JP4050616B2 - キラル高分子サレン触媒およびそれを用いたラセミエポキシドからのキラル化合物の製造方法 - Google Patents
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- Catalysts (AREA)
Description
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、新規キラル高分子サレン触媒およびそれを用いてラセミエポキシドからキラル化合物を製造する方法に関し、さらに詳しくは、従来のキラルサレン触媒は高価であるにもかかわらず回収が困難であるという問題を改善し、反応への使用済み後も全く触媒活性を失わず、触媒の再生処理なしに反復使用が可能な新規キラル高分子サレン触媒と、前記新規キラル高分子サレン触媒を用いてラセミエポキシドを立体選択的に加水分解反応を行うことにより、大量生産時にも高光学純度および高収率で立体選択性に優れたキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのようなキラル化合物を経済的に製造する方法に関する。
【０００２】
（発明の背景）
キラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールは、光学活性を有する医薬品および農薬品の合成に用いられる主原料物質である［米国特許第５，０７１，８６８号;Tetrahedron Lett., Vol. 28, No. 16, 1783, 1987; J. Org. Chem., Vol. 64, 8741, 1999］。このように高光学純度を有するキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールが産業的に非常に有用な化合物であるにもかかわらずその使用が制限されている理由は、製造工程が困難であることによって工業的に安価で生産することが難しいからである。
【０００３】
キラルエポキシドの一種としてキラルエピクロロヒドリンを、微生物を用いて製造する方法が知られている［ヨーロッパ特許第４３１，９７０号；日本国特開平０２−２５７８９５号、第、同０６−２１１８２２号］。しかし、この方法は、反応規模に比べて生産性が低く、２段階以上の多段階工程からなるので、経済性の面で好ましくない。他の方法として、マンニトール誘導体から得られたキラルスルホニルオキシハロアルコール誘導体を原料物質としてキラルエピクロロヒドリンを製造する方法［米国特許第4,408,063号;J. Org. Chem. Vol. 43, 4876, 1978］、また、キラル３−クロロ−１，２−プロパンジオールを用いてキラルエピクロロヒドリンを製造する方法［Syn.Lett.No. 12, 1927, 1999］等が報告されているが、これもまた多段階反応であって、産業的に利用するのには不足している。
【０００４】
一般に、キラルエポキシドの製造方法には立体選択性を有するキラル触媒が用いられているが、この方法は、光学異性体が５０：５０で混合された安価なラセミエポキシドを、キラル触媒の存在下で一方の立体構造のみを選択的に加水分解することにより、ラセミエポキシドのいずれか一つの異性体のエポキシドのみを加水分解し、残りの異性体は反応しないままで反応溶液中に残すことにより、高収率で残りの異性体のエポキシドのみを得る方法である。前記立体選択性加水分解反応に用いられる通常のキラル触媒は非常に高価であるので、再使用できなければ産業的な利用価値がない。
キラルエポキシドの立体選択性加水分解反応に用いられるキラル触媒としてキラルサレン触媒を用いる方法が最近報告されている[Science, Vol. 277, 936, 1997;米国特許第５，６６５，８９０号、第５，９２９，２３２号；国際特許公開ＷＯ００／０９４６３号、ＷＯ９１／１４６９４号]。通常のキラル触媒に比べてキラルサレン触媒を用いる方法は収率が高く、光学純度も他の方法に比べて優れていると報告されている。しかし、国際特許公開第ＷＯ００／０９４６３号の第８６〜８７頁には、従来のキラルサレン触媒を用いてラセミエポキシドを加水分解した後、生成物であるキラルエポキシドは時間が経つにつれてラセミ化する現象が生じると記載されている。このようなラセミ化現象は、大量生産時に、反応終了後所望する物質を蒸留して得るために多くの時間がかかることによりさらに深化するので、得られるキラルエポキシドの光学純度が低下する原因となるため、キラルエポキシドの大量生産に従来のキラルサレン触媒を適用するのには限界がある。
【０００５】
また、従来のキラルサレン触媒は、１回使用後再び使用する場合、触媒の活性度が急激に低下するので、毎回再処理工程を経なければならない問題がある。また、再処理工程を行っても、新しい触媒を使用して製造した場合に比べて、キラル化合物の光学活性が著しく低下するので、再使用回数に制限があるという問題がある。このような問題は、産業的に利用するのにおいてキラルエポキシドの製造コストを高める決定的要因となる。
【０００６】
したがって、キラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールなどのキラル化合物は医薬・農薬品の製造に重要な原料物質であることは確かであるが、高コストによって産業的に利用するのにはまだ多くの経済的制約があるので、より効率的な製造方法の開発が切実に要求されている。
【０００７】
（発明の概要）
従来の酢酸基（ＯＡｃ）含有キラルサレン触媒において、触媒が活性を失うか、又は酢酸基（ＯＡｃ）のような官能基が離脱する。そのために、本発明者らは、触媒の非活性化および触媒によるキラル生成物のラセミ化の問題を解消するために、中心金属の対アニオン（counterion）としてＰＦ６ −またはＢＦ４ −が導入されていてラセミ体エポキシドの大量生産に有用な新たな構造のキラル高分子サレン触媒を開発した。言換えれば、キラルエポキシドの立体選択性加水分解反応に用いられるキラルサレン触媒において中心金属に結合している適切な対アニオンの選択が非常に重要である。たとえば、酢酸基（ＯＡｃ）やハロゲン基のように求核性作用を有する対アニオンが結合しているキラルサレン触媒は、キラルエポキシドのラセミ化に関与して光学純度を低下させ、また、対アニオンが中心金属と強力な結合を形成しない場合は、反応中に対アニオンが解離して触媒活性が低下する。
【０００８】
本発明に係るキラル高分子サレン触媒は、中心金属の対アニオンとしてＰＦ６ −またはＢＦ４ −が結合していて反応後も全く活性を失わず、また、ラセミ化することなくキラルエポキシドの優れた生産を提供する。さらに、本発明に係る新規キラル高分子サレン触媒は、ラセミエポキシドを立体選択的に加水分解する反応に用いる場合、キラルサレン触媒が溶媒に不溶性の高分子であるため、簡単な濾過過程だけでも反応混合物から容易にキラル高分子サレン触媒を回収できる。したがって、本発明は、従来のキラルサレン触媒の短所を改善し、反応への使用済み後も全く触媒の活性を失わず、使用済みの触媒の再処理を必要としないために製造工程が簡単になる、新規キラル高分子サレン触媒を提供することにその目的がある。
【０００９】
また、本発明は、ラセミエポキシドからキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールを製造する反応に前記新規キラル高分子サレン触媒を用いることにより、生成したキラルエポキシドのラセミ化にも影響を及ぼさず、高光学純度および高収率のキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのようなキラル化合物を経済的に製造する方法を提供することに他の目的がある。
【００１０】
（発明の詳細な説明）
