DE69521605T2 - Optisch aktive diphosphine und herstellungsverfahren durch auftrennung der racematmischung - Google Patents

Optisch aktive diphosphine und herstellungsverfahren durch auftrennung der racematmischung

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft optisch aktive Diphosphine. Gleichermaßen betrifft die vorliegende Erfindung deren Herstellung gemäß einem Verfahren zur Auftrennung (Spaltung) einer racemischen Mischung dieser Phosphine in optisch aktive Isomere.
  • Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung neue, optisch aktive Diphosphine des Bis-[1-phospha-2,3-diphenyl-4,5-dimethylnorbornadiens] und ein Verfahren zur Spaltung einer racemischen Mischung von Bis-[1-phospha-2,3-diphenyl-4,5-dimethylnorbornadien].
  • Gleichermaßen betrifft die vorliegende Erfindung neue, optisch aktive Metallkomplexe, die diese Phosphine enthalten, und ihre Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven Carbonsäuren und/oder ihren Derivaten gemäß einem Hydrogenierungsverfahren für α,β-ungesättigte Carbonsäuren und/oder ihre Derivate.
  • F. Mathey et al. haben in Bull. Soc. Chim. Fr. 129, Seiten 1-8 (1992) die Herstellung einer Mischung von Diastereoisomeren des Bis-[1-phospha-2,3-diphenyl-4,5- dimethylnorbornadiens] beschrieben.
  • Das Ausgangsprodukt für die Synthese dieser Diastereoisomeren ist das 1-Phenyl- 3,4-dimethylphosphol (II), welches von F. Mathey et al. in Synthesis, 1983, Seite 983 beschrieben ist.
  • Man beginnt zunächst mit der Herstellung des 3,3',4,4'-Tetramethyl-1,1'-diphosphols (IV). Hierzu läßt man 1-Phenyl-3,4-dimethylphosphol (II) in THF mit Lithiummetall gemäß der vorliegenden Reaktion reagieren:
  • Am Ende der Reaktion gibt man Aluminiumchlorid hinzu, um das im Laufe der Reaktion gebildete Phenyllithium zu fangen.
  • In einem folgenden Verfahrensschritt führt man die Dimerisierung von (III) mittels Einwirkung von Diiod I&sub2; in THF durch. Für weitere Details zur Herstellung von (IV) kann verwiesen werden auf den Artikel von F. Mathey et al., Organometallics, 1983, 2, 1234.
  • Durch Aufheizen auf etwa 140ºC lagert sich die Verbindung (IV) zu der Verbindung (V) um, die mit Diphenylacetylen in einer Diels-Alder-Reaktion reagiert, um Bis-[1-phospha-2,3-diphenyl-4,5-dimethylnorbornadien] zu liefern.
  • Eine praktische Durchführungsmethode ist auf Seite 6 der Veröffentlichung von F. Mathey et al. in Bull. Soc. Chim. Fr. 129, Seiten 1-8 (1992) beschrieben.
  • Jedoch haben die Autoren, wie auf Seite 3, rechte Spalte, Zeilen 7 und 8 beschrieben, eine Mischung von zwei Diastereoisomeren erhalten, die später von der Anmelderin identifiziert worden sind als eine Mesoverbindung (Im) -RS, SR- und eine racemische Verbindung (Ir) -RR, SS-, in dem Artikel als (13b) bzw. (13a) bezeichnet.
  • Die Veröffentlichung erwähnt die Trennung der zwei Diastereoisomeren mittels Bildung eines Palladium-(II)-chelates. Hierzu soll die Trennung der Mischung der erhaltenen Diastereoisomere durch Reaktion mit PdCl&sub2;(PhCN)&sub2; in Dichlorethan erfolgen, die zu (VI m) und (VI r) führt, wobei der Trennung mittels Chromatographie auf Silicagel ein Eluieren folgt, dann eine mit NaCN durchgeführte Dekomplexierung.
  • Man erhält somit in getrennter Form die zwei Diasteroisomeren, einerseits die Mesoform (I m) und andererseits die racemische Form (I r).
  • Dieses Dokument des Standes der Technik beschreibt keine Trennung der Enantiomeren.
  • Das Problem der Spaltung von zwei Enantiomeren ist nur schwierig zu lösen, wenn die Chiralität durch Phosphor bereitgestellt wird.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, neue, optisch aktive Diphosphine bereitzustellen, die zweizähnig sind, chiral in bezug auf das Phosphor sind und nicht racemisierbar sind.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, durch welches diese Diphosphine hergestellt werden können gemäß einem Verfahren zur Spaltung einer racemischen Mischung von Bis-[1-phospha-2,3-diphenyl- 4,5-dimethylnorbornadien].
  • Schließlich besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven Carbonsäuren und/oder Derivaten gemäß einem Hydrogenierungsverfahren für α,β-ungesättigte Carbonsäuren und Carbonsäurederivate bereitzustellen, welches Metallkomplexe verwendet, wobei als Ligand optisch aktives Diphosphin verwendet wird.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurden neue, optisch aktive Diphosphine des Bis-[1-phospha-2,3-diphenyl-4,5-dimethylnorbornadiens] gefunden, die den folgenden Formeln entsprechen:
  • Gemäß einem weiteren Gegenstand (Ausführungsform) der vorliegenden Erfindung führt man die Spaltung der racemischen Mischung des Bis-[1-phospha-2,3-diphenyl-4,5-dimethylnorbornadiens] gemäß einem Verfahren durch, bei dem man diese Mischung mit einem Palladium- und/oder Platinkomplex als chiralem Hilfsmittel in einem organischen Lösemittel reagieren läßt, so daß auf diese Weise diastereoisomere Komplexe gebildet werden, und man diese optisch reinen Komplexe auftrennt (spaltet).
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet man einen Palladiumkomplex. Diese Art von chiralem Hilfsmittel ist in der Literatur ausgiebig beschrieben, insbesondere durch Bei Otsuka et al. in Journal of the American Chemical Society 93, Seite 4.301 (1971).
  • Gleichermaßen kann man einen Platinkomplex verwenden, und diesbezüglich kann insbesondere verwiesen werden auf die Arbeiten von A. C. Cope [Journal of the American Chemical Society 90, Seite 909 (1968)].
  • Der eingesetzte chirale Komplex entspricht insbesondere der allgemeinen Formel (VII)
  • wobei in der genannten Formel:
  • - M Palladium und/oder Platin bedeutet,
  • - R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder einen Cycloalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeuten,
  • - R&sub3; und R&sub4; verschieden sind und mindestens einer der beiden ein Wasserstoffatom bedeutet,
  • - R die Bedeutung hat, die R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; haben,
  • - X ein Halogenatom bedeutet,
  • - n eine Zahl von 0 bis 4 ist,
  • - wenn n größer als 1 ist, zwei Reste R und die 2 aufeinanderfolgenden Atome des Benzolrings miteinander einen Ring mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen bilden können.
  • Vorzugsweise entspricht der eingesetzte Komplex der zuvor genannten Formel, in der R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; ein Wasserstoffatom oder einen Methylrest darstellen, X ein Chloratom darstellt und n gleich 0 ist.
  • Wenn n gleich 2 ist, bilden zwei Reste R einen Benzolring.
  • Alls speziellere Beispiele für Palladiumkomplexe gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie ohne Unterschied ausgehend von (R)-(+)- oder (S)-(-)-N,N-Dimethylphenylethylamin erhalten werden, kann man die Komplexe der folgenden Formel nennen:
  • Die Menge an den zuvor genannten Metallkomplexen, berechnet als Metall, beträgt im allgemeinen 0,5 bis 1 Metallatom pro Phosphoratom.
  • M an verwendet ein organisches Lösemittel, welches alle Reagenzien in Lösung bringt. Das Lösemittel muß inert gegenüber dem Diphosphin sein.
  • Als nichtbeschränkende Beispiele für Lösemittel, wie sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, kann man die folgenden Lösemittel nennen:
  • - aliphatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Paraffine wie beispielsweise Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Isooctan, Nonan, Decan, Undecan, Tetradecan, Petrolether und Cyclohexan; aromatische Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Benzol, Toluol, Xylole, Ethylbenzol, Diethylbenzole, Trimethylbenzole, Cumol, Pseudocumol und Erdölfraktionen, die aus einer Mischung von Ankylbenzolen bestehen, insbesondere Fraktionen vom Typ Solvesso®.
  • - aliphatische oder aromatische halogenierte Kohlenwasserstoffe, wobei man die folgenden nennen kann: perchlorierte Kohlenwasserstoffe wie insbesondere Trichlormethan, Tetrachlorethylen, teilweise chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, Dichlorethan, Tetrachlorethan, Trichlorethylen, 1-Chlorbutan, 1,2-Dichlorbutan, Monochlorbenzol, 1,2-Dichlorbenzol, 1,3-Dichlorbenzol, 1,4-Dichlorbenzol oder Mischungen der verschiedenen Chlorbenzole.
  • Unter diesen Lösemitteln sind Benzol und Toluol bevorzugt.
  • Die Konzentration des Diphosphins in dem Reaktionslösemittel beträgt vorzugsweise 0,05 bis 1 mol/Liter, besonders bevorzugt 0,05 bis 0,2 mol/Liter.
  • Die Trennung bzw. Spaltung wird vorzugsweise bei Umgebungstemperatur im allgemeinen zwischen 15ºC und 25ºC durchgeführt.
  • Sie erfolgt vorzugsweise unter kontrollierter Atmosphäre von Inertgasen. Man kann eine Atmosphäre von Edelgasen herstellen, vorzugsweise Argon, jedoch ist es ökonomischer, Stickstoff zu verwenden.
