光学活性アルコールの製造方法
【課題】 ケトン化合物から、高収率かつ高エナンチオ選択的に光学活性アルコールを製造する方法を提供する。
【解決手段】 ケトン化合物を、光学活性金属化合物および１,１,１−トリクロロアルカンの存在下、ヒドリド試薬と反応させる工程を含む、光学活性アルコールの製造方法である。
【解決手段】 ケトン化合物を、光学活性金属化合物および１,１,１−トリクロロアルカンの存在下、ヒドリド試薬と反応させる工程を含む、光学活性アルコールの製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学活性アルコールの製造方法に関し、特に、医薬品、農薬等の生理活性化合物の合成中間体、または液晶等の機能性材料、ファインケミカル等における合成原料として有用な光学活性アルコールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルコールは、対応するケトンから合成され、その合成方法として各種の方法が知られている。なかでも、金属錯体触媒を用いてケトン化合物を還元する方法は重要であり、ケトン化合物を、金属錯体触媒の存在下、ヒドリド試薬と反応させて光学活性アルコールを製造する方法が報告されている（特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３１０９８１号公報
【特許文献２】特開平９−１５１１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これまでに報告されている金属錯体触媒を用いたケトン化合物の還元方法は、芳香族ケトンないし多重結合と共役したケトンの還元は高いエナンチオ選択性が実現されるものの、脂肪族ケトンの還元では必ずしも高いエナンチオ選択性が得られず、改善が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ケトン化合物から光学活性アルコールへの還元反応において触媒として用いられる光学活性金属化合物の活性化剤として、１,１,１−トリクロロアルカンとりわけ、１,１,１−トリクロロエタンを用いることにより、還元生成物が高収率かつ高エナンチオ選択的に得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明は以下の方法に関するものである。
１．ケトン化合物を、光学活性金属化合物および１,１,１−トリクロロアルカンの存在下、ヒドリド試薬と反応させる工程を含む、光学活性アルコールの製造方法。
２．ケトン化合物を、光学活性金属化合物、１,１,１−トリクロロアルカンおよびアルコール化合物の存在下、ヒドリド試薬と反応させる工程を含む、上記１．に記載の光学活性アルコールの製造方法。
３．上記１,１,１−トリクロロアルカンが１,１,１−トリクロロエタンである、１．または２．に記載の光学活性アルコールの製造方法。
【０００７】
４．上記光学活性金属化合物が下記一般式（ａ）で表される光学活性コバルト（II）錯体である上記１．〜３．のいずれかに記載の光学活性アルコールの製造方法。
【化１】
〔式中、Ｒ1とＲ2は異なる基であり、それぞれ、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基またはアリール基であり、置換基を有していてもよく、２個のＲ1同士または２個のＲ2同士は、相互に結合して環を形成していてもよく、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5は同一でも異なっていてもよく、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基、アリール基、アシル基またはアルコキシカルボニル基であり、置換基を有していてもよい〕
５．上記ヒドリド試薬が、金属水素化物である上記１．〜４．のいずれかに記載の光学活性アルコールの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光学活性金属化合物および１,１,１−トリクロロアルカンの存在下、取り扱いが容易なヒドリド試薬を用いて、ケトン化合物、特に脂肪族ケトンについても光学活性アルコールを高収率かつ高エナンチオ選択的に得ることができる。
【０００９】
また、活性化剤である１,１,１−トリクロロアルカンを作用させて得られる活性化光学活性金属化合物は、反応終了後の後処理操作に対しても安定であり、生成物から分離回収して再利用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の方法において、触媒として用いられる光学活性金属化合物は、特に制限されず、例えば、チタン、バナジウム、マンガン、鉄、コバルト、亜鉛、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、ハフニウムおよびジルコニウムから選ばれる少なくとも１種の遷移金属の錯体であり、例えば、光学活性チタン（IV）錯体、光学活性オキソバナジウム（IV）錯体、光学活性マンガン（III）錯体、光学活性鉄（III）錯体、光学活性コバルト（III）錯体、光学活性コバルト（II）錯体、および光学活性ルテニウム（III）錯体である。
【００１１】
本発明の方法において、特に、下記一般式（ａ）：
【化２】
で表される光学活性コバルト（II）錯体が好ましい。
【００１２】
上記一般式（ａ）において、Ｒ1とＲ2は異なる基であり、それぞれ、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基またはアリール基であり、置換基を有していてもよい。この直鎖または分岐状のアルキル基としては、例えば、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基が挙げられる。アリール基としては、例えば、炭素数６〜１４のアリール基が挙げられ、具体例としては、例えば、フェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ｐ−クロロフェニル基、ｐ−フルオロフェニル基、ナフチル基が挙げられる。
【００１３】
また、２個のＲ1同士または２個のＲ2同士は、相互に結合して環を形成していてもよく、例えば、４〜８員環が挙げられ、具体例としては、例えば、−（ＣＨ2）4−等の基を介して相互に結合して６員環等の環を形成していてもよい。
【００１４】
さらに、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基、アリール基、アシル基またはアルコキシカルボニル基であり、置換基を有していてもよい。直鎖または分岐状のアルキル基としては、例えば、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基が挙げられる。アリール基としては、例えば、炭素数６〜１４のアリール基が挙げられ、具体例としては、例えば、フェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ｐ−クロロフェニル基、ｐ−フルオロフェニル基、ナフチル基が挙げられる。また、アシル基としては、例えば、炭素数１〜１０、好ましくは炭素数１〜５のアシル基が挙げられ、例えば、ホルミル基、アセチル基、パーフルオロアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ピバロイル基が挙げられる。そしてアルコキシカルボニル基としては、例えば、炭素数２〜１０、好ましくは炭素数２〜８のアルコキシカルボニル基が挙げられ、具体例としては、例えば、メトキシカルボニル基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル基、シクロオクチルオキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基が挙げられる。
【００１５】
