JP2002105071A - Method for producing cyclic acetal compound - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for diastereoselectively producing a cyclic acetal compound from a ketone and an α-hydroxycarboxylic acid or an aldehyde and an α-hydroxycarboxylic acid by using a compound containing a transition metal of the group IIIB exemplified by ytterbium as a catalyst. SOLUTION: In this method for producing a cyclic acetal compound represented by formula (4) or (5) (R1 to R4 are each independently an alkyl group or an aryl group) by bringing a ketone or an aldehyde and an α- hydroxycarboxylic acid into contact with a catalyst, a 1,1-bi-2-naphthol derivative or a tartaric acid derivative is present in the reaction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、イットリビウムに
例示される第IIIB属遷移金属を含有する化合物を触媒と
して使用し、ケトンとαーヒドロキシカルボン酸、もし
くはアルデヒドとαーヒドロキシカルボン酸からジアス
テレオ選択的に環状アセタール化合物を製造する方法に
関する。環状アセタール化合物、特に光学活性な環状ア
セタール化合物は、さまざまな医農薬中間体などに有用
な化合物である。The present invention relates to the use of a compound containing a Group IIIB transition metal exemplified by yttrium as a catalyst, and to diastereomers from ketone and α-hydroxycarboxylic acid or aldehyde and α-hydroxycarboxylic acid. The present invention relates to a method for selectively producing a cyclic acetal compound. Cyclic acetal compounds, particularly optically active cyclic acetal compounds, are useful compounds for various medical and agricultural chemical intermediates.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ケトンまたはアルデヒドと、αーヒドロ
キシカルボン酸からジアステレオ選択的に環状アセター
ル化合物を製造する従来の方法として（Ａ）〜（Ｄ）の
４方法を以下に示す。また、出発物質が異なる環状アセ
タールの製造例として、（Ｅ）を以下に示す。2. Description of the Related Art The following four methods (A) to (D) are shown as conventional methods for diastereoselectively producing a cyclic acetal compound from a ketone or aldehyde and an α-hydroxycarboxylic acid. (E) is shown below as an example of the production of a cyclic acetal having a different starting material.

【０００３】（Ａ）パラトルエンスルホン酸などの有機
酸、もしくは硫酸などの無機酸の存在下に、L-乳酸など
の光学活性αーヒドロキシカルボン酸とアルデヒドから
環状アセタール化合物を製造する方法（ヘルベチカ．チ
ム．アクタ(1987)70,448）。(A) A method for producing a cyclic acetal compound from an aldehyde and an optically active α-hydroxycarboxylic acid such as L-lactic acid in the presence of an organic acid such as paratoluenesulfonic acid or an inorganic acid such as sulfuric acid (Helvetica) Chim Actor (1987) 70,448).

【０００４】（Ｂ）光学活性αーヒドロキシカルボン酸
の水酸基とカルボキシル基をシリル化合物で置換した後
に、このシリル化合物とアルデヒドから環状アセタール
化合物を製造する方法（ジェーオーシー(1987)57,135
1)。(B) A method of producing a cyclic acetal compound from this silyl compound and an aldehyde after substituting the hydroxyl group and the carboxyl group of the optically active α-hydroxycarboxylic acid with a silyl compound (Johsie (1987) 57,135)
1).

【０００５】（Ｃ）ピリジニウムスルホナート触媒を用
いて光学活性αーヒドロキシカルボン酸と非環状アセタ
ール化合物からアセタール交換反応により環状アセター
ル化合物を製造する方法（テトラヘドロン・レターズ(1
991)132,1441）。(C) A method for producing a cyclic acetal compound by an acetal exchange reaction from an optically active α-hydroxycarboxylic acid and an acyclic acetal compound using a pyridinium sulfonate catalyst (tetrahedron letters (1)
991) 132 , 1441).

【０００６】（Ｄ）スカンジウムトリフラートもしくは
スカンジウムビス（トリフルオロメタンスルホニルアミ
ド）を使用してαーヒドロキシカルボン酸とアルデヒド
から環状アセタール化合物を製造する方法（特開平10-4
5657号公報、シンレット(1996)839）の４方法である。(D) A method for producing a cyclic acetal compound from an α-hydroxycarboxylic acid and an aldehyde using scandium triflate or scandium bis (trifluoromethanesulfonylamide) (Japanese Patent Laid-Open No. 10-4)
No. 5657, Thinlet (1996) 839).

【０００７】（Ｅ）ランタノイドトリフラートを用いて
光学活性ジオールとアルデヒドから光学活性環状アセタ
ール化合物を製造する方法がある（希土類(1996)28,31
2)。(E) There is a method for producing an optically active cyclic acetal compound from an optically active diol and an aldehyde using a lanthanoid triflate (rare earth (1996) 28 , 31).
2).

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】一般式（４）または一
般式（５）The general formula (4) or the general formula (5)

【０００９】[0009]

【化５】 Embedded image

【００１０】（式中、R¹〜R⁴は各々独立にアルキル基、
あるいは、アリール基を表す。）で表される環状アセタ
ール化合物は置換基の配向により異性体が存在する。以
下の図では一般式（５）の場合を例として、異性体、及
びジアステレオ選択性を説明する。Wherein R ^{1 to} R ⁴ are each independently an alkyl group,
Alternatively, it represents an aryl group. The cyclic acetal compound represented by ()) has isomers depending on the orientation of the substituent. In the following figures, isomers and diastereoselectivity will be described by taking the case of general formula (5) as an example.

