JPS61200951A - シクロペンタンカルボン酸誘導体 - Google Patents

シクロペンタンカルボン酸誘導体

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JPS61200951A
JPS61200951A JP60040947A JP4094785A JPS61200951A JP S61200951 A JPS61200951 A JP S61200951A JP 60040947 A JP60040947 A JP 60040947A JP 4094785 A JP4094785 A JP 4094785A JP S61200951 A JPS61200951 A JP S61200951A
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JP
Japan
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group
formula
compound
solution
lower alkyl
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Application number
JP60040947A
Other languages
English (en)
Inventor
Kosuke Yamauchi
孝介 山内
Kaneaki Hattori
服部 兼明
Shunichi Ikeda
俊一 池田
Kentaro Tamaoki
玉置 健太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KH Neochem Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
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Publication date
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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】 産業上の利用分野 本発明は顕著な甘味作用を有する新規化合物の有用な新
規合成中間体に関する。
従来の技術 カロリー低減や経済的な理由から砂糖に代わる甘味剤の
研究開発が行われてきた。しかしながら、例えばサッカ
リンは苦い後味を有している。又、アスパルテームは、
すなわちL−アスパルチル−し−フェニルアラニンメチ
ルエステルは中性〜酸性pH域、特に中性pH域で不安
定であり、ジケトピペラジンが生成したり、メチル基が
加水分解により外れたりする。
式 で表されるN−(L−アスパルチル)−N’−(2,2
,5,5−テトラメチルシクロペンクンカルボニル)−
R−1,1−ジアミノエタンが強い甘味(ショ糖の60
0〜1000倍の甘味)を有するとともに望ましくない
フレーバーを有さず、水溶液中や調理中等の熱に安定で
あり、又分解産物が生体に有害でないことが見出された
本発明は、かかる新規甘味化合物の有用な新規合成中間
体を提供しようとするものである。
発明の概要 本発明は式(I) (式中、XはCO,R’ C式中、R1はアラルキル基
(アリール部はフェニル基、ナフチル基もしくはアント
リル基を表し、アルキル部は低級アルキル基を表す)、
テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、又
は非置換もしくは置換低級アルキル基(ここで置換基は
低級アルコキシ基。
低級アルキルチオ基、アシル基、ハロゲン原子。
ニトロ基又1tp−)ルエンスルホニル基テアル)ヲ表
ス〕、カルバモイル基、アミノ基又はNHCO2R2C
式中、R2はアラルキル基(アリール部はフェニル基、
ナフチル基もしくはアントリル基を表し、アルキル部は
低級アルキル基を表す)、又は非置換もしく°は置換低
級アルキル基(ここで置換基はハロゲン原子、低級アル
キルチオ基モジ<はp−)ルエンスルホニル基である)
を表す〕)で表される2、 2.5.5−テトラメチル
シクロペンクンカルボン酸誘導体〔以下、化合物(1)
という。他の式番号の化合物についても同様〕に関する
式(1)の各基の定義中、R1,R2における「非置換
もしくは置換低級アルキル基」の低級アルキル基は炭素
数1〜6の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、例えば
メチル、エチル、n−プロピル、l−プロピル、m−ブ
チル等を包含する。
R’、R’におけるアラルキル基の定義に関し、低級ア
ルキル基は炭素数1〜4の直鎮状もしくは分枝状のアル
キル基、例えばメチル、エチル等を包含する。R1にふ
ける、低級アルコキシ基は炭素数1〜6の直鎮状もしく
は分枝状のアルコキシ基、例えばメトキシ、ニドキシ等
を、アシル基はアセチル、ベンゾイル、p−メトキシベ
ンソイル等をそれぞれ包含する。R′、R2における、
低級アルキルチオ基は炭素数1〜6の直鎖状もしくは分
