KR101233809B1 - A preparation method of all-carbon quaternary stereocenter compound using 2,2-disubstituted 1,3-propanediol - Google Patents
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Abstract
본 발명은 2,2 위치에 2 개의 치환기를 갖는 1,3-프로판디올을 이용한 탄소만을 가지는 4급 탄소 입체중심 화합물의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 키랄 리간드로서 부틸기로 치환된 피리딘비스옥사졸린과 2가 구리 화합물의 복합체를 사용하여 2,2 위치에 2 개의 치환기를 갖는 1,3-프로판디올의 촉매적 비대칭화를 통해 탄소만을 가지는 4급 입체중심 탄소 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a quaternary carbon stereocenter compound having only carbon using 1,3-propanediol having two substituents at the 2,2 position, and more particularly, pyridine bis substituted with a butyl group as a chiral ligand. A method for preparing a quaternary stereocentered carbon compound having only carbon by catalytic asymmetry of 1,3-propanediol having two substituents at the 2,2 position using a complex of oxazoline and a divalent copper compound will be.
Description
본 발명은 2,2 위치에 2 개의 치환기를 갖는 1,3-프로판디올을 이용한 탄소만을 가지는 4급 탄소 입체중심 화합물의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 키랄 리간드로서 부틸기로 치환된 피리딘비스옥사졸린과 2가 구리 화합물의 복합체를 사용하여 2,2 위치에 2 개의 치환기를 갖는 1,3-프로판디올의 촉매적 비대칭화를 통해 탄소만을 가지는 4급 입체중심 탄소 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for preparing a quaternary carbon stereocenter compound having only carbon using 1,3-propanediol having two substituents at the 2,2 position, and more particularly, pyridine bis substituted with a butyl group as a chiral ligand. A method for preparing a quaternary stereocentered carbon compound having only carbon by catalytic asymmetry of 1,3-propanediol having two substituents at the 2,2 position using a complex of oxazoline and a divalent copper compound will be.
대칭형 분자의 입체선택성 비대칭화는 키랄성을 발생시키는 경제적인 방법이다. 상기 방법은 2개의 에난티오 자리 그룹의 분화에 의해 이루어지고 출발 기질의 비교적 손쉬운 제조로 인하여 유리하다. 입체생성 탄소 중심 중에, 헤테로원자 또는 탄소만으로 직접 결합되는 4급 중심의 형성은 특히 힘들다(Fuji, K. Chem . Rev . 1993, 93, 2037; Corey, E. J. et al., Angew . Chem . Int . Ed . 1998, 37, 388; Denissova, I. et al., Tetrahedron 2003, 59, 10105; Cozzi, P. G. et al., Eur. J. Org . Chem . 2007, 5969; Bella, M. et al., Synthesis 2009, 1583). 탄소만을 가진 4급 입체중심을 구성하기 위하여는, 본질적인 입체 장애와 싸워야 한다. 촉매적 비대칭화는 이러한 탄소 입체중심을 형성하기 위하여 드물게 적용되어 왔다(Cefalo, D. R. et al., J. Am . Chem . Soc . 2001, 123, 3139; Teng, X. et al., J. Am . Chem . Soc . 2002, 124, 10779; Bocknack, B. M. et al., Proc . Natl . Acad . Sci. USA 2004, 101, 5421; Oestreich, M. et al., Angew . Chem . Int . Ed . 2005, 44, 149; Liu, Q. et al., J. Am . Chem . Soc . 2006, 128, 2552; Honjo, T. et al., Org. Lett . 2007, 9, 509). Stereoselective asymmetry of symmetric molecules is an economical way of generating chirality. The method is advantageous by the differentiation of two enantio site groups and is advantageous due to the relatively easy preparation of the starting substrate. The stereogenic carbon center, the formation of a quaternary center that is directly coupled with only heteroatom or carbon is particularly difficult (Fuji, K. Chem Rev 1993, 93, 2037;..... Corey, EJ et al, Angew Chem Int. Ed . 1998 , 37 , 388; Denissova, I. et al., Tetrahedron 2003 , 59 , 10105; Cozzi, PG et al., Eur. J. Org . Chem . 2007 , 5969; Bella, M. et al., Synthesis 2009 , 1583). In order to construct a quaternary stereocenter with only carbon, one must fight the intrinsic steric hindrance. Catalytic asymmetry has been rarely applied to form such carbon stereocenters (Cefalo, DR et al., J. Am . Chem . Soc . 2001 , 123 , 3139; Teng, X. et al., J. Am . Chem Soc 2002, 124, 10779 ;.. Bocknack, BM et al, Proc Natl Acad Sci USA 2004, 101, 5421;.......... Oestreich, M. et al, Angew Chem Int Ed 2005 , 44 , 149; Liu, Q. et al., J. Am . Chem . Soc . 2006 , 128 , 2552; Honjo, T. et al., Org. Lett . 2007 , 9 , 509).
