JP7486444B2 - (1RS,2SR)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物の速度論的光学分割反応、及び光学活性なトランス-α-ネクロジル=イソブチレート及びγ-ネクロジル=イソブチレートの製造方法 - Google Patents
(1RS,2SR)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物の速度論的光学分割反応、及び光学活性なトランス-α-ネクロジル=イソブチレート及びγ-ネクロジル=イソブチレートの製造方法 Download PDFInfo
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Description
コナカイガラムシ類の雌成虫は、翅を欠き、かつ足が退化しているため、ほとんど移動しない。一方、コナカイガラムシ類の雄成虫は翅を有するが、非常に小型であり、かつ弱く(tiny and fragile)、さらに、羽化後に給餌もしないため、生存期間は最大でも数日間である(下記の非特許文献3及び4)。したがって、固着性の雌が放出する性フェロモンは、短命な雄を誘引するのに必須であり、交尾相手を見つけ出すための鍵となっているため、進化上の強い選択圧にさらされていると考えられている(下記の非特許文献5及び6)。事実、コナカイガラムシ類のフェロモンは、高度に種特異的な構造を有しており、非常に多様性に富んでいる(下記の非特許文献7及び8)。このため、コナカイガラムシ類の性フェロモンは、害虫防除及び害虫検疫のための有用な手段であり、また、昆虫の化学的コミュニケーション機構の多様性を研究するためのモデルとしても重要である。
非特許文献2では、蒸留精製により、Lavandula luisieriのエッセンシャルオイルからトランス-α-ネクロジル=アセテートを得、そしてエステルの加溶媒分解、ボロントリフルオリド-エチル=エーテル=コンプレックスを用いた二重結合の位置異性化及びアルコールのアシル化により、γ-ネクロジル=イソブチレートを得ており、この化合物がスフェリカル=ミーリーバグの性フェロモンと同定している。非特許文献2は、トランス-α-ネクロドールの両エナンチオマーが分離する条件で分析を行ったところ、単一のエナンチオマーのみのピークしか確認できなかったことを記載するが、この単一のエナンチオマーがどちらのエナンチオマーかは明らかになっていない。すなわち、スフェリカル=ミーリーバグの性フェロモンであるγ-ネクロジル=イソブチレートの絶対配置は、未決定のままである。
また、本発明者らは、上記で得られた2つのカルボキシレート化合物それぞれから、(1R,4R)-α-ネクロジル=イソブチレート、すなわち(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート、(総収率88%)及び(1S,4S)-α-ネクロジル=イソブチレート、すなわち(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート、(総収率76%)を3工程で合成することに成功し、本発明を為すに至った。なお、(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートの総収率88%は、下記の実施例3、4及び5の収率の積により算出したものであり、及び(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートの総収率76%は、下記の実施例8、9及び10の収率の積により算出したものである。
さらに、本発明者らは、上記で得られた2つのα-ネクロジル=イソブチレートの二重結合をそれぞれ位置異性化させることにより、(R)-γ-ネクロジル=イソブチレート、すなわち(R)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート、及び(S)-γ-ネクロジル=イソブチレート、すなわち(S)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート、を得ることに成功し、本発明を為すに至った。
で表される(1RS,2SR)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物をビニル=アセテートの存在下で、リパーゼを用いた速度論的光学分割反応に付して、下記一般式(S,R)-(2)
で表される(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物と、下記一般式(R,S)-(3)
で表される(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物とを得る工程
を少なくとも含む、(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))と(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))の製造方法が提供される。
上記製造方法により得られた(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))を加溶媒分解反応又は還元反応に付して、下記式(R,S)-(1)
で表される(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノールを得る工程と、
該得られた(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))をイソブチリル化反応に付して、下記式(R,S)-(4)
で表される(1R,2S)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを得る工程と、
該得られた(1R,2S)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,S)-(4))と、下記一般式(8)
CH3-M
(8)
(式中、Mは、Li、MgZ1、ZnZ1、Cu、CuZ1、又はCuLiZ1を表し、Z1はハロゲン原子又はメチル基を表す。)
で表されるメチル化剤(8)との求核置換反応により、下記式(R,R)-(5)
で表される(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを得る工程と
を少なくとも含む、(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))の製造方法が提供される。
該製造方法により得られた(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))の二重結合の位置異性化反応により、下記式(R)-(6)
で表される(R)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを得る工程と
を少なくとも含む、(R)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R)-(6))の製造方法が提供される。
上記製造方法により得られた(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))を加溶媒分解反応又は還元反応に付して、下記式(S,R)-(1)
で表される(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノールを得る工程と、
該得られた(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((S,R)-(1))をイソブチリル化反応に付して、下記式(S,R)-(4)
で表される(1S,2R)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを得る工程と、
該得られた(1S,2R)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,R)-(4))と、下記一般式(8)
CH3-M
(8)
(式中、Mは、Li、MgZ1、ZnZ1、Cu、CuZ1、又はCuLiZ1を表し、Z1はハロゲン原子又はメチル基を表す。)