枝状アルキルチオ基、例えばメチルチオ、エチルチオ等
を、ハロゲン原子は塩素、臭素等をそれぞれ包含する。
次に化合物(1)の製造法について説明する。
化合物(1)は以下の工程式Aによって製造することが
できる。
工程式A 3J 〔式中、Yはハロゲン原子、例えば塩素、臭素を表し、
φI(○ΔC)2はヨードベンゼンジアセテートであり
、R1,R2は前記と同義である〕ラニン誘導体、例え
ばL−アラニンメチルエステル塩酸塩と2.2.5.5
−テトラメチルシクロペンタンカルボニルクロリドとを
不活性溶媒中、塩基の存在下反応させる。
塩基としてはトリエチルアミン、ピリジン等が、不活性
溶媒としてはテトラヒドロフラン、 N、 N−ジメチ
ルホルムアミド等が用いられる。反応温度は一80℃か
ら室温、反応時間は1〜20時間が好ましい。
次に化合物(1)とアンモニアとを不活性溶媒中反応さ
せて化合物(2)とする。不活性溶媒としてはメタノー
ル、エタノール等が用いられる。アンモニアは化合物(
1)に対し過剰に例えば2〜10倍モル使用するのが反
応の円滑な進行に好ましい。反応温度は室温程度、反応
時間は一昼夜程度が好ましい。
次に化合物(2)とヨードベンゼンジアセテート等とを
水系溶媒(例えば、水−テトラヒドロフラン。
水−アセトニトリル等)中反応させて化合物(3)とす
る。反応温度は水冷から40℃、反応時間は数時間程度
が適当である。
化合物(4)は化合物(鴫)から化合物(3)を製造す
る反応において、水系溶媒の代わりにアルコール類(例
えば、ベンジルアルコール、メタノール等)を用い、同
様の条件で反応させることにより製造することができる
化合物(3)は又、化合物(4)からも導くことができ
る。すなわち、化合物(4)においてR2がベンジル基
などのアラルキル基の場合、酢酸などの酸存在下、メタ
ノール、テトラヒドロフラン、酢酸エチルなどの溶媒中
、常圧から30気圧の水素圧下、0℃から50℃の温度
で1から20時間接触還元を行う。触媒としては通常、
パラジウム炭素が用いられる。
化合物(4)においてR2が非置換もしくは置換低級ア
ルキル基の場合、水系溶媒(例えば、水−メタノール、
水−テトラヒドロフラン等)中、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウムなどのアルカリにより加水分解を行う。反
応条件としては1〜10当量のアルカリを用い、水冷か
ら50℃の温度で1〜24時間反応を行うのが適当であ
る。
化合物(3)およびその塩に、例えばL−アスパラギン
酸誘導体、アミノマロン酸誘導体等を縮合させ、さらに
必要があれば保護基を除くことにより、強い甘味を有す
る合成甘味剤を製造することができる(参考例1〜3)
なお、出発原料のひとつである2、 2.5.5−テト
ラメチルシクロペンクンカルボニルクロリドは、例えば
後述の参考例(4)〜(9)の方法により製造すること
ができる。その方法を反応式で表せば次のようになる。
以下、実施例および参考例について述べる。
実施例1゜ L−アラニンメチルエステル塩酸塩50gをN。
N−ジメ゛チルホルムアミド357mlとテトラヒドロ
フラン357mlの混合溶媒に溶解し、−50℃に冷却
した。ついで、トリエチルアミン72.3 gをテトラ
ヒドロフラン179+++1に溶解した液を同温度で添
加し、さらに、2,2.5.5−テトラメチルシクロペ
ンクンカルボニルクロリド67.4gをテトラヒドロ7
ランL 7 Qmlに溶解した液を同温度で添加した。
ついで、攪拌しながら室温まで昇温し、さらに室温で9
0分間反応を行った。
反応後、水1.81を加え、酢酸エチルで抽出した。
有機層を水および飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マ
グネシウムで乾燥し、濾過した。炉液を減圧下濃縮し、
(−) −N−(2,2,5,5−テトラメチルシクロ
ペンクンカルボニル)アラニンメチルエステル89.6
 gを結晶として取得した。
収率:9g、3%、m、p、 : 86.7℃[(2)
 ”−58,0° (C=0.2.MeOH)’H−N
MR(90MHz in CDCj!、):δ1.10
 (s、 12N)、 1.39 (d、 J=8Hz
、 3fl)、 1.55(m、 4H)、 1.86
 (s、 IH)、 3.74 (s、 3H)、 4
.69(quint、 J=8Hz、  1tl)、 
5.87 (br、s、  1)1)l R: v■’
  csa−’ 3300、2920.1760.1650.1540実
施例2゜ (−) −N−(2,2,5,5−テトラメチルシクロ
ペンクンカルボニル)アラニンメチルエステル87、6
 gを700flllのメタノールに溶解し、冷却下、
アンモニアガスを飽和するまで吹き込んだ。
反応液を密閉容器中、室温に20時間保った。
ついで減圧下濃縮し、(−) −N−(2,2,5,5
−テトラメチルシクロペンタン力ルボニル)アラニンア
ミド82.8 gを結晶として取得した。
収率:100%、m、p、 : 155.4℃1.05
 (3,12H)、  IJ4 (d、  J=8Hz
、 3)1)、  1.50(a+、 4H)、 1.
