CN111032668B - 具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物、其制造方法、过渡金属配合物和有机硼化合物的制造方法 - Google Patents

具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物、其制造方法、过渡金属配合物和有机硼化合物的制造方法 Download PDF

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Abstract

下述通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物。(式(1)中，R1表示选自碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基、可以具有取代基的环烷基和可以具有取代基的芳基中的基团。R2表示选自碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基、可以具有取代基的环烷基中的基团，但是，R1为叔丁基时，R1与R2不相同。R3表示一价的取代基。n表示0～4的整数。＊表示磷原子上的手性中心。)

Description

具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物、其制造方法、过渡 金属配合物和有机硼化合物的制造方法
技术领域
本发明涉及具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物、其制造方法、过渡金属配合物、手性催化剂和有机硼化合物的制造方法。
背景技术
在磷原子上有手性中心的具有光学活性的膦配体在使用过渡金属配合物的催化手性合成反应中发挥着重要的作用。作为在磷原子上有手性中心的具有光学活性的膦配体，在专利文献1中提出了1,2－双(二烷基膦基)苯衍生物。
专利文献2中提出了一种2,3－双(二烷基膦基)吡嗪衍生物。该吡嗪衍生物由于其吡嗪骨架而具有极高的吸电子性，另外，因此具有在膦部位的磷原子的电子密度变低的特征。
另外，在非专利文献1中，提出了下述化学式(A)所示的2,3－双(二烷基膦基)吡嗪衍生物。
Figure BDA0002380414410000011
3H-喹喔P*(3H-QuinoxP*)
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000－319288号公报
专利文献2：US2007021610 A1
非专利文献
非专利文献1：Journal of Organic Chemistry Vol.77,4184－4188(2012)
发明内容
发明要解决的技术问题
对于使用过渡金属配合物的催化手性合成反应的催化剂，要求催化剂活性更加优异的催化剂。
例如，氢硼化反应通常以反马氏(anti－Markovnikov)型的位置选择性发生反应。另一方面，显示马氏(Markovnikov)型的选择性的氢硼化反应仅限于苯乙烯型的底物，在取代有烷基的末端烯烃中的报告例很少，另外，即使使用化学式(A)所示的2,3－双(二烷基膦基)吡嗪衍生物作为配体，其底物的应用范围、选择性、收率也并不充分。
因此，本发明的目的在于，提供作为使用过渡金属配合物的催化手性合成反应中使用的催化剂有用的、在磷原子上具有手性中心的新型的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物、以其作为配体的过渡金属配合物、使用该过渡金属配合物的手性催化剂、以及通过利用该手性催化剂的使用取代有烷基的末端烯烃的手性马氏(Markovnikov)型氢硼化反应制造有机硼化合物的制造方法。
用于解决技术问题的技术方案
本发明提供下述通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物，
通式(1)：
Figure BDA0002380414410000021
(式(1)中，R1表示选自碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基、可以具有取代基的环烷基和可以具有取代基的芳基中的基团。
R2表示选自碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基、可以具有取代基的环烷基中的基团，但是，R1为叔丁基时，R1与R2不相同。
R3表示一价的取代基。n表示0～4的整数。＊表示磷原子上的手性中心。)。
另外，本发明提供一种上述具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物的制造方法，其中，
使下述通式(3)所示的膦－硼烷经过脱质子化后作用于下述通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪衍生物来进行第一芳香族亲核取代反应，之后进行第一脱硼烷化反应得到下述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物，之后，使下述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷经过脱质子化后作用于该膦基吡嗪衍生物来进行第二亲核取代反应，之后进行第二脱硼烷化反应，
通式(2)：
Figure BDA0002380414410000031
(式(2)中，R3和n与上述通式(1)中的含义相同。X表示卤素原子。)
通式(3)：
Figure BDA0002380414410000032
(式(3)中，R1与上述通式(1)中的含义相同。)
通式(4)：
Figure BDA0002380414410000033
(式(4)中，R1、R3和n与上述通式(1)中的含义相同。)
通式(5)：
Figure BDA0002380414410000041
(式(5)中，R2和＊与上述通式(1)中的含义相同。)。
另外，本发明提供一种2,3－双膦基吡嗪衍生物的制造方法，其为下述通式(1’)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物的制造方法，其中，使下述通式(3)所示的膦－硼烷经过脱质子化后作用于下述通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪衍生物来进行第一芳香族亲核取代反应，之后进行第一脱硼烷化反应得到下述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物。之后，使含有该膦基吡嗪衍生物、下述通式(5’)所示的具有光学活性的膦－硼烷和脱硼烷化剂的液体与碱混合来进行反应，通式(1’)：
Figure BDA0002380414410000042
(式(1’)中，R1、R3、n和＊与上述通式(1)中的含义相同。
R2’表示选自碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基、可以具有取代基的环烷基中的基团。)
通式(2)：
Figure BDA0002380414410000043
(式(2)中，R3和n与上述通式(1)中的含义相同。X表示卤素原子。)
通式(3)：
Figure BDA0002380414410000051
(式(3)中，R1与通式(1)中的含义相同。)
通式(4)：
Figure BDA0002380414410000052
(式(4)中，R1、R3和n与上述通式(1)中的含义相同。)
通式(5’)：
Figure BDA0002380414410000053
(式(5’)中，R2’与通式(1’)中的含义相同。＊与上述通式(1)中的含义相同。)。
另外，本发明提供以上述具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物作为配体的过渡金属配合物。
另外，本发明提供含有上述过渡金属配合物的手性催化剂。
另外，本发明提供一种下述通式(8)所示的有机硼化合物的制造方法，其中，将下述通式(6)所示的烯烃化合物在上述手性催化剂的存在下与下述通式(7)所示的二硼化合物进行偶联反应，
通式(6)：
Figure BDA0002380414410000054
(式(6)中，R表示氢原子、烷基、取代烷基、环烷基、取代环烷基、芳烷基、取代芳烷基、芳基、取代芳基、脂肪族杂环基、取代脂肪族杂环基、芳香族杂环基、取代芳香族杂环基、烷氧基、取代烷氧基、芳烷基氧基、取代芳烷基氧基、芳氧基、取代芳氧基、烷基氧羰基、芳烷基氧羰基、取代甲硅烷基或取代甲硅烷基氧基、氨基、取代氨基、烷基氨基羧基、取代烷基氨基羧基、芳基氨基羧基、烷基氧羰氧基、芳基氧羰氧基或卤素原子。t表示0～10的整数。)
通式(7)：
Figure BDA0002380414410000061
(式(7)中，Z表示相同或不同的具有孤对电子的原子，连接相邻的Z之间的虚线表示Z上结合有其他的原子。相邻的Z之间可以介由其他原子形成环。)
通式(8)：
Figure BDA0002380414410000062
(式(8)中，R和t与上述通式(6)中的含义相同。Z与上述通式(7)中的含义相同。＊表示手性碳原子)。
具体实施方式
下面，基于优选实施方式说明本发明。
上述通式(1)所示的本发明的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物中，R1表示选自碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基、可以具有取代基的环烷基和可以具有取代基的芳基中的基团。作为碳原子数3以上的支链状的烷基，例如可以列举异丙基、叔丁基、1,1,3,3－四甲基丁基(通常也被称为“叔辛基”)等的碳原子数3～8的基团，优选碳原子数4～8的基团，特别优选叔丁基、1,1,3,3－四甲基丁基。
另外，作为R1所示的可以具有取代基的环烷基，可以列举作为通式(6)的式中的R所示的环烷基和取代环烷基的例子所后述的基团。
另外，作为R1所示的芳基和可以具有取代基的芳基，可以列举作为通式(6)的式中的R所示的芳基和可以具有取代基的芳基的例子所后述的基团。
在上述通式(1)中，R2表示选自碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基和可以具有取代基的环烷基中的基团。从催化剂活性的高低、入手容易性等的观点出发，R2所示的支链状的烷基优选为碳原子数3～8的基团，特别优选为碳原子数4～8的基团。另外，R2所示的支链状的烷基优选为叔烷基。
其中，R1为叔丁基时，R1与R2不相同。详细而言，R1为叔丁基时，作为R2所示的碳原子数3以上的支链状的烷基，为叔丁基以外的基团，特别优选为碳原子数5～8的支链状的叔烷基。R1为叔丁基时，作为R2所示的碳原子数3以上的支链状的烷基的特别优选的基团，例如可以列举戊基、1,1,3,3－四甲基丁基等。
R1为叔丁基以外的碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基、可以具有取代基的环烷基或可以具有取代基的芳基时，作为R2所示的碳原子数3以上的支链状的烷基的特别优选的基团，例如可以列举叔丁基、戊基、1,1,3,3－四甲基丁基等。
作为R2所示的可以具有取代基的环烷基，可以列举作为通式(6)的式中的R所示的环烷基和取代环烷基的例子所后述的基团。
