JP3843474B2 - 光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体のラセミ化方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ある種の光学活性な１−フェニルエチルアミン類のラセミ化方法に関するものである。
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
光学活性な１−フェニルエチルアミン類は、農薬、例えば殺菌剤の製造中間体（特開平 2-76846号公報等にはある種のラセミ体が記載されている；特開平 2-11550号公報等にはある種の光学活性体が記載されている）や光学分割剤等として有用な化合物であり、その製造法として、例えば特開平 2-306942 号公報に、ラセミ体の光学分割によるある種の光学活性な１−フェニルエチルアミン類の製造方法が記載されている。しかしながら、このような光学分割による光学活性体の製造法においては、有用な一方の光学活性体を分離した残りの望ましくない対掌体の有効利用、たとえば該対掌体をラセミ化して再利用することが工業上の大きな課題となる。
従来、特開平 4-275258 号公報に、光学活性な１−（４−クロロフェニル）エチルアミンのラセミ化方法として、該アミンにジメチルスルホキシド中でカリウムtert−ブトキシドを作用させる方法が記載されているが、該方法では、例えば光学活性な１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミンに対してはラセミ化反応が全く進行せず、該方法はオルト位に置換基を有する光学活性な１−フェニルエチルアミン類のラセミ化には適用できないことが本発明者等の検討により判明した。
一方、光学活性な１−フェニルエチルアミン類を対応するイミンに誘導した後、ラセミ化させる方法として、従来、特開平 7-188120 号公報に、光学活性１−（４−クロロフェニル）エチルアミンをアセトフェノンと脱水縮合した後、カリウムtert−ブトキシドを作用させる方法が記載されているが、この方法では、ラセミ化反応時にイミンの異性化（二重結合の移動）が同時に進行するため、加水分解後に目的外のアミンが多量に副生するという問題があった。
【０００２】
【課題を解決するための手段】
このような状況に鑑み、本発明者らは、下記一般式 化６で示されるオルト位に置換基を有する光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体の有利なラセミ化方法について鋭意検討した結果、下記一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体を、下記一般式 化７で示されるアルデヒド化合物と反応させて、下記一般式 化８で示される光学活性なイミンとし、該イミンに、非プロトン性極性溶媒中で、または非プロトン性極性溶媒と非プロトン性非極性溶媒の混合物中で、アルカリ金属３級アルコキシドを作用させたのち、加水分解することにより、下記一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体を効率よくラセミ化させることができることを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は、一般式 化６
【化６】
〔式中、Ｒ1 は少なくともオルト位が置換されたフェニル基を表わす。〕
で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体を、一般式 化７
【化７】
Ｒ2 −ＣＨＯ
〔式中、Ｒ2 は置換されていてもよいアルキル基または置換されていてもよいフェニル基を表わす。〕
で示されるアルデヒド化合物と反応させて、一般式 化８
【化８】
〔式中、Ｒ1 およびＲ2 は前記と同じ意味を表わす。〕
で示される光学活性なイミン（以下、反応１と記す。）とし、該イミンに、非プロトン性極性溶媒中で、または非プロトン性極性溶媒と非プロトン性非極性溶媒の混合物中で、アルカリ金属３級アルコキシドを作用させ（以下、反応２と記す。）たのち、加水分解する（以下、反応３と記す。）ことを特徴とする、前記一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体のラセミ化方法を提供する。
【０００３】
前記一般式 化６および化８において、Ｒ1 の好ましい一態様として、Ｒ1 −が一般式 化９
【化９】
〔式中、Ｘはハロゲン原子（例えば塩素原子等）または低級アルキル基（例えばメチル基等のＣ１〜Ｃ４アルキル基）を表わし、Ｙはハロゲン原子（例えば塩素原子等）、低級アルキル基（例えばメチル基等のＣ１〜Ｃ４アルキル基）または水素原子を表わす。〕
のものがあげられ、中でも、２，４−ジクロロフェニル基があげられ、前記一般式 化７および化８において、Ｒ2 の好ましい一態様として、低級アルキル基（例えばtert−ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等のＣ１〜Ｃ６アルキル基等）があげられる。
本発明は、また、一般式 化１０
【化１０】
〔式中、Ｒ21は低級アルキル基（例えばtert−ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等のＣ１〜Ｃ６アルキル基等）を表わす。〕
で示される光学活性またはラセミのイミン化合物をも提供する。
【０００４】
本発明方法によれば、前記一般式 化８の光学活性イミンの二重結合が移動した異性化生成物である一般式 化１１
【化１１】
〔式中、Ｒ1 およびＲ2 は前記と同じ意味を表わす。〕
で示される化合物の生成を低く抑えることができることから、該異性化生成物を加水分解して得られる一般式 化１２
【化１２】
Ｒ2 −ＣＨ2 −ＮＨ2
〔式中、Ｒ2 は前記と同じ意味を表わす。〕
で示される副生アミンの生成を低く抑えることができる。
【０００５】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、反応１について詳しく説明する。
