JPWO2003042180A6 - 光学活性オキソヘプテン酸エステルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
医薬品の合成中間体として重要な式(III)で表される光学活性(E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エステルの新規製造方法であって、1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとから得られる光学活性ビナフトール−チタン錯体、金属塩およびアミンの存在下で、式(I)で表される1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエンと式(II)で表される(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アールとを反応させ、次いで反応生成物を脱シリル化することからなる方法。
Description
技術分野
本発明は高脂血症、動脈硬化症等の予防および治療に有用な(3R,5S,6E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−3,5−ジヒドロキシヘプト−6−エン酸塩の合成中間体である光学活性(E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エステルの製造方法に関する。
背景技術
本発明の目的化合物である次式(III)
[式中、Rは炭素原子数1ないし4のアルキル基を表す。]で表される光学活性(E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エステル(以下、化合物(III)と称する。)の製造方法としては、光学活性シッフ塩基とチタン化合物とを反応させて得られる光学活性シッフ塩基−チタン錯体の存在下、有機溶媒中で、次式(II)
で表される(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アール(以下、化合物(II)と称する。)とジケテンとを反応させる方法が知られている(特開平8−92217号公報)。
また、光学活性ビナフトール−チタン錯体の存在下で、次式(I)
[式中、Rは炭素原子数1ないし4のアルキル基を表す。]で表される1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエン(以下、化合物(I)と称する。)とアルデヒドとを反応させて光学活性アルコールを製造する方法は、Tetrahedron Asymmetry、2000年、第11巻、2255〜2258頁、およびTetrahedron Asymmetry、2001年、第12巻、959〜963頁に記載されている。
しかしながら、特開平8−92217号公報に記載の方法は光学活性シッフ塩基−チタン錯体の調製方法が複数の手順を必要とするため煩雑であり、しかも反応により得られる化合物(III)の光学純度が78%ee程度であり、合成中間体として使用できる程度の高い光学純度を有する化合物(III)を得るためにはさらなる光学分割等の操作が必要であった。
また、Tetrahedron Asymmetry、2000年、第11巻、2255〜2258頁、およびTetrahedron Asymmetry、2001年、第12巻、959〜963頁に記載されている製造方法は、収率および光学純度は比較的高いものの、使用する溶媒の蒸留精製を必要とする等、反応条件が厳密であるばかりでなく、錯体の調製の際に高温で乾燥したモレキュラーシーブを加える点等について実用的な方法とは言い難い。
発明の開示
上記課題に対し本発明者等は鋭意検討を重ねた結果、1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを反応させることにより容易に調製できる光学活性ビナフトール−チタン錯体の存在下での化合物(I)と化合物(II)との反応において、反応系中に金属塩および各種アミンを加えることにより、光学純度および反応収率の大幅な向上が見られることを見出した。そして反応後、反応混合物をそのまま系内で脱シリル化することにより、目的とする化合物(III)を光学純度99%ee以上、収率85%以上で得られることを見出して本発明を完成させた。
即ち本発明は、1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを反応させて得られる光学活性ビナフトール−チタン錯体、金属塩、およびアミンの存在下で、次式(I)
[式中、Rは炭素原子数1ないし4のアルキル基を表す。]で表される1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエンと次式(II)
で表される(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アールとを反応させ、次いで得られた反応生成物を脱シリル化することを特徴とする、次式(III)
[式中、Rは前記と同じ意味を表す。]で表される光学活性(E)−7−[2−シクロプロピル−4−(フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エステルの製造方法に関する。
発明を実施するための最良の形態
本発明の製造方法において使用する光学活性ビナフトール−チタン錯体は、例えば、Ji−Tao Wang等の方法(Synthesis、1989年、291〜292頁)に従って(S)−(−)−または(R)−(+)−1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを、トルエン、ベンゼン、塩化メチレン、ジエチルエーテル等の有機溶媒中で反応させることにより容易に調製することができ、単離することなく次の工程に使用することができる。
光学活性ビナフトール−チタン錯体の調製に使用するチタンテトライソプロポキシドの使用量は、光学活性1,1’−ビ−2−ナフトール1モルに対して0.5〜2.3モル、好ましくは0.85〜1.15モルである。
化合物(III)を製造する際の光学活性ビナフトール−チタン錯体の使用量は、化合物(II)1モルに対して0.001〜1モル、好ましくは0.02〜0.06モルである。
本発明の製造方法において使用する化合物(I)において、式(I)中のRは炭素原子数1ないし4のアルキル基を表し、そして好ましくはメチル基またはエチル基を表すものを使用することができる。
