ヒドロキシカルボン酸化合物またはその塩の製造方法
【課題】シアン化水素を原料として使用することなく、４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸化合物を製造できる新たな方法が求められていた。
【解決手段】遷移金属触媒の存在下、式（２）
（式中、Ｒ１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。）
で示されるケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程を有することを特徴とする式（１）
（式中、Ｒ１およびｎはそれぞれ上記で定義した通り。）
で示されるヒドロキシカルボン酸またはその塩の製造方法。
【解決手段】遷移金属触媒の存在下、式（２）
（式中、Ｒ１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。）
で示されるケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程を有することを特徴とする式（１）
（式中、Ｒ１およびｎはそれぞれ上記で定義した通り。）
で示されるヒドロキシカルボン酸またはその塩の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒドロキシカルボン酸化合物またはその塩の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸化合物は、多くの生物に普遍的に存在し、生物反応に重要な化合物である。特に、４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸は、生体内変換により必須アミノ酸であるメチオニンに変換されるため、飼料添加剤としても用いられる重要な化合物である。
【０００３】
ヒドロキシカルボン酸化合物の製造方法として、例えば、非特許文献１には、次の方法が記載されている。まず、アクロレインにメタンチオールを付加させ、３−メチルチオプロピオンアルデヒドとし、これをシアン化水素と反応させて２−ヒドロキシ−４−メチルチオブチロニトリルを得る。次いで、２−ヒドロキシ−４−メチルチオブチロニトリルを硫酸で加水分解することにより、４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸を得る。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】工業有機化学、東京化学同人、２７３〜２７５頁（１９７８年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記製造方法は、シアン化水素を原料として使用するが、シアン化水素の取り扱いには充分な管理やそれに適合する設備等が必要である。
かかる状況下、シアン化水素を原料として使用することなく、４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸化合物を製造できる新たな方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討し、本発明に至った。
【０００７】
即ち本発明は、以下の通りである。
〔１〕 遷移金属触媒の存在下、式（２）
【０００８】
【化１】
（式中、Ｒ１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。）
で示されるケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程を有することを特徴とする式（１）
【０００９】
【化２】
（式中、Ｒ１およびｎはそれぞれ上記で定義した通り。）
で示されるヒドロキシカルボン酸化合物またはその塩の製造方法。
〔２〕 前記工程が、さらに溶媒の存在下に前記ケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程である前記〔１〕記載の製造方法。
〔３〕 前記溶媒が、メタノールおよび水からなる群より選ばれる少なくとも一種である前記２記載の製造方法。
〔４〕 前記遷移金属触媒が、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金およびイリジウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒である前記〔１〕〜〔３〕のいずれか記載の製造方法。
〔５〕 前記担体が、活性炭、アルミナ、シリカおよびゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも一種である前記〔４〕記載の製造方法。
〔６〕 前記工程が、０〜１００℃の範囲から選ばれる温度で、前記ケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程である前記〔１〕〜〔５〕のいずれか記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シアン化水素を原料として使用することなく、４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸化合物を製造できる新たな方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明で用いられる式（２）
【００１２】
【化３】
で示されるケトカルボン酸化合物またはその塩、および本発明で得られる式（１）
【００１３】
【化４】
で示されるヒドロキシカルボン酸化合物またはその塩について説明する。
【００１４】
式（２）で示されるケトカルボン酸化合物の塩は、式（２）において−ＣＯＯＨで表される基から解離し得るＨ＋が、任意の陽イオンに置き換わってなる塩を意味する。かかる陽イオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオンおよびカリウムイオン等のアルカリ金属イオン；並びにカルシウムイオンおよびマグネシウムイオン等のアルカリ土類金属イオンが挙げられる。
以下、式（２）で示されるケトカルボン酸化合物および式（２）で示されるケトカルボン酸化合物の塩を、化合物（２）ということがある。
【００１５】
式（１）で示されるヒドロキシカルボン酸化合物の塩は、式（１）において−ＣＯＯＨで表される基から解離し得るＨ＋が、任意の陽イオンに置き換わってなる塩を意味する。かかる陽イオンとしては、例えばリチウムイオン、ナトリウムイオンおよびカリウムイオン等のアルカリ金属イオン；並びにカルシウムイオンおよびマグネシウムイオン等のアルカリ土類金属イオンが挙げられる。
以下、式（１）で示されるヒドロキシカルボン酸化合物および式（１）で示されるヒドロキシカルボン酸化合物の塩を、化合物（１）ということがある。
【００１６】
式（２）および式（１）において、Ｒ１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。
【００１７】
