JPH0348634A - 光学活性ケトンの製造法 - Google Patents

光学活性ケトンの製造法

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JPH0348634A
JPH0348634A JP1182442A JP18244289A JPH0348634A JP H0348634 A JPH0348634 A JP H0348634A JP 1182442 A JP1182442 A JP 1182442A JP 18244289 A JP18244289 A JP 18244289A JP H0348634 A JPH0348634 A JP H0348634A
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    • C07C45/62Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、α、β−不飽和ケトンのカルボニル基に隣接
する二重結合のみを還元することによる、プロスタグラ
ンジン、キザンチン誘導体等の医薬の合成原料の中間体
として有用な光学活性ケトンの製造法に関する。
〔従来の技術〕
従来、光学活性ケトンを不斉合成する方法として、■特
定の触媒を用いて不斉水素化する方法、■酵儂を使用し
た水素化反応を利用する方法が知られている。
特に、シクロペンタノン又はシクロヘキサノン骨格を有
する光学活性ケトンの製造方法としては、例えば、トラ
ンス−1,2−ビス(ジフェニルホスフィノメチル)シ
クロブタン(以下、T B P Cと略す)を含有する
錯体であるキラル水累化ルテニウムM  1lllu(
1! (T[]PC)2 と H2Ru (TBPC)
 2を触媒としてα、β−不飽和ケトンを不斉水素化す
る方法がある。例えば、基質のα、β−不飽和ケトンに
おいて、その還元される二重結合が環内にあるタイプ(
エンド形)では、イソホロン(3,5,5−トリメチル
−2−シクロヘキセン−1−オン)の場合光学純度62
%ee、3−メチル−2−シクロヘキセン−1−オンの
場合22%ee、2−メチル−2−シクロヘキセン−1
−オンの場合26%ee13−メチルー2−シクロペン
テン−1−オンの場合4.5%eeの光学活性ケトンが
得られ、また二重結合が環の外にあるタイプ(エキソJ
し)では、α−メチレンテトラロン(3,4−ジヒドロ
−2−メチレン−1−ナフタレノン)の場合、23%e
eの光学活性ケトンが得られる[V、 Massonn
eauら;  Tetral+edron  Lett
ers  、  27  、   (45)  、  
p、54975498 (1986)]。
酵素による方法としては、例えば2−メチル2−シクロ
ヘキセン−1−オンをビューベリアスルフレツセンス 
(Beauveria 5ulfurescens )
で還元すると、2位の立体配置がRである光学活性ケト
ンを収率30%で得ることができる〔八。
Kergomardら; J、 Org、 Chem、
、 47 、 p、 792−798 (1982)]
また、医薬合成においては、典型的なα、β−不飽和シ
クロベンテノンであるプロスタグランジンAを微生物を
用いて不斉還元を行い、11−デオキシプロスタグラン
ジンEを合成する方法が報告されている(米国特許第3
930952号)。
さらに、カロチノイドの一種であるγスタキザンチン、
キサンチン、またはロリオリドの合成原料である(4R
、6R)−4−ヒドロキシ−2,2,6トリメチルシク
ロヘキサノンを得るために、オキソイソホロンの微生物
還元が行われている〔R2allら; He1v、  
Chin、 Acta、  59 、 13.1832
(1976)]。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来行われている方法は、IIRuc 
j! (TBPC) 2などの金属錯体を触媒として不
斉水素化を行う場合、満足すべき高い光学純度の光学活
性ケトンを得ることは難しく、また酵素による方法の場
合、生成物の立体配置が限られている例が多く、菌体と
生成物の分離操作が繁jI11であるなどの欠点があっ
た。
このため、高い光学純度の光学活性ケトンを効率良く得
る方法が望まれていた。
〔課題を解決するための手段〕
斯かる実情において、本発明者らは上記課題を解決せん
と鋭意研究を重ねた結果、後記一般式(+)で表わされ
るα、β−不飽和ケトンを、特定のルテニウム−光学活
性ホスフィン錯体を触媒として不斉水素化すれば、光学
純度の高い光学活性ケトンを効率良く合成できることを
見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、一般式(1) (1 (式中、R1は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基
を示し、nは1又は2の整数を示す)で表わされるα、
