JPH03109384A - (S)―4―ヒドロキシメチル―γ―ラクトンの製造方法 - Google Patents

(S)―4―ヒドロキシメチル―γ―ラクトンの製造方法

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JPH03109384A
JPH03109384A JP1244945A JP24494589A JPH03109384A JP H03109384 A JPH03109384 A JP H03109384A JP 1244945 A JP1244945 A JP 1244945A JP 24494589 A JP24494589 A JP 24494589A JP H03109384 A JPH03109384 A JP H03109384A
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dihydrolevoglucosenone
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lactone
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Yukifumi Koseki
幸史 古関
Takashi Ebata
惠畑 隆
Hiroshi Kawakami
浩 川上
Hajime Matsushita
松下 肇
Kazuo Ito
和夫 伊藤
Yoshitaka Naoi
嘉威 直井
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Japan Tobacco Inc
Yuki Gosei Kogyo Co Ltd
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Japan Tobacco Inc
Yuki Gosei Kogyo Co Ltd
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    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/26Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D307/30Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
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    • C07D307/33Oxygen atoms in position 2, the oxygen atom being in its keto or unsubstituted enol form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D493/00Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system
    • C07D493/02Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D493/08Bridged systems

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、下記の化学構造式1oで示される(S)−4
−ヒドロキシメチル−γ−ラクトンの製造方法に関する
0 この物質は、種々の核酸を合成するための原料として有
用である。核酸は家畜の飼料添加剤として有用であり、
またある種の核酸は医薬品として有用である。
〔従来の技術〕
(S)−4−ヒドロキシメチル−γ−ラクトン10の合
成方法としては、グルタミン酸を出発物質とした次式で
示される方法が知られている(J、Org。
Chem、、Vol、53.  No、20.p478
1(198g)  )  。
0 この方法には次のような問題がある。
上記のように、この方法の第一段階ではグルタミン酸1
がデアミネーションを受け、結晶性の中間体2を形成す
る。この反応における立体構造保持は不十分であるため
、中間体2は一部ラセミ体となる。この中間体2を経由
するため、光学的に純粋な(S)−4−ヒドロキシメチ
ル−γ−ラクトン10を得るのは極めて困難である。
また、グルタミン1酸から中間体2への収率は56%で
あり、また中間体2から(S)−4−ヒドロキシメチル
−γ−ラクトン10への収率は約63%以下である。従
って、グルタミン酸1から目的物10を得る収率は極め
て低い。
更に、結晶性の中間体2は水溶性であるため、その単離
が困難で、操作が複雑にならざるを得ない。
加えて、上記のように収率が低い上に、原料のグルタミ
ン酸が比較的高価であるため、製品原価が高くなる問題
がるる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記事情に鑑み、本発明の課題は、簡単で且つより安価
に、光学的純度の高い(S)−4−ヒドロキシメチル−
γ−ラクトン(以下、目的化合物という)を製造できる
方法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
発明者等は上記課題を解決すべく種々検討した結果、ジ
ヒドロレボグルコセノンを原料として目的化合物を製造
する方法を見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明による(S)−4−ヒドロキシメチル−γ
−ラクトンの製造方法は、有機溶媒中において、ジヒド
ロレボグルコセノンを過酸で酸化する工程を具備したこ
