WO2013038985A1 - N-アシルアミノトリオールの製造法 - Google Patents

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宙 橋本
由也 菅井
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07C233/17Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms having the nitrogen atom of at least one of the carboxamide groups bound to a carbon atom of a hydrocarbon radical substituted by singly-bound oxygen atoms with the substituted hydrocarbon radical bound to the nitrogen atom of the carboxamide group by an acyclic carbon atom
    • C07C233/18Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms having the nitrogen atom of at least one of the carboxamide groups bound to a carbon atom of a hydrocarbon radical substituted by singly-bound oxygen atoms with the substituted hydrocarbon radical bound to the nitrogen atom of the carboxamide group by an acyclic carbon atom having the carbon atom of the carboxamide group bound to a hydrogen atom or to a carbon atom of an acyclic saturated carbon skeleton
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    • C07C235/00Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by oxygen atoms
    • C07C235/02Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by oxygen atoms having carbon atoms of carboxamide groups bound to acyclic carbon atoms and singly-bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton
    • C07C235/04Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by oxygen atoms having carbon atoms of carboxamide groups bound to acyclic carbon atoms and singly-bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated
    • C07C235/08Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by oxygen atoms having carbon atoms of carboxamide groups bound to acyclic carbon atoms and singly-bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated having the nitrogen atom of at least one of the carboxamide groups bound to an acyclic carbon atom of a hydrocarbon radical substituted by singly-bound oxygen atoms

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing N-acylaminotriol from aminotriol.
  • Ceramide 3 which is a representative component having an N-acylaminotriol skeleton, is present in the stratum corneum of the skin and plays an important role in building a lipid barrier necessary for moisture retention and maintaining moisture. Yes.
  • An amide compound is generally produced by N-acylation of an amine compound with an acid anhydride, acid halide, fatty acid ester, fatty acid or the like in the presence of a basic catalyst.
  • acylation of aminoalcohols having a plurality of alcoholic hydroxyl groups in the molecule is liable to generate a secondary acylated product by acylation of the hydroxyl group, and a more selective N-acylation method is required.
  • Patent Document 1 a method of N-acylating amino alcohol using a specific mixed acid anhydride
  • Patent Document 2 N-acyl using an acid halide in a water-containing organic solvent A method
  • the acid halide is very reactive and cares for handling such as generating harmful hydrogen chloride by reacting with moisture. Are necessary, and the load on the apparatus is high, and the reaction pH control system is necessary.
  • the N-acylation reaction of aminoalcohols using fatty acid esters and bases is as follows: 3) In the presence of a base catalyst such as potassium hydroxide, the reaction is carried out while distilling off the produced lower alcohol without using a solvent. (Patent Document 3), 4) A method of reacting aminodiol and fatty acid ester in an alcohol having 3 to 8 carbon atoms while distilling off the lower alcohol produced (Patent Document 4) has been reported.
  • the method 3) is not suitable for the production of a compound having a high melting point such as ceramide 3 (N-acylated phytosphingosine), and has a problem that a peracylated product is easily produced as a by-product.
  • the method 4) is a method using aminodiol as a raw material, and there is no description regarding N-acylation of aminotriol having greatly different physical properties such as melting point and solubility.
  • the present invention has the following formula (2):
  • R 1 represents a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 8 to 20 carbon atoms.
  • aminotriol represented by the following formula (3):
  • R 2 represents a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 7 to 27 carbon atoms which may have a hydroxyl group
  • R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the present invention relates to a method for producing N-acylated aminotriol efficiently by an industrially advantageous technique by selectively N-acylating aminotriol.
  • the present inventors examined simple and efficient selective N-acylation of aminotriol, and said that aminotriol and a fatty acid ester are reacted in ethanol and / or methanol in the presence of a basic catalyst. It has been found that N-acylaminotriol can be produced with a high yield and high purity without requiring a complicated operation.
  • N-acylaminotriol production method of the present invention as shown in the following reaction formula, aminotriol (2) and fatty acid ester (3) are reacted in ethanol and / or methanol in the presence of a basic catalyst. , N-acylaminotriol (1) is produced.
  • R 1 represents a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 8 to 20 carbon atoms
  • R 2 represents a saturated or unsaturated aliphatic group having 7 to 27 carbon atoms which may have a hydroxyl group.
  • R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group for R 1 in the formulas (1) and (2) may be either linear or branched, but is a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon having 10 to 18 carbon atoms. Groups are preferred. Further, the unsaturated aliphatic hydrocarbon group is preferably an alkenyl group, more preferably an alkenyl group having 1 to 2 double bonds.
  • R 1 is more preferably a straight-chain alkyl group having 10 to 18 carbon atoms, such as decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl. Group, and a tetradecyl group is more preferable.
  • the saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 7 to 27 carbon atoms which may have a hydroxyl group of R 2 may be linear or branched, but has 9 to 23 carbon atoms. Saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon groups are preferred. Further, the unsaturated aliphatic hydrocarbon group is preferably an alkenyl group, more preferably an alkenyl group having 1 to 2 double bonds. The number of hydroxyl groups that can be substituted with hydrogen atoms of a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group is preferably 1 to 2.
  • R 2 is more preferably an alkyl group which may have one linear hydroxyl group having 9 to 23 carbon atoms, such as nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group.
  • the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms of R 3 in the formula (3) may be linear or branched, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group. Of these, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, and an isopropyl group are more preferable.
  • fatty acid ester represented by the formula (3) include, for example, methyl nonanoate, ethyl nonanoate, methyl decanoate, ethyl decanoate, methyl undecanoate, ethyl undecanoate, methyl dodecanoate, ethyl dodecanoate , Isopropyl dodecanoate, methyl tridecanoate, ethyl tridecanoate, methyl tetradecanoate, ethyl tetradecanoate, methyl pentadecanoate, ethyl pentadecanoate, methyl hexadecanoate, ethyl hexadecanoate, isopropyl hexadecanoate, methyl heptadecanoate, ethyl heptadecanoate, octadecane Methyl acid, ethyl o
  • the compounds represented by the above formulas (1) to (3) are each a single compound or a mixture in which a plurality of R 1 and / or R 2 are mixed.
