DE102005007750A1 - Preparation of optically active alkyl succinic acid monoalkyl esters comprising enantioselective hydrogenation of ester compound in presence of catalyst, which carries phospholane ligand - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven Alkylbernsteinsäuremonoalkylestern.The The invention relates to a novel process for the production of optical active alkyl succinic acid monoalkyl esters.
Ein direkter selektiver Zugang zu Systemen des Typs III bzw. ihrer optischen Antipoden über eine asymmetrische Hydrierung ausgehend von ihren direkten ungesättigten Vorläufern ist bislang nicht befriedigend gelöst.Direct selective access to Type III systems or their optical antipodes asymmetric hydrogenation based on its direct unsaturated precursors has not yet been satisfactorily solved.
Dies zeigt sich z.B bei der Darstellung von (2R)-Methylbernsteinsäure-4-methylester 4 aus billigem leicht zugänglichen Itaconsäuremonomethylester 3.This shows, for example, in the preparation of (2R) -methylsuccinic acid 4-methyl ester 4 out of cheap easily accessible itaconate Third
- K. Achiwa, Y. Ohga, Y. Itaka, Tetrahedron Lett. 1978, 19, 4683 erhalten Verbindung 4 mit 60% Enantiomerenüberschuss (= ee = [Gehalt Enantiomer 1 – Gehalt Enantiomer 2}/[Gehalt Enantiomer 1 + Enantiomer 2]) in Methanol.K. Achiwa, Y. Ohga, Y. Itaka, Tetrahedron Lett. 1978, 19, 4683 gives compound 4 with 60% enantiomeric excess (= ee = [content enantiomer 1 - content Enantiomer 2} / [content enantiomer 1 + enantiomer 2]) in methanol.
- W. C. Christopfel, B. D. Vineyard, J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 4406 erhalten Verbindung 4 mit 55%ee in Methanol.W.C. Christopheel, B.D. Vineyard, J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 4406 obtain compound 4 with 55% ee in methanol.
- S. Saito, Y. Nakamura, Y. Morita, Chem. Pharm. Bull. 1985, 33, 5284 erhalten Verbindung 4 mit 90%ee in Benzol/MeOH 1/4.S. Saito, Y. Nakamura, Y. Morita, Chem. Pharm. Bull. 1985, 33, 5284 gives compound 4 with 90% ee in benzene / MeOH 1/4.
- H. Kawano, Y. Ishii, T. Ikariya, M. Saburi, S. Yoshikawa, Tetrahedron Lett. 1987, 28, 1905 erhalten Verbindung 4 mit 60%ee in Toluen/THF.H. Kawano, Y. Ishii, T. Ikariya, M. Saburi, S. Yoshikawa, Tetrahedron Lett. 1987, 28, 1905 obtained compound 4 with 60% ee in toluene / THF.
- D. Carmichael, H. Doucet, J. M. Brown, Chem. Commun. 1999, 261 H. Kawano, T. Ikariya, Y. Ishii M. Saburi, S. Yoshikawa et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1 1989, 1571 erhalten Verbindung 4 mit 94%ee in Methanol.D. Carmichael, H. Doucet, J.M. Brown, Chem. Commun. 1999, 261 H. Kawano, T. Ikariya, Y. Ishii M. Saburi, S. Yoshikawa et al. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1 1989, 1571 obtained compound 4 with 94% ee in methanol.
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U. Berens, M. Burk, A. Gerlach ( WO 00/27855;
EP 1 127 061 B1 EP 1 127 061 B1
Die bei den angeführten Verfahren erzielte optische Reinheit genügt damit ohne zusätzliche Anreicherungsschritte nicht den Anforderungen im Wirkstoffbereich, welche in den meisten Fällen einen Enantiomerenüberschuss von ≥ 98%ee fordern.The at the listed Process achieved optical purity is sufficient without additional Enrichment steps do not meet the requirements in the field of active substances, which in most cases an enantiomeric excess of ≥ 98% ee demand.