本発明は、ラセミエポキシドからキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールを製造する反応における触媒として有用な化学式４で表されるキラル高分子サレン触媒をその特徴とする。
【００１１】
【化４】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｙ１およびＹ２は各々水素原子、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ２〜Ｃ６アルケニル、Ｃ２〜Ｃ６アルキニル、ハロゲン原子、ヒドロキシ、アミノ、チオール、ニトロ、アミン、アミド、カルボニル、カルボキシル、シリル、エーテル、チオエーテル、サレノエーテル、ケトン、アルデヒド、エステル、ホスホリル、ホスホネート、ホスフィン、スルホニル、または（ＣＨ２）ｋ−Ｒ４（この際、Ｒ４はフェニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、複素環または多環（polycycle）を示し、ｋは０〜８の整数である）であるか、またはいずれか２つ以上の置換基が結合して４個〜１０個の原子を含む炭素環（carbocycle）或は複素環（heterocycle）を形成してもよく；ＭはＣｏを示し；ＺはＰＦ６およびＢＦ４から選ばれた対アニオンを示し；ｍは８〜２０の整数であり；ｎは１〜６の整数である。）
【００１２】
また、本発明は、ラセミエポキシドを立体選択的に加水分解してキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのキラル化合物を製造する方法において、前記反応触媒として化学式４で表されるキラル高分子サレン触媒を用いるキラル化合物の製造方法を含む。
【００１３】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、生産物のラセミ化に影響を与えず、触媒の再生のための後処理工程なしに濾過だけでも回収が可能であり、また、全く活性を失わないので、反復的に使用が可能な化学式４で表される新規キラル高分子サレン触媒と、前記新規触媒の下でラセミエポキシドを立体選択的に加水分解して高光学活性および高収率の立体選択性を有するキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのようなキラル化合物を製造する方法に関する。
【００１４】
本発明に係る化学式４で表される新規キラル高分子サレン触媒の製造方法は、たとえば、化学式５に示すように、化学式５において式（２）で表されるフェノール誘導体と式（３）で表されるジアミン誘導体を反応させることにより生成する式（４）で表される高分子サレンリガンドに中心金属および対アニオンを導入して製造できる。
【００１５】
【化５】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｙ１、Ｙ２、Ｍ、Ｚ、ｍおよびｎは各々化学式４で定義した通りである。）
【００１６】
化学式５において、式（４）で表される高分子サレンリガンドは公知の方法［J. Am. Chem. Soc., Vol. 79, 6000, 1957;Tetrahedron:Asymmetry, Vol. 8, No. 20, pp.3481-3487, 1997;Tetrahedron Letters, Vol. 41, pp. 10267〜10271, 2000］を応用して容易に製造できる。化学式５において、式（２）で表されるフェノール誘導体と式（３）で表されるジアミン誘導体を０℃〜１５０℃で反応させる。この際、反応溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類とジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタンなどを使用でき、反応時間は２時間以上でなければ十分な高分子化をなすことができない。生成した化学式５において式（４）で表される高分子サレンリガンドを反応液から濾過し、水、エタノール、ヘキサンの順に洗浄して乾燥する。高分子サレンリガンドを２０℃〜１５０℃で中心金属原子（Ｍ）含有塩と反応させ、反応溶媒としてメタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類を用いて中心金属を導入する。そして、０℃〜２００℃で対アニオン（Ｚ）含有塩或はフェロセニウム誘導体と、反応溶媒としてメタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，４−ジオキサンなどの有機溶媒を用いて対アニオン（Ｚ）を導入することにより、化学式４で表される高分子サレン触媒を製造できる。
【００１７】
一方、化学式４で表される新規キラル高分子サレン触媒を用いてラセミエポキシドを立体選択的に加水分解してキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのようなキラル化合物を製造する機構を簡略に示すと化学式６の通りである。
【００１８】
【化６】
（図中、Ｒは非置換またはハロゲン原子で置換されたＣ１〜Ｃ１０アルキル基、非置換またはハロゲン原子で置換されたＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、または非置換またはハロゲン原子で置換されたフェニル基を示し；Ｉ−ＲＲはＲ１が水素原子である式化学式４で表されるキラル高分子サレン触媒を示し；Ｉ−ＳＳはＲ２が水素原子である化学式４で表されるキラル高分子サレン触媒を示す。）
【００１９】
化学式６に示す立体選択的加水分解反応をより具体的に説明すると次の通りである。
【００２０】
まず、ラセミエポキシドに０．４〜０．８当量の水とともに化学式４で表されるキラル高分子サレン触媒を０．００１モル％以上（好ましくは０．１〜５モル％）加え、反応温度−１０〜３０℃（好ましくは４〜２５℃）で反応させる。この際、別途の有機溶媒を使用してもよいが、好ましくは添加しない。反応が完了した後、反応物を濾過して触媒を回収し、濾液を減圧下で分別蒸留して所望するキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールを分離する。回収された触媒は別途の再生過程を行わずに直ちに再使用できる。
【００２１】
前記の本発明に係る立体選択的加水分解反応において、触媒としてＲ１が水素原子である化学式４で表されるキラル高分子サレン触媒（以下、「Ｉ−ＲＲ」と略す）を用いる場合、反応生成物として（Ｒ）−エポキシドまたは（Ｓ）−１，２−ジオールが生成する。反面、触媒としてＲ２が水素原子である化学式４で表されるキラル高分子サレン触媒（以下、「Ｉ−ＳＳ」と略す）を用いる場合、反応生成物として（Ｓ）−エポキシドまたは（Ｒ）−１，２−ジオールが生成する。
【００２２】
添付の図１および図２には、本発明を代表する新規キラル高分子サレン触媒（本発明の触媒１−ＲＲ−１、又は本発明の触媒１−ＳＳ−１）と従来用いられた酢酸基（ＯＡｃ）含有キラル高分子サレン触媒（比較触媒１）の反応時間による反応速度および光学選択性を比較したグラフを示す。
【００２３】
【化７】
【００２４】
【化８】
【００２５】
【化９】
【００２６】
図３および図４によれば、本発明に係る新規キラル高分子サレン触媒を用いた反応において、より反応速度が速く、かつ光学選択性（９９％ｅｅ以上）の高いキラルエポキシドが得られ、反応に用いられた後にも触媒活性を失わず、再生処理なしに反復使用が可能であることを確認できる。反面、酢酸基（ＯＡｃ）を含有する従来のキラルサレン触媒は１回使用後活性を失い、再度酢酸で処理して活性化しなければ活性を示さず、酢酸で再生処理しても９９％以上のｅｅ値（光学選択性）を有するキラルエポキシドを得るためには、最初に用いた触媒よりさらに多くの反応時間がかかるという短所があった。
【００２７】