在本发明中，R1优选为选自叔丁基、金刚烷基、1,1,3,3－四甲基丁基和可以具有取代基的芳基中的基团，特别优选的与R2的组合如下所示。
在上述通式(1)中，R1为叔丁基时，从能够有效地遮蔽反应场的空间的观点出发，特别优选R2为1,1,3,3－四甲基丁基或金刚烷基。
在上述通式(1)中，R1为金刚烷基、1,1,3,3－四甲基丁基或可以具有取代基的芳基时，同样地能够有效地遮蔽反应场的空间。从该观点出发，R1为金刚烷基、1,1,3,3－四甲基丁基或可以具有取代基的芳基时，特别优选R2为叔丁基、1,1,3,3－四甲基丁基或金刚烷基。R1为叔丁基以外的基团时，特别是在R1为金刚烷基或1,1,3,3－四甲基丁基时，R2优选为叔丁基、1,1,3,3－四甲基丁基或金刚烷基。特别是在R1为金刚烷基时，R2特别优选为叔丁基、1,1,3,3－四甲基丁基或金刚烷基。
在上述通式(1)中，R3表示一价的取代基。作为R3，只要是一价的取代基就没有特别限制，例如可以列举直链状或支链状并且碳原子数为1～5的烷基、硝基、氨基、羟基、烷氧基、氟基、氯基、溴基、碘基等。
另外，上述通式(1)的n表示0～4的整数，＊表示磷原子上的手性中心。
另外，上述通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物中，利用由吡嗪骨架带来的吸电子性而使膦部位的P原子的电子密度降低。结果，膦部位对于由空气引起的氧化变得非活性，保存稳定性高。另一方面，膦部位的电子密度的降低性并不损害催化剂活性。
如果例示上述通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物的具体的化合物，可以列举：
2－[(1S)－(1－金刚烷基)(甲基)膦基]－3－(二叔丁基膦基)喹喔啉、(S)－2－(二叔丁基膦基)－3－[甲基(2,4,4－三甲基戊烷－2－基)膦基]喹喔啉、2－[(二金刚烷－1－基)膦基]－3－[(R)－叔丁基(甲基)膦基]喹喔啉、(S)－2－(金刚烷－1－基(甲基)膦基)－3－[(二金刚烷－1－基)膦基]喹喔啉、2－[(二金刚烷－1－基)膦基]－3－[(S)－甲基(2,4,4－三甲基戊烷－2－基)膦基]喹喔啉)等。
之后，对本发明所涉及的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物的优选的制造方法进行说明。
本发明的通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物的第一优选制造方法是，使上述通式(3)所示的膦－硼烷脱质子化，将由此产生的脱质子化物作用于上述通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪衍生物来进行第一亲核取代反应，之后进行第一脱硼烷化反应得到上述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物，之后，使上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷的脱质子化物作用于该通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物来进行第二亲核取代反应，之后进行第二脱硼烷化反应的制造方法。
即，本发明的通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物的制造方法包括下述的4个工序。
(1)进行第一亲核取代反应的第一工序
(2)进行第一脱硼烷化反应的第二工序
(3)进行第二亲核取代反应的第三工序
(4)进行第二脱硼烷化反应的第四工序
第一工序是使上述通式(3)所示的膦－硼烷脱质子化，使得到的脱质子化物作用于上述通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪衍生物，进行第一亲核取代反应，得到下述通式(9)所示的膦基吡嗪－硼烷衍生物的工序，
Figure BDA0002380414410000091
(式(9)中，R1、R3、X和n与上述通式(1)中的含义相同。)。
第一工序中的反应是制备含有上述通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪衍生物的液体(下面称为“A液”)，与A液单独地制备将上述通式(3)所示的膦－硼烷进行了脱质子化的液体(下面称为“B液”)。
上述A液所涉及的2,3－二卤代吡嗪衍生物由下述通式(2)表示，
Figure BDA0002380414410000092
(式(2)中，R3和n与上述通式(1)中的含义相同。X表示卤素原子。)。
上述通式(2)的式中的X为卤素原子，例如可以列举氯原子、溴原子、碘原子等。这些之中，作为X优选氯原子。另外，上述通式(2)的式中的R3和n相当于上述通式(1)的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物式中的R3和n，R3表示一价的取代基，n表示0～4的整数。
上述通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪衍生物可以是市售品。例如，2,3－二卤代吡嗪等能够从东京化成工业株式会社获得。
A液可以是溶液也可以是浆料。作为在A液中能够使用的溶剂，优选使用例如，能够溶解上述通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪衍生物、并且对上述通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪为非活性的溶剂。作为该溶剂，例如可以列举四氢呋喃、N,N－二甲基甲酰胺、二乙醚、环戊基甲基醚、叔丁基甲基醚、二噁烷、己烷、甲苯等。这些溶剂能够单独使用或以混合溶剂的形式使用。另外，不必将通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪完全溶解，从浆料状态也能够开始反应。
关于A液中的上述通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪衍生物的浓度，从反应性和生产效率的观点出发，优选为0.1～80质量％，特别优选为1～30质量％。
上述B液是含有使膦－硼烷脱质子化后的膦硼烷化合物的溶液。
上述B液所涉及的膦－硼烷由下述通式(3)表示，
Figure BDA0002380414410000101
(式(3)中，R1与上述通式(1)中的含义相同。)。
上述通式(3)的式中的R1相当于上述通式(1)的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物式中的R1。换言之，式(3)的R1表示选自碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基、可以具有取代基的环烷基和可以具有取代基的芳基中的基团，其具体例和优选基团与关于式中的R1的上述记载相同。
上述通式(3)所示的膦－硼烷能够通过公知的方法制造。作为通式(3)所示的膦－硼烷的制造方法，例如可以列举日本特开2001－253889号公报、日本特开2003－300988号公报、日本特开2007－70310号公报、日本特开2010－138136号公报和J.Org.Chem,2000,vol.65,P4185－4188等。
在上述B液的制备中，例如，将上述通式(3)所示的膦－硼烷溶解于溶剂，之后添加碱。由此，能够进行上述通式(3)所示的膦－硼烷的脱质子化。
溶解上述通式(3)所示的膦－硼烷的溶剂只要是对于上述通式(3)所示的膦－硼烷和从该膦－硼烷经过脱质子化生成的膦化合物为非活性的溶剂，就能够没有特别限制地使用。作为该溶剂，例如可以列举四氢呋喃、N,N－二甲基甲酰胺、二乙醚、叔丁基甲基醚、环戊基甲基醚、二噁烷、己烷、甲苯等。这些溶剂能够单独使用或以混合溶剂的形式使用。
在B液的制备中，从反应性和生产效率的观点出发，溶剂中的上述通式(3)所示的膦－硼烷的浓度优选为1～80质量％，特别优选为5～30质量％。
作为用于B液的脱质子化的碱，例如可以列举正丁基锂(n－BuLi)、仲丁基锂、锂二异丙基酰胺、甲基溴化镁、叔丁醇钾、许尼希碱(Hünig's base)、氢氧化钾、氢氧化钠等，优选正丁基锂。
关于碱的添加量，从经济性和反应性的观点出发，相对于上述通式(3)所示的膦－硼烷，优选碱以摩尔比计为1.0～1.5，特别优选为1.0～1.2。
从反应性和防止副反应的观点出发，上述碱的添加温度优选设为－20～20℃，特别优选设为－20～0℃。
含有上述通式(3)所示的膦－硼烷的液体中，通过添加碱，使上述通式(3)所示的膦－硼烷的脱质子化迅速进行，但也可以根据需要，为了使脱质子化的反应完结，在添加碱结束后继续进行熟化反应。
在第一工序的反应中，将A液添加至B液中，或将B液添加至A液中来进行第一亲核取代反应，能够得到上述通式(9)所示的膦基吡嗪－硼烷衍生物。
关于A液或B液的添加，从反应性和经济性的观点出发，优选以相对于A液中的上述通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪衍生物，从上述通式(3)所示的膦－硼烷经过脱质子化后的膦化合物以摩尔比计成为1.0～2.0、特别是成为1.0～1.5的方式，进行添加。
另外，从得到稳定的品质的物质的观点出发，A液或B液的添加速度优选为固定速度。
从反应性和防止副反应的观点出发，A液或B液的添加温度优选为－20～50℃，特别优选为－20～5℃。
添加A液或B液后，根据需要，能够继续进行为了使第一亲核取代反应完结的熟化反应。从反应速度和所得到的目的物的纯度的观点出发，进行该熟化反应的情况下的反应温度为优选设为－20～80℃，特别优选设为0～50℃。
第一亲核取代反应结束后，根据需要，可以进行分液洗涤、提取、蒸馏、脱溶剂等常规的精制，得到上述通式(9)所示的膦基吡嗪－硼烷衍生物。
第二工序，是将在第一工序中得到的上述通式(9)所示的膦基吡嗪－硼烷衍生物利用脱硼烷化剂在溶剂中进行第一脱硼烷化反应而得到下述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物的工序，
Figure BDA0002380414410000121
(式(4)中，R1、R3和n与上述通式(1)中的含义相同。X与上述通式(2)中的含义相同)。
作为能够在第二工序中使用的硼烷化剂，例如可以列举N,N,N’,N’,－四甲基乙二胺(TMEDA)、三亚乙基二胺(DABCO)、三乙胺、HBF4、三氟甲烷磺酸等，优选为TMEDA。作为上述脱硼烷化剂的添加量，相对于上述通式(9)所示的膦基吡嗪－硼烷衍生物，通常为2～20当量，优选为3～10当量。
作为能够在第二工序中使用的溶剂，只要是能够溶解上述通式(9)所示的膦基吡嗪－硼烷衍生物、且对该膦基吡嗪－硼烷衍生物和所生成的通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物为非活性的溶剂，就能够没有特别限制地使用。例如可以列举乙酸乙酯、四氢呋喃、N,N－二甲基甲酰胺、二乙醚、叔丁基甲基醚、环戊基甲基醚、二噁烷、己烷、甲苯等，这些溶剂能够单独使用或以混合溶剂的形式使用。
从反应速度和所得到的目的物的纯度的观点出发，上述第一脱硼烷化反应的反应温度优选为－20～80℃、更优选为－20～50℃。另外，第一脱硼烷化反应的反应时间优选为30分钟以上，更优选1～5小时。
