JPH01104024A - 光学活性なアルコールの製造方法 - Google Patents

光学活性なアルコールの製造方法

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JPH01104024A
JPH01104024A JP26199087A JP26199087A JPH01104024A JP H01104024 A JPH01104024 A JP H01104024A JP 26199087 A JP26199087 A JP 26199087A JP 26199087 A JP26199087 A JP 26199087A JP H01104024 A JPH01104024 A JP H01104024A
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cyclodextrin
compound
reducing agent
clathrate
optical purity
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Yoshio Tanaka
芳雄 田中
Eigo Sakuraba
櫻庭 英剛
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学活性な第2アルコールの製造に関するもの
である。即ち神経伝達物質や抗腫瘍性物質、あるいは昆
虫フェロモンなど生理活性物質の合成中間体として重要
な第2アルコールのD一体及びL一体を選択的に得る合
成法を提供するものである。
〔従来の技術及び問題点〕
ケトンやケトエステル類などカルボニル化合物を光学活
性な還元剤を用いて還元すると、光学活性な第2アルコ
ールが得られることは周知である。即ち光学活性な1.
4−ジヒドロニコチナミド誘導体を還元剤として使用し
、光学純度の高い第2アルコールが得られてはいるが、
それら還元剤は簡単には入手し得ない欠点がある。又通
常の還元剤を光学活性な触媒と共に用いれば良いことも
公知である。かくしてキニンの誘導体や光学活性な第4
アンモニウム塩、牛血清アルブミンを触媒とした方法も
提案されたが、生成物の光学収率が低かったり、触媒の
合成が困難であったり、高価な天然抽出物を使用せねば
ならないなどの欠点が残った。又最近入手しやすくなっ
たサイクロデキストリンを利用した光学活性な第2アル
コールの合成法が提案された(N、 Baba、 Y、
 Matsumura、 T。
Sugimoto ; Tetrahed、 Lett
、、 (44) 4281〜4284 (1978) 
: R。
Fornasier、 F、 Ren1ero、 P、
 Scrimin、 U、 Toneilato ; 
J、 Org。
Chem、 503209.−3211 (1985)
 )が、生成物の光学収率は上記い、’fjれの方法で
も低いものであった。
本発明者らは上記のような問題点を解決すべく鋭意研究
を重ねた結果、安価で入手しゃすい還状オリゴ糖と通常
の還元剤と−を用いてもカルボニル化合物の不整還元が
高収率で起こり、光学純度の高い第2アルコールが得ら
れることを見出した。
本発明はこρ知見に基づいて完成されたものである。
〔問題点を解決するための手段〕
即ち、本発明はケトンやケトエステル、ケト酸などのカ
ルボニル化合物をサイクロデキストリンに包接させた後
、還元剤溶液に分散反応させ、しかる後に包接体から還
元物を回収することによって光学活性な第2アルコール
類を高い光学純度で ・合成することに成功した。
本発明において原料として使用するカルボニル基を少く
とも1個分子中に含む化合物としては、一般式RICO
H2(式中のR1、R2は式化合物を安定に存在せしめ
、かつサイクロデキストリンとの包接化を妨げず、又カ
ルボニル基の還元を妨げない任意の有機残基で、相互に
連結して環を形成しても良い、それら有機残基としては
ニトロ基、シアノ基、ハロゲン基、アミノ基、カルボキ
シル基、カルボニル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基
、アリールオキシ基、チオヒドロキシル基、フェロセニ
