JP2010285371A - METHOD FOR PRODUCING beta-D-GLUCOPYRANOSYLAMINE DERIVATIVE - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医薬、農薬、化粧品、機能性材料等の分野で重要なβ−D−グルコピラノシルアミン誘導体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a β-D-glucopyranosylamine derivative that is important in the fields of pharmaceuticals, agricultural chemicals, cosmetics, functional materials and the like.
β−D−グルコピラノシルアミンのアミノ基に長鎖飽和脂肪酸をアミド結合させた誘導体は界面活性剤として用いることができることが非特許文献1に開示されており、また、炭素数12〜41の長鎖不飽和脂肪酸をアミド結合させた誘導体は中空繊維状有機ナノチューブの構成単位として用いることができることが特許文献1および2に開示されている。このように、β−D−グルコピラノシルアミンは医薬、農薬、化粧品、機能性材料等の分野で重要な化合物であるが、報告されている製造方法には工業上の解決すべき課題があった。 It is disclosed in Non-Patent Document 1 that a derivative in which a long-chain saturated fatty acid is amide-bonded to the amino group of β-D-glucopyranosylamine can be used as a surfactant, and has 12 to 41 carbon atoms. Patent Documents 1 and 2 disclose that a derivative obtained by amide-bonding a long-chain unsaturated fatty acid can be used as a structural unit of a hollow fiber-like organic nanotube. Thus, β-D-glucopyranosylamine is an important compound in the fields of pharmaceuticals, agricultural chemicals, cosmetics, functional materials, etc., but the reported production method has problems to be solved in the industry. It was.
たとえば、合成中間体であるβ−D−グルコピラノシルアミンの調製方法として、特許文献1では約0.1Mのグルコース水溶液に、37℃で大過剰の炭酸水素アンモニウムを3〜5日間にわたって徐々に添加する方法が合成例として例示されているが、本法では反応が長時間にわたり、また、後処理段階での脱塩操作が煩雑になるという問題があった。 For example, as a method for preparing β-D-glucopyranosylamine, which is a synthetic intermediate, in Patent Document 1, a large excess of ammonium bicarbonate is gradually added to an approximately 0.1 M glucose aqueous solution at 37 ° C. over 3 to 5 days. However, this method has a problem that the reaction takes a long time and the desalting operation in the post-treatment stage becomes complicated.
一方、非特許文献1では0.2Mのグルコースおよび0.2Mの炭酸水素アンモニウムを16Mのアンモニア水中、42℃で36時間反応させると高純度でβ−D−グルコピラノシルアミンが生成することが開示されている。しかし、後処理工程での純度低下を防ぐために大量の水を凍結乾燥により除去しており、工業的な製法としては実用上の問題があった。また、非特許文献2では、3−アシル−5−メチル−1,3,4−チアジアゾール−2(3H)−チオンをアシル化剤としたβ−D−グルコピラノシルアミンの長鎖脂肪酸誘導体の合成例が開示されているが、該アシル化剤は高価であり、工業的に簡便に応用できる製造方法ではなかった。 On the other hand, Non-Patent Document 1 discloses that β-D-glucopyranosylamine is produced with high purity when 0.2 M glucose and 0.2 M ammonium hydrogen carbonate are reacted in 16 M ammonia water at 42 ° C. for 36 hours. ing. However, a large amount of water is removed by freeze-drying in order to prevent a decrease in purity in the post-treatment process, and there is a practical problem as an industrial production method. Non-Patent Document 2 discloses a long-chain fatty acid derivative of β-D-glucopyranosylamine using 3-acyl-5-methyl-1,3,4-thiadiazole-2 (3H) -thione as an acylating agent. Although a synthesis example is disclosed, the acylating agent is expensive, and it has not been a production method that can be applied industrially easily.
すなわち、β−D−グルコピラノシルアミンの長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸アミド誘導体は有用な化合物であるが、従来提案されてきた製造方法では、β−D−グルコースから中間体であるβ−D−グルコピラノシルアミンを製造する工程が煩雑であったり、長時間であったり、高価な原料が必要となるなどの問題があったため、β−D−グルコピラノシルアミンの長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸誘導体を工業的に安価に製造することができなかった。 That is, a long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid amide derivative of β-D-glucopyranosylamine is a useful compound. However, in a conventionally proposed production method, β-D-glucose is an intermediate β The process for producing -D-glucopyranosylamine is troublesome, takes a long time, or requires expensive raw materials, so that a long chain of β-D-glucopyranosylamine (saturated) / Unsaturated) fatty acid derivatives could not be produced industrially at low cost.
本発明は、β−D−グルコピラノシルアミンの長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸誘導体を、工業的に簡便で安価に製造する方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an industrially simple and inexpensive method for producing a long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid derivative of β-D-glucopyranosylamine.
