(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラトルエンスルホン酸（及びその水和物）、パラトルエンスルホン酸ピリジン塩、ナフタレンスルホン酸(及びその水和物)、メタンスルホン酸、カンファースルホン酸（及びその水和物）、硫酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、クロロ酢酸及び塩酸の中から選ばれる少なくとも１種の酸触媒存在下、下記一般式（１）
【化１】
0005546947.tif 000012
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基又は置換基を有していてもよいフェニル基（該置換基は炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基である。）を表し、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基又は炭素数２〜１０のアルケニル基を表すか、又はＲ２とＲ３とでアルキレン基を形成してもよい。波線はシス又はトランス配置のいずれかを表す。）
で表されるα，β−不飽和カルボン酸エステルと、下記一般式（２）
【化２】
0005546947.tif 000013
（式中、Ｒ４は炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
で表されるチオカルボン酸とを反応させることを特徴とする下記式（３）
【化３】
0005546947.tif 000014
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は前記と同一意味を表す。）
で表される含硫カルボン酸エステル類の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は香料成分として有用な含硫カルボン酸エステル類の製造方法及び該エステル類を用いた付香製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
含硫化合物は広く食品及び植物精油から見出されており、一般的に閾値が非常に小さく高濃度では不快臭として感じられるが、低濃度ではフルーティーノートをはじめ特徴ある香気を呈し、香気構成上重要な役割を果たすことが知られている。
【０００３】
例えば特許文献１では、３−メルカプト酪酸エチルが香料物質として開示されている。特許文献２では、３−メルカプトヘキサン酸エチルが開示されている。さらに特許文献３では、４−チオアセトキシ酪酸エチルが開示されている。
【０００４】
そのような含硫化合物を製造する方法としては、例えば非特許文献１にクロトン酸エチルとチオ酢酸を１５０℃にて終夜反応させて、収率５４％で３−アセチルチオブタン酸エチルが得られることが記載されている。非特許文献２では、２−エチル−２−プロペン酸エチルとチオ酢酸（２当量）の反応を６５℃にて３６時間行っている。
【０００５】
特許文献４では、２−メチル−２−プロペン酸エチルにチオ酢酸を付加することによる３−メルカプト−２−メチルプロピオン酸エチル及び３−アセチルチオ−２−メチルプロピオン酸エチルの合成が開示されている。特許文献１では、クロトン酸エチルと水硫化ナトリウムとの反応により得られるジスルフィドを還元することによりメルカプト基を有する化合物を製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許６８７８３６６号
【特許文献２】米国特許７１０５１９４号
【特許文献３】米国特許６８９９９１１号
【特許文献４】米国特許５５６５４７３号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Tetrahedron Assym., vol.5, issue 3, March, １９９４，pp 403−410
【非特許文献２】J. Med. Chem., １９９４，３７，pp 1153−1164
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の方法では、高温又は長時間の反応が多く、反応基質の分解、低い収率等様々な問題点があった。本発明の目的は、多様化する付香製品の要望を満足することのできる、香気・香味付け用として有用な含硫カルボン酸エステル類の製造方法、該製法で製造されたエステル類を含有する香料組成物、及び付香製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは前記の課題を解決するために検討を重ねた結果、酸触媒存在下で、α，β−不飽和カルボン酸エステルにチオカルボン酸を付加反応させることにより、一段階で短時間かつ高収率にて含硫カルボン酸エステル類が得られることを見出した。
【００１０】
本発明は以下の内容を含むものである。
［１］酸触媒存在下、下記一般式（１）
【化１】
0005546947.tif 000002
