JPH0819089B2 - 新規なスルホン及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般式（１）、（２）または（３） （式中、Ｒは置換されていてもよいフェニル基を表わ
し、Ｒ′はアセタール型の保護基を表わし、Ｘはハロゲ
ン原子を表わす）で示される新規なスルホン及びその製
造方法に関する。

本発明によって提供される一般式（１）、（２）又は
（３）で示されるスルホンは、食品添加物などに使用さ
れているβ−カロチンの合成中間体として有用な化合物
である。

〔従来の技術〕

従来、β−カロチンは例えば次に示すような方法で合
成されることが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕 上記のβ−カロチン合成方法において、 （Ａ）の方法は、出発物質のβ−イオノンから多段階の
工程を要してβ−カロチンを合成している。

（Ｂ）の方法は、ビタミンＡに対して当量のトリフェニ
ルホスフィンを必要し、また危険な過酸化物質を使用す
る必要がある。

（Ｃ）の方法は、ビタミンＡアルデヒドを、酸性や熱に
不安定なビタミンＡから別途合成しなくてはならない。

（Ｄ）の方法は、熱に極めて不安定なビタミンＡハライ
ドを別途合成する必要がある。

などの問題点が見られる。

しかして、本発明の１つの目的は安価にかつ容易に入
手できる工業原料から容易に合成でき、しかもβ−カロ
チンへ容易に誘導できる新規な化合物を提供することに
ある。本発明の他の目的はその新規な化合物を製造する
方法を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上記の目的は、前記一般式（１）、
（２）又は（３）で示される新規なスルホンを提供する
ことによって達成される。また、これらのスルホンはお
のおの対応する一般式（４）、（５）又は（６） （式中、R,R′及びＸは前記の定義のとおりである。）
で示されるスルホンアルコールを酸化し、得られる一般
式（７）、（８）又は（９）で示されるスルホンアルデ
ヒドをビタミンＡフォスホニウム塩とカップリングさせ
ることにより、それぞれ製造できる。

このようにして製造される一般式（１）、（２）又は
（３）で示されるスルホンは、塩基性化合物との反応に
より容易にβ−カロチンへ誘導できる。

一般式（４）、（５）又は（６）で示されるスルホン
アルコールは、ビタミンＡ合成の重要な中間体として既
知の化合物である。（特開昭62−87559号公報、特開昭6
2−89652号公報及び特開昭62−59号公報参照） （式中、R,R′及びＸは前記定義の通りであり、Ｒ″は
低級アシル基を表わす） すなわち、リナロールから誘導される一般式（10）で
示されるβ−シクロゲラニルフェニルスルホンと、ゲラ
ニルオールのカルボン酸エステルから誘導される一般式
（11）で示されるアルデヒドを、塩基性条件下でカップ
リングさせて一般式（12）で示されるヒドロキシスルホ
ンを得ることができる。これに塩化チオニル、三臭化リ
ンなどのハロゲン化剤を作用させて一般式（13）で示さ
れるハロスルホンエステルにし、さらに水酸化ナトリウ
ムなどで加水分解して一般式（５）で示されるスルホン
アルコールを得ることができる。また、一般式（９）で
示されるヒドロキシスルホンにアセタール化反応を行い
一般式（12）で示されるアセタールスルホンとし、さら
にこれを水酸化ナトリウムなどで加水分解することによ
り一般式（６）で示されるスルホンアルコールを得るこ
とができる。これらの方法で得られた各スルホンアルコ
ールは、それぞれ穏和な酸化方法例えば、二酸化マンガ
ンを用いる酸化方法、あるいはアルミニウム触媒存在下
三級アルデヒドを用いるOppenauer酸化方法などによ
り、容易に対応する一般式（７）、（８）又は（９）で
示されるスルホンアルデヒドへ導くことができる。

