JP2013522003A - 不斉ニトロアルドール反応のためのキラル不均一触媒 - Google Patents

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Abstract

本発明は、不斉ニトロアルドール反応のための高効率なキラル不均一触媒の調製に関する。中程度から高程度のエナンチオ選択性(ee>99%まで)で、高効率で光学活性なβ−ニトロアルコールを生成するために、塩基および光学活性なキラル不均一触媒の存在下で、芳香族アルデヒド、脂肪族アルデヒド、α,β−不飽和アルデヒド、脂環式アルデヒドなどの様々なアルデヒドと、ニトロアルケンとのヘンリー反応を行った。

Description

本発明は、不斉ニトロアルドール反応のためのキラル不均一触媒を提供する。より詳細には、本発明は、不斉ニトロアルドール反応のための、メソポーラスシリカ表面に共有結合的に付着した光学的に純粋なアミノアルコール銅錯体の高効率なキラル不均一触媒の調製に関する。本発明は、キラルなアミノアルコールで修飾されたシリカが調製され、光学的に純粋なニトロアルコールを生成する銅触媒ニトロアルドール(ヘンリー)反応のための潜在的な新しいクラスの固体キラル配位子として評価されている、直接的な不均一触媒作用を実証する。光学的に純粋なニトロアルコールは、キラルな医薬品およびアミノアルコールの調製において、重要な中間体である。
生物学的受容体分子のほとんどは立体特異的であるので、ラセミ薬剤化合物の異なる鏡像体は、異なる方法でそれらと相互作用し得る。したがって、ラセミ化合物の2つの鏡像体は、異なる薬理学的活性を有し得る。これらの相反する効果を識別するために、各鏡像体の生物学的活性を別個に研究することが必要となる。これは、特に製薬産業における、鏡像異性的に純粋な化合物の要求に著しく寄与する。キラルなニトロアルコールは、生物学的に活性な天然物、医薬、キラル補助剤、農薬、およびキラル配位子などの多くの研究分野で必要とされるアミノアルコールを合成するための、重要なクラスの化合物である。不斉ヘンリー反応は、キラル的に純粋なニトロアルコールを得るのに最も重要な手段の1つである。光学的に純粋なニトロアルコールを合成するために、これまで様々な試みがなされてきた。
例えば、M.J.Sorgedragerらは、Tetrahedron:Asymmetry、15(2004)1295において、種々のリパーゼ、およびアシル供与体としての無水コハク酸を使用する、リパーゼ触媒エステル化による、様々な1−ニトロ−2−アルカノールの速度論的分割を報告した。TBME中の無水コハク酸を用いた1−ニトロ−2−ペンタノールの分割において、Novozym 435を用いて、最大で100までのE値が得られた。無水コハク酸を用いるアシル化は、酢酸ビニルを用いるよりも、エナンチオ選択性がはるかに高いことが分かった。この方法の欠点は、(i)最高理論収率が50%にすぎないこと、(ii)極めて基質特異的であり、芳香族アルデヒドに対して役に立たないこと、(iii)使用される条件下での、対応するアルケンに対する基質および生成物の分解である。
J.Tianらは、Angew.Chem.Int.Ed.、41(19)(2002)3636において、アキラル添加剤によるキラル触媒のチューニングが、適切なキラル環境を作るのに重要な役割をもつ、多機能性(YLi−{トリス(ビナフトキシド)})単一触媒成分を用いる不斉逐次反応に基づく研究を開示した。これらの触媒は、極めて低い温度で、51〜84%で、ee11〜62%で、単一の芳香族アルデヒドのニトロアルドール生成物を与える。この方法の欠点は、(i)触媒作用が、反応完了のために非常に低い温度(−40℃)を必要とすること、(ii)生成物の収率およびeeが、中程度であること、(iii)生成物から触媒を分離することが困難であるので、触媒がリサイクル可能でないことである。
D.A.Evansらは、J.Am.Chem.Soc.、125(2003)12692に、ニトロアルドールプロセスのエナンチオ選択的触媒として使用される、キラル二座配位子と組み合わせた一連の二価金属酢酸塩の合成を記載している。この方法において、Cu(OAc)から誘導されたビス(オキサゾリン)錯体が、66〜95%およびee89〜94%で生成物を与える、様々なアルデヒドのニトロアルドール反応に最良な触媒であることが判明した。この方法の欠点は、(i)触媒がリサイクル可能でないことである。
S.Handaらは、Angew.Chem.Int.Ed.、47(2008)3230に、ニトロアルドール付加物中のニトロ部分の還元により、β-アミノアルコールを与える触媒不斉ニトロアルドール(ヘンリー)反応において、二核シッフ塩基を使用して、25〜92%およびee1〜84%で生成物が得られたことを記載した。この方法の欠点は、(i)反応が完了するのに長時間(48h)かかること、(ii)触媒反応に、非常に低い温度(約−40℃)が必要となること、(iii)パラジウムおよびランタンのような高価な金属源が使用されること、(iv)触媒がリサイクル可能でないことである。
K.Isekiらは、Tetrahedron Letters、37(50)(1996)9081において、不斉ニトロアルドール反応のために、希土類−リチウム−BINOL錯体により媒介される、α,α’−ジフルオロアルデヒドを使用した。触媒反応は、55〜82%およびee55〜94%で生成物を与えた。この方法の欠点は、(i)反応の完了に、非常に長い時間(96h)がかかること、(ii)触媒反応に、非常に低い温度(−40℃)が必要となること、(iii)ランタン、サマリウム、ユーロピウム、イッテルビウムおよびガドリニウムのような高価な金属源が使用されること、(iv)触媒がリサイクル可能でないことである。
A.P.Bhattらは、J.Mol.Cat.A、244(2006)110において、シリカおよびメソポーラスMCM−41上にそれぞれ共有結合的に固定された、La−Li−BINOL−シリカおよびLa−Li−BINOL−MCM−41に基づいた、エナンチオ選択的ニトロアルドール反応のためのリサイクル可能な触媒を報告した。この錯体による不斉ニトロアルドールは、収率0〜94%およびee55〜90%で生成物を与えた。この方法の欠点は、(i)多段階の触媒合成プロトコル、(ii)触媒反応に、非常に低い温度(−40℃)が必要となること、(iii)La−BINOLなどの非常に高価な金属錯体が、触媒として使用されることである。
Y.Sohtomeらは、Adv.Synth.Catal.、347(2005)1643において、不斉ヘンリー(ニトロアルドール)反応のためのグアニジン−チオ尿素二官能有機触媒を開示した。有機触媒反応は、22〜91%およびee6〜43%で生成物を与えた。この方法の欠点は、(i)不斉ニトロアルドール触媒が、脂肪族および脂環式のアルデヒドだけに選択的であること、(ii)グアニジン−チオ尿素二官能誘導体の合成および分離が困難であること、(iii)転化率およびエナンチオ選択性が非常に低いこと、(iv)危険な50mol%KOHが、助触媒として使用されることである。
Y.Sohtomeらは、Chem.Asian J.、2(2007)1150に、有機触媒不斉ニトロアルドール反応、ならびにグアニジン官能基およびチオ尿素官能基の不斉触媒作用への協同効果を記載した。有機触媒反応は、80〜99%およびee32〜95%で生成物を与えた。この方法の欠点は、(i)芳香族アルデヒドのニトロアルドール反応を実証していないこと、(ii)低い温度が使用されること、(iii)危険な50mol%KOHが、塩基として使用されることである。
R.Kowalczykらは、Tetrahedron:Asymmetry、18(2007)2581に、Cr(III)−サレン系により触媒される不斉ニトロアルドール反応を記載した。1,2−ジアミノシクロヘキサンおよび1,2−ジフェニルエチレンジアミンから誘導された、キラルなCr(III)−サレン型錯体が、エナンチオ選択的ヘンリー反応を触媒することが判明した。サレン錯体触媒ニトロアルドール反応は、−20℃で、良好な収率で、しかし中程度のeeで生成物を与えた。この方法の欠点は、(i)触媒がリサイクル可能でないこと、(ii)反応温度が非常に低いこと、(iii)エナンチオ選択性が中程度であることである。
W.Mansawatらは、Tetrahedron Letters、48(2007)4235に、Cu触媒不斉ニトロアルドール反応のための、キラル配位子としての新規のチオール化アミノ−アルコールを記載した。チオール化アミノ−アルコールが合成され、銅触媒ニトロアルドール反応のための潜在的な新しいクラスのキラル配位子として評価され、69〜92%およびee0〜46%で生成物を与えた。この方法の欠点は、(i)良好な転化率およびエナンチオ選択性が、電子吸引性基を有するベンズアルデヒドについてしか実現されないこと、(ii)触媒がリサイクル可能でないことである。
G.Blayらは、Tetrahedron:Asymmetry、17(2006)2046に、イミノピリジンモジュール配位子、およびエナンチオ選択的Cu(II)触媒ヘンリー反応への適用を記載している。この方法の欠点は、(i)高価なシッフ塩基配位子およびイミノピリジン配位子のリサイクルが可能でないこと、(ii)良好な収率とともに、最大で86%までのeeが、極めて低い温度でしか実現されないこと、(iii)o−アニソールしか、ニトロアルドール反応について試験されなかったことである。
B.M.Choudaryらは、J.Am.Chem.Soc.、127(2005)13167に、キラルなニトロアルコールをもたらす不斉ヘンリー反応のための、真にリサイクル可能な不斉触媒、すなわちナノ結晶MgOの設計および開発を記載した。この方法の欠点は、(i)高い活性およびエナンチオ選択性を示すために、極めて低い温度(−78℃)が必要とされることである。
Y.Zhangら、Inorg.Chim.Acta、361(2008)1246は、不斉ニトロアルドール反応のための、(S,S)−1,2−ジアミノシクロヘキサンベースのN−ドナー配位子を有するキラルなCu(II)およびAg(I)錯体の合成、構成、および触媒活性を開示した。この方法の欠点は、(i)ベンズアルデヒドしか基質として使用されないこと、(ii)触媒がリサイクル可能でないこと、(iii)低い温度で実現された転化率が中程度であったとともに、エナンチオ選択性が低かったことである。
B.M.Trostらは、米国特許第6610889号、2005年7月19日において、不斉アルドール反応のための触媒組成物および方法を開示した。ケトンから選択されるドナー分子を有するアルデヒドと、ニトロアルキル化合物との直接的触媒不斉アルドール反応のための方法および組成物が提供されている。この方法の欠点は、(i)触媒反応混合物から高価な配位子を取り出すために、1NのHClが必要とされること、(ii)配位子がリサイクル可能でないこと、(iii)最良の結果のための、非常に低い温度(−20〜−60℃)、(iii)極めて乾燥した反応条件が必要とされることである。
M.Mitsudaらは、米国特許第05616726号、2000年5月30日において、光学活性なアミノアルコール誘導体の調製方法を開示した。この方法の欠点は、(i)反応混合物から配位子を取り出すために、1NのHClが必要とされること、(ii)ランタン/(S)−1,1’−ビ−2−ナフトールの高価な錯体が、リサイクルされなかったこと、(iii)最良の結果のために、低い温度(−30℃)を必要とすること、(iv)反応を完了するために、長い時間(72h)が必要とされることである。
L.Dengらは、米国特許第130453号、2006年12月7日に、二官能性シンコナアルカロイド系触媒を使用する不斉アルドール付加の方法を記載した。この発明は、新しいC6’−OHシンコナアルカロイド触媒により触媒されるα−ケトエステルによる、不斉ニトロアルドール反応に関するものである。この方法の不利な点は、(i)反応条件に、非常に低い温度(−20℃)が必要とされること、(ii)反応時間が長すぎること(67h)、(iii)HCN媒体のような、不活性または有毒なガスを必要とする場合もあること、(iv)触媒のリサイクルが明示されなかったことである。
M.Shibasakiらは、米国特許第6632955号、2007年4月17日において、Ln−Li−BINOL錯体を触媒として使用する、光学活性なニトロアルコール誘導体の合成を報告した。この方法の欠点は、(i)反応時間が長すぎること(67h)、(ii)反応条件に、非常に低い温度(−40℃)が必要とされること、(iii)反応混合物から生成物を分離するために、1Nの塩酸(HCl)水溶液が使用されたこと、(iv)触媒が、リサイクル可能でないことである。
T.Yamadaらは、米国特許第6977315号、2005年12月20日に、塩基の存在下で、N,N’−ビス[2−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−3−オキソブチリデン]−(1S,2S)−ビス(3,5−ジメチルフェニル)エチレン−1,2−ジアミナトコバルト(II)錯体を触媒として使用して、光学活性なニトロアルコールを生成するための方法を記載した。この方法の欠点は、(i)反応時間が長すぎること(76h)、(ii)反応条件に、非常に低い温度(−70℃)が必要とされること、(iii)触媒がリサイクル可能でないことである。
M.Shibasakiらは、米国特許第5336653号、1994年8月9日に、不斉合成分離のための触媒を記載した。この発明の触媒は、医薬などの光学活性な化合物のための重要な合成原料である、β−ヒドロキシニトロ化合物の合成に有用な、不斉ニトロアルドール反応の不斉合成のための触媒として極めて有益である。この方法の欠点は、(i)触媒の調製に、長い時間(3日)が必要とされること、(ii)基質としてのシクロヘキシルアルデヒドでしかうまく機能しない一方で、他の基質で、転化率とeeの両方が中程度であること、(ii)反応温度が−42℃であり、非常に低いことである。
K.MaおよびJ.You、Chem.Eur.J.13(2007)1863は、立体的および電子的に容易にチューニング可能なキラルビスイミダゾリンの合理的設計と、極めてエナンチオ選択的なニトロアルドール(ヘンリー)反応のための、ルイス酸/ブレンステッド塩基二元触媒作用でのそれらの適用とを開示した。この方法の欠点は、(i)配位子の調製に、高価な出発材料が必要とされ、触媒として使用された得られた金属錯体がリサイクル可能でないことである。
V.J.Mayaniらは、J.Chromatogr A.1135(2006)186において、シリカ担持アミノアルコールの合成を記載し、それらを、マンデル酸、BINOL、酒石酸ジエチル、シアノクロメンオキシド(cyanochromene oxide)および2−フェニルプロピオン酸などのラセミ化合物のクロマトグラフ分離のためのキラル固定相として使用した。しかし、触媒作用におけるこの材料の使用については、何も述べられていない。
V.J.Mayaniらは、J.Chromatogr A.1191(2008)223において、配位子交換型キラル固定相(CLES)としてのアミノアルコール修飾シリカのキラル銅錯体の合成および特徴付けを開示した。この材料は、マンデル酸の優れた分離を与えたが、それは触媒として使用されなかったし、その性能を高めるためにいかなる添加剤も組み込まれなかった。
本発明の主な目的は、不斉ニトロアルドール反応のための、メソポーラスシリカ表面に共有結合的に付着している、光学的に純粋なアミノアルコール銅錯体のキラル不均一触媒を提供することである。
さらに、本発明の別の目的は、メソポーラスシリカ表面に共有結合的に付着している、光学的に純粋なアミノアルコール銅錯体のキラル不均一触媒を調製することである。
