JPH09124635A - トコフェロールのヒドロキシメチル化 - Google Patents

トコフェロールのヒドロキシメチル化

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JPH09124635A
JPH09124635A JP8272388A JP27238896A JPH09124635A JP H09124635 A JPH09124635 A JP H09124635A JP 8272388 A JP8272388 A JP 8272388A JP 27238896 A JP27238896 A JP 27238896A JP H09124635 A JPH09124635 A JP H09124635A
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JP
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tocopherol
methanol
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boric acid
trimethyl borate
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JP8272388A
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Konrad Brueggemann
コンラート・ブリュッゲマン
Juan Ramon Herguijuela
ホアン・ラモン・エルギフエラ
Thomas Netscher
トーマス・ネッチャー
Johann Riegl
ヨハン・リーグル
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F Hoffmann La Roche AG
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F Hoffmann La Roche AG
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D311/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings
    • C07D311/02Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D311/04Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring
    • C07D311/58Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring other than with oxygen or sulphur atoms in position 2 or 4
    • C07D311/70Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring other than with oxygen or sulphur atoms in position 2 or 4 with two hydrocarbon radicals attached in position 2 and elements other than carbon and hydrogen in position 6
    • C07D311/723,4-Dihydro derivatives having in position 2 at least one methyl radical and in position 6 one oxygen atom, e.g. tocopherols
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 天然原料に存在するか、又はこれらから得る
ことのできる非α−トコフェロールをα−トロフェロー
ルに変換するための方法であって、従来の方法と比較し
て、多くの点で経済的である方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも1つの非α−トコフェロール
を、接触還元条件下、ホウ酸又はその誘導体の存在下
で、ホルムアルデヒド又はその誘導体と反応させること
により、非α−トコフェロールをα−トコフェロールに
変換する方法であって、触媒の追加機能を有する溶媒と
してホウ酸トリメチルとメタノールの共沸混合物、及び
添加溶媒として非極性有機溶媒を使用する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる「非α−
トコフェロール」を含有する混合物のヒドロキシメチル
化、及びこれに続くヒドロキシメチル化生成物のα−ト
コフェロールへの変換(この2つの反応工程はワンポッ
ト法として一緒に行なわれる)に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】知られ
ているように、天然の非α−トコフェロールであるβ
−、γ−及びδ−トコフェロールは、最も高いビタミン
E活性を有し、それゆえ生物学的に最も有用なトコフェ
ロールであるα−トコフェロールとは、分子のクロマン
部分の5位及び/又は7位の1つ又は2つのメチル基を
有さない点で異なる。したがって、このような非α−ト
コフェロールをα−トコフェロールに化学的に変換する
必要があるが、その場合の主な問題点は、置換クロマニ
ル基のベンゼン環を効率的かつ完全にモノ−又はジメチ
ル化できるかどうかにある。
【0003】その天然型と同一のα−トコフェロールの
製造のための合成方法は、不経済であることが以前に認
められ、そしてトコフェロールの天然(特に植物)供給
源は通常、比較的少量のα−トコフェロールしか含有せ
ず、大部分は非α−トコフェロールである。このため、
このような天然物質(原料)からのα−トコフェロール
の単離も特に実用的であるとはいえないため、本発明の
目的は、各原料に存在するか又はこれらから得ることの
できる非α−トコフェロールの、α−トコフェロールへ
の変換のための方法(従来の関連方法よりも多くの点で
経済的である方法)を開発することである。
