【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明は、β、γまたはδ−トリフエロールを
転化させて、α−トコフエロールを製造する方法
に関する。
〔従来の技術〕
天然にはα−、β−、γ−およびδのトコフエ
ロール類の存在することが知られており、各各構
造は次のとおりである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing α-tocopherol by converting β, γ or δ-tripherol. [Prior Art] It is known that α-, β-, γ-, and δ tocopherols exist in nature, and their respective structures are as follows.
【表】【table】
〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]
本発明者は、従来法の問題点を解決すべく鋭意
検討した結果、ビタミンＥ生物活性の低い非α−
トコフエロールを出発原料として、工業化し易
く、かつ高収率で、高純度のα−トコフエロール
を製造する方法を見い出した。
本発明の方法は非α−トコフエロールとホルム
アルデヒドまたはその重合体とを硫酸水素アルカ
リ金属塩または芳香族スルホン酸の存在下、水素
添加することによりα−トコフエロールを得るも
のである。
すなわち本発明によれば、原料の非α−トコフ
エロールとホルムデヒドを溶媒に溶解後、芳香族
スルホン酸または硫酸水素アルカリ金属塩の存在
下、慣用の水添触媒例えばパラジウム−炭素触媒
を用いて水素加圧下加熱するだけで容易にα−ト
コフエロール化が進行し、高収率で高純度α−ト
コフエロールが得られる。
本発明に使用する原料の非α−トコフエロール
は、いかなるものでもまたその混合物でもよく、
純度の如何にかかわらず使用できる。またα−ト
コフエロールの共存は反応の妨げにはならない。
すなわち主要な出発原料は植物油の水蒸気精製で
生成するスカムである。この脱臭スカムは現在主
に大豆油から得られる。
本発明において使用するホルムアルデヒドまた
はその重合体としては、特にハラホルムアルデヒ
ドが好適であり、非α−トコフエロール類に対し
て３〜10倍モルの過剰量を用いるのが好ましい。
本発明で用いる硫酸水素アルカリ金属塩はNa、
Ｋ、Li等のいずれでもよいが硫酸水素カリウム塩
が好ましい。また芳香族スルホン酸はベンゼン、
トルエン等の芳香族炭素単環化合物のモノ−また
はポリスルホン酸またはその塩でありモノスルホ
ン酸が好ましく、特にトルエンスルホン酸さらに
好ましくはｐ−トルエンスルホン酸が好ましい。
そしてこれらは、非α−トコフエロールに対して
0.3〜0.5倍モル程度を用いるのが好都合である。
また水素添加は、触媒の存在または不存在下で
も実施でき、触媒としては慣用のいかなる水素添
加触媒でも使用できるがパラジウム−炭素触媒が
最も適している。
本発明の方法において非α−トコフエロールと
ホルムアルデヒドまたはその重合体とが硫酸水素
アルカリ金属塩または芳香族スルホン酸の存在下
で反応して非α−トコフエロールのヒドロキシメ
チル化物が生成し、次いでそれが水素添加されて
α−トコフエロールに転化するものと推定されて
いる。したがつて非α−トコフエロールのヒドロ
キシメチル化物を生成せしめてそれを単離しまた
は単離することなく水素添加する二工程方式も考
えられるが前記ヒドロキシメチル化物は不安定で
あつて二工程方式を採用する利点はないので非α
−トコフエロールとホルムアルデヒドまたはその
重合体との混合物の水素塩化反応に付して非α−
トコフエロールに転換せしめる。
本発明の方法では、反応に対して不活性な有機
溶媒が使用されるが特にメタノールの使用するこ
とが望ましい。使用する溶媒量は、処理すべき出
発原料に対し当量〜４倍量程度が好適である。
反応温度は特に140°から170℃が最適である。
水素添加による還元においては、常圧よりも加圧
下に行うのが都合がよく、前記の好ましい温度に
て20Kg／cm2程度で反応は充分に進行する。反応時
間は反応温度、反応原料の量などにより適宜決定
すればよい。
〔効果〕
本発明方法によれば、以下の実施例から明らか
なように不純物を副生することなく、極めて選択
的に収率よくα−トコフエロールを得ることがで
きるので、反応生成物を、例えば、真空蒸留等の
簡単な精製手段で分離精製することができ、工業
上極めて有利である。
〔実施例〕
次に本発明をさらに具体的に説明するために実
施例を掲げるが、本発明は以下の実施例に限定さ
れるものではない。
実施例 １
大豆油トコフエロール濃縮物（総トコフエロー
ル含量97.6％、組成比γ−トコフエロール；74
％：δ−トコフエロール；26％）（第１図参照）
30.0ｇのメタノール80mlに溶解しパラホルムアル
デヒド14.0ｇ、パラトルメンスルホン酸5.0ｇお
よび５％パラジウム−炭素1.1ｇを加え、水素を
20Kg／cm2の加圧下に160℃の温度にて10時間反応
を行つた。
反応終了後パラジウム−炭素をろ別した後、ろ
液を減圧下に濃縮し、得られた油状物をイソプロ
ピルエーテルにて抽出し、中性になるまで水洗し
た後、イソプロピルエーテル層を減圧下に濃縮
し、粘稠性褐色油状30.2ｇを得た。
高速液体クロマトグラフイーにより分析したと
ころ、該油状物は91.5ｇのα−トコフエロールを
含有しており、β−、γ−、δ−トコフエロール
のピークは見出されなかつた（第２図参照）。回
収率94.4％
実施例 ２
大豆油トコフエロール濃縮物（総トコフエロー
ル含量97.6％、組成比γ−トコフエロール74％；
δ−トコフエロール26％）30.0ｇをメタノール
120mlに溶解しパラホルムアルデヒド11.0ｇ、硫
酸水素カリウム5.0ｇおよび５％パラジウム−炭
素1.0ｇを加え、水素を20Kg／cm2の加圧下に150℃
の温度にて12時間反応を行つた。
反応終了合路、実施例１と同様に後処理を行い
濃縮油状物30.6ｇを得た。
該油状物を高速液体クロマトグラフイーにより
分析したところ、α−トコフエロールの純度は
90.9％であり、β−、γ−、δ−トコフエロール
のピークは見出されなかつた。回収率95.0％。
実施例 ３
大豆油トコフエロール濃縮物（総トコフエロー
ル含量62.3％、組成比α−トコフエロール10％；
γ−トコフエロール67％；δ−トコフエロール23
％）30.0ｇをメタノール120mlに溶解し、パラホ
