JP2005029538A

JP2005029538A - 光学活性ビナフトールの製造法

Info

Publication number: JP2005029538A
Application number: JP2003272674A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Tsubaki; 一典椿; Kaoru Fuji; 薫冨士; Hiroyuki Tanaka; 弘之田中; Koji Morikawa; 浩至森川
Original assignee: Tokyo Kasei Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokyo Chemical Industries Co Ltd
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】
本発明の課題は、ビナフトール類のラセミ体混合物から簡便な方法で高い光学純度の光学活性ビナフトールを得ることである。
【解決手段】
本発明はラセミ体のビナフトールの光学分割剤として光学活性アミノ酸を用いることにより、溶解度の異なるジアステレオマーを生成し、その溶解度の違いを利用することで光学分割を可能とし、上記課題を解決した。
【選択図】
なし

Description

本発明は、光学活性ビナフトールの簡便な製造法に関するものであって、有機合成を始めとして、医薬品、農薬、香料、液晶等で求められている光学活性化合物の製造における不斉配位子およびキラルビルディングブロックとして有用な光学活性ビナフトールの製造法を提供するものである。

光学活性ビナフトールは不斉合成における不斉配位子およびキラルビルディングブロックとして広く用いられている。例えば、2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチルを配位子としたアルミニウム錯体、6,6'-ジブロモ-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチルを配位子としたチタン錯体は、医薬、農薬、香料、液晶等に利用されている光学活性フッ素化合物の合成に用いられている。また、3,3'-ジヒドロキシ-2,2'-ジメトキシ-1,1'-ビナフチルは、有機ゼオライトとして利用できる光学活性クォーターナフタレンのキラルビルディングブロックとして用いられている。

従来、光学活性ビナフトールを製造する方法として、二量化によって直接光学活性ビナフトールを合成する方法とラセミ体のビナフトールを光学分割する方法がある。二量化によって直接光学活性ビナフトールを合成する方法として、光学活性バナジウム錯体を触媒とし、2-ヒドロキシ-3-ベンジルオキシナフタレンを酸化的二量化する方法（例えば非特許文献１）、D-アンフェタミン硫酸塩を用いて、2-ヒドロキシナフタレンを二量化する方法（例えば非特許文献２）が報告されている。

一方、ラセミ体のビナフトールを光学分割する方法として、ラセミ体の2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチルにオキシ塩化りんを作用させ、シンコニンを用いて光学分割し、メチルエステルとした後、還元する方法（例えば非特許文献３）、あるいはホウ酸を作用させ、(R)-(+)-α-メチルベンジルアミン（例えば非特許文献４）や (S)-プロリン（例えば非特許文献５）を用いて光学分割する方法、ラセミ体の2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチルを(1R,2R)-1,2-ジアミノシクロヘキサン（例えば非特許文献６）や(S)-プロリン（例えば非特許文献７）を用いて光学分割する方法が報告されている。また、ラセミ体の3,3'-ジヒドロキシ-2,2'-ジメトキシ-1,1'-ビナフチルをアセチル化し、リパーゼによって選択的に加水分解する方法（例えば非特許文献８）が報告されている。

S. -W. Hon, C. -H. Li, J. -H. Kuo, N. B. Barhate, Y. -H. Liu, Y. Wang, C. -T. Chen, Organic Lett., 3, 869 (2001) J. Brussee, A. C. A. Jansen, Tetrahedron Lett., 24, 3261 (1983) J. Jacques, C. Fouquey, Tetrahedron Lett., 48, 4617 (1971) M. Periasamy, L. Venkatraman, S. Sivakumar, N. Sampathkumar, C. R. Ramanathan, J. Org. Chem., 64, 7643 (1999) Z. Shan, Y. Xiong, D. Zhao, Tetrahedron, 55, 3893 (1999) M. Kawashima, A. Hirayama, Chem. Lett., 2299 (1990) M. Periasamy, A. S. B. Prasad, J. V. B. Kanth, Ch. K. Reddy, Tetrahedron: Asymmetry, 6, 341 (1995) K. Tanaka, T. Furuta, K. Fuji, Y. Miwa, T. Taga, Tetrahedron Asymmetry, 7, 2199 (1996)

しかしながら、光学活性バナジウム錯体を触媒とし、2-ヒドロキシ-3-ベンジルオキシナフタレンを酸化的二量化する方法は、人体および環境への悪影響から工業的に使用することができない四塩化炭素を溶媒とし、反応終了までに数日間を要する。また、触媒である光学活性バナジウム錯体の入手が難しいという問題点も有している。D-アンフェタミン硫酸塩を用いて、2-ヒドロキシナフタレンを二量化する方法は、毒性の強いD-アンフェタミン硫酸塩を用いるため、取り扱いに注意を要する。一般に、二量化によって直接光学活性ビナフトールを合成する方法に用いられる触媒は高価あるいは毒性が強いといった問題点があり、また、その不斉収率も高くない。そのため、利用し難い方法である。