88 (s、 IH)、 4.63 (quint、J
=81(z。
IH) I R: v”’   cm−’ 3370、 3190.2920. 1680. 16
50. 1620. 1500実施例3゜ (−) −N−(2,2,5,5−テトラメチルシクロ
ベンクンカルボニル)アラニンアミド13.34 gを
アセトニトリル5(1mlおよび水5 Qmlの混合溶
媒に溶解し、水冷下、ヨードベンゼンジアセテート30
.37 gを加え、同温度で2時間攪拌した。
さらに室温で1.5時間攪拌した後、水40 Qmlお
よびクロロホルム40 Qmlを加え、分液した。
水層に10%水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHをl
Oに調整した後、クロロホルム25 Qmlで2回抽出
した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、濾過し
た。p液を減圧下濃縮し、(−)−N−(2,2,5,
5−テトラメチルシクロペンクンカルボニル)−1,1
−ジアミノエタン7、88 gを結晶として取得した。
収率:59.3%、m、p、 : 79.9℃Cα) 
”−42,0° (C=0.2.MeOH)’HNMR
(90MHz  +n CDCj!3):δ1.08 
(s、 6)1)、  1.10 (s、 3H)、 
 1.12 (s、  3H)。
1.27 (d、  J=7Hz、  3)1)、  
1.54 (m、  4H)、  1.73(s、  
IH)、 4.87 (quint、J=7Hz、  
LH)■RニジKIlrc「1 3300、 2920. 1638. 1520実施例
4゜ (−) −N−(2,2,5,5−テトラメチルシクロ
ペンクンカルボニル)アラニンアミド6.00gをベン
ジルアルコール20m1に懸濁し、水冷下ヨードベンゼ
ンジアセテート9.16 gを加え、同温度で3時間攪
拌した。さらに室温で3時間攪拌した後、飽和炭酸水素
す)IJウム水溶液10 Qmlおよびクロロホルム3
0 Qmlを加え、分液した。有機層を無水硫酸マグネ
シウムで乾燥後、濾過した。
ν液を減圧下濃縮し、トルエン20m1より結晶化して
(−) −N−(2,2,5,5−テトラメチルシクロ
ペンクンカルボニル’)−N’−ベンジルオキシカルボ
ニル−1,1−ジアミノエタン6.70gを取得した。
収率ニア7%、m、p、 : 146.5℃(α) ”
−22° (C=0.2.MeOH)’H−NMR(9
0MHz  in CDCj!3) :δ1.03 (
s、  9H)、  1.06 (s、  3H)、 
 1.50 (m、  7H)。
1.74 (s、  IH)、  5.05 (s、 
 2)1)、  5.18 (q、  J=8.5fl
z、  IH)、  7.30 (s、  5H)IR
: νKlr   C「1 3280、 2920. 1690. 1660. 1
640. 1560. 1515参考例1゜ (−) −N−(2,2,5,5−テトラメチルシクロ
ペンクンカルボニル)−N’−ベンジルオキシカルボニ
ル−1,1−ジアミノエタン3.46 gをテトラヒド
ロフラン301′I11に溶解し、酢酸1.20g右よ
び10%パラジウム−炭素触媒350mgを加え水素を
吹き込みながら、室温、大気圧下、5時間攪拌した。反
応後、トリエチルアミン1.01gを加え、触媒を炉別
した。p液を約I Qmlとなるまで減圧下濃縮した(
A溶液)。
Nα−ベンジルオキシカルボニル−β−ベンジル−し−
アスパラギン酸3.57 gをテトラヒドロフランlQ
mlおよびN、N−ジメチルホルムアミドl Qmlの
混合溶媒に溶解し、−78℃に冷却した。ついで、トリ
エチルアミン1.01gをテトラヒドロフラン3mlに
溶解した液およびクロルギ酸イソブチル137 gをテ
トラヒドロフラン3mlに溶解した液を加え、1時間攪
拌した(B溶液)。
B溶液に一78℃でA溶液を添加し、同温度で30分間
