JPH1084988A - (d)−3(2H)−フラノン類の製造方法 - Google Patents

(d)−3(2H)−フラノン類の製造方法

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JPH1084988A
JPH1084988A JP26230996A JP26230996A JPH1084988A JP H1084988 A JPH1084988 A JP H1084988A JP 26230996 A JP26230996 A JP 26230996A JP 26230996 A JP26230996 A JP 26230996A JP H1084988 A JPH1084988 A JP H1084988A
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JP
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lipase
furanones
racemic
enol
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JP26230996A
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Akio Suzuki
紀生 鈴木
Michio Nozaki
倫生 野崎
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Takasago International Corp
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Takasago International Corp
Takasago Perfumery Industry Co
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  • Furan Compounds (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品香料として有用な(d)−3(2H)−
フラノン類を、簡便で、効率が良く、工業的生産に利用
可能な方法で製造する方法を提供すること。 【解決手段】 下記の一般式(1) 【化1】 で表されるラセミ体の3(2H)−フラノン類を、エノ
ールエステル化して下記の一般式(2) 【化2】 で表される化合物を得、次いで該化合物を、リパーゼを
用いて不斉加水分解することを特徴とする下記の一般式
(3) 【化3】 で表される(d)−3(2H)−フラノン類の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、(d)−3(2
H)−フラノン類の製造方法に関し、詳しくは甘いフル
ーティーな香気特性を持つ食品香料として有用で、かつ
ラセミ体に較べて著しく閾値が低い(d)−3(2H)
−フラノン類を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】3(2H)−フラノン類は、甘いフルー
ティーな香気特性を持つ食品香料として知られている。
特に、その構造式においてR1 ,R2 およびR3 の全て
がメチル基である化合物、メシフランは天然のイチゴ中
では、ラセミ体で存在し、イチゴ香気の鍵となる成分と
して見出されている。このメシフランをガスクロマトグ
ラフ(GC)法で光学異性体分析し、鏡像体間における
香りの閾値と質を調べたところ、GC法で光学異性体分
析したときに最初に検出される異性体よりも、後に検出
される異性体の方が、閾値が1000倍低いことが明ら
かになっている。また、香りの質についても、GC法で
光学異性体分析したときに最初に検出される異性体より
も、後に検出される異性体の方が、フルーティー感の強
い異性体であること〔ヘミー・ミクロバイオロジー・テ
クノロジー・デア・レーベンスミッテル(Chem. Mikrobi
ol. Technol. Lebensm.)、14、141 (1992)〕が判明して
いる。
【0003】さらに、メシフランをGC法で光学異性体
分析したときに最初に検出される異性体が(l)体であ
り、後に検出される異性体が(d)体である、つまりメ
シフランの両鏡像体のうち、香りがよりフルーティー
で、香りの強度の強い鏡像体は(d)体のメシフランで
あること〔第39回 香料・テルペンおよび精油化学に
関する討論会 要旨集 P226 (1995)〕が明らかになって
いる。
【0004】しかしながら、(d)−メシフランを含む
(d)−3(2H)−フラノン類をGC法などで光学分
割して分取する方法以外に、(d)−3(2H)−フラ
