JP2000256360A - 光学活性ヒドロキシラクタム化合物の製造方法 - Google Patents

光学活性ヒドロキシラクタム化合物の製造方法

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JP2000256360A
JP2000256360A JP6542799A JP6542799A JP2000256360A JP 2000256360 A JP2000256360 A JP 2000256360A JP 6542799 A JP6542799 A JP 6542799A JP 6542799 A JP6542799 A JP 6542799A JP 2000256360 A JP2000256360 A JP 2000256360A
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Tamotsu Fujisawa
有 藤澤
Makoto Shimizu
真 清水
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学活性ヒドロキシラクタム化合物の製造方
法を提供すること。 【解決手段】 一般式(1) (式中、R1、R2、R3は、アラルキル基等。)で示さ
れるメソイミド化合物を一般式(2) (式中、R5、R6およびR7は、低級アルキル、ベンジ
ル基等。)で示される光学活性アミノアルコール類とボ
ラン類から得られる光学活性オキサザボロリジン錯体で
不斉還元する一般式(3) で示される光学活性ヒドロキシラクタム化合物の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学活性ヒドロキ
シラクタム化合物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】特
に、医薬品の分野において、有用な中間体となる化合物
を効率よく、且つ、立体規則性を保持した製造方法が望
まれている。
【0003】
【課題を解決するための手段】このような状況下に本発
明者らは 医薬品の分野において、有用な中間体となる
化合物の製造方法を見いだすべく鋭意検討を重ねた結
果、入手容易な不斉源であるL−トレオニンを原料とし
て得られる不斉触媒を用いた、メソイミド化合物の立体
選択的還元により、有用なビオチン中間体となりうる光
学活性ヒドロキシラクタム化合物の有利な製造方法を見
出し、本発明を完成した。
【0004】すなわち本発明は、一般式(1) (式中、R1、R2、R3は、同一または相異なり、アル
キル基、アルケニル基、アr―ル基またはアラルキル基
を示す。)で示されるメソイミド化合物を一般式(2) (式中、R5、R6およびR7は、それぞれ独立に、水素
原子、低級アルキル基、低級アルキルで置換されていて
もよいフェニル基または低級アルキルで置換されていて
もよいベンジル基を示すが、同時にすべて水素原子であ
ることはない。R 8、R9は、それぞれ独立に、水素原
子、低級アルキル基または低級アルコキシ基を示し、*
は不斉炭素原子であることを示す。)で示される光学活
性アミノアルコール類とボラン類から得られる光学活性
オキサザボロリジン錯体で不斉還元することを特徴とす
る一般式(3) (式中、R1、R2、R3は、前記と同じ意味を表わ
す。)で示される光学活性ヒドロキシラクタム化合物の
製造方法を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明において、原料として用いられる不斉源は
入手容易なL−トレオニンを原料として容易に合成する
ことができる。 [M.Shimizu,T.Tsukamoto,T.Matsutani,and T.Fujisaw
a,Tetrahedron,54,10265(1998)]。
【0006】本発明で原料として用いる一般式(1)で
示されるメソイミド化合物において、R1、R2、R3
しては、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数2〜3のア
ルケニル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル基等
のアラルキル基が挙げられ、その代表化合物としては、
例えば、(3aS,6aR)-1,3,5-トリベンジル-ヘキサヒドロ