β−不飽和ケトンを、ルテニウム−光学活性ホスフィン
錯体を触媒として不斉水素化することを特徴とする一般
式(U)(式中、R1及びnは前記と同じ意味を有する
)で表わされる光学活性ケトンの製造法を提供するもの
である。
本発明で用いられるα、β−不飽和ケトンとしては、例
えば2−メチレンシクロペンタノン、2−エチリデンシ
クロペンタノン、2−プロピリデンシクロベン゛タノン
、2−ペンチリデンシクロペンタノン、2−(2−メチ
ル)プロピリデンシクロペンタノン、2− (3−メチ
ル)ブチリデンペンタノン、2−メチレンシクロペンタ
ノン、2ブチリデンシクロヘキサノン、2−ペンチリデ
ンシクロヘキサノン、2−へキシリデンシクロヘキサノ
ン、2− (2−メチル)プロピリデンシクロヘキサノ
ン、2− <4−メチル)ペンチリデンシクロヘキサノ
ン等が挙げられる。これらは、例えば米国特許第426
0830号に記載されている方法により、5員環あるい
は6員環ケトンとアルデヒドを縮合せしめることにより
、合成することができる。
また、本発明で用いられるルテニウム−光学活性ホスフ
ィン錯体としては、例えば一般式(III)IIL12
[: E  −(R2BINAP)2 (NBt、) 
            (III )(式中、R2−
ロINAPは式(rV)2 1げ で表わされる三級ホスフィンを示し、R2は水素原子、
メチル基又は[−ブチル基を示し、Btはエチル基を示
す) で表わされるもの、又は一般式(V) [RuX (Q)(R’ −BINAP) ]Y   
           (V )(式中、R2−旧NA
I’は前記と同じ意味を有し、Xは塩素、臭素又はヨウ
素原子を示し、Qは置換基を有していてもよいベンゼン
を示し、Yは塩素、臭素又はヨウ素原子、もしくはc、
go、、PF6又はBF2を示す) で表わされるものが挙げられる。
前記一般式(III)で表わされるルデニウムー光学活
性ホスフィン錯体は、例えばT、  Ikariyaら
の方法[J、 Chem、 Soc、、 Chem、 
Commun、、 p、922−924 (1985)
)及び特開昭6l−6369t1号公報記載の方法によ
り得ることができる。すなわら、ルテニウムクロライド
とシクロオクタ−1,5−ジエン(以下、CODと略す
)をエタノール溶液中で反応させることにより得られる
[RuCE 2 (COD) ]Mと1’(”−BIN
APを、トリエチルアミンの存在下、トルエン又はエタ
ノール等の溶媒中で加熱反応させることにより製造され
る。一般式(Ill)のルテニウム−光学活性ホスフィ
ン錯体の例としては次のものが挙げられる。
RL12CR,−(BINAP)2 (NEt−)CB
INBINAP、2′ −ヒ゛ス(ジフェニルホスフィ
ノ)1.1′ −ビナフチルをいう〕 Ru2CI −(TOj!   BiNAP)*(NB
t+)(Tol−BINAPは2,2′ −ビス(ジー
p−)リルホスフィノ) −1,1’ −ビナフチルを
いう〕RLI2Cj!  +(t   Bu   BI
NAP)2(N[!t−)[ニーt −Bu −BiN
APは2.2′ −ビス(ジ−p−ターシャリ−ブチル
フェニルホスフィノ) −1,1’−ビナフチルをいう
] また、前記一般式(V)で表わされるルテニウム−光学
活性ホスフィン錯体は、例えば第35回合機金属討論会
要旨集、p、 37−39 (198B)に記載の方法
により得ることができる。すなわち、紋穴(V)中のX
及びYがともに塩素、臭素又はヨウ素原子(塩素を例に
とる)の場合、すなわち、[RuCj! (0) (旧
NAP)]ICは、例えばG、1likhausの方法
[J、 Org、 Chem、、 7. p、487 
(1976))又はR1八、 Zelonkaの方法[
: Can、 J、 Cheml、50゜p、 364
3 (1972> )により調製した[Ru(1! 2
(口〉]、を原料とし、これと旧NAPをメタノール等
の溶媒中で反応させることにより得ることができる。ま
た、Xが塩素、臭素又はヨウ素原子(塩素を例にとる)
、Y、がClO4、PF、又はB11.の場合は、例え
ば[RuCl (Q) (BINAP) IClをメタ
ノール等に溶解しておき、これにMY (MはNaXK
、 Li、Mg又はAgの金属を意味し、Yは前記と同
じ意味を有する)で表わされる塩を加えて反応せしめ、
目的の錯体を得る。一般式(V)のルテニウム−光学活
性ホスフィン錯体の例としては次のものが挙げられる。
[RuCj2(ベンゼン) (BINAP) ]IC、
f2[RuCj!  (ベンゼン) (To R−旧N
へP)]Cj2[Ru(J  (p−シメン)(旧Nへ
P)]CA[RuC’! (安息香酸メチル) ([1
lNAP) ]ICR[RuBr (ベンゼン)(旧N
へP) ]Or[Rul (ベンゼン)(Tol2−口
IN八P)]I[Ru1(+)−シメン)(旧NへP)
11[RuCj!  (p−シメン)(旧NへP) ]
[: A O。
[RuCj!  (ベンゼン)(旧NへP) ]DI?
