(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（２）で表されるβ−ジケトン型化合物の前駆体。
【化２】
0004258031.tif 000017
［式中Ｘは（ＣＨ2）nを示し、ｎは２から２０までの整数を示し、Ｘ中のＣＨ2は、酸素原子、ヘテロ環もしくは芳香族環に置き換わってもよいが、酸素原子が連続することはない］
【請求項２】
下記一般式（３）で表されるβ−ジケトン型化合物。
【化３】
0004258031.tif 000018
［式中Ｘは（ＣＨ2）nを示し、ｎは２から２０までの整数を示し、Ｘ中のＣＨ2は、酸素原子、ヘテロ環もしくは芳香族環に置き換わってもよいが、酸素原子が連続することはない］
【請求項３】
下記一般式（３）で表される光学活性対掌体β−ジケトン型化合物。
【化４】
0004258031.tif 000019
［式中Ｘは（ＣＨ2）nを示し、ｎは７から１１までの整数を示し、Ｘ中のＣＨ2は、酸素原子、ヘテロ環もしくは芳香族環に置き換わってもよいが、酸素原子が連続することはない］
【請求項４】
請求項３記載のβ−ジケトン型化合物を用いた光学分割剤。
【請求項５】
請求項２、及び請求項３の少なくとも１項記載のβ−ジケトン型化合物を金属に配位修飾した金属配位β−ジケトン型化合物。
【請求項６】
請求項２、及び請求項３の少なくとも１項記載のβ−ジケトン型化合物を金属に配位修飾した後に、有機合成反応もしくは不斉合成反応に用いることを特徴とする金属配位β−ジケトン型化合物。
【請求項７】
請求項５記載の金属配位β−ジケトン型化合物を用いた、有機合成反応もしくは不斉合成反応に用いる触媒。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機合成反応、より詳しくは不斉合成反応、光学分割反応、不斉認識反応に用いることができる触媒となりうる新規有機化合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
キラルな化合物の光学活性体を合成する方法は（１）光学活性な化合物を出発原料とする方法、（２）ラセミ体を光学分割する方法、（３）不斉な触媒を用いる不斉合成法に大別される。
この中で、（２）の方法は光学活性なカルボン酸やアミンを用いて塩を形成したり、光学活性なカルボン酸でエステル化またはアミド化した後、目的物をジアステレオマーとして分離するものである。分割試薬としては、天然物由来のアミンやカルボン酸があるが、光学分割の収率が低いという欠点があり、標的化合物の広範化に伴い、新しい分割剤を探索する必要があるという問題点を有している。
【０００３】
（３）の方法は触媒量の光学活性化合物を用いて、大量の光学活性化合物を合成できる点で、最も経済的かつ効率的である。不斉合成触媒としては、生物由来の酵素、及び化学的に合成されたものがある。このうち、生物由来の酵素は化学的に不安定であり、基質特異性が高いという欠点があって一般性に欠ける。一方、化学的に合成された不斉触媒は多いが、合成が容易で高い不斉収率と化学収率を達成する不斉触媒は少ないという問題点を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
合成が容易で高い光学分割率を達成できる光学分割剤となる化合物を得ること、及び合成が容易で高い不斉収率と化学収率を達成できる不斉合成触媒となる化合物を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、有用な新規光学活性化合物について鋭意研究した。その結果、特定のβ−ジケトン型化合物が光学分割剤となることが判り、さらに、β−ジケトン型化合物に金属を配位した、金属配位β−ジケトン型化合物が、不斉合成触媒として効果があることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の下記一般式（１）で表されるβ−ジケトン型化合物は、例えば、下記一般式（４）で表されるジカルボン酸ジクロリドをピリジン存在下、下記一般式（５）で表されるメルドラム酸と縮合させて得ることができる。
【０００７】
【化５】
0004258031.tif 000002
［式中Ｘは（ＣＨ2）nを示し、ｎは２から２０までの整数を示し、Ｘ中のＣＨ2は、酸素原子、ヘテロ環もしくは芳香族環に置き換わってもよいが、酸素原子が連続することはない］