で表されるメチル化剤(8)との求核置換反応により、下記式(S,S)-(5)
で表される(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを得る工程と
を少なくとも含む、(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,S)-(5))の製造方法が提供される。
該製造方法により得られた(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,S)-(5))の二重結合の位置異性化反応により、下記式下記式(S)-(6)
で表される(S)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを得る工程と
を少なくとも含む、(S)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S)-(6))の製造方法が提供される。
本発明における相対配置を表す点線並びに絶対配置を表すくさび形点線及びくさび形太線については、上記の非特許文献9を参考にした。
α-ネクロジル化合物とは、(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル基を有する化合物群を云い、トランス-α-ネクロジル化合物とは、α-ネクロジル化合物において、1位の置換基と4位のメチル基がトランスの関係にある化合物群を云う。
本発明の目的物は、α-ネクロジル化合物のうち、光学活性なトランス-α-ネクロジル=イソブチレートであり、該光学活性なトランス-α-ネクロジル=イソブチレートは、下記式(R,R)-(5)で表される(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート及び下記式(S,S)-(5)で表される(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを包含する。
γ-ネクロジル化合物とは、(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル基を有する化合物群を云う。
本発明の目的物は、γ-ネクロジル化合物のうち、光学活性なγ-ネクロジル=イソブチレートであり、該γ-ネクロジル=イソブチレートは、下記式(R)-(6)で表される(R)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート及び下記式(S)-(6)で表される(S)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを包含する。
本発明者らは、以下に説明するように光学活性なトランス-α-ネクロジル=イソブチレート((R,R)-(5)及び(S,S)-(5))及びγ-ネクロジル=イソブチレート((R)-(6)及び(S)-(6))の合成計画を考察した。
(工程E’-1) 目的物である(R)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R)-(6))は、上記反応式中の(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))の二重結合の位置異性化により合成できると考えられる。これは、四置換二重結合が三置換二重結合よりも、より安定であると考えられるからである。
(工程E’-2) 目的物である(S)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S)-(6))は、上記反応式中の(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,S)-(5))の二重結合の位置異性化により合成できると考えられる。これは、四置換二重結合が三置換二重結合よりも、より安定であると考えられるからである。
(工程D’-1) 目的物である(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))は、上記反応式中の(1R,2S)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,S)-(4))と上記反応式中のメチル化剤(8)とを位置及び立体選択的(regio- and stereoselective)に求核置換反応させることにより合成できると考えられる。
(工程D’-2) 目的物である(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,S)-(5))は、上記反応式中の(1S,2R)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,R)-(4))と上記反応式中のメチル化剤(8)とを位置及び立体選択的(regio- and stereoselective)に求核置換反応させることにより合成できると考えられる。
(工程C’-1) 目的物である(1R,2S)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,S)-(4))は、上記反応式中の(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))をイソブチリル化することにより合成できると考えられる。
(工程C’-2) 目的物である(1S,2R)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,R)-(4))は、上記反応式中の(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((S,R)-(1))をイソブチリル化することにより合成できると考えられる。
(工程B’-1) 目的物である(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))は、上記反応式中の(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))を加溶媒分解反応又は還元反応に付すことにより合成できると考えられる。
(工程B’-2) 目的物である(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((S,R)-(1))は、上記反応式中の(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))を加溶媒分解反応又は還元反応に付すことで合成できると考えられる。
(工程A’) 目的物である(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))及び(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))は、上記反応式中の(1RS,2SR)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((RS,SR)-(2))をビニル=アセテートの存在下で、リパーゼを用いた速度論的光学分割反応によりそれぞれ合成できると考えられる。
以下に、(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))及び(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))を得る工程Aについて説明する。(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))及び(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))は、下記の化学反応式に示されている通り、上述の(1RS,2SR)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((RS,SR)-(2))を、ビニル=アセテートの存在下で、必要に応じて溶媒中で、リパーゼを用いた速度論的光学分割反応に付すことにより合成できる。
