JP5050202B2 - 光学活性α−ヒドロキシシラン類の製造方法及び新規な光学活性α−ヒドロキシシラン類化合物 - Google Patents
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Description
又、近年、光学活性アレーン/Ru錯体触媒と2−プロパノールとを水素源として用いる不斉水素移動型還元反応により、α−ヒドロキシシラン類を合成する方法が報告されている(非特許文献4参照)。
一方、CBS還元の場合、触媒量を1/10〜1/100当量程度までしか低減することができないので製造コストが高いと共に、α,β−不飽和アシルシランの還元の際に高い選択性が得られないという問題がある。さらに、CBS還元においても大量のホウ酸系廃棄物が生じる問題を避けることができない。
すなわち、本発明は、触媒量を低減することができると共に副生成物の発生が少ない光学活性α−ヒドロキシシラン類の製造方法、及び新規な光学活性α−ヒドロキシシラン類化合物の提供を目的とする。
R5〜R11の具体例としては、水素,フッ素,塩素,臭素,ヨウ素,メチル基,エチル基,プロピル基,イソプロピル基,ブチル基,イソブチル基,sec-ブチル基,tert-ブチル基,トリフルオロメチル基,エチレン基,トリメチレン基,メトキシ基,エトキシ基,プロポキシ基,イソプロポキシ基,ブトキシ基,イソブトキシ基,sec-ブトキシ基,tert-ブトキシ基,フェノキシ基,メチレンジオキシ基,エチレンジオキシ基,フェニル基が挙げられる。
合成上の理由からR12〜R14の組み合わせとして、R12〜R14がC2H5, n-C3H7, i-C3H7,n-C4H9,C6H5等であることが好ましい。特に、R12=R13=CH3,R14=t-C4H9,R12=R13=CH3,R14=C6H5であることが好ましい。
反応温度は-30℃〜150℃で行うことが好ましく、より好ましくは-10℃〜50℃で行う。
式Iの触媒は、式IIの基質に対して1/50〜1/1000000(モル比)の割合とすることが好ましく、より好ましくは1/100〜1/100000の割合である。
R16の具体例としては、フェニル基,4-メチルフェニル基,3-メチルフェニル基,2-メチルフェニル基,4-メトキシフェニル基,3-メトキシフェニル基,2-メトキシフェニル基,4-フルオロフェニル基,3-フルオロフェニル基,2-フルオロフェニル基,ピリジル基,フラニル基,メチル基,エチル基,プロピル基,イソプロピル基,n-ブチル基,i-ブチル基,sec-ブチル基,t-ブチル基,2-フェニルエテニル基,1-ヘキセニル基,シクロプロピル基,シクロブチル基,シクロペンチル基,シクロヘキシル基が挙げられる。
上記式V中、R17〜R19は同一又はそれぞれ異なっていてもよく、かつそれぞれ官能基を有していてもよい芳香族基、ヘテロ環、鎖状若しくは環状アルキル基、アルケニル基、又はアルキニル基であって、R17〜R19のうち2つが接合して環を形成してもよく;Arは置換基を有していてもよい芳香族基;X,Yは同一又はそれぞれ異なっていてもよい水素、ハロゲン原子、アシルオキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又はボロヒドリド基を示す。
Arの具体例としては、フェニル基,3-メチルフェニル基,4-メチルフェニル基,3,4-ジメチルフェニル基,3,5-ジメチルフェニル基,3,4,5-トリメチルフェニル基,3-エチルフェニル基,4-エチルフェニル基,3,4-ジエチルフェニル基,3,5-ジエチルフェニル基,3,4,5-トリエ4チルフェニル基,3-トリフルオロメチルフェニル基,4-トリフルオロメチルフェニル基,3,4-ビス(トリフルオロメチル)フェニル基,3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル基,3,4,5-トリス(トリフルオロメチル)フェニル基、等が挙げられる。
上記式V中、R17=R18=R19=H, X=Y=Cl, Ar=C6H5; R17=R18=t-C4H9, R19=H, X=Y=Cl, Ar=C6H5: R17=R18=R19=H, X=Y=Cl, Ar=4-CH3C6H4; R17=R18=t-C4H9, R19=H, X=Y=Cl, Ar=4-CH3C6H4Iなどの組み合わせが合成的な理由から好ましい。