上記一般式におけるR,R′及びＸを詳しく説明する。
Ｒは置換されていてもよいフェニル基を表わし、ここで
置換基としては、メチル、エチル、ｉ−プロピル、ｎ−
プロピル、ｉ−ブチル、ｎ−ブチルなどの低級アルキル
基；塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子；及びメト
キシ、エトキシ、ｉ−プロポキシ、ｎ−プロポキシ、ｉ
−ブトキシ、ｎ−ブトキシなどの低級アルコキシ基が例
示される。また、置換基はオルト位、メタ位またはパラ
位のいずれの位置にあってもよく、１個または２個以上
の複数個あってもよい。Ｒ′はアセタール型の保護基を
表わし、例えば、メトキシメチル、エトキシメチル、１
−エトキシエチル、１−ブトキシエチル、テトラヒドロ
フラニル基、テトラヒドロピラニル基、４−メチルテト
ラヒドロピラニル基などの炭素骨格を持つ保護基を例示
することができる。さらにＸは、塩素原子、臭素原子、
ヨウ素原子などのハロゲン原子を表わす。

一般式（１）、（２）又は（３）で示されるスルホン
は、対応する一般式（７）、（８）又は（９）で示され
るスルホンアルデヒドとビタミンＡフォスホニウム塩と
のWittig反応によって合成される。

ビタミンＡのフォスホニウム塩は、ビタミンＡおよび
ビタミンＡアセテートと、当量以上のトリフェニルホス
フィンおよび硫酸をメタノール、エタノールなどのアル
コール系溶媒中、０〜50℃の温度の範囲で、30分から８
時間反応させることによって得られる、得られたビタミ
ンＡフォスホニウム塩溶液からアルコール系溶媒を減圧
下留去し、さらに水を添加してビタミンＡフォスホニウ
ム塩水溶液とする。なお、用いたビタミンＡ及びビタミ
ンＡアセテートの純度が低い場合などにおいては、ビタ
ミンＡフォスホニウム塩のアルコール系溶液の段階で、
ヘキサン、ヘプタンなどの炭化水素系溶剤で洗浄し、そ
の後アルコール系溶媒を留去する場合もある。

このようにして得られたビタミンＡフォスホニウム塩
に、それぞれ一般式（７）、（８）又は（９）で示され
るスルホンアルデヒドを溶解した塩化メチレン、クロロ
ホルム、四塩化炭素などのハロゲン系溶媒を加えて、０
〜60℃の温度で、２当量以上の水酸化カリウム、水酸化
ナトリウムなどの塩基性化合物の水溶液をゆっくりと滴
下することにより、一般式（１）、（２）又は（３）で
示されるスルホンがそれぞれ合成される。後処理として
は、反応溶媒として用いた塩化メチレン、クロロホルム
などのハロゲン溶媒、あるいはトルエン、ベンゼンなど
の炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエ
ーテルなどのエーテル溶媒、あるいは酢酸エチル、酢酸
ブチルなどのエステル系溶媒を抽出溶媒として用いて分
液後、水、炭酸ナトリウム水などで洗浄し、溶剤を留去
することにより行なわれる。このようにして得られた一
般式（１）、（２）又は（３）で示されるスルホンは、
それぞれそのまま次のβ−カロチン合成反応に使用する
こともできるし、カラムクロマトグラフィーなど精製単
離してもかまわない。

ところで、一般式（７）、（８）又は（９）で示され
るスルホンアルデヒドは、対応する一般式（４）、
（５）又は（６）で示されるスルホンアルコールを穏和
な酸化条件例えば、二酸化マンガン、あるいはアルミニ
ウム触媒存在下、三級アルデヒドで酸化するOppenauer
酸化法によって合成することができる。

二酸化マンガンを用いる一般式（４）、（５）又は
（６）で示されるスルホンアルコールの酸化方法として
は、スルホンアルコールに対して２〜10倍量の二酸化マ
ンガンを用い、反応溶媒として、例えば、ベンゼン、ト
ルエンなどの炭化水素溶媒、塩化メチレン、クロロホル
ム、1,2−ジクロルエタンなどのハロゲン化炭化水素溶
媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テト
ラヒドロフランなどのエーテル系溶媒および酢酸エチ
ル、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒を用いて行なわれ
る。反応温度は、10℃から50℃の温度範囲内で行なうこ
とが望ましく、通常、30分から10時間の間で反応は完結
する。酸化反応後、不溶の二酸化マンガンをろ過により
分離し、溶媒を除去することによって対応する一般式
（７）、（８）又は（９）で表わされるスルホンアルデ
ヒドを得ることができる。

