(57)【要約】【課題】  製造工程において精製に手間がかかる高沸点溶剤の使用や副産物の生成を妨げ、安全かつ経済的なアシル化グルコース誘導体の製造法を提供すること。【課題を解決するための手段】βシクロデキストリン等のグルコース誘導体を酢酸イソプロペニル等のビニルエステル類によりアシル化反応させることにより、高沸点溶剤を使用せず、揮発性のアセトンやアルデヒド等のみが副生成物として生成させ、精製工程が簡略化され、安価に多くのアシル化グルコースまたはそのアシル化誘導体を製造できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の一般式（１）で示されるグルコース誘導体を、次の一般式（２）で示されるビニルエステル類を溶媒として用いてｐ−TSOHの触媒の存在下または非存在下で５０〜１２０℃に加熱してグルコース誘導体の水酸基をビニルエステル類のアシル基でアシル化することを特徴とするアシル化グルコース誘導体の製造法
【化１】
2005120052.tif 000008
【化２】
2005120052.tif 000009
ただし、式（１）のｎは４〜８の整数を、式（２）のＲは、ＣｌＣＨ２−、アルキルまたはアリルを示す。
【請求項２】
グルコース誘導体としてシクロデキストリンを用いて、パーアシル化シクロデキストリンを製造する請求項１に記載の製造法
【請求項３】
ビニルエステル類としてイソプロペニル酢酸を用いて、パーアセチル化シクロデキストリンを製造する請求項２に記載の製造法
【請求項４】
グルコース誘導体として環状四糖を用いて、パーアシル化環状四糖を製造する請求項１に記載の製造法
【請求項５】
ビニルエステル類としてイソプロペニル酢酸を用いて、パーアセチル化環状四糖を製造する請求項３に記載の製造法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はグルコース誘導体を、ビニルエステル類と反応させて、グルコース誘導体の水酸基をアシル化するアシル化グルコース誘導体の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
グルコースのアシル化誘導体として、デンプンを酵素分解して得られるデキストリン、シクロデキストリン（以下、ＣＤという）、環状四糖またはそれらのアシル化誘導体が知られている。ＣＤは、グルコースが環状にｎ個つながったαＣＤ（ｎ＝６）、βＣＤ（ｎ＝７）およびγＣＤ（ｎ＝８）があり、これらは包接体として防臭剤等に利用されている。また、環状四糖（ｎ＝４）は外径が約１ナノメートルと非常に小さく、ナノスケールでの操作が可能となる天然物由来の物質として、医療、食品、化成品等様々な分野への利用が期待されている。これらのグルコースのアシル化誘導体は水酸基を多く有する為、油及びアルコールに対して低い溶解性を示し、水に対して高い溶解性を示す。
【０００３】
これらのグルコースのアシル化誘導体の油、水等への溶解性は、これらの水酸基をアルキル化やヒドロキシプロピル化することより、改善されることが知られている。例えばＣＤにおいて、その水酸基をメチル化等のアルキル化することで油または水への溶解性が改善される。また、同様にヒドロキシプロピル化することにより水への溶解性がさらに改善される。
一方でこれらの高い水への溶解性に反し、油及びアルコール等への溶解性は低いので、耐水性が期待される製品等への工業的な用途が限定されている。
【０００４】
しかし、これらのグルコースのアシル化誘導体はその全ての水酸基をアシル化（パーアシル化）することにより、油への溶解性が高まり、耐水性を有するようになることが知られている。例えばＣＤをパーアシル化すると、親水性溶剤にまったく溶解せず、親油性溶媒にのみ溶解するようになる。各溶媒への溶解度を表１に示す。このようにパーアシル化したグルコースのアシル化誘導体はその耐水性を生かし、従来のアルキル化やヒドロキシアルキル化によっては困難であった抗菌抗黴フィルムや食品包装材、医薬品等の様々な用途開発への利用が期待される。
【０００５】
【表１】
2005120052.tif 000002
【０００６】
従来、パーアシル化グルコース誘導体を工業的に製造する方法として、無水酢酸（特許文献１参照）、酢酸クロリド、酢酸シアニド（特許文献２参照）等の有機溶媒中で、水酸基のアシル化が行われている。しかし、この製造法は反応にあたりN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)（特許文献３参照）等の高沸点の極性有機溶媒を使用するとともに、酢酸ナトリウム、トリエチルアミン、ピリジンなどの多量の塩基が必要とされ、反応において注意が必要とされた。
さらに、副生成物が多く、例えばβＣＤの場合、１モルのパーアシル化βＣＤ合成にあたりに２１モルの塩が副生するなど、反応物の水酸基の数に応じて多量の副生成物ができるという欠点があった。これらの高沸点溶剤及び副生成物は精製過程において除去しなければならず、この製造法は非常に経済性に欠けるものであった。
【０００７】
一方でパーアシル化グルコース誘導体は、その高い親油性及び耐水性から、様々な用途開発の可能性が期待できる非常に有用な物質であり、その安全かつ経済的な製造法の確立が望まれていた。そこで、本発明者らは、工業的に安価な酢酸イソプロペニル(以下、ＩＰＡという)がアセトンのアシル化剤として使用されている点に着目し、高沸点の極性有機溶媒等を使用せず、副生成物の除去が容易で精製工程が簡素化された経済的なパーアシル化グルコースまたはそのアシル化誘導体の製造法を確立した。
【０００８】