第一脱硼烷化反应结束后，能够根据需要进行分液洗涤、提取、柱色谱法、蒸馏、脱溶剂等常规的精制，得到上述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物。
第三工序，是使上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷经过脱质子化后作用于在第二工序中得到的上述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物，进行第二亲核取代反应，得到下述通式(10)所示的具有光学活性的膦基吡嗪－硼烷衍生物的工序，
Figure BDA0002380414410000131
(式(10)中，R1、R2、R3、n和＊与上述通式(1)中的含义相同)。
第三工序中的反应中，制备含有上述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物的液体(下面称为“C液”)，与C液单独地制备将上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷脱质子化后的液体(下面称为“D液”)。
C液可以是溶液也可以是浆料。作为在C液中能够使用的溶剂，优选使用例如，能够溶解上述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物、并且对上述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物为非活性的溶剂。作为该溶剂，例如可以列举四氢呋喃、1,2－二甲氧基乙烷、N,N－二甲基甲酰胺、二乙醚、叔丁基甲基醚、环戊基甲基醚、二噁烷、己烷、甲苯等。这些溶剂能够单独使用或以混合溶剂的形式使用。另外，不必将通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物完全溶解，从浆料状态也能够开始反应。
关于C液中的上述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物的浓度，从生产效率和控制副反应的观点出发，优选为0.1～80质量％，特别优选为1～50质量％。
上述D液是含有使上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷脱质子化后的具有光学活性的膦硼烷化合物的溶液。
上述D液所涉及的具有光学活性的膦－硼烷由下述通式(5)表示，
Figure BDA0002380414410000141
(式(5)中，R2和＊与上述中的含义相同。)。
上述通式(5)的式中的R2相当于上述通式(1)中的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物的式中的R2。换言之，以式(4)的R1为叔丁基时(5)中的R2为除叔丁基以外的基团作为条件，式(5)的R2表示选自碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基和可以具有取代基的环烷基中的基团。作为式(5)中的R2的例子和优选的基团，可以列举关于式(1)中的R2在上面叙述的基团。例如作为式(5)中的R2所示的碳原子数3以上的支链状的烷基，优选为碳原子数4～8的支链状的叔烷基。式(4)的R1为叔丁基以外的基团时，作为式(5)的R2所示的碳原子数3以上的支链状的烷基，例如可以列举叔丁基、戊基、1,1,3,3－四甲基丁基等。式(4)的R1为叔丁基时，作为式(5)的R2所示的碳原子数3以上的支链状的烷基，例如可以列举戊基、1,1,3,3－四甲基丁基等。
上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷能够通过公知的方法制造。作为通式(5)所示的膦－硼烷的制造方法，例如可以列举日本特开2001－253889号公报、日本特开2003－300988号公报、日本特开2007－70310号公报、日本特开2010－138136号公报和J.Org.Chem,2000,vol.65,P4185－4188等。
制备上述D液时，例如，将上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷溶解于溶剂，之后添加碱。由此，能够进行上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷的脱质子化。
溶解上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷的溶剂，只要是对于上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷和从该具有光学活性的膦－硼烷经过脱质子化生成的具有光学活性的膦化合物为非活性的溶剂，就能够没有特别限制地使用。作为该溶剂，例如可以列举四氢呋喃、1,2－二甲氧基乙烷、N,N－二甲基甲酰胺、二乙醚、叔丁基甲基醚、环戊基甲基醚、二噁烷、己烷、甲苯等。这些溶剂能够单独使用或以混合溶剂的形式使用。
在D液的制备中，从反应性和生产效率的观点出发，溶剂中的上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷的浓度优选为1～80质量％，特别优选为5～30质量％。
作为在D液的脱质子化中使用的碱，例如可以列举正丁基锂、仲丁基锂、二异丙基氨基锂(lithium diisopropylamide)、甲基溴化镁、叔丁醇钾、许尼希碱、氢氧化钾、氢氧化钠等，优选为正丁基锂。
关于碱的添加量，从经济性和反应性的观点出发，相对于上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷，优选碱以摩尔比计为1.0～2.0，特别优选为1.0～1.5。
从能够在保持上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷的光学纯度的状态下进行脱质子化的观点出发，上述碱的添加温度优选为－20～20℃，特别优选为－20～0℃。
通过向含有上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷的液体中添加碱，能够使上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷的脱质子化迅速进行，但也可以根据需要，为了使脱质子化的反应完结，在添加碱结束后继续进行熟化反应。
在第三工序的反应中，通过将C液添加至D液，或将D液添加至C液来进行第二亲核取代反应，能够得到上述通式(10)所示的具有光学活性的膦基吡嗪－硼烷衍生物。
关于C液或D液的添加，从反应性和经济性的观点出发，优选以相对于C液中的上述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物，由上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷经过脱质子化而成的具有光学活性的膦化合物以摩尔比计成为1.0～2.0、特别是成为1.0～1.5的方式，进行添加。
另外，从得到稳定品质的物质的观点出发，C液或D液的添加速度优选以固定速度添加。
从以高收率得到光学纯度高的物质的观点出发，C液或D液的添加温度优选为－20～50℃，特别优选为－20～0℃。
C液或D液的添加后，可以根据需要，继续进行为了使第二亲核取代反应完结的熟化反应。从以高收率得到光学纯度高的物质的观点出发，进行该熟化反应时的反应温度优选为－20～50℃，特别优选为－20～30℃。
第二亲核取代反应结束后，根据需要进行分液洗涤、提取、蒸馏、脱溶剂等常规的精制，得到上述通式(10)所示的具有光学活性的膦基吡嗪－硼烷衍生物。
第四工序，是对在第三工序中得到的上述通式(10)所示的具有光学活性的膦基吡嗪－硼烷衍生物利用脱硼烷化剂在溶剂中进行第二脱硼烷化反应得到作为目的的下述通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物的工序，
Figure BDA0002380414410000161
(式(1)中，R1、R2、R3、n和＊与上述中的含义相同。)。
作为在第四工序中能够使用的硼烷化剂，例如可以列举N,N,N’,N’,－四甲基乙二胺(TMEDA)、三亚乙基二胺(DABCO)、三乙胺、HBF4、三氟甲烷磺酸等，优选为TMEDA。作为上述脱硼烷化剂的添加量，相对于上述通式(10)所示的具有光学活性的膦基吡嗪－硼烷衍生物，通常为2～20当量，优选为3～10当量。
作为在第四工序中能够使用的溶剂，只要是能够溶解上述通式(10)所示的膦基吡嗪－硼烷衍生物、且对于该膦基吡嗪－硼烷衍生物和所生成的通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物为非活性的溶剂，就能够没有特别限制地使用。例如可以列举乙酸乙酯、四氢呋喃、1,2－二甲氧基乙烷、N,N－二甲基甲酰胺、二乙醚、叔丁基甲基醚、环戊基甲基醚、二噁烷、己烷、甲苯等，这些溶剂能够单独使用或以混合溶剂的形式使用。
从能够以高的光学纯度得到上述通式(1)所示的2,3－双膦基吡嗪衍生物的观点出发，上述第二脱硼烷化反应的反应温度优选设为－20～80℃，更优选设为－20～50℃。另外，第二脱硼烷化反应的反应时间优选为30分钟以上，特别优选为1～10小时。
第二脱硼烷化反应结束后，根据需要，进行分液洗涤、提取、晶析、蒸馏、升华、柱色谱法的常规的精制，得到作为目的的上述通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物。
另外，本发明的通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物的制造方法，也可以通过在进行上述第一工序和第二工序后进行下述第A工序的方法(下面，又称为“第二制造方法”)进行制造。
第A工序，是在含有在第二工序中得到的上述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物、上述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷和脱硼烷化剂的液体(下面称为“Y液”)中，添加碱，一步得到通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物的工序。
需要说明的是，第二制造方法允许R1和R2均为叔丁基。下面，将允许R1和R2均为叔丁基时的通式(1)记为通式(1’)，将通式(5)记为通式(5’)。关于通式(1)和通式(1’)，除了前者不包括R1和R2均为叔丁基的情况而后者包含该情况以外，是相同的。通式(5)和通式(5’)的关系也是同样。
关于Y液中的通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物的含量，相对于Y液总量，为1～50质量％，优选为5～20质量％。