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基又は置換基を有していてもよいフェニル基（該置換基は炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基である。）を表し、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基又は炭素数２〜１０のアルケニル基を表すか、又はＲ２とＲ３とでアルキレン基を形成してもよい。波線はシス又はトランス配置のいずれかを表す。）
で表されるα，β−不飽和カルボン酸エステルと、下記一般式（２）
【化２】
0005546947.tif 000003
（式中、Ｒ４は炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
で表されるチオカルボン酸とを反応させることを特徴とする下記式（３）
【化３】
0005546947.tif 000004
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は前記と同一意味を表す。）
で表される含硫カルボン酸エステル類の製造方法。
［２］酸触媒が、パラトルエンスルホン酸（及びその水和物）、パラトルエンスルホン酸ピリジン塩、ナフタレンスルホン酸（及びその水和物）、メタンスルホン酸、カンファースルホン酸（及びその水和物）、硫酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、クロロ酢酸及び塩酸の中から選ばれる少なくとも１種を使用することを特徴とする前記［１］に記載の製造方法。
［３］前記［１］又は［２］に記載の方法で製造される一般式（３）
【化４】
0005546947.tif 000005
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基又は置換基を有していてもよいフェニル基（該置換基は炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基である。）を表し、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基を表すか、又はＲ２とＲ３とでアルキレン基を形成してもよい。Ｒ４は炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
で表される含硫カルボン酸エステル類を、炭素数１〜１０のアルコール中で、炭素数１〜１０のアルカリ金属アルコキシド又は炭酸アルカリ金属塩を用いて脱アシル化することを特徴とする下記一般式（４）
【化５】
0005546947.tif 000006
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基又は置換基を有していてもよいフェニル基（該置換基は炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基である。）を表し、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基を表すか、又はＲ２とＲ３とでアルキレン基を形成してもよい。）
で表される３−メルカプトカルボン酸エステル類の製造方法。
［４］前記［１］乃至［３］に記載の方法で製造された、一般式（３）及び一般式（４）で表されるカルボン酸エステル類の少なくとも１種類以上を含むことを特徴とする香料組成物。
［５］前記［４］に記載の香料組成物を含有することを特徴とする飲食品、化粧品、洗剤、柔軟剤、芳香剤、消臭剤、入浴剤又は医薬品。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、優れた香気を有する含硫カルボン酸エステル類が収率及び純度よく得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の方法において、一般式（１）、（３）及び（４）の化合物において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３で表される基について説明する。Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基又は置換基を有していてもよいフェニル基（該置換基は炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基である。）を表し、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基を表すか、又はＲ２とＲ３とでアルキレン基を形成してもよい。
【００１３】
Ｒ１、Ｒ２及びＲ３における炭素数１〜１０のアルキル基としては、直鎖又は分岐もしくは環状のアルキル基が挙げられる。直鎖又は分岐のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、イソペンチル基、１−メチルブチル基、２−メチルブチル基、１−エチルプロピル基、イソヘキシル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、１−エチルブチル基、２−エチルブチル基、２−エチルヘキシル基等が挙げられる。環状のアルキル基であるシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。Ｒ２及びＲ３における炭素数２〜１０のアルケニル基としては、直鎖又は分岐もしくは環状のアルケニル基が挙げられる。アルケニル基としては、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基等が挙げられ、該アルケニル基中の任意の箇所に二重結合を有してよい。
