WO2013061515A1 - 3-メントキシプロパノールの製造方法、及び冷感剤組成物 - Google Patents

3-メントキシプロパノールの製造方法、及び冷感剤組成物 Download PDF

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田中 茂
賢哉 石田
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高砂香料工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a process for producing 3-mentoxypropanol, and more particularly to a process for hydrogen reduction of 3-mentoxy-1,2-epoxypropane in the presence of a catalyst, preferably a heterogeneous metal-supported catalyst. It is. 3-Mentoxypropanol obtained by the method of the present invention is useful as a cooling agent and the like.
  • a cold sensation (cool feeling) or a refreshing sensation (cool feeling) (hereinafter collectively referred to as “cool feeling / cool feeling”) in the human epidermis and mucous membranes, particularly the oral cavity, nasal cavity, throat and eyes. )
  • cool feeling / cool feeling A cold sensation (cool feeling) or a refreshing sensation (cool feeling) (hereinafter collectively referred to as “cool feeling / cool feeling”) in the human epidermis and mucous membranes, particularly the oral cavity, nasal cavity, throat and eyes. )
  • l-menthol el-menthol
  • 1-menthol has a strong cooling sensation and refreshing sensation, its effect does not last for a long time and its use and prescription amount are often limited due to its intense mint-like aroma.
  • Patent Documents 2 and 3 a method has been reported in which a heterogeneous catalyst, particularly Raney cobalt, is used as a catalyst and an epoxy ring is opened by hydrogenation to produce an alcohol.
  • Patent Document 2 it is disclosed that 1,6-hexanediol can be obtained with a selectivity of 60 to 74% by hydrogenating 1,2,5,6-epoxyhexane using Raney cobalt as a catalyst. Yes.
  • Patent Document 3 when the terminal epoxide is reduced, the selectivity of the primary alcohol is about 50%, and even when Raney cobalt is used as the catalyst, the selectivity is about 71% and 16% or more.
  • the present invention uses a cooling sensation agent composition containing 3-mentoxypropanol having an excellent function as a cooling sensation agent or a cooling agent, and 3-mentoxy-1,2-epoxypropane as a raw material.
  • the object is to provide a method for producing 3-menthoxypropanol in a selective and high yield. Furthermore, it aims at preparing and providing the ratio of the primary alcohol and the secondary alcohol which are the main active ingredients among them predominantly and simply.
  • the present inventors have found that in the presence of a heterogeneous catalyst, preferably a cobalt catalyst, a ruthenium catalyst, or a nickel catalyst, more preferably, Raney cobalt, 3-menthoxy- It has been found that 3-menthoxypropanol can be obtained with high selectivity and high yield by catalytic hydrogenation of 1,2-epoxypropane. Further, the inventors have found that the obtained mixture of 1-mentoxy-2-propanol and 3-mentoxy-1-propanol becomes an extremely excellent cooling sensation agent composition.
  • a heterogeneous catalyst preferably a cobalt catalyst, a ruthenium catalyst, or a nickel catalyst, more preferably, Raney cobalt
  • the present inventors have found that the range of application as a cooling sensation agent can be greatly expanded by freely adjusting the ratio of the primary alcohol as the main active ingredient, thereby completing the present invention.
  • the present invention includes the following contents. [1] The following formula (1):
  • a process for producing 3-mentoxy-propanol by selectively hydrogenating an epoxy ring by hydrogenating 3-mentoxy-1,2-epoxypropane represented by the formula below in the presence of a heterogeneous metal catalyst [2] The method according to [1], wherein the heterogeneous metal catalyst is a heterogeneous cobalt catalyst, a heterogeneous ruthenium catalyst, or a heterogeneous nickel catalyst. [3] The method according to [1] or [2], wherein the heterogeneous metal catalyst is a Raney catalyst. [4] The method according to [3], wherein the heterogeneous metal catalyst is Raney nickel or Raney cobalt.
  • 3-Mentoxy-1,2-epoxypropane represented by the formula (1) is 3-((1R, 2S, 5R) -2-isopropyl-5-methylcyclohexyloxy) -1,2-epoxy. Any one of [1] to [5] above, which is propane or 3-((1S, 2S, 5R) -2-isopropyl-5-methylcyclohexyloxy) -1,2-epoxypropane Method. [9] The method according to [8] above, wherein the configuration of the menthoxy group of 3-mentoxy-1-propanol and 1-mentoxy-2-propanol maintains the configuration of the raw material.
  • 3-Mentoxy-1-propanol is 3-((1R, 2S, 5R) -2-isopropyl-5-methylcyclohexyloxy) -1-propanol, or 3-((1S, 2S, 5R)-
  • 1-Mentoxy-2-propanol is 1-((1R, 2S, 5R) -2-isopropyl-5-methylcyclohexyloxy) -2-propanol or 1-((1S, 2S, 5R)-
  • 3-Mentoxy-1-propanol and 1-mentoxy-2-propanol are obtained by the method of any one of [1] to [14] above.
  • the cooling sensation composition according to any one of [15] to [19], wherein the cooling sensation composition further contains menthol, preferably 1-menthol.
  • 3-mentoxy-1-propanol is industrially highly selective and has a high yield and retains the configuration of the menthyl group. Can be manufactured as is. It has been reported that under the known epoxy group hydrogenation conditions, all the C—O bonds of the raw material compound were reduced and 16% or more was reduced to hydrocarbons (see Patent Documents 2 and 3). ). 3-Mentoxy-1,2-epoxypropane, which is a raw material compound in the method of the present invention, has a C—O bond in the menthoxy group in addition to the epoxy group, and is expensive in the conventional hydrogenation conditions for epoxy groups.
