JPH07103095B2 - ビタミンaアルデヒドの製造方法 - Google Patents

ビタミンaアルデヒドの製造方法

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    • C07C2601/16Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring the ring being unsaturated

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ビタミンA(レチノール)からビタミンAア
ルデヒドを製造する方法に関する。
ビタミンAアルデヒドはそれ自体、価値の高い生理活性
物質であるだけでなく、カロチン合成の原料としても有
用な化合物である。
[従来の技術] ビタミンAアルデヒドの簡便な製造方法としては、商業
的に入手容易なビタミンAアセテートを加水分解するこ
とにより容易に得られるビタミンAを酸化する方法があ
る。しかしながら、ビタミンAまたはビタミンAアルデ
ヒドは、多数の酸化に敏感な二重結合を持つのに加え、
反応性の高いアリルアルコールまたはα,β−不飽和ア
ルデヒド構造を持っているので熱安定性が悪く、さらに
光や酸素などから遮断して取り扱わなければならない。
よって酸化反応条件には温和な条件が要求される。ま
た、後処理においても、過酷な条件のもとでは生成物が
分解してしまい、収率良く目的物を得ることができな
い。さらに、全二重結合がトランス体のビタミンAの酸
化においては、異性化反応をおこすことなく、全二重結
合がトランス体のビタミンAアルデヒドに変換できるこ
とが必要である。
このような酸化条件の制約がある中で、これまでにもい
くつかのビタミンAの酸化方法が報告されている。例え
ば、 (1)二酸化マンガン(R.A.Morton et.al Biochem.j.,
42,516(1948))や過酸化ニッケル(Ger.Offen.2,415,
928(1973))で酸化する方法 (2)白金触媒存在下、酸素で酸化する方法(Karrer,e
t.al.,Helv.Chim.Acta 40,265(1957)) (3)4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
−1−オキシルおよび塩化銅触媒存在下、酸素で酸化す
る方法(特開昭63-233943号公報) (4)ベンゼン中、アルミニウムイソプロプキシド存在
下、アセトアルデヒドで酸化する方法(Hawkins,et.al,
J.Chem.SOc.,411(1944)) [発明が解決しようとする課題] 上記従来の技術の中で、(1)の方法は、個体の金属酸
化物をビタミンAに対して大過剰必要であり、また用い
る金属酸化物の活性度により反応収率が大きく左右され
てしまう問題点を持つ。(2)の方法は、高価な白金触
媒を必要とし、また反応成績も満足ものであるとは言い
がたい。(3)の方法は、高価な4−オキソ−2,2,6,6
−テトラメチルピペリジン−1−オキシルの使用や、さ
らに溶媒としては高価でまた高沸点なN,N−ジメチルホ
ルムアミドを用いなければならない問題点がある。
(4)の方法は反応条件が過酷であり、反応成績が良い
とは言いがたい。
しかして本発明の目的は、ビタミンAから安価にかつ高
収率で、しかも異性化反応をおこすことなくビタミンA
アルデヒドを容易に製造する方法を提供することにあ
る。
[課題を解決するための手段] 本発明によれば、上記の課題はビタミンAを一般式
(1) (式中、R1,R2およびR3は同一もしくは異なり、それぞ
れ低級アルキル基または低級アルケニル基を表す)で示
される低級アルデヒドと触媒量のアルミニウムアルコキ
シド存在下に反応させることによって達成される。
ここで一般式(1)中のR1,R2,R3を詳しく説明する。一
般式(1)におけるR1,R2,R3は、低級アルキル基または
アルケニル基を表す。低級アルキル基としては、メチル
基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−
ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基などの炭素数
が1から4のアルキル基が例示され、低級アルケニル基
としては、ビニル基、アリル基、2−メチル−2−プロ
ペニル基、3−メチル−3−ブテニル基、3−メチル−
2−ブテニル基、アレニル基などの炭素数が2から5の
アルケニル基が例示される。なお、R1,R2,R3はそれぞれ
異なる置換基であってもよいし、2つまたは3つとも同
じ置換基であってもよい。このような一般式(1)で示
される低級アルデヒドの例としては、例えば、トリメチ
