(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
【化１】
0003825497.tif 000005
で表される光学活性キノリルアルキルアルコールを触媒として、一般式（２）
【化２】
0003825497.tif 000006
で表される３−キノリンカルボキシアルデヒドに、一般式（３）
ＲnＸ ・・・・・ （３）
（式中、Ｒは直鎖か又は分岐した炭素数１〜２２のアルキル基又はアルケニル基を示し、Ｘは金属元素を示し、ｎは１〜４の数を示す。）で表されるアルキル金属を反応させることを特徴とする、一般式（１）で表される光学活性キノリルアルキルアルコールの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法によって製造されることを特徴とする、２−メチル−１−（３−キノリル）プロパン−１−オール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学純度の増加を伴う不斉自己触媒反応を行う光学活性キノリルアルキルアルコール、及び高光学純度の光学活性キノリルアルキルアルコールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から光学活性な有機化合物は、活性型ビタミン等をはじめとする、農薬、医薬等として用いられ、また、それらを合成するための触媒として用いられてきた。これら光学活性化合物を製造する方法としては、不斉源として光学活性な物質を不斉触媒ないし不斉配位子として用いるエナンチオ選択的不斉合成法や、光学活性な物質を反応基質に結合させて反応させるジアステレオ選択的不斉合成法が広く知られている。また、円偏光等の物理的不斉源を用いた絶対不斉合成法（H.B.Kagenら，Tetrahedron Letters，27巻、2479ページ，1971年）が知られている。また、結晶化の過程を含む方法により光学活性化合物を得る方法があり、例えば無機化合物である塩素酸ナトリウムの溶液から塩素酸ナトリウムが結晶化するとき、析出する結晶が、偶然により自発的に右巻き又は左巻きのいずれかの構造になること（Kondepudiら，Science，250巻，975ページ，1990年）が知られている。
【０００３】
上記エナンチオ選択的不斉合成法における不斉触媒反応による不斉合成は、他の光学活性化合物の合成手段と比べて、少量の不斉源から多量の光学活性化合物を合成できるので非常に有用である。しかしながら、従来の不斉触媒反応においては使用する不斉触媒と反応後の生成物との構造が異なっているため、反応終了後に反応生成物と不斉触媒とを分離する煩雑な操作を必要とした。また、反応生成物以外の不斉触媒を使用する必要があり、この不斉触媒は高価であった。
【０００４】
そこで、この煩雑な操作、及び高価な不斉触媒の使用を不要とする不斉触媒による不斉反応として、生成物と同一物質かつ同一構造である不斉触媒を用いる方法、即ち不斉自己触媒反応が当業者の間で研究されてきた。この不斉自己触媒反応においては、反応生成物と不斉触媒との分離、及び高価な不斉触媒の使用を不要とする点において、非常に有用である。
【０００５】
従来までの不斉自己触媒反応としては、ベンゼン環をヘテロ原子１個置換したピリジン誘導体である光学活性ピリジルアルコールを不斉自己触媒として用いる方法（▲そ▼合ら、Journal of Chemical Society, Chemical Communications, 1990年982ページ）がある。更に光学純度を増加させる不斉自己触媒反応として、光学活性ピリミジルアルキルアルコールによる▲そ▼合らの不斉自己触媒反応（K.Soai, T.Shibata, H.Morioka, K.Choji, Nature, 378巻, 767ページ,1995年）による方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前掲の光学活性ピリジルアルコールを不斉自己触媒として用いる方法においては、はじめに光学純度８６％（鏡像異性体過剰率）のピリジルアルコールを用いて不斉自己触媒反応を行っても、新たに生成するピリジルアルコールの光学純度は、著しく低下してわずか３５％（鏡像異性体過剰率）となり、この反応を繰り返すごとに光学純度が著しく低下してしまった。
【０００７】
そこで光学活性を増加させる不斉自己触媒反応として、前掲の光学活性ピリミジルアルキルアルコールを用いた不斉自己触媒反応があるが、この方法で光学活性が増加するのは６員環であるピリミジン環を１つ有する化合物であり、不斉自己触媒反応において、反応前の光学活性化合物の光学純度より反応後の光学活性化合物の光学純度の方が高くなる不斉自己触媒反応を行う光学活性化合物であって、現在までに知られている光学活性化合物は、ピリミジン環を１つ有する光学活性化合物のみである。
【０００８】
そこで上述の事情を鑑み、本発明は、ピリミジン環を持たない化合物における不斉自己触媒反応による不斉合成において、反応を繰り返すたびに光学純度が増加する製造方法、及び高光学純度の光学活性化合物を生成するための触媒となる光学活性化合物を開発することを本発明の基本的な目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上述の目的に従い鋭意研究を進めた結果、キノリン環を有する光学活性化合物を用いた不斉自己触媒反応において、光学純度の低下が無く、逆に著しい光学純度の増加を伴うことを特徴とする光学活性化合物の製造方法及び高光学純度の光学活性化合物を生成するための触媒となる、キノリン環を有する光学活性化合物を開発し、本発明を完成させた。
【００１０】
即ち、本発明によれば、一般式（１）
【００１１】
【化３】
0003825497.tif 000002
（式中、Ｒは直鎖か又は分岐した炭素数１〜２２のアルキル基又はアルケニル基を示し、＊は不斉炭素を示す。）で表される光学活性キノリルアルキルアルコールを提供する。
【００１２】
更に、上記の光学活性キノリルアルキルアルコールを触媒として、一般式（２）
【００１３】
【化４】
0003825497.tif 000003
【００１４】
で表される３−キノリンカルボキシアルデヒドに、一般式（３）
ＲnＸ  ・・・・・  （３）
（式中、Ｒは直鎖か又は分岐した炭素数１〜２２のアルキル基又はアルケニル基を示し、Ｘは金属元素を示し、ｎは１〜４の数を示す。）