さらに、このオートクレーブに、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したエタノール(1.0 mL)と、カリウムtert-ブトキシド(1 M, 0.10 mL, 0.10 mmol)とを加え,室温で撹拌した。その後、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したアシルシラン(1.3 g, 6.1 mmol;式IIの化合物において、R12=R13=CH3, R14=t-C4H9とし、R15=C6H5としたもの)とエタノール(9.0 mL)を加えた。次に、6.078×105Paの水素雰囲気下、quick release-fillサイクルによってオートクレーブ内を水素で置換した後、オートクレーブ内の最終水素圧を1.013×106Paにして、2.3時間の反応を行った。TLC(薄層クロマトグラフィ)により反応が完結したことを確認(基質を示すスポットが消失したことで判断)した後,シリカゲルショートカラムにより錯体及び塩基を取り除き,目的物(式VI)を得た(1.3 g, 97%, 96% ee (R))。この化合物自体は既知である。
1H NMR(400 MHz, CDCl3) δ 0.25(s, 3H, SiC6H5(CH3)2), 0.29(s, 3H, SiC6H5(CH3)2), 1.70(s, 1H, OH), 4.69(s, 1H, CHOH) , 7.10-7.02(m, 2H, Ar-H), 7.19-7.10(m, 1H, Ar-H), 7.28-7.19(m, 2H, Ar-H), 7.41-7.29(m, 3H, Ar-H), 7.51-7.42(m, 2H, Ar-H) ; 13CNMR(100 MHz, CDCl3) δ -6.3(SiC6H5(CH3)2), -5.4(SiC6H5(CH3)2), 69.9(CHOH), 125.1(Ar), 125.9(Ar), 127.7(Ar), 128.0(Ar), 129.4(Ar), 134.3(Ar), 135.9(Ar), 143.4(Ar)
さらに、このオートクレーブに、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したエタノール(0.5 mL)と、カリウムtert-ブトキシド(1 M, 20 μL, 20 μmol)とを加え,室温で撹拌した。その後、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したアシルシラン(0.25 g, 1.1 mmol;式IIの化合物において、R12=R13=CH3, R14=t-C4H9とし、R15を3-CH3OC6H5としたもの)とエタノール(1.5 mL)を加えた。次に、6.078×105Paの水素雰囲気下、quick release-fillサイクルによってオートクレーブ内を水素で置換した後、オートクレーブ内の最終水素圧を1.013×106Paにして、3.5時間の反応を行った。TLC(薄層クロマトグラフィ)により反応が完結したことを確認した後,シリカゲルショートカラムにより錯体及び塩基を取り除き,目的物(式VII)を得た(0.22 g, 90%, 96% ee (R))。この化合物は新規なものである。
1H NMR(400 MHz, CDCl3) δ-0.21(s, 3H, Sitert-C4H9(CH3)2), 0.01(s, 3H, Sitert-C4H9(CH3)2), 0.95(s, 9H, Sitert-C4H9(CH3)2), 1.65(s, 1H, OH), 4.66(s, 1H, CHOH), 7.13-7.22(m, 3H, Ar-H), 7.25-7.33(m, 2H, Ar-H); 13CNMR(100 MHz, CDCl3) δ -9.5(Sitert-C4H9(CH3)2), -7.3(Sitert-C4H9(CH3)2), 17.1(Sitert-C(CH3)3(CH3)2), 26.9(Sitert-C(CH3)3(CH3)2), 69.0(CHOH), 125.5(Ar), 125.9(Ar), 128.1(Ar), 144.8(Ar)
さらに、このオートクレーブに、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したエタノール(0.5 mL)と、カリウムtert-ブトキシド(1 M, 20 μL, 20 μmol)とを加え,室温で撹拌した。その後、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したアシルシラン(0.28 g, 1.3 mmol;式IIの化合物において、R12=R13=CH3, R14=t-C4H9とし、R15を4-CH3OC6H5としたもの)とエタノール(1.5 mL)を加えた。次に、6.078×105Paの水素雰囲気下、quick release-fillサイクルによってオートクレーブ内を水素で置換した後、オートクレーブ内の最終水素圧を1.013×106Paにして、5時間の反応を行った。TLC(薄層クロマトグラフィ)により反応が完結したことを確認した後,シリカゲルショートカラムにより錯体及び塩基を取り除き,目的物(式VIII)を得た(0.25 g, 90%, 96% ee (R))。この化合物は新規なものである。
