DE69518497T2 - Verfahren zur Herstellung eines Alkohols - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Alkohols

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Alkohols. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zur effizienten Herstellung eines Alkohols in hoher Ausbeute, der für Arzneimittel, landwirtschaftliche Chemikalien, verschiedene andere Chemikalien oder Rohmaterialien oder als synthetisches Zwischenprodukt davon nützlich ist, und ein neues Verfahren zur Herstellung eines optisch aktiven Alkohols, der hervorragenden praktischen Nutzen hat und für verschiedene Zwecke eingesetzt werden kann, einschließlich als synthetisches Zwischenprodukt von Arzneimitteln und als Material für Flüssigkristalle.
  • Herkömmlich sind Verfahren zur Herstellung von Alkoholen bekannt, welche die Hydrierung von Carboriylverbindungen unter Verwendung eines homogenen Katalysatorsystems umfassen, wobei der korrespondierende Alkohol erhalten wird. Beispiele dafür umfassen: (1) ein Verfahren unter Verwendung eines Rutheniumkomplexes, wie in Comprehensive Organometallic Chemistry, Vol. 4, S. 931 (1982), Herausgeber G. Wilkinson, F. G. A. Sto- Tne und E. W. Abel, beschrieben; (2) Verfahren unter Verwendung eines Rhodiumkomplexes, wie in Inorg. Nucl. Chem. Letters, Vol. 12, S. 865 (1976); J. Organomet. Chem., Vol. 129, S. 239 (1997); Chem. Letters, S. 261 (1982); und Tetrahedron Letters, Vol. 35, S. 4963 (1994) beschrieben; und (3) ein Verfahren unter Einsatz eines Iridiumkomplexes, wie in J. Am. Chem. Soc., Vol. 115, S. 3318 (1993) beschrieben.
  • Diese herkömmlichen Verfahren erfordern jedoch als Katalysator irgendein solches Metall wie Ruthenium, Rhodium, Iridium, Palladium und Platin, die verhältnismäßig teure Edelmetalle und dahingehend problematisch sind, daß die Hydrierungsaktivität gering ist und die Reaktion spezifische Bedingungen erfordert, einschließlich eine relativ hohe Temperatur oder einen hohen Wasserstoffdruck, so daß diese Materialien für den praktischen Einsatz ungeeignet sind.
  • Zusätzlich umfassen die herkömmlich bekannten Verfahren zum asymmetrischen Synthetisieren von optisch aktiven Alkoholen: (1) ein Verfahren unter Einsatz eines Enzyms, wie Bäckerhefe, und (2) ein Verfahren zur asymmetrischen Hydrierung einer Carbonylverbindung unter Einsatz eines Metallkomplexkatalysators.
  • Insbesondere sind bezüglich des letzteren Verfahrens viele Fälle von asymmetrischen katalytischen Reaktionen berichtet worden, einschließlich beispielsweise: (1) ein Verfahren zur asymmetrischen Hydrierung einer Carbonylverbindung mit einer funktionellen Gruppe unter Einsatz eines optisch aktiven Rutheniumkatalysators, der ausführlich in Asymmetric Catalysis In Organic Synthesis, S. 56-82 (1994), Herausgeber R. Noyori, beschrieben wird; (2) ein Verfahren, das auf einem Reduktionsverfahren vom Wasserstofftransfertyp durch asymmetrische Komplexkatalyse von Ruthenium, Rhodium und Iridium beruht, wie in Chem. Rev., Vol. 92, S. 1051-1069 (1992) beschrieben; (3) ein Verfahren zur asymmetrischen Hydrierung unter Einsatz eines Nickelkatalysators, der durch Modifizieren von Weinsäure erhalten wird, wie in Petr. Chem., S. 882 - 831 (1980) und in Advances in Catalysis, Vol. 32, S. 215 (1983) herausgegeben von Y. Izumi beschrieben; (4) ein Verfahren, das auf einer asymmetrischen Hydrosilylierung beruht, wie in Asymmetric Synthesis, Vol. 5, Kapitel 4 (1985) herausgegeben von J. D. Morrison, und in J. Organomet. Chem., Vol. 346, S. 413-424 (1988) beschrieben; und ein Verfahren zur Boranreduktion in Anwesenheit von chiralen Liganden, das in J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, S. 2039-2044 (1985) und in J. Am. Chem. Soc., Vol. 109, S. 5551-5553 (1987) beschrieben wurde.
  • Obwohl das Verfahren unter Einsatz eines Enzyms einen Alkohol mit einer relativ hohen optischen Reinheit ergibt, ist es dahingehend mangelhaft, daß die Arten der Reaktionssubstrate begrenzt sind und der erhaltene Alkohol auf einen Alkohol beschränkt ist, der eine spezifische absolute Konfiguration hat. Das Verfahren unter Einsatz eines asymmetrischen Hydrierungstkatalysators, der auf einem Übergangsmetall beruht, hat den Nachteil, obwohl einoptisch aktiver Alkohol mit hoher Selektivität für ein Substrat, wie Ketosäure, hergestellt wird, daß eine niedrige Reaktionsgeschwindigkeit vorliegt, und züsätzlich ist das Verfahren für relativ einfache Carbonylverbindungen, die keine funktionelle Gruppe im Mohekül haben, nicht geeignet.
  • Aus diesen Gründen besteht ein Bedarf zur Bereitstellung eines neuen synthetischen Verfahrens zur Herstellung eines optisch aktiven Alkohols mit einer allgemeinen Einsetzbarkeit und unter Einsatz eines hoch aktiven Katalysators.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist deshalb, die Probleme des Standes der Technik zu lösen und ein neues Verfahren zur Herstellung eines Alkohols durch eine Hydrierungsreaktion mit hoher Effizienz unter Einsatz eines preisgünstigen Katalysatorsystems bereitzustellen.
  • Als Mittel zur Lösung der vorstehend genannten Probleme stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Alköhöls bereit, das die Stufe aufweist, bei der eine Carbonylverbindung mit Wasserstoff in Anwesenheit eines homogenen Hydrierungskatalysators, der ein Übergangsmetallkomplexkatalysator eines Metalls der Gruppe VIII ist, einer Base und einer Stickstoff enthaltenden organischen Verbindung umgesetzt wird, wobei die Stickstoff enthaltende organische Verbindung:
  • a) ein Monoamin ist, das unter primären Aminen, sekundären Aminen oder tertiären Aminen ausgewählt ist, die durch die Formel NR&sup8;R&sup9;R¹&sup0; dargestellt sind; oder
  • b) ein Diamin ist, das durch die Formel R¹¹R¹²N-Z-NR¹³R¹&sup4; dargestellt ist (worin R&sup8;, R&sup9;, R¹&sup0;, R¹¹, R¹², R¹³ und R¹&sup4; jeweils Wasserstoff oder gleiche oder unterschiedliche Gruppen sind, die unter Alkyl, Cycloalkyl, Aryl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und zyklischem Diamin ausgewählt sind; und Z eine Gruppe ist, die unter Alkylen, Cycloalkylen und Arylen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ausgewählt ist).
