JPS5814433B2 - ガンマ−ピロン類合成の中間体およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガンマーピロン類、特にマルトール（２−メチ
ル−３−ヒドロキシ−４Ｈ−ピランー４−オン）の合成
のための中間体およびその合成方法に関する。

本発明は、次式 〔式中Ｒは水素原子または１〜４個の炭素原子を有する
アルキル基、Ｒ′は１〜４個の炭素原子を有するアルカ
ノイル基、Ｘは臭素原子または塩素原子である〕の化合
物およびその製造方法であって、次式 （式中Ｒ，Ｒ’は前記の意味を有する）の化合物を溶剤
中で−５０〜５０℃の温度において、反応が実質的に終
了するまで塩素、臭素、塩化臭素、次亜塩素酸、次亜臭
素酸またはそれらの混合物よりなる群から選ばれるハロ
ゲン系酸化剤の少なくとも１当量と接触させることを特
徴とする方法に関する。

マルトールは若いからまつの幹、松の葉およびチコリに
見出される天然物質である。

初期の市販品は木材の分解蒸留産物であった。

３−ヒドロキシ−２−（１−ピペリジルメチル）−１・
４−ピロンからのマルトールの合成はＳｐｉｅｌｍａｎ
およびＦｒｅｉｆｅｌｄｅｒによりＪ，Ａｍ．Ｃｈｅｍ
．Ｓｏｃ．、６９、２９０８ （１ ９４７）に報告さ
れている。

Ｓ ｃｈｅｎｃｋおよびＳｐｉｅｌｍａｎ （ Ｊ．
Ａｍ． Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、灸ヱ、２２７６ （ １
９４５ ））はストレ１プトマイシン塩のアルカリ加
水分解によってマルトールを得た。

ＣｈａｗｌａおよびＭｃＧｏｎｉｇａｌ Ｃ Ｊ．Ｏｒ
ｇ．Ｃｈｅｍ．、３９、３２８１ （１ ９７４）なら
びにＬ ｉｃｈｔｅｎｔｈａｌｅｒおよびＨｅｉｄｅｌ
（ Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．、８ユ、９９８（１９６
９））は保護された炭水化物誘導体からのマルトールの
合成を報告している。

シノおよびマツムラ（ ＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＬｅｔ
ｔｅｒｓ，Ａ １ ７、１３６３（１９７６），ｌはメ
チルフルフリルアルコールから出発する５段階のマルト
ール合成を記載している。

精製最終糖みつ中の特徴的甘味芳香成分の１種としての
６−メチル−２−エチル−３−ヒドロキシ−４Ｈ−ピラ
ンー４−オンの単離について、イトーヒロシがＡｇｒ
． Ｂ ｉｏｌ ， Ｃｈｅｍ，、 ±旦（５）、８２
７〜８３２（１９７６）に報告している。

この化合物はそれ以前にアメリカ特許第 ３４６８９１５号公報に記載の方法により合成されてい
た。

ガンマーピロン類例えばピロメコン酸、マルトール、エ
チルマルトールその他の２−置換−３−ヒドロキシーガ
ンマピロンの合成は、アメリカ特許第３１３０２０４号
、同第３１３３０８９号、同第３１４０２３９号、同第
３１５９６５２号、同第３３６５４６９号、同第３３７
６３１７号、同第３４６８９１５号、同第３４４０１８
３号および同第３４４６６２９号の各公報に記載されて
いる。

マルトールおよびエチルマルトールは各種食品の風味な
いしは芳香を高める。

更にこれらの物質は香水および香料の成分として用いら
れる。

アメリカ特許第３６４４６３５号公報に報告された２−
アルケニルピロメコン酸およびアメリカ特許第３３６５
４６９号公報に記載された２−アリールメチルピロメコ
ン酸はバクテリヤおよびカビの生長を阻止し、また食品
および飲料における風味および芳香の増強剤として、な
らびに香料における芳香増強剤として有用である。

フルフリルアルコールから本発明の中間体を経てマルト
ールに至る反応経路は下記の式で示される。

（式中Ｒ， Ｒ’およびＸは前記の意味を有する；ｙは
臭素原子、塩素原子又は水酸基である）フルフリルアル
コールは種々の酸化方法で酸化されて、６−ヒドロキシ
−２Ｈ−ピランー３（６Ｈ）ーオン誘導体となる例えば
、フルフリルアルコールを少なくとも１当量のハロゲン
系酸化剤と水中あるいは水／有機系補助溶剤中で接触さ
せると６−ヒドロキシ−２Ｈ−ピランー３ （ ６Ｈ）
一オンが得られる。