添付の図５は、本発明を代表する新規キラル高分子サレン触媒（本発明の触媒Ｉ−ＲＲ−１）と、酢酸基（ＯＡｃ）含有キラルサレン触媒（比較触媒１）および臭素基（Ｂｒ）含有キラルサレン触媒（比較触媒２）を用いて生産したキラルエポキシドのラセミ化の程度を比較したグラフである。
【００２８】
【化１０】
【００２９】
図５によれば、本発明に係る新規キラル高分子サレン触媒を用いた反応においては、時間が経ってもラセミ化がない、またはわずかな程度であったが、酢酸基含有キラルサレン触媒（比較触媒１）または臭素基（Ｂｒ）含有キラルサレン触媒（比較触媒２）のように対アニオンが求核性作用を有するものである場合は、時間が経つにれてキラルエポキシドのラセミ化の程度が大きくなるため、時間が経つほど光学純度が低下する結果となる。したがって、キラルエポキシドの大量生産においては、反応終了後に所望する物質を蒸留するために多くの時間がかかる。本発明の新規キラル高分子サレン触媒はラセミ化のおそれがほとんどなく、光学的に純粋なキラルエポキシドの大量生産過程に使用できるのに対し、比較触媒１または２のようなキラルサレン触媒を用いる場合、蒸留過程中にキラルエポキシドのラセミ化が進行し、得られるエポキシドの光学純度が低下する短所があり、大量生産に適用するのに限界がある。
【００３０】
（実施例）
以下、本発明を下記実施例によってさらに詳細に説明する。しかし、本発明はこれらに限定されない。
【００３１】
（実施例１）
（（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーの製造）
【００３２】
【化１１】
【００３３】
（Ｓ，Ｓ）−１，２−ジアンモニウムシクロヘキサンモノ−（−）−タルトラート塩２１．６ｇと炭酸カリウム２２．６ｇを水１１０ｍｌに溶かし、エタノール４４０ｍｌを加えた。還流温度でエタノール２５０ｍｌに溶かした５，５’−メチレン−ジ−３−ｔ−ブチルサリチルアルデヒド３０．１ｇを添加した。攪拌しながら１２時間還流した後水１１０ｍｌを加えた。５℃まで徐々に温度を下げ、生成した固体を濾過した。水２２０ｍｌで２回洗浄し、エタノール７０ｍｌ、ヘキサン７０ｍｌで洗浄した。固体を減圧乾燥して前記標題化合物３２．８ｇを得た。
IR (KBr, cm-1): 778, 800, 860, 1160, 1265, 1440, 1594, 1628, 2860, 2960平均分子量（ＧＰＣ）：５８５６（多分散度＝１．０６）
【００３４】
（実施例２）
（（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーの製造）
【００３５】
【化１２】
【００３６】
（Ｓ，Ｓ）−１，２−ジアンモニウムシクロヘキサンモノ−（−）−タルトラート塩の代わりに（Ｒ，Ｒ）−１，２−ジアンモニウムシクロヘキサンモノ−（＋）−タルトラート塩を用いたことを除いては、前記実施例１と同様な方法で反応を行って標題化合物３２．７ｇを得た。
IR (KBr, cm-1): 778, 800, 860, 1160, 1265, 1440, 1594, 1628, 2860, 2960平均分子量（ＧＰＣ，図４）：５８５６（多分散度＝１．０６）
【００３７】
（実施例３）
（（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）ヘキサフルオロホスフェートポリマーの製造）
【００３８】
【化１３】
【００３９】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマー１当量と酢酸コバルト（II）・４Ｈ２Ｏ １．２当量をエタノールに加え、攪拌しながら３時間還流し、室温で濾過した。得られた固体にフェロセニウムヘキサフルオロホスフェート１当量とアセトニトリルを混合し、攪拌しながら１時間還流した後、アセトニトリルを減圧留去した。生成した固体をヘキサンで洗浄し、固体を濾過して標題化合物を得た。
【００４０】
（実施例４）
（（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）ヘキサフルオロホスフェートポリマーの製造）
【００４１】
【化１４】
【００４２】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーの代わりに、（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーを用いたことを除いては、前記実施例３と同様な方法で反応を行って標題化合物を定量的に得た。
【００４３】
（実施例５）
（（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）テトラフルオロボレートポリマーの製造）
【００４４】
【化１５】
【００４５】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマー１当量と酢酸コバルト（II）・４Ｈ２Ｏ １．２当量をエタノールに加え、攪拌しながら３時間還流し、室温で濾過した。得られた固体にテトラフルオロホウ酸フェロセニウム１当量とアセトニトリルを混合し、攪拌しながら１時間還流した後、アセトニトリルを減圧留去した。生成した固体をヘキサンで洗浄し、固体を濾過して標題化合物を得た。
【００４６】
（実施例６）
（（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）テトラフルオロボレートポリマーの製造）
【００４７】
【化１６】
【００４８】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーの代わりに、（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーを用いたことを除いては、実施例５と同様な方法で反応を行って標題化合物を得た。
【００４９】
（実施例７）
（（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（ＩＩＩ）ブロミドポリマーの製造）
【００５０】
【化１７】
【００５１】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマー１当量と酢酸コバルト（ＩＩ）・４Ｈ２Ｏ １．２当量をエタノールに加え、攪拌しながら３時間還流し、室温で濾過した。得られた固体および臭素０．５当量をジクロロメタンに加え、攪拌しながら１時間還流した。ジクロロメタンを減圧留去して標題化合物を得た。
【００５２】
（実施例８）
（（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）ブロミドポリマーの製造）
【００５３】
【化１８】
【００５４】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーの代わりに、（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーを用いたことを除いては、前記実施例７と同様な方法で反応を行って標題化合物を得た。
【００５５】
（実施例９）
（（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）クロリドポリマーの製造）
【００５６】
【化１９】
【００５７】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマー１当量と酢酸コバルト（II）・４Ｈ２Ｏ １．２当量をエタノールに加え、攪拌しながら３時間還流し、室温で濾過した。得られた固体および塩素０．５当量をジクロロメタンに加え、攪拌しながら１時間還流した後ジクロロメタンを減圧留去して標題化合物を得た。
【００５８】
（実施例１０）
（（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）クロリドポリマーの製造）
