JPH04295455A

JPH04295455A - 求核反応受容性化合物のシアノ化方法及び不斉合成用触媒

Info

Publication number: JPH04295455A
Application number: JP3084832A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Tsuchiya; 土屋　芳計; Osamu Kobayashi; 修小林; Mitsuaki Mukoyama; 向山　光昭
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1991-03-25
Filing date: 1991-03-25
Publication date: 1992-10-20

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルデヒドやケトン等
のカルボニル化合物や、イミン化合物、ニトロオレフィ
ン化合物等の求核反応受容性化合物のシアノ化方法に関
するものである。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】シアノ化合物を合成するた
めに、求核反応受容性化合物に対して、求核反応試薬と
してのシアノ化剤を反応させる方法は広く知られている
。この場合、シアノ化剤としては、これまでシアン化水
素が用いられてきたが、このものは毒性の大きい危険な
ものであるため、それに代えて、三置換シリルシアニド
を用いることが一般的になってきている（Ｊ．Ｃｈｅｍ
．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．１９７３，５５）
。この三置換シリルシアニドを用いるシアノ化反応では
、従来、触媒として、ＺｎＩ２、ＡｌＣｌ３等のルイス
酸触媒が用いられているが、このルイス酸触媒の場合、
反応後において、その触媒の分離、除去に大きな困難を
伴う上、得られたシアノ化生成物（シアノヒドリンの三
置換シリルエーテル）からシリル基の一部が脱離すると
いう問題を生じる。

【０００３】一方、前記シアノ化反応において、不斉合
成触媒を用いることにより、光学活性なシアノ化合物を
合成することも行われている。この場合、不斉合成触媒
としては、四塩化チタンと光学活性アルコールから誘導
体されるルイス酸（Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐ
ｍ．１９８８，６１，４３７９）や、ジペプチド（Ｌ−
フェニルアラニル−Ｌ−ヒスチジン）（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃ
ｈｅｍ．，１９９０，５５，１８１）、Ｓｈａｒｐｌｅ
ｓｓ　　Ｃａｔａｆｙｓｔ　　（Ｔｉ（ＯＰｒｉ）４と
酒石酸ジイソプロピルより誘導される不斉合成触媒）（
Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１９９０，３
６４）等が知られている。しかし、これらの不斉合成触
媒はいずれも、その触媒成分として用いる光学活性化合
物が入手困難なものであり、工業触媒として適用し得る
ものではなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、求核反応受
容性化合物のシアノ化反応において、新規な触媒を用い
ることにより、前記問題を解決することをその課題とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。

【０００６】すなわち、本発明によれば、三置換シリル
シアニドを用いて求核反応受容性化合物をシアノ化する
にあたり、該シアノ化反応用触媒として、ルイス塩基を
用いることを特徴とする求核反応受容性化合物のシアノ
化方法が提供される。

【０００７】また、本発明によれば、構造式

【０００８
】

【化１】で表わされるシンコニン誘導体からなる、三置換シリル
シアニドを用いる求核反応受容性化合物のシアノ化用不
斉合成触媒が提供される。

【０００９】本発明で用いる原料は、求核反応受容性化
合物であり、従来良く知られているものを用いることが
できる。このような化合物には、アルデヒドやケトン等
のカルボニル化合物や、イミン化合物、ニトロオレフィ
ン等が包含される。アルデヒドには、脂肪族、芳香族及
び複素環系のアルデヒドが包含される。本発明で好しく
用いられるアルデヒドは、次の一般式で示される。　　　　　　ＲＣＨＯ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（１）式中、Ｒはアルキル、アルケニル、シクロア
ルキル、アリール、アルアルキル、アルアルケニル、シ
クロアルキル等の炭化水素基が挙げられる。アルキル基
及びアルケニル基としては、炭素数２以上、好ましくは
３〜３０のものが挙げられる。シクロアルキルとしては
、シクロヘキシルが挙げられる。アリールとしては、フ
ェニル、トリル等が挙げられる。アルアルキルとしては
、ベンジルやフェネチルが挙げられ、アルアルケニルと
しては、スチリルが挙げられる。これらの炭化水素基は
、シアノ化反応に不活性な置換基を有していてもよい。