  • Man erhält eine Mischung aus Palladium- oder Platinkomplexen und Diphosphin entsprechend dem jeweiligen Enantiomer.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Zwischenprodukt, nämlich der Metallkomplex mit den Diphosphinen gemäß den folgenden Formeln:
  • wobei in diesen Formeln M Palladium oder Platin, X ein Halogenatom, vorzugsweise Chlor, und A den Rest eines chiralen metallischen Komplexes, der einer der Formeln (VII) und vorzugsweise (VII') entspricht, bedeutet.
  • Bei dem folgenden Verfahrensschritt erhält man die zwei reinen Enantiomeren.
  • Durch Verdampfung wird das Lösungsmittel einkonzentriert, dann führt man die Trennung in bekannter Weise [A. Bertheillier - Dunod Paris (1972)] mittels Flüssigchromatographie an einer Säule vorzugsweise mit einem Siliciumdioxidträger durch.
  • Man eluiert die Säule mit einer Mischung geeigneter Lösungsmittel, vorzugsweise mit einer Mischung aus Toluol/Ethylacetat, die vorzugsweise 80 Vol.% Toluol und 20 Vol.-% Ethylacetat enthält.
  • Man erhält die zwei reinen Enantiomere, isoliert in Form von zwei diastereoisomeren Komplexen, mit den folgenden Eigenschaften:
  • ³¹P NMR = δ(CH&sub2;Cl&sub2;) = 55,9 ppm
  • ³¹P NMR = δ(CH&sub2;Cl&sub2;) = 53,6 ppm.
  • Man erhält die zwei reinen Enantiomere des Diphosphins, indem man die Dekomplexierung durchführt.
  • Für diesen Zweck verwendet man insbesondere ein Blausäuresalz, vorzugsweise ein Alkalisalz, ganz besonders bevorzugt ein Natriumsalz: Dieses Salz wird dann in einem Minimum der erforderlichen Wassermenge in Lösung gebracht.
  • Man bringt die Komplexe in einem organischen Lösungsmittel, wie beispielsweise Dichlormethan, in Lösung, dann gibt man unter Rühren das Blausäuresalz hinzu, das im allgemeinen in einem Überschuß von 2 bis 5 mol pro Metallatom eingesetzt wird.
  • Dieses Procedere wird ebenfalls unter kontrollierter Atmosphäre und bei Umgebungstemperatur durchgeführt.
  • Man erhält das Enantiomere in der organischen Phase, die abgetrennt, mit Wasser gewaschen und getrocknet wird, beispielsweise über Natriumsulfat.
  • Man erhält die zwei Enantiomere des Bis-[1-phospha-2,3-diphenyl-4,5-dimethylnorbornadiens] isoliert und in Reinform, die den Formeln [(Ia) - (S,S) - (+)] und [(Ib) - (R,R) - (-)], wie zuvor beschrieben, entsprechen, wobei die Eigenschaften dieser Enantiomere wie folgt sind:
  • ³¹P NMR = δ(CDCl&sub3;) = -13,2 ppm; [α]D = +231º (c = 1, C&sub6;D&sub6;).
  • ³¹P NMR = δ(CDCl&sub3;) = -13,2 ppm; [α]D = -198º (c = 1, C&sub6;D&sub6;).
  • (Der Wert für [α]D wird bei einer Konzentration von 10 mg/ml und bei Umgebungstemperatur bestimmt).
  • Gleichermaßen wurde gefunden - und dies ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung -, daß die neuen, optisch aktiven Diphosphine, wie sie zuvor im Zustand der Metallkomplexe beschrieben worden sind, als Katalysatoren für die asymmetrische Hydrogenierung (Hydrierung) von α,β-ungesättigten Carbonsäuren und/oder -derivaten eingesetzt werden können.
  • Die optisch aktiven Diphosphine der Formel (Ia) oder (Ib) dienen als Liganden bei der Bildung von Komplexen mit Übergangsmetallen.
  • Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind folglich neue Komplexe, die ein optisch aktives Diphosphin und ein Übergangsmetall umfassen, wobei diese Komplexe dadurch gekennzeichnet sind, daß der Ligand einer der folgenden Formeln entspricht:
  • Als Beispiele für Übergangsmetalle, die Komplexe bilden können, kann man insbesondere die folgenden Metalle nennen: Rhodium, Ruthenium, Rhenium, Iridium, Kobalt, Nickel, Platin und Palladium.
  • Unter den zuvor genannten Metallen sind Rhodium, Ruthenium und Iridium bevorzugt.
  • Spezielle Beispiele für diese Komplexe gemäß der vorliegenden Erfindung werden im folgenden gegeben, jedoch ohne beschränkenden Charakter.
  • In diesen Formeln stellt (P·P) das Diphosphin der Formel (Ia) oder (Ib) dar. Die Rhodium- und Iridiumkomplexe können durch die folgenden Formeln dargestellt werden:
  • [ML&sub2;(P·P)] Y (IIa)
  • [ML&sub2;(P·P)] Y (IIb)
  • wobei in den genannten Formeln:
  • - (P·P) in der Formel (IIa) das Diphosphin der Formel (Ia) und in der Formel (IIb) das Diphosphin der Formel (Ib) bedeutet,
  • - M Rhodium oder Iridium bedeutet,
  • - Y einen koordinierenden Anionenliganden bedeutet,
  • - L einen neutralen Liganden bedeutet.
  • Die bevorzugten Rhodium- oder Iridiumkomplexe entsprechen der Formel (IIa) oder (IIb), wobei:
  • - L ein Olefin mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen und zwei Liganden bedeutet, wobei L zwischen ihnen gebunden sein kann, um eine lineare oder cyclische polyungesättigte Kohlenwasserstoffkette zu bilden; L bedeutet vorzugsweise 1,5-Cyclooctadien, Norbornadien, Ethylen,
  • - Y ein PF&sub6;&supmin;-, PCl&sub6;&supmin;-, BF&sub4;&supmin;-, BCl&sub4;&supmin;-, SbF&sub6;&supmin;-, SbCl&sub6;&supmin;-, BPh&sub4;&supmin;-, ClO&sub4;&supmin;-, CN&supmin;-, CF&sub3;SO&sub3;&supmin;- oder Halogen-Anion, vorzugsweise ein CV- oder Br -Anion, ein 1,3-Dicetonat-, Alkylcarboxylat- oder Haloalkylcarboxylat-Anion mit einem niedrigen Alkylrest, ein Phenylcarboxylat- oder Phenolat-Anion bedeutet, dessen Benzolring mit niedrigen Alkylresten und/oder Halogenatomen substituiert sein kann.
  • Unter niederen Alkylresten versteht man im allgemeinen einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen.
  • Weitere Iridiumkomplexe können durch die folgenden Formeln wiedergegeben werden:
  • [IrL(P·P)]Y (IIIa)
  • [IrL(P·P)Y] (IIIb)
  • wobei in den genannten Formeln (P·P), L und Y die zuvor im Hinblick auf die Formeln (IIa) und (IIb) angegebenen Bedeutungen haben.
  • Was die Rutheniumkomplexe anbelangt, entsprechen diese vorzugsweise den folgenden Formeln:
  • [RuY&sub1;Y&sub2;(P·P)] (IVa)
  • [RuY&sub1;Y&sub2;(P·P)] (IVb)
  • wobei in den genannten Formeln:
  • - (P·P) in der Formel (IVa) das Diphosphin der Formel (Ia) und in der Formel (IVb) das Diphosphin der Formel (Ib) bedeutet,
  • - die Y&sub1; und Y&sub2;, gleich oder verschieden, vorzugsweise ein PF&sub6;&supmin;-, PCl&sub6;&supmin;-, BF&sub4;&supmin;-, BCl&sub4;&supmin;-, SbF&sub6;&supmin;-, SbCl&sub6;&supmin;-, BPh&sub4;&supmin;, ClO&sub4;&supmin;-, CF&sub3;SO&sub3;&supmin;-Anion, ein Halogenatom, noch spezieller Chlor oder Brom, oder ein Carboxylat-Anion bedeuten, vorzugsweise ein Acetat- oder Trifluoressigsäureester-Anion.
  • Weitere Rutheniumkomplexe, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können, entsprechen den folgenden Formeln:
  • [RuY&sub1;Ar(P·P)Y&sub2;} (IVc)
  • [RuY&sub1;Ar(P·P)Y&sub2;] (IVd)
  • wobei in den genannten Formeln:
  • - (P·P) in der Formel (IVc) das Diphosphin der Formel (Ia) und in der Formel (IVd) das Diphosphin der Formel (Ib) bedeutet,
  • - Ar Benzol, p-Methylisopropylbenzol, Hexamethylbenzol bedeutet,
  • - Y&sub1; ein Halogenatom bedeutet, vorzugsweise Chlor oder Brom,
  • - Y&sub2; ein Anion bedeutet, vorzugsweise ein PF&sub6;&supmin;-, PCl&sub6;&supmin;-, BF&sub4;&supmin;-, BCl&sub4;&supmin;-SbF&sub6;&supmin;-, SbCl&sub6;&supmin;-, BPh&sub4;&supmin;, ClO&sub4;&supmin;-, CF&sub3;SO&sub3;&supmin; -Anion.
  • Gleichermaßen ist es möglich, in dem erfindungsgemäßen Verfahren Komplexe auf Basis von Palladium und Platin einzusetzen.
  • Als spezielle Beispiele für solche Komplexe kann man unter anderem PdCl&sub2;(P·P) und PtCl&sub2;(P·P) nennen, wobei (P·P) das Diphosphin der Formel (Ia) oder (Ib) darstellen.
  • Die das zuvor genannte Disphosphin und das Übergangsmetall enthaltenden Komplexe können mit bekannten Verfahren, die in der Literatur beschrieben sind, hergestellt werden.
  • Für die Herstellung der Rutheniumkomplexe kann Bezug genommen werden insbesondere auf die Publikation von J.-P. Genêt [Acros Organics Acta, 1, Nr. 1, Seiten 1-8 (1994)], und für die anderen Komplexe kann Bezug genommen werden auf den Artikel von Schock R. und Osborn J. A. [Journal of the American Chemical Society, 93, Seiten 2.397 ff. (1971)].
