JP2005194254A - Method for searching optical resolution factor, method for judging possibility of optical resolution and method of resolution - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for searching an optical resolution factors easily from a result of calculation performed by a quantum chemical calculation of differences in physicochemical properties affecting the separation of optical isomers contained in a mixture of optical isomers, performed by a prescribed separating means, a method for judging the possibility of the optical resolution and a method for performing the optical resolution, capable of more surely performing the optical resolution of the optically active compounds by applying the judging method and using an appropriate asymmetric assisting group. <P>SOLUTION: This method for searching the optical resolution factor is provided by obtaining the differences in physicochemical properties affecting the separation of optical isomers contained in the mixture of optical isomers by a prescribed separating means, by the quantum chemical calculation, and from the result of it, searching the physicochemical property of the optical isomer, the most affecting the separation of the optical isomer mixture by the separating means. The method for judging the possibility of the optical resolution is to judge the possibility of the optical resolution of the optical isomer mixture from the result of the search. The method for performing the optical resolution of the optical isomer mixture uses the method for judging the possibility. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、クロマトグラフィー等の分離手段による分離に影響を与える、光学異性体混合物間の物理化学的性質の差異を量子化学的計算を用いて求め、この計算結果から光学分割因子を探査する方法、この方法を利用する光学分割可能性の判定方法、及びこの判定方法を適用して目的とする光学異性体混合物を効率良く光学分割する光学分割方法に関する。   The present invention relates to a method for obtaining a difference in physicochemical properties between optical isomer mixtures that influences separation by a separation means such as chromatography using quantum chemical calculation, and to search for an optical resolution factor from the calculation result. The present invention also relates to a method for determining the possibility of optical resolution utilizing this method, and an optical resolution method for efficiently optically dividing a target optical isomer mixture by applying this determination method.

近年の有機合成化学においては、天然物等の分子内に不斉炭素原子を有する化合物の光学活性体を効率良く合成する技術が求められている。しかし、実際に分子内に不斉炭素原子を有する化合物を合成する場合、通常このような化合物は光学異性体の混合物として得られる。また天然有機化合物をはじめとする生理活性物質の構造研究では、化合物の絶対配置を決定する作業が重要であり、光学異性体混合物を光学分割する作業を効率良く行う必要がある。   In recent organic synthetic chemistry, a technique for efficiently synthesizing an optically active compound of a compound having an asymmetric carbon atom in a molecule such as a natural product is required. However, when synthesizing a compound having an asymmetric carbon atom in the molecule, such a compound is usually obtained as a mixture of optical isomers. In addition, in the structural study of physiologically active substances including natural organic compounds, it is important to determine the absolute configuration of the compound, and it is necessary to efficiently perform the optical resolution of the optical isomer mixture.

従来、光学異性体混合物を光学分割する方法としては、光学異性体混合物(ラセミ体)を直接光学活性体に分割する直接法や、光学分割剤をラセミ体に反応させて光学異性体混合物に導き、ジアステレオマー同士の物理化学的性質の差異を利用して、分別結晶法やカラムクロマトグラフィー等により各々のジアステレオマーに分離し、再び光学分割剤部分を取り除いて光学活性体を得る間接法が知られている。近年においては、汎用性に優れる後者の間接法、特に光学異性体混合物をカラムクロマトグラフィーにより光学分割する方法が主流となってきている。   Conventionally, methods for optical resolution of optical isomer mixtures include direct methods of directly splitting optical isomer mixtures (racemate) into optically active forms, and optical splitting agents by reacting optical resolution agents with racemates to lead to optical isomer mixtures. Indirect method of obtaining optically active substances by separating the diastereomers by fractional crystallization or column chromatography using the difference in physicochemical properties between diastereomers, and removing the optical resolving agent part again It has been known. In recent years, the latter indirect method having excellent versatility, particularly a method of optically resolving a mixture of optical isomers by column chromatography has become mainstream.

この方法の具体例としては、キラルカルボン酸を光学分割剤として用い、このものと2級アルコールのラセミ体と反応させてエステルに導き、得られたエステルの光学異性体混合物をHPLC(High Performance Liquid Chromatography)により光学分割し、得られたジアステレオマーを加水分解することで、光学活性アルコールを得る方法が挙げられる(非特許文献1、2、及びこれらの文献に記載されている先行文献参照)。   As a specific example of this method, a chiral carboxylic acid is used as an optical resolving agent, and this is reacted with a racemic isomer of a secondary alcohol to lead to an ester, and the resulting mixture of optical isomers of the ester is HPLC (High Performance Liquid). Examples thereof include a method of obtaining an optically active alcohol by optical resolution by Chromatography) and hydrolyzing the obtained diastereomer (see Non-Patent Documents 1 and 2 and the prior literatures described in these documents). .

TCIメール.,No.17,003年1月,東京化成工業株式会社TCI mail. , No. January 17,003, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. CHIRALITY.,14、81−84(2002).CHIRALITY. , 14, 81-84 (2002).

しかしながら、ある光学活性化合物のラセミ体について、例えばシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて光学分割を行う際、いかなる因子が働いて、どちらの絶対配置もしくは相対配置を有する光学異性体が先に分離されるのかは解らないのが現状である。また医薬品等のような光学活性化合物を製造する場合には、効率良く光学分割が可能な光学分割剤の選択もしくはその開発が工業化レベルでは極めて重要となるが、光学分割剤の選択については、実験有機化学者の経験と過去の知識に基づいている。それ故に、光学分割剤の選択については必ずしも全てが上手く選択できるとは限らない。その原因は、光学活性体の分離に関与する作用因子(以下、「光学分割因子」という。)が不明瞭であることに起因している。   However, when an optical resolution is performed using, for example, silica gel column chromatography for a racemate of an optically active compound, what factors work and which optical isomer having an absolute configuration or a relative configuration is separated first. It is the current situation that does not understand. In addition, when producing optically active compounds such as pharmaceuticals, the selection or development of an optical resolution agent capable of efficient optical resolution is extremely important at the industrialization level. Based on the experience and past knowledge of organic chemists. Therefore, not all of the optical resolution agents can be selected successfully. The cause is that the agent (hereinafter referred to as “optical resolution factor”) involved in the separation of the optically active substance is unclear.

本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであり、光学異性体混合物に含まれる各々の光学異性体の所定の分離手段による分離に影響を与える物理化学的性質の差異を量子化学的計算により求め、得られた計算結果から光学分割因子を容易に探り出すことができる光学分割因子の探査方法、この探査方法を用いる光学分割可能性の判定方法、及びこの判定方法を適用して、適切な不斉補助基を用いた光学活性化合物の光学分割をより確実に行うことができる光学分割方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the present situation, and the difference in physicochemical properties affecting the separation of each optical isomer contained in the optical isomer mixture by a predetermined separation means is determined by quantum chemical calculation. An optical resolution factor search method that can easily find an optical resolution factor from the obtained calculation results, an optical resolution possibility determination method using this search method, and an appropriate asymmetry by applying this determination method It is an object of the present invention to provide an optical resolution method capable of performing optical resolution of an optically active compound using an auxiliary group more reliably.

本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、光学分割の対象となる光学異性体(ジアステレオマー)について、(a)コンピュータを用いる量子化学的計算により全ての可能な配座異性体について最適化を行い、(b)この複数の配座異性体の特性を表す各原子上の電荷、軌道エネルギー、分子体積及び分子表面積を算出し、(c)得られた結果をニューラルネットワークを用いて解析して、前記配座異性体のHPLCによる光学分割に用いるシリカゲルに対する親和性(双極子モーメント)を求めることができることを見出し、(d)前記配座異性体のうち、絶対配置が異なる配座異性体間のシリカゲルに対する親和性の差異から、光学異性体混合物の光学分割因子グループの決定とその光学分割の可能性の判断ができることを見出した。そして、これらの知見を一般化することにより、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has obtained (a) all possible conformational isomers by quantum chemical calculation using a computer for optical isomers (diastereomers) to be optically resolved. (B) calculate the charge, orbital energy, molecular volume and molecular surface area on each atom representing the properties of the plurality of conformers, and (c) use the neural network for the results obtained Analysis, and found that the affinity (dipole moment) of silica gel used for optical resolution of the conformational isomer by HPLC can be determined. (D) Among the conformers, configurations having different absolute configurations. Based on the difference in affinity for silica gel between the conformers, we can determine the optical resolution factor group of the optical isomer mixture and judge the possibility of the optical resolution. It was. The present invention has been completed by generalizing these findings.

かくして本発明の第1によれば、所定の分離手段による光学異性体混合物の分離に影響を与える光学異性体混合物間の物理化学的性質の差異を量子化学的計算を用いて求め、この計算結果から、前記分離手段による光学異性体混合物の分離に最も影響を与える光学異性体の物理化学的性質を探査することを特徴とする光学分割因子の探査方法が提供される。   Thus, according to the first aspect of the present invention, the difference in physicochemical properties between the optical isomer mixtures affecting the separation of the optical isomer mixture by a predetermined separation means is obtained using quantum chemical calculation, and the calculation result From the above, there is provided an optical resolution factor exploration method characterized by exploring the physicochemical properties of optical isomers that most affect the separation of the optical isomer mixture by the separation means.

本発明の探査方法においては、前記量子化学的計算が、ニューラルネットワークを用いるものであるのが好ましい。   In the exploration method of the present invention, the quantum chemical calculation preferably uses a neural network.

本発明の探査方法においては、前記量子化学的計算が、分子構造の立体配座解析を行うコンピュータプログラムを用いて、前記光学異性体混合物の配座異性体のうち、次のステップにおける計算対象とする複数の配座異性体の最適な立体配置を計算して求めるステップ(1)と、前記光学異性体混合物の各配座異性体の物理化学的な差異をニューラルネットワークで計算して求めるステップ(2)とを有するものであるのが好ましい。   In the exploration method of the present invention, the quantum chemical calculation uses a computer program that performs a conformational analysis of the molecular structure, and among the conformers of the optical isomer mixture, Calculating (1) an optimal configuration of a plurality of conformers to be calculated, and calculating a physicochemical difference of each conformer of the optical isomer mixture by a neural network ( 2) is preferable.

またこの場合においては、前記ステップ(1)及び/又は(2)が、通信ネットワークを介してクライアントとの間で分子構造に関するWWW情報を送受信するWebサーバと、前記Webサーバに分子構造に関する情報を提供する処理サーバを有する分子情報提供システムを用いるものであるのがより好ましい。   Further, in this case, the steps (1) and / or (2) include a Web server that transmits / receives WWW information related to a molecular structure to / from a client via a communication network, and information related to the molecular structure to the Web server. More preferably, a molecular information providing system having a processing server to be provided is used.