1H NMR(400 MHz, CDCl3) δ -0.21(s, 3H, Sitert-C4H9(CH3)2), 0.01(s, 3H, Sitert-C4H9(CH3)2), 0.95(s, 9H, Sitert-C4H9(CH3)2), 1.61(s, 1H, OH), 3.79(s, 1H, OCH3), 4.60(s, 1H, CHOH), 6.85(d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.13(d, J = 8.8 Hz, 2H); 13CNMR(100 MHz, CDCl3) δ -9.3(Sitert-C4H9(CH3)2), -7.3(Sitert-C4H9(CH3)2), 17.0(Sitert-C(CH3)3(CH3)2), 26.9(Sitert-C(CH3)3(CH3)2), 55.2(OCH3), 68.4(CHOH), 113.6(Ar), 126.7(Ar), 136.9(Ar), 157.9(Ar)
さらに、このオートクレーブに、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したエタノール(0.5 mL)と、カリウムtert-ブトキシド(1 M, 35 ?L, 35 ?mol)とを加え,室温で撹拌した。その後、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したアシルシラン(0.44 g, 1.1 mmol;式IIの化合物において、R12=R13=CH3, R14=t-C4H9とし、R15を4-FOC6H5としたもの)とエタノール(3 mL)を加えた。次に、6.078×105Paの水素雰囲気下、quick release-fillサイクルによってオートクレーブ内を水素で置換した後、オートクレーブ内の最終水素圧を1.013×106Paにして、1.5時間の反応を行った。TLC(薄層クロマトグラフィ)により反応が完結したことを確認した後,シリカゲルショートカラムにより錯体及び塩基を取り除き,目的物(式IX)を得た(0.43 g, 96%, 96% ee (R))。この化合物は新規なものである。
1H NMR(400 MHz, CDCl3) δ -0.21(s, 3H, Sitert-C4H9(CH3)2), -0.00(s, 3H, Sitert-C4H9(CH3)2), 0.96(s, 9H, Sitert-C4H9(CH3)2), 1.68(d, J = 2.4 Hz, 1H, OH), 4.65(d, J = 2.4 Hz, 1H, CHOH), 6.96-7.03(m, 2H), 7.14-7.20(m, 2H); 13CNMR(100 MHz, CDCl3) δ -9.4(Sitert-C4H9(CH3)2), -7.3(Sitert-C4H9(CH3)2), 17.0(Sitert-C(CH3)3(CH3)2), 26.9(Sitert-C(CH3)3(CH3)2), 68.3(CHOH), 114.9(d, J = 21.4 Hz, Ar), 126.8(d, J = 7.6 Hz, Ar), 140.5(d, J = 3.0 Hz, Ar), 161.2(d, J = 244.1 Hz, Ar)
さらに、このオートクレーブに、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したエタノール(0.5 mL)と、カリウムtert-ブトキシド(1 M, 20 μL, 20 μmol)とを加え,室温で撹拌した。その後、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したアシルシラン(0.17 g, 1.1 mmol;式IIの化合物において、R12=R13=CH3, R14=t-C4H9とし、R15をCH3としたもの)とエタノール(1.5 mL)を加えた。次に、6.078×105Paの水素雰囲気下、quick release-fillサイクルによってオートクレーブ内を水素で置換した後、オートクレーブ内の最終水素圧を1.013×106Paにして、3時間の反応を行った。TLC(薄層クロマトグラフィ)により反応が完結したことを確認した後,シリカゲルショートカラムにより錯体及び塩基を取り除き,目的物(式X)を得た(0.15 g, 88%, 98% ee (R))。この化合物自体は既知である。
