JP3469156B2 - キラル金属触媒とチオールの不斉マイケル付加反応方法 - Google Patents
キラル金属触媒とチオールの不斉マイケル付加反応方法Info
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Description
属触媒とチオールの不斉マイケル付加反応方法に関する
ものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、良好
な収率、光学選択性をもって、脂肪族チオール化合物の
不斉付加反応を可能とする、新しいキラル金属触媒と、
これを用いてのチオールの不斉マイケル付加反応方法に
関するものである。
物質には硫黄原子を含むものが多いことから、有機合成
においてはチオール化合物のマイケル付加反応は、炭素
−硫黄結合生成のための有用な手段であると考えられて
いる。
−不飽和カルボニル化合物へのカルボアニオンの求核付
加反応であって、アルドール反応とともに、有機合成の
重要な手法とされているものである。
のエナンチオ選択的反応への応用は、従来、そのほとん
どがキラルアミンを触媒としたものであって、化学収
率、光学選択性の点で、実用的に満足できるものは少な
く、また、反応温度として極低温が必要とされており、
複雑な触媒構成とその取扱い等がその難点とされてい
た。
の従来の問題点に鑑みて、収率、光学選択性が良好で、
簡便、かつ温和な条件での反応操作が可能とされ、チオ
ールのマイケル付加反応における不斉合成を可能とす
る、新しいキラル金属触媒と、これを用いたチオールの
不斉マイケル付加反応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、第1には、次式 M(ORf)4 (式中のMはHf、Ti、またはZrを示し、Rfはパ
ーフルオロアルキルスルホニル基を示す)で表わされる
金属化合物と、次式(I)
脂肪族炭化水素基、単環または多環の脂環式炭化水素基
もしくは芳香族炭化水素基であり、R 4 は、脂肪族炭化
水素基を示す)で表わされるキラルプロリノール化合物
とを含有することを特徴とするキラル金属触媒を提供す
る。
のキラル金属触媒を用いるチオールの不斉マイケル反応
方法であって、前記触媒の存在下に、次式(II)
水素基である)で表されるα,β−不飽和カルボニル化
合物と、次式(III) R'SH (III) (ただし、R'は置換基を有していてもよい脂肪族炭化
水素基、脂環族炭化水素基または芳香族炭化水素基であ
る)で表されるチオール化合物とを反応させ、次式(I
V)
水素基である)で表されるチオール付加化合物を不斉合
成することを特徴とするチオールの不斉マイケル付加反
応方法を提供する。
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。
は、前記のとおりの金属化合物とキラルプロリノール化
合物とにより基本的に構成されるものであるが、このう
ちの金属化合物では、原子価4価の状態となり得る金
属、より好適にはHf(ハフニウム)、Ti(チタ
ン)、Zr(ジルコニウム)等の金属が用いられる。な
かでもHfが代表的なものとして挙げられる。
しているRfについては、−SO2−CnF2n+1(n≦1
0)のように表わされるパーフルオロアルカンスルホニ
ル基であることが例示される。その代表的なものとして
はトリフルオロメタンスルホニル基が挙げられる。
は、符号R1 、R 2 およびR 3 は置換基を有していても
よい炭化水素基であるが、炭化水素としては、より立体
的にかさ高い炭化水素基、たとえばtert−ブチル基
のような分枝鎖状アルキル基や、シクロアルキル基、ア
ダマンチル基等の脂環式基、あるいはフェニル基、ナフ
チル基等の芳香族基が好ましいものとして示される。
して比較的低炭素数のものが好適である。
は、ピロリジン環にさらに炭化水素やその他の置換基を
なしていてもよいことは言うまでもない。
ば、前記の金属化合物とキラルプロリノール化合物とを
溶媒中において混合することにより調製される。この際
の溶媒は、触媒を用いての合成反応の溶媒としてそのま
ま使用されてもよいし、別の反応溶媒によって置換され
てもよい。
さらに必要に応じて別種の配位子化合物が反応促進化合
物と共存していてもよい。キラル金属触媒の調製におい
ては、前記の金属化合物とキラルプロリノール化合物と
は、モル比において、たとえば1/10〜10/1の割
合で使用することができる。
の特徴として、ルイス酸性を有し、マイケル付加反応や
アルドール反応等のルイス酸触媒反応において有効に使
用され、しかも不斉合成を可能とすることが強調され
る。
そのルイス酸性は低下し、反応性も低下するが、この発
明においては、ルイス酸としての金属化合物は、このも
のの単位の場合よりも、不斉配位子の存在下において反
応性が加速化されるという特徴を有している。
にこの出願の発明において提供される。そして、この不
斉合成では、従来、ほとんど報告されていない脂肪族チ
オールを用いての高い収率、選択性での反応も可能とさ
れる。
ル付加反応方法では、次式(II)
水素基である)で表されるα,β−不飽和カルボニル化
