JP2003520261A - 非金属有機触媒組成物を使用する基質の化学変換 - Google Patents

非金属有機触媒組成物を使用する基質の化学変換

Info

Publication number
JP2003520261A
JP2003520261A JP2001553249A JP2001553249A JP2003520261A JP 2003520261 A JP2003520261 A JP 2003520261A JP 2001553249 A JP2001553249 A JP 2001553249A JP 2001553249 A JP2001553249 A JP 2001553249A JP 2003520261 A JP2003520261 A JP 2003520261A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heteroatom
hydrocarbyl
reactant
substituted
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001553249A
Other languages
English (en)
Inventor
デイビッド ダブリュー. シー. マクミラン,
カテリ エイ. アーレント,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF CARIFORNIA
Original Assignee
THE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF CARIFORNIA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by THE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF CARIFORNIA filed Critical THE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF CARIFORNIA
Publication of JP2003520261A publication Critical patent/JP2003520261A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D493/00Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system
    • C07D493/02Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D493/08Bridged systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0234Nitrogen-, phosphorus-, arsenic- or antimony-containing compounds
    • B01J31/0235Nitrogen containing compounds
    • B01J31/0237Amines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B37/00Reactions without formation or introduction of functional groups containing hetero atoms, involving either the formation of a carbon-to-carbon bond between two carbon atoms not directly linked already or the disconnection of two directly linked carbon atoms
    • C07B37/10Cyclisation
    • C07B37/12Diels-Alder reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B53/00Asymmetric syntheses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/61Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups
    • C07C45/67Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton
    • C07C45/68Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms
    • C07C45/69Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms by addition to carbon-to-carbon double or triple bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/28Preparation of carboxylic acid esters by modifying the hydroxylic moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
    • C07C67/293Preparation of carboxylic acid esters by modifying the hydroxylic moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D233/00Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings
    • C07D233/04Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D233/28Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D233/30Oxygen or sulfur atoms
    • C07D233/32One oxygen atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/34Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/38Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
    • C07D307/40Radicals substituted by oxygen atoms
    • C07D307/46Doubly bound oxygen atoms, or two oxygen atoms singly bound to the same carbon atom
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/30Addition reactions at carbon centres, i.e. to either C-C or C-X multiple bonds
    • B01J2231/32Addition reactions to C=C or C-C triple bonds
    • B01J2231/324Cyclisations via conversion of C-C multiple to single or less multiple bonds, e.g. cycloadditions
    • B01J2231/325Cyclopropanations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/30Addition reactions at carbon centres, i.e. to either C-C or C-X multiple bonds
    • B01J2231/32Addition reactions to C=C or C-C triple bonds
    • B01J2231/324Cyclisations via conversion of C-C multiple to single or less multiple bonds, e.g. cycloadditions
    • B01J2231/326Diels-Alder or other [4+2] cycloadditions, e.g. hetero-analogues
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/30Addition reactions at carbon centres, i.e. to either C-C or C-X multiple bonds
    • B01J2231/34Other additions, e.g. Monsanto-type carbonylations, addition to 1,2-C=X or 1,2-C-X triplebonds, additions to 1,4-C=C-C=X or 1,4-C=-C-X triple bonds with X, e.g. O, S, NH/N
    • B01J2231/3481,4-additions, e.g. conjugate additions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/70Oxidation reactions, e.g. epoxidation, (di)hydroxylation, dehydrogenation and analogues
    • B01J2231/72Epoxidation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0234Nitrogen-, phosphorus-, arsenic- or antimony-containing compounds
    • B01J31/0235Nitrogen containing compounds
    • B01J31/0254Nitrogen containing compounds on mineral substrates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Furan Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、代表的にπ結合またはその等価物(例えば、シクロプロピル部分のような、π結合型の反応性を有するσ結合)を有する官能基を含む第一の反応物と、第二の反応物との、2つの触媒前駆体(第一の前駆体は、15族または16族のヘテロ原子を含む非金属活性化物質からなり、そして第二の前駆体は、酸(例えば、無機酸、有機酸、ルイス酸、これらの組み合わせなど)からなる)を含む触媒組成物の存在下での反応を包含する。あるいは、この触媒組成物は、ヘテロ原子含有活性化物質と酸との塩からなり得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、有機試薬および種々の反応のための触媒としてのそれらの使用に関
する。より具体的には、本発明は、種々の結合形成反応のための触媒組成物とし
ての、ヘテロ原子含有活性化物質および酸の使用に関する。さらにより具体的に
は、本発明は、ヘテロ原子含有活性化物質および酸を触媒組成物として使用する
、キラルかまたはアキラルな出発物質からのキラル生成物の調製に関する。本発
明は、有機合成、触媒作用およびキラル化学の分野において、有用性を見出す。
【0002】 (背景技術) 補助的な(または「スペクテイター」)リガンド−金属配位錯体(例えば、有
機金属錯体)および組成物は、触媒、化学量論試薬、および治療剤として有用で
ある。補助的なリガンドは、1つ以上の金属中心に結合し、そしてそれと会合し
たままで残る官能基を含み、錯体の活性部位(すなわち、金属中心)の立体的特
性、電子的特性および化学的特性を改善する機会を提供する。
【0003】 不運にも、多くの有機金属試薬は高価であり、そしてそれらの触媒活性に依存
して、おそらく商業的に実行可能ではない。さらに、多くの有機金属錯体は、非
常に特定の化学反応についてのみ有用であり、そして種々の異なる型の反応につ
いて触媒としての広い有用性を有さない。この問題は、キラル分子を導く反応(
特に、キラル生成物を提供するために、エナンチオ選択的触媒作用を介する、キ
ラル分子またはアキラル分子のいずれかの転化)の触媒作用について強調され得
る。
【0004】 過去最近30年にわたって、エナチオ選択的触媒作用は、探究的な有機合成研
究における最も重要な最先端の1つとなった。製薬産業および他の産業において
、純粋なエナンチオマー分子の使用は、しばしば安全性および効力のために重要
である。従って、医薬品の製造において、分子の一方のエナンチオマーに対して
別のエナンチオマーを優先的に生成する触媒または試薬の使用が、特に有利であ
る。不運にも、このようなエナンチオマーを生成する触媒は、代表的に、有機金
属錯体であり、この錯体は、特定の反応に特異的である。さらに、どのエナンチ
オマーが生じるかをいかなる適切な精度でも予測する方法は存在しない。キラル
物質を調製するために使用される有機金属触媒の例としては、以下が挙げられる
:BINOLベースの錯体(Mikamiら(1994)J.Am.Chem.
Soc.116:2812;Kobayashiら(1994)J.Am.Ch
em.Soc.116:4083;Mikamiら(1989)J.Am.Ch
em.Soc.111:1940;Mikamiら(1994)J.Am.Ch
em.Soc.116:4077;Keckら(1993)J.Am.Chem
.Soc.115:8467;Keckら(1995)J.Am.Chem.S
oc.117:2363)、BINAPベースの錯体(Miyashitaら(
1980)J.Am.Chem.Soc.102:7932;Miyashit
aら(1984)Tetrahedron 40:1245;Takayaら(
1986)J.Org.Chem.51:629;Takayaら(1988)
Org.Synth.67:20;Caiら(1995)Tetrahedro
n Lett.,36:7991)、DUPHOS錯体(Burkら(1990
)Organometallics 9:2653;Burkら(1993)J
.Am.Chem.Soc.115:10125;Burkら(1992)J.
Am.Chem.Soc.114:6266;Burkら(1995)J.Am
.Chem.Soc.117:9375);サレン(salen)ベースの錯体
(すなわち、N,N’−ビス(3,5−ジ−t−ブチルサリチリデン)−1,2
−シクロヘキサンジアミノリガンドを含む有機金属錯体;例えば、Liら(19
93)J.Am.Chem.Soc.115:5326、およびEvansら(
1993)Tetrahedron Lett.34:7027を参照のこと)
、ならびにビスオキサゾリン含有化合物(Evansら(1993)J.Am.
Chem.Soc.115:6460;Evansら(1997)J.Am.C
hem.Soc.119:7893;Evansら(1996)Tetrahe
dron Lett.37:7481;Coreyら(1992)Tetrah
edron Lett.33:6807;Gothelfら(1996)J.O
rg.Chem.61:346)。
【0005】 観察された必要性および比較的少なく、狭い解にも関わらず、比較的少ない非
対称の変換が報告され、これらの変換は、反応触媒として有機分子を使用する。
汎用性のある、キラルな有機触媒が開発されるべきである、学術的な、経済的な
、および環境的な利点について、多くの可能性が存在する。ほんの少数の研究者
らが、キラル物質を調製するために有用な有機触媒を開示する。例えば、Asy
mmetric Catalysis in Organic Synthes
is,Noyori,R.,編(New York:Wiley,1994)お
よびAsymmetric Synthesis,Ojima,I.,編(Ne
w York:VCH,1993)、ならびにこれらに列挙される参考文献を参
照のこと。また、Yangら(1998)J.Am.Chem.Soc.120
(24):5943−5952(かれらは、エナンチオ選択的エポキシ化を触媒
