JPH07138245A - (3s,4r)−3−ヒドロキシ−4−ヒドロキシメチル−4−ブタノリドの製造方法 - Google Patents

(3s,4r)−3−ヒドロキシ−4−ヒドロキシメチル−4−ブタノリドの製造方法

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JPH07138245A
JPH07138245A JP5177324A JP17732493A JPH07138245A JP H07138245 A JPH07138245 A JP H07138245A JP 5177324 A JP5177324 A JP 5177324A JP 17732493 A JP17732493 A JP 17732493A JP H07138245 A JPH07138245 A JP H07138245A
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Japan
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hydroxy
butanolide
hydroxymethyl
carbon
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JP5177324A
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Inventor
Takashi Ebata
隆 恵畑
Yukifumi Koseki
幸史 古関
Koji Okano
耕二 岡野
Hiroshi Kawakami
浩 川上
Katsuya Matsumoto
克也 松本
Hajime Matsushita
肇 松下
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Japan Tobacco Inc
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Japan Tobacco Inc
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 レボグルコセノン[1]の炭素−炭素二重結
合に水和し、3位をメチレン基とし4位にα配置の水酸
基を導入して式[2]を得る工程と式[2]の化合物を
バイヤービリガー酸化により五員環のラクトンとする工
程とよりなる、(3S,4R)−3−ヒドロキシ−4−
ヒドロキシメチル−4−ブタノリド[3]の製造方法。 【効果】 従来入手の困難であったヒドロキシラクトン
類の一つである(3S,4R)−3−ヒドロキシ−4−
ヒドロキシメチル−4−ブタノリドを、レボグルコセノ
ンを出発物質とし、簡易な操作で短工程かつ高収率で選
択的に得ることが可能になった。これにより、種々の有
用化合物の合成原料として容易に供給できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は(3S,4R)−3−
ヒドロキシ−4−ヒドロキシメチル−4−ブタノリドを
製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、医薬品、農薬等のファインケミカ
ル分野において、天然界に存在する含糖化合物や糖類似
化合物が有用な生理活性物質として注目され、その合成
的研究が盛んに行われている。その中のヒドロキシラク
トン類もそれ自身が生理活性物質であったり、また各種
有用化合物の出発原料となり得る糖類似化合物である。
【0003】下記式[3]、
【化3】 で表される(3S,4R)−3−ヒドロキシ−4−ヒド
ロキシメチル−4−ブタノリドもヒドロキシラクトン類
にふくまれる化合物であり、その有用性において注目す
べき化合物である。例えば生理活性としては、摂食抑制
物質(満腹物質)としての活性が期待され、生理学の基
礎研究分野が進められており(T.Sakata,Brain Res. Bu
ll., 25(6), 969-74 (1990))、医薬品や農薬への応用
が期待される。またこのラクトンのエステル誘導体は、
発癌機構に深く関わっているとされているプロテインキ
ナーゼCに対する阻害活性物質の研究において使われて
いる(K.Teng, V.E.Marquez, G.W.A. Milne, J.J.Barch
i,Jr., M.G.Kazanietz, N.E.Lewin, P.M.Blumberg, and
E.Abushanab, J. Am. Chem. Soc., 114, 1059 (1992)
)。さらにこのラクトンは合成原料としても有用であ