本発明の中間体合成の出発物質である６−アシロキシー
２Ｈ−ピランー３ （６Ｈ）一オン類は既知の方法（
Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ．２ ７、ｌ７９３（１９７１
）により、６−ヒドロキシ化合物をピリジン存在下に適
宜な無水物と反応させることによって製造しうる。

かくして得られた６−アシロキシ化合物を酢酸、蟻酸、
トリフルオロ酢酸、ハロゲン化された溶剤、エーテル、
Ｃ，〜Ｃ４のアルカノールもしくはジオール、低分子量
ケトン、ニトリル、エステルおよびアミドよりなる群か
ら選ばれる溶剤に溶解する。

少なくとも１当量のハロゲン系酸化剤例えば塩素、臭素
、塩化臭素、次亜塩素酸または次亜臭素酸を−５０°〜
５０℃の温度において添加し、目的とする４−ハロゲン
化合物への変換が実質的に終了するまで接触させる。

本発明で用いるハロゲン系酸化剤は塩素、臭素、塩化臭
素、次亜塩素酸またはそれらの混合物である。

塩化臭素は市販の気体である。これは臭化ナトリウムも
しくは臭化カリウムの溶液に塩素を添加することにより
、または塩化ナトリウムもしくは塩化カリウムの溶液に
臭素を添加することにより、その場で製造することもで
きる。

次亜塩素酸および次亜臭素酸はアルカリ金属もしくはア
ルカリ士類金属の次亜ハロゲン化物例えばＮａＯＣｌ、
ＫＯＣＩもしくはＣａ（ＯＣＩ）２の溶液に酸（ＨＣＩ
、Ｈ２ＳＯ，、ＨＢｒなど）の水溶液を添加することに
よって、その場で簡便に生成することができる。

上記反応により生成した本発明の中間体 を有する（Ｒ，Ｒ’は前記に定義）４−ハロゲノー６−
アシロキシ−２Ｈ−ピランー３（６Ｈ）一オンは単離固
定することもできるし、所望により単離せずに加水分解
により直接ガンマーピロン（マルトールを含む）に変換
することができる。

４−ハロゲノ化合物の単離を望まない場合、当該化合物
を含む反応混合物を更に、ガンマーピロンへの変換が実
質的に終了するまで（約１〜３時間）、７０〜１６０℃
、一般に１００〜１１０℃にて加熱する。

ガンマーピロンは冷却、中和した反応混合物を放置する
と得られ、又は反応混合物を溶剤例えばクロロホルムで
抽出しこれを濃縮するとガンマーピロンが得ラレる。

反応溶剤として有機酸、他のプロトン性溶剤例えば蟻酸
、酢酸、他の有機酸、および速かに乾燥しないアルカノ
ールを用いた場合、上記の反応において水を追加しない
。

しかし非プロトン性溶剤の場合、生成した４−ハロゲノ
ー６−アシロキシ−２Ｈ−ピランー３ （ ６Ｈ）一オ
ンをガンマーピロンに変えるために水が必要であり添加
する。

低沸点溶剤を反応に用いた場合、生成した中間体４一ハ
ロゲノ化合物をガンマーピロンに加水分解により変換す
るため反応混合物を１００〜１１０℃に加熱する直前に
、蒸留により該溶剤を除去する。

４−ハロゲノ化合物の単離を欲する場合、ハロゲン化を
約−２０〜２０℃、有機塩基例えばトリエチルアミンの
存在下に行うことにより、４−ハロゲノ６−アシロキシ
ー２Ｈ−ピランー３（６Ｈ）一オンを製造し、単離する
ことができる。

ハロゲン系酸化剤添加約３０分後に反応混合物を放置し
て室温にまで昇温させ、トリエチルアミン塩酸塩を濾去
し、真空下で溶剤を除去すると、４−ハロゲノー６−ア
シロキシー２Ｈ−ピランー３（６Ｈ）一オンが得られる
。

この化合物は、水溶液状で所望により酸を添加して、７
０〜１６０℃、好ましくは１００〜１１０℃において約
１時間加熱することによって、容易にガンマーピロンに
加水分解される。

下記の実施例において、ＮＭＲ化学シフトのデータは下
記の通り、一般の文献で用いられる記号により記載し、
シフトはすべてテトラメチルシランからのδ単位として
表わした。

ｓ＝１重線 ｄ＝２重線 ｔ＝３重線 ｑ＝４重線 ｍ一多重線 ｂｒ＝ブロード 例１ ４−ブロモー６−アセトキシー２Ｈ−ピランー３（６Ｈ
）一オン Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ ２７， １９７３（１９７１
）に記載の方法により製造した６−アセトキシー２Ｈ−
ピランー３（６Ｈ）一オンのジクロロメタン溶液（７０
ｍｌ）に−１０℃で等モル量の臭素を添加した。