Andere
Verfahren, die zu einer höheren
optischen Reinheit führen,
verwenden entweder hohe Katalysatormengen, d.h. ein niedriges Substrat/Katalysatorverhältnis (s/c),
was für
eine industrielle Erzeugung unwirtschaftlich ist, oder es werden
Reaktionsbedingungen (vor allem Lösungsmittel) gewählt, die
aus Umweltschutzgesichtspunkten oder aus Gründen der Arbeitssicherheit
problematisch sind.
M. Ostermeier, B. Brunner, C. Korff, G.
Helmchen, Eur. J. Org. Chem. 2003, 3453 erhalten Verbindung 4 bei einem
s/c Verhältnis
von 200/1 mit 97.3%ee in Dichlormethan, in C6H5CF3 wird, ebenfalls
bei s/c 200/1, ein ee von 98.3% erzielt. In Dichlorethan wird eine
Reinheit von 99.3%ee bei einem s/c Verhältnis von 1000/1 erreicht.Other processes leading to higher optical purity use either high amounts of catalyst, ie, low substrate / catalyst ratio (s / c), which is uneconomical for industrial production, or reaction conditions (especially solvents) selected from an environmental point of view or are problematic for reasons of safety at work.
M. Easter Meier, B. Brunner, C. Korff, G. Helmchen, Eur. J. Org. Chem. 2003, 3453 obtain Compound 4 at a S / C ratio of 200/1 with 97.3% ee in dichloromethane in the C6 H 5 CF 3 , also at s / c 200/1, achieved an ee of 98.3%. In dichloroethane, a purity of 99.3% ee is achieved at a s / c ratio of 1000/1.
Aus den o.g. Gründen sind alle diese Verfahren für eine einstufige direkte Synthese von optisch aktiven Bernsteinsäurealkylestern aus ihren billigen, leicht zugänglichen olefinischen Vorläufern im technischen Maßstab nicht geeignet.Out the o.g. establish are all these procedures for a one-step direct synthesis of optically active succinic acid alkyl esters from their cheap, easily accessible olefinic precursors on an industrial scale not suitable.
Aufgabenstellungtask
Es bestand daher die Aufgabe, ein neues Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven Alkylbernsteinsäuremonoalkylestern bereitzustellen, welches bei niedrigen Katalysatormengen (s/c ≥ 20 000/1) und gleichzeitig umweltverträglichen Reaktionsbedingungen einen vollständigen Reaktionsumsatz sowie hohe optische Ausbeute (≥ 98% ee) erzielt, so dass es eine effiziente, umweltgerechte, kostengünstige technische Synthese erlaubt.It It was therefore the object of a new process for the preparation of optically active Alkylbernsteinsäuremonoalkylestern which can be prepared at low amounts of catalyst (s / c ≥ 20 000/1) and at the same time environmentally friendly Reaction conditions a complete reaction conversion as well high optical yield (≥ 98% ee), making it an efficient, environmentally sound, cost-effective technical synthesis allowed.
Beschreibung der Erfindungdescription the invention
Gefunden
wurde ein Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven Alkylbernsteinsäuremonoalkylestern
der Formel (I) wobei D und E unabhängig voneinander
H, C1-C10 Alkyl,
R
C1-C10-Alkyl, Aryl
oder Alkylaryl bedeuten,
indem man eine Verbindung der Formel
(II) wobei D, E und R die o.g.
Bedeutungen besitzen,
in Gegenwart eines Katalysators, der
einen Phospholanliganden der Formel (L) trägt, wobei:
R1 und R2 unabhängig voneinander
C1-C6-Alkyl, Aryl,
Alkylaryl,
R1 außerdem Wasserstoff,
A
entweder R1 oder mit B
= ein Brückenglied
mit 1 – 5
C-Atomen zwischen den beiden P-Atomen oder Cp-Fe-Cp bedeuten. enantioselektiv
hydriert.A process has been found for the preparation of optically active alkyl succinic acid monoalkyl esters of the formula (I) where D and E independently of one another are H, C 1 -C 10 -alkyl,
R is C 1 -C 10 -alkyl, aryl or alkylaryl,
by dissolving a compound of the formula (II) where D, E and R have the abovementioned meanings,
in the presence of a catalyst bearing a phospholane ligand of formula (L), in which:
R 1 and R 2 independently of one another are C 1 -C 6 -alkyl, aryl, alkylaryl,
R 1 also hydrogen,
A either R 1 or where B = a bridge member with 1-5 C atoms between the two P atoms or Cp-Fe-Cp. enantioselectively hydrogenated.
