JP2003081898A - 光学活性を有するα−ヒドロキシエーテルの製造 - Google Patents
光学活性を有するα−ヒドロキシエーテルの製造Info
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Abstract
強塩基の存在下で、白金触媒を用いて、ラセミα−ケト
エーテルを、不均一に、非対称的に水素化して、鏡像異
性体のα−ヒドロキシエーテルを得る方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも一つのステレオジェニックな
炭素原子の近隣にある、少なくとも一つの塩基性窒素原
子を有する、可溶性であるか、または固定化されたキラ
ルな芳香族窒素塩基の存在下で、白金触媒を用いて、有
機α−ケト化合物を不均一に、かつエナンチオ区別的に
水素化する方法であって、ラセミα−ケトエーテルを、
光学活性を有するα−ヒドロキシエーテルへと水素化す
ることを特徴とする方法。
Description
基、および場合により強塩基の存在下で、白金触媒を用
いて、ラセミα−ケトエーテルを、不均一に、非対称的
に水素化して、鏡像異性体のα−ヒドロキシエーテルを
得る方法に関する。
ルは、三環式β−ラクタム系抗生物質〔Matsumoto, T.
et al., THL 40 (1999) 5043〕(非特許文献1参照)、
および天然化合物〔Murata, K. et al., Org. Lett., 1
(1999) 1119〕(非特許文献2参照)、活性薬剤成分お
よび殺虫剤を製造するための有用な中間体である。1979
年には、早くも、Y. Oritoらが、日本化学会誌、1979年
第8号1,118〜1,120ページ(非特許文献3参照)に、光
学活性を有するα−ヒドロキシカルボン酸エステルは、
シンコナアルカロイドの存在下で、白金金属触媒を用い
てα−ケトカルボン酸エステルを水素化することによっ
て、充分な光学的収率で得られることを開示している。
この水素化における溶媒その他の反応条件の影響は、H.
U. Blaserらが、J. of Mol. Cat., 68 (1991)の215〜22
2ページ(非特許文献4参照)に記載している。以後の
研究〔Catalysis Today, 37 (1997)、441〜461ページ
(非特許文献5参照)のH.U. Blaserらを参照された
い〕は、この接触水素化系が、高い基質特異性を有する
ことを示している。α−ケトカルボン酸エステル(光学
的収率であるe.e.は、95%に達する)に代えてα−ジ
ケトンを用いてさえ、光学的収率が顕著に低下する(e.
e.は、38〜50%にすぎない;J. Chem. Soc., Chem.
Comm., 1993、1,053〜1,054ページ(非特許文献6参
照)のW.A.H. Vermeerら、およびJ. Chem. Soc., Chem.
Comm., 1998、1,053ページ(非特許文献7参照)のM.
Studerらを参照されたい)。メトキシアセトンのような
非置換メチルα−ケトエーテルを用いた場合には、この
効果は、はるかに傑出し、約12%のe.e.という光学的
収率が得られるにすぎない〔Heterogeneous Catalysts
and Fine Chemicals, Elsevier Science Publishers B.
V., Amsterdam, 1998, pp.153-163中のH.U. Blaserら〕
(非特許文献8参照)。WO 01/00545(特許文献1参
照)は、対照的に、この水素化で、α−ケトアセタール
は、優れた化学的および光学的収率をもたらすことを開
示している。
ラヘドロン・レターズ(Tetrahedron Letters)」、
(イギリス国)、1999年、第40巻、p.5043
ク・レターズ(Organic Letters)」、(米国)、19
99年、第1巻、p.1119
誌」、日本化学会、1979年、第8号、p.1118
−1120
ser)ほか、「ジャーナル・オブ・モレキュラー・カタ
リシス(Journal of Molecular Catalysis)」、(スイ
ス国)、1991年、第68巻、p.215−222
ser)ほか、「カタリシス・トゥデイ(Catalysis Toda
y)」、(オランダ国)、1997年、第37巻、p.
441−461
(W.A.H. Vermeer)ほか、「ジャーナル・オブ・ケミカ
ル・ソサイエティ・ケミカル・コミュニケーション(Jo
urnal of Chemical Society, Chemical Communication
s)」、(イギリス国)、1993年、p.1053−
1054
か、「ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサイエティ・ケ
ミカル・コミュニケーション(Journal of Chemical So
ciety, Chemical Communications)」、(イギリス
国)、1998年、p.1053
ser)ほか、「ヘテロジーニャス・カタリスト・アンド
・ファイン・ケミカルズ(Heterogeneous Catalysts an
d Fine Chemicals)」、(オランダ国)、エルセビエー
ル・サイエンス・パブリッシャーズ・ビー・ヴイ(Else
vier Science Publishers B.V.)、1998年、p.1
53−163
ット
在下で白金触媒を用いた不均一水素化によって、プロキ
ラルなα−ケトエーテルから、置換された鏡像異性体の
α−ヒドロキシエーテルを標的として製造することは、
これまでに記載されていない。意外にも、この種の水素
化は、一方のジアステレオ異性体のみを実質的な完了ま
で選択的に水素化し、そのため、特に反応物と付加物と
が、その異なる物理的特性に起因して容易に分離され得
るために、非常に高い化学的および光学的収率が達成可