り、例えば1位を還元し、ラクトールとすることで2−
デオキシ−D−リボースとすることが出来る。この糖は
抗癌剤や抗エイズ薬として有用な種々の核酸誘導体の糖
部分の原料となりうる。また、このラクトン自身を香料
として用いることも考えられ、煙草の香喫味改良剤とし
て利用出来る。さらに別の香料の出発原料になることも
期待できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、(3S,
4R)−3−ヒドロキシ−4−ヒドロキシメチル−4−
ブタノリドは用途面で有用なヒドロキシラクトンである
が、天然からの入手は困難であり、合成的手法により入
手するほかない。
【0005】従来の合成法としては、2,3−O−イソ
プロピリデン−D−グリセロアルデヒドを出発物質とす
る合成法が4件報告されており、一つは(B.Rague, Y.C
hapleur, and B.Castro, J.Chem.Soc. Perkin Trans.I,
2063 (1982))、グリニャール試薬により2,3−O−
イソプロピリデン−D−グリセロアルデヒドに対して増
炭反応をして、のちにラクトン化する等の方法であり、
2工程で総収率39%である。2つめは( Y.Kita, H.Y
asuda, O.Tamura, F.Itoh, Y.Yuan Ke, Y.Tamura, Tetr
ahedron Lett., 26, 5770 (1985))、O−メチル−O−
t−ブチルジメチルシリルケテンアセタールによって
2,3−O−イソプロピリデン−D−グリセロアルデヒ
ドに対して増炭反応し、保護基等を脱離させ、ラクトン
化する方法であり、2工程で収率64%である。3つめ
は(M.V.Fernandez, P.D.Lanes, and F.J.L.Herrera, T
etrahedron, 46, 7911 (1990) )、スルファニリデン誘
導体によって2,3−O−イソプロピリデン−D−グリ
セロアルデヒドに対して増炭反応し、生成するα,β−
エポキシアミドを還元的に開環し、後にラクトン化する
等の方法であり、3工程で収率70%である。4つめは
(F.J.L.Herrera, M.V.Fernandez, and S.G.Claros, Te
trahedron, 46, 7165 (1990))、ジアゾアセテートによ
って2,3−O−イソプロピリデン−D−グリセロアル
デヒドに対して増炭反応し、脱アジド化、ラクトン化等
を経て、3工程で総収率20%である。4つの合成のう
ち収率の高いものもある。しかし、いずれも2,3−O
−イソプロピリデン−D−グリセロアルデヒドへの増炭
反応により(3S,4R)−3−ヒドロキシ−4−ヒド
ロキシメチル−4−ブタノリドの3位の立体を構築する
ものであり、その際にジアステレマーとして3位の不斉
がR配置のものが生成してしまう。その結果それを分離
する操作を必ず必要とする。さらに原料の2,3−O−
イソプロピリデン−D−グリセロアルデヒドの最も効率
的な合成法はD−マンニトールから得るものであるが
(R.Dumont and H.Pfander, Helv. Chim. Acta, 66, 81
4 (1983))、2工程を費やすので、上記工程数は実質上
4〜5工程になる。よって総収率も上記値よりも低くな
る。
【0006】他の出発原料としてD−γ−リボノラクト
ンを用いる合成法が2件報告されている。(N.Baggett,
J.G.Buchanan, M.Y.Fatah, C.H.Lachut, K.J.MuCullou
gh,J.M.Weher, J. Chem. Soc., Chem. Commun, 1826 (1
985) 、及び K.Bock, I.Lundt, and C.Pedersen, Carbo
hydr. Res., 90, 17 (1981))、前者はD−γ−リボノ
ラクトンの2位の水酸基を還元的に脱離させて2位をメ
チレンとするもので、4工程を要する(収率は未報
告)。後者は2位のブロモ化と脱ブロモ化により2位を
メチレンとし、2工程で総収率27%である。これら
は、2,3−O−イソプロピリデン−D−グリセロアル
デヒドを原料とする合成法と比較して、原料が既に目的
の立体配置を含んでいるため立体選択性を考慮する必要
がないが、収率は劣る。
【0007】この様に従来の合成法のなかには、立体選
択的で短工程、高収率かつ簡易な操作であることの全て
を満たす有用な方法はまだ無いと言えよう。
【0008】したがって、この発明の目的は、入手の容
易な原料から選択的に簡易な操作の短工程で合成し、か
つ高い収率で得ることが可能な、(3S,4R)−3−
ヒドロキシ−4−ヒドロキシメチル−4−ブタノリドの
