WO2018230702A1 - ケイ皮酸エステル化合物の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing a cinnamic acid ester compound. More specifically, the present invention relates to a method for producing a cinnamic acid ester compound useful for pharmaceutical use such as an anticancer agent and an ultraviolet absorber in a solventless system using an acidic solid catalyst from cinnamic acids and alcohols.
- Cinnamic acids are aromatic unsaturated carboxylic acids widely present in plants. Cinnamic acid esters, which are esters with alcohols, exhibit various pharmacological activities depending on the type of cinnamic acid or alcohol.
- R 7 is a methoxy group
- an ethyl ester of ferulic acid by R 8 represents a hydroxyl group
- R 7 and R The methyl ester of cinnamic acid in which 8 represents a hydrogen atom is expected to be effective as an ultraviolet absorber or an antioxidant (Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).
- the ester body having such pharmacological activity is extracted from natural products such as propolis.
- natural products such as propolis.
- the ester content in the natural product is low (content in the alcohol extract 0.1%), separation is difficult (Non-Patent Document 4), and the natural product itself containing the ester is rare. It is very expensive.
- a method for synthesizing the lignin degradation product at low cost has been proposed. Methods for synthesizing cinnamic acid esters by esterification of cinnamic acids and alcohols in lignin degradation products have been studied (Non-Patent Documents 5 to 7).
- Non-Patent Documents 2 and 8 a soaking catalyst
- Non-Patent Document 9 a lipase enzyme
- Grunberger et al Reported esterification of caffeic acid and phenethyl alcohol using p-toluenesulfonic acid as a catalyst and a yield of 40% at 60 ° C. and a reaction time of 96 hours (Non-patent Document 8).
- Lee et al. Increased the electrophilicity of caffeic acid by using thionyl chloride to esterify with phenethyl alcohol in dioxane to increase the reaction rate and yield.
- Non-patent Document 2 The yield is reported to be 86% over time (Non-patent Document 2).
- a highly toxic compound such as thionyl chloride is used, there is a problem that when the product is used in foods and cosmetics, chromatographic separation is required to remove them and the cost burden increases.
- the inventors of the present invention can exhibit a high activity of fatty acid ester synthesis in a porous strong acidic resin as a solid catalyst under a mild condition of 50 ° C. without a solvent, and the catalyst can be reused without a decrease in activity. This is reported (Non-patent Document 10). Therefore, it may be applicable to ester synthesis from cinnamic acids and alcohols.
- Patent Document 2 discloses a method of reacting ferulic acid and various alcohols in an aromatic organic solvent using a cation exchange resin catalyst. A method of reacting in an aqueous solvent using an esterase catalyst is disclosed.
- Non-patent Document 11 reports of the reaction of ferulic acid and ethanol using various porous acidic resin catalysts
- Non-patent Document 12 reports of the reaction of ferulic acid and methanol
- Non-patent Document 12 reports of the reaction of ferulic acid and methanol
- a yield of 89.7% was achieved under the optimum conditions (porous resin catalyst 3.9 g, ferulic acid 0.04 mol, ethanol 20 ml, reflux temperature 6 hours).
- a yield of 82.6% is obtained under optimum conditions
- catalyst resin: ferulic acid (mass ratio, the same applies hereinafter) 12: 100
- methanol: ferulic acid 7: 1, reflux temperature 7 hours There are no reports of using alcohols other than methanol and ethanol.
- JP-A-5-246949 Japanese Patent Laid-Open No. 9-40613 JP 2009-89689 A
- an object of the present invention is to produce cinnamic acid ester derivatives having useful pharmacological activity from various cinnamic acid derivative compounds and alcohol compounds in a solvent-free system using an acidic resin as an easily separated solid catalyst. It is to provide a method.
- esters can be synthesized in high yield from various cinnabar derivative compounds and alcohol compounds in a solvent-free system using an acidic resin that is a solid catalyst. Completed the invention. According to the present invention, even in the known technique, an ester compound that has been required to be synthesized in multiple stages due to its large molecular weight can be produced at a low cost in one stage.
- the present invention relates to the following methods for producing cinnamate derivatives.
- General formula (1) In the formula, R 1 to R 5 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group, or a hydroxyl group.
- Cinnamic acid derivative compound represented by the general formula (2) In the formula, R 6 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms which has at least one hydroxyl group and may be branched.
- a method for producing a cinnamic acid ester derivative which comprises reacting the alcohol compound represented by formula (2) in the presence of a strongly acidic resin catalyst without using a solvent. [2] The method for producing a cinnamic acid ester derivative according to item 1, wherein the cinnamic acid derivative compound is cinnamic acid, ferulic acid, or caffeic acid.
- Known ester synthesis methods include the above-described phase-homogeneous catalysts and lipase enzymes.
- the reaction rate is fast, but the catalyst cannot be reused.
- the product is used in food or cosmetics, there is a problem such as the need for chromatographic separation to remove the highly toxic catalyst. is there.
- the catalyst can be reused by immobilizing the enzyme, but the reaction rate is slow and a long reaction time of several days is required, the stability of the enzyme is low, and the reaction
- the activity itself is likely to decrease due to the cinnamic acid and alcohols that are the product itself, or the activity due to the solvent that dissolves the slightly soluble cinnamic acid, so search for enzymes with high activity and stability, and enzyme activity It is necessary to select a solvent that hardly causes a decrease and has high solubility of the reactant.
- an acidic resin that is a solid catalyst ester synthesis from various cinnamate derivatives and alcohol compounds is possible in a solvent-free system.
- an ester compound that has been required to be synthesized in multiple steps due to its large molecular weight can be synthesized in one step according to the method of the present invention. Inexpensive synthesis can be expected.
- the method for producing a cinnamic acid ester derivative of the present invention has the general formula (1) (Wherein R 1 to R 5 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group, or a hydroxyl group) and a general formula (2 ) (In the formula, R 6 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms which has at least one hydroxyl group and may be branched. The group may be substituted with a phenyl group.)
- the alcohol compound represented by is reacted in the presence of a strongly acidic resin catalyst without using a solvent.
- cinnamic acid is a powder having a melting point of 133 ° C.
- ferulic acid is a powder having a melting point of 170 ° C.
- caffeic acid is a powder having a melting point of 211 to 213 ° C. Therefore, in order to carry out the reaction without using a solvent, the reaction conditions that bring the phase into a uniform state by adjusting the kind of the alcohol compound to be reacted, the amount of the alcohol compound, and the reaction temperature are selected and applied.
