JP3542708B2 - 光学活性アミノアルコール類の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、光学活性アミノアルコールの製造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、医薬、農薬、香料、その他化学品として、またその合成中間体等として有用な、光学活性なβ−アミノ−α−ヒドロキシカルボニル化合物やβ−アミノ−α−ヒドロキシカルボン酸誘導体等としての光学活性アミノアルコール類の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】
光学活性なβ−アミノアルコール類は、生理活性を持つ医薬品や、農薬、香料、あるいはそれらの合成中間体として注目されているものであって、これまでにもその製造のための方法が提案され、実施されてきている。
たとえば従来の方法としては、キラルなルイス酸触媒の存在下でのエポキシ化合物の含窒素化合物による不斉開環反応により合成する方法や、キラルなエポキシ化合物またはアジリジン化合物の触媒不斉反応による開環により合成する方法が知られている。また近年では、 Sharplessにより、アルケン類への直接的な不斉アミノヒドロキシレーションによる方法が提案されてもいる。
【0003】
しかしながら、これら従来の方法では、β−アミノアルコールのsyn−体、またはanti−体を高選択的、かつ、簡便に得ることが難しいという問題があった。また、従来の方法では光学収率の向上も難しいという問題があった。
そこで、この出願の発明は、以上のとおりの従来技術の問題点を解消し、光学活性β−アミノアルコール類を、簡便な手段により、高いsyn/anti選択性と高い光学純度で製造可能とする新しい製造方法を提供することを課題としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この出願は、上記の課題を解決するために、まず第1の発明として、次式(1)
【0005】
【化4】
【0006】
(式中のR1 は、官能基を有してもよい炭化水素基または複素環基を示し、R2 は、官能基を有してもよい芳香族炭化水素基または複素環基を示し、R3 は、官能基を有してもよい炭化水素基または複素環基、もしくは−ORまたは−SRを示し、Rは官能基を有してもよい炭化水素基または複素環基を示し、R5 は保護基を示す)
で表わされる光学活性アミノアルコール類の製造方法であって、次式(II)
【0007】
【化5】
【0008】
(R1 およびR2 は、前記と同一のものを示す)
で表わされるアルジミン化合物と、次式(III)
【0009】
【化6】
【0010】
(R3 およびR5 は、前記と同一のものを示し、R4 は、同一または別異の炭化水素基を示す)
で表わされるシリルエノールエーテルとを、光学活性なジルコニウム化合物の存在下に反応させることを特徴とする光学活性アミノアルコール類の製造方法を提供する。
【0011】
また、この出願は、第1の発明に関連して、第2の発明として、保護基R5 を、立体的にかさ高い基としてanti−体を製造し、もしくは立体的に小さな基としてsyn−体をいずれも高い光学純度で製造する方法を、提供する。
そして、この出願は、第3の発明として、前記のR2 がα−位に水酸基を持つアリール基であるアルジミン化合物をシリルエノールエーテルと反応させて得た光学活性アミノアルコール類について、前記R2 を酸化的に除去してフリーのアミノ基とすることを特徴とする光学活性アミノアルコール類の製造方法を、第4の発明として、前記のR3 がアルコキシ基であるケテンシリルアセタールを反応させて光学活性なβ−アミノ−α−ヒドロキシカルボン酸誘導体を製造することを特徴とする光学活性アミノアルコール類の製造方法を提供する。
【0012】
さらにまた、この出願は、第5の発明として、前記の光学活性なジルコニウム化合物はジルコニウムテトラアルコキシドと、(R)−、または(S)−6,6′−ジブロモ−1,1′−ビ−2−ナフトールおよび含窒素複素環化合物より調整されたものである光学活性アミノアルコール類の製造方法を提供する。
【0013】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は、上記のとおりの特徴を有するものであるが、基本的には、第1の発明において、光学活性なジルコニウム化合物を用いることと、前記式(II)で表わされるアルジミン化合物を、式(III) のシリルエノールエーテルと反応させるに際し、保護基であるR5 の選択によって、β−アミノアルコール類を高いsyn/anti選択性、および高い光学純度で製造することに大きな特徴がある。
【0014】
前記式(I)の光学活性アミノ化合物を製造するための式(II)のアルジミン化合物についてまず説明すると、式中のR1 は、官能基を有してもよい炭化水素基または複素環基であり、炭化水素基としては、環式または非環式脂肪族炭化水素基、たとえば、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基の任意のもの、さらには芳香族基や複素環基の任意のものであってよい。