탄소만을 가진 4급 입체중심에 대한 공지의 접근법의 대부분은 좁은 기질 범위 및/또는 낮은 입체선택성을 갖는다(Douglas, C. J. et al., Proc . Natl . Acad . Sci . USA 2004, 101, 5363; Trost, B. M. et al., Synthesis 2006, 369). 이들은 알돌 고리화 반응(Mukherjee, S. et al., Chem . Rev . 2007, 107, 5471), Pd-촉매화 커플링 반응(Ohshima, T. et al., J. Am . Chem . Soc . 1996, 118, 7108; Willis, M. C. et al., Angew . Chem . Int . Ed . 2004, 43, 1249; Takenaka, K. et al., Tetrahedron: Asymmetry 2008, 19, 2492), 딜스-알더 고리첨가 반응(Corey, E. J. et al., J. Am . Chem . Soc . 2002, 124, 3808), Rh-활성화 C-H 결합 삽입 및 고리화 반응(Watanabe, N. et al., Synlett 1996, 85; Davies, H. M. L. et al., Chem. Rev . 2003, 103, 2861), Cu-유도 토실화 반응(Demizu, Y. et al., Synlett 2008, 433)을 통해 수행되어 왔다. 그러므로, 증가된 기질 범위 및 입체선택성을 가지는 4급 입체중심을 제조하는 비대칭화 방법을 개발하는 것이 매우 중요하고 합성적으로 유용하다.Most of the known approaches for quaternary stereocenters with only carbon have a narrow substrate range and / or low stereoselectivity (Douglas, CJ et al., Proc . Natl . Acad . Sci . USA 2004 , 101 , 5363; Trost , BM et al., Synthesis 2006 , 369). These aldol cyclization (Mukherjee, S. et al., Chem. Rev. 2007, 107, 5471), Pd- catalyzed coupling reaction (Ohshima, T. et al., J. Am. Chem. Soc. 1996 ......, 118 , 7108; Willis, MC et al, Angew Chem Int Ed 2004, 43, 1249; Takenaka, K. et al, Tetrahedron: Asymmetry 2008, 19, 2492), Diels-Alder addition reaction ring (Corey, EJ et al., J. Am . Chem . Soc . 2002 , 124 , 3808), Rh-activated CH bond insertion and cyclization reactions (Watanabe, N. et al., Synlett 1996 , 85; Davies, HML et al., Chem. Rev. 2003, 103, 2861), Cu- induced misfire Sat reaction (Demizu, Y. et al., it has been performed through the Synlett 2008, 433). Therefore, it is very important and synthetically useful to develop asymmetry methods for preparing quaternary stereocenters with increased substrate range and stereoselectivity.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 점을 감안하여 연구하던 중 2,2 위치에 2 개의 치환기를 갖는 1,3-프로판디올의 촉매적 비대칭화를 통해 탄소만을 가지는 4급 입체중심을 구축할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
Therefore, the inventors of the present invention can build a quaternary stereocenter having only carbon through the catalytic asymmetry of 1,3-propanediol having two substituents at the 2,2 position during the study. Discovered and completed the present invention.
본 발명의 목적은 2,2 위치에 2 개의 치환기를 갖는 1,3-프로판디올의 촉매적 비대칭화를 통해 탄소만을 가지는 4급 입체중심 탄소 화합물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a method for preparing a quaternary stereocentered carbon compound having only carbon through catalytic asymmetry of 1,3-propanediol having two substituents at the 2,2 position.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method for producing a compound represented by the following formula (1) comprising the following steps.
하기 화학식 2로 표시되는 화합물과 2가 구리 화합물을 반응시켜 키랄 리간드 구리 복합체를 제조하는 단계(단계 1); 및Preparing a chiral ligand copper complex by reacting a compound represented by Formula 2 with a divalent copper compound (step 1); And
상기 키랄 리간드 구리 복합체의 존재 하에 하기 화학식 3의 화합물을 벤조일 클로라이드(BzCl)와 반응시켜 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 2).Preparing a compound represented by Chemical Formula 1 by reacting a compound of Chemical Formula 3 with benzoyl chloride (BzCl) in the presence of the chiral ligand copper complex (Step 2).
상기 화학식 1 및 3에서, In
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소; C1 -6 알킬; 시아노; C6~C10 아릴; 아세틸; 또는 비치환되거나 할로겐, C1 -6 알킬 또는 -COO-(C1 -6 알킬)로 치환된 C2 -6 알케닐이고, 단 R1 및 R2는 서로 동일하지 않고; 또는 R1 및 R2는 서로 연결되어 R1 및 R2가 연결된 탄소와 함께 C1 -6 알킬렌으로 치환된 C3 -6 사이클로알킬을 형성하고;R 1 and R 2 are each independently hydrogen; C 1 -6 alkyl; Cyano; C 6 -C 10 aryl; Acetyl; Or unsubstituted or substituted by halogen, C 1 -6 alkyl, or -COO- (C 1 -6 alkyl) C 2 -6 alkenyl optionally substituted with, with the proviso that R 1 and R 2 are not equal to each other; Or R 1 and R 2 form a C 3 -6 cycloalkyl substituted with C 1 -6 alkylene group with a carbon R 1 and R 2 are connected to each other;
*는 4급 탄소 입체중심을 의미한다.