ル基などを置換した、もしくは置換しないアルキル、ア
リール、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アラル
ケニル、アラルキニル;アルキルカルボニル、アリール
カルボニル、アルケニルカルボニル、アルキニルカルボ
ニル、アラルギルカルボニル、アラルケニルカルボニル
、アラルキルカルボニル、アルコキシカルボニール、ア
リールオキシカルボニル、アルケノキシカルボニル、ア
ルキノキシカルボニル、アラルコキシカルボニル、アラ
ルケニルカルボニル、アラルキノキシカルボニル基及び
カルボキシル基が含まれる。但しR1とR2とは同時に
同一残基であってはならない)で表わされるものである
。
たとえばてセトール、アセトイン、アセトエチルアルw
l曳t、シアセントアルコール、フェナシルアルコール
、ベソゾインなどのα−及びβ−1γ−ケトール類;メ
チルエチルケトン、プロピルブチルケトン、メチルイソ
プロピルケトン、メチルブチルケトン、ビナコロンなど
の脂肪族ケトン;メチルビニルケトンやメシチルオキシ
ド、メチルへブテノン、4−(1−ナフチル)−3−ブ
テン−2−オン、ベンザルアセトン、ジベンジルケトン
の非対称置換体など不飽和ケトン:2−クロルメチルシ
クロブタノンや3−シアノエチルシクロペンタノン、3
−ニトロ−5−アリルシクロヘキサノン、3−メトキシ
シクロヘキサノン、テルペンケトン(樟脳、フエンチョ
ン)、スピロ〔3,イ〕オクタノン−5、ステロイドケ
トン類などの脂環式ケトン類;アセトフェノン、プロピ
オフェノン、ブチロフェノン、バレロフェノン、ベンゾ
フェノンの非対称置換体、アセトナフトン、ペンゾナフ
トン、ジベンジルケトンの非対称置換体、フラバノン、
1.2.3.4−テトラヒドロ−4−ケトフェナントレ
ン、キサントンの非対称置換体、1.2.6.7−ジベ
ンズフルオレノンなどの芳香族ケトン:アセトチエノン
やアセトフロン、トロビノン、ピラゾロン、4−メチル
−5−アセチルチアゾール、などの複素環式ケトン類:
アドレナロンや2.7−ジアミツアクリドンなどのアミ
ノケトン類:ビルビン酸、ベンゾイルギ酸、フェニルピ
ルビン酸、アセト酢酸、ベンゾイル酢酸、レブリン酸、
3−ベンゾイルプロピオン酸などのα−及びβ−1γ−
ケト酸及びケトエステル類ニジアセチル、ベンジルなど
のジケトン類がある。又、メチルフェロセニルケトンや
4−7エロセニルー3−ブテン−2−オンなどの7エロ
セニルケトン類;フェニルトリフルオロメチル5ケトン
やナフチルクロロメチルケトン、アントリルブロモメチ
ルケトン、クロロフェニルエチルケトン、ブロモフェニ
ルメチルケトン、ナフチルトリフルオロメチルケトン、
アントリルトリフルオロメチルケトンなどのハロゲン置
換ケトン類などがあげられる。
本発明に囲いられる還元剤は、カルボニル基の、コバ1 還元剤とテシて公知のものならすべて単独あるいは2種
以上組合せて使用できる。しかし原料カルボニル化合物
によってはその置換基が還元剤によって変化する場合も
あるので、適宜必要に応じて選択すべきである。それら
公知の還元剤とその特質は、日本化掌編、実験化学講座
17 (T)p、 1−119、昭和34年5月、丸首
及び日本化掌編、実験化学講座19、p、92〜】54
、昭和34年5月、丸首に詳しい。好ましいのは、水素
化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホ
ウ素リチウムなど鉛金属水素化物である。更にジメチル
アミンボラン、トリメチルアミンボラン、t−ブチルア
ミンボラン、ピリジンボラシなどのボランのアミン錯体
なども有効に用いられる。
本発明に用いられるサイクロデキストリンは、デンプン
あるいはデキストリンに特殊な微生物あるいは酵素を作
用させて得られる環状デキストリンであり、その特徴は
ドーナツ状の分子構造を有し、その内部に直径約6〜1
0人の空洞を有することである。サイクロデキストリン
には、d−グルコースの構成単位の数の違いにより、α
−サイクロデキストリン、β−サイクロデキストリンお
よびγ−サイクロデギストリンの3種が現在単離されて
いるが、本発明では、これら3種の中のいずれを用いて