製造法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意研究を重ねた結果、セルロースの熱
分解物として容易に得られるレボグルコセノンを出発物
質とし、わずか2工程の簡易な操作で、しかも収率も良
く総収率 64.3 % で、(3S,4R)−3−ヒドロキシ
−4−ヒドロキシメチル−4−ブタノリドを立体選択的
に得る経路を見いだした。
【0010】すなわち、この発明は、(a)下記式
[1]で表わされるレボグルコセノンの3位と4位にわ
たる炭素−炭素二重結合に水和して、3位をメチレン基
とし、4位にα配置の水酸基を有する下記一般式[2]
で表わされる化合物を得る工程と、(b)下記一般式
[2]で表される化合物をバイヤービリガー酸化するこ
とにより下記式[3]で表される(3S,4R)−3−
ヒドロキシ−4−ヒドロキシメチル−4−ブタノリドを
得る工程とを含む、(3S,4R)−3−ヒドロキシ−
4−ヒドロキシメチル−4−ブタノリドの製造方法を提
供する。
【化1】
【化2】
【化3】
【0011】以下、この発明の(3S,4R)−3−ヒ
ドロキシ−4−ヒドロキシメチル−4−ブタノリドの製
造方法を、各工程を追って具体的に説明する。
【0012】まず、工程(a)において、上記式[1]
で表わされるレボグルコセノンの3位と4位にわたる炭
素−炭素二重結合を水和し、3位をメチレン基として4
位にα配置の水酸基を有する上記一般式[2]で表され
る1,6−アンヒドロ−3−デオキシ−β−D−エリス
ロ−ヘキソピラノース−2−ウロースを得る。水和は酸
または塩基触媒の存在下で行われる。酸触媒としては、
1,6−アンヒドロ結合を切断する能力の無い酢酸など
があげられる。塩基触媒としてはトリエチルアミン等の
求核性の低い3級アミンが望ましい。溶媒は両者の場合
とも、水のみあるいは水性の有機溶媒があげられる。た
だし、水以外が求核試薬とならないように溶媒を選択す
る必要がある。反応温度は室温から100℃程度、反応
時間は30分から5時間程度である。
【0013】続く工程(b)において、工程(a)で得
られた上記一般式で表される化合物[2]をバイヤービ
リガー酸化することで、五員環のラクトン化合物である
上記式[3]で表される(3S,4R)−3−ヒドロキ
シ−4−ヒドロキシメチル−4−ブタノリドへと導く。
バイヤービリガー酸化の酸化剤としては過酢酸やm−ク
ロロ過安息香酸などを1〜10当量用い、溶媒としては
酢酸や塩化メチレンなどのそれ自身が反応しない有機溶
媒であれば特に限定されるものではない。反応温度は室
温程度が望ましい。反応時間は10分間〜10時間程度
である。
【0014】反応終了後、過剰量の過酢酸等の過酸は、
以後の処理の安全の為に、ジメチルスルフィド等を加え
ることで消費しておくことが望ましい。
【0015】更に、生成物の水酸基は、一部がホルミル
エステルとなっている可能性も有り得るので、酸加水分
解の条件で処理しておくことが望ましい。用いる酸とし
ては塩酸,硫酸,アンバーライトIR−120B(プロ
トン型)などの一般の酸加水分解において用いられる酸
触媒の全てを用いることが出来る。溶媒としては水やア
ルコール系などの一般の酸加水分解で用いる全ての溶媒
を用いることが出来る。反応温度としては、0〜100
℃であるが室温程度が望ましい。また。反応時間は1〜
20時間程度である。
【0016】これにより、上記式[3]で表される(3
S,4R)−3−ヒドロキシ−4−ヒドロキシメチル−
4−ブタノリドを得る。
【0017】
【実施例】以下、実施例によりこの発明をさらに詳細に
説明する。
【0018】実施例1 (工程1) 1,6−アンヒドロ−3−デオキシ−β−
D−エリスロ−ヘキソピラノース−2−ウロースの合成 レボグルコセノン 10.85 g (86.04 mmol) を水 1085 ml
に加え、さらにこれにトリエチルアミン 10.9 ml (78.2
0 mmol) を加えて室温にて1時間撹拌した。反応液から
減圧下にて溶媒およびトリエチルアミンを留去し、残渣
をシリカゲルカラムクロマトグラフ(ヘキサン−酢酸エ
チル=1:2)にて精製し、上記式[2]で表される
1,6−アンヒドロ−3−デオキシ−β−D−エリスロ
−ヘキソピラノース−2−ウロース 9.37 g (75.6 %)を
得た。
【0019】1H−NMR(CDCl3 ,TMSからの
ppm ): 1位; 5.16 (1H ,s),5位; 4.26 - 4.21
(1H,m),4位; 4.70 - 4.67 (1H,m),6位; 4.01
(1H,dd,J = 8.1, 5.1 Hz),6’位; 3.95 (1H ,d
d,J = 8.1, 1.5 Hz),3位;2.87 (1H ,dd,J = 17.
