KR100402049B1 - Method for preparing chiral ester - Google Patents
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Abstract
본 발명은 케톤과, 상기 케톤을 라세믹 알콜로 환원시키는 반응과 상기 라세믹 알콜의 라세미화 반응을 촉진시키는 화학식 1 내지 3의 루테늄 착물과, 상기 라세믹 알콜중의 하나의 에난소머를 선택적으로 아실화시키는 리파아제와, 상기 루테늄 착물에 하이드라이드를 공급하는 하이드라이드 도너와, 상기 리파아제에 아실기를 공급하는 아실 도너를 혼합 및 반응시키는 것을 특징으로 하는 키랄 에스테르의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 케톤으로부터 1단계 반응을 거쳐 광학순도 특성이 우수한 키랄 에스테르를 높은 합성수율로 얻을 수 있다.The present invention selectively selects a ketone, a ruthenium complex of Formulas 1 to 3 which promotes a reaction of reducing the ketone to racemic alcohol and a racemization reaction of the racemic alcohol, and an enantiomer of one of the racemic alcohols. It provides a lipase to be acylated, a hydride donor for supplying a hydride to the ruthenium complex, and an acyl donor for supplying an acyl group to the lipase, and a method for producing a chiral ester. According to the present invention, chiral esters having excellent optical purity characteristics can be obtained in a high synthetic yield through a one-step reaction from ketones.
상기식중, Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7, Y8, Y9, Y10, Y11, Y12는 서로에 관계없이 단일결합을 나타내거나, 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기를 나타내고, X는 Br, Cl 또는 I이고,In the above formula, Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 5 , Y 6 , Y 7 , Y 8 , Y 9 , Y 10 , Y 11 , Y 12 represent a single bond irrespective of each other, Hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X is Br, Cl or I,
상기식중, Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7, Y8, Y9, Y10, Y11, Y12는 서로에 관계없이 단일결합을 나타내거나, 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기를 나타내고, X는 Br, Cl 또는 I이다.In the above formula, Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 5 , Y 6 , Y 7 , Y 8 , Y 9 , Y 10 , Y 11 , Y 12 represent a single bond irrespective of each other, Hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and X is Br, Cl or I.
Description
본 발명은 키랄 에스테르의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 효소와 금속 촉매를 이용하여 케톤으로부터 키랄 에스테르를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing chiral esters, and more particularly, to a method for preparing chiral esters from ketones using enzymes and metal catalysts.
광학순도 특성이 우수한 화합물을 입체 선택적으로 합성하는 과제는 유기합성에서 가장 중요한 분야중의 하나로서, 특히 금속 촉매 반응과 효소 촉매를 이용한 비대칭 합성에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.The problem of stereoselectively synthesizing a compound having excellent optical purity is one of the most important fields in organic synthesis. In particular, research on asymmetric synthesis using metal catalysis and enzyme catalyst has been actively conducted.
오늘날, 효소 촉매를 이용하여 라세믹 기질을 속도론적 광학 분할하는 방법은 유기 합성에서 기본적으로 많이 이용되고 있다. 특히, 리파아제-촉매하에서의 에스테르의 가수분해 및 알콜의 아실화 반응에 관한 다양하고 효율적인 방법들이 많이 알려진 상태이다.Today, kinetic optical separation of racemic substrates using enzyme catalysts is fundamentally used in organic synthesis. In particular, various and efficient methods for hydrolysis of esters under lipase-catalysts and acylation reactions of alcohols are well known.
속도론적 광학 분할 반응은, 일반적으로 라세믹 혼합물의 두 개의 에난소머(enantiomer)가 상이한 속도로 생성물로 변화되는 반응으로 정의된다. 따라서, 이러한 광학 분할 방법에서는 하기 반응식 1에서와 같이 라세믹 혼합물의에난소머중의 하나가 선택적으로 생성물로 변화되고 나머지 에난소머는 잔류하게 된다.Kinetic optical splitting reactions are generally defined as reactions in which two enantiomers of a racemic mixture change into products at different rates. Thus, in this optical splitting process, one of the enantiomers of the racemic mixture is selectively converted to the product and the remaining enantiomers remain, as in Scheme 1 below.