能であることが見出された。
て、ラセミ化できることが公知である。可溶性塩基は、
反応を促進するものの、完全にラセミ化された生成物を
もたらす。意外にも、望みのジアステレオ異性体の収率
は、強い不均一な塩基を反応混合物に加えたときに、大
幅に上昇することが見出された。水素化の際に、望まし
くないジアステレオ異性体が、ラセミ化され、望ましい
ジアステレオ異性体は、形成かつ水素化される。このよ
うにして、化学的収率は、90%強およびそれ以上まで
大幅に上昇させることができる。
少なくとも一つのステレオジェニックな炭素原子の近隣
にある、少なくとも一つの塩基性窒素原子を有する、可
溶性であるか、または固定化されたキラルな芳香族窒素
塩基の存在下で、白金触媒を用いて、有機α−ケト化合
物を不均一に、かつエナンチオ区別的に水素化する方法
であって、ラセミα−ケトエーテルを、光学活性を有す
るα−ヒドロキシエーテルへと水素化することを特徴と
する方法を提供する。
るということは、窒素原子が、このステレオジェニック
な炭素原子に結合されておらず、その替わりに、この塩
基性窒素原子が、少なくとも一つのステレオジェニック
な炭素原子に対してβの、より好ましくはαの位置にあ
ることを意味する。
〜50個、より好ましくは5〜30個の炭素原子を有
し、非置換であるか、または水素化条件下で安定である
一つもしくはそれ以上の基で置換された、飽和もしくは
不飽和の開鎖もしくは環状化合物であってよい。この炭
素鎖は、ヘテロ原子、好ましくは−O−、=N−および
−NR′−ならびに/または−C(O)−、−C(N
R′)−、−C(O)−O−、−C(O)−NR′−
〔式中、R′は、H、C1〜C8アルキル、C5もしくは
C6シクロアルキルまたはC6〜C10アリール、たとえば
フェニルもしくはナフチル、またはフェニルメチルもし
くはフェニルエチルである〕の群からのそれで中断され
ていてよい。
ルケニル、アルコキシ、ハロアルキル、ヒドロキシアル
キル、アルコキシアルキル、ハロアルコキシ、シクロア
ルキル、シクロアルコキシ、シクロアルキルアルキル、
シクロアルキルアルコキシ、アリール、アリールオキ
シ、アラルキル、アラルコキシ、ハロゲン、−OH、−
OR4、−OC(O)R4、−NH−C(O)−R4、−
NR4−C(O)−R4、−CO2R4、−CO2−NH2、
−CO2−NHR4、および−CO2−NR4R5〔R4およ
びR5は、それぞれ、独立して、C1〜C4アルキル、シ
クロヘキシル、シクロヘキシルメチル、フェニルまたは
ベンジルである〕を包含する。
(I):
れ、独立して、一価の、1〜12個の炭素原子を有する
飽和または不飽和脂肪族基;3〜8個の炭素原子を有す
る飽和または不飽和脂環式基;3〜8個の環員、ならび
にO、NおよびNR′の群からの1または2個のヘテロ
原子を有する飽和もしくは不飽和複素脂環式基;4〜1
2個の炭素原子を有する飽和または不飽和脂環式−脂肪
族基;3〜12個の炭素原子、ならびにO、NおよびN
R′の群からの1または2個のヘテロ原子を有する飽和
もしくは不飽和複素脂環式−脂肪族基;6〜10個の炭
素原子を有する芳香族基;4〜9個の炭素原子、ならび
にOおよびNの群からの1または2個のヘテロ原子を有
する複素芳香族基;7〜12個の炭素原子を有する芳香
族−脂肪族基;あるいは5〜11個の炭素原子、ならび
にOおよびNの群からの1または2個のヘテロ原子を有
する複素芳香族−脂肪族基(ここで、R′は、H、C1
〜C8アルキル、好ましくはC1〜C4アルキル、C5もし
くはC6シクロアルキルまたはC 6〜C10アリール、たと
えばフェニルもしくはナフチル、フェニルもしくはフェ
ニルエチルである)であるか;あるいは
およびR3は一緒になって、直接結合、C1〜C6アルキ
レン、C3〜C8シクロアルキル−1,2−エン、C3〜
C8シクロアルキル−C1〜C4アルキレン、C2〜C7ヘ
テロシクロアルキル−1,2−エンまたはC2〜C7ヘテ
ロシクロアルキル−C1〜C4アルキレン(OおよびNの
群からの1または2個のヘテロ原子を有する)、C6〜
C10アリール−C1〜C4アルキレン、C5〜C9ヘテロア
リール−C1〜C4アルキレン(OおよびNの群からの1
または2個のヘテロ原子を有する);あるいはそれぞ
れ、C3〜C8シクロアルキル−1,2−エン、C2〜C7
ヘテロシクロアルキル−1,2−エン(OおよびNの群
からの1または2個のヘテロ原子を有する)、C6〜C
10アリール−1,2−エンもしくはC5〜C9ヘテロアリ
ール−1,2−エン(OおよびNの群からの1または2
個のヘテロ原子を有する)と縮合した、C2〜C10アル
キレン、C3〜C8シクロアルキレンもしくはC2〜C7ヘ
テロシクロアルキレン(OおよびNの群からの1または
2個のヘテロ原子を有する)を形成し;R3およびR
2は、それぞれ、上記に定義されたとおりであり;
アルキレン、C1〜C8アルキリデン、C3〜C8シクロア
ルキリデン、ベンジリデン、C3〜C8シクロアルキル−
1,2−エン、C3〜C8シクロアルキル−C1〜C4アル
キレン、C2〜C7ヘテロシクロアルキル−1,2−エン
またはC2〜C7ヘテロシクロアルキル−C1〜C4アルキ
レン(OおよびNの群からの1または2個のヘテロ原子
を有する)、C6〜C1 0アリール−C1〜C4アルキレ
ン、C5〜C9ヘテロアリール−C1〜C4アルキレン(O
およびNの群からの1または2個のヘテロ原子を有す
る)、あるいはそれぞれ、C3〜C8シクロアルキル−
1,2−エン、C2〜C7ヘテロシクロアルキル−1,2
−エン(OおよびNの群からの1または2個のヘテロ原
子を有する)、C6〜C10アリール−1,2−エンもし
くはC5〜C9ヘテロアリール−1,2−エン(Oおよび
Nの群からの1または2個のヘテロ原子を有する)と縮
合した、C2〜C10アルキレン、C3〜C8シクロアルキ
レンもしくはC2〜C7ヘテロシクロアルキレン(Oおよ
びNの群からの1または2個のヘテロ原子を有する)で