もよいし、これらの混合物を用いても良い、また、これ
らサイクロデキストリンの側鎖に適当な化学基を導入し
た修飾サイクロデキストリンやサイクロデキストリンを
不溶化したポリサイクロデキストリンも、包接化を妨げ
ず、かつ、包接白化合物への還元反応を妨げない限り、
用いることができる。すなわち、サイクロデキストリン
は、そのグルコースから成るドーナツ状の分子構造の特
性として、種々の物質たとえば炭化水素などと包接物を
作ることは知られている。
包接に際しては、種々のやり方があるが、たとえば混練
法、溶液法がある。
混線法では、サイクロデキストリンに水(サイ、クロデ
ギストリンに対して約0.1〜6!!If倍)を加えて
、ペースト状にする1次に包接させるカルボニル化合勤
を加えて充分に混練する。混練する時間は、’i6?4
〜12時間、好ましくは2〜8時間であり、混練する温
度は任意で良いが、室温で充分である。混練する装置は
らい潰機、ボールミル、デイスパーミル、乳化機などで
充分である。一方、溶液法では、サイクロデキストリン
の飽和水溶液を作り、これにカルボニル化合物を加え3
0分〜12時間、好ましくは1〜4時間攪拌して、包接
化合物を沈澱として得る。
得られた包接化合物はそのまま使用できるが、必要なら
種々の方法で乾燥しても良い、これにはスプレードライ
方式や真空乾燥方式がある。得られた粉末は、カルボニ
ルそれぞれの固有の臭気は消失しているが、それを温湯
に投入したり、ジエチルエーテルで処理すると再び包接
される前の臭気がするし、包接化合物を溶解する溶媒に
溶解してH核磁気共鳴を測定すると、包接された化合物
由来のシグナルが観測されることから、粉末に不飽和化
合物が包接されていることは明らかである。
こうして得られたカルボニル化合物の包接化合物を光を
遮断して粉末のまま種々の無機塩の過飽和水溶液もしく
は有機溶媒に分散させた後、還元剤を加え、−60℃〜
90℃、好ましくは一20℃〜50℃で30分〜150
時間、好ましくは1〜100時間反応させる0反応温度
と時間は包接化合物の安定性や、包接されているカルボ
ニル化合物の反応性、還元剤の反応性及び生成する第2
アルコールの安定性の差異によって適当に選択すべきで
ある0反応後残存している未反応還元剤を適宜除去した
後、ジエチルエーテルなど適当な溶剤で抽出して、包接
体から目的とする光学活性な第2アルコールを得る。
尚、本発明の過飽和水溶液に用いられる無機塩類は、カ
ルボニル化合物のサイクロデキストリン複合体粉末の安
定性と溶媒への分散性とを妨げず、かつカルボニル基の
還元を妨げないものであれば、すべて単独あるいは2g
a以上組合せて使用−できる、即ちLi%Na 、 K
 、 Rb%Csなどのアルカリ全屈や、Bes Mg
s Cas Srs Baなどのアルカリ土金属の金兄
群と、F、C1%Br、1などのハロゲンや酢酸、モノ
ー多=4迂1ル酢酸、トルエンスルホン酸、酒石酸、コ
ハク酸、フタル酸などの有機酸二NO2、NOoやSO
3、SO,、H3O,、N3、OCN 、 SCN 、
 H3O3、CN、CO3、HCO3、Cry、、HP
O,、Sin、、5203、ClO3などの各イオンの
群からの組合せより成る塩などである。
又本発明のカルボニル化合物のサイクロデキストリン包
接複合体粉末を分散させるのに用いられる溶剤は、当該
包接複合体粉末を溶解せず、安定に分散せしめ、かつカ
ルボニル基の還元を妨げないものであれば、すべて単独
あるいは2種以上組合せて使用できる。たとえばメタノ
ール、エタノールなどのアルコール類、n−へキサンや
シクロヘキーサンなどの飽和または不飽和脂肪族炭化水
素類、四塩化炭素、テトラクロルエチレンやトリフロオ
ロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類;キシレンやモ
ノクロルベンゼン、ニトロベンゼンなどの芳香族炭化水
素類及びその誘導体ニジグライムやアニソールなどのエ
ーテル類;酢酸エステルなどのエステル類などである。
これらはしかし当該包接複合体の種類や還元剤、反応温
度などによって適宜必要に応じて選択すべきである。
〔発明の効果〕 本発明の方法によると種々生理活性物質の原料もしくは
