JP2004517901A - 配位子およびその使用 - Google Patents

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Abstract

一般式4
【化1】
Figure 2004517901

(ここで、W,X,YおよびZは各々異種原子がリンに結合した置換基(XとYの対およびZとWの対は連結して環を形成してもよい。)またはW=X=Y=Z=Hである。)の化合物は新規である。これの錯体は水素化のような不斉反応に使用することができる。

Description

【0001】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、p−シクロファン骨格を有する新規な二座のホスフィン、亜ホスホン酸エステル(phosphonite)、亜ホスホン酸ジアミドおよび亜ホスホノアミド酸(phosphonoamidite)配位子、その前駆物質、ならびに遷移金属を触媒とする不斉反応、特にロジウム、イリジウムおよびルテニウムを触媒とする二重結合の水素化のための配位子としてのそれらの使用に関する。
【0002】
〔従来の技術〕
大部分の接触不斉合成の中心に、適当なキラルな鏡像異性体過剰率の高い有機配位子によって囲まれた遷移金属を主成分とする触媒の使用がある。二座のキラルなホスフィン(3つのC−P結合を有するリン(III)化合物)は、最も広く使用されている部類の配位子であり、不斉反応の分野に適用されている(R. Noyori, Asymmetric Catalysis in Organic Synthesis, John Wiley & Sons, 1994; N. Jacobsen, A. Pfaltz, H. Yamamoto 編, Comprehensive Asymmetric Catalysis, Springer, 1999)。不斉接触水素化は、その効率を高め環境への影響を減らすために、特に工業的関連を有する。
【0003】
最近、ホスフィンを主成分とする触媒を用いて得られた結果のいくつかが、ホスファン配位子が亜ホスホン酸エステル(2つのP−O結合と1つのP−C結合、Reetz et al, Chem. Commun. 1998, 2077)、ホスフィン−亜ホスホン酸エステル(Reetz et al, Tetrahedron: Asymmetry 1999, 2129)または亜ホスホルアミド酸(phosphoramidites)(2つのP−Nと1つのP−O結合、Feringa et al, J. Am. Chem. Soc. 2000, 11539)で置換された錯体の使用に匹敵し得ることが示されている。キラルな単座(mono−dentate)亜ホスホン酸エステル(Pringle et al, Chem. Commun. 2000, 961; Reetz et al, Tetrahedron Lett. 2000, 6333)および亜リン酸モノエステル(mono−phosphites)(3つのP−O結合、M. T. Reetz et al, Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 3889)はしばしば類似の二座配位子と同じくらい有効であった。上記の配位子はしばしば対応するジホスフィンよりも製造が容易かつ安価であるという利点を有する。
【0004】
キラルな二座亜ホスホン酸エステルはWO−00/14096およびUS−A−5817850に開示されている。それらは、3つの構築ブロック(building blocks)すなわち2つのリン原子を結合しているアキラルな炭素骨格(1,1’−二置換フェロセン、1,2−二置換エタン)およびP−異種原子の結合を形成するためにキラルなジオールから誘導された2つのキラル単位から構成される。この部類の配位子の例はReetz et al, Chem. Commun. 1998, 2077に記述されている。
【0005】
いくつかのリンジアミド配位子が報告されており、それらの錯体がヒドロホルミル化反応およびアリル置換反応に役立つことが示されてきた(Wills et al, J.Org.Chem. 1999, 9735; Spilling et al. Tetrahedron 1998, 54, 10513; Tetrahedron: Asymmetry 1998, 927; Knochel et al. Tetrahedron: Asymmetry 1997, 987)。
【0006】
いわゆる擬オルト位(4−および12−位;ps−オルトと略す。)に2つの同じ置換基を有する[2.2]−p−シクロファン誘導体は平面掌性(planar chirality)を有する。成功したジホスフィン配位子であるファネホス(PhanePhos)(Pye et al, J. Am. Chem. Soc. 1997, 6207; WO 97/47632)はこの骨格を主成分としている。
【0007】
〔課題を解決するための手段〕
本発明の一面によれば、新規な化合物はps−オルト−ジホスフィノ−[2.2]−p−シクロファン(1)である。
【0008】
【化4】
Figure 2004517901
【0009】
この化合物は、不斉触媒作用用途を有する環式ホスフィン配位子を容易に製造するための一般的な中間体として有用である。化合物(1)は、(S)で表される鏡像異性体またはもう一つの鏡像異性体(R)の一方が過剰であって少なくとも80%ee(鏡像異性体過剰率)であることが好ましい。より好ましくは95%ee以上である。化合物(1)は、化合物4dとして後述するテトラクロロ類似体を用いて製造することができる。
