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JP2005281168A - Method for producing 3-pyrrolidinol - Google Patents

Method for producing 3-pyrrolidinol Download PDF

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Publication number
JP2005281168A
JP2005281168A JP2004095575A JP2004095575A JP2005281168A JP 2005281168 A JP2005281168 A JP 2005281168A JP 2004095575 A JP2004095575 A JP 2004095575A JP 2004095575 A JP2004095575 A JP 2004095575A JP 2005281168 A JP2005281168 A JP 2005281168A
Authority
JP
Japan
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butanol
salt
azido
pyrrolidinol
formula
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004095575A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Yaegashi
啓介 八重樫
Masafumi Mikami
雅史 三上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Soda Co Ltd
Original Assignee
Daiso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daiso Co Ltd filed Critical Daiso Co Ltd
Priority to JP2004095575A priority Critical patent/JP2005281168A/en
Publication of JP2005281168A publication Critical patent/JP2005281168A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple method for producing a 3-pyrrolidinol useful as an intermediate for synthesizing drugs, agrochemicals and the like. <P>SOLUTION: The method for producing 3-pyrrolidinol of formula(3) or a salt thereof comprises hydrogenating a 4-azido-1-halogeno-2-butanol of formula(1)(wherein, X means a halogen atom) or a 4-azido-1-sulfonyloxy-3-butanol of formula(2)[wherein, R is a (substituted) alkyl, (substituted) aralkyl or (substituted) aryl] or a mixture thereof in the presence of a metallic catalyst to reduce the azido group as well as carry out a cyclization reaction. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は医薬、農薬等の合成中間体として有用な3−ピロリジノールまたはその塩の製造法に関する。   The present invention relates to a method for producing 3-pyrrolidinol or a salt thereof useful as a synthetic intermediate for pharmaceuticals, agricultural chemicals and the like.

3−ピロリジノールは古くからの産業上の有用な化合物であることから、その化合物の製造法に関する従来技術は数多い。その中で、1位と4位に脱離基を持つ2−ブタノール誘導体を原料に用いた製造法に着目して例示すると、(1)アンモニアガスと反応させる方法(特許文献1参照)、(2)ベンジルアミンと反応させ(特許文献2参照)、得られる1−ベンジル−3−ヒドロキシピロリジンを金属触媒下、水素添加して脱ベンジル化させる方法等が挙げられる。   Since 3-pyrrolidinol is an industrially useful compound for a long time, there are many prior arts relating to a method for producing the compound. Among them, when focusing on the production method using 2-butanol derivatives having leaving groups at the 1-position and 4-position as raw materials, (1) a method of reacting with ammonia gas (see Patent Document 1), ( 2) A method of reacting with benzylamine (see Patent Document 2) and debenzylating the resulting 1-benzyl-3-hydroxypyrrolidine by hydrogenation under a metal catalyst.

特開昭60−104061号公報Japanese Patent Laid-Open No. 60-104061 特公平7−76209号公報Japanese Examined Patent Publication No. 7-76209

しかしながら、上記の方法は次のような問題点を有している。すなわち、(1)の方法においては、アンモニアの反応性が低いことから反応完結までに最低2日以上の長時間を要する。また、(2)の方法においては、脱ベンジル化に特殊な耐圧反応容器を用いた高加圧条件が必要となることから汎用的でない。   However, the above method has the following problems. That is, in the method (1), since the reactivity of ammonia is low, it takes a long time of at least 2 days to complete the reaction. In addition, the method (2) is not versatile because high pressure conditions using a special pressure resistant reaction vessel are required for debenzylation.

本発明者らは上記の問題点を解決すべく種々検討した結果、1位と4位に脱離基を持つ2−ブタノール誘導体から汎用的な設備を用いて適当な反応時間で3−ピロリジノールまたはその塩を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は下記式(4)

Figure 2005281168
(式中Xはハロゲン原子、式中Rは置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を意味する。)
で表される4−スルホニルオキシ−1−ハロゲノ−2−ブタノールにアジド塩を反応させて、下記式(1)
Figure 2005281168
(式中Xは、前掲と同じものを意味する。)
で表される4−アジド−1−ハロゲノ−2−ブタノール、または下記式(2)
Figure 2005281168
(式中Rは、前掲と同じものを意味する。)
で表される4−アジド−1−スルホニルオキシ−3−ブタノール、あるいはこれらの混合物に変換する工程と、ついで金属系触媒下、水素を添加してアジド基を還元するとともに環化反応させて下記式(3)
Figure 2005281168
で表される3−ピロリジノールまたはその塩に変換する工程を含む、3−ピロリジノールまたはその塩の製造法に関する。 As a result of various studies to solve the above problems, the inventors of the present invention have used 3-pyrrolidinol or a suitable reaction time from a 2-butanol derivative having a leaving group at the 1- and 4-positions using a general-purpose equipment. The present inventors have found that the salt can be produced and have completed the present invention.
That is, the present invention provides the following formula (4)
Figure 2005281168
(In the formula, X represents a halogen atom, and R in the formula represents a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.)
The azide salt is reacted with 4-sulfonyloxy-1-halogeno-2-butanol represented by the following formula (1):
Figure 2005281168
(In the formula, X means the same as described above.)
4-azido-1-halogen-2-butanol represented by the following formula (2)
Figure 2005281168
(In the formula, R means the same as described above.)
The step of converting to 4-azido-1-sulfonyloxy-3-butanol represented by the following, or a mixture thereof, and then adding hydrogen under a metal catalyst to reduce the azide group and cyclize the following: Formula (3)
Figure 2005281168
The manufacturing method of 3-pyrrolidinol or its salt including the process converted into 3-pyrrolidinol or its salt represented by these.

