説明

トコフェリルアセタートの製造

3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートと、場合によりそれらからトコフェリルアセタートを製造する方法は、非プロトン性有機溶媒中、式:R1SO2OH(式中、R1は、ヒドロキシ、ハロゲン、低級アルキル、ハロゲン化低級アルキルまたはアリールを表す)で示される硫黄(VI)含有触媒の存在下で、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートをイソフィトールまたはフィトールによってC−アルキル化すること、または極性非プロトン性有機溶媒中、塩基の存在下で、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートをハロゲン化フィチルによってO−アルキル化し、そうして得られた4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを転位反応にかけること、のどちらかを含み、それぞれについて、場合によりそうして得られた3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを閉環反応にかけて、トコフェリルアセタートを生成することを含む。本発明は、新規な化合物3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートおよびその特定の立体異性体と、例えば先に示した製造後の分離および精製手順の一部として蒸留する間に、加熱の影響下で異性化することによって形成される3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートの複数の異性体の1種である更に新規な化合物4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−〔3(4,8,12−トリメチルトリデシル)−ブタ−3−エニル〕−フェニルアセタートも包含する。アセタートから誘導されてもよい(all-rac)−α−トコフェロールは、ビタミンE群のうちで最も活性があり工業的に重要な部類であることが公知である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トコフェリルアセタートの新規な製造方法、およびその際用いられる新規な中間体に関する。(all-rac)−α−トコフェロール自体は、ビタミンE群のうちで最も活性があり工業的に重要な部類であることが公知である。
【0002】
ビタミンE(α−トコフェロール)の工業的合成は、2,3,5−トリメチルヒドロキノンの、イソフィトール、フィトールまたはハロゲン化フィチルとの反応に基づいている。UllmannのEncyclopedia of Industrial Chemistry Vol. A27, VCH (1996), pp.478-488を参照されたい。α−トコフェロールは、酸化条件下では不安定であるため、通常は、より安定でより取り扱いが簡便なアセタートに変換される。こうして、ビタミンEの通常の商業形態、即ちトコフェリルアセタートの製造は、α−トコフェロール(2,3,5−トリメチルヒドロキノンの、イソフィトール、フィトールまたはフィチル化合物、例えばハロゲン化物との酸触媒反応によって得られる)のエステル化という追加のステップを含む。同様に、2,3,5−トリメチルヒドロキノンは、通常はケトイソホロンから2,3,5−トリメチルヒドロキノンジアセタートを介し、後者のけん化によって得られる。
【0003】
本発明は、トコフェリルアセタートの新規な製造アプローチを提供する。この新規なアプローチによれば、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートが、イソフィトールまたはフィトールのいずれかと反応して、3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを生成するか、またはハロゲン化フィチルと反応して、4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを生成し、その後、転位反応にかけられて3−フィチルー2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを生成し、最後に3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートが、閉環反応にかけられて、トコフェリルアセタートを得る。その新規なアプローチは、以下の反応スキーム(式中、Rは、イソフィトールまたはハロゲン化フィチル分子、それぞれ2または3の残余部分(remaining portion)、即ち3,7,11−トリメチルドデシル(R1531)であり、Brは、ハロゲン化フィチル(3)内のハロゲン(Hal)の代表であり、更にイソフィトール(2)は、この反応スキームのイソフィトールおよびフィトールの代表である)に示されている。
【0004】
【化1】

【0005】
反応スキームは、(all-rac)−α−トコフェリルアセタートの製造を例示するものであるが、本発明は、特定の立体化学配置に限定されず、出発原料である、適切な立体化学配置のフィトール、イソフィトールまたはハロゲン化フィチルを用いることによって、他の立体化学配置を得ることができる。つまり、(R,R)−フィトール、(R,R,R)−イソフィトール、(S,R,R)−イソフィトール、(RS,R,R)−イソフィトール、またはハロゲン化(R,R)−フィチルを用いれば、(RS,R,R)−α−トコフェリルアセタートが得られる。
【0006】
本発明は、
(a)非プロトン性有機溶媒中、式:R1SO2OH〔式中、R1は、ヒドロキシ、ハロゲン、脂肪族ヒドロカルビル(低級アルキル)、脂肪族ハロカルビル(ハロゲン化低級アルキル)または芳香族ヒドロカルビル(アリール)を表す〕で示される硫黄(VI)含有触媒の存在下で、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(4)をイソフィトール(2)またはフィトールによってC−アルキル化すること、または
(b)極性非プロトン性有機溶媒中、塩基の存在下で、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(4)をハロゲン化フィチル(3)によってO−アルキル化し、そうして得られた4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(5)を転位反応にかけること、のどちらかを含み、