  • Als Carbonylverbindung, die das Rohmaterial zur Herstellung eines Alkohols durch die Hydrierungsreaktion ist, kann zweckmäßigerweise beispielsweise eine Verbindung eingesetzt werden, die durch die folgende Formel (1) dargestellt ist:
  • (worin R¹ und R² Wasserstoff, aromatische monozyklische oder polyzyklische Kohlenwasserstoffgruppen oder heteromonozyklische oder -polyzyklische Gruppen mit Heteroatomen, die gleiche oder unterschiedliche Substituentengruppen haben können, oder eine gesättigte oder ungesättigte Kette oder zyklische Kohlenwasserstoffgruppen sind; wobei R¹ und R² zusammen mit dem C-Atom, an das sie gebunden sind, auch eine zyklische Gruppe bilden können).
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung eines optisch aktiven Alkohols bereit, das die Stufe umfasst, bei der eine Carbonylverbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (2) dargestellt ist:
  • (worin R³ eine aromatische monozyklische oder polyzyklische Kohlenwasserstoffgruppe, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische oder zyklische Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteromonozyklische oder -polyzyklische Gruppe mit Heteroatomen ist, die eine Substituentengruppe haben kann; und R&sup4; eine gesättigte oder ungesättigte Kette, eine zyklische oder aromatische zyklische Kohlenwasserstoffgruppe oder heterozyklische Gruppe ist, die Wasserstoff oder eine Substituentengruppe aufweisen kann; wobei R³ und R&sup4; zusammen mit dem C-Atom, an das sie gebunden sind, auch zyklische Gruppen bilden können),
  • einer Hydrierungsreaktion in Anwesenheit eines asymmetrischen Hydrierungskatalysators, der ein Übergangsmetallkomplexkatalysator eines Metalls der Gruppe VIII ist, einer optisch aktiven Stickstoff enthaltenden Verbindung, wobei die Stickstoff enthaltende Verbindung
  • a) ein optisch aktives Monoamin ist, in dem mindestens eine der Substituentengruppen eine optisch aktive Gruppe ist, und die verbleibenden Substituentengruppen Wasserstoff oder eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe oder Arylgruppe sind, oder
  • b) eine optisch aktive Diaminverbindung ist, die durch die folgende allgemeine Formel (7) dargestellt ist:
  • (worin R¹&sup5;, R¹&sup6;, R¹&sup7; und R¹&sup8; Wasserstoff oder gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen, Arylgruppen, Urethangruppen oder Sulfonylgruppen sind, und R¹&sup9;, R²&sup0;, R²¹ und R²² gleiche oder unterschiedliche Gruppen sind, so daß Kohlenstoffatome, die mit diesen Substituentengruppen verbunden sind, asymmetrische Zentren ausbilden, und sie Wasserstoff oder Alkylgruppen, aromatische monozyklische oder polyzyklische, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen oder zyklische Kohlenwasserstoffgruppen darstellen) und einer Base unterworfen wird, wodurch ein optisch aktiver Alkohol hergestellt wird, der durch die folgende allgemeine Formel (3) dargestellt ist:
  • (worin R³ und R&sup4; die gleichen organischen Gruppen wie vorstehend beschrieben sind).
  • In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Alkohols können als Substituentengruppen im Fall der Formel (1) beliebige der verschiedenen organischen Gruppen in geeigneter Weise eingesetzt werden, welche die Hydrierungsreaktion in keiner Weise beeinträchtigen, wie Kohlenwasserstoffgruppen, Halogengruppen, Hydroxygruppen, Alkoxygruppen, Carboxygruppen, Estergruppen, Aminogruppen und heterozyklische Gruppen.
  • Als R¹ und R² einsetzbare Gruppen umfassen ein Wasserstoffatom, aromatische monozyklische oder polyzyklische Gruppen, wie die Phenylgruppe, 2-Methylphenyl, 2-Ethylphenyl, 2-Isopropylphenyl, 2-tert-Butylphenyl, 2-Methoxyphenyl, 2-Chlorphenyl, 2- Vinylphenyl, 3-Methylphenyl, 3-Ethylphenyl, 3-Isopropylphenyl, 3-Methoxyphenyl, 3-Chlorphenyl, 3-Vinylphenyl, 4-Methylphenyl, 4-Ethylphenyl, Cumenyl, Mesityl, Xylyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, Anthryl, Phenanthryl und Indenyl; heteromonozyklische oder -polyzyklische Gruppen, wie Thienyl, Fuiyl, Pyranyl, Xanthenyl, Pyridyl, Imidazolyl, Indolyl und Phenanthrolyl, und Ferrocenylgruppen, zyklische oder azyklische Kohlenwasserstoffgruppen, wie Alkylgruppen, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl und Heptyl, Cycloalkylgruppen, wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl und Cyclohexyl, und ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Benzyl, Vinyl und Allyl.
  • R¹ und R² können auch zusammen mit dem C-Atom, an dem sie gebunden sind, eine zyklische Gruppe bilden. Beispiele solcher zyklischen Gruppen sind gesättigte oder ungesättigte cycloaliphatische Gruppen, die ein zyklisches Keton bereitstellen, wie Cyclopentanon, Cyclohexanon, Cycloheptanon, Cyclopentenon, Cyclohexenon, und Cycloheptenon, substituierte gesättigte oder ungesättigte cycloaliphatische Gruppen mit Substituentengruppen, die unter Alkyl, Aryl, ungesättigtem Alkyl, aliphatischen oder cycloaliphatischen Gruppen, die ein Heteroatom enthalten, ausgewählt sind.
  • Die Metalle der Gruppe VIII umfassen Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Iridium (Ir), Palladium (Pd) und Platin (Pt).
  • Insbesondere Ruthenium (Ru) wird zum Erzielen einer hohen Aktivität in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Alkohols eingesetzt.
  • Diese Metalle der Gruppe VIII werden in der Form eines löslichen Komplexkatalysators als homogener Katalysator eingesetzt. Beispielsweise kann dieser Katalysator durch die folgende allgemeine Formel (4) ausgedrückt werden:
  • MXmLn (4)
  • (worin M ein Metall der Gruppe VIII ist, X ein Halogenatom, eine Carboxygruppe, Alkoxygruppe oder Hydroxygruppe ist, und L Phosphin, Olefin, Diolefin, Cycloolefin, CO, Arsin, Amin oder ein anderer organischer Ligand ist).