また、本発明の反応行程は、以下の反応式で示すことができる。

Figure 2005281168
Moreover, the reaction process of this invention can be shown with the following reaction formula.
Figure 2005281168

本発明を実施するための好ましい形態Preferred form for carrying out the present invention

以下、本発明方法を工程ごとに詳述する。
まず、4−スルホニルオキシ−1−ハロゲノ−2−ブタノール(4)にアジド塩を反応させて、4−アジド−1−ハロゲノ−2−ブタノール(1)、または4−アジド−1−スルホニルオキシ−3−ブタノール(2)、またはこれらの混合物に変換する工程についての説明をする。
Hereinafter, the method of the present invention will be described in detail for each step.
First, 4-sulfonyloxy-1-halogen-2-butanol (4) is reacted with an azide salt to give 4-azido-1-halogeno-2-butanol (1) or 4-azido-1-sulfonyloxy- The process of converting into 3-butanol (2) or a mixture thereof will be described.

出発原料となる4−スルホニルオキシ−1−ハロゲノ−2−プロパノール(4)は、どのような方法によって得てもよいが、例えば参考例1に記載の方法で容易に製造することができる。Xで示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられるが、塩素原子、臭素原子が好ましい。置換基Rとしては、メチル、エチル、イソプロピル、トリフルオロメチル、トリクロロメチル等の置換もしくは無置換の炭素数1−6のアルキル基、ベンジル、2−ニトロベンジル等の置換もしくは無置換のアラルキル(アリールアルキル)基、フェニル、4−tert−ブチルフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、4−トリル、4−メトキシフェニル、2−ニトロフェニル、3−ニトロフェニル、4−ニトロフェニル、2−クロロフェニル、3−クロロフェニル、4−クロロフェニル、2−ブロモフェニル、3−ブロモフェニル、4−ヨードフェニル、2,4−ジニトロフェニル、2,5−ジクロロフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル等の置換もしくは無置換の炭素数6−9のアリール基が挙げられる。   Although 4-sulfonyloxy-1-halogeno-2-propanol (4) used as a starting material may be obtained by any method, for example, it can be easily produced by the method described in Reference Example 1. Examples of the halogen atom represented by X include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, with a chlorine atom and a bromine atom being preferred. Examples of the substituent R include a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as methyl, ethyl, isopropyl, trifluoromethyl, and trichloromethyl, and a substituted or unsubstituted aralkyl (aryl) such as benzyl and 2-nitrobenzyl. Alkyl) group, phenyl, 4-tert-butylphenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 4-tolyl, 4-methoxyphenyl, 2-nitrophenyl, 3-nitrophenyl, 4-nitrophenyl, 2-chlorophenyl, 3 -Substituted or unsubstituted such as chlorophenyl, 4-chlorophenyl, 2-bromophenyl, 3-bromophenyl, 4-iodophenyl, 2,4-dinitrophenyl, 2,5-dichlorophenyl, 2,4,6-trimethylphenyl And an aryl group having 6 to 9 carbon atoms.

使用できる溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド等の非プロトン性極性溶媒、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、グリム、ジグリム、トリグリム等のエーテル系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒、ベンゼン、トルエン等の炭化水素系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、tert−ブタノール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒、水溶媒ならびにこれらの混合溶媒が挙げられる。好ましくは、水と非水溶性溶剤からなる二層系溶媒であり、特に好ましくは水とトルエンからなる二層系溶媒である。   Usable solvents include aprotic polar solvents such as N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and hexamethylphosphoric triamide, ether solvents such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, glyme, diglyme and triglyme, dichloromethane Halogen solvents such as chloroform and 1,2-dichloroethane, hydrocarbon solvents such as benzene and toluene, nitrile solvents such as acetonitrile, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, etc. Ester solvents, alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, tert-butanol, and cyclohexanol, water solvents, and mixed solvents thereof. A two-layer solvent composed of water and a water-insoluble solvent is preferred, and a two-layer solvent composed of water and toluene is particularly preferred.

