(57)【要約】  本発明は、ルテイン及び/又はルテインエステルを、安全でかつ環境を損なわない試薬を使用することにより、栄養補助食品として食用に適したβ-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンに変換するための方法に関する。第1の合成工程では、商業的に入手可能なルテイン及び/又はルテインエステルが、触媒量の酸の存在下で、ルテインの脱水生成物(アンヒドロルテイン)の混合物に変換される。得られたアンヒドロルテインは、次に大気圧の水素の下、種々の有機溶剤中でVIII族の遷移元素を使用した不均一系接触水素化によって、β-クリプトキサンチン(主生成物)とα-クリプトキサンチン(少量生成物)に変換される。本発明の新規な特徴は、カロチノイドの高度に共役したポリエン鎖を変化させることなく、アンヒドロルテインを位置選択的に水素化する点である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルテイン、ルテインエステル、アンヒドロルテイン及びこれらのルテイン含有製品の組み合わせからなる群から選択されるルテイン含有製品から、接触水素化を使用して製造されるβ-及びα-クリプトキサンチンを含む物質組成物。
【請求項２】
ルテイン含有製品が、(3R，3’R，6’R)-ルテインを含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項３】
β-クリプトキサンチンが、(3R)-β-クリプトキサンチンであり、α-クリプトキサンチンが、(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンである、請求項1に記載の組成物。
【請求項４】
β-及びα-クリプトキサンチンが、組成物の少なくとも1重量%を占める、請求項1に記載の物質組成物。
【請求項５】
ルテイン含有製品をβ-及びα-クリプトキサンチンに変換するための方法であって、アルコール中のルテイン含有製品を高温で触媒量の酸と反応させてアンヒドロルテインの混合物を生成させる工程；及び、そのアンヒドロルテインを、有機溶剤中、VIII族の遷移元素触媒の存在下、100℃を越えない温度で水素と反応させて、クリプトキサンチンの混合物を生成させる工程を含む前記方法。
【請求項６】
ルテイン含有製品が、(3R，3’R，6’R)-ルテインを含み、β-クリプトキサンチンが、(3R)-β-クリプトキサンチンであり、α-クリプトキサンチンが、(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンである、請求項5に記載の方法。
【請求項７】
温度が約-15℃と約80℃との間である、請求項5に記載の方法。
【請求項８】
β-及びα-クリプトキサンチンが、組成物の少なくとも1重量%を占める、請求項5に記載の方法。
【請求項９】
ルテイン含有製品をアンヒドロルテインI、II、IIIの混合物に変換するための方法であって、水及び1種以上のアルコール中、ルテイン含有製品を、鉱酸水溶液及び強有機酸類からなる群から選択される触媒量の酸と、攪拌しつつ、高温で反応させて、主生成物のアンヒドロルテインIII、並びに、少量生成物のアンヒドロルテインI及びIIを含むアンヒドロルテインの混合物を与える工程を含む前記方法。
【請求項１０】
アルコールが、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、2-ブタノール、イソブチルアルコール、t-ブチルアルコール、1-ペンタノール(n-アミルアルコール)、2-ペンタノール、n-ヘキシルアルコール、n-オクチルアルコール、エチレングリコール及びプロピレングリコールからなる群から選択される、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
鉱酸水溶液が、塩酸、硫酸及びリン酸の水溶液からなる群から選択され、有機酸が、トリフルオロ酢酸及びトリクロロ酢酸からなる群から選択される、請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
高温が、溶剤の還流温度である、請求項9に記載の方法。
【請求項１３】
(3R，3’R)-ゼアキサンチンエステルを含有する(3R，3’R，6’R)-ルテインエステルをアンヒドロルテインの混合物に変換するための方法であって、炭化水素、エーテル、及び、少なくとも1つのアルコールからなる群から選択される溶剤中、ルテインエステルを含有する製品を、鉱酸水溶液及び有機酸からなる群から選択される触媒量の酸と、60℃より低い温度で反応させて、ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテルの混合物を得る工程、水とさらなる酸とを加える工程、及び、温度を約78℃と約100℃との間に上昇させ、ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテルをアンヒドロルテインIIIに富むアンヒドロルテインI、II及びIIIの粗製混合物に変換させる工程を含む前記方法。
【請求項１４】
ルテインエステル含有製品が、マリーゴールドの花の粗製抽出物から選択される、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
アルコールが、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、2-ブタノール、イソブチルアルコール、t-ブチルアルコール、1-ペンタノール(n-アミルアルコール)、2-ペンタノール、n-ヘキシルアルコール、n-オクチルアルコール、エチレングリコール及びプロピレングリコールからなる群から選択される、請求項13に記載の方法。
【請求項１６】
鉱酸水溶液が、塩酸、硫酸及びリン酸からなる群から選択される、請求項13に記載の方法。
【請求項１７】
ルテイン含有製品を加水分解して、脂肪酸を除去する工程；及び、アンヒドロルテインを結晶化させる工程を更に含む、請求項13に記載の方法。
【請求項１８】
温度を50℃より低く保つこと、及び、ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテルの混合物を、さらなる量の水及び酸を加えず且つ温度を上昇させることなく、最初に単離することを特徴とする、請求項13に記載の方法。
【請求項１９】
ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテルの混合物を含む溶液を周囲温度まで冷却する工程；ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテルの混合物を含む溶液を無機塩基のアルコール溶液で加水分解する工程；及び、溶剤を蒸発させて、ルテイン3’-アルキルエーテルを含有する濃縮された残渣を得る工程を更に含む、請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
ルテイン3’-アルキルエーテルをアルコール又はアルコール混合物の存在下で、触媒量の鉱酸水溶液又は有機酸により、約78℃と約100℃との間の温度でアンヒドロルテインの混合物に変換する工程を更に含む、請求項19に記載の方法。
【請求項２１】
アンヒドロルテインの混合物を、不均一系接触水素化によりβ-クリプトキサンチンとα-クリプトキサンチンとの混合物に変換するための方法であって、有機溶剤中、VIII族の遷移元素から選択される触媒の存在下で、水素と反応させて、主生成物のβ-クリプトキサンチン及び少量生成物のα-クリプトキサンチンの混合物を得る工程を含む前記方法。
【請求項２２】
アンヒドロルテイン混合物が、アンヒドロルテインIIIに富む、請求項21に記載の方法。
【請求項２３】
アンドロルテイン混合物が、ルテインエステルから、ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテル又はルテイン3’-アルキルエーテルを経由して製造される、請求項21に記載の方法。
【請求項２４】
有機溶剤が、酢酸エチル、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル及びt-ブチルメチルエーテル、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン及びクロロホルム並びにそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項21に記載の方法。
【請求項２５】
少量のゼアキサンチンを含有するアンヒドロルテインの混合物を、均一系接触水素化により、β-クリプトキサンチンとα-クリプトキサンチンに変換するための方法であって、有機溶剤中、遷移金属錯体から選択される触媒の存在で、アンヒドロルテインを、温度約60℃未満の温度で、水素と反応させて、β-クリプトキサンチンとα-クリプトキサンチンとの混合物を得る工程を含む前記方法。
【請求項２６】
遷移金属錯体が、パラジウムアセチルアセトナート、トリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(I)クロライド[Rh(Ph3P)3Cl](ウイルキンソン触媒)、(トリシクロヘキシルホスフィン)(1,5-シクロオクタジエン)ピリジンイリジウム(I)ヘキサフルオロホスフェート[(C6H11)3P[C8H12][C5H5N]]Ir＋PF6-(クラブツリー触媒)及び(1,5-シクロオクタジエン)ビス(メチルジフェニルホスフィン)イリジウム(I)ヘキサフルオロホスフェート[C8H12][(MePh2P)2]Ir＋PF6-からなる群から選択される、請求項25に記載の方法。
【請求項２７】
アンヒドロルテインI〜IIIの混合物が、アンヒドロルテインIIIに富むことを特徴とする、請求項25に記載の方法。
【請求項２８】
有機溶剤が、酢酸エチル、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル及びt-ブチルメチルエーテル、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン及びクロロホルム並びにそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項25に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
1.  発明の分野
本発明は、有機化学の分野である。本発明は、(3R，3R’，6’R)-ルテインの脱水生成物(以降、アンヒドロルテインと称す)の混合物を、温和な条件下大気圧で、種々の不均一系及び均一系触媒で接触水素化することにより、(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンの混合物に変換する方法に関する。非エステル化ルテインをアンヒドロルテインに変換することのできる別の2つの方法もまた開発されている。本発明は、また、他のルテイン源をアンヒドロルテインに変換する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
2.  技術の背景
