DE2416396A1 - Asymmetrische hydrierung mittels optisch aktiver aluminiumhydrid-derivate - Google Patents
Asymmetrische hydrierung mittels optisch aktiver aluminiumhydrid-derivateInfo
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Description
SNAM PROGETTI S.p.A., Mailand / Italien
Asymmetrische Hydrierung mittels optisch aktiver Aluminium-
hydrid-Derivate
Die Erfindung betrifft die asymmetrische Hydrierung mittels
optisch aktiver Aluminiumhydrid-Derivate.
Die Erfindung betrifft die Verwendung von monomeren Amino-Alanen und polymeren Imino-Alanen bei der Reduktion von prochiralen
oder racemischen Substraten, um optisch aktive Verbindungen' herzustellen.
Die Synthese optisch aktiver.Verbindungen, wie von Alkoholen,
Aminen mit hohem spezifischen Reinheitsgrad ist ein sehr wichtiges Syntheseproblem sowohl in technischer als auch in
wirtschaftlicher Hinsicht.
Die zunehmende Möglichkeit in den letzten Jahren, Naturprodukte durch Partial- oder Totalsynthese herzustellen, hat
bewirkt, daß die direkte Synthese optisch aktiver Verbindungen ohne die Notwendigkeit, die optischen Antipoden aufzulösen, mehr und mehr Interesse gewonnen hat-. Bis heute
wurden die höchsten optischen Reinheiten bei der asymmetrischen Synthese im allgemeinen durch enzymatische oder mikro-
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biologische Reaktionen erhalten', obgleich die Schwierigkeiten, die bei diesen Verfahren und auch bei kontinuierlichen Reaktionen
auftreten, groß sind, und daher besteht ein großer Bedarf nach einer chemischen Synthese, die für viele Anwendungen,
beispielsweise bei der asymmetrischen Hydrierung von prochiralen Substanzen wie Ketonen, Iminen oder racemischen
Substanzen wie Epoxyden, Trialkylphosphinoxyden, um die entsprechenden optisch aktiven Alkohole und Amine mit
optisch .aktiven komplexen Metallhydriden herzustellen, attraktiv ist.
Bis heute ist die direkte oder indirekte asymmetrische Reduktion der oben erwähnten Substrate mittels Hydriden von Elementen,
die zu der dritten Gruppe des Periodischen Systems gehören, die einzig beschriebene Synthese, wobei Wasserstoff
Übergangsreaktionen von Aluminium- und Lithiumhydrid in Anwesenheit optisch aktiver Alkohole stattfinden. Im allgemeinen
verlaufen solche Umsetzungen über die Bildung der entsprechenden Metallalkoxyhydride bei niedrigen Werten der
optischen Induktion und bemerkenswerten.Beschränkungen in der Wahl der Reaktionsbedingungen wegen der niedrigen Löslichkeit
der Reagentien.
Die höchsten berichteten technischen Ausbeuten liegen im Bereich von ungefähr 45 bis 50%. Die optische Ausbeute leitet
sich von dem Verhältnis ab χ 100.
Es wurde nun gefunden, daß man asymmetrische Reaktionen mit Wasserstoffübertragung von optisch aktiven Aluminiumhydriden
bei wesentlich höheren optischen Induktionswerten durchführen kann, wenn die Aluminiumalkoxy-hydride optisch aktiv sind, da
die vorhandene asymmetrische Alkoxygruppe durch optisch aktive Amino-Alane oder Polyimino-Alane der Art H2AlHR1 R2SHA1 (NR1 R2)2,
(HAWIR)n ersetzt wird, worin R, R1 und R2 Alkyl-, Aryl- oder
Cycloalkylgruppen bedeuten und η eine ganze Zahl bedeutet, die
höher als 4 ist, und wobei die Verbindungen mindestens eine direkte Al-H-Bindung und eine Al-H-Bindung pro Aluminiumatom
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enthalten, wobei der dritte Substituent, der an das Aluminiumatom
gebunden ist, ein Halogen, -H, -N(R)2* -OR sein
kann, worin das Asymmetriezentrum durch eine primäre oder sekundäre Amingruppe, die mindestens eine optisch aktive Alkylgruppe
enthält, dargestellt wird.
Es wurden solche Derivate bei der asymmetrischen Hydrierungsreaktion von prochiralen Ketonen, Iminen, N-substituierten
Iminen, Oximen oder racemischen Alkylenoxyden und Trialkylphosphinoxyden verwendet, wobei man die entsprechenden
optisch aktiven reduzierten Verbindungen mit sehr viel höheren optischen Induktionswerten erhält. Manchmal wurden optische
Ausbeuten erhalten, die 85% entsprechen.
