JP2000327659A - 光学活性ピリジルアルコール類の製造方法 - Google Patents
光学活性ピリジルアルコール類の製造方法Info
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Abstract
率及び光学収率で製造する方法を提供する。 【解決手段】 アシルピリジン類を、周期律表第VII
I族金属化合物及び下記一般式 【化1】 (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。*は不斉炭素原
子を示す。)で示される不斉配位子とを組み合わせた触
媒の存在下、水素供与体で不斉還元することを特徴とす
る。
Description
金属触媒水素移動反応により不斉還元して光学活性ピリ
ジルアルコール類を製造する方法に関する。
媒配位子や医農薬中間体として有用な化合物であり、特
に1−(2−ピリジル)アルコール類は不斉点近傍に配
位性ヘテロ原子を有する化合物として、近年注目が集ま
っている化合物である。光学活性ピリジルアルコール類
の合成法として、特開平10−248594号公報に
は、ラセミ体のピリジルアルコールをリパーゼの存在下
に不斉アシル化する方法が開示されている。この方法に
よれば高い光学純度のピリジルアルコールが得られる
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。
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1−(2−ピリジル)アルコールを合成す
るにあたっては2−アシルピリジンを不斉還元する技術
が求められる。2−アシルピリジンはアセトフェノンと
類似した骨格を有しているので、従来のアセトフェノン
不斉還元技術の適用が想到されるが、アセトフェノンの
代表的触媒不斉還元法であるオキサアザボロリジン法で
は高いエナンチオマー過剰率(ee)は得られない
(J.Org.Chem.,63,8,2481(19
98)。すなわち、不斉点近傍の配位性原子が不斉触媒
反応に悪影響をもたらすと考えられており、この点を解
決するためCoreyらはピリジン環上の窒素原子をア
ルキル化してマスクすることにより、不斉オキサアザボ
ロリジン還元の進行を可能にしたが(Tetrahed
ron Lett.,37,32,5675(199
6))、この方法では反応後に保護基であるアルキル基
をはずす必要がある。不斉触媒法ではなく、化学量論量
の不斉還元剤を用いる方法ではやや良好な結果が得られ
ている。すなわちSoaiらはアミノ酸誘導体により修
飾したリチウムボロヒドリドにより56%eeで1−
(2−ピリジル)エタノールを得たことを報告している
(J.Chen.Soc.Chem.Commun.,
801(1987))。最近、光学活性クロロジイソピ
ノカンフェニルボランを用いる方法により、92%ee
でアシルピリジン類が不斉還元されたことが報告されて
いる(Chem.Ber.,125,1169(199
2);J.Org.Chem.,63,22,7851
(1998))。しかしこれらの方法はいずれも1当量
以上の不斉源を必要とし、工業的に有利な製造法とはい
えない。効率的な光学活性ピリジルアルコールの合成の
ためには有効な不斉触媒反応が求められてきた。
斉源を用い、高い反応収率および光学収率で光学活性ピ
リジルアルコール類を製造することを課題とする。
解決するために鋭意検討した結果、特定の配位子を用い
た金属触媒による不斉水素移動還元により、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、下記一般式(1)
低級アルキル基、低級アルキニル基、低級アルケニル
基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有
しても良い芳香族複素環基、ヒドロキシ基、置換基を有
しても良い低級アルコキシ基、アミノ基、低級アルキル
アミノ基、トリアルキルシロキシ基、アシル基を示し、
xは1〜4の整数である。xが2以上の時、複数のR1
は異なっていてもよく、また複数のR1 が連結しピリジ
ル基に対して縮合環を形成しても良い。R2 は低級アル
キル基、低級アルケニル基、低級アルキニル基、置換基
を有していてもよいフェニル基、置換基を有しても良い
芳香族複素環基を表す。)で表されるアシルピリジン類
を、周期律表第VIII族金属化合物と下記一般式
(2)
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。)
で示される不斉配位子とを組み合わせた触媒の存在下、
水素供与体で不斉還元することを特徴とする下記一般式
(3)
(1)と同義であり、*は不斉炭素原子を表す。)で示
される光学活性ピリジルアルコール類の製造方法に存す
る。
発明の原料となるアシルピリジン類は前記一般式(1)
で表される。一般式(1)においてR1 は水素原子;ハ
ロゲン原子例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子
等;低級アルキル基、例えば、メチル基、エチル基、n
−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブ
チル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等の炭素数1〜
6の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基;低級アル
ケニル基、例えばビニル基、2−メチルビニル基などの
炭素数2〜6のアルケニル基;低級アルキニル基、例え
ばアセチレニル基、メチルアセチレニル基等の炭素数2
〜6のアルキニル基;置換基を有していてもよいフェニ
ル基、例えばフェニル基、クロロフェニル基、トリル
基、トリフルオロメチルフェニル基等;置換基を有して
も良い芳香族複素環基、例えばピリジル基、ピコリル
基、チエニル基等;ヒドロキシ基;置換基を有しても良
い低級アルコキシ基、例えば、上述の鎖状アルキル基に
対応する炭素数1〜6のアルコキシ基、トリフェニルメ
トキシ基等;アミノ基;アルキルアミノ基、例えば、上
述の炭素数1〜6のアルキル基を1個又は2個有するア
ルキルアミノ基;トリアルキルシロキシ基、例えば、ト
リメチルシロキシ基、ジメチルブチルシロキシ基等;ア
シル基、例えばアセチル基、プロピオニル基等から選ば
れる。なお、本明細書において「低級」とは炭素数6以
下を意味する。xは1〜4の整数である。xが2以上の
場合、複数のR1 は異なる基であってもよく、また複数
のR1 が結合してピリジル基に対して縮合環を形成して
も良い。その様な縮合環としては例えば、フラン環、ベ
ンゼン環、テトラヒドロフラン環等が挙げられる。