  • Sie können insbesondere durch Reaktion des Diphosphins der Formel (Ia) oder (Ib) mit der Übergangsmetallverbindung in einem geeigneten organischen Lösemittel hergestellt werden.
  • Die Reaktion wird bei einer Temperatur zwischen Umgebungstemperatur (etwa 15 bis 25ºC) und der Rückflußtemperatur des Reaktionslösemittels durchgeführt.
  • Als Beispiele für organische Lösemittel kann man unter anderem die folgenden Lösemittel nennen: gegebenenfalls halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Hexan, Heptan, Isooctan, Decan, Benzol, Toluol, Methylenchlorid, Chloroform; Lösemittel vom Ether- oder Ketontyp, insbesondere Diethylether, Tetrahydrofuran, Aceton, Methylethylketon; Lösemittel vom Alkoholtyp, vorzugsweise Methanol oder Ethanol.
  • Die erfindungsgemäßen Metallkomplexe, die nach herkömmlichen Methoden (Filtration oder Kristallisation) erhalten werden, werden in Reaktionen der asymmetrischen Hydrogenierung (Hydrierung) der im folgenden noch näher bestimmten Substrate bzw. Ausgangsverbindungen eingesetzt.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer optisch aktiven Carbonsäure und/oder eines optisch aktiven Carbonsäurederivats, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man die asymmetrische Hydrogenierung (Hydrierung) einer α,β-ungesättigten Carbonsäure und/ oder ihrer Derivate in Gegenwart einer wirksamen Menge eines Metallkomplexes durchführt, welcher als Ligand das optisch aktive Diphosphin der Formel (Ia) oder (Ib) und ein Übergangsmetall umfaßt.
  • Die α,β-ungesättigte Carbonsäure und/oder ihre Derivate entsprechen insbesondere der Formel (V):
  • wobei in der genannten Formel (V):
  • - R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; ein Wasserstoffatom oder irgendeine Kohlenwasserstoffgruppe mit der Maßgabe bedeuten, daß:
  • - wenn R&sub1; unterschiedlich zu R&sub2; ist, dann R&sub3; irgendeine mit bezeichnete Kohlenwasserstoffgruppe oder funktionelle Gruppe sein kann,
  • - wenn R, oder R&sub2; ein Wasserstoffatom bedeuten und wenn R&sub1; unterschiedlich zu R&sub2; ist, dann R&sub3; unterschiedlich zu einem Wasserstoffatom und unterschiedlich zu -COOR&sub4; ist,
  • - wenn R&sub1; gleich mit R&sub2; ist und irgendeine mit bezeichnete Kohlenwasserstoffgruppe oder funktionelle Gruppe bedeutet, dann R&sub3; unterschiedlich zu -CH-( )&sub2; und unterschiedlich zu -COOR&sub4; ist,
  • - eine der Gruppen R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; eine funktionelle Gruppe bedeuten kann.
  • Die Reste R&sub1; bis R&sub4;, identisch oder verschieden, stellen einen gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen dar, welcher ein linearer oder verzweigter, gesättigter oder ungesättigter, acyclischer aliphatischer Rest; ein monocyclischer oder polycyclischer, gesättigter, ungesättigter oder aromatischer, heterocyclischer oder carbocyclischer Rest; oder ein linearer oder verzweigter, gesättigter oder ungesättigter aliphatischer Rest, der einen ringförmigen Substituenten trägt, sein kann.
  • In der allgemeinen Formel (V) können die Reste R&sub1; bis R&sub4;, identisch oder verschieden, verschiedene Bedeutungen haben. Verschiedene Beispiele sind im folgenden angegeben, jedoch sind diese Beispiele in keinem Fall beschränkend.
  • So stellen die Reste R&sub1; bis R&sub4; vorzugsweise einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest, insbesondere einen Benzolrest, der allgemeinen Formel (V') dar:
  • wobei in der Formel (V'):
  • - n eine ganze Zahl von 0 bis 5, vorzugsweise von 0 bis 3, ist,
  • - Q einen Rest R&sub0; oder eine der folgenden Gruppen und Funktionen darstellt,
  • - einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methyl; Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, se.-Butyl, tert.-Butyl,
  • - einen linearen oder verzweigten Alkenylrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Vinyl oder Allyl,
  • - einen linearen oder verzweigten Alkoxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, Butoxy,
  • - eine Acylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen,
  • - einen Rest der Formel:
  • -R&sub5;-OH
  • -R&sub5;-COOR&sub7;
  • -R&sub5;-CHO
  • -R&sub5;-NO&sub2;
  • -R&sub5;-CN
  • -R&sub5;-(N(R&sub7;)&sub2;
  • -R&sub5;-CO-N(R&sub7;)&sub2;
  • -R&sub5;-SH
  • -R&sub5;-X
  • - R&sub5;-CF&sub3;
  • wobei in diesen Formeln R&sub5; eine Valenzbindung oder einen divalenten Kohlenwasserstoffrest, linear oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt, mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, wie beispielsweise Methylen, Ethylen, Propylen, Isopropylen, Isopropyliden, und R&sub7; ein Wasserstoffatom oder einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt und X ein Halogenatom, vorzugsweise ein Chloratom, Bromatom oder Fluoratom, darstellt,
  • - QR&sub0;', einen der folgenden komplexen Reste darstellt:
  • wobei
  • - m eine ganze Zahl 0 bis 5, vorzugsweise 0 bis 3, ist
  • - R&sub0; die zuvor angegebene Bedeutung hat,
  • - R&sub6; eine Valenzbindung darstellt oder eine gesättigte oder ungesättigte, lineare oder verzweigte, divalente Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise Methylen, Ethylen, Propylen, Isopropylen, Isopropyliden oder eine der folgenden, als Z bezeichneten Gruppen: -O-, -CO-, -COO-, -NR&sub7;-; -CO-NR&sub7;-; -S-; -SO&sub2;-; -NR&sub7;-CO-; wobei in diesen Formeln R&sub7; ein Wasserstoffatom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise einen Methyl- oder Ethylrest, darstellt.
  • Wenn n größer als 1 ist, können die Reste Q identisch oder verschieden sein und 2 aufeinanderfolgende Kohlenstoffatome des Benzolrings miteinander über eine Ketalbrücke, so daß wie außerhalb des Rings befindliche Dioxymethylen- oder Dioxyethylenreste, verbunden sein.
  • Vorzugsweise ist n gleich 0, 1, 2 oder 3.
  • Unter allen zuvor genannten Resten R&sub1; bis R&sub4; verwendet man ganz besonders bevorzugt in dem erfindungsgemäßen Verfahren Carbonsäuren oder Carbonsäurederivate, die der allgemeinen Formel (V) entsprechen, in der R&sub1; bis R&sub4; einen aromatischen Rest darstellt, der der allgemeinen Formel (V') entspricht, in der:
  • - n gleich 0,1, 2 oder 3 ist,
  • - Q eine der folgenden Gruppen oder Funktionen darstellt:
  • - ein Wasserstoffatom,
  • - einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
  • - einen linearen oder verzweigten Alkoxyrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
  • - eine Benzylgruppe,
  • - eine Gruppe -OH,
  • - eine Gruppe -CHO,
  • - eine NH&sub2;-Gruppe,
  • - eine NO&sub2;-Gruppe,
  • - einen Phenylrest,
  • - ein Halogenatom,
  • - eine CF&sub3;-Gruppe.
  • Ganz besonders bevorzugt wählt man Verbindungen der Formel (V) aus, bei denen die Reste Q, identisch oder verschieden, ein Wasserstoffatom, ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, ein Methoxyrest, eine Benzylgruppe oder eine NO&sub2;-Gruppe sind.
  • Als Beispiele für die Reste R&sub1; bis R&sub4;, die der Formel (V) entsprechen, kann man speziell die folgenden Reste nennen: Phenyl, Tolyl, Xylyl, 1-Methoxyphenyl, 2-Nitrophenyl und Biphenyl, 1,1'-Methylenbiphenyl, 1,1 '-Isopropylidenbiphenyl, 1,1'-Carboxybiphenyl, 1,1'-
  • Oxybiphenyl, 1,1'-Iminobiphenyl. Diese Reste können mit einem oder mehreren Resten Q, wie zuvor definiert, substituiert sein.
  • Die Reste R&sub1; bis R&sub4; können auch einen polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffrest darstellen, wobei die Ringe untereinander orthokondensierte oder ortho- und perikondensierte Systeme bilden können. Insbesondere kann man einen Naphthalinrest nennen. Diese Ringe oder Zyklen können mit 1 bis 4 Resten R&sub0;, vorzugsweise 1 bis 3 Resten R&sub0; substituiert sein, wobei R&sub0;, die zuvor im Hinblick auf die Substituenten des aromatischen Kohlenwasserstoffrestes der allgemeinen Formel (V') angegebenen Bedeutungen haben.
  • In der allgemeinen Formel (V) für die Carbonsäuren können die Reste R&sub1; bis R&sub4; einen gesättigten carbocyclischen Rest darstellen oder 1 oder 2 nichtgesättigte Bindungen im Ring (Zyklus) aufweisen mit im allgemeinen 3 bis 7 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 6 Kohlenstoffatomen, im Ring. Dieser Ring kann substituiert sein mit 1 bis 5 Resten R&sub0;, vorzugsweise 1 bis 3 Resten R&sub0;, wobei R&sub0; die zuvor im Hinblick auf die Substituenten des aromatischen Kohlenwasserstoffrests der allgemeinen Formel (V') angegebenen Bedeutung hat.
  • Als bevorzugte Beispiele für die Reste R&sub1; bis R&sub4; kann man die Reste Cyclohexyl oder Cyclohexenyl nennen, die gegebenenfalls substituiert sind mit linearen oder verzweigten Alkylresten mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen.
