KR20140094824A - 키랄 델타-케토에스터 유도체의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
키랄 델타-케토에스터 유도체의 제조방법이 개시되어 있다. 본 발명은, 키랄 유기 촉매 존재하에서, 실릴 말로네이트와 알파,베타-불포화된 케톤 화합물을 반응한 후, 테트라부틸 암모늄 플로라이드를 첨가하여 탈탄산 반응시키는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 생리활성을 갖고 있는 키랄 델타-케토에스터 유도체(δ-ketoester derivatives)의 제조방법에 관한 것으로, 특히 키랄 유기 촉매를 이용하여 광학 순도가 높은 광학활성 물질을 효율적으로 제조할 수 있도록 한 키랄 델타-케토에스터 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 효율적이고 경제적인 방법에 비대칭 촉매를 이용한 방법으로 다양한 키랄 중간체를 제조하는 촉매 비대칭 반응의 개발은 의학화학분야에서 매우 중요하다.
비대칭 반응에 사용되고 있는 대부분의 촉매들은 공기 중이나 수분에 불안정하여 무수반응조건 등 까다로운 반응조건이 필요하여 산업적 활용에 큰 단점으로 지적되고 있다. 따라서 공기나 수분에 안정하고 저렴한 촉매를 이용한 비대칭 반응의 개발은 매우 필요하고 중요하다.
키랄 델타-케토에스터 유도체들은 생리활성과 관련하여 매우 중요하게 인식되어 이들의 비대칭 합성은 매우 중요하다. 본 발명에서 처음으로 알파,베타-불포화된 케톤과 실릴 말로네이트와 반응한 후 테트라부틸 암모늄 플로라이드를 첨가하여 탈탄산 반응한 다음 키랄 델타-케토에스터 유도체들을 높은 입체 선택성으로 합성하였다.
본 발명의 목적은 키랄 유기 촉매를 이용하여 광학 순도가 높은 키랄 델타-케토에스터 유도체의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 키랄 델타-케토에스터 유도체의 제조방법은, 하기 [반응식 1]과 같이, 하기 [화학식 1] 또는 그 광학 이성질체의 구조를 갖는 키랄 유기 촉매 존재하에서, 실릴 말로네이트와 하기 [화학식 2]의 구조를 갖는 알파,베타-불포화된 케톤 화합물을 반응한 후, 테트라부틸 암모늄 플로라이드를 첨가하여 탈탄산 반응시키는 것을 특징으로 한다.
[반응식 1]
상기 반응식 1에서 R1은 C1-C3의 알킬기, C6-C14의 아릴기이고, 상기 아릴기는 C1-C3의 알콕시기, C1-C3의 알킬기가 치환된 아릴기 또는 할로겐으로 치환된 아릴기 일 수 있다. 상기 R1은 방향족 헤테로고리 화합물인 퓨릴(furyl), 싸이에닐(thienyl) 또는 피리딜(pyridyl) 일 수 있다. R2는 C1-C3의 알킬기일 수 있으며 R1과 R2는 서로 연결되어 있는 6, 7각 고리화합물을 형성할 수 있음
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 2에서 R1은 C1-C3의 알킬기, C6-C14의 아릴기이고, 상기 아릴기는 C1-C3의 알콕시기, C1-C3의 알킬기가 치환된 아릴기 또는 할로겐으로 치환된 아릴기 일 수 있다. 상기 R1은 방향족 헤테로고리 화합물인 퓨릴(furyl), 싸이에닐(thienyl) 또는 피리딜(pyridyl) 일 수 있다. R2는 C1-C3의 알킬기일 수 있으며 R1과 R2는 서로 연결되어 있는 6, 7각 고리화합물을 형성할 수 있음.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 공기나 수분에 안정하고 취급이 용이한 키랄 유기 촉매를 이용하여 델타-케토에스터 유도체를 효율적으로 제조할 수 있다는 효과가 얻어진다. 또한 본 발명에 의하면, 광학순도와 수율이 높은 키랄 델타-케토에스터 유도체를 제조할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 상기 및 그 밖에 목적과 새로운 특징은 본 명세서에 의해서 더욱 명확하게 될 것이다. 먼저 본 발명에 따른 키랄 델타-케토에스터 유도체 제조방법의 특징에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 키랄 델타-케토에스터 유도체의 제조방법은 화학식 1의 키랄 유기 촉매 존재하에서, 알파,베타-불포화된 케톤이 실릴 말로네이트와 반응한 후 테트라부틸 암모늄 플로라이드를 첨가하여 탈탄산 반응한 다음 키랄 델타-케토에스터 유도체를 제조할 수 있다.
