JP2004262811A - 光学活性なラクトールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】メソ−ジオールから光学活性なラクトールを化学的に製造するための新規触媒、及び該触媒を用いた光学活性なラクトールの新規製造方法を提供する。
【解決手段】下記式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体、並びに溶媒中で該錯体を触媒として使用し、光照射下でメソ−ジオールを分子状酸素で酸化することを特徴とする光学活性なラクトールの製造方法である。
【化１】
（式中、Ａｒ１は、それぞれ独立して炭素数６〜１８のアリール基である。）
【化２】
（式中、Ａｒ２は、それぞれ独立して炭素数６〜１８のアリール基である。）
【選択図】 なし
【解決手段】下記式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体、並びに溶媒中で該錯体を触媒として使用し、光照射下でメソ−ジオールを分子状酸素で酸化することを特徴とする光学活性なラクトールの製造方法である。
【化１】
（式中、Ａｒ１は、それぞれ独立して炭素数６〜１８のアリール基である。）
【化２】
（式中、Ａｒ２は、それぞれ独立して炭素数６〜１８のアリール基である。）
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学活性なラクトールの製造方法に関し、より詳しくは、メソ−ジオールを分子状酸素で酸化して光学活性なラクトールを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学活性なラクトール類は、医農薬品等の合成用の重要なビルディングブロックの一つであり、また、多くの天然物において、そのサブユニットとして生じる。該光学活性なラクトール類を合成する種々の方法の中でも、メソ−ジオール類の不斉非対称化（エナンチオ場選択的酸化）が、該メソ−ジオール類の入手が容易なため、合成上の見地から魅力的である。
【０００３】
生物学的な手法として、馬肝臓アルコール脱水素酵素が、メソ−ジオール類の不斉非対称化を高選択的に進行させることが知られているが、得られる生成物はラクトールではなくラクトンである。
【０００４】
また、化学的な手法として、メソ−ジオール類の電解酸化が知られているが、この方法においても、生成物はラクトンである。
【０００５】
従って、メソ−ジオール類のキラルなラクトール類への変換のためには、触媒がエナンチオ場選択性及び官能基選択性の両方を示す必要がある。
【０００６】
これに対し、本発明者らは、ジアミユニットとしてテトラメチルエチレンジアミンを生ずる（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体が、光照射下で官能基選択的に１，ｎ−ジオールの酸化反応を触媒し、ラクトールを生成することを報告した（非特許文献１及び２参照）。
【０００７】
更に、上記（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体のサレン配位子を修飾することで、反応のエナンチオ選択性を向上させ得ることを報告した（非特許文献３参照）。
【０００８】
【非特許文献１】
宮田，村上，入江，香月，テトラヒドロン・レター（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒ），２００１年，４２巻，ｐ．７０６７
【非特許文献２】
宮田，古川，入江，香月，テトラヒドロン・レター（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒ），２００２年，４３巻，ｐ．３４８１
【非特許文献３】
清水，中田，香月，ケミストリー・レターズ（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ），２００２年，ｐ．１０８０
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記非特許文献１〜３に記載の（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は、メソ−ジオールから光学活性なラクトールを化学的に製造するための画期的な触媒であるが、軸配位子がＣｌ以外のものは未だ開発されておらず、その機能も確かではない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、メソ−ジオールから光学活性なラクトールを化学的に製造するための新規触媒の開発し、該触媒を用いた光学活性なラクトールの新規製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、従来、触媒として用いられていた（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体において、軸配位子をヒドロキシル基にした場合も良好なエナンチオ選択性でメソ−ジオールのラクトールへの酸化反応が進行し、基質によっては、生成物の光学純度を更に向上させることができるのを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
即ち、本発明の光学活性なラクトールの製造方法は、溶媒中で、下記式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体を触媒として使用し、光照射下で、下記式（ＩＩＩ）又は式（ＩＶ）で表されるメソ−ジオールを分子状酸素で酸化することを特徴とする。
【化１３】
（式中、Ａｒ１は、それぞれ独立して炭素数６〜１８のアリール基である。）
【化１４】
（式中、Ａｒ２は、それぞれ独立して炭素数６〜１８のアリール基である。）
【化１５】
（式中、Ａは炭素数１〜２０のアルキレン基を示す。）
【化１６】
（式中、Ｂは炭素数１〜５のアルキレン基を示す。）
【００１３】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の好適例においては、前記式（Ｉ）で表される（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体において、Ａｒ１が、フェニル基又は４−ビフェニリル基である。
【００１４】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記式（ＩＩ）で表される（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体において、Ａｒ２が、フェニル基又は４−ビフェニリル基である。
【００１５】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記式（ＩＩＩ）で表されるメソ−ジオールが、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン又はメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタンである。
【００１６】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記式（ＩＶ）で表されるメソ−ジオールがメソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセンである。
【００１７】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記光学活性なラクトールが下記式（Ｖ）又は式（ＶＩ）で表される。
【化１７】
（式中、Ａは上記と同義である。）
【化１８】
（式中、Ｂは上記と同義である。）
【００１８】
ここで、前記（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体が式（Ｉ）で表される場合、前記ラクトールは、下記式（Ｖ−１）又は式（ＶＩ−１）で表される。
【化１９】
（式中、Ａは上記と同義である。）
【化２０】
（式中、Ｂは上記と同義である。）
【００１９】
一方、前記（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体が式（ＩＩ）で表される場合、前記ラクトールは、下記式（Ｖ−２）又は式（ＶＩ−２）で表される。
【化２１】
（式中、Ａは上記と同義である。）
【化２２】
（式中、Ｂは上記と同義である。）
【００２０】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記光照射が、可視光照射である。
【００２１】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記光照射をハロゲンランプで行う。
【００２２】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記メソ−ジオールを空気で酸化する。
【００２３】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記溶媒がハロゲン化炭化水素である。ここで、該ハロゲン化炭化水素は、クロロホルムであるのが更に好ましい。
【００２４】
また、本発明の（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は、下記式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される。
【化２３】
（式中、Ａｒ１は、それぞれ独立して炭素数６〜１８のアリール基である。）
【化２４】
（式中、Ａｒ２は、それぞれ独立して炭素数６〜１８のアリール基である。）
【００２５】
本発明の錯体の好適例においては、前記式（Ｉ）において、Ａｒ１がフェニル基又は４−ビフェニリル基である。
【００２６】
本発明の錯体の他の好適例においては、前記式（ＩＩ）において、Ａｒ２がフェニル基又は４−ビフェニリル基である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明で触媒として使用する（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は、上記式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される光活性化型の触媒である。該式（Ｉ）及び式（ＩＩ）の錯体は、軸配位子がＣｌである対応する錯体をシリカゲルにさらすことで得られる。本発明の式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される錯体は、ＯＨ基が配位しており、該ＯＨ基はアルコール類と容易に置換できる。
【００２８】
式（Ｉ）において、Ａｒ１は、それぞれ独立して炭素数６〜１８のアリール基であり、ここで、炭素数６〜１８のアリール基としては、フェニル基、４−ビフェニリル基、４−（ｔ−ブチルジメチルシリル）フェニル基、３，５−ジメチルフェニル基等が挙げられる。これらの中でも、Ａｒ１としては、エナンチオ選択性の観点から、フェニル基及び４−ビフェニリル基が好ましい。
【００２９】