  • the epoxy group could be selectively reduced without the menthoxy group being reduced and eliminated, which is extremely advantageous industrially. It was possible to provide a process for the production of menthoxy-propanol. Also, according to the method of the present invention, 3-mentoxy-1-propanol can be produced with a selectivity of 80% or more, preferably 90% or more, but the product is 20% or less, preferably 10% or less. Of 1-mentoxy-2-propanol. However, the mixture of 3-mentoxy-1-propanol and 1-mentoxy-2-propanol produced by the method of the present invention does not separate these components as a mixture, and the mixture has an excellent cooling sensation as it is.
  • cooling sensation agent composition having a refreshing feeling. Furthermore, only 3-mentoxy-1-propanol can be easily separated and purified from a mixture of 3-mentoxy-1-propanol and 1-mentoxy-2-propanol by distillation.
  • 1-l-Mentoxy-2-propanol is described as an exemplified compound in the literature (for example, GB Patent 1315626). In addition to the description of the taste and the like of the compound, it is combined with other cooling sensation agents. Is also not described.
  • the cooling sensation agent composition comprising a mixture of 3-mentoxy-1-propanol and 1-mentoxy-2-propanol of the present invention is highly safe, has no unpleasant irritation or bitterness, and has a longer time. Sustained cooling sensation and refreshing sensation can be maintained, and the composition can be widely applied to foods and drinks, perfume compositions, toiletries and the like as shocking and persistent cooling sensation compositions.
  • Preferred metals in the heterogeneous catalyst used in the method of the present invention include Group 8 (Fe, Ru), Group 9 (Co, Rh, Ir) and Group 10 (Ni, Pd, Pt) of the periodic table. ).
  • Specific examples of the heterogeneous catalyst include Raney nickel, ruthenium / carbon, nickel-phosphorus, nickel boride, Raney cobalt and the like, and Raney cobalt is particularly preferable.
  • the Raney cobalt catalyst is a porous sponge-like metal catalyst and can be prepared according to a conventional method, but a commercially available catalyst may be used.
  • the amount of the catalyst used in the method of the present invention is 0.1% by mass to 50% by mass, preferably 1.0% by mass to the mass ratio with respect to the substrate, 3-mentoxy-1,2-epoxypropane.
  • the range is 10% by mass.
  • the present invention can be carried out in the presence or absence of a solvent, but is preferably carried out in the presence of a solvent.
  • the solvent that can be used is not particularly limited, and examples thereof include hydrocarbons, alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, and n-butanol, ethers, esters, and amides such as DMF.
  • hydrocarbon solvents and ether solvents are preferably used.
  • hydrocarbons for example, aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, decane, cyclohexane and methylcyclohexane, and aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene are preferable.
  • the ether include diisopropyl ether, methyl t-butyl ether, cyclopentyl methyl ether, cyclohexyl methyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like. More preferred solvents include hexane, heptane, octane, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like.
  • reaction time varies depending on the temperature, pressure or amount of catalyst, it is generally 0.5 to 24 hours, preferably 1 to 12 hours.
  • the reaction temperature varies depending on the pressure, amount of catalyst, solvent and the like, but is usually 50 to 200 ° C., preferably 80 to 150 ° C.
  • the hydrogen pressure at the time of hydrogenation is 1 MPa to 6 MPa, preferably 3 MPa to 5 MPa.
  • the resulting 3-menthoxy-propanol is usually a mixture of 3-menthoxy-1-propanol and 1-menthoxy-2-propanol.
  • the 3-menthoxy-propanol produced by the process of the present invention is a mixture of 3-menthoxy-1-propanol and 1-menthoxy-2-propanol, more than 80%, preferably more than 90% 3-menthoxy-1 -Contains propanol, and this mixture can be used as an active ingredient of the cooling sensation composition of the present invention as it is or as a mixture to which 3-mentoxy-1-propanol is further added as necessary.
  • the selectivity and yield may be improved by coexisting a basic substance such as an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide or carbonate for the purpose of further increasing the reaction selectivity. is there.
  • the 3-mentoxy-propanol obtained by the method of the present invention can be isolated by separating and isolating 3-mentoxy-1-propanol by means of separation and purification such as vacuum distillation. It can also be a mixture with a high content of 3-menthoxy-1-propanol.
  • a mixture of 3-mentoxy-propanol is used as a component of the cooling sensation agent of the present invention, a mixture containing about 0.5 to 10% of 1-mentoxy-2-propanol is preferable.
  • the configuration of the menthoxy group in 3-mentoxy-1-propanol and 1-mentoxy-2-propanol of the present invention is preferably the same as that of natural menthol, but is not necessarily limited thereto. Absent.
  • the configuration of the menthoxy group of 3-mentoxy-1,2-epoxypropane represented by the general formula (1) used as a raw material is maintained even after the reaction.
  • 3-mentoxy-1,2-epoxypropane having the same configuration is used as a raw material
  • 3-mentoxy-1-propanol and 1-mentoxy-2-propanol having the same configuration as natural menthol are used. A mixture can be obtained.
  • the cooling sensation agent composition of the present invention includes not only a cooling sensation agent but also a refreshing agent as well as a flavoring agent and the like.
  • the cooling agent composition containing 3-mentoxy-propanol obtained by the method of the present invention that is, a mixture of 3-mentoxy-1-propanol and 1-mentoxy-2-propanol, contains other components as necessary. It may be.
  • Such other components include menthol, menthone, camphor, pregol, isopulegol, cineol, mint oil, peppermint oil, spare mint oil, eucalyptus oil, 3-l-menthoxypropane-1,2-diol, N-alkyl-p-menthane-3-carboxamide, 3-l-menthoxy-2-methylpropane-1,2-diol, p-menthane-3,8-diol, 2-l-menthoxyethane-1-ol 4-l-menthoxybutan-1-ol, menthyl 3-hydroxybutyrate, menthyl lactate, menthine glycerol ketal, N-methyl-2,2-isopropylmethyl-3-methylbutanamide, menthyl glutarate, menthyl succinate And menthyl glyoxylate.
