JP7748689B2 - ジアステレオマー調製方法及び固相光増感剤 - Google Patents
ジアステレオマー調製方法及び固相光増感剤Info
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Description
<1> シス-トランス異性体を分離する分離カラムと、光異性化反応を誘起する光異性化反応器とを連続的に循環可能なリサイクルHPLCを利用して、シス-トランス異性体のうち一方のジアステレオマーを選択的に調製するジアステレオマー調製方法であって、
工程A:シス-トランス異性体混合物を前記分離カラムに導入し、前記一方のジアステレオマーを分取する分離工程、
工程B:前記工程A又は工程Cの後の他方のジアステレオマーを含む溶液に前記光異性化反応器内で光増感剤の存在下で光を照射し光異性化反応を誘起する光異性化反応工程、及び
工程C:前記工程Bで生成したシス-トランス異性体混合物を前記分離カラムに導入し、前記一方のジアステレオマーを分取する工程
を含み、
前記光増感剤が下記式(1)で表されるチオキサントン骨格を含む、ジアステレオマー調製方法。
工程D:シスートランス異性体のうち、前記他方のジアステレオマーのみを含む溶液に前記光異性化反応器内で光増感剤の存在下で光を照射し光異性化反応を誘起することでシス-トランス異性体混合物を生成する光異性化反応工程
下記式(5)で表される化合物を、下記式(6)で表されるジカルボン酸又はその無水物と反応させて、下記式(7)で表される化合物を得る工程、及び
下記式(8)で表される構造を有する担体を、下記式(7)で表される化合物と反応させて、下記式(3)で表される構造を有する固相光増感剤を得る工程を含む、固相光増感剤の製造方法。
本実施形態に係るジアステレオマー調製方法は、シス-トランス異性体を分離する分離カラムと、光異性化反応を誘起する光異性化反応器とを連続的に循環可能なリサイクルHPLCを利用して、シス-トランス異性体のうち一方のジアステレオマーを選択的に調製するジアステレオマー調製方法であって、下記の工程A~工程Cを含む。
工程A:シス-トランス異性体混合物を上記分離カラムに導入し、一方のジアステレオマーを分取する分離工程、
工程B:工程A又は工程Cの後の他方のジアステレオマーを含む溶液に上記光異性化反応器内で光増感剤の存在下で光を照射し光異性化反応を誘起する光異性化反応工程、及び
工程C:工程Bで生成したシス-トランス異性体混合物を上記分離カラムに導入し、一方のジアステレオマーを分取する工程。
工程D:シスートランス異性体のうち、上記他方のジアステレオマーのみを含む溶液に上記光異性化反応器内で光増感剤の存在下で光を照射し光異性化反応を誘起することでシス-トランス異性体混合物を生成する光異性化反応工程
シス-トランス異性体混合物としては、化学構造中の原子、結合、或いは面を基準として、IUPACで定められるE体及びZ体のシス-トランス異性体が存在する化合物であれば特に制限されない。
工程Aでは、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって、分離カラムを用いて、シス-トランス異性体混合物を一方のジアステレオマーと他方のジアステレオマーとに分離する。
工程Bでは、工程A又は後述する工程Cにて得られた他方のジアステレオマーに光異性化反応器内で光増感剤の存在下で光を照射し光異性化反応を誘起することで、該ジアステレオマーからシス-トランス異性体混合物を生成する。後述するように、他方のジアステレオマーに特定の波長を有する光を照射することにより、光異性化反応が誘起される。
工程Cでは、工程Bにて得られたシス-トランス異性体混合物を一方のジアステレオマーと他方のジアステレオマーとに分離する。シス-トランス異性体混合物の異性体過剰率(一方のジアステレオマーの割合(%)-他方のジアステレオマーの割合(%))は、0%~25%であってもよく、0~10%であってもよく、0~5%であってもよい。
工程Dは、工程Aの前段で行われる。工程Dでは、Z体及びE体のうち他方のジアステレオマーのみを出発物質とする場合に、上記他方のジアステレオマーのみを含む溶液に上記光異性化反応器内で光増感剤の存在下で光を照射し光異性化反応を誘起することでシス-トランス異性体混合物を生成する。光の照射対象となる他方のジアステレオマーは、溶媒に溶解した状態である。工程Dにおいて照射する光の照射条件は、工程Bと同様である。