本発明の探査方法においては、前記光学異性体混合物が、不斉補助基となる光学活性な化合物(a)と、分子内に、不斉炭素原子および化合物(a)と化学結合が可能な官能基を有する化合物(b)の光学異性体混合物とが、前記官能基により化学結合してなる化合物(c)の光学異性体混合物であるのが好ましい。   In the exploration method of the present invention, the optical isomer mixture contains an optically active compound (a) that serves as an asymmetric auxiliary group, and an asymmetric carbon atom and a functional group capable of chemically bonding with the compound (a) in the molecule. The optical isomer mixture of the compound (b) having a group is preferably an optical isomer mixture of the compound (c) formed by chemical bonding with the functional group.

本発明の探査方法においては、前記物理化学的性質が、前記光学異性体のクロマトグラフィーに用いる固定相に対する親和性であるのが好ましい。   In the probing method of the present invention, the physicochemical property is preferably affinity for a stationary phase used for chromatography of the optical isomer.

本発明の第2によれば、所定の分離手段による光学異性体混合物の光学分割の是非を判断する光学分割可能性の判定方法であって、前記混合物に含まれるそれぞれの光学異性体間の、前記分離手段による分離に影響を与える物理化学的性質の差異を量子化学的計算により求め、得られた計算結果から、前記光学異性体混合物の光学分割の可能性を判断することを特徴とする光学分割可能性の判定方法が提供される。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for determining the possibility of optical resolution by determining whether or not optical resolution of an optical isomer mixture is performed by a predetermined separation means, between the optical isomers contained in the mixture, A difference in physicochemical properties affecting the separation by the separation means is obtained by quantum chemical calculation, and the possibility of optical resolution of the optical isomer mixture is judged from the obtained calculation result. A method for determining the splitability is provided.

本発明の光学分割可能性の判定方法においては、前記量子化学的計算が、ニューラルネットワークを用いるものであるのが好ましい。   In the determination method of optical resolution according to the present invention, the quantum chemical calculation preferably uses a neural network.

本発明の光学分割可能性の判定方法においては、前記量子化学的計算が、分子構造の立体配座解析を行うコンピュータプログラムを用いて、前記光学異性体混合物の配座異性体のうち、次のステップにおける計算対象とする複数の配座異性体の最適な立体配置を計算して求めるステップ(1)と、前記光学異性体混合物の各配座異性体の物理化学的な差異をニューラルネットワークで計算して求めるステップ(2)とを有するのが好ましい。
またこの場合においては、前記ステップ(1)及び/又は(2)が、通信ネットワークを介してクライアントとの間で分子構造に関するWWW情報を送受信するWebサーバと、前記Webサーバに分子構造に関する情報を提供する処理サーバを有する分子情報提供システムを用いるものであるのがより好ましい。
In the determination method for optical resolution according to the present invention, the quantum chemical calculation uses a computer program for performing a conformational analysis of a molecular structure, and among the conformers of the optical isomer mixture, Step (1) for calculating and calculating the optimum configuration of a plurality of conformers to be calculated in the step, and calculating the physicochemical difference of each conformer of the optical isomer mixture with a neural network It is preferable to have the step (2) to be obtained.
Further, in this case, the steps (1) and / or (2) include a Web server that transmits / receives WWW information related to a molecular structure to / from a client via a communication network, and information related to the molecular structure to the Web server More preferably, a molecular information providing system having a processing server to be provided is used.

本発明の光学分割可能性の判定方法においては、前記光学異性体混合物が、不斉補助基となる光学活性な化合物(a)と、分子内に、不斉炭素原子および化合物(a)と化学結合が可能な官脳基を有する化合物(b)の光学異性体混合物とが前記官能基により化学結合してなる化合物(c)の光学異性体混合物であるのが好ましい。   In the determination method for optical resolution according to the present invention, the optical isomer mixture contains an optically active compound (a) as an asymmetric auxiliary group, an asymmetric carbon atom and a compound (a) in the molecule, An optical isomer mixture of the compound (c) obtained by chemically bonding the compound (b) having a governmental group capable of bonding with the functional group is preferable.

本発明の光学分割可能性の判定方法においては、前記物理化学的性質が、前記光学異性体のクロマトグラフィーに用いる固定相に対する親和性であるのが好ましい。   In the determination method for optical resolution according to the present invention, the physicochemical property is preferably affinity for a stationary phase used for chromatography of the optical isomer.

本発明の第3によれば、本発明の判定方法により、所定の分離手段による化合物(c)の光学異性体混合物の光学分割可能性を判断するステップ(i)と、前記分離手段による分離条件を決定するステップ(ii)と、前記分離手段により化合物(c)の光学異性体混合物を光学分割して化合物(c)の光学活性体を単離するステップ(iii)とを有する光学異性体混合物の光学分割方法が提供される。   According to the third aspect of the present invention, step (i) of determining the optical resolution of the optical isomer mixture of the compound (c) by the predetermined separation means by the determination method of the present invention, and the separation conditions by the separation means An optical isomer mixture comprising the step (ii) of determining an optically active form of the compound (c) by optically resolving the optical isomer mixture of the compound (c) by the separating means and the step (iii) An optical resolution method is provided.

本発明の光学分割方法においては、前記分離手段がクロマトグラフィーであり、前記ステップ(ii)が、クロマトグラフィーに用いる固定相及び移動相を選定することを含むステップであるのが好ましい。   In the optical resolution method of the present invention, preferably, the separation means is chromatography, and the step (ii) is a step including selecting a stationary phase and a mobile phase to be used for chromatography.

本発明の光学分割方法においては、前記ステップ(i)が、種類の異なるn個の光学活性化合物(a)と化合物(b)とから得られる種類の異なるn個(nは自然数を表す。)の化合物(c)について、本発明の判定方法により光学分割の可能性を判断し、n個の化合物(c)のうち、最も光学分割に有利な化合物(c)を選択することを含むものであるのが好ましい。 In the optical resolution method of the present invention, the step (i) is, the different n (n obtained from a different n-number of the optically active compound (a n) with the compound (b) represents a natural number. ) Of compound (c n ) is judged by the determination method of the present invention to determine the possibility of optical resolution, and among n compounds (c n ), the compound (c s ) most advantageous for optical resolution is selected. It is preferable that it contains.

本発明の光学分割方法は、前記ステップ(iii)により単離した化合物(c)の光学活性体から不斉補助基を有する光学活性化合物(a)部分を脱離させて、化合物(b)の光学活性体を単離する工程をさらに有するのが好ましい。   In the optical resolution method of the present invention, the optically active compound (a) having an asymmetric auxiliary group is eliminated from the optically active form of the compound (c) isolated by the above step (iii), and the compound (b) It is preferable to further include a step of isolating the optically active substance.

本発明の光学分割因子の探査方法によれば、光学異性体混合物に含まれる各々の光学異性体の、所定の分離手段による分離に影響を与える物理化学的性質の差異を量子化学的計算により求め、得られた計算結果から光学分割因子を容易に探り出すことができる。
本発明の光学分割可能性の判定方法によれば、上記光学分割因子を探査した結果を利用して、光学異性体混合物の光学分割可能性の判断を簡便かつ確実に行うことができる。
また本発明の光学分割方法によれば、本発明の判定方法を適用して、適切な不斉補助基を用いた光学活性化合物の光学分割をより確実に行うことが可能になる。
According to the method for searching for an optical resolution factor of the present invention, the difference in physicochemical properties that affect the separation of each optical isomer contained in the optical isomer mixture by a predetermined separation means is obtained by quantum chemical calculation. The optical resolution factor can be easily found from the obtained calculation result.
According to the determination method of the optical resolution of the present invention, the determination of the optical resolution of the optical isomer mixture can be easily and reliably performed using the result of searching for the optical resolution factor.
Further, according to the optical resolution method of the present invention, the determination method of the present invention can be applied to more reliably perform optical resolution of an optically active compound using an appropriate asymmetric auxiliary group.

以下、本発明を、1)光学分割因子の探査方法、2)光学分割可能性の判定方法、及び3)光学分割方法に項分けして詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by dividing it into 1) an optical resolution factor search method, 2) an optical resolution determination method, and 3) an optical resolution method.

1)光学分割因子の探査方法
本発明の光学分割因子の探査方法は、所定の分離手段による光学異性体混合物の分離に影響を与える光学異性体混合物間の物理化学的性質の差異を量子化学的計算を用いて求め、この計算結果から、前記分離手段による光学異性体混合物の分離に最も影響を与える光学異性体の物理化学的性質を探査することを特徴とする。
1) Search method for optical resolution factor The optical resolution factor search method of the present invention is based on quantum chemical differences in the physicochemical properties between optical isomer mixtures that affect the separation of optical isomer mixtures by a predetermined separation means. It is obtained by calculation, and the physicochemical properties of the optical isomer that most affect the separation of the optical isomer mixture by the separation means are searched from the calculation result.

(1)光学異性体混合物
本発明の対象とする光学異性体混合物としては、分子内に少なくとも1つ以上の不斉炭素原子を有する化合物の、該炭素原子の絶対配置の相違に由来する光学異性体の混合物であれば特に制約されない。
なかでも、本発明の対象とする光学異性体混合物は、ジアステレオマー混合物であるのが好ましく、不斉補助基となる光学活性な化合物(a)と、分子内に不斉炭素原子を有し、化合物(a)と化学結合が可能な官能基を有する化合物(b)の光学異性体混合物とが、前記官能基により化学結合して構成される化合物(c)のジアステレオマー混合物であるのがより好ましい。
(1) Optical isomer mixture The optical isomer mixture targeted by the present invention is an optical isomerism derived from a difference in the absolute configuration of the carbon atom of a compound having at least one asymmetric carbon atom in the molecule. If it is a mixture of bodies, it will not be restrict | limited.
Among them, the optical isomer mixture to be the subject of the present invention is preferably a diastereomeric mixture, and has an optically active compound (a) as an asymmetric auxiliary group and an asymmetric carbon atom in the molecule. The compound (a) and the optical isomer mixture of the compound (b) having a functional group capable of chemical bonding are a diastereomeric mixture of the compound (c) formed by chemical bonding with the functional group. Is more preferable.

前記化合物(a)としては、化合物(b)と結合することにより、いわゆる不斉補助基となり得る光学活性化合物であれば特に制約されない。例えば、光学活性カルボン酸や光学活性スルホンアミド等が挙げられる。これら光学活性カルボン酸及び光学活性スルホンアミドの具体例を下記(a−1)〜(a−5)に示すが、これらに限定されるものではない。   The compound (a) is not particularly limited as long as it is an optically active compound capable of forming a so-called asymmetric auxiliary group by bonding with the compound (b). Examples thereof include optically active carboxylic acids and optically active sulfonamides. Specific examples of these optically active carboxylic acids and optically active sulfonamides are shown in the following (a-1) to (a-5), but are not limited thereto.