【００５９】
【化２０】
【００６０】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーの代わりに、（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーを用いたことを除いては、実施例９と同様な方法で反応を行って標題化合物を得た。
【００６１】
（実験例１）
（（Ｓ）−エピクロロヒドリンまたは（Ｒ）−エピクロロヒドリンの製造）
各々のラセミエピクロロヒドリン１００ｇに下記表１のように前記実施例３〜１０で製造した触媒０．２５モル％を混合し、５℃まで冷却した。これに、水１３．６ｇを徐々に加えた後、２０℃で４時間攪拌した。反応物を濾過して触媒を回収し、濾液を減圧下で分別蒸留して（Ｓ）［または（Ｒ）］−エピクロロヒドリンを得た。回収した触媒に同量の新しいラセミエピクロロヒドリンと水を入れて同様な反応を繰り返したところ、（Ｓ）［または（Ｒ）］−エピクロロヒドリンを連続して９９％ｅｅ以上の光学純度で得た。
【００６２】
（比較実験例１）
（（Ｓ）−エピクロロヒドリンの製造）
従来の酢酸基含有キラルサレン触媒（比較触媒１）を用いて前記実験例１のように反応させて（Ｓ）−エピクロロヒドリンを得た。使用された触媒を全く活性化処理をせずに次の反応に用いて光学純度が１７％ｅｅの（Ｓ）−エピクロロヒドリンを得た。２番目の反応後、使用された触媒を公知の方法［Science, Vol. 277, 936, 1997］に従って活性化した。使用した触媒をトルエンおよび２当量の酢酸に加え、空気中で１時間攪拌した後溶媒を減圧蒸留して触媒を得た。この触媒を用いて同様な条件下で３番目の反応を行ったところ、一番目の反応では反応時間が４時間であったことに比べて、３番目の反応では７〜８時間と長くなり、（Ｓ）−エピクロロヒドリンの光学純度は９９％ｅｅ以下に低下した。その結果を下記表１に示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
（比較実験例２）
（（Ｓ）−エピクロロヒドリンの光学純度変化の比較）
各々のラセミエピクロロヒドリン１００ｇに前記実施例４で製造した触媒（Ｉ−ＲＲ−１）、従来の酢酸基含有キラルサレン触媒（比較触媒１）、臭素基含有キラルサレン触媒（比較触媒２）を各々０．４モル％ずつ加え、５℃に冷却した。これに、水１０．７ｇを徐々に加えた後、２０℃で攪拌しながら、光学純度の経時変化を観察し、その結果を図３に示す。
【００６５】
（実験例２）
（（Ｒ）−エピブロモヒドリンまたは（Ｓ）−エピブロモヒドリンの製造）
ラセミエピブロモヒドリン１４８ｇに前記実施例３または実施例４で製造した触媒（Ｉ−ＳＳ−１またはＩ−ＲＲ−１）２．８ｇを加え、５℃に冷却した。これに、水１０．７ｇを徐々に加えた後、２０℃で７時間攪拌し、反応物を濾過して触媒を回収し、濾液を減圧下で分別蒸留したところ、（Ｒ）［または（Ｓ）］−エピブロモヒドリンを得た。回収した触媒に同量の新しいラセミエピブロモヒドリンと水を入れて活性化処理を全く行わずに同様の反応を繰り返したところ、（Ｒ）［または（Ｓ）］−エピブロモヒドリンを連続して９９％ｅｅ以上の光学純度で得た。
【００６６】
（実験例３）
（（Ｓ）−１，２−エポキシブタンまたは（Ｒ）−１，２−エポキシブタンの製造）
ラセミ１，２−エポキシブタン７８ｇに前記実施例３または実施例４で製造した触媒（Ｉ−ＳＳ−１またはＩ−ＲＲ−１）２．８ｇを加え、５℃まで冷却した。これに、水１０．７ｇを徐々に加えた後、２０℃で７時間攪拌し、反応物を濾過して触媒を回収し、濾液を減圧下で分別蒸留したところ、（Ｓ）［または（Ｒ）］−１，２−エポキシブタンを得た。回収した触媒に同量の新しいラセミ１，２−エポキシブタンと水を入れて活性化処理を全く行わずに反応を繰り返したところ、（Ｓ）［または（Ｒ）］−１，２−エポキシブタンを連続して９９％ｅｅ以上の光学純度で得た。
【００６７】
（実験例４）
（（Ｓ）−１，２−エポキシヘキサンまたは（Ｒ）−１，２−エポキシヘキサンの製造）
ラセミ１，２−エポキシブタン７８ｇの代わりに、ラセミ１，２−エポキシヘキサン１０８ｇを用いたことを除いては、前記実験例３と同様な方法で反応を行って標題化合物を９９％ｅｅ以上の光学純度で得た。
【００６８】
（実験例５）
（（Ｓ）−スチレンオキシドまたは（Ｒ）−スチレンオキシドの製造）
ラセミスチレンオキシド１３０ｇに前記実施例３または実施例４で製造した触媒（Ｉ−ＳＳ−１またはＩ−ＲＲ−１）５ｇを加え、５℃に冷却した。これに、水１３．６ｇを徐々に加えた後、２０℃で１５時間攪拌し、反応物を濾過して触媒を回収し、濾液を減圧下で分別蒸留して（Ｓ）［または（Ｒ）］−スチレンオキシドを得た。回収した触媒に同量の新しいラセミスチレンオキシドと水を入れて活性化処理をまったく行わずに同様な反応を繰り返したところ、（Ｓ）［または（Ｒ）］−スチレンオキシドを連続して９９％ｅｅ以上の光学純度で得た。
【００６９】
（実験例６）
（（Ｓ）−１，２−ブタンジオールまたは（Ｒ）−１，２−ブタンジオールの製造）
ラセミ１，２−エポキシブタン７８ｇに前記実施例３または実施例４で製造した触媒（Ｉ−ＳＳ−１またはＩ−ＲＲ−１）２．８ｇを加え、５℃に冷却した。これに、水８．８ｇを徐々に加えた後、２０℃で３時間攪拌し、反応物を濾過して触媒を回収した。濾液を減圧下で分別蒸留して（Ｓ）［または（Ｒ）］−１，２−ブタンジオールを得た。回収した触媒に同量の新しいラセミ１，２−ブタンジオールと水を入れて活性化処理を全く行わずに同様な反応を繰り返したところ、（Ｓ）［または（Ｒ）］−１，２−ブタンジオールを連続して９９％ｅｅ以上の光学純度、平均収率８０％で得た。
【００７０】
（産業上の利用可能性）
以上、述べたように、本発明に係る新規キラル高分子サレン触媒は、従来のキラルサレン触媒が高価であるにもかかわらず回収が困難であるという短所を改善することにより、反応への使用済み後も簡単な濾過過程だけで回収が可能であるともに、回収された触媒は全く活性を失わず、触媒の再生処理なしに反復使用が可能であり、また、ラセミエポキシドから高光学純度および高収率の立体選択性を有するキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールを大量生産できる立体選択性加水分解反応における触媒として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明のキラル高分子サレン触媒と従来の酢酸基含有キラルサレン触媒を用いて生産したキラル化合物の反応時間による光学純度を比較したグラフである。
【図２】 図２は、本発明のキラル高分子サレン触媒と従来の酢酸基含有キラルサレン触媒を用いて生産したキラル化合物の反応回数による光学純度を比較したグラフである。
【図３】 図３は、本発明のキラル高分子サレン触媒と比較触媒として酢酸基含有キラルサレン触媒および臭素基含有キラルサレン触媒を用いて生産したキラルエポキシドの反応時間によるラセミ化の程度を比較したグラフである。
【図４】 図４は、本発明のキラル高分子サレン触媒の製造に用いられる高分子サレンリガンドの平均分子量（ＧＰＣ）データである。
（発明の分野）
本発明は、新規キラル高分子サレン触媒およびそれを用いてラセミエポキシドからキラル化合物を製造する方法に関し、さらに詳しくは、従来のキラルサレン触媒は高価であるにもかかわらず回収が困難であるという問題を改善し、反応への使用済み後も全く触媒活性を失わず、触媒の再生処理なしに反復使用が可能な新規キラル高分子サレン触媒と、前記新規キラル高分子サレン触媒を用いてラセミエポキシドを立体選択的に加水分解反応を行うことにより、大量生産時にも高光学純度および高収率で立体選択性に優れたキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのようなキラル化合物を経済的に製造する方法に関する。