【００１０】また、ケトン化合物としては、脂肪族系、
脂環式系、芳香族系、複素環系の各種のものが挙げられ
、例えば、ジイソプロピルケトン、カルコン、シクロヘ
キサノン、アセトフェノン、ベンゾキノン等が挙げられ
る。イミン化合物としては、脂肪族系、脂環式系、芳香
族系、複素環系の各種のものが挙げられ、例えばＰｈ＝
ＮＣＨ２Ｐｈ等が挙げられる。ニトロオレフィン化合物
としては、一般式（Ｒ１Ｒ２）Ｃ＝Ｃ（Ｒ３）（ＮＯ２
）（式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はアルキル基、シクロアル
キル基、アリール基、アルアルキル基、複素環基等を示
す）で表わされるものが挙げられ、例えば、スチリルニ
トロオレフィンが挙げられる。

【００１１】本発明で用いるシアノ化剤は、三置換シリ
ルアニドであり、従来良く知られた化合物であり、次の
一般式で表わされる。　　（Ｒ１）（Ｒ２）（Ｒ３）Ｓｉ−ＣＮ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２
）式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は同一又は異っていても良い
炭化水素基である。この炭化水素基としては、アルキル
、シクロアルキル、アリール、アルアルキル等が挙げら
れる。これらの炭化水素基は反応に不活性な置換基を有
していてもよい。

【００１２】本発明において用いる触媒は、ルイス塩基
である。このルイス塩基には、有機アミン化合物、有機
リン化合物、有機ヒ素化合物、有機アンチモン化合物が
包含される。有機アミンとしては、第２級アミン及び第
３級アミンが好ましく用いられる。これらのアミンとし
ては、以下の一般式で示されるものが好ましい。　　（Ｒ１）（Ｒ２）ＮＲ３　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（３）式中、Ｒ１及びＲ２は、アルキル基、Ｒ
３はアルキル基又は水素原子である。アルキル基として
は、炭素数１〜６の低級アルキル基が好ましい。　　（Ｒ１）（Ｒ２）Ｎ−Ｒ−Ｎ（Ｒ３）（Ｒ４）　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４）式中
、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及びＲ４はアルキル基であり、Ｒは
アルキレン基である。アルキル基としては、炭素数１〜
６の低級アルキル基、アルキレン基としては、炭素数１
〜６の低級アルキレン基が好ましい。本発明で好ましく
用いられる他のアミンとしては、環状アミンを挙げるこ
とができる。この環状アミンには、シンコニン、ピリジ
ン、ピペラジン、及びそれらのＮ−置換体及び環置換体
等が包含される。

【００１３】有機リン化合物としては、第２級及び第３
級ホスフィンが好ましく用いられ、これらの有機リン化
合物は、鎖状又は環状の化合物であることができる。本
発明で用いる好ましいホスフィンとしては、例えば、ト
リアリールホスフィン、トリアルアルキルホスフィン、
アルキルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等
が挙げられる。

【００１４】有機ヒ素化合物としては、第２級及び第３
級アルシンが好ましく用いられ、これらの有機ヒ素化合
物は鎖状又は環状の化合物であることができる。本発明
で用いる好ましいアルシンとしては、例えば、トリアリ
ールアリシン、トリアルアルキルアルシン、トリアルキ
ルアルシン、トリシクロアルキルアルシン等が挙げられ
る。有機アンチモン化合物としては、第２級及び第３級
のスチビンが好ましく用いられ、このような有機アンチ
モン化合物は、鎖状又は環状の化合物であることができ
る。本発明で用いる好ましいスケビンとしては、トリア
リールスチビン、トリアルキルスチビン、トリアルキル
スチビン、トリシクロアルキルスチビン等が挙げられる
。