【0010】
さらに、今では、ファネホス配位子(キラルな骨格)の構造的特徴をDuPHOSまたはFerroTANE配位子(飽和4または5員環中のホスフィン(phosphine)原子)と組み合わせることにより、一般式(2)および(3)によって表される混成(hybrid)配位子(ただしRおよびRはHまたはアルキルを表し、nは1または2である。)を予測することができると理解されている。現在まで、この種の配位子は文献に記載されていない。重要なことに、キラルな骨格の存在が配位子を設計する方法に融通性を与える。なぜなら、環式ホスフィン単位はキラル(たとえばR=メチル,R=Hまたはその逆)であってもよいし、アキラル(たとえばR=R=H)であってもよいからである。キラルの場合は「適合(match)」したジアステレオマーの対を通して触媒を調整することができるし、アキラルの場合はHO−(CH−OH型の安価なジオールから製造することができる。配位子(2)と(3)のどちらが工業的に有用であるかは容易には予測できない。スクリーニング実験を通じて体系的にこれを評価するために、そのような配位子が幾種類も入手できることが必要である。現在まで、これらの配位子の製造は適当な前駆物質が入手できないことから制限されてきた。化合物(1)の供給により、この制限はもはやなくなる。
【0011】
【化5】
Figure 2004517901
【0012】
別の面によれば、この発明は、キラルな亜ホスホン酸エステルとリンジアミド、キラルな骨格を有する配位子の研究に基づいている。ps−オルト−二置換[2.2]−p−シクロファン骨格を主成分とする新規の部類の分子は一般式4のものである。
【0013】
【化6】
Figure 2004517901
【0014】
化合物4a−cのもっとも便利な合成は、ps−オルト−ビス(ジクロロホスフィノ)−p−シクロファン4dと、ジオール、ジアミン、アミノアルコール、アルコールまたはアミンから予め発生させた適当な共役塩基との反応に基づく。その代わりに、化合物4dを、化学量論量のまたは触媒量の適当な塩基、たとえば第三アミンの存在下で、適当なジオール、ジアミン、アルコールまたはアミンと反応させてもよい。化合物4dは、容易に入手できる前駆物質(S)−ps−オルト−ジブロモ−p−シクロファン(5)(D. J. Cram et al, J. Am. Chem. Soc. 1969, 3527)から種々の合成経路で得ることができる。
【0015】
化合物4a−cは製造が容易であり、ジオキソおよびジアミドの構築ブロックは容易に入手できるので、p−シクロファン骨格を基礎にして先例のない範囲の修飾を行うことができる。さらに、キラルなキレートを形成するジアルコキソ(dialkoxo)およびジアミド置換基の使用は、骨格のキラリティーと異種原子単位のキラリティーの適合効果により触媒反応におけるキラリティーの移動を増加することができる。単座アルコキソ(alkoxo)およびアミドの配位子の使用は、もっと剛性があり立体的に込み入ったジアルコキソ/ジアミド配位子を補完することができるもっと融通のきく配位子を作り出す。単座アルコールまたはアミンから誘導されるキラルな亜ホスホン酸エステルはまったく先例がない。
【0016】
ps−オルト二置換p−シクロファン骨格を主成分とするキラルなジ亜ホスホン酸エステル(di−phosphonites)およびリンジアミドは、遷移金属、特にロジウム、イリジウムおよびルテニウムに適した配位子である。化合物6−8は上述した錯体の具体例である。
【0017】
【化7】
Figure 2004517901
【0018】
もっとも嵩高いキラルなジアルコキソ置換基を使用して、金属錯体の生成において非常に強い適合/不適合効果が見出された。錯体6−8は、不斉反応、特に不斉水素化のための非常に効果的な触媒として作用する。それらはまた不斉ヒドロホルミル化のためにも使用できる。
【0019】
特に、高い水準の立体選択性(stereoselection)は、デヒドロアミノ酸の水素化においてp−シクロファン亜ホスホン酸エステルのロジウム錯体6aによってもたらされる。これらの結果は、既知のロジウム−亜ホスホン酸エステルの系について報告されている結果に匹敵し、用途によってはそれに勝る。驚くべきことに、文献中の結果よりも良い結果がプロトン性溶媒において得られる。非プロトン性溶媒は選択性の顕著な増加をもたらす。
【0020】
さらに、p−シクロファン−亜ホスホン酸エステル4aとキラルなジアミンのルテニウム錯体8aは、非官能性(non functionalised)ケトンおよびイミンの還元の触媒となる。ホスフィン−ルテニウム−ジアミン錯体がケトンの還元の触媒となることは知られている(Noyori and Ohkuma, Angew.Chem.Int.Ed., 2001, 40)が、ここに提供する結果は先例がないものである。
【0021】
〔発明の実施の形態〕
本発明の化合物4は、一方の鏡像異性体のみからなる(enantiomerically pure)ps−オルト−ジハロゲン−p−シクロファン5(X=Br)から製造することができる。亜ホスホン酸エステル4aは、強い有機金属塩基で5を直接メタル化(metalation)し、適当なクロロ−亜ホスホン酸エステル9と反応させることによって得ることができる(反応式1)。別のもっと便利な方法として、新規な中間体ps−オルト−ビス(ジクロロ−ホスフィノ)−p−シクロファン4dを適当なアルコールまたはジオールまたはそれらの金属塩基と反応させる方法がある(同じく反応式1参照)。
【0022】
【化8】
Figure 2004517901
【0023】