あり;R1は、上記に定義されたとおりであり;そして
であるか、あるいはC1〜C4アルキル、C2〜C4アルケ
ニル、C1〜C4アルコキシ、C1〜C4ハロアルキル、C
1〜C4ヒドロキシアルキル、C1〜C4アルコキシ−メチ
ルもしくは−エチル、C1〜C4ハロアルコキシ、シクロ
ヘキシル、シクロヘキシルオキシ、シクロヘキシルメチ
ル、シクロヘキシルメチルオキシ、フェニル、フェニル
オキシ、ベンジル、ベンジルオキシ、フェニルエチル、
フェニルエチルオキシ、ハロゲン、−OH、−OR4、
−OC(O)R4、−NH2、−NHR4、−NR4R5、
−NH−C(O)−R4、−NR4−C(O)−R4、−
CO2R4、−CO2−NH2、−CO2−NHR4、−CO
2−NR4R5(ここで、R4およびR5は、それぞれ、独
立して、C 1〜C4アルキル、シクロヘキシル、シクロヘ
キシルメチル、フェニルまたはベンジルである)の群か
ら選ばれる、一つまたはそれ以上の、同一であるか、も
しくは異なる基で置換されている〕で示される。
のカルボニル基の酸素原子または炭素原子に結合されて
いる。
よびi−プロピル、n−およびtert−ブチル、ビニル、
アリル、メチルオキシ、エチルオキシ、n−およびi−
プロピルオキシ、n−およびtert−ブチルオキシ、トリ
フルオロメチル、トリクロロメチル、β−ヒドロキシエ
チル、メトキシ−もしくはエトキシ−メチル−もしくは
−エチル、トリフルオロメトキシ、シクロヘキシル、シ
クロヘキシルオキシ、シクロヘキシルメチル、シクロヘ
キシルメチルオキシ、フェニル、フェニルオキシ、ベン
ジル、ベンジルオキシ、フェニルエチルオキシ、フェニ
ルエチル、ハロゲン、−OH、−OR4、−OC(O)
R4、−NH2、−NHR4、−NR4R5、−NH−C
(O)−R4、−NR4−C(O)−R4、−CO2R4、
−CO2−NH 2、−CO2−NHR4、−CO2−NR4R
5〔R4およびR5は、それぞれ、独立して、C1〜C4ア
ルキル、シクロヘキシル、シクロヘキシルメチル、フェ
ニルまたはベンジルである〕を包含する。
鎖状であってよい、好ましくは1〜8個、より好ましく
は1〜4個の炭素原子を有するアルキル、あるいは好ま
しくは、直鎖または分岐鎖状であってよい、好ましくは
2〜8個、より好ましくは2〜4個の炭素原子を有する
アルケニルもしくはアルキニルである。R2およびR
3が、アルケニルまたはアルキニルであるときは、不飽
和結合は、好ましくは、酸素原子に対してβ位にある。
例は、メチル、エチル、n−およびi−プロピル、n
−、i−およびtert−ブチル、ペンチル、i−ペンチ
ル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、
ウンデシルおよびドデシル、ビニル、アリル、エチニル
およびプロパルギルを包含する。脂肪族基の好適な群
は、メチル、エチル、n−およびi−プロピル、n−、
i−およびtert−ブチルよりなる。
8個、より好ましくは5もしくは6個の環炭素原子を有
する、シクロアルキルまたはシクロアルケニルである。
例は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチ
ル、シクロヘキシル、シクロヘプチルおよびシクロオク
チル、ならびにシクロペンテニル、シクロヘキセニルお
よびシクロヘキサジエニルを包含する。特に好ましいの
は、シクロペンチルおよびシクロヘキシルである。
3〜6個の炭素原子、4〜7個の環員、ならびに−O−
および−NR′〔R′は、H、C1〜C8アルキル、好ま
しくはC1〜C4アルキル、C5もしくはC6シクロアルキ
ルまたはC6〜C10アリール、たとえばフェニルもしく
はナフチル、フェニルもしくはフェニルエチルである〕
の基から選ばれるヘテロ原子を有する、ヘテロシクロア
ルキルまたはヘテロシクロアルケニルである。例は、ピ
ロリジニル、ピロリニル、テトラヒドロフラニル、ジヒ
ドロフラニルおよびピペラジニルを包含する。
くは3〜8個、より好ましくは5もしくは6個の環炭素
原子、ならびに好ましくは1〜4個もしくは2〜4個、
より好ましくは1もしくは2個、または2もしくは3個
の炭素原子を、それぞれ、アルキル基またはアルケニル
基中に有する、シクロアルキル−アルキルまたは−アル
ケニルである。例は、シクロペンチル−またはシクロヘ
キシル−メチルもしくは−エチル、およびシクロペンチ
ル−もしくはシクロヘキシル−エテニルを包含する。
ましくは3〜6個の炭素原子、4〜7個の環員、ならび
に−O−および−NR′−〔R′は、H、C1〜C8アル
キル、好ましくはC1〜C4アルキル、C5もしくはC6シ
クロアルキルまたはC6〜C1 0アリール、たとえばフェ
ニルもしくはナフチル、フェニルもしくはフェニルエチ
ルである〕の群から選ばれるヘテロ原子、そして好まし
くは1〜4個、より好ましくは1もしくは2個の炭素原
子をアルキル基中にか、または2〜4個、より好ましく
は2もしくは3個の炭素原子をアルケニル基中に有す
る、ヘテロシクロ−アルキルまたは−アルケニルであ
る。例は、ピロリジニル−メチルもしくは−エチルまた
は−エテニル、ピロリニル−メチルもしくは−エチルま
たは−エテニル、テトラヒドロフラニル−メチルもしく
は−エチルまたは−エテニル、ジヒドロフラニル−メチ
ルもしくは−エチルまたは−エテニル、およびピペラジ
ニル−メチルもしくは−エチルまたは−エテニルを包含
する。
ニルである。
ル−もしくはナフチル−C1〜C4アルキルもしくは−C
2〜C4アルケニルである。例は、ベンジル、ナフチルメ
チル、β−フェニルエチルおよびβ−フェニルエテニル
を包含する。
縮合した、五または六員環系である。例は、ピリジニ
ル、ピリミジニル、ピラジニル、ピロリル、フラニル、
オキサゾリル、イミダゾリル、ベンゾフラニル、インド
リル、ベンゾイミダゾリル、キノリニル、イソキノリニ
ル、キナゾリニルおよびキノキサリニルを包含する。
合により縮合した、五または六員環系であって、その炭
