(57)【要約】      （修正有）【課題】塩素系溶媒を用いる化学反応系において、塩素系溶媒の使用量を削減する技術の提供。【解決手段】パーフルオロアルカンと塩素系溶媒（ジクロロメタンなど）との混合溶媒を提供する。塩素系溶媒の代替としてこの混合溶媒を用いて有機化合物を製造することにより、塩素系溶媒を用いた場合とほぼ同等の反応効率を保持できる。加えて、フルオロアルカンと塩素系溶媒との混合比率に応じて塩素系溶媒の使用量を大幅に削減できる。その他、この混合溶媒に他の溶媒を重層し、その溶媒中へ生成物・不純物などを移動させることにより、生成物などを簡易かつ低廉に抽出・回収できる。また、パーフルオロアルカンをほとんど交換せずに反応系を繰り返し利用できるため、低コストで反応系を維持でき、環境負荷も少なくできる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルオロアルカン（構造式中の炭素数が１〜１２、フッ素数が１〜２６の範囲のもの）と塩素系溶媒（構造式中の炭素数が１〜６、塩素数が１〜１２の範囲のもの）との混合溶媒。
【請求項２】
前記塩素系溶媒が、構造式中の炭素数が１〜２、塩素数が２〜４の範囲のものである請求項１記載の混合溶媒。
【請求項３】
前記塩素系溶媒がジクロロメタンである請求項１記載の混合溶媒。
【請求項４】
請求項１記載の混合溶媒を用いる工程を含む有機化合物製造方法。
【請求項５】
請求項３記載の混合溶媒を用いる工程を含む有機化合物製造方法であって、
フリーデル・クラフツ反応による化学合成、アシル化反応による化学合成、酸化反応による化学合成、糖鎖合成、ペプチド合成、核酸合成のいずれかを行う有機化合物製造方法。
【請求項６】
糖鎖合成を行う請求項４記載の有機物製造方法。
【請求項７】
前記混合溶媒に他の溶媒を重層し、反応生成物を抽出する工程をさらに含む請求項４記載の有機化合物製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジクロロメタンなどの塩素系溶媒を用いる化学反応系において、塩素系溶媒の使用量を削減する技術に関する。より詳細には、塩素系溶媒の代替として、パーフルオロヘキサンなどのフルオロアルカンと塩素系溶媒との混合溶媒を用いる技術、及び、その混合溶媒を用いた新規な有機物製造方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、多くの化学合成系において、アルコール、アセトン、ヘキサンなどの有機溶媒が利用されている。溶媒には、目的とする物質に対する溶解性が高いこと、溶質と化学反応を起こさないことなどが必要とされる。また、溶媒の種類によって、反応の進行が著しく異なることがある。従って、どの溶媒を用いて目的の化合物を合成するかは、反応性や反応効率の点で非常に重要である。
【０００３】
有機溶媒の中で、ジクロロメタン、トリクロロメタン（クロロホルム）などの塩素系溶媒は、一般に、安定性が高い、多くの有機化合物を溶解する、水と混ざらない、沸点が低いなどの条件を備えているため、汎用性が高く、化学工業の広い範囲で利用されている。
【０００４】
また、塩素系溶媒の一つであるジクロロメタンは、酸性条件に対して安定であるため、フリーデル・クラフツ反応などのルイス酸を用いる反応、酸塩化物を用いるアシル化反応、スワン酸化などの酸化反応に用いられている。ジクロロメタンは、糖鎖合成、ペプチド合成、核酸合成などにも用いられている。
【０００５】
一方、塩素系溶媒は、人体への影響（安全性）や環境負荷の観点から、使用量の削減を求められている。例えば、ジクロロメタンは環境へ放出されると分解されずに残存することから、ＰＲＴＲ（Pollutant Rerease and Transfer Register）関連法などにより、環境放出量の報告を義務付けられている。また、トリクロロメタンも、厳しい排出規制が課せられており、グリーンケミストリーの観点からも使用量の削減が推し進められている。