ルムアルデヒド10.0ｇ、パラトルエンスルホン酸
2.5ｇ、および５％パラジウム−炭素1.0ｇを加
え、水素を20Kg／cm2の加圧下に150℃の温度にて
12時間反応を行つた。
反応終了後実施例１と同様に後処理を行い濃縮
油状物30.2ｇを得た。
高速液体クロマトグラフイーにより該油状物を
分析したところ56.1％のα−トコフエロールが含
有されており、β−、γ−、δ−トコフエロール
のピークは見出されなかつた。回収率90.6％。
実施例 ４
大豆油トコフエロール濃縮物（総トコフエロー
ル含量62.3％、組成比α−トコフエロール10％；
γ−トコフエロール67％；δ−トコフエロール23
％）30.0ｇをメタノール120mlに溶解し、パラホ
ルムアルデヒド10.0ｇ、硫酸水素カリウム2.5ｇ、
および５％パラジウム−炭素1.0ｇを加え、水素
を20Kg／cm2の加圧下に150℃の温度にて12時間反
応を行つた。
反応終了後実施例１と同様に後処理を行い濃縮
油状物30.3ｇを得た。
高速液体クラマトグラフイーにより該油状物を
分析したとろ56.7％のα−トコフエロールが含有
されており、β−、γ−、δ−トコフエロールの
ピークは見出されなかつた。回収率91.9％。
参考例 １
（特開昭56−68677号公報 実施例２の追試）
大豆油トコフエロール濃縮物（総トコフエロー
ル含量90.3％；組成比α−トコフエロール3.0
％；γ−トコフエロール62.8％；δ−トコフエロ
ール34.2％）（第３図参照）12.1ｇをトルエン102
mlおよび酢酸18.0mlの混合溶媒に溶解し、パラホ
ルムアルデヒド4.1ｇおよび10％パラジウム−炭
素1.4ｇを加え、水素50Kg／cm2加圧下、100℃で５
時間反応を行つた。反応終了後10％バラジウム−
炭素をろ別した後、ろ液を中性になるまで水洗
し、有機溶媒層を減圧下に濃縮して粘稠世褐色油
状物13.0ｇを得た。
ガスクロマトグラフイーにより分析したとこ
ろ、該油状物は54.5％のα−トコフエロールを含
有しており、未反応の非α−トコフエロールが数
％見出された（第４図参照）。回収率65％。
参考例 ２
大豆油トコフエロール濃縮油（総トコフエロー
ル97.6％、組成非γ−トコフエロール74％；δ−
トコフエロール26％）30.0ｇをメタノール120ml
に溶解し、パラホルムアルデヒド10.0ｇ、五酸化
リンイク5.0ｇ、および５％パラジウム−炭素1.0
ｇを加え水素を40Kg／cm2の加圧下に175℃の温度
にて４時間反応を行つた。
反応終了後パラジウム−炭素をろ別した後、ろ
液を減圧下に濃縮し得られた油状物をイソプロピ
ルエーテルにて抽出し中性になるまで水洗したが
水層との分離が悪く長時間の静置を必要とした。
水洗後、イソプロピルエーテル層を減圧下に濃縮
し、粘稠性褐色油状物29.8ｇを得た。
該油状物をガスクロマトグラフイーにより分析
したところ79.6％のα−トコフエロールが含有さ
れており、β−、γ−、δ−トコフエロールのピ
ークは見出されなかつたがα−トコフエロールが
溶離する直前に数％の蒸留によつて精製し難い不
純物ピークが見出された。回収率81.0％。
As a result of intensive study to solve the problems of the conventional method, the present inventor discovered that non-α-vitamin E, which has low biological activity,
We have discovered a method for producing highly purified α-tocopherol using tocopherol as a starting material, which is easy to industrialize and has a high yield. The method of the present invention is to obtain α-tocopherol by hydrogenating non-α-tocopherol and formaldehyde or a polymer thereof in the presence of an alkali metal hydrogen sulfate or an aromatic sulfonic acid. That is, according to the present invention, after dissolving the raw materials non-α-tocopherol and formdehyde in a solvent, hydrogenation is performed using a conventional hydrogenation catalyst such as a palladium-carbon catalyst in the presence of an aromatic sulfonic acid or an alkali metal hydrogen sulfate salt. α-tocopherol conversion easily proceeds simply by heating under pressure, and high purity α-tocopherol can be obtained in high yield. The non-α-tocopherol used as a raw material for the present invention may be any type or a mixture thereof,
Can be used regardless of purity. Moreover, the coexistence of α-tocopherol does not hinder the reaction.
That is, the main starting material is the scum produced in the steam refining of vegetable oils. This deodorized scum is currently obtained primarily from soybean oil. Halaformaldehyde is particularly suitable as the formaldehyde or its polymer used in the present invention, and it is preferable to use it in an excess amount of 3 to 10 times the molar amount relative to non-α-tocopherols. The alkali metal hydrogen sulfate used in the present invention is Na,