本発明者らは、β−D−グルコピラノシルアミンの長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸誘導体を製造するための煩雑な工程や長時間の工程を回避する手段に関して鋭意検討した結果、水またはメタノール中でD−グルコースをアンモニアと反応させる第一工程と、第一工程の生成物と長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸ハロゲン化物とを極性溶媒中で反応させる第二工程とを含む製造方法によって、煩雑な工程や長時間の工程を伴うことなく、β−D−グルコピラノシルアミンの長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸誘導体を製造することができることを見出した。 As a result of intensive studies on the means for avoiding complicated steps and long-time steps for producing a long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid derivative of β-D-glucopyranosylamine, A production method comprising: a first step of reacting D-glucose with ammonia in methanol; and a second step of reacting the product of the first step with a long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid halide in a polar solvent. Thus, it has been found that a long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid derivative of β-D-glucopyranosylamine can be produced without complicated steps and long steps.
本発明の製造方法は、β−D−グルコピラノシルアミンの長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸誘導体を、D−グルコースからβ−D−グルコピラノシルアミンを経由して工業的に製造する際、従来法に比べ、煩雑な工程や長時間の工程を回避することができる。その結果、産業上有用なβ−D−グルコピラノシルアミンの長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸誘導体を安価に提供できるという効果を有しており、利用価値は高い。 In the production method of the present invention, a long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid derivative of β-D-glucopyranosylamine is industrially produced from D-glucose via β-D-glucopyranosylamine. Compared with the conventional method, a complicated process or a long process can be avoided. As a result, it has the effect that industrially useful β-D-glucopyranosylamine long chain (saturated / unsaturated) fatty acid derivatives can be provided at low cost, and its utility value is high.
本発明は、第一工程(A)と第二工程(B)を含むことを必須とする。第一工程(A)では、D−グルコースをアンモニア水またはアンモニア/メタノール溶液中で加温した後、過剰量のアンモニアおよび溶媒(水またはメタノール)を除去することで、中間体のβ−D−グルコピラノシルアミンの粗生成物を得ることができる。アンモニア水としては、アンモニア濃度が高いほうが反応が速く、反応後に除去する水の量が少なくて済むので、11N以上のアンモニア水が好ましく、13N以上のアンモニア水がさらに好ましい。すなわち、市販の25〜30重量%アンモニア水を好適に用いることができる。なお、上記のNは規定度の単位として当業者に慣用されている濃度の単位であり、溶液1リットル中に1グラム当量の溶質を含む濃度を意味する。アンモニア水の場合はアンモニウムイオンが1価陽イオンであるため、1モル/リットル濃度と同じ意味である。 This invention makes it essential to include a 1st process (A) and a 2nd process (B). In the first step (A), D-glucose is heated in aqueous ammonia or an ammonia / methanol solution, and then excess ammonia and solvent (water or methanol) are removed to remove the intermediate β-D- A crude product of glucopyranosylamine can be obtained. As the ammonia water, the higher the ammonia concentration, the faster the reaction and the smaller the amount of water to be removed after the reaction is, so the ammonia water of 11N or more is preferable, and the ammonia water of 13N or more is more preferable. That is, a commercially available 25-30 wt% ammonia water can be suitably used. The above N is a unit of concentration commonly used by those skilled in the art as a unit of normality, and means a concentration containing 1 gram equivalent of solute in 1 liter of solution. In the case of ammonia water, the ammonium ion is a monovalent cation, so it has the same meaning as 1 mol / liter concentration.
アンモニア/メタノール溶液の場合でもアンモニア濃度が高いほうが反応が速く、反応後に除去するメタノールの量が少なくて済むので、6N以上の濃度の溶液が好ましく使用可能であり、さらに好ましくは7N以上である。アンモニアは予め水またはメタノールに溶解された状態でも良く、また、D−グルコースを水またはメタノールに加えた後に、上述の使用可能または好適な濃度になるように注入されても良い。
アンモニア水は50質量%以下のメタノールおよび/またはエタノールを含んでいてもよく、また、アンモニア/メタノール溶液は50質量%以下の水および/またはエタノールを含んでいてもよい。これらの内では、アンモニア濃度をより高くできる点でアンモニア水を使用することがより好ましい。
Even in the case of an ammonia / methanol solution, the higher the ammonia concentration, the faster the reaction, and the smaller the amount of methanol to be removed after the reaction is, the more preferably a solution having a concentration of 6N or more can be used, more preferably 7N or more. Ammonia may be in a state preliminarily dissolved in water or methanol, or after adding D-glucose to water or methanol, it may be injected to the above usable or suitable concentration.
The ammonia water may contain 50% by mass or less of methanol and / or ethanol, and the ammonia / methanol solution may contain 50% by mass or less of water and / or ethanol. In these, it is more preferable to use ammonia water at the point which can make ammonia concentration higher.
第一工程(A)におけるD‐グルコースの初期仕込み濃度は、高いほど反応の進行が速く、反応後に除去する溶媒の量が少なくて済むので好ましい。D−グルコースのモル数(mol)をアンモニア水またはアンモニア/メタノール溶液を含む溶液の体積(L)で除した量(mol/L、以後Mと略す)で定義すると、D‐グルコースの初期濃度は2〜5Mが好ましく、より好ましくは2.5〜4.5Mである。 The higher the initial charged concentration of D-glucose in the first step (A), the faster the reaction proceeds, and the smaller the amount of solvent removed after the reaction, the better. When the number of moles (mol) of D-glucose is defined by the amount (mol / L, hereinafter abbreviated as M) divided by the volume (L) of ammonia water or ammonia / methanol solution, the initial concentration of D-glucose is 2-5M is preferable, More preferably, it is 2.5-4.5M.