한편, 케톤으로부터 키랄 에스테르를 얻는 방법으로는, 케톤을 엔올 에스테르(enol ester)로 변화시킨 다음, 이를 비대칭 수소화반응을 통하여 환원하는 방법, 케톤을 비대칭 수소화 반응 등을 거쳐 환원하여 키랄 알콜로 변환한 다음, 에스테르화하는 방법이 있다. 이와 같이 종래의 방법들은 모두 적어도 2 이상의 반응 단계를 거쳐서야 케톤으로부터 엔올 에스테르를 얻을 수 있으므로 그 제조과정이 길고 복잡한 편이다.On the other hand, as a method of obtaining a chiral ester from a ketone, a method of converting a ketone to an enol ester, and then reducing the ketone through an asymmetric hydrogenation reaction, and reducing the ketone through an asymmetric hydrogenation reaction to convert it into a chiral alcohol Next, there is a method of esterification. As described above, the conventional methods are all long and complex because the enol ester can be obtained from the ketone only through at least two reaction steps.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 제조공정이 단순화되면서도 광학순도 및 합성수율이 우수한 키랄 에스테르를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to solve the above problems and to provide a method for producing a chiral ester excellent in optical purity and synthesis yield while simplifying the manufacturing process.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 케톤과,In the present invention, to achieve the above technical problem,
상기 케톤을 라세믹 알콜로 환원시키는 반응과 상기 라세믹 알콜의 라세미화 반응을 촉진시키는 금속착물, 좋기로는 루테늄 착물, 더욱 바람직하기로는 화학식 1 내지 3의 루테늄 착물과,A metal complex for promoting a reaction of reducing the ketone to racemic alcohol and a racemization reaction of the racemic alcohol, preferably a ruthenium complex, more preferably a ruthenium complex of Formulas 1 to 3,
상기 라세믹 알콜중의 하나의 에난소머를 선택적으로 아실화시키는 리파아제와,Lipases for selectively acylating one enantiomer of the racemic alcohol,
상기 루테늄 착물에 하이드라이드를 공급하는 하이드라이드 도너와,A hydride donor for supplying a hydride to the ruthenium complex,
상기 리파아제에 아실기를 공급하는 아실 도너를 혼합 및 반응시키는 것을 특징으로 하는 키랄 에스테르의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a chiral ester, characterized in that for mixing and reacting the acyl donor for supplying an acyl group to the lipase.
[화학식 1][Formula 1]
상기식중, Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7, Y8, Y9, Y10, Y11, Y12는 서로에 관계없이 단일결합을 나타내거나, 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기를 나타내고In the above formula, Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 5 , Y 6 , Y 7 , Y 8 , Y 9 , Y 10 , Y 11 , Y 12 represent a single bond irrespective of each other, Hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
X는 Br, Cl 또는 I이고,X is Br, Cl or I,
[화학식 2][Formula 2]
상기식중, Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7, Y8, Y9, Y10, Y11, Y12는 서로에 관계없이 단일결합을 나타내거나, 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기를 나타내고In the above formula, Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 5 , Y 6 , Y 7 , Y 8 , Y 9 , Y 10 , Y 11 , Y 12 represent a single bond irrespective of each other, Hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
X는 Br, Cl 또는 I이다.X is Br, Cl or I.
[화학식 3][Formula 3]
상기 루테늄 착물은 하기 화학식 5-10으로 표시되는 화합물중에서 선택되는 것이 보다 바람직하다. 특히 하기 화학식 5-10에서, X는 Cl, Br 또는 I이며, Cl인 것이 가장 바람직하다.The ruthenium complex is more preferably selected from the compounds represented by the following formula (5-10). In particular, in the following Formula 5-10, X is Cl, Br or I, most preferably Cl.
본 발명의 1단계 반응을 통하여 화학식 4의 케톤으로부터 화학식 100의 키랄 에스테르를 제조하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the method for producing a chiral ester of Formula 100 from the ketone of Formula 4 through a one-step reaction of the present invention.