するためのジオキシランの使用を開示する)、Shiら(1995)J.Che
m.Research(S):46−47(J.Chem.Research(
M):0401−0411)(かれらは、(R)−(+)−2,2’−ビス(ブ
ロモメチル)−6,6’−ジニトロビフェニルおよび(R)−(+)−2,2’
−ビス(ブロモメチル)−1,1’−ビナフチルと、環状アミン(例えば、ピロ
リジン、ピペリジン、および4−ヒドロキシピペリジン)との反応による、キラ
ル相間移動触媒として有用であることが示されたキラルな第四級アンモニウム塩
の調製を開示する)を参照のこと。国際特許公開番号WO 92/02505(
Castelijns)はまた、触媒的変換における(すなわち、アルデヒドま
たはケトンとの反応による、ピリジン生成物への不飽和イミンの転換において)
、第二級アミンの使用を開示する。
【0006】 しかし、上記の有機触媒は、広範な範囲の化学的変換を触媒する際に有用では
なく、特定の反応に特異的であり、従って、制限された有用性を有する。それに
より、触媒され得る反応の型に対して汎用性であり、合成が安価であり、そして
商業化のために容易にスケールアップされ得る有機触媒についての当該分野での
必要性が存在する。また、このような触媒は、本来キラルまたはアキラルのいず
れかであり得る出発物質からキラル生成物を調製することができることが所望さ
れる。
【0007】 (発明の開示) 従って、当該分野での上記の必要性に取り組み、そして基質を化学的に変換す
るための方法、触媒組成物、および反応系を提供することが、本発明の第一の目
的であり、ここで、この触媒組成物は、非金属成分からなり、広範な種々の反応
および反応の型を触媒するために有用であり、合成することが比較的安価であり
、そして働きかけおよびスケールアップが単純で直接的である。重要なことには
、この触媒組成物はまた、キラルな生成物のエナンチオ選択的な触媒作用および
合成を可能にする、キラルな成分を含み得る。
【0008】 官能基が少なくとも1つの新たに形成された共有結合を含む生成物を提供する
ために、官能基を含む化合物を触媒的に変換するためのプロセスを提供すること
が、本発明の別の目的である。
【0009】 反応がヘテロ原子含有活性化物質および酸からなる触媒組成物の存在下で実施
されるようなプロセスを提供することが、本発明の別の目的である。
【0010】 反応がヘテロ原子含有活性化物質と酸との塩からなる触媒組成物の存在下で実
施されるようなプロセスを提供することが、本発明の別の目的である。
【0011】 非金属の有機触媒組成物が、基質のLUMO(最低空軌道)を低下させて、そ
の反応を容易にする、化学反応を提供することが、本発明のなお別の目的である
【0012】 触媒組成物が、キラルな成分を含むようなプロセスおよび反応を提供すること
が、本発明のさらなる目的である。
【0013】 正に荷電したα,β−不飽和イミンの形態の新規化合物を提供することが、本
発明のなおさらなる目的である。
【0014】 ヘテロ原子含有活性化物質および酸からなる触媒組成物を提供することが、本
発明のなおさらなる目的である。
【0015】 上記の触媒組成物および基質(例えば、α,β−不飽和カルボニル化合物)か
らなる反応系を提供することが、本発明のなおさらなる目的である。
【0016】 本発明のさらなる目的、利点、および新規な特徴は,以下の説明に部分的に記
載され、そして部分的に、以下の試験の際に当業者に明らかになるか、または本
発明の実施によって知られ得る。
【0017】 一般に、本発明は、代表的にπ結合またはその等価物(例えば、シクロプロピ
ル部分のような、π結合型の反応性を有するσ結合)を有する官能基を含む第一
の反応物と、第二の反応物との、2つの触媒前駆体(第一の前駆体は、15族ま
たは16族のヘテロ原子を含む非金属活性化物質からなり、そして第二の前駆体
は、酸(例えば、無機酸、有機酸、ルイス酸、これらの組み合わせなど)からな
る)を含む触媒組成物の存在下での反応を包含する。あるいは、この触媒組成物
は、ヘテロ原子含有活性化物質と酸との塩からなり得る。触媒組成物と第一の反
応物との間の相互作用のために、この第一の反応物の官能基のLUMOは、その
初期状態(すなわち、触媒組成物と接触する前)に対して、および一般に、同様
に、第二の反応物のHOMO(最高被占有軌道)に対して低くなる。次に、この
LUMOの低下は、官能基の、第二の反応物との反応を容易にして、LUMO低
下官能基と第二の反応物との間の新たな共有結合の形成(分子内反応または分子
間反応のいずれかにおける)による第一の反応物の変換を可能にする。適切な第
一の反応物としては、例えば、α,β−不飽和カルボニル化合物(例えば、α,
β−不飽和ケトンおよびα,β−不飽和アルデヒド)が挙げられる。
【0018】 ヘテロ原子含有活性化物質は、キラル化合物であり得る。すなわち、不斉軸、
不斉面、または不斉中心に関してキラルであり得る。例えば、ヘテロ原子含有活
性化物質は、第二級アミンであり得、この場合には、この化合物は、アミン部分
のN−H結合によって規定される軸に関して、キラルであり得る。キラルな活性
化物質は、高いエナンチオ選択性を提供するように設計され得、その結果、所望
のエナンチオマーが、エナンチオマー的に純粋な形態で合成され得る。
【0019】 (発明を実施するための形態) そうではないと示されない限り、本発明は、特定の反応物、触媒組成物(ヘテ
ロ原子含有活性化物質および酸を含む)、または合成方法に限定されないことが
理解されるべきである。本明細書中で使用される専門用語は、特定の実施形態の
みを記述する目的のためのものであり、そして限定することを意図しないことが
また理解されるべきである。例えば、ジエンとジエノフィルとの間のDiels
−Alder反応が全体にわたって議論されるが、この反応は、単に例示であり
、そして本発明の組成物および方法を使用して触媒され得る多く型の反応をいか
なる様式においても制限しないことが意図される。別の例として、α,β−不飽
和ケトンおよびアルデヒドは、しばしば、適切な「第一の反応物」を例示するた
めに使用されるが、このような化合物はまた、単に例示であり、そして本発明の
組成物および方法が使用され得る反応物の限定でない。
【0020】 本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形の「a
」、「an」および「the」は、その内容が明らかにそうではないと示さない
限り、複数の参照を含む。従って、「試薬」に対する参照は、試薬の混合物を含
み、「酸」は、酸の混合物を含み、「触媒組成物」は、触媒組成物の混合物を含
む、など。
【0021】 本発明の記述および特許請求において、以下の専門用語が、以下に記述される
定義に従って使用される。
【0022】 以下の定義は、化学構造、分子セグメントおよび置換基に関する: 本明細書中で使用される場合、句「構造を有する」は、限定することを意図せ
ず、そして用語「含む」が一般的に使用されるのと同じ様式で使用される。用語
「からなる群から独立して選択される」は、列挙された要素(例えば、R基など
)が同じであり得るかまたは異なり得ること(例えば、式(II)の構造におけ
る、R、R、RおよびRは、全て、置換されたアルキル基であり得るか
、またはR、RおよびRは、ヒドリドであり得、そしてRはメチルであ
り得る、など)を示すために、本明細書中で使用される。
【0023】 「任意の」または「必要に応じて」は、引き続き記載される事象または状況が
、起こってもよいし、起こらなくてもよいこと、そしてこの記載は、この事象ま
たは状況が起こる例およびそれが起こらない例を含むことを意味する。例えば、
句「必要に応じて置換されたヒドロカルビル」は、ヒドロカルビル部分が置換さ
れてもされなくてもよいこと、そしてこの記載は非置換のヒドロカルビルおよび
置換が存在するヒドロカルビルの両方を含むことを意味する。
【0024】 本明細書中で使用されるような、用語「アルキル」は、代表的には1〜約24
個の炭素原子を含むが必ずしもそうではない、分枝または非分枝の飽和炭化水素
基をいい、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル
、イソブチル、t−ブチル、オクチル、デシルなど、およびシクロアルキル基(
例えば、シクロペンチル、シクロヘキシルなど)である。一般に、また、必ずし
もそうではないが、本明細書中のアルキル基は、1〜約12個の炭素原子を含む
。用語「低級アルキル」は、1〜6個の炭素原子、好ましくは1〜4個の炭素原
子のアルキル基を意図する。「置換アルキル」は、1つ以上の置換基で置換され
たアルキルをいい、そして用語「ヘテロ原子含有アルキル」および「ヘテロアル
キル」は、少なくとも1つの炭素原子が、ヘテロ原子で置き換えられたアルキル
をいう。
【0025】 本明細書中で使用される場合、用語「アルケニル」は、代表的には、必ずしも
そうでないが、2〜約24個の炭素原子および少なくとも1つの二重結合を含む
分枝または非分枝の炭化水素基をいい、例えば、エテニル、n−プロペニル、イ
ソプロペニル、n−ブテニル、イソブテニル、オクテニル、デセニルなどである
。一般に、また、そうとは限らないが、本明細書中のアルケニル基は、2〜約1
2個の炭素原子を含む。用語「低級アルケニル」は、2〜6個の炭素原子、好ま
しくは2〜4個の炭素原子のアルケニル基を意図する。「置換アルケニル」は、
1つ以上の置換基で置換されたアルケニルをいい、そして用語「ヘテロ原子含有
アルケニル」および「ヘテロアルケニル」は、少なくとも1つの炭素原子が、ヘ
テロ原子で置き換えられたアルケニルをいう。
【0026】 本明細書中で使用される場合、用語「アルキニル」は、代表的には、必ずしも
そうでないが、2〜約24個の炭素原子および少なくとも1つの三重結合を含む
分枝または非分枝の炭化水素基をいい、例えば、エチニル、n−プロピニル、n
−ブチニル、オクチニル、デシニルなどである。一般に、また、そうとは限らな
いが、本明細書中のアルキニル基は、2〜約12個の炭素原子を含む。用語「低
級アルキニル」は、2〜6個の炭素原子、好ましくは3または4個の炭素原子の
アルキニル基を意図する。「置換アルキニル」は、1つ以上の置換基で置換され
たアルキニルをいい、そして用語「ヘテロ原子含有アルキニル」および「ヘテロ
アルキニル」は、少なくとも1つの炭素原子が、ヘテロ原子で置き換えられたア
ルキニルをいう。
【0027】 本明細書中で使用される場合、用語「アルコキシ」は、1つの末端エーテル結
合を介して結合されたアルキル基を意図する;すなわち、「アルコキシ」基は、
−O−アルキルと表され得、ここで、アルキルは、上で定義された通りである。
「低級アルコキシ」基は、1〜6個、より好ましくは1〜4個の炭素原子を含む
アルコキシ基を意図する。
【0028】 同様に、本明細書中で使用される場合、用語「アルキルチオ」は、1つの末端
チオエーテル結合を介して結合されたアルキル基を意図する;すなわち、「アル
キルチオ」基は、−S−アルキルと表され得、ここで、アルキルは、上で定義さ
れた通りである。「低級アルキルチオ」基は、1〜6個、より好ましくは1〜4
個の炭素原子を含むアルキルチオ基を意図する。
【0029】 用語「アレニル」は、構造−CH=C=CHを有する分子セグメントをいう
ために、従来の意味で、本明細書中で使用される。「アレニル」基は、非置換で
あってもよいし、1以上の非水素置換基で置換されてもよい。
【0030】 本明細書中で使用される場合、用語「アリール」は、そうではないと特定され
ない限り、単一の芳香族環または複数の芳香族環(これらは、一緒に縮合される
か、共有結合されるか、またはメチレンまたはエチレン部分のような共通の基に
連結される)を含む芳香族置換基をいう。この共通連結基はまた、ベンゾフェノ
ンにおけるようなカルボニル、ジフェニルエーテルにおけるような酸素原子、ま
たはジフェニルアミンにおけるような窒素原子であり得る。好ましいアリール基
は、1つの芳香族環あるいは2つの縮合または連結芳香族環を含み、例えば、フ
ェニル、ナフチル、ビフェニル、ジフェニルエーテル、ジフェニルアミン、ベン
ゾフェノンなどである。特定の実施形態において、アリール置換基は、1〜約2
00個の炭素原子、代表的には、1〜約50個の炭素原子、および好ましくは1
〜約20個の炭素原子を有する。「置換アリール」は、1つ以上の置換基で置換
されたアリール部分をいい、そして用語「ヘテロ原子含有アリール」および「ヘ
テロアリール」は、少なくとも1つの炭素原子が、ヘテロ原子で置換されたアリ
ールをいう。
【0031】 用語「アラルキル」は、アリール置換基を有するアルキル基をいい、そして用
語「アラルキレン」は、アリール置換基を有するアルキレン基をいい;用語「ア
ルカリール」は、アルキル置換基を有するアリール基をいい、そして用語「アル
カリーレン」は、アルキル置換基を有するアリーレン基をいう。
【0032】 用語「ハロ」および「ハロゲン」は、クロロ、ブロモ、フルオロ、またはヨー
ド置換基を言及するために従来の意味で使用される。用語「ハロアルキル」「ハ
ロアルケニル」または「ハロアルキニル」(または「ハロゲン化アルキル」、「
ハロゲン化アルケニル」、もしくは「ハロゲン化アルキニル」)は、それぞれ、
基の少なくとも一つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、アルキル、ア
ルケニルまたはアルキニル基をいう。
【0033】 「ヘテロ原子含有ヒドロカルビル基」のような用語「ヘテロ原子含有」は、1
以上の炭素原子が、炭素以外の原子(例えば、窒素、酸素、硫黄、リンまたはケ
イ素)で置換されている、分子または分子フラグメントをいう。同様に、用語「
ヘテロアルキル」は、ヘテロ原子を含有するアルキル置換基をいい、用語「複素
環」は、ヘテロ原子を含有する環置換基をいい、用語「ヘテロアリール」は、ヘ
テロ原子含有アリール置換基をいう、などである。用語「ヘテロ原子含有」が、
可能なヘテロ原子含有基の列挙の前にある場合、この用語は、この群のそれぞれ
のメンバーに適用することが意図される。すなわち、句「ヘテロ原子含有アルキ
ル、アルケニルおよびアルキニル」は、「ヘテロ原子含有アルキル、ヘテロ原子
含有アルケニルおよびヘテロ原子含有アルキニル」と解釈される。
【0034】 「ヒドロカルビル」は、1〜約30個の炭素原子(好ましくは、1〜約24個
の炭素原子、最も好ましくは、1〜約12個の炭素原子)を含む、一価のヒドロ
カルビルラジカルをいい、これには、アルキル基、アルケニル基、アリール基な
どの直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の種が挙げられる。用語「低級ヒ
ドロカルビル」は、1〜6個の炭素原子、好ましくは、1〜4個の炭素原子のヒ
ドロカルビル基を意図する。用語「ヒドロカルビレン」は、1〜約30個の炭素
原子(好ましくは、1〜約24個の炭素原子、最も好ましくは、1〜約12個の
炭素原子)を含む、二価のヒドロカルビル部分を意図し、これには、直鎖もしく
は分枝鎖の飽和もしくは不飽和の種などが挙げられる。用語「低級ヒドロカルビ
レン」は、1〜6個の炭素原子(好ましくは、1〜4個の炭素原子)のヒドロカ
ルビレン基を意図する。「置換されたヒドロカルビル」は、1以上の置換基で置
換されたヒドロカルビルをいい、そして用語「ヘテロ原子含有ヒドロカルビル」
および「ヘテロヒドロカルビル」は、少なくとも1個の炭素原子がヘテロ原子で
置換されたヒドロカルビルをいう。同様に、「置換されたヒドロカルビレン」は
、1個以上の置換基で置換されたヒドロカルビレンをいい、そして用語「ヘテロ
原子含有ヒドロカルビレン」および「ヘテロヒドロカルビレン」は、少なくとも
1個の炭素原子がヘテロ原子で置換されたヒドロカルビレンをいう。
【0035】 上記定義のいくつかで言及される、「置換されたヒドロカルビル」、「置換さ
れたヒドロカルビレン」、「置換されたアルキル」、「置換されたアルケニル」
などにおけるような「置換された」とは、ヒドロカルビル、ヒドロカルビレン、
アルキル、アルケニル、または他の部分において、炭素原子に結合した少なくと
も1個の水素原子が、官能基(ヒドロキシル、アルコキシ、チオ、アミノ、ハロ
、シリルなど)である1以上の置換基で置き換えられていることを意味する。用
語「置換された」が、可能な置換される基の列挙の前にある場合、この用語は、
この群のそれぞれのメンバーに適用することが意図される。すなわち、句「置換
されたアルキル、アルケニルおよびアルキニル」は、「置換されたアルキル、置
換されたアルケニルおよび置換されたアルキニル」として解釈される。同様に、
「必要に応じて置換されたアルキル、アルケニルおよびアルキニル」は、「必要