非特許文献1には第一工程(A)と類似の反応において、D‐グルコースの濃度が0.5Mを超えると、di−D−glycosylamineが生成することが開示されており、従来このような高濃度での反応は好ましくないと考えられてきたが、本発明における好ましいD‐グルコースの仕込み濃度は、従来知られていた濃度よりも著しく高い濃度領域で好ましい結果を得られるものであり、予想し得ない効果を奏するものである。 Non-Patent Document 1 discloses that in a reaction similar to the first step (A), when the concentration of D-glucose exceeds 0.5 M, di-D-glycosylamine is generated. Although the reaction at a high concentration has been considered unfavorable, the preferred concentration of D-glucose in the present invention is such that a favorable result can be obtained in a concentration region that is significantly higher than the conventionally known concentration. There is an effect that cannot be achieved.
第一工程(A)の反応は反応温度の影響を受ける。反応温度が低いほうが副生成物の発生を抑えることができるが反応時間が長時間になる傾向があり、反応温度を高くすれば反応の進行が加速されて反応時間が短くて済む。本発明において好ましい反応温度は25〜70℃、更に好ましくは35〜50℃の範囲である。この場合の好ましい反応時間は各種条件設定により異なるが、好ましくは5〜50時間、さらに好ましくは10〜30時間である。 The reaction in the first step (A) is affected by the reaction temperature. The lower the reaction temperature, the generation of by-products can be suppressed, but the reaction time tends to be longer. If the reaction temperature is increased, the progress of the reaction is accelerated and the reaction time can be shortened. In the present invention, a preferable reaction temperature is 25 to 70 ° C, more preferably 35 to 50 ° C. The preferred reaction time in this case varies depending on various conditions, but is preferably 5 to 50 hours, more preferably 10 to 30 hours.
第一工程の(A)によって、D−グルコースはアンモニアと反応してβ−D−グルコピラノシルアミンに変る。反応終了後、過剰量のアンモニアおよび溶媒を除去することによって、本発明の目的物を得るための中間体であるβ−D−グルコピラノシルアミンの粗生成物を得ることができる。過剰量のアンモニアおよび溶媒を除去する方法は、蒸散、凍結乾燥、減圧乾燥などいずれの方法でも用いることができるが、好ましくは減圧乾燥であり、その際の温度は低いほうが、β−D−グルコピラノシルアミンの分解を抑えることができ、一方で高いほうが速く溶媒を除去することができるので、好ましくは−30℃〜40℃、更に好ましくは−20℃から20℃である。 According to the first step (A), D-glucose reacts with ammonia to be converted to β-D-glucopyranosylamine. After completion of the reaction, a crude product of β-D-glucopyranosylamine which is an intermediate for obtaining the target product of the present invention can be obtained by removing excess ammonia and solvent. Any method such as transpiration, freeze-drying, or reduced-pressure drying can be used as a method for removing excessive amounts of ammonia and the solvent. However, it is preferable to use reduced-pressure drying, and the lower the temperature, β-D-glucose is preferable. Since decomposition | disassembly of pyranosylamine can be suppressed, while a higher one can remove a solvent faster, Preferably it is -30 degreeC-40 degreeC, More preferably, it is -20 degreeC to 20 degreeC.
第一工程(A)で得られるβ−D−グルコピラノシルアミンの粗生成物の純度は、各種条件設定により異なるが、おおむね55〜90重量%であり、その他にはα−グルコース、β−グルコース、ジ−β−D−グルコピラノシルアミンが含まれる。β−D−グルコピラノシルアミンは、これらの不純物を含有する粗生成物の状態のまま、次工程の第二工程(B)に供することができる。 The purity of the crude product of β-D-glucopyranosylamine obtained in the first step (A) varies depending on various condition settings, but is generally 55 to 90% by weight. Other than these, α-glucose, β- Glucose and di-β-D-glucopyranosylamine are included. β-D-glucopyranosylamine can be subjected to the second step (B) of the next step while remaining in the state of a crude product containing these impurities.
第二工程(B)は、上記(A)の工程で得られたβ−グルコピラノシルアミンの粗生成物とD−グルコースと長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸ハロゲン化物とを反応させ、式(1)で示されるβ−D−グルコピラノシルアミン誘導体を製造する工程である。 In the second step (B), the crude product of β-glucopyranosylamine obtained in the step (A), D-glucose and a long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid halide are reacted, and the formula This is a process for producing a β-D-glucopyranosylamine derivative represented by (1).