で表されるアルキル金属を反応させて反応前の光学活性キノリルアルキルアルコールより光学純度の高い光学活性キノリルアルキルアルコールを生成する製造方法を提供する。
【００１５】
本発明によれば、前記一般式（１）で表される化合物を触媒として用いることにより、反応前の光学活性化合物より光学純度の増加した光学活性化合物を製造することができる。更に、前記反応は不斉自己触媒反応であるので、反応終了後に生成物と不斉触媒とを分離する必要がない点において優れている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明による一般式（１）で表される光学活性キノリルアルキルアルコールは、下記一般式で表される、（１Ｓ,２Ｒ）−Ｎ,Ｎ−ジイソプロピルノルエフェドリン（４ａ）又は（１Ｒ,２Ｓ）−Ｎ,Ｎ−ジイソプロピルノルエフェドリン（４ｂ）を触媒として、一般式（２）で表される３−キノリン−カルボキシアルデヒドに一般式（３）で表されるアルキル金属を反応させて生成することができる。
【００１７】
【化５】
0003825497.tif 000004
【００１８】
本発明における一般式（１）及び一般式（３）のＲにおいて、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、ウンエイコシル基、ドエイコシル基等の直鎖若しくは分岐した基が使用し得る。また、アルケニル基としては、エテニル基（ビニル基）、プロペニル基（アリル基）、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、エイコセニル基、ウンエイコセニル基、ドエイコセニル基等の直鎖若しくは分岐した基が使用し得る。また、Ｒにおいては、アルキル基若しくはアルケニル基の誘導体も使用し得る。
【００１９】
更に、本発明における一般式（１）及び一般式（３）において、Ｒとしては、直鎖もしくは分岐したアルキル基もしくはアルケニル基（炭素数１〜２２）であることが好ましい。更に好ましくは直鎖もしくは分岐したアルキル基もしくはアルケニル基（炭素数１〜１０）であり、特に好ましくは、直鎖もしくは分岐したアルキル基もしくはアルケニル基（炭素数１〜５）であり、最も好ましくはイソプロピル基である。
【００２０】
本発明による反応においては、反応有機溶媒として、トルエン、キシレン、メシチレン、クメン、ベンゼン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、石油エーテル等炭化水素系化合物、ジエチルエーテル、ジアルキルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジグリム、アニソール等のエーテル系化合物を用いるのが好ましい。特に好ましくはトルエンである。即ち、トルエンに溶解したアルデヒド、アルキル金属トルエンを用いることが好ましい。金属元素としては亜鉛を用いることが好ましい。即ち、ジアルキル亜鉛をトルエンに溶解し、ジアルキルトルエン溶液として用いることが好ましい。反応を確実に行うため、前記化合物の混合は時間をかけて攪拌するのが好ましい。反応温度は、−３０℃〜５０℃の範囲で行うことができる。更に確実に行うため、反応は低温で行うことが好ましい。最も好ましくは０℃である。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について更に詳説する。但し、本発明はこれらの実施例に決して限定されるものではない。尚、下記実施例中、「e.e.」とは、「鏡像異性体過剰率（％）」を表すこととする。
【００２２】
＜実施例１＞
２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オール（光学純度９％ｅ．ｅ．，Ｒ体：Ｓ体＝５４．５：４５．５＝１．０：０．８３）４０．３ｍｇ（０．２０ｍｍｏｌ）をトルエンに溶解し（２０ｍｏｌ％）、０℃に冷却した。この溶液に１Ｍジイソプロピル亜鉛トルエン溶液を１．２ｍｌ滴下した後、更に０℃で３０分間攪拌した。３−キノリンカルボキシアルデヒドをトルエンに溶解した溶液（１５７．２ｍｇ，１．００ｍｍｏｌ）４．０ｍｌを上記混合液に０℃において滴下した後、７２時間攪拌した。その後、この反応液に１ｍｏｌ・ｄｍ-3塩酸を５ｍｌ及び飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１５ｍｌを加え、混合液をアルカリ性にし、セライトろ過した。ろ液を酢酸エチルで抽出し、乾燥後、濃縮した。この濃縮液を、シリカゲル薄層クロマトグラフで分離精製し、収率７６％で光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オール（光学純度４３．３％ｅ．ｅ．，Ｒ体：Ｓ体＝７１．６：２８．４，触媒である２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを含む）を得た。新しく生成された２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールの光学純度は５５．８％であった。また、反応前の２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールのＲ体の量を１．０とすると、反応後のＲ体は５．０、Ｓ体は２．０であった。
【００２３】
＜実施例２＞
実施例１で得られた光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オール（光学純度４３．３％ｅ．ｅ．）を触媒として実施例１と同様の反応を行ったところ、光学純度６７％の光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オール（触媒を含む）を得た。新しく生成された２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールの光学純度は６７％であった。また、実施例１の反応前の２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールのＲ体の量を１．０とすると、反応後のＲ体は２５．３、Ｓ体は５．０であった。
【００２４】
＜実施例３＞
