JP2016060728A - 抗菌活性を持つ化合物、およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】十分な抗菌・抗カビ活性を有し、抗菌・防腐剤の有効成分として使用可能な化合物の提供を課題とする。【解決手段】 一般式（１）：（式中、Ｒは炭素数３〜１６のアルキルまたはアルカノイル基を表す）で表されることを特徴とする、メチルブタンジオールにより上記の課題を解決する。【選択図】なし
Description
本発明は、抗菌活性を有する化合物およびその製造方法に関する。より具体的には、本発明は、メチルブタンジオール、およびその製造方法に関する。
一般に、化粧品、医薬品および医薬部外品などには抗菌・防腐剤として、４−ヒドロキシ安息香酸エステル類であるメチルパラベン、エチルパラベンなどのパラベン類が多く用いられている。しかしこのパラベン類は皮膚刺激性を有し、人体の皮膚刺激性が問題となっており、パラベン使用量の軽減やパラベン類を配合しない製品が求められている。
本発明によるメチルブタンジオールは、新規化合物であり、かつ抗菌作用を有しており、抗菌・防腐剤として用いることができる。
現在、抗菌・防腐剤として化粧品、医薬品および医薬部外品などに広く用いられているパラベン類が有する皮膚刺激性が問題となってきていることから、本発明は、十分な抗菌活性を有する抗菌・防腐剤の化合物およびその製造方法の提供を課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意努力研究を重ねた結果、特定の構造を有するメチルブタンジオールが高い抗菌・抗カビ活性を有し、当該化合物を抗菌・防腐用物質として使用できることを見出し、本発明を完成するに至った。
かくして、本発明によれば、一般式（１）：
（式中、Ｒは炭素数３〜１６のアルキルまたはアルカノイル基を表す）
で表されることを特徴とする、メチルブタンジオールが提供される。
で表されることを特徴とする、メチルブタンジオールが提供される。
また、本願発明によれば、前記一般式（１）におけるＲが、炭素数４〜１４である、前記のメチルブタンジオールが提供される。
また、本発明によれば、前記一般式（１）において、Ｒが、ｎ−ブチル、ｎ−へキシル、ｎ−オクチル、２−エチルヘキシル、ｎ−デシルまたはｎ−ヘキサノイルオキシ基を表す、前記のメチルブタンジオールが提供される。
さらに、本発明によれば、以下の式（２）：
で表される３−メチルブト−３−エン−１−オールに、
ＲＸ
（式中、Ｒは、炭素数３〜１６のアルキルまたはアルカノイル基を表し、Ｘはハロゲン原子または水酸基を表す）
を反応させて、以下の一般式（３）：
（式中、Ｒは炭素数３〜１６のアルキルまたはアルカノイル基を表す）
で表される３−メチルブト−３−エン−１−オール誘導体を得、上記一般式（３）における二重結合を、酸化剤によりさらにジオールに酸化して、以下の一般式（１）：
（式中、Ｒは、炭素数３〜１６のアルキルまたはアルカノイル基を表し、Ｘはハロゲン原子または水酸基を表す）
を反応させて、以下の一般式（３）：
で表される３−メチルブト−３−エン−１−オール誘導体を得、上記一般式（３）における二重結合を、酸化剤によりさらにジオールに酸化して、以下の一般式（１）：
で表されるエーテルまたはエステル化合物のジオール体を得ることを特徴とする、メチルブタンジオールの製造方法が提供される。
その上、本発明によれば、前記のメチルブタンジオールを有効成分として含む抗菌・防腐用組成物が提供される。
さらに、本発明によれば、前記のメチルブタンジオールを有効成分とし、抗カビ剤として用いられる、前記の抗菌・防腐用組成物が提供される。
すなわち、本発明による前記の一般式（１）で表されるメチルブタンジオールは、高い抗菌・抗カビ活性を有しているので、該誘導体を有効成分として含む、抗菌・防腐剤または抗菌・防腐用組成物として使用できる。
したがって、本発明による前記の一般式（１）で表されるメチルブタンジオールを有効成分とする抗菌・防腐用組成物を、衣類、家具、建築資材、室内用壁紙、食品、健康食品、医薬部外品および医薬品等に添加することにより、長期間に亘り、カビを含むいわゆる細菌の繁殖による腐敗が抑制された製品を提供できる。
本発明によるメチルブタンジオールとしてのエーテルまたはエステル化合物のジオール体は、親水基として隣接する２個の水酸基をその分子内に有し、かつ親油基としてアルキルまたはアルカノイル基を有しているので、水や他の有効成分と混合し易く、抗菌・防腐剤として化粧品や軟膏またはクリーム等に幅広く使用することができる。
すなわち、本発明によるメチルブタンジオールは、抗菌・抗カビ活性を有しているので、該誘導体を有効成分として含む、抗菌・防腐剤または抗菌・防腐用組成物として使用できる。
本発明によるメチルブタンジオールは、以下の、一般式（１）：
（式中、ＹおよびＺは、いずれか一方が水酸基であり、他方が水素原子であり、Ｒは炭素数３〜１６のアルキルまたはアルカノイル基を表す）
で表されることを特徴とする。
で表されることを特徴とする。
上記一般式（１）においてメチルブタンジオールは、主骨格であるブタンの２位にメチル基および水酸基を有し、１位に水酸基を有し、４位の酸素原子には直鎖状または分枝鎖状の脂肪族炭化水素として炭素数３〜１６のアルキルまたはアルカノイル基が結合して、エーテルまたはエステル化合物のジオール体を形成していることを特徴とする。
上記の一般式（１）で表されるメチルブタンジオールは、高い抗菌・抗カビ活性を有しているので、該誘導体を有効成分として含む、抗菌・防腐剤または抗菌・防腐用組成物として使用できることを特徴とする。
したがって、上記の一般式（１）で表されるメチルブタンジオールを有効成分とする抗菌・防腐用組成物を、衣類、家具、建築資材、室内用壁紙、浴室、流し、トイレなどの家庭用品用抗カビ剤として使用でき、さらに食品、健康食品、医薬部外品および医薬品等に添加することにより、長期間に亘り、カビを含むいわゆる細菌の繁殖による腐敗を抑制できることを特徴とする。
上記一般式（１）において、Ｒがアルキル基である場合、炭素数３〜１６の直鎖状または分枝鎖状アルキル基であり得る。具体的には、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基などを挙げることができる。
上記一般式（１）においてＲがアルカノイル基の場合、炭素数３〜１６の直鎖状または分枝鎖状アシル基であり得る。具体例的には、プロパノイル基、ｎ−ブタノイル基、ｉ−ブタノイル基、ｔ−ブタノイル基、ｎ−ペンタノイル基、ｉ−ペンタノイル基、ネオペンタノイル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、２−エチルヘキサノイル基、ノナノイル基、デカノイル基、ウンデカノイル基、ドデカノイル基、トリデカノイル基、テトラデカノイル基、ペンタデカノイル基、ヘキサデカノイル基などを挙げることができる。
上記一般式（１）においてＲが炭素数３〜１６の直鎖状または分枝鎖状アルキル基であるエーテル化合物の具体的な例としては、４−ｎ−プロピルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ｉ−プロピルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ｎ−ブチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ｉ−ブチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ｔ−ブチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ｎ−ペンチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ｉ−ペンチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ネオペンチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ヘキシルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ヘプチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−オクチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−（２−エチルヘキシルオキシ）−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ノニルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−デシルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ウンデシルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ドデシルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−トリデシルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−テトラデシルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ペンタデシルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ヘキサデシルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、などを挙げることができる。