工程Bでは、光増感剤の存在下で光を照射することにより、光異性化反応の効率をより高めることが可能となる。光増感剤は、下記式(1)で表されるチオキサントン骨格を含む。
上記式(3)で表される構造を有する固相光増感剤の製造方法は、下記式(5)で表される化合物を、下記式(6)で表されるジカルボン酸又はその無水物と反応させて、下記式(7)で表される化合物を得る工程、及び下記式(8)で表される構造を有する担体を、下記式(7)で表される化合物と反応させて、上記式(3)で表される構造を有する固相化光増感剤を得る工程を含む。
上記以外に、本実施形態に係るジアステレオマー調製方法に適用できる光増感剤として、下記式(4)で表される化合物が挙げられる。下記式(4)で表される化合物は、担体に固相化されたものであってもよい。
本実施形態に係るリサイクルHPLCは、上述したジアステレオマー調製方法に用いられるリサイクルHPLCであって、シス-トランス異性体混合物を一方のジアステレオマーと他方のジアステレオマーとに分離する分離カラムと、分離カラムにて得られた他方のジアステレオマーに光を照射し、該ジアステレオマーの光異性化反応を誘起する光異性化反応器と、を備える。
(1)4-オキソ-4-[(9-オキソ-9H-チオキサンテ-2-ニル)アミノ]ブタン酸(下記式:7)の合成
図2は、光増感剤であるチオキサントンを担体に固相化せずに用いた場合(5mol% Thioxanthone)と、上記調製した固相化したチオキサントンを用いた場合とで、それぞれ光異性化反応を進行させた場合の、他方のジアステレオマーの存在比の時間変化を示す図である。光異性化反応の対象としては(E)-シンナムアミドを用い、照射光は405nmとした。図2に示すように、固相化したチオキサントンを用いることで、チオキサントンを担体に固相化せずに用いた場合よりも好ましく光異性化反応を進行させることができる結果が明らかである。
図3は、光増感剤であるチオキサントンを担体に固相化せずに用いた場合(5mol% Thioxanthone)と、光増感剤を用いない場合(No Catalyst)と、上記調製した固相化したチオキサントンを用いた場合とで、光増感剤を溶媒中で一定時間攪拌し、そのろ液(光増感剤を除去した溶媒)に(E)-シンナムアミドを添加し、光を照射して異性化が起こるか、即ち光増感剤が系外に流出しているか否かを確認した試験結果を示す図である。図3に示すように、固相化したチオキサントンを用いることで、光増感剤が系外に流出しない結果が明らかである。
上記により調製した固相化したチオキサントンを用いて、必要紫外線照射量(J/cm2)の算出を行った。算出は、それぞれ5mol%の光増感剤の存在下で、それぞれ下記式に示すE体のジアステレオマー(溶媒:アセトニトリル 0.01M)に対して405nm(LED)の光を照射し、E体のジアステレオマーの存在比が55%(Z体のジアステレオマーの存在比が45%)に達するまでに要した光量(J/cm2)として算出した。結果を表1に示した。
上記固相化したチオキサントンと同様に、下記式にてそれぞれ担体に固相化されていない状態の光増感剤を調製した。
上記により調製した下記式の光増感剤をそれぞれ用いて、必要紫外線照射量(J/cm2)の算出を行った。算出は、それぞれ5mol%の光増感剤の存在下で、(E)-シンナムアミド(溶媒:アセトニトリル 0.01M)に対して405nm(LED)の光を照射し、(E)-シンナムアミドの存在比が55%((Z)-シンナムアミドの存在比が45%)に達するまでに要した光量(J/cm2)として算出した。結果を表2に示した。
フジガラスビーズ(FGB-200)5.7gと、上記調製した固相化したチオキサントンである共有結合型光増感剤300mgを総量6g、95:5の存在比となるよう混合し、ガラスカラム[YMC製、ECOPLUS(φ5mm)]に全長210mmとなるよう充填した。Multiple Preparative HPLC Forteにガラスカラムを接続し、縦方向にガラスカラムを立てて流速1.0mL/min、溶媒アセトニトリル100%で通液した。その後、ガラスカラムをYMC-Pack SIL-06(250×20.0mml.D.S-5μm,6nm)と連結した。ガラスカラムを光異性化反応器(岩崎電気製作)に設置し、流速4.7mL/min、溶媒アセトニトリル100%にて通液した。