Any of K, Li, etc. may be used, but potassium hydrogen sulfate is preferred. In addition, aromatic sulfonic acids are benzene,
Mono- or polysulfonic acid of an aromatic carbon monocyclic compound such as toluene or a salt thereof, preferably monosulfonic acid, particularly toluenesulfonic acid, and more preferably p-toluenesulfonic acid.
and these for non-α-tocopherols
It is convenient to use about 0.3 to 0.5 times the molar amount. Hydrogenation can also be carried out in the presence or absence of a catalyst, and any conventional hydrogenation catalyst can be used, but a palladium-carbon catalyst is most suitable. In the method of the present invention, a non-α-tocopherol and formaldehyde or a polymer thereof react in the presence of an alkali metal hydrogen sulfate or an aromatic sulfonic acid to produce a hydroxymethylated non-α-tocopherol, which is then It is presumed that it is added and converted into α-tocopherol. Therefore, a two-step method can be considered in which a hydroxymethylated product of non-α-tocopherol is produced and isolated or hydrogenated without isolation, but the hydroxymethylated product is unstable, so a two-step method is adopted. Since there is no advantage to
- A non-α-
Converted to tocopherol. In the method of the present invention, an organic solvent inert to the reaction is used, and methanol is particularly preferably used. The amount of solvent used is preferably about equivalent to four times the amount of the starting material to be treated. The optimum reaction temperature is 140° to 170°C.
In reduction by hydrogenation, it is more convenient to carry out under pressure than normal pressure, and the reaction proceeds satisfactorily at the above-mentioned preferred temperature of about 20 kg/cm 2 . The reaction time may be appropriately determined depending on the reaction temperature, the amount of reaction raw materials, etc. [Effects] According to the method of the present invention, α-tocopherol can be obtained very selectively and in high yield without producing any impurities as a by-product, as is clear from the following examples. It can be separated and purified by simple purification means such as vacuum distillation, which is extremely advantageous industrially. [Examples] Next, Examples are given to further specifically explain the present invention, but the present invention is not limited to the following Examples. Example 1 Soybean oil tocopherol concentrate (tocopherol content 97.6%, composition ratio γ-tocopherol; 74
%: δ-tocopherol; 26%) (see Figure 1)
Dissolve 30.0 g in 80 ml of methanol, add 14.0 g of paraformaldehyde, 5.0 g of paratolumenesulfonic acid and 1.1 g of 5% palladium-carbon, and add hydrogen.