それぞれについて、場合によりそうして得られた3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)を閉環反応にかけて、トコフェリルアセタートを生成することを含む、3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)と、場合によりそれからトコフェリルアセタート(1)とを製造する方法に関する。
【0007】
別の態様において、本発明は、製造の手法とは独立して、3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)を閉環反応にかけて、トコフェリルアセタート(クロマン環系の特色をなす)を生成することを含む、トコフェリルアセタート(1)の製造方法に関する。
【0008】
更に別の態様において、本発明は、立体異性体(E,all-rac)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート、(Z,all-rac)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート、(E,R,R)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートおよび(Z,R,R)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを包含する、新規な化合物3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)に関する。
【0009】
本発明による化合物(4)のC−アルキル化〔変形形態(a)〕において、出発原料のイソフィトールまたはフィトールは、天然のフィトールに由来する立体化学配置(R,R)を有していてもよく、または他の立体化学配置、例えばall-rac−配置を有していもよい。
【0010】
C−アルキル化は、式:R1SO2OH(式中、R1は、ヒドロキシ、ハロゲン、低級アルキル、ハロゲン化低級アルキルまたはアリールである)で示される硫黄(VI)含有触媒を用いて実行される。用語「低級アルキル」そのもの、または「ハロゲン化低級アルキル」中の「低級アルキル」は、特に1〜4個の炭素原子、好ましくは「低級アルキル」の場合、1もしくは2個、または「ハロゲン化低級アルキル」の場合、1個の炭素原子を含む(ハロゲン化)アルキル基を示す。3個以上の炭素原子を含む場合、(ハロゲン化)低級アルキル基は、直鎖状または分枝状であってもよく、分枝状アルキル基の例は、イソプロピルおよびtert−ブチルである。「ハロゲン化低級アルキル」において、同種または混合のハロゲン原子1個以上が、ハロゲン置換基として存在してもよい。ハロゲン置換基は、特にフッ素または塩素であり、好ましいハロゲン置換基は、フッ素であり、これに関連して最も好ましいハロゲン化低級アルキル基は、トリフルオロメチルである。Rがアリールである場合、これは、好ましくはフェニルまたは置換されたフェニルであり、フェニルの置換基は、特に1個以上の低級アルキル基、好ましくはメチル基である。しかし最も好ましくは、アリールは、フェニルまたはp−トリルである。したがって、式:R1SO2OHで示される硫黄(VI)含有触媒は、特にそれぞれ硫酸、フルオロスルホン酸、メタン−もしくはエタン−スルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、またはベンゼン−もしくはp−トルエン−スルホン酸である。これらのうち、二相溶媒系中で特に効果的である式:R1SO2OHで示される硫黄(VI)含有触媒、例えばトリフルオロメタンスルホン酸またはp−トルエンスルホン酸が、最も好ましい。
【0011】
C−アルキル化反応が実行される非プロトン性有機溶媒は、極性非プロトン性有機溶媒または非極性非プロトン性有機溶媒のどちらかである。極性非プロトン性有機溶媒の適切な種類としては、脂肪族および環状ケトン、例えばそれぞれジエチルケトンおよびイソブチルメチルケトンと、シクロペンタノンおよびイソホロン;脂肪族および環状エステル、例えばそれぞれエチルアセタートおよびイソプロピルアセタートと、γ−ブチロラクトン;ならびに(環状)炭酸ジアルキルおよび炭酸アルキレン、例えばそれぞれ炭酸ジメチルおよび炭酸ジエチルと、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンが挙げられる。代わりにC−アルキル化が実行される非極性非プロトン性有機溶媒の適切な種類は、脂肪族炭化水素、例えばヘキサン、ヘプタンおよびオクタン、ならびに芳香族炭化水素、例えばベンゼン、トルエンおよびキシレンである。反応は、単一溶媒相、特に溶媒として単独の極性非プロトン性有機溶媒、例えばトルエンか、または二相溶媒系、特に両種の非プロトン性有機溶媒を含有するもの、例えば極性非プロトン性有機溶媒としての炭酸エチレンおよび/もしくは炭酸プロピレンと、非極性非プロトン性有機溶媒としてのヘキサン、ヘプタンまたはオクタンとの中で実行することができる。
【0012】
触媒は、どちらか用いられるフィトールまたはイソフィトールのモル量に基づいて、約0.01mol%〜約1mol%の量で、好ましくは約0.05mol%〜約0.1mol%の量で存在してもよい。
【0013】
更に、C−アルキル化の反応混合物中に存在するイソフィトール/フィトールに対する2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(これは一般に、過剰で用いられる反応体である)のモル比は、簡便には約2.2:1〜約1:1、好ましくは約2:1〜約1:1の範囲であり、最も好ましくは約1.5〜約1:1である。
【0014】
適切にはC−アルキル化は、約20℃〜約160℃、好ましくは約80℃〜約150℃、最も好ましくは約100℃〜約127℃の温度で実行される。
【0015】
簡便には、有機溶媒約0.25〜6ml、好ましくは約0.5〜3mlが、どちらか用いられるイソフィトールまたはフィトール1mmol毎に用いられ、これらの量は全ての溶媒を指し、即ちC−アルキル化反応が単相溶媒系で実行されるか、または二相溶媒系で実行されるかに無関係である。
【0016】
方法が、二相溶媒系、特に極性非プロトン性有機溶媒、例えば炭酸エチレンまたは炭酸プロピレンなどの環状の炭酸と、非極性非プロトン性有機溶媒、例えばヘプタンなどの脂肪族炭化水素とからなるものの中で実行される場合、極性溶媒に対する非極性溶媒の容積比は、簡便には約1:5〜約30:1、好ましくは約1:3〜約20:1、最も好ましくは約10:1〜約15:1の範囲内である。好ましい溶媒は、炭酸エチレンとヘプタンとの二相溶媒系である。
【0017】
その上、反応過程に対して一般に負の影響を発揮する周囲の水分に反応混合物を接触させることを可能な限り抑制するために、方法は、不活性雰囲気下、好ましくは気体窒素またはアルゴンの下で実行することができる。
【0018】
