JPS61218590A

JPS61218590A - ２，６−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメトキシフエニル）−３，７−ジオキサビシクロ〔３．３．０〕オクタンの製造法

Info

Publication number: JPS61218590A
Application number: JP60058079A
Authority: JP
Inventors: Takamasa Higuchi; 樋口　隆昌; Mitsuhiko Tanahashi; 光彦棚橋; Norio Matsukura; 松倉　紀男
Original assignee: Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 1985-03-22
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1986-09-29
Also published as: CA1239412A; US4684740A; JPH0514718B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）２．６−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメトキシフ
ェニル）−３，７−シオキサビシクロ〔３，３，０１オ
クタン、即ちシリンガレシノールとその立体異性体（以
後、シリンガレシノール類と略）を好収率で安価に製造
する方法に関するものである。

（従来の技術）植物成分の一種であるリグナンに分類されるシリンガレ
シノール類は、少量ではあるが、広葉樹材や草本類中に
その配糖体と共に存在すること、又、広葉樹材や草本類
の主要な化学成分の一つであるリグニン中に含まれてい
ることが知られている。一方、最近我国ではエゾウコギ
（Ａｃａｎｔｈ。

−ｐａｎａｘ　　５ｅｎｔｉｃｏｓｕｓ）が、薬用植物
として多用されている朝鮮人参と同様に、強壮や生体防
御作用増強に有効であるとして注目されているが、エゾ
ウコギの活性成分として、シリンガレシノールとその配
糖体が存在することが、主として、ソ連邦の科学者によ
って報告されている。しかし、このように新しい生理活
性物質としてシリンガレシノールが注目されてきている
にも拘らず、その製造法については効率的且つ経済的な
方法は全く検討されておらず、僅かに植物成分化学の研
究分野での実験室的な分離法が報告されているにすぎな
い。

シリンガレシノールは、前述したように広葉樹材の抽出
成分中に配糖体として存在し、材や柄皮を直接含水メタ
ノールに浸漬免理することによシ、他の多くの成分と共
に抽出される。この場合、抽出されるシリンガレシノー
ルの量は、一般に極めて少量で材全体の０．０１％以下
で、比較的含有量の多いとされルユリノ−？（Ｌｉｒｉ
ｏ　％　ｄｅｎｄｒｏｎｔｕｌｉｐｉｆｅｒａ　）の内
皮でも０８５％程度であには煩雑な分離工程を必要とし
、得られるシリンガレシノールもコストの非常に高いも
のとならざるをえない。

又、このように材から直接抽出する方法では、極めて構
造の類似した６種のレジノール類が混在する。すなわち
下記（１）式において、Ｒ＋、＝＝Ｒ２＝Ｒ，３＝＋＝
Ｒ，，＝＝ＯＣＨ３の場合のシリンギル核からなるシリ
ンガレシノールの他に、Ｒ１＝Ｒ３＝ＯＣＨ３゜几２＝
＝Ｒ，＝Ｈの場合のグアイアシル核からなるビルジノー
ルとＲ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝ＯＣＲ３で１．且つＲ４＝Ｈの
場合のグアイアシルとシリンギルの両枝からなるメジオ
レジノールが混在するため、シリンガレシノールを純粋
に単離するにはさらに高度な分離処理を行なう必要があ
る。

草本類では、ニガＥＦモギ（Ａｒｔｉｍｊｓｉａａｂｓ
ｉｎｔｈｕｍ　）、ツルニチニチソウ（Ｖｉｎｃａｍａ
ｊＯｒ　）＋＝ニチニチソウ　Ｖｉｎｃａ　　ｒｏｓｅ
ａ）等の抽出成分中にシリンガレシノールが見いだされ
ているが、いずれも極く少量である。

一方、木本類及び草本類には各々２０〜６０チと１５〜
２５％のリグニンが含まれている。リグニンはモノリグ
ツール（第一次構成単位）のバラヒドロキシシンナミル
アルコール類が、植物中の酵素によル脱水素され、フェ
ノキシラジカルとなシ、その共鳴体がラジカル重合する
ことによシ種々のジリグノール（第二次構成単位）を生
成し、このジリグノールがさらに重合して順次高分子化
し、最終的に複雑な三次元網状構造を有する高分子物質
となることが明らかにされている。ジリグノールの代表
的な結合型としては、アリルグリセロール−α及ヒβ−
アリルエーテル、フェニールクマラン、ビフェニール及
びジアリルプロパンがち）、レジノール類の存在も確認
されているが、前四者に比較して量は少ない。植物体の
種類によシモノリグノールであるパラヒドロキシシンナ
ミルアルコール類の組成比が異なるので、生成されるシ
リ゛グノールの種類、量比も相違する。下記（亘）式に
おいて、針葉樹リグニンは、はぼ全部がＲ，＝＝ＯＣ）
ｔ３．　Ｒ２＝）ｌの場合のコ；７エリルアル”−１’
を広葉ｍす／二ンハ、コニフエリルアルコールとＲ１＝
几２＝ｏｃｔ−ｉ３の場合のシナビルアルコールが１：
１．草本類のリグニンは、この両者に、Ｒ，＝Ｒ２＝Ｈ
の場合のバラクマリぐアルコールが、約４．５　：　４
，５　：　１の組成比で、各々重合したものであり、シ
リンガレシノールはシリンギル単位を含む広葉樹及び草
本類リグニンの巨大分子中にエーテル結合により組み込
まれている。

