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Gebiet der
Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf
ein Phosphinderivat, ein Polymer, das das Phosphinderivat umfasst, einen Übergangsmetallkomplex,
der das Phosphinderivat oder ein Polymer davon umfasst, und ein
Verfahren zum Herstellen einer optisch aktiven Verbindung durch
asymmetrische Hydrierung unter Verwendung des Übergangsmetallkomplexes als
Katalysator.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es wurde eine große Anzahl von Übergangsmetallkomplexen
in Katalysatorsystemen für
organische Synthesen verwendet. Insbesondere haben Edelmetallkomplexe,
wenngleich sie teuer sind, aufgrund ihrer Stabilität und leichten
Handhabung verbreitete Verwendung gefunden. Die Verwendung von Übergangsmetallkomplexen
wie Edelmetallkomplexen als Katalysator in verschiedenen Synthesen
ist ausführlich
untersucht worden und wir können
viele Berichte über
die Übergangsmetallkomplexe
finden, welche organische Synthesereaktionen einschließlich asymmetrischer
Reaktionen bewirkt haben, welche mit herkömmlichen Mitteln als unausführbar angesehen
worden waren.
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Zu optisch aktiven Liganden, die
in asymmetrischen katalytischen Reaktionen brauchbar sind, gehören verschiedene
Typen. Im Hinblick auf die asymmetrische Hydrierung unter Verwendung
eines Übergangsmetall-Phosphin-Komplexes
gehört
2,2'-Bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin (nachstehend
als BINAP bezeichnet) zu den optisch aktiven Liganden mit der ausgezeichnetsten
Fähigkeit
zur asymmetrischen Erkennung. Es gibt viele Berichte über Hydrierungsreaktionen
von Olefinen oder Ketonverbindungen unter Verwendung eines Rh- oder
Ru-Komplexes, der BINAP als einen Liganden umfasst (siehe z.B. Ryoji
Noyori, Asymmetric Catalysis in Organic Synthesis, S. 16–85, A Wiley-Interscience
Publication (1994)).
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Diese teuren Edelmetallkatalysatoren
können
jedoch nicht zurückgewonnen
werden oder ihre Rückgewinnung
erfordert ein kompliziertes Verfahren einschließlich eines schweren Verlusts.
Außerdem
ist es unmöglich
oder unwirtschaftlich, den zurückgewonnenen
Katalysator wiederzuverwenden. Es wurde deshalb gefordert, einen
Katalysator zu entwickeln, welcher leicht abgetrennt und wiederverwendet
werden kann und seine Aktivität
und Selektivität
selbst bei wiederholter Verwendung beibehält.
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Die Anwendung von synthetischen chiralen
Polymeren als ein Medium für
die Spaltung eines Racemats, ein Reagenz oder ein Katalysator für die asymmetrische
Synthese und dergleichen ist ausführlich untersucht worden. Untersuchungen über die
Fähigkeit
von chiralen Polymeren bei der asymmetrischen Erkennung haben in
letzter Zeit bemerkenswerte Fortschritte gemacht. Insbesondere wenn
sie auf stereoselektive organische Reaktionen angewendet werden,
stellen chirale Polymere eine spezifische Reaktionsstelle bereit,
die von allgemeinen homogenen Reaktionssystemen verschieden ist.
Die Verwendung eines polymeren Reagenzes oder eines polymeren Katalysators
in einer organischen Synthese ist zum Verbessern von industriellen Verfahren
insofern vorteilhaft, als das Produkt leicht abgetrennt werden kann
und das Reagenz oder der Katalysator wiederverwendet werden kann.
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Zu Anwendungen der chiralen Polymere
auf stereoselektive organische Synthesen gehören die folgenden Beispiele.
- 1) Eine optisch aktive Aminosäure wird
mit 4-Vinylbenzolsulfonylchlorid reagieren gelassen, um ein chirales Monomer
(C) zu erhalten, welches mit Styrol und Divinylbenzol copolymerisiert
wird, um ein Polymer mit den folgenden Struktureinheiten zu erhalten:
Der resultierende
Polymerligand und Diboran werden miteinander reagieren gelassen,
um ein an ein chirales Polymer gebundenes Oxabororidinonon herzustellen,
welches als ein Lewis-Säure-Katalysator
für eine Diels-Alder-Reaktion
zwischen Cyclopentadien und Metacrolein verwendet wird. (S. Itsuno,
et al., Tetrahedron: Asymmetry, Bd. 6, S. 2547 (1995)).
- 2) Ein Polymer von einem Mangan-Salen-Komplex (D) wird bei einer
asymmetrischen Epoxidierung von Olefinen verwendet (S. Sivaram,
et al., Tetrahedron: A-symmefty,
Bd. 6, S. 2105 (1995)).
- 3) 2-p-Styryl-4,5-bis[(dibenzophosphoryl)methyl]-1,3-dioxolan
(E), Styrol und Divinylbenzol werden copolymerisiert, um ein chirales
Polymer mit den folgenden Struktureinheiten zu erhalten:
Platinchlorid
wird an den resultierenden Polymerliganden koordiniert, um einen
chiralen Polymerkatalysator zu erhalten. Styrol wird hydroformyliert
unter Verwendung des resultierenden Polymerkatalysators bei gleichzeitiger
Anwesenheit von Zinnchlorid (J. K. Stille, et al., J. Org. Chem.,
Bd. 51, S. 4189 (1986)).
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Es ist jedoch keiner von diesen bekannten
polymeren Katalysatoren praktisch verwendet worden und zwar wegen
einer unzureichenden katalytischen Aktivität oder einer Reaktionsausbeute,
die niedriger ist als diejenige, die durch Verwenden des entsprechenden
Monomers erhalten wird.
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EP
0877029 offenbart ein 6-Vinyl-2'-diarylphosphino-1,1'-binaphthalin-2-yloxy-biphenylen-2,2'-diyloxy)phosphinderivat,
ein Polymer, das Struktureinheiten aufweist, die von dem Phosphinderivat
abgeleitet sind, und einen Übergangsmetallkomplex,
der durch Zusammenbringen einer Übergangsmetallverbindung
mit dem Polymer gebildet wird. Der Polymer-geträgerte Ligand kann als ein Katalysator
in asymmetrischen Synthesen verwendet werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist, einen polymerhaltigen Liganden bereitzustellen, der einen Katalysator
für asymmetrische
Synthesereaktionen ergibt, welcher eine zufriedenstellende Leistung
im Hinblick auf die katalytische Aktivität, die optische Reinheit und
dergleichen aufweist.
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung
synthetisierten ein Monomer mit einem Binaphthylgerüst mit einer
Diarylphosphinogruppe in den 2,2'-Stellungen
und einer Vinylgruppe in der 6-Stellung und stellten ein Copolymer
her, welches das Monomer, ein Styrolderivat und Divinylbenzol umfasst.
Sie haben festgestellt, dass das resultierende Polymer als ein Ligand
eines Katalysators für
eine asymmetrische Hydrierungsreaktion ausgezeichnet ist.
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Die Erfindung stellt ein Phosphinderivat
bereit, das durch Formel (I) wiedergegeben wird:
worin Ar eine substituierte
oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe
bedeutet.
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Die Erfindung stellt auch ein Oligomer
oder Polymer bereit, das eine Struktureinheit umfasst, die durch Formel
(III) wiedergegeben wird:
worin Ar wie vorstehend definiert
ist; und k eine ganze Zahl von 2 bis 100 bedeutet.
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Die Erfindung stellt außerdem einen Übergangsmetallkomplex
bereit, der durch Einwirkenlassen einer Übergangsmetallverbindung auf
die Verbindung, die durch Formel (I) wiedergegeben wird, oder das
Oligomer oder Polymer mit der Struktureinheit der Formel (III) erhalten
wird.
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Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren
zum Herstellen einer optisch aktiven Aminosäureverbindung, die durch Formel
(B) wiedergegeben wird:
worin R
3 eine
substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder eine substituierte
oder unsubstituierte Arylgruppe bedeutet; R
4 ein
Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte
Arylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Aralkylgruppe
bedeutet; R
5 ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine
Alkoxygruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe
oder eine substituierte oder unsubstituierte Aralkyloxygruppe bedeutet;
und * ein asymmetrisches Kohlenstoffatom anzeigt, bereit, welches
das asymmetrische Hydrieren einer Dehydroaminosäureverbindung, die durch Formel
(A) wiedergegeben wird:
worin R
3,
R
4 und R
5 wie vorstehend
definiert sind,
in Gegenwart des vorstehend beschriebenen Übergangsmetallkomplexes
umfasst.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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In Formel (I) bedeutet Ar eine substituierte
oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte
Naphthylgruppe. Zu den Substituenten, welche sich an der Phenyl-
oder Naphthylgruppe befinden können,
gehören
eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie Methyl,
Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, t-Butyl oder Isobutyl; ein Halogenatom
wie Fluor, Chlor oder Brom; eine niedere Alkoxygruppe wie Methoxy,
Ethoxy, Propoxy oder Butoxy; eine halogenierte niedere Alkylgruppe
wie Trifluormethyl oder Trichlormethyl; und eine Benzyloxygruppe.
