JP2014162744A - 光学活性スピロシクロプロピルオキシインドール誘導体及びその製造方法 - Google Patents

光学活性スピロシクロプロピルオキシインドール誘導体及びその製造方法 Download PDF

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孝義 荒井
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Abstract

【課題】光学活性スピロシクロプロピルオキシインドール誘導体を合成する手法を確立すること。
【解決手段】
下記式(1)で示される光学活性スピロシクロプロピルオキシインドール誘導体を、Rh(S−PTTL)を触媒として用いて、ジアゾオキシインドールとスチレン化合物を用いて合成する。

【選択図】 なし

Description

本発明は、光学活性スピロシクロプロピルオキシインドール誘導体及びその製造方法に関する。
光学活性なアミノ酸や糖を基本構成単位とする生体高分子は、高度な不斉空間を構築しており、この生体高分子を受容体とする医薬品も光学活性を有している必要がある。このような光学活性な物質を合成する方法は不斉合成法と呼ばれており、不斉合成法の中でも少量の不斉源から理論上無限の光学活性体を合成することが可能な触媒的不斉合成法は極めて有用、重要なものとなっている。
現在、スピロシクロプロピルオキシインドール化合物はキラル有機触媒を用いることにより触媒的不斉合成が達成されているおり、例えば、従来の技術としてキラルチオウレア触媒存在下、メチレンインドリノンとブロモニトロメタンとを用いる例が下記非特許文献1に、α−ハロ−β−ジカルボニル化合物を用いる例が下記非特許文献2に記載されている。
Pesciaioli,F.;Righi,P.;Mazzanti,A.;Bartoli,G.;Bencivenni,G.;Chem.Eur.J.2011,17,2842. Noole,A.;Sucman,N.S.;Kabeshov.M.A.;Kanger,T.;Macaev,F.Z.;Malkov,A.V.Chem.Eur.J.2012,18.14929.
しかしながら、上記文献に記載のいずれにおいても、ジアゾオキシインドールを用いたスチレン化合物のシクロプロパン化反応を触媒的不斉合成法に応用した例はなく、多様な置換様式を有するスピロシクロプロピルオキシインドール誘導体の供給のためには金属触媒をもちいた反応系の開発が望まれる。なお、ジアゾオキシインドールの合成は、例えば、“Meyers,C.;Carreira,E.M.Angew.Chem.2003,115,718;Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,694”に記載されている。
また、ジアゾオキシインドールを用いるラセミ体のスピロシクロプロピルオキシインドール誘導体の合成は、例えば“Meyers,C.;Carreira,E.M.Angew.Chem.2003,115,718;Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,694”、及び、“Marti,C.;Carreira,E.M.J.Am.Chem.Soc.2005,127,11505.”に記載されている。
そこで、本発明は、上記課題を鑑み、光学活性金属触媒による、ジアゾオキシインドールを用いた触媒的不斉シクロプロパン化反応及び、それにより得られる光学活性スピロシクロプロピルオキシインドール誘導体合成を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を行なっていたところ、キラルロジウム触媒の存在下で、ジアゾオキシインドールとスチレンを反応させることで、光学活性スピロシクロプロパンオキシインドール誘導体を得ることができる点を発見し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明の一手段に係るスピロシクロプロピルオキシインドール誘導体を製造する方法は、下記式(1)で示されるスピロシクロプロピルオキシインドール誘導体を、下記式(2)で示される触媒の存在下で、下記式(3)で示されるジアゾオキシインドールとスチレン化合物を反応させる。
以上、本発明により、ジアゾオキシインドールを用いたシクロプロパン化反応及びそれにより得られる光学活性スピロシクロプロピルオキシインドール誘導体を提供することが可能となり、多様な置換基を有するスピロシクロプロピルオキシインドール誘導体を行なうことができる。また、本発明によると非常に高い収率を得ることもできる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
本実施形態に係る光学活性スピロシクロプロピルオキシインドール誘導体の製造方法は、下記式(2)で示される触媒の存在下で、下記式(3)で示されるジアゾオキシインドールとスチレンを反応させる。
ジアゾオキシインドールを用いたシクロプロパン化反応による光学活性スピロシクロプロピルオキシインドールの合成は、非常に簡便な操作により短時間で行うことができる。また、生成物は高いジアステレオ選択性を示し、Rとオキシインドールのアミド部位がトランスの位置関係にある化合物が主生成物として得られる。
本実施形態に係る触媒は、ジアゾオキシインドールを用いた不斉シクロプロパン化反応を行なうために用いることができる。具体的には、本実施形態に係る触媒の存在下で、下記式(4)で示される反応のように、ジアゾオキシインドールとスチレン化合物を反応させて光学活性スピロシクロプロピルオキシインドール誘導体を合成することができる。
