JP2005255658A

JP2005255658A - 中員環アミン由来の四級アンモニウム塩とその製法

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Publication number: JP2005255658A
Application number: JP2004113657A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Tomooka; 克彦友岡; Masaki Suzuki; 征希鈴木; Kazuhiro Uehara; 和浩上原; Tomosato Iso; 知里磯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】発見者らが見出している面不斉中員環アミン類から、これまで報告例のない様々な置換基を有する面不斉四級アンモニウム塩の製法を提供することを目的とする。また、そのものの不斉反応剤としての機能を提供することを目的とする。
【解決手段】発明者らは、室温下安定な面不斉を有する中員環アミン類を用い、種々の面不斉四級アンモニウム塩の合成に成功した。なお、そのものを光学活性体として得ることにも成功した。また、そのものが不斉相間移動触媒として機能することを見出した。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、室温下安定な面不斉を有するアンモニウム塩に関する。
また、本発明は、面不斉を有する光学活性な四級アンモニウム塩に関する。
また、本発明は、面不斉四級アンモニウム塩を不斉相間移動触媒として利用することに関する。

これまで中心性不斉、軸不斉を有する光学活性四級アンモニウム塩が合成され、不斉反応剤として利用されてきた（例えば、非特許文献１参照）。
（ａ）Ｏ’Ｄｏｎｅｌｌ，Ｍ．Ｊ．；Ｂｅｎｎｅｔｔ，Ｗ．Ｄ．；Ｗｕ，Ｓ．Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９８９，１１１，２３５３−２３５５．（ｂ）Ｃｏｒｅｙ，Ｅ．Ｊ．；Ｘｕ，Ｆ；Ｎｏｅ，Ｍ．Ｃ．Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９７，１１９，１２４１４−１２４１５．

発明が解決しようとする課題

しかしながら、これらアンモニウム塩のほとんどが、天然アルカロイド由来であり、柔軟な設計が行えないという問題点がある。

最近、我々は室温下安定な面不斉を有する様々な中員環アミン類の合成に成功している（例えば、特許文献１参照、または非特許文献１参照）。
友岡克彦，鈴木征希，島田麻木，柳鶴俊一特願２００２−０６４５４３鈴木征希、磯知里、友岡克彦、日本化学会第８３春季年会講演予稿集ＩＩ、１Ｈ６−４２．
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、我々が見出している面不斉中員環アミン類から、これまで報告例のない様々な置換基を有する面不斉四級アンモニウム塩の製法を提供することを目的とする。また、そのものの不斉反応剤としての機能を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

発明者らは、室温下安定な面不斉を有する中員環アミン類を用い、種々の面不斉四級アンモニウム塩の合成に成功した。なお、そのものを光学活性体として得ることにも成功した。また、そのものが不斉相間移動触媒として機能することを見出した。

実施の態様

以下に本発明を説明する。

本発明のひとつは、面不斉アミン類に関しては、一般式（１）

（Ｒ^１は置換基を有してもよいアルキル基、水素、Ｒ^２は置換基を有しても良いアルキル基、水素、Ｒ^３は置換基を有しても良いアルキル基、アリール基、アルキニル基、アルケニル基、アシル基、シリル基、水素、Ｒ^４は置換基を有しても良いアルキル基、アリール基、アルキニル基、アルケニル基、アシル基、シリル基、水素、Ｒ^５は置換基を有しても良いアルキル基、アリール基、アルキニル基、アルケニル基、アシル基、シリル基、水素、またＲ^４とＲ^５のそれぞれは互いに結合して隣接する炭素原子と共に環あるいは縮合環を形成しても良い。Ｘはハロゲン原子で選ばれる）で表される中員環アンモニウム塩。

上記において、Ｒ^４とＲ^５が形成しうる環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、シクロアルケン等が挙げられる。アルキル基としては、Ｃ１〜Ｃ１０のアルキル基等を表し、より好ましくは、Ｃ１〜Ｃ７のアルキル基等を表す。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ベンジル基などが挙げられる。アリール基としては、Ｃ６〜Ｃ２０のアリール基等を表し、より好ましくは、Ｃ６〜Ｃ１４のアリール基等を表す。具体的には、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等が挙げられる。シリル基としては、Ｃ１〜Ｃ２０のシリル基等を表し、より好ましくは、Ｃ１〜Ｃ１６のシリル基等を表す。具体的には、トリメチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ｔ−ブチルジフェニルシリル基、トリイソプロピル基等が挙げられる。アルキニル基としては、Ｃ２〜Ｃ２０のアルキニル基等を表し、より好ましくは、Ｃ２〜Ｃ１８のアルキニル基を表す。具体的には、エチニル基、フェニルエチニル基、トリメチルシリルエチニル基、ｔ−ブチルジメチルシリルエチニル基、ｔ−ブチルジフェニルシリルエチニル基等が挙げられる。アルケニル基としては、Ｃ１〜Ｃ２０のアルケニル基等を表し、より好ましくは、Ｃ２〜Ｃ１８のアルケニル基を表す。具体的には、ビニル基、スチニル基、トリメチルシリルビニル基、ｔ−ブチルジメチルシリルビニル基、ｔ−ブチルジフェニルシリルビニル基、トリイソプロピルビニル基等が挙げられる。アルコキシ基としては、Ｃ１〜Ｃ２０のアルコキシ基等を表し、より好ましくは、Ｃ１〜Ｃ７のアルコキシル基等を表す。具体的にはメトキシ基、エトキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔブトキシ基、ベンジルオキシ基等が挙げられる。置換基としては、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリール基、アルキル基等が挙げられる。

