JP6230528B2 - 光学活性2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸エステルの製造法 - Google Patents

光学活性2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸エステルの製造法 Download PDF

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Description

本発明は、医薬等の製造中間体又は製造原料として有用な光学活性2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸及び1−アミノ−2−ビニルシクロプロパン−1−カルボン酸エステルの製造法に関する。
光学活性な1−アミノ−2−ビニルシクロプロパン−1−カルボン酸エステル及び2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸エステルは、C型肝炎治療薬等の医薬の製造中間体として重要である(特許文献1、非特許文献1〜3)。
光学活性な1−アミノ−2−ビニルシクロプロパン−1−カルボン酸エステルの製造法としては、マロン酸ジエステルと1,4−ジブロモ−2−ブテンを塩基の存在下に反応させて2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸エステルを得、これをクルチウス転位させる方法が知られている(非特許文献1、3)。
特表2009−502920号公報
J. Org. Chem., 2011, 76(1), p277-280 J. Org. Chem.,2005, 70(15), p5869-5879 Org. Process Res. Dev., 2011, 15, p1207-1211
しかしながら、前述した従来の方法では、用いる出発原料が光学活性体でないため、例えば製造中間体である1−tert−ブトキシカルボニルアミノ−2−ビニルシクロプロパン−1−カルボン酸エステルの段階で光学分割をする必要がある(非特許文献1、2)。光学分割法によれば、不斉炭素原子が複数あるため目的とする光学活性体を選択的に得ることは困難であり、またその収率も大きく低下するという問題がある。
従って、本発明の課題は、安価で容易に入手可能な光学活性原料を出発原料とし、反応の途中で異性化することのない光学活性1−アミノ−2−ビニルシクロプロパン−1−カルボン酸エステル及び2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸エステルの製造法を提供することにある。
そこで本発明者は、容易に入手可能な光学活性原料から光学活性1−アミノ−2−ビニルシクロプロパン−1−カルボン酸エステルの製造法を検討した結果、D−酒石酸から容易に得られるイソプロピリデン−D−スレイトールのアラルキルエーテル体を原料として用いれば、反応の途中で異性化が生じずに光学活性な2−ビニルシクロプロパン−1,1−カルボン酸エステル及び1−アミノ−2−ビニルシクロプロパン−1−カルボン酸エステルが効率良く得られることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の発明に関する。
〔1〕式(1)
Figure 0006230528
(式中、R1は置換基を有していてもよいアラルキル基を示し、X1はハロゲン原子を示す)
で表される化合物にマロン酸ジエステルを反応させて式(2)
Figure 0006230528
(式中、R2はアルキル基を示し、R1は前記と同じ)
で表される化合物を得、当該化合物を還元して式(3)
Figure 0006230528
(式中、R2は前記と同じ)
で表される化合物を得、当該化合物にスルホニル化合物を反応させて式(4)
Figure 0006230528
(式中、R3はアルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を示し、R2は前記と同じ)
で表される化合物を得、当該化合物に塩基を反応させて式(5)
Figure 0006230528
(式中、R2は前記と同じ)
で表される化合物を得、当該化合物を加水分解して式(6)
Figure 0006230528
(式中、R2は前記と同じ)
で表される化合物を得、これにスルホニル化合物を反応させて式(7)
Figure 0006230528
(式中、R4はアルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を示し、R2は前記と同じ)
で表される化合物を得、次いでこれに金属ハロゲン化物を反応させることを特徴とする、式(8)
Figure 0006230528
(式中、R2は前記と同じ)
で表される光学活性2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸エステルの製造法。
〔2〕〔1〕記載の方法により式(8)の光学活性2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸エステルを得、当該化合物を加水分解して式(9)
Figure 0006230528
(式中、R2はアルキル基を示す)
で表される化合物を得、次いで当該化合物をクルチウス転位反応に付すことを特徴とする、式(10)
Figure 0006230528
(式中、R2は前記と同じ)
で表される光学活性1−アミノ−2−ビニルシクロプロパン−1−カルボン酸エステルの製造法。
〔3〕式(A)
Figure 0006230528
(式中、Raは水素原子、アルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を示し、R2はアルキル基を示す)
で表される光学活性化合物。