  • Wie zuvor erwähnt, können die Reste R&sub1; bis R&sub4; einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten, acyclischen aliphatischen Rest darstellen.
  • Genauer gesagt, stellen die Reste R&sub1; bis R&sub4; einen linearen oder verzweigten acyclischen aliphatischen Rest mit vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoffatomen dar, der gesättigt ist oder ein oder mehrere ungesättigte Bindungen in der Kette aufweist, im allgemeinen 1 bis 3 ungesättigte Bindungen, bei denen es sich um einfache Doppelbindungen oder konjugierte Doppelbindungen oder Dreifachbindungen handeln kann.
  • Die Kohlenwasserstoffkette kann gegebenenfalls:
  • - unterbrochen sein durch eine der folgenden Gruppen Z: - O-; -CO-; -COO-; -NR&sub7;-; -CO-NR&sub7;; -S-; -SO&sub2;-; -NR&sub7;CO-; wobei in diesen Formeln R&sub7; ein Wasserstoffatom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise einen Methyl- oder Ethylrest, darstellt,
  • - und/oder einen der folgenden Substituenten enthalten: - OH, -COOR&sub7;, -CHO, -NO&sub2;, -CN; -NH&sub2;, -SH, -X, -CF&sub3;, wobei in diesen Formeln R&sub7; die zuvor angegebene Bedeutung hat.
  • Gleichermaßen ist es möglich, eine Carbonsäure bzw. ein Carbonsäurederivat der Formel (V) zu verwenden, in der R&sub1; bis R&sub4; einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen aliphatischen Rest darstellen, der gegebenenfalls einen ringförmigen Substituenten trägen kann. Unter Ring versteht man einen gesättigten, ungesättigten oder aromatischen, heterocyclischen oder carbocyclischen Ring.
  • Der acyclische aliphatische Rest kann mit dem Ring über eine Valenzbindung oder über eine der zuvor genannten Gruppen Z verbunden sein.
  • Als Beispiele für ringförmige Substituenten kommen heterocyclische, aromatische oder cycloaliphatische Substituenten, insbesondere cycloaliphatische Substituenten mit 6 Kohlenstoffatomen im Ring oder benzolysche Substituenten in Betracht, wobei diese ringförmigen Substituenten selbst gegebenenfalls 1, 2, 3, 4 oder 5 Reste R&sub0;, identisch oder verschieden, enthalten können, wobei R&sub0; die zuvor im Hinblick auf diese Substituenten des aromatischen Kohlenwasserstoffrestes der allgemeinen Formel (V') angegebene Bedeutung haben kann.
  • Als Beispiele für solche Reste kann man unter anderem einen Benzylrest nennen.
  • In der allgemeinen Formel (V) für die Carbonsäuren können die Reste R&sub1; bis R&sub4; auch einen gegebenenfalls gesättigten heterocyclischen Rest darstellen, der insbesondere 5 oder 6 Atome im Ring enthält, von denen 1 oder 2 Heteroatome sein können, so z.B. Stickstoffatome, Schwefelatome oder Sauerstoffatome. Die Kohlenstoffatome des Heterozyklus können gegebenenfalls substituiert sein, entweder in ihrer Gesamtheit oder nur teilweise nur durch die Reste R&sub0;, wobei R&sub0; die zuvor im Hinblick auf die Substituenten des aromatischen Kohlenwasserstoffrestes der allgemeinen Formel (V') angegebene Bedeutung hat.
  • R&sub1; bis R&sub4; können auch einen polycyclischen heterocyclischen Rest darstellen, definiert entweder als Rest aus mindestens 2 gegebenenfalls aromatischen Heterozyklen mit mindestens einem Heteroatom in jedem Ring unter Ausbildung ortho- oder ortho- und perikondensierter Systeme oder als einen Rest aus mindestens einem gegebenenfalls aromatischen Kohlenwasserstoffring und mindestens einem gegebenenfalls aromatischen Heterozyklus unter Ausbildung eines ortho- oder ortho- und perikondensierten Systems. Die Kohlenstoffatome dieser Ringe können gegebenenfalls substituiert sein, entweder in ihrer Gesamtheit oder zum Teil, nur durch die Reste R&sub0;, wobei R&sub0; die zuvor im Hinblick auf die Substituenten des aromatischen Kohlenwasserstoffrestes der allgemeinen Formel (V') angegebenen Bedeutungen hat.
  • Als Beispiele für Gruppen R&sub1; bis R&sub4; vom heterocyclischen Typ kann man unter anderem die folgenden Reste nennen: Furyl, Pyrrolyl, Thienyl, Isoxazolyl, Furazanyl, Isothiazolyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Pyridyl, Pyridazinyl, Pyrimidinyl, Pyranyl und Chuinolylreste, Naphthyridinyl, Benzopyranyl, Benzofuranyl und Indonyl.
  • Gleichermaßen ist es möglich, daß unter den Resten R&sub1; bis R&sub3; einer hiervon eine funktionelle Gruppe darstellt, wobei man hier insbesondere funktionelle Gruppen vom Typ NR&sub9;R'&sub9; nennen kann, in denen R&sub9; und R'&sub9;, identisch oder verschieden, ein Wasserstoffatom, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe, eine Benzylgruppe oder eine Acylgruppe mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Acetyl- oder Benzoylgruppe, darstellen.
  • Als spezielle Beispiele kann man unter anderem die 2-Methyl-2-butensäure nennen.
  • Eine erste Klasse von Ausgangsstoffen bzw. Substraten, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren besonders bevorzugt angewandt werden kann, sind substituierte Acrylsäuren als Aminosäurevorläufer und/oder deren Derivate.
  • Unter dem Begriff substituierte Acrylsäuren versteht man die Gesamtheit der Verbindungen, deren Formel sich von der Formel der Acrylsäure ableitet und bei denen höchstens zwei Wasserstoffatome, die sich am ethylenischen Kohlenstoff befinden, durch eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine funktionelle Gruppe ersetzt sind.
  • Sie können durch die folgende chemische Formel dargestellt werden:
  • wobei in der genannten Formel (Va):
  • - R&sub9; oder R'&sub9;, identisch oder verschieden, ein Wasserstoffatom, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Acylgruppe mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Acetyl- oder Benzoylgruppe darstellen,
  • - R&sub8; ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen Cycloalkylrest mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, einen Arylalkylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen Arylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen heterocyclischen Rest mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen darstellt,
  • - R&sub1;&sub0; ein Wasserstoffatom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt.
  • Als spezielle Beispiele für die Gruppen R&sub8; können die folgenden Gruppen genannt werden: eine Alkylgruppe wie Methyl, Ethyl, Isopropyl oder Isobutyl; eine Cycloalkylgruppe wie Cyclopentyl oder Cyclohexyl; eine aromatische Gruppe wie Phenyl, Naphthyl oder eine heterocyclische Gruppe wie Furyl, Pyranyl, Benzopyranyl, Pyrrolyl, Pyridyl und Indolyl.
  • Die Gruppe R&sub1;&sub0; ist vorzugsweise ein Wasserstoffatom.
  • Unter den substituierten Acrylsäuren als Vorläufer (Ausgangsstoffe) für Aminosäuren kann man die folgenden Verbindungen nennen: N-Acetyl-α-amino-β-phenylacrylsäure, N-Benzyl-α-amino-β-phenylacrylsäure, wobei der Phenylkern gegebenenfalls substituiert ist mit einer oder mehreren Alkyl-, Alcyloxy- oder Hydroxygruppen, N-Acetyl-α-amino-β-indolylacrylsäure, N-Benzyl-α-amino-β-indolylacrylsäure und N-Acetyl-α-amino-β-isobutylacrylsäure.
  • Insbesondere kann man die folgenden Säuren nennen:
  • - α-Acetamidozimtsäuremethylester,
  • - Acetamidoacrylsäuremethylester,
  • - Benzamidozimtsäure,
  • - α-Acetamidozimtsäure.
  • Die vorliegende Erfindung läßt sich auch anwenden zur Durchführung der Hydrogenierung (Hydrierung) von Itaconsäure und/oder deren Derivaten, ganz besonders auf Verbindungen der allgemeinen Formel (Vb):
  • wobei in der Formel (Vb):
  • - R&sub1;&sub1; und R&sub1;&sub2;, identisch oder verschieden, ein Wasserstoffatom, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen Cycloalkylrest mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, einen Arylalkylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen Arylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen heterocyclischen Rest mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen darstellen,
  • - R&sub1;&sub0; und R'&sub1;&sub0;, identisch oder verschieden, ein Wasserstoffatom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellen.
  • Die bevorzugten Substrate bzw. Ausgangsverbindungen entsprechen der Formel (Vb), in der R&sub1;&sub1; und R&sub1;&sub2;, identisch oder verschieden, ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellen und R&sub1;&sub0; und R'&sub1;&sub0;, identisch oder verschieden ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellen.
  • Als Beispiele kann man insbesondere die Itaconsäure oder den Dimethylester der Itaconsäure (Dimethylitaconat) nennen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich insbesondere auf die Herstellung von Arylpropionsäuren mittels Hydrierung eines Ausgangsstoffes anwenden, der der allgemeinen Formel (Vc) entspricht:
  • wobei in dieser Formel (Vc):
  • - R&sub1;&sub0; ein Wasserstoffatom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet,
  • - R&sub1;&sub3; eine Phenyl- oder Naphthylgruppe bedeutet, die gegebenenfalls Träger eines Substituenten oder mehrerer Substituenten R ist:
  • - R kann R&sub0;, eine der folgenden Gruppen, bedeuten:
  • - eine lineare oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
  • - eine lineare oder verzweigte Alkoxygruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine lineare oder verzweigte Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
  • - eine lineare oder verzweigte Acyloxygruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Acetoxygruppe,
  • - eine lineare oder verzweigte Acylamidogruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Acetamidogruppe,
  • - eine NO&sub2;-Gruppe,
  • - R kann R&sub0;', eine der folgenden komplexeren Gruppen, bedeuten:
  • - eine Gruppe der Formel
  • in der:
  • - R&sub6; ein valentes Bindemittel bedeutet; eine divalente, lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Methylen, Ethylen, Propylen, Isopropylen, Isopropyliden oder eine der folgenden mit Z bezeichneten Gruppen: -O-; -CO-; -COO-, -NR&sub7;-; -CO-NR&sub7;-; -S-; -SO&sub2;-; -NR&sub7;-CO-; wobei in den genannten Formeln R&sub7; ein Wasserstoffatom, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet,
  • - R&sub0; hat die zuvor gegebene Bedeutung,
  • - m ist eine ganze Zahl von 0 bis 4.
