JP5801137B2 - Oxovanadium catalyst, production method thereof, and production method of optically active ester - Google Patents
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Description
本発明は、アリルアルコールの1,3-転位およびラセミ化に用いられるオキソバナジウム触媒とその製造方法ならびに光学活性エステルの製造方法に関するものである。 The present invention relates to an oxovanadium catalyst used for 1,3-rearrangement and racemization of allyl alcohol, a method for producing the catalyst, and a method for producing an optically active ester.
光学活性アリルエステルは医薬品、農薬、香料等の合成中間体として極めて有用であり、汎用されている。そのため、環境に優しく、簡便、安全、安価な合成法の開発が求められている。 Optically active allyl esters are extremely useful as synthetic intermediates for pharmaceuticals, agricultural chemicals, fragrances and the like, and are widely used. Therefore, development of an environmentally friendly, simple, safe and inexpensive synthesis method is required.
本発明者は、公知のオキソバナジウム化合物O=V(OSiPh3)3と市販の加水分解酵素リパーゼを併用して、ラセミ体アリルアルコールから光学的に純粋なアリルエステルを定量的に高収率で得る方法を開発した(非特許文献1)。 The present inventor has used a known oxovanadium compound O = V (OSiPh 3 ) 3 and a commercially available hydrolase lipase in combination to quantitatively produce optically pure allyl ester from racemic allyl alcohol in a high yield. The method to obtain was developed (nonpatent literature 1).
この方法は、オキソバナジウム化合物によるアリルアルコールの1,3-転位反応とラセミ化反応、リパーゼによる光学分割反応の3つの異なる反応が1つの容器内で同時進行する。そのため、反応中間物質の単離精製を必要とせず、廃棄物を削減でき、室温付近で進行する省エネルギー化が可能な合成法である。 In this method, three different reactions of 1,3-rearrangement reaction and racemization reaction of allyl alcohol with oxovanadium compound and optical resolution reaction with lipase proceed simultaneously in one container. Therefore, it is a synthesis method that does not require isolation and purification of reaction intermediates, can reduce waste, and can save energy while proceeding near room temperature.
しかしながら、この従来の方法には基質の制約があり、さらなる改善の余地があった。すなわち1,3-転位により必ずラセミ化するようにアリルアルコールとして特定の分子構造をもつもの、例えば後述の式(I-1)または(I-2)においてR1とR2が同一のものや、疑似対称な環状構造を持つ基質を選択する必要があった。 However, this conventional method has substrate limitations and has room for further improvement. That is, allyl alcohol having a specific molecular structure so as to be racemized by 1,3-rearrangement, for example, in the formula (I-1) or (I-2) described below, R 1 and R 2 are the same It was necessary to select a substrate having a pseudo-symmetric ring structure.
一方、この問題点に対処するためにラセミ化を触媒するオキソバナジウム化合物の活性を高めると、同一容器内に存在するリパーゼと反応して互いに失活させてしまうという新たな問題点が生じる。 On the other hand, if the activity of the oxovanadium compound that catalyzes racemization is increased in order to cope with this problem, a new problem arises in that it reacts with the lipase present in the same container to deactivate each other.
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、広範なアリルアルコールの水酸基1,3-転位反応とラセミ化を高速に進行させることができ、光学活性アリルエステルなどの光学活性エステルの合成において触媒の活性向上とリパーゼとの共存性との両方を満足することが可能な新規触媒とその製造方法ならびに光学活性エステルの製造方法を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and can proceed with a wide range of hydroxyl 1,3-rearrangement reaction and racemization of allyl alcohol at high speed, and optical activity such as optically active allyl ester. It is an object of the present invention to provide a novel catalyst capable of satisfying both the activity improvement of the catalyst and the coexistence with lipase in the synthesis of the ester, a method for producing the catalyst, and a method for producing the optically active ester.
本発明のオキソバナジウム触媒は、アルコールを基質とする転位反応および/またはラセミ化反応用のオキソバナジウム触媒であって、オキソバナジウム部位V=Oがメソポーラスシリカ(MPS)の内部に結合して固定化されていることを特徴としている。 The oxovanadium catalyst of the present invention is an oxovanadium catalyst for rearrangement reaction and / or racemization reaction using alcohol as a substrate, and the oxovanadium moiety V = O is bonded to and fixed inside mesoporous silica (MPS). It is characterized by being.
本発明のオキソバナジウム触媒の製造方法は、前記のオキソバナジウム触媒の製造方法であって、オキソバナジウム化合物とメソポーラスシリカ(MPS)とを有機溶媒中で反応させる工程を含むことを特徴とする。 The method for producing an oxovanadium catalyst according to the present invention is a method for producing the above-mentioned oxovanadium catalyst, and includes a step of reacting an oxovanadium compound and mesoporous silica (MPS) in an organic solvent.
本発明の光学活性エステルの製造方法は、前記のオキソバナジウム触媒およびリパーゼの存在下、有機溶媒中において次式(I-1)または(I-2) The method for producing an optically active ester of the present invention comprises the following formula (I-1) or (I-2) in an organic solvent in the presence of the oxovanadium catalyst and lipase.
(式中、R1、R2、R3は水素原子、ハロゲン原子、または有機基を示し、R1とR3は結合して環を形成していてもよい。)で表される鎖状または環状ラセミ体アリルアルコールと、次式(II) (Wherein R 1 , R 2 , and R 3 represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an organic group, and R 1 and R 3 may combine to form a ring) Or cyclic racemic allyl alcohol and the following formula (II)
(式中、R4は有機基を示し、R5、R6、R7は水素原子、ハロゲン原子、または有機基を示す。)で表されるビニルエステルとを反応させて次式(III) (Wherein R 4 represents an organic group, and R 5 , R 6 , and R 7 represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an organic group) and a vinyl ester represented by the following formula (III)
(式中、R1、R2、R3、R4は前記と同義である。)で表される光学活性アリルエステルを合成することを特徴とする。 (Wherein R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 have the same meanings as described above).
本発明の光学活性エステルの製造方法は、前記のオキソバナジウム触媒およびリパーゼの存在下、有機溶媒中において次式(I-3) The method for producing an optically active ester of the present invention comprises the following formula (I-3) in an organic solvent in the presence of the oxovanadium catalyst and lipase.
(式中、R8〜R14は水素原子、ハロゲン原子、または有機基を示す。)で表されるアルコールと、次式(II) (Wherein R 8 to R 14 represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an organic group) and an alcohol represented by the following formula (II)
(式中、R4は有機基を示し、R5、R6、R7は水素原子、ハロゲン原子、または有機基を示す。)で表されるビニルエステルとを反応させて次式(IV) (Wherein R 4 represents an organic group, and R 5 , R 6 , and R 7 represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an organic group) and a vinyl ester represented by the following formula (IV):
(式中、R4、R8〜R14は前記と同義である。)で表される光学活性ベンジルエステルを合成することを特徴とする。 (Wherein, R 4 and R 8 to R 14 have the same meanings as described above).