【0004】本発明と同じ目的を有する、非α−トコフ
ェロールのα−トコフェロールへの変換のための幾つか
の方法は、技術水準から公知である。例えば、特公昭60
-4183 号公報(エーザイ株式会社)は、接触還元条件
下、ホウ酸又はその誘導体の存在下で、少なくとも1つ
の非α−トコフェロールをホルムアルデヒドと反応させ
ることによる、非α−トコフェロールからのα−トコフ
ェロールの製造方法を開示している。ヒドロキシメチル
化だけでなくこれに続く還元も含むこの方法は、ワンポ
ット法であるため、非常に不安定なヒドロキシメチル化
中間体の単離と共に副反応の進行も回避することができ
る。この方法は、約200℃の比較的高温で確実に実施
することができる(実施例1〜12参照)が、経験から
考えて、高温のため、必然的にホルムアルデヒドが一酸
化炭素と水素に不都合にも分解されてしまい、結果とし
て反応容器内の圧力が上昇する。更に、適切であると考
えられる一連の溶媒、とりわけ「ホウ酸アルキル」試薬
(ホウ酸トリアルキル、例えばホウ酸トリメチル)につ
いても記載されているが、溶媒を組み合わせて使用する
可能性については示唆されていないことは注目される。
この公知の方法においては、比較的高い温度を使用する
ことを考えると、強固でそのために高価な反応装置(オ
ートクレーブ)が必要であると共に、加熱と冷却のため
の高いエネルギーコストも必要とされる。特に、ホルム
アルデヒドの分解により引き起こされる圧力の上昇によ
り、反応を実施するに当たって問題(特に危険)が生じ
る:こうして生成する気体のため、高価な安全措置が必
要となり、このため経済性が低下し、更なる設備投資が
必要となる。また、ホウ酸トリメチルを単一溶媒として
使用する場合に最良の結果が得られるが、これの製造又
は再利用にも高いコストがかかるため、ホウ酸トリメチ
ルの使用は、費用のかさむ手段である。したがって、特
公昭60-4183 号公報に開示される方法は、プラント投資
額及び運転コストの面から非常に不利である。
【0005】
【課題を解決するための手段】驚くべきことに、エーザ
イ株式会社のこの公知の方法は、反応条件を非常に限定
して選択することにより決定的に改善することができる
ことが認められた。本発明の対象は、少なくとも1つの
非α−トコフェロールを、接触還元条件下、ホウ酸又は
その誘導体の存在下で、ホルムアルデヒド又はその誘導
体と反応(ヒドロキシメチル化)させることにより、非
α−トコフェロールをα−トコフェロールに変換する方
法であって、この方法は、触媒の追加機能を有する溶媒
としてホウ酸トリメチルとメタノールの共沸混合物、及
び添加溶媒として非極性有機溶媒を使用することを含
む。
【0006】前述のとおり、少なくとも1つの非α−ト
コフェロール(例えば、β−、γ−又はδ−トコフェロ
ール)を含有する原料、又はこのような原料から製造さ
れるか若しくは得られる、同様に少なくとも1つの非α
−トコフェロールを含有するトコフェロール混合物は、
原則として本発明の方法における原料物質(educt)とし
て使用することができる。知られているように、例え
ば、大豆油、菜種油、綿実油、落花生油、小麦胚芽油、
トウモロコシ油、大麦油、ライ麦油、アザミ油などのよ
うな、植物油脂は、トコフェロール(α−及び非α−ト
コフェロールを含む)の有用な天然供給源であるため、
このような油、又は好適には、トコフェロールを多く含
み、望ましくない付随成分(例えば、ステロール、遊離
及びエステル化脂肪酸、ロウ及びグリセリド)の少ない
その留出物は、本発明の方法における原料物質として使
用することができる。特に、アザミ油及び大豆油は、ト
コフェロール(α−トコフェロールと、本発明によりこ
れに変換される非α−トコフェロールを含む)の有用な
供給源であることが認められた。α−トコフェロール
は、非α−トコフェロールのα−トコフェロールへの変
換を妨害せず、これ自体は生成物中に未反応体として残
るため、当然ながら、特にα−トコフェロール自体がこ
の原料物質中に存在するかどうかは重要でない。
【0007】本発明の方法における試薬として使用され
るホルムアルデヒドに関連して使用する語「誘導体」と
しては、特に、例えばパラホルムアルデヒドのようなホ
ルムアルデヒドのオリゴマー、又は例えばホルムアルデ
ヒドジメチルアセタールのような、分解によりホルムア
ルデヒドを生じるホルムアルデヒド付加生成物が挙げら
れると理解される。必要であれば、このホルムアルデヒ
ドは、気体ホルムアルデヒドとして使用することができ
る。しかし好適には固体のパラホルムアルデヒドを使用
する。ホルムアルデヒド(それ自体又は誘導体の一部と
して)の使用量は、(全)非α−トコフェロール1mol
当量当り、約2〜10mol 当量、好適には約4〜約8mo
l 当量の間であるのが適当である。
【0008】本発明の方法の更なる特徴は、ホウ酸又は
その誘導体の存在下でヒドロキシメチル化を行なうこと
である。後者の場合、特に適当な誘導体は、ホウ酸トリ
メチルであり、これはいずれにしても反応混合物中に存
在するわけであるが、ホウ酸トリメチルを使用する場合
には(その場で)ホウ酸トリメチルからホウ酸を発生さ
せるために好適には更に水も添加する。ホウ酸自体を使
用する場合、その量は、α−トコフェロールと非α−ト
コフェロール(全トコフェロール)の1mol 当量当り、
適当には約0.1〜約4mol 当量、好適には約0.5〜
約1mol 当量である。そうでない場合、即ち、既に存在
するホウ酸トリメチルを、水を添加して一緒に使用する
場合は、全トコフェロール1mol 当量当り、約0.3〜
約12mol 当量、好適には約1.5〜約3mol 当量の水
を使用する。
【0009】更に、このヒドロキシメチル化は、接触還
元条件下で行なう。これは実際には、ホルムアルデヒド
又はその誘導体を使用するヒドロキシメチル化と、その
直後のヒドロキシメチル化トコフェロール又はトコフェ
ロール混合物の水素化を、ヒドロキシメチル化生成物を
単離する必要もなく、同一反応容器中で行なうことを意
味する。例えばパラジウム又はプラチナが主体の水素化
触媒(例えばパラジウム担持活性炭など)のような周知
の貴金属触媒を、水素化の触媒として使用する。パラジ
ウム含有量5〜10%のパラジウム担持活性炭を、好適
に使用することができる。水素化には、約7.50mHg
〜約56.3mHg 、好適には約18.8mHg 〜約26.