ルアセトアルデヒド、2,2−ジメチルブタナール、2−
エチル−2−メチルブタナール、2,2−ジメチル−4−
ペンテナール、2,2−ジメチルペンタナール、2,2−ジメ
チルペンタ−3,4−ジエナールなどが挙げられる。特
に、トリメチルアセトアルデヒド(沸点74℃/730mmHg)
および2,2−ジメチル−4−ペンテナール(124℃/760mm
Hg)は低沸点であり、またビタミンAアルデヒド製造時
に副生成する対応するアルコールも共に低沸点である。
従って、一般に熱的に不安定と言われているビタミンA
アルデヒドを含む反応終了液からこれらを低温で容易に
除去できるので、本発明方法が好ましく適用できる化合
物である。
一般式(1)で示される低級アルデヒドの使用量は、酸
化するビタミンAに対して1当量以上であればよいが、
反応を効率良く行うため、および経済的観点から1.1〜
3当量用いるのが実際的である。
本反応に触媒として用いるアルミニウムアルコキシドの
例としては、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニ
ウムtert−ブトキシド、アルミニウムsec−ブトキシ
ド、アルミニウムフェノキシドなどを挙げることができ
るが、汎用性と価格の面からアルミニウムイソプロポキ
シドの使用が好ましい。これらのアルミニウム触媒の使
用量としては、酸化するビタミンAに対して0.1〜30mol
%程度用いればよいが、通常2〜10mol%が用いられ
る。なお、水が反応系に混入すると、アルミニウムアル
コキシドの活性が低下し、反応が停止してしまうおそれ
があるので、水の混入には注意が必要である。
本反応の反応温度は、反応時間に関係するが、通常10℃
〜80℃の範囲で行われる。しかしながら、生成するビタ
ミンAアルデヒドの安定性を考慮すると20℃〜50℃の範
囲で反応をすることが好ましい。
本反応には、特に溶媒を用いる必要はないが、触媒のア
ルミニウムアルコキシドなどが溶解しない場合などに
は、トルエン、ヘキサンなどの炭化水素系溶媒あるいは
塩化メチレン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素
溶媒、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどのエ
ーテル系溶媒または酢酸エチルなどのエステル系溶媒を
用いてもよい。
本反応の反応時間は、触媒の使用量および反応温度によ
って異なるが、通常10分から2時間である。
反応の停止は、水あるいは塩酸水、硫酸水などを反応系
に加えることによって達成できる。反応の停止の際に少
量の水を用い、その反応混合物から反応に用いた一般式
(1)で示される低級アルデヒドおよび副生成した低級
アルコールを減圧下留去させ、その残渣から直接、カラ
ムクロマトグラフィーまたは再結晶操作による単離精製
によってビタミンAアルデヒドを容易に得ることができ
る。本反応終了後、抽出溶媒としてトルエン、ヘキサ
ン、ジエチルエーテル、塩化メチレン、酢酸エチルなど
の有機溶剤を用いて分液し、有機層を水、炭酸ナトリウ
ム水などで洗浄後、溶剤を留去し、さらにカラムクロマ
トグラフィーまたは再結晶で、ビタミンAアルデヒドを
単離精製することもできる。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
らの実施例により限定されるものではない。
[実施例1]トリメチルアセトアルデヒドを用いるビタ
ミンAアルデヒドの合成 (1)カラムクロマトグラフィーによる精製 メタノール80g中で、ビタミンAアセテート(95.2%純
度)11.6g(33.67mmol)と50%水酸化ナトリウム水溶液
5.6gを室温で1時間反応させた後、ヘキサン、水を入れ
て分液し、有機層を水洗して溶媒を減圧下で取り除くこ
とにより、粗なビタミンAを9.85g得た。このものに、
トリメチルアセトアルデヒド6.08g(16.7mmol)、アル
ミニウムイソプロポキシド360mg(1.75mmol)を加え、4
5℃〜50℃で45分間撹拌した。反応液に、水0.15ml加え
て反応を停止させた後、減圧下で未反応のトリメチルア
セトアルデヒドや反応副生成物のネオペンチルアルコー
ルなどを留去させる(50℃/10mmHg)ことにより、粗な
ビタミンAアルデヒドを11.3gを得た。このものをカラ
ムクロマトグラフィーで(ヘキサン/酢酸エチル=85/1
5)精製することにより、純粋なビタミンAアルデヒド
7.68g(収率=80%、全トランス比98%、融点60〜62
℃)を得た。
(2)再結晶による精製 メタノール15g中で、ビタミンAアセテート(98%純
度)2.8g(8.37mmol)と50%水酸化ナトリウム水溶液1.
