を製造することである。

本発明のまた別の目的は、経済的な価格で容易に入手できる化学物質／原料を使用し、分離し難いまたは環境に不都合な副生物を発生させない方法によって式Ｉの化合物を製造することである。

本発明の基本的な特徴によれば、上述したような式Ｉの化合物を製造するために、上述したような式ＩＩの化合物と水素または水から選択された水素源とを、パラジウム含量が触媒の１０重量％以下となるようにニッケル、ラネーニッケル及びパラジウムから選択した少なくとも２種類の触媒の混合物の存在下、３以下の炭素鎖長を有しているアルコールを含む溶媒媒体中、７．０よりも低いｐＨで反応させる段階を含む方法が提供される。

本発明の好ましい特徴によれば、上述したような式Ｉの化合物を製造するために、上述したような式ＩＩの化合物と３００−７５０ｐｓｉｇの範囲の圧力の水素ガスとを、パラジウム含量が触媒の１０重量％以下となるようにニッケル、ラネーニッケル及びパラジウムから選択した少なくとも２種類の触媒の存在下、３以下の炭素鎖長を有しているアルコールを含む溶媒媒体中、７．０よりも低いｐＨで反応させる段階を含む方法が提供される。

本発明の別の好ましい特徴によれば、上述したような式Ｉの化合物を製造するために、上述したような式ＩＩの化合物と３以下の炭素鎖長を有しているアルコールを含む溶媒媒体に混合した水とを、パラジウム含量が触媒の１０重量％以下となるようにニッケル、ラネーニッケル及びパラジウムから選択した少なくとも２種類の触媒の混合物の存在下、７．０よりも低いｐＨで反応させる段階を含む方法が提供される。

反応を４．０−７．０の範囲のｐＨで行わせるのが特に好ましい。

本発明は式ＩＩの化合物を出発材料とする式Ｉの化合物の新規な製造方法を提供する。
一般式Ｉに対応する化合物は構造

を有しており、式中の、Ｒは、水素であるか、または、鎖もしくは環のどこかにヘテロ原子（酸素、窒素もしくはイオウ）を含有するかまたは非含有の直鎖状、分枝状または環状の炭素原子数１−６のアルキル基である。

方法は一段階反応であり、式ＩＩの化合物と水素または水から選択された水素源とを、パラジウム含量が触媒の１０重量％以下となるようにニッケル、ラネーニッケル及びパラジウムから選択した少なくとも２種類の触媒の混合物の存在下、３以下の炭素鎖長を有しているアルコールを含む溶媒媒体中、７．０よりも低いｐＨで反応させる段階を含む。
一般式ＩＩに対応する化合物は構造

を有しており、式中の、Ｒは、水素であるか、または、鎖もしくは環のどこかに酸素、窒素もしくはイオウのようなヘテロ原子を含有するかまたは非含有の直鎖状、分枝状または環状の炭素原子数１−６のアルキル基である。

本発明の原料は一般式ＩＩに対応する化合物であるが、一般式ＩＩの化合物の前駆体を出発物質として方法を行うこともでき、その場合には当業界に公知の反応を使用して先ず前駆体から式ＩＩの化合物を製造し次いで本発明の方法を実施し得る。

反応は本質的にニッケル、ラネーニッケル及びパラジウムから選択された２種以上の触媒の存在下で行う。ニッケル触媒はそのままで使用してもよく、担体例えばシリカに支持させて使用してもよい。パラジウムを使用するときはパラジウムが炭素に付けたパラジウムの形態であるのが好ましい。使用される２種類の触媒がニッケル及びラネーニッケルであるときは、これらをいかなる比で使用してもよい。触媒の一方がパラジウムであるときは、パラジウムは触媒の０．０１−１０重量％、より好ましくは０．０１−２重量％、最も好ましくは触媒の０．０１−１重量％の範囲で存在する。触媒は式ＩＩの化合物の０．１−４０重量％の範囲、より好ましくは式ＩＩの化合物の５−３０重量％の範囲で使用される。

水素源は水素または水である。水素源として水素を使用するとき、好ましい水素圧の範囲は１５０−７５０ｐｓｉｇである。水素源として水を使用してもよい。水を溶媒媒体の５０重量％よりも多い量で使用するとき、反応を大気圧で行わせることができる。本発明の方法は７５％までの水を含む溶媒媒体を用いて行うことが可能である。