  • aminotriol (2) used as a starting material is, for example, the method described in Liebigs Annalen (1995), (5), 755, Tetrahedron Letters (2003), 44 (28), 5281 It can be synthesized according to That is, it can be synthesized by utilizing the structure of a carbohydrate. It can also be produced by a fermentation method using a microorganism strain described in International Publication No. 1995/012683 pamphlet and US Pat. No. 5,954,872 specification.
  • ethanol and / or methanol are used as a reaction solvent.
  • ethanol is preferably used from the viewpoint of safety.
  • Ethanol and methanol can be used alone, but can also be used in appropriate combination.
  • the yield and purity of N-acylaminotriol and the operability may be lowered.
  • the amount of the alcohol solvent used may be appropriately adjusted in consideration of the solubility and reactivity of the target N-acylaminotriol, the raw material aminotriol (2), and the fatty acid ester (3). Generally, it is preferably 2 times (mass) or more, more preferably 5 times (mass) or more of the theoretical yield of the target N-acylaminotriol (1). And it is preferably 15 times (mass) or less, more preferably 10 times (mass) or less. The amount is preferably 2 to 15 times (mass), more preferably 5 to 10 times (mass).
  • the base used in this reaction is not particularly limited, and is an inorganic base such as sodium, potassium, potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium ethoxide, sodium methoxide, potassium ethoxide, potassium.
  • Metal alcoholates such as methoxide, sodium iso-propoxide, sodium n-propoxide, sodium n-butoxide, sodium iso-butoxide, potassium iso-propoxide, potassium n-butoxide, potassium iso-butoxide, potassium t-butoxide, Organic bases such as triethylamine and diisopropylethylamine, metal halides such as sodium hydride and potassium hydride, lithium diisopropylamide, lithium bis (trimethylsilyl) amide, sodium bis (trimethylsilane) Organyl metal bases such as ryl) amide and potassium (trimethylsilyl) amide can be used, but metal alcoholates are preferred, metal ethylates or methylates are more preferred, and sodium ethoxide or sodium methoxide is used. Is particularly preferred. When the reaction solvent is ethanol, it is preferable to use metal ethylate, and when it is methanol, metal methylate is preferably used, and either a
  • the amount of such base used varies depending on the type of base used, but may usually be a catalytic amount. That is, generally it is 0.001 mol or more with respect to 1 mol of aminotriol (2), More preferably, it is 0.01 mol or more. And preferably it is 0.5 mol or less, More preferably, it is 0.3 mol or less. The amount is preferably 0.001 to 0.5 mol, more preferably 0.01 to 0.3 mol. For example, when a metal alcoholate such as sodium alkoxide is used, it is sufficient to use about 0.05 to 0.2 molar amount.
  • the amount of fatty acid ester (3) used is generally preferably at least 1 mol, more preferably at least 1.1 mol, per 1 mol of aminotriol (2). And preferably it is 3 mol or less, More preferably, it is 2.0 mol or less. The amount is preferably 1 to 3 mol, more preferably 1.1 to 2.0 mol.
  • aminotriol (2), fatty acid ester (3), and base are charged into the reaction system.
  • aminotriol (2) and fatty acid ester (3) are previously dissolved in an alcohol solvent.
  • a base it is preferable to add a base in order to increase the purity of the target product.
  • the reaction proceeds simultaneously with the addition of the base, and the formation of a target precipitate starts depending on the structure and conditions. This is because if this reaction proceeds before the raw material is completely dissolved in the solvent, the undissolved raw material is taken into the precipitate of the target organism and the purity may be lowered.
  • the reaction temperature is generally preferably 20 ° C or higher, more preferably 40 ° C or higher. And preferably it is 79 degrees C or less, More preferably, it is 70 degrees C or less. Further, it is preferably 20 ° C. to 79 ° C., more preferably 40 ° C. to 70 ° C.
  • the reaction time is generally preferably 6 hours or more, more preferably 12 hours or more. And it is preferably 48 hours or less, more preferably 36 hours or less. Further, it is preferably 6 to 48 hours, more preferably 12 to 36 hours.
  • the reaction proceeds well despite the low temperature (see Examples). Furthermore, the concern about the production of peracyl can be reduced and the load on the apparatus can be reduced.
  • This reaction can be performed in an atmosphere of an inert gas such as argon or nitrogen if necessary.
  • an inert gas such as argon or nitrogen if necessary.
  • the by-product generated during the acylation reaction is the same ethanol as the solvent. Or since it is methanol, it is not necessary to distill these out of the reaction system. Therefore, in the present invention, it is not necessary to carry out the reaction under reduced pressure or by introducing an inert gas in order to take out such a by-product out of the reaction system.
  • the target N-acylaminotriol (1) may be isolated by adding a solvent as necessary, cooling the reaction solution as necessary, and performing filtration, washing and drying. .
  • a solvent as necessary
  • cooling the reaction solution as necessary
  • performing filtration, washing and drying since a by-product is hardly generated, a high-purity product can be obtained without requiring purification by recrystallization or various chromatographies commonly used in organic synthetic chemistry.
  • R 1 represents a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 8 to 20 carbon atoms.
  • aminotriol represented by the following formula (3):
  • R 2 represents a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 7 to 27 carbon atoms which may have a hydroxyl group
  • R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 1 and R 2 are the same as defined above.