【００１４】
Ｒ１における置換基を有していてもよいフェニル基の置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基及びアルコキシ基である。具体的なアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基であり、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基である。
【００１５】
Ｒ２とＲ３とで形成してもよいアルキレン基としては、炭素数３〜１４のアルキレン基が挙げられ、具体的には、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基等が挙げられる。これらアルキレン基は炭素数１〜４のアルキル基で、単数又は複数箇所置換されていてもよい。
【００１６】
本発明の方法において用いられる、一般式（２）で表されるチオカルボン酸としては、炭素数２〜５のチオカルボン酸が挙げられ、一般式（２）中、Ｒ４における炭素数１〜４のアルキル基としては、直鎖又は分岐もしくは環状のアルキル基が挙げられる。直鎖又は分岐のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基が挙げられるが、チオカルボン酸としては、チオ酢酸が好ましい。チオカルボン酸の使用量は、原料であるα，β−不飽和カルボン酸エステルに対して、０．５〜２０倍モルが好ましく、より好ましくは１〜５倍モルである。チオカルボン酸の使用量が多いほど反応時間が短縮されるが、反応の後処理との関係もあり、反応させる基質により適量が使用される。
【００１７】
本発明に使用される酸触媒としては、硫酸及び塩酸等の無機酸、酢酸、トリフルオロ酢酸及びクロロ酢酸等の有機酸、及びパラトルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、カンファースルホン酸等のスルホン酸類が挙げられるが、この中でもスルホン酸類が好ましく、特にパラトルエンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸ピリジン塩が好ましい。これら上記した酸において水和物が存在し、該水和物も酸触媒として使用可能である。
【００１８】
本発明は無溶媒又は溶媒を使用して行うことができる。使用される溶媒としては、本発明の製造法に悪影響を及ぼさないものであれば特に限定されないが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、ヘキサン、ヘプタン、（置換）シクロヘキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、メチルtert-ブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル等が挙げられる。上記溶媒は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。溶媒の使用量は特に限定されないが、原料のα，β−不飽和カルボン酸エステル１質量部に対して、溶媒を０．１〜２０質量部の割合で使用することが好ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。本発明の反応温度は本発明の製造法に悪影響を及ぼさないものであれば特に限定されないが、２０〜２００℃が好ましく、さらに好ましくは、４０〜１２０℃である。また、反応時間は、０．５〜６０時間で実施することができるが、３〜３０時間が好ましく、１〜３０時間で実施することが経済的にも好ましい。
【００１９】
続いて、本発明の製造法である脱アシル化工程について説明する。上記のようにして得られる一般式（３）で表される含硫カルボン酸エステル類を、炭素数１〜１０のアルコール中で、炭素数１〜１０のアルカリ金属アルコキシドもしくは炭酸アルカリ金属塩を用いて脱アシル化することによって、上記一般式（４）で表される３−メルカプトカルボン酸エステル類を製造することができる。
【００２０】
本発明の脱アシル化工程で溶媒として用いられるアルコール、及び脱アシル化助剤として用いられる金属アルコキシドとしては、前記Ｒ１の説明で述べた炭素数１〜１０のアルキル基を有するものが挙げられるが、エステル交換反応が起こりうるため、脱アシル化しようとする３−アシルチオカルボン酸エステルのエステル残基と同じ骨格のアルコール及び金属アルコキシドを用いることが好ましい。具体的なアルコールとしては、例えば、エタノール等が挙げられる。具体的な金属アルコキシドとしては、例えば、ナトリウムエトキシド等が挙げられる。炭酸アルカリ金属塩としては、特に限定されないが、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム又は炭酸カルシウム等が挙げられる。前記アルコールの使用量は、適宜設定でき、特に限定されない。前記金属アルコキシドの使用量は、特に限定されないが、含硫カルボン酸エステル類に対して、好ましくは０．１〜５当量であり、より好ましくは０．５〜２当量である。