The reaction was carried out at a temperature of 160° C. for 10 hours under a pressure of 20 Kg/cm 2 . After the completion of the reaction, the palladium-carbon was filtered off, the filtrate was concentrated under reduced pressure, the obtained oil was extracted with isopropyl ether, washed with water until neutral, and the isopropyl ether layer was concentrated under reduced pressure. Concentration gave 30.2 g of a viscous brown oil. Analysis by high performance liquid chromatography revealed that the oil contained 91.5 g of α-tocopherol, with no β-, γ-, or δ-tocopherol peaks found (see Figure 2). Recovery rate 94.4% Example 2 Soybean oil tocopherol concentrate (total tocopherol content 97.6%, composition ratio γ-tocopherol 74%;
δ-tocopherol 26%) 30.0g in methanol
Dissolve in 120 ml, add 11.0 g of paraformaldehyde, 5.0 g of potassium hydrogen sulfate and 1.0 g of 5% palladium-carbon, and heat at 150°C under a pressure of 20 kg/cm 2 of hydrogen.
The reaction was carried out at a temperature of 12 hours. After the reaction was completed, post-treatment was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain 30.6 g of a concentrated oil. When the oil was analyzed by high performance liquid chromatography, the purity of α-tocopherol was found to be
It was 90.9%, and no peaks of β-, γ-, and δ-tocopherol were found. Recovery rate 95.0%. Example 3 Soybean oil tocopherol concentrate (total tocopherol content 62.3%, composition ratio α-tocopherol 10%;
γ-tocopherol 67%; δ-tocopherol 23
%) 30.0g in methanol 120ml, paraformaldehyde 10.0g, paratoluenesulfonic acid
2.5g of palladium and 1.0g of 5% palladium-carbon were added, and hydrogen was added at a temperature of 150℃ under a pressure of 20Kg/ cm2.
The reaction was carried out for 12 hours. After the reaction was completed, post-treatment was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain 30.2 g of a concentrated oil. Analysis of the oil by high performance liquid chromatography revealed that it contained 56.1% α-tocopherol, and no peaks for β-, γ-, and δ-tocopherol were found. Recovery rate was 90.6%. Example 4 Soybean oil tocopherol concentrate (total tocopherol content 62.3%, composition ratio α-tocopherol 10%;
γ-tocopherol 67%; δ-tocopherol 23
%) 30.0g in methanol 120ml, paraformaldehyde 10.0g, potassium hydrogen sulfate 2.5g,
and 1.0 g of 5% palladium-carbon were added, and the reaction was carried out at a temperature of 150° C. for 12 hours under a pressure of 20 kg/cm 2 of hydrogen. After the reaction was completed, post-treatment was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain 30.3 g of a concentrated oil. Analysis of the oil by high performance liquid chromatography revealed that it contained 56.7% α-tocopherol, and no peaks for β-, γ-, and δ-tocopherol were found. Recovery rate was 91.9%. Reference Example 1 (Supplementary test of Example 2 of JP-A-56-68677) Soybean oil tocopherol concentrate (total tocopherol content 90.3%; composition ratio α-tocopherol 3.0)
%; γ-tocopherol 62.8%; δ-tocopherol 34.2%) (see Figure 3) 12.1g to toluene 102
ml and acetic acid 18.0 ml, add 4.1 g of paraformaldehyde and 1.4 g of 10% palladium-carbon, and heat at 100°C under a pressure of 50 kg/cm 2 of hydrogen.
A time reaction was performed. 10% palladium after the reaction
After carbon was filtered off, the filtrate was washed with water until it became neutral, and the organic solvent layer was concentrated under reduced pressure to obtain 13.0 g of a viscous brown oil. Analysis by gas chromatography revealed that the oil contained 54.5% α-tocopherol, with several % of unreacted non-α-tocopherols (see Figure 4). Recovery rate 65%. Reference example 2 Soybean oil tocopherol concentrated oil (97.6% total tocopherol, composition 74% non-γ-tocopherol; δ-
Tocopherol 26%) 30.0g in methanol 120ml
10.0 g of paraformaldehyde, 5.0 g of phosphorus pentoxide, and 1.0 g of 5% palladium on carbon.
The reaction was carried out at a temperature of 175° C. for 4 hours under a pressure of 40 kg/cm 2 of hydrogen. After the reaction was completed, the palladium-carbon was filtered off, and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The resulting oil was extracted with isopropyl ether and washed with water until it became neutral, but separation from the aqueous layer was poor and it took a long time. Needed to stand still.
After washing with water, the isopropyl ether layer was concentrated under reduced pressure to obtain 29.8 g of a viscous brown oil. When this oily substance was analyzed by gas chromatography, it was found that it contained 79.6% α-tocopherol, and no peaks for β-, γ-, or δ-tocopherol were found, but a few peaks were found just before α-tocopherol eluted. % impurity peaks that were difficult to purify by distillation were found. Recovery rate 81.0%.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図および第３図は原料の非α−トコフエロ
ールのガスクロマトグラムを示し、第２図および
第４図はα−トコフエロールのガスクロマトグラ
ムを示す。
1 and 3 show gas chromatograms of non-α-tocopherol as a raw material, and FIGS. 2 and 4 show gas chromatograms of α-tocopherol.