また、上記一般式（１）においてＲが炭素数３〜１６の直鎖状または分枝鎖状アルカノイル基を持つエステル化合物の具体的な例としては、４−プロパノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ｎ−ブタノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ｉ−ブタノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ｔ−ブタノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ｎ−ペンタノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ｉ−ペンタノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ネオペンタノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ヘプタノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−オクタノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−（２−エチルヘキサノイル）オキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ノナノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−デカノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ウンデカノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ドデカノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−トリデカノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−テトラデカノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ペンタデカノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール、４−ヘキサデカノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオールなどを挙げることができる。
上記の一般式（１）で表されるメチルブタンジオールは、以下の合成スキームに従って製造できる。
（式中、Ｒは炭素数３〜１６のアルキルまたはアルカノイル基を表し、Ｘはハロゲン原子または水酸基を表す）。
上記合成スキームにおけるＲが炭素数３〜１６のアルキル基の場合には、出発原料の３−メチルブト−３−エン−１−オール（イソプレノールとも称する）（２）と、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸化アルカリ金属塩の水溶液存在下、ＲＸで表される塩素化アルキル、臭素化アルキルまたはヨウ素化アルキルなどのハロゲン化アルキルとを反応させて、３−メチルブト−３−エン−１−オールのエーテル誘導体（４−アルコキシ−２−メチル−１−ブテンとも称する）（３）が得られる。
この反応において相間移動触媒を用いると反応が容易に進行する場合があり、必要に応じて用いることができる。
本発明におけるアルキル化、アルカノイル化またはカルボキシル化反応において用いられ得る相間移動触媒の例としては、テトラｎ−ブチルアンモニウムクロリド、テトラｎ−ブチルアンモニウムブロミド、テトラｎ−ブチルアンモニウムヨード、テトラｎ−ブチルアンモニウム硫酸塩、テトラｎ−ブチルアンモニウムヒドロキシド、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリドなどが挙げられる。
これら相関移動触媒の好ましい使用量はイソプレノールに対して０〜０.４当量、より好ましくは０.００１〜０.２当量である。
本発明におけるアルキル化、アルカノイル化またはカルボキシル化反応において用いられ得る相間移動触媒の例としては、テトラｎ−ブチルアンモニウムクロリド、テトラｎ−ブチルアンモニウムブロミド、テトラｎ−ブチルアンモニウムヨード、テトラｎ−ブチルアンモニウム硫酸塩、テトラｎ−ブチルアンモニウムヒドロキシド、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリドなどが挙げられる。
これら相関移動触媒の好ましい使用量はイソプレノールに対して０〜０.４当量、より好ましくは０.００１〜０.２当量である。
水酸化アルカリ金属塩水溶液の使用量はイソプレノールに対して０.５〜１０当量、好ましくは１.０〜３.０当量であり、アルカリ金属塩の濃度が５〜５０％になるよう水を加えて水溶液の形で、反応温度条件の制御下に使用するのが好ましい。
ハロゲン化アルキルの使用量はイソプレノールに対して０.５当量〜５.０当量、好ましくは１.０当量〜３.０当量である。
ハロゲン化アルキルの使用量はイソプレノールに対して０.５当量〜５.０当量、好ましくは１.０当量〜３.０当量である。
これらの試剤は一度に混合するか、あるいは最後にハロゲン化アルキルをゆっくり滴下して反応を行うこともできる。また場合によっては、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフォキシド、Ｎ−メチルピロリドンなどの有機溶剤を用いて反応を行ってもよい。その場合の有機溶剤はイソプレノールに対して０〜２０倍量、好ましくは０〜１０倍量である。
さらに反応は０〜１５０℃の温度が好ましく、さらに３０〜９０℃の温度範囲で行うことが好ましい。
さらに反応は０〜１５０℃の温度が好ましく、さらに３０〜９０℃の温度範囲で行うことが好ましい。
反応終了後の反応混合物の後処理の際には、反応混合物が２層に分離していれば、分液して有機層を取り出すことができる。反応混合物が１層のまま、あるいは２層の分液界面が明瞭でない場合などにはヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、ジイソプロピルエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの水と非混和性の有機溶剤を加えて分液して有機層を得ることができる。
得られた有機層を水、食塩水などで洗浄後、必要に応じて溶剤などの低沸点化合物を、常圧あるいは減圧下で加熱留去することにより、４−アルコキシ−２−メチル−１−ブテン（３）の粗生成物が得られる。この生成物はそのまま次の工程に使用できるが、場合によっては蒸留やシリカゲルカラムクロマトグラフィーでの精製を行ってもよい。
得られた有機層を水、食塩水などで洗浄後、必要に応じて溶剤などの低沸点化合物を、常圧あるいは減圧下で加熱留去することにより、４−アルコキシ−２−メチル−１−ブテン（３）の粗生成物が得られる。この生成物はそのまま次の工程に使用できるが、場合によっては蒸留やシリカゲルカラムクロマトグラフィーでの精製を行ってもよい。
次に、得られた３−メチルブト−３−エン−１−オール誘導体（３）の二重結合を、公知の酸化剤により酸化して１,２−ジオール体を得る。
酸化剤として過ギ酸、過酢酸および過酸化水素水などの過酸化物を例示できるが、過酸化水素水などを用いる場合、タングステン酸、タングステン酸塩、バナジウム塩、バナジウム酸塩、コバルト塩などの金属触媒、さらに上記の相間移動触媒を用いると反応がスムーズに進行する場合がある。
酸化剤として過ギ酸、過酢酸および過酸化水素水などの過酸化物を例示できるが、過酸化水素水などを用いる場合、タングステン酸、タングステン酸塩、バナジウム塩、バナジウム酸塩、コバルト塩などの金属触媒、さらに上記の相間移動触媒を用いると反応がスムーズに進行する場合がある。
なお、これら金属触媒および相間移動触媒は、原料の４−アルコキシ−２−メチル−１−ブテンに対して０.００５〜０.３当量、好ましくは０.０１〜０.２当量用いられる。
これら酸化剤を用いた酸化反応は、初めに二重結合のエポキシ化が起こり、さらに反応系中に存在する水によってエポキシ体がジオール体となる。よって濃度が１〜６０％の酸化剤水溶液または懸濁液を用いることが好ましい。
これら酸化剤を用いた酸化反応は、初めに二重結合のエポキシ化が起こり、さらに反応系中に存在する水によってエポキシ体がジオール体となる。よって濃度が１〜６０％の酸化剤水溶液または懸濁液を用いることが好ましい。