Die Verbindungen der Formel (I) sind optisch aktive Verbindungen, die jeweils ein Enantiomer (R oder S) darstellen sollen.The Compounds of the formula (I) are optically active compounds which are each intended to represent one enantiomer (R or S).
Unter enantioselektiver Hydrierung soll im folgenden verstanden werden, dass nicht beide Enantiomere in gleichem Ausmass durch die Hydrierung entstehen, sondern dass ein Enantiomer (R bzw. S) in hoher optischer Reinheit, insbesondere mit einem ee-Wert von 98, 99, 99,5 % gebildet wird.Under enantioselective hydrogenation will be understood below that not both enantiomers to the same extent by the hydrogenation but that one enantiomer (R or S) in high optical Purity, in particular with an ee value of 98, 99, 99.5% formed becomes.
Die Ausgangsverbindungen der Formel (II) sind literaturbekannt und können leicht nach gängigen Methoden (für D=E=H; R=Me siehe z.B. A. R. Devi, S. Rajaram, Ind. J. Chem. 2000, 398, 294–296 oder R. C. Anand, V. A. Milhotra, J. Chem. Res. (S) 1999, 378–379 oder R. N. Ram, I. Charles, Tetrahedron 1997, 53, 7335–7340) hergestellt werden. Bevorzugte Ausgangsverbindungen (II) sind solche, in denen D und E unabhängig voneinander die Bedeutung H, Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl besitzen, wobei die Alkylbezeichnung sowohl die unverzweigten als auch die verzweigten Isomere umfasst. Besonders bevorzugt sind diejenigen Ausgangsverbindungen, bei denen D und E H und Methyl, insbesondere solche, bei denen D und E H bzw. D und E Methyl bedeuten. Weitere bevorzugte Ausgangsverbindungen (II) sind solche, bei denen D H und E Butyl bedeuten.The Starting compounds of the formula (II) are known from the literature and can be easily according to common Methods (for D = E = H; R = Me see, e.g. A.R. Devi, S. Rajaram, Ind. J. Chem. 2000, 398, 294-296 or R.C. Anand, V.A. Milhotra, J. Chem. Res. (S) 1999, 378-379 or R.N. Ram, I. Charles, Tetrahedron 1997, 53, 7335-7340) become. Preferred starting compounds (II) are those in which D and E independent each other is H, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, Hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, wherein the alkyl name includes both the unbranched and the branched isomers. Especially preferred are those starting compounds in which D and E H and methyl, especially those in which D and E are H and D, respectively and E is methyl. Further preferred starting compounds (II) are those in which D is H and E is butyl.
Der Rest R kann C1-C10-Alkyl bedeuten, wobei einzelne H-Atome des Alkylrests wiederum durch weitere Reste wie OH, NH2, NO2, CN, F, Cl, Br, J, ersetzt sein können. Weiterhin kann R auch Arylreste wie Phenyl, Naphtyl, sowie Alkylarylreste wie Benzyl bedeuten, wobei die Arylreste auch wiederum substituiert sein können. Bevorzugte Reste R sind Methyl, Ethyl, Propyl, i-Propyl und tert-Butyl. Besonders bevorzugt ist R = Methyl.The radical R may denote C 1 -C 10 -alkyl, wherein individual H atoms of the alkyl radical may in turn be replaced by further radicals such as OH, NH 2 , NO 2 , CN, F, Cl, Br, J. Furthermore, R can also be aryl radicals such as phenyl, naphthyl, and also alkylaryl radicals such as benzyl, where the aryl radicals can also be substituted again. Preferred radicals R are methyl, ethyl, propyl, i-propyl and tert-butyl. Particularly preferred is R = methyl.
