JPS6069091A - グルクロノラクトンケタ−ルの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はグルクロノラクトンケタールの９１１／ｆ！法
に関する。グルクロノラクトンケタ−μは、例えばビタ
ミンＣの合成中間体として有用な化合物である（特公昭
５３−３６４６２）。

従来、グルクロノラクトンケタールはグμクロンｉ＊ｔ
たはグルクロノ−６，３−ツクトンとケトンとを濃硫酸
または強酸性イオン交換樹脂を触媒とするケターμ化反
応によって合成されていた。

これらの方法によれに大略６０〜９０％の収率で目的と
するグルクリノラクトンケタ−ρがＦｌれる。しかしな
がら濃硫酸の場合には脱水剤も兼ねて多量に使用するの
が一般的であるため、目的物を単離する工程において大
量のｆｉｌｃ酸を中和する必要があり、このことは後処
理の煩雑さ、および使用済みの多量の塩は産柴廃棄物と
なり省資源という観点から問題がある。一方、強酸性樹
脂を用いる方法は多量に使用する上に、有機溶媒系での
使用のため活性が低下し易く、かつ寿命が短かいという
欠点がある。また用いる触媒がいずれの場合にも多量か
つ強酸であるため、ケトンの自己縮合などの副反応が起
とシ易いことも従来法の大きな欠点でありた。

本発明者おけ、これら従来法の欠点を克服するため種々
検討を重ねた結果、触媒としてヨウ化水素、五塩化アン
チモンまた拡五フッ化アンチモンの存在下に反応させる
ことによりグルクロノラクトンケタールが高収率で得ら
れるという全く新しい知見を見出し、これに基づいてさ
らに研究し、本発明を完成した。

すなわち、本発明はグルクロン酸またはグ〃りロノー６
．３−フクトンとケトンとをヨウ化水素、五塩化アンチ
モンまたは五フッ化アンチモンの存在下に反応させるこ
とを特徴とするグルクロノラクトンケタールのｆＲ造法
、である。

本発明において、グルクロン酸またはグルクロノ−６，
３−ラクトンは常法によシ得たものが使用される。

本発明に用いられるケトンは、特に限定されないが、好
ましい具体例としては、たとえばアセトン、メチルエチ
ルケトン、ジエチルケトン、ジ−ｎ−１０ピルケトン、
ジー１−プロピルケトンなどのジアルキルケトン、シク
ロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘキサノンな
どの環状ケトンなどが挙げられる。これらケトンの使用
量は通常は理論量の約２ないし１０倍モル使用されるが
、より一般的には反応試剤兼溶媒として大過剰用いるの
が便利である。

本発明において触媒として用いるヨウ化水素としては、
ヨウ化水素それ自体、また轄ミウ化水素を水に溶解して
得られるヨウ化水素酸としたものでもよく、あるいは反
応系中でヨウ化水素として存在するもの、もしくは反応
系中でヨウ化水素を発生するものでもよい。

」二記反応系中でヨウ化水素として存在するもの、もし
くは反応系中でヨウ化水素を発生するものの例としては
、たとえば（１）金属のヨウ化物と酸、（２）ヨウ素化
剤、（３）ヨウ素化剤と還元剤、（４）含ヨウ素ルイス
酸などが挙げられる。該金属のヨウ化物の具体例として
はたとえばヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化
マグネシウム、ヨウ化力μシウム、ヨウ化アンモニウム
、ヨウ化鉛などが挙げられ、該酸としてはたとえに燐酸
、硝酸、硫酸。

塩酸、臭化水素酸、トリフルオロ１８ｉｐ酸、過塩素酸
などが挙げられ、該ヨウ素化剤としてはたとえばヨウ素
、−塊化ヨウ素、−臭化ヨウ素、三塩化ヨウ素、ヨウ化
リン、Ｎ−ヨードコハク酸イミドなどが挙げられ、該還
元剤としてはたとえば硫化水素５次亜リン酸、亜硫酸、
ヒドヲジン、Ｌ−アスコルビン酸、Ｄ−エリソルビン酸
などが挙げられる。

