(57)【要約】  本発明は、持続可能な原料から、アミノ酸のヒドロキシアナログまたはポリマ−前駆体などのプラットフォ−ム化学物質として有用なα−ヒドロキシ化合物を製造するための新規の方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｉのα−ヒドロキシ反応生成物を製造する方法であって：
（Ｒ）ＣＨ（Ｒ’）−ＣＨＯＨ−ＣＯＯＲ’’      （Ｉ）
［ここで、
Ｒは、−Ｈまたは−ＣＨ３であり；
Ｒ’は、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−Ｃ６Ｈ５、−ＣＨ２ＳＣＨ３、−Ｃ８Ｈ６Ｎまたは−Ｃ３Ｈ３Ｎ２であり；かつ
Ｒ’’は、−Ｈ、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２、または−Ｃ（ＣＨ３）３である］
ａ）式ＩＩの第１の化合物を提供する工程：
ＣＨ２ＯＨ−ＣＨＯ      （ＩＩ）
ｂ）式ＩＩＩの第２の化合物を提供する工程：
Ｒ−ＣＯ−Ｒ’      （ＩＩＩ）
［ここで、
ＲおよびＲ’は、上記で定義したような意味を有する］
ｃ）ルイス酸触媒の存在下で第１の化合物を第２の化合物と反応させて、α−ヒドロキシ反応生成物を得る工程、
を含む前記方法。
【請求項２】
前記α−ヒドロキシ反応生成物がアミノ酸アナログである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ＲがＣＨ３である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ＲがＨである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
Ｒ’’が、−Ｈ、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、または−ＣＨ（ＣＨ３）２である、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
ルイス酸触媒が骨格構造を有し、この骨格構造が、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＦＡＵ、ＭＯＲ、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＭＣＭ−４１およびＳＢＡ−１５からなる群から選択される、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
ルイス酸触媒が、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｚｒ、ＧｅおよびＨｆからなる群から選択される１つ以上の活性金属を含む、請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
ルイス酸触媒がＳｎ−ＢＥＡである、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
ルイス酸触媒がＳｎ−ＭＣＭ−４１である、請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
ルイス酸触媒が可溶性スズ塩である、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
工程ｃ）において、第１および第２の化合物を、３０〜２２０℃の範囲、例えば、６０〜１８０℃の範囲の温度で反応させる、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
工程ｃ）が溶媒中で行われる、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１３】
当該溶媒が、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノールアセトン、ベンズアルデヒド、ブタノン、イソブチルアルデヒド、１Ｈ−イミダゾール−４−カルバルデヒド、１Ｈ−インドール−３−カルバルデヒド、およびメタルスルファニル−アセトアルデヒドからなる群；またはその混合物から選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
工程ｃ）において、メチルビニルグリコレート副生成物が形成され、α−ヒドロキシ反応生成物対メチルビニルグリコレートのモル比が１：１〜１００：１の範囲、例えば２：１〜１００：１の範囲である、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１５】
α−ヒドロキシ反応生成物を回収する次の工程ｄ）を含む、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１６】
α−ヒドロキシ反応生成物が蒸留および／または抽出によって回収される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
工程ｄ）において、α−ヒドロキシ反応生成物が、蒸留および／または抽出によって、メチルビニルグリコレートから分離される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
α−ヒドロキシ反応生成物を対応するアミノ酸にアミノ化するさらなる工程ｅ）を含む、請求項１〜１７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１９】
工程ｃにおいて、第１および第２の化合物以外のアルデヒドまたはケトンが存在しない、請求項１〜１８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２０】
式Ｉの化合物：
（Ｒ）ＣＨ（Ｒ’）−ＣＨＯＨ−ＣＯＯＲ’’      （Ｉ）
ここで、
Ｒは、−Ｈまたは−ＣＨ３であり；
Ｒ’は、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−Ｃ６Ｈ５、−ＣＨ２ＳＣＨ３、−Ｃ８Ｈ６Ｎまたは−Ｃ３Ｈ３Ｎ２であり；
Ｒ’’は、−Ｈ、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２、または−Ｃ（ＣＨ３）３である。
【請求項２１】
前記化合物が以下の群から選択される、請求項２０に記載の化合物。
【化１】
2021512918.tif 000018
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載の１つ以上の化合物および動物飼料成分を含む動物飼料組成物。
【請求項２３】
前記動物飼料成分が、キャリア材料、炭水化物、補助剤、固化防止剤、抗酸化剤、および界面活性剤からなる群から選択される、請求項２２に記載の動物飼料組成物。
【請求項２４】
動物飼料組成物を製造するための、請求項２０または２１に記載の１つ以上の化合物の使用。
【請求項２５】
ポリマーを製造するための、請求項２０または２１に記載の１以上の化合物の使用。
【請求項２６】
乳酸、ラクチドエチレングリコールまたはグリコール酸とのコポリマーを製造するための、請求項２０または２１に記載の１以上の化合物の使用。