3mHg の水素圧が必要である。
【0010】触媒の追加機能を有する溶媒として使用す
ることが本発明の方法の特徴であるホウ酸トリメチルと
メタノールの「共沸性」混合物は、必然的に特定の重量
比を有することを特徴とする。この比(ホウ酸トリメチ
ル:メタノール)は一般に、共沸混合物の組成に近いも
のであり、即ち、約50:50〜約75:25、好適に
は約70:30である。使用する全トコフェロール量に
基づき、好都合にはホウ酸トリメチル:全トコフェロー
ルのmol 当量比は、約0.1:1〜約10:1、好適に
は約1:1〜約4:1になる。
【0011】添加溶媒、即ち非極性溶媒の使用も、本発
明の特徴である。好適にはこの溶媒は、低級(特にC
5-8)アルカン、アルカンの混合物(石油エーテル)又は
芳香族炭化水素(例えばトルエン)である。低級アルカ
ン、特にn−ヘキサンの使用が特に好適である。全トコ
フェロール1mol 当量当り、約10リットルまで、好適
には約1〜3リットルの非極性有機溶媒を使用するのが
適当である。
【0012】原則として、本発明の方法は、前述の原料
又はトコフェロール混合物、ホルムアルデヒド又はその
誘導体、溶媒(ホウ酸トリメチルとメタノールの共沸混
合物、及び非極性有機溶媒)、ホウ酸又は水、及び水素
化触媒を反応容器中に入れ、水素化圧力に達するまで水
素を導入することにより行なう。次にこの反応混合物
を、好適には撹拌しながら加熱する。好都合にはこの反
応は、約130〜約180℃、好適には約140〜約1
70℃の間の温度で行ない、一般には4〜8時間行な
う。反応経過は、クロマトグラフィー法(例えば、ガス
クロマトグラフィー(GC))を使用して追跡すること
ができ、反応の完了が確定してから、必要ならば、残っ
た混合物からそれ自体公知の方法により、生じたα−ト
コフェロール(通常、他の非α−トコフェロール同族体
(β−、γ−、δ−トコフェロール)を含まない)を単
離することができ、次に必要であれば精製することがで
きる。また、特に触媒は、例えば適切な有機溶媒(例え
ばメタノール)で濯いだ後に、再使用することができ
る。
【0013】本発明は更なる側面として、α−トコフェ
ロールの単離のみでなく、回収された物質が再度使用
(再利用)できるように、反応で使用された全ての溶媒
成分、触媒、及びホウ酸(ホウ酸が使用される場合)又
はホウ酸トリメチルをほぼ完全に分離することからな
る、反応終了後の混合物の処理を含む。この処理は経済
的であり、したがって有利である。
【0014】ホウ酸又はホウ酸トリメチルの回収が、精
留により、ホウ酸トリメチル−メタノール混合物の形で
のみ行なわれることがこの処理の特徴である。前述した
ように、本発明の方法で行なう反応に必要なホウ酸は、
それ自体を添加してもよいし、又は水の添加により反応
混合物中に(共沸混合物の一部として)存在するホウ酸
トリメチルからその場で発生させてもよい。この処理
は、反応終了後残った混合物をメタノールで処理して、
ホウ酸をメタノールに溶解させ、このようにして得られ
た残存溶液(必要であれば、非極性有機溶媒洗浄液を追
加する)から固体触媒を濾去し(固体触媒は、こうして