上述通式(5’)所示的具有光学活性的膦－硼烷如上所述，除了如上述那样允许R1和R2均为叔丁基的情况以外，能够使用与第三工序中使用的通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷相同的物质。关于上述通式(5’)所示的具有光学活性的膦－硼烷的添加量，从反应性和经济性的观点出发，优选以相对于上述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物，以摩尔比计成为1.0～2.0、特别优选为1.0～1.5的量添加。
第A工序中使用的脱硼烷化剂能够使用与上述第三工序相同的物质。关于脱硼烷化剂的添加量，相对于通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物，通常优选为2～20当量，更优选为3～10当量。
Y液是将上述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物、上述通式(5’)所示的具有光学活性的膦－硼烷和脱硼烷化剂溶解或分散于溶剂而成的液体。
作为Y液所使用的溶剂，只要是能够溶解或分散上述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物、且对于上述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物为非活性的溶剂，就没有特别限制。作为能够用于制备Y液的溶剂，例如可以列举四氢呋喃、1,2－二甲氧基乙烷、N,N－二甲基甲酰胺、二乙醚、叔丁基甲基醚、环戊基甲基醚、二噁烷、己烷、甲苯等。这些溶剂能够单独使用或以混合溶剂的形式使用。
作为第A工序所涉及的碱，例如可以列举正丁基锂、二异丙基氨基锂、甲基溴化镁、叔丁醇钾、叔丁醇钠、许尼希碱、氢氧化钾、氢氧化钠等。这些之中，作为第A工序所涉及的碱，从反应收率优异、能够得到品质优异的物质的方面出发，优选叔丁醇钾。
第A工序中，混合Y液和碱，进行反应，得到通式(1’)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物。作为混合Y液和碱的方法，优选向Y液中添加碱。向Y液中添加碱的情况下，在第A工序中，既可以将在溶剂中溶解有碱的溶液(下面称为“Z液”)添加至Y液，也可以将碱以固体形式添加至Y液。在第A工序中，从容易控制反应、并且能够得到稳定品质的物质的观点出发，优选向Y液中添加Z液。
Z液中的碱的含量没有特别限制，从反应性和生产效率高的观点出发，相对于Z液总量，优选为1～50质量％，更优选为5～30质量％。
Z液所使用的溶剂，只要是能够溶解碱、且为非活性的溶剂，就没有特别限制。作为Z液所涉及的溶剂，例如可以列举四氢呋喃、1,2－二甲氧基乙烷、N,N－二甲基甲酰胺、二乙醚、叔丁基甲基醚、环戊基甲基醚、二噁烷、己烷、甲苯等。这些溶剂能够单独使用或以混合溶剂的形式使用。
第A工序中，关于碱向Y液中的添加量，从经济性高、反应性高的观点出发，相对于Y液中的通式(5’)所示的具有光学活性的膦－硼烷1摩尔，优选为1.0～1.5摩尔，更优选为1.0～1.2摩尔。
第A工序中，在将固体或液体的碱以Z液的形式添加至Y液时，或者将液体的碱添加至Y液时，碱向Y液中的添加速度，只要能够将反应热控制在不发生副反应的范围内即可，没有特别限制，从得到稳定品质的物质的观点出发，碱向Y液中的添加速度优选为固定速度。在将固体的碱直接添加至Y液时，优选视反应热的情况而将固体的碱进行分次添加。
关于在第A工序中，向Y液中添加碱时的Y液的温度(反应液的温度)，从工业上有利的观点出发，优选为－25～50℃，特别是从能够以高收率获得高光学纯度的物质的观点出发，优选为－25～20℃。
在第A工序中，向Y液中添加碱后，根据需要，可以为了使反应完结而进行熟化。关于进行熟化时的熟化温度，从工业上有利的观点出发，优选为－25～80℃，特别是从能够以高收率获得高光学纯度的物质的观点出发，优选为－25～30℃。
结束后，根据需要进行分液洗涤、提取、晶析、蒸馏、升华、柱色谱法的常规的精制，能够得到作为目的的上述通式(1’)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物。
本发明所涉及的上述通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物可以作为配体，与过渡金属一同形成配合物。该过渡金属配合物是作为手性合成催化剂有用的物质。作为手性合成，例如可以列举烯烃的氢硼化反应、碳酸烯丙酯与二硼的对映选择性取代(Enantioselective Substitution of Allylic Carbonates with Diboron)、利用吡啶的脱芳香化/硼化(Dearomatization/Borylation of Pyridines)的光学活性哌啶和四氢喹啉衍生物化合物的合成、对于烯丙基缩醛衍生物和烯丙基缩酮衍生物的对映选择性的硼化反应、脱氢氨基酸的手性氢化反应、伴随C－C键的手性偶联反应、伴随C－N键的手性偶联反应、手性氢甲硅烷基化反应、不对称迈克尔反应等。
作为能够形成配合物的过渡金属，例如可以列举铑、钌、铱、钯、镍、铁、铜等，优选为铑金属、钯金属或铜金属。
作为通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物的制造方法，如上所述，但在包括上述的第一工序～第四工序的制造方法中，替代使经过脱质子化的式(3)所示的膦－硼烷先作用于通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪衍生物，可以使经过脱质子化的式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷先作用来进行芳香族亲核取代反应和脱硼烷化反应。在该情况下，通过使经过脱质子化的式(3)所示的膦－硼烷作用于所得到的膦基吡嗪衍生物，来进行芳香族亲核取代反应和脱硼烷化反应，从而能够得到式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物。
然而，如上所述，由于通过先与经过脱质子化的式(3)所示的膦－硼烷发生作用，能够以高光学纯度得到式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物，因而优选。
此外，在包括上述的第一工序、第二工序和第A工序的情况下也是同样，虽然可以考虑替代使经过脱质子化的式(3)所示的膦－硼烷先作用于通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪衍生物，使经过脱质子化的式(5’)所示的具有光学活性的膦－硼烷先发生作用的方法，但是，由于通过先与经过脱质子化的式(3)所示的膦－硼烷发生作用，之后再与式(5’)所示的具有光学活性的膦－硼烷发生作用，能够将式(1’)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物以高的光学纯度得到，因而优选。
关于将通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物作为配体与铑金属一同形成配合物的方法，例如，遵照实验化学讲座第4版(日本化学会编，丸善株式会社发行第18卷327～353页)所记载的方法即可，例如，通过使通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物与双(环辛烷－1,5－二烯)铑六氟锑酸盐、双(环辛烷－1,5－二烯)铑四氟硼酸盐等反应，能够制造铑配合物。
关于将通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物作为配体与钯金属一同形成配合物的方法，例如，依据《Y.Uozumi and T.Hayashi,J.Am.Chem.Soc.,1991,113,9887.》所记载的方法，例如，通过使通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物与π－烯丙基氯化钯反应，能够制造钯配合物。
关于将通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物为配体与铜金属一同形成配合物的方法，例如，通过将通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物与Cu(OtBu)在溶剂中混合，能够容易地制造。另外，在2,3－双膦基吡嗪衍生物的共存下，将铜(I)盐和KOtBu在溶剂中混合，也能够制造。作为铜(I)盐，例如可以列举CuF、CuCl、CuBr、CuI、CuPF6、CuBPh4、CuBF4、CuOAc、CuBF4(MeCN)4等。1价的Cu离子与通式(1)所示的衍生物通常以1﹕1的摩尔比形成配合物。
关于将通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物作为配体与铜金属一同形成了配合物的铜金属配合物(下面，有时简称为“铜金属配合物”)，特别是作为在氢硼化反应等各种硼化反应的手性催化剂是有用的。
本发明所涉及的有机硼化合物的制造方法，是使用本发明的铜金属配合物作为手性催化剂、通过进行末端烯烃的马氏(Markovnikov)选择性氢硼化反应来制造有机硼化合物的方法。
即，本发明所涉及的有机硼化合物的制造方法，是使用本发明的铜金属配合物作为手性催化剂(下面，有时简称为“手性催化剂”。)，在该手性催化剂的存在下，将上述通式(6)所示的烯烃化合物与上述通式(7)所示的二硼化合物进行偶联反应来制造上述通式(8)所示的有机硼化合物的方法。
作为本发明的有机硼化合物的制造方法中的起始原料的烯烃化合物由下述通式(6)表示，
Figure BDA0002380414410000211
(式(6)中，R表示氢原子、烷基、取代烷基、环烷基、取代环烷基、芳烷基、取代芳烷基、芳基、取代芳基、脂肪族杂环基、取代脂肪族杂环基、芳香族杂环基、取代芳香族杂环基、烷氧基、取代烷氧基、芳烷基氧基、取代芳烷基氧基、芳氧基、取代芳氧基、烷基氧羰基、芳烷基氧羰基、取代甲硅烷基或取代甲硅烷基氧基、氨基、取代氨基、烷基氨基羧基、取代烷基氨基羧基、芳基氨基羧基、烷基氧羰氧基、芳基氧羰氧基或卤素原子。t表示0～10的整数。)。
上述通式(6)的式中，R所示的烷基可以是直链状也可以是支链状。例如可以列举碳原子数1～6的烷基。具体可以列举甲基、乙基、正丙基、2－丙基、正丁基、2－丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、2－戊基、叔戊基、2－甲基丁基、3－甲基丁基、2,2－二甲基丙基、正己基、2－己基、3－己基、叔己基、2－甲基戊基、3－甲基戊基、4－甲基戊基、5－甲基戊基等。
上述通式(6)的式中，R所示的环烷基，例如可以列举碳原子数3～7的环烷基。具体可以列举环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、2－甲基环戊基、3－甲基环戊基、环庚基、2－甲基环己基、3－甲基环己基、4－甲基环己基等。
上述通式(6)的式中，作为R所示的芳烷基，例如可以列举碳原子数7～12的芳烷基。具体可以列举苄基、2－苯基乙基、1－苯基丙基、2－苯基丙基、3－苯基丙基、1－苯基丁基、2－苯基丁基、3－苯基丁基、4－苯基丁基、1－苯基戊基、2－苯基戊基、3－苯基戊基、4－苯基戊基、5－苯基戊基、1－苯基己基、2－苯基己基、3－苯基己基、4－苯基己基、5－苯基己基、6－苯基己基等。
