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(In Japanese)光学活性ヒドロキシメチル化化合物の製法及びそのための触媒 commons

Patent code P110004067
File No. E076P71
Posted date Jul 6, 2011
Application number P2007-500589
Patent number P4911528
Date of filing Jan 27, 2006
Date of registration Jan 27, 2012
International application number JP2006301293
International publication number WO2006080425
Date of international filing Jan 27, 2006
Date of international publication Aug 3, 2006
Priority data
  • P2005-022643 (Jan 31, 2005) JP
Inventor
  • (In Japanese)小林 修
  • (In Japanese)眞鍋 敬
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title (In Japanese)光学活性ヒドロキシメチル化化合物の製法及びそのための触媒 commons
Abstract (In Japanese)
【課題】
  広い基質一般性を有し、高収率かつ高立体選択的に光学活性ヒドロキシメチル化化合物を製造する方法及びそのための触媒を提供する。
【解決手段】
  水溶液中又は水と有機溶媒との混合溶媒中で、キラルなビピリジン化合物からなる配位子又はその対称体と、Bi(OTf)3とを混合させて得られる触媒の存在下で、下式(式1)
【化1】
 



(式中、R5~R7は水素原子、脂肪族、炭化水素基、単環又は多環の脂環式炭化水素基、単環又は多環の芳香族もしくは芳香脂族炭化水素基、あるいは複素環基を表し、R5とR7はそれぞれ異なり、R6は水素原子以外であり、R8は、それぞれ同じであっても異なってもよく、メチル基、エチル基、又はイソプロピル基を表す)で表されるケイ素エノラートとホルムアルデヒドとを反応させる。
【選択図】
  なし
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


不斉炭素上にヒドロキシメチル基を有する多くの有用化合物やその中間体が知られている。従来、これら光学活性ヒドロキシメチル化化合物の合成法として、入手が容易な光学活性化合物からの誘導化法(非特許文献1)や光学分割法(非特許文献2,3)、ジアステレオ選択的不斉合成反応(非特許文献4)などが用いられてきた。近年、不斉合成法の進歩により触媒的不斉ヒドロキシメチル化反応の報告も増えつつあるが、基質一般性、収率、立体選択性などに問題が残されている(非特許文献5~7、特許文献1)。
ところで、ホルムアルデヒドは、有機合成において1炭素増炭素反応の最も重要な求電子剤であり、ヒドロキシメチル化反応においてもホルムアルデヒドをルイス酸で活性化する方法がしばしば用いられてきた。しかしながら、有機溶媒中で反応を行うためには、ホルムアルデヒド重合体から熱分解により発生させる必要があり、安全性や利便性の点で問題が大きい。また、ホルムアルデヒドの水溶液であるホルマリンは安価で取り扱いも容易であるが、通常のルイス酸は加水分解を受けやすいため、ホルマリンをルイス酸によって活性化することは困難である。



近年、本発明者らは、希土類金属塩が水溶液中でルイス酸として安定に機能することを見出し、水溶液中でのヒドロキシメチル化反応を達成した(非特許文献8)。さらに、本発明者らは、最近、キラルスカンジウム錯体がホルマリンを用いた水溶液中での触媒的不斉ヒドロキシメチル化反応に有効であることも見出している(非特許文献9)。
一方、ビスマス塩は高いルイス酸性を有しており、反応の種類によっては(特に水溶液中の反応)、スカンジウムよりも優れた触媒活性を示すことが知られている。しかも、ビスマスカチオンはほとんど無毒であり、スカンジウムよりも安価である。しかしながら、ビスマス塩を用いる触媒的不斉反応としては、塩化メチレン中でのアルデヒドのトリメチルシリルシアニドによるシアノ化反応が唯一知られているに過ぎない(非特許文献10)。



【非特許文献1】
Kaku, K. et al., Chem.Pharm.Bull., 46, 1125(1998).
【非特許文献2】
Wu, C. et al., Tetrahedron, 57, 9575(2001).
【非特許文献3】
Kumar, R. et al.,Bioorg. Med. Chem., 9, 2643(2001).
【非特許文献4】
Reynolds, A. et al., J. Am. Chem. Soc., 125, 12108(2003).
【非特許文献5】
Ito, Y. et al., Chem. Commun., 1998, 71.
【非特許文献6】
Yamamoto, H. et al., Synlett, 2003, 2219.
【非特許文献7】
Cordova, A. et al., Tetrahedron Lett., 45, 6117(2004).
【特許文献1】
特開2002-200428号公報
【非特許文献8】
kobayashi, S. et al., Chem. Lett., 1991, 2187.
【非特許文献9】
Ishikawa, S. et al. J. Am. Chem. Soc., 126, 12236(2004).
【非特許文献10】
Wada, M. et al., Tetrahedron: Asymmetry, 8, 3939(1997).

Field of industrial application (In Japanese)


この発明は、光学活性ヒドロキシメチル化反応に関し、より詳細には、水溶媒中での光学活性ヒドロキシメチル化化合物の製法及びそのための触媒に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
水溶液中又は水と有機溶媒との混合溶媒中で、下式(化2)
【化2】
 


(式中、R1は炭素数4以下のアルキル基またはフェニル基を表す)で表されるキラルなビピリジン化合物からなる配位子又はその対称体と、BiY3で表されるルイス酸(式中、Yはハロゲン原子、OAc、OCOCF3、ClO4、SbF6、PF6又はOSO2CF3を表す。)とを混合させて得られる触媒の存在下で、下式(式1)
【化1】
 


(式中、R5~R7は水素原子、脂肪族、炭化水素基、単環又は多環の脂環式炭化水素基、単環又は多環の芳香族もしくは芳香脂族炭化水素基、あるいは複素環基を表し、R5とR7はそれぞれ異なり、R6は水素原子以外であり、R8は、それぞれ同じであっても異なってもよく、メチル基、エチル基、又はイソプロピル基を表す)で表されるケイ素エノラートとホルムアルデヒドとを反応させることを含む、光学活性ヒドロキシメチル化化合物の製法。

【請求項2】
 
(前記キラルなビピリジン化合物からなる配位子又はその対称体/前記ルイス酸)で表されるモル比を2.5以上とする請求項1に記載の製法。

【請求項3】
 
さらに2,2'-ビピリジンを添加剤として加える請求項1又は2に記載の製法。

【請求項4】
 
下式(化2)
【化2】
 


(式中、R1は炭素数4以下のアルキル基またはフェニル基を表す)で表されるキラルなビピリジン化合物からなる配位子又はその対称体と、Bi(OTf)3とを混合させて得られ
下式(式1)
【化1】
 


(式中、R5~R7は水素原子、脂肪族、炭化水素基、単環又は多環の脂環式炭化水素基、単環又は多環の芳香族もしくは芳香脂族炭化水素基、あるいは複素環基を表し、R5とR7はそれぞれ異なり、R6は水素原子以外であり、R8は、それぞれ同じであっても異なってもよく、メチル基、エチル基、又はイソプロピル基を表す)で表されるケイ素エノラートとホルムアルデヒドとの反応に用いる触媒。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) ERATO KOBAYASHI Highly Functionalized Reaction Environments AREA
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