【００１１】[0011]

【化６】 Embedded image

【００１２】上図に示すように、一般式（５）で表され
る環状アセタール化合物では置換基のR³とR⁴のアセター
ル環の面に対する配向から４つの異性体が存在する。シ
スとは、R³とR⁴がアセタール環の面に対して同一方向に
向いている異性体を示し、トランスとは逆方向の異性体
を示す。ジアステレオ選択性とは、アセタール環形成反
応時のR³とR⁴の配向の選択性（シス／トランス比）を示
す。ここで光学活性なαーヒドロキシカルボン酸を原料
として用いれば、はじめからR⁴の向きが固定される。こ
の場合に、アセタール環化反応のジアステレオ選択性を
制御できれば（すなわち、R³の向きを制御できれば）、
単一の異性体、すなわち光学活性な環状アセタール化合
物を得ることができる。As shown in the above figure, the cyclic acetal compound represented by the general formula (5) has four isomers depending on the orientation of the substituents R ³ and R ⁴ with respect to the plane of the acetal ring. The term “cis” refers to an isomer in which R ³ and R ⁴ are oriented in the same direction with respect to the plane of the acetal ring, and refers to an isomer in the opposite direction to trans. The diastereoselectivity indicates the selectivity (cis / trans ratio) of the orientation of R ³ and R ⁴ during the acetal ring formation reaction. Here, if an optically active α-hydroxycarboxylic acid is used as a raw material, the direction of R ⁴ is fixed from the beginning. In this case, if the diastereoselectivity of the acetal cyclization reaction can be controlled (ie, if the direction of R ³ can be controlled),
A single isomer, that is, an optically active cyclic acetal compound can be obtained.

【００１３】従来の技術には以下の課題がある。（Ａ）
ではジアステレオ選択性が低い。αーヒドロキシカルボ
ン酸としてL-乳酸を用い、アルデヒドとしてピバルアル
デヒドを用いた場合には、ジアステレオ選択性（シス／
トランス比）が4:1程度である。（Ｂ）ではトリメチル
シリル塩化物に代表される高価なシリル化合物を多量に
用いるために経済的ではない。また、αーヒドロキシカ
ルボン酸から一旦、シリル化合物を経由して環状アセタ
ール化合物に至るために製造工程が長くなり経済的に好
ましくない。（Ｃ）ではアルデヒドを一旦、非環状アセ
タール化合物に変換して単離した後に、この非環状アセ
タール化合物とαーヒドロキシカルボン酸を反応させて
環状アセタール化合物を製造するために、やはり工程が
長く操作面でも経済面でも好ましくない。（Ｄ）では
（Ａ）と同様にジアステレオ選択性が低い。（Ｅ）は光
学活性ジオールを原料とした環状アセタール化合物の製
造反応である。本発明、及び上記４方法の環状アセター
ル化合物とは生成物が異なり、異種反応である。また、
（Ｅ）はジアステレオ選択的な反応ではない。The prior art has the following problems. (A)
Diastereoselectivity is low. When L-lactic acid was used as α-hydroxycarboxylic acid and pivalaldehyde was used as aldehyde, diastereoselectivity (cis /
Transformer ratio) is about 4: 1. (B) is not economical because a large amount of an expensive silyl compound represented by trimethylsilyl chloride is used. In addition, since the cyclic acetal compound is once converted from the α-hydroxycarboxylic acid via the silyl compound, the production process becomes longer, which is not economically preferable. In (C), the aldehyde is once converted into a non-cyclic acetal compound and isolated, and then the non-cyclic acetal compound is reacted with α-hydroxycarboxylic acid to produce a cyclic acetal compound. This is unfavorable both in terms of economy and economics. (D) has low diastereoselectivity similarly to (A). (E) is a reaction for producing a cyclic acetal compound using an optically active diol as a raw material. The product is different from the cyclic acetal compound of the present invention and the above four methods, and is a heterogeneous reaction. Also,
(E) is not a diastereoselective reaction.

【００１４】ジアステレオ選択性の高い環状アセタール
化合物は、その選択的な置換基の配向を活用して各種の
医農薬原料などに誘導変換できるために有用である。そ
のため高いジアステレオ選択性が得られる環状アセター
ル化合物の製造方法が求められている。さらに光学活性
なαーヒドロキシカルボン酸を原料として用いた場合に
は、ジアステレオ選択的な反応により、光学活性な環状
アセタール化合物を得ることができる。光学活性な環状
アセタール化合物は医薬中間体などに特に有用である。A cyclic acetal compound having a high diastereoselectivity is useful because it can be inductively converted into various medical and agricultural chemical raw materials by utilizing its selective substituent orientation. Therefore, there is a need for a method for producing a cyclic acetal compound that can provide high diastereoselectivity. Further, when an optically active α-hydroxycarboxylic acid is used as a raw material, an optically active cyclic acetal compound can be obtained by a diastereoselective reaction. Optically active cyclic acetal compounds are particularly useful for pharmaceutical intermediates and the like.

【００１５】[0015]

【課題を解決するための手段】α−ヒドロキシカルボン
酸とケトン、もしくはα−ヒドロキシカルボン酸とアル
デヒドからイットリビウムトリフラートなどを触媒とし
て、環状アセタール化合物を製造する際に、1,1'-ビ−2
−ナフトール誘導体または酒石酸誘導体を共存させると
ジアステレオ選択性の高い環状アセタール化合物が得ら
れることを見出した。In producing a cyclic acetal compound from α-hydroxycarboxylic acid and a ketone or α-hydroxycarboxylic acid and an aldehyde using yttrium triflate or the like as a catalyst, 1,1′-vinyl −2
It has been found that when a naphthol derivative or a tartaric acid derivative is present, a cyclic acetal compound having high diastereoselectivity can be obtained.