β-クリプトキサンチンは、血漿試料を通して測定されるが、Oxford Universityの大規模介入試験(large intervention trial)(John JH，Ziebland S，Yudkin P，Roe LS，Neil HA．Effect of fruit and vegetable consumption on plasma antioxidant concentrations and blood pressure：a randomized controlled trial．Lancet 2002；359(9322)：1969-74)に見られるように、血圧低下に関連する。β-クリプトキサンチンレベルと心臓血管パラメータとを相互に関連付けるために、種々のプロスペクティブ試験において、健康な被験者及び病気の被験者が調査されてきた(John et al；Appel L，Moore T，Obarzanek E，et al．A clinical trial of the effects of dietary patterns on blood pressure．N Engl J Med 1997；336(16)：1117-24)。心臓血管マーカー、例えば、LDL酸化(Robert WG，Gordon MH，Walker AF．Effects of enhanced consumption of fruit and vegetables on plasma antioxidant status and oxidative resistance of LDL in smokers supplemented with fish oil．Eur J Clin Nutr 2003；57：1303-10)、DNA合成(大動脈細胞)(Carpenter KL，Hardwick SJ，Albarani V，Mitchinson MJ．Carotenoids inhibit DNA synthesis in human aortic smooth muscle cells．FEBS Lett 1999；447(1)：17-20)、マロンジアルデヒド及び心筋梗塞の初期症状に対して相関関係があるようである。冠状動脈疾患(CAD)、うっ血性心不全(CHF)、冠心臓疾患(CHD)、狭心症又は心筋梗塞の初期症状を示している被験者は、全て、健康な年齢相応の被験者と比較してより低レベルのβ-クリプトキサンチンを有することが示された(Meraji S，Abuja PM，Hayn M，et al．Relationship between classic risk factors，plasma antioxidants and indicators of oxidant stress in angina pectoris(AP) in Tehran．Atherosclerosis 2000；150(2)：403-12；Morris D，Kritchevsky S，Davis C．Serum caroterioids and coronary heart disease：the Lipid Research Clinics Coronary Primary Prevention Trial and Follow-up Study．JAMA 1994；272：1439-41；Ruiz Rejon F，Martin-Pena G，Granado F，Ruiz-Galiana J，Blanco I，Olmedilla B．Plasma status of retinol alpha- and gamma-tocopherols，and main carotenoids to first myocardial infaction：case control and follow-up study．Nutrition，2002；18(1)：26-31；Dwyer JH，Paul-Labrador MJ，Fan J，Shircore AM，Bairey Merz CN，Dwyer KM．Progression of Carotid Intima-Media Thickness and Plasma Antioxidants：The Los Angels Atherosclerosis Study．Arterioscler Thromb Vasc Biol 2004；24：313-19；Vogel S，Contois JH，Tucker KL，Wilson PW，Schaefer EJ，Lammi-Keefe CJ．Plasma retinol and plasma and lipoprotein tocopherol and carotenoid concentrations in healthy elderly participants of the Framingham Heart Study．Am J Clin Nutr 1997；66(4)：950-8)。炎症マーカー、例えば、C-反応性蛋白質及びフィブリノーゲンもまた、低β-クリプトキサンチンレベルに関連付けられた(Kritchevsky SB，Bush AJ，Pahor M，Gross MD．Serum carotenoids and markers of inflammation in nonsmokers．Am J Epidermiol 2000；152(11)：1065-71)。炎症及び心臓疾患との相関は、比較的新しい研究領域である。現在、栄養補助食品市場で入手可能な製品中に、かなりのレベルのβ-クリプトキサンチンを有するか又は主成分としてβ-クリプトキサンチンを含有する製品は存在しない。
【０００３】
β-クリプトキサンチンの骨成長に及ぼす効果及び骨再吸収の阻害を見すえた若干の予備研究もまた存在する。インビトロでの研究は、骨カルシウムを増加させ、かつ、骨アルカリ性ホスファターゼを増強するβ-クリプトキサンチンのポジティブな効果を示している(Yamaguchi，M，Uchiyama，S. Effect of carotenoid on calcium content and alkaline phosphatase activity in rat femoral tissues in vitro：the unique anabolic effect of beta-cryptoxanthin Biol．Pharm．Bull 2003；26(8)：1188-91)(Uchiyama，A，Yamaguchi，M．Inhibitory effect of beta cryptoxanthin on osteoclast-like cell formation in mouse marrow cultures．Biochem．Pharmacol．2004；67：1297-13-5)。ラットにおける経口研究も同様の結果を示している。(Uchiyama，S，Sumida，T，Yamaguchi，M．Oral administration of beta-cryptoxanthin induces effects on bone components in the femoral tissues of rats in vivo．Biol．Pharm．Bull．2004；27(2)：232-5．これらの発見については、PCT出願されている(Yamaguchi，M．Osteogenesis promoter containing β-cryptoxanthin as the active ingredient PCT WO 2004/037236 A1)。
【０００４】
本発明は、5%(3R，3R’)-ゼアキサンチンを含有する商業的に入手可能な(3R，3’R，6’R)-ルテインを2工程で(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンの混合物に変換するPCT US03/23422(これは、参考とすることによって本明細書に組み込む)に記載されている方法に対する改良である。PCT US03/23422に従う第1の工程では、(3R，3’R，6’R)-ルテインは、45〜50℃の間、触媒量の酸の存在下で、溶剤として使用されるアルコールと反応させると、対応するルテインの3’-アルキルエーテルが得られる。ついで、水及び追加の酸を混合物に加え、温度を78〜88℃に上昇させて、得られたルテイン3’-アルキルエーテルを、アンヒドロルテインI、II及びIIIの混合物に、定量的に変換する(図1のスキーム1)。この変換の開始時には、アンヒドロルテインIが主生成物であり、アンヒドロルテインII及びIIIが少量生成物である。加熱を78〜88℃にて継続すると、アンヒドロルテインI及びIIは、アルコールの性質に依存し、7〜20時間でアンヒドロルテインIIIに一部異性化される。PCT US03/23422の第2の工程では、生ずる生成物は、アンヒドロルテインに富み、塩素化された溶剤中周囲温度で約1〜5時間、ヒドリド供与体約1.3当量及び強有機酸約3.5〜4当量と反応させると、E/Z-(3R)-β-クリプトキサンチン、E/Z-(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンの混合物、及び、少量の未反応アンヒドロルテインI及びIIからなる混合物と、回収されたE/Z-(3R，3’R)-ゼアキサンチンとが得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、アンヒドロルテインから(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンを製造するためのPCT US03/23422の第2工程への別途ルートを提供し、塩素化された溶剤及び試薬、例えば、トリフルオロ酢酸及びボラン-アミン錯体の使用を省く。これは、図1に示したスキームに従いアンヒドロルテインの不均一系又は均一系接触水素化によって達成される。
【０００６】
また、本発明は、使用される溶剤の量を少なくし、生成物の純度及び安定性を高めるために、(3R，3’R，6’R)-ルテインのアンヒドロルテインへの変換の第1工程を改良する。
上記方法の全てにおいて、出発物質として、非エステル化ルテインを使用するものの、本発明は、さらに、接触水素化によって、(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンへと変換することのできるアンヒドロルテインを製造するために、出発物質としてエステル化されたルテインの混合物を使用することのできる別の2つの方法を開発した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
ヒトにとって有毒となり得る塩素化された溶剤及び試薬の使用を行わない試みにおいて、アンヒドロルテインからの(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンの一部合成の第2工程のための別法を開発した。これは、アンヒドロルテインの不均一系又は均一系接触水素化によって達成される。接触水素化は、薬学及び食品業界にて広く使用されており、ヒトが安全に使用することのできる製品への経済的なルートを提供する。シクロアルケン類及びシクロジエン類の不均一系及び均一系水素化を扱った数多くの文献例が存在する(H．Takaya，R．Noyori in Comprehensive Organic Synthesis，Eds．B.M. Trost and I．Fleming，Pergamon，Oxford，1991，Vol 8，pp417-470)。しかし、今日まで、カロチノイドの位置選択的な接触水素化について報告した文献は存在しない。これは、主として、水素化を容易に受けやすくするカロチノイド中の高度に共役されたポリエン鎖の存在、及び、この結果同プロセスの位置選択性を制御することが困難であることに原因がある。にもかかわらず、本発明は、注意深く制御された条件下で、種々の溶剤中広範な触媒によるアンヒドロルテインの不均一系及び均一系接触水素化により、(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンの混合物を中程度ないし優れた選択性及び収率で生成することができる。
【０００８】
したがって、別の実施態様において、本発明は、アンヒドロルテインIIIに富むアンヒドロルテインを、種々の有機溶剤中、-15℃〜40℃の範囲の温度で、炭素又はアルミナに担持されたVIII族の遷移元素、例えば、白金、パラジウム又はロジウムを使用する不均一系接触水素化によって、(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンの混合物に変換する。これらの触媒のうち、アルミナに担持された白金は、(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンの最高の収率を与える。
【０００９】
同様に、本発明は、幾つかの触媒もまたアンヒドロルテインの位置選択的な接触水素化を促進して、中程度の収率で、(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンの混合物を生成する。しかし、触媒の性質及び反応条件に依存して、ほぼ30〜82%のアンヒドロルテインが未反応のままである。均一系触媒は、遷移金属錯体、例えば、パラジウムアセチルアセトナート、トリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(I)クロライド[Rh(Ph3P)3Cl](ウイルキンソン触媒)、(トリシクロヘキシルホスフィン)(1,5-シクロオクタジエン)ピリジンイリジウム(I)ヘキサフルオロホスフェート[(C6H11)3P[C8H12]［C5H5N］Ir＋PF6-](クラブツリー触媒)及び(1,5-シクロオクタジエン)ビス(メチルジフェニルホスフィン)イリジウム(I)ヘキサフルオロホスフェート[C8H12][(MePh2P)2]Ir+PF6-であってもよい。これらのうち、計算量のウイルキンソン触媒によるアンヒドロルテインの水素化は、ほぼ定量的な収率で、(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンを生成する。本発明において出発物質として使用される商業的に入手可能なルテインの種々の配合物は、ほぼ5〜9%の(3R，3’R)-ゼアキサンチンも含有する。このカロチノイドは、上記した一連の反応を通じて未反応のままであり、最終生成物にて少量成分として回収される。