化合物(I)は、辻等の方法(Chem.Letter.、1978年、649頁)に基づき、アセト酢酸アルキルエステルと塩化トリメチルシランを反応させて得られる3−(トリメチルシリルオキシ)ブト−2−エン酸アルキルエステルを、リチウムジイソプロピルアミドと、次いで塩化トリメチルシランと反応させる方法により製造することができる。
化合物(III)を製造する際の化合物(I)の使用量は、化合物(II)1モルに対して1〜5モル、好ましくは1〜3モルである。
化合物(III)を製造する際に加える金属塩としては、塩化リチウム、臭化リチウム、酢酸リチウム、水酸化リチウム、ホウ酸リチウム、リン酸リチウム等のリチウム塩、および塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、塩化銅等のリチウム以外の金属の塩を挙げることができる。使用するアミンの量および種類、光学活性ビナフトール−チタン錯体の濃度、化合物(II)の濃度等にもよるが、これらの中ではリチウム塩類が好ましい結果を与え、そのリチウム塩類のなかでも塩化リチウムがより好ましい。
前記金属塩の使用量は、共に加える光学活性ビナフトール−チタン錯体およびアミンの量、反応液の濃度等により異なるが、塩化リチウムを使用する場合、化合物(II)1モルに対して0.03〜1.0モル、好ましくは0.1〜0.4モルである。
化合物(III)を製造する際に加えるアミンとしては、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、トリエチルアミン、モルホリン等が挙げられるが、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジンが好ましい結果を与え、そのなかでもN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンがより好ましい。
前記アミンの使用量は、使用するアミンの種類、共に加える光学活性ビナフトール−チタン錯体および金属塩の量、反応液の濃度等により異なるが、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを使用する場合、化合物(II)1モルに対して0.03〜2.0モルであり、反応の後処理等への影響を考えると好ましくは0.1〜1.2モルである。
前記アミンは、反応に関与しないならば、化合物(I)を製造する際に添加することも可能である。
本発明に従って化合物(III)を製造する際に塩化リチウムおよびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを使用する場合、それらの使用量は、共に加える光学活性ビナフトール−チタン錯体の量、反応液の濃度等により異なるが、化合物(II)1モルに対して、塩化リチウム0.03〜1.0モルおよびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン0.03〜2.0モル、好ましくは塩化リチウム0.1〜0.4モルおよびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン0.1〜1.2モルである。
本発明の方法は、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等の不活性ガス気流中、光学活性ビナフトール−チタン錯体、金属塩およびアミンの存在下、有機溶媒中で化合物(I)と化合物(II)を反応させることにより行うことができる。
使用する有機溶媒は、反応に関与しない限り特に制限はないが、通常はテトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒を使用することができ、テトラヒドロフランが好ましい。有機溶媒の使用量には特に制限はないが、通常は化合物(II)に対して1〜100倍(質量比)、好ましくは5〜30倍(質量比)である。
反応温度は、使用する有機溶媒の種類および量等により異なるが、通常は−20〜55℃、好ましくは0〜45℃である。
反応時間は、使用する化合物(II)の濃度、使用する光学活性ビナフトール−チタン錯体および溶媒の種類および量、反応温度等により異なるが、通常は2〜12時間であり、好ましくは2〜6時間である。
反応が終了した後、反応混合物に水または各種水溶液を加えて撹拌することにより反応を停止させる。通常は、水、重曹水、食塩水、炭酸ナトリウム水溶液、アンモニア水溶液、酒石酸塩水溶液等を使用することができ、重曹水、食塩水が好ましい。使用する濃度については特に制限はないが、重曹水の場合は3.5%〜飽和溶液が好ましく、食塩水の場合は10%〜飽和溶液が好ましい。水溶液の使用量は、濃度および種類により異なるが、例えば飽和重曹水を使用する場合は、反応混合物に対して通常0.1〜10倍(容量比)、好ましくは0.1〜5倍(容量比)である。
反応混合物より反応生成物を抽出する方法は、反応溶媒の種類により異なるが、テトラヒドロフランを反応溶媒として使用する場合、減圧下でテトラヒドロフランを留去し、有機溶媒を用いて反応生成物を抽出する。有機溶媒の種類は、水と自由に混合しない溶媒であれば特に制限はなく、酢酸エチル、ジエチルエーテル、トルエン等を用いることができ、酢酸エチルが好ましい。有機溶媒の使用量は特に制限はないが、反応混合物に対して通常0.1〜10倍(容量比)であり、0.5〜2倍(容量比)が好ましい。
反応生成物のシリル基の除去と、シリル基の除去により生成する化合物(III)の精製のため、上記の抽出溶液に酸を加えて撹拌し、化合物(III)と酸との塩を析出させ、濾別する。使用する酸は、硫酸、塩酸等の無機酸であることができ、硫酸が好ましい。濾別した塩をアルカリ水溶液で解塩し、有機溶媒で抽出および結晶化して目的化合物を得る。解塩に使用するアルカリ溶液としては重曹水、炭酸ナトリウム水溶液等のアルカリ金属炭酸塩の水溶液、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水溶液、アンモニア水溶液等を使用することができ、炭酸ナトリウム水溶液が好ましい。
かくして得られた化合物(III)は、99%eeの高い光学純度を有しているため、高脂血症、動脈硬化症等の予防および治療に有用な(3R,5S,6E)−7−[2−シクロプロピル−4−(フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−3,5−ジヒドロキシヘプト−6−エン酸塩の合成中間体としてそのまま使用することが十分に可能な品質を有する。
実施例