化合物4dは、便利な汎用の中間体であり、調製および取り扱いが容易なことが見いだされた。それは、ジブロモ化合物5(X=Br)をメタル化し、続いて、たとえばClP(NMeまたはClP(i−PrN)のようなクロロ−リン−ジアミド10でクエンチ(quench)することによってもっともうまく製造することができる(反応式2)。化合物4b(R=Me,i−Pr)は、それをその場で調製したまたは予め調製したHCl溶液(EtOまたは他の都合の良い溶媒)で処理することによって化合物4dに変換される(再び反応式2参照)。
【0024】
【化9】
Figure 2004517901
【0025】
また、亜ホスホン酸エステル4aを製造するために、化合物4b(R=Me,i−Pr)を適当な塩基の存在下でジオールと直接反応させることもできる(Buono et al, Synlett 1998, 49; van Boom et al, Tetrahedron Let. 2000, 8635−反応式3)。同じ方法が適当なジアミンまたはアミノアルコールと反応させることによって化合物4b−cを製造するのに適用できる。
【0026】
【化10】
Figure 2004517901
【0027】
4dと多くのジオールおよびアルコールの共役塩基との反応が室温で円滑に進行し、対応する亜ホスホン酸エステル4aが高収率で得られることが知られている。それらはすべてMeOHに比較的溶け難いので、単に反応溶媒を除去し、MeOHで洗浄することにより反応原料から単離することができる(反応で生成した塩はMeOHに可溶である。)。化合物4aの具体例は、アルコキソおよびジ−アルコキソ単位11−21(それらのうち11,20および21はアキラルなものである)から調製されたものである。
【0028】
【化11】
Figure 2004517901
【0029】
化合物4bおよび4cの具体例は、それぞれジアミド単位22−25およびアルコキソ−アミド単位26−27から調製した。
【0030】
【化12】
Figure 2004517901
【0031】
化合物4cにおいて、リン原子が立体中心(stereogenic center)になるという事実は、ジアステレオ異性体の混合物の生成をもたらすかもしれない。しかしながら、分光学的証拠によれば、亜ホスホノアミド酸4c/23は単一のジアステレオ異性体(実施例13)として形成される。化合物4b/28および4b/29は重要な中間体5を合成するための前駆物質として調製した。化合物4dは、また、Red−AlやLiAlHのような種々の還元剤による還元によってジホスフィン1を合成するための非常に便利な中間体である。
【0032】
化合物4a−cは、遷移金属(特にロジウム、イリジウム、ルテニウム)用の優れた配位子であることが分かった。金属錯体6a−c,7a−cおよび8a−cは、[(COD)Rh]BFおよび[(COD)Ir]BF、[(ベンゼン)RuClのような前駆物質を反応させることにより、標準的手法によって調製した。他の適当な金属含有前駆物質は、当業者に知られた手法に従って、使用することができる。
【0033】
予想外に、最も嵩高いジアルコキソ置換基を有する亜ホスホン酸エステル4a/14および4a/15を使用すると、非常に強い適合/不適合効果が金属錯体の形成において見いだされる。(R)−15と(S)―4dから誘導された配位子だけが望ましいRh錯体を生成した。(S)−14と(S)―4dから誘導された配位子は[(COD)Rh]BFと反応しなかった。このことは、ジアステレオ異性体の混合物として配位子を使用し、適合する(S)−4a/(R)−15ジアステレオ異性体から誘導された金属錯体を選択的に形成することを可能にする。便利なことに14と15の1:1混合物(ラセミ体のジオール)は当該ジアステレオ異性体の混合物を調製するために使用することができる。その代わりに、一方の鏡像異性体のみからなる14または15はラセミ体の5と結合することができる。
【0034】
亜ホスホン酸エステル4aのロジウム錯体6aは、デヒドロアミノ酸の水素化において高い活性と選択性を示す。これらの結果は、既知のロジウム−亜ホスホン酸エステル系について報告されている他の結果とも一致している。驚くべきことに、文献(Reetz et al, Tetrahedron:Asymmetry 1999, 2129)に記載されているよりもよい結果がプロトン性溶媒(例えばMeOH)で得られる。非プロトン性溶媒(例えばトルエン)を使用すると、選択性がわずかに増加する。プロトン性溶媒(例えばMeOHまたはMeOH/HO)中の触媒の安定性は、多くの場合極性で水溶性の分子である製薬用分子の水素化において潜在的な有用性を増加させる。
【0035】
配位子4aおよびDPEN(1,2−ジフェニル−1,2−エタンジアミン)のようなキラルなジアミンを含むルテニウム錯体8aは非官能性ケトンおよびイミンの還元の触媒となる。イミンの不斉還元は、その反応を効率的に促進する触媒が少ししか知られていないので、特に重要である。
【0036】
〔実施例〕
次に実施例を挙げて本発明を説明する。実施例1〜14は、配位子前駆物質および配位子の合成を示す(実施例3と4は同じ生成物を得るための代替方法を示す。)。実施例15および16は、錯体の合成を示す。実施例17ないし22は水素化に関するものである。実施例23は化合物1に関する。
【0037】
実施例1:(S)−ps−オルト−ビス[ビス(ジメチルアミノ)ホスフィノ]−[2.2]−p−シクロファン (S)−4b/28
(S)−ps−オルト―ジブロモ−p−シクロファン(1.098g,3mmol)を窒素雰囲気下でシュレンク・フラスコ(Schlenk flask)に入れ、無水EtO(40mL)で溶解した。その後、溶液をドライアイス/エタノール浴で−78℃に冷却した。
