JP4672397B2 - アルコール類の製造方法 - Google Patents
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Description
このような光学活性アルコール類を合成する主な方法として2つの合成法が報告されており、一つ目はシャープレス(Sharpless)エポキシ化を用いる速度論的分割法、そしてもう一つはカルボニル化合物へのアルケニル亜鉛の不斉付加反応である。しかし、これら二つの方法は優れた方法であるものの、速度論的分割法は望まない立体配置の化合物の副生が避けられず、また、アルケニル亜鉛の不斉付加反応は、この試薬自体の大気や水に対する不安定さなどから、大量合成への適用や安全性において問題があり、新たな合成法の開発が求められている。
また、触媒反応ではないが非特許文献2には、化学量論量の銅塩(I)を用いたアルケニルフルオロシランによるカルボニル化合物のアルケニル基の付加反応が記載されている。
[1]下記一般式(1)
で表される化合物を、下記成分(i)及び(ii)
(i)フッ化銅を含む触媒成分、又は銅化合物とフッ化物とを含む触媒成分、
(ii)二座ホスフィン化合物
の存在下、又は(i)と(ii)とから得られた錯体の存在下、下記一般式(2)
で表されるアルケニル基を表す。)
で表されるシラン類と反応させることを特徴とする下記一般式(4)
で表されるアルコール類の製造方法。
[2]二座ホスフィン化合物が光学活性であり、一般式(4)の化合物が光学活性体である[1]に記載の製造方法、
に関する。
本発明の製造法における一般式(1)で示される化合物において、R1で表される炭化水素基の一つとしてはアルキル基が挙げられ、該アルキル基は直鎖状でも、分岐状でも或いは環状でもよい。これらアルキル基としては例えば炭素数1〜15、好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜6のアルキル基が挙げられ、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、2−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、2−ペンチル基、tert−ペンチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、2,2−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、2−メチルペンタン−3−イル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
アルキル基に置換する炭化水素基としては、例えばアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。
アルキニル基としては、直鎖状でも分岐状でもよい、例えば炭素数2〜15、好ましくは炭素数2〜10、より好ましくは炭素数2〜6のアルキニル基が挙げられ、具体的にはエチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、3−ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基等が挙げられる。
アラルキル基としては、前記アルキル基の少なくとも1個の水素原子が前記アリール基で置換された基が挙げられ、例えば炭素数7〜12のアラルキル基が好ましく、具体的にはベンジル基、2−フェニルエチル基、1−フェニルプロピル基、3−ナフチルプロピル基等が挙げられる。
芳香族複素環基としては、例えば炭素数2〜15で、異種原子として少なくとも1個、好ましくは1〜3個の窒素原子、酸素原子、硫黄原子等の異種原子を含んでいる、5〜8員、好ましくは5又は6員の単環式ヘテロアリール基、多環式又は縮合環式のヘテロアリール基が挙げられ、具体的にはフリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリミジル基、ピラジル基、ピリダジル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基、フタラジル基、キナゾリル基、ナフチリジル基、シンノリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基等が挙げられる。
アリールオキシ基としては、例えば炭素数6〜14のアリールオキシ基が挙げられ、具体的にはフェニルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントリルオキシ基等が挙げられる。
アラルキルオキシ基としては、例えば炭素数7〜12のアラルキルオキシ基が挙げられ、具体的にはベンジルオキシ基、2−フェニルエトキシ基、1−フェニルプロポキシ基、2−フェニルプロポキシ基、3−フェニルプロポキシ基、1−フェニルブトキシ基、2−フェニルブトキシ基、3−フェニルブトキシ基、4−フェニルブトキシ基、1−フェニルペンチルオキシ基、2−フェニルペンチルオキシ基、3−フェニルペンチルオキシ基、4−フェニルペンチルオキシ基、5−フェニルペンチルオキシ基、1−フェニルヘキシルオキシ基、2−フェニルヘキシルオキシ基、3−フェニルヘキシルオキシ基、4−フェニルヘキシルオキシ基、5−フェニルヘキシルオキシ基、6−フェニルヘキシルオキシ基等が挙げられる。
アルキル基で置換されたアミノ基、即ちアルキル基置換アミノ基の具体例としては、N−メチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N,N−ジイソプロピルアミノ基、N−シクロヘキシルアミノ基等のモノ又はジアルキルアミノ基が挙げられる。