式（２）および式（１）において、Ｒ１で表される置換基を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基における、炭素数１〜１２のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、オクチル基およびデシル基が挙げられ、置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基における、炭素数３〜１２のシクロアルキル基としては、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基およびシクロヘキシル基が挙げられる。
【００１８】
炭素数１〜１２のアルキル基が有していてもよい置換基および炭素数３〜１２のシクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、４−メチルフェニル基等の炭素数６〜２０のアリール基；メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、ｓｅｃ−ブチルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルオキシ基等の炭素数１〜１２のアルコキシ基；トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基等の炭素数１〜６のペルフルオロアルキルオキシ基；並びにフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも一種の基が挙げられる。ここで、前記炭素数６〜２０のアリール基、前記炭素数１〜１２のアルコキシ基および前記炭素数６〜２０のアリールオキシ基は、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数１〜１２のアルコキシ基および炭素数６〜２０のアリールオキシ基からなる群より選ばれる少なくとも一種の基をさらに有していてもよい。
【００１９】
Ｒ１で表される置換基を有する炭素数１〜１２のアルキル基および置換基を有する炭素数３〜１２のシクロアルキル基としては、具体的には例えば、ナフタレン−１−イルメチル基、ナフタレン−２−イルメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、イソプロピルオキシメチル基、ブチルオキシメチル基、イソブチルオキシメチル基、ｓｅｃ−ブチルオキシメチル基、ｔｅｒｔ−ブチルオキシメチル、フェノキシメチル基、２−メチルフェノキシメチル基、４−メチルフェノキシメチル基、１−フェニルエチル基、２−フェニルエチル基、１−（ナフタレン−１−イル）エチル基、１−（ナフタレン−２−イル）エチル基、１−（４−メチルフェニル）エチル基、１−（３，４−ジメチルフェニル）エチル基、１−（４−メトキシフェニル）エチル基、１−（３，４−ジメトキシフェニル）エチル基、１−（４−フェニルフェニル）エチル基、１−（４−フェノキシフェニル）エチル基、２−（メトキシ）エチル基、２−（エトキシ）エチル基、２−（イソプロピルオキシ）エチル基、２−（ブチルオキシ）エチル基、２−（イソブチルオキシ）エチル基、２−（ｓｅｃ−ブチルオキシ）エチル基、２−（ｔｅｒｔ−ブチルオキシ）エチル、２−（フェノキシ）エチル基、２−（２−メチルフェノキシ）エチル基、２−（４−メチルフェノキシ）エチル基、２−フェニルシクロプロピル基および４−フェニルシクロヘキシル基が挙げられる。
【００２０】
Ｒ１は、好ましくは、置換基を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基であり、より好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル、イソプロピル基、ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等の炭素数１〜４のアルキル基であり、さらに好ましくは、メチル基である。
【００２１】
化合物（２）としては、具体的には例えば、３−メチルチオ−２−オキソプロピオン酸、３−ｔｅｒｔ−ブチルチオ−２−オキソプロピオン酸、３−エチルチオ−２−オキソプロピオン酸、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸、４−エチルチオ−２−オキソ酪酸、２−オキソ−４−プロピルチオ酪酸、５−メチルチオ−２−オキソペンタン酸、５−エチルチオ−２−オキソペンタン酸、２−オキソ−５−（プロピルチオ）ペンタン酸、６−メチルチオ−２−オキソヘキサン酸、６−エチルチオ−２−オキソヘキサン酸、２−オキソ−６−（プロピルチオ）ヘキサン酸およびそれらの塩が挙げられる。
化合物（２）は、市販品であってもよいし、例えば「Ｂｕｌｌ．Ａｇｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊａｐａｎ，第２１巻，第６号，３３３〜３３６頁（１９５７年）」、「Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ Ｌａｂｅｌｌｅｄ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ａｎｄ Ｒａｄｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ，第ＸＸＸＶＩ巻，第５号，４３１〜４３７頁（１９９５年）」に記載される方法により製造されるもの、または当該方法に準じて製造されるものであってもよい。
【００２２】
化合物（１）としては、具体的には例えば、２−ヒドロキシ−３−（メチルチオ）プロピオン酸、３−ｔｅｒｔ−ブチルチオ−２−ヒドロキシプロピオン酸、２−ヒドロキシ−３−（エチルチオ）プロピオン酸、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸、４−エチルチオ−２−ヒドロキシ酪酸、２−ヒドロキシ−４−（プロピルチオ）酪酸、２−ヒドロキシ−５−（メチルチオ）ペンタン酸、５−エチルチオ−２−ヒドロキシペンタン酸、２−ヒドロキシ−５−（プロピルチオ）ペンタン酸、２−ヒドロキシ−６−（メチルチオ）ヘキサン酸、６−エチルチオ−２−ヒドロキシヘキサン酸、２−ヒドロキシ−６−（プロピルチオ）ヘキサン酸およびそれらの塩が挙げられる。
【００２３】
本発明は、遷移金属触媒の存在下、化合物（２）と、水素とを反応させる工程を有することを特徴とする。以下、化合物（２）と、水素とを反応させる工程を、本反応ということがある。本反応により、化合物（２）は還元され、化合物（１）に変換される。
【００２４】
本反応に用いられる遷移金属触媒としては、例えば、ニッケルおよびコバルト等の鉄族元素、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金およびイリジウム等の貴金属元素が挙げられる。
【００２５】
遷移金属触媒は、例えば、鉄族元素、貴金属元素等の遷移元素より選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒（以下、担持触媒ということがある。）であってもよく、かかる担体として、好ましくは、活性炭、アルミナ、シリカおよびゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
