JPH03505743A - 有機反応のためのキラル反応媒質 - Google Patents

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】 有機反応のためのキラル反応媒質 本発明は、有機反応のための新規なキラル反応媒質に関する。

有機反応を最適化するための広範な欲求が産業界にあり、その目的で研究が絶え ず行われている。特に反応速度を増大させるための多数の研究がなされた。反応 速度のそのような増大は、大抵の場合、実施するために費用がかかりそして／ま たは困難な手段を伴う触媒および／または高い圧力を用いることによってのみ可 能であった。上記のもののような他の手段と組合せて求められる場合に再びしば しば有６！溶剤の使用が示唆されたが、そのような溶剤の一般に高い、はとんど 禁止的な費用のほかに、それらの使用は、その毒性のゆえに問題を生ずる。

更に、有機反応の選択性、特に位置選択性、立体選択性、エナンチオ選択性およ び化学的選択性を抑制するための広範囲に及ぶ工業的必要性がある。この点に関 して解決されるべき特定の問題について種々の解決策がすでに提案されており、 これらのうちにキラル溶剤の使用があるが、その価格が非常に高いので、そのよ うな溶剤中で行われる反応を伴う方法は、経済的にあまり興味がない。

本発明は、有機反応の速度を実質的に増大せしめ、そして上記の困難を緩和しな がらそれらの選択性を向上させることを可能にする反応媒質を提供する。　従っ て、本発明は、モノ−、ジーおよびトリサツカリドおよびアルキル基が１ないし ４個の炭素原子を有するそれらのアルキル−グリコシドのうちから選択された少 なくとも１種の炭水化物の濃縮水溶液よりなる有機反応媒質を提供する。

本発明において例としてしかし限定的でなく適用しうる炭水化物は、グルコース 、フルクトース、サン力ロース、リボース、ガラクトース、マンノース、α−メ チル−グルコシドである。

“濃縮溶液”とは、少なくとも約０．２Ｍの濃度を有する溶液を意味するが、こ の値は臨界的なものではなく、上記の炭水化物の濃度の下限は、考慮されている 特定の反応について５業技術者によって容易に決定される。

本発明をここで特にディールス−アルダ−反応に関連して包括的に記載するが、 この種の反応によって構成される例は、本発明の予想外の性質およびそれが提供 しうる利点を単に例示するにすぎず、その範囲をなんら限定するものではないこ とを了解すべきである。

ディールス−アルダ−反応は、有機溶媒に比較して水中ではかなり促進されるこ とは知られている　〔リドウー、プレスロー、ジャーナル・オブ・アメリカン・ ケミカル・ソサエティー、１９８０年第１０２巻第７８１６（Ｒｉｄｅｏｕｔ、 　Ｄ、　Ｃ，、Ｂｒｅｓｌｏｗ、　Ｒ，Ｊ、　Ａｍ、　Ｃｈｅｍ、　Ｓｏｃ、１ ９Ｂ０．　１０２　７８１６　；　　グリエコ、ヨシダ、ガーナ−、ジャーナル ・オブ・オーガニック・ケミストリー、１９８３年第４８巻第３１３９頁（Ｇｒ ｉｅｃｏ、　Ｐ、　Ａ、　；Ｙｏｓｈｉｄａ、　Ｋ、、　Ｇａｒｎｅｒ、　Ｐ、 　　Ｊ、　虹り匹Ｍｍ、＋　１９８３＋　４８゜３１３９）およびルビノー、フ ェノ−、ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、１９８７年第５２巻 第１００１頁（Ｌｕｂｉｎｅａｕ、　Ａ、、　Ｑｕｅｎｅａｕ、　Ｙ、　Ｊ、　 ｏＬＢ、Ｃｈｅｎ＋、、　１９８７．５２＋　１００１参照〕。

同様に、シクロデキストリンβは、ジエンおよびジェノフィルの疎水性の堆積物 を疎水性のケージの内部に形成することによって水性媒質中でのディールス−ア ルダ−反応を促進させることも知られている〔リドウー、プレスロー、ジャーナ ル・オプ・アメリカン・ケミカル・ソサエティー、１９８０年第１０２巻第７８ １６頁（Ｒｉｄｅｏｕｔ、　Ｄ、　Ｃ，、Ｂｒｅｓｌｏｗ、　Ｒ，Ｊ。