Figure 2005194254
Figure 2005194254

前記化合物(b)としては、分子内に少なくとも1つ以上の不斉炭素原子を有し、前記化合物(a)と化学結合が可能な官能基を有する光学異性体混合物であれば特に制約されない。
前記化合物(a)と化学結合が可能な官能基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基等が挙げられる。
化合物(b)の具体例としては、アルコール化合物やカルボン酸化合物の光学異性体混合物が挙げられる。
The compound (b) is not particularly limited as long as it is an optical isomer mixture having at least one asymmetric carbon atom in the molecule and having a functional group capable of chemically bonding with the compound (a).
Examples of the functional group capable of chemically bonding with the compound (a) include a hydroxyl group and a carboxyl group.
Specific examples of compound (b) include optical isomer mixtures of alcohol compounds and carboxylic acid compounds.

前記化合物(c)の具体例としては、化合物(a)と化合物(b)とが前記化合物(b)の官能基を介して化学結合してなるものが挙げられる。
化合物(c)の好ましい具体例としては、化合物(a)が、式:A−COOH(式中、Aは光学活性な有機基を表す。)で表されるカルボン酸化合物であり、化合物(b)が、式:B−OH(式中、Bは不斉炭素原子を少なくとも1つ有する有機基を表す。)で表されるアルコール化合物(光学異性体混合物)である場合における、式:A−C(=O)−OBで表されるエステル化合物(光学異性体混合物)が挙げられる。
Specific examples of the compound (c) include those obtained by chemically bonding the compound (a) and the compound (b) via the functional group of the compound (b).
As a preferable specific example of the compound (c), the compound (a) is a carboxylic acid compound represented by the formula: A-COOH (wherein A represents an optically active organic group), and the compound (b ) Is an alcohol compound (optical isomer mixture) represented by the formula: B—OH (wherein B represents an organic group having at least one asymmetric carbon atom). An ester compound (optical isomer mixture) represented by C (= O) -OB is exemplified.

光学異性体混合物の分離する手段としては、光学異性体混合物に含まれる光学異性体間の物理化学的性質の差異を利用して、光学分割することができるものであれば特に制約されず、従来公知の分離手段を使用できる。例えば、カラムクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー等の固定相に対する親和性の差異を利用する各種クロマトグラフィー;溶媒に対する溶解度の差異を利用する分別結晶法;等が挙げられる。これらの中でも、本発明はカラムクロマトグラフィーを分離手段とするものが好ましい。   The means for separating the optical isomer mixture is not particularly limited as long as it can be optically resolved using the difference in physicochemical properties between the optical isomers contained in the optical isomer mixture. Known separation means can be used. For example, various chromatography using a difference in affinity for a stationary phase such as column chromatography and thin layer chromatography; fractional crystallization method using a difference in solubility in a solvent; and the like. Among these, the present invention preferably uses column chromatography as a separation means.

本発明の光学分割因子の探査方法は、具体的に次のようにして行うことができる。
ステップ(1)
まず、分子構造の立体配座解析を行うコンピュータプログラムを用いて、前記光学異性体混合物の配座異性体のうち、次のステップにおける計算対象とする複数の配座異性体の最適化構造を計算して求める(構造最適化)。
Specifically, the optical resolution factor searching method of the present invention can be performed as follows.
Step (1)
First, using a computer program that performs a conformational analysis of the molecular structure, calculate the optimized structure of multiple conformers to be calculated in the next step among the conformers of the optical isomer mixture. (Structural optimization).

量子化学計算による構造最適化は、例えば、分子軌道法で行う計算プログラムであるGaussian Inc.製、Gaussian98 Rev.A.9で制限ハートリィー・フォック(Restricted Hartree−Fock:RHF)法のSTO−3Gを用いて行うことができる。より具体的には、力場、半経験的分子軌道法、分子軌道法、密度汎関数法等を用いる分子計算プログラム、例えば、CONFLEX社製の分子計算プログラムである「CONFLEX 2000」が挙げられる。   The structure optimization by quantum chemical calculation is, for example, Gaussian Inc., which is a calculation program performed by the molecular orbital method. Manufactured by Gaussian 98 Rev. A. 9 can be performed by using STO-3G of the restricted Heartree-Fock (RHF) method. More specifically, a molecular calculation program using a force field, a semi-empirical molecular orbital method, a molecular orbital method, a density functional method, etc., for example, “CONFLEX 2000” which is a molecular calculation program manufactured by CONFLEX.

ステップ(2)
次に、前記複数の配座異性体のそれぞれについて、ニューラルネットワークを用いて、構造最適化された各配座異性体の物理化学的性質の差異を計算して求める。
Step (2)
Next, for each of the plurality of conformers, a difference in physicochemical properties of each conformer having the optimized structure is calculated using a neural network.

具体的には、まず、前記ステップ(1)での構造最適化により得られる各配座異性体に関する特性を表す電荷、軌道エネルギー、分子体積及び分子表面積の算出を行い、その結果を非線形解析方法であるニューラルネットワークを用いて解析して、化合物(c)の物理化学的性質の差異を計算して求める。   Specifically, first, charge, orbital energy, molecular volume, and molecular surface area representing the properties relating to each conformer obtained by the structure optimization in the step (1) are calculated, and the result is nonlinear analysis method. And the difference of the physicochemical properties of the compound (c) is calculated and obtained.

前記物理化学的性質としては、光学分割に重大な影響を与える因子(光学分割決定因子とも言う。)であれば特に制限されない。好ましい具体例としては、クロマトグラフィーの固定相に対する親和性(双極子モーメント)等が挙げられる。   The physicochemical property is not particularly limited as long as it is a factor (also referred to as an optical resolution determining factor) that has a significant influence on optical resolution. Preferable specific examples include affinity (dipole moment) for chromatography stationary phase.

構造最適化された各配座異性体の分子体積及び分子表面積の算出は、例えば、分子体積及び分子表面積の算出プログラム(例えば、Cambridge Soft社製:Chem3D Pro Ver.5.0)を用いて行うことができる。   The calculation of the molecular volume and the molecular surface area of each conformer having the optimized structure is performed using, for example, a calculation program for the molecular volume and the molecular surface area (for example, Chemsoft 3D Pro Ver. 5.0, manufactured by Cambridge Soft). be able to.

また非線形解析法については、例えば、階層型パーセプトロン型ニューラルネットワーク(富士通社製:NEUROSIM/L)を用いて行うことができる。ニューラルネットの構造最適化と識別能力を指標にして、不斉補助基を用いた光学活性化合物の光学分割決定因子の解析を行うことができる。   The nonlinear analysis method can be performed using, for example, a hierarchical perceptron type neural network (manufactured by Fujitsu Ltd .: NEUROSIM / L). Using the structure optimization and discrimination ability of the neural network as indices, it is possible to analyze the optical resolution determinants of optically active compounds using asymmetric auxiliary groups.

ニューラルネットワークは、人間の生体機能の一部である脳の構造を真似て作られたコンピュータによる情報処理プログラムであり、階層型と相互結合型に大別される。階層型ニューラルネットワークとしては、パーセプトロン、ネオコグニトロン等が挙げられる。   A neural network is an information processing program using a computer that imitates the structure of the brain, which is a part of human biological functions, and is broadly divided into a hierarchical type and an interconnected type. Examples of the hierarchical neural network include perceptron and neocognitron.

相互結合型ニューラルネットワークとしては、アソシアトロン、ホップフィールドネットワーク、ボルツマンマシン等が挙げられる。本発明に用いるニューラルネットワークとしては、特に制約されず、種々のものを使用できる。本発明の実施例として、階層型ニューラルネットワークを用い、学習方法はバックプロパゲーションを用いた。   Examples of the interconnecting neural network include Associatron, Hopfield network, Boltzmann machine, and the like. The neural network used in the present invention is not particularly limited, and various types can be used. As an embodiment of the present invention, a hierarchical neural network was used, and backpropagation was used as a learning method.

また、前記ステップ(1)及び/又は(2)は、通信ネットワークを介してクライアントとの間で分子構造に関するWWW情報を送受信するWebサーバと、前記Webサーバに分子構造に関する情報を提供する処理サーバを有する分子情報提供システムを用いて行うこともできる(特開2003256668号公報参照)。   The steps (1) and / or (2) include a Web server that transmits / receives WWW information related to a molecular structure to / from a client via a communication network, and a processing server that provides information related to the molecular structure to the Web server. It can also be performed using a molecular information providing system having (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003256668).

ステップ(3)
次いで、得られた計算結果を絶対配置の異なる配座異性体間で比較して、光学分割に重大な影響を与える光学異性体の物理化学的性質(光学分割因子)を求める。この場合、光学分割因子は複数個が光学分割因子グループとして存在する場合もある。
Step (3)
Next, the obtained calculation results are compared between conformers having different absolute configurations, and the physicochemical properties (optical resolution factors) of the optical isomers having a significant influence on the optical resolution are obtained. In this case, a plurality of optical resolution factors may exist as an optical resolution factor group.

本発明の光学分割因子の探査方法によれば、光学異性体混合物の分離手段による分離に影響を与える物理化学的性質の差異を量子化学的計算により求め、得られた計算結果から光学分割因子に影響を与える光学分割因子(光学分割因子グループ)を簡便かつ確実に探り当てることができる。   According to the optical resolution factor exploration method of the present invention, the difference in physicochemical properties that affect the separation of the optical isomer mixture by the separation means is obtained by quantum chemical calculation, and the obtained calculation result is converted into the optical resolution factor. An optical resolution factor (optical resolution factor group) that influences can be easily and reliably found.

2)光学異性体混合物の光学分割可能性の判定方法
本発明の光学異性体混合物の光学分割可能性の判定方法は、所定の分離手段による光学異性体混合物の光学分割の是非を判断する光学分割可能性の判定方法であって、前記混合物に含まれるそれぞれの光学異性体間の、前記分離手段による分離に影響を与える物理化学的性質の差異を量子化学的計算により求め、得られた計算結果から前記光学異性体混合物の光学分割の可能性を判断することを特徴とする。
2) Method for determining the optical resolution of an optical isomer mixture The method for determining the optical resolution of an optical isomer mixture according to the present invention is an optical resolution for determining whether or not optical resolution of an optical isomer mixture is performed by a predetermined separation means. A method for determining the possibility, wherein a difference in physicochemical properties affecting the separation by the separation means between the respective optical isomers contained in the mixture is determined by quantum chemical calculation, and the obtained calculation result From the above, the possibility of optical resolution of the optical isomer mixture is judged.