使用できるアジド塩としては、リチウムアジド、ナトリウムアジド、カリウムアジド等のアルカリ金属のアジド塩、カルシウムアジド等のアルカリ土類金属のアジド塩、トリメチルシリルアジド、ジフェニルホスホリルアジド等の有機アジド塩が挙げられる。好ましくは、ナトリウムアジドである。使用量は基質に対して0.8〜1.2当量であるが、過剰量使用すると分子内に2つのアジドが置換した化合物が副生するため、好ましくは0.95〜1.05当量である。
反応温度は0℃から溶媒の還流温度までの範囲で適宜選択され、好ましくは室温から溶媒の還流温度である。反応圧力は通常は常圧であるが、加圧下で反応を行うことも可能である。反応時間は、温度、圧力等の関係で適宜決められる。
この反応は無触媒でも進行するが、反応系に反応促進剤を添加すると反応が加速される。反応促進剤としては、N,N−ジメチルアミノピリジン、ヨウ化セシウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等のヨウ化物、臭化セシウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム等の臭化物、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、トリメチルベンジルアンモニウムブロミド等の4級アンモニウム塩、18−クラウン−6等のクラウンエーテルが挙げられる。
Examples of the azide salt that can be used include alkali metal azide salts such as lithium azide, sodium azide, and potassium azide, alkaline earth metal azide salts such as calcium azide, and organic azide salts such as trimethylsilyl azide and diphenylphosphoryl azide. Sodium azide is preferable. The amount used is 0.8 to 1.2 equivalents relative to the substrate, but if used in excess, a compound in which two azides are substituted in the molecule is produced as a by-product, and therefore preferably 0.95 to 1.05 equivalents. is there.
The reaction temperature is appropriately selected in the range from 0 ° C. to the reflux temperature of the solvent, and preferably from room temperature to the reflux temperature of the solvent. The reaction pressure is usually normal pressure, but the reaction can be carried out under pressure. The reaction time is appropriately determined depending on the relationship such as temperature and pressure.
This reaction proceeds even without catalyst, but the reaction is accelerated when a reaction accelerator is added to the reaction system. Examples of the reaction accelerator include N, N-dimethylaminopyridine, iodide such as cesium iodide, sodium iodide and potassium iodide, bromide such as cesium bromide, sodium bromide and potassium bromide, tetrabutylammonium chloride, Examples thereof include quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium bromide and trimethylbenzylammonium bromide, and crown ethers such as 18-crown-6.

上記反応を実施することにより、4−アジド−1−ハロゲノ−2−ブタノール(1)、または4−アジド−1−スルホニルオキシ−3−ブタノール(2)、あるいはこれらの混合物が生成する。
生成物中の化合物(1)と(2)の含有比は、原料である化合物(4)の置換基X、R、反応溶媒、反応温度等の選択により変化するが、いずれの含有比であってもよい。
反応終了後は、通常の抽出操作後、溶媒を減圧下に留去し、残渣を適宜、蒸留、再結晶、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等の精製処理をすることにより、簡便に目的とする4−アジド−1−ハロゲノ−2−ブタノール(1)、または4−アジド−1−スルホニルオキシ−3−ブタノール(2)、またはこれらの混合物が得られる。これらの化合物はいずれも文献未載の化合物である。
なお、化合物(1)と(2)が混在しても次工程に使用される限り問題がないため、両者の分離精製は特に必要ない。また、粗生成物を特に精製することなくそのまま次工程に使用することもできる。
出発原料に光学活性な4−スルホニルオキシ−1−ハロゲノ−2−ブタノール(4)を用いると、光学活性な4−アジド−1−ハロゲノ−2−ブタノール(1)、または4−アジド−1−スルホニルオキシ−3−ブタノール(2)、またはこれらの光学活性な混合物が得られる。この場合、反応中、顕著なラセミ化は起こらない。
By performing the above reaction, 4-azido-1-halogen-2-butanol (1), 4-azido-1-sulfonyloxy-3-butanol (2), or a mixture thereof is produced.
The content ratio of the compounds (1) and (2) in the product varies depending on the selection of the substituent X, R, reaction solvent, reaction temperature, etc. of the compound (4) as a raw material. May be.
After completion of the reaction, after the usual extraction operation, the solvent is distilled off under reduced pressure, and the residue is easily purified by subjecting it to purification treatment such as distillation, recrystallization, silica gel column chromatography, etc. -1-halogeno-2-butanol (1), or 4-azido-1-sulfonyloxy-3-butanol (2), or a mixture thereof is obtained. These compounds are all compounds not described in any literature.
Even if the compounds (1) and (2) are mixed, there is no problem as long as they are used in the next step. Further, the crude product can be used as it is in the next step without any particular purification.
When optically active 4-sulfonyloxy-1-halogeno-2-butanol (4) is used as a starting material, optically active 4-azido-1-halogeno-2-butanol (1) or 4-azido-1- Sulfonyloxy-3-butanol (2) or an optically active mixture thereof is obtained. In this case, no significant racemization occurs during the reaction.