  • Als spezielle Beispiele kann man die folgenden Säuren nennen: 2-(3-Benzoylphenyl) propionsäure (Kétoprofène®), 2-(4-Isobutylphenyl)propionsäure (Ibuprofène®) und 2-(5-Methoxynaphthyl)propionsäure (Naproxène®).
  • Die selektive asymmetrische Hydrogenierung (Hydrierung) dieser Ausgangsstoffe wird durchgeführt, indem man als Katalysatoren erfindungsgemäße Metallkomplexe verwendet, die als Liganden die optisch aktiven Diphosphine der allgemeinen Formel (Ia) oder (Ib) enthalten.
  • Wenn die erfindungsgemäßen Diphosphin/Übergangsmetall-Komplexe als Katalysator für die asymmetrische Hydrierung von ungesättigten Carbonsäuren verwendet werden, kann das gewünschte Produkt mit einer hohen optischen Ausbeute erhalten werden.
  • Wenn man eines der optischen Isomeren des Diphosphins mit einem Drehwert (+) oder (-) verwendet und wenn man einen Diphosphin/Übergangsmetall-Komplex der das ausgewählte Isomer umfaßt, verwendet, wird die ungesättigte Carbonsäure zu einer Verbindung mit der gewünschten absoluten Konfiguration mit einer hohen optischen Ausbeute hydriert.
  • Die Hydrogenierung (Hydrierung) wird im allgemeinen bei einer Temperatur zwischen 20 und 100ºC durchgeführt.
  • Der Wasserstoffdruck kann zwischen 0,1 und 200 bar, vorzugsweise zwischen 1 und 150 bar, liegen.
  • Der Diphosphin/Übergangsmetall-Komplex wird in einer solchen Art und Weise verwendet, daß das Verhältnis zwischen der Zahl der Metallatome, die in dem Komplex vorhanden ist, und der Zahl der Mol an zu hydrierender Verbindung zwischen 0,1 und 0,0001 liegt.
  • Das Hydrierungsverfahren wird vorzugsweise in einem organischen Lösemittel durchgeführt. Man kann ein beliebiges Lösemittel verwenden, jedoch mit der Maßgabe, daß es unter den Reaktionsbedingungen stabil ist.
  • Vorzugsweise verwendet man ein polares organisches Lösemittel, insbesondere eines aus den folgenden Lösemitteln:
  • - aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Etheroxide, insbesondere Diethylether, Dipropylether, Diisopropylether, Dibutylether, Methyltertiobutylether, Ditertiobutylether, Dimethylether, Ethylenglykol, Dimethylether, Diethylenglykoldimethylether; Diphenylether, Dibenzylether, Anisol, Phenetol, 1,4-Dimethoxybenzol, Veratrol; 1,4-Dioxan oder Tetrahydrofuran (THF),
  • - mono- oder polyhydroxylierte Alkohole, insbesondere aliphatische Monoalkohole wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, se.-Butanol, tert.-Butanol, Pentanol, Hexanol; aliphatische Dialkohole wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol; cycloaliphatische Alkohole wie Cyclopentanol und Cyclohexanol,
  • - aliphatische Ketone wie Aceton, Methylethylketon, Diethylketon,
  • - aliphatische Ester wie insbesondere Methylacetat, Ethylacetat, Propylacetat.
  • Die Konzentration der Ausgangsverbindung in dem organischen Lösungsmittel variiert vorzugsweise zwischen 0,01 und 1 mol/l.
  • Gegebenenfalls kann man nach der Bildung des Hydrierungskomplexes eine basische Verbindung hinzugeben.
  • Diese basische Verbindung kann eine alkalische Base sein, wie beispielsweise Natrium- oder Kaliumhydroxid oder auch ein primäres, sekundäres oder tertiäres Amin, insbesondere Pyridin, Piperidin, Triethylamin und vorzugsweise Triethylamin.
  • Die Menge an zugegebener Base ist so, daß das Verhältnis zwischen der Anzahl der Mol an Base und der Anzahl der Metallatome, die in dem Diphosphin/Übergangsmetall-Komplex vorhanden sind, zwischen 0 und 25, vorzugsweise zwischen 0 und 12, liegt.
  • Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
  • Man führt dieses Verfahren in einem Autoklaven durch, den man mit Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, spült. Vorzugsweise legt man das Substrat, gelöst in einem organischen Lösemittel, vor, anschließend gibt man den Katalysator, ebenfalls in Lösung befindlich, in einem organischen Lösemittel hinzu.
  • Man ersetzt den Stickstoff durch Wasserstoff.
  • Die Hydrogenierung (Hydrierung) ist beendet, wenn der Wasserstoffdruck stabil bleibt.
  • Das erfindungsgemäße Hydrierungsverfahren ermöglicht den Zugang zu verschiedenen Enantiomeren zahlreicher Derivate mit hohen Enantiomeren-Überschüssen.
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung.
  • Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung beschrieben, welches zu veranschaulichenden Zwecke angegeben ist.
  • Beispiel 1 betrifft die Herstellung der neuen optisch aktiven Diphosphine des Bis-[1-phospha-2,3-diphenyl-4,5-dimethyl-norbornadiens] (S,S)-(+) und (R,R)-(-).
  • In den Beispielen 2 bis 4 wird die Synthese von Katalysatoren beschrieben, die bei der Hydrierung eingesetzt werden.
  • Die Beispiele 5 bis 13 entsprechen den Anwendungsbeispielen.
    • BEISPIELE Beispiel 1: Phosphollythium: (III)
  • In einem 250-ml-Kolben gibt man 11,3 g (0,06 mol) 1-Phenyl-3,4-dimethylphosphol, 0,8 g Lithiummetall und 100 ml destilliertes Tetrahydrofuran. Die Mischung wird unter Argon 2 Stunden lang in einem gekühlten Wasserbad gerührt. Die Lösung wird hellbraun. Die Bildung von Phospholyllithium wird mittels ³¹P-NMR kontrolliert.
  • ³¹P NMR = δ(THF) = 55,8 ppm.
  • Um das Phenyllithium zu fangen, gibt man 2,7 g Aluminiumchlorid bei 0ºC hinzu. Man läßt das Ganze 30 Minuten bei 0ºC reagieren.
    • 1,1'-Bisphosphol: (IV)
  • Zu der vorherigen Mischung gibt man bei Umgebungstemperatur Tropfen für Tropfen 6 g (0,025 mol) Diiod in Lösung in 25 ml Tetrahydrofuran hinzu. Wenn 90% dieser Lösung zugegeben sind, beobachtet man im ³¹P-NMR das Verschwinden von (III).
  • ³¹P NMR = δ(THF) = -22,4 ppm.
  • Man extrahiert unter Stickstoff mit Hilfe von Hexan das 1,1'-Bisphosphol(IV) aus dem Milieu.
    • Bis-[1-phospha-2,3-diphenyl-4,5-dimethylnorbornadien]: (I m) und (I r)
  • Die vorhergehende Lösung wird im trockenen Zustand unter Ausschluß von Luft evakuiert und auf 140ºC gebracht. Man gibt anschließend 8 g Diphenylacetylen hinzu und läßt das Ganze 15 bis 20 Minuten lang reagieren. Das Verschwinden von (IV) wird erneut mittels ³¹P-NMR verfolgt. Das Spektrum besteht aus 2 Singuletts, die den zwei Diastereoisomeren entsprechen. Das Produkt wird mit Ether extrahiert und mit Wasser gewaschen. Die organischen Phasen werden vereinigt und dann im trockenen Zustand eingeengt. Der Rest wird anschließend mittels Chromatographie über einer Kieselgelsäule (Eluierung mit Hexan zur Entfernung des überschüssigen Diphenylacetylens, dann mit einer Mischung aus Hexan/Dichlormethan 80/20, volumenbezogen) gereinigt. Die Gesamtausbeute liegt bei etwa 30%.
    • Palladium(II)-Komplex mit (I m) und (I r): (VI m) und (VI r)
  • In einen 500-ml-Kolben gibt man 5 g (8,25 mmol) der Verbindungen (I m) und (I r), die man in 200 ml Dichlormethan löst. Dann gibt man Tropfen für Tropfen 3 g (8,25 mmol) PdCl&sub2;(PhCN)&sub2; in 100 ml Dichlormethan hinzu. Die Reaktion, die unter Argon durchgeführt wird, erfolgt sofort. Die Lösung wird bis zum trockenen Zustand eingeengt, und der Rest wird einer chromatographischen Trennung auf Kieselgel unterworfen, um die zwei Diasteroisomeren abzutrennen. Man eluiert mit Hilfe von Dichlormethan, um die Verunreinigungen zu entfernen, dann mit einer Mischung aus Dichlormethan und Ethylacetat 95/5 (volumenbezogen), um die racemische Mischung abzutrennen, und schließlich mit einer Mischung aus Dichlormethan/Ethylacetat 80/20 (volumenbezogen), um die Mesoverbindung abzutrennen.
