(57)【要約】【課題】本発明は、共沸溶媒を用いる蒸留精製ではなく、２−アセチル−１−ピロリンの分解が抑制された蒸留精製方法を提供することを目的とする。【解決手段】２−アセチル−１−ピロリンを減圧蒸留により精製する際に、予め溶媒を入れた受器及び該溶媒を冷却して、その受器に２−アセチル−１−ピロリンを留出させることを特徴とする２−アセチル−１−ピロリンの精製方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２−アセチル−１−ピロリンを減圧蒸留により精製する際に、予め溶媒を入れた受器及び該溶媒を冷却して、その受器に２−アセチル−１−ピロリンを留出させることを特徴とする２−アセチル−１−ピロリンの精製方法。
【請求項２】
減圧蒸留が３０Ｐａ〜７０Ｐａの圧力及び７０〜１００℃の温度で行われ、溶媒を入れた受器及び該溶媒が−７８℃〜１０℃に冷却されている、請求項１に記載の精製方法。
【請求項３】
２−アセチル−１−ピロリンの製造方法であって、
２−アセチルピロールを水素化して１−（ピロリジン−２−イル）エタノールを得る工程、
得られた１−（ピロリジン−２−イル）エタノールを酸化して２−アセチル−１−ピロリンを得る工程、及び
請求項１又は２に記載の精製方法により２−アセチル−１−ピロリンを精製する工程を含む製造方法。
【請求項４】
酸化が水素移動型酸化（Ｏｐｐｅｎａｕｅｒ酸化）である、請求項３に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２−アセチル−１−ピロリンの精製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２−アセチル−１−ピロリンは米などの穀物あるいは調理肉の香気中に含まれる香気成分として知られている（J. Agric. Food Chem., 1993, 41, 1458-1461）。この化合物は、極めて特徴的な香りと非常に低い閾値を持っていることから、食品などの香料素材として注目されている化合物である。
一方、この２−アセチル−１−ピロリンは非常に不安定な化合物であり、重合によるポリマー化等が原因で着色する事が知られている（J. Agric. Food Chem., 1983, 31, 823-826）。そのため、２−アセチル−１−ピロリンの合成方法は現在までに多く報告されているが、工業化が可能な規模での合成方法の報告は少ない。
例えば、特開２００７−１５３７８５号公報には、精製時にエタノールまたはその他の溶媒と共沸蒸留する事により、２−アセチル−１−ピロリンを希釈溶液として得る方法が、工業化可能であり、かつ安定な状態で２−アセチル−１−ピロリンを得られる方法として報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５３７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開２００７−１５３７８５号公報に記載の方法は、２−アセチル−１−ピロリンを安定な状態で得る事ができるが、２−アセチル−１−ピロリンを希釈する溶媒はエタノールなどの共沸可能な溶媒に限定される。本発明は、上記事情を鑑みなされたものであり、２−アセチル−１−ピロリンと共沸する溶媒に限定されず、高沸点溶媒も希釈溶媒として選択する事ができる２−アセチル−１−ピロリンの精製方法を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は、このような状況に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、２−アセチル−１−ピロリンの蒸留精製を行う際に、予め溶媒を入れた受器を冷却し、この受器に蒸留物を受けることにより、効率的に２−アセチル−１−ピロリンの精製を行うことができることを見いだした。
即ち本発明は、以下の［１］〜［４］の内容を含むものである。
［１］２−アセチル−１−ピロリンを減圧蒸留により精製する際に、予め溶媒を入れた受器及び該溶媒を冷却して、その受器に２−アセチル−１−ピロリンを留出させることを特徴とする２−アセチル−１−ピロリンの精製方法。