素原子の一つを介して、好ましくは1〜4個、より好ま
しくは1もしくは2個の炭素原子を有するアルキル基、
または好ましくは2〜4個、より好ましくは2もしくは
3個の炭素原子を有するアルケニル基に結合している。
例は、ピリジニル−メチルもしくは−エチルまたは−エ
テニル、ピリミジニル−メチルもしくは−エチルまたは
−エテニル、ピロリル−メチルもしくは−エチルまたは
−エテニル、フラニル−メチルもしくは−エチルまたは
−エテニル、イミダゾリル−メチルもしくは−エチルま
たは−エテニル、インドリル−メチルもしくは−エチル
または−エテニルを包含する。
びR3が、それぞれ、独立して、直鎖または分岐鎖状の
C1〜C8アルキル、C4〜C7シクロアルキルまたはC4
〜C6ヘテロシクロアルキル(OおよびNの群からのヘ
テロ原子を有する)、C6〜C10アリールまたはC4〜C
9ヘテロアリール(OおよびNの群からのヘテロ原子を
有する)、C4〜C7シクロアルキル−C1〜C4アルキル
またはC3〜C6ヘテロシクロアルキル−C1〜C4アルキ
ル(OおよびNの群からのヘテロ原子を有する)、C6
〜C10アリール−C1〜C4アルキルまたはC4〜C9ヘテ
ロアリール−C1〜C4アルキル(OおよびNの群からの
ヘテロ原子を有する)であり;
およびR3は一緒になって、それぞれ、C1〜C4アルキ
レンもしくはC4〜C7−1,2−シクロアルキレン、ま
たは1,2−フェニレンと縮合したC2〜C4アルキレン
もしくはC4〜C7シクロアルキレンであり、それぞれ、
R3およびR2が、それぞれ、上記に定義されたとおりで
あり;
アルキレン、C1〜C4アルキリデン、C4〜C7−1,2
−シクロアルキレン、C4〜C7−1,2−シクロアルキ
リデン、ベンジリデン、1,2−フェニレン、1,2−
ピリジニレンもしくは1,2−ナフチリデン、または
1,2−シクロアルキレンもしくは1,2−フェニレン
と縮合したC3〜C4アルキレンもしくはC4〜C7シクロ
アルキレンであり、R1が、上記に定義されたとおりで
あり;
れ、非置換であるか、あるいはC1〜C 4アルキル、C1
〜C4アルコキシ、C1〜C4ハロアルキル、C1〜C4ヒ
ドロキシアルキル、C1〜C4アルコキシ−メチルもしく
は−エチル、C1〜C4ハロアルコキシ、シクロヘキシ
ル、シクロヘキシルオキシ、シクロヘキシルメチル、シ
クロヘキシルメチルオキシ、フェニル、フェニルオキ
シ、ベンジル、ベンジルオキシ、フェニルエチル、フェ
ニルエチルオキシ、ハロゲン、−OH、−OR4、−O
C(O)R4、−NH2、−NHR4、−NR4R5、−N
H−C(O)−R4、−NR4−C(O)−R4、−CO2
R4、−CO2−NH2、−CO2−NHR4および−CO2
−NR4R5〔ここで、R4およびR5は、それぞれ、独立
して、C1〜C4アルキル、シクロヘキシル、フェニルま
たはベンジルである〕の群から選ばれる、一つまたはそ
れ以上の同一であるか、もしくは異なる基で置換されて
いるものを包含する。
およびR3が、それぞれ、独立して、直鎖または分岐鎖
状のC1〜C4アルキル、C2〜C4アルケニル、C5〜C6
シクロアルキル、フェニル、フェニルエテニル、C5〜
C6シクロアルキル−C1〜C2アルキルまたはC6〜C10
アリール−C1〜C2アルキルであり;
およびR3が一緒になって、C1〜C3アルキレンもしく
はC5〜C6−1,2−シクロアルキレンであり;
アルキレン、C1〜C4アルキリデン、C5〜C6−1,2
−シクロアルキレン、C5〜C6シクロアルキリデン、ベ
ンジリデンまたは1,2−フェニレンである(ここで、
R1、R2およびR3は、それぞれ、上記に定義されたと
おり、非置換であるか、または置換されている)ものを
包含する。
が、C1〜C4アルキル、C2〜C4アルケニル、シクロヘ
キシル、フェニル、ベンジル、フェニルエチルまたはフ
ェニルエテニルであり;
鎖または分岐鎖C1〜C4アルキル、シクロヘキシル、フ
ェニル、ベンジルまたはフェニルエチルであり;
およびR3が一緒になって、それぞれ、C2〜C3アルキ
レンまたは1,2−シクロヘキシレンであり;
アルキレン、C1〜C4アルキリデン、1,2−シクロヘ
キシレン、シクロヘキシリデン、ベンジリデンまたは
1,2−フェニレンであって、
であるか、またはメチル、エチル、n−およびi−プロ
ピル、n−およびtert−ブチル、ビニル、アリル、メチ
ルオキシ、エチルオキシ、n−およびi−プロピルオキ
シ、n−およびtert−ブチルオキシ、トリフルオロメチ
ル、トリクロロメチル、β−ヒドロキシエチル、メトキ
シ−もしくはエトキシ−メチル−もしくは−エチル、ト
リフルオロメトキシ、シクロヘキシル、シクロヘキシル
オキシ、シクロヘキシルメチル、シクロヘキシルメチル
オキシ、フェニル、フェニルオキシ、ベンジル、ベンジ
ルオキシ、フェニルエチルオキシ、フェニルエチル、ハ
ロゲン、−OH、−OR4、−OC(O)R4、−N
H2、−NHR4、−NR4R5、−NH−C(O)−
R4、−NR4−C(O)−R4、−CO2R4、−CO2−
NH2、−CO2−NHR4、または−CO2−NR4R
5〔ここで、R4およびR5は、それぞれ、独立して、C1
〜C4アルキル、シクロヘキシル、シクロヘキシルメチ
ル、フェニルまたはベンジルである〕で置換されている
ものを包含する。
は文献の方法によって、慣用の方式で製造することがで
きる。
のを、式II:
れ、上記に定義されたとおりであり、記号*は、立体異
性体の一つのR−またはS−形を優先的に表す〕で示さ
れる、キラルな第二級アルコールへと水素化する。
れ、商業的に入手可能である。白金は、金属の形で、た
とえば粉末としてか、さもなければ、好ましくは、微細
に分割された担体材料に塗布された白金金属として、容
易に用いることができる。有用な担体の例は、炭素、金
属酸化物、たとえばSiO2、TiO2またはAl2O3、
金属塩、および天然もしくは合成ケイ酸塩を包含する。
この触媒は、白金コロイドであってもよい。担体上の白