【0015】
R2 は、官能基を有してもよい芳香族炭化水素または複素環基であって、芳香族炭化水素基並びに複素環基のいずれもが単環または多環のいずれのものでもよい。R1 およびR2 の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基の各種のもので、さらにはアルキル、シクロアルキル、アルケニル、フェニル等の炭化水素基を結合したものや、あるいはフェニル基、ナフチル基等を結合したアルキル、シクロアルキル等の炭化水素基として構成されるものであってよい。この発明の反応を阻害しない限り、各種の官能基をさらに有していてもよい。たとえば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルコキシ基、エステル基、ニトロ基、シアノ基、アミド基、チオエーテル基、チオエステル基、カルバメート基等々が考慮される。
【0016】
複素環基、たとえば、フリル基、ピリジル基をはじめ、含酸素、含窒素、含硫黄等の各種の複素環基が、上記と同様の各種の置換基や官能基を適宜に有していてもよい。
式(III) で表わされるシリル化合物については、式中のR3 は、官能基を有していてもよい炭化水素基または複素環基、もしくは−ORまたは−SRで、Rは、官能基を有していてもよい炭化水素基または複素環基を示しているが、ここで、炭化水素基と複素環基としては、R1 およびR2 の場合と同様の芳香族炭化水素基や複素環基をはじめ、さらに脂肪属炭化水素基、脂環族炭化水素基の各種のものであってよい。これらは同様に各種の置換基、官能基を有していてもよい。
【0017】
R5 は、シリル化合物のα−アルコキシ基の保護基を示しており、これらは、従来より知られているヒドロキシ基の保護基のうちの、シリル基およびベンジル基の中より選択される。すなわち、syn−体のアミノアルコール類を得ることを目的とする場合には立体的にかさ高い基(具体的にはtert−ブチルジメチルシリル基など)を選択し、anti−体のアミノアルコール類を得ることを目的とする場合には立体的に小さな保護基(ベンジル基など)を選択する。これらの保護基は通常の手法により容易に脱保護が可能である。この保護基の選択により、他の反応の条件との調整でsyn−およびanti−の選択性がたとえば次式のようにコントロール可能とされる。
【0018】
【化7】
【0019】
式(III) のシリル化合物におけるR4 については、同一または別異の炭化水素基でよく、たとえば、低級アルキル基またフェニル基より適宜に選択される。
式(II)のアルジミン化合物と式(III) のシリル化合物との反応による式(I)の光学活性β−アミノアルコール類の製造では、その反応には、光学活性なジルコニウム化合物が使用される。この光学活性なジルコニウム化合物は、ジルコニウム(Zr)原子が、光学活性な有機基と結合したものとして考慮される。この結合する有機基は、たとえば、光学活性ビナフチルオキシ基として例示することができる。このものは、1モルのジルコニウムテトラアルコキシドと2〜3モルの光学活性な1,1′−ビ−2−ナフトール類、さらに配位子として0〜2モルの含窒素複素環化合物とを低極性溶媒(トルエンなど)中で混合することにより調整できる。ジルコニウムテトラアルコキシドとしてはジルコニウムテトラ−tert−ブトキシドなどが好適である。光学活性な1,1′−ビ−2−ナフトールとしては、3,3′−位または6,6′−位にハロゲン原子、低級アルキル基、アルコキシ基、アリール基などの置換基を有するものが優れており、中でも6,6′−ジブロモ−1,1′−ビ−2−ナフトールが好適である。含窒素複素環化合物としては置換基を有するイミダゾール、ピリジン、ピペリジンなどを挙げることができるが、N−メチルイミダゾール、ジメチルイミダゾールなどが好適である。
【0020】
アルジミン化合物(II)、シリル化合物(III) そして光学活性ジルコニウム化合物の反応における使用割合については、その種類により相違するものの、一般的には、モル比として、アルジミン化合物:シリル化合物=1:0.2〜10、より好ましくは、1:0.8〜1.8程度を、また、アルジミン化合物:光学活性ジルコニウム化合物=1:0.005〜0.5、より好ましくは、0.01〜0.2程度を目安とすることができる。
【0021】
反応溶媒としては、光学活性なジルコニウム化合物を調整する際は、トルエンなどの炭化水素系溶媒もしくはジクロロメタンなどのハロゲン系炭化水素が適しており、アルジミン化合物とシリルエノールエーテルとの反応の際には、炭化水素系溶媒およびハロゲン系炭化水素さらにはニトリル系溶媒から適宜使用する。反応温度としては、たとえば−100〜50℃、より好ましくは−78〜0℃程度が考慮される。
【0022】
たとえば以上のとおりの反応により得られる式(I)のアミノ化合物については、常法に従って、脱保護することができる。たとえば、R2 がα−ヒドロキシフェニル基の場合には、硝酸セリウムアンモニウム(CAN)により1級のアミノ基に、R5 がベンジル基の場合には、不均一系触媒を用いた水素化分解などにより水酸基に、さらにはR3 が−ORによってエステル結合を形成している場合には、加水分解によってカルボキシル基に変換すること等が可能とされる。これらの脱保護により、光学活性なβ−アミノ−α−ヒドロキシカルボニル化合物、β−アミノ−α−ヒドロキシカルボン酸誘導体等が製造されることになる。