  • Beispielsweise kann ein Phosphinligand durch die allgemeine Formel PR&sup5;R&sup6;R&sup7; dargestellt sein, worin R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; gleich oder unterschiedlich sein können und aliphatische Gruppen, alizyklische Gruppen oder aromatische Gruppen, oder zweizähnige Phosphinliganden sein können. Einsetzbare Phosphinliganden umfassen beispielsweise solche tert-Phosphine, wie Trimethylphosphin, Triethylphosphin, Tribütylphosphin, Triphenylphosphin, Tricyclohexylphosphin, Tri(p-tolyl)phosphin, Diphenylmethylphosphin, Dimethylphenylphosphin und zweizähnige tert- Phosphinverbindungen, wie Bis-diphenylphosphinoethan, Bis-di- phenylphosphinopropan, Bis-diphenylphosphinobutan, Bis-di- methylphosphinoethan und Bis-dimethylphosphinopropan.
  • Bevorzugte Beispiele von Komplexen, die auf den vorstehend beschriebenen Liganden beruhen, umfassen Komplexe von Ruthenium, Rhodium, Iridium, Palladium und Platin. Unter anderem hat ein Rutheniumkomplex eine hohe Aktivität. Genauer gesagt umfassen einsetzbare Komplexe RuCl&sub2;[P(C&sub6;H&sub5;)&sub3;]&sub4;, RuCl&sub2;[P(C&sub6;H&sub5;)&sub3;]&sub3;, RuH&sub2;[P(C&sub6;H&sub5;)&sub3;]&sub4;, RuHCl[P(C&sub6;H&sub5;)&sub3;]&sub4;, RuH(HCOO)[P(C&sub6;H&sub5;)&sub3;]&sub3;, RuH(CH&sub3;COO)[P(C&sub6;H&sub5;)&sub3;]&sub3;, RuCl&sub2;[P(CH&sub3;)(C&sub6;H&sub5;)&sub2;]&sub4;, RuCl&sub2;[(C&sub6;H&sub5;)&sub2;P(CH&sub2;)&sub2;P(C&sub6;H&sub5;)&sub2;]&sub2;, RuCl&sub2;[P(CH&sub3;)&sub3;]&sub4;, RuHCl[P(CH&sub3;)&sub3;]&sub4;, RuBr&sub2;[P(C&sub6;H&sub5;)&sub3;]&sub4;, und RuI&sub2;[P(C&sub6;H&sub5;)&sub3;]&sub4;. Selbstverständlich sind die einsetzbaren Komplexe nicht auf die vorstehend aufgezählten beschränkt.
  • Die Menge des Komplexes mit dem Übergangsmetall der Gruppe VIII für das Verfahren zur Herstellung eines Alkohols variiert mit dem Reaktionsvolumen und ökonomischen Gesichtspunkten und kann in einem Verhältnis innerhalb eines Bereichs von 1/100 bis 1/100.000 (Molverhältnis) oder mehr liegen, vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1/500 bis 1/100.000 (Molverhältnis) bezogen auf die Carbonylverbindung, die das Reaktionsausgangsmaterial ist.
  • In der vorliegenden Erfindung einsetzbare Basen umfassen anorganische und organische Basen. In den Basen, die durch die allgemeine Formel MY dargestellt sind, ist beispielsweise M ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall, und Y eine Hydroxygruppe, Alkoxygruppe, Mercaptogruppe oder Naphthylgruppe. Genauer gesagt umfassen einsetzbare Verbindungen KOH, KOCH&sub3;, KOCH(CH&sub3;)&sub2;, KC&sub1;&sub0;H&sub8;, KOC(CH&sub3;)&sub3;, LiOH, LiOCH&sub3; und LiOCH(CH&sub3;)&sub2;, NaOH, NaOCH&sub3;, NaOCH(CH&sub3;)&sub2;, sowie quartäre Ammoniumsalze.
  • Die Menge der vorstehend beschriebenen Base sollte innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 10.000 Äquivalenten, stärker bevorzugt von 2 bis 40 Äquivalenten, bezogen auf den Komplex mit dem Übergangsmetall der Gruppe VIII, sein. Als Stickstoff enthaltende organische Verbindungen, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, sind die folgenden Aminverbindungen typische Beispiele: Monoaminverbindungen, wie Methylamin, Ethylamin, Propylamin, Butylamin, Pentylamin, Hexylamin, Cyclopentylamin, Cyclohexylamin, Benzylamin, Dimethylamin, Diethylamin, Dipropylamin, Dihexylamin, Dicycloperitylamin, Dicyclohexylamin, Dibenzylamin, Diphenylamin, Phenylethylamin, Piperidin und Piperadin, und Diaminverbindungen, wie Methylendiamin, Ethylendiamin, 1,2-Diaminopropan, 1,3-Diaminopropan, 1,4-Diaminobutan, 2,3-Diaminobutan, 1,2-Cyclopentandiamin, 1,2-Cyclohexandiamin, N-Methylethylendiamin, N,N'-Dimethylethylendiamin, N,N,N'-Trimethylethylendiamin, N,N,N',N'- Tetramethylethylendiamin, o-Phenylendiamin und p-Phenylendiamin.
  • Die Menge dieser Verbindungen sollte im Fall einer Monoaminverbindung innerhalb eines Bereichs von 1 bis 1.000 Äquivalenten, bezogen auf den Übergangsmetallkomplex, oder stärker bevorzugt 2 bis 4 Äquivalente sein, und im Fall einer Diaminverbindung sollte sie innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 2,5 Äquivalenten oder stärker bevorzugt von 1 bis 2 Äquivalente sein.
  • Der Übergangsmetallkomplex, der als Katalysator eingesetzt wird, die Base und die Stickstoff enthaltende Verbindung sind für das glatte Fortschreiten der Reaktion unverzichtbar. Die Abwesenheit selbst eines dieser Bestandteile macht es unmöglich, eine ausreichende Reaktionsaktivität zu erzielen.
  • In der vorliegenden Erfindung kann desweiteren jedes beliebige flüssige Lösungsmittel, das die Reaktionsausgangsmaterialien und die Katalysatorbestandteile auflösen kann, eingesetzt werden. Einsetzbare Lösungsmittel umfassen aromatische Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Toluol und Xylol, aliphatische Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Pentan und Hexan, Halogen enthaltende Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Methylenchlorid, Lösungsmittel vom Ethertyp, wie Ether und Tetrahydrofuran, Lösungsmittel vom Alkoholtyp, wie Methanol, Ethanol, 2-Propanol, Butanol, Benzylalkohol, und organische Lösungsmittel, die Heteroatome enthalten, wie Acetonitril, DMF und DMSO. Da das Produkt ein Alkohol ist, sind Lösungsmittel vom Alkoholtyp bevorzugt. Stärker bevorzugt kann 2-Propanol eingesetzt werden. Wenn das Reaktionssubstrat in einem Lösungsmittel schwer löslich ist, kann ein gemischtes Lösungsmittel eingesetzt werden, das unter solchen ausgewählt ist, die vorstehend aufgelistet sind.
