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JP2792639B2 - 不斉ニトロアルドール反応用触媒 - Google Patents

不斉ニトロアルドール反応用触媒

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JP2792639B2
JP2792639B2 JP4286371A JP28637192A JP2792639B2 JP 2792639 B2 JP2792639 B2 JP 2792639B2 JP 4286371 A JP4286371 A JP 4286371A JP 28637192 A JP28637192 A JP 28637192A JP 2792639 B2 JP2792639 B2 JP 2792639B2
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JP
Japan
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catalyst
lanthanum
formula
binaphthyl
dihydroxy
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JP4286371A
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JPH06154618A (ja
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正勝 柴崎
宏明 笹井
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JNC Corp
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Chisso Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学活性ランタン化合
物を含む不斉ニトロアルドール反応用触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明者らは、無水の条件下において、
光学活性2,2′−ジヒドロキシ−1,1′−ビナフチ
ルのジリチウム塩、および三価の塩化ランタンから、光
学活性ランタン化合物を調製し、これが不斉ニトロアル
ドール反応の触媒として有用であることを見出してい
る。(日本薬学会主催、反応と合成の進歩シンポジウ
ム、1991年11月7日発表)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その反
応収率あるいは不斉収率にまったく再現性がなく、本質
的には不斉ニトロアルドール反応が、生理活性化合物の
重要な合成原料を与える極めて有用な反応であるにもか
かわらず、その有用性を十分に発揮させることができな
かった。そこで不斉ニトロアルドール反応によっての
み、効率的に製造することが可能な医薬品を、工業的に
製造するためには、その反応収率および不斉収率をとも
に高く、かつ再現性のある不斉ニトロアルドール反応用
触媒を開発する必要がある。
【0004】本発明の目的は、不斉ニトロアルドール反
応用触媒を提供することであり、不斉ニトロアルドール
反応において再現性のある活性種を提供することであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、原料の種
類、純度、反応条件などについて鋭意研究を行った結
果、不斉ニトロアルドール反応の不斉触媒として作用す
る光学活性ランタン化合物に原因があることを究明し、
この反応において完全な再現性が保たれる活性種を見出
し、本発明を完成するに至った。すなわち
【0006】本発明の第1の不斉ニトロアルドール反応
用触媒は、式(IR
【化11】 もしくは、式(IS
【化12】 で示される光学活性2,2′−ジヒドロキシ−1,1′
−ビナフチルのジアルカリ金属塩(たゞし、式中、Mは
Li,KもしくはNaである)、LaX3(XはF,C
l,Br,I,NO3もしくはCH3CO2である)で示
されるランタン化合物、およびMORもしくはMOH
(MはLi,KもしくはNaであり、Rはイソプロピル
もしくはt−ブチルである)で示されるアルカリ金属ア
ルコキシドもしくは水酸化アルカリ金属から、含水溶媒
存在下で調製されることを特徴とする。
【0007】好ましい態様としては、エーテル系溶媒も
しくは含水エーテル系溶媒中で調製される。また、前記
活性2,2′−ジヒドロキシ−1,1′−ビナフチルの
ジアルカリ金属塩、前記ランタン化合物および前記アル
カリ金属アルコキシドもしくは水酸化アルカリ金属のモ
ル比が1:1:1から1:1:2の範囲であることが好
ましい。
【0008】本発明の第2の不斉ニトロアルドール反応
用触媒の使用方法は、式(IIR
【化13】 もしくは、式(IIS
【化14】 で示される光学活性2,2′−ジヒドロキシ−1,1′
−ビナフチルおよびLa(OR)3(Rはイソプロピル
もしくはt−ブチルである)で示されるランタンアルコ
キシドから得られる活性種を塩化リチウム、含水溶媒の
存在下で用いることを特徴とする。
【0009】好ましい態様は、前記活性種を塩化リチウ
ム、水、エーテル系溶媒の存在下で用いることが望まし
い。また、前記光学活性2,2′−ジヒドロキシ−1,
1′−ビナフチルおよび前記ランタンアルコキシドのモ