Die Löslichkeiten in verschiedenen Lösungsmitteln bei niedriger Temperatur ermöglicht ebenfalls, daß sie als
Reduktionsmittel bei Bedingungen verwendet werden können, worin AlH, und LiAlH^ oder andere Hydride keine guten Ergebnisse
liefern.
Amino- und Imino-Alane werden aus optisch aktiven primären oder
sekundären Aminen und aus AlH-*.D oder LiAlH. entsprechend den
folgenden Umsetzungen hergestellt.
1) AlH3-D + R* - NH
+ D-
2) LiAlH 4+ RR* NH.HC1 —p
RR*N-A1H2 + LiCl
3) AlH . D + RR* NH ->
R*RN - AlH + D + H 2 2
4) AlH2 X. D + RR*NH —>
R*rn _ AlHX + D + H (X-Cl, Br)
5) AlH . D + 2RR* 1IK *>
RR*N - AlH - NRR* + D - 2H
(D « Lewis bane :
^I1 (c^H ) N1 etc).
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Als Amine kann man beispielsweise verwenden Bornylamin, sek„-Butylamin,
Phenetylamin, Menthylamin und jedes primäre Amin, worin der Substituent optisch aktiv ist, oder ein sekundäres
Amin, worin mindestens einer der Substituenten optisch aktiv ist wie N-Methy1-phenetylamin, Pipecolin, Desoxyephedrin,
O-Methylephedrin, wobei die anderen Substituenten
chiral oder achiral sein können. Einige Alane, die wie oben beschrieben hergestellt werden, werden im folgenden aufgeführt:
C, u
H ι
•flt
H- c-
CH.
'Ί
V-\
Sie wurden bei der Reduktion prochiraler Substrate wie Ketone, Imino, Oxime in verschiedenen Lösungsmitteln und bei Temperaturen
im Bereich zwischen +50 und -1000C, abhängig von dem Lösungsmittel und der Substratart, verwendet.
Entsprechend den berichteten Faktoren wurden manchmal asymme-
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trische Induktionswerte von 85% erhalten. Das Reaktionsschema
wird im folgenden dargestellt:
/?vv"v;
(Al-H*) = optisch aktives Dialkylamino-Alan oder Polyimino-Alan.
Gegen Reaktionsende wird das asymmetrische Amin fast vollstän
dig gewonnen, ohne daß ein meßbares Anzeichen der Racemisie-rung beobachtet wird.
Diese Tatsache schließt die Möglichkeit eines WasserstoffÜber
gangs von dem asymmetrischen C-Atom aus, wenn man als Amin
\ ■.
H ' R1
verwendet. .
Den Vorteil, den man erhält, wenn man die erfindungsgemäßen
Aminoalane verwendet, besteht in der Möglichkeit, innerhalb großer Temperaturbereiche zu arbeiten und die verschiedensten
Lösungsmittel zu verwenden, wobei man optische Ausbeuten erhält,
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die höher sind als die, die für andere Systeme berichtet wurden, bei denen Metallhydride für die asymmetrische Hydrierung
verwendet wurden, wobei man das Mittel, das die optische Induktion bewirkt, fast vollständig wiedergewinnt.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Beispiel 1 . '
0,215 Mol Acetophenon, gelöst in 100 ml Äthyläther, werden langsam in eine Lösung, die 0,11 Mol N-Methylphenetylaminoalan
in 600 ml Äther, gekühlt auf O0C enthält,, getropft, Nach
4 Stunden wird die Lösung mit Wasser und Eis hydrolysiert, wobei man den pH-Wert bei £ 4 rait HCl hält. Die organische
Phase wird abgetrennt, die wäßrige Phase wird mit drei Teilen von 100 ml Äther extrahiert. Die Extrakte werden vereinigt und
bis zu einem geringen Volumen eingedampft.
Das zurückbleibende Öl wird mit Semicarbazid, HCl und Natriumacetat
in einer Wasser-Äthanollösung (1/4) bei 60°C behandelt. Man verdünnt mit sehr viel Wasser und kühlt auf O0C, dabei
scheidet sich nichtumgesetztes Acetophenon als Semicarbazon
ab, das abfiltriert wird» Die klare Lösung wird viermal mit jeweils 100 ml Äther extrahiert. Die vereinigten Extrakte werden
über NapSO» getrocknet und das Lösungsmittel wird eingedampft.