【００１６】すなわち、本発明は、「ケトンまたはアル
デヒドと、α−ヒドロキシカルボン酸を触媒と接触させ
て環状アセタール化合物を製造する際に、1,1'-ビ-2-ナ
フトール誘導体または酒石酸誘導体を共存させることを
特徴とする環状アセタール化合物の製造方法。」であ
る。That is, the present invention relates to a method for producing a cyclic acetal compound by bringing a ketone or aldehyde into contact with an α-hydroxycarboxylic acid in the presence of a catalyst to produce a 1,1′-bi-2-naphthol derivative or a tartaric acid derivative. A method for producing a cyclic acetal compound characterized by coexistence. "

【００１７】[0017]

【発明の実施の形態】本発明のアルキル基とは、炭素数
が１から１０の直鎖もしくは分枝したアルキル基を表
し、置換基としてヒドロキシル基、アルコキシル基、ス
ルホニル基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、ニトロ基、
アリール基、アミノ基もしくは、シアノ基などを含有し
ても良く、アルキル鎖内に酸素原子を含有したエーテル
結合、もしくは硫黄原子を含有したスルフィド結合を含
有していてもよい。アルコキシル基とは上記定義のアル
キル基が酸素原子に結合したものを示し、具体的にはメ
トキシ基、イソプロポキシ基、フェノキシ基が例示され
る。アリール基とは炭素数が４から１４で、環内に窒素
原子、酸素原子、もしくは硫黄原子を２個以下含有した
共役環状化合物を示し、具体例としてフェニル基、ナフ
チル基、ピリジル基、ピリミジル基、ピロリル基、フリ
ル基、チオフェニル基、キノリル基などが挙げられ、ア
リール基の置換基としてアルキル基、ヒドロキシル基、
アルコキシル基、スルホニル基、フッ素、塩素、臭素、
ヨウ素、ニトロ基、アミノ基もしくは、シアノ基などを
含有しても良い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The alkyl group of the present invention represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydroxyl group, an alkoxyl group, a sulfonyl group, fluorine, chlorine, bromine as a substituent. , Iodine, nitro group,
It may contain an aryl group, an amino group, a cyano group, or the like, and may contain an ether bond containing an oxygen atom or a sulfide bond containing a sulfur atom in the alkyl chain. The alkoxyl group is a group in which the above-defined alkyl group is bonded to an oxygen atom, and specific examples include a methoxy group, an isopropoxy group, and a phenoxy group. An aryl group refers to a conjugated cyclic compound having 4 to 14 carbon atoms and containing two or less nitrogen atoms, oxygen atoms, or sulfur atoms in the ring, and specific examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, a pyridyl group, and a pyrimidyl group. , A pyrrolyl group, a furyl group, a thiophenyl group, a quinolyl group, and the like, and an alkyl group, a hydroxyl group,
Alkoxyl group, sulfonyl group, fluorine, chlorine, bromine,
It may contain iodine, a nitro group, an amino group or a cyano group.

【００１８】本発明の1,1'-ビ−2−ナフトール誘導体と
は、1,1'-ビ−2−ナフトールの芳香環が水素、アルキル
基、アルコキシル基、ニトロ基、シアノ基、フッ素、塩
素、臭素、あるいは、スルホニル基により置換された1,
1'-ビ−2−ナフトールであり、具体的には、1,1'-ビ−2
−ナフトール、8,8'-ジブロモ−1,1'-ビ−2−ナフトー
ル、5,5'-ジクロロ−1,1'-ビ−2−ナフトール、5-エチ
ル−1,1'-ビ−2−ナフトール、もしくは、5,5'-ジメチ
ル−1,1'-ビ−2−ナフトール等が挙げられる。1,1'-ビ
−2−ナフトール誘導体は、(R)体、(S)体、もしくはラ
セミ体のいずれでもよい。[0018] The 1,1'-bi-2-naphthol derivative of the present invention means that the aromatic ring of 1,1'-bi-2-naphthol is hydrogen, an alkyl group, an alkoxyl group, a nitro group, a cyano group, fluorine, 1, substituted by chlorine, bromine or sulfonyl group
1′-bi-2-naphthol, specifically, 1,1′-bi-2-naphthol
Naphthol, 8,8'-dibromo-1,1'-bi-2-naphthol, 5,5'-dichloro-1,1'-bi-2-naphthol, 5-ethyl-1,1'-bi- 2-naphthol or 5,5′-dimethyl-1,1′-bi-2-naphthol and the like. The 1,1′-bi-2-naphthol derivative may be any of the (R) form, the (S) form, and the racemic form.

【００１９】酒石酸誘導体とは、酒石酸のカルボン酸官
能基をエステル誘導化、エーテル誘導化、もしくはアミ
ド誘導化した化合物を示し、具体的にはエステル誘導体
として酒石酸ジエチルエステルや酒石酸ジベンジルエス
テル等が例示され、エーテル誘導体としては1,4-ジ-Ｏ-
ベンジルスレイトール等が例示され、アミド誘導体とし
てはN,N'-ジベンジル酒石酸アミドなどが例示される。
上記の酒石酸誘導体はD体、L体、メソ体、ラセミ体のい
ずれでもよい。The term "tartaric acid derivative" refers to a compound in which the carboxylic acid functional group of tartaric acid is ester-, ether- or amide-derived, and specific examples of the ester derivative include diethyl tartarate and dibenzyl tartrate. The ether derivative is 1,4-di-O-
Benzyl threitol and the like are exemplified, and amide derivatives include N, N'-dibenzyltartaramide.
The above tartaric acid derivative may be any of D-form, L-form, meso-form and racemic-form.

【００２０】本発明で原料となるケトンは、一般式
（１）The ketone used as a raw material in the present invention has the general formula (1)

【００２１】[0021]

【化７】 Embedded image

【００２２】(式中、R¹及びR²はアルキル基、あるいは
アリール基を表す。）で示されるケトンが好ましく、具
体例としては、シクロヘキサノン、メチルエチルケト
ン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等が例示される。(Wherein R ¹ and R ² represent an alkyl group or an aryl group) are preferred, and specific examples include cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetophenone, benzophenone and the like.