- a solvent that does not inhibit the esterification reaction between the cinnamic acid derivative compound of the general formula (1) and the alcohol compound of the general formula (2) may be used as appropriate. In the case of using another solvent other than the reaction mixture, it is necessary to remove the solvent after the esterification reaction, and a system using no other solvent is preferable from the viewpoint of productivity and cost reduction.
- cinnamic acid derivative compounds cinnamic acid, ferulic acid, caffeic acid, p-coumaric acid or sinapinic acid can be preferably used. Of these, cinnamic acid, ferulic acid, and caffeic acid are particularly preferable.
- the alcohol compound methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, ethylene glycol, glycerol, phenethyl alcohol, or a monosaccharide can be suitably used.
- a known porous strong acid ion exchange resin (sometimes described as a cation exchange resin or a strong acid ion exchange resin) is used as the solid catalyst.
- a resin skeleton having various chemical structures can be used as an insoluble carrier.
- polystyrene crosslinked with divinylbenzene or the like synthetic polymers such as polyacrylic acid, crosslinked poly (meth) acrylic acid ester, phenol resin, and naturally produced polysaccharides such as cellulose. A crosslinked body etc. are mentioned. Of these, synthetic polymers are preferred, and crosslinked polystyrene is more preferred.
- the degree (degree) of crosslinking depends on the amount of divinylbenzene used relative to the total amount of monomers, and is selected, for example, from the range of 1 to 30% by mass. At that time, the lower the degree of cross-linking, the easier the reactant having a large molecular size diffuses inside, but the functional group concentration becomes small, so that there is an optimum value for expressing high catalytic activity of the esterification reaction.
- the type of resin to be used is not particularly limited.
- Diaion PK series manufactured by Mitsubishi Chemical
- Diaion SK series (same as above)
- RCP160M (same as above)
- Amberlite series manufactured by Dow Chemical
- Amberlist series (same as above).
- PK208LH, PK212LH, and PK216LH have a porous type
- SK104H has a gel type
- RCP160M has a high porous type structure.
- the gel type is a crosslinked polymer having a uniform particle interior.
- the porous type is a resin having a structure in which physical holes (pores) are formed in a gel type resin.
- the high porous type is a resin having a structure with a high degree of crosslinking and a larger specific surface area and pore volume than the porous type.
- a resin having a carboxyl group in addition to the sulfonic acid group type is also applicable.
- a porous strong acid resin catalyst is an alcohol which is a reaction product as a pretreatment because the functional group of the resin is H + type ( ⁇ 99 mol%) in which any resin exhibits catalytic activity at the time of shipment from the factory but is in a water-swollen state. It is preferable to carry out a treatment for swelling.
- This pretreatment is performed in accordance with the method proposed by the present inventors (Fuel., 139, 11-17 (2015)), and a glass column having an inner diameter of 11 mm (Kiriyama Glass Work Co., Tokyo, ILC-C-11).
- the resin can be filled in and alcohol can be passed through at 2.5 cm 3 / min until the water content of the washing liquid is less than 5% by mass.
- the molar ratio of the alcohol to the cinnamic acid derivative compound may be a ratio that is greater than 1: 1 and can be adjusted to a uniform phase at the reaction temperature.
- the molar ratio of the cinnamic acid derivative compound to the alcohols is 1: 1 to 1: 1000, preferably 1: 1 to 1: 200, more preferably 1: 1 in view of the reaction ratio and production cost. ⁇ 1: 100 can be used.
- cinnamic acids precipitate and cover the pores of the resin, limiting the contact of the reactants with the catalyst active point, leading to a reduction in reaction efficiency. I will.
- the continuous flow cannot be performed, which is not preferable from the viewpoint of productivity.
- the porous strongly acidic resin catalyst can be used by repeating the esterification synthesis reaction and the resin regeneration treatment. That is, the resin can be reused.
- the resin after the esterification experiment is collected by suction filtration, and the resin is washed and regenerated by filling the column with the resin and passing methanol as the reactant through, similar to the pretreatment at the time of purchase. Can do. Thereby, the reactants and products remaining in the resin or on the resin surface can be removed.
- an esterification reaction between the cinnamic acid derivative compound represented by the general formula (1) and the alcohol compound represented by the general formula (2) is carried out by using a continuous flow type catalyst filled with a porous strongly acidic resin catalyst. This can be done by flowing into the phase.
- An outline of an example of an apparatus for carrying out the process of the continuous flow type esterification reaction is shown in FIG.
- 1 is an alcohol tank
- 2 is a swelling pump
- 3 is an esterification column
- 4 is a raw material (cinnamic acid derivative compound) tank
- 5 is a raw material supply pump
- 6 is a product tank
- 7 is an alcohol remover. It is.
- the reaction operation can be carried out easily and quickly by passing a uniform mixture of a cinnamic acid derivative compound and an alcohol compound at a predetermined temperature through a continuous flow column (column) packed with a porous strong acidic resin catalyst. Can do.
- this flow type may be described as a continuous flow.
- the flow rate of the reaction mixture through the resin layer is preferably about 0.1 to 100 ml / min per liter of resin, for example. When the liquid flow rate is less than 0.1 ml / min per liter of resin, the esterification rate is improved, but the productivity is lowered.
- the reaction between the reaction mixture and the catalyst is suppressed, and the yield of the ester after the reaction may be reduced.
- the kind of alcohol compound to be reacted, its input amount, and the reaction temperature are adjusted without using any other solvent besides the reaction mixture.
- the reaction mixture is brought into a homogeneous state and reacted.
- a solvent that does not inhibit the esterification reaction may be used as the column mobile phase in a timely manner.
- the contact between the reactant and the strongly acidic resin catalyst can be performed by a batch method (batch system) and a continuous flow method (distribution system).
- the apparatus include a device provided with a treatment tank, and a device for transferring resin in a circulation system or a countercurrent system.
- the contact method include circulation (method of passing through a packed bed of ion exchange resin), stirring (method using a stirring tank), flow (fluidized bed reactor), shaking (shaking reactor), and the like. . It is also possible to use a column flow-through type, an expanded bed (expanded bed column), a batch type, etc., with a feedstock inlet and a product recovery port.
- the experimental apparatus (not shown) consists of a general glass reactor, shaker, and thermostat.
- the reaction solution was adjusted so that the molar ratio of ferulic acid: methanol was 1:20.
