JP2000344694A - 光学活性3−ペンチン−2−オールの製造方法 - Google Patents

光学活性3−ペンチン−2−オールの製造方法

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JP2000344694A
JP2000344694A JP11153489A JP15348999A JP2000344694A JP 2000344694 A JP2000344694 A JP 2000344694A JP 11153489 A JP11153489 A JP 11153489A JP 15348999 A JP15348999 A JP 15348999A JP 2000344694 A JP2000344694 A JP 2000344694A
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Jun Takehara
潤 竹原
Michi Watanabe
美地 渡辺
Shuji Ichikawa
修治 市川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 医薬などの合成中間体として有用な光学活性
ペンチノールを、高収率、高光学収率で、工業的に製造
する方法を提供する。 【解決手段】 3−ペンチン−2−オンを、周期律表第
VIII族金属化合物及び光学活性アミンからなる不斉配位
子を組み合わせた触媒及び塩基の存在下、ギ酸により水
素移動型不斉還元することを特徴とする光学活性3−ペ
ンチン−2−オールの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は3−ペンチン−2−
オンの水素移動型不斉還元により、医薬等の合成中間体
として有用な3−ペンチン−2−オールを製造する方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】光学活性2級アルコール類、とりわけ分
子中にアセチレン結合を持つ光学活性プロパルギルアル
コール類等は医薬、液晶化合物、天然物合成の不斉合成
等において有用な中間体である。従来3−ペンチン−2
−オールを製造する方法としては、特開平5−3170
90号公報に開示されているラセミ体のアルコールをリ
パーゼの存在下に不斉アシル化し、光学活性アルコール
を得る光学分割方法がある。この方法によれば高い光学
純度の3−ペンチン−2−オールが得られるが、光学分
割法であるため、各光学異性体の収率は最大で50%で
ある。
【0003】光学活性アルコールを高収率で合成するた
めには、プロキラルなケトンを不斉還元する方法が有効
であり、光学活性3−ペンチン−2−オールを合成する
にあたっては3−ペンチン−2−オンを不斉還元する技
術が求められており、光学活性な還元試薬や金属水素化
物、あるいは光学活性な配位子の存在下にボランを用い
てカルボニル化合物を不斉還元する方法がSynthe
sis、567(1994)等に記載されている。しか
し、この方法は、反応速度や立体選択性の面で満足でき
ない場合があり、しかも反応基質に対して当量以上の光
学活性な反応試薬や還元剤を用いる必要があること、反
応後中和処理が必要であることなど光学活性アルコール
類の大量合成方法として実用的ではないという欠点をも
っている。このため、従来より、光学活性アルコール類
を製造するための一般性の高い、しかも高活性な触媒を
用いての新しい製造方法の実現が望まれていた。特開平
10−236986号公報には、アセチレン結合を持つ
カルボニル化合物を不斉還元する技術として、遷移金属
錯体と塩基と光学活性含窒素化合物の三成分系触媒の存
在下に、水素供与性の有機または無機化合物の存在下に
水素移動型不斉還元してアセチレン結合を持つ光学活性
アルコールを製造する方法に関する発明が記載されてい
る。具体的には、水素供与性化合物としてイソプロピル
アルコール、塩基として、アルカリ金属、アルカリ土類
金属、4級アンモニウム塩を使用する方法が開示されて
いる。しかし、水素供与体としてイソプロピルアルコー
ルを使う時は反応液基質濃度が0.1Mと低く、実用的
でないことや、反応系に微量の酸素が存在すると触媒が
失活するため工業的に有利な製造法とはいえない。効率
的な光学活性3−ペンチン−2−オールの合成のために
は、より有効な不斉還元反応が求められてきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、触媒
量の不斉源を用い、高い反応収率および光学収率で、安
価で工業的に光学活性3−ペンチン−2−オールを製造