アルミニウム触媒存在下、三級アルデヒドを用いる一
般式（４）、（５）又は（６）で示されるスルホンアル
コールの酸化方法としては、スルホンアルコールに対し
て２〜10mol％のアルミニウム触媒存在下に、1.1〜５当
量の三級アルデヒドを作用させることによって行なわれ
る。用いるアルミニウム触媒の例としては、アルミニウ
ムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリtert−ブト
キシド、アルミニウムトリsec−ブトキシド、アルミニ
ウムトリフェノキシドなどを示すことができる。また三
級アルデヒドとしては、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
ナールなどが用いられる。反応溶媒としては、例えばベ
ンゼン、トルエンなどの炭化水素溶媒、塩化メチレン、
クロロホルム、1,2−ジクロルエタンなどのハロゲン化
炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエー
テル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒および
酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒を用いて
行なわれる。反応温度は通常10℃〜60℃の範囲で行なわ
れ、30分から５時間で反応は完結する。本反応は、水あ
るいは塩酸水、硫酸水、酢酸水などを添加することによ
って停止する。その後、反応溶液を抽出溶媒としてトル
エン、ジエチルエーテル、塩化メチレン酢酸エチルなど
の有機溶剤により抽出・分液し、有機層を水、炭酸ナト
リウム水などで洗浄後、溶媒を除去することによって、
対応する一般式（７），（８）又は（９）で示されるス
ルホンアルデヒドを得ることができる。また、反応停止
に、少量の水を用いた場合、反応混合溶液の低沸化合物
をそのまま減圧留去させることによってもスルホンアル
デヒドを得ることができる。

上述した酸化方法で得られた一般式（７）、（８）又
は（９）で示されるスルホンアルデヒドは、そのまま次
の対応する一般式（１）、（２）又は（３）で示される
スルホンの製造に用いることができるが、カラムクロマ
トグラフィーなどを用いて精製単離してもかまわない。

上記の方法で得られた一般式（１）、（２）又は
（３）で示されるスルホンからβ−カロチンへの合成
は、それぞれの新規なスルホン化合物に塩基性化合物を
反応させることによって行なわれる。塩基性化合物とし
ては、例えば、カリウムメトキシド、カリウムエトキシ
ド、カリウムｎ−ブトキシドなどのカリウムアルコキシ
ド、水酸化カリウムなどを用いることができる。これら
の塩基の使用量は、一般式（１）、（２）又は（３）で
示されるスルホンに対して、約２〜20倍モル量が好まし
い。反応溶媒としては、カリウムアルコキシド類を用い
る場合は、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トル
エンなどの炭化水素系溶媒などが使用され、水酸化カリ
ウムなどを使用する場合は、メタノール、エタノール、
プロパノールなどのアルコール系溶媒が使用される。反
応温度は、通常、10℃〜120℃の間で行なうことができ
る。反応終了後、反応混合物から、抽出溶媒としてトル
エン、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抽出し、有機層を水、炭酸ナトリ
ウム水などで洗浄後、溶媒を除去することによって、β
−カロチンを得ることができる。

