JP3432476B2 - キラルジルコニウム触媒とそれを用いた光学活性anti−アルドール体合成方法 - Google Patents
キラルジルコニウム触媒とそれを用いた光学活性anti−アルドール体合成方法Info
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Description
ルコニウム触媒に関するものである。さらに詳しくは、
この出願の発明は、キラルジルコニウム触媒を用いた光
学活性anti- アルドール体の合成方法に関するものであ
る。
などをはじめとする多くの物質が光学活性物質であり、
その立体構造に応じて特異的な生理活性を発現させるこ
とが知られている。したがって、医薬、農薬、香料等の
分野で重要な課題となっている生理活性物質の全合成に
おいては、立体選択的合成法を確立することが必須であ
ると考えられている。
ドの反応として知られるアルドール反応は、これまで
も、医薬生産において非常に重要な反応とされ、利用さ
れてきた。そして近年では、様々な触媒を用いた系が、
立体選択的反応の手段として研究、報告されている。
エーテルとアルデヒドの反応(向山アルドール反応)
は、有機化学において、炭素−炭素結合を選択的に形成
する有効な方法として知られており、錫、ホウ素、チタ
ン、銅などを用いた様々な化合物がルイス酸触媒として
報告されている(Comprehensive Asymmetric Catalysi
s, 1999, Vol.3, p.998、Chem. Rev., 1999, 99, 109
5、Chem. Eur. J. 1998, 4,1137 、Tetrahedron: Asy
m., 1998, 9, 357、Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 199
4, 33, 417)。
が高く、キラルβ−ヒドロキシケトンやエステル誘導体
の合成において、最も効率的な反応のひとつと考えられ
てきた。しかし、実際には、−78℃という低い反応温
度や、完全な無水状態という厳しい条件を必要とすると
いう問題があった。
は、これまでも多数研究されてきたものの、anti- 選択
性のアルドール反応については、あまり知られていない
のが実状である。現在のところ、報告されているもの
(Tetrahedron Lett., 1992, 33,1729 、J. Am. Chem.
Soc., 1994, 116, 4077 など)では、生成物の収率が
低い、使用できる化合物が限られているなどの問題があ
り、実用的とは言い難かっい。
鑑みてなされたものであり、従来技術の限界を克服し、
通常の条件下において、高いanti- 選択性と収率を得る
ことが可能な、光学活性anti- アルドール体の合成方法
を提供することを課題としている。
の課題を解決するものとして、まず第1には、次の一般
式(1);
は、アルキル基またはアリールを示す)で表されること
を特徴とするキラルジルコニウム触媒を提供する。
(2) R 2 CHO (2) (ただし、R 2 は置換基を有していてもよいアルキル基
またはアリール基である)で表されるアルデヒドと、次
式(3)
素原子、炭化水素基、およびO、N、Sを含む置換基か
らなる群より選択される置換基であり、これらはさらに
置換基を有していてもよい)で表されるシリルエノール
エーテルを、前記のキラルジルコニウム触媒と、アルコ
ールの存在下で反応させることを特徴とする光学活性an
ti-アルドール体の合成方法を提供する。
は、新規なキラルジルコニウム触媒を用いてアルデヒド
とシリルエノールエーテルを、高いanti- 選択性でアル
ドール反応させるものであるが、その実施について以下
に説明する。
コニウム触媒は、例えばZr(OtBu)4と(R)−
3,3’−ジブロモ−1,1’−ビ−2−ナフトール
((R)-3,3'-BrBINOL)を混合することにより得られる。
このとき、一般式(1)におけるXは、Br、R1はt-
ブチル基となる。もちろん、XはBrに限定されず、例
えば、I、Clなどのハロゲン原子であってもよい。さ
らに、R1はt-Bu基に限定されず、メチル、エチル、n
-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、sec-ブチル、ヘキ
シル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチ
ル、などのアルキル基、または、フェニル、トルイル、
キシリルなどのアリール基、などが適用される。
ある上記のキラルジルコニウム触媒を用いてアルデヒド
とシリルエノールエーテルを反応させることにより、高
いanti- 選択性で光学活性アルドール体を得ることがで
きる。
(2); R2 CHO (2) で表されるもので、R2 はメチル、エチル、n-プロピ
ル、i-プロピル、n-ブチル、sec-ブチル、ヘキシル、シ
クロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル等のアル
キル基、エチレン、プロピレン、ブチレン、アミレン等
のアルキレン基、あるいはフェニル、トルイル、キシリ
ルなどのアリール基が適用される。また、これらの置換
基は、さらに置換基を有していてもよく、例えばハロゲ
ン化フェニル基、p-メトキシフェニル基、ベンジル基等
が例示される。もちろん、R2 はここに例示された以上
の置換基に限定されない。
ないが、好ましくは以下の化学式(3);
式中R3 、R4 、R5 は、各々、同一あるいは別異に、
様々な置換基を示す。具体的には、置換基を有する、ま
たは有さないアルキル基、アルキレン基、アミノ基、シ
アノ基、ニトロ基、チオール基、スルホン基、カルボニ
ル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ある
いは、水素原子等から選択される。例えば、メチル基、
エチル基、プロピル基、フェニル基、ベンジル基、メト
キシ基、フェノキシ基などが例示される。もちろん、R
3 〜R5 は、これらの置換基に限定されず、シリルエノ
ールエーテルとしては、様々な構造のものを適用するこ
とができる。
反応溶媒としては、水や様々な有機溶媒が考慮される。
好ましくは、トルエンが用いられる。このとき、分散液
となる。また、反応温度は、特に限定されないが、溶媒
や出発物質に応じて適宜変更することができる。好まし
くは、−10〜50℃である。また、添加する触媒の濃
度は、特に限定されないが、低すぎる場合には効果が現
れにくく、anti- 選択的な反応が進行しづらくなり、あ
る一定の濃度以上では、効果がそれ以上大きくならな
い。したがって、触媒濃度としては、0.1〜100モ
ル%とすることが好ましく、より好ましくは1〜20モ
ル%とする。
応系内にアルコールを添加することにより、アルコール
がプロトン発生源として作用し、中間生成物として生成
するモノトリメチルシリル化BINOL誘導体をBIN
OL誘導体に変換させて、収率や選択性を向上させるこ
とができる。アルコールの種類としては、様々なものが
適用できるが、好ましくは、エタノール、メタノール、
プロパノール、ブタノールなどの1価の1級アルコール
が用いられる。もちろん、これ以外のアルコール、例え
ば、ジオール、トリオールなどであってもよい。
とくに限定されないが、あまり多いと反対に反応を阻害
しかねないので、反応基質(アルデヒド)に対して1〜
100モル%とすることが好ましい。
さらに詳しく説明する。なお、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。
よび13CNMRスペクトルは、いずれも、JEOL J
NM−LA300、JNM−LA400、またはJMN
−LA500を用いて、特記しない限り、CDCl3 を
溶媒として、測定された。 1 HNMRでは、テトラメチ
ルシラン(TMS)を内部標準(δ=0)とし、13CN
MRでは、CD2 Cl2 使用と特記されない限り、CD
Cl3 を内部標準(δ=77.0)とした。
は、SHIMADZU LC−10AT(液体クロマト
グラフ)、SHIMADZU SPD10−A(UV検
出器)、およびSHIMADZU C−R6Aクロマト
パックを用いて行われた。
60(メルク社製)を用いて実施され、薄層クロマト
グラフィーは、WakogelB−5Fを用いて行われ
た。
O5 下、次にCaH2 下で蒸留し、MS 4A下で乾燥
した後、使用した。トルエンは、MS 4A下で乾燥し
た後使用した。また、アルコールは、Mg下で蒸留し、
MS 4A下で乾燥し、さらにアルゴン封入して保存し
た。アルデヒドは、蒸留、あるいは昇華によって使用前
に精製した。
useの方法(J.Org.Chem., 1969,34, 2324 )にした
がって合成された。さらに、3,3’−BINOL誘導
体は、Snieckusの方法(Tetrahedron Lett., 1
992, 33, 2253 )にしたがって合成された。 <参考例> キラルジルコニウム触媒の調製(NMR測
定用) 室温において、(R)−3,3’−ジヨウド−1,1’
−ビ−2−ナフトール(3,3’−IBINOL)(44
mg, 0.08 mmol)をCD2 Cl2 (0.5 ml)に添加し、
分散液とした後、Zr(Ot Bu)4 (30.6 mg, 0.04
mmol)のCD2Cl2 (0.50 ml )溶液を添加し、さら
にプロパノール(24.1 mg, 0.4 mmol )を加えた。この
溶液を60分間攪拌した後、NMR用サンプル管に導入
した。
13C NMR ではδ= 53.1 ppm)を標準として、NMR測定
を行なった。結果を表1に示す。
フタレンジオラト)−ジアルコキシジルコニウムで、一
般式(1)において、XがI、R1 がt Buの化合物で
あった。 <実施例1> anti- 選択的不斉アルドール反応におけ