また該含ヨウ素ルイス酸としてはジウ化アルミニウム、
ヨウ化ホウ素、ヨウ化チタンなどが挙げられる。ヨウ化
水素の使用量あるいは反応系中のヨウ化水素の量はグル
クロン酸またはグルクロノ−６，３−ラクトンに対して
約ｏ、ｏｔ重＋ａ％以上、好ましくは約０．０３重量％
ないし約１ＯＮ量％の範囲で用いることができるが、さ
らに好ましくはグルクロン酸またはグルクロノ−６，３
−ラクトンに対して約０．０５爪量％ないし約５爪七％
の範囲の）まである。

次に、本発明において触媒として用いる五塩化アンチモ
ンまたは五フッ化アンチモンは無水物ｔた１水和物のい
ずれでも↓く、ジクロルメタン、クロロホルムなどの溶
媒で、希釈して用いてもよい。

五塩化アンチモンまたは五フッ化アンチモンの使用量は
前述のヨウ化水素と同程度の範囲の爪である。ヨウ化水
素、五塩化アンチモン、五フッ化アンチモンは任息の組
合せで併用してもよい。

本発明の製造法において用いる反応溶媒としてれ反応１
むトしない溶媒ならｄいずれでも使用することかできる
。その例としては、たとえばアセトニトリｐ、プロピオ
ニトリル、ニトロメタン。

ジクロルエタン、クロロホルム、四基（ＩＪ素、１゜１
−ジクロルエタン、１．２−ジクロルエタン。

ペンタン、シクロベンクン、ヘキサン、Ｖクロヘキサン
、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどが挙け
られ、さらに、上記したケトンを溶媒として兼用するこ
ともでき、これら溶媒の２種以上からなる混合溶媒中で
反応を行なうこともできる。またグルクロン酸またはグ
ルクロノ−６゜３−ラクトンや触媒の該溶媒への溶解度
を高めるために反応の開始時に少量の水ｔ−添加しても
よい。

本反応は平向反応であり、反応で生成した水を除去した
方が収率は一般に良好なため、公知の方法によって反応
系から水を除去しながら反応を行なってもよい。この場
合公知の方法としては水の留去またＬ乾燥剤の使用など
が挙げられる。水を留去する場合は溶媒と水との共沸を
利用する方法が一般的であシ、共沸した蒸気を／？１却
して得られる液体から水を分子Ｉ！除去し、残シの溶媒
を反応器に戻してもよく、また共沸蒸気を反応系外に除
去し同量の乾燥溶媒を新たに反応系に添加してもよい。

また乾燥剤を使用する方法としては、共湧）蒸気を直接
または一旦冷却して得られる液体を無水硫酸力μシウム
、モレギュラー・シーツ“ス、アμミナなどで代表され
る乾燥剤で乾燥した後、反応器に戻してもよい。

反応温度は通常約０℃ないし１５０°Ｃ程度の範囲で（
）なわれるが、好ましくは約２０°Ｃないし１００℃の
範囲である。また溶媒もしくはケトンと水との共０１１
点を調節するために反応は減ＬＥ丁に行なってもよい。

反応時間はケトンの種類、触Ｋｍおよび反応条件によっ
ても相異するが通常約３０分から１０時１＃１１程度で
あり、好ましくは約１時間ないし８時間枠度である。

かくして得られたグルクロノツクトンケタールを反応系
から単離するには反応溶媒を七のま〜留去するか、また
は少量のアルカリ（例、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素
カリウム、炭酸ナトリウム。

炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水ｌ貸出カリウム、
アンモニア）または該アルカリの水ｍ液を添加し反応物
のｐＨを弱アルカリ性（ｐＨ約Ｔ〜９）にλ！・＋８節
したのち反応溶媒を留去してもよい。得られた残留物を
抽出、カラムクロマトグツフイーまたは再結晶など公知
の手段により目的とするグルクロノラクトンケター／Ｌ
／を容易に得ることができる。