ル比は2:1〜1:1の範囲で用いることができるが
3:2が好ましい。
【0010】本発明の不斉ニトロアルドール反応用触媒
に用いる光学活性2,2′−ジヒドロキシ−1,1′−
ビナフチルジアルカリ金属塩は、光学活性2,2′−ジ
ヒドロキシ−1,1′−ビナフチルに、THFなどの非
プロトン性溶媒中、水素化カリウム、水素化ナトリウ
ム、あるいは水素化リチウムなどの水素化アルカリ金属
を作用させる方法、あるいは、水、アルコールなどのプ
ロトン性溶媒中、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、
あるいは水酸化リチウムなどの水酸化アルカリ金属を作
用させた後、乾燥させる方法のいずれによっても調製さ
れる。
【0011】本発明の触媒に用いるLaX3で示される
ランタン化合物としては、塩化ランタンなどのハロゲン
化ランタン、硝酸ランタン、酢酸ランタンなど三価のラ
ンタン化合物である。
【0012】アルカリ金属アルコキシドとしては、ナト
リウム−t−ブトキシド、カリウム−t−ブトキシド、
リチウム−t−ブトキシド、あるいはカリウムイソプロ
ボキシド、ナトリウムイソプロボキシド、リチウムイソ
プロボキシドなどが好ましく用いられる。
【0013】本発明の触媒の調製に必須の水としては、
次の方法のいずれによっても、反応系内に導入すること
ができる。1)塩化ランタン七水和物、硝酸ランタン九
水和物、酢酸ランタンn水和物などの三価のランタン化
合物の水和物、2)含水THF、含水ジオキサン、含水
ジエチルエーテルなどの含水エーテル系溶媒。この系内
に加えられた水は、有機溶媒に不溶な三価のランタン化
合物とビナフチル誘導体との円滑な反応を促進し、なら
びに高い不斉発現能を有する構造の光学活性ランタン化
合物の生成に作用する。使用する水の量は、原料の三価
のランタン化合物1に対し、1〜20モル等量が好まし
く、特に10モル等量が望ましい。
【0014】本発明に用いられる光学活性2,2′−ジ
ヒドロキシ−1,1′−ビナフチルの絶対配置として
は、RおよびSの両鏡像体ともに使用できる。具体的に
は前記式(IIR)で示される(R)−(+)−2,2′
−ジヒドロキシ−1,1′−ビナフチルもしくは式(II
S)で示される(S)−(−)−2,2′ジヒドロキシ
−1,1′−ビナフチルである。
【0015】本発明の触媒に用いるランタンアルコキシ
ドは、既知の方法(J. Am. Chem. Soc. 110, 1841 (198
8))により反応系内で調製し、これをそのまま、あるい
は単離精製してから使用しても、いずれの方法も可能で
ある。
【0016】本発明の触媒は、次式で示されるランタン
ビナフトキシドの基本構造単位を有する光学活性ランタ
ン化合物を含有するものである。
【化15】
【化16】
【化17】 もしくは
【化18】 すなわち、ランタンの希土類元素特有の性質である多様
な結合様式ゆえに、この光学活性ランタン化合物は、単
量体を初めとして、ハロゲン原子やランタン原子あるい
はアルカリ金属原子を橋掛け原子とする二量体、三量体
からオリゴマー、ポリマーあるいはこれらの混合物であ
る。これらは、その調製時に水が存在するとき初めて、
構造的にも、かつ構成比の点においても、不斉ニトロア
ルドール反応に対し、高い触媒活性を有する活性種とし
て安定して生成する。
【0017】本発明の触媒は、たとえば、以下の方法に
より容易に得ることができる。ランタントリt−ブトキ
シドを含水THFに懸濁させ、これに光学活性2,2′
−ジヒドロキシ−1,1′−ビナフチルを室温で加え、
さらに2時間撹拌後、水、塩化リチウムを加えて調製す
る。あるいは三塩化ランタン七水和物を含水THFに懸
濁させ、これに光学活性2,2′−ジヒドロキシ−1,
1′−ビナフチルのジリチウム塩を加え、ついでナトリ
ウムt−ブトキシドもしくはアルカリ金属水酸化物およ
び水を加え、この混合物を室温で3日間撹拌することに
よっても調製できる。以下、実施例によって本発明を説
明する。
【0018】
【実施例】実施例1 窒素雰囲気下、ランタントリt−ブトキシドのTHF溶
液(単量体として4.9×10-2mol・dm-3)7.
56cm3へ(S)−2,2′−ジヒドロキシ−1,
1′−ビナフチル159mg(0.56mmol)を室
温で加え、2時間撹拌することによって不斉ニトロアル
ドール反応用触媒を調製した。該触媒の溶媒を除去し、
JEOL GX−270スペトルメーターで1H−NM
R(THF−d8)および13C−NMR(THF−d8
を測定した。結果をそれぞれ図(1)および図(2)に
示す。
【0019】実施例2 窒素雰囲気下、塩化ランタン・七水和物371mg(1
mmol)のTHF懸濁液9cm3に、(R)−2,
2′−ジヒドロキシ−1,1′−ビナフチルのジリチウ
ム塩298mg(1mmol)、ナトリウムt−ブトキ
シド192mg(2mmol)、ついで水180mg
(10mmol)のTHF1cm3溶液を順に加え、室
温で3日間撹拌し、不斉ニトロアルドール反応用触媒を
調製した。
【0020】実施例3 窒素雰囲気下、塩化ランタン(1mmol)のTHF懸
濁液9cm3に、(S)−(−)−2,2′−ジヒドロ
キシ−1,1′−ビナフチルのジリチウム塩(1mmo
l)、ナトリウムt−ブトキシド(2mmol)、つい
で水(10mmol)のTHF1cm3溶液を順に加
え、室温で3日間撹拌し、不斉ニトロアルドール反応用
触媒を調製した。
【0021】実施例4 窒素雰囲気下、ランタントリt−ブトキシドのTHF溶
液(単量体として4.9×10-2mol・dm-3)7.