置換基としては、直鎖もしくは分岐状のアルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。置換基としての直鎖もしくは分岐状のアルキル基、アリール基、アシル基およびアルコキシカルボニル基は上記で示したとおりである。アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアルコキシ基が挙げられ、具体例としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ベンジルオキシ基が挙げられる。ハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、ヨウ素原子が挙げられる。なお、これらの置換基は、上記置換基によりさらに置換されていてもよい。
【００１６】
この一般式（ａ）で表される光学活性コバルト（II）錯体の具体例として、下記式で表されるものが挙げられる。
【００１７】
【化３】
【００１８】
【化４】
【００１９】
【化５】
【００２０】
【化６】
【００２１】
これらの一般式（ａ）で表される光学活性コバルト（II）錯体は、公知の方法にしたがって調製することができる（例えば、Y. Nishida, et al,. Inorg. Chim. Acta, 38，213(1980)、E.G. Jager, Z. Chem., 8, 30, 392, and 475(1968)を参照）。例えば、上記錯体に対応する配位子と水酸化ナトリウム水溶液を、窒素雰囲気下、メタノール中で加熱後、塩化コバルト（II）水溶液を添加する方法により調製することができる。
【００２２】
本発明の方法において、光学活性金属化合物の使用量は、ケトン化合物１ｍｏｌに対して、０.００１〜５０ｍｏｌ％、好ましくは０.０１〜５０ｍｏｌ％、特に好ましくは０.０５〜１０ｍｏｌ％である。
【００２３】
本発明の方法において、出発原料として用いられるケトン化合物は、分子内にカルボニル基を有するプロキラルな化合物であれば、特に制限されず、目的の光学活性アルコールに対応して適宜選択することができる。
【００２４】
本発明の方法は、特に、下記一般式（ｂ）：
【化７】
で表されるケトン化合物を出発原料として、下記一般式（ｂ）’：
【化８】
（式中、＊は不斉炭素を示す）
で表される対応する光学活性アルコールを製造するのに適している。
【００２５】
上記一般式（ｂ）および一般式（ｂ）’において、Ｒ6およびＲ7はそれぞれ独立して、直鎖または分岐状のアルキル基、シクロアルキル基または芳香族置換基であり（但し、Ｒ6およびＲ7は同一とはならない）、これらはまた置換基を有していてもよい。この直鎖または分岐状のアルキル基としては、例えば、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基が挙げられる。シクロアルキル基としては、単環式でも、多環式でもよく、例えば、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０のシクロアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の単環式シクロアルキル基、また、例えば、１−デカリン基、ノルボルニル基、アダマンタ−（１−または２−）イル基等の多環式シクロアルキル基が挙げられる。芳香族置換基としては、例えば、炭素数６〜１４のアリール基または炭素数４〜１５の複素環式芳香族置換基が挙げられ、具体例としては、例えば、フェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ｐ−クロロフェニル基、ｐ−フルオロフェニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基等のアリール基、また、例えば、フラン環、チオフェン環、ピリジン環等の複素環式芳香族置換基が挙げられる。さらに、Ｒ6とＲ7は、相互に結合して環を形成していてもよく、単環、多環、縮合環のいずれでもよく、例えば、４〜８員環が挙げられ、具体例としては、例えば、−（ＣＨ2）4−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−等の基を介して相互に結合して６員環等の環を形成していてもよい。
【００２６】
置換基としては、直鎖もしくは分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、芳香族置換基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。これらの置換基は上記に定義されるとおりである。
【００２７】
本発明の方法において、出発原料として用いられるケトン化合物の具体例としては、例えば、以下：
【化９】
が挙げられる。
【００２８】
本発明の方法において、出発原料として用いられるケトン化合物は、カルボニル基の両端の置換基の一方が嵩高い置換基であって、両端の置換基の嵩高さの差が大きいものが好ましく、特に好ましいケトン化合物としては、例えば、以下：
【化１０】
が挙げられる。
【００２９】
本発明の方法において、光学活性金属化合物の活性化剤として、１,１,１−トリクロロアルカンが使用され、好ましくは１,１,１−トリクロロＣ1-10アルカン、例えば、１,１,１−トリクロロメタン、１,１,１−トリクロロエタン、１,１,１−トリクロロ−２,２,２
−トリフルオロエタン、１,１,１−トリクロロトルエン、１,１,１−アセトニトリル、特に好ましくは１,１,１−トリクロロエタンが使用される。１,１,１−トリクロロアルカンの使用量は、光学活性金属化合物に対して２当量〜６当量、すなわち１０〜３０ｍｏｌ％、好ましくは２５〜３０ｍｏｌ％である。
【００３０】
本発明の方法において、還元剤として、ヒドリド試薬が使用される。本発明の方法において使用されるヒドリド試薬は、特に制限されず、例えばシラン類や金属水素化物を使用することができ、好ましくは、金属水素化物である。本発明の方法において使用される金属水素化物としては、例えば、水素化アルミニウムリチウム、トリ（ｔ−ブトキシ）水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素ナトリウム、モノエトキシ水素化ホウ素ナトリム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素カルシウム、水素化ホウ素アンモニウム、水素化シアノホウ素ナトリウムが挙げられ、好ましくは水素化ホウ素ナトリウム、モノエトキシ水素化ホウ素ナトリウムである。
【００３１】
本発明の方法において、ヒドリド試薬の使用量は、ケトン化合物１ｍｏｌに対して、０.５〜１０ｍｏｌ、好ましくは１〜５ｍｏｌである。
【００３２】
さらに、本発明の方法において、ケトン化合物とヒドリド試薬との反応は、アルコール化合物の存在下で行うことが好ましい。
【００３３】
このアルコール化合物の例としては、下記一般式（ｃ）：
【化１１】
で表される化合物が挙げられる。
【００３４】
上記一般式（ｃ）において、Ｒ8、Ｒ9およびＲ10は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、またはヘテロ原子を含む直鎖もしくは分岐状のエーテル基であり、水酸基、アミノ基、エステル基またはカルボニル基等の置換基を有していてもよい。一般式（ｃ）における直鎖または分岐状のアルキル基としては、例えば、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基が挙げられる。シクロアルキル基としては、単環式でも、多環式でもよく、例えば、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０のシクロアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の単環式シクロアルキル基、また、例えば、１−デカリン基、ノルボルニル基、アダマンタ−（１−または２−）イル基等の多環式シクロアルキル基が挙げられる。アリール基としては、例えば、炭素数６〜１４のアリール基が挙げられ、具体例としては、例えば、フェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ｐ−クロロフェニル基、ｐ−フルオロフェニル基、ナフチル基が挙げられる。ヘテロ原子を含む直鎖または分岐状のエーテル基としては、例えば、炭素数１〜１０のエーテル基が挙げられ、具体例としては、例えば、メトキシエチル基、メトキシプロピル基、２−フリル基、３−フリル基、２−テトラヒドロピラニル基が挙げられる。また、Ｒ8、Ｒ9は、相互に結合して環を形成していてもよく、例えば、４〜８員環が挙げられ、具体例としては、例えば、−（ＣＨ2）4−、−（ＣＨ2）5−の基を介して相互に結合して５員環、６員環等の環を形成していてもよい。