먼저, 화학식 1 내지 3의 루테늄 착물, 리파아제, 하이드라이드 도너, 아실기 도너 및 케톤을 혼합한 다음, 여기에 적절한 용매와 염기를 부가하여 이를 반응시킨다(반응식 2). 이 때 반응조건은 사용하는 루테늄 착물의 구조에 따라 달라진다. 즉, 화학식 5의 루테늄 착물(X=Cl)을 사용하는 경우에는 반응 온도는 40 내지 50℃이고, 화학식 8의 루테늄 착물(X=Cl)을 사용하는 경우에는 반응 온도는 40 내지 50℃이고, 화학식 3의 루테늄 착물을 사용하는 경우에는 반응 온도는 70 내지 80℃이다. 특히 화학식 5의 루테늄 착물은 상업적으로 손쉽게 입수가능하며, 알콜/아민 염기 조건하에서 화학식 8의 루테늄 착물로 전환되므로 실질적으로 화학식 5의 루테늄 착물을 사용한 경우와 화학식 8의 루테늄 착물을 사용했을 때 얻어지는 합성 결과는 거의 동일하다. 그리고 상기 루테늄 착물의 함량은 케톤을 기준으로 하여 0.1 내지 5몰%인 것이 바람직하다. 만약 루테늄 착물의 함량이 5몰%를 벗어나는 경우에는 제조비용이 상승하고 0.1몰% 미만인 경우에는 반응이 느려서 바람직하지 못하다.First, ruthenium complexes of Formulas 1 to 3, lipases, hydride donors, acyl group donors, and ketones are mixed and then reacted by adding an appropriate solvent and base thereto (Scheme 2). The reaction conditions depend on the structure of the ruthenium complex used. That is, when using a ruthenium complex (X = Cl) of the formula (5) is the reaction temperature is 40 to 50 ℃, when using a ruthenium complex (X = Cl) of the formula (8) is 40 to 50 ℃, When using the ruthenium complex of formula (3), the reaction temperature is 70 to 80 ℃. In particular, the ruthenium complexes of formula (5) are readily available commercially and are converted to the ruthenium complexes of formula (8) under alcohol / amine basic conditions, thus substantially the synthesis obtained when using the ruthenium complexes of formula (5) and when the ruthenium complexes of formula (8) are used. The result is almost the same. And the content of the ruthenium complex is preferably 0.1 to 5 mol% based on the ketone. If the content of the ruthenium complex is more than 5 mol%, the manufacturing cost rises and if the content is less than 0.1 mol%, the reaction is slow and not preferable.
상기식중, R1, R2및 R3는 서로 독립적으로 비치환된 또는 치환된 알킬기, 비치환된 또는 치환된 아릴기, 비치환된 또는 치환된 사이클로알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 경우에 따라서 R1과 R2, R1과 R3, R2와 R3는 서로 연결된 형태일 수 있다. 여기에서 알킬기, 아릴기 및 사이클로알킬기에 치환가능한 작용기로는 할로겐 원소와 같은 헤테로 원자, 시안(CN)기 등이 가능하다.Wherein R 1 , R 2 and R 3 are each independently selected from the group consisting of an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted aryl group, an unsubstituted or substituted cycloalkyl group, and Therefore, R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 2 and R 3 may be connected to each other. Here, as the functional group substitutable for an alkyl group, an aryl group and a cycloalkyl group, a hetero atom such as a halogen element, a cyan (CN) group, or the like is possible.
상기 반응에서 루테늄 착물은 수소 전달 반응의 촉매로 작용하여 출발물질인 케톤을 라세믹 알콜로 환원시키는 반응을 촉진시킨다. 이와 아울러 얻어진 라세믹 알콜의 라세미화 반응을 촉진시킨다.In this reaction, the ruthenium complex serves as a catalyst for the hydrogen transfer reaction to promote the reaction of reducing the starting material ketone to racemic alcohol. In addition, the racemization reaction of the obtained racemic alcohol is promoted.