Die Katalysatoren bestehen aus einem Metallatom der Gruppe Pd, Pt, Ru, Rh, Ni, Ir. Besonders bevorzugt sind Katalysatoren mit Rh, Ru oder Ir als Metallatom, insbesonder sind Rh Katalysatoren für das erfindungsgemässe Verfahren geeignet.The Catalysts consist of a metal atom of the group Pd, Pt, Ru, Rh, Ni, Ir. Particularly preferred are catalysts with Rh, Ru or Ir as a metal atom, in particular Rh are catalysts for the inventive method suitable.
Als Metallquellen für die Katalysatorherstellung können Precursor wie etwa Pd2(DBA)3, Pd(Oac)2, [Rh(COD)Cl]2, [Rh(COD)2)]X, Rh(acac)(CO)2, RuCl2(COD), Ru(COD)(methallyl)2, Ru(Ar)Cl2, Ar = Aryl, sowohl unsubstituiert als auch substituiert, (Ir(COD)Cl]2, [Ir(COD)2]X, Ni(allyl)X bevorzugt verwendet werden. Anstatt COD (= 1,5-Cyclooctadien) kann auch NBD (= Norbornadien) verwendet werden.As metal sources for catalyst preparation, precursors such as Pd 2 (DBA) 3 , Pd (Oac) 2 , [Rh (COD) Cl] 2 , [Rh (COD) 2 )] X, Rh (acac) (CO) 2 , RuCl 2 (COD), Ru (COD) (methallyl) 2 , Ru (Ar) Cl 2 , Ar = aryl, both unsubstituted and substituted, (Ir (COD) Cl] 2 , [Ir (COD) 2 ] X, Ni (allyl) X can preferably be used Instead of COD (= 1,5-cyclooctadiene), NBD (= norbornadiene) can also be used.
X kann dabei jedes dem Fachmann bekannte generell nutzbare Anion in der asymmetrischen Synthese sein. Beispiele für X sind Halogene wie Cl–, Br–, I–, BF4-, ClO4-, SbF6-, PF6-, CF3SO3-, BAr4-. Bevorzugt für X sind BF4 –, CF3SO3-, SbF6-, ClO4-, insbesondere BF4- und CF3SO3-.X can be any generally known anion in asymmetric synthesis known to those skilled in the art. Examples of X are halogens, such as Cl -, Br -, I -, BF 4 -, ClO 4 -, SbF 6 -, PF 6 -, CF 3 SO 3 -, BAr 4 -. Preferred for X are BF 4 - , CF 3 SO 3 -, SbF 6 -, ClO 4 -, especially BF 4 - and CF 3 SO 3 -.
Desweiteren enthalten die Katalysatoren des erfindungsgemässen Verfahrens einen oder mehrere Phospholanliganden der allgemeinen Formel (L). Bevorzugte Substituenten R1 und R2 sind H, Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, tert.Butyl, Benzyl. Besonders bevorzugt ist die Substituentenkombination aus R1 = H und R2 = Methyl.Furthermore, the catalysts of the process according to the invention contain one or more phospholane ligands of the general formula (L). Preferred substituents R 1 and R 2 are H, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, benzyl. The substituent combination of R 1 = H and R 2 = methyl is particularly preferred.
Weiterhin sind auch solche Reste R1 bevorzugt, bei denen die beiden R1 verbrückt sind wie z.B Isopropyliden oder Benzyliden.Furthermore, those radicals R 1 are preferred in which the two R 1 are bridged, such as isopropylidene or benzylidene.
Im Falle der Diphospholane sind solche bevorzugt bei denenin the In the case of diphospholanes, those are preferred
Besonders bevorzugt sind solche Brückenglieder B bei denen n=1 oder 2 oder m=0 ist.Especially preferred are such bridge members B where n = 1 or 2 or m = 0.