一方、式（ＩＩ）において、Ａｒ２は、それぞれ独立して炭素数６〜１８のアリール基であり、ここで、炭素数６〜１８のアリール基としては、上記式（Ｉ）のＡｒ１で述べたのと同様の基が挙げられる。これらの中でも、Ａｒ２としては、エナンチオ選択性の観点から、フェニル基及び４−ビフェニリル基が好ましい。
【００３０】
上記サレン錯体は、エチレンジアミン部が２つのアキシアルメチル基と１つのテトラメチレン基を有する。式（Ｉ）の（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は、（Ｒ）−ビナフチルユニットと（Ｒ，Ｒ）−ジメチルシクロヘキサンユニットとを有し、この組み合わせを有することがメソ−ジオールの不斉非対称化に寄与するものと考えられる。一方、式（ＩＩ）の（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は、（Ｓ）−ビナフチルユニットと（Ｓ，Ｓ）−ジメチルシクロヘキサンユニットとを有し、この組み合わせを有することがメソ−ジオールの不斉非対称化に寄与するものと考えられる。
【００３１】
また、本発明の反応メカニズムは次の様であると考えられる。本発明の（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は２価のＲｕ錯体であるが、該錯体から光照射によりニトロシル（ＮＯ）が解離し、Ｒｕ（ＩＩＩ）（サレン）錯体が生成する。生成したＲｕ（ＩＩＩ）（サレン）錯体は酸素への１電子移動により酸化され、Ｒｕ（ＩＶ）（サレン）錯体となり、該Ｒｕ（ＩＶ）（サレン）錯体にメソ−ジオールが配位する。ここで、メソ−ジオールは、式（Ｉ）の錯体を用いた場合、（Ｒ）−ビナフチルユニット及び（Ｒ，Ｒ）−ジメチルシクロヘキサンユニットに対する立体障害が最も低くなるように式（Ｉ）のＲｕ（ＩＶ）（サレン）錯体に配位し、続いて酸化される。一方、式（ＩＩ）の錯体を用いた場合、（Ｓ）−ビナフチルユニット及び（Ｓ，Ｓ）−ジメチルシクロヘキサンユニットに対する立体障害が最も低くなるように式（ＩＩ）のＲｕ（ＩＶ）（サレン）錯体に配位し、続いて酸化される。こうして本発明の重要な効果の一つであるエナンチオ場選択性が発現したものと考えられる。本発明での触媒の使用量は、後述する基質のメソ−ジオールのモル量に対し、０．１〜２０ｍｏｌ％、好ましくは１〜５ｍｏｌ％の範囲である。
【００３２】
本発明にかかわるメソ−ジオールは、上記式（ＩＩＩ）又は式（ＩＶ）で表される。式（ＩＩＩ）のＡとしての炭素数１〜２０のアルキレンとしては、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン、オクタメチレン等が挙げられる。式（ＩＩＩ）で表されるメソ−ジオールの中でも、入手し易さの点から、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン又はメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタンが好ましい。
【００３３】
一方、式（ＩＶ）のＢとしての炭素数１〜５のアルキレンとしては、メチレン、エチレン等が挙げられる。式（ＩＶ）で表されるメソ−ジオールの中でも、合成のし易さの点から、メソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセンが好ましい。
【００３４】
本発明の製造方法において、基質としてメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン、及びメソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセンを用いた場合、従来の軸配位子がＣｌの（ＯＮ）Ｒｕ（サレン）錯体を触媒として用いた製造方法よりも、高いエナンチオ選択性でメソ−ジオールからラクトールへの酸化反応を進行させることができる。
【００３５】
本発明の製造方法で得られる光学活性なラクトールは、上記式（ＩＩＩ）又は式（ＩＶ）で表されるメソ−ジオールに対応するものであり、上記式（Ｖ）又は式（ＶＩ）で表される。式（Ｖ）中のＡは、前述の式（ＩＩＩ）におけるＡと同じであり、式（ＶＩ）中のＢは、前述の式（ＩＶ）におけるＢと同じである。また、式（Ｖ）及び（ＶＩ）において、水酸基が結合している炭素における立体配置は問わない。
【００３６】
本発明の製造方法において、触媒として前記式（Ｉ）の錯体を用いた場合、生成物は、上記式（Ｖ−１）及び（ＶＩ−１）で表される（１Ｒ，ｎＳ）体が主となる。一方、式（ＩＩ）の錯体を用いた場合、生成物は、上記式（Ｖ−２）及び（ＶＩ−２）で表される（１Ｓ，ｎＲ）体が主となる。従って、本発明の方法においては、触媒を適宜選択することにより、（１Ｒ，ｎＳ）体又は（１Ｓ，ｎＲ）体を主生成物とすることができる。
【００３７】
本発明では分子状酸素（Ｏ２）を酸化剤として用いる。分子状酸素は最も経済的な酸化剤であり、本発明はこの安価な酸化剤を用いる点で経済的であるとともに、環境に悪影響を及ぼすような物質を副生しない点で環境への負荷が小さい環境調和型反応である。分子状酸素は、空気から分離した純酸素でもよいが、空気をそのまま用いるのがより経済的で好ましい。
【００３８】
本発明では、光照射下でメソ−ジオールを酸化する。本発明の触媒である（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は、光照射によりニトロシル（ＮＯ）基が脱離して活性化する。光照射としては可視光照射が適当であり、４６０ｎｍ付近の光が望ましい。具体的には、ハロゲンランプ、白熱灯等の利用によって十分に反応を進行させることができ、その中でもハロゲンランプが好ましい。また、これらを光源として赤外線フィルターを通して実施することもできる。本発明は、完全な暗室では進行しないが、自然光照射でも反応は進行し、従って、通常の実験室の操作でも、反応はある程度進行する。
【００３９】
本発明の方法によれば、メソ−ジオールを酸化してラクトールを製造できる。メソ−ジオールを酸化すると、ラクトールを経由してラクトンまで酸化される可能性があるが、本発明の方法ではラクトールで反応を選択的に止めることができる。従って、複雑な構造をもつ天然有機化合物の合成過程で、ラクトールを選択的に生成させる必要がある場合に、本発明は非常に有用である。
【００４０】
本発明の方法は、メディエーターを必要としないといった特徴がある。これまでのアルコール性水酸基を有する化合物の触媒的酸素酸化反応は、触媒と酸素の他にメディエーターを必要とするものが多く、例えば、ハイドロキノンとベンゾキノンの酸化還元サイクルの助けを借りていた。本発明は、メディエーターを必要としない点で反応系が簡略化されており、経済的にも利点がある。
【００４１】
本発明の方法は、溶媒中で実施される。溶媒は特に限定されず、例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル、アセトン等のケトン、酢酸エチル等のエステル、トルエン等の炭化水素、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン及び１，１，２，２−テトラクロロエタン等のハロゲン化炭化水素等が例示できる。これらの中でも、鏡像体過剰率を向上させる観点から、ハロゲン化炭化水素が好ましく、クロロホルムが更に好ましい。溶媒の使用量は、基質のメソ−ジオール１ｍｍｏｌに対し、２〜２０ｍＬ、好ましくは５〜１０ｍＬの範囲である。
【００４２】
本発明において、生成物の鏡像体過剰率は、生成したラクトールをラクトンに転換した後、光学活性カラムを用いたガス液体クロマトグラフィー（ＧＬＣ）により測定することができる。ここで、ラクトンへの変換に用いる酸化剤としては、二クロム酸ピリジニウム等を用いることができる。
【００４３】
本発明の方法は、光照射下、室温で行うことができる。温度は特に限定されず、０〜４０℃の範囲で実施できるが、室温で好適に実施できるため、温度調節にかかるコストが省け経済的にも有利である。
【００４４】
本発明では、空気又は酸素下において、基質のメソ−ジオールと前記（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体とを溶媒中で光照射の下に撹拌することによって、メソ−ジオールを酸化する。反応操作は光照射と撹拌のみでもよいが、空気又は酸素をバブリングしてもよく、バブリングにより分子状酸素を基質のメソ−ジオールと前記（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体とに効率よく接触させることができる。反応時間は、基質に応じて適宜選択され、酸化され易い基質の場合は短く、酸化され難い基質の場合は長くするのが好ましい。
【００４５】
【実施例】
以下に、実施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何ら限定されるものではない。
【００４６】
（錯体合成例１）
（１Ｒ，２Ｒ）−１，２−ジメチル−１，２−シクロヘキサンジアミン・二（Ｓ）−マンデル酸塩［Ｗ． Ｚｈａｎｇ ａｎｄ Ｅ． Ｎ． Ｊａｃｏｂｓｅｎ， Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．， ３２， １７１１（１９９１）に記載の方法にて合成］（３５０ｍｇ， ０．７８ｍｍｏｌ）をエタノール（１０ｍＬ）に溶解させ、１Ｍ−水酸化カリウムエタノール溶液（１．６ｍＬ）を加える。この溶液に（Ｒ）−３−フォルミル−２−ヒドロキシ−２’−フェニル−１，１’−ビナフチル［Ｈ． Ｓａｋａｋｉ， Ｒ． Ｉｒｉｅ， Ｔ． Ｈａｍａｄａ， Ｋ． Ｓｕｚｕｋｉ， ａｎｄ Ｔ．Ｋａｔｓｕｋｉ， Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ， ５０（４１）， １１８２７−１１８３８（１９９４）等に記載の方法にて合成］（５８０ｍｇ， １．５７ｍｍｏｌ）を加えて室温下１２時間撹拌する。反応完結後、生じた無機塩をセライト上にてろ去し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮（以後、減圧濃縮と記す）する。窒素雰囲気下にて残渣を無水テトラヒドロフラン（１０ｍＬ）に溶解させた後、水素化ナトリウム（油性、約６０％）［キシダ化学株式会社］（６７ｍｇ， １．６５ｍｍｏｌ）を加え、６０℃にて１時間撹拌する。その後、テトラヒドロフランを減圧下にて留去し、無水トルエン（２０ｍＬ）を加える。続いて、トリクロロニトロシルビス（トリフェニルホスフィン）ルテニウム（ＩＩ）［Ｒ． Ｅ． Ｔｏｗｎｓｅｎｄ ａｎｄ Ｋ． Ｊ． Ｃｏｓｋｒａｎ， Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， １０（８）， １６６１に記載の方法にて調製］（８８８ｍｇ， １．１２ｍｍｏｌ）を加えて２０時間加熱還流する。反応終了後トルエンを減圧濃縮し、残渣をフロリジル（１００−２００ｍｅｓｈ）フラッシュカラムクロマトグラフ（流出溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝９／１から７／３）によって精製する。得られた粗結晶をジクロロメタンより再結晶して、上記式（Ｉ）において、Ａｒ１がフェニル基であり、ＯＨの代わりにＣｌが配位した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ａ（３７０ｍｇ， 収率４７％）を得る。