* Denotes a
바람직하게는, 상기 화학식 1 및 3에서 R1 및 R2는 수소; 메틸; 에틸; 프로필; 시아노; 벤질; 페닐; 아세틸; 또는 비치환되거나 할로겐, 메틸 또는 -COO-에틸로 치환된 C2 -4 알케닐이다.Preferably, in
바람직하게는, 상기 화학식 1 및 3에서 R1 및 R2는 서로 연결되어 R1 및 R2가 연결된 탄소와 함께 메틸렌으로 치환된 사이클로펜틸을 형성한다.
Preferably, in
본 발명에서, 상기 2가 구리 화합물은 Cu2 + 상태의 구리금속과 염기가 결합된 형태의 화합물이면 어느 것이나 사용 가능하며, 구체적으로는 CuCl2, Cu(CF3SO3)2[Cu(OTf)2], Cu(PF6)2, Cu(SbF6)2, CuBr2, Cu(CH3CO2)2[Cu(OAc)2] 등을 예로 들 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
In the present invention, the divalent copper compound is a compound in the form of the copper metal and the base of Cu 2 + state engageable use whichever and, specifically, CuCl 2, Cu (CF 3 SO 3) 2 [Cu (OTf ) 2 ], Cu (PF 6 ) 2 , Cu (SbF 6 ) 2 , CuBr 2 , Cu (CH 3 CO 2 ) 2 [Cu (OAc) 2 ], and the like, and the like.
본 발명에서, 상기 단계 1)의 화학식 2로 표시되는 화합물과 2가 구리 화합물의 몰비는 5:1 내지 0.5:1인 것이 바람직하다. 만일 화학식 2로 표시되는 화합물과 2가 구리 화합물의 몰비가 상기 범위 밖이면 반응물의 입체선택성이 떨어지는 단점이 있다.In the present invention, it is preferable that the molar ratio of the compound represented by the formula (2) of step 1) and the divalent copper compound is 5: 1 to 0.5: 1. If the molar ratio of the compound represented by Formula 2 and the divalent copper compound is outside the above range, there is a disadvantage in that the stereoselectivity of the reactants is inferior.
본 발명에서, 상기 단계 1)은 용매로서 일반적인 유기용매의 사용이 가능하나 반응 효율면에서 메틸렌 클로라이드(CH2Cl2), 톨루엔, 또는 이의 혼합물을 사용하여 수행될 수 있다.In the present invention, step 1) may be performed using a general organic solvent as a solvent, but may be performed using methylene chloride (CH 2 Cl 2 ), toluene, or a mixture thereof in terms of reaction efficiency.
본 발명에서, 상기 단계 1)은 0 내지 25 ℃에서 수행되는 것이 바람직하다. 만일 반응 온도가 상기 범위 밖이면 반응물의 입체선택성이 떨어지는 단점이 있다.
In the present invention, step 1) is preferably performed at 0 to 25 ℃. If the reaction temperature is outside the above range, there is a disadvantage that the stereoselectivity of the reactants is poor.
본 발명에서, 상기 단계 2)의 화학식 3의 화합물과 BzCl의 몰비는 0.5 내지 5.0 당량인 것이 바람직하다. 만일 화학식 3의 화합물과 BzCl의 몰비가 상기 범위 밖이면 모노알콜의 반응수율이 감소하고 부반응물인 디벤조에이트의 생성수율이 증가하는 단점이 있다.In the present invention, the molar ratio of the compound of
본 발명에서, 상기 단계 2)는 반응 염기로서 유기 염기 또는 무기 염기가 모두 사용 가능하며 대체적으로 삼차 아민, 카보네이트 계열의 무기 염기를 사용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 단계 2)에서 사용될 수 있는 반응 염기로는 트리에틸아민(Et3N) 또는 디이소프로필에틸아민((i-Pr)2NEt) 등을 예로 들 수 있다.In the present invention, step 2) may be performed using both an organic base or an inorganic base as a reaction base, and generally using a tertiary amine or a carbonate-based inorganic base. Specifically, examples of the reaction base that can be used in step 2) include triethylamine (Et 3 N) or diisopropylethylamine (( i- Pr) 2 NEt).
본 발명에서, 상기 단계 2)의 화학식 3의 화합물과 Et3N 또는 (i-Pr)2NEt의 몰비는 0.5 내지 5 당량인 것이 바람직하다. 만일 화학식 3의 화합물과 Et3N 또는 (i-Pr)2NEt의 몰비가 상기 범위 밖이면 반응물의 반응수율이 감소하는 단점이 있다.
In the present invention, the molar ratio of the compound of
본 발명에서, 상기 단계 2)는 0 내지 -78 ℃에서 수행되는 것이 바람직하다. 만일 반응 온도가 상기 범위 밖이면 반응물의 입체 선택성이 떨어지는 단점이 있다.
