(57)【要約】      （修正有）【課題】エポキシドの開環反応において、内部開環生成物（１級ホモホモアリルアルコール、例えば、2-フェニルペンタ-4-エン-1-オール）を選択的に生成する反応方法の提供。【解決手段】下記反応式の様に、２種のインジウム化合物（三塩化インジウムとインジウムトリ(ヘキサメチルジシラジド））から成るインジウム触媒と求核剤としてアリルボロネートを用いてスチレンオキシドのエポキシド開環反応を行うことで、内部開環生成物３を選択的に生成することができる。2011184383.tif 000015【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジウム触媒の存在下で、下式
【化１】
2011184383.tif 000012
（式中、Ｒ１は、アリール基又はアラルキル基を表し、Ｒ２は、水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。）で表わされるエポキシドと下式
【化２】
2011184383.tif 000013
（式中、Ｒ３は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基又はアラルキロキシ基を表し、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ独立して、アルコキシ基を表し、但し、Ｒ７及びＲ８は、ホウ素原子と共に４〜７員環を形成してもよい。）で表わされるアリルボロネート（求核剤）とを反応させることから成る、下式
【化３】
2011184383.tif 000014
（式中、Ｒ１〜Ｒ６は上記と同様を表す。）で表わされるホモホモアリルアルコールの製造方法であって、該インジウム触媒が、ＩｎＸ３（式中、Ｘは、ハロゲン原子、ＯＡｃ、ＯＣＯＣＦ３、ＣｌＯ４、ＳｂＦ６、ＰF６又はＯＳＯ２ＣＦ３を表す。）で表わされるインジウム化合物及びＩｎＲ９３（式中、Ｒ９は、ＯＲ１０、ＮＲ１１２又はＮ（ＳｉＲ１２３）２（式中、Ｒ１０〜Ｒ１２は、それぞれアルキル基を表す。）を表す。）で表されるインジウム化合物の混合物から成る、ホモホモアリルアルコールの製造方法。
【請求項２】
前記インジウム触媒が、ＩｎＸ３（式中、Ｘは、ハロゲン原子を表す。）で表わされるインジウム化合物及びＩｎ（Ｎ（ＳｉＲ１２３）２）３（式中、Ｒ１２はアルキル基を表す。）を表す。）で表されるインジウム化合物の混合物から成る請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記ＩｎＸ３で表わされるインジウム化合物及び前記ＩｎＲ９３で表されるインジウム化合物のモル比が１：２〜２：１である請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６が水素原子である請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
Ｒ７及びＲ８が、それぞれ独立して、炭素数が１〜１０のアルコキシ基、又はピナコール基である請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
ＩｎＸ３（式中、Ｘは、ハロゲン原子、ＯＡｃ、ＯＣＯＣＦ３、ＣｌＯ４、ＳｂＦ６、ＰF６又はＯＳＯ２ＣＦ３を表す。）で表わされるインジウム化合物（及びＩｎＲ９３（式中、Ｒ９は、ＯＲ１０、ＮＲ１１２又はＮ（ＳｉＲ１２３）２（式中、Ｒ１０〜Ｒ１２は、それぞれアルキル基を表す。）を表す。）で表されるインジウム化合物の混合物から成る、エポキシド開環反応用インジウム触媒。
【請求項７】
ＩｎＸ３（式中、Ｘは、ハロゲン原子を表す。）で表わされるインジウム化合物及びＩｎ（Ｎ（ＳｉＲ１２３）２）３（式中、Ｒ１２はアルキル基を表す。）を表す。）で表されるインジウム化合物の混合物から成る請求項６に記載の触媒。
【請求項８】
前記ＩｎＸ３で表わされるインジウム化合物及び前記ＩｎＲ９３で表されるインジウム化合物のモル比が１：２〜２：１である請求項６又は７に記載の触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エポキシド開環反応用触媒及びエポキシドを選択的に開環してホモホモアリルアルコールを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エポキシドは有機合成において重要なビルディングブロックである。選択的なエポキシド開環反応は、より複雑な構造を有する化合物合成のキーステップとなる。エポキシドは様々な求核剤により開環反応する。一般に用いられるのは、窒素、酸素、硫黄の求核剤で、これらを用いる方法は既に確立されている。
炭素求核剤は反応性が低いため報告例は少ないが、生成物の有用性は高い。炭素求核剤として典型的なものはアリル金属試薬である（特許文献１）。生成物はホモアリルアルコール（カルボニル基とアリル化試薬との反応で生成）より炭素一個分長いアルコールである。このため本反応はカルボニルのアリル化反応と相補的な反応である。
なお、非金属アリル化試薬（本願発明で用いるアリルホウ素試薬）はこのエポキシド開環反応に用いられた例はない。