【００４７】
上記の方法で得られた錯体Ａの元素分析の結果は、Ｈ ４．８２％、Ｃ ７１．８３％、Ｎ ３．９３％であり、Ｃ６３Ｈ５０ＣｌＮ３Ｏ３Ｒｕ・１／４ＣＨ２Ｃｌ２の理論値（Ｈ ４．７０％、Ｃ ７１．８３％、Ｎ ４．０４％）と非常に良く一致していた。
【００４８】
（錯体合成例２）
上記錯体合成例１で得られた（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ａを、１２時間シリカゲル［富士シリシア（株）製， ＦＬ１００Ｂ］にさらし、上記式（Ｉ）で表され且つＡｒ１がフェニル基である（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｂを合成した。
【００４９】
上記方法で得られた錯体ＢのＩＲ測定（ＫＢｒ法）の結果は、３５３９， ３０４９， ２９４７， １８１３， １６１２， １５７６， １４８９， １４２３， １３７９， １３１９， １１８８， １１１７， ９４９， ７４３， ６９６ｃｍ−１であった。
【００５０】
（錯体合成例３）
（１Ｓ，２Ｓ）−１，２−ジメチル−１，２−シクロヘキサンジアミン・二（Ｒ）−マンデル酸塩［Ｗ． Ｚｈａｎｇ ａｎｄ Ｅ． Ｎ． Ｊａｃｏｂｓｅｎ， Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．， ３２， １７１１（１９９１）に記載の方法にて合成］（１００ｍｇ， ０．２２ｍｍｏｌ）をエタノール（３ｍＬ）に溶解させ、１Ｍ−水酸化カリウムエタノール溶液（０．４７ｍＬ）を加える。この溶液に（Ｓ）−３−フォルミル−２−ヒドロキシ−２’−（ｐ−ビフェニル）−１，１’−ビナフチル［Ｈ． Ｓａｋａｋｉ， Ｒ． Ｉｒｉｅ， Ｔ． Ｈａｍａｄａ， Ｋ． Ｓｕｚｕｋｉ， ａｎｄ Ｔ．Ｋａｔｓｕｋｉ， Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ， ５０（４１）， １１８２７（１９９４）に記載の方法を基に合成］（１９６ｍｇ， ０．４４ｍｍｏｌ）を加えて室温下１９時間撹拌する。反応完結後、生じた無機塩をセライト上にてろ去し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮（以後、減圧濃縮と記す）する。窒素雰囲気下にて残渣を無水テトラヒドロフラン（３ｍＬ）に溶解させた後、水素化ナトリウム（油性、約６０％）［キシダ化学株式会社］（１６ｍｇ， ０．４０ｍｍｏｌ）を加え、６０℃にて１時間撹拌する。その後、テトラヒドロフランを減圧下にて留去し、無水トルエン（３ｍＬ）を加える。続いて、トリクロロニトロシルビス（トリフェニルホスフィン）ルテニウム（ＩＩ）［Ｒ． Ｅ． Ｔｏｗｎｓｅｎｄ ａｎｄ Ｋ． Ｊ． Ｃｏｓｋｒａｎ， Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， １０（８）， １６６１に記載の方法にて調製］（２０５ｍｇ， ０．２７ｍｍｏｌ）を加えて１６時間加熱還流する。反応終了後トルエンを減圧濃縮し、残渣をフロリジル（１００−２００ｍｅｓｈ）フラッシュカラムクロマトグラフ（流出溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝９／１から７／３）によって精製する。得られた粗結晶をジクロロメタンより再結晶して、上記式（ＩＩ）において、Ａｒ２が４−ビフェニリル基であり、ＯＨの代わりにＣｌが配位した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｃ（３６ｍｇ， 収率１７％）を得る。また、同時に上記式（ＩＩ）で表され且つＡｒ２が４−ビフェニリル基である（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｄ（５９ｍｇ， 収率２８％）も得られる。
【００５１】
上記方法で得られた錯体ＣのＩＲ測定（ＫＢｒ法）の結果は、３０４９， ２９３４， １８３２， １６０９， １５７６， １３１７， １１１３， ９４９， ７４１， ６９４ｃｍ−１であった。また、錯体Ｄの元素分析の結果は、Ｈ ４．８９％、Ｃ ７２．５３％、Ｎ ３．３５％であり、Ｃ７４Ｈ５７Ｎ３Ｏ４Ｒｕ・ＣＨ２Ｃｌ２の理論値（Ｈ ４．８０％、Ｃ ７２．７５％、Ｎ ３．３９％）と非常に良く一致していた。
【００５２】
（実施例１）
１，２−シクロヘキサンジカルボン酸無水物［Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍ． Ｃｏ．］を水素化リチウムアルミニウム［関東化学株式会社］で還元して、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサンを得る。該メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン（１４．４ｍｇ， ０．１ｍｍｏｌ）及び上記錯体合成例２で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｂ（２．０ｍｇ， ２μｍｏｌ）を無水クロロホルム（０．５ｍＬ）に溶解させる。該溶液に、室温で２．５日間、ハロゲンランプ（１５Ｖ， １５０Ｗ）で光照射を行った。反応終了後、反応混合物をヘキサン／酢酸エチル（＝１／１）混合液を溶出液としてシリカゲルでクロマトグラフ分離し、（１Ｒ，６Ｓ，９ＲＳ）−９−ヒドロキシ−８−オキサビシクロ［４．３．０］ノナン（４．０ｍｇ， 収率２８％）を得た。
【００５３】
次に、得られた生成物（ラクトール）とモレキュラーシーブ４Ａ（１２０ｍｇ）とを無水ジクロロメタン（０．５ｍＬ）に懸濁させ、更に二クロム酸ピリジニウム（ＰＤＣ）（６０ｍｇ， ０．１６ｍｍｏｌ）を加える。該混合物を室温で６時間撹拌の後、ヘキサン／酢酸エチル混合液（＝４／１）で希釈し、シリカゲルパッドを通してろ過した。濾液を減圧下で濃縮し、得られたラクトンを、光学活性カラム（ＳＵＰＥＬＣＯ ＢＥＴＡ−ＤＥＸ−２２５）を用いてガス液体クロマトグラフィー（ＧＬＣ）で分析したところ、（１Ｒ，６Ｓ）体が主で、鏡像体過剰率は７０％ｅｅであった。なお、絶対配置は、Ｉ． Ｊ． Ｊａｋｏｖａｃ， Ｈ． Ｂ． Ｇｏｏｄｂｒａｎｄ， Ｋ． Ｐ． Ｌｏｋ及びＪ． Ｂ． Ｊｏｎｅｓ， Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．， １０４， ４６５９（１９８２）．を参照し、対応するラクトンの比旋光度と比較して決定した。
【００５４】
上記ラクトールの１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）測定の結果は、δ５．１７（ｓ， １Ｈ）；４．０５（ｔ， Ｊ＝８．０Ｈｚ， １Ｈ）；３．７２（ｔ， Ｊ＝８．０Ｈｚ， １Ｈ）；２．６３（ｄ， Ｊ＝３．２Ｈｚ， １Ｈ）；２．６０−２．５０（ｍ， １Ｈ）；２．０８−２．０１（ｍ， １Ｈ）；１．７０−１．５２（ｍ， ４Ｈ）；１．４６−１．３８（ｍ， ２Ｈ）；１．３６−１．２４（ｍ， ２Ｈ）であった。
【００５５】
上記実施例１に対応する反応式を下記に示す。
【化２５】
【００５６】
（実施例２）
シス−シクロブタン−１，２−ジカルボン酸［Ｆｌｕｋａ Ｃｈｅｍｉｅ］を硫酸存在下メタノール中でエステル化し、引き続いて水素化リチウムアルミニウム［関東化学株式会社］で還元して、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタンを得る。該メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン（１１．６ｍｇ， ０．１ｍｍｏｌ）及び上記錯体合成例２で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｂ（２．０ｍｇ， ２μｍｏｌ）を無水クロロホルム（０．５ｍＬ）に溶解させる。該溶液に、室温で３日間、ハロゲンランプ（１５Ｖ， １５０Ｗ）で光照射を行った。反応終了後、反応混合物をヘキサン／酢酸エチル（＝１／１）混合液を溶出液としてシリカゲルでクロマトグラフ分離し、（１Ｒ，４Ｓ，７ＲＳ）−７−ヒドロキシ−６−オキサビシクロ［３．２．０］ヘプタン（３．７ｍｇ， 収率３２％）を得た。
【００５７】
次に、得られた生成物（ラクトール）を実施例１と同様にしてラクトンに変換し、光学活性カラム（ＳＵＰＥＬＣＯ ＢＥＴＡ−ＤＥＸ−２２５）を用いてガス液体クロマトグラフィー（ＧＬＣ）で分析したところ、（１Ｒ，４Ｓ）体が主で、鏡像体過剰率は６６％ｅｅであった。なお、絶対配置は、Ｉ． Ｊ． Ｊａｋｏｖａｃ， Ｇ． Ｎｇ， Ｋ． Ｐ． Ｌｏｋ及びＪ． Ｂ． Ｊｏｎｅｓ， Ｊ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．， Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ． １９８０， ５１５．を参照し、対応するラクトンの比旋光度と比較して決定した。
【００５８】
上記ラクトールの１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）測定の結果は、δ５．３５（ｓ， １Ｈ）；４．０４（ｄｄ， Ｊ＝９．０， ５．６Ｈｚ， １Ｈ）；３．８４（ｄ， Ｊ＝９．０Ｈｚ， １Ｈ）；３．０２−２．９５（ｍ， １Ｈ）；２．９２−２．８６（ｍ， １Ｈ）；２．５５（ｂｒ ｓ， １Ｈ）；２．２４−２．０６（ｍ， ２Ｈ）；１．７４−１．６４（ｍ， ２Ｈ）であった。
【００５９】
上記実施例２に対応する反応式を下記に示す。
【化２６】
【００６０】
（実施例３）
トランス−ＤＬ−１，２−シクロペンタンジカルボン酸［Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍ． Ｃｏ．］を２００℃にて加熱し、シス−１，２−シクロペンタンジカルボン酸無水物を得る。この酸無水物を水素化リチウムアルミニウム［関東化学株式会社］で還元して、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタンを得る。該メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタン（１３．０ｍｇ， ０．１ｍｍｏｌ）及び上記錯体合成例２で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｂ（２．０ｍｇ， ２μｍｏｌ）を無水クロロホルム（０．５ｍＬ）に溶解させる。該溶液に、室温で３日間、ハロゲンランプ（１５Ｖ， １５０Ｗ）で光照射を行った。反応終了後、反応混合物をヘキサン／酢酸エチル（＝１／１）混合液を溶出液としてシリカゲルでクロマトグラフ分離し、（１Ｒ，５Ｓ，８ＲＳ）−８−ヒドロキシ−７−オキサビシクロ［３．３．０］オクタン（４．３ｍｇ， 収率３４％）を得た。
【００６１】