【００３５】
このアルコール化合物の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール等の脂肪族または脂環式アルコール、フェノール、レゾルシン等の芳香族アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のポリアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフルフリルアルコール、テトラヒドロピレン−２−メタノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロ−３−フラン−メタノール等の鎖状または環状エーテルアルコール、２−（メチルアミノ）エタノール、２−（エチルアミノ）エタノール、２−ピリジンメタノール、２−ペパリジンメタノール等の鎖状または環状アミノアルコールが挙げられる。
【００３６】
本発明の方法において、上記一般式（ｃ）で表されるアルコール化合物は、単独でも２種以上を組み合わせても用いられる。２種以上の組み合わせの具体例としては、例えば、エタノール／エチレングリコール、エタノール／プロピレングリコール、エタノール／エチレングリコールモノメチルエーテル、エタノール／プロピレングリコールモノメチルエーテル、エタノール／テトラヒドロフルフリルアルコール、エタノール／テトラヒドロピレン−２−メタノール、エタノール／フルフリルアルコール、エタノール／テトラヒドロ−３−フラン−メタノール、エタノール／５−メチルテトラヒドロフラン−２−メタノールの組み合わせ、および上記組み合わせにおけるエタノールの代わりに、例えば、メタノール、プロパノール、ブタノール、２−プロパノール、２，２−ジメチルエタノール、２，２，２−トリフルオロエタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノールをそれぞれ用いた組み合わせが挙げられる。
【００３７】
本発明の方法において使用される好ましいアルコール化合物は、エタノール（ＥｔＯＨ）単独、メタノール（ＭｅＯＨ）単独、ベンジルアルコール（ＢｎＯＨ）単独、エタノール／テトラヒドロフルフリルアルコール（ＴＨＦＡ）またはメタノール／テトラヒドロフルフリルアルコールの組み合わせである。
【００３８】
本発明の方法において、アルコール化合物の使用量は、ヒドリド試薬１ｍｏｌに対して、０.０１〜５０ｍｏｌ、好ましくは１〜３０ｍｏｌである。
【００３９】
また、本発明の方法において、反応は、好ましくは液相中で行われ、必要に応じて溶媒を使用することができる。使用される溶媒としては、例えば、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、脂環式炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒およびハロゲン系溶媒が挙げられ、特に、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒および四塩化炭素、クロロホルム、フロン１１３等のハロゲン系溶媒が好ましい。
【００４０】
溶媒を用いる場合、溶媒の使用量は、通常、ケトン化合物１ｍｍｏｌに対して、１ｍｌ〜１ｌ、好ましくは５〜１００ｍｌである。
【００４１】
反応温度は、通常、−１００〜５０℃の範囲が好ましく、さらに好ましくは−８０〜３０℃の範囲、特に好ましくは−６０〜０℃である。また、反応圧力は、溶媒が気化しないかぎり、常圧で十分である。
【００４２】
また、反応時間は、通常、１分〜１０日程度である。さらに、逐次、反応混合物のサンプルを採取して、薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）等により分析して、反応の進行状況を確認することができる。
【００４３】
本発明の方法において、以上の反応によって得られる反応混合物から、目的の光学活性アルコールの回収、精製は、公知の方法、例えば、蒸留、吸着による方法、抽出、再結晶等の方法を組み合わせて行うことができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例、比較例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、これらの例に限定されるものではない。
【００４５】
実施例１
【化１２】
窒素雰囲気下、式（１）の光学活性ケトイミナトコバルト錯体触媒 (１９.７ｍｇ、０.０２５ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％)および１−アダマンチルメチルケトン(９０.６ｍｇ、０.５１ｍｍｏｌ)、１,１,１−トリクロロエタン(５μＬ、０.０５ｍｍｏｌ、１０ｍｏｌ％）のＴＨＦ(５ｍＬ)溶液を０℃に冷却し、あらかじめＮａＢＨ4とＥｔＯＨ(１当量 ｖｓ ＮａＢＨ4)、およびテトラヒドロフルフリルアルコール(１４当量 ｖｓ ＮａＢＨ4)から調製した修飾水素化ホウ素ナトリウム（１.５当量）をシリンジポンプ（０.３５ｍＬ／ｍｉｎ）を用いて滴下した。滴下後、０℃で３１時間撹拌させた。薄層クロマトグラフィーにより反応は追跡した。反応溶液をドライアイス−アセトンバスで−７８℃まで冷却し、続いて同様にドライアイス−アセトンバスで冷却した含水ＴＨＦ溶液（１％酢酸）（２.０ｍＬ）を加え反応を停止させた。生成物を酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄したのち、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。乾燥剤をろ過し、溶媒をロータリーエバポレーターで減圧留去し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ＡｃＯＥｔ／Ｈｅｘａｎｅ＝１／１５）で精製すると、目的とする（１−アダマンチル）−１−エタノールが得られた（７４.３ｍｇ、８０％ｙｉｅｌｄ）。得られた（１−アダマンチル）−１−エタノールをＮ,Ｎ−ジメチルアミノピリジン（１当量）、１−ナフトイルクロリド（２当量）およびピリジン（５当量）で処理し１−ナフトイルエステルに変換した後、ＨＰＬＣ分析を行い、光学収率を決定した（６３％ ｅｅ）（Ｄａｉｃｅｌ Ｃｈｉｒａｌｐａｋ ＩＢ、１.０ｍＬ／ｍｉｎ、２５４ｎｍ、０.５％ ＴＨＦ ｉｎ ｎ−ｈｅｘａｎｅ、ｔr＝１６.０３ｍｉｎ、１９.７６ｍｉｎ）。
【００４６】
実施例２〜５
各例において、アルコール化合物を変更した以外は、実施例１と同様にして反応を行った。ただし、実施例５については２当量の水素化ホウ素ナトリウムを−２０ ℃で使用した。
【００４７】
実施例６
【化１３】
ケトン化合物にブチルフェニルケトンを用いて、実施例１と同様にして反応を行った。ただし、式（１）の光学活性ケトイミナトコバルト錯体触媒 （１０ｍｏｌ％）、１,１,１−トリクロロエタン（３０ｍｏｌ％）およびＭｅＯＨ（１２当量）を使用した。
【００４８】
比較例１〜３
各例において、活性化剤を変更した以外は、実施例１と同様にして反応を行った。
【００４９】
生成されたアルコールの光学純度を高速液体クロマトグラフィーにより分析し、その結果を表１に示す。
【表１】
【００５０】
実施例７
【化１４】
〈第１サイクル〉
