JP4277068B2 - Process for producing homoallylamine compounds - Google Patents
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Description
この発明は、アンモニアを用いてホモアリルアミン化合物を製造する方法に関し、より詳細には、アルデヒド化合物、アンモニア及びアリルボロン酸(allylboronic acid)又はアリルボロネート(allylboronate)から成る3成分反応により、高い化学選択性と立体選択性で、ホモアリルアミン化合物を製造する方法に関する。
The present invention relates to a process for producing homoallylamine compounds using ammonia, and more particularly, a high chemical selection by a three-component reaction consisting of an aldehyde compound , ammonia and allylboronic acid or allylboronate. The present invention relates to a method for producing a homoallylamine compound with high selectivity and stereoselectivity.
アンモニアは窒素固定の一次生産物であり、多くの含窒素天然物の窒素源である。例えば、L−グルタミン酸は、NADPHによるα−ケトグルタミン酸とアンモニアとの還元アミノ化反応によって生合成される。また、この他の多数のα−アミノ酸のアミノ基はL−グルタミン酸からアミノ基転移反応により形成される。また、アンモニアは化学プロセスにおいても安価で汎用性の高い窒素源の1つとして重要である。
炭素−X単結合又は多重結合(Xはハロゲン原子、ヘテロ原子又は炭素原子を表す。)の炭素原子にアンモニアを求核付加させることは、有機分子への窒素原子の導入を可能にする。特に、カルボニル化合物、アンモニア(又はアミンのような窒素求核剤)及び炭素求核剤から成る3成分反応は、カルボニル炭素と求核剤の間で窒素−炭素結合と炭素−炭素結合を同時に形成するため有用である。これらの反応は、カルボニル化合物のα−アミノアルキル化反応と呼ばれており、用いる求核剤によって様々な手法が報告されている。近年Petasisらは、ヒドロキシ−又はカルボキシ−アルデヒド、アミン及びビニルボロン酸又はアリールボロン酸からアリルアミン化合物又はベンジルアミン化合物を合成する新規な方法を開発した(非特許文献1、2、特許文献1)。
Ammonia is a primary product of nitrogen fixation and a nitrogen source for many nitrogenous natural products. For example, L-glutamic acid is biosynthesized by reductive amination reaction between α-ketoglutamic acid and ammonia by NADPH. In addition, the amino groups of many other α-amino acids are formed from L-glutamic acid by a transamination reaction. Ammonia is also important as one of inexpensive and versatile nitrogen sources in chemical processes.
Nucleophilic addition of ammonia to a carbon atom of a carbon-X single bond or multiple bond (X represents a halogen atom, a hetero atom or a carbon atom) enables introduction of a nitrogen atom into an organic molecule. In particular, the three-component reaction consisting of a carbonyl compound, ammonia (or a nitrogen nucleophile such as an amine) and a carbon nucleophile simultaneously forms a nitrogen-carbon bond and a carbon-carbon bond between the carbonyl carbon and the nucleophile. Useful for. These reactions are called α-aminoalkylation reactions of carbonyl compounds, and various techniques have been reported depending on the nucleophile used. Recently, Petasis et al. Developed a novel method for synthesizing allylamine compounds or benzylamine compounds from hydroxy- or carboxy-aldehydes, amines, and vinylboronic acids or arylboronic acids (Non-patent Documents 1, 2, and Patent Document 1).
しかし、α−アミノアルキル化反応にアンモニア(又はアンモニウム塩)を用いる方法はほとんど知られていない。その理由は、生成物である1級アミンが炭素−X結合(Xは上記と同様)と更に反応して高級アミンを生成してしまうからである。従って、ほとんどの反応においては、アンモニアの代わりに1級アミンや2級アミンを用いている。それにもかかわらず、アンモニアは原子効率の高いプロセスにより直接的に1級アミンを生成することが可能であるため、有望な原料候補と考えられる。 However, there are few known methods using ammonia (or ammonium salt) for the α-aminoalkylation reaction. This is because the product primary amine further reacts with a carbon-X bond (X is the same as above) to produce a higher amine. Therefore, in most reactions, primary amine or secondary amine is used instead of ammonia. Nevertheless, ammonia is considered a promising raw material candidate because it can directly produce primary amines by a process with high atomic efficiency.
このような課題を解決するために、発明者らは、炭素−炭素結合形成反応を介して有機分子中にアンモニアを固定する可能性を考えて、炭素求核剤としてアリル化剤を用いてアルデヒド化合物のα−アミノアリル化反応(α-aminoallylation)を検討した(スキーム1)。その結果、アルデヒド化合物、アンモニア及びアリルボロネートから成る3成分反応により、高い化学選択性と立体選択性で、ホモアリル1級アミンが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
In order to solve such problems, the inventors considered the possibility of immobilizing ammonia in an organic molecule through a carbon-carbon bond forming reaction, and used an allylating agent as a carbon nucleophile to form an aldehyde. The α-aminoallylation reaction (α-aminoallylation) of the compounds was examined (Scheme 1). As a result, it has been found that a homoallyl primary amine can be obtained with high chemical selectivity and stereoselectivity by a three-component reaction comprising an aldehyde compound , ammonia and allylboronate, and the present invention has been completed.