상기 리파아제는 에스테르의 가수분해 효소로서, 라세믹 알콜의 하나의 에난소머를 선택적으로 아실화시켜 광학순도 특성이 우수한 키랄 에스테르를 생성시키는 작용을 한다. 이러한 리파아제의 구체적인 예로는 캔디다 안타크티카 리파아제(candida antarcticalipase), 슈도모나스 세파시아스 리파아제(Pseudomonas cepaciaslipase)중에서 선택되며, 바람직하게는 캔디다 안타크티카 콤포넌트 비 리파아제 서포티드 온 아크릴 레진(candida antarcticacomponent B lipase supported on acrylic resin)(상품명: Novozym 435)(Novo사), 슈도모나스 세파시아스 리파아제 서포티드 온 세라믹 파티클(Pseudomonas cepaciaslipase supported on ceramic particle)(상품명: Lipase PS-C)(Amano사)이며, 그중에서도 캔디다 안타크티카 콤포넌트 B 리파아제 서포티드 온 아크릴 레진을 사용하는 경우, 열저항성, 반응성, 광학순도 등의 특성면에서 가장 바람직하다. 그리고 리파아제의 함량은 노보자임의 경우에는 케톤 1mmol당 10 내지 60mg, 바람직하게는 30mg을 사용하며, 리파아제 PS-C인 경우는 케톤 1mmol당 40 내지 240mg, 바람직하게는 80mg을 사용한다.The lipase is a hydrolase of an ester, and selectively acylates one enantiomer of racemic alcohol to produce a chiral ester having excellent optical purity characteristics. Specific examples of such lipases are selected from candida antarctica lipase and Pseudomonas cepacias lipase, and preferably candida antarctica lipase candida antarctica component. B lipase supported on acrylic resin (trade name: Novozym 435) (Novo), Pseudomonas cepacias lipase supported on ceramic particle (trade name: Lipase PS-C) (Amano) Among them, Candida anthartica component B lipase supported on acrylic resin is most preferred in terms of properties such as heat resistance, reactivity and optical purity. And the content of lipase is 10 to 60mg, preferably 30mg per 1mmol ketone in the case of novozyme, 40 to 240mg, preferably 80mg per 1mmol ketone for lipase PS-C.
상기 케톤은 일반적으로는 화학식 4로 표시되는 것으로서 그 구조가 특별히 제한되지는 않으나, 본 발명에서는 하기 화학식 4a-g의 화합물을 사용한다.The ketone is generally represented by the general formula (4), and the structure thereof is not particularly limited, but in the present invention, a compound of the following general formula (4a-g) is used.
여기서 R1, R2, R3는 상기 반응식 2에 정의한 바와 같다.Wherein R 1 , R 2 , R 3 are as defined in Scheme 2 above.
상기 아실 도너는 리파아제에 아실기를 공급하여 리파아제 촉매하의 아실 전이 반응에서의 평형을 아실화된 생성물쪽으로 이동시키는 역할을 한다. 이러한 아실 도너로는 아릴 에스테르 또는 알케닐 아세테이트가 바람직하며, 특히 전자수용성기(electron withdrawing group)를 갖고 있는 아릴 에스테르 예를 들어, p-클로로페닐 아세테이트가 가장 바람직하다. 그리고 알케닐 아세테이트의 예로는 이소프로페닐 아세테이트가 있다. 이러한 화합물이 아실 도너로서 바람직한 이유는 적절한 반응성을 가지면서 라세미화 반응을 방해하지 않기 때문이다. 그리고 아실 도너의 함량은 케톤 1당량을 기준으로 하여 2 내지 4당량인 것이 바람직하다. 여기에서 아실 도너의 함량이 4당량을 초과하는 경우에는 반응후, 분리에 문제가 있고, 2당량 미만인 경우에는 아실화 반응속도가 감소하여 바람직하지 못하다.The acyl donor serves to supply an acyl group to the lipase to shift the equilibrium in the acyl transfer reaction under the lipase catalyst to the acylated product. As such acyl donors, aryl esters or alkenyl acetates are preferred, in particular aryl esters having an electron withdrawing group, for example p-chlorophenyl acetate. And an example of alkenyl acetate is isopropenyl acetate. Such compounds are preferred as acyl donors because they have adequate reactivity and do not interfere with the racemization reaction. And the content of acyl donor is preferably 2 to 4 equivalents based on 1 equivalent of ketone. Here, if the content of acyl donor exceeds 4 equivalents, there is a problem in separation after the reaction, and if less than 2 equivalents, the acylation reaction rate decreases, which is not preferable.