また従来エポキシド開環反応等に用いられていたインジウム触媒は単純なインジウム金属塩であった（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Tetrahedron 61 (2005) 6726-6742
【非特許文献２】Tetrahedron Lett. 48 (2007) 6743-6746
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のアリル金属試薬（特許文献１等）を用いたエポキシド開環反応の生成物は、末端開環生成物（２級ホモホモアリルアルコール、例えば、化学式（化６）の化合物４）であった。本発明は内部開環生成物（１級ホモホモアリルアルコール、例えば、化学式（化６）の化合物３）を選択的に生成する反応系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、２種のインジウム化合物から成るインジウム触媒を開発し、この触媒を用いて求核剤としてアリルボロネートを用いてエポキシド開環反応を行ったところ、内部開環生成物（１級ホモホモアリルアルコール、例えば、化学式（化６）の化合物３）を選択的に生成することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００６】
即ち、本発明は、ＩｎＸ３（式中、Ｘは、ハロゲン原子、ＯＡｃ、ＯＣＯＣＦ３、ＣｌＯ４、ＳｂＦ６、ＰF６又はＯＳＯ２ＣＦ３を表す。）で表わされるインジウム化合物（及びＩｎＲ９３（式中、Ｒ９は、ＯＲ１０、ＮＲ１１２又はＮ（ＳｉＲ１２３）２（式中、Ｒ１０〜Ｒ１２は、それぞれアルキル基を表す。）を表す。）で表されるインジウム化合物の混合物から成る、エポキシド開環反応用インジウム触媒である。
【０００７】
また本発明は、このインジウム触媒の存在下で、下式
【化１】
2011184383.tif 000002
（式中、Ｒ１は、アリール基又はアラルキル基を表し、Ｒ２は、水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。）で表わされるエポキシドと下式
【化２】
2011184383.tif 000003
（式中、Ｒ３は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基又はアラルキロキシ基を表し、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ独立して、アルコキシ基を表し、但し、Ｒ７及びＲ８は、ホウ素原子と共に４〜７員環を形成してもよい。）で表わされるアリルボロネート（求核剤）とを反応させることから成る、下式
【化３】
2011184383.tif 000004
（式中、Ｒ１〜Ｒ６は上記と同様を表す。）で表わされるホモホモアリルアルコールの製造方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明で用いる触媒は、下記２種のインジウム化合物の混合物、好ましくは下記２種のインジウム化合物のモル比１：２〜２：１の混合物から成る。
（１）ＩｎＸ３で表わされるインジウム化合物
式中、Ｘは、ハロゲン原子、ＯＡｃ、ＯＣＯＣＦ３、ＣｌＯ４、ＳｂＦ６、ＰF６又はＯＳＯ２ＣＦ３（ＯＴｆ）、好ましくはハロゲン原子又はＯＴｆ、より好ましくはハロゲン原子を表す。ハロゲン原子は、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ又はＦであり、好ましくはＣｌ又はＢｒである。
（２）ＩｎＲ９３で表されるインジウム化合物
式中、Ｒ９は、ＯＲ１０、ＮＲ１１２又はＮ（ＳｉＲ１２３）２、好ましくはＮ（ＳｉＲ１２３）２を表す。Ｒ１０〜Ｒ１２は、それぞれアルキル基、好ましくは炭素数が１〜４のアルキル基を表す。Ｎ（Ｓｉ（ＣＨ３）３）２は、ヘキサメチルジシラジド（hmds）と呼ばれる。
【０００９】
本発明の反応の一方の反応物であるエポキシドは下式で表わされる。
【化１】
2011184383.tif 000005
式中、Ｒ１は、アリール基又はアラルキル基を表し、Ｒ２は、特に制限は無いが、好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基、より好ましくは水素原子を表す。アリール基は好ましくはフェニル基又はα若しくはβ−ナフチル基、より好ましくはフェニル基である。アラルキル基は好ましくはベンジル基である。
【００１０】
本発明の反応の求核剤であるアリルボロネートは下式で表わされる。
【化２】
2011184383.tif 000006
式中、Ｒ３は、特に制限は無いが、好ましくは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基又はアラルキロキシ基、より好ましくはアルキル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を表す。ハロゲン原子は、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ又はＦであり、好ましくはＣｌ又はＢｒである。アルキル基は好ましくは炭素数が１〜６の直鎖アルキル基である。アルコキシ基は、好ましくは炭素数が１〜１０、より好ましくは２〜６の直鎖アルコキシ基である。アリールオキシ基は好ましくはフェノキシ基であり、アラルキロキシ基は好ましくはベンジルオキシ基である。
Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は、特に制限は無いが、好ましくは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はアリール基、より好ましくは水素原子を表す。アルキル基は好ましくは炭素数が１〜６の直鎖アルキル基である。アリール基は好ましくはフェニル基又はα若しくはβ−ナフチル基、より好ましくはフェニル基である。
Ｒ７及びＲ８は、それぞれ独立して、アルコキシ基であり、このアルコキシ基は分枝であってもよく、炭素数は好ましくは１〜１０、より好ましくは２〜６である。またＲ７及びＲ８は、ホウ素原子と共に４〜７員環、好ましくは５〜６員環を形成してもよい。Ｒ７及びＲ８は、好ましくはピナコール基（pin）である。
【００１１】
これらを通常次の条件で反応させる。
反応溶媒としては、主にジクロロメタン、トルエン、ヘキサンが用いられ、ジクロロメタンに少量のメタノールを添加した溶媒が好ましい。
触媒濃度は、通常０．０１〜０．５Ｍ、好ましくは０．０２５〜０．１Ｍである。
反応物であるエポキシドとアリルボロネートのモル比（エポキシド：アリルボロネート）は、通常１：０．９〜１：２、好ましくは１：１〜１：１．５である。
反応物の濃度はそれぞれ通常０．２〜３M、好ましくは０．５〜２Ｍである。
反応温度は、通常０〜１００℃、好ましくは室温〜６０℃である。
反応時間は通常８〜４８時間程度である。
【００１２】
その結果下式の反応が主に起こり、内部開環生成物（１級ホモホモアリルアルコール）が生成する。
【化４】
2011184383.tif 000007
【００１３】
この反応では下式の構造の異性体が合成されない又はわずかしか合成されないことが特徴である。
【化５】
2011184383.tif 000008
【実施例】
【００１４】
以下、実施例にて本発明を例証するが本発明を限定することを意図するものではない。
実施例１
本実施例では、1-phenylpent-4-en-2-ol（化合物３、内部開環生成物（１級ホモホモアリルアルコール）)を合成した。反応式を下式に示す（式中の番号は化合物の番号を示す。pinはピナコール基を表す。）。
【化６】
2011184383.tif 000009
【００１５】
洗浄し乾燥させた反応容器に、三塩化インジウム（InCl3、2.2mg, 5mol%）、In(hmds)3（indium(III) hexamethyldisilazide、文献（H. Buerger, J. Cichon, U. Goetze, U. Wannagat, H. J. Wismar, J. Organomet. Chem. 1971, 33, 1.）記載の方法で調製、6.0 mg, 5 mol%）、塩化メチレン（CH2Cl2、100μL, 2Ｍ）及びメタノール(2.0μL, 24 mol%)を加えた。これにスチレンオキシド（東京化成工業（株）製>98%を蒸留精製、24 mg, 0.2 mmol）及びアリルピナコールボロネート（文献（W. R. Roush, M. A. Adam, A. E. Walts, D. J. Harris, J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 3422.）記載の方法で調製、51μL, 0.28 mmol）を順に滴下した。この混合物を40℃に加熱し、20時間攪拌した。冷却後、生成物を精製し、分取薄層クロマトグラフィー(PTLC; eluant: hexane/AcOEt = 7/1)で、2-phenylpent-4-en-1-ol (化合物３)を分離した（27 mg、収率86%）。副生成物として、1-phenylpent-4-en-2-ol (化合物５、転位生成物)を得た（<1 mg、収率1%)。化合物４（末端開環生成物（２級ホモホモアリルアルコール））は検出されなかった。
【００１６】
2-phenylpent-4-en-1-ol (化合物３)の分析値を示す：
1H-NMR (CDCl3, 600 MHz): δ= 7.33-7.31 (m, 2H), 7.24-7.20 (m, 3H), 5.74-5.67 (m, 1H), 5.03-4.95 (m, 2H), 3.78-3.70 (m, 2H), 2.87 (q, J= 6.6 Hz, 1H), 2.49-2.35 (m, 2H), 1.50 (s, 1H) ppm. 13C-NMR (CDCl3, 150 MHz): δ= 141.8, 136.3, 128.6, 127.9, 126.7, 116.3, 66.8, 48.1, 36.5 ppm. IR:νmax (neat): 3347, 3063, 3027, 2923, 1641, 1601, 1493, 1452, 1026, 914, 759 and 700 cm-1.