t−BuLiのペンタン溶液(1.7M,7.1mL(12mmol))を5分間かけて一滴ずつ加えた。反応液は−78℃で1時間撹拌した。一方、P(NMeを窒素雰囲気下でシュレンク・フラスコに入れ、PClを室温でゆっくり添加した。添加は内部温度が30℃超に上がらないような速度で行った。その後、反応液を無水EtO(10mL)で希釈し、室温で30分間撹拌した。p−シクロファン・リチウム・ジアニオン溶液を冷却浴から取り出し、ClP(NMeの溶液で直ちにクエンチ(quench)した。反応液をさらにEtO(15mL)で希釈し、30分間かけて室温に戻した。シリカゲル(約5mL)を加え、反応液をさらに20分間撹拌したの後、窒素雰囲気下で焼結ガラスフィルターでろ過した。生じた透明無色の溶液を減圧下で蒸発させた。固体残渣をEtO(10mL)で再び溶解し、MeOH(10mL)に加えた。EtOを除去するため真空にし、白色固形物が析出した。固形物を沈降させ、上澄み液を除去し、固形物をさらにMeOH(10mL)で洗浄し、真空下で乾燥した(0.52g,収率39%)。母液は乾燥するまで蒸発させ、固体残渣をEtO(5mL)およびMeOH(5mL)で上記と同様に処理し、2番目の生成物(全収率:74%、白色結晶性粉末)を得た。31P NMR(162MHz,C):120.3ppm。
【0038】
実施例2:(S)−ps−オルト−ビス[ビス(ジ−i−プロピルアミノ)ホスフィノ]−[2.2]−p−シクロファン (S)−4b/29
(S)−ps−オルト―ジブロモ−p−シクロファン(0.82g,2.24mmol)を窒素雰囲気下でシュレンク・フラスコに入れ、無水EtO(30mL)で溶解した。その後、溶液をドライアイス/エタノール浴で−78℃に冷却した。t−BuLiのペンタン溶液(1.7M,5.4mL,9.2mmol)を5分間かけて一滴ずつ加えた。反応液を−78℃で10分間撹拌した後、冷却浴を取り去り、さらに40分間反応液を撹拌した。固体の(i−PrN)PCl(1.25g,4.68mmol)を一度に加え、反応液を室温で30分間撹拌した。無水MeOH(15mL)を加え、減圧下でEtOを除去した。溶液から沈殿した白色固形物を窒素下で焼結ガラスフィルターで集め、真空下で乾燥した(1.26g,収率84%)。31P NMR(162MHz,C):86.1ppm。
【0039】
実施例3:(S)−ps−オルト−ビス(ジクロロホスフィノ)−[2.2]−p−シクロファン (S)−4d
(S)−ps−オルト−ビス[ビス(ジメチルアミノ)ホスフィノ]−[2.2]−p−シクロファン(3.6g,8.1mmol)を無水EtO(300mL)中に懸濁させた。懸濁液をドライアイス/エタノール浴で−78℃に冷却し、無水HClを反応液中に吹き込み、HClを飽和させた。その後、反応液を室温に温まるまで1.5時間放置した。窒素を反応液中に30分間吹き込んだ。窒素下で焼結ガラスフィルターでろ過して塩を除去した。溶媒を蒸発させ、固体の白色残渣をペンタン(5mL)で洗浄し、真空下で乾燥し、白色粉末の生成物(2.07g,収率62%)を得た。31P NMR(162MHz,CDCl):169.2ppm。
【0040】
実施例4:(S)−ps−オルト−ビス(ジクロロホスフィノ)−[2.2]−p−シクロファン (S)−4d
HClのEtO溶液(2M,50mL,100mmol)を室温で撹拌しながら固体の(S)−ps−オルト−ビス[ビス(ジ−i−プロピルアミノ)ホスフィノ]−[2.2]−p−シクロファン(2.76g,4.12mmol)に加えた。反応液を室温で18時間撹拌した後、溶媒を除去し、固体残渣をEtO(50mL)に懸濁させた。塩をろ過で除去した。溶媒を除去し、EtO(20mL)とヘキサン(40mL)を加え、生じた濁った溶液をろ過した。溶媒を除去し、ヘキサンを加え(60mL)、反応液を10分間70℃に加熱した後、生じた濁った溶液をろ過し、透明な溶液を得た。溶媒を蒸発させ、白色粉末の生成物を得た(0.95g,収率56%)。31P NMR(162MHz,CDCl):169.2ppm。
【0041】
実施例5:(S)−ps−オルト−ビス(5,7−6−ホスファジベンゾ[a,c]シクロヘプテン−6−イル)−[2.2]−p−シクロファン (S)−4a/11
n−BuLi(2.5Mヘキサン溶液,1.64mL,4.1mmol)を2,2’−ビフェノール(373mg,2mmol)の無水THF(15mL)溶液に加えた。反応液を室温で40分間撹拌した後、その溶液を(S)−ps−オルト−ビス(ジクロロホスフィノ)−[2.2]−p−シクロファン4d(410mg,1mmol)の無水THF(20mL)溶液に一滴ずつ加えた。反応液を室温で1時間撹拌した後、MeOH(1mL)を加えてクエンチした。溶媒を真空下で除去し、無水MeOHを加えた(10mL)。生じた懸濁液を10分間撹拌した後、固形物を沈降させ、上澄み液を除去した。その手順を2度繰り返し(2×5mL MeOH)、次いで白色固体残渣を真空下で乾燥した(438mg,収率69%)。31P NMR(162MHz,CDCl):194.2ppm。
【0042】
実施例6:(S)−ps−オルト−ビス{(R)−3,5−ジオキサ−4−ホスファシクロヘプタ[2,1−a;3,4−a’]ジナフタレン−4−イル}−[2.2]−p−シクロファン (S)−4a/13