[11ul(p−シメン)(旧NAP)]PF6なお、
以上のルテニウム−光学活性ホスフィン錯体中のホスフ
ィン誘導体は、それぞれ鏡像体のいずれかであるが、そ
の表示は省略した。
本発明を実施するには、例えばあらかじめ窒素置換を行
ったオートクレーブにルテニウム−光学活性ホスフィン
錯体を入れ、錯体の10〜5000倍モル、好ましくは
20〜500倍モルのα、β−不飽和ケトンを加え、更
にメタノール、エタノール、イソプロパツール等のアル
コール、あるいは塩化メチレン、1.2−ジクロルエタ
ン、トリクロルエチレン等のハロゲン化化合物の中から
選んだ溶媒を単独あるいは混合して用いて均一溶液とし
た後、水素圧10〜150 kg/ cnf、好ましく
は30 = 100 kg/co!、反応温度10〜1
00℃、好ましくは40〜60℃で10〜150時間、
好ましくは20〜120時間水素化反応を行う。その後
、溶媒を留去し、そのまま蒸留するかあるいはシリカゲ
ルカラムクロマトグラフィーにより生成物を単離すれば
、目的とする光学活性ケトンを取得することができる。
本発明において、使用するルデニウムー光学活性ホスフ
ィン錯体の絶対配置の異なる化合物、すなわち(+)一
体又は(−)一体を選択することにより、所望する絶対
配置の目的物を得ることができる。
〔実施例〕
次に、実施例により本発明を説明する。
尚、実施例中の分析は、次の分析機器を用いて行った。
構  造、 ’II−NMR: JNM−GX 400
型(400Mllz )(日本電子株式会社製) 光学純度;高速液体クロマトグラフィー日立液体クロマ
トグラフィー L−6000(株式会社日立製作所製)カラム:C旧R
へしCEL OJ φ4.6mmx250 +nm (
ダイセル化学工業 株式会社製) 展開溶媒;イソプロパツール:ヘキ サン=3:1 1ml/分 検出器:uv検出器L−4000([IV−210nm
) (株式会社日立製作所製) 実施例1 (+)−2−ペンチルシクロペンタノンの製造:あらか
じめ窒素置換した三方コック付100mA’のナス型フ
ラスコに、RuzCj! 、((+)−BINAP)2
(NBt*)270mg(0,16ミリモル)をはかり
とり、2一ペンチリデンシクロベンタノン5g(32ミ
リモル)と塩化メチレン50mj!を加えて溶液とした
このものを、あらかじめ窒素置換した100mj7のオ
ートクレーブに入れ、水素圧60 kg/ ant 、
反応温度50℃で20時間撹拌し、水素化反応を行った
。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラ
フィー(エーテル:ヘキサン=l:4)にて精製し、黄
色透明の液体2−ペンチルシクロペンタノン5gを得た
。収率100%。
このものの機器分析値は次の通りであった。
トNMR(CDC12)δppm : 0,95 (t
、 311. J=511z)。
1、3 (m、 8tl)、 1.45〜2、32 (
m、 711) 得られた2−ペンチルシクロペンタノンを高速液体クロ
マトグラフィーにて分析を行った結果、(+)−2−ペ
ンチルシクロペンタノン98%と(−)−2−ペンチル
シクロペンタノン2%の混合物であり、目的とする(+
)−2−ペンチルシクロペンタノンの光学純度は96%
eeであった。
実施例2 (+)−2−ペンチルシクロペンタノンの製造:あらか
じめ窒素置換した三方コック付100m1のナス型フラ
スコに、RuzCj! 、((+)−BINAP)a(
NBt、)230mg(0,14ミリモル)をはかりと
り、2一ベンチリデンシクロベンタノン5g(32ミリ
モル)とメタノール50mAを加えて溶液とした。
このものを、あらかじめ窒素置換した100mj!のオ
ートクレーブに入れ、水素圧90 kg/ cut 、
反応温度50℃で110時間撹拌し、水素化反応を行っ
た。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグ
ラフィー(エーテル;ヘキサン−1:4)にて精製し、
2−ペンチルシクロペンタノン4.6gを得た。収率9