酸化剤の使用量は４−アルコキシ−２−メチル−１−ブテンに対して０.８〜５.０当量、好ましくは１.０〜２.０当量である。反応の温度は０〜１００℃、好ましくは２０〜８０℃で、使用する試剤を一度に加えてもよいし、最後に酸化剤をゆっくり滴下する方法でもよい。
なお、エポキシ体からジオール体への変換が遅い場合、反応系全体に対して０.０１〜２０％量のリン酸、塩酸、硫酸、ホウ酸、酢酸など酸を添加して反応を行ってもよいし、後述する反応後の後処理を実施してエポキシ体を単離後、テトラヒドロフラン、アセトン、ジメチルホルムアミドなどの有機溶剤と共にリン酸水溶液、希硫酸、希塩酸、酢酸水溶液などの水を含有する酸で処理してエポキシ体をジオールへ変換することもできる。
なお、エポキシ体からジオール体への変換が遅い場合、反応系全体に対して０.０１〜２０％量のリン酸、塩酸、硫酸、ホウ酸、酢酸など酸を添加して反応を行ってもよいし、後述する反応後の後処理を実施してエポキシ体を単離後、テトラヒドロフラン、アセトン、ジメチルホルムアミドなどの有機溶剤と共にリン酸水溶液、希硫酸、希塩酸、酢酸水溶液などの水を含有する酸で処理してエポキシ体をジオールへ変換することもできる。
反応終了後の反応混合物の後処理の際には、チオ硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウムなどの還元性無機塩を固体、あるいは還元性無機塩の１％〜飽和水溶液を添加して過酸化物を分解し、ヨウ化でんぷん紙などで反応溶液中に過酸化物がないことを確認する。その後、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、ジイソプロピルエーテル、酢酸エチルまたは酢酸ブチルなどの有機溶剤を加えて分液を行う。得られた有機層を水、食塩水、あるいは重炭酸ナトリウム水、炭酸ナトリウム水、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性水溶液などで洗浄後、必要に応じて溶剤などの低沸点物を常圧あるいは減圧下で、加熱下に留去して、４−アルコキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオールの粗生成物が得られる。
通常、常法にしたがって、得られた粗生成物を、蒸留やシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して４−アルコキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（メチルブタンジオールとも称する）（１）が得られる。
通常、常法にしたがって、得られた粗生成物を、蒸留やシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して４−アルコキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（メチルブタンジオールとも称する）（１）が得られる。
また、上記合成スキームにおけるＲが炭素数３〜１６のアルカノイル基の場合には、出発原料のイソプレノールと、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、Ｎ−メチルアニリンまたはＮ,Ｎ−ジメチルアミノピリジン等の有機塩基の存在下、ハロゲン化アルカノイルあるいはアルキルカルボン酸とを反応させて３−メチルブト−３−エン−１−オールのエステル誘導体（３）が得られる。
上記のハロゲン化アルカノイルは、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子を有する酸ハライドで、工業的入手の容易性の観点から塩化アルカノイルの使用が好ましい。このハロゲン化アルカノイルはイソプレノール（２）に対して、０.５〜２.０当量、好ましくは１.０〜１.５当量使用することが好ましい。
上記のエステル誘導体形成に用いられる有機塩基の使用量はイソプレノール（２）に対して０.５〜５.０当量、好ましくは１.０当量〜２.０当量であり、−２０〜溶剤の沸点、より好ましくは−１０〜６０℃の範囲の反応温度下に使用するのが好ましい。
上記のエステル誘導体形成に用いられる有機塩基の使用量はイソプレノール（２）に対して０.５〜５.０当量、好ましくは１.０当量〜２.０当量であり、−２０〜溶剤の沸点、より好ましくは−１０〜６０℃の範囲の反応温度下に使用するのが好ましい。
このイソプレノールとハロゲン化アルカノイルの反応はテトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタンなどの有機溶剤をイソプレノールに対し０.１〜１００倍量、好ましくは１.５〜５倍量用いて行われる。
反応は用いる試剤を一度に加えてもよいが、上記のエステル誘導体形成反応が発熱反応である場合には、予め反応混合物を冷却し、最後にハロゲン化アルカノイルをゆっくり添加することが好ましい。
反応は用いる試剤を一度に加えてもよいが、上記のエステル誘導体形成反応が発熱反応である場合には、予め反応混合物を冷却し、最後にハロゲン化アルカノイルをゆっくり添加することが好ましい。
反応終了後の反応混合物の後処理の際に、反応混合物の容量に対し、０.１〜２０倍量の水を加える。その後、反応混合物が２層に分離していれば、分液して有機層を取り出すことができる。反応混合物が１層のまま、あるいは２層の分液界面が明瞭でない場合などにはヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、ジイソプロピルエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの水と非混和性の有機溶剤を加えて分液して有機層を得ることができる。
得られた有機層を水、食塩水などで洗浄後、必要に応じて溶剤などの低沸点化合物を常圧あるいは減圧下で加熱して留去することにより、４−アルカノイルオキシ−２−メチル−１−ブテン（３）の粗生成物が得られる。この生成物はそのまま次の工程に使用できるが、場合によっては蒸留やシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行ってもよい。
得られた有機層を水、食塩水などで洗浄後、必要に応じて溶剤などの低沸点化合物を常圧あるいは減圧下で加熱して留去することにより、４−アルカノイルオキシ−２−メチル−１−ブテン（３）の粗生成物が得られる。この生成物はそのまま次の工程に使用できるが、場合によっては蒸留やシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行ってもよい。
また、イソプレノール（２）を、アルキルカルボン酸と反応させて４−アルカノイルオキシ−２−メチル−１−ブテン（３）を得るには、イソプレノールに対してアルキルカルボン酸を０.２〜２.０当量、好ましくは０.５〜１.５当量を加え、常法に従って適量のヘキサン、ヘプタン、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、ベンゼン、トルエン、ｏ−キシレンまたはｍ−キシレン中、反応液全体に対し、０〜０.１、好ましくは０〜０.０５倍量、すなわち触媒量のリン酸、硫酸、ベンゼンスルホン酸またはｐ−トルエンスルホン酸の存在下に、ディーン・スターク装置中で、撹拌下に還流して、共沸して生成した水を分離して反応を行うことができる。
反応終了後、反応液を常圧または減圧下で加熱して未反応物を留去することにより、４−アルカノイルオキシ−２−メチル−１−ブテン（３）の粗生成物が得られる。これらの生成物はそのまま次の工程に使用できるが、場合によっては蒸留やシリカゲルカラムクロマトグラフィーなどで精製を行ってもよい。
反応終了後の反応混合物の後処理の際に、反応混合物の容量に対し、０.１〜２０倍量の水を加える。その後、反応混合物が２層に分離していれば、分液して有機層を取り出すことができる。反応混合物が１層のまま、あるいは２層の分液界面が明瞭でない場合などにはヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、ジイソプロピルエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの水と非混和性の有機溶剤を加えて分液して有機層を得ることができる。
次に、得られた有機層を、炭酸水素ナトリウム水溶液もしくは炭酸ナトリウム水溶液、次いで食塩水や水などで洗浄後、常法に従って乾燥し、溶剤および混在する低沸点化合物を、常圧または減圧下に、加熱留去することにより、３−メチルブト−３−エン−１−オールのエステル誘導体（３）の粗生成物が得られる。これらの生成物はそのまま次の工程に使用できるが、場合によっては蒸留やシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行ってもよい。