単離し、再使用することができる)、(全)瀘液を水で
処理し、相分離後、有機相から非極性有機溶媒を再利用
のため蒸留により除去してα−トコフェロール反応生成
物を遊離させ、そして主にメタノール、水及びホウ酸を
含む水相をいわゆる反応性蒸留に付して、ホウ酸のメタ
ノールによるエステル化の結果として蒸留で生成される
ホウ酸トリメチルを、ホウ酸トリメチルとメタノールの
「共沸」混合物として分離し、そして更にメタノールと
水を再利用することを含んでなる。公知のとおり、ホウ
酸アルキルエステルは、非常に加水分解されやすいた
め、ホウ酸トリメチルとメタノールの「共沸」混合物
が、水分含有量が30%以上であるホウ酸、水及びメタ
ノールの混合物から得られることは驚くべきことであ
る。この処理を用いて、主にα−トコフェロールよりな
る反応生成物を単離し、そしてメタノール、水、非極性
有機溶媒、水素化触媒及びホウ酸(ホウ酸トリメチルと
メタノールの「共沸」混合物として)を、単離して再度
使用(再利用)することができる。
【0015】
【発明の効果】本発明の方法に使用される、ホウ酸トリ
メチルとメタノールの(市販の)共沸混合物と非極性有
機溶媒(好適にはn−ヘキサン)との溶媒の組合せによ
り、従来技術に比較して、まさに高収量のα−トコフェ
ロールが得られる、明らかに良好な反応条件が可能にな
る。したがって、例えば、それぞれの溶媒を別々に使用
しても、変換が不十分である、副生成物が多く生成す
る、又は反応温度が高い必要があるなどを考慮する必要
があって、このような結果を得ることはできないため、
この結果は驚くべきことである。この点から、本発明の
方法は、特に以下に示すような経済的に有用な利点を有
する:
【0016】1)低い反応温度によって: − ホルムアルデヒドの分解が少なく、その結果ホルム
アルデヒドの消費量が少なくてすみ、〔例えば、(過度
の)圧力上昇がない結果として〕反応操作が単純であ
り、そして費用のかさむ安全予防措置を講じることを避
けることができ; − 費用効果の高い製造プラント及び低いエネルギーコ
スト、即ち、低い設備投資及び低い運転コストが可能で
あり; − 本方法の実施中の加熱及び冷却を迅速に行なうこと
ができ;そして − 原料物質と生成物(トコフェロール)の温度による
影響が少ない。
【0017】2)共沸混合物の使用によって: − ホウ酸トリメチルに比較して実質的に安価なホウ酸
トリメチルとメタノールの共沸混合物が使用可能である
ことによって、運転コストが低く; − 固体ホウ酸を扱うのを(かなりの程度)避けること
ができるため、費用効果の高い方法が可能であり;そし
て − ホウ素試薬(反応性蒸留の場合)と溶媒を完全に連
続的に再利用することができるため、やはり費用効果の
高い(経済的に実施可能な)方法が可能である。
【0018】
【実施例】以下の実施例により本発明を説明する:
【0019】実施例1 δ−トコフェロールのヒドロキシメチル化−水素化(ワ
ンポット法) d−δ−トコフェロール25.75g〔シグマ(Sigma)
社製;約90%、δ−トコフェロール含有量84.6
%、54.1mmol;γ−トコフェロール5.3%、3.