上記反応は、ハロゲン溶媒中、特にジクロロメタン中において行なうことが好ましい。
上記反応において、反応基質として用いられるスチレン化合物は下記式(5)で示される。ここにおいてRは限定されるわけではないが、例えばアリール基、又はアルキル基を用いることができる。なお、上記反応において、スチレン化合物の量は、ジアゾオキシインドールを1モルとした場合、1モル以上10モル以下の範囲にあることが好ましく、より好ましくは3モル以上6モル以下の範囲内である。
この結果、本実施形態に係る方法によると、下記式(1)で示すスピロシクロプロピルオキシインドール誘導体を得ることができる。
(ジアゾオキシインドールの合成)
また本実施形態に係るジアゾオキシインドールは、合成することができる限りにおいて限定されるわけではないが、“Meyers,C.;Carreira,E.M.Angew.Chem.2003,115,718;Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,694”に記載の方法に従い合成することができる。
(触媒の合成)
また本実施形態に関わる触媒も、合成することができる限りにおいて限定されるわけではないが、例えば、“Tsutsui,H.;Abe,T.;Nakamura,S.;Anada,M.;Hashimoto,S.Chem.Pharm.Bull.2005,53,1366.”に記載の方法に従い合成することができる。
ここで、上記実施形態に係る方法について、実際に光学活性スピロシクロプロピルオキシインドール誘導体を作製し、本発明の効果を確認した。以下具体的に説明する。
(実施例1)
本実施例は、0.5mlの無水ジクロロメタン中にRh(S−PTTL)2.1mg、スチレン0.086mlを溶解させた溶液に、3−ジアゾインドリン−2−オンの無水ジクロロメタン溶液2.0mlを加え、0℃、1時間反応させることで行なった。この結果、下記に示す化合物(1−1)を0.0346g得ることができた。また(1−1)の収率は98%(66%ee)であった。
H NMR(500MHz,CDCl)δ 9.39(br,1H),7.30−7.19(m,5H),7.08(t,J=7.7Hz,1H),6.96(d,J=7.5Hz,1H),6.66(m,1H),5.95(d,J=7.5Hz,1H),3.36(t,J=8.6Hz,1H),2.24−2.21(m,1H),2.04−2.02(m,1H);
13C NMR(125MHz,CDCl)δ 179.1,141.1,134.9,130.0,128.3,127.9,127.4,126.5,121.4,120.9,109.7,36.1,33.7,22.6;
HRMS calcd for C1612NO (M−H): 234.0924, found: m/z 234.0928;
Enantiomeric excess was determined by HPLC with a Chiralpack AD−H column (70:30 hexane: 2−propanol,1.0 mL/min,254nm);
minor enantiomer t=5.1min,major enantiomer t=6.3min;
[α] 25.3=+104.3(c=1.0,CHCl,98/2dr,66%ee);
IR(neat)2922,1704,1619,1467,1218cm−1
(実施例2)
本実施例は、0.5mlの無水ジクロロメタン中にRh(S−PTTL)2.1mg、4−クロロスチレン0.096mlを溶解させた溶液に、3−ジアゾインドリン−2−オンの無水ジクロロメタン溶液2.0mlを加え、0℃、1時間反応させることで行なった。この結果、下記に示す化合物(1−2)を0.0392g得ることができた。また(1−2)の収率は97%(65%ee)であった。
H NMR(500MHz,CDCl)δ 9.44(br,1H),7.27−7.25(m,2H),7.13−7.09(m,3H),6.98(d,J=7.5Hz,1H),6.70(ddd,J=7.7,0.9Hz,1H),5.96(d,J=7.5Hz,1H),3.29(t,J=8.9Hz,1H),2.26(dd,J=9.2,4.9Hz,1H),1.96(dd,J=7.9,4.9Hz,1H);
13C NMR(125MHz,CDCl)δ 178.9,141.1,133.5,133.3,131.3,128.6,127.4,126.8,121.5,120.9,109.9,35.2,33.7,22.5;
HRMS calcd for C1611NOCl(M−H): 268.0535, found: m/z 268.0534;
Enantiomeric excess was determined by HPLC with a Chiralpack AD−H column (70:30 hexane:2−propanol,0.7mL/min,254nm);
minor enantiomer t=7.7 min,major enantiomer t=8.5 min;
[α] 25.4=+127.5(c=1.0,CHCl,>99/1dr,65%ee);
IR(neat)3315,1709,1620,1469,1210cm−1
(実施例3)
本実施例は、0.5mlの無水ジクロロメタン中にRh(S−PTTL)2.1mg、3−クロロスチレン0.094mlを溶解させた溶液に、3−ジアゾインドリン−2−オンの無水ジクロロメタン溶液2.0mlを加え、0℃、1時間反応させることで行なった。この結果、下記に示す化合物(1−3)を0.0389g得ることができた。また(1−3)の収率は96%(60%ee)であった。