  • Example 1 Synthesis of N-docosanoyl-phytosphingosine 1.68 g of methyl behenate (manufactured by Sigma-Aldrich), 1.00 of phytosphingosine (manufactured by Cosmoferm), and 16 mL of ethanol (manufactured by Kanto Chemical) were added to a 30 mL eggplant flask. The mixture was stirred for 15 minutes in a hot water bath. After confirming that the reaction system was uniform, 124 ⁇ L of a 21% sodium ethoxide-ethanol solution (manufactured by Sigma-Aldrich) was added. After 2 hours, the precipitate was confirmed, and stirring was continued for a whole day and night. After cooling to 0 ° C., the precipitate was filtered and washed to obtain 1.90 g of white solid N-docosanoyl-phytosphingosine with a yield of 94.1% (purity> 98%).
  • methyl behenate manufactured by
  • Example 2 Synthesis of N-octadecanoyl-phytosphingosine 1.47 g of ethyl stearate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), 1.00 g of phytosphingosine and 13.2 mL of ethanol were added to a 30 mL eggplant flask and stirred for 15 minutes in a 55 ° C. water bath. did. After confirming that the reaction system became homogeneous, 123 ⁇ L of a 21% sodium ethoxide-ethanol solution was added. After 2 hours, the precipitate was confirmed, and stirring was continued for a whole day and night.
  • Example 3 Synthesis of N-octadecanoyl-phytosphingosine 1.47 g of ethyl stearate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), 1.00 g of phytosphingosine and 13.2 mL of ethanol were added to a 30 mL eggplant flask and stirred in a 75 ° C. water bath for 15 minutes. did. After confirming that the reaction system had become uniform, 123 ⁇ L of a 21% sodium ethoxide-ethanol solution was added, and stirring was continued overnight.
  • Example 4 Synthesis of N-hexadecanoyl-phytosphingosine 1.11 g of methyl palmitate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), 1.00 g of phytosphingosine and 14 mL of methanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were added to a 30 mL eggplant flask, and a hot water bath at 55 ° C. For 15 minutes. After confirming that the reaction system was uniform, 315 ⁇ L of a 1 mol / L sodium methoxide-methanol solution (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added. After 2 hours, the precipitate was confirmed, and stirring was continued for a whole day and night. After cooling to 30 ° C., the precipitate was filtered and washed to obtain 1.55 g of white solid N-hexadecanoyl-phytosphingosine with a yield of 88.6% (purity> 98%).
  • Example 5 Synthesis of N-hexadecanoyl-phytosphingosine 1.41 g of isopropyl palmitate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1.00 g of phytosphingosine, and 14 mL of ethanol were added to a 30 mL eggplant flask and stirred in a 55 ° C. water bath for 15 minutes. did. After confirming that the reaction system was uniform, 17.7 mg of potassium hydroxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added. After 2 hours, the precipitate was confirmed, and stirring was continued for a whole day and night. After cooling to 30 ° C., the precipitate was filtered and washed to obtain 1.45 g of white solid N-hexadecanoyl-phytosphingosine in a yield of 82.9% (purity 95%).
  • isopropyl palmitate manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Example 6 Synthesis of N-dodecanoyl-phytosphingosine 1.31 g of methyl dodecanoate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1.50 g of phytosphingosine and 16 mL of ethanol were added to a 30 mL eggplant flask and stirred in a 75 ° C. water bath for 15 minutes. After confirming that the reaction system had become uniform, 123 ⁇ L of a 21% sodium ethoxide-ethanol solution was added, and stirring was continued overnight. After cooling to room temperature, the precipitate was filtered and washed to obtain 1.96 g of white solid N-octadecanoyl-phytosphingosine with a yield of 83.5% (purity> 98%).
  • Example 7 Synthesis of N- (12-hydroxyoctadecanoyl) -phytosphingosine 1.39 g of methyl 12-hydroxyoctadecanoate (manufactured by Sigma-Aldrich), 1.00 g of phytosphingosine and 13.2 mL of methanol were added to a 30 mL eggplant flask, and 55 ° C. The mixture was stirred for 15 minutes in a hot water bath. After confirming that the reaction system was uniform, 315 ⁇ L of a 1 mol / L sodium methoxide-methanol solution was added. After 3 hours, precipitation was confirmed and stirring was continued for a whole day and night.
  • Example 8 Synthesis of N- (2hydroxyhexadecanoyl) -phytosphingosine 1.26 g of methyl 2-hydroxypalmitate (manufactured by TCI), 1.00 g of phytosphingosine and 13.2 mL of methanol were added to a 30 mL eggplant flask, and hot water at 55 ° C. Stir in the bath for 15 minutes. After confirming that the reaction system had become uniform, 315 ⁇ L of a 1 mol / L sodium methoxide-methanol solution was added, and stirring was continued overnight.