とを特徴とするものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明において出発原料に用いるジヒドロレボグルコセ
ノンは、接触還元等の方法によりレボグルコセノンの二
重結合に水素を付加することにより得られる。
レボグルコセノンは公知の物質であり、セルロースを熱
分解することにより安価、容易かつ大量に得ることがで
きる。しかも光学的に純粋なものが得られる利点がある
。従って、これを還元すれば、光学的に純粋なジヒドロ
レボグルコセノンを得ることができる。
本発明において、上記ジヒドロレボグルコセノンの酸化
に用いられろ過酸としては、例えば過ギ酸、過酢酸、過
安息香酸、過フタル酸、メタクロロ過安息香酸、モノペ
ルオキシフタル酸マグネシウム塩6水和物があげられる
。しかし、これらに限定されるものではない。
本発明におけるジヒドロレボグルコセノンと過酸との反
応は、等モル反応である。従って、ジヒドロレボグルコ
セノン1モルに対する過酸の使用量は、理論的には1モ
ルで充分である。しかし、実際上はジヒドロレボグルコ
セノン1モルに対して1.0〜3.0モルの過酸を用い
るのが望ましい。
本発明における酸化反応は、液相で行われる。
従って、本発明を実施するにはジヒドロレボグルコセノ
ンの溶液を調製しなければならない。そのための溶媒と
しては通常の有機溶媒、例えば酢酸、塩化メチレン、メ
タノール等を用いることができる。溶媒を選定するうえ
で考慮しなければならない点は、ジヒドロレボグルコセ
ノンをよく溶かすことと、過酸と反応しないことと、反
応後の処理を困難にする副生成物を生じないこと等であ
る。
この条件を満たす限り、どのような溶媒でも使用可能で
ある。
レボグルコセノンから出発し、本発明の方法により目的
化合物を得る合成経路は、次式で示される。
上:己のレボグルコセノン11からジヒドロレボグルコ
セノン12を形成するための接触還元は、−数的な条件
で行うことができる。例えば、触媒および溶媒としては
下記のものを用いることができる(新実験化学講座15
巻、  II、 p390)。
触媒      溶媒 ラネー旧v2   エタノール 5%Pd/ BaSO4ジオキサン pto2       ジエチルエーテル上記の過酸に
よる酸化反応は、極めて簡単な操作で行うことができる
。即ち、ジヒドロレボグルコセノン12の溶液に過酸を
加え、室温下に攪拌しながら工ないし2日間、充分に反
応させることにより完了する。反応終了後、反応生成物
中に残存する過酸を除去することにより、収率よく目的
化合物10を得ることができる。
こうして得た目的化合物10は、そのまま前述した核酸
等の合成原料、或いは飼料として用いることができる。
しかし、必要に応じてシリカゲルクロマトグラフィー等
で鞘型することにより、更に高純度の5誼化合物を得る
こともできる。目的化合物から核酸を合成する方法につ
いては、例えば下記の文献に記載されている。
会ddeの合成 間、0kabc  et  al、、J、Org、Ch
ca+、、53゜p4780(198B) φddC,ddl、ddAの合成 V、Parina et al、、Tetrahedr
on Lett、、29゜p1219(198B) なお、上記反応式に示した酸化反応における中間体13
は比較的安定であり、必要に応じてこれを単離すること
も可能である。
以下、実施例によりこの発明の方法を更に詳細に説明す
る。
〔実施例〕
実施例1 くレボグルコセノンの接触還元〉 レボグルコセノン8g (63,!1vsol)を酢酸
エチル80−1に溶解した。これに5%Pd−C(0,
5g )を加えた後、水素雰囲気中で室温下に攪拌する
ことにより接触還元を行った。触媒を濾別した後に反応
液を濃縮し、更に温度62〜64℃および圧力2Tor
rの条件で減圧蒸留することにより、7.82gの生成
物を得た(収率90.1%)。
生成物のIRスペクトル及びNMRスペクトルは次の通
りで、このデータから生成物がジヒドロレボグルコセノ
ンであることが確認された。
IRスペクトル(cm−’) νす、’:: 2970. 292G、  1740.
 1110. 990 。
910、880 ’H−NMRスペクトル(δ/ CD Cl 3 )2
.03 (IIl、 dd、  J −8,0、lo、
2tlz、 ) 。
2.33 (211,m ) 。
2.60   (Ill、   膳  )  。
3.98 (10,ddd、 J −1,4,5,0,
7,0Hz、H−0) 。
4.09 (LH,dd、  J −0,8,7,5H
z、H−6) 。
4.72 (II、 bs、 ll−5)5.12 (
IH,s 、 ll−1)くジヒドロレボグルコセノン
の酸化〉 上記で得たジヒドロレボグルコセノン7.32g(57
,2m5ol)を酢酸251に溶解した後、溶液を氷冷
しながら、40%過酢酸8mlを滴下した。過酢酸の滴
下により溶液温度が上昇するので、この滴下は1時間か
けて徐々に行い、温度を25〜30℃に維持した。室温
下で1時間攪拌した後、TLC(ヘキサン:酢酸エチル
−1:1)で原料の消失を確認した。次いで、Kl−チ
オ硫酸ナトリウム法(新実験化学講座t5巻、  I−
2,9742)を用いて過酢酸の残存量を確認した後、
この残存過酢酸に対して当量のジメチルスルフィドを添
加した。室温で1時間攪拌した後、INのlIC120
m1を添加して一晩攪拌した。反応溶液を減圧下に濃縮
した後、メタノール1001及び濃塩酸21を加え、5
0℃に加温し、3時間攪拌した。これを減圧下に濃縮す
ることにより、油状生成物として6.7gの目的化合物
が得られた(収率100%)。
生成物のIRスペクトル及びNMRスペクトルは次の通
りである。NMRスペクトルからの考察では、この生成
物の純度は90%以上であった。
IRスペクトル(c+*−’) シュ;ご:  3400. 2950. 1770. 