アルケニル基、置換基を有していてもよいフェニル基、
置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。本発
明方法の原料化合物として好適な一般式(1)のアシル
ピリジンの具体例を下記表ー1及び表ー2に示す。特に
好適な原料は(表−1の)S−1である。なお、一般式
(1)のアシルピリジン類は表ー1及び表ー2の化合物
に限定されるものではない。
位子は、前記一般式(2)で表されるジアミン誘導体で
ある。一般式(2)においてR3 、R4 はアルキル基、
例えばメチル基、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;アリール基例えばフェニル基、ナフチル基、4−メ
チルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基;芳香族
複素環基、例えばフリル基、ピリジル基等を示す。或い
はR3 とR4 が一緒になってテトラエチレン基(シクロ
ヘキサン環をなす)などとなっても良い。これらの基は
更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。
基、例えばメチル基、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;アシル基、例えば、アセチル基、プロピオニル
基、ベンゾイル基等;カルバモイル基、例えばN−メチ
ルカルバモイル基、N−フェニルカルバモイル基等;チ
オアシル基、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;チオカルバモイル基、例えば
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;アルキル又はアリールスルホニル基、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の置換されて
いても良い炭素数1〜20のアルキル又はアリールスル
ホニル基を示す。R5 、R6 としては、少なくとも一方
が水素原子であるのが好ましい。更に好ましくは、R
5 、R6 として一方が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。
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。) 更に好ましい不斉配位子は下記一般式(5)で示される
ジアミン誘導体である。
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。) なお、一般式(2)〜(5)において*は不斉炭素原子
を表す。一般式(4)、(5)のR7 〜R14がアルキル
基、アリール基、ハロゲン原子、アルコキシ基を示す場
合の具体例は、前記と同様のものが挙げられる。一般式
(2)、(4)、(5)で示される具体的な不斉配位子
としては例えば、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。
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RuCl3-3H2O、[RuCl2(p-cymen
e)]2、[RuCl2(benzene)]2 、[RuCl2(mesytilene)]2、[R
uCl2(hexamethylbenzene)]2 、RuCl2(PPh3)3、[RuCl2(c
od)]n 、[RuCl2(CO)3]2 、[Rh(cod)Cl]2,[RhCl2(pentam
ethylcyclopentadienyl)]2、[Ir(cod)Cl]2、CoCl2 など
が例示され、好ましくは[RuCl2(p-cymene)]2である。
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. 1995, 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.I
nt.Ed.Engl.1997,36,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。
を水素供与体と接触させて行われる。水素供与体として
はアルコールおよびギ酸が例示される。アルコールとし
てはメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソ
プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール等
の水素原子をα−位に有する低級アルコールが用いら
れ、好適なアルコールはイソプロパノールである。
ともできるが、好ましく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。塩基としては水酸化リチウム、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水
酸化物、リチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、
カリウムイソプロポキシドなどのアルカリ金属アルコキ
シド、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有機アミン類が例示される。塩基
を使用する場合は、触媒に対して過剰量、例えばモル比
で1〜1000モル倍を用いるのが好ましい。一般にア
ルコールを水素供与体に用いる場合は水酸化カリウムを
1〜10モル倍、ギ酸を水素供与体に用いる場合はトリ
エチルアミンを触媒に対して大過剰、例えば1〜100
0モル倍用いて行われる。
イソプロパノール/水酸化カリウム、ギ酸/トリエチル
アミンが挙げられ、最も好適なものはギ酸/トリエチル
アミンである。ギ酸とアミンを組み合わせて用いる場合
には、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。
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
(DMF)、ジメチルスルホキシドなどの非水素供与性
溶媒を助溶媒として使用することも可能である。触媒の
使用量は通常ルテニウム原子に対する基質(原料アシル
ピリジン)のモル比(S/C)が、10〜100, 00
0、好ましくは100〜10, 000、特に好ましくは
100〜1,000で行われる。
倍から大過剰(通常1000モル倍)の範囲までで、一
般にアルコールを水素供与体に用いる場合は溶媒を兼ね
て大過剰に用い、ギ酸を水素供与体に用いる場合は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。