3mmol;α−トコフェロール1.3%、0.8mmol;全
トコフェロール91.2%、58.2mmol;酢酸エステ
ルのGCにより測定、内部標準スクアラン;立体化学的
純度:>99.5% R,R,R−異性体(ダイセル
(Daicel)社製の市販のクロマトグラフィー(HPL
C)カラムであるキラセルOD(Chiracel OD)で測定し
たメチルエーテル誘導体のHPLC)〕、n−ヘキサン
80ml、ホウ酸トリメチル−メタノール共沸混合物3
5.4g(ホウ酸トリメチル含有量70重量%、ホウ酸
トリメチル24.8gに相当)、パラホルムアルデヒド
14.0g(466mmol(全トコフェロールの8mol 当
量)に相当)、水1.57ml(低イオン濃度、87.2
mmol、ホウ酸29.1mmol(全トコフェロールの0.5
mol 当量)の製造用)及びパラジウム担持活性炭(10
%、デグッサ(Degussa)E10N/D)2.5gを、メ
カニカルなガス発生スターラーのついた500mlのスチ
ール製撹拌オートクレーブに一緒に入れた。密閉後、オ
ートクレーブを撹拌することなく、3回水素で加圧し
て、約7.50mHg とし、次に圧力を放出した。次いで
22℃で撹拌しながら11.3mHg になるまで水素で加
圧した。撹拌(300rpm)しながら約15分間161℃
まで加熱した。このようにして圧力を20.0mHg に上
昇させた。圧力が22.5mHg になるまで更に水素を導
入し、圧力を22.3〜23.5mHg の間に調節しなが
ら水素のバルブを開いたまま、この混合物を159〜1
60℃で7時間撹拌した。この混合物を1時間で20℃
に冷却した。オートクレーブを開け、この反応混合物を
フリット上の触媒から分離し、固体残渣(触媒とホウ
酸)を各回n−ヘキサン100mlで3回洗浄した(実施
例4の反応性蒸留によりホウ酸を再利用する必要がある
場合は、この残渣もメタノールで洗浄した)。有機瀘液
を合わせ、300mmHgの減圧下、60℃の浴温で、容易
に揮発する成分を除いた。生じた赤褐色の清澄でしばし
ば僅かに濁った蒸留残渣をn−ヘキサン250mlにと
り、この混合物を、水150mlの入った500mlの丸底
フラスコ中で2相混合物として55〜60℃で30分間
撹拌した。こうしてホウ酸エステルの加水分解を行なっ
た。ヘキサン相を、500mlの分液ロート中、水150
mlで1回洗浄してホウ酸を除去し、ヘキサン相を分離
し、無水硫酸マグネシウム3gで10分間撹拌しながら
乾燥した。濾過、及び300mmHg、60℃の浴温で溶媒
の蒸留後、次に11.3mmHg、60〜70℃の浴温で3
0分間乾燥して、黄色〜明褐色の油状物としてα−トコ
フェロールの粗生成物28.62gを得た;α−トコフ
ェロール含有量(酢酸エステルのGC、内部標準スクア
ラン)81.5%、化学収率(α−トコフェロール)9
3.1%、他の同族体(β−、γ−、δ−トコフェロー
ル)なし、7−ヒドロキシメチル−β−トコフェロール
1.6%、ホウ素含有量<10ppm 。有機相から留去し
た溶媒は、主にn−ヘキサンよりなり、直接再利用する
ことができる。合わせた水相は、メタノール、水及びホ
ウ酸を含み、蒸留処理することができる(実施例4参
照)。このα−トコフェロール粗生成物を無水酢酸2
5.0g(244.9mmolに相当)、ピリジン25.0
g(316.1mmolに相当)及び4−ジメチルアミノピ
リジン1.0g(8.2mmolに相当;触媒量)で処理
し、室温で1時間撹拌した。この反応混合物を氷/水
(約1:1)100g上に注ぎ入れ、30分間撹拌し、
n−ヘキサン250mlで処理し、連続して各回水150
mlで2回、各回2N硫酸100mlで2回、水150ml、
飽和重炭酸ナトリウム溶液150ml及び各回水150ml
で3回洗浄した。次に、この混合物を、無水硫酸マグネ
シウム3gで撹拌しながら10分間乾燥した。濾過後、
300mmHg、60℃の浴温での溶媒の蒸留及びこれに続
く11.3mmHg、70℃の浴温で30分間乾燥の後、黄
色の油状物として酢酸α−トコフェロール29.96g
を得た;酢酸α−トコフェロール含有量(GC、内部標
準スクアラン)87.5%、化学収率(酢酸α−トコフ
ェロール)93.1%。この酢酸エステルの粗生成物を
バルブチューブオーブン(bulb tube oven)中で蒸留し
た(250℃/0.075mmHg)。僅かに黄色の油状物
として酢酸α−トコフェロール26.25gを得、これ
を室温で静置してゆっくり結晶化させた。酢酸α−トコ
フェロール含有量(GC、内部標準スクアラン)96.
2%、化学収率91.8%;立体化学的純度:99.6
% R,R,R−α異性体(キラセルOD、n−ヘキサ
ンでのメチルエーテル誘導体のHPLC);この生成物
は、 1H−NMR、赤外吸収スペクトル、質量分析及び
微量分析データにより酢酸α−トコフェロールと同一で
あった。
【0020】実施例2 トコフェロール混合物のヒドロキシメチル化−水素化
(ワンポット法) 天然供給源からのトコフェロール混合物25.75g
(α−トコフェロール3.9%、2.3mmol;β−トコ
フェロール1.0%、0.6mmol;γ−トコフェロール
60.6%、37.5mmol;δ−トコフェロール26.