상기 제조방법은 화학식 1의 키랄 촉매를 이용하여 광학 순도가 높은 광학활성물질을 효율적으로 제조하기 위한 것이다.
위 제조방법에 사용되는 키랄 유기 촉매는 신코나 알카로이드로부터 유도된 하기 화학식 1의 화합물 또는 그 광학 이성질체의 구조이다.
[화학식 1]
상기 화학식 1의 키랄 촉매의 함량은 반응 물질의 전체 몰수를 기준으로 20몰%이다.
20몰%를 사용하면 광학 순도와 수율이 높은 키랄 델타-케토에스터 유도체를 효율적으로 제조할 수 있다.
상기 알파,베타-불포화된 케톤 유도체는 하기 화학식 2의 구조를 갖는 화합물 일 수 있다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서 R1은 C1-C3의 알킬기, C6-C14의 아릴기이고, 상기 아릴기는 C1-C3의 알콕시기, C1-C3의 알킬기가 치환된 아릴기 또는 할로겐으로 치환된 아릴기 일 수 있다. 상기 R1은 방향족 헤테로고리 화합물인 퓨릴(furyl), 싸이에닐(thienyl) 또는 피리딜(pyridyl) 일 수 있다. R2는 C1-C3의 알킬기일 수 있으며 R1과 R2는 서로 연결되어 있는 6, 7각 고리화합물을 형성할 수 있다.
상기 실릴 말로네이트는 하기 화학식 3의 tert-부틸다이메틸실릴 에틸 말로네이트(tert-butyldimethylsilyl ethyl malonate)구조를 갖는 화합물일 수 있다.
[화학식 3]
상기 키랄 델타-케토에스터 유도체는 하기 화학식 4의 구조를 갖는 화합물일 수 있다.
[화학식 4]
상기 화학식 4에서 R1은 C1-C3의 알킬기, C6-C14의 아릴기이고, 상기 아릴기는 C1-C3의 알콕시기, C1-C3의 알킬기가 치환된 아릴기 또는 할로겐으로 치환된 아릴기 일 수 있다. 상기 R1은 방향족 헤테로고리 화합물인 퓨릴(furyl), 싸이에닐(thienyl) 또는 피리딜(pyridyl) 일 수 있다. R2는 C1-C3의 알킬기일 수 있으며 R1과 R2는 서로 연결되어 있는 6, 7각 고리화합물을 형성할 수 있다.
상기 테트라부틸 암모늄 플로라이드 유도체는 하기 화학식 5의 구조를 갖는 화합물일 수 있다.
[화학식 5]
이하, 하기 다양한 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다.
다만, 하기 다양한 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 키랄 델타-케토에스터 유도체의 제조방법은, 화학식 1의 키랄 유기 촉매 존재하에서 하기 반응식 1과 같이 알파,베타-불포화된 케톤과 실릴 말로네이트와 반응한 후 테트라부틸 암모늄 플로라이드를 첨가하여 탈탄산 반응시키는 것이다.
[반응식 1]
반응식1에서 R1은 C1-C3의 알킬기, C6-C14의 아릴기이고, 상기 아릴기는 C1-C3의 알콕시기, C1-C3의 알킬기가 치환된 아릴기 또는 할로겐으로 치환된 아릴기 일 수 있다. 상기 R1은 방향족 헤테로고리 화합물인 퓨릴(furyl), 싸이에닐(thienyl) 또는 피리딜 (pyridyl) 일 수 있다. R2는 C1-C3의 알킬기일 수 있으며 R1과 R2는 서로 연결되어 있는 6, 7각 고리화합물을 형성할 수 있다.
입체 선택적인 키랄 델타-케토에스터 유도체의 합성을 위해 하기 반응식 2와 같이 화학식 1의 키랄 유기 촉매를 이용한 비대칭 반응을 수행한 결과 높은 수율과 입체 선택성을 나타내었다.