Ａｍ、　Ｃｈｅｍ、　Ｓｏｃ、、　１９８０，１０２．７８１６　、前出文献、 およびシュテルンバソハ、ロッサナ、ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル ・ソサエティー、１９８２年第１０４巻第５８５３頁（Ｓｔｅｒｎｂａｃｈ、　 Ｄ、　Ｄ、、　Ｒｏｓｓａｎａ、　Ｄ、Ｍ、　Ｊ、　Ａｍ、　Ｃｈｅｍ、　Ｓｏ ｃ、、　１９８２、１０４　５８５３参照）〕 シシフロブキストリは、炭水化物であるが、本発明において使用されたモノ〜、 ジーおよびトリサツカリドの場合と反対に、それらはその中心に疎水ケージを含 む環を形成する６、７または８個のグルコース単位よりなる。

モノ−、ジーおよびトリサツカリドの水溶液がそのようなケージを形成すること は知られていないので、そのような媒質中で反応が促進されることは、上記のシ クロデキストリンの飽和溶液よりなる反応媒質中におけるよりははるかに少ない であろうことは予想されたことである。

驚くべきことには、本出願人は、七ノー、ジーおよびトリサツカリドおよび１な いし４個のＣ原子よりなるアルキル基を有するそれらのアルキルグリコシドより 選択された炭水化物の水溶液が有機反応の速度を増大せしめる反応媒質を構成す るのみならず、またそのようにして得られた反応促進が、下記の非限定的な例に よって示されるように、シクロデキストリンの飽和水溶液によってもたらされる それに比較して著しく高くさえあることを見出した。

本発明のキラル反応媒質は、例えば、すべての付加環化、例えばディールス・ア ルダ−反応、例えばフオトスミル（ｐｈｏｔｏ−３ｍｉｌｅｓ）転位を達成する ための光化学における光化学的付加環化、還元反応における不斉誘導、芳香族化 合物の位置選択的官能性化（ヒドロキシメチル化、塩素化、ヨウ素化その他）、 アルドール縮合、不斉エポキシド化、親油性鎖を使用するエステル加水分解、遷 移元素の有機金属の化学において、オレフィンの酸化〔特にワラカー　　（賀ａ ｃｋｅｒ）法による〕を実施するために使用されうる。

実施■ 以下の例工ないし３は、水性反応媒質中で２５°Ｃにおいて大気圧での１−β− Ｄ−グルコシルー１，３−ブタジェンとブテノンとのディールス−アルダ−反応 に関するものである。下記の式よ： の１−β−Ｄ−グルコシルー１．３−ブタジェンは、前記の刊行物、ルビノー、 フェノ−、ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、１９８７年第５２ 巻第１００１頁（Ｌｕｂｉｎｅａｕ、八、、　Ｑｕｅｎｅａｕ、　Ｙ、　Ｊ、　 Ｏｒｇ、　ＣｈｅＩｌｌ、　　　１９８７．５２．１．００１）に記載されてい るように製造された。

この製造方法を以下に記載する。

１−一〇−グルコシルー１３−ブー２王レニ℃乙盃！↓廊υ乱造（ａ）アセトブ ロモグルコースＬ（これは容易に入手することができる）をＭｅ２ＳＯの溶液中 でマロンアルデヒドのナトリウム塩で処理した。直接結晶化することによりアル ダ刊行物、ダビット；ルビノー：ヴアテール、ヌーベル・ジニルナール・シミツ ク、】９８０年第４巻　　第５４７頁（Ｄａｖｉｄ＋　Ｓ、；　Ｌｕｂｉｎｅａ ｕ＋　Ａ、；　Ｖａｔｅｌｅ、　Ｊ、　　Ｍ、＋　Ｎｏｕｖ、　Ｊ、　Ｃｈｉｎ ａ。

１９８０、４．５４７）によれば、“塩を含まない”メチレントリフェニルホス ホランのアルデヒドＹへの付加（ｂ）は、立体配置βのジエン［を８３％の収量 においてもたらす。ＮＥＴ３−ＭｅＯＨ−ＨｚＯ（１：　８　：　１）の混合物 中における脱アセチル化（ｃ）は、ホはとんど定量的な収量でジエンＬをもたら す。