次に、得られた生成物（ラクトール）を実施例１と同様にしてラクトンに変換し、光学活性カラム（ＳＵＰＥＬＣＯ ＢＥＴＡ−ＤＥＸ−２２５）を用いてガス液体クロマトグラフィー（ＧＬＣ）で分析したところ、（１Ｒ，５Ｓ）体が主で、鏡像体過剰率は６４％ｅｅであった。なお、絶対配置は、Ｉ． Ｊ． Ｊａｋｏｖａｃ， Ｇ． Ｎｇ， Ｋ． Ｐ． Ｌｏｋ及びＪ． Ｂ． Ｊｏｎｅｓ， Ｊ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．， Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ． １９８０， ５１５．を参照し、対応するラクトンの比旋光度と比較して決定した。
【００６２】
上記ラクトールの１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）測定の結果は、δ５．２２（ｓ， １Ｈ）；４．１９（ｄｄ， Ｊ＝８．８， ７．３Ｈｚ， １Ｈ）；３．６４（ｄｄ， Ｊ＝８．８， ２．５Ｈｚ， １Ｈ）；２．８２−２．７４（ｍ， １Ｈ）；２．５９（ｄｔ， ８．８， ４．９Ｈｚ， １Ｈ）；２．４６（ｄ， Ｊ＝２．２Ｈｚ， １Ｈ）；１．８４−１．７６（ｍ， ２Ｈ）；１．６５−１．４０（ｍ， ４Ｈ）であった。
【００６３】
上記実施例３に対応する反応式を下記に示す。
【化２７】
【００６４】
（実施例４）
シス−シクロヘプタンジカルボン酸無水物［Ｓｉｃｈｅｒ， Ｊ．， Ｓｉｐｏｓ， Ｆ．及びＪｏｎｅｓ， Ｊ．， Ｃｏｌｌｎ Ｃｚｅｃｈ． Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ．， ２６（１９６１）， ２６２．に記載の方法にて合成］を水素化リチウムアルミニウム［関東化学株式会社］で還元して、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタンを得る。該メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタン（１５．８ｍｇ， ０．１ｍｍｏｌ）及び前記上記錯体合成例２で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｂ（２．０ｍｇ， ２μｍｏｌ）を無水クロロホルム（０．５ｍＬ）に溶解させる。該溶液に、室温で３日間、ハロゲンランプ（１５Ｖ， １５０Ｗ）で光照射を行った。反応終了後、反応混合物をヘキサン／酢酸エチル（＝１／１）混合液を溶出液としてシリカゲルでクロマトグラフ分離し、（１Ｒ，７Ｓ，１０ＲＳ）−１０−ヒドロキシ−９−オキサビシクロ［５．３．０］デカン（４．７ｍｇ， 収率３０％）を得た。
【００６５】
次に、得られた生成物（ラクトール）を実施例１と同様にしてラクトンに変換し、光学活性カラム（ＳＵＰＥＬＣＯ ＢＥＴＡ−ＤＥＸ−２２５）を用いてガス液体クロマトグラフィー（ＧＬＣ）で分析したところ、鏡像体過剰率は６２％ｅｅであった。
【００６６】
上記ラクトールの１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）測定の結果は、δ５．１０（ｔ， Ｊ＝２．９Ｈｚ， １Ｈ）；４．２２（ｔ， Ｊ＝８．４Ｈｚ， １Ｈ）；３．５２（ｄｄ， Ｊ＝８．４， ５．９Ｈｚ， １Ｈ）；２．６６（ｄ， Ｊ＝２．９Ｈｚ， １Ｈ）；２．６３−２．５３（ｍ， １Ｈ）；２．１９（ｄｄｔ， Ｊ＝１２， ９．０， ２．９Ｈｚ， １Ｈ）；１．９４−１．７０（ｍ， ５Ｈ）；１．６０−１．１８（ｍ， ５Ｈ）であった。
【００６７】
上記実施例４に対応する反応式を下記に示す。
【化２８】
【００６８】
（実施例５）
シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタル酸無水物［Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍ． Ｃｏ．］を水素化リチウムアルミニウム［関東化学株式会社］で還元して、メソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセンを得る。該メソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセン（１４．２ｍｇ， ０．１ｍｍｏｌ）及び上記錯体合成例２で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｂ（２．０ｍｇ， ２μｍｏｌ）を無水クロロホルム（０．５ｍＬ）に溶解させる。該溶液に、室温で３日間、ハロゲンランプ（１５Ｖ， １５０Ｗ）で光照射を行った。反応終了後、反応混合物をヘキサン／酢酸エチル（＝１／１）混合液を溶出液としてシリカゲルでクロマトグラフ分離し、（１Ｒ，６Ｓ，９ＲＳ）−９−ヒドロキシ−８−オキサビシクロ［４．３．０］ノナ−３−エン（３．５ｍｇ， 収率２５％）を得た。
【００６９】
次に、得られた生成物（ラクトール）を実施例１と同様にしてラクトンに変換し、光学活性カラム（ＳＵＰＥＬＣＯ ＢＥＴＡ−ＤＥＸ−２２５）を用いてガス液体クロマトグラフィー（ＧＬＣ）で分析したところ、（１Ｒ，６Ｓ）体が主で、鏡像体過剰率は７１％ｅｅであった。なお、絶対配置は、Ｈ． Ｊ． Ｇａｉｓ， Ｋ． Ｌ． Ｌｕｋａｓ， Ｗ． Ａ． Ｂａｌｌ， Ｓ． Ｂｒａｕｍ及びＨ． Ｊ． Ｌｉｎｄｎｅｒ， Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎ． Ｃｈｅｍ．， １９８６， ６８７．を参照し、対応するラクトンの比旋光度と比較して決定した。
【００７０】
上記ラクトールの１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）測定の結果は、δ５．６８（ｍ， ２Ｈ）；５．１７（ｓ， １Ｈ）；４．１３（ｔ， Ｊ＝８．０Ｈｚ， １Ｈ）；３．５９（ｔ， Ｊ＝８．０Ｈｚ， １Ｈ）；２．９８（ｄ， Ｊ＝３．２Ｈｚ， １Ｈ）；２．６９（ｍ， １Ｈ）；２．３６−２．１８（ｍ， ３Ｈ）；１．９８−１．８６（ｍ， ２Ｈ）であった。
【００７１】
上記実施例５に対応する反応式を下記に示す。
【化２９】
【００７２】
（比較例１〜５）
上記実施例１〜５において、錯体Ｂの代わりに、上記錯体合成例１で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ａを触媒として用いる以外は同様にして行った。結果を表１に示す。
【００７３】
【表１】
【００７４】
表１より、式（Ｉ）で表される錯体も高いエナンチオ選択性でメソ−ジオールからラクトールへの酸化反応を触媒できることが分かる。なお、基質がメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタンの場合、ＯＨが配位した錯体ＢとＣｌが配位した錯体Ａのエナンチオ選択性は同等であるが、基質がメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン、及びメソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセンを用いた場合は、錯体Ａよりも錯体Ｂの方が、エナンチオ選択性の点で優れていることが分かる。
【００７５】
（比較例６）
上記実施例１において、錯体Ｂの代わりに、上記錯体合成例３で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｃ（２μｍｏｌ）を触媒として用いる以外は同様にして行った。結果を表２に示す。
【００７６】
（実施例６）
上記実施例１において、錯体Ｂの代わりに、上記錯体合成例３で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｄ（２μｍｏｌ）を触媒として用いる以外は同様にして行った。結果を表２に示す。
【００７７】
（実施例７）
反応時間を７日間とし、錯体Ｄの使用量を４μｍｏｌ（４．６ｍｇ）とする以外は実施例６と同様にして行った。結果を表２に示す。
【００７８】
【表２】
【００７９】
実施例６及び７に対応する反応式を下記に示す。
【化３０】
【００８０】
表２より、ＯＨが配位した錯体Ｄを触媒として用いた方が、Ｃｌが配位した錯体Ｃを触媒として用いた場合よりも、反応のエナンチオ選択性が高く、また、錯体Ｄの使用量を増やし、反応時間を長くすることで、生成物の光学純度を低下させることなく、収率を向上させ得ることが分かる。
【００８１】
（実施例８〜１１）
メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン（０．１ｍｍｏｌ）に代えて、実施例８ではメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン（０．１ｍｍｏｌ）、実施例９ではメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタン（０．１ｍｍｏｌ）、実施例１０ではメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタン（０．１ｍｍｏｌ）、実施例１１ではメソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセン（０．１ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例７と同様にして行い、実施例２〜５に記載の方法で分析した。結果を表３に示す。
【００８２】
【表３】
【００８３】
実施例８〜１１に対応する反応式を下記に示す。
【化３１】
【００８４】
実施例８〜１１より、式（ＩＩ）で表される錯体も高いエナンチオ選択性でメソ−ジオールからラクトールへの酸化反応を触媒できることが分かる。なお、基質がメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタンの場合、錯体Ｂと同様に錯体Ａと同等のエナンチオ選択性を示したが、基質がメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン及びメソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセンの場合は、錯体Ｂよりも錯体Ｄの方が、エナンチオ選択性の点で更に優れていることが分かる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明の錯体を触媒として用いれば、メソ−ジオールから光学活性なラクトールを得ることができる。また、該錯体を用いた本発明の光学活性なラクトールの製造方法は、安価で環境に対して安全な分子状酸素を用いるため、経済的であるとともに環境に調和した製造方法でもある。上述した本発明の製造方法及び錯体は、特に医農薬品の合成において非常に有用である。
【発明の属する技術分野】
本発明は光学活性なラクトールの製造方法に関し、より詳しくは、メソ−ジオールを分子状酸素で酸化して光学活性なラクトールを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学活性なラクトール類は、医農薬品等の合成用の重要なビルディングブロックの一つであり、また、多くの天然物において、そのサブユニットとして生じる。該光学活性なラクトール類を合成する種々の方法の中でも、メソ−ジオール類の不斉非対称化（エナンチオ場選択的酸化）が、該メソ−ジオール類の入手が容易なため、合成上の見地から魅力的である。
【０００３】
生物学的な手法として、馬肝臓アルコール脱水素酵素が、メソ−ジオール類の不斉非対称化を高選択的に進行させることが知られているが、得られる生成物はラクトールではなくラクトンである。