担持触媒としては、例えば、ルテニウム／炭素（Ｒｕ／Ｃ）、ロジウム／炭素（Ｒｈ／Ｃ）、パラジウム／炭素（Ｐｄ／Ｃ）、白金／炭素（Ｐｔ／Ｃ）、イリジウム／炭素（Ｉｒ／Ｃ）、白金／アルミナ（Ｐｔ／アルミナ）が挙げられる。
担持触媒に含まれる遷移元素の量は、担体と遷移元素との合計量に対して、例えば０．１〜３０重量％であり、好ましくは０．５〜２０重量％である。
【００２６】
また、遷移金属触媒は、例えば、鉄族元素、貴金属元素等の遷移元素から選ばれる少なくとも一種の元素の無担持触媒であってもよい。かかる無担持触媒としては、例えば、還元ニッケル、スポンジニッケル（ラネーニッケル；「ラネー」は登録商標である）、還元コバルト、スポンジコバルト（ラネーコバルト；「ラネー」は登録商標である）、ルテニウムブラック、ロジウムブラック、パラジウムブラック、白金ブラック、イリジウムブラック、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化パラジウム、酸化白金、酸化イリジウムが挙げられる。
【００２７】
遷移金属触媒は、好ましくは、貴金属元素より選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒、スポンジニッケル又はスポンジコバルトであり、より好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金およびイリジウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒であり、さらに好ましくは、白金及びロジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒である。
【００２８】
遷移金属触媒は、市販品であってもよいし、任意の公知の方法により調製したものであってもよい。
遷移金属触媒の使用量は、後述する反応温度、反応試剤や溶媒の使用量、水素分圧等により適宜決定され、化合物（２）１重量部に対して、好ましくは、遷移元素が０．０００１〜１０重量部含まれる範囲の量、より好ましくは、遷移元素が０．００１〜５重量部含まれる範囲内の量である。遷移金属触媒として、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金およびイリジウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒を用いる場合、その使用量は、化合物（２）１重量部に対して、さらに好ましくは、遷移元素が０．０１〜０．１重量部含まれる範囲内の量である。
【００２９】
本反応に用いられる水素は、市販の水素ガスであってもよいし、例えば、ギ酸またはその塩から、任意の公知の方法により発生させたものであってもよい。水素ガスを用いる場合、その分圧は、好ましくは１０ＭＰａ以下であり、より好ましくは０．０１〜５ＭＰａであり、さらに好ましくは０．０２〜２ＭＰａであり、より一層好ましくは０．０５〜１．５ＭＰａである。
【００３０】
本反応は、好ましくは溶媒の存在下で行われる。かかる溶媒は、本反応に対して不活性なものであることが好ましく、例えば、ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、イソノナン、デカン、イソデカン、ウンデカン、ドデカン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサン、石油エーテル等の脂肪族炭化水素溶媒；テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジヘプチルエーテル、ジオクチルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル溶媒；メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、イソブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、イソペンチルアルコール、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、イソヘキシルアルコール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、イソペプチルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテル等のアルコール溶媒；酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル等のエステル溶媒；水；並びにそれらの混合物が挙げられる。溶媒は、好ましくは、アルコール溶媒および水からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、より好ましくは、メタノールおよび水からなる群より選ばれる少なくとも一種である。
溶媒の使用量は、化合物（２）１ｇに対して、好ましくは１〜２００ｍＬ、より好ましくは１０〜１５０ｍＬである。
【００３１】
本反応において、反応試剤の混合順序は特に規定されず、例えば、化合物（２）と遷移金属触媒とを混合し、得られた混合物に水素を加える方法や、化合物（２）とギ酸とを混合し、必要に応じて水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウム等の塩基を用いて任意のｐＨに調整した後、得られた混合物に遷移金属触媒を加える方法が挙げられる。
【００３２】
本反応における反応温度は、好ましくは０〜１００℃の範囲、より好ましくは２０〜９０℃の範囲、さらに好ましくは３０〜７０℃の範囲から選ばれる。本反応における反応時間は、反応温度、反応試剤や溶媒の使用量、水素分圧等にもよるが、例えば１〜２４時間である。
反応の進行度合いは、薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー等の分析手段により確認できる。
【００３３】
反応終了後、得られる反応混合物に、例えば、濾過、中和、抽出、水洗等の後処理を施し、次いで、蒸留等の単離処理を施せば、化合物（１）を取り出すことができる。反応混合物に水素が含まれる場合には、例えば、反応混合物中に窒素ガスを吹き込むことにより、水素を反応混合物から取り除くことができる。
取り出された化合物（１）は、抽出精製；蒸留；活性炭、シリカ、アルミナ等への吸着処理等の精製処理により、精製することができる。
【実施例】
【００３４】
次に実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明する。
【００３５】
以下の各実施例では、高速液体クロマトグラフィー（株式会社島津製作所製）を用いて下記分析条件により反応混合物を分析し、下式に基づいて転化率及び選択率を算出した。
【００３６】
＜分析条件＞
ＬＣカラム ：Ｌｉｃｈｒｏｓｏｒｂ−ＲＰ−８
カラム温度 ：４０℃
移動相 ：アセトニトリル／水＝５／９５
添加剤 １−ペンタンスルホン酸ナトリウム
添加剤濃度 ２．５ｍｍｏｌ／Ｌ
移動相のｐＨ ３（４０％リン酸を添加して調整）