C−アルキル化は、バッチ式または連続して、好ましくは連続して、一般には操作的に非常に簡単な手法で、例えば単独か、または溶液中のイソフィトールまたはフィトールを2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートおよび触媒の懸濁液または溶液に分割して添加することによって実行することができる。イソフィトールまたはフィトールは、簡便には約0.2〜約1ml/分、好ましくは約0.4〜約0.8ml/分の速度で連続して添加される。イソフィトール/フィトールの添加が完了した後、反応混合物は、適切には反応温度で更に約10〜約60分間、好ましくは約20〜約30分間加熱される。仕上げは、有機化学で従来から用いられる手順によって実行することができる。
【0019】
3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)を2つの反応段階、即ちO−アルキル化と、そうして得られた4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(5)の次の転位とによって製造する本発明の方法の変形形態(b)が、出発の2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(4)をハロゲン化フィチル(3)(適切には臭化物または塩化物であるが、好ましくは臭化フィチルである)でO−アルキル化することを含む。上記のC−アルキル化におけるイソフィトールまたはフィトールの場合と同様に、本発明のO−アルキル化でのハロゲン化フィチル反応体は、天然のフィトールの立体化学配置(R,R)を有していてもよく、または他の立体化学配置、例えばall-rac形態であってもよい。
【0020】
O−アルキル化は、例えばChem. Lett. 1982, 1131-1134に記載されたとおり、基本的にフェノール系のアルキル化のための従来条件を用いて実行することができる。この場合それは、適切には水素化ナトリウムなどの塩基の存在下で、上記C−アルキル化で用いられたものと同種の極性非プロトン性有機溶媒中、またはジアルキルホルムアミド中で実行される。好ましい溶媒は、ジメチルホルムアミドおよびジブチルホルムアミドである。
【0021】
塩基は一般に、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートの量に対して過剰に、特に約5〜約30%、好ましくは約10〜約20%のモル過剰で用いられる。
【0022】
適切にはO−アルキル化は、約−20℃〜約+30℃、好ましくは約−10℃〜約+15℃、最も好ましくは約100℃〜約127℃の温度で実行される。
【0023】
O−アルキル化反応は、バッチ式または連続して、好ましくは連続して、一般には操作的に非常に簡単な手法で、例えば単独か、または溶液中のハロゲン化フィチルを2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートおよび塩基の懸濁液または溶液に、適切には約20〜約80分間、好ましくは約30〜約60分間かけて分割して添加し、その後更に反応時間をかけることによって実行することができる。
【0024】
その上、反応過程に対して一般に負の影響を発揮する周囲の酸素に反応混合物を接触させることを可能な限り抑制するために、方法は、適切には不活性雰囲気下、好ましくは気体窒素またはアルゴンの下で実行される。
【0025】
この方法の変形形態(b)の第2のステップにおいて、そうして得られた4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(5)を3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)に転位させる前に分離することが望ましい場合には、反応が完了した後の混合物の仕上げを、有機化学で従来から用いられている手法によって実行することができる。
【0026】
方法の変形形態(b)の第2のステップとしての4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(5)の次の転位反応は、適切には非プロトン性有機溶媒中、酸性触媒、特にフリーデル−クラフツ(Friedel-Crafts)触媒、例えば三フッ化ホウ素エテラートの存在下で、室温未満(約20℃未満)の温度で実行される。
【0027】
非プロトン性有機溶媒の例は、アルカン、例えばヘキサン、ハロゲン化アルカン、例えば四塩化炭素、およびこれらの2種の非プロトン性有機溶媒の混合物である。好ましい溶媒は、ヘキサンと四塩化炭素との混合物である。
【0028】
転位反応は、好ましくは約−28℃〜約−23℃の温度で実行される。
【0029】
転位反応が実行される圧力は、重大ではなく、反応は、簡便には大気圧で実行される。更に方法は、簡便には不活性気体雰囲気下、好ましくは気体窒素またはアルゴンの下で実行される。
【0030】
転位反応は、バッチ式または連続して、一般には操作的に非常に簡単な手法で、例えば触媒そのもの、または非プロトン性有機溶媒に懸濁させた触媒を4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(5)と(更なる)非プロトン性有機溶媒との混合物に、分割または連続して添加することによって実行することができる。添加および適切な次の反応時間の完了後に、一般には必要ないが生成物の単離および精製を、有機化学で従来から用いられる手法によって実行することができる。
【0031】
方法の変形形態(a)によるC−アルキル化、もしくは方法の変形形態(a)によるO−アルキル化と次の転位反応のいずれかを用いた、または3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートの製造方法と独立した本発明による3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)の閉環を、溶媒の存在下または非存在下で、前記アセタートを酸性触媒で処理することにより実行することができる。
【0032】
溶媒を使用する場合の好ましい溶媒は、方法の変形形態(a)のC−アルキル化に関連して先に明記したそれらの極性非プロトン性有機溶媒、即ち脂肪族および環状ケトン、例えばそれぞれジエチルケトンおよびイソブチルメチルケトンと、シクロペンタノンおよびイソホロン;脂肪族および環状エステル、例えばそれぞれエチルアセタートおよびイソプロピルアセタートと、γ−ブチロラクトン;ならびに(環状)炭酸ジアルキルおよび炭酸アルキレン、例えばそれぞれ炭酸ジメチルおよび炭酸ジエチルと、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンである。
【0033】