【請求項２７】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法により得ることが可能な、または得られるα−ヒドロキシ反応生成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、アミノ酸のヒドロキシアナログまたはポリマー前駆体などのプラットフォーム化学物質として有用なα−ヒドロキシ化合物を製造するための新規の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
動物栄養においては、食料添加物の需要が大きい。飼料添加物の一群はアミノ酸とアミノ酸のヒドロキシアナログ（類似物）である。特に、再生可能で持続可能な原料から作られたバイオベースの飼料添加物の需要がある。動物飼料における添加剤として、アミノ酸のロイシン（Ｌｅｕ）、イソロイシン（Ｉｌｅ）、バリン（Ｖａｌ）、フェニルアラニン（Ｐｈｅ）、ヒスチジン（Ｈｉｓ）、メチオニン（Ｍｅｔ）、システイン（Ｃｙｓ）、グルタミン酸（Ｇｌｕ）、トリプトファン（Ｔｒｐ）およびチロシン（Ｔｙｒ）が興味深い。しかし、対応するアミノ酸アナログも使用できる。飼料添加物として有用であるためには、アミノ酸またはα−ヒドロキシアナログを生産するための低コスト工程が必要である。既知の工程には、発酵および化学合成の種々の方法が含まれる。
【０００３】
リジンとメチオニンの両者は、動物栄養における添加物として首尾よく使用される例示的なアミノ酸として言及することができる。天然型でもヒドロキシアナログでもある。それらは発酵と化学合成の両方によって製造されている。
【０００４】
ＷＯ２０１７／１１８８７１は、糖からのＬ−メチオニンおよびその誘導体の発酵製造のための方法を開示している。
【０００５】
ＷＯ２０１６／１７４２３１は、硫黄および溶媒を含む化合物の存在下で、１つ以上の糖をメタロ−ケイ酸塩組成物と接触させることによって、メチオニンα−ヒドロキシアナログおよびその誘導体を製造する方法を開示している。３０％以上の収率が得られた。
【０００６】
これまで工業用アミノ酸製造の最も成功し経済的な方法は、遺伝子組み換え微生物を用いたバイオベースの原料の発酵によると思われる。これまでのところ、メチオニン以外のアミノ酸の生産に有効な化学プロセスは見つかっていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２０１７／１１８８７１
【特許文献２】ＷＯ２０１６／１７４２３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、経済的、柔軟かつ大規模な工業生産に適した工程である再生可能で持続可能な原料から、バイオベースのアミノ酸およびそのヒドロキシアナログを生産するための環境に優しく、経済的な方法が依然として必要とされている。
【０００９】
発明の概要
驚くべきことに、グリコールアルデヒド（ＧＡ、第１の化合物）とある種の化合物（第２の化合物）とを、柔軟で工業規模の製造に適している、単純で持続可能な方法によって化学触媒的に組み合わせることにより、そのヒドロキシアナログの形態で多数の重要なアミノ酸を得ることができることが、本発明者らによって見出された。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書に開示される第１の態様は、式Ｉのα−ヒドロキシ反応生成物を製造する方法に関する：
（Ｒ）ＣＨ（Ｒ’）−ＣＨＯＨ−ＣＯＯＲ’’  （Ｉ）
ここで、
Ｒは、−Ｈまたは−ＣＨ３であり；
Ｒ’は、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−Ｃ６Ｈ５、−ＣＨ２ＳＣＨ３、−Ｃ８Ｈ６Ｎまたは−Ｃ３Ｈ３Ｎ２であり；
Ｒ’’は、−Ｈ、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２、または−Ｃ（ＣＨ３）３であり
当該方法は、
ａ）式ＩＩの第１の化合物を提供する工程：
ＨＯ−ＣＨ２−ＣＨ＝Ｏ  （ＩＩ）
ｂ）式ＩＩＩの第２の化合物を提供する工程：
Ｒ−ＣＯ−Ｒ’  （ＩＩＩ）
ここで、
ＲとＲ’は、上記で定義したような意味を有し；および
ｃ）ルイス酸触媒の存在下で第１の化合物を第２の化合物と反応させて、α−ヒドロキシ反応生成物を得る工程を含む。
【００１１】
この方法の利点は、アップスケールに適しており、従って、再生可能で持続可能な原料から得ることができる、柔軟かつ効率的でバイオベースの出発物質の使用を可能にする方法によるα−ヒドロキシアミノ酸アナログの大規模生産に適していることである。
【００１２】
工程ｃ）は、反応液（すなわち、反応混合物）中などの反応ソーンで行われることがある。第１および第２の化合物（反応物質）を反応させた後、反応混合物には未反応の反応物質および形成された全てのα−ヒドロキシ反応生成物が含まれるであろう。反応は、ルイス酸触媒を含有する反応器中で起こることが想定される。本発明によるα−ヒドロキシ反応生成物を製造するためのシステムは、非常に柔軟である。なぜなら、同じ触媒を使用して、任意に、式（ＩＩＩ）の２つ以上の異なる化合物を使用するワンポット工程において、種々のα−ヒドロキシ反応生成物を製造することができるからである。さらに、第１の化合物は、どのα−ヒドロキシ反応生成物の製造を所望するかにかかわらず、同じである。
【００１３】
本明細書に開示される第２の態様は、式Ｉの化合物に関する：
（Ｒ）ＣＨ（Ｒ’）−ＣＨＯＨ−ＣＯＯＲ’’  （Ｉ）
ここで、
Ｒは、−Ｈまたは−ＣＨ３であり；
Ｒ’は、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−Ｃ６Ｈ５、−ＣＨ２ＳＣＨ３、−Ｃ８Ｈ６Ｎまたは−Ｃ３Ｈ３Ｎ２であり；
Ｒ’’は、−Ｈ、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２、または−Ｃ（ＣＨ３）３である。
【００１４】
本明細書に開示される第３の態様は、式Ｉの１以上の化合物および動物飼料成分を含む動物飼料組成物に関する。
【００１５】
本明細書に開示される第４の態様は、動物飼料組成物を製造するための式Ｉの１つ以上の化合物の使用に関する。
【００１６】
本明細書に開示される第５の態様は、ポリマーを製造するための式Ｉの１つ以上の化合物の使用に関する。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の詳細な開示
定義
他に何も記載されていない場合、「活性金属」は、触媒活性型の金属原子を指すことを意味する。
【００１８】
化合物１は、グリコールアルデヒドを意味し、第１の化合物とも呼ぶことができる。モノマー、ダイマーまたはオリゴマー型で現れることがある。化合物２は、式（ＩＩＩ）のアルデヒドまたはケトン化合物を意味し、第２の化合物とも呼ぶことができる。モノマー、ダイマーまたはオリゴマー型で現れることがある。化合物１および２は、代替的に、反応体または基質と称され得る。α−ヒドロキシ反応生成物は、単に「反応生成物」と呼ばれることがある。式（ＩＩＩ）の複数の化合物を同じ反応混合物または反応ゾーンに加えると、複数のα−ヒドロキシ反応生成物（式（Ｉ））も得られるであろう。いくつかの反応産物が形成されても、特異点で言及されることがある。
【００１９】
他に何も記載されていない場合、パーセンテージで与えられた濃度は質量％（すなわち、溶液の総重量当たりｘの重量×１００％）として理解されるべきである。他に何も記載されていない場合、溶液中で二量体化する可能性のある化合物の濃度を言及する場合、与えられた濃度は、モノマー当量の濃度、例えば、第１および第２の化合物ならびにα−ヒドロキシ反応生成物についての濃度を示す。
【００２０】
「回収する」という用語は、α−ヒドロキシ反応生成物を集めること、またはα−ヒドロキシ反応生成物を含む反応混合物を精製ユニットなどのその後の工程に向けることのいずれかを意味する。
【００２１】
用語「収率」は、本文脈においては、形成された所望のα−ヒドロキシ反応生成物中に回収される第１の化合物（グリコールアルデヒド）の炭素のモルパーセンテージを意味する。したがって、１００ｍｍｏｌのグリコールアルデヒド反応物（第１の化合物）を５０ｍｍｏｌのα−ヒドロキシ反応生成物に変換した場合、第１のグリコールアルデヒドの炭素原子の半分がα−ヒドロキシ反応生成物中に回収され、従って、収率は５０％である；ＭＶＧの形成の場合、５０ｍｍｏｌのＭＶＧに変換された１００ｍｍｏｌのグリコールアルデヒドは、１分子のＭＶＧを形成するために２分子のグリコールアルデヒドが必要であるので、１００％の収率に対応する。
【００２２】
本文脈において用語「変換」は、段階ｃ）の間に反応して所望のα−ヒドロキシ反応生成物または他の化合物のいずれかを形成したグリコールアルデヒド（第１の化合物）のモル分画を意味する。
【００２３】
用語「選択性」とは、転換されたグリコールアルデヒド当たりに形成される所望のα−ヒドロキシ反応生成物のモル分率を意味する。
【００２４】
本文脈において「反応ゾーン」とは、第１および第２の化合物がルイス酸触媒と接触し、２つの化合物が反応する触媒の周囲の領域を意味する。特定の実施形態では、反応ゾーンは、化学反応器の壁によって定義され得る。連続反応器では、反応ゾーンは反応器壁と入口および出口によって定義され得る。反応ゾーンは、代替的に、反応器内に含まれる反応混合物と周囲との間の接触面によって定義され得る。
【００２５】
「反応混合物」とは、反応ゾーン内に存在する混合物を意味し、例えば、形成されたあらゆる未反応の第１および第２の化合物（反応物質）およびα−ヒドロキシ酸化合物（α−ヒドロキシ反応生成物）、ならびに存在するあらゆる副産物または溶媒または希釈剤を含む。実施形態では、工程ｃ）は、このような反応混合物中で行われる。反応混合物は、「反応液」とも呼ばれることがある。反応ゾーンから生成物流を回収する場合、反応混合物中に存在するすべての化合物はある程度存在するであろう。
【００２６】
「連続工程」とは、連続条件下または定常状態下で行われる工程をいう。したがって、大きな濃度変動は生じない。連続工程では、第１および／または第２の化合物（反応物質）を連続的に反応ゾーンに供給し、反応生成物を連続的に反応ゾーンから回収する。この場合、「連続的に供給する」および「連続的に回収する」とは、反応ゾーンに少量の反応物質を繰り返し供給し、反応ゾーンから少量のα−ヒドロキシ酸生成物組成を繰り返し回収することを含む。また、反応体をいくつかの位置で反応ゾーンに供給することができ、生成物をいくつかの位置から回収することができる（例えば、流動床反応器または充填床反応器で、場合によっては過剰の第２の化合物を供給流または反応器入口に再利用する）。
【００２７】
他に特に記載されていない限り、ラジカルＲ、Ｒ’およびＲ’’は次のような意味をもつ：
Ｒは、−Ｈまたは−ＣＨ３であり；
Ｒ’は、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−Ｃ６Ｈ５、−ＣＨ２ＳＣＨ３、−Ｃ８Ｈ６Ｎまたは−Ｃ３Ｈ３Ｎ２であり；かつ
Ｒ’’は、−Ｈ、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２、または−Ｃ（ＣＨ３）３である。
【００２８】
大規模生産に適した経済的方法によりバイオベースで得られる動物飼料添加物の需要がある。このような工程は、本発明による方法によって提供される。本発明者らは、以下の反応式に従ってグリコールアルデヒド（第１の化合物）と１つ以上の特定のアルデヒドまたはケトン（第２の化合物）との間の反応を促進する上で、ルイス酸触媒が優れた触媒活性を有することを見出した：
【化１】
2021512918.tif 000002
【００２９】
生じた１つ以上のα−ヒドロキシ反応生成物はα−ヒドロキシ化合物である。α−ヒドロキシ化合物は、α−ヒドロキシ基を除き、アミノ酸の骨格に似た構造をもっている。α−ヒドロキシ基は、対応するアミノ酸に変換されるアミノ基と置き換えなければならない。したがって、基ＲおよびＲ’は、アミノ酸側基に対応するように選択され得る。反応ゾーンの環境によっては、α−ヒドロキシ反応生成物は酸型（Ｒ’’がＨ）の場合もあれば、エステル型（Ｒ’’がアルキル基）の場合もある。
【００３０】
驚くべきことに、本発明者らはルイス（Ｌｅｗｉｓ）酸触媒がグリコールアルデヒドとケトンまたは本明細書に記載の構造のアルデヒドとの縮合反応を触媒することを見出した。ルイス酸触媒が上記反応を触媒するだけでなく、それらはα−ヒドロキシアミノ酸アナログを製造するのに関連する異性体にも有利であり、収率は非常に高かった。本発明者らは、驚くべきことに、メチオニン−ヒドロキシアナログについて、ルイス酸触媒の存在下で第１および第２の化合物に対応する化合物から出発する場合、メチルメルカプト基が、カルボキシル基から炭素数４上に排他的に位置することであるという本発明による方法の利点を見出した。
【００３１】
ルイス酸触媒の存在下で第１の化合物を第２の化合物と接触させる場合、２つの化合物は反応し、驚くべきことに、α−ヒドロキシ反応生成物が有利である。理論に拘束されることなく、第１の化合物（グリコールアルデヒドである）がより反応性の高い種として作用し、主にα−ヒドロキシエステルの形成に有利に働くという仮説が立てられている。以下の反応式は、第２の化合物と反応するグリコールアルデヒドの仮定された反応機構を示している。
【００３２】
【化２】
2021512918.tif 000003
【００３３】
α−ヒドロキシ反応生成物はカルボン酸であり、またはカルボン酸／エステル基に対してＣ２炭素位にヒドロキシ基を有するエステルである。ラジカルＲ’’の性質は、工程ｃ）の第１および第２の化合物の環境に依存する。水溶液では酸型が有利である（Ｒ’’は−Ｈ）。アルコールを含む溶媒では、対応するエステルが好ましいであろう。したがって、メタノールはメチルエステルの生成に有利に働き（Ｒ’’は−ＣＨ３）、エタノールはエチルエステルに有利に働く（Ｒ’’は−Ｃ２Ｈ５）などである。本発明の実施形態によれば、式Ｉのα−ヒドロキシ反応生成物はα−ヒドロキシアミノ酸アナログである。本発明による実施形態では、α−ヒドロキシ反応生成物は、メチル２−ヒドロキシ−３−フェニルプロパノエート（ＩＶ）、メチル２−ヒドロキシ−４−メチルペンタノエート（Ｖ）、メチル２−ヒドロキシ−３−（１Ｈ−インドール３−イル）−プロパノエート（ＶＩ）、メチル２−ヒドロキシ−３−メチルブタノエート（ＶＩＩ）、メチル２−ヒドロキシ−４−メチルスルファニルブタノエート（ＶＩＩＩ）、メチル２−ヒドロキシ−３−メチルペンタノエート（ＩＸ）およびメチル２−ヒドロキシ−３−（１Ｈ−イミダゾール−４−イル）−プロパノエート（Ｘ）からなる群から選択される。化合物を構造で表すことができる：
【００３４】
【化３】
2021512918.tif 000004
【００３５】
本発明による方法では、第１の化合物はグリコールアルデヒドである。本発明による実施形態では、反応混合物中の第１の化合物の濃度は、０．１〜３０質量％の範囲にあり、例えば、０．１〜２０質量％または１〜５質量％である。
【００３６】
本発明による方法において、第２の化合物は、アミノ酸の側鎖に相当する置換基（Ｒ’’）、ケトンまたはを有するアルデヒドである。ＲがＣＨ３であれば、第２の化合物はケトンである。ＲがＨの場合、第２の化合物はアルデヒドである。第２の化合物は溶媒中に提供され得る。一実施形態では、溶媒の混合物を使用してもよい。この場合、複数のα−ヒドロキシ反応生成物が共産生されることがある。本発明による実施形態では、反応混合物中の第２の化合物の濃度は、０．９〜６０質量％の範囲にあり、例えば、０．９〜４０質量％または７〜１５質量％である。本発明による実施形態では、反応混合物中の第１および第２の化合物の複合濃度は、１〜５０質量％の範囲、例えば５〜２０質量％または８〜１５質量％の範囲にある。
【００３７】
第１および第２の化合物は、その物理的状態および化学的環境（溶媒など）に依存して、モノマー、ダイマー、アセタールまたはオリゴマーなどの様々な形態で存在し得る。第１および第２の化合物の全ての形態は、本発明に包含される。本発明による実施形態では、グリコールアルデヒドは、グリコールアルデヒドダイマー（二量体）、グリコールアルデヒドジエチルアセタールとして、またはグリコールアルデヒドジメチルアセタールとして提供される。第１および第２の化合物を溶液中に提供する場合、例えば、溶液中にアセタールの形で提供し、次いで、反応ゾーン中でそれを加水分解して、第１および／または第２の化合物に対応するアルデヒドまたはケトンを得ることができる。したがって、第１および／または第２の化合物は、例えば、溶媒中に提供されてもよく、またはそれらは反応液を通して泡立ててもよい。
【００３８】
また、α−ヒドロキシ反応生成物は、その物理的状態および化学的環境（例えば溶媒）に依存して、モノマー、ダイマー、アセタールまたはオリゴマーのような種々の形態で存在し得る。α−ヒドロキシ反応生成物の上記の形態は全て本発明に包含される。α−ヒドロキシ反応生成物を溶媒中で回収することができる。
【００３９】
本発明の実施形態によれば、２つ以上の第２の化合物が提供され、工程ｃ）において、それに応じて２つ以上のα−ヒドロキシ反応生成物が得られる。本発明の実施形態によれば、式Ｉの１つ以上のα−ヒドロキシ反応生成物の全収率は、１０〜９９％の範囲、例えば１５〜９９％の範囲にある。
【００４０】
本発明による実施形態において、第２の化合物は、第１の化合物の化学量論的過剰量で提供される。第２の化合物を過剰にする利点は、反応中のグリコールアルデヒドの自己縮合が減少することである。従って、第１および第２の化合物間のモル比は、０．０１〜１の範囲であることが好ましく、例えば、０．０１〜０．８または０．０１〜０．５である。
【００４１】
本発明による実施形態では、第２の化合物はケトンである（式Ｉの化合物はＲ＝ＣＨ３を有する）。好ましい実施態様において、ケトンと第１の化合物との間のモル比は、１〜５０の範囲、例えば５〜３０または８〜３０である。
【００４２】
本発明による実施形態では、第２の化合物はアルデヒドである（式Ｉの化合物はＲ＝Ｈを有する）。好ましい実施態様において、アルデヒドと第１の化合物との間のモル比は、１〜５０の範囲、例えば５〜３０または８〜３０である。
【００４３】
ルイス酸触媒（またはルイス酸材料）は、基質の反応性を増加させるための電子対受容体として作用する。メタロケイ酸塩材料であってもよく、その場合は不均一な触媒である。しかしながら、金属塩のような均質なルイス酸触媒も本発明に適している。
【００４４】
メタロケイ酸塩材料（メタロケイ酸塩、メタロケイ酸塩組成物またはメタロケイ酸塩触媒としても知られる）は、酸化ケイ素および活性金属（場合によっては金属酸化物成分の形態）を含む１つまたは複数の固体材料を指し、ここで、活性金属および／または金属酸化物成分は、酸化ケイ素構造の表面に取り込まれる（例えば、グラフト化される）（すなわち、酸化ケイ素構造はＭ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む）。酸化ケイ素構造はケイ酸塩としても知られており、活性金属を組み込んだ酸化ケイ素構造は対応してメタロケイ酸塩として知られている。金属−ケイ酸塩材料は、結晶性であっても非結晶性であってもよい。非結晶メタロシリケート材料は、秩序化メソポーラスアモルファス形態および他のメソポーラスアモルファス形態を含む。結晶微多孔材料にはゼオライト材料とゼオタイプ材料がある。本発明の実施形態によれば、ルイス酸触媒はゼオライト骨格構造を有し、それはＢＥＡ、ＭＦＩ、ＦＡＵ、ＭＯＲ、ＦＥＲおよびＭＷＷからなる群から選択される。別の実施形態では、ルイス酸触媒は、メソポーラス構造ＭＣＭ−４１およびＳＢＡ−１５を有する。
【００４５】
ゼオライト材料は、Ｃｏｒｍａ  ｅｔ  ａｌ．、Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．１９９５、９５、５５９−６１４ページに従い、微多孔性結晶構造を有する結晶性アルミノケイ酸塩である。ゼオライト材料のアルミニウム原子は、活性金属によって部分的または完全に置換されてもよい（例えば、ＷＯ／２０１５／０６７６５４参照）；これらの材料は、ゼオタイプ材料のクラスに属する。本発明の目的のために、ゼオタイプ材料は、ゼオライト材料を包含し、メタロシリケートは、材料にルイス酸性を付与する活性金属で置換される。ルイス酸触媒は、基質の反応性を増加させるための電子対受容体として作用する。本文脈において、ルイス酸触媒は、化合物１（グリコールアルデヒド）と選択された化合物２との間のアルドール縮合反応を触媒し、標的とするアミノ酸α−ヒドロキシアナログを得る。本発明の実施態様によれば、ルイス酸触媒は、Ａｌ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ＧｅおよびＨｆからなる群の１つ以上から選択される活性金属を含み、好ましくはＳｎ、Ｚｒ、ＧｅおよびＨｆから選択され、最も好ましいのはＳｎである。
【００４６】
本発明の実施形態によれば、ルイス酸触媒は、Ｓｎ−ＢＥＡ、Ｓｎ−ＭＣＭ−４１および可溶性スズ塩からなる群から選択される。可溶性スズ塩は、塩化スズ（ＳｎＣｌ４およびＳｎＣｌ２）、フッ化スズ（ＳｎＦ４およびＳｎＦ２）、臭化スズ（ＳｎＢｒ４およびＳｎＢｒ２）、ヨウ化スズ（ＳｎＩ４およびＳｎＩ２）、アセチルアセトネートスズ（ＳｎＣ１０Ｈ１４Ｏ４）、ピロリン酸スズ（Ｓｎ２Ｐ２Ｏ７）、酢酸スズ（Ｓｎ（ＣＨ３ＣＯ２）４およびＳｎ（ＣＨ３ＣＯ２）２）、シュウ酸スズ（Ｓｎ（Ｃ２Ｏ４）２およびＳｎＣ２Ｏ４）、スズトリフラート（Ｓｎ（ＣＦ３ＳＯ３）２およびＳｎ（ＣＦ３ＳＯ３）４）からなる群から選択され得る。対応する塩、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ＧｅおよびＨｆもまた、本発明におけるルイス酸触媒としての使用に適しているであろう。