【０００４】
また、化学的な手法として、メソ−ジオール類の電解酸化が知られているが、この方法においても、生成物はラクトンである。
【０００５】
従って、メソ−ジオール類のキラルなラクトール類への変換のためには、触媒がエナンチオ場選択性及び官能基選択性の両方を示す必要がある。
【０００６】
これに対し、本発明者らは、ジアミユニットとしてテトラメチルエチレンジアミンを生ずる（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体が、光照射下で官能基選択的に１，ｎ−ジオールの酸化反応を触媒し、ラクトールを生成することを報告した（非特許文献１及び２参照）。
【０００７】
更に、上記（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体のサレン配位子を修飾することで、反応のエナンチオ選択性を向上させ得ることを報告した（非特許文献３参照）。
【０００８】
【非特許文献１】
宮田，村上，入江，香月，テトラヒドロン・レター（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒ），２００１年，４２巻，ｐ．７０６７
【非特許文献２】
宮田，古川，入江，香月，テトラヒドロン・レター（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒ），２００２年，４３巻，ｐ．３４８１
【非特許文献３】
清水，中田，香月，ケミストリー・レターズ（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ），２００２年，ｐ．１０８０
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記非特許文献１〜３に記載の（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は、メソ−ジオールから光学活性なラクトールを化学的に製造するための画期的な触媒であるが、軸配位子がＣｌ以外のものは未だ開発されておらず、その機能も確かではない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、メソ−ジオールから光学活性なラクトールを化学的に製造するための新規触媒の開発し、該触媒を用いた光学活性なラクトールの新規製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、従来、触媒として用いられていた（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体において、軸配位子をヒドロキシル基にした場合も良好なエナンチオ選択性でメソ−ジオールのラクトールへの酸化反応が進行し、基質によっては、生成物の光学純度を更に向上させることができるのを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
即ち、本発明の光学活性なラクトールの製造方法は、溶媒中で、下記式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体を触媒として使用し、光照射下で、下記式（ＩＩＩ）又は式（ＩＶ）で表されるメソ−ジオールを分子状酸素で酸化することを特徴とする。
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【００１３】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の好適例においては、前記式（Ｉ）で表される（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体において、Ａｒ１が、フェニル基又は４−ビフェニリル基である。
【００１４】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記式（ＩＩ）で表される（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体において、Ａｒ２が、フェニル基又は４−ビフェニリル基である。
【００１５】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記式（ＩＩＩ）で表されるメソ−ジオールが、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン又はメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタンである。
【００１６】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記式（ＩＶ）で表されるメソ−ジオールがメソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセンである。
【００１７】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記光学活性なラクトールが下記式（Ｖ）又は式（ＶＩ）で表される。
【化１７】
【化１８】
【００１８】
ここで、前記（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体が式（Ｉ）で表される場合、前記ラクトールは、下記式（Ｖ−１）又は式（ＶＩ−１）で表される。
【化１９】
【化２０】
【００１９】
一方、前記（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体が式（ＩＩ）で表される場合、前記ラクトールは、下記式（Ｖ−２）又は式（ＶＩ−２）で表される。
【化２１】
【化２２】
【００２０】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記光照射が、可視光照射である。
【００２１】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記光照射をハロゲンランプで行う。
【００２２】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記メソ−ジオールを空気で酸化する。
【００２３】
本発明の光学活性なラクトールの製造方法の他の好適例においては、前記溶媒がハロゲン化炭化水素である。ここで、該ハロゲン化炭化水素は、クロロホルムであるのが更に好ましい。
【００２４】
また、本発明の（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は、下記式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される。
【化２３】
【化２４】
【００２５】
本発明の錯体の好適例においては、前記式（Ｉ）において、Ａｒ１がフェニル基又は４−ビフェニリル基である。
【００２６】
本発明の錯体の他の好適例においては、前記式（ＩＩ）において、Ａｒ２がフェニル基又は４−ビフェニリル基である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明で触媒として使用する（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は、上記式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される光活性化型の触媒である。該式（Ｉ）及び式（ＩＩ）の錯体は、軸配位子がＣｌである対応する錯体をシリカゲルにさらすことで得られる。本発明の式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される錯体は、ＯＨ基が配位しており、該ＯＨ基はアルコール類と容易に置換できる。
【００２８】
式（Ｉ）において、Ａｒ１は、それぞれ独立して炭素数６〜１８のアリール基であり、ここで、炭素数６〜１８のアリール基としては、フェニル基、４−ビフェニリル基、４−（ｔ−ブチルジメチルシリル）フェニル基、３，５−ジメチルフェニル基等が挙げられる。これらの中でも、Ａｒ１としては、エナンチオ選択性の観点から、フェニル基及び４−ビフェニリル基が好ましい。
【００２９】
一方、式（ＩＩ）において、Ａｒ２は、それぞれ独立して炭素数６〜１８のアリール基であり、ここで、炭素数６〜１８のアリール基としては、上記式（Ｉ）のＡｒ１で述べたのと同様の基が挙げられる。これらの中でも、Ａｒ２としては、エナンチオ選択性の観点から、フェニル基及び４−ビフェニリル基が好ましい。
【００３０】
上記サレン錯体は、エチレンジアミン部が２つのアキシアルメチル基と１つのテトラメチレン基を有する。式（Ｉ）の（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は、（Ｒ）−ビナフチルユニットと（Ｒ，Ｒ）−ジメチルシクロヘキサンユニットとを有し、この組み合わせを有することがメソ−ジオールの不斉非対称化に寄与するものと考えられる。一方、式（ＩＩ）の（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は、（Ｓ）−ビナフチルユニットと（Ｓ，Ｓ）−ジメチルシクロヘキサンユニットとを有し、この組み合わせを有することがメソ−ジオールの不斉非対称化に寄与するものと考えられる。
【００３１】
また、本発明の反応メカニズムは次の様であると考えられる。本発明の（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は２価のＲｕ錯体であるが、該錯体から光照射によりニトロシル（ＮＯ）が解離し、Ｒｕ（ＩＩＩ）（サレン）錯体が生成する。生成したＲｕ（ＩＩＩ）（サレン）錯体は酸素への１電子移動により酸化され、Ｒｕ（ＩＶ）（サレン）錯体となり、該Ｒｕ（ＩＶ）（サレン）錯体にメソ−ジオールが配位する。ここで、メソ−ジオールは、式（Ｉ）の錯体を用いた場合、（Ｒ）−ビナフチルユニット及び（Ｒ，Ｒ）−ジメチルシクロヘキサンユニットに対する立体障害が最も低くなるように式（Ｉ）のＲｕ（ＩＶ）（サレン）錯体に配位し、続いて酸化される。一方、式（ＩＩ）の錯体を用いた場合、（Ｓ）−ビナフチルユニット及び（Ｓ，Ｓ）−ジメチルシクロヘキサンユニットに対する立体障害が最も低くなるように式（ＩＩ）のＲｕ（ＩＶ）（サレン）錯体に配位し、続いて酸化される。こうして本発明の重要な効果の一つであるエナンチオ場選択性が発現したものと考えられる。本発明での触媒の使用量は、後述する基質のメソ−ジオールのモル量に対し、０．１〜２０ｍｏｌ％、好ましくは１〜５ｍｏｌ％の範囲である。
【００３２】
本発明にかかわるメソ−ジオールは、上記式（ＩＩＩ）又は式（ＩＶ）で表される。式（ＩＩＩ）のＡとしての炭素数１〜２０のアルキレンとしては、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン、オクタメチレン等が挙げられる。式（ＩＩＩ）で表されるメソ−ジオールの中でも、入手し易さの点から、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン又はメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタンが好ましい。