In the present invention, step 2) is preferably carried out at 0 to -78 ℃. If the reaction temperature is outside the above range, there is a disadvantage that the stereoselectivity of the reactants is poor.
본 발명자들은 쉽게 입수할 수 있는 대칭적이며 2,2- 위치에 2개의 치환기를 가지는 1,3-디올의 비대칭적 모노벤조일화 반응을 통해 탄소만을 가지는 4급 입체중심을 합성하였다. 가장 효과적인 키랄 리간드는 4-페닐과 5,5-디-n-부틸 치환기를 갖는 Pybox 6으로, 이는 기질의 더 작은 치환기를 위한 예비 공간을 확보하도록 2개의 페닐기와 옥사졸리딘 평면이 수직으로 교차할 수 있게 하는 것으로 확인되었다.The inventors have synthesized a quaternary stereocenter with only carbon through an asymmetric monobenzoylation reaction of 1,3-diol with readily available symmetrical and two substituents in the 2,2-position. The most effective chiral ligand is Pybox 6 with 4-phenyl and 5,5-di- n -butyl substituents, which vertically intersect the two phenyl groups and the oxazolidine plane to reserve a reserve for smaller substituents on the substrate. It was confirmed that it can be done.
본 발명의 실시예에서는 다른 종류의 1,3-디올 11-29에 대하여 표 1의 제조예 9에서 상술한 바와 같은 비대칭의 모노벤조일화 조건 하에서 비대칭화하였다. 표 2에 기재한 바와 같이 특히 대부분의 2-메틸 1,3-디올에서 현저한 비대칭화가 이루어졌다. 두드러지게, 11 내의 작은 에틸기가 10:1 er 보다 더 높은 메틸기와 구별되었다(실시예 2). 비닐 디올 17로부터의 키랄성 생성이 2개의 부속물 간에 더 작은 크기 차이로 인하여 적절한 입체선택성을 가지고 진행되는 동안, 비닐기를 더 부피가 큰 β,β-디브로모비닐 (18) 및 α-메틸비닐 (19)로 대체한 경우에는 상당히 더 높은 % ee 값을 초래하였다(실시예 8-10). 20 및 21에 관한 한은, 20의 컨쥬게이티드 에스테르 분지에 메틸 치환기가 부착되는 것이 85로부터 98까지 % ee 값을 현저하게 증가시켰다(실시예 11 및 12). 이러한 유사한 경향은 알릴 디올 9 및 22 내의 β-브로모 치환기에서는 더욱 작은 정도로 관찰되었다(실시예 1 및 13). 실험 데이터를 정밀하게 조사한 결과, 입체선택성이 α- 또는 β-분지를 가지고 2번째 치환기를 가지는 2-메틸 디올에서 강화되었음을 알 수 있었다(실시예 3, 5, 9, 10, 12 및 13). 2-시아노 디올 16, 27 및 28은 CH2Cl2 중에서 보다 톨루엔 중에서 20-25% ee까지 더욱 큰 입체선택성으로 비대칭화되었다(실시예 7, 18 및 19). 사실상 톨루엔과 CH2Cl2의 20:1 혼합물이 용해도를 증대시키기 위하여 사용되었다. 이러한 혼합물과 톨루엔 사이에 입체선택성에 있어서는 거의 차이가 발견되지 않았다. 시아노 디올에 대한 최고의 입체선택성은 이들의 치환기의 상대적인 크기를 고려함으로써 간단하게 이론적으로 설명하기 어려웠다. 상응하는 디벤조에이트의 상당량(15 내지 25%)이 시아노 디올의 모노벤조일화 중에 Et3N과 함께 형성되기 때문에, 염기를 i-Pr2NEt로 바꾸었다. 부반응이 상당히 억제되었지만, 4-7%의 디벤조에이트가 여전히 형성되었다. 속도론적 분할이 관찰된 우수한 입체선택성의 원인이었는지 여부를 확인하기 위하여, 28의 반응으로부터 ee 값을 매 4 시간마다 분석하였으며 일관되는 것을 확인함으로써, 이러한 가능성을 배제할 수 있었다. 시아노 디올에 대한 다소 낮은 물질 균형은 부분적으로는 Pybox 리간드로부터의 분리 어려움 및 이들의 더 높은 물에 대한 용해도로 인한 것이다. 기대된 바와 같이, 메틸기와 다른 2개의 치환기를 가지는 디올의 비대칭화는 감소된 입체유도성으로 수행되었다(실시예 15-17). 또한, 24 및 25의 에난티오 자리 분화는 톨루엔 중에서 보다 효과적인 것으로 확인되었다(실시예 15 및 16). 또한, 메틸레닐시클로펜탄 디올 29의 모노벤조일화가 주목할만한 85% ee 값으로 완료되었다(실시예 20).
