JPS63165394A - スクロース誘導体の製造法 - Google Patents

スクロース誘導体の製造法

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JPS63165394A
JPS63165394A JP62233624A JP23362487A JPS63165394A JP S63165394 A JPS63165394 A JP S63165394A JP 62233624 A JP62233624 A JP 62233624A JP 23362487 A JP23362487 A JP 23362487A JP S63165394 A JPS63165394 A JP S63165394A
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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】 本発明は新規スクロース誘導体、スクロースの環状4,
6−オルソエステルに関し、更には出発物質として4,
6−オルソエステルを使ってスクロース6−エステルを
製造する方法に関する。スクロース6−エステルはスク
ラロース、これはスクロースの甘味の数百倍を有する高
度甘味剤(英国特許第1,543,167号明細書)、
の−製造方法の重要な中間体である。
スクラロースの製造は塩素原子を’ −および6′ −
位に導入(3つの一層ヒドロキシ基のうち2つと置換)
および4−位(2級ヒドロキシ基の置換)することであ
る。6−位の3番目の一層ヒドロキシ基は未反応状態に
残さねばならない。
スクラロースへの重要な経路は、反応させる8つのヒド
ロキシ基を保護せず、すべて残りのヒドロキシ基を保護
する2、3,6.3′、4′ −ペンタ−O−アセチル
スクロースの製造である(例えば、米国特許第4,36
2,869号明細書又はEP 31,651 B号明細
書参照)。
3つの位置を塩素化させながら、5つの位置を塩素化し
ないように選択的に保護するのは多くの技術的困難を伴
なう。別法としては、適当な条件下で4.’  および
6′位に選択的に塩素化しうるスクロース6−エステル
を製造する方法である。スクロース6エステルの製造法
およびそのスクラロースへの転換法は英国特許第2,0
79,749 B号明細書に開示されている。しかし、
この方法は主な位置の1つ以上に置換基を有するアシル
化スクロース誘導体混合物であるが、大部分が6−モノ
アシル化スクロースを製造するものである。この方法は
スクラロースへの魅力的な経路であるが、スクロース6
−エステルの一層選択的な製造法のニーズがある。
新規なスクロース誘導体を容易に得ることができかつこ
れらの誘導体、4,6−オルソエステルを加水分解して
スクロース4−および6−エステルの混合物を得ること
ができ、それを簡単に異性化して、実l的に4−エステ
ルのない高収量の6−エステルを供しうるという知見に
基づいて本発明はなされた。
炭水化物の環状オルソエステルは報告されている。これ
らの最良のものは二環状1,2−グリコピラノシル誘導
体で、これはグリコジルハライドから製造でき、ジサッ
カライドの合成の中間体として使われた( Koche
tkou & Bochkou 、 Methods 
1nCarbohydrate Chemistry 
、 VI、アカデミツクプレス、ニューヨークとロンド
ン、1972.480)。他の位置のオルソエステルは
余り知られてなく、Ferrier  とCo11in
s (Monosaccharide Chemist
ry 。
ペンギンブック、196)によれば、適当な炭水化物ジ
オールとトリアルキルオルソエステルの酸触媒反応によ
り製造できると言われている。酸接触下トリアルキルオ
ルソエステルをスクロースと反応させると、他の異性体
を含まず高収量の4,6−オルソエステルを得ることが
分った。これらのスクロース4,6−オルソエステルは
新規化合物である。
本発明で使う新規スクロース誘導体はスクロースアルキ
ル4,6−オルソアシレート、即ち、一般式 (式中、R1はアルキル基であり、特に炭素原子1−3
個のアルキル基、例えばメチル、エチル又はプロピル基
であり、R2はアルキル基又はアリール基であり、炭素