本発明によれば、広範なアリルアルコールの水酸基1,3-転位反応とラセミ化を高速に進行させることができ、光学活性アリルエステル、ベンジルエステルなどの光学活性エステルの合成において触媒の活性向上とリパーゼとの共存性との両方を満足することが可能である。 According to the present invention, the hydroxyl 1,3-rearrangement reaction and racemization of a wide range of allyl alcohol can proceed at high speed, and the activity of the catalyst can be improved in the synthesis of optically active esters such as optically active allyl esters and benzyl esters. It is possible to satisfy both coexistence with lipase.
以下に、本発明を詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.
本発明のオキソバナジウム触媒は、アルコールを基質とする転位反応および/またはラセミ化反応用のオキソバナジウム触媒であって、オキソバナジウム部位V=Oがメソポーラスシリカ(MPS)の内部に結合して固定化されている。 The oxovanadium catalyst of the present invention is an oxovanadium catalyst for rearrangement reaction and / or racemization reaction using alcohol as a substrate, and the oxovanadium moiety V = O is bonded to and fixed inside mesoporous silica (MPS). Has been.
このオキソバナジウム触媒は、例えば、オキソバナジウム化合物とメソポーラスシリカ(MPS)とを有機溶媒中で反応させることにより合成することができる。 This oxo vanadium catalyst can be synthesized, for example, by reacting an oxo vanadium compound with mesoporous silica (MPS) in an organic solvent.
オキソバナジウム化合物としては、特に限定されないが、例えば、次の3〜5価のオキソバナジウム化合物を用いることができる。 Although it does not specifically limit as an oxo vanadium compound, For example, the following 3-5 valent oxo vanadium compound can be used.
3価のオキソバナジウム化合物としては、例えば、下記式(IV)で表されるオキソバナジウム化合物を用いることができる。
O=VL (IV)
(式中、Lは置換基を示す。)
4価のオキソバナジウム化合物としては、例えば、下記式(V)で表されるオキソバナジウム化合物を用いることができる。
O=VL2 (V)
(式中、Lは置換基を示す。2つのLは同一でも異なっていてもよく、また、2つのLが結合して環を形成していてもよい。)
5価のオキソバナジウム化合物としては、例えば、次式(VI)で表されるオキソバナジウム化合物を用いることができる。
O=VL3 (VI)
(式中、Lは置換基を示す。3つのLは同一でも異なっていてもよく、また、2つないしは3つのLが結合して環を形成していてもよい)
式(IV)〜(VI)において、置換基Lとしては、例えば、−OR8、−NR9 2、−SR10を挙げることができる。ここで、R8、R9、R10は、C1-C40の有機基を示す。
As the trivalent oxovanadium compound, for example, an oxovanadium compound represented by the following formula (IV) can be used.
O = VL (IV)
(In the formula, L represents a substituent.)
As the tetravalent oxovanadium compound, for example, an oxovanadium compound represented by the following formula (V) can be used.
O = VL 2 (V)
(In the formula, L represents a substituent. The two Ls may be the same or different, and two Ls may be bonded to form a ring.)
As the pentavalent oxovanadium compound, for example, an oxovanadium compound represented by the following formula (VI) can be used.
O = VL 3 (VI)
(In the formula, L represents a substituent. Three Ls may be the same or different, and two or three Ls may be bonded to form a ring.)
In formula (IV) ~ (VI), examples of the substituent L, such can include -OR 8, -NR 9 2, -SR 10. Here, R 8 , R 9 and R 10 represent a C 1 -C 40 organic group.
有機基としては、例えば、飽和脂肪族炭化水素基、不飽和脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基等の炭化水素基、芳香族複素環基、ヘテロ原子含有基、シリル基、およびこれらに置換基を導入したもの等が挙げられる。 Examples of the organic group include a saturated aliphatic hydrocarbon group, an unsaturated aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group and other hydrocarbon groups, an aromatic heterocyclic group, and a heteroatom-containing group. , Silyl groups, and those having a substituent introduced thereto.
飽和脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、iso-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、iso-ペンチル基、sec-ペンチル基、neo-ペンチル基、tert-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基等のアルキル基等が挙げられる。 Saturated aliphatic hydrocarbon groups include, for example, methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl Group, iso-pentyl group, sec-pentyl group, neo-pentyl group, tert-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group and other alkyl groups Etc.
不飽和脂肪族炭化水素基としては、例えば、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、エチニル基等のアルキニル基等が挙げられる。 Examples of the unsaturated aliphatic hydrocarbon group include alkenyl groups such as vinyl groups and allyl groups, and alkynyl groups such as ethynyl groups.
脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ノルボルニル基等のシクロアルキル基、シクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基等が挙げられる。 Examples of the alicyclic hydrocarbon group include cycloalkyl groups such as a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, and a norbornyl group, and a cycloalkenyl group such as a cyclohexenyl group.
芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアリールアルキル基等が挙げられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon group include aryl groups such as phenyl group and naphthyl group, and arylalkyl groups such as benzyl group and phenethyl group.
芳香族複素環基としては、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基等の単環または多環の複素環基等が挙げられる。 Examples of the aromatic heterocyclic group include monocyclic or polycyclic heterocyclic groups such as a pyrrolyl group, a furyl group, a thienyl group, an imidazolyl group, an oxazolyl group, a thiazolyl group, a pyrazolyl group, a pyridyl group, a pyridazyl group, and a pyrimidyl group. Etc.
ヘテロ原子含有基としては、例えば、エーテル結合含有基、チオエーテル結合含有基、カルボニル基含有基、エステル結合含有基、アミド結合含有基等のヘテロ原子含有基等が挙げられる。 Examples of the hetero atom-containing group include hetero atom-containing groups such as an ether bond-containing group, a thioether bond-containing group, a carbonyl group-containing group, an ester bond-containing group, and an amide bond-containing group.
シリル基としては、例えば、炭化水素基またはヘテロ原子含有炭化水素基を有するシリル基を挙げることができる。炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、n-プロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、イソプロピルフェニル基、t−ブチルフェニル基、メトキシフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、トリメチルシリルフェニル基等のアリール環含有基、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジメチルフェニルシリル基等のシリル基等が挙げられる。 Examples of the silyl group include a silyl group having a hydrocarbon group or a heteroatom-containing hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, isopropyl group, n-propyl group, n-butyl group, and t-butyl group, phenyl group, tolyl group, isopropylphenyl group, and t-butylphenyl group. Groups, aryl ring-containing groups such as methoxyphenyl group, dimethylaminophenyl group and trimethylsilylphenyl group, and silyl groups such as trimethylsilyl group, triphenylsilyl group and dimethylphenylsilyl group.