即ち、本発明は、液相で下式(化1)
That is, the present invention is the following formula in the liquid phase (Chemical Formula 1)
また、本発明は、R2が水素原子であって、R4が水素原子でありR3が水素原子以外であるE体のアリルボロン酸又はアリルボロネートを用いて上記の方法により製造されたホモアリルアミン化合物であって、下式(化3)
更に本発明は、R2が水素原子であって、R3が水素原子でありR4水素原子以外であるZ体のアリルボロン酸又はアリルボロネートを用いて上記の方法により製造されたホモアリルアミン化合物であって、下式(化4)
発明者らは、アンモニアの効率的な固定方法がアルデヒド化合物及びアリルボロネートをアンモニアと反応させるという3成分反応により達成可能であることを見出した。その結果、ホモアリル1級アミンが高い収率並びに化学及び立体選択性で得られ、この反応を利用することで、アロイソロイシンの簡潔で立体選択的合成方法が達成された。
アルデヒド化合物として単糖あるいはオリゴ糖などの糖類を用いることにより末端にアリル基を有するアミノポリオールが合成できる。
生成物であるアミノアリル化ポリオールはそれ自信に興味深い生物活性が期待でき、またアリル基を他の官能基に変換することで様々な糖類縁体に誘導できる。さらに、アリル基を介してオリゴ糖類を高分子担体などに固定化するための原料としても利用可能である。
The inventors have found that an efficient method for fixing ammonia can be achieved by a three-component reaction in which an aldehyde compound and allylboronate are reacted with ammonia. As a result, homoallyl primary amines were obtained with high yield and chemical and stereoselectivity, and by utilizing this reaction, a simple and stereoselective synthesis method of alloisoleucine was achieved.
By using a saccharide such as a monosaccharide or oligosaccharide as the aldehyde compound , an amino polyol having an allyl group at the terminal can be synthesized.
The product, an aminoallylated polyol, can be expected to have interesting biological activity, and can be derived into various sugar analogs by converting allyl groups to other functional groups. Furthermore, it can also be used as a raw material for immobilizing oligosaccharides on a polymer carrier or the like via an allyl group.
本発明は、液相でアルデヒド化合物、アリルボロン酸又はアリルボロネート、及びアンモニア(NH3)を反応させて、ホモアリルアミン化合物を製造する方法である。
本発明の方法ではアルデヒド化合物として下式(化1)で表されるアルデヒド化合物又はアルドース型の糖類を用いる。
糖類は、アルドース型の(即ち、アルデヒド基を有する)糖類であり、好ましくは単糖又はオリゴ糖である。
The present invention is a method for producing a homoallylamine compound by reacting an aldehyde compound, allylboronic acid or allylboronate, and ammonia (NH 3 ) in a liquid phase.
In the method of the present invention, an aldehyde compound represented by the following formula (Formula 1) or an aldose type saccharide is used as the aldehyde compound.
Saccharide, the aldose type (i.e., to have a aldehyde group) saccharide, preferably a monosaccharide or oligosaccharide.
本発明の方法で用いるアリルボロン酸(下式(化2)で、R5及びR6が共に水素原子を表す。)又はアリルボロネートは下式(化2)で表される。本発明の方法では、アリルボロネートが好ましく用いられる。
R5及びR6は、それぞれ同じであっても異なってもよく、水素原子、アルキル基又はアリール基であり、R5及びR6はこれらが結合するO−B−Oと一緒に環状構造を形成してもよい。例えば、R5及びR6は共に下式(化6)のようなアリーレン基であってもよい。
R 5 and R 6 may be the same or different and each is a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and R 5 and R 6 form a cyclic structure together with O—B—O to which they are bonded. It may be formed . For example, both R 5 and R 6 may be an arylene group as shown in the following formula (Formula 6).
本発明の方法では、溶媒として、水、アルコール、エーテル、ニトリル、エステル等の一般的有機溶媒を用いることができる。これらの溶媒の中でも、水又はアルコールが特に好ましい。
また、アンモニア(NH3)として、液体アンモニア、アンモニア水(1〜25%)又はアンモニアガスを溶解した溶剤などを使用してもよい。アンモニアとして液体アンモニアを使用する場合には、溶媒としてアルコールを用いることが好ましく、アンモニアとしてアンモニア水を使用する場合には、溶媒として含水有機溶媒、又は有機溶媒を含まない水溶液を用いることが好ましい。
溶媒中の各成分の濃度はそれぞれ0.01〜5mol/lであることが好ましい。
この反応の温度は、好ましくは-78〜100℃である。
この反応時間は、数分〜数時間程度である。
この反応系には上記成分のほか、適宜、触媒や界面活性剤等の公知の添加剤を添加してもよい。
界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性など各種の物が使用できるが、中でもアニオン性界面活性剤が好ましく、それらの中でもアルキルベンゼンスルホン酸又はその塩が特に好ましい。
生成物であるホモアリルアミン化合物は抽出、カラムクロマトグラフィー、蒸留、再結晶等の一般的精製法を利用して回収できる。
In the method of the present invention, a general organic solvent such as water, alcohol, ether, nitrile, or ester can be used as the solvent. Among these solvents, water or alcohol is particularly preferable.