Ｈ従来、これらのリグニンからシリンガレシノールを得る
方法として、熱水によるバーコレーシナｙ［Ｃｈｅｍ、
Ｂｅｔ、、　ｖｏｌ、　９Ｂ　、　ｐ　５３８（１９６
５）］や］ジオキサンーによる蒸煮〔木材学会誌；ｖｏ
ｌ、１７　、ｐ４６４（１９７１）　〕のような特殊な
加水分解、或は酸化銅−クロムのような金属触媒を使用
した高圧水素化分解〔木材学会誌；Ｖｏｌ、１９．ｐ１
６５（１９７３））等が知られているが、これらの方法
はいずれもリグニンの化学構造研究分野での分離法であ
シ、工業的製造法としてはほとんど意味がない。

更に又、シリンガレシノールの実験室的な合成法も２，
３報告されているが、いずれもシリンギル核を有する出
発物質の大量入手が容易ではなく、又出発物質から最終
のシリンガレシノールまでの合成ステップが複雑多岐で
、工業的製造法としては意味のないものと言える。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、狭止の如き従来の製法に代えて、工業的規模
でシリンガレシノール類を製造することの出来る方法を
提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、木質資源の有効利用の観点から、木材の
成分分離が容易であり、且つ得られた全成分について利
用の可能性が高い点で、木質資源の前処理として注目さ
れる爆砕処理、すなわち、高温・高圧水蒸気による処理
とこれに続けて急激な減圧状態に曝すことによって木材
成分がどのように変化するかを追求して行く過程で、広
葉樹及び草本類を爆砕処理すると、シリンガレシノール
類が驚くべき好収率で得られることを見出した。

本発明者らは、既にシンポジウム〔バイオマスとバイオ
テクノロジー％’８３　（１９８５）　］　。

〔木材研究（京大）；扁６９．ｐ５６〜５１　（１９８
５））、Ｃ高分子加工；Ｖｏｌ、５２　、Ａ１２、ｐ５
９〜４７（１９８３）］で報告した如く、含水木材チッ
プを高温・高圧下で保持した後、次いで急速に減圧せし
めることにより、木材組織が容易に破壊、解繊されるこ
とを認め、新しいパルプ化法として興味ある方法である
ことを示したが、同時にリグニンが解裂し、有機溶剤可
溶の低分子化合物に分解することを認めた。広葉樹材チ
ップを用いて、これを種々条件の高温・高圧下で保持し
、次いで急速に減圧とした後、この処理物を有機溶剤抽
出し、その可溶部を精査した結果、シリンガレシノール
類が大量に含まれているととが明らかになシ、本発明を
完成するに至った。

本発明は、シリンギル核を含有するりゲニンを成分とし
て含む植物体、例えば広葉樹材チップを圧力容器に封入
し、含水状態で加圧・加熱処理し、引き続き急速に常圧
下の受槽に吐出して、前記木材チップを微粒子状に粉砕
した後、メタノール等の有機溶剤によシ抽出・精製する
新規なシリンガレシノール類の製造方法を提供するもの
であシ、本発明によれば、安価で容易に入手出来る原料
から、シリンガレシノール類を好収率で経済的に得るこ
とが出来る。

本発明のシリンガレシノール類製造工程は、含水植物体
を飽和水蒸気で加圧・加熱する工程、大気圧下に瞬時に
吐出させる工程及び微細粉化された植物体を有機溶剤に
よシ抽出して精製する工程からなるが、以下にこれらの
工程について詳細に説明する。

本発明に用いられる原料の植物体は、広葉樹。

竹、ワラ、綿実殻、ヤシ殻、アーモンド殻のようなシリ
ンギル核を含有するリグニンを成分として含むものなら
全て使用できるが、含有量が少ないと夾雑物が多くなシ
、精製工程が煩雑になることから、経済的に不利を伴う
ため、クラーソンリグーンとして、植物体の５％以上を
含むものが好適である。