Der Rückstand wird im Vakuum (0,1 bis 0,15 mm Hg) destilliert. Man erhält 23,6 g Phenylmethylcarbinol, Ausbeute 90%,
3 = "5»5° (°Ptiscne Ausbeute 12,5?0.
Aus der Hydrolysemutterlauge gewinnt man durch Alkalischmachen, Ätherextraktion und Behandlung mit gasförmiger HCl 19,1 g
N-Methylphenetylamino.HCl (Ausbeute 93J5) [«]??£ -^ = -29,9°
J^rO ODS.
(EtOH c = 5).
Das Aminchlorhydrat,, daSgin, der Synthese von Dialkylaminoalan
verwendet wird, besitzt das O]^6 ο^5# = -30,0°(Et0H, c = 5).
Man arbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben und setzt N-Methylphenäthylaminoalan
(2:1) bei -730C in Äthyläther um. Man erhält das entsprechende Carbinol mit einer Ausbeute von 57,5%,
p = -37,2°; optische Ausbeute 85%.
Man arbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben und setzt Acetophenol und N-Methylphenäthylamin (2:1) bei O0C in Toluol um.
Das entsprechende Carbinol wird in einer Ausbeute von 88% erhalten, l>]Jpot)S = -12,04°; optische Ausbeute 27,4%.
Man arbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben und setzt Acetophenol und N-Methylphenäthylamin (2:1) bei -7O0C in Toluol um.
Das entsprechende Carbinol wird in einer Ausbeute von 63,5% erhalten,
[a]iPot)S = -32,6° ; optische Ausbeute 74%.
Bei -700C werden 11,4 g N-(n-Butyl)-imino-2-butanon zu einer
Lösung aus 16,3 g N-Methylphenäthylaminoalan in Äthyläther
gegeben. Gegen Reaktionsende wird die Reaktionsmasse durch Eis-Alkali hydrolysiert. Die Ätherfraktion wird abgetrennt
und die wäßrige Phase wird erneut dreimal mit Äther extrahiert. Die Ätherextrakte werden vereinigt, über Na2SO^ getrocknet und
bei vermindertem Druck eingedampfte Man erhält aus dem restlichen Öl durch Fraktionierung bei 12 mm sek.-Butylamin in
einer Ausbeute von 40 bis 45%, [0OjP0T33 = +2,9°; optische
Ausbeute 18%.
Man arbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben und setzt Acetophenon und (+) Pipecolin-alan (2:1) bei -700C in Tetrahydrofuran
409844/0978
um. Man erhält das entsprechende CarMnol in einer Ausbeute
von 60%, [α]jjpobs = -9,8°; optische Ausbeute 22,5%.
Man arbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben und setzt Acetophenon und Poly-[(-)-phenäthyl]-iminoalan bei O0C in Äthyläther
um. Man erhält das entsprechende Carbinol in einer Aus beute von 80%, [0On ohs = +4,42°; optische Ausbeute 14,4%.
Eine Lösung aus 0,31 Mol N-Methylphenäthylamino-alan in Benzol
wird bei 250C zu einer Benzollösung ι 1-Phospha, 3-Cyclopenten, 1-Oxyd (I)
wird bei 250C zu einer Benzollösung aus 3-Methyl, 1-Phenyl?
gegeben. Gegen Ende der Zugabe wird die gesamte Reaktionsmischung bei Zimmertemperatur 3 Stunden unter Rühren aufbewahrt
und dann mit Eis und Alkali hydrolysiert. Die Benzolphase wird extrahiert, über KOH getrocknet und bei vermindertem
Druck eingedampft. Durch Destillation bei 0,1 mm Hg erhält man N-Methylphenäthylamino (Kp.0 1 = 48°C; Ausbeute 70 bis 75%;
optische Reinheit 98%)0
Die folgende Fraktion enthält 3-Methyl-1-phenyl-1-phospha-3-cyclopenten
(II)
Ausbeute 55 bis 60%, M^5 ohSt= +6,78°. Die maximale spezifi
sche Drehung dieses Phosphins ist nicht bekannt.