【０００２】
（発明の背景）
キラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールは、光学活性を有する医薬品および農薬品の合成に用いられる主原料物質である［米国特許第５，０７１，８６８号;Tetrahedron Lett., Vol. 28, No. 16, 1783, 1987; J. Org. Chem., Vol. 64, 8741, 1999］。このように高光学純度を有するキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールが産業的に非常に有用な化合物であるにもかかわらずその使用が制限されている理由は、製造工程が困難であることによって工業的に安価で生産することが難しいからである。
【０００３】
キラルエポキシドの一種としてキラルエピクロロヒドリンを、微生物を用いて製造する方法が知られている［ヨーロッパ特許第４３１，９７０号；日本国特開平０２−２５７８９５号、第、同０６−２１１８２２号］。しかし、この方法は、反応規模に比べて生産性が低く、２段階以上の多段階工程からなるので、経済性の面で好ましくない。他の方法として、マンニトール誘導体から得られたキラルスルホニルオキシハロアルコール誘導体を原料物質としてキラルエピクロロヒドリンを製造する方法［米国特許第4,408,063号;J. Org. Chem. Vol. 43, 4876, 1978］、また、キラル３−クロロ−１，２−プロパンジオールを用いてキラルエピクロロヒドリンを製造する方法［Syn.Lett.No. 12, 1927, 1999］等が報告されているが、これもまた多段階反応であって、産業的に利用するのには不足している。
【０００４】
一般に、キラルエポキシドの製造方法には立体選択性を有するキラル触媒が用いられているが、この方法は、光学異性体が５０：５０で混合された安価なラセミエポキシドを、キラル触媒の存在下で一方の立体構造のみを選択的に加水分解することにより、ラセミエポキシドのいずれか一つの異性体のエポキシドのみを加水分解し、残りの異性体は反応しないままで反応溶液中に残すことにより、高収率で残りの異性体のエポキシドのみを得る方法である。前記立体選択性加水分解反応に用いられる通常のキラル触媒は非常に高価であるので、再使用できなければ産業的な利用価値がない。
キラルエポキシドの立体選択性加水分解反応に用いられるキラル触媒としてキラルサレン触媒を用いる方法が最近報告されている[Science, Vol. 277, 936, 1997;米国特許第５，６６５，８９０号、第５，９２９，２３２号；国際特許公開ＷＯ００／０９４６３号、ＷＯ９１／１４６９４号]。通常のキラル触媒に比べてキラルサレン触媒を用いる方法は収率が高く、光学純度も他の方法に比べて優れていると報告されている。しかし、国際特許公開第ＷＯ００／０９４６３号の第８６〜８７頁には、従来のキラルサレン触媒を用いてラセミエポキシドを加水分解した後、生成物であるキラルエポキシドは時間が経つにつれてラセミ化する現象が生じると記載されている。このようなラセミ化現象は、大量生産時に、反応終了後所望する物質を蒸留して得るために多くの時間がかかることによりさらに深化するので、得られるキラルエポキシドの光学純度が低下する原因となるため、キラルエポキシドの大量生産に従来のキラルサレン触媒を適用するのには限界がある。
【０００５】
また、従来のキラルサレン触媒は、１回使用後再び使用する場合、触媒の活性度が急激に低下するので、毎回再処理工程を経なければならない問題がある。また、再処理工程を行っても、新しい触媒を使用して製造した場合に比べて、キラル化合物の光学活性が著しく低下するので、再使用回数に制限があるという問題がある。このような問題は、産業的に利用するのにおいてキラルエポキシドの製造コストを高める決定的要因となる。
【０００６】
したがって、キラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールなどのキラル化合物は医薬・農薬品の製造に重要な原料物質であることは確かであるが、高コストによって産業的に利用するのにはまだ多くの経済的制約があるので、より効率的な製造方法の開発が切実に要求されている。
【０００７】
（発明の概要）
従来の酢酸基（ＯＡｃ）含有キラルサレン触媒において、触媒が活性を失うか、又は酢酸基（ＯＡｃ）のような官能基が離脱する。そのために、本発明者らは、触媒の非活性化および触媒によるキラル生成物のラセミ化の問題を解消するために、中心金属の対アニオン（counterion）としてＰＦ６ −またはＢＦ４ −が導入されていてラセミ体エポキシドの大量生産に有用な新たな構造のキラル高分子サレン触媒を開発した。言換えれば、キラルエポキシドの立体選択性加水分解反応に用いられるキラルサレン触媒において中心金属に結合している適切な対アニオンの選択が非常に重要である。たとえば、酢酸基（ＯＡｃ）やハロゲン基のように求核性作用を有する対アニオンが結合しているキラルサレン触媒は、キラルエポキシドのラセミ化に関与して光学純度を低下させ、また、対アニオンが中心金属と強力な結合を形成しない場合は、反応中に対アニオンが解離して触媒活性が低下する。
【０００８】
本発明に係るキラル高分子サレン触媒は、中心金属の対アニオンとしてＰＦ６ −またはＢＦ４ −が結合していて反応後も全く活性を失わず、また、ラセミ化することなくキラルエポキシドの優れた生産を提供する。さらに、本発明に係る新規キラル高分子サレン触媒は、ラセミエポキシドを立体選択的に加水分解する反応に用いる場合、キラルサレン触媒が溶媒に不溶性の高分子であるため、簡単な濾過過程だけでも反応混合物から容易にキラル高分子サレン触媒を回収できる。したがって、本発明は、従来のキラルサレン触媒の短所を改善し、反応への使用済み後も全く触媒の活性を失わず、使用済みの触媒の再処理を必要としないために製造工程が簡単になる、新規キラル高分子サレン触媒を提供することにその目的がある。
【０００９】
また、本発明は、ラセミエポキシドからキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールを製造する反応に前記新規キラル高分子サレン触媒を用いることにより、生成したキラルエポキシドのラセミ化にも影響を及ぼさず、高光学純度および高収率のキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのようなキラル化合物を経済的に製造する方法を提供することに他の目的がある。
【００１０】
（発明の詳細な説明）
本発明は、ラセミエポキシドからキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールを製造する反応における触媒として有用な化学式４で表されるキラル高分子サレン触媒をその特徴とする。
【００１１】
【化４】
【００１２】
また、本発明は、ラセミエポキシドを立体選択的に加水分解してキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのキラル化合物を製造する方法において、前記反応触媒として化学式４で表されるキラル高分子サレン触媒を用いるキラル化合物の製造方法を含む。
【００１３】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、生産物のラセミ化に影響を与えず、触媒の再生のための後処理工程なしに濾過だけでも回収が可能であり、また、全く活性を失わないので、反復的に使用が可能な化学式４で表される新規キラル高分子サレン触媒と、前記新規触媒の下でラセミエポキシドを立体選択的に加水分解して高光学活性および高収率の立体選択性を有するキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのようなキラル化合物を製造する方法に関する。