合成中間体として重要な光学活性第2アルコールを容易
に高純度で得る事ができる0本方法は従来の光学活性触
媒に比べて、安価で毒性がなく、安定でくり返し使用す
る事ができる環状オリゴ糖を用いるばかりでなく、生成
物の光学純度が高いことが特徴である。従って生成物の
精製が容易であり、触媒由来の毒性問題もないなど光学
活性第2アルコールの製造コストを従来法より大巾に低
下する事ができる。
〔実施例〕
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらの例によってなんら限定されるものではな
い。
実施例1 β−サ□・肴1り晶デキストリン125gを水14に入
れて攪拌しつつ70℃に加熱する。得られた溶液にトリ
フルオロアセトフェノン16gを加え約2時間加熱攪拌
して均一溶液とした後、室温まで放冷し生じた沈澱をろ
過し包接化合物を得た。このものは粉末法によるX線回
折パターンの変化、及び重水素化ジメチルスルホキシド
にこの粉末を溶解して11定した’H−NMRスペクト
ルより1=1の包接錯体である事が確認された。この包
接体粉末を0℃でKCI飽和水溶液ILに分散させNa
BH44gを加え、3時間攪拌反応させた後、ジエチル
エーテルで原料カルボニル化合物及び生成物とを抽出し
た0分離した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、
減圧濃縮、次いでシリカゲルカラムと20%ヘキサンの
塩化メチレン溶液で分離精製した。収率95%、ベンゼ
ン中濃度0.42g 7100m Lで測定した旋光度
は〔α〕甘せ−7.6であり光学純度45.4%の(R
)−1リフルオロメチル、フェニルメタノールと確認さ
れた0元素分析値; 計算値(CaH70F3) C=57.83%、)[=4.22%、F=34.34
%;分析値 (:=57.52%、)l=4.29%、
F=34.22%比較例1 杉本らの公知の方法(N、 Baba、 Y、 Mat
sumura、 T。
Sugimoto ; Tetrahed、 Lett
、、 4281 (1978) )の結果を比較のため
に以下示す、0.01モルのホウ酸塩でpH9,2に調
整した緩衝液に5ミリモルのトリフルオロアセトフェノ
ンと0.05モルのβ−サイクロデキストリンを溶解さ
せた後、0.01モルのNa BH4水溶液を添加し、
25℃暗所で1週間攪拌した1反応溶液をジエチルエー
テルで抽出後、実施例1と同様に処理して目的とするト
リフルオロメチル、フェニルメタノールを得た。〔α〕
甘せ0、化学収率は60%であり、実施例1に比較して
収率がおどるばかりか光学活性体は得られなかった。
実施例2 α−サイクロデキストリン200gをILの水に入れて
攪拌し、つつ約70℃に加熱して均一な溶液とする、こ
M、”’tj−、n−ブチルフェニルケトン33g ヲ
加えて約3時間攪拌しつつ加熱して均一にした後室温ま
で放冷し、生じた沈澱をろ過し包接化合物を得た。実施
例1と同様にして沈澱物が1=1の包接錯体である事を
確めた。この粉末を0〜−5°CのNaCl飽和水溶液
800ccに分散させ、攪拌しつつKBH412gを加
え2時間反応させた後、実施例1と同様に処理して目的
とする1−フェニル−ペンタノール−1を得た。収率7
0%、ベンゼン中濃度0.3g/mLで測定した〔α〕
甘は−13,7で光学純度44.4%のR一体であった
0元素分析値:計算値(C,、H,601)   C=
80.44%、)(=9.83%;分析値      
C=80.92%、1(=9.70%。
実施例3 β−サイクロデキントリン130gに水500m Lを
加えてペースト状にし、エチルフェニルケトン15g、
ジエチルエーテル10m Lを加えて室温で5時間混練
した後風乾する。得られた粉末は実施例1と同様な方法
で1:1包接錯体である事を確認した。この包接体粉末
を0〜−5℃でNa25o4 とNaC1との1=1飽
和水溶液900mLに分散させ、NaBI−(。
4.5gを加えて2時間攪拌して1時間放置後、実施例
1と同様に処理した。収率85%ジエチルエーテル中濃
度1g7100mlで測定した〔α〕彊よ−10,9で
あり光学純度が32.7%の(s)−1−7エニループ