上述通式(6)的式中，作为R所示的芳基，例如可以列举碳原子数6～18的芳基。具体可以列举苯基、甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯基、萘基、蒽基、菲基等。
上述通式(6)的式中，作为R所示的脂肪族杂环基，例如优选列举5元或6元的脂肪族杂环基，作为异种原子含有1～3个例如氮原子、氧原子、硫原子等杂原子的脂肪族杂环基。具体可以列举吡咯烷基－2－酮基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基、四氢呋喃基、四氢吡喃基等。
上述通式(6)的式中，作为R所示的芳香族杂环基，例如优选列举5元或6元的单环的芳香族杂环基或多环的芳香族杂环基，作为异种原子含有1～3个例如氮原子、氧原子、硫原子等杂原子的芳香族杂环基。具体可以列举吡啶基、咪唑基、噻唑基、糠基、吡喃基、呋喃基、苯并呋喃基、噻吩基等。
上述通式(6)的式中，R所示的烷氧基可以为直链状也可以为支链状、或者可以为环状。例如可以列举碳原子数1～6的烷氧基。具体可以列举甲氧基、乙氧基、正丙氧基、2－丙氧基、正丁氧基、2－丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、2－甲基丁氧基、3－甲基丁氧基、2,2－二甲基丙氧基、正己基氧基、2－甲基戊氧基、3－甲基戊氧基、4－甲基戊氧基、5－甲基戊氧基、环己基氧基等。
上述通式(6)的式中，作为R所示的芳烷基氧基，例如可以列举碳原子数7～12的芳烷基氧基。具体可以列举苄基氧基、2－苯基乙氧基、1－苯基丙氧基、2－苯基丙氧基、3－苯基丙氧基、1－苯基丁氧基、2－苯基丁氧基、3－苯基丁氧基、4－苯基丁氧基、1－苯基戊氧基、2－苯基戊氧基、3－苯基戊氧基、4－苯基戊氧基、5－苯基戊氧基、1－苯基己氧基、2－苯基己氧基、3－苯基己氧基、4－苯基己氧基、5－苯基己氧基、6－苯基己氧基等。
上述通式(6)的式中，作为R所示的芳氧基，例如可以列举碳原子数6～14的芳氧基。具体可以列举苯氧基、萘氧基、蒽氧基等。
上述通式(6)的式中，R所示的烷基氧羰基可以是直链状也可以是支链状的。例如可以列举碳原子数2～7的烷基氧羰基。具体可以列举甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基、丁氧羰基、叔丁氧羰基、戊氧羰基、己氧羰基、庚氧羰基等。
上述通式(6)的式中，作为R所示的芳烷基氧羰基，例如可以列举碳原子数8～12的芳烷基氧羰基。具体可以列举苄基氧羰基、苯基乙氧基羰基等。
上述通式(6)的式中，作为R所示的取代烷基，可以列举上述烷基的至少1个氢原子被烷基、环烷基、烷氧基、卤素原子、氨基或具有保护基的氨基等取代基所取代的烷基。
上述通式(6)的式中，作为R所示的取代环烷基，可以列举上述环烷基的至少1个氢原子被烷基、环烷基、烷氧基、卤素原子、氨基或具有保护基的氨基等的取代基所取代的环烷基。
上述通式(6)的式中，作为R所示的取代芳烷基，可以列举上述芳烷基的至少1个氢原子被烷基、环烷基、卤代烷基、烷氧基、卤素原子、氨基、烷基取代氨基等的取代基所取代的芳烷基。
上述通式(6)的式中，作为R所示的取代芳基，可以列举上述芳基的至少1个氢原子被烷基、环烷基、卤代烷基、烷氧基、卤素原子、氨基、烷基取代氨基等的取代基所取代的芳基，或上述芳基的相邻接的2个氢原子被亚烷基二氧基等的取代基所取代的芳基。
上述通式(6)的式中，作为R所示的取代脂肪族杂环基，可以列举上述脂肪族杂环基的至少1个氢原子被烷基、环烷基、卤代烷基、烷氧基、卤素原子等取代基所取代的脂肪族杂环基。
上述通式(6)的式中，作为R所示的取代芳香族杂环基，可以列举上述芳香族杂环基的至少1个氢原子被烷基、环烷基、卤代烷基、烷氧基、卤素原子等取代基所取代的芳香族杂环基。
上述通式(6)的式中，作为R所示的取代烷氧基，可以列举上述烷氧基的至少1个氢原子被烷基、环烷基、烷氧基、卤素原子、氨基或具有保护基的氨基等的取代基所取代的烷氧基。
上述通式(6)的式中，作为R所示的取代芳烷基氧基，可以列举上述芳烷基氧基的至少1个氢原子被烷基、环烷基、卤代烷基、烷氧基、卤素原子、氨基、烷基取代氨基等的取代基所取代的芳烷基氧基。
上述通式(6)的式中，作为R所示的取代芳氧基，可以列举上述芳氧基的至少1个氢原子被烷基、环烷基、卤代烷基、烷氧基、卤素原子、氨基、烷基取代氨基等的取代基所取代的芳氧基，或上述芳氧基的相邻接的2个氢原子被亚烷基二氧基等取代的芳氧基。
上述通式(6)的式中，作为R所示的取代甲硅烷基，可以列举甲硅烷基的至少1个氢原子被烷基、环烷基、卤代烷基、烷氧基、卤素原子、氨基、烷基取代氨基、芳基等的取代基所取代的甲硅烷基。
上述通式(6)的式中，作为R所示的取代甲硅烷基氧基，可以列举甲硅烷基氧基的至少1个氢原子被烷基、环烷基、卤代烷基、烷氧基、卤素原子、氨基、烷基取代氨基、芳基等的取代基所取代的甲硅烷基氧基。
对于上述取代基，即，取代烷基、取代环烷基、取代芳烷基、取代芳基、取代脂肪族杂环基、取代芳香族杂环基、取代烷氧基、取代芳烷基氧基、取代芳氧基和取代氨基中的各取代基，在下面进行说明。
作为取代基的烷基、环烷基和烷氧基的例子，分别可以列举上述R所示的烷基、环烷基和烷氧基的例子。作为卤素原子，例如可以列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作为亚烷基二氧基，例如可以列举碳原子数1～3的亚烷基二氧基，具体可以列举亚甲基二氧基、亚乙基二氧基、亚丙基二氧基、三亚甲基二氧基等。
作为卤代烷基，例如可以列举将上述烷基卤化(例如氟化、氯化、溴化、碘化等。)的碳原子数1～6的卤代烷基。具体可以列举氯甲基、溴甲基、三氟甲基、2－氯乙基、3－氯丙基、3－溴丙基、3,3,3－三氟丙基等。
作为烷基取代氨基，可以列举氨基的氢原子的1个或2个被上述烷基和/或上述环烷基取代的氨基。作为烷基取代氨基的具体例，可以列举甲基氨基、乙基氨基、丙基氨基、丁基氨基、戊基氨基、己基氨基等的单取代氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二丁基氨基、二戊基氨基、二己基氨基等的二取代氨基等。
作为保护基，只要是能够作为氨基保护基使用的基团，就都能够使用，例如可以列举在“PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS Second Edition(JOHN WILEY&SONS,INC.)”中记载的作为氨基保护基的基团。作为氨基保护基的具体例，可以列举烷基、环烷基、芳烷基、酰基、烷基氧羰基等。
作为这里所说的烷基、环烷基和芳烷基的例子，分别可以列举上述R所示的烷基、环烷基和烷氧基的例子。作为酰基，可以是直链状的、支链状的或者是环状的。可以列举来自羧酸的例如碳原子数2～7的酰基。具体可以列举乙酰基、丙酰基、丁酰基、戊酰基、己酰基、苯甲酰基等。作为烷基氧羰基、可以列举叔丁基氧羰基、苄基氧羰基等。
具有保护基的氨基，可以列举被上述保护基保护的氨基。作为具有保护基的氨基的具体例，可以列举乙酰氨基、苯甲酰氨基、叔丁基氧羰基氨基、苄基氧羰基氨基、环状氨基等。
作为环状氨基，可以列举亚丁基、亚戊基等的亚烷基链、－CH2CH2OCH2CH2－、－CH2CH2NHCH2CH2－、－CH2CH2OCO－基等与氮原子结合的环状胺，作为其具体例，可以列举吗啉基、哌啶基、1,3－噁唑啉－2－酮－1－基等。
上述通式(6)的式中，作为R所示的取代氨基，可以列举作为氨基和具有保护基的氨基在上述中例示的基团。
上述通式(6)的式中，作为R所示的烷基氨基羧基、取代烷基氨基羧基和芳基氨基羧基，可以列举－CON(Rm)2(Rm表示碳原子数1～8的取代或无取代的烷基、取代或无取代的碳原子数6～12的芳基、或氢原子，Rm的至少1个表示碳原子数1～8的取代或无取代的烷基、或取代或无取代的碳原子数6～12的芳基)所示的基团。作为这里所说的取代烷基和取代芳基中的取代基的例子，可以列举与作为R所示的取代烷基和取代芳基中的取代基的例子在上述中所列举的基团相同的基团。
另外，上述通式(6)的式中，作为R所示的烷基氧羰氧基，可以列举甲氧基羰氧基、乙氧基羰氧基、正丙氧基羰氧基、异丙氧基羰氧基、正丁氧基羰氧基、异丁氧基羰氧基、叔丁氧基羰氧基、仲丁氧基羰氧基、正戊氧基羰氧基、新戊氧基羰氧基、正己氧基羰氧基、异己氧基羰氧基、3－甲基戊氧基羰氧基、环丙氧基羰氧基、环丁氧基羰氧基、环戊氧基羰氧基、环己氧基羰氧基、环庚氧基羰氧基、环辛氧基羰氧基等。
另外，上述通式(6)的式中，作为R所示的芳基氧羰氧基，可以列举苯氧基羰氧基、1－萘氧基羰氧基、2－萘氧基羰氧基等。
另外，上述通式(6)的式中，作为R所示的卤素原子，可以列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
作为本发明的有机硼化合物的制造方法中的起始原料的二硼化合物，由下述通式(7)表示，
Figure BDA0002380414410000261
(式(7)中，Z表示相同或不同的具有孤对电子的原子，连接相邻的Z的虚线表示Z上结合有其他原子。相邻的Z之间可以介由其他原子形成环。)。
上述通式(7)的式中的二硼化合物中的Z只要是氧原子、氮原子等具有孤对电子的原子，就不特别限制其种类。通过具有孤对电子，该孤对电子与相邻接的硼的空轨道发生作用，使二硼化合物的反应性变得适当。上述通式(7)中，4个Z可以相同也可以不同。相邻的2个Z可以介由其他的原子形成环，或者也可以不形成环。
上述通式(7)所示的二硼化合物中，作为形成环的原子团，例如可以列举以下(7a)～(7c)所示的原子团。作为不形成环的原子团，例如可以列举以下(7d)～(7f)所示的原子团，
Figure BDA0002380414410000271
(式中，Ra和Rb表示相同或不同的可以具有取代基的烷基或芳基。＊表示价键。)。
作为Ra和Rb所示的可以具有取代基的烷基或芳基，可以列举与作为R所示的烷基、取代烷基、芳基和取代芳基的例子在上述所列举的基团相同的基团。
关于上述通式(7)所示的二硼化合物的添加量，相对于上述通式(6)所示的烯烃化合物，以摩尔比计，优选为100～200摩尔％、特别优选为100～150摩尔％。
在本发明的有机硼化合物的制造方法中，所使用的手性催化剂为将上述通式(1)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物作为配体的铜金属配合物。作为该铜金属配合物，优选为与铜(I)盐的铜金属配合物，特别优选与作为阳离子性的铜(I)盐的CuOtBu的铜金属配合物。
手性催化剂的使用量根据所使用的烯烃化合物的种类、所使用的反应容器、反应的形式、经济性等而不同，相对于烯烃化合物，优选为0.1～20摩尔％，特别优选为0.5～10摩尔％。
在本发明的有机硼化合物的制造方法中，作为催化剂的一个成分优选使用叔丁醇钾。由于该添加物而生成铜金属配合物CuOtBu，使催化剂反应高收率地进行。也可以是叔丁醇锂、叔丁醇钠，但优选为叔丁醇钾。
关于叔丁醇钾的使用量，相对于铜，以摩尔比计优选为1.0～5.0、更优选为1.0～2.5。
另外，在本发明的有机硼化合物的制造方法中，可以根据需要在溶剂中进行。溶剂优选为能够溶解作为起始原料的烯烃化合物以及作为生成物的有机硼化合物、并且不与各反应试剂发生反应的溶剂。