金金属の量は、たとえば、担体に対して、1〜10重量
%、好ましくは3〜8重量%であってよい。用いる前
に、触媒を、高い温度での、または超音波を用いた水素
による処理によって活性化してよい。
ための変性剤としての、キラルな芳香族窒素塩基も、同
様に、公知であり、たとえばCatalysis Today, 37 (199
7)、441〜463ページに、H.U. Blaserらが記載してい
る。特に有用な窒素塩基は、芳香族または複素芳香族
の、単環もしくは多環式の環系、好ましくは単ないし三
環式の環を、場合により、縮合した脂環式もしくは複素
脂環式の環と組み合わせて有し、この塩基性の単数もし
くは複数の窒素原子が、キラルな炭素原子に対してβ
の、好ましくはαの位置で結合し、窒素原子は、キラル
なN−複素脂環式の環の環員であるか、またはキラルな
C1もしくはC2基を介して環に結合している。
よびその誘導体である。それらは、たとえば、式III:
1〜C4アルキル−C(O)−、C1〜C4ヒドロキシアル
キル−C(O)−、フェニル−C(O)−またはベンジ
ル−C(O)−であり、R6は、H、C1〜C4アルキ
ル、C1〜C4ヒドロキシアルキルまたはC2〜C4アルケ
ニルであり、記号*は、立体中心のR−またはS−形を
表す〕で示し得る。好ましいのは、式IIIのR6が、H、
メチル、エチルまたはビニルであり、Rが、H、メチ
ル、エチルまたはアセチルである、シンコナアルカロイ
ドである。
α−ヒドロキシエーテルが優先的に形成されるが、予め
決定される。
は、用いるα−ケトエーテルに対して、たとえば、0.
01〜10重量%、好ましくは0.05〜50重量%、
より好ましくは0.1〜10重量%の量で用いてよい
が、0.1〜5重量%、または0.1〜1重量%の量
が、一般的には、充分である。
て、たとえば、0.01〜1,000重量%、なかでも
0.1〜1,000重量%、好ましくは1〜500重量
%、より好ましくは10〜200重量%の量で加える。
窒素塩基は、白金の金属触媒とともに反応容器内に加え
てよいか、または白金触媒を、先の工程で、窒素塩基、
たとえばシンコナアルカロイドで含浸してもよい。
下、より好ましくは150バール以下、特に好ましくは
10〜100バールの水素圧下で実施することである。
℃、より好ましくは0〜50℃、特に好ましくは0〜3
5℃であってよい。
中で実施してよい。有用な溶媒の例は、脂肪族、脂環族
および芳香族炭化水素(ペンタン、ヘキサン、石油エー
テル、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼ
ン、トルエンまたはキシレン)、エーテル(ジエチルエ
ーテル、ジブチルエーテル、エチレングリコールジメチ
ルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジ
エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフ
ランまたはジオキサン)、アルコール(メタノール、エ
タノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノ
メチルもしくはモノエチルエーテル、またはジエチレン
グリコールモノメチルもしくはモノエチルエーテル)、
ケトン(アセトンまたはメチルイソブチルケトン)、カ
ルボン酸エステルおよびラクトン(酢酸エチルもしくは
酢酸メチル、またはバレロラクトン)、N−置換カルボ
キサミドおよびラクタム(ジメチルホルムアミドまたは
N−メチルピロリドン)、ならびにカルボン酸(酢酸、
プロピオン酸または酪酸)を包含する。光学的収率は、
溶媒の選択によって影響され得る。
である、少なくとも1種類の固体形態の強塩基の存在下
で、実施するのが特に好都合であることが判明してい
る。塩基は、微細に分割された形態(粉末)で用いるの
が好都合である。用語「不溶性」は、反応系内で膨潤す
ることができる塩基も包含する。これらの塩基は、特
に、水素化できないジアステレオ異性体をラセミ化する
ために、α−ケトエーテルのキラルなCH基を脱プロト
ンすることができるような強塩基であってよい。好まし
いのは、OH-基を有する塩基、たとえばアルカリ金属
水酸化物、特に、場合により架橋結合された、水酸化ア
ンモニウムの基を有する単独もしくは共重合体、または
水酸化アンモニウムの基で改質された無機担体である。
重合性の水酸化アンモニウムのうちでは、場合により架
橋結合された、ポリアミノスチレンを基剤とするものが
好ましい。これらの強塩基は、陰イオン交換体として周
知であり、商業的に入手可能である。例は、Fluka AGか
らのアンバーライト(Amberlite(登録商標)IRA-90
0)、すなわちスチレン塩化アンモニウムとジビニルベ
ンゼンとの架橋共重合体であって、用いる前にアルカリ
水溶液を用いて活性化するそれを包含する。無機担体、
たとえばガラス、金属酸化物、シリカゲルまたはケイ酸
塩は、たとえば、アミノアルキルトリアルコキシシラン
を用いて改質し、次いで、ハロゲン化物のようなアンモ
ニウム塩を用いて、塩基による処理によって水酸化アン
モニウム形態へと転化してよい。固体塩基の量は、たと
えば、α−ケトエーテルに対して、1〜100重量%、
好ましくは10〜90重量%、より好ましくは20〜8
0重量%であってよい。
触媒を、キラルな窒素塩基とともに、場合により溶媒と
ともにオートクレーブに仕込み、次いで、α−ケトエー
テルを加え、不活性気体、たとえば貴ガス、または水素
を用いて空気を排除し、水素を注入し、場合により攪拌
または振盪しつつ反応を開始し、それ以上水素取込みが
観察されなくなるまで水素化を行うようにして、実施し
てよい。形成されたα−ケトエーテルは、慣用の方法、
たとえば、蒸留、晶出およびクロマトグラフィー法によ
って、単離かつ精製してよい。本発明による方法は、望
みのα−ヒドロキシエーテルを、高い化学的および光学
的収率でもたらし、高い触媒活性も更に観察される結