【００２３】アルデヒドは一般式（２）The aldehyde has the general formula (2)

【００２４】[0024]

【化８】 Embedded image

【００２５】（式中、R³はアルキル基、あるいは、アリ
ール基を表す。）で示される化合物が好ましく、具体例
としてはピバルアルデヒド、シクロヘキサンカルボキサ
アルデヒド、n-ブチルアルデヒド、iso-ブチルアルデヒ
ド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、2-トリルア
ルデヒド、もしくは、プロピオンアルデヒド等が例示さ
れる。(Wherein, R ³ represents an alkyl group or an aryl group). Specific examples thereof include pivalaldehyde, cyclohexanecarboxaldehyde, n-butyraldehyde, and iso-butyraldehyde. , Acetaldehyde, benzaldehyde, 2-tolylaldehyde, or propionaldehyde.

【００２６】α−ヒドロキシカルボン酸は一般式（３）The α-hydroxycarboxylic acid has the general formula (3)

【００２７】[0027]

【化９】 Embedded image

【００２８】（式中、R4はアルキル基、あるいは、アリ
ール基を表す。）で示される化合物が好ましく、具体例
としては、乳酸、マンデル酸、2-ヒドロキシブタン酸、
あるいは、りんご酸等が例示される。(Wherein R4 represents an alkyl group or an aryl group), and specific examples thereof include lactic acid, mandelic acid, 2-hydroxybutanoic acid, and the like.
Alternatively, malic acid and the like are exemplified.

【００２９】本発明の方法により得られる環状アセター
ル化合物としては、一般式（４）もしくは一般式（５）As the cyclic acetal compound obtained by the method of the present invention, general formula (4) or general formula (5)

【００３０】[0030]

【化１０】 Embedded image

【００３１】（式中、R¹〜R⁴は各々独立にアルキル基、
あるいは、アリール基を表す。）で表されるものが好ま
しく得られる。(Wherein R ^{1 to} R ⁴ are each independently an alkyl group,
Alternatively, it represents an aryl group. ) Are preferably obtained.

【００３２】本発明の式（４）もしくは式（５）で表さ
れる環状アセタール化合物を製造する反応において、触
媒は第IIIB属遷移金属を含むものが好ましい。第IIIB属
遷移金属としては、スカンジウム、イットリウムが好ま
しい。スカンジウム、もしくはイットリウムは３価が好
ましく、スカンジウムトリフラート、イットリビウムト
リフラートが好ましい例として挙げられる。In the reaction for producing the cyclic acetal compound represented by the formula (4) or (5) of the present invention, the catalyst preferably contains a Group IIIB transition metal. Scandium and yttrium are preferred as Group IIIB transition metals. Scandium or yttrium is preferably trivalent, and preferred examples include scandium triflate and yttrium triflate.

【００３３】本発明では、1,1'-ビ−2−ナフトール誘導
体または酒石酸誘導体を反応系に共存させることが重要
である。こうすることで、光学活性α−ヒドロキシカル
ボン酸を原料とした場合に、選択性良く光学活性な環状
アセタールが得られる。In the present invention, it is important that a 1,1'-bi-2-naphthol derivative or a tartaric acid derivative coexist in the reaction system. By doing so, an optically active cyclic acetal with good selectivity can be obtained when the optically active α-hydroxycarboxylic acid is used as a raw material.

【００３４】1,1'-ビ−2−ナフトール誘導体または酒石
酸誘導体を反応系に共存させる方法としては、好ましく
は第IIIB属遷移金属を含有する触媒に、1,1'-ビ−2−ナ
フトール誘導体または酒石酸誘導体を配位させた状態で
共存させるのが好ましい。As a method of allowing a 1,1'-bi-2-naphthol derivative or a tartaric acid derivative to coexist in a reaction system, a catalyst containing a Group IIIB transition metal is preferably added to 1,1'-bi-2-naphthol. It is preferred that the derivative or tartaric acid derivative coexist in a coordinated state.

【００３５】触媒に、1,1'-ビ−2−ナフトール誘導体ま
たは酒石酸誘導体を配位させた触媒は、以下に示した方
法により製造することができる。スカンジウムトリフラ
ート、イットリビウムトリフラート、あるいはイットリ
ビウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド等
の第IIIB属遷移金属を含有する触媒と1,1'-ビ−2−ナフ
トール誘導体または酒石酸誘導体を溶媒中で混合して製
造することができる。溶媒は特に限定されないが、例え
ばクロロホルムなどのハロゲン化溶媒、ジオキサンなど
のエーテル溶媒、ヘキサン、トルエンなどの炭化水素系
溶媒が挙げられる。反応時間は２分から６時間が好まし
く、反応温度は0℃から150℃が好ましい。 1,1'-ビ−2
−ナフトール誘導体もしくは酒石酸誘導体の使用量は、
上記第IIIB族遷移金属化合物に対して0.05から5当量が
好ましく、0.5から3当量がより好ましい。上記方法によ
り調製した触媒溶液はそのまま用いて、環状アセタール
製造反応に使用してもよいが、触媒溶液の溶媒を減圧下
に留去して触媒を固化させて用いてもよい。A catalyst in which a 1,1'-bi-2-naphthol derivative or a tartaric acid derivative is coordinated with a catalyst can be produced by the following method. Mixing a catalyst containing a Group IIIB transition metal, such as scandium triflate, ytterbium triflate, or ytterbium bis (trifluoromethanesulfonyl) amide, with a 1,1'-bi-2-naphthol derivative or tartaric acid derivative in a solvent Can be manufactured. The solvent is not particularly limited, and examples thereof include halogenated solvents such as chloroform, ether solvents such as dioxane, and hydrocarbon solvents such as hexane and toluene. The reaction time is preferably from 2 minutes to 6 hours, and the reaction temperature is preferably from 0 ° C to 150 ° C. 1,1'-B-2
-The amount of the naphthol derivative or tartaric acid derivative used is
The amount is preferably from 0.05 to 5 equivalents, more preferably from 0.5 to 3 equivalents, based on the Group IIIB transition metal compound. The catalyst solution prepared by the above method may be used as it is and used in a cyclic acetal production reaction, or may be used by solidifying the catalyst by distilling off the solvent of the catalyst solution under reduced pressure.