- 20 g of this reaction solution was put into a glass reactor, preheated in a thermostatic bath (Yamato Scientific Ltd., shaking bath, BW400, immersion constant-temperature unit, BF200) to a reaction temperature of 50 ° C., and then similarly heated.
- the alcohol-swelled resin thus prepared was added to 33% by mass of the entire reaction system and shaken at 150 spm (strokes per minute).
- an experiment using sulfuric acid as a general homogeneous phase catalyst was also conducted.
- the sulfuric acid concentration was set to 2.2% by mass with PK208LH based on the concentration of the catalytically active group.
- a reactant present in the bulk liquid phase is taken into the resin and then converted into a product. Therefore, there is a possibility that reactants and products remain in the resin. Therefore, in order to confirm the mass balance, a washing operation for eluting the components contained in the resin after the reaction out of the resin was performed. This operation was performed by collecting 5 g of the resin after the esterification experiment by suction filtration, adding 50 cm 3 of alcohol as a reactant, shaking at 150 spm for 6 hours at room temperature, and remaining the product or reaction remaining in the resin. The product was eluted to the bulk liquid phase side. The operation was performed until no reactant or product was detected in the bulk liquid phase.
- the resin can be reused by repeating the ester synthesis and resin regeneration operations.
- the resin after the batch-type esterification experiment can be recovered by suction filtration, and the resin can be washed and regenerated by filling the column with the resin and passing methanol as the reactant through, similar to the pretreatment.
- reactants and products remaining inside or on the surface of the resin can be removed.
- Reference Example 1 Batch (batch method) esterification reaction PK208LH manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used as a resin that is a solid catalyst.
- the reaction temperature was set to 50 ° C.
- cinnamic acids (1) and alcohols (2) were dissolved to form a uniform phase.
- ferulic acid was used as cinnamic acid
- methanol (MeOH) was used as alcohol (2)
- the resin is H + type ( ⁇ 99 mol%) showing catalytic activity, but it is swollen with water, which is a reaction byproduct of esterification, at the time of shipment from the factory.
- reaction a small amount was collected from the reaction solution every predetermined time, appropriately diluted with methanol, and the reaction yield was monitored and determined by HPLC (Waters Corp., Milford, MA, USA) system. The reaction time was 12 hours, and the yield was 100% (conversion rate: 100%).
- Example 1 Example 1 except that ethylene glycol, which is a polyhydric alcohol, is used as the alcohol (2), cinnamic acids (1): alcohols (2) is 1:30 (molar ratio), and the reaction time is 96 hours. Similarly, when the reaction was traced, the yield was 94%.
- Example 2 Ferulic acid is used as the cinnamic acid (1), 2-ethylhexanol is used as the alcohol (2), cinnamic acid (1): alcohol (2) is 1:55 (molar ratio), and the reaction time is 120. The reaction was monitored in the same manner as in Example 1 except that the time was set. As a result, the yield was 100% (conversion rate: 100%).
- Example 3 Reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that caffeic acid was used as cinnamic acid (1), cinnamic acid (1): methanol (2) was 1:50 (molar ratio), and the reaction time was 24 hours. As a result, the yield was 100% (conversion rate: 100%).