以上の有機基に導入される置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、C1-C6アルキル基、C2-C6アルケニル基、C1-C6アルコキシ基、C2-C6アルコキシカルボニル基、C6-C10アリールオキシ基、C2-C8ジアルキルアミノ基、C2-C8アシル基等が挙げられる。 Examples of the substituent introduced into the above organic group include a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 2 -C 6 alkenyl group, a C 1 -C 6 alkoxy group, a C 2- C 6 alkoxycarbonyl group, C 6 -C 10 aryloxy group, C 2 -C 8 dialkylamino group, C 2 -C 8 acyl group and the like can be mentioned.
なお、前記のNR9 2において、2つのR9は同一でも異なっていてもよく、また、これらが結合してC6-C40の2価の有機基を形成していてもよい。 Incidentally, in the above NR 9 2, the two R 9 may be the same or different, or may form a divalent organic group of C 6 -C 40 and they are bonded.
その他、置換基Lとして、通常のブレンステッド酸の共役塩基を用いることができる。例えば、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、炭酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロボレートイオン、ヘキサフルオロホスフートイオン、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、プロピオン酸イオン、安息香酸イオン、水酸化物イオン、酸化物イオン、メトキシドイオン、エトキシドイオン等が挙げられる。 In addition, a normal Bronsted acid conjugate base can be used as the substituent L. For example, fluoride ion, chloride ion, bromide ion, iodide ion, sulfate ion, nitrate ion, carbonate ion, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, hexafluorophosphate ion, methanesulfonate ion, trifluoromethanesulfone Acid ions, toluenesulfonate ions, acetate ions, trifluoroacetate ions, propionate ions, benzoate ions, hydroxide ions, oxide ions, methoxide ions, ethoxide ions, and the like.
なお、式(V)、(VI)において、2個以上のLが結合して1個の多座置換基を形成してもよい。多座置換基としては、例えば、-O(CH2)nO-(式中、nは2〜10の整数である。)で表される飽和アルキレンジオキシ基(具体的には、-OCH2CH2O-(エチレンジオキシ)、-OCH2CH2CH2O-(プロピレンジオキシ)、-OCH2CH2CH2CH2O-(ブチレンジオキシ)等)が挙げられる。また、上記飽和アルキレン基の中に1個ないしは複数個の炭素炭素二重結合や三重結合を有する不飽和アルキレンジオキシ基が挙げられる。または、上記、飽和アルキレンジオキシ基や不飽和アルキレンジオキシ基の任意の炭素を、前述の脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、芳香族複素環、ヘテロ原子含有炭化水素環などに置き換えたものが挙げられる。さらに、上記の飽和アルキレンジオキシ基、および不飽和アルキレンジオキシ基の2つの末端酸素のうち1ないし2個が、窒素、硫黄に置き換わったものも挙げられる。さらに、前記の多座置換基に前記の種々の有機基が置換した場合も挙げられる。 In the formulas (V) and (VI), two or more L may be bonded to form one multidentate substituent. Examples of the multidentate substituent include a saturated alkylenedioxy group represented by —O (CH 2 ) n O— (where n is an integer of 2 to 10) (specifically, —OCH 2 CH 2 O- (ethylenedioxy), - OCH 2 CH 2 CH 2 O- ( propylenedioxy), - OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O- ( butylenedioxy), and the like). Examples of the saturated alkylene group include unsaturated alkylenedioxy groups having one or more carbon-carbon double bonds or triple bonds. Alternatively, any carbon in the above saturated alkylene dioxy group or unsaturated alkylene dioxy group is replaced with the above-described alicyclic hydrocarbon, aromatic hydrocarbon, aromatic heterocycle, heteroatom-containing hydrocarbon ring, or the like. Things. In addition, one in which one or two of the two terminal oxygens of the saturated alkylenedioxy group and the unsaturated alkylenedioxy group are replaced with nitrogen or sulfur is also included. Furthermore, the case where the above-mentioned various organic groups are substituted on the above-mentioned multidentate substituents may also be mentioned.
本発明において、メソポーラスシリカとは、二酸化ケイ素(シリカ)を材質として、均一で規則的な細孔(メソ孔:細孔径2〜50 nm、主に2〜10 nm)を持つ物質のことである。
In the present invention, the mesoporous silica is a substance having uniform and regular pores (mesopores: pore
一例として、細孔径2.6〜3.5nm、比表面積0.82〜1.15m2/g、細孔体積1.2〜1.6cm3/gの粉末状のものを用いることができる。 As an example, a powdery material having a pore diameter of 2.6 to 3.5 nm, a specific surface area of 0.82 to 1.15 m 2 / g, and a pore volume of 1.2 to 1.6 cm 3 / g can be used.
メソポーラスシリカは、例えば、界面活性剤を鋳型としたゾルゲル法により合成することができる。水溶液中に臨界ミセル濃度以上の濃度で界面活性剤を溶解させると、界面活性剤の種類に応じて一定の大きさと構造をもつミセル粒子が形成される。しばらく静置するとミセル粒子が充填構造をとり、コロイド結晶となる。ここで溶液中にシリカ源となるテトラエトキシシラン等を加え、微量の酸または塩基を触媒として加えると、コロイド粒子の隙間でゾルゲル反応が進行しシリカゲル骨格が形成される。最後に高温で焼成すると、鋳型とした界面活性剤が分解・除去されて純粋なメソポーラスシリカが得られる。 Mesoporous silica can be synthesized, for example, by a sol-gel method using a surfactant as a template. When the surfactant is dissolved in the aqueous solution at a concentration equal to or higher than the critical micelle concentration, micelle particles having a certain size and structure are formed according to the type of the surfactant. When left standing for a while, the micelle particles take a packed structure and become a colloidal crystal. When tetraethoxysilane or the like serving as a silica source is added to the solution and a small amount of acid or base is added as a catalyst, the sol-gel reaction proceeds in the gaps between the colloidal particles to form a silica gel skeleton. Finally, when fired at a high temperature, the surfactant used as a mold is decomposed and removed to obtain pure mesoporous silica.
界面活性剤の種類を変更することで、細孔の大きさや形、充填構造を制御することができる。代表的なものとして、小分子系カチオン性界面活性剤を用いるMCMシリーズ、ブロックコポリマーを用いるSBAシリーズ等が知られている。 By changing the type of the surfactant, the size and shape of the pores and the filling structure can be controlled. As typical examples, the MCM series using a small molecular cationic surfactant and the SBA series using a block copolymer are known.
上述のようなメソポーラスシリカは、分子量数万ダルトンの酵素を排除して高分子リパーゼとの接触を防ぎ、かつ分子量約1000以下の基質であるアリルアルコールのみを取りこむことができると考えられる。 The mesoporous silica as described above is considered to be able to exclude an enzyme having a molecular weight of tens of thousands of daltons to prevent contact with a high molecular lipase and to incorporate only allyl alcohol which is a substrate having a molecular weight of about 1000 or less.
そしてオキソバナジウム化合物をメソポーラスシリカに固定化する際には、ベンゼン等の有機溶媒中において適宜に加熱しながら混合して行うことができる。ここで、固定化は、オキソバナジウム化合物の1〜2個の置換基がメソポーラスシリカ表面の水酸基に置き換えられて結合するものと考えられる。 And when immobilizing an oxo vanadium compound on mesoporous silica, it can mix and mix in an organic solvent, such as benzene, heating suitably. Here, the immobilization is considered that one or two substituents of the oxovanadium compound are bonded to each other by being replaced with hydroxyl groups on the surface of the mesoporous silica.