次に、得られた３−メチルブト−３−エン−１−オールのエステル誘導体（３）の二重結合を酸化して、１,２−ジオール体である４−アルカノイルオキシ−２−メチル−２,３−ブタンジオール（メチルブタンジオールとも称する）（３）を得るが、その方法は上述した４−アルコキシ−２−メチル−１−ブテン（３）から４−アルコキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（１）を得る方法に従って行うことができる。
このようにして得られた本発明による前記の一般式（１）で表されるメチルブタンジオールは抗菌活性および抗カビ活性を有することを特徴とする。
すなわち、上記の一般式（１）で表されるメチルブタンジオールを有効成分とする抗菌・防腐用組成物を、衣類、家具、建築資材、室内用壁紙、浴室、流し、トイレなどの家庭用品用抗カビ剤として使用でき、さらに食品、健康食品、医薬部外品および医薬品等に添加することにより、長期間に亘り、カビを含むいわゆる細菌の繁殖による腐敗を抑制できることを特徴とする。
すなわち、上記の一般式（１）で表されるメチルブタンジオールを有効成分とする抗菌・防腐用組成物を、衣類、家具、建築資材、室内用壁紙、浴室、流し、トイレなどの家庭用品用抗カビ剤として使用でき、さらに食品、健康食品、医薬部外品および医薬品等に添加することにより、長期間に亘り、カビを含むいわゆる細菌の繁殖による腐敗を抑制できることを特徴とする。
このようにして本発明で提供された一般式（１）で表されるメチルブタンジオールは化粧品、医薬品および医薬部外品などの様々な工業製品に抗菌・防腐剤として用いることができる。例えば、化粧品に用いる場合、一般式（１）で表されるメチルブタンジオールは化粧品全体量に対して、０．０００１〜１０重量％、好ましくは０．０００５〜５重量％用いることが望まれるが、これ以上使用量が少ない、あるいは多いと、抗菌活性が得られない場合や製品の品質を損ねる場合がある。さらに本発明で提供された一般式（１）で表されるメチルブタンジオールを単品、あるいは複数同時に使用したり、他の抗菌・防腐剤と併用して使用してもよい。
本発明によるメチルブタンジオールを含む化粧品としては、セッケン、化粧水、乳液、クリームなどのような基礎用化粧品や、ファンデーション、紅、おしろい、アイシャドーおよびマニキュアなどのようなメーキャップ化粧品が挙げられる。さらに、本発明によるメチルブタンジオールは、頭髪用化粧品、芳香用化粧品および薬用化粧品などの化粧品、にきび治療薬、うがい薬などの医薬品、薬用歯磨き剤、制汗スプレー、薬用クリーム、ベビーパウダー、育毛剤、染毛剤、入浴剤、薬用化粧品および薬用石けんなどの医薬部外品などにも使用できる。
以下、具体的な実施例を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例で用いられているガスクロマトグラフィーの分析条件は次の通りである。
カラム：ＧＬサイエンス社製Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ＯＶ−１７ 長さ：２ｍ
温度条件：８０℃で２分間保持した後、毎分１０℃の割合で２００℃まで昇温した。
インジェクションおよびディテクター温度 ２２０℃
キャリヤーガス： 窒素
検出： ＦＩＤ
カラム：ＧＬサイエンス社製Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ＯＶ−１７ 長さ：２ｍ
温度条件：８０℃で２分間保持した後、毎分１０℃の割合で２００℃まで昇温した。
インジェクションおよびディテクター温度 ２２０℃
キャリヤーガス： 窒素
検出： ＦＩＤ
ＮＭＲスペクトルは、日本電子社製、ＪＮＭ−ＥＣＳ ４００ＭＨｚを用いて測定した。
また、ＩＲスペクトルは、日本分光社製、ＦＴ／ＩＲ−４００ Ｐｌｕｓを用いて測定した。
また、ＩＲスペクトルは、日本分光社製、ＦＴ／ＩＲ−４００ Ｐｌｕｓを用いて測定した。
実施例１
４−ヘキシルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（４）（以下、ＩＰＤＬ−Ｃ６と略する）の製造
イソプレノール８６.１ｇ（１モル）、４８％水酸化ナトリウム水溶液１５２.９ｇ（１.８３モル）テトラブチルアンモニウムブロミド６.４５ｇ（０.０２モル）の混合液に、６０〜７０℃で１−ｎ−ヘキシルブロミド１３７ｇ（１モル）を１時間かけて滴下し、さらに８０℃で７時間撹拌した。室温に冷却後静置し、反応液を上層と下層に分液した。上層を水５０ｇで３回水洗し、粗生成物２０９ｇを得た。これをクライゼン単蒸留で蒸留精製（沸点：９６℃、２.７５ｋＰａ）し、４−ヘキシルオキシ−２−メチル−１−ブテン１１０.５７ｇを得た。この化合物をガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９９.９％であった。
４−ヘキシルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（４）（以下、ＩＰＤＬ−Ｃ６と略する）の製造
得られた４−ヘキシルオキシ−２−メチル−１−ブテン１０２.２ｇ（０.６モル）、タングステン酸３.７５ｇ（１５ミリモル）、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド３.６４ｇ（９ミリモル）、８５％リン酸水溶液５.４ｇ（４７ミリモル）の混合液に、４１〜４６℃の温度で、３５％過酸化水素水７６.２ｇ（０.７８モル）を３時間かけて滴下し、さらに２時間５０℃で撹拌を続けた。反応混合物を、室温に冷却後、亜硫酸ナトリウム１０.７ｇとトルエン１２８ｇを加えて静置した。２層に分離した反応混合物を上層と下層に分液した後、上層を２０％水酸化ナトリウム水溶液５０ｇで洗浄し、さらに水５０ｇで２回洗浄後、ロータリーエバポレーターで溶剤を減圧留去し、粗生成物１２１.０３ｇを得た。
この粗生成物を直径２.５ｃｍ、高さ１５ｃｍのスルーザー塔で蒸留精製を行い、４−ヘキシルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（ＩＰＤＬ−Ｃ６）５４.４ｇを得た。この一部をガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９７.０％であることが判った。
沸点：１３４℃／０.４７ｋＰａ
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.83 (3H, t, J=7.1 Hz), 1.16 (3H, s), 1.20-1.29 (6H, m), 1.51-1.58 (2H, m), 1.60-1.69 (1H, m), 1.73 (1H, brs), 1.86-1.93 (1H, m), 2.92 (1H, brs), 3.22-3.61 (6H, m)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3406, 2925, 2857, 1465, 1377, 1107, 1054
この粗生成物を直径２.５ｃｍ、高さ１５ｃｍのスルーザー塔で蒸留精製を行い、４−ヘキシルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（ＩＰＤＬ−Ｃ６）５４.４ｇを得た。この一部をガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９７.０％であることが判った。
沸点：１３４℃／０.４７ｋＰａ
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.83 (3H, t, J=7.1 Hz), 1.16 (3H, s), 1.20-1.29 (6H, m), 1.51-1.58 (2H, m), 1.60-1.69 (1H, m), 1.73 (1H, brs), 1.86-1.93 (1H, m), 2.92 (1H, brs), 3.22-3.61 (6H, m)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3406, 2925, 2857, 1465, 1377, 1107, 1054
実施例２
４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（５）（以下、ＩＰＤＬ−ＣＯＣ５と略する）の製造
イソプレノール８６.１ｇ（１モル）とトリエチルアミン１１２.５ｇ（１.１１モル）、テトラヒドロフラン３７１.８ｇの混合液に温度１０〜１３℃で、ｎ−ヘキサノイルクロリド１３４g（１モル）をゆっくり滴下した。滴下終了後２時間撹拌し、次いで水２０６ｇおよびヘキサン９６ｇを加えて分液した。分離した上層を水５０ｇで２回洗浄後、エバポレーターで加熱減圧下に溶剤を留去し、粗生成物２２１.２ｇを得た。この粗生成物をクライゼン蒸留装置で蒸留精製し、４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１−ブテン１７９.７７ｇを得た。この物をガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９９.７％であることが判った。
４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（５）（以下、ＩＰＤＬ−ＣＯＣ５と略する）の製造