1−4個のアルキル基、例えばメチル、エチル、プロピ
ル又はブチル基であり、又はフェニル基が望ましい)を
有する化合物である。一般式Iの特に有用な化合物はス
クロースメチル4,6−オルソアセテート、スクロース
エチル4,6−オルソアセテート、スクロースメチル4
.6−オルソブチレートおよびスクロースメチル4,6
−オルソベンゾエートである。これらの新規化合物は本
発明の一つの特徴である。
本発明によれば、スクロースアルキル4,6−オルソア
シレートを温和な水性酸加水分解に供し、スクロースの
4−および6−モツニステル混合物を得て、ついでその
エステル混合物を塩基で処理して、スクロース4−エス
テルをスクロース6−エステルに転換する、スクロース
6−アシレートの製造法を倶する。
特に、一般式II (式中、R2はアルキル基又はアリール基である)のス
クロースエステルの製造法において、一般式(式中、R
1はアルキル基であり、R2は上記定義の通りである)
のオルソエステルを温和な水性酸条件下で処理して、つ
いで塩基で処理する、上記方法を供する。
最初の温和な酸処理はトルエンp−スルホン酸や塩酸の
ような触媒量の酸の存在下水溶液中にて行なうことがで
きる。しかし、この反応は若干の水や上記のような酸を
含むDMFやピリジンの如き不活性極性有機溶媒、又は
ピリジン塩酸塩溶液中にで行なうのが望ましい。水の添
加量は理論所要量より多くあるべきで、一般にはスクロ
ースエステルに基づいて3〜10モル等量、例えば4〜
8MEである。酸はpHを約5−6となればよい。反応
は室温で有効に進行する。
塩基と反応して、4−エステルを6−エステルに異性化
するのは同じ溶液で行なうのがよく、単に十分量の塩基
を添加して酸を中和しかつ少し過剰を供する。一般的な
塩基としては三級アミン、例えばピリジンおよびその類
似体や三級アルキルアミン例えばt−ブチルアミンがあ
る。また、反応は室温で進行する。
上記の例外はオルソベンゾエートの場合で、分解には一
層の苛酷な条件(即ち、低pHと室温より高い温度)を
必要とする。
本発明の方法はスクロース6−エステルへの芦易かつ選
択的な経路であり、これらは容易に塩素化することがで
きるから、スクラロースへの簡単直接経路を供する。し
たがって、本発明の別の特徴によれば、スクロースを反
応させてスクロース6−エステルを得、このスクロース
6−エステルを4−1’ −および6′ −位で選択的
塩素化を行ない得る塩素化剤と反応させ、任意には生成
したスクラロース6−エステルをパーエステル化し、反
応混合物から分離する前又は後にスクラロースエステル
を脱エステル化し、そしてスクラロースを回収する、ス
クラロースの製造法において、スクラロース6−エステ
ルの生成は温和な酸水性条件下スクラロースアルキル4
.6−オルソアシレートを分解し、ついで塩基で処理す
ることにより行なう、上記製造法を供する。
塩素化工程は適当な塩素系、例えば英国特許第2.07
9,749 B号明細書に記載のもの(例えば、パイル
スマイヤー型試薬、即ちN、N−ジアルキ7t、−(ク
ロロメタンイミニウム)クロライド、トリアリールホス
フィン又はトリアリールホスファイト、又はスルフリル
クロライド)を使って行なうことができる。別の有用な
塩素化系はトリフェニルホスフィンオキサイドの存在下
塩化チオニルである(英国特許第2,182,039 
A号明m書)。
出発物質として使うスクロース4,6−オルソエステル
は、酸触媒の存在下ジメチルホルムアミドやピリジンの
ような適当な不活性有機溶媒中スクロースとトリアルキ
ルオルソエステルとを直接反応させて選択的に製造する
ことができる。反応はわずか微量のスクロースと中間体
成分を存在させて室温で1時間以内に完了する。中和(
例えば、適当なイオン交換樹脂)しかつ濾過した後、真
空下濾液を蒸発させて澄明な無色のシロップとして生成
物を回収することができる。比較的温和な反応条件によ
り望ましくない副生成物を生成しない。
本発明によれば、不活性有機溶媒又は懸濁剤中酸触媒の
存在下スクロースをトリアルキルオルソエステルと反応
させて、スクロース4,6−オルソエステルを製造する
方法を供する。
触媒は任意の強酸でよく、p−)ルエンスルホ、ン酸、
ピリジニウムクロライド、トシレート又はトルエンスル