に応じて置換されたアルキル、必要に応じて置換されたアルケニル、および必要
に応じて置換されたアルキニル」として解釈される。
【0036】 本明細書中で使用される場合、用語「シリル」は、−SiZ基をい
い、ここで、Z、Z、およびZの各々は、ヒドリドならびに必要に応じて
置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキル、アルカ
リール、複素環、アルコキシ、アリールオキシおよびアミノからなる群から独立
して選択される。
【0037】 本明細書中で使用される場合、用語「ホスフィノ」は、−PZ基をいい
、ここで、ZおよびZの各々は、ヒドリドならびに必要に応じて置換された
アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキル、アルカリール、複
素環およびアミノからなる群から独立して選択される。
【0038】 用語「アミノ」は、−NZ基を言及するために本明細書中で使用され、
およびZの各々は、ヒドリドならびに必要に応じて置換されたアルキル、
アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキル、アルカリールおよび複素環か
らなる群から独立して選択される。
【0039】 用語「チオ」は、−SZ基を言及するために本明細書中で使用され、Z
、ヒドリドならびに必要に応じて置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル
、アリール、アラルキル、アルカリールおよび複素環からなる群から選択される
【0040】 用語「LUMO」および「HOMO」(それぞれ、最低空軌道および最高被占
軌道の略)は、2つの反応物のフロンティア軌道(例えば、Diels−Ald
er反応の求ジエン体およびジエン)をいい、LUMOは、第1反応物中の最低
エネルギーの空の軌道をいい、そしてHOMOは、第2反応物中の最高エネルギ
ーの電子を含む軌道をいう。本発明は、開始状態と比較して、そして一般的に、
第2反応物のHOMOと比較して、第1反応物のLUMOを下げることで、第2
反応物との反応を容易にする。
【0041】 用語「キラル」は、不適切な回転軸(S)を有さない構造(すなわち、点群
またはDに属する)をいう。従って、このような分子は、非対称軸、非対
称面または非対称中心に関してキラルである。本明細書中において、好ましい「
キラル」分子は、エナンチオマー的に純粋な形態であり、特定のキラル分子は、
含まれる組成物の少なくとも約95重量%を占め、より好ましくは、組成物の少
なくとも約99重量%を占める。
【0042】 用語「エナンチオ選択的」は、第2エナンチオマーと比較して1つのエナンチ
オマーが優先的に得られるキラル反応をいい、すなわち、一方のエナンチオマー
が生成物の少なくとも約50重量%を占める生成物を生じる。好ましくは、本明
細書中のエナンチオ選択的反応において、所望のエナンチオマーは、生成物の少
なくとも約85重量%、最適には生成物の少なくとも約95重量%を占める。
【0043】 用語「基質」は、反応物(例えば、本明細書中の「第1反応物」または本明細
書中の「第2反応物」)を一般にいう。
【0044】 本明細書中で使用される場合、周期表の元素および族に関する全参照は、Ha
ndbook of Chemistry and Physics,CRC
Press,1995によって刊行された表の版であり、これは、族を番号付け
するために新しいIUPACシステムで記載されている。
【0045】 次いで、1実施形態において、本発明は、官能基を含む化合物を触媒的に転換
して、この官能基が少なくとも1つの新たに形成された共有結合を含む生成物を
提供するプロセスを提供する。転換される出発物質は、一般に、以下の式(I)
の構造:
【0046】
【化10】 によって表され、ここで、FGは、官能基を構成し、Rは、ヒドリド、ヒドロ
カルビル、置換されたヒドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、置換さ
れたヘテロ原子含有ヒドロカルビルまたはシリルであり、そして必要に応じて、
FGに対して直接的または間接的に共有結合し、そしてQおよびQは、OR 、SR、N(R、NR(OR)、NR(SR)、およびNR −N(Rからなる群から独立して選択されるか、またはQおよびQ は、一緒になって=Q(ここで、Qは、O、S、NR、N(OR)、N(S
)およびN−N(R)を形成する。いくつかの実施形態において、好
ましくは、=Qは、=NRまたは=N(OR)ではない。このプロセスは、
第1の触媒前駆体および第2の触媒前駆体を含む触媒組成物の存在下で、第1反
応物を第2反応物と反応させる工程を包含し、ここで、この第1の触媒前駆体は
、ヘテロ原子含有活性化物質であり、そして第2の触媒前駆体は、酸である。
【0047】 構造式(I)において、FG、QおよびQは、代表的に、化合物のLUM
O(特に、官能基FGのLUMO)が、開始状態と比較して、そして一般に、第
2反応物のHOMOとも比較して、低い中間体の形成を可能とするように選択さ
れる。次いで、この様式でのLUMOの低下は反応を可能にし、新しい供給結合
がLUMO低下官能基FGと第2反応物との間に(分子内反応または分子間反応
のいずれかで)形成される。理論に束縛されることを望まないが、中間体の形成
は、ヘテロ原子含有活性化物質の炭素原子と窒素原子との共有結合で、C−Q およびC−Q(またはC=Q)結合を置換することを含むことが提案されてい
る。好ましい第1反応物は、QおよびQが一緒になってカルボニル部分=O
を形成し、そしてFGは、QおよびQに結合した炭素原子に対してαおよび
βにある2つの原子の間のπ結合を含む(例えば、FGは、A=BまたはA≡B
(ここで、AはCまたはNであり、そしてBはN、CまたはOである)を含み得
る)ものである。例えば、FGは、C=C、C=C=C、C≡C、C=N、C≡
N、C=OまたはC=Sを含み得る。このような場合において、第1の反応物は
、構造式(Ia):
【0048】
【化11】 によって表され得、ここで、A、B、R、QおよびQは、上記で定義され
る通りであり、点線は、任意の3重結合を表し、そしてR、RおよびR
、ヒドリド、ヒドロキシル、スルフヒドリル、アミノ、置換されたアミノ、ヒド
ロカルビル(例えば、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリ
ール、アルカリールなど)、置換されたヒドロカルビル(例えば、置換されたア
ルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリール、アルカリールなど
)、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル(例えば、ヘテロ原子含有アルキル、アルケ
ニル、アルキニル、アリール、アルカリール、アルカリールなど)、置換された
ヘテロ原子含有ヒドロカルビル(例えば、置換されたヘテロ原子含有アルキル、
アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリール、アルカリールなど)、シリ
ルおよびホスフィノからなる群から独立して選択されるか、または2以上のR 、R、RおよびRは、環構造(一般に、5員環または6員環の脂環式基)
に一緒に結合する(例えば、RおよびRは、一緒になって、シクロヘキシル
環を形成し得る)。あるいは、FGは、シクロプロピル基または置換されたシク
ロプロピル基(すなわちπ結合型の反応性をそれぞれ有する基)のようなπ結合
の官能基等価物を含み得る。
【0049】 好ましい実施形態において、第1反応物は、α,β−不飽和カルボニル化合物
(一般に、α,β−不飽和ケトンまたはα,β−不飽和アルデヒド)であり、構
造式(II):
【0050】
【化12】 によって表され得、ここで、R、R、RおよびRは、上で定義した通り
である。式(II)において見られ得るように、この化合物は、Rがヒドロカ
ルビル、置換されたヒドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、または置
換されたヘテロ原子含有ヒドロカルビルである場合、α,β−不飽和ケトンであ
り、そしてRがヒドリドである場合、α,β−不飽和アルデヒドである。
【0051】 従って、式(I)の構造を有する特定のα,β−不飽和カルボニル化合物の例
としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:
【0052】
【化13】 本明細書中で先に述べたように、触媒組成物は、第1の触媒前駆体および第2
の触媒前駆体を含む。この第1の触媒前駆体は、ヘテロ原子含有活性化物質であ
り、これは、1つの実施形態においてキラル化合物、すなわち不斉の軸、面また
は中心に関してキラルである化合物である。好ましくは、ヘテロ原子含有活性化
物質のヘテロ原子は、周期表の15族および16族から選択される元素である。
このような元素としては、窒素、酸素、イオウおよびリンが挙げられ、そして好
ましいヘテロ原子は窒素である。酸素含有活性化物質およびイオウ含有活性化物
質は、例えば、それぞれアルコールおよびチオールであり得るが、リン含有活性
化物質は、一般的にホスフィンである。ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子
含有活性化物質は、一級アミン、二級アミンまたは窒素含有ポリマーであり得る
。一級アミンおよび二級アミンは、一般的に式(III)
【0053】
【化14】 の構造を有する。式(III)において、Rは、ヒドリド、ヒドロカルビル(
例えば、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリール、アルカ
リールなど)、置換ヒドロカルビル(例えば、置換されたアルキル、アルケニル
、アルキニル、アリール、アルカリール、アルカリールなど)、ヘテロ原子含有
ヒドロカルビル(例えば、ヘテロ原子含有アルキル、アルケニル、アルキニル、
アリール、アルカリール、アルカリールなど)、および置換へテロ原子含有ヒド
ロカルビル(例えば、置換されたヘテロ原子含有アルキル、アルケニル、アルキ
ニル、アリール、アルカリール、アルカリールなど)からなる群から選択され、
かつRは、ヒドロカルビル(例えば、アルキル、アルケニル、アルキニル、ア
リール、アルカリール、アルカリールなど)、置換ヒドロカルビル(例えば、置
換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリール、アルカ
リールなど)、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル(例えば、ヘテロ原子含有アルキ
ル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリール、アルカリールなど)、
および置換へテロ原子含有ヒドロカルビル(例えば、置換されたヘテロ原子含有
アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリール、アルカリールな
ど)からなる群から選択されるか、あるいは、RおよびRは、共に結合して
置換または無置換の環構造(必要に応じて、式(III)に示される窒素原子に
加えてさらなるヘテロ原子を含有する)となる。RおよびRが連結される場
合、形成される環は、例えば、5員環または6員環の脂環式基または芳香族基で
あり得、例えば、RおよびRは、共に、置換または無置換のシクロペンチル
、シクロヘキシル、ピロリジニル、ピペリジニル、モルホリニル、ピロリル、ピ
リジニル、ピリミジニル、イミダゾリルなどを形成し得る。好ましい化合物は、
二級アミン、すなわち、Rがヒドリド以外である化合物であり、そして特に好
ましい化合物は、RおよびRが、メチル、エチル、プロピル、ブチル、シク
ロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル、フェニル、ナフチル、ベンジル
およびトリメチルシリルからなる群から独立して選択されるか、あるいは、連結
されて、3〜15員環の、必要に応じて置換された環式部分であって、以下の式
(IV):
【0054】
【化15】 (ここでnは0または1であり、Xは、50個までの原子を含む部分でありかつ
ヒドロカルビレン、置換ヒドロカルビレン、ヘテロ原子含有ヒドロカルビレンお
よび置換へテロ原子含有ヒドロカルビレンからなる群から選択され、そしてX およびXは、独立して、置換又は無置換のメチレンである)の構造を有する環
式部分を形成する。例示的なこのような二級アミンは、以下の式(V):
【0055】
【化16】 (ここで、R、R、RおよびR10は、独立して、ヒドリド、ヒドロキシ
ル、スルフヒドリル、アミノ、置換アミノ、カルボキシル、アルキル、ヘテロア
ルキル、置換アルキル、アルケニル、ヘテロアルケニル、置換アルケニル、アル
キニル、ヘテロアルキニル、置換アルキニル、アリール、ヘテロアリールまたは
置換アリールであるか、あるいはRおよびRならびに/またはRおよびR 10 は、共に、カルボニル基=Oを形成する)の構造を有する。Xは、例えば、
−(CR1112)−(X−(CR1314−であり得、この場
合、アミンは式(VI):
【0056】
【化17】 (ここでXは、O、S、NH、N(アルキル)またはCR1516であり、
qは、0または1であり、tは0または1であり、そしてR11〜R16は、R 〜R10について規定される通りである。
【0057】 キラルアミンは、不斉の軸、面または中心に関してキラルであるが、一般的に
不斉中心が存在するとキラルである。前述のアミンに関して考察された種々のR
基が、所望のキラリティーを生じるように選択され得ることを当業者は理解する
。当業者が有用なキラル分子を得るために適切なR基を選択する際の案内のため
に使用し得る多数の構造が、以下に示される。
【0058】
【化18】 ヘテロ原子活性化物質が窒素含有(nitrogenous)ポリマーである
場合、このポリマーは、窒素を、ポリマー骨格、ペンダント部分のいずれかまた
はその両方に含有し得る。例えば、このポリマーは、ポリエチレンイミン、ポリ
ビニルピリジン、ポリアルキルアミン(N−アルキル化ポリアリルアミンおよび
N,N−ジアルキル化ポリアリルアミンを含む)、ポリイミダゾール、ポリ(ア
ミノまたはアルキル化アミノ)エチレンなどであり得る。
【0059】 ヘテロ原子含有活性化物質は、市販で得られ得るか、合成有機化学の当業者に
公知であるか、かつ/もしくは適切なテキストおよび文献に記載される、慣用の
方法論を使用して合成され得る。例示の目的のために、イミダゾリジノン活性化
物質((5S)−5−ベンジル−2,2,3−トリメチルイミダゾリジン−4−
オン塩酸塩)の詳細な説明を実施例に記載する。適切な窒素含有ポリマーは、市
販で得られ得るか、あるいは、例えば、キラルもしくはアキラルのアミンを、有
機ポリマー材料もしくは無機ポリマー材料またはマトリックスから構成される支
持体に反応させるかまたは固定することにより、得られ得る。
【0060】 触媒系の酸成分は、ヘテロ原子含有活性化物質と、第1の反応物(例えば、α
,βー不飽和カルボニル化合物)との反応を促進するように機能すると考えられ
る。例えば、アミン活性化物質およびカルボニル含有反応物では、酸成分は、以
下で考察されるように、中間体として作用するイミニウムカチオンの対イオンを
提供する。適切な酸としては、無機酸(例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸
、リン酸など)、および有機酸(例えば、酢酸、安息香酸、スルホン酸(例えば
、p−トルエンスルホン酸およびメタンスルホン酸)など)の両方が挙げられる
。酸成分はまた、ルイス酸(例えば、三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、塩化
すず、塩化亜鉛または塩化鉄)であり得る。単一の酸が使用され得るか、または
1種以上の酸または酸の型の組合せが使用され得る。
【0061】 関連実施形態において、触媒組成物は、単一成分、上記のような一組のヘテロ
原子含有活性化物質、および酸(例えば、無機酸、有機酸、ルイス酸、これらの
組合せなど)を含む。このような場合、第1の反応物を転換するプロセスは、上
述の塩の存在下での第2の反応物との反応を包含するが、添加された酸は必要で
はない。
【0062】 第2の反応物は、触媒組成物の存在下での第1の反応物の低下したLUMOに
よって、第1の反応物と反応し得る任意の化合物であり得る。第2の反応物は、
第1の反応物に直接的または間接的に、共有結合していてもしていなくてもよい