0, 5.6 Hz) ,3’位; 2.52 (1H ,dddd,J = 17.0,2.
4, 1.3, 1.3 Hz) ,OH; 2.49 (1H ,d ,J = 9.7 H
z)
【0020】(工程2) (3S,4R)−3−ヒドロ
キシ−4−ヒドロキシメチル−4−ブタノリドの合成 上記式[2]で表わされる 1,6−アンヒドロ−3−
デオキシ−β−D−エリスロ−ヘキソピラノース−2−
ウロース 2.65 g (18.4 mmol) を酢酸 32 mlに溶解し、
窒素雰囲気中水冷下にて40%過酢酸 12 mlを徐々に滴
下した。室温にて1時間撹拌後、水冷下にてジメチルス
ルフィド 9 ml を徐々に滴下した。室温にて1時間撹拌
後、反応液から減圧下にて溶媒を留去し、残渣をメタノ
ール69mlに溶解してこれに濃塩酸 2.8 ml を加えて
室温にて一晩撹拌した。反応液から減圧下にて溶媒を留
去した後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフ(ヘ
キサン:酢酸エチル=1:4 )を用いて精製し、上記式
[3]で表わされる(3S,4R)−3−ヒドロキシ−
4−ヒドロキシメチル−4−ブタノリド 2.07 g (収率
85.1 % )を得た。
【0021】[α]24D -4.5゜(C 1.44,C25
H)1 H−NMR(CDCl3 −(CD32 CO,TMS
からの ppm ): 3−OH; 4.44 (1H ,d, J = 4.2 H
z),3位; 4.34 (1H ,dddd,J = 6.6, 4.2,2.4, 2.0
Hz),4位; 4.19 (1H ,ddd ,J = 3.4 ,3.4 ,2.0 H
z) ,5−OH; 4.03 (1H ,dd,J = 5.5 ,5.5 Hz)
,5位; 3.65 - 3.51 (2H,m),2位;2.68 (1H ,d
d,J = 17.7,6.6 Hz) ,2.16 (1H,dd,J = 17.7,2.4
Hz)13C−NMR((CD32 CO(30.0 ppm) から
の ppm): 206.7 ,89.2,69.6,62.6,39.0
【0022】
【発明の効果】以上のように、この発明によると、従来
入手の困難であったヒドロキシラクトン類の一つである
(3S,4R)−3−ヒドロキシ−4−ヒドロキシメチ
ル−4−ブタノリドを、レボグルコセノンを出発物質と
することで、炭素−炭素二重結合への水和とバイヤービ
リガー酸化により、選択的に、簡易な操作で短工程かつ
高収率で得ることが可能になった。これにより、種々の
有用化合物の合成原料として容易に供給できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 浩 神奈川県横浜市緑区梅が丘6番地2 日本 たばこ産業株式会社生命科学研究所内 (72)発明者 松本 克也 神奈川県横浜市緑区梅が丘6番地2 日本 たばこ産業株式会社生命科学研究所内 (72)発明者 松下 肇 神奈川県横浜市緑区梅が丘6番地2 日本 たばこ産業株式会社生命科学研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)下記式[1]で表わされるレボグ
    ルコセノンの3位と4位にわたる炭素−炭素二重結合に
    水和して、3位をメチレン基とし、4位にα配置の水酸
    基を有する下記一般式[2]で表わされる化合物を得る
    工程と、(b)下記一般式[2]で表される化合物をバ
    イヤービリガー酸化することにより下記式[3]で表さ
    れる(3S,4R)−3−ヒドロキシ−4−ヒドロキシ
    メチル−4−ブタノリドを得る工程とを含む、(3S,
    4R)−3−ヒドロキシ−4−ヒドロキシメチル−4−
    ブタノリドの製造方法。 【化1】 【化2】 【化3】
JP5177324A 1993-06-24 1993-06-24 (3s,4r)−3−ヒドロキシ−4−ヒドロキシメチル−4−ブタノリドの製造方法 Pending JPH07138245A (ja)

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