合物と、次式(III) R'SH (ただし、R'は置換基を有していてもよい脂肪族炭化
水素基、脂環族炭化水素基または芳香族炭化水素基であ
る)で表されるチオール化合物とを反応させ、次式(I
V)
水素基である)で表されるチオール付加化合物を反応さ
せる。
説明した不斉マイケル付加反応がその具体例として示さ
れる。
ル化合物が、オキサゾリン環や、α,β−不飽和炭素鎖
に、さらに炭化水素基をはじめとする各種置換基を有し
ていてもよいことは言うまでもない。
は、−5℃〜15℃程度の温和な反応温度条件におい
て、高い収率と高い光学選択性が実現されることであ
る。反応には、適宜に溶媒を用いることができ、またア
ルデヒド化合物とα,β−不飽和カルボニル化合物の使
用割合も、たとえばモル比において、1/10〜10/
1を目安として適宜とすることができる。
囲に変化させることができる。たとえば1〜30mol
%とすることが実際的に考慮される。
この出願の発明について説明する。もちろん、以下の例
によって発明が限定されることはない。
0.5mmHgで1時間乾燥したHf (OTf )
4 (0.04mmol、10mol%)とN−ベンゾイ
ル−2−ジフェニルメトキシメチルピロリジン(0.0
5mmol、12mol%)、およびMS4A(125
mg)のジクロロメタン溶液(1mL)を室温下1時間
攪拌しキラル金属触媒を調製した。次いで反応溶液を0
℃に冷却し、N−クロトノイルオキサゾジノン(0.4
mmol)のジクロロメタン溶液(0.5mL)と、ベ
ンジルメルカプタン(0.42mmol)のジクロロメ
タン溶液(0.5mL)を加え、20時間攪拌した。飽
和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え反応を停止した後、
ジクロロメタンにて抽出した。抽出液を飽和食塩水で洗
浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し
た後、シリカゲル薄層クロマトグラフィーにて精製した
ところ、3−(3−ベンジルチオブタノイル)−2−オ
キサゾリジノンを収率82%光学収率67%eeで得
た。光学収率はHPLCにて決定した。
った。
リノール化合物を配位子として反応を行った。配位子4
は、前記のN−ベンゾイル−2−ジフェニルメトキシメ
チルピロリジンを示している。
基を示している)に従って、(2S)−1−N−ピバロ
イル−2−(メトキシ−ジフェニルメチル)ピロリジン
を合成した。
0eq)のジエチルエーテル溶液(100mL)に、臭
化ベンゼン(315mmol、10.5eq)のジエチ
ルエーテル溶液(60mL)を室温下1時間かけて滴下
した(この時自然に加熱還流が起こった)。滴下終了後
さらに1時間攪拌し、マグネシウムが完全に溶解したこ
とを確認してから、反応溶液を0℃に冷却した。Z−L
−プロリンメチルエステル(30mmol)のジエチル
エーテル溶液(50mL)を30分かけて滴下し、徐々
に室温まで昇温しながら一晩攪拌した。1N塩酸水溶液
(200mL)を加え、反応を停止した後にジエチルエ
ーテルで抽出した。抽出液を飽和食塩水で洗浄した後、
無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下溶媒を留去し
た後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて
精製したところ、収率83%でN−(Z)−(2S)−
2−(ヒドロキシ−ジフェニルメチル)ピリジンを得
た。
ine: 前記のアミノアルコール(20mmol)のTHF溶液
(50mL)に10%パラジウム活性炭(200mg)
を加え、水素雰囲気下、室温で五時間攪拌した。パラジ
ウム触媒をろ別した後、減圧下溶媒を留去し、ヘキサン
により再結晶したところ白色の結晶として(2S)−2
−(ヒドロキシ−ジフェニルメチル)ピリジンが定量的
に得られた。
ェニルメチル)ピロリジン(5mmol)のジクロロメ
タン溶液(5mL)を0℃に冷却し、ピバロイルクロリ
ド(10mmol)とピリジン(10mmol)を加え
1時間攪拌した。水を加え反応を停止した後、ジクロロ
メタンにて抽出した。抽出液を1N塩酸水溶液、水、飽
和食塩水の順で洗浄し、無水硫酸ナトリウムにて乾燥し
た。減圧下溶媒を留去した後、残渣をシリカゲルカラム
クロマトグラフィーにて精製したところ、収率80%で
(2S)−1−N−ピバロイル−2−(ジフェニルメタ
ノール)ピリジンを得た。
ethyl)pyrrolidine: (2S)−1−N−(ピバロイル−2−(ジフェニルメ
タノール)ピロリジン(2mmol)のTHF溶液(5
mL)にtert−ブトキシカリウム(4mmol)と
ヨウ化メチル(4mmol)を加え、室温下30分攪拌
した。水を加え、ジクロロメタンで抽出した後、飽和食
塩水で洗浄した。抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥し
た後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムク
ロマトグラフィーにて精製したところ、収率84%で
(2S)−1−N−ピバロイル−2−(メトキシ−ジフ
ェニルメチル)プロリジンを得た。ヘキサンにより再結
晶したところ、白色結晶が得られた。
ル−2−(メトキシ−ジフェニルメチル)プロリジン
(配位子6)を用いて、実施例1と同様にキラル金属触
媒を調製し、各種チオール化合物を用いて不斉マイケル
付加反応を行った。
ては、収率92%、71%eeの優れた結果が得られて
いることがわかる。
用いた場合と、触媒を全く使用しない場合、Hf(OT
f )4 のみを用いた場合、さらには配位子のみを用いた
場合について反応を行った。
4 のみの反応よりも、配位子を添加したこの発明のキラ
ル金属触媒において反応が加速されていることがわか
る。
タノイル−2−(ジフェニルメトキシ)メチルピロリジ
ン(配位子11)を用いて不斉合成反応を行った。
が大きく向上した。このことから、配位子の構造の一部
の変換によって立体選択性の向上が図られることが確認
された。
ノール(PhSH)と、N原子にPh−CH=CH−C
O−結合するオキサゾリジノン化合物とを反応させたと
ころ、3−フェニルチオ−ブタノイルオキサゾリン−2
−オンを、収率73%、43%eeとして得た。
発明によって、収率、光学選択性が良好で、簡便、かつ
温和な条件での反応操作が可能とされ、チオールのマイ
ケル付加反応における不斉合成をも可能とする、新しい
キラル金属触媒と、これを用いたチオールの不斉マイケ
ル付加反応方法が提供される。
Claims (2)
- 【請求項1】 次式 M(ORf)4 (式中のMはHf、Ti、またはZrを示し、Rfはパ
ーフルオロアルキルスルホニル基を示す)で表わされる
金属化合物と、次式(I) 【化1】 (R1 、R 2 およびR 3 は、各々、分岐鎖状脂肪族炭化水
素基、単環または多環の脂環式炭化水素基もしくは芳香
族炭化水素基であり、R 4 は、脂肪族炭化水素基を示
す)で表わされるキラルプロリノール化合物とを含有す
ることを特徴とするキラル金属触媒。 - 【請求項2】 請求項1のキラル金属触媒を用いるチオ
ールの不斉マイケル反応方法であって、前記触媒の存在
下に、次式(II) 【化2】 (ただし、R5は、脂肪族炭化水素基または芳香族炭化
水素基である)で表されるα,β−不飽和カルボニル化
合物と、次式(III) R'SH (III) (ただし、R'は置換基を有していてもよい脂肪族炭化
水素基、脂環族炭化水素基または芳香族炭化水素基であ
る)で表されるチオール化合物とを反応させ、次式(I
V)【化3】 (ただし、R5は、脂肪族炭化水素基または芳香族炭化
水素基である)で表されるチオール付加化合物を不斉合
成することを特徴とするチオールの不斉マイケル付加反
応方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102513154A (zh) * | 2011-11-16 | 2012-06-27 | 山西医科大学 | 一种吡咯烷衍生的酰亚胺类催化剂及其制备方法与应用 |
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CN101830920B (zh) * | 2010-05-20 | 2012-12-26 | 大连理工大学 | 一种脯氨醇衍生物诱导具有不对称催化作用的手性MOFs材料 |
-
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- 2000-03-10 JP JP2000067866A patent/JP3469156B2/ja not_active Expired - Fee Related
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John T. Welch, et al,Induction of Asymmetry by a Remote Chiral Center in the Amide Acetal Claisen Rearrangement,J. Am. Chem. Soc.,1987年,Vol.109, No.22,p.6716−6719 |
Motomu Kanai, et al.,An Asymmetric Conjugate Addition Reaction of Lithium Organocopper Reagent Controlled by A Chiral Amd,Tetrahedron,1999年,Vol.55,p.3831−3842 |
河村美佳子、外2名,新規キラルハフニウム触媒を用いるチオールの触媒的不斉マイケル付加反応,日本薬学会第120年会要旨集2,2000年 3月 5日,p.157 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102513154A (zh) * | 2011-11-16 | 2012-06-27 | 山西医科大学 | 一种吡咯烷衍生的酰亚胺类催化剂及其制备方法与应用 |
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