本発明方法によれば、容易に入手可能なD−酒石酸から得られるイソプロピリデン−D−スレイトールのアラルキルエーテル体を原料とし、反応工程中で異性化が起こることなく、光学活性な2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸エステル及び1−アミノ−2−ビニルシクロプロパン−1−カルボン酸エステルが効率良く得られる。また、式(A)の光学活性体は、式(2)、式(3)及び式(4)の化合物であり、新規化合物であって、本発明方法の中間体として有用である。
本発明方法を、D−酒石酸から1−アミノ−2−ビニルシクロプロパン−1−カルボン酸エステルまでの反応式として示せば、次のとおりである。
Figure 0006230528
(式中、X1はハロゲン原子を示し、R1は置換基を有していてもよいアラルキル基を示し、R2及びR5はそれぞれアルキル基を示し、R3、R4及びR6はそれぞれアルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を示し、Arは置換基を有していてもよいアリール基を示す)
本発明方法は、式(1)の化合物から式(8)の化合物を製造する方法、及び式(1)の化合物から式(10)の化合物を製造する方法である。また、式(2)、式(3)及び、式(4)の化合物は、新規化合物であり、本発明はこれらの化合物を提供する。
以下、各反応工程について説明する。
D−酒石酸(B)から2−O−ベンジル−3,4−O−イソプロピリデン−D−スレイトール(E)までの反応は、J. Org. Chem. 2004, 69(16), p5433-5438に記載の方法に従って実施することができる。D−酒石酸(B)をエステル化した後、ベンズアルデヒドを反応させれば、化合物(C)が得られる。この反応は、例えばD−酒石酸(B)にメタノール等のアルコール中、塩化チオニルを作用させてアルキルエステルとした後、p−トルエンスルホン酸等の酸触媒下、ベンズアルデヒド等のアリールアルデヒドを作用させることで行うことができる。式(C)中のR5で示されるアルキル基としては、C1−C6アルキル基が好ましい。C1−C6アルキル基は直鎖状あるいは分岐状のどちらでもよい。
化合物(C)に塩化アルミニウム等のルイス酸の存在下にLiAlH4等の還元剤を反応させるか、又は水素化ジイソブチルアルミニウムを反応させれば、化合物(D)が得られる。この反応は、例えばテトラヒドロフラン、ジクロロメタン等のエーテル系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒又はこれらの混合溶媒中、氷冷下〜100℃の条件で行うことができる。
化合物(D)にアセトンユニットを反応させれば、化合物(E)が得られる。この反応は、例えばモレキュラーシーブス4A等の脱水剤の存在下、アセトンユニットとして2,2−ジメトキシプロパンを作用させ、行うことができる。また、このときp−トルエンスルホン酸等の酸性触媒を添加することもできる。
化合物(E)にスルホニル化合物を反応させれば、式(F)の化合物が得られる。用いられるスルホニル化合物としては、ハロゲン置換していてもよいアルキルスルホニルハライド又はアリールスルホニルハライドが用いられる。具体的にはメタンスルホニルクロリド、メタンスルホニルブロミド、トリフルオロメタンスルホニルクロリド、トリフルオロメタンスルホニルブロミド、トルエンスルホニルクロリド、トルエンスルホニルブロミド、ニトロベンゼンスルホニルクロリド、ニトロベンゼンスルホニルブロミド等が挙げられる。反応は、化合物(E)にジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ベンゼン、アセトン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒等の溶媒中、トリエチルアミン、ジメチルアニリン、ピリジン等の有機塩基、あるいは炭酸カリウム等の無機塩基存在下、スルホニル化合物を反応させることにより行うのが好ましい。反応は、氷冷下〜室温で、1〜10時間行えばよい。
また、反応終了後化合物(F)を単離せず次工程に用いてもよい。
式(F)中のR6はアルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基であるが、具体的にはC1−C6アルキルスルホニル基、ハロゲノC1−C6アルキルスルホニル基、置換基を有していてもよいベンゼンスルホニル基が挙げられる。前述の置換基としては、ハロゲン原子、C1−C6アルキル基、ニトロ基等が挙げられる。より具体的には、前記スルホニル化合物に由来する基である。
化合物(F)にハロゲン化試薬を反応させれば、式(1)の化合物が得られる。用いられるハロゲン化試薬としては、LiBr、LiI、NaBr、NaI、KBr、KI等の金属ハロゲン化物が挙げられる。反応は、アセトン、ジエチルエーテル、ジクロロメタン、ベンゼン等のケトン系溶媒、エーテル系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒等の溶媒中、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、ピリジン等の塩基の存在下に15℃〜還流温度で、1〜20時間行えばよい。ハロゲン化試薬は化合物(F)1当量に対して1〜10当量、塩基は1〜12当量用いるのが好ましい。
式(1)中、R1で示される置換基を有していてもよいアラルキル基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基等が置換していてもよい、C6−C14アリールメチル基が挙げられ、具体的にはベンジル基、ハロゲノベンジル基、アルキルベンジル基、アルコキシベンジル基、ベンズヒドリル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。ここでアルキル基としてはC1−C6アルキル基が好ましく、アルコキシ基としてはC1−C6アルコキシ基が好ましい。R1としては、ベンジル基が特に好ましい。