すなわち、本発明の光学異性体混合物の光学分割可能性の判定方法は、光学異性体混合物に含まれる各光学異性体について、本発明の光学分割因子の探査方法により求めた光学分割因子の差異を比較して、この差異が所定値以上であれば光学分割可能と判断し、所定値未満である場合には、光学分割が不可能或いは困難であると判断するものである。   That is, the determination method of the optical resolution of the optical isomer mixture of the present invention is the difference between the optical resolution factors obtained by the optical resolution factor search method of the present invention for each optical isomer contained in the optical isomer mixture. In comparison, if this difference is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that optical division is possible, and if it is less than the predetermined value, it is determined that optical division is impossible or difficult.

前記光学分割因子の差異がどのような値以上であれば光学分割可能と判断し、どのような値未満であれば光学分割不可能(または困難)と判断するかの判断基準は、分割の対象とする光学異性体の種類や用いる分離手段などにより異なる。この判断基準は、分割の対象とする光学異性体の種類や用いる分離手段などに応じて、半経験的に決定することができる。   The criterion for determining whether or not the difference in the optical resolution factor is greater than or equal to the optical resolution and determining that the optical resolution is impossible (or difficult) is less than what value Depending on the type of optical isomer and the separation means used. This criterion can be determined semi-empirically depending on the type of optical isomer to be resolved and the separation means used.

本発明の光学分割可能性の判定方法においては、前記光学異性体混合物が、不斉補助基となる光学活性な化合物(a)と、分子内に、不斉炭素原子および化合物(a)と化学結合が可能な官能基を有する化合物(b)の光学異性体混合物とが前記官能基により化学結合してなる化合物(c)の光学異性体混合物であるのが好ましい。   In the determination method for optical resolution according to the present invention, the optical isomer mixture contains an optically active compound (a) as an asymmetric auxiliary group, an asymmetric carbon atom and a compound (a) in the molecule, It is preferably an optical isomer mixture of the compound (c) obtained by chemically bonding the optical isomer mixture of the compound (b) having a functional group capable of bonding with the functional group.

本発明の光学分割可能性の判定方法においては、前記物理化学的性質が、前記光学異性体のクロマトグラフィーに用いる固定相に対する親和性であるのが好ましい。   In the determination method for optical resolution according to the present invention, the physicochemical property is preferably affinity for a stationary phase used for chromatography of the optical isomer.

3)光学分割方法
本発明の光学分割方法は、所定の分離手段による化合物(c)の光学異性体混合物の光学分割の是非を、本発明の判定方法により光学分割の可能性を判断するステップ(i)と、前記分離手段による分離条件を決定するステップ(ii)と、前記分離手段により化合物(c)の光学異性体混合物を光学分割することにより、化合物(c)の光学活性体を単離するステップ(iii)とを有することを特徴とする。本発明の光学分割方法は、本発明の光学分割可能性の判定方法を用いるものである。
3) Optical resolution method The optical resolution method of the present invention is a step of determining whether optical resolution of the optical isomer mixture of compound (c) by a predetermined separation means is possible or not by the determination method of the present invention ( i), step (ii) for determining the separation conditions by the separation means, and optical resolution of the optical isomer mixture of compound (c) by the separation means, thereby isolating the optically active form of compound (c) Step (iii). The optical splitting method of the present invention uses the optical splitting possibility determination method of the present invention.

化合物(c)のジアステレオマー混合物を各々の光学活性化合物に分離する手段としては、光学異性体混合物に含まれる光学異性体間の物理化学的性質の差異を利用して、光学分割することができるものであれば特に制約されず、従来公知の分離手段を使用できる。例えば、カラムクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー等の固定相に対する親和性の差異を利用する各種クロマトグラフィー;溶媒に対する溶解度の差異を利用する分別結晶法;等が挙げられる。これらの中でも、カラムクロマトグラフィーを分離手段とするものが好ましい。   As a means for separating the diastereomeric mixture of compound (c) into each optically active compound, optical resolution can be performed by utilizing the difference in physicochemical properties between the optical isomers contained in the optical isomer mixture. Any known separation means can be used as long as it can be used. For example, various chromatography using a difference in affinity for a stationary phase such as column chromatography and thin layer chromatography; fractional crystallization method using a difference in solubility in a solvent; and the like. Among these, those using column chromatography as a separation means are preferable.

ステップ(i)
ステップ(i)においては、前記化合物(c)について得られた物理化学的差異を絶対配置の異なる配座異性体間で比較して、前記差異が所定値以上である場合には、光学分割が可能であると判断する。
ステップ(i)の詳細は、上述した本発明の光学分割決定因子の探査方法で説明した通りである。
Step (i)
In step (i), the physicochemical difference obtained for the compound (c) is compared between conformers having different absolute configurations, and when the difference is not less than a predetermined value, optical resolution is performed. Judge that it is possible.
The details of step (i) are as described in the method for searching for an optical resolution determining factor of the present invention.

また前記ステップ(i)は、種類の異なるn個の光学活性化合物(a)と化合物(b)とから得られる種類の異なるn個(nは自然数を表す。)の化合物(c)について、本発明の判定方法により光学分割の可能性を判断し、n個の化合物(c)のうち、最も光学分割に有利な化合物(c)を選択することを含むものであるのが好ましい。このようにすることにより、不斉補助基を有する光学活性化合物(a)の適切な選択を行って、化合物(c)のジアステレオマー混合物の光学分割をより確実に行うことができる。 In the step (i), n different types (n represents a natural number) of compounds (c n ) obtained from n different types of optically active compounds (a n ) and compounds (b). The determination method of the present invention preferably determines the possibility of optical resolution, and includes selecting the compound (c s ) most advantageous for optical resolution among the n compounds (c n ). By doing in this way, the optical resolution of the diastereomeric mixture of a compound (c) can be performed more reliably by performing appropriate selection of the optically active compound (a) having an asymmetric auxiliary group.

ステップ(ii)
次に、化合物(c)の光学異性体混合物を前記分離手段による分離する条件を決定する。
分離条件は、化合物(c)や分離手段の種類に応じて半経験的に適宜決定することができる。例えば、前記分離手段としてクロマトグラフィーを採用する場合には、選択した化合物(c)のジアステレオマー混合物の分離に最も有利な、クロマトグラフィーに用いる固定相及び移動相を選択する。
Step (ii)
Next, conditions for separating the optical isomer mixture of compound (c) by the separation means are determined.
Separation conditions can be appropriately determined semi-empirically depending on the type of compound (c) and separation means. For example, when chromatography is employed as the separation means, a stationary phase and a mobile phase used for chromatography that are most advantageous for separation of a diastereomeric mixture of the selected compound ( cs ) are selected.

クロマトグラフィーに用いる固定相としては特に制限されず、従来公知のものを使用することができる。例えば、シリカゲル、アルミナ等の無機高分子;セルロース、セルロース誘導体等の天然型高分子;イオン交換樹脂等の合成高分子;等が挙げられる。また、移動相も特に制限されず、例えば、水、有機溶媒、水と有機溶媒の混合溶媒、2種以上の有機溶媒の混合溶媒等の液状の移動相;アルゴン、ヘリウム、窒素及びこれら2種以上からなる混合ガス等の気体状の移動相;等が挙げられる。本発明においては、無機高分子からなる固定相と液状の移動相を用いるのが、作業効率や簡便性等の観点から好ましい。   The stationary phase used in the chromatography is not particularly limited, and conventionally known ones can be used. For example, inorganic polymers such as silica gel and alumina; natural polymers such as cellulose and cellulose derivatives; synthetic polymers such as ion exchange resins; Also, the mobile phase is not particularly limited. For example, a liquid mobile phase such as water, an organic solvent, a mixed solvent of water and an organic solvent, a mixed solvent of two or more organic solvents, or the like; argon, helium, nitrogen, and these two types Gaseous mobile phase such as a mixed gas composed of the above; and the like. In the present invention, it is preferable to use a stationary phase made of an inorganic polymer and a liquid mobile phase from the viewpoints of work efficiency and simplicity.

ステップ(iii)
次に、化合物(c)を合成し、選択したクロマトグラフィーに用いる固定相及び移動相を利用して、化合物(c)のジアステレオマー混合物の分離を行う。
この場合においては、化合物(c)として、n個の化合物(c)のうち、最も光学分割に有利な化合物(c)の光学異性体混合物を合成し、分離するのが好ましい。
Step (iii)
Next, the compound (c n ) is synthesized, and the diastereomeric mixture of the compound (c n ) is separated using the selected stationary phase and mobile phase used for chromatography.
In this case, as the compound (c n ), it is preferable to synthesize and separate the optical isomer mixture of the compound (c s ) that is most advantageous for optical resolution among the n compounds (c n ).

また、本発明の光学分割方法は、前記ステップ(iii)により単離した化合物(c)の光学異性体から不斉補助基を有する光学活性化合物(a)部分を脱離させて、化合物(b)の光学活性体を単離する工程をさらに有するのが好ましい。   In the optical resolution method of the present invention, the optically active compound (a) moiety having an asymmetric auxiliary group is eliminated from the optical isomer of the compound (c) isolated by the step (iii) to obtain the compound (b It is preferable to further comprise the step of isolating the optically active substance of

以上のようにして、本発明の判定方法を適用して、適切な不斉補助基を選択・使用して光学異性体混合物の光学分割を簡便、かつ確実に行うことができる。   As described above, by applying the determination method of the present invention, an optical resolution of a mixture of optical isomers can be easily and reliably performed by selecting and using an appropriate asymmetric auxiliary group.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
前記式(a−2)で表される化合物と2−ヘキサノールとを結合して得られるエステル化合物(下記化合物(c−1))について、配座を算出した。配座発生には、CONFLEX社製CONFLEX2000を用いて、全配座空間の探索を行い、全ての配座算出を行った。
(Example 1)
The conformation was calculated for the ester compound (the following compound (c-1)) obtained by binding the compound represented by the formula (a-2) and 2-hexanol. Conformation generation was performed by searching all conformational spaces using CONFLEX 2000 manufactured by CONFLEX and calculating all the conformations.

Figure 2005194254
Figure 2005194254

化合物(c−1)には、ボルツマン分布則に従うエネルギー順位で配座異性体が数多く存在する。これは、自由に回転できる結合を数多く有するためである。各配座異性体は、各種の物理化学的特性が異なるため、その配座を算出する必要がある。   Compound (c-1) has a large number of conformers with an energy rank according to the Boltzmann distribution rule. This is because it has many bonds that can rotate freely. Since each conformer has various physicochemical properties, it is necessary to calculate the conformation.