好ましい酸性触媒は、同じくC−アルキル化に関して先に明記した(式:R1SO2OHで示される)それらの触媒である。C−アルキル化〔方法の変形形態(a)〕を用いて、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(4)を製造する閉環の好ましい実行形態において、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(4)のアルキル化と、そうして得られた次の3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)の次の閉環反応の両方で、同じ触媒および同じ溶媒が用いられる。
【0034】
閉環反応では、触媒は適切には、3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)のモル量に基づいて、約0.01mol%〜約10mol%の量で、好ましくは約0.1mol%〜約5mol%の量で存在する。
【0035】
更に閉環反応は、簡便には約20℃〜約160℃、好ましくは約80℃〜約140℃の温度で実行される。
【0036】
3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)を、例えばC−アルキル化反応〔方法の変形形態(a)〕、またはO−アルキル化反応および次の転位反応〔方法の変形形態(b)〕によって製造した後に、分離および精製手順の一部として蒸留する間、それを加熱の影響下で異性化して、異性体:
(Z)−酢酸4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−(3,7,11,15−テトラメチルヘキサデカ−3−エニル)−フェニルエステル〔7;別の名称(Z)−4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−(3,7,11,15−テトラメチルヘキサデカ−3−エニル)−フェニルアセタート〕、
(E)−酢酸4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−(3,7,11,15−テトラメチルヘキサデカ−3−エニル)−フェニルエステル〔8;別の名称(E)−4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−(3,7,11,15−テトラメチルヘキサデカ−3−エニル)−フェニルアセタート〕、および
酢酸4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−〔3−(4,8,12−トリメチルトリデシル)−ブタ−3−エニル〕−フェニルエステル〔9;別の名称4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−〔3−(4,8,12−トリメチルトリデシル)−ブタ−3−エニル〕−フェニルアセタート〕を形成してもよいことを見出した。
【0037】
それらの式は、
【0038】
【化2】

【0039】
(式中、Rは、先に示した意味を有する)である。
【0040】
これらの異性体は、3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)の閉環に関して先に記載したものと同じ手法、即ち同じ条件下で、環化または閉環されて、α−トコフェリルアセタートを形成することができる。したがって本発明は、異性体(7)、(8)もしくは(9)、または前記異性体の2もしくは3種を含む混合物を、単独または(6)と一緒のいずれかで、α−トコフェリルアセタートに環化することも包含する。更にこれら3種の化合物のうち、化合物9は、新規な化合物であり、それ自体も本発明の目的である。
【0041】
本発明の方法における出発化合物2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(4)は、例えばEP−1239045に記載された2,3,5−トリメチルヒドロキノンジアセタートの選択的加水分解によって得られてもよい。
【0042】
以下の実施例は、本発明を例示するものである。
【0043】
実施例1
撹拌機、水分離器および還流冷却器を具備した四つ口フラスコ内で、トリメチルヒドロキノン−1−アセタート19.7g(100mmol)および溶媒(トルエン、n−ブチルアセタートまたはジエチルケトン)25mlを、アルゴン雰囲気下で撹拌しながら還流温度(オイルバスの温度140〜145℃)に加熱した。アセタートの量に基づいて0.1mol%(次に添加するイソフィトールの量と同じmmol)の量の触媒(p−トルエンスルホン酸またはトリフルオロメタンスルホン酸)を添加した後、イソフィトール36.4ml(100mmol)を0.8ml/分の速度で添加した。イソフィトールの添加が完了した後、反応混合物を30分間加熱還流し、その後、冷却して、最後に減圧下で蒸発させた。粘性の油状物が得られ、その(all-rac)−α−トコフェリルアセタート含量を分析し、その収率を決定した。(触媒および溶媒を用いた)様々な反応条件下での(all-rac)−α−トコフェリルアセタートの収率については、表1を参照されたい。
【0044】
実施例2
撹拌機、水分離器および還流冷却器を具備した四つ口フラスコ内で、トリメチルヒドロキノン−1−アセタート19.7g(100mmol)およびγ−ブチロラクトン25mlを、アルゴン雰囲気下で撹拌しながら約110℃(オイルバスの温度115℃)に加熱した。触媒(p−トルエンスルホン酸、硫酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸またはフルオロスルホン酸)を添加した後、イソフィトール36.4ml(100mmol)を0.8ml/分の速度で添加した。イソフィトールの添加が完了した後、反応混合物を30分間加熱還流した。反応混合物を80℃に冷却し、ヘプタン50mlで3回抽出した。合わせたヘプタン相を減圧下で蒸発させ、粘性油状物を得た。これを、それぞれの場合の(all-rac)−α−トコフェリルアセタート含量について分析し、その収率を決定した。(触媒および溶媒を用いた)様々な反応条件下での(all-rac)−α−トコフェリルアセタートの収率については、表1を参照されたい。
【0045】
実施例3
撹拌機、水分離器および還流冷却器を具備した四つ口フラスコ内で、トリメチルヒドロキノン−1−アセタート29.5g(150mmol)、炭酸エチレン120gおよびヘプタン150mlを、アルゴン雰囲気下で撹拌しながら加熱して(オイルバスの温度140℃)還流した。触媒(p−トルエンスルホン酸、硫酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸またはフルオロスルホン酸)を添加した後、イソフィトール36.4ml(100mmol)を0.8ml/分の速度で添加した。イソフィトールの添加が完了した後、水約1.8mlを回収した。ヘプタンを約20分以内の間、留去した。その後、反応混合物を125〜130℃で30分間加熱した。反応混合物を80℃に冷却し、ヘプタン150mlを炭酸相に添加して、反応混合物を80〜90℃で更に10分間撹拌した。撹拌を終了して、反応混合物を5℃に冷却した。ヘプタン相を分離して減圧下で蒸発させ、粘性油状物を得た。これを、それぞれの場合の(all-rac)−α−トコフェリルアセタート含量について分析し、その収率を決定した。(触媒を用いた)様々な反応条件下での(all-rac)−α−トコフェリルアセタートの収率については、表1を参照されたい。