ホン酸を使うのが有利であることが分った。
次の例により本発明を例示する。
例1 スクロースメチル46−オルソアセテートの和遣 ジメチルホルムアミド (3.42 g )溶液にトリメチルオルソアセテート
(1.91 me ; 1.5℃)と触媒量のp−)ル
エンスルホン酸(25mg)を加えた。室温で1時間後
、わずかなスクロース(Rfo.40)と中間体成分(
 Rfo.54 )を存在させて、新規化合物(Rf”
0.62)への完全反応はTLC (n − BuOH
/EtOH/H20 、 5 :3 :2 )で確認し
た。この溶液はアンバーライトIRA93(OH−)イ
オン交換樹脂を使って中和し、濾過し、濾液を真空下蒸
発させ、澄明無色シロップ(4.0g)を得た。この物
質の試料は無水酢酸lピリジンを使う常法によりアセチ
ル化した。アセテートの”HNMRスペクトルは構造と
一致した。ヘキサアセテートのマススペクトルによって
も構造は一致し、M”+OCH3=619を得た。
例2 スクロース6−アセテートの製造 スクロースメチル4,6−オルソアセテート(1g)を
水(10m()に溶解した、溶液pH5。室温で1時間
後、微量のオルソアセテート(Rfo.62)と少しの
スクロース(Rfo.40)が残存して、RfO.54
の主成分は’IT,C(n−BuOH/EtOH/H2
0,5:3:2)により確認した。2時間後溶液t H
PLC分析して、特に保持時間3.46 (スクロース
)、4.66 (スクロース4−アセテート)および8
.63 (スクロース6−アセテート)を7:49:4
3の比で主成分を示した。ついでピリジン(1 mf 
)を水溶液に加えた。
周期的HPLC分析により、経時的にスクロース6−ア
セテート濃度は増加しかつスクロース4−アセテートの
減少を示した。4時間後、スクロース:スクロース4−
アセテート:スクロース6−アセテートの比は11:3
:85であった。ついで溶液を濃縮乾固し、残渣をピリ
ジンに溶かし、真空下蒸発し、シロップを得、残存水分
を除いた。シロップlピリジン(10mg)溶液を分子
1i (4 A )で−晩貯蔵し、例3に記載のように
塩素化用に供した。
例3 スクラロースの製造 塩化チオニル( 1.52 me 、 8 ME )を
トリフェニルホスフィンオキサイド(2.17g,3M
E)/ピリジン(8m()溶液に加えた。例2のスクロ
ース6−アセテートlピリジン(約1g/10m/)溶
液を加える前に、上記溶液を50°に加熱した。混合物
を95°に加熱し、この温度で1時間保った。ついで混
合物は無水酢酸lピリジンを使って常法でアセチル化し
、アセチル化反応混合物の、TLC(ジエチルエーテル
lベトロール4:1)はスクラロースペンタアセテート
に相当する主成分、微量のテトラクロロガラクトスクロ
ーステトラアセテートおよびベースライン物質を示した
。スクラロースペンタアセテートはメタノール中結晶分
離し、常法でナトリウムメトキシドにより処理して脱ア
セチル化し、スクラロース(約0.5 g )を得た。
例4 スクロース(Log)/ピリジン(50mぞ)サスペン
ジヨンを75°C12,5時間トリメチルオルソブチレ
ート(5,2m(、1,I ME )とピリジニウムト
シレート(500mg )で処理した。生成溶液を30
6に冷却し、無水酢酸(35ml)を加え、温度を60
’に上げた。60’で1時間後、溶液を室温に冷却し、
メタノール(20mぞ)を加えた。ついで溶液を濃縮乾
固し、酢酸エチル(50m()を加え、シリカゲル(メ
ルク7734 )で蒸発させた。
ジエチルエーテル1石油エーテル(2:1)40−60
°で溶離するカラムクロマトグラフィで純スクロースメ
チル4,6−オルツプチレートヘキサアセテー) (1
6,2g、82%)を得、これをジエチルエーテル!石
油エーテル(40−60’)より再結した、mp 84
−85°;[(11D+55.2°(C2,0、CHC
l3)。
IHNMR(CDCl5) δppm           Hz 5.66 d  IHH−I  J   3.91.2 5.44 d  IHH−3″ J、5.73′、4 5.38 dd IHH−4’  J、、、、 5.7
1J4..5.5.75.37 dd IHH−3J 
 10.0/J、、49.92.3 4.82 dd IHH−2・J   3.9/J2.