窒素雰囲気下、式（１）の光学活性ケトイミナトコバルト錯体触媒（２０.０ｍｇ、０.０２５ｍｍｏｌ、１０ｍｏｌ％）および１−アダマンチルメチルケトン（４４.５ｍｇ、０.２５ｍｍｏｌ）、１,１,１−トリクロロエタン（１０μＬ、０.１０ｍｍｏｌ、４０ｍｏｌ％）のＴＨＦ（２.５ｍＬ）溶液を−２０℃に冷却し、あらかじめＭｅＯＨ（６.０当量 ｖｓ ＮａＢＨ4）とＮａＢＨ4から調製した修飾水素化ホウ素ナトリウム（２当量）をシリンジポンプ（０.１７６ｍＬ／ｍｉｎ）を用いて２３分かけて滴下した。１４時間、−２０℃で反応させた後、ドライアイス−アセトンバスで冷却し、同様にドライアイス−アセトンバスで冷却した含水ＴＨＦ溶液（２.０ｍＬ）を加え反応を停止させた。生成物を酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄したのち、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。乾燥剤をろ過し、溶媒をロータリーエバポレーターで減圧留去し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ＡｃＯＥｔ／Ｈｅｘａｎｅ＝１／１５）で精製すると、目的とする光学活性（１−アダマンチル）−１−エタノールが得られた（３９.１ｍｇ、８７％ ｙｉｅｌｄ）。得られた（１−アダマンチル）−１−エタノールをＮ,Ｎ−ジメチルアミノピリジン（１当量）、１−ナフトイルクロリド（２当量）およびピリジン（５当量）で処理し、１−ナフトイルエステルに変換した後、ＨＰＬＣ分析を行い、光学収率を決定した（８１％ ｅｅ）（Ｄａｉｃｅｌ Ｃｈｉｒａｌｐａｋ ＩＢ、１.０ｍＬ／ｍｉｎ、２５４ｎｍ、０.５％ ＴＨＦ ｉｎ ｎ−ｈｅｘａｎｅ、ｔr＝１６.０３ｍｉｎ、１９.７６ｍｉｎ）。さらに、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的生成物を単離した後、素早く極性の高い展開溶媒（Ｅｔ2Ｏ／ＡｃＯＥｔ＝４／１）で赤色の分画を回収し、溶媒をロータリーエバポレーターで減圧留去し、真空ラインで減圧乾燥して錯体触媒を回収した（回収率：＞９９％）。回収した錯体触媒のＥＳＩ−ＭＳ分析の結果、コバルト錯体を１,１,１−トリクロロエタン存在下、水素化ホウ素ナトリウムで処理した赤色溶液のＥＳＩ−ＭＳ分析と同一のスペクトルを示すことを確認した。回収された錯体触媒はこれ以上の精製をせず、次の反応サイクルに触媒として用いた。
【００５１】
〈第２サイクル〉
回収された錯体触媒のモル数に合わせての試薬、基質の調整は行わず反応に用いた。すなわち、窒素雰囲気下、回収した錯体触媒（２２.１ｍｇ、０.０２５ｍｍｏｌ、１４ｈ）、および１−アダマンチルメチルケトン（４５.３ｍｇ、０.２５ｍｍｏｌ）、１,１,１−トリクロロエタン（１０μＬ、０.１０ｍｍｏｌ、４０ｍｏｌ％）のＴＨＦ（２.５ｍＬ）溶液を−２０℃に冷却し、あらかじめＭｅＯＨ（６.０当量 ｖｓ ＮａＢＨ4）とＮａＢＨ4から調製した修飾水素化ホウ素ナトリウム（２当量）をシリンジポンプ（０.１７６ｍＬ／ｍｉｎ）を用いて２３分かけて滴下した。１４時間−２０℃で反応させた後、ドライアイス−アセトンバスで冷却し、同様にドライアイス−アセトンバスで冷却した含水ＴＨＦ溶液（２.０ｍＬ）を加え反応を停止させた。生成物を酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄したのち、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。乾燥剤をろ過し、溶媒をロータリーエバポレーターで減圧留去し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ＡｃＯＥｔ／Ｈｅｘａｎｅ＝１／１５）で精製すると、目的とする光学活性（１−アダマンチル）−１−エタノールが得られた（３２.１ｍｇ、７１％ ｙｉｅｌｄ）。得られた（１−アダマンチル）−１−エタノールをＮ,Ｎ−ジメチルアミノピリジン（１当量）、１−ナフトイルクロリド（２当量）およびピリジン（５当量）で処理し、１−ナフトイルエステルに変換した後、ＨＰＬＣ分析を行い、光学収率を決定した（７５％ ｅｅ）（Ｄａｉｃｅｌ Ｃｈｉｒａｌｐａｋ ＩＢ、１.０ｍＬ／ｍｉｎ、２５４ｎｍ、０.５％ ＴＨＦ ｉｎ ｎ−ｈｅｘａｎｅ、ｔr＝１６.０３ｍｉｎ、１９.７６ｍｉｎ）。さらに、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的生成物を単離した後、素早く極性の高い展開溶媒（Ｅｔ2Ｏ／ＡｃＯＥｔ＝４／１）で赤色分画を回収し、溶媒をロータリーエバポレーターで減圧留去し、真空ラインで減圧乾燥させて錯体触媒を回収した（回収率：７５％）。錯体触媒はこれ以上の精製をせず、次の反応サイクルに用いた。
【００５２】
〈第３サイクル〉以降
第２サイクルと同様に、回収された錯体触媒のモル数に合わせての試薬、基質のモル数の調整は行わず反応に用いた。
これらの結果を表２に示す。
【表２】
【００５３】
実施例８
上記の各実施例においては、反応は窒素雰囲気下で行うものの、シリカゲルカラムクロマトグラフィーでの目的生成物の精製は空気中で行った。本実施例ではシリカゲルカラムクロマトグラフィーでの目的生成物の精製も窒素雰囲気中で行い、それ以外は実施例７と同様にして反応を行った。
この結果を表３に示す。反応サイクルを繰り返しても触媒錯体の回収率を高く維持することができた。
【表３】
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によれば、有用な光学活性アルコールを、高収率かつ高エナンチオ選択的に得ることができ、また、反応に使用した光学活性金属化合物を、回収し、再利用することができるので、その工業的価値は非常に高い。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学活性アルコールの製造方法に関し、特に、医薬品、農薬等の生理活性化合物の合成中間体、または液晶等の機能性材料、ファインケミカル等における合成原料として有用な光学活性アルコールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルコールは、対応するケトンから合成され、その合成方法として各種の方法が知られている。なかでも、金属錯体触媒を用いてケトン化合物を還元する方法は重要であり、ケトン化合物を、金属錯体触媒の存在下、ヒドリド試薬と反応させて光学活性アルコールを製造する方法が報告されている（特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３１０９８１号公報
【特許文献２】特開平９−１５１１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これまでに報告されている金属錯体触媒を用いたケトン化合物の還元方法は、芳香族ケトンないし多重結合と共役したケトンの還元は高いエナンチオ選択性が実現されるものの、脂肪族ケトンの還元では必ずしも高いエナンチオ選択性が得られず、改善が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ケトン化合物から光学活性アルコールへの還元反応において触媒として用いられる光学活性金属化合物の活性化剤として、１,１,１−トリクロロアルカンとりわけ、１,１,１−トリクロロエタンを用いることにより、還元生成物が高収率かつ高エナンチオ選択的に得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明は以下の方法に関するものである。
１．ケトン化合物を、光学活性金属化合物および１,１,１−トリクロロアルカンの存在下、ヒドリド試薬と反応させる工程を含む、光学活性アルコールの製造方法。
２．ケトン化合物を、光学活性金属化合物、１,１,１−トリクロロアルカンおよびアルコール化合物の存在下、ヒドリド試薬と反応させる工程を含む、上記１．に記載の光学活性アルコールの製造方法。
３．上記１,１,１−トリクロロアルカンが１,１,１−トリクロロエタンである、１．または２．に記載の光学活性アルコールの製造方法。
【０００７】