原料として用いられる一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体は、Ｒ体、Ｓ体の何れであってもよく、またこれらの一方が過剰である混合物であってもよい。一般式 化６のＲ1 で示される少なくともオルト位が置換されたフェニル基における置換基としては反応を妨害しないものであれば特には限定されない。
もう一方の原料として用いられる一般式 化７で示されるアルデヒド化合物のＲ2 で示される置換されていてもよいアルキル基または置換されていてもよいフェニル基における置換基としては反応を妨害しないものであれば特には限定されず、Ｒ2 の例として、イソブチル基、ネオペンチル基、イソプロピル基、sec −ブチル基、sec −ペンチル基、イソペンチル基、tert−ブチル基などのＣ１〜Ｃ６アルキル基等、フェニル基、４−メチルフェニル基、４−クロロフェニル基、２，４−クロロフェニル基等があげられる。一般式 化７で示されるアルデヒド化合物の具体的な例としては、例えば、イソ吉草酸アルデヒド、３，３−ジメチルブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、２−メチルブチルアルデヒド、２−エチルブチルアルデヒド、２−メチル吉草酸アルデヒド、ピバルアルデヒド、ベンズアルデヒド、４−メチルベンズアルデヒド、４−クロロベンズアルデヒド、２，４−ジクロロベンズアルデヒド等があげられ、その使用量は一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体１モルに対して、通常 0.5〜５モルの割合、好ましくは0.95〜２モルの割合である。
反応は通常、溶媒中、触媒の存在下で行うが、無溶媒で行うこともできる。溶媒を使用する場合、用いられる溶媒としては、反応を妨害しないものであれば良く、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、ジオキサン、メチル−tert−ブチルエーテル等のエーテル溶媒、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒等があげられ、その使用量は、一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体１重量部に対して、通常１〜２０重量部、好ましくは３〜１０重量部である。必要に応じて用いられる反応の触媒としては、例えば、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸等のスルホン酸類等があげられ、その使用量は、一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体１モルに対して、通常 0.001〜0.1 モルの割合、好ましくは 0.005〜0.05モルの割合である。
反応温度は通常７０〜１８０℃程度の範囲であり、反応時間は通常 0.5〜２４時間の範囲であり、生成した水を水分分離器等により系外に除去しながら反応させることが好ましい。
生成した一般式 化８で示される光学活性なイミンは、例えば、反応液を冷却後、必要に応じ、水洗等により触媒を除去し、そのまま反応２に用いても良いし、例えば、低沸分留去等により単離してから反応２に用いても良い。また、必要に応じ、蒸留、再結晶、各種クロマトグラフィー等の手段によりさらに精製したのち、反応２に用いても良い。
【０００６】
次に、反応２について詳しく説明する。
用いられるアルカリ金属３級アルコキシドとしては、例えばカリウムtert−ブトキシド、ナトリウムtert−ブトキシド、カリウムtert−ペンチルオキシド、ナトリウムtert−ペンチルオキシド等のアルカリ金属３級Ｃ４〜Ｃ５アルコキシド等があげられ、その使用量は、一般式 化８の光学活性なイミン１モルに対して、通常0.01〜２モルの割合、好ましくは0.05〜0.3 モルの割合である。工業的な入手性等の点で、アルカリ金属３級アルコキシドとしては、カリウムtert−ブトキシドまたはナトリウムtert−ブトキシドを用いるのが有利である。
用いられる非プロトン性極性溶媒としては、比誘電率が２２以上であるものが好ましく、その例として、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、スルホラン、ニトロメタン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピレンウレア等があげられ、その好ましい例として、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドやジメチルスルホキシドがあげられ、溶媒として非プロトン性極性溶媒のみを用いる場合、その使用量は、一般式 化８の光学活性なイミン１重量部に対し、通常 0.5〜２０重量部である。溶媒として非プロトン性極性溶媒と非プロトン性非極性溶媒の混合物を用いる場合、用いられる非プロトン性非極性溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル等のエーテル溶媒、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒等があげられ、該溶媒の使用量は、用いる溶媒の種類によっても異なるが、一般式 化８の光学活性なイミン１重量部に対し、通常 0.5〜１００重量部、好ましくは１〜１０重量部であり、用いられる非プロトン性極性溶媒の使用量は、通常 0.5〜２重量部である。工業的な見地から、溶媒としては非プロトン性極性溶媒と非プロトン性非極性溶媒の混合物を用いるのが有利であり、非プロトン性非極性溶媒としては、芳香族炭化水素溶媒を用いるのが有利である。
反応温度および反応時間は、用いるアルカリ金属３級アルコキシドの種類や量、溶媒の種類や量等により異なるが、反応温度は通常０℃〜溶媒の沸点または１５０℃の範囲、好ましくは２０℃〜１００℃の範囲であり、反応時間は通常 0.5〜４８時間の範囲である。
反応の進行は、反応液の一部を採取し、旋光度を測定する方法、または、加水分解した後に、光学活性カラムを用いた高速液体クロマトグラフィー分析により追跡し得る。
生成した一般式 化８のイミンのラセミ体は、例えば、反応液から非プロトン性極性溶媒等を例えば水で、または食塩等の無機塩を含有する水溶液で洗浄除去した後、そのまま反応３に用いられるが、例えば、これを低沸分留去等により単離して反応３に用いてもよいし、また、必要に応じ、蒸留、再結晶、各種クロマトグラフィー等の手段によりさらに精製して反応３に用いてもよい。
【０００７】
次に、反応３について詳しく説明する。反応３は通常の加水分解反応条件で行うことができるが、その一態様を示せば以下のとおりである。
反応は、例えば、希塩酸、硫酸等の酸類の存在下に行われ、この場合、酸類は一般式 化８のイミンのラセミ体１モルに対して、通常１〜１００モルの割合、好ましくは1.05〜２０モルの割合使用され、また、水は一般式 化８のイミンのラセミ体１モルに対して、通常１〜１０００モルの割合、好ましくは２０〜２００モルの割合使用される。
反応においては有機溶媒を用いてもよく、有機溶媒を用いる場合、有機溶媒としては、反応を妨害しないものであれば良く、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール溶媒、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒、酢酸エチル等のエステル溶媒、ジエチルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル等のエーテル溶媒、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒等があげられ、その使用量は、一般式 化８のラセミ体１重量部に対して、通常 0.1〜５重量部の割合である。
反応温度および反応時間は、用いる酸類の種類や量にもよるが、反応温度は通常０℃〜溶媒の沸点または１００℃の範囲、好ましくは５０℃〜９０℃の範囲であり、反応時間は通常１０分〜５時間程度の範囲である。
反応３を、例えば、酸類の存在下に行った場合、水溶性の一般式 化６の１−フェニルエチルアミン誘導体のラセミ体と酸類との塩および一般式 化７のアルデヒド化合物が生成する。有機溶媒を使用しない場合は、例えば反応後の反応液に非水溶性の溶媒を加えて有機層に一般式 化７のアルデヒド化合物とその他の不純物を抽出分離した後、水層を水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ水溶液を用いてアルカリ性にし、ついでこれを非水溶性の溶媒を用いて抽出し、得られた有機層を減圧濃縮することにより、目的とする一般式 化６の１−フェニルエチルアミン誘導体のラセミ体を単離することができる。アルコール溶媒等の水溶性溶媒を用いた場合には、該水溶性溶媒を留去した後、上記と同様に処理すれば良いし、非水溶性の溶媒を用いた場合は、反応液をそのまま分液して有機層に一般式 化７のアルデヒド化合物等を抽出する以外は上記と同様にすれば良い。また、反応液を水蒸気蒸留することにより、一般式 化７のアルデヒド化合物とその他の不純物を留出分離した後、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ水溶液を用いてアルカリ性にし、ついでこれを非水溶性の溶媒を用いて抽出し、得られた有機層を減圧濃縮することにより単離することもできる。
上記の後処理において、有機層に抽出した一般式 化７のアルデヒド化合物、または反応液から留出除去したアルデヒド化合物は、必要に応じて、蒸留等の操作により不純物と分離し、反応１において再使用することが可能である。
【０００８】
【実施例】
以下、実施例等により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。％はすべて重量％を表す。
尚、下記の実施例におけるガスクロマトグラフィー分析の条件は以下のようである。
機器：島津 ＧＣ−１４Ａ
カラム：ＤＢ−１７ ３０ｍ， メガボアー 0.53mm， 膜厚 １μｍ
注入温度：２５０℃
カラム温度：１００℃（０分）から２５０℃（５分）まで５℃／分の割合で昇温した
キャリアーガスおよびその流速：Ｈｅ，５ml／分
検出：ＦＩＤ
また、下記の例において、光学異性体比はすべて光学活性カラムを用いた高速液体クロマトグラフィー分析により求めたが、その条件は以下のようである。
【０００９】
実施例１
（１）光学活性な１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン（光学異性体比Ｓ体／Ｒ体＝62.5／37.5）６０ｇ、ピバルアルデヒド（２，２−ジメチルプロパナール）54.2ｇおよびトルエン６００ｇからなる混合物にｐ−トルエンスルホン酸 0.6ｇを加えた後、生成する水を水分分離器で系外に除去しながら５時間加熱還流させた。
反応液を２０℃まで冷却し、水３００ｇで洗浄した。分液後の有機層からトルエンを留去し、淡黄色油状の光学活性なＮ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン79.0ｇを得た。ガスクロマトグラフィー分析による純度補正後の収率は92.5％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3 ／ＴＭＳ）δ値(ppm) ：1.1(s,9H) 、1.4(d,3H) 、4.7(q,1H) 、7.2 〜7.7(m,4H)
（２）次いで、この光学活性なＮ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン１０ｇに、トルエン１００ｇおよびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１０ｇを加え、さらにこれにナトリウムtert−ブトキシド0.74ｇを添加し、７５℃で９時間攪拌した。この時点で反応液の一部を採取し、ガスクロマトグラフィー分析により、Ｎ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミンの異性化率を測定した。異性化生成物であるＮ−（α−メチル−２，４−ジクロロベンジリデン）−ネオペンチルアミンの比率は、Ｎ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン：Ｎ−（α−メチル−２，４−ジクロロベンジリデン）−ネオペンチルアミン＝93.4：6.6 であった。この反応液を２５℃まで冷却した後、水１００ｇの中へ加え、２５℃で５分間攪拌した。静置、分液後の水層をトルエン５０ｇで抽出し、先の有機層と混合した。