[반응식 2]
entry | 키랄유기촉매 | time(d) | yield(%)a | ee(%)b |
1 | 화학식1 | 2 | 90 | 97 |
a 정제한 수율
b 거울상입체이성질체의 비율은 키랄 HPLC를 이용하여 결정하였다.
하기 반응식 3과 같이 화학식 1을 촉매로 사용하여 키랄 델타-케토에스터 유도체를 제조한 결과 높은 수율과 입체선택성을 나타내었다.
[반응식 3]
entry | 2 | time (d) | yield (%)a | ee (%)b |
1 | 2a | 2 | 4a, 90 | 97 |
2 | 2b | 2 | 4b, 96 | 97 |
3 | 2c | 2 | 4c, 97 | 90 |
4 | 2d | 2 | 4d, 97 | 95 |
5 | 2e | 2 | 4e, 93 | 95 |
6 | 2f | 2 | 4f, 90 | 97 |
7 | 2g | 2 | 4g, 93 | 95 |
8 | 2h | 2 | 4h, 90 | 93 |
9 | 2i | 2 | 4i, 95 | 97 |
10 | 2j | 2 | 4j, 93 | 95 |
11 | 2k | 2 | 4k, 94 | 91 |
a 정제한 수율
b 거울상입체이성질체의 비율은 키랄 HPLC를 이용하여 결정하였다.
[실시예 1]
(R)-ethyl 5-oxo-3-phenylhexanoate (4a)
플라스크에 상기 촉매 0.01 mmol, (E)-4-phenylbut-3-en-2-one 0.2 mmol을 톨루엔(toluene) 0.4 mL로 녹인 후 mono malonic acid silyl ether 0.4 mmol을 가하고 2일 교반한 후 tetra-n-butylammonium fluoride 0.4 mmol을 넣고 DMSO 0.2 mL, H2O 0.2 mL를 가한 후 160℃로 2시간 가열한다. 반응 진행이 완료되면 에틸아세테이트(ethyl acetate) 5 mL를 넣고 H2O 15 mL 씩 3번 추출한 뒤 유기층 MgSO4로 건조하고 여과한 후에 용매를 감압 제거한다. 컬럼크로마토크래피로 분리 정제하여 화학식 4a를 90% 수율, 97% ee(enantiomeric excess)의 거울상 입체선택성으로 얻는다.
[α]27 D = +6.4 (c = 1.0, CHCl3 , 97% ee); 1H NMR (200 MHz, CDCl3) δ = 7.32-7.15 (m, 5H), 4.08-4.01(m, 2H), 3.77-3.60 (m, 1H), 2.93-2.80 (m, 2H), 2.75-2.53 (m, 2H), 2.06 (s, 3H), 1.14-1.07(m, 3H); 13C NMR (50 MHz, CDCl3) δ = 206.7, 171.6, 143.0, 128.5, 127.2, 126.7, 60.3, 49.3, 40.7, 37.3, 30.3, 14.0 ; HPLC (80 : 20, n-hexane : i-PrOH, 220 nm, 1.0 mL/min) Chiralpak IC, tR = 14.8 min (major), tR = 16.7 min (minor)
[실시예 2]
(R)-ethyl 5-oxo-3-phenylheptanoate (4b)
[α]27 D = +12.5 (c = 1.0, CHCl3 , 97% ee); 1H NMR (200 MHz, CDCl3) δ = 7.32-7.15 (m, 5H), 4.08-4.01(m, 2H), 3.77-3.60 (m, 1H), 2.93-2.80 (m, 2H), 2.75-2.53 (m, 2H), 2.06 (s, 3H), 1.14-1.07(m, 3H), 0.99-0.88 (m, 3H); 13C NMR (50 MHz, CDCl3) δ = 206.7, 171.6, 143.0, 128.5, 127.2, 126.7, 60.3, 48.2, 40.8, 37.4, 30.6, 14.0, 7.4; ?Rt HPLC (80:20, n-hexane : i-PrOH, 220 nm, 1.0 mL/min) Chiralpak IC, tR = 14.6 min (minor), tR = 15.8 min (major)
[실시예 3]
(R)-ethyl 3-(4-methoxyphenyl)-5-oxohexanoate (4c)