［２］減圧蒸留が３０Ｐａ〜７０Ｐａの圧力及び７０〜１００℃の温度で行われ、溶媒を入れた受器及び該溶媒が−７８℃〜１０℃に冷却されている、前記［１］に記載の精製方法。
［３］２−アセチル−１−ピロリンの製造方法であって、
２−アセチルピロールを水素化して１−（ピロリジン−２−イル）エタノールを得る工程、
得られた１−（ピロリジン−２−イル）エタノールを酸化して２−アセチル−１−ピロリンを得る工程、及び
前記［１］又は［２］に記載の精製方法により２−アセチル−１−ピロリンを精製する工程を含む製造方法。
［４］酸化が水素移動型酸化（Ｏｐｐｅｎａｕｅｒ酸化）である、前記［３］に記載の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、従来技術と比べ共沸溶媒との共沸蒸留による精製ではなく、種々の希釈溶媒を用いることができ、分解なしで２−アセチル−１−ピロリンの蒸留精製を行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
２−アセチル−１−ピロリンは、例えば以下の製造スキームにより合成できる。
【化１】
2014073999.tif 000002
【０００８】
（Ｓｔｅｐ  Ａ）
本工程は水素化触媒を用いて２−アセチルピロールを還元（水素化）し、１−（ピロリジン−２−イル）エタノールを得る工程である。水素化触媒としては、均一系又は不均一系の触媒を用いることができる。
均一系触媒としては、遷移金属錯体などが挙げられる。具体的には、ＲｈＣｌ（ＰＰｈ3）3、ＲｈＨ（ＣＯ）（ＰＰｈ3）3、Ｒｈ（ＯＣＯＣＨ3）4、Ｒｕ（ＯＣＯＣＨ3）4、ＲｈＣｌ2（ｄｍｆ）（ｐｙ）2（ＢＦ4）、ＲｈＣｌ3（ｐｙ）3、ＲｕＣｌＨ（ＰＰｈ3）、Ｒｕ（ＯＣＯＭｅ）Ｈ（ＰＰｈ3）3、Ｒｕ（ＯＣＯＥｔ）Ｈ（ＰＰｈ3）3、Ｒｕ（ＯＣＯｉＰｒ）Ｈ（ＰＰｈ3）3、Ｒｕ（ＯＣＯＣＦ3）Ｈ（ＰＰｈ3）3、Ｒｕ（ＯＣＯＰｈ）Ｈ（ＰＰｈ3）3、Ｒｕ（（ｏ−ＨＯ）Ｃ6Ｈ4ＣＯＯ）Ｈ（ＰＰｈ3）3、ＩｒＨ（ＣＯ）（ＰＰｈ3）、ＣｏＨ3（ＰＰｈ3）3、［ＲｈＨ2（ＰＰｈ3）2Ｌ2］+（式中、Ｌ＝ジオキサン、２−メトキシエタノール、ジメチルアセトアミド、アセトン、又はエタノール）、ＩｒＣｌ（ＣＯ）（ＰＰｈ3）2、［Ｃｏ（ＣＮ）5］3-、［Ｃｏ（ＣＮ）5（ｂｉｐｙ）］-、Ｃｏ（ｄｍｇ）2、［ＲｕＣｌ4］2-、［ＲｕＣｌ4（ｂｉｐｙ）］2-、ＰｔＣｌ2（ＰＰｈ3）2、Ｃｒ（ＣＯ）3（Ｃ6Ｈ5ＣＯ2ＣＨ3）、［Ｃｒ（ＣＯ）3（Ｃ5Ｈ5）］2、Ｆｅ（ＣＯ）5、ＣｏＨ（ＣＯ）4、Ｃｏ2（ＣＯ）8、ＲｈＣｌ3・３Ｈ2Ｏ、Ｒｈ4（ＣＯ）12、［（ｃｏｄ）Ｉｒ（ＰＣｙ3）（ｐｙ）］などが挙げられる。ここで、Ｐｈ、ｄｍｆ、ｐｙ、Ｅｔ、ｉＰｒ、ｂｉｐｙ、ｄｍｇ、ｃｏｄ、及びＣｙは、それぞれフェニル、ジメチルホルムアミド、ピリジン、エチル、イソプロピル、ビピリジン、ジメチルグリオキシム、１，５−シクロオクタジエン及びシクロヘキシルを意味する。
不均一系触媒としては、ラネーニッケル、酸化白金、白金ブラック、パラジウムブラック、ロジウムブラック、パラジウムカーボン、イリジウムカーボン、ロジウムカーボン、ルテニウムカーボン、オスミウムカーボン、ロジウムアルミナ、パラジウムアルミナ、パラジウムシリカ、パラジウムシリカアルミナなどが挙げられる。
水素化触媒としては、不均一系触媒、特にロジウムアルミナ、ロジウムカーボンが好ましく、より好ましくは５％ロジウムカーボンである。
【０００９】
水素化は、溶媒の存在下で行うことが好ましい。使用される溶媒としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、ｏ−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、ジメトキシエタン、エチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン等のエーテル類；メタノール、エタノール、２−プロパノール、ｎ−ブタノール、２−エトキシエタノール、ベンジルアルコール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、プロピオン酸メチル等のエステル類；ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；アセトニトリル等のニトリル類；水等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、２種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、アルコール類が好ましく、特にメタノールが好ましい。