【００１５】前記有機リン化合物、有機ヒ素化合物及び
有機アンチモン化合物は一般的に、前記有機アミン化合
物と同様の構造を有することができる。本発明のシアノ
化反応自体は公知であり、本発明の場合は、その触媒と
して、前記した如きルイス塩基を用いることを特徴とす
る。反応温度は−７８℃室温の条件を採用するのが好ま
しい。反応溶媒としては、塩化メチレン、トルエン、メ
タノール、ペンタン等の炭化水素、ハロゲン化炭化水素
、アルコール等の有機溶媒が用いられる。その中でも塩
化メチレンの使用が最も好ましい。ルイス塩基触媒の使
用量は、反応原料である求核反応受容性化合物１モルに
対し、０．０１〜１モル、好ましくは０．１〜０．３モ
ルである。

【００１６】本発明のシアノ化反応においては、求核反
応受容性化合物に対し、三置換シリルシアニドが付加し
た構造の化合物が得られる。ベンズアルデヒドとトリメ
チルシリルシアニドとの反応式を示すと次の通りである
。

【００１７】　　　　ＰｈＣＨＯ＋（ＣＨ３）３ＳｉＣＮ→ＰｈＣ〔
ＯＳｉ（ＣＨ３）３〕・ＣＮ本発明によれば、前記シア
ノ化反応に用いられる新しい不斉合成触媒が提供される
。本発明の不斉合成触媒は、前記構造式

【化１】で表わされる光学活性アミノ触媒である。前記
式中、Ｔｆはトリフルオロメタンスルホン酸残基であり
、式ＣＦ３ＳＯ２−−で表わされる。この触媒は、二塩
化スズと１，１’−ジメチルシクロペンタジエンとを反
応させて得られる１，１’−ジメチルスタノセンに、ト
リフルオロメタンスルホン酸と（＋）−シンコニンをジ
クロロメタン中で約０℃で反応させることによって容易
に製造される。

【００１８】この光学活性アミノ触媒を用いて不斉合成
用のシアノ化反応を行うには、原料となる求核反応受容
性化合物と三置換シリルシアニドを、そのアミン触媒の
存在下、−４５℃〜−１００℃の範囲の温度で反応させ
る。反応時間は１〜２日程度である。反応溶媒としては
、塩化メチレンが最も適しているが、テトラヒドロフラ
ンのような非プロトン性極性溶媒であれば一般的に使用
可能である。触媒使用量は、原料化合物１モルに対し、
０．０１〜１モル、好ましくは０．３〜１モルの割合で
ある。また、この反応を、ゼオライトの存在下で行うこ
とにより、製品収率及び光学収率を向上させることがで
きる。Ｌｉｎｄｅ社のモレキュラーシーブ４Å等の使用
が好ましく、その添加量は、原料化合物１００重量部に
対して、１〜５００重量部、好ましくは１００〜２００
重量部の割合である。本発明のアミン触媒を用いる前記
シアノ化反応では、高い光学収率でシアノ化生成物を得
ることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、シアノ化生成物を高収
率で得ることができる。本発明で用いる触媒は、ルイス
塩基であるたれ、反応後の触媒の分離、除去が容易であ
る上、得られた生成物からのシリル基の脱離も防止され
る。本発明で得られるシアノ化生成物は、多くの化合物
、特に医薬品、農薬、液晶物質を製造するための原料と
して有利に使用される。本発明により得られるカルボニ
ル化合物のシアノ化物は、そのシリル基を脱離させるこ
とにより、シアノヒドリンとすることができる。このシ
アノヒドリンは、ピレスロイド化合物や液晶性物質の製
造原料として有利に用いられる。また、このシアノヒド
リンは、これを加水分解させることによりα−ヒドロキ
シカルボン酸とすることができ、一方、還元することに
よりβ−ヒドロキシアミンとすることができる。従って
、これらの反応を用いることにより、シアノヒドリンか
ら各種の化合物を合成することができる。イミン化合物
のシアノ化によりアミノニトリルが得られるが、このも
のは、ストレッカー法によるアミノ酸合成原料として有
利に用いられる。本発明の光活活性なアミン触媒は、シ
アノ化反応における不斉合成用触媒として有利に用いら
れ、高い光学収率を与える。また、この触媒は、その光
学活性成用が入手容易なシンコニンであるので、従来の
不斉合成触媒と比較して、安定的にかつ安価に供給する
ことができる利点がある。そして、このアミン触媒を用
いることにより、各種の光学活性なシアノヒドリン及び
その誘導体を合成することができる。