〔実施例〕

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 （ｉ）６−クロロ−3,7−ジメチル−９−（2,6,6−トリ
メチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−９−フェニ
ルスルホニル−2,7−ノナジエン−１−アールの合成 200mlのなす形フラスコに、６−クロロ−１−ヒドロ
キシ−3,7−ジメチル−９−（2,6,6−トリメチル−１−
シクロヘキセン−１−イル）−９−フェニルスルホニル
−2,7−ノナジエン3.9g（純度89.3％、7.5mmol）の塩化
メチレン50mlの溶液に、25℃で二酸化マンガン20gをい
れ、３時間攪拌した。その後、不溶の二酸化マンガンを
濾別し、溶媒を減圧下で留去することにより、油状物3.
3g得た。このものをカラムクロマトグラフィー（ヘキサ
ン／酢酸エチル＝7/3）で精製することにより、６−ク
ロロ−3,7−ジメチル−９−（2,6,6−トリメチル−１−
シクロヘキセン−１−イル）−９−フェニルスルホニル
−2,7−ノナジエン−１−アールを3.1g（6.7mmol、収率
89.3％）得た。なお、このものは、下記の機器分析デー
タにより構造を確認した。

3,7−ジメチル−９−（2,6,6−トリメチル−１−シクロ
ヘキセン−１−イル）−９−フェニルスルホニル−2,7
−ノナジエン−１−アール NMR（CDCl₃）TMS δ:0.8〜2.1（m,25H）,4.3〜4.65
（m,2H）,5.8〜6.1（m,2H）,7.5〜8.0（m,5H）,9.9（d,
1H） IRフィルム ν（cm^-1）:1670（Ｃ＝０）,1140（S0₂）F
D−MS m/e:504（Ｍ＋）,505（Ｍ＋１）,468（Ｍ＋ −H
Cl） （ii）ビタミンＡフォスホニウム塩と６−クロロ−3,7
−ジメチル−９−（2,6,6−トリメチル−１−シクロヘ
キセン−１−イル）−９−フェニルスルホニル−2,7−
ノナジエン−１−アールから、１−フェニルスルホニル
−４−クロロ−1,18−ジ（2,6,6−トリメチル−１−シ
クロヘキセン−１−イル）−3,7,12,16−テトラメチル
オクタデカ−2,7,9,11,13,15,17−ヘプタエンの合成 100mlのなす形フラスコに10gのメタノール溶液中、ビ
タミンＡアセテート2.14g（6.4mmol），トリフェニルホ
スフィン1.68g（6.4mmol）、濃硫酸0.64g（6.4mmol）を
混ぜて25℃で３時間攪拌した。その後、メタノールを減
圧下で留去し、タール状のビタミンＡフォスホニウム塩
を得た。水10gを用いてこのものを溶解し、そこへ６−
クロロ−3,7−ジメチル−９−（2,6,6−トリメチル−１
−シクロヘキセン−１−イル）−９−フェニルスルホニ
ル−2,7−ノナジエン−１−アール3.0g（6.4mmol）の塩
化メチレン15ml溶液を加えた後、８℃で7.7％の水酸化
カリウム水溶液10.84g（12.8mmol）をゆっくり加えて30
分攪拌した。反応終了後、分液により有機層と水層を分
離して有機層を水洗し、さらに溶媒を留去することによ
り、油状物6.72g（純度40.9％、3.85mmol、収率60.2
％）得た。このものをシリカゲルクロマトグラフィー
（ヘキサン／酢酸エチル＝85/15）で精製することによ
り、１−フェニルスルホニル−４−クロロ−1,18−ジ
（2,6,6−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イ
ル）−3,7,12,16−テトラメチルオクタデカ−2,7,9,11,
13,15,17−ヘプタエンを2.05g得ることができた。な
お、このものは下記の機器分析データにより構造を確認
した。

１−フェニルスルホニル−４−クロロ−1,18−ジ（2,6,
6−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−3,
7,12,16−テトラメチルオクタデカ−2,7,9,11,13,15,17
−ヘプタエン NMR（CDCl₃）TMS δ:0.8〜2.2（m,46H）,4.3〜4.6（m,
2H）,5.8〜6.1（m,10H）,7.5〜8.0（m,5H） IR錠剤 ν（cm^-1）:1140（S0₂）,2910（Ｃ−Ｈ） 実施例２及び３ 実施例１と同様な操作で、二酸化マンガンを用いて各
スルホンアルコールを対応するスルホンアルデヒドへ酸
化した結果を次の表に示す。