4%、16.9mmol;全トコフェロール91.9%、5
7.3mmolを含む;酢酸エステルのGCにより測定、内
部標準スクアラン)、n−ヘキサン80ml、ホウ酸トリ
メチル−メタノール共沸混合物34.9g(ホウ酸トリ
メチル含有量70重量%、ホウ酸トリメチル24.4g
に相当)、パラホルムアルデヒド10.3g(344mm
ol(全トコフェロールの6mol 当量)に相当)、水1.
57ml(低イオン濃度、87.2mmol、ホウ酸29.1
mmol(全トコフェロールの0.5mol 当量)の製造用)
及びパラジウム担持活性炭(10%、デグッサE10N
/D)2.5gを、メカニカルなガス発生スターラーの
ついた500mlのスチール製撹拌オートクレーブに一緒
に入れた。密閉後、オートクレーブを撹拌することな
く、3回水素で加圧して、約7.50mHg とし、各回圧
力を放出した。次いで22℃で撹拌しながら11.3mH
g になるまで水素で加圧した。撹拌(300rpm )しな
がら約15分間163℃まで加熱した。このようにして
圧力を20.6mHg に上昇させた。圧力が22.5mHg
になるまで更に水素を導入し、圧力を22.2〜24.
2mHg の間に調節しながら水素のバルブを開いたまま、
この混合物を159〜160℃で7時間撹拌した。この
混合物を1時間で50℃に冷却し、水素を窒素で置換
し、オートクレーブを開け、撹拌しながらこの反応混合
物にメタノール100mlを添加した。オートクレーブを
再び閉じ、50℃で30分間撹拌し、次に45分間で2
3℃に冷却した。オートクレーブを開け、この反応混合
物をフリット上の触媒から分離し、固体残渣(触媒)を
各回n−ヘキサン100mlで3回洗浄した。合わせた瀘
液は2相混合物を形成した。300mmHgの減圧下、60
℃の浴温で、容易に揮発する成分全てを留去した。この
黄色〜明褐色の蒸留残渣は、少量の結晶性ホウ酸を含有
していた。この残渣をn−ヘキサン250mlにとり、こ
の混合物を500mlの分液ロート中、各回水150mlで
2回洗浄して、ホウ酸を除去した。ヘキサン相を分離
し、無水硫酸マグネシウム3gで撹拌しながら10分間
乾燥した。濾過、及び300mmHg、60℃の浴温で溶媒
の蒸留後、次いで11.3mmHg、60〜70℃の浴温で
30分間乾燥して、黄色〜明褐色の油状物としてα−ト
コフェロールの粗生成物26.91gを得た;α−トコ
フェロール含有量(酢酸エステルのGC、内部標準スク
アラン)88.45%、化学収率(α−トコフェロー
ル)96.5%、他の同族体(β−、γ−、δ−トコフ
ェロール)なし、7−ヒドロキシメチル−β−トコフェ
ロール0.6%、ホウ素含有量11ppm 。必要であれ
ば、溶媒と試薬は、実施例1に記載されたように再利用
することができる。このα−トコフェロール粗生成物を
実施例1と同様にアセチル化して、黄色の油状物として
酢酸α−トコフェロールの粗生成物29.89gを得
た;酢酸α−トコフェロール含有量(GC、内部標準ス
クアラン)87.1%、化学収率(酢酸α−トコフェロ
ール)96.1%。この酢酸エステル粗生成物をバルブ
チューブオーブン中で蒸留した(250℃/0.075
mmHg);僅かに黄色の油状物として酢酸α−トコフェロ
ール27.25gを得、これを室温で静置してゆっくり
結晶化させた。酢酸α−トコフェロール含有量(GC、
内部標準スクアラン)94.7%、化学収率95.3
%;立体化学的純度:99.6% R,R,R−α異性
体(キラセルOD、n−ヘキサンでのメチルエーテル誘
導体のHPLC);この生成物は、 1H−NMR、赤外
吸収スペクトル、質量分析及び微量分析データにより酢
酸α−トコフェロールと同一であった。
【0021】実施例3 続いてメタノリシスを伴うトコフェロール同族体混合物
のヒドロキシメチル化−水素化(ワンポット法):プロ
セス成分の回収 天然供給源からのトコフェロール同族体混合物25.7
5g〔α−トコフェロール3.9%、2.3mmol;β−
トコフェロール1.0%、0.6mmol;γ−トコフェロ
ール60.6%、37.5mmol;δ−トコフェロール2
6.4%、16.9mmol;全トコフェロール91.9
%、57.3mmolを含む;酢酸エステルのGCにより測
定、内部標準スクアラン〕、n−ヘキサン100ml、メ
タノール中のホウ酸トリメチル共沸混合物30.6g
(ホウ酸トリメチル含有量70重量%、ホウ酸トリメチ