Ar bedeutet vorzugsweise Phenyl-, 4-Tolyl-, 4-Methoxyphenyl-, 3,5-Xylyl-
und Naphthylgruppen.
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Die Verbindung (I) der Erfindung
kann beispielsweise durch das folgende Reaktionsschema hergestellt
werden, in welchem eine Phenylgruppe als ein Beispiel für Ar herangezogen
wird:
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Optisch aktives Binaphthol (VII)
und Trifluormethansulfonsäureanhydrid
(Tf2O) werden in Methylenchlorid in Gegenwart
von Pyridin reagieren gelassen, um 2,2'-Bis(trifluormethansulfonyloxy)-1,1'-binaphthalin (VIII)
gemäß dem in
der Literatur (M. Vondenhof und J. Mattay, Tetrahedron Lett., Bd.
31, S. 985–988
(1990), L. Kurz, et al., Tetrahedron Lett., Bd. 31, S. 6321–6324 (1990)
und Y. Uozumi, et al., J. Org. Chem., Bd. 58, S. 1945–1948 (1993))
gelehrten Verfahren zu erhalten. Die Verbindung (VIII) wird mit
Diphenylphosphinoxid (Ph2PHO) in Gegenwart
einer katalytischen Menge eines Palladium-Phosphin-Komplexes reagieren
gelassen, um 2'-Diphenylphosphinyl-2-trifluormethansulfonyloxy-1,1'-binaphthalin (IX)
zu erhalten, welches dann mit Lithiumhydroxid (LiOH) hydrolysiert
wird, um 2'-Diphenylphosphinyl-2-hydroxy-1,1'-binaphthalin (X)
zu bilden. Die Verbindung (X) wird in Dioxan bromiert, wobei 2'-Diphenylphosphinyl-2-hydroxy-6-brom-1,1'-binaphthalin (XI)
erhalten wird. Die Verbindung (XI) wird mit Trichlorsilan (HSiCl3) in Gegenwart eines Amins reduziert, um 2'-Diphenylphosphino-2-hydroxy-6-brom-1,1'-binaphthalin (XII)
zu erhalten. Die Verbindung (XII) wird mit 2-Vinyl-5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaborinan
in Gegenwart eines Palladiumkatalysators reagieren gelassen, um
6-Vinyl-2-diphenylphosphino-2-hydroxy-1,1'-binaphthalin (XIII) gemäß dem in
der Literatur (Y. Miyaura und A. Suzuki, J.C.S. Chem. Commun., S.
866 (1979)) beschriebenen Verfahren zu erhalten. Die Verbindung
(XIII), Trifluormethansulfonsäureanhydrid
(Tf2O) und Natriumhydrid werden reagieren
gelassen, um 6-Vinyl-2'-diphenylphosphino-2-trifluormethansulfonyloxy-1,1'-binaphthalin (XIV)
zu erhalten. Die Verbindung (XIV) wird mit Diphenylphosphinoxid
(Ph2PHO) in Gegenwart vor einem Nickel-Phosphin-Komplex
und 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan (DABCO) reagieren gelassen, um
6-Vinyl-2'-diphenylphosphino-2-diphenylphosphinyl-1,1'-binaphthalin (XV)
zu erhalten, welches mit Trichlorsilan (HSiCl3)
in Gegenwart eines Amins reduziert wird, wobei 6-Vinyl-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin (XVI)
als Endprodukt erhalten wird.
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Das vorstehend beschriebene Verfahren
eignet sich auch für
die Herstellung der Verbindungen (I), in welchen Ar keine Phenylgruppe
ist.
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Die Verbindung (I) koordiniert an
ein Übergangsmetall
als Ligand unter Bildung eines Übergangsmetallkomplexes.
Von den erhältlichen Übergangsmetallkomplexen
sind solche bevorzugt, die durch Formel (II) wiedergegeben werden:
worin Ar wie vorstehend definiert
ist; M Ruthenium, Rhodium, Iridium oder Palladium bedeutet; W eine
Allylgruppe, eine Methallylgruppe, 1,5-Cyclooctadien, Norbornadien,
ein Halogenatom, eine Acetoxygruppe oder eine Acetylacetonatogruppe
bedeutet; Y ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, ClO
4,
BF
4, PF
6, BPh
4 (Tetraphenylborat), OTf (Trifluormethansulfonyloxy)
oder SbF
6 bedeutet; Z ein substituiertes
oder unsubstituiertes Benzol bedeutet; p, q und r jeweils eine Zahl
von 0 bis 2 bedeuten, mit der Maßgabe, dass p, q und r nicht gleichzeitig
0 bedeuten.
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In der Formel (I) gehören zu Substituenten,
welche an Benzol als Z vorhanden sein können, eine niedere Alkylgruppe,
ein Halogenatom, eine niedere Alkoxygruppe, eine halogenierte niedere
Alkylgruppe und eine Benzyloxygruppe. Zu Beispielen für die niedere
Alkylgruppe, das Halogenatom, die niedere Alkoxygruppe und die halogenierte
niedere Alkylgruppe gehören
die vorstehend als Substituenten von Ar aufgeführten.
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Spezifische Beispiele für die erfindungsgemäßen Übergangsmetallkomplexe
sind nachstehend gezeigt. In den im Folgenden angegebenen Formeln
steht cod für
1,5-Cyclooctadien; nbd für
Norbornadien; Ph für
Phenyl; Ac für
Acetyl; OAc für
Acetoxy; acac für
Acetylacetonato; und OTf für
Trifluormethansulfonyloxy. "L" steht für einen
Liganden der Formel (I) und soll speziell (R)-6-Vinyl-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin als
typisches Beispiel bedeuten.
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Rhodiumkomplexe
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Zu Rhodiumverbindungen, die als eine
Komplexvorstufe zum Bilden von Rhodiumkomplexen verwendet werden,
gehören
RhCl3, RhBr3, Rhl3, [Rh(cod)Cl]2,
[Rh(cod)Br]2, [Rh(cod)I]2,
[Rh(nbd)Cl]2, [Rh(nbd)Br]2, [Rh(nbd)I]2, [Rh(cod)(OAc)]2,
[Rh(nbd)(OAc)]2, Rh(cod)(acac), Rh(nbd)(acac),
Rh(CO)2(acac), [Rh(CO)2Cl]2, [Rh(CO)2Br]2, [Rh(CO)2I]2, [Rh(cod)2]BF4, [Rh(cod)2]ClO4, [Rh(cod)2]PF6, [Rh(cod)2]BPh4, [Rh(nbd)2]BF4, [Rh(nbd)2]Cl4, [Rh(nbd)2]PF6, [Rh(nbd)2]BPh4, [Rh(cod)2]OTf,
[Rh(cod)2]SbF6,
[Rh(nbd)2]OTf und [Rh(nbd)2]SbF6.
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Das in der Literatur (R.R. Schrock
und J.A. Osborn, J. Am. Chem. Soc., Bd. 93, S. 2397 (1971)) beschriebene
Verfahren kann zum Herstellen der Rhodiumkomplexe befolgt werden.
Zum Beispiel werden Bis(1,5-cyclooctadien)rhodiumhexafluorphosphat
([Rh(cod)2]PF6)
und L miteinander reagieren gelassen. Spezifische Beispiele für die so
erhaltenen Rhodiumkomplexe sind Rh(acac)(L), Rh(cod)Cl(L), Rh(nbd)CL(L), [Rh(cod)(L)]ClO4, [Rh(cod)(L)]BF4,
[Rh(cod)(L)]PF6, [Rh(nbd)(L)]ClO4, (Rh(nbd)(L)]BF4 und
[Rh(nbd)(L)]PF6.