【００１４】
本発明に係る化学式４で表される新規キラル高分子サレン触媒の製造方法は、たとえば、化学式５に示すように、化学式５において式（２）で表されるフェノール誘導体と式（３）で表されるジアミン誘導体を反応させることにより生成する式（４）で表される高分子サレンリガンドに中心金属および対アニオンを導入して製造できる。
【００１５】
【化５】
【００１６】
化学式５において、式（４）で表される高分子サレンリガンドは公知の方法［J. Am. Chem. Soc., Vol. 79, 6000, 1957;Tetrahedron:Asymmetry, Vol. 8, No. 20, pp.3481-3487, 1997;Tetrahedron Letters, Vol. 41, pp. 10267〜10271, 2000］を応用して容易に製造できる。化学式５において、式（２）で表されるフェノール誘導体と式（３）で表されるジアミン誘導体を０℃〜１５０℃で反応させる。この際、反応溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類とジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタンなどを使用でき、反応時間は２時間以上でなければ十分な高分子化をなすことができない。生成した化学式５において式（４）で表される高分子サレンリガンドを反応液から濾過し、水、エタノール、ヘキサンの順に洗浄して乾燥する。高分子サレンリガンドを２０℃〜１５０℃で中心金属原子（Ｍ）含有塩と反応させ、反応溶媒としてメタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類を用いて中心金属を導入する。そして、０℃〜２００℃で対アニオン（Ｚ）含有塩或はフェロセニウム誘導体と、反応溶媒としてメタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，４−ジオキサンなどの有機溶媒を用いて対アニオン（Ｚ）を導入することにより、化学式４で表される高分子サレン触媒を製造できる。
【００１７】
一方、化学式４で表される新規キラル高分子サレン触媒を用いてラセミエポキシドを立体選択的に加水分解してキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのようなキラル化合物を製造する機構を簡略に示すと化学式６の通りである。
【００１８】
【化６】
【００１９】
化学式６に示す立体選択的加水分解反応をより具体的に説明すると次の通りである。
【００２０】
まず、ラセミエポキシドに０．４〜０．８当量の水とともに化学式４で表されるキラル高分子サレン触媒を０．００１モル％以上（好ましくは０．１〜５モル％）加え、反応温度−１０〜３０℃（好ましくは４〜２５℃）で反応させる。この際、別途の有機溶媒を使用してもよいが、好ましくは添加しない。反応が完了した後、反応物を濾過して触媒を回収し、濾液を減圧下で分別蒸留して所望するキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールを分離する。回収された触媒は別途の再生過程を行わずに直ちに再使用できる。
【００２１】
前記の本発明に係る立体選択的加水分解反応において、触媒としてＲ１が水素原子である化学式４で表されるキラル高分子サレン触媒（以下、「Ｉ−ＲＲ」と略す）を用いる場合、反応生成物として（Ｒ）−エポキシドまたは（Ｓ）−１，２−ジオールが生成する。反面、触媒としてＲ２が水素原子である化学式４で表されるキラル高分子サレン触媒（以下、「Ｉ−ＳＳ」と略す）を用いる場合、反応生成物として（Ｓ）−エポキシドまたは（Ｒ）−１，２−ジオールが生成する。
【００２２】
添付の図１および図２には、本発明を代表する新規キラル高分子サレン触媒（本発明の触媒１−ＲＲ−１、又は本発明の触媒１−ＳＳ−１）と従来用いられた酢酸基（ＯＡｃ）含有キラル高分子サレン触媒（比較触媒１）の反応時間による反応速度および光学選択性を比較したグラフを示す。
【００２３】
【化７】
【化８】
【化９】
図３および図４によれば、本発明に係る新規キラル高分子サレン触媒を用いた反応において、より反応速度が速く、かつ光学選択性（９９％ｅｅ以上）の高いキラルエポキシドが得られ、反応に用いられた後にも触媒活性を失わず、再生処理なしに反復使用が可能であることを確認できる。反面、酢酸基（ＯＡｃ）を含有する従来のキラルサレン触媒は１回使用後活性を失い、再度酢酸で処理して活性化しなければ活性を示さず、酢酸で再生処理しても９９％以上のｅｅ値（光学選択性）を有するキラルエポキシドを得るためには、最初に用いた触媒よりさらに多くの反応時間がかかるという短所があった。
【００２７】
添付の図５は、本発明を代表する新規キラル高分子サレン触媒（本発明の触媒Ｉ−ＲＲ−１）と、酢酸基（ＯＡｃ）含有キラルサレン触媒（比較触媒１）および臭素基（Ｂｒ）含有キラルサレン触媒（比較触媒２）を用いて生産したキラルエポキシドのラセミ化の程度を比較したグラフである。
【００２８】
【化１０】
図５によれば、本発明に係る新規キラル高分子サレン触媒を用いた反応においては、時間が経ってもラセミ化がない、またはわずかな程度であったが、酢酸基含有キラルサレン触媒（比較触媒１）または臭素基（Ｂｒ）含有キラルサレン触媒（比較触媒２）のように対アニオンが求核性作用を有するものである場合は、時間が経つにれてキラルエポキシドのラセミ化の程度が大きくなるため、時間が経つほど光学純度が低下する結果となる。したがって、キラルエポキシドの大量生産においては、反応終了後に所望する物質を蒸留するために多くの時間がかかる。本発明の新規キラル高分子サレン触媒はラセミ化のおそれがほとんどなく、光学的に純粋なキラルエポキシドの大量生産過程に使用できるのに対し、比較触媒１または２のようなキラルサレン触媒を用いる場合、蒸留過程中にキラルエポキシドのラセミ化が進行し、得られるエポキシドの光学純度が低下する短所があり、大量生産に適用するのに限界がある。
【００３０】
（実施例）
以下、本発明を下記実施例によってさらに詳細に説明する。しかし、本発明はこれらに限定されない。
【００３１】
（実施例１）
（（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーの製造）
【００３２】
【化１１】
（Ｓ，Ｓ）−１，２−ジアンモニウムシクロヘキサンモノ−（−）−タルトラート塩２１．６ｇと炭酸カリウム２２．６ｇを水１１０ｍｌに溶かし、エタノール４４０ｍｌを加えた。還流温度でエタノール２５０ｍｌに溶かした５，５’−メチレン−ジ−３−ｔ−ブチルサリチルアルデヒド３０．１ｇを添加した。攪拌しながら１２時間還流した後水１１０ｍｌを加えた。５℃まで徐々に温度を下げ、生成した固体を濾過した。水２２０ｍｌで２回洗浄し、エタノール７０ｍｌ、ヘキサン７０ｍｌで洗浄した。固体を減圧乾燥して前記標題化合物３２．８ｇを得た。
IR (KBr, cm-1): 778, 800, 860, 1160, 1265, 1440, 1594, 1628, 2860, 2960平均分子量（ＧＰＣ）：５８５６（多分散度＝１．０６）
【００３４】
（実施例２）
（（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーの製造）
【００３５】
【化１２】
（Ｓ，Ｓ）−１，２−ジアンモニウムシクロヘキサンモノ−（−）−タルトラート塩の代わりに（Ｒ，Ｒ）−１，２−ジアンモニウムシクロヘキサンモノ−（＋）−タルトラート塩を用いたことを除いては、前記実施例１と同様な方法で反応を行って標題化合物３２．７ｇを得た。
IR (KBr, cm-1): 778, 800, 860, 1160, 1265, 1440, 1594, 1628, 2860, 2960平均分子量（ＧＰＣ，図４）：５８５６（多分散度＝１．０６）