【００１０】
上記方法は、出発物質としてマリーゴールドオレオレジンの鹸化抽出物からの非エステル化ルテインを使用する。しかし、本発明は、図2のスキームに示すように、ルテイン脂肪酸エステル(例えば、ルテインビスパルミテート、ルテインビスミリステート、ルテイン3-ミリステート3’-パルミテート、ルテイン3-パルミテート3’-ミリステート)を含有するマリーゴールドオレオレジンの未鹸化抽出物からアンヒドロルテインに至る別の2つのルートも提供する。マリーゴールドオレオレジン中のルテインエステルは、ほぼ5〜9%のゼアキサンチン脂肪酸エステル(例えば、ゼアキサンチンビスミリステート、ゼアキサンチン3-ミリステート3’-パルミテート、ゼアキサンチンビスパルミテート)を伴う。マリーゴールドオレオレジンの未鹸化抽出物からのアンヒドロルテインの製造は、高温、好ましくは、約45〜50℃でのルテインエステルのアルコールとの酸触媒エステル交換によって達成される。これらの制御された条件下で、ルテインエステルの3’-位のアシルエステルが、優先的にエステル交換を受けるのに対し、3-位のアシルエステル基は変化しない。アルコールと触媒量の酸の存在下、エステル交換に共に、3’-位でのエーテル化が行われる(図2のスキーム参照)。得られたルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテルは、次に、高温、好ましくは、78〜88℃の範囲の温度でアンヒドロルテインに変換することができる。あるいは、ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテルを、鹸化にかけて、3-位のアシルエステルを加水分解すると、ルテイン3’-アルキルエーテルが得られる。ルテイン3’-アルキルエーテルは、その後、PCT US03/23422に従い、アンヒドロルテインに変換することができる。得られたアンヒドロルテインを本発明方法に従って接触水素化すると、(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンの混合物を得ることができる。出発物質中の少量成分として存在する(3R，3’R)-ゼアキサンチンエステルは、非エステル化(3R，3’R)-ゼアキサンチンに変換されるが、しかし、その他の点は全工程を通じて変化しない。
【００１１】
本発明は、溶剤の量を減少させ、かつ、生成物の純度及び安定性を増加させることによって、ルテインをアンヒドロルテインに変換する方法をも改良する。出発物質として乾燥ルテイン粉末を使用する以外に、本発明は、さらに、かなりの量の含水率を有するルテイン含有製品(以降、湿潤ルテインと称す)を使用して、このカロチノイドをアンヒドロルテインに優れた収率で変換することができる。本開示で使用する湿潤ルテインとしては、乾燥ルテイン粉末よりも多量の水を含む任意のルテイン含有製品が挙げられる。米国特許No．5,648,564に記載のとおりに製造される製品は、水を鹸化されたオレオレジンに加え、若干量の液体を遠心分離によって除去した時点で、湿潤ルテインという用語に具体的に含まれる。Kemin Industries(アイオワ州デモイン)は、OroGLO (登録商標)液体製品を販売しているが、これもまた湿潤ルテインという用語に含まれる。
【００１２】
(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンは、栄養補助食品、栄養成分として、又は、食物着色添加剤として使用することができる。これらのカロチノイドが商業的に入手可能になることによって、科学者は、神経防護剤、骨の健康増進、そして、癌、心臓血管疾患及び黄斑変性の予防といった観点から、これらの化合物の強力な化学的予防の効能を研究することが可能となる。
【００１３】
好ましい実施態様の詳細な説明
先の出願PCT US03/23422によると、約5%(3R，3’R)-ゼアキサンチンを含有する商業的に入手可能な(3R，3’R，6’R)-ルテインは、50〜60℃の温度で強鉱酸により脱水することによって、主生成物のアンヒドロルテインI、及び、少量生成物のアンヒドロルテインII及びIIIを生成することが可能である。しかし、温度を78〜88℃に上昇させると、アンヒドロルテインIは、アンヒドロルテインIIIに緩やかに異性化する。これは、前述した方法(PCT US03/23422)の第2工程のための好ましい出発物質である。したがって、この異性化で生ずる生成物はアンヒドロルテインの混合物であり、ここで、アンヒドロルテインIIIが主生成物であり、残りがアンヒドロルテインI及びアンヒドロルテインII並びに少量の未反応ゼアキサンチンである(図1)。PCT US03/23422の第2の工程では、この混合物は、周囲温度で、強酸とヒドリドイオン供与体とによるイオン性水素化(ionic hydrogenation)にかけられ、(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンを優れた収率で生成する。
【００１４】
本発明は、アンヒドロルテインI：アンヒドロルテインII：アンヒドロルテインIIIの比がおよそ1.4：1.0：10のアンヒドロルテインの混合物を、温和な条件下、大気圧又は高圧で、種々の溶剤中で不均一系及び均一系接触水素化によって、β-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンの混合物に変換する接触水素化に関する。不均一系触媒は、VIII族の遷移元素、例えば、アルミナに担持された白金(Pt)(5%)、活性炭に担持されたPt(5%又は10%)、活性炭に担持されたパラジウム(Pd)(Pd/C，5%又は10%)、アルミナに担持されたPd(5%又は10%)、炭酸カルシウムに担持されたPd(Pd/CaCO3，5%)、ポリエチレンイミン/SiO2上Pd3％(ロイアーPd触媒)又はアルミナに担持されたロジウム(Rh)(5％)から選択することができる。これらのうち、アンヒドロルテインの混合物を総カロチノイド77〜99％の範囲の収率でβ-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンに変換するアルミナ上に担持されたPtを使用した場合に、最良の結果が達成される。
【００１５】
均一系触媒は、遷移金属錯体、例えば、パラジウムアセチルアセトナート、トリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(I)クロライド[Rh(Ph3P)3Cl](ウイルキンソン触媒)、(トリシクロヘキシルホスフィン)(1,5-シクロオクタジエン)ピリジンイリジウム(I)ヘキサフルオロホスフェート[(C6H11)3P[C8H12][C5H5N]Ir＋PF6-](クラブツリー触媒)及び(1,5-シクロオクタジエン)ビス(メチルジフェニルホスフィン)イリジウム(I)ヘキサフルオロホスフェート[C8H12][(MePh2P)2]Ir+PF6-であってもよい。
【００１６】
不均一系及び均一系水素化反応は、全て、大気圧の水素の下で行うのが有利である。しかし、水素圧40〜60psi下Ptで行われる不均一系接触水素化反応は、大気圧で行われる水素化と同等の結果を生ずる。アンヒドロルテインの不均一系接触水素化を、触媒：基質1.4〜5.0mol％(0.5〜1.8重量%)で行うと、(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンの中程度〜優れた収率を生ずる。均一系接触水素化反応は、所望の生成物を低〜中程度の収率で得るためには、触媒：基質3〜10mol％を必要とする。これには、ウイルキンソン触媒[Rh(Ph3P)3Cl]がアンヒドロルテインをほとんど定量的な収率で(3R)-β-クリプトキサンチン及び(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンに変換するという例外がある。触媒及び溶剤の性質に応じて、反応の温度、圧力及び期間は、変動し得る。アンヒドロルテインが可溶な広い範囲の溶剤をこの接触水素化に使用することができる。これらの溶剤としては、酢酸エチル、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)、t-ブチルメチルエーテル(TBME)、トルエン及び塩素化された溶剤(ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。VIII族の遷移元素による不均一系接触水素化についての温度範囲は、-15〜100℃であり、好ましくは、約-15〜約40℃である。しかし、ポリエチレンイミン/SiO2に担持されたPd3％(ロイアーPd触媒)では、反応は、約20〜80℃の範囲の温度で行うのが好ましく、最も好ましくは、約45〜50℃の間で行う。均一系接触水素化は、広い範囲の温度にわたって行うことができ、約45〜50℃の間で行うのが好ましいパラジウムアセチルアセトナートを用いて実施される反応を除き、通常は周囲温度で行われる。
【００１７】
出発物質は、アンヒドロルテインI、II及びIIIの混合物を含むが、先に出願したPCT出願US03/23422に記載した方法を改良することによって、商業的に入手可能な(3R，3’R，6’R)-ルテインから製造することができる。この改良法は、補助溶剤として、エーテル(例えば、THF、t-ブチルメチルエーテル、エチルエーテル、ジイソプロピルエーテルが挙げられるが、これらに限定されるものではない)の使用を含み、ルテインの溶解度を高め、アルコールの量を少なくする。好適なアルコールとしては、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、2-ブタノール、イソブチルアルコール、t-ブチルアルコール、1-ペンタノール(n-アミルアルコール)、2-ペンタノール、n-ヘキシルアルコール、n-オクチルアルコール、エチレングリコール及びプロピレングリコールが挙げられるが、これらに限定するものではない。当然のことながら、本明細書にて記載する方法によって製造されるクリプトキサンチンが食用を目的とする場合には、エーテル及びアルコール又はアルコール混合物の使用及び選択は、食物の安全性及び規制との関連で影響を受けるであろう。本明細書に記載する方法の利点は、塩素化された毒性の溶剤を使用しない点である。
【００１８】
別の実施態様では、本発明は、乾燥ルテイン粉末とは対照的に、湿潤ルテインを用いてルテインの脱水も実施することができることを示す。この別法は、補助溶剤の使用をなくし、それと同時に、ルテインの脱水に使用されるアルコールの量を減少させる。湿潤ルテインは、相当量の水を含有し、ルテイン含量はほぼ38%であり、米国特許No．5,648,564に記載された方法にて製造される(この米国特許は、これを参考とすることによって本明細書に組み込む)。後続の工程において、湿潤ルテインは、乾燥され、乾燥ルテイン粉末を生ずる。また、湿潤又は乾燥ルテインの塩酸による酸触媒脱水により製造されるアンヒドロルテインは、その他の鉱酸、例えば、硫酸及びリン酸を用いて得られる生成物とは対照的に、より安定であることが見出された。有機酸、例えば、トリフルオロ酢酸及びトリクロロ酢酸も、また、使用することができる。脱水反応の終了時に、十分なる量の無機塩基、例えば、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを加えて、脱水反応にて使用した酸を中和し、そのpHを7に調節する。無機塩基の添加は、貯蔵に際してのアンヒドロルテインの安定性の増加に寄与することもできる。
【００１９】