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Rutheniumkomplexe
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Zu Rutheniumverbindungen, die als
eine Komplexvorstufe brauchbar sind, gehören [RuCl2(benzol)]2, [RuBr2(benzol)]2, [Rul2(benzol)]2, [RuCl2(p-cymol)]2, [RuBr2(p-cymol)]2, [Rul2(p-cymol)]2, [RuCl2(mesitylen)]2, [RuBr2(mesitylen)]2, [Rul2(mesitylen)]2, [RuCl2(hexamethylbenzol)]2, [RuBr2(hexamethylbenzol)]2, [Rul2(hexamethylbenzol)]2, [(π-Allyl)Ru(cod)]2, [(π-Allyl)Ru(nbd)]2, [(π-Methallyl)Ru(cod)]2 und [(π-Methallyl)-Ru(nbd)]2.
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Die Rutheniumkomplexe werden beispielsweise
durch Erwärmen
von Bis[ruthenium-(p-cymol)iodid] ([Rul2(p-cymol)]2) und
L in Methylenchlorid mit Rühren
unter Wärme
hergestellt, wie es in der Literatur (K. Mashima, et al., J. Chem.
Soc., Chem. Commun., S. 1208 (1989)) gelehrt wird. Spezifische Beispiele
für die
Rutheniumkomplexe sind [RuCl(benzol)(L)]Cl, [RuBr(benzol)(L)]Br,
[Rul(benzol)(L)]I, [RuCl(p-cymol)(L)]Cl, [RuBr(p-cymol)(L)]Br, [Rul(p-cymol)(L)]I,
[RuCl(mesitylen)(L)]Cl, [RuBr(mesitylen)(L)]Br, [Rul(mesitylen)(L)]I,
[RuCl(hexamethylbenzol)(L)]Cl, [RuBr(hexamethylbenzol)(L)]Br und
[Rul(hexamethylbenzol)(L)]I.
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Palladiumkomplexe:
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Zu Palladiumverbindungen, welche
als eine Palladiumkomplexvorstufe verwendet werden können, gehören PdCl2, PdBr2, Pdl2, [(π-Allyl)PdCl]2, ((π-Allyl)PdBr]2, [(π-Allyl)Pdl]2, [(π-Methallyl)PdCl]2, [(π-Methallyl)PdBr]2, [(π-Methallyl)Pdl]2, PdCl2(CH3CN)2, PdBr2(CH3CN)2,
Pdl2(CH3CN)2, PdCl2(C6H5CN)2, PdBr2(C6H5CN)2, Pdl2(C6N5CN)2,
PdCl2(cod), PdBr2(cod),
Pdl2(cod), PdCl2(nbd),
PdBr2(nbd), Pdl2(nbd), Pd(OAc)2, und Pd(acac)2.
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Palladiumkomplexe werden beispielsweise
hergestellt, indem man L und π-Allylpalladiumchlorid ([(π-Allyl)PdCl]2) gemäß dem Verfahren
reagieren lässt,
das in der Literatur (Y. Uozumi und T. Hayashi, J. Am. Chem. Soc.,
Bd. 113, S. 9887 (1991)) offenbart ist. Spezifische Beispiele für die Palladiumkomplexe
sind PdCl2(L), (π-Allyl)Pd(L), [Pd(L)]Cl4, [Pd(L)]PF6, und
[Pd(L)]BF4.
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Iridiumkomplexe:
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Zu Iridiumverbindungen, die als eine
Iridiumkomplexvorstufe verwendet werden, gehören IrCl3,
IrBr3, Irl3, [Ir(cod)Cl]2, [Ir(cod)Br]2,
[Ir(cod)I]2, [Ir(nbd)Cl]2,
[Ir(nbd)Br]2, [Ir(nbd)I]2,
[Ir(cod)(OAc)]2, [Ir(nbd)(OAc)]2, Ir(cod)(acac),
Ir(nbd)(acac), Ir(CO)2(acac), [Ir(CO)2Cl]2, [Ir(CO)2Br]2, [Ir(CO)2I]2, [Ir(cod)2]BF4, [Ir(cod)2]ClOa, [Ir(cod)2]PF6, [Ir(cod)2]BPh4, [Ir(nbd)2]BF4, [Ir(nbd)2]ClO4, [Ir(nbd)2]PF6 und [Ir(nbd)2BPh4.
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Die Iridiumkomplexe werden beispielsweise
durch Rühren
von L und [(1,5-Cyclooctadien)(acetonitril)iridium]tetrafluorborat
([Ir(cod)(CH3CN)2]BF4) in Tetrahydrofuran gemäß dem Verfahren hergestellt,
das in der Literatur (K. Mashima, et al., J. Organomet. Chem, Bd.
428, S. 213 (1992)) offenbart ist. Zu spezifischen Beispielen für die Iridiumkomplexe
gehören
[Ir(cod)(L)]ClO4, [Ir(cod)(L)]PF6, [Ir(cod)(L)]BF4,
[Ir(nbd)(L)]ClO4, [Ir(nbd)(L)]PF6, [Ir(nbd)(L)]BF4,
Ir(cod)(L)Cl, Ir(nbd)(L)Cl, Ir(cod)(L)Br, und Ir(nbd)(L)Br.
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Das erfindungsgemäße Oligomer oder Polymer umfasst
eine Struktureinheit, die durch Formel (III) wiedergegeben wird:
worin Ar und k wie vorstehend
definiert sind.
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Das Polymer schließt vorzugsweise
ein Copolymer ein, das die Struktureinheit, die durch Formel (III) wiedergegeben
wird, und eine Struktureinheit, die durch Formel (IV) wiedergegeben
wird, und/oder eine Struktureinheit, die durch Formel (V) wiedergegeben
wird, umfasst:
worin
Ar und k wie vorstehend definiert sind; R
1 ein
Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe, eine niedere Alkoxygruppe
oder ein Halogenatom bedeutet; R
2 ein Wasserstoffatom
oder eine Methylgruppe bedeutet; l und m jeweils eine ganze Zahl
von 0 bis 1000 bedeuten, mit der Maßgabe, dass l und m nicht gleichzeitig
0 bedeuten und dass (k+1+m) im Bereich von 10 bis 1000 liegt.
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In Formel (IV) schließt R1 ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie Methyl, Ethyl, Isopropyl, n-Butyl,
und t-Butyl, eine niedere Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
wie Methoxy, Ethoxy, Propoxy und Butoxy und ein Halogenatom wie
Fluor, Chlor und Brom ein.
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Das Oligomer oder Polymer, das die
Einheit (III) umfasst, wird durch Polymerisieren des Phosphinderivats
von Formel (I) erhalten. Das Polymer, das die Einheiten (III) und
(IV) und/oder (V) umfasst, wird durch Copolymerisieren des Phosphinderivats
(I) und eines Styrolderivats, das durch Formel (IVa) wiedergegeben wird:
worin R
1 und
R
2 wie vorstehend definiert sind,
und/oder
von Divinylbenzol, das durch Formel (Va) wiedergegeben wird:,
erhalten.
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Die Polymerisationsreaktion wird
durch Verfahren wie eine Lösungspolymerisation
und eine Suspensionspolymerisation durchgeführt. Zum Beispiel wird eine
Lösung
oder Suspension des Monomers bzw. der Monomeren in einem Lösungsmittel
wie einer wässrigen
Polyvinylalkohollösung,
einem halogenierten Kohlenwasserstoff (z.B. Chloroform) oder einem
Kohlenwasserstoff (z.B. Toluol) in ein Reaktionsgefäß in einer
Inertatmosphäre
(z.B. Stickstoff oder Argon) eingefüllt. Eine Azoverbindung (z.B.
2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril)
oder Azobisisobutyronitril) oder ein Peroxid wird als Radikalpolymerisationsstarter
zugegeben und das Gemisch wurde bei 60 bis 100°C unter Atmosphärendruck
1 Stunde bis 2 Tage lang reagieren gelassen.
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Das Copolymerisationsverhältnis der
Einheiten (III), (IV) und (V), das durch das Molverhältnis k:l:m wiedergegeben
wird, beträgt
2 bis 100:0 bis 1000:0 bis 1000, vorzugsweise 2 bis 100:100 bis
1000: 0 bis 1000. Die Polymerisationsgrade der Einheiten (III),
(IV) und (V) werden durch k, l und bzw. m wiedergegeben und (k+l+m)
liegt im Bereich von 10 bis 1000.
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Das Oligomer oder Polymer mit der
Struktureinheit (III) und das Polymer mit den Struktureinheiten
(III) und (IV) und/oder (V) dienen als Ligand, der unter Bildung
von Übergangsmetallkomplexen
an ein Übergangsmetall
koordiniert. Zu den gebildeten Übergangsmetallkomplexen
gehören
solche mit einer Struktureinheit, die durch Formel (V1) wiedergegeben
wird:
worin Ar, M, W, Y, Z, p,
q, r und k wie vorstehend definiert sind,
und solche, welche
die folgende Struktureinheiten (VI), (IV) und (V) umfassen:
worin
Ar, R
1, R
2, M, W,
Y, Z, p, q, r, k, l und m wie vorstehend definiert sind.