56cm3へ(S)−2,2′−ジヒドロキシ−1,
1′−ビナフチル159mg(0.56mmol)を室
温で加え、2時間撹拌して得られた溶液10モル%(L
aベース)、LiCl 2モル当量(Laに対し)、お
よび水10モル当量(Laに対し)の存在下、シクロヘ
キシルアルデヒドとニトロメタン(10当量)とをテト
ラヒドロフラン中、−42℃で18時間反応を行ない次
【化19】 で示される1−シクロヘキシル−2−ニトロエタノール
を91%の収率で得た。エナンチオマー過剰率は90%
eeであった。
【0022】実施例5〜6アルデヒドの種類をかえて実
施例4と同様に行った結果を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】本発明の触媒は、医薬品例えば光学活性
体プロプラノロールなどの光学活性な化合物の重要な合
成原料であるβ−ヒドロキシニトロ化合物の合成に有用
な不斉ニトロアルドール反応の不斉触媒として極めて有
用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の不斉ニトロアルドール反応用触媒の1
H−NMRスペクトル。
【図2】本発明の不斉ニトロアルドール反応用触媒の13
C−NMRスペクトル。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(IR) 【化1】 もしくは、式(IS) 【化2】 で示される光学活性2,2′−ジヒドロキシ−1,1′
    −ビナフチルのジアルカリ金属塩(たゞし、式中、Mは
    Li,KもしくはNaである)、LaX3(XはF,C
    l,Br,I,NO3もしくはCH3CO2である)で示
    されるランタン化合物、およびMORもしくはMOH
    (MはLi,KもしくはNaであり、Rはイソプロピル
    もしくはt−ブチルである)で示されるアルカリ金属ア
    ルコキシドもしくは水酸化アルカリ金属から、含水溶媒
    存在下で調製された式 【化3】 【化4】 【化5】 もしくは 【化6】 で示される基本構造単位を有する不斉ニトロアルドール
    反応用触媒。
  2. 【請求項2】 含水エーテル系溶媒中で調製される請求
    項1記載の不斉ニトロアルドール反応用触媒。
  3. 【請求項3】 光学活性2,2′−ジヒドロキシ−1,
    1′−ビナフチルのジアルカリ金属塩、前記ランタン化
    合物、および前記アルカリ金属アルコキシドもしくは水
    酸化アルカリ金属のモル比が1:1:1から1:1:2
    の範囲である請求項1記載の不斉ニトロアルドール反応
    用触媒。
  4. 【請求項4】 ランタン化合物が水和物であり、含水溶
    媒が含水エーテル系溶媒である請求項1記載の不斉ニト
    ロアルドール反応用触媒。
  5. 【請求項5】 式(IR) 【化7】 もしくは、式(IS) 【化8】 で示される光学活性2,2′−ジヒドロキシ−1,1′
    −ビナフチルのジアルカリ金属塩(たゞし、MはLi,
    KもしくはNaである)、塩化ランタンの7水和物、お
    よびナトリウムt−ブトキシドもしくは水酸化ナトリウ
    ムから、含水テトラヒドロフラン中で合成された請求項
    1記載の不斉ニトロアルドール反応用触媒。
  6. 【請求項6】 式(IIR) 【化9】 もしくは、式(IIS) 【化10】 で示される光学活性2,2′−ジヒドロキシ−1,1′
    −ビナフチルおよびLa(OR)3(Rはイソプロピル
    もしくはt−ブチルである)で示されるランタンアルコ
    キシドからエーテル系溶媒中で得られる活性種を塩化リ
    チウム、含水溶媒の存在下で用いることを特徴とする不
    斉ニトロアルドール反応用触媒の使用方法。
  7. 【請求項7】 塩化リチウム、水、エーテル系溶媒の存
    在下で用いる請求項6記載の不斉ニトロアルドール反応
    用触媒の使用方法。
  8. 【請求項8】 前記光学活性2,2′−ジヒドロキシ−
    1,1′−ビナフチルおよび前記ランタンアルコキシド
    のモル比が2:1から1:1の範囲である請求項6記載
    の不斉ニトロアルドール反応用触媒の使用方法。
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