  • Die Menge des Lösungsmittels wird durch die Löslichkeit des Reaktionssubstrats und durch wirtschaftliche Gesichtspunkte bestimmt. Im Fall von 2-Propanol kann die Reaktion bei einer Substratkonzentration innerhalb eines Bereichs von einer niedrigen Konzentration von unter 1% bis zu einem Zustand, in dem nahezu kein Lösungsmittel vorhanden ist, bewirkt werden, es ist jedoch bevorzugt, das Lösungsmittel bei einer Konzentration innerhalb eines Bereichs von 20 bis 50 Gew.-% einzusetzen.
  • In der vorliegenden Erfindung schreitet die Hydrierung unter 1 Atmosphäre Wasserstoff ausreichend voran, weil der Katalysator eine hohe Aktivität hat. Unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Gesichtspunkte sollte der Druck jedoch innerhalb eines Bereichs von 10 · 10&sup4; Pa - 10 · 10&sup6; Pa (1 bis 100 atm) oder stärker bevorzugt von 30 · 10&sup4; Pa - 50 · 10&sup5; Pa (3 bis 50 atm) sein. Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist es möglich, die hohe Aktivität selbst unter einem Druck von bis zu 10 · 10&sup5; Pa (10 atm) aufrechtzuerhalten.
  • Die Reaktionstemperatur sollte vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 15 bis 100ºC sein, während es möglich ist, die Reaktion bei einer Temperatur nahe der Raumtemperatur innerhalb eines Bereichs von 25 bis 40ºC durchzuführen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion selbst bei einer niedrigen Temperatur von -100 bis 0ºC fortschreitet. Die Reaktion wird innerhalb eines Zeitraums im Bereich von wenigen Minuten bis zehn Stunden in Abhängigkeit von solchen Reaktionsbedingungen, wie der Reaktionssubstratkonzentration, Temperatur und Druck, vollständig durchgeführt.
  • Das Reaktionssystem in der vorliegenden Erfindung kann kontinuierlich oder diskontinuierlich sein.
  • Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Beispielen eingehender beschrieben.
  • Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung, die ein Verfahren zur Herstellung eines optisch aktiven Alkohols betrifft, auch eine Ausführungsform bereit, worin der vorstehend genannte asymmetrische Hydrierungskatalysator ein Komplex eines Metalls der Gruppe VIII ist, beispielsweise ein Metallkomplex mit einem optisch aktiven Liganden, einer, worin die Base ein Hydro xid oder ein Salz eines Alkalimetalls oder eines Erdalkalimetalls oder ein quartäres Ammoniumsalz ist, und einer, worin die optisch aktive Verbindung als Stickstoff enthaltende asymmetrische Verbindung eine weiter unten beschriebene optisch aktive Aminverbindung ist.
  • Ein asymmetrischer Hydrierungskatalysator kann beispielsweise durch die folgende allgemeine Formel (5) dargestellt sein:
  • M¹XmLn (5)
  • (worin M¹ ein Übergangsmetall der Gruppe VIII ist, wie Ruthenium, Rhodium, Iridium, Palladium oder Platin, X Wasserstoff, ein Halogenatom, eine Carboxygruppe, eine Hydroxygruppe oder eine Alkoxygruppe ist, L ein optisch aktiver Phosphinligand oder ein optisch aktiver organischer Arsenligand ist, und m und n ganze Zahlen sind),
  • und die Base kann ein Metallsalz oder ein quartäres Ammoniumsalz sein, das durch die folgende allgemeine Formel (6) dargestellt ist:
  • M²Y (6)
  • (worin M² ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall ist, und Y eine Hydroxygruppe, Alkoxygruppe, Mercaptogruppe oder Naphthylgruppe ist).
  • Die Carbonylverbindung, die das Ausgangsmaterial in der vorliegenden Erfindung ist, kann durch die allgemeine Formel (2) dargestellt sein. In diesem Fall ist R³ eine nicht-substituierte oder substituierte aromatische monozyklische oder polyzyklische Kohlenwasserstoffgruppe, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische oder zyklische Kohlenwasserstoffgruppe, oder eine heteromonozyklische oder -polyzyklische Gruppe, die Heteroatome enthält, wie Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel, wobei einsetzbare Gruppen beispielsweise aroma tische monozyklische oder polyzyklische Gruppen, wie die Phenylgruppe, 2-Methylphenyl, 2-Ethylphenyl, 2-Isopropylphenyl, 2- tert-Butylphenyl, 2-Methoxyphenyl, 2-Chlorphenyl, 2-vinylphenyl, 3-Methylphenyl, 3-Ethylphenyl, 3-Isopropylphenyl, 3-Methoxyphenyl, 3-Chlorphenyl, 3-Vinylphenyl, 4-Methylphenyl, 4-Ethylphenyl, 4-Isopropylphenyl, 4-tert-Butylphenyl, 4-Vinyl- 4henyl, Cumenyl, Mesityl, Xylyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, Anthryl, Phenanthryl und Indenyl, und heteromonozyklische oder - polyzyklische Gruppen und Ferrocenylgruppen umfassen, wie Thienyl, Furyl, Pyranyl, Xanthenyl, Pyridyl, Imidazolyl, Indolyl, Carbazolyl und Phenanthrolyl. R&sup4; ist eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, trylgruppe oder eine funktionelle Gruppe, die Heteroatome enthält, und einsetzbare Gruppen sind beispielsweise Alkylgruppen, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl und Heptyl, Cycloalkylgruppen, wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl und Cyclohexyl, und ungesättigte Kohlenwasserstoffe und andere Gruppen, wie Benzyl, Vinyl und Allyl. Desweiteren sind auch β-Ketosäurederivate mit einer funktionellen Gruppe in der β-Position einsetzbar.
  • R³ und R&sup4; können auch zusammen mit dem C-Atom, an dem sie gebunden sind, eine zyklische Gruppe bilden. Beispiele solcher zyklischen Gruppen sind gesättigte oder ungesättigte cycloaliphatische Gruppen, die ein zyklisches Keton bereitstellen, wie Cyclopentanon, Cyclohexanon, Cycloheptanon, Cyclopentenon, Cyclohexenon, Cycloheptenon, substituierte gesättigte oder ungesättigte cycloaliphatische Gruppen mit Substituentengruppen, die unter Alkyl, Aryl, ungesättigtem Alcyl, aliphatischen oder cycloaliphatischen Gruppen, die Heteroatome enthalten, ausgewählt sind.