【０００８】
【化６】
0004258031.tif 000003
【０００９】
【化７】
0004258031.tif 000004
［式中Ｘは（ＣＨ2）nを示し、ｎは２から２０までの整数を示し、Ｘ中のＣＨ2は、酸素原子、ヘテロ環、もしくは芳香族環に置き換わってもよいが、酸素原子が連続することはない］
【００１０】
本発明の下記一般式（２）で表される化合物は、上記一般式（１）で表されるβ−ジケトン型化合物をトルエン中加熱することによって得ることができる。
【００１１】
【化８】
0004258031.tif 000005
［式中Ｘは（ＣＨ2）nを示し、ｎは２から２０までの整数を示し、Ｘ中のＣＨ2は、酸素原子、もしくは芳香族環に置き換わってもよいが、酸素原子が連続することはない］
さらに、上記一般式（２）で表される化合物を高度希釈下、沸騰キシレンまたはクロロベンゼン中加熱することにより本発明の下記一般式（３）で表されるβ−ジケトン型化合物を収率良く得ることができる。
【００１２】
【化９】
0004258031.tif 000006
［式中Ｘは（ＣＨ2）nを示し、ｎは２から２０までの整数を示し、Ｘ中のＣＨ2は、酸素素原子、ヘテロ環もしくは芳香族環に置き換わってもよいが、酸素原子が連続することはない］
【００１３】
本発明の化合物において、それぞれの一般式中のＸは（ＣＨ2）nが好適であるが、ｏ，ｍ，ｐ置換ベンゼン誘導体、ナフタレン体、ヘテロ環やエチレングリコール単位の結合したエーテルなど熱的に安定で、ケテンと反応しない原子団は反応機構上すべて適用できるので、一般式中Ｘは（ＣＨ2）nを示し、ｎは２から２０までの整数を示し、Ｘ中のＣＨ2は、酸素原子、ヘテロ環もしくは芳香族環に置き換わってもよいが、酸素原子が連続することはない。
【００１４】
本発明の一般式（３）で表されるβ−ジケトン化合物のＸの種類、大きさによってはピロン環の回転障害により面性不斉が発現し、光学活性な両対掌体に分割できる。光学分割の形態はキニーネ、キニジン、シンコニン、シンコニジン、スパルテインなどの光学活性第三アミンを用いて行う。また、光学活性な第一アミンとエナミンジアステレオマーを形成させ、これを分別再結晶またはカラムクロマトグラフィーにより分離し、ついで両者を夫々加水分解してアミンを除去しても、光学活性な両対掌体を得ることができる。
【００１５】
本発明の一般式（１）、もしくは一般式（３）で表される化合物は光学活性体に限定することなく、アセチルアセトンと同様に二座配位子として機能し、多くの金属類との間に錯体を形成し、金属配位β−ジケトン型化合物ができ、この金属配位β−ジケトン型化合物が、各種有機合成反応の触媒として利用できる。さらに、ピロン環は、開環、および環変換が可能であるため、他の大環状化合物の中間体として有用であることは、知られている（D.A.Barton and W.D.Ollis,Comprensive Organic Chemistry,Vol.4,Heterocyclic Compounds,Ed.by P.G.Sammes,Pergamon Press Ltd.Oxford,1979, pp644-658.）。
【００１６】
本発明の金属配位β−ジケトン型化合物において、用いられる金属は、配位できるものならば限定されることなく、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、銅、イッテルビウム、ユーロピウムなどが挙げられる。
本発明の金属配位β−ジケトン型化合物において、金属に配位するβ−ジケトン型化合物の数は、１分子から４分子までである。さらに、用いられる金属に適した配位数に応じて、β−ジケトン型化合物が２座配位した残りの配位部分において、ハロゲン、水素原子もしくは水酸基と結合する。
本発明の金属配位β−ジケトン型化合物は、例えば、下記一般式（６）の構造であるが、β−ジケトン型化合物の他の酸素原子と金属との間に結合があったり、複数の金属と複数のβ−ジケトン型化合物との錯体であってもよい。また、金属配位β−ジケトン型化合物においる各結合は、共有結合でも、配位結合でもよい。
【００１７】
【化１０】
0004258031.tif 000007