する方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、特定の配位子を用
いた金属触媒と、水素源にギ酸を用いた不斉水素移動型
還元により、高選択率で目的化合物が得られることを見
出し、本発明を完成した。すなわち本発明の要旨は、下
式(1)
【0006】
【化6】
【0007】で表わされる3−ペンチン−2−オンを、
周期律表第VIII族金属化合物と下記一般式(2)
【0008】
【化7】
【0009】(式中、R3 およびR4 はそれぞれ独立し
て、置換基を有していても良いアルキル基、アリール基
又は芳香族複素環基を示す。また、R3 とR4 は互いに
結合し又は縮合して環を形成しても良い。R5 及びR6
はそれぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、アシ
ル基、カルバモイル基、チオアシル基、チオカルバモイ
ル基及びアルキル又はアリールスルホニル基を示す。*
は不斉炭素を示す。)で示される不斉配位子とを組み合
わせた触媒と塩基の存在下、ギ酸により水素移動型不斉
還元することを特徴とする下式(3)
【0010】
【化8】
【0011】(式中、*は不斉炭素を表す)で示される
光学活性3−ペンチン−2−オールの製造方法に存す
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明方法に使用される触媒を構成する不斉配位子は、
前記一般式(2)で示される。一般式(2)においてR
3 、R4 で示されるアルキル基としてはメチル基、エチ
ル基、n−プロピル基、イソプロピル基等の炭素数1〜
6の直鎖もしくは分岐鎖アルキル基、或いはR3 とR4
が一緒になったテトラエチレン基(シクロヘキサン環を
なす)などが挙げられる。R3 、R4 で示されるアリー
ル基としてはフェニル基、4−メチルフェニル基、3,
5−ジメチルフェニル基、4−メトキシフェニル基など
があげられる。R3 、R4 で示される芳香族複素環基と
してはフリル基、ピリジル基等が挙げられる。これらの
基はさらに置換されていてもよく、置換基としてはメチ
ル基、エチル基、プロピル基等の低級アルキル基、メト
キシ基、エトキシ基等の低級アルコキシ基、塩素原子、
臭素原子、フッ素原子等のハロゲン原子から選ばれる1
個もしくは2個以上の基である。R3 、R4 としては、
フェニル基、置換フェニル基が好ましい。
【0013】R5 、R6 が低級アルキル基を示す場合
は、炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐鎖アルキル基を示
す。なお、本明細書において、低級とは炭素数1〜4を
意味する。R5 、R6 がアシル基を示す場合は、例え
ば、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等が例
示され、カルバモイル基を示す場合はN−メチルカルバ
モイル基、N−フェニルカルバモイル基等が例示され
る。R5 、R6 がチオアシル基を示す場合は、例えばチ
オアセチル基、チオプロピオニル基、チオベンゾイル基
等が例示され、チオカルバモイル基を示す場合はN−メ
チルチオカルバモイル基、N−フェニルチオカルバモイ
ル基等が例示される。
【0014】R5 、R6 がアルキル又はアリールスルホ
ニル基を示す場合は、炭素数1〜20のアルキル又はア
リールスルホニル基が例示され、例えばメタンスルホニ
ル基、エタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基、ト
ルエンスルホニル基、2,4,6−メシチルスルホニル
基、2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルホニル
基、4−メトキシベンゼンスルホニル基、4−クロロベ
ンゼンスルホニル基等が挙げられる。R5 、R6 として
はアリールスルホニル基が好ましく、特にトルエンスル
ホニル基が好ましい。一般式(2)で示される不斉配位
子の中、好ましくは、下記一般式(4)で表されるジア
ミン誘導体である。
【0015】
【化9】
【0016】(式中、R7 は置換基を有していても良い
アルキル基又はアリール基を示し、R 8 は水素原子又は
低級アルキル基を示す。R9 及びR10は、それぞれ独立
して、置換基を有していても良いアルキル基、アリール
基又は芳香族複素環基を示す。*は不斉炭素を表す。) 更に好ましい不斉配位子は下記一般式(5)で示され
る。
【0017】
【化10】
【0018】(式中、R12は水素原子又は低級アルキル
基を示し、R11、R13及びR14は、それぞれ独立して、