以下に実施例を示して本発明を説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
なお、各光学異性体の光学純度(%ee)は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により以下の条件で測定した。
カラム: CHIRALPAK AD(ダイセル化学株式会社製)
移動層: ヘキサン:エタノール=95:5
流速: 1.0mL/min
検出波長: 254nm
また、実施例において反応の進行程度は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により以下の条件で測定した。
カラム: L−Column−ODS(化学品検査協会(財)製)
移動層: グラジュエント条件(0.01M酢酸アンモニウム緩衝液(PH5.3):アセトニトリル=60:40より分析開始、40分後に10:90)
流速: 1.0mL/min
検出波長: 254nm
参考例1 1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−エトキシブタ−1,3−ジエンの製造
1) 3−(トリメチルシリルオキシ)ブト−2−エン酸エチルエステルの製造
アセト酢酸エチル182.21g(1.4モル)およびトリエチルアミン169.98g(1.4モル)を、テトラヒドロフラン182mLとヘキサン1.64Lからなる混合溶媒に窒素雰囲気下で溶解させた。この溶液に塩化トリメチルシラン167.3g(1.54モル)を21〜45℃で滴下し、そして25℃で3時間撹拌した。反応混合物を10℃に冷却し、水547mLを加えて反応を停止させ、そして有機層を分離した。有機層を水273mLで2回洗浄し、無水硫酸マグネシウム54.7gで乾燥した後、濾過した。溶媒を留去し、3−(トリメチルシリルオキシ)ブト−2−エン酸エチルエステル301.3g(粗収率106.4%)を得た。
2) 1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−エトキシブタ−1,3−ジエンの製造
窒素雰囲気下、ジイソプロピルアミン28.13g(0.28モル)をテトラヒドロフラン240mLに溶解させ、そして−20℃に冷却した。この溶液に濃度2.66モル/Lのn−ブチルリチウム/n−ヘキサン溶液100.3mL(0.27モル)を滴下し、そして−30〜−20℃で30分間撹拌した。この溶液を−80℃に冷却し、−80℃〜−93℃で3−(トリメチルシリルオキシ)ブト−2−エン酸エチルエステル45.0g(0.22モル)を滴下し、−90℃で1時間撹拌した後、塩化トリメチルシラン31.4g(0.29モル)を−100℃で滴下し、3時間撹拌した。溶媒を室温、減圧下で留去し、残渣をn−ヘキサン585mLに溶解し、0〜5℃で1時間撹拌した後、14時間静置して析出した不溶物を濾去した。溶媒を減圧下で留去して1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−エトキシブタ−1,3−ジエン濃縮残渣59.85gを得た。
実施例1 (5S,6E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エチルエステルの製造
(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アール25.0g(0.079モル)を、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン305.0gに溶解させた。この溶液に(S)−(−)−1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドをトルエンに溶解させた混合溶液6.35g(0.0016モル)、次いで塩化リチウム1.10g(0.026モル)およびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン6.14g(0.053モル)を加え、参考例1に従って得られた1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエン濃縮残渣51.34gを滴下し、そして27〜30℃で4時間撹拌した。
反応混合物にイオン交換水32.5mLと飽和重曹水32.5mLとからなる水溶液を加えて反応を停止させ、テトラヒドロフランを減圧下で留去し、有機層を酢酸エチル675mLで抽出した。抽出液をイオン交換水125mLおよび飽和重曹水125mLで洗浄し、無水硫酸マグネシウム20gで乾燥し、そして濾過した。
濾液を0℃に冷却し、50重量%硫酸水溶液23.9g(0.118モル)を滴下し、そして0〜5℃で2時間撹拌した。生成した硫酸塩を濾別し、そして酢酸エチル25mLで2回洗浄した。
得られた硫酸塩を湿品のまま酢酸エチル250mLとイオン交換水100mLからなる2層溶媒に分散させ、26℃で10重量%炭酸ナトリウム水溶液150mLを加え、そして26〜28℃で30分間撹拌した。有機層を分離し、水層に酢酸エチル200mLを加えて再抽出を行い、有機層とあわせて飽和食塩水125mLで洗浄し、無水硫酸ナトリウム20gで乾燥した後、濾過した。
濾液を全体の質量が約70gになるまで減圧下で濃縮し、エチルシクロヘキサン125gを加え、そして減圧下で溶媒60gを留去した。0〜5℃まで冷却し、さらにエチルシクロヘキサン250gを加え、そして2時間撹拌した。析出した結晶を濾別し、減圧下で乾燥して(5S,6E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エチルエステル30.06gを得た。
光学純度: 99%ee
(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アールに基づく収率: 85.2% 融点: 90.5〜92.0℃
1H−NMR(CDCl3,400MHz,ppm)δ: 1.0〜1.1(m,2H)、1.28(t,J=7.3Hz,3H)、1.3〜1.4(m,2H)、2.3〜2.4(s,1H)、2.53(s,1H)、2.53(d,J=3.0Hz,1H)、2.6〜2.8(m,1H)、3.43(s,2H)、4.21(q,J=7.3Hz,2H)、4.5〜4.7(m,1H)、5.58(dd,J=5.9Hz,16.1Hz,1H)、6.67(dd,J=1.5Hz,16.1Hz,1H)、7.1〜7.3(m,4H)、7.2〜7.4(m,2H)、7.5〜7.7(m,1H)、7.95(d,J=8.3Hz,1H)。