式(1)中、X1で示されるハロゲン原子としては、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
化合物(1)に、塩基の存在下にマロン酸ジエステルを反応させれば化合物(2)が得られる。用いられる塩基としては水素化アルカリ金属、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ金属アミド、アルカリ金属ビス(トリアルキルシリル)アミド、及びアルカリ金属ジアルキルアミド等またはアミン化合物が挙げられ、具体的には水素化ナトリウム、水素化カリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、ナトリウムアミド、カリウムアミド、リチウムビス(トリメチルシリル)アミド、ナトリウムビス(トリメチルシリル)アミド、カリウムビス(トリメチルシリル)アミド、リチウムジイソプロピルアミド、DBU、N、N−ジメチル−4−アミノピリジン等が挙げられる。マロン酸ジエステルとしては、マロン酸ジ(C1−C6アルキル)が挙げられ、具体的にはマロン酸ジエチル、マロン酸ジイソプロピルが挙げられる。反応は、化合物(1)とマロン酸ジエステルとを塩基の存在下、例えばテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、ジメチルホルムアミド等の極性アミド系溶媒、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒中、氷冷〜還流温度で1時間〜2日間反応させればよい。マロン酸ジエステルは、化合物(1)1当量に対して1〜3当量、塩基は1〜4当量用いるのが好ましい。また、反応終了後化合物(2)を単離せず次工程に用いてもよい。
式(2)中のR2としてはC1−C6アルキル基が好ましく、エチル基、イソプロピル基がより好ましく、特にイソプロピル基が好ましい。
化合物(2)を還元してアラルキル基を脱離させれば、化合物(3)が得られる。この還元反応は、例えばパラジウム、水酸化パラジウム、白金、ニッケル等の触媒の存在下に水素化する(接触還元)方法により行うことができる。反応は、イソプロパノール等のアルコール系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、酢酸エチル等のエステル系溶媒、またはこれらのうち2種類あるいは3種類を混合した溶媒中で、水素を導入すればよい。反応は、氷冷下から100℃で1時間〜20時間行えばよい。
化合物(3)にスルホニル化合物を反応させれば、式(4)の化合物が得られる。用いられるスルホニル化合物としては、アルキルスルホニルハライド又はアリールスルホニルハライドが用いられる。具体的にはメタンスルホニルクロリド、メタンスルホニルブロミド、トルエンスルホニルクロリド、トルエンスルホニルブロミド、ニトロベンゼンスルホニルクロリド、ニトロベンゼンスルホニルブロミド、トリフルオロメタンスルホニルクロリド、トリフルオロメタンスルホニルブロミド等が挙げられる。反応は、化合物(3)にジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ベンゼン、アセトン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒等の溶媒中、トリエチルアミン、ジメチルアニリン、ピリジン等の有機塩基、あるいは炭酸カリウム等の無機塩基存在下、スルホニル化合物を反応させることにより行うのが好ましい。反応は、氷冷下〜室温で、1〜10時間行えばよい。スルホニル化合物は、化合物(3)1当量に対して1〜3当量、塩基は1〜5当量用いるのが好ましい。また、反応終了後化合物(4)を単離せず次工程に用いてもよい。
式(4)中のR3はアルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基であり、C1−C6アルキルスルホニル基、ハロゲノC1−C6アルキルスルホニル基又は置換基を有していてもよいベンゼンスルホニル基が挙げられる。前述の置換基としては、ハロゲン原子、C1−C6アルキル基、ニトロ基等が挙げられる。より具体的には、前記スルホニル化合物に由来する基である。
化合物(4)に塩基を反応させれば化合物(5)が得られる。用いられる塩基としては水素化アルカリ金属、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ金属アミド、アルカリ金属ビス(トリアルキルシリル)アミド、アルカリ金属ジアルキルアミド等またはアミン化合物が挙げられ、具体的には水素化ナトリウム、水素化カリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、ナトリウムアミド、カリウムアミド、リチウムビス(トリメチルシリル)アミド、ナトリウムビス(トリメチルシリル)アミド、カリウムビス(トリメチルシリル)アミド、リチウムジイソプロピルアミド、DBU、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン等が挙げられる。反応は、ジメチルホルムアミド等の極性アミド系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒中で、室温〜還流温度で、1時間〜20時間行うのが好ましい。塩基は、化合物(4)1当量に対して1〜3当量用いるのが好ましい。また塩基は、反応の進行度合い等に応じ分割して加えてもよい。
化合物(5)を加水分解すれば、化合物(6)が得られる。この加水分解反応は、イソプロピリデン基のみを分解するため、例えば陽イオン交換樹脂、塩酸、p−トルエンスルホン酸等の酸を用いて行うのが好ましい。反応は、氷冷下から室温で、1時間〜20時間行うのが好ましい。