［式中Ｍは金属を示し、Ｘは（ＣＨ2）nを示し、Ｙは、ハロゲン、水素原子もしくは水酸基を示し、ｎは２から２０までの整数を示し、ｏは１から４の整数、ｐは０から６の整数を示し、Ｘ中のＣＨ2は、酸素原子、ヘテロ環もしくは芳香族環に置き換わってもよいが、酸素原子が連続することはない］
【００１８】
また、金属配位β−ジケトン型化合物は、これらの条件を満たせば、混合物でもよい。例えば、ジケトン型化合物の１分子配位と２分子配位の混合物が挙げられる。
本発明の一般式（３）で表される化合物は光学活性体に限定すれば、シクロファン構造のため、分子構造が堅固に固定され、しかも、一方の面は式中のＸ（架橋鎖）により立体的に大きく遮蔽される。類似の例としては、N.Kanomata,T.Nakata, Angew.Chem.Int.Ed.Engl.,1997,36,1207の文献がある。
このため、配位金属部位近傍に高い不斉環境を構築でき、アセチルアセトン型としては極めて少ない光学活性配位子として、不斉合成反応、不斉認識反応及びそれらの反応、及びそれらの応用反応に有効活用できる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定するものではない。
実施例１〜９
＜一般式（１）で表される化合物の合成＞
メルドラム酸0.10molとピリジン0.250molをジクロロメタン200mlに溶解した溶液を、氷冷し、かきまぜながら、該溶液に上記一般式（４）で表されるジカルボン酸ジクロリド0.050molを、ジクロロメタン50mlに溶解した溶液を15分かけて滴下した。氷冷下、30分ついで室温下２時間かきまぜた。反応液に10w/w％塩酸100mlを加えて酸性とした後、ジクロロメタンを減圧下室温で留去する。結晶を吸引ろ取し、水洗後乾燥した。ジクロロメタンとエーテルの（１：５）混合溶媒から再結晶し、無色プリズム状の上記一般式（１）で表される化合物を得た。
元素分析、ＩＲスペクトル、1Ｈ−ＮＭＲスペクトル、13Ｃ−ＮＭＲスペクトルで同定し、融点を測定した。
表１、表２に各実施例の結果を示す。
【００２０】
【表１】
0004258031.tif 000008
【００２１】
【表２】
0004258031.tif 000009
【００２２】
実施例１０〜１９
＜一般式（２）で表される化合物の合成＞
上記一般式（１）で表される化合物0.025molと無水のアセトン0.050molをトルエン80mlに溶解した溶液を１時間加熱還流させた。反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、ヘキサン−酢酸エチル（３：１）で展開し、上記一般式（２）で表される化合物を得た。
元素分析、ＩＲスペクトル、1Ｈ−ＮＭＲスペクトル、13Ｃ−ＮＭＲスペクトルで同定し、融点を測定した。
表３、表４に各実施例の結果を示す。
【００２３】
【表３】
0004258031.tif 000010
【００２４】
【表４】
0004258031.tif 000011
【００２５】
実施例２０〜２８
＜一般式（３）で表される化合物のラセミ体合成＞
防湿下空気冷却管（径約2.5cm、長さ40cm）を付した５００ｍｌのフラスコ中で無水クロロベンゼン250mlを加熱還流する。これに上記一般式（２）で表される化合物1.0mmolを無水クロロベンゼン10mlに溶解した溶液をシリンジポンプを用い細い針先から、２０時間かけて滴下した。この際、上記一般式（２）で表される化合物の溶液は直接フラスコ中のクロロベンゼン表面に滴下した。滴下終了後、更に３０分間加熱還流後、溶媒を減圧下に留去し、油状物を得た。この油状物を更に減圧下で蒸留し、上記一般式（３）で表される化合物のラセミ体を無色油状物または結晶として得た。
元素分析、ＩＲスペクトル、1Ｈ−ＮＭＲスペクトル、13Ｃ−ＮＭＲスペクトルで同定し、融点を測定した。
表５、表６に各実施例の結果を示す。
【００２６】
【表５】
0004258031.tif 000012
【００２７】
【表６】
0004258031.tif 000013
【００２８】
実施例２９〜３８
＜一般式（３）で表される光学活性イミン体の合成＞
上記一般式（３）で表される化合物のラセミ体5.0mmolと光学活性（Ｒ）−１−フェニルアミン5.0mmolとを、ベンゼン30mlに溶解した溶液を、１時間加熱還流させた。反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、ヘキサン−酢酸エチル（５：１）で展開し、まず（Ｒ）体の光学活性化合物（上記一般式（３））のイミン体、すなわち（Ｒ，Ｒ）イミン体、次いで（Ｓ）イミン体、すなわち（Ｓ，Ｒ）イミン体を得た。