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■* 9 —
13|2 g (0,115 Mol) i-Butylmethyl-ketoxim werden langsam im
Verlauf von einer Stunde und 30 Minuten zu einer Lösung aus 20,8 g (0,13 ml) N-Methylphenäthylamin-alan in 250 ml Äther
bei O0C zugegeben. Nachdem man die Lösung 3 Stunden am Rückfluß
erwärmt hat, wird sie mit Eis- hydrolysiert0 Nachdem die
Lösung mit Alkali zum alkalischen pH versetzt wurde, wird sie mit Äther (100 ml dreimal) extrahiert. Die Extrakte werden
vereinigt und über festem KOH getrocknet und eingedampft.
Der Rückstand wird bei 15 mm Hg destilliert. Die unterschiedlichen
Fraktionen werden gaschromatographisch analysiert. Isobutylmethylamin wird in einer Ausbeute von 50% erhalten,
[oc]jpobs _ -o,63° (wissenschaftliche Papiere:-10,7°, optische
Ausbeute 5,9%).
N-Methylphenäthylamin als· Chlorhydrat wird aus dem Destillationsrückstand
in einer Ausbeute von 90% isoliert. Die optische Reinheit . des gewonnenen Amins beträgt 98%, bezogen
auf das Ausgangsmaterial.
Alle Messungen der optischen Drehwerte v/erden mit reinen
Proben und nichtverdünnten Proben durchgeführt.
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Claims (3)
1. Verfahren zur asymmetrischen Hydrierung von prochiralen
oder racemischen Substraten, wobei man die optisch aktiven Produkte erhält, dadurch gekennzeichnet, daß die
asymmetrische Wasserstoffübertragungsreaktion durchgeführt wird, indem man optisch aktive Amino-Alane oder Polyimino-Alane
der Formeln
H2AlNR1R2, H Al(NR1R2J2, (H AlNR)n
verwendet, worin R, R1 und R2 Alkyl-, Aryl- oder Cycloalkylgruppen
bedeuten, η eine ganze Zahl, die höher ist als 4 bedeutet, und wobei diese Verbindungen mindestens eine Al-N-Direktbindung
und eine Al-H-Bindung pro Aluminiumatom enthalten, während der dritte Substituent, der an das Aluminium gebunden
ist, ein Halogen, -H - NCRi -OR sein kann, worin R
die oben gegebene Bedeutung besitzt, und worin das asymmetrische Zentrum durch eine primäre oder sekundäre Amingruppe,
die mindestens eine optisch aktive Alkylgruppe enthält, gebildet wird.
2. Asymmetrische Hydrierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umsetzung bei einer Temperatur im Bereich von -100 bis +500C durchgeführt wird.
3. Asymmetrische Hydrierung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionsreaktion mit
prochirtalen Ketonen, !minen, N-substituierten Iminen oder
racemischen Alkylenoxyden oder/und Trialkylphosphinoxyd durchgeführt wird.
409844/0978
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT22954/73A IT987071B (it) | 1973-04-13 | 1973-04-13 | Idrogenazione asimmetrica a mez zo di derivati otticamente atti vi dell idroro di alluminio |
IT2295473 | 1973-04-13 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2416396A1 true DE2416396A1 (de) | 1974-10-31 |
DE2416396B2 DE2416396B2 (de) | 1977-02-17 |
DE2416396C3 DE2416396C3 (de) | 1977-10-06 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2759684C2 (de) * | 1976-04-26 | 1986-05-28 | Anic S.P.A., Palermo | Verfahren zur asymmetrischen Hydrierung von Substraten |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2759684C2 (de) * | 1976-04-26 | 1986-05-28 | Anic S.P.A., Palermo | Verfahren zur asymmetrischen Hydrierung von Substraten |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA742324B (en) | 1975-04-30 |
JPS5929045B2 (ja) | 1984-07-18 |
FR2225397A1 (de) | 1974-11-08 |
NO741246L (no) | 1974-10-15 |
NO142864B (no) | 1980-07-28 |
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LU69850A1 (de) | 1974-07-18 |
DD113740A5 (de) | 1975-06-20 |
DK137922B (da) | 1978-06-05 |
HU176607B (en) | 1981-03-28 |
NL7404845A (de) | 1974-10-15 |
CA1021801A (en) | 1977-11-29 |
NO142864C (no) | 1980-11-05 |
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AU6753874A (en) | 1975-10-09 |
JPS5076002A (de) | 1975-06-21 |
DK137922C (de) | 1978-10-30 |
DE2416396B2 (de) | 1977-02-17 |
FR2225397B1 (de) | 1976-06-25 |
BE813718A (fr) | 1974-07-31 |
GB1460781A (en) | 1977-01-06 |
SE419550B (sv) | 1981-08-10 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |