JPS59181296A - グルクロノラクトンケタ−ルの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はグルクロノラクトンケタ−ｐの製造法に関する
。グルクロノラクトンケタールは、例えばビタミンＣの
合成中間体として有用な化合物である。

従来、グルクロノラクトンケタールはグルクロン酸また
はグルクロノ−６，３−ラクトンとケトンとを濃硫酸ま
たは強酸性イオン交換樹脂を触媒とするケタール化反応
によって合成されていた。

これらの方法によれば大略６０〜９ｏ９６の収率で目的
とするグルクロノラクトンケタールが得られる。しかし
ながらｍ？ｐｆ酸の場合には脱水剤も兼ねて多量に使用
するのが一般的である。ため、目的物を単離する工程に
おいて大量の硫酸を中和する必要があり、このことは後
処理の煩雑さ、および使用済みの多量の塩は産業廃棄物
と彦り省資源という観点から問題がある。一方、強酸性
樹脂を用いる方法は多量に使用する上に、有機溶媒系で
の使用のため活性が低下し易く、かつ寿命が短かいとい
う欠点がある。また用いる触媒がいずれの場合にも多量
かつ強酸であるため、ケトンの自己縮合などの副反応が
起こり易いことも従来法の大きな欠点であった。

本発明者らは、これら従来法の欠点を克服するため種々
検討を重ねた結果、触媒とし７て（１）塩化第二銅、（
２）臭化第二銅、または（３）（ａＪ鋼またはその酸化
物、水酸化物もしくは塩および（ｂ）ハロゲン化水素の
存在下に反応させることによシグルクロノラクトンケタ
ー〃が高収率で得られるという全く新しい知見を見出し
、これに基づいてさらに研究し、本発明を完成した。

すなわち、本発明はグルクロン酸またはグルクロノ−６
，３−ラクトンとケトンとを（１）塩化第二銅、（２）
臭化第二銅、または（３）（ａ）銅またはその酸化物、
水酸化物もしくは塩および（ｂ）ハロゲン化水素の存在
下に反応させることを特徴とするグルクロノラクトンケ
タ−ｐの製造法、である。

本発明において、グルクロン酸またはグルクロノ−６，
３−ラクトンは常法によシ得たものが使用される。

本発明に用いられるケトンは、特に限定されないが、好
ましい具体例としては、たとえばアセトン、メチμエチ
μケトン、ジエチルケトン、ジ−ｎ−プロピルケトン、
ジー１−プロピルケトンなどのジアルキルケトン、シク
ロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノンな
どの環状ケトンなどが挙げられる。これらケトンの使用
量は通常は理論量の約２ないし１０倍モル使用されるが
、より一般的には反応試剤兼溶媒として大過剰用いるの
が便利である。

本発明において触媒として用いる塩化第二銅または臭化
第二銅は無水物または水和物のいずれでもよく、また塩
化第二銅アンモニウム、塩化第二銅カリウムあるいは塩
基性塩化銅で代表されるような複塩のいずれでもよい。

また、これらの混合物でもよい。

次に、本発明の製造法において用いられる銅としては、
銅粉が挙げられ、銅の酸化物としては、たとえば酸化第
一銅、酸化第二銅が挙げられ、銅の水酸化物としてはた
とえば水酸化第一銅、水酸化第二銅などが挙げられ、銅
の塩としてはたとえば（ａ）ハロゲン化鋼（例、塩化第
一銅、臭化第一銅、ヨウ化第−銅などのハロゲン化第−
銅、塩化第二銅、臭化第二銅、フッ化第二銅などのハロ
ゲン化第二銅など）、（ｂ）銅の無機酸塩（例、硫化第
一銅、シアン化第−銅、チオシアン酸第−銅、硫化第二
銅、ホウフッ化銅、ケイフッ化銅、亜ヒ酸銅、過塩素酸
鋼、硫酸銅、リン酸第二銅、ピロリン酸第二銅、シアン
化第二銅、チオシアン酸第二銅など）、（ｃ）銅の有機
酸銅（例、ギ酸銅、酢酸銅。

シュウ酸銅、クエン酸銅、安息香酸銅、オレイン酸銅、
ステアリン酸銅、銅アセチμアセトネートなど）、（ｄ
）銅の複塩（例、塩基性炭酸銅、塩化第二銅カリウム、
酢酸銅カルシウム、オキシ塩化銅、塩化第二銅アンモニ
ウムなど）などが挙げられる。