  • the amount of these other components is not particularly limited, but is 0.01 to 30 parts by weight, preferably 0.1 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the cooling sensation agent composition of the present invention. More preferably, it can be 0.1 to 10 parts by mass.
  • the cooling sensation agent composition of the present invention can have a synergistic effect with menthol, particularly l-menthol, it is preferable to blend menthol, particularly l-menthol.
  • the amount of menthol, particularly l-menthol can be the amount described above.
  • the cooling sensation agent composition of the present invention has an excellent effect of low volatility, almost no odor, high safety, and a long-lasting cold and / or refreshing effect.
  • the cooling sensation agent composition of the present invention can be used by being added to various fragrance compositions, oral preparations, foods, beverages, toiletries and the like.
  • the cooling sensation composition of the present invention is used as a fragrance composition for foods and drinks, a fragrance composition for toiletries, and the like, and about 0.001 to about 95% by mass, preferably about 0.001% of the entire fragrance composition. To about 50% by weight, more preferably about 1 to 40% by weight.
  • the cooling sensation compositions of the present invention are about about the entire oral formulation. 0.001% to about 25% by weight, preferably about 0.01% to about 15% by weight.
  • the cooling agent composition of the present invention is about 0.001% to about 25%, preferably about 0.01% to about 15%, by weight of food and beverage products.
  • the cooling sensation agent composition of the present invention is about 0.0001% to about 20%, preferably about 0.001% to about 10%, more preferably about 0.01% by weight of the toilet article. % To about 10% by mass.
  • This crude product was distilled under reduced pressure to obtain 87.7 g as a mixture having a mass ratio of 94: 6 without separating 3-l-mentoxy-1-propanol and 1-l-mentoxy-2-propanol.
  • This mixture was further distilled under reduced pressure at 1.0 torr in a distillation column packed with 10 Sruzer Lab Packing ( ⁇ 30 mm ⁇ 5 cm), and 1-l-mentoxy was extracted from the fraction distilled at a boiling point of 80 ° C. to 82 ° C. -2-Propanol (5.00 g) was obtained with a GC purity of 98.5%.
  • the fraction distilled at a boiling point of 83 ° C. to 86 ° C. was recovered.
  • 3-l-menthoxy-1-propanol 80.25 g
  • the weight ratio of 3-l-menthoxy-1-propanol and 1-menthoxy-2-propanol was 93: 7.
  • This composition was distilled under reduced pressure to obtain 17.1 g as a mixture having a weight ratio of 93: 7 without separating 3-l-mentoxy-1-propanol and 1-mentoxy-2-propanol.
  • the purity in GC analysis combining 3-l-menthoxy-1-propanol and 1-menthoxy-2-propanol was 99.3%.
  • Example 2 the catalyst and reaction conditions were changed, hydrogenation of 3-l-mentoxy-1,2-epoxypropane (2.1 g, 0.01 mol) was performed, and 3-l-menthoxy-1-propanol and 1- l-Mentoxy-2-propanol was synthesized.
  • Table 1 In the table, wt% is the amount ratio of the catalyst to 3-1-menthoxy-1,2-epoxypropane.
  • ml is the amount of solvent. Conversion and product weight ratio were measured by GC. In the product weight ratio, (A) represents 3-menthoxy-1-propanol, and (B) represents 1-menthoxy-2-propanol.
  • Example 6 Comparative sensory evaluation of 3-l-mentoxy-1-propanol with a mixture of 3-l-menthoxy-1-propanol and 1-l-menthoxy-2-propanol 3-l obtained in Example 1 -Mentoxy-1-propanol (1) and a mixture (2) of 3-l-menthoxy-1-propanol and 1-l-menthoxy-2-propanol obtained in Example 2 in a weight ratio of 93: 7; Further, 50 ppm aqueous solutions of 1-l-mentoxy-2-propanol (3) obtained in Example 1 were prepared. Sensory evaluation was performed in the mouth for three types of 50 ppm aqueous solutions by 10 professional panelists who had experienced for more than 5 years.
  • Example 7 Synergistic effect with menthol About a mixture of l-menthol and 3-l-menthoxy-1-propanol and 1-l-menthoxy-2-propanol obtained in Example 2 in a weight ratio of 93: 7 , 95: 5 (mass ratio) to prepare a cooling agent composition. About the obtained cooling agent composition, 1,000 ml of 20 ppm aqueous solution was prepared, respectively, and sensory evaluation was performed in the mouth. As a comparison, sensory evaluation was performed in the mouth on a 20 ppm aqueous solution of l-menthol alone. As a result, immediately after spitting out, 8 out of 10 panelists replied that they had a stronger coolness (exhilaration) than menthol alone. In addition, even after 3 minutes passed, 9 out of 10 panelists replied that they had a stronger refreshing feeling than menthol alone.
  • the toothpaste prepared as described above has a refreshing feeling that is cool in the oral cavity and has no bitterness. Compared to the toothpaste without the use of 3-mentoxy-1-propanol of the present invention and 1-mentoxy-2-propanol as a by-product, the toothpaste as prepared above has a long lasting cold refreshing It had a flavor and a persistent fragrance.
  • Example 9 Chewing gum A chewing gum was prepared according to the formulation shown in Table 3 below. This thing did not have an unpleasant irritation, bitterness, etc., had a cool feeling, and maintained the cool feeling effect.
  • the chewing gum prepared as described above has a cool and refreshing feeling and no bitterness. Compared to chewing gum that did not use 1-menthoxy-2-propanol as a by-product of 3-mentoxy-1-propanol of the present invention, the chewing gum as prepared above has a long-lasting cold refreshing flavor. It was accompanied by an impression of the impact effect of the prolonged flavor.
  • Fragrance composition A cooling sensation-containing fragrance composition was prepared by a conventional method in accordance with the formulation shown in Table 4 below (the blending amount was parts by mass).