H NMR(500MHz,CDCl)δ 8.80(br,1H),7.27−7.20(m,3H),7.12(ddd,J=7.7,1.1Hz,1H),7.07−7.04(m,1H),6.96(d,J=7.7Hz,1H),6.71(ddd,J=7.7,1.1Hz,1H),3.30(t,J=8.7Hz,1H),2.22(dd,J=9.0,4.8Hz,1H),1.99(dd,J=8.0,4.6Hz,1H);
13C NMR(125MHz,CDCl)δ 178.3,140.9,137.1,134.2,129.9,129.6,128.2,127.7,127.3,126.9,121.6,120.9,109.8,35.3,33.6,22.4;
HRMS calcd for C1611NOCl (M−H): 268.0535, found: m/z 268.0547;
Enantiomeric excess was determined by HPLC with a Chiralpack AD−H column (70:30 hexane:2−propanol,1.0mL/min,254nm);
minor enantiomer t=4.7min, major enantiomer t=5.7min;
[α] 23.0=+102.8(c=1.0,CHCl,>99/1dr,60%ee);
IR(neat)3202,1703,1597,1467,1221cm−1
(実施例4)
本実施例は、0.5mlの無水ジクロロメタン中にRh(S−PTTL)2.1mg、3−クロロスチレン0.094mlを溶解させた溶液に、3−ジアゾインドリン−2−オンの無水ジクロロメタン溶液2.0mlを加え、0℃、1時間反応させることで行なった。この結果、下記に示す化合物(1−4)を0.0357g得ることができた。また(1−4)の収率は88%(66%ee)であった。
H NMR(500MHz,CDCl)δ 9.25(br,1H),7.46−7.44(m,1H),7.34−7.22(m,3H),7.09(ddd,J=7.7,1.1Hz,1H),6.95(d,J=7.7Hz,1H),6.62(ddd,J=7.7,1.1Hz,1H),3.24(t,J=8.7Hz,1H),2.30(dd,J=8.9,4.8Hz,1H),2.03(dd,J=8.0,4.8Hz,1H);
13C NMR(125MHz,CDCl)δ 178.7,141.2,137.0,133.6,130.2,129.3,128.8,127.5,126.7,126.6,121.3,119.6,109.8,34.9,33.6,21.9;
HRMS calcd for C1611NOCl (M−H): 268.0535, found: m/z 268.0544;
Enantiomeric excess was determined by HPLC with a Chiralcel OD−H column (95:5 hexane:2−propanol,0.5mL/min,254nm);
minor enantiomer t=16.1min,major enantiomer t=29.3min;
[α] 22.8=+59.3(c=1.0,CHCl,96/4dr,66%ee);
IR(neat)2922,1697,1620,1468,1321,1214cm−1
(実施例5)
本実施例は、0.5mlの無水ジクロロメタン中にRh(S−PTTL)2.1mg、4−フルオロスチレン0.069mlを溶解させた溶液に、3−ジアゾインドリン−2−オンの無水ジクロロメタン溶液2.0mlを加え、0℃、1時間反応させることで行なった。この結果、下記に示す化合物(1−5)を0.0364g得ることができた。また(1−5)の収率は96%(64%ee)であった。
H NMR(500MHz,CDCl)δ 9.52(br,1H),7.15−7.10(m,3H),7.00−6.95(m,3H),6.69(ddd,J=7.5,0.9Hz,1H),5.92(t,J=7.5Hz,1H),3.30(d,J=8.6Hz,1H),2.23(dd,J=9.2,4.6Hz,1H),1.97(dd,J=7.9,4.6Hz,1H);
13C NMR(125MHz,CDCl)δ 179.1,163.0,161.0,141.1,131.6,131.5,130.8,130.7,127.6,126.7,121.5,120.9,115.4,115.2,109.9,35.2,33.7,22.8;
HRMS calcd for C1612NOF (M−H): 252.0830, found: m/z 252.0834;
Enantiomeric excess was determined by HPLC with a Chiralpack AD−H column (90:10 Hexane:2−propanol,1.0mL/min,254nm);
minor enantiomer t=9.4min,major enantiomer t=12.9 min;
[α] 25.5=+81.5(c=0.5,CHCl,>99/1dr,64%ee)
(実施例6)
本実施例は、0.5mlの無水ジクロロメタン中にRh(S−PTTL)2.1mg、4−メチルスチレン0.099mlを溶解させた溶液に、3−ジアゾインドリン−2−オンの無水ジクロロメタン溶液2.0mlを加え、0℃、1時間反応させることで行なった。この結果、下記に示す化合物(1−6)を0.0359g得ることができた。また(1−6)の収率は96%(62%ee)であった。