溶媒の使用量は、反応基質の重量（ｇ）に対して、通常０．５〜１００倍容量（ｍｌ）（倍容量＝溶媒ｍｌ／基質ｇ、以下同様。）、好ましくは１〜１０倍容量の範囲から適宜選択される。
水素化の反応温度は２５℃〜１００℃、好ましくは５０℃〜６０℃であり、反応時間は８時間〜７７時間、好ましくは８時間〜１６時間であり、水素圧は０．１〜１０ＭＰａ、好ましくは２〜４ＭＰａである。
【００１０】
（Ｓｔｅｐ  Ｂ）
本工程は１−（ピロリジン−２−イル）エタノールを酸化して２−アセチル−１−ピロリンを得る工程である。
本工程で用いられる酸化方法としては、クロム酸酸化、Ｓｗｅｒｎ酸化、ＴＥＭＰＯ酸化、ＴＰＡＰ酸化、マンガン塩による酸化、Ｄｅｓｓ−Ｍａｒｔｉｎ酸化、ＩＢＳ酸化、向山酸化、水素移動型酸化（Ｏｐｐｅｎａｕｅｒ酸化）等が挙げられるが、水素移動型酸化（Ｏｐｐｅｎａｕｅｒ酸化）がより好ましい方法である。水素移動型酸化反応は塩基性条件下水素受容体を添加して行う。使用する塩基としては、無機塩基及び有機塩基等が挙げられる。
【００１１】
無機塩基としては、例えば炭酸カリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩；水素化ナトリウム等の金属水素化物類等が挙げられる。
有機塩基としては、例えばカリウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、リチウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムイソプロポキシド、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、カリウムナフタレニド、アルミニウムメトキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムｔｅｒｔ−ブトキシド、アルミニウムフェノキシド等のアルカリ金属アルコキシド；酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム等のアルカリ金属・アルカリ土類金属の酢酸塩類；トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ピペリジン、ピリジン、４−ジメチルアミノピリジン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノナ−５−エン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン、トリ−ｎ−ブチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン等の有機アミン類；４級アンモニウム塩等が挙げられる。
塩基としては、有機塩基が好ましい。特に、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシドが好ましく使用できる。
塩基の使用量は、１−（ピロリジン−２−イル）エタノールに対して、通常０．５〜２０モル当量、好ましくは２．０〜１０モル当量の範囲から適宜選択される。
【００１２】
反応に用いる水素受容体としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、９−フルオレノン、ベンゾフェノン等のケトン類；ベンゾキノン、アントラキノン、ナフトキノンなどのキノン類；ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド等のアルデヒド類が挙げられる。水素受容体としては、ケトン類が好ましく、特にベンゾフェノンが好ましく使用できる。