[α]27 D = -6.3 (c = 1.0, CHCl3 , 90% ee); 1H NMR (200 MHz, CDCl3) δ = 7.15-7.11 (d, 2H), 6.84-6.79 (d, 2H), 4.08-4.01 (m, 2H), 3.77 (s, 3H), 3.77-3.60 (m, 1H), 2.93-2.80 (m, 2H), 2.75-2.53 (m, 2H), 2.06 (s, 3H), 1.14-1.07(m, 3H); 13C NMR (50 MHz, CDCl3) δ = 206.9, 171.7, 158.2, 134.9, 128.1, 113.8, 61.3, 55.0, 49.5, 40.9, 36.5, 30.2, 13.9: HPLC (80:20, n-hexane : i-PrOH, 220 nm, 1.0 mL/min) Chiralpak IC, tR = 18.1 min (major), tR = 25.3 min (minor)
[실시예 4]
(R)-ethyl 3-(4-fluorophenyl)-5-oxohexanoate (4d)
[α]27 D = +9.3 (c = 1.0, CHCl3 , 95% ee); 1H NMR (200 MHz, CDCl3) δ = 7.26-7.15 (m, 2H), 7.01-6.92 (m, 2H), 4.08-4.01 (m, 2H), 3.77-3.60 (m, 1H), 2.93-2.80 (m, 2H), 2.75-2.53 (m, 2H), 2.06 (s, 3H), 1.14-1.07(m, 3H); 13C NMR (50 MHz, CDCl3) δ = 206.5, 171.5, 161.6(J = 243.0 Hz), 138.6, 128.7, 115.5, 61.7, 49.4, 40.8, 36.5, 30.3, 14.0; Rt HPLC (90:10, n-hexane : i-PrOH, 220 nm, 1.0 mL/min) Chiralpak IC, tR = 13.1 min (major), tR = 17.5 min (minor)
[실시예 5]
(R)-ethyl 3-(4-chlorophenyl)-5-oxohexanoate (4e)
[α]27 D = +1.8 (c = 1.0, CHCl3 , 95% ee); 1H NMR (200 MHz, CDCl3) δ = 7.42-7.34 (d, 2H), 7.17-7.13 (d, 2H), 4.10-4.01 (m, 2H), 3.69-3.62 (m, 1H), 2.82-2.76 (m, 2H), 2.72- 2.48 (m, 2H), 2.06 (s, 3H), 1.14-1.07(m, 3H); 13C NMR (50 MHz, CDCl3) δ = 206.2, 171.4, 141.5, 132.5, 128.7, 60.4, 49.2, 40.5, 36.6, 30.3, 14.0: Rt HPLC (80:20, n-hexane : i-PrOH, 220 nm, 1.0 mL/min) Chiralpak IC, tR = 9.4 min (major), tR = 11.9 min (minor)
[실시예 6]
(R)-ethyl 3-(naphthalen-1-yl)-5-oxohexanoate (4f)
[α]27 D = +8.8 (c = 1.0, CHCl3 , 97% ee); 1H NMR (200 MHz, CDCl3) δ = 8.27-8.19 (m, 1H), 7.81-7.76 (m, 2H), 7.59-7.32 (m, 4H) 4.14-4.95 (m, 2H), 3.00-2.95 (m, 2H), 2.80-2.77 (m, 2H), 2.09 (s, 3H), 1.12-1.05(m, 3H) ; 13C NMR (50 MHz, CDCl3) δ 206.9, 171.9, 134.8, 134.2, 130.9, 129.3, 128.5, 127.0, 126.1, 125.3, 123.6, 122.3, 60.4, 49.1, 40.3, 31.4, 30.2, 14.0; Rt HPLC (80:20, n-hexane : i-PrOH, 254 nm, 1.0 mL/min) Chiral HPLC Regis (s,s)-whelk O1 column, tR = 14.0 min (major), tR = 18.2 min (minor)
[실시예 7]
(R)-ethyl 5-oxo-3-(thiophen-2-yl)hexanoate (4g)
[α]27 D = -4.8 (c = 0.5, CHCl3 , 95% ee); 1H NMR (200 MHz, CDCl3) δ = 7.14-7.12 (d, 2H), 6.92-6.90 (d, 1H), 6.87-6.86 (m, 1H), 4.13-4.04 (m, 2H), 4.03-3.97 (m, 1H), 2.89-2.85 (d, 2H), 2.70- 2.65 (m, 2H), 2.10 (s, 3H), 1.23-1.16(m, 3H); 13C NMR (50 MHz, CDCl3) δ = 206.8, 172.8, 60.5, 50.0, 41.5, 33.2, 30.3, 14.1: HPLC (80:20, n-hexane : i-PrOH, 220 nm, 1.0 mL/min) Chiralpak IC, tR = 13.6 min (major), tR = 17.2 min (minor)