【００２０】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。

【００２１】実施例１シクロヘキシルアルデヒド４４．９ｍｇ（０．４ｍｍｏ
ｌ）を塩化メチレン１ｍｌに溶解し、これにトリメチル
シリルシアニド４７．６ｍｇ（０．４８ｍｍｏｌ）の塩
化メチレン溶液１ｍｌを加え、０℃に冷却する。そこへ
、トリメチルアミン４．１ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）の
塩化メチレン溶液１ｍｌをゆっくり加え、その後２時間
撹拌する。その後、反応液をアスピレーター減圧下で留
去し、シアノ化生成物を得た。収量は８０．０ｍｇ（収
率９９％）で生成物の同定は１Ｈ−ｎｍｒとＩＲによっ
ておこなった。１Ｈ−ｎｍｒ（ＣＤＣ１３）：δ＝０．２（ｓ，９Ｈ）
、１．２−１．８（ｍ，　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　１１Ｈ）、４．１−４．
４（ｂｒｄ，１Ｈ）ＩＲ（ＣＨ２Ｃ１２）：２９３０、
２８６０、１４５０、１０４０

【００２２】実施例２ベンズアルデヒド４２．４ｍｇ（０．４ｍｍｏｌ）を塩
化メチレン１ｍｌに溶解し、これにトリメチルシリルシ
アニド７９．４ｍｇ（０．８ｍｍｏｌ）を塩化メチレン
溶液１ｍｌを加え、０℃に冷却する。そこへ、トリメチ
ルアミン４．１ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）の塩化メチレ
ン溶液１ｍｌをゆっくり加え、その後１５時間（終夜）
撹拌する。その後、反応液をアスピレーター減圧下で留
去し、シアノ化生成物を得た。収量は７８．８ｍｇ（収
率９６％）で生成物の同定はシクロヘキシルアルデヒド
より誘導されるシアノヒドリンと同様に行った。１Ｈ−ｎｍｒ（ＣＤＣ１３）：δ＝０．２（Ｓ，９Ｈ）
、５．４（ｓ，１Ｈ）、７．２−７．６（ｍ，５Ｈ）Ｉ
Ｒ（ＣＨ２Ｃ１２）：２９３０、１７５０、１４９０、
１０１５

【００２３】実施例３Ｎ−ベンジリデンベンジルアミン７８．１ｍｇ（０．４
ｍｍｏｌ）を塩化メチレン１ｍｌに溶解し、これにトリ
メチルシリルシアニド４７．６ｍｇ（０．４８ｍｍｏｌ
）の塩化メチレン溶液１ｍｌを加え、０℃に冷却する。そこへ、トリメチルアミン４．１ｍｇ（０．０４ｍｍｏ
ｌ）の塩化メチレン溶液１ｍｌをゆっくり加え、その後
２時間撹拌する。その後、反応液をアスピレーター減圧
下で留去し、シアノ化生成物を得た。収量は３５．６ｍ
ｇ（収率４０％）であった。構造の確認は１Ｈ−ｎｍｒ
で行った。１Ｈ−ｎｍｒ（ＣＤＣ１３）：３．５−３．６（ｂｄｓ
，１Ｈ）、６．３（ｓ，１Ｈ）、７．２−７．５（ｍ，
１０Ｈ）