ル21.4gに相当)、パラホルムアルデヒド10.3
g(344mmol(全トコフェロールの6mol 当量)に相
当)、水3.1ml(低イオン濃度、172mmol、ホウ酸
57.3mmol(全トコフェロールの1.0mol 当量)の
製造用)及びパラジウム担持活性炭(10%、デグッサ
E10N/D)2.5gを、メカニカルなガス発生スタ
ーラーのついた500mlのスチール製撹拌オートクレー
ブに一緒に入れた。密閉後、オートクレーブを水素で約
7.50mHg に加圧し、次に圧力を放出した。この手順
を3回繰り返し、次に水素で再度7.50mHg に加圧
し、撹拌(300rpm)しながら約30分間160℃に加
熱した。このようにして圧力を17.8mHg に上昇させ
た。圧力が22.5mHg になるまで更に水素を導入し、
圧力を22.6〜23.4mHg の間に調節しながら水素
のバルブを開いたまま、この混合物を159〜160℃
で5時間撹拌した。次にこの混合物を30分間で43℃
に冷却し、圧力を放出し、オートクレーブを開けること
なくメタノール80gを導入した。閉めたオートクレー
ブを撹拌しながら15分間162℃に加熱し(内部圧は
16.2mHg に達した)、次に15分間で20℃に冷却
した。オートクレーブを開け、この反応混合物を、スピ
ーデックス(Speedex)(濾過助剤)を含有するフリット
上の触媒から分離し、固体残渣(パラジウム担持活性
炭)をn−ヘキサンにより等量づつ3回合計100mlで
洗浄した。合わせた瀘液は総量300mlの2相混合物を
形成し、これは、上相の黄緑色のヘキサン相165mlと
下相の無色のメタノール相135mlを含んでいた。この
混合物を水70mlで処理し、10分間激しく撹拌し、分
液ロートで分離した。下相の無色の相(205ml)は、
水、メタノール及びホウ酸を含有し、これを「反応性蒸
留」(実施例4参照)に付して、成分を回収した。上相
の黄色の有機相(165ml)から300mmHg、60℃の
浴温で溶媒を留去し(後述の図1及び2によるヘキサン
回収)、残渣を一定の重量になるまで乾燥した;黄色〜
明褐色の油状物としてα−トコフェロール粗生成物2
7.78g;含有量(酢酸エステルのGC、内部標準ス
クアラン)α−トコフェロール85.9%、化学収率
(α−トコフェロール)96.7%、他の同族体(β
−、γ−、δ−トコフェロール)なし、7−ヒドロキシ
メチル−β−トコフェロール1.1%〔別のバッチで
は、α−トコフェロール87.3%を含有する粗生成物
27.01gを得た;化学収率α−トコフェロール9
5.6%、他の同族体(β−、γ−、δ−トコフェロー
ル)なし、7−ヒドロキシメチル−β−トコフェロール
0.6%〕。このα−トコフェロールの粗生成物を実施
例1のとおりアセチル化した:黄色の油状物として酢酸
α−トコフェロールの粗生成物30.18g;含有量
(GC、内部標準スクアラン)酢酸α−トコフェロール
85.6%、化学収率(酢酸α−トコフェロール)9
5.4%。この酢酸エステル粗生成物をバルブチューブ
オーブン中で蒸留した(250℃/0.075mmHg):
僅かに黄色の油状物として酢酸α−トコフェロール2
6.73gを得、これを室温で静置してゆっくり結晶化
させた。含有量(GC、内部標準スクアラン)酢酸α−
トコフェロール95.6%、化学収率94.3%;立体
化学的純度:99.5% R,R,R−α異性体(キラ
セルOD、n−ヘキサンでのメチルエーテル誘導体のH
PLC);この生成物は、 1H−NMR、赤外吸収スペ
クトル、質量分析及び微量分析により酢酸α−トコフェ
ロールと同一であった。
【0022】本明細書に記載された、製造プロセス、処
理、プロセス成分の回収及び新規なバッチのためのこれ
らの再利用を、図1(図中、ほとんどのものについて
は、それぞれ化学記号で示しているが、Meはメチルを
表わす)に図示した。図2(図中、同様に各化学記号で
示しているが、Meはメチルを表わす)には、例示した
プロセス、処理及び回収を実施するための製造プラント
を示した。
【0023】実施例4 溶媒とホウ素試薬の反応性蒸留と再利用 ホウ酸のホウ酸トリメチルへの変換を伴う、溶媒の連続
蒸留の可能性を評価するために、直径50mmのガラス段
塔を使用した。この段塔は32枚の使用可能な棚段を有
し、入口は段塔の中程に位置する。
【0024】代表的な性質を有する混合物を合成により
製造して、各種の評価を行なった。これらの混合物は平
