(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法であって、２４−デヒドロコレステロール誘導体、ヒドロキシ基含有試薬を有機溶剤中に加え、触媒存在下で−４０℃〜１５０℃の温度で１〜４０時間反応させ、完全に反応した後にアルカリを用いて加水分解し、反応液を再分離処理して２５−ヒドロキシコレステロールを得、前記ヒドロキシ基含有試薬が水、メタン酸、酢酸、プロパン酸、酪酸、安息香酸、ｐ−メチル安息香酸中の一種以上の任意の割合による混合物であり、前記触媒が、トリフルオロメタンスルホン酸スカンジウム、三塩化アルミニウム、トリフルオロメタンスルホン酸金、臭化亜鉛、塩化亜鉛、三塩化鉄、或いはトリフルオロメタンスルホン酸インジウムのうちの一種であり、前記２５−ヒドロキシコレステロール、前記２４−デヒドロコレステロール誘導体の構造式は、それぞれ下記式（Ｉ）、式（ＩＩ）
【化１】
0006783225.tif 000004
（式（ＩＩ）中、Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ１２のアシル基である）
で表されることを特徴とする２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法。
【請求項２】
２４−デヒドロコレステロール誘導体と、ヒドロキシ基含有試薬と、触媒との質量比が１：１〜１００：０．０１〜１であることを特徴とする請求項１に記載の２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法。
【請求項３】
前記有機溶剤が、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、酢酸エチル、アセトン、ブタノン、シクロヘキサノンのうちの一種以上の任意の割合による混合物であることを特徴とする請求項１に記載の２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法。
【請求項４】
前記反応温度が５０℃〜８０℃であり、反応時間が５〜８時間であることを特徴とする請求項１に記載の２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法。
【請求項５】
前記アルカリが水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムであることを特徴とする請求項１に記載の２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法。
【請求項６】
前記加水分解温度が５０〜８０℃、時間が１〜２時間であることを特徴とする請求項１に記載の２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法。
【請求項７】
２４−デヒドロコレステロール誘導体と、ヒドロキシ基含有試薬と、触媒との質量比が１：５〜１０：０．０１〜０.１であることを特徴とする請求項１に記載の２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法。
【請求項８】
以下の工程：室温下で２４−デヒドロコレステロール誘導体を有機溶剤中に溶解し、ヒドロキシ基含有試薬と触媒を加え、−４０℃〜１５０℃の温度下で１〜４０時間撹拌反応させ、完全に反応した後に加水して相分離させて水相を除去し、有機相にアルカリ水溶液を加えて、システムのｐＨを１２に保持し、５０℃〜８０℃まで昇温し、１〜２時間撹拌反応させ、反応が終了した後に分液して水相を除去し、有機相を再び水洗して、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥した後、ろ過、濃縮して、淡黄色の粗生成物を得て、再び酢酸エチル/石油エーテルにより再結晶させて２５−ヒドロキシコレステロールを得る工程に基づいて行うことを特徴とする請求項１に記載の２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間体合成の技術分野に属し、具体的には２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２５−ヒドロキシコレステロールは、２５−ヒドロキシビタミンＤ３を合成する重要な原料であり、２５−ヒドロキシビタミンＤ３はカルシフェジオール（calcifediol）とも呼ばれ、ビタミンＤ３の活性代謝物であり、より強力な生理活性を有しており、かつ肝臓の代謝を経る必要がない。