【００３７】
（実施例３）
（（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）ヘキサフルオロホスフェートポリマーの製造）
【００３８】
【化１３】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマー１当量と酢酸コバルト（II）・４Ｈ２Ｏ １．２当量をエタノールに加え、攪拌しながら３時間還流し、室温で濾過した。得られた固体にフェロセニウムヘキサフルオロホスフェート１当量とアセトニトリルを混合し、攪拌しながら１時間還流した後、アセトニトリルを減圧留去した。生成した固体をヘキサンで洗浄し、固体を濾過して標題化合物を得た。
（実施例４）
（（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）ヘキサフルオロホスフェートポリマーの製造）
【００４１】
【化１４】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーの代わりに、（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーを用いたことを除いては、前記実施例３と同様な方法で反応を行って標題化合物を定量的に得た。
（実施例５）
（（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）テトラフルオロボレートポリマーの製造）
【００４４】
【化１５】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマー１当量と酢酸コバルト（II）・４Ｈ２Ｏ １．２当量をエタノールに加え、攪拌しながら３時間還流し、室温で濾過した。得られた固体にテトラフルオロホウ酸フェロセニウム１当量とアセトニトリルを混合し、攪拌しながら１時間還流した後、アセトニトリルを減圧留去した。生成した固体をヘキサンで洗浄し、固体を濾過して標題化合物を得た。
（実施例６）
（（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）テトラフルオロボレートポリマーの製造）
【００４７】
【化１６】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーの代わりに、（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーを用いたことを除いては、実施例５と同様な方法で反応を行って標題化合物を得た。
（実施例７）
（（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（ＩＩＩ）ブロミドポリマーの製造）
【００５０】
【化１７】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマー１当量と酢酸コバルト（ＩＩ）・４Ｈ２Ｏ １．２当量をエタノールに加え、攪拌しながら３時間還流し、室温で濾過した。得られた固体および臭素０．５当量をジクロロメタンに加え、攪拌しながら１時間還流した。ジクロロメタンを減圧留去して標題化合物を得た。
【００５２】
（実施例８）
（（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）ブロミドポリマーの製造）
【００５３】
【化１８】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーの代わりに、（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーを用いたことを除いては、前記実施例７と同様な方法で反応を行って標題化合物を得た。
【００５５】
（実施例９）
（（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）クロリドポリマーの製造）
【００５６】
【化１９】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマー１当量と酢酸コバルト（II）・４Ｈ２Ｏ １．２当量をエタノールに加え、攪拌しながら３時間還流し、室温で濾過した。得られた固体および塩素０．５当量をジクロロメタンに加え、攪拌しながら１時間還流した後ジクロロメタンを減圧留去して標題化合物を得た。
【００５８】
（実施例１０）
（（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミノコバルト（III）クロリドポリマーの製造）
【００５９】
【化２０】
（Ｓ，Ｓ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーの代わりに、（Ｒ，Ｒ）−Ｎ−（３−ｔ−ブチルサリチリデン）−Ｎ’−（３−ｔ−ブチル−５−メチレンサリチリデン）−１，２−シクロヘキサンジアミンポリマーを用いたことを除いては、実施例９と同様な方法で反応を行って標題化合物を得た。
【００６１】
（実験例１）
（（Ｓ）−エピクロロヒドリンまたは（Ｒ）−エピクロロヒドリンの製造）
各々のラセミエピクロロヒドリン１００ｇに下記表１のように前記実施例３〜１０で製造した触媒０．２５モル％を混合し、５℃まで冷却した。これに、水１３．６ｇを徐々に加えた後、２０℃で４時間攪拌した。反応物を濾過して触媒を回収し、濾液を減圧下で分別蒸留して（Ｓ）［または（Ｒ）］−エピクロロヒドリンを得た。回収した触媒に同量の新しいラセミエピクロロヒドリンと水を入れて同様な反応を繰り返したところ、（Ｓ）［または（Ｒ）］−エピクロロヒドリンを連続して９９％ｅｅ以上の光学純度で得た。
【００６２】
（比較実験例１）
（（Ｓ）−エピクロロヒドリンの製造）
従来の酢酸基含有キラルサレン触媒（比較触媒１）を用いて前記実験例１のように反応させて（Ｓ）−エピクロロヒドリンを得た。使用された触媒を全く活性化処理をせずに次の反応に用いて光学純度が１７％ｅｅの（Ｓ）−エピクロロヒドリンを得た。２番目の反応後、使用された触媒を公知の方法［Science, Vol. 277, 936, 1997］に従って活性化した。使用した触媒をトルエンおよび２当量の酢酸に加え、空気中で１時間攪拌した後溶媒を減圧蒸留して触媒を得た。この触媒を用いて同様な条件下で３番目の反応を行ったところ、一番目の反応では反応時間が４時間であったことに比べて、３番目の反応では７〜８時間と長くなり、（Ｓ）−エピクロロヒドリンの光学純度は９９％ｅｅ以下に低下した。その結果を下記表１に示す。
【００６３】
【表１】
（比較実験例２）
（（Ｓ）−エピクロロヒドリンの光学純度変化の比較）
各々のラセミエピクロロヒドリン１００ｇに前記実施例４で製造した触媒（Ｉ−ＲＲ−１）、従来の酢酸基含有キラルサレン触媒（比較触媒１）、臭素基含有キラルサレン触媒（比較触媒２）を各々０．４モル％ずつ加え、５℃に冷却した。これに、水１０．７ｇを徐々に加えた後、２０℃で攪拌しながら、光学純度の経時変化を観察し、その結果を図３に示す。
【００６５】
（実験例２）
（（Ｒ）−エピブロモヒドリンまたは（Ｓ）−エピブロモヒドリンの製造）
ラセミエピブロモヒドリン１４８ｇに前記実施例３または実施例４で製造した触媒（Ｉ−ＳＳ−１またはＩ−ＲＲ−１）２．８ｇを加え、５℃に冷却した。これに、水１０．７ｇを徐々に加えた後、２０℃で７時間攪拌し、反応物を濾過して触媒を回収し、濾液を減圧下で分別蒸留したところ、（Ｒ）［または（Ｓ）］−エピブロモヒドリンを得た。回収した触媒に同量の新しいラセミエピブロモヒドリンと水を入れて活性化処理を全く行わずに同様の反応を繰り返したところ、（Ｒ）［または（Ｓ）］−エピブロモヒドリンを連続して９９％ｅｅ以上の光学純度で得た。
【００６６】
（実験例３）
（（Ｓ）−１，２−エポキシブタンまたは（Ｒ）−１，２−エポキシブタンの製造）