攪拌した後、さらに室温で1時間攪拌した。
ついで水20 Qmlを加え、酢酸エチル35 Qml
で抽出した。有機層を10%クエン酸水溶液100m1
.飽和炭酸水素ナトリウム水溶液150m1、および飽
和食塩水で順次洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾
燥し、濾過した。炉液を減圧下濃縮し、シリカゲルカラ
ムクロマトグラフィー(クロロホルムで溶出)により精
製し、N−(Nα−ベンジルオキシカルボニル−β−ベ
ンジル−し−アスパルチル) −N’ −(2,2,5
,5−テトラメチルシクロペンクンカルボニル) −R
−1,1−ジアミノエタン3.20 gを結晶として取
得した。
収率:58%、m、p、 : 115.7℃(α) 2
G−28,5° (C=0.2.MeOH)’H−NM
R(90MHz in CDCl2.) :δ1.04
 (S、 9H)、 1.08 (S、 IJI)、 
1.44 (d、 J=8Hz。
3H)、 2.84 (^BdQ、 JA!+48)1
2. JAX=JBX=61(Z。
2H)、 4.48 (m、 IH)、 5.06 (
s、 4H)、 5.28 (q。
J=8Hz、 IH)、 7.30 (s、 l0H)
I R: v”’  cm−’ 3350、3290.3240.2920.1740.
1?10.1650゜1540、1510 参考例2゜ Nα−ベンジルオキシカルボニル−β−ベンジル−し−
アスパラギン酸1.73gをN、N−ジメチルホルムア
ミドlQmlとテトラヒドロフランl Qmlの混合溶
媒に溶解し、−30℃に冷却した。
ついで、トリエチルアミン505mgをN、N−ジメチ
ルホルムアミド3mlに溶解した液およびクロルギ酸イ
ソブチル683mgをテトラヒドロフラン3mlに溶解
した液を加え、同温度で1時間攪拌した。
次に、トリエチルアミン505mgをテトラヒドロフラ
ン3mlに溶解した液および(−) −N−(2,2,
5,5−テトラメチルシクロペンタンカルボニル)−1
,1−ジアミノエタン1.06gをテトラヒドロフラン
3ωlに溶解した液を同温度で加え、1時間攪拌した後
、さらに室温で1時間攪拌した。
以下、実施例6と同様の後処理を行い、N−(Nα−ベ
ンジルオキシカルボニル−β−ベンジル−し−アスパル
チル) −N’ −(2,2,5,5−テトラメチルシ
クロペンクンカルボニル)−R−1,1−ジアミノエタ
ン2.19 gを取得した。
収率ニア9.2% 参考例3゜ N−(Nα−ベンジルオキシカルボニル−β−ベンジル
−し−アルパルチル) −N’ −(2,2,5゜5−
テトラメチルシクロペンクンカルボニル)−R−1,t
−ジアミノエタン5.52 gをメタノール5 Qml
および水20m1の混合溶媒に溶解し、10%パラジウ
ム炭素触媒1.1gを加え、15kg/cutの水素圧
下、常温で5時間接触還元を行った。反応後、触媒を炉
別し、P液を減圧下濃縮した。残渣を水2Qmlより結
晶化させ、N−L−アスパルチル−N’ −(2,2,
5,5−テトラメチルシクロペンクンカルボニル)−R
−1,1−ジアミノエタン2、26 gを得た。
収率:69% 1.04 (s、 12N)、 1.24 (d、 J
=8Hz、 3)1)、 1.48(m、 4H)、 
1.96 (S、 1)1)、 3.70 (m、 1
tl)IR: v”’  cm−’ 3300、1670.1555.1505参考例4゜ 2、2.5.5−テトラメチルシクロペンタンカルボン
酸の合成 (1)50%水素化ナトリウム144gにテトラヒドロ
フラン1851を加え、水冷下、シクロペンタノン53
.6 gのテトラヒドロフラン350+111への溶液
を窒素気流下滴下した。ついで、硫酸ジメチル2851
+11とテトラヒドロフラン120m1の溶液を水冷下
、ゆっくりと滴下した後、2時間加熱還流した。
冷却後、t−ブタノール10 Qmlをゆっくりと滴下
し、過剰の水素化す) IJウムを分解した後、水1.