ロパノールー1であった0元素分析: 計算値(C9HI20+ )   C=79.37%、
)l=8.88%;分析値      (:=79.9
1%、)l=8.80%比較例2 スクリミンらの公知の方法(R,Fornasier、
  F。
Ren1ero、 P、 Scrimi、 U、 To
neilato ; J、 Org、 Chem、、 
503209 (1985) )の結果を比較のために
示す、即ち0.4ミリモルの包接錯体を0.2Mの炭酸
ナトリウム水溶液3mLに分散させ、はげしく攪拌しな
がら0.8ミリモルのNaBH4を室温で加え、原料が
消費されるまで反応させる0反応後10m Lの水を加
えてからジエチルエーテルで抽出、その後は実施例1と
同様に処0.現した。収率は80〜90%、エタノール
濃度3.3g7xcro混にで測定した〔α〕甘は+1
.20の(R)一体で光学純度は3.7%であった。即
ち光学活性も実施例1とは逆であり、光学純度もかなり
低かった。
実施例4 実施例1と同様にして得たメチルフェニルケトンのβ−
サイクロデキストリン包接錯体粉末を等モルのNaBI
(4を含む四塩化炭素とシクロヘキサンとの1:1溶液
に分散させ、5〜0℃で15時間攪拌した後溶媒を除去
、ジエチルエーテルで抽出した。その後は実施例1と同
様に処理して相当する第2アルコールを得た。収率98
%、ジクロロメタン中濃度1g/100mAで測定した
〔α〕雷は−16,6でアリ光学純度37%の(S) 
−1−フェニル−エタノールであった0元素分析: 計算値(C,H,。O,)   C=78.65%、)
(=8.25%分析値      C=78.07%、
)(=8.29%。
比較例3 比較例2と同様な公知の方法による結果は以下の通りで
ある。収率は95%、ジクロロメタン中4.1g/10
0mL濃度で測定した〔α〕引よ−1,57で光学収率
は3.5%であり、同じ(S)体を与えるものの光学収
率は実施例と比較してかなり低かった。
実施例5 実施例1と同様にして得たメチル、2−フェニルエチニ
ルケトンのβ−サイクロデキストリン包接錯体粉末を5
〜0℃で飽和食塩水溶液に分散させ当モルのNaBH,
を加え、20時間攪拌した。その後は実施例1と同様に
処理して目的とする第2アルコールを得た。収率90%
、クロロホルム中濃度1.3g/loomL中で測定し
た〔α〕引よ−16,4であり光学純度は65%の(S
)−4−フェニル−3−ブテン−2−オールであった0
元素分析: 計器値(C,。H120)   C=81.04%、)
[=8.16%;分析値      (:=79.72
%、H=8.23%。
比較例4 ”b 比較例、7.:、J3  様な公知の方法による結果は
以下のようであった。収率は80%、エタノール中4.
75g/100mL濃度で測定した〔α〕甘は−6,7
5で光学純度は36,4%で、同じ(S)体を与えたが
、収率、光学純度共に実施例5に比較して劣っていた。
実施例6 実施例1と同様にして得た2−才キソー2−フェニル酢
酸メチルのβ−サイクロデキストリン包接錯体粉末を2
〜−5°Cで飽和食塩水溶液に分散させ、当モルのNa
 BH4を加え18時間攪拌した。その後は実施例1と
同様に処理して目的とする。−ヒドロキシエステルを得
た。収率は75%、クロロホルム中濃度0.3g 71
00m Lで測定した〔α〕甘は+96.3であり光学
純度56%の[5)−2−ヒドロキシ−2−フェニル酢
酸メチルであった0元素分析: 計算値(C9HI。03 )   C=65.05%、
H=6.07%;分析値      (:=64.65
%、)I=6.11%。
実施例7 γ−サイクロデキストリン270gを900mLの水に
入れて攪拌しつつ70°Cに加熱して均一な溶液とする
。これにトリフルオロメチルアントリルケトン55gを
加えて約4時間攪拌しつつ加温して均一溶液にした後O
℃まで放冷する。沈澱の微量をろ過して実施例1と同様
に分析したところ1:1の包接錯体である事が確められ
た。残りの包接錯体沈澱水溶液に飽和量相当の食塩を加
えた後2〜−2℃でNaBH,を8g加え攪拌しつつ4
0時間反応させた。その後は実施例1と同様に処理して
目的とする第2アルコールを得た。収率は75%、クロ