1価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基及びn-ヘキシル基の直鎖状の飽和炭化水素基;イソプロピル基、2-メチルブチル基及びt-ブチル基等の分岐状の飽和炭化水素基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びシクロペンチルメチル基等の環状の飽和炭化水素基;ビニル基、アリル基及びエチニル基等の直鎖状の不飽和炭化水素基;イソプロペニル基、2-メチル-2-プロペニル基等の分岐状の不飽和炭化水素基;並びに、フェニル基等の環状の不飽和炭化水素基等が挙げられ、これらと異性体の関係にある炭化水素基であってもよい。また、これらの炭化水素基の水素原子の一部が、炭素数1~5の1価の炭化水素基で置換されていてもよい。
R1は、(1RS,2SR)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((RS,SR)-(2))の調製のしやすさの観点から、かさ高い原子団であるイソプロピル基、2-メチルブチル基及びt-ブチル基等の分岐状の飽和炭化水素基が好ましく、t-ブチル基がさらに好ましい。
該溶媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、上記ビニル=アセテートを溶媒として用いる場合は、該ビニル=アセテート以外の溶媒を用いなくてもよい。また、該溶媒は、市販のものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、基質であるである(1RS,2SR)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((RS,SR)-(2))1molに対して、反応速度及び/又は酵素の安定性の観点から、好ましくは0~200,000mL、より好ましくは0~20,000mL、さらに好ましくは0~10,000mLである。
リパーゼを用いた速度論的光学分割反応における反応時間は、使用するリパーゼ及び/又は試料量及び又は反応スケールにより異なるが、好ましくは0.1~240時間、より好ましくは1~120時間である。
工程B-1及び工程B-2はそれぞれ、(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))及び(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((S,R)-(1))を得る工程である。
工程B-1において、(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))は、下記の化学反応式に示されている通り、上述の(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))を(i)加溶媒分解反応又は(ii)還元反応に付すことにより得ることができる。
(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))の(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))への変換には、公知のエステルの加溶媒分解反応を適用できる。該加溶媒分解反応として、例えば、溶媒中、塩基性条件又は中性条件での加水分解反応を挙げることができる。
該塩基は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該塩基は、市販のものを用いることができる。
該塩基の使用量は、(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))1molに対して、反応性の観点から、好ましくは0.01~1000mol、より好ましくは0.1~100mol、さらに好ましくは0.1~10molである。
該加溶媒分解に用いる塩類としては、三塩化アルミニウム、アルミニウム=エトキシド、アルミニウム=イソプロポキシド、酸化アルミニウム、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、四塩化スズ、四臭化スズ、二塩化ジブチルスズ、ジブチルスズ=ジメトキシド、ジブチルスズ=オキシド、四塩化チタン、四臭化チタン、チタン(IV)=メトキシド、チタン(IV)=エトキシド、チタン(IV)=イソプロポキシド及び酸化チタン(IV)等のルイス酸類;並びに、アルミナ、シリカゲル及びチタニア等の酸化物類が挙げられる。
該塩類は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該塩類は、市販のものを用いることができる。
該塩類の使用量は、(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))1molに対して、反応性の観点から、好ましくは0.01~1000mol、より好ましくは0.1~100mol、さらに好ましくは0.1~10molである。
該溶媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販のものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、反応スケールにより異なるが、(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))1molに対して、反応性及び反応速度の観点から、好ましくは36~200,000g、より好ましくは36~20,000g、さらに好ましくは36~2,000gである。
該加溶媒分解反応の反応時間は、用いる溶媒及び/又は反応スケールにより異なるが、好ましくは0.1~120時間である。
(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))の(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))への変換には、公知のエステルの還元反応も適用できる。該還元反応は、通常、溶媒中、必要に応じて冷却又は加熱しながら、反応基質を還元剤と反応させることによって行われる。
該溶媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販のものを用いることができる。
該還元反応に用いる溶媒は、用いられる還元剤の種類によって適切なものを選択して用いる。例えば、還元剤と溶媒の好ましい組み合わせとしては、還元剤として水素化ホウ素リチウムを用いる場合には、エーテル系溶媒、エーテル系溶媒とアルコール系溶媒との混合溶媒又はエーテル系溶媒と炭化水素系溶媒との混合溶媒等、還元剤として水素化アルミニウムリチウムを用いる場合には、エーテル系溶媒又はエーテル系溶媒と炭化水素系溶媒との混合溶媒等が挙げられる。
該還元反応に用いる溶媒の使用量は、反応スケールにより異なるが、(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))1molに対して、反応速度の観点から、好ましくは0.01~100,000g、より好ましくは0.1~10,000g、さらに好ましくは1~1,000gである。
該還元反応の反応時間は、用いる溶媒及び/又は反応スケールにより異なるが、好ましくは0.1~120時間である。
工程B-2において、(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((S,R)-(1))は、下記の化学反応式に示されている通り、上述の(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))を(i)加溶媒分解反応又は(ii)還元反応に付すことにより得ることができる。
(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))の(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((S,R)-(1))への変換には、公知のエステルの加溶媒分解反応を適用できる。該加溶媒分解反応として、例えば、溶媒中、塩基性条件又は中性条件での加水分解反応を挙げることができる。