- Example 4 Caffeic acid is used as the cinnamic acid (1), ethanol (EtOH) is used as the alcohol (2), cinnamic acid (1): alcohol (2) is 1:50 (molar ratio), and the reaction time is 48 The reaction was followed in the same manner as in Example 1 except that the time was changed, and the yield was 100% (conversion rate: 100%).
- Example 5 Caffeic acid is used as cinnamic acid (1), phenethyl alcohol is used as alcohol (2), cinnamic acid (1): alcohol (2) is 1:80 (molar ratio), and reaction time is 120 hours. The reaction was followed in the same manner as in Example 1 except that the yield was 100% (conversion rate: 100%).
- Example 6 Cinnamic acid is used as cinnamic acid (1), methanol is used as alcohol (2), cinnamic acid (1): alcohol (2) is 1:10 (molar ratio), and reaction time is 12 hours. The reaction was followed in the same manner as in Example 1 except that the yield was 100% (conversion rate: 100%).
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Abstract
一般式(1)(式中の記号は明細書に記載の通り)で示されるケイ皮酸誘導体化合物と一般式:R6OH(式中の記号は明細書に記載の通り)で示されるアルコール化合物を強酸性樹脂触媒の存在下、溶媒を用いずに反応させることを特徴とするケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。前記ケイ皮酸誘導体化合物としてはケイ皮酸、フェルラ酸、及びカフェ酸が好ましく、前記アルコール化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、エチレングリコール、グリセロール、フェネチルアルコール及び単糖類が好ましい。
Description
本発明はケイ皮酸エステル化合物の製造方法に関する。さらに詳しく言えば、ケイ皮酸類とアルコール類とから酸性固体触媒を用い無溶媒系で、抗がん剤や紫外線吸収剤など医薬用途に有用なケイ皮酸エステル化合物を製造する方法に関する。
ケイ皮酸類は植物に広く存在する芳香族不飽和カルボン酸である。そのアルコール類とのエステル体であるケイ皮酸エステルは、ケイ皮酸やアルコールの種類によって、様々な薬理活性を示す。
例えば、次式(3)
で示される化学構造において、R7がメトキシ基、R8が水酸基を表すフェルラ酸のエチルエステル体は、アルツハイマーなどの神経変性疾患の治療に効果があり(非特許文献1)、R7及びR8が水素原子を表すケイ皮酸のメチルエステルは、紫外線吸収剤や抗酸化剤としての効果が期待されている(特許文献1及び非特許文献2)。
また、R7及びR8が水酸基を表すカフェ酸と2-フェニルエタノール(フェネチルアルコール)が結合した次式(4)
で示されるカフェ酸フェネチルは、高い抗ガン作用を有し医薬品や食品への応用が期待されている(非特許文献3)。
現在、このような薬理活性を持つエステル体は、プロポリスなどの天然物中から抽出されたものが利用されている。しかし、天然物中のエステル含有量が低く(アルコール抽出液中の含有量0.1%)分離が困難であること(非特許文献4)、エステルを含む天然物自体が希少であることなどから非常に高価となっている。
近年、リグノセルロース系バイオマスの分解物中にケイ皮酸類が抽出液中の15~30倍の濃度で含有していることに着目し、リグニン分解物を原料として安価に合成する手法が提案され、リグニン分解物中のケイ皮酸類とアルコール類とのエステル化によって、ケイ皮酸エステルを合成する方法が検討されている(非特許文献5~7)。
近年、リグノセルロース系バイオマスの分解物中にケイ皮酸類が抽出液中の15~30倍の濃度で含有していることに着目し、リグニン分解物を原料として安価に合成する手法が提案され、リグニン分解物中のケイ皮酸類とアルコール類とのエステル化によって、ケイ皮酸エステルを合成する方法が検討されている(非特許文献5~7)。
これまで、エステル化触媒としては均相触媒(非特許文献2、8)、リパーゼ酵素(非特許文献9)などが検討されている。グルンベルガー(Grunberger)らは、p-トルエンスルホン酸を触媒として、カフェ酸とフェネチルアルコールのエステル化を行い、60℃、反応時間96時間で収率40%と報告している(非特許文献8)。また、リー(Lee)らは、反応速度や収率を高めるため、塩化チオニルを用いることでカフェ酸の求電子性を高めジオキサン中でフェネチルアルコールとのエステル化を行い、100℃、反応時間2時間で収率86%と報告している(非特許文献2)。しかし、塩化チオニルのような毒性の高い化合物を用いるため生成物を食品や化粧品に用いる際に、これらを除去するためのクロマト分離が必要となり、コスト負荷が大きくなるという問題がある。
一方、シャー(Schar)らは、温和な条件で反応が進行するリパーゼ酵素を触媒として、ヘキサン中でフェルラ酸とエタノールのエステル化を行い、61℃、反応時間72時間で収率76%と報告している(非特許文献9)。ただし、リパーゼ酵素は、反応速度が遅く数日間という長い反応時間が必要であること、酵素の安定性が低く、反応物であるケイ皮酸類自体による活性低下や、用いる溶媒による活性低下が生じやすいことなどの問題があり、そのため、活性や安定性の高い酵素の探索や、酵素の活性低下を生じにくく反応物の溶解性の高い溶媒の探索が行われているのが現状である。
本発明者らは、固体触媒である多孔性の強酸性樹脂が溶媒なしの50℃という温和な条件で脂肪酸エステル合成の高い活性を発現すること、活性低下なしに触媒の再利用が可能であることを報告している(非特許文献10)。したがって、ケイ皮酸類とアルコール類からのエステル合成にも適用できる可能性がある。
なお、本発明に関連する先行文献として、フェルラ酸と各種アルコールとの反応について、特許文献2には、カチオン交換樹脂触媒を用い芳香族有機溶媒中で反応させる方法が、また特許文献3にはエステラーゼ触媒を用いて水性溶媒中で反応させる方法が開示されている。
さらに、種々の多孔性酸性樹脂触媒を用いたフェルラ酸とエタノールとの反応の報告(非特許文献11)、及びフェルラ酸とメタノールとの反応の報告(非特許文献12)がある。非特許文献11では、最適条件下(多孔性樹脂触媒3.9g、フェルラ酸0.04モル、エタノール20ml、還流温度6時間)で収率89.7%が達成され、非特許文献12では、最適条件下(触媒樹脂:フェルラ酸(質量比、以下同じ)=12:100、メタノール:フェルラ酸7:1、還流温度7時間)で収率82.6%が得られる旨の記載があるが、メタノール及びエタノール以外のアルコール用いた報告はない。
Biochim.Biophys.Acta.,1822,748-752(2012)
Cancer Lett.,153,51-56(2000)
Nature,411,375-379(2001)