。すなわち、第1の反応物と第2の反応物との間の反応は、分子内または分子間
のいずれでもよい。第2の反応物の選択は、目的の反応に依存し;従って、例え
ば、Diels−Alder反応においては、第2の反応物はジエンである(第
1の反応物は、α,β−不飽和カルボニル化合物のようなジエノフィルである)
。種々の反応物および対応する反応の型の例は、以下にさらに詳細に考察される
【0063】 好ましい実施形態において、本発明は、詳細には、α,β−不飽和カルボニル
化合物を、アミンおよび酸を含む触媒組成物の存在下で第2の反応物と反応させ
ることにより転換するためのプロセスを提供し、ここでこのα,β−不飽和カル
ボニル化合物は、以下の式(II):
【0064】
【化19】 の構造を有し、アミンは、以下の式(III):
【0065】
【化20】 (ここでR、R、R、R、RおよびRは、以前に規定したとおりで
ある)の構造を有する。理論に拘束されないが、この触媒方法は、α,β−不飽
和カルボニル化合物と、触媒のアミン成分との反応により進行して、中間体とし
て正に荷電したイミニウムイオン(すなわち、正に荷電したα,β−不飽和イミ
ン)を形成するようである。次いで、第2の反応物(例えば、Diels−Al
der反応における1,3−ジエン)は、イミニウムイオン(これは、本質的に
、活性化α,β−カルボニル化合物である)と反応して、所望の生成物を生成し
、そしてアミンを再生する。このアミンは、例えば、その元々の状態に対して、
および一般的に第2の反応物のHOMOに対して、α,β−不飽和カルボニル化
合物のLUMOを低下するように作用し、従って、化合物の反応性を増加する。
式(II)により表わされるα,β−不飽和カルボニル化合物および式(III
)により表される触媒系のアミン成分では、正に荷電したイミニウム中間体は、
以下の式(VII):
【0066】
【化21】 (ここでR〜Rは、以前に規定されるとおりである)の構造を有する。一般
的に、二級アミンが好ましいので、RおよびRは、ヒドロカルビル、置換ヒ
ドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、および置換へテロ原子含有ヒド
ロカルビルからなる群から独立して選択されるか、または共に連結されて環構造
になるかのいずれかである。この化合物は、本発明のさらなる実施形態を表わす
。特に好ましいこのような化合物は、RおよびRが共に連結されて環構造(
代表的には、3〜15員環の、必要に応じて置換された環式部分)になる化合物
であり、この場合、化合物は、以下の式(VIII):
【0067】
【化22】 (ここで、R〜Rは、上記で規定された通りであり、nは、0または1であ
り、Xは、50個までの原子を含有する部分でありかつヒドロカルビレン、置換
ヒドロカルビレン、ヘテロ原子含有ヒドロカルビレンおよび置換へテロ原子含有
ヒドロカルビレンからなる群から選択され、そしてXおよびXは、独立して
、置換または無置換のメチレンである)の構造を有する。Xが−(CR11 )−(X−(CR1314−である化合物について、この構造は
、以下の式(IX)
【0068】
【化23】 (ここでXは、O、S、NH、N(アルキル)またはCR1516であり、
qは0または1であり、tは0または1であり、そしてR11〜R16は、R 〜R10について規定されるとおりである)により表わされ得る。
【0069】 前述の考察は、α,β−不飽和カルボニル化合物を、簡潔さのために第1の反
応物として採用する;FGは、C=C結合以外の部分を含み得るので、正に荷電
したイミニウムイオン中間体は、より一般的に以下の式(VIIa):
【0070】
【化24】 (ここでA、BおよびR〜Rは、本明細書中で先に規定されるとおりである
)の構造により表わされ得る。
【0071】 例えば、ルイス酸触媒作用、ブレンステッド酸触媒作用およびインサイチュで
生成されたジエノフィル(例えば、国際特許公開WO 92/02505(前出
)を参照のこと)を使用して、α,β−不飽和カルボニル化合物のLUMOを低
下させるための他の方法が提案されているが、本発明のプロセスは、以前には開
示されていない。先行技術の方法と比較して、本発明は、広範な種々の反応と組
合せて有用であり、次いで、多くの反応生成物の調製を可能にする。
【0072】 本発明は、例えば、付加環化反応、1,4−求核共役付加反応、1,4ラジカ
ル付加反応、有機金属挿入反応(Heck反応を含む)、エン反応およびそれら
の任意の組合せ(タンデムまたはカスケードで起こる反応を含む)を触媒する際
に有用である。
【0073】 付加環化反応としては、例えば、[2+2]付加環化、[3+2]付加環化、
および[4+2]付加環化が挙げられ、最後の反応は、Diels−Alder
反応、逆(inverse demand)Diels−Alder反応、およ
びヘテロDiels−Alder反応によって、例示される。本発明の触媒組成
物を使用して触媒されるDiels−Alder反応の例が、図1に示され、こ
こで、第一および第二の反応物は、それぞれ、アクロレインおよびシクロペンタ
ジエンである。本発明の分子内[4+2]付加環化反応は、図4に示される。[
3+2]付加環化反応は、図5に示される。本発明の組成物および方法を使用し
て触媒され得る付加環化の他の型は、例えば、Gothelfら(1998)C
hem.Rev.98:863−909によって記載される。
【0074】 1,4求核共役付加反応は、1,4炭素付加(例えば、シクロプロパン化)、
1,4アミン付加(例えば、アジリジン化)、1,4酸素付加(例えば、エポキ
シ化)、1,4イオウ付加、1,4ヒドリド付加、および1,4有機金属付加を
含む。本発明のシクロプロパン化反応が図2に示され、一方で、本発明のエポキ
シ化反応が、図3に示される。このような反応は、Michael付加の例であ
り、ここで、第一の反応物は、α,β−不飽和カルボニル化合物(または構造式
(I)によって包含される代替の化合物)であり、そして第二の反応物は、図6
および7(それぞれ、フランおよびニトロメタンのMichael付加)に示さ
れるように、π結合を含む求核剤、孤立電子対を有するヘテロ原子、または負の
電荷である。
【0075】 可能な反応の先の列挙は、例示であり、そして本発明の触媒組成物および方法
が有用である反応を制限する任意の様式ではないことを意図する。
【0076】 別の実施形態において、本発明は、それ自体キラルであってもよいし、そうで
なくてもよい出発物質から、基質としての式(I)の化合物または「第一の反応
物」(例えば、α,β−不飽和カルボニル化合物)ならびにヘテロ原子含有活性
化物質および酸(またはヘテロ原子含有活性化物質の塩および酸)を含む触媒系
を使用する、キラル分子の生成に関する。好ましくは、ヘテロ原子含有活性化物
質(例えば、第2級アミン)は、不斉中心に関してキラルである。さらに、ヘテ
ロ原子含有活性化物質は、基質(例えば、α,β−不飽和カルボニル化合物)の
活性化された二重結合への接近を制限するために適切に置換されて、従って、エ
ナンチオ面(enantiofacial)の区別を提供する。すなわち、ヘテ
ロ原子含有活性化物質は、その分子構造の1つ以上の領域で立体的に嵩高い基で
、選択的に置換され得、これは、分子の1つの側から活性化された二重結合への
接近を実質的に妨げるが、他の面を晒したままにし反応を可能にする。例示の目
的で、シクロペンタジエンとα,β−不飽和カルボニル化合物との間のDiel
s−Alder反応は、2つのイミニウムイオン中間体のいずれかを生じ得、2
つの可能なエナンチオマー生成物を導き得る(図8に示されるように)。適切に
置換されたキラルアミンを用いて、図9に示されるように、イミニウムイオンの
形態の制御を達成し得、従って、このプロセスのエナンチオ選択性を達成し得る
。当業者に公知の方法(例えば、MM2およびMM3技術)は、所望のエナンチ
オ選択性を達成するために、ヘテロ原子含有活性化物質の選択および置換を補助
するために有利に使用され得る。
【0077】 プロセス条件:本発明の触媒反応は、必ずしもそうではないが、好ましくは、
水、有機溶媒またはイオン性液体中(すなわち、反応の完了に続いて、触媒組成
物の保持および再生、ならびに反応生成物の除去を可能にする任意の溶媒中で)
で実施される。これらの反応は、バッチで、半連続的に、または連続的に、空気
または不活性雰囲気下で、自然の圧力でまたはそれより高い圧力で、例えば、使
用される触媒組成物または反応物の性質に依存して、実施され得る。反応温度は
、一般に、約−110℃〜200℃の範囲、好ましくは、約−50℃〜100℃
の範囲、最も好ましくは、約0℃〜50℃の範囲である。触媒の量は、一般に、
1モル%〜1化学量論当量の範囲であり、そして、第一の反応物の、第二の反応
物に対する比(Diels−Alder反応について、エノンの、ジエンに対す
る比)は、一般に、約100:1〜1:100の範囲であり、好ましくは約10
:1〜1:10の範囲である。工業的に、この反応物は、10,000ガロンま
たはそれより大きくスケールアップされ得る。触媒作用は、不均一または均一で
あり得る。上記のプロセス条件は、特定の反応、所望の生成物、使用される装置
などに依存して変化し得ることが、触媒作用の当業者によって理解される。図1
0は、1つの可能な製造プロセスを詳細に示す。図10に示されるように、精製
された生成物は、反応の完了後得られ、ここで、任意の抽出および/または触媒
回収工程および/または乾燥に続いて、粗生成物を得るための濃縮または蒸留、
ならびに精製(例えば、クロマトグラフィー、昇華、沈澱、抽出、任意のシード
添加および/または共結晶化酸を用いる結晶化による)が行われる。
【0078】 本発明は従って、非金属の有機触媒組成物を使用して化学反応を触媒する全く
新しい方法を提供することによる、触媒作用の分野への重要な寄与を表す。本発
明のプロセスおよび組成物は、数多くの種々の反応物および反応型と組合せて有
用であり、そして重要なことには、キラルまたはアキラルな出発物質のいずれか
から、キラル化合物をエナンチオマー的に純粋な形態で調製するために使用され
得る。
【0079】 本発明を、その好ましい特定の実施形態と共に記載してきたが、上の説明およ
び以下の実施例は、本発明を例示し、そして本発明の範囲を制限しないことが意
図されることが理解されるべきである。本発明の範囲内の他の局面、利点、およ
び改変は、本発明が属する当業者に明らかである。
【0080】 (実験) 以下の実施例において、使用された数(例えば、量、温度など)に関する精度
を確実にするための努力がなされたが、いくらかの実験誤差および偏差が考慮さ
れるべきである。他にそうではないと示されない限り、温度は、℃であり、そし
て圧力は、大気圧または大気圧付近である。
【0081】 全ての溶媒は、他に示されない限り、商業的な供給源から得られたものをその
まま使用した。他の市販の試薬を、PerrinおよびArmarego,Pu
rification of Laboratory Chemicals,第
4版(Oxford,Butterworth−Heinemann,1996
)の指針に従って、使用の前に精製した。薄層クロマトグラフィー(TLC)を
、EM Reagents 0.25mmシリカゲル60−Fプレート上で実施
した。展開したクロマトグラムの可視化を、蛍光消光、KMnO染色またはp
−アニスアルデヒド染色によって実施した。有機溶媒を、Buchiロータリエ
バポレーターで、減圧下で濃縮した。生成物のクロマトグラフィーによる精製を
、Stillら(1978)J.Org.Chem.43:2923の方法に従
って、ICN 60 32−64メッシュシリカゲル63での強制フロークロマ
トグラフィーを使用して達成した。
【0082】 Hおよび13C NMRスペクトルを、示されるように、Bruker D
RX−500(500MHZおよび125MHZ、それぞれ)、AM−400(
400MHZおよび100MHZ)、またはAMX−300(300MHZおよ
び75MHZ)機器で記録し、残留水素溶媒シグナルを内部参照とする。
NMRについてのデータを、以下のように報告する:化学シフト(δppm)、
多重度(s=シングレット、d=ダブレット、q=カルテット、m=マルチプレ
ット)、カップリング定数(Hz)、積分、およびアサイメント。13Cについ
てのデータは、化学シフトについて報告する。IRスペクトルを、ASI Re
act−IR 1000スペクトロメーターで記録し、吸収の振動数について報
告した(cm−1)。質量スペクトルをUniversity of Cali
fornia、Berkeley Mass Spectral施設から得た。
ガスクロマトグラフィーを、以下のカラム:Bodman Chiraldex
Γ−TA (30m×0.25mm)、Bodman Chiraldex
β−PH(30m×0.25mm)およびC&C Column Techno
logies CC−1701(30m×0.25mm)を使用して、スプリッ
トモードキャピラリー注入システムおよび水素炎イオン化検出器を備えた、He
wlett−Packard 5890Aおよび6890Seriesガスクロ
マトグラフで行った。HPLC分析を、Chiralcel OD−H col
umn(25cm)およびChiralcel OD guard(5cm)を
使用して、254nmでモニターした、Hewlett−Packard 11
00 Series HPLC、UV検出で行った。
【0083】 Diels−Alder反応の進行は、代表的に、TLC分析によって、また
は、必要な場合には、重水素化した溶媒においてインサイチュウで反応の
NMR分析によって、または反応物のアリコートのGLC分析によってモニター
された。
【0084】 トランス−ピロリジン−2,5−ジカルボン酸ジエチルエステル塩酸塩(5)
およびビス−(1−メトキシカルボニル−2−フェニルエチルアミン)塩酸塩(
6)を、Effenbargerら(1986)Liebigs Ann.Ch
em.334およびIshiharaら(1998)J.Am.Chem.So
c.120:6920によってそれぞれ記載されるように調製した。
【0085】 示される場合、文献光学回転値に補正することによって、絶対配置を決定した
。他の絶対配置は、類推によって帰属した。
【0086】 (アミン触媒Diels−Alder反応についての一般的手順:) CHOH/HO(95/5 v/v、1.0M)中の(5S)−5−ベン
ジル−2,2,3−トリメチルイミダゾリジン−4−オン塩酸塩(7)の溶液に
、α,β−不飽和アルデヒドを加えた。この溶液を、適切なジエンを加える前に
、1〜2分間攪拌した。制限試薬の消費において、反応混合物をEtOで希釈
し、連続的にHOおよびブラインで洗浄した。有機層を乾燥(NaSO
し、濾過し、そして濃縮した。生成物ジメチルアセタールの加水分解を、粗生成
物混合物をTFA:HO:CHCl(1:1:2)中で、2時間室温で攪拌
し、続いて、飽和NaHCO水溶液で中和することによって行った。Diel
s−Alder付加物の精製は、シリカゲルクロマトグラフィーによって行った
【0087】 (実施例1) ((5S)−5−ベンジル−2,2,3−トリメチルイミダゾリジン−4−オ
ン塩酸塩(7)の調製:) エタノールMeNH(8.0M、60mL)の溶液に、(S)−フェニルア
ラニンメチルエステル塩酸塩(26.0g、121mmol)を加え、そして得
られた溶液を、アミノエステルが消費されたと判断されるまで(TLCによって
決定される)(20時間)、室温で攪拌した。有機溶媒を減圧で除去した後に、
残渣をEtOに懸濁させ、次いで、濃縮した。このEtO付加−除去サイク
ルを数回(過剰のMeNHを除くため)、(S)−フェニルアラニンN−メチ
ルアミド塩酸塩を白色固体として得るまで繰り返した。次いで、このアミド塩酸
塩を、飽和NaHCO(100mL)水溶液で処理し、そして遊離アミンをC
HCl(100×3)で抽出し、乾燥(NaSO)し、濾過し、そして濃
縮した。この残渣に、MeOH(240mL)、アセトン(45mL、605m
mol)およびpTSA(230mg、1.2mmol)を加えた。得られた溶
液を18時間加熱還流し、室温に冷却し、次いで、減圧で濃縮した。残渣をEt Oにとり、HCl−ジオキサン(4.0M)の溶液を加えて化合物(7)を沈
殿させた。沈殿物をイソプロパノールから再結晶化させて、(5S)−5−ベン
ジル−2,2,3−トリメチルイミダゾリジン−4−オン塩酸塩を無色の結晶と
して、フェニルアラニンメチルエステル塩酸塩から59%の全収率(18.1g
、71mmol)で得た。IR(CHCl)3366、1722、1644
、1397cm−1H NMR:(400MHZ、d−DMSO)δ7.