一般的なビタミンＤ３が持つすべての機能を有するだけでなく、更に次のような独特な機能も有する：（１）一部のヒト又は動物が肝臓機能の障害によりビタミンＤ３を２５−ヒドロキシビタミンＤ３に直接転換できず、多くのビタミンＤ３を摂取しても吸収することができない。従って、２５−ヒドロキシビタミンＤ３を活性物質として肝臓での転化を迂回して、ヒト又は動物の吸収に直接供して作用する。（２）２５−ヒドロキシビタミンＤ３を動物に使用することにより、鳥類(bird species)動物の骨格発育を促進し、骨密度を最大化するように促進し、ひな鳥の死亡率を低減させ、骨粗しょう症及びケージ病（Cage Layer Fatigue）を減少させ、卵殻の品質を改善し、卵殻の破損率を減少させ、孵化率を向上させて、産卵周期を延ばすことができる。（３）２５−ヒドロキシビタミンＤ３はビタミンＤ３と比べて、吸収において腸の損傷の影響を受けることが少ない。同時に、２５−ヒドロキシビタミンＤ３の血漿中の含有量は、ビタミンＤ３の栄養状態の指標（indicator）となる。
【０００３】
２５−ヒドロキシコレステロールの生産技術は難度が高いが、市場での見込みは非常に良好であり、ポテンシャルが高い。従来、２５−ヒドロキシコレステロールは一般的に（ａ）オキシ水銀化還元（Oxymercuration-reduction）(Chin.Chem.Lett.,1992,3,409)、（ｂ）過酸化トリフルオロアセトン（Peroxy trifluoroacetone）のヒドロキシル化（EP594229）或いは（ｃ）三酸化クロム/無水酢酸のヒドロキシル化反応(J.Chem.Research(S),1999,708)などの方法により製造され、反応式は以下の通りである。
【化１】
0006783225.tif 000002
【０００４】
方法（ａ）は、２４−デヒドロコレステロール誘導体を原料とし、劇毒のＨｇ試薬を採用しており、操作は安全ではなく、安全と環境に大きなリスクが存在しており、後処理も煩雑で、かつ製品中のＨｇの残留が極めて生じやすく、除去が困難であり、薬用の基準に達することができず、産業化の難度は高い。
【０００５】
方法（ｂ）は、５，６−ジブロモコレステロール誘導体を原料とし、過酸化トリフルオロアセトンにより２５位を酸化して製造して得られるが、トリフルオロアセトン類の物質は極めて強い毒性を有しており、かつ特殊な毒性、即ち、催奇形、発がん、突然変異の誘発が存在する可能性があり、その設備への要求は高くなり、操作の難度も高く、後処理も煩雑で、安全と環境に大きなリスクが存在する。
【０００６】
方法（ｃ）は、５,６−ジクロロコレステロール誘導体を原料とし、三酸化クロム、無水酢酸又は無水トリフルオロ酢酸で酸化して、それから亜鉛粉末を用いて還元する。この方法は同様に重金属Ｃｒ試薬を使用し、用量が多すぎ、かつ後処理も煩雑で、環境保全の面で大きなリスクが存在し、産業化を実現することはできない。
【０００７】
よって、高効率で、環境保全によく、かつ工業化を実現し易い２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法を開発することは、高い経済性と社会利益をもたらす効果を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術に存在する上記の問題に鑑み、本発明の目的は、簡単で、高効率の２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法は、２４−デヒドロコレステロール誘導体、ヒドロキシ基含有試薬を有機溶剤中に加え、触媒存在下で−４０℃〜１５０℃の温度で１〜４０時間反応させ、完全に反応した後にアルカリを用いて加水分解し、反応液を再分離処理して２５−ヒドロキシコレステロールを得ることを特徴とし、前記２５-ヒドロキシコレステロール、２４−デヒドロコレステロール誘導体とヒドロキシ基を含む試薬の構造式は、それぞれ下記式（Ｉ）、式（II）、式（III）で示される：
【化２】
0006783225.tif 000003