  • ³¹P NMR = δ(CH&sub2;Cl&sub2;) = 81,9 ppm: geringfügig vorhandenes Isomer entsprechend dem racemischen Gemisch
  • ³¹P NMR = δ(CH&sub2;Cl&sub2;) = 88,1 ppm: überwiegendes Isomer entsprechend der Mesoverbindung.
    • Dekomplexierung von (VI r)
  • In einen 100-ml-Kolben gibt man 1,5 g (0,002 mol) von (VI r) in racemischer Form und 20 ml Dichlormethan. Dann gibt man 0,5 g Natriumcyanid und einige Milliliter Wasser (3 ml) hinzu. Man rührt das Ganze 10 bis 15 Minuten lang heftig unter Argon. Das Bis-[1-phospha-2,3-diphenyl-4,5-dimethylnorbornadien] (I r) wird dann mit Dichlormethan extrahiert. Die organische Phase wird mit Wasser gewaschen, dann über Natriumsulfat getrocknet. Auf diese Weise erhält man reines (I r). Die Gesamtausbeute aus der Spaltung der Diasteroisomeren beträgt etwa 90%. Die Charakterisierung der racemischen Mischung (I r) ist wie folgt:
  • ³¹P NMR = δ(CDCl&sub3;) = -13,2 ppm.
  • ³¹H NMR = δ(CDCl&sub3;) = 1,31 (s, 6H, CH&sub3;); 1,69 (s, 6H, CH&sub3;); 2,02-2,20 (m, 4H, CH&sub2;- Bücke); 6,86-7,29 (m, 20H, Phenyl).
    • Zweikerniger Palladium(II)-Komplex
  • In 12 ml Benzol gibt man unter Stickstoff 290 mg (0,5 mmol) der racemischen Verbindung (I r) und 300 mg (0,5 mmol) der Verbindung (+)-Di-u-chlor-bis[(S)-N,N- dimethyl-α-phenylethylamin-2C,N]-dipalladium(II). Die Komplexierung erfolgt rasch und wird über ³¹P-NMR verfolgt. Die hellbraune Lösung wird bis zur Trockene eingeengt und der Rest chromatographiert, um zwei Diastereoisomere abzutrennen (Eluieren mit Toluol/ Ethylacetat 80/20, volumenbezogen). Man erhält auf diese Weise zwei reine, isolierte Enantiomere in Form von zwei diastereoisomeren Komplexen der folgenden Formel:
  • Diese Enantiomere werden rein erhalten, indem man sie wie im Hinblick auf das (VI r) dekomplexiert. Man identifiziert die Diphosphine der Formel (Ia) bzw. (Ib) wie folgt:
  • ³¹P NMR = δ(CDCl&sub3;) = -13,2 ppm; [α]D = +231º(c = 1, C&sub6;D&sub6;)
  • ³¹P NMR = δ(CDCl&sub3;) = -13,2 ppm; [α]D = -198º(c = 1, C&sub6;D&sub6;)
  • (Der Wert für [α]D wird bei einer Konzentration von 10 mg/ml und bei Umgebungstemperatur bestimmt).
    • BEISPIEL 2
  • In diesem Beispiel wird die Herstellung eines Komplexes der Formel [Rh&spplus;(COD)(P·P)]- PF&sub6;&supmin; beschrieben, in der COD 1,5-Cyclooctadien darstellt und (P·P) das Diphosphin der Formel (Ib) darstellt. In einem 10-ml-Behältnis löst man unter Argon in 3 ml Aceton 11,6 mg Rh(COD)&sub2;PF&sub6;. Dann gibt man Tropfen für Tropfen immer noch unter Inertgas eine Lösung von 7,5 mg dieses Diphosphins in Aceton hinzu. Nach einigen Minuten rühren erhält man den erwarteten Komplex.
  • ³¹P NMR: δ = 73,8 ppm, J(Rh-P) = 155 Hz.
    • BEISPIEL 3
  • In diesem Beispiel wird die Herstellung eines Komplexes der Formel [Rh&spplus;(COD) (P·P)]PF&sub6;&supmin; beschrieben, in der COD 1,5 Cyclooctadien darstellt und (P·P) das D iphosphin der Formel (Ia) darstellt. Die Darstellung dieses Komplexes wird nach derselben Ausführungsweise wie der in Beispiel 2 durchgeführt.
    • BEISPIEL 4
  • In diesem Beispiel wird die Herstellung eines Komplexes der Formel RuBr&sub2;(P·P) beschrieben, in der (P·P) das Diphosphin der Formel (Ia) darstellt. In einem 10-ml- Gefäß löst man unter Argon in 2 ml Aceton 7,5 mg Diphosphin und 4 mg Ru(COD)- (allyl)&sub2;. Anschließend gibt man Tropfen für Tropfen 0,11 ml einer wäßrigen Lösung Bromwasserstoffsäure (0,29 M) in Methanol hinzu. Man rührt 30 Minuten bei Raumtemperatur (etwa 20ºC) und erhält den erwarteten Komplex.
  • ³¹P NMR: AB-System δ = 98,2 ppm, 88,1 ppm (JAB = 21 Hz).
    • BEISPIEL 5
  • In diesem Beispiel führt man die asymmetrische Hydrierung mit Hilfe des Katalysators aus Beispiel 2 der folgenden Verbindung durch:
  • In einem Kolben löst man 400 mg dieser Verbindung in 20 ml Methanol. Man stellt dann, wie oben vorgeschlagen, den Komplex aus Beispiel 2 dar. Man zieht das Azeton ab und löst den Rückstand in 5 ml Methanol. Dann gibt man die 2 Lösungen in einen zuvor gespülten Autoklaven und beläßt das Ganze unter Stickstoffatmosphäre. Anschließend bringt man Wasserstoff bis zu einem Druck von 3 Atmosphären ein. Man rührt bei 20ºC 1 Stunde lang. Man entfernt den überschüssigen Wasserstoff und erhält die Reaktionslösung. Das Lösemittel wird verdampft und der Rückstand im ¹H-NMR analysiert, um das Fortschreiten der Reaktion zu überwachen. Die Reaktion erfolgt quantitativ. Der Enantiomerenüberschuß wird mittels chiraler Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC-Chromatographie) (chirale Proteinsäure HSA 150 · 6,4 mm Shandon®) bestimmt und die Absolutkonfiguration des Produktes durch Messung des Wertes [α]D mittels Polarimetrie bestimmt.
  • Mit dem Diphosphin (Ib) erhält man die folgenden Werte:
  • ee &ge; 98%, [&alpha;]D (Ethanol, c = 1) < 0.
    • BEISPIEL 6
  • In diesem Beispiel führt man die asymmetrische Hydrierung mit Hilfe des Katalysators aus Beispiel 4 mit der folgenden Verbindung durch:
  • Die Durchführung ist dieselbe wie mit 1. Der Unterschied besteht indem Katalysator, die Reaktionszeit liegt unter 24 Stunden und der Druck liegt bei Atmosphärendruck.
  • Mit dem Diphosphin (Ia) erhält man die folgenden Werte:
  • ee = 80%, [&alpha;]D (Ethanol, c = 1) < 0.
    • BEISPIEL 7
  • In diesem Beispiel führt man die asymmetrische Hydrierung mit Hilfe des Katalysators aus Beispiel 3 der folgenden Verbindung durch:
  • Die Durchführung ist identisch. Man legt 165 mg Itaconsäure für immer noch dieselben Mengen an Lösemittel und Katalysator vor. Die Reaktion wird bei Umgebungstemperatur in weniger als 3 Stunden durchgeführt. Mit dem Diphosphin (Ia) erhält man die folgenden Ergebnisse:
  • ee = 80%, [&alpha;]D (Ethanol, c = 2,16) < 0.
    • BEISPIEL 8
  • In diesem Beispiel führt man mit Hilfe des Katalysators aus Beispiel 2 die asymmetrische Hydrierung der folgenden Verbindung durch:
  • In einem Kolben löst man 245 mg dieser Verbindung in 8 ml Methanol. Anschließend stellt man, wie zuvor beschrieben, den Komplex aus Beispiel 2 her. Man verdampft das Aceton und löst den Rückstand in 2 ml Methanol. Anschließend gibt man diese Lösung in einen Kolben, der selbst in einen zuvor gespülten Autoklaven eingebracht wird und unter Argonatmosphäre belassen wird. Anschließend gibt man Wasserstoff bis zu einem Druck von 4 Atmosphären hinzu. Man rührt das Ganze 2 Stunden lang bei 20ºC. Man entfernt den überschüssigen Wasserstoff und erhält die Reaktionslösung. Die Reaktionslösung wird eingedampft und der Rückstand in ¹H-NMR analysiert, um das Fortschreiten der Reaktion zu beobachten. Das Fortschreiten beträgt etwa 30%. Der Enantiomerenüberschuß (ee) wird mittels chiraler HPLC (Säule Chiralpak-AD®) bestimmt.
  • Ergebnis mit dem Diphosphin (Ib), ee < 98%.
    • BEISPIEL 9
  • In diesem Beispiel wird die Herstellung eines Komplexes der Formel Ru(OAc)&sub2;(P·P) beschrieben, in der OAc eine Acetatgruppe darstellt und (P·P) das Diphosphin der Formel (Ib) darstellt. In einem 10-ml-Behältnis löst man unter Argon 10 mg des Diphosphins (Ib) und 6 mg von Ru(Me-allyl)&sub2;(COD) in 2 ml Aceton. Anschließend gibt man Tropfen für Tropfen einer Lösung von 4 mg CCl&sub3;CO&sub2;H in 1 ml Methanol hinzu. Nach einigen Minuten rühren gibt man einen großen Überschuß Natriumacetat, gelöst in 1 ml Methanol, hinzu und erhält in wenigen Minuten rühren den erwarteten Komplex.