この反応は、次のとおりである： 五土 この例においては、１−β−Ｄ−グルコシルー１，３−ブタジェンＵ）とブテノ ン−〇）との間のディールス−アルダ−反応（反応（Ｉ））が、 ２５°Ｃおよび大気圧において純水（比較試験１）、５０％のＭｅＯＨの水溶液 （比較試験２）、０．５Ｍのグルコース　の、ＩＭのグルコースの、２Ｍのグル コースの、３Ｍのグリコースの、０．５Ｍのサッカロースの、２Ｍのリボースの 、ＩＭのマンノースの、ＩＭのガラクトースのそれぞれ水溶液（それぞれ本発明 による試験３ないし１０）、シクロデキストリンβの飽和水溶液、すなわち　　 ０．１９Ｍのグルコース単位のそれ（比較試験１１）および０．５Ｍ、２門およ び２．５Ｍの「−メチルグルコシドの水溶液（それぞれ本発明による試験１２な いし１４）中でそれぞれ行われた。

シクロデキストリンβは、ジャンセン・キミカ社（Ｊａｎｓｓｅｎ　Ｃｈｉｍｉ ｃａ）から得られた。

下記の第１表には、それぞれ記載の添加剤を用い２５°Ｃにおける特定の反応に ついての試験における二次反応速度定数ｋＸ１０’Ｍ−’Ｓ　−１の数値が示さ れている。

第１表 試験　　　　　添加剤　　　　ｋｘｌｏ’／Ｍ　−１５−＋１　（比較試験）　 なしく）１１０）　　　　　２８．２２　（比較試験）５０％メタノール　　７ ．５３　　　　　　　　０．５Ｍグルコース　　２９．８４　　　　　　　　１ Ｍ　　グルコース　　３４６８５　　　　　　　　２Ｍ　　グルコース　　４４ ．６６　　　　　　　　３Ｍ　　グルコース　　６１．３７　　　　　　　　０ ．５Ｍサッカロース　３２８　　　　　　　　２Ｍ　　リポース、　　　３５． １９　　　　　　　　１Ｍ　　マンノース　　３２．５１０１Ｍ　　ガラクトー ス　３４．２ １１（比較試験）　　０．１９Ｍグルコース単位　４１．６ヲ含む飽和シフロチ キス トリフ　β溶液　　　　　　　　　　　　　　　　　１２　　　　　　　　　　 　　　　０．５Ｍα−メチルグルコシＦ　　　　３０．９１３　　　　　　　　 　　　　　２Ｍα−メチルグルコシＦ　　　　　　４３．７＋　　　　　　　１ ４　　　　　　　　　　　　　　２．５？Ｉα−メチルグルコシド　　　４８． １第１表から明らかなように、純水に比較すると、単純なアルコール（メタノー ル）の存在によって反応は遅くなるが１、一方炭水化物の水溶液によって促進さ れる。

同様に第１表（試験５，６および１１の比較）から明らかなように、驚くべきこ とには、グルコースは、２Ｍの濃度においてすでに、ジエ゛ンとジェノフィルと の疎水性堆積物を疎水ケージ内に形成することによりディールス−アルダ−反応 を促進することが知られているシクロデキストリンβの飽和水溶液に比較してよ り高い促進をもたらす。

計の濃度のグルコースは、純水に比較して１１７％の反応速度の上昇を、そして シクロデキストリンβの飽和溶液に比較して４７％の上昇をもたらす。

尉１ グルコースの濃度の関数としての二次速度定数の変化を検討するために、１−β −Ｄ−グルコシルー１．３−ブタジェンとブテノンとのディールス−アルダ−反 応を２５°Ｃにおいて大気圧でＯなしζし１０モル％のグルコースを含有する水 溶液よりなる反応媒質中で実施した。０．２門までのグルコース水溶液よりなる 反応媒質については、測定しうるほどの促進の効果が認められなかった。

添付の第１図は；　０．５Ｍないし３Ｈの範囲内のグルコースの濃度におけるＬ −（Ｋｏｂ−／に水）の変化を表したグラフを示す；このグラフは直線である。

グルコースの濃度が極めて高い場合（３，５，Ｍ）には、３Ｍの溶液に対する反 応の促進の改善は認めあれなかった。

添付の第２図は、α−メチルグルコシドの濃度に対するＬア（ＫＯ＋、−／に水 ）の変化を表わすグラフである；このグラフは直線である。

例３（比較例） 考慮された反応の速度（２５℃、大気圧において）に及ぼすグルコースの溶液の 粘度の影響を確かめるために、２．Ｅｏａのグルコースの溶液中および上記のグ ルコース溶液の粘度と同じ粘度およびそれより高い粘度のポリエチレングリコー ル〔ジャンセン・キミ力社（Ｊａｎｓｓｅｎ　Ｃｈｉｍｉｃａ）から入手された ＰＥＧ６０００）　）の溶液中における二次速度定数を測定した。得られた結果 は、下記の第■表に記載されている。