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Beispiele für die oligomeren oder polymeren
Komplexe sind nachstehend beschrieben. In den nachstehend angegebenen
Formeln haben cod, nbd, Ph, Ac, OAc, acac und OTf die gleichen Bedeutungen
wie vorstehend definiert. "L" steht für einen
Liganden der Formel (III) und soll speziell eine Struktureinheit
bedeuten, die von 6-Vinyl-2,2'-bis(diarylphosphino)-1,1'-binaphthalin abgeleitet
ist. Der Polymerisationsgrad k ist wie vorstehend definiert (eine
ganze Zahl von 2 bis 100). In diesem Beispielen kann das Polymer
mit der Einheit (III) durch das Polymer mit den Einheiten (III),
(IV) und (V) ersetzt werden.
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Rhodiumkomplexe
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Zu Rhodiumverbindungen, die als eine
Rhodiumkomplexvorstufe verwendet werden, gehören RhCl3, RhBr3, Rhl3, [Rh(cod)Cl]2, [Rh(cod)Br]2,
[Rh(cod)I]2, [Rh(nbd)Cl]2,
[Rh(nbd)Br]2, [Rh(nbd)I]2,
[Rh(cod)(OAc)]2, [Rh(nbd)(OAc)]2,
Rh(cod)(acac), Rh(nbd)(acac), Rh(CO)2(acac),
[Rh(CO)2Cl]2, [Rh(CO)2Br]2, [Rh(CO)2I]2, [Rh(cod)2]BF4, [Rh(cod)2]ClO4, [Rh(cod)2]PF6, [Rh(cod)2]BPh4, [Rh(nbd)2]BF4, [Rh(nbd)2]ClO4, [Rh(nbd)2]PF6, [Rh(nbd)2]BPh4, [Rh(cod)2]OTf, [Rh(cod)2]SbF6, [Rh(nbd)2]OTf
und [Rh(nbd)2]SbF6.
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Das in der Literatur (R.R. Schrock
und J.A. Osborn, J. Am. Chem. Soc., Bd. 93, S. 2397 (1971)) beschriebene
Verfahren kann befolgt werden, um die Rhodiumkomplexe herzustellen.
Zum Beispiel werden Bis(1,5-cyclooctadien)rhodium-hexafluorphosphat
([Rh(cod)2]PF6)
und L miteinander reagieren gelassen. Spezifische Beispiele für die so
erhaltenen oligomeren oder polymeren Rhodiumkomplexe sind Rh(acac)k(L), [Rh(cod)Cl]k(L),
[Rh(nbd)Cl]k(L), [Rhk(cod)k(L)](ClO4)k, [Rhk(cod)k(L)](BF4)k, [Rhk(cod)k(L)](PF6)k, [Rhk(nbd)k(L)](ClO4)k, [Rhk(nbd)k(L)](BF4)k und [Rhk(nbd)k(L)](PF6)k.
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Rutheniumkomplexe:
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Zu Rutheniumverbindungen, die als
eine Komplexvorstufe brauchbar sind, gehören [RuCl2(benzol)]2, [RuBr2(benzol)]2, [Rul2(benzol)]2, [RuCl2(p-cymol)]2, [RuBr2(p-cymol)]2, [Rul2(p-cymol)]2, [RuCl2(mesitylen)]2, [RuBr2(mesitylen)]2, [Rul2(mesitylen)]2, [RuCl2(hexamethylbenzol)]2, [RuBr2(hexamethylbenzol)]2, [Rul2(hexamethylbenzol)]2, [(π-Allyl)Ru(cod)]2, [(π-Allyl)Ru(nbd)]2, [(π-Methallyl)Ru(cod)]2 und [(π-Methallyl)-Ru(nbd)]2.
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Die Rutheniumkomplexe werden beispielsweise
durch Erwärmen
von Bis[ruthenium(p-cymol)iodid] ([Rul2(p-cymol)]2) und
L in Methylenchlorid mit Rühren
hergestellt, wie es in der Literatur (K. Mashima, et al., J. Chem.
Soc., Chem. Commun., S. 1208 (1989)) gelehrt wird. Spezifische Beispiele
für die
oligomeren oder polymeren Rutheniumkomplexe sind [RukClk(benzol)k(L)]Clk, [RukBrk(benzol)k(L)]Brk, [RukIk(benzol)k(L)]Ik, [RukClk(p-cymol)k(L)]Clk, [RukBrk(p-cymol)k(L)]Brk, [RukIk(p-cymol)k(L)]Ik, [RukClk(mesitylen)k(L)]Clk, [RukBrk(mesitylen)k(L)]Brk, [RukIk(mesitylen)k(L)]Ik, [RukClk(hexamethylbenzol)k(L)]Clk, [RukBrk(hexamethylbenzol)k(L)]Brk und [RukIk(hexamethylbenzol)k(L)]Ik.
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Palladiumkomplexe
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Zu Palladiumverbindungen, welche
als eine Palladiumkomplexvorstufe verwendet werden können, gehören PdCl2, PdBr2, Pdl2, [(π-Allyl)PdCl]2, [(π-Allyl)PdBr]2, [(π-Allyl)Pdl]2, [(π-Methallyl)PdCl]2, [(π-Methallyl)PdBr]2, [(π-Methallyl)Pdl]2, PdCl2(CH3CN)2, PdBr2(CH3CN)2,
Pdl2(CH3CN)2, PdCl2(C6H5CN)2, PdBr2(C6H5CN)2, Pdl2(C6H5CN)2,
PdCl2(cod), PdBr2(cod),
Pdl2(cod), PdCl2(nbd),
PdBr2(nbd), Pdl2(nbd), Pd(OAc)2 und Pd(acac)2.
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Palladiumkomplexe werden beispielsweise
hergestellt, indem man L und π-Allylpalladiumchlorid ([(π-Allyl)PdCl]2) gemäß dem Verfahren
reagieren lässt,
das in der Literatur (Y. Uozumi und T. Hayashi, J. Am. Chem. Soc.,
Bd. 113, S. 9887 (1991)) offenbart ist. Spezifische Beispiele für die oligomeren
oder polymeren Palladiumkomplexe sind (PdCl2)k(L), [(π-Allyl]Pd]k(L), [Pdk(L)](ClO4)k, [Pdk(L)](PF6)k und [Pdk(L)](BF4)k.
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Iridiumkomplexe:
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Zu Iridiumverbindungen, die als eine
Iridiumkomplexvorstufe verwendet werden, gehören IrCl3,
IrBr3, Irl3, [Ir(cod)Cl]2, [Ir(cod)Br]2,
[Ir(cod)I]2, [Ir(nbd)Cl]2,
[Ir(nbd)Br]2, [Ir(nbd)I]2,
[Ir(cod)(OAc)]2, [Ir(nbd)(OAc)]2, Ir(cod)(acac),
Ir(nbd)(acac), Ir(CO)2(acac), [Ir(CO)2Cl]2, [Ir(CO)2Br]2, [Ir(CO)2I]2, [Ir(cod)2]BF4, (Ir(cod)2]ClO4, [Ir(cod)2]PF6, [Ir(cod)2]BPh4, [Ir(nbd)2]BF4, [Ir(nbd)2]ClOa, [Ir(nbd)2]PF6 und [Ir(nbd)2]BPh4.
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Die Iridiumkomplexe werden beispielsweise
hergestellt, indem man L und [(1,5-Cyclooctadien)(acetonitril)iridium]tetrafluorborat
([Ir(cod)(CH3CN)2]BF4) in Tetrahydrofuran gemäß dem Verfahren rührt, das
in der Literatur (K. Mashima, et al., J. Organomet. Chem., Bd. 428,
S. 213 (1992)) offenbart ist. Zu speziellen Beispielen für die oligomeren
oder polymeren Iridiumkomplexe gehören [Irk(cod)k(L)](ClO4)k, [Irk(cod)k(L)](PF6)k, [Irk(cod)k(L)](BF4)k, [Irk(nbd)k(L)](ClO4)k, [Irk(nbd)k(L)](PF6)k, [Irk(nbd)k(L)](BF4)k, Irk(cod)k(L)Clk, Irk(nbd)k(L)Clk, Irk(cod)k(L)Brk und Irk(nbd)k(L)Brk.