果、少ない触媒量を用いてさえ、経済的な方法が提供さ
れる。さらに、不溶性の強塩基を、不均一な反応系での
動的な速度論的光学的分割に初めて成功裡に用いて、望
みのジアステレオ異性体について、より高い収率を達成
することができた。
は、1H−NMRを用いて決定した。
の水素化 初めに、メトキシヒドロシンコニジン5mgを、磁気攪拌
器およびバッフルを装備した、50ml入り圧力オートク
レーブに仕込んだ。白金触媒(JMC94、バッチ14
017/01番、Johnson Matthey、水素下、400℃
で2時間にわたって前処理した)50mgを、氷酢酸2ml
中でスラリー化し、オートクレーブに移した。2−メト
キシシクロヘキサノン1g(7.8mmol)を、残余の溶
媒(合計20ml)に溶解し、同様に、オートクレーブに
移した。オートクレーブを、アルゴンで3回、および水
素で3回パージし、次いで、水素を60バールまで注入
した。磁気攪拌器のスイッチを入れることによって、反
応を開始させた。低温自動制御装置を用いて、温度を2
5℃に一定に保った。オートクレーブ内の圧力を、ドー
ム圧調節装置を用いて、反応の間一定に保ち、反応器内
の水素取込みを、ガス溜め内の圧力降下によって測定し
た。反応の終了の後、オートクレーブを減圧し、アルゴ
ンで3回パージし、開放した。触媒を濾去し、反応混合
物を、濃縮乾固した。収量:0.86g(C7H14O2、
MW:130,19g、6.61mmol、85%)。クロ
マトグラフィー:Carlo Erba GC 6000、Vega Series I
I、β−シクロデキストリンを基剤とするβ-Dex 100カ
ラム、30m、内径0.25mm、Supelco 24301、T=8
5℃(等温)、H2のキャリヤガス、120kPa、Tinj
=220℃、TDet=250℃。反応物の保持時間:1
0.0分(2種類の鏡像異性体が分離されなかった)、
2種類のcis鏡像異性体については10.80および1
0.98分、ならびに2種類のtrans鏡像異性体につい
ては11.80および12.09分。
素化 例1を繰り返したが、溶媒としてトルエンを、また変性
剤としてヒドロシンコニジンを用いた。収量は、0.7
3g(72%)であった。
素化 例1を繰り返したが、溶媒としてイソプロパノールを用
い、変性剤としてヒドロシンコニジン10mgを用い、触
媒100mgを用いた。収量は、30%の溶媒を含有する
純度70%の生成物0.6g(54%)であった。
素化 例1を繰り返したが、溶媒としてイソプロパノールを用
い、変性剤としてヒドロシンコニジン10mgを用い、触
媒100mgを用いた。加えて、Amberlite IRA-900(強
塩基性の陰イオン交換体、NaOHを用いて活性化し
た)800mgを加えた。収量は、5%の溶媒を含有する
純度95%の生成物0.36g(44%)であった。
素化 例1を繰り返したが、溶媒としてイソプロパノールを用
い、変性剤としてヒドロシンコニジン10mgを用い、触
媒100mgを用いた。加えて、KOH7mgを加えた。収
量は、10%の溶媒を含有する純度90%の生成物0.
75g(88%)であった。
素化 例1を繰り返したが、反応物2g、溶媒としてトルエ
ン、変性剤としてヒドロシンコニジン20mg、および触
媒200mgを用いた。加えて、Amberlite IRA-9001.
6gを加えた。収量は、20%の溶媒を含有する純度8
0%の生成物1.96g(78%)であった。
の略語:Meは、メチルであり、n.d.は、測定されずで
ある。速度は、mmol/分*gで示される反応速度である。
素化 初めに、ヒドロシンコニジン10mgを、磁気攪拌器およ
びバッフルを装備した、50ml入り圧力オートクレーブ
に仕込んだ。触媒(JMC94、バッチ14017/0
1番、Johnson Matthey、水素下、400℃で2時間に
わたって前処理した)100mgを、氷酢酸2ml中でスラ
リー化し、オートクレーブに移した。ベンゾインメチル
エーテル1gを、残余の溶媒(合計20ml)に溶解し、
同様に、オートクレーブに移した。オートクレーブを、
アルゴンで3回、および水素で3回パージし、次いで、
水素を60バールまで注入した。磁気攪拌器のスイッチ
を入れることによって、反応を開始させた。低温自動制
御装置を用いて、温度を25℃に一定に保った。オート
クレーブ内の圧力を、ドーム圧調節装置を用いて、反応
の間一定に保ち、反応器内の水素取込みを、ガス溜め内
の圧力降下によって測定した。反応の終了の後、オート
クレーブを減圧し、アルゴンで3回パージし、開放し
た。触媒を濾去し、反応混合物を、濃縮乾固した。収
量:0.65g(64%)。クロマトグラフィー:HP
1100、Chiracel(登録商標)OD(Daicel)0.4
6x25cm、アイソクラチックなヘキサン/イソプロパ
ノール(98:2)、210nmで検出。保持時間:反応
物について12.6および21.3分、2種類のsyn鏡
像異性体については25.5および31.9分、ならび
に2種類のanti鏡像異性体については16.4および1
9.5分。
素化 例7を繰り返したが、溶媒としてトルエンを用いた。
素化 例7を繰り返したが、反応物2gを用い、溶媒としてト
ルエンを用いた。加えて、Amberlite IRA-9001.6gを
加えた。
びバッフルを装備した、50ml入り圧力オートクレーブ
に仕込んだ。触媒(JMC94、バッチ14017/0
1番、Johnson Matthey、水素下、400℃で2時間に
わたって前処理した)100mgを、氷酢酸2ml中でスラ
リー化し、オートクレーブに移した。2−メトキシブタ
ノン(C5H10O2、MW:102.13、6.85mmo
l)0.7gを、残余の溶媒(合計20ml)に溶解し、同
様に、オートクレーブに移した。オートクレーブを、ア
ルゴンで3回、および水素で3回パージし、次いで、水
素を100バールまで注入した。磁気攪拌器のスイッチ
を入れることによって、反応を開始させた。低温自動制