本発明の別の目的は、不斉ニトロアルドール反応に、このキラル触媒を使用することである。
本発明のさらに別の目的は、1,2−ニトロアルコールを高収率でもたらすように、不斉ニトロアルドール反応のための、メソポーラスシリカに共有結合的に付着した、光学的に純粋なアミノアルコールから誘導される銅錯体を合成する方法を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、98%より高いエナンチオ選択性で1,2−ニトロアルドールを得るために、様々なアルデヒド、芳香族アルデヒド、脂肪族アルデヒド、α,β−不飽和アルデヒド、および脂環式アルデヒドの不斉ニトロアルドール反応に、メソポーラスシリカに付着したこの銅錯体(銅触媒)を使用することである。
本発明のさらに別の目的は、最終生成物の収率を失うことなく、97%より高いエナンチオ選択性を有する、キラル不均一触媒をリサイクルすることである。
本発明のさらなる目的は、高収率かつ優れたee(>99%)で、キラル的に純粋な1,2−ニトロアルコールを周囲温度で生成するために、異なる非キラルおよびキラルな有機塩基が、添加剤として使用される方法を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、銅担持量が10mol%以下である不均一銅触媒を使用して、キラル的に純粋な1,2−ニトロアルコールを調製することである。
したがって、本発明は、不斉ニトロアルドール反応のためのキラル不均一触媒を提供する。本発明はまた、高効率かつ優れたエナンチオ選択性(>99%)で、異なる1,2−ニトロアルコールを室温でもたらす、様々な芳香族アルデヒド、脂肪族アルデヒド、α,β−不飽和アルデヒドおよび脂環式アルデヒドの不斉ニトロアルドール反応のための、メソポーラスシリカ表面に共有結合的に付着した、光学的に純粋なアミノアルコール銅錯体の高効率なキラル不均一触媒の調製に関する。
本発明の実施形態での、一般式1のキラル不均一触媒
Figure 2013522003
(式中、R=R=HまたはCH
=Cl、I、F、Br、OCH、CH、OC、NO
=H、CH、C
x=1、2
Z=CHCO 、Cl、OH、NO )。
本発明の別の実施形態では、メソポーラスシリカは、30〜120Åの範囲の多孔性を有する、シリカゲル、Mobile Crystalline Materials(MCM−41)、Santa Barbara Amorphous(SBA−15)およびメソセルラーフォーム(Meso Cellular Foams)(MCF)からなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態では、式1の触媒は、(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−41、(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−41、(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−15、(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−15、(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−MCF、(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−メソセルラーフォーム(MCF)、(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−メソセルラーフォーム(MCF)、(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−メソセルラーフォーム(MCF)、(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−41、(R)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−41、(S)−N,N’−ジメチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−41、(S)−N,N’−ジメチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−15、(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−15、(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−シリカゲル、および(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−シリカゲルである。
本発明のさらに別の実施形態では、式1のキラル不均一触媒を調製するための方法は、
(i)乾燥テトラヒドロフラン(THF)中のキラルエポキシドに対して1.0〜5の範囲のモル比のアルカリ炭酸塩の存在下で、メソポーラスシリカ1g当たり1.0〜15mmolの範囲のキラル[(S)/(R)−(+)/(−)−]エポキシドを、メソポーラスシリカ1g当たり1.0〜15mmolの範囲の置換アミノプロピルトリアルコキシシランで、等モル比でシリル化するステップと、
(ii)ステップ(i)で得られた反応混合物を、不活性雰囲気下で、65〜66℃の範囲の温度で、8〜16時間の範囲の時間還流するステップと、
(iii)ステップ(ii)で得られた反応混合物を濾過して、透明溶液を得るステップと、
(iv)ステップ(iii)で得られた透明溶液を、乾燥トルエン中で、不活性雰囲気下で、110〜115℃の範囲の温度で、(3.5:10)の範囲で、メソポーラスシリカとともに、35〜55時間の範囲の時間還流するステップと、
(v)ステップ(iv)で得られた反応混合物を濾過して固体材料を得て、続いて、トルエンで洗浄し、トルエンでソックスレー抽出するステップと、
(vi)ステップ(v)で得られた洗浄した固体材料を、トルエン中で、110〜115℃の範囲の温度で、不活性雰囲気中で、還流条件下、該固体材料1g当たり2〜30mmolの範囲の濃度の置換アニリンと8〜16時間の範囲の時間反応させるステップと、
(vii)ステップ(vi)で得られた洗浄した固体材料を、不活性雰囲気中で、25〜35℃の範囲の室温で、ステップ(vi)で得られた材料1g当たり1.0〜20.0mmolの濃度範囲の、エタノール中の銅塩と8〜16時間の範囲の時間反応させるステップと、
(viii)ステップ(vii)の反応混合物を濾過して固体材料を得て、続いて、トルエンで洗浄し、再度、トルエンでソックスレー抽出し、キラル不均一触媒を得るステップと
を含む。
本発明のさらに別の実施形態では、ステップ(i)で使用されるキラルエポキシドは、1−クロロ−2,3−エポキシプロパン、1−フルオロ−2,3−エポキシプロパン、1−ブロモ−2,3−エポキシプロパン、1−クロロ−2,3−エポキシブタン、および1−クロロ−2,3−エポキシペンタンからなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態では、ステップ(i)で使用される置換アミノプロピルトリアルコキシシランは、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリブトキシシラン、N−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、N−メチルアミノプロピルトリエトキシシラン、N−メチルアミノプロピルトリブトキシシラン、アミノブチルトリメトキシシラン、およびアミノペンチルトリエトキシシランからなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態では、ステップ(i)で使用されるアルカリ炭酸塩は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、および炭酸セシウムからなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態では、置換アニリンと、キラルエポキシドとのモル比は、1:1から1:2の範囲にある。
本発明のさらに別の実施形態では、ステップ(vi)で使用される置換アニリンは、アニリン、ニトロアニリン、フルオロアニリン、クロロアニリン、ブロモアニリン、ヨードアニリン、メトキシアニリン、エトキシアニリン、およびメチルアニリンからなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態では、ステップ(vii)で使用される銅塩は、塩化銅、酢酸銅、硫酸銅、および銅トリフラートからなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態では、キラル不均一触媒上の銅担持量は、10〜25mol%の範囲にある。
本発明のさらに別の実施形態では、請求項1で請求した一般式1のキラル不均一触媒を使用する不斉ニトロアルドール反応によって、ニトロアルコールを調製するための方法は、
(a)不活性で乾燥した条件下で、25〜28℃の間の範囲の温度で、スクリューバイアル内で、溶媒中のキラル不均一触媒と、添加剤としての塩基とを1〜5分の範囲の時間撹拌するステップと、
(b)ステップ(a)で得られた溶液に、ニトロメタンおよびアルデヒドを加え、続いて、−20〜110℃の間の範囲、好ましくは10〜60℃の範囲の温度で、36〜48時間の範囲の時間、継続的に撹拌するステップと、
(c)ステップ(b)で得られた反応混合物を濾過し、続いて、乾燥エタノールで洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させるステップと、
(d)ステップ(c)で得られた溶液から、真空中で溶媒を蒸発させて、ニトロアルコールを得るステップと、
(e)ステップ(d)で得られた残留物を、n−ヘキサンと酢酸エチルとの混合物(90:10)を使用するカラムクロマトグラフィーにより精製して、純粋なニトロアルコールを得るステップと
を含む。
本発明のさらに別の実施形態では、ステップ(a)で使用される不均一不斉触媒は、アルデヒドに対して1〜50mol%の間の範囲、好ましくは5〜35mol%の範囲にある。
本発明のさらに別の実施形態では、ステップ(a)で使用される塩基は、アルデヒドに対して1.0〜100mol%の間の範囲、好ましくは10〜40mol%の範囲にある。
本発明のさらに別の実施形態では、ステップ(b)で使用されるニトロメタンは、0.4〜5.5mmolの間の範囲にある。
本発明のさらに別の実施形態では、ステップ(a)で使用される塩基は、一級アミン、二級アミン、三級アミン、ピリジン、2−メチルピリジン、2,6−ルチジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、(S)−N−ベンジリデン−1−フェニルエタンアミン、(S)−N−(4−メチルベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、(S)−N−(4−クロロベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、(S)−N−(4−ニトロベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、(S)−N−(2−メトキシベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、(R)−N−ベンジリデン−1−フェニルエタンアミン、(R)−N−(4−メチルベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、(R)−N−(4−クロロベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、(R)−N−(4−ニトロベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、および(R)−N−(2−メトキシベンジリデン)−1−フェニルエタンアミンからなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態では、ステップ(b)で使用されるアルデヒドは、芳香族アルデヒド、脂肪族アルデヒド、α,β−不飽和アルデヒド、および脂環式アルデヒドからなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態では、ステップ(a)で使用される溶媒は、トルエン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、およびエタノールからなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態では、得られるニトロアルコールの鏡像体過剰率は、5〜99%の範囲にある。
本発明のさらに別の実施形態では、得られるニトロアルコールの収率は、61〜98%の範囲にある。
本発明のさらに別の実施形態では、ステップ(a)で使用される触媒は、リサイクル可能である。
光学的に純粋なβ−ニトロアルコールを表す式である(ここで、R=芳香族基、脂肪族基、不飽和基および脂環式基、ならびには、SまたはRのキラル配置を表す)。 キラルエポキシドを表す式である(ここで、R=クロロ、フルオロ、ヨードまたはブロモ基、y=1〜8アルキル鎖、およびは、SまたはRのキラル配置を表す)。 シリル化剤を表す式である(ここで、R、R=独立に、水素原子またはアルキル基、R10、R11およびR12=アルキル基、x=1〜8)。 求核剤(アニリンの誘導体)を表す式である(ここで、R13=独立に、水素原子、ニトロ、クロロ、フルオロ、ブロモ、ヨード、メトキシ、エトキシ、メチル基)。 添加剤としての塩基を表す式である。ここでは、構造(a)において、R14、R15およびR16は独立に、水素原子、または、置換基を有してもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基である。さらに、構造(b)において、R17、R18、R19、R20およびR21は独立に、水素原子またはアルキル基である。さらに、構造(c)において、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31およびR32は独立に、水素原子、または直鎖、分岐もしくは環状のアルキル基またはアルコキシ基、またはハライド基であり、は、RまたはSのキラル配置である。 ラセミ1−(4−ブロモフェニル)−2−ニトロエタノールのHPLCクロマトグラムである。 (S)−1−(4−ブロモフェニル)−2−ニトロエタノールのHPLCクロマトグラムである。 図6から選択される塩基a/b/cの存在下で、ベンズアルデヒド1およびニトロメタン2を用いて生成物3を与える不斉ニトロアルドール反応に関する、異なる材料の混合物の触媒研究を表す図である。 ベンズアルデヒドの不斉ニトロアルドール反応に対する、トルエン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジクロロメタン、エタノール、およびメタノールから選択される溶媒の効果を表す図である。 4−ニトロベンズアルデヒドの不斉ニトロアルドール反応に対する、温度の効果を表す図である。 か焼したMCM−41(P)、(S)−アミノエポキシ−担体−41(Q)、および(S)−アミノアルコール−担体−41(R)のTGA曲線である。 か焼したMCM−41(a)、(S)−アミノエポキシ−担体−41(b)、および(S)−アミノアルコール−担体−41(c)の粉末X線回折パターンである。 