ノン類を得る方法がなく、食品香料などに使用するほど
の量を製造することができないのが現状である。
【0005】ところで、微生物を用いてエノールエステ
ルを不斉加水分解して光学活性体を得る方法について
は、α−置換シクロアルカノン類についてのみ〔ジャー
ナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイアティー
(J. Am. Chem. Soc.)、112 、9614 (1990) 〕知られて
いる。しかし、上記文献中には、この手法を五員環ケト
ンやフラノンなどの複素環ケトンに応用した例について
は記載がないばかりでなく、示唆する記載すら全くな
い。
【0006】また、キャンディダ・アンタークティカ由
来のリパーゼをトランス−3−フェニルグリシド酸エス
テルの不斉加水分解に用いる方法(特開平6−3353
99号公報)や、エステル体の不斉加水分解に用いる方
法(特開平4−234989号公報、特開平7−115
992号公報、特開平8−113544号公報、特開平
8−56693号公報)が知られている。しかし、これ
ら刊行物中には、リパーゼの基質として、五員環ケトン
やフラノンなどの複素環ケトンを用い、これら化合物に
応用することについては記載されていない。さらに、キ
ャンディダ・アンタークティカ由来のリパーゼをエステ
ル体の不斉加水分解に用いる方法は、ラセミ体を光学分
割する方法であるため、収率が悪いという問題点があ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そのため、簡便で、効
率が良く、工業的生産に利用可能な(d)−3(2H)
−フラノン類の製造方法の開発が強く望まれていた。本
発明の目的は、かかる方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、食品香料
として有用な(d)−3(2H)−フラノン類の製造方
法について、前記の課題を解決することを目的として鋭
意検討を重ねた結果、ラセミ体の3(2H)−フラノン
類のケトン部分をエノールエステルとし、一旦不斉点を
なくした後に、加水分解酵素であるリパーゼを用いてエ
ノールエステルを加水分解すると、反応が鏡像面選択的
に進行し、(d)−3(2H)−フラノン類が優先的に
生成することを見出し、かかる知見に基づいて本発明を
完成するに至った。
【0009】すなわち、本発明は次に示す通りである。 1. 下記の一般式(1)
【化4】
【0010】(式中、R1 とR3 はメチル基あるいはエ
チル基を示し、R2 は炭素数1〜4の直鎖あるいは分岐
アルキル基を示す。)で表されるラセミ体の3(2H)
−フラノン類を、エノールエステル化して下記の一般式
(2)
【化5】
【0011】(式中、R1 とR3 はメチル基あるいはエ
チル基を示し、R2 は炭素数1〜4の直鎖あるいは分岐
アルキル基を示し、R4 は低級アルキル基を示す。)で
表される化合物を得、次いで該化合物を、リパーゼを用
いて不斉加水分解することを特徴とする下記の一般式
(3)
【化6】
【0012】(式中、R1 とR3 はメチル基あるいはエ
チル基を示し、R2 は炭素数1〜4の直鎖あるいは分岐
アルキル基を示す。)で表される(d)−3(2H)−
フラノン類の製造方法。
【0013】2. エノールエステルがエノールアセテ
ートであることを特徴とする上記第1項記載の(d)−
3(2H)−フラノン類の製造方法。
【0014】3. リパーゼとしてキャンディダ・アン
タークティカ由来のリパーゼを使用することを特徴とす
る上記第1項記載の(d)−3(2H)−フラノン類の
製造方法。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明に用いるラセミ体の3(2
H)−フラノン類は、フラネオール(フィルメニッヒ社
製)やホモフロノール(ジボーダン社製)をエーテル化
〔ジャーナル・オブ・アグリカルチュラル・フード・ケ
ミストリー(J. Agric. Food Chem.)、44、1512 (199
6) 〕して得られる。また、本発明に用いる上記フラノ
ン類の構造式において、R2 は炭素数1〜4の直鎖ある
いは分岐アルキル基を示すが、具体的にはメチル基、エ
チル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソ
ブチル基、sec-ブチル基、tert- ブチル基等が挙げられ
る。
【0016】本発明では、リパーゼによる不斉加水分解
によって目的とする(d)−3(2H)−フラノン類を
製造するが、この反応の基質として、ラセミ体の3(2
H)−フラノン類をエノールエステル化して得られた化
合物を用いる。なお、エノールエステル化は常法、例え
ばジャーナル・オブ・オルガニック・ケミストリー(J.