次に、上記工程で得られた4−アジド−1−ハロゲノ−2−ブタノール(1)、または4−アジド−1−スルホニルオキシ−3−ブタノール(2)、またはこれらの混合物を金属系触媒下、水素を添加してアジド基を還元するとともに環化反応させて3−ピロリジノール(3)またはその塩に変換する工程についての説明をする。
使用できる溶媒としては、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、グリム、ジグリム、トリグリム等のエーテル系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒、ベンゼン、トルエン等の炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、tert−ブタノール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒、水溶媒ならびにこれらの混合溶媒が挙げられる。
使用できる金属系触媒としては、この種の接触還元反応に使用される触媒ならば特に限定されないが、パラジウム、白金等の金属系触媒が好ましく、特にパラジウム系触媒がより好ましい。さらにパラジウム系触媒としては、5から10重量%程度のパラジウム−カーボン粉末が好ましい。金属系触媒の使用量は原料化合物に対して0.5から50重量%の範囲が適当である。
Next, 4-azido-1-halogen-2-butanol (1), 4-azido-1-sulfonyloxy-3-butanol (2), or a mixture thereof obtained in the above step is reacted under a metal catalyst. The step of adding hydrogen to reduce the azide group and cyclize to convert to 3-pyrrolidinol (3) or a salt thereof will be described.
Solvents that can be used include ether solvents such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, glyme, diglyme, and triglyme, halogen solvents such as dichloromethane, chloroform, and 1,2-dichloroethane, hydrocarbon solvents such as benzene and toluene, Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, tert-butanol and cyclohexanol, water solvents and mixed solvents thereof Can be mentioned.
The metal-based catalyst that can be used is not particularly limited as long as it is a catalyst used for this type of catalytic reduction reaction, but metal-based catalysts such as palladium and platinum are preferable, and palladium-based catalysts are more preferable. Further, the palladium-based catalyst is preferably about 5 to 10% by weight of palladium-carbon powder. The amount of the metal catalyst used is suitably in the range of 0.5 to 50% by weight with respect to the raw material compound.

反応温度は0℃から溶媒の還流温度までの範囲で適宜選択され、好ましくは室温から溶媒の還流温度である。反応圧力は通常は常圧であるが、加圧下で反応を行うことも可能である。反応時間は、温度、圧力等の関係で適宜決められる。
反応終了後、目的化合物(3)は常法に従って採取できる。例えば反応混合物より溶媒を留去すると目的化合物である3−ピロリジノールが原料である4−アジド−1−ハロゲノ−2−ブタノール(1)中のハロゲン原子、または4−アジド−1−スルホニルオキシ−3−ブタノール(2)中のスルホニルオキシ基に由来する酸との塩の形で得られる。
また、続いて塩基処理を施すことで遊離した形で目的物を得ることができ、必要に応じてこのものを蒸留、再結晶化、あるいはクロマトグラフィー等で精製することができる。さらに、この遊離体を改めて酸処理して塩を形成させ、このものを再結晶化、あるいはクロマトグラフィー等で精製することもできる。なお、目的物がラセミ体の場合、この酸処理に適当な光学活性な酸を使用することで分別結晶化により光学分割することもできる。また、続いて塩基処理を施すことで脱塩した形の光学活性体を得ることもできる。
この反応の原料に光学活性な4−アジド−1−ハロゲノ−2−ブタノール(1)、または4−アジド−1−スルホニルオキシ−3−ブタノール(2)、またはこれらの混合物を用いると、光学活性な3−ピロリジノールまたはその塩が得られる。この場合、反応中、顕著なラセミ化は起こらない。
The reaction temperature is appropriately selected in the range from 0 ° C. to the reflux temperature of the solvent, and preferably from room temperature to the reflux temperature of the solvent. The reaction pressure is usually normal pressure, but the reaction can be carried out under pressure. The reaction time is appropriately determined depending on the relationship such as temperature and pressure.
After completion of the reaction, the target compound (3) can be collected according to a conventional method. For example, when the solvent is distilled off from the reaction mixture, the halogen atom in 4-azido-1-halogeno-2-butanol (1), which is 3-pyrrolidinol, which is the target compound, or 4-azido-1-sulfonyloxy-3 -Obtained in the form of a salt with an acid derived from a sulfonyloxy group in butanol (2).
Further, the desired product can be obtained in a free form by subsequent base treatment, and this can be purified by distillation, recrystallization, chromatography or the like, if necessary. Furthermore, the free form can be re-acidified to form a salt, which can be recrystallized or purified by chromatography or the like. In addition, when a target object is a racemate, it can also carry out optical resolution by fractional crystallization by using the optically active acid suitable for this acid treatment. Further, a salt treatment can be followed to obtain a desalted optically active substance.
When optically active 4-azido-1-halogen-2-butanol (1), 4-azido-1-sulfonyloxy-3-butanol (2), or a mixture thereof is used as a raw material for this reaction, optical activity is obtained. 3-pyrrolidinol or a salt thereof is obtained. In this case, no significant racemization occurs during the reaction.