本発明はグルクロノラクトンケタ−μの工業的に有利な
製造法を提供するものである。

本発明の方法の特徴としては、触媒として微量のヨウ化
水素、五塩化アンチモンまたは五フッ化アンチモンを使
用することで目的とするケタール化反応を充分に進行さ
せることができ、このため反応物の後処理が極めて容易
であり、グルクロノラクトンケタ−μが好収率で得られ
、また、従来法のような産業廃棄物（例、硫酸アンモニ
ウム）が出ないこと、触媒の使用量が微量でよいため副
生物（たとえば、ケトンダイマーなと）が著しく少なく
、反応時間が短縮されることなどが挙げられる。

１以下に″ｉＦ！施例を節制て本発明をさらに几体的に
説明する。

実施例１ ３００＊／のアセトンに２０．ＯｆのＤ−グルクロノ−
６，３−ラクトンと５１％のヨウ化水素酸８９．８ｑと
を加え、６０℃の湯浴中で９．５時間還流、担拌を続け
た。この間反応器と冷却管との間にモレキュツー・シー
ブス・３Ａ（和光純薬工業株式会社製）を３５Ｆ組込み
、還流溶媒の乾燥を行なった。反応終了後、少量のピリ
ジンを加えてから減圧下で溶媒を留去し、残留物を酢酸
エチルエステルにとかし、重曹水ｌ容液、水で洗浄した
後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留
去すると２４．６ｆの１　ｔ　２−　ｏ−インプロピリ
デン−α−Ｄ−グルコ７フヌロノー６゜３−ラクトン（
純度９９．５％以上）が得られた。

収率９９．４％。

融点　１１９〜１２Ｑ、５°Ｃ（ベンゼンより再結晶） Ｉ　Ｒ（ＫＢｒ　）ｔｙｇ　３４２５．１７８８．１７
７５Ｎ　Ｍ　Ｒ（ＣＤＣｌ５）δ１．３６（３Ｈ，ｓ）
、１．５３（３Ｈ。

Ｇ）１３．６３（１１Ｌｂｒ＞　＋４．６０（ｌＨ，ｂ
ｒ）１４．７５−５．０５（３Ｈ＊ｍ）、６．０２（Ｉ
Ｈ，ｄ）元素分析１ｉム（％）　ｃ９■１２０６　とし
て計算値　Ｃ５０，００；　Ｈ５，６０ りＬ３６１す（ｉ（！　Ｃ４９，９２；　Ｈ５，７１実
施例２ ２００Ｉ！ｒ／のアセトンにＤ−グルクロノ−６，３°
　−ラクトンＩＯ，Ｏｆとヨウ素２５．４’ｌとｔ加え
、６０°Ｃの湯浴中で８時間還流、ｍ、拌を続けた。

このｉｌＪ、反応器と冷却管との間にモレキュツー・シ
ーブス・３Ａｔ−２０ｆ組込み還流溶媒の乾燥を行なっ
た。反応終了後、全［１−２００胛ｔとしガスクロマト
グラフ（カラム：３％≦１ｌｉｃｏｎ　ｏｖ−１１゜ｏ
ｎ　Ｕｎｉｐｏｒｔ　ＨＰＳ　３ｍ　、カラム温度２０
０℃）で定量したところ、１２．０５ｆ（収率９８．１
％）の１．２−０−イングロビリデンーａ−、ｐ−グル
コフヲヌロノ−６，３−ラクトンが得られた。

実施例３ 実施例２と同様の方法に従って、第１表に示す各触媒の
存在下にＤ−グルクロノ−６，３−ラクトンとアセトン
とを反応させて１．２−０−イソプロピリデン−α−Ｄ
−グルコフラヌロノ−６゜３−ラクトンが得られた。こ
のときの反応剤、その使用量１反応時間および目的物の
収率を第１表に示す。

※　ガスクロマトグラフ定量値 実施例４ １００ｗ１のアセトンにＤ−グルクロン酸１．Ｏｆと５
７％ヨウ化水素酸１７．５１ダとを加え、６０“Ｃの湯
浴中で６時曲還流、　４ｉ″Ｉ：ｉ拌を続けた。この間
反応甜と冷却管との間にモレキュラー・シーブス・３Ａ
２０ｆ１に組込み、還流溶媒の乾燥を行なった。反応終
了後、全量１００　ｔｔｔｌとしガスクロマトグラフで
定量したところ、１．０５Ｆ（収率９４．６％）の１．
２−０−イソプロピリデン−ａ−］）−］グμコフフヌ
ロノー６．３−ヲクトが得られた。