４．上記光学活性金属化合物が下記一般式（ａ）で表される光学活性コバルト（II）錯体である上記１．〜３．のいずれかに記載の光学活性アルコールの製造方法。
【化１】
〔式中、Ｒ1とＲ2は異なる基であり、それぞれ、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基またはアリール基であり、置換基を有していてもよく、２個のＲ1同士または２個のＲ2同士は、相互に結合して環を形成していてもよく、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5は同一でも異なっていてもよく、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基、アリール基、アシル基またはアルコキシカルボニル基であり、置換基を有していてもよい〕
５．上記ヒドリド試薬が、金属水素化物である上記１．〜４．のいずれかに記載の光学活性アルコールの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光学活性金属化合物および１,１,１−トリクロロアルカンの存在下、取り扱いが容易なヒドリド試薬を用いて、ケトン化合物、特に脂肪族ケトンについても光学活性アルコールを高収率かつ高エナンチオ選択的に得ることができる。
【０００９】
また、活性化剤である１,１,１−トリクロロアルカンを作用させて得られる活性化光学活性金属化合物は、反応終了後の後処理操作に対しても安定であり、生成物から分離回収して再利用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の方法において、触媒として用いられる光学活性金属化合物は、特に制限されず、例えば、チタン、バナジウム、マンガン、鉄、コバルト、亜鉛、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、ハフニウムおよびジルコニウムから選ばれる少なくとも１種の遷移金属の錯体であり、例えば、光学活性チタン（IV）錯体、光学活性オキソバナジウム（IV）錯体、光学活性マンガン（III）錯体、光学活性鉄（III）錯体、光学活性コバルト（III）錯体、光学活性コバルト（II）錯体、および光学活性ルテニウム（III）錯体である。
【００１１】
本発明の方法において、特に、下記一般式（ａ）：
【化２】
で表される光学活性コバルト（II）錯体が好ましい。
【００１２】
上記一般式（ａ）において、Ｒ1とＲ2は異なる基であり、それぞれ、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基またはアリール基であり、置換基を有していてもよい。この直鎖または分岐状のアルキル基としては、例えば、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基が挙げられる。アリール基としては、例えば、炭素数６〜１４のアリール基が挙げられ、具体例としては、例えば、フェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ｐ−クロロフェニル基、ｐ−フルオロフェニル基、ナフチル基が挙げられる。
【００１３】
また、２個のＲ1同士または２個のＲ2同士は、相互に結合して環を形成していてもよく、例えば、４〜８員環が挙げられ、具体例としては、例えば、−（ＣＨ2）4−等の基を介して相互に結合して６員環等の環を形成していてもよい。
【００１４】
さらに、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基、アリール基、アシル基またはアルコキシカルボニル基であり、置換基を有していてもよい。直鎖または分岐状のアルキル基としては、例えば、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基が挙げられる。アリール基としては、例えば、炭素数６〜１４のアリール基が挙げられ、具体例としては、例えば、フェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ｐ−クロロフェニル基、ｐ−フルオロフェニル基、ナフチル基が挙げられる。また、アシル基としては、例えば、炭素数１〜１０、好ましくは炭素数１〜５のアシル基が挙げられ、例えば、ホルミル基、アセチル基、パーフルオロアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ピバロイル基が挙げられる。そしてアルコキシカルボニル基としては、例えば、炭素数２〜１０、好ましくは炭素数２〜８のアルコキシカルボニル基が挙げられ、具体例としては、例えば、メトキシカルボニル基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル基、シクロオクチルオキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基が挙げられる。
【００１５】
置換基としては、直鎖もしくは分岐状のアルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。置換基としての直鎖もしくは分岐状のアルキル基、アリール基、アシル基およびアルコキシカルボニル基は上記で示したとおりである。アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアルコキシ基が挙げられ、具体例としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ベンジルオキシ基が挙げられる。ハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、ヨウ素原子が挙げられる。なお、これらの置換基は、上記置換基によりさらに置換されていてもよい。
【００１６】
この一般式（ａ）で表される光学活性コバルト（II）錯体の具体例として、下記式で表されるものが挙げられる。
【００１７】
【化３】
【００１８】
【化４】
【００１９】
【化５】
【００２０】
【化６】
【００２１】
これらの一般式（ａ）で表される光学活性コバルト（II）錯体は、公知の方法にしたがって調製することができる（例えば、Y. Nishida, et al,. Inorg. Chim. Acta, 38，213(1980)、E.G. Jager, Z. Chem., 8, 30, 392, and 475(1968)を参照）。例えば、上記錯体に対応する配位子と水酸化ナトリウム水溶液を、窒素雰囲気下、メタノール中で加熱後、塩化コバルト（II）水溶液を添加する方法により調製することができる。
【００２２】
本発明の方法において、光学活性金属化合物の使用量は、ケトン化合物１ｍｏｌに対して、０.００１〜５０ｍｏｌ％、好ましくは０.０１〜５０ｍｏｌ％、特に好ましくは０.０５〜１０ｍｏｌ％である。
【００２３】
本発明の方法において、出発原料として用いられるケトン化合物は、分子内にカルボニル基を有するプロキラルな化合物であれば、特に制限されず、目的の光学活性アルコールに対応して適宜選択することができる。
【００２４】
本発明の方法は、特に、下記一般式（ｂ）：
【化７】
で表されるケトン化合物を出発原料として、下記一般式（ｂ）’：
【化８】
（式中、＊は不斉炭素を示す）
で表される対応する光学活性アルコールを製造するのに適している。
【００２５】