47−7.49(d、J=7.2Hz、2H、Ph)、7.32−7.36(
m、2H、Ph)、7.25−7.29(m、1H、Ph)、4.59−4
.57(br d、J=7.6Hz、1H、COCH)、3.35−3.42(
dd、J=15.0、10.2Hz、1H、PhCHH)、3.22−3.26
(dd、J=15.0、3.6Hz、1H、PhCH)、2.76(s、3H
、NCH)、1.70(s、3H、CHCHCH)、1.50(s、3H
、CHCHCH);13C NMR(100MHZ、d−DMSO)δ1
66.9、136.8、129.7、128.8、127.2、77.1、57
.7、33.2、25.2、23.9、22.2;HRMS(CI)C13 Oについての正確な質量は、m/z219.1497を必要とし、m/z
219.1387を実測した。エナンチオ純度は、Chiracel OD−H column(6%ヘキサン中のイソプロパノール、1mL/分);(S)−
エナンチオマーt=14.1分、(R)−エナンチオマーt=16.6分を
使用して、遊離アミンのHPLC分析によって確認した(>99%ee)。
【0088】 (実施例2) ((1S,2S,3S,4R)−3−フェニルビシクロ[2.2.1]ヘキス
−5−エン−2−カルボキシアルデヒドおよび(1R,2S,3S,4S)−3
−フェニルビシクロ[2.2.1]ヘキス−5−エン−2−カルボキシアルデヒ
ド(表1、エントリー5)の調製:) (E)−シンナムアルデヒド(6.36mL、50.4mmol)、シクロペ
ンタジエン(12.5mL、151mmol)、および7(640mg、2.5
mmol)を用いて一般的手順に従って調製して、シリカゲルクロマトグラフィ
ー(10%EtOAc/ヘキサン)の後に表題化合物を無色油状物として99%
の収率(12.2g、50mmol)を得た;1.0/1.3エンド:エキソ、
エンド93%ee、エキソ93%ee。生成物比をGLC(Bodman B−
PHカラム、60℃、1.5℃/分勾配、23psi)によって決定した;エン
ドアイソマーt=53.1分、53.4分、エキソアイソマーt=52.2
分、52.7分。H NMR、13C NMRおよびIRデータは、先に報告
された値(Ishiharaら、(1998)上記を参照のこと)と一致した。
【0089】 (実施例3) ((1S,2R,3S,4R)−3−メチルビシクロ[2.2.1]ヘキス-
5−エン-2−カルボキシアルデヒドおよび(1R,2R,3S,4S)−3−
メチルビシクロ[2.2.1]ヘキス-5−エン-2−カルボキシアルデヒド(表
2、エントリー1)の調製:) (E)−クロトンアルデヒド(871μL、10.0mmol)、シクロペン
タジエン(2.50mL、30.0mmol)、および7(109mg、0.5
mmol)を用いて一般的手順に従って調製して、シリカゲルクロマトグラフィ
ー(3%EtOAc/ヘキサン)の後に表題化合物を無色油状物として75%の
収率(1.02g、7.5mmol)を得た;1.0/1.0エンド:エキソ、
エンド90%ee、エキソ86%ee。生成物比をGLC(Bodman Γ−
TAカラム、50℃、2℃/分勾配、23psi)によって決定した;(1S,
2R、3S,4R)エンドアイソマーt=24.7分、(1R,2S,3R,
4S)エンドアイソマーt=25.0分、エキソアイソマーt=22.4分
、22.9分。エンドアイソマーについてのH NMR、13C NMRおよ
びIRデータは、先に報告された値(Ishiharaら、(1998)J.A
m.Chem.Soc.120:6920−6930)と一致した。エンドアイ
ソマーを対応するアルコールに還元(MeOH中4当量のNaBH(0.1M
))し、そして文献値との光学回転の相関についてシリカゲルクロマトグラフィ
ーによって精製した([α20=+73.6 c=0.92、95%EtO
H)。(1R,2R,3S,4S)−3−メチルビシクロ[2.2.1]ヘキス
-5−エン-2−カルボキシアルデヒドについて、文献[α20=+86.6 c=1.2、95%EtOH)(Sartorら、(1990)Synlet
t、197−198頁)。エキソアイソマー:IR(CHCl)2968、
1714cm−1H NMR(400mHZ、CDCl)δ9.78−9
.79(d、J=2.8、1H、CHO)、6.23−6.25(dd、J=5
.7、3.1Hz、1H、C=CH)、6.15−6.17(dd、J=5.
7、3.0Hz、1H、CH=C)、3.02(br s、1H、CCH=
CH)、2.79(br s、1H、CHCH=C)、2.37−2.45(
m、1H、CCHO)、1.70−1.73(m、1H、CCH)、1.
44−1.48(m、2H、CH)、0.89−0.91(d、J=6.9H
z、CHC );13C NMR(100MHZ、CDCl)δ203.8
、136.3、135.9、60.0、47.5、47.4、45.3、35.
7、18.8;HRMS(EI)(C12O)について計算された正確な質
量は、m/z136.0888を必要とし、m/z136.0892を実測した
;[α20=+91(c=0.81、CHCl)。
【0090】 (実施例4) ((1S,2R,3S,4R)−3−プロピル−ビシクロ[2.2.1]ヘプ
ト-5−エン-2−カルボキシアルデヒドおよび(1R,2R,3S,4S)−3
−プロピル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5−エン-2−カルボキシアルデヒ
ド(表2、エントリー2)の調製:) (E)−ヘキサ−2−エナール(142μL、1.22mmol)、シクロペ
ンタジエン(302μL、3.66mmol)、および7(16mg、0.06
1mmol)を用いて一般的手順に従って調製して、シリカゲルクロマトグラフ
ィー(10%EtOAc/ヘキサン)の後に表題化合物を無色油状物として92
%の収率(184mg、1.12mmol)を得た;1.0/1.0エンド:エ
キソ、エンド90%ee、エキソ86%ee。生成物比をGLC(Bodman Γ−TAカラム、100℃等温線、23psi)によって決定した;エキソア
イソマーt=25.6分および26.7分、エンドアイソマーt=30.2
分および30.9分。エンドアイソマーについてのH NMR、13C NM
RおよびIRデータは、先に報告された値(Ishiharaら、(1998)
上記)と一致した。エキソアイソマー:IR(CHCl)1719、146
6、1456cm−1H NMR(400MHZ、CDCl)δ9.76
(d、J=2.7Hz、1H、CHO)、6.19(dd、J=5.6、3.2
Hz、1H、CH=C)、6.11(dd、J=5.6、2.9Hz、1H、
=CH)、3.00(br s、1H、CCH=CH)、2.85(br s、1H、CCH=CH)、2.23−2.30(m、1H、CCH
)、1.72−1.76(m、1H、CCHO)、1.00−1.47(
m、6H、CHC CH、C CH)、0.86(t、J=7.2
Hz、3H、CH );13C NMR(100MHZ、CDCl)δ
203.9、136.0、135.9、58.7、47.0、45.7、44.
8、41.6、36.4、21.6、14.1;HRMS(EI)(C11 O)について計算された正確な質量は、m/z164.1201を必要とし、
m/z164.1200を実測した;[α]=+89.4 c=2.7、CH
Cl)。
【0091】 (実施例5) ((1S,2S,3S,4R)−3−イソプロピル−ビシクロ[2.2.1]
ヘプタ−5−エン−2−カルボキシアルデヒドおよび(1R,2S,3S,4S
)−3−イソプロピル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−5−エン−2−カルボ
キシアルデヒドの調製(表2、エントリー3)) (E)−4−メチル−ペンタ−2−エナール(142μL,1.22mmol
)、シクロペンタジエン(302μL,3.66mmol)、および7(16m
g,0.061mmol)を用いて一般的手順に従って調製し、シリカゲルクロ
マトグラフィー(10% EtOAc/ヘキサン)の後に、表題化合物を無色の
油状物として収率81%で得た(162mg,0.99mmol);1.0:1
.3 endo:exo;endo 93%ee;exo 84%ee。生成物
の比をGLC(BodmanΓ−TAカラム,100℃等温,23psi)によ
って決定した;endo異性体のt=29.7分および30.5分、exo異
性体のt=25.5分および27.2分。Endo異性体:IR(CHCl )1719,1469,1387,1368,1333 cm−1H N
MR(400MHZ,CDCl)δ9.36(d,J=3.4Hz,1H,C O),6.26(dd,J=5.7,3.2Hz,1H,C=CH),6.
06(dd,J=5.7,2.8Hz,1H,CH=C),3.11(m,1
H,CCH=CH),2.85(m,1H,CCH=CH),2.49(m
,1H,CCHO),1.41−1.52(m,3H,CCH(CH ,CHC CH),1.29−1.35(m,1H,C(CH),1
.01(d,J=6.5Hz,3H,CH(C ),0.91(d,J=
6.6Hz,3H,CH(C );13C NMR(100MHZ,CD
Cl)δ205.2,138.9,133.0,58.6,50.0,46.
5,45.2,45.1,32.8,21.9,21.8;(C1116O)
についてのHRMS(EI)の正確な質量:計算値 m/z 164.1201
、実測値 m/z 164.1198;[α]=+44(c=0.47,CH
Cl)。Exo異性体:IR(CHCl)1719,1465,1368
,1336 cm−1H NMR(400MHZ,CDCl)δ9.78
(d,J=2.6Hz,1H,CHO),6.19(dd,J=5.6,3.1
Hz,1H,CH=CH),6.15(dd,J=5.6,2.8Hz,1H,
CH=C),3.02(br s,1H,CCH=CH),2.96(br s,1H,CCH=CH),1.84−1.92(m,2H,CCHO,
CHC(H)CH),1.38−1.47(m,2H,CCH(CH ,CHC(H)CH),0.97−1.08(m,1H,C(CH
,0.94(d,J=6.2Hz,3H,CH(C ),0.84(d,
J=6.4Hz,3H,CH(C );13C NMR(100MHZ,
CDCl)δ204.1,136.2,135.7,57.9,50.2,4
6.9,45.0,44.9,32.4,22.0,21.5;(C1116 O)についてのHRMS(EI)の正確な質量:計算値 m/z 164.12
01、実測値 m/z 164.1202;[α]=+82.8(c=1.7
,CHCl)。
【0092】 (実施例6) ((1S,2S,3S,4R)−3−フラン−2−イル−ビシクロ[2.2.
1]ヘプタ−5−エン−2−カルボキシアルデヒドおよび(1R,2S,3S,
4S)−3−フラン−2−イル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−5−エン−2
−カルボキシアルデヒドの調製(表2,エントリー5)) (E)−3−フリル−アクロレイン(166mg,1.36mmol)、シク
ロペンタジエン(329μL,3.99mmol)および7(34mg,0.1
3mmol)を用いて一般的手順に従って調製し、シリカゲルクロマトグラフィ
ー(10% EtOAc/ヘキサン)の後に、表題化合物を無色の油状物として
、アセタールとアルデヒドとの混合物として88%の収率で得た(5.7:1,
270mg);1.1:1.0 endo:exo;endo 93%ee;e
xo 91%ee。アルデヒドの少量のサンプルを、特徴付けの目的のために予
備(prepatory)HPLCで精製した。生成物の比を、GLC(Bod
manΓ−TAカラム、70℃、5℃/分の勾配、23psi)で決定した;e
xo異性体のt=17.4分および17.7分、endo異性体のt=17
.9分および18.1分。Endo異性体:IR(CHCl)1718,1
506,1332 cm−1H NMR(500MHZ,CDCl)δ9
.56(d,J=1.9Hz,1H,CO),7.32(d,J=1.0Hz
,1H,フリル),6.35(dd,J=5.6,3.1Hz,1H,C=C
H),6.30(dd,J=3.1,1.9Hz,1H,フリル),6.13(
dd,J=5.6,2.7Hz,1H,CH=C),6.07(d,J=3.
2Hz,1H,フリル),3.33(br s,1H),3.13−3.09(
m,1H),3.08−3.04(m,2H),1.78(br d,J=8.
7,1H),1.59−1.53(m,2H);13C NMR(125MHZ
,CDCl)δ202.5,157.0,141.3,138.1,133.
7,110.1,105.0,58.3,48.5,47.4,44.6,39
.7;(C1212O)についてのHRMSの正確な質量:計算値 m/z
188.0837、実測値 m/z 188.0842;[α]=+157(
c=0.28,CHCl)。Exo異性体:IR(CHCl)1717,
1506,1334 cm−1H NMR(500MHZ,CDCl)δ
9.90(d,J=1.7Hz,1H,CHO),6.29(dd,J=5.6
,3.2 Hz,1H,C=CH),6.23(dd,J=3.1,1.9H
z,1H,フリル),6.05(dd,J=5.6,2.9Hz,1H,CH=
),5.89(d,J=3.2,1H,フリル),3.70(t,J=4.