Molecules,20,9242-9262(2015)
J.Food Eng.,78,1298-1304(2007)
Anal.Chim.Acta,552,207-217(2005)
Agri.Food Chem.,63,4327-4334(2015)
Experiantia,44,230-232(1988)
J.Mol.Catal B:Enzym.,118,29-35(2015)
Fuel.,139,11-17(2015)
China Brewing.,213,12(2009)
China Surfactant Detergent&Cosmetics.,40,3(2010)
従って、本発明の課題は、分離の容易な固体触媒として酸性樹脂を用い無溶媒系で種々のケイ皮酸誘導体化合物とアルコール化合物とから、有用な薬理活性を有するケイ皮酸エステル誘導体を製造する方法を提供することにある。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、固体触媒である酸性樹脂を用い無溶媒系で種々のケイ皮誘導体化合物とアルコール化合物とから高収率でエステルが合成可能であることを確認し本発明を完成した。本発明によれば、公知技術では分子量が大きいために多段階での合成が必要であったエステル体についても一段階で安価に製造することができる。
本発明は以下のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法に関する。
[1] 一般式(1)
(式中、R1~R5は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~6のアルキル基あるいはアルコキシ基、または水酸基を表す。)
で示されるケイ皮酸誘導体化合物と一般式(2)
(式中、R6は、炭素原子数1~12のアルキル基、少なくとも1個の水酸基を有し、分岐していてもよい炭素原子数2~20のアルキレン基を表す。前記アルキル基及びアルキレン基はフェニル基で置換されていてもよい。)
で示されるアルコール化合物を強酸性樹脂触媒の存在下、溶媒を用いずに反応させることを特徴とするケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[2] 前記ケイ皮酸誘導体化合物が、ケイ皮酸、フェルラ酸、またはカフェ酸である前項1に記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[3] 前記アルコール化合物が、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、エチレングリコール、グリセロール、フェネチルアルコール、または単糖類である前項1または2に記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[4] 前記ケイ皮酸誘導体化合物がカフェ酸であり、アルコールがフェネチルアルコールである前項1~3のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[5] 前記強酸性樹脂触媒が、水膨潤型の多孔性強酸性樹脂を前処理でアルコール膨潤状態として使用する樹脂触媒である前項1~4のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[6] 前記ケイ皮酸誘導体化合物と前記アルコールとのモル比が、1:1~1:1000である前項1~5のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[7] 回分式で反応を行い、強酸性樹脂触媒を繰り返し使用する前項1~6のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[8] 前記強酸性樹脂触媒を充填したカラムに、ケイ皮酸誘導体化合物とアルコール化合物の混合物を通し、所定の温度で連続的に反応させる前項1~6のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[1] 一般式(1)
で示されるケイ皮酸誘導体化合物と一般式(2)
で示されるアルコール化合物を強酸性樹脂触媒の存在下、溶媒を用いずに反応させることを特徴とするケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[2] 前記ケイ皮酸誘導体化合物が、ケイ皮酸、フェルラ酸、またはカフェ酸である前項1に記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[3] 前記アルコール化合物が、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、エチレングリコール、グリセロール、フェネチルアルコール、または単糖類である前項1または2に記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[4] 前記ケイ皮酸誘導体化合物がカフェ酸であり、アルコールがフェネチルアルコールである前項1~3のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[5] 前記強酸性樹脂触媒が、水膨潤型の多孔性強酸性樹脂を前処理でアルコール膨潤状態として使用する樹脂触媒である前項1~4のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[6] 前記ケイ皮酸誘導体化合物と前記アルコールとのモル比が、1:1~1:1000である前項1~5のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[7] 回分式で反応を行い、強酸性樹脂触媒を繰り返し使用する前項1~6のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
[8] 前記強酸性樹脂触媒を充填したカラムに、ケイ皮酸誘導体化合物とアルコール化合物の混合物を通し、所定の温度で連続的に反応させる前項1~6のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
公知技術のエステル合成法としては、上記の均相触媒やリパーゼ酵素などが挙げられる。しかし、均相触媒を用いる場合は反応速度が速いものの、触媒の再利用ができない、生成物を食品や化粧品に用いる際に、毒性の高い触媒を除去するためのクロマト分離が必要などの問題がある。また、リパーゼ酵素を用いる場合は、酵素を固定化することで触媒の再利用が可能であるものの、反応速度が遅く数日間という長い反応時間が必要であること、酵素の安定性が低く、反応物自体であるケイ皮酸類やアルコール類による活性低下や、難溶性であるケイ皮酸類を溶解させるための溶媒による活性低下が生じやすいため、活性や安定性の高い酵素の探索や、酵素の活性低下を生じにくく、反応物の溶解性の高い溶媒の選択が必要である。
本発明によれば、固体触媒である酸性樹脂を用いることで、無溶媒系で種々のケイ皮酸エステル誘導体とアルコール化合物からのエステル合成が可能である。また、公知技術では、分子量が大きいために多段階での合成が必要であったエステル体に関しても、本発明の方法によれば一段階で合成が可能となり、医薬用途などに有用なエステル体の安価な合成が期待できる。
本発明によれば、固体触媒である酸性樹脂を用いることで、無溶媒系で種々のケイ皮酸エステル誘導体とアルコール化合物からのエステル合成が可能である。また、公知技術では、分子量が大きいために多段階での合成が必要であったエステル体に関しても、本発明の方法によれば一段階で合成が可能となり、医薬用途などに有用なエステル体の安価な合成が期待できる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法は、一般式(1)
(式中、R1~R5は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~6のアルキル基あるいはアルコキシ基、または水酸基を表す。)で示されるケイ皮酸誘導体化合物と一般式(2)