【００２４】実施例４実施例１において、シクロヘキシルアルデヒドの代りに
３−フェニルプロパナールを用いるとともに、アミンと
して表１に示す各種のものを用いた以外は同様にしてシ
アノ化反応を行った。その結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例５実施例１において、シクロヘキシルアルデヒドの代りに
表２に示す各種のアルデヒドを用いた以外は同様にして
実験を行った。その結果を表２に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例６実施例１において、シクロヘキシルアルデヒドの代りに
３−フェニルプロパナールを用いるとともに、触媒とし
て表３に示す各種のものを用いた以外は同様にしてシア
ノ化反応を行った。その結果を表３に示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】実施例７実施例１において、触媒として（＋）−シンコニンを用
い、反応温度として−７８℃を用いた以外は同様にして
実験を行った。その結果、シアノ化物収率９４％及び光
学収率２５％の成績が得られた。

【００３１】実施例８２塩化スズと１，１’−ジメチルジシクロシクロペンタ
ジエンより誘導されるスタノセン（３３．２ｍｇ、０．
１２ｍｍｏｌ）を０℃に冷却した後市販のトリフルオロ
スルホン酸１６．２ｍｇ（０．３６ｍｍｏｌ）の塩化メ
チレン溶液をゆっくり滴下して１０分間撹拌した後、市
販のシンコニン（４２．４ｍｇ、０．１４ｍｍｏｌ）を
加え、さらに３０分間撹拌する。これを−７８℃に冷却
した後トリメチルシリルシアニド７９．４ｍｇ（０．８
ｍｍｏｌ）とシクロヘキシルアルデヒド４４．９ｍｇ（
０．４ｍｍｏｌ）をゆっくり加え、４０時間撹拌を行う
。反応終了後、反応液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液
にあけ、沈澱物を濾過した後、生成物をエーテルで抽出
し、抽出溶液を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減
圧下エバポレーターで留去し得られた粗製物をシリカゲ
ルクロマトグラフィーで分離精製し、純粋な光学活性シ
クロヘキシルシアノヒドリン５３．３ｍｇ（０．２５ｍ
ｍｏｌ）を収率６３％で得た。生成物の光学純度は、生
成物のシリル保護基を１Ｎ塩酸−ＴＨＦ溶液で脱保護し
、生成した遊離の水酸基にＭＴＰＡ−Ｃｌ（メチルトリ
フルオロメチルフェニル酢酸クロリド）を作用させて得
られるエステルを液体クロマトグラフィーで分析するこ
とで決定した。光学収率９６％であった。生成物（トリ
メチルシリルシクロヘキシルシアノヒドリン）の旋光度
は［α］Ｄ２５＝−４９．１°（Ｃ＝２，ＣＨＣ１３）
であった。生成物の同定は、１Ｈ−ｎｍｒによって行っ
た。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　三置換シリルシアニドを用いて求核反
応受容性化合物をシアノ化するにあたり、該シアノ化反
応用触媒として、ルイス塩基を用いることを特徴とする
求核反応受容性化合物のシアノ化方法。
【請求項２】　　該触媒が有機アミン化合物、有機リン
化合物、有機ヒ素化合物又は有機アンチモン化合物であ
る請求項１の方法。
【請求項３】　　該触媒がシンコニン又はその誘導体で
ある請求項１の方法。
【請求項４】　　該求核反応受容性化合物がアルデヒド
化合物である請求項１〜３のいずれかの方法。
【請求項５】　　構造式【化１】で表わされるシンコニン誘導体からなる、三置換シリル
シアニドを用いる求核反応受容性化合物のシアノ化用不
斉合成触媒。