以下に実施例により本発明を具体的に述べる。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例1
(R)−4−アジド−1−クロロ−2−プロパノールの製造
(R)−1−クロロ−4−(4−トルエンスルホニルオキシ)−2−プロパノール224g(0.803mol、光学純度99%ee)のトルエン450mLと水150mLからなる二層系溶液に、テトラブチルアンモニムクロリド4.46g(16.1mmol)、ナトリウムアジド52.2g(0.803mol)を加え60℃で27時間撹拌した。次いで、反応液を室温まで冷却し、静置後、分液した水層を除き、有機層を水150mLで2回洗浄した。有機層を減圧下濃縮し、標題の(R)−4−アジド−1−クロロ−2−プロパノールの粗生成物99.2g(粗収率82.6%)を得た。なお、この粗生成物中に(R)−4−アジド−1−(4−トルエンスルホニルオキシ)−3−プロパノールは含まれず、(R)−4−アジド−1−クロロ−2−プロパノールが独占的に得られた。
1H-NMR (270MHz, CDCl3) δ1.79 (2H, m, CH 2CH2N3)、 2.43 (1H, d, J=4.6Hz, OH)、 3.52 (2H, m, CH2CH 2N3)、 3.65 (2H, dd, J=11.2, 3.6Hz, CHCH 2Cl)、 3.96 (1H, m, CHOH)
光学純度99%ee(3−ピロリジノールに誘導後、測定)
The present invention will be specifically described below with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.
Example 1
Production of (R) -4-azido-1-chloro-2-propanol (R) -1-chloro-4- (4-toluenesulfonyloxy) -2-propanol 224 g (0.803 mol, optical purity 99% ee) To a two-layered solution consisting of 450 mL of toluene and 150 mL of water, 4.46 g (16.1 mmol) of tetrabutylammonium chloride and 52.2 g (0.803 mol) of sodium azide were added and stirred at 60 ° C. for 27 hours. Next, the reaction solution was cooled to room temperature, allowed to stand, the separated aqueous layer was removed, and the organic layer was washed twice with 150 mL of water. The organic layer was concentrated under reduced pressure to obtain 99.2 g (crude yield 82.6%) of a crude product of the title (R) -4-azido-1-chloro-2-propanol. The crude product does not contain (R) -4-azido-1- (4-toluenesulfonyloxy) -3-propanol, and (R) -4-azido-1-chloro-2-propanol is exclusively used. Obtained.
1 H-NMR (270 MHz, CDCl 3 ) δ 1.79 (2H, m, C H 2 CH 2 N 3 ), 2.43 (1H, d, J = 4.6 Hz, O H ), 3.52 (2H, m, CH 2 C H 2 N 3 ), 3.65 (2H, dd, J = 11.2, 3.6Hz, CHC H 2 Cl), 3.96 (1H, m, C H OH)
Optical purity 99% ee (measured after induction to 3-pyrrolidinol)

実施例2
(R)−3−ピロリジノールの製造
実施例1で得られた粗生成物89.9g(約0.601mol、光学純度99%ee)をメタノール360mLに溶解し、10%パラジウム−カーボン8.99g(10重量%)を加え、水素ガス気流下、室温で4時間撹拌した。反応液をろ過し、ろ液に48%水酸化ナトリウム水溶液50.1g(0.601mol)を加えてさらに室温で16時間撹拌した。反応液を減圧下濃縮し、残渣に2−プロパノール360mLを加えて分散させた後、ろ過して塩を除き、ろ液を濃縮した。この粗生成物を減圧蒸留(沸点:109−110℃/8mmHg)にて精製して標題の(R)−3−ピロリジノール39.8g(通算収率62.9%)を得た。
1H-NMR (270MHz, D2O) δ1.72 (1H, m, HNCH2CH 2)、 1.94 (1H, m, HNCH2CH 2)、 2.72-3.02 (4H, m, HNCH 2)、 4.42 (1H, m, CHOH)
光学純度99%ee(HPLC、カラム:CHIRALCELL AS 250×4.6mm、移動相:n−ヘキサン/2−プロパノール=1/2、波長:254nm、温度:室温、流速:0.5mL/min)
Example 2
Production of (R) -3-pyrrolidinol 89.9 g (about 0.601 mol, optical purity 99% ee) of the crude product obtained in Example 1 was dissolved in 360 mL of methanol, and 8.99 g of 10% palladium-carbon ( 10% by weight) and stirred for 4 hours at room temperature under a hydrogen gas stream. The reaction solution was filtered, and 50.1 g (0.601 mol) of a 48% aqueous sodium hydroxide solution was added to the filtrate, followed by further stirring at room temperature for 16 hours. The reaction solution was concentrated under reduced pressure, and 360 mL of 2-propanol was added to the residue for dispersion, and then filtered to remove salts, and the filtrate was concentrated. The crude product was purified by distillation under reduced pressure (boiling point: 109-110 ° C./8 mmHg) to obtain 39.8 g of the title (R) -3-pyrrolidinol (total yield 62.9%).
1 H-NMR (270 MHz, D 2 O) δ1.72 (1H, m, HNCH 2 C H 2 ), 1.94 (1H, m, HNCH 2 C H 2 ), 2.72-3.02 (4H, m, HNC H 2 ), 4.42 (1H, m, C H OH)
Optical purity 99% ee (HPLC, column: CHIRALCELL AS 250 × 4.6 mm, mobile phase: n-hexane / 2-propanol = 1/2, wavelength: 254 nm, temperature: room temperature, flow rate: 0.5 mL / min)

