JPS5951545B2 - フラン誘導体の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、単糖類（グルコースは含まれない）、二種類
を種々の界面活性剤を使用することによる新規な水−有
機溶媒一界面活性剤系での酸分解による一般式（Ｉ）□
（Ｉ） （式中、Ｒは水素原子、メチル基、クロロメチル基を表
わす。

）で表わされるフラン誘導体の好収率、高選択一段製造
法に関する。

当該化合物Ｉ）は医薬あるいは農薬の中間体として有用
である。

従来、糖類の酸分解反応は稀薄水溶液状態での種々の比
色定量法に用いられている。

たとえばフェノール硫酸法は硫酸によつて生成するフル
フラール誘導体とフェノールの反応による発色体の４８
０〜４９０ｍμの吸収極大を比色することによるとされ
ている。しかしながらこの様な条件以外での糖の酸分解
によるフラン誘導体製造の試みは、その通常の低収率性
、フミン質生成等の諸難点のため、いずれも好ましい結
果を得ていなかつた。たとえばフルフラール製造法とし
ては、ペントースであるキシロースの濃硫酸、濃塩酸分
解により約３０〜４０％の収率で得られている（Ｊ。Ａ
ｍｅｒ、Ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、３５４３３１７３１９３２
】□また、低濃度の修酸を用いることにより 糖類であ
る蔗糖から５−ヒドロオキシメチルフルフラールを３０
％収率で、また濃塩酸を用いることにより、５−クロロ
メチルフルフラールが水−四塩化炭素溶媒中で約２１％
のいずれも低収率で得られている（Ｊ、Ｃｈｅｍ、Ｓｏ
ｃ、３６６７３１９４４）Ｏこれらの方法はいずれも反
応中にゲル化、樹脂化などが伴ない、操作が非常に複雑
となる上低収率であることから工業的に実施しうる方法
ではない。さらに蔗糖の酸分解によるフルフラール誘導
体製造の場合、蔗糖のケトヘキソースであるフラグドー
ズ部分のみが反応に関与し、グルコース部分はこの条件
下では反応に関与しない・とされている。

前述のように、これまでに知られた糖の酸分解反応では
、反応に伴う多量のフミン質生成による反応後の濾過、
分液の困難性のため、たとえば５−クロロメチルフルフ
ラールの工業的製造法として、５−アセトキシメチルフ
ルフラールを塩酸と反応させ、アセトキシメチル基をク
ロロメチル基に変換する方法が提案されている（特公昭
４５一３９６９９号）。しかしながら、この方法はフル
フリルアルコールから、アセチル化、ホルミル化など数
工程を経てはじめて目的の５−クロロメチルフルフラー
ルを得るのであつて、必ずしも工業的に有利な方法とは
言い難いのである。、本発明者らは、一般力Ｉ）で表わ
されるフラン誘導体の製造法について鋭意研究した結果
、新規な水−有機溶媒一界面活性剤系で糖の塩酸分解を
行なうと、用いる糖の如何にかかわらず一段で好収率、
高選択で一般式（Ｉ）で表わされるフラン誘導体を製造
できる新しい事実を見出し、さらに種々検討を重ね本発
明を完成するに至つた。

この系はペントース、ヘキソースの単糖類および二糖類
にひろく応用できる一般性を有するものである。また従
来からの欠点であつたフミン質生成、反応後の樹脂化等
の諸問題も本新規系によるミセル状態形成による樹脂化
防止のため克服され、好収率で目的のフラン誘導体が得
られるものである。本新規系による糖類塩酸分解反応の
新しい事実から、従来から求められていた、原料として
豊富であり、安価である糖類を工業的に利用して医薬、
農薬の重豊中間体が製造可能になつた意義は非常に大き
い。本製造方法は、該当糖を反応に不活性な有機溶媒、
触媒量の界面活性剤の存在下、塩酸と混合することによ
り行なわれる。

用いる塩酸をあらかじめ加えてもよいし、反応の進行に
応じて消費される塩酸を継続的にあるいは断続的に添加
してもよい。この場合該当糖を適量の水に溶解させてお
き、塩化水素を吹込んでもよい。反応を終了した液から
、目的とするフラン誘導体（Ｉ）が高純度で得られる。
本発明の原料として用いる糖は、ペントース、ヘキソー
スの単糖類およびそれらの二糖類であつて、例示すれば
ペントースとしてキシロース、リボース、アラビノース
、アルドヘキソースとしてガラクトース、マンノース、
ケトヘキソースとしてフラグドーズ、ソルポース、タガ
トース、さらにメチルペントースとしてラムノース、フ
コースなどである。