上記鋼の塩は無水物あるいは含水物でもよい。

本発明において用いる銅、その酸化物、水酸化物もしく
は塩としては、一種の化合物でもよいし、これらの二種
もしくはそれ以上の化合物の混合物でもよい。

ハロゲン化水素としては、塩化水素、臭化水素、ヨウ化
水素、フッ化水素が挙げられる。ハロゲン化水素を反応
に用いる際には、たとえば水に溶解してハロゲン化水素
酸として用いてもよいし、有機溶媒（例、ジエチルエー
テル、ジオキサン。

ニトロメタン、ジクロルメタン、クロロホルム。

四塩化炭素、°ベンゼン、トルエン、キシレンなど）に
溶解したものを用いてもよい。

上記塩化第二銅または臭化第二銅または銅、その酸化物
、水酸化物もしくは塩の使用量はグルクロン酸またはグ
ルクロノ−６，３−ラクトンに対して約０．０１重量％
以上、好ましくは約０．０３重量％ないし約３０重量％
の範囲で用いることができるが、さらに好ましくはグル
クロン酸まだはグルクロノ−６，３−ラクトンに対して
約０．０５重量％ないし約１０重量％の範囲の量である
。またハロゲン化水素の使用量は、一般に銅、その酸化
物、水酸化物もしくは塩１モル当り約０．１ないし約５
七μであるが、好ましくは約０．２ないし約４七μの範
囲である。

反応溶媒としては反応に関与しない溶媒ならばメトキシ
エタン、ジオキサン、アセトニトリル。

プロピオニトリル、ニトロメタン、ジクロルメタン、ク
ロロホルム、四塩化伏素、１，１−ジクロμエタン、１
，２−ジクロルエタン、酢酸メチル、酢酸エチル、ペン
タン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘ
プタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどが挙げられ
、さらに、上記したケトンを溶媒として兼用することも
でき、これら溶媒の２種以上からなる混合溶媒中で反応
を行なうこともできる。またクリレフロン酸またはグル
クロノ−６，３−ラクトンや触媒の該溶媒への溶解度を
高めるために反応の開始時に少量の水を添加してもよい
。

本反応は平衝反応であり、反応で生成した水を除去した
方が収率は一般に良好なだめ、公知の方法によって反応
系から水を除去しながら反応を行なってもよい。この場
合公知の方法としては水の留去または乾燥剤の使用など
が挙げられる。水を留去する場合は溶媒と水との共沸を
利用する方法が一般的であり、共沸した蒸気を冷却して
得られる液体から水を分離除去し、残りの溶媒を反応器
に戻してもよく、また共沸蒸気を反応系外に除去し同量
の乾燥溶媒を新たに反応系に添加してもよい。また乾燥
剤を使用する方法としては、共沸蒸気を直接または一旦
冷却して得られる液体を無水硫酸カルシウム、モレキュ
ラー・シーブス、アルミナなどで代表される乾燥剤で乾
燥した後、反応器に戻してもよい。

反応温度は通常約ＱＣないし１５０Ｃ程度の範囲で行な
われるが、好ましくは約２０℃ないし１０（ｌの範囲で
ある。また溶媒もしくはケトンと水との共沸点を調節す
るために反応は減圧下に行なってもよい。

反応時間はケトンの種類、触媒量および反応条件によっ
ても相異するが通常約３０分から１０時間程度であシ、
好ましくは約１時間ないし８時間程度である。

かくして得られたグルクロノラクトンケタールを反応系
から単離するには反応溶媒をそのま＼留去するか、また
は少量のアルカリ（例、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素
カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、アンモニア）または該アルカ
リの水溶液を添加し反応物のｐＨを弱アルカリ性（ｐＨ
約７〜９）に調節したのち反応溶媒を留去してもよい。

得られた残留物を抽出、カラムクロマトグラフィーまた
は再結晶など公知の手段により目的とするグルクロノラ
クトンケタールを容易に得ることができる。

本発明はグルクロノラクトンケタ−μの工業的に有利な
製造法を提供するものでおる。

本発明方法によると、塩化第二銅、臭化第二銅、銅、そ
の酸化物、水酸化物もしくは塩およびハロゲン化水素の
使用量は微量で済み、しかも目的物であるグルクロノラ
クトンケタールが好収率で得られる。

