JPH10218891A - アルドースまたはアルドース同族体をエピマー化する方法 - Google Patents
アルドースまたはアルドース同族体をエピマー化する方法Info
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- JPH10218891A JPH10218891A JP2296997A JP2296997A JPH10218891A JP H10218891 A JPH10218891 A JP H10218891A JP 2296997 A JP2296997 A JP 2296997A JP 2296997 A JP2296997 A JP 2296997A JP H10218891 A JPH10218891 A JP H10218891A
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Abstract
ー化が工業的に可能となるエピマー化方法を提供する。 【解決手段】 アルドースまたはアルドース同族体を、
タングステン化合物の存在下に、エピマー化する方法。
Description
アルドース同族体をエピマー化する方法に関する。更に
詳しくは、高転化率および高選択性を実現させるエピマ
ー化する方法に関する。アルドースまたはアルドース同
族体のエピマー化は、非天然糖製造等に有用な反応であ
り、例えばL−アラビノースのエピマー化生成物である
L−リボースは、核酸系抗ウイルス薬中間体として有用
であり、L−ラムノースのエピマー化生成物であるアル
ドース同族体L−6−デオキシ−グルコースは、医薬中
間体および非栄養性甘味料として有用である。
マー化生成物は医薬中間体等の有機合成中間体として有
用であることが知られているが、その工業的製造方法は
まだ、確立されていない。例えば、カルボニル基のエノ
ール化が塩基により誘起されるように、同様な条件下で
アルドースは、1,2−エンジオールを経由して、その
エピマーおよび相当する2−ケトースに相互変換するこ
とが知られている[ Adv.Carbohydr.Chem.,13, 63 (195
8)]。しかし、この転位反応の平衡はケトースの方に偏
っているので、ケトースの合成には利用できる可能性が
あるが、反応過程で、2,3−エンジオール化等のエン
ジオール化反応を繰り返すため、糖のカルボニル基は炭
素鎖に沿って移動し、多種のケトースと同時に多種のエ
ピマー化生成物を与えるため、エピマー製造の観点から
は、目的エピマー化合物の選択性が低すぎる[Carbohyd
r.Res.,11, 17 (1969)]。また、強塩基性条件下ではこ
のエンジオールから1,2−脱離し、ついで分解し種々
の低分子化合物を与えることも知られている[ Adv.Carb
ohydr.Chem.,12,35(1957)]。このように、塩基触媒によ
る異性化反応により、アルドースのエピマーを得る方法
は、多くの複雑な副生物を与えるため実用的ではない。
液中で加熱することで、アルドースの2位水酸基のエピ
マー化反応が起こり、対応するエピマーが生成すること
が報告されている[ Chem.Zvesti., 27, 547 (1973)]。
この方法はモリブデン酸(IV)が触媒として作用し、アル
ドースの2位水酸基のエピマーが生成するものの、原料
アルドースの転化率が低く、また2位水酸基のみならず
3位、4位等、他の部位の水酸基も同時にエピマー化し
たアルドースが相当量副成し、2位水酸基のエピマー化
生成物の選択性が低い点が問題である。
2(tmen)2]Cl2錯体(tmenはN,N,N'-トリメチルエチレン
ジアミンを示す)を加温処理することによりアルドース
ーニッケルーtmen錯体を生成し、これを加水分解するこ
とにより対応する2位水酸基のエピマー、例えばD−グ
ルコースからはD−マンノースが、またD−マンノース
からD−グルコースが得られることが報告されている
[J.Chem.Soc,Chem.Commun.,1001 (1986) および 659 (1
987)]。この方法は穏和な反応条件であり、比較的選択
性が高く、対応する2位水酸基のエピマーが製造できる
ものの、原料アルドースの転化率は充分とはいえない。
また、ニッケル錯体が、原料アルドースの当量分必要で
あり、エピマー化反応は触媒的には進行しない。従っ
て、反応終了後の反応液中に大量に存在するニッケル化
合物および原料アルドースを、エピマーと分離するのは
技術的に困難であり、この方法も、有効な製造方法とは
いえなかった。
ドースまたはアルドース同族体のエピマー化を工業的に
行う方法を提供することである。即ち、穏和な反応条件