このようにして得られるオキソバナジウム触媒は、バナジウム金属の含有量が、好ましくは0.05mmol/g以上、より好ましくは0.1mmol/g以上である。 The oxovanadium catalyst thus obtained has a vanadium metal content of preferably 0.05 mmol / g or more, more preferably 0.1 mmol / g or more.
そして、このオキソバナジウム触媒およびリパーゼの存在下、有機溶媒中において前記の式(I-1)または(I-2)で表される鎖状または環状ラセミ体アリルアルコールと、前記の式(II)で表されるビニルエステルとを反応させることで、前記の式(III)で表される光学活性アリルエステルを合成することができる。 Then, in the presence of the oxovanadium catalyst and lipase, the chain or cyclic racemic allyl alcohol represented by the above formula (I-1) or (I-2) in the organic solvent, and the above formula (II) The optically active allyl ester represented by the above formula (III) can be synthesized by reacting with the vinyl ester represented by formula (III).
式(I-1)または(I-2)において、R1、R2、R3は、水素原子、ハロゲン原子、または、好ましくはC1-C40、より好ましくはC1-C20の有機基を示す。有機基としては、例えば、上述のものを挙げることができる。なお、R1とR3は結合して環を形成していてもよい。この場合、例えば、R1とR3が全体として好ましくはC3-C40、より好ましくはC3-C20の2価の基を形成する。 In the formula (I-1) or (I-2), R 1 , R 2 , and R 3 are a hydrogen atom, a halogen atom, or preferably an organic group of C 1 -C 40 , more preferably C 1 -C 20 Indicates a group. Examples of the organic group include those described above. R 1 and R 3 may be bonded to form a ring. In this case, for example, R 1 and R 3 as a whole preferably form a divalent group of C 3 -C 40 , more preferably C 3 -C 20 .
式(II)において、R4は有機基を示し、R5、R6、R7は水素原子、ハロゲン原子、または、好ましくはC1-C40、より好ましくはC1-C20の有機基を示す。有機基としては、例えば、上述のものを挙げることができる。 In the formula (II), R 4 represents an organic group, and R 5 , R 6 and R 7 are a hydrogen atom, a halogen atom, or preferably a C 1 -C 40 , more preferably a C 1 -C 20 organic group. Indicates. Examples of the organic group include those described above.
反応は、有機溶媒の存在下に行うのが好ましい。有機溶媒としては、基質等の種類に応じてアセトニトリル、アセトン等の極性溶媒、各種エーテル類、トルエン、ヘキサン、ヘプタン等の低極性溶媒、クロロホルム、ジクロロメタンなど含ハロゲン溶媒等を用いることができる。反応の温度、時間、モル比等は、非特許文献1等の従来技術も考慮して適宜に設定することができる。 The reaction is preferably performed in the presence of an organic solvent. As the organic solvent, polar solvents such as acetonitrile and acetone, various ethers, low polar solvents such as toluene, hexane, and heptane, halogen-containing solvents such as chloroform and dichloromethane, and the like can be used depending on the type of substrate and the like. The reaction temperature, time, molar ratio, and the like can be appropriately set in consideration of conventional techniques such as Non-Patent Document 1.
この光学活性アリルエステルの合成反応は、次の機構により進行する。すなわち、アリルアルコールの1,3-転位およびラセミ化がオキソバナジウム触媒により進行し、同時に、リパーゼがR体アリルアルコールのエステル化を選択的に触媒してアリルエステルを生成する。 The synthesis reaction of this optically active allyl ester proceeds by the following mechanism. That is, 1,3-rearrangement and racemization of allyl alcohol proceed with an oxovanadium catalyst, and at the same time, lipase selectively catalyzes esterification of R-form allyl alcohol to produce an allyl ester.
また、このオキソバナジウム触媒およびリパーゼの存在下、有機溶媒中において前記の式(I-3)で表されるアルコールと、前記の式(II)で表されるビニルエステルとを反応させることで、前記の式(IV)で表される光学活性ベンジルエステルを合成することができる。 Further, in the presence of this oxovanadium catalyst and lipase, by reacting the alcohol represented by the above formula (I-3) with the vinyl ester represented by the above formula (II) in an organic solvent, The optically active benzyl ester represented by the above formula (IV) can be synthesized.
式(I-3)において、R8〜R14は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または、好ましくはC1-C40、より好ましくはC1-C20の有機基を示す。有機基としては、例えば、上述のものを挙げることができる。 In formula (I-3), R 8 to R 14 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or preferably an organic group of C 1 -C 40 , more preferably C 1 -C 20 . Examples of the organic group include those described above.
反応は、有機溶媒の存在下に行うのが好ましい。有機溶媒としては、基質等の種類に応じてアセトニトリル、アセトン等の極性溶媒、各種エーテル類、トルエン、ヘキサン、ヘプタン等の低極性溶媒、クロロホルム、ジクロロメタンなど含ハロゲン溶媒等を用いることができる。反応の温度、時間、モル比等は、非特許文献1等の従来技術も考慮して適宜に設定することができる。 The reaction is preferably performed in the presence of an organic solvent. As the organic solvent, polar solvents such as acetonitrile and acetone, various ethers, low polar solvents such as toluene, hexane, and heptane, halogen-containing solvents such as chloroform and dichloromethane, and the like can be used depending on the type of substrate and the like. The reaction temperature, time, molar ratio, and the like can be appropriately set in consideration of conventional techniques such as Non-Patent Document 1.
オキソバナジウムがメソポーラスシリカに固定化された本発明のオキソバナジウム触媒を用いることで、従来のオキソバナジウム触媒よりも活性が高くなり、動的光学分割における生成物の収率と光学純度がともに向上する。これは、メソポーラスシリカが高分子リパーゼとの物理的な接触を防ぎ、一つの反応容器中で両触媒の共存性が向上したためと考えられる。さらに、本発明のオキソバナジウム触媒は、反応後に回収し再利用できるために、コスト面でも大きな利点がある。 By using the oxo vanadium catalyst of the present invention in which oxo vanadium is immobilized on mesoporous silica, the activity is higher than that of the conventional oxo vanadium catalyst, and both the yield and optical purity of the product in dynamic optical resolution are improved. . This is presumably because mesoporous silica prevented physical contact with the polymer lipase, and the coexistence of both catalysts was improved in one reaction vessel. Furthermore, since the oxovanadium catalyst of the present invention can be recovered and reused after the reaction, it has a great cost advantage.