【００２１】
脱アシル化の反応温度としては、特に限定されないが、−７０〜１００℃であり、好ましくは−３０〜５０℃である。また、反応時間は、０．５〜２０時間で実施することが好ましく、０．５〜５時間で実施することがさらに好ましい。反応終了後の反応溶液から目的物を精製（単離）する方法には特に制限はないが、通常用いられる操作、例えば、抽出、蒸留、再結晶等の方法を用いることができる。
【実施例】
【００２２】
以下に実施例を示し、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。なお、純度等の分析はガスクロマトグラフィー（ＧＣ）で行った。分析に使用したカラムは以下の通りである。
キャピラリーカラム：ＴＣ−１(１５ｍ x ０．５３ｍｍ)
カラム温度：５０  →  ２５０℃（１０℃／分  昇温）,
インジェクション温度：２５０℃ ,
ディテクター温度：２５０℃
【００２３】
（実施例１）３−アセチルチオ−２−メチル酪酸エチルの合成
チグリン酸エチル５１．２７ｇ（０．４０ｍｏｌ）、チオ酢酸７６．１２ｇ（１．００ｍｏｌ）及びパラトルエンスルホン酸７．６０ｇ（０．０４ｍｏｌ）の混合物を、窒素気流下、７５℃で２４時間撹拌した。冷却後、反応液にジエチルエーテル及び飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えて、有機層を分液後、飽和食塩水で２回洗浄した。有機層から溶媒を留去後、減圧蒸留（６８℃〜７１℃／２ｔｏｒｒ）を行い７６．３６ｇの目的物が得られた（ＧＣ純度：９８．３％、収率：９１．８％、ジアステレオマー比：８０．９／１９．１）。
【００２４】
（実施例２〜８）
種々のα，β−不飽和カルボン酸エステルについて実施例１と同様の操作を行った結果を下記表１に示し、得られた含硫カルボン酸エステル類を下記式（３’）で示す。表中の純度はＧＣ純度を表す。
【化６】
0005546947.tif 000007
（３’）
（式中、Ａｃはアセチル基を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ下記表１に記載の基又は水素原子を表す。）
【００２５】
【表１】
0005546947.tif 000008
（表中、Ｍｅはメチル基を表し、Ｅｔはエチル基を表し、ｉ−Ｂｕはイソブチル基を表し、ｎ−Ｐｒはｎ−プロピル基を表し、Ｐｈはフェニル基を表す。）
【００２６】
（実施例９）３−メルカプト−２−メチル酪酸エチルの合成
窒素気流下、３−アセチルチオ−２−メチル酪酸エチル４０．００ｇ（０．１９２ｍｏｌ）及びエタノール８００ｍｌの混合物を、−１５℃に冷却し、２０％ナトリウムエトキシドのエタノール溶液７２．０１ｇ（０．２１２ｍｏｌ、１．１当量）を１時間で滴下後、３時間攪拌した。酢酸１５．００ｇを反応液に加え中和後、減圧下でエタノールを留去した。残渣に食塩水を加え、ジエチルエーテルで抽出し、得られた有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水（２回）の順で洗浄した。有機層から溶媒を留去後、減圧蒸留（３５℃〜３６℃／２ｔｏｒｒ）を行い１７．６３ｇの目的物を得た（ＧＣ純度：９９．３％、収率：５６．１％、ジアステレオマー比：８０．６／１９．４）。
【００２７】
（実施例１０〜１６）
種々の３−アセチルチオカルボン酸エステルについて実施例９と同様の操作を行った結果を下記表２に示し、得られた３−メルカプトカルボン酸エステル類を下記式（４）で示す。表中の純度はＧＣ純度を表す。
【化７】
0005546947.tif 000009
（式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ下記表２に記載の基又は水素原子を表す。）
【００２８】
【表２】
0005546947.tif 000010
（表中、Ｍｅはメチル基を表し、Ｅｔはエチル基を表し、ｉ−Ｂｕはイソブチル基を表し、ｎ−Ｐｒはｎ−プロピル基を表し、Ｐｈはフェニル基を表す。）
【００２９】
（比較例）３−アセチルチオ−２−メチル酪酸エチルの合成（酸触媒なし）
チグリン酸エチル３．２０ｇ（０．０２５ｍｏｌ）及びチオ酢酸４．７６ｇ（０．０６２５ｍｏｌ）の混合物を、窒素気流下で８５℃、２４時間反応させた。その結果、チグリン酸エチルの転化率は３５．３％、目的物の選択率は９１．６％であった。
【００３０】
（実施例１７）香料組成物の調製
実施例９で合成した３−メルカプト−２−メチル酪酸エチルを、クエン酸トリエチル（ＴＥＣ）にて０．０１％に希釈して香料組成物を調製した。
【００３１】
（実施例１８）フローラル香料の調製
下記表３に示すように、実施例１７の香料組成物を３重量％含有するフローラル香料１００ｇを調製した。
【００３２】
【表３】
0005546947.tif 000011
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明により、香気・香味付け用として有用な含硫カルボン酸エステル類を収率及び純度よく得ることができ、該エステル類を含有する香料組成物、及び付香製品を提供することができる。