実施例２で得られた光学純度６７％ｅ．ｅ．の光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを触媒として、実施例１と同様の反応を行ったところ、光学純度８１．６％ｅ．ｅ．の光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを得た。新しく生成された２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールの光学純度は５２％であった。また、実施例１の反応前の２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールのＲ体の量を１．０とすると、反応後のＲ体は９９．５、Ｓ体は９．８であった。
【００２５】
＜実施例４＞
実施例３で得られた光学純度８１．６％ｅ．ｅ．の光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを触媒として、実施例１と同様の反応を行ったところ、光学純度８５．５％ｅ．ｅ．の光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを得た。新しく生成された２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールの光学純度は７２％であった。また、実施例１の反応前の２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールのＲ体の量を１．０とすると、反応後のＲ体は４６７、Ｓ体は３５．１であった。
【００２６】
＜実施例５＞
実施例４で得られた光学純度８５．５％ｅ．ｅ．の光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを触媒として、実施例１と同様の反応を行ったところ、光学純度８６．２％ｅ．ｅ．の光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを得た。新しく生成された２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールの光学純度は７８％であった。また、実施例１の反応前の２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールのＲ体の量を１．０とすると、反応後のＲ体は１８２８、Ｓ体は１３８であった。
【００２７】
＜実施例６＞
実施例５で得られた光学純度８６．２％ｅ．ｅ．の光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを触媒として、実施例１と同様の反応を行ったところ、光学純度８８．１％ｅ．ｅ．の光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを得た。新しく生成された２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールの光学純度は６３％ｅ．ｅ．であった。また、実施例１の反応前の２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールのＲ体の量を１．０とすると、反応後のＲ体は７６２８、Ｓ体は４８６であった。即ち実施例１〜６により、光学純度８．９％（Ｒ体）の２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールから光学純度８８．１％（Ｒ体）の２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを多量に生成することができた。
【００２８】
＜実施例７＞
Ｒ体の代わりにＳ体が過剰な光学純度３７．２％ｅ．ｅ．の光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを用いて上記実施例１〜６と同様の不斉自己触媒反応を行ったところ、光学純度７０．５％ｅ．ｅ．（Ｓ体）の光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを生成することができた。即ち、反応前のＲ体又はＳ体の過剰率により生成されるＲ体又はＳ体の過剰率が決定し、またＲ体又はＳ体のいずれでも光学純度を増加させることができることを示している。
【００２９】
＜実施例８＞
（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オール（光学純度９４％ｅ．ｅ．）をトルエンに溶解し（３．０×１０-2ｍｏｌ・ｄｍ3）、０℃に冷却した。この溶液にジイソプロピル亜鉛トルエン溶液を滴下した後、更に３０分間攪拌した。３−キノリンカルボキシアルデヒドをトルエンに溶解した溶液を上記混液に０℃において滴下し、攪拌して３０時間反応させた。ここで、（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オール（Ａ）と、３−キノリンカルボキシアルデヒド（Ｂ）と、ジイソプロピル亜鉛（Ｃ）と、のモル比は、Ａ：Ｂ：Ｃ＝０．２：１．０：２．０である。次に、この反応液に１ｍｏｌ・ｄｍ-3塩酸５ｍｌ及び飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１５ｍｌを加え、混合液をアルカリ性にし、セライトろ過した。ろ液を酢酸エチルで抽出し、乾燥後、濃縮した。この濃縮液を、シリカゲル薄層クロマトグラフで分離精製し、収率９２％で光学純度８３％ｅ．ｅ．の（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オール（触媒である光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを含む）を得た。新たに生成された光学活性（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールは、収率７２％、光学純度８０％であった。
【００３０】
＜実施例９＞
反応時間を４８時間とし、触媒である２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールの濃度を３．０×１０-2ｍｏｌ・ｄｍ-3とした他は実施例８と同様に光学純度９４％の（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを触媒として反応を行ったところ、収率８５％で光学純度８８％ｅ．ｅ．の（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オール（触媒である光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを含む）を得た。新たに生成された光学活性（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールは、収率６５％、光学純度８６％であった。