n−BuLi(2.5Mヘキサン溶液,0.82mL,2.05mmol)を(R)−BINOL(286mg,1mmol)の無水THF(10mL)溶液に加えた。反応液を室温で30分間撹拌した後、その溶液を(S)−ps−オルト―ビス(ジクロロホスフィノ)−[2.2]−p−シクロファン4d(205mg,0.5mmol)の無水THF(15mL)溶液に一滴ずつ加えた。反応液を室温で30分間撹拌した後、MeOH(2mL)を加えてクエンチした。溶媒が約2mLになるまで真空下で濃縮した後、無水MeOHを加えた(10mL)。生じた懸濁液を10分間撹拌し、固形物を沈降させ、上澄み液を除去した。固形物をさらにMeOHで洗浄し、それをもう一度繰り返し(5mL MeOH)、その後、白色固体残渣を真空下で乾燥した(200mg,収率48%)。31P NMR(162MHz,C):217.6ppm。
【0043】
実施例7:(S)−ps−オルト−ビス{(S)−3,5−ジオキサ−4−ホスファシクロヘプタ[2,1−a;3,4−a’]ジナフタレン−4−イル}―[2.2]−p−シクロファン (S)−4a/12
n−BuLi(2.5Mヘキサン溶液,0.82mL,2.05mmol)を、(S)−BINOL(286mg,1mmol)の無水THF(10mL)溶液に加えた。反応液を室温で30分間撹拌した後、その溶液を(S)−ps−オルト−ビス(ジクロロホスフィノ)−[2.2]−p−シクロファン4d(205mg,0.5mmol)の無水THF(15mL)溶液に一滴ずつ加えた。反応液を室温で30分間撹拌した後、MeOH(2mL)を加えてクエンチした。溶媒が約2mLになるまで真空下で濃縮した後、無水MeOHを加えた(20mL)。生じた懸濁液を10分間撹拌し、固形物を沈降させ、上澄み液を除去した。白色固体残渣を真空下で乾燥した(300mg,収率72%)。31P NMR(162MHz,C):203.8ppm。
【0044】
実施例8:(S)−ps−オルト−ビス{(R)−ジ−t−ブチル−1,2,10,11−テトラメチル−5,7−ジオキサ−6−ホスファジベンゾ[a,c]シクロヘプテン−6−イル}―[2.2]−p−シクロファン (S)−4a/15
n−BuLi(2.5Mヘキサン溶液,0.82mL,2.05mmol)を、(R)−3,3’−t−ブチル−5,5’,6,6’−ジメチル−2,2’−ビフェノール(286mg,1mmol)の無水THF(10mL)溶液に加えた。反応液を45℃で1時間撹拌した後、その溶液を45℃に加熱した(S)−ps−オルト−ビス(ジクロロホスフィノ)−[2.2]−p−シクロファン4d(205mg,0.5mmol)の無水THF(20mL)溶液に40分間かけて一滴ずつ加えた。反応液を55℃で1.5時間撹拌し、溶媒が約2mLになるまで真空下で濃縮し、その後、無水MeOHを加えた(10mL)。生じた懸濁液を10分間撹拌し、固形物を沈降させ、上澄み液を除去した。固形物をさらにMeOHで洗浄し、それをもう一度繰り返し(5mL MeOH)、その後、白色固体残渣を真空下で乾燥した(257mg,収率53%)。31P NMR(162MHz,C):188.6ppm。
【0045】
実施例9:(S)−ps−オルト−ビス((S)−ジ−t−ブチル−1,2,10,11−テトラメチル−5,7−ジオキサ−6−ホスファジベンゾ[a,c]シクロヘプテン−6−イル)−[2.2]−p−シクロファン (S)−4a/14
n−BuLi(2.5Mヘキサン溶液,0.82mL,2.05mmol)を、(S)−3,3’−t−ブチル−5,5’,6,6’−ジメチル−2,2’−ビフェノール(355mg,1mmol)の無水THF(10mL)溶液に加えた。反応液を30℃で1時間撹拌した後、その溶液を、45℃に加熱した(S)−ps−オルト−ビス(ジクロロホスフィノ)−[2.2]−p−シクロファン4d(205mg,0.5mmol)の無水THF(20mL)溶液に1時間かけて一滴ずつ加えた。反応液を55℃で1時間撹拌し、溶媒が約2mLになるまで真空下で濃縮し、その後、無水MeOHを加えた(15mL)。生じた懸濁液を10分間撹拌し、固形物を沈降させ、上澄み液を除去した。固形物をさらにMeOHで洗浄し、それをもう一度繰り返し(2×15mL MeOH)、その後、白色固体残渣を真空下で乾燥した(235mg,収率48%)。31P NMR(162MHz,C):180.9ppm。
【0046】
実施例10:(S)−ps−オルト−ビス[ジ(2,6−ジメチルフェノキシ)−ホスフィノ]−[2.2]−p−シクロファン (S)−4a/20
n−BuLi(2.5Mヘキサン溶液,0.32mL,0.8mmol)を、2,6−ジメチルフェノール(98mg,0.8mmol)の無水THF(5mL)溶液に加えた。反応液を室温で15分間撹拌した後、その溶液を、(S)−ps−オルト−ビス(ジクロロホスフィノ)−[2.2]−p−シクロファン4d(73mg,0.18mmol)の無水THF(5mL)溶液に加えた。反応液を室温で30分間撹拌した後、溶媒を蒸発させた。EtO(15mL)およびSiO(約2mL)を加え、反応液をろ過し、透明な溶液を得た。溶媒が約1mLになるまで濃縮し、無水MeOH(2mL)を加えた。生じた懸濁液を10分間撹拌し、固形物を沈降させ、上澄み液を除去した。生じた白色固体残渣を真空下で乾燥した(収率未計算)。31P NMR(162MHz,C):186.3ppm。
【0047】
実施例11:(S)−ps−オルト−ビス[ジ(2−ナフトキシ)ホスフィノ]−[2.2]−p−シクロファン (S)−4a/21