2%。
得られた2−ペンチルシクロペンタノンを実施例Iと同
様に高速液体クロマトグラフィーにて分析を行った結果
、目的とする(+)−2−ペンチルシクロペンタノンの
光学純度は62%eeであった。
実施例3 (十)−2−ペンチルシクロペンタノンの製造あらかじ
め窒素置換した三方コック付100m1のナス型フラス
コに、[Ru1(p−シメン)((+)−BINAP)
]1 735 mg (0,66ミリモル)をはかりと
り、2−ペンチリデンシクロペンタノン2.5g(16
ミリモル)と塩化メチレン50m1を加えて溶液とした
。このものを、あらかじめ窒素置換した100m1のオ
ートクレーブに入れ、水素圧60kg/cII!、反応
温度50℃で113時間撹拌し、水素化反応を行った。
溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフ
ィー(エーテル:ヘキサン=14)にて精製し、2−ペ
ンチルシクロペンタノン1.7gを得た。収率67%。
得られた2−ペンチルシクロペンタノンを実施例1と同
様に高速液体クロマトグラフィーにて分析を行った結果
、目的とする(+)−2−ペンチルシクロペンタノンの
光学純度は85%eeであった。
実施例4 (+)−2−プロピルシクロペンタノンの製造あらかじ
め窒素置換した三方コック付100m!!のナス型フラ
スコに、 RuaCf!、4 ((+ )−BINAP
) 2 (N[!t3)845mg (0,5ミリモル
)をはかりとり、2−プロピリデンシクロペンタノン1
2.4g(100ミリモル)と塩化メチレン50+nj
!を加えて溶液とした。このものを、あらかじめ窒素置
換した100m1のオートクレーブに入れ、水素圧90
kg/cイ、反応温度50℃で28時間撹拌し、水素化
反応を行った。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラム
クロマトクラフィー(エーテルニヘキサン−1;4)に
て精製し、黄色透明の液体2−プロピルシクロペンタノ
ン12gを得た。収率97%。
このものの機器分析値は次の通りであった。
’ H−NMR(CDC1、)  δ ppm  : 
  1.50  (t、   311.   J=71
1z)。
1.42(m、 4N>、 1.50〜2、80  (
m、  711) 得られた2−プロピルシクロペンタノンを実施例1と同
様に高速液体クロマトグラフィーにて分析を行った結果
、目的とする(+)−2−プロピルシクロペンタノンの
光学純度は84%e8であった。
実施例5 (+)−2−エチルシクロペンタノンの製造:あらかじ
め窒素置換した三方コック付100n+j!のナス型フ
ラスコに、Ru、Ci’ 4N +)−BINAP)2
(N口ti)845mg(0,5ミリモル)をはかりと
り、2−エチリデンシクロペンタノンl1g(100ミ
リモル)と塩化メチレン50mAを加えて溶液とした。
このものを、あらかじめ窒素置換したloOmj!のオ
ートクレーブに入れ、水素圧90 kg/ c[ll、
反応温度50℃で25時間撹拌し、水素化反応を行った
。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラ
フィー(エーテル;ヘキサン−1:4)にて精製し、黄
色透明の液体2−エチルシクロペンタノン10.5gを
得た。収率95%。
このものの機器分析値は次の通りであった。
息トNMR(CDCj! 3)629m : 1.20
 (t、 311. J=7Hz)。
1、40〜2.80 (m、 9tl)得られた2−エ
チルシクロペンタノンを実施例1と同様に高速液体クロ
マトグラフィーにて分析を行った結果、目的とする(+
)−2−エチルシクロペンタノンの光学純度は75%e
eであった。
実施例6 (+)−2−ペンチルシクロヘキサノンの製造あらかじ
め窒素置換した三方コック付100mj!のナス型フラ
スコに、 RuzCj! −((+)−BINAP) 
2 (N[!ti)845mg (0,5ミリモル)を
はかりとり、2−ペンチリデンシクロへキサノン17.