H NMR (500MHz,CDCl)δ 9.08(br,1H),7.11−7.07(m,5H),6.95(d,J=7.7Hz,1H),6.68(ddd,J=7.5,0.9Hz,1H),5.99(d,J=7.5Hz,1H),3.32(t,J=8.6Hz,1H),2.33(t,3H),2.20(dd,J=9.2,4.6Hz,1H),2.00(dd,J=8.0,4.6Hz,1H);
13C NMR(125MHz,CDCl)δ 179.0,141.0,137.1,131.8,129.7,129.1,128.0,126.5,121.4,121.0,109.6,36.0,33.7,22.7,21.1;
HRMS calcd for C1714NO (M−H): 248.1081, found: m/z 248.1086;
Enantiomeric excess was determined by HPLC with a Chiralpack OD−H column (80:20 hexane:2−propanol,0.5mL/min,254 nm);
minor enantiomer t=9.4 min,major enantiomer t=10.4 min;
[α] 25.6=+117.8(c=1.0,CHCl,>99/1dr,62%ee);
IR(neat)3320,1701,1620,1468,1215cm−1
(実施例7)
本実施例は、0.5mlの無水ジクロロメタン中にRh(S−PTTL)2.1mg、4−メトキシスチレン0.101mlを溶解させた溶液に、3−ジアゾインドリン−2−オンの無水ジクロロメタン溶液2.0mlを加え、0℃、1時間反応させることで行なった。この結果、下記に示す化合物(1−7)を0.0370g得ることができた。また(1−7)の収率は93%(48%ee)であった。
H NMR(500MHz,CDCl)δ 8.91(br,1H),7.12−7.07(m,3H),6.94(d,J=7.7Hz,1H),6.84−6.81(m,2H),6.68(ddd,J=7.6,1.2Hz,1H),5.97(d,J=7.5Hz,1H),3.79(s,3H),3.29(t,J=8.6Hz,1H),2.20(dd,J=9.2,4.6Hz,1H),1.97(dd,J=8.0,4.6Hz,1H);
13C NMR(125MHz,CDCl)δ 178.9,158.8,140.9,131.0,128.0,127.0,126.4,121.4,121.0,113.8,110.0,55.2,35.6,33.8,23.0;
HRMS calcd for C1714NO (M−H): 264.1030, found: m/z 264.1032;
Enantiomeric excess was determined by HPLC with a Chiralpack IC−3 column (90:10 hexane:2−propanol,1.0mL/min,254nm);
minor enantiomer t=14.2min,major enantiomer t=15.9 min;
[α] 25.6=+66.9(c=0.5,CHCl,93/7dr,48%ee);
IR(neat)3202,1696,1619,1511,1468,1221cm−1
(実施例8)
本実施例は、0.5mlの無水ジクロロメタン中にRh(S−PTTL)2.1mg、1−ペンテン0.083mlを溶解させた溶液に、3−ジアゾインドリン−2−オンの無水ジクロロメタン溶液2.0mlを加え、0℃、1時間反応させることで行なった。この結果、下記に示す化合物(1−8)を0.0173g得ることができた。また(1−8)の収率は57%(74%ee)であった。
H NMR(500MHz,CDCl)δ 8.90(br,1H),7.21−7.17(m,1H),7.00−6.93(m,3H),1.97−1.93(m,2H),1.76−1.65(m,1H),1.61−1.56(m,1H),1.43−1.25(m,3H),0.87(t,J=7.5Hz,3H);
13C NMR(125MHz,CDCl)δ 179.6,141.2,129.1,126.4,121.5,120.8,109.9,33.4,32.1,30.2,24.9,33.3,13.6;
HRMS calcd for C1314NO (M−H):200.1081, found: m/z 200.1074;
Enantiomeric excess was determined by HPLC with a Chiralpack IC−3 column (80:20 hexane:2−propanol,1.0mL/min,254nm);
minor enantiomer t=5.6min, major enantiomer t=6.0min;
[α] 25.7=+31.6(c=0.75,CHCl,>99/1dr,74%ee);
IR(neat)3193,1694,1620,1468,1214cm−1
以上の通り、本実施例によると、キラルロジウム触媒によりジアゾオキシインドールを用いた不斉シクロプロパン化反応が実現できることを確認した。
本発明は、2つの連続する立体中心を有するスピロシクロプロピルオキシインドール誘導体を光学活性体として供給できることから、医薬・農薬の開発と生産に有用であり、産業上の利用可能性がある。

Claims (2)

  1. 下記式(1)で示される光学活性スピロシクロプロピルオキシインドール誘導体を、下記式(2)で示される触媒を用いて、下記式(3)で示されるジアゾオキシインドールとスチレン化合物を用いて合成する方法。
  2. 下記式(1)で示される光学活性スピロシクロプロピルオキシインドール誘導体。












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