る触媒およびアルコール種の影響 化学式[A]にしたがって、ベンズアルデヒド(2a)
とシリルエノレート(3a)のアルドール反応を行なっ
た。触媒は、以下の化学式(1a〜d)に示す化合物、
アルコールは、n−プロパノール(PrOH)、i−プ
ロパノール(iPrOH)、n−ブタノール(BuO
H)、t−ブタノール(t BuOH)から選択した。
を表2に示す。
応における収率、および生成物の光学純度が向上するこ
とが示された。また、t BuOHよりもBuOHが、i
PrOHよりもPrOHが収率および光学純度の向上に
対して高い効果を示すことが確認された。 <実施例2>(R)−3,3’−ジヨウド−1,1’−
ビ−2−ナフトール(0.044 mmol)をトルエン(0.25 m
l )に添加し、懸濁液とした後、Zr(Ot Bu)
4 (0.04mmol)のトルエン(0.50 ml )溶液を室温にて
添加、混合した。得られた混合液を30分間室温で攪拌
し、n−プロパノール(0.20 mmol )のトルエン(1.0
ml)溶液を添加した。この混合液をさらに30分間攪拌
し、0℃に冷却した。
エノレート(3b)(0.96 mmol )のトルエン(0.50 m
l )溶液を加え、18時間攪拌した後、飽和NaHCO
3 を添加して、反応を停止した。
得られた粗製物を0℃にて、THF−1N HCl(2
0:1)で1時間処理し少量のシリル化物をヒドロ化し
た。得られた粗生成物をシリカゲル上で分離精製した。
同定結果を表3に示す。
% )を表4に示した。 <実施例3〜12>実施例2と同様の方法で、表3の各
アルデヒド、およびシリルエノレートのアルドール反応
を行なった。
の収率、syn/anti比、および光学純度(ee% )を求め、
表4に示した。
MRにより確認した。同定結果を表5〜14に示す。
ニウム触媒を用いることによって、anti- 選択的に不斉
アルドール反応が進行することが示された。また、この
反応が、特定の出発物質のみならず、様々なアルデヒド
とシリルエノレートの反応に適用されることが確認され
た。
発明によって新しいキラルジルコニウム触媒が提供され
た。そして、このキラルジルコニウム触媒を用いること
によって、従来の方法よりも穏やかな条件下で、高いan
ti- 選択性と収率を達成できる、光学活性anti- アルド
ール体の合成が可能となる。この光学活性anti- アルド
ール体の合成方法では、限られた化合物のみならず、多
くの化合物が出発物質として適用できる。
Claims (2)
- 【請求項1】 次の一般式(1); 【化1】 (式中のXは、ハロゲン原子を示し、R1は、アルキル
基またはアリールを示す)で表されることを特徴とする
キラルジルコニウム触媒。 - 【請求項2】 次式(2) R 2 CHO (2) (ただし、R 2 は置換基を有していてもよいアルキル基
またはアリール基である)で表されるアルデヒドと、次
式(3) 【化2】 (ただし、R 3 、R 4 、R 5 は、同一あるいは別異に、水
素原子、炭化水素基、およびO、N、Sを含む置換基か
らなる群より選択される置換基であり、これらはさらに
置換基を有していてもよい)で表されるシリルエノール
エーテルを、請求項1記載のキラルジルコニウム触媒
と、アルコールの存在下で反応させることを特徴とする
光学活性anti-アルドール体の合成方法。
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Haruro Ishitami, et al.,Highly anti−Selective Catalytic Asymmetric Aldol Reactions,J. Am. Chem. Soc.,2000年,Vol.122,No.22,p.5403−5404 |
Satoru Matsukawa, et al.,Highly Enantioselective Catalysis of the Mukaiyama Aldol Reaction by BINOL−Ti Perfluorophenoxide and,Tetrahedron:Asymmetry,1995年,Vol.6,No.10,p.2571−2574 |
Shu Kobayashi, et al.,Catalytic Asymmetric Synthesis of Both Syn− and Anti−β−Amino Alchols,J. Am. Chem. Soc.,1998年,Vol.120,No.2,p.431−432 |
THORTEN VOLK, et al.,Asymmetric Activation of Chiral BINOL−Zirconium Catalysts:Effect of a Product−Like Activator,CHIRALITY,1998年,Vol.10,p.717−721 |
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