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Abstract

 アミノトリオールを選択的にN-アシル化し、工業的に有利な手法にて、効率良くN-アシル化アミノトリオールを製造する方法の提供。 アミノトリオールと脂肪酸エステルを、エタノール及び/又はメタノール中、塩基性触媒の存在下に反応させることを特徴とする下記式(1)で表されるN-アシルアミノトリオールの製造法。

Description

N-アシルアミノトリオールの製造法
 本発明は、アミノトリオールからN-アシルアミノトリオールを製造する方法に関する。
 N-アシルアミノトリオール骨格を有する代表的な成分であるセラミド3は、皮膚の角質層に存在し、水分保持に必要な脂質バリアを構築し、水分を維持していくために重要な役割を果たしている。近年、セラミドやそれと同様の機能を有するセラミド機能物質を化粧品等に配合し、外部から水分保持機能を付与することが行われている。
 アミド化合物の製造は、一般的に、アミン化合物を塩基性触媒の存在下に、酸無水物、酸ハロゲン化物、脂肪酸エステル、脂肪酸などを用いてN-アシル化することにより行われる。しかしながら、分子内にアルコール性水酸基を複数個有するアミノアルコールのアシル化は、水酸基のアシル化による過アシル化体が副次的に生成され易く、より選択的なN-アシル化方法が求められる。
 斯かる観点から、1)アミノアルコールを特定の混合酸無水物を用いてN-アシル化する方法(特許文献1)、2)アミノアルコールを含水有機溶媒中、酸ハロゲン化物を用いてN-アシル化する方法(特許文献2)が報告されている。
 1)の方法では副生成物が多い等の問題があり、2)の方法では、酸ハロゲン化物の反応性が非常に高く、水分と反応して有害な塩化水素等を発生するなど取り扱いに注意が必要であり、装置への負荷も高いこと、反応のpH制御システムが必要であること等の問題がある。
 また、脂肪酸エステルと塩基を用いたアミノアルコールのN-アシル化反応としては、3)水酸化カリウム等の塩基触媒の存在下、溶媒を使用すること無く、生成する低級アルコールを留去しつつ反応させる方法(特許文献3)、4)アミノジオールと脂肪酸エステルを炭素数3~8のアルコール中で、生成する低級アルコールを留去しつつ反応させる方法(特許文献4)が報告されている。
 しかしながら、3)の方法は、例えばセラミド3(N-アシル化フィトスフィンゴシン)のように融点が高い化合物の製造には適さず、過アシル化体が副生され易いという問題がある。また、4)の方法は、アミノジオールを原料とする方法であり、融点、溶解性等の物性が大きく異なるアミノトリオールのN-アシル化に関しては記載がない。
特表平7-505163号公報 特表2002-514654号公報 特開昭63-216852号公報 特許第4101320号公報
 本発明は、下記式(2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 〔式中、R1は炭素数8~20の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基を示す。〕
で表されるアミノトリオールと下記式(3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 〔式中、R2は水酸基を有していてもよい炭素数7~27の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基を示し、R3は炭素数1~6のアルキル基を示す。〕
で表される脂肪酸エステルを、エタノール及び/又はメタノール中、塩基性触媒の存在下に反応させることを特徴とする下記式(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 〔式中、R1及びR2は前記と同一のものを示す。〕
で表されるN-アシルアミノトリオールの製造法に係るものである。
発明の詳細な説明
 本発明は、アミノトリオールを選択的にN-アシル化し、工業的に有利な手法にて、効率良くN-アシル化アミノトリオールを製造する方法に関する。
 本発明者らは、簡易且つ効率の良い、アミノトリオールの選択的なN-アシル化について検討したところ、アミノトリオールと脂肪酸エステルを塩基性触媒の存在下、エタノール及び/又はメタノール中で反応させるという方法により、煩雑な操作を必要とせず、且つ高収率、高純度でN-アシルアミノトリオールを製造できることを見出した。
 本発明の製造法は、1)用いる試薬が安全で取り扱いが容易で、穏和な条件で反応が進行する、2)過アシル化体等の生成が殆どない、3)精製がろ過だけでよく、再結晶等の更なる精製を必要としない、4)系内に目的物が析出した懸濁系でも反応が進行する、という効果を有する。すなわち、本発明の方法によれば、セラミド3に代表されるN-アシルアミノトリオールを工業的有利に製造可能である。
 本発明のN-アシルアミノトリオール製造法は、下記反応式で示されるように、アミノトリオール(2)と脂肪酸エステル(3)を、塩基性触媒の存在下、エタノール及び/又はメタノール中で反応させ、N-アシルアミノトリオール(1)を製造するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 〔式中、R1は炭素数8~20の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基を示し、R2は水酸基を有していてもよい炭素数7~27の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基を示し、R3は炭素数1~6のアルキル基を示す。〕
 式(1)及び(2)におけるR1の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基としては、直鎖又は分岐の何れでもよいが、炭素数10~18の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基が好ましい。また、不飽和の脂肪族炭化水素基としてはアルケニル基が好ましく、二重結合を1~2個有するアルケニル基がより好ましい。
 R1としてより好適には、炭素数10~18の直鎖のアルキル基が挙げられ、例えば、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基が挙げられ、テトラデシル基がより好ましい。