-ピロロ[3,4,-d]イミダゾール-2,4,6-トリオン等が挙げ
られる。
【0007】かかるメソイミド化合物(1)は、ジブロ
モコハク酸から5工程で製造し得る。
【0008】本発明においては、メソイミド化合物
(1)を不斉還元するにあたり、光学活性アミノアルコ
ール類(2)から得られる光学活性オキサザボロリジン
錯体が用いられる。かかる光学活性アミノアルコール類
(2)における置換基R5、R6、R7としては、それぞ
れ例えば水素原子、メチル、エチル、プロピル、ブチル
等の低級アルキル基、メチル、エチル、プロピル、ブチ
ル等の低級アルキルで置換されていてもよいフェニル
基;メチル、エチル、プロピル、ブチル等の低級アルキ
ルで置換されていてもよいベンジル基等が挙げられ、同
時にすべて水素原子であることはない。置換基R8、R9
としては、それぞれ例えば水素原子、メチル、エチル、
プロピル、ブチル等の低級アルキル基、メトキシ、エト
キシ、プロポキシ、ブトキシ等の低級アルコキシ基等が
挙げられる。
【0009】かかる光学活性アミノアルコール類(2)
の代表化合物としては、例えば光学活性な2-アミノ-3-
トリメチルシロキシ-1,1- ジフェニルブタノ−ル、2-ア
ミノ-3-(t- ブチルジメチルシロキシ)-1,1-ジフェニル
ブタノ−ル、2-アミノ-3-(t- ブチルジエチルシロキ
シ)-1,1-ジフェニルブタノ−ル、2-アミノ-3-(t- ブチ
ルジ- i- プロピルシロキシ)-1,1-ジフェニルブタノ−
ル、2-アミノ-3-(t- ブチルジフェニルシロキシ)-1,1-
ジフェニルブタノ−ル、2-アミノ-3- トリメチルシロキ
シ-1,1- ジトリルブタノ−ル、2-アミノ-3-(t- ブチル
ジメチルシロキシ)-1,1- ビス(メトキシフェニル) ブ
タノ−ル等が挙げられる。
【0010】これらの光学活性アミノアルコール類
(2)は、光学活性トレオニンを出発原料として容易に
製造することができる。 [ M.Shimizu,T.Tsukamoto,T.Matsutani,and T.Fujisaw
a,Tetrahedron,54,10265(1998)] 例えば、光学活性トレオニンにベンジルオキシカルボニ
ルハライドを作用させて、アミノ基を保護した後、ジア
ゾメタンを作用させてカルボン酸をエステル化し、次い
でt-ブチルシリルハライド類を作用させてヒドロキシ基
にt-ブチルシリル基を導入し、次いでフェニルマグネシ
ウムハライドを作用させてエステル基をジフェニル化
し、しかる後にアミノ基の脱保護することにより、良好
な収率で光学活性アミノアルコール類(2)を製造する
ことができる。
【0011】また本発明に用いられる光学活性オキサザ
ボロリジン錯体を得るために用いられるボラン類として
は、例えばジボラン、テトラボラン、ヘキサボラン、テ
トラヒドロフランボラン錯体、ジメチルスルフィドボラ
ン錯体、ジオキサンボラン錯体、チオキサンボラン錯体
等が挙げられる。該ボラン類は、光学活性アミノアルコ
ール類(2)に対して、ホウ素換算で通常1 〜20モル倍
程度、好ましくは2 〜15 モル倍程度である。
【0012】光学活性アミノアルコール類(2)とボラ
ン類から光学活性アミノアルコールボラン錯体を得るに
あたっては、通常、溶媒が用いられる。かかる溶媒とし
ては,例えばテトラヒドロフラン、1,3-ジオキサン、1,
4-ジオキサン、1,3-ジオキソラン、チオキサン、エチレ
ングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコール
ジメチルエーテル、メチル-t- ブチルエーテル等のエー
テル類、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼ
ン等の芳香族類、1,2-メトキシエタン、ヘキサン、ヘプ
タン、シクロヘキサン等の炭化水素類、メチレンクロリ
ド、エチレンクロリド、四塩化炭素等のハロゲン化炭化
水素類、これらの混合物などが挙げられる。溶媒は、光
学活性アミノアルコール類(2)に対して、通常0.5 〜
20重量倍程度使用される。
【0013】光学活性オキサザボロリジン錯体を得る際
の具体的な方法としては、例えば、溶媒及び光学活性ア
ミノアルコール類(2)の混合物にボラン類を加える方
法等を挙げることができる。この際、反応温度は通常−
20 〜100 ℃程度、好ましくは0 〜80℃程度である。か