（３）この有機層に２０％塩酸水１００ｇを加え、８０℃で３時間攪拌した後、静置、分液し、その後、水層を２５℃まで冷却した。この水層に、２０％水酸化ナトリウム水溶液 101.7ｇを加え、ｐＨ１２以上とした後、トルエン１００ｇで２回抽出し、この有機層を濃縮することにより、無色透明液体のほぼラセミ化した１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン6.58ｇを得た。ガスクロマトグラフィー分析による純度補正後の収率は92.4％であった。光学異性体比はＳ体／Ｒ体＝52.2／47.8であった。
【００１０】
実施例２
（１）光学活性な１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン（光学異性体比Ｓ体／Ｒ体＝62.5／37.5）１０ｇ、イソブチルアルデヒド（２−メチルプロパナール）5.67ｇおよびトルエン１００ｇからなる混合物にｐ−トルエンスルホン酸 0.1ｇを加えた後、生成する水を水分分離器で系外に除去しながら５時間加熱還流させた。
反応液を２０℃まで冷却し、水５０ｇで洗浄した。分液後の有機層からトルエンを留去し、淡黄色油状の光学活性なＮ−イソブチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン12.3ｇを得た。ガスクロマトグラフィーによる分析による純度補正後の収率は94.6％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3 ／ＴＭＳ）δ値(ppm) ：1.1(2d,6H)、1.4(d,3H) 、2.5(m,1H) 、4.7(q,1H) 、7.1 〜7.7(m,4H)
（２）次いで、この光学活性なＮ−イソブチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン１０ｇにトルエン１００ｇおよびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１０ｇを加え、さらにこれにナトリウムtert−ブトキシド0.79ｇを添加し、８０℃で８時間攪拌した。この時点で反応液の一部を採取し、ガスクロマトグラフィー分析により、Ｎ−イソブチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミンの異性化率を測定した。異性化生成物であるＮ−（α−メチル−２，４−ジクロロベンジリデン）−イソブチルアミンの比率は、Ｎ−イソブチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン：Ｎ−（α−メチル−２，４−ジクロロベンジリデン）−イソブチルアミン＝97.8：2.2 であった。この反応液を２５℃まで冷却した後、水１００ｇの中へ加え、２５℃で５分間攪拌した。静置、分液後の水層を、トルエン５０ｇで抽出し、先の有機層と混合した。
（３）この有機層に２０％塩酸水１２０ｇを加え、８０℃で５時間攪拌した後、静置、分液し、その後、水層を２５℃まで冷却した。この水層に、２０％水酸化ナトリウム水溶液 120.7ｇを加え、ｐＨ１２以上とした後、トルエン１００ｇで２回抽出し、この有機層を濃縮することにより、無色透明液体のほぼラセミ化した１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン7.31ｇを得た。ガスクロマトグラフィー分析による純度補正後の収率は80.5％であった。光学異性体比はＳ体／Ｒ体＝55.3／44.7であった。
【００１１】
実施例３
実施例１の（１）において、光学活性な１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミンの光学異性体比がＳ体／Ｒ体＝８７／１３であり、実施例１の（２）において、Ｎ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン１０ｇ、トルエン１００ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１０ｇおよびナトリウムtert−ブトキシド0.74ｇにかえて、各々、Ｎ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン 6.7ｇ、トルエン４１ｇ、ジメチルスルホキシド 6.7ｇおよびカリウム−tert−ブトキシド0.58ｇを使用し、反応温度を３０℃とした以外は実施例１に準拠して反応を行うことにより、ほぼラセミ化した１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン4.43ｇを得た。ガスクロマトグラフィー分析による純度補正後の収率は85.0％であった。光学異性体比はＳ体／Ｒ体＝51.3／48.7であった。また、加水分解前に反応液の一部を採取し、ガスクロマトグラフィーにより測定した異性化率は、Ｎ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン：Ｎ−（α−メチル−２，４−ジクロロベンジリデン）ネオペンチルアミン＝90.9：9.1 であった。
【００１２】
参考比較例１
光学活性な１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン（光学異性体比Ｓ体／Ｒ体＝８／９２）５ｇ、ジメチルスルホキシド５０ｇおよびカリウム−tert−ブトキシド1.21ｇからなる混合物を８０℃で１０時間加熱攪拌した。２５℃まで冷却後、反応液の一部を採取して１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミンの光学異性体比を分析したところ、Ｓ体／Ｒ体＝８／９２であり、ラセミ化反応は全く進行していなかった。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ある種の光学活性な１−フェニルエチルアミン類のラセミ化方法に関するものである。
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