Bevorzugte Liganden L sind solche, in denen A einen weiteren Phospholanrest zusammen mit einem Brückenglied B darstellt, wobei B eine Brücke aus 1 bis 5 C-Atomen zwischen den beiden Phosphoratomen darstellen kann. Der Ausdruck 1–5 C-Atome zwischen den beiden Phosphoratomen bedeutet nicht, dass B aus maximal 5 C-Atomen besteht, sondern dass die direkte Verbindung zwischen den beiden P-Atomen nicht mehr als 5 C-Atome umfasst. B kann beispielsweise ein Phenylring sein, falls die beiden P-Atome daran orthoständig verknüpft sind.Preferred ligands L are those in which A represents a further phospholane residue together with a bridging member B, where B can represent a bridge of 1 to 5 C atoms between the two phosphorus atoms. The expression 1-5 C atoms between the two phosphorus atoms does not mean that B consists of a maximum of 5 C atoms, but that the direct connection between the two P atoms no longer exists as 5 C atoms. For example, B may be a phenyl ring if the two P atoms are ortho attached to it.
Das Brückenglied B kann aber auch eine Ferrocen-artige Verbindung sein, bestehend aus substituierten oder unsubstituierten Cyclpentadienylresten (Cp), die sandwichartig ein Fe-Atom umfassen (Cp-Fe-Cp), wobei die P-Atome an die Cp-Reste gebunden sind.The bridge member B can also be a ferrocene-type compound consisting from substituted or unsubstituted cyclopentadienyl radicals (Cp), which sandwich a Fe atom (Cp-Fe-Cp), where the P atoms are bound to the Cp residues.
Besonders bevorzugte Liganden L sind: Particularly preferred ligands L are:
Erfindungsgemäss mitumfasst sind nicht nur die hier formelmässig abgebildeten Enantiomere sondern auch ihre optischen Antipoden.Included in the invention Not only are they here formulaic pictured enantiomers but also their optical antipodes.
Für die Herstellung
der Rophos-Katalysatoren wird auf die
Ligand-Metall-Komplexe lassen sich herstellen, indem man in bekannter Weise (z.B. Uson, Inorg. Chim. Acta 73, 275 1983, EP-A 0158875, EP-A 437690) durch Umsetzung mit Rhodium-, Iridium-, Ruthenium-, Palladium-, Platin-; Nickelkomplexen, die labile Liganden enthalten (z.B. [RuCl2(COD)]n, [Rh(COD)2]BF4, [Rh(COD)2]CF3SO3 Rh(COD)2ClO4, [Ir(COD)Cl]2, p-Cymol-Rutheniumchlorid-dimer) katalytisch aktive Komplexe synthetisiert. Anstelle von COD kann auch NBD mit gutem Erfolg für die Herstellung der Komplexe eingesetzt werden.Ligand-metal complexes can be prepared by reacting in a known manner (for example Uson, Inorg. Chim. Acta 73, 275 1983, EP-A 0158875, EP-A 437690) by reaction with rhodium, iridium, ruthenium, Palladium, platinum; Nickel complexes containing labile ligands (eg, [RuCl 2 (COD)] n , [Rh (COD) 2 ] BF 4 , [Rh (COD) 2 ] CF 3 SO 3 Rh (COD) 2 ClO 4 , [Ir (COD ) Cl] 2 , p-cymene-ruthenium chloride dimer) catalytically active complexes synthesized. Instead of COD, NBD can also be used successfully for the preparation of the complexes.
Wie dem Fachmann bekannt kann der Komplex (= Präkatalysator) vor Benutzung erzeugt, isoliert und anschließend „fertig" eingesetzt werden oder vor der eigentlichen Hydrierung im Reaktionsgefäß in situ erzeugt werden (s.u).As the expert knows the complex (= pre-catalyst) before use generated, isolated and then used "ready" or before the actual hydrogenation in the reaction vessel in situ be generated (s.u).
Als Lösungsmittel sind alle dem Fachmann für asymmetrische Hydrierung bekannten Lösungsmittel geeignet. Bevorzugte Lösungsmittel sind niedrige Alkylalkohole wie Methanol, Ethanol, Isopropanol, sowie Toluol, THF, Essigester. Besonders bevorzugt wird in dem erfindungsgemässen Verfahren Methanol als Lösungsmittel eingesetzt.When solvent are all the specialist for asymmetric hydrogenation known solvents suitable. preferred solvent are lower alkyl alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, as well as toluene, THF, ethyl acetate. Particular preference is given in the inventive method Methanol as solvent used.