In an embodiment of the present invention, another type of 1, 3-diol 11 was screen asymmetry under the conditions of asymmetrical mono benzoyl screen as described above with respect to 29 in the preparation example 9 of table 1. As shown in Table 2, significant asymmetry was achieved especially in most 2-methyl 1,3-diols. A small group within the set off, 11, 10: has been distinguished from the higher than group 1 er (Example 2). While the chiral production from vinyl diol 17 proceeds with appropriate stereoselectivity due to smaller size differences between the two appendages, the vinyl groups are bulkier than β, β-dibromovinyl ( 18 ) and α-methylvinyl ( 19 ) resulted in significantly higher% ee values (Examples 8-10). As far as 20 and 21 are concerned, the attachment of methyl substituents to the conjugated ester branch of 20 significantly increased the% ee value from 85 to 98 (Examples 11 and 12). This similar trend was observed to a lesser extent with the β-bromo substituents in
본 발명은 키랄 리간드로서 부틸기로 치환된 피리딘비스옥사졸린과 2가 구리 화합물의 복합체를 사용하여 2,2 위치에 2 개의 치환기를 갖는 1,3-프로판디올의 촉매적 비대칭화를 통해 탄소만을 가지는 4급 입체중심 탄소 화합물을 제조하는 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 제조방법은 입체선택성과 수율면에서 높은 효율성을 보이며 키랄한 빌딩블록을 이용한 합성이 아니기에 반응후 버려지는 유기물을 최소화할 수 있고 10 mol%의 촉매량만으로도 반응의 비대칭 합성 효율을 극대화할 수 있으며 반응 시스템에 적용되는 기질의 다양성이 우수한 장점을 갖는다.
The present invention has only carbon through catalytic asymmetry of 1,3-propanediol having two substituents at the 2,2 position by using a complex of a pyridinebisoxazoline substituted with a butyl group and a divalent copper compound as a chiral ligand. It is possible to provide a method for producing a quaternary stereocenter carbon compound. The production method of the present invention shows high efficiency in terms of stereoselectivity and yield, and is not synthesized using chiral building blocks, thereby minimizing organic materials discarded after the reaction, and maximizing the asymmetric synthesis efficiency of the reaction with only 10 mol% of catalyst. And the variety of substrates applied to the reaction system has excellent advantages.
도 1은 치환기 종류에 따른 Pybox(L*)와 CuCl2의 복합체를 이용한 2-allyl-2-methylpropane-1,3-diol의 비대칭화 과정을 보여주는 도이다. 이때, I는 Pybox(L*)와 CuCl2가 형성하는 키랄 리간드 복합체의 입체적인 구조를 보여준다.
도 2는 부틸기로 치환된 Pybox와 CuCl2의 복합체를 이용한 2,2 위치에 2 개의 치환기를 갖는 1,3-프로판디올의 촉매적 비대칭화 과정을 보여주는 도이다.1 is a diagram showing the asymmetric process of 2-allyl-2-methylpropane-1,3-diol using a complex of Pybox (L * ) and CuCl 2 according to substituents. At this time, I shows the three-dimensional structure of the chiral ligand complex formed by Pybox (L * ) and CuCl 2 .
2 is a diagram showing the catalytic asymmetry of 1,3-propanediol having two substituents at the 2,2 position using a complex of Pybox substituted with butyl group and CuCl 2 .
이하 본 발명을 하기 실시예를 참조하여 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
제조예Manufacturing example 1-9: 입체선택성 1-9: Stereoselectivity 비대칭화를Asymmetry 위한 최적 Optimal for 리간드Ligand 조사 Research
본 발명자들은 터트-알코올(Jung, B. et al., Proc . Natl . Acad . Sci . USA 2007, 104, 1471; Jung, B. et al., Angew . Chem . Int . Ed . 2007, 46, 2616) 및 터트-알킬아민(Hong, M. S. et al., Chem . Eur . J. 2008, 14, 3290)을 합성하기 위한 글리세롤과 세린올의 입체선택성 비대칭화를 보고한 바 있다. 이의 입체화학적 결과는 1,3-위치보다는 1,2-위치의 2개 헤테로원자를 통한 Cu-촉매와 기질 간의 킬레이트화된 중간체를 분석함으로써 이론적으로 설명될 수 있을 것이다. 본 발명의 2,2 위치에 (탄소만으로 직접 연결되는) 2 개의 치환기를 갖는 1,3-프로판디올의 비대칭화에 있어, 기질은 1,3-위치에서 단지 2개의 히드록실기를 통해 촉매와 배위 결합될 수 있다. 이들의 전입체생성 중심(prostereogenic centers)이 2번 위치에 1,3-킬레이트화 복합체 내의 키랄 리간드로부터 더욱 멀리 위치하기 때문에, 이들의 비대칭화는 실질적인 합성적인 어려움을 여전히 남겨두고 있다. 1,3-디올과 관련된 고유한 어려움을 염두에 두고, 모델 기질 9의 비대칭화는 키랄 리간드, 염기, 온도 등을 변화시키거나 조절함으로써 벤조일화 반응 조건 하에서 광범위하게 조사되었다. 결과적으로, 피리딘비스옥사졸린 1(Desimoni, G. et al., Chem. Rev . 2003, 103, 3119)은 비교적 우수한 입체선택성을 이루는 것으로 확인되었으며, 이로써 이러한 골격을 예비 키랄 리간드를 위한 주요 구조 프레임으로서 제안할 수 있었다(제조예 1, 표 1 및 도 1).