【０００６】
ここで、本発明に関わる事項として、以下、フルオロアルカンについて記載する。
【０００７】
フルオロアルカンは、アルカンの１以上の水素がフッ素に置換された構造を有する。そのうち、パーフルオロヘキサン、パーフルオロペンタンなどのパーフルオロアルカンは、構造中の全ての水素がフッ素に置換された化合物であり、水とも通常の有機化合物とも混ざらない性質を有する。
【０００８】
本発明に関連する先行文献として、例えば、以下のものが挙げられる。ジクロロメタンなどの塩素系溶媒を化学合成系に用いているものとして、例えば、特許文献１には、溶媒中、反応触媒としてルイス酸を用いてペルフルオロアルキルシラン類とカルボニル化合物を反応させる含フッ素アルコール誘導体の製造方法が、特許文献２には、シアル酸を糖供与体として糖受容体とのグリコシル化反応において選択的にα-グリコシド結合を形成する方法が、それぞれ記載されている。
【特許文献１】特開２００７−２９１０４４号公報
【特許文献２】特開２００５−７５７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の通り、塩素系溶媒は、汎用性が高い諸性質を備え、化学工業の広い範囲で利用されている一方、人体への影響や環境負荷の観点から使用量の削減が求められている。そこで、本発明は、塩素系溶媒を用いる化学反応系において、塩素系溶媒の使用量を削減する技術を提供することなどを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、塩素系溶媒を用いる化学反応系において、塩素系溶媒をフルオロアルカンで希釈した混合溶媒を用いた場合、塩素系溶媒を用いた場合とほぼ同等の反応効率を保持できることを新規に見出した。
【００１１】
そこで、本願では、フルオロアルカン（構造式中の炭素数が１〜１２、フッ素数が１〜２６の範囲のもの）と塩素系溶媒（構造式中の炭素数が１〜６、塩素数が１〜１２の範囲のもの）との混合溶媒を提供する。
【００１２】
塩素系溶媒の代替としてこの混合溶媒を用いて有機化合物を製造することにより、フルオロアルカンと塩素系溶媒との混合比率（塩素系溶媒の希釈率）に応じて塩素系溶媒の使用量を大幅に削減でき、かつ、塩素系溶媒を用いた場合とほぼ同等の反応効率を保持できる。
【００１３】
その他、本発明には、次のような有利性がある。
【００１４】
上述の通り、フルオロアルカンは水とも通常の有機化合物とも混ざらない。従って、この混合溶媒中で目的の化学反応をさせた後、例えば、この混合溶媒に他の溶媒を重層し、その溶媒中へ生成物などを移動させることにより、生成物などを簡易かつ低廉に抽出・回収できる。
【００１５】
また、フルオロアルカンは他の物質とほとんど混ざらず、かつ、反応中間物や不純物も前記の手順で容易に除去できるため、フルオロアルカンがほとんど劣化しない。そのため、フルオロアルカンをほとんど交換せずに、塩素系溶媒のみを適宜添加・除去などすることにより、この反応系を繰り返し用いることができる。即ち、フルオロアルカンの利用という観点においても、低コストで反応系を維持でき、環境負荷も少なくできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、塩素系溶媒を用いる化学合成反応系において、塩素系溶媒の使用量を削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜本発明のメカニズムについて＞
上述の通り、塩素系溶媒を用いる化学反応系において、塩素系溶媒の代替として本発明に係る混合溶媒を用いることにより、塩素系溶媒の使用量を大幅に削減でき、かつ、塩素系溶媒を用いた場合とほぼ同等の反応効率を保持できる。
【００１８】
塩素系溶媒の使用量を減らしても反応効率を保持できるメカニズムは以下の通りであると推測する。