反応は３までの炭素鎖長をもつアルコールを含む溶媒媒体中で行わせる。溶媒媒体は、アルコール以外の溶媒を含んでもよく、このような溶媒の好適例は１，２−ジクロロエタン及びテトラヒドロフランである。使用されるアルコールは１００％純度でもよくまたは水／水分を含んでいてもよい。式ＩＩの化合物が溶媒媒体に完全に溶解することは必須でない。水素源が水であるときは溶媒媒体に水を混合するとよい。アルコールは好ましくはメタノール、エタノールまたはイソプロピルアルコールである。反応は７．０よりも低いｐＨ、好ましくは４．０−７．０の範囲のｐＨで行わせる。反応媒体を適正ｐＨにするために酸性材料を使用するとよい。使用し得る酸性材料は、メタンスルホン酸、硫酸、塩酸、リン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、酢酸、塩化亜鉛、及び、Ａｍｂｅｒｌｙｓｔ（Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａｓｓから入手可能）、Ｄｏｗｅｘ（Ｄｏｗ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）のような酸性イオン交換樹脂である。１種類または複数の酸を反応に使用できる。

本発明による反応は２０−８０℃で行うのが好ましい。

反応の終了後、公知の分離方法のいずれかを使用した溶媒の分離によって所望生成物を精製し得る。溶媒から所望生成物を分離する好ましい方法は溶媒の蒸留と触媒の濾過とを順次に行う方法である。溶媒媒体が水とアルコールとを含有しているとき、アルコールは反応の終了後に蒸留によって分離する。生成物はバランス水に可溶性であるが、式Ｉの化合物の未反応の反応体は水に不溶性なので、次いでこれを分離して以後の反応にリサイクルし得る。
次に、以下の非限定例を用いて本発明を説明する。

方法及び材料：
ガスクロマトグラフィー／質量分光法（ＧＣ−ＭＳ）：
ＧＣ−ＭＳは、Ａ２００Ｓ Ａｕｔｏｓａｍｐｌｅｒ Ｓｅｒｉｅｓ ＰｌｕｓガスクロマトグラフとＦｉｎｉｇｅｎ ＭＡＴ質量分光器とをＧＣＱ ２．０ ＭＳ／ＭＳソフトウェアに接続して行った。ＤＢ−１カラム（６０メーター）を使用した。

ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）：
ＧＣは、ＢＰ１毛管カラム（３０メーター×０．２５ｍｍ）を使用するＣｈｅｍｉｔｏ ２０００ガスクロマトグラフィー装置（フレームイオン化）で行った。噴射温度は２５０℃に設定した。

赤外法（ＩＲ）:
ＩＲスペクトルはＮａＣｌセルを使用するＳｈｉｍｕｔｚｕ ＦＴ−ＩＲ−８１０１Ａ分光計で記録した。ピーク位置をｃｍ−１でｖｓ（ｖｅｒｙ ｓｔｒｏｎｇ），ｓ（ｓｔｒｏｎｇ），ｍ（ｍｅｄｉｕｍ），ｗ（ｗｅａｋ）またはｂｒ（ｂｒｏａｄ）として表す。

陽子磁気共鳴法（ＮＭＲ）：
ＮＭＲスペクトルはＢｒｕｋｅｒ ２００ ＭＨｚ計器に記録した。内部標準となるテトラメタンシランからの化学シフトをｐｐｍで記録する。スピン多重度は以下の記号で表す：ｓ（ｓｉｎｇｌｅｔ），ｄ（ｄｏｕｂｌｅｔ），ｔ（ｔｒｉｐｌｅｔ），ｍ（ｍｕｌｔｉｐｌｅｔ）及びｂｒ（ｂｒｏａｄ）。ジュウテリウム化ＮＭＲ溶媒は指定位置に９９．００−９９．９％のジュウテリウムを含有している。
すべての溶媒は試薬銘柄で、入手したものを使用した。すべての試薬はＡｌｄｒｉｃｈまたはＳｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｉｅｓから購入し、特に注釈がなければ入手したままで使用した。