流速 ：１．５ｍＬ／分
検出波長 ：２１０ｎｍ
測定時間 ：６０分
【００３７】
＜転化率を算出した式＞
転化率（％）＝１００（％）−（化合物（１）のピーク面積（％））
【００３８】
＜選択率を算出した式＞
選択率（％）＝（化合物（２）のピーク面積）／（全生成物のピーク面積）Ｘ１００
【００３９】
＜実施例１＞
内容量５０ｍＬのオートクレーブに、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウム５０ｍｇ、蒸留水５ｇおよびラネーニッケル（６１ｍｇ湿重量。「ラネー」は登録商標である。）を加え、得られた混合物を攪拌した。オートクレーブに水素を圧入して１ＭＰａＧ（ゲージ圧）とした後、得られた混合物を５０℃まで昇温し、６時間攪拌した。得られた反応混合物の一部を高速液体クロマトグラフィーにより分析したところ、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウムの転化率は５６．６％であり、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸の選択率は６７．１％であった。
【００４０】
＜実施例２＞
内容量５０ｍＬのオートクレーブに、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウム５０ｍｇ、蒸留水５ｇおよびラネーコバルト（６１ｍｇ湿重量。「ラネー」は登録商標である。）を加え、得られた混合物を攪拌した。オートクレーブに水素を圧入して１ＭＰａＧ（ゲージ圧）とした後、得られた混合物を５０℃まで昇温し、６時間攪拌した。得られた反応混合物の一部を高速液体クロマトグラフィーにより分析したところ、４−（メチルチオ）−２−オキソ酪酸ナトリウムの転化率は１４．６％であり、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸の選択率は２１．２％であった。
【００４１】
＜実施例３＞
内容量５０ｍＬのオートクレーブに、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウム５０ｍｇ、蒸留水５ｇおよび５％Ｐｄ／Ｃ（エヌイーケムキャット社製５０％ｗｅｔ）１２６ｍｇを入れ、得られた混合物を攪拌した。オートクレーブに水素を圧入して１ＭＰａＧ（ゲージ圧）とした後、得られた混合物を５０℃まで昇温し、６時間攪拌した。得られた反応混合物の一部を高速液体クロマトグラフィーにより分析したところ、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウムの転化率は２９．７％であり、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸の選択率は８３．９％であった。
【００４２】
＜実施例４＞
内容量５０ｍＬのオートクレーブに、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウム５０ｍｇ、蒸留水５ｇおよび５％Ｐｔ／Ｃ（エヌイーケムキャット社製５０％ｗｅｔ）２２９ｍｇを入れ、得られた混合物を攪拌した。オートクレーブに水素を圧入して１ＭＰａＧ（ゲージ圧）とした後、得られた混合物を５０℃まで昇温し、６時間攪拌した。得られた反応混合物の一部を高速液体クロマトグラフィーにより分析したところ、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウムの転化率は６８．４％であり、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸の選択率は８５．４％であった。
【００４３】
＜実施例５＞
内容量５０ｍＬのオートクレーブに、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウム５０ｍｇ、蒸留水５ｇおよび５％Ｒｕ／Ｃ（和光純薬株式会社製）５９ｍｇを入れ、得られた混合物を攪拌した。オートクレーブに水素を圧入して１ＭＰａＧ（ゲージ圧）とした後、５０℃まで昇温し、得られた混合物を６時間攪拌した。得られた反応混合物の一部を高速液体クロマトグラフィーにより分析したところ、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウムの転化率は２９．６％であり、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸の選択率は８６．２％であった。
【００４４】
＜実施例６＞
内容量５０ｍＬのオートクレーブに、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウム５０ｍｇ、蒸留水５ｇおよび５％Ｒｈ／Ｃ（和光純薬株式会社製）６１ｍｇを入れ、得られた混合物を攪拌した。オートクレーブに水素を圧入して１ＭＰａＧ（ゲージ圧）とした後、５０℃まで昇温し、得られた混合物を６時間攪拌した。得られた反応混合物の一部を高速液体クロマトグラフィーにより分析したところ、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウムの転化率は９５．６％であり、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸の選択率は９３．９％であった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸化合物は、多くの生物に普遍的に存在し、生物反応に重要な化合物である。特に、４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸は、生体内変換により必須アミノ酸であるメチオニンに変換されるため、飼料添加剤としても用いられる重要な化合物である。
本発明は、かかるヒドロキシカルボン酸化合物またはその塩の製造方法として利用可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒドロキシカルボン酸化合物またはその塩の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸化合物は、多くの生物に普遍的に存在し、生物反応に重要な化合物である。特に、４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸は、生体内変換により必須アミノ酸であるメチオニンに変換されるため、飼料添加剤としても用いられる重要な化合物である。
【０００３】
ヒドロキシカルボン酸化合物の製造方法として、例えば、非特許文献１には、次の方法が記載されている。まず、アクロレインにメタンチオールを付加させ、３−メチルチオプロピオンアルデヒドとし、これをシアン化水素と反応させて２−ヒドロキシ−４−メチルチオブチロニトリルを得る。次いで、２−ヒドロキシ−４−メチルチオブチロニトリルを硫酸で加水分解することにより、４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸を得る。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】工業有機化学、東京化学同人、２７３〜２７５頁（１９７８年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記製造方法は、シアン化水素を原料として使用するが、シアン化水素の取り扱いには充分な管理やそれに適合する設備等が必要である。