＊スルホンアルデヒドの機器分析値 3,7−ジメチル−９−（2,6,6−トリメチル−１−シクロ
ヘキセン−１−イル）−９−フェニルスルホニル−2,6,
8−ノナトリエン−１−アール NMR（CDCl₃）TMS δ:0.9〜2.5（m,25H）,5.7〜6.0（m,
3H）,7.5〜8.0（m,5H）,9.9（d,1H） IR錠剤 ν（cm^-1）:1675（Ｃ＝０）,1140（S0₂）FD−M
S m/e:426（Ｍ＋） ８−（１−エトキシ）エトキシ−3,7−ジメチル−９−
（2,6,6−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イ
ル）−９−フェニルスルホニル−2,6−ノナジエン−１
−アール NMR（CDCl₃）TMS δ:0.8〜2.3（m,31H）,3.4〜5.1（m,
5H）,5.4（m,1H）,5.9（d,1H）,7.5〜8.0（m,5H）,9.9
（d,1H） IRフィルム ν（cm^-1）:1670（Ｃ＝０）,1140（S0₂）F
D−MS m/e:516（Ｍ＋） 次いで実施例１と同様の操作で、各スルホンアルデヒ
ドとビタミンＡフォスホニウム塩から対応するスルホン
化合物を合成した結果を次に示す。

スルホン化合物の機器分析値 ７−フェニルスルホニル−11,12−ジヒドロ−β−カロ
チン NMR（CDCl₃）TMS δ:0.9〜2.5（m,46H）,5.7〜6.8（m,
11H）,7.5〜8.0（m,5H） IR錠剤 （cm^-1）:1140（S0₂）,2910（Ｃ−Ｈ） ７−フェニルスルホニル−８−（１−エトキシ）エトキ
シ−7,8,11,12−テトラヒドロ−β−カロチン NMR（CDCl₃）TMS δ:0.8〜2.3（m,52H）,3.4〜5.1（m,
5H）,5.8〜6.8（m,10H）,7.5〜8.0（m,5H） IR錠剤 （cm^-1）:1140（S0₂）,2910（Ｃ−Ｈ） 実施例４ アルミニウムトリイソプロポキシドおよびトリメチルア
セトアルデヒドを用いる６−クロロ−3,7−ジメチル−
９−（2,6,6−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−
イル）−９−フェニルスルホニル−2,7−ノナジエン−
１−アールの合成 100mlのなす形フラスコに、６−クロロ−１−ヒドロ
キシ−3,7−ジメチル−９−（2,6,6−トリメチル−１−
シクロヘキセン−１−イル）−９−フェニルスルホニル
−2,7−ノナジエン4.2g（純度89.3％、8.1mmol）、アル
ミニウムトリイソプロポキシド78mg（0.36mmol）及びト
リメチルアセトアルデヒド21.1g（24.3mmol）を入れ、5
0℃で２時間攪拌した。その後、0.3mlの水を入れて反応
を停止させた後、減圧下で低沸留分を除去することによ
り、粗な６−クロロ−3,7−ジメチル−９−（2,6,6−ト
リメチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−９−フェ
ニルスルホニル−2,7−ノナジエン−１−アールを4.15g
（81.0％純度、7.27mmol、収率90％）を得た。