 式(1)におけるR2の水酸基を有していてもよい炭素数7~27の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基としては、直鎖又は分岐の何れでもよいが、炭素数9~23の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基が好ましい。また、不飽和の脂肪族炭化水素基としてはアルケニル基が好ましく、二重結合を1~2個有するアルケニル基がより好ましい。飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基の水素原子と置換し得る水酸基としては、1~2個が好ましい。
 R2としてより好適には、炭素数9~23の直鎖の水酸基を1個有していてもよいアルキル基が挙げられ、例えばノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、11-ヒドロキシ-ヘプタデシル基、1-ヒドロキシ-ウンデシル基、1-ヒドロキシ-トリデシル基、1-ヒドロキシ-ペンタデシル基、1-ヒドロキシ-ヘプタデシル基、cis-8-ヘプタデセニル基、cis,cis-8,11-ヘプタデカンジエニル基等が挙げられ、ウンデシル基、ペンタデシル基、ヘプタデシル基、ヘンイコシル基、11-ヒドロキシ-ヘプタデシル基、1-ヒドロキシ-ペンタデシル基がより好ましい。
 式(3)におけるR3の炭素数1~6のアルキル基としては、直鎖又は分岐の何れでもよく、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基等が挙げられ、このうち炭素数1~3のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、イソプロピル基がより好ましい。
 式(3)で示される脂肪酸エステルの好適な具体例としては、例えば、ノナン酸メチル、ノナン酸エチル、デカン酸メチル、デカン酸エチル、ウンデカン酸メチル、ウンデカン酸エチル、ドデカン酸メチル、ドデカン酸エチル、ドデカン酸イソプロピル、トリデカン酸メチル、トリデカン酸エチル、テトラデカン酸メチル、テトラデカン酸エチル、ペンタデカン酸メチル、ペンタデカン酸エチル、ヘキサデカン酸メチル、ヘキサデカン酸エチル、ヘキサデカン酸イソプロピル、ヘプタデカン酸メチル、ヘプタデカン酸エチル、オクタデカン酸メチル、オクタデカン酸エチル、オクタデカン酸イソプロピル、ノナデカン酸メチル、ノナデカン酸エチル、エイコサン酸メチル、エイコサン酸エチル、ドコサン酸メチル、ドコサン酸エチル、cis-9-ヘキサデセン酸メチル、cis-9-ヘキサデセン酸エチル、cis-9-オクタデセン酸メチル、cis-9-オクタデセン酸エチル、cis,cis-9,12-オクタデカジエン酸メチル、cis,cis-9,12-オクタデカジエン酸エチル、2-ヒドロキシドデカン酸メチル、2-ヒドロキシドデカン酸エチル、2-ヒドロキシテトラデカン酸メチル、2-ヒドロキシテトラデカン酸エチル、2-ヒドロキシヘキサデカン酸メチル、2-ヒドロキシヘキサデカン酸エチル、2-ヒドロキシヘキサデカン酸イソプロピル、12-ヒドロキシオクタデカン酸メチル、12-ヒドロキシオクタデカン酸エチル、12-ヒドロキシオクタデカン酸イソプロピル、等が挙げられる。
 尚、上記式(1)~(3)で示される化合物は、其々単一化合物である他、R1及び/又はR2の複数種が混在する混合物であってもよい。
 本発明の方法において、出発原料として使用されるアミノトリオール(2)は、例えば、Liebigs Annalen (1995), (5), 755、Tetrahedron Letters (2003), 44(28), 5281に記載された方法に準じて合成することができる。すなわち、糖質の構造を利用するなどによって、合成することができる。また、国際公開第1995/012683号パンフレット、米国特許第5958742号明細書に記載の微生物菌株を用いた発酵法により製造することもできる。
 本発明におけるアシル化反応は、反応溶媒としてエタノール及び/又はメタノールが用いられるが、化粧品原料としての使用を考慮した場合、安全性の点からエタノールを用いるのが好ましい。また、エタノール及びメタノールは、それぞれ単独で使用することができるが、適宜組み合わせて使用することもできる。炭素数3以上のアルコールを反応溶媒とした場合には、N-アシルアミノトリオールの収率及び純度、さらに操作性が低下するおそれがある。
 斯かるアルコール溶媒の使用量は、目的物であるN-アシルアミノトリオール、原料のアミノトリオール(2)、脂肪酸エステル(3)の溶解性や反応性等を考慮して適宜調節すればよいが、目的物であるN-アシルアミノトリオール(1)の理論収量に対して、一般的に好ましくは2倍量(質量)以上、より好ましくは5倍量(質量)以上である。そして、好ましくは15倍量(質量)以下、より好ましくは10倍量(質量)以下である。また、好ましくは2~15倍量(質量)、より好ましくは5~10倍量(質量)である。
 本反応において用いられる塩基としては、特に限定はされず、ナトリウム、カリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基、ナトリウムエトキシド、ナトリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムiso-プロポキシド、ナトリウムn-プロポキシド、ナトリウムn-ブトキシド、ナトリウムiso-ブトキシド、カリウムiso-プロポキシド、カリウムn-ブトキシド、カリウムiso-ブトキシド、カリウムt-ブトキシド等の金属アルコラート、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等の有機塩基、水素化ナトリウム、水素化カリウム等の金属ハライド、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムビス(トリメチルシリル)アミド、ナトリウムビス(トリメチルシリル)アミド、カリウム(トリメチルシリル)アミド等の有機金属塩基が使用できるが、金属アルコラートを使用するのが好ましく、金属エチラート又はメチラートを使用するのがより好ましく、ナトリウムエトキシド又はナトリウムメトキシドを使用するのが特に好ましい。尚、反応溶媒がエタノールの場合は金属エチラート、メタノールの場合は金属メチラートを使用するのが好ましく、粉末品、溶液品のいずれを用いてもよい。
 斯かる塩基の使用量は、用いる塩基の種類によっても異なるが、通常触媒量でよい。すなわち、アミノトリオール(2)1モルに対して、一般的に好ましくは0.001モル以上、より好ましくは0.01モル以上である。そして、好ましくは0.5モル以下、より好ましくは0.3モル以下である。また、好ましくは0.001~0.5モル、より好ましくは0.01~0.3モルである。例えば、ナトリウムアルコキシド等の金属アルコラートを用いた場合、0.05~0.2モル量程度使用すれば足りる。