得られた４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１−ブテン９２.２ｇ（０.５モル）、タングステン酸３.１３ｇ（１２.５ミリモル）、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド３.１３ｇ（１０ミリモル）、８５％リン酸水溶液２.０ｇ（１７ミリモル）の混合液に、５０〜５２℃の温度で、３５％過酸化水素水７５.０ｇ（０.７５モル）を１時間かけて滴下し、さらに４.５時間５２℃で撹拌を続けた。室温に冷却後静置して上層と下層に分液した後、上層を水５０ｇで洗浄後、１０％亜硫酸ナトリウム水溶液５０ｇ、さらに水５０ｇで洗浄後、ロータリーエバポレーターで溶剤を除去し、粗生成物１２５ｇを得た。この粗生成物を直径２.５ｃｍ、高さ１５ｃｍのスルーザー塔で蒸留精製を行い、４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（ＩＰＤＬ−ＣＯＣ５）４１.３ｇを得た。この一部をガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９６.０％であることが判った。
沸点：１４０℃／０.１ｋＰａ
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.85 (3H, t, J=7.2 Hz), 1.17 (3H, s), 1.24-1.28 (4H, m), 1.52-1.90 (4H, m), 2.23-2.34 (2H, m), 2.65 (1H, brs), 3.37-3.45 (2H, m), 4.21 (2H, t, J=6.7 Hz)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3421, 2958, 2872, 1737, 1465, 1379, 1175, 1056
沸点：１４０℃／０.１ｋＰａ
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.85 (3H, t, J=7.2 Hz), 1.17 (3H, s), 1.24-1.28 (4H, m), 1.52-1.90 (4H, m), 2.23-2.34 (2H, m), 2.65 (1H, brs), 3.37-3.45 (2H, m), 4.21 (2H, t, J=6.7 Hz)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3421, 2958, 2872, 1737, 1465, 1379, 1175, 1056
実施例３
４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（５）（以下、ＩＰＤＬ−ＣＯＣ５と略する）の製造
イソプレノール２０２.２ｇ（２.３５モル）とｎ−ヘキサン酸２３２.２ｇ（２モル）を温度１５０〜１５３℃に加熱し、留出してきた水を除去しながら１１時間撹拌した。室温に冷却後、１０％炭酸ナトリウム水溶液２２０ｇで洗浄し、さらに水５０ｇで２回水洗することにより、４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１−ブテンの粗生成物３２９.８ｇを得た。
この粗生成物をクライゼン単蒸留装置で蒸留精製し、４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１−ブテン２５９.５ｇを得た。これをガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９９.５％であることが判った。
得られた４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１−ブテン４９.２ｇ（０.２７モル）、３５％過酸化水素水３６.６ｇ（０.３８モル）、タングステン酸１.６７ｇ（６.７ミリモル）、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド１.６７ｇ（５.３ミリモル）、８５％リン酸水溶液１.１ｇ（１０ミリモル）を用いて実施例２に記載の方法と同様にして酸化反応を行い、さらに蒸留で精製することにより４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（ＩＰＤＬ−ＣＯＣ５）３５.６ｇを得た。この物をガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９７.０％であることが判った。
沸点：１４０℃／０.１ｋＰａ
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.85 (3H, t, J=7.2 Hz), 1.17 (3H, s), 1.24-1.28 (4H, m), 1.52-1.90 (4H, m), 2.23-2.34 (2H, m), 2.65 (1H, brs), 3.37-3.45 (2H, m), 4.21 (2H, t, J=6.7 Hz)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3421, 2958, 2872, 1737, 1465, 1379, 1175, 1056
４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（５）（以下、ＩＰＤＬ−ＣＯＣ５と略する）の製造
この粗生成物をクライゼン単蒸留装置で蒸留精製し、４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１−ブテン２５９.５ｇを得た。これをガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９９.５％であることが判った。
得られた４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１−ブテン４９.２ｇ（０.２７モル）、３５％過酸化水素水３６.６ｇ（０.３８モル）、タングステン酸１.６７ｇ（６.７ミリモル）、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド１.６７ｇ（５.３ミリモル）、８５％リン酸水溶液１.１ｇ（１０ミリモル）を用いて実施例２に記載の方法と同様にして酸化反応を行い、さらに蒸留で精製することにより４−ｎ−ヘキサノイルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（ＩＰＤＬ−ＣＯＣ５）３５.６ｇを得た。この物をガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９７.０％であることが判った。
沸点：１４０℃／０.１ｋＰａ
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.85 (3H, t, J=7.2 Hz), 1.17 (3H, s), 1.24-1.28 (4H, m), 1.52-1.90 (4H, m), 2.23-2.34 (2H, m), 2.65 (1H, brs), 3.37-3.45 (2H, m), 4.21 (2H, t, J=6.7 Hz)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3421, 2958, 2872, 1737, 1465, 1379, 1175, 1056
実施例４
４−ｎ−オクチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（６）（以下、ＩＰＤＬ−Ｃ８と略する）の製造
実施例１と同じ方法で、出発原料としてイソプレノール１０３.２ｇ（１.２モル）、１−ｎ−オクチルブロミド１５４.５ｇ（０.８モル）、４８％水酸化ナトリウム水溶液１２５ｇ（１.５モル）、テトラブチルアンモニウムブロミド６.４５ｇ（０.０２モル）から、４−ｎ−オクチルオキシ−２−メチル−１−ブテンの粗生成物１７４.７４ｇを得た。これをクライゼン単蒸留装置で蒸留精製（沸点：７２℃、０.０７ｋＰａ）し、４−ｎ−オクチルオキシ−２−メチル−１−ブテン１１３.６ｇを得た。これをガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９９.５％であった。
４−ｎ−オクチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（６）（以下、ＩＰＤＬ−Ｃ８と略する）の製造