(式中、R6は、炭素原子数1~12のアルキル基、少なくとも1個の水酸基を有し、分岐していてもよい炭素原子数2~20のアルキレン基を表す。前記アルキル基及びアルキレン基はフェニル基で置換されていてよい。)
で示されるアルコール化合物を強酸性樹脂触媒の存在下、溶媒を用いずに反応させることを特徴とする。
本発明のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法は、一般式(1)
で示されるアルコール化合物を強酸性樹脂触媒の存在下、溶媒を用いずに反応させることを特徴とする。
一般式(1)で表されるケイ皮酸誘導体化合物のうち、ケイ皮酸は融点133℃の粉末であり、フェルラ酸は融点170℃の粉末であり、カフェ酸は融点211~213℃の粉末であるので、溶媒を用いずに反応させるためには、反応させるアルコール化合物の種類やその投入量、反応温度の調整で均相状態になる反応条件を選択して適用する。なお、前記一般式(1)のケイ皮酸誘導体化合物と前記一般式(2)のアルコール化合物とのエステル化反応を阻害しない溶媒を適時用いてもよい。前記反応混合物以外に他の溶媒を用いる場合は、エステル化反応後に溶媒を除去する必要があり、生産性、コストダウンの点で、他の溶媒を用いない系が好ましい。
前記ケイ皮酸誘導体化合物のうち、好ましくはケイ皮酸、フェルラ酸、カフェ酸、p-クマル酸またはシナピン酸を好適に用いることができる。中でも、ケイ皮酸、フェルラ酸、カフェ酸が特に好ましい。
また、前記アルコール化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、エチレングリコール、グリセロール、フェネチルアルコール、または単糖類を好適に用いることができる。
また、前記アルコール化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、エチレングリコール、グリセロール、フェネチルアルコール、または単糖類を好適に用いることができる。
本発明では、固体触媒として公知の多孔性強酸性イオン交換樹脂(陽イオン交換樹脂、または強酸性イオン交換樹脂と記載することがある。)が用いられる。陽イオン交換樹脂は、不溶性担体として樹脂骨格が種々の化学構造を有するものを使用できる。具体的には、例えば、ジビニルベンゼン等で架橋されたポリスチレン、及びポリアクリル酸、架橋ポリ(メタ)アクリル酸エステル、フェノール樹脂等の合成高分子や、セルロース等の天然に生産される多糖類の架橋体等が挙げられる。中でも合成高分子が好ましく、架橋ポリスチレンが更に好ましい。架橋の程度(度合)はモノマー全量に対するジビニルベンゼンの使用量で左右され、例えば、1~30質量%の範囲から選択される。その際、架橋度が低いほど分子サイズの大きな反応物が内部に拡散しやすくなるが、官能基濃度が小さくなるため、エステル化反応の高い触媒活性を発現するには最適値が存在する。
本発明では、用いる樹脂の種類は特に限定されないが、例えばダイヤイオンPKシリーズ(三菱化学社製)、ダイヤイオンSKシリーズ(同前)、RCP160M(同前)、アンバーライトシリーズ(ダウケミカル社製)及びアンバーリストシリーズ(同前)等を挙げることができる。これらは、スチレンとジビニルベンゼンの共重合体の骨格を持ち、交換基がスルホン酸基であり、PK208LH、PK212LH、PK216LHがポーラス型、SK104Hがゲル型、RCP160Mがハイポーラス型の構造を持つ。ゲル型は、粒子内部が均一な架橋高分子である。ポーラス型は、ゲル型樹脂に物理的な穴(細孔)をあけた構造を持つ樹脂である。ハイポーラス型は、架橋度が高く、ポーラス型よりも比表面積や細孔容積が大きい構造を持つ樹脂である。
強酸性陽イオン交換樹脂としてはスルホン酸基型以外にカルボキシル基を有する樹脂も適用できる。
強酸性陽イオン交換樹脂としてはスルホン酸基型以外にカルボキシル基を有する樹脂も適用できる。
多孔性強酸性樹脂触媒は、樹脂の官能基がいずれの樹脂も工場出荷時に触媒活性を示すH+型(≧99mol%)であるが水膨潤状態にあるため、前処理として反応物であるアルコール膨潤状態とする処理を行うことが好ましい。この前処理は、本発明者らが提案している手法(Fuel.,139,11-17(2015))に従い、内径11mmのガラスカラム(Kiriyame Glass Work Co.,Tokyo,ILC-C-11)に樹脂を充填し、洗出液の含水率が5質量%未満となるまで、2.5cm3/分でアルコールを通液して行うことができる。
前記ケイ皮酸誘導体化合物に対する前記アルコール類のモル比は、1:1より大きく、反応温度において均一相に調整できる比であればよい。例えば、ケイ皮酸誘導体化合物と前記アルコール類のモル比は、反応比及び生産コストの点を鑑み、1:1~1:1000、好ましくは1:1~1:200、さらに好ましくは1:1~1:100で用いることができる。
反応温度おいて均一相に調整できないアルコール類を使用した場合は、ケイ皮酸類が析出し樹脂の孔を覆ってしまい、触媒活性点への反応物の接触が制限され、反応効率の低下を招いてしまう。また、連続フローの通液ができず、生産性の点から好ましくない。
反応温度おいて均一相に調整できないアルコール類を使用した場合は、ケイ皮酸類が析出し樹脂の孔を覆ってしまい、触媒活性点への反応物の接触が制限され、反応効率の低下を招いてしまう。また、連続フローの通液ができず、生産性の点から好ましくない。
多孔性強酸性樹脂触媒は、エステル化合成反応と樹脂再生処理の操作を繰り返して用いることができる。すなわち、樹脂の再利用が図れる。例えば、エステル化実験後の樹脂を吸引ろ過により回収し、購入時の前処理と同様に、樹脂をカラムに充填して、反応物であるメタノールを通液することで樹脂を洗浄し再生することができる。これにより、樹脂内部あるいは樹脂表面に残存する反応物や生成物を取り除くことができる。
[多孔性強酸性樹脂触媒を充填した連続フロー型エステル化反応]
本発明では、前記一般式(1)で示されるケイ皮酸誘導体化合物と前記一般式(2)で示されるアルコール化合物とのエステル化反応を、多孔性強酸性樹脂触媒を充填した連続フロー型触媒相にフローさせて行うことができる。連続フロー型エステル化反応のプロセスを実施する装置例の概要を図1に示す。図中、1はアルコールタンク、2は膨潤化用ポンプ、3はエステル化カラム、4は原料(ケイ皮酸誘導体化合物)タンク、5は原料供給用ポンプ、6は製品タンク、7はアルコール除去器である。
本発明では、前記一般式(1)で示されるケイ皮酸誘導体化合物と前記一般式(2)で示されるアルコール化合物とのエステル化反応を、多孔性強酸性樹脂触媒を充填した連続フロー型触媒相にフローさせて行うことができる。連続フロー型エステル化反応のプロセスを実施する装置例の概要を図1に示す。図中、1はアルコールタンク、2は膨潤化用ポンプ、3はエステル化カラム、4は原料(ケイ皮酸誘導体化合物)タンク、5は原料供給用ポンプ、6は製品タンク、7はアルコール除去器である。
多孔性強酸性樹脂触媒を充填した連続フロー型カラム(塔)に、ケイ皮酸誘導体化合物とアルコール化合物の均一混合物を所定の温度で通液することで、反応操作を簡易かつ迅速に実施することができる。なお、本明細書では、このフロー式を連続フローと記載する場合がある。反応混合物の樹脂層への通液速度は、例えば、樹脂1リットル当たり、0.1~100ml/分程度が好ましい。この通液速度が樹脂1リットル当たり、0.1ml/分未満である場合、エステル化率は向上するが、生産性の低下を招く。また、通液速度が樹脂1リットル当たり、100ml/分を超える場合は、反応混合物と触媒との反応が抑制され、反応後のエステル体の収率の低下を招くおそれがある。
本連続フロー型カラム(塔)を用いたケイ皮酸エステル誘導体の製造方法では、反応混合物以外に他の溶媒を用いないで、反応させるアルコール化合物の種類及びその投入量、反応温度を調整することにより、反応混合物を均相状態にして反応させる。本発明では、エステル化反応を阻害しない溶媒を適時カラム移動相として用いてもよい。