Die erfindungsgemässe Hydrierung wird in der Regel bei einer Temperatur von –20 bis 150°C, bevorzugt bei 0 bis 100°C und besonders bevorzugt bei 10–80°C durchgeführt.The invention Hydrogenation is usually carried out at a temperature of -20 to 150 ° C, preferred at 0 to 100 ° C and more preferably carried out at 10-80 ° C.
Die erfindungsgemässe Hydrierung verwendet Substrat/Katalysatorverhältnisse s/c ≥ 20 000/1 und liefert dabei ≥ 98% ee. Selbst bei s/c 110 000/1 wird ein ee von 98% erreicht.The invention Hydrogenation uses substrate / catalyst ratios s / c ≥ 20 000/1 and delivers ≥ 98% ee. Even with s / c 110 000/1 an ee of 98% is achieved.
Durch eine geeignete Immobilisierung des Katalysators lässt sich der Katalysatorverbrauch noch weiter absenken.By a suitable immobilization of the catalyst can be reduce the catalyst consumption even further.
Der Wasserstoffdruck kann in einem großen Bereich zwischen 0,1 bar und 300 bar für das erfindungsgemäße Hydrierverfahren variiert werden. Sehr gute Ergebnisse erhält man in einem Druckbereich von 1–200 bar, bevorzugt 1–100 bar.Of the Hydrogen pressure can be in a wide range between 0.1 bar and 300 bar for the hydrogenation process according to the invention be varied. Very good results are obtained in a pressure range from 1-200 bar, preferably 1-100 bar.
Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches erfolgt mit dem Fachmann bekannten Ar beitsweisen. Das Produkt kann z.B. in ein Carboxylat überführt, ausgefällt und so vom Katalysator abgetrennt und anschließend wieder freigesetzt werden, alternativ kann der Katalysator auch auf einem Bett adsorptiv gebunden werden, was eine leicht durchführbare chromatographische Reinigung erlaubt. Auch eine destillative Abtrennung des Produkts vom Katalysator ist möglich.The Workup of the reaction mixture is known to those skilled in the art Working methods. The product may e.g. converted into a carboxylate, precipitated and separated from the catalyst and then released again, Alternatively, the catalyst may also be adsorbed on a bed be what an easily feasible allowed chromatographic purification. Also a distillative separation the product of the catalyst is possible.
Bei der zwischenzeitigen Überführung des Produktes ins Carboxylat und simplen Aus fällung desselben aus dem Reaktionsgemisch ist eine ee-Steigerung auf > 99.5% möglich.at the temporary transfer of the Product into the carboxylate and simple precipitation of the same from the reaction mixture is an ee increase to> 99.5% possible.
Hierfür kommen alle dem Fachmann bekannten Basen in Betracht, wobei Amine und Guanidine als Neutralbasen und Alkoxylate, Carbonate, Hydroxide, Oxide als Metallbasen bevorzugt sind. Besonders bevorzugt sind bei den Metallbasen die entsprechenden Lithiumverbindungen.Come for this all bases known to those skilled in the art, with amines and guanidines as neutral bases and alkoxylates, carbonates, hydroxides, oxides as Metal bases are preferred. Particularly preferred are the metal bases the corresponding lithium compounds.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen und dem expe rimentellen Teil beschrieben.Further preferred embodiments are in the subclaims and the experimental part.