次いで、実施例１と同様にして、得られた４−ｎ−オクチルオキシ−２−メチル−１−ブテン８３.８ｇ（０.４２モル）、３５％過酸化水素水６１.２ｇ（０.６３モル）、タングステン酸２.６３ｇ（１０ミリモル）、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド３.３９ｇ（８ミリモル）、８５％リン酸水溶液１.８２ｇ（１６ミリモル）を用い、４−ｎ−オクチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオールの粗生成物１１０ｇを得た。これをヘキサン／酢酸エチル混液を展開溶媒とするシリカゲルクロマトグラフィー（シリカゲル３００ｇ、富士シリシア化学（株）製ＢＷ−８２０Ｈ）で精製し、シリカゲル薄層クロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝１／１）でＲｆ＝０.５を示す画分を減圧濃縮することにより、４−ｎ−オクチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（ＩＰＤＬ−Ｃ８）２４.０ｇを得た。これをガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９８.９％であることが判った。
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.83 (3H, t, J=7.1 Hz), 1.16 (3H, s), 1.20-1.29 (10H, m), 1.50-1.58 (2H, m), 1.60-1.68 (1H, m), 1.73 (1H, brs), 1.87-1.93 (1H, m), 2.93 (1H, brs), 3.32-3.71 (6H, m)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3407, 2927, 2857, 1466, 1377, 1107, 1054
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.83 (3H, t, J=7.1 Hz), 1.16 (3H, s), 1.20-1.29 (10H, m), 1.50-1.58 (2H, m), 1.60-1.68 (1H, m), 1.73 (1H, brs), 1.87-1.93 (1H, m), 2.93 (1H, brs), 3.32-3.71 (6H, m)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3407, 2927, 2857, 1466, 1377, 1107, 1054
実施例５
４−ｎ−ブチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（７）（以下、ＩＰＤＬ−Ｃ４と略する）の製造
実施例１と同様にして、イソプレノール８６.１ｇ（１モル）、１−ｎ−ブロモブタン１３７ｇ（１モル）、４８％水酸化ナトリウム水溶液１２５ｇ（１.５モル）、テトラブチルアンモニウムブロミド６.４５ｇ（０.０２モル）を用い、４−ｎ−ブチルオキシ−２−メチル−１−ブテン９７ｇ（純度９５.０％、沸点５９℃／２.７ｋＰａ）を得た。
４−ｎ−ブチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（７）（以下、ＩＰＤＬ−Ｃ４と略する）の製造
得られた４−ｎ−ブチルオキシ−２−メチル−１−ブテン４２.７ｇ（０.３モル）、３５％過酸化水素水３７.９ｇ（０.３９モル）、タングステン酸２.０ｇ（８ミリモル）、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド２.４３ｇ（６ミリモル）、８５％リン酸水溶液３ｇ（２６ミリモル）を用い、実施例２記載方法で酸化反応を行い、さらに減圧蒸留で精製することにより、４−ｎ−ブチルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（ＩＰＤＬ−Ｃ４）２４.１ｇを得た。この物をガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９７.１％であった。
沸点：１１５℃／０.５６ｋＰａ
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.89 (3H, t, J=7.3 Hz), 1.16 (3H, s), 1.31-1.37 (2H, m), 1.52-1.94 (4H, m), 2.90 (1H, br s), 3.35-3.45 (5H, m), 3.52-3.56 (1H, m), 3.63-3.67 (1H, m)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3406, 2927, 2857, 1465, 1377, 1107, 1054
沸点：１１５℃／０.５６ｋＰａ
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.89 (3H, t, J=7.3 Hz), 1.16 (3H, s), 1.31-1.37 (2H, m), 1.52-1.94 (4H, m), 2.90 (1H, br s), 3.35-3.45 (5H, m), 3.52-3.56 (1H, m), 3.63-3.67 (1H, m)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3406, 2927, 2857, 1465, 1377, 1107, 1054
実施例６
４−ｎ−ノニルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（８）（以下、ＩＰＤＬ−Ｃ９と略する）の製造
実施例１と同様にして、イソプレノール８６.１ｇ、１−ｎ−ブロモノナン２０７.２ｇ、４８％水酸化ナトリウム水溶液１２５ｇ（１.５モル）とテトラブチルアンモニウムブロミド６.４５ｇ（０.０２モル）を用い、４−ｎ−ノニルオキシ−２−メチル−１−ブテン１３４.８ｇ（純度９９.３％、沸点９５℃／０.１８ｋＰａ）を得た。
４−ｎ−ノニルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（８）（以下、ＩＰＤＬ−Ｃ９と略する）の製造
得られた４−ｎ−ノニルオキシ−２−メチル−１−ブテン３０ｇ、３５％過酸化水素水２４ｇ（０.２５モル）、タングステン酸１.０ｇ（４ミリモル）、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド１.３ｇ（３ミリモル）、８５％リン酸水溶液１.４４ｇ（１３ミリモル）を用い、実施例１記載の方法で酸化反応を行い、得られた反応混合物を、ヘキサン／酢酸エチル混液を展開溶媒とするシリカゲルクロマトグラフィー（シリカゲル３００ｇ、富士シリシア化学（株）製ＢＷ−８２０Ｈ）で精製し、シリカゲル薄層クロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝１／１）でＲｆ＝０.５を示す画分を減圧濃縮することにより、４−ｎ−ノニルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（ＩＰＤＬ−Ｃ９）２０ｇを得た。これをガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９９.１％であることが判った。
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.83 (3H, t, J=7.1 Hz), 1.16 (3H, s), 1.18-1.30 (12H, m), 1.50-1.58 (2H, m), 1.60-1.68 (1H, m), 1.73 (1H, brs), 1.84-1.95 (1H, m), 3.01 (1H, brs), 3.31-3.71 (6H, m)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3407, 2926, 2856, 1465, 1376, 1108, 1054
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.83 (3H, t, J=7.1 Hz), 1.16 (3H, s), 1.18-1.30 (12H, m), 1.50-1.58 (2H, m), 1.60-1.68 (1H, m), 1.73 (1H, brs), 1.84-1.95 (1H, m), 3.01 (1H, brs), 3.31-3.71 (6H, m)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3407, 2926, 2856, 1465, 1376, 1108, 1054
実施例７
４−ｎ−デカニルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（９）（以下、ＩＰＤＬ−Ｃ１０と略する）の製造
実施例１と同様にして、イソプレノール５６ｇ、１−ｎ−ブロモデカン２０７.２ｇ、４８％水酸化ナトリウム水溶液８１.３ｇ（０.９７モル）とテトラブチルアンモニウムブロミド４.２ｇ（１３ミリモル）を用い、４−ｎ−デカニルオキシ−２−メチル−１−ブテン８１.７ｇ（純度９９.４％、沸点１０６℃／０.１５ｋＰａ）を得た。
４−ｎ−デカニルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（９）（以下、ＩＰＤＬ−Ｃ１０と略する）の製造