（実施例１）
水素化反応装置（１リットル）に、７６ｇの２，４−ジヒドロキシアセトフェノン（０．５モル）、メタノール（３００ｍｌ）及び７．６ｇのラネーニッケル（Ｋａｌｌｉｎ社のｔｙｐｅ Ｆ）を導入した。反応装置を窒素で数回掃気した。水素圧を５００ｐｓｉに調整し、反応混合物を７５−８５℃に加熱して１２時間まで維持した。暗褐色の反応混合物（ｐＨ＞８．０）を室温に冷却して濾過した。回転蒸発器（６０℃よりも低温）で溶媒を除去し、粘性の褐色液体残渣を、ＧＣ、ＮＭＲ及び質量分光法で特性決定した。分光データは、４−エチルレゾルシノールが２，４−ジヒドロキシアセトフェノンのダイマーを含む数種類の副生物と共に低収率（＜３０％）で形成されたことを示した。

（実施例２）
水素化反応装置（１リットル）に、７６ｇの２，４−ジヒドロキシアセトフェノン（０．５モル）、メタノール（３００ｍｌ）及び１５．２ｇのラネーニッケル（Ｋａｌｌｉｎ社のｔｙｐｅ Ｆ、ｐＨ８−９）を導入した。反応装置を窒素で数回掃気した。水素圧を４００ｐｓｉに調整し、反応混合物を７５−８５℃に加熱して１０時間まで維持した。暗褐色の反応混合物（ｐＨ＞８．０）を室温に冷却して濾過した。回転蒸発器（６０℃よりも低温）で溶媒を除去し、粘性の褐色残渣を、ＧＣ、ＮＭＲ及び質量分光法で特性決定した。分光データは、エチルレゾルシノールが２，４−ジヒドロキシアセトフェノンのダイマーを含む数種類の副生物と共に低収率（＜３０％）で形成されたことを示した。

（実施例３）
１リットル容のオートクレーブ反応装置に２，４−ジヒドロキシアセトフェノン（７６ｇ，０．５モル）をメタノール（３００ｍｌ）及びラネーニッケル（１５．２ｇ − 水及び水／メタノールで数回洗浄しｐＨ７．０に調整）、及び、７５０ｍｇのＰｄ／Ｃと共に充填した。１００−２００ｐｓｉの窒素でオートクレーブの漏れを点検した。オートクレーブを水素で３００ｐｓｉに加圧し、７０℃で８時間撹拌した。この時間中に水素の理論値の９５％が消費された。反応装置を排気し、内容物をミリポアフィルターで濾過すると、淡黄色溶液が得られた。この溶液を真空下で濃縮して固体とした。この固体を１，２−ジクロロエタンから結晶化させると４−エチルレゾルシノールが７０％の単離収率で得られた。未反応の２，４−ジヒドロキシアセトフェノン（?２７％）を反応混合物から回収し、リサイクルした。４−エチルレゾルシノールの構造をＮＭＲ、ガスクロマトグラフィー、ＩＲ及び質量分光法を使用して特性決定した。

（実施例４）
１リットル容のオートクレーブ反応装置に２，４−ジヒドロキシアセトフェノン（７６ｇ，０．５モル）をメタノール（３００ｍｌ）、酢酸（５ｍｌ）、ラネーニッケル（１５．２ｇ − 水及び水／メタノールで数回洗浄）、及び、７５０ｍｇのＰｄ／Ｃと共に充填した。系のｐＨは５．０であった。オートクレーブの漏れを窒素で点検した。オートクレーブを水素で５００ｐｓｉに加圧し、７０−７５℃で８時間まで撹拌した。この時間中に水素の理論値の９７％が消費された。反応装置を排気し、内容物をミリポアフィルターで濾過すると、黄色溶液が得られた。この溶液を真空下で濃縮して固体とした。この固体を１，２−ジクロロエタンから結晶化させると４−エチルレゾルシノールが８５％の単離収率で得られた。未反応の２，４−ジヒドロキシアセトフェノン（?１３％）を反応混合物から回収し、リサイクルした。４−エチルレゾルシノール及び２，４−ジヒドロキシアセトフェノンの構造をＮＭＲ（図１参照）、ガスクロマトグラフィー（図２参照）、ＩＲ（図３参照）及び質量分光法を使用して特性決定した。質量分光法は質量が１３８であることを示した。