  • Example 11 Shampoo According to the prescription in Table 5 below, 100 g of shampoo containing 1.0% of the fragrance composition of Example 10 was prepared. This thing had a cool feeling and maintained the cool feeling effect.
  • the present invention provides a novel production method for producing 3-mentoxypropanol having an excellent function as a cooling sensation agent or a cooling agent with high selectivity and high yield, and is produced by the production method of the present invention.
  • 3-Mentoxypropanol is useful as a cooling agent and a cooling agent, and the production method and cooling agent composition of the present invention have industrial applicability.

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Abstract

【課題】 本発明は、3-メントキシプロパノールを含有してなる冷感剤組成物、及び3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンを原料として用いて、高選択的及び高収率で3-メントキシプロパノールを製造する方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、コバルト触媒、ルテニウム触媒、又はニッケル触媒などの不均一系金属触媒の存在下で、3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンの接触水素化を行うことにより高い選択性及び高収率で3-メントキシプロパノールを製造する方法、並びに、3-メントキシ-1-プロパノール及び1-メントキシ-2-プロパノールの混合物を含有してなる優れた冷感剤組成物に関する。

Description

3-メントキシプロパノールの製造方法、及び冷感剤組成物
 本発明は、3-メントキシプロパノールの製造法に関するものであり、詳しくは3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンを触媒、好ましくは不均一系金属担持触媒の存在下に水素還元する方法に関するものである。本発明の方法により得られる3-メントキシプロパノールは冷感剤等として有用である。
 ヒトの表皮や粘膜、特に口腔、鼻腔、咽喉、眼部に冷たい感覚(冷感)や爽やかな感覚(清涼感)(以下、これらを総称して「冷感・清涼感」ということがある。)を与える物質は既に色々知られている。代表的な物質としては、ペパーミント油の主成分であるl-メントール(エル-メントール)であり、チューインガム、歯磨剤、シャンプーなどに広く使用されている。しかしながら、l-メントールは強い冷感・清涼感を有するものの、その効果は長時間持続しない上、その強烈なミント様香気のために用途や処方量が限定されることが多い。
 そこで、持続性及び香気の改善を目的として、l-メントールに似た冷感・清涼感作用を持つ化合物が開発されている。そのような化合物の中でも、(1’R,2’S,5’R)-3-l-メントキシアルカノール類、例えば3-メントキシ-1-プロパノールは、優れた冷感・清涼感効果を有しているが、これまで簡便でしかも安価な製造方法が確立されていない。製造法の一例として3-メントキシ-1-プロパノールはメントールをアリルエーテル化した後に、ボランを付加させるハイドロボレーション法での製造法が知られている(特許文献1)。しかしながら有害性のあるボランを使用することで安全性及びコスト面で不利であり、工業的な製法として適していなかった。
 また、不均一系触媒、特にラネーコバルトを触媒として用い、エポキシ環を水素化により開環してアルコールを製造する方法も報告されている(特許文献2、特許文献3)。特許文献2によればラネーコバルトを触媒として用い、1,2,5,6-エポキシヘキサンを水素化することで1,6-ヘキサンジオールを選択率60~74%で得られることが開示されている。また、特許文献3によれば、末端エポキサイドを還元した場合に、第一級アルコールの選択率は50%程度であり、ラネーコバルトを触媒として用いた場合でも、選択率71%程度で16%以上が炭化水素まで還元され、ラネーニッケル触媒の場合でも最大で79%の選択率であり、10%以上が第二級アルコールとなることが開示されている。このように、エポキシ環の水素化により開環してアルコールを製造する方法では、エポキシ環が炭化水素まで還元されたり、第二級アルコールが多量に副生するという問題があった。しかしながら、3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンを水素化し、高選択的及び高収率で3-メントキシ-1-プロパノールを製造する例は知られていない。
 一方、冷感の発現機構は複雑であるが、冷感を有する化合物群を複数組み合わせることで、冷感が増強される効果は広く知られており、冷感発現の強いコンビネーションを簡単に製造できる方法も望まれている。
特開2001-294546号公報 DE公開10061202号公報 GB特許970790号明細書
 本発明は、冷感剤や清涼剤として優れた機能を有する3-メントキシプロパノールを含有してなる冷感剤組成物、及び3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンを原料として用いて、高選択的及び高収率で3-メントキシプロパノールを製造する方法を提供することを目的とする。さらに、そのうちの主要な活性成分である1級アルコールと2級アルコールの比率を、優位にかつ簡便に調製・提供することを目的とする。
 本発明者らは前記の課題を解決するために検討を重ねた結果、不均一系触媒、好ましくはコバルト触媒、ルテニウム触媒、又はニッケル触媒、より好ましくはラネーコバルトの存在下で、3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンの接触水素化を行うことにより高い選択性及び高収率で3-メントキシプロパノールが得られることを見出した。また、得られた1-メントキシ-2-プロパノール及び3-メントキシ-1-プロパノールの混合物が極めて優れた冷感剤組成物となることを見出した。また、主活性成分となる1級アルコールの比率を自在に調整することにより、冷感剤としての適用範囲が格段に広がることを見出し、本発明を完成させた。