ラセミ体の2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチルにオキシ塩化りんを作用させ、加水分解後、シンコニンを用いて光学分割し、メチルエステルとした後、還元する方法、あるいはホウ酸を作用させて(R)-(+)-α-メチルベンジルアミンや(S)-プロリンを用いて光学分割する方法は操作が煩雑であるという問題点を有している。また、3,3'-ジベンジルオキシ-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチルを基質とした場合、晶析できないという問題点を有している。ラセミ体の2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチルを(1R,2R)-1,2-ジアミノシクロヘキサンや(S)-プロリンによって光学分割する方法は、満足する光学純度を得るためには再結操作を３回以上繰返す必要があり、満足できるものではない。ラセミ体の3,3'-ジヒドロキシ-2,2'-ジメトキシ-1,1'-ビナフチルをアセチル化し、リパーゼによって選択的に加水分解する方法は、酵素を用いるため、利用できる溶媒が限られており、基質濃度が低く、多量の溶媒を必要とする。また、加水分解に長時間必要であり、満足できるものではない。そのため、簡便な操作でビナフトールを光学分割する方法が強く求められている。

そこで、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。本発明はビナフトールの光学分割に関するもので、簡便な操作で光学活性ビナフトールを提供するものである。本発明の代表的な例として3,3'-ジベンジルオキシ-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチルの光学分割を取り上げ、本発明を明らかにする。これは例示であって本発明を限定するものではない。

3,3'-ジベンジルオキシ-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチル(A)と(B)の混合物とN-tert-ブトキシカルボニル-L-アラニン（Boc-L-Ala-OH）を下記反応式１

に示すとおり反応させ、ジアステレオマー(C)と(D)に導く。得られた(C)と(D)の混合物に水とエーテルを加え、エーテル層を分離し、乾固させ、これにエーテル−石油エーテルを加え、(C)と(D)の溶解度の違いにより(D)が溶解する。これをろ過することにより(C)が得られる。なお、ろ液をカラムクロマトグラフィーで分離することにより(D)も得られる。得られた(C)および(D)を下記反応式２

に示すとおりそれぞれ加水分解することによって、光学活性3,3'-ジベンジルオキシ-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチル(A)および(B)が得られる。

上記例示のBoc-L-Ala-OHの代わりにN-tert-ブトキシカルボニル-D-アラニンを用いて3,3'-ジベンジルオキシ-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチルの光学分割を行う場合、上記例示とは逆に、ビナフトール(B)から誘導されたジアステレオマーが得られる。そして、同様の操作により光学活性3,3'-ジベンジルオキシ-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチル(A)あるいは(B)が得られる。したがって、本発明は、ラセミ体のビナフトールを光学活性アミノ酸と反応させ、得られたジアステレオマー混合物に有機溶媒を加え、溶解度の違いにより光学分割した後、得られたジアステレオマーを加水分解することによって簡便に光学活性ビナフトールを得ることができる。

上記のように、ラセミ体のビナフトールを光学活性アミノ酸と反応させて、得られたジアステレオマーの溶解度の違いにより光学分割した後、加水分解することにより、従来必要であった煩雑な操作を行わずに光学活性ビナフトールを得ることができる。これにより、有機合成を始めとして、医薬品、農薬、香料、液晶等で求められている光学活性化合物の製造における不斉配位子およびキラルビルディングブロックとして有用な光学活性ビナフトールを簡便に製造することができる。

以下に好ましい実施例を記載するが、これは例示であり、本発明を制限するものではない。

実施例１光学活性3,3'-ジベンジルオキシ-2,2'-ビス[2-(tert-ブトキシカルボニルアミノ)プロピオニルオキシ]-1,1'-ビナフチル（Boc-L-Ala-(S)-binaph）の合成
3,3'-ジベンジルオキシ-2,2'-ジヒドロキシビナフチル99.0g（0.20mol）、Boc-L-Ala-OH 94.0g（0.50mol）、ジメチルアミノピリジン1.0gをジメチルホルムアミド（600ml）に溶解し、反応液を氷冷しながら1-エチル-3-(ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩114.4g（0.60mol）を数回に分け加え、一晩攪拌した。その後、反応液をエーテル（1l）と水（1.5l）の混合溶液に加え、分液し、水層はエーテル（1l）で再び抽出した。抽出した有機層を合わせ、0.1mol/l塩酸水溶液（1l）、水（1l，２回）、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した後に溶媒を減圧留去し、エーテル（50ml）と石油エーテル（150ml）を加え、２日間放置し、ろ過することによって白色粉末状物質Boc-Ala-(S)-binaph 47.9g（収率30%）を得た。