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Der oligomere oder polymere Übergangsmetallkomplex
mit der Struktureinheit (VI) wird vorzugsweise durch Polymerisieren
des Übergangsmetallkomplexes
(II) oder Reagierenlassen eines Polymers mit der Struktureinheit
(III), das durch Polymerisieren des Phosphinderivats (I) erhalten
wurde, mit einer Übergangsmetallverbindung
hergestellt. Der polymere Übergangsmetallkomplex
mit den Struktureinheiten (VI), (IV) und (V) wird vorzugsweise durch
Copolymerisieren des Übergangsmetallkomplexes
(II), des Styrolderivats (IVa) und des Divinylbenzols (Va) oder
durch Reagierenlassen eines Copolymers mit den Struktureinheiten
(III), (IV) und (V), das durch Copolymerisieren des Phosphinderivats
(I), des Styrolderivats (IVa) und des Divinylbenzols (Va) erhalten
wurde, mit einer Übergangsmetallverbindung
hergestellt.
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Die Polymerisationsreaktion erfolgt
durch Lösungspolymerisation,
Suspensionspolymerisation und dergleichen. Zum Beispiel wird eine
Lösung
oder Suspension des Monomers bzw. der Monomere in einem Lösungsmittel
wie einer wässrigen
Polyvinylalkohollösung,
einem halogenierten Kohlenwasserstoff (z.B. Chloroform) oder einem
Kohlenwasserstoff (z.B. Toluol in ein Reaktionsgefäß in einer
Inertatmosphäre
(z.B. Stickstoff oder Argon) eingefüllt. Eine Azoverbindung (z.B.
2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril)
oder Azobisisobutyronitril) oder ein Peroxid wird als Radikalpolymerisationsstarter
zugegeben und das Gemisch wurde bei 60 bis 100°C unter Atmosphärendruck
1 Stunde bis 2 Tage lang reagieren gelassen.
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Das Copolymerisationsverhältnis der
Einheiten (VI), (IV) und (V), das durch das Molverhältnis k:l:m wiedergegeben
wird, beträgt
2 bis 100:0 bis 1000:0 bis 1000, vorzugsweise 2 bis 100:100 bis
1000:0 bis 1000. Die Polymerisationsgrade der Einheiten (VI), (IV)
und (V) werden durch k, l bzw. m wiedergegeben und (k+1+m) liegt
im Bereich von 10 bis 1000.
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Der oligomere oder polymere Übergangsmetallkomplex
mit der Struktureinheit (VI) und der polymere Übergangsmetallkomplex mit den
Struktureinheiten (VI) und (IV) und/oder (V) sind als Katalysator
für eine asymmetrische
Synthese brauchbar. Zum Beispiel katalysieren sie die asymmetrische
Hydrierung einer Olefinverbindung (A) zum Erhalten einer optisch
aktiven Aminosäureverbindung
(B):
worin R
3 eine
substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder eine substituierte
oder unsubstituierte Arylgruppe bedeutet; R
4 ein
Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte
Arylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Aralkylgruppe
bedeutet; R
5 ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine
Alkoxygruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe
oder eine substituierte oder unsubstituierte Aralkyloxygruppe bedeutet;
und * ein asymmetrisches Kohlenstoffatom anzeigt.
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Das heißt, eine optisch aktive Aminosäureverbindung
(B) mit einer gewünschten
absoluten Konfiguration kann durch die vorstehende Reaktion synthetisiert
werden, die in Gegenwart eines Übergangskomplexes, der
als Ligand entweder die (R)-Form oder die (S)-Form des Phosphinderivats
(I) aufweist, oder des Oligomers oder Polymers (III) als Katalysator
durchgeführt
wird.
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In den Formeln (A) und (B) gehört zu der
Alkylgruppe als R3 eine Alkylgruppe mit
1 bis 8 Kohlenstoffatomen wie Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl,
n-Butyl, t-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl und Octyl, welche mit einem Halogenatom,
einer Alkoxygruppe usw. substituiert sein kann. Zu der Arylgruppe
als R3, R4 oder
R5 gehört
eine Arylgruppe mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen wie Phenyl oder Naphthyl,
welche mit einer niederen Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
(z.B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, t-Butyl, Isobutyl),
einem Halogenatom (z.B. Fluor, Chlor, Brom), einer niederen Alkoxygruppe
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen (z.B. Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy),
einer halogenierten niederen Alkylgruppe (z.B. Trifluormethyl, Trichlormethyl),
einer Benzyloxygruppe usw. substituiert sein kann. Zu der substituierten
oder unsubstituierten Arylgruppe gehören vorzugsweise Phenyl, 2-,
3- oder 4-Methoxyphenyl, 2-, 3- oder 4-Chlorphenyl, 2-, 3- oder 4-Fluorphenyl,
2-, 3- oder 4-Trifluormethylphenyl und 2-, 3- oder 4-Tolyl.
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Zu der Aralkylgruppe, die durch R4 wiedergegeben wird, gehört vorzugsweise eine substituierte
oder unsubstituierte Aralkylgruppe mit 7 bis 11 Kohlenstoffatomen,
insbesondere eine Benzylgruppe, welche substituiert sein kann. Zu
der Aralkyloxygruppe als R5 gehört vorzugsweise
eine substituierte oder unsubstituierte Aralkyloxygruppe mit 7 bis
11 Kohlenstoffatomen, insbesondere eine Benzyloxygruppe, welche
substituiert sein kann. Zu Substituenten für die Aralkylgruppe und die
Aralkyloxygruppe gehören
eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen (z.B. Methyl,
Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, t-Butyl, Isobutyl), ein Halogenatom (z.B.
Fluor, Chlor, Brom), eine niedere Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
(z.B. Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy), eine halogenierte niedere
Alkylgruppe (z.B. Trifluormethyl, Trichlormethyl) und eine Benzyloxygruppe.
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Zu der Alkylgruppe als R4 oder
R5 gehört
vorzugsweise eine niedere Alkylgruppe, insbesondere eine Alkylgruppe
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
Butyl-, t-Butyl- und Isobutylgruppen.
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Zu der Alkoxygruppe als R5 gehört
vorzugsweise eine niedere Alkoxygruppe, insbesondere eine Alkoxygruppe
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methoxy-, Ethoxy-, Propoxy-,
Isopropoxy-, Butoxy- und t-Butoxygruppen.
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Es können beliebige Lösungsmittel
verwendet werden, welche die Reaktion nicht behindern. Zu brauchbaren
Lösungsmitteln
gehören
Alkohole wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropylalkohol, Butanol und
Benzylalkohol; aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol
und Xylol; Ether wie Diethylether, Diisopropylether, Dioxan, Dioxolan
und Tetrahydrofuran; halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Chloroform,
1,2-Dichlorethan,
1,1,2,2-Tetrachlorethan; Ester wie Ethylacetat; Nitrile wie Acetonitril;
und Amide wie N,N-Dimethylformamid. Diese Lösungsmittel können entweder
einzeln oder als Gemisch aus zwei oder mehr davon in einem geeigneten
Mischungsverhältnis
verwendet werden. Das Lösungsmittel
wird gewöhnlich in
einer Menge von 1 bis 1000 Vo lumenteilen, vorzugsweise 2 bis 500
Volumenteilen, noch mehr bevorzugt 2 bis 20 Volumenteilen pro Gewichtsteil
der Verbindung (A) verwendet.
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Der Komplexkatalysator wird vorzugsweise
in einer Menge von ungefähr
0,01 bis 10 mol-%, insbesondere 0,05 bis 5 mol-%, hinsichtlich des Übergangsmetallkomplexes
(II) oder des oligomeren oder polymeren Übergangsmetallkomplexes mit
der Einheit (VI) oder des polymeren Übergangsmetallkomplexes mit
den Einheiten (VI) und (IV) und/oder (V), bezogen auf das Reaktionssubstrat
verwendet.
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Die Reaktion wird gewöhnlich bei
ungefähr
10 bis 100°C,
vorzugsweise ungefähr
20 bis , 50°C
unter einem Wasserstoffdruck von ungefähr 2 bis 120 atm ungefähr 10 Minuten
bis 30 Stunden lang durchgeführt. Diese
Reaktionsbedingungen können
je nach der Menge des verwendeten Reaktanten und dergleichen abgeändert werden.
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Nach der Reaktion kann der oligomere
oder polymere Übergangsmetallkomplex,
der die Einheit (VI) oder die Einheiten (VI) und (IV) und/oder (V)
umfasst, durch einfache Mittel wie Zentrifugation oder Filtration praktisch
vollständig
von dem Reaktionsprodukt abgetrennt werden. Der so wiedergewonnene
Katalysator kann wiederverwendet werden.