 本発明は、以下の内容を含むものである。
[1]下記式(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
で表される3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンを不均一系金属触媒の存在下で水素化することにより、エポキシ環を選択的に水素化して3-メントキシ-プロパノールを製造する方法。
[2]不均一系金属触媒が、不均一系コバルト触媒、不均一系ルテニウム触媒、又は不均一系ニッケル触媒である前記[1]に記載の方法。
[3]不均一系金属触媒が、ラネー触媒である前記[1]又は[2]に記載の方法。
[4]不均一系金属触媒が、ラネーニッケル、又はラネーコバルトである前記[3]に記載の方法。
[5]得られる3-メントキシ-プロパノールが、3-メントキシ-1-プロパノール及び1-メントキシ-2-プロパノールの混合物である、前記[1]~[4]のいずれかに記載の方法。
[6]3-メントキシ-1-プロパノール及び1-メントキシ-2-プロパノールの混合物が、80%以上、好ましくは90%以上の3-メントキシ-1-プロパノールを含有している前記[5]に記載の方法。
[7]不均一系金属触媒が、コバルト触媒、好ましくはラネーコバルト触媒である、前記[6]に記載の方法。
[8]式(1)で表される3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンが、3-((1R,2S,5R)-2-イソプロピル-5-メチルシクロヘキシルオキシ)-1,2-エポキシプロパン又は3-((1S,2S,5R)-2-イソプロピル-5-メチルシクロヘキシルオキシ)-1,2-エポキシプロパンであること特徴とする前記[1]~[5]のいずれかに記載の方法。
[9]3-メントキシ-1-プロパノール及び1-メントキシ-2-プロパノールのメントキシ基の立体配置が、原料の立体配置を保持している前記[8]に記載の方法。
[10]溶媒が、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、テトラヒドロフラン、又は1,4-ジオキサンである前記[1]~[9]のいずれかに記載の方法。
[11]不均一系金属触媒の触媒量が、基質である3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンに対して、質量比で0.1質量%~50質量%である前記[1]~[10]のいずれかに記載の方法。
[12]水素化の際の、水素圧は、1MPa~6MPaである前記[1]~[11]のいずれかに記載の方法。
[13]得られた3-メントキシ-プロパノールを、さらに分離精製処理して、下記式(2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
で表される3-メントキシ-1-プロパノールを製造する、前記[1]~[12]のいずれかに記載の方法。
[14]分離精製処理が、蒸留である前記[13]に記載の方法。
[15]3-メントキシ-1-プロパノール及び1-メントキシ-2-プロパノールを含有してなる冷感剤組成物。
[16]3-メントキシ-1-プロパノールと1-メントキシ-2-プロパノールの質量比が、80:20~99.5:0.5、好ましくは90:10~99.9:0.1である前記[15]に記載の冷感剤組成物。
[17]3-メントキシ-1-プロパノールが、3-((1R,2S,5R)-2-イソプロピル-5-メチルシクロヘキシルオキシ)-1-プロパノール、又は3-((1S,2S,5R)-2-イソプロピル-5-メチルシクロヘキシルオキシ)-1-プロパノールである前記[15]又は[16]に記載の冷感剤組成物。
[18]1-メントキシ-2-プロパノールが、1-((1R,2S,5R)-2-イソプロピル-5-メチルシクロヘキシルオキシ)-2-プロパノール、又は1-((1S,2S,5R)-2-イソプロピル-5-メチルシクロヘキシルオキシ)-2-プロパノールである前記[15]~[17]のいずれかに記載の冷感剤組成物。
[19]3-メントキシ-1-プロパノール及び1-メントキシ-2-プロパノールが、前記[1]~[14]のいずれかの方法により得られる3-メントキシ-1-プロパノールと1-メントキシ-2-プロパノールの混合物である前記[15]~[18]のいずれかに記載の冷感剤組成物。
[20]冷感剤組成物が、さらにメントール、好ましくはl-メント-ルをさらに含有する前記[15]~[19]のいずれかに記載の冷感剤組成物。
 本発明により、実用化が困難な従来法であるボランを用いるハイドロボレーションに代わり、3-メントキシ-1-プロパノールを工業的に高選択的かつ高収率で、しかもメンチル基の立体配置を保持したままで製造することができる。公知のエポキシ基の水素化条件においては、原料化合物の全てのC-O結合が還元されて、16%以上が炭化水素まで還元されたことが報告されている(特許文献2、特許文献3参照)。本発明の方法における原料化合物である3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンは、エポキシ基以外にメントキシ基においてC-O結合を有しており、従来のエポキシ基の水素化条件では高価なメントキシ基が還元されて脱落することが予想されていたが、意外なことに、メントキシ基が還元されて脱離することなく選択的にエポキシ基を還元することができ、工業的に極めて有利な3-メントキシ-プロパノールの製造方法を提供することができた。
 また、本発明の方法によれば、80%以上、好ましくは90%以上の選択率で3-メントキシ-1-プロパノールを製造することができるが、生成物は20%以下、好ましくは10%以下の1-メントキシ-2-プロパノールを含有している。しかし、本発明の方法で製造された3-メントキシ-1-プロパノールと1-メントキシ-2-プロパノールの混合物は、混合物としてこれらの成分を分離することなく、当該混合物をそのままで優れた冷感や清涼感を有する冷感剤組成物として使用することができる。
 さらに、3-メントキシ-1-プロパノールと1-メントキシ-2-プロパノールの混合物から、蒸留により簡便に3-メントキシ-1-プロパノールのみを分離精製することもできる。
 1-l-メントキシ-2-プロパノールは、文献(例えば、GB特許1315626明細書)に例示化合物として記載されているが、該化合物の味質等に関する記載はおろか、他の冷感剤との組み合わせも記載されていない。
 本発明の3-メントキシ-1-プロパノールと1-メントキシ-2-プロパノールの混合物を含有してなる冷感剤組成物は、安全性も高く、好ましくない刺激感や苦味などがなく、さらに長時間にわたり持続的な冷感や清涼感を維持することができ、衝撃的かつ持続的な冷感剤組成物として、飲食品類、香料組成物、トイレタリー用品などに幅広く適用することができる。