We describe tert-alcohols (Jung, B. et al., Proc . Natl . Acad . Sci . USA 2007 , 104 , 1471; Jung, B. et al., Angew . Chem . Int . Ed . 2007 , 46 , 2616) and stereoselective asymmetry of glycerol and serineol for the synthesis of tert-alkylamines (Hong, MS et al., Chem . Eur . J. 2008 , 14 , 3290). Its stereochemical results can be theoretically explained by analyzing chelated intermediates between the Cu-catalyst and the substrate via two heteroatoms at the 1,2-position rather than the 1,3-position. In the asymmetry of 1,3-propanediol having two substituents (directly linked only by carbon) at the 2,2 position of the present invention, the substrate is separated from the catalyst via only two hydroxyl groups at the 1,3-position. Coordination can be combined. Because their prostereogenic centers are located further from chiral ligands in the 1,3-chelated complex at position 2, their asymmetry still leaves substantial synthetic difficulties. With the inherent difficulties associated with 1,3-diol, asymmetry of
다양한 종류의 작용기화된 피리딘비스옥사졸린 (Pybox)을 준비하고 9의 비대칭화를 위한 최적의 리간드를 조사하기 위해 선택하였다. 일부 리간드의 결과를 하기 표 1과 도 1에 요약하였다. Various kinds of functionalized pyridinebisoxazolines (Pybox) were prepared and selected to investigate the optimal ligand for the asymmetry of 9 . The results of some ligands are summarized in Table 1 below and in FIG. 1.
우선 처음에는 1의 2개 페닐 치환기가 알킬, 벤질 및 2-나프틸로 대체되었다. 모노벤조에이트의 라세믹 혼합물이 (알킬)2Pybox 및 (Bn)2Pybox와 함께 얻어지는 동안, (2-나프틸)2Pybox 2는 이들에게 적당하지만 1에 비해 다소 열등한 입체선택성을 제공하였다(제조예 2). Initially two phenyl substituents of 1 were replaced with alkyl, benzyl and 2-naphthyl. While racemic mixtures of the mono-benzoate is obtained with the (alkyl) 2 Pybox and (Bn) 2 Pybox, (2- naphthyl) 2 Pybox 2 provided a rather poor stereoselectivity compared to suitable but 1 to them (prepared Example 2).
다음으로 4개의 치환기를 가지는 Pybox 3 및 4 를 조사한 결과, 둘 다 1보다 덜 효과적이었으며, 흥미롭게도 이들은 리간드 기능에 있어 두드러지게 다른 능력을 가졌다(제조예 3 및 4). 이 시점에서, 본 발명자들은 Pybox-Cu(II) 촉매가 벤조일 양이온을 가장 가까운 히드록실기에 전달하기 위하여 1,3-디올 및 벤조일 클로라이드와 함께 옥타헤드랄 복합체를 만들고, 이때 세자리 Pybox는 적도 위치에 놓이고, 벤조일 클로라이드는 축의 위치로 놓이며, 기질은 적도 위치와 축의 위치 모두에 놓이는 것으로 추측하였다. 제안된 전이 상태에서, 기질의 더 작은 그룹이 입체학을 기초로 할 때 옥사졸린 고리의 4-페닐 치환기 근처 공간을 점유하는 것으로 예측되었다. Next, the examination of
따라서, 본 발명자들은 더 작은 메틸 치환기를 제공하기 위하여 공간에 있어 충분한 여지를 확보해야만 한다는 점을 추측하였다. 상기 추측은 4가 키랄 리간드로서 효과적이지 않음이 인단일 치환기가 가지는 구조상으로 유연성이 없는 평면성으로 인한 것일 수 있음을 시사하였다. 본 발명자들은 중간체 I에서 보여지듯이 여분의 공간을 허용하도록 고리에 페닐기를 수직적으로 밀어 넣기 위하여 옥사졸린 고리의 5-위치에 2개의 치환기가 부착되도록 설계하였다(표 1 및 도 1). Thus, the inventors speculated that they must ensure sufficient space in the space to provide smaller methyl substituents. The conjecture suggested that ineffective as a tetravalent chiral ligand could be due to the inflexible planarity of the indanyl substituent. We designed two substituents to be attached at the 5-position of the oxazoline ring to vertically push the phenyl group into the ring to allow extra space as shown in intermediate I (Table 1 and FIG. 1).