水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子、低級アルコ
キシ基を示す。l、m、nはそれぞれ独立して1〜5の
整数を示す。*は不斉炭素を表す。) 一般式(4)、(5)のアルキル基、アリール基、ハロ
ゲン原子、アルコキシ基としては、一般式(2)で説明
したものと同様のものが挙げられる。具体的な配位子と
しては1,2−ジフェニルエチレンジアミン、N−メチ
ル−1,2−ジフェニルエチレンジアミン、N−トシル
−1,2−ジフェニルエチレンジアミン、N−メチル−
N′−トシル−1,2−ジフェニルエチレンジアミン、
N−p−メトキシフェニルスルホニル1,2−ジフェニ
ルエチレンジアミン、N−p−クロロフェニルスルホニ
ル−1,2−ジフェニルエチレンジアミン、N−p−メ
シチルスルホニル−1,2−ジフェニルエチレンジアミ
ン、N−(2,4,6−トリ−i−プロピル)フェニル
スルホニル−1,2−ジフェニルエチレンジアミン等が
挙げられる。
【0019】これらの不斉配位子と組み合わせて用いら
れる周期律表第VIII族金属化合物の金属種としては、ル
テニウム、ロジウム、イリジウム、コバルトが例示され
る。化合物としてはRuCl3 −3H2 O、[RuCl
2 (p−cymene)]2、[RuCl2(benz
ene)]2 、[RuCl2 (mesytilen
e)]2 、[RuCl2 (hexamethylben
zene)]2 、RuCl 2 (PPh3 3 、[RuC
2 (cod)]n、[RuCl2 (CO)3 2
[Rh(cod)Cl]2 、[RhCl2 (penta
methylcyclopentadieny
l)]2 、[Ir(cod)Cl]2 、CoCl2 など
が例示され、好ましくは[RuCl2 (p−cymen
e)]2 である。
【0020】なお、上記化合物のPhはフェニル基、c
odはシクロオクタジエンを表す。不斉配位子と金属化
合物からの触媒生成はJ.Am.Chem.Soc.1
995,117,p7562などにおいて開示されてい
る公知の方法が使用できる。例えばイソプロパノールな
どの溶媒中、トリエチルアミンなどの塩基の存在下、還
流加熱することにより金属原子に不斉配位子が配位した
錯体が得られる。これをそのまま用いてもよく、あるい
はAngew.Chem.Int.Ed.Engl.1
997,36,p285に記載のように錯体を結晶とし
て単離して用いてもよい。
【0021】本発明の不斉還元反応は触媒存在下に原料
を水素供与体と接触させて行われる。本発明方法は水素
供与体としてはギ酸を使用することを特徴の1つとす
る。不斉還元反応は塩基存在下で実施される。塩基が存
在すると触媒が安定化し、また不純物による活性低下等
が防止できる。塩基としては、トリメチルアミン、トリ
エチルアミン、トリイソプロピルアミンなどの第3級有
機アミン類が挙げられる。好適な塩基はトリエチルアミ
ンである。塩基は、触媒に対して過剰量、例えばモル比
で1〜10000モル倍使用される。トリエチルアミン
を塩基として用いる場合は触媒に対して、1〜1000
モル倍用いるのが好ましい。
【0022】ギ酸とアミンは、別々に反応系に添加して
も良いが、あらかじめギ酸とアミンの共沸混合物を調製
して用いると、これらの原料中の不純物による影響が抑
えられるので好ましい。ギ酸とトリエチルアミンの場
合、共沸混合物のモル比はギ酸:トリエチルアミン=
5:2なので、ギ酸ないしトリエチルアミンをさらに添
加して最適なギ酸/アミン比にすることが好ましい。
【0023】反応は、通常、水素供与体であるギ酸を反
応溶媒として利用するが、原料を溶解させるために、ト
ルエン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの非水素供
与性溶媒を単独又は混合して助溶媒として使用すること
も可能である。特にアセトニトリル又はジメチルホルム
アミドを溶媒として用いると反応速度が増大するので好
ましい。
【0024】触媒の使用量は、例えば第VIII族金属がル
テニウムの場合、通常ルテニウム原子に対する基質(原
料3−ペンチン−2−オン)のモル比(S/C)が、1
0から1,000,000、好ましくは100から1,
000の範囲から選ばれる。原料に対する水素供与体の
ギ酸の量は通常1モル倍から大過剰(通常1000モル
倍)の範囲までで、好ましくは1モル倍から20モル倍
の範囲で使用される。反応温度は−70℃から100
℃、好ましくは0℃から70℃の範囲から選ばれる。
【0025】反応圧力は特に限定されず、通常0.5気
圧〜2気圧、好ましくは常圧のもとで行われる。反応時
間は1時間から200時間、通常は5時間から72時間