そこで、得られた配座異性体について、Gaussian社製、Gaussian 98 Rev.A.9のRHF/STO−3Gを用いて構造最適化を行った。数多くの配座異性体の構造最適化を行うには計算時間が莫大になり時間的コストが無視できないため、最小基底関数であるRHF/STO−3Gを選択した。重複配座を除き、構造最適化を行った結果、R体が100個、S体が101個得られた。   Thus, the obtained conformer was manufactured by Gaussian, Gaussian 98 Rev. A. Structural optimization was performed using 9 RHF / STO-3G. In order to optimize the structure of many conformers, the calculation time is enormous and the time cost cannot be ignored. Therefore, RHF / STO-3G, which is the minimum basis function, was selected. As a result of structural optimization by removing the overlapping conformation, 100 R bodies and 101 S bodies were obtained.

また、構造最適化と同時に、最高被占軌道(Highest Occupied Molecular Orbital:HOMO)及び最低空軌道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital:LUMO)の軌道エネルギー、双極子モーメント及び電荷も算出した。   Simultaneously with the structure optimization, the orbital energy, dipole moment and charge of the highest occupied orbital (HOMO) and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) were also calculated.

電荷は、マリケン(Mulliken)の電荷計算を使用した。構造最適化して得られた各配座について、その分子表面積、分子体積及び分子排除体積を、分子表面積、分子体積及び分子排除体積の計算プログラム(Cambridge Soft社製:Chem 3D Pro Ver.5.0)を用いて全て求めた。   The charges used were Mulliken charge calculations. For each conformation obtained by structure optimization, the molecular surface area, molecular volume and molecular exclusion volume are calculated from the molecular surface area, molecular volume and molecular exclusion volume calculation program (Cambridge Soft: Chem 3D Pro Ver. 5.0). ).

次に、得られた各配座の分子表面積、分子体積、分子排除体積、HOMO、LUMO、エネルギー、X軸方向の双極子モーメントの大きさ、Y軸方向の双極子モーメントの大きさ、Z軸方向の双極子モーメントの大きさ、双極子モーメントの全体の大きさ、及び各原子上の電荷を用いて非線形解析であるニューラルネットワーク解析を行った。   Next, molecular surface area, molecular volume, molecular exclusion volume, HOMO, LUMO, energy, magnitude of dipole moment in the X-axis direction, magnitude of dipole moment in the Y-axis direction, Z axis Neural network analysis, which is a nonlinear analysis, was performed using the magnitude of the dipole moment in the direction, the total magnitude of the dipole moment, and the charge on each atom.

ニューラルネットワークに直接数値データを入れて解析を行うことができないため、ニューラルネットワークが認識可能な数値データとして、−1から1までに数値が入るようにスケーリングを行った。なおスケーリングの際、ニューラルネットワークに用いられているシグモイド関数の特性から直線性のある部分を用いるために、下記式により規格化を行い、−0.9から0.9までの範囲に入るようにスケーリングを行った。   Since analysis cannot be performed by directly entering numerical data into the neural network, scaling was performed so that numerical values entered from -1 to 1 as numerical data that the neural network can recognize. At the time of scaling, in order to use the linear part from the characteristics of the sigmoid function used in the neural network, normalization is performed according to the following formula so that it falls within the range of −0.9 to 0.9. Scaling was performed.

Figure 2005194254
N.V.:規格化値
Xi:各項目の変数
Xmin:各項目での最小値
Xmax:各項目での最大値
Figure 2005194254
N. V. : Normalized value Xi: Variable for each item Xmin: Minimum value for each item Xmax: Maximum value for each item

スケーリングは、各配座の分子表面積、分子体積、分子排除体積、HOMO、LUMO、エネルギー、X軸方向の双極子モーメントの大きさ、Y軸方向の双極子モーメントの大きさ、Z軸方向の双極子モーメントの大きさ、双極子モーメントの全体の大きさについては、各々の項目で行った。   Scaling includes molecular surface area of each conformation, molecular volume, molecular exclusion volume, HOMO, LUMO, energy, magnitude of dipole moment in the X axis direction, magnitude of dipole moment in the Y axis direction, dipole in the Z axis direction The magnitude of the child moment and the overall magnitude of the dipole moment were determined for each item.

各原子上の電荷については、電荷が、分子の全体の特性を直接的に表す指標の1つであるため、各原子の項目毎のスケーリングを行わず、電荷という項目全体でスケーリングを行った。   Regarding the charge on each atom, since the charge is one of the indexes directly representing the whole characteristics of the molecule, the scaling for each item of the charge is performed without scaling for each item of each atom.

ニューラルネットワーク解析においては、サンプルの幾つかを学習させる必要がある。学習させるサンプル数については、全体の80%とする。残り20%については、ニューラルネットワークが学習した後の評価サンプルとして用いた。   In neural network analysis, some of the samples need to be learned. The number of samples to be learned is 80% of the total. The remaining 20% was used as an evaluation sample after the neural network learned.

ニューラルネットワーク解析の第1段階として、各配座の分子表面積、分子体積、分子排除体積、HOMO、LUMO、エネルギー、X軸方向の双極子モーメントの大きさ、Y軸方向の双極子モーメントの大きさ、Z軸方向の双極子モーメントの大きさ、双極子モーメントの全体の大きさ、及び各原子上の電荷の60項目全てを用いた。この段階では、不必要な構造記述子パラメータが含まれているため、不必要な構造記述子パラメータを排除することを目的としている。   As the first stage of neural network analysis, the molecular surface area, molecular volume, molecular exclusion volume, HOMO, LUMO, energy, magnitude of dipole moment in the X-axis direction, magnitude of dipole moment in the Y-axis direction as the first stage of neural network analysis All the 60 items of the magnitude of the dipole moment in the Z-axis direction, the overall magnitude of the dipole moment, and the charge on each atom were used. At this stage, since unnecessary structure descriptor parameters are included, the object is to eliminate unnecessary structure descriptor parameters.

用いるニューラルネットワークの構造を図1に示す。ニューラルネットワークは、入力層(Input Layer)を60、中間層(Middle Layer)を3、出力層(Output Layer)を1とした3層構造を有する。得られている配座のサンプル数を考慮して、学習にはR体及びS体合わせて193個を用い、学習後の評価には18個を用いた。その結果、18個中17個正解を出すニューラルネットワークを構築することができた。   The structure of the neural network used is shown in FIG. The neural network has a three-layer structure in which an input layer (Input Layer) is 60, an intermediate layer (Middle Layer) is 3, and an output layer (Output Layer) is 1. Considering the number of conformation samples obtained, 193 R and S bodies were used for learning, and 18 were used for evaluation after learning. As a result, it was possible to construct a neural network that gave 17 correct answers out of 18.

このままでは数多くの不必要な構造記述子パラメータが含まれるため、光学分割決定因子を割り出すことができない。そのため得られているニューラルネットワークについて、入力層で−1から1まで変化させて、60個の各入力層毎に出力層での感度分析を行った。   In this state, since many unnecessary structure descriptor parameters are included, it is not possible to determine the optical resolution determinant. Therefore, the obtained neural network was changed from −1 to 1 in the input layer, and the sensitivity analysis in the output layer was performed for every 60 input layers.

その結果、LUMO及びC20、C21、C23、H36、H37、H38、H39、H40、H41、H42、H43、H44、H45、H47、H49の原子の点電荷が有効であることが判明した(計算する上で座標を決定する原子の番号は、下記化合式(c−1−1)及び(c−1−2)参照)。   As a result, it was found that LUMO and the point charges of C20, C21, C23, H36, H37, H38, H39, H40, H41, H42, H43, H44, H45, H47, and H49 atoms are effective (calculate The numbers of the atoms for determining the coordinates above are shown in the following chemical formulas (c-1-1) and (c-1-2)).

Figure 2005194254
Figure 2005194254

Figure 2005194254
Figure 2005194254

この結果は、2つ重要なことを示唆している。
第1点目は、化合物(c−1)は、LUMOを用いて軌道相互作用している。つまりシリカゲルクロマトグラフィーの(SiOは、HOMOを使用していることである。言い換えると、シリカゲルクロマトグラフィーの(SiOの酸素原子の孤立電子対を受け入れるLUMOを使用して、化合物(c−1)は軌道相互作用していることになる。
This result suggests two important things.
The first point is that the compound (c-1) has orbital interaction using LUMO. In other words, (SiO 2 ) n in silica gel chromatography means that HOMO is used. In other words, compound (c-1) is orbitally interacting using LUMO that accepts the lone pair of oxygen atoms of (SiO 2 ) n in silica gel chromatography.

第2点目は、化合物(c−1)の各原子のうち、前記C20、C21、C23、H36、H37、H38、H39、H40、H41、H42、H43、H44、H45、H47、H49の点電荷がシリカゲルクロマトグラフィーの(SiOと静電相互作用をしていることが推定されることである。 The second point is the point of C20, C21, C23, H36, H37, H38, H39, H40, H41, H42, H43, H44, H45, H47, H49 among the atoms of the compound (c-1). It is presumed that the electric charge has an electrostatic interaction with (SiO 2 ) n of silica gel chromatography.

ニューラルネットワーク解析の第2段階として、先の解析で得られている構造記述子パラメータである、LUMO及びC20、C21、C23、H36、H37、H38、H39、H40、H41、H42、H43、H44、H45、H47、H49の原子の点電荷と定数項を含めた17パラメータで第1段階と同様の解析を行った。   As the second stage of the neural network analysis, LUMO and C20, C21, C23, H36, H37, H38, H39, H40, H41, H42, H43, H44, which are structural descriptor parameters obtained in the previous analysis, The same analysis as in the first stage was performed with 17 parameters including point charges of H45, H47, and H49 atoms and a constant term.

用いるニューラルネットワークの構造を図2に示す。ニューラルネットワークは、入力層(Input Layer)を17、中間層(Middle Layer)を3、出力層(Output Layer)を1とした3層構造を有する。   The structure of the neural network used is shown in FIG. The neural network has a three-layer structure in which an input layer (Input Layer) is 17, an intermediate layer (Middle Layer) is 3, and an output layer (Output Layer) is 1.

得られている配座のサンプル数を考慮して、学習にはR体及びS体合わせて193個を用い、学習後の評価には18個を用いた。その結果、18個中17個正解を出すニューラルネットワークを構築することができた。   Considering the number of conformation samples obtained, 193 R and S bodies were used for learning, and 18 were used for evaluation after learning. As a result, it was possible to construct a neural network that gave 17 correct answers out of 18.

これ以降は、学習にはR体及びS体合わせて161個を用い、学習後の評価には40個を用いた。しかしながら、ニューラルネットワークの3層構造の中で中間層の数が適切に定められていないため、最適なニューラルネットワーク構造であるとは必ずしも言えない。   From this point onwards, 161 were used for learning, including R and S, and 40 were used for evaluation after learning. However, since the number of intermediate layers in the three-layer structure of the neural network is not appropriately determined, it cannot be said that the neural network structure is optimal.