このように、本発明のオキソバナジウム触媒は、多様な酵素と共存できるため、広範囲の基質の動的光学分割を可能にする。また、原料合成の柔軟性、全工程数の短縮、触媒の回収再利用など、工業プロセス化に際し、実用面での利点が大きい。すなわち、医薬、農薬、香料等の合成中間体として重要な光学活性アリルエステルを入手容易な原料から短工程、高収率で合成することを可能とし、工業プロセス化に適している。 Thus, since the oxovanadium catalyst of the present invention can coexist with various enzymes, it enables dynamic optical resolution of a wide range of substrates. In addition, there are great practical advantages in industrial processes such as flexibility of raw material synthesis, reduction of the total number of steps, and recovery and reuse of catalysts. That is, it is possible to synthesize an optically active allyl ester important as a synthetic intermediate for pharmaceuticals, agricultural chemicals, fragrances and the like from easily available raw materials in a short process and in a high yield, and is suitable for industrial process.
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
<実施例1> メソポーラスシリカ(MPS)の合成
n-ヘキサデシル(トリメチル)アンモニウムブロミド10.4 g(1.0eq)をpH0.5の蒸留水120 mLに室温で溶解し、2時間撹拌後テトラエトキシシラン15.4 mL(2.4eq)を室温で滴下し5時間撹拌した。次いで、28%アンモニア水12 mL(6.2eq)を室温で滴下した。24時間撹拌後、反応液をろ過し、得られた固体をエタノール(40 mL)とアセトン (40 mL) で洗浄・ろ過した。得られた固体を50 ℃で16時間乾燥した後、500 ℃で4時間焼結し、室温まで冷却後、減圧乾燥してメソポーラスシリカ(MPS)5.03 gを得た。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples at all.
<Example 1> Synthesis of mesoporous silica (MPS)
Dissolve 10.4 g (1.0 eq) of n-hexadecyl (trimethyl) ammonium bromide in 120 mL of pH 0.5 distilled water at room temperature and stir for 2 hours. Then add 15.4 mL (2.4 eq) of tetraethoxysilane dropwise at room temperature and stir for 5 hours. did. Then, 12 mL (6.2 eq) of 28% aqueous ammonia was added dropwise at room temperature. After stirring for 24 hours, the reaction solution was filtered, and the resulting solid was washed with ethanol (40 mL) and acetone (40 mL) and filtered. The obtained solid was dried at 50 ° C. for 16 hours, sintered at 500 ° C. for 4 hours, cooled to room temperature, and dried under reduced pressure to obtain 5.03 g of mesoporous silica (MPS).
数回作成したMPSの構造についてBET比表面積分析装置を用いて解析をした結果、細孔径2.6〜3.5nm、比表面積0.82〜1.15m2/g、細孔体積1.2〜1.8cm3/gであった。
<実施例2> メソポーラスシリカ固定化バナジウム触媒(MPS-V)の合成とその構造解析
前記において得られたMPS 0.50 gとO=V(OSiPh3)3 (0.53 g, 0.60 mmol)をベンゼン40mL中で24時間加熱還流した。反応液を室温まで冷却し、濃縮した。その後、無水塩化メチレン(10 mL)、無水ヘキサン(5 mL)を加え、1分間超音波を照射した後に遠心分離し、上澄み液をデカンテーションした。沈殿物に無水塩化メチレン(5 mL) 、無水ヘキサン(5 mL)を加え、同様の超音波照射、デカンテーションの操作を6回繰り返した。得られた沈殿物を真空ポンプで3時間減圧乾燥し、MPS-V (0.52 g) を白色結晶として得た。また、上澄み液を合わせて濃縮し、さらに真空ポンプで減圧乾燥して未反応バナジウム化合物(0.48 g)を回収した。前記の回収バナジウム化合物(0.48 g)のうち50.8 mgをMeOH(2 mL)に溶かし、K2CO3(8.4 mg, 61 μmol)とH2O(20 mg, 1.1 mmol)を加え2時間撹拌した。この反応溶液を減圧濃縮し、さらに1時間減圧乾燥して得た白色結晶について高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置を用いてバナジウムの定量を行った。その結果、0.137mmolのバナジウムが固定化され、0.463 mmolのバナジウムが固定化されずに回収されたことがわかった。このことから、MPS-Vのバナジウム含量は、0.26 mmol/gと見積られた。さらに、MPS-Vの元素分析より、炭素が8.81%含まれていることが分かった。
As a result of analyzing the structure of MPS prepared several times using a BET specific surface area analyzer, the pore diameter was 2.6 to 3.5 nm, the specific surface area was 0.82 to 1.15 m 2 / g, and the pore volume was 1.2 to 1.8 cm 3 / g. It was.
Example 2 Synthesis and Structural Analysis of Mesoporous Silica Immobilized Vanadium Catalyst (MPS-V) MPS 0.50 g and O = V (OSiPh 3 ) 3 (0.53 g, 0.60 mmol) obtained above in 40 mL of benzene And heated at reflux for 24 hours. The reaction was cooled to room temperature and concentrated. Thereafter, anhydrous methylene chloride (10 mL) and anhydrous hexane (5 mL) were added, and the mixture was centrifuged for 1 minute and centrifuged, and the supernatant was decanted. Anhydrous methylene chloride (5 mL) and anhydrous hexane (5 mL) were added to the precipitate, and the same ultrasonic irradiation and decantation operations were repeated 6 times. The resulting precipitate was dried under reduced pressure with a vacuum pump for 3 hours to obtain MPS-V (0.52 g) as white crystals. The supernatants were combined and concentrated, and further dried under reduced pressure with a vacuum pump to recover an unreacted vanadium compound (0.48 g). 50.8 mg of the recovered vanadium compound (0.48 g) was dissolved in MeOH (2 mL), and K 2 CO 3 (8.4 mg, 61 μmol) and H 2 O (20 mg, 1.1 mmol) were added and stirred for 2 hours. . The reaction solution was concentrated under reduced pressure, and the white crystals obtained by further drying under reduced pressure for 1 hour were quantified for vanadium using a high frequency inductively coupled plasma emission spectrometer. As a result, it was found that 0.137 mmol of vanadium was immobilized and 0.463 mmol of vanadium was recovered without being immobilized. From this, the vanadium content of MPS-V was estimated to be 0.26 mmol / g. In addition, MPS-V elemental analysis revealed that it contained 8.81% carbon.
これらの結果を総合すると、得られたMPS-Vにおいて、バナジウムには平均して1.5個のOSiPh3基が結合しており、用いたO=V(OSiPh3)3 の1つ乃至は2つのOSiPh3がMPS表面の水酸基と置き換わったと考えられる。
<実施例3> MPS-Vのラセミ化触媒活性試験、並びに既知触媒との比較
実施例2で得た固定化バナジウム触媒MPS-V (B)を用いて光学活性アリルアルコールのラセミ化活性を評価し、その触媒活性を従来の触媒(A)と比較した。次のスキームに従って、別々の反応容器にバナジウム触媒(A又はB)(各10 mg)と光学活性アリルアルコール(R)-2aをアセトニトリルに溶解し、35 ℃で撹拌した。時間ごとに(R)-2aの光学純度を測定した。
Summing up these results, in the obtained MPS-V, 1.5 OSiPh 3 groups are bonded to vanadium on average, and one or two of O = V (OSiPh 3 ) 3 used are combined. It is thought that OSiPh 3 replaced the hydroxyl group on the MPS surface.