【0023】
これらの分解反応については様々に可能とされることは言うまでもない。
そこで以下実施例を示し、さらに詳しくこの発明について説明する。
【0024】
【実施例】
実施例1
ジルコニウムテトラtert−ブトキシド:Zr(Ot Bu)4 (0.04mmol)のジクロロメタン(0.25ml)溶液に、(R)−6,6′−ジブロモ−1,1′−ビ−2−ナフトール(0.088mmol)のジクロロメタンまたはトルエン(0.5ml)溶液並びに1,2−ジメチルイミダゾール(0.08mmol)のジクロロメタン(0.25ml)溶液を室温において添加し、1時間攪拌した。
【0025】
その後−78℃に冷却し、表1および表2に示されたアルジミン化合物(0.8mmol)とケテンシリルアセタール(0.96mmol)のジクロロメタンまたはトルエン溶液(0.75ml)を添加し、20時間攪拌して反応させた。次いで飽和NaHCO3 水溶液を添加し反応を停止させた。水性相をジクロロメタンにより抽出処理し、粗生成物をTHF−1N HCl(10:1)により0℃の温度で30分間処理した。その後、シリカゲルのクロマトグラフィーにより精製処理した。
【0026】
ジアステレオマー比は 1H−NMR分析により同定し、光学収率は、キラルカラムによるHPLC分析により決定した。
その結果を表1および表2に示した。適切な反応条件(温度、溶媒および置換基R)を選択することで高収率、高いシン選択性および光学純度でβ−アミノ−α−TBSオキシカルボン酸エステルが得られた。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
実施例2
実施例1と同様にして、表3に示した種々のアルジミン化合物と、α−BnO−ケテンシリルアセタールとを反応させ、anti−選択的に目的とするβ−アミノ−α−ベンジルオキシカルボン酸エステルを高い光学収率で合成した。その結果を表3に示した。
【0030】
【表3】
【0031】
実施例3
実施例1および2において用いているアルジミン化合物2aと、ケテンシリルアセタール3bとを、(S)−6,6′−ジブロモ−1,1′−ビ−2−ナフトールより調整した光学活性ジルコニウム化合物触媒の存在下に、トルエン溶媒中で−78℃において反応させ、定量的に、高いsyn選択性および光学純度で対応するβ−アミノ−α−TBSオキシカルボン酸エステル誘導体を製造した(syn/anti=96/4、syn=96%ee(syn))。
【0032】
【化8】
【0033】
次いで、このもののフェノール性水酸基をメチル化(MeI、K2 CO3 )し、硝酸セリウムアンモニウム(CAN)を用いて脱保護反応させて88%の収率で、次式
【0034】
【化9】
【0035】
で表わされる光学活性β−アミノエステル化合物を合成した。
次いで、10%HCl水溶液を用いて水酸基およびカルボキシル基の脱保護を行い、定量的に、次式
【0036】
【化10】
【0037】
で表わされる光学活性な、(2R,3S)−3−フェニルイソセリン・塩酸塩を得た。このものは、生理活性物質として知られているタキソールのC−13側鎖の先駆体である。
【0038】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この発明によって、光学活性β−アミノアルコール類を高収率、高いsyn/anti選択性、高い光学純度で製造することが可能となり、またsyn/anti選択性のコントロールが保護基の選択という簡便な手段で実現されることになる。
Claims (5)
- 次式(I)
で表わされる光学活性アミノアルコール類の製造方法であって、次式(II)
で表わされるアルジミン化合物と、次式(III)
で表わされるシリルエノールエーテルとを、光学活性なジルコニウム化合物の存在下に反応させることを特徴とする光学活性アミノアルコール類の製造方法。 - 保護基R5 を、立体的にかさ高い基としてanti−体を製造し、もしくは立体的に小さな基としてsyn−体を製造する請求項1の製造方法。
- 請求項1または2の方法によりR2 がα−位に水酸基を持つアリール基であるアルジミン化合物をシリルエノールエーテルと反応させて得た光学活性アミノアルコール類について、前記R2 を酸化的に除去してフリーのアミノ基とすることを特徴とする光学活性アミノアルコール類の製造方法。
- 請求項1ないし3のいずれかの方法によりR3 がアルコキシ基であるケテンシリルアセタールを反応させて光学活性なβ−アミノ−α−ヒドロキシカルボン酸誘導体を製造することを特徴とする光学活性アミノアルコール類の製造方法。
- 光学活性なジルコニウム化合物はジルコニウムテトラアルコキシドと、(R)−、または(S)−6,6′−ジブロモ−1,1′−ビ−2−ナフトールおよび含窒素複素環化合物より調整されたものである請求項1ないし4のいずれかの光学活性アミノアルコール類の製造方法。
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