JP5529726B2 - 光学活性なα−アミノアセタールのラセミ化の方法 - Google Patents
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Description
R1及びR2は、同一又は異なってもよく、直鎖又は分岐鎖のC1〜C12アルキル基を表わすか、あるいはR1及びR2は、未置換であるか若しくは4及び/若しくは5位上が1つ若しくは2つ以上の直鎖若しくは分岐鎖のC1〜C6アルキル置換基で置換されている1,3−ジオキソラン−2−イル基、又は未置換であるか若しくは4及び/若しくは5及び/若しくは6位上が1つ若しくは2つ以上の直鎖若しくは分岐鎖のC1〜C6アルキル置換基で置換されている1,3−ジオキサン−2−イルを形成するように結合し、
R3は、直鎖又は分岐鎖のC1〜C12アルキル基;C3〜C10シクロアルキル基;シクロアルキルアルキル基(当該シクロアルキル及びアルキル基は、上記規定の通りである);3〜10個の原子を含むヘテロシクロアルキル基;ヘテロシクロアルキルアルキル基(当該ヘテロシクロアルキル及びアルキル基は、上記規定の通りである);単環式、二環式又は三環式のC6〜C14アリール基;5〜14個の原子を含むヘテロアリール基;アリールアルキル基又はヘテロアリールアルキル基(当該アリール、ヘテロアリール及びアルキル基は、上記規定の通りである);C(=O)R4基(R4は、OR5基を表わし、R5は、H、直鎖又は分岐鎖のC1〜C12アルキル基、C3〜C10シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を、上記規定の通り表わすか、あるいはR4は、−NHR6基を表わし、R6は、H、直鎖又は分岐鎖のC1〜C12アルキル基、C3〜C10シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を、上記規定の通り表わす)を表わし;全てのアルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキルアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル及びヘテロアリールアルキル基は、未置換であるか、又は置換されている、
アステリスク*は、C原子が不斉炭素であることを表わす)
の実質的にラセミ形態におけるα−アミノアセタールを、
次の式(R)−(I)又は(S)−(I):
の光学的に豊富なα−アミノアセタールのラセミ化により調製するための方法であって、
式(R)−(I)又は(S)−(I)の光学的に豊富な化合物を、触媒の存在下で、次の式(II):
のオキシム化合物を得るように酸化するステップ;そして
還元剤を用いて、式(II)の化合物を、式(I)の化合物に還元するステップ:
を含む各ステップを含むことを特徴とする、
上記方法。
(式中、
R1及びR2は、同一又は異なってもよく、直鎖又は分岐鎖のC1〜C6アルキル基、特にメチル又はエチルを表わし;
R3は、置換又は未置換の、直鎖又は分岐鎖のC1〜C6アルキル基;置換又は未置換の、単環式、二環式又は三環式のC6〜C14アリール基、好ましくはフェニル;置換又は未置換の、アリールアルキル基(当該アリール及びアルキル基は、上記規定の通りである)、好ましくはベンジル;置換又は未置換の、C3〜C10シクロアルキル基、好ましくはシクロヘキシル;置換又は未置換の、シクロアルキルアルキル基(当該シクロアルキル基及びアルキル基は、上記規定の通りである)、好ましくはシクロブチルメチルから選択される基を表わす)
の化合物を用いることが好ましい。
ハロゲン基は、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素原子を表わす;
アルキル基は、直鎖又は分岐鎖のC1〜C12基、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、イソペンチル、sec−ペンチル、tert−ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、sec−ヘキシル、tert−ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル又はドデシル基を表わし、直鎖又は分岐鎖のC1〜C6アルキル基が好ましい;
アルコキシ基は、直鎖又は分岐鎖のC1〜C12基、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、直鎖の第2級又は第3級ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ(hexoxy)又はヘプトキシ(heptoxy)基を表わし、直鎖又は分岐鎖のC1〜C6アルコキシ基が好ましい;
シクロアルキル基は、単環式又は二環式のC3〜C10炭素環式基、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル又はシクロヘキシル基を表わす;