光学活性な１−フェニルエチルアミン類は、農薬、例えば殺菌剤の製造中間体（特開平 2-76846号公報等にはある種のラセミ体が記載されている；特開平 2-11550号公報等にはある種の光学活性体が記載されている）や光学分割剤等として有用な化合物であり、その製造法として、例えば特開平 2-306942 号公報に、ラセミ体の光学分割によるある種の光学活性な１−フェニルエチルアミン類の製造方法が記載されている。しかしながら、このような光学分割による光学活性体の製造法においては、有用な一方の光学活性体を分離した残りの望ましくない対掌体の有効利用、たとえば該対掌体をラセミ化して再利用することが工業上の大きな課題となる。
従来、特開平 4-275258 号公報に、光学活性な１−（４−クロロフェニル）エチルアミンのラセミ化方法として、該アミンにジメチルスルホキシド中でカリウムtert−ブトキシドを作用させる方法が記載されているが、該方法では、例えば光学活性な１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミンに対してはラセミ化反応が全く進行せず、該方法はオルト位に置換基を有する光学活性な１−フェニルエチルアミン類のラセミ化には適用できないことが本発明者等の検討により判明した。
一方、光学活性な１−フェニルエチルアミン類を対応するイミンに誘導した後、ラセミ化させる方法として、従来、特開平 7-188120 号公報に、光学活性１−（４−クロロフェニル）エチルアミンをアセトフェノンと脱水縮合した後、カリウムtert−ブトキシドを作用させる方法が記載されているが、この方法では、ラセミ化反応時にイミンの異性化（二重結合の移動）が同時に進行するため、加水分解後に目的外のアミンが多量に副生するという問題があった。
【０００２】
【課題を解決するための手段】
このような状況に鑑み、本発明者らは、下記一般式 化６で示されるオルト位に置換基を有する光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体の有利なラセミ化方法について鋭意検討した結果、下記一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体を、下記一般式 化７で示されるアルデヒド化合物と反応させて、下記一般式 化８で示される光学活性なイミンとし、該イミンに、非プロトン性極性溶媒中で、または非プロトン性極性溶媒と非プロトン性非極性溶媒の混合物中で、アルカリ金属３級アルコキシドを作用させたのち、加水分解することにより、下記一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体を効率よくラセミ化させることができることを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は、一般式 化６
【化６】
で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体を、一般式 化７
【化７】
Ｒ2 −ＣＨＯ
〔式中、Ｒ2 は置換されていてもよいアルキル基または置換されていてもよいフェニル基を表わす。〕
で示されるアルデヒド化合物と反応させて、一般式 化８
【化８】
で示される光学活性なイミン（以下、反応１と記す。）とし、該イミンに、非プロトン性極性溶媒中で、または非プロトン性極性溶媒と非プロトン性非極性溶媒の混合物中で、アルカリ金属３級アルコキシドを作用させ（以下、反応２と記す。）たのち、加水分解する（以下、反応３と記す。）ことを特徴とする、前記一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体のラセミ化方法を提供する。
【０００３】
前記一般式 化６および化８において、Ｒ1 の好ましい一態様として、Ｒ1 −が一般式 化９
【化９】
のものがあげられ、中でも、２，４−ジクロロフェニル基があげられ、前記一般式 化７および化８において、Ｒ2 の好ましい一態様として、低級アルキル基（例えばtert−ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等のＣ１〜Ｃ６アルキル基等）があげられる。
本発明は、また、一般式 化１０
【化１０】
で示される光学活性またはラセミのイミン化合物をも提供する。
【０００４】
本発明方法によれば、前記一般式 化８の光学活性イミンの二重結合が移動した異性化生成物である一般式 化１１
【化１１】
で示される化合物の生成を低く抑えることができることから、該異性化生成物を加水分解して得られる一般式 化１２
【化１２】
Ｒ2 −ＣＨ2 −ＮＨ2
〔式中、Ｒ2 は前記と同じ意味を表わす。〕
で示される副生アミンの生成を低く抑えることができる。
【０００５】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、反応１について詳しく説明する。
原料として用いられる一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体は、Ｒ体、Ｓ体の何れであってもよく、またこれらの一方が過剰である混合物であってもよい。一般式 化６のＲ1 で示される少なくともオルト位が置換されたフェニル基における置換基としては反応を妨害しないものであれば特には限定されない。
もう一方の原料として用いられる一般式 化７で示されるアルデヒド化合物のＲ2 で示される置換されていてもよいアルキル基または置換されていてもよいフェニル基における置換基としては反応を妨害しないものであれば特には限定されず、Ｒ2 の例として、イソブチル基、ネオペンチル基、イソプロピル基、sec −ブチル基、sec −ペンチル基、イソペンチル基、tert−ブチル基などのＣ１〜Ｃ６アルキル基等、フェニル基、４−メチルフェニル基、４−クロロフェニル基、２，４−クロロフェニル基等があげられる。一般式 化７で示されるアルデヒド化合物の具体的な例としては、例えば、イソ吉草酸アルデヒド、３，３−ジメチルブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、２−メチルブチルアルデヒド、２−エチルブチルアルデヒド、２−メチル吉草酸アルデヒド、ピバルアルデヒド、ベンズアルデヒド、４−メチルベンズアルデヒド、４−クロロベンズアルデヒド、２，４−ジクロロベンズアルデヒド等があげられ、その使用量は一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体１モルに対して、通常 0.5〜５モルの割合、好ましくは0.95〜２モルの割合である。