実施例5,6 実施例４と同様な操作で、アルミニウムトリイソプロ
ポキシドとトリメチルアセトアルデヒドを用いて各スル
ホンアルコールを酸化した結果を次に示す。

参考例１ メトキシカリウムを用いる１−フェニルスルホニル−４
−クロロ−1,18−ジ（2,6,6−トリメチル−１−シクロ
ヘキセン−１−イル）−3,7,12,16−テトラメチルオク
タデカ−2,7,9,11,13,15,17−ヘプタエンからβ−カロ
チンの合成 50mlのなす形フラスコに１−フェニルスルホニル−４
−クロロ−1,18−ジ（2,6,6−トリメチル−１−シクロ
ヘキセン−１−イル）−3,7,12,16−テトラメチルオク
タデカ−2,7,9,11,13,15,17−ヘプタエン2.01g（40.9％
純度,1.15mmol）をトルエン4g中で、メトキシカリウム
1.0g（80％純度,11mmol）と30℃、２時間反応させた。
その後、水を入れ分液後、有機層を水洗し、さらに溶媒
を除去することにより、β−カロチン2.58g（19.1％純
度,0.918mmol、収率80％）を得た。なお、このものに水
10gを入れ、10時間加熱還流を行なった後、トルエンを
用いて有機物を抽出し、さらにトルエン−メタノール溶
媒で再結晶することにより、茶黒色状の結晶物を44mg得
た。このものを標品と比較しβ−カロチンであることを
確認した。mp.177〜178℃ λmax 455nm（▲Ｅ^1% _1cm▼＝2350、シクロヘキサン） 参考例２ 水酸化カリウムを用いる１−フェニルスルホニル−４
−クロロ−1,18−ジ（2,6,6−トリメチル−１−シクロ
ヘキセン−１−イル）−3,7,12,16−テトラメチルオク
タデカ−2,7,9,11,13,15,17−ヘプタエンからβ−カロ
チンへの合成 50mlのなす形フラスコに１−フェニルスルホニル−４
−クロロ−1,18−ジ（2,6,6−トリメチル−１−シクロ
ヘキセン−１−イル）−3,7,12,16−テトラメチルオク
タデカ−2,7,9,11,13,15,17−ヘプタエン1.32g（40.9％
純度,0.76mmol）をエタノール15g中、水酸化カリウム0.
8g（85％純度,12.1mmol）と45℃で３時間反応させた。
その後、水およびトルエンを入れて分液後、有機層を水
洗し、さらに溶媒を除去することにより、β−カロチン
1.95g（17.2％純度,0.62mmol、収率81.6％）を得た。

参考例３及び４ 参考例１及び２と同様な操作により、各スルホン化合
物からβ−カロチンを合成した結果を次に示す。

〔発明の効果〕 本発明の方法によれば、安価に入手できる工業用原料
から好収率でかつ容易に一般式（１）、（２）又は
（３）で示されるスルホンを製造することができる。ま
た、一般式（１）、（２）又は（３）で示されるスルホ
ンは上記の参考例から明かなとおり、β−カロチンへ誘
導される。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式（１）、（２）又は（３） （式中、Ｒは置換されていてもよいフェニル基を表わ
   し、Ｒ′はアセタール型の保護基を表わし、Ｘはハロゲ
   ン原子を表わす。） で示されるスルホン。
2. 【請求項２】一般式（４） （式中、Ｒは置換されていてもよいフェニル基を表わ
   し、Ｘはハロゲン原子を表わす。） で示されるスルホンアルコールを酸化し、得られる一般
   式（７） （式中、Ｒ及びＸは前記定義のとおりである。） で示されるスルホンアルデヒドをビタミンＡフォスホニ
   ウム塩とカップリングさせることを特徴とする一般式
   （１） （式中、Ｒ及びＸは前記定義のとおりである。） で示されるスルホンの製造方法。
3. 【請求項３】一般式（５） （式中、Ｒは置換されていてもよいフェニル基を表わ
   す。） で示されるスルホンアルコールを酸化し、得られる一般
   式（８） （式中、Ｒは前記定義のとおりである。） で示されるスルホンアルデヒドをビタミンＡフォスホニ
   ウム塩とカップリングさせることを特徴とする一般式
   （２） （式中、Ｒは前記定義のとおりである。） で示されるスルホンの製造方法。
4. 【請求項４】一般式（６） （式中、Ｒは置換されていてもよいフェニル基を表わ
   し、Ｒ′はアセタール型の保護基を表わす。） で示されるスルホンアルコールを酸化し、得られる一般
   式（９） （式中、Ｒ及びＲ′は前記定義のとおりである。） で示されるスルホンアルデヒドをビタミンＡフォスホニ
   ウム塩とカップリングさせることを特徴とする一般式
   （３） （式中、Ｒ及びＲ′は前記定義のとおりである。） で示されるスルホンの製造方法。