式（II）中のＲ１と式（III）中のＲ２は同じであり、Ｈ或いはＣ１〜Ｃ1２のアシル基である。
【００１０】
前記２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法は、２４−デヒドロコレステロール誘導体と、ヒドロキシ基含有試薬と、触媒との質量比が１：１〜１００：０．０１〜１であることを特徴とする。
【００１１】
前記２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法は、前記ヒドロキシ基含有試薬が水、メタン酸、酢酸、プロパン酸、酪酸（butyric acid）、安息香酸（Benzoic acid）、p-メチル安息香酸（p-methylbenzoic acid）中の一種以上の任意の割合による混合物であることを特徴とする。
【００１２】
前記２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法は、前記触媒が、硫酸、リン酸、トルエン-p-スルホン酸、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、五酸化二リン（Phosphorus pentoxide）、三塩化アルミニウム（aluminum trichloride）、四塩化チタン、三塩化鉄、塩化ニッケル、塩化コバルト、塩化亜鉛、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、三臭化アルミニウム、三臭化鉄、臭化亜鉛、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、トリフルオロメタンスルホン酸スカンジウム、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン、トリフルオロメタンスルホン酸イッテルビウム、トリフルオロメタンスルホン酸イリジウム、トリフルオロメタンスルホン酸ネオジム、トリフルオロメタンスルホン酸サマリウム、トリフルオロメタンスルホン酸亜鉛、トリフルオロメタンスルホン酸ガリウム、トリフルオロメタンスルホン酸銅、トリフルオロメタンスルホン酸金、トリフルオロメタンスルホン酸銀或いはトリフルオロメタンスルホン酸インジウムのうちの一種であることを特徴とする。
【００１３】
前記２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法は、前記有機溶剤が、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、酢酸エチル、アセトン、ブタノン、シクロヘキサノンのうちの一種以上の任意の割合による混合物であることを特徴とする。
【００１４】
前記２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法は、前記反応温度が５０℃〜８０℃であり、反応時間が５〜８時間であることを特徴とする。
【００１５】
前記２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法は、前記アルカリが水酸化ナトリウム或いは水酸化カリウムであることを特徴とする。
【００１６】
前記２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法は、前記加水分解温度が５０〜８０℃、時間が１〜２時間であることを特徴とする。
【００１７】
前記２５−ヒドロキシコレステロールの合成方法は、以下の工程に基づいて行われることを特徴とする：室温下で２４−デヒドロコレステロール誘導体を有機溶剤中に溶解し、ヒドロキシ基含有試薬と触媒を加え、−４０℃〜１５０℃の温度下で１〜４０時間撹拌反応させ、完全に反応した後に加水して相分離させて水相を除去し、有機相にアルカリ水溶液を加え、システムのｐＨを１２に保持し、５０℃〜８０℃まで昇温し、１〜２時間撹拌反応させ、反応が終了した後に分液して水相を除去し、有機相を再び水洗して、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥した後ろ過、濃縮して、淡黄色の粗生成物を得て、さらに酢酸エチル/石油エーテル（petroleum ether）により再結晶させて２５−ヒドロキシコレステロールを得る。
【発明の効果】
【００１８】