＝ノ１５ノｊＣｉ例５ １５０阿／のシクロヘキサノンと１５０＃Ｆｌのクロロ
ホルムとの混合液に、Ｄ−グルクロノ−６，３−ラクト
ン２０．Ｏｆと５Ｔ％ヨウ化水素酸１７９．６１４と全
加え、８０℃の湯浴中で８時間還流、攪拌を続けた。こ
の間、反応器と冷却管との間１ｃモレキュフー・シーブ
ス・３Ａ　３５Ｆを組込み、還流溶媒の乾燥を行なった
。反応終了後、反応液をクロロホルムで希釈し、′Ｍ費
水溶液、水で洗浄し％　ｅ＋ｚい−Ｃ無水硫酸ナトリウ
ムで乾燥した。

敵圧下で溶媒およびシクロヘキサノンを留去した後、桟
留物を少量のヘキサンで洗浄すると２８．６ｆの１．２
−０−シクロヘキシリデン−ｔｌ−１１−グルコ７フヌ
ロノー６．３−ツクトン（ｔｌｌｕｆｆ１９９．５％以
上）が得られた。収率９７．８％。

−触点　１５０〜１５１°Ｃ（ベンゼンよシ（グ結晶）
工Ｒ（ＫＢｒ）ｒＩＮ　３４００，１７８８．ｌＴ７３
ＮＭＲ（ＣＤＣｌ２）ＩＩ　１．２０〜１．８５（１０
ｕ　＋　ｂ　ｒ　）　＋３．５０（１１１，ｂｒ）＋４
．５５（Ｈｌ、ｂｒ）＋４．７５〜５．０５（３Ｈ，ｍ
）、６．０２（ＩＨ，ｄ）元素分析値（％）　Ｃ工、■
よ。＋６　としてＨＩＩ値　ｃ　５６．２４；　Ｈ６，
２９実測値　ｃ　５６．３０；　Ｈ６゛、２５実施例６ ５０＊／のシクロヘキサノンと５０＊／のジクロルメタ
ンとの混合液にＤ−グルクロン酸１．Ｏｆと５Ｔ％ヨウ
化水素、酸２２．５ツとを加え、６８℃の湯浴中で８時
間還流、攪拌？続けた。この間、反応器と冷却管との間
にモレキュツー・シーブス・３Ａ　２０ｆを組込み、Ｊ
π流溶媒の乾燥を行なった。反応終了後、全１ｊｉｔ″
ｆ：１００ｍ／とじガスクロマトグラフ（カラム：３％
５ｉｌｉｃｏｎ　０Ｖ−１＋　ｏｎＣｈｒｏｍｏｅｏｒ
ｂ　Ｗ＋　２ｍ；カラム温度２００°Ｃ）で定量したと
ころ、１．２０ｆの１．２−０−シクロヘキシリデン−
α−Ｄ−グルコフラヌロノ−６゜３−ツクトンが得られ
た。収率９０．０％。

実施例７ １００ゴのシクロヘキサノンと１０口Ｍｊのジクａ）Ｖ
メタンとの混合液にＤ−グルクロノ−６，３−ツクトン
１０　、　Ｏｆとヨウ素５０．８ｑと次亜リン酸１００
”ｆとを加え、６８℃の湯浴中で８時曲還流、攪拌を続
けた。この間反応器と冷却管との間にモレキュツー・シ
ーブス・３Ａ　２０ｆｔ−［込み、還流溶媒の乾燥を行
なった。反応終了後、ガスクロマトグラフ（条件は実施
例６と同一）で定量したところ、１４．３Ｆの１．２−
０−シクロヘキシリデン−ａ−Ｉ）−グルコ７フヌロノ
ー６゜３−ツクトンが得られた。収率９８．１％。