元素分析、ＩＲスペクトル、1Ｈ−ＮＭＲスペクトル、13Ｃ−ＮＭＲスペクトルで同定し、融点、旋光度を測定した。
表７、表８に各実施例の結果を示す。
【００２９】
【表７】
0004258031.tif 000014
【００３０】
【表８】
0004258031.tif 000015
【００３１】
実施例３９〜４６
＜一般式（３）で表される光学活性体の合成＞
上記一般式（３）で表される化合物の光学活性イミン体1.0mmolを、テトラヒドロフラン5mlに溶解した溶液に、水酸化カリウム224mg,4.0mmolを水4mlに溶解した溶液に加え、室温下20時間撹拌する。反応液を10w/w％塩酸水溶液2mlで酸性とした後、エーテルで抽出した。有機層を食塩水で洗浄後無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をペンタンから再結晶し（油状物の場合はシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン−酢酸エチル10:1）で精製後）（Ｒ）体または（Ｓ）体の一般式（３）で表される化合物の光学活性体を得た。
元素分析、ＩＲスペクトル、1Ｈ−ＮＭＲスペクトル、13Ｃ−ＮＭＲスペクトルで同定し、融点、旋光度を測定した。
表９に各実施例の結果を示す。
【００３２】
【表９】
0004258031.tif 000016
【００３３】
実施例４７
＜一般式（３）で表されるβ−ジケトン型化合物の光学活性体による光学分割＞
（dl）−１−フェニルエチルアミン121mg,1.0mmolと、上記表９記載の実施例４５の化合物278mg,1.0mmolとを、ベンゼン中30分加熱還流させた。溶媒留去後シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン−酢酸エチル，3:1）で精製し、より極性の小さい、上記表９記載の実施例４５記載の化合物の（Ｒ，Ｒ）イミン体とより極性の大きい、上記表９記載の実施例４５記載の化合物の（Ｒ，Ｓ）イミン体を得た。それぞれのイミン体を常法に準じてアルカリ処理を行った。反応液をエーテルで抽出し、エーテル層を食塩水で洗浄後無水炭酸カリウムで乾燥した。エーテルを留去後蒸留し、（Ｒ，Ｒ）イミン体からは沸点180-185℃の（Ｒ）−１−フェニルエチルアミン（［α］20D ＋２９．２（ｃ４，ＥｔＯＨ））を分割収率９２．６％、光学純度１００％で、（Ｒ，Ｓ）アミノ体からは（Ｓ）−１−フェニルエチルアミン（［α］D20 −３０．１（ｃ４，ＥｔＯＨ））を分割収率８６．４％、光学純度１００％で得た。
【００３４】
実施例４８
＜一般式（３）で表されるβ−ジケトン型化合物の光学活性体にチタンを配位した金属配位β−ジケトン型化合物を利用した不斉触媒反応＞
四塩化チタン9.5mg,0.05mmolをトルエン1.0mlに溶解した溶液に、上記表９記載の実施例４５の化合物14mg,0.05mmolを加え、均一になるまでかき混ぜて、チタン金属配位修飾後、減圧下室温で溶媒を留去した。残渣を無水テトラヒドロフラン10mlに溶かし−２０℃に冷却し、ベンズアルデヒド106mg,1.0mmolと、１−エトキシ−１−トリメチルシロキシエテン192mg,1.2mmolとを、無水テトラヒドロフラン2mlに溶解した溶液を加え、同温度で１日かき混ぜた。この反応混合液にトリフルオロ酢酸１０w/w％を含むテトラヒドロフラン2mlを加え、室温に戻した。水で希釈し、エーテルで抽出した。有機層を食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去して得られた油状物をシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、無色油状の（Ｓ）−３−ヒドロキシ−３−フェニルプロピオン酸エチルを収率７０％で得た。［α］D20 −２５．５（ｃ１，ＣＨＣｌ3 ）
【００３５】
【発明の効果】
本発明の化合物は、新規な光学活性β−ジケトン型化合物、及びそれらから誘導されて光学分割剤に用いることができる新規な光学活性化合物であり、さらに、該β−ジケトン型化合物に金属を配位させた金属配位β−ジケトン型化合物は、不斉触媒として有効である。