【0046】
【表1】

【0047】
触媒の量は、イソフィトールの量に基づいている。PCおよびECが1.5:1の比で用いられたこと以外では、TMHQ−1−A/IPのモル比が、1:1であり、p−トルエンスルホン酸(p−TsOH)が一水和物として用いられ、用いられた略語としては、vit.E=ビタミンE(非エステル化)、EC=炭酸エチレン、hept=ヘプタン、DEK=ジエチルケトン、BuAc=n−ブチルアセタート、Bulac=γ−ブチロラクトンが挙げられ、収率はそれぞれの場合のイソフィトールに基づいている。
【0048】
実施例4
撹拌機、水分離器および還流冷却器を具備した四つ口フラスコ内で、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート29.5g(150mmol)、炭酸エチレン120gおよびヘプタン150mlを、アルゴン雰囲気下で加熱して(オイルバスの温度140℃)還流した。触媒(p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、メタンスルホン酸、フルオロスルホン酸または硫酸)を添加した後、イソフィトール36.4ml(100mmol)を0.8ml/分の速度で添加した。イソフィトールを完全に添加した後、水約1.8mlを分離した。その後、反応混合物を還流下で15分間加熱した。その後、撹拌を終了して、反応混合物を5℃に冷却した。ヘプタン相を分離して減圧下で蒸発させ、粘性油状物を得た。これを、それぞれの場合の(E,Z)−(all-rac)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)含量およびE:Z比について分析し、6の収率およびE:Z比を決定した。様々な量の様々な触媒を用いた、それぞれの場合のイソフィトールに基づいた(E,Z)−(all-rac)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(E:Z=2.2〜2.4:1)の収率については、表2を参照されたい。
【0049】
【表2】

【0050】
触媒の量は、イソフィトールの量に基づいており、p−TsOHは、一水和物として用い、表2で用いた略語は、表1で用いたものを包含し、意味はそこに示されている;(1)=(all-rac)−α−トコフェリルアセタート。
【0051】
実施例5
撹拌機、水分離器および還流冷却器を具備した四つ口フラスコ内で、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(4)29.43g(150mmol)、炭酸エチレン120g、p−トルエンスルホン酸一水和物21.14mg(0.1mol%)およびヘプタン150mlを、100℃(オイルバスの温度130℃)に加熱した。イソフィトール(36.18ml、100mmol)を還流下で0.8ml/分の速度で添加した。更に5分間加熱した後、反応混合物を室温に冷却した。ヘプタン相を分離して溶媒を減圧下(40℃、10ミリバール)で蒸発させた。黄色がかった油状物49.43gを得たが、それは、ガスクロマトグラフィー(GC)によれば、(E,Z)−(all-rac)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)を68%含有し、E:Z比が2.2:1、4に基づいた6の収率が71%であり、(all-rac)−α−トコフェリルアセタートは2%であった。
【0052】
上記のとおり得られた油状物を、シリカゲルのカラムクロマトグラフィー〔Merk 109385.1000, Kieselgel 60 (0.040-0.063mm);溶離液100%n−ヘキサン1L-→n−ヘキサン/ジエチルエーテル10:1 1L-→n−ヘキサン/Et2O(10:2)の1.7 L〕によって更に精製し、(6)を純度89.4%、E:Z比 約3:1の薄黄色油状物として得た。油状物は、更に(all-rac)−α−トコフェリルアセタート0.70%を含有していた。
【0053】
E−およびZ−異性体を、Spherisorb(登録商標)Si 5μmカラムと、移動相としてのイソプロピルアセタート/n−ヘキサン(4:100)とを用いた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって分離することができた。
【0054】
E−異性体:
【0055】
【表3】

【0056】
Z−異性体:
【0057】
【表4】

【0058】
実施例6
実施例5で得られた(E,Z)−(all-rac)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートから、なかでも異性体(all-rac)−酢酸4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−〔3−(4,8,12−トリメチルトリデシル)−ブタ−3−エニル〕−フェニルエステル(9)を同定し、クロマトグラフィーで以下のとおり分離した。
【0059】
最初のステップにおいて、微量の炭酸エチレン、フィタジエンおよび2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを、90℃および2x10-2ミリバールで留去した。蒸留した材料を、Spherisorb(登録商標)Si 5μmカラムと、移動相としてのイソプロピルアセタート/n−ヘキサン(4:100)とを用いたHPLCにかけた。異性体(Z,RS,RS)−酢酸4−ヒドロキシ−2,5,6−トリメチル−3−(3,7,11,15−テトラメチルヘキサデカ−3−エニル)−フェニルエステル(7)、および(E,RS,RS)−酢酸4−ヒドロキシ−2,5,6−トリメチル−3−(3,7,11,15−テトラメチルヘキサデカ−3−エニル)−フェニルエステル(8)の他に、異性体(all-rac)−酢酸4−ヒドロキシ−2,5,6−トリメチル−3−〔3−(4,8,12−トリメチルトリデシル)−ブタ−3−エニル〕−フェニルエステル(9)を同定した〔スプリット注入器(split injector)、HPオートサンプラ(7673)およびHP質量選択検出器(5973)を具備したHPガスクロマトグラフィー装置(6890);カラム:5%フェニルメチルシロキサン溶融シリカ(Restek)、30mx0.28mm、フィルム0.5μm;キャリアガス:He;流速1.5ml/分(一定流速);スプリット比 約1:25〕。