8g(100ミリモル)と塩化メチレン50n+1を加
えて溶液とした。このものを、あらかじめ窒素置換した
100m1のオートクレーブに入れ、水嵩圧90kg/
cイ、反応温度50℃で23時間撹拌し、水素化反応を
行った。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマ
トグラフィー(エーテル:ヘキサン−14)にて精製し
、黄色透明の液体2−ペンチルシクロヘキサノン゛16
gを得た。収率90%。
このものの機器分析値は次の通りであった。
+1−NMrl(CDCA 、)629m : 1.2
0 (t、 311. J=711z)。
1、40 (m、 811) 、 1.50〜2.50
 価、  9+1) 得られた2−ペンチルシクロヘキサノンを実施例1と同
様に高速液体クロマトグラフィーにて分析を行った結果
、目的とする(+)−2−ペンチルシクロヘキサノンの
光学純度は90%eeであっ Iこ 。
実施例7 (+)−2−メチルシクロヘキサノンの製造:あらかじ
め窒素置換した三方コック付100m+j!のナス型フ
ラスコに、 Ru2C1−((+ )−BINAP) 
2 (NBt+)77 mg (0,046ミリモル)
をはかりとり、2−メチレンシクロへキサノンIg(9
,1ミリモル)とメタノール30m1を加えて溶液とし
た。このものを、あらかじめ窒素置換した100mAの
オートクレーブに入れ、水素圧80 kg/ ci、反
応温度50℃で65時間撹拌し、水素化反応を行った。
溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフ
ィー(エーテル:ヘキサン−1:3)にて精製し、黄色
透明の液体2−メチルシクロへ・1−サノン500mg
を得た。収率50%。
このものの↑幾器分析値は次の通りであった。
’II−NMIt(CDCj! 3)629m : 1
.0 (d、 3tl、 J=711z)1.2〜2.
5 (m、 9tl) 得られた2−メチルシクロヘキサノンの旋光度を旋光度
肝0111−360(日本分光工業株式会社rM>を用
いて測定したところ、〔α]、+=+11.7(C=1
.20.メタノール)であり、これを文献値[G、 S
imonneaux ; Tetrahedron L
etters、27(45)、 p、5497−549
8 (1986)]と比較し、光学純度を求めると78
%eeであった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、血管拡張作用など多様な生理作用を有
するプロスタグランジン、あるいは、強心利尿作用、中
枢神経興合作用を有するキザンチン誘導体等の医薬の合
成原料の中間体として有用な光学活性ケトンを有利に取
得することができる。
すなわち、ルテニウム−光学活性ホスフィン錯体を触媒
として不斉水素化反応を行うことにより、従来方法より
も高い光学純度の光学活性ケトンを得ることが可能であ
り、工業的に優れた方法である。
以  上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R^1は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル
    基を示し、nは1又は2の整数を示す)で表わされるα
    ,β−不飽和ケトンを、ルテニウム−光学活性ホスフィ
    ン錯体を触媒として不斉水素化することを特徴とする一
    般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、R^1及びnは前記と同じ意味を有する)で表
    わされる光学活性ケトンの製造法。 2、ルテニウム−光学活性ホスフィン錯体が、一般式(
    III) Ru_2Cl_4(R^2−BINAP)_2(NEt
    _3)(III)(式中、R^2−BINAPは式(IV) ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) で表わされる三級ホスフィンを示し、R^2は水素原子
    、メチル基又はt−ブチル基を示し、Etはエチル基を
    示す) で表わされるものである請求項1記載の製造法。 3、ルテニウム−光学活性ホスフィン錯体が、一般式(
    V) [RuX(Q)(R^2−BINAP)]Y(V)(式
    中、R^2−BINAPは式(IV) ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) で表わされる三級ホスフィンを示し、R^2は水素原子
    、メチル基又はt−ブチル基を示し、Xは塩素、臭素又
    はヨウ素原子を示し、Qは置換基を有していてもよいベ
    ンゼンを示し、Yは塩素、臭素もしくはヨウ素原子、又
    はClO_4、PF_6もしくはBF_4を示す) で表わされるものである請求項1記載の製造法。
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