実施例3
(R)−4−アジド−1−クロロ−2−プロパノールと(R)−4−アジド−1−(4−トルエンスルホニルオキシ)−3−プロパノールの混合物の製造
(R)−1−クロロ−4−(4−トルエンスルホニルオキシ)−2−プロパノール20g(71.7mmol、光学純度99%ee)の酢酸エチル80mLと水40mLからなる二層系溶液に、テトラブチルアンモニムクロリド997mg(3.59mmol)、ナトリウムアジド4.46g(71.7mmol)を加え70℃で24時間撹拌した。次いで、反応液を室温まで冷却し、静置後、分液した水層を除き、有機層を水40mLで2回洗浄した。有機層を減圧下濃縮し、標題の(R)−4−アジド−1−クロロ−2−プロパノールと(R)−4−アジド−1−(4−トルエンスルホニルオキシ)−3−プロパノールの混合物の粗生成物12.6gを得た。
なお、この粗生成物の一部をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して(R)−4−アジド−1−クロロ−2−プロパノールと(R)−4−アジド−1−(4−トルエンスルホニルオキシ)−3−プロパノールを単離したところ、両者のモル比は91:9であった。
(R)−4−アジド−1−(4−トルエンスルホニルオキシ)−3−プロパノール
1H-NMR (270MHz, CDCl3) δ1.95 (2H, m, CH 2CH2OTs)、 2.47 (3H, s, PhCH 3)、 3.20 (1H, ddd, J=12.5, 7.9, 6.6Hz, CH2CH 2OTs)、 3.39 (1H, ddd, J=12.5, 5.6, 5.6Hz, CH2CH 2OTs)、 3.65 (2H, dd, J=5.3, 2.0Hz, CH 2N3)、 4.75 (1H, m, CHOH)、 7.39 (2H, d, J=7.9Hz, Ar)、 7.84 (2H, d, J=7.9Hz, Ar)
光学純度99%ee(3−ピロリジノールに誘導後、測定)
Example 3
Preparation of a mixture of (R) -4-azido-1-chloro-2-propanol and (R) -4-azido-1- (4-toluenesulfonyloxy) -3-propanol (R) -1-chloro-4 In a two-layer system solution of 20 g (71.7 mmol, optical purity 99% ee) of ethyl (4-toluenesulfonyloxy) -2-propanol and 80 mL of ethyl acetate and 40 mL of water, 997 mg (3.59 mmol) of tetrabutylammonium chloride Sodium azide 4.46 g (71.7 mmol) was added and stirred at 70 ° C. for 24 hours. Next, the reaction solution was cooled to room temperature, allowed to stand, the separated aqueous layer was removed, and the organic layer was washed twice with 40 mL of water. The organic layer was concentrated under reduced pressure to give a mixture of the title (R) -4-azido-1-chloro-2-propanol and (R) -4-azido-1- (4-toluenesulfonyloxy) -3-propanol. 12.6 g of crude product was obtained.
A part of this crude product was purified by silica gel column chromatography to obtain (R) -4-azido-1-chloro-2-propanol and (R) -4-azido-1- (4-toluenesulfonyl). When oxy) -3-propanol was isolated, the molar ratio of both was 91: 9.
(R) -4-Azido-1- (4-toluenesulfonyloxy) -3-propanol
1 H-NMR (270 MHz, CDCl 3 ) δ1.95 (2H, m, C H 2 CH 2 OTs), 2.47 (3H, s, PhC H 3 ), 3.20 (1H, ddd, J = 12.5, 7.9, 6.6 Hz, CH 2 C H 2 OTs), 3.39 (1H, ddd, J = 12.5, 5.6, 5.6 Hz, CH 2 C H 2 OTs), 3.65 (2H, dd, J = 5.3, 2.0 Hz, C H 2 N 3 ), 4.75 (1H, m, C H OH), 7.39 (2H, d, J = 7.9Hz, Ar), 7.84 (2H, d, J = 7.9Hz, Ar)
Optical purity 99% ee (measured after induction to 3-pyrrolidinol)

実施例4
(R)−3−ピロリジノールの製造
実施例3で得られた粗生成物12.6gをメタノール50mLに溶解し、10%パラジウム−カーボン1.26g(10重量%)を加え、水素ガス気流下、室温で3時間撹拌した。反応液をろ過し、ろ液に48%水酸化ナトリウム水溶液6.0g(71.7mmol)を加えてさらに室温で12時間撹拌した。反応液を減圧下濃縮し、残渣に2−プロパノール50mLを加えて分散させた後、ろ過して塩を除き、ろ液を濃縮した。この粗生成物を減圧蒸留(沸点:109−110℃/8mmHg)にて精製して標題の(R)−3−ピロリジノール3.75g(通算収率60.0%)を得た。
1H-NMR(実施例2を参照)
光学純度99%ee(実施例2を参照)
Example 4
Production of (R) -3-pyrrolidinol 12.6 g of the crude product obtained in Example 3 was dissolved in 50 mL of methanol, and 1.26 g (10% by weight) of 10% palladium-carbon was added. Stir at room temperature for 3 hours. The reaction solution was filtered, and 6.0 g (71.7 mmol) of a 48% aqueous sodium hydroxide solution was added to the filtrate, followed by further stirring at room temperature for 12 hours. The reaction solution was concentrated under reduced pressure, and 50 mL of 2-propanol was added to the residue for dispersion, and then filtered to remove salts, and the filtrate was concentrated. The crude product was purified by distillation under reduced pressure (boiling point: 109-110 ° C./8 mmHg) to obtain 3.75 g (total yield 60.0%) of the title (R) -3-pyrrolidinol.
1 H-NMR (see Example 2)
Optical purity 99% ee (see Example 2)