シクロアルキルアルキル基は、シクロアルキル及びアルキル残基が、上述の意味を有する基、例えば、シクロプロピルメチル、シクロブチルメチル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、シクロヘプチルメチル、シクロプロピルエチル又はシクロヘキシルエチル基を表わす;
アリール基は、不飽和の単環式又は二環式のC6〜C14炭素環式基、例えば、フェニル、ナフチル、インデニル又はアントラセニル基、特にフェニル基を表わす;
アリールアルキル基は、アリール及びアルキル残基が上述の意味を有する基、例えば、ベンジル、フェニルエチル、2−フェニルエチル又はナフチルメチル基を表わす;
ヘテロシクロアルキル基は、3〜10個の原子を含み、1又は2以上のヘテロ原子(酸素又は窒素原子から選択され、同一又は異なってもよい)で中断された単環式又は二環式の炭素環式基、例えば、ジオキソラニル、ジオキサニル(dioxanyl)、オキシラニル、ピペラジニル、ピペリジニル、ピロリジニル、イミダゾリジニル、ピラゾリジニル、モルホリニル又はテトラヒドロフリル基を表わす;
ヘテロシクロアルキルアルキル基は、ヘテロシクロアルキル及びアルキル残基が上述の意味を有する基を表わす;
ヘテロアリール基は、5〜14個の原子を含む、単環式、二環式又は三環式の芳香族炭素環式基、又は環の1つが芳香族であり且つ他の環が完全に水素化されている二環式炭素環式基、あるいは少なくとも1つの環が芳香族であり且つ一又は複数の他の環が完全に水素化されており且つ炭素環式基が1又は2以上のヘテロ原子(酸素又は窒素原子から選択され、同一又は異なってもよい)で中断されている三環式の炭素環式基、例えば、フリル(例えば、2−フリル)、ピロリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、3−又は4−イソオキサゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、イソオキサゾリル、ピリジル(例えば、2−又は3−又は4−ピリジル)、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、テトラゾリル、ベンゾフラニル、インドリル、プリニル、キノリル、イソキノリル、クロマニル(chromanyl)又はナフチリジニル基を表わす;
ヘテロアリールアルキル基は、ヘテロアリール及びアルキル残基が上述の意味を有する基を表わす;
アルキル−O−CO−基は、アルキル基が上述の意味を有する直鎖又は分岐鎖のC2〜C12基を表わす;
アルキレン基は、直鎖又は分岐鎖のC1〜C6の二価の炭化水素系基、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン又はイソプロピレンを表わす;
−O−アルキレン−O−基は、アルキレン基が上述の意味を有する直鎖又は分岐鎖のC1〜C6基を表わす;
アルキル−SO2−基は、アルキル基が上述の意味を有する直鎖又は分岐鎖のC1〜C12基を表わす;
アルキルスルホニルカルバモイル基は、アルキル基が上述の意味を有する直鎖又は分岐鎖のC2〜C12基を表わす;
−O−シクロアルキル基は、シクロアルキル基が上述の意味を有する基を表わす;
アシルオキシ基は、r−CO−O−基(式中、rは、アルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール又はヘテロアリール基を表わし、これらの基は上述の値を有する)、例えば、アセトキシ又はプロピオニルオキシを表わす;
アシルアミノ基は、r−CO−N−基(式中、rは、上述の意味を有する)、例えば、アセトアミドを表わす;
アルキル−N−CO−基は、アルキル基が上述の意味を有する基を表わす;
アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アリールアミノ、ジアリールアミノ及びアリールアルキルアミノ基は、アルキル及びアリール基が上述の意味を有する基を表わす:
アリールオキシ基は、アリール基が上述の意味を有するアリール−O−基、例えば、フェノキシ又はナフチルオキシを表わす。
表現「エナンチオマー過剰率」は、過剰の所望のエナンチオマーの、所望でないエナンチオマーに対する比を意味することを意図する。
%ee.(R)=([R]−[S]/[R]+[S])×100
%ee.(S)=([S]−[R]/[R]+[S])×100
(式中、
%ee.(R)は、R異性体のエナンチオマー過剰率を表わし、
%ee.(S)は、S異性体のエナンチオマー過剰率を表わし、
[R]は、R異性体の濃度を表わし、そして
[S]は、S異性体の濃度を表わす)
の1つに従って計算される。
他の種類の触媒、例えば、チタンシリカライト(TS−1及びTS−2)、パーオキソタングストホスフェート及びメチルトリオキソレニウム(MTO)を用いることができる。
酸化が、1〜10モル当量、好ましくは3〜4モル当量の量において、過酸化水素の水性溶液(好ましくは30%溶液)の存在下で実施される;