か焼したMCM−41(A)、(S)−アミノエポキシ−担体−41(B)、および(S)−アミノアルコール−担体−41(C)のFTIRスペクトルである。 (S)−アミノアルコール−担体−41(シリカ1)の固体状態13C CP−MAS NMRスペクトルである。 MCM−41(X)、(S)−アミノエポキシ−担体−41(Y)、および(S)−アミノアルコール−担体−41(Z)の窒素吸着/脱着等温線である。 か焼したMCM−41(a)、(S)−アミノエポキシ−担体−41(b)、および(S)−アミノアルコール−担体−41(c)の固体反射(solid reflectance)UV−Vis.スペクトルである。 (S)−アミノエポキシ−担体15(b)のFTIRスペクトルである。 (S)−アミノアルコール−担体15の固体状態13C CP−MAS NMRスペクトルである。 (S)−アミノアルコール−担体15(c)のFTIRスペクトルである。 (S)−アミノアルコール−銅−担体15(触媒3)(d)のFTIRスペクトルである。 か焼したSBA−15(P)、(S)−アミノエポキシ−担体−15(Q)、(S)−アミノアルコール−担体15(R)、および(S)−アミノアルコール−銅−担体15(触媒3)(S)のTGA曲線である。 か焼したSBA−15(a)、(S)−アミノエポキシ−担体−15(b)、(S)−アミノアルコール−担体15(c)、および(S)−アミノアルコール−銅−担体15(触媒3)(d)の粉末X線回折図である。 か焼したSBA−15(a)、(S)−アミノエポキシ−担体−15(b)、(S)−アミノアルコール−担体15(c)、および(S)−アミノアルコール−銅−担体15(触媒3)(d)の固体反射UV−Vis.スペクトルである。 か焼したMCF(A)、および(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−メソセルラーフォーム(MCF)(触媒5)のTGA曲線である。 (S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−メソセルラーフォーム(MCF)(触媒5)のFTIRスペクトルである。 (S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−メソセルラーフォーム(MCF)(触媒5)の窒素吸着−脱着等温線である。 (S)−アミノエポキシ−担体−シリカゲル(Q)のFTIRスペクトルである。 (S)−アミノアルコール−担体−シリカゲル(R)のFTIRスペクトルである。 (S)−アミノアルコール−銅−担体−シリカゲル(触媒24)(S)のFTIRスペクトルである。 か焼した標準シリカ(A)、(S)−アミノエポキシ−担体−シリカゲル(B)、(S)−アミノアルコール−担体−シリカゲル(C)、および(S)−アミノアルコール−銅−担体−シリカゲル(触媒24)(D)のTGA曲線である。
新規の不斉不均一触媒を合成するための典型的な方法においては、(S)/(R)−(+)−エピハロヒドリン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、炭酸カリウムを、不活性雰囲気下で、乾燥テトラヒドロフラン中で、8〜16時間撹拌および還流させた。その後、反応混合物を、不活性雰囲気下で濾過し、濾液から溶媒を除去した。得られた物質を、適切なメソポーラスシリカが添加された乾燥トルエンに溶解し、得られた懸濁物を、35〜55時間還流し、続いてそれを濾過した。そうして収集した固形物を、乾燥トルエンを使用して洗浄し、真空中で乾燥させた。乾燥させた材料を、乾燥トルエンを用いて、ソックスレー抽出にかけ、そうして得られたエポキシ生成物を、不活性雰囲気下で、乾燥還流トルエン(dry refluxing toluene)中で、アニリンと反応させた。反応混合物を室温に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエンで洗浄し、トルエンおよびイソプロパノールを用いて、ソックスレー抽出にかけて、最後に、固形物を、40℃で、通常の真空中で乾燥させると、(S)/(R)−アミノアルコール−担体−メソポーラスシリカが得られ、次いで、それを、適切な銅(II)塩と反応させると、キラル不均一触媒が得られた。
生成物の鏡像体過剰率(ee)および光学純度を、プログラム可能な高速液体クロマトグラフィーシステム(HPLC、CLASS−VP 10A、20□L注入ループ、PDA検出器、Shimadzu)、ガスクロマトグラフィー(GC14B、Shimadzu)、および自動旋光計(Digipol−781、Rudolph Instrument、USA)の使用によって決定した。試料の微量分析のために、Perkin−Elmer Series II,2400CHN分析計を使用した。H、13Cおよび固体状態13C CP−MAS NMRスペクトルは、200および50MHz分光計(Bruker F113V)で記録し、FTIRスペクトルは、KBr(Perkin−Elmer Spectrum GX分光光度計)を使用して得られ、試料の粉末X線回折(PXRD)分析は、0.4°秒−1の走査速度で、2θ範囲(1.5〜10)で、Phillips X’pert MPD回折計によって遂行した。これらの試料の熱重量測定および微細構造評価を、Mettler Toledo TGA計器と、SEM、LEO 1430VP顕微鏡上の走査電子顕微鏡と、TEM、Techai 20(Phillips Netherland)上の透過電子顕微鏡とで行った。BET表面積、総細孔容積、およびBJH細孔径は、Micromeritics ASAP−2010、USAから判明した。錯体のCu推定値は、誘導結合プラズマ(ICP)分光計(Perkin−Elmer、USA、ICPモデル、Optima 3300RL)で決定した。
ポリ(エチレンオキシド)−ポリ(プロピレンオキシド)−ポリ(エチレンオキシド)トリブロック共重合体のプルロニックP123、ラセミのエピクロロヒドリン、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)、アニリン、2,4−ジ−t−ブチルフェノール、酢酸銅一水和物(Aldrich、USA)、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、ラセミのマンデル酸、1R,2R−(−)−1,2−ジアミノシクロヘキサン(Fluka、USA)、酢酸コバルト(S.D.Fine Chem.Ltd.、India)、パラホルムアルデヒド、ラセミ2,6−ジメチルピリジン(National Chemicals、India)、塩化第一スズ(Merck Germany)HCl(Ranbaxy、India)を、そのまま使用した。無水KCO(Rankem、India)を、合成的使用の前に、あらかじめ80℃で、3時間活性化させた。本研究で使用するすべての溶媒は、公知の精製技術によって乾燥させた。すべての化学反応は、特に明記しない限り、窒素雰囲気およびオーブン乾燥したガラス器具を使用して、無水条件下で行った。
そうして得られたキラル不均一触媒を、図6から選択される適切な添加剤と、適切なニトロアルカンとを含有する適切な溶媒中で、適切なアルデヒドとともに、28℃で、40時間撹拌した。反応の完了を、薄層クロマトグラフィー(TLC)によってモニタリングした。混合物を濾過し、乾燥エタノールで洗浄し、MgSOで乾燥させ、次いで、真空中で蒸発させた。残留物を、n−ヘキサン/EtOAc(90:10)を使用することによるカラムクロマトグラフィーによって精製すると、キラルなカラムOD、OD−HおよびADを使用するHPLD分析により決定した高い鏡像体過剰率で、キラルなニトロアルドール生成物が得られた。
本発明は、キラル化合物、特に、様々な適用に適したキラルなニトロアルコールの調製に関する。これらのキラルなニトロアルコールは、不活性ガス雰囲気下で、28±2℃で、添加剤としての有機塩基の存在下で、不均一キラル銅錯体を触媒として使用して、アルデヒドとニトロアルカンとの不斉ニトロアルドール反応によって合成した。アルデヒドのこの不斉触媒作用におけるキラル誘導は、文献で報告されたものよりも高いことが判明した。その文献において、不斉触媒作用には、i)緩慢である、ii)触媒が、回収可能でなく、再使用可能でない、iii)触媒反応に、極めて低い温度が必要とされる、およびiv)触媒反応の完了に必要な時間が非常に長い、といういくつかの制限がある。本発明において採用された進歩性は、(i)約30℃の温度で、反応を行うことができ、それにより、より高い転化率およびエナンチオ選択性の実現のために、非常に低い温度(−50℃)を維持することが不要になること、(ii)必要な反応時間が40hであり、それにより、70hを超える非常に長い反応時間を有する必要がなくなること、(iii)反応で使用する触媒は、10サイクルまで、効率を全く失うことなく、分離し、通常の洗浄後に再使用することができること、(iv)乾燥条件下、および窒素雰囲気中で、反応を行うこと、および(v)より高い転化率またはエナンチオ選択性を実現するために、反応に、いかなる高価な金属源も必要とされないことである。
本発明の新規性は、キラルなアミノアルコールから誘導された、リサイクル可能な新規の不均一銅触媒を、キラルなイミンを添加剤として使用する、室温での不斉ニトロアルドール反応のために初めて開発することにある。
以下の実施例は、本発明の例示として示すものであり、したがって、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきでない。
[実施例1]
以下のステップに記述される、新規の不斉不均一触媒を調製するための典型的な方法
ステップ1
(2’S)−N−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(アミノプロピル)−トリエトキシシラン
(S)−(+)−エピクロロヒドリン(2.557mmol)、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(2.557mmol)、炭酸カリウム(5.1mmol)および乾燥テトラヒドロフラン(10ml)を、機械式撹拌機と、添加漏斗と、ガス注入口に連結した還流冷却器とを装備した50mlの三口丸底フラスコに装入した。得られた混合物を、30℃で、10分間撹拌し、続いて混合物を、窒素雰囲気下で、65℃で、12時間還流した。反応混合物を、不活性雰囲気下で濾過した。乾燥窒素流(dry nitrogen draft)により、濾液から溶媒を除去した。収率;(95%)。LCMS: 278 [M+H]+, 302 [M+Na]+. 262, 216, 1H NMR (200 MHz, CDCl3): δ 0.63 (t, J = 7.90, 2H), 1.22 (t, J = 6.97, 3H), 1.48-1.63 (m, 2H), 1.85 (bs, NH), 2.67 (t, J = 7.28, 2H), 2.77 (d, J = 3.96, 1H), 2.82-2.88 (m, 1H), 3.55 (d, J = 5.53, 1H), 3.69 (q, J = 6.93, 13.95, 2H), 3.82 (q, J = 6.99, 13.93, 2H,); 13C NMR 分光法 (50 MHz, CDCl3): δ (8.48, 18.86, 27.64, 45.47, 47.99, 52.61, 52.99, 58.97); FTIR (KBr): 3410, 2926, 1653, 1445, 1075, 776, 696 cm-1;CHN分析データ(C/H比の計算値:5.29、実測値:5.21、C/N比の計算値:10.29、実測値:12.42)、旋光度=+43.7°(C=0.35、テトラヒドロフラン)。
ステップ2
(S)−アミノエポキシ−担体−41
ステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥トルエン(15ml)に溶解した。溶解物質(dissolved mass)を、トルエンの還流温度(110℃)で、Mobil Crystalline Materials−41(MCM−41:XRD,d100 3.48;BET表面積:1064m/g;細孔容積:0.942cm/g;BJH細孔径:35.4Å)(2.0g)で48時間処理した。反応物質(reaction mass)を濾過し、乾燥トルエン(4×10ml)で洗浄し、次いで、真空中で乾燥させた。乾燥させた材料を、乾燥トルエン(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、続いてその試料を、通常の真空中で乾燥させた。収量;(2.0g;Mobil Crystalline Materials−41(MCM−41)上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.45mmol/gであることが分かった)。FTIR(KBr)801、1078、1469、1634、2359、2936、3413cm−1、固体反射UV−vis.:230、245、290nm。
ステップ3
(S)−アミノアルコール−担体−41
ステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、12時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3;50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、MCM−41上のアミノアルコール担持量は、0.51mmol/gであることが分かった)。固体状態13C CP−MAS NMR(50MHz)、□ppm137(アニリン由来の芳香族炭素)、77〜68、および37〜21(エピクロロヒドリン修飾アミノプロピル鎖からのアルキル炭素)、FTIR(KBr)801、961、1082、1445、1499、1600、1630、2361、2937、3429、3776cm−1。CHN分析(実測値)C:12.76、H:2.14、N:1.90%(C/N=6.71、C/H=5.96)、拡散反射UV−vis:230、245、290nm。
ステップ4
(S)−アミノアルコール−銅−担体−41(触媒1)
ステップ3からの(S)−アミノアルコール−担体−41(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、Mobil Crystalline Materials−41(MCM−41)上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.32mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3462、2952、2936、1638、1446cm−1。XRD:d100,3.44nm;BET表面積:659m/g;細孔容積:0.413cm/g;BJH細孔径:33.1Å。
[実施例2]
ステップ1
(2’R)−N−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(アミノプロピル)−トリエトキシシラン
(R)−(−)−エピクロロヒドリン(2.557mmol)、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(2.557mmol)、炭酸カリウム(5.1mmol)、および乾燥テトラヒドロフラン(15ml)を反応させて、実施例1のステップ1において行った手法で処理した。収率(96%)。
ステップ2
(R)−アミノプロピルエポキシ−担体−41