加圧Ｏ加熱処理に供する原料は、反応の均一性と破壊の
均質化を図るため、予め水分として１０チ以上の含水体
としておくことが望ましいが、一般に、加熱・加温用の
飽和水蒸気吹き込み時に、凝集ドレンによシ一様な含水
状態が得られる。従って、原料は極端な過乾燥状態でな
ければ良い。

又、作業性や破壊効率を考えると原料の形状は、数１以
下のチップ或は細片が良い。

上記含水植物体をジャケット付き圧力容器に入れ、同時
に１〜２　ｋｇ／−程度の低圧蒸気で容器内の空気置換
を行なう。引き続き内容物を含む容器全体を加熱すると
同時に、所定圧迄飽和水蒸気を吹き込む。

処理圧力は１０〜４０　ｋｇ／−で、１０ｋｇ１５ｉ以
下では、植物体組織の軟化、即ち、加水分解によるヘミ
セルロースの可溶化とリグニンの低分子化反応が不充分
であシ、シリンガレシノール類の生成も少量となる。又
、加圧・加熱は高い程反応が速く進行し、シリンガレシ
ノール類の収率も高くなる傾向にあるが、２５ｋｇ／−
で収率祉最高に遅し、それ以上の為温・高圧でも処理時
間は短縮されるが、収率は増加しない。

一方、４０ｋｇ／−を超えるような極度の加圧・加熱は
、部分的な炭化の恐れがあり、注意を要し、設備も高価
なものとなシ、不利である。

最高収率を得るための温度・圧力保持時間は、原料植物
体のｓｔｂによっても異なるが、２５ｋｇ／−でせいぜ
い２０分、５０ｋｇ／−では１０分以内の短時間で充分
である。

次に、加圧・加熱した含水植物体を細管を通じて、極め
て短時間に消音管付きの常圧下の受槽に吐出させる。吐
出を瞬時に行なわせるには、開閉弁としてボールパルプ
或はロータリーパルプ等の気密性の優れた機器を用いる
のが適当である。

吐出の際に生ずる高温・高圧水の急速な気化力と、加熱
・加圧された含水植物体が細管を通る際に起こる植物体
相互及び植物体と管壁の間の機械的衝撃或は摩擦によっ
て、均質に微粉砕された植物体が得られ、微細粉含水植
物体はヘミセルロースが加水分解され、水に可溶となり
、又、リグニンは低分子化され、油滴となって共に細胞
外に排出された状態であるので、シリンガレシノール類
を含むリグニン分解物は、有機溶剤によって極めて容易
に抽出される。

このようにして得られた微細粉含水植物体は、メタノー
ル、エタノール或はジオキサン、テトラヒドロフラン等
のような水と任意に混ざシ合う溶剤に、そのまま或は予
め、数倍量の水に懸濁し、ろ過して糖尋の水可溶部を除
去した後、浸漬させて、リグニン分解物と共にシリンガ
レシノール類を抽出する。抽出液から溶剤を留去した残
留物は、黒褐色の固体である。このものを公知の方法で
精製しても良いが、夾雑物が多く、純度も低いので、更
にエーテル、エステル、芳香族炭化水素或は塩素置換炭
化水素類に溶解させ、その可溶部を集めて精製を行なり
た方が効率的で、純度の良い目的物が得られる。

また、微細粉含水植物体を凍結乾燥或は減圧乾燥によシ
、水を除去して、エーテル、エステル。

芳香族炭化水素或は塩素置換炭化水素類によシ抽出して
も良い。前記抽出液から溶剤を留去するとリンガレジノ
ールを５〜１５チ含有する固形物が得られる。この固形
物の収率は、原料植物体の種類によって相違するが、広
葉樹では乾燥重量当たシ１０〜１５チに達する。

得られた固形物を再結晶或は各種りａマドグラフィー等
の公知の方法に従って精製すれば、高純度のシリンガレ
シノール類を得ることができる。

本発明で得られたシリンガレシノール類はシリンガレシ
ノールとエビシリンガレシノールとの混合体であり、光
学的にはｄ、７体である。

（作用）本発明によれば、原料植物体中のリグニン及び抽出成分
中に本来存在する量よシも遥かに多量のシリンガレシノ
ール類が得られる。その生成に関する詳細なメカニズム
については、モデル実験を含む今後の研究に待たなけれ
ばならないが、概ね次のように考えられる。