該塩基の使用量は、(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))1molに対して、反応性の観点から、好ましくは0.01~1000mol、より好ましくは0.1~100mol、さらに好ましくは0.1~10molである。
該塩類の使用量は、(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))1molに対して、反応性の観点から、好ましくは0.01~1000mol、より好ましくは0.1~100mol、さらに好ましくは0.1~10molである。
該溶媒の使用量は、反応スケールにより異なるが、(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))1molに対して、反応性及び反応速度の観点から、好ましくは18~200,000g、より好ましくは18~20,000g、さらに好ましくは18~2,000gである。
(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))の(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((S,R)-(1))への変換には、公知のエステルの還元反応を適用できる。該還元反応は、通常、溶媒中、必要に応じて冷却又は加熱しながら、反応基質を還元剤と反応させることによって行われる。
該還元反応における還元剤の使用量は、使用する還元剤及び/又は反応条件等により異なるが、基質である(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))1molに対して、好ましくは1~500mol、より好ましくは1.8~16molである。
該還元反応に用いる溶媒の使用量は、反応スケールにより異なるが、(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))1molに対して、反応速度の観点から、好ましくは0.01~100,000g、より好ましくは0.1~10,000g、さらに好ましくは1~1,000gである。
工程C-1及び工程C-2はそれぞれ、(1R,2S)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,S)-(4))及び(1S,2R)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,R)-(4))を得る工程である。
なお、(1R,2S)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,S)-(4))と(1S,2R)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,R)-(4))との両エナンチオマー間で反応条件は同じである。従って、以下では、(1R,2S)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,S)-(4))の合成についての工程C-1のみ説明する。該説明は、(1S,2R)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,R)-(4))の合成についての工程C-2にも適用される。
該アシル化剤との反応では、通常、溶媒中、基質である上記(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))とアシル化剤及び塩基とを順次又は同時に反応させる。
該アシル化剤としては、イソブチリル=クロリド;イソ酪酸;イソ酪酸トリフルオロ酢酸混合酸無水物、イソ酪酸メタンスルホン酸混合酸無水物、イソ酪酸トリフルオロメタンスルホン酸混合酸無水物、イソ酪酸ベンゼンスルホン酸混合酸無水物及びイソ酪酸p-トルエンスルホン酸混合酸無水物等のイソ酪酸混合酸無水物;並びに、イソ酪酸p-ニトロフェニル等が挙げられる。
該アシル化剤の使用量は、基質である上記(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))1molに対して、好ましくは2~500mol、より好ましくは2~50mol、さらに好ましくは2~5molである。
該塩基の使用量は、基質である上記(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))1molに対して、好ましくは2~500molである。
該溶媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、上記塩基を溶媒として用いる場合は、該塩基以外の溶媒を用いなくてもよい。また、該溶媒は、市販のものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、基質である上記(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))1molに対して、好ましくは0~100,000g、より好ましくは0~10,000gである。
該酸触媒としては、塩酸、臭化水素酸、硫酸、及び硝酸等の無機酸類;シュウ酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、及びp-トルエンスルホン酸等の有機酸類;並びに、三塩化アルミニウム、アルミニウム=エトキシド、アルミニウム=イソプロポキシド、酸化アルミニウム、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、四塩化スズ、四臭化スズ、二塩化ジブチルスズ、ジブチルスズ=ジメトキシド、ジブチルスズ=オキシド、四塩化チタン、四臭化チタン、チタン(IV)=メトキシド、チタン(IV)=エトキシド、チタン(IV)=イソプロポキシド、及び酸化チタン(IV)等のルイス酸類等が挙げられる。
該アシル化剤は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該アシル化剤は、市販のものを用いることができる。
カルボン酸無水物、カルボン酸混合酸無水物及びカルボン酸p-ニトロフェニル等のアシル化剤との反応に用いる酸触媒の使用量は、0.0001~100molが好ましい。
該アシル化剤との反応における反応時間は、用いる溶媒及び/又は反応スケールにより異なるが、好ましくは0.1~120時間である。
カルボン酸との反応は、(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))とカルボン酸との脱水反応であり、酸触媒存在下に行うのが一般的である。
カルボン酸の使用量は、(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))1molに対して、好ましくは2~500mol、より好ましくは2~50mol、さらに好ましくは2~5molである。
該酸触媒の使用量は、(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))1molに対して、好ましくは0.0001~100モル、より好ましくは0.001~1mol、さらに好ましくは0.01~0.05molである。
(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))とカルボン酸との反応温度は、反応速度と副生物抑制の観点から、好ましくは-50~150℃、より好ましくは0~150℃である。
また、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、及びクメン等の炭化水素系溶媒を含む溶媒を用いて、生じる水を共沸により系外に除去しながら反応を進行させてもよい。この場合、常圧で溶媒の沸点にて還流しながら水を留去してもよいが、減圧下、沸点より低い温度にて水の留去を行ってもよい。
(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))とカルボン酸との反応における反応時間は、用いる溶媒及び/又は反応スケールにより異なるが、好ましくは0.1~120時間である。
エステル交換反応は、(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))とカルボン酸アルキルとを酸触媒存在下にて反応させ、生じたアルコールを除去することにより実施する。