Org. Chem.) 、36、2361 (1971) に記載されている方法
により行えばよい。エノールエステル化合物は、上記一
般式(2)で表されるが、式中のR4 は低級アルキル基
であり、その具体例としてメチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基などが挙げられるが、好ましいものはメ
チル基である。エノールエステル化合物のリパーゼによ
る不斉加水分解は、既知の方法〔例えばジャーナル・オ
ブ・アメリカン・ケミカル・ソサイアティー(J. Am. Ch
em. Soc.)、112 、9614 (1990) 〕により行うことがで
きる。
【0017】本発明において、上記の不斉加水分解反応
に用いるリパーゼとしては、各種のものを使用すること
ができ、例えばキャンディダ・アンタークティカ (Cand
idaantarctica) 由来のリパーゼ(例えばノボザイムS
P435、ノボノルディスク社製)、リゾープス・デレ
マー(Rhizopus delemar)由来のリパーゼ(例えばリパ
ーゼD100、天野製薬社製)、リゾープス・ジャバニ
クス(Rhizopus javanicus)由来のリパーゼ(例えばリ
パーゼFAP15、天野製薬社製)、シュードモナス・
セパシア(Rseudomonas cepacia)由来のリパーゼ(例え
ばリパーゼPS、天野製薬社製)、ムコール・ミーヘイ
Mucor miehei)由来のリパーゼ(例えばノボザイム
SP388、ノボノルディスク社製)などを挙げること
ができる。これらのリパ−ゼのうち最も好ましいのは、
キャンディダ・アンタークティカ由来のリパーゼであ
る。リパーゼは、種々の形態で使用できるが、中でも製
造の簡便さの立場から担体に固定化されたものを用いる
ことが好ましく、反応後の操作が容易になるという利点
もある。このような理由から、キャンディダ・アンター
クティカ由来のリパーゼを担体に固定化させたもの(例
えばノボザイムSP435、ノボノルディスク社製)を
用いるのが最も好ましい。
【0018】次に、基質である前記エノールエステル化
合物の濃度は0.1〜10%(W/V)、好ましくは1% (W
/V)が適当である。また、リパーゼの濃度は0.1〜1
0%(W/V) 、好ましくは1%(W/V) が適当である。本発
明の不斉加水分解反応は、温度0〜30℃、好ましくは
25℃で2〜16時間、好ましくは4〜8時間行う。こ
の反応は、適当な溶媒の存在下に行うことによって目的
とする(d)−3(2H)−フラノン類の鏡像体過剰率
を向上させることができる。本発明の反応には、各種の
有機溶媒を使用することができ、適当なリン酸緩衝液で
反応系のpHを調整することが好ましく、例えば0.1
モルのリン酸2水素カリウム水溶液と0.1モルのリン
酸水素2カリウム水溶液を混合して調整したリン酸緩衝
液を用いてpH6〜8、好ましくはpH7に維持するの
が最適である。この反応に用いる溶媒としては、リン酸
緩衝液の他にエーテル等の有機溶媒を用いてもよい。こ
れらエーテル類、好ましくはジイソプロピルエーテルを
反応系に加えることにより、生成する(d)−3(2
H)−フラノン類の鏡像体過剰率が上昇する。ここで、
鏡像体過剰(enantiomer excess)とは、一方の鏡像体が
他方の鏡像体より、どれだけ過剰に存在するかを表す数
値であり、鏡像体純度または光学純度の値と一致する。
【0019】反応はガスクロマトグラフ等で追跡し、反
応が十分進行し、原料であるエノールエステル化合物が
消失し、生成物のピークが大きく現れたところで反応を
終了する。反応の後処理は、常法に従い、濾過による酵
素の除去、酢酸エチル等の有機溶媒での抽出、乾燥、濃
縮等の操作を経て得られた粗生成物を精製し、目的物で
ある光学活性な(d)−3(2H)−フラノン類を得る
ことができる。
【0020】
【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定される
ものではない。なお、実施例中の物性データは以下の測
定機器および条件で測定した。 1)反応追跡(エノールエステル化) ガスクロマトグラフィー; HP-5890 II(ヒューレット
パッカード社製) カラム;BC-WAX(0.25mm×30m)(ジーエルサイ
エンス社製) 温度;100℃〜200℃まで毎分5℃昇温 2)反応追跡(加水分解)、鏡像体過剰率 ガスクロマトグラフィー; HP-6890 (ヒューレットパ
ッカード社製) カラム;CP-Chirasil Dex CB(0.25mm×25m)
(クロムパック社製) 温度;90℃〜110℃まで毎分1℃昇温 3)比旋光度 DIP−370(日本分光工業株式会社製)
【0021】実施例1 (d)−メシフラン(R1 =R2 =R3 =メチル基)の
合成 (1)メシフランのエノールアセテート(R1 =R2
3 =メチル基、R4=メチル基)の調製 ラセミ体のメシフラン(10.0g)を四塩化炭素(1
00ml)に溶解し、これに無水酢酸(14.4g)を
加えて0℃で撹拌した。この溶液に触媒量の過塩素酸
(50μl)を加え、室温まで徐々に温度を上げながら
5時間撹拌した。ガスクロマトグラフで反応の終了を確
認し、反応液は飽和炭酸水素ナトリウム水溶液にあけ、
酢酸エチルで抽出した。有機層は飽和炭酸水素ナトリウ
ム水溶液で洗った後に硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃
縮して粗生成物を得た。これを更に、シリカゲルカラム
クロマトグラフィー(固定相はメルク社製シリカゲル6
0を150g用い、移動相はヘキサン−酢酸エチルの混
合液を容量比で50:1に調整した) で精製し、10.