(S)−ps−オルト−ジブロモ−p−シクロファン(366mg,1mmol)を窒素雰囲気下でシュレンク・フラスコに入れ、無水EtO(30mL)に溶解した。次いで、その溶液をドライアイス/エタノール浴で−78℃に冷却した。t−BuLiのペンタン溶液(1.5M,2.75mL,4.1mmol)を一滴ずつ加えた。冷却浴を取り除き、反応液が自然に温まるのを待った。30分後、O,O’−ビス(2−ナフチル)クロロホスフィン(775mg,2.2mmol)のEtO(10mL)溶液を加えた。反応液は室温でさらに90分間撹拌した後、無水MeOH(1mL)でクエンチした。溶媒を蒸発させ、固体残渣を無水のEtO(10mL)およびMeOH(10mL)に再溶解させた。溶媒を減圧下で約5mLになるまで濃縮し、生じた白色析出物を沈降させた。上澄み液を除去した。固形物をさらにMeOH(10mL)で洗浄し、それをもう一度繰り返し、次に白色固体残渣を真空下で乾燥した(275mg,収率33%)。31P NMR(162MHz,C):178.0ppm。
【0048】
実施例12:(S)−ps−オルト−ビス{(4S,5S)−2,2−ジメチル−4,4,8,8−テトラフェニルテトラヒドロ−[1,3]−ジオキソロ[4,5−e][1,3,2]ジオキサホスフェピン−6−イル}−[2.2]−p−シクロファン (S)−4a/16
n−BuLi(2.5Mヘキサン溶液,0.45mL,1.1mmol)を、(4S,5S)−4,5−ビス(ジフェニルヒドロキシメチル)−2,2−ジメチルジオキソラン(=TADDOL)(235mg,0.5mmol)の無水THF(4mL)溶液に加えた。反応液を室温で1時間撹拌した後、その黄色の溶液を、(S)−ps−オルト−ビス(ジクロロホスフィノ)−[2.2]−p−シクロファン4d(100mg,0.25mmol)の無水THF(5mL)溶液に、室温で1分間かけて一滴ずつ加えた。反応液を室温で1時間撹拌し、真空下で溶媒を濃縮し乾燥させ、無水MeOHを加えた(3mL)。生じた懸濁液を沈降させ、上澄み液を除去した。固形物をさらにMeOHで洗浄し、それをもう一度繰り返し(3mL)、白色固体残渣を真空下で乾燥した(収率未計算)。
31P NMR(162MHz,C):184.9。
【0049】
実施例13:(S)−ps−オルト−ビス{(S)−テトラヒドロピロロ[1 ,2−c][1,3,2]オキサホホール−1−イル}−p−シクロファン (S)−4c/26
n−BuLi(2.5Mヘキサン溶液,0.84mL,2.1mmol)を、−78℃で、(S)−プロリノール(106mg,1.05mmol)の無水THF(10mL)溶液に加えた。反応液を−78℃で10分間撹拌した後、その溶液を(S)−ps−オルト−ビス(ジクロロホスフィノ)−[2.2]−p−シクロファン4d(205mg,0.5mmol)の無水THF(10mL)溶液に加えた。反応液を室温で1時間撹拌した後、溶媒を蒸発させた。無水THF(1mL)およびMeOH(15mL)を加えた。生じた懸濁液を10分間撹拌し、固形物を沈降させ、上澄み液を除去した。固形物をさらにMeOH(5mL)で洗浄し、それをもう一度繰り返し、その後、白色固体残渣を真空下で乾燥した(100mg,収率45%)。31P NMR(162MHz,CDCl):159.0ppm。
【0050】
実施例14:(S)−ps−オルト−ビス{(4R,5R)−1,3−ジメチルオクタヒドロベンゾ[1,3,2]ジアザホスホリル−[2.2]−p−シクロファン (S)−4b/23
n−BuLi(2.5Mヘキサン溶液,0.9mL,2.3mmol)を、(1R,2R)−1,2−(N,N’−ジアミノメチルシクロヘキサン)(155mg,1.1mmol)の無水THF(6mL)溶液に加え、その暗赤色の溶液を室温で1時間撹拌した(赤色固体の沈殿が観察された)。(S)−ps−オルト−ビス(ジクロロホスフィノ)−[2.2]−p−シクロファン4d(210mg,0.5mmol)の無水THF(8mL)溶液を室温で前記懸濁液に加えた。反応液を1時間撹拌し、溶媒を真空下で濃縮して乾燥し、無水MeOHを加えた(5mL)。生じた懸濁液を沈降させ、上澄み液を除去した。固形物をさらにMeOHで洗浄し、それをもう一度繰り返し(5mL)、淡黄色固体残渣を真空下で乾燥した(収率未計算)。31P NMR(162MHz,C):132.4ppm。
【0051】
実施例15:陽イオン性ロジウム錯体6aの一般的合成方法
配位子4a(1.05mmol)および[(COD)Rh]BF(1mmol)を無水DCM(5〜10mL)に溶解し、反応液を室温で2〜16時間撹拌した。溶媒が約0.5mLになるまで真空下で濃縮し、無水EtO(5〜15mL)を加えた。生じた黄色懸濁液を室温で10〜30分間撹拌し、固形物を沈降させ、上澄み液を除去した。固体残渣をさらにEtOで洗浄し、それをもう一度繰り返し(2×5mL)、真空下で乾燥した。
31P NMR(162MHz,CDCl):(S)−6a/11:186.3ppm(d),(S)−6a/12:177.0ppm(d),(S)−6a/13:186.1ppm(d),(S)−6a/15:174.3ppm(d),(S)−6a/16:142.0ppm(d)。
【0052】
実施例16:ルテニウム錯体8a
[RuCl(0.06mmol)および配位子4a(0.11mmol)を窒素雰囲気下の乾燥したシュレンク・フラスコに入れた。その固形物に乾燥脱気したDMF(1mL)を加え、反応容器を排気してから、再度、窒素ガスを圧入した。これを4回繰り返した。不均一混合物を含むシュレンク・フラスコを100℃の油浴に置き、3.5時間撹拌した。均一混合物を室温なるまで放冷した後、(R,R)−DPEN(=1,2−ジフェニル−1,2−エタンジアミン)(0.12mmol)を加えた。混合物を室温で66時間で撹拌した後、高真空下で蒸発し、固形物を得た。これをジクロロメタン(3mL)で洗浄し、溶媒を蒸発させた。この工程を繰り返し、褐色粉末を得た。
31P NMR(162MHz,CDCl):(S)−8a/11:222.4ppm;(S)−8a/13:223.5ppm。
【0053】
実施例17〜20