触媒、例えば、タングステン酸ナトリウム二水和物(Na2WO4.2H2O)が、1〜30モル%、そして好ましくは12モル%の量で存在する;
酸化が、不活性溶媒又は不活性溶媒の混合物、例えば、水若しくはアルコール又は水/アルコール混合物、そして好ましくは水/メタノールの当量における混合物内で実施される;
温度が、−5℃〜50℃、好ましくはほぼ室温である;
持続時間が、1h〜48hである。
上記還元を、金属水素化物、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム又はリチウムアルミニウムボロヒドリド(LiAlH4)を用いて、又は接触水素化、例えば、担持貴金属(Pd−C/H2又はPt−C/H2)の存在下若しくはラネーニッケル(Ra−Ni/H2)の存在下における水素化により実施することができる。
当業者は、それらの一般的な知識の効力により、式(II)のオキシム誘導体に従う還元の適切な方法を選択する位置にいる。
反応は、50%において、ラネーニッケルの水性懸濁液を用いて実施されることが好ましい;
ラネーニッケルの量は、式(II)のオキシム化合物に対して、1〜10モル当量のニッケル原子、好ましくは3モル当量のニッケル原子である;
反応は、不活性溶媒又は不活性溶媒の混合物、例えば、水若しくはアルコール又は水/アルコール混合物、及び好ましくはエタノール内で実施される;
反応は、100kPa〜5000kPaの水素の水素圧、好ましくは2000kPaの水素の下で実施される;
温度は、0℃〜50℃、好ましくはほぼ室温である:
反応時間は、1h〜48hである。
一般に、光学的に豊富なα−アミノアセタールを調製するための公知の方法、特に、Tetrahedron(1974),30(23/24),4233−4237に記載される、例えば、ローゼンムント還元方法が、本発明に好適である。
次の例は、非限定的な様式において本発明を具体的に説明する。
アステリスク*は、C原子が不斉炭素であることを表わし、そして
R1、R2、及びR3は、上述の意味を有する)
のN−Cbz型(Cbz=ベンジルオキシカルボニル)のカルバメート誘導体に対して、キラルHPLCにより測定することができる。
1−ベンジル−2,2−ジメトキシエチルアミン
(式(I):R1=R2=メチル;R3=ベンジル)
[1.酸化]
冷却器、滴下漏斗、磁気スターラー及び温度計を備えている50mLの三首フラスコ内に、0.62gの光学的に豊富な(R)−1−ベンジル−2,2−ジメトキシエチルアミン(83%ee,キラルHPLC分析により測定)(3.2ミリモル,1モル当量)を溶解し、10gのH2O内で攪拌した。0.08gのタングステン酸ナトリウム二水和物(0.24ミリモル,7.5%モル当量)を、攪拌しながらこの媒体に添加した。
反応媒体を、Na2SO3の飽和の水性溶液8mLを用いて洗浄し、そしてCH2Cl2で抽出した。有機層を濃縮した後、1,1−ジメトキシ−3−フェニルプロパン−2−オンオキシムの塊0.52gを得た(黄色のオイル)(収率未精製=78%)。
モル質量:209.25g.モル-1
GC分析:tr=15分
NMR(200MHz/CDCl3):
1H NMR:δ3.2(s,6H,CH3);3.65(s,2H,CH2);4.58(s,H,CH)及び7.1−7.35(m,5H,H芳香族)ppm.
13C NMR:δ30.15(CH2);54.2(CH3);103.4(CH);126.17−128.22−129.4(CH芳香族);136.6(C芳香族)及び155.7(C=N)ppm.
機械的スターラー、熱電対及びガス供給路を備えているオートクレーブ反応器内に、0.5gの1,1−ジメトキシ−3−フェニルプロパン−2−オンオキシム(2.4ミリモル,1モル当量)と、50%におけるラネーニッケルの水性懸濁液(2.5g)とを、95%エタノール64g内で懸濁させた。上記反応器を窒素で押し流した後、上記媒体を、室温で40時間、攪拌しながら、5000kPa(50バール)の水素下に置いた。反応の進行を、GCにより追跡した。当初の生成物の消失がGCにより観察されたら、還元を止めた。
ラセミ混合物が得られたことを確認するために、キラルHPLC分析を行った。
モル質量:195.26g.モル-1
沸点:Bp=115〜120℃,5mmHg下
GC分析:tr=13.65分
EI MS m/z(相対強度(%)):164(M−31,11);120(M−75,96);104(M−91,39);91(62);75(100).
1H NMR:δ1.3(s,2H,NH2);2.5(dd,1H,syst AB CH2);3(dd,1H,syst AB CH2);3.15(m,1H,CH);3.49(s,6H,CH3);4.14(d,J=5.6Hz,1H,CH)及び7.19−7.4(m,6H,CH芳香族)ppm.
13C NMR:δ38.7(CH2);54.2(CH);55.05及び55.19(CH3);107.9(CH);126.3−128.3−128.56−129.1−129.4(CH芳香族)及び139.1(C芳香族)ppm.