3Hz,1H),3.26(br s,1H,CCH=CH),3.20(b
r s,1H,CCH=CH),2.50(d,J=5.1Hz,1H,C CHO),1.57(br s,1H),1.55−1.48(m,2H); C NMR(125MHZ,CDCl)δ201.9,156.9,141
.1,136.6,136.2,110.0,105.0,58.2,46.9
,46.9,44.9,39.1;(C1212O)についてのHRMSの正
確な質量:計算値 m/z 188.0837、実測値 m/z 188.08
38;[α]=+210(c=0.53,CHCl)。
【0093】 (実施例7) ((1S,8R,9S,10S)−1,8−ジフェニル−10−メチル−11
−オキサ−トリシクロ[6.2.1.02,7]ウンデカ−2(7),3,5−
トリエン−9−カルボキシアルデヒドの調製(表3、エントリー1)) 5(13mg,0.058mmol)、1,3−ジフェニルイソベンゾフラン
(162mg,0.60mmol)、およびMeOH(12μL,0.30mm
ol)のDMF/HO溶液(95/5 v/v,1.0M)(10℃)に、(
E)−クロトンアルデヒド(25μL,0.30mmol)を添加した。この溶
液を10℃で24時間攪拌した。次いで、この反応混合物をEtO(10mL
)で希釈し、そしてHO(10mL)で洗浄した。水層をEtO(10mL
×2)で抽出し、そして合わせた有機物を乾燥させ(NaSO)、そして濃
縮した。シリカゲルクロマトグラフィー(7% EtOAc/ヘキサン)での精
製によって表題化合物を黄色固体として75%の収率で得た(76mg,0.2
2mmol);35:1 exo:endo;96%ee。対応するアルコール
への還元(4eq NaBH,EtOH(0.1M))の後に、生成物の比を
HPLC(Chiralcel OD−Hカラム、3% EtOAc/ヘキサン
,1.0mL/分)によって決定した;exo異性体のt=14.1分および
15.3分、endo異性体のt=16.5分および20.8分。IR(CH Cl)3066,3041,2828,2729,1722,1603,1
499,1457,1448,1381,1355,1309 cm−1H NMR(500MHZ,CDCl)δ9.36(d,J=5.8Hz,1H
,CHO),7.73−7.78(m,2H,ArH),7.43−7.57(
m,7H,ArH),7.35−7.40(m,1H,ArH),7.16−7
.26(m,3H,ArH),7.04−7.08(m,1H,ArH),3.
08(dq,J=6.9,4.1Hz,1H,CCH),2.56(dd,
J=5.8,4.2Hz,1H,CCHO),0.96(d,J=6.9Hz
,3H,CH);13C NMR(125MHZ)δ201.9,147.4
,145.0,145.0,136.6,135.7,135.5,128.8
,128.6,128.0,127.4,127.3,127.0,126.0
,125.5,121.7,118.5,91.4,89.2,66.0,43
.0,34.2,30.3,16.5;(C2420)についてのHRM
Sの正確な質量:計算値 m/z 341.1541、実測値 m/z 341
.1542;[α]=−82.4(c=1.0,CHCl)。
【0094】 (実施例8) ((2R)−ビシクロ[2.2.2]オクタ−5−エン−2−カルボキシアル
デヒドの調製(表3、エントリー2)) 7(32mg,0.12mmol)のCHCN/HO溶液(95/5 v
/v,1.0M)に、アクロレイン(501μL,7.5mmol)、およびシ
クロヘキサジエン(238μL,2.5mmol)を添加した。この溶液を24
時間攪拌し、その後、反応混合物をEtO(10mL)で希釈し、そしてH O(10mL)で洗浄した。この水層をEtO(10mL×2)で抽出し、そ
して合わせた有機物を乾燥させ(NaSO)、そして濃縮した。シリカゲル
クロマトグラフィー(10% エーテル/ペンタン)による精製によって、表題
化合物を無色の油状物として82%の収率で得た(280mg,2.06mmo
l);14:1 endo:exo;94%ee。生成物の比を、GLC(Bo
dmanΓ−TAカラム、75℃等温、23psi)によって決定した:t
51.0分および54.4分。H NMR、13C NMR、およびIRのデ
ータは、以前に報告した値と一致した(Ishiharaら(1998)、前出
)。
【0095】 (実施例9) ((1R)−4−メチル−3−シクロヘキセン−1−カルボキシアルデヒドの
調製(表3、エントリー3)) 7(32mg,0.12mmol)のCHNO/HO溶液(95/5
v/v,1.0M)(0℃)に、アクロレイン(1.0mL,15mmol)、
およびイソプレン(0.50mL,5mmol)を添加した。この溶液を0℃で
7時間攪拌し、次いでシリカゲルカラム上に直接置き、そして3% EtO/
ペンタンで溶出して、表題化合物を無色の油状物として84%の収率で得た(7
45mg,89%ee)。生成物の比を、GLC(BodmanΓ−TAカラム
、35℃、0.25℃/分の勾配、23psi)によって決定した:t=84
.1分、85.3分。H NMR、13C NMR、およびIRのデータは、
以前に報告した値と一致した(Ishiharaら(1998)、前出を参照の
こと)。4−メチル−3−シクロヘキセン−1−カルボン酸への酸化および報告
された値との旋光度の関連によって、絶対配置を決定した;Pollら(198
5)Tetrahedron Lett.26:3095−3098を参照のこ
と。このアルデヒド(255mg,2mmol)に、イソブチレンのTHF溶液
(2.0M,30mL)、続いてtBuOH−HO(5/1,20mL)、K
PO(840mg,6mmol)、およびNaClO(540mg,6
mmol)を添加した。この不均一混合物を4時間攪拌し、次いでEtOAcと
Oとの間で分配した。この有機抽出物をブラインで洗浄し、乾燥させ(Mg
SO)、そして濃縮した。この白色の固体をシリカゲルクロマトグラフィー(
20% EtOAc/ヘキサン)によって精製した:[α] 20=+89(c
=4.0,95%EtOH)。(S)−4−メチル−3−シクロヘキセン−1−
カルボン酸についての文献値[α] 20=−107(c=4、95% EtO
H)。
【0096】 (実施例10) ((1R)−4−フェニル−3−シクロヘキセン−1−カルボキシアルデヒド
の調製(表3,エントリー4)) 2−フェニル−1,3−ブタジエン(89mg,0.68mmol)のCH NO/HO溶液(95/5 v/v,1.0M)(0℃)に、7(29.8
mg,0.14mmol)およびアクロレイン(135μL,2.1mmol)
を添加した。この溶液を0℃で7時間攪拌し、次いでシリカゲルカラム上に直接
置き、そして5% EtOAc/ヘキサンで溶出して、表題化合物を無色の油状
物として90%の収率で得た(114mg,0.61mmol,83%ee)。
対応するアルコールへの還元(4eq NaBH,MeOH(0.1M))の
後に、HPLC(Chiralcel OD−Hカラム、ヘキサン中6%イソプ
ロパノール、1mL/分)によって生成物の比を決定した:t=16.2およ
び20.4分。(1R)−4−フェニル−3−シクロヘキセン−1−カルボキシ
アルデヒド:IR(CHCl)2926,2837,2714,1722,
1494,1444 cm−1H NMR(400MHZ,CDCl)δ
9.78(s,1H,CHO),7.40−7.23(m,5H,ArH),6
.16−6.12(m,1H,PhC=C),2.64−2.50(m,5H
),2.23−2.15(m,1H),1.90−1.79(m,1H)。13 C NMR(100MHZ,CDCl)δ204.2,141.6,136.
8,128.2,126.9,125.0,122.0,45.7,26.0,
25.0,22.6;(C1319OCl)についてのHRMS(CI)
の正確な質量:計算値 m/z 186.1045、実測値 m/z 186.
1041。(1R)−4−フェニル−3−シクロヘキセン−1−オール:IR(
CHCl)3374,3289,2918,2860,1444,1034 cm−1H NMR(500MHZ,CDCl)δ7.41−7.39
(d,J=7.6Hz,2H,o−Ph),7.34−7.31(t,J=7
.7Hz,2H,m−Ph),7.26−7.22(m,1H,p−Ph
,6.13(br,1H,PhC=C),3.66−3.58(m,2H,C OH),2.58−2.41(m,2H),2.40−2.31(m,1H
),2.05−1.83(m,3H),1.72−1.68(s,1H),1.
50−1.41(m,1H);13C NMR(125MHZ,CDCl)δ
142.1,136.5,128,2,126.6,124.9,123.3,
67.6,35.9,28.8,26.8,25.7;(C1319OC
l)についてのHRMS(CI)の正確な質量:計算値 m/z 188.12
01、実測値 m/z 188.1203。
【0097】 (実施例11) ((1R,2S)−2,4−ジメチル−シクロヘキサ−3−エン−1−カルボ
キシアルデヒドの調製(表3、エントリー5)) 7(27mg,0.11mmol)のCHCN/HO溶液(95/5 v
/v)(−10℃)に、アクロレイン(102μL,1.53mmol)、およ
び2−メチル−1,3−ペンタジエン(60μL,0.51mmol)を添加し
た。この溶液を31時間攪拌し、次いでCHClを用いてシリカプラグを通
して濾過した。この溶離液に(R,R)−2,4−ペンタンジオール(160m
g,1.54mmol)およびpTSAの単一結晶を添加した。この溶液を10
時間静置し、濃縮し、そしてシリカゲルクロマトグラフィー(10% EtOA
c/ヘキサン)による精製によって(R,R)−2,4−ペンタンジオールアセ
タールを無色の油状物として75%の収率で得た(85mg,12mmol);
5:1 endo:exo;90%ee。生成物の比を、GLC(Bodman
Γ−TAカラム、70℃の初期温度、3℃/分の勾配、23psi)によって決
定した:t=24.0分および24.9分。H NMR、13C NMR、
およびIRのデータは、以前に公開されたスペクトルと一致した(Ishiha
raら(1998)、前出を参照のこと)。
【0098】 (実施例12) ((1R,2S)−酢酸 6−ホルミル−シクロヘキサ−2−エニルエステル
の調製(表3、エントリー6)) 7(27mg,0.11mmol)および1,4−ジメトキシベンゼン(50
mg,0.36mmol)のCFOH/HO溶液(95/5 v/v,1.
0M)に、アクロレイン(214μL,3.21mmol)続いて1−アセトキ
シブタジエン(127μL,1.07mmol)を添加した。得られた溶液を、
このジエンが消費されるまで攪拌した(GLC分析、CC−1701カラム、5
0℃等温で10分、次いで240℃等温まで50℃/分、25psi);cis
−1−アセトキシブタジエンのt=4.5分、trans−1−アセトキシブ
タジエンのt=4.7分、シクロヘキサ−1,3−ジエンカルボアルデヒドの
=12.0分、1,4−ジメトキシベンゼンのt=13.0分、tran
s−酢酸 6−ホルミル−シクロヘキサ−2−エニルエステルのt=13.7
分、cis−酢酸 6−ホルミル−シクロヘキサ−2−エニルエステルのt
13.8分。酢酸 6−ホルミル−シクロヘキサ−2−エニルエステルおよび1
,4−ジメトキシベンゼンのピーク面積の比較によって、72%のGLC収率を
決定した;85%ee。H NMR、13C NMR、およびIRのデータは
、以前に報告した値と一致した(Gouesnardら(1974)Tetra
hedron 30:151。鏡像体過剰率を、BodmanΓ−TAカラム(
100℃、1mL/分)を使用するGLC分析によって決定した:t=34.