【００３６】αーヒドロキシカルボン酸とケトンもしく
はアルデヒドから前記一般式（４）もしくは前記一般式
（５）で表される環状アセタール化合物を製造する好ま
しい方法を以下に示す。溶媒中にαーヒドロキシカルボ
ン酸とケトンもしくはアルデヒドを添加する。ついで上
記触媒もしくは触媒含有溶液を添加する。ケトンもしく
はアルデヒドの使用量はαーヒドロキシカルボン酸に対
して0.5から20当量が好ましく、より好ましくは0.8から
5当量である。触媒の使用量は、αーヒドロキシカルボ
ン酸に対して0.01モル％から80モル％の範囲が好まし
く、より好ましくは0.1モル％から20モル％の範囲であ
る。反応温度は-20から100℃の範囲が好ましく、0から8
0℃の範囲がより好ましい。反応時間は２分から２４時
間が好ましい。溶媒は特に限定されないが、例えばベン
ゼン、トルエンなどの芳香族系、ペンタン、ヘキサン、
石油エーテルなどの脂肪族炭化水素、塩化メチレン、ク
ロロホルム、テトラクロロエタンなどのハロゲン系、ジ
エチルエーテルなどのエーテル類、アセトニトリルなど
のニトリル類などが例示される。環状アセタール化合物
の製造反応は水の副成を伴う。反応を短時間に完結させ
るためには反応系からの水の除去が好ましいが、その方
法としてディーンスターク装置の設置や反応系内に脱水
剤を共存させる方法が好ましい。A preferred method for producing the cyclic acetal compound represented by the general formula (4) or the general formula (5) from an α-hydroxycarboxylic acid and a ketone or an aldehyde is shown below. Add α-hydroxycarboxylic acid and ketone or aldehyde to the solvent. Next, the above-mentioned catalyst or catalyst-containing solution is added. The amount of the ketone or aldehyde used is preferably 0.5 to 20 equivalents to α-hydroxycarboxylic acid, more preferably 0.8 to 20 equivalents.
5 equivalents. The amount of the catalyst to be used is preferably in the range of 0.01 mol% to 80 mol%, more preferably in the range of 0.1 mol% to 20 mol%, based on α-hydroxycarboxylic acid. The reaction temperature is preferably in the range of -20 to 100 ° C, and 0 to 8
A range of 0 ° C. is more preferred. The reaction time is preferably from 2 minutes to 24 hours. The solvent is not particularly limited, for example, benzene, aromatics such as toluene, pentane, hexane,
Examples thereof include aliphatic hydrocarbons such as petroleum ether; halogens such as methylene chloride, chloroform and tetrachloroethane; ethers such as diethyl ether; and nitriles such as acetonitrile. The production reaction of the cyclic acetal compound involves water by-product. In order to complete the reaction in a short time, it is preferable to remove water from the reaction system. As the method, it is preferable to install a Dean-Stark apparatus or coexist a dehydrating agent in the reaction system.

【００３７】[0037]

【実施例】以下、詳細は実施例により説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details will be described below with reference to embodiments.

【００３８】実施例１ 330mｇのスカンジウムトリフラート（0.67mmol）（東京
化成製）と194mgの(R)-1,1'-ビ−2−ナフトール（0.67m
mol）（東京化成製）を10mlのクロロホルム片山化学
製）に添加し、10分還流した。室温まで冷却後、1.44ｇ
（18.8mmol）のL-乳酸（85%）（アルドリッチ製）と4.0
0ｇ（46mmol）のピバルアルデヒド（東京化成製）、50m
lのn-ペンタン（東京化成製）を先の混合液に添加し
た。Dean-Stark装置により脱水しながら5時間環流した
（大気中）。室温まで冷却後、酢酸エチルと水により抽
出した。有機層を分液し、硫酸ナトリウムにより乾燥
後、濃縮して1.65gの黄色油状物質を得た。シリカゲル
カラムクロマトにより精製して目的とする5-メチル-2-
(t-ブチル)-1,3-ジオキソラン-4-オンを1.15g（7.6mmo
l,56%収率）黄色油状物質として得た。シス：トランス
比の測定方法はヘルベチカ．チム．アクタ(1987)70,448
記載の方法である、5-メチル-2-(t-ブチル)-1,3-ジオキ
ソラン-4-オンの単離品の¹H-NMRのピーク高さ比から測
定し、10:1であった（82%ee）。以下の実施例、参考例
とも¹H-NMRのピーク高さ比からシス：トランス比を測定
した。Example 1 330 mg of scandium triflate (0.67 mmol) (manufactured by Tokyo Kasei) and 194 mg of (R) -1,1'-bi-2-naphthol (0.67 m
mol) (manufactured by Tokyo Kasei) was added to 10 ml of chloroform (manufactured by Katayama Chemical), and the mixture was refluxed for 10 minutes. 1.44 g after cooling to room temperature
(18.8 mmol) L-lactic acid (85%) (Aldrich) and 4.0
0 g (46 mmol) of pivalaldehyde (manufactured by Tokyo Chemical Industry), 50 m
l of n-pentane (Tokyo Kasei) was added to the above mixture. The solution was refluxed for 5 hours while being dehydrated by a Dean-Stark apparatus (in the atmosphere). After cooling to room temperature, the mixture was extracted with ethyl acetate and water. The organic layer was separated, dried over sodium sulfate, and concentrated to give 1.65 g of a yellow oil. Purified by silica gel column chromatography and the desired 5-methyl-2-
1.15 g of (t-butyl) -1,3-dioxolan-4-one (7.6 mmo
1, 56% yield) obtained as a yellow oil. The method for measuring the cis: trans ratio is Helvetica. Chim. Actor (1987) 70,448
A method described was measured from 5-methyl-2-(t-butyl) -1,3-peak height ratio of ¹ H-NMR dioxolane-4-one of the isolated product, 10: 1 met (82% ee). In the following Examples and Reference Examples, the cis: trans ratio was measured from the ¹ H-NMR peak height ratio.