キラルHPLC分析:Chiralcel(商標)OD−H,90/10 ヘキサン/イソプロパノール;1mL/分;UV 254nm及び旋光計
エナンチオマー(−)tR=5.6分
エナンチオマー(+)tR=6.5分
1−ジメトキシメチル−3−メチルブチルアミン
(式(I):R1=R2=メチル;R3=イソブチル)
[1.酸化]
冷却器、滴下漏斗、磁気スターラー及び温度計を備えている100mLの三首フラスコ内に、0.5gの光学的に豊富な1−イソブチル−2,2−ジメトキシエチルアミン(76%ee)(3.1ミリモル,1モル当量)を、タングステン酸ナトリウム二水和物(0.12g,0.36ミリモル,12モル%)の存在下で、メタノール(1g)/H2O(1g)の混合物内で、攪拌しながら溶解させた。反応物質を接触させたところ、わずかな発熱が観察された。上記媒体を室温で攪拌し続けた。過酸化水素の30%水性溶液(1.06g,9.3ミリモル,3モル当量)を、液滴として、約1時間の間、この反応媒体に添加した。わずかな発熱量がまた、添加の際に生じた。この添加が完了したら、上記媒体を、室温で1時間攪拌し続け、次いでメタノール(ほぼ3mL)を、均質の媒体を得るために添加した。反応の進行を、GC分析により追跡した。当初のα−アミノアセタールの消失がGCにより観察されるまで(約5〜7時間)、上記媒体を処理した。
モル質量:175.23g.モル-1
GC分析:tr=10.5分
NMR(200MHz/CDCl3):
1H NMR:δ0.95(m,6H,CH3); 2.15(m,1H,CH);2.3(m,2H,CH2);3.4−3.45(m,6H,CH3);及び4.7(s,1H,CH)ppm.
13C NMR:δ23.05(CH3);26.2(CH);32.9(CH2);54.43(CH3);104.40(CH)及び157.20(C=N)ppm.
機械的スターラー、熱電対及びガス供給路を備えているオートクレーブ反応器内に、3.28gの1,1−ジメトキシ−4−メチル−ペンタン−2−オンオキシム(18.7ミリモル,1モル当量)及び6.6gの50%(3モル当量,Ni)におけるラネーニッケルの水性懸濁液を、95%エタノール64g内で懸濁させた。上記反応器を窒素で押し流した後、上記媒体を、室温で、2000kPa(20バール)の水素下に置いた。反応の進行を、GCにより追跡し、そして当初の生成物の消失がGCにより観察されたら(15〜24時間)、還元を止めた。
経験式:C8H19NO2
モル質量:161.25g.モル-1
沸点:Bp=75℃,10mmHg下
GC分析:tr=8.65分
EI MS m/z(相対強度(%)):130(M−31,7);86(M−75,100);75(67);43(80).
1H NMR:δ0.85(dd,6H,CH3);1.2(m,4H,CH2+NH2);1.7(m,1H,CH);2.82(m,1H,CH);3.33(s,3H,CH3);3.36(s,3H,CH3)及び3.92(d,J=5.6Hz,1H,CH)ppm.
13C NMR:δ21.5(CH3);23.97(CH3);24.5(CH);41.5(CH2);50.6(CH);54.8(CH3);55.2(CH3)及び108.9(CH)ppm.
光学純度を、式(III)のN−Cbz型の対応するカルバメートに対して、キラルHPLCにより測定した。
経験式:C16H25NO4
モル質量:295.38g.モル-1
GC分析:tr=18.1分
NMR(200MHz/CDCl3):
1H NMR:δ0.84(m,6H,CH3);1.27(m,2H,CH2);1.59(m,1H,CH);3.34(s,6H,CH3);3.8(m,1H,CH);4.1(sひずみ,1H,CH);4.75(d,1H,NH2);5.03(s,2H,CH2)及び7.1−7.3(m,5H,H芳香族)ppm.
13C NMR:δ21.82(CH3);23.6(CH3);24.59(CH);38.5(CH2);50.8(CH);56.01(CH3);56.16(CH3);66.73(CH2);106.63(CH);128.05−128.54−128.79(CH芳香族);136.72(C芳香族)及び156.37(C=O)ppm.