Experimenteller TeilExperimental part
Beispiel 1example 1
Herstellung des optisch aktiven Methylbernsteinsäuremethylesters (s/c 20000/1) Preparation of the optically active methylsuccinic acid methyl ester (s / c 20000/1)
In einem 4 l (Email)-Autoklav der Firma Pfaudler wurden unter Schutzgas 133 mg (0,182 mmol) (RophosARhCOD)CF3SO3 (=Präkatalysator) in 21 ml Methanol vorgelegt und 526 g (3,65 mol) 2-Methylenbernsteinsäure-4-monomethylester (= Substrat) gelöst in 704 ml Methanol zugegeben. Anschließend wurde bei 40°C und 5 bar Wasserstoff hydriert. Nach 4 h war das Substrat vollständig umgesetzt (1H-NMR, 500 MHz). Der Enantiomerenüberschuss des Produkts (2R)-Methylbernsteinsäure-4-monomethylester wurde gaschromatographisch zu > 98% bestimmt (Firma: BGB-Analytik, Säulentyp: BGB-174, Länge: 30 m, Innendurchmesser: 0,25 ml, Filmdicke: 0,25 μm, Trägergas: Helium, Vordruck: 2,35 bar, Temperatur: 135°C, Aufheizrate: 1,2°C/min, Retentionszeit R-Enantiomer: 23,3 min, Retentionszeit S-Enantiomer: 22,6 min). Das s/c-Verhältnis betrug 20000:1.133 g (0.182 mmol) of (RophosARhCOD) CF 3 SO 3 (= precatalyst) in 21 ml of methanol were introduced under protective gas into a 4 l (enamel) autoclave from Pfaudler, and 526 g (3.65 mol) of 2-methylsuccinic acid were added. 4-monomethyl ester (= substrate) dissolved in 704 ml of methanol was added. The mixture was then hydrogenated at 40 ° C and 5 bar hydrogen. After 4 h, the substrate was fully reacted ( 1 H NMR, 500 MHz). The enantiomeric excess of the product (2R) -methylsuccinic acid 4-monomethyl ester was determined by gas chromatography to> 98% (company: BGB analysis, column type: BGB-174, length: 30 m, inner diameter: 0.25 ml, film thickness: 0.25 μm, carrier gas: helium, admission pressure: 2.35 bar, temperature: 135 ° C., heating rate: 1.2 ° C./min, retention time R enantiomer: 23.3 min, retention time S enantiomer: 22.6 min). The s / c ratio was 20000: 1.
Beispiel 2.Example 2.
Herstellung des optisch aktiven Methylbernsteinsäuremethylesters (s/c 40000/1)Production of the optical active Methylbernsteinsäuremethylesters (s / c 40000/1)
Die in Beispiel 1 beschriebene Umsetzung wurde mit einem Katalysator/Substratverhältnis s/c von 40000/1 durchgeführt. Nach 4 h war das Substrat vollständig umgesetzt. Der Enantiomerenüberschuss des Produkts betrug > 98%.The The reaction described in Example 1 was carried out with a catalyst / substrate ratio s / c carried out by 40000/1. After 4 hours, the substrate was complete implemented. The enantiomeric excess of the product was> 98%.
Beispiel 3Example 3
Herstellung des optisch aktiven Methylbernsteinsäuremethylesters (s/c 110000/1)Production of the optical active Methylbernsteinsäuremethylesters (s / c 110000/1)
In einem 50 ml Glasautoklav wurden unter Schutzgas 5,73 g (39,8 mmol) 2-Methylenbernsteinsäure-4-monomethylester in 12 ml Methanol vorgelegt und mit 0,12 ml einer Lösung von 6,6 mg (RophosARhCOD)CF3SO3 (=Präkatalysator) in 3 ml Methanol versetzt (0,00036 mmol Präkatalysator). Anschließend wurde bei 60°C und 5 bar Wasserstoff hydriert. Nach 16 h war das Edukt vollständig umgesetzt. Der Enantiomerenüberschuss des Produkts betrug 98%.5.73 g (39.8 mmol) of 2-methylsuccinic acid 4-monomethyl ester in 12 ml of methanol were initially introduced under protective gas in a 50 ml glass autoclave and 0.12 ml of a solution of 6.6 mg (RophosARhCOD) CF 3 SO 3 (= Precatalyst) in 3 ml of methanol (0.00036 mmol precatalyst). The mixture was then hydrogenated at 60 ° C and 5 bar hydrogen. After 16 h, the starting material was completely reacted. The enantiomeric excess of the product was 98%.