本発明で使用する長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸ハロゲン化物は、総炭素数が12〜22の長鎖脂肪酸のハロゲン化物であり、飽和および/または不飽和の長鎖脂肪酸のカルボキシル基を酸ハロゲン化物に誘導したものである。ハロゲンとして好ましいのは反応性が高い臭素、塩素であり、さらに好ましいのは安価な塩素である。
長鎖飽和脂肪酸のハロゲン化物の具体例としては、ラウリン酸塩化物、トリデカン酸塩化物、ミリスチン酸塩化物、テトラデカン酸塩化物、パルミチン酸塩化物、ステアリン酸塩化物、ベヘニル酸塩化物、2−メチルオクタデカン酸塩化物などが例示される。長鎖不飽和脂肪酸のハロゲン化物の具体例としてはミリストレイン酸塩化物、パルミトレイン酸塩化物、オレイン酸塩化物、エライジン酸塩化物、リノール酸塩化物、γ−リノレン酸塩化物、アラキドン酸塩化物などが例示される。原料入手の容易性と化合物の安定性を考慮すると、これらの内で好ましいのはラウリン酸塩化物、ミリスチン酸塩化物、パルミチン酸塩化物、ステアリン酸塩化物、オレイン酸塩化物であり、さらに好ましいのはオレイン酸塩化物である。
The long chain (saturated / unsaturated) fatty acid halide used in the present invention is a halide of a long chain fatty acid having a total carbon number of 12 to 22, and the carboxyl group of the saturated and / or unsaturated long chain fatty acid is converted to an acid. It is derived from a halide. Preferred as halogen are bromine and chlorine, which are highly reactive, and more preferred is inexpensive chlorine.
Specific examples of long-chain saturated fatty acid halides include lauric acid chloride, tridecanoic acid chloride, myristic acid chloride, tetradecanoic acid chloride, palmitic acid chloride, stearic acid chloride, behenyl acid chloride, 2- Examples thereof include methyl octadecanoic acid chloride. Specific examples of long-chain unsaturated fatty acid halides include myristoleic acid chloride, palmitoleic acid chloride, oleic acid chloride, elaidic acid chloride, linoleic acid chloride, γ-linolenic acid chloride, arachidonic acid chloride Etc. are exemplified. Among these, lauric acid chloride, myristic acid chloride, palmitic acid chloride, stearic acid chloride, and oleic acid chloride are preferable, considering the availability of raw materials and the stability of the compound. Is oleic acid chloride.
これらの長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸ハロゲン化物は、複数の異種のものを併用することもできる。また、天然油脂を出発原料とする場合が多いため数種の飽和および不飽和の脂肪酸ハロゲン化物の混合物が市販されている場合もある。このような混合物も本発明の目的を損なわない限り、好適に使用することができる。 These long chain (saturated / unsaturated) fatty acid halides can be used in combination with a plurality of different types. Moreover, since natural fats and oils are often used as starting materials, a mixture of several types of saturated and unsaturated fatty acid halides may be commercially available. Such a mixture can also be suitably used as long as the object of the present invention is not impaired.
第二工程(B)におけるβ−D−グルコピラノシルアミンと長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸ハロゲン化物との仕込み比は、特に限定されるものではないが、収率とコストを勘案すると、β−D−グルコピラノシルアミンに対して、長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸ハロゲン化物を化学両論量付近から小過剰となる量の範囲で反応させることがコスト的に好ましい。具体的にはβ−D−グルコピラノシルアミンの1モルに対して0.5から2.5モルの長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸ハロゲン化物を反応させた場合、トータルのコストを最小限にすることができるので好ましく、さらに好ましくは1.0〜2.0モルである。 The charging ratio of β-D-glucopyranosylamine and long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid halide in the second step (B) is not particularly limited, but considering the yield and cost, In terms of cost, it is preferable to react β-D-glucopyranosylamine with a long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid halide in a range from a stoichiometric amount to a small excess amount. Specifically, when 0.5 to 2.5 moles of long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid halide is reacted with 1 mole of β-D-glucopyranosylamine, the total cost is minimized. It is preferable because it can be adjusted to 1.0 to 2.0 mol.
上記の反応は、反応用媒中で行なわれる。反応溶媒として好ましいのは極性溶媒であり、具体的にはメタノール、エタノール、2−プロパノール、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)などであり、さらに好ましいのはメタノールである。極性溶媒中には50重量%以下、好ましくは30重量%以下の水が含まれていても本発明の反応を実施することができる。また、二層分離しない程度の量の非極性溶媒を含んでいてもよい。 The above reaction is carried out in a reaction medium. The reaction solvent is preferably a polar solvent, specifically methanol, ethanol, 2-propanol, N, N-dimethylformamide (DMF) or the like, and more preferably methanol. The reaction of the present invention can be carried out even if the polar solvent contains 50% by weight or less, preferably 30% by weight or less of water. Further, it may contain an amount of a non-polar solvent that does not separate into two layers.