得られた４−ｎ−デカニルオキシ−２−メチル−１−ブテン４３ｇ、３５％過酸化水素水２７ｇ（０.２８モル）、タングステン酸１.２ｇ（５ミリモル）、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド１.５ｇ（３.８ミリモル）、８５％リン酸水溶液１.５２ｇ（１３ミリモル）を用い、実施例１記載の方法に従って酸化反応を行い、反応成績体を、ヘキサン／酢酸エチル混液を展開溶媒とするシリカゲルクロマトグラフィー（シリカゲル３００ｇ、富士シリシア化学（株）製ＢＷ−８２０Ｈ）で精製し、シリカゲル薄層クロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝１／１）でＲｆ＝０.５を示す画分を減圧濃縮することにより、４−ｎ−デカニルオキシ−２−メチル−１,２−ブタンジオール（ＩＰＤＬ−Ｃ１０）１２ｇを得た。この物をガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９９.１％であることが判った。
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.83 (3H, t, J=7.1Hz), 1.16 (3H, s), 1.18-1.30 (14H, m), 1.50-1.58 (2H, m), 1.60-1.70 (1H, m), 1.80 (1H, brs), 1.87-1.93 (1H, m), 3.0 (1H, brs), 3.33-3.8 (6H, m)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3408, 2929, 2856, 1465, 1376, 1108, 1054
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.83 (3H, t, J=7.1Hz), 1.16 (3H, s), 1.18-1.30 (14H, m), 1.50-1.58 (2H, m), 1.60-1.70 (1H, m), 1.80 (1H, brs), 1.87-1.93 (1H, m), 3.0 (1H, brs), 3.33-3.8 (6H, m)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3408, 2929, 2856, 1465, 1376, 1108, 1054
実施例８
４−（２−エチルヘキシル）−２−メチル−１,２−ブタンジオール（１０）（以下、ＩＰＤＬ−ＥｔＨｅｘと略する）
実施例１と同様にして、イソプレノール１０３.２ｇ（１.２モル）、２−エチル−１−ブロモヘキサン１５４.５ｇ（０.８モル）、４８％水酸化ナトリウム水溶液１２５ｇ（１.５モル）とテトラブチルアンモニウムブロミド６.４５ｇ（２０ミリモル）を用い、４−（２−エチルヘキシル）−２−メチル−１−ブテン９９.４ｇ（純度９９.４％、沸点６５℃／０.１９ｋＰａ）を得た。
得られた４−（２−エチルヘキシル）−２−メチル−１−ブテン４８.６ｇ、３５％過酸化水素水３６.６ｇ（０.３８モル）、タングステン酸１.５６ｇ（６.２ミリモル）、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド２.０ｇ（３ミリモル）、８５％リン酸水溶液１.１ｇ（１０ミリモル）を用い、実施例１と同様にして酸化反応を行い、得られた反応混合物を、ヘキサン／酢酸エチル混液を展開溶媒とするシリカゲルクロマトグラフィー（シリカゲル３００ｇ、富士シリシア化学（株）製ＢＷ−８２０Ｈ）で精製し、シリカゲル薄層クロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝１／１）でＲｆ＝０.５を示す画分を減圧濃縮することにより、４−（２−エチルヘキシル）−２−メチル−１,２−ブタンジオール（ＩＰＤＬ−ＥｔＨｅｘ）２０ｇを得た。これをガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９８.７％であることが判った。
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.85 (3H, t, J=7.2 Hz), 0.87 (3H, t, J=7.0 Hz), 1.16 (3H, s), 1.24-1.35 (8H, m), 1.42-1.50 (1H, m), 1.62-1.69 (1H, m), 1.86-1.94 (1H, m), 2.91 (1H, brs), 3.31-3.69 (6H, m)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3408, 2929, 2872, 1464, 1379, 1102, 1054
４−（２−エチルヘキシル）−２−メチル−１,２−ブタンジオール（１０）（以下、ＩＰＤＬ−ＥｔＨｅｘと略する）
得られた４−（２−エチルヘキシル）−２−メチル−１−ブテン４８.６ｇ、３５％過酸化水素水３６.６ｇ（０.３８モル）、タングステン酸１.５６ｇ（６.２ミリモル）、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド２.０ｇ（３ミリモル）、８５％リン酸水溶液１.１ｇ（１０ミリモル）を用い、実施例１と同様にして酸化反応を行い、得られた反応混合物を、ヘキサン／酢酸エチル混液を展開溶媒とするシリカゲルクロマトグラフィー（シリカゲル３００ｇ、富士シリシア化学（株）製ＢＷ−８２０Ｈ）で精製し、シリカゲル薄層クロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝１／１）でＲｆ＝０.５を示す画分を減圧濃縮することにより、４−（２−エチルヘキシル）−２−メチル−１,２−ブタンジオール（ＩＰＤＬ−ＥｔＨｅｘ）２０ｇを得た。これをガスクロマトグラフィーで分析したところ、純度９８.７％であることが判った。
１Ｈ−ＮＭＲ：(400 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 0.85 (3H, t, J=7.2 Hz), 0.87 (3H, t, J=7.0 Hz), 1.16 (3H, s), 1.24-1.35 (8H, m), 1.42-1.50 (1H, m), 1.62-1.69 (1H, m), 1.86-1.94 (1H, m), 2.91 (1H, brs), 3.31-3.69 (6H, m)
ＩＲ（ＫＢｒ板液膜法）ｃｍ−１：3408, 2929, 2872, 1464, 1379, 1102, 1054
試験例１
本発明によるメチルブタンジオールの抗菌活性
寒天平版希釈法（ＡＤＴ法）によるＭＩＣ（最少生育阻止濃度）測定
試験サンプルの終濃度により、２通りの希釈方法を用いた。高濃度の測定には、試験サンプルをＭｕｅｌｌｅｒ−Ｈｉｎｔｏｎ（ＭＨ）液体培地で直接２倍段階希釈し、寒天濃度２倍のＭＨ寒天培地と半量ずつ混合して、シャーレに撒いて固化させたものを試験プレートとして用いた。１６００ｐｐｍ（≒０.１６％）以下の低濃度の測定には、２倍段階希釈したサンプルのエタノール溶液をＭＨ寒天培地に１／１００の割合で添加混合したものをシャーレに撒いて固化させたものを試験プレートとした。
本発明によるメチルブタンジオールの抗菌活性
寒天平版希釈法（ＡＤＴ法）によるＭＩＣ（最少生育阻止濃度）測定
試験サンプルの終濃度により、２通りの希釈方法を用いた。高濃度の測定には、試験サンプルをＭｕｅｌｌｅｒ−Ｈｉｎｔｏｎ（ＭＨ）液体培地で直接２倍段階希釈し、寒天濃度２倍のＭＨ寒天培地と半量ずつ混合して、シャーレに撒いて固化させたものを試験プレートとして用いた。１６００ｐｐｍ（≒０.１６％）以下の低濃度の測定には、２倍段階希釈したサンプルのエタノール溶液をＭＨ寒天培地に１／１００の割合で添加混合したものをシャーレに撒いて固化させたものを試験プレートとした。
ポジティブコントロールのブチルパラベンは、常法に従い２倍段階希釈したサンプルのエタノール溶液を培地に１／１００の割合で添加したものを用いた。
ネガティブコントロールは培地のみ（培地１００％）、エタノール１％、エタノール１０％の３種類を用意し試験した。この試験プレートに１０６ＣＦＵ／ｍｌに調整した菌液を約５μｌスタンプし、３７℃にて２０時間培養した。各試験プレートにおける菌の生育有無を判定し、生育の見られない最低濃度をＭＩＣとした。
ネガティブコントロールは培地のみ（培地１００％）、エタノール１％、エタノール１０％の３種類を用意し試験した。この試験プレートに１０６ＣＦＵ／ｍｌに調整した菌液を約５μｌスタンプし、３７℃にて２０時間培養した。各試験プレートにおける菌の生育有無を判定し、生育の見られない最低濃度をＭＩＣとした。
試験濃度
各サンプルでＭＨ寒天培地中の終濃度が以下となるよう調製して試験した。
ＭＨ溶液培地に直接添加濃度：10%、5%、2.5%、1.25%、0.63%、0.31%、0.16%、0.08%
エタノール溶液をＭＨ寒天培地に添加：1600ppm、800ppm、400ppm、200ppm、100ppm、50ppm、25ppm、12.5ppm