である。反応後は、蒸留、抽出、クロマトグラフィー、
再結晶などの一般的操作により、反応液から生成した光
学活性なアルコールを分離、精製することができる。
【0026】
【実施例】以下、実施例を示し、さらに詳しく本発明に
ついて説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、
以下の実施例に制約されるものではない。実施例中、e
eはエナンチオマー過剰率を示す。S/Cは触媒に対す
る原料のモル比を示す。 参考例1 触媒調製方法 ・[RuCl2 (cymene)]2 の合成 塩化ルテニウム水和物10gにエタノール200ml、
α−テルピネン45ml、水22mlを加え、4時間加
熱還流した後、エタノールの大部分を減圧蒸留で除いて
濃縮した。濾過により得られた結晶をエタノールとヘキ
サンの1:1混合液で洗浄し、減圧乾燥して赤色の[R
uCl2 (cymene)]2 を11.5g(収率92
%)得た。
【0027】・(R,R)−p−トルエンスルホニルジ
フェニルエチレンジアミン(RR−TsDPEN)の合
成 (R,R)−ジフェニルエチレンジアミン10.6gを
ジクロロメタン100mlに溶解し、トリエチルアミン
7mlを加え、更に、p−トルエンスルホニルクロリド
9.5gを水冷しながら少量づつ添加した。室温で2時
間撹拌した後濾過して不溶物を取り除き、濾液に水50
mlを加えて振り混ぜ、有機層を分取した。さらに水に
よる洗浄の操作を繰り返した後、硫酸マグネシウムを加
えて脱水し濃縮した。析出した結晶を濾別し、ジクロロ
メタンとヘキサンの1:1混合液で洗浄し、減圧乾燥し
て、白色の(R,R)−p−トルエンスルホニルジフェ
ニルエチレンジアミンを16.6g(収率90%)得
た。
【0028】・光学活性ルテニウム錯体(RR−TsD
PEN−RuCl)の合成 [RuCl2 (cymene)]2 7.66gと(R,
R)−p−トルエンスルホニルジフェニルエチレンジア
ミン9.16gに2−プロパノール150mlとトリエ
チルアミン7mlを加え、窒素下、80℃で1時間撹拌
した。氷冷して析出した結晶を濾過し、2−プロパノー
ルとヘキサンの1:1混合液で洗浄した。さらに水で洗
浄し、減圧乾燥してオレンジ色の結晶12.6g(収率
79%)を得た。結晶を除いた後の濾液を濃縮後ジクロ
ロメタン30mlを加え、生成した白色の塩をさらに濾
過により除き、得られた濾液を濃縮して得た褐色固体を
水で洗浄し、減圧乾燥したところ、茶褐色の結晶5.3
gを得た。これに2−プロパノール50mlを加えて8
0℃で10分窒素下で加熱撹拌し、冷却後析出した結晶
を濾過して2−プロパノールとヘキサンの1:1混合液
で洗浄し減圧乾燥して、オレンジ色の結晶1.9g(収
率12%、合計収率91%)を得た。
【0029】実施例1 ギ酸21.2gとトリエチルアミン20.2gを混合
し、ギ酸/トリエチルアミン混合液を調製した。この混
合液3.74gに3−ペンチン−2−オン1.94g
(23.7mM)とアセトニトリル6.4mlを加え、
さらに参考例1で合成した触媒RR−TsDPEN−R
uClを75mg加えた(S/C=200)。光学活性
ガスクロマトグラフィーで反応を追跡しながら室温下で
撹拌したところ、31時間で転化率99.8%、選択率
70%に達し、eeは>94%であった。反応液から減
圧下にアセトニトリルを留去後、1N塩酸水溶液5ml
を添加し、酢酸エチル200mlで2回抽出し、炭酸水
素ナトリウム溶液10mlで1回洗浄した。有機層を無
水硫酸ナトリウムで脱水したのち濾別し、溶媒を留去し
たところ、1.5gの粗オイルが得られた。減圧蒸留に
より精製したところ、0.98gの無色透明オイルが得
られた。NMR及び光学活性ガスクロマトグラフィーで
分析したところ純度>98%、ee>94%の3−ペン
チン−2−オールであった(単離収率49%)。旋光計
で分析したところ、得られた化合物の立体はR体であっ
た。 NMR(δ):1.42ppm(d、3H、CH3 ) 1.83(s、3H、CH3 ) 4.42−4.56(m、1H、CH)
【0030】実施例2 実施例1と同様にして得られたギ酸/トリエチルアミン
混合液1.4gに、3−ペンチン−2−オン1.0g
(12.2mM)を加え、さらに参考例1で合成した触
媒RR−TsDPEN−RuClを39mg加えた(S
/C=200)。光学活性ガスクロマトグラフィーで反
応を追跡しながら室温下で撹拌したところ、22時間で
転化率51.8%、選択率59%に達し、eeは>94
%であった。
【0031】比較例1 凍結脱気した乾燥2−プロパノール10mlに、参考例
1で合成した触媒RR−TsDPEN−RuClを6.