そこで中間層が3の場合において、先の第1段階で行った出力層における感度分析を行った。その結果、前記C20、H37、H38、H39、H40、H42、H47の各原子の点電荷が、シリカゲルクロマトグラフィーの(SiOと静電相互作用をしていることが推定された。また同時に、このニューラルネットワークでは定数項が含まれ、原点から正の方向に移動していることも解った。 Therefore, when the number of intermediate layers is 3, the sensitivity analysis in the output layer performed in the first stage is performed. As a result, it was estimated that the point charge of each atom of C20, H37, H38, H39, H40, H42, and H47 had an electrostatic interaction with (SiO 2 ) n of silica gel chromatography. At the same time, we found that this neural network contains a constant term and moves in the positive direction from the origin.

ニューラルネットワーク解析の第3段階として、先の解析で得られている構造記述子パラメータであるC20、H37、H38、H39、H40、H42、H47の各原子の点電荷が光学分割を強く決定づけていることが示唆されたので、更にニューラルネットワーク解析の最適化を行った。   As the third stage of neural network analysis, the point charge of each atom of C20, H37, H38, H39, H40, H42, and H47, which is the structure descriptor parameter obtained in the previous analysis, strongly determines the optical resolution. Therefore, we further optimized the neural network analysis.

用いたニューラルネットワークの構造を図3を示す。構造記述子パラメータとしては、C20、H37、H38、H39、H40、H42、H47の各原子の点電荷と定数項を含めた8パラメータを用いた。また、ニューラルネットワークの中間層の数は、先の段階で求められた最小数3を用いることにした。   FIG. 3 shows the structure of the used neural network. As structure descriptor parameters, eight parameters including point charges and constant terms of each atom of C20, H37, H38, H39, H40, H42, and H47 were used. Further, the minimum number 3 obtained in the previous step is used as the number of intermediate layers of the neural network.

しかしながら、ニューラルネットワークの学習過程において初期値依存性が極めて強くなるため、最適なニューラルネットワーク構造であるとは必ずしも言えない。そこで、初期値依存性の検討を行い、ニューラルネットワークが最良の学習を行い、評価において最高の評価結果を出す最小の初期値を求めることにした。その結果、最高の正答率である97.5%を示した最小の初期値は7であった。   However, since the initial value dependency becomes very strong in the learning process of the neural network, it cannot be said that the neural network structure is optimal. Therefore, the dependence on the initial value was examined, and the neural network performed the best learning and determined the minimum initial value that gave the best evaluation result in the evaluation. As a result, the minimum initial value showing 77.5% which is the highest correct answer rate was 7.

また、先の第1段階で行った出力層における感度分析を行った。その結果、H38、H39、H40、H47の各原子の点電荷が、シリカゲルクロマトグラフィーの(SiOと静電相互作用をしていることが推定された。また同時に、このニューラルネットワークでは定数項が含まれていないことが解った。 Moreover, the sensitivity analysis in the output layer performed in the first step was performed. As a result, it was estimated that the point charge of each atom of H38, H39, H40, and H47 had an electrostatic interaction with (SiO 2 ) n of silica gel chromatography. At the same time, it was found that this neural network does not include a constant term.

更に同様にしてニューラルネットワークの構造最適化を続けて行ったが、学習及び評価において正答率97.5%を越えることはなかった。
よって、化合物(c−1)の光学分割決定因子(光学分割に影響を与える物理化学的性質)は、C20、H37、H38、H39、H40、H42、H47の各原子の点電荷であることになる。
Furthermore, the structure of the neural network was continuously optimized in the same manner, but the correct answer rate did not exceed 97.5% in learning and evaluation.
Therefore, the optical resolution determinant (physicochemical property affecting optical resolution) of the compound (c-1) is the point charge of each atom of C20, H37, H38, H39, H40, H42, and H47. Become.

この7つの点電荷が、化合物(c−1)の光学分割決定因子であるということは、実際にどのような化学的な意味合いを持っているのかが重要となる。そこで、具体的に化学構造とニューラルネットワークから得られた結果について比較検討を行った。   The fact that these seven point charges are the optical resolution determinants of compound (c-1) is what the chemical implications actually have. Therefore, we specifically compared the chemical structure and the results obtained from the neural network.

化合物(c−1)の最小エネルギーを有するR体(R001)とS体(S058)の構造図、及びこれらを重ね合わせた図を図4に示す。
図4から、化合物(c−1)の両異性体(R体とS体)間において、次の4点が大きく異なることが解る。
FIG. 4 shows a structural diagram of the R form (R001) and S form (S058) having the minimum energy of the compound (c-1), and a diagram in which these are superimposed.
From FIG. 4, it can be seen that the following four points are greatly different between both isomers (R-form and S-form) of compound (c-1).

第1点目は、2−ヘキサノールのエステル部分の1位のメチル基に関しては、R体ではナフチル基の上に存在するが、一方のS体ではナフチル基の上には存在しない。これより、1位のメチル基に結合している水素原子に大きな違いが明確に現われている。   The first point is that the methyl group at the 1-position of the ester portion of 2-hexanol exists on the naphthyl group in the R form, but does not exist on the naphthyl group in the one S form. From this, a big difference appears clearly in the hydrogen atom bonded to the 1-position methyl group.

第2点目は、2−ヘキサノールの2位のアルコールの付け根にある水素原子に関しては、R体ではナフチル基から離れる方向にあるが、一方のS体ではナフチル基と平行になる方向にある。   The second point is that the hydrogen atom at the base of the 2-position alcohol of 2-hexanol is in the direction away from the naphthyl group in the R form, but in the direction parallel to the naphthyl group in one S form.

第3点目は、2−ヘキサノールの3位のメチレン基のC−Hに関しては、R体ではナフチル基にはないが、ナフチル基となる面に対して垂直になる方向にある。一方のS体ではナフチル基の上にあり、ナフチル基となす面に対して垂直になる方向にある。   The third point is that C—H of the 3-position methylene group of 2-hexanol is not in the naphthyl group in the R isomer, but is in a direction perpendicular to the plane to be the naphthyl group. One S-form is on the naphthyl group and is in a direction perpendicular to the plane formed with the naphthyl group.

第4点目は、2−ヘキサノールの6位のメチル基の1つの水素原子に関しては、この水素原子が置かれている環境が大きく異なる。R体ではナフチル基に向かう方向にあるが、一方のS体ではナフチル基から離れる方向にある。   The fourth point is that the environment in which this hydrogen atom is placed is greatly different for one hydrogen atom of the methyl group at the 6-position of 2-hexanol. The R-form is in the direction toward the naphthyl group, while the other S-form is in the direction away from the naphthyl group.

以上4点の化合物(c−1)のR体とS体の構造上の違いは、ニューラルネットワークの解析結果と一致している。これにより、シリカゲルクロマトグラフィーの(SiOと化合物(c−1)の相互作用は、静電相互作用が主体であると考えられる。この静電相互作用を産み出す大きな駆動力は、ナフチル基部分と光学活性アルコールとの配座に伴う環境の違いに起因していると考えられる。 The structural differences between the R-form and S-form of the compound (c-1) at the four points described above are consistent with the analysis results of the neural network. Thereby, it is considered that the interaction between (SiO 2 ) n and the compound (c-1) in silica gel chromatography is mainly an electrostatic interaction. The large driving force that produces this electrostatic interaction is thought to be due to the difference in environment associated with the conformation of the naphthyl group moiety and the optically active alcohol.

上記の結果から、化合物(c−1)は、R体とS体で(SiOに対する静電相互作用の大きさが異なるため、シリカゲルクロマトグラフィーにより分離可能と判定できた。 From the above results, it was determined that the compound (c-1) can be separated by silica gel chromatography because the R-form and the S-form differ in the magnitude of the electrostatic interaction with (SiO 2 ) n .

すなわち、化合物(c−1)のジアステレオマー混合物は、適当な溶媒を選択することにより、シリカゲルクロマトグラフィーにより光学分割することができると推測される。   That is, it is presumed that the diastereomeric mixture of compound (c-1) can be optically resolved by silica gel chromatography by selecting an appropriate solvent.

(実施例2)
下記に示す不斉補助基となる光学活性カルボン酸化合物(a−4)と式(b−1)〜(b−3)で表されるアルコール化合物を縮合させて得られているエステル化合物(c−2)〜(c−4)について、高速液体カラムクロマトグラフィー(HPLC)により光学分割できるか否かを次のように判定した。
(Example 2)
An ester compound (c) obtained by condensing an optically active carboxylic acid compound (a-4) as an asymmetric auxiliary group shown below and an alcohol compound represented by the formulas (b-1) to (b-3) -2) to (c-4), whether or not optical resolution can be performed by high performance liquid column chromatography (HPLC) was determined as follows.

Figure 2005194254
Figure 2005194254

ステップ(1)
先ず、実施例1で行った構造最適化方法と同様にして、考えられる全ての配座の構造最適化を行った。
step 1)
First, in the same manner as the structure optimization method performed in Example 1, the structure optimization of all possible conformations was performed.

<解析方法>
配座発生:CONFLEX 2000
構造最適化:MOPAC 93 Rev.2 RHF/PM3
<Analysis method>
Conformational occurrence: CONFLEX 2000
Structure optimization: MOPAC 93 Rev. 2 RHF / PM3

ステップ(2)
各エステル化合物について、ボルツマン分布則に従って、各配座群の双極子モーメント値を算出した。その結果を下記第1表に示した。
Step (2)
About each ester compound, the dipole moment value of each conformation group was computed according to the Boltzmann distribution rule. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2005194254
Figure 2005194254

第1表より、フッ素原子が3位及び4位に置換した化合物(b−2)、(b−3)を用いて得られる化合物(c−3)、(c−4)においては、S体の双極子モーメント値がR体の双極子モーメント値より大きいことがわかる。すなわち、双極子モーメント値の大きい化合物の方がHPLCのシリカゲルとの相互作用が大きいと考えられるため、エステル化合物をHPLCで分離した場合、双極子モーメント値の小さいR体エステル化合物の方が先に溶出することが予想される。   From Table 1, in the compounds (c-3) and (c-4) obtained by using the compounds (b-2) and (b-3) in which the fluorine atom is substituted at the 3-position and the 4-position, the S-form It can be seen that the dipole moment value of is larger than the R-body dipole moment value. That is, a compound having a large dipole moment value is considered to have a larger interaction with HPLC silica gel. Therefore, when an ester compound is separated by HPLC, an R-form ester compound having a small dipole moment value is first. It is expected to elute.

