KR101498803B1 - 키랄 크로만 유도체의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
키랄 크로만 유도체의 제조방법이 개시되어 있다. 본 발명은, 광학 이성질체의 구조를 갖는 키랄 유기촉매 존재 하에서, 1-하이드록시나프탈렌과 (E)-알킬 2-옥소-4-아릴부텐오에이트 유도체[(E)-alkyl2-oxo-4-arylbut-3-enoate derivatives]를 반응시키는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 키랄 크로만 유도체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 키랄 유기 촉매를 이용하여 광학 순도가 높은 광학활성물질을 효율적으로 제조할 수 있고, 반응시간이나 촉매량을 크게 절감할 수 있도록 한 키랄 크로만 유도체의 제조방법에 관한 것이다.
자연에 존재하는 많은 생리활성분자들은 광학활성을 나타내는 한 가지 이성질체로만 구성된 경우가 많다. 대부분의 생리활성 분자의 경우 한 가지 입체 이성질체만 약리효과를 나타낸다고 알려져 있고, 다른 입체 이성질체는 부작용을 유발할 수 있는 위험성을 지니는 것으로 알려져 있어 키랄 화합물의 효율적인 제조방법에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다.
키랄 크로만 유도체는 항암 효능을 가진 생리 활성 화합물이기 때문에, 본 발명에서 제공하는 키랄 크로만 유도체의 제조방법은 의학화학분야의 유용한 중간체 제조방법으로 사용되어 의학화학분야를 발전시키는 효과가 기대된다.
키랄 크로만 유도체 제조방법은 알려져 있으나 반응시간이 길고, 촉매량을 많이 사용하여 비효율적이라는 단점이 있다.
키랄 크로만 유도체는 항암 효능을 가진 생리 활성 화합물로 알려져 있고, 이런 다양한 키랄 중간체들을 제조하는 비대칭 반응의 개발은 의학화학분야에서 매우 유용하게 사용될 수 있다. 그리고 본 발명에서의 제조방법과 같은 비대칭 촉매를 이용한 반응은 키랄 중간체을 얻는 가장 효율적이고 경제적인 방법이다. 그러나 이러한 촉매 비대칭 반응의 다른 제조방법들은 대 다수가 공기 중이나 수분에 불안정한 촉매를 사용한 방법이여서, 무수 반응 같은 까다로운 반응조건이 필요하다. 이는 산업적 활용에 큰 단점으로 지적되고 있다. 촉매를 이용한 키랄 크로만 유도체를 제조하는 방법은 알려져 있지만, 그 제조 방법은 반응 시간이 매우 길고, 많은 촉매량을 사용했다는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 키랄 유기 촉매를 이용하여 광학 순도가 높은 키랄 크로만 유도체의 효율적인 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 반응 시간을 월등히 감소할 수 있고 촉매량도 크게 줄일 수 있도록 하는 키랄 크로만 유도체의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 공기나 수분에 안정하고 취급이 용이한 촉매를 이용한 비대칭 반응으로서, 효율적으로 반응시킬 수 있는 키랄 크로만 유도체의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 키랄 크로만 유도체의 제조방법은, 광학 이성질체의 구조를 갖는 키랄 유기촉매 존재 하에서, 1-하이드록시나프탈렌과 (E)-알킬 2-옥소-4-아릴부텐오에이트 유도체[(E)-alkyl 2-oxo- 4-arylbut-3-enoate derivatives]를 반응시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제조 방법에 의하면, 반응 시간(2시간)은 기존의 방법에서의 반응 시간(36시간)보다 매우 짧다. 그리고 촉매량이 1 mol%인 적은 양으로도 광학순도가 높은 키랄 크로만 유도체를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 반응 시간도 월등히 절약되고, 촉매량을 적게 사용하여도 광학순도가 높은 키랄 크로만 유도체를 합성할 수 있는 것이다.
본 발명에서는 공기나 수분에 안정하고 취급이 용이한 키랄 유기 촉매를 이용하여 기존의 키랄 크로만 유도체의 제조방법보다 짧은 반응시간과 적은 량의 촉매를 사용하여 효율적으로 제조를 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제조방법은 기존의 키랄 크로만 유도체 제조 방법보다 효율적이기 때문에, 산업적으로 매우 경제적인 효과가 기대된다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서에 의해서 더욱 명확하게 될 것이다.
먼저 본 발명에 따른 키랄 크로만 유도체의 제조방법 특징에 대해 설명한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 키랄 크로만 유도체의 제조방법은 키랄 유기 촉매 존재하에서, 1-하이드록시나프탈렌와 (E)-알킬 2-옥소-4-아릴부텐오에이트 유도체[(E)-alkyl 2-oxo-4-arylbut-3-enoate derivatives]를 반응시키는 것을 특징으로 한다. 상기 제조방법은 키랄 촉매를 이용하여 광학 순도가 높은 광학활성물질을 효율적으로 제조하기 위한 것이다.