また、上記の一般式（１）は、光学活性体として得ることができる。

一方、本発明のひとつは、面不斉中員環アンモニウム塩の製造方法である。

また、上述の光学活性四級アンモニウム塩を不斉相間移動触媒として用いることである。

本発明は、（一）面不斉を有する中員環アンモニウム塩の合成、（二）面不斉を有する中員環アンモニウム塩を不斉相間移動触媒として用いることの二つよりなる。

（一）「面不斉を有する中員環アンモニウム塩の合成」の段階では、我々が報告している中員環アミドから３工程で面不斉を有する中員環アンモニウム塩へ導く。（二）「不斉相間移動触媒の活用」では、その例として、グリシンＳｃｈｉｆｆ塩基の不斉アルキル化反応による光学活性アミノ酸類を合成する。

また（なお）、本発明は上述の実施の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。

（一）〜（二）のそれぞれについてさらに詳しく説明する。（一）「面不斉を有する中員環アンモニウム塩の合成」に関しては、次のような方法を用いる（図１）。

我々が、既に報告している（例えば、特許文献１参照、または非特許文献１参照）中員環ジアリルアミドＡ（＞９８％ｅｅ）に対し、リチウムナフタレニド（ＬＮ）を作用させ、環状二級アミンＢとする。
友岡克彦，鈴木征希，島田麻木，柳鶴俊一特願２００２−０６４５４３鈴木征希、磯知里、友岡克彦、日本化学会第８３春季年会講演予稿集ＩＩ、１Ｈ６−４２．
その後、Ｂにアルキルハライド（Ｒ^１Ｘ）を作用させ、環状三級アミンＣを調製する。ＣにＲ^２Ｘを加えることにより、面不斉を有する中員環四級アンモニウム塩Ｄが合成できる。

つぎに、（二）「不斉相間移動触媒の活用」では、不斉アルキル化反応の例について説明する。

図２に示したグリシン由来のＳｃｈｉｆｆ基Ｅと触媒量のＤ、アルキルハライド（Ｒ’Ｘ）を有機溶媒に溶解し、０℃にてアルカリ性水溶液を滴下することにより、アルキル化体Ｆを光学活性体として合成できる。

つぎに、本発明にかかる実施例について具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではないことはもちろんである。

（試験１）面不斉を有する９員環アンモニウム塩１ａの合成（Ｒ^１＝ベンジル、Ｒ^２＝ベンジル、Ｒ^３＝メチル、Ｒ^４＝メチル、Ｒ^５＝水素、Ｘ＝臭素）
９員環アンモニウム塩１ａは、対応する９員環アミド（Ｒ^３＝メチル基、Ｒ^４＝メチル基、Ｒ^５＝水素、Ｒ体，＞９８％ｅｅ）から３工程で合成した。対応する９員環アミドにＬＮ（リチウムナフタレニド）を作用させ、環状二級アミンとした後、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）中、炭酸カリウム存在下、臭化ベンジルを作用させ、環状三級アミンを得た。なお、このものの光学純度は、キラルカラムによるＨＰＬＣ分析より、光学的に純粋であることを確認した。アルゴン雰囲気下、室温にて環状三級アミン（１１８．９ｍｇ，０．４９３ｍｍｏｌ）を塩化メチレン（０．５ｍＬ）に溶解し、過剰量の臭化ベンジル（０．５３ｍＬ，４．８８ｍｍｏｌ）を加え、１８時間４５分撹拌した。その後、溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィーにより（クロロホルム／メタノール＝２０／１から１０／１）で精製し、四級アンモニウム塩１ａを収率６８％で合成した。