【0060】
分離した(all-rac)−酢酸4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−〔3−(4,8,12−トリメチルトリデシル)−ブタ−3−エニル〕−フェニルエステル(9)の分析データは、以下のとおりである:
【0061】
【表5】

【0062】
実施例7
使用した溶媒(ヘプタン、トルエン、ジエチルケトン、n−ブチルアセタートまたはγ−ブチロラクトン)中の(E/Z)−(all-rac)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)の0.34〜0.52M原液を調製した。
【0063】
この溶液2.5ml(またはヘプタンの場合、その1.5mlと追加として炭酸エチレン1.2g)を、アルゴン下のSchlenk管に移して、触媒(メタンスルホン酸またはトリフルオロメタンスルホン酸)を添加し、反応混合物を100℃(オイルバスの温度)で1時間加熱した。その後、溶液を室温に冷却し、トルエン、ジエチルケトンおよびn−ブチルアセタートの場合には、溶媒を減圧下で留去した。γ−ブチロラクトンの場合、反応混合物をヘプタン約1.5mlで3回抽出した。二相溶媒系の炭酸エチレンおよびヘプタンの場合、相を分離して、ヘプタン相を真空濃縮した。それぞれの場合において、残余の油状物または溶液を(all-rac)−α−トコフェリルアセタート(1)含量について分析し、その収率を決定した。様々な反応条件下(用いた触媒、出発原料6に基づく触媒量、および溶媒)での(all-rac)−α−トコフェリルアセタートの収率については、表3を参照されたい。
【0064】
【表6】

【0065】
表3で用いた略語は、表1で用いたものを包含し、意味はそこに示されている。
【0066】
実施例8
実施例7の手順と同様であるが、反応時間および触媒量(メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸一水和物または硫酸)の量を増加させており、表4に表した結果が得られた:
【0067】
【表7】

【0068】
触媒の量は、出発原料6の量に基づいており、表2で用いた略語は、表1で用いたものを包含し、意味はそこに示されている;(1)=(all-rac)−α−トコフェリルアセタート。
【0069】
実施例9
(all-rac)−酢酸4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−〔3−(4,8,12−トリメチルトリデシル)−ブタ−3−エニル〕−フェニルエステル(9)1.4mg(3.15x10-3mmol)を、炭酸プロピレン0.1mlおよびヘプタン0.2mlに溶解した。p−トルエンスルホン酸一水和物0.5mg(2.63x10-3mmol)を添加した後、反応混合物を120℃(オイルバスの温度)に90分間加熱した。ヘプタン相のガスクロマトグラムによって、純度98.5%(GC面積%)の環化生成物(all-rac)−α−トコフェリルアセタートが同定された。
【0070】
実施例10
ヘキサンで洗浄することによって鉱油を除いた水素化ナトリウム分散液(鉱油中に50%)2.1g(43.7mmol)に、アルゴン雰囲気下でジメチルホルムアミド90mlを添加し、そして約5℃に冷却した後、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート7.38g(38mmol)を添加した。約30分後に、ジメチルホルムアミド30ml中の臭化フィチル(天然フィチルから製造したばかりのもの)16.4g(45.6mmol)を、0℃で15分間かけて滴下した。反応混合物を周囲温度に加温しながら1時間撹拌し、その後、脱イオン水300mlおよびジエチルエーテル200mlで急冷した。有機相を分離して、水相をジエチルエーテルで抽出した。合わせた有機相を、低温の2N水性水酸化ナトリウム、水およびブラインで逐次洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、濾過および蒸発させて、琥珀色の液体20.0gを得た。ヘキサン/エチルアセタート1%→3%を用いた、この材料のシリカゲルでのフラッシュクロマトグラフィーによって、(E,R,R)−4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート15.6gを薄黄色油状物として得た;[α]D25=−0.44°(ヘキサン中で1.13%)。
【0071】
実施例11
実施例10と同様に、少量の(Z,R,R)−フィトールを含む異なるバッチの天然のフィトールを用いた。フィトールから臭化フィチルへの変換と、続く2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートでのO−アルキル化反応の後、クロマトグラフィー精製すると、(E/Z,R,R)−4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(5)が、E:Z比 98.7:1.3(HPLC分析)の黄色油状物として得られた。
【0072】
実施例12
更に実施例10と同様に、(E,Z,all-rac)−フィトールのバッチを用いて臭化フィチルに変換し、続いて2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートでのO−アルキル化反応によって、(E/Z,all-E)−4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(5)を得た。得られた黄色油状物のクロマトグラフィー精製の後、HPLC分析によって生成物が、E:Z比 78.3:21.7であることが示された。
【0073】
実施例13