Further, as an ammonia (NH 3), liquid ammonia, solvent and dissolved ammonia water (1% to 25%) or ammonia gas may be used. When using liquid ammonia as ammonia, it is preferable to use alcohol as the solvent, and when using ammonia water as ammonia, it is preferable to use a water-containing organic solvent or an aqueous solution containing no organic solvent as the solvent.
The concentration of each component in the solvent is preferably 0.01 to 5 mol / l.
The temperature of this reaction is preferably −78 to 100 ° C.
This reaction time is about several minutes to several hours.
In addition to the above components, known additives such as catalysts and surfactants may be added to this reaction system as appropriate.
As the surfactant, various substances such as anionic and cationic can be used. Among these, anionic surfactants are preferable, and among them, alkylbenzenesulfonic acid or a salt thereof is particularly preferable.
The product homoallylamine compound can be recovered using general purification methods such as extraction, column chromatography, distillation, recrystallization and the like.
本発明の生成物であるホモアリルアミン化合物は下式(化7)で表すことができる。
本発明では、特にR3及びR4の一方が水素原子であり他方が水素原子以外である場合、E体(R4が、例えば、水素原子である。)のアリルボロン酸又はアリルボロネートからアンチ体のホモアリルアミン化合物が、Z体(R3が、例えば、水素原子である。)のアリルボロン酸又はアリルボロネートからシン体のホモアリルアミン化合物が立体選択的に生成する。
このようにして製造したホモアリルアミン化合物は、医薬中間体等の用途に用いることができる。
以下、実施例にて本発明を例証するが本発明を限定することを意図するものではない。
The homoallylamine compound which is the product of the present invention can be represented by the following formula (Formula 7).
In the present invention, in particular, when one of R 3 and R 4 is a hydrogen atom and the other is other than a hydrogen atom, the isomer is converted from an allyl boronic acid or allyl boronate of E-form (R 4 is, for example, a hydrogen atom) The homoallylamine compound of the form is stereoselectively formed from the allylboronic acid or allylboronate of the Z form (R 3 is, for example, a hydrogen atom).
The homoallylamine compound thus produced can be used for pharmaceutical intermediates and the like.
The following examples illustrate the invention but are not intended to limit the invention.
本実施例では、シリカゲル60(Merk)又はWakogel B-5Fを用いるシリカゲルクロマトグラフィーにより生成物の精製を行った。エタノールはナトリウムを用いて蒸留し、3ÅMSを加え貯蔵した。水系反応には蒸留水を用いた。この他の溶媒は標準的な方法で精製した。
また、本実施例では下記の化合物を用いた。アルデヒド化合物1aと1d−kは使用前に蒸留して精製した。アルデヒド化合物1bと1cはそれぞれエタノール水及びエタノールから再結晶して精製した。グリオキシル酸一水和物(1l)は東京化成工業から購入し、精製せずに使用した。アリルボロネート2並びに(E)−及び(Z)−クロチルボロネート 5は文献(Tetrahedron Lett. 1985, 26, 3427; (a) J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 3422, (b) Liebigs Ann. Chem. 1989, 883.)に従って精製した。液体アンモニア(99.999%、日本酸素株式会社)及びアンモニア水(28.0-30.0重量%、和光純薬工業株式会社)は精製せずに使用した。水素添加には炭素上パラジウム(5重量%、PH-type, wet, 川研ファインケミカル株式会社)を用いた。この他の化合物は標準的な方法で精製した。
In this example, the product was purified by silica gel chromatography using silica gel 60 (Merk) or Wakogel B-5F. Ethanol was distilled using sodium and stored with 3Å MS. Distilled water was used for the aqueous reaction. Other solvents were purified by standard methods.
In this example, the following compounds were used. Aldehyde compounds 1a and 1d-k were purified by distillation before use. Aldehyde compounds 1b and 1c were purified by recrystallization from ethanol water and ethanol, respectively. Glyoxylic acid monohydrate (1 l) was purchased from Tokyo Chemical Industry and used without purification. Allylboronate 2 and (E)-and (Z) -crotylboronate 5 are described in the literature (Tetrahedron Lett. 1985, 26, 3427; (a) J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 3422, (b ) Liebigs Ann. Chem. 1989, 883.) Liquid ammonia (99.999%, Nippon Oxygen Co., Ltd.) and aqueous ammonia (28.0-30.0% by weight, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were used without purification. For hydrogenation, palladium on carbon (5% by weight, PH-type, wet, Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) was used. Other compounds were purified by standard methods.