1-phenylpent-4-en-2-ol (化合物５)の分析値を示す：
1H-NMR (CDCl3, 600 MHz): δ= 7.33-7.31 (m, 2H), 7.24-7.20 (m, 3H), 5.74-5.67 (m, 1H), 5.03-4.95 (m, 2H), 3.78-3.70 (m, 2H), 2.87 (q, J= 6.6 Hz, 1H), 2.49-2.35 (m, 2H), 1.50 (s, 1H) ppm. 
【００１７】
実施例２
実施例１と同じ反応物を用いて、表１に示すように触媒や溶媒を変更して、実施例１と同様に反応を行った。結果を下表に示す。
【表１】
2011184383.tif 000010
本願発明の反応系においては化合物３（内部開環生成物（１級ホモホモアリルアルコール））が主生成物として合成される（entry 5〜11）。
一方、従来用いられている３価のインジウム無機塩触媒を用いた場合、エポキシドからアルデヒドへの転位反応を起こすため、目的の化合物３は得られない(entries 2 and 3)。また、本願発明の求核剤（即ち、炭素求核剤）は反応性が低いため、３価のインジウムアミド触媒を用いた場合、反応は進行しない（ルイス酸性が十分でない）(entry 4)。
【００１８】
実施例３
本実施例では、3-methyl-2-phenylpent-4-en-1-ol (化合物７)を合成した。反応式を下式に示す。
【化７】
2011184383.tif 000011
【００１９】
洗浄し乾燥させた反応容器に、三塩化インジウム（InCl3、2.2mg, 5mol%）、In(hmds)3(6.0 mg, 5 mol%)、塩化メチレン（CH2Cl2、100μL, 2Ｍ）及びメタノール(2.0μL, 24 mol%)を加えた。これにスチレンオキシド（東京化成工業（株）製>98%を蒸留精製、24 mg, 0.2 mmol）及びα−メチルアリルピナコールボロネート（文献（R. W. Hoffmann, J. J. Wolff, Chem. Ber. 1991, 124, 563.）記載の方法で調製、51 mg, 0.28 mmol)を順に滴下した。この混合物を40℃に加熱し、20時間攪拌した。冷却後、生成物を精製し、分取薄層クロマトグラフィー(PTLC; eluant: hexane/AcOEt = 7/1)で、3-methyl-2-phenylpent-4-en-1-ol (化合物７、内部開環生成物（１級ホモホモアリルアルコール）)を分離した（32 mg、収率99%)。化合物８〜１２は検出されなかった。
【００２０】
3-methyl-2-phenylpent-4-en-1-ol (化合物７)の分析値を示す：
1H-NMR (CDCl3, 500 MHz): δ= 7.34-7.16 (m, 10H syn/anti), 5.80-5.73 (m, 1H, syn), 5.61-5.54 (m, 1H, anti), 5.11-5.01 (m, 2H, syn), 4.92-4.88 (m, 2H, anti), 3.91-3.72 (m, 4H, syn/anti), 2.76-2.43 (m, 4H, syn/anti), 1.02 (d, J= 6.9 Hz, 1H, anti), 0.8 (d, J = 6.9 Hz, 1H syn) ppm. 13C-NMR (syn) (CDCl3, 124.5 MHz): δ= 143.0, 141.1, 128.6, 128.5, 126.8, 114.3, 66.0, 53.9, 41.2, 19.2 ppm. 13C-NMR (anti) (CDCl3, 125 MHz): δ= 141.6, 140.2, 129.0, 128.3, 126.7, 114.2, 64.7, 53.6, 39.4, 18.1 ppm. IR:νmax (neat): 3342, 3082, 3027, 2961, 2883, 1640, 1601, 1495, 1453, 1419, 1372, 1052, 1003, 914, 758 and 700 cm-1.