四塩化炭素100ml中の(E,R,R)−4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(5)6.76g(14.3mmol)を、約−30℃に冷却し、三フッ化ホウ素エテラート0.44ml(3.58mmol)を滴下した。薄層クロマトグラフィー(TLC)によって反応の経過をモニタリングしながら、溶液を−28〜−22℃で撹拌した。18分の反応時間の後、TLCによって出発材料が3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート(6)に完全に変換されたことが示されたら、飽和重炭酸ナトリウム水溶液10mlを添加して、反応物を急冷した。混合物を脱イオン水200mlおよびジエチルエーテル200mlに注入した。相を分離し、水相をジエチルエーテルで抽出し、合わせた有機相を脱イオン水およびブラインで逐次洗浄して、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶液を濾過して蒸発させ、黄色油状物7.1gを得て、それをヘキサン、2%エチルアセタート含有ヘキサン、および5%エチルアセタート含有ヘキサンを用いたシリカゲル60(70〜230メッシュ)でのクロマトグラフィーにかけた。(RS,R,R)−α−トコフェロールアセタート1.36g、および(E,R,R)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート4.00gが得られた;[α]D25=0.10°(ヘキサン中で1.98%)。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)非プロトン性有機溶媒中、式:R1SO2OH(式中、R1は、ヒドロキシ、ハロゲン、低級アルキル、ハロゲン化低級アルキルまたはアリールを表す)で示される硫黄(VI)含有触媒の存在下で、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートをイソフィトールまたはフィトールによってC−アルキル化すること、または
(b)極性非プロトン性有機溶媒中、塩基の存在下で、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートをハロゲン化フィチルによってO−アルキル化し、そうして得られた4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを転位反応にかけること、のどちらかを含み、そして、
それぞれについて、場合によりそうして得られた3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを閉環反応にかけて、トコフェリルアセタートを生成することを含む、3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートと、場合によりそれからトコフェリルアセタートを製造する方法。
【請求項2】
非プロトン性有機溶媒中、式:R1SO2OH(式中、R1は、ヒドロキシ、ハロゲン、低級アルキル、ハロゲン化低級アルキルまたはアリールを表す)で示される硫黄(VI)含有触媒の存在下で、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートをイソフィトールまたはフィトールによってC−アルキル化することを含む、3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを製造するための請求項1記載の方法。
【請求項3】
極性非プロトン性有機溶媒中、塩基の存在下で、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートをハロゲン化フィチルによってO−アルキル化し、そうして得られた4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを転位反応にかけることを含む、3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを製造するための請求項1記載の方法。
【請求項4】
溶媒の存在下または非存在下で、3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートまたはその異性体、つまり(Z)−4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−(3,7,11,15−テトラメチルヘキサデカ−3−エニル)−フェニルアセタート、(E)−4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−(3,7,11,15−テトラメチルヘキサデカ−3−エニル)−フェニルアセタートまたは4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−〔3−(4,8,12−トリメチルトリデシル)−ブタ−3−エニル〕−フェニルアセタートを酸性触媒で処理することによって、前記アセタートを閉環反応にかけることを含む、トコフェリルアセタートの製造方法。
【請求項5】
非プロトン性有機溶媒中、式:R1SO2OH(式中、R1は、ヒドロキシ、ハロゲン、低級アルキル、ハロゲン化低級アルキルまたはアリールを表す)で示される硫黄(VI)含有触媒の存在下で、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートをイソフィトールまたはフィトールによってC−アルキル化し、そうして得られた3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを溶媒の存在下または非存在下で、酸性触媒で処理することによってそれを閉環反応にかけてトコフェリルアセタートを生成することを含む、トコフェリルアセタートを製造するための請求項1記載の方法。
【請求項6】
極性非プロトン性有機溶媒中、塩基の存在下で、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートをハロゲン化フィチルによってO−アルキル化し、そうして得られた4−O−フィチル−2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを転位反応にかけ、そうして得られた3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートを溶媒の存在下または非存在下で、酸性触媒で処理することによってそれを閉環反応にかけてトコフェリルアセタートを生成することを含む、トコフェリルアセタートを製造するための請求項1記載の方法。
【請求項7】
C−アルキル化で用いられる式:R1SO2OHで示される硫黄(VI)含有触媒が、硫酸、フルオロスルホン酸、メタン−もしくはエタン−スルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、またはベンゼン−もしくはp−トルエン−スルホン酸、好ましくはトリフルオロメタンスルホン酸またはp−トルエンスルホン酸である、請求項1、2および5のいずれか1項記載の方法。
【請求項8】