実施例に先立ち、ベンズアルデヒド(1a)とアンモニアとの反応において、数種のアリル金属(ホウ素、ケイ素、スズ)を評価した結果、アリルボロン酸(allylboronic acid)とアリルボロネート(allylboronate)が有効なアリル化剤であることが分かった。 Prior to the examples, several allyl metals (boron, silicon, tin) were evaluated in the reaction of benzaldehyde (1a) with ammonia. As a result, allylboronate and allylboronate were effective. It turned out to be an agent.
実施例1〜40
上記結果に従って、本実施例では、下式のように、アンモニア、アルデヒド化合物1及びアリルボロネート2を4通りの方法(方法A〜D)で反応させた。その結果、アミン3とアルコール4が生成する。
According to the above results, in this example, ammonia, aldehyde compound 1 and allyl boronate 2 were reacted in four ways (methods A to D) as shown in the following formula. As a result, amine 3 and alcohol 4 are produced.
方法A: アルゴン雰囲気下−78℃に冷却したセプタム付き二口フラスコに、ニードルを介してアンモニアガスを導入し、液体アンモニアを得た(約0.5ml)。これにエタノール(0.5ml)を加えた後、アルデヒド化合物1(0.5ミリモル)を加え、エタノール(0.5ml)で洗浄した。なお、アルデヒド化合物が1bと1c(固体)の場合には、液体アンモニア(約0.5ml)とエタノール(0.5ml)を添加する前にフラスコにアルデヒド化合物を入れておく。この混合物を−10℃まで昇温し、この温度で2時間撹拌した。この間、過剰なアンモニアは反応容器中に気化する。次に、この溶液にエタノールに溶解したアリルボロネート2(0.6ミリモル)を滴下した。この結果、無色の沈澱物が得られた。この混合物を−10℃で3時間及び室温で1時間撹拌した。次に、セプタムを取り外してほとんどのアンモニアを気化させ、この溶液に1NのHClを加え酸性(約pH1)とした。この混合液をジエチルエーテルで洗浄し、6NのNaOH水溶液を加えてアルカリ化し(約pH10)、ジクロロメタンで抽出した。このジクロロメタン層を無水Na2CO3で乾燥し、ろ過し、減圧下濃縮して、ほぼ純粋のアミン3を得た。この粗生成物(アミン3)をシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン/イソプロピルアミン=10/1)で精製した。一方、アルコール4はエーテル抽出層に含まれる。この抽出物を無水MgSO4で乾燥し、ろ過し、減圧下濃縮した。アルコール4の収率は1,2,4,5-テトラメチルベンゼンを内部標準とする1HNMR分析により求めた。 Method A: Ammonia gas was introduced into a two-necked flask with a septum cooled to −78 ° C. under an argon atmosphere to obtain liquid ammonia (about 0.5 ml). Ethanol (0.5 ml) was added thereto, aldehyde compound 1 (0.5 mmol) was added, and the mixture was washed with ethanol (0.5 ml). When the aldehyde compound is 1b and 1c (solid), the aldehyde compound is put in the flask before adding liquid ammonia (about 0.5 ml) and ethanol (0.5 ml). The mixture was heated to −10 ° C. and stirred at this temperature for 2 hours. During this time, excess ammonia vaporizes in the reaction vessel. Next, allyl boronate 2 (0.6 mmol) dissolved in ethanol was added dropwise to the solution. As a result, a colorless precipitate was obtained. The mixture was stirred at −10 ° C. for 3 hours and at room temperature for 1 hour. Next, the septum was removed to vaporize most of the ammonia, and 1N HCl was added to the solution to make it acidic (about pH 1). The mixture was washed with diethyl ether, alkalized with 6N aqueous NaOH (about pH 10), and extracted with dichloromethane. The dichloromethane layer was dried over anhydrous Na 2 CO 3 , filtered and concentrated under reduced pressure to give almost pure amine 3. The crude product (amine 3) was purified by silica gel chromatography (hexane / isopropylamine = 10/1). On the other hand, alcohol 4 is contained in the ether extraction layer. The extract was dried over anhydrous MgSO 4 , filtered and concentrated under reduced pressure. The yield of alcohol 4 was determined by 1 HNMR analysis using 1,2,4,5-tetramethylbenzene as an internal standard.