突施例８ ３００耐のアセトンに２０．ＯｆのＤ−グルクロノ−６
，３−ラクトンと五塩化アングーモレ１１９．６＃ｉＮ
とを加え、６０℃の湯浴中で８時間還流、攪拌を続けた
。この曲反応！器と冷却管との間１ｃモレキュヲー・シ
ーブス・３Ａ（和光れ薬工業株式会社製）を３５ｆ組込
み、還流溶媒の乾燥を行なった。反応終了後、少、量の
ピリジンを加えてから減圧「で溶媒を留去し、残留物？
酢酸エチルエステルにとかり、、Ｊｌｌ水溶液、水で洗
浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下で溶
媒を留去すると２４．４Ｆの１．２−０−イソプロピリ
デン−α−Ｄ−グルコフラヌロノ−６，３−ラクトン（
純度９９．５％以上）が得られた。

収率９９．０％。

融点　１１９〜１２０．５°Ｃ（ベンゼンより再結晶）
工Ｒ（ＫＢｒ）ｏｒ１３４２５．１７［１８，１７７５
Ｎ　１１　Ｒ（ＣＤＣ１３）δ　１．３６（３Ｈ，ｓ）
、１．５３（３Ｈ。

ｅ）、３．６３（ＩＨ，ｂｒ）、４．６０（ＩＨ、ｂｒ
）。

４．７５−５．０５（３Ｈ，ｍ）、６．０２（ＩＨ，ｄ
）実施例９ ２００　ｗｌのアセトンにＤ−グルクロノ−６，３−ラ
クトンＩＯ，Ｏｆと五フッ化アンチモン２１．７Ｗ９と
を加え、６０°Ｃの湯浴中で８時間還流、攪拌を続けた
。この間、反応器と冷却管との間にモレキュツー・Ｖ−
ブス・３Ａを２０ｆ組込み還流溶媒の乾燥を行なった。

反応終了後、全量２００　ｍｌとしガスクロマトグラフ
（カラム：３％、５ｉｌｉｃｏｎ　０Ｖ−１７＋　ｏｎ
　Ｕｎｉｐｏｒｔ　ＩＩＰ８　３ｍ　＋カラム温度２０
′０℃）で定量したところ、１２．２１ｇ（収率９９．
５％）の１．２−ｏ−イソプロピリデン−α−Ｄ−グル
コ７ヲヌロノー６．３−ラクトンが得られた。

実施例１０ １００＊ｔのアセトンにＤ−グルクロン酸１．Ｏｆと五
塩化アンチモン９．０９とを加え、６０℃の湯浴中で８
時間還流、撹拌を続けた。この間反応器と冷却管との間
にモレキュラー・シーブス・３Ａ　２０ｆを組込み、還
流溶媒の乾燥を行なった。反応終了後、全量１００ｒ／
としガスクロマトグラフで定量したところ、１．１３２
Ｆ（収率９１．５％）の１．２−０−イソプロピリデン
−α−Ｄ−グμコフラヌロノー６，３−ラクトンが得ら
れた。

実施例１１ ２００＊／のシクロヘキサノンと２００＊／のジクロル
メタンとの混合液に、Ｄ−グルクロノ−６゜３−ラクト
ン２０．Ｏｆと五フッ化アンチモン８６　、７’ｌとを
加え、６８°Ｃの湯浴中で８時間還流１ｍ拌を続けた。

この間、反応器と冷却管との曲にモレキュツー・シーブ
ス・３Ａ　３５ｆ１に−１１込み、還流溶媒の乾燥を行
なった。反応終了後、反応液をジクロルメタンで希釈し
、重ａ水溶液。

水で洗浄し、続いて無水硫「俊ナトリウムで乾燥した。

減圧「で溶媒およびシクロヘキサノンを留去した後、残
留物を少量のへキサンで洗浄すると２８．１０ｆのｌ＊
２−Ｏ−ｙ９ａヘキシリデン−α−Ｄ−グルコフヲヌロ
ノー６．３−ラクトン（純度９９．５％以上）が得られ
た。収率９６．１％。