塩化リチウムおよびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンの添加の有無が、反応速度および光学純度に与える効果を調査するために以下の実験を行った。
実施例2 塩化リチウムおよびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを双方とも添加した実験
(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アール1.0g(3.15ミリモル)を、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン12mLに溶解させた。この溶液に、ジクロロメタン中で(S)−(−)−1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを反応させ溶媒を留去して調製した光学活性ビナフトール−チタン錯体の粉末42.57mg(0.0945ミリモル)、次いで塩化リチウム40.1mg(0.945ミリモル)およびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン292.9mg(2.52ミリモル)を加え、参考例1に従って得られた1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエン濃縮残渣1.73g(6.3ミリモル)を滴下し、27〜30℃で撹拌した。
反応開始5時間でL−Column−ODSによるHPLC分析において反応終点が確認され、CHIRALPAK ADによって決定した光学純度は99.9%以上であった。
比較例1 塩化リチウムおよびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを双方とも添加しない実験
(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アール1.0g(3.15ミリモル)を、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン12mLに溶解させた。この溶液に、ジクロロメタン中で(S)−(−)−1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを反応させ溶媒を留去して調製した光学活性ビナフトール−チタン錯体の粉末42.57mg(0.0945ミリモル)を加え、参考例1に従って得られた1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエン濃縮残渣1.73g(6.3ミリモル)を滴下し、27〜30℃で撹拌した。
L−Column−ODSによるHPLC分析において反応終点が確認されるまで反応時間31時間を要し、CHIRALPAK ADによって決定した光学純度は7.2%eeであった。
比較例2 塩化リチウムを添加し、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを添加しない実験
(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アール1.0g(3.15ミリモル)を、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン12mLに溶解させた。この溶液に、ジクロロメタン中で(S)−(−)−1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを反応させ溶媒を留去して調製した光学活性ビナフトール−チタン錯体の粉末42.57mg(0.0945ミリモル)、次いで塩化リチウム40.2mg(0.945ミリモル)を加え、参考例1に従って得られた1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエン濃縮残渣1.73g(6.3ミリモル)を滴下し、27〜30℃で撹拌した。
L−Column−ODSによるHPLC分析において反応終点が確認されるまで反応時間70時間を要し、CHIRALPAK ADによって決定した光学純度は92.7%eeであった。
比較例3 N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを添加し、塩化リチウムを添加しない実験
(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アール1.0g(3.15ミリモル)を、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン12mLに溶解させた。この溶液に、ジクロロメタン中で(S)−(−)−1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを反応させ溶媒を留去して調製した光学活性ビナフトール−チタン錯体の粉末を42.57mg(0.0945ミリモル)、次いでN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン292.92mg(2.52ミリモル)を加え、参考例1に従って得られた1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエン濃縮残渣1.73g(6.3ミリモル)を滴下し、27〜30℃で撹拌した。
L−Column−ODSによるHPLC分析においては反応時間94時間までに反応終点が確認できず、CHIRALPAK ADにより決定した光学純度は94.3%eeであった。
産業上の利用可能性
本発明によれば、99%ee以上の高い光学純度を有する光学活性(E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エステルを90%以上の高収率で得ることができ、高脂血症、動脈硬化症等の予防および治療に有用な(3R,5S,6E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−3,5−ジヒドロキシヘプト−6−エン酸塩の合成中間体として十分に使用することができるため、工業的に有用である。
本発明は高脂血症、動脈硬化症等の予防および治療に有用な(3R,5S,6E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−3,5−ジヒドロキシヘプト−6−エン酸塩の合成中間体である光学活性(E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エステルの製造方法に関する。