1H NMR(400 MHz, CDCl3) δ -0.06(s, 3H, Sitert-C4H9(CH3)2), -0.00(s, 3H, Sitert-C4H9(CH3)2) , 0.95(s, 9H, Sitert-C4H9(CH3)2), 1.00(br, 1H, OH), 1.31(d, J = 7.3 Hz, 3H, CH3), 3.66(q, J = 7.3 Hz, 1H, CHOH); 13CNMR(100 MHz, CDCl3) δ -9.1(Sitert-C4H9(CH3)2), -7.9(Sitert-C4H9(CH3)2), 16.6(Sitert-C(CH3)3(CH3)2), 16.6(CH3), 27.0(Sitert-C(CH3)3(CH3)2), 60.0(CHOH)
さらに、このオートクレーブに、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したエタノール(0.5 mL)と、カリウムtert-ブトキシド(1 M, 20 μL, 20 μmol)とを加え,室温で撹拌した。その後、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したアシルシラン(0.20 g, 0.96 mmol;式IIの化合物において、R12=R13=CH3, R14=t-C4H9とし、R15を(E)-CH=CH(CH2)2CH3としたもの)とエタノール(1.5 mL)を加えた。次に、6.078×105Paの水素雰囲気下、quick release-fillサイクルによってオートクレーブ内を水素で置換した後、オートクレーブ内の最終水素圧を1.013×106Paにして、1時間の反応を行った。TLC(薄層クロマトグラフィ)により反応が完結したことを確認した後,シリカゲルショートカラムにより錯体及び塩基を取り除き,目的物(式XI)を得た(0.19 g, 93%, 95% ee (R))。この化合物は新規なものである。
1H NMR(400 MHz, CDCl3) δ -0.05(s, 3H, Sitert-C4H9(CH3)2), 0.01(s, 3H, Sitert-C4H9(CH3)2) , 0.90 (t, J = 7.3 Hz, 3H, CH3), 0.95(s, 9H, Sitert-C4H9(CH3)2), 1.34-1.45 (m, 2H, CH2), 1.98-2.07 (m, 2H, CH2), 4.04-4.10 (m, 1H, CHOH), 5.44-5.53 (m, 1H), 5.60-5.68 (m, 1H)
さらに、このオートクレーブに、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したエタノール(0.5 mL)と、カリウムtert-ブトキシド(1 M, 4 μL, 4 μmol)とを加え,室温で撹拌した。その後、freeze-and-thawサイクルによって凍結脱気したアシルシラン(0.30 g, 1.2 mmol;式IIの化合物において、R12=R13=CH3, R14=C6H5とし、R15をC6H5としたもの)とエタノール(2 mL)を加えた。次に、6.078×105Paの水素雰囲気下、quick release-fillサイクルによってオートクレーブ内を水素で置換した後、オートクレーブ内の最終水素圧を1.013×106Paにして、1時間の反応を行った。TLC(薄層クロマトグラフィ)により反応が完結したことを確認した後,シリカゲルショートカラムにより錯体及び塩基を取り除き,目的物(式XII)を得た(0.24 g, 80%, 96% ee (R))。この化合物自体は既知である。
1H NMR(400 MHz, CDCl3) δ 0.25(s, 3H, SiC6H5(CH3)2), 0.29(s, 3H, SiC6H5(CH3)2), 1.70(s, 1H, OH), 4.69(s, 1H, CHOH) , 7.10-7.02(m, 2H, Ar-H), 7.19-7.10(m, 1H, Ar-H), 7.28-7.19(m, 2H, Ar-H), 7.41-7.29(m, 3H, Ar-H), 7.51-7.42(m, 2H, Ar-H) ; 13CNMR(100 MHz, CDCl3) δ -6.3(SiC6H5(CH3)2), -5.4(SiC6H5(CH3)2), 69.9(CHOH), 125.1(Ar), 125.9(Ar), 127.7(Ar), 128.0(Ar), 129.4(Ar), 134.3(Ar), 135.9(Ar), 143.4(Ar)
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