カルボン酸アルキルとしては、カルボン酸の一級アルキルエステルが好ましく、価格及び/又は反応のしやすさの観点から、カルボン酸メチル、カルボン酸エチル及びカルボン酸n-プロピル等が好ましい。
該カルボン酸は、上記カルボン酸との反応におけるカルボン酸と同様の化合物が挙げられる。
該カルボン酸アルキルの使用量は、(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))1molに対して、好ましくは2~500mol、より好ましくは2~50mol、さらに好ましくは2~5molである。
該酸触媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該酸触媒は、市販のものを用いることができる。
該酸触媒の使用量は、(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))1molに対して、好ましくは0.0001~100mol、より好ましくは0.001~1mol、さらに好ましくは0.01~0.05molである。
該エステル交換反応に用いる溶媒としては、テトラヒドロフラン、4-メチルテトラヒドロピラン、ジエチル=エーテル、t-ブチル=メチル=エーテル及び1,4-ジオキサン等のエーテル系溶媒;並びに、トルエン、キシレン及びヘキサン等の炭化水素系溶媒が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販のものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))1molに対して、好ましくは10~10,000gである。
該エステル交換反応における反応時間は、用いる溶媒及び/又は反応スケールにより異なるが、好ましくは0.1~120時間である。
工程D-1及び工程D-2はそれぞれ、(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))及び(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,S)-(5))を得る工程である。
なお、(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))と(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,S)-(5))との両エナンチオマー間で反応条件は同じである。従って、以下では、(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))の合成についての工程D-1のみ説明する。該説明は、(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,S)-(5))の合成についての工程D-2にも適用される。
メチル化剤(8)におけるMは、Li、MgZ1、ZnZ1、Cu、CuZ1、又はCuLiZ1を表し、Z1はハロゲン原子又はメチル基を表す。ハロゲン原子Z1としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
メチル化剤(8)としては、選択性及び/又は調製のしやすさの観点から、メチルリチウム等の有機リチウム試薬;並びに、グリニャール(Grignard)試薬及びメチルマグネシウム=ハライド等の有機マグネシウム試薬等が好ましく、特にグリニャール試薬が好ましい。
該遷移金属化合物の使用量は、(1R,2S)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,S)-(4))1molに対して、反応性と選択性の観点から、好ましくは0.01~10mol、より好ましくは0.1~5molである。
該補触媒の具体例としては、亜リン酸トリエチル等の亜リン酸トリアルキル;並びに、トリフェニルホスフィン等のトリアリールホスフィン等のリン化合物等が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販のものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、反応スケールにより異なるが、(1R,2S)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,S)-(4))1molに対して、反応速度の観点から、好ましくは200~4,000gである。
(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))の製造時における反応時間は、用いる溶媒及び/又は反応スケールにより異なるが、好ましくは0.1~120時間である。
工程E-1及び工程E-2はそれぞれ、(R)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R)-(6))及び(S)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S)-(6))を得る工程である。
なお、(R)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R)-(6))と(S)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S)-(6))との両エナンチオマー間で反応条件は同じである。従って、以下では、(R)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R)-(6))の合成についての工程E-1のみ説明する。該説明は、(S)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S)-(6))の合成についての工程E-2にも適用される。
二重結合の異性化反応における試薬としては、リチウム=エチレンジアミン=エチレンジアミン溶液等のアルカリ金属=エチレンジアミン=エチレンジアミン溶液;ボロントリフルオリド-エチル=エーテル=コンプレックス等のルイス酸;塩酸、臭化水素酸及び硝酸、硫酸等の無機酸類;並びに、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、酢酸、ギ酸及びシュウ酸等が挙げられるが、反応性とハンドリングのしやすさの観点から、p-トルエンスルホン酸が好ましい。
二重結合の異性化反応における試薬の使用量は、(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))1molに対して、反応性の観点から、好ましくは0.0001~100mol、より好ましくは0.001~10mol、さらに好ましくは0.01~1molである。
該溶媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販のものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、反応スケールにより異なるが、(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))1molに対して、反応速度の観点から、好ましくは200~20,000gである。
二重結合の異性化における反応時間は、用いる溶媒及び/又は反応スケールにより異なるが、好ましくは0.1~120時間である。
工程F-1及び工程F-2はそれぞれ、(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メタノール((R,R)-(7))及び(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メタノール((S,S)-(7))を得る工程である。