  • In dem erfindungsgemäßen Übergangsmetallkomplex, der durch die allgemeine Formel (5) dargestellt ist, ist M¹ ein Übergangsmetall der Gruppe VIII, wie Ruthenium, Rhodium, Iridium, Palladium und Platin, und unter anderem ist Ruthenium insbesondere bevorzugt. X ist Wasserstoff, ein Halogenatom, eine Carboxygruppe, Hydroxygruppe oder Alkoxygruppe. L ist ein optisch aktiver Phosphinligand, und einsetzbare Liganden sind BINAP: 2,2'-Bis-(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl', BINAP-Derivate mit Alkylgruppen oder Arylgruppen, die an den Naphthylring gebunden sind, wie H&sub8;BINAP, BINAP-Derivate mit 1-5 Alkylsubstituentengruppen an einem Phosphoratom im aromatischen Ring, wie TolBINAP: 2,2'-Bis-(di-p-tolylphosphino)-1,1'-biriaphthyl, BICHEP: 2,2'-Bis-(dicyclohexylphosphino)-6,6'-dimethyl-1,1'- biphenyl, BPPFA: 1-[1,2-Bis(diphenylphosphino)ferrocenyl]ethyldimethylamin, CHIRAPHOS: 2,3-Bis(diphenylphosphino)butan, CYCPHOS: 1-Cyclohexyl-1,2-bis(diphenylphosphino)ethan, DEG- PHOS: substituiertes 3,4-Bis(diphenylphosphino)pyrrolidin, DIOP: 2,3-0-Isopropyliden-2,3-dihydroxy-1,4-bis(diphenylphosphino)butan, DIPAMP: 1,2-Bis[(O-methoxyphenylphenylphosphino]- ethan, DuPHOS: substituiertes 1,2-Bis(phospholano)benzol, NOR- PHOS: 5,6-Bis(diphenylphosphino)-2-norbornen, PNNP: N,N'- bis(diphenylphosphino)-N,N'-bis(1-phenylethyl)ethylendiamin, PROPHOS: 1,2-Bis(diphenylphosphino)propan, und SKEWPHOS: 2,4- Bis(diphenylphosphino)pentan.
  • Ein zweizähniger Phosphinligand hat ein n von 1 oder 2, und ein einzähniger Phosphinligand hat ein n von 3 oder 4. Selbstverständlich sind die in der vorliegenden Erfindung einsetzbaren optisch aktiven Phosphinliganden nicht auf diese Werte beschränkt, und das Metall ist überhaupt nicht auf Ruthenium beschränkt.
  • Die Menge des Komplexes mit dem Übergangsmetall der Gruppe VIII in der vorliegenden Erfindung variiert in Abhängigkeit von dem Reaktor, dem Reaktionssystem und wirtschaftlichen Gesichtspunkten und kann in einem Verhältnis innerhalb eines Bereichs von 1/100 bis 1/100.000 (Molverhältnis) oder stärker bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 1/500 bis 1/10.000 (Molverhältnis), bezogen auf die Carbonylverbindung, die das Reaktionssubstrat ist, vorliegen.
  • In der Base, die durch die allgemeine Formel M²Y ausgedrückt ist und die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist M² ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall, und Y ist eine Hydroxygruppe, Alkoxygruppe, Mercaptogruppe oder Naphthylgruppe, und genauer gesagt umfassen einsetzbare Basen KOH, KOCH&sub3;, KOCH(CH&sub3;)&sub2;, KOC(CH&sub3;)&sub3;, KC&sub1;&sub0;HB, LiOH, LiOH&sub3; und LiOCH(CH&sub3;)&sub2;, NaOH, NaOCH&sub3;, NaOCH(CH&sub3;)&sub2;, NaOC(CH&sub3;)&sub3; sowie quartäre Ammoniumsalze.
  • Die Menge der vorstehend beschriebenen Base sollte innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 100 Äquivalenten oder stärker bevorzugt von 2 bis 40 Äquivalenten, bezogen auf den Komplex mit dem Übergangsmetall der Gruppe VIII, sein.
  • Die Stickstoff enthaltende Verbindung, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist ein optisch aktives Monoamin, worin mindestens eine der Substituentengruppen eine optisch aktive Gruppe ist und die verbleibenden Gruppen Wasserstoff oder eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe oder Arylgruppe umfassen, oder eine optisch aktive Diaminverbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (7) ausgedrückt ist:
  • (worin R¹&sup5;, R¹&sup6;, R¹&sup7; und R¹&sup8; Wasserstoff oder eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, Arylgruppe, Urethangruppe oder Sulfonylgruppe sind, und R¹&sup9;, R²&sup0;, R²¹ und R²² gleiche oder unterschiedliche Gruppen sind, so daß Kohlenstof fe, die mit diesen Substituentengruppen verbunden sind, asymmetrische Zentren bilden, und Wasserstoff oder eine Alkylgruppe, aromatische monozyklische oder polyzyklische, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe und eine zyklische Kohlenwasserstoffgruppe darstellen). Beispiele umfassen solche optisch aktiven Diaminverbindungen, wie optisch aktives 1,2- Diphenylethylendiamin, 1,2-Cyclohexandiamin, 1,2-Cycloheptandiamin, 2,3-Dimethylbutandiamin, 1-Methyl-2,2-diphenylethylendiamin, 1-Isobutyl-2,2-diphenylethylendiamin, 1-Isopropyl-2,2- diphenylethylendiamin, 1-Methyl-2,2-di(p-methoxyphenyl)- ethylendiamin, 1-Isobutyl-2,2-di(p-methoxyphenyl)ethylendiamin, 1-Isopropyl-2,2-di(p-methoxyphenyl)ethylendiamin, 1- Benzyl-2,2-di(p-methoxyphenyl)ethylendiamin, 1-Methyl-2,2- dinaphthylethylendiamin, 1-Isobutyl-2,2-dinaphthylethylendiamin, und 1-Isopropyl-2,2-dinaphthylethylendiamin, und optisch aktive Diaminverbindungen, in denen eine oder beide der Substituentengruppen R¹&sup5; und R¹&sup7; Sulfonylgruppen oder Urethangruppen sind. Optisch aktive Diaminverbindungen sind nicht auf die vorstehend genannten optisch aktiven Ethylendiaminderivate beschränkt, sondern umfassen auch optisch aktive Propandiamin-, Butandiamin- und Phenylendiaminderivate. Die Menge dieser optisch aktiven Aminverbindungen sollte im Fall einer Monoaminverbindung innerhalb eines Bereichs von 1 bis 10 Äquivalenten, bezogen auf den Übergangsmetallkomplex, oder stärker bevorzugt von 2 bis 4 Äquivalenten sein, und sie sollte im Fall einer Diaminverbindung innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 2,5 Äquivalenten oder stärker bevorzugt von 1 bis 2 Äquivalenten sein.
  • In der vorliegenden Erfindung ist es zum Erzielen einer hohen optischen Ausbeute wichtig, eine geeignete Kombination einer absoluten Konfiguration des optisch aktiven Liganden und der absoluten Konfiguration der optisch aktiven Stickstoff enthaltenden Verbindung in dem asymmetrischen Hydrierungskatalysator als die Katalysatorkomponente zu erhalten. Die Kombination des S-Phosphinliganden und S,S-Diamin ist beispielsweise die beste wahl und ergibt (R)-Alkohol. Die Kombination eines S-Phosphinliganden und R,R-Diamin führt zu einer extrem niedrigen optischen Ausbeute, obwohl die Reaktion fortschreitet.