反応は通常、溶媒中、触媒の存在下で行うが、無溶媒で行うこともできる。溶媒を使用する場合、用いられる溶媒としては、反応を妨害しないものであれば良く、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、ジオキサン、メチル−tert−ブチルエーテル等のエーテル溶媒、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒等があげられ、その使用量は、一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体１重量部に対して、通常１〜２０重量部、好ましくは３〜１０重量部である。必要に応じて用いられる反応の触媒としては、例えば、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸等のスルホン酸類等があげられ、その使用量は、一般式 化６で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体１モルに対して、通常 0.001〜0.1 モルの割合、好ましくは 0.005〜0.05モルの割合である。
反応温度は通常７０〜１８０℃程度の範囲であり、反応時間は通常 0.5〜２４時間の範囲であり、生成した水を水分分離器等により系外に除去しながら反応させることが好ましい。
生成した一般式 化８で示される光学活性なイミンは、例えば、反応液を冷却後、必要に応じ、水洗等により触媒を除去し、そのまま反応２に用いても良いし、例えば、低沸分留去等により単離してから反応２に用いても良い。また、必要に応じ、蒸留、再結晶、各種クロマトグラフィー等の手段によりさらに精製したのち、反応２に用いても良い。
【０００６】
次に、反応２について詳しく説明する。
用いられるアルカリ金属３級アルコキシドとしては、例えばカリウムtert−ブトキシド、ナトリウムtert−ブトキシド、カリウムtert−ペンチルオキシド、ナトリウムtert−ペンチルオキシド等のアルカリ金属３級Ｃ４〜Ｃ５アルコキシド等があげられ、その使用量は、一般式 化８の光学活性なイミン１モルに対して、通常0.01〜２モルの割合、好ましくは0.05〜0.3 モルの割合である。工業的な入手性等の点で、アルカリ金属３級アルコキシドとしては、カリウムtert−ブトキシドまたはナトリウムtert−ブトキシドを用いるのが有利である。
用いられる非プロトン性極性溶媒としては、比誘電率が２２以上であるものが好ましく、その例として、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、スルホラン、ニトロメタン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピレンウレア等があげられ、その好ましい例として、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドやジメチルスルホキシドがあげられ、溶媒として非プロトン性極性溶媒のみを用いる場合、その使用量は、一般式 化８の光学活性なイミン１重量部に対し、通常 0.5〜２０重量部である。溶媒として非プロトン性極性溶媒と非プロトン性非極性溶媒の混合物を用いる場合、用いられる非プロトン性非極性溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル等のエーテル溶媒、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒等があげられ、該溶媒の使用量は、用いる溶媒の種類によっても異なるが、一般式 化８の光学活性なイミン１重量部に対し、通常 0.5〜１００重量部、好ましくは１〜１０重量部であり、用いられる非プロトン性極性溶媒の使用量は、通常 0.5〜２重量部である。工業的な見地から、溶媒としては非プロトン性極性溶媒と非プロトン性非極性溶媒の混合物を用いるのが有利であり、非プロトン性非極性溶媒としては、芳香族炭化水素溶媒を用いるのが有利である。
反応温度および反応時間は、用いるアルカリ金属３級アルコキシドの種類や量、溶媒の種類や量等により異なるが、反応温度は通常０℃〜溶媒の沸点または１５０℃の範囲、好ましくは２０℃〜１００℃の範囲であり、反応時間は通常 0.5〜４８時間の範囲である。
反応の進行は、反応液の一部を採取し、旋光度を測定する方法、または、加水分解した後に、光学活性カラムを用いた高速液体クロマトグラフィー分析により追跡し得る。
生成した一般式 化８のイミンのラセミ体は、例えば、反応液から非プロトン性極性溶媒等を例えば水で、または食塩等の無機塩を含有する水溶液で洗浄除去した後、そのまま反応３に用いられるが、例えば、これを低沸分留去等により単離して反応３に用いてもよいし、また、必要に応じ、蒸留、再結晶、各種クロマトグラフィー等の手段によりさらに精製して反応３に用いてもよい。
【０００７】
次に、反応３について詳しく説明する。反応３は通常の加水分解反応条件で行うことができるが、その一態様を示せば以下のとおりである。
反応は、例えば、希塩酸、硫酸等の酸類の存在下に行われ、この場合、酸類は一般式 化８のイミンのラセミ体１モルに対して、通常１〜１００モルの割合、好ましくは1.05〜２０モルの割合使用され、また、水は一般式 化８のイミンのラセミ体１モルに対して、通常１〜１０００モルの割合、好ましくは２０〜２００モルの割合使用される。
反応においては有機溶媒を用いてもよく、有機溶媒を用いる場合、有機溶媒としては、反応を妨害しないものであれば良く、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール溶媒、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒、酢酸エチル等のエステル溶媒、ジエチルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル等のエーテル溶媒、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒等があげられ、その使用量は、一般式 化８のラセミ体１重量部に対して、通常 0.1〜５重量部の割合である。