【００３９】実施例２ 5-メチル-2-(t-ブチル)-1,3-ジ
オキソラン-4-オン 62mgのイットリビウムトリフラート（0.1mmol）と29mg
の(R)-1,1'-ビ−2−ナフトール（0.1mmol）を5mlのクロ
ロホルムに添加し、10分還流した。室温まで冷却後、1.
00ｇ（9.4mmol）のL-乳酸（85%）と2.00ｇ（23mmol）の
ピバルアルデヒド、50mlのn-ペンタンを先の混合液に添
加した。Dean-Stark装置により脱水しながら4時間環流
した（大気中）。室温まで冷却後、酢酸エチルと水によ
り抽出した。有機層を分液し、硫酸ナトリウムにより乾
燥後、濃縮して1.65gの黄色油状物質を得た。シリカゲ
ルカラムクロマトにより精製して目的とする5-メチル-2
-(t-ブチル)-1,3-ジオキソラン-4-オンを1.38g（8.6mmo
l,92%収率）黄色油状物質として得た。シス：トランス
比は17:1(89%ee)であった。Example 2 5-Methyl-2- (t-butyl) -1,3-dioxolan-4-one 62 mg of yttrium triflate (0.1 mmol) and 29 mg
(R) -1,1'-bi-2-naphthol (0.1 mmol) was added to 5 ml of chloroform, and the mixture was refluxed for 10 minutes. After cooling to room temperature, 1.
00 g (9.4 mmol) of L-lactic acid (85%), 2.00 g (23 mmol) of pivalaldehyde and 50 ml of n-pentane were added to the above mixture. The solution was refluxed for 4 hours while being dehydrated by a Dean-Stark apparatus (in air). After cooling to room temperature, the mixture was extracted with ethyl acetate and water. The organic layer was separated, dried over sodium sulfate, and concentrated to give 1.65 g of a yellow oil. 5-methyl-2 which is purified by silica gel column chromatography
1.38 g (8.6 mmo) of-(t-butyl) -1,3-dioxolan-4-one
1,92% yield) obtained as a yellow oil. The cis: trans ratio was 17: 1 (89% ee).

【００４０】実施例３ 5-メチル-2-(t-ブチル)-1,3-
ジオキソラン-4-オン 62mgのイットリビウムトリフラート（0.1mmol）と29mg
の(R)-1,1'-ビ−2−ナフトール（0.1mmol）を5mlのクロ
ロホルムに添加し、10分還流した。室温まで冷却後、1.
00ｇ（9.4mmol）のL-乳酸（85%）と2.00ｇ（23mmol）の
ピバルアルデヒド、50mlのクロロホルム、6.4gの硫酸ナ
トリウムを先の混合液に添加した。室温で2時間撹拌し
た後、水を添加し、有機層を分液した。有機層を硫酸ナ
トリウムにより乾燥後、濃縮して1.75gの黄色油状物質
を得た。シリカゲルカラムクロマトにより精製して目的
とする5-メチル-2-(t-ブチル)-1,3-ジオキソラン-4-オ
ンを1.36g（8.6mmol,91%収率）黄色油状物質として得
た。シス：トランス比は14:1であった(87%ee)。Example 3 5-methyl-2- (t-butyl) -1,3-
Dioxolan-4-one 62mg yttrium triflate (0.1mmol) and 29mg
(R) -1,1'-bi-2-naphthol (0.1 mmol) was added to 5 ml of chloroform, and the mixture was refluxed for 10 minutes. After cooling to room temperature, 1.
00 g (9.4 mmol) of L-lactic acid (85%), 2.00 g (23 mmol) of pivalaldehyde, 50 ml of chloroform, and 6.4 g of sodium sulfate were added to the above mixture. After stirring at room temperature for 2 hours, water was added, and the organic layer was separated. The organic layer was dried over sodium sulfate and concentrated to give 1.75 g of a yellow oil. Purification by silica gel column chromatography gave 1.36 g (8.6 mmol, 91% yield) of the desired 5-methyl-2- (t-butyl) -1,3-dioxolan-4-one as a yellow oil. The cis: trans ratio was 14: 1 (87% ee).

【００４１】実施例４ 5-メチル-2-(t-ブチル)-1,3-
ジオキソラン-4-オン (R)-1,1'-ビ−2−ナフトールのかわりに、(S)-1,1'-ビ
−2−ナフトールを使用して、実施例３と同一の操作を
行った。5-メチル-2-(t-ブチル)-1,3-ジオキソラン-4-
オンを1.34g（8.5mmol,90%収率）黄色油状物質として得
た。シス：トランス比は17:1であった(89%ee)。Example 4 5-Methyl-2- (t-butyl) -1,3-
Dioxolan-4-one The same operation as in Example 3 was carried out using (S) -1,1'-bi-2-naphthol instead of (R) -1,1'-bi-2-naphthol. went. 5-methyl-2- (t-butyl) -1,3-dioxolan-4-
1.34 g (8.5 mmol, 90% yield) of ON were obtained as a yellow oil. The cis: trans ratio was 17: 1 (89% ee).