ロホルム中濃度0.8g /loom Lで測定した〔
α〕甘は+13.6であり光学純度50.4%の2.2
.2−トリフロオロ−1−(−アントリル)エタノール
であった0元素分析: 計算値(CIaHt+0F3) C=69.57%、H=3.99%、F =20.65
%;分析値 C=69.68%、H=3.63%、F=
20.29%。
実施例8j、j、%、1 実施例1と同様にして得たメチル、1−ナフチルケトン
のβ−サイクロデキストリン包接錯体粉末を0℃で飽和
食塩水溶液に分散させ当モルのNaBH4を加え50時
間攪拌した。その後は実施例1と同様に処理して目的と
する1−(1−ナフチル)エタノールを得た。収率は9
5%、エタノール中濃度2.3g 7100m Lで測
定した〔α〕甘は+51.5であり光学純度70%の(
R)体であった0元素分析;計算値(CI28120 
)   C=83.69%、H=7.02%;分析値 
     C=83.43%、H=6.71%。
比較例5 比較例2と同様な公知の方法による結果は次のよ−5で
あった。収率は80%、エタノール中濃度5.4g/1
00mLで測定した〔α〕旧よ+19.1で、光学純度
26%で同じ(R)体を与えるものの光学純度は実施例
と比較して低かった。
実施例9 平均分子量s、oooのβ−サイクロデキストリン重合
体とメチル、n−へキシルケトンとを用い、実施例3と
同様な操作で得たメチル、n−へキシルケトンのβ−サ
イクロデキストリン包接錯体粉末を0℃で飽和食塩水溶
液に分散させ当モルのNaBH4を加え20時間攪拌し
た。その後は実施例1と同様に処理して目的とする2−
オクタノールを得た。収率は100%、エタノール中濃
度1.7g/100mLで測定した〔α〕暦は−4,7
2であり、光学純度48%の(R)体であった6元素分
析;計算値(CsH+aO)   C=73.78%、
H=13.92%;分析値      C=73.96
%、)l−13,61%。
実施例10 実施例2と同様にして得られたモノブロモメチル、フェ
ニルケトンのα−サイクロデキストリン包接錯体粉末を
0℃で、四塩化炭素と酢酸エチルとのlO:1混合液に
分散させ、当モルのNaBH4を加・え90時間攪拌し
た。その後は実施例4と同様に処理して目−的とする2
−ブロモ−1−フェニルエタノールを1得た。収率は4
2%、クロロホルム中濃度0.1g 7100m Lで
測定した〔α〕甘は−22,3であり、光学純度57%
の(R)体であった0元素分析:計算値(c8890 
Br ) C=47.76%、H=4./187%、Br =39
.80%;分析値C=47.69%、)l=4.63%
、13r=39.27%。
比較例6 別途得たラセミ体の2−ブロモ−1−フェニルエタノー
ルをクレーマーらの方法CF、 Cramer、 W。
Dietsch ; Chem、 Ber、 9237
8 (1959))でα−サイクロデキストリンを用い
て光学分割した。この際の回収物の〔α〕甘は+1.8
と符号も逆で、光学純度も4.6%と小さい、したがっ
て実施例10の結果は光学分割によるものではないこと
は明白である。
以上本発明は比較例6に示したように、ラセミ体の光学
分割によるものでない事は明白であるし、比較例1〜5
に示したように公知の2つの方法に比較して化学収率も
高く、光学純度の高い光学活性第2アルコールを与える
ばかりでなく、使用したサイクロデキストリン類はろ過
回収して再利用できる省資源、省エネルギーラ“ロセス
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)サイクロデキストリンとの包接化を妨げず、かつ
    カルボニル基の還元反応を妨げない任意の有機残基もし
    くは有機金属残基を有するカルボニル化合物をサイクロ
    デキストリンに包接させた後、還元剤に分散接触させる
    ことを特徴とする光学活性なアルコールの製造方法。
JP26199087A 1987-10-16 1987-10-16 光学活性なアルコールの製造方法 Granted JPH01104024A (ja)

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