42g(収率80.4%)のメシフランのエノールアセ
テートを得た。
【0022】(2)メシフランのエノールアセテートの
リパーゼによる加水分解 メシフランのエノールアセテート(5.0g)を0.1
Mリン酸緩衝液(pH7.0)とジイソプロピルエーテ
ルの容量比1:1の混合溶媒500ml中に溶解し、こ
れにキャンディダ・アンタークティカ由来のリパーゼ
(商品名:ノボザイムSP435、ノボノルディスク社
製)5.0gを加えて室温で撹拌した。なお、反応はガ
スクロマトグラフで追跡した。その結果、反応2時間で
変換率86.5%、生成物96.4% e.e. であり、4
時間で変換率100%、生成物90.8% e.e. であっ
た。
【0023】次に、反応液を濾過して酵素を取り除き、
濾液は酢酸エチルで抽出した。得られた有機層を飽和炭
酸水素ナトリウム水溶液と飽和食塩水で洗い、硫酸マグ
ネシウムで乾燥後、減圧濃縮して粗(d)−メシフラン
4.64g(86.2% e.e.)を得た。この粗生成物を
更に蒸留して精製し、1.29gの(d)−メシフラン
(78.6% e.e.)を得た。この化合物の沸点は82〜
84℃(20mmHg)、比旋光度は[α]D 24=+1
58.14°(c=1.012,CHCl3)であった。
【0024】実施例2〜実施例5 実施例1と同様の方法で反応を行い、表1に示したよう
な結果が得られた。
【0025】
【表1】
【0026】参考例1 ストロベリーフレーバーへの応用 天然イチゴのアルコール浸出液およびアルコール共沸物
から成るストロベリーフレーバーに、以下に記載したメ
シフラン(R1 =R2 =R3 =メチル基)を、各々0.
3%添加し、パネラー20人における官能評価を行い、
表2のような結果が得られた。なお、評価はフレーバー
を300倍希釈した水溶液(メシフランは10ppm)
で行った。表2から明らかなように、ストロベリーフレ
ーバーに(d)−メシフランを添加したフレーバーは、
無添加のフレーバーやラセミ体を添加したフレーバーに
比べて香りの強度が強く、甘味の増したストロベリー香
気になる。
【0027】
【表2】
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、食品香料として有用
で、ラセミ体に比べて香気の強度も強く、官能的にも優
れ、光学活性な香料単品としての応用が期待される
(d)−3(2H)−フラノン類を、簡便で、効率が良
く、工業的生産に利用可能な方法で製造することができ
る。本発明の製造方法の特徴は、一旦、原料化合物をエ
ノールエステル化合物にすることによって不斉点をなく
した後に、加水分解酵素を作用させて(d)体に変換す
ることである。そのため、ラセミ体の光学分割では
(d)体は最高でも50%しか得られないのに対し、本
法によれば、90%以上の割合で(d)体に変換するこ
とができ、極めて効率が良い。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の一般式(1) 【化1】 (式中、R1 とR3 はメチル基あるいはエチル基を示
    し、R2 は炭素数1〜4の直鎖あるいは分岐アルキル基
    を示す。)で表されるラセミ体の3(2H)−フラノン
    類を、エノールエステル化して下記の一般式(2) 【化2】 (式中、R1 とR3 はメチル基あるいはエチル基を示
    し、R2 は炭素数1〜4の直鎖あるいは分岐アルキル基
    を示し、R4 は低級アルキル基を示す。)で表される化
    合物を得、次いで該化合物を、リパーゼを用いて不斉加
    水分解することを特徴とする下記の一般式(3) 【化3】 (式中、R1 とR3 はメチル基あるいはエチル基を示
    し、R2 は炭素数1〜4の直鎖あるいは分岐アルキル基
    を示す。)で表される(d)−3(2H)−フラノン類
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 エノールエステルがエノールアセテート
    であることを特徴とする請求項1記載の(d)−3(2
    H)−フラノン類の製造方法。
  3. 【請求項3】 リパーゼとしてキャンディダ・アンター
    クティカ (Candidaantarctica) 由来のリパーゼを使用
    することを特徴とする請求項1記載の(d)−3(2
    H)−フラノン類の製造方法。
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