  • Der optisch aktive Übergangsmetallkomplex, die Base und die optisch aktive Stickstoff enthaltende Verbindung, die in der vorliegenden Erfindung wie vorstehend beschrieben eingesetzt werden, sind zum Erzielen einer hohen optischen Ausbeute unverzichtbar. Das Fehlen selbst eines dieser Bestandteile macht es unmöglich, einen Alkohol mit ausreichender optischer Aktivität und hoher Reinheit zu erhalten.
  • In der vorliegenden Erfindung kann desweiteren auch irgendein flüssiges Lösungsmittel, das die Reaktionsausgangsmaterialien und die Katalysatorkomponenten auflösen kann, eingesetzt werden. Einsetzbare Lösungsmittel umfassen aromatische Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Toluol und Xylol, aliphatische Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Pentan und Hexan, Halogen enthaltende Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Methylenchlorid, Lösungsmittel vom Ethertyp, wie Diethylether und Tetrahydrofuran, Lösungsmittel vom Alkoholtyp, wie Methanol, Ethanol, 2-Propanol, Butanol, Benzylalkohol und organische Lösungsmittel, die Heteroatome enthalten, wie Acetonitril, DMF und DMSO. Da das Produkt ein Alkohol ist, sind Lösungsmittel vom Alkoholtyp bevorzugt. Stärker bevorzugt kann 2-Propanol eingesetzt werden. Wenn das Reaktionssubstrat in einem Lösungsmittel schwer löslich ist, kann ein gemischtes Lösungsmittel, das eines der vorstehend aufgezählten Lösungsmittel enthält, eingesetzt werden.
  • Die Menge des Lösungsmittels wird durch die Löslichkeit des Reaktionssubstrats und durch wirtschaftliche Gesichtspunkte bestimmt. Im Fall von 2-Propanol kann die Reaktion bei einer Substratkonzentration innerhalb eines Bereichs von einer ge ringen Konzentration von unter 1% bis zu einem Zustand, bei dem nahezu kein Lösungsmittel vorhanden ist, bewirkt werden, es ist jedoch bevorzugt, das Lösungsmittel bei einer Konzentration innerhalb eines Bereichs von 20 bis 50 Gew.-% einzusetzen.
  • In der vorliegenden Erfindung schreitet die Hydrierung in ausreichendem Mäße unter einem Druck von 1 atm Wasserstoff voran, weil der Katalysator eine sehr hohe Aktivität hat.
  • Unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Gesichtspunkte sollte sie jedoch vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 10 · 10&sup4; - 10 · 10&sup6; Pa (1 bis 100 atm) oder stärker bevorzugt von 30 · 10&sup4; - 50 · 10&sup5; Pa (3 bis 50 atm) liegen. Unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Gesichtspunkte für das Gesamtverfahren ist es möglich, eine hohe Aktivität beizubehalten, selbst wenn der Druck bis zu 10 atm ist.
  • Die Reaktionstemperatur sollte vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 15 bis 100ºC sein, wobei es jedoch möglich ist, die Reaktion bei einer Temperatur um Raumtemperatur, wie in einem Bereich von 25 bis 40ºC, zu bewirken. Die vorliegende Erfindung ist jedoch dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion selbst bei einer niedrigen Temperatur von -100 bis 0ºC fortschreitet. Die Reaktion wird in einem Zeitraum innerhalb eines Bereichs von wenigen Minuten bis zehn Stunden in Abhängigkeit von solchen Reaktionsbedingungen, wie der Reaktionssubstratkonzentration, der Temperatur und dem Druck, vollständig durchgeführt. Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen eingehender beschrieben.
  • Die Reaktion kann in der vorliegenden Erfindung kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden.
    • Beispiele Beispiel 1
  • RuCl&sub2;[P(C&sub6;H&sub5;)&sub3;]&sub3; (9,6 mg, 0,01 mMol), KOH(0,02 mMol), Ethylendiamin (0,01 mMol) und Acetophenon (60 mg, 5,0 mMol) wurden in 3 ml 2-Propanol gelöst, und nach dem Entlüften und Austausch der Atmosphäre durch Argon wurde das erhaltene Gemisch vollständig in einen Glasautoklaven mit 100 ml Volumen überführt. Dann wurde Stickstoff eingeführt, bis ein vorbestimmter Druck [30 10&sup4; Pa (3 atm)] erreicht wurde, und die Reaktion wurde gestartet. Nach dem Rühren des Reaktionsgemisches während 30 Minuten wurde der Reaktionsdruck auf Atmosphärendruck zurückgeführt.
  • Phenetylalkohol wurde durch Gaschromatographie und NMR-Analyse des Reaktionsgemisches als Reaktionsprodukt identifiziert, und das Produkt wurde quantitativ gemessen. Das Reaktionssubstrat wurde vollständig aufgebraucht, wobei eine Phenetylalkoholausbeute von über 99% erzielt wurde.
    • Beispiele 2 bis 23
  • Unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen wurde, wobei als Reaktionssubstrat Acetophenon eingesetzt wurde, die Hydrierung durchgeführt, und die korrespondierende Alkoholverbindung wurde im wesentlichen in der theoretischen Menge in jedem dieser Beispiele erhalten. Die Rohmaterialcarbonylverbindungen und die Ausbeuten der erhaltenen Verbindungen sind in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3
    • Beispiele 24-30
  • Unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen wurde eine Hydrierungsreaktion unter Einsatz ungesättigter Carbonylverbindungen mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung oder einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung durchgeführt. Die korrespondierenden Alkoholverbindungen wurden in hohen Ausbeuten erhalten.
  • Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen wurden nicht hydriert, und es wurden nur Carbonylgruppen hydriert. Die Ergebnisse der vorstehenden Reaktion sind in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4
    • Beispiele 31-39
  • Unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen wurden, mit 4- Methylcyclohexanon und 2-Phenylmethylketon mit chiralen Kohlenstoffatomgruppen in der Molekülstruktur, die Wirkungen von zugegebenen Phosphinliganden untersucht.
  • Jede Reaktion stellt quantitativ erhaltene Alkoholprodukte bereit. Das erzielte cis/trans-Verhältnis der Alkohole, die von 4-Methylcyclohexanon abgeleitet sind, und das syn/anti- Verhältnis der Alkohole, die von 2-Phenylmethylketon abgeleitet sind, sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5
    • Beispiel 40
  • Um die hohe Aktivität des Katalysators der vorliegenden Erfindung zu beweisen, wurde das Verhältnis des Reaktionssubstrats zu dem Katalysator auf 5.000 gesetzt, und die Reaktion wurde bewirkt, um die anfängliche Reaktionsgeschwindigkeit zu bestimmen.