反応溶媒の好ましい使用量は第一工程(A)で用いたD−グルコースの量に依存し、D−グルコースの使用量1gに対して2〜15mlの反応溶媒を使用するのが好適である。反応溶媒の使用量が少なすぎると反応の進行が不十分となり、多すぎる場合はコストが上昇する。
反応溶媒を用いた場合は、反応後の反応液には、反応生成物であるβ−D−グルコピラノシルアミン長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸誘導体、未反応のβ−D−グルコピラノシルアミンと長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸ハロゲン化物、反応溶媒、副生する塩酸およびその塩などが含まれる混合物となる。
The preferred amount of the reaction solvent depends on the amount of D-glucose used in the first step (A), and it is preferable to use 2 to 15 ml of the reaction solvent with respect to 1 g of D-glucose. When the amount of the reaction solvent used is too small, the progress of the reaction becomes insufficient, and when it is too large, the cost increases.
When a reaction solvent is used, the reaction solution after the reaction contains a reaction product β-D-glucopyranosylamine long chain (saturated / unsaturated) fatty acid derivative, unreacted β-D-glucopyranosy. A mixture containing ruamine and a long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid halide, a reaction solvent, hydrochloric acid and a salt thereof as a by-product.
また、第二工程において副生する酸の捕捉剤として塩基性物質を共存させることができる。この場合の塩基性物質としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸三ナトリウム、リン酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、2,6−ルチジン、N,N−ジメチルアミノピリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7などの3級アミンが例示され、反応性とコストを考慮するとトリエチルアミンが好適である。また、塩基性物質の添加量は、長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸塩化物の添加量1モルに対して0.5モルから2.0モルが好ましく、さらに好ましくは1.0モルから1.5モルである。 Moreover, a basic substance can coexist as a scavenger of the acid by-produced in the second step. Basic substances in this case include sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, trisodium citrate, sodium phosphate and other alkali metal compounds, trimethylamine, triethylamine, N, N-diisopropylethylamine, pyridine. , 2,6-lutidine, N, N-dimethylaminopyridine, and tertiary amines such as 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 are exemplified, and triethylamine is preferable in consideration of reactivity and cost. The addition amount of the basic substance is preferably from 0.5 mol to 2.0 mol, more preferably from 1.0 mol to 1 mol, relative to 1 mol of the long chain (saturated / unsaturated) fatty acid chloride. .5 moles.
第二工程(B)の反応温度は低いほうが副生成物の発生を抑えることができるが反応時間が長時間になる傾向があり、反応温度を高くすれば反応の進行が加速されて反応時間が短くて済む。本発明において好ましい第二工程の反応温度は−5〜35℃、更に好ましくは0〜25℃の範囲である。この場合の好ましい反応時間は各種条件設定により異なるが、好ましくは5分〜50時間、さらに好ましくは10分〜10時間である。 The lower the reaction temperature in the second step (B), the generation of by-products can be suppressed, but the reaction time tends to be longer. If the reaction temperature is increased, the progress of the reaction is accelerated and the reaction time is increased. It's short. In the present invention, the preferred reaction temperature in the second step is −5 to 35 ° C., more preferably 0 to 25 ° C. The preferred reaction time in this case varies depending on various conditions, but is preferably 5 minutes to 50 hours, more preferably 10 minutes to 10 hours.
第二工程で得られた反応液からは、溶媒抽出、溶媒洗浄、再結晶、活性炭処理、各種クロマトグラフィー等の常法により、β−D−グルコピラノシルアミンの長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸誘導体を分離・精製して得ることができ、得られたβ−D−グルコピラノシルアミンの長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸誘導体を各種の用途に使用することができる。
From the reaction solution obtained in the second step, a long chain (saturated / unsaturated) of β-D-glucopyranosylamine is obtained by conventional methods such as solvent extraction, solvent washing, recrystallization, activated carbon treatment, and various chromatography. The fatty acid derivative can be obtained by separation and purification, and the obtained long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid derivative of β-D-glucopyranosylamine can be used for various applications.
以下に、本発明の製造方法の実施例を挙げて、本発明を一層明らかにするが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<実施例1>
和光純薬(株)製のD−(+)−グルコース(10.0g, 55.5mmol)と25%アンモニア水(13.0ml)を肉厚ガラス容器に入れ、密栓後、攪拌してD−(+)−グルコースを溶解した。反応容器を40℃に加温した。24時間後、開封し、内容物をナス型フラスコに移した。つぎに、5℃の水浴上で真空ポンプに連結し、減圧下でアンモニア水を除去した。6時間後にフラスコ内容物が乾固したのでかきとり、β−D−グルコピラノシルアミンの粗生成物(10.7g)を得た。1H−NMR分析により、本粗生成物はモル分率でβ−D−グルコピラノシルアミン84%、α−グルコース3%、β−グルコース6%、および、ジ−β−D−グルコピラノシルアミン6%からなる混合物であることを確認した。
実施例1の第一工程ではアンモニア水の使用量が少ないため、反応後の余剰のアンモニア水は低温でも容易に除去することができた。
Examples of the production method of the present invention will be described below to further clarify the present invention, but the present invention is not limited to these.