 本発明の方法で用いられる不均一系触媒における好ましい金属としては、周期律表の第8族(Fe、Ru)、第9族(Co、Rh、Ir)及び第10族(Ni、Pd、Pt)に属する金属が挙げられる。具体的な不均一系触媒としては、ラネーニッケル、ルテニウム/炭素、ニッケル-リン、ホウ化ニッケル、ラネーコバルト等が挙げられ、特に好ましくはラネーコバルトである。ラネーコバルト触媒は、多孔質のスポンジ状金属触媒であり、定法に従い調製することができるが、市販されているものを使用してもよい。
 本発明の方法に用いられる触媒量としては、基質である3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンに対して、質量比で0.1質量%~50質量%、好ましくは1.0質量%~10質量%の範囲である。
 本発明は、溶媒の存在下又は非存在下で行うことができるが、溶媒の存在下で行うことが好ましい。使用可能な溶媒は特に限定されないが、例えば、炭化水素類、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノールなどのアルコール類、エーテル類、エステル類、DMF等のアミド類などが挙げられる。特に炭化水素系、エーテル系溶媒が好適に使用される。炭化水素類としては、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素などが好ましい。エーテルとしては、ジイソプロピルエーテル、メチルt-ブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロヘキシルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等が挙げられる。
 より好ましい溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等が挙げられる。
 反応時間は、温度、圧力又は触媒量により異なるが、通常0.5時間~24時間であり、好ましくは1時間~12時間である。
 反応温度は、圧力や触媒量や溶媒などによって異なるが、通常、50~200℃であり、好ましくは80~150℃である。
 水素化の際の、水素圧は、1MPa~6MPaであり、好ましくは3MPa~5MPaである。
 反応終了後は、冷却、静置し、下部に沈んだ触媒と反応液を分離し、反応液を濾過した後、溶剤を留去し、目的物の3-メントキシ-プロパノールが得られる。得られた3-メントキシ-プロパノールは、通常は3-メントキシ-1-プロパノール及び1-メントキシ-2-プロパノールの混合物である。本発明の方法で製造された3-メントキシ-プロパノールは、3-メントキシ-1-プロパノール及び1-メントキシ-2-プロパノールの混合物であり、80%以上、好ましくは90%以上の3-メントキシ-1-プロパノールを含有しており、この混合物をそのまま、又は必要に応じて3-メントキシ-1-プロパノールをさらに添加した混合物として、本発明の冷感剤組成物の有効成分として使用することができる。
 本発明において、さらに反応選択性を上げる目的で、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩等の塩基性物質を助触媒として共存させることにより選択性及び収率が向上することがある。
 本発明の方法により得られた3-メントキシ-プロパノールは、減圧蒸留などの分離精製手段により3-メントキシ-1-プロパノールを分離し、単離することもできる。また、3-メントキシ-1-プロパノールの含有量の多い混合物とすることもできる。本発明の冷感剤の成分として3-メントキシ-プロパノールの混合物を使用する場合には、1-メントキシ-2-プロパノールを0.5~10%程度含有している混合物が好ましい。
 また、本発明の3-メントキシ-1-プロパノール及び1-メントキシ-2-プロパノールにおけるメントキシ基の立体配置は、天然のメントールと同じ立体配置を有するものが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。本発明の方法によれば、原料として使用する一般式(1)で表される3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンのメントキシ基の立体配置は、反応後も保持されるので、天然のメントールと同じ立体配置を有する3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンを原料として使用した場合には、天然のメントールと同じ立体配置を有する3-メントキシ-1-プロパノール及び1-メントキシ-2-プロパノールの混合物を得ることができる。
 本発明の冷感剤組成物は、冷感剤としてだけでなく清涼剤としての用途も包含するだけでなく、フレーバー剤などとしての用途も包含することができる。
 本発明の方法により得られる3-メントキシ-プロパノール、即ち3-メントキシ-1-プロパノールと1-メントキシ-2-プロパノールとの混合物を含有する冷感剤組成物は、必要により他の成分を含有していてもよい。このような他の成分としては、例えば、メントール、メントン、カンファー、プレゴール、イソプレゴール、シネオール、ハッカオイル、ペパーミントオイル、スペアーミントオイル、ユーカリプタスオイル、3-l-メントキシプロパン-1,2-ジオール、N-アルキル-p-メンタン-3-カルボキサミド、3-l-メントキシ-2-メチルプロパン-1,2-ジオール、p-メンタン-3,8-ジオール、2-l-メントキシエタン-1-オール、4-l-メントキシブタン-1-オール、3-ヒドロキシ酪酸 メンチル、乳酸メンチル、メントングリセリンケタール、N-メチル-2,2-イソプロピルメチル-3-メチルブタンアミド、グルタル酸メンチル、コハク酸メンチル、グリオキシル酸メンチル等が挙げられる。これらの他の成分の配合量としては、特に制限はないが、本発明の冷感剤組成物100質量部に対して、0.01~30質量部、好ましくは0.1~20質量部、より好ましくは0.1~10質量部とすることができる。
 特に、本発明の冷感剤組成物は、メントール、特にl-メントールと相乗的な効果を奏することができるので、メントール、特にl-メントールを配合することが好ましい。メントール、特にl-メントールの配合量としては、前記した配合量とすることができる。
 本発明の冷感剤組成物は、揮発性が低く、ほとんど臭いもなく、安全性も高く、長時間続く冷たい及び/又は爽やかな優れた効果を有する。
 本発明の冷感剤組成物は、各種の香料組成物、口中製剤、食品、飲料品、洗面用品(トイレタリー用品)などに添加し、使用することができる。
 香料組成物としては飲食品用香料組成物やトイレタリー用品用香料組成物などとして、本発明の冷感組成物を香料組成物全体の約0.001~約95質量%、好ましくは約0.001~約50質量%、より好ましくは約1~40質量%配合することができる。