背景技術
本発明の目的化合物である次式(III)
[式中、Rは炭素原子数1ないし4のアルキル基を表す。]で表される光学活性(E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エステル(以下、化合物(III)と称する。)の製造方法としては、光学活性シッフ塩基とチタン化合物とを反応させて得られる光学活性シッフ塩基−チタン錯体の存在下、有機溶媒中で、次式(II)
で表される(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アール(以下、化合物(II)と称する。)とジケテンとを反応させる方法が知られている(特開平8−92217号公報)。
また、光学活性ビナフトール−チタン錯体の存在下で、次式(I)
[式中、Rは炭素原子数1ないし4のアルキル基を表す。]で表される1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエン(以下、化合物(I)と称する。)とアルデヒドとを反応させて光学活性アルコールを製造する方法は、Tetrahedron Asymmetry、2000年、第11巻、2255〜2258頁、およびTetrahedron Asymmetry、2001年、第12巻、959〜963頁に記載されている。
しかしながら、特開平8−92217号公報に記載の方法は光学活性シッフ塩基−チタン錯体の調製方法が複数の手順を必要とするため煩雑であり、しかも反応により得られる化合物(III)の光学純度が78%ee程度であり、合成中間体として使用できる程度の高い光学純度を有する化合物(III)を得るためにはさらなる光学分割等の操作が必要であった。
また、Tetrahedron Asymmetry、2000年、第11巻、2255〜2258頁、およびTetrahedron Asymmetry、2001年、第12巻、959〜963頁に記載されている製造方法は、収率および光学純度は比較的高いものの、使用する溶媒の蒸留精製を必要とする等、反応条件が厳密であるばかりでなく、錯体の調製の際に高温で乾燥したモレキュラーシーブを加える点等について実用的な方法とは言い難い。
発明の開示
上記課題に対し本発明者等は鋭意検討を重ねた結果、1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを反応させることにより容易に調製できる光学活性ビナフトール−チタン錯体の存在下での化合物(I)と化合物(II)との反応において、反応系中に金属塩および各種アミンを加えることにより、光学純度および反応収率の大幅な向上が見られることを見出した。そして反応後、反応混合物をそのまま系内で脱シリル化することにより、目的とする化合物(III)を光学純度99%ee以上、収率85%以上で得られることを見出して本発明を完成させた。
即ち本発明は、1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを反応させて得られる光学活性ビナフトール−チタン錯体、金属塩、およびアミンの存在下で、次式(I)
[式中、Rは炭素原子数1ないし4のアルキル基を表す。]で表される1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエンと次式(II)
で表される(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アールとを反応させ、次いで得られた反応生成物を脱シリル化することを特徴とする、次式(III)
[式中、Rは前記と同じ意味を表す。]で表される光学活性(E)−7−[2−シクロプロピル−4−(フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エステルの製造方法に関する。
発明を実施するための最良の形態
本発明の製造方法において使用する光学活性ビナフトール−チタン錯体は、例えば、Ji−Tao Wang等の方法(Synthesis、1989年、291〜292頁)に従って(S)−(−)−または(R)−(+)−1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを、トルエン、ベンゼン、塩化メチレン、ジエチルエーテル等の有機溶媒中で反応させることにより容易に調製することができ、単離することなく次の工程に使用することができる。
光学活性ビナフトール−チタン錯体の調製に使用するチタンテトライソプロポキシドの使用量は、光学活性1,1’−ビ−2−ナフトール1モルに対して0.5〜2.3モル、好ましくは0.85〜1.15モルである。
化合物(III)を製造する際の光学活性ビナフトール−チタン錯体の使用量は、化合物(II)1モルに対して0.001〜1モル、好ましくは0.02〜0.06モルである。
本発明の製造方法において使用する化合物(I)において、式(I)中のRは炭素原子数1ないし4のアルキル基を表し、そして好ましくはメチル基またはエチル基を表すものを使用することができる。
化合物(I)は、辻等の方法(Chem.Letter.、1978年、649頁)に基づき、アセト酢酸アルキルエステルと塩化トリメチルシランを反応させて得られる3−(トリメチルシリルオキシ)ブト−2−エン酸アルキルエステルを、リチウムジイソプロピルアミドと、次いで塩化トリメチルシランと反応させる方法により製造することができる。
化合物(III)を製造する際の化合物(I)の使用量は、化合物(II)1モルに対して1〜5モル、好ましくは1〜3モルである。
化合物(III)を製造する際に加える金属塩としては、塩化リチウム、臭化リチウム、酢酸リチウム、水酸化リチウム、ホウ酸リチウム、リン酸リチウム等のリチウム塩、および塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、塩化銅等のリチウム以外の金属の塩を挙げることができる。使用するアミンの量および種類、光学活性ビナフトール−チタン錯体の濃度、化合物(II)の濃度等にもよるが、これらの中ではリチウム塩類が好ましい結果を与え、そのリチウム塩類のなかでも塩化リチウムがより好ましい。
前記金属塩の使用量は、共に加える光学活性ビナフトール−チタン錯体およびアミンの量、反応液の濃度等により異なるが、塩化リチウムを使用する場合、化合物(II)1モルに対して0.03〜1.0モル、好ましくは0.1〜0.4モルである。