【００３１】
＜実施例１０＞
反応時間を７２時間とし、Ａ：Ｂ：Ｃ＝０．２：１．０：１．２とし、触媒である２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールの濃度を３．０×１０-2ｍｏｌ・ｄｍ-3とした他は実施例８と同様に光学純度９４％の（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを触媒として反応を行ったところ、収率８５％で光学純度９１％ｅ．ｅ．の（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オール（触媒である光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを含む）を得た。新たに生成された光学活性（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールは、収率６５％、光学純度９０％であった。
【００３２】
＜実施例１１＞
反応時間を７２時間とし、Ａ：Ｂ：Ｃ＝０．２：１．０：１．２、有機溶媒としてトルエン及び石油エーテルを用い、触媒である２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールの濃度を３．０×１０-2ｍｏｌ・ｄｍ-3とした他は実施例８と同様に光学純度９４％の（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを触媒として反応を行ったところ、収率６８％で光学純度９１％ｅ．ｅ．の（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オール（触媒である光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを含む）を得た。新たに生成された光学活性（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールは、収率４８％、光学純度９０％であった。
【００３３】
＜実施例１２＞
反応時間を７２時間とし、Ａ：Ｂ：Ｃ＝０．２：１．０：１．２、有機溶媒としてクメンを用い、触媒である２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールの濃度を３．０×１０-2ｍｏｌ・ｄｍ-3とした他は実施例８と同様に光学純度９４％の（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを触媒として反応を行ったところ、収率７５％で光学純度９４％ｅ．ｅ．の（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オール（触媒である光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを含む）を得た。新たに生成された光学活性（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールは、収率５５％、光学純度９４％であった。
【００３４】
＜実施例１３＞
反応時間を７２時間とし、Ａ：Ｂ：Ｃ＝０．２：１．０：１．２、有機溶媒としてＣＨ2Ｃｌ2を用い、触媒である２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールの濃度を３．０×１０-2ｍｏｌ・ｄｍ-3とした他は実施例８と同様に光学純度９４％の（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを触媒として反応を行ったところ、収率２０％以下で光学純度９３％ｅ．ｅ．の（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オール（触媒である光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを含む）を得た。
【００３５】
＜実施例１４＞
反応時間を７２時間とし、Ａ：Ｂ：Ｃ＝０．２：１．０：１．２、触媒である２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールの濃度を３．０×１０-2ｍｏｌ・ｄｍ-3とし、光学純度９２％の（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを触媒とした他は実施例８と同様に反応を行ったところ、収率８０％で光学純度８９％ｅ．ｅ．の（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オール（触媒である光学活性２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールを含む）を得た。新たに生成された光学活性（Ｓ）−２−メチル−１−（３−キノリル）−プロパン−１−オールは、収率６０％、光学純度９０％であった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明による光学活性キノリルアルキルアルコールは、著しく高い光学活性化合物を生成できる不斉反応の触媒となる。更に本発明による方法により極めて高い光学純度の光学活性化合物を多量、安価かつ容易に製造できるので、不斉反応の触媒、例えばビタミン合成をはじめとする医薬、農薬の製造のための不斉触媒として有用である。また本発明の製造方法によれば、上記化合物を触媒として用いた不斉自己触媒反応において、上記化合物の光学純度を著しく増加させることができ、反応生成物はそのまま前記反応の触媒として用いることができるため、上記反応を繰り返すことによって生成物の光学純度を必要なだけ高く、かつ多量に不斉合成できる点において優れている。更に、不斉反応の生成物と触媒とが同一物質であるため反応後、それらの分離を行う必要がなく、また他の不斉触媒を用いて反応を行う必要がない点で優れている。