化合物(6)にスルホニル化合物を反応させれば、化合物(7)が得られる。この反応は、前記の化合物(3)から化合物(4)を得る反応と同様にして行うことができる。また、用いるスルホニル化合物も同様であり、式(7)中のR4は式(4)中のR3と同様のものが挙げられる。またスルホニル化合物は、反応の進行度合い等に応じ分割して加えてもよい。
化合物(7)に金属ハロゲン化物あるいは亜鉛を反応させれば化合物(8)が得られる。用いられる金属ハロゲン化物としてはヨウ化ナトリウムが好ましく、この反応はテトラブチルアンモニウムヨージド等の第4級アンモニウム塩の存在下に行うのが好ましい。反応は、ジメチルホルムアミド等の極性アミド系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、2−ブタノン等のケトン系溶媒中で、室温〜還流温度で、1時間〜20時間行うのが好ましい。金属ハロゲン化物は、化合物(7)1当量に対して1〜10当量、第4級アンモニウム塩は0.1〜1当量用いるのが好ましい。
化合物(8)から化合物(10)までの反応は、例えばOrg. Process Res. Dev., 2011,15(5), p1207-1211の記載に準じて行うことができる。化合物(8)を加水分解すれば、化合物(9)が得られる。この加水分解は例えばテトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の塩基の存在下に行なわれる。これにジベンジルアミンを反応させれば、化合物(9)のジベンジルアミン塩が得られる。化合物(9)から化合物(10)の反応は、カルボキシ基からアミンまでの変換を一気に行うクルチウス転位であり、例えばリン酸、塩酸等の酸を反応させ、次いでアルコール中でクロロギ酸アルキル等のハロゲノギ酸エステル及びアジ化ナトリウムあるいはジフェニルリン酸アジドを反応させ、さらにp−トルエンスルホン酸等の酸を反応させれば、化合物(10)の酸付加塩が得られる。
本発明方法は、そのほとんどが穏和な条件で進行するため工業的に有利であり、かつ異性化が起きない。また、穏和な条件で反応が進行することにより、副反応も少なく、高純度の化合物(10)が効率良く得られる。
なお何らかの理由により、出発原料の光学純度が低くこのため最終化合物の光学純度が希望する値に満たない場合は、適切な工程において、優先晶析法、酵素的手法、化学的光学分割法等の手段により製造中間体あるいは最終化合物の光学純度を向上させる方法をとることもできる。
次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
[参考例1] 2,3−O−ベンジリデン−D−酒石酸ジメチル(C)の合成
D−酒石酸(B)(5.00g,33.3mmol)、メタノール(33mL)の混合物に塩化チオニル(8.72g,73.3mmol)を滴下した。終夜攪拌した後、減圧濃縮により溶媒を除去し、濃縮残渣にベンズアルデヒド(3.53g,33.3mmol)、p−トルエンスルホン酸・一水和物(190mg,0.999mmol)、シクロヘキサン(33mL)を加え、加熱還流下ディーンスターク管を用いて水を留去した。2時間後、室温に冷却し減圧濃縮した。得られた濃縮残渣をジクロロメタン(35mL)に溶解させ、飽和炭酸水素カリウム水溶液、水で洗浄した。分離した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤をろ過除去後、ろ液を減圧濃縮し、黄色油状化合物として目的物を得た。収量5.02g、収率57%。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ 7.58(m,2H),7.43(m,3H),6.14(s,1H),4.99(d,J=4.0Hz,1H),4.86(d,J=4.0Hz,1H),3.87(s,3H),3.82(s,3H).
[参考例2] 2−O−ベンジル−D−スレイトール(D)の合成
200mLナス型フラスコにテトラヒドロフラン(14.3mL)を加え、氷冷した。そこに水素化アルミニウムリチウム(1.43g,37.8mmol)、テトラヒドロフラン(11.6mL)を加えた。次いで塩化アルミニウム(5.01g,37.6mmol)を少しずつ加えた後、ジクロロメタン(11.6mL)を加えた。ジクロロメタン(11.6mL)に溶解させた2,3−O−ベンジリデン−D−酒石酸ジメチル(C)(5.00g,18.8mmol)を滴下し室温で1時間攪拌後、2時間加熱還流させた。反応終了後0℃に冷却し、水(1.5mL)、水酸化カリウム水溶液(水酸化カリウム:3.2g,47.9mmol,水:5mL)を順次加えた。室温に昇温させ、灰色が消失するまで攪拌した。セライトろ過を行い、ジクロロメタン(50mL)を用いて抽出した。合わせたろ液を減圧濃縮し、白色固体として目的物を得た。収量3.78g、収率95%。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ 7.35(m,5H),4.71(d,J=11.6Hz,1H),4.60(d,11.6Hz,1H),3.70−3.88(m,6H),2.24(m,3H).
[参考例3] 2−O−ベンジル−3,4−O−イソプロピリデン−D−スレイトール(E)の合成
2−O−ベンジル−D−スレイトール(D)(1.06g,5mmol)に2,2−ジメトキシプロパン(0.78g,7.5mmol)、p−トルエンスルホン酸・一水和物(50mg,0.26mmol)、モレキュラーシブス4Aを加え室温で終夜攪拌した。トリエチルアミン(1mL)を加えてシリカゲルカラムにより精製し、目的物を無色油状化合物として得た。収量1.26g、収率98%。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ 7.50−7.18(m,5H),4.77(d,J=11.9Hz,1H),4.69(J=11.9Hz,1H),4.31(m,1H),4.01(m,1H),3.90−3.78(m,2H),3.78−3.50(m,2H),2.12(m,1H),1.44(s,3H),1.37(s,3H).