かかる状況下、シアン化水素を原料として使用することなく、４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸化合物を製造できる新たな方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討し、本発明に至った。
【０００７】
即ち本発明は、以下の通りである。
〔１〕 遷移金属触媒の存在下、式（２）
【０００８】
【化１】
（式中、Ｒ１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。）
で示されるケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程を有することを特徴とする式（１）
【０００９】
【化２】
（式中、Ｒ１およびｎはそれぞれ上記で定義した通り。）
で示されるヒドロキシカルボン酸化合物またはその塩の製造方法。
〔２〕 前記工程が、さらに溶媒の存在下に前記ケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程である前記〔１〕記載の製造方法。
〔３〕 前記溶媒が、メタノールおよび水からなる群より選ばれる少なくとも一種である前記２記載の製造方法。
〔４〕 前記遷移金属触媒が、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金およびイリジウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒である前記〔１〕〜〔３〕のいずれか記載の製造方法。
〔５〕 前記担体が、活性炭、アルミナ、シリカおよびゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも一種である前記〔４〕記載の製造方法。
〔６〕 前記工程が、０〜１００℃の範囲から選ばれる温度で、前記ケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程である前記〔１〕〜〔５〕のいずれか記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シアン化水素を原料として使用することなく、４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸化合物を製造できる新たな方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明で用いられる式（２）
【００１２】
【化３】
で示されるケトカルボン酸化合物またはその塩、および本発明で得られる式（１）
【００１３】
【化４】
で示されるヒドロキシカルボン酸化合物またはその塩について説明する。
【００１４】
式（２）で示されるケトカルボン酸化合物の塩は、式（２）において−ＣＯＯＨで表される基から解離し得るＨ＋が、任意の陽イオンに置き換わってなる塩を意味する。かかる陽イオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオンおよびカリウムイオン等のアルカリ金属イオン；並びにカルシウムイオンおよびマグネシウムイオン等のアルカリ土類金属イオンが挙げられる。
以下、式（２）で示されるケトカルボン酸化合物および式（２）で示されるケトカルボン酸化合物の塩を、化合物（２）ということがある。
【００１５】
式（１）で示されるヒドロキシカルボン酸化合物の塩は、式（１）において−ＣＯＯＨで表される基から解離し得るＨ＋が、任意の陽イオンに置き換わってなる塩を意味する。かかる陽イオンとしては、例えばリチウムイオン、ナトリウムイオンおよびカリウムイオン等のアルカリ金属イオン；並びにカルシウムイオンおよびマグネシウムイオン等のアルカリ土類金属イオンが挙げられる。
以下、式（１）で示されるヒドロキシカルボン酸化合物および式（１）で示されるヒドロキシカルボン酸化合物の塩を、化合物（１）ということがある。
【００１６】
式（２）および式（１）において、Ｒ１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。
【００１７】
式（２）および式（１）において、Ｒ１で表される置換基を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基における、炭素数１〜１２のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、オクチル基およびデシル基が挙げられ、置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基における、炭素数３〜１２のシクロアルキル基としては、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基およびシクロヘキシル基が挙げられる。
【００１８】
炭素数１〜１２のアルキル基が有していてもよい置換基および炭素数３〜１２のシクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、４−メチルフェニル基等の炭素数６〜２０のアリール基；メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、ｓｅｃ−ブチルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルオキシ基等の炭素数１〜１２のアルコキシ基；トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基等の炭素数１〜６のペルフルオロアルキルオキシ基；並びにフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも一種の基が挙げられる。ここで、前記炭素数６〜２０のアリール基、前記炭素数１〜１２のアルコキシ基および前記炭素数６〜２０のアリールオキシ基は、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数１〜１２のアルコキシ基および炭素数６〜２０のアリールオキシ基からなる群より選ばれる少なくとも一種の基をさらに有していてもよい。
【００１９】