方法B: アルデヒド化合物1(0.5ミリモル)を28−30重量%のアンモニア水(約20当量、約0.74ml)及びエタノール(1ml)中、室温で2時間撹拌する。この溶液に、アリルボロネート2(0.6ミリモル)を加え、この混合液を室温で3時間撹拌し、1aについて方法Aで行った方法と同じ方法で後処理を行った。
グリオキシル酸(1l)の場合には、反応混合物を減圧下で濃縮し、その残渣を陽イオン交換樹脂カラム(DOWEX 50W-X2, 50-100mesh, H+ form; 約7g (wet))に水を用いて通した。十分な量の水で洗浄した後、0.2Nアンモニア水で生成物を溶出した。留分は、0.1重量%のニンヒドリンアセトン/水(80/20 容積比)溶液を用いてシリカゲル薄層クロマトグラフィーで検出し、生成物3lを含む留分を集めて濃縮乾燥した。
Method B: Aldehyde compound 1 (0.5 mmol) is stirred in 28-30 wt% aqueous ammonia (about 20 equivalents, about 0.74 ml) and ethanol (1 ml) at room temperature for 2 hours. To this solution was added allylboronate 2 (0.6 mmol) and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours and worked up in the same manner as in Method A for 1a.
In the case of glyoxylic acid (1 l), the reaction mixture is concentrated under reduced pressure, and the residue is poured into a cation exchange resin column (DOWEX 50W-X2, 50-100mesh, H + form; about 7 g (wet)) with water. Passed through. After washing with a sufficient amount of water, the product was eluted with 0.2N aqueous ammonia. The fraction was detected by silica gel thin layer chromatography using a 0.1% by weight ninhydrin acetone / water (80/20 volume ratio) solution, and the fraction containing 3 l of the product was collected and concentrated to dryness.
方法C: エタノール(0.5ml)に溶解したアリルボロネート2(0.6ミリモル)を−78℃で液体アンモニア(約0.5ml)に加え、エタノール(0.5ml)で洗浄した。アリルボロネート2の添加により無色の沈澱物が得られた。室温で30分間撹拌した後、この懸濁液にアルデヒド化合物1(0.5ミリモル)を加え、エタノール(0.5ml)で洗浄した。この混合液を室温で2時間撹拌し、その後方法Aと同様の操作を行った。 Method C: Allylboronate 2 (0.6 mmol) dissolved in ethanol (0.5 ml) was added to liquid ammonia (ca. 0.5 ml) at −78 ° C. and washed with ethanol (0.5 ml). Addition of allyl boronate 2 gave a colorless precipitate. After stirring at room temperature for 30 minutes, aldehyde compound 1 (0.5 mmol) was added to this suspension and washed with ethanol (0.5 ml). This mixture was stirred at room temperature for 2 hours, and then the same operation as in Method A was performed.
本実施例においては、溶媒(エタノール、2−プロパノール、t−ブタノール、アセトニトリル及び1,4−ジオキサン)の効果はどれも余り差が無かったので、環境への負荷が少なく、アンモニアの溶解度が高いことから、エタノールを用いた。アリルボロネートの置換基は多種可能であるが、安定性が高い2−アリル−4,4,5,5−テトラメチル[1,3,2]ジオキサボロラン(2)を用いた。過剰量のアンモニア(エタノールに飽和)は、高い化学選択性(アミン3/アルコール4比)を得るために極めて重要である(表1,実施例 1、方法A)。化学選択性がやや劣るが、液体アンモニアの代わりにアンモニア水(28〜30重量%、約20当量)を用いることができる(表1,実施例 2、方法B)。 In this example, the effects of the solvents (ethanol, 2-propanol, t-butanol, acetonitrile, and 1,4-dioxane) were not significantly different, so the environmental load was small and the solubility of ammonia was high. Therefore, ethanol was used. Although allyl boronate can be variously substituted, 2-allyl-4,4,5,5-tetramethyl [1,3,2] dioxaborolane (2) having high stability was used. Excess ammonia (saturated in ethanol) is very important to obtain high chemical selectivity (amine 3 / alcohol 4 ratio) (Table 1, Example 1, Method A). Although the chemical selectivity is slightly inferior, aqueous ammonia (28-30 wt%, about 20 equivalents) can be used instead of liquid ammonia (Table 1, Example 2, Method B).
表1に示した各種アルデヒド化合物を用いて行った結果を表1に示す。
c:この収率は、1,2,4,5-テトラメチルベンゼンを内部標準として1HNMR分析により決定した。
nd:検出されなかった。
d:アルデヒド化合物(1i)は、2aのアンモニア/エタノール溶液に2時間かけてゆっくり添加した。
e:syn/anti = 73/27
Table 1 shows the results obtained using various aldehyde compounds shown in Table 1.
nd: not detected.
d: The aldehyde compound (1i) was slowly added to the ammonia / ethanol solution of 2a over 2 hours.