化合物(III)を製造する際に加えるアミンとしては、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、トリエチルアミン、モルホリン等が挙げられるが、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジンが好ましい結果を与え、そのなかでもN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンがより好ましい。
前記アミンの使用量は、使用するアミンの種類、共に加える光学活性ビナフトール−チタン錯体および金属塩の量、反応液の濃度等により異なるが、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを使用する場合、化合物(II)1モルに対して0.03〜2.0モルであり、反応の後処理等への影響を考えると好ましくは0.1〜1.2モルである。
前記アミンは、反応に関与しないならば、化合物(I)を製造する際に添加することも可能である。
本発明に従って化合物(III)を製造する際に塩化リチウムおよびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを使用する場合、それらの使用量は、共に加える光学活性ビナフトール−チタン錯体の量、反応液の濃度等により異なるが、化合物(II)1モルに対して、塩化リチウム0.03〜1.0モルおよびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン0.03〜2.0モル、好ましくは塩化リチウム0.1〜0.4モルおよびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン0.1〜1.2モルである。
本発明の方法は、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等の不活性ガス気流中、光学活性ビナフトール−チタン錯体、金属塩およびアミンの存在下、有機溶媒中で化合物(I)と化合物(II)を反応させることにより行うことができる。
使用する有機溶媒は、反応に関与しない限り特に制限はないが、通常はテトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒を使用することができ、テトラヒドロフランが好ましい。有機溶媒の使用量には特に制限はないが、通常は化合物(II)に対して1〜100倍(質量比)、好ましくは5〜30倍(質量比)である。
反応温度は、使用する有機溶媒の種類および量等により異なるが、通常は−20〜55℃、好ましくは0〜45℃である。
反応時間は、使用する化合物(II)の濃度、使用する光学活性ビナフトール−チタン錯体および溶媒の種類および量、反応温度等により異なるが、通常は2〜12時間であり、好ましくは2〜6時間である。
反応が終了した後、反応混合物に水または各種水溶液を加えて撹拌することにより反応を停止させる。通常は、水、重曹水、食塩水、炭酸ナトリウム水溶液、アンモニア水溶液、酒石酸塩水溶液等を使用することができ、重曹水、食塩水が好ましい。使用する濃度については特に制限はないが、重曹水の場合は3.5%〜飽和溶液が好ましく、食塩水の場合は10%〜飽和溶液が好ましい。水溶液の使用量は、濃度および種類により異なるが、例えば飽和重曹水を使用する場合は、反応混合物に対して通常0.1〜10倍(容量比)、好ましくは0.1〜5倍(容量比)である。
反応混合物より反応生成物を抽出する方法は、反応溶媒の種類により異なるが、テトラヒドロフランを反応溶媒として使用する場合、減圧下でテトラヒドロフランを留去し、有機溶媒を用いて反応生成物を抽出する。有機溶媒の種類は、水と自由に混合しない溶媒であれば特に制限はなく、酢酸エチル、ジエチルエーテル、トルエン等を用いることができ、酢酸エチルが好ましい。有機溶媒の使用量は特に制限はないが、反応混合物に対して通常0.1〜10倍(容量比)であり、0.5〜2倍(容量比)が好ましい。
反応生成物のシリル基の除去と、シリル基の除去により生成する化合物(III)の精製のため、上記の抽出溶液に酸を加えて撹拌し、化合物(III)と酸との塩を析出させ、濾別する。使用する酸は、硫酸、塩酸等の無機酸であることができ、硫酸が好ましい。濾別した塩をアルカリ水溶液で解塩し、有機溶媒で抽出および結晶化して目的化合物を得る。解塩に使用するアルカリ溶液としては重曹水、炭酸ナトリウム水溶液等のアルカリ金属炭酸塩の水溶液、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水溶液、アンモニア水溶液等を使用することができ、炭酸ナトリウム水溶液が好ましい。
かくして得られた化合物(III)は、99%eeの高い光学純度を有しているため、高脂血症、動脈硬化症等の予防および治療に有用な(3R,5S,6E)−7−[2−シクロプロピル−4−(フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−3,5−ジヒドロキシヘプト−6−エン酸塩の合成中間体としてそのまま使用することが十分に可能な品質を有する。
実施例
以下に実施例を示して本発明を説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
なお、各光学異性体の光学純度(%ee)は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により以下の条件で測定した。
カラム: CHIRALPAK AD(ダイセル化学株式会社製)
移動層: ヘキサン:エタノール=95:5
流速: 1.0mL/min
検出波長: 254nm
また、実施例において反応の進行程度は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により以下の条件で測定した。
カラム: L−Column−ODS(化学品検査協会(財)製)
移動層: グラジュエント条件(0.01M酢酸アンモニウム緩衝液(PH5.3):アセトニトリル=60:40より分析開始、40分後に10:90)
流速: 1.0mL/min
検出波長: 254nm
参考例1 1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−エトキシブタ−1,3−ジエンの製造
1) 3−(トリメチルシリルオキシ)ブト−2−エン酸エチルエステルの製造