Ｒ１で表される置換基を有する炭素数１〜１２のアルキル基および置換基を有する炭素数３〜１２のシクロアルキル基としては、具体的には例えば、ナフタレン−１−イルメチル基、ナフタレン−２−イルメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、イソプロピルオキシメチル基、ブチルオキシメチル基、イソブチルオキシメチル基、ｓｅｃ−ブチルオキシメチル基、ｔｅｒｔ−ブチルオキシメチル、フェノキシメチル基、２−メチルフェノキシメチル基、４−メチルフェノキシメチル基、１−フェニルエチル基、２−フェニルエチル基、１−（ナフタレン−１−イル）エチル基、１−（ナフタレン−２−イル）エチル基、１−（４−メチルフェニル）エチル基、１−（３，４−ジメチルフェニル）エチル基、１−（４−メトキシフェニル）エチル基、１−（３，４−ジメトキシフェニル）エチル基、１−（４−フェニルフェニル）エチル基、１−（４−フェノキシフェニル）エチル基、２−（メトキシ）エチル基、２−（エトキシ）エチル基、２−（イソプロピルオキシ）エチル基、２−（ブチルオキシ）エチル基、２−（イソブチルオキシ）エチル基、２−（ｓｅｃ−ブチルオキシ）エチル基、２−（ｔｅｒｔ−ブチルオキシ）エチル、２−（フェノキシ）エチル基、２−（２−メチルフェノキシ）エチル基、２−（４−メチルフェノキシ）エチル基、２−フェニルシクロプロピル基および４−フェニルシクロヘキシル基が挙げられる。
【００２０】
Ｒ１は、好ましくは、置換基を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基であり、より好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル、イソプロピル基、ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等の炭素数１〜４のアルキル基であり、さらに好ましくは、メチル基である。
【００２１】
化合物（２）としては、具体的には例えば、３−メチルチオ−２−オキソプロピオン酸、３−ｔｅｒｔ−ブチルチオ−２−オキソプロピオン酸、３−エチルチオ−２−オキソプロピオン酸、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸、４−エチルチオ−２−オキソ酪酸、２−オキソ−４−プロピルチオ酪酸、５−メチルチオ−２−オキソペンタン酸、５−エチルチオ−２−オキソペンタン酸、２−オキソ−５−（プロピルチオ）ペンタン酸、６−メチルチオ−２−オキソヘキサン酸、６−エチルチオ−２−オキソヘキサン酸、２−オキソ−６−（プロピルチオ）ヘキサン酸およびそれらの塩が挙げられる。
化合物（２）は、市販品であってもよいし、例えば「Ｂｕｌｌ．Ａｇｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊａｐａｎ，第２１巻，第６号，３３３〜３３６頁（１９５７年）」、「Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ Ｌａｂｅｌｌｅｄ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ａｎｄ Ｒａｄｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ，第ＸＸＸＶＩ巻，第５号，４３１〜４３７頁（１９９５年）」に記載される方法により製造されるもの、または当該方法に準じて製造されるものであってもよい。
【００２２】
化合物（１）としては、具体的には例えば、２−ヒドロキシ−３−（メチルチオ）プロピオン酸、３−ｔｅｒｔ−ブチルチオ−２−ヒドロキシプロピオン酸、２−ヒドロキシ−３−（エチルチオ）プロピオン酸、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸、４−エチルチオ−２−ヒドロキシ酪酸、２−ヒドロキシ−４−（プロピルチオ）酪酸、２−ヒドロキシ−５−（メチルチオ）ペンタン酸、５−エチルチオ−２−ヒドロキシペンタン酸、２−ヒドロキシ−５−（プロピルチオ）ペンタン酸、２−ヒドロキシ−６−（メチルチオ）ヘキサン酸、６−エチルチオ−２−ヒドロキシヘキサン酸、２−ヒドロキシ−６−（プロピルチオ）ヘキサン酸およびそれらの塩が挙げられる。
【００２３】
本発明は、遷移金属触媒の存在下、化合物（２）と、水素とを反応させる工程を有することを特徴とする。以下、化合物（２）と、水素とを反応させる工程を、本反応ということがある。本反応により、化合物（２）は還元され、化合物（１）に変換される。
【００２４】
本反応に用いられる遷移金属触媒としては、例えば、ニッケルおよびコバルト等の鉄族元素、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金およびイリジウム等の貴金属元素が挙げられる。
【００２５】
遷移金属触媒は、例えば、鉄族元素、貴金属元素等の遷移元素より選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒（以下、担持触媒ということがある。）であってもよく、かかる担体として、好ましくは、活性炭、アルミナ、シリカおよびゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
担持触媒としては、例えば、ルテニウム／炭素（Ｒｕ／Ｃ）、ロジウム／炭素（Ｒｈ／Ｃ）、パラジウム／炭素（Ｐｄ／Ｃ）、白金／炭素（Ｐｔ／Ｃ）、イリジウム／炭素（Ｉｒ／Ｃ）、白金／アルミナ（Ｐｔ／アルミナ）が挙げられる。
担持触媒に含まれる遷移元素の量は、担体と遷移元素との合計量に対して、例えば０．１〜３０重量％であり、好ましくは０．５〜２０重量％である。
【００２６】
また、遷移金属触媒は、例えば、鉄族元素、貴金属元素等の遷移元素から選ばれる少なくとも一種の元素の無担持触媒であってもよい。かかる無担持触媒としては、例えば、還元ニッケル、スポンジニッケル（ラネーニッケル；「ラネー」は登録商標である）、還元コバルト、スポンジコバルト（ラネーコバルト；「ラネー」は登録商標である）、ルテニウムブラック、ロジウムブラック、パラジウムブラック、白金ブラック、イリジウムブラック、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化パラジウム、酸化白金、酸化イリジウムが挙げられる。
【００２７】
遷移金属触媒は、好ましくは、貴金属元素より選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒、スポンジニッケル又はスポンジコバルトであり、より好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金およびイリジウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒であり、さらに好ましくは、白金及びロジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒である。
【００２８】
遷移金属触媒は、市販品であってもよいし、任意の公知の方法により調製したものであってもよい。
遷移金属触媒の使用量は、後述する反応温度、反応試剤や溶媒の使用量、水素分圧等により適宜決定され、化合物（２）１重量部に対して、好ましくは、遷移元素が０．０００１〜１０重量部含まれる範囲の量、より好ましくは、遷移元素が０．００１〜５重量部含まれる範囲内の量である。遷移金属触媒として、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金およびイリジウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒を用いる場合、その使用量は、化合物（２）１重量部に対して、さらに好ましくは、遷移元素が０．０１〜０．１重量部含まれる範囲内の量である。