【００３３】
一方、式（ＩＶ）のＢとしての炭素数１〜５のアルキレンとしては、メチレン、エチレン等が挙げられる。式（ＩＶ）で表されるメソ−ジオールの中でも、合成のし易さの点から、メソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセンが好ましい。
【００３４】
本発明の製造方法において、基質としてメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン、及びメソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセンを用いた場合、従来の軸配位子がＣｌの（ＯＮ）Ｒｕ（サレン）錯体を触媒として用いた製造方法よりも、高いエナンチオ選択性でメソ−ジオールからラクトールへの酸化反応を進行させることができる。
【００３５】
本発明の製造方法で得られる光学活性なラクトールは、上記式（ＩＩＩ）又は式（ＩＶ）で表されるメソ−ジオールに対応するものであり、上記式（Ｖ）又は式（ＶＩ）で表される。式（Ｖ）中のＡは、前述の式（ＩＩＩ）におけるＡと同じであり、式（ＶＩ）中のＢは、前述の式（ＩＶ）におけるＢと同じである。また、式（Ｖ）及び（ＶＩ）において、水酸基が結合している炭素における立体配置は問わない。
【００３６】
本発明の製造方法において、触媒として前記式（Ｉ）の錯体を用いた場合、生成物は、上記式（Ｖ−１）及び（ＶＩ−１）で表される（１Ｒ，ｎＳ）体が主となる。一方、式（ＩＩ）の錯体を用いた場合、生成物は、上記式（Ｖ−２）及び（ＶＩ−２）で表される（１Ｓ，ｎＲ）体が主となる。従って、本発明の方法においては、触媒を適宜選択することにより、（１Ｒ，ｎＳ）体又は（１Ｓ，ｎＲ）体を主生成物とすることができる。
【００３７】
本発明では分子状酸素（Ｏ２）を酸化剤として用いる。分子状酸素は最も経済的な酸化剤であり、本発明はこの安価な酸化剤を用いる点で経済的であるとともに、環境に悪影響を及ぼすような物質を副生しない点で環境への負荷が小さい環境調和型反応である。分子状酸素は、空気から分離した純酸素でもよいが、空気をそのまま用いるのがより経済的で好ましい。
【００３８】
本発明では、光照射下でメソ−ジオールを酸化する。本発明の触媒である（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体は、光照射によりニトロシル（ＮＯ）基が脱離して活性化する。光照射としては可視光照射が適当であり、４６０ｎｍ付近の光が望ましい。具体的には、ハロゲンランプ、白熱灯等の利用によって十分に反応を進行させることができ、その中でもハロゲンランプが好ましい。また、これらを光源として赤外線フィルターを通して実施することもできる。本発明は、完全な暗室では進行しないが、自然光照射でも反応は進行し、従って、通常の実験室の操作でも、反応はある程度進行する。
【００３９】
本発明の方法によれば、メソ−ジオールを酸化してラクトールを製造できる。メソ−ジオールを酸化すると、ラクトールを経由してラクトンまで酸化される可能性があるが、本発明の方法ではラクトールで反応を選択的に止めることができる。従って、複雑な構造をもつ天然有機化合物の合成過程で、ラクトールを選択的に生成させる必要がある場合に、本発明は非常に有用である。
【００４０】
本発明の方法は、メディエーターを必要としないといった特徴がある。これまでのアルコール性水酸基を有する化合物の触媒的酸素酸化反応は、触媒と酸素の他にメディエーターを必要とするものが多く、例えば、ハイドロキノンとベンゾキノンの酸化還元サイクルの助けを借りていた。本発明は、メディエーターを必要としない点で反応系が簡略化されており、経済的にも利点がある。
【００４１】
本発明の方法は、溶媒中で実施される。溶媒は特に限定されず、例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル、アセトン等のケトン、酢酸エチル等のエステル、トルエン等の炭化水素、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン及び１，１，２，２−テトラクロロエタン等のハロゲン化炭化水素等が例示できる。これらの中でも、鏡像体過剰率を向上させる観点から、ハロゲン化炭化水素が好ましく、クロロホルムが更に好ましい。溶媒の使用量は、基質のメソ−ジオール１ｍｍｏｌに対し、２〜２０ｍＬ、好ましくは５〜１０ｍＬの範囲である。
【００４２】
本発明において、生成物の鏡像体過剰率は、生成したラクトールをラクトンに転換した後、光学活性カラムを用いたガス液体クロマトグラフィー（ＧＬＣ）により測定することができる。ここで、ラクトンへの変換に用いる酸化剤としては、二クロム酸ピリジニウム等を用いることができる。
【００４３】
本発明の方法は、光照射下、室温で行うことができる。温度は特に限定されず、０〜４０℃の範囲で実施できるが、室温で好適に実施できるため、温度調節にかかるコストが省け経済的にも有利である。
【００４４】
本発明では、空気又は酸素下において、基質のメソ−ジオールと前記（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体とを溶媒中で光照射の下に撹拌することによって、メソ−ジオールを酸化する。反応操作は光照射と撹拌のみでもよいが、空気又は酸素をバブリングしてもよく、バブリングにより分子状酸素を基質のメソ−ジオールと前記（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体とに効率よく接触させることができる。反応時間は、基質に応じて適宜選択され、酸化され易い基質の場合は短く、酸化され難い基質の場合は長くするのが好ましい。
【００４５】
【実施例】
以下に、実施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何ら限定されるものではない。
【００４６】
（錯体合成例１）
（１Ｒ，２Ｒ）−１，２−ジメチル−１，２−シクロヘキサンジアミン・二（Ｓ）−マンデル酸塩［Ｗ． Ｚｈａｎｇ ａｎｄ Ｅ． Ｎ． Ｊａｃｏｂｓｅｎ， Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．， ３２， １７１１（１９９１）に記載の方法にて合成］（３５０ｍｇ， ０．７８ｍｍｏｌ）をエタノール（１０ｍＬ）に溶解させ、１Ｍ−水酸化カリウムエタノール溶液（１．６ｍＬ）を加える。この溶液に（Ｒ）−３−フォルミル−２−ヒドロキシ−２’−フェニル−１，１’−ビナフチル［Ｈ． Ｓａｋａｋｉ， Ｒ． Ｉｒｉｅ， Ｔ． Ｈａｍａｄａ， Ｋ． Ｓｕｚｕｋｉ， ａｎｄ Ｔ．Ｋａｔｓｕｋｉ， Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ， ５０（４１）， １１８２７−１１８３８（１９９４）等に記載の方法にて合成］（５８０ｍｇ， １．５７ｍｍｏｌ）を加えて室温下１２時間撹拌する。反応完結後、生じた無機塩をセライト上にてろ去し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮（以後、減圧濃縮と記す）する。窒素雰囲気下にて残渣を無水テトラヒドロフラン（１０ｍＬ）に溶解させた後、水素化ナトリウム（油性、約６０％）［キシダ化学株式会社］（６７ｍｇ， １．６５ｍｍｏｌ）を加え、６０℃にて１時間撹拌する。その後、テトラヒドロフランを減圧下にて留去し、無水トルエン（２０ｍＬ）を加える。続いて、トリクロロニトロシルビス（トリフェニルホスフィン）ルテニウム（ＩＩ）［Ｒ． Ｅ． Ｔｏｗｎｓｅｎｄ ａｎｄ Ｋ． Ｊ． Ｃｏｓｋｒａｎ， Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， １０（８）， １６６１に記載の方法にて調製］（８８８ｍｇ， １．１２ｍｍｏｌ）を加えて２０時間加熱還流する。反応終了後トルエンを減圧濃縮し、残渣をフロリジル（１００−２００ｍｅｓｈ）フラッシュカラムクロマトグラフ（流出溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝９／１から７／３）によって精製する。得られた粗結晶をジクロロメタンより再結晶して、上記式（Ｉ）において、Ａｒ１がフェニル基であり、ＯＨの代わりにＣｌが配位した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ａ（３７０ｍｇ， 収率４７％）を得る。
【００４７】
上記の方法で得られた錯体Ａの元素分析の結果は、Ｈ ４．８２％、Ｃ ７１．８３％、Ｎ ３．９３％であり、Ｃ６３Ｈ５０ＣｌＮ３Ｏ３Ｒｕ・１／４ＣＨ２Ｃｌ２の理論値（Ｈ ４．７０％、Ｃ ７１．８３％、Ｎ ４．０４％）と非常に良く一致していた。
【００４８】
（錯体合成例２）
上記錯体合成例１で得られた（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ａを、１２時間シリカゲル［富士シリシア（株）製， ＦＬ１００Ｂ］にさらし、上記式（Ｉ）で表され且つＡｒ１がフェニル基である（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｂを合成した。
【００４９】
上記方法で得られた錯体ＢのＩＲ測定（ＫＢｒ法）の結果は、３５３９， ３０４９， ２９４７， １８１３， １６１２， １５７６， １４８９， １４２３， １３７９， １３１９， １１８８， １１１７， ９４９， ７４３， ６９６ｃｍ−１であった。
【００５０】
（錯体合成例３）
（１Ｓ，２Ｓ）−１，２−ジメチル−１，２−シクロヘキサンジアミン・二（Ｒ）−マンデル酸塩［Ｗ． Ｚｈａｎｇ ａｎｄ Ｅ． Ｎ． Ｊａｃｏｂｓｅｎ， Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．， ３２， １７１１（１９９１）に記載の方法にて合成］（１００ｍｇ， ０．２２ｍｍｏｌ）をエタノール（３ｍＬ）に溶解させ、１Ｍ−水酸化カリウムエタノール溶液（０．４７ｍＬ）を加える。この溶液に（Ｓ）−３−フォルミル−２−ヒドロキシ−２’−（ｐ−ビフェニル）−１，１’−ビナフチル［Ｈ． Ｓａｋａｋｉ， Ｒ． Ｉｒｉｅ， Ｔ． Ｈａｍａｄａ， Ｋ． Ｓｕｚｕｋｉ， ａｎｄ Ｔ．Ｋａｔｓｕｋｉ， Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ， ５０（４１）， １１８２７（１９９４）に記載の方法を基に合成］（１９６ｍｇ， ０．４４ｍｍｏｌ）を加えて室温下１９時間撹拌する。反応完結後、生じた無機塩をセライト上にてろ去し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮（以後、減圧濃縮と記す）する。窒素雰囲気下にて残渣を無水テトラヒドロフラン（３ｍＬ）に溶解させた後、水素化ナトリウム（油性、約６０％）［キシダ化学株式会社］（１６ｍｇ， ０．４０ｍｍｏｌ）を加え、６０℃にて１時間撹拌する。その後、テトラヒドロフランを減圧下にて留去し、無水トルエン（３ｍＬ）を加える。続いて、トリクロロニトロシルビス（トリフェニルホスフィン）ルテニウム（ＩＩ）［Ｒ． Ｅ． Ｔｏｗｎｓｅｎｄ ａｎｄ Ｋ． Ｊ． Ｃｏｓｋｒａｎ， Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， １０（８）， １６６１に記載の方法にて調製］（２０５ｍｇ， ０．２７ｍｍｏｌ）を加えて１６時間加熱還流する。反応終了後トルエンを減圧濃縮し、残渣をフロリジル（１００−２００ｍｅｓｈ）フラッシュカラムクロマトグラフ（流出溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝９／１から７／３）によって精製する。得られた粗結晶をジクロロメタンより再結晶して、上記式（ＩＩ）において、Ａｒ２が４−ビフェニリル基であり、ＯＨの代わりにＣｌが配位した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｃ（３６ｍｇ， 収率１７％）を得る。また、同時に上記式（ＩＩ）で表され且つＡｒ２が４−ビフェニリル基である（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｄ（５９ｍｇ， 収率２８％）も得られる。