また、本発明方法によると、従来法に比して反応時間が
短縮され、使用される溶媒の量が少なくて済み、反応系
へ供給するエネルギー量が少なくて済み、触媒（銅、そ
の酸化物、水酸化物もしくは塩）を容易に回収できるの
で、リサイクルできる。

さらに、本発明方法によると、従来法においては生成し
ていた硫酸アンモニウム力どの産業廃棄物が副生せず、
また、たとえばケトンダイマーなとの副生物が著しく少
ない。

以下に実施例を挙げて本発明をざらに具体的に説明する
。

実施例／ ３００１１１のアセトンに２０．０９のＤ−グルクロノ
−６，３−ラクトンと塩化第二銅・二水和物１７０．５
ｑとを加え、６０℃の湯浴中で８時間還流、攪拌を続け
た。この間反応器と冷却管との間にモレキュラー・シー
ブス・３Ａ（和光純薬工業株式会社製）を３５９組込み
、還流溶媒の乾燥を行なった。反応終了後、少量のピリ
ジンを加えてから減圧下で溶媒を留去し、残留物を酢酸
エチルエステμにとかし、重曹水溶液、水で洗浄した後
、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去
すると２４．３９の１．２−０−イソプロピリデン−ａ
−］）−グルコフラヌロノ−６，３−ラクトン（純度９
９．５％以上）が得られた。収率９８゜５９６゜ 融点　１１９〜１２０．５ｔＣ（ベンゼンより再結晶）
Ｉ　Ｒ（ＫＢｒ）ａｎ　　３４２５．１７８８．１７７
５Ｎ　Ｍ　Ｒ（ＣＤＣ１３）δ　１．３６（３Ｈ，ｓ）
、１．５３（３Ｈ。

８）、３．６３（ＩＨ，ｂｒ）、４．６０（ＩＨ，ｂｒ
）。

４．７５〜５．０５（３Ｈ，ｍ）、６．０２（ｌＲ，ａ
）元素分析値　Ｃ９Ｈ１２０６として 計算値（＠　　Ｃ５０，００ｉ　Ｈ５，６０実測値（（
転）　Ｃ５０，１８ｉ　Ｈ５，６４実施例λ ２００ｇ／のアセトンにＤ−グルクロノ−６，３−ラク
ドン１０．０９と臭化第二銅１１２ｑとを加え、６０℃
の湯浴中で８時間還流、攪拌を続けた。

この間、反応器と冷却管との間にモレキュラー・シーブ
ス・３Ａを２０９組込み還流溶媒の乾燥を行なった。反
応終了後、全量２００ｇ／とじガスクロマトグラフ（カ
ラム：３％５ｉｌｉｃｏｎ　ＯＶ−１７＋ｏｎ　Ｕｎｉ
ｐｏｒｔ　ＨＰＳ　　３　ｍ　、カラム温度２００℃）
で定量したところ、２４．３９（収率９９．０％）の１
．２−０−イソプロピリデン−α−Ｄ−グルコフヲヌロ
ノー６．３−ラクトンが得られた。

実施例３ 実施例ユと同様の方法に従って、第１表に示すような銅
および銅化合物とハロゲン化水素の存在下にＤ−グルク
ロノ−６，３−ラクトンとアセトンとを反応させて１．
２−０−イソプロピリデン−α−Ｄ−グルコフラヌロノ
−６，３−ラクトンが得られた。このときの反応剤、そ
の使用量２反応時間および目的物の収率を第１、表に示
す。

（以下余白） ＊　　ＨＣｌ：市販的３６％の濃壌酸を使用；ＨＢｒ：
市販的４７％の臭化水素酸を使用ｉＨ，Ｔ：市販約５７
％のヨウ化水素酸を使用 ＊＊　ガスクロマトグラフ定量（カラム　３％５ｉｌｉ
ｃｏｎ　０Ｖ−１７，ｏｎ　Ｕｎｉｐｏｒｔ　ＨＰＳ　
、　３　ｍ；カラム温度２０（１’） ＊＊＊　　消費原料基準収率 実施例り １００ゴのアセトンにＤ−グルクロン酸１．０ｇと臭化
第二銅２２．４　’ｎｆとを加え、６０℃の湯浴中で６
時間還流、攪拌を続けた。この間反応器と冷却管との間
にモレキュラー・シーブス・３Ａ２０りを組込み、還流
溶媒の乾燥を行なった。反応終了後、全量１００ｇ／と
じガスクロマトグラフで定量したところ、１．０２ｇ（
収率９１．５％）の１゜２−０−イソプロピリデン−α
−Ｄ−グμコフラヌロノー６，３−ラクトンが得られた
。