参考例1
Tetrahedron Asymmetry,7,3109(1996)に記載の方法で得られる(R)−4−クロロ−3−ヒドロキシブタン酸エチル(50.0g、0.300mol)のテトラヒドロフラン(80mL)溶液を、窒素雰囲気下、40℃で水素化ホウ素ナトリウム(11.4g、0.300mol)のテトラヒドロフラン(200mL)溶液中に滴下した。そのまま1時間加熱、さらに室温で15時間反応させ、メタノール(200mL)を滴下し、0℃に冷却して4N塩酸(100mL)を滴下した。同温で30分撹拌したのち、不溶物をろ過して、ろ液を減圧濃縮した。濃縮液を酢酸エチル(200mL×3)で抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄、無水硫酸マグネシウム乾燥、ろ過して、減圧濃縮することにより(R)−4−クロロ−1,3−ブタンジオール(35.8g、収率95%)を得た。
上記で得られた(R)−4−クロロ−1,3−ブタンジオール(35.8g、0.287mol)を2,6−ルチジン(180mL)に溶解し、氷冷下でp−トルエンスルホニルクロリド(54.8g、287mol)を加えた後室温に昇温して15時間撹拌した。反応終了後、2,6−ルチジンを減圧留去し、残渣に酢酸エチル(150mL)と水(75mL)を加えて分液抽出した。有機層を2N塩酸(100mL)、飽和食塩水(70mL)で洗浄後、減圧留去することにより(R)−4−クロロ−3−ヒドロキシ−1−p−トルエンスルホニルオキシブタン(56.7g、収率70.8%)を得た。
Reference example 1
A solution of ethyl (R) -4-chloro-3-hydroxybutanoate (50.0 g, 0.300 mol) obtained by the method described in Tetrahedron Asymmetry, 7, 3109 (1996) under a nitrogen atmosphere. The solution was added dropwise at 40 ° C. to a solution of sodium borohydride (11.4 g, 0.300 mol) in tetrahydrofuran (200 mL). The mixture was heated for 1 hour and further reacted at room temperature for 15 hours. Methanol (200 mL) was added dropwise, cooled to 0 ° C., and 4N hydrochloric acid (100 mL) was added dropwise. After stirring at the same temperature for 30 minutes, the insoluble material was filtered, and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The concentrated solution was extracted with ethyl acetate (200 mL × 3), and the organic layer was washed with saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, filtered, and concentrated under reduced pressure to give (R) -4-chloro-1,3-butane. Diol (35.8 g, 95% yield) was obtained.
(R) -4-chloro-1,3-butanediol (35.8 g, 0.287 mol) obtained above was dissolved in 2,6-lutidine (180 mL), and p-toluenesulfonyl chloride was cooled with ice. (54.8 g, 287 mol) was added, and the mixture was warmed to room temperature and stirred for 15 hours. After completion of the reaction, 2,6-lutidine was distilled off under reduced pressure, and ethyl acetate (150 mL) and water (75 mL) were added to the residue for separation and extraction. The organic layer was washed with 2N hydrochloric acid (100 mL) and saturated brine (70 mL) and then evaporated under reduced pressure to give (R) -4-chloro-3-hydroxy-1-p-toluenesulfonyloxybutane (56.7 g, Yield 70.8%).

本発明方法で得られるは3−ピロリジノール、特にその光学活性体は、医薬、農薬等の合成中間体として利用される。   3-pyrrolidinol obtained by the method of the present invention, particularly its optically active substance, is used as a synthetic intermediate for pharmaceuticals, agricultural chemicals and the like.