上記技術を採用することにより、従来技術と比べて、本発明は以下のような有益な効果を有する。
【００１９】
本発明は、２４−デヒドロコレステロール誘導体とヒドロキシ基含有試薬を原料として反応を行い、従来技術の劇毒のＨｇ試薬の代りにヒドロキシ基含有試薬を用い、該試薬は簡単に入手しやすく、環境に対する影響も小さく、操作と後処理が簡便で、かつその反応条件も温和で操作が簡単、選択性も良好で、効率が良く、収率も高く、後処理が簡単で、製品が分離しやすく、産業化しやすい。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、具体的な実施の形態に併せて本発明について更に説明を行うが、本発明の保護範囲はこれに限るものではない。
【００２１】
実施例１
室温下（２０〜２５℃）で、４．２７ｇ（１０ｍｍｏｌ）の２４−デヒドロコレステロールアセテートを２０ｍＬのトルエン中に溶解し、６．０１ｇ（１００ｍｍｏｌ）の酢酸、４９．２ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）のトリフルオロメタンスルホン酸スカンジウム（ｓｃ（ＯＴｆ）３）を加え、５０℃まで昇温し、５時間撹拌反応させる。ＴＬＣ（Thin-Layer Chromatography:TLC）追跡して完全に反応した後に、１０ｍＬの水を加えて相分離させ水相を除去し、有機相に水酸化ナトリウム水溶液を加え、システムのｐＨを≧１２に保持し、５０℃まで昇温して、１時間撹拌反応させる。ＴＬＣ検出で反応が終了した後、分液して水相を除去し、有機相を再び１０ｍＬの水で洗って相分離させ、有機相を、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥した後、ろ過、濃縮して淡黄色の粗生成物を得て、粗生成物を２０ｍＬの酢酸エチル/石油エーテル（ｖ/ｖ＝２：３）により再結晶させて２５−ヒドロキシコレステロール３．４５ｇが得られ、収率は８５．６％、融点は１７９．４〜１８０．８℃，１ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）：δ５．３４（ｍ，１Ｈ，６−ＣＨ），３．５１（ｍ，１Ｈ，３−ＣＨ），２．２７（ｍ，２Ｈ），１．９９（ｍ，２Ｈ），１．８３（ｍ，３Ｈ），１．２２−１．６９（ｍ，１８Ｈ），１．２１（ｓ，６Ｈ，２６−and  ２７−ＣＨ３），１．０６−１．１６（ｍ，４Ｈ），１．００（ｓ，３Ｈ，１９−ＣＨ３），０．９３（ｄ，３Ｈ，２１−ＣＨ３），０．６８（ｓ，３Ｈ，１８−ＣＨ３）；ＭＳ−ＥＩ：４０２である。
【００２２】
上記実施例において、前記ヒドロキシ基含有試薬は酢酸の代わりに、水、メタン酸、酢酸、プロパン酸、酪酸、安息香酸、p-メチル安息香酸中の一種以上の任意の割合での混合物を用い、触媒はトリフルオロメタンスルホン酸スカンジウムの代わりに、硫酸、リン酸、トルエン-p-スルホン酸、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、五酸化二リン、三塩化アルミニウム、四塩化チタン、三塩化鉄、塩化ニッケル、塩化コバルト、塩化亜鉛、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、三臭化アルミニウム、三臭化鉄、臭化亜鉛、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、トリフルオロメタンスルホン酸ランタン、トリフルオロメタンスルホン酸イッテルビウム、トリフルオロメタンスルホン酸イリジウム、トリフルオロメタンスルホン酸ネオジム、トリフルオロメタンスルホン酸サマリウム、トリフルオロメタンスルホン酸亜鉛、トリフルオロメタンスルホン酸ガリウム、トリフルオロメタンスルホン酸銅、トリフルオロメタンスルホン酸金、トリフルオロメタンスルホン酸銀或いはトリフルオロメタンスルホン酸インジウムを用い、有機溶剤はトルエンの代わりに、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、酢酸エチル、アセトン、ブタノン、シクロヘキサノンのうちの一種または二種以上の任意の割合での混合物を用いてもいずれも同様の技術効果を得ることができる。
【００２３】
実施例２