御装置を用いて、温度を25℃に一定に保った。オート
クレーブ内の圧力を、ドーム圧調節装置を用いて、反応
の間一定に保ち、反応器内の水素取込みを、ガス溜め内
の圧力降下によって測定した。反応の終了の後、オート
クレーブを減圧し、アルゴンで3回パージし、開放し
た。触媒を濾去し、反応混合物を分析した。生成物の揮
発性のため、収量は測定しなかった。クロマトグラフィ
ー:Carlo Erba GC 6000、Vega Series II、β−シクロ
デキストリンを基剤とするβ-Dex 100カラム、30m、
内径0.25mm、Supelco 24301、H2のキャリヤガス、
120kPa、Tinj=220℃、TDet=250℃。T=
50℃(10分)、次いで2℃/分で加熱。保持時間
は、反応物について4.9および5.1分、2種類のsy
n鏡像異性体については10.5および10.8分、な
らびに2種類のanti鏡像異性体については7.8および
8.0分であった。
る。
素化 初めに、ヒドロシンコニジン10mgを、磁気攪拌器およ
びバッフルを装備した、50ml入り圧力オートクレーブ
に仕込んだ。触媒(JMC94、バッチ14017/0
1番、Johnson Matthey、水素下、400℃で2時間に
わたって前処理した)100mgを、トルエン2ml中でス
ラリー化し、オートクレーブに移した。2−ベンジルオ
キシブタノン0.7g(5.62mmol)を、残余の溶媒
(合計20ml)に溶解し、同様に、オートクレーブに移
した。オートクレーブを、アルゴンで3回、および水素
で3回パージし、次いで、水素を100バールまで注入
した。磁気攪拌器のスイッチを入れることによって、反
応を開始した。低温自動制御装置を用いて、温度を25
℃に一定に保った。オートクレーブ内の圧力を、ドーム
圧調節装置を用いて、反応の間一定に保ち、反応器内の
水素取込みを、ガス溜め内の圧力降下によって測定し
た。反応の終了の後、オートクレーブを減圧し、アルゴ
ンで3回パージし、開放した。触媒を濾去し、反応混合
物を、濃縮乾固した。収量:0.88g(87%)。ク
ロマトグラフィー:Carlo Erba GC 6000、Vega Series
II、β−シクロデキストリンを基剤とするβ-Dex 100カ
ラム、30m、内径0.25mm、Supelco 24301、H2の
キャリヤガス、120kPa、Tinj=220℃、TDet=
250℃。T=120℃(等温)。生成物についての保
持時間:14.9および15.2分。生成物は分離せ
ず、HPLC系を用いなければならなかった。syn/ant
iの特定は、不明瞭であった。HP 1100のHPL
C、Chiracel OD(Daicel)0.46x25cm、アイソ
クラチックなヘキサン/イソプロパノール(98:
2)、210nmで検出。保持時間:2種類のsyn鏡像異
性体については16.8および19.4分、ならびに2
種類のanti鏡像異性体については13.7および14.
1分(基線分離なし)。
素化 例10を繰り返したが、溶媒として氷酢酸を用いた。収
量:1.19g(約100%、なおも約20%の氷酢酸
を含有)。
る。
Claims (17)
- 【請求項1】 少なくとも一つのステレオジェニックな
炭素原子の近隣にある、少なくとも一つの塩基性窒素原
子を有する、可溶性であるか、または固定化されたキラ
ルな芳香族窒素塩基の存在下で、白金触媒を用いて、有
機α−ケト化合物を不均一に、かつエナンチオ区別的に
水素化する方法であって、ラセミα−ケトエーテルを、
光学活性を有するα−ヒドロキシエーテルへと水素化す
ることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 ラセミα−ケトエーテルが、5〜50個
の炭素原子を有し、非置換であるか、または水素化条件
下で安定である一つもしくはそれ以上の基で置換され
た、飽和もしくは不飽和の開鎖もしくは環状化合物であ
り、該炭素鎖が、場合により、−O−、=N−および−
NR′−ならびに/または−C(O)−、−C(N
R′)−、−C(O)−O−、−C(O)−NR′−
〔式中、R′は、H、C1〜C8アルキル、C5もしくは
C6シクロアルキルまたはC6〜C10アリールである〕の
群からのヘテロ原子で中断されていてよいことを特徴と
する、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 α−ケトエーテルが、式(I): 【化1】 〔式中、R1、R2およびR3は、それぞれ、独立して、
一価の、1〜12個の炭素原子を有する飽和または不飽
和脂肪族基;3〜8個の炭素原子を有する飽和または不
飽和脂環式基;3〜8個の環員、ならびにO、Nおよび
NR′の群からの1または2個のヘテロ原子を有する飽
和もしくは不飽和複素脂環式基;4〜12個の炭素原子
を有する飽和または不飽和脂環式−脂肪族基;3〜12
個の炭素原子、ならびにO、NおよびNR′の群からの
1または2個のヘテロ原子を有する飽和もしくは不飽和
複素脂環式−脂肪族基;6〜10個の炭素原子を有する
芳香族基;4〜9個の炭素原子、ならびにOおよびNの
群からの1または2個のヘテロ原子を有する複素芳香族
基;7〜12個の炭素原子を有する芳香族−脂肪族基;
あるいは5〜11個の炭素原子、ならびにOおよびNの
群からの1または2個のヘテロ原子を有する複素芳香族
−脂肪族基(ここで、R′は、H、C1〜C8アルキル、
好ましくはC1〜C4アルキル、C5もしくはC6シクロア
ルキルまたはC 6〜C10アリール、たとえばフェニルも
しくはナフチル、フェニルもしくはフェニルエチルであ
る)であるか;あるいはR1およびR2は一緒になって、
またはR1およびR3は一緒になって、直接結合、C1〜
C6アルキレン、C3〜C8シクロアルキル−1,2−エ
ン、C3〜C8シクロアルキル−C1〜C4アルキレン、C
2〜C7ヘテロシクロアルキル−1,2−エンまたはC2