キラルHPLC分析:Chiralcel(商標)OD−H,90/10ヘキサン/イソプロパノール,1mL/分,UV 254nm及び旋光計
エナンチオマー(−)tR=4.8分
エナンチオマー(+)tR=7.9分
温度計、磁気スターラー及び冷却器を備えている50mLの3首フラスコ内で、0.14gの光学的に豊富な(R)−1−ベンジル−2,2−ジメトキシエチルアミン(91%ee,キラルHPLCにより測定)(0.71ミリモル,1モル当量)と、0.09gのサリチルアルデヒド(0.71ミリモル,1モル当量)とを、トルエン1g内に導入した。この媒体を、室温で、2〜3時間、攪拌し続けた。濃縮後、2−[(1−ベンジル−2,2−ジメトキシエチルイミノ)メチル]フェノールの未精製の塊0.21gを得た。
THF内の、3モル当量のナトリウムエタノエート(EtONa)塩基の10%溶液を用いたところ、同一の結果が得られた。
温度計、磁気スターラー及び冷却器を備えている50mLの3首フラスコにおいて、比較例1において得られたイミン0.28gを、酢酸0.8g内に導入した。この媒体を、室温で24時間攪拌し続けた。試料のキラルHPLC分析により、90%のエナンチオマー過剰率が得られた。次いで、上記媒体を、50℃で6h30加熱し、次いで、80℃で7時間加熱した。キラルHPLC分析によりまた、ラセミ化が無いことを意味する、90%のエナンチオマー過剰率が得られた。
Claims (17)
- 次の式(I):
R 1 及びR 2 は、同一又は異なってもよく、直鎖又は分岐鎖のC 1 〜C 6 アルキル基を表わし;
R 3 は、置換又は未置換の、直鎖又は分岐鎖のC 1 〜C 6 アルキル基;置換又は未置換の、単環式、二環式又は三環式のC 6 〜C 14 アリール基;置換又は未置換の、アリールアルキル基(当該アリール及びアルキル基は、上記規定の通りである);置換又は未置換の、C 3 〜C 10 シクロアルキル基;置換又は未置換の、シクロアルキルアルキル基(当該シクロアルキル基及びアルキル基は、上記規定の通りである)から選択される基を表わし、
R 3 の置換基が、ハロゲン、保護されていてもよいOH、NH 2 、CO 2 H、SO 3 H、CF 3 、アルコキシカルボニル、アミド、アルキル−N−CO−、アルキレンジオキシ、アルキルスルホニル、アルキルスルホニルカルバモイル、−O−シクロアルキル、アシルオキシ、アシルアミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アリールアミノ、ジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、環式又は非環式ケタールの状態において保護されているオキソ、環式又は非環式アセタールの状態において保護されているホルミル、アリールオキシ、アルキル、シクロアルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリール及びアルコキシから成る群から選択され、
アステリスク*は、C原子が不斉炭素であることを表わす)
の、実質的にラセミ形態におけるα−アミノアセタールを、次の式(R)−(I)又は(S)−(I):
の光学的に豊富なα−アミノアセタールのラセミ化により調製する方法であって、
式(R)−(I)又は(S)−(I)の光学的に豊富な化合物を、次の式(II):
のオキシム化合物が得られるように、タングステン、モリブデン及びバナジウムの金属酸化物のアルカリ金属塩、若しくはそれらの混合物、チタンシリカライト、パーオキソタングストホスフェート又はメチルトリオキソレニウムから選択される触媒の存在下で酸化するステップ;そして
還元剤として金属水素化物を用いて、式(II)の化合物を、式(I)の化合物に還元するステップ:
を含むことを特徴とする、前記方法。 - 前記酸化するステップが、無機又は有機過酸化物の存在下で実施されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記過酸化物が、水性過酸化水素、過ホウ酸ナトリウム、過炭酸ナトリウム、ウレア−H2O2錯体又はtert−ブチルヒドロペロキシドから選択されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記過酸化物が水性過酸化水素であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記過酸化物が、1〜10モル当量の量において存在することを特徴とする、請求項2〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記過酸化物が、3〜4モル当量の量において存在することを特徴とする、請求項2〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒が、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、バナジン酸ナトリウム及びバナジン酸カリウム、又はそれらの混合物から選択されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒が、タングステン酸ナトリウムであることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記タングステン酸ナトリウムが、二水和物形態である、請求項8に記載の方法。
- 前記触媒が、1〜30モル%の量で存在することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒が、12モル%の量で存在することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記金属水素化物が、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム又は水素化アルミニウムリチウムであることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記還元するステップが、前記金属水素化物の代わりに、ラネーニッケル又は担持貴金属の存在下における水素化により実施されることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記還元するステップが、ラネーニッケルの存在下における水素化により実施される、請求項13に記載の方法。
- ラネーニッケルの量が、1〜10モル当量のニッケル原子であることを特徴とする、請求項13又は14に記載の方法。
- ラネーニッケルの量が、3モル当量のニッケル原子であることを特徴とする、請求項13〜15に記載に記載の方法。
- 前記担持貴金属が、木炭上のパラジウム又は木炭上の白金であることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
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