[参考例4] 1−メタンスルホニルオキシ−2−O−ベンジル−3,4−O−イソプロピリデン−D−スレイトール(F)の合成
2−O−ベンジル−3,4−O−イソプロピリデン−D−スレイトール(E)(1.37g,5.43mmol)をジクロロメタン(30mL)に溶解させ、トリエチルアミン(0.987mL,7.06mmol)を加えた。次いで氷冷下メタンスルホニルクロライド(0.464mL,5.97mmol)を滴下した。室温で1時間攪拌後、反応液を1N塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。乾燥剤をろ過除去後、ろ液を減圧濃縮し、黄色油状化合物として目的物を得た。収量1.76g、収率98%。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ 7.37−7.27(m,5H),4.75(d,J=11.4Hz,1H),4.70(d,J=11.4Hz,1H),4.40(dd,J=11.0Hz,3.7Hz,1H),4.29−4.23(m,2H),4.02(dd,J=8.2,6.4Hz,1H),3.83(dd,J=8.2,6.4Hz,1H),3.76(m,1H),2.98(s,3H),1.43(s,3H),1.35(s,3H).
[参考例5] 1−ヨード−2−O−ベンジル−3,4−O−イソプロピリデン−D−スレイトール(1)の合成
1−メタンスルホニルオキシ−2−O−ベンジル−3,4−O−イソプロピリデン−D−スレイトール(F)(419mg,1.27mmol)をアセトン(6mL)に溶解させ、炭酸水素ナトリウム(640mg,7.62mmol)、ヨウ化ナトリウム(952mg,6.35mmol)を加えた。還流下7時間反応させた後に室温に冷却した。反応液を酢酸エチルで希釈し、水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムを用いて乾燥した。乾燥剤をろ過除去後、ろ液を減圧濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(5%酢酸エチル/ヘキサン)で精製し、無色油状化合物として目的物を得た。収量411mg、収率89%。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ 7.42(m,5H),4.77(d,J=11.4Hz,1H),4.68(d,J=11.4Hz,1H),4.32(ddd,J=6.4,6.4,5.0Hz,1H),4.00(dd,J=8.7,6.4Hz,1H),3.78(dd,J=8.7,6.4Hz,1H),3.56(ddd,J=6.9,5.0,5.0Hz,1H),3.33(dd,J=10.6,5.0Hz,1H)3.18(dd,J=10.6,6.9Hz,1H),1.43(s,3H),1.35(s,3H).
[実施例1](4R,5S)−4−ベンジルオキシ−2−イソプロポキシカルボニル−5,6−イソプロピリデンジオキシヘキサン酸イソプロピル(2)の合成
窒素雰囲気下、水素化ナトリウム(60%,流動パラフィンに分散,45mg,1.12mmol)をジメチルホルムアミド(4mL)に懸濁させ、氷冷下マロン酸ジイソプロピル(0.203mL,1.07mmol)を滴下した。30分間攪拌した後、ジメチルホルムアミド(1mL)に溶解させた1−ヨード−2−O−ベンジル−3,4−O−イソプロピリデン−D−スレイトール (352mg,0.972mmol)を滴下し、95℃で反応させた。3時間後、室温に冷却し水を加えた。この混合物を酢酸エチルにより抽出し、分離した有機層を飽和食塩水により洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤をろ過除去後、ろ液を減圧濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(5%→10%酢酸エチル/ヘキサン)で精製し、無色油状化合物として目的物を得た。収量359mg、収率87%。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ 7.45−7.20(m,5H),5.08−4.95(m,2H),4.80(d,J=11.0Hz,1H),4.55(d,J=11.0Hz,1H),4.19(ddd,J=6.9,6.9,6.9Hz,1H)4.02(dd,J=8.2,6.4Hz,1H),3.72(dd,J=8.3,7.4Hz,1H),3.59(dd,J=8.3,6.9Hz,1H),3.49(m,1H),2.05−1.90(m,2H),1.44(s,3H),1.37(s,3H),1.28−1.17(m,12H).
[実施例2](4R,5S)−4−ヒドロキシ−2−イソプロポキシカルボニル−5,6−イソプロピリデンジオキシヘキサン酸イソプロピル(3)の合成
(4R,5S)−4−ベンジルオキシ−2−イソプロポキシカルボニル−5,6−イソプロピリデンジオキシヘキサン酸イソプロピル(2)(327mg,0.775mmol)をテトラヒドロフラン(2mL)、イソプロパノール(2mL)の混合溶媒に溶解させ、20%水酸化パラジウム−活性炭素(Pd20%,約50%含水,65mg)を加えた。水素雰囲気下室温で終夜攪拌した。触媒をろ過除去後、ろ液を減圧濃縮し、無色油状化合物として目的物を得た。収量256mg、収率99%。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ 5.12−5.00(m,2H),4.06−3.97(m,2H),3.78(dd,J=7.3,6.0Hz,1H),3.63(dd,J=7.8,6.0Hz,1H),3.56(m,1H),2.28(d,J=6.0Hz,1H),2.02−1.97(m,2H),1.43(s,3H),1.36(s,3H),1.28−1.22(m,12H).