【００４２】実施例５ 5-メチル-2-(シクロヘキシル)
-1,3-ジオキソラン-4-オン 62mgのイットリビウムトリフラート（0.1mmol）と29mg
の(R)-1,1'-ビ−2−ナフトール（0.1mmol）を5mlのクロ
ロホルムに添加し、10分還流した。室温まで冷却後、1.
00ｇ（9.4mmol）のL-乳酸（85%）と2.00ｇ（23mmol）の
シクロヘキサンカルボキサアルデヒド（東京化成製）、
50mlのn-ペンタンを先の混合液に添加した。Dean-Stark
装置により脱水しながら4時間環流した（大気中）。室
温まで冷却後、酢酸エチルと水により抽出した。有機層
を分液し、硫酸ナトリウムにより乾燥後、濃縮して1.65
gの黄色油状物質を得た。シリカゲルカラムクロマトに
より精製して目的とする5-メチル-2-(シクロヘキシル)-
1,3-ジオキソラン-4-オンを1.57g（8.5mmol,90%収率）
黄色油状物質として得た。シス：トランス比は16:1であ
った(88%ee)。Example 5 5-Methyl-2- (cyclohexyl)
-1,3-dioxolan-4-one 62 mg of yttrium triflate (0.1 mmol) and 29 mg
(R) -1,1'-bi-2-naphthol (0.1 mmol) was added to 5 ml of chloroform, and the mixture was refluxed for 10 minutes. After cooling to room temperature, 1.
00 g (9.4 mmol) of L-lactic acid (85%) and 2.00 g (23 mmol) of cyclohexanecarboxaldehyde (manufactured by Tokyo Chemical Industry),
50 ml of n-pentane was added to the previous mixture. Dean-Stark
The solution was refluxed for 4 hours while being dehydrated by the device (in air). After cooling to room temperature, the mixture was extracted with ethyl acetate and water. The organic layer was separated, dried over sodium sulfate, and concentrated to 1.65.
g of a yellow oil were obtained. 5-methyl-2- (cyclohexyl) -purified by silica gel column chromatography
1.57 g of 1,3-dioxolan-4-one (8.5 mmol, 90% yield)
Obtained as a yellow oil. The cis: trans ratio was 16: 1 (88% ee).

【００４３】実施例６ 5-メチル-2-(t-ブチル)-1,3-ジ
オキソラン-4-オン 62mgのスカンジウムトリフラート（0.1mmol）と18mgのL
-酒石酸 ジエチルエステル（0.1mmol）を5mlのクロロ
ホルムに添加し10分間還流した。室温に冷却後、1.00ｇ
（9.4mmol）のL-乳酸（85%）と2.00ｇ（23mmol）のピバ
ルアルデヒド、50mlのクロロホルム、100gの硫酸ナトリ
ウム（顆粒）を先の混合液に添加した。室温下に3時
間、次いで50℃で2時間攪拌した。反応液を冷却後にろ
過し、ろ液をクロロホルムと水により抽出した。有機層
を分液し、硫酸ナトリウムにより乾燥後、濃縮して0.92
gの黄色油状物質を得た。シリカゲルカラムクロマトに
より精製して目的とする5-メチル-2-(t-ブチル)-1,3-ジ
オキソラン-4-オンを0.72g（48%収率）黄色油状物質と
して得た。シス：トランス比は23:1であった（92%e
e）。Example 6 5-Methyl-2- (t-butyl) -1,3-dioxolan-4-one 62 mg of scandium triflate (0.1 mmol) and 18 mg of L
-Tartaric acid diethyl ester (0.1 mmol) was added to 5 ml of chloroform and refluxed for 10 minutes. 1.00 g after cooling to room temperature
(9.4 mmol) of L-lactic acid (85%), 2.00 g (23 mmol) of pivalaldehyde, 50 ml of chloroform, and 100 g of sodium sulfate (granules) were added to the above mixture. The mixture was stirred at room temperature for 3 hours and then at 50 ° C for 2 hours. The reaction solution was filtered after cooling, and the filtrate was extracted with chloroform and water. The organic layer was separated, dried over sodium sulfate and concentrated to 0.92
g of a yellow oil were obtained. Purification by silica gel column chromatography afforded 0.72 g (48% yield) of the desired 5-methyl-2- (t-butyl) -1,3-dioxolan-4-one as a yellow oil. The cis: trans ratio was 23: 1 (92% e
e).

【００４４】比較例１ 46mｇのスカンジウムトリフラート（0.1mmol）と1.00ｇ
（13.6mmol）のL-乳酸（85%）と2.00ｇ（23mmol）のピ
バルアルデヒド、50mlのn-ペンタンを先の混合液に添加
した。Dean-Stark装置により脱水しながら5時間環流し
た（大気中）。室温まで冷却後、酢酸エチルと水により
抽出した。有機層を分液し、硫酸ナトリウムにより乾燥
後、濃縮して1.65gの黄色油状物質を得た。シリカゲル
カラムクロマトにより精製して目的とする5-メチル-2-
(t-ブチル)-1,3-ジオキソラン-4-オンを0.80g（5.5mmo
l,53%収率）黄色油状物質として得た。シス：トランス
比は5:1であった(67%ee)。Comparative Example 1 46 mg of scandium triflate (0.1 mmol) and 1.00 g
(13.6 mmol) of L-lactic acid (85%), 2.00 g (23 mmol) of pivalaldehyde and 50 ml of n-pentane were added to the above mixture. The solution was refluxed for 5 hours while being dehydrated by a Dean-Stark apparatus (in the atmosphere). After cooling to room temperature, the mixture was extracted with ethyl acetate and water. The organic layer was separated, dried over sodium sulfate, and concentrated to give 1.65 g of a yellow oil. Purified by silica gel column chromatography and the desired 5-methyl-2-
0.80 g (5.5 mmo) of (t-butyl) -1,3-dioxolan-4-one
1,53% yield) obtained as a yellow oil. The cis: trans ratio was 5: 1 (67% ee).