【００４７】
本発明の実施形態によれば、工程ｃ）において、第１および第２の化合物よりも他のアルデヒドまたはケトンは存在しない。
【００４８】
本発明の実施形態によれば、工程ｃ）は、３０〜２２０℃の範囲、例えば、６０〜１８０℃の温度で実施される。本発明の実施形態では、工程ｃ）において、第１および第２の化合物を、１０秒〜４８時間の範囲である期間、反応させる。必要な時間は、第１および第２の化合物比および濃度、ならびに２つの反応物に対して添加される触媒の量、ならびに選択される温度などの種々の要因に依存する。
【００４９】
本明細書に記載される方法は、反応容器、１つ以上の反応物流入口および１つ以上の生成物流出口を含む反応器において実施され得る。工程は、ロット工程として実施してもよいし、連続工程として実施してもよい。
【００５０】
本発明の実施形態によれば、本明細書に開示される方法はバッチ工程として操作される。本明細書に開示される実施形態では、本明細書に記載されるバッチ工程を実施するためのシステムが提供され、バッチ反応器または流加バッチ反応器を含む前記システムが提供される。
【００５１】
本発明の実施形態によれば、ここに開示される方法は連続工程として操作され、出発物質は０．０１〜４００ｇ（グリコールアルデヒド）／（ｇ（触媒）／ｈｒ）の速度で反応ゾーンに供給される（Ｗｅｉｇｈｔ  Ｈｏｕｒｌｙ  Ｓｐａｃｅ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ、ＷＨＳＶ）。本明細書に開示される実施形態では、本発明による方法を連続的に実行するためのシステムが提供され、前記システムは、固定床反応器（栓付き流動反応器、ＰＦＲ）または連続攪拌槽反応器（ＣＳＴＲ）を含む。
【００５２】
一実施形態では、工程ｃ）は溶媒の存在下で実施される。適切には、第１および／または第２の化合物は、化合物１または化合物２および溶媒を含む原料の形態で提供される。本発明による実施形態では、溶媒は極性またはわずかに極性の溶媒である。本発明による実施形態では、溶媒は１５を超える誘電率を有する。典型的な溶媒は、ＤＭＳＯ、ジメチルホルムアミド、酢酸、アセトニトリル、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、アセトン、ベンズアルデヒド、ブタノール、イソブチルアルデヒド、１Ｈ−イミダゾール−４−カルバルデヒド、１Ｈ−インドール−３−カルバルデヒドおよびメチルスルフォニル−アセトアルデヒド、水またはこれらの混合物である。一実施形態では、溶媒は、水、メタノール、およびエタノール；またはそれらの混合物からなる群から選択される。実施形態において、第２の化合物および溶媒は同じである。この場合、第２の化合物は、少なくとも１：２を超えて、例えば、少なくとも１：５または１：１０（第１の化合物：第２の化合物）提供される。極性またはわずかに極性の溶媒を用いる利点は、第１の化合物の溶解度が高く、その結果、１０％を超えるα−ヒドロキシ反応生成物が得られることである。好適には、α−ヒドロキシアミノ酸アナログの収率は、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％より高いか、または７０％より高いことさえある。本発明による実施形態では、α−ヒドロキシ反応生成物の収率は、１０〜９９％の範囲にあり、例えば、１０〜７０％または３０〜６０％である。
【００５３】
本発明による実施形態では、活性金属に対するケイ素のモル比は、１０〜１０００であり、例えば、２０〜４００、５０〜２００、または７５〜１２５である。
【００５４】
本発明のさらなる実施形態によれば、Ｓｎ−ＢＥＡは、フッ化水素を用いた直接合成プロセスによって、または後処理プロセスによって製造される。直接合成プロセスの例は、ＥＰ１０１０６６７Ｂ１に記載されている。Ｓｎ−ＢＥＡの製造のための後処理プロセスの例は、ＷＯ２０１５／０２４８７５Ａ１に示される。
【００５５】
一実施形態では、本明細書に開示されるように、第１の化合物は再生可能で持続可能なバイオベースの原料から得られる。グリコールアルデヒドは、例えば、エチレングリコールまたは糖から得られる。一実施形態において、本明細書に開示される第１の化合物は、ＵＳ２００４／００２２９１２に記載されているようなグルコースまたはスクロースのような糖を熱分解することに由来する。グリコールアルデヒドは、１〜９９重量／質量％の量のグリコールアルデヒドおよび０．１〜６０重量／質量％の量のピルバルデヒド、例えば０．１〜４０重量／質量％の量の、０．１〜３０重量／質量％の量のピルバルデヒドを含む水溶液として提供することができる。さらに別の実施形態では、水溶液は、０．１〜４０質量／質量％の量、例えば、０．１〜２０質量／質量％の量、０．１〜１０質量／質量％の量のアセトールをさらに含む。さらに別の実施形態では、水溶液は、０．０．１〜４０質量／質量％の量、例えば、０．１〜２０質量／質量％の量の、１〜１０質量／質量％の量のグリオキサールをさらに含む。さらに別の実施形態では、水溶液は、０．１〜６０質量／質量％の量、例えば、０．１〜４０質量／質量％の量の、０．１〜２０質量／質量％の量のホルムアルデヒドをさらに含む。
【００５６】
本発明による実施形態では、方法は、１つ以上のα−ヒドロキシ反応生成物を回収するさらなる工程ｄ）を含む。適切には、１以上のαヒドロキシ反応生成物を蒸留または抽出により回収する。
【００５７】
一実施形態では、本発明による方法は、α−ヒドロキシ反応生成物をアミノ化して、対応するアミノ酸化合物を生じるさらなる工程ｅ）を含む。これは、酵素的工程において適切に実施され得る。適当には、上述の工程ｃ）およびｅ）は、「ワンポット」併用工程において、同じ反応器内で実施してもよい。反応器はバッチ反応器、流加バッチ反応器またはケモスタット（恒成分培養槽）とすることができる。
【００５８】
本発明によるα−ヒドロキシ反応生成物ならびに本発明による対応するアミノ化α−ヒドロキシ反応生成物は、動物飼料添加物として好適である。同様に、本発明によるα−ヒドロキシ反応生成物ならびに対応するアミノ化α−ヒドロキシ反応生成物は、ヒト食品添加物として好適である。両方の使用のために、それらは、動物飼料またはヒト食品組成物を形成するために、担体材料、炭水化物、補助剤（アジュバント）、固化防止剤（抗ケーキング剤）、抗酸化剤、または界面活性剤などの１つ以上の動物飼料またはヒト食品成分と混合され得る。添加剤または組成物は、当該技術分野で公知のように、溶液、懸濁液、ペレット、粉末などに配合することができる。
【００５９】
本発明によるα−ヒドロキシ反応生成物はまた、ポリマーを製造するためのモノマーとして適切であることが想定される。それらはまた、コポリマーを製造するために、乳酸、ラクチド、エチレングリコールまたはグリコール酸などの他のモノマーと組み合わせてもよい。
【実施例】
【００６０】
例
以下の例では、グリコールアルデヒドからのアミノ酸の触媒の製造とα−ヒドロキシアナログの製造を示した。
【００６１】
例１：後合成手順によるメタロシリケート材料の製造：
例１Ａ．後処理工程によるＳｎ−ＢＥＡの製造工程