본 발명의 하이드라이드 도너는 루테튬 착물에 하이드라기를 공급하는 역할을 한다. 하이드라이드 도너의 구체적인 예로는 2,6-디메틸헵탄-4-올, 수소, 개미산 등이 있다. 이 하이드라이드 도너의 함량은 케톤을 기준으로 하여 1 내지 2당량인 것이 바람직하다. 여기에서 하이드라이드 도너의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 라세미화 반응을 방해하여 바람직하지 못하다.The hydride donor of the present invention serves to supply hydra groups to the lutetium complex. Specific examples of hydride donors include 2,6-dimethylheptan-4-ol, hydrogen, formic acid, and the like. The content of this hydride donor is preferably 1 to 2 equivalents based on ketone. Here, when the content of the hydride donor is outside the above range, it is not preferable because it interferes with the racemization reaction.
상기 키랄 에스테르 제조반응에서 염기는 반응도중 생성된 산과 반응하여 산을 제거하는 역할을 하며, 구체적인 예로서 아민 염기인 트리에틸아민, 디이소프로필에틸 아민 등을 사용한다. 이 때 염기의 함량은 케톤을 기준으로 하여 1 내지 2당량인 것이 바람직하다.In the chiral ester production reaction, the base reacts with the acid generated during the reaction to remove the acid, and specific examples thereof include an amine base triethylamine, diisopropylethyl amine, and the like. At this time, the content of the base is preferably 1 to 2 equivalents based on the ketone.
본 발명의 용매는 특별히 한정되지는 않는다. 다만, 리파아제와 같은 효소 촉매 반응은 생성물의 합성수율 및 입체 선택성면에서 용매의 영향을 받는 것이 통상적이므로 메틸렌클로라이드, 벤젠, 톨루엔, 헥산 등을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 용매의 함량은 용해시키고자 하는 물질의 용액을 0.2-0.3M의 농도 범위내로 조절한다.The solvent of the present invention is not particularly limited. However, it is preferable to use methylene chloride, benzene, toluene, hexane and the like because an enzyme catalysis such as lipase is usually influenced by a solvent in terms of synthesis yield and stereoselectivity of the product. And the content of the solvent is adjusted to the solution of the substance to be dissolved in the concentration range of 0.2-0.3M.
상술한 화학식 1 내지 3의 루테늄 착물, 리파아제, 하이드라이드 도너, 아실기 도너 및 케톤의 반응이 완결되면, 워크-업(work-up) 과정을 거쳐 키랄 에스테르를 얻을 수 있게 된다.When the reaction of the ruthenium complex, the lipase, the hydride donor, the acyl group donor, and the ketone described above is completed, a chiral ester may be obtained through a work-up process.
상기와 같이 본 발명에 따라 제조된 키랄 에스테르 화합물은 다음 화학식 100 과 같은 구조로 제조되는 것이다.As described above, the chiral ester compound prepared according to the present invention is prepared in the following structure.
상기 화학식 100에서 R1, R2및 R3는 서로 독립적으로 비치환된 또는 치환된 알킬기, 비치환된 또는 치환된 아릴기, 비치환된 또는 치환된 사이클로알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 경우에 따라서 R1과 R2, R1과 R3, R2와 R3는 서로 연결된 형태일 수 있다.R 1 , R 2 and R 3 in Formula 100 are each independently selected from the group consisting of an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted aryl group, an unsubstituted or substituted cycloalkyl group, and Therefore, R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 2 and R 3 may be connected to each other.
이러한 본 발명에 따른 화학식 100의 키랄 에스테르는 통상적으로는 키랄 의약, 키랄 농약, 기타 키랄 신물질의 합성에 원료로서 이용될 수 있는 바, 구체적으로는 예를 들어 고지혈증 치료약으로 사용되는 화학식 101의 아토르바스타틴(Atorvastatin), 식품 또는 의약품의 기능성 첨가제로 사용되는 화학식 102의 L-카르니틴(L-Carnitine), 에이즈(AIDS)치료용 약제로 사용되는 화학식 103의 아제너라제(Agenerase) 등의 제조에 원료로 유용하게 사용될 수 있다.The chiral ester of Formula 100 according to the present invention can be used as a raw material for the synthesis of chiral drugs, chiral pesticides, and other chiral new substances. Specifically, for example, atorvastatin of Formula 101 used as a drug for treating hyperlipidemia ( Atorvastatin), L-Carnitine of Formula 102 used as a functional additive in foods or pharmaceuticals, and Agenerase of Formula 103 used as a drug for treating AIDS. Can be used.