수개의 치환기를 조사한 결과, n-부틸기를 포함하는 가장 효과적인 키랄 리간드 6 을 만들어 낼 수 있었다(제조예 6). 또한, 용매를 THF로부터 CH2Cl2로 변경하여 입체유도성 및 화학적 전환율을 모두 증대시켰다(제조예 9). 다른 한편으로, 메틸기는 의도된 페닐 배치를 위해 다소 작은 것으로 보였으며, 이에 반하여 이소프로필기는 그 자체로 너무 부피가 큰 것으로 보였다(제조예 5 및 7). 또한, 클로라이드 음이온은 촉매 음이온 중에서 가장 잘 작용하였다. 5, 15 또는 20 mol%의 6 이 로딩되었을 때, 약간 더 낮은 ee 값 (88%)과 약간 더 낮은 수율(95%)로 10 을 얻었다.As a result of examining several substituents, the most effective
b: CH2Cl2가 THF 대신 용매로 사용됨NOTE: sm recovered in parentheses
b: CH 2 Cl 2 is used as solvent instead of THF
실시예Example 1: 2-( 1: 2- ( hydroxymethylhydroxymethyl )-2-)-2- methylpentmethylpent -4--4- enylenyl benzoatebenzoate 제조 Produce
상기 제조예 6 및 9에서 사용된 바와 같은 리간드 화합물 6(593 mg, 1 mmole)을 CH2Cl2 100 ㎖에 용해시킨 후 CuCl2(134 mg, 1 mmole)를 첨가하여 상온에서 3 시간 동안 반응시켰다. 상기 반응 혼합물에 2-알릴-2-메틸프로판-1,3-디올(1.30 g, 10 mmole)을 상온에서 첨가하여 교반한 다음, BzCl(1.74 g, 15 mmole) 및 Et3N(1.53 g, 11 mmole)을 첨가하여 -78 ℃에서 교반 하에 12시간 동안 반응시켜 투명한 액체로서 표제 화합물 2.3g을 얻었다(수율 98%).Ligand compound 6 (593 mg, 1 mmole) as used in Preparation Examples 6 and 9 was dissolved in 100 ml of CH 2 Cl 2 , and then reacted at room temperature for 3 hours by adding CuCl 2 (134 mg, 1 mmole). I was. 2-allyl-2-methylpropane-1,3-diol (1.30 g, 10 mmole) was added to the reaction mixture at room temperature, followed by stirring, followed by BzCl (1.74 g, 15 mmole) and Et 3 N (1.53 g, 11 mmole) was added and reacted under stirring at −78 ° C. for 12 hours, yielding 2.3 g of the title compound as a clear liquid (yield 98%).
1H NMR δ 8.03 (d, J = 1.1Hz, 1H), 8.02 (t, J = 1.9 Hz, 1H), 7.56 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.43 (dt, Jd = 1.6 Hz, Jt = 5.9 Hz, 7.8 Hz, 2H), 5.82-5.89 (m, 1H) 5.11 (d, J = 13.6Hz, 2H), 4.20 (s, 2H), 3.42 (d, J = 11.6Hz, 1H), 3.39 (d, J = 11.5Hz, 1H), 2.38 (br, 1H), 2.14 (dd, J = 7.5Hz, 0.9Hz, 2H), 0.97 (s, 3H). 13C NMR δ 167.08, 133.42, 133.18, 129.91, 129.63, 128.46, 118.44, 68.19, 66.76, 39.65, 38.90, 18.66. [α]D 26= +2.33 (1.5 in MeOH)
1 H NMR δ 8.03 (d, J = 1.1 Hz, 1H), 8.02 (t, J = 1.9 Hz, 1H), 7.56 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.43 (dt, J d = 1.6 Hz, J t = 5.9 Hz, 7.8 Hz, 2H ), 5.82 - 5.89 (m, 1H) 5.11 (d, J = 13.6Hz, 2H), 4.20 (s, 2H), 3.42 (d, J = 11.6Hz, 1H), 3.39 (d, J = 11.5 Hz, 1H), 2.38 (br, 1H), 2.14 (dd, J = 7.5 Hz, 0.9 Hz, 2H), 0.97 (s, 3H). 13 C NMR δ 167.08, 133.42, 133.18, 129.91, 129.63, 128.46, 118.44, 68.19, 66.76, 39.65, 38.90, 18.66. [α] D 26 = +2.33 (1.5 in MeOH)
실시예Example 2-20 2-20
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리간드 화합물 6을 사용하여 하기 표 2 및 도 2에 나타낸 바와 같이 실시예 2 내지 20의 화합물을 얻었다.Using the
반응 시간, 사용한 용매, 수율 및 1H-NMR, 13C NMR, [α]D 등의 구조확인 데이타를 표 2에 나타내었다.Table 2 shows reaction times, solvents used, yields and structural confirmation data such as 1 H-NMR, 13 C NMR, and [α] D.
실험예Experimental Example 1: 본 발명 화합물들의 입체선택성 조사 1: Investigation of Stereoselectivity of Compounds of the Invention
상기 실시예 1 내지 20에서 얻은 화합물들에 대하여 입체선택성을 조사하였다.Stereoselectivity was investigated for the compounds obtained in Examples 1 to 20.
입체선택성은 하기 표 3과 같은 조건으로 DAICEL 키랄 컬럼을 사용하여 HPLC 분석을 통해 측정하였다.Stereoselectivity was determined by HPLC analysis using a DAICEL chiral column under the conditions shown in Table 3.