위 제조방법에서 사용되는 키랄 유기 촉매는 하기 [화학식 1] 또는 그 광학 이성질체의 구조를 갖는 화합물이다.
[화학식 1]
상기 1-하이드록시나프탈렌은 하기 [화학식 2]의 구조를 갖는다.
[화학식 2]
상기 (E)-알킬 2-옥소-4-아릴부텐오에이트 유도체는 하기 [화학식 3]의 구조를 갖는다.
[화학식 3]
상기 [화학식 3]에서 아릴기(Ar)는 C6-C10의 아릴 화합물이거나 헤테로고리 화합물이고, 상기 아릴기는 C1-C3의 알킬기, C1-C3의 알콕시기 또는 할로겐이 치환될 수 있으며, 상기 헤테로고리는 퓨릴(furyl)이거나 싸이에닐(thienyl)일 수 있다. 상기 [화학식 3]에서 R은 C1-C3의 알킬기이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 제조방법은 아래 [반응식 1] 과 같다.
[반응식 1]
상기 [반응식 1]에서 아릴기(Ar)는 C6-C10의 아릴 화합물이거나 헤테로고리 화합물이고, 상기 아릴기는 C1-C3의 알킬기, C1-C3의 알콕시기 또는 할로겐이 치환될 수 있으며, 상기 헤테로고리는 퓨릴(furyl)이거나 싸이에닐(thienyl)일 수 있다. 상기 [반응식 1]에서 R은 C1-C3의 알킬기이다.
상기 키랄 크로만(chromane) 유도체는 [화학식 4]를 갖는 화합물일 수 있다.
[화학식 4]
상기 [화학식 4]에서 아릴기(Ar)는 C6-C10의 아릴 화합물이거나 헤테로고리 화합물이고, 상기 아릴기에는 C1-C3의 알킬기, C1-C3의 알콕시기 또는 할로겐이 치환될 수 있으며, 상기 헤테로고리는 퓨릴(furyl)이거나 싸이에닐(thienyl)일 수 있다. 상기 [화학식 4]에서 R은 C1-C3의 알킬기이다.
플라스크에 1-하이드록시나프탈렌(화학식 2)을 0.3 mmol, 톨루엔을 3 mL, 상기 키랄 유기촉매(화학식 1)을 0.003 mmol, (E)-에틸 2-옥소-4-페닐부텐오에이트(화학식 3)를 0.36 mmol를 넣고 상온에서 2 ∼ 3 시간 교반한다. 반응 진행이 완료되면 반응 혼합물을 농축 후, 컬럼 크로마토크래피로 분리 정제하여 [화학식 4]의 구조를 갖는 키랄 크로만 유도체를 높은 거울상 입체선택성으로 얻는다.
상기 제조방법은 적은 양의 키랄 촉매를 사용하였고 반응 시간도 매우 짧은데에 불구하고 광학 순도가 높은 광학활성물질을 효율적으로 제조할 수 있다는 것에 큰 장점이 있다.
본 발명의 일 실시 예에는, 하기 [반응식 2]과 같이, 1 몰%의 촉매량을 사용하여 키랄 크로만 유도체를 합성하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[반응식 2]
Ar, R | 시간(h) | 수율(%)a | 부분입체이성체비율b | 거울상 이성질체 초과량 (%)c |
|
1 | 3a, Ph, Me | 2 | 4a, 90 | 10:1 | 98 |
2 | 3b, 4-FC6H4, Me | 2 | 4b, 90 | 10:1 | 92 |
3 | 3c, 2-FC6H4, Me | 3 | 4c, 88 | 10:1 | 98 |
4 | 3d, 4-ClC6H4, Me | 2 | 4d, 95 | 10:1 | 92 |
5 | 3e, 4-BrC6H4, Me | 2 | 4e, 90 | 10:1 | 90 |
6 | 3f, 5-F, 2-BrC6H3, Me | 2 | 4f, 92 | 10:1 | 92 |
7 | 3g, 4-MeC6H4, Me | 3 | 4g, 93 | 10:1 | 94 |
8 | 3h, 4-MeOC6H4, Me | 2 | 4h, 91 | 10:1 | 90 |
9 | 3i, 2-naphthyl, Me | 2 | 4i, 90 | 10:1 | 98 |
10 | 3j, 2-thienyl, Me | 3 | 4j, 90 | 10:1 | 97 |
11 | 3k, 2-furyl, Me | 2 | 4k, 90 | 10:1 | 92 |
a 정제한 수율
b 부분입체이성질체 (diastereomer) 비율은 1H-NMR을 이용하여 결정하였다.