<Example 3> Racemization catalytic activity test of MPS-V and comparison with known catalyst Using the immobilized vanadium catalyst MPS-V (B) obtained in Example 2, the racemization activity of optically active allyl alcohol was evaluated. The catalyst activity was compared with that of the conventional catalyst (A). According to the following scheme, vanadium catalyst (A or B) (10 mg each) and optically active allyl alcohol (R) -2a were dissolved in acetonitrile in separate reaction vessels and stirred at 35 ° C. The optical purity of (R) -2a was measured every hour.
その結果を図1に示す。従来の触媒O=V(OSiPh3)3 Aではラセミ化に8時間を要したのに比べて、固定化オキソバナジウム触媒MPS-V (B) は2.5時間でラセミ化した。このようにメソポーラスシリカ(MPS)への固定化により触媒活性は大幅に向上した。
<実施例4> MPS-Vを用いるリパーゼ触媒動的光学分割(その1)
実施例1で得られた固定化オキソバナジウム触媒 (B) を用い、次のスキームに従って、ラセミ体アリルアルコール (±)-1aのリパーゼ触媒動的光学分割を検討した。また、従来の触媒(A)を用いる動的光学分割と比較した。
The result is shown in FIG. Compared to the conventional catalyst O = V (OSiPh 3 ) 3 A, which took 8 hours for racemization, the immobilized oxovanadium catalyst MPS-V (B) racemized in 2.5 hours. Thus, the catalyst activity was greatly improved by immobilization on mesoporous silica (MPS).
Example 4 Lipase-catalyzed dynamic optical resolution using MPS-V (Part 1)
Using the immobilized oxovanadium catalyst (B) obtained in Example 1, lipase-catalyzed dynamic optical resolution of racemic allyl alcohol (±) -1a was examined according to the following scheme. Moreover, it compared with the dynamic optical resolution using the conventional catalyst (A).
ラセミ体アリルアルコール(±)-1a 65 mg(0.44 mmol)、固定化リパーゼC. antarctica lipase, B (195 mg)、酢酸ビニル81 μl(2.0eq)、MPS-V (B)(32 mg, バナジウム換算で6.9 μmol, 約0.02 eq)をアセトニトリル5.5 mLに加え、窒素雰囲気下、35 ℃で24時間撹拌した。この反応溶液をセライト濾過後、減圧濃縮し、収率90%、光学純度99% eeの(R)-3aを得た。(R)-3aの光学純度は、キラルカラムOD-H (Hexane, flow rate = 1.0 mL/min, 20 ℃, UV=254 nm)を用いるHPLC分析により決定した。 Racemic allyl alcohol (±) -1a 65 mg (0.44 mmol), immobilized lipase C. antarctica lipase, B (195 mg), vinyl acetate 81 μl (2.0 eq), MPS-V (B) (32 mg, vanadium 6.9 μmol, about 0.02 eq) was added to 5.5 mL of acetonitrile, and the mixture was stirred at 35 ° C. for 24 hours under a nitrogen atmosphere. The reaction solution was filtered through celite and concentrated under reduced pressure to obtain (R) -3a having a yield of 90% and an optical purity of 99% ee. The optical purity of (R) -3a was determined by HPLC analysis using a chiral column OD-H (Hexane, flow rate = 1.0 mL / min, 20 ° C., UV = 254 nm).
これに対して従来の触媒O=V(OSiPh3)3Aを0.20eq用い、(±)-1a (65 mg)、固定化リパーゼC. antarctica lipase, B (195 mg)、酢酸ビニル81 μl(2.0eq)とともに50 ℃で3日間の反応を行った。得られた光学活性アリルエステル(R)-3aの収率は64%、光学純度は93%eeであった。このようにメソポーラスシリカ(MPS)への固定化により光学分割への適性は大幅に向上した。 In contrast, the conventional catalyst O = V (OSiPh 3 ) 3 A was used at 0.20eq, (±) -1a (65 mg), immobilized lipase C. antarctica lipase, B (195 mg), vinyl acetate 81 μl ( 2.0 eq) for 3 days at 50 ° C. The yield of the obtained optically active allyl ester (R) -3a was 64%, and the optical purity was 93% ee. Thus, the suitability to optical resolution was greatly improved by immobilization on mesoporous silica (MPS).
<実施例5> MPS-Vを用いるリパーゼ触媒動的光学分割(その2) <Example 5> Lipase-catalyzed dynamic optical resolution using MPS-V (part 2)
ラセミ体アリルアルコール(±)-1b 68 mg(0.41 mmol)、固定化リパーゼC. antarctica lipase, B (200 mg)、酢酸ビニル77 μl(2.0 eq)、MPS-V (B)(35 mg, バナジウム換算で7.6 μmol, 約0.02 eq)をアセトニトリル5 mLに加え、窒素雰囲気下、35 ℃で24時間反応撹拌した。上記と同様の後処理を行い、収率80%、光学純度99 %eeの光学活性アリルエステル(R)-3bを得た。(R)-3bの光学純度は、キラルカラムOD-H (Hexane, flow rate = 0.8 ml/min, 20 ℃, UV=254 nm)を用いるHPLC分析により決定した。 Racemic allyl alcohol (±) -1b 68 mg (0.41 mmol), immobilized lipase C. antarctica lipase, B (200 mg), vinyl acetate 77 μl (2.0 eq), MPS-V (B) (35 mg, vanadium 7.6 μmol, about 0.02 eq) was added to 5 mL of acetonitrile, and the reaction was stirred at 35 ° C. for 24 hours under a nitrogen atmosphere. Post-treatment as described above was performed to obtain optically active allyl ester (R) -3b having a yield of 80% and an optical purity of 99% ee. The optical purity of (R) -3b was determined by HPLC analysis using a chiral column OD-H (Hexane, flow rate = 0.8 ml / min, 20 ° C., UV = 254 nm).
これに対して従来の触媒O=V(OSiPh3)3Aを0.20eq用いて同様に50 ℃で3日間の反応を行った。得られた光学活性アリルエステル(R)-3bの収率は56%、光学純度は94%eeであった。このようにメソポーラスシリカ(MPS)への固定化により光学分割への適性は大幅に向上した。 On the other hand, the reaction was similarly carried out at 50 ° C. for 3 days using 0.20 eq of the conventional catalyst O = V (OSiPh 3 ) 3 A. The yield of the obtained optically active allyl ester (R) -3b was 56%, and the optical purity was 94% ee. Thus, the suitability to optical resolution was greatly improved by immobilization on mesoporous silica (MPS).