植物体中のリグニンは、高温・高圧の活性化された水と
ヘミセルロース中のアセチル基の加水分解によって生じ
た酢酸の触媒作用によシ、リグニン中の最も主要な結合
であるアリルグリセロール−α及びβ−アリルエーテル
が解裂し、順次低分子化すると共に、下記（ｉ）式で示
されるシリンギルグリセロール−β−アリルエーテル結
合部分から１分子の水が除去されることにより、下記（
Ｎ）式のキノンメチド構造となり、続いて、β−アリル
エーテル結合がラジカル的に解裂し、下記（ｖ）、式の
キノンメチドラジカルが生成される。このギノンメチド
ラジカル２分子が再カップリングした後、環を形成して
シリンガレシノールを生成する。

生成されたシリンガレシノールは側鎖構造が安定で、芳
香環もフェノール性水酸基のオルト、パラ位が基がって
いることから安定で、反応位置はフェノール性水酸基の
みとなり、フェニルエーテルが生成したとしても直ぐ罠
解裂し、元のシリンガレシノールに戻ると考えられる。

（〜本発明者らは、既に第６６回日本木材学会大会研究発表
要旨集；ｐ２８３（１９８５）で報告した如く、広葉樹
材を強い条件で爆砕処理することによって得られるリグ
ニン分解物中には、アリルグリセロール−β−アリルエ
ーテル結合がほとんど消失していることを核磁気共鳴ス
ペクトルによシ確認している。

又、シナビルアルコールの典型的なラジカル反応である
　ｉｎ　　ｖｉｔｒｏ　　における酵素的脱水素重合或
は酸化剤による脱水素重合では、キノンメチドラジカル
を経由し、通常、シリンガレシノールが７０〜９０チの
収率で生成されることも明らかにされている［Ｗｏｎｄ
　　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　　；４６１゜ｐ４４土５６（１
９７６）〕。

従って、本発明における条件下では、シリンギル核を含
むリグニン中のシリンギルグリセロール−β−アリルエ
ーテル結合の解裂によシ、前記（Ｖ）式のキノンメチド
ラジカルが生じ、一旦生成したキノンメチトラデカルが
再縮合して、結果として大量のシリンガレシノールを生
成するものと考えられる。又、本条件によれば、加圧・
加熱処理の際に１反応系全体が酸性となるため、シリン
ガレシノールはエビシリンガレシノールに変化し易い状
態にある。従って、本発明で得られるエビシリンガレシ
ノールは、前述したようなメカニズムで生成したシリン
ガレシノールが変化して生じたものと考えられる。

（発明の効果）本発明によれば、広葉樹材、竹、ヤシ殻等の入手性が良
く且つ安価な植物体を原料として、極めて好収率でシリ
ンガレシノール類を製造することが出来る。しかも、植
物体を微細粉化する工程と有機溶剤による抽出工程のい
ずれも複雑な製造設備や処理操作を必要としないので、
工業化が容易であ勺、又、高い収益を期待出来る。

（実施例）以下、実施例に基づき、本発明を具体的に説明する。

〔実施例１〕上部にスチーム吹き込み管、空気排出管を有し、下部は
ボールバルブ付き吐出管で、消音器付き受槽に連結した
圧力容器（耐圧４０　ｋｇ／−、容量２１）に、ブナ材
チップを乾燥重量として２００ｇ封入した。次いで空気
排出管を開き、１回に付き２〜３秒間２ｋｇ１５！ゲー
ジの飽和水蒸気を吹き込んで空気を排出、この操作を３
回反覆した。水蒸気置換の後、空気排出管を閉じ、ｓｏ
ｋｇ／−ゲージの飽和水蒸気を圧力容器及びジャケット
に導入して、急速に加熱・加圧した。容器内の最高到達
温度は２３５℃であった。２３５℃に到達後、直ちに飽
和水蒸気の導入を停止し、その状態で８分間保持した。

その後、下部のボールバルブを開放し、圧力容器の内容
物を受槽へ、極めて短時間内に吐出させた。吐出時間は
、殆ど瞬間的である。受槽内を水洗し、吐出したブナ微
細粉を懸濁液として捕集した。

得られた微細粉懸濁液に水を加えて、全量を３１とし、
攪拌した後、吸引ろ過した。更に、２回同様の操作を繰
シ返した。ろ過残渣を２１のメタノールに分散させ、攪
拌後ろ過した。同様の処理を更に２回縁シ返し、合計６
回のメタノール溶液を併せて、濃縮乾固した。

得られたメタノール抽出物は５２ｇであった。

このメタノール抽出物をジオキサン２００ｍ／に溶解さ
せ、２１のエチルエーテルに攪拌しながら滴下し、沈澱
物をろ別して、エーテル可溶部を集めた。エーテルを留
去すると３０ｇの固形残留物が得られた。