でも、高転化率を維持し、2位水酸基のみが選択的にエ
ピマー化するアルドースまたはアルドース同族体のエピ
マー化方法を提供することである。
スまたはアルドース同族体のエピマー化について鋭意検
討した結果、タングステン化合物の存在下に、エピマー
化することで、高転化率となり、更に、2位水酸基での
エピマー化が選択的に進行するすることを見出し、本発
明を完成するに至った。即ち、本発明の要旨は、アルド
ースまたはアルドース同族体を、タングステン化合物の
存在下に、エピマー化する方法に存する。
スはアルデヒド基を含有する炭水化物であり、通常、炭
素原子4個のテトロース、炭素原子5個のペントース、
炭素原子6個のヘキソース、炭素原子7個のヘプトース
が挙げられる。これらの具体例として、テトロースとし
てはエリスロースおよびトレオース、ペントースとして
はアラビノース、キシロース、リキソースおよびリボー
ス、ヘキソースとしてはアロース、アルトロース、グル
コース、マンノース、ガラクトース、グロース、イドー
スおよびタロースが挙げられる。これらアルドースは本
発明のエピマー化反応により2位水酸基のエピマーを選
択的に生成する。本発明のエピマー化にとって、原料化
合物の重要な構造は下記のものと考えられる。
ース以外のもので、上記構造を有する化合物であり、代
表的には、通常、n−デオキシ−アルドース(nは4〜
10の整数)が挙げられる。これらはアルドースの一般
的な表記方法であるが、アルデヒド炭素を1位としてn
位の炭素原子上の水酸基が水素原子に置換されたものを
意味する。この具体例としては、ラムノース、6−デオ
キシ−グルコース、4−デオキシ−リキソース、5−デ
オキシ−アラビノース、4−デオキシ−マンノースおよ
び5−デオキシ−タロースが挙げられる。
スのエステルおよび/またはケタールも挙げられる。エ
ステルおよび/またはケタールの置換部位はn位(nは
4〜10の整数)であり、このような同族体を例示する
と、グルコース−6−アセテート、マンノース−5,6
−ブチレートおよび4,6−O−イソプロピリデン−マ
ンノースが挙げられる。さらに、アルドース同族体とし
てグルクロン酸、マンヌロン酸、ガラクツロン酸等のア
ルドウロン酸類も挙げられる。これらアルドース同族体
は、アルドースと同様にエピマー化反応を受け、2位水
酸基のエピマーを選択的に生成する。尚、原料として、
アルドースおよびアルドース同族体を同時に用いてもよ
いし、また、各々を2種以上併用してもよい。この場
合、両原料は同時にエピマー化されることとなる。
るタングステン化合物としては、通常、タングステンの
酸化物、酸、ハロゲン化物、リン縮合物、ポリ酸等が挙
げられる。またタングステン酸またはポリ酸の場合は、
そのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウ
ム塩または重金属塩が好ましい。具体的には、二酸化タ
ングステン、三酸化タングステン、タングステン酸、二
塩化タングステン、五塩化タングステン、二臭化タング
ステン、五臭化タングステン、リンタングステン酸、タ
ングステン酸カリウム、タングステン酸ナトリウム、タ
ングステン酸リチウム、パラタングステン酸ナトリウ
ム、パラタングステン酸カリウム、タングステン酸カル
シウム、タングステン酸バリウム、タングステン酸マグ
ネシウム、タングステン酸アンモニウム、パラタングス
テン酸アンモニウム、タングステン酸カドミウム、タン
グステン酸コバルト、タングステン酸第二鉄、タングス
テン酸鉛、タングステン酸第二銅、タングステン酸ビス
マス等が挙げられる。好ましくはタングステン酸のアル
カリ金属塩であり、より好ましくは、タングステン酸カ
リウム、タングステン酸ナトリウムである。
混合して使用しても差し支えない。また、これら触媒は
そのままの形で使用してもよいが、必要により、成形し
て、あるいはシリカ、アルミナ、ゼオライト等の担体に
公知の方法で担持して使用することもできる。これら触
媒の反応系への添加方法としては単独で加えてもよい
が、例えば、水などの希釈剤と混合したものを加えても
よい。本発明に用いられるタングステン化合物の使用量
は、通常、原料アルドースおよびアルドース同族体に対
して0.01重量%以上、好ましくは0.1〜50重量
%、特に好ましくは1〜20重量%である。
反応系を均一にし反応速度の向上あるいは反応操作を容
易ならしめる等の目的で、原料アルドースまたはアルド
ース同族体は通常溶液として用いる。用いられる溶媒
は、適当な極性溶媒であり、例えば、水、テトラヒドロ
フラン、ジエチルエーテル等のエーテル類、ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジメ
チルスルホキシド、スルホラン、N-メチルピロリドンも
しくはアルコール類が例示できる。好ましい溶媒は、水
およびアルコール類であり、用いられるアルコールとし
ては特に制限はなく経済的に有利なものであればよい。
代表的なアルコール類の例としては、メタノール、エタ
ノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブ
タノール、sec−ブタノール、i−ブタノール、te
rt−ブタノール等の低級脂肪族1価アルコール、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロ
パンジオール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタ
ンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリ
コール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリ
コール等の脂肪族2価アルコール、グリセリン等の脂肪
族多価アルコール等が挙げられる。特に好ましい溶媒
は、水であり高いエピマー化収率が得られる。用いられ
る水は、特に制限はないが、蒸留水、イオン交換水が好
ましい。
たはアルドース同族体の濃度は本発明においては重要で
はない。その粘度等が反応液の撹拌を阻害しない範囲内
で、可能な限り高濃度で用いることが有利であり、これ
によりエピマー化されるアルドースまたはアルドース同
族体の量に関する生産性は向上可能である。実際には5
〜50重量%の濃度が一般に用いられる。反応溶液は他
の物質、例えば細菌やカビ等の増殖を防止するための添
加物、例えば亜硫酸水素塩や亜硫酸塩等を添加して使用
しても差し支えない。
タングステン化合物の種類、形態などにより異なるが、
本発明は均一系反応でも、不均一系反応でもよく、ま
た、不均一系反応の場合、懸濁床タイプでも固定床タイ
プでもよい。更に、反応は回分法又は連続法で実施で
き、触媒の添加方法は、一括添加でも、分割添加でもよ
いが、例えば、所定量のアルドースまたはアルドース同
族体とタングステン化合物を溶媒に溶解した溶液を反応
装置に仕込み、所定温度に保持し充分撹拌することによ
って反応させることができる。反応温度は通常、液相保
持圧力下で0〜200℃、好ましくは20〜150℃で
あり、反応温度があまり低いと、エピマー化に長時間有
し、得策ではなく、逆にあまり高すぎると選択率の低下
が起る傾向にある。反応時間は使用するタングステン化
合物、アルドースまたはアルドース同族体および反応条
件により異なるが、通常は数時間から数十時間で完了す
る。生成エピマーは必要により、反応液中の固形分を分
離した後、これを例えば、晶析あるいは、カルシウムを
担持した強酸型イオン交換樹脂を用いたカラム精製等の
方法にて処理することにより高純度で単離可能である。
て、本発明をさらに具体的に説明する。尚、反応液中の
生成物は、液体クロマトグラフィーを用い、N-メチル
ピロリドンを内部標準物質とした内部標準法によって定
量分析し、下式により収率、転化率および組成比を求め
た。
50mlの3口フラスコに攪拌子、タングステン酸酸ナト
リウム・二水和物 143.5 mg(0.435mmol)
および脱イオン水25mlを入れ均一な溶液にした。これ
にL−アラビノース 1000mg(6.66mmol)を入
れ、撹拌して均一にした後95℃で4.5時間反応を実
施した。反応器を冷却し反応液を得た。液体クロマトグ
ラフィーによって生成物を定量分析した結果、未反応の
L−アラビノース 735.6mg(4.90mmol)が残
存し、L−リボース 113.3mg(0.75mmol)が
生成していた。L−リボース選択率は42.8%、L−
アラビノース転化率は26.4%であった。
テン酸ナトリウム・二水和物の代りに、モリブデン酸ナ
トリウム・二水和物107.8mg(0.446mmol)
を用い、同様の反応を実施した結果、未反応のL−アラ
ビノース 783.2mg(5.21mmol)が残存し、L
−リボース 75.4mg(0.50mmol)が生成してい
た。L−リボース選択率は34.8%、L−アラビノー
ス転化率は21.7%であった。
50mlの3口フラスコに攪拌子、タングステン酸酸ナト
リウム・二水和物 143.5 mg(0.435mmol)
および脱イオン水25mlを入れ均一な溶液にした。これ
にL−ラムノース 1093mg(6.66mmol)を入
れ、撹拌して均一にした後95℃で20時間反応を実施
した。反応器を冷却し反応液を得た。液体クロマトグラ
フィーによって生成物を定量分析した結果、未反応のL