作为溶剂的具体例，例如可以列举苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类；戊烷、己烷、庚烷、辛烷等脂肪族烃类；二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷等卤代烃类；二乙醚、二异丙醚、叔丁基甲基醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃(THF)、四氢吡喃(THP)、二噁烷、二氧戊环等醚类；N,N－二甲基甲酰胺(DMF)、N,N－二甲基乙酰胺(DMA)等的酰胺类；乙腈、N－甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、二甲基咪唑啉酮(DMI)等。这些溶剂能够单独使用，或者也可以适当组合2种以上使用。
本反应是氢硼化反应，但在末端烯烃上对映选择性地插入硼后，通过来自其他化合物的氢而生成目的物。在该目的中，优选使用醇类，可以特别优选地使用甲醇、乙醇、丙醇等，最优选甲醇。
反应温度通常为－78～20℃，考虑经济性、手性纯度时，优选为－50～0℃。
反应时间根据所使用的催化剂的种类和使用量、所使用的起始原料的种类和浓度、反应温度等的反应条件等而不同，通常为1小时以上、优选为5～24小时。
反应结束后，可以根据需要进行晶析、蒸馏、柱色谱法、分取HPLC、分液洗涤、提取、脱溶剂等的常规的精制，得到作为目的的上述通式(8)所示的有机硼化合物。
利用本制造方法得到的光学活性有机硼化合物，能够作为医药农药、生理活性物质的手性中间原料使用，作为例如抗生物质的合成中间体是有用的。
实施例
下面，对于本发明利用实施例进行更详细的说明，但本发明不受这些实施例的限制。需要说明的是，化合物的鉴定使用日本电子株式会社制造的JNM－ECX400P和JNM－ECS400。分析条件设为1H NMR：400MHz,13C NMR：100MHz,31P NMR：160MHz。
{实施例1}
Figure BDA0002380414410000291
(式中，R1表示金刚烷基，R2表示叔丁基，＊表示磷原子上的手性中心。)
＜第一工序＞
将膦－硼烷(3a)(1.68mmol，531.4mg)溶解于脱水THF(3.6ml)。向该溶液中，将n－BuLi(1.64mol/L，1.68mmol，1.02ml)的己烷溶液在－5℃的氮气氛下滴入，将其作为B液。
将2,3－二氯喹喔啉(2a)(1.2mmol，238.8mg)溶解于THF(4.8ml)，将其作为A液。
将B液在0℃滴入A液。滴入结束后在室温搅拌30分钟。向反应液中添加水进行淬灭，之后利用己烷提取3次。之后将有机层使用硫酸钠进行脱水处理后，进行过滤，将滤液利用蒸发器在减压下去除溶剂，得到油状的残余物(膦基吡嗪－硼烷衍生物(9a))。
＜第二工序＞
之后向油状的残余物中加入TMEDA(1.2ml)和乙酸乙酯(2.4ml)，在室温搅拌3小时。反应结束后，向反应液中再加入乙酸乙酯和1.5M的盐酸水溶液，进一步加入水、盐水，充分洗涤反应液。之后，将有机层利用硫酸钠进行脱水处理后，进行过滤，将滤液利用蒸发器在减压下去除溶剂，得到残渣。
将所得到的残渣利用快速柱色谱法(SiO2，Et2O/己烷，容量比0﹕100－2﹕98)进行精制。由此得到黄色固体的膦基吡嗪衍生物(4a)(0.93mmol，433.8mg，收率78％)。
＜第三工序＞
将(S)体的具有光学活性的膦－硼烷(5a)(0.825mmol，97.3mg，＞99％ee)以达到1.18mol/L的浓度的方式溶解于脱水THF。向该溶液中，在－0℃的氮气氛下滴入n－BuLi(1.55mol/L，相对于式(2a)的膦－硼烷为1.65当量)的己烷溶液，将其作为D液。
向上述制备的膦基吡嗪衍生物(4a)(0.5mmol，232.5mg)中加入DMF并调节至0.185mol/L的浓度，将其作为C液。
将C液在－5℃滴入D液，在室温搅拌5小时。向反应液中添加水进行淬灭，之后利用乙酸乙酯提取2次。之后将有机层利用盐水进行洗涤，利用硫酸钠脱水处理后，进行过滤，将滤液利用蒸发器在减压下去除溶剂，得到具有光学活性的膦基吡嗪－硼烷衍生物(10a)。
＜第四工序＞
之后向具有光学活性的膦基吡嗪－硼烷衍生物(10a)加入TMEDA/乙酸乙酯(容量比1﹕2)并调节至0.07mol/L的浓度，在室温搅拌2小时。反应结束后，向反应液再加入乙酸乙酯，利用乙酸乙酯进行提取。将有机层利用水、6mol/L盐酸水溶液和盐水进行充分洗涤。之后，将有机层利用硫酸钠进行脱水处理后，进行过滤，将滤液利用蒸发器在减压下去除溶剂，得到残渣。
将所得到的残渣利用快速柱色谱法(SiO2，Et2O/己烷，容量比0﹕100－2﹕98)进行精制。由此得到R体的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物(1a)(下面称为“(R)－Quinox－CFDAd”)(0.39mmol，209mg，收率78％)。
((R)－Quinox－CFDAd的鉴定数据)
(1H NMR(392MHz,CDCl3,δ)：1.16(d,J＝12.1Hz,9H),1.42(d,J＝5.4Hz,3H),1.62－1.74(m,12H),1.85－1.94(m,9H),2.03－2.06(m,6H),2.30－2.33(m,3H),7.72(dd,J＝2.9,6.5Hz,1H),7.74(dd,J＝3.1,6.7Hz,1H),8.05－8.14(m,2H).13C NMR(99MHz,CDCl3,δ)：6.8(dd,J＝7.5,18.8Hz,CH3),27.7(d,J＝14.1Hz,CH3),28.9(d,J＝7.5Hz,CH),29.0(d,J＝7.5Hz,CH),31.2(dd,J＝3.3,14.6Hz,C),36.9(CH2),37.1(CH2),39.4(dd,J＝4.7,24.4Hz,C),40.1(dd,J＝2.8,24.4Hz,C),41.5(d,J＝11.3Hz,CH2),41.6(d,J＝11.3Hz,CH2),129.4(CH),129.6(CH),129.7(CH),140.7(C),141.0(C),164.8(t,J＝30.5Hz,C),167.9(t,J＝31.0Hz,C).31P NMR(160MHz,CDCl3,δ)：－14.9(d,J＝107.5Hz),21.4(d,J＝103.2Hz).HRMS－ESI(m/z)：[M+H]+calcd for C33H47N2P2,533.32090；found,533.32086.[α]D23.9－74.0(c 0.52 in EtOAc).mp＝203℃.)
{实施例2}
Figure BDA0002380414410000311
(式中，R1和R2表示金刚烷基。)
除了在第三工序和第四工序中，作为具有光学活性的膦－硼烷(5a)的替代，使用(R)体的具有光学活性的膦－硼烷(5b)(0.825mmol，97.3mg，＞99％ee)，制成具有光学活性的膦基吡嗪－硼烷衍生物(10b)(0.5mmol，232.5mg)以外，与实施例1同样地进行反应和精制，由此得到S体的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物(1b)(下面称为“(S)－Quinox－TAd”)(0.39mmol，209mg，收率78％)。
((S)－Quinox－TAd的鉴定数据)
(1H NMR(392MHz,CDCl3,δ)：1.37(d,J＝5.4Hz,3H),1.60－2.07(m,42H),2.33－2.36(m,3H),7.73(dd,J＝3.1,6.7Hz,1H),7.74(dd,J＝3.4,6.5Hz,1H),8.07－8.15(m,2H).13C NMR(99MHz,CDCl3,δ)：4.6(dd,J＝8.5,17.9Hz,CH3),28,6(d,J＝8.5Hz,CH),28.9(d,J＝8.5Hz,CH),29.0(d,J＝8.5Hz,CH3),35.0(dd,J＝2.3,15.5Hz,C),36.9(CH2),37.07(CH2),37.14(CH2)39.0(d,J＝10.3Hz,CH2),39.3(dd,J＝5.2,24.9Hz,C),40.4(dd,J＝1.9,24.4Hz,C),41.49(d,J＝11.3Hz,C),41.58(d.J＝6.6Hz,CH2),41.59(d,J＝8.5Hz,CH2),129.4(CH),129.50(CH),129.52(CH),129.7(CH),140.6(C),140.9(C).31P NMR(160MHz,CDCl3,δ)：－16.8(d,J＝103.2Hz),21.5(d,J＝103.2Hz).HRMS－ESI(m/z)：[M+H]+calcdfor C39H53N2P2,611.36785；found,611.36810.[α]D23.8+125.0(c 0.52in CHCl3).mp＝268℃.)
{实施例3}
Figure BDA0002380414410000321
(式中，R1表示金刚烷基，R2表示1,1,3,3－四甲基丁基。)
除了在第三工序和第四工序中，作为具有光学活性的膦－硼烷(5a)的替代使用(R)体的具有光学活性的膦－硼烷(5c)(0.825mmol，161.8mg，＞99％ee)，得到具有光学活性的膦基吡嗪－硼烷衍生物(10c)(0.5mmol，232.5mg)以外，与实施例1同样地进行反应和精制，由此得到S体的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物(1c)(下面称为“(S)－Quniox－tODAd”)(0.45mmol，273.4mg，收率90％)。
((S)－Quniox－tODAd的鉴定数据)
(1H NMR(392MHz,CDCl3,δ)：0.99(s,9H),1.29(d,J＝2.7Hz,3H),1.33(s,3H),1.40(d,J＝5.8Hz,3H),1.48(dd,J＝7.4,14.2Hz,1H),1.62－1.73(m,12H),1.83－1.93(m,10H),2.03－2.07(m,6H),2.30－2.33(m,3H),7.72(dd,J＝3.4,6.5Hz,1H),7.74(dd,J＝3.4,6.5Hz,1H),8.06－8.09(m,1H),8.11－8.14(m,1H).13C NMR(99MHz,CDCl3,δ)：6.7(dd,J＝7.5,20.7Hz,CH3),25.1(d,J＝14.1Hz,CH3),25.4(d,J＝9.4Hz,CH3),28.9(d,J＝4.7Hz,CH),29.0(d,J＝5.6Hz,CH),32.3(CH3),33.7(d,J＝11.3Hz,C),36.5(dd,J＝2.8,16.9Hz,C),36.9(CH2),37.1(CH2),39.4(dd,J＝4.7,24.4Hz,C),40.1(dd,J＝2.4,24.9Hz,CH2),41.6(d,J＝11.3Hz,CH2),41.6(d,J＝9.4Hz,CH2),51.2(d,J＝17.9Hz,CH2),129.4(CH),129.6(CH),129.7(CH),140.6(C),140.9(C),165.0(t,J＝30.1Hz,C),168.1(t,J＝32.4Hz,C).31P NMR(160MHz,CDCl3,δ)：－9.5(d,J＝103.2Hz),21.6(d,J＝103.2Hz).HRMS－ESI(m/z)：[M+H]+calcd for C37H55N2P2,589.38350；found,589.38371.[α]D23.2+126.4(c 0.51inEtOAc).mp＝214℃.)