C−アルキル化で用いられる非プロトン性有機溶媒が、極性非プロトン性有機溶媒、特に脂肪族もしくは環状ケトン、例えばジエチルケトン、イソブチルメチルケトン、シクロペンタノンもしくはイソホロン;脂肪族もしくは環状エステル、例えばエチルアセタート、イソプロピルアセタートもしくはγ−ブチロラクトン;または炭酸ジアルキルもしくは炭酸アルキレン、例えば炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチレンもしくは炭酸プロピレンであるか、あるいは非極性非プロトン性有機溶媒、特に脂肪族炭化水素、例えばヘキサン、ヘプタンもしくはオクタン;または芳香族炭化水素、例えばベンゼン、トルエンもしくはキシレンであるか、あるいは両種の非プロトン性有機溶媒、好ましくは極性非プロトン性有機溶媒としての炭酸エチレンおよび/または炭酸プロピレンと、非極性非プロトン性有機溶媒としてのヘキサン、ヘプタンまたはオクタンとを含有する二相性溶媒系である、請求項1、2、5および7のいずれか1項記載の方法。
【請求項9】
C−アルキル化で用いられる式:R1SO2OHで示される硫黄(VI)含有触媒が、どちらか用いられるフィトールまたはイソフィトールのモル量に基づいて、約0.01mol%〜約1mol%の量で、好ましくは約0.05mol%〜約0.1mol%の量で存在する、請求項1、2、5、7および8のいずれか1項記載の方法。
【請求項10】
C−アルキル化が、約20℃〜約160℃、好ましくは約80℃〜約150℃、最も好ましくは約100℃〜約127℃の温度で実行される、請求項1、2および5〜8のいずれか1項記載の方法。
【請求項11】
O−アルキル化で用いられるハロゲン化フィチルが、臭化フィチルまたは塩化フィチル、好ましくは臭化フィチルである、請求項1、3および6のいずれか1項記載の方法。
【請求項12】
O−アルキル化で用いられる塩基が、水素化ナトリウムである、請求項1、3、6および11のいずれか1項記載の方法。
【請求項13】
O−アルキル化で用いられる非プロトン性有機溶媒が、極性非プロトン性有機溶媒、特に脂肪族もしくは環状ケトン、例えばジエチルケトン、イソブチルメチルケトン、シクロペンタノンもしくはイソホロン;脂肪族もしくは環状エステル、例えばエチルアセタート、イソプロピルアセタートもしくはγ−ブチロラクトン;炭酸ジアルキルもしくは炭酸アルキレン、例えば炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチレンもしくは炭酸プロピレン;またはジアルキルホルムアミド、例えばジメチルホルムアミドもしくはジブチルホルムアミドである、請求項1、3、6、11および12のいずれか1項記載の方法。
【請求項14】
O−アルキル化のための塩基が、2,3,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートの量に対して過剰に、特に約5〜約30%、好ましくは約10〜約20%のモル過剰で用いられる、請求項1、3、6および11〜13のいずれか1項記載の方法。
【請求項15】
O−アルキル化が、約−20℃〜約+30℃、好ましくは約−10℃〜約+15℃、最も好ましくは約100℃〜約127℃の温度で実行される、請求項1、3、6および11〜14のいずれか1項記載の方法。
【請求項16】
O−アルキル化の後の転位反応が、適切には非プロトン性有機溶媒中、酸性触媒、特にフリーデル−クラフツ触媒、例えば三フッ化ホウ素エテラートの存在下で、約20℃未満の温度で実行される、請求項1、3、6および11〜15のいずれか1項記載の方法。
【請求項17】
非プロトン性有機溶媒が、アルカン、例えばヘキサン;ハロゲン化アルカン、例えば四塩化炭素;またはこれらの2種の非プロトン性有機溶媒の混合物、例えばヘキサンと四塩化炭素との混合物である、請求項16記載の方法。
【請求項18】
転位反応が、約−28℃〜約−23℃の温度で実行される、請求項16また17記載の方法。
【請求項19】
閉環が、前記アセタートを式:R1SO2OH(式中、R1は、ヒドロキシ、ハロゲン、低級アルキル、ハロゲン化低級アルキルまたはアリールを表す)で示される硫黄(VI)含有触媒、特に硫酸、フルオロスルホン酸、メタン−もしくはエタン−スルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、またはベンゼン−もしくはp−トルエン−スルホン酸、好ましくはトリフルオロメタンスルホン酸またはp−トルエンスルホン酸である酸性触媒で処理することによって実行される、請求項1、4〜6のいずれか1項記載の方法。
【請求項20】
閉環が、極性非プロトン性有機溶媒中、特に脂肪族もしくは環状ケトン、例えばジエチルケトン、イソブチルメチルケトン、シクロペンタノンもしくはイソホロン;脂肪族もしくは環状エステル、例えばエチルアセタート、イソプロピルアセタートもしくはγ−ブチロラクトン;または炭酸ジアルキルもしくは炭酸アルキレン、例えば炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチレンもしくは炭酸プロピレン中で実行される、請求項1、4〜6および19のずれか1項記載の方法。
【請求項21】
閉環で用いられる触媒が、3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートのモル量に基づいて、約0.01mol%〜約10mol%の量で、好ましくは約0.1mol%〜約5mol%の量で存在する、請求項1、4〜6、19および20のいずれか1項記載の方法。
【請求項22】
閉環反応が、約20℃〜約160℃、好ましくは約80℃〜約140℃の温度で実行される、請求項1、3、6および11〜14のいずれか1項記載の方法。
【請求項23】
立体異性体(E,all-rac)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート、(Z,all-rac)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート、(E,R,R)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートおよび(Z,R,R)−3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタートのそれぞれを包含する化合物3−フィチル−2,5,6−トリメチルヒドロキノン−1−アセタート。
【請求項24】
化合物4−ヒドロキシ−2,3,6−トリメチル−5−〔3−(4,8,12−トリメチルトリデシル)−ブタ−3−エニル〕フェニルアセタート。

【公表番号】特表2006−515280(P2006−515280A)
【公表日】平成18年5月25日(2006.5.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−552466(P2004−552466)
【出願日】平成15年9月29日(2003.9.29)
【国際出願番号】PCT/EP2003/010789
【国際公開番号】WO2004/046126
【国際公開日】平成16年6月3日(2004.6.3)
【出願人】(503220392)ディーエスエム アイピー アセッツ ビー.ブイ. (873)
【Fターム(参考)】