 脂肪酸エステル(3)の使用量は、アミノトリオール(2)1モルに対して、一般的に好ましくは1モル以上、より好ましくは1.1モル以上である。そして、好ましくは3モル以下、より好ましくは2.0モル以下である。また、好ましくは1~3モル、より好ましくは1.1~2.0モルである。
 斯かるアミノトリオール(2)、脂肪酸エステル(3)、及び塩基の反応系への投入順序等は特に制限はないが、例えば、アミノトリオール(2)と脂肪酸エステル(3)をアルコール溶媒に予め溶解させた後、塩基を添加することが、目的物の純度を高くする点で好ましい。塩基を添加すると同時に反応が進行して、構造・条件により目的物の沈殿の生成が開始する。原料が溶媒に溶解しきる前にこの反応が進行すると、未溶解の原料が目的性生物の沈殿物に取り込まれて、純度が低下する懸念があるためである。
 反応温度は、一般的に好ましくは20℃以上、より好ましくは40℃以上である。そして、好ましくは79℃以下、より好ましくは70℃以下である。また、好ましくは20℃~79℃、より好ましくは40℃~70℃である。
 反応時間は、一般的に好ましくは6時間以上、より好ましくは12時間以上である。そして、好ましくは48時間以下、より好ましくは36時間以下である。また、好ましくは6~48時間、より好ましくは12~36時間である。
 また、反応を低温で行うなどして、目的物であるN-アシルアミノトリオール(1)が析出し、反応系内が懸濁系(不均一系)となる場合でも、反応系が均一系となる場合と比較して、低温であるにも関わらず反応は良好に進行する(実施例参照)。さらに、過アシル体生成の懸念も低減でき、装置への負荷も小さくて済む。
 本反応は、必要であればアルゴン、窒素等の不活性ガス雰囲気下で反応させることができる。
 本発明において、脂肪酸エステル(3)として、メチルエステル或いはエチルエステルを用い、また塩基として金属エチラート又はメチラートを用いた場合には、アシル化反応の際に生成する副生成物は、溶媒と同じエタノール又はメタノールであることから、これらを反応系外に留去する必要はない。したがって、本発明においては、斯かる副生成物を反応系外に出すために、反応を減圧下で或いは不活性ガスを導入することにより行う必要はない。
 尚、本発明において、目的物であるN-アシルアミノトリオール(1)の単離は、必要に応じて溶媒を加え、必要に応じて反応溶液を冷却し、ろ過、洗浄、乾燥を行えばよい。上述したように副生成物が殆ど生成しないことから、有機合成化学で常用される再結晶や各種クロマトグラフィー等による精製を必要とすることなく、高純度品が取得可能である。
 上述した実施形態に関し、本発明においては以下の態様が開示される。
 1)下記式(2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 〔式中、R1は炭素数8~20の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基を示す。〕
で表されるアミノトリオールと下記式(3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 〔式中、R2は水酸基を有していてもよい炭素数7~27の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基を示し、R3は炭素数1~6のアルキル基を示す。〕
で表される脂肪酸エステルを、エタノール及び/又はメタノール中、塩基性触媒の存在下に反応させることを特徴とする下記式(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 〔式中、R1及びR2は前記と同一のものを示す。〕
で表されるN-アシルアミノトリオールの製造法。
 2)20~79℃で、反応を行う、上記1)の方法。
 3)目的物を析出させながら反応を行う、上記1)又は2)の方法。
 4)R3がメチル基、エチル基である上記1)~3)のいずれか記載の方法。
 5)塩基性触媒が、金属エチラート又はメチラートである上記1)~4)のいずれか記載の方法。
 6)R1がテトラデシル基である上記1)~5)のいずれか記載の方法。
 7)アミノトリオールと脂肪酸エステルをアルコール溶媒に予め溶解させた後、塩基を添加して反応させる上記1)~6)のいずれか記載の方法。
 以下に実施例を用いて本発明を更に詳細に説明する。
 以下の実施例において、各種データは、以下の分析機器又は条件にて測定した。
1)融点:融点測定器 535 (ビュッヒ社製)
2)赤外吸収スペクトル:SPECTRUM ONE(B)(PERKIN ELMER社製)
3)核磁器共鳴スペクトル:Avace500(BRUKER社製)
4)純度算出:TLCバンド強度をLane & spot analyzer 6.0(アトー社製)で解析。
実施例1 N-ドコサノイル-フィトスフィンゴシンの合成
 ベヘン酸メチル(シグマアルドリッチ社製)1.68g、フィトスフィンゴシン(Cosmoferm社製)1.00、エタノール(関東化学社製)16mLを30mLナスフラスコに加え、55℃の湯浴にて15分間攪拌した。反応系中が均一になったのを確認した後、21%ナトリウムエトキシド-エタノール溶液(シグマアルドリッチ社製)124μLを加えた。2時間後に析出物を確認し、一昼夜攪拌し続けた。0℃まで冷却した後、沈殿物をろ過、洗浄し、白色固体のN-ドコサノイル-フィトスフィンゴシン1.90gを収率94.1%(純度>98%)で得た。
 融点120-122℃
 IR (ATR, cm-1) 3326, 2913, 2849, 1613, 1556, 1467, 1075, 720
 MS (positive): [M+H] +=640.8, [M+Na] +=662.7
 1H-NMR (重ピリジン, 500MHz, δ) 0.85(3H, t, J =7.1Hz), 0.85(3H, t, J =7.1H), 1.16-1.48(58H, br), 1.69(1H, m), 1.82(2H, m), 1.94(2H, m), 2.24(1H, m), 2.45(2H, t, J =7.4Hz), 4.29(1H, m), 4.40(1H, ddd, J =6.2, 6.2, 5.2Hz), 4.49(2H, m), 5.10(1H, m), 6.19(1H, d, J =6.9Hz), 6.53(1H, d, J =6.9Hz), 6.62(1H, t, J =5.0Hz), 8.51(1H, d, J =8.3Hz)
実施例2 N-オクタデカノイル-フィトスフィンゴシンの合成