（実施例５）
（凝縮器と添加漏斗と機械的撹拌器とを備えた）三つ口丸底フラスコに、シリカに付けた１５．２ｇのラネーニッケルとＮｉ（５０：５０）との組合せを導入した。１００ｍｌのエタノール：水５０：５０混合物を添加し、反応混合物を還流条件で加熱した。１００ｍｌの水：エタノール及び１０ｍｌの酢酸中の１５．２ｇの２，４−ジヒドロキシアセトフェノンを添加漏斗に入れ、混合物にゆっくりと添加した（滴下）。反応混合物をミリポアフィルターで濾過すると、淡黄色溶液が得られた。この溶液を真空下で濃縮して固体とした。この固体を１，２−ジクロロエタンから結晶化させると４−エチルレゾルシノールが８０％の単離収率で得られた。未反応の２，４−ジヒドロキシアセトフェノン（?１７％）を反応混合物から回収し、リサイクルした。４−エチルレゾルシノール及び２，４−ジヒドロキシアセトフェノンの構造をＮＭＲ、ガスクロマトグラフィー、ＩＲ及び質量分光法を使用して特性決定した。

（実施例６−１６）
実施例６−１６の実施条件を表１にまとめる。これらの実験の実施手順も表１に示す。これらの手順を以下に手順１及び手順２として示す。

手順１
水素化反応装置（１リットル）に、２，４−ジヒドロキシアセトフェノン、アルコール（３００ｍｌ）及び触媒または触媒の組合せを導入する。反応装置を窒素で掃気する。水素圧を１００−５００ｐｓｉに調整し、反応混合物を７０−８０℃に加熱して１２時間まで維持する。触媒を濾過し、回転蒸発器（６０℃よりも低温）を使用して溶媒を除去する。残渣を、ＧＣ、ＮＭＲ及び質量分光法で特性決定する。

手順２
（凝縮器と添加漏斗と機械的撹拌器とを備えた）三つ口丸底フラスコに、触媒または触媒の組合せを導入した。１００ｍｌのエタノール：水５０：５０混合物を添加し、反応混合物を還流条件まで加熱した。酸を添加または不添加の１００ｍｌの水：エタノール混合物中の２，４−ジヒドロキシアセトフェノンを添加漏斗に入れ、混合物に添加した（２−４時間で滴下）。反応混合物をミリポアフィルターで濾過し、濃縮して固体とした。この固体を１，２−ジクロロエタンから結晶化させて４−エチルレゾルシノールを得た。未反応の２，４−ジヒドロキシアセトフェノンを媒体から回収し、リサイクルする。４−エチルレゾルシノール及び２，４−ジヒドロキシアセトフェノンの構造をＮＭＲ、ガスクロマトグラフィー、ＩＲ及び質量分光法を使用して特性決定した。

実施例３−５及び実施例１１−１６は、本発明の方法を使用すると式Ｉの化合物を高収率で製造できることを証明する。

４−エチルレゾルシノール及び２，４−ジヒドロキシアセトフェノンのＮＭＲを表わす図である。 ４−エチルレゾルシノール及び２，４−ジヒドロキシアセトフェノンのガスクロマトグラフィーを表わす図である。 ４−エチルレゾルシノール及び２，４−ジヒドロキシアセトフェノンのＩＲを表わす図である。

Claims (11)

1. 式Ｉ：
   

   

   ［式中、Ｒは、水素であるか、または、鎖もしくは環のどこかに酸素、窒素もしくはイオウのようなヘテロ原子を含有するかまたは非含有の直鎖状、分枝状または環状のＣ_１−６アルキル基である］
   の化合物を製造するために、式ＩＩ：
   

   

   の化合物と、水素または水から選択された水素源とを、ニッケル、ラネーニッケル及びパラジウムから選択された少なくとも２種類の触媒の混合物の存在下、３以下の炭素鎖長を有しているアルコールを含む溶媒媒体中、７．０よりも低いｐＨで反応させる式Ｉの化合物の製造方法。
2. パラジウム含量が触媒の１０重量％以下である請求項１に記載の方法。
3. パラジウム含量が触媒の０．０１−１重量％の範囲である請求項１または２に記載の方法。
4. 水素源が３００−７５０ｐｓｉｇの範囲の圧力の水素ガスである請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 水素源が水である請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
6. 溶媒媒体の７５％までが水である請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 反応を４．０−７．０の範囲のｐＨで行わせる請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 触媒を式ＩＩの化合物の５−３０重量％の範囲の量で使用する請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 反応を２０−８０℃で行わせる請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. パラジウムが炭素に付けたパラジウムの形態である請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 式ＩＩの化合物を製造するために式ＩＩの化合物の前駆体を反応させる第一追加段階を含む請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。

Images