<Example 1>
D-(+)-glucose (10.0 g, 55.5 mmol) and 25% aqueous ammonia (13.0 ml) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. are placed in a thick glass container, sealed, and stirred to obtain D-(+) -Glucose was dissolved. The reaction vessel was warmed to 40 ° C. After 24 hours, it was opened and the contents were transferred to an eggplant type flask. Next, it was connected to a vacuum pump on a 5 ° C. water bath, and ammonia water was removed under reduced pressure. After 6 hours, the flask contents were dried and scraped to obtain a crude product (10.7 g) of β-D-glucopyranosylamine. According to 1 H-NMR analysis, this crude product was found to have a molar fraction of β-D-glucopyranosylamine 84%, α-glucose 3%, β-glucose 6%, and di-β-D-glucopyranosy. It was confirmed that the mixture was composed of 6% ruamine.
In the first step of Example 1, since the amount of ammonia water used was small, excess ammonia water after the reaction could be easily removed even at a low temperature.
得られた上記粗生成物にメタノール(80ml)を加え、室温で攪拌して溶解した。つぎに、氷冷したところ、溶液から一部結晶性化合物が析出した。同温でSigma−Aldrich社製のオレイン酸クロリド(11.0ml、33.3mmol)を5分間にわたって滴下した後、トリエチルアミン(9.80ml、70.3mmol)を5分間にわたって滴下した。さらに同温度で、オレイン酸クロリド(11.0ml、33.3mmol)を5分間にわたって滴下した後、室温に昇温した。3時間攪拌を継続した後、反応混合物を減圧下で濃縮した。 Methanol (80 ml) was added to the obtained crude product, and dissolved by stirring at room temperature. Next, when it was ice-cooled, a partially crystalline compound was precipitated from the solution. At the same temperature, oleic acid chloride (11.0 ml, 33.3 mmol) manufactured by Sigma-Aldrich was dropped over 5 minutes, and then triethylamine (9.80 ml, 70.3 mmol) was dropped over 5 minutes. Furthermore, at the same temperature, oleic acid chloride (11.0 ml, 33.3 mmol) was added dropwise over 5 minutes, and then the temperature was raised to room temperature. After continuing stirring for 3 hours, the reaction mixture was concentrated under reduced pressure.
濃縮残渣にテトラヒドロフラン(80ml)および飽和食塩水(60ml)を加えて分配し、水層を廃棄した。つぎに、有機層を33%クエン酸水溶液(30g)および飽和食塩水(60ml)の混合溶液で洗浄し、有機層を回収した。有機層を減圧下で濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製することで、淡黄色結晶性のβ−D−グルコピラノシルアミンのオレイン酸誘導体(14.4g)を得た。 Tetrahydrofuran (80 ml) and saturated brine (60 ml) were added to the concentrated residue for partitioning, and the aqueous layer was discarded. Next, the organic layer was washed with a mixed solution of 33% aqueous citric acid solution (30 g) and saturated brine (60 ml), and the organic layer was recovered. The organic layer was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography to obtain pale yellow crystalline β-D-glucopyranosylamine oleic acid derivative (14.4 g).
[試験例]
実施例1で得られたβ−D−グルコピラノシルアミンのオレイン酸誘導体を特許文献2記載の方法で処理した後、電子顕微鏡で観察することにより、中空繊維状の有機ナノチューブが製造できることを確認した。
[Test example]
After processing the oleic acid derivative of β-D-glucopyranosylamine obtained in Example 1 by the method described in Patent Document 2, it was confirmed by observation with an electron microscope that hollow fiber organic nanotubes could be produced. did.
<実施例2>
和光純薬(株)製のD−(+)−グルコース (10.0g,55.5mmol)と7Nアンモニア/メタノール(18.5ml)および回転子を肉厚ガラス容器に入れ、密栓後、反応容器を40℃に加温しマグネチックスターラーによる攪拌を行った。24時間後、開封し、内容物をナス型フラスコに移した。つぎに、20℃の水浴上で真空ポンプに連結し、減圧下でアンモニア/メタノールを除去した。3時間後にフラスコ内容物が乾固したのでかきとり、β−D−グルコピラノシルアミンの粗生成物(10.6g)を得た。1H−NMR分析により、本粗生成物はモル分率でβ−D−グルコピラノシルアミン56%、α−グルコース13%、β−グルコース20%、および、ジ−β−D−グルコピラノシルアミン11%からなる混合物でることを確認した。
<Example 2>
Place D-(+)-glucose (10.0 g, 55.5 mmol), 7N ammonia / methanol (18.5 ml) and a rotor from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. into a thick glass container, and seal the container. And stirred with a magnetic stirrer. After 24 hours, it was opened and the contents were transferred to an eggplant type flask. Next, it connected to the vacuum pump on a 20 degreeC water bath, and removed ammonia / methanol under pressure reduction. The flask contents were dried after 3 hours, and scraped off to obtain a crude product (10.6 g) of β-D-glucopyranosylamine. According to 1 H-NMR analysis, the crude product was found to have a molar fraction of 56% β-D-glucopyranosylamine, 13% α-glucose, 20% β-glucose, and di-β-D-glucopyranosin. It was confirmed that the mixture was composed of 11% ruamine.