【００２９】
本反応に用いられる水素は、市販の水素ガスであってもよいし、例えば、ギ酸またはその塩から、任意の公知の方法により発生させたものであってもよい。水素ガスを用いる場合、その分圧は、好ましくは１０ＭＰａ以下であり、より好ましくは０．０１〜５ＭＰａであり、さらに好ましくは０．０２〜２ＭＰａであり、より一層好ましくは０．０５〜１．５ＭＰａである。
【００３０】
本反応は、好ましくは溶媒の存在下で行われる。かかる溶媒は、本反応に対して不活性なものであることが好ましく、例えば、ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、イソノナン、デカン、イソデカン、ウンデカン、ドデカン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサン、石油エーテル等の脂肪族炭化水素溶媒；テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジヘプチルエーテル、ジオクチルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル溶媒；メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、イソブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、イソペンチルアルコール、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、イソヘキシルアルコール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、イソペプチルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテル等のアルコール溶媒；酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル等のエステル溶媒；水；並びにそれらの混合物が挙げられる。溶媒は、好ましくは、アルコール溶媒および水からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、より好ましくは、メタノールおよび水からなる群より選ばれる少なくとも一種である。
溶媒の使用量は、化合物（２）１ｇに対して、好ましくは１〜２００ｍＬ、より好ましくは１０〜１５０ｍＬである。
【００３１】
本反応において、反応試剤の混合順序は特に規定されず、例えば、化合物（２）と遷移金属触媒とを混合し、得られた混合物に水素を加える方法や、化合物（２）とギ酸とを混合し、必要に応じて水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウム等の塩基を用いて任意のｐＨに調整した後、得られた混合物に遷移金属触媒を加える方法が挙げられる。
【００３２】
本反応における反応温度は、好ましくは０〜１００℃の範囲、より好ましくは２０〜９０℃の範囲、さらに好ましくは３０〜７０℃の範囲から選ばれる。本反応における反応時間は、反応温度、反応試剤や溶媒の使用量、水素分圧等にもよるが、例えば１〜２４時間である。
反応の進行度合いは、薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー等の分析手段により確認できる。
【００３３】
反応終了後、得られる反応混合物に、例えば、濾過、中和、抽出、水洗等の後処理を施し、次いで、蒸留等の単離処理を施せば、化合物（１）を取り出すことができる。反応混合物に水素が含まれる場合には、例えば、反応混合物中に窒素ガスを吹き込むことにより、水素を反応混合物から取り除くことができる。
取り出された化合物（１）は、抽出精製；蒸留；活性炭、シリカ、アルミナ等への吸着処理等の精製処理により、精製することができる。
【実施例】
【００３４】
次に実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明する。
【００３５】
以下の各実施例では、高速液体クロマトグラフィー（株式会社島津製作所製）を用いて下記分析条件により反応混合物を分析し、下式に基づいて転化率及び選択率を算出した。
【００３６】
＜分析条件＞
ＬＣカラム ：Ｌｉｃｈｒｏｓｏｒｂ−ＲＰ−８
カラム温度 ：４０℃
移動相 ：アセトニトリル／水＝５／９５
添加剤 １−ペンタンスルホン酸ナトリウム
添加剤濃度 ２．５ｍｍｏｌ／Ｌ
移動相のｐＨ ３（４０％リン酸を添加して調整）
流速 ：１．５ｍＬ／分
検出波長 ：２１０ｎｍ
測定時間 ：６０分
【００３７】
＜転化率を算出した式＞
転化率（％）＝１００（％）−（化合物（１）のピーク面積（％））
【００３８】
＜選択率を算出した式＞
選択率（％）＝（化合物（２）のピーク面積）／（全生成物のピーク面積）Ｘ１００
【００３９】
＜実施例１＞
内容量５０ｍＬのオートクレーブに、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウム５０ｍｇ、蒸留水５ｇおよびラネーニッケル（６１ｍｇ湿重量。「ラネー」は登録商標である。）を加え、得られた混合物を攪拌した。オートクレーブに水素を圧入して１ＭＰａＧ（ゲージ圧）とした後、得られた混合物を５０℃まで昇温し、６時間攪拌した。得られた反応混合物の一部を高速液体クロマトグラフィーにより分析したところ、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウムの転化率は５６．６％であり、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸の選択率は６７．１％であった。
【００４０】
＜実施例２＞
内容量５０ｍＬのオートクレーブに、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウム５０ｍｇ、蒸留水５ｇおよびラネーコバルト（６１ｍｇ湿重量。「ラネー」は登録商標である。）を加え、得られた混合物を攪拌した。オートクレーブに水素を圧入して１ＭＰａＧ（ゲージ圧）とした後、得られた混合物を５０℃まで昇温し、６時間攪拌した。得られた反応混合物の一部を高速液体クロマトグラフィーにより分析したところ、４−（メチルチオ）−２−オキソ酪酸ナトリウムの転化率は１４．６％であり、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸の選択率は２１．２％であった。
【００４１】
＜実施例３＞
内容量５０ｍＬのオートクレーブに、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウム５０ｍｇ、蒸留水５ｇおよび５％Ｐｄ／Ｃ（エヌイーケムキャット社製５０％ｗｅｔ）１２６ｍｇを入れ、得られた混合物を攪拌した。オートクレーブに水素を圧入して１ＭＰａＧ（ゲージ圧）とした後、得られた混合物を５０℃まで昇温し、６時間攪拌した。得られた反応混合物の一部を高速液体クロマトグラフィーにより分析したところ、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウムの転化率は２９．７％であり、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸の選択率は８３．９％であった。