第■表 Ｈ２Ｏグルコース　　　ＰＥＧ６０００　　　ＰＥＧ６０００（２，６＋＋＋） 　　（７０ｇ／Ｉ）　（１４０ｇ／Ｉ）粘度（ｃＰｏ）　　　　　０．９４２６ ’、２．８４５　２．５２７　　５．５０７ｋＸ１０’／Ｍ　”’Ｓ　−’　　 ２Ｂ、２　４４．９　２５．５　　２３第■表から明らかなように、グルコース と反対にＰＥＧ　６０００は、反応を遅延させ、そしてその減速作用は、粘度の 増加するにつれて増大する。

肛 この例においては、メトキシブタジェン」）とブテノン２５°Ｃにおいてそして 大気圧において、純水中（比較試験１５）　、５０％のＭｅＯＨの水溶液中（比 較試験１６）　、０．５Ｍのグルコース、ＩＭのグルコース、１．５Ｍのグルコ ース、４Ｍのグルコース、０．５Ｍのサッカロース、ＩＭのサッカロース、２Ｍ のサッカロース、１Ｍのリボース、２Ｍのリボース、３Ｍのリボースのそれぞれ の溶液中　（それぞれ本発明による試験１７ないし２６）およびシクロデキスト リンβの飽和溶液、すなわち０゜１９Ｍのグルコース単位中（比較試験２７）に おいてそれぞれ実施された。

シクロデキストリンβは、〔ジャンセン・キミ力社Ｕａｎｓｓｅｎ　Ｃｈｉａ＋ １ｃａ）から入手された。

下記の第■表には記載された添加剤をそれぞれ用いて特定の反応についての試験 のそれぞれにおける二次反応速度定数ｋＸ１０’Ｍ−’ｓ　−’の数値が示され ている。

第■表 試験　　　　　添加剤　　　　ｋｘ １０’／Ｍ　−’Ｓ　−’ １５（比較試験）なしくＨ，Ｏ）　　　　　１０９１６５０％メタノール　　２ ３．４ １７　　　　　　０．５Ｍグルコース　　１１７１８１１　　グルコース　　１ ３３ ２９　　　　　　１．５Ｍグルコース　　１５４２０４Ｍ　　グルコース　　３ ００ ２１　　　　　　０．５Ｍサンカロース　１２３２２１Ｍ　　サッカロース　１ ５２ ２３２Ｍ　　サッカロース　２３０ ２４１Ｍ　　リボース　　　１２４ ２５２Ｍ　　リボース　　　１３７ ２６３Ｍ　　リボース　　　１６６ ２７（比較試験）　０．１９Ｍグルコース単位　２５４を含む・飽和シフロブキ ス トリノ　β溶液 添付の第３図は、上記例４の反応（ｎ）におけるサッカロース、グルコースおよ びリボースの濃度に対して、そしてまた前記の例１の反応（Ｉ）におけるグルコ ースに対するｔ、ａ（Ｋｏｂｓ　／に水）の変化を示している。

例１および例４の比較は、本発明による炭水化物はすべて反応速度を上昇せしめ るが、一方メタノールはそれを低下せしめることを示している。

グルコースの効果は、２つの反応（Ｉ）および　（ＩＩ）について類似している （これらの反応のおのおのについてのグルコースの濃度の関数としての　ＬＲ（ Ｋｏｂｔ　／に水）を表す直線は、実際上一致する）、　更に、反応Ｉと同様反 応■においても、濃縮されたグルコースは、シクロデキストリンの飽和溶液に比 較して著しく高い反応促進をもたらすことに注目すべきである。

同様に、モル濃度に関して、サッカロースは、グルコースに比較してより高く反 応速度を上昇させ、そしてグルコースはリボースよりもより高く上昇せしめる。

上記の各側は、有機反応の速度を簡単なそして経済的な方法でしかも毒性の問題 を伴うことなく実質的に増大せしめることができる本発明による新規なキラル反 応媒質の作用を例示する。

手続補正書動幻 平成３年９月１８日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．モノ−、ジ−およびトリサッカリドおよびアルキル基が１ないし４個の炭素 原子を有するそれらのアルキル−グリコシドのうちから選択された少なくとも１ 種の炭水化物の濃縮水溶液よりなる、有機反応のためのキラル反応媒質。
2. ２．炭水化物がグルコースである請求範囲１によるキラル反応媒質。