実施例1と同様に、上記調製した固相化したチオキサントンを用いてリサイクルHPLCを設定した。
(E)-シンナムアミド(3.0mg、0.02mmol)を、以下の表3及び表4に示す各溶媒(0.01M)に溶解した溶液とした。上記溶液に対し、光増感剤であるチオキサントン(5mol%)の存在下で、405nm(LED、18.1mW/cm2)の光を照射し、(E)-シンナムアミドの存在比が50%((Z)-シンナムアミドの存在比が50%)に達するまでに要した時間(t1/2(s))を算出した。また、この際の速度定数(k2(M-1S-1)を求めた。結果を表3及び表4に示した。なお、表3及び表4に示す溶媒の略号の意味は、上記実施形態に示した略号の意味と同一であり、溶媒の比率は、混合比率(体積比)を意味する。
Claims (7)
- 二重結合に基づくシス-トランス異性体を分離する分離カラムと、光異性化反応を誘起する光異性化反応器とを連続的に循環可能なリサイクルHPLCを利用して、前記シス-トランス異性体のうち一方のジアステレオマーを選択的に調製するジアステレオマー調製方法であって、
工程A:シス-トランス異性体混合物を前記分離カラムに導入し、前記一方のジアステレオマーを分取する分離工程、
工程B:前記工程A又は工程Cの後の他方のジアステレオマーを含む溶液に前記光異性化反応器内で光増感剤の存在下で光を照射し光異性化反応を誘起する光異性化反応工程、及び
工程C:前記工程Bで生成したシス-トランス異性体混合物を前記分離カラムに導入し、前記一方のジアステレオマーを分取する工程
を含み、
前記光増感剤が下記式(3)で表される、リンカーを介して前記光異性化反応器内の担体に共有結合により固相化された固相光増感剤であるか、又は前記光増感剤が下記式(4)で表される構造を有する、ジアステレオマー調製方法。
[式(3)中、mは0である。pは1~10の整数を示し、qは2~10の整数を示す。Xは、前記担体を示す。]
[式(4)中、mは0である。rは1~7の整数を示す。R 2 は、水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を示す。] - 前記担体の材料は、シリカ、ガラス、ポリマー材料、或いはこれらの複合材料である、請求項1に記載のジアステレオマー調製方法。
- 前記シス-トランス異性体は、分子内にアミド基を有するアルケンのシス-トランス異性体である請求項1に記載のジアステレオマー調製方法。
- 前記分子内にアミド基を有するアルケンは、ワインレブアミドである請求項3に記載のジアステレオマー調製方法。
- 下記式(3)で表される構造を有する固相光増感剤。
[式(3)中、mは0である。pは1~10の整数を示し、qは2~10の整数を示す。Xは、担体を示す。] - 下記式(3)で表される構造を有する固相光増感剤の製造方法であって、
下記式(5)で表される化合物を、下記式(6)で表されるジカルボン酸又はその無水物と反応させて、下記式(7)で表される化合物を得る工程、及び
下記式(8)で表される構造を有する担体を、下記式(7)で表される化合物と反応させて、下記式(3)で表される構造を有する固相光増感剤を得る工程を含む、固相光増感剤の製造方法。
[式(3)中、mは0である。pは1~10の整数を示し、qは2~10の整数を示す。Xは、担体を示す。]
[式(5)中、mは、前記式(3)と同義である。]
[式(6)中、pは、前記式(3)と同義である。]
[式(7)中、m、及びpは、前記式(3)と同義である。]
[式(8)中、q及びXは、前記式(3)と同義である。] - 下記式(4)で表される化合物。
[式(4)中、mは0である。rは1~7の整数を示す。R2は、水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を示す。]
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