【００１９】
図１Ａは一般的な有機溶媒と塩素系溶媒とを混合した場合における、塩素系溶媒の分布を示す模式図、図１Ｂはフルオロアルカンと塩素系溶媒とを混合した場合における、塩素系溶媒の分布を示す模式図である。図中、符号１は一般的な有機溶媒を、符号２はフルオロアルカン（溶媒）を、符号Ａは塩素系溶媒をそれぞれ表す。
【００２０】
図１Ａに示す通り、一般的な有機溶媒（符号１）と塩素系溶媒（符号Ａ）とを混合した場合、塩素系溶媒は他の有機溶媒に対する溶解性が高いため、塩基性溶媒が有機溶媒中に溶解して拡散する。そのため、反応場が保持されず、塩基性溶媒の希釈率に相関して、反応効率も下がる。
【００２１】
それに対し、図１Ｂに示すとおり、フルオロアルカン（符号２）と塩素系溶媒（符号Ａ）とを混合した場合、塩素系溶媒はフルオロアルカンに溶解しないため、塩素系溶媒が分散せずに集合した状態になり、反応場を保持する。そのため、塩素系溶媒をフルオロアルカンで希釈しても、反応効率は保持される。即ち、フルオロアルカンと塩素系溶媒との混合比率に応じて、塩素系溶媒の使用量を大幅に削減でき、かつ、塩素系溶媒を用いた場合とほぼ同等の反応効率を保持できる。
【００２２】
＜本発明に係る混合溶媒について＞
本発明に係る混合溶媒は、フルオロアルカンと塩素系溶媒を所定の割合で混合したものを全て包含する。なお、この混合溶媒は、２つの溶媒のみから構成されるもののみに狭く限定されない。即ち、混合溶媒中に、例えば、他の溶媒（他のフルオロアルカン又は他の塩素系溶媒を含む。）、原料物質、中間物質、生成物、触媒、反応促進剤などを含有する場合も、本発明に包含される。
【００２３】
本発明において、フルオロアルカンは、アルカンの１以上の水素がフッ素に置換された構造を有し、構造式中の炭素数が１〜１２、フッ素数が１〜２６の範囲のものであればよく、直鎖状及び分岐状のものを含む。構造式中の炭素数が５〜６の範囲のフルオロアルカンが好適であり、構造式中の炭素数が５〜６の範囲のパーフルオロアルカン及びその同等物（構造式中の炭素数が５〜６、フッ素数が８〜１４のもの、例えば、パーフルオロヘキサン、パーフルオロペンタンなど）がより好適である。
【００２４】
塩素系溶媒は、構造式中の炭素数が１〜６、塩素数が１〜１２の範囲の有機化合物であればよい。例えば、クロロメタン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロエチレン、ジクロロプロペンなどがある。中でも、構造式中の炭素数が１〜２、塩素数が２〜４の範囲のもの（例えば、ジクロロメタン、トリクロロメタン、四塩化炭素、トリクロロエタンなど）が好適であり、ジクロロメタンがより好適である。
【００２５】
フッ素系溶媒と塩素系溶媒の混合比率は、塩素系触媒の使用量（削減量）と反応効率を勘案して適宜設定できる。塩素系触媒を単独で用いた場合の反応効率とほぼ同等の効率を得るためには、フッ素系溶媒と塩素系溶媒の混合比率は容量比で１：１〜１，０００：１が好適であり、１００：１近辺（１０：１〜３００：１）がより好適である。
【００２６】
＜本発明に係る有機物製造方法について＞
本発明に係る有機物製造方法は、混合溶媒を用いる工程を含むものを全て包含する。
【００２７】
上述の通り、本発明に係る混合溶媒は、塩素系溶媒を用いる化学反応系において、塩素系溶媒の代替として用いることができる。即ち、この混合溶媒を塩素系溶媒の代替として用いても、反応効率をほぼ同等に保持できる。従って、本発明は、塩素系溶媒を用いる化学反応系全般に適用できる。
【００２８】
塩素系溶媒をフルオロアルカンで希釈することにより塩素系溶媒の濃度・使用量を大幅に減らすことができるため、毒性が高い、高価などの理由で、従来汎用されていなかった塩素系溶媒についても、利用できる可能性がある。即ち、本発明を適用することにより、従来汎用されていない塩素系溶媒を用いた反応系を樹立できる可能性がある。