0分および47.9分。
【0099】 (実施例13) (エナンチオ選択性の研究) α,β−不飽和アルデヒドと種々のジエンとの間のDiels−Alder反
応をエナンチオ選択的に触媒するキラルアミンの能力を評価した。この反応につ
いての提唱される機構を、スキーム1に要約する。そこに示されるように、鏡像
的に純粋な(enantiopure)アミンとのアルデヒド(1)の縮合は、
活性化イミニウム(iminium)イオン(2)の形成を生じ、これが、今度
はジエン反応パートナーと係合(engage)する。従って、Diels−A
lder環化付加は、イミニウムイオン(3)の形成を導き、これは、加水分解
の際に、このキラルアミン触媒を再構成しながら、鏡像的に富化された(ena
ntio−enriched)環化付加生成物(4)を生じる。
【0100】
【化25】 このエナンチオ選択的な触媒Diels−Alder戦略を、最初にシクロペン
タジエンおよび(E)−シンナムアルデヒド、ならびに一連のキラルな二級アミ
ンHCl塩を使用して評価した。表1において明らかなように、このLUMO低
下戦略は、Diels−Aider付加物を良好な収率かつ中程度の立体選択性
で提供する触媒量(10mol%)の(S)−プロリンおよび(S)−アベリン
(aberine)誘導メチルエステルの両方を使用して成功した(表1、エン
トリー1および2、>80%、exo:endo 2.3−2.7:1、48−
59%ee)。次いで、環化付加工程のエナンチオ面の(enantiofac
ial)識別を増大する試みにおいて、イミニウムイオンの形成における高レベ
ルの立体制御を行うために、触媒を設計した。C−対称なアミン5および6を
用いると、エナンチオ制御における有意な増大が観察された(エントリー3およ
び4、>82%収率、exo:endo 2.6−3.6:1、57−74%e
e)。触媒の構築での立体的束縛の使用を介するイミニウムイオンの制御は、最
高レベルのπ面の識別を提供することが見出された。90%の収率(エントリー
3)でDiels−Alder付加物を提供することがイミダゾリジノン3によ
って示される、高レベルのエナンチオ選択性(92%ee)および触媒効率(5
mol%)は、このようなアミン塩の最適な有機触媒としての有用性を確証する
【0101】 表1 シンナムアルデヒドとシクロペンタジエンとの間の有機的に触媒された
Diels−Alder反応
【0102】
【表1】 引き続く実験(これは、ジエノフィル反応成分の範囲を調査する)を、表2に要
約する。オレフィン置換基の立体的な寄与における変化(R=Me、Pr、i
−Pr エントリー1〜3)を、収率またはエナンチオ選択性の損失なく見出し
た(>75%の収率、endo ee>90%、exo ee>84%)。この
ジエノフィル成分はまた、このジエノフィル上の芳香族基にも寛容性である(エ
ントリー4〜5、89%の収率、endo ee>93%、exo ee>91
%)。この方法論の調製的有用性を確認するために、シクロペンタジエンのシン
ナムアルデヒドへの付加を、触媒7を用いて50−mmolの規模で行った。
【0103】 表2 シクロペンタジエンと代表的なジエノフィルとの間の有機的に触媒され
たDiels−Alder環化付加
【0104】
【表2】 このアミン触媒Diels−Alder環化付加はまた、ジエン構造に関して
一般的である(表3)。1,3−ジフェニルイソベンゾフランおよびシクロヘキ
サジエン(エントリー1および2)を用いて明らかなように、ジエン構造の範囲
は、立体制御における損失なしで使用され得る(エントリー1、収率75%、3
5:1 exo:endo、96%ee;エントリー2、収率82%、1:14 exo:endo、94%ee)。この方法論は、アセトキシ、アルキル、ホ
ルミルおよびアリール置換基を含む多くのシクロヘキセニルビルディングブロッ
クへの、高レベルの位置選択性、ジアステレオ選択性、およびエナンチオ選択性
でのアクセスを可能にする(エントリー3〜6 収率72〜89%、1:5−1
:11 exo:endo、83−90%ee)。表2および3に示される反応
が、有酸素大気下で、含水溶媒および安価なベンチ安定性の(bench−st
able)触媒を使用して行われ、本発明の方法および組成物の調製的利点をさ
らに強調することにもまた注目すべきである。
【0105】 表3 アクロレインまたはクロトンアルデヒドと代表的なジエンとの間の有機
的に触媒されたDiels−Alder環化付加
【0106】
【表3】 (R)−ホルミルDiels−Alder付加物のエナンチオ選択的な形成は
、イミダゾリジノン触媒7に関与する全ての場合において観察され、そしてこれ
は計算されたイミニウムイオンモデルMM3−9(MM3力場を用いるMont
e−Carloシミュレーション;Macromodel V6.5)と一致す
る。構造MM3−9の検査は、2つの顕著な立体制御要素を明らかにする:(i
)付随するオレフィンと立体的に妨げられるジメチル保有炭素との間の非結合相
互作用を回避するための、(E)−イミニウム異性体の強制的な形成、および(
ii)触媒骨格上のかさ高いベンジル基(これは、不飽和イミニウムイオンのR
e面を効率的に遮蔽し、Si面を環化付加に露出させたままにする)。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の触媒組成物を使用して触媒される、ディールス−アルダー反
応を概略的に示す。
【図2】 図2は、本発明の触媒組成物を使用して触媒される、シクロプロパン化反応を
概略的に示す。
【図3】 図3は、本発明の触媒組成物を使用して触媒される、エポキシ化反応を概略的
に示す。
【図6】 図6は、本発明の触媒組成物を使用して触媒される、フランの1,4−共役付
加を概略的に示す。
【図7】 図7は、本発明の触媒組成物を使用して触媒される、ニトロメタンの1,4−
共役付加を概略的に示す。
【図8】 図8は、2つの可能なエナンチオマー生成物が生じ得る、シクロペンタジエン
とα,β−不飽和カルボニル化合物との間のディールス−アルダー反応を概略的
に示す。
【図9】 図9は、キラルな第二級アミンを使用して触媒される反応を概略的に示し、こ
こで、このプロセスのエナンチオ選択性および所望の生成物のキラリティーが、
制御され得る。
【図10】 図10は、本発明の触媒反応を実施するために使用され得る製造方法を示すフ
ローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07D 233/32 C07D 233/32 301/14 301/14 307/46 307/46 493/08 493/08 A // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 アーレント, カテリ エイ. アメリカ合衆国 カリフォルニア 94720, バークレー, リッジ ロード 2516, アパートメント 1 Fターム(参考) 4C037 HA18 4C071 AA03 AA07 BB01 BB05 CC11 DD08 EE05 FF15 GG01 GG03 JJ01 KK01 LL01 LL07 4H006 AA02 AC21 AC28 BA50 BA51 BA66 BJ20 BQ20 KA30 4H039 CA40 CA42 CH40

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第2の反応体との反応によってα,β−不飽和カルボニル化
    合物を変換するためのプロセスであって、該プロセスは、以下: 該α,β−不飽和カルボニル化合物の最低空軌道(LUMO)のエネルギーレ
    ベルを下げるのに有効な触媒組成物の存在下で、該α,β−不飽和カルボニル化
    合物と該第2の反応体とを反応させる工程であって、該触媒組成物は、第2級ア
    ミン、ならびに無機Bronsted酸、カルボン酸およびそれらの混合物から
    なる群から選択される酸を含み、ここで、該α,β−不飽和カルボニル化合物は
    、以下の式(II)の構造を有し: 【化1】 ここで、 Rは、ヒドリド、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒ
    ドロカルビル、置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、またはシリルであり、そし
    て、 R、RおよびRは、独立して、ヒドリド、ヒドロキシル、スルフヒドリ
    ル、アミノ、置換アミノ、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ原子含
    有ヒドロカルビル、置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、シリルおよびホスフィ
    ノからなる群から選択されるか、あるいは、 R、R、RおよびRのうち2つ以上は、一緒になって、環構造であり
    、 ここで、該第2の反応体は、該触媒組成物の存在下で、該化合物の低下したLU
    MOによって該α,β−不飽和カルボニル化合物と反応し得、 ただし、該ヘテロ原子が窒素原子である場合、ヘテロ原子含有活性化物質は、
    第1級アミンまたは第2級アミンである、工程、 を包含する、プロセス。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のプロセスであって、前記第2級アミンが、
    以下の式(III)の構造を有し: 【化2】 ここで、 RおよびRは、独立して、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ
    原子含有ヒドロカルビル、および置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビルからなる群
    から選択されるか、または RおよびRは、一緒になって、環構造である、プロセス。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のプロセスであって、RおよびRは、独
    立して、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル
    、および置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビルからなる群から選択される、プロセ
    ス。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載のプロセスであって、RおよびRは、一
    緒になって、環構造である、プロセス。
  5. 【請求項5】 請求項2に記載のプロセスであって、前記環は、必要に応じ
    て置換された3〜15員の環状部分である、プロセス。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載のプロセスであって、前記第2級アミンは、
    以下の式(IV)の構造を有し: 【化3】 ここで、 nは、0または1であり、 Xは、50個までの原子を含む部分であり、そしてヒドロカルビレン、置換ヒ
    ドロカルビレン、ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン、および置換ヘテロ原子含有
    ヒドロカルビレンからなる群から選択され、そして、 XおよびXは、独立して、置換メチレンまたは非置換メチレンである、プ
    ロセス。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載のプロセスであって、前記第2級アミンが、
    以下の式(V)の構造を有し: 【化4】 ここで、 R、R、RおよびR10は、独立して、ヒドリド、ヒドロキシル、スル
    フヒドリル、アミノ、置換アミノ、カルボキシル、アルキル、ヘテロアルキル、
    置換アルキル、アルケニル、ヘテロアルケニル、置換アルケニル、アルキニル、
    ヘテロアルキニル、置換アルキニル、アリール、ヘテロアリール、または置換ア
    リールであるか、または、 RおよびRならびに/またはRおよびR10は、一緒になって、カルボ
    ニル基=Oを形成する、プロセス。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載のプロセスであって、Xは、−(CR11 12 )−(X−(CR1314−であり、従って、前記第2級アミ
    ンは、以下の式(VI)の構造を有し: 【化5】 ここで、Xは、O、S、NH、N(アルキル)またはCR1516であり、
    qは、0または1であり、tは、0または1であり、そしてR11〜R16は、
    〜R10について定義された通りである、プロセス。
  9. 【請求項9】 請求項2、6、7または8に記載のプロセスであって、前記
    第2級アミンは、キラル化合物である、プロセス。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載のプロセスであって、前記第2級アミンは
    、不斉の軸、面または中心に対してキラルである、プロセス。
  11. 【請求項11】 請求項10に記載のプロセスであって、前記第2級アミン
    は、不斉の中心に対してキラルである、プロセス。
  12. 【請求項12】 請求項1に記載のプロセスであって、前記酸は、無機Br
    onsted酸である、プロセス。
  13. 【請求項13】 請求項1に記載のプロセスであって、前記酸は、カルボン
    酸である、プロセス。
  14. 【請求項14】 請求項1に記載のプロセスであって、前記第2の反応体は
    、1,3−ジエンであり、そして前記反応は、Diels−Alder反応であ
    る、プロセス。
  15. 【請求項15】 請求項1に記載のプロセスであって、前記第2の反応体は
    、π結合、孤立電子対を有するヘテロ原子、または負電荷を含む求核試薬であり
    、そして前記反応は、Michael付加である、プロセス。
  16. 【請求項16】 請求項1に記載のプロセスであって、前記第2の反応体は
    、硫黄イリドであり、前記反応は、シクロプロパン化である、プロセス。
  17. 【請求項17】 請求項1に記載のプロセスであって、前記第2の反応体は
    、有機ペルオキシドであり、前記反応は、エポキシ化である、プロセス。
  18. 【請求項18】 請求項1に記載のプロセスであって、中間体は、前記α,
    β−不飽和カルボニル化合物と前記アミンとの反応によって形成され、該中間体
    は、正に荷電したα,β−不飽和イミンを含む、プロセス。
  19. 【請求項19】 アキラルな出発物質からキラルな生成物を生成するための
    方法であって、該方法は、以下: (a)以下の構造式(I)を有する基質を提供する工程であって: 【化6】 ここで、FGは、官能基を構成し、Rは、ヒドリド、ヒドロカルビル、置換ヒ
    ドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、置換ヘテロ原子含有ヒドロカル
    ビル、またはシリルであり、そして必要に応じて、FGに直接または間接的に共
    有結合され、そしてQおよびQは、独立して、OR、SR、N(R 、NR(OR)、NR(SR)、およびNR−N(Rからな
    る群から選択されるか、またはQおよびQは、一緒になって、=Qを形成し
    、ここで、Qは、O、S、NR、N(OR)、N(SR)およびN−N(
    である、工程; (b)該基質を、第1の触媒前駆体および第2の触媒前駆体を含む触媒組成物
    と接触させて、キラルな中間体を提供する工程であって、該第1の触媒前駆体は
    、キラルなヘテロ原子含有活性化物質であり、そして該第2の触媒前駆体は、無
    機Bronsted酸、カルボン酸およびそれらの混合物からなる群から選択さ
    れる酸であり、ただし、該ヘテロ原子が窒素である場合、該ヘテロ原子含有活性
    化物質は、第1級アミンまたは第2級アミンであり、そしてQおよびQが、
    一緒になって、=NRまたは=N(OR)を形成する場合、該ヘテロ原子含
    有活性化物質は、第2級アミン以外である、工程; (c)該アキラルな出発物質と工程(b)で形成された該キラルな中間体とを
    反応させて、少なくとも1つの新たに形成された共有結合を、該官能基FG内に
    提供する工程;ならびに (d)工程(c)の生成物を、該キラルなヘテロ原子含有活性化物質を再生し
    、かつ鏡像異性的に純粋な形態の所望のキラルな生成物を提供するために有効な
    試薬で処理する工程、 を包含する、方法。
  20. 【請求項20】 アキラルな出発物質からキラルな生成物を調製するための
    方法であって、該方法は、以下: (a)α,β−不飽和カルボニル化合物と反応し得る分子構造を有するアキラ
    ルな出発物質を提供する工程; (b)無機Bronsted酸、カルボン酸およびそれらの混合物からなる群
    から選択される酸の存在下で、第1級アミンおよび第2級アミンからなる群から
    選択されるキラルなアミンとα,β−不飽和カルボニル化合物とを反応させて、
    正に荷電したキラルなα,β−不飽和イミニウムイオンを中間体として提供する
    工程; (c)該アキラルな出発物質と該α,β−不飽和イミニウムイオンとを反応さ
    せて、それらの間に1つ以上の新たに形成された共有結合を提供する工程;なら
    びに (d)工程(c)の生成物を、該キラルなアミンを再生し、かつ鏡像異性的に
    純粋な形態の所望のキラルな生成物を提供するために有効な試薬で処理する工程
    、 を包含する、方法。
  21. 【請求項21】 官能基を含む化合物を触媒的に変換して、該官能基が少な
    くとも1つの新たに形成された共有結合を含む生成物を提供するためのプロセス
    であって、該プロセスは、以下: (a)以下の構造式(I)を有する第1の反応体と、(b)α,β−不飽和カ
    ルボニル化合物の最低空軌道(LUMO)のエネルギーレベルを下げるのに有効
    な触媒組成物とを反応させる工程であって: 【化7】 ここで、 FGは、官能基を構成し、Rは、ヒドリド、ヒドロカルビル、置換ヒドロカ
    ルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、
    またはシリルであり、そして必要に応じて、FGに直接または間接的に共有結合
    され、そしてQおよびQは、独立して、OR、SR、N(R、N
    (OR)、NR(SR)、およびNR−N(Rからなる群か
    ら選択されるか、またはQおよびQは、一緒になって、=Qを形成し、ここ
    で、Qは、O、S、NR、N(OR)、N(SR)およびN−N(R である、工程、 を包含する、プロセス。
  22. 【請求項22】 請求項21に記載のプロセスであって、FGは、Qおよ
    びQに結合した炭素に対してα位およびβ位である2つの原子の間にπ結合を
    含む、プロセス。
  23. 【請求項23】 請求項22に記載のプロセスであって、FGは、A=Bま
    たはA≡Bを含み、ここで、Aは、CまたはNであり、そしてBは、N、Cまた
    はOである、プロセス。
  24. 【請求項24】 請求項23に記載のプロセスであって、FGは、C=C、
    C=C=C、C≡C、C=N、C≡N、C=OまたはC=Sを含む、プロセス。
  25. 【請求項25】 請求項24に記載のプロセスであって、FGは、アルケニ
    ルであり、そしてQおよびQは、一緒になって、=Oを形成し、その結果、
    前記第1の反応体が、α,β−不飽和カルボニル化合物である、プロセス。
  26. 【請求項26】 請求項25に記載のプロセスであって、Rは、ヒドリド
    以外であり、その結果、前記第1の反応体は、α,β−不飽和ケトンである、プ
    ロセス。
  27. 【請求項27】 請求項25に記載のプロセスであって、Rは、ヒドリド
    であり、その結果、前記第1の反応体は、α,β−不飽和アルデヒドである、プ
    ロセス。
  28. 【請求項28】 請求項21に記載のプロセスであって、前記ヘテロ原子は
    、窒素、酸素、硫黄およびリンからなる群から選択される、プロセス。
  29. 【請求項29】 請求項28に記載のプロセスであって、前記ヘテロ原子は
    、窒素である、プロセス。
  30. 【請求項30】 請求項21に記載のプロセスであって、前記ヘテロ原子含