[実施例3](4R,5R)−4−メタンスルホニルオキシ−2−イソプロポキシカルボニル−5,6−イソプロピリデンジオキシヘキサン酸イソプロピル(4)の合成
(4R,5S)−4−ヒドロキシ−2−イソプロポキシカルボニル−5,6−イソプロピリデンジオキシヘキサン酸イソプロピル(3)(252mg,0.758mmol)をジクロロメタン(4mL)に溶解させ、トリエチルアミン(0.138mL,0.985mmol)を加えた。次いで氷冷下メタンスルホニルクロライド(0.065mL,0.834mmol)を滴下した。室温で1時間攪拌後、反応液を1N塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。乾燥剤をろ過除去後、ろ液を減圧濃縮し、白色固体として目的物を得た。収量308mg、収率99%。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ 5.12−4.99(m,2H),4.71(ddd,J=10.1,6.9,3.2Hz,1H),4.22(ddd,J=6.9,6.9,6.9Hz,1H),4.10(dd,J=8.7,6.9Hz,1H),3.88(dd,J=8.7,6.4Hz,1H),3.62(dd,J=10.1,5.0Hz,1H),3.12(s,3H),2.18−2.03(m,2H),1.44(s,3H),1.36(s,3H),1.29−1.22(m,12H).
[実施例4](2R)−2−([4S]−2,2−ジメチル−[1,3]ジオキソラン−4−イル)−シクロプロパン−1,1−ジカルボン酸ジイソプロピルエステル(5)の合成
(4R,5R)−4−メタンスルホニルオキシ−2−イソプロポキシカルボニル−5,6−イソプロピリデンジオキシヘキサン酸イソプロピル(4)(494mg,1.20mmol)を窒素雰囲気下、ジメチルホルムアミド(6mL)に溶解させた。氷冷下、水素化ナトリウム(60%,流動パラフィンに分散,48mg,1.20mmol)を加え室温で反応させた。終夜攪拌後、氷冷下、水素化ナトリウム(60%,流動パラフィンに分散,10mg,0.250mmol)を加え室温で1時間反応させた。反応液を酢酸エチルにより希釈した後、水、飽和食塩水により洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤をろ過除去後、ろ液を減圧濃縮し、無色油状化合物として目的物を得た。収量361mg、収率96%。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ 5.12−4.99(m,2H),4.09(dd,J=8.2,6.4Hz,1H),3.80(dd,J=8.2,6.4Hz,1H),3.70(m,1H),1.96(dd,J=15.6,7.4Hz,1H),1.56(m,1H),1.48(m,1H),1.45(s,3H),1.33(s,3H),1.31−1.22(m.12H).
[実施例5](2R)−2−([4S]−2,2−ジメチル−[1,3]ジオキソラン−4−イル)−シクロプロパン−1,1−ジカルボン酸ジイソプロピルエステル(5)の合成
(4R,5R)−4−メタンスルホニルオキシ−2−イソプロポキシカルボニル−5,6−イソプロピリデンジオキシヘキサン酸イソプロピル(4)(163mg,0.398mmol)を窒素雰囲気下、テトラヒドロフラン(2mL)に溶解させた。氷冷下、水素化ナトリウム(60%,流動パラフィンに分散,16mg,0.398mmol)を加え室温で2時間反応させた。その後、70℃に昇温しさらに4時間反応させた。室温に冷却し、反応液を酢酸エチルにより希釈した後、水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤をろ過除去後、ろ液を減圧濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(5%→10%酢酸エチル/ヘキサン)で精製し、無色油状化合物として目的物を得た。収量101mg、収率82%。
[実施例6](2R)−2−([1S]−1,2−ビス−メタンスルホニルオキシ−エチル)−シクロプロパン−1,1−ジカルボン酸ジイソプロピルエステル(7)の合成
(2R)−2−([4S]−2,2−ジメチル−[1,3]ジオキソラン−4−イル)−シクロプロパン−1,1−ジカルボン酸ジイソプロピルエステル(5)(530mg,1.69mmol)をメタノール(7mL)に溶解した後、Dowex 50WX(3.55g)を加えた。室温で終夜攪拌した後、ろ過を行いそのろ液を減圧濃縮し、粗2−(1,2−ビス−ヒドロキシ−エチル)−シクロプロパン−1,1−ジカルボン酸ジイソプロピルエステル(6)(470mg)を得た。この残渣をジクロロメタン(8mL)に溶解させ、トリエチルアミン(0.59mL,4.23mmol)を加えた。氷冷下メタンスルホニルクロライド(0.29mL,3.72mmol)を滴下した。室温で2.5時間攪拌後、TLCにより反応を確認したところ、原料が残存していたため氷冷下トリエチルアミン(0.59mL,4.23mmol)、メタンスルホニルクロライド(0.29mL,3.72mmol)を追加した。室温で終夜攪拌後、反応液を1N塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムを用いて乾燥した。乾燥剤をろ過除去後、ろ液を減圧濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(20%→40%酢酸エチル/ヘキサン)で精製し、淡黄色油状化合物として目的物を得た。収量365mg、収率50%。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ 5.16−4.96(m,2H),4.66−4.48(m,2H),4.48−4.37(m,1H),3.11(s,3H),3.08(s,3H),2.04(m,1H),1.76−1.62(m,2H),1.36―1.16(m,12H).