本連続フロー型カラム(塔)を用いたケイ皮酸エステル誘導体の製造方法では、反応混合物以外に他の溶媒を用いないで、反応させるアルコール化合物の種類及びその投入量、反応温度を調整することにより、反応混合物を均相状態にして反応させる。本発明では、エステル化反応を阻害しない溶媒を適時カラム移動相として用いてもよい。
本発明のエステル化反応では、反応物と強酸性樹脂触媒との接触は、バッチ法(回分系)及び連続フロー法(流通系)で行うことができる。装置の形態としては、処理槽を設けたもの、循環系や向流系で樹脂移送するものなどが挙げられる。接触方法としては、流通(イオン交換樹脂の充填層に通液する方法)、撹拌(撹拌槽を用いる方法)、流動(流動層反応器)、振とう(振とう型反応器)などが挙げられる。供給原料の導入口、生成物質の回収口が一定のカラム通液型、展開床(エクスパンデッドベッドカラム)、回分型などを用いることもできる。
[種々の樹脂を用いた回分式エステル化反応]
本発明では、固体触媒として前記公知の多孔性強酸性イオン交換樹脂が用いられる。
ケイ皮酸誘導体化合物として、フェルラ酸(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.,Osaka,≧95%)を用い、アルコール類としてメタノール(Wako PureChemical Industries, Ltd.,1st grade)を用いた実験について説明する。溶媒を用いない本実験は、フェルラ酸(粉末)をメタノールに溶解し、均一相となる、例えば50℃の反応温度で行った。
本発明では、固体触媒として前記公知の多孔性強酸性イオン交換樹脂が用いられる。
ケイ皮酸誘導体化合物として、フェルラ酸(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.,Osaka,≧95%)を用い、アルコール類としてメタノール(Wako PureChemical Industries, Ltd.,1st grade)を用いた実験について説明する。溶媒を用いない本実験は、フェルラ酸(粉末)をメタノールに溶解し、均一相となる、例えば50℃の反応温度で行った。
実験装置(図示せず)は、一般的なガラス反応器、振盪機、恒温槽からなる。反応溶液は、フェルラ酸:メタノールのモル比を1:20となるように調整した。この反応溶液20gをガラス反応器に入れ、恒温槽(Yamato Scientific Ltd.,shaking bath, BW400, immersion constant-temperature unit, BF200)中で、反応温度50℃となるように予熱し、その後同様に予熱したアルコール膨潤状態の樹脂を反応系全体の33質量%となるように投入し、150spm(strokes per minute)で振盪した。また、比較のため、一般的な均一相触媒として硫酸を用いた実験も同様に行った。硫酸濃度は、触媒活性基濃度が基準となるPK208LHと揃え、2.2質量%とした。
前記多孔性強酸性イオン交換樹脂を触媒とする反応では、バルク液相中に存在する反応物が樹脂内に取り込まれた後、生成物に変換される。そのため、反応物や生成物が樹脂内に残存している可能性がある。そこで、物質収支を確認するために、反応後の樹脂内に含まれる成分を樹脂外に溶出させる洗浄操作を行った。この操作は、エステル化実験後の樹脂5gを吸引ろ過で回収した後、反応物であるアルコール50cm3を加え、室温で6時間、150spmで振盪して行い、樹脂内に残存する生成物あるいは反応物をバルク液相側に溶出させた。操作は、バルク液相中に反応物あるいは生成物が検出されなくなるまで行った。各実験で所定時間ごとに反応液0.05g程度を採取して、メタノールで適切に希釈したものをサンプルとし、反応物と生成物の濃度を、UV検出器を備えたHPLCシステム(Waters Corp.,Milford,MA,USA)を用いて測定した。
[樹脂の再利用実験]
本発明では、エステル合成と樹脂再生の操作を繰り返し行うことにより樹脂の再利用が可能である。例えば、回分式エステル化実験後の樹脂を吸引ろ過により回収し、前処理と同様に、樹脂をカラムに充填して、反応物であるメタノールを通液することで樹脂を洗浄し再生できる。これにより、樹脂内部あるいは表面に残存する反応物や生成物を取り除くことができる。
本発明では、エステル合成と樹脂再生の操作を繰り返し行うことにより樹脂の再利用が可能である。例えば、回分式エステル化実験後の樹脂を吸引ろ過により回収し、前処理と同様に、樹脂をカラムに充填して、反応物であるメタノールを通液することで樹脂を洗浄し再生できる。これにより、樹脂内部あるいは表面に残存する反応物や生成物を取り除くことができる。
[異なる薬理活性を持つエステルの合成実験]
ケイ皮酸誘導体化合物として、カフェ酸(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.,1stgrade)、ケイ皮酸(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.,specialgrade)を用い、アルコール類として、メタノール、エタノール(Nihon Alcohol Hanbai Co.,Ltd.,Tokyo,99%)、フェネチルアルコール(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.,specialgrade)を用いて、上記と同様に溶媒を使用せず反応物同士が溶解する均一相の条件でエステルの合成実験を行った。
ケイ皮酸誘導体化合物として、カフェ酸(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.,1stgrade)、ケイ皮酸(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.,specialgrade)を用い、アルコール類として、メタノール、エタノール(Nihon Alcohol Hanbai Co.,Ltd.,Tokyo,99%)、フェネチルアルコール(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.,specialgrade)を用いて、上記と同様に溶媒を使用せず反応物同士が溶解する均一相の条件でエステルの合成実験を行った。
以下、参考例及び実施例に則して本発明を具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの記載によって何等制限されるものではない。なお、以下の実施例においては特に断わりがない限り、当業者に公知の一般的な方法に従った。
参考例1:回分式(バッチ法)エステル化反応
固体触媒である樹脂として、三菱化学株式会社製のPK208LHを用いた。本系では、溶媒を用いない条件とするため、反応温度を50℃に設定し、ケイ皮酸類(1)とアルコール類(2)を溶解して均一相とした。 ここで、ケイ皮酸類としてフェルラ酸を、アルコール類(2)としてメタノール(MeOH)を用い、ケイ皮酸類(1):アルコール類(2)を1:20(モル比)で混合した。なお、樹脂は、触媒活性を示すH+型(≧99モル%)であるが、工場出荷時にエステル化の反応副生物である水で膨潤状態にあるため、反応物であるアルコールで膨潤化させた後、実験に使用した。膨潤化は、内径 11mmのガラス製カラムに樹脂を充填し、洗出液の含水率が10質量%未満となるまで、2.5cm/分でアルコール類(2)を通液することで行った。
本実験(回分式)は、あらかじめ反応温度を50℃となるように予熱して、均一に溶解させた反応溶液20gをガラス反応器に入れ、同様に予熱しておいたアルコール膨潤状態の樹脂を反応系全体の33質量%となるように投入し、撹拌速度150spmで振盪した。反応中、所定時間毎に反応液から少量を採取し、メタノールで適切に希釈しHPLC(Waters Corp.,Milford,MA,USA)システムで反応の収率を追跡し決定した。反応時間12時間で収率100%(転化率100%)であった。