別の実施態様では、本発明は、さらに、アンヒドロルテインが、β-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンの前駆体であり、酸触媒エステル交換によってエステル化されたルテインから直接製造することができることを示す(図2)。脂肪酸、例えば、ミリスチン酸及びパルミチン酸でエステル化されたルテインは、ある種の天然物、特に、マリーゴールドの花の粗製の抽出物中に豊富に存在し、アンヒドロルテインの合成のための経済的に採算性のとれた原料物質となり得る。
【００２０】
試薬及び出発物質
本発明では、出発物質として、4つのタイプの(3R，3’R，6’R)-ルテインを使用することができ、これらは、1)  商業的に入手可能な乾燥(3R，3’R，6’R)ルテイン粉末；2)  ルテイン粉末の再結晶によって得られる97%より多い総カロチノイド含量を有するルテイン粉末の精製品；3)  若干の（わずかではない）ルテイン含量を有する水を含有する湿潤ルテイン；及び、4)  ルテイン脂肪酸エステル（その例としては、ルテインビスミリステート、ルテインビスパルミテート、ルテイン3-ミリステート3’パルミテート及びルテイン3-パルミテート3’-ミリステートが挙げられる。）の混合物を含有するマリーゴールドオレオレジンである。マリーゴールドオレオレジンは、マリーゴールドの花の抽出物から製造され、当然のことながらマリーゴールドの花のルテイン含量にもよるが、典型的には、鹸化後ほぼ3%(w/w)のルテインを含有する。鹸化されたマリーゴールドオレオレジンは、また、ルテイン粉末を製造するために使用される湿潤ルテイン製品の前駆体でもある。鹸化されたマリーゴールドオレオレジンは、本発明にて記載するプロセスの全工程を通じて未反応のままである(3R，3’R)ゼアキサンチンを含有する。マリーゴールドの供給源にもよるが、鹸化されたマリーゴールドオレオレジンは、(3R，3’R，6’R)-ルテイン(91〜95%)に対して、ほぼ5〜9%の間の(3R，3’R)-ゼアキサンチンを含有する。本発明にて記載する反応は、これら4つのタイプのリテインの任意の組み合わせを用いて行うことができる。これら出発物質は、全て、Kemin Foods(アイオワ州デモイン)から入手することができる。本発明にて使用される全てのその他の試薬、溶剤及び水素化触媒は、市販されており、かつ、さらに精製することなく使用することができる。
【００２１】
1.  (3R，3’R，6’R)-ルテイン粉末及び湿潤ルテインの酸触媒脱水によるアンヒドロルテインの製造方法
典型的な実験において、n-プロパノール(100ml)及びエーテル、例えば、テトラヒドロフラン(THF，10ml)中の乾燥ルテイン粉末(HPLCによると、およそ95%ルテイン及び5%ゼアキサンチンを含有する85%総カロチノイド6.0g；ほぼ5.10g，8.98mmol)をn-プロパノール中1mlの10%塩酸(v/v)で処理し、混合物を、窒素雰囲気下、45〜50°に加熱して、ルテイン3’-プロピルエーテルを得る。水(100ml)及びHCl(18〜19%)水溶液8mlを加え、反応混合物の温度を78〜88℃に上昇させる。n-プロパノール中で12〜17時間還流後、生成物を周囲温度まで冷却し、水酸化ナトリウム10%水溶液(wt/v)20mlを加える。ついで、アンヒドロルテインIIIに富むアンヒドロルテインの赤味を帯びた結晶を濾過により除去する。エタノール/水の1/1溶液(v/v)40mlで固形物を洗浄し、続いて、30mlのエタノール及び10mlのヘキサンで洗浄し、高真空下で乾燥させると、4.5gの生成物が得られる。種々の実験からの乾燥させた生成物の総カロチノイド含量に基づくこの反応の収率は、65%〜75%の範囲である。最終生成物は、80%を上回るアンヒドロルテインIIIからなり、残りは、アンヒドロルテインI及びII、並びに、少量の(3R，3’-R)-ゼアキサンチンである。HPLCにより示されるように、結晶化された生成物中には、アンヒドロルテインはZ(cis)異性体の有意な量で存在しない。
【００２２】
別の実施態様では、n-プロパノール(100ml)、水(50ml)及びHCl水溶液(10ml，6N)中に湿潤ルテイン(38％ルテイン含量)40gを含んだ懸濁液を窒素雰囲気下還流温度(88〜90℃)で16時間近く機械的に攪拌する。室温まで冷却後、酸を中和し、赤色結晶を濾過によって収集し、水とアルコールで洗浄する。乾燥させた生成物(13.7g，総カロチノイド)は、アンヒドロルテインI：アンヒドロルテインII：アンヒドロルテインIIIの比(1.9：1.0：10.9)のアンヒドロルテイン及び少量の(3R，3’R)-ゼアキサンチンからなる。
【００２３】
したがって、本発明は、乾燥させたルテイン又は湿潤粉末を、触媒量の酸の存在下で、周囲温度より高い温度、好ましくは、78〜88℃でアルコールと反応させて、アンヒドロルテインIIIに富むアンヒドロルテインの混合物を得る改良法に関する。
【００２４】
あるいは、本発明は、エーテル(THF，ジエチルエーテル，ジイソプロピルエーテル，t-ブチルメチルエーテル)を少量(1〜1.7ml/gのルテインの補助溶剤として使用し、(3R，3’R，6’R)-ルテインの溶解度を高め、反応を少量のアルコール(ルテイン１ｇに対し15〜47ml)で進行させる改良法に関する。
【００２５】
あるいは、結晶生成物をワークアップさせ、洗浄して、アンヒドロルテインの混合物を与える。好ましい実施態様では、生成物のワークアップ及び洗浄は、結晶生成物を少量の炭化水素溶剤(ペンタン、ヘキサン、石油エーテル)で洗浄して、副生物として存在するかもしれない不飽和炭化水素を除去するとともにアルコールの除去を促進し、最終生成物を乾燥させる工程を含む。
【００２６】
2.  マリーゴールドオレオレジンからルテインエステルの酸触媒エステル交換によるアンヒドロルテインの製造
図2のスキームに示すように、ルテインエステルは、アルコールの存在下、高温で、酸触媒エステル交換を受けて、アンヒドロルテインI、II及びIIIの混合物を生成する。本発明は、ルテインのC-3及びC-3’位のエステル基が等しくエステル交換を受け易くないことを示す。例えば、炭化水素溶剤又はエーテルに溶解させた(ミリスチン酸及びパルミチン酸でエステル化された)ルテインエステルが、n-プロパノール中、触媒量の鉱酸の存在下、45〜50℃での制御された条件の下でエステル交換を受けて、約21時間で、主として、ルテイン3-ミリステート3’-プロピルエーテル及びルテイン3-パルミテート3’-プロピルエーテルを生成する。これは、鹸化前後の生成物の形成をHPLCによってモニターすることにより確認する。鹸化する前は、HPLCは、明らかに、ルテイン、ルテイン3’-プロピルエーテル及び/又はアンヒドロルテインの不存在を示すが、他方、生成物が鹸化されると、専らルテイン3’-プロピルエーテルが得られる。アリル基を有さず、変化しないままのC-3のエステル基とは対照的に、ルテインエステルのC-3’のα,β-不飽和エステル基がエステル交換を受けやすい原因は、そのアリル性にある可能性が高い。したがって、周囲温度又は50℃より低い高温で制御された条件の下では、ルテインエステルのエステル交換によってルテイン3-アシルエステルが得られ、これが、触媒量の酸とn-プロパノールの存在下でC-3’においてエーテル化を受けると、ルテイン3-アシルエステル3’-プロピルエーテルが得られる。温度が50℃より高くなると、C-3位のエステル基は、また、酸触媒エステル交換を受けて、ルテイン3’-プロピルエーテルが得られる。50℃より高い温度では、エステル交換と共に、ルテイン3’-プロピルエーテルからのn-プロパノールの消失も起こり、アンヒドロルテインI、II及びIIIの混合物が得られる。あるいは、本発明では、ルテイン3-アシルエステル3’-プロピルエーテルを単離し、この生成物を鹸化にかけて、ルテイン3’-プロピルエーテルを製造する。その後、該化合物を、PCT US03/23422に記載の処理法に従い、アンヒドロルテインに変換する。
【００２７】
したがって、本発明は、炭化水素又はエーテルに溶解させたルテインエステルを、アルコールの存在下で、触媒量の酸と反応させて、アンヒドロルテインの混合物を得る方法であって、ルテインエステルを、触媒量の酸の存在下、周囲温度〜60℃より低い高温、好ましくは、45〜60℃で、アルコールと反応させて、ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテルの混合物を得る工程、水及び追加の酸を加える工程、その温度を、好ましくは、78〜88℃に上昇させて、前述の混合物を、アンヒドロルテインI、II及びIIIに変換する工程を含む前記方法に関する。好ましい実施態様では、反応は、
a)  炭化水素溶剤(例えば、ペンタン、ヘキサン、石油エーテル)又はエーテル(例えば、THF、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、t-ブチルメチルエーテル)の適当な量(マリーゴールドオレオレジンの約2ml/g)中にマリーゴールドオレオレジンからのゼアキサンチンエステルを少量含有する商業的に入手可能なルテインエステルを溶解させ、アルコール(マリーゴールドオレオレジン１ｇ当たり1.2ml)とアルコール中触媒量の酸[例えば、マリーゴールド１g当たり、アルコール中10%塩酸(v/v)約0.1ml]を加えて混合物を得る工程；
b)  その混合物を周囲温度〜60℃、好ましくは、60℃で、約6〜8時間攪拌して、ルテイン3-ミリステート3’-アルキルエーテル、ルテイン3-パルミテート3’-アルキルエーテル並びにアンヒドロルテインI、II及びIIIのミリスチル及びパルミチルエステルの混合物を得る工程；
c)  水(例えば、マリーゴールドオレオレジン１ｇ当たり約1.2ml)及び酸水溶液[マリーゴールドオレオレジンの１g当たり、10%塩酸水溶液(v/v)約0.1ml]を加え、その混合物を、22時間、78〜90℃に加熱して、アンヒドロルテインI、II及びIIIを得る工程；
d)  生成物を周囲温度まで冷却し、生成物を水で洗浄し、有機相を除去する工程；
e)  無機塩基のアルコール溶液(例えば、KOH/メタノール、NaOH/メタノール)を用いて、有機相を2〜3時間、周囲温度で加水分解する工程；
f)  有機相を水で洗浄し、溶剤の大部分を蒸発させて、濃縮した残渣を得る工程；
g)  水中アルコール、好ましくは、水中メタノール又はエタノールの1/1溶液(v/v)を加えることによって、残渣からアンヒドロルテインI〜IIIと少量のゼアキサンチンとを結晶化させ、濾過によって、結晶を収集し、生成物を高真空下で乾燥させる工程；
を含む。
【００２８】
別の実施態様では、ルテインエステルは、制御された条件下で、ルテイン3-ミリステート3’-アルキルエーテル及びルテイン3-パルミテート3’-アルキルエーテルの混合物に変換され、単離される生成物は、次に、アルカリ性加水分解にかけられて、ルテイン3’-アルキルエーテルが得られる。さらに、これは、78〜90℃の温度で、アンヒドロルテインに変換される。好ましい実施態様において、反応は、
a)  炭化水素溶剤(例えば、ペンタン、ヘキサン、石油エーテル)又はエーテル(例えば、THF、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、t-ブチルメチルエーテル)の適当な量(マリーゴールドオレオレジン１ｇ当たり約2ml)中にマリーゴールドオレオレジンからのゼアキサンチンエステルを少量含有する商業的に入手可能なルテインエステルを溶解させ、アルコール(マリーゴールドオレオレジン１ｇ当たり1.2ml)とアルコール中触媒量の酸[例えば、マリーゴールド１g当たり、アルコール(v/v)中10%塩酸約0.1ml]を加えて混合物を得る工程；
b)  その混合物を周囲温度〜50℃、好ましくは、45〜50℃で、約21時間攪拌して、ルテイン3-ミリステート3’-アルキルエーテル及びルテイン3-パルミテート3’-アルキルエーテルの混合物を得る工程；
c)  生成物を周囲温度まで冷却し、その混合物を、無機塩基のアルコール溶液(例えば、KOH/メタノール、NaOH/メタノール)で、2〜3時間、周囲温度で加水分解する工程；
d)  鹸化した生成物を水で洗浄し、溶剤の大部分を蒸発させて、濃縮した残渣を得る工程；
e)  水中アルコール、好ましくは、水中メタノール又はエタノールの1/1溶液(v/v)を加えることによって、残渣からルテイン3’-アルキルエーテル及び少量のゼアキサンチンを結晶化させ、濾過によって、結晶を収集する工程；