水素受容体の使用量は、１−（ピロリジン−２−イル）エタノールに対して、通常０．５〜５０モル当量、好ましくは２．０〜１０モル当量の範囲から適宜選択される。
【００１３】
反応は、溶媒の存在下で行うことが好ましい。使用する溶媒としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、ｏ−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、ジメトキシエタン、エチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン等のエーテル類；メタノール、エタノール、２−プロパノール、ｎ−ブタノール、２−エトキシエタノール、ベンジルアルコール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、プロピオン酸メチル等のエステル類；ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；アセトニトリル等のニトリル類；水等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、２種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。溶媒としては、エーテル類が好ましく、特にジエチルエーテルが好ましい。
溶媒の使用量は、通常０．５〜１００倍容量、好ましくは１０〜４０倍容量の範囲から適宜選択される。
【００１４】
酸化反応の反応温度は０〜１１０℃、好ましくは２０〜３０℃であり、反応時間は３０分〜６時間、好ましくは１時間〜２時間である。
また必要に応じ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｚｒ、Ｓｍ、Ｂ等の金属塩を触媒として使用することも可能である。触媒としては、例えばｔ−ＢｕＯＳｍＩ2、ＳｍＩ2、Ｃｐ2ＺｒＨ2、Ｃｐ2Ｚｒ［ＯＣＨ（ＣＨ3）2］2、Ｚｒ［ＯＣＨ（ＣＨ3）2］4］、Ｚｒ（ｔ−ＢｕＯ）4、［Ｃｐ*ＩｒＣｌ2］2、［Ｉｒ（ｃｏｄ）Ｃｌ］2、ＲｕＣｌ3、ＲｕＨ4（ＰＰｈ3）3、ＲｕＣｌ（ＯＣＯＣＨ3）4ＥｔＰＰｈ2、［（Ｃ4Ｐｈ4ＣＯＨＯＣＣ4Ｐｈ4）（μ−Ｈ）］［（ＣＯ）4Ｒｕ2］、Ｒｕ（ＣＦ3ＣＯＯ）（ＰＰｈ3）、ＲｕＣｌ2（ＰＰｈ3）3、（Ｃ3Ｈ7）4Ｎ+ＲｕＯ4-、Ｐｄ（ＯＡｃ）2、ＰｄＣｌ2、Ｐｄ（ｎｂｄ）Ｃｌ2、Ｚｎ（ＢＨ4）2、塩化銅、タングステン酸ナトリウム、ビスペンタフルオロホウ酸、パラジウムカーボン、酸化ルテニウム、臭化ルテニウム、ヨウ化ルテニウム、水酸化ルテニウム、硫化ルテニウム、硫酸ルテニウム、ルテニウムカーボン、ルテニウムアルミナ、ルテニウム含有ハイドロタルサイト、ルテニウム含有ヒドロキシアパタイト等が挙げられる。ここで、ｔ−Ｂｕ、Ｃｐ、Ｃｐ*、ｃｏｄ、Ｅｔ、Ｐｈ、Ａｃ、及びｎｂｄは、それぞれｔｅｒｔ−ブチル、シクロペンタジエニル、ペンタメチルシクロペンタジエニル、１，５−シクロオクタジエン、エチル、フェニル、アセチル及び２，５−ノルボルナジエンを意味する。
【００１５】
（Ｓｔｅｐ  Ｃ）
本工程はＳｔｅｐ  Ｂで得られた２−アセチル−１−ピロリンを蒸留により精製する工程である。
反応溶液の濃縮時に溶液を−４０℃〜５℃の低温下に保ち、大気圧から徐々に減圧を行い５０００〜１５００Ｐａまで減圧する。続いて１５〜３０℃まで加温した後にさらに１４０〜８０Ｐａまで減圧して残留溶媒を除去する。その後７０〜３０Ｐａまで減圧した後に、７０〜１００℃へ徐々に加温して蒸留作業を行う。
２−アセチル−１−ピロリンの蒸留は、予め溶媒を入れた受器及び該溶媒を−７８℃〜１０℃、好ましくは−７８℃〜０℃に冷却して行う。