各サンプルでＭＨ寒天培地中の終濃度が以下となるよう調製して試験した。
ＭＨ溶液培地に直接添加濃度：10%、5%、2.5%、1.25%、0.63%、0.31%、0.16%、0.08%
エタノール溶液をＭＨ寒天培地に添加：1600ppm、800ppm、400ppm、200ppm、100ppm、50ppm、25ppm、12.5ppm
試験菌株
皮膚関連菌
皮膚関連菌
一般細菌
以下の表１に、本発明によるメチルブタンジオールの抗菌活性の結果を示す。このように本発明による３,４−ジヒドロキシ−３−メチル−１−ブチルアルコールは高い抗菌活性を有すると言える。
試験例２
本発明によるメチルブタンジオールの抗カビ活性
寒天平板希釈法（ＡＤＴ法）による最小発育抑制濃度（ＭＩＣ）の測定
試験サンプルおよび調製
それぞれポテトデキストロース寒天培地（ＰＤＡ培地）中の終濃度が次の濃度になるように調整した。
6400、3200、1600、800、400、200、100、50、25、12.5ppm
試験に用いる最高濃度の１００倍濃度となるようサンプルをエタノールにｗ／ｗで溶解し、２倍段階希釈（Ｖ／Ｖ）で各濃度の１００倍濃度のサンプルを調製した。
本発明によるメチルブタンジオールの抗カビ活性
寒天平板希釈法（ＡＤＴ法）による最小発育抑制濃度（ＭＩＣ）の測定
試験サンプルおよび調製
それぞれポテトデキストロース寒天培地（ＰＤＡ培地）中の終濃度が次の濃度になるように調整した。
6400、3200、1600、800、400、200、100、50、25、12.5ppm
試験に用いる最高濃度の１００倍濃度となるようサンプルをエタノールにｗ／ｗで溶解し、２倍段階希釈（Ｖ／Ｖ）で各濃度の１００倍濃度のサンプルを調製した。
試験プレートの調製
サンプル溶液をＰＤＡ培地に１／１００の割合で添加して混合したものをシャーレに撒いて固化させ、試験プレートとした。
ポジティブコントロールのブチルパラベンについても同様に行った。
ネガティブコントリールは培地のみ（培地１００％）、エタノール１％を培地に添加したものを用意した。
サンプル溶液をＰＤＡ培地に１／１００の割合で添加して混合したものをシャーレに撒いて固化させ、試験プレートとした。
ポジティブコントロールのブチルパラベンについても同様に行った。
ネガティブコントリールは培地のみ（培地１００％）、エタノール１％を培地に添加したものを用意した。
試験菌株
胞子液の調製
菌種はＰＤＡ培地のプレート上で前培養を行った。
AnおよびCcについては、前培養プレートの菌体表面を火炎減菌したＬ字白金耳で掻き取り、０.００５％Ｔｗｅｅｎ８０添加食塩水（ＴＳ）１ｍｌ中に懸濁した。１５０００ｒｐｍで１分間遠心分離を行い、胞子部分を残して上清と沈殿を除いた。残った胞子をＴＳに再懸濁して胞子液とした。
菌種はＰＤＡ培地のプレート上で前培養を行った。
AnおよびCcについては、前培養プレートの菌体表面を火炎減菌したＬ字白金耳で掻き取り、０.００５％Ｔｗｅｅｎ８０添加食塩水（ＴＳ）１ｍｌ中に懸濁した。１５０００ｒｐｍで１分間遠心分離を行い、胞子部分を残して上清と沈殿を除いた。残った胞子をＴＳに再懸濁して胞子液とした。
Apについては、前培養プレートにＴＳ５ｍｌを加えてコンラージ棒で表面をやさしく掻き取り、懸濁液を遠沈管に回収して超音波分散機にて均一に懸濁させた。３０００ｒｐｍで２分間遠心分離を行い、胞子部分を残して上清と沈殿を除いた。残った胞子をＴＳに再懸濁して胞子液とした。各菌種は、血球計算盤で胞子数の計数を行い、ＴＳで１×１０６、１０５、１０４ＣＦＵ／ｍｌに調製した。
試験プレートの調製と培養
調製した試験プレートにＴＳで１×１０６、１０５、１０４ＣＦＵ／ｍｌに調製した胞子液を約５μｌずつスポットして２５℃にて培養した。各試験プレートでの菌の生育状況を判定し、生育が認められない最低濃度をＭＩＣとした。
以下の表２には、本発明で提供されたメチルブタンジオールの抗カビ活性の結果を示した。さらに比較例として、市販品であるブチルパラベンの試験結果も示した。
調製した試験プレートにＴＳで１×１０６、１０５、１０４ＣＦＵ／ｍｌに調製した胞子液を約５μｌずつスポットして２５℃にて培養した。各試験プレートでの菌の生育状況を判定し、生育が認められない最低濃度をＭＩＣとした。
以下の表２には、本発明で提供されたメチルブタンジオールの抗カビ活性の結果を示した。さらに比較例として、市販品であるブチルパラベンの試験結果も示した。
このように本発明で提供されたメチルブタンジオールは高い抗カビ活性を有すると言える。
本発明によるメチルブタンジオールは、化粧品、医薬品および医薬部外品等に、抗菌・防腐剤として安全に使用でき得る。
Claims (6)
- 一般式（１）：
で表されることを特徴とする、メチルブタンジオール。 - 前記一般式（１）におけるＲが、炭素数４〜１４である、請求項１に記載のメチルブタンジオール。
- 前記一般式（１）において、Ｒが、ｎ−ブチル、ｎ−へキシル、ｎ−オクチル、２−エチルヘキシル、ｎ−デシルまたはｎ−ヘキサノイルオキシ基を表す、請求項１または２に記載のメチルブタンジオール。
- 以下の式（２）：
ＲＸ
（式中、Ｒは、炭素数３〜１６のアルキルまたはアルカノイル基を表し、Ｘはハロゲン原子または水酸基を表す）
を反応させて、以下の一般式（３）：
で表される３−メチルブト−３−エン−１−オール誘導体を得、上記一般式（３）における二重結合を、酸化剤によりさらにジオールに酸化して、以下の一般式（１）：
で表されるエーテルまたはエステル化合物のジオール体を得ることを特徴とする、メチルブタンジオールの製造方法。 - 前記請求項１〜３のいずれか１つに記載のメチルブタンジオールを有効成分とすることを特徴とする、抗菌・防腐用組成物。
- 前記メチルブタンジオールを有効成分し、抗カビ剤として用いられる、請求項４に記載の抗菌・防腐用組成物。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014191540A JP6408318B2 (ja) | 2014-09-19 | 2014-09-19 | 抗菌活性を持つ化合物、およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2014191540A JP6408318B2 (ja) | 2014-09-19 | 2014-09-19 | 抗菌活性を持つ化合物、およびその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016060728A true JP2016060728A (ja) | 2016-04-25 |
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|---|---|---|---|
| JP2014191540A Active JP6408318B2 (ja) | 2014-09-19 | 2014-09-19 | 抗菌活性を持つ化合物、およびその製造方法 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013510860A (ja) * | 2009-11-12 | 2013-03-28 | ザ、リージェンツ、オブ、ザ、ユニバーシティ、オブ、ミシガン | スピロ−オキシインドールｍｄｍ２アンタゴニスト |
-
2014
- 2014-09-19 JP JP2014191540A patent/JP6408318B2/ja active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Title |
|---|
| HILL, RICHARD KEITH; FOLEY, PATRICK J., JR.: "Configuration of α,β-dihydroxy-β-methylvaleric acid, an isoleucine precursor", BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS, vol. 33(3), JPN6018016695, 1968, pages 480 - 482 * |
| STEINREIBER, ANDREAS; OSPRIAN, INGRID; MAYER, SANDRA F.;: "Enantioselective hydrolysis of functionalized 2,2-disubstituted oxiranes with bacterial epoxide", EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, vol. (22), JPN6018016693, 2000, pages 3703-3711 * |
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|---|---|
| JP6408318B2 (ja) | 2018-10-17 |
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