実施例2のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、15mlの乾燥トルエンに溶解した。次いで、この溶解物質を、110℃の還流温度で、MCM−41(MCM−41:XRD,d100 3.48;BET表面積:1064m/g;細孔容積:0.942cm/g;BJH細孔径:35.4Å)(2.0g)で48時間処理した。反応混合物を、実施例1のステップ2で示した方法の通りに処理した。収量;(2.0g、MCM−41上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.45mmol/gであることが分かった)。
ステップ3
(R)−アミノプロピルアルコール−担体−41
実施例2のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、実施例1のステップ3に示した通りに処理した。収量;(2.0g、MCM−41上のアミノアルコール担持量は、0.51mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−41(触媒2)
(R)−アミノアルコール−担体−41(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、MCM−41上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.31mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3461、2954、2937、1636、1445cm−1。XRD:d100,3.42nm;BET表面積:655m/g;細孔容積:0.400cm/g;BJH細孔径:32.8Å
[実施例3]
ステップ1
(2’S)−N−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(アミノプロピル)−トリメトキシシラン
(S)−(+)−エピブロモヒドリン(2.557mmol)、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(2.557mmol)、炭酸カリウム(5.1mmol)、および乾燥ジエチルエーテル(10ml)を、機械式撹拌機と、添加漏斗と、窒素注入口に連結した還流冷却器とを装備した50mlの三口丸底フラスコに装入した。得られた混合物を、30℃で、10分間撹拌し、続いて混合物を、35℃で、10時間還流した。反応混合物を、不活性雰囲気下で濾過した。乾燥窒素流により、濾液から溶媒を除去した。収率;(95%)。LCMS: 278 [M+H]+, 302 [M+Na]+. 262, 216, 1H NMR (200 MHz, CDCl3): δ 0.63 (t, J = 7.90, 2H), 1.22 (t, J = 6.97, 3H), 1.48-1.63 (m, 2H), 1.85 (bs, NH), 2.67 (t, J = 7.28, 2H), 2.77 (d, J = 3.96, 1H), 2.82-2.88 (m, 1H), 3.55 (d, J = 5.53, 1H), 3.69 (q, J = 6.93, 13.95, 2H), 3.82 (q, J = 6.99, 13.93, 2H,); 13C NMR 分光法 (50 MHz, CDCl3): δ (8.48, 18.86, 27.64, 45.47, 47.99, 52.61, 52.99, 58.97);FTIR(KBr):3410、2926、1653、1445、1075、776、696cm−1;CHN分析データ(C/H比の計算値:5.29、実測値:5.21、C/N比の計算値:10.29、実測値:12.42)、旋光度=+43.7°(C=0.35、テトラヒドロフラン)。
ステップ2
(S)−アミノプロピルエポキシ−担体−15
実施例3のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥トルエン(15ml)に溶解した。次いで、この溶解物質を、110℃の還流温度で、Santa Barbara Amorphous−15(SBA−15:BET表面積:795m/g;細孔容積:1.289cm/g;BJH細孔径:78.9Å)(2.0g)で48時間処理した。反応物質を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、次いで、通常の真空中で乾燥させた。乾燥させた材料を、乾燥トルエン(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、続いてその試料を、通常の真空中で乾燥させた。収量;(2.0g、SBA−15上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.48mmol/gであることが分かった)。FTIR(KBr):458、577、682、699、801、1078、1450、1537、1553、1637、1863、2359、2936、3413cm−1、CHN分析(実測値)C:5.13、H:1.36、N:1.17%(C/N=4.39、C/H=3.77)。固体反射UV−vis.:220、290、320、370nm。
ステップ3
(S)−アミノプロピルアルコール−担体−15
実施例3のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、12時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(4×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、SBA−15上のアミノアルコール担持量は、0.53mmol/gであることが分かった)。固体状態13C CP−MAS NMR(125MHz)、□ppm164(芳香族C−N)130〜121(芳香族炭素)、90(脂肪族C−OH)84〜58(脂肪族C−N)38〜5(アルキル炭素);FTIR(KBr):457、695、796、960、1079、1229、1446、1499、1638、2340、2361、2944、3436cm−1。CHN分析(実測値)C:6.23、H:1.20、N:1.58%(C/N=3.94、C/H=5.19)。拡散反射UV−vis:225、240、290、375、370nm。
ステップ4
(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−15(触媒3)
実施例3のステップ3からの(S)−アミノアルコール−担体−15(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28±2℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そうして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、SBA−15上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.33mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、460、805、968、1084、1211、1454、1538、1555、1646、2339、2359、2952、3440cm−1。BET表面積:257m/g;細孔容積:0.508cm/g;BJH細孔径:60.8Å。CHN分析(実測値)C:6.96、H:1.83、N:1.06%(C/N=6.56、C/H=3.80)。固体反射UV−vis.:225、260、370、470、650nm。
[実施例4]
ステップ1
(2’R)−N−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(アミノプロピル)−トリブトキシシラン
(R)−(−)−エピクロロヒドリン(2.557mmol)、3−アミノプロピルトリブトキシシラン(2.557mmol)、炭酸ナトリウム(5.1mmol)、および乾燥テトラヒドロフラン(10ml)を、機械式撹拌機と、添加漏斗と、窒素注入口に連結した還流冷却器とを装備した50mlの三口丸底フラスコに装入した。得られた混合物を、30℃で、10分間撹拌し、続いて混合物を、65℃で、12時間還流した。反応混合物を、不活性雰囲気下で濾過した。乾燥窒素流により、濾液から溶媒を除去した。収率(94%)。
ステップ2
(R)−アミノプロピルエポキシ−担体−15
実施例4のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥トルエン(15ml)に溶解した。次いで、この溶解物質を、110℃の還流温度で、SBA−15(BET表面積:795m/g;細孔容積:1.289cm/g;BJH細孔径:78.9Å)(2.0g)で48時間処理した。さらに、反応物を、実施例3のステップ2の通りに処理した。収量;(2.0g、Santa Barbara Amorphous−15(SBA−15)上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.52mmol/gであることが分かった)。
ステップ3
(R)−アミノプロピルアルコール−担体−15
実施例4のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、12時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、SBA−15上のアミノアルコール担持量は、0.52mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−15(触媒4)
実施例4のステップ3から得られた(R)−アミノアルコール−担体−15(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28±2℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1。TGAにより決定された、SBA−15上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.33mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3464、2954、2938、1639、1445cm−1。BET表面積:367m/g;細孔容積:0.512cm/g;BJH細孔径:61.4Å
[実施例5]
ステップ1
(2’S)−N−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(アミノプロピル)−トリメトキシシラン
実施例1のステップ1に示した方法の通りに合成した。
ステップ2
(S)−アミノプロピルエポキシ−担体−メソセルラーフォーム(MCF)
実施例5のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥トルエン(15ml)に溶解した。次いで、この溶解物質を、110℃の還流温度で、MCF(BET表面積:770m/g;細孔容積:2.299cm/g;BJH細孔径:119.4Å)(2.0g)で48時間処理した。反応物を濾過し、乾燥トルエン(4×10ml)で洗浄し、次いで、真空中で乾燥させた。乾燥させた材料を、乾燥トルエン(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、続いてその試料を、通常の真空中で乾燥させた。収量;(2.0g、MCF上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.54mmol/gであることが分かった)。
ステップ3
(S)−アミノプロピルアルコール−担体−メソセルラーフォーム(MCF)
実施例5のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、12時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、MCF上のアミノアルコール担持量は、0.55mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−メソセルラーフォーム(MCF)(触媒5)
実施例5のステップ3から得られた(S)−アミノアルコール−担体−メソセルラーフォーム(MCF)(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、メソセルラーフォーム(MCF)上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.31mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)463、806、1093、1464、1515、1535、1636、1725、1765、2340、2361、2856、2927、3438cm−1。BET表面積:298m/g;細孔容積:0.819cm/g;BJH細孔径:109.7Å。固体反射UV−vis.:220、260、310、370、400、520、530nm。CHN分析(実測値)C:6.12、H:0.98、N:0.50%(C/N=12.24、C/H=6.24)。
[実施例6]
ステップ1
(2’R)−N−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(アミノプロピル)−トリメトキシシラン
この材料を、実施例2のステップ1に記述した方法の通りに合成した。
ステップ2
(R)−アミノプロピルエポキシ−担体−メソセルラーフォーム(MCF)
実施例6のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥トルエン(15ml)に溶解した。次いで、この溶解物質を、MCF(2.0g)で処理し、実施例5のステップ2の方法の通りに処理した。収量;(2.0g、MCF上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.53mmol/gであることが分かった)。
ステップ3
(R)−アミノプロピルアルコール−担体−MCF
実施例6のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のアニリン(5.1mmol)で処理し、反応物を、実施例5のステップ3の通りに処理した。収量;(2.0g、MCF上のアミノアルコール担持量は、0.54mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−MCF(触媒6)
実施例6のステップ3から得られた(R)−アミノアルコール−担体−MCF(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そうして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、MCF上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.30mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3460、2953、2935、1637、1445cm−1。BET表面積:303m/g;細孔容積:0.839cm/g;BJH細孔径:108.7Å
[実施例7]
ステップ1
(2’S)−N’−(2’,3’エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノプロピル)−トリメトキシシラン