[実施例7](S)−2−ビニル−シクロプロパン−1,1−ジカルボン酸ジイソプロピルエステル(8)の合成
(2R)−2−([1S]−1,2−ビス−メタンスルホニルオキシ−エチル)−シクロプロパン−1,1−ジカルボン酸ジイソプロピルエステル(7)(365mg,0.848mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(4mL)に溶解した後、ヨウ化ナトリウム(508mg,3.39mmol)、テトラブチルアンモニウムヨージド(125mg,0.339mmol)を加え80℃で4.5時間反応させた。反応終了後、氷冷下飽和亜硫酸ナトリウム水溶液(6mL)を加え、室温で20分攪拌した。この混合物を酢酸エチル(20mL)で希釈し水、飽和食塩水で洗浄し、分離した有機層を硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤をろ過除去後、ろ液を減圧濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(3%酢酸エチル/ヘキサン)で精製し、無色油状化合物として目的物を得た。収量90.2mg、収率44%。光学純度は>99%ee。
HPLCの光学純度分析条件 カラム:Chiralpak AS−RH(4.6mm×150mm)直列で2本、カラム温度:室温、移動層:30%CH3CN/H2O、流速:0.5mL/min、検出波長:215nm、保持時間:115.5min for S、121.3min for R
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ 5.43(ddd,J=17.4,10.1,8.2Hz,1H),5.28(dd,J=17.4,0.9Hz,1H),5.12(dd,J=10.1,0.9Hz,1H),5.05(m,2H),2.55(ddd,J=8.2,8.2,8.2Hz,1H),1.64(dd,J=8.2,4.6Hz,1H),1.49(dd,J=8.2,4.6Hz,1H),1.30−1.18(m,12H).
[実施例8](1S,2S)−2−ビニル−シクロプロパン−1,1−ジカルボン酸イソプロピルエステルジベンジルアミン塩(9)の合成
(S)−2−ビニル−シクロプロパン−1,1−ジカルボン酸ジイソプロピルエステル(8)(4.04g,16.8mmol)をイソプロパノール(20mL)、水(4mL)に溶解させた後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド・5水和物(3.35g,18.5mmol)を加えた。40℃で6時間加熱した後、氷冷し2NHCl(34mL)、ヘプタン(34mL)を添加し減圧濃縮により有機層を留去した。ここにヘプタン(34mL)を追加しセライトろ過後、分液操作を行い、分離した有機層を減圧濃縮し体積が約34mLになるまで濃縮した。濃縮後の溶液にジベンジルアミン(3.31g,16.8mmol)を加え、氷冷下30分攪拌した。混合物をろ過し、取り出した塩を35℃で減圧乾燥し白色固体として目的物を得た。収量5.54g、収率83%。
1HNMR(400MHz,CD3OD)δ 7.60−7.38(m,10H),5.40(ddd,J=17.0,10.1,8.7Hz,1H),5.20(dd,J=17.0,1.8Hz,1H),5.01(dd,J=10.1,1.8Hz,1H),4.98(m,1H),4.89(s,4H),2.40(ddd,J=8.7,8.7,6.8Hz,1H),1.42−1.32(m,2H),1.25(d,J=5.9Hz,3H),1.20(d,J=6.4Hz,3H).
[実施例9](1R,2S)−1−アミノ−2−ビニルシクロプロパンカルボン酸イソプロピルエステルp−トルエンスルホン酸塩(10)の合成
(1S,2S)−2−ビニル−シクロプロパン−1,1−ジカルボン酸イソプロピルエステルジベンジルアミン塩(9)(5.31g,13.4mmol)をtert−ブチルメチルエーテル(58mL)に溶解させ、15%リン酸水溶液(90mL)を加え室温で10分攪拌した。これを分液操作により有機層を分離し、5%食塩水で洗浄した。さらに分離した有機層を減圧濃縮した後、濃縮残渣をアセトン(30mL)に溶解させ−5℃に冷却した。ここにトリエチルアミン(1.49g,14.7mmol)を加え、さらにクロロギ酸エチル(1.60g,14.7mmol)を滴下した。−5〜0℃で10分間攪拌した後、再び−5℃に冷却したところに水(18mL)に溶解させたアジ化ナトリウム(1.74g,26.8mmol)を滴下した。さらに−5〜0℃で10分間攪拌した後、水で希釈し、トルエンにて抽出した。有機層を水、飽和食塩水にて洗浄した後体積がおよそ15mLになるまで減圧濃縮した。この残渣を85℃に加熱したトルエン(24mL)とtert−ブチルアルコール(24mL)の混合液に20分間かけて滴下した。これをさらに3時間反応させた後、減圧濃縮を行った。濃縮残渣にイソプロパノール(6mL)、p−トルエンスルホン酸・一水和物(2.80g,14.7mmol)を加え50℃で終夜攪拌を行った。これを室温に冷却した後、酢酸イソプロピル(30mL)を加え減圧濃縮し、さらに酢酸イソプロピル(30mL)を加えて氷冷下10分攪拌した。混合物をろ過、酢酸イソプロピルで洗浄を行い、取り出した塩を減圧乾燥させ、白色固体として目的物を得た。収量2.01g、収率44%。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ 7.74(d,J=8.2Hz,2H),7.15(d,J=8.2Hz,2H),5.60(ddd,J=17.0,10.1,8.2Hz,1H),5.19(d,J=17.0Hz,1H),5.08(d,J=10.1Hz,1H),4.98(m,1H),2.52(ddd,J=10.1,8.2,8.2Hz,1H),2.35(s,3H),1.89(dd,J=10.1,6.4Hz,1H),1.55(dd,8.2,6.4Hz,1H),1.18(d,J=6.4Hz,3H),1.16(d,J=6.4Hz,3H).