この固形物を、和光社製シリカゲルＣ−２００を充填し
たカラムにチャージし、メタノール：クロロホルム／１
：９９（容量比）の混合液により溶出して、シリカゲル
薄層クロマトグラフィーによシモニターしながら、シリ
ンガレシノールヲ含む部分を集めた。集めた溶出液から
溶媒を留去すると、シリンガレシノールを含む粗結晶６
ｇが得られた。

この粗結晶をエタノール−クロロホルムで再結晶すると
、シリンガレシノールとエビシリンガレシノールのみか
らなる結晶体２．５ｇが得られ、高速液体クロマトグラ
フィーによりて各々の標品と一致するピークを与えた。

〔実施例２〕乾燥重量として２００ｇのモウソウ竹細片を、実施例１
に記載の圧力容器に封入し、２８ｋｇ／ｉゲージの飽和
水蒸気を使用し、最高温度約２５０℃、最高温度保持時
間１０分の条件で実施例１と同様の操作によシ加熱・加
圧処理を行ない、続いて吐出した。

得られた微細粉懸濁液を実施例１と同様に水及びメタノ
ール抽出処理を行なって、乾燥メタノール抽出物４７ｇ
を得た。このメタノール抽出物ヲ２００°ｍｌのジクロ
ロエタンもエタノール／２：１（容量比）溶液に溶解さ
せ、実施例１と同様の操作でエチルエーテルに滴下し、
２２ｇのエーテル可溶部を得た。

このエーテル可溶部を、和光社製シリカゲルＣ−２００
を充填したカラムにチャージし、ベンゼン：酢酸エチル
／２　：　１　（容量比）の混合液によシ溶出して、シ
リカゲル薄層クロマトグラフィーによシモｉターしなが
ら、最初にエビシリンガレシノール、続いてシリンガレ
シノール部分を集めた。集めた溶出液から溶媒を留去す
ると、エビシリ／ガレシノールとシリンガレシノールの
粗結晶が、各々１．７ｇと１．６ｇ得られた。

各々の粗結晶をメタノール−クロロホルムで再結晶する
と、エビシリ／ガレシノールとシリンガレシノールの純
粋な結晶を各々１．５ｇと０．９ｇ得られ、融点及びＮ
Ｍ几スペクトルは文献のそれと一致した。

〔実施例５〕乾燥重量として２００ｇの綿実殻を、使用飽和水蒸気２
５　ｋｇ／−ゲージ、最高温度約２２０ｔｌ：。

最高温度保持時間１２分の条件で実施例１の装置。

手順に準じて処理を行ない、微細粉懸濁液を得た。

得られた微細粉懸濁液を実施例１と同様に水及びメタノ
ール抽出処理を行なって、乾燥メタノール抽出物９４ｇ
を得た。このメタノール抽出物を実施例１と同様の条件
２手順に準じて処理を行ない、１．８ｇのシリンガレシ
ノールとエビシリンガレシノールのみからなる結晶を得
た。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シリンギル核を含有するリグニンを成分として含
む植物体を、圧力容器に封入して、含水状態で加圧・加
熱処理し、引き続き急速に常圧下の受槽に吐出した後、
前記植物体の処理物を有機溶剤抽出することを特徴とす
る２，６−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメトキシ
フェニル）−３，７−ジオキサビシクロ〔３，３，０〕
オクタンの製造法。
（２）植物体として、木本類の広葉樹又は草本類を用い
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の２，６
−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメトキシフェニル
）−３，７−ジオキサビシクロ〔３，３，０〕オクタン
の製造法。
（３）植物体として、広葉樹の果皮又は草本類の種皮を
用いることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の２
，６−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメトキシフェ
ニル）−３，７−ジオキサビシクロ〔３，３，０〕オク
タンの製造法。
（４）有機溶剤として、アルコール類、エーテル類、エ
ステル類、塩素置換炭化水素類或は芳香族炭化水素類を
用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の２
，６−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメトキシフェ
ニル）−３，７−ジオキサビシクロ〔３，３，０〕オク
タンの製造法。
（５）加圧・加熱処理に際して、飽和水蒸気を用いるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の２，６−ビ
ス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメトキシフェニル）−
３，７−ジオキサビシクロ〔３，３，０〕オクタンの製
造法。
（６）１０〜４０ｋｇ／ｃｍ＾２の飽和水蒸気を用いる
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の２，６−
ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメトキシフェニル）
−３，７−ジオキサビシクロ〔３，３，０〕オクタンの
製造法。