くして得られる光学活性オキサザボロリジン錯体は、単
離して用いることもできるが、通常はそのまま用いられ
る。
【0014】かかる光学活性オキサザボロリジン錯体を
用いてメソイミド化合物(1)を不斉還元するにあた
り、光学活性オキサザボロリジン錯体は、メソイミド化
合物(1)に対し、光学活性アミノアルコール類(2)
換算で、通常0.01〜3 モル倍程度、好ましくは0.05〜2
モル倍程度使用される。
【0015】かかる不斉還元反応には通常、溶媒が用い
られ、かかる溶媒としては、光学活性オキサザボロリジ
ン錯体を得る工程で示したものと同様の溶媒が挙げられ
る。溶媒を使用する場合、その量はメソイミド化合物
(1)に対して通常0.5 〜30重量倍程度である。不斉還
元反応の温度は、通常-20 〜100 ℃、好ましくは0〜80
℃である。また、該不斉還元反応は、通常、アルゴン、
窒素等の不活性気体の存在下に実施される。
【0016】かくして光学活性ヒドロキシラクタム化合
物(3)が生成するが、これを単離するにあたっては、
例えば、反応マスに塩酸等の鉱酸やリン酸緩衝液などの
水溶液を加えて光学活性アミノアルコールボラン錯体を
分解した後、水に難溶の有機溶媒を加えて粗生成物を抽
出し、次いで分液した有機相から溶媒を留去することに
より、容易に単離することができる。単離した光学活性
なヒドロキシラクタム化合物(3)は、必要に応じて再
結晶や各種クロマトグラフィー等の精製手段に付すこと
により更に精製することもできる。
【0017】また、反応に供した光学活性アミノアルコ
ール類(2)は、上記の方法等により光学活性なヒドロ
キシラクタム化合物(3)を単離した後の反応マスから
分離、回収し、再利用することができる。
【0018】本発明において得られる光学活性なヒドロ
キシラクタム化合物(3)は、出発原料として用いたメ
ソイミド化合物(1)に対応するものであり、代表化合
物としては、例えば、(3aS,6aR)-1,3,5-トリベンジル-
6-ヒドロキシ-ヘキサヒドロ-ピロロ[3,4,-d]イミダゾー
ル-2,4-ジオン等の光学活性体が挙げられる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、3-位に置換シリルオキ
シ基を有する特定の光学活性アミノアルコール類とボラ
ン類から得られる光学活性オキサザボロリジン錯体を用
いて、対応するメソイミド化合物を不斉還元することに
より、光学純度の優れたビオチン中間体として有用な光
学活性ヒドロキシラクタム化合物が、簡便に製造し得
る。
【0020】
【実施例】以下実施例を挙げて本発明をより詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
【0021】(実施例1) (3aS,6aR)-1,3,5-トリベンジル-6-ヒドロキシ-ヘキサヒ
ドロ-ピロロ[3,4-d]イミダゾール-2,4-ジオンの合成 アルゴン雰囲気下、20ml型ナスフラスコにリガンドのア
ミノアルコール133.0mg(0.358mmol)を秤量しTHF0.6ml及
びBH3-THF 0.36ml (0.36mmol in THF)を加え、40℃で1
時間攪拌した後、0℃に冷却する。その後(3aS,6aR)-1,
3,5-トリベンジル-ヘキサヒドロ-ピロロ[3,4-d] -2,4,
6-トリオン305.1mg(0.717mmol)をTHF2.0mlに溶かした溶
液を加え、BH3-THF1.44ml(1.44mmol in THF)をゆっくり
滴下し、室温で19.5時間攪拌した。リン酸Buffer水溶液
で反応を停止した後酢酸エチルで抽出して濃縮した。こ
れをシリカゲル薄層クロマトグラフィー(Hex : AcOEt=
2 :1)で精製し、(3aS,6aR)-1,3,5-トリベンジル-6-ヒド
ロキシ-ヘキサヒドロ-ピロロ[3,4-d]イミダゾール-2,4-
ジオンを得た。 収量210.5mg 収率60% 光学純度98%ee Rf 0.2(Hex : AcOEt = 2 : 1)1 H-NMR (CDCl3): d 3.78(m,2H), 4.12~4.23(m,2H), 4.3
8(d,1H,J=14.85Hz),4.73・5.13(dd,2H,J=91.39Hz,15.18
Hz),4.97(d,2H,J=14.51Hz), 7.12~7.40(m,15H) IR (neat ) 1705, 1680cm-1.