11110. 1000’H−NMRスペクトル(δ/
CDC1v)2.1〜2.35 (211,ts ) 
2.5〜2.7  (2H,臓)。
3.65 (LH,dd、 11−5 ) 。
3.82 (IH,dd、 ll−5) 。
4.64  (II+、   層  、   H−4)
   。
くベンゾイル化による構造確認〉 上記で得られた油状生成物の構造を確認するために、次
の実験を行った。
まず、上記で得られた油状生成物fi、70gを、ピリ
ジン70■1中に溶解した。この溶液に塩化ベンゾイル
8.85g (0,063io1)を添加し、−晩攪拌
した。
反応溶液を減圧下に濃縮し、al12に調整した後、酢
酸エチルで抽出した。この抽出液を、IN塩酸、水、重
曹水、水および食塩水で順次洗浄した。硫酸マグネシウ
ム上で乾燥した後、この溶液を濃縮することにより、不
定形の固体として12゜20gの生成物が得られた(ジ
ヒドロレボグルコセノンからの収率9763%)。
上記の生成物をエーテルから再結晶させ、該結晶のIR
スペクトル及びNMRスペクトルを測定した。その結果
は次の通りである。これらの結果は、目的化合物のベン
ゾイル化物に関する文献記載のデータ(M、Tanlg
uchl et al、Tctrahcdron。
30.3547(1974) )に一致した。このこと
は、上記の酸化反応による生成物が本件化合物であるこ
とを支持している。
IRスペクトル(C肩−1) νf1″: 1780. 1730 ’H−NMRスペクトル(δ/CDCl、)2.15(
IIL  閤 ) 。
2.40 (IH,s ) 。
2.63 (2H,ts ) 4.44 (fH,dd、  J −5,3,12,3
t(z 、 ll−5) 。
4.55 (ill、 dd、  J −3,2,12
,311z 、 ll−5) 。
4.88 (LH,II、 H−4) 。
7.45 (2H,t 、  J =7.511z 、
 11−11 ) 。
7.59 (IH,t 、  J =7.5Hz 、 
p−H) 。
8.03 (2H,d 、  J = 7.511Z 
、 o−11) 。
参考例(中間体の単離) 実施例1における接触還元で得られたジヒドロレボグル
コセノン0.5g (L91+ll5ol)を酢酸21
に溶解し、40%過酢酸(0,6s+I )を用いて実
施例1と同様に反応させた。これに水を添加し、酢酸エ
チルで抽出した。続いて、酢酸エチル層を水、亜硫酸水
素ナトリウム水、重曹水で順次洗浄した後、硫酸マグネ
シウムで乾燥し、更に濃縮することにより、油状の生成
物130mgが得られた。
生成物のIRスペクトル及びNMRスペクトルは次の通
りである。
IRスペクトル(C麿−1) νmaN”:  2950. 1780. 172・0
. 1150. 1070゜940、 920 ’H−NMRスヘク)ルC6/ CD C1s )2.
10 (LH,m  )  。
2.40 (LH,■ )。
2.62 (2H,s  )  。
4.25 (IH,dd、  J =5.3. 12.
211z 、  H−5)  。
4.45 (IH,dd、  J −3,2,12,2
Hz 、  H−5)  。
4.80 (LH,s  、  )I−4)  。
8.12 (IH,s  、  CIO)実施例2 ジヒドロレボグルコセノン l g (7,94mn+
ol)を、塩化メチレン91に溶解した。続いて、メタ
クロロ過安息香酸2.57 g (11,9mmol)
を塩化メチレン51中に溶解した液を添加した。室温下
で一晩攪拌しながら反応させた。次いで、反応液中に生
じた結晶を濾過し、濾液を濃縮した。この濃縮液にメタ
ノール1501および濃塩酸11を添加し、40℃で一
晩攪拌した。反応液を濃縮することにより、0.34g
の油状生成物が得られた(収率40%)。
生成物のIRスペクトル及びNMRスペクトルは、実施
例1で得た目的化合物のデータに一致し、目的化合物の
生成が確認された。
実施例3 ジヒドロレボグルコセノン0.5g (3,97nvo
l)を、メタノール51に溶解した。続いて、モノペル
オキシフタル酸マグネシウム6水和物2.30g(4,
77siol)をメタノール18sl中に懸濁させた液
を添加した。室温下で一晩攪拌しながら反応させた。次
いで、反応液中に生じた結晶を濾過し1.慮液を濃縮し
た。これにメタノール1501および濃塩酸11を添加
し、40℃で2時間攪拌した。反応液を減圧下で濃縮す
ることにより、0.19gの油状生成物が得られた(収
率45%)。
生成物の!Rスペクトル及びNMRスペクトルは、実施
例1で得た目的化合物のデータに一致し、目的化合物の
生成が確認された。
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明によれば、光学純度の高い
(S)−4−ヒドロキシメチル−γ−ラクトンを極めて
容易に且つ高収率で製造することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)有機溶媒中において、ジヒドロレボグルコセノン
    を過酸で酸化する工程を具備したことを特徴とする(S
    )−4−ヒドロキシメチル−γ−ラクトンの製造方法。
  2. (2)レボグルコセノンを接触還元する工程と、この接
    触還元で得られたジヒドロレボグルコセノンを、有機溶
    媒中において過酸で酸化する工程とを具備したことを特
    徴とする(S)−4−ヒドロキシメチル−γ−ラクトン
    の製造方法。
JP1244945A 1989-09-22 1989-09-22 (S)―4―ヒドロキシメチル―γ―ラクトンの製造方法 Pending JPH03109384A (ja)

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