e: syn / anti = 73/27
次に、方法Aを用いて、この反応の基質の影響について調べた。電子吸引性及び電子供与性の置換基を有するベンズアルデヒド誘導体(実施例 3-6)、ヘテロ芳香族アルデヒド(実施例 7,8)はホモアリルアミン3を高収率で生成した。桂皮アルデヒドは高い1,2付加選択性を示した(実施例 9)。脂肪族アルデヒドは、単に反応物の添加順序を変更しただけで(方法C)、高選択的にホモアリルアミンを生成した(実施例 10-12)。これらのエノ−ル化可能なアルデヒドが、エナミン形成に由来する副反応によって複雑化しなかったことは興味深い。 Next, Method A was used to examine the substrate effects of this reaction. Benzaldehyde derivatives having electron-withdrawing and electron-donating substituents (Example 3-6) and heteroaromatic aldehydes (Examples 7 and 8) produced homoallylamine 3 in high yield. Cinnamic aldehyde showed high 1,2 addition selectivity (Example 9). Aliphatic aldehydes produced homoallylamine with high selectivity (Example 10-12) simply by changing the addition order of the reactants (Method C). Interestingly, these enolizable aldehydes were not complicated by side reactions derived from enamine formation.
一方、グリオキシル酸はα−アミノ酸誘導体を直接生成するので、興味深い基質である。方法Bを用いることで、α−アミノアリル化反応が円滑に進行し定量的にα−アリルグリシンを生成した(実施例 13)。アンモニア水を用いることにより、反応液にグリオキシル酸が効果的に溶解された。生成物3lはPd/Cを用いて水素添加することにより定量的にノルバリンに変換される。 On the other hand, glyoxylic acid is an interesting substrate because it directly produces α-amino acid derivatives. By using Method B, α-aminoallylation reaction proceeded smoothly and α-allylglycine was quantitatively produced (Example 13). By using aqueous ammonia, glyoxylic acid was effectively dissolved in the reaction solution. The product 3l is quantitatively converted to norvaline by hydrogenation using Pd / C.
反応機構は未だに明らかではないが、2つの可能性がある。1つは、アルデヒド化合物とアンモニアからN−無置換イミンが生成し、それがアリルボロネートによりアリル化されるという機構である。もう一方は、系内でアリルボロネートとアンモニアとから新規なアミノアリル化剤が生成する機構である。過剰量のアンモニアの使用が有効であったこと(方法A及び方法B)は、アルデヒド化合物及びアンモニアからイミンへの平衡を有利にし、前者の機構を促進させていると考えられる。一方、アリルボロネートとアンモニアを予め混合しておくことが効果的であったことは(方法C)、後者の機構を促進していると考えられる。 The reaction mechanism is not yet clear, but there are two possibilities. One is a mechanism in which an N-unsubstituted imine is formed from an aldehyde compound and ammonia and is allylated by allyl boronate. The other is a mechanism in which a novel aminoallylating agent is formed from allylboronate and ammonia in the system. The effective use of excess ammonia (Method A and Method B) is believed to favor the equilibrium of aldehyde compounds and ammonia to imine and promote the former mechanism. On the other hand, the fact that it was effective to previously mix allylboronate and ammonia (Method C) is considered to promote the latter mechanism.
対照実験において、反応条件下でアミン3とアルコール4が変化しなかったことから、アミン3とアルコール4との間の相互変換の可能性は無いと考えられる。一方、生成物3がアルデヒド化合物1と反応してN−アルキルイミンを形成し、続いてアリルボロネートによりアリル化される可能性もあるが、本反応においてこの様な過程は存在しない。実際アンモニアの量を減らした場合は、1aと3aからN−アルキルイミンが生成することが観測されたが、このことは、この条件下でN−アルキルイミンがアリルボロネートに対して不活性であることを示している。この点を更に明確にするために、エタノール中で1a、イソプロピルアミン又はベンジルアミン(5当量)及び2を反応させてみたが、アリル化生成物は生成せず、その代わり相当するイミンの生成が観察された。このことは、本α−アミノアリル化反応において、アンモニアが反応剤として重要であることを示している。 In the control experiment, amine 3 and alcohol 4 did not change under the reaction conditions, so there is no possibility of interconversion between amine 3 and alcohol 4. On the other hand, there is a possibility that the product 3 reacts with the aldehyde compound 1 to form N-alkylimine and is subsequently allylated with allyl boronate, but such a process does not exist in this reaction. In fact, when the amount of ammonia was reduced, it was observed that N-alkylimines were formed from 1a and 3a, indicating that under these conditions, N-alkylimines are inactive against allylboronate. It shows that there is. To further clarify this point, we tried reacting 1a, isopropylamine or benzylamine (5 equivalents) and 2 in ethanol, but no allylated product was produced, instead the corresponding imine was produced. Observed. This indicates that ammonia is important as a reactant in the present α-aminoallylation reaction.