【0022】(参考例) (3aS,6aR)-1,3,5-トリベンジル-ヘキサヒドロ-ピロロ
[3,4-d]イミダゾール-2,4,6-トリオンの合成 アルゴン雰囲気下300mlナス型フラスコにmeso-2,3-ジブ
ロモコハク酸25.3g(mol)を秤量し、エタノール120.8ml
とベンジルアミン75.6mlを加え、18.5時間加熱還流した
後0℃に冷却し、濃塩酸25.3mlと酢酸4.2mlと蒸留水42.1
mlを加え、ろ過し蒸留水で洗浄することにより粗生成物
を35.7g得た。得られた粗生成物35.7gに3規定の水酸化
カリウム水溶液92.7mlを加えて0℃に冷却し、撹拌しな
がらホスゲンダイマ−/トルエン溶液92.7ml(29.6ml/6
3.1ml)と6規定の水酸化カリウム水溶液139.1mlを同時に
35分かけて滴下し、2規定の塩酸水溶液でpH3~4にする。
その後ろ過して蒸留水で洗浄し、ろ物に熱エタノールを
加え濃縮しまた水層を酢酸エチルで抽出し濃縮すること
で粗生成物を32.2g得た。アルゴン雰囲気下、得られた
粗生成物32.2gに無水酢酸150mlを加え、2時間加熱還流
した後濃縮することで粗生成物を26.6g得た。アルゴン
雰囲気下、得られた粗生成物26.6gにTHF170mlとベンジ
ルアミン12.3mlを加え、室温で37.5時間撹拌することで
粗生成物を39.9g得た。アルゴン雰囲気下、得られた粗
生成物39.9gに塩化アセチル240mlを加え、40時間加熱還
流した後濃縮することで粗生成物を40.0g得た。この粗
生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex :
AcOEt = 3 : 1)により精製を行い、エーテルで再結晶を
行うことで(3aS,6aR)-1,3,5-トリベンジル-ヘキサヒド
ロ-ピロロ[3,4-d]イミダゾール-2,4,6-トリオンを得
た。 収量 18.0g 収率 40.0% Rf 0.4 (Hex : AcOEt = 2 : 1) 融点:120-125℃1 H-NMR(CDCl3):d3.98(s,2H),4.19・4.97 (dd, 4H, J=20
4.55Hz,14.95Hz), 4.55(s, 2H), 7.21~7.30(m, 15H) IR(neat)=1680, 1700, 1709cm-1.