物性データ
１，１−ジベンジル−３，７−ジメチル−２，５，６，９−テトラヒドロ−１Ｈ−アゾニウムブロマイド１ａ：Ｒ^１＝ベンジル、Ｒ^２＝ベンジル、Ｒ^３＝メチル、Ｒ^４＝メチル、Ｒ^５＝水素、Ｘ＝臭素
^１ＨＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ７．９２−７．８８（ｍ，３Ｈ），７．６０−７．３３（ｍ，５Ｈ），５．９１（ｄ，Ｊ＝１２．６Ｈｚ，１Ｈ），５．８２（ｄ，Ｊ＝１２．６Ｈｚ，１Ｈ），５．８０（ｄ，Ｊ＝１２．８Ｈｚ，１Ｈ），５．１３（ｄ，Ｊ＝９．０Ｈｚ，１Ｈ），４．９７−４．９２（ｍ，１Ｈ），４．７３（ｄ，Ｊ＝１２．８Ｈｚ，１Ｈ），４．１９（ｄ，Ｊ＝１２．８Ｈｚ，１Ｈ），３．８３（ｄｄ，Ｊ＝１２．３，７．８Ｈｚ，１Ｈ），３．７８（ｄ，Ｊ＝１２．８Ｈｚ，１Ｈ），３．２１（ｄｄ，Ｊ＝１２．３，１２．０Ｈｚ，１Ｈ），２．００−１．５４（ｍ，４Ｈ），１．８５（ｓ，３Ｈ），１．８１（ｓ，３Ｈ）．
ＯｐｔｊｃａｌｒｏｔａｔｉｏｎＶａｌｕｅ：［α］_Ｄ ^２８＋４３．７（ｃ０．４０，ＣＨＣｌ_３）ｆｒｏｍ（Ｓ）−９員環アミド（Ａ）．
中員環アミド（Ｒ^３＝メチル基、Ｒ^４＝水素、Ｒ^５＝水素、Ｓ体，＞９８％ｅｅ）を用い、前述の手法により１ｂを４％（３工程収率）で合成した。
１，１−ジベンジル−３−メチル−２，５，６，９−テトラヒドロ−１Ｈ−アゾニウム１ｂ：Ｒ^１＝ベンジル、Ｒ^２＝ベンジル、Ｒ^３＝メチル、Ｒ^４＝水素、Ｒ^５＝水素、Ｘ＝臭素
^１ＨＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ７．９２（ｍ，１Ｈ），７．６１（ｄ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，１Ｈ），７．５４−７．４０（ｍ，８Ｈ），６．０６（ｍ，１Ｈ），５．９７（ｄ，Ｊ＝１２．６Ｈｚ，１Ｈ），５．８７（ｄ，Ｊ＝１２．９Ｈｚ，１Ｈ），５．１８（ｍ，２Ｈ），５．０２−４．９１（ｍ，１Ｈ），４．７３（ｄ，Ｊ＝１２．９Ｈｚ，１Ｈ），４．２１（ｄ，Ｊ＝１２．６Ｈｚ，１Ｈ），３．８７（ｄ，Ｊ＝１２．３Ｈｚ，Ｈ），３．８０（ｄ，Ｊ＝１２．３Ｈｚ，１Ｈ），３．２４（ｄｄ，Ｊ＝１２．６，１２．０Ｈｚ，１Ｈ），２．３９（ｍ，１Ｈ），２．２４−２．１８（ｍ，１Ｈ），１．８６（ｓ，３Ｈ），１．５５（ｍ，２Ｈ）．
中員環アミド（Ｒ^３＝水素、Ｒ^４＝水素、Ｒ^５＝水素、Ｒ体，＞９８％ｅｅ）を用い、前述の手法により１ｃで２１％（３工程収率）で合成した。
１，１−ジベンジル−２，５，６，９−テトラヒドロ−１Ｈ−アゾニウムブロマイド１ｃ：Ｒ^１＝ベンジル、Ｒ^２＝ベンジル、Ｒ^３＝水素、Ｒ^４＝水素、Ｒ^５＝水素、Ｘ＝臭素
^１ＨＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ７．８０−７．７８（ｍ，２Ｈ），７．６１（ｄ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，２Ｈ），７．５３−７．３９（ｍ，６Ｈ），６．１６（ｄ，Ｊ＝１２．９Ｈｚ，１Ｈ），６．１６（ｄ，Ｊ＝１２．６Ｈｚ，１Ｈ），６．０７（ｄ，Ｊ＝１２．６Ｈｚ，１Ｈ），５．８２（ｍ，１Ｈ），５．３９−５．２５（ｍ，３Ｈ），４．５５（ｄ，Ｊ＝１２．９Ｈｚ，１Ｈ），４．０８（ｄ，Ｊ＝１２．０Ｈｚ，１Ｈ），５．７４（ｄ，Ｊ＝１２．６Ｈｚ，１Ｈ），３．５５（ｍ，１Ｈ），２．８６（ｔ，Ｊ＝１２．０Ｈｚ，１Ｈ），２．４７−２．４１（ｍ，２Ｈ），１．５４−１．４７（ｍ，２Ｈ）．
中員環アミド（Ｒ^３＝水素、Ｒ^４＝メチル基、Ｒ^５＝水素、Ｒ体，＞９８％ｅｅ）を用い、前述の手法により１ｃを３２％（３工程収率）で合成した。
１，１−ジベンジル−４−メチル−２，５，６，９−テトラヒドロ−１Ｈ−アゾニウムブロマイド１ｄ：Ｒ^１＝ベンジル、Ｒ^２＝ベンジル、Ｒ^３＝水素、Ｒ^４＝メチル、Ｒ^５＝水素、Ｘ＝臭素
^１ＨＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ７．７９（ｄ，Ｊ＝７．７９Ｈｚ，２Ｈ），７．７３（ｄ，Ｊ＝６．３Ｈｚ，２Ｈ），７．５１−７．３７（ｍ，６Ｈ），６．１２（ｄ，Ｊ＝１２．６Ｈｚ，１Ｈ），５．９８（ｄ，Ｊ＝１２．６Ｈｚ，１Ｈ），５．８９−５．８４（ｍ，１Ｈ），５．４７−５．３４（ｍ，２Ｈ），５．２６−５．２０（ｍ，１Ｈ），４．５３（ｄ，Ｊ＝１２．６Ｈｚ），４．０７（ｄ，Ｊ＝１２．３Ｈｚ，１Ｈ），３．７０（ｄ，Ｊ＝１１．７Ｈｚ，１Ｈ），３．５５（ｄｄ，Ｊ＝１１．７，１０．５Ｈｚ，１Ｈ），２．８３（ｄｄ，Ｊ＝１２．３，１２．０Ｈｚ，１Ｈ），２．４４−２．４２（ｍ，１Ｈ），２．４０−２．１５（ｍ，１Ｈ），１．８４（ｓ，３Ｈ），１．６２−１．５７（ｍ，１Ｈ），１．２８−１．２３（ｍ，１Ｈ）．