上記一般式（ｂ）および一般式（ｂ）’において、Ｒ6およびＲ7はそれぞれ独立して、直鎖または分岐状のアルキル基、シクロアルキル基または芳香族置換基であり（但し、Ｒ6およびＲ7は同一とはならない）、これらはまた置換基を有していてもよい。この直鎖または分岐状のアルキル基としては、例えば、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基が挙げられる。シクロアルキル基としては、単環式でも、多環式でもよく、例えば、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０のシクロアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の単環式シクロアルキル基、また、例えば、１−デカリン基、ノルボルニル基、アダマンタ−（１−または２−）イル基等の多環式シクロアルキル基が挙げられる。芳香族置換基としては、例えば、炭素数６〜１４のアリール基または炭素数４〜１５の複素環式芳香族置換基が挙げられ、具体例としては、例えば、フェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ｐ−クロロフェニル基、ｐ−フルオロフェニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基等のアリール基、また、例えば、フラン環、チオフェン環、ピリジン環等の複素環式芳香族置換基が挙げられる。さらに、Ｒ6とＲ7は、相互に結合して環を形成していてもよく、単環、多環、縮合環のいずれでもよく、例えば、４〜８員環が挙げられ、具体例としては、例えば、−（ＣＨ2）4−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−等の基を介して相互に結合して６員環等の環を形成していてもよい。
【００２６】
置換基としては、直鎖もしくは分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、芳香族置換基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。これらの置換基は上記に定義されるとおりである。
【００２７】
本発明の方法において、出発原料として用いられるケトン化合物の具体例としては、例えば、以下：
【化９】
が挙げられる。
【００２８】
本発明の方法において、出発原料として用いられるケトン化合物は、カルボニル基の両端の置換基の一方が嵩高い置換基であって、両端の置換基の嵩高さの差が大きいものが好ましく、特に好ましいケトン化合物としては、例えば、以下：
【化１０】
が挙げられる。
【００２９】
本発明の方法において、光学活性金属化合物の活性化剤として、１,１,１−トリクロロアルカンが使用され、好ましくは１,１,１−トリクロロＣ1-10アルカン、例えば、１,１,１−トリクロロメタン、１,１,１−トリクロロエタン、１,１,１−トリクロロ−２,２,２
−トリフルオロエタン、１,１,１−トリクロロトルエン、１,１,１−アセトニトリル、特に好ましくは１,１,１−トリクロロエタンが使用される。１,１,１−トリクロロアルカンの使用量は、光学活性金属化合物に対して２当量〜６当量、すなわち１０〜３０ｍｏｌ％、好ましくは２５〜３０ｍｏｌ％である。
【００３０】
本発明の方法において、還元剤として、ヒドリド試薬が使用される。本発明の方法において使用されるヒドリド試薬は、特に制限されず、例えばシラン類や金属水素化物を使用することができ、好ましくは、金属水素化物である。本発明の方法において使用される金属水素化物としては、例えば、水素化アルミニウムリチウム、トリ（ｔ−ブトキシ）水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素ナトリウム、モノエトキシ水素化ホウ素ナトリム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素カルシウム、水素化ホウ素アンモニウム、水素化シアノホウ素ナトリウムが挙げられ、好ましくは水素化ホウ素ナトリウム、モノエトキシ水素化ホウ素ナトリウムである。
【００３１】
本発明の方法において、ヒドリド試薬の使用量は、ケトン化合物１ｍｏｌに対して、０.５〜１０ｍｏｌ、好ましくは１〜５ｍｏｌである。
【００３２】
さらに、本発明の方法において、ケトン化合物とヒドリド試薬との反応は、アルコール化合物の存在下で行うことが好ましい。
【００３３】
このアルコール化合物の例としては、下記一般式（ｃ）：
【化１１】
で表される化合物が挙げられる。
【００３４】
上記一般式（ｃ）において、Ｒ8、Ｒ9およびＲ10は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、またはヘテロ原子を含む直鎖もしくは分岐状のエーテル基であり、水酸基、アミノ基、エステル基またはカルボニル基等の置換基を有していてもよい。一般式（ｃ）における直鎖または分岐状のアルキル基としては、例えば、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基が挙げられる。シクロアルキル基としては、単環式でも、多環式でもよく、例えば、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０のシクロアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の単環式シクロアルキル基、また、例えば、１−デカリン基、ノルボルニル基、アダマンタ−（１−または２−）イル基等の多環式シクロアルキル基が挙げられる。アリール基としては、例えば、炭素数６〜１４のアリール基が挙げられ、具体例としては、例えば、フェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ｐ−クロロフェニル基、ｐ−フルオロフェニル基、ナフチル基が挙げられる。ヘテロ原子を含む直鎖または分岐状のエーテル基としては、例えば、炭素数１〜１０のエーテル基が挙げられ、具体例としては、例えば、メトキシエチル基、メトキシプロピル基、２−フリル基、３−フリル基、２−テトラヒドロピラニル基が挙げられる。また、Ｒ8、Ｒ9は、相互に結合して環を形成していてもよく、例えば、４〜８員環が挙げられ、具体例としては、例えば、−（ＣＨ2）4−、−（ＣＨ2）5−の基を介して相互に結合して５員環、６員環等の環を形成していてもよい。
【００３５】
このアルコール化合物の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール等の脂肪族または脂環式アルコール、フェノール、レゾルシン等の芳香族アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のポリアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフルフリルアルコール、テトラヒドロピレン−２−メタノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロ−３−フラン−メタノール等の鎖状または環状エーテルアルコール、２−（メチルアミノ）エタノール、２−（エチルアミノ）エタノール、２−ピリジンメタノール、２−ペパリジンメタノール等の鎖状または環状アミノアルコールが挙げられる。
【００３６】
本発明の方法において、上記一般式（ｃ）で表されるアルコール化合物は、単独でも２種以上を組み合わせても用いられる。２種以上の組み合わせの具体例としては、例えば、エタノール／エチレングリコール、エタノール／プロピレングリコール、エタノール／エチレングリコールモノメチルエーテル、エタノール／プロピレングリコールモノメチルエーテル、エタノール／テトラヒドロフルフリルアルコール、エタノール／テトラヒドロピレン−２−メタノール、エタノール／フルフリルアルコール、エタノール／テトラヒドロ−３−フラン−メタノール、エタノール／５−メチルテトラヒドロフラン−２−メタノールの組み合わせ、および上記組み合わせにおけるエタノールの代わりに、例えば、メタノール、プロパノール、ブタノール、２−プロパノール、２，２−ジメチルエタノール、２，２，２−トリフルオロエタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノールをそれぞれ用いた組み合わせが挙げられる。
【００３７】
本発明の方法において使用される好ましいアルコール化合物は、エタノール（ＥｔＯＨ）単独、メタノール（ＭｅＯＨ）単独、ベンジルアルコール（ＢｎＯＨ）単独、エタノール／テトラヒドロフルフリルアルコール（ＴＨＦＡ）またはメタノール／テトラヒドロフルフリルアルコールの組み合わせである。
【００３８】