  • ³¹P NMR : &delta; = 107,9 ppm
    • BEISPIEL 10
  • In diesem Beispiel wird die Herstellung eines Komplexes der Formel Ru(OAc)&sub2;(P·P) beschrieben, in der OAc eine Acetatgruppe darstellt und (P·P) das Diphosphin der Formel (Ia) darstellt. Diese Komplex wird nach dem Verfahren von Beispiel 9 hergestellt.
    • BEISPIEL 11
  • In diesem Beispiel führt man die asymmetrische Hydrierung mit Hilfe des Katalysators aus Beispiel 9 der folgenden Verbindung durch:
  • Die Durchführung ist dieselbe wie in Beispiel 8. Der Unterschied besteht in dem Katalysator, der Reaktionszeit, die etwa bei 12 Stunden liegt, und dem Druck von 130 Atmosphären. Der Fortgang der Reaktion liegt bei etwa 12%. Mit dem Diphosphin (Ib) erhält man einen Enantiomerenüberschuß ee > 95%.
    • BEISPIEL 12
  • In diesem Beispiel wird mit Hilfe des Katalysators aus Beispiel 10 die asymmetrische Hydrierung der folgenden Verbindung durchgeführt:
  • In einem Kolben löst man 100 mg dieser Verbindung in 4 ml mit Methanol. Anschließend stellt man, wie oben beschrieben, den Komplex aus Beispiel 9 her. Dann gibt man die zwei Lösungen in einen zuvor gespülten Autoklaven und beläßt das Ganze unter Stickstoffatmosphäre. Anschließend gibt man Wasserstoff bis zu einem Druck von 4 Atmosphären hinzu. Man rührt das Ganze bei 20ºC 3 Stunden lang. Man entfernt den überschüssigen Wasserstoff und erhält die Reaktionslösung. Die Lösung wird verdampft und der Rückstand in ¹H-NMR analysiert, um den Fortgang der Reaktion zu überprüfen. Die Umsetzung liegt bei etwa 90%. Der Enantiomerenüberschuß (ee) wird mittels chiraler HPLC (Säule Chiracel-OJ-R®) bestimmt. Mit dem Diphosphin (Ia) erhält man einen Enantiomerenüberschuß von ee = 57%.
    • BEISPIEL 13
  • In diesem Beispiel führt man mit Hilfe des Katalysators aus Beispiel 2 die asymmetrische Hydrierung der folgenden Verbindung durch:
  • In einem Kolben löst man 270 mg dieser Verbindung in 8 ml Methanol. Anschließend stellt man, wie oben beschrieben, den Komplex 1 aus Beispiel 2 her. Man entfernt das Aceton und löst den Rückstand in 3 ml Methanol. Anschließend gibt man diese Lösung in einen Kolben, der selbst in einen zuvor gespülten Autoklaven eingebracht wird und unter Argonatmosphäre belassen wird. Dann gibt man Wasserstoff bis zu einem Druck von 5 Atmosphären hinzu. Man rührt 2 Stunden lang bei 20ºC. Man entfernt den überschüssigen Wasserstoff und erhält die Reaktionslösung. Die Reaktionslösung wird entfernt und der Rückstand in ¹H-NMR analysiert, um das Fortschreiten der Reaktion zu überprüfen. Die Umsetzung liegt bei 70%. Der Enantiomerenüberschuß (ee) wird mittels chiraler HPLC (Säule Chiracel-OJ- R®) bestimmt. Mit dem Diphosphin (Ib) erhält man einen Enantiomerenüberschuß ee > 98%.

Claims (1)

1. Optisch aktive Diphosphine von Bis-[1-phospha-2,3-diphenyl-4,5-dimethylnorbornadien], die den folgenden Formeln entsprechen:
2. Verfahren zur Spaltung des racemischen Gemisches von Bis-[1-phospho- 2,3-diphenyl-4,5-dimethylnorbornadien], das darin besteht, es mit einem Palladium- und/oder Platinkomplex als chirales Hilfsmittel in einem organischen Lösungsmittel reagieren zu lassen, um so diastereoisomere Komplexe zu bilden, dann die genannten optisch reinen Komplexe zu spalten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das chirale Hilfsmittel der allgemeinen Formel (VII) entspricht:
wobei in der genannten Formel:
- M Palladium und/oder Platin bedeutet,
- R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder einen Cycloalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeuten,
- R&sub3; und R&sub4; verschieden sind und mindestens einer der beiden ein Wasserstoffatom bedeutet,
- R die Bedeutung hat, die R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; haben,
- X ein Halogenatom bedeutet,
- n eine Zahl von 0 bis 4 ist,
- wenn n größer als 1 ist, zwei Reste R und die 2 aufeinanderfolgenden Atome des Benzolrings miteinander einen Ring mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen bilden können.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das chirale Hilfsmittel der allgemeinen Formel (VII) entspricht, in der R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; ein Wasserstoffatom oder einen Methylrest bedeuten, X ein Chloratom bedeutet und n gleich 0 ist.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das chirale Hilfsmittel der allgemeinen Formel (VII) entspricht, in der R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; ein Wasserstoffatom oder einen Methylrest bedeuten, X ein Chloratom bedeutet und, wenn n gleich 2 ist, zwei Reste R einen Benzolring bilden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das chirale Hilfsmittel der allgemeinen Formel (VII') entspricht:
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Komplexes aus den genannten Metallen, definiert als Metall, von 0,5 bis 1 Metallatome pro Phosphoratome reicht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel gewählt ist aus:
- den aliphatischen Kohlenwasserstoffen und noch spezieller den Paraffinen wie insbesondere Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Isooctan, Nonan, Decan, Undecan, Tetradecan, Petrolether und Cyclohexan; den aromatischen Kohlenwasserstoffen wie insbesondere Benzol, Toluol, den Xylolen, Ethylbenzol, den Diethylbenzolen, den Trimethylbenzolen, Cumol, Pseudocumol, den Erdölfraktionen, die aus einem Alkylbenzolgemisch bestehen, insbesondere den Fraktionen des Typs Solvesso®,
- den aliphatischen oder aromatischen halogenierten Kohlenwasserstoffen und aus denen man erwähnen kann: die perchlorierten Kohlenwasserstoffe wie insbesondere Trichlormethan, Tetrachlorethylen; die teilweise chiorierten Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, Dichlorethan, Tetrachlorethan, Trichlorethylen, 1-Chlorbutan, 1,2-Dichlorbutan; Monochlorbenzol, 1,2-Dichlorbenzol, 1,3-Dichlorbenzol, 1,4-Dichlorbenzol oder Gemische aus verschiedenen Chlorbenzolen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel Benzol oder Toluol ist:
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Diphosphins in dem Reaktionslösungsmittel vorzugsweise zwischen 0,05 und 1 mol/Liter und noch spezieller zwischen 0,05 und 0,2 mol/Liter liegt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung bei Umgebungstemperatur im allgemeinen unter kontrollierter Atmosphäre eines inerten Gases, vorzugsweise unter Stickstoff, durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Trennung der zwei Enantiomeren durch Flüssig-Säulen-Chromatographie mit vorzugsweise einem Kieselsäureträger durchführt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Säule mit einem Gemisch aus geeigneten Lösungsmitteln, vorzugsweise einem Toluol/Essigsäureethylester mit vorzugsweise 80 Vol.-% Toluol und 20 Vol.-% Essigsäureethylester, eluiert.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die zwei Enantiomeren aus dem reinen Diphosphin gewinnt, indem man die Solubilisation der Komplexe in einem organischen Lösungsmittel, wie z.B. Dichlormethan, und dann die Dekomplexierung mit einem Salz der Blausäure, vorzugsweise einem alkalischen Salz und noch spezieller Natrium, durchführt.
15. Komplex mit einem optisch aktiven Diphosphin und einem chiralen Hilfsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß er einer der folgenden Formeln entspricht:
wobei in den genannten Formeln M Palladium oder Platin, X ein Halogenatom, vorzugsweise Chlor, und A den Rest eines chiralen metallischen Komplexes bedeutet, der einer der Formeln (VII) und vorzugsweise (VII') nach einem der Ansprüche 3 bis 6 entspricht.
16. Komplex mit einem optisch aktiven Diphosphin und einem Übergangsmetall, dadurch gekennzeichnet, daß der Ligand einer der folgenden Formeln entspricht:
17. Komplex nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsmetall gewählt ist aus: Rhodium, Ruthenium, Rhenium, Iridium, Kobalt, Nickel, Platin, Palladium.
18. Komplex mit einem optisch aktiven Diphosphin und Rhodium und/oder Iridium nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß er durch die folgenden Formeln dargestellt wird:
[ML&sub2;(P·P)]Y (IIa)
[ML&sub2;(P·P)]Y (IIb)
wobei in den genannten Formeln:
- (P·P) in der Formel (IIa) das Diphosphin der Formel (Ia) und in der Formel (IIb) das Diphosphin der Formel (Ib) bedeutet,
- M Rhodium oder Iridium bedeutet,
- Y einen koordinierenden Anionoliganden bedeutet,
- L einen neutralen Liganden bedeutet.
19. Komplex nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß er der Formel (IIa) oder (IIb) entspricht, in der:
- L ein Olefin mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen und zwei Liganden bedeutet, wobei L zwischen ihnen gebunden sein kann, um eine lineare oder cyclische polyungesättigte Kohlenwasserstoffkette zu bilden; L bedeutet vorzugsweise 1,5-Cyclooctadien, Norbornadien, Ethylen,
- Y ein PF&sub6;&supmin;-, PCl&sub6;&supmin;-, BF&sub4;&supmin;-, BCl&sub4;&supmin;-, SbF&sub6;&supmin;-, SbCl&sub6;&supmin;-, BPh&sub4;&supmin;-, ClO&sub4;&supmin;-, CN&supmin;-, CF&sub3;SO&sub3;&supmin;- oder Halogen-Anion, vorzugsweise ein Cl&supmin;- oder Br&supmin;-Anion, ein 1,3-Dicetonat-, Alkylcarboxylat- oder Haloalkylcarboxylat-Anion mit einem niedrigen Alkylrest, ein Phenylcarboxylat- oder Phenolat-Anion bedeutet, dessen Benzolring mit niedrigen Alkylresten und/oder Halogenatomen substituiert sein kann.