合成後のＳｎ−ＢＥＡゼオライト／ゼオタイプ材料は、ＣｈｅｍＳｕｓＣｈｅｍ  ２０１５、８、６１３−６１７に記載された手順に従って製造した。＊ＢＥＡ骨格を有する市販のＢＥＡゼオライト（ＣＰ７１１９、ゼオリスト、Ｓｉ／Ａｌ＝１２．５、ＮＨ４＋−型）を最初に５５０℃で６時間焼成し、そのＨ＋型上でゼオライトを得た後、次のように酸性脱アルミニウム化した：ゼオライト＊ＢＥＡ物質１ｇ当たり１０ｇの硝酸（ＨＮＯ３、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、≧６５％）を添加し、懸濁液を８０℃に１２〜２４時間加熱した。脱アルミニウム固体をろ過により回収し、脱イオン水で広範に洗浄し、２℃／分の加熱ランプを用いて５５０℃で６時間焼成した。次に、スズ源として溶液中の塩化スズ（ＩＩ）を用いた初期湿潤含浸により、スズをゼオライト骨格中に作製した空孔に導入した。塩化スズ（ＩＩ）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製、９８％）０．１２８ｇを水５．７５ｍＬに溶解した液を製造し、脱アルミニウム＊ＢＥＡゼオライト試料５ｇに加えた。含浸後、試料を１１０℃で一晩乾燥し、次いで５５０℃で６時間焼成した。
【００６２】
例１Ｂ．  後処理工程によるＺｒ−ＢＥＡの製造
１Ａと同じ手順に従ったが、０．１２８ｇの塩化スズ（ＩＩ）を０．１２１ｇのＺｒＯＣｌ２・８Ｈ２Ｏに置き換え、またはＺｒＣｌ４をジルコニウムの供給源として使用した。
【００６３】
例１Ｃ．  後処理工程によるＴｉ−ＢＥＡの製造
塩化スズ（ＩＩ）０．１２８ｇを、チタン源として０．１５４ｇのチタン（ＩＶ）エトキシド（Ｔｉ（ＯＣ２Ｈ５）４、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）で置き換えたことを除いて、１Ａと同じ手順に従った。含浸中に、チタン源を純水の代わりに水と過酸化水素の５０：５０混合物にさらに溶解した。
【００６４】
例１Ｄ．  後処理工程によるＺｎ−ＢＥＡの製造
塩化スズ（ＩＩ）０．１２８ｇを、亜鉛源として塩化Ｚｎ（ＩＩ）０．０９１ｇに置き換えたことを除いて、１Ａと同じ手順に従った。
【００６５】
例１Ｅ  後処理工程によるＨｆ−ＢＥＡの製造
塩化スズ（ＩＩ）０．１２８ｇを、ハフニウム源として塩化Ｈｆ（ＩＶ）０．２１６ｇに置き換えたことを除いて、１Ａと同じ手順に従った。
【００６６】
例１Ｆ  後処理工程によるＧｅ−ＢＥＡの製造
塩化スズ（ＩＩ）０．１２８ｇを、ゲルマニウム源として酸化Ｇｅ（ＩＶ）０．０７０ｇに置き換えたことを除いて、１Ａと同じ手順に従った。
【００６７】
例２：直接合成手順によるメタロシリケート材料の製造：
例２Ａ．  直接合成法によるＳｎ−ＢＥＡの製造
直接水熱合成により製造したＳｎ−ＢＥＡゼオライトをＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ  Ａ２０１４，２，２０２５２−２０２６２に記載した経路で合成した。当該合成において、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＥＡＯＨ、３５％溶液、Ａｌｄｒｉｃｈ）３３．１ｇにテトラエチルオルトケイ酸塩（ＴＥＯＳ、９８％、Ａｌｄｒｉｃｈ）３０．６ｇをかき混ぜながら添加した。単相を得た後、塩化スズ（ＳｎＣｌ４・Ｈ２Ｏ、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）五水和物０．３３６ｇをＨ２Ｏ２．０ｍＬに溶かし、徐々に加えた。数時間の攪拌（＞５時間）の後、厚いゲルを形成し、次いで脱塩Ｈ２Ｏ１．６ｇ中の３．１ｇＨＦの添加により最終化した。試料を均質化し、テフロンで裏打ちした容器に移し、ステンレススチールオートクレーブに入れ、１４０℃で１４日間静置加熱した。固体はろ過により回収し、脱塩水で十分に洗浄し、空気中で８０℃で一晩乾燥した。有機テンプレートを除去し、材料を最終化するために、２℃／分の加熱ランプを用いて、５５０℃で６時間焼成した。
【００６８】
例２Ｂ．  直接合成法によるＺｒ−ＢＥＡの製造
０．３３６ｇの塩化スズ（ＩＶ）五水和物を、ジルコニウムの供給源として０．３１８ｇのＺｒＯＣｌ２・８Ｈ２ＯまたはＺｒＣｌ４に置き換えたことを除いて、２Ａと同じ手順に従った。
【００６９】
例２Ｃ．  直接合成法によるＴｉ−ＢＥＡの製造
０．３３６ｇの塩化スズ（ＩＶ）五水和物を、チタンの供給源として０．４０５ｇのチタン（ＩＶ）エトキシド（Ｔｉ（ＯＣ２Ｈ５）４、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）に置き換えたことを除いて、２Ａ１Ｄと同じ手順に従った。チタン源を含浸中に純水の代わりに水と過酸化水素の５０：５０混合物にさらに溶解した。
【００７０】
例２Ｄ．  直接合成法によるＳｎ−ＭＦＩの製造
ＭＦＩゼオライト／ゼオタイプは、Ｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓ  Ｍａｔｅｒ．１９９７，１２，３３１−３４０に記載された手順に従って製造した。Ｓｎ−ＭＦＩ（Ｓｉ／Ｓ＝１００）を製造するため、塩化スズ（ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏ、Ａｌｄｒｉｃｈ、９８％）０．２５７ｇを脱塩水５ｇに溶解し、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ、９８％、Ａｌｄｒｉｃｈ）１５．６ｇに加えて３０分間攪拌した。この溶液に、脱塩水１３．４ｇ中のテトラプロピルアンモニウムヒドロキシド（ＴＰＡＯＨ、４０％、ＡｐｐｌｉＣｈｅｍ）１３．４ｇを加え、１時間攪拌した。これに続いて、さらに６０ｇの脱塩水を加え、さらに２０時間攪拌した後、テフロンで裏打ちしたオートクレーブに溶液を加え、静置条件下で１６０℃で２日間合成した。固体は遠心分離で回収し、脱塩水で十分に洗浄し、空気中において８０℃で一晩乾燥した。有機テンプレートを除去し、材料を最終化するために、２℃／分の加熱ランプを用いて、５５０℃で６時間焼成した。
【００７１】
例２Ｅ．  水熱工程によるＴＳ−１（Ｔｉ−ＭＦＩ）の製造のための工程
０．２５７ｇの塩化スズ（ＩＶ）五水和物を、チタン源として０．１６７ｇのチタン（ＩＶ）エトキシド（Ｔｉ（ＯＣ２Ｈ５）４、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）で置き換えた以外は、２Ｄと同じ手順に従った。チタン源を含浸中に純水の代わりに水と過酸化水素の５０：５０混合物にさらに溶解した。
【００７２】
例２Ｆ．  熱水工程によるＳｎ−ＭＣＭ−４１の製造