.10.01.2 3.89 dd IHH−4J   9.91J  9
.73.4       4.5 3.83−4.33マルチプl/ツ) 8HH−5,H
−6(X2)。
H−’(X2)、H−5’ 。
H−6’ (X2) 3.26 s  3H−0CH3 2,19s  3H−0Ac 2.12  s  3H−0Ac 2.11  s  3H−0Ac 2.10  s  3H−0Ac 2.08  s  3H−0Ac 2.06  s  3H−0Ac 1.70 m 2H−CH,CH2CH31,40m 
2H−CH2CH2CH50,89t  3H−Cm2
CH2輿 EIマススペクトルMW67B m/e 679  MH” 647  MH” −MeOH 331F” 0Ac4& 0BuG” 0Ac2類似の
方法により、相当するトリアルキルオルソエステルを使
って、次の化合物を調製した。
、XZ三二五、<−yLL立ユヱ土ヱヱ丸二二土ユ上結
晶、ジエチルエーテル1石油エーテル40−60 ’m
p79−81°[al + 61.0’(c 2.0.
CHCl3ンδppm            H15
,66d  IHH−I  Jl、23.95.44 
 d  IHH−3’  J  、 5.532.4 5.39 dd IHH−3J2,39.8/J3.9
.85.37 dd IHH−4” J3.、、5.5
/J4..6,5.54.81 dd IHH−2J2
. 3.8/J1,23.94.30−3.84 m 
 9HH−4、H−5、H−6(X2) 。
H−’(X2) 、 H−5’ 、 H−6′(x2) 3.29  s  3H−OME 2.20  s  3H−0Ac 2.12  s  3H−0Ac 2.11  s   3H−0Ac 2.10  s   3H−0Ac 2.08  s   3H−OAc 2.07  s  3H−0Ac 1.45  s  3H−Me EIマススペクトルMW650 m/e   651  MH” 619  MH”−MeOH 331F” 0Ac4 3030AcG” 0Ac2 結晶、ジエチルエーテル1石油エーテル40−60 ’
mp 93−95°[Q]D+59.2°(c 2.0
 、 CHCl3)IHNMR(CDCI、) δppm              士5.64  
 d  IHH−I  J、23.85.43   d
  IHH−3”  J  、 5.63′、4 5.38   dd IHH−3J   9.9/J3
.、10.22.3 5.36   dd IHH−4’  J   5.6
/J4.、.5.63’、4’ 4.82   dd IHH−2J   3.91J1
,23.82.3 4.33−3.85 m  9HH−4,H−5,H−
6(X2)。
H−’(X2)、H−5′、 H−6’(X2) 3.51s  2H0CH2CH3 2,20s   3H−0Ac 2.12  s  3H−0Ac 2.11  s  3H−0Ac 2.10  s   3H−0Ac 2.08  s   3H−0Ac 2.07  s   3H−0Ac 1.46 s  3H−CH3 I、26 t  3H−0CH2興J7゜EI    
 MW664 m/e    665  MH” 619  MH”+EtOH 331F”0Ac4 317 0ACG” 0AC2 シロップ[ctlD+ 40.8°(c 2.0 、 
CHCl3)IHNMR(CDCI、) δppm             Hz7.52−7
.28 m  5HPh 5.71   d  IHH−I  J!、23.95
.51   dd IHH−3J   10.0/J3
..9.82.3 5.44  d  IHH−3′J、、、4.5.65
.37   dd IHH−4′J  、 5.6/J
4.、、.5.73′、4 4.91    dd  IHH−2J    3.9
/J   10.01.2      2.3 4.08    dd  IHH−4J    9.8
/J   9.43.4       4.5 4.04−4.30 m  8HH−5,H−6(X2
)、 H−’(X2)。
H−5″、H−6″(X2) 3.06   s  3H−0CH3 2,17s  3H−0Ac 2.12    s  3H−0Ac 2.11    s  3H−0Ac 2.10    s  3H−0Ac 2.09    s  3H−0Ac 2.02    s  3H−0Ac EIマススペクトルMW 712 m/e    681  MH” −MeOH365o