工Ｒ（ＫＢｒ）ｊｆｌ　３４００．１７８Ｂ、　１７７
３Ｎ　Ｍ　Ｒ（ＣＤＣ１３）δ　１．２０〜１．８５（
１０Ｈ，ｂｒ）。

３．５０（１■、ｂｒ）　、４．５５（ＩＨ，ｂｒ）、
４．７５−５．０５（３１ｉ、ｍ）、６．０２（ＩＨ，
ｄ）実施例１２ ５０ｇ＋ｌのシクロヘキサノンと５０ｗｔのジクロルメ
タンとの混合液にＤ−グルクロン酸１．Ｏｆと五フッ化
アンチモン１５　、０ｑとを加え、６８℃の湯浴中で６
時間還流、攪拌を続けた。この間、反応器と冷却管との
間にモレキュツー・シーブス・３Ａ　２０Ｆを組込み、
還流溶媒の乾燥を行なった。反応終了後、全量ｔ１００
ｍｌとしガスクロマトグラフ（カラム：３％５ｉｌｉｃ
ｏｎ　０ｖ−Ｌ　ｏｎＣｈｒｏｍｏｅｏｒｂ　ＶＬ　２
ｍ　；カラムＡｘ度２００℃）で定尺したところ、１．
２２Ｆの１＋２−ｏ−Ｖクロヘキシリデン−ａ−Ｄ−グ
ルコフラヌロノ−６゜３−ラクトンが得られた。収率９
２．５％。

実施例１３ １００＊／のシクロヘキサノンと１２０ゴのクロラクト
ン１０．ｏｆと五塩化アンチモン４４．９りとを加え、
７８°Ｃの湯浴中で７時間還流、攪拌を続けた。この同
反応器と冷却管との曲にモレキュラー・シーブス・３Ａ
’２０ｆを組込み、還流溶媒の乾燥を行なった。反応終
了後、未反応のＤ−グルクロノ−６，３−ラクトン４．
７０ｆをカｊ取した。ｆ５液を全量２００ｒ／としガス
クロマトグラフ（条件は実施例１２と同一）で定職した
ところ７．３６Ｆの１．２−０−シクロヘキＶリデンー
ａ７Ｄ−グμコフラヌロノ−６，３−ラクトンが得られ
た。消費原料基準収率９５．５％。

実施例１４ ２５０ｍ／のＶクロペンタノンと１５（Ｌｙｌのジクロ
ルメタンとの混合液にＤ−グルクロノ−６，３−ラクト
ン２０．Ｏｆと２５４りのヨードとを加え、７０℃の湯
浴中で８時間還流、攪拌を続けた。

この同反応器と冷却管との１’％Ｉ：モレキュフー・シ
ーブス・３Ａ　３５１１に組込み、還流溶媒の乾燥を行
なった。反応終了後、少完のピリジンを加えてから減圧
下に留去し、残留物をｙリカゲ〃カラムクロマト（溶媒
：クロロホルム）に付し、２３．４９Ｆ（収率８５．４
％）の１．２−．０−シクロペンチリデン−ｎ−７）−
グμコ７フヌロノー６．３−ラクトンが得られた。

融点１１Ｂ−１１９°Ｃ（ｈ＋：酸エチルエステ／ｌ／
−Ｈ−ヘキサンよシ再結晶） 工Ｒ（ｎｅａ、ｔ）　ＣＭ３４４０　、　１８０ＯＮ　
ＭＲ（ＣＤＣ１３）３１．４−２．１（ｂｒ、８Ｈ）、
３．９５（ｂｒ、１ｌｌ）　、５．９３（ｄ、Ｊ＝３．
５Ｈｚ＋ＩＨ）　。

４．５−５　（ｍ、４Ｈ） 元素分析値（％）　Ｃ工、Ｈ工。０６　として計算値　
Ｃ５４，５４；　Ｈ５−８３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. グルクロン酸またはグルクロノ−６，３−ツクトンとケ
   トンとをヨウ化水素、五塩化アンチモンまた社五フッ化
   アンチモンの存在ｆに反応させることを特徴とするグル
   クリノラクトンケタ−μの製造法。