反応温度および反応時間は、用いる酸類の種類や量にもよるが、反応温度は通常０℃〜溶媒の沸点または１００℃の範囲、好ましくは５０℃〜９０℃の範囲であり、反応時間は通常１０分〜５時間程度の範囲である。
反応３を、例えば、酸類の存在下に行った場合、水溶性の一般式 化６の１−フェニルエチルアミン誘導体のラセミ体と酸類との塩および一般式 化７のアルデヒド化合物が生成する。有機溶媒を使用しない場合は、例えば反応後の反応液に非水溶性の溶媒を加えて有機層に一般式 化７のアルデヒド化合物とその他の不純物を抽出分離した後、水層を水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ水溶液を用いてアルカリ性にし、ついでこれを非水溶性の溶媒を用いて抽出し、得られた有機層を減圧濃縮することにより、目的とする一般式 化６の１−フェニルエチルアミン誘導体のラセミ体を単離することができる。アルコール溶媒等の水溶性溶媒を用いた場合には、該水溶性溶媒を留去した後、上記と同様に処理すれば良いし、非水溶性の溶媒を用いた場合は、反応液をそのまま分液して有機層に一般式 化７のアルデヒド化合物等を抽出する以外は上記と同様にすれば良い。また、反応液を水蒸気蒸留することにより、一般式 化７のアルデヒド化合物とその他の不純物を留出分離した後、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ水溶液を用いてアルカリ性にし、ついでこれを非水溶性の溶媒を用いて抽出し、得られた有機層を減圧濃縮することにより単離することもできる。
上記の後処理において、有機層に抽出した一般式 化７のアルデヒド化合物、または反応液から留出除去したアルデヒド化合物は、必要に応じて、蒸留等の操作により不純物と分離し、反応１において再使用することが可能である。
【０００８】
【実施例】
以下、実施例等により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。％はすべて重量％を表す。
尚、下記の実施例におけるガスクロマトグラフィー分析の条件は以下のようである。
機器：島津 ＧＣ−１４Ａ
カラム：ＤＢ−１７ ３０ｍ， メガボアー 0.53mm， 膜厚 １μｍ
注入温度：２５０℃
カラム温度：１００℃（０分）から２５０℃（５分）まで５℃／分の割合で昇温した
キャリアーガスおよびその流速：Ｈｅ，５ml／分
検出：ＦＩＤ
また、下記の例において、光学異性体比はすべて光学活性カラムを用いた高速液体クロマトグラフィー分析により求めたが、その条件は以下のようである。
実施例１
（１）光学活性な１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン（光学異性体比Ｓ体／Ｒ体＝62.5／37.5）６０ｇ、ピバルアルデヒド（２，２−ジメチルプロパナール）54.2ｇおよびトルエン６００ｇからなる混合物にｐ−トルエンスルホン酸 0.6ｇを加えた後、生成する水を水分分離器で系外に除去しながら５時間加熱還流させた。
反応液を２０℃まで冷却し、水３００ｇで洗浄した。分液後の有機層からトルエンを留去し、淡黄色油状の光学活性なＮ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン79.0ｇを得た。ガスクロマトグラフィー分析による純度補正後の収率は92.5％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3 ／ＴＭＳ）δ値(ppm) ：1.1(s,9H) 、1.4(d,3H) 、4.7(q,1H) 、7.2 〜7.7(m,4H)
（２）次いで、この光学活性なＮ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン１０ｇに、トルエン１００ｇおよびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１０ｇを加え、さらにこれにナトリウムtert−ブトキシド0.74ｇを添加し、７５℃で９時間攪拌した。この時点で反応液の一部を採取し、ガスクロマトグラフィー分析により、Ｎ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミンの異性化率を測定した。異性化生成物であるＮ−（α−メチル−２，４−ジクロロベンジリデン）−ネオペンチルアミンの比率は、Ｎ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン：Ｎ−（α−メチル−２，４−ジクロロベンジリデン）−ネオペンチルアミン＝93.4：6.6 であった。この反応液を２５℃まで冷却した後、水１００ｇの中へ加え、２５℃で５分間攪拌した。静置、分液後の水層をトルエン５０ｇで抽出し、先の有機層と混合した。
（３）この有機層に２０％塩酸水１００ｇを加え、８０℃で３時間攪拌した後、静置、分液し、その後、水層を２５℃まで冷却した。この水層に、２０％水酸化ナトリウム水溶液 101.7ｇを加え、ｐＨ１２以上とした後、トルエン１００ｇで２回抽出し、この有機層を濃縮することにより、無色透明液体のほぼラセミ化した１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン6.58ｇを得た。ガスクロマトグラフィー分析による純度補正後の収率は92.4％であった。光学異性体比はＳ体／Ｒ体＝52.2／47.8であった。
【００１０】
実施例２
（１）光学活性な１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン（光学異性体比Ｓ体／Ｒ体＝62.5／37.5）１０ｇ、イソブチルアルデヒド（２−メチルプロパナール）5.67ｇおよびトルエン１００ｇからなる混合物にｐ−トルエンスルホン酸 0.1ｇを加えた後、生成する水を水分分離器で系外に除去しながら５時間加熱還流させた。