第1表より、フッ素原子が2位に置換した化合物(c−2)においては、R体とS体の双極子モーメント値の差異は非常に小さい。すなわち、各ジアステレオマーの双極子モーメント値の差異について、2つのジアステレオマーのうち双極子モーメント値の小さい方に対する割合は、化合物(c−2)は0.7%、化合物(c−3)は24.7%、化合物(c−4)は33.6%である。このことから、エステル化合物(c−2)はHPLCによる光学分割は不可能であることが予想される。したがって、双極子モーメント値の差異が小さいことから、理論段数、展開溶媒等のカラムクロマトグラフィーの分離条件を変更しても、光学分割は困難であると考えられる。   From Table 1, in the compound (c-2) in which the fluorine atom is substituted at the 2-position, the difference between the dipole moment values of the R-form and the S-form is very small. That is, regarding the difference in dipole moment value of each diastereomer, the ratio of the two diastereomers to the smaller dipole moment value is 0.7% for compound (c-2) and compound (c-3). ) Is 24.7%, and compound (c-4) is 33.6%. From this, it is expected that the ester compound (c-2) cannot be optically resolved by HPLC. Accordingly, since the difference in dipole moment values is small, it is considered that optical resolution is difficult even if the separation conditions of column chromatography such as the number of theoretical plates and developing solvent are changed.

光学活性カルボン酸化合物(a−4)と、式(b−1)〜(b−3)で表されるアルコール化合物とを、ジクロロヘキシルカルボジイミド(DCC)、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)存在下、ジクロロメタン中で撹拌することにより、エステル化合物(c−2)〜(c−4)を合成した。得られた各エステル化合物について、HPLC(シリカゲル、25φ×400mmカラム、溶媒:n−ヘキサン/酢酸エチル=4/1)により分離を試みた。   An optically active carboxylic acid compound (a-4) and an alcohol compound represented by formulas (b-1) to (b-3) in the presence of dichlorohexylcarbodiimide (DCC) and 4-dimethylaminopyridine (DMAP). The ester compounds (c-2) to (c-4) were synthesized by stirring in dichloromethane. About each obtained ester compound, it isolate | separated by HPLC (a silica gel, 25 (phi) * 400mm column, a solvent: n-hexane / ethyl acetate = 4/1).

化合物(c−2)については、R体とS体を分離することはできなかった。化合物(c−3)については、R体とS体を分離することができた(収率:R体44%、S体46%)。   For compound (c-2), R-form and S-form could not be separated. For compound (c-3), R-form and S-form could be separated (yield: R-form 44%, S-form 46%).

文献記載の絶対配置の決定方法:MαNPエステルに変換してH−NMRを測定し、R体とS体のH−NMRの測定値の差分値の結果から、第1溶出成分はR体であることを確認した(MαNPによる絶対配置決定法)。 Determination method of absolute configuration described in literature: converted to MαNP ester, 1 H-NMR is measured, and from the result of the difference between the 1 H-NMR measured values of R and S, the first eluting component is R (Absolute configuration determination method using MαNP).

得られたエステル化合物(c−3)のR体及びS体について、炭酸カリウム存在下、メタノール中で加溶媒分解することによって、光学的に純粋なアルコール化合物(b−2)のR体とS体をそれぞれ得ることができた。
また、エステル化合物(c−4)からも、同様にして光学的に純粋なアルコール化合物(b−3)のR体とS体を得ることができた。
以上のことから、実施例2の判定結果が正しいことが裏付けられた。
The R-form and S-form of the obtained ester compound (c-3) are subjected to solvolysis in methanol in the presence of potassium carbonate to give R-form and S-form of optically pure alcohol compound (b-2). I was able to get each body.
In addition, from the ester compound (c-4), optically pure alcohol compound (b-3) R-form and S-form could be obtained in the same manner.
From the above, it was confirmed that the determination result of Example 2 was correct.

(実施例3) Example 3

Figure 2005194254
Figure 2005194254

式(b−4)で表されるアルコール化合物と式(a−3)、(a−4)、(a−6)及び(a−7)で表される光学活性カルボン酸化合物を縮合して得られるエステル化合物(c−5)、(c−6)、(c−7)及び(c−8)が、高速液体カラムクロマトグラフィー(HPLC)により光学分割の可能性の有無について、次のようにして判定した。   An alcohol compound represented by formula (b-4) and an optically active carboxylic acid compound represented by formula (a-3), (a-4), (a-6) and (a-7) are condensed. The obtained ester compounds (c-5), (c-6), (c-7), and (c-8) were examined for the possibility of optical resolution by high performance liquid column chromatography (HPLC) as follows. Judgment was made.

ステップ(1)
構造最適化は、実施例1と同様の方法で行った。
ステップ(2)
各エステル化合物について、ボルツマン分布則に従って、各配座群の双極子モーメント値を算出した。その結果を下記第2表を示す。
Step (1)
The structure optimization was performed in the same manner as in Example 1.
Step (2)
About each ester compound, the dipole moment value of each conformation group was computed according to the Boltzmann distribution rule. The results are shown in Table 2 below.

Figure 2005194254
Figure 2005194254

第2表より、不斉補助基として化合物(a−4)を用いて得られるエステル化合物(c−6)のR体とS体の双極子モーメント値の差異は、不斉補助基として化合物(a−3)を用いて得られるエステル化合物(c−5)のR体とS体の双極子モーメント値の差異に比べて小さい。すなわち、各ジアステレオマーの双極子モーメント値の差異で、2つのジアステレオマーのうち双極子モーメント値の小さい方に対する割合は、化合物(c−5)は12.2%、化合物(c−6)は3.5%である。この差異の値では、エステル化合物(c−6)はHPLCによる光学分割は困難であると判断された。   From Table 2, the difference in the dipole moment values of the R-form and S-form of the ester compound (c-6) obtained using the compound (a-4) as an asymmetric auxiliary group is the compound ( It is small compared with the difference of the dipole moment value of the R body and S body of the ester compound (c-5) obtained using a-3). That is, the ratio of the dipole moment value of each diastereomer is such that the ratio of the two diastereomers to the smaller dipole moment value is 12.2% for compound (c-5) and compound (c-6). ) Is 3.5%. From this difference value, it was judged that the ester compound (c-6) was difficult to be optically resolved by HPLC.

一方、化合物(a−6)と(a−7)を用いて得られるエステル化合物(c−7)及び(c−8)のR体とS体の双極子モーメント値の差異は、化合物(c−6)のR体とS体の双極子モーメント値の差異に比べて大きく、より容易にHPLCによりR体とS体を光学分割できると判断された。   On the other hand, the difference between the dipole moment values of the R-form and the S-form of the ester compounds (c-7) and (c-8) obtained using the compounds (a-6) and (a-7) It was judged that the R-form and S-form can be optically resolved by HPLC more easily than the difference between the dipole moment values of R-form and S-form of -6).

また、エステル化合物(c−8)においては、S体の方がR体より双極子モーメント値が小さい(双極子モーメント値の差異が負である。)。したがって、S体の方がHPLCのシリカゲルとの相互作用が小さく、HPLCから先に溶出されるのはS体であることが予想された。   In the ester compound (c-8), the S isomer has a smaller dipole moment value than the R isomer (the difference in dipole moment values is negative). Therefore, it was expected that the S form had a smaller interaction with the silica gel of HPLC, and the S form was eluted first from the HPLC.

化合物(c−7)と化合物(c−8)においては、Cl原子よりF原子の方が電気陰性度が大きいにも関わらず、双極子モーメントの差異の絶対値が化合物(c−7)より化合物(c−8)の方が大きくなっている。これは、F原子よりCl原子の方が大きい原子半径を持つことから、Cl原子を有する化合物(c−8)においては、フタル酸部分の自由度が一部制限され、その制限のされ方が分子全体の双極子モーメントの大きさを強めたり弱めたりする方向と一致したためと考えられる。   In the compound (c-7) and the compound (c-8), although the F atom is larger in electronegativity than the Cl atom, the absolute value of the dipole moment difference is larger than that in the compound (c-7). Compound (c-8) is larger. This is because the Cl atom has a larger atomic radius than the F atom, and in the compound (c-8) having a Cl atom, the degree of freedom of the phthalic acid moiety is partially restricted, and the restriction is limited. This is probably because the magnitude of the dipole moment of the whole molecule is consistent with the direction of increasing or decreasing the dipole moment.

実施例3の判定に基づき、不斉補助基として式(a−3)で表される化合物を用いて、式(b−4)で表されるアルコール化合物の光学分割を行った。
式(b−4)で表されるアルコール化合物について、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)存在下、塩化メチレン中で式(a−3)で表される化合物と撹拌することにより、エステル化合物(c−5)を合成した。
Based on the determination of Example 3, optical resolution of the alcohol compound represented by the formula (b-4) was performed using the compound represented by the formula (a-3) as an asymmetric auxiliary group.
The alcohol compound represented by the formula (b-4) is stirred with the compound represented by the formula (a-3) in methylene chloride in the presence of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) and 4-dimethylaminopyridine (DMAP). Thus, an ester compound (c-5) was synthesized.

得られたエステル化合物について、HPLC(シリカゲル、25φ×400mmカラム、溶媒:n−ヘキサン/酢酸エチル=4/1)により光学分割したところ、R体とS体に分離することができた。   When the obtained ester compound was optically resolved by HPLC (silica gel, 25φ × 400 mm column, solvent: n-hexane / ethyl acetate = 4/1), it could be separated into R-form and S-form.

文献記載の絶対配置の決定方法:MαNPエステルに変換してH−NMRを測定し、R体とS体のH−NMRの測定値の差分値の結果から、第1溶出成分はR体であることを確認した(MαNPによる絶対配置決定法)。 Determination method of absolute configuration described in literature: converted to MαNP ester, 1 H-NMR is measured, and from the result of the difference between the 1 H-NMR measured values of R and S, the first eluting component is R (Absolute configuration determination method using MαNP).

前記エステル化合物(c−7)及び(c−8)についても、同様に光学分割を行ったところ、R体とS体をより効率良く分離することができた。ただし、エステル化合物(c−7)の第1溶出成分はR体であり、エステル化合物(c−8)の第1溶出成分はS体であった(文献記載の絶対配置の決定方法:MαNPエステルに変換してH−NMRを測定し、R体とS体のH−NMRの測定値の差分値の結果から、第1溶出成分を確認した。)。 As for the ester compounds (c-7) and (c-8), when optical resolution was performed in the same manner, the R-form and the S-form could be separated more efficiently. However, the 1st elution component of ester compound (c-7) was R body, and the 1st elution component of ester compound (c-8) was S body (The determination method of the absolute configuration of literature description: M (alpha) NP ester And 1 H-NMR was measured, and the first elution component was confirmed from the result of the difference between the 1 H-NMR measurement values of the R and S isomers).