（試験２）面不斉アンモニウム塩１ａを不斉相間移動触媒として用いることを特徴とするグリシンＳｃｈｉｆｆ塩基の不斉アルキル化反応
アルゴン雰囲気下、０℃にて、面不斉四級アンモニウム１ａ（５．１ｍｇ，０．０１３ｍｍｏｌ）、グリシンＳｃｈｉｆｆ塩基（３９．３ｍｇ，０．１３３ｍｍｏｌ）と臭化ベンジルをトルエンに溶解し、５０ｗｔ％水酸化カリウム水溶液（０．５ｍＬ）をゆっくり滴下し、２時間５分撹拌した。その後、水を加え、水相をエーテルにて抽出した。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥、ろ過し、溶媒を除去しカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／エーテル＝３０／１から１０／１）にて精製したところ、収率８３％、光学収率２７％ｅｅでアルキル化体が得られた。なお、水相を塩化メチレンで抽出することにより、アンモニウム塩を回収することができる。

発明の効果

本発見による面不斉アンモニウム塩は、これまでにない新規化合物であり、光学活性体として調製することができる。

また、この化合物は不斉相間移動触媒としての機能を有しており、医薬、農薬、各種化学品あるいはその原料や合成中間体として有用な種々の光学活性化合物の不斉合成に活用できる。

Claims

一般式（１）

（Ｒ^１は置換基を有してもよいアルキル基、水素、Ｒ^２は置換基を有しても良いアルキル基、水素、Ｒ^３は置換基を有しても良いアルキル基、アリール基、アルキニル基、アルケニル基、アシル基、シリル基、水素、Ｒ^４は置換基を有しても良いアルキル基、アリール基、アルキニル基、アルケニル基、アシル基、シリル基、水素、Ｒ^５は置換基を有しても良いアルキル基、アリール基、アルキニル基、アルケニル基、アシル基、シリル基、水素、またＲ^４とＲ^５のそれぞれは互いに結合して隣接する炭素原子と共に環あるいは縮合環を形成しても良い。Ｘはハロゲン原子）で表される中員環アンモニウム塩。
請求項１の一般式（１）に記載の面不斉を有する光学活性な四級アンモニウム塩。
請求項１の一般式（１）に記載の面不斉を有することを特徴とする四級アンモニウム塩の製造方法。
請求項１の一般式に記載の光学活性四級アンモニウム塩の不斉相間移動触媒としての利用。