(S)−(+)−エピクロロヒドリン(2.557mmol)、3−N−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン(2.557mmol)、炭酸カリウム(5.1mmol)、および乾燥トルエン(10ml)を、機械式撹拌機と、添加漏斗と、窒素注入口に連結した還流冷却器とを装備した50mlの三口丸底フラスコに装入した。得られた混合物を、28℃で、10分間撹拌し、続いて混合物を、110℃で、16時間還流した。反応混合物を、不活性雰囲気下で濾過した。乾燥窒素流により、濾液から溶媒を除去した。収率(96%)。
ステップ2
(S)−N−メチルアミノプロピルエポキシ−担体−41
実施例7のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥トルエン(15ml)に溶解した。反応混合物を、トルエンの110℃の還流温度で、MCM−41(XRD,d100 3.48;BET表面積:1064m/g;細孔容積:0.942cm/g;BJH細孔径:35.4Å)(2.0g)で48時間処理した。反応物質を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、次いで、通常の真空中で乾燥させた。乾燥させた材料を、乾燥トルエン(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、続いてその試料を、通常の真空中で乾燥させた。収量;(2.0g、MCM−41上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.41mmol/gであることが分かった)。
ステップ3
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41
実施例7のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、12時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で繰り返し洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、MCM上のアミノアルコール担持量は、0.51mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−41(触媒7)
実施例7のステップ3から得られた(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28±2℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、MCM−41上のアミノアルコール銅錯体の担持量は、0.31mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3461、2956、2934、1639、1446cm−1。XRD:d100,3.57nm;BET表面積:652m/g;細孔容積:0.403cm/g;BJH細孔径:33.3Å
[実施例8]
ステップ1
(2’S)−N−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(アミノプロピル)−トリメトキシシラン
実施例1のステップ1に示した方法の通りに合成した。
ステップ2
(S)−アミノプロピルエポキシ−担体−MCF
実施例8のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥キシレン(15ml)に溶解した。次いで、この溶解物質を、140℃の還流温度で、MCF(2.0g)で48時間処理した。反応物質を、濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、次いで、通常の真空中で乾燥させた。乾燥させた材料を、乾燥トルエン(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、続いてその試料を、通常の真空中で乾燥させた。収量;(2.0g、MCF上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.54mmol/gであることが分かった)。
ステップ3
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−MCF
実施例8のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥キシレン中のN−メチルアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、140℃で、12時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、MCF上のアミノアルコール担持量は、0.55mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−MCF(触媒8)
実施例8のステップ3から得られる(S)−N−メチルアミノアルコール−担体−メソセルラーフォーム(MCF)(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、ジクロロメタン(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、メソセルラーフォーム(MCF)上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.31mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3463、2958、2935、1636、1449cm−1。BET表面積:288m/g;細孔容積:0.823cm/g;BJH細孔径:110.4Å
[実施例9]
ステップ1
(2’R)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノプロピル)−トリメトキシシラン
(R)−(−)−エピクロロヒドリン(2.557mmol)、3−N−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン(2.557mmol)、炭酸カリウム(5.1mmol)、および乾燥アセトン(10ml)を、機械式撹拌機と、添加漏斗と、窒素注入口に連結した還流冷却器とを装備した50mlの三口丸底フラスコに装入した。得られた混合物を、28℃で、10分間撹拌し、続いて混合物を、56℃で、16時間還流した。反応混合物を、不活性雰囲気下で濾過した。乾燥窒素流により、濾液から溶媒を除去した。収率(96%)。
ステップ2
(R)−N−メチルアミノプロピルエポキシ−担体−41
実施例9のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥トルエン(15ml)に溶解した。反応混合物を、トルエンの110℃の還流温度で、MCM−41(XRD,d100 3.48;BET表面積:1064m/g;細孔容積:0.942cm/g;BJH細孔径:35.4Å)(2.0g)で48時間処理した。反応物質を濾過し、乾燥トルエン(4×10ml)で洗浄し、次いで、通常の真空中で乾燥させた。乾燥させた材料を、乾燥トルエン(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、続いてその試料を、通常の真空中で乾燥させた。収量;(2.0g、MCM−41上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.41mmol/gであることが分かった)。
ステップ3
(R)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41
実施例9のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、12時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(4×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、MCM−41上のアミノアルコール担持量は、0.51mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(R)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−41(触媒9)
実施例9のステップ3から得られた(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そうして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、MCM−41上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.31mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3463、2959、2938、1638、1447cm−1。XRD:d100,3.62nm;BET表面積:649m/g;細孔容積:0.411cm/g;BJH細孔径:32.9Å
[実施例10]
ステップ1
(2’R)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノアミノプロピル)−トリメトキシシラン
(R)−(−)−エピクロロヒドリン(2.557mmol)、3−N−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン(2.557mmol)、炭酸ナトリウム(5.1mmol)、および乾燥メタノール(10ml)を、機械式撹拌機と、添加漏斗と、窒素注入口に連結した還流冷却器とを装備した50mlの三口丸底フラスコに装入した。得られた混合物を、28℃で、10分間撹拌し、続いて混合物を、65℃で、16時間還流した。反応混合物を、不活性雰囲気下で濾過した。乾燥窒素流により、濾液から溶媒を除去した。収率(97%)。
ステップ2
(R)−N−メチルアミノプロピルエポキシ−担体−41
実施例10のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥トルエン(15ml)に溶解した。次いで、この溶解物質を、実施例7のステップ2に記述した手法で、MCM−41(XRD,d100 3.48;BET表面積:1064m/g;細孔容積:0.942cm/g;BJH細孔径:35.4Å)(2.0g)で処理した。収量;(2.0g、MCM−41上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.42mmol/gであることが分かった)。
ステップ3
(R)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41
実施例10のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中の4−メチルアニリン(5.1mmol)で処理した。反応物を、実施例7のステップ3に記述した方法の通りに処理した。収量(2.0g、MCM−41上のアミノアルコール担持量は、0.50mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(R)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−41(触媒10)
実施例10のステップ3から得られた(R)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28±2℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そうして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、MCM−41上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.30mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3459、2960、2939、1640、1449cm−1。XRD:d100,3.49nm;BET表面積:653m/g;細孔容積:0.407cm/g;BJH細孔径:33.1Å
[実施例11]
ステップ1
(2’R)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノアミノプロピル)−トリメトキシシラン
(R)−(−)−エピクロロヒドリン(2.557mmol)、3−N−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン(2.557mmol)、炭酸ナトリウム(5.1mmol)、および乾燥アセトニトリル(10ml)を、機械式撹拌機と、添加漏斗と、窒素注入口に連結した還流冷却器とを装備した50mlの三口丸底フラスコに装入した。得られた混合物を、28℃で、10分間撹拌し、続いて混合物を、82℃で、16時間還流した。反応混合物を、不活性雰囲気下で濾過した。乾燥窒素流により、濾液から溶媒を除去した。収率(97%)。
ステップ2
(R)−N−メチルアミノプロピルエポキシ−担体−シリカゲル
実施例11のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥キシレン(15ml)に溶解した。次いで、この溶解物質を、実施例7のステップ2に記述した手法で、シリカゲル(2.0g;BET表面積:412m/g;細孔容積:0.651cm/g;BJH細孔径:69.8Å)で処理した。収量;(2.0g、シリカゲル上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.42mmol/gであることが分かった)。
ステップ3
(R)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−シリカゲル
実施例11のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のアニリン(5.1mmol)で処理した。反応物を、実施例7のステップ3に記述した方法の通りに処理した。収量(2.0g、シリカゲル上のアミノアルコール担持量は、0.50mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(R)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−シリカゲル(触媒11)
実施例11のステップ3から得られた(R)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、ジエチルエーテル(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、シリカゲル上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.30mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3460、2955、2935、1641、1444cm−1。BET表面積:340m/g;細孔容積:0.542cm/g;BJH細孔径:62.7Å
[実施例12]
ステップ1
(2’R)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノアミノプロピル)−トリメトキシシラン