{实施例4}
Figure BDA0002380414410000341
(式中，R1表示叔丁基，R2表示金刚烷基。)
在第一工序中作为膦－硼烷(3a)的替代使用膦－硼烷(3d)，在第二工序中得到膦基吡嗪衍生物(4d)。
之后，在第三工序和第四工序中，作为具有光学活性的膦－硼烷(5a)的替代使用(R)体的具有光学活性的膦－硼烷(5b)(0.495mmol，97.1mg，＞99％ee)，得到具有光学活性的膦基吡嗪－硼烷衍生物(10d)(0.3mmol，92.6mg)，除上述以外，与实施例1同样地进行反应和精制，由此得到S体的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物(1d)(下面称为“(S)－Quniox－AdCF”)(0.26mmol，119mg，收率87％)。
((S)－Quniox－AdCF的鉴定数据)
(1H NMR(392MHz,CDCl3,δ)：1.17(d,J＝11.2Hz,9H),1.37(d,J＝11.7Hz,9H),1.38(d,J＝7.2Hz,3H),1.61－1.69(m,6H),1.77－1.80(m,3H),1.90－1.94(m,6H),7.70－7.75(m,2H),8.07－8.10(m,2H).13C NMR(99MHz,CDCl3,δ)：4.3(dd,J＝8.5,17.9Hz,CH3),28.6(d,J＝8.5Hz,CH),30.4(dd,J＝2.4,12.7Hz,CH3),30.7(d,J＝14.1Hz,CH3),34.3(dd,J＝5.4,23.7Hz,C),35.0(dd,J＝1.9,15.5Hz,C),35.5(dd,J＝1.9,24.0Hz,C),37.0(CH2),38.9(d,J＝10.8Hz,CH2),129.48(CH),129.50(CH),129.56(CH),129.64(CH),140.9(C),141.0(C),166.3(t,J＝32.2Hz,C),166.7(t,J＝31.0Hz,C).31P NMR(160MHz,CDCl3,δ)：－16.8(d,J＝105.3Hz),21.4(d,J＝107.5Hz).HRMS－ESI(m/z)：[M+H]+calcd forC27H41N2P2,455.27395；found,455.27371.[α]D22.8+150.9(c 1.0in EtOAc).mp＝116℃.)
{实施例5}
Figure BDA0002380414410000351
(式中，R1表示叔丁基，R2表示1,1,3,3－四甲基丁基。)
在第一工序中作为膦－硼烷(3a)的替代使用膦－硼烷(3d)，得到膦基吡嗪衍生物(4d)。
之后，在第三工序和第四工序中，作为具有光学活性的膦－硼烷(5a)的替代使用(R)体的具有光学活性的膦－硼烷(5c)(0.84mmol，146.2mg，＞99％ee)，得到具有光学活性的膦基吡嗪－硼烷衍生物(10e)(0.6mmol，185.3mg)，除上述以外，与实施例1同样地进行反应和精制，由此得到S体的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物(1e)(下面称为“(S)－Quinox－tODCF”)(0.49mmol，211mg，收率81％)。
((S)－Quinox－tODCF的鉴定数据)
(1H NMR(392MHz,CDCl3,δ)：1.00(s,9H),1.20(d,J＝11.8Hz,9H),1.30(d,J＝5.4Hz,3H),1.33(d,J＝3.1Hz,3H),1.35(d,J＝11.7Hz,9H),1.41(d,J＝5.8Hz,3H),1.52(dd,J＝7.2,14.4Hz,1H),1.82(dd,J＝9.0,14.3Hz,1H),7.69－7.75(m,2H),8.05－8.10(m,2H).13C NMR(99MHz,CDCl3,δ)：6.5(dd,J＝8.2,20.4Hz,CH3),25.0(d,J＝12.2Hz,CH3),25.6(d,J＝10.8Hz,CH3),30.5(d,J＝10.8Hz,CH3),30.6(d,J＝13.6Hz,CH3),33.6(d,J＝11.3Hz,C),34.4(dd,J＝4.7,23.5Hz,C),35.2(dd,J＝2.3,23.5Hz,C),36.3(dd,J＝3.5,16.7Hz,C),51.1(d,J＝17.4Hz,CH2),129.35(CH),129.44(CH),129.5(CH),129.7(CH),140.84(C),140.92(C),166.5(t,J＝30.8Hz,C),167.6(dd,J＝31.0,33.4Hz,C).31P NMR(160MHz,CDCl3,δ)：－9.4(d,J＝105.3Hz),21.3(d,J＝103.2Hz).HRMS－ESI(m/z)：[M+H]+calcd for C25H43N2P2,433.28960；found,433.28928.[α]D24.0+83.6(c 0.52 in EtOAc).mp＝121℃.
{比较例1}
Figure BDA0002380414410000361
(式中，R1和R2表示叔丁基。)
在第一工序中作为膦－硼烷(3a)的替代，使用膦－硼烷(3d)，得到膦基吡嗪衍生物(4d)。
之后，在第三工序中，得到具有光学活性的膦基吡嗪－硼烷衍生物(10f)，除上述以外，与实施例1同样地进行反应和精制，由此得到R体的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物(1f)(称为“(R)－Quinox－TCF)”)(收率95％)。
((R)－Quinox－TCF的鉴定数据)
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ1.15(d,J＝12.0Hz,9H),1.19(d,J＝11.5Hz,9H),1.34(d,J＝11.8Hz,9H),1.41(d,J＝5.5Hz,3H),7.67－7.76(m,2H),8.03－8.12(m,2H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ6.7(d,J＝8.4Hz),27.7(d,J＝13.2Hz),30.5(d,J＝13.2Hz),30.7(d,J＝13.2Hz),31.3(dd,J＝14.4,2.4Hz),34.5(dd,J＝24.0,4.8Hz),35.3(dd,J＝22.8,2.4Hz),129.5,129.6,129.7,129.8,141.1,141.2,166.4(t,J＝31.2Hz),167.5(dd,J＝33.7,28.8Hz)；31P NMR(202MHz,CDCl3,)δ－14.4(dm,J＝107Hz),21.6(dm,J＝107Hz)；[α]D25－46.0(c0.5,EtOAc)；HRMS－ESI(m/z)[M+H]+calcd for C21H35N2P2 +,377.2275；found,377.2299.mp；165－167℃
{实施例6}
对映选择性的马氏(Markovnikov)氢硼化反应
Figure BDA0002380414410000371
向干燥的反应容器中加入CuBF4(MeCN)4(4.7mg,0.015mmol)、(S)－Quinox－tODAd(8.8mg,0.015mmol)和双(频哪醇合)二硼(2)(152.4mg,0.6mmol)，利用涂敷有Teflon(注册商标)的软塞密封容器，进行三次减压和充氮，使反应容器内变成氮气氛。之后，用注射器将THF(0.4mL)、K(O－t－Bu)(叔丁醇钾)/THF溶液(1.0mol/L,0.6mL,0.6mmol)注入，在－40℃搅拌30分钟。接着，用注射器将烯烃化合物1a(66.1mg,0.5mmol)和甲醇(40.4μL,1.0mmol)分别滴入反应溶液。在－40℃搅拌24小时后，将反应溶液通入填充有少量硅胶的色谱柱(直径：10mm，高度：30mm)，利用二乙醚洗涤。将溶剂利用蒸发器去除，将所得到的物质利用快速柱色谱法(SiO2,Et2O/己烷，容量比0﹕100－4﹕96)进行精制，由此，以94％的收率、3a/4a＝92﹕8、98％ee，得到作为无色透明液体的目的物的氢硼化体(S)－3a(122.0mg，0.47mmol)。其中，上述反应式中的Ph表示苯基。
其中，通过1H NMR和31P NMR确认，在反应液中，(S)－Quinox－tODAd与Cu(O－t－Bu)以1﹕1的摩尔比形成了配合物。
{实施例7～10和比较例1}
变更配体，通过与实施例6同样的操作得到有机硼化合物。将结果总结示于表1。
其中，通过1H NMR和31P NMR确认，在反应液中，表1所记载的2,3－双膦基吡嗪衍生物和Cu(O－t－Bu)和2,3－双膦基吡嗪衍生物以摩尔比1﹕1形成配合物。另外，在下述表中，“3a﹕4a”比率中的“3a”表示S体的量。另外，在下述表1中，“3a的光学纯度”是指S体的光学纯度，在R体多于S体时为负值。
[表1]
Figure BDA0002380414410000381
注)1)3a/4a是利用气体色谱测定的面积比
{实施例11～15}
除了将CuBF4(MeCN)4和(S)－Quniox－tODAd的量分别相对于烯烃化合物设为5mol％、且作为烯烃化合物使用表2所示的化合物以外，与实施例6同样地操作，得到目的氢硼化体。将结果总结示于表2。其中，在表2中，Ph表示苯基、Me表示甲基、Bn表示苄基。另外，在下述表2中“3b﹕4b”比率中的“3b”表示S体的量。另外，在下述表2中“3b的光学纯度”为S体的光学纯度。
Figure BDA0002380414410000391
[表2]
Figure BDA0002380414410000392
注)2)3b/4b是利用气体色谱测定的面积比
{实施例16}
Figure BDA0002380414410000393
(式中，R1表示苯基，R2表示叔丁基。)
＜第一工序·第二工序＞
除了作为膦－硼烷(3b)的替代使用膦－硼烷(3e)以外，与实施例1同样操作，得到膦基吡嗪衍生物(4e)。
＜第A工序＞
在安装有三方阀门、等压滴液漏斗和软塞的30mL的3口烧瓶中加入膦基吡嗪衍生物(4e)(1.05g，3mmol)和(S)－叔丁基甲基膦硼烷(5a)(390mg，3.3mmol)，将体系内进行氩置换。利用注射器穿过软塞加入脱水THF(7.5mL)和N,N,N’,N’－四甲基乙二胺(1.3mL，9.0mmol)(Y液)。将烧瓶浸入－20℃的低温浴中，利用磁力搅拌器一边搅拌一边历时20分钟将叔丁醇钾的1.0M THF溶液(Z液)(3.6mL，3.6mmol)滴入Y液。滴入后，在该温度保持30分钟后，历时大约1小时将温度升至室温，之后继续搅拌4小时。将烧瓶浸入冰水浴中，依次加入乙酸乙酯(10mL)、水(7mL)和2M盐酸(6.5mL)充分搅拌。转移至分液漏斗中，分取上层。将下层利用乙酸乙酯进行提取，集中有机层并用饱和食盐水洗涤后，利用无水硫酸钠进行干燥。利用蒸发器将溶剂蒸馏去除，通过真空干燥得到非结晶固体(1.22g，98％)。向该生成物中加入甲醇(7mL)，利用抹刀充分混合以使其结晶化。将所得到的固体利用玻璃过滤器滤取，利用甲醇进行洗涤。将洗涤后的固体进行真空干燥，得到黄色粉末(990mg，78％)。之后，将该黄色粉末950mg在室温溶解于1.9mL的THF，加入甲醇3.8mL，利用冰水进行冷却。2小时后，滤取结晶，使用冰冷的THF/MeOH(容积比1﹕2)混合溶剂进行洗涤，通过真空干燥，以橙色的结晶的形式得到纯的(R)－2－叔丁基甲基膦基－3－二苯基膦基喹喔啉(1g)720mg，(再结晶回收率：76％)。
((R)－2－叔丁基甲基膦基－3－二苯基膦基喹喔啉(1g)的鉴定数据)
mp 136－137℃(Recrystallization from THF/MeOH)
[α]D 28＝－52.7(c 1.00，AcOEt)
Rf＝0.68(AcOEt/hexane＝1﹕5)
1H NMR(500MHz,CDCl3))δ1.11(d,J HP＝12.0Hz,9H),1.29(d,JHP＝5.2Hz,3H),7.25－7.36(m,8H),7.43－7.48(m,2H),7.61－7.71(m,2H),7.87(dd,J＝8.1,1.5Hz,1H),8.08(dd,J＝8.6,1.2Hz,1H).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ5.7,27.8(d,JCP＝14.3Hz),31.6(d,JCP＝14.3Hz),128.07,128.12,128.41,128.47,129.5,129.83,129.87,134.4,134.5,135.0,135.2,136.4－136.8(m).