Claims (9)

下記式(1)
Figure 2005281168
(式中Xは、ハロゲン原子を意味する。)
で表される4−アジド−1−ハロゲノ−2−ブタノール、または下記式(2)
Figure 2005281168
(式中Rは、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を意味する。)
で表される4−アジド−1−スルホニルオキシ−3−ブタノール、あるいはこれらの混合物を金属系触媒下、水素を添加してアジド基を還元するとともに環化反応させることを特徴とする下記式(3)
Figure 2005281168
で表される3−ピロリジノールまたはその塩の製造法。
Following formula (1)
Figure 2005281168
(In the formula, X means a halogen atom.)
4-azido-1-halogen-2-butanol represented by the following formula (2)
Figure 2005281168
(Wherein R represents a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.)
4-azido-1-sulfonyloxy-3-butanol represented by the following formula, or a mixture thereof, under a metal catalyst, hydrogen is added to reduce the azide group and cause a cyclization reaction: 3)
Figure 2005281168
The manufacturing method of 3-pyrrolidinol or its salt represented by these.
下記式(4)
Figure 2005281168
(式中XおよびRは、前掲と同じものを意味する。)
で表される4−スルホニルオキシ−1−ハロゲノ−2−ブタノールにアジド塩を反応させて、下記式(1)
Figure 2005281168
(式中Xは、前掲と同じものを意味する。)
で表される4−アジド−1−ハロゲノ−2−ブタノール、または下記式(2)
Figure 2005281168
(式中Rは、前掲と同じものを意味する。)
で表される4−アジド−1−スルホニルオキシ−3−ブタノール、あるいはこれらの混合物に変換し、ついで金属系触媒下、水素を添加してアジド基を還元するとともに環化反応させることを特徴とする下記式(3)
Figure 2005281168
で表される3−ピロリジノールまたはその塩の製造法。
Following formula (4)
Figure 2005281168
(In the formula, X and R mean the same as described above.)
The azide salt is reacted with 4-sulfonyloxy-1-halogeno-2-butanol represented by the following formula (1):
Figure 2005281168
(In the formula, X means the same as described above.)
4-azido-1-halogen-2-butanol represented by the following formula (2)
Figure 2005281168
(In the formula, R means the same as described above.)
It is converted into 4-azido-1-sulfonyloxy-3-butanol represented by the following, or a mixture thereof, and then, under a metal catalyst, hydrogen is added to reduce the azide group and cause a cyclization reaction. The following formula (3)
Figure 2005281168
The manufacturing method of 3-pyrrolidinol or its salt represented by these.
4−スルホニルオキシ−1−ハロゲノ−2−ブタノールとアジド塩の反応を、水と非水溶性溶剤からなる二層系溶媒中、反応促進剤を添加して行うことを特徴とする請求項2に記載の3−ピロリジノールまたはその塩の製造法。   3. The reaction of 4-sulfonyloxy-1-halogeno-2-butanol and an azide salt is carried out by adding a reaction accelerator in a two-layer solvent consisting of water and a water-insoluble solvent. The manufacturing method of 3-pyrrolidinol or its salt of description. 非水溶性溶剤がトルエンであり、反応促進剤が4級アンモニウム塩である請求項3に記載の3−ピロリジノールまたはその塩の製造法。   The method for producing 3-pyrrolidinol or a salt thereof according to claim 3, wherein the water-insoluble solvent is toluene and the reaction accelerator is a quaternary ammonium salt. 式中のハロゲン原子Xが塩素原子または臭素原子である請求項1〜4のいずれかに記載の3−ピロリジノールまたはその塩の製造法。   The method for producing 3-pyrrolidinol or a salt thereof according to any one of claims 1 to 4, wherein the halogen atom X in the formula is a chlorine atom or a bromine atom. 4−アジド−1−ハロゲノ−2−ブタノール、または4−アジド−1−スルホニルオキシ−3−ブタノール、あるいはこれらの混合物が光学活性体であり、目的物質の3−ピロリジノールまたはその塩が光学活性体である請求項1に記載の3−ピロリジノールまたはその塩の製造法。   4-Azido-1-halogen-2-butanol, or 4-azido-1-sulfonyloxy-3-butanol, or a mixture thereof is an optically active substance, and 3-pyrrolidinol or a salt thereof as an objective substance is an optically active substance. The method for producing 3-pyrrolidinol or a salt thereof according to claim 1. 出発物質の4−スルホニルオキシ−1−ハロゲノ−2−ブタノールが光学活性体であり、目的物質の3−ピロリジノールまたはその塩が光学活性体である請求2のいずれかに記載の3−ピロリジノールまたはその塩の製造法。   3. 3-Pyrrolidinol or a compound thereof according to claim 2, wherein the starting material 4-sulfonyloxy-1-halogeno-2-butanol is an optically active substance, and the target substance 3-pyrrolidinol or a salt thereof is an optically active substance. Salt production method. 下記式(1)
Figure 2005281168
(式中Xは、ハロゲン原子を意味する。)
で表される4−アジド−1−ハロゲノ−2−ブタノール。
Following formula (1)
Figure 2005281168
(In the formula, X means a halogen atom.)
4-Azido-1-halogeno-2-butanol represented by:
下記式(2)
Figure 2005281168
(式中Rは、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を意味する。)
で表される4−アジド−1−スルホニルオキシ−3−ブタノール。
Following formula (2)
Figure 2005281168
(Wherein R represents a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.)
4-Azido-1-sulfonyloxy-3-butanol represented by:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009011551A3 (en) * 2007-07-18 2009-03-12 Rstech Corp Process for the efficient preparation of 3-hydroxy pyrrolidine and derivatives thereof

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