4mg(0.01mM)を加えて、窒素下25℃で20
分間撹拌したのち、凍結脱気した乾燥2−プロパノール
10ml、3−ペンチン−2−オン164mg(2.0
mM)、0.2Mの水酸化カリウム2−プロパノール溶
液0.1ml(0.02mM)の順に加えて撹拌した
(S/C=200)。光学活性ガスクロマトグラフィー
で反応を追跡しながら室温下で撹拌したところ、97時
間で転化率45%、選択率64%に達し、eeは>98
%であった。反応終了後、2−プロパノールを減圧留去
し、シリカゲルクロマトグラフィー(溶離液=エーテ
ル)にて精製したところ39mg(0.46mM)の無
色のオイルが得られ、光学活性ガスクロマトグラフィー
で分析したところ純度>97%、ee>98%の3−ペ
ンチン−2−オールであった。(単離収率23%)。旋
光計で分析したところ、得られた化合物の立体はR体で
あった。
【0032】
【発明の効果】本発明方法に依り、水素供与体としてギ
酸を用い、塩基として第3級アミンを使用してペンチノ
ンを不斉還元すると高収率、高光学収率で光学活性ペン
チノールを得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07M 7:00 (72)発明者 市川 修治 茨城県稲敷郡阿見町中央8丁目3番1号 三菱化学株式会社筑波研究所内 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC41 AC81 BA17 BA20 BA22 BA23 BA24 BA37 BA40 BA43 BA44 BA51 BA52 BA69 BB20 BB21 FE11 4H039 CA60 CB20

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下式(1) 【化1】 で表される3−ペンチン−2−オンを、周期律表第VIII
    族金属化合物と下記一般式(2) 【化2】 (式中、R3 およびR4 はそれぞれ独立して、置換基を
    有していても良いアルキル基、アリール基又は芳香族複
    素環基を示す。また、R3 とR4 は互いに結合し又は縮
    合して環を形成しても良い。R5 及びR6 はそれぞれ独
    立して、水素原子、低級アルキル基、アシル基、カルバ
    モイル基、チオアシル基、チオカルバモイル基及びアル
    キル又はアリールスルホニル基を示す。*は不斉炭素を
    示す。)で示される不斉配位子とを組み合わせた触媒と
    塩基の存在下、ギ酸により水素移動型不斉還元すること
    を特徴とする下式(3) 【化3】 (式中、*は不斉炭素を表す)で示される光学活性3−
    ペンチン−2−オールの製造方法。
  2. 【請求項2】 一般式(2)で示される不斉配位子が、
    下記一般式(4)で示される構造であることを特徴とす
    る請求項1に記載の光学活性3−ペンチン−2−オール
    の製造方法。 【化4】 (式中、R7 は置換基を有していても良いアルキル基又
    はアリール基を示し、R 8 は水素原子又は低級アルキル
    基を示す。R9 及びR10は、それぞれ独立して、置換基
    を有していても良いアルキル基、アリール基又は芳香族
    複素環基を示す。*は不斉炭素を表す。)
  3. 【請求項3】 一般式(4)で示される不斉配位子が下
    記一般式(5)で示される構造であることを特徴とする
    請求項2に記載の光学活性3−ペンチン−2−オールの
    製造方法。 【化5】 (式中、R12は水素原子又は低級アルキル基を示し、R
    11、R13及びR14は、それぞれ独立して、水素原子、低
    級アルキル基、ハロゲン原子、低級アルコキシ基を示
    す。l、m、nはそれぞれ独立して1〜5の整数を示
    す。*は不斉炭素を表す。)
  4. 【請求項4】 周期律表第VIII族金属化合物がルテニウ
    ム化合物であることを特徴とする請求項1乃至3の何れ
    かに記載の光学活性3−ペンチン−2−オールの製造方
    法。
  5. 【請求項5】 塩基が第3級有機アミン類であることを
    特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の光学活性3
    −ペンチン−2−オールの製造方法。
  6. 【請求項6】 反応溶媒として、アセトニトリル又はジ
    メチルホルムアミドを使用することを特徴とする請求項
    1乃至5の何れかに記載の光学活性3−ペンチン−2−
    オールの製造方法。
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