상기한 용도의 화합물 중에서 예컨대, 최근에 아토르바스타틴(Atorvastatin)의 원료로서 고부가가치 제품으로 크게 각광을 받고 있는 화학식 101의 화합물의 경우는 본 발명에 따른 키랄 에스테르 중에서 다음 화학식 100a로 표시되는 키랄 화합물을 원료로 하여 예컨대 미국특허 제5,908,953호에 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.Among the compounds for the above-mentioned use, for example, in the case of the compound of the general formula (101), which has recently attracted much attention as a high value-added product as a raw material of atorvastatin, a chiral compound represented by the following general formula (100a) among chiral esters according to the present invention is used as a raw material. For example, it may be prepared by a method known in US Pat. No. 5,908,953.
상기 식에서 R은 저급알킬기를 의미한다.In the formula, R means a lower alkyl group.
특히, 본 발명에 따라 제조되는 상기 화학식 100의 키랄 에스테르는 종래의 제법에 비해 미반응 알콜과 같은 부산물의 합성을 적어도 5%이하, 좋기로는 전혀 생성되지 않도록 최대한 억제하므로서 키랄아세테이트의 합성수율 100%에까지 극대화시키면서도 그 광학 순도가 99%정도까지 우수하게 제조되는 것이므로, 무엇보다도 부산물을 최소화하여 제조 수율이 크게 향상되는 효과가 있으며, 위와 같은 고부가가치를 나타내는 의약품 등의 제조원료로 사용하는 경우 그 최종제품의 순도를 크게 향상시킬 수 있기 때문에 순도가 매우 중시되는 정밀화학 분야, 특히 식품, 의약품 제조분야에서 키랄 유도체를 제조하는 광범위한 화합물의 제조 원료로 바람직하게 사용될 수 있는 것이다.In particular, the chiral ester of the formula (100) prepared according to the present invention is 100% less than the synthesis of by-products, such as unreacted alcohol, compared to the conventional production process, and preferably the maximum yield so as not to produce at all synthetic yield 100 The optical purity is up to 99% while maximizing up to 100%. Therefore, the production yield is greatly improved by minimizing the by-products above all. Since the purity of the final product can be greatly improved, it can be preferably used as a raw material for preparing a wide range of compounds for producing chiral derivatives in the field of fine chemicals where purity is very important, especially in the food and pharmaceutical manufacturing fields.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the following examples, but the present invention is not limited only to the following examples.
실시예 1Example 1
화학식 4a의 케톤(0.25mmol), 트리에틸아민(0.25mmol), 화학식 5의 루테늄 착물(X=Cl)(0.0130 mmol), 2,6-디메틸헵탄-4-올(0.38mmol) 및 리파아제 PS-C(Amano사) 20mg을 디클로로메탄 1.2ml에 혼합하여 상온에서 5분동안 교반하였다. 이어서, 반응 혼합물에 p-클로로페닐 아세테이트(0.75mmol)을 부가하면 검자주색 현탁액을 얻을 수 있다.Ketone of formula 4a (0.25 mmol), triethylamine (0.25 mmol), ruthenium complex of formula 5 (X = Cl) (0.0130 mmol), 2,6-dimethylheptan-4-ol (0.38 mmol) and lipase PS- 20 mg of C (Amano) was mixed in 1.2 ml of dichloromethane and stirred at room temperature for 5 minutes. Subsequently, p-chlorophenyl acetate (0.75 mmol) is added to the reaction mixture to give a dark purple suspension.
진공 조건하에서 상기 현탁액으로부터 산소를 제거한 다음, 반응 용기내를 아르곤으로 퍼지하였다. 그 후, 반응 혼합물을 50℃에서 78시간동안 가열하였다.Oxygen was removed from the suspension under vacuum conditions and then the reaction vessel was purged with argon. Thereafter, the reaction mixture was heated at 50 ° C. for 78 hours.
실시예 2-5Example 2-5
화학식 4a의 케톤 대신 화학식 4b∼4e의 케톤을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that the ketones of formulas 4b to 4e were used instead of the ketones of formula 4a.
실시예 6Example 6
화학식 1의 루테늄 착물(X=Cl) 대신 화학식 8의 루테늄 착물(X=Cl)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.The ruthenium complex (X = Cl) was used instead of the ruthenium complex (X = Cl), except that ruthenium complex (X = Cl) was used in the same manner as in Example 1.