また少糖類のうちで二糖類としてはサツカロース、マル
トース、ラクトースなどが用いられる。これらの中で、
たとえばフラグドーズ、サツカロース、異性化糖は原料
として安価に得られ、また反応も容易に進行するので工
業的には有利である。反応に使用する塩酸は市販のもの
でよく、３５％水溶液、塩化水素などが用いられる。そ
の使用量は該当糖１モルに対して５モル以上用いること
に特に利点はない。反応を行なうに際して使用する有機
溶媒としては、反応に不活性な有機溶媒、たとえばベン
ゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼンなどの芳香
族炭化水素およびそのハロゲン化物、メチレンクロリド
、クロロホルム、四塩化炭素などの脂肪族炭化水素など
が用いられる。またメタノール、エタノール、．，不ゾ
プコパノールなどのアルコール類や、酢酸などの水溶液
を用いることも可能である。本発明に使用する相間移動
触媒としての界面活性剤はアニオン性界面活性剤、カチ
オン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活
性剤が用いられる。

これらのうちアニオン性界面活性剤、両性界面活性剤が
好ましく、次いでカチオン性剤となる。アニオン性界面
活性剤としては、高級脂肪酸のアルカリ金属塩（ラウリ
ン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム、ステアリン
酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウムなど）、高級アル
キルスルホン酸塩（ラウリルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのア
ルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム類など）、高級ア
ルコール硫酸エステル塩（ラウリル硫酸エステルナトリ
ウム塩、セチル硫酸エステルナトリウム塩、オレイル硫
酸エステルナトリウム塩、２級アルコールとしてのテイ
ーポール型など）が使用される。カチオン性界面活性剤
としては、第４級アンモニウム塩型（テトラブチルアン
モニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマ
イド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、セチ
ルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラデ
シルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ステア
リルトリメチルアンモニウムクロライド、トリガフリル
モノメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチル
ベンジルアンモニウムクロライド類、セチルビリジニウ
ムクロライド等のピリジニウム塩類など）、アミン塩型
が使用される。両性界面活性剤としては、アミノ酸型（
ラウリルアミノプロピオン酸ソーダなど）、ベタイン型
（ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタ
イン、ラウリルヒドロキシエチルベタイなど）が使用さ
れる。非イオン性界面活性剤としては、ポリエチレング
リコール型（高級アルコールエチレンオキサイド付加物
およびフエノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エ
チレンオキサイド付加物など）や多価アルコール型（高
級脂肪酸ゾルビタンエステル、シユガーエステルなど）
が用いられる。前記の４種の界面活性剤は各々単独で使
用してもよいし、また併用して用いてもよい。使用する
場合はアニ万ン性界面活性剤一両性界面活性剤、カチオ
ン性界面活性剤一両性界面活性剤、アニオ７性界面活性
剤−カチオン性界面活性剤などが用いられる。これらの
うち好ましいのはアニオン性界面活性剤とカチオン性界
面活性剤あるいはアニオン性界面活性剤と両性界面活性
剤のほぼ等量より成る混合界面活性剤を用いる場合で、
系がミセル状態を形成し、樹脂化も少なく反応後の処理
も容易である。好ましい組み合せとしては、たとえば高
級アルキルスルホン酸塩丁部と第４級アンモニウム塩１
部などが用いられる。用いる界面活性剤の量は該当糖１
モルに対して？〜−モル、好ましくは１八八ｎ１１八 ？〜−モルである。

反応温度は特に制限はなく、反応を促進するために加温
することが好ましいが、副反応を抑制するためには１０
０℃以下好ましくは約１０℃から約６０℃の範囲が適当
である。

このような条件下で反応は通常１時間から１０時間で完
結する。反応の進行度はガスクロマトグラフイ一他常法
によつて知ることができる。反応を終了した液から、目
的とする５−クロロメチルフルフラールなどのフラン誘
導体（１）が高純度で得られる。必要によつてはクロマ
トグラフイ一他常法の手段で精製することも可能である
。以上詳述したように、本発明の方法によつてフラン誘
導体（１）の製造は工業的にきわめて有利になり、たと
えば５−クロロメチルフルフラールの場合、これより誘
導される５−プロパルギルフルフリルアルコールを使用
したピレスロイド化合物はすぐれた殺虫剤として重要で
ある。次に実施例によつて本発明の方法をさらに詳細に
説明する。