水素化はすべて、注射器を使用して溶媒を添加するためのゴム隔壁を有する注入口、圧力計、ぴったり嵌合し取り外し可能なガラス製内張りおよび磁気撹拌子を装備した50mLのパー(Parr)水素化容器の中で行った。HPLC等級溶媒を、使用に先立って、少なくとも30分間窒素を吹き込むことにより脱気した。
【0054】
基質(2mmol)および触媒6a(0.002mmol)を水素化容器に入れ、続いて密閉し窒素で洗い流した。容器を水素で5バールに加圧した後、放圧することによりパージした。この手順を少なくとも4回繰り返した。溶媒(5mL)を注入口から加え、反応液を再度水素でパージした。その後、3.5バールに加圧し、室温で撹拌した。それ以上の水素の吸収が圧力計で検知されなくなった時、反応を止めた。未精製の反応液の試料をMTBEで希釈し、転化率と選択率を求めるためにGC(DexCBのキラルカラム,遊離酸は過剰のトリメチルシリルジアゾメタンを加えることにより誘導した。)によって分析した。
【0055】
実施例17:アセトアミドアクリル酸メチルの水素化
【0056】
【化13】
Figure 2004517901
【0057】
【表1】
Figure 2004517901
【0058】
実施例18:アセトアミドアクリル酸の水素化
【0059】
【化14】
Figure 2004517901
【0060】
【表2】
Figure 2004517901
【0061】
実施例19:アセトアミドケイ皮酸の水素化
【0062】
【化15】
Figure 2004517901
【0063】
【表3】
Figure 2004517901
【0064】
実施例20:アセトアミドケイ皮酸メチルの水素化
【0065】
【化16】
Figure 2004517901
【0066】
【表4】
Figure 2004517901
【0067】
実施例21:減量した触媒充填量でのアセトアミドケイ皮酸メチルの水素化
基質(10mmol)および触媒6a(0.002mmol)を水素化容器に入れ、続いて密閉し、窒素で5バールに加圧し放圧することによりパージした。この手順を3回繰り返した。続いて、容器を水素で5バールに加圧した後、放圧することによりパージした。この手順を少なくとも4回繰り返した。溶媒(5mL)を注入口から加え、反応液を再び水素でパージした。その後、5バールに加圧し、室温で撹拌した。反応系に水素を再充填し、5バールと3.5バールの間の圧力に維持した。それ以上の水素の吸収が圧力計で検知されなくなった時、反応を止めた。未精製の反応液の試料をMTBEで希釈し、転化率を求めるためにH NMRで分析し、選択率を求めるためにGC(DexCBのキラルカラム)で分析した。
【0068】
【化17】
Figure 2004517901
【0069】
【表5】
Figure 2004517901
【0070】
実施例22:触媒8aによるイミンの水素化
N−(1−フェニルエチリデン)アニリン(1mmol)および触媒を水素化容器に入れ、続いて密閉し、窒素で洗い流した。容器を水素で20バールに加圧した後、放圧することにより、パージした。この手順を少なくとも4回繰り返した。2−プロパノール(4mL)を注入口から加え、反応系を再び水素で5回パージした。放圧し、1モル濃度のカリウム tert−ブトキシドのtert−ブタノール溶液(0.1mmol)を加え、反応系を再び水素で4回パージした。反応系を15バールに加圧し、65℃で20.5時間撹拌した。未精製の反応液の試料をアセトンで希釈し、転化率と選択率を求めるためにGC(DexCBのキラルのカラム)によって分析した。
【0071】
【化18】
Figure 2004517901
【0072】
【表6】
Figure 2004517901
【0073】
実施例23:(S)−ps−オルト−ジホスフィノ−[2.2]−p−シクロファン 1
方法A: 撹拌子を装備した100mLのシュレンク(Schlenck)・フラスコを加熱乾燥した後、窒素を充填した。これに(S)−ps−オルト−ビス(ジクロロホスフィノ)−[2.2]−p−シクロファン(4d,実施例4:300mg,0.75g)および乾燥脱気したトルエン(4mL)を加えた。生じた溶液を50℃の油浴に置き、5分間その温度で安定化するようにした。Red−Al溶液(65重量%トルエン溶液,1.9mL,8.0mmol)を2分間かけて加えた。溶液は、急速に赤くなったが、2時間よく撹拌した。室温まで放冷した後、塩酸水溶液(2M,5mL)をゆっくり加え、それによって活発な気体の発生が観察された。上部の有機層を、套管(cannula)を通じて、同様に乾燥した撹拌子を装備した100mLのシュレンク・フラスコに移液した。水相をさらにトルエン(2×4mL)で抽出し、第2のシュレンク・フラスコに移液した。混合した有機層を減圧下で穏やかに加熱して乾燥するまで蒸発させ、目的生成物を主として含む黄色の油を得た。H NMR(400MHz,C):2.3−2.7(m,3H);3.0−3.1(m,1H);3.55および3.75(2d,J=200,J=12.6,2H);6.7−7.0;(m,3H);31P NMR(162MHz,C):−113.4(t of d,J=200,J=7.9)。
【0074】
方法B: ps−オルト−ビス(ジクロロホスフィノ)−[2,2]−p−パラシクロファン(4d,1.5g,3.65mmol)の無水THF(6mL)溶液を0℃に冷却した。LiAlHのEtO溶液(1M,30mL,30mmol)を0℃で加え、反応混合物を30時間撹拌し、この間に室温に達するようにした。その後、再び0℃に冷却し、脱気したHO(3mL)を1時間かけて一滴ずつ加えた。反応混合物を減圧下で蒸発乾固し、固体残渣をCHCl(5mL×3)とともに粉砕した。溶媒を減圧下で除去し、黄色固体の生成物を得た(0.76g,収率76%)。