秩序化メソポーラスのスズケイ酸塩Ｓｎ−ＭＣＭ−４１は、Ｇｒｅｅｎ  Ｃｈｅｍ．２０１１、１３、１１７５−１１８１に記載された経路に従って製造した。ケイ酸テトラエチルアンモニウム２６．４ｇ（ＴＭＡＳ、Ａｌｄｒｉｃｈ、水中１５〜２０質量％、≧９９．９９％）を水３８．０ｇに溶解したヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド１３．０ｇ（ＣＴＡＢｒ、Ｓｉｇｍａ、≧９９．０％）に徐々に添加した。次に、この混合物を１時間撹拌した後、２．１ｇの水中の０．２３９ｇの塩化スズ（ＩＶ）五水和物（ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏ、９８％、Ａｌｄｒｉｃｈ）および０．５３７ｇの塩酸（塩酸、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、分３７％）を加えた。この溶液をテトラエチルオルトケイ酸塩（ＴＥＯＳ、９８％、Ａｌｄｒｉｃｈ）１２．２ｇを加える前に１．５時間攪拌し、さらに３時間攪拌した。得られた混合物をステンレススチール製オートクレーブに入れたテフロン裏打ち容器に移し、１４０℃に１５時間加熱した。固体はろ過により回収し、脱塩水で十分に洗浄し、空気中において８０℃で一晩乾燥した。有機テンプレートを除去し、材料を最終化するために、２℃／分の加熱ランプを用いて、５５０℃で６時間焼成した。
【００７３】
例３：ＧＡおよびアセトンからのバリンヒドロキシアナログの製造
例３Ａ．  バリンヒドロキシアナログの製造には、０．１ｇのＧＡ、５ｇのアセトンおよび４．９ｇの無水メタノールからなるアセトン／ＧＡ溶液１０ｇをあらかじめ混合し、合成後のＳｎ−ＢＥＡ（Ｓｉ／Ｓｎ＝１２５）０．５０ｇと共にステンレススチール製加圧容器（４０ｃｃ、Ｓｗａｇｅｌｏｃｋ）に加えた。次にこのバッチ反応器を密封し、７００ｒｐｍかき混ぜながら１６０℃の予熱油浴に入れ、２０時間反応させた。実験終了後、容器を冷水中で急速冷却した。次に反応器を開き、混合物をろ過により回収し、存在する化合物を同定し、ＧＣ−ＭＳ（Ａｇｉｌｅｎｔ  ５９７３質量選択検出器を装備したＺｅｂｒｏｎ  ＺＢ−５ＭＳカラム（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ）を有するＡｇｉｌｅｎｔ  ６８９０）とＧＣ−ＦＩＤ（火炎イオン化検出器を装備したＺｅｂｒｏｎ  ＺＢ−５カラム（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ）を有するＡｇｉｌｅｎｔ  ７８９０に）で定量した。バリンのヒドロキシ−アナログの純粋標準（Ｅｎａｍｉｎｅ，９５％）、グリコールアルデヒドジメチルアセタール（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ，９８％）およびグリコールアルデヒド（＞９９％）を用いて、α−ヒドロキシ反応生成物収率および未変換基質の量を定量した。
【００７４】
例３Ｂ．  アセトン／ＧＡのモル比を変化させた以外は、例３Ａからの反応条件に従った。この液において、アセトン１〜５ｇをグリコールアルデヒド０．１ｇ、メタノールに加え、１０ｇの全質量溶液とした。これは１０〜５５のアセトン／ＧＡモル比を生じ、３５〜５５のアセトン／ＧＡモル比で最適／プラトー（安定域）を示した。
【００７５】
【表１】
2021512918.tif 000005
【００７６】
例３Ｃ．  触媒および基質装填を２０ｇアセトン（０．４ｇのＧＡ、１．６ｇのアセトン、ＭｅＯＨ）に０．１ｇ触媒に調整し、各々、Ｓｎ−ＢＥＡ、Ｔｉ−ＢＥＡおよびＴＳ−１存在下でバリンヒドロキシアナログの生成を触媒非存在下と同様に試験した以外は、例３Ａからの反応条件に従った。スズ含有触媒Ｓｎ−ＢＥＡは、チタン含有触媒（Ｔｉ−ＢＥＡおよびＴＳ−１）と比較して、選択した条件下で所望の反応生成物の生成に対して極めて高い活性を示した。
【００７７】
【表２】
2021512918.tif 000006
【００７８】
例３Ｄ．  ０．２ｇのＧＡ、０．８ｇのアセトン、０〜１ｇの水を用いてアセトン／ＧＡ溶液に水を加える以外は、例３Ａの反応に従い、ＭｅＯＨを加え、１０ｇの全溶液質量とした。バリンヒドロキシアナログの生成には５質量％未満（＜５質量％）の水が望ましいことは明らかである。
【００７９】
【表３】
2021512918.tif 000007
【００８０】
例３Ｅ．  例３Ａからの反応条件に従い、温度を１４０℃〜１８０℃に変化させ、使用したアセトン／ＧＡ組成を０．２ｇのＧＡ、０．８ｇのアセトンに変化させて、使用した残りをＭｅＯＨで１０ｇ溶液と構成した。ここでは、バリンヒドロキシアナログの生成のために、より低い温度、好ましくは１６０℃未満（＜１６０℃）が望まれる。
【００８１】
【表４】
2021512918.tif 000008
【００８２】
例３Ｆ．  例３Ａからの反応条件に従い、実験に使用したＳｎ−ＢＥＡ触媒の量を０．１ｇ〜１ｇに変化させ、アセトン／ＧＡ溶液組成を変化させた。反応混合物は、０．４ｇのＧＡ、１．６ｇのアセトンから構成され、実験に用いた２０ｇの溶液の残りをＭｅＯＨにより構成した。これらの反応条件下では、バリンヒドロキシアナログの製造のために、過剰の触媒が好ましい。
【００８３】
【表５】
2021512918.tif 000009
【００８４】
例３Ｇ．  触媒および基質の装填を０．５ｇの触媒および１０ｇのアセトン溶液（０．１ｇのＧＡ、２ｇのアセトン、ＭｅＯＨ）にしたことを除いて、例３Ａからの反応条件に従い、Ｓｎ−ＢＥＡ、Ｇｅ−ＢＥＡ、Ｈｆ−ＢＥＡおよびＺｎ−ＢＥＡの存在下でバリンヒドロキシアナログの形成を試験した。スズ含有触媒Ｓｎ−ＢＥＡは、ルイス酸性触媒の残りと比較して、選択条件下での生成物の生成に対してはるかに高い活性を示したが、重要なことに、全ての物質はバリンヒドロキシアナログを生産することができた。
【００８５】
【表６】
2021512918.tif 000010
【００８６】
例４：ＧＡおよびベンズアルデヒドからのフェニルアラニンヒドロキシアナログの製造
例４Ａ．  フェニルアラニンヒドロキシアナログの製造には、０．１ｇのＧＡ、５ｇのベンズアルデヒドおよび無水メタノ−ルからなるベンズアルデヒド／ＧＡ溶液１０ｇをあらかじめ混合し、合成後のＳｎ−ＢＥＡ（Ｓｉ／Ｓｎ＝１２５）０．５０ｇと共にステンレススチ−ル製加圧容器（４０ｃｃ、Ｓｗａｇｅｌｏｃｋ）に加えた。次にこのバッチ反応器を密封し、７００ｒｐｍかき混ぜながら１６０℃の予熱油浴に入れ、２０時間反応させた。実験終了後、容器を冷水中で急速冷却した。次に反応器を開き、ろ過により反応混合物を回収し、生成物を同定し、ＧＣ−ＭＳ（Ａｇｉｌｅｎｔ  ５９７３質量選択検出器を装備したＺｅｂｒｏｎ  ＺＢ−５ＭＳカラム（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ）を有するＡｇｉｌｅｎｔ  ６８９０）とＧＣ−ＦＩＤ（火炎イオン化検出器を装備したＺｅｂｒｏｎ  ＺＢ−５カラム（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ）を有するＡｇｉｌｅｎｔ  ７８９０に）で定量した。フェニルアラニンのヒドロキシアナログ（ＡｒｋＰｈａｒｍ、９７％）の純粋な標準、グリコールアルデヒドジメチルアセタール（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、９８％）およびグリコ−ルアルデヒド（＞９９％）を用いて、生成物収率および変換されていない基質を定量した。
【００８７】
例４Ｂ．  例４Ａからの反応条件に従い、ベンズアルデヒド／ＧＡ溶液の組成を変えて行った。この液において、ベンズアルデヒド１〜５ｇをグリコ−ルアルデヒド０．１ｇとメタノ−ルに加え、全液量１０ｇとした。これによりベンズアルデヒド／ＧＡモル比は５〜３０となり、ベンズアルデヒド／ＧＡモル比５で最も高い収率を示した。