<実施例6> MPS-Vを用いる、ラセミ体アルコール(±)-1の動的光学分割による光学活性エステル体の合成
一般操作法 (表3,エントリー 1)
アルゴン下、アルコール(±)-1c (40.0 mg, 0.26 mmol)の無水CH3CN (3.2 ml, 0.08 M)溶液にリパーゼCAL-B(120 mg, 3 w/w)、MPS-V (15.7 mg, 0.005mmol)、酢酸ビニル (48 μl, 0.52 mmol)を室温で加えて密栓し、35 ℃で1日撹拌した。反応液をセライトろ過後、ろ液を減圧濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィー(hexanes/EtOAc = 20: 1)で精製し、(R)-3c (46 mg, 90%収率, 光学純度96% ee)を得た。(R)-3c の光学純度は、本品をアルカリ加水分解して得られるアルコールをDaicel CHIRALCEL AD-3を用いるHPLC分析を行い決定した。
Example 6 General procedure for synthesizing optically active ester by dynamic optical resolution of racemic alcohol (±) -1 using MPS-V (Table 3, entry 1)
Under argon, alcohol (±) -1c (40.0 mg, 0.26 mmol) in anhydrous CH 3 CN (3.2 ml, 0.08 M) solution with lipase CAL-B (120 mg, 3 w / w), MPS-V (15.7 mg , 0.005 mmol) and vinyl acetate (48 μl, 0.52 mmol) were added at room temperature, sealed and stirred at 35 ° C. for 1 day. The reaction mixture was filtered through celite, and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (hexanes / EtOAc = 20: 1) to obtain (R) -3c (46 mg, 90% yield, optical purity 96% ee). The optical purity of (R) -3c was determined by subjecting an alcohol obtained by alkaline hydrolysis of this product to HPLC analysis using Daicel CHIRALCEL AD-3.
その他のアルコール(±)-1c〜1f, (±)-2g, (±)-2h (40.0または50.0 mg)の無水CH3CN溶液に、リパーゼCAL-B、MPS-V、酢酸ビニルを(±)-1cの場合と同じモル(リパーゼは重量)比で加え、35 ℃で1日撹拌し、同じ後処理と精製を行った。光学活性エステル(R)-3c〜3h の収率、光学純度は表3に纏めた。
HPLCの条件
(R)-3cは対応するアルコールで分析: CHIRAL AD-3, hexanes/2-propanol = 99:1, 1.0 ml/min, 20 ℃, retention times 21.2 (S), 19.3 min (R)).
(R)-3dは対応するアルコールで分析: CHIRAL AD-3, hexanes/2-propanol = 99:1, 1.0 ml/min, 20 ℃, retention times 12.1 (S), 11.7 min (R)).
(R)-3eは対応するアルコールで分析: CHIRAL AD-3, hexanes/2-propanol = 90:10, 1.0 ml/min, 20 ℃, retention times 10.1 (S), 11.2 min (R)).
(R)-3f: CHIRAL AD-3, hexanes, 1.0 ml/min, 20 ℃, retention times53.9 (S), 62.9 min (R)).
(R)-3g: CHIRAL AD-3, hexanes/2-propanol = 99:1, 1.0 ml/min, 20 ℃, retention times 7.1 (S), 5.8 min (R)).
To other alcohol (±) -1c to 1f, (±) -2g, (±) -2h (40.0 or 50.0 mg) in anhydrous CH 3 CN solution, add lipase CAL-B, MPS-V, and vinyl acetate (± ) -1c was added at the same molar ratio (lipase is by weight) and stirred at 35 ° C. for 1 day to carry out the same post-treatment and purification. The yield and optical purity of the optically active ester (R) -3c-3h are summarized in Table 3.
HPLC conditions
(R) -3c was analyzed with the corresponding alcohol: CHIRAL AD-3, hexanes / 2-propanol = 99: 1, 1.0 ml / min, 20 ° C, retention times 21.2 (S), 19.3 min (R)).
(R) -3d was analyzed with the corresponding alcohol: CHIRAL AD-3, hexanes / 2-propanol = 99: 1, 1.0 ml / min, 20 ° C, retention times 12.1 (S), 11.7 min (R)).
(R) -3e was analyzed with the corresponding alcohol: CHIRAL AD-3, hexanes / 2-propanol = 90:10, 1.0 ml / min, 20 ° C, retention times 10.1 (S), 11.2 min (R)).
(R) -3f: CHIRAL AD-3, hexanes, 1.0 ml / min, 20 ° C, retention times 53.9 (S), 62.9 min (R)).
(R) -3g: CHIRAL AD-3, hexanes / 2-propanol = 99: 1, 1.0 ml / min, 20 ° C, retention times 7.1 (S), 5.8 min (R)).
<実施例7> MPS-Vを用いる、ラセミ体クロルヒドリン(±)-4の動的光学分割による光学活性エステル(S)-5の合成
一般操作法 (表4,エントリー 1)
アルゴン下、アルコール(±)-4a (50.0 mg, 0.24 mmol)の無水ヘプタン (2.9 ml, 0.08 M)溶液にリパーゼPS-D(150 mg, 3 w/w)、MPS-V (14.2 mg, 0.005mmol)、酢酸ビニル (44 μl, 0.47 mmol)を室温で加えて密栓し、35 ℃で1日撹拌した。セライトろ過後、ろ液を減圧濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィー(hexanes/ EtOAc = 5: 1)で精製し、(S)-5a(57 mg, 95%収率, 光学純度97% ee)を得た。(S)-5aの光学純度は、Daicel CHIRALCEL OJ-Hを用いるHPLC分析を行い決定した。
<Example 7> General synthesis of optically active ester (S) -5 by dynamic optical resolution of racemic chlorohydrin (±) -4 using MPS-V (Table 4, entry 1)
Under argon, alcohol (±) -4a (50.0 mg, 0.24 mmol) in anhydrous heptane (2.9 ml, 0.08 M) solution with lipase PS-D (150 mg, 3 w / w), MPS-V (14.2 mg, 0.005 mmol) and vinyl acetate (44 μl, 0.47 mmol) were added at room temperature and sealed, and the mixture was stirred at 35 ° C. for 1 day. After filtration through celite, the filtrate was concentrated under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (hexanes / EtOAc = 5: 1) to give (S) -5a (57 mg, 95% yield, optical purity 97% ee). The optical purity of (S) -5a was determined by HPLC analysis using Daicel CHIRALCEL OJ-H.
その他のアルコール(±)-3b〜3d (40.0または50.0 mg)の無水ヘプタン溶液に、リパーゼPS-D、MPS-V、酢酸ビニルを(±)-3aの場合と同じモル(リパーゼは重量)比で加え、35 ℃で1日撹拌し、同じ後処理と精製を行った。光学活性エステル(S)-4b〜4dの収率、光学純度は表4に纏めた。
HPLCの条件
(S)-5a: CHIRAL OJ-H, hexanes/2-propanol = 80:20, 1.0 ml/min, 20 ℃, retention times 16.2 (S), 15.1 min (R)).
(S)-5b: CHIRAL OJ-H, hexanes/2-propanol = 70:30, 1.0 ml/min, 20 ℃, retention times 20.3 (S), 18.8 min (R)).