得られた上記粗生成物にメタノール(50ml)を加え、室温で攪拌して溶解した。つぎに、氷冷したところ、溶液から一部結晶性化合物が析出した。同温で和光純薬(株)製のオレイン酸クロリド(7.00ml、21.2mmol)を5分間にわたって滴下した後、トリエチルアミン(6.30ml、45.2mmol)を5分間にわたって滴下した。さらに同温で、オレイン酸クロリド(7.00ml、21.2mmol)を5分間にわたって滴下した後、室温に昇温した。3時間攪拌を継続した後、反応混合物を減圧下で濃縮した。 Methanol (50 ml) was added to the obtained crude product and dissolved by stirring at room temperature. Next, when it was ice-cooled, a partially crystalline compound was precipitated from the solution. Oleic acid chloride (7.00 ml, 21.2 mmol) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added dropwise at the same temperature over 5 minutes, and then triethylamine (6.30 ml, 45.2 mmol) was added dropwise over 5 minutes. Furthermore, at the same temperature, oleic acid chloride (7.00 ml, 21.2 mmol) was added dropwise over 5 minutes, and then the temperature was raised to room temperature. After continuing stirring for 3 hours, the reaction mixture was concentrated under reduced pressure.
濃縮残渣にテトラヒドロフラン(80ml)および飽和食塩水(60ml)を加えて分配し、水層を廃棄した。つぎに、有機層を33%クエン酸水溶液(30g)および飽和食塩水(60ml)の混合溶液で洗浄し、有機層を回収した。有機層を減圧下で濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製することで、淡褐色結晶性のβ−D−グルコピラノシルアミンのオレイン酸誘導体(11.0g)を得た。 Tetrahydrofuran (80 ml) and saturated brine (60 ml) were added to the concentrated residue for partitioning, and the aqueous layer was discarded. Next, the organic layer was washed with a mixed solution of 33% aqueous citric acid solution (30 g) and saturated brine (60 ml), and the organic layer was recovered. The organic layer was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography to obtain pale brown crystalline β-D-glucopyranosylamine oleic acid derivative (11.0 g).
つぎに、得られた淡褐色結晶性のβ−D−グルコピラノシルアミンのオレイン酸誘導体(11.0g)にメタノール(150ml)を加え、55℃で溶解した。同温で粉末状活性炭(1.1g)を加えて攪拌した。30分後、同温でセライト545(商品名、珪藻土の1種)を用いた吸引濾過により活性炭を除去した。濾液を減圧濃縮することで、無色結晶性のβ−D−グルコピラノシルアミンのオレイン酸誘導体(9.18g)を得た。 Next, methanol (150 ml) was added to the obtained light brown crystalline β-D-glucopyranosylamine oleic acid derivative (11.0 g) and dissolved at 55 ° C. Powdered activated carbon (1.1 g) was added and stirred at the same temperature. After 30 minutes, the activated carbon was removed by suction filtration using Celite 545 (trade name, one of diatomaceous earth) at the same temperature. The filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain colorless crystalline β-D-glucopyranosylamine oleic acid derivative (9.18 g).
<実施例3>
和光純薬(株)製のD−(+)−グルコース(10.0g, 55.5mmol)と25%アンモニア水(280ml)を肉厚ガラス容器に入れ、密栓後、攪拌してD−(+)−グルコースを溶解した。反応容器を40℃に加温した。24時間後、開封し、内容物をナス型フラスコに移した。つぎに、40℃の水浴上で真空ポンプに連結したロータリーエバポレーターを用いて、減圧下でアンモニア水を除去した。8時間後にフラスコ内容物が乾固したのでかきとり、β−D−グルコピラノシルアミンの粗生成物(11.4g)を得た。1H−NMR分析により、本粗生成物はモル分率でβ−D−グルコピラノシルアミン55%、α−グルコース15%、β−グルコース21%、および、ジ−β−D−グルコピラノシルアミン9%からなる混合物であることを確認した。
実施例3の第一工程ではアンモニア水の使用量が多く、反応後の余剰のアンモニア水の除去に時間がかかりすぎるのを防ぐために、水浴を40℃に設定した。
<Example 3>
D-(+)-glucose (10.0 g, 55.5 mmol) and 25% aqueous ammonia (280 ml) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. are placed in a thick glass container, sealed, and stirred to obtain D-(+)- Glucose was dissolved. The reaction vessel was warmed to 40 ° C. After 24 hours, it was opened and the contents were transferred to an eggplant type flask. Next, ammonia water was removed under reduced pressure using a rotary evaporator connected to a vacuum pump on a 40 ° C. water bath. After 8 hours, the flask contents were dried and scraped to obtain a crude product (11.4 g) of β-D-glucopyranosylamine. According to 1 H-NMR analysis, this crude product was found to have a molar fraction of β-D-glucopyranosylamine 55%, α-glucose 15%, β-glucose 21%, and di-β-D-glucopyranosin. It was confirmed that the mixture was composed of 9% ruamine.