f)  適当な量(約3ml)のアルコール及び水(約3ml)中に、結晶ルテイン3’-アルキルエーテルを懸濁させ、触媒量の酸水溶液(例えば、18〜19%の塩酸(v/v)約0.2ml)を加えて、混合物を得る工程；
g)  混合物を78〜90℃で約18時間攪拌して、アンヒドロルテインI、II及びIIIの混合物を得る工程；
h)  生成物を周囲温度まで冷却させ、酸を無機塩基で中和し、生成物をエーテル(例えば、エチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、t-ブチルメチルエーテル)で抽出する工程；
i)  有機相を水で洗浄し、大部分の溶剤を蒸発させて、濃縮した残渣を得る工程；
j)  水中アルコール、好ましくは、水中メタノール又はエタノールの1/1溶液(v/v)を加えることによって、残渣からアンヒドロルテインI〜IIIと少量のゼアキサンチンとを結晶化させ、濾過によって、結晶を収集し、生成物を高真空下で乾燥させる工程；
を含む。
【００２９】
3.  アンヒドロルテインのVIII族遷移元素による不均一系接触水素化
本発明は、大気圧の水素の下、-15℃〜40℃の範囲の温度で種々の有機溶剤中、VIII族の遷移元素の触媒量の存在下で、アンヒドロルテインの混合物をβ-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンに水素化するための方法に関する(図１)。触媒は、アルミナに担持された白金(Pt)(5%)、活性炭に担持されたPt(5%又は10%)、活性炭に担持されたパラジウム(Pd)(Pd/C，5%又は10%)、アルミナに担持されたPd(5%又は10%)、炭酸カルシウムに担持されたPd(Pd/CaCO3，5%)、ポリエチレンイミン/SiO2に担持されたPd3％(ロイアーPd触媒)又はアルミナに担持されたロジウム(Rh)(5％)でよい。これらの触媒による水素化実験の結果は、表1、2及び3にまとめて示す。アンヒドロルテインのβ-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンへの水素化にとって最も良好な収率及び位置選択性は、酢酸エチル中、アルミナに担持されたPt(5%)を用いて達成された。反応条件、例えば、温度及び使用される触媒の量が、水素化の速度及び時間について重要な役割を演ずる。触媒’(Pt/アルミナ)：基質が1.8重量%(5mol％)の場合、反応は、-15℃でも進行するが、はるかに遅い速度であり、反応は、一晩中の実験を必要とする。触媒：基質として同じモル%(5%)を採用すると、反応は、0℃で4時間以内に完了させることができ、周囲温度では2時間で完了させることができる。しかし、触媒：基質のmol％が5mol％から1.4〜2.2mol％に低下すると、水素化の速度は減少し、反応は40℃で最も良好に実施され、10〜26時間で完了する。溶剤の性質は、水素化の結果に影響を及ぼさないようである。本発明では、酢酸エチルが、その安全性に関する特質並びに食物添加剤及び栄養補助食品の製造への使用が広く許容されていることから、最適の溶剤として選択される。表1に列挙した結果は、また、水素化条件が全体としての反応の収率にほとんど又は全く影響を与えないことを示している。反応がアセトン中で行われる点を除いて、アンヒドロルテインの水素化の全体としての収率は、85〜99%の範囲である。45%〜75%の範囲にあるアンヒドロルテインの純度は、また、水素化の収率又は結果に影響を与えない(表1)。酢酸エチル中Pt/アルミナによるアンヒドロルテイン混合物を水素化すると、α-クリプトキサンチンと比較して高収率のβ-クリプトキサンチンも得られる。β-クリプトキサンチンのビタミンA活性の観点から、この点が本発明の重要な特徴である。
【００３０】
【表１】
2007509957.tif 000002
【００３１】
アルミナ上に担持されたPt(5%)によるアンヒドロルテインの大規模な水素化は、ばらつきがないことも明らかになり、主生成物として高収率のクリプトキサンチンが得られた。ここで、β-クリプトキサンチン：α-クリプトキサンチンの比は5：1〜3：1の範囲であった。これらの実験の結果は、表2の最初の3つのデータ列にまとめられている。さらに大規模な実験も行った。Pfaudler反応器にアンヒドロルテインの混合物(400g、47.7％総カロチノイド、31.5%アンヒドロルテインIII)、アルミナに担持された白金(5％)(40g)及び酢酸エチル(14リットル)を装填した。反応システムを、窒素で、続いて、水素でパージした。混合物を40℃及び40PSIの水素の下で攪拌する。14時間後、反応混合物を周囲温度まで冷却し、セライトを介して濾過する。減圧下、40℃より低い温度で、濾液を濃縮し、酢酸エチル/エタノール/水の溶液から残渣を結晶化する。暗橙色の結晶を、濾過により収集する。橙色の固形物(800g，総カロチノイド純度20.4%、総カロチノイド収率85.5%，β-クリプトキサンチン純度9.89%，アンヒドロルテインIIIからのβ-クリプトキサンチンの収率62.6%)として、湿潤生成物が得られた。
【００３２】
湿潤生成物の半分を凍結乾燥すると、橙色の固形物(176g，総カロチノイド純度41.0%、総カロチノイド収率75.6％，β-クリプトキサンチン純度19.2％，アンヒドロルテインIIIからのβ-クリプトキサンチン収率53.4％)が得られる。これは、β-クリプトキサンチン：α-クリプトキサンチン＝3：1の比の混合物からなる。HPLCは、少量の未反応アンヒドロルテインI及びIIと(3R，3’R)-ゼアキサンチンの存在も示す。
【００３３】
湿潤生成物の他の半分は、エタノール/水で再スラリー化した。橙色の固形物を濾過によって収集し、トレー乾燥機内40℃で乾燥させる。乾燥生成物は、橙色の固形物(170g，総カロチノイド純度35.1%、総カロチノイド収率62.5％，β-クリプトキサンチン純度17.3％，アンヒドロルテインIIIからのβ-クリプトキサンチン収率46.6％)として得られる。これは、β-クリプトキサンチン：α-クリプトキサンチン＝3：1の比の混合物からなる。HPLCは、少量の未反応アンヒドロルテインI及びIIと(3R，3’R)-ゼアキサンチンの存在も示す。この実験の結果は、表2の最後のデータ列にまとめて示す。
【００３４】
【表２】
2007509957.tif 000003
【００３５】
別の実施態様では、炭素又はアルミナ上に担持されたPd、鉛で被毒された炭酸カルシウム上に担持されたPd(リンドラー触媒)及びポリエチレンイミン/シリカゲル上に担持されたPdを使用して、アンヒドロルテインの混合物を低〜中程度の収率で、β-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンに水素化することもできる。50℃で最も良好に実施される、ポリエチレンイミン/シリカゲル上に担持されたPdでのアンヒドロルテインの水素化反応を除き、その他のPd担持触媒は、極めて反応性であり、この変換を-15℃で達成する。しかし、触媒としてPdを用いたアンヒドロルテインの水素化の位置選択性は、Ptほど良好ではなく、これは、明らかに、表3にまとめた種々の実験からのβ-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンの収率に反映される。これらの反応は、水素の大気圧又は高圧下、アンヒドロルテインが可溶性である種々の有機溶剤(例えば、酢酸エチル、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル又はt-ブチルメチルエーテル、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン及びクロロホルム、その他のエーテル及びその他の塩素化された溶剤)中で行うことができる。
【００３６】
【表３】
2007509957.tif 000004
【００３７】
アンヒドロルテインの水素化に、アルミナに担持されたRhを使用する時、反応は、50℃で最も良好に実施され、低収率のβ-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンが得られ、出発物質の多くは、これらの条件下で失われる。
【００３８】
したがって、本発明は、アンヒドロルテインIIIに富むアンヒドロルテインI、II、IIIの混合物を、大気圧又は高圧の水素の下、種々の有機溶剤中、触媒量のVIII族の遷移元素、好ましくは、アルミナ上に担持されたPtの存在下で、-15℃〜100℃の範囲、好ましくは、約-15℃〜約50℃の範囲の温度で、β-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンに水素化する方法に関する。好ましい実施態様にて、反応は、
a)  適当な量の有機溶剤(アンヒドロルテイン１ｇ当たりおよそ35ml)、好ましくは、酢酸エチルに、45〜75%の範囲の純度を有するアンヒドロルテインを溶解させ、アルミナ上に担持された5%Ptを触媒量(触媒：基質1.4〜2.2mol％)加えて、混合物を得る工程；
b)  空気を不活性ガス、好ましくは、アルゴンで置換し、次に、不活性ガスを水素で置換する工程；
c)  混合物を、大気圧の水素の下、-15℃〜50℃、好ましくは、約40℃で、約10〜26時間攪拌して、β-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンの混合物を得る工程；
d)  セライトを介して濾過により触媒を除去し、減圧下、40℃より低い温度で、濾液を濃縮して、β-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンを含有する濃縮した残渣を得る工程；
e)  水中アルコール、好ましくは、水中メタノール又はエタノールの1/1溶液(v/v)を加えることによって、残渣からβ-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンを結晶化させ、濾過によって、生成物を収集し、その結晶を高真空下40℃より低い温度で乾燥させる工程；
を含む。
【００３９】
4.  アンヒドロルテインの均一系接触水素化
本発明は、触媒量の数種の遷移金属錯体の存在下、アンヒドロルテインの混合物を、β-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンに、低〜中程度の収率で水素化するための方法に関する。均一系触媒は、遷移金属錯体、例えば、パラジウムアセチルアセトナート、トリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(I)クロライド[Rh(Ph3P)3Cl](ウイルキンソン触媒)、(トリシクロヘキシルホスフィン)(1,5-シクロオクタジエン)ピリジンイリジウム(I)ヘキサフルオロホスフェート[(C6H11)3P[C8H12]［C5H5N］Ir＋PF6-](クラブツリー触媒)及び(1,5-シクロオクタジエン)ビス(メチルジフェニルホスフィン)イリジウム(I)ヘキサフルオロホスフェート[C8H12][(MePh2P)2]Ir+PF6-であってもよい。反応は、全て、好ましくは、水素の大気圧下、周囲温度で行われる。例外は、好ましくは45〜50℃で行われるパラジウムアセチルアセトナートを用いた水素化反応である。これらの均一系触媒を用いた水素化実験の結果を表4にまとめて示す。
【００４０】
【表４】
2007509957.tif 000005
【００４１】
試みた種々の均一系水素化触媒のうち、ウイルキンソン触媒[(Ph3P)3RhCl]は、ほとんど定量的な収率でアンヒドロルテインをβ-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンに変換する。ウイルキンソン触媒に関する文献で報告されている高度に共役したポリエンシステムの位置選択的な水素化は、レチノイド誘導体、つまり、3,4-ジデヒドロ-9-cis-レチノール酸の水素化のみである[Bennani，Y.I.，Boehm，M.F. J. Org. Chem.，60(5)，1195-1200，1995]。しかし、今日まで、本発明に記載する不均一系又は均一系触媒のいずれか又はウイルキンソン触媒を用いたカロチノイドの位置選択的な水素化に関する文献報告又は実例は存在しない。ウイルキンソン触媒以外の均一系触媒によりアンヒドロルテインを水素化すると、β-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンが低〜中程度の収率で得られ、相当量のアンヒドロルテインは未反応のままである。