アリール基で置換されたアミノ基、即ちアリール基置換アミノ基の具体例としては、N−フェニルアミノ基、N,N−ジフェニルアミノ基、N−ナフチルアミノ基、N−ナフチル−N−フェニルアミノ基等のモノ又はジアリールアミノ基が挙げられる。
アラルキル基で置換されたアミノ基、即ちアラルキル基置換アミノ基の具体例としては、N−ベンジルアミノ基、N,N−ジベンジルアミノ基等のモノ又はジアラルキルアミノ基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
これらの置換基の中でも、炭化水素基、脂肪族複素環基、芳香族複素環基、アルコキシ基、アルキレンジオキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、ヘテロアリールオキシ基又は置換アミノ基は、上記で挙げられた置換基群の中から選ばれる基によってさらに置換されていてもよい。
また、これらアルケニル基は置換基を有していてもよく該置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子、アリール基及び複素環基等が挙げられ、具体例としては前記したようなものが挙げられる。
また、これらアルキニル基は置換基を有していてもよく該置換基としては、アルキル基、アリール基、複素環基、トリアルキルシリル基等が挙げられ、アルキル基、アリール基、複素環基の具体例としては前記したようなものが挙げられる。
一般式(1)で表される化合物において、Rで表されるアラルキル基としては、ベンジル基、4−メトキシフェニルメチル基、1−フェニルエチル基等が挙げられる。
一般式(1)で表される化合物において、Rで表されるアリール基としては、フェニル基、o−,m−又はp−トリル基、ナフチル基等が挙げられる。
本発明における一般式(2)で示されるシラン類において、R3及びR4で表されるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基が挙げられ、具体的にはメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、2−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基等が挙げられる。
本発明における一般式(2)で示されるシラン類において、R4で表されるアリール基としては、例えば炭素数6〜14のアリール基が挙げられ、具体的にはフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナンスリル基、ビフェニル基等が挙げられる。該アリール基は置換基を有していてもよく、置換する置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、(置換)アミノ基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられ、具体的な例としては前記したような基が挙げられる。
また、一般式(2)で表されるシラン類において、R5とR6とでメチレン鎖を形成する場合のメチレン鎖としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、プロピレン基及びイソプロピリデン基等のメチレン鎖が挙げられる。
成分(i)はフッ化銅を含む触媒成分、又は銅化合物とフッ化物とを含む触媒成分である。
フッ化銅を含む触媒成分としては、銅原子とフッ素原子との結合を有する化合物を含むものであればよく、フッ化銅とホスフィン化合物との錯体又はフッ化銅及びその水和物が好ましく、具体例としては例えばCuFnPR3(nは1〜3の整数を表し、Rはアリール基又はアルキル基を表す。)、CuF2xH2O(xは整数を表す。)等が挙げられる。
また、銅化合物とフッ化物とを含む触媒成分において、銅化合物としては、一価の銅化合物が好ましく、具体例としては例えばCuCl、CuBr、CuI、CuCN、CuOBu−t等が挙げられる。
フッ化物としては例えば、Bu4NPh3Si2F2、Bu4NF、(Me2N)3SMe3SiF2、(EtO)3SiF等が挙げられる。
本発明で用いられる二座ホスフィン化合物としては例えば下記一般式(5)
で表されるホスフィン化合物が挙げられる。
光学活性二座ホスフィン類としては,例えば本出願前公知の光学活性二座ホスフィン類が挙げられ、その一つとして軸不斉構造を有する一般式(6)
で表される化合物が挙げられる。
フェニル基上の置換基のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基及びtert−ブチル基等の直鎖又は分岐してもよい炭素数1〜6のアルキル基が挙げられ、アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基及びtert−ブトキシ基等の直鎖又は分岐してもよい炭素数1〜6のアルコキシ基が挙げられ、ハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子、フッ素原子等のハロゲン原子が挙げられる。具体的なR1及びR2としては、例えばフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、3,5−キシリル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−メトキシフェニル基、4−メトキシ−3,5−ジ(tert−ブチル)フェニル基、4−メトキシ−3,5−ジメチルフェニル基、p−クロロフェニル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等が挙げられる。また、一般式(6)で表される化合物のビナフチル環はメチル基、tert−ブチル基等のアルキル基;メトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基;トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基等のトリアルキルシリル基及びトリフェニルシリル基等のトリアリールシリル基で置換されてもよい。