(S)-5c: CHIRAL AD-3, hexanes/2-propanol = 60:40, 1.0 ml/min, 20 ℃, retention times 14.1 (S), 22.5 min (R)).
(S)-5d: CHIRAL OJ-H, hexanes/2-propanol = 92.5:7.5, 1.0 ml/min, 20 ℃, retention times 10.7 (S), 12.9 min (R)).
Other alcohol (±) -3b to 3d (40.0 or 50.0 mg) in anhydrous heptane solution with lipase PS-D, MPS-V, and vinyl acetate in the same molar ratio as lipase (±) -3a (lipase is weight) And stirred at 35 ° C. for 1 day for the same workup and purification. The yield and optical purity of the optically active esters (S) -4b to 4d are summarized in Table 4.
HPLC conditions
(S) -5a: CHIRAL OJ-H, hexanes / 2-propanol = 80:20, 1.0 ml / min, 20 ° C, retention times 16.2 (S), 15.1 min (R)).
(S) -5b: CHIRAL OJ-H, hexanes / 2-propanol = 70:30, 1.0 ml / min, 20 ° C, retention times 20.3 (S), 18.8 min (R)).
(S) -5c: CHIRAL AD-3, hexanes / 2-propanol = 60:40, 1.0 ml / min, 20 ° C, retention times 14.1 (S), 22.5 min (R)).
(S) -5d: CHIRAL OJ-H, hexanes / 2-propanol = 92.5: 7.5, 1.0 ml / min, 20 ° C, retention times 10.7 (S), 12.9 min (R)).
<実施例8>
リパーゼとMPS-Vの繰り返し利用
アルゴン下、リパーゼCAL-B(150 mg, 3 w/w)、MPS-V (20.4 mg, 0.007 mmol)の混合物にアルコール (±)-1a (50.0 mg, 0.34 mmol)の無水CH3CN (4.0 ml, 0.08 M)溶液、酢酸ビニル (62 μl, 0.67 mmol)を室温で加え、35 ℃で1日撹拌した。反応液を遠心分離後、上澄み液をキャニュレーションで分離した。上記反応容器に無水CH3CN (5.0 ml)を加え、5分間攪拌し、遠心分離後、上澄み液をキャニュレーションで分離した。2回の上澄み液を合わせて減圧濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー(hexanes/ EtOAc = 10: 1)で精製し、(R)-3a(64 mg, 100%, 98% ee)を得た。(R)-3aの光学純度はDaicel CHIRALCEL OD-H [hexanes, 1.0 ml/min, 20 ℃, retention times 41.0 (S), 31.7 min (R)] を用いるHPLC分析により決定した。
<Example 8>
Repeated use of lipase and MPS-V Under argon, lipase CAL-B (150 mg, 3 w / w), MPS-V (20.4 mg, 0.007 mmol) in a mixture of alcohol (±) -1a (50.0 mg, 0.34 mmol) ) In anhydrous CH 3 CN (4.0 ml, 0.08 M) and vinyl acetate (62 μl, 0.67 mmol) were added at room temperature and stirred at 35 ° C. for 1 day. After the reaction solution was centrifuged, the supernatant was separated by cannulation. Anhydrous CH 3 CN (5.0 ml) was added to the reaction vessel, stirred for 5 minutes, centrifuged, and the supernatant was separated by cannulation. Two supernatants were combined and concentrated under reduced pressure, and the residue was purified by column chromatography (hexanes / EtOAc = 10: 1) to give (R) -3a (64 mg, 100%, 98% ee). The optical purity of (R) -3a was determined by HPLC analysis using Daicel CHIRALCEL OD-H [hexanes, 1.0 ml / min, 20 ° C., retention times 41.0 (S), 31.7 min (R)].
リパーゼとMPS-Vが残った上記反応容器を減圧乾燥後、アルゴン置換した。そこにアルコール (±)-1a(50.0 mg, 0.34 mmol)の無水CH3CN (4.0 ml, 0.08 M)溶液、酢酸ビニル (62 μl, 0.67 mmol)を室温で加え、35 ℃で1日撹拌した。同様の後処理を行い、2回目の(R)-3a (95%収率, 光学純度98% ee)を得た。同様にして合計5回、繰り返して反応を行い、(R)-3aの収率と光学純度を表5に纏めた。
The reaction vessel in which the lipase and MPS-V remained was dried under reduced pressure, and then purged with argon. Alcohol (±) -1a (50.0 mg, 0.34 mmol) in anhydrous CH 3 CN (4.0 ml, 0.08 M) and vinyl acetate (62 μl, 0.67 mmol) were added at room temperature and stirred at 35 ° C. for 1 day. . The same post-treatment was performed to obtain a second (R) -3a (95% yield,
<実施例9>
ベンジルアルコール誘導体(±)-6の動的光学分割
アルゴン下、アルコール(±)-6 (50.0 mg, 0.33 mmol)の無水CH3CN (4.1 ml, 0.08 M) 溶液にリパーゼCAL-B(150 mg, 3 w/w)、MPS-V (20 mg, 0.0066 mmol)、酢酸ビニル (61 μl, 0.66 mmol)を室温で加えて密栓し、35 ℃で1日撹拌した。反応液をセライトろ過後、ろ液を減圧濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィー(hexanes/EtOAc = 10: 1)で精製し、(R)-7 (60 mg, 94%収率, 光学純度96% ee) を得た。(R)-7 の光学純度はDaicel CHIRAL AD-3 (hexanes/2-propanol = 90:10, 1.0 ml/min, 20 ℃, retention times 9.0(S), 8.5 min (R)] を用いるHPLC分析で決定した。
<Example 9>
Dynamic Resolution of Benzyl Alcohol Derivative (±) -6 Lipase CAL-B (150 mg) in anhydrous CH 3 CN (4.1 ml, 0.08 M) solution of alcohol (±) -6 (50.0 mg, 0.33 mmol) under argon , 3 w / w), MPS-V (20 mg, 0.0066 mmol) and vinyl acetate (61 μl, 0.66 mmol) were added at room temperature and sealed, and the mixture was stirred at 35 ° C. for 1 day. The reaction mixture was filtered through celite, and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (hexanes / EtOAc = 10: 1) to obtain (R) -7 (60 mg, 94% yield, optical purity 96% ee). The optical purity of (R) -7 was determined by HPLC analysis using Daicel CHIRAL AD-3 (hexanes / 2-propanol = 90:10, 1.0 ml / min, 20 ℃, retention times 9.0 (S), 8.5 min (R)]. Determined.
これに対して、従来の触媒O=C(OSiPh3)3 A (0.10 eq)を用いて同様に35 ℃で1日間の反応を行った。得られた(R)-7 の収率は54%, 光学純度97% eeであった。 In contrast, a conventional catalyst O = C (OSiPh 3 ) 3 A (0.10 eq) was similarly used for a reaction at 35 ° C. for 1 day. The yield of (R) -7 obtained was 54% and optical purity was 97% ee.
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