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme
auf Beispiele ausführlicher
veranschaulicht, aber es versteht sich, dass die Erfindung nicht
als auf diese Beispiele beschränkt
aufgefasst werden soll und dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen
darin vorgenommen werden können,
ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.
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In den Beispielen erfolgten die Messungen
der physikalischen Eigenschaften mit den folgenden Geräten.
1H-NMR: JMN-EX-270 (270 MHz), hergestellt
von JEOL, Ltd.
31P-NMR: JMN-EX-270
(109 MHz), hergestellt von JEOL, Ltd.
Spezifische Drehung:
DIP-360, hergestellt von JASCO, Inc.
GLC: GC-15A, hergestellt
von Shimadzu Corp.
Masse: QP-1000, hergestellt von Shimadzu
Corp.
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Beispiel 1
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Synthese von (R)-6-Vinyl-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin
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(1) Synthese von (R)-2,2'-bis(trifluormethansulfonyloxy)-1,1'-binaphthalin
-
In 181 ml Methylenchlorid wurden
36,2 g (127 mmol) (R)-Binaphthol und 25,2 g (319 mmol) Pyridin gelöst und die
Lösung
wurde auf 0°C
gekühlt.
Zu der Lösung
wurden 76,5 ml (271 mmol) Trifluormethansulfonsäureanhydrid tropfenweise zugegeben,
gefolgt von 18 Stunden Rühren
bei Raumtemperatur. Das Reaktionsgemisch wurde mit 200 ml 2N Chlorwasserstoffsäure gewaschen.
Die organische Schicht wurde nacheinander mit Wasser und einer wässrigen
Natriumchloridlösung
gewaschen. Das Lösungsmittel
wurde abgedampft, wobei 69,3 g eines Rohprodukts erhalten wurden.
Eine Umkristallisation aus 280 ml Hexan ergab 64,1 g (92 %) der
in der Überschrift
angegebenen Verbindung.
1H-NMR (CDCL3) δ:
7,25–8,15
(m, aromatisch)
-
(2) Synthese von (R)-2'-Diphenylphosphinyl-2-(trifluormethansulfonyloxy)-1,1'-binaphthalin
-
In 100 ml Dimethylsulfoxid wurden
11 g (20 mmol) (R)-2,2'-Bis(trifluormethansulfonyloxy)-1,1'-binaphthalin, 0,225
g (50 mol-%) Palladiumacetat und 0,43 g (50 mol-%) 1,3-Bis(diphenylphosphino)propan
gelöst und
das Gemisch wurde 1,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Eine
Lösung
von 8,08 g (40 mmol) Diphenylphosphinoxid und 20 ml Diisopropylethylamin
in 100 ml Dimethylsulfoxid wurde dazugegeben, gefolgt von 12 Stunden
Rühren
bei 100°C.
Das Reaktionsgemisch wurde auf Raumtemperatur gekühlt und
75 ml Methylenchlorid wurden dazugegeben. Die Lösung wurde in einem Eisbad
gekühlt
und 100 ml 2N Chlorwasserstoffsäure
wurden langsam hineingetropft, gefolgt von 30 Minuten Rühren bei
Raumtemperatur. Nach der Flüssig-Flüssig-Trennung
wurde die wässrige
Schicht mit Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigte organische Schicht
wurde mit Wasser gewaschen, über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, gefolgt von einer Konzentration.
Der Rückstand
wurde durch Silicagel-Säulenchromatografie
(Hexan/Ethylacetat = 4:1 bis 1:4) gereinigt, wobei 11,5 g (96 %)
der in der Überschrift
angegebenen Verbindung als gelblich-weiße Kristalle erhalten wurden.
-
- [a]4: +44,45° (c = 0,50,
CHCl3)
- 1H-NMR (CDCl3) δ: 7,0–8,01 (m,
aromatisch)
- 31P-NMR (CDCl3) δ: 28,73 (s)
-
(3) Synthese von (R)-2'-Diphenylphosphinyl-2-hydroxy-1,1'-binaphthalin
-
Ein Gemisch aus 11,5 g (19,2 mmol)
(R)-2'-Diphenylphosphinyl-2-trifluormethansulfonyloxy-1,1'-binaphthalin, 2,42
g (57,6 mmol) Lithiumhydroxid-monohydrat, 75 ml Tetrahydrofuran
und 25 ml gereinigtem Wasser wurde über Nacht gerührt. Tetrahydrofuran
wurde durch Abdampfen unter vermindertem Druck entfernt, 30 ml Toluol
und 50 ml 2N Chlorwasserstoffsäure
wurden zu dem Rückstand
zugegeben und das Gemisch wurde gerührt, gefolgt von einer Flüssig-Flüssig-Trennung.
Die organische Schicht wurde über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel
wurde abgedampft, wobei 9,03 g (100 %) der in der Überschrift
angegebenen Verbindung erhalten wurden.
-
(4) Synthese von (R)-6-Brom-2'-diphenylphosphinyl-2-hydroxy-1,1'-binaphthalin
-
In 150 ml Dioxan wurden 4 g (8,49
mmol) (R)-2'-Diphenylphosphinyl-2-hydroxy-1,1'-binaphthalin gelöst und eine
Lösung
von 1,75 ml (34 mmol) Brom in 20 ml Dioxan wurde bei 5°C tropfenweise
zu der Lösung zugegeben.
Nach 2 Stunden Rühren
bei Raumtemperatur wurde das Reaktionsgemisch mit einer wässrigen Lösung von
Natriumthiosulfat neutralisiert und mit Chloroform extrahiert. Die
organische Schicht wurde mit einer gesättigten wässrigen Natriumchloridlösung gewaschen
und über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem
Druck abgedampft und der resultierende gelbe Feststoff wurde durch
Silicagel-Säulenchromatografie
(Methylenchlorid/Ethylacetat = 1/1) gereinigt, wobei 4,06 g (87
%) der in der Überschrift
angegebenen Verbindung erhalten wurden.
- 1H-NMR (CDCl3) δ: 9,05 (bs,
1H), 7,95–7,17
(m, 2N), 7,65–7,53
(m, 7H), 7,42–7,32
(m, 2H), 7,26–7,17
(m, 2H), 7,06–6,88
(m, 3H), 6,81–6,72
(m, 2H), 6,27 (d, J = 8,91 Hz, 1H)
- 31P-NMR (CDCl3) δ: 31,26 (s)
-
(5) Synthese von (R)-6-Brom-2'-diphenylphosphino-2-hydroxy-1,1'-binaphthalin
-
In 40 ml Xylol wurden 3,09 g (5,63
mmol) (R)-6-Brom-2'-diphenylphosphinyl-2-hydroxy-1,1'-binaphthalin gelöst und zu
der Lösung
wurden 15,7 ml (112 mmol) Triethylamin zugegeben. Außerdem wurden
5,7 ml (56,4 mmol) Trichlorsilan zu der Lösung zugegeben, gefolgt von
22 Stunden Rühren
bei 110°C.
Eine gesättigte wässrige Natriumhydrogencarbonatlösung wurde
zugegeben, um die Reaktion zu beenden. Das Salz wurde durch Filtration
abgetrennt und das Filtrat wurde mit Toluol gewaschen. Die durch
Flüssig-Flüssig-Trennung abgetrennte
organische Schicht wurde über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel wurde
abgedampft. Der Rückstand
wurde durch Silicagel-Säulenchromatografie
(Chloroform) gereinigt, wobei 1,94 g (65 %) der in der Überschrift
angegebenen Verbindung erhalten wurden.
- 1H-NMR (CDCl3) δ: 7,96–7,80 (m,
4H), 7,52–7,43
(m, 2N), 7,33–6,98
(m, 14H), 6,55 (d, J = 8,91 Hz, 1H), 4,62 (s, 1H)
- 31P-NMR (CDCl3) δ: –12,82 (s)
-
(6) Synthese von (R)-6-Vinyl-2'-diphenylphosphino-2-hydroxy-1,1'-binaphthalin
-
In 12 ml Dimethylformamid wurden
1,0 g (1,88 mmol) (R)-6-Brom-2'-diphenylphosphinyl-2-hydroxy-1,1'-binaphthalin, 10
mg (0,182 mmol) Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (Pd(PPh3)4), 0,4 ml (2,87 mmol)
2-Vinyl-5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaborinan und 0,965 g (4,54 mmol)
tertiäres
Kaliumphosphat-monohydrat gelöst
und 16 Stunden bei 80°C
gerührt.
Das Reaktionsgemisch wurde mit Wasser verdünnt und mit Diethylether extrahiert.