ORを加えた。反応混合物をさらに2時間加熱還流し、
過剰の硫酸ジメチルを分解した。冷却後、分液し、有機
層は飽和食塩水で洗浄した後、芒硝で乾燥した。溶媒を
減圧留去し、残液を減圧蒸留し、2.2.5.5−テト
ラメチルシクロペンタノン59gを得た(b、p、 5
5℃720mmHg)。
’HNMR(9(IMHz +n CDCj2J :δ
1.04 (s、  12H)、 1.77 (s、 
4H)(2) 2.2.5.5−テトラメチルシクロペ
ンタノン28、0 gをテトラヒドロフラン50m1に
溶解し、50%水素化ナトリウム9.8gを加え、加熱
還流した。
同温度でジメチルスルホキシド4 Qmlおよびテトラ
ヒドロフラン5Qmlの混合液をゆっくり滴下した。さ
らに同温度で3時間加熱した後、冷却した。水20 Q
mlを加え、酢酸エチル200m1で2回抽出した。有
機層を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾
燥し、濾過した。
P液を減圧濃縮し、n−ヘキサン7 Qmlより結晶化
し、2.2.5.5−テトラメチルシクロペンチリデン
メチル−メチルスルホキシド29.2 gを得た。m、
p、74.7℃ ’H−NMR(90MHz in CDCj!s) :
δ1.09 (s、 3)1)、 1.15 (s、 
3H)、 1.23 (s、 3)1)。
1.43 (s、 3H)、 1.62 (s、 4H
)、 2.57 (s、 38)。
5.90 (s、 Ift) IRニジs+0 1050  cm−’元素分析:CI
IH2゜O8として 理論値  C65,95%、 H10,06%実測値 
 C65,76%、 810.00%(3)  2,2
.5.5−テトラメチルシクロペンチリデンメチル・メ
チルスルホキシド5.0 g 、無水酢酸5、2 g 
、ピリジン3.5gおよび1.2−二塩化エタン5a+
1を混合し、7.5時間加熱還流した。冷却後、飽和炭
酸水素ナトリウム水溶液50m1を加え、酢酸エチル2
00ffllで抽出した。有機層を10%硫酸銅水溶液
80m1で洗浄した後、水80m1で再度洗浄した。
無水硫酸マグネシウムで乾燥処理を行い、減圧濃縮した
。残液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エ
チル−n−ヘキサン系で展開)により精製した後、減圧
蒸留を行い、2,2゜5.5−テトラメチルシクロペン
チリデンメチル・アセトキシメチルスルフィド5.2 
gヲb、p。
81℃/2mmHgの無色油状物質として得た。
I R: Vc−@1750 cr’ ’H−NMR(90MHz in CDCj!s) :
δ1.07 (s、 6B)、 1.24 (s、 6
H)、 1.56−(s、 4H)。
2.08 (s、 3N)、 5.17 (s、 2H
)、 5.75 (s、 II()元素分析: C+5
)IzoOzSとして理論値  C64,96%、 8
8.39%実測値  C64,83%、 88.27%
(4) 2.2.5.5−テトラメチルシクロペンチリ
デンメチル・アセトキシメチルスルフィド4.5gをメ
タノール9Qmlに溶解し、−50℃まで冷却した。同
温度で臭素8.63 gを加え、徐々に室温まで昇温し
た。
さらに室温で8時間攪拌した後、水30 Qmlを加え
、クロロホルム20 Qmlで2回抽出した。
有機層を合わせて、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液30
 Qmlで洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後
、減圧濃縮した。残液をさらに減圧蒸留して、1−ホル
ミル−2,2,5,5−テトラメチルシクロペンクン2
.47 gをす、p、102℃/45mmHgの無色油
状物質として得た。
’H−NMR(90MHz in CDCJ!、):δ
1.10 (8,6tl)、 1.19 (s、 6)
1)、 1.62 (s、 4)1)。
1.91 (d、 J=5.4flz、 IH)、 9
.77 (d、 J=5.4)1z。
I R: v′′。t1710 am−’元素分析:C
2゜H,IOとして 理論値  C77,86%、 811.76%実測値 
 C77,83%、 811.7T%(5)l−ホルミ
ル−2,2,5,5−テトラメチルシクロペンクン2.