화합물 번호Monobenzoate
Compound number
컬럼Chiral
column
in n-hexane)Eluent (% i PrOH)
in n-hexane)
그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.The results are shown in Table 4 below.
상기 표 4의 결과를 통해, 키랄 리간드로서 부틸기로 치환된 피리딘비스옥사졸린인 리간드 화합물 6과 2가 구리 화합물의 복합체를 사용하여 2,2 위치에 2 개의 치환기를 갖는 1,3-프로판디올의 촉매적 비대칭화를 통해 우수한 입체선택성으로 4급 입체중심 탄소 화합물을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.Through the results in Table 4, 1,3-propanediol having two substituents at the 2,2 position using a complex of a
Claims (11)
하기 화학식 2로 표시되는 화합물과 2가 구리 화합물을 반응시켜 키랄 리간드 구리 복합체를 제조하는 단계(단계 1); 및
상기 키랄 리간드 구리 복합체의 존재 하에 하기 화학식 3의 화합물을 벤조일 클로라이드와 반응시켜 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 2):
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 1 및 3에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소; C1-6 알킬; 시아노; C6~C10 아릴; 아세틸; 또는 비치환되거나 할로겐, C1-6 알킬 또는 -COO-(C1-6 알킬)로 치환된 C2-6 알케닐이고, 단 R1 및 R2는 서로 동일하지 않고; 또는 R1 및 R2는 서로 연결되어 R1 및 R2가 연결된 탄소와 함께 C1-6 알킬렌으로 치환된 C3-6 사이클로알킬을 형성하고;
*는 4급 탄소 입체중심을 의미한다.
Method for preparing a compound represented by the following formula (1) comprising the following steps:
Preparing a chiral ligand copper complex by reacting a compound represented by Formula 2 with a divalent copper compound (step 1); And
Preparing a compound represented by Chemical Formula 1 by reacting a compound of Chemical Formula 3 with benzoyl chloride in the presence of the chiral ligand copper complex (Step 2):
[Formula 1]
(2)
(3)
In Chemical Formulas 1 and 3,
R 1 and R 2 are each independently hydrogen; C 1-6 alkyl; Cyano; C 6 -C 10 aryl; Acetyl; Or C 2-6 alkenyl unsubstituted or substituted with halogen, C 1-6 alkyl or —COO— (C 1-6 alkyl), provided that R 1 and R 2 are not identical to each other; Or R 1 and R 2 are linked to each other to form C 3-6 cycloalkyl substituted with C 1-6 alkylene with the carbon to which R 1 and R 2 are linked;
* Denotes a class 4 carbon stereocenter.
The compound of claim 1, wherein R 1 and R 2 are hydrogen; methyl; ethyl; profile; Cyano; benzyl; Phenyl; Acetyl; Or unsubstituted or halogen, A method for producing a compound represented by the formula (1) a C 2 -4 alkenyl optionally substituted with methyl or ethyl -COO-.
The method of claim 1, wherein R 1 and R 2 are connected to each other to form cyclopentyl substituted with methylene together with carbon to which R 1 and R 2 are linked.
The method of claim 1, wherein the divalent copper compound is selected from the group consisting of CuCl 2 , Cu (OTf) 2 , Cu (PF 6 ) 2 , Cu (SbF 6 ) 2 , CuBr 2 and Cu (OAc) 2 . Any one or more, a method for producing a compound represented by the formula (1).
The method of claim 1, wherein the molar ratio of the compound represented by the formula (2) of step 1) and the divalent copper compound is 0.5: 1 to 5: 1.
The method of claim 1, wherein step 1) is performed using at least one selected from the group consisting of methylene chloride and toluene as a solvent.
The method for preparing a compound having a quaternary carbon stereocenter having only carbon represented by Formula 1 according to claim 1, wherein step 1) is performed at 0 to 25 ° C.
The method of claim 1, wherein the molar ratio of the compound of formula 3 to benzoyl chloride in step 2) is 0.5 to 5 equivalents of benzoyl chloride based on 1 equivalent of compound of formula 3.
The method of claim 1, wherein step 2) is performed using triethylamine or diisopropylethylamine.
The method of claim 1, wherein the molar ratio of the compound of formula 3 and triethylamine or diisopropylethylamine in step 2) is 0.5 to 5 based on 1 equivalent of the compound of formula 3, triethylamine or diisopropylethylamine. Method for producing a compound represented by the formula (1) which is equivalent.
The method of claim 1, wherein step 2) is performed at 0 to −78 ° C. 7.
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WO2010026066A1 (en) | 2008-09-04 | 2010-03-11 | Basf Se | Use of substituted 2-aryl-2-alkyl-1,3-propanediols or substituted 2-cyclohexyl-2-alkyl-1,3-propanediols for manufacturing polymers |
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- 2011-03-04 KR KR1020110019623A patent/KR101233809B1/en not_active IP Right Cessation
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