  • Genauer gesagt wurde Acetophenon (20 Mol), RuCl&sub2; [P(C&sub6;H&sub5;)&sub3;]&sub3; (3,8 mg, 0,004 Mol), KOH (0,08 Mol) und Ethylendiamin (0,004 Mol) in 12 ml 2-Propanol gelöst, und nach der Entlüftung und Austausch der Atmosphäre mit Argongas wurde das erhaltene Gemisch vollständig in einem 500 ml-Glasautoklaven überführt. Wasserstoff wurde dann bei einem vorbestimmten Druck [30 · 10&sup4; Pa (3 atm)] eingeleitet, und die Reaktion wurde gestartet. Die Reaktion wurde durch direkte Verbindung zu einem Wasserstoffzylinder bewirkt, so daß ein konstanter Wasserstoffdruck aufrechterhalten wurde. Die Reaktion war nach 80 Minuten vollständig abgelaufen, und die anfängliche Reaktionsgeschwindigkeit wurde bestimmt und ergab einen Wert von 6.700 Mol/Ru- Katalysator · Mol · Stunde.
    • Beispiel 41
  • Die Reaktion wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß ein Wasserstoffdruck von Druck [10 · 10&sup4; Pa (1 atm)] eingesetzt wurde. Die Anfangsgeschwindigkeit war 880 Mol/Ru-Katalysator · Mol · Stunde.
    • Beispiel 42
  • Die Reaktion wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß ein Wasserstoffdruck von [50 · 10&sup5; Pa (50 atm)] eingesetzt wurde. Die Anfangsgeschwindigkeit war 23.000 Mol/Ru-Katalysator · Mol · Stunde.
    • Beispiel 43
  • Die Reaktion wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß eine Reaktionstemperatur von -20ºC eingesetzt wurde. Die Reaktion war nach zehn Stunden vollständig abgelaufen, und Phenethylalkohol wurde bei einer Ausbeute von 98% erhalten.
    • Vergleichsbeispiel 1
  • Die Reaktion wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß KOH und Ethylendiamin nicht zugegeben wurden. Die Reaktionsgeschwindigkeit war 5 Mol/Ru- Katalysator Mol Stunde, und die Reaktion schritt kaum voran.
    • Vergleichsbeispiel 2
  • Die Reaktion wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch ohne Zugabe von Ethylendiamin. Die Reaktionsgeschwindigkeit war 70 Mol/Ru-Katalysator · Mol · Stunde, selbst in Abwesenheit von Wasserstoff.
    • Vergleichsbeispiel 3
  • Die Reaktion wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1, jedoch ohne Zugabe von KOH, durchgeführt. Die Reaktionsgeschwindigkeit war 5 Mol/Ru-Katalysator · Mol · Stunde, und die Reaktion schritt kaum voran.
    • Vergleichsbeispiel 4
  • Die Reaktion wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1, jedoch ohne die Zugabe von Wasserstoff, durchgeführt. Die Reaktionsgeschwindigkeit war 8 Mol/Ru-Katalysator · Mol · Stunde, und die Reaktion schritt kaum voran.
    • Beispiel 44
  • Die Reaktion wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß p-Diacetylbenzol als Carbonylverbindung eingesetzt wurde. Das erhaltene p-Bis(1-hydroxy)benzol wurde mit einer Ausbeute von 99% erhalten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, wie vorstehend eingehend beschrieben, möglich, Alkohol aus einer Carbonylverbindung effizient mit einer hohen Ausbeute herzustellen.
  • Die folgenden Beispiele zeigen das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven Alkoholen.
  • Typische Beispiele für einsetzbare Reaktionssubstrate, optisch aktive Phosphine und Diaminliganden sind in den Tabellen 6 und 7 gezeigt. Tabelle 6 Carbonylverbindung Tabelle 7 Phosphinliganden Diaminliganden
    • Beispiel 45
  • In ein Schienk-Reaktionsrohr wurden 0,5 M 2-Propanollösung (40 uL) KOH, (S,S)-Diphenylethylendiamin (2,1 mg, 0,01 Mol), 1'-Acetonaphthon (Verbindung 10 in Tabelle 6) (85 mg, 5,0 Mol) und 3 ml 2-Propänol in einem Argongasfluß gegeben. Nach dem Entlüften und dem Austausch der Atmosphäre durch Argon wurde die Reaktionslösung durch Zugabe von RuCl&sub2;((S)-binap)(dmf)n (9,6 mg, 0,01 Mol) eingestellt. Diese Lösung wurde wiederholt einer Entlüftung und einem Austausch der Atmosphäre durch Argon unterzogen, um eine vollständige Auflösung zu erreichen, und dann wurde die Reaktion durch Überführen der Lösung in ei nen 100 ml-Glasautoklaven und durch Zugabe von Wasserstoff bis zu einem vorbestimmten Druck gestartet. Nach dem Rühren während sechs Stunden bei 28ºC wurde die Temperatur auf Raumtemperatur gebracht, und das Reaktionsprodukt wurde einer Gaschromatographie und einer H-NMR-Analyse unterzogen, um das Produkt zu identifizieren und die Reaktionsausbeute (höher als 99%) zu bestimmen. Dann wurde die optische Reinheit des erhaltenen (R)-1-(1-Naphthyl)ethanohs durch eine optisch aktive Säule durch HPLC bestimmt, wobei ein Wert von 97%ee erhalten wurde.
    • Beispiele 46 bis 58
  • Die Reaktion wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 45 unter den Reaktionsbedingungen durchgeführt, die optisch aktives Dianm, Wasserstoffdruck, Temperatur und Reaktionstyp mit den Carbonylverbindungen wie in Tabelle 6 gezeigt als Reaktionssubstrate umfassen, und die optisch aktiven Alkoholprodukte wurden in hohen Ausbeuten erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt. Tabelle 8
    • Beispiel 59
  • Es wurde p-Diacetylbenzol als Reaktionssubstrat auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt, und (S)-Isopropyl-2,2- di(p-methoxyphenyl)ethylendiamin wurde als optisch aktives Diamin eingesetzt. Die Reaktion wurde unter einem Wasserstoffdruck von 40 · 10&sup4; Pa (4 atm) bei 28ºC während 1,5 Stunden durchgeführt. Das erhaltene Diol hatte ein Verhältnis von optisch aktiver Verbindung zu Meso-Verbindung von 85 : 15, und das optisch aktive Material hatte eine optische Reinheit von über 99%.
    • Beispiel 60
  • Die Reaktion wurde in einem 35-fach größeren Maßstab als in Beispiel 1 durchgeführt. Aus 30 g 1'-Acetonaphthon (Verbindung 10 in Tabelle 1) wurde (R)-1-(1-Naphthyl)ethanol in einer Menge von 27,90 g erhalten. Das Reaktionsprodukt wurde durch Vakuumdestillation (98-101ºC/67 Pa (0,5 mmHg)) abgetrennt, und es wurde ein reines Produkt mit einer optischen Reinheit von 95% erhalten.