(R)−(−)−エピクロロヒドリン(2.557mmol)、3−N−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン(2.557mmol)、炭酸ナトリウム(5.1mmol)、および乾燥アセトン(10ml)を、機械式撹拌機と、添加漏斗と、窒素注入口に連結した還流冷却器とを装備した50mlの三口丸底フラスコに装入した。得られた混合物を、28℃で、10分間撹拌し、続いて混合物を、56℃で、16時間還流した。反応混合物を、不活性雰囲気下で濾過した。乾燥窒素流により、濾液から溶媒を除去した。収率(97%)。
ステップ2
(R)−N−メチルアミノプロピルエポキシ−担体−MCF
実施例12のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、140℃で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥アセトニトリル(15ml)に溶解した。次いで、この溶解物質を、実施例7のステップ2に記述した手法で、MCF(BET表面積:770m/g;細孔容積:2.299cm/g;BJH細孔径:119.4Å)(2.0g)で処理した。収量(2.0g、MCF上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.42mmol/gであることが分かった)。
ステップ3
(R)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−MCF
実施例12のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のアニリン(5.1mmol)で処理した。反応物を、実施例7のステップ3に記述した方法の通りに処理した。収量(2.0g、MCF上のアミノアルコール担持量は、0.50mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(R)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−MCF(触媒12)
実施例12のステップ3から得られた(R)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、ジクロロメタン(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そうして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、MCF上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.30mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3461、2956、2934、1639、1446cm−1。BET表面積:386m/g;細孔容積:0.823cm/g;BJH細孔径:109.4Å
[実施例13]
ステップ1
(2’S)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノプロピル)−トリメトキシシラン
この材料を、実施例7のステップ1に示した方法に従うことによって合成した。
ステップ2
(S)−N−メチルアミノプロピルエポキシ−担体−15
実施例13のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥トルエン(15ml)に溶解した。次いで、この溶解物質を、110℃の還流温度で、SBA−15(BET表面積:795m/g;細孔容積:1.289cm/g;BJH細孔径:78.9Å)(2.0g)で48時間処理した。反応物質を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、次いで、通常の真空中で乾燥させた。乾燥させた材料を、乾燥トルエン(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、続いてその試料を、通常の真空中で乾燥させた。収量;(2.0g、SBA−15上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.47mmol/gであることが分かった)。
ステップ3
(S)−N−メチルアミノアルコール−担体−15
実施例13のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、12時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、SBA−15上のアミノアルコール担持量は、0.54mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−15(触媒13)
実施例13のステップ3から得られた(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−15(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、Santa Barbara Amorphous−15(SBA−15)上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.33mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3466、2959、2930、1635、1448cm−1。BET表面積:256m/g;細孔容積:0.492cm/g;BJH細孔径:61.3Å
[実施例14]
ステップ1
(2’S)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノプロピル)−トリメトキシシラン
この材料を、実施例7のステップ1に記述した方法によって調製した。
ステップ2
(S)−N−メチルアミノプロピルエポキシ−担体−41
この材料を、実施例7のステップ2に示した手順に従うことによって調製した。
ステップ3
(S)−N,N’ジメチルアミノプロピルアルコール−担体−41
実施例14のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のN−メチルアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、18時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、MCM−41上のアミノアルコール担持量は、0.47mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−N,N’−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−41(触媒14)
実施例14のステップ3から得られた(S)−N,N’−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そうして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量;2.1g。TGAにより決定された、MCM−41上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.32mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3460、2954、2935、1636、1449cm−1。XRD:d100,3.66nm;BET表面積:649m/g;細孔容積:0.399cm/g;BJH細孔径:32.8Å
[実施例15]
ステップ1
(2’S)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノプロピル)−トリメトキシシラン
この材料を、実施例7のステップ1に記述した方法によって調製した。
ステップ2
(S)−N−メチルアミノプロピルエポキシ−担体−41
この材料を、実施例7のステップ2に示した手順に従うことによって調製した。
ステップ3
(S)−N−メチルアミノアルコール−担体−41
実施例15のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中の4−メチルアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、18時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(4×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、MCM−41上のアミノアルコール担持量は、0.47mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−41(触媒15)
実施例15のステップ3から得られた(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そうして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量;2.1g。TGAにより決定された、MCM−41上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.30mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3466、2953、2936、1635、1442cm−1。XRD:d100,3.45nm;BET表面積:658m/g;細孔容積:0.443cm/g;BJH細孔径:33.4Å
[実施例16]
ステップ1
(2’S)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノプロピル)−トリメトキシシラン
この材料を、実施例7のステップ1に記述した方法によって調製した。
ステップ2
(S)−N−メチルアミノプロピルエポキシ−担体−41
この材料を、実施例7のステップ2に示した手順に従うことによって調製した。
ステップ3
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41
実施例16のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中の4−クロロアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、18時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、MCM−41上のアミノアルコール担持量は、0.47mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−41(触媒16)
実施例16のステップ3から得られた(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、MCM−41上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.32mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3464、2953、2933、1640、1449cm−1。XRD:d100,3.38nm;BET表面積:660m/g;細孔容積:0.414cm/g;BJH細孔径:33.1Å
[実施例17]
ステップ1
(2’S)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノプロピル)−トリメトキシシラン
この材料を、実施例7のステップ1に記述した方法によって調製した。
ステップ2
(S)−N−メチルアミノプロピルエポキシ−担体−41
この材料を、実施例7のステップ2に示した手順に従うことによって調製した。
ステップ3
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41
実施例17のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中の4−メトキシアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、18時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(4×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、MCM−41上のアミノアルコール担持量は、0.47mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−41(触媒17)
実施例17のステップ3からの(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−41(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そうして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、MCM−41上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.32mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3461、2956、2934、1639、1446cm−1。XRD:d100,3.33nm;BET表面積:678m/g;細孔容積:0.440cm/g;BJH細孔径:33.0Å
[実施例18]
ステップ1
(2’S)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノプロピル)−トリメトキシシラン
この材料を、実施例5のステップ1に記述した方法によって調製した。
ステップ2
(S)−アミノプロピルエポキシ−担体−MCF
この材料を、実施例5のステップ2に示した手順に従うことによって調製した。
ステップ3
(S)−アミノプロピルアルコール−担体−MCF
実施例18のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中の4−メトキシアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、18時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(4×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、MCF上のアミノアルコール担持量は、0.47mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−MCF(触媒18)
実施例18のステップ3から得られた(S)−アミノプロピルアルコール−担体−MCF(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そうして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、MCF上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.31mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3460、2957、2932、1641、1446cm−1。BET表面積:361m/g;細孔容積:0.874cm/g;BJH細孔径:109.2Å