得られたBoc-L-Ala-(S)-binaphの物性値を以下に示す。
融点：167-168℃
旋光度[α]_D ²⁰：-59（c=1.04, CHCl₃）
IR（KBr）：3450, 2979, 1772, 1712, 1621 cm^-1
¹H-NMR（200MHz, CDCl₃）：δ0.4-1.0 (br, 6H), 1.39 (s, 18H), 4.2-4.4 (m, 2H), 5.0-5.3 (m, 2H), 5.29 (s, 4H), 7.15 (d, J = 5.4Hz, 4H), 7.25-7.47 (m,14H), 7.77 (d, J = 7.8Hz, 2H)
MS (+APCI)：841.8 (M+1)⁺
元素分析（C₅₀H₅₂N₂O₁₀の理論値C 71.41, H 6.23, N 3.33）：実測値C 71.46, H 6.20, N 3.33

実施例２ (S)-3,3'-ジベンジルオキシ-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチルの合成
Boc-Ala-(S)-binaph 65.4g（77.8mmol）をテトラヒドロフラン（460ml）に溶解し、3.0mol/l水酸化ナトリウム水溶液78ml（0.23mol）を加え、アルゴン置換下、60℃で１１時間攪拌した。その後、溶媒を減圧留去し、酢酸エチル、水を残渣に加え、有機層を分取した。水層はエーテル（1l）で再び抽出した。抽出した有機層を合わせ、水（500ml）、0.1mol/l希塩酸（500ml）、水（500ml）、飽和食塩水（100ml）で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去し、薄黄色粘性物質を得た。これにエーテル（25ml）とn-ヘキサン（45ml）を加え晶析させ、洗浄し、薄黄色粉末状物質(S)-3,3'-ジベンジルオキシ-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチル35.3g（収率91%）を得た。

得られた(S)-3,3'-ジベンジルオキシ-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチルの物性値を以下に示す。
融点：131-133℃
旋光度[α]_D ²⁰：-56（c=1.02, CHCl₃），＞99%ee
HPLC t_R：21.7min（S）（Chiralcel AS，イソプロピルアルコール／n-ヘキサン＝20／80，1.25mL/min，λ＝254nm）

Claims

下記構造式

（ただし、R¹は水素、アルキルオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルオキシメチルオキシ基から選択される）および下記構造式

（ただし、R¹は水素、アルキルオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルオキシメチルオキシ基から選択される）で示されるビナフトール混合物に下記構造式

（ただし、R²、R³、R⁴、R⁵は任意の置換基から選択され、R²、R³の何れか一方は水素から選択され、R⁴、R⁵の何れか一方は水素から選択される。）で示される光学活性アミノ酸を反応させて、下記構造式

（ただし、R¹は水素、アルキルオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルオキシメチルオキシ基から選択され、R²、R³、R⁴、R⁵は任意の置換基から選択され、R²、R³の何れか一方は水素から選択され、R⁴、R⁵の何れか一方は水素から選択される。）および下記構造式

（ただし、R¹は水素、アルキルオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルオキシメチルオキシ基から選択され、R²、R³、R⁴、R⁵は任意の置換基から選択され、R²、R³の何れか一方は水素から選択され、R⁴、R⁵の何れか一方は水素から選択される。）で示されるビナフトール誘導体混合物を合成し、このビナフトール誘導体混合物に有機溶媒を加え、溶解度の違いにより光学分割し、次いでそれぞれを加水分解することにより、下記構造式

（ただし、R¹は水素、アルキルオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルオキシメチルオキシ基から選択される）および下記構造式

（ただし、R¹は水素、アルキルオキシ基、アリールアルキルオキシ基、アルキルオキシメチルオキシ基から選択される）で示される光学活性ビナフトールを製造する方法。
請求項１において、R¹がベンジルオキシ基、R²がメチル基、R³が水素、R⁴がtert-ブトキシカルボニル基、R⁵が水素、有機溶媒がエーテルと石油エーテルの混合溶媒である光学活性3,3'-ジベンジルオキシ-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチルの製造法。
請求項１において、R¹がベンジルオキシ基、R²が水素、R³がメチル基、R⁴がtert-ブトキシカルボニル基、R⁵が水素、有機溶媒がエーテルと石油エーテルの混合溶媒である光学活性3,3'-ジベンジルオキシ-2,2'-ジヒドロキシ-1,1'-ビナフチルの製造法。