c 거울상이성질체 초과량(enantiomeric excess)은 키랄 HPLC를 이용하여 결정함
[실시예 1]
(2S,4R)-methyl2-hydroxy-4-phenyl-3,4-dihydro-2H-benzo[h]chromene-2-carboxylate (4a)
상기 키랄 크로만 유도체의 제조방법으로, 화학식 4a를 90% 수율, 98% ee (enantiomeric excess)의 거울상 입체선택성으로 얻는다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.16-8.20(m, 1 H), 7.70-7.79(m, 1 H), 7.44-7.48(m, 2 H), 7.25-7.39(m, 6 H), 6.86(d, J = 8.4 Hz, 1 H), 4.46-4.52(m, 2 H), 3.95(s, 3 H), 2.53-2.62(m, 1 H), 2.41(dd, J = 5.7 Hz, 13.2 Hz, 1 H); 13C NMR (100MHz, CDCl3): δ 170.2, 146.2, 143.8, 133.2, 130.9, 128.9, 128.8, 127.4, 127.0, 126.7, 126.1, 125.5, 124.8, 121.5, 120.9, 119.1, 94.4, 53.4, 37.8, 36.7; HPLC-major diastereomer: ee was determined by HPLC analysis (Chiralcel AD-H, i-PrOH/ Hexane = 20/80, 1.0 mL/min, 236 nm.) Retention time: tmajor = 9.07 min, tminor = 11.59 min, ee = 98%.
[실시예 2]
(2R,4S)-methyl4-(4-fluorophenyl)-2-hydroxy-3,4-dihydro-2H-benzo[h]chromene-2-carboxylate (4b)
상기 키랄 크로만 유도체의 제조방법으로, 화학식 4b를 90% 수율, 92% ee (enantiomeric excess)의 거울상 입체선택성으로 얻는다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.15-8.20(m, 1 H), 7.72-7.76(m, 1 H), 7.45-7.50(m, 2 H), 7.32(d, J = 8.7 Hz, 1 H), 7.21-7.26(m, 2 H), 7.01-7.07(m, 2 H), 6.84(d, J = 8.7 Hz, 1 H), 4.45-4.51(m, 2 H), 3.96(s, 3 H), 2.48-2.57(m, 1 H), 2.36-2.42(dd, J = 6.0 Hz, 13.5 Hz, 1 H); 13C NMR (100MHz, CDCl3) δ 170.2, 146.2, 139.2, 139.2, 133.4, 130.4, 130.3, 127.4, 126.4, 126.2, 125.6, 124.8, 121.5, 121.0, 118.9, 115.8, 115.5, 94.3, 53.6, 37.2, 37.0; HPLC-major diastereomer (Chiralcel AD-H, i-PrOH/ Hexane = 20/80, 1.0 mL/min, 235 nm): Retention time: t(major) = 10.27 min, t(minor) = 14.25 min, ee = 92%.
[실시예 3]
(2R,4R)-methyl4-(2-fluorophenyl)-2-hydroxy-3,4-dihydro-2H-benzo[h]chromene-2-carboxylate (4c)
상기 키랄 크로만 유도체의 제조방법으로, 화학식 4c를 88% 수율, 98% ee (enantiomeric excess)의 거울상 입체선택성으로 얻는다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.16-8.19(m, 1 H), 7.73-7.76(m, 1 H), 7.44-7.50(m, 2 H), 7.33-7.36(d, J = 8.7 Hz, 1 H),7.27-7.30(m, 1 H), 7.18-7.23(m, 1 H), 7.08-7.14(m, 1 H),6.88(d, J = 8.4 Hz, 1 H), 4.85(dd, J = 5.7 Hz, 12.6 Hz, 1 H), 4.45(d, J = 2.1 Hz, 1 H), 3.96(s, 3 H), 2.59-2.68(m, 1 H), 2.41(dd, J = 6.0 Hz, 13.2 Hz, 1 H); 13C NMR (100MHz, CDCl3): δ 170.2, 146.3, 133.4, 128.7, 128.6, 127.4, 126.1, 126.0, 125.6, 124.9, 124.5, 124.5, 121.5, 121.0, 118.1, 115.9, 115.6, 94.3, 53.6, 34.9; HPLC-major diastereomer(Chiralcel AD-H, i-PrOH/ Hexane = 20/80, 1.0 mL/min, 238 nm): Retention time: t(major) = 9.34 min, t(minor) = 12.60 min, ee = 98%.