実施例 １ 市販Ｄ−（へ）−フラグドーズ５ｆ１（０．０２８モル
）、二種の界面活性剤セチルトリメチルアンモニウムク
ロライド８９．６Ｔ１！ｆ（０．０００２８モル）、ラ
ウリルベンゼンスルホン酸ナトリウム９７．６Ｔｎｆｉ
（０．０００２８モル）を冷却管、撹拌機付の三つロフ
ラスコに入れ水を５ｍ１１トルエン３０７！Ｌｌを加え
攪拌した。

その後室温にて約４０分過剰モルの塩化水素（約１５９
）をよく攪拌しながら吹込み、さらに同じく室温で２．
５時間攪拌した後上部トルエン層を水より分離した。新
たにトルエン３０ＴＩＬＩと上記二種の界面活性剤を各
々最初の仕込時と同量添加し、室温にて２．５時間攪拌
した後再び上部トルエン層分離を行なつた。このトルエ
ン層抜取り添加操作を合計３回繰返し、合計したトルエ
ン全液をセライトを通してろ過後ＮａＨＣＯ３水で中和
、Ｎａ２ｓＯ４で乾燥後濃縮して薄褐色の粗液生成物、
５−クロロメチルフルフラール約３．１０９（理論４．
０１ｆ１）を得た。実施例 ２ 市販Ｄ−…−サツカロース５ｆ１（０．０１４モル）、
二種の界面活性剤セチルトリメチルアンモニウムクロラ
イド４７．１Ｔ１１ｉ（０．０００１４モル）、ラウリ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム５１．３ｍｆ（０．０
００１４モル）、を冷却管、攪拌機付の三つロフラスコ
に入れ水を５ｍ１１トルエン３０ｄを加え撹拌した。

その後室温にて約３０分過剰モルの塩化水素をよく攪拌
しながら吹込み、さらに室温にて３時間反応させた後上
部トルエン層を水層より分離した。新たにトルエン３０
１！Ｌｌｌと上記二種の界面活性剤を各々最初の仕込時
と同量添加し、室温にて再び３時間反応させた後トルエ
ン層分離を行なつた。このトルエン層抜取り添加操作を
合計３回繰返し合計したトルエン液をセライトを通して
淵過後ＮａＨＣＯ３水で中和、Ｎａ２ｓＯ４で乾燥後濃
縮して粗生成物、５−クロロメチルフルフラール約２．
６９を得た。副生成物はなかつた。実施例 ３市販Ｄ−
…−ガラクトース５９（０．０２８モル）、二種の界面
活性剤セチルトリメチルアンモニウムクロライド８９．
６ｍｆ（０．０００２８モル）、ラウリルベンゼンスル
ホン酸ナトリウム９７．６η（０，０００２８モル）を
実施例１と同様の三つ口フラスコに入れ、トルエン３０
ａを加え撹拌懸濁させた。

約６ａの３５％塩酸水溶液を滴下ロードより約１時間か
けて滴下し、その後５０℃にて撹拌しながらやや過剰の
塩化水素を３時間かけてゆつくり吹込み、さらに５．時
間撹拌を行なつた後、少量の水で反応液を稀釈し、トル
エンで洗浄しながらセライトを通して濾過した。トルエ
ン層につき中和、乾燥、濃縮して粗生成物、５−クロロ
メチルフルフラール約１．９９（論理４．０１９）を得
た。実施例 ４ 市販Ｄ−←｝−フラグドーズ５９（０．０２８モル）、
二種の界面活性剤ラウリル酸ナトリウム６２．２ＴＲ９
（０．０００２８モル）、テトラブチルアンモニウムブ
ロマイド９０．２Ｗ９（０．０００２８モル）を実施例
１と同様の三つロフラスコに入れ、水５．ゴ、四塩化炭
素３０ｇＬＩ！を加え攪拌した。

その後室温にて約３０分間過剰モルの塩化水素を吹込み
、さらに室温にて２．５時間撹拌した後下部四塩化炭素
層を水層より分離しｆら新たに四塩化炭素３０ゴと上記
二橿の界面活性剤を各々最初の仕込時と同量添加し、室
温にて２．５時間攪拌した後、再び下部四・塩化炭素層
分離を行なつた。この西塩化炭素抜取り添加操作を計３
回繰返し、合計した四塩化炭素全液をセライトを通して
濾過後、中オ氏乾燥、濃縮して粗生成物５−クロロメチ
ルフルフラール約２．０ｆ１を得た。実施例 ５ 市販Ｌ −Ｈ−ソルポース２．５９（ ０．０１４モル
）、二種の界面活性剤セチルトリメチルアンモニウムク
ロライド４７．１ｆ１１９（ ０．０００１４モル）、
ラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウム５１．３１ｎ９
（ ０．０００１４モル）を冷却管、攪拌機付の三つロ
フラスコに入れ、水２．５ｍｉ）トルエン１５“を加え
撹拌した。