    • Vergleichsbeispiel 5
  • Die Reaktion wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 unter Einsatz von Ethylendiamin anstelle von (S,S)-Diamin durchgeführt. Der korrespondierende optisch aktive Alkohol wurde mit einer optischen Reinheit von 57% erhalten.
    • Beispiele 61-66
  • Unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 45 wurden Hydrierungsreaktionen unter Einsatz von ungesättigten Carbonylverbindungen mit den Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen in jeder Molekülstruktur als Ausgangsmaterialien durchgeführt. Die korrespondierenden optisch aktiven Alkohole wurden in hoher Ausbeute erhalten.
  • Es wurden keine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen hydriert, und es wurden nur Carbonylgruppen hydriert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt.
    • Beispiel 67
  • Unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 45 wurde die Hydrierung unter Einsatz eines ungesättigten zyklischen Ketons (Verbindung Nr. 16 in Tabelle 6) (0,35 g, 2,5 mMol) durchgeführt, und der korrespondierende optisch aktive ungesättigte Alkohol wurde quantitativ erhalten: Wie in Tabelle 8 gezeigt, war die optische Reinheit 93% ee.
    • Beispiel 68
  • Unter denselben Bedingungen, außer der Zugabe von 0,2 mMol KOH (0,4 M, 2-Propanollösung 444 ul), wurde racemisches 2-Methylcyclohexanon (Verbindung Nr. 17, gezeigt in Tabelle 6, (0,57 g, 5,0 mMol)) hydriert. Die Reaktion stellt einen optisch aktiven Alkohol mit einem cis/trans-Verhältnis von 97,7 : 2,3, bestimmt durch ein Verfahren der dynamischen kinetischen Auflösung, an der Stelle des 2-asymmetrischen Kohlenstoffs bereit.
  • Wie in Tabelle 8 gezeigt, war die optische Reinheit der cis- Form 80%ee.
    • Beispiel 69
  • Unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 68 wurde eine racemische Verbindung (Nr. 18, gezeigt in Tabelle 6) (1,05 g; 5 mMol) hydriert.
  • Die Reaktion wurde durch dynamische kinetische Auflösung durchgeführt und stellte einen optisch aktiven Alkohol mit einem anti/sym-Verhältnis von 97,0 : 3,0 bereit.
  • Wie in Tabelle 8 gezeigt, war die optische Reinheit der anti- Form 91%ee.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines Alkohols, das den Schritt aufweist, eine Carbonylverbindung mit Wasserstoff in der Gegenwart eines homogenen Hydrierungskatalysators, der ein Übergangsmetallkomplexkatalysator eines Metalls aus der Gruppe VIII ist, einer Base und einer stickstoffhaltigen organischen Verbindung zur Reaktion zu bringen, wobei die stickstoffhaltige organische Verbindung:
a) ein Monoamin ist, das aus primären Aminen, sekundären Aminen oder tertiären Aminen ausgewählt ist, die durch die Formel NR&sup8;R&sup9;R¹&sup0; dargestellt sind, oder
b) ein Diamin ist, das durch die Formel R¹¹R¹²N-Z-NR¹³R¹&sup4; dargestellt ist (wobei R&sup8;, R&sup9;, R¹&sup0;, R¹¹, R¹², R¹³ und R¹&sup4; jeweils Wasserstoff sind oder gleiche oder verschiedene Gruppen sind, ausgewählt aus Alkyl, Cycloalkyl, Aryl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und zyklischen Diaminen, und Z eine Gruppe ausgewählt aus Alkylen, Cycloalkylen und Arylen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Übergangsmetall ein Metall ist, das aus der aus Rhodium, Ruthenium, Iridium, Palladium und Platin bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Base ein Hydroxid eines Alkalimetalls oder eines Erdalkalimetalls oder eines Salzes davon oder ein quartäres Ammoniumsalz ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Carbonylverbindung durch die folgende allgemeine Formel (1) ausgedrückt ist:
(dabei sind R¹ und R² Wasserstoff, aromatische monozyklische oder polyzyklische Kohlenwasserstoffgruppen oder heteromonozyklische oder -polyzyklische Gruppen, die Heteroatome aufweisen, die die gleichen oder verschiedene Substituenten oder eine gesättigte oder ungesättigte Kette oder zyklische Kohlenwasserstoffgruppen aufweisen können,
R¹ und R² können auch zusammen mit dem C-Atom, an das sie gebunden sind, eine zyklische Gruppe bilden.
5. Verfahren zur Herstellung eines optisch aktiven Alkohols, das den Schritt aufweist, eine Carbonylverbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (2) ausgedrückt ist:
(dabei ist R³ eine aromatische, monozyklische oder polyzyklische Kohlenwasserstoffgruppe, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische oder zyklische Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteromonozyklische oder -polyzyklische Gruppe mit Heteroatomen, die einen Substituenten aufweisen können, und R&sup4; ist eine gesättigte oder ungesättigte Kette, zyklische oder aromatische zyklische Kohlenwasserstoff- oder heterozyklische Gruppe, die Wasserstoff oder einen Substituenten aufweisen kann, R³ und R&sup4; können auch zusammen mit dem C-Atom, an das sie gebunden sind, eine zykli sche Gruppe bilden) einer Hydrierungsreaktion in Gegenwart eines asymmetrischen Hydrierungskatalysators zu unterwerfen, der ein Übergangskomplexkatalysator eines Metalls der Gruppe VIII ist, und einer optisch aktiven stickstoffhaltigen Verbindung, wobei die stickstoffhaltige Verbindung:
a) ein optisch aktives Monoamin ist, bei dem mindestens einer der Substituenten eine optisch aktive Gruppe ist und die übrigen Wasserstoff oder gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen oder Arylgruppen aufweisen, oder
b) eine optisch aktive Diaminverbindung ist, die durch die folgende allgemeine Formel (7) dargestellt ist:
(dabei sind R¹&sup5;, R¹&sup6;, R¹&sup7; und R¹&sup8; Wasserstoff oder eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, Arylgruppe, Urethangruppe oder Sulfonylgruppe und R¹&sup9;, R²&sup0;, R²¹ und R²² sind die gleichen oder verschiedene Gruppen, so daß Kohlenstoffatome, die an diesen Substituenten gebunden sind, asymmetrische Zentren ausbilden und stellen eine Wasserstoff oder Alkylgruppe, aromatische monozyklische oder polyzyklische, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe und zyklische Kohlenwasserstoffgruppe dar) und einer Base, zur Herstellung eines optisch aktiven Alkohols, der durch die folgende allgemeine Formel (3) ausgedrückt ist:
(dabei sind R³ und R&sup4; die gleichen organischen Gruppen wie oben)
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der asymmetrische Hydrierungskatalysator einen optisch aktiven Liganden aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der optisch aktive Ligand ein Phosphinligand ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Base ein Hydroxid oder ein Salz einen Alkalimetalls oder eines Erdalkalimetalls oder ein quartäres Ammoniumsalz ist.
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