 口中製剤、例えば、それに限定されるものではないが、歯磨きペースト、歯磨き粉、歯磨きジェル、チューインガムなどのような口中製剤での使用については、本発明の冷感剤組成物は、口中製剤全体の約0.001質量%~約25質量%、好ましくは約0.01質量%~約15質量%である。
 食品や飲料品、例えば、それに限定されるものではないが、果実ジュース、果実ワイン、乳飲料、炭酸飲料、スポーツ飲料、アイスクリーム、シャーベット、アイスキャンデー、ゼリー、飴玉などのような食品及び飲料品での使用については、本発明の冷感剤組成物は、食品及び飲料品の約0.001質量%~約25質量%、好ましくは約0.01質量%~約15質量%である。
 洗面用品、例えば、それに限定されるものではないが、オードトワレ、ローション、乳液、化粧クリーム、美顔パック、ヘア化粧品、シャンプー、フェイスクレンザー、制汗剤、脱臭剤などのような洗面用品での使用については、本発明の冷感剤組成物は、洗面用品の約0.0001質量%~約20質量%、好ましくは、約0.001質量%~約10質量%、より好ましくは約0.01質量%~約10質量%である。
 以上のような香料組成物、口中製剤、食品と飲料品、洗面用品(トイレタリー用品)などでは、本発明の冷感剤組成物以外に必要とされる任意の成分を配合することができる。このような追加の成分の選択は当業者に明らかである。
 以下に実施例を挙げ、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
 なお、合成例、実施例中での生成物の測定は、次の機器装置類を用いて行われた。
NMR:DRX500(Bruker社製)
GC/MS:GCMS-QP2010(島津製作所社製)
カラム:RTX-1(長さ30m×内径0.25mm、液相膜厚0.25μm)
GC純度:GC-14A(島津製作所社製)
カラム:クロマトパックCR-4A(島津製作所社製)、
J&Wサイエンティフィック社キャピラリーカラムDB-1(長さ30m×内径0.25mm、液相膜厚0.25μm)
注入温度 250℃,検出温度 250℃
100℃-10℃/分-300℃(5分)
[実施例1] ラネーコバルト触媒による製造
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 窒素気流下、500mlオートクレーブに3-l-メントキシ-1,2-エポキシプロパン(106g、0.5mol)、ヘプタン(400ml)、ラネーコバルト(3.18g)を入れ、水素圧4.0MPa、130℃で水素化を行った。8時間後、水素圧の減少が見られなくなったので、GCにて分析を行い、3-l-メントキシ-1,2-エポキシプロパンの消失を確認した。冷却後、ラネーコバルトをろ過し、減圧下でヘプタンを回収し、粗3-l-メントキシプロパノールを得た。この粗生成物を減圧蒸留し、3-l-メントキシ-1-プロパノールと1-l-メントキシ-2-プロパノールを分離することなく、質量比94:6の混合物として87.7gを得た。
 この混合物を、さらにスルーザーラボパッキング(φ30mm×5cm)を10個詰めた蒸留塔で1.0torrにて減圧蒸留を行い、沸点が80℃から82℃で留出したフラクションから1-l-メントキシ-2-プロパノール(5.00g)をGC純度98.5%で得た。また、沸点が83℃から86℃で留出したフラクションを回収した。その結果、3-l-メントキシ-1-プロパノール(80.25g)をGC純度99.9%で得た。
3-l-メントキシ-1-プロパノール
H-NMR(CDCl):δ
0.76(d, 3H), 0.82(m, 1H), 0.87(d, 3H), 0.91(d, 3H), 0.94(m, 1H), 1.18(m, 1H), 1.32(m, 1H), 1.60(m, 2H), 1.80(m, 2H), 2.11(m, 2H), 2.24(br, 1H), 3.01(m, 1H), 3.48(m, 1H), 3.76(t, 2H), 3.80(m, 1H)
13C-NMR(CDCl):δ
16.30, 21.01, 22.36, 23.44, 25.86, 31.62, 32.53, 34.61, 40.40, 48.34, 62.48, 67.92, 79.85
GC/MS(m/e);
214(M,3%), 199(5), 171(5), 155(10), 138(45), 129(100), 123(17), 109(7), 95(40), 81(53), 71(85), 55(35), 41(25)
1-l-メントキシ-2-プロパノール
H-NMR(CDCl):δ
0.78(d, 3H), 0.83(m, 1H), 0.91(d, 3H), 0.93(d, 3H), 1.19(d, 3H), 1.19-1.396(m, 2H), 1.60-1.67(m, 2H), 2.07-2.17(br, 1H), 2.20-2.22(m, 1H), 2.47(d, 1H), 3.0-3.11(m, 2H), 3.28-3.45(m, 1H), 3.59-3.64(m, 1H), 3.90-3.95(m, 1H)
13C-NMR(CDCl):δ
16.30, 18.87, 21.16, 22.51, 23.45, 25.99, 31.73, 34.75, 40.69, 48.43, 67.21, 74.28, 79.60
GC/MS(m/e);
214(M,3%), 199(5), 171(5), 155(10), 138(65), 129(70), 123(20), 109(10), 95(30), 83(100), 71(50), 55(45), 41(30)
[実施例2] ラネーコバルト触媒による製造
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 窒素気流下、100mlオートクレーブに3-l-メントキシ-1,2-エポキシプロパン(21.2g、0.1mol)、THF(100ml)、ラネーコバルト(2.0g)を入れ、水素圧4.0MPa、130℃で水素化を行った。5時間後、水素圧の減少が見られなくなったので、GCにて分析を行い、3-l-メントキシ-1,2-エポキシプロパンの消失を確認した。冷却後、ラネーコバルトをろ過し、減圧下ヘプタンを回収し、粗3-l-メントキシ-1-プロパノールを得た。このとき3-l-メントキシ-1-プロパノールと1-メントキシ-2-プロパノールの重量比率は93:7であった。
 この組成生物を減圧蒸留し、3-l-メントキシ-1-プロパノールと1-メントキシ-2-プロパノールを分離することなく、重量比93:7の混合物として17.1gを得た。3-l-メントキシ-1-プロパノールと1-メントキシ-2-プロパノールを併せたGC分析における純度は99.3%であった。