なお、(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メタノール((R,R)-(7))と(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メタノール((S,S)-(7))との両エナンチオマー間で反応条件は同じである。従って、以下では、(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メタノール((R,R)-(7))の合成についての工程F-1のみ説明する。該説明は、(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メタノール((S,S)-(7))の合成についての工程F-2にも適用される。
(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))の(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メタノール((R,R)-(7))への変換には、公知のエステルの加溶媒分解反応を適用できる。該加溶媒分解反応として、例えば、溶媒中、塩基性条件又は中性条件での加水分解反応を挙げることができる。
(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))の(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メタノール((R,R)-(7))への変換には、公知のエステルの還元反応を適用できる。
温度プログラム:50℃/1分、次に、3℃/分から200℃/4分
温度プログラム:50℃/1分、次に、3℃/分から200℃/4分
なお、以下において、「収率」は、特に明記しない限り、ガスクロマトグラフィー(以下、「GC」ともいう。)分析によって得られた面積百分率を基に算出した収率を示す。
収率は、出発原料及び生成物の純度(%GC)を考慮して、以下の式に従い計算した。
収率(%)={[(反応によって得られた生成物の重量×%GC)/生成物の分子量]
÷[(反応における出発原料の重量×%GC)/出発原料の分子量]}×100
各実施例において、反応のモニタリング及び収率の算出は、次のGC条件に従って行った。
GC条件:GC:島津製作所 キャピラリガスクロマトグラフ GC-2014,カラム:DB-5,30m×0.25mm×0.25μm,キャリアーガス:He,検出器:FID
各実施例において、エナンチオマー過剰率の算出は、次のGC条件による測定により行った。
GC条件:GC:Hewlett-Packard 7890B,カラム:Cyclodex-B,30m×0.25mm×0.25μm,キャリアーガス:He,検出器:FIDまたは、GC条件:GC:Hewlett-Packard 7890B,カラム:CycloSil-B,30m×0.25mm×0.25μm,キャリアーガス:He,検出器:FID
<(1RS,2SR)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=ピバレート((RS,SR)-(2A))の製造>
〔核磁気共鳴スペクトル〕1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=1.00(s,3H),1.09(s,3H),1.21(s,9H),1.77(d,J=1.5Hz,3H),1.97(ddd,J=9.2,5.7,5.7Hz,1H),2.30(brs,1H),4.11(dd,J=11.1,5.7Hz,1H),4.30(d,J=5.7Hz,1H),4.51(dd,J=11.1,9.2Hz,1H),5.40(q,J=1.5Hz,1H);13C-NMR(75.6MHz,CDCl3):δ=14.24,25.22,27.20(3C),28.15,38.80,45.17,52.44,61.65,79.18,138.09,140.54,179.38
〔GC-MS〕(EI,70eV):m/z 240(M+),156,138,123,109,95,83,69,57,41,29
〔赤外吸収スペクトル〕(NaCl):νmax 3490,3024,2960,2870,1729,1711,1481,1398,1288,1168,1092,997,965,869,774
<(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=ピバレート((S,R)-(2A))及び(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=ピバレート((R,S)-(3A))の製造>
反応器に上記で得られた(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=ピバレート((S,R)-(2A))(10.6g,0.0443mol,84.3%ee)、リパーゼAKアマノ(富士フイルム和光純薬株式会社製)(10.8g)、ビニル=アセテート(3.81g,0.0422mol)及びtert-ブチル=メチル=エーテル(300mL)を加え、48~52℃で25時間撹拌した。その後、反応液を室温まで冷却し、沈殿物をセライトろ過した。ろ液を減圧下で濃縮して、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(n-ヘキサン:酢酸エチル=30:1~7:1のグラジエントで溶出)を用いて残渣を精製することにより、目的物である(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=ピバレート((S,R)-(2A))(9.61g,0.0400mol,100%ee)が収率90.5%で、(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=ピバレート((R,S)-(3A))(0.90g,0.0033mol,100%ee)が収率7.5%でそれぞれ得られた。
〔核磁気共鳴スペクトル〕1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=1.00(s,3H),1.13(s,3H),1.17(s,9H),1.67(d,J=1.5Hz,3H),2.02(s,3H),2.27(ddd,J=8.8,6.5,6.5,1H),4.11(dd,J=11.1,8.8Hz,1H),4.18(dd,J=11.1,6.5Hz,1H),5.49(q,J=1.5Hz,1H),5.70(d,J=6.5Hz,1H);13C-NMR(75.6MHz,CDCl3):δ=14.29,21.01,24.39,27.12(3C),28.00,38.67,45.23,50.05,60.85,80.42,135.16,143.21,170.57,178.55
〔LC-MS〕(ESI,positive):m/z 300(M++18)
〔赤外吸収スペクトル〕(NaCl):νmax 2960,2871,1734,1481,1370,1283,1233,1156,1088,1017,979,919,771,607,527
<(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))の製造>
〔核磁気共鳴スペクトル〕1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.97(s,3H),1.06(s,3H),1.77-1.78(m,3H),2.05(ddd,J=10.0,6.5,5.4Hz,1H),3.79(dd,J=10.7,5.4Hz,1H),3.95(dd,J=10.7,10.0Hz,1H),4.58(d,J=6.5Hz,1H),5.39(q,J=1.5Hz,1H),なお、ヒドロキシ基のピークは、溶媒中に微量存在する重水素との間でHとDが交換したと思われ、確認できなかった。;13C-NMR(75.6MHz,CDCl3):δ=13.96,25.46,28.92,44.67,54.14,59.86,80.37,137.91,140.81
〔GC-MS〕(EI,70eV):m/z 156(M+),141,125,109,95,77,67,55,43,29
〔赤外吸収スペクトル〕(NaCl):νmax 3312,3021,2971,2946,2862,1443,1404,1215,1112,1091,1030,971,952,902,873,772,718,644,594
〔比旋光度〕[α]D 25-117(c 1.01,EtOH)
<(1R,2S)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,S)-(4))の製造>