【手続補正書】
【提出日】平成12年2月2日(2000.2.2)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】すなわち本発明は、一般式(1) (式中、R1、R2、R3は、同一または相異なり、アル
キル基、アルケニル基、アリール基またはアラルキル基
を示す。)で示されるメソイミド化合物を一般式(2) (式中、R5、R6およびR7は、それぞれ独立に、水素
原子、低級アルキル基、低級アルキルで置換されていて
もよいフェニル基または低級アルキルで置換されていて
もよいベンジル基を示すが、同時にすべて水素原子であ
ることはない。R 8、R9は、それぞれ独立に、水素原
子、低級アルキル基または低級アルコキシ基を示し、*
は不斉炭素原子であることを示す。)で示される光学活
性アミノアルコール類とボラン類から得られる光学活性
オキサザボロリジン錯体で不斉還元することを特徴とす
る一般式(3) (式中、R1、R2、R3は、前記と同じ意味を表わ
す。)で示される光学活性ヒドロキシラクタム化合物の
製造方法を提供するものである。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】(参考例) (3aS,6aR)-1,3,5-トリベンジル-ヘキサヒドロ-ピロロ
[3,4-d]イミダゾール-2,4,6-トリオンの合成 アルゴン雰囲気下300mlナス型フラスコにmeso-2,3-ジブ
ロモコハク酸25.3g(mol)を秤量し、エタノール120.8ml
とベンジルアミン75.6mlを加え、18.5時間加熱還流した
後0℃に冷却し、濃塩酸25.3mlと酢酸4.2mlと蒸留水42.1
mlを加え、ろ過し蒸留水で洗浄することにより粗生成物
を35.7g得た。得られた粗生成物35.7gに3規定の水酸化
カリウム水溶液92.7mlを加えて0℃に冷却し、撹拌しな
がらホスゲンダイマ−/トルエン溶液92.7ml(29.6ml/6
3.1ml)と6規定の水酸化カリウム水溶液139.1mlを同時に
35分かけて滴下し、2規定の塩酸水溶液でpH3−4にす
る。その後ろ過して蒸留水で洗浄し、ろ物に熱エタノー
ルを加え濃縮しまた水層を酢酸エチルで抽出し濃縮する
ことで粗生成物を32.2g得た。アルゴン雰囲気下、得ら
れた粗生成物32.2gに無水酢酸150mlを加え、2時間加熱
還流した後濃縮することで粗生成物を26.6g得た。アル
ゴン雰囲気下、得られた粗生成物26.6gにTHF170mlとベ
ンジルアミン12.3mlを加え、室温で37.5時間撹拌するこ
とで粗生成物を39.9g得た。アルゴン雰囲気下、得られ
た粗生成物39.9gに塩化アセチル240mlを加え、40時間加
熱還流した後濃縮することで粗生成物を40.0g得た。こ
の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(He
x : AcOEt = 3 : 1)により精製を行い、エーテルで再結
晶を行うことで(3aS,6aR)-1,3,5-トリベンジル-ヘキサ
ヒドロ-ピロロ[3,4-d]イミダゾール-2,4,6-トリオンを
得た。 収量 18.0g 収率 40.0% Rf 0.4 (Hex : AcOEt = 2 : 1) 融点:120-125℃1 H-NMR(CDCl3):d3.98(s,2H),4.19・4.97 (dd, 4H, J=20
4.55Hz,14.95Hz), 4.55(s, 2H), 7.21−7.30(m, 15H) IR(neat)=1680, 1700, 1709cm-1.

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(1) (式中、R1、R2、R3は、同一または相異なり、アル
    キル基、アルケニル基、アr―ル基またはアラルキル基
    を示す。)で示されるメソイミド化合物を一般式(2) (式中、R5、R6およびR7は、それぞれ独立に、水素
    原子、低級アルキル基、低級アルキルで置換されていて
    もよいフェニル基または低級アルキルで置換されていて
    もよいベンジル基を示すが、同時にすべて水素原子であ
    ることはない。R 8、R9は、それぞれ独立に、水素原
    子、低級アルキル基または低級アルコキシ基を示し、*
    は不斉炭素原子であることを示す。)で示される光学活
    性アミノアルコール類とボラン類から得られる光学活性
    オキサザボロリジン錯体で不斉還元することを特徴とす
    る一般式(3) (式中、R1、R2、R3は、前記と同じ意味を表わ
    す。)で示される光学活性ヒドロキシラクタム化合物の
    製造方法。
  2. 【請求項2】ボラン類が、テトラヒドロフランボラン錯
    体である請求項1記載の製造方法。
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