【００５１】
上記方法で得られた錯体ＣのＩＲ測定（ＫＢｒ法）の結果は、３０４９， ２９３４， １８３２， １６０９， １５７６， １３１７， １１１３， ９４９， ７４１， ６９４ｃｍ−１であった。また、錯体Ｄの元素分析の結果は、Ｈ ４．８９％、Ｃ ７２．５３％、Ｎ ３．３５％であり、Ｃ７４Ｈ５７Ｎ３Ｏ４Ｒｕ・ＣＨ２Ｃｌ２の理論値（Ｈ ４．８０％、Ｃ ７２．７５％、Ｎ ３．３９％）と非常に良く一致していた。
【００５２】
（実施例１）
１，２−シクロヘキサンジカルボン酸無水物［Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍ． Ｃｏ．］を水素化リチウムアルミニウム［関東化学株式会社］で還元して、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサンを得る。該メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン（１４．４ｍｇ， ０．１ｍｍｏｌ）及び上記錯体合成例２で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｂ（２．０ｍｇ， ２μｍｏｌ）を無水クロロホルム（０．５ｍＬ）に溶解させる。該溶液に、室温で２．５日間、ハロゲンランプ（１５Ｖ， １５０Ｗ）で光照射を行った。反応終了後、反応混合物をヘキサン／酢酸エチル（＝１／１）混合液を溶出液としてシリカゲルでクロマトグラフ分離し、（１Ｒ，６Ｓ，９ＲＳ）−９−ヒドロキシ−８−オキサビシクロ［４．３．０］ノナン（４．０ｍｇ， 収率２８％）を得た。
【００５３】
次に、得られた生成物（ラクトール）とモレキュラーシーブ４Ａ（１２０ｍｇ）とを無水ジクロロメタン（０．５ｍＬ）に懸濁させ、更に二クロム酸ピリジニウム（ＰＤＣ）（６０ｍｇ， ０．１６ｍｍｏｌ）を加える。該混合物を室温で６時間撹拌の後、ヘキサン／酢酸エチル混合液（＝４／１）で希釈し、シリカゲルパッドを通してろ過した。濾液を減圧下で濃縮し、得られたラクトンを、光学活性カラム（ＳＵＰＥＬＣＯ ＢＥＴＡ−ＤＥＸ−２２５）を用いてガス液体クロマトグラフィー（ＧＬＣ）で分析したところ、（１Ｒ，６Ｓ）体が主で、鏡像体過剰率は７０％ｅｅであった。なお、絶対配置は、Ｉ． Ｊ． Ｊａｋｏｖａｃ， Ｈ． Ｂ． Ｇｏｏｄｂｒａｎｄ， Ｋ． Ｐ． Ｌｏｋ及びＪ． Ｂ． Ｊｏｎｅｓ， Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．， １０４， ４６５９（１９８２）．を参照し、対応するラクトンの比旋光度と比較して決定した。
【００５４】
上記ラクトールの１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）測定の結果は、δ５．１７（ｓ， １Ｈ）；４．０５（ｔ， Ｊ＝８．０Ｈｚ， １Ｈ）；３．７２（ｔ， Ｊ＝８．０Ｈｚ， １Ｈ）；２．６３（ｄ， Ｊ＝３．２Ｈｚ， １Ｈ）；２．６０−２．５０（ｍ， １Ｈ）；２．０８−２．０１（ｍ， １Ｈ）；１．７０−１．５２（ｍ， ４Ｈ）；１．４６−１．３８（ｍ， ２Ｈ）；１．３６−１．２４（ｍ， ２Ｈ）であった。
【００５５】
上記実施例１に対応する反応式を下記に示す。
【化２５】
（実施例２）
シス−シクロブタン−１，２−ジカルボン酸［Ｆｌｕｋａ Ｃｈｅｍｉｅ］を硫酸存在下メタノール中でエステル化し、引き続いて水素化リチウムアルミニウム［関東化学株式会社］で還元して、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタンを得る。該メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン（１１．６ｍｇ， ０．１ｍｍｏｌ）及び上記錯体合成例２で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｂ（２．０ｍｇ， ２μｍｏｌ）を無水クロロホルム（０．５ｍＬ）に溶解させる。該溶液に、室温で３日間、ハロゲンランプ（１５Ｖ， １５０Ｗ）で光照射を行った。反応終了後、反応混合物をヘキサン／酢酸エチル（＝１／１）混合液を溶出液としてシリカゲルでクロマトグラフ分離し、（１Ｒ，４Ｓ，７ＲＳ）−７−ヒドロキシ−６−オキサビシクロ［３．２．０］ヘプタン（３．７ｍｇ， 収率３２％）を得た。
【００５７】
次に、得られた生成物（ラクトール）を実施例１と同様にしてラクトンに変換し、光学活性カラム（ＳＵＰＥＬＣＯ ＢＥＴＡ−ＤＥＸ−２２５）を用いてガス液体クロマトグラフィー（ＧＬＣ）で分析したところ、（１Ｒ，４Ｓ）体が主で、鏡像体過剰率は６６％ｅｅであった。なお、絶対配置は、Ｉ． Ｊ． Ｊａｋｏｖａｃ， Ｇ． Ｎｇ， Ｋ． Ｐ． Ｌｏｋ及びＪ． Ｂ． Ｊｏｎｅｓ， Ｊ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．， Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ． １９８０， ５１５．を参照し、対応するラクトンの比旋光度と比較して決定した。
【００５８】
上記ラクトールの１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）測定の結果は、δ５．３５（ｓ， １Ｈ）；４．０４（ｄｄ， Ｊ＝９．０， ５．６Ｈｚ， １Ｈ）；３．８４（ｄ， Ｊ＝９．０Ｈｚ， １Ｈ）；３．０２−２．９５（ｍ， １Ｈ）；２．９２−２．８６（ｍ， １Ｈ）；２．５５（ｂｒ ｓ， １Ｈ）；２．２４−２．０６（ｍ， ２Ｈ）；１．７４−１．６４（ｍ， ２Ｈ）であった。
【００５９】
上記実施例２に対応する反応式を下記に示す。
【化２６】
（実施例３）
トランス−ＤＬ−１，２−シクロペンタンジカルボン酸［Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍ． Ｃｏ．］を２００℃にて加熱し、シス−１，２−シクロペンタンジカルボン酸無水物を得る。この酸無水物を水素化リチウムアルミニウム［関東化学株式会社］で還元して、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタンを得る。該メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタン（１３．０ｍｇ， ０．１ｍｍｏｌ）及び上記錯体合成例２で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｂ（２．０ｍｇ， ２μｍｏｌ）を無水クロロホルム（０．５ｍＬ）に溶解させる。該溶液に、室温で３日間、ハロゲンランプ（１５Ｖ， １５０Ｗ）で光照射を行った。反応終了後、反応混合物をヘキサン／酢酸エチル（＝１／１）混合液を溶出液としてシリカゲルでクロマトグラフ分離し、（１Ｒ，５Ｓ，８ＲＳ）−８−ヒドロキシ−７−オキサビシクロ［３．３．０］オクタン（４．３ｍｇ， 収率３４％）を得た。
【００６１】
次に、得られた生成物（ラクトール）を実施例１と同様にしてラクトンに変換し、光学活性カラム（ＳＵＰＥＬＣＯ ＢＥＴＡ−ＤＥＸ−２２５）を用いてガス液体クロマトグラフィー（ＧＬＣ）で分析したところ、（１Ｒ，５Ｓ）体が主で、鏡像体過剰率は６４％ｅｅであった。なお、絶対配置は、Ｉ． Ｊ． Ｊａｋｏｖａｃ， Ｇ． Ｎｇ， Ｋ． Ｐ． Ｌｏｋ及びＪ． Ｂ． Ｊｏｎｅｓ， Ｊ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．， Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ． １９８０， ５１５．を参照し、対応するラクトンの比旋光度と比較して決定した。
【００６２】
上記ラクトールの１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）測定の結果は、δ５．２２（ｓ， １Ｈ）；４．１９（ｄｄ， Ｊ＝８．８， ７．３Ｈｚ， １Ｈ）；３．６４（ｄｄ， Ｊ＝８．８， ２．５Ｈｚ， １Ｈ）；２．８２−２．７４（ｍ， １Ｈ）；２．５９（ｄｔ， ８．８， ４．９Ｈｚ， １Ｈ）；２．４６（ｄ， Ｊ＝２．２Ｈｚ， １Ｈ）；１．８４−１．７６（ｍ， ２Ｈ）；１．６５−１．４０（ｍ， ４Ｈ）であった。
【００６３】
上記実施例３に対応する反応式を下記に示す。
【化２７】
（実施例４）
シス−シクロヘプタンジカルボン酸無水物［Ｓｉｃｈｅｒ， Ｊ．， Ｓｉｐｏｓ， Ｆ．及びＪｏｎｅｓ， Ｊ．， Ｃｏｌｌｎ Ｃｚｅｃｈ． Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ．， ２６（１９６１）， ２６２．に記載の方法にて合成］を水素化リチウムアルミニウム［関東化学株式会社］で還元して、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタンを得る。該メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタン（１５．８ｍｇ， ０．１ｍｍｏｌ）及び前記上記錯体合成例２で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｂ（２．０ｍｇ， ２μｍｏｌ）を無水クロロホルム（０．５ｍＬ）に溶解させる。該溶液に、室温で３日間、ハロゲンランプ（１５Ｖ， １５０Ｗ）で光照射を行った。反応終了後、反応混合物をヘキサン／酢酸エチル（＝１／１）混合液を溶出液としてシリカゲルでクロマトグラフ分離し、（１Ｒ，７Ｓ，１０ＲＳ）−１０−ヒドロキシ−９−オキサビシクロ［５．３．０］デカン（４．７ｍｇ， 収率３０％）を得た。
【００６５】
次に、得られた生成物（ラクトール）を実施例１と同様にしてラクトンに変換し、光学活性カラム（ＳＵＰＥＬＣＯ ＢＥＴＡ−ＤＥＸ−２２５）を用いてガス液体クロマトグラフィー（ＧＬＣ）で分析したところ、鏡像体過剰率は６２％ｅｅであった。
【００６６】