〔核磁気共鳴スペクトル〕1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ1.00(s,3H),1.12(s,3H),1.12-1.15(m,12H),1.65(d,J=1.5Hz,3H),2.28(ddd,J=9.2,6.5,6.5Hz,1H),2.48-2.54(m,2H),4.11(dd,J=11.1,6.5Hz,1H),4.17(dd,J=11.1,9.2Hz,1H),5.49(q,J=1.5Hz,1H),5.70(d,J=6.5Hz,1H);13C-NMR(75.6MHz,CDCl3):δ14.30,18.89,18.94,19.04(2C),24.48,27.84,33.98,34.28,45.21,50.19,60.69,79.97,135.32,143.10,176.51,177.07
〔LC-MS〕(ESI,positive):m/z 314(M++18)
〔赤外吸収スペクトル〕(NaCl):νmax 2972,2874,1734,1471,1386,1256,1192,1157,1115,1087,983,961,900,850,756
〔比旋光度〕[α]D 24-160(c 1.00,CHCl3)
<(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))の製造>
次に、別の反応容器に、実施例4に従って得られた(1R,2S)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,S)-(4))(8.45g,0.0285mol)及びTHF(25.0g)を加えて、37~42℃にて30分間撹拌した。その後、前述のメチル化剤のTHF溶液を35~45℃にて滴下した。滴下終了後、反応液を37~42℃にて5時間撹拌した。撹拌終了後、反応液を4~10℃に冷却し、そして塩化アンモニウム水溶液(33.7g:塩化アンモニウム(3.1g)及び水(30.6g)から調製)を加えて反応を停止した。さらに、得られた反応液に、20重量%塩酸(6.1g)及びヘキサン(114g)を加えて、該反応液を分液し、そしてアンモニア水(169g:塩化アンモニウム(5.5g)及び25重量%水酸化ナトリウム水溶液(18.3g)及び水(145g)から調製)により、有機層を4回洗浄した。洗浄後の有機層を食塩水(151g:食塩(5.6g)及び水(145g)から調製)によって洗浄した。得られた有機層を減圧下で濃縮して、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(n-ヘキサン:酢酸エチル=100:1~80:1のグラジエントで溶出)を用いて残渣を精製することにより、目的物である(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))(5.90g,0.0263mol)が収率92.3%で得られた。
〔核磁気共鳴スペクトル〕1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ0.88(d,J=7.3Hz,3H),0.95(s,3H),0.96(s,3H),1.16(d,J=6.9Hz,6H),1.65(q,J=1.9Hz,3H),2.10-2.15(m,1H),2.45-2.49(m,1H),2.49-2.56(m,1H),3.93(dd,J=11.1,6.9Hz,1H),4.10(dd,J=11.1,6.5Hz,1H),5.14-5.15(m,1H);13C-NMR(75.6MHz,CDCl3):δ12.36,15.17,18.97,19.00,23.95,24.59,34.13,43.01,52.52,52.61,64.59,123.03,145.27,177.21
〔GC-MS〕(EI,70eV):m/z 224(M+),136,121,105,93,81,67,55,43,27
〔赤外吸収スペクトル〕(NaCl):νmax 3040,2966,2873,1737,1470,1387,1258,1191,1157,1074,982,919,826,755
〔比旋光度〕[α]D 25-158(c 1.02,CHCl3)
<(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メタノール((R,R)-(7))の製造>
〔核磁気共鳴スペクトル〕1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.87(d,J=7.3Hz,3H),0.91(s,3H),0.99(s,3H),1.54(brs,1H),1.67(q,J=1.9Hz,3H),2.15-2.20(m,1H),2.27-2.31(m,1H),3.55,(dd,J=10.7,6.5Hz,1H),3.62(dd,J=10.7,5.4Hz,1H),5.23-5.24(m,1H);13C-NMR(75.6MHz,CDCl3):δ=11.95,15.18,23.54,24.93,42.94,52.15,56.36,63.09,123.19,145.70
〔GC-MS〕(EI,70eV):m/z 154,139,123,105,91,81,67,55,41,31
〔赤外吸収スペクトル〕(NaCl):νmax 3330,2962,2870,1655,1445,1364,1199,1071,1030,1016,957,828
〔比旋光度〕[α]D 27-168(c 1.02,CHCl3)
<(R)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R)-(6))の製造>
〔核磁気共鳴スペクトル〕1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.82(s,3H),1.05(s,3H),1.168(d,J=6.9Hz,3H),1.169(d,J=6.9Hz,3H),1.47-1.48(m,3H),1.57-1.59(m,3H),1.95-2.01(m,1H),2.09-2.15(m,1H),2.21-2.26(m,1H),2.54(septet,J=6.9Hz,1H),4.09(dd,J=11.1,7.7Hz,1H),4.15(dd,J=11.1,6.9Hz,1H);13C-NMR(75.6MHz,CDCl3):δ=9.20,14.09,18.99,19.02,19.92,27.01,34.12,39.06,46.74,47.67,65.62,127.85,138.52,177.27
〔GC-MS〕(EI,70eV):m/z 224(M+),136,121,105,93,79,67,55,43,27
〔赤外吸収スペクトル〕(NaCl):νmax 2967,2929,1737,1470,1386,1360,1261,1193,1157,1073,979,919
〔比旋光度〕[α]D 25-8.2(c 1.01,CHCl3)
<(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((S,R)-(1))の製造>
〔比旋光度〕[α]D 26+118(c 1.01,EtOH)
比旋光度の該値は、実施例3で得られた比旋光度の絶対値とほとんど一致した。
<(1S,2R)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,R)-(4))の製造>
〔比旋光度〕[α]D 25+158(c 1.01,CHCl3)
比旋光度の該値は、実施例4で得られた比旋光度の絶対値とほとんど一致した。
<(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,S)-(5))の製造>