19. Komplex mit einem optisch aktiven Diphosphin und Iridium nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß er durch die folgenden Formeln dargestellt wird:
[IrL(P·P)]Y (IIIa)
[IrL(P·P)Y] (IIIb)
wobei in den genannten Formeln (P·P), L und Y die Bedeutungen wie in den Formeln (IIa) und (IIb) haben.
20. Komplex mit einem optisch aktiven Diphosphin und Ruthenium nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß er durch die folgenden Formeln dargestellt wird:
[RuY&sub1;Y&sub2;(P·P)] (IVa)
[RuY&sub1;Y&sub2;(P·P)] (IVb)
wobei in den genannten Formeln:
- (P·P) in der Formel (IVa) das Diphosphin der Formel (Ia) und in der Formel (IVb) das Diphosphin der Formel (Ib) bedeutet,
- die gleichen oder verschiedenen Y&sub1; und Y&sub2; vorzugsweise ein PF&sub6;&supmin;-, PCl&sub6;&supmin;-, BF&sub4;&supmin;- PF&sub6;&supmin; BCl&sub4;&supmin;-, SbF&sub6;&supmin;-, SbCl&sub6;&supmin;-, BPh&sub4;&supmin;-, ClO&sub4;&supmin;-, CF&sub3;SO&sub3;&supmin;-Anion, ein Halogenatom, noch spezieller Chlor oder Brom, oder ein Carboxylat-Anion bedeuten, vorzugsweise ein Acetat- oder Trifluoressigsäureester-Anion.
22. Komplex mit einem optisch aktiven Diphosphin und Ruthenium nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß er durch die folgenden Formeln dargestellt wird:
[RuY&sub1;Ar(P·P)Y&sub2;] (IVc)
[RuY&sub1;Ar(P·P)Y&sub2;] (IVd)
wobei in den genannten Formeln:
- (P·P) in der Formel (IVc) das Diphosphin der Formel (Ia) und in der Formel (IVd) das Diphosphin der Formel (Ib) bedeutet,
- Ar Benzol, p-Methylisopropylbenzol, Hexamethylbenzol bedeutet,
- Y&sub1; ein Halogenatom bedeutet, vorzugsweise Chlor oder Brom,
- Y&sub2; ein Anion bedeutet, vorzugsweise ein PF&sub6;&supmin;-, PCl&sub6;&supmin;-, BF&sub4;&supmin;-, BCl&sub4;&supmin;-, SbF&sub6;&supmin;- SbF&sub6;&supmin;-, BPh&sub4;&supmin;-, ClO&sub4;&supmin;-, CN&supmin;-, CF&sub3;SO&sub3;&supmin;-Anion.
23. Verfahren zur Herstellung eines Komplexes nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, ein Diphosphin der Formel (Ia) oder (Ib) mit einer Übergangsmetallverbindung in einem geeigneten organischen Lösungsmittel reagieren zu lassen.
24. Verwendung eines in einem der Ansprüche 16 bis 22 beschriebenen Komplexes in einer asymmetrischen Katalyse.
25. Verwendung eines in einem der Ansprüche 16 bis 22 beschriebenen Komplexes in einer asymmetrischen Hydrierung.
26. Verfahren zur Herstellung einer optisch aktiven Carboxylsäure und/oder eines optisch aktiven Derivats, dadurch gekennzeichnet, daß man die asymmetrische Hydrierung einer &alpha;,&beta;-ungesättigten Carboxylsäure und/oder ihrer Derivate in Gegenwart einer wirksamen Menge eines metallischen Komplexes durchführt, der als Liganden das optisch aktive Diphosphin der Formel (Ia) oder (Ib) und ein Übergangsmetall enthält.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die &alpha;,&beta;-ungesättigte Carboxylsäure und/oder das Derivat der folgenden allgemeinen Formel entspricht:
wobei in der genannten Formel (V):
- R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; ein Wasserstoffatom oder irgendeine Kohlenwasserstoffgruppe mit der Maßgabe bedeuten, daß:
- wenn R&sub1; unterschiedlich zu R&sub2; ist, dann kann R&sub3; irgendeine mit bezeichnete Kohlenwasserstoffgruppe oder funktionelle Gruppe sein,
- wenn R&sub1; oder R&sub2; ein Wasserstoffatom bedeuten und wenn R&sub1; unterschiedlich zu R&sub2; ist, dann ist R&sub3; unterschiedlich zu einem Wasserstoffatom und unterschiedlich zu -COOR&sub4;,
- wenn R&sub1; gleich mit R&sub2; ist und irgendeine mit bezeichnete Kohlenwasserstoffgruppe oder funktionelle Gruppe bedeutet, dann ist R&sub3; unterschiedlich zu -CH-( )&sub2; und unterschiedlich zu -COOR&sub4;,
- eine der Gruppen R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; eine funktionelle Gruppe bedeuten können.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die &alpha;,&beta;-ungesättigte Carboxylsäure und/oder das Derivat der Formel (V) entspricht, in der die gleichen oder verschiedenen Reste R&sub1; bis R&sub4; einen gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeuten, der ein aliphatischer acyclischer gesättigter oder ungesättigter, linearer oder verzweigter Rest sein kann; der ein carbocyclischer oder heterocyclischer gesättigter, ungesättigter oder aromatischer, monocyclischer oder polycyclischer Rest sein kann; der ein aliphatischer gesättigter oder ungesättigter, linearer oder verzweigter Rest sein kann, der Träger eines cyclischen Substituenten ist.
29. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Carboxylsäure eine substituierte Acrylsäure ist, die Ausgangsstoff einer Aminosäure ist.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Carboxylsäure eine substituierte Acrylsäure ist, die Ausgangsstoff einer Aminosäure und/oder eines Derivats ist, die/das der folgenden Formel entspricht:
wobei in der genannten Formel (Va):
- die gleichen oder verschiedenen R&sub9;, R'&sub9; ein Wasserstoffatom, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Acylgruppe mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Acetyl- oder Benzoylgruppe, bedeuten,
- R&sub8; ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen Cycloalkylrest mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, einen Arylalkylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen Arylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen heterocyclischen Rest mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeutet,
- R&sub1;&sub0; ein Wasserstoffatom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet.
31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Carboxylsäure N-Acetyl &alpha;-Amino &beta;-Phenylacryl-Säure, N-Benzoyl &alpha;-Amino &beta;- Phenylacryl-Säure, in denen der Phenylring gegebenenfalls mit einer oder mehreren Alkyl-, Alkoxy- (Alkyloxy-) oder Hydroxygruppen substituiert ist, N- Acetyl &alpha;-Amino &beta;-Indolylacrylsäure, N-Benzoyl &alpha;-Amino &beta;-Indolylacrylsäure, N-Acetyl &alpha;-Amino &beta;-Isobutyl Acrylsäure ist.
32. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet; daß die verwendete Carboxylsäure Itaconsäure und/oder ein Derivat ist, die/das der folgenden Formel entspricht:
wobei in der genannten Formel (Vb):
- die gleichen oder verschiedenen R&sub1;&sub1; oder R&sub1;&sub2; ein Wasserstoffatom, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen Cycloalkylrest mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, einen Arylalkylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen Arylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen heterocyclischen Rest mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeuten,
- die identischen oder verschiedenen R&sub1;&sub0;, R'&sub1;&sub0; ein Wasserstoffatom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Carboxylsäure Itaconsäure oder Dimethylitaconat ist.
34. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Carboxylsäure ein Substrat ist, das der folgenden Formel entspricht:
wobei in der genannten Formel (Vc):
- R&sub1;&sub0; ein Wasserstoffatom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet,
- R&sub1;&sub3; eine Phenyl- oder Naphthylgruppe bedeutet, die gegebenenfalls Träger eines Substituenten oder mehrerer Substituenten R ist:
- R kann R&sub0;, eine der folgenden Gruppen, bedeuten:
- eine lineare oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
- eine lineare oder verzweigte Alkoxygruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine lineare oder verzweigte Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
- eine lineare oder verzweigte Acyloxygruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Acetoxygruppe,
- eine lineare oder verzweigte Acylamidogruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Acetamidogruppe,
- eine NO&sub2;-Gruppe,
- R kann R&sub0;', eine der folgenden komplexeren Gruppen, bedeuten:
- eine Gruppe der Formel
in der:
- R&sub6; ein valentes Bindemittel bedeutet; eine divalente, lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Methylen, Ethylen, Propylen, Isopropylen, Isopropyliden oder eine der folgenden mit Z bezeichneten Gruppen:
-O-; -CO-; -COO-, -NR&sub7;-; -CO-NR&sub7;-; -S-; -SO&sub2;-; -NR&sub7;-CO-;
wobei in den genannten Formeln R&sub7; ein Wasserstoffatom, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet;
- R&sub0; hat die zuvor gegebene Bedeutung,
- m ist eine ganze Zahl von 0 bis 4.
- 35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Carboxylsäure 2-(3-Benzoylphenyl)propionsäure, 2-(4-Isobutylphenyl)propionsäure, 2-(5-Methoxynapthyl)propionsäure ist.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrierung bei einer Temperatur zwischen 20 und 100ºC durchgeführt wird.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoffdruck zwischen 0,1 und 200 bar und noch spezieller zwischen 1 und 150 bar liegen kann.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Komplex nach einem der Ansprüche 16 bis 22 verwendet.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Anzahl der in dem Komplex enthaltenen Metallatome und der Anzahl der Mole der zu hydrierenden Verbindung zwischen 0,1 und 0,0001 liegt.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Bildung des hydrierten Komplexes eine basische Verbindung hinzugibt.
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