Beispiel 4Example 4
Herstellung des optisch aktiven Methylbernsteinsäuremethylesters im technischen Maßstab, gefolgt von Li-Salz-BildungProduction of the optical active Methylbernsteinsäuremethylesters on an industrial scale, followed by Li salt formation
In
einem 1 m3-Stahlkessel wurden unter Schutzgas
75 kg Methylenbernsteinsäure-4-monomethylester (520,
4 mol) in 185 l Methanol vorgelegt. Nach Zugabe von 19,0 g (RophosARhCOD)CF3SO3 (=26 mmol Präkatalysator,
s/c 20 000/1) in 2 l Methanol wurde bei 50°C und 4 bar Wasserstoff hydriert.
Nach 4 Stunden war das Substrat vollständig umgesetzt. Der ee des
Hydrierproduktes wurde mittels chiraler HPLC zu 99.4% bestimmt (Hersteller
Säule:
Chiracel; Säulentyp:
OD-H; mobile Phase: 95 vol% n-Heptan/5
vol% 2-Propanol – auf 1
l dieser Mischung 0,1 ml Trifluoressigsäure; Retentionszeiten:
tR ((R)-2-Methylbernsteinsäure-4-methylester) = 7.4 min
tR ((S)-2-Methylbernsteinsäure-4-methylester) = 16.7 min).75 kg of 4-methylenesuccinate (520, 4 mol) in 185 l of methanol were initially taken under protective gas in a 1 m 3 steel kettle. After addition of 19.0 g (RophosARhCOD) CF 3 SO 3 (= 26 mmol precatalyst, s / c 20 000/1) in 2 l of methanol was hydrogenated at 50 ° C and 4 bar hydrogen. After 4 hours, the substrate was completely reacted. The ee of the hydrogenation product was determined by chiral HPLC to be 99.4% (manufacturer column: Chiracel; column type: OD-H; mobile phase: 95% by volume heptane / 5% by volume 2-propanol - to 1 l of this mixture 0.1 ml Trifluoroacetic acid; retention times:
t R ((R) -2-methylsuccinic acid 4-methyl ester) = 7.4 min
t R ((S) -2-methylsuccinic acid 4-methyl ester) = 16.7 min).
Die Reaktionslösung wurde portionsweise mit insgesamt 22,2 kg Lithiumhydroxid-Monohydrat und anschließend 375 kg Methyl-tert-butylether versetzt und auf 0°C gekühlt. Aus der erhaltenen Suspension wurde das Li-Carboxlyat abfiltriert (Ausbeute: 65,8 kg). Dessen ee (bestimmt nach Freisetzung) betrug > 99.8%.The reaction solution was added in portions with a total of 22.2 kg of lithium hydroxide monohydrate and then 375 kg of methyl tert-butyl ether and cooled to 0 ° C. From the suspension obtained The Li-Carboxlyat was filtered off (yield: 65.8 kg). Whose ee (determined after release) was> 99.8%.
Beispiel 5.Example 5.
Herstellung des Präkatalysators in situ (allgemeine Arbeitsvorschrift)Preparation of the pre-catalyst in situ (general working instructions)
1,1 eq. RophosA-Bistriflat-Salz (Rophos·2 CF3SO3H) werden mit 1,1 eq. Menge Base (vorzugsweise Amine wie Triethylamin, Hünigbase oder ähnlich) in Methanol gelöst und bei –10°C langsam zu einer Lösung von 1 eq. der Metallquelle, vorzugsweise (Rh[COD]2)X mit X = BF4, CF3SO3, SbF6, PF6, ClO4, BAr4) zugetropft. Anschließend lässt man das Gemisch auf Raumtemperatur kommen. Bei Benutzung des freien Liganden entfällt die Basenzugabe.1.1 eq. Rophos A bistriflate salt (Rophos · 2 CF 3 SO 3 H) is treated with 1.1 eq. Amount of base (preferably amines such as triethylamine, Hünig base or similar) dissolved in methanol and slowly added at -10 ° C to a solution of 1 eq. the metal source, preferably (Rh [COD] 2 ) X with X = BF 4 , CF 3 SO 3 , SbF 6 , PF 6 , ClO 4 , BAr 4 ) was added dropwise. Subsequently, the mixture is allowed to come to room temperature. When using the free ligand, the base addition is eliminated.
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