圧〜2気圧、好ましくは1気圧のもとで行われる。反応
の進行により、水素供与体から生じた化合物、すなわち
イソプロパノールなどの2級アルコールを水素供与体に
用いた場合にはアセトンなどのケトンが、またギ酸を水
素供与体に用いた場合には二酸化炭素が生成する。反応
の効率的な進行のためにはこれらの生成物の効率的な除
去が有効である。特にイソプロパノールを水素供与体に
用いた場合のアセトンの除去は反応の進行に特に有効で
ある。
5時間から72時間である。反応後は、一般に知られる
蒸留、抽出、クロマトグラフィー、再結晶などの操作に
より反応液から生成した光学活性なピリジルアルコール
を分離、精製することができる。本発明により得られる
光学活性ピリジルアルコールは、例えばエイズ薬として
有用なPNU−142721(J.Org.Che
m.,1998,63,7851)の合成中間体として
有用である。
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。なお、実施例
中、eeはエナンチオマー過剰率を示し、S/Cは触媒
に対する基質のモル比(ルテニウムに対する原料アシル
ピリジンのモル比)を示す。
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、減圧乾燥したところ、赤
色の[RuCl2 (cymene)]211.5g(収
率92%)を得た。
フェニルエチレンジアミン(SS-TsDPEN )の合成 (S,S)−ジフェニルエチレンジアミン10.6gを
ジクロロメタン100mlに溶解してトリエチルアミン
7mlを加え、p−トルエンスルホニルクロリド9.5
g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50mlを
加えて振り混ぜ有機層を分取した。さらに洗浄の操作を
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混合液で洗浄して減圧乾燥したところ、白色の
(S,S)−p−トルエンスルホニルジフェニルエチレ
ンジアミン16.6g(収率90%)を得た。
u)の合成 [RuCl2 (cymene)]2 7.66gと(S,
S)−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5.3gを得
た。これに2−プロパノール50mlを加えて80℃で
10分間、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
洗浄し減圧乾燥したところ、オレンジ色の結晶1.9g
(収率12%、合計収率91%)を得た。
し、ギ酸/トリエチルアミン混合液を調製した。この混
合液0.454gに2−アセチルピリジン0.131g
(1.08mM)を加え、さらに参考例で合成した触媒
SS-TsDEPN-Ruを3mg加えた。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、48時間で収率97%に達し、eeは>99%であ
った。酢酸エチル10mlを加え、飽和食塩水5mlで
2回洗浄し、有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した
のち濾別し、溶媒を留去したところ、0.254gの粗
オイルが得られた。NMRで分析したところ、得られた
オイルは1−(2−ピリジル)エタノールとトリエチル
アミンの混合物であった。シリカゲルカラムクロマトグ
ラフィーにより精製したところ、73mgの無色透明オ
イルが得られ、光学活性ガスクロマトグラフィー分析し
たところ純度>99%、ee>99%の1−(2−ピリ
ジル)エタノールであった(単離収率55%)。旋光計
で分析したところ、得られた化合物の立体はS体であっ
た。
3 ) Lit.[ α]20 D =−26.4(ee>95%、C=
1.34、CHCl3) (Tetrahedron Asymm.,3,7,8
27(1992))
同様に反応を行った。反応時間24時間で、目的とする
1−(3−ピリジル)エタノールを、反応収率99%、
ee90%で得た。
同様に反応を行った。反応時間3時間で、目的とする1
−(4−ピリジル)エタノールを、反応収率99%、e
e90%で得た。
アルコール類を高い反応収率、且つ、高いエナンチオマ
ー過剰率で得ることができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 (式中、R1 は水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル
基、低級アルキニル基、低級アルケニル基、置換基を有
していてもよいフェニル基、置換基を有しても良い芳香
族複素環基、ヒドロキシ基、置換基を有しても良い低級
アルコキシ基、アミノ基、低級アルキルアミノ基、トリ
アルキルシロキシ基、アシル基を示し、xは1〜4の整
数である。xが2以上の時、複数のR1 は異なっていて
もよく、また複数のR1 が連結しピリジル基に対して縮
合環を形成しても良い。R2 は低級アルキル基、低級ア
ルケニル基、低級アルキニル基、置換基を有していても
よいフェニル基、置換基を有していてもよい芳香族複素
環基を表す。)で表されるアシルピリジン類を、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。*は不斉炭素原
子を示す。)で示される不斉配位子とを組み合わせた触
媒の存在下、水素供与体で不斉還元することを特徴とす
る下記一般式(3) 【化3】 (式中、R1 、R2 およびxは一般式(1)と同義であ
り、*は不斉炭素原子を示す。)で示される光学活性ピ
リジルアルコール類の製造方法。 - 【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に記載の光学活性ピリジルアルコール類の製
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。*は不斉炭素原子を示す。)。 - 【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に記載の光学活性ピリジルアルコール類の製造
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。)。 - 【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ピリジルアルコール類の製造方
法。 - 【請求項5】 一般式(1)の化合物が2−アセチルピ
リジンであることを特徴とする請求項1乃至4の何れか
に記載の光学活性ピリジルアルコール類の製造方法。
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