〜C7ヘテロシクロアルキル−C1〜C4アルキレン(O
およびNの群からの1または2個のヘテロ原子を有す
る)、C6〜C10アリール−C1〜C4アルキレン、C5〜
C9ヘテロアリール−C1〜C4アルキレン(OおよびN
の群からの1または2個のヘテロ原子を有する);ある
いはそれぞれ、C3〜C8シクロアルキル−1,2−エ
ン、C2〜C7ヘテロシクロアルキル−1,2−エン(O
およびNの群からの1または2個のヘテロ原子を有す
る)、C6〜C10アリール−1,2−エンもしくはC5〜
C9ヘテロアリール−1,2−エン(OおよびNの群か
らの1または2個のヘテロ原子を有する)と縮合した、
C2〜C10アルキレン、C3〜C8シクロアルキレンもし
くはC2〜C7ヘテロシクロアルキレン(OおよびNの群
からの1または2個のヘテロ原子を有する)を形成し;
R3およびR2は、それぞれ、上記に定義されたとおりで
あり;R2およびR3は、一緒になって、C1〜C6アルキ
レン、C1〜C8アルキリデン、C3〜C8シクロアルキリ
デン、ベンジリデン、C3〜C8シクロアルキル−1,2
−エン、C3〜C8シクロアルキル−C1〜C4アルキレ
ン、C2〜C7ヘテロシクロアルキル−1,2−エンまた
はC2〜C7ヘテロシクロアルキル−C1〜C4アルキレン
(OおよびNの群からの1または2個のヘテロ原子を有
する)、C6〜C1 0アリール−C1〜C4アルキレン、C5
〜C9ヘテロアリール−C1〜C4アルキレン(Oおよび
Nの群からの1または2個のヘテロ原子を有する)、あ
るいはそれぞれ、C3〜C8シクロアルキル−1,2−エ
ン、C2〜C7ヘテロシクロアルキル−1,2−エン(O
およびNの群からの1または2個のヘテロ原子を有す
る)、C6〜C10アリール−1,2−エンもしくはC5〜
C9ヘテロアリール−1,2−エン(OおよびNの群か
らの1または2個のヘテロ原子を有する)と縮合した、
C2〜C10アルキレン、C3〜C8シクロアルキレンもし
くはC2〜C7ヘテロシクロアルキレン(OおよびNの群
からの1または2個のヘテロ原子を有する)であり;R
1は、上記に定義されたとおりであり;そしてR1、R2
およびR3は、それぞれ、非置換であるか、あるいはC1
〜C4アルキル、C2〜C4アルケニル、C1〜C4アルコ
キシ、C1〜C4ハロアルキル、C1〜C4ヒドロキシアル
キル、C1〜C4アルコキシ−メチルもしくは−エチル、
C1〜C4ハロアルコキシ、シクロヘキシル、シクロヘキ
シルオキシ、シクロヘキシルメチル、シクロヘキシルメ
チルオキシ、フェニル、フェニルオキシ、ベンジル、ベ
ンジルオキシ、フェニルエチル、フェニルエチルオキ
シ、ハロゲン、−OH、−OR4、−OC(O)R4、−
NH2、−NHR4、−NR4R5、−NH−C(O)−R
4、−NR4−C(O)−R4、−CO2R4、−CO2−N
H2、−CO2−NHR4、−CO2−NR4R5(ここで、
R4およびR5は、それぞれ、独立して、C 1〜C4アルキ
ル、シクロヘキシル、シクロヘキシルメチル、フェニル
またはベンジルである)の群から選ばれる、一つまたは
それ以上の、同一であるか、もしくは異なる基で置換さ
れている〕で示されることを特徴とする、請求項1記載
の方法。 - 【請求項4】 触媒が、金属、金属コロイド、または微
細に分割された担体材料に塗布された金属として存在す
ることを特徴とする、請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 担体材料が、Al2O3であることを特徴
とする、請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 触媒を、α−ケトエーテルに対して0.
01〜10重量%の量で用いることを特徴とする、請求
項1記載の方法。 - 【請求項7】 キラルな窒素塩基が、シンコナアルカロ
イド、またはその誘導体であることを特徴とする、請求
項1記載の方法。 - 【請求項8】 キラルな窒素塩基が、式III: 【化2】 〔式中、Rは、H、C1〜C4アルキル、C1〜C4アルキ
ル−C(O)−、C1〜C4ヒドロキシアルキル−C
(O)−、フェニル−C(O)−またはベンジル−C
(O)−であり、R6は、H、C1〜C4アルキル、C1〜
C4ヒドロキシアルキルまたはC2〜C4アルケニルであ
り、記号*は、立体中心のR−またはS−形を表す〕で
示される化合物であることを特徴とする、請求項7記載
の方法。 - 【請求項9】 式IIIのR6が、H、メチル、エチルまた
はビニルであり、Rが、H、メチル、エチルまたはアセ
チルであることを特徴とする、請求項8記載の方法。 - 【請求項10】 窒素塩基を、白金触媒に対して0.0
1〜1,000重量%の量で用いることを特徴とする、
請求項1記載の方法。 - 【請求項11】 不活性溶媒中で行うことを特徴とす
る、請求項1記載の方法。 - 【請求項12】 少なくとも1種類の、固体であって、
反応混合物に不溶性である強塩基がさらに存在すること
を特徴とする、請求項1記載の方法。 - 【請求項13】 塩基が、α−ケトエーテルのキラルな
CH基を脱プロトン化することができることを特徴とす
る、請求項12記載の方法。 - 【請求項14】 塩基が、水酸化物であることを特徴と
する、請求項12記載の方法。 - 【請求項15】 塩基が、アルカリ金属水酸化物、ある
いは場合により架橋結合された、水酸化アンモニウムの
基を有する単独もしくは共重合体、または水酸化アンモ
ニウムの基で改質された無機担体であることを特徴とす
る、請求項14記載の方法。 - 【請求項16】 重合体の水酸化アンモニウムが、場合
により架橋結合された、ポリアミノスチレンを基材とす
ることを特徴とする、請求項14記載の方法。 - 【請求項17】 塩基の量が、α−ケトエーテルに対し
て1〜100重量%であることを特徴とする、請求項1
2記載の方法。
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