    有活性化物質は、キラルな化合物である、プロセス。
  31. 【請求項31】 請求項21に記載のプロセスであって、前記酸は、無機B
    ronsted酸である、プロセス。
  32. 【請求項32】 請求項21に記載のプロセスであって、前記酸は、カルボ
    ン酸である、プロセス。
  33. 【請求項33】 官能基を含む化合物を触媒的に変換して、該官能基が少な
    くとも1つの新たに形成された共有結合を含む生成物を提供するためのプロセス
    であって、該プロセスは、以下: (a)以下の構造式(I)を有する第1の反応体と、(b)第2の反応体を、
    (c)該第1の反応体の最低空軌道(LUMO)のエネルギーレベルを下げるの
    に有効な触媒の存在下で反応させる工程であって: 【化8】 ここで、 FGは、官能基を構成し、Rは、ヒドリド、ヒドロカルビル、置換ヒドロカ
    ルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、
    またはシリルであり、そして必要に応じて、FGに直接または間接的に共有結合
    され、そしてQおよびQは、独立して、OR、SR、N(R、N
    (OR)、NR(SR)、およびNR−N(Rからなる群か
    ら選択されるか、またはQおよびQは、一緒になって、=Qを形成し、ここ
    で、Qは、O、S、NR、N(OR)、N(SR)およびN−N(R であり、 該触媒は、15族または16族のヘテロ原子を含む非金属活性化物質からなる
    ヘテロ原子含有活性化物質の塩、ならびに無機Bronsted酸、カルボン酸
    およびそれらの混合物からなる群から選択される酸を含み、 ここで、該第2の反応体は、該触媒の存在下で、該第1の反応体の低下したL
    UMOにより該第1の反応体と反応し得、 ただし、該ヘテロ原子が窒素である場合、該ヘテロ原子含有活性化物質は、第
    1級アミンまたは第2級アミンであり、そしてQおよびQが一緒になって、
    =NRまたは=N(OR)を形成する場合、該ヘテロ原子含有活性化物質は
    、第2級アミン以外である、工程、 を包含する、プロセス。
  34. 【請求項34】 化学反応であって、以下の構造式(I)を有する第1の反
    応体からなる第1の反応体は、該第1の反応体の最低空軌道(LUMO)のエネ
    ルギーレベルを下げるのに有効な触媒組成物の存在下で、第2の反応体と反応し
    : 【化9】 ここで、 FGは、官能基を構成し、Rは、ヒドリド、ヒドロカルビル、置換ヒドロカ
    ルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、
    またはシリルであり、そして必要に応じて、FGに直接または間接的に共有結合
    され、そしてQおよびQは、独立して、OR、SR、N(R、N
    (OR)、NR(SR)、およびNR−N(Rからなる群か
    ら選択されるか、またはQおよびQは、一緒になって、=Qを形成し、ここ
    で、Qは、O、S、N(SR)またはN−N(Rであり、 該触媒は、第1の触媒前駆体および第2の触媒前駆体を含み、ここで、該第1
    の触媒前駆体は、15族または16族のヘテロ原子を含む非金属活性化物質から
    なるヘテロ原子含有活性化物質であり、そして該第2の触媒前駆体は、無機Br
    onsted酸、カルボン酸およびそれらの混合物からなる群から選択される酸
    であり、ここで、 該第2の反応体は、該触媒の存在下で、該第1の反応体の低下したLUMOに
    よって該第1の反応体と反応し得、 ただし、該ヘテロ原子が窒素である場合、該ヘテロ原子含有活性化物質は、第
    1級アミンまたは第2級アミンであり、そしてQおよびQが一緒になって、
    =NRまたは=N(OR)を形成する場合、該ヘテロ原子含有活性化物質は
    、第2級アミン以外である、 化学反応。
  35. 【請求項35】 化学反応であって、α,β−不飽和カルボニル化合物から
    なる第1の反応体は、該α,β−不飽和カルボニル化合物の最低空軌道(LUM
    O)のエネルギーレベルを下げるのに有効な触媒組成物の存在下で、第2の反応
    体と反応し、該触媒組成物は、第1の触媒前駆体および第2の触媒前駆体を含み
    、ここで、該第1の触媒前駆体は、15族または16族のヘテロ原子を含む非金
    属活性化物質であり、そして、該第2の触媒前駆体は、無機Bronsted酸
    、カルボン酸、およびそれらの混合物からなる群から選択される酸であり、ここ
    で、該第2の反応体は、該触媒組成物の存在下で、該化合物の低下したLUMO
    によって該α,β−不飽和カルボニル化合物と反応し得、ただし、該ヘテロ原子
    が窒素である場合、該ヘテロ原子含有活性化物質は、第1級アミンまたは第2級
    アミンである、 化学反応。
  36. 【請求項36】 請求項33に記載のプロセスであって、前記触媒は、(5
    S)−5−ベンジル−2,2,3−トリメチルイミダゾリジン−4−オンヒドロ
    クロリドを含む、プロセス。
JP2001553249A 2000-01-18 2001-01-18 非金属有機触媒組成物を使用する基質の化学変換 Withdrawn JP2003520261A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/484,082 US6369243B1 (en) 2000-01-18 2000-01-18 Chemical transformation of substrates using nonmetallic, organic catalyst compositions
US09/484,082 2000-01-18
PCT/US2001/002022 WO2001053241A1 (en) 2000-01-18 2001-01-18 Chemical transformation of substrates using nonmetallic, organic catalyst compositions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003520261A true JP2003520261A (ja) 2003-07-02

Family

ID=23922662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001553249A Withdrawn JP2003520261A (ja) 2000-01-18 2001-01-18 非金属有機触媒組成物を使用する基質の化学変換

Country Status (6)

Country Link
US (2) US6369243B1 (ja)
EP (1) EP1257519A1 (ja)
JP (1) JP2003520261A (ja)
AU (2) AU3450501A (ja)
CA (1) CA2397650A1 (ja)
WO (1) WO2001053241A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018529638A (ja) * 2015-07-29 2018-10-11 ソルヴェイ(ソシエテ アノニム) フッ化環状カーボネートの製造方法及びリチウムイオン電池のためのそれらの使用

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6784323B2 (en) * 2001-06-29 2004-08-31 California Institute Of Technology Enantioselective transformation of α,β-unsaturated aldehydes using chiral organic catalysts
US7173139B2 (en) * 2001-06-29 2007-02-06 California Institute Of Technology Enantioselective 1,4-addition of aromatic nucleophiles to α,β-unsaturated aldehydes using chiral organic catalysts
ATE391713T1 (de) * 2001-12-05 2008-04-15 California Inst Of Techn Enantioseletive umwandlung von alpha,beta- ungesättigten ketonen unter verwendung chiraler organischer katalysatoren
WO2003089396A1 (en) * 2002-04-19 2003-10-30 California Institute Of Technology Direct, enantioselective aldol coupling of aldehydes using chiral organic catalysts
GB0217499D0 (en) 2002-07-29 2002-09-04 Novartis Ag Analytical process
ITMI20041211A1 (it) * 2004-06-16 2004-09-16 Endura Spa Catalizzatori a base di complessi metallici per la sintesi di acido crisantemico otticamente attivo
US7323604B2 (en) * 2004-11-19 2008-01-29 California Institute Of Technology Hydride reduction of α,β-unsaturated carbonyl compounds using chiral organic catalysts
US7265249B2 (en) * 2005-01-18 2007-09-04 California Institute Of Technology Enantioselective alpha-fluorination of aldehydes using chiral organic catalysts
JP5116694B2 (ja) * 2006-01-19 2013-01-09 エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ 不均一キラル触媒
US8157016B2 (en) * 2009-02-23 2012-04-17 Halliburton Energy Services, Inc. Fluid metering device and method for well tool
CN101585812B (zh) * 2009-06-17 2011-05-25 浙江工业大学 一种(s)型硫代咪唑啉酮类化合物的制备方法
US8637699B2 (en) 2011-04-15 2014-01-28 Lyondell Chemical Technology, L.P. Process for the manufacture of acetic acid
ES2770113T3 (es) 2015-07-02 2020-06-30 Horizon Orphan Llc Análogos de la cisteamina resistentes a la ADO y sus usos
WO2018039155A1 (en) * 2016-08-24 2018-03-01 The Regents Of The University Of California Selective solid catalyst for tail end of olefin-epoxidation flow reactor

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS574930A (en) 1980-05-02 1982-01-11 Nippon Soda Co Ltd Synthesis of alpha,beta-unsaturated ketone
US4324884A (en) 1980-09-25 1982-04-13 General Electric Company Organic amine catalyzed method for making polyetherimide
JPH0769609B2 (ja) 1987-02-09 1995-07-31 日本電信電話株式会社 感光性樹脂組成物
DE3821197A1 (de) 1988-06-23 1989-12-28 Basf Ag Verfahren zur herstellung von (alpha),(beta)-ungesaettigten ketonen
NL9001786A (nl) 1990-08-08 1992-03-02 Stamicarbon Werkwijze voor de bereiding van gesubstitueerde pyridines via 1-aza-1,3-butadienen en de tussenprodukten 1-aza-1,3-butadienen.
FR2757850B1 (fr) * 1996-12-27 1999-04-16 Inst Francais Du Petrole Procede ameliore pour la condensation dienique dite reaction de diels-alder
GB9805107D0 (en) 1998-03-10 1998-05-06 Bp Chem Int Ltd Catalyst and use therof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018529638A (ja) * 2015-07-29 2018-10-11 ソルヴェイ(ソシエテ アノニム) フッ化環状カーボネートの製造方法及びリチウムイオン電池のためのそれらの使用

Also Published As

Publication number Publication date
CA2397650A1 (en) 2001-07-26
US6369243B1 (en) 2002-04-09
WO2001053241A1 (en) 2001-07-26
AU3450501A (en) 2001-07-31
AU2001234505B2 (en) 2005-08-25
US6307057B1 (en) 2001-10-23
EP1257519A1 (en) 2002-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Giacalone et al. Low-loading asymmetric organocatalysis
Adrio et al. Recent advances in the catalytic asymmetric 1, 3-dipolar cycloaddition of azomethine ylides
Russo et al. Enantioselective organocatalytic α-heterofunctionalization of active methines
Li et al. Highly enantioselective Michael addition of malononitrile to α, β-unsaturated ketones
JP2003520261A (ja) 非金属有機触媒組成物を使用する基質の化学変換
Zhao et al. Asymmetric synthesis of dihydrocoumarins via catalytic sequential 1, 6-addition/transesterification of α-isocyanoacetates with para-quinone methides
AU2001234505A1 (en) Chemical transformation of substrates using nonmetallic, organic catalyst compositions
JP2706851B2 (ja) 鏡像異性選択的オキサアザボロリジン触媒
Seebach et al. Preparation and Characterization of New C2‐and C1‐Symmetric Nitrogen, Oxygen, Phosphorous, and Sulfur Derivatives and Analogs of TADDOL. Part III: Some New Chiral Brønsted Acids for Organocatalysis and pKa Values in MeO(CH2) 2 OH/H2O–A Survey
CN111909016A (zh) 2`-羟基-α,β-不饱和酮与双烯体环加成反应合成光学活性环己烯类化合物的方法
Cui et al. Enantioselective catalytic epoxidation of α, β-enones promoted by fluorous α, α-diaryl-L-prolinols
US6515137B2 (en) Catalytic processes employing chiral imidazolidinone-based catalyst composition
US20080125310A1 (en) Hydride reduction of alpha, beta-unsaturated carbonyl compounds using chiral organic catalysts
JP2014040476A (ja) 有機塩並びにキラル有機化合物の製造方法
AU2001229670A1 (en) Acid addition salts of imidazolidinones as reaction catalysts
US20030220507A1 (en) Enantioselective transformation of alpha,beta-unsaturated ketones using chiral organic catalysts
US6784323B2 (en) Enantioselective transformation of α,β-unsaturated aldehydes using chiral organic catalysts
Zhang et al. Synthesis of new chiral cis‐3‐hydroxyazetidines and their application in diethylzinc addition to aldehydes
Kucherenko et al. Stereospecific diaza-Cope rearrangement as an efficient tool for the synthesis of DPEDA pyridine analogs and related C 2-symmetric organocatalysts
Lal et al. Allylsilane as a versatile handle in photoredox catalysis
Grau Development of Copper-Catalyzed Cycloadditions and Organocatalyzed Domino Reactions
Hu Organocatalysis Inspired Chemistry of Aldehydes
Slak The Development of Chiral Titanocenes as Photoredox Catalysts
AU2005242134A1 (en) Chemical transformation of substrates using nonmetallic, organic catalyst compositions
De Fusco Stereoselective carbon-carbon and carbon-heteroatom bond formation mediated by bifunctional organocatalysts

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080401