【００４２】
したがって、本発明は、さらに、アンヒドロルテインIIIに富むアンヒドロルテインI、II、IIIの混合物を、大気圧の水素の下、周囲温度で、種々の有機溶剤中、触媒量の遷移金属錯体、好ましくは、ウイルキンソン触媒[(Ph3P)3RhCl]の存在下で、β-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンに水素化する方法に関する。好ましい実施態様では、反応は、
a)  適当な量の有機溶剤(アンヒドロルテイン１ｇ当たり、およそ50ml)、好ましくは、酢酸エチルに、45〜75%の範囲の純度を有するアンヒドロルテインを溶解させ、化学量論量の(Ph3P)3RhCl(触媒：基質の比では2.2mol当量)を加えて、混合物を得る工程；
b)  空気を不活性ガス、好ましくは、アルゴンで置換し、ついで、不活性ガスを水素で置換する工程；
c)  混合物を、大気圧の水素の下、周囲温度で、約2時間攪拌して、β-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンの混合物を得る工程；
d)  セライトを介した濾過により触媒を除去し、減圧下、40℃より低い温度で、濾液を濃縮して、β-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンを含有する濃縮した残渣を得る工程；
e)  水中アルコール、好ましくは、水中メタノール又はエタノールの1/1溶液(v/v)を加えることによって、残渣からβ-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンを結晶化させ、濾過によって、生成物を収集し、その結晶を高真空下40℃より低い温度で乾燥させる工程；
を含む。
【００４３】
本明細書に記載する方法及び応用に向けての適当な変更及び適合化は自明であり、本発明の範囲又はそのいずれかの実施態様からも逸脱することなくなし得ることは、当業者には容易に理解されるであろう。ここまで本発明を詳細に説明してきたが、本発明は、以下の実施例を参考とすることによってさらに明瞭に理解されるであろう。以下の実施例は、単に例示することを目的にしたものであり、本発明を何等限定するものではない。
【実施例】
【００４４】
5.  ルテイン及びルテインエステルからのアンヒドロルテインI、II、IIIの製造
実施例A  n-プロパノール及びテトラヒドロフラン(THF)中での塩酸による(3R，3’R，6’R)-ルテイン(純度85％)のアンヒドロルテインI、II及びIIIへの変換
還流冷却器と温度計とを備えた500mlの3口フラスコに、 (3R,3’R,6’R)-ルテイン(85％のルテイン含量で6.0g，およそ5.10g，8.98mmol)を入れる。フラスコに100mlのn-プロパノールと10mlのテトラヒドロフラン(THF)を装填し、続いて、n-プロパノール中10%の塩酸1ml[0.1mlの濃HCl+0.9mlのn-プロパノールから調製した]を装填した。フラスコを油浴に浸漬し、混合物を窒素流下、約45〜50℃に加熱した。温度は、55℃を上回ってはならない。最初、ルテインは、n-プロパノールに不溶性であるが、温度が45〜50℃に達すると、暗赤色の均一な溶液が得られた。反応温度が45〜50℃に到達した時点から30分〜1時間後、ルテインは、ルテイン3’-プロピルエーテルに完全に変換された。
【００４５】
反応混合物に、100mlの水を加えると、ルテイン3’-プロピルエーテルの懸濁液が黄橙色の結晶として得られ、油浴温度を上昇させて、反応混合物の温度を90℃に到達させた。反応温度がTHFの沸点(65〜67℃)に近づくと、この溶剤は、濾去された。全てのTHFを一度除去したら、18〜19%の塩酸8.0ml[濃HCl(36.5〜38%)4ml+水4mlから調製した]を加え、混合物の温度を90℃(還流温度)まで上昇させた。温度が60℃より高く上昇すると、ルテイン3’-プロピルエーテルは、徐々に、アンヒドロルテインI、II及びIIIに変化した。しかし、この時点では、アンヒドロルテインIが主生成物であった。90℃では、アンヒドロルテインIは、徐々に、アンヒドロルテインIIIに変換された。アンヒドロルテインIIは安定なままであった。90℃で12〜17時間後、油浴を除き、混合物を室温まで冷却した。水中10%の水酸化ナトリウム(wt/v)20mlを加え、室温での攪拌を10分間継続した。ついで、ブフナー漏斗上で減圧濾過して、アンヒドロルテインの赤味を帯びた結晶を取り出した。結晶生成物を、エタノール/水の1/1溶液(v/v)40mlで連続して洗浄し、続いて、30mlのエタノール及び10mlのヘキサンで洗浄した。これにより、この時点で十分に乾燥したアンヒドロルテインの赤色結晶5.0gが得られた。高真空下で5時間さらに乾燥すると、4.5gの生成物が得られた(UV〜可視分光光度法によって、およそ75%総カロチノイド)。生成物は、all-trans-ゼアキサンチン(少量)、アンヒドロルテインI：アンヒドロルテイン：アンヒドロルテインIIIの比がおよそ1.4：1.0：10のアンヒドロルテインからなるものであった。上記反応からの濾液は、少量のcis(Z)-カロチノイドを含有し、pH7を有することが示された。
【００４６】
実施例B  n-プロパノール中での塩酸による湿潤(3R，3’R，6’R)ルテイン(純度38％)のアンヒドロルテインI、II及びIIIへの変換
1-プロパノール(100ml)及び水(50ml)の中にルテイン湿潤ケーキ(38%ルテイン含量で40.0g，およそ15.2g，26.8mmol)を含んだ懸濁液を、冷却器、機械的攪拌機、温度計及び窒素導入口を備えた1000mlの4口フラスコ中、400rpmで機械的に攪拌した。塩酸の水溶液(10.0ml，およそ6.0N；5.0mlの濃塩酸＋5.0mlの水)を加え、反応混合物を、窒素雰囲気下、加熱還流した。反応の進行をHPLCによりモニターした。16時間後、反応混合物を室温まで冷却し、水(100ml)で希釈し、2.5Nの水酸化ナトリウム水溶液24mlで中和した。濾過によって、赤色結晶を収集し、続いて、500mlの水及び20mlの冷エタノールで洗浄し、高真空下で乾燥すると、18.5gの生成物が得られた(13.7gの総カロチノイド，UV/可視分光光度法によって測定して74%純度)。アンヒドロルテインI：アンヒドロルテインII：アンヒドロルテインIIIの比=1.9：1.0：10.9で、ルテインからの収率63%のアンヒドロルテインが得られた。
【００４７】
実施例C  酸触媒エステル交換によるルテインエステルのアンヒドロルテインI、II及びIIIへの直接変換
ルテインエステルを含有するマリーゴールドオレオレジン(5g)(アイオワ州デモインのKemin Foodsから市販)をヘキサン(10ml)に溶解させ、n-プロパノール(6ml)及びプロパノール中10%塩酸(v/v)0.5mlで処理した。混合物を60℃に加熱し、反応の進行をHPLCにより追跡ーした(Khachik & Beecher，J．Chromatogr．449：119-133，1988)。8時間後、カロチノール脂肪酸エステルを、ルテイン3-ミリステート3’-プロピルエーテル、ルテイン3-パルミテート3’-プロピルエーテル、並びに、アンヒドロルテインI、II及びIIIのミリスチン酸及びパルミチン酸エステルの混合物に変換した。
【００４８】
水(6ml)とHCl水溶液(18〜19%、v/v)0.5mlを加え、反応混合物の温度を、徐々に、上昇させて、ヘキサンを留去した。ヘキサンの除去後、温度を90℃まで上昇させ、混合物をn-プロパノール中で22時間還流した。反応混合物を周囲温度まで冷却させ、NaOHの(10％)水溶液で酸を中和した。生成物をt-ブチルメチルエーテル(10ml)で抽出し、水層を除去した。有機層を10mlのメタノール性KOH(10%)で処理し、周囲温度で2時間攪拌した。鹸化した生成物を水(3×10ml)で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、溶剤の大部分を蒸発させた。残渣をエタノール/水の1/1溶液(v/v)から結晶化すると、238mgの赤色結晶が得られた。これは、HPLCにより、大部分にあたるアンヒドロルテインI〜III、及び、少量の(3R，3’-R)ゼアキサンチンを含む60%総カロチノイド(142.8mg)であることが示された。
【００４９】
実施例D  ルテインエステルのルテイン3’-アルキルエーテルを経由してのアンヒドロルテインI、II及びIIIへの変換
ルテインエステルを含有するマリーゴールドオレオレジン(5g)(Kemin Foodsから市販)をヘキサン(10ml)に溶解させ、n-プロパノール(6ml)及びプロパノール中10%塩酸(v/v)0.5mlで処理した。混合物を45〜50℃に加熱し、反応の進行をHPLCにより追跡した。21時間後、反応混合物を周囲温度まで冷却し、メタノール性KOH(10%)10mlを加え、攪拌を周囲温度で2時間継続した。鹸化した生成物を水(3×10ml)で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、溶剤の大部分を蒸発させる。残渣をエタノール/水の1/1溶液(v/v)から結晶化すると、263mgの橙色結晶が得られた。これは、HPLCにより、純度60%のルテイン3’-プロピルエーテル(157.8mg)及び少量の(3R，3’R)-ゼアキサンチンであることが示された。結晶生成物をn-プロパノール(3ml)及び水(3ml)に懸濁させ、18〜19%塩酸水溶液(v/v)0.2mlで処理した。混合物を90℃(還流温度)まで加熱し、反応の進行をHPLCにより追跡した(Khachik et al．J．Chromatogr．Biomed．Application，670：219-233，1995)。18時間後、混合物を室温まで冷却した。10%水酸化ナトリウム水溶液(wt/v)0.6mlを加え、室温での攪拌を10分間継続した。生成物を10mlのt-ブチルメチルエーテルで抽出し、水層を除去した。有機相を水(3×10ml)で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、大部分の溶剤を蒸発させた。残渣をエタノール/水の1/1(v/v)溶液から結晶化した。高真空下で乾燥させた後、236mgの赤味を帯びた結晶(UV/可視分光光度法により、およそ60%総カロチノイド)が得られた。これは、HPLCにより、all-trans-ゼアキサンチン(少量)と、アンヒドロルテインI：アンヒドロルテインII：アンヒドロルテインIIIの比がおよそ1.5：1.0：7.5のアンヒドロルテインとからなることが示された。
【００５０】
6.  アンヒドロルテインI、II、IIIの不均一系接触水素化反応
実施例A  -5℃における、酢酸エチル中での、アルミナに担持された白金(5％)によるアンヒドロルテインI、II、III(75％総カロチノイド)の接触水素化
60mlガラス反応管中75%総カロチノイド(0.3g，およそ0.225g)及びアルミナに担持された白金(80mg，およそ4.0mg Pt)(5％)の混合物に、20mlの酢酸エチルを加え、その管を氷/塩浴で、-5℃〜0℃まで冷却した。管を排気し、水素を数回充填し、ついで、シールした。混合物を-5℃〜0℃で攪拌し、反応の進行をHPLCにより追跡した。4時間近く後、HPLCは、アンヒドロルテインの所望される生成物へのほぼ完全な変換を示す。反応を完了させるために、ほぼ30mlの水素(1.34mmol)を必要とした。生成物を周囲温度まで温め、セライトを介して濾過して、触媒を除去した。この時点で、総カロチノイド収率は、α-クリプトキサンチン及びβ-クリプトキサンチンについての平均消衰係数(average extinction coeffeicent: E1% = 2511)を使用して、448nmで、ヘキサン中、UV-可視分光光度法により測定すると、89%であった。これも、HPLCによって確認された。濾液を、減圧下、40℃より低い温度まで濃縮し、残渣をエタノール/水の1/1溶液10mlから結晶化させた。暗橙色の結晶を濾過により収集し、5mlの冷エタノールで洗浄し、高真空下、40℃より低い温度で乾燥させた。HPLCによれば、生成物(0.24g，総カロチノイド収率70%)は、β-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンの比3：1の混合物からなるものであった。HPLCは、また、少量の未反応のアンヒドロルテインI及びII、並びに、(3R，3’R)-ゼアキサンチンの存在を示した。