BzG” 0Ac2 −  331  F”0Ac4 例5 ヱ土ヱ五五二土二分脛 例1の方法を行なった。ついで例の方法の代りに、次の
方法を分解工程について使った。
オルソエステルの生成が完了すると、10容量%の水(
スクロースに対し8 ME )を、p−)ルエンスルホ
ン酸の中和をせずにDMF溶液に添加してpH5,5に
した。これらの条件下できれいにおきたオルソエステル
の分解は少なくとも1時間を要したが、かなりの量のス
クロースを再生できた。最初の4mgから6mg/gス
クロースまで酸濃度を増すことにより、分解時間は約2
0分に減少しかつスクロースは余り再生しなかった(第
1表)。添加水”が5 % (4ME )に半減した時
、分解は殆んど急であったが、アセテートの移行はゆっ
くりであった。
笈工光 例6 DMF中のアセテートの 行 例2の方法の改良法において、ピリジンの代りにt−ブ
チルアミンを使用して、アセテートの移行を行なった。
2.5容量%を湿DMF溶液に添加して、pHを約9に
上げた。これらの条件下で、アセテートの移行は1時間
以内に完了し、87%スクロース6−アセテート、3%
スクロース4−アセテートおよび10%スクロースが存
在することをHPLCは示した(第2表)。t−ブチル
アミンを1.25%、又は水を5%に減少してかなりの
移行を示し、スクロース濃度の増大となった。移行が完
了した時、溶液を真空下濃縮し、粘稠なシロップを得、
トルエンで共蒸発させてDMFをそこから除いた。
HPLCによる 0    31.656.412.0 30   25.062.812.2 1.25   5   120   10.176.8
13.0180   6.480.213.3 31.356.911.8 30   18.567.514.0 2.5    5    60   9.275.31
5.5135   3.280.616.1 0   37.552.5 9.9 2.5   10    30   13.476.2
10.460   2.186.911.O 8=スクロース、54A=スクロース4−アセテート、
S6A =スクロース6−アセテート例7 スクロース6−アセテートの製造 例5と6の方法を次のように組み合わせた。
スクロース(50g)/DMF(200me)の撹拌サ
スペンジヨンは20°Cでトリメチルオルソアセテ−)
(21mぞ、1.I ME )とp−)ルエンスルホン
酸(300mg )で処理した。2.5時間後、水(2
0me、8ME)をその澄明溶液に加えた。更に20分
後に、t−ブチルアミン(5m6)を加えた。混合物を
真空濃縮する前に、更に1時間撹拌を続けた。トルエン
で繰り返えし共蒸発させて、DMFを除き(トルエン:
2 X 200 m6位)、無色濃厚シロップとして粗
スクロース6−アセテートを得た。
収量的83 g (25%DMFl含有)。
大体の炭水化物組成ニスクロース6−アセテート87%
、スクロース4−アセテート3%、スクロース10%。
全体の順序は、1.5mt’/分で水性アセトニトリル
(85%v/v)で溶離し、Zorbax NH2カラ
ムを使いかつニート反応混合物211!!を注入して、
HPLCによりモニターした。
例8 DMF中スタスクロース6セテートの100  バッチ
の製造 スクロース6−アセテートの5つのバッチ(100g)
は次の製造法を使って製造した。
スクロース(100g、 24時間/ 60 ’Cで真
空オーブン中にて乾燥したアイシングシュガー)、トリ
メチルオルソアセテート(48mF!、1.25 MF
 )およびp−)ルエンスルホン酸(600mg )を
DMF(400mで)中懸濁し、混合物を室温(20−
22°C)で3時間撹拌した。反応の進行はHPLCで
モニターした。1625時間後に反応混合物は澄明にな
った。
その時点で?LC用に最初の試料を採った。最初の反応
段階は完全であると考えられた。その場合連続的トレー
スは区別できないことが分った。
この段階で水(40me、8 ME )を室温で反応混
合物に加え、4,6−オルソアセテート環を分解した。
EPLCによれば、オルソアセテート環をスクロース4
−および6−アセテート混合物に分解するのは約1時間
で完了した。
4−アセテートを6−位に移行させるために、t−ブチ
ルアミン(10m6)を加え、反応混合物を周囲温度で
1.25時間撹拌した。HPLCによりこれ以上の移行
がおきないことが分った時、反応混合物を濃縮しく減圧
下、80 ’ −85°C)、シロップを得た。