[実施例3~5]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 実施例2において触媒及び反応条件を変え、3-l-メントキシ-1,2-エポキシプロパン(2.1g、0.01mol)の水素化を行い、3-l-メントキシ-1-プロパノール及び1-l-メントキシ-2-プロパノールを合成した。
 結果を表1に示す。表中、wt%は3-l-メントキシ-1,2-エポキシプロパンに対する触媒の量比である。mlは溶媒の量である。転化率、生成重量比はGCで測定した。生成重量比における(A)は3-メントキシ-1-プロパノールを示し、(B)は1-メントキシ-2-プロパノールを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
[実施例6] 3-l-メントキシ-1-プロパノールと3-l-メントキシ-1-プロパノール及び1-l-メントキシ-2-プロパノール混合物との比較官能評価
 実施例1で得られた3-l-メントキシ-1-プロパノール(1)、及び実施例2で得られた3-l-メントキシ-1-プロパノールと1-l-メントキシ-2-プロパノールが重量比で93:7の混合物(2)、更に実施例1で得られた1-l-メントキシ-2-プロパノール(3)についてそれぞれ50ppm水溶液を調製した。
 5年以上経験した10人の専門パネラーにより、3種の50ppm水溶液について口中で官能評価を行った。
 その結果、(1)と(2)は10人のパネラー全員が好ましくない刺激感などがなく、優れた清涼性を有していると回答した。また、10人中7人のパネラーが、(1)の3-l-メントキシ-1-プロパノールと(2)の1-l-メントキシ-2-プロパノールの混合物のほうが、強い清涼性の持続感を有すると回答した。また、10名のパネラー全員が(3)の1-l-メントキシ-2-プロパノールは冷感強度が(1)の1/10以下であり苦味が強いと回答した。
[実施例7] メントールとの相乗効果
 l-メントールと、実施例2で得られた3-l-メントキシ-1-プロパノールと1-l-メントキシ-2-プロパノールが重量比93:7の混合物について、95:5(質量比)で混合し、冷感剤組成物を調製した。得られた冷感剤組成物について、それぞれ20ppmの水溶液1,000mlを調製し、口中で官能評価を行った。比較として、l-メントール単独の20ppm水溶液について口中で官能評価を行った。
 この結果、吐き出し直後においてはパネラー10名中8名が、メントール単独に比べて強い清涼性(爽快感)を有すると回答した。
 また、吐き出し後3分を経過しても、パネラー10名中9名が、メントール単独に比べて強い清涼性の持続感を有すると回答した。
[実施例8] 練り歯磨剤
 下記表2の処方に従い、練り歯磨剤を調製した。このものは好ましくない刺激感、苦味などがなく、冷感を有しかつ冷感効果を持続した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上記の通り調製した練り歯磨剤は、口腔内でひんやりした爽やかな感じを有し、苦味はない。本発明の3-メントキシ-1-プロパノールと副生する1-メントキシ-2-プロパノールを使用しなかった練り歯磨剤に比べて、上で調製されたような練り歯磨剤は、長く続く冷たい爽やかなフレーバーを有し、またその香気の持続性を認めた。
[実施例9] チューインガム
 下記表3の処方に従い、チューインガムを調製した。このものは好ましくない刺激感、苦味などがなく、冷感を有しかつ冷感効果を持続した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 上記の通り調製したチューインガムは、ひんやりした爽やかな感じを有し、苦味はない。本発明の3-メントキシ-1-プロパノールと副生する1-メントキシ-2-プロパノールを使用しなかったチューインガムに比べて、上で調製されたようなチューインガムは、長く続く冷たい爽やかなフレーバーを有し、延長されたフレーバーの衝撃的効果の印象を伴っていた。
[実施例10] 香料組成物
 下記表4の処方(配合量は質量部)に従い、常法により冷感剤含有香料組成物を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
[実施例11] シャンプー
 下記表5の処方に従い、上記実施例10の香料組成物を1.0%賦香したシャンプー100gを調製した。このものは、冷感を有しかつ冷感効果を持続した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 本発明は、冷感剤や清涼剤として優れた機能を有する3-メントキシプロパノールを高選択的及び高収率で製造する新規な製造方法を提供するものであり、本発明の製造方法により製造される3-メントキシプロパノールは冷感剤や清涼剤として有用であり、本発明の製造方法及び冷感剤組成物は、産業上の利用可能性を有している。

Claims (7)

  1.  下記式(1):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    で表される3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンを不均一系金属触媒の存在下で水素化することにより、エポキシ環を選択的に水素化して3-メントキシ-プロパノールを製造する方法。
  2.  不均一系金属触媒が、不均一系コバルト触媒、不均一系ルテニウム触媒、又は不均一系ニッケル触媒である請求項1に記載の方法。
  3.  3-メントキシ-プロパノールが、3-メントキシ-1-プロパノール及び1-メントキシ-2-プロパノールの混合物であり、3-メントキシ-1-プロパノールの含有量が80%以上である、請求項1又は2に記載の方法。
  4.  式(1)で表される3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンが、3-((1R,2S,5R)-2-イソプロピル-5-メチルシクロヘキシルオキシ)-1,2-エポキシプロパン又は3-((1S,2S,5R)-2-イソプロピル-5-メチルシクロヘキシルオキシ)-1,2-エポキシプロパンであり、製造された3-メントキシ-プロパノールのメントキシ基が原料の3-メントキシ-1,2-エポキシプロパンのメントキシ基の立体配置を保持していること特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の方法。
  5.  3-メントキシ-プロパノールを、さらに分離精製処理して、3-メントキシ-1-プロパノールを製造する、請求項1~4のいずれかに記載の方法。
  6.  3-メントキシ-1-プロパノール及び1-メントキシ-2-プロパノールを含有してなる冷感剤組成物。
  7.  冷感剤組成物が、さらにメントールを含有している請求項6に記載の冷感剤組成物。
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