Die organische Schicht wurde mit einer gesättigten wässrigen Natriumchloridlösung gewaschen
und über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abgedampft
und der Rückstand
wurde durch Silicagel-Säulenchromatografie
(Chloroform) gereinigt, wobei 618 mg (68 %) der in der Überschrift
angegebenen Verbindung erhalten wurden.
- 1H-NMR (CDCl3) δ: 7,95–7,86 (m,
3H), 7,72 (bs, 1H), 7,54–7,01
(m, 16H), 6,79 (dd, J = 17,15, 10,55 Hz, 1H), 6,69 (d, J = 8,91
Hz, 1H), 5,70 (d, J = 17,15 Hz, 1H), 5,22 (d, J = 10,55 Hz, 1H),
4,53 (s, 1H)
- 31P-NMR (CDCl3) δ: –13,01 (s)
-
(7) Synthese von (R)-6-Vinyl-2'-diphenylphosphino-2-trifluormethansulfonyloxy-1,1'-binaphthalin
-
60 % Natriumhydrid (434,3 mg, 10,9
mmol) wurde mit Hexan gewaschen und 4,00 g (8,32 mmol) (R)-6-Vinyl-2'-diphenylphosphino-2-hydroxy-1,1'-binaphthalin und
70 ml Tetrahydrofuran wurden dazugegeben, gefolgt von 1 Stunde Rühren. Zu
dem Gemisch wurden 1,55 ml (10,4 mmol) Trifluormethansulfonsäureanhydrid
bei –78°C zugegeben
und das Gemisch wurde bei dieser Temperatur 1 Stunde gerührt. Eine
wässrige Natriumhydrogencarbonatlösung wurde
zugegeben, um die Reaktion anzuhalten, und das Reaktionsgemisch wurde
mit Toluol extrahiert. Die organische Schicht wurde mit einer gesättigten
wässrigen
Natriumchloridlösung
gewaschen und über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abgedampft und
der Rückstand
wurde durch Silicagel-Säulenchromatografie
(Hexan/Methylchlorid = 1/1) gereinigt, wobei 3,48 g (68 %) der in
der Überschrift
angegebenen Verbindung erhalten wurden.
- 1H-NMR (CDCl3) δ: 8,04–7,82 (m,
4H), 7,54–7,42
(m, 3H), 7,33–6,77
(m, 15H), 5,79 (d, J = 17,49 Hz, 1H), 5,35 (d, J = 10,89 Hz, 1H)
- 31P-NMR (CDCl3) δ: –12,51 (s)
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(8) Synthese von (R)-6-Vinyl-2'-diphenylphosphino-2-diphenylphosphinyl-1,1-binaphthalin
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In 4 ml Dimethylformamid wurden 366,6
mg (0,597 mmol) (R)-6-Vinyl-2'-diphenylphosphino-2-trifluormethansulfonyloxy-1,1'-binaphthalin, 167,0
mg (0,826 mmol) Diphenylphosphinoxid, 29,0 mg (5,49 × 10–5 mmol)
Dichlor[2-(diphenylphosphino)ethyl]nickel (NiCl2(dppe))
und 125,0 mg (1,11 mmol) 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan gelöst und die
Lösung
wurde 28 Stunden bei 90°C
gerührt.
Nachdem das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abkühlen gelassen
worden war, wurden Wasser und Methylenchlorid zugegeben, gefolgt
von einer Flüssig-Flüssig-Trennung.
Die organische Schicht wurde mit einer gesättigten wässrigen Natriumchloridlösung gewaschen
und über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abgedampft und
der Rückstand
wurde durch Silicagel-Säulenchromatografie
(Methylenchlorid/Ethylacetat = 1:0 bis 4:1) gereinigt, wobei 227,7
mg (57 %) der in der Überschrift
angegebenen Verbindung erhalten wurden.
- 1H-NMR (CDCl3) δ: 7,90–7,54 (m,
5H), 7,41–6,70
(m, 26H), 6,49 (d, J = 9,2 Hz, 1H), 5,69 (d, J = 17,48 Hz, 1H), 5,29
(d, J = 11,32 Hz, 1H)
- 31P-NMR (CDCl3) δ: 27,94 (s), –14,34 (s)
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(9) Synthese von (R)-6-Vinyl-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin
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Zu 30 ml Xylol wurden 1,66 g (2,50
mmol) (R)-6-Vinyl-2'-diphenylphosphino-2-diphenylphosphinyl-1,1'-binaphthalin, 3,2
ml (25,2 mmol) N,N-Dimethylanilin und 2,5 ml (24,7 mmol) Trichlorsilan
gegeben und das Gemisch wurde 18 Stunden bei 90°C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde
auf 0°C
gekühlt
und 1N wässriges
Natriumhydroxid wurde langsam dazugegeben. Die wässrige Schicht wurde abgetrennt
und mit Toluol extrahiert. Die organische Schicht wurde nacheinander
mit 1N Chlorwasserstoffsäure
und einer gesättigten wässrigen
Natriumchloridlösung
gewaschen und über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abgedampft
und der Rückstand
wurde durch Silicagel-Säulenchromatografie
(Methylenchlorid) gereinigt, wobei 1,65 g (100 %) der in der Überschrift
angegebenen Verbindung erhalten wurden.
- 1H-NMR (CDCl3) δ: 7,89–7,72 (m,
4H), 7,45–6,71
(m, 28H), 5,72 (d, J = 17,48 Hz, 1H), 5,27 (d, J = 11,55 Hz, 1H),
5,29 (d, J = 11,32 Hz, 1H)
- 31P-NMR (CDCl3) δ: –14,8 (d,
J = 10,7 Hz), –14,9
(d, J = 10,7 Hz)
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Beispiel 2
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(1) Suspensionscopolymerisation
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Eine 0,4 %ige wässrige Lösung von Polyvinylalkohol wurde
gut gerührt.
Eine Lösung
von 100 mg (0,126 mmol) (R)-6-Vinyl-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin, 0,45
ml (3,93 mmol) Styrol, 0,035 ml (0,135 mmol) Divinylbenzol und 20,2
mg (0,0813 mmol) 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril)
(nachstehend als V-65 bezeichnet) in Toluol (0,75 ml) wurde zu der
Polyvinylalkohollösung
bei 80°C
zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde mit einer Geschwindigkeit
von 400 U/min 24 Stunden gerührt.
Das resultierende Polymer wurde durch Filtration gesammelt, mit
Wasser und anschließend
mit Methanol gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet,
wobei ein gelblich-weißer Feststoff
(310 mg) erhalten wurde.
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(2) Lösungscopolymerisation in Chloroform
-
In ein 20 ml-Schlenkrohr wurden 100
mg (0,126 mmol) (R)-6-Vinyl-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin, 0,42
ml (3,66 mmol) Styrol, 0,11 ml (0,424 mmol) Divinylbenzol, 20,1
mg (0,081 mmol) V-65 und 1,5 ml Chloroform gegeben und das Gemisch
wurde 5 Stunden auf 70°C
erwärmt.
Zu dem verfestigten Reaktionsgemisch wurde Methanol zugegeben, wodurch
sich ein weißer
Niederschlag bildete, welcher durch Filtration gesammelt, nacheinander
mit Methanol und Toluol gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet
wurde, wobei ein gelblich-weißer
Feststoff (587 mg) erhalten wurde.
-
(3) Lösungscopolymerisation in Toluol
-
In ein 20 ml-Schlenkrohr wurden 100
mg (0,126 mmol) (R)-6-Vinyl-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin, 0,42
ml (3,66 mmol) Styrol, 0,11 ml (0,424 mmol) Divinylbenzol, 20,1
mg (0,081 mmol) V-65 und 1,5 ml Toluol gegeben und das Gemisch wurde
5 Stunden auf 70°C
erwärmt.
Zu dem verfestigten Reaktionsgemisch wurde Methanol zugegeben, um
einen weißen
Niederschlag zu bilden, welcher durch Filtration gesammelt, nacheinander
mit Methanol und Toluol gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet
wurde, wobei ein gelblich-weißer
Feststoff (114 mg) erhalten wurde.
-
(4) Lösungscopolymerisation in Toluol
-
In ein 20 ml-Schlenkrohr wurden 50
mg (7,77 × 10–2 mmol)
(R)-6-Vinyl-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin, 0,285
ml (2,48 mmol) Styrol, 19,31 ml (0,077 mmol) V-65 und 1,5 ml Toluol
gegeben und das Gemisch wurde 16 Stunden auf 80°C erwärmt. Zu dem verfestigten Reaktionsgemisch
wurde Methanol zugegeben, um einen weißen Niederschlag zu bilden,
welcher durch Filtration gesammelt, mit Methanol gewaschen und unter
vermindertem Druck getrocknet wurde, wobei ein gelblich-weißer Feststoff
(300 mg) erhalten wurde.