【００５１】
実施例B  -15℃における、酢酸エチル中での、アルミナに担持された白金(5％)によるアンヒドロルテインI、II、III(75％総カロチノイド)の接触水素化
60mlガラス反応管中75%総カロチノイド(0.3g，およそ0.225g)及びアルミナに担持された白金(80mg，およそ4.0mg Pt)(5％)の混合物に、20mlの酢酸エチルを加え、その管を低温冷凍庫中で、-15℃まで冷却した。管を排気し、水素を数回充填し、ついで、シールした。混合物を-15℃で攪拌し、反応の進行をHPLCにより追跡した。24時間近く後、HPLCは、アンヒドロルテインの所望される生成物へのほぼ完全な変換を示した。生成物を周囲温度まで温め、セライトを介して濾過して、触媒を除去した。この時点で、総カロチノイド収率は、α-クリプトキサンチン及びβ-クリプトキサンチンについての平均消衰係数(E1% = 2511)を使用して、448nmで、ヘキサン中、UV-可視分光光度法により測定して、90%であった。濾液を、減圧下、40℃より低い温度まで濃縮し、残渣をエタノール/水の1/1溶液10mlから結晶化させた。暗橙色の結晶を濾過により収集し、5mlの冷エタノールで洗浄し、高真空下、40℃より低い温度で乾燥させた。HPLCによれば、生成物(0.29g，総カロチノイド収率70%)は、β-クリプトキサンチン：α-クリプトキサンチンの比＝7：3の混合物クリプトキサンチンからなるものであった。HPLCは、また、少量の未反応のアンヒドロルテインI及びII、並びに、(3R，3’R)-ゼアキサンチンの存在を示した。
【００５２】
実施例C  40℃における、酢酸エチル中での、アルミナに担持された白金(5％)によるアンヒドロルテインI、II、III(45％総カロチノイド)の接触水素化
3口丸底フラスコに、機械的攪拌機、温度計及びガス導入口を装着した。フラスコに、アンヒドロルテイン(20.0g、45%総カロチノイド、28%アンヒドロルテインIII)、アルミナに担持された(5%)白金(1.0g)及び酢酸エチル(700ml)を装填した。空気をアルゴンで置換し、混合物を500rpmで攪拌しつつ40℃に加熱した。溶液に、水素をバブルさせ、混合物を40℃で攪拌した。26時間後、反応混合物を周囲温度まで冷却し、200mlの酢酸エチルで希釈し、セライトを介して濾過した。濾液を、減圧下、40℃より低い温度で濃縮し、残渣を酢酸エチル/エタノール/水の溶液から結晶化させた。暗橙色の結晶を、濾過により収集し、高真空下、40℃より低い温度で乾燥させた。生成物は、赤色固形物(18.3g，総カロチノイド収率86%，アンヒドロルテインIIIからのβ-クリプトキサンチンの収率は、48%である)として得られた。これは、主として、β-クリプトキサンチン：α-クリプトキサンチンの比＝5：1のクリプトキサンチンの混合物からなるものであった。HPLCは、また、少量の未反応アンヒドロルテインI及びIIと(3R，3’R)-ゼアキサンチンとの存在を示した。
【００５３】
実施例D  40℃における、酢酸エチル中での、アルミナに担持された白金(5％)によるアンヒドロルテインI、II、III(49％総カロチノイド)の接触水素化
3口丸底フラスコに、機械的攪拌機、温度計及びガス導入口を装着した。フラスコに、アンヒドロルテイン(20.0g、49%総カロチノイド、27%アンヒドロルテインIII)、アルミナに担持された(5%)白金(1.0g)及び酢酸エチル(700ml)を装填した。空気をアルゴンで置換し、混合物を500rpmで機械的に攪拌しつつ40℃まで加熱した。溶液に、水素をバブルさせ、混合物を40℃で攪拌した。21時間後、反応混合物を周囲温度まで冷却し、200mlの酢酸エチルで希釈し、セライトを介して濾過した。濾液を、減圧下、40℃より低い温度で濃縮し、残渣を酢酸エチル/エタノール/水の溶液から結晶化させた。暗橙色の結晶を、濾過により収集し、高真空下、40℃より低い温度で乾燥させる。生成物は、赤色固形物(18.2g、総カロチノイド収率99%、アンヒドロルテインIIIからのβ-クリプトキサンチンの収率は、61%である)として得られた。これは、主として、β-クリプトキサンチン：α-クリプトキサンチンの比＝4：1のクリプトキサンチンの混合物からなるものであった。HPLCは、また、少量の未反応アンヒドロルテインI及びII、並びに、(3R，3’R)-ゼアキサンチンの存在を示した。
【００５４】
実施例E  40℃における、酢酸エチル中での、アルミナに担持された白金(5％)によるアンヒドロルテインI、II、III(49％総カロチノイド)の接触水素化
3口丸底フラスコに、機械的攪拌機、温度計及びガス導入口を装着した。フラスコに、アンヒドロルテイン(20.0g、49%総カロチノイド、27%アンヒドロルテインIII)、アルミナに担持された(5%)白金(1.5g)及び酢酸エチル(700ml)を装填した。空気をアルゴンで置換し、混合物を500rpmで機械的に攪拌しつつ40℃まで加熱した。溶液に、水素をバブルさせ、混合物を40℃で攪拌した。10時間後、反応混合物を周囲温度まで冷却し、200mlの酢酸エチルで希釈し、セライトを介して濾過した。濾液を、減圧下、40℃より低い温度で濃縮し、残渣を酢酸エチル/エタノール/水の溶液から結晶化させた。暗橙色の結晶を、濾過により収集し、高真空下、40℃より低い温度で乾燥させた。生成物は、赤色固形物(18.2g、総カロチノイド収率94%、アンヒドロルテインIIIからのβ-クリプトキサンチンの収率は、75%である)として得られた。これは、β-クリプトキサンチン：α-クリプトキサンチンの比＝3：1のクリプトキサンチンの混合物からなるものであった。HPLCは、また、少量の未反応アンヒドロルテインI及びII、並びに、(3R，3’R)-ゼアキサンチンの存在を示した。
【００５５】
実施例F  -15℃における、酢酸エチル中での、炭素に担持されたパラジウム(5％)によるアンヒドロルテインI、II、III(75％総カロチノイド)の接触水素化
60mlガラス反応管中75%総カロチノイド(0.3g，およそ0.225g)及び炭素に担持されたパラジウム(26mg，およそ1.3mg Pd)(5％)の混合物に、20mlの酢酸エチルを加え、その混合物を低温冷凍庫中で、-15℃まで冷却した。管を排気し、水素を数回充填し、ついで、シールした。混合物を-15℃で攪拌し、反応の進行をHPLCにより追跡した。24時間近く後、HPLCは、アンヒドロルテインの所望される生成物へのほぼ完全な変換を示した。生成物は、周囲温度まで温め、セライトを介して濾過して、触媒を除去した。濾液を、減圧下、40℃より低い温度で濃縮し、残渣をエタノール/水の1/1溶液10mlから結晶化させた。暗橙色の結晶を濾過により収集し、5mlの冷エタノールで洗浄し、高真空下、40℃より低い温度で乾燥させた。HPLCによれば、生成物(0.22g、総カロチノイド収率46%、0.103g)は、β-クリプトキサンチン：α-クリプトキサンチンの比＝1：1のクリプトキサンチンの混合物からなるものであった。HPLCは、また、少量の未反応のアンヒドロルテインI及びII、並びに、(3R，3’R)-ゼアキサンチンの存在を示した。
【００５６】
7.  アンヒドロルテインI、II、IIIの均一系接触水素化
実施例A  45〜50℃における、テトラヒドロフラン(THF)中でのパラジウムアセチルアセトナートによるアンヒドロルテインI、II、III(75％総カロチノイド)の接触水素化
40mlガラス反応管中75%総カロチノイド(0.3g，およそ0.225g)及びパラジウムアセチルアセトナート(12mg)の混合物に、10mlのTHFを加え、混合物を氷浴で0℃まで冷却した。管を排気し、水素を数回充填し、ついで、シールした。氷浴を除き、混合物を45〜50℃で攪拌した。反応の進行は、HPLCによりモニターした。15時間近く後、HPLCは、さらなる量のβ-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンは形成されず、かなりの量のアンヒドロルテインが未反応のままであることを示した。生成物を周囲温度まで冷却し、セライトを介して濾過して、触媒を除去した。固形物をTHF(5ml)で洗浄し、濾液を減圧下40℃より低い温度で濃縮した。濃縮した残渣は、エタノ−ル/水の1/1溶液10mlから結晶化する。暗橙色の結晶を濾過により収集し、5mlの冷エタノールで洗浄し、高真空下、40℃より低い温度で乾燥させた。HPLCによれば、生成物(0.28g、〜60%総カロチノイド)は、β-クリプトキサンチン：α-クリプトキサンチンの比＝1：1.5のクリプトキサンチンの混合物からなるものであった。HPLCは、また、少量の(3R，3’R)-ゼアキサンチンの存在も示した。
【００５７】
実施例B  周囲温度における、酢酸エチル中でのクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(Ｉ)によるアンヒドロルテインI、II、III(75%総カロチノイド)の接触水素化
40mlガラス反応管中75%総カロチノイド(0.3g，およそ0.225g)及び(Ph3P)3RhCl(835mg)の混合物に、15mlの酢酸エチルを加え、混合物を氷浴で0℃まで冷却した。管を排気し、溶液を窒素下でガス抜きした。ついで、管を排気し、水素を数回充填し、シールした。混合物を周囲温度で攪拌し、反応の進行をHPLCにより追跡した。2時間後、HPLCは、アンヒドロルテインが所望される生成物に完全に変換することを示した。生成物をセライトを介して濾過して、触媒を除去し、固形物を酢酸エチルで洗浄した。この時点で、総カロチノイドの収率は、α-クリプトキサンチン及びβ-クリプトキサンチンについての平均消衰係数(E1% = 2511)を使用して、ヘキサン中448nmでのUV-可視スペクトル分光法により測定して、96%であった。濾液を減圧下40℃より低い温度で濃縮し、残渣は、エタノ−ル/水の1/1溶液10mlから結晶化した。暗橙色の結晶を濾過により収集し、5mlの冷エタノールで洗浄し、高真空下、40℃より低い温度で乾燥させた。HPLCによれば、生成物(0.29g、総カロチノイド純度74%、0.215g)は、β-クリプトキサンチン：α-クリプトキサンチンの比＝5.25：1のクリプトキサンチンの混合物からなるものであった。HPLCは、また、少量の(3R，3’R)-ゼアキサンチンの存在も示した。
【００５８】
実施例C  周囲温度における、酢酸エチル中でのクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(Ｉ)によるアンヒドロルテインI、II、III(63%総カロチノイド、45%アンヒドロルテインIII)の接触水素化
酢酸エチル2ml中ウイルキンソン触媒(100mg，0.11mmol)の懸濁液を水素によりパージし、次に、水素下室温で2時間機械的に攪拌した。反応混合物に50mgの粗製のアンヒドロルテイン(アンヒドロルテインIII、45％、0.041mmol)を加えた。混合物を、水素バルーンを介して与えられる水素下で攪拌した。2時間後、HPLCは、アンヒドロルテインの完全な消費を示した。混合物をマイクロフィルターで濾過し、フィルターを2mlの酢酸エチルで洗浄した。窒素下、溶剤を蒸発させ、残渣を高真空下で2時間乾燥させた。生成物は、赤色固形物(90mg)として得られ、β-クリプトキサンチン：α-クリプトキサンチンの比＝5.4：1のクリプトキサンチンの混合物からなるものであった。アンヒドロルテインIIIに基づくβ-クリプトキサンチンの収率は96%であった。
【００５９】
実施例D  周囲温度における、ジクロロメタン中での[Ir(cod)Py(Pcy3)]＋PF6-(クラブツリー触媒)によるアンヒドロルテインI、II、III(75%総カロチノイド)の接触水素化