本発明者らの検討の結果、本製造法はＩＰＡ以外の酢酸ビニル、その他、種々のビニルエステル等、すでに工業的に利用され入手が容易な溶媒を用いることができる。また、副生成物がアセトンやアルデヒド等の揮発物質のみの為、その除去が容易であり、安全性や応用性も高く工業的にも有用な製造法である。
【特許文献１】ヨーロッパ特許公開678525号公報
【特許文献２】特開平０７−１０２００３号公報
【特許文献３】特開平０７−０９０００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は製造工程において高沸点溶剤の使用や副産物の生成がなく、精製工程が簡略化され、安全かつ経済的なアシル化グルコース誘導体の製造法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、このような課題を解決するために、ＩＰＡを用いたアセチルアセトンの製造方法に着目した。ＩＰＡはエチレンよりワッカー酸化によって得られる酢酸を脱水しケテンとした後、アセトンを付加して得られる安価なアセチル化剤として知られ、アセチルアセトンの原料として工業的に広く用いられている（Smidt,J.; Hafner,W.; Sedlmeier,J.; Sieber,R.; Ruttinger,R.; Kojer,H. Angew. Chem.1959,71,176.）。
【００１１】
グルコースの誘導体のアシル化にあたり、ＩＰＡ等の安価かつ容易に入手可能なビニルエステル類を用いることで、高沸点溶剤を使用せず、アセトンやアルデヒド等の揮発性物質のみが副生成物として生成することができる。
【００１２】
すなわち、本発明は、次の一般式（１）で示されるグルコース誘導体を、
【化３】
2005120052.tif 000003
次の一般式（２）で示されるビニルエステル類と反応させて、
【化４】
2005120052.tif 000004
グルコース誘導体の水酸基をアシル化することよりなるアシル化グルコース誘導体の製造法に関する。
ただし、式中ｎは４〜８の整数を、ＲはＣｌＣＨ２−、アルキルまたはアリルを示す。アルキルとしてはメチル、エチル、プロピル、ブチル等が、アリルとしてはフェニル、トリル、ナフチル等が例示される。
【００１３】
本発明においてグルコース誘導体としては環状四糖、αＣＤ、βＣＤ、γＣＤ等を例示することができる。
また、ビニルエステル類としては、酢酸ビニル、イソプロペニル酢酸等を例示することができる。
本発明においては、グルコース誘導体としてＣＤ、特にβＣＤを用い、ビニルエステル誘導体としてイソプロペニル酢酸を用い、パーアシル化βＣＤを製造することが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により精製工程が簡略化され、安全かつ経済的なアシル化グルコース誘導体の製造法を提供することができ、安価に効率よくアシル化グルコース誘導体を製造することが可能なった。アシル化グルコース誘導体は親油性、耐水性が高く、抗菌抗黴フィルムや食品包装材、医薬品等の様々な用途開発への利用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は前述のようにグルコース誘導体を、ＩＰＡ等のビニルエステル類と反応させることを特徴とする。反応の温度は５０〜１２０℃、好ましくは７０℃である。また、反応時間は３０分〜５時間で、好ましくは１．５時間である。また触媒としてｐ−トルエンスルホン酸（以下、ｐ−ＴＳＯＨという）を添加する場合もあるが、無添加でも反応には影響がなく、高純度でアシル化グルコース誘導体を回収することができる．
グルコース誘導体としてβＣＤを、またビニルエステル類としてＩＰＡを用い、アシル化を実施した種々の条件及び収率を表２に示す。酢酸エチル等の有機溶媒を添加した場合、添加しない場合と比較して収率が大幅に低下することが確認できる。
【００１６】
【表２】
2005120052.tif 000005
【００１７】
本発明における溶媒には、前述のようなアセトンやアルデヒド等の揮発性物質のみが副生成物として生成するＩＰＡ、酢酸ビニル等を反応剤であると同時に溶媒としても用いることができる。
ＩＰＡ等のビニルエステルにグルコース誘導体を加えた懸濁液に対して、触媒量のｐ−ＴＳＯＨを添加し、７０℃で１．５時間過熱攪拌し、反応させる。無色透明の反応液から過剰のＩＰＡを除去すると、白色沈殿が得られる。
得られた白色沈殿物を１０％炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄してｐ−ＴＳＯＨを除去し、さらに蒸留水で２回洗浄することで高純度のアシル化グルコース誘導体が得られる。
【００１８】
以下に本発明の反応例を示す。
ビニルエステル類を用いるアシル化グルコース誘導体の合成
【００１９】
【化５】
2005120052.tif 000006
【実施例１】
【００２０】
イソプロペニル酢酸によるパーアセチル化βＣＤの合成
【化６】
2005120052.tif 000007
【００２１】
２２．７ｍｍｏｌ（２．５ｍｌ）のＩＰＡに０．０７ｍｍｏｌのβＣＤを加えた懸濁液に対して、触媒量として０．０２ｍｍｏｌのｐ−ＴＳＯＨを添加し、７０℃で１．５時間加熱攪拌し、反応させた。無色透明の反応液から過剰のＩＰＡを除去すると、白色沈殿が得られた。
【００２２】
得られた白色沈殿物を１０％炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄してｐ−ＴＳＯＨを除去し、さらに蒸留水で２回洗浄することで１００％の高純度（Ｈ−ＮＭＲ評価）トリアセチルβＣＤが得られた。収率は理論値の１００％であった。
【００２３】
本発明は上記実施例に限定されず、酢酸イソプロペニル、酢酸ビニル、その他、種々のビニルエステル類を用いてグルコース誘導体をアシル化反応させることができる。