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Beispiel 3
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Reaktion zwischen Polymer
und Dicarbonylacetylacetonatorhodium
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In ein 20 ml-Schlenkrohr wurden 11
mg (2,71 × 10–2 mmol)
Di(1,5-cyclooctadien)rhodiumtetrafluorborat ([Rh(cod)2JBF4), 215 mg (entsprechend 5,40 × 10–2 mmol
des Monomers) des in Beispiel 2–(4)
erhaltenen Polymers und 4 ml Methylenchlorid gegeben und das Gemisch
wurde bei Raumtemperatur 14 Stunden gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde
unter vermindertem Druck getrocknet, wobei ein gelblich-oranger
Feststoff (214 mg) erhalten wurde.
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Beispiel 4
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Synthese von (1,5-Cyclooctadien)((R)-6-vinyl-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin)rhodium-tetrafluorborat:
-
In ein 20 ml-Schlenkrohr wurden 11
mg (2,71 × 10–2 mmol)
Di(1,5-cyclooctadien)rhodium-tetrafluorborat ([Rh(cod)2]BF4), 17,6 mg (2,71 × 10–2 mmol)
(R)-6-Vinyl-2,2'-bis(di-phenylphosphino)-1,1'-binaphthalin, das in
Beispiel 1 erhalten wurde, und 4 ml Methylenchlorid gegeben und
das Gemisch wurde 14 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das
Reaktionsgemisch wurde unter vermindertem Druck getrocknet, wobei
die in der Überschrift
angegebene Verbindung als ein gelblich-oranges Pulver (25 mg) erhalten
wurde.
- 1H-NMR (CDCl3) δ:
7,89–7,72
(m, 4H), 7,45–6,71
(m, 28H), 5,72 (d, J = 17,48 Hz, 1H), 5,27 (d, J = 11,55 Hz, 1H),
5,29 (d, J = 11,32 Hz, 1H)
- 31P-NMR (CDCl3) δ: –14,8 (d,
J = 10,7 Hz), –14,9
(d, J = 10,7 Hz)
-
Beispiel 5
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(1) Suspensionscopolymerisation
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Eine 0,4 %ige wässrige Lösung von Polyvinylalkohol wurde
gut gerührt.
Eine Lösung
von 100 mg (0,126 mmol) (1,5-Cyclooctadien)((R)-6-vinyl-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin)rhodium-tetrafluorborat,
das in Beispiel 4 erhalten wurde, 0,45 ml (3,93 mmol) Styrol, 0,035
ml (0,135 mmol) Divinylbenzol und 20,2 mg (0,0813 mmol) V-65 in
Toluol (0,75 ml) wurde zu der Polyvinylalkohollösung bei 80°C zugegeben. Das Reaktionsgemisch
wurde mit einer Geschwindigkeit von 400 U/min 24 Stunden gerührt. Das
resultierende Polymer wurde durch Filtration gesammelt, mit Wasser
und anschließend
mit Methanol gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet,
wobei ein gelblich-oranger Feststoff (520 mg) erhalten wurde.
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(2) Lösungscopolymerisation in Chloroform
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In ein 20 ml-Schlenkrohr wurden 100
mg (0,126 mmol) (1,5-Cyclooctadien)((R)-6-vinyl-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin)rhodium-tetrafluorborat,
das in Beispiel 4 erhalten wurde, 0,42 ml (3,66 mmol) Styrol, 0,11
ml (0,424 mmol) Divinylbenzol, 20,1 mg (0,081 mmol) V-65 und 1,5
ml Chloroform gegeben und das Gemisch wurde 5 Stunden auf 70°C erwärmt. Zu
dem verfestigten Reaktionsgemisch wurde Methanol zugegeben, um einen
weißen
Niederschlag zu bilden, welcher durch Filtration gesammelt, nacheinander
mit Methanol und Toluol gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet
wurde, wobei ein gelblich-oranger Feststoff (560 mg) erhalten wurde.
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(3) Lösungscopolymerisation in Toluol
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In ein 20 ml-Schlenkrohr wurden 100
mg (0,126 mmol) (1,5-Cyclooctadien)((R)-6-vinyl-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin)rhodium-tetrafluorborat,
das in Beispiel 4 erhalten wurde, 0,42 ml (3,66 mmol) Styrol, 0,11
mg (0,424 mmol) Divinylbenzol, 20,1 mg (0,081 mmol) V-65 und 1,5
ml Toluol gegeben und das Gemisch wurde 5 Stunden auf 70°C erwärmt. Zu
dem verfestigten Reaktionsgemisch wurde Methanol zugegeben, um einen
weißen
Niederschlag zu bilden, welcher durch Filtration gesammelt, nacheinander
mit Methanol und Toluol gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet
wurde, wobei ein gelblich-oranger Feststoff (560 mg) erhalten wurde.
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(4) Lösungscopolymerisation in Toluol
-
In ein 20 ml-Schlenkrohr wurden 50
mg (7,77 × 10–2 mmol)
(1,5-Cyclooctadien)((R)-6-vinyl-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthalin)rhodium-tetrafluorborat,
das in Beispiel 4 erhalten wurde, 0,285 ml (2,48 mmol) Styrol, 19,31
mg (0,077 mmol) V-65 und 1,5 ml Toluol gegeben und das Gemisch wurde
16 Stunden auf 80°C
erwärmt.
Zu dem verfestigten Reaktionsgemisch wurde Methanol zugegeben, um
einen weißen
Niederschlag zu bilden, welcher durch Filtration gesammelt, mit
Methanol gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet wurde,
wobei ein gelblich-weißer
Feststoff (290 mg) erhalten wurde.
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Beispiel 6
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In einen 100 ml-Edelstahlautoklaven
wurden 15 mg des in Beispiel 3 synthetisierten Rutheniumkomplexes
(enthaltend 2,5 × 10–2 mmol
Rh), 700. mg (2,5 mmol) Methyl-(Z)-α-benzamidocinnamat und 7,5 ml Tetrahydrofuran
gegeben und das Gemisch wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur unter
einem Wasserstoffdruck von 3 atm gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde
abgezogen und filtriert, um den Katalysator zu entfernen. Durch 1H-NMR-Analyse wurde festgestellt, dass die
Umwandlung 88 % betrug. Die optische Reinheit betrug 57 % ee, gemessen
durch HPLC unter Verwendung einer chiralen Säule (Chiralcel OJ; 1,0 ml/min;
2-Propanol/Hexan = 1: 9).
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Beispiel 7
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Wiederverwendung des Katalysators:
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In eine 50 ml-Druckflasche aus Glas
wurden 15 mg des in Beispiel 3 synthetisierten Rhodiumkomplexes
(enthaltend 2,5 × 102 mmol Rh), 700 mg (2,5 mmol) Methyl-(Z)-α-benzamidocinnamat
und 7,5 ml Tetrahydrofuran gegeben und das Gemisch wurde 3 Stunden
bei Raumtemperatur unter einem Wasserstoffdruck von 3 atm gerührt. Die
Umwandlung betrug 92 % und die optische Reinheit betrug 56 % ee.
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Nach der Reaktion wurde die überstehende
Flüssigkeit
der Benzollösung,
die das Reaktionsprodukt und das Substrat enthielt, mit einer Spritze
in einer Argonatmosphäre
entnommen. Die feste Phase wurde mit Benzol gewaschen. Zu dem so
zurückgewonnen
Katalysator wurden 700 mg (2,5 mmol) Methyl-(Z)-α-benzamidocinnamat und 7,5 ml
Tetrahydrofuran zugegeben und die katalytische Reaktion wurde auf
die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben durchgeführt. Die
Umwandlung betrug 85 % und die optische Ausbeute betrug 54 % ee.
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Der polymerhaltige Phosphinligand
der Erfindung ist ein ausgezeichneter Ligand für eine asymmetrische Synthese.
Ein Rhodium-, Ruthenium- oder ähnlicher Übergangsmetallkomplex
des polymeren Phosphinliganden weist eine ausgezeichnete katalytische
Leistung wie etwa katalytische Aktivität bei einer asymmetrischen
Hydrierung auf. Da der Komplex in den meisten Lösungsmitteln unlöslich ist,
kann er durch Filtration leicht von dem Reaktionsprodukt abgetrennt
werden. Deshalb ist der Komplex ein überlegener Katalysator für den industriellen
Einsatz.