In the first step of Example 3, the amount of ammonia water used was large, and the water bath was set to 40 ° C. in order to prevent excessive removal of the ammonia water after the reaction from taking too long.
得られた上記粗生成物にメタノール(80ml)を加え、室温で攪拌して溶解した。つぎに、氷冷したところ、溶液から一部結晶性化合物が析出した。同温でSigma−Aldrich社製のオレイン酸クロリド(9.10ml、27.5mmol)を5分間にわたって滴下した後、トリエチルアミン(8.00ml、57.4mmol)を5分間にわたって滴下した。さらに同温度で、オレイン酸クロリド(9.10ml、27.5mmol)を5分間にわたって滴下した後、室温に昇温した。3時間攪拌を継続した後、反応混合物を減圧下で濃縮した。 Methanol (80 ml) was added to the obtained crude product, and dissolved by stirring at room temperature. Next, when it was ice-cooled, a partially crystalline compound was precipitated from the solution. At the same temperature, oleic acid chloride (9.10 ml, 27.5 mmol) manufactured by Sigma-Aldrich was added dropwise over 5 minutes, and then triethylamine (8.00 ml, 57.4 mmol) was added dropwise over 5 minutes. Furthermore, at the same temperature, oleic acid chloride (9.10 ml, 27.5 mmol) was added dropwise over 5 minutes, and then the temperature was raised to room temperature. After continuing stirring for 3 hours, the reaction mixture was concentrated under reduced pressure.
濃縮残渣にテトラヒドロフラン(80ml)および飽和食塩水(60ml)を加えて分配し、水層を廃棄した。つぎに、有機層を33%クエン酸水溶液(30g)および飽和食塩水(60ml)の混合溶液で洗浄し、有機層を回収した。有機層を減圧下で濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製することで、淡黄色結晶性のβ−D−グルコピラノシルアミンのオレイン酸誘導体(8.1g)を得た。 Tetrahydrofuran (80 ml) and saturated brine (60 ml) were added to the concentrated residue for partitioning, and the aqueous layer was discarded. Next, the organic layer was washed with a mixed solution of 33% aqueous citric acid solution (30 g) and saturated brine (60 ml), and the organic layer was recovered. The organic layer was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography to obtain pale yellow crystalline β-D-glucopyranosylamine oleic acid derivative (8.1 g).
第一工程におけるD−グルコースを低濃度とする実施例3では、アンモニア水の留去に高温で長時間がかかり、得られたβ−D−グルコピラノシルアミンの収率が若干劣る結果となった。その理由は、おそらく高温で長時間かけてアンモニア水を留去する間に、アンモニア分が先に気化してしまい、いったん生成したβ−D−グルコピラノシルアミンが加水分解してしまったためではないかと思われる。しかし、第二工程には影響がなく、最終的には目的物を得ることができた。
In Example 3 in which the concentration of D-glucose in the first step was low, distillation of ammonia water took a long time at a high temperature, resulting in a slightly inferior yield of the obtained β-D-glucopyranosylamine. It was. The reason is probably not because ammonia content was vaporized first while ammonia water was distilled off over a long period of time at a high temperature, and β-D-glucopyranosylamine once produced was hydrolyzed. I think. However, there was no effect on the second step, and the final product could be obtained.
本発明の製造方法は、β−D−グルコピラノシルアミンの長鎖脂肪酸誘導体の安価な製造方法として好適に使用できる。 The production method of the present invention can be suitably used as an inexpensive method for producing a long-chain fatty acid derivative of β-D-glucopyranosylamine.
Claims (4)
第二工程(B)上記(A)の工程で得られたβ−グルコピラノシルアミンの粗生成物を反応溶媒中で、長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸ハロゲン化物と反応させる工程。
を含む、下記式(1)で示されるβ−D−グルコピラノシルアミンの長鎖(飽和/不飽和)脂肪酸誘導体の製造方法
[式(1)中のRは炭素数11〜21の炭化水素基を示す。]
First step (A) A step of reacting D-glucose with ammonia in water or a methanol solvent, and then removing excess ammonia and the solvent to obtain a crude product of β-glucopyranosylamine.
Second step (B) A step of reacting the crude product of β-glucopyranosylamine obtained in the step (A) with a long chain (saturated / unsaturated) fatty acid halide in a reaction solvent.
For producing a long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid derivative of β-D-glucopyranosylamine represented by the following formula (1):
[R in Formula (1) represents a hydrocarbon group having 11 to 21 carbon atoms. ]
The long-chain (saturated / unsaturated) fatty acid derivative of β-D-glucopyranosylamine according to claim 1, wherein the initial concentration of D-glucose in the first step (A) is in the range of 2 to 5 mol / liter concentration. Production method.
The addition amount of the long chain (saturated / unsaturated) fatty acid halide in the second step (B) is 0.5 to 2.5 mol with respect to 1 mol of the D-glucose. Of β-D-glucopyranosylamine long chain (saturated / unsaturated) fatty acid derivative.
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