47 gをアセトン26n1に溶解シ、水冷下、ジョー
ズ試薬5.2mlを加えた。室温で4時間攪拌した後、
水26+111.酢酸エチル26m1およびイソプロピ
ルアルコール2.6mlヲ加え、室温で30分間攪拌し
た。ついで分岐し、育機層を水および飽和食塩水で洗浄
した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、p過した。P
液を減圧上濃縮し、2.2.5.5−テトラメチルシク
ロペンタンカルボン酸2.51gを取得した。
収率:92% (6)  2.2.5.5−テトラメチルシクロペンタ
ンカルボン酸2.51 gをトルエンl Qa+Iに溶
解し、塩化チオニル2.5mlを加え、80℃で3時間
攪拌した。
ついで、反応液を濃縮後、減圧蒸留し、2.2゜5.5
−テトラメチルシクロペンクンカルボニルクロリド2.
0gを得た。b、p、110〜b/60mmHg 収率:69% 特許出願人(102>協和醗酵工業株式会社手続補正書 昭和60年4月22日 1、事件の表示 昭和60年特許願第40947号 2、発明の名称 シクロペンタンカルボン酸誘導体 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 郵便番号 100 住所  東京都千代田区大手町−丁目6番1号名称 (
102)協和醗酵工業株式会社(3)13頁15行の「
58%」を「79%」に訂正する。
(4)17頁5行のr 29.2 g Jをr32.o
gJに訂正する。
(5)18頁4行のr5.2gJをr5.4gJに訂正
する。
(6)18頁T1行のr2.47gJをr2.23gJ
に訂正する。
(7) 19頁Te行のr2.51gJをr2.13g
Jに訂正する。
(8)19頁頁下行の「92%」を「78%」に訂正す
る。
手  続  補  正  書 ノ、。
昭和60年5月20旦。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 式 ▲数式、化学式、表等があります▼ {式中、XはCO_2R^1〔式中、R^1はアラルキ
    ル基(アリール部はフェニル基、ナフチル基もしくはア
    ントリル基を表し、アルキル部は低級アルキル基を表す
    )、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基
    、又は非置換もしくは置換低級アルキル基(ここで置換
    基は低級アルコキシ基、低級アルキルチオ基、アシル基
    、ハロゲン原子、ニトロ基又はp−トルエンスルホニル
    基である)を表す〕、カルバモイル基、アミノ基又は NHCO_2R^2〔式中、R^2はアラルキル基(ア
    リール部はフェニル基、ナフチル基もしくはアントリル
    基を表し、アルキル部は低級アルキル基を表す)、又は
    非置換もしくは置換低級アルキル基(ここで置換基はハ
    ロゲン原子、低級アルキルチオ基もしくはp−トルエン
    スルホニル基である)を表す〕}で表される2,2,5
    ,5−テトラメチルシクロペンタンカルボン酸誘導体。
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