上記ラクトールの１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）測定の結果は、δ５．１０（ｔ， Ｊ＝２．９Ｈｚ， １Ｈ）；４．２２（ｔ， Ｊ＝８．４Ｈｚ， １Ｈ）；３．５２（ｄｄ， Ｊ＝８．４， ５．９Ｈｚ， １Ｈ）；２．６６（ｄ， Ｊ＝２．９Ｈｚ， １Ｈ）；２．６３−２．５３（ｍ， １Ｈ）；２．１９（ｄｄｔ， Ｊ＝１２， ９．０， ２．９Ｈｚ， １Ｈ）；１．９４−１．７０（ｍ， ５Ｈ）；１．６０−１．１８（ｍ， ５Ｈ）であった。
【００６７】
上記実施例４に対応する反応式を下記に示す。
【化２８】
（実施例５）
シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタル酸無水物［Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍ． Ｃｏ．］を水素化リチウムアルミニウム［関東化学株式会社］で還元して、メソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセンを得る。該メソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセン（１４．２ｍｇ， ０．１ｍｍｏｌ）及び上記錯体合成例２で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｂ（２．０ｍｇ， ２μｍｏｌ）を無水クロロホルム（０．５ｍＬ）に溶解させる。該溶液に、室温で３日間、ハロゲンランプ（１５Ｖ， １５０Ｗ）で光照射を行った。反応終了後、反応混合物をヘキサン／酢酸エチル（＝１／１）混合液を溶出液としてシリカゲルでクロマトグラフ分離し、（１Ｒ，６Ｓ，９ＲＳ）−９−ヒドロキシ−８−オキサビシクロ［４．３．０］ノナ−３−エン（３．５ｍｇ， 収率２５％）を得た。
【００６９】
次に、得られた生成物（ラクトール）を実施例１と同様にしてラクトンに変換し、光学活性カラム（ＳＵＰＥＬＣＯ ＢＥＴＡ−ＤＥＸ−２２５）を用いてガス液体クロマトグラフィー（ＧＬＣ）で分析したところ、（１Ｒ，６Ｓ）体が主で、鏡像体過剰率は７１％ｅｅであった。なお、絶対配置は、Ｈ． Ｊ． Ｇａｉｓ， Ｋ． Ｌ． Ｌｕｋａｓ， Ｗ． Ａ． Ｂａｌｌ， Ｓ． Ｂｒａｕｍ及びＨ． Ｊ． Ｌｉｎｄｎｅｒ， Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎ． Ｃｈｅｍ．， １９８６， ６８７．を参照し、対応するラクトンの比旋光度と比較して決定した。
【００７０】
上記ラクトールの１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）測定の結果は、δ５．６８（ｍ， ２Ｈ）；５．１７（ｓ， １Ｈ）；４．１３（ｔ， Ｊ＝８．０Ｈｚ， １Ｈ）；３．５９（ｔ， Ｊ＝８．０Ｈｚ， １Ｈ）；２．９８（ｄ， Ｊ＝３．２Ｈｚ， １Ｈ）；２．６９（ｍ， １Ｈ）；２．３６−２．１８（ｍ， ３Ｈ）；１．９８−１．８６（ｍ， ２Ｈ）であった。
【００７１】
上記実施例５に対応する反応式を下記に示す。
【化２９】
（比較例１〜５）
上記実施例１〜５において、錯体Ｂの代わりに、上記錯体合成例１で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ａを触媒として用いる以外は同様にして行った。結果を表１に示す。
【００７３】
【表１】
表１より、式（Ｉ）で表される錯体も高いエナンチオ選択性でメソ−ジオールからラクトールへの酸化反応を触媒できることが分かる。なお、基質がメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタンの場合、ＯＨが配位した錯体ＢとＣｌが配位した錯体Ａのエナンチオ選択性は同等であるが、基質がメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン、及びメソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセンを用いた場合は、錯体Ａよりも錯体Ｂの方が、エナンチオ選択性の点で優れていることが分かる。
【００７５】
（比較例６）
上記実施例１において、錯体Ｂの代わりに、上記錯体合成例３で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｃ（２μｍｏｌ）を触媒として用いる以外は同様にして行った。結果を表２に示す。
【００７６】
（実施例６）
上記実施例１において、錯体Ｂの代わりに、上記錯体合成例３で合成した（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体Ｄ（２μｍｏｌ）を触媒として用いる以外は同様にして行った。結果を表２に示す。
【００７７】
（実施例７）
反応時間を７日間とし、錯体Ｄの使用量を４μｍｏｌ（４．６ｍｇ）とする以外は実施例６と同様にして行った。結果を表２に示す。
【００７８】
【表２】
実施例６及び７に対応する反応式を下記に示す。
【化３０】
表２より、ＯＨが配位した錯体Ｄを触媒として用いた方が、Ｃｌが配位した錯体Ｃを触媒として用いた場合よりも、反応のエナンチオ選択性が高く、また、錯体Ｄの使用量を増やし、反応時間を長くすることで、生成物の光学純度を低下させることなく、収率を向上させ得ることが分かる。
【００８１】
（実施例８〜１１）
メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン（０．１ｍｍｏｌ）に代えて、実施例８ではメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン（０．１ｍｍｏｌ）、実施例９ではメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタン（０．１ｍｍｏｌ）、実施例１０ではメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタン（０．１ｍｍｏｌ）、実施例１１ではメソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセン（０．１ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例７と同様にして行い、実施例２〜５に記載の方法で分析した。結果を表３に示す。
【００８２】
【表３】
実施例８〜１１に対応する反応式を下記に示す。
【化３１】
実施例８〜１１より、式（ＩＩ）で表される錯体も高いエナンチオ選択性でメソ−ジオールからラクトールへの酸化反応を触媒できることが分かる。なお、基質がメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタンの場合、錯体Ｂと同様に錯体Ａと同等のエナンチオ選択性を示したが、基質がメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン及びメソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセンの場合は、錯体Ｂよりも錯体Ｄの方が、エナンチオ選択性の点で更に優れていることが分かる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明の錯体を触媒として用いれば、メソ−ジオールから光学活性なラクトールを得ることができる。また、該錯体を用いた本発明の光学活性なラクトールの製造方法は、安価で環境に対して安全な分子状酸素を用いるため、経済的であるとともに環境に調和した製造方法でもある。上述した本発明の製造方法及び錯体は、特に医農薬品の合成において非常に有用である。
Claims (16)
- 溶媒中で、下記式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体を触媒として使用し、光照射下で、下記式（ＩＩＩ）又は式（ＩＶ）で表されるメソ−ジオールを分子状酸素で酸化することを特徴とする光学活性なラクトールの製造方法。
- 前記式（Ｉ）で表される（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体において、Ａｒ１が、フェニル基又は４−ビフェニリル基であることを特徴とする請求項１に記載の光学活性なラクトールの製造方法。
- 前記式（ＩＩ）で表される（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体において、Ａｒ２が、フェニル基又は４−ビフェニリル基であることを特徴とする請求項１に記載の光学活性なラクトールの製造方法。
- 前記式（ＩＩＩ）で表されるメソ−ジオールが、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロブタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロペンタン、メソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン又はメソ−１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘプタンであることを特徴とする請求項１に記載の光学活性なラクトールの製造方法。
- 前記式（ＩＶ）で表されるメソ−ジオールが、メソ−４，５−ジ（ヒドロキシメチル）−シクロヘキセンであることを特徴とする請求項１に記載の光学活性なラクトールの製造方法。
- 前記光学活性なラクトールが下記式（Ｖ）又は式（ＶＩ）で表されることを特徴とする請求項１に記載の光学活性なラクトールの製造方法。
- 前記（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体が式（Ｉ）で表され、前記ラクトールが下記式（Ｖ−１）又は式（ＶＩ−１）で表されることを特徴とする請求項６に記載の光学活性なラクトールの製造方法。
- 前記（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体が式（ＩＩ）で表され、前記ラクトールが下記式（Ｖ−２）又は式（ＶＩ−２）で表されることを特徴とする請求項６に記載の光学活性なラクトールの製造方法。
- 前記光照射が、可視光照射であることを特徴とする請求項１に記載の光学活性なラクトールの製造方法。
- 前記光照射を、ハロゲンランプで行うことを特徴とする請求項１に記載の光学活性なラクトールの製造方法。
- 前記メソ−ジオールを空気で酸化することを特徴とする請求項１に記載の光学活性なラクトールの製造方法。
- 前記溶媒がハロゲン化炭化水素であることを特徴とする請求項１に記載の光学活性なラクトールの製造方法。
- 前記ハロゲン化炭化水素がクロロホルムであることを特徴とする請求項１２に記載の光学活性なラクトールの製造方法。
- 下記式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体。
- 前記式（Ｉ）において、Ａｒ１がフェニル基又は４−ビフェニリル基であることを特徴とする請求項１４に記載の（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体。
- 前記式（ＩＩ）において、Ａｒ２がフェニル基又は４−ビフェニリル基であることを特徴とする請求項１４に記載の（ニトロシル）Ｒｕ（サレン）錯体。
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