室温下（２０〜２５℃）で、３．８４ｇ（１０ｍｍｏｌ）の２４−デヒドロコレステロールを２０ｍＬのクロロホルム中に溶解し、６．０１ｇ（１００ｍｍｏｌ）の酢酸、０．１４ｇ（１ｍｍｏｌ）の三塩化アルミニウム、０．１ｇの濃塩酸を加え、６０℃まで昇温し、８時間撹拌反応させ、ＴＬＣトラッキングで完全に反応した後に、１０ｍＬの水を加えて相分離させ水相を除去し、有機相に水酸化ナトリウム水溶液を加え、システムのｐＨを≧１２に保持し、５０℃まで昇温して、１時間撹拌反応させる。ＴＬＣ検出で反応が終了した後、分液して水相を除去し、有機相を再び１０ｍＬの水で洗って相分離させ、有機相を、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥した後、ろ過、濃縮して淡黄色の粗生成物を得て、粗生成物を２０ｍＬの酢酸エチル/石油エーテル（ｖ/ｖ＝２：３）により再結晶させて２５−ヒドロキシコレステロール３．２４ｇが得られ、収率は８０．５％、融点は１７９．０〜１８０．５℃である。
【００２４】
実施例３
室温下（２０〜２５℃）で、４．８８ｇ（１０ｍｍｏｌ）の２４−デヒドロコレステロール安息香酸エステルを３０ｍＬのキシレン中に溶解し、１２．２０ｇ（１００ｍｍｏｌ）の安息香酸、３４．６ｍｇ（０.１ｍｍｏｌ）のトリフルオロメタンスルホン酸金（ＡｕＯＴｆ）を加え、８０℃まで昇温し、８時間撹拌反応させ、ＴＬＣ追跡して完全に反応した後に、１０ｍＬの水を加えて相分離させ水相を除去し、有機相に水酸化ナトリウム水溶液を加えて、システムのＰＨを≧１３に保持し、８０℃まで昇温して、１時間撹拌反応させる。ＴＬＣ検出で反応が終了した後、分液して水相を除去し、有機相を再び１０ｍＬの水で洗って相分離させ、有機相を無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥した後、ろ過、濃縮して淡黄色の粗生成物を得て、粗生成物を２０ｍＬの酢酸エチル/石油エーテル（ｖ/ｖ＝２：３）により再結晶させて２５−ヒドロキシコレステロール２．９５ｇが得られ、収率は７３．４％、融点は１７９．１〜１８０．９℃である。
【００２５】
実施例４
２４−デヒドロコレステロールプロピオネートと、メタン酸と酢酸の１：１混合物と、リン酸の質量比が１：１００：１であり、その他は実施例１と同じ操作を行い、２５−ヒドロキシコレステロール３．５０ｇが得られ、収率は８７．１％である。
【００２６】
実施例５
２４−デヒドロコレステロールカプロン酸エステル(caproate)、安息香酸、臭化マグネシウムの質量比が１：１：０．０１で、その他は実施例１と同じ操作を行い、２５−ヒドロキシコレステロール１．５０ｇが得られ、収率は３７．１％である。
【００２７】
実施例６
触媒を硫酸水素ナトリウムに換え、用量を１ｍｍｏｌとし、その他は実施例１と同じ操作を行い、２５−ヒドロキシコレステロール２．２１ｇが得られ、収率は５５％である。
【００２８】
実施例７
触媒を臭化亜鉛に換えて、用量を０．５ｍｍｏｌとし、その他は実施例１と同じ操作を行い、２５−ヒドロキシコレステロール３．３３ｇが得られ、収率は８２．８％である。
【００２９】
実施例８
触媒を塩化コバルトに換えて、用量を２ｍｍｏｌとし、その他は実施例１と同じ操作を行い、２５−ヒドロキシコレステロール２．５１ｇが得られ、収率は６２．４％である。
【００３０】
実施例９
触媒を三塩化鉄に換えて、用量を１ｍｍｏｌとし、その他は実施例１と同じ操作を行い、２５−ヒドロキシコレステロール３．１６ｇが得られ、収率は７８．６％である。
【００３１】
実施例１０
触媒をトリフルオロメタンスルホン酸インジウムに換えて、用量を０．２ｍｍｏｌとし、その他は実施例１と同じ操作を行い、２５−ヒドロキシコレステロール３．３９ｇが得られ、収率は８４．３％である。
【００３２】
実施例１１
反応温度を−４０℃とし、溶剤をジクロロメタンに換えて、その他は実施例１と同じ操作を行い、２５−ヒドロキシコレステロール１．７１ｇが得られ、収率は４２．７％である。
【００３３】
実施例１２
反応温度を１５０℃とし、溶剤をシクロヘキサノンに換えて、その他は実施例１と同じ操作を行い、２５−ヒドロキシコレステロール１．５６ｇが得られ、収率は３８．８％である。
【００３４】
実施例１３
アルカリを水酸化カリウムに換えて、その他は実施例１と同じ操作を行い、２５−ヒドロキシコレステロール３．４４ｇが得られ、収率は８５．６％である。