【００４５】比較例２ 5-メチル-2-(t-ブチル)-1,3-
ジオキソラン-4-オン 62mgｇのイットリビウムトリフラート（0.1mmol）、1.0
0ｇ（9.4mmol）のL-乳酸（85%）と2.00ｇ（23mmol）の
ピバルアルデヒドを50mlのn-ペンタン、5mlのクロロホ
ルム混合液に添加した。Dean-Stark装置により脱水しな
がら4時間環流した（大気中）。室温まで冷却後、酢酸
エチルと水により抽出した。有機層を分液し、硫酸ナト
リウムにより乾燥後、濃縮して1.65gの黄色油状物質を
得た。シリカゲルカラムクロマトにより精製して目的と
する5-メチル-2-(t-ブチル)-1,3-ジオキソラン-4-オン
を0.98g（6.1mmol,65%収率）黄色油状物質として得た。
シス：トランス比は4:1であった(60%ee)。Comparative Example 2 5-methyl-2- (t-butyl) -1,3-
Dioxolan-4-one 62 mg g of ytterbium triflate (0.1 mmol), 1.0 mg
0 g (9.4 mmol) of L-lactic acid (85%) and 2.00 g (23 mmol) of pivalaldehyde were added to a mixture of 50 ml of n-pentane and 5 ml of chloroform. The solution was refluxed for 4 hours while being dehydrated by a Dean-Stark apparatus (in air). After cooling to room temperature, the mixture was extracted with ethyl acetate and water. The organic layer was separated, dried over sodium sulfate, and concentrated to give 1.65 g of a yellow oil. Purification by silica gel column chromatography afforded 0.98 g (6.1 mmol, 65% yield) of the desired 5-methyl-2- (t-butyl) -1,3-dioxolan-4-one as a yellow oil.
The cis: trans ratio was 4: 1 (60% ee).

【００４６】実施例１〜４、６、比較例１、２の結果を
表１にまとめて示す。The results of Examples 1 to 4, 6 and Comparative Examples 1 and 2 are summarized in Table 1.

【００４７】[0047]

【表１】 [Table 1]

【００４８】[0048]

【発明の効果】本発明のαーヒドロキシカルボン酸とケ
トンもしくはアルデヒドから環状アセタール化合物を製
造する際に、1,1'-ビ−2−ナフトール誘導体、もしく
は、酒石酸誘導体を共存させることで、ジアステレオ選
択的に環状アセタール化合物を製造することができる。
さらに原料として光学活性なαーヒドロキシカルボン酸
を用いれば、高い光学純度の環状アセタール化合物を製
造することができる。When a cyclic acetal compound is produced from an α-hydroxycarboxylic acid and a ketone or aldehyde according to the present invention, the presence of a 1,1′-bi-2-naphthol derivative or a tartaric acid derivative allows A cyclic acetal compound can be produced stereoselectively.
Further, when an optically active α-hydroxycarboxylic acid is used as a raw material, a cyclic acetal compound having high optical purity can be produced.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】ケトンまたはアルデヒドと、α−ヒドロキ
シカルボン酸を触媒と接触させて環状アセタール化合物
を製造する際に、1,1'-ビ-2-ナフトール誘導体または酒
石酸誘導体を共存させることを特徴とする環状アセター
ル化合物の製造方法。1. A process for producing a cyclic acetal compound by bringing a ketone or aldehyde and an α-hydroxycarboxylic acid into contact with a catalyst, wherein a 1,1′-bi-2-naphthol derivative or a tartaric acid derivative is coexistent. A method for producing a cyclic acetal compound. 【請求項２】ケトンが一般式（１） 【化１】 (式中、R¹及びR²はアルキル基、あるいはアリール基を
表す。）で示される化合物であり、アルデヒドが一般式
（２） 【化２】 （式中、R³はアルキル基、あるいは、アリール基を表
す。）で示される化合物であり、α−ヒドロキシカルボ
ン酸が一般式（３） 【化３】 （式中、R4はアルキル基、あるいは、アリール基を表
す。）で示される化合物であり、環状アセタール化合物
が一般式（４）もしくは一般式（５） 【化４】 （式中、R¹〜R⁴は各々独立にアルキル基、あるいは、ア
リール基を表す。）で示される請求項１記載の環状アセ
タール化合物の製造方法。2. A ketone having the general formula (1): ## STR1 ## (Wherein R ¹ and R ² represent an alkyl group or an aryl group), and the aldehyde is represented by the general formula (2): (Wherein, R ³ represents an alkyl group or an aryl group), and α-hydroxycarboxylic acid is represented by the general formula (3): (Wherein, R 4 represents an alkyl group or an aryl group), and the cyclic acetal compound is represented by the general formula (4) or the general formula (5): (Wherein R ^{1 to} R ⁴ each independently represent an alkyl group or an aryl group.) The method for producing a cyclic acetal compound according to claim 1, which is represented by the formula: 【請求項３】α−ヒドロキシカルボン酸のα位のヒドロ
キシル基が光学活性である請求項１または２記載の光学
活性環状アセタール化合物の製造方法。3. The method for producing an optically active cyclic acetal compound according to claim 1, wherein the hydroxyl group at the α-position of the α-hydroxycarboxylic acid is optically active. 【請求項４】触媒が第IIIB属遷移金属を含有することを
特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の環状アセ
タール化合物の製造方法。4. The process for producing a cyclic acetal compound according to claim 1, wherein the catalyst contains a Group IIIB transition metal. 【請求項５】第IIIB属遷移金属がスカンジウムもしくは
イットリビウムである請求項４記載の環状アセタール化
合物の製造方法。5. The method for producing a cyclic acetal compound according to claim 4, wherein the Group IIIB transition metal is scandium or yttrium. 【請求項６】触媒がスカンジウムトリフラートまたはイ
ットリビウムトリフラートである請求項５記載の環状ア
セタール化合物の製造方法。6. The process for producing a cyclic acetal compound according to claim 5, wherein the catalyst is scandium triflate or ytterbium triflate.