[실시예 8]
(R)-ethyl 3-(furan-2-yl)-5-oxohexanoate (4h)
[α]27 D = -5.3 (c = 0.5, CHCl3 , 93% ee); 1H NMR (200 MHz, CDCl3) δ = 7.29-7.26 (m, 2H), 6.26-6.24 (m, 1H), 6.04-6.03 (m, 1H), 4.14-4.04 (m, 2H), 3.81-3.74 (m, 1H), 2.86-2.80 (m, 2H), 2.71- 2.62 (m, 2H), 2.12 (s, 3H), 1.26-1.17(m, 3H); 13C NMR (50 MHz, CDCl3) δ = 206.4, 171.5, 154.2, 143.0, 110.1, 105.2, 60.5, 46.6, 38.1, 30.9, 29.8, 14.1: HPLC (80:20, n-hexane : i-PrOH, 220 nm, 1.0 mL/min) Chiralpak IC, tR = 19.4 min (major), tR = 30.2 min (minor)
[실시예 9]
(R)-ethyl 2-(3-oxocyclohexyl)acetate (4j)
[α]27 D = -9.9 (c = 1.0, CHCl3 , 91% ee); 1H NMR (200 MHz, CDCl3) δ = 4.30-4.08 (m, 2H), 2.45- 2.19 (m, 6H), 2.10-1.99 (m, 2H), 1.96-1,62 (m, 2H), 1.44-1.36 (m, 1H), 1.31-1.21(m, 3H); 13C NMR (50 MHz, CDCl3) δ = 210.4, 171.7, 60.4, 47.4, 41.0, 40.9, 35.5, 30.8, 24.7, 14.1; HPLC (99:1, n-hexane : i-PrOH, 220 nm, 1.0 mL/min) Chiralpak OB-H, tR = 22.1 min (major), tR = 25.3 min (minor)
Claims (4)
- 하기 [반응식 1]과 같이, 하기 [화학식 1] 또는 그 광학 이성질체의 구조를 갖는 키랄 유기 촉매 존재하에서, 실릴 말로네이트와 하기 [화학식 2]의 구조를 갖는 알파,베타-불포화된 케톤 화합물을 반응한 후, 테트라부틸 암모늄 플로라이드를 첨가하여 탈탄산 반응시키는 것을 특징으로 하는 키랄 델타-케토에스터 유도체의 제조방법.
[반응식 1]
상기 반응식 1에서 R1은 C1-C3의 알킬기, C6-C14의 아릴기이고, 상기 아릴기는 C1-C3의 알콕시기, C1-C3의 알킬기가 치환된 아릴기 또는 할로겐으로 치환된 아릴기 일 수 있다. 상기 R1은 방향족 헤테로고리 화합물인 퓨릴(furyl), 싸이에닐(thienyl) 또는 피리딜(pyridyl) 일 수 있다. R2는 C1-C3의 알킬기일 수 있으며 R1과 R2는 서로 연결되어 있는 6, 7각 고리화합물을 형성할 수 있음
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 2에서 R1은 C1-C3의 알킬기, C6-C14의 아릴기이고, 상기 아릴기는 C1-C3의 알콕시기, C1-C3의 알킬기가 치환된 아릴기 또는 할로겐으로 치환된 아릴기 일 수 있다. 상기 R1은 방향족 헤테로고리 화합물인 퓨릴(furyl), 싸이에닐(thienyl) 또는 피리딜(pyridyl) 일 수 있다. R2는 C1-C3의 알킬기일 수 있으며 R1과 R2는 서로 연결되어 있는 6, 7각 고리화합물을 형성할 수 있음. - 제 1항에 있어서,
상기 화학식 1의 키랄 유기 촉매의 함량은 반응 물질들의 전제 몰수를 기준으로 20몰%인 것을 특징으로 하는 키랄 델타-케토에스터 유도체의 제조방법.
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KR1020130007343A KR20140094824A (ko) | 2013-01-23 | 2013-01-23 | 키랄 델타-케토에스터 유도체의 제조방법 |
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