反応液を２０℃まで冷却し、水５０ｇで洗浄した。分液後の有機層からトルエンを留去し、淡黄色油状の光学活性なＮ−イソブチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン12.3ｇを得た。ガスクロマトグラフィーによる分析による純度補正後の収率は94.6％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3 ／ＴＭＳ）δ値(ppm) ：1.1(2d,6H)、1.4(d,3H) 、2.5(m,1H) 、4.7(q,1H) 、7.1 〜7.7(m,4H)
（２）次いで、この光学活性なＮ−イソブチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン１０ｇにトルエン１００ｇおよびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１０ｇを加え、さらにこれにナトリウムtert−ブトキシド0.79ｇを添加し、８０℃で８時間攪拌した。この時点で反応液の一部を採取し、ガスクロマトグラフィー分析により、Ｎ−イソブチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミンの異性化率を測定した。異性化生成物であるＮ−（α−メチル−２，４−ジクロロベンジリデン）−イソブチルアミンの比率は、Ｎ−イソブチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン：Ｎ−（α−メチル−２，４−ジクロロベンジリデン）−イソブチルアミン＝97.8：2.2 であった。この反応液を２５℃まで冷却した後、水１００ｇの中へ加え、２５℃で５分間攪拌した。静置、分液後の水層を、トルエン５０ｇで抽出し、先の有機層と混合した。
（３）この有機層に２０％塩酸水１２０ｇを加え、８０℃で５時間攪拌した後、静置、分液し、その後、水層を２５℃まで冷却した。この水層に、２０％水酸化ナトリウム水溶液 120.7ｇを加え、ｐＨ１２以上とした後、トルエン１００ｇで２回抽出し、この有機層を濃縮することにより、無色透明液体のほぼラセミ化した１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン7.31ｇを得た。ガスクロマトグラフィー分析による純度補正後の収率は80.5％であった。光学異性体比はＳ体／Ｒ体＝55.3／44.7であった。
【００１１】
実施例３
実施例１の（１）において、光学活性な１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミンの光学異性体比がＳ体／Ｒ体＝８７／１３であり、実施例１の（２）において、Ｎ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン１０ｇ、トルエン１００ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１０ｇおよびナトリウムtert−ブトキシド0.74ｇにかえて、各々、Ｎ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン 6.7ｇ、トルエン４１ｇ、ジメチルスルホキシド 6.7ｇおよびカリウム−tert−ブトキシド0.58ｇを使用し、反応温度を３０℃とした以外は実施例１に準拠して反応を行うことにより、ほぼラセミ化した１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン4.43ｇを得た。ガスクロマトグラフィー分析による純度補正後の収率は85.0％であった。光学異性体比はＳ体／Ｒ体＝51.3／48.7であった。また、加水分解前に反応液の一部を採取し、ガスクロマトグラフィーにより測定した異性化率は、Ｎ−ネオペンチリデン−α−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン：Ｎ−（α−メチル−２，４−ジクロロベンジリデン）ネオペンチルアミン＝90.9：9.1 であった。
【００１２】
参考比較例１
光学活性な１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミン（光学異性体比Ｓ体／Ｒ体＝８／９２）５ｇ、ジメチルスルホキシド５０ｇおよびカリウム−tert−ブトキシド1.21ｇからなる混合物を８０℃で１０時間加熱攪拌した。２５℃まで冷却後、反応液の一部を採取して１−（２，４−ジクロロフェニル）エチルアミンの光学異性体比を分析したところ、Ｓ体／Ｒ体＝８／９２であり、ラセミ化反応は全く進行していなかった。
Claims (7)
- 一般式 化１
で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体を、一般式 化２
で示されるアルデヒド化合物と反応させて、一般式 化３
で示される光学活性なイミンとし、該イミンに、非プロトン性極性溶媒中で、または非プロトン性極性溶媒と非プロトン性非極性溶媒の混合物中で、アルカリ金属３級アルコキシドを作用させたのち、加水分解することを特徴とする、前記一般式 化１で示される光学活性な１−フェニルエチルアミン誘導体のラセミ化方法。 - 非プロトン性極性溶媒がＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドまたはジメチルスルホキシドであり、非プロトン性非極性溶媒が芳香族炭化水素溶媒である請求項１記載の方法。
- アルカリ金属３級アルコキシドがナトリウムtert−ブトキシドまたはカリウムtert−ブトキシドである請求項１または２記載の方法。
- Ｒ1 −が一般式 化４
であり、Ｒ2 が低級アルキル基である請求項１、２または３記載の方法。 - Ｒ1 が２，４−ジクロロフェニル基であり、Ｒ2 が低級アルキル基である請求項１、２または３記載の方法。
- 一般式 化５
で示される光学活性またはラセミのイミン化合物。 - Ｒ21がtert−ブチル基、イソプロピル基またはイソブチル基である請求項６記載のイミン化合物。
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