40mlガラス反応管中アンヒドロルテイン(75%総カロチノイド，0.3g、およそ0.225g)及び[Ir(cod)Py(Pcy3)]＋PF6-(10mg)の混合物に、10mlのジクロロメタンを加え、混合物を氷浴で0℃まで冷却した。管を排気し、溶液を窒素下でガス抜きした。ついで、管を排気し、水素を数回充填し、ついで、シールした。混合物を周囲温度で攪拌し、反応の進行をHPLCにより追跡した。24時間後、HPLCは、さらなる量のβ-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンが形成されず、かなりの量のアンヒドロルテインが未反応のままであることを示した。セライトを介して生成物を濾過して、大部分の溶剤を減圧下蒸発させた。濃縮した残渣は、エタノ−ル/水の1/1溶液10mlから結晶化させた。暗橙色の結晶を濾過により収集し、高真空下、40℃より低い温度で乾燥させた。HPLCによれば、生成物(0.26g，〜60%総カロチノイド)は、クリプトキサンチンの混合物(β-クリプトキサンチン：α-クリプトキサンチン＝1.4：1)と未反応アンヒドロルテイン(42％)との混合物からなるものであった。HPLCは、また、少量の(3R，3’R)-ゼアキサンチンの存在も示した。
【００６０】
ここまで、本発明を十分に説明してきたので、当業者であれば、条件、配合物及びその他のパラメータの広範かつ等価な範囲内で、本発明の範囲又はそのいずれの実施態様にも影響を及ぼすことなく、本発明をなしうることが理解されるであろう。本明細書において引用する全ての特許、特許出願及び公報は、それらの全体を参考とすることによって本明細書に十分に組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図1は、(3R，3’R，6’R)-ルテインのβ-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンへの変換を示すスキームである。(3R，3’R)-ゼアキサンチンは出発物質中に存在し、全体のプロセスを通じて未反応のままである。
【図２】図2は、酸触媒エステル交換によって製造されるアンヒドロルテインI〜IIIを経由してのルテインエステルのβ-クリプトキサンチン及びα-クリプトキサンチンへの変換を示すスキームである。(3R，3’R)-ゼアキサンチンは出発物質中に少量成分として存在し、非エステル化(3R，3’R)-ゼアキサンチンに変換されるが、その他は、全体のプロセスを通じて変化せずに残る。
【図１】
2007509957.tif 000006
【図２】
2007509957.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月17日(2005.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルテイン、ルテインエステル、アンヒドロルテイン及びこれらの製品の組み合わせからなる群から選択される製品から、接触水素化を利用して製造されるβ-及びα-クリプトキサンチンを含む物質組成物であって、β-クリプトキサンチンのα-クリプトキサンチンに対する比が少なくとも４：１であることを特徴とする前記物質組成物。
【請求項２】
製品が、(3R，3’R，6’R)-ルテインを含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項３】
β-クリプトキサンチンが、(3R)-β-クリプトキサンチンであり、α-クリプトキサンチンが、(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンである、請求項1に記載の組成物。
【請求項４】
β-及びα-クリプトキサンチンが、組成物の少なくとも1重量%を占める、請求項1に記載の物質組成物。
【請求項５】
製品をβ-及びα-クリプトキサンチンに変換するための方法であって、アルコール中の製品を高温で触媒量の酸と反応させてアンヒドロルテインの混合物を生成させる工程；及び、そのアンヒドロルテインを、有機溶剤中、VIII族の遷移元素触媒の存在下、100℃を越えない温度で水素と反応させて、クリプトキサンチンの混合物を生成させる工程を含む前記方法。
【請求項６】
製品が、(3R，3’R，6’R)-ルテインを含み、β-クリプトキサンチンが、(3R)-β-クリプトキサンチンであり、α-クリプトキサンチンが、(3R，6’R)-α-クリプトキサンチンである、請求項5に記載の方法。
【請求項７】
温度が、約-15℃と約80℃との間である、請求項5に記載の方法。
【請求項８】
β-及びα-クリプトキサンチンが、組成物の少なくとも1重量%を占める、請求項5に記載の方法。
【請求項９】
ルテイン製品をアンヒドロルテインI、II、IIIの混合物に変換するための方法であって、水及び1種以上のアルコールの中、ルテイン製品を、鉱酸水溶液及び強有機酸類からなる群から選択される触媒量の酸と、攪拌しつつ、高温で一段階で反応させて、主生成物のアンヒドロルテインIII、並びに、少量生成物のアンヒドロルテインI及びIIを含むアンヒドロルテインの混合物を、中間体の生成なしに直接与える工程を含む前記方法。
【請求項１０】
アルコールが、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、2-ブタノール、イソブチルアルコール、t-ブチルアルコール、1-ペンタノール(n-アミルアルコール)、2-ペンタノール、n-ヘキシルアルコール、n-オクチルアルコール、エチレングリコール及びプロピレングリコールからなる群から選択される、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
鉱酸水溶液が、塩酸、硫酸及びリン酸の水溶液からなる群から選択され、有機酸が、トリフルオロ酢酸及びトリクロロ酢酸からなる群から選択される、請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
高温が、溶剤の還流温度である、請求項9に記載の方法。
【請求項１３】
(3R，3’R)-ゼアキサンチンエステルを含有する(3R，3’R，6’R)-ルテインエステルをアンヒドロルテインの混合物に変換するための方法であって、炭化水素、エーテル、及び、少なくとも1つのアルコールからなる群から選択される溶剤中、ルテインエステルを含有する製品を、鉱酸水溶液及び有機酸からなる群から選択される触媒量の酸と、60℃より低い温度で反応させて、ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテルの混合物を得る工程；水とさらなる酸とを加える工程；及び、温度を約78℃と約100℃との間に上昇させ、ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテルをアンヒドロルテインIIIに富むアンヒドロルテインI、II及びIIIの粗製混合物に変換させる工程を含む前記方法。
【請求項１４】
ルテインエステル含有製品が、マリーゴールドの花の粗製抽出物から選択される、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
アルコールが、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、2-ブタノール、イソブチルアルコール、t-ブチルアルコール、1-ペンタノール(n-アミルアルコール)、2-ペンタノール、n-ヘキシルアルコール、n-オクチルアルコール、エチレングリコール及びプロピレングリコールからなる群から選択される、請求項13に記載の方法。
【請求項１６】
鉱酸水溶液が、塩酸、硫酸及びリン酸からなる群から選択される、請求項13に記載の方法。
【請求項１７】
ルテインエステルを加水分解して、脂肪酸を除去する工程；及び、アンヒドロルテインを結晶化させる工程を更に含む、請求項13に記載の方法。
【請求項１８】
温度を50℃より低く保つこと、及び、ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテルの混合物を、さらなる量の水及び酸を加えず且つ温度を上昇させることなく、最初に単離することを特徴とする、請求項13に記載の方法。
【請求項１９】
ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテルの混合物を含む溶液を周囲温度まで冷却する工程；ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテルの混合物を含む溶液を無機塩基のアルコール溶液で加水分解する工程；及び、溶剤を蒸発させて、ルテイン3’-アルキルエーテルを含有する濃縮された残渣を得る工程を更に含む、請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
ルテイン3’-アルキルエーテルをアルコール又はアルコール混合物の存在下で、触媒量の鉱酸水溶液又は有機酸により、約78℃と約100℃との間の温度でアンヒドロルテインの混合物に変換する工程を更に含む、請求項19に記載の方法。
【請求項２１】
アンヒドロルテインの混合物を、不均一系接触水素化によりβ-クリプトキサンチンとα-クリプトキサンチンとの混合物に変換するための方法であって、有機溶剤中、VIII族の遷移元素から選択される触媒の存在下で、水素と反応させて、主生成物のβ-クリプトキサンチン及び少量生成物のα-クリプトキサンチンの混合物を得る工程を含む前記方法。
【請求項２２】
アンヒドロルテイン混合物が、アンヒドロルテインIIIに富む、請求項21に記載の方法。
【請求項２３】
アンドロルテイン混合物が、ルテインエステルから、ルテイン3-アシルエステル3’-アルキルエーテル又はルテイン3’-アルキルエーテルを経由して製造される、請求項21に記載の方法。
【請求項２４】
有機溶剤が、酢酸エチル、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル及びt-ブチルメチルエーテル、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン及びクロロホルム並びにそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項21に記載の方法。
【請求項２５】
少量のゼアキサンチンを含有するアンヒドロルテインの混合物を、均一系接触水素化により、β-クリプトキサンチンとα-クリプトキサンチンに変換するための方法であって、有機溶剤中、遷移金属錯体から選択される触媒の存在で、アンヒドロルテインを、温度約60℃未満の温度で、水素と反応させて、β-クリプトキサンチンとα-クリプトキサンチンとの混合物を得る工程を含む前記方法。
【請求項２６】
遷移金属錯体が、パラジウムアセチルアセトナート、トリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(I)クロライド[Rh(Ph3P)3Cl](ウイルキンソン触媒)、(トリシクロヘキシルホスフィン)(1,5-シクロオクタジエン)ピリジンイリジウム(I)ヘキサフルオロホスフェート[(C6H11)3P[C8H12][C5H5N]]Ir＋PF6-(クラブツリー触媒)及び(1,5-シクロオクタジエン)ビス(メチルジフェニルホスフィン)イリジウム(I)ヘキサフルオロホスフェート[C8H12][(MePh2P)2]Ir＋PF6-からなる群から選択される、請求項25に記載の方法。
【請求項２７】
アンヒドロルテインI〜IIIの混合物が、アンヒドロルテインIIIに富むことを特徴とする、請求項25に記載の方法。
【請求項２８】
有機溶剤が、酢酸エチル、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル及びt-ブチルメチルエーテル、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン及びクロロホルム並びにそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項25に記載の方法。
【請求項２９】
請求項５、９、１３、２１及び２５のいずれか１項に記載の方法から製造された生成物を含む物質組成物。
【請求項３０】
ルテイン製品をβ-クリプトキサンチンとα-クリプトキサンチンに変換するための方法であって、該方法は、酸触媒反応を利用して該製品をアンヒドロルテインの混合物に変換する工程；及び、接触水素化を利用してアンヒドロルテインをβ-クリプトキサンチンとα-クリプトキサンチンに変換する工程を含んでおり、ルテイン製品はルテイン、ルテインエステル、アンヒドロルテイン及びそれらの製品の混合物からなる群から選択されることを特徴とする前記方法。
【請求項３１】
請求項３０の方法から製造された生成物を含む物質組成物。
【国際調査報告】
2007509957.tif 000008