アセト酢酸エチル182.21g(1.4モル)およびトリエチルアミン169.98g(1.4モル)を、テトラヒドロフラン182mLとヘキサン1.64Lからなる混合溶媒に窒素雰囲気下で溶解させた。この溶液に塩化トリメチルシラン167.3g(1.54モル)を21〜45℃で滴下し、そして25℃で3時間撹拌した。反応混合物を10℃に冷却し、水547mLを加えて反応を停止させ、そして有機層を分離した。有機層を水273mLで2回洗浄し、無水硫酸マグネシウム54.7gで乾燥した後、濾過した。溶媒を留去し、3−(トリメチルシリルオキシ)ブト−2−エン酸エチルエステル301.3g(粗収率106.4%)を得た。
2) 1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−エトキシブタ−1,3−ジエンの製造
窒素雰囲気下、ジイソプロピルアミン28.13g(0.28モル)をテトラヒドロフラン240mLに溶解させ、そして−20℃に冷却した。この溶液に濃度2.66モル/Lのn−ブチルリチウム/n−ヘキサン溶液100.3mL(0.27モル)を滴下し、そして−30〜−20℃で30分間撹拌した。この溶液を−80℃に冷却し、−80℃〜−93℃で3−(トリメチルシリルオキシ)ブト−2−エン酸エチルエステル45.0g(0.22モル)を滴下し、−90℃で1時間撹拌した後、塩化トリメチルシラン31.4g(0.29モル)を−100℃で滴下し、3時間撹拌した。溶媒を室温、減圧下で留去し、残渣をn−ヘキサン585mLに溶解し、0〜5℃で1時間撹拌した後、14時間静置して析出した不溶物を濾去した。溶媒を減圧下で留去して1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−エトキシブタ−1,3−ジエン濃縮残渣59.85gを得た。
実施例1 (5S,6E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エチルエステルの製造
(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アール25.0g(0.079モル)を、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン305.0gに溶解させた。この溶液に(S)−(−)−1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドをトルエンに溶解させた混合溶液6.35g(0.0016モル)、次いで塩化リチウム1.10g(0.026モル)およびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン6.14g(0.053モル)を加え、参考例1に従って得られた1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエン濃縮残渣51.34gを滴下し、そして27〜30℃で4時間撹拌した。
反応混合物にイオン交換水32.5mLと飽和重曹水32.5mLとからなる水溶液を加えて反応を停止させ、テトラヒドロフランを減圧下で留去し、有機層を酢酸エチル675mLで抽出した。抽出液をイオン交換水125mLおよび飽和重曹水125mLで洗浄し、無水硫酸マグネシウム20gで乾燥し、そして濾過した。
濾液を0℃に冷却し、50重量%硫酸水溶液23.9g(0.118モル)を滴下し、そして0〜5℃で2時間撹拌した。生成した硫酸塩を濾別し、そして酢酸エチル25mLで2回洗浄した。
得られた硫酸塩を湿品のまま酢酸エチル250mLとイオン交換水100mLからなる2層溶媒に分散させ、26℃で10重量%炭酸ナトリウム水溶液150mLを加え、そして26〜28℃で30分間撹拌した。有機層を分離し、水層に酢酸エチル200mLを加えて再抽出を行い、有機層とあわせて飽和食塩水125mLで洗浄し、無水硫酸ナトリウム20gで乾燥した後、濾過した。
濾液を全体の質量が約70gになるまで減圧下で濃縮し、エチルシクロヘキサン125gを加え、そして減圧下で溶媒60gを留去した。0〜5℃まで冷却し、さらにエチルシクロヘキサン250gを加え、そして2時間撹拌した。析出した結晶を濾別し、減圧下で乾燥して(5S,6E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エチルエステル30.06gを得た。
光学純度: 99%ee
(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アールに基づく収率: 85.2% 融点: 90.5〜92.0℃
1H−NMR(CDCl3,400MHz,ppm)δ: 1.0〜1.1(m,2H)、1.28(t,J=7.3Hz,3H)、1.3〜1.4(m,2H)、2.3〜2.4(s,1H)、2.53(s,1H)、2.53(d,J=3.0Hz,1H)、2.6〜2.8(m,1H)、3.43(s,2H)、4.21(q,J=7.3Hz,2H)、4.5〜4.7(m,1H)、5.58(dd,J=5.9Hz,16.1Hz,1H)、6.67(dd,J=1.5Hz,16.1Hz,1H)、7.1〜7.3(m,4H)、7.2〜7.4(m,2H)、7.5〜7.7(m,1H)、7.95(d,J=8.3Hz,1H)。
塩化リチウムおよびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンの添加の有無が、反応速度および光学純度に与える効果を調査するために以下の実験を行った。
実施例2 塩化リチウムおよびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを双方とも添加した実験
(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アール1.0g(3.15ミリモル)を、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン12mLに溶解させた。この溶液に、ジクロロメタン中で(S)−(−)−1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを反応させ溶媒を留去して調製した光学活性ビナフトール−チタン錯体の粉末42.57mg(0.0945ミリモル)、次いで塩化リチウム40.1mg(0.945ミリモル)およびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン292.9mg(2.52ミリモル)を加え、参考例1に従って得られた1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエン濃縮残渣1.73g(6.3ミリモル)を滴下し、27〜30℃で撹拌した。