本発明の方法において、アルコール化合物の使用量は、ヒドリド試薬１ｍｏｌに対して、０.０１〜５０ｍｏｌ、好ましくは１〜３０ｍｏｌである。
【００３９】
また、本発明の方法において、反応は、好ましくは液相中で行われ、必要に応じて溶媒を使用することができる。使用される溶媒としては、例えば、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、脂環式炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒およびハロゲン系溶媒が挙げられ、特に、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒および四塩化炭素、クロロホルム、フロン１１３等のハロゲン系溶媒が好ましい。
【００４０】
溶媒を用いる場合、溶媒の使用量は、通常、ケトン化合物１ｍｍｏｌに対して、１ｍｌ〜１ｌ、好ましくは５〜１００ｍｌである。
【００４１】
反応温度は、通常、−１００〜５０℃の範囲が好ましく、さらに好ましくは−８０〜３０℃の範囲、特に好ましくは−６０〜０℃である。また、反応圧力は、溶媒が気化しないかぎり、常圧で十分である。
【００４２】
また、反応時間は、通常、１分〜１０日程度である。さらに、逐次、反応混合物のサンプルを採取して、薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）等により分析して、反応の進行状況を確認することができる。
【００４３】
本発明の方法において、以上の反応によって得られる反応混合物から、目的の光学活性アルコールの回収、精製は、公知の方法、例えば、蒸留、吸着による方法、抽出、再結晶等の方法を組み合わせて行うことができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例、比較例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、これらの例に限定されるものではない。
【００４５】
実施例１
【化１２】
窒素雰囲気下、式（１）の光学活性ケトイミナトコバルト錯体触媒 (１９.７ｍｇ、０.０２５ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％)および１−アダマンチルメチルケトン(９０.６ｍｇ、０.５１ｍｍｏｌ)、１,１,１−トリクロロエタン(５μＬ、０.０５ｍｍｏｌ、１０ｍｏｌ％）のＴＨＦ(５ｍＬ)溶液を０℃に冷却し、あらかじめＮａＢＨ4とＥｔＯＨ(１当量 ｖｓ ＮａＢＨ4)、およびテトラヒドロフルフリルアルコール(１４当量 ｖｓ ＮａＢＨ4)から調製した修飾水素化ホウ素ナトリウム（１.５当量）をシリンジポンプ（０.３５ｍＬ／ｍｉｎ）を用いて滴下した。滴下後、０℃で３１時間撹拌させた。薄層クロマトグラフィーにより反応は追跡した。反応溶液をドライアイス−アセトンバスで−７８℃まで冷却し、続いて同様にドライアイス−アセトンバスで冷却した含水ＴＨＦ溶液（１％酢酸）（２.０ｍＬ）を加え反応を停止させた。生成物を酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄したのち、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。乾燥剤をろ過し、溶媒をロータリーエバポレーターで減圧留去し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ＡｃＯＥｔ／Ｈｅｘａｎｅ＝１／１５）で精製すると、目的とする（１−アダマンチル）−１−エタノールが得られた（７４.３ｍｇ、８０％ｙｉｅｌｄ）。得られた（１−アダマンチル）−１−エタノールをＮ,Ｎ−ジメチルアミノピリジン（１当量）、１−ナフトイルクロリド（２当量）およびピリジン（５当量）で処理し１−ナフトイルエステルに変換した後、ＨＰＬＣ分析を行い、光学収率を決定した（６３％ ｅｅ）（Ｄａｉｃｅｌ Ｃｈｉｒａｌｐａｋ ＩＢ、１.０ｍＬ／ｍｉｎ、２５４ｎｍ、０.５％ ＴＨＦ ｉｎ ｎ−ｈｅｘａｎｅ、ｔr＝１６.０３ｍｉｎ、１９.７６ｍｉｎ）。
【００４６】
実施例２〜５
各例において、アルコール化合物を変更した以外は、実施例１と同様にして反応を行った。ただし、実施例５については２当量の水素化ホウ素ナトリウムを−２０ ℃で使用した。
【００４７】
実施例６
【化１３】
ケトン化合物にブチルフェニルケトンを用いて、実施例１と同様にして反応を行った。ただし、式（１）の光学活性ケトイミナトコバルト錯体触媒 （１０ｍｏｌ％）、１,１,１−トリクロロエタン（３０ｍｏｌ％）およびＭｅＯＨ（１２当量）を使用した。
【００４８】
比較例１〜３
各例において、活性化剤を変更した以外は、実施例１と同様にして反応を行った。
【００４９】
生成されたアルコールの光学純度を高速液体クロマトグラフィーにより分析し、その結果を表１に示す。
【表１】
【００５０】
実施例７
【化１４】
〈第１サイクル〉
窒素雰囲気下、式（１）の光学活性ケトイミナトコバルト錯体触媒（２０.０ｍｇ、０.０２５ｍｍｏｌ、１０ｍｏｌ％）および１−アダマンチルメチルケトン（４４.５ｍｇ、０.２５ｍｍｏｌ）、１,１,１−トリクロロエタン（１０μＬ、０.１０ｍｍｏｌ、４０ｍｏｌ％）のＴＨＦ（２.５ｍＬ）溶液を−２０℃に冷却し、あらかじめＭｅＯＨ（６.０当量 ｖｓ ＮａＢＨ4）とＮａＢＨ4から調製した修飾水素化ホウ素ナトリウム（２当量）をシリンジポンプ（０.１７６ｍＬ／ｍｉｎ）を用いて２３分かけて滴下した。１４時間、−２０℃で反応させた後、ドライアイス−アセトンバスで冷却し、同様にドライアイス−アセトンバスで冷却した含水ＴＨＦ溶液（２.０ｍＬ）を加え反応を停止させた。生成物を酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄したのち、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。乾燥剤をろ過し、溶媒をロータリーエバポレーターで減圧留去し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ＡｃＯＥｔ／Ｈｅｘａｎｅ＝１／１５）で精製すると、目的とする光学活性（１−アダマンチル）−１−エタノールが得られた（３９.１ｍｇ、８７％ ｙｉｅｌｄ）。得られた（１−アダマンチル）−１−エタノールをＮ,Ｎ−ジメチルアミノピリジン（１当量）、１−ナフトイルクロリド（２当量）およびピリジン（５当量）で処理し、１−ナフトイルエステルに変換した後、ＨＰＬＣ分析を行い、光学収率を決定した（８１％ ｅｅ）（Ｄａｉｃｅｌ Ｃｈｉｒａｌｐａｋ ＩＢ、１.０ｍＬ／ｍｉｎ、２５４ｎｍ、０.５％ ＴＨＦ ｉｎ ｎ−ｈｅｘａｎｅ、ｔr＝１６.０３ｍｉｎ、１９.７６ｍｉｎ）。さらに、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的生成物を単離した後、素早く極性の高い展開溶媒（Ｅｔ2Ｏ／ＡｃＯＥｔ＝４／１）で赤色の分画を回収し、溶媒をロータリーエバポレーターで減圧留去し、真空ラインで減圧乾燥して錯体触媒を回収した（回収率：＞９９％）。回収した錯体触媒のＥＳＩ−ＭＳ分析の結果、コバルト錯体を１,１,１−トリクロロエタン存在下、水素化ホウ素ナトリウムで処理した赤色溶液のＥＳＩ−ＭＳ分析と同一のスペクトルを示すことを確認した。回収された錯体触媒はこれ以上の精製をせず、次の反応サイクルに触媒として用いた。
【００５１】
〈第２サイクル〉