[実施例19]
ステップ1
(2’S)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノプロピル)−トリメトキシシラン
この材料を、実施例5のステップ1に記述した方法によって調製した。
ステップ2
(S)−アミノプロピルエポキシ−担体−MCF
この材料を、実施例5のステップ2に示した手順に従うことによって調製した。
ステップ3
(S)−アミノプロピルアルコール−担体−MCF
実施例19のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中の4−クロロアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、18時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2g、MCF上のアミノアルコール担持量は、0.51mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−MCF(触媒19)
実施例19のステップ3から得られた(S)−アミノプロピルアルコール−担体−MCF(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そうして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、MCF上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.34mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3468、2959、2938、1636、1447cm−1。BET表面積:388m/g;細孔容積:0.897cm/g;BJH細孔径:109.5Å
[実施例20]
ステップ1
(2’S)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノプロピル)−トリメトキシシラン
この材料を、実施例5のステップ1に記述した方法によって調製した。
ステップ2
(S)−アミノプロピルエポキシ−担体−MCF
この材料を、実施例5のステップ2に示した手順に従うことによって調製した。
ステップ3
(S)−アミノプロピルアルコール−担体−MCF
実施例20のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中の4−メチルアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、18時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(4×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、MCF上のアミノアルコール担持量は、0.47mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−MCF(触媒20)
実施例20のステップ3から得られた(S)−アミノプロピルアルコール−担体−MCF(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そうして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、MCF上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.33mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3460、2950、2939、1641、1448cm−1。BET表面積:395m/g;細孔容積:0.807cm/g;BJH細孔径:110.1Å
[実施例21]
ステップ1
(2’S)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノプロピル)−トリメトキシシラン
この材料を、実施例9のステップ1に記述した方法によって調製した。
ステップ2
(S)−N−メチルアミノプロピルエポキシ−担体−15
この材料を、実施例9のステップ2に示した手順に従うことによって調製した。
ステップ3
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−15
実施例21のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中の4−メチルアニリン(2.0mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、18時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、SBA−15上のアミノアルコール担持量は、0.47mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−15(触媒21)
実施例21のステップ3から得られた(S)−N,N’ジメチルアミノプロピルアルコール−担体−15(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、2−プロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、SBA−15上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.32mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3466、2950、2934、1636、1448cm−1。BET表面積:273m/g;細孔容積:0.500cm/g;BJH細孔径:61.8Å
[実施例22]
ステップ1
(2’S)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノプロピル)−トリメトキシシラン
この材料を、実施例9のステップ1に記述した方法によって調製した。
ステップ2
(S)−N−メチルアミノプロピルエポキシ−担体−15
この材料を、実施例9のステップ2に示した手順に従うことによって調製した。
ステップ3
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−15
実施例22のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中の4−メトキシアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、18時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(4×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、SBA−15上のアミノアルコール担持量は、0.47mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−15(触媒22)
実施例22のステップ3から得られた(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−15(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、SBA−15上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.32mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3460、2950、2938、1642、1449cm−1。BET表面積:259m/g;細孔容積:0.513cm/g;BJH細孔径:61.1Å
[実施例23]
ステップ1
(2’S)−N’−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(N−メチルアミノプロピル)−トリメトキシシラン
この材料を、実施例9のステップ1に記述した方法によって調製した。
ステップ2
(S)−N−メチルアミノプロピルエポキシ−担体−15
この材料を、実施例9のステップ2に示した手順に従うことによって調製した。
ステップ3
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−15
実施例23のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中の4−クロロアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、18時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、SBA−15上のアミノアルコール担持量は、0.47mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−15(触媒23)
実施例23のステップ3から得られた(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−担体−15(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、SBA−15上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.32mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)、3462、2952、2936、1638、1446cm−1。BET表面積:266m/g;細孔容積:0.490cm/g;BJH細孔径:61.5Å
[実施例24]
ステップ1
(2’S)−N−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(アミノプロピル)−トリメトキシシラン
実施例1のステップ1に示した方法の通りに合成した。
ステップ2
(S)−アミノプロピルエポキシ−担体−シリカゲル
実施例24のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥トルエン(15ml)に溶解した。次いで、この溶解物質を、還流温度で、シリカゲル(2.0g、BET表面積:412m/g;細孔容積:0.651cm/g;BJH細孔径:69.8Å)で48時間処理した。反応物質を濾過し、乾燥トルエン(4×10ml)で洗浄し、次いで、通常の真空中で乾燥させた。乾燥させた材料を、乾燥トルエンを用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、続いてその試料を、真空中で乾燥させた。収量;(2.0g、シリカゲル上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.54mmol/gであることが分かった)。FTIR(KBr):463、804、1091、1240、1465、1645、2358、2982、3434cm−1、CHN分析(実測値)C:4.82、H:0.80、N:0.45%(C/N=10.71、C/H=6.03)。
ステップ3
(S)−アミノプロピルアルコール−担体−シリカゲル
実施例24のステップ2からのエポキシ生成物(2.0g)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のアニリン(5.1mmol)で処理した。懸濁物を、110℃で、12時間還流した。反応混合物を28℃に冷却し、固形物を濾過し、乾燥トルエン(5×10ml)で洗浄し、トルエンおよびイソプロパノール(7:3、50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけた。最後に、その試料を、通常の真空中で、40℃で乾燥させた。収量;(2.0g、シリカゲル上のアミノアルコール担持量は、0.55mmol/gであることが分かった)。FTIR(KBr):457、805、955、1070、1388、1450、1531、1646、2338、2360、2979、3417cm−1。CHN分析(実測値)C:6.12、H:0.94、N:0.52%(C/N=11.77、C/H=6.51)。
ステップ4
(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−シリカゲル(触媒24)
実施例24のステップ3から得られた(S)−アミノアルコール−担体−シリカゲル(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、シリカゲル上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.32mmol/gであることが分かった。FT−IR(特徴的ピーク)464、805、957、1102、1251、1380、1450、1535、1645、2356、2981、3441cm−1。BET表面積:311m2/g;細孔容積:0.524cm3/g;BJH細孔径:62.7Å、CHN分析(実測値)C:6.42、H:1.00、N:0.38%(C/N=16.89、C/H=6.42)。
[実施例25]
ステップ1
(2’R)−N−(2’,3’−エポキシプロピル)−3−(アミノプロピル)−トリメトキシシラン
この材料を、実施例2のステップ1に記述した方法の通りに合成した。
ステップ2
(R)−アミノプロピルエポキシ−担体−シリカゲル
実施例25のステップ1の生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、50mlの三口丸底フラスコの中で、乾燥トルエン(15ml)に溶解した。次いで、この溶解物質を、シリカゲル(2.0g、BET表面積:412m/g;細孔容積:0.651cm/g;BJH細孔径:69.8Å)で処理し、実施例5のステップ2の方法の通りに処理した。収量;(2.0g、シリカゲル上のアミノ−エポキシ化合物担持量は、0.53mmol/gであることが分かった)。
ステップ3
(R)−アミノプロピルアルコール−担体−シリカゲル
実施例25のステップ2からのエポキシ生成物(2.0mmol)を、不活性雰囲気中で、10mlの乾燥トルエン中のアニリン(5.1mmol)で処理し、反応物を、実施例5のステップ3の通りに処理した。収量;(2g、シリカゲル上のアミノアルコール担持量は、0.54mmol/gであることが分かった)。
ステップ4
(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−シリカゲル(触媒25)
実施例25のステップ3から得られた(S)−アミノアルコール−担体−シリカゲル(2.0g)、および酢酸銅一水和物(2.0mmol)を、無水エタノール(10ml)に入れ、得られた懸濁物を、28℃で、12時間撹拌した。次いで、溶媒を、濾過により除去し、そのようにして得られた薄い緑色を帯びた粉末を、イソプロパノール(50ml)を用いて、10時間ソックスレー抽出にかけ、濾過し、通常の真空中で、110℃で、24時間乾燥させた。乾燥させた材料を十分にすり砕き、400メッシュ(0.037mm)サイズの試験用ふるいを使用して、ふるいにかけた。収量:2.1g。TGAにより決定された、シリカゲル上のアミノアルコール銅錯体担持量は、0.31mmol/gであることが分かった)。FT−IR(特徴的ピーク)、3462、3446、2952、2936、1638、1446cm−1。BET表面積:299m2/g;細孔容積:0.507cm3/g;BJH細孔径:63.0Å。
[実施例26]