反応開始5時間でL−Column−ODSによるHPLC分析において反応終点が確認され、CHIRALPAK ADによって決定した光学純度は99.9%以上であった。
比較例1 塩化リチウムおよびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを双方とも添加しない実験
(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アール1.0g(3.15ミリモル)を、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン12mLに溶解させた。この溶液に、ジクロロメタン中で(S)−(−)−1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを反応させ溶媒を留去して調製した光学活性ビナフトール−チタン錯体の粉末42.57mg(0.0945ミリモル)を加え、参考例1に従って得られた1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエン濃縮残渣1.73g(6.3ミリモル)を滴下し、27〜30℃で撹拌した。
L−Column−ODSによるHPLC分析において反応終点が確認されるまで反応時間31時間を要し、CHIRALPAK ADによって決定した光学純度は7.2%eeであった。
比較例2 塩化リチウムを添加し、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを添加しない実験
(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アール1.0g(3.15ミリモル)を、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン12mLに溶解させた。この溶液に、ジクロロメタン中で(S)−(−)−1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを反応させ溶媒を留去して調製した光学活性ビナフトール−チタン錯体の粉末42.57mg(0.0945ミリモル)、次いで塩化リチウム40.2mg(0.945ミリモル)を加え、参考例1に従って得られた1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエン濃縮残渣1.73g(6.3ミリモル)を滴下し、27〜30℃で撹拌した。
L−Column−ODSによるHPLC分析において反応終点が確認されるまで反応時間70時間を要し、CHIRALPAK ADによって決定した光学純度は92.7%eeであった。
比較例3 N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを添加し、塩化リチウムを添加しない実験
(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アール1.0g(3.15ミリモル)を、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン12mLに溶解させた。この溶液に、ジクロロメタン中で(S)−(−)−1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを反応させ溶媒を留去して調製した光学活性ビナフトール−チタン錯体の粉末を42.57mg(0.0945ミリモル)、次いでN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン292.92mg(2.52ミリモル)を加え、参考例1に従って得られた1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエン濃縮残渣1.73g(6.3ミリモル)を滴下し、27〜30℃で撹拌した。
L−Column−ODSによるHPLC分析においては反応時間94時間までに反応終点が確認できず、CHIRALPAK ADにより決定した光学純度は94.3%eeであった。
産業上の利用可能性
本発明によれば、99%ee以上の高い光学純度を有する光学活性(E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エステルを90%以上の高収率で得ることができ、高脂血症、動脈硬化症等の予防および治療に有用な(3R,5S,6E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−3,5−ジヒドロキシヘプト−6−エン酸塩の合成中間体として十分に使用することができるため、工業的に有用である。
Claims (4)
- 1,1’−ビ−2−ナフトールとチタンテトライソプロポキシドとを反応させて得られる光学活性ビナフトール−チタン錯体、金属塩およびアミンの存在下で、次式(I)
[式中、Rは炭素原子数1ないし4のアルキル基を表す。]で表される1,3−ビス(トリメチルシリルオキシ)−1−アルコキシブタ−1,3−ジエンと次式(II)
で表される(E)−3−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−プロプ−2−エン−1−アールとを反応させ、次いで得られた反応生成物を脱シリル化することを特徴とする、次式(III)
[式中、Rは前記と同じ意味を表す。]で表される光学活性(E)−7−[2−シクロプロピル−4−(4−フルオロフェニル)−キノリン−3−イル]−5−ヒドロキシ−3−オキソヘプト−6−エン酸エステルの製造方法。 - 前記金属塩は、塩化リチウム、臭化リチウム、酢酸リチウム、水酸化リチウム、ホウ酸リチウム、リン酸リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウムまたは塩化銅であることを特徴とする、請求項1記載の製造方法。
- 前記アミンは、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、トリエチルアミンまたはモルホリンであることを特徴とする、請求項1記載の製造方法。
- 前記金属塩は塩化リチウムであり、そして前記アミンはN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンであることを特徴とする、請求項1記載の製造方法。
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