실시예 7-10Example 7-10
화학식 4a의 케톤 대신 화학식 4b-4e의 케톤을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 6과 동일한 방법에 따라 실시하였다.Except for using the ketone of the formula 4b-4e instead of the ketone of the formula (4a) was carried out in the same manner as in Example 6.
실시예 11Example 11
화학식 4a의 케톤 (0.25mmol), 화학식 3의 루테늄 착물(0.050mmol), 2,6-디메틸헵탄-4-올(0.38mmol), 노보자임 435(Novo사)(7.5mg), p-클로로페닐 아세테이트(0.75mmol)을 톨루엔 0.8㎖와 혼합하여 노란색을 띠는 현탁액을 제조하였다.Ketone of formula 4a (0.25 mmol), ruthenium complex of formula 3 (0.050 mmol), 2,6-dimethylheptan-4-ol (0.38 mmol), novozyme 435 (Novo) (7.5 mg), p-chlorophenyl Acetate (0.75 mmol) was mixed with 0.8 mL of toluene to prepare a yellowish suspension.
진공 조건하에서 상기 현탁액으로부터 산소를 제거한 다음, 반응 용기내를 아르곤을 퍼지하였다. 이어서, 상기 반응 혼합물을 70℃에서 44시간동안 가열하였다.Oxygen was removed from the suspension under vacuum conditions and then argon was purged in the reaction vessel. The reaction mixture was then heated at 70 ° C. for 44 h.
실시예 12-17Example 12-17
화학식 4a의 케톤 대신 화학식 4b∼4g의 케톤을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법에 따라 실시하였다.The same procedure as in Example 11 was carried out except that the ketones of formulas 4b to 4g were used instead of the ketones of formula 4a.
상기 실시예 1-5 및 실시예 11-17에 따라 키랄 에스테르를 제조하는 경우, 부산물인 알콜의 합성수율, 키랄 아세테이트의 합성수율 및 광학순도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 여기에서 알콜 및 키랄 아세테이트의 합성수율은 가스 크로마토그래피를 이용하여 분석하였으며, 광학순도는 키랄 고속액체크로마토그래피(High Performance Liquid Chromatography: HPLC)를 이용하여 분석하였다. 분석에 사용된 GC는 휴레트 팩커드 5890 시리즈 II(Hewlett Packard 5890 SeriesII)이고, HPLC는 스펙트라시스템(SpectraSystem) P2000이다.In preparing the chiral esters according to Examples 1-5 and 11-17, the synthetic yield of the by-product alcohol, the synthetic yield of the chiral acetate, and the optical purity were measured and shown in Table 1 below. Herein, the synthetic yields of alcohol and chiral acetate were analyzed using gas chromatography, and optical purity was analyzed using chiral high performance liquid chromatography (HPLC). The GC used for analysis is Hewlett Packard 5890 Series II and HPLC is SpectraSystem P2000.
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1-5, 11-17에 따라 수소전달 반응과 라세미화반응을 동시에 진행시키는 루테늄 착물과 알콜의 에스테르화 반응을 진행시키는 리파아제를 적절히 조화시켜 케톤으로부터 키랄 에스테르를 1단계 반응으로 제조할 수 있었고, 이렇게 얻어진 키랄 에스테르의 광학순도가 우수하였다. 또한, 미반응 알콜의 함량은 5% 이하으로 키랄 에스테르의 합성수율도 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen from Table 1, according to Examples 1-5 and 11-17, a ruthenium complex for simultaneously carrying out a hydrogen transfer reaction and a racemization reaction and a lipase for carrying out an esterification reaction of an alcohol from the ketone are appropriately combined. Chiral esters could be prepared in a one-step reaction, and the optical purity of the chiral esters thus obtained was excellent. In addition, the content of unreacted alcohol was 5% or less, it was confirmed that the excellent yield of the chiral ester.
본 발명에 따르면, 케톤으로부터 1단계 반응을 거쳐 간단한 방법으로 광학순도 특성이 우수한 키랄 에스테르를 높은 합성수율로 얻을 수 있다.According to the present invention, a chiral ester having excellent optical purity characteristics can be obtained in a high synthetic yield by a simple method through a one-step reaction from a ketone.
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