【００８８】
【表７】
2021512918.tif 000011
【００８９】
例４Ｃ．  例４Ａからの反応条件に従い、ベンズアルデヒド／ＧＡ溶液に水を変化させて添加した。実験では、ベンズアルデヒド／ＧＡ溶液は、以下の組成を反映するように変更された；０．２ｇのＧＡ、０．８ｇのベンズアルデヒド、０〜１ｇの水および１０ｇの全溶液質量となるＭｅＯＨ。フェニルアラニンヒドロキシアナログの最高収率は、５質量％の含水量で見出された。
【００９０】
【表８】
2021512918.tif 000012
【００９１】
例４Ｄ．  例４Ａからの反応条件に従い、温度を１４０℃〜１８０℃に変化させた。この実験で用いたベンズアルデヒド／ＧＡ組成は０．１ｇのＧＡ、０．９５ｇベンズアルデヒドおよび１０ｇ溶液を構成するＭｅＯＨであった。ここで、フェニルアラニンヒドロキシアナログの形成のためには、より高い温度、好ましくは＞１６０℃が望ましい。
【００９２】
【表９】
2021512918.tif 000013
【００９３】
例５
ＧＡおよびブタノンからのイソロイシンヒドロキシアナログの製造
例５Ａ．  イソロイシンヒドロキシアナログの製造には、０．１ｇのＧＡ、１ｇのブタノンおよび無水メタノ−ルからなるブタノン／ＧＡ溶液１０ｇをあらかじめ混合し、合成後のＳｎ−ＢＥＡ（Ｓｉ／Ｓｎ＝１２５）０．５０ｇと共にステンレススチ−ル製加圧容器（４０ｃｃ、Ｓｗａｇｅｌｏｃｋ）に加えた。次にこのバッチ反応器を密封し、７００ｒｐｍかき混ぜながら１６０℃の予熱油浴に入れ、２０時間反応させた。実験終了後、容器を冷水中で急速冷却した。次に反応器を開き、ろ過により反応混合物を回収し、生成物を同定し、ＧＣ−ＭＳ（Ａｇｉｌｅｎｔ  ５９７３質量選択検出器を装備したＺｅｂｒｏｎ  ＺＢ−５ＭＳカラム（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ）を有するＡｇｉｌｅｎｔ  ６８９０）とＧＣ−ＦＩＤ（火炎イオン化検出器を装備したＺｅｂｒｏｎ  ＺＢ−５カラム（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ）を有するＡｇｉｌｅｎｔ  ７８９０に）で定量した。イソロイシンのヒドロキシアナログの純粋な標準（Ｅｎａｍｉｎｅ，９５％）、ブタノン（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ）、グリコールアルデヒドジメチルアセタール（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ，９８％）およびグリコ−ルアルデヒド（＞９９％）を用いて、生成物収率および変換されていない基質を定量した。
【００９４】
例５Ｂ．  例５Ａからの反応条件を、ブタノン／ＧＡ溶液の組成を変えて行った。この液にブタノン０．１〜３ｇをグリコ−ルアルデヒド０．１ｇとメタノ−ルに加え、全溶液質量１０ｇとした。これによりブタノン／ＧＡモル比は０．８〜２５となり、ブタノン／ＧＡモル比２５で最も高い収率を示した。
【００９５】
【表１０】
2021512918.tif 000014
【００９６】
例５Ｃ．  例５Ａからの反応条件に従い、温度を１４０℃〜１８０℃に変化させた。本実験で使用したブタノン／ＧＡ組成は、０．１のＧＡ、１ｇのブタノンおよびＭｅＯＨであり１０ｇ溶液を構成した。例３の他のケトンの場合と同様に、イソロイシンヒドロキシアナログの生成のためには、より低い温度、好ましくは１６０℃未満（＜１６０℃）が望ましい。
【００９７】
【表１１】
2021512918.tif 000015
【００９８】
例６
ＧＡおよびイソブチルアルデヒドからのロイシンヒドロキシアナログの製造
例６Ａ．  ロイシンヒドロキシアナログの製造には、０．１ｇのＧＡ、１ｇのイソブチルアルデヒドおよび無水メタノ−ルからなるイソブチルアルデヒド／ＧＡ溶液１０ｇをあらかじめ混合し、合成後のＳｎ−ＢＥＡ（Ｓｉ／Ｓｎ＝１２５）０．５０ｇと共にステンレススチ−ル製加圧容器（４０ｃｃ、Ｓｗａｇｅｌｏｃｋ）に加えた。次にこのバッチ反応器を密封し、７００ｒｐｍかき混ぜながら１６０℃の予熱油浴に入れ、２０時間反応させた。実験終了後、容器を冷水中で急速冷却した。次に反応器を開き、ろ過により反応混合物を回収し、生成物を同定し、ＧＣ−ＭＳ（Ａｇｉｌｅｎｔ  ５９７３質量選択検出器を装備したＺｅｂｒｏｎ  ＺＢ−５ＭＳカラム（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ）を有するＡｇｉｌｅｎｔ  ６８９０）とＧＣ−ＦＩＤ（火炎イオン化検出器を装備したＺｅｂｒｏｎ  ＺＢ−５カラム（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ）を有するＡｇｉｌｅｎｔ  ７８９０に）で定量した。ロイシン（Ｅｎａｍｉｎｅ，９５％）のヒドロキシアナログの純粋な標準、イソブチルアルデヒド（ＴＣＩ）、グリコールアルデヒドジメチルアセタール（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ，９８％）およびグリコ−ルアルデヒド（＞９９％）を用いて、生成物収率および変換されていない基質を定量した。
【００９９】
例６Ｂ．  例６Ａからの反応条件に従い、イソブチルアルデヒド／ＧＡ溶液の組成を変化させた。この液に０．１〜３ｇのイソブチルアルデヒドをグリコ−ルアルデヒド０．１ｇおよびメタノ−ルに加え、全溶液質量１０ｇとした。これによりイソブチルアルデヒド／ＧＡモル比は０．８〜２５であり、イソブチルアルデヒド／ＧＡモル比２５で最も高い収率を示した。
【０１００】
【表１２】
2021512918.tif 000016
【０１０１】
例６Ｃ．  例６Ａからの反応条件に従い、温度を１４０℃〜１８０℃に変化させた。この実験で用いたイソブチルアルデヒド／ＧＡ組成は、０．１のＧＡ、１ｇのイソブチルアルデヒドおよび１０ｇの溶液を構成するＭｅＯＨであった。例４の他のアルデヒドの場合と同様に、温度はロイシンヒドロキシアナログの生成に大きな影響を及ぼさない。
【０１０２】
【表１３】
2021512918.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月12日(2020.8.12)
【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】請求項２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２０】
式Ｉの化合物：
（Ｒ）ＣＨ（Ｒ’）−ＣＨＯＨ−ＣＯＯＲ’’      （Ｉ）
ここで、
Ｒは、−Ｈまたは−ＣＨ３であり；
Ｒ’は、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−Ｃ６Ｈ５、−Ｃ８Ｈ６Ｎまたは−Ｃ３Ｈ３Ｎ２であり；
Ｒ’’は、−Ｈ、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２、または−Ｃ（ＣＨ３）３である。
【国際調査報告】
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