このことから、用いる不斉補助基(化合物(a))を適宜選択することによって、所望の光学活性アルコールのエステル体を優先的に溶出させることが可能であることが解る。   From this, it is understood that the ester of the desired optically active alcohol can be preferentially eluted by appropriately selecting the asymmetric auxiliary group (compound (a)) to be used.

得られたそれぞれの光学活性エステル化合物は、炭酸カリウム存在下、メタノール中で加溶媒分解することによって、光学的に純粋な、アルコール化合物(b−4)とすることができた。
なお、エステル化合物(c−6)については、R体とS体を分離することできなかった。
以上のことから、実施例3の判定結果が裏付けられた。
Each of the obtained optically active ester compounds could be converted into optically pure alcohol compound (b-4) by solvolysis in methanol in the presence of potassium carbonate.
In addition, about the ester compound (c-6), R body and S body were not able to be isolate | separated.
From the above, the determination result of Example 3 was supported.

実施例1で用いたニューラルネットワーク(入力層;60個)の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the neural network (input layer; 60 pieces) used in Example 1. FIG. 実施例1で用いたニューラルネットワーク(入力層;17個)の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the neural network (input layer; 17 pieces) used in Example 1. FIG. 実施例1で用いたニューラルネットワーク(入力層;8個)の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the neural network (input layer; 8 pieces) used in Example 1. FIG. 化合物(c−1)の最小エネルギーを有するR体(R001)とS体(S058)の構造図、及びこれら両者を重ね合わせた図である。FIG. 3 is a structural diagram of R-form (R001) and S-form (S058) having the minimum energy of compound (c-1), and a diagram in which both are superimposed.

Claims (16)

所定の分離手段による光学異性体混合物の分離に影響を与える光学異性体混合物間の物理化学的性質の差異を量子化学的計算を用いて求め、この計算結果から前記分離手段による光学異性体混合物の分離に最も影響を与える光学異性体の物理化学的性質を探査することを特徴とする光学分割因子の探査方法。   A difference in physicochemical properties between the optical isomer mixtures that affects the separation of the optical isomer mixture by a predetermined separation means is obtained using quantum chemical calculation, and from the calculation result, the optical isomer mixture by the separation means is analyzed. A method for exploring an optical resolution factor, characterized by exploring the physicochemical properties of optical isomers that most affect separation. 前記量子化学的計算が、ニューラルネットワークを用いるものである請求項1に記載の光学分割因子の探査方法。   The method for searching for an optical resolution factor according to claim 1, wherein the quantum chemical calculation uses a neural network. 前記量子化学的計算が、分子構造の立体配座解析を行うコンピュータプログラムを用いて、前記光学異性体混合物の配座異性体のうち、次のステップにおける計算対象とする複数の配座異性体の最適な立体配置を計算して求めるステップ(1)と、前記光学異性体混合物の各配座異性体の物理化学的な差異をニューラルネットワークで計算して求めるステップ(2)とを有する請求項1または2に記載の光学分割因子の探査方法。   The quantum chemical calculation uses a computer program that performs a conformational analysis of the molecular structure, and among the conformers of the optical isomer mixture, a plurality of conformers to be calculated in the next step. A step (1) for calculating and obtaining an optimal configuration and a step (2) for calculating and obtaining a physicochemical difference of each conformer of the optical isomer mixture by a neural network. Or the search method of the optical resolution factor of 2. 前記ステップ(1)及び/又は(2)が、通信ネットワークを介してクライアントとの間で分子構造に関するWWW情報を送受信するWebサーバと、前記Webサーバに分子構造に関する情報を提供する処理サーバを有する分子情報提供システムを用いるものである請求項3に記載の光学分割因子の探査方法。   The step (1) and / or (2) includes a Web server that transmits / receives WWW information related to a molecular structure to / from a client via a communication network, and a processing server that provides information related to the molecular structure to the Web server. The method for searching for an optical resolution factor according to claim 3, wherein a molecular information providing system is used. 前記光学異性体混合物が、不斉補助基となる光学活性な化合物(a)と、分子内に、不斉炭素原子および化合物(a)と化学結合が可能な官能基を有する化合物(b)の光学異性体混合物とが、前記官能基により化学結合してなる化合物(c)の光学異性体混合物である請求項1〜4のいずれかに記載の光学分割因子の探査方法。   The optical isomer mixture includes an optically active compound (a) that serves as an asymmetric auxiliary group, and a compound (b) having a functional group capable of chemically bonding to the asymmetric carbon atom and the compound (a) in the molecule. The method for searching for an optical resolution factor according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical isomer mixture is an optical isomer mixture of the compound (c) formed by chemical bonding with the functional group. 前記物理化学的性質が、前記光学異性体のクロマトグラフィーに用いる固定相に対する親和性である請求項1〜5のいずれかに記載の光学分割因子の探査方法。   The method for searching for an optical resolution factor according to claim 1, wherein the physicochemical property is affinity for a stationary phase used for chromatography of the optical isomer. 所定の分離手段による光学異性体混合物の光学分割の是非を判断する光学分割可能性の判定方法であって、前記混合物に含まれるそれぞれの光学異性体間の、前記分離手段による分離に影響を与える物理化学的性質の差異を量子化学的計算により求め、得られた計算結果から、前記光学異性体混合物の光学分割の可能性を判断することを特徴とする光学分割可能性の判定方法。   An optical resolution determination method for determining whether or not an optical isomer mixture is optically resolved by a predetermined separation means, which affects the separation by the separation means between optical isomers contained in the mixture. A method for determining the possibility of optical resolution, wherein the difference in physicochemical properties is determined by quantum chemical calculation, and the optical resolution of the optical isomer mixture is determined from the obtained calculation result. 前記量子化学的計算が、ニューラルネットワークを用いるものである請求項7に記載の光学分割可能性の判定方法。   The method for determining the optical resolution possibility according to claim 7, wherein the quantum chemical calculation uses a neural network. 前記量子化学的計算が、分子構造の立体配座解析を行うコンピュータプログラムを用いて、前記光学異性体混合物の配座異性体のうち、次のステップにおける計算対象とする複数の配座異性体の最適な立体配置を計算して求めるステップ(1)と、前記光学異性体混合物の各配座異性体の物理化学的な差異をニューラルネットワークで計算して求めるステップ(2)とを有する請求項7または8に記載の光学分割可能性の判定方法。   The quantum chemical calculation uses a computer program that performs a conformational analysis of the molecular structure, and among the conformers of the optical isomer mixture, a plurality of conformers to be calculated in the next step. 8. A step (1) for calculating and obtaining an optimum configuration and a step (2) for calculating and obtaining a physicochemical difference of each conformer of the optical isomer mixture by a neural network. Or the determination method of the optical resolution possibility according to 8. 前記ステップ(1)及び/又は(2)が、通信ネットワークを介してクライアントとの間で分子構造に関するWWW情報を送受信するWebサーバと、前記Webサーバに分子構造に関する情報を提供する処理サーバを有する分子情報提供システムを用いるものである請求項9に記載の光学分割可能性の判定方法。   The step (1) and / or (2) includes a Web server that transmits / receives WWW information related to a molecular structure to / from a client via a communication network, and a processing server that provides information related to the molecular structure to the Web server. The method for determining the possibility of optical resolution according to claim 9, wherein a molecular information providing system is used. 前記光学異性体混合物が、不斉補助基となる光学活性な化合物(a)と、分子内に、不斉炭素原子および化合物(a)と化学結合が可能な官能基を有する化合物(b)の光学異性体混合物とが前記官能基により化学結合してなる化合物(c)の光学異性体混合物である請求項7〜10のいずれかに記載の光学分割可能性の判定方法。   The optical isomer mixture includes an optically active compound (a) that serves as an asymmetric auxiliary group, and a compound (b) having a functional group capable of chemically bonding to the asymmetric carbon atom and the compound (a) in the molecule. The method for determining optical resolution according to any one of claims 7 to 10, which is an optical isomer mixture of the compound (c) formed by chemically bonding with an optical isomer mixture through the functional group. 前記物理化学的性質が、前記光学異性体のクロマトグラフィーに用いる固定相に対する親和性である請求項7〜11のいずれかに記載の光学分割可能性の判定方法。   The method for determining optical resolution according to any one of claims 7 to 11, wherein the physicochemical property is affinity for a stationary phase used for chromatography of the optical isomer. 請求項7〜12のいずれかに記載の判定方法により、所定の分離手段による化合物(c)の光学異性体混合物の光学分割可能性を判断するステップ(i)と、前記分離手段による分離条件を決定するステップ(ii)と、前記分離手段により化合物(c)の光学異性体混合物を光学分割して化合物(c)の光学活性体を単離するステップ(iii)とを有する光学異性体混合物の光学分割方法。   A step (i) of determining the optical resolution of the optical isomer mixture of the compound (c) by a predetermined separation means by the determination method according to any one of claims 7 to 12, and separation conditions by the separation means An optical isomer mixture comprising: (ii) a determining step; and (iii) isolating the optically active form of compound (c) by optically resolving the optical isomer mixture of compound (c) by the separation means. Optical resolution method. 前記分離手段がクロマトグラフィーであり、前記ステップ(ii)が、クロマトグラフィーに用いる固定相及び移動相を選定することを含むものである請求項13に記載の光学異性体混合物の光学分割方法。   The method for optical resolution of a mixture of optical isomers according to claim 13, wherein the separation means is chromatography, and the step (ii) includes selecting a stationary phase and a mobile phase used for chromatography. 前記ステップ(i)が、種類の異なるn個の光学活性化合物(a)と化合物(b)とから得られる種類の異なるn個(nは自然数を表す。)の化合物(c)について、請求項7〜12のいずれかに記載の判定方法により光学分割の可能性を判断し、n個の化合物(c)のうち、最も光学分割に有利な化合物(c)を選択することを含むものである請求項13または14に記載の光学異性体混合物の光学分割方法。 In the step (i), n different types (n represents a natural number) of compounds (c n ) obtained from n different types of optically active compounds (a n ) and compounds (b), The possibility of optical resolution is determined by the determination method according to claim 7, and the most advantageous compound (c s ) for optical resolution is selected from n compounds (c n ). The method for optical resolution of an optical isomer mixture according to claim 13 or 14. 前記ステップ(iii)により単離した化合物(c)の光学活性体から不斉補助基を有する光学活性化合物(a)部分を脱離させて、化合物(b)の光学活性体を単離する工程をさらに有する請求項13〜15のいずれかに記載の光学異性体混合物の光学分割方法。   A step of isolating the optically active form of compound (b) by removing the optically active compound (a) part having an asymmetric auxiliary group from the optically active form of compound (c) isolated in the step (iii). The method for optical resolution of an optical isomer mixture according to claim 13, further comprising:
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WO2023199413A1 (en) * 2022-04-12 2023-10-19 富士通株式会社 Machine learning program, machine learning method, and information processing device

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