で表されるホスフィン化合物が挙げられる。
具体的なR15又はR16としては、フェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、3,5−キシリル基、3,5−ジ−tert−ブチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−メトキシフェニル基、3,5−ジ−tert−ブチル−4−メトキシフェニル基、p−クロロフェニル基、m−フルオロフェニル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等が挙げられる。
で示される光学活性化合物であってよい。
一般式(2)で表されるシラン類の使用量は、一般式(1)で示される化合物に対して、1倍モル〜10倍モル、好ましくは1.1倍モル〜5倍モル用いれば充分である。
また、成分(i)で用いられるフッ化物の使用量は、使用する銅1モル原子量と同量が好ましい。
成分(ii)の二座ホスフィン化合物の使用量は、成分(i)として使用される銅1モル原子量に対して1倍モル〜3倍モル、好ましくは1.5倍モル〜2.5倍モル用いれば充分である。
−ジメチルホルムアミド、ホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、
ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、o−ジクロロベ
ンゼン等のハロゲン化炭化水素類、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デ
カン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等の
芳香族炭化水素類、tert−ブタノール等の非求核性のアルコール類、ジエチルエーテ
ル、ジイソプロピルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、ジメトキシエタン、エ
チレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3
−ジオキソラン等のエーテル類及びジメチルスルホキシド等のスルホキシド類等が挙げら
れる。より好ましい溶媒としては、例えばN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメ
チルアセトアミド等のアミド類及びジメチルスルホキシド等が挙げられる。これら溶媒は
夫々単独で用いても二種以上適宜組み合わせて用いてもよい。
反応時間は、使用する基質により自ずから異なるが、通常10分〜100時間、好ましくは0.5時間〜80時間である。
反応終了後は、テトラブチルアンモニウムフルオライド(TBAF)等の通常用いられる脱シリル化剤塩で処理することにより、水酸基からシリル基が脱離し、アルコール体として得ることができる。また、酢酸エチル等の適当な溶媒により抽出し、抽出液から溶媒を除去し、結晶化、蒸留又は各種クロマトグラフィー等の操作を単独又は組み合わせることにより目的のアルコール類を得ることができる。
なお、光学純度(ee%)は、HPLC(カラム:キラルセルOJ−H、キラルセルOD−H又はキラルパックAD−H(ダイセル社製)、移動相:イソプロパノール/ヘキサン)にて決定した。
アリルアルコール類の合成
アルゴン雰囲気下、文献(Inorg. Chim. Acta 1981, 52, 153)記載の方法で合成されたCuF・3PPh3・2EtOH (20 mg, 0.02 mmol)と1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン(以下、dppeと略す)(12 mg, 0.03 mmol)のTHF(0.3 mL)溶液に、室温でベンズアルデヒド(0.020 mL, 0.20 mmol)及びビニルトリメトキシシラン(62 μL, 0.40 mmol)を加えた後、60℃に昇温し3時間撹拌した。室温まで放冷し、フッ化テトラブチルアンモニウム(TBAF)(1M/THF, 0.5 mL)を加え10分間撹拌した。加水後、酢酸エチルで抽出し、得られた有機層を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥後、溶媒を留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘキサン=1/9〜1/4)を行うことによって目的とする1−フェニル−2−プロペン−1−オールを61%の収率で得た。
配位子を変えて、実施例1と同様の操作を行った結果を表1に示す。略号は以下の意味を表す。
d(p-Cl)ppe=1,2-ビス(ジ−p−クロロフェニルホスフィノ)エタン
d(p-MeO)ppe=1,2-ビス(ジ−p−メトキシフェニルホスフィノ)エタン
dppp=1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン
dppf=1,1'-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン
アルコール類の合成