[実施例10](1R,2S)−1−アミノ−2−ビニルシクロプロパンカルボン酸イソプロピルエステルp−トルエンスルホン酸塩(10)の合成
(1S,2S)−2−ビニル−シクロプロパン−1,1−ジカルボン酸イソプロピルエステルジベンジルアミン塩(9)(10.0g,25.3mmol)をtert−ブチルメチルエーテル(110mL)に溶解させ、15%リン酸水溶液(200mL)を加え、室温で10分攪拌した。これを分液操作により有機層を分離し、5%食塩水で洗浄した。さらに分離した有機層を減圧濃縮した後、濃縮残渣をアセトン(56mL)に溶解させ−5℃に冷却した。ここにトリエチルアミン(3.89mL,27.8mmol)を加え、さらにクロロギ酸エチル(2.65mL,27.8mmol)を滴下した。−5〜0℃で10分間攪拌した後、再び−5℃に冷却したところに水(33mL)に溶解させたアジ化ナトリウム(3.29g,50.6mmol)を滴下した。さらに−5〜0℃で10分間攪拌した後、水で希釈し、トルエンにて抽出した。有機層を水、飽和食塩水にて洗浄した後、減圧濃縮にてトルエンを留去した。濃縮残渣をトルエン(30mL)に溶解させて得た溶液を80℃に加熱したトルエン(44mL)に30分間かけて滴下した。これをさらに3時間反応させた後、p−トルエンスルホン酸・一水和物(5.29g,27.8mmol)、アセトン(28mL)を加え室温で終夜攪拌を行った。終夜攪拌後、減圧濃縮を行い、得た残渣に酢酸イソプロピル(56mL)を加え、再び酢酸イソプロピル(56mL)を加えて、氷冷下攪拌し晶析させた。この晶析液をろ過し、取り出した塩を減圧乾燥させ、白色固体として目的物を得た。収量7.15g、収率83%。

Claims (3)

  1. 式(1)
    Figure 0006230528
    (式中、R1は置換基を有していてもよいアラルキル基を示し、X1はハロゲン原子を示す)
    で表される化合物にマロン酸ジエステルを反応させて式(2)
    Figure 0006230528
    (式中、R2はアルキル基を示し、R1は前記と同じ)
    で表される化合物を得、当該化合物を還元して式(3)
    Figure 0006230528
    (式中、R2は前記と同じ)
    で表される化合物を得、当該化合物にスルホニル化合物を反応させて式(4)
    Figure 0006230528
    (式中、R3はアルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を示し、R2は前記と同じ)
    で表される化合物を得、当該化合物に塩基を反応させて式(5)
    Figure 0006230528
    (式中、R2は前記と同じ)
    で表される化合物を得、当該化合物を加水分解して式(6)
    Figure 0006230528
    (式中、R2は前記と同じ)
    で表される化合物を得、これにスルホニル化合物を反応させて式(7)
    Figure 0006230528
    (式中、R4はアルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を示し、R2は前記と同じ)
    で表される化合物を得、次いでこれに金属ハロゲン化物を反応させることを特徴とする、式(8)
    Figure 0006230528
    (式中、R2は前記と同じ)
    で表される光学活性2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸エステルの製造法。
  2. 請求項1記載の方法により式(8)の光学活性2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸エステルを得、当該化合物を加水分解して式(9)
    Figure 0006230528
    (式中、R2はアルキル基を示す)
    で表される化合物を得、次いで当該化合物をクルチウス転位反応に付すことを特徴とする、式(10)
    Figure 0006230528
    (式中、R2は前記と同じ)
    で表される光学活性1−アミノ−2−ビニルシクロプロパン−1−カルボン酸エステルの製造法。
  3. 式(A)
    Figure 0006230528
    (式中、Raは水素原子、アルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を示し、R2はアルキル基を示す)
    で表される光学活性化合物。
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