31P NMR(200MHz,CDCl3)δ－17.1(d,JPP＝108Hz),－6.5(d,JPP＝108Hz).
HRMS：calcd for C25H26N2P2：416.1571；found：416.1593.
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供在催化手性合成反应中有用的在磷原子上具有手性中心的新型的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物。本发明的2,3－双膦基吡嗪衍生物特别是作为烯烃化合物的不对称氢硼化反应催化剂的配体有用。
另外，利用本发明的制造方法，能够容易地制造本发明的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物。
此外，以本发明的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物作为配体的过渡金属配合物、特别是与铜金属的过渡金属配合物、以及具有该过渡金属配合物的手性催化剂，对使用末端烯烃的不对称马氏(Markovnikov)型氢硼化反应具有高的位置选择性、高的对映选择性和反应活性。
此外，本发明的有机硼化合物的制造方法通过使用本发明的催化剂，能够以高位置选择性、高对映选择性，以工业上有利的方法制造所期望的有机硼化合物。

Claims (11)

1.一种具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物，其特征在于，
其由下述通式(1)表示，
通式(1)：
Figure FDA0003786659260000011
式(1)中，
R1表示选自碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基、环烷基、取代环烷基和苯基中的基团；
R2表示选自碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基、环烷基和取代环烷基中的基团，但是，R1为叔丁基时，R1与R2不相同；
所述取代环烷基的取代基为选自烷基、环烷基、烷氧基、卤素原子、氨基、具有保护基的氨基中的至少1个，所述保护基选自烷基、环烷基、芳烷基、酰基、烷基氧羰基；
R3选自碳原子数为1～5的烷基、硝基、氨基、羟基、烷氧基、氟基、氯基、溴基、碘基；
n表示0～4的整数；
＊表示磷原子上的手性中心。
2.如权利要求1所述的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物，其特征在于，
通式(1)的式中的R1为叔丁基、R2为选自1,1,3,3－四甲基丁基和金刚烷基中的基团。
3.如权利要求1所述的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物，其特征在于，
通式(1)的式中的R1为金刚烷基或苯基，R2为选自叔丁基、1,1,3,3－四甲基丁基和金刚烷基中的基团。
4.一种权利要求1所述的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物的制造方法，其特征在于，
使下述通式(3)所示的膦－硼烷经过脱质子化后作用于下述通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪衍生物来进行第一芳香族亲核取代反应，之后进行第一脱硼烷化反应得到下述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物，之后，使下述通式(5)所示的具有光学活性的膦－硼烷经过脱质子化后作用于该膦基吡嗪衍生物来进行第二芳香族亲核取代反应，之后进行第二脱硼烷化反应，
通式(2)：
Figure FDA0003786659260000021
式(2)中，R3和n与上述通式(1)中的含义相同，X表示卤素原子；
通式(3)：
Figure FDA0003786659260000022
式(3)中，R1与上述通式(1)中的含义相同；
通式(4)：
Figure FDA0003786659260000023
式(4)中，R1、R3和n与上述通式(1)中的含义相同；
通式(5)：
Figure FDA0003786659260000031
式(5)中，R2和＊与上述通式(1)中的含义相同。
5.一种2,3－双膦基吡嗪衍生物的制造方法，其特征在于，
其为下述通式(1’)所示的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物的制造方法，其中，
使下述通式(3)所示的膦－硼烷经过脱质子化后作用于下述通式(2)所示的2,3－二卤代吡嗪衍生物来进行第一芳香族亲核取代反应，之后进行第一脱硼烷化反应得到下述通式(4)所示的膦基吡嗪衍生物，之后，将含有该膦基吡嗪衍生物、下述通式(5’)所示的具有光学活性的膦－硼烷和脱硼烷化剂的液体与碱混合来进行反应，
通式(1’)：
Figure FDA0003786659260000032
式(1’)中，R1表示选自碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基、环烷基、取代环烷基和苯基中的基团；
R3选自碳原子数为1～5的烷基、硝基、氨基、羟基、烷氧基、氟基、氯基、溴基、碘基；
n表示0～4的整数；
＊表示磷原子上的手性中心；
R2’为选自碳原子数3以上的支链状的烷基、金刚烷基、环烷基和取代环烷基中的基团；
所述取代环烷基的取代基为选自烷基、环烷基、烷氧基、卤素原子、氨基、具有保护基的氨基中的至少1个，所述保护基选自烷基、环烷基、芳烷基、酰基、烷基氧羰基；
通式(2)：
Figure FDA0003786659260000041
式(2)中，R3和n与上述通式(1’)中的含义相同，X表示卤素原子；
通式(3)：
Figure FDA0003786659260000042
式(3)中，R1与通式(1’)中的含义相同；
通式(4)：
Figure FDA0003786659260000043
式(4)中，R1、R3和n与上述通式(1’)中的含义相同；
通式(5’)：
Figure FDA0003786659260000044
式(5’)中，R2’、＊与通式(1’)中的含义相同。
6.一种过渡金属配合物，其特征在于，
其为以权利要求1～3中任一项所述的具有光学活性的2,3－双膦基吡嗪衍生物作为配体的过渡金属配合物。
7.如权利要求6所述的过渡金属配合物，其特征在于，
其为铜金属配合物。
8.一种手性催化剂，其特征在于，
含有权利要求6或7所述的过渡金属配合物。
9.如权利要求8所述的手性催化剂，其特征在于，
过渡金属配合物为铜金属配合物。
10.如权利要求9所述的手性催化剂，其特征在于，
其用于氢硼化反应。
11.一种下述通式(8)所示的有机硼化合物的制造方法，其特征在于，
将下述通式(6)所示的烯烃化合物在权利要求9所述的手性催化剂的存在下与下述通式(7)所示的二硼化合物进行偶联反应，
通式(6)：
Figure FDA0003786659260000051
式(6)中，R表示氢原子、烷基、取代烷基、环烷基、取代环烷基、芳烷基、取代芳烷基、芳基、取代芳基、脂肪族杂环基、取代脂肪族杂环基、芳香族杂环基、取代芳香族杂环基、烷氧基、取代烷氧基、芳烷基氧基、取代芳烷基氧基、芳氧基、取代芳氧基、烷基氧羰基、芳烷基氧羰基、取代甲硅烷基或取代甲硅烷基氧基、氨基、具有保护基的氨基、烷基氨基羧基、取代烷基氨基羧基、芳基氨基羧基、烷基氧羰氧基、芳基氧羰氧基或卤素原子，t表示0～10的整数；
所述取代烷基、所述取代环烷基、所述取代烷氧基、所述取代烷基氨基羧基的取代基为烷基、环烷基、烷氧基、卤素原子、氨基、具有保护基的氨基中的至少1个，所述保护基选自烷基、环烷基、芳烷基、酰基、烷基氧羰基，其中，所述取代烷基氨基羧基的取代基是所述取代烷基氨基羧基中的烷基的取代基；
所述取代芳烷基、所述取代芳烷基氧基的取代基为烷基、环烷基、卤代烷基、烷氧基、卤素原子、氨基、烷基取代氨基中的至少1个；
所述取代芳基、所述取代芳氧基是芳基、芳氧基的至少1个氢原子被烷基、环烷基、卤代烷基、烷氧基、卤素原子、氨基、烷基取代氨基取代的芳基、芳氧基，或者是芳基、芳氧基的相邻接的2个氢原子被亚烷基二氧基取代的芳基、芳氧基；
所述取代脂肪族杂环基、所述取代芳香族杂环基的取代基为烷基、环烷基、卤代烷基、烷氧基、卤素原子中的至少1个；
所述取代甲硅烷基、所述取代甲硅烷基氧基的取代基为烷基、环烷基、卤代烷基、烷氧基、卤素原子、氨基、烷基取代氨基、芳基中的至少1个；
所述具有保护基的氨基的保护基选自烷基、环烷基、芳烷基、酰基、烷基氧羰基；
通式(7)：
Figure FDA0003786659260000061
式(7)中，Z表示相同或不同的具有孤对电子的原子，连接相邻的Z之间的虚线表示Z上结合有其他的原子，相邻的Z之间可以介由其他原子形成环；
通式(8)：
Figure FDA0003786659260000062
式(8)中，R和t与上述通式(6)中的含义相同；Z与上述通式(7)中的含义相同；＊表示手性碳原子。
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