 ステアリン酸エチル(関東化学社製)1.47g、フィトスフィンゴシン1.00g、エタノール13.2mLを30mLナスフラスコに加え、55℃の湯浴にて15分間攪拌した。反応系中が均一になったのを確認した後、21%ナトリウムエトキシド-エタノール溶液123μLを加えた。2時間後に析出物を確認し、一昼夜攪拌し続けた。
 30℃まで冷却した後、沈殿物をろ過、洗浄し、白色固体のN-オクタデカノイル-フィトスフィンゴシン1.61gを収率87.5%(純度>98%)で得た。
 融点125-126℃
 IR (ATR, cm-1) 3338, 2954, 2915, 2950, 1611, 1541, 1472, 1075, 716
 MS (positive): [M+H] +=584.6, [M+Na] +=606.5
 1H-NMR (重ピリジン, 500MHz, δ) 0.85(3H, t, J =6.9Hz), 0.85(3H, t, J =6.9Hz), 1.16-1.49(50H, br), 1.69(1H, m), 1.82(2H, m), 1.94(2H, m), 2.24(1H, m), 2.45(2H, t, J =7.5Hz), 4.29(1H, m), 4.40(1H, ddd, J =5.9, 5.9, 5.5Hz), 4.49(2H, m), 5.10(1H, m), 6.19(1H, d, J =6.8Hz), 6.53(1H, d, J =6.6Hz), 6.62(1H, t, J =5.0Hz), 8.51(1H, d, J =8.3Hz)
実施例3 N-オクタデカノイル-フィトスフィンゴシンの合成
 ステアリン酸エチル(関東化学社製)1.47g、フィトスフィンゴシン1.00g、エタノール13.2mLを30mLナスフラスコに加え、75℃の湯浴にて15分間攪拌した。反応系中が均一になったのを確認した後、21%ナトリウムエトキシド-エタノール溶液123μLを加え、一昼夜攪拌し続けた。30℃まで冷却した後、沈殿物をろ過、洗浄し、白色固体のN-オクタデカノイル-フィトスフィンゴシン1.57gを収率86.3%(純度>98%)で得た。
 融点125-126℃
 IR (ATR, cm-1) 3338, 2954, 2915, 2950, 1611, 1541, 1472, 1075, 716
 MS (positive): [M+H] +=584.6, [M+Na] +=606.5
 1H-NMR (重ピリジン, 500MHz, δ) 0.85(3H, t, J =6.9Hz), 0.85(3H, t, J =6.9Hz), 1.16-1.49(50H, br), 1.69(1H, m), 1.82(2H, m), 1.94(2H, m), 2.24(1H, m), 2.45(2H, t, J =7.5Hz), 4.29(1H, m), 4.40(1H, ddd, J =5.9, 5.9, 5.5Hz), 4.49(2H, m), 5.10(1H, m), 6.19(1H, d, J =6.8Hz), 6.53(1H, d, J =6.6Hz), 6.62(1H, t, J =5.0Hz), 8.51(1H, d, J =8.3Hz)
実施例4 N-ヘキサデカノイル-フィトスフィンゴシンの合成
 パルミチン酸メチル(関東化学社製)1.11g、フィトスフィンゴシン1.00g、メタノール(関東化学社製)14mLを30mLナスフラスコに加え、55℃の湯浴にて15分間攪拌した。反応系中が均一になったのを確認した後、1mol/Lナトリウムメトキシド-メタノール溶液(関東化学社製)315μLを加えた。2時間後に析出物を確認し、一昼夜攪拌し続けた。30℃まで冷却した後、沈殿物をろ過、洗浄し、白色固体のN-ヘキサデカノイル-フィトスフィンゴシン1.55gを収率88.6%(純度>98%)で得た。
 融点114-117℃
 IR (ATR, cm-1) 3336, 2917, 2849, 1611, 1542, 1468, 1076, 717
 MS (positive): [M+H] +=556.7, [M+Na] +=584.7
 1H-NMR (重ピリジン, 500MHz, δ) 0.85(3H, t, J =7.0Hz), 0.85(3H, t, J =7.0Hz), 1.16-1.49(46H, br), 1.69(1H, m), 1.82(2H, m), 1.94(2H, m), 2.24(1H, m), 2.45(2H, t, J =7.6Hz), 4.29(1H, m), 4.40(1H, ddd, J =5.9, 5.9, 5.5Hz), 4.49(2H, m), 5.10(1H, m), 6.19(1H, d, J =6.7Hz), 6.53(1H, d, J =6.2Hz), 6.62(1H, t, J =5.4Hz), 8.52(1H, d, J =8.5Hz)
実施例5 N-ヘキサデカノイル-フィトスフィンゴシンの合成
 パルミチン酸イソプロピル(和光純薬社製)1.41g、フィトスフィンゴシン1.00g、エタノール14mLを30mLナスフラスコに加え、55℃の湯浴にて15分間攪拌した。反応系中が均一になったのを確認した後、水酸化カリウム(関東化学社製)17.7mgを加えた。2時間後に析出物を確認し、一昼夜攪拌し続けた。30℃まで冷却した後、沈殿物をろ過、洗浄し、白色固体のN-ヘキサデカノイル-フィトスフィンゴシン1.45gを収率82.9%(純度95%)で得た。
 融点114-117℃
 IR (ATR, cm-1) 3336, 2917, 2849, 1611, 1542, 1468, 1076, 717
 MS (positive): [M+H] + =556.7, [M+Na] +=584.7
 1H-NMR (重ピリジン, 500MHz, δ) 0.85(3H, t, J =7.0Hz), 0.85(3H, t, J =7.0Hz), 1.16-1.49(46H, br), 1.69(1H, m), 1.82(2H, m), 1.94(2H, m), 2.24(1H, m), 2.45(2H, t, J =7.6Hz), 4.29(1H, m), 4.40(1H, ddd, J =5.9, 5.9, 5.5Hz), 4.49(2H, m), 5.10(1H, m), 6.19(1H, d, J =6.7Hz), 6.53(1H, d, J =6.2Hz), 6.62(1H, t, J =5.4Hz), 8.52(1H, d, J =8.5Hz)
実施例6 N-ドデカノイル-フィトスフィンゴシンの合成
 ドデカン酸メチル(和光純薬社製)1.31g、フィトスフィンゴシン1.50g、エタノール16mLを30mLナスフラスコに加え、75℃の湯浴にて15分間攪拌した。反応系中が均一になったのを確認した後、21%ナトリウムエトキシド-エタノール溶液123μLを加え、一昼夜攪拌し続けた。室温まで冷却した後、沈殿物をろ過、洗浄し、白色固体のN-オクタデカノイル-フィトスフィンゴシン1.96gを収率83.5%(純度>98%)で得た。