ラセミ１，２−エポキシブタン７８ｇに前記実施例３または実施例４で製造した触媒（Ｉ−ＳＳ−１またはＩ−ＲＲ−１）２．８ｇを加え、５℃まで冷却した。これに、水１０．７ｇを徐々に加えた後、２０℃で７時間攪拌し、反応物を濾過して触媒を回収し、濾液を減圧下で分別蒸留したところ、（Ｓ）［または（Ｒ）］−１，２−エポキシブタンを得た。回収した触媒に同量の新しいラセミ１，２−エポキシブタンと水を入れて活性化処理を全く行わずに反応を繰り返したところ、（Ｓ）［または（Ｒ）］−１，２−エポキシブタンを連続して９９％ｅｅ以上の光学純度で得た。
【００６７】
（実験例４）
（（Ｓ）−１，２−エポキシヘキサンまたは（Ｒ）−１，２−エポキシヘキサンの製造）
ラセミ１，２−エポキシブタン７８ｇの代わりに、ラセミ１，２−エポキシヘキサン１０８ｇを用いたことを除いては、前記実験例３と同様な方法で反応を行って標題化合物を９９％ｅｅ以上の光学純度で得た。
【００６８】
（実験例５）
（（Ｓ）−スチレンオキシドまたは（Ｒ）−スチレンオキシドの製造）
ラセミスチレンオキシド１３０ｇに前記実施例３または実施例４で製造した触媒（Ｉ−ＳＳ−１またはＩ−ＲＲ−１）５ｇを加え、５℃に冷却した。これに、水１３．６ｇを徐々に加えた後、２０℃で１５時間攪拌し、反応物を濾過して触媒を回収し、濾液を減圧下で分別蒸留して（Ｓ）［または（Ｒ）］−スチレンオキシドを得た。回収した触媒に同量の新しいラセミスチレンオキシドと水を入れて活性化処理をまったく行わずに同様な反応を繰り返したところ、（Ｓ）［または（Ｒ）］−スチレンオキシドを連続して９９％ｅｅ以上の光学純度で得た。
【００６９】
（実験例６）
（（Ｓ）−１，２−ブタンジオールまたは（Ｒ）−１，２−ブタンジオールの製造）
ラセミ１，２−エポキシブタン７８ｇに前記実施例３または実施例４で製造した触媒（Ｉ−ＳＳ−１またはＩ−ＲＲ−１）２．８ｇを加え、５℃に冷却した。これに、水８．８ｇを徐々に加えた後、２０℃で３時間攪拌し、反応物を濾過して触媒を回収した。濾液を減圧下で分別蒸留して（Ｓ）［または（Ｒ）］−１，２−ブタンジオールを得た。回収した触媒に同量の新しいラセミ１，２−ブタンジオールと水を入れて活性化処理を全く行わずに同様な反応を繰り返したところ、（Ｓ）［または（Ｒ）］−１，２−ブタンジオールを連続して９９％ｅｅ以上の光学純度、平均収率８０％で得た。
【００７０】
（産業上の利用可能性）
以上、述べたように、本発明に係る新規キラル高分子サレン触媒は、従来のキラルサレン触媒が高価であるにもかかわらず回収が困難であるという短所を改善することにより、反応への使用済み後も簡単な濾過過程だけで回収が可能であるともに、回収された触媒は全く活性を失わず、触媒の再生処理なしに反復使用が可能であり、また、ラセミエポキシドから高光学純度および高収率の立体選択性を有するキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールを大量生産できる立体選択性加水分解反応における触媒として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明のキラル高分子サレン触媒と従来の酢酸基含有キラルサレン触媒を用いて生産したキラル化合物の反応時間による光学純度を比較したグラフである。
【図２】 図２は、本発明のキラル高分子サレン触媒と従来の酢酸基含有キラルサレン触媒を用いて生産したキラル化合物の反応回数による光学純度を比較したグラフである。
【図３】 図３は、本発明のキラル高分子サレン触媒と比較触媒として酢酸基含有キラルサレン触媒および臭素基含有キラルサレン触媒を用いて生産したキラルエポキシドの反応時間によるラセミ化の程度を比較したグラフである。
【図４】 図４は、本発明のキラル高分子サレン触媒の製造に用いられる高分子サレンリガンドの平均分子量（ＧＰＣ）データである。
Claims (12)
- 下記化学式１で表されることを特徴とするキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのキラル化合物を製造するためのキラル高分子サレン触媒。
- 前記Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６は各々水素原子またはｔ−ブチル基であり；Ｙ１およびＹ２は各々水素原子であり；Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は結合して４個〜１０個の原子を含む炭素環（carbocycle）或は複素環（heterocycle）であることを特徴とする請求項１記載のキラル高分子サレン触媒。
- 前記ｎが１の整数であることを特徴とする請求項１記載のキラル高分子サレン触媒。
- 前記ｍが１０〜２０の整数であることを特徴とする請求項１記載のキラル高分子サレン触媒。
- 下記化学式２において式（２）で表されるフェノール誘導体と式（３）で表されるジアミン誘導体を反応させて式（４）で表される高分子サレンリガンドを製造し、製造した式（４）で表される高分子サレンリガンドに中心金属（Ｍ）および対アニオン（Ｚ）を導入して式（１）の高分子サレン触媒を得ることを特徴とする、式（１）で表されるキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのキラル化合物を製造するためのキラル高分子サレン触媒の製造方法。
- 前記Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６は各々水素原子またはｔ−ブチル基であり；Ｙ１およびＹ２は各々水素原子であり；前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は結合して４個〜１０個の原子を含む炭素環（carbocycle）或は複素環（heterocycle）であることを特徴とする請求項５記載のキラル高分子サレン触媒の製造方法。
- 前記ｎが１の整数であることを特徴とする請求項５記載のキラル高分子サレン触媒の製造方法。
- 前記ｍが１０〜２０の整数であることを特徴とする請求項５記載のキラル高分子サレン触媒の製造方法。
- ラセミエポキシドを立体選択的に加水分解してキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのキラル化合物を製造する方法において、反応触媒として下記化学式３で表されるキラル高分子サレン触媒を用いることを特徴とするキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのキラル化合物の製造方法。
- 前記Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６は各々水素原子またはｔ−ブチル基であり；Ｙ１およびＹ２は各々水素原子であり；前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は結合して４個〜１０個の原子を含む炭素環（carbocycle）或は複素環（heterocycle）であることを特徴とする、キラル高分子サレン触媒を用いることを特徴とする、請求項９記載のキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのキラル化合物の製造方法。
- 前記ｎが１の整数であるキラル高分子サレン触媒を用いることを特徴とする、請求項９記載のキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのキラル化合物の製造方法。
- 前記ｍが１０〜２０の整数であるキラル高分子サレン触媒を用いることを特徴とする、請求項９記載のキラルエポキシドまたはキラル１，２−ジオールのキラル化合物の製造方法。
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