実施例よ １５０ｇ／のシクロヘキサノンと１５０ゴのジクロμメ
タンとの混合液に、Ｄ−グμクロノ−６Ｉ３−ラクトン
２０．０９と臭化第二銅２２３．５ｖｌとを加え、６８
ｔＥの湯浴中で８時間還流、攪拌を続けた。この間、反
応器と冷却管との間にモレキュラー・シーブス・３Ａ　
　３５９を組込み、還流溶媒の乾燥を行なった。反応終
了後、反応液をジクロルメタンで希釈し、重曹水溶液、
水で洗浄し、続いて無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減
圧下で溶媒およびシクロヘキサノンを留去した後、残留
物を少量のヘキサンで洗浄すると２９．０１Ｆの１゜２
−０−シクロへキシリデン−α−Ｄ−りｉｖコフラヌロ
ノ−６，３−ラクトン（純度９９．５％１が得られた。

収率９９．２％。

ｍ点　１ｓｏ〜１５１℃（ベンゼンよシ再結晶）Ｉ　Ｒ
（ｌＫＢｒ）ｃｍ　１３４００．１７８８．１７７３１
１１　Ｍ　Ｒ（ＣＤＣ１３）δ　１．２０〜１．８５（
ＩＯＨ，ｂｒ）。

３．５０（ＩＨ，ｂｒ）、４．５５（ＩＨ，ｂｒ）、４
．７５〜５．０５（３Ｈ，ｍ）、６．０２（ＬＨ，ｄ）
元素分析値　Ｃ工、五〇。ｏ６として 計算値（４）Ｃ５６，２４ｉ　Ｈ６，２９実測値ＨＣ５
６，４３；　Ｈ６，３３ 実施例乙 ５０ＩＩｔのシクロヘキサノン、！：５０＋１１／のジ
クロルメタンとの混合液にＤ−グルクロン酸１．０９と
臭化第二銅２２．４　ＮＪｆとを加え、６８℃の湯浴中
で６時間還流、攪拌を続けた。この間、反応器と冷却管
トの間にモレキュラー・・−・シーブス・３Ａ　２０す
を組込み、還流溶媒の乾燥を行なった。反応終了後、全
量を１００ｍ１？とじガスクロマトグラフ（カラム：３
％５ｉｌｉｃｏｎ○Ｖ−１、ｏｎ　Ｃｈｒｏｍｏｓｏｒ
ｂ　Ｗ、。

２ｍ；カラム温度２００ｔＥ）で定量したところ、１、
１６９の１．２−０−シクロヘキシリデン−α−Ｄ−グ
ルコフラヌロノ−６，３−ラクトンが得られた。収率８
８．０％。

実施例Ｚ りと第２表に示す各触媒とを加え、６８ｔｉの湯浴中で
８時間還流、攪拌を続けた。この間反応器と冷却管との
間にモレキュラー・シーブス・３Ａ２（ｌを組込み、還
流溶媒の乾燥を行なった。反応終了後、ガスクロマトグ
ラフ（条件は実施例乙と同一）で定量したところ、第２
表の結果が得られた。

第２表 ＊　ＨＣＩ：市販約３６％の濃塩酸を使用。ＨＢｒ　：
市販の約４７％の臭化水素酸を使用。■Ｊ：市販約５７
％のヨウ化水素酸を使用。

＊＊消費原料基準収率

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 グルクロン酸またはグルクロノ−６，３−ラクトンとケ
   トンとを（１）塩化第二銅、（２）臭化第二銅。 または（３）（ａ）銅またはその酸化物、水酸化物もし
   くは塩および（ｂ）ハロゲン化水素の存在下に反応させ
   ることを特徴とするグルクロノラクトンケタールの製造
   法。