【００４２】
＜実施例４＞
内容量５０ｍＬのオートクレーブに、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウム５０ｍｇ、蒸留水５ｇおよび５％Ｐｔ／Ｃ（エヌイーケムキャット社製５０％ｗｅｔ）２２９ｍｇを入れ、得られた混合物を攪拌した。オートクレーブに水素を圧入して１ＭＰａＧ（ゲージ圧）とした後、得られた混合物を５０℃まで昇温し、６時間攪拌した。得られた反応混合物の一部を高速液体クロマトグラフィーにより分析したところ、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウムの転化率は６８．４％であり、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸の選択率は８５．４％であった。
【００４３】
＜実施例５＞
内容量５０ｍＬのオートクレーブに、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウム５０ｍｇ、蒸留水５ｇおよび５％Ｒｕ／Ｃ（和光純薬株式会社製）５９ｍｇを入れ、得られた混合物を攪拌した。オートクレーブに水素を圧入して１ＭＰａＧ（ゲージ圧）とした後、５０℃まで昇温し、得られた混合物を６時間攪拌した。得られた反応混合物の一部を高速液体クロマトグラフィーにより分析したところ、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウムの転化率は２９．６％であり、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸の選択率は８６．２％であった。
【００４４】
＜実施例６＞
内容量５０ｍＬのオートクレーブに、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウム５０ｍｇ、蒸留水５ｇおよび５％Ｒｈ／Ｃ（和光純薬株式会社製）６１ｍｇを入れ、得られた混合物を攪拌した。オートクレーブに水素を圧入して１ＭＰａＧ（ゲージ圧）とした後、５０℃まで昇温し、得られた混合物を６時間攪拌した。得られた反応混合物の一部を高速液体クロマトグラフィーにより分析したところ、４−メチルチオ−２−オキソ酪酸ナトリウムの転化率は９５．６％であり、２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）酪酸の選択率は９３．９％であった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸化合物は、多くの生物に普遍的に存在し、生物反応に重要な化合物である。特に、４−メチルチオ―２−ヒドロキシ酪酸は、生体内変換により必須アミノ酸であるメチオニンに変換されるため、飼料添加剤としても用いられる重要な化合物である。
本発明は、かかるヒドロキシカルボン酸化合物またはその塩の製造方法として利用可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遷移金属触媒の存在下、式（２）
【化１】
（式中、Ｒ１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。）
で示されるケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程を有することを特徴とする式（１）
【化２】
（式中、Ｒ１およびｎはそれぞれ上記で定義した通り。）
で示されるヒドロキシカルボン酸化合物またはその塩の製造方法。
【請求項２】
前記工程が、さらに溶媒の存在下に前記ケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程である請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記溶媒が、メタノールおよび水からなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
前記遷移金属触媒が、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金およびイリジウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒である請求項１〜３のいずれか記載の製造方法。
【請求項５】
前記担体が、活性炭、アルミナ、シリカおよびゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項４記載の製造方法。
【請求項６】
前記工程が、０〜１００℃の範囲から選ばれる温度で、前記ケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程である請求項１〜５のいずれか記載の製造方法。
【請求項１】
遷移金属触媒の存在下、式（２）
【化１】
（式中、Ｒ１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。）
で示されるケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程を有することを特徴とする式（１）
【化２】
（式中、Ｒ１およびｎはそれぞれ上記で定義した通り。）
で示されるヒドロキシカルボン酸化合物またはその塩の製造方法。
【請求項２】
前記工程が、さらに溶媒の存在下に前記ケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程である請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記溶媒が、メタノールおよび水からなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
前記遷移金属触媒が、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金およびイリジウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を担体に担持させた触媒である請求項１〜３のいずれか記載の製造方法。
【請求項５】
前記担体が、活性炭、アルミナ、シリカおよびゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項４記載の製造方法。
【請求項６】
前記工程が、０〜１００℃の範囲から選ばれる温度で、前記ケトカルボン酸化合物またはその塩と、水素とを反応させる工程である請求項１〜５のいずれか記載の製造方法。
【公開番号】特開２０１２−１２６６５１（Ｐ２０１２−１２６６５１Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６６５３（Ｐ２０１０−２７６６５３）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]