固体触媒である樹脂として、三菱化学株式会社製のPK208LHを用いた。本系では、溶媒を用いない条件とするため、反応温度を50℃に設定し、ケイ皮酸類(1)とアルコール類(2)を溶解して均一相とした。 ここで、ケイ皮酸類としてフェルラ酸を、アルコール類(2)としてメタノール(MeOH)を用い、ケイ皮酸類(1):アルコール類(2)を1:20(モル比)で混合した。なお、樹脂は、触媒活性を示すH+型(≧99モル%)であるが、工場出荷時にエステル化の反応副生物である水で膨潤状態にあるため、反応物であるアルコールで膨潤化させた後、実験に使用した。膨潤化は、内径 11mmのガラス製カラムに樹脂を充填し、洗出液の含水率が10質量%未満となるまで、2.5cm/分でアルコール類(2)を通液することで行った。
本実験(回分式)は、あらかじめ反応温度を50℃となるように予熱して、均一に溶解させた反応溶液20gをガラス反応器に入れ、同様に予熱しておいたアルコール膨潤状態の樹脂を反応系全体の33質量%となるように投入し、撹拌速度150spmで振盪した。反応中、所定時間毎に反応液から少量を採取し、メタノールで適切に希釈しHPLC(Waters Corp.,Milford,MA,USA)システムで反応の収率を追跡し決定した。反応時間12時間で収率100%(転化率100%)であった。
参考例2:
アルコール類(2)としてエタノール(EtOH)を用い、反応時間を76時間にした以外は参考例1と同様にして、反応を追跡したところ、収率100%(転化率100%)であった。
アルコール類(2)としてエタノール(EtOH)を用い、反応時間を76時間にした以外は参考例1と同様にして、反応を追跡したところ、収率100%(転化率100%)であった。
実施例1:
アルコール類(2)として多価アルコールであるエチレングリコールを用い、ケイ皮酸類(1):アルコール類(2)を1:30(モル比)、反応時間を96時間とした以外は実施例1と同様にして、反応を追跡したところ、収率94%であった。
アルコール類(2)として多価アルコールであるエチレングリコールを用い、ケイ皮酸類(1):アルコール類(2)を1:30(モル比)、反応時間を96時間とした以外は実施例1と同様にして、反応を追跡したところ、収率94%であった。
実施例2:
ケイ皮酸類(1)としてフェルラ酸を用い、アルコール類(2)として2-エチルヘキサノールを用い、ケイ皮酸類(1):アルコール類(2)を1:55(モル比)、反応時間を120時間とした以外は実施例1と同様にして反応を追跡したところ収率100%(転化率100%)であった。
ケイ皮酸類(1)としてフェルラ酸を用い、アルコール類(2)として2-エチルヘキサノールを用い、ケイ皮酸類(1):アルコール類(2)を1:55(モル比)、反応時間を120時間とした以外は実施例1と同様にして反応を追跡したところ収率100%(転化率100%)であった。
実施例3:
ケイ皮酸類(1)としてカフェ酸を用い、ケイ皮酸類(1):メタノール(2)を1:50(モル比)、反応時間を24時間とした以外は実施例1と同様にして、反応を追跡したところ、収率100%(転化率100%)であった。
ケイ皮酸類(1)としてカフェ酸を用い、ケイ皮酸類(1):メタノール(2)を1:50(モル比)、反応時間を24時間とした以外は実施例1と同様にして、反応を追跡したところ、収率100%(転化率100%)であった。
実施例4:
ケイ皮酸類(1)としてカフェ酸を用い、アルコール類(2)としてエタノール(EtOH)を用い、ケイ皮酸類(1):アルコール類(2)を1:50(モル比)、反応時間を48時間とした以外は実施例1と同様にして、反応を追跡したところ、収率100%(転化率100%)であった。
ケイ皮酸類(1)としてカフェ酸を用い、アルコール類(2)としてエタノール(EtOH)を用い、ケイ皮酸類(1):アルコール類(2)を1:50(モル比)、反応時間を48時間とした以外は実施例1と同様にして、反応を追跡したところ、収率100%(転化率100%)であった。
実施例5:
ケイ皮酸類(1)としてカフェ酸を用い、アルコール類(2)としてフェネチルアルコールを用い、ケイ皮酸類(1):アルコール類(2)を1:80(モル比)、反応時間を120時間とした以外は実施例1と同様にして、反応を追跡したところ、収率100%(転化率100%)であった。
ケイ皮酸類(1)としてカフェ酸を用い、アルコール類(2)としてフェネチルアルコールを用い、ケイ皮酸類(1):アルコール類(2)を1:80(モル比)、反応時間を120時間とした以外は実施例1と同様にして、反応を追跡したところ、収率100%(転化率100%)であった。
実施例6:
ケイ皮酸類(1)としてケイ皮酸を用い、アルコール類(2)としてメタノールを用い、ケイ皮酸類(1):アルコール類(2)を1:10(モル比)、反応時間を12時間とした以外は実施例1と同様にして、反応を追跡したところ、収率100%(転化率100%)であった。
ケイ皮酸類(1)としてケイ皮酸を用い、アルコール類(2)としてメタノールを用い、ケイ皮酸類(1):アルコール類(2)を1:10(モル比)、反応時間を12時間とした以外は実施例1と同様にして、反応を追跡したところ、収率100%(転化率100%)であった。
表1に示すように、ケイ皮酸類(1)とアルコール類(2)を種々の反応条件で実施させた実施例1~6のいずれの場合においても、転化率は、ほぼ100%であり、可逆反応であるエステル化をが完全に進行させることができた。
1 アルコールタンク
2 膨潤化用ポンプ
3 エステル化カラム
4 原料タンク
5 原料(ケイ皮酸誘導体化合物)供給用ポンプ
6 製品タンク
7 アルコール除去器
2 膨潤化用ポンプ
3 エステル化カラム
4 原料タンク
5 原料(ケイ皮酸誘導体化合物)供給用ポンプ
6 製品タンク
7 アルコール除去器
Claims (8)
- 一般式(1)
で示されるケイ皮酸誘導体化合物と一般式(2)
で示されるアルコール化合物を強酸性樹脂触媒の存在下、溶媒を用いずに反応させることを特徴とするケイ皮酸エステル誘導体の製造方法(ただし、一般式(1)において、R2がメトキシ基であり、R3が水酸基を表す化合物と一般式(2)において、R6がメチル基及びエチル基を表す化合物との反応は除く。)。 - 前記ケイ皮酸誘導体化合物が、ケイ皮酸、フェルラ酸、またはカフェ酸である請求項1に記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
- 前記アルコール化合物が、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、エチレングリコール、グリセロール、フェネチルアルコール、または単糖類である請求項1または2に記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
- 前記ケイ皮酸誘導体化合物がカフェ酸であり、アルコールがフェネチルアルコールである請求項1~3のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
- 前記強酸性樹脂触媒が、水膨潤型の多孔性強酸性樹脂を前処理でアルコール膨潤状態として使用する樹脂触媒である請求項1~4のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
- 前記ケイ皮酸誘導体化合物と前記アルコールとのモル比が、1:1~1:1000である請求項1~5のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
- 回分式で反応を行い、強酸性樹脂触媒を繰り返し使用する請求項1~6のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
- 前記強酸性樹脂触媒を充填したカラムに、ケイ皮酸誘導体化合物とアルコール化合物の混合物を通し、所定の温度で連続的に反応させる請求項1~6のいずれかに記載のケイ皮酸エステル誘導体の製造方法。
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