次に、別の反応容器に、実施例9に従って得られた(1S,2R)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,R)-(4))(9.72g,0.0328mol)及びTHF(18.4g)を加えて、37~42℃にて30分間撹拌した。その後、前述のメチル化剤のTHF溶液を35~45℃にて滴下した。滴下終了後、反応液を37~42℃にて4時間撹拌した。撹拌終了後、反応液を4~10℃に冷却し、そして塩化アンモニウム水溶液(38.7g:塩化アンモニウム(3.5g)及び水(35.2g)から調製)を加えて反応を停止した。さらに、得られた反応液に、20重量%塩酸(7.0g)及びヘキサン(131g)を加えて、該反応液を分液し、そしてアンモニア水(194g:塩化アンモニウム(6.3g)及び25重量%水酸化ナトリウム水溶液(21.1g)及び水(167g)から調製)により、有機層を4回洗浄した。さらに、洗浄後の有機層を食塩水(173g:食塩(6.4g)及び水(167g)から調製)によって洗浄した。得られた有機層を減圧下濃縮して、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(n-ヘキサン:酢酸エチル=100:1~80:1のグラジエントで溶出)を用いて残渣を精製することにより、目的物である(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,S)-(5))(6.39g,0.0285mol)が収率86.9%で得られた。
〔比旋光度〕[α]D 24+156(c 1.01,CHCl3)
比旋光度の該値は、実施例5で得られた比旋光度の絶対値とほとんど一致した。
<(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メタノール((S,S)-(7))の製造>
〔比旋光度〕[α]D 24+163(c 1.00,CHCl3)
比旋光度の該値は、実施例6で得られた比旋光度の絶対値とほとんど一致した。
<(S)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S)-(6))の製造>
〔比旋光度〕[α]D 24+9.0(c 1.01,CHCl3)
比旋光度の該値は、実施例7で得られた比旋光度の絶対値とほとんど一致した。
Claims (5)
- 下記一般式(RS,SR)-(2)
で表される(1RS,2SR)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物をビニル=アセテートの存在下で、リパーゼを用いた速度論的光学分割反応に付して、下記一般式(S,R)-(2)
で表される(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物と、下記一般式(R,S)-(3)
で表される(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物とを得る工程
を少なくとも含む、(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))と(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))の製造方法。 - 請求項1に記載の、前記(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))と前記(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))の製造方法と、
前記製造方法により得られた(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))を加溶媒分解反応又は還元反応に付して、下記式(R,S)-(1)
で表される(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノールを得る工程と、
前記(1R,2S)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((R,S)-(1))をイソブチリル化反応に付して、下記式(R,S)-(4)
で表される(1R,2S)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを得る工程と、
前記(1R,2S)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,S)-(4))と、下記一般式(8)
CH3-M
(8)
(式中、Mは、Li、MgZ1、ZnZ1、Cu、CuZ1、又はCuLiZ1を表し、Z1はハロゲン原子又はメチル基を表す。)
で表されるメチル化剤(8)との求核置換反応により、下記式(R,R)-(5)
で表される(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを得る工程と
を少なくとも含む、(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))の製造方法。 - 請求項1に記載の、前記(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))と前記(1R,2S)-(2-アセトキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((R,S)-(3))の製造方法と、
前記製造方法により得られた(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メチル=カルボキシレート化合物((S,R)-(2))を加溶媒分解反応又は還元反応に付して、下記式(S,R)-(1)
で表される(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノールを得る工程と、
前記(1S,2R)-(2-ヒドロキシ-3,5,5-トリメチル-3-シクロペンテニル)メタノール((S,R)-(1))をイソブチリル化反応に付して、下記式(S,R)-(4)
で表される(1S,2R)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを得る工程と、
前記(1S,2R)-(3,5,5-トリメチル-2-イソブチリルオキシ-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,R)-(4))と、下記一般式(8)
CH3-M
(8)
(式中、Mは、Li、MgZ1、ZnZ1、Cu、CuZ1、又はCuLiZ1を表し、Z1はハロゲン原子又はメチル基を表す。)
で表されるメチル化剤(8)との求核置換反応により、下記式(S,S)-(5)
で表される(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを得る工程と
を少なくとも含む、(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,S)-(5))の製造方法。 - 請求項2に記載の、前記(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))の製造方法と、
前記(1R,4R)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R,R)-(5))の二重結合の位置異性化反応により、下記式(R)-(6)
で表される(R)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを得る工程と
を少なくとも含む、(R)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((R)-(6))の製造方法。 - 請求項3に記載の、前記(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,S)-(5))の製造方法と、
前記(1S,4S)-(3,4,5,5-テトラメチル-2-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S,S)-(5))の二重結合の位置異性化反応により、下記式(S)-(6)
で表される(S)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレートを得る工程と
を少なくとも含む、(S)-(2,2,3,4-テトラメチル-3-シクロペンテニル)メチル=イソブチレート((S)-(6))の製造方法。
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