Claims (42)

  1. 一般式4
    Figure 2004517901
    (ここで、W,X,YおよびZは各々異種原子がリンに結合した置換基(XとYの対およびZとWの対は連結して環を形成してもよい。)またはW=X=Y=Z=Hである。)
    の化合物。
  2. 置換基XとYの対がZとWの対と同じである請求項1記載の化合物。
  3. W,X,YおよびZが各々ハロゲン,窒素,酸素または硫黄から選択された異種原子を含む請求項1または2記載の化合物。
  4. 異種原子が酸素である請求項3記載の化合物。
  5. 置換基XとYの対およびZとWの対が各々ジオールの共役塩基である請求項4記載の化合物。
  6. 異種原子が窒素である請求項3記載の化合物。
  7. 置換基XとYの対およびZとWの対が各々第一または第二ジアミンの共役塩基である請求項6記載の化合物。
  8. 置換基XとYの対およびZとWの対の各々において異種原子が酸素および窒素である請求項3記載の化合物。
  9. 置換基XとYの対およびZとWの対が各々アミノアルコールの共役塩基である請求項8記載の化合物。
  10. キラルな構造であり鏡像異性体過剰率(ee)が高い請求項1ないし9のいずれか1項記載の化合物。
  11. ジオールが鏡像異性体過剰率の高いキラルなジオールである請求項5記載の化合物。
  12. キラルなジオールが軸掌性(axial chirality)を有するビアリールジオールである請求項11記載の化合物。
  13. ジアミンが鏡像異性体過剰率の高いキラルな第一または第二ジアミンである請求項9記載の化合物。
  14. アミノアルコールが鏡像異性体過剰率の高いキラルなアミノアルコールである請求項9記載の化合物。
  15. 鏡像異性体過剰率(ee)が少なくとも80%である請求項10ないし14のいずれか1項記載の化合物。
  16. 鏡像異性体過剰率(ee)が少なくとも90%である請求項15記載の化合物。
  17. ジオールがアキラルである請求項5記載の化合物。
  18. W=X=Y=Z=Clである請求項1記載の化合物。
  19. ps−オルト−ジホスフィノ−「2.2」−p−シクロファン(1)である請求項1記載の化合物。
    Figure 2004517901
  20. 鏡像異性体過剰率が高い請求項19記載の化合物。
  21. 少なくとも80%eeである請求項20記載の化合物。
  22. 少なくとも95%eeである請求項20記載の化合物。
  23. キラルな配位子(2)または(3)
    Figure 2004517901
    (ここで、RおよびRは水素またはアルキルを表し、nは1または2であり、nが1のときは配位子(2)、nが2のときは配位子(3)である。)
    を製造するための請求項19ないし22のいずれか1項記載の化合物の使用。
  24. 請求項10ないし17のいずれか1項記載の鏡像異性体過剰率が高い化合物と、遷移金属と、金属の配位圏を完全にするために必要な他の中性配位子および対イオンとからなる錯体。
  25. 遷移金属がロジウム,イリジウムまたはルテニウムである請求項24記載の錯体。
  26. 配位子が請求項5,11および12のいずれかに定義されたものである請求項24または25記載の錯体。
  27. 配位子が請求項6,7および13のいずれかに定義されたものである請求項24または25記載の錯体。
  28. 配位子が請求項8,9および14のいずれかに定義されたものである請求項24または25記載の錯体。

  29. [(配位子)(ジエン)金属]Q
    (ここで、金属はロジウムまたはイリジウムであり、ジエンはCODまたはNBDであり、QはBFまたはPFである。)
    で表される請求項26記載の錯体。
  30. 金属がロジウムであり、ジエンがCODであり、QがBFである請求項29記載の錯体。
  31. 金属がイリジウムであり、ジエンがCODであり、QがBFである請求項29記載の錯体。

  32. [(配位子)(ジアミン)金属(hal)
    (ここで、金属はルテニウムであり、halはハロゲン原子であり、ジアミンは鏡像異性体過剰率の高いキラルなジアミンである。)
    で表される請求項26記載の錯体。
  33. 請求項3記載の化合物をアルコールまたはジオールの共役塩基と反応させることからなる請求項5,11,12および17のいずれか1項記載の化合物の製造方法。
  34. 請求項3記載の化合物をアミンまたはジアミンの共役塩基と反応させることからなる請求項6,7および13のいずれか1項記載の化合物の製造方法。
  35. 請求項3記載の化合物をアミノアルコールの共役塩基と反応させることからなる請求項8,9および14のいずれか1項記載の化合物の製造方法。
  36. 不斉反応に触媒作用を及ぼすための請求項24ないし32のいずれか1項記載の錯体の使用。
  37. 不斉反応が水素化である請求項36記載の使用。
  38. 水素化がC=C,C=NまたはC=Oの二重結合の水素化である請求項37記載の使用。
  39. 錯体が請求項25記載のものである請求項37記載の使用。
  40. 錯体が請求項29記載のものである請求項39記載の使用。
  41. 水素化がC=NまたはC=Oの二重結合の水素化であり、錯体が請求項32記載のものである請求項37記載の使用。
  42. 不斉反応がヒドロホルミル化である請求項36記載の使用。
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