均して、56重量%のメタノール、9重量%のホウ酸及
び35重量%の水を含んでいた。段塔への流入量は1,
000g/時とし、段塔上部の還流:回収比は35:1
に調整した。この段塔が一定の運転状態に達した後、そ
れぞれの場合に8時間又は7時間の期間で幾つかの評価
を行なった。これにより、240〜242g/時の上部
流と、これに対応する753〜757g/時の底部流を
0.29%の平均評価誤差で得た。
【0025】メタノール測定のためのGC内部標準と、
ホウ酸トリメチル測定のためのマンニトールによるホウ
酸滴定を使用して、上部生成物の分析を行なった。更
に、ホウ酸トリメチル/メタノールの全濃度範囲につい
て比重曲線を作成した。こうして単純な比重測定によ
り、上部濃度を測定することができるようにした。両方
の方法により、分析精度の限界内で同一の結果を得た。
メタノールのためのGC内部標準と、カールフィッシャ
ー水滴定を使用して、底部生成物の濃度も測定した。更
に、底部生成物として装置から出た未反応ホウ酸をマン
ニトール滴定により測定した。
【0026】分析結果により、段塔内のホウ酸を≧9
8.5%の程度までホウ酸トリメチルに変換することが
できることが示された。ホウ酸トリメチルは、59.5
〜62重量%(残りはメタノールよりなる)の濃度で上
部生成物として段塔を出た。底部生成物としては、約5
7重量%の水と約43重量%のメタノールを含む混合物
を得た。更に、約0.18重量%の未反応ホウ酸がなお
存在していた。
【0027】この上部生成物は、ヒドロキシメチル化で
使用する原料に比較して多量のメタノールを含有するた
め、更に精留を行なってほぼ共沸混合物の組成に変換す
る必要がある。これは、同様に直径50mmの第2のガラ
ス段塔で行なった。この段塔は、73枚の使用可能な棚
段を有する。投入は(一番上から数えて)16番目の棚
段から行なった。蒸留処理は従来法により行なったた
め、更に詳細には説明しない。得られた上部生成物は、
72〜74重量%のホウ酸トリメチルと、これに対応す
る28〜26重量%のメタノールを含有する混合物であ
った。かなり純粋なメタノールを底部生成物として取り
出すことができた。
【0028】反応性蒸留塔から底部生成物として出てく
る、メタノール/水混合物を分離するために、同じ段塔
を同様に使用した。この分離も、化学工業における典型
的な標準的操作で行なったため、詳細な説明を必要とし
ない。この手順を実行して、メタノール(上部生成物)
と水(底部生成物)とをほぼ完全に分離することができ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本明細書に記載した、製造プロセス、
処理、プロセス成分の回収及び新規バッチのためのこれ
らの再利用を示す。図中、ほとんどのものについては、
それぞれを化学記号で示しているが、Meはメチルを表
わす。
【図2】図2は、本明細書に例示したプロセス、処理及
び回収を行なうための製造プラントを示す。図中、ほと
んどのものについては、それぞれを化学記号で示してい
るが、Meはメチルを表わす。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホアン・ラモン・エルギフエラ ドイツ連邦共和国、デー−79424 アウゲ ン、エーゼラッケル 4 (72)発明者 トーマス・ネッチャー ドイツ連邦共和国、デー−79189 バー ト・クローツィンゲン、ノイマーゲンシュ トラーセ 6 (72)発明者 ヨハン・リーグル ドイツ連邦共和国、デー−79100 フライ ブルク、フッセルシュトラーセ 4

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つの非α−トコフェロール
    を、接触還元条件下、ホウ酸又はその誘導体の存在下
    で、ホルムアルデヒド又はその誘導体と反応させること
    により、非α−トコフェロールをα−トコフェロールに
    変換する方法であって、触媒の追加機能を有する溶媒と
    してホウ酸トリメチルとメタノールの共沸混合物、及び
    添加溶媒として非極性有機溶媒を使用する方法。
JP8272388A 1995-10-18 1996-10-15 トコフェロールのヒドロキシメチル化 Pending JPH09124635A (ja)

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