[실시예 4]
(2R,4R)-methyl2-hydroxy-4-(thiophen-2-yl)-3,4-dihydro-2H-benzo[h]chromene-2-carboxy late (4j)
상기 키랄 크로만 유도체의 제조방법으로, 화학식 4j를 90% 수율, 97% ee (enantiomeric excess)의 거울상 입체선택성으로 얻는다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.14-8.19(m, 1 H), 7.72-7.76(m, 1 H), 7.45-7.48(m, 2 H), 7.35-7.38(d, J = 8.4 Hz, 1 H), 7.26(m, 1 H), 7.01-7.08(m, 3 H), 4.82-4.89(q, J = 6.0 Hz, 1 H), 4.46(d, J = 1.8 Hz, 1 H), 3.97(s, 3 H), 2.61-2.70(m, 1 H), 2.49-2.55(dd, J = 6.0 Hz, 13.5 Hz, 1 H); 1 3C NMR (100MHz, CDCl3): δ 170.1, 146.4, 145.8, 133.5, 127.3, 126.7, 126.4, 126.2, 126.0, 125.6, 124.7, 124.5, 121.6, 120.9, 118.8, 94.3, 53.6, 37.3, 33.2; HPLC-major diastereomer (Chiralcel OD-H, i-PrOH/ Hexane = 5/95, 1.0 mL/min, 239 nm): Retention time: t(major) = 18.21 min, t(minor) = 22.56 min, ee = 97%.
[실시예 5]
(2R,4R)-methyl4-(furan-2-yl)-2-hydroxy-3,4-dihydro-2H-benzo[h]chromene-2-carboxylate(4k)
상기 키랄 크로만 유도체의 제조방법으로, 화학식 4k를 90% 수율, 92% ee (enantiomeric excess)의 거울상 입체선택성으로 얻는다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.13-8.16(m, 1 H), 7.73-7.76(m, 1 H), 7.44-7.47(m, 2 H), 7.36-7.39(m, 2 H), 6.99-7.02(d, J = 5.4 Hz, 1 H), 6.39-6.40(dd, J = 1.8 Hz, 3.0Hz, 1 H), 6.32-6.33(d, J = 3.0 Hz, 1 H), 4.61-4.67(dd, J = 5.4 Hz, 12.9 Hz, 1 H), 4.45-4.46(d, J = 2.1 Hz, 1 H), 3.96(s, 3 H), 2.72-2.82(m, 1 H), 2.37-2.43(dd, J = 5.4 Hz, 13.2 Hz, 1 H); 13C NMR (100MHz, CDCl3) δ 170.2, 155.0, 145.8, 142.1, 133.5, 127.4, 126.1, 125.5, 125.4, 124.8, 121.5, 121.0, 116.7, 110.2, 107.7, 94.3, 53.6, 33.1, 31.4; HPLC-major diastereomer (Chiralcel OD-H, i-PrOH/ Hexane = 10/90, 1.0 mL/min, 238 nm): Retention time: t(major) = 11.15 min, t(minor) = 12.63 min, ee = 92%.
Claims (3)
- 하기 [화학식 1]의 광학 이성질체의 구조를 갖는 키랄 유기촉매 존재 하에서, 하기 [화학식 2]의 구조를 갖는 1-하이드록시나프탈렌과 하기 [화학식 3]의 구조를 갖는 (E)-알킬 2-옥소-4-아릴부텐오에이트 유도체[(E)-alkyl 2-oxo- 4-arylbut-3-enoate derivatives]를 용매를 톨루엔으로 하여, 하기 [반응식 1]과 같이 반응시키되, 1-하이드록시나프탈렌의 몰수를 기준으로 1몰%의 키랄 유기촉매의 농도로 반응시키는 것을 특징으로 하는 키랄 크로만 유도체의 제조방법.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[반응식 1]
상기 [화학식 3] 또는 [반응식 1]에서 아릴기(Ar)는 C6-C10의 아릴 화합물이거나 헤테로고리 화합물이고, 상기 아릴기에는 C1-C3의 알킬기, C1-C3의 알콕시기 또는 할로겐이 치환될 수 있으며, 상기 헤테로고리는 퓨릴(furyl)이거나 싸이에닐(thienyl)일 수 있다. R은 C1-C3의 알킬기이다. - 삭제
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Bull. Korean Chem. Soc. June 20, 2013. Vol. 34, No. 6, pp. 1619-1620 (온라인 공개일: 2013. 05. 30.) * |
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Chem. Commun. 2012. Vol. 48, pp. 446-448 * |
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KR20150009840A (ko) | 2015-01-27 |
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