 融点112-114℃
 IR (ATR, cm-1) 3325, 2917, 2850, 1612, 1556, 1467, 1076, 721
 MS (positive): [M+H] +=500.9, [M+Na] +=522.6
 1H-NMR (重ピリジン, 500MHz, δ) 0.85(3H, t, J =7.0Hz), 0.85(3H, t, J =7.0Hz), 1.16-1.49(46H, br), 1.69(1H, m), 1.82(2H, m), 1.94(2H, m), 2.24(1H, m), 2.45(2H, t, J =7.4Hz), 4.29(1H, m), 4.40(1H, ddd, J =5.6, 5.6, 5.5Hz), 4.49(2H, m), 5.10(1H, m), 6.19(1H, d, J =6.6Hz), 6.53(1H, d, J =6.2Hz), 6.62(1H, t, J =5.2Hz), 8.52(1H, d, J =8.5Hz)
実施例7 N-(12-ヒドロキシオクタデカノイル)-フィトスフィンゴシンの合成
 12-ヒドロキシオクタデカン酸メチル(シグマアルドリッチ社製)1.39g、フィトスフィンゴシン1.00g、メタノール13.2mLを30mLナスフラスコに加え、55℃の湯浴にて15分間攪拌した。反応系中が均一になったのを確認した後、1mol/Lナトリウムメトキシド-メタノール溶液315μLを加えた。3時間後に沈殿を確認し、一昼夜攪拌し続けた。30℃まで冷却した後、沈殿物をろ過、洗浄し、ジアステレオ混合物として白色固体のN-(12-ヒドロキシオクタデカノイル)-フィトスフィンゴシン1.68gを収率89.2%(純度96%)で得た。
 融点137-139℃
 IR (ATR, cm-1) 3359, 2917, 2850, 1618, 1553, 1469, 1076, 1041, 722
 MS (positive): [M+H] +=600.7, [M+Na] +=622.6
実施例8 N-(2ヒドロキシヘキサデカノイル)-フィトスフィンゴシンの合成
 2-ヒドロキシパルミチン酸メチル(TCI社製)1.26g、フィトスフィンゴシン1.00g、メタノール13.2mLを30mLナスフラスコに加え、55℃の湯浴にて15分間攪拌した。反応系中が均一になったのを確認した後、1mol/Lナトリウムメトキシド-メタノール溶液315μLを加え、一昼夜攪拌し続けた。室温まで冷却した後、沈殿物をろ過、洗浄し、ジアステレオ混合物として白色固体のN-(2-ヒドロキシオクタデカノイル)-フィトスフィンゴシン1.60gを収率88.8%(純度98%)で得た。
 融点124-129℃
 IR (ATR, cm-1) 3306, 2917, 2849, 1632, 1620, 1537, 1467, 1072, 720
 MS (positive): [M+H] +=572.7, [M+Na] +=594.7
比較例1 N-オクタデカノイル-フィトスフィンゴシンの合成
 特開昭63-216852号公報(前記特許文献3)に記載の方法に従い、下記のとおりN-オクタデカノイル-フィトスフィンゴシンを合成した。
 フィトスフィンゴシン5.00gを100mLの2口ナスフラスコにいれ、窒素雰囲気下、攪拌しながら加熱融解した。完全に融解するまでに、145℃まで加熱する必要があった。水酸化カリウム88mgを加え、10kpaにて減圧攪拌したところ、析出物が生成し、攪拌が止まったため、さらに155℃まで加熱して融解させた。ステアリン酸メチル(関東化学社製)4.98gを、滴下ロートを用いて滴下し、10kpaにて1.5時間減圧攪拌した。TLC上では煩雑な生成物が確認された。アセトン、エタノールで2回晶析をしたが、目的物を高純度で得ることはできなかった。収量4.01g、収率43.7%(純度67%)
比較例2 N-オクタデカノイル-フィトスフィンゴシンの合成
 特許第4101320号公報(前記特許文献4)に記載の方法に従い、下記のとおりN-オクタデカノイル-フィトスフィンゴシンを合成した。
 フィトスフィンゴシン1.59g、水酸化カリウム50mg、ブタノール(関東化学社製)15mLを100mLの2口ナスフラスコにいれ、90℃にて30分攪拌した。窒素を導入しながら、ステアリン酸メチル2.24gのブタノール5mL溶液を、滴下ロートを用いて滴下し、90℃で2時間攪拌した。TLC上で原料が残存していたが、目的物以外の生成物も確認された。-10℃まで冷却し、沈殿物をろ過、洗浄したが、目的物を高純度で得ることはできなかった。収量2.00g、収率68.5%(純度80%)。

Claims (7)

  1.  下記式(2):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    〔式中、R1は炭素数8~20の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基を示す。〕
    で表されるアミノトリオールと下記式(3):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    〔式中、R2は水酸基を有していてもよい炭素数7~27の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基を示し、R3は炭素数1~6のアルキル基を示す。〕
    で表される脂肪酸エステルを、エタノール及び/又はメタノール中、塩基性触媒の存在下に反応させることを特徴とする下記式(1):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    〔式中、R1及びR2は前記と同一のものを示す。〕
    で表されるN-アシルアミノトリオールの製造法。
  2.  20~79℃で反応を行う、請求項1記載の方法。
  3.  目的物を析出させながら反応を行う、請求項1又は2記載の方法。
  4.  R3がメチル基又はエチル基である請求項1~3のいずれか1項記載の方法。
  5.  塩基性触媒が、金属エチラート又はメチラートである請求項1~4のいずれか1項記載の方法。
  6.  R1がテトラデシル基である請求項1~5のいずれか1項記載の方法。
  7.  アミノトリオールと脂肪酸エステルをアルコール溶媒に予め溶解させた後、塩基を添加して反応させる請求項1~6のいずれか1項記載の方法。
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