【００２９】
塩素系溶媒の１つであるジクロロメタンは、酸性条件に対し安定であるため、例えば、フリーデル・クラフツ反応などルイス酸を用いる化学合成、酸塩化物を用いるアシル化反応による化学合成、スワン酸化などの酸化反応による化学合成などに汎用されている。また、ジクロロメタンは、糖鎖合成、ペプチド合成、核酸合成などにも汎用されている。本発明はこれらの合成系にも適用できる。
【００３０】
その他、この有機物製造方法は、本発明に係る混合溶媒に他の溶媒を重層し、反応生成物を抽出する工程をさらに含んでいてもよい。上述の通り、フルオロアルカンは水とも通常の有機化合物とも混ざらない。従って、この混合溶媒中で目的の化学反応をさせた後、例えば、この混合溶媒に他の溶媒を重層し、その溶媒中へ生成物などを移動させることにより、生成物などを簡易かつ低廉に抽出・回収できる。
【実施例１】
【００３１】
実施例１では、本発明に係る混合溶媒を用いて、糖のカップリングを試みた。
【００３２】
溶媒として、パーフルオロヘキサン（ＰＦＨ）とジクロロメタン（ＤＣＭ）を各比率で混合したもの、及び、メチルシクロヘキサン（ＭＣＨ）とジクロロメタン（ＤＣＭ）を各比率で混合したものを準備した。
【００３３】
受容体としてメチルグルコピラノシドに３つのステアロイル基を導入したものを、供与体としてチオフェニルグルコピラノシドに４つのベンジル基を導入したものを、プロモーターとしてＮＩＳ（Ｎ−ヨードコハク酸イミド）及びＢＦ３ＯＥＴ２（３フッ化ホウ素エーテラート）を、それぞれ準備した。
【００３４】
準備した各溶媒（３ｍｌ）に、受容体（０．１ｍｍｏｌ）、供与体（２．０ｅｑ．）、プロモーター（３．０ｅｑ．）を加え、６０℃で５分間、マイクロ波を照射した。次に、反応溶液にシクロヘキサンを重層し、生成物をその層に移動させた後、その溶媒を留去し、生成物を回収した。そして、生成物の重量より反応効率を求め、また、１ＨＮＭＲにより生成物の構造確認を行った。この反応式を「化１」に示す。
【化１】
2010132582.tif 000002
【００３５】
結果を表１及び表２に示す。表１は、パーフルオロヘキサンとジクロロメタンを各比率で混合した溶媒を用いた場合の反応効率を、表２は、メチルシクロヘキサンとジクロロメタンを各比率で混合した溶媒を用いた場合の反応効率を、それぞれ示す。
【表１】
2010132582.tif 000003
【表２】
2010132582.tif 000004
【００３６】
各表中、「PFH/DCM solvent ratio」はパーフルオロヘキサンとジクロロメタンの混合比率を、「MCH/DCM solvent ratio」はメチルシクロヘキサンとジクロロメタンの混合比率を、「M.W.」はマイクロ波照射の有無を、「Temp.」は反応温度を、「Time」は反応時間を、「Yield」は回収率を、それぞれ表す。
【００３７】
表１、表２に示すとおり、パーフルオロヘキサンとジクロロメタンの混合溶媒を用いた場合には、ジクロロメタンの混合比率を下げても生成物の回収率を保持できたのに対し、メチルシクロヘキサンとジクロロメタンの混合溶媒を用いた場合には、ジクロロメタンの濃度依存的に生成物の回収率が下がった。
【００３８】
この結果は、塩素系溶媒を用いる反応系において、塩素系溶媒の代替としてフルオロアルカンと塩素系溶媒との混合溶媒を用いることにより、目的の反応効率を保持しつつ、塩素系溶媒の使用量を大幅に削減できることを示す。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】一般的な有機溶媒と塩素系溶媒とを混合した場合における、塩素系溶媒の分布を示す模式図。
【図１Ｂ】フルオロアルカンと塩素系溶媒とを混合した場合における、塩素系溶媒の分布を示す模式図。
【図１Ａ】
2010132582.tif 000005
【図１Ｂ】
2010132582.tif 000006