方法D:この方法では、アンモニア(NH3)としてアンモニア水を使用し、反応を水溶液中で行った。まず、界面活性剤の影響を調べ、次にアルデヒド化合物の影響について調べた。
アリルボロネート2(0.6ミリモル)、表2に示す界面活性剤(0.05ミリモル)および25%アンモニア水(1ml)の混合物を室温で30分間攪拌後、この懸濁液にアルデヒド化合物(1i:Ph(CH2)2CHO)(0.5ミリモル)を加えた。室温下で2時間激しく攪拌した後、3Nの塩酸で反応液を酸性にしてジクロロメタンで抽出した。この有機層を濃縮後、シリカゲルクロマトグラフィーで生成することによりアルコール体(4)を得た。一方、抽出後の水層は6NのNaOHでアルカリ化し、ジクロロメタンで抽出、無水Na2SO4で乾燥した。溶媒を減圧留去後、シリカゲルクロマトグラフィーで生成することによりアミン体(3)を得た。
Method D: In this method, aqueous ammonia was used as ammonia (NH 3 ), and the reaction was performed in an aqueous solution. First, the influence of the surfactant was examined, and then the influence of the aldehyde compound was examined.
After stirring a mixture of allyl boronate 2 (0.6 mmol), the surfactant shown in Table 2 (0.05 mmol) and 25% aqueous ammonia (1 ml) at room temperature for 30 minutes, aldehyde compound ( 1i: Ph (CH 2 ) 2 CHO) (0.5 mmol) was added. After vigorously stirring for 2 hours at room temperature, the reaction mixture was acidified with 3N hydrochloric acid and extracted with dichloromethane. The organic layer was concentrated and then produced by silica gel chromatography to obtain an alcohol form (4). On the other hand, the aqueous layer after extraction was alkalized with 6N NaOH, extracted with dichloromethane, and dried over anhydrous Na 2 SO 4 . After evaporating the solvent under reduced pressure, the amine compound (3) was obtained by producing by silica gel chromatography.
b:ドデシルベンゼンスルホン酸
c:ドデシル硫酸ナトリウム
d:ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
e:臭化セチルトリメチルアンモニウム
次に、界面活性剤としてDBSA(ドデシルベンゼンスルホン酸)及び表3に示すアルデヒド化合物1を用いて、同様の反応を行った。結果を表3に示す。
b:1,2,4,5-テトラメチルベンゼンを内部標準としたNMR分析による収率
Next, the same reaction was performed using DBSA (dodecylbenzenesulfonic acid) and the aldehyde compound 1 shown in Table 3 as surfactants. The results are shown in Table 3.
実施例41
この実施例では、ベンズアルデヒド(1a)と(Z)−又は(E)−クロチルボロネート 5との反応(α−アミノクロチル化反応(α−aminocrotylation; α−アミノ2−ブテニル化反応)を調べた(スキーム2)。反応は上記方法Cに従って行った。
In this example, the reaction of benzaldehyde (1a) with (Z)-or (E) -crotylboronate 5 (α-aminocrotylation; α-amino2-butenylation) was investigated. (Scheme 2) The reaction was performed according to Method C above.
エタノール(0.5ml)に溶解した(Z)−又は(E)−クロチルボロネート 5(0.75ミリモル)を−78℃で液体アンモニア(約0.5ml)に加え、エタノール(0.5ml)で洗浄した。クロチルボロネート 5の添加により無色の沈澱物が得られた。室温で30分間撹拌した後、この懸濁液にアルデヒド1a(0.5ミリモル)又はアルデヒド1b(0.5ミリモル)の1,4-ジオキサン溶液(0.5ml)を加え、それぞれエタノール(0.5ml)又は1,4-ジオキサン(0.5ml)で洗浄した。この混合液を室温で2時間撹拌し、その後方法Aと同様の操作を行った。 (Z)-or (E) -Crotylboronate 5 (0.75 mmol) dissolved in ethanol (0.5 ml) was added to liquid ammonia (about 0.5 ml) at -78 ° C. and ethanol (0.5 ml) was added. ). The addition of crotylboronate 5 gave a colorless precipitate. After stirring at room temperature for 30 minutes, 1,4-dioxane solution (0.5 ml) of aldehyde 1a (0.5 mmol) or aldehyde 1b (0.5 mmol) was added to this suspension, and ethanol (0. 5 ml) or 1,4-dioxane (0.5 ml). This mixture was stirred at room temperature for 2 hours, and then the same operation as in Method A was performed.
その結果、高いγ−付加選択性と立体特異性が観察された。即ち、(Z)−クロチルボロネート(crotylboronate; 2-ブテニルボロネート) 5はsyn-付加物6を生成し、(E)−クロチルボロネート 5はanti-付加物6を生成した。注目すべきは、これらの場合の立体化学は、一般的なN−置換イミンのクロチル化反応とは異なり、アルデヒドのクロチル化反応に類似している点である。 As a result, high γ-addition selectivity and stereospecificity were observed. That is, (Z) -crotylboronate (2-butenylboronate) 5 produced a syn-adduct 6 and (E) -crotylboronate 5 produced an anti-adduct 6. It should be noted that the stereochemistry in these cases is similar to that of aldehydes, unlike the general N-substituted imine crotylation reaction.