生成物の平均分析二     重! 154 gHPL
Cにより炭水化物組成 スクロース6−アセテート  84% スクロース4−アセテート   4% スクロース          12%残留溶媒 DNfF      24% メタノール   0.1% トルエン    1.0% 水         1.5% 生成物は塩素化用に使い、例3のようなスクラロースを
得た。
スクロース6−アセテートの試料はメタノールから結晶
化させて精製し、mp 94−96°C1[ct]D+
 60.3’(c 2.0、H,0)130 NMR(
DMSO−d6) PPmスクロース6−アセテート 
  スクロース170.5    −CO−CH。
130.9      2’     104.491
.5      ’92.48 2.8      5’      82.877.0
      3’      77.474.6   
   4’      74.772.8     3
     73.3?1.6      2     
72.070.3中          5     
     73.3”70.0     4     
70.263.9$      6     60.9
”62.7      6′62.66 2.3      ’62.420 .8     −Co−ΩH8中  有意差 を得た。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スクロースアルキル4,6−オルソアンレートを
    温和な水性酸加水分解に供して、スクロースの4−およ
    び6−モノエステル混合物を供し、ついでそのエステル
    混合物を塩基で処理して、スクロース4−エステルをス
    クロース6−エステルに転換することを特徴とする、ス
    クロース6−アシレートの製造法。
  2. (2)一般式 I ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R^1はアルキル基であり、R^2はアルキル
    基又はアリール基である)のオルソエステルを温和な水
    性酸条件下で処理し、ついで塩基で処理して、一般式I
    I ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、R^2は上記定義の通りである)のスクロース
    エステルを製造する、特許請求の範囲第1項記載の方法
  3. (3)温和な水性酸処理は理論所要量以上で含水不活性
    極性有機溶媒にて行なう、特許請求の範囲第1項又は第
    2項記載の方法。
  4. (4)塩基処理はt−アミンを使って行なう、特許請求
    の範囲第1項から第3項のいずれか1項記載の方法。
  5. (5)塩基処理は酸処理に使った同じ溶液にて行なう、
    特許請求の範囲第4項記載の方法。
  6. (6)スクロース6−エステルを4−、1’−および6
    ’−位で選択的塩素化を行ない得る塩素化剤と反応させ
    、任意には生成したスクラロース6−エステルをパーエ
    ステル化しかつ反応混合物から分離する前又は後にスク
    ラロースエステルを脱エステル化し、そしてスクラロー
    スを回収する、スクラロース6−エステルの製造法にお
    いて、スクロース6−エステルの生成は特許請求の範囲
    第1項から第5項記載の方法により行なう、上記製造法
  7. (7)スクロースアルキル4,6−オルソアシレート。
  8. (8)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1はアルキル基であり、R^2はアルキル
    基又はアリール基である)を有する、特許請求の範囲第
    7項記載の化合物。
  9. (9)スクロースメチル4,6−オルソアセテート、ス
    クロースエチル4,6−オルソアセテート、スクロース
    メチル4,6−オルソブチレートおよびスクロースメチ
    ル4,6−オルソベンゾエートから選択する、特許請求
    の範囲第7項又は第8項記載の化合物。
  10. (10)不活性有機溶媒中溶液又はサスペンジヨンのス
    クロースを酸触媒の存在下トリアルキルオルソアシレー
    トと反応させることを特徴とする、スクロースアルキル
    4,6−オルソアシレートの製造法。
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