2gを室温で1時間反応させた後、ヘキサン、水を入れて
分液し、有機層を水洗して溶媒を減圧下で取り除くこと
により、粗なビタミンAを2.98g得た。このものに、ト
リメチルアセトアルデヒド1.45g(16.7mmol)、アルミ
ニウムイソプロポキシド86mg(0.42mmol)を加え、40℃
〜45℃で50分間撹拌した。反応液に、水0.07ml加えて反
応を停止させた後、減圧下で未反応のトリメチルアセト
アルデヒドと反応副生成物のネオペンチルアルコールな
どを留去させる(50℃/10mmHg)ことにより、粗なビタ
ミンAアルデヒドを3.36g(純度61.2%、収率87%、all
トランス比98.4%)を得た。このものにヘキサンを入れ
て、再結晶させることにより、純粋なビタミンAアルデ
ヒド1.45g(融点60〜61℃)を得た。
[実施例2]2,2−ジメチル−4−ペンテナールを用い
るビタミンAアルデヒドの合成 メタノール15g中で、ビタミンAアセテート(98%純
度)2.8g(8.37mmol)と50%水酸化ナトリウム水溶液1.
2gを室温で1時間反応させた後、ヘキサン、水を入れて
分液し、有機層を水洗して溶媒を減圧下で取り除くこと
により、粗なビタミンAを3.05g得た。このものに、2,2
−ジメチル−4−ペンテナール1.86g(16.5mmol)、ア
ルミニウムイソプロポキシド86mg(0.42mmol)を加え、
35℃〜40℃で60分間撹拌した。反応液に、水0.07ml加え
て反応を停止させた後、減圧下で未反応の2,2−ジメチ
ル−4−ペンテナールと反応副生成物の2,2−ジメチル
−4−ペンテン−1−オールなどを留去させる(60℃/1
0mmHg)ことにより、粗なビタミンAアルデヒドを3.77g
(純度55.5%、収率87%、allトランス比98%)を得
た。このものにヘキサンを入れて、再結晶させることに
より、純粋なビタミンAアルデヒド1.25g(融点60〜61
℃)を得た。
比較例 Hawkins,et.al.J.Chem.Soc.,411(1944)に記載された
反応方法にしたがってビタミンAアルデヒドを合成し
た。
メタノール5g中で、ビタミンAアセテート(98%純度)
0.96g(2.87mmol)と50%水酸化ナトリウム水溶液0.5g
を室温で1時間反応させた後、ヘキサン、水を入れて分
液し、有機層を水洗して溶媒を減圧下で取り除くことに
より、粗なビタミンAを1.2g得た。このものと、アセト
アルデヒド15ml、アルミニウムイソプロポキシド2gおよ
びベンゼン40mlを100mlの耐圧管にいれ、48時間65〜70
℃で反応させた。冷却後、水30mlをいれて、激しく攪拌
後、セライトを用いてろ過により固形物を取り除いた。
さらに、ろ液を分液して、有機層を1%塩酸水および5
%重曹水で洗浄後、有機溶媒を減圧下で取り除くことに
より、粗なビタミンAアルデヒドを2.69g得た。そのも
のを液体クロマトグラフィーで分析を行なったところ、
ビタミンAアルデヒドを11.8%、1.17mmol(収率=39.0
%)とビタミンA1.8%、0.17mmol(回収率5.9%)が含
まれていた。
[発明の効果] 本発明によれば、ビタミンAを一般式(1)で示される
低級アルデヒドおよび触媒量のアルミニウムアルコキシ
ド存在下、酸化反応することによりビタミンAアルデヒ
ドを高収率で製造することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ビタミンAを、一般式(1) (式中、R1,R2およびR3は同一もしくは異なり、それぞ
    れ低級アルキル基または低級アルケニル基を表す)で示
    される低級アルデヒドと触媒量のアルミニウムアルコキ
    シド存在下に反応させることを特徴とするビタミンAア
    ルデヒドの製造方法。
  2. 【請求項2】低級アルデヒドがトリメチルアセトアルデ
    ヒドまたは2,2−ジメチル−4−ペンテナールである特
    許請求の範囲第1項に記載の方法。
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