−ラムノース ス 464.1mg(2.83mmol)が残存
し、L−6−デオキシ−グルコース 236.2mg
(1.44mmol)が生成していた。L−6−デオキシ−
グルコース 選択率は37.7%、L−ラムノース転化
率は57.5%であった。
テン酸ナトリウム・二水和物の代りに、モリブデン酸ナ
トリウム・二水和物 107.8 mg(0.446mmo
l)を用い、同様の反応を実施した結果、未反応のL−
ラムノース ス 477.2mg(2.91mmol)が残存
し、L−6−デオキシ−グルコース 133.7mg(0.
81mmol)が生成していた。L−6−デオキシ−グルコ
ース 選択率は21.7%、L−ラムノース転化率は5
6.3%であった。
アルドース同族体から、モリブデン酸(IV)等を用いた従
来のエピマー化反応に比し、高い転化率および高い選択
率で対応する2位水酸基のエピマーを得ることができ、
工業的な利用価値は高い。
Claims (7)
- 【請求項1】 アルドースまたはアルドース同族体を、
タングステン化合物の存在下に、エピマー化する方法。 - 【請求項2】 アルドースが、アラビノース、キシロー
ス、リキソース、リボース、アロース、アルトロース、
グルコース、マンノース、ガラクトース、グロース、イ
ドースおよびタロースよりなる群から選ばれる少なくと
も1種のアルドースであることを特徴とする請求項1記
載の方法。 - 【請求項3】 アルドースが、L−アラビノースである
ことを特徴とする、請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 アルドース同族体が、n−デオキシ−ア
ルドース(ここで、nは4〜10の整数を示す)である
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 アルドース同族体が、L−ラムノースで
あることを特徴とする請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 タングステン化合物がタングステン酸塩
であることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項7】 エピマー化を水性媒体中、液相保持圧力
下で0〜200℃で行なうことを特徴とする請求項1記
載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2296997A JP3932590B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | アルドースまたはアルドース同族体をエピマー化する方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010113785A1 (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-07 | 松谷化学工業株式会社 | 目的とするヘキソースを所定量含む原料糖とは異なる糖組成の糖組成物の製造方法および製造された糖組成物の用途 |
CN104004030A (zh) * | 2013-02-26 | 2014-08-27 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种葡萄糖差向异构制甘露糖的方法 |
-
1997
- 1997-02-05 JP JP2296997A patent/JP3932590B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2010113785A1 (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-07 | 松谷化学工業株式会社 | 目的とするヘキソースを所定量含む原料糖とは異なる糖組成の糖組成物の製造方法および製造された糖組成物の用途 |
JP5715046B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2015-05-07 | 松谷化学工業株式会社 | 目的とするヘキソースを所定量含む原料糖とは異なる糖組成の糖組成物の製造方法および製造された糖組成物の用途 |
CN104004030A (zh) * | 2013-02-26 | 2014-08-27 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种葡萄糖差向异构制甘露糖的方法 |
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