不斉ニトロアルドール反応を、極めて乾燥し、かつ不活性な条件で、磁気撹拌を用いて、スクリューバイアル内で行った。シリカ担持キラル銅(II)錯体(触媒3)(0.108g、0.04mmol)を、28℃で、無水エタノール(1ml)に加えた。添加剤として、塩基7c(R22=OCH、R23〜26=H、R27〜31=H、R=CH=(S))(0.1mmol)を加えた後、反応物質を撹拌し、次いで、得られた薄い緑色の溶液に、ベンズアルデヒド(0.4mmol)およびニトロメタン(5.5mmol)を加え、27℃の室温で、40時間撹拌し続けた。反応の完了を、薄層クロマトグラフィー(TLC)によってモニタリングした。混合物を濾過し、乾燥エタノールで洗浄し、MgSOで乾燥させ、次いで、真空中で蒸発させて、生成物として、ニトロアルコールを得た。残留物を、n−ヘキサン/EtOAc(90:10)を使用することによるカラムクロマトグラフィーによって精製すると、生成物として、純粋なニトロアルコールが得られた。鏡像体過剰率を、キラルなカラムOD、OD−HおよびADを使用するHPLC分析によって決定した。収率;(97%)、ee;(97%)。
[実施例27〜45]
塩基の非存在下(表2、実施例27〜35)、および塩基7c(R22=OCH、R23〜26=H、R27〜31=H、R=CH=(S))の存在下(表2、実施例36〜53)で、様々な担持触媒1〜24を使用する、様々なアルデヒドとニトロメタンとの不斉ニトロアルドール反応を、実施例26に示したものと同様の手法で行った。データを表2にまとめる。ここで、本発明者らは、異なる触媒、および芳香族、脂肪族、脂環式、および不飽和α,β不飽和アルデヒドのような異なるアルデヒドを使用し、ほとんど中程度から高程度の転化率および選択性であることを発見した。
Figure 2013522003
[実施例54]
実施例26から回収した触媒3を、トルエンおよびイソプロパノールで洗浄し、実施例22に記述したものと全く同じ手法で、ベンズアルデヒドの不斉ニトロアルドール反応に再使用し、収率97%およびee97%で、ニトロアルコールを得た。
[実施例55]
実施例54から回収した触媒3を、トルエンおよびイソプロパノールで洗浄し、実施例26に記述したものと全く同じ手法で、ベンズアルデヒドの不斉ニトロアルドール反応に再使用し、収率96%およびee97%で、ニトロアルコールを得た。
[実施例56]
実施例55から回収した触媒3を、トルエンおよびイソプロパノールで洗浄し、実施例26に記述したものと全く同じ手法で、ベンズアルデヒドの不斉ニトロアルドール反応に再使用し、収率95%およびee96%で、ニトロアルコールを得た。
[実施例57]
実施例57は、無水エタノール(1ml)を溶媒として使用する塩基の存在または非存在下での、28℃、40時間撹拌下での、シリカ材料(0.108g)の存在下のニトロメタン(5.5mmol)とベンズアルデヒド(0.4mmol)との不斉ニトロアルドール反応に関する、表3にまとめた通りの異なる20の触媒実験の結果から構成される。これらの実験は、無修飾シリカ担体、修飾シリカ担体、および、添加剤としての様々な塩基が、独立的に、ニトロアルドール反応において、所望の活性およびエナンチオ選択性を与えないことを実証するために行った。最良の結果は、上記の反応条件下で、実施例57のエントリー16の通りの材料を有する、ベンズアルデヒドとニトロメタンとのニトロアルドールの場合に得られた。
Figure 2013522003
[実施例58]
実施例58は、使用した溶媒が、表4に示したエントリー1〜6の通りであることを除いて、実施例26に示したものと同じ手法で実施した。それぞれの結果を、各エントリーに対して示す。
Figure 2013522003
[実施例59]
実施例59は、使用する温度が、表5に示したエントリー1〜4の通りであることを除いて、実施例26に示したものと同じ手法で実施した。それぞれの結果を、各エントリーに対して示す。
Figure 2013522003
本発明の主な利点は、以下の通りである。
1.本発明において調製されるキラル不均一触媒は、異なる種類のアルデヒドのニトロアルドール反応について、極めて活性で、エナンチオ選択的である。
2.本発明において調製されるキラル不均一触媒の使用によるニトロアルドール反応条件は、高い活性およびエナンチオ選択性を示すように、外部から加熱および冷却する必要がない。
3.ニトロアルドール反応を行うために、中程度の触媒充填量のみが必要とされるにすぎない。
4.本発明において調製されるキラル不均一触媒は、回収可能であり、活性およびエナンチオ選択性を明らかに失うことなく、数回の触媒運用(catalytic runs)にリサイクルすることができる。
5.触媒反応混合物からの触媒の容易な分離、および触媒をリサイクルできることにより、本発明において開示するエナンチオ選択的ニトロアルドール反応プロトコルは、工業用途に経済的に使用できる可能性がある。

Claims (21)

  1. 一般式1のキラル不均一触媒
    Figure 2013522003
    (式中、R=R=HまたはCH
    =Cl、I、F、Br、OCH、CH、OC、NO
    =H、CH、C
    x=1、2
    Z=CHCO 、Cl、OH、NO )。
  2. 使用されるメソポーラスシリカが、30〜120Åの範囲の多孔性を有する、シリカゲル、Mobile Crystalline Materials(MCM−41)、Santa Barbara Amorphous(SBA−15)およびメソセルラーフォーム(MCF)からなる群から選択される、請求項1に記載の式1のキラル不均一触媒。
  3. 式1の触媒が、(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−41、(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−41、(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−15、(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−15、(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−MCF、(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−メソセルラーフォーム(MCF)、(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−メソセルラーフォーム(MCF)、(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−メソセルラーフォーム(MCF)、(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−41、(R)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−41、(S)−N,N’−ジメチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−41、(S)−N,N’−ジメチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−15、(S)−N−メチルアミノプロピルアルコール−銅−担体−15、(S)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−シリカゲル、および(R)−アミノプロピルアルコール−銅−担体−シリカゲルで表される、請求項1に記載の式1のキラル不均一触媒。
  4. 請求項1に記載の式1のキラル不均一触媒を調製するための方法であって、
    (i)乾燥テトラヒドロフラン(THF)中のキラルエポキシドに対して1.0〜5の範囲のモル比のアルカリ炭酸塩の存在下で、メソポーラスシリカ1g当たり1.0〜15mmolの範囲のキラル[(S)/(R)−(+)/(−)−]エポキシドを、メソポーラスシリカ1g当たり1.0〜15mmolの範囲の置換アミノプロピルトリアルコキシシランで、等モル比でシリル化するステップと、
    (ii)ステップ(i)で得られた反応混合物を、不活性雰囲気下で、65〜66℃の範囲の温度で、8〜16時間の範囲の時間還流するステップと、
    (iii)ステップ(ii)で得られた反応混合物を濾過して、透明溶液を得るステップと、
    (iv)ステップ(iii)で得られた透明溶液を、乾燥トルエン中で、不活性雰囲気下で、110〜115℃の範囲の温度で、(3.5:10)の範囲で、メソポーラスシリカとともに、35〜55時間の範囲の時間還流するステップと、
    (v)ステップ(iv)で得られた反応混合物を濾過して固体材料を得て、続いて、トルエンで洗浄し、トルエンでソックスレー抽出するステップと、
    (vi)ステップ(v)で得られた洗浄した固体材料を、トルエン中で、110〜115℃の範囲の温度で、不活性雰囲気中で、還流条件下、該固体材料1g当たり2〜30mmolの範囲の濃度の置換アニリンと8〜16時間の範囲の時間反応させるステップと、
    (vii)ステップ(vi)で得られた洗浄した固体材料を、不活性雰囲気中で、25〜35℃の範囲の室温で、ステップ(vi)で得られた材料1g当たり1.0〜20.0mmolの濃度範囲の、エタノール中の銅塩と8〜16時間の範囲の時間反応させるステップと、
    (viii)ステップ(vii)の反応混合物を濾過して固体材料を得て、続いて、トルエンで洗浄し、再度、トルエンでソックスレー抽出し、キラル不均一触媒を得るステップと
    を含む方法。
  5. ステップ(i)で使用されるキラルエポキシドが、1−クロロ−2,3−エポキシプロパン、1−フルオロ−2,3−エポキシプロパン、1−ブロモ−2,3−エポキシプロパン、1−クロロ−2,3−エポキシブタン、および1−クロロ−2,3−エポキシペンタンからなる群から選択される、請求項4に記載の方法。
  6. ステップ(i)で使用される置換アミノプロピルトリアルコキシシランが、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリブトキシシラン、N−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、N−メチルアミノプロピルトリエトキシシラン、N−メチルアミノプロピルトリブトキシシラン、アミノブチルトリメトキシシラン、およびアミノペンチルトリエトキシシランからなる群から選択される、請求項4に記載の方法。
  7. ステップ(i)で使用されるアルカリ炭酸塩が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、および炭酸セシウムからなる群から選択される、請求項4に記載の方法。
  8. 置換アニリンと、キラルエポキシドとのモル比が、1:1から1:2の範囲にある、請求項4に記載の方法。
  9. ステップ(vi)で使用される置換アニリンが、アニリン、ニトロアニリン、フルオロアニリン、クロロアニリン、ブロモアニリン、ヨードアニリン、メトキシアニリン、エトキシアニリン、およびメチルアニリンからなる群から選択される、請求項4に記載の方法。
  10. ステップ(vii)で使用される銅塩が、塩化銅、酢酸銅、硫酸銅、および銅トリフラートからなる群から選択される、請求項4に記載の方法。
  11. キラル不均一触媒上の銅担持量が、10〜25mol%の範囲にある、請求項4に記載の方法。
  12. 請求項1に記載の一般式1のキラル不均一触媒を使用する不斉ニトロアルドール反応によって、ニトロアルコールを調製するための方法であって、
    (a)不活性で乾燥した条件下で、25〜28℃の間の範囲の温度で、スクリューバイアル内で、溶媒中のキラル不均一触媒と、添加剤としての塩基とを1〜5分の範囲の時間撹拌するステップと、
    (b)ステップ(a)で得られた溶液に、ニトロメタンおよびアルデヒドを加え、続いて、−20〜110℃の間の範囲、好ましくは10〜60℃の範囲の温度で、36〜48時間の範囲の時間、継続的に撹拌するステップと、
    (c)ステップ(b)で得られた反応混合物を濾過し、続いて、乾燥エタノールで洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させるステップと、
    (d)ステップ(c)で得られた溶液から、真空中で溶媒を蒸発させて、ニトロアルコールを得るステップと、
    (e)ステップ(d)で得られた残留物を、n−ヘキサンと酢酸エチルとの混合物(90:10)を使用するカラムクロマトグラフィーにより精製して、純粋なニトロアルコールを得るステップと
    を含む方法。
  13. ステップ(a)で使用される不均一不斉触媒が、アルデヒドに対して1〜50mol%の間の範囲、好ましくは5〜35mol%の範囲にある、請求項12に記載の方法。
  14. ステップ(a)で使用される塩基が、アルデヒドに対して1.0〜100mol%の間の範囲、好ましくは10〜40mol%の範囲にある、請求項12に記載の方法。
  15. ステップ(b)で使用されるニトロメタンが、0.4〜5.5mmolの間の範囲にある、請求項12に記載の方法。
  16. ステップ(a)で使用される塩基が、一級アミン、二級アミン、三級アミン、ピリジン、2−メチルピリジン、2,6−ルチジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、(S)−N−ベンジリデン−1−フェニルエタンアミン、(S)−N−(4−メチルベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、(S)−N−(4−クロロベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、(S)−N−(4−ニトロベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、(S)−N−(2−メトキシベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、(R)−N−ベンジリデン−1−フェニルエタンアミン、(R)−N−(4−メチルベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、(R)−N−(4−クロロベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、(R)−N−(4−ニトロベンジリデン)−1−フェニルエタンアミン、および(R)−N−(2−メトキシベンジリデン)−1−フェニルエタンアミンからなる群から選択される、請求項12に記載の方法。
  17. ステップ(b)で使用されるアルデヒドが、芳香族アルデヒド、脂肪族アルデヒド、α,β−不飽和アルデヒド、および脂環式アルデヒドからなる群から選択される、請求項12に記載の方法。
  18. ステップ(a)で使用される溶媒が、トルエン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、およびエタノールからなる群から選択される、請求項12に記載の方法。
  19. 得られるニトロアルコールの鏡像体過剰率が、5〜99%の範囲にある、請求項12に記載の方法。
  20. 得られるニトロアルコールの収率が、61〜98%の範囲にある、請求項12に記載の方法。
  21. ステップ(a)で使用される触媒が、リサイクル可能である、請求項12に記載の方法。
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