回収された錯体触媒のモル数に合わせての試薬、基質の調整は行わず反応に用いた。すなわち、窒素雰囲気下、回収した錯体触媒（２２.１ｍｇ、０.０２５ｍｍｏｌ、１４ｈ）、および１−アダマンチルメチルケトン（４５.３ｍｇ、０.２５ｍｍｏｌ）、１,１,１−トリクロロエタン（１０μＬ、０.１０ｍｍｏｌ、４０ｍｏｌ％）のＴＨＦ（２.５ｍＬ）溶液を−２０℃に冷却し、あらかじめＭｅＯＨ（６.０当量 ｖｓ ＮａＢＨ4）とＮａＢＨ4から調製した修飾水素化ホウ素ナトリウム（２当量）をシリンジポンプ（０.１７６ｍＬ／ｍｉｎ）を用いて２３分かけて滴下した。１４時間−２０℃で反応させた後、ドライアイス−アセトンバスで冷却し、同様にドライアイス−アセトンバスで冷却した含水ＴＨＦ溶液（２.０ｍＬ）を加え反応を停止させた。生成物を酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄したのち、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。乾燥剤をろ過し、溶媒をロータリーエバポレーターで減圧留去し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ＡｃＯＥｔ／Ｈｅｘａｎｅ＝１／１５）で精製すると、目的とする光学活性（１−アダマンチル）−１−エタノールが得られた（３２.１ｍｇ、７１％ ｙｉｅｌｄ）。得られた（１−アダマンチル）−１−エタノールをＮ,Ｎ−ジメチルアミノピリジン（１当量）、１−ナフトイルクロリド（２当量）およびピリジン（５当量）で処理し、１−ナフトイルエステルに変換した後、ＨＰＬＣ分析を行い、光学収率を決定した（７５％ ｅｅ）（Ｄａｉｃｅｌ Ｃｈｉｒａｌｐａｋ ＩＢ、１.０ｍＬ／ｍｉｎ、２５４ｎｍ、０.５％ ＴＨＦ ｉｎ ｎ−ｈｅｘａｎｅ、ｔr＝１６.０３ｍｉｎ、１９.７６ｍｉｎ）。さらに、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的生成物を単離した後、素早く極性の高い展開溶媒（Ｅｔ2Ｏ／ＡｃＯＥｔ＝４／１）で赤色分画を回収し、溶媒をロータリーエバポレーターで減圧留去し、真空ラインで減圧乾燥させて錯体触媒を回収した（回収率：７５％）。錯体触媒はこれ以上の精製をせず、次の反応サイクルに用いた。
【００５２】
〈第３サイクル〉以降
第２サイクルと同様に、回収された錯体触媒のモル数に合わせての試薬、基質のモル数の調整は行わず反応に用いた。
これらの結果を表２に示す。
【表２】
【００５３】
実施例８
上記の各実施例においては、反応は窒素雰囲気下で行うものの、シリカゲルカラムクロマトグラフィーでの目的生成物の精製は空気中で行った。本実施例ではシリカゲルカラムクロマトグラフィーでの目的生成物の精製も窒素雰囲気中で行い、それ以外は実施例７と同様にして反応を行った。
この結果を表３に示す。反応サイクルを繰り返しても触媒錯体の回収率を高く維持することができた。
【表３】
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によれば、有用な光学活性アルコールを、高収率かつ高エナンチオ選択的に得ることができ、また、反応に使用した光学活性金属化合物を、回収し、再利用することができるので、その工業的価値は非常に高い。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケトン化合物を、光学活性金属化合物および１,１,１−トリクロロアルカンの存在下、ヒドリド試薬と反応させる工程を含む、光学活性アルコールの製造方法。
【請求項２】
ケトン化合物を、光学活性金属化合物、１,１,１−トリクロロアルカンおよびアルコール化合物の存在下、ヒドリド試薬と反応させる工程を含む、請求項１に記載の光学活性アルコールの製造方法。
【請求項３】
前記１,１,１−トリクロロアルカンが１,１,１−トリクロロエタンである、請求項１または２に記載の光学活性アルコールの製造方法。
【請求項４】
前記光学活性金属化合物が下記一般式（ａ）で表される光学活性コバルト（II）錯体である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学活性アルコールの製造方法。
【化１】
〔式中、Ｒ1とＲ2は異なる基であり、それぞれ、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基またはアリール基であり、置換基を有していてもよく、２個のＲ1同士または２個のＲ2同士は、相互に結合して環を形成していてもよく、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5は同一でも異なっていてもよく、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基、アリール基、アシル基またはアルコキシカルボニル基であり、置換基を有していてもよい〕
【請求項５】
前記ヒドリド試薬が、金属水素化物である請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学活性アルコールの製造方法。
【請求項１】
ケトン化合物を、光学活性金属化合物および１,１,１−トリクロロアルカンの存在下、ヒドリド試薬と反応させる工程を含む、光学活性アルコールの製造方法。
【請求項２】
ケトン化合物を、光学活性金属化合物、１,１,１−トリクロロアルカンおよびアルコール化合物の存在下、ヒドリド試薬と反応させる工程を含む、請求項１に記載の光学活性アルコールの製造方法。
【請求項３】
前記１,１,１−トリクロロアルカンが１,１,１−トリクロロエタンである、請求項１または２に記載の光学活性アルコールの製造方法。
【請求項４】
前記光学活性金属化合物が下記一般式（ａ）で表される光学活性コバルト（II）錯体である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学活性アルコールの製造方法。
【化１】
〔式中、Ｒ1とＲ2は異なる基であり、それぞれ、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基またはアリール基であり、置換基を有していてもよく、２個のＲ1同士または２個のＲ2同士は、相互に結合して環を形成していてもよく、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5は同一でも異なっていてもよく、水素原子、直鎖もしくは分岐状のアルキル基、アリール基、アシル基またはアルコキシカルボニル基であり、置換基を有していてもよい〕
【請求項５】
前記ヒドリド試薬が、金属水素化物である請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学活性アルコールの製造方法。
【公開番号】特開２０１１−２４１１９１（Ｐ２０１１−２４１１９１Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１６１３７（Ｐ２０１０−１１６１３７）
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２１年１１月２８日 有機合成化学協会関東支部発行の「第５８回有機合成化学協会関東支部シンポジウム講演要旨集」に発表（平成２１年１１月２８日、２９日 有機合成化学協会関東支部主催の「第５８回有機合成化学協会関東支部シンポジウム」において文書をもって発表）平成２２年３月１２日 社団法人日本化学会発行の「日本化学会第９０春季年会２０１０年 講演予稿集ＩＶ」に発表（平成２２年３月２６日〜２８日 社団法人日本化学会主催の「日本化学会第９０春季年会２０１０年」おいて文書をもって発表）
【出願人】（８９９００００７９）学校法人慶應義塾 (742)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２１年１１月２８日 有機合成化学協会関東支部発行の「第５８回有機合成化学協会関東支部シンポジウム講演要旨集」に発表（平成２１年１１月２８日、２９日 有機合成化学協会関東支部主催の「第５８回有機合成化学協会関東支部シンポジウム」において文書をもって発表）平成２２年３月１２日 社団法人日本化学会発行の「日本化学会第９０春季年会２０１０年 講演予稿集ＩＶ」に発表（平成２２年３月２６日〜２８日 社団法人日本化学会主催の「日本化学会第９０春季年会２０１０年」おいて文書をもって発表）
【出願人】（８９９００００７９）学校法人慶應義塾 (742)
【Ｆターム（参考）】
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