実施例42
α−アミノクロチル化反応は、特定のペプチド抗生物質に見出される異常αアミノ酸の一種であるアロイソロイシンの簡潔なワンポット合成に用いることができる(スキーム3)。エタノール/液体アンモニア中で、(Z)−クロチルボロネート5をグリオキシル酸に作用させると(方法C)、アミノクロチル化物を生成する。アスピレータでアンモニアを除去して、Pd/Cを用いて水素添加すると、高収率及び高選択的にアロイソロイシンを生成する。
The α-aminocrotylation reaction can be used for a simple one-pot synthesis of alloisoleucine, one of the unusual α-amino acids found in certain peptide antibiotics (Scheme 3). When (Z) -crotylboronate 5 is allowed to act on glyoxylic acid in ethanol / liquid ammonia (Method C), an aminocrotylated product is formed. When ammonia is removed with an aspirator and hydrogenation is performed using Pd / C, alloisoleucine is produced with high yield and high selectivity.
エタノール(0.5ml)に溶解した(Z)−クロチルボロネート 5(137.5mg、0.75ミリモル)を−78℃の液体アンモニア(約0.5ml)に加え、エタノール(0.5ml)で洗い込んだ。−10℃で30分間撹拌した後、この懸濁液にグリオキシル酸(1l)(46.5mg、0.5ミリモル)の水溶液(0.5ml)を加え、エタノール(0.5ml)で洗浄した。この混合液を−10℃で3時間撹拌した。次に、アスピレータでほとんどのアンモニアを除去した。Pd/C(5重量%、wet、15.2mg)を添加して、この混合液を、バルーン(約1気圧)を用いて水素雰囲気下で室温で12時間撹拌した。この混合物をセライトを用いてろ過し、減圧下で濃縮した。その残渣をイオン交換樹脂クロマトグラフィーで精製しアロイソロイシンを得た(60mg、91%)。 (Z) -Crotylboronate 5 (137.5 mg, 0.75 mmol) dissolved in ethanol (0.5 ml) was added to liquid ammonia (about 0.5 ml) at −78 ° C. and ethanol (0.5 ml) was added. Washed in with. After stirring at −10 ° C. for 30 minutes, an aqueous solution (0.5 ml) of glyoxylic acid (1 l) (46.5 mg, 0.5 mmol) was added to the suspension and washed with ethanol (0.5 ml). The mixture was stirred at −10 ° C. for 3 hours. Next, most of the ammonia was removed with an aspirator. Pd / C (5 wt%, wet, 15.2 mg) was added and the mixture was stirred for 12 hours at room temperature under a hydrogen atmosphere using a balloon (about 1 atm). The mixture was filtered through celite and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by ion exchange resin chromatography to obtain alloisoleucine (60 mg, 91%).
実施例43
この実施例では、2−ピリジンカルボキサルデヒド(1f)と(Z)−又は(E)−クロチルボロネート 5との反応を調べた(スキーム4)。反応は上記方法Dに従って行った。
In this example, the reaction of 2-pyridinecarboxaldehyde (1f) with (Z)-or (E) -crotylboronate 5 was investigated (Scheme 4). The reaction was performed according to Method D above.
(Z)−又は(E)−クロチルボロネート 5(0.6ミリモル)とDBSA(0.05ミリモル)を溶解させた水溶液に室温で25%アンモニア水(1ml)を加えた。クロチルボロネート 5の添加により無色の沈澱物が得られた。室温で30分間撹拌した後、この懸濁液にアルデヒド1f(0.5ミリモル)を加えた。この混合液を室温で2時間撹拌し、その後方法Dと同様の操作を行った。
その結果、高立体選択的に反応が進行し、アミノアリル化体が高収率で得られた。即ち、(Z)−クロチルボロネート5はsyn-付加体6fを収率87%で、(E)−クロチルボロネート5はanti-付加体6fを収率90%で生成した。
25% aqueous ammonia (1 ml) was added to an aqueous solution in which (Z)-or (E) -crotylboronate 5 (0.6 mmol) and DBSA (0.05 mmol) were dissolved at room temperature. The addition of crotylboronate 5 gave a colorless precipitate. After stirring at room temperature for 30 minutes, aldehyde 1f (0.5 mmol) was added to the suspension. This mixture was stirred at room temperature for 2 hours, and then the same operation as in Method D was performed.
As a result, the reaction proceeded with high stereoselectivity, and an aminoallylated product was obtained in high yield. That is, (Z) -crotylboronate 5 produced syn-adduct 6f in a yield of 87%, and (E) -crotylboronate 5 produced an anti-adduct 6f in a yield of 90%.
実施例44
この実施例では、糖類とアリルボロネートとの反応を調べた。
In this example, the reaction between saccharides and allyl boronate was examined.
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In the liquid phase:
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