この添加に続いて、温度を−１０℃に維持しながら等モ
ル量のトリエチルアミンを徐々に添加した。

３０分間攪拌したのち反応混合物を放置して室温にまで
昇温し、トリエチルアミン臭化水素酸塩を濾去し、溶剤
を真空下に除去した。

この粗生成物をエーテル／ベンゼンに再溶解し、濾過す
るとトリエチルアミン臭化水素酸塩の最後の痕跡量が除
かれた。

溶剤を除去すると４−ブロモー６−アセトキシー２Ｈ−
ピランー３ （６Ｈ）一オン（融点７８〜８０℃）を得
た。

この化合物の質量分析によれば２３４および２３６質量
単位に予想したべアレントピークが示された。

例２ ４−ブロモー６−アセトキシー２−メチルー２Ｈ−ピラ
ンー３ （６Ｈ）一オン ６−アセトキシー２−メチル−２Ｈ−ピランー３（６Ｈ
）一オンを用いて例１と同様に処理すると、４−ブロモ
ー６−アセトキシー２−メチル−２Ｈ−ピランー３（６
Ｈ）一オンが得られた。

これは質量分析により２４９．９６および２４７．９６
にペアレントピークを示し、下記のＮＭＲスペクトルを
示した。

（ＣＤＣｌ３、δ）：７．３（ＩＨ、ｄ）；６．４（Ｉ
Ｈ，ｄのｄ） ；４．７（ＩＨ， ｑ）；２．２ （
３Ｈ， ｓ ） ； １．４ （ ３Ｈ， ｓ ）。

参考例 １ マルトール 酢酸２０ｍｌ中の６−アセトキシー２メチルー２Ｈ−ピ
ランー３ （６Ｈ）一オン０．０１モルの溶液を室温で
塩素ガス０．０１モルにより処理した。

次いで反応混合物を約１時間加熱還流し、室温に冷却さ
せ、水２０ｍｌで稀釈し、５０％ＮａＯＨ溶液でｐＨ７
．０に調整し、反応混合物をクロロホルムで抽出した。

クロロホルム抽出液を濃縮するとマルトールが得られ、
これをメタノールより再結晶して純粋な生成物（融点１
５９．５〜１６０．５℃）を得た。

酢酸の代りに次の溶剤をそれぞれ用いて同様に処理する
と同じくマルトールが得られた。

蟻酸、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、
ベンゼン、エチレングリコール、トリフルオロ酢酸、ア
セトン、アセトニトリル塩素の代りに臭素、次亜塩素酸
もしくは次亜臭素酸のそれぞれナトリウム塩もしくはカ
リウム塩、気体状の塩化水素、又は臭化ナトリウム含有
溶液に塩素を添加することによりもしくは塩化ナトリウ
ム含有溶液に臭素を添加することによりその場で製造し
た塩化臭素を使用しても同様の結果が得られた。

参考例 ２ マルトール 攪拌棒を凝縮器を備えた丸底フラスコに４−ブロモー６
−アセトキシー２−メチル−２Ｈ−ピランー３ （ ６
Ｈ）一オンおよび酢酸を添加し、反応混合物を１時間加
熱還流し、冷却すると、マルトールが得られた。

酢酸の代りに蟻酸を添加しても同様の結果が得られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次式 〔式中Ｒは水素または１〜４個の炭素原子を有するアル
   キル基であり、Ｒ′は１〜４個の炭素原子を有するアル
   カノイル基、Ｘは塩素原子または臭素原子である〕の化
   合物。 ２ 次式 〔式中Ｒは水素原子または１〜４個の炭素原子を有する
   アルキル基、Ｒ′は１〜４個の炭素原子を有するアルカ
   ノイル基、Ｘは臭素原子または塩素原子である〕の化合
   物の製造方法であって、次式（式中ＲおよびＲ′は前記
   の意味を有する）の化合物を溶剤中で−５０〜５０℃の
   温度において、反応が実質的に終了するまで塩素、臭素
   、塩化臭素、次亜塩素酸、次亜臭素酸またはそれらの混
   合物よりなる群から選ばれるハロゲン系酸化剤の少なく
   とも１当量と接触させることを特徴とする方法。 ３ 溶剤が水、ハロゲン化された溶剤、酢酸、蟻酸、ト
   リフルオロ酢酸、１〜４個の炭素原子を有するアルカノ
   ールもしくはジオール、２〜１０個の炭素原子を有する
   エーテル、低分子量ケトン、ニトリル、エステルおよび
   アミドよりなる群から選ばれることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の方法。