その後室温にて約３０分間過剰モルの塩化水素を吹込み
、さらに室温にて２．５−時間攪拌した。反応液を少量
の水−トルエンで洗浄しながらセライトを通して濾過し
た後、トルエン層を中和、乾燥した後、濃縮して粗生成
物５−クロロメチルフルフラール約１．０ｆ１（理論２
．０９）を得た。実施例 ６ 市販Ｄ−…−キシロース５９（ ０．０３３モル）、二
種の界面活性剤セチルジメチルベンジルアンモニウムク
ロライド１３０Ｗ９（ ０．０００３３モル）、ラウリ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム１１４７ＲＩｉ（ ０
．０００３３モル）を三つロフラスコに入れ、トルエン
３０“を加え攪拌懸濁させた。

約６“の３５％塩酸水溶液を滴下ロードより約１時間か
けてよく攪拌しながら滴下し、その後５０℃にて攪撹し
ながらやや過剰の塩化水素を３時間かけてゆつくり吹込
み、さらに５時間撹拌を行なつた。少量の水で反応液を
稀釈し、トルエンで洗浄しながらセライトを通してろ過
した。トルエン層につき中和、乾燥後濃縮して粗生成物
、フルフラール約１．９ｆ１（理論３．１７９）を得た
。副生成物は得られなかつた。実施例 ７ 市販Ｌ−…−ラムノース水和物（６−デソキシ一Ｌ−マ
ンノース・ Ｈ２Ｏ）５９（ ０．０２７モル）、二種
の界面活性剤、セチルトリメチルアンモニウムクロライ
ド８６．４Ｗ９（ ０．０００２７モル）、ラウリルベ
ンゼンスルホン酸ナトリウム９４．１ｍ９（０．０００
２７モル）を冷却管、攪拌機付の三つロフラスコに入れ
、水５“、トルエン３０“を加え撹拌した。

その後室温にて約３５分過剰モルの塩化水素をよく攪拌
しながら吹込み、さらに５０℃において３時間攪拌した
後上部トルエン層を水層より分離した。新たにトルエン
３０ゴと上記二種の界面活性剤を各々最初の仕込時と同
量添加し、５０℃にて３時間攪拌した後再びトルエン層
分離を行なつた。この抜取り添加操作を合計３回繰返し
、合計したトルエン全液をセライトを用いてろ過した後
ＮａＨＣＯ３で中和、Ｎａ２ｓＯ４で乾燥後濃縮して粗
生成物５−タチルフルフラール約１．８９（理論２．９
７９）を得た。実施例 ８ 市販Ｄ−←）−フラグドーズ１０．０１（ ０．０５６
モル）と濃塩酸２３．３９（３５％：フラクトースに対
し４当量）を約２０℃にて２時間ゆつくりと撹拌した後
カチオン性界面活性剤であるコータミン２４Ｐ（花王ア
トラス製；ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド
の２７．５％水溶液）０．１９を加えさらに１５分間攪
拌した。

この反応液を前反応液とする。一方、別途あらかじめ用
意した冷却管、温度計、攪拌機付の四つロフラスコにト
ルエン１００“を仕込み、オイルバスにより８０℃に設
定しておく、この四つロフラスコ中に攪拌しながら、上
記前反応液をその反応の終了後直ちに約２０〜３０分要
して滴下を行なつた後約１０分間保温攪拌した（後反応
）。その後撹拌しながち直線的に室温まで降下（約３０
分〜１時間）してから少量の水を加え攪拌後靜置した。

この静置反応液を吸引ろ過する。生成する少量のフミン
質を別途、反応フラスコ、攪拌羽根等を洗つた少量のト
ルエン液を洗液として洗浄する。静置ろ液を分液しトル
エン層を取得する。この有機層を飽和食塩水で２回洗浄
後硫酸マグネシウムで乾燥する。乾燥後濃縮して薄褐色
の粗液生成物、５−クロロメチルフルフラール約６．２
８９（理論量８．０２９）を得た。

実施例 ９，１０ 実施例８に準じて反応、後処理を行つた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単糖類（グルコースは含まれない）、二糖類を塩酸
   分解することにより、一般式▲数式、化学式、表等があ
   ります▼ （式中、Ｒは水素原子、メチル基またはクロロメチル基
   を表わす。 ）で表わされるフラン誘導体を得るに当り、水−有機溶
   媒系に触媒量の界面活性剤を用いることを特徴とするフ
   ラン誘導体の製造法。