使用される溶媒としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、ｏ−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、ジメトキシエタン、エチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン等のエーテル類；メタノール、エタノール、２−プロパノール、ｎ−ブタノール、２−エトキシエタノール、ベンジルアルコール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、プロピオン酸メチル、トリアセチン等のエステル類；ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；アセトニトリル等のニトリル類；水等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、２種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。溶媒としては、トリアセチンが好ましい。
本発明の蒸留法により得られる溶媒で希釈された２−アセチル−１−ピロリンの濃度は０．００１〜９９．９ｍｏｌ％、好ましくは０．０１〜３０ｍｏl％、より好ましくは０．１〜２．５ｍｏｌ％として調製する。
【実施例】
【００１６】
以下に実施例を用いて、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら制限されるものではない。実施例において得られた化合物の物性の測定には次の機器を用いた。
ＮＭＲ：ＤＲＸ５００（Ｂｒｕｋｅｒ社製）
ＧＣ／ＭＳ：ＧＣＭＳ−ＱＰ２０１０（島津製作所社製）
カラム：ＲＴＸ−１（長さ３０ｍ×内径０．２５ｍｍ、液相膜厚０．２５μｍ）
ガスクロマトグラフィー純度：ＧＣ−４０００（ＧＬサイエンス製）
カラム：ＨＰ−５（長さ３０ｍ×内径０．３２ｍｍ、液相膜厚０．２５μｍ）
温度条件：カラム６０℃→１５℃／ｍｉｎ→２８５℃
注入口２５０℃、検出器２５０℃（ＦＩＤ）
【００１７】
（粗２−アセチル−１−ピロリンの製法）
<工程（Ａ）>１−ピロリジニルエタノールの調製：２−アセチル−１−ピロリンの水素化
２−アセチル−１−ピロリン２０．０ｇと５％Ｒｈカーボン粉末（含水品）４．００ｇをオートクレーブに仕込み、窒素置換した後にメタノール６０．０ｍｌを投入した。その後オートクレーブ内を水素で置換し、水素圧３ＭＰa、５０℃の条件下で８時間撹拌した。ろ過により触媒（５％Ｒｈカーボン粉末）を除去し、試薬特級メタノール２０．０ｍｌを用いて反応溶液を回収して、減圧下にて濃縮した。
＜工程（Ｂ）＞２−アセチル−１−ピロリンの調製：１−ピロリジニルエタノールの酸化反応
窒素雰囲気下において１−ピロリジニルエタノール１５．０ｇとベンゾフェノン１０９ｇをジエチルエーテル３００ｍｌに溶解して２℃に保ち、撹拌しながらｔｅｒｔ−ブトキシカリウム３６．６ｇを５分かけて投入した後、１６℃にて３．５時間撹拌して酸化反応を行った。反応後、塩化アンモニウム２０％水溶液１５０ｍｌを０〜−１０℃の温度範囲内に保ちながらゆっくり加えて反応を終了した。ジエチルエーテル５０ｍｌを用いて反応溶液を回収し、反応溶液を塩化アンモニウム２０％水溶液１５０ｍｌで２回洗浄した。水層は試薬特級ジエチルエーテル５０ｍｌで３回抽出作業を行い、２−アセチル−１−ピロリンを含むエーテル溶液を得た。
【００１８】
（粗２−アセチル−１−ピロリンの蒸留精製）
得られた粗２−アセチル−１−ピロリンのエーテル溶液から、３℃／２５００Ｐａで留出分を除去し、続いて２０℃に加温した後に４０Ｐａに減圧して、さらに留出分を除去した。得られた残渣を７０℃〜１００℃／４０Ｐａで減圧蒸留を行い、予め−７８℃に冷却したトリアセチン４６．８ｇが入っている受器に２−アセチル−１−ピロリンを受けることにより、２−アセチル−１−ピロリン２．０９ｍｏｌ％を含むトリアセチン溶液４７．３ｇを得た。ここで得られた２−アセチル−１−ピロリンのマススペクトルは構造既知の２−アセチル−１−ピロリンのものと完全に一致した。
13Ｃ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ピリジン−Ｄ5）δ１９７．２８，１７３．９９，６２．２６，３２．９２，２５．５８，２２．００
1Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ピリジン−Ｄ5）δ３．９７（ｄｄｔ，２Ｈ，Ｊ＝７．４８，７．４８，２．４３），２．５９（ｍ，２Ｈ），２．４８（ｓ，３Ｈ），１．６５（ｍ，２Ｈ）