アルゴン雰囲気下、文献記載の方法で合成されたCuF・3PPh3・2EtOH (10 mg, 0.01 mmol)とdppf(8 mg, 0.014 mmol)のDMF(0.2 mL)溶液に(この触媒調製法をAとする、以下同様)、室温でベンズアルデヒド(0.020 mL, 0.20 mmol)及びビニルトリメトキシシラン(62 μL, 0.40 mmol)を加えた後、60℃に昇温し3時間撹拌した。室温まで放冷し、フッ化テトラブチルアンモニウム(TBAF)(1M/THF, 0.5 mL)を加え10分間撹拌した。加水後、酢酸エチルで抽出し、得られた有機層を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥後、溶媒を留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘキサン=1/9〜1/4)を行うことによって目的とする1−フェニル−2−プロペン−1−オールを100%の収率で得た。
基質を変えて実施例6と同様に行った結果を以下の表2に示す。
光学活性アリルアルコール類の合成
アルゴン雰囲気下、CuF2・2H2O (3 mg, 0.020 mmol)及び(R)-DTBM-SEGPHOS (47 mg, 0.04 mmol)をメタノール(0.7 mL)に加え2時間還流した後、室温まで放冷し真空下で揮発分を除去した。得られた残渣にトルエン(0.5 mL)を加え、再度減圧下で揮発分除去の操作を2回行った(この触媒調製法をBとする、以下同様)。得られたCuF-ホスフィン錯体をDMF(1 mL)に溶解し、ベンズアルデヒド(67 μL, 0.67 mmol)及びビニルトリメトキシシラン(206 μL, 1.34 mmol)を室温で加えた後、40℃で30分間撹拌した。室温まで放冷し、フッ化テトラブチルアンモニウム(TBAF)(1M/THF, 0.5 mL)を加え10分間撹拌した。加水後、酢酸エチルで抽出し、得られた有機層を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥後、溶媒を留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘキサン=1/9〜1/4)を行うことによって目的とする1−フェニル−2−プロペン−1−オールを99%の収率で得た。HPLCで光学純度を測定したところ、94%eeであった。また、絶対配置は旋光度により既報値との比較で決定したところ、(S)体であった。
DTBM-SEGPHOSは((4,4'−ビ−1,3−ベンゾジオキソール)−5,5'−ジイル)ビス(ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−メトキシフェニル)ホスフィン)を意味する。
配位子を変えて、実施例15と同様の操作を行った結果を表3に示す。略号は以下の意味を表す。なお、得られた生成物の立体配置を旋光度による既報値との比較で確認したところ、全て(S)体であった。
(R)-p-tol-BINAP =2,2'-ビス[ジ(p−トリル)ホスフィノ]-1,1‘-ビナフチル
(R,R)-CHIRAPHOS =(2R,3R)-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン
(R,R)-EtDuPHOS =1,2-ビス((2R,5R)-2,5-ジエチルホスホラノ)ベンゼン
(S,S)-iPr-DuPHOS =1,2-ビス((2S,5S)-2,5-ジイソプロピルホスホラノ)ベンゼン
(S)−1−フェニル−2−プロペン−1−オールの合成
アルゴン雰囲気下、文献(Inorg. Chem. Acta 1981, 20, 2728)記載の方法で合成されたCu(O-Bu-t) (20 mg, 0.02 mmol)、(R)-DTBM-SEGPHOS(35 mg, 0.03 mmol)及びフッ化トリエトキシシラン(4.0 μL, 0.02 mmol)のDMF(0.3 mL)溶液に、室温でベンズアルデヒド(0.020 mL, 0.20 mmol)及びビニルトリメトキシシラン(62 μL, 0.40 mmol)を加えた後、40℃に昇温し30分撹拌した。室温まで放冷し、フッ化テトラブチルアンモニウム(TBAF)(1M/THF, 0.5 mL)を加え10分間撹拌した。加水後、酢酸エチルで抽出し、得られた有機層を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥後、溶媒を留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘキサン=1/9〜1/4)を行うことによって目的とする1−フェニル−2−プロペン−1−オールを(S)体として65%の収率、94%eeで得た。
Claims (2)
- 下記一般式(1)
R1(C=O)R2 (1)
(式中、R1は置換基を有してもよい炭化水素基、置換基を有してもよい複素環基又はアルコキシカルボニル基を表す。R2は、水素原子又はCO2R(Rはアルキル基、アラルキル基又はアリール基を表す。)を表す。)
で表される化合物を、下記成分(i)及び(ii)
(i)フッ化銅を含む触媒成分、又は銅化合物とフッ化物とを含む触媒成分、
(ii)二座ホスフィン化合物
の存在下、又は(i)と(ii)とから得られた錯体の存在下、下記一般式(2)
で表されるアルケニル基を表す。)
で表されるシラン類と反応させることを特徴とする下記一般式(4)
で表されるアルコール類の製造方法。 - 二座ホスフィン化合物が光学活性であり、一般式(4)の化合物が光学活性体である請求項1に記載の製造方法。
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