JP2010138136A - 新規ホスフィンボラン化合物及びその製造方法並びに水素−ホスフィンボラン化合物の製造方法 - Google Patents

新規ホスフィンボラン化合物及びその製造方法並びに水素−ホスフィンボラン化合物の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】光学活性ホスフィン配位子の製造に有用で、対掌体のいずれをも容易に製造可能な光学活性ホスフィンボラン化合物及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】下記一般式（Ｐ−１）で表されるホスフィンボラン化合物。下記一般式（Ｐ−２）で表される水素−ホスフィンボラン化合物と下記一般式（３）で表される光学活性イソシアネート化合物とをカップリング反応に付す上記ホスフィンボラン化合物の製造方法。下記式中、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ水素原子、炭化水素又は置換炭化水素基を示し、それらが存在することによりリン原子に不斉が生じるように選択してもよく又は不斉が生じないように選択してもよく、Ｒ3は不斉炭化水素基又は不斉炭化水素基を示す。
Figure 2010138136

【選択図】なし

Description

本発明は、新規ホスフィンボラン化合物及びその製造方法に関するものである。本発明の新規ホスフィンボラン化合物は、不斉合成反応の触媒の原料として多用されている光学活性ホスフィン配位子前駆体の原料として有用なものである。また、本発明は、光学活性ホスフィン配位子前駆体として有用な水素−ホスフィンボラン化合物の製造方法に関する。
光学活性なホスフィン配位子を有する金属錯体を触媒とする有機合成反応は古くから知られており、極めて有用であることから、多くの研究成果が報告されている。例えば、非特許文献１、２に記載されているように、触媒性能を高めるためにさまざまな構造の光学活性ホスフィン化合物が多数開発されている。
近年、リン原子そのものが不斉である配位子が開発され、優れた効果が得られることが報告されている（例えば特許文献１参照）。この場合において、光学活性なホスフィン配位子の前駆体は、その高い酸化性と不安定性から、酸化されやすい部位をボランで保護したホスフィンボランで供給されることが多い。この前駆体の原料としては数々のものが開発されているが、その中でもＰ−Ｈ結合を有する水素−ホスフィンボランは、Ｐアニオンが求核基として働き容易にＰ−Ｃ結合を形成することから、この前駆体の原料としての有用な化合物群のひとつである。
水素−ホスフィンボラン化合物の製造方法としては、第一の方法として、アルキル（又はアリール）ジメチルホスフィンボランを、(-)-sparteineの存在下、超低温（−７８℃）でブチルリチウムと反応させて不斉なリチウムメチレンアルキル（又はアリール）メチルホスフィンボランを得た後、これを酸素酸化して光学活性アルキル（又はアリール）メチル（ヒドロキシメチル）ホスフィンボランを得、次いでこれを過硫酸カリウムで塩化ルテニウム（III）の存在下で酸化的脱離して光学活性水素−ホスフィンボランを製造する方法が挙げられる（例えば特許文献２参照）。また、第二の方法として、ラセミの水素−ホスフィンボランを不斉アルコールのクロロホルメートとカップリングさせ、ジアステレオマーを形成させ、これを晶析により光学分割し、後に分解することにより光学活性な水素−ホスフィンボランを製造する方法が挙げられる（例えば非特許文献３参照）。
しかしながら、第一の方法である(-)-sparteineを用いた方法は、天然物である(-)-sparteineを使用しており、逆の型の立体異性体を得ることができない。また、近年さまざまな苦労を経て化学合成により逆の型のsparteineと同等の性質を示す化合物が得られてはいるものの、その化合物は現在においては入手が容易とは言いがたく、逆の型の立体異性体を得る上での工業上有用な手段には到っていない（例えば非特許文献４参照）。さらに、第一の方法は、反応に−７８℃という低温を要するため、反応設備に膨大な投資が必要となる。一方、第二の方法である不斉のアルコールのクロロホルメートを使った方法も、多くの場合、天然物アルコールの不斉をもととしており、逆の型の立体異性体を得ることが困難な場合が多い。
そのため、光学活性なホスフィンボラン化合物を製造する際に、一般性が高く、超低温冷却装置等の特別な装置なしで、対掌体のいずれをも製造し得る方法の開発が望まれていた。
特許第２９７２８８７号公報 特開２００７−５６００７号公報 野依良治著、"Asymmetric Synthesis in Organic Synthesis"、John Wiley & Sons,Inc.、1994年、カナダ（光学活性なホスフィン配位子についての総説）。 尾島巌編、"Catalytic Asymmetric Synthesis"、 Wiley - VCH, Inc.、2000年、カナダ（光学活性なホスフィン配位子についての総説） Bull. Chem. Soc. Jpn., 75(6), (2002), 1359-1365. J. A. C. S., 128 (2006), 9336-9337.
従って、本発明の目的は、不斉合成反応の触媒の原料として多用される光学活性ホスフィン配位子の製造に有用で、対掌体のいずれをも容易に製造可能な光学活性ホスフィンボラン化合物、及びその製造方法を提供することにある。
本発明者は、鋭意検討を行った結果、ラセミの水素−ホスフィンボラン化合物を、光学活性なイソシアネート化合物とのカップリング反応に付すことにより、光学分割可能な新規なホスフィンボラン化合物のジアステレオマーを合成することに成功し、さらに該ホスフィンボラン化合物が、分解により、不斉合成反応の触媒の原料として多用される光学活性な水素−ホスフィンボラン化合物を、短工程で高効率で与えることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は、以下の１）〜５）を提供するものである。
１）一般式（Ｐ−１）
Figure 2010138136
 （式中、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立して、水素原子、炭化水素基又は置換炭化水素基を示し、Ｒ3は不斉炭化水素基又は置換不斉炭化水素基を示す。）
で表されることを特徴とするホスフィンボラン化合物。
２）一般式（１）
Figure 2010138136
 （式中、Ｒ1及びＲ2は、それらが存在することによりリン原子上に不斉を発現させるか又はリン原子が不斉面の一点をなす一対の基であり、それぞれ水素原子、炭化水素基又は置換炭化水素基を示し、Ｒ3は不斉炭化水素基又は置換不斉炭化水素基を示し、＊は不斉を示す。）
で表されることを特徴とする上記ホスフィンボラン化合物。
３）上記一般式（Ｐ−１）で表されるホスフィンボラン化合物の製造方法であって、一般式（Ｐ−２）
Figure 2010138136
 （式中、Ｒ1及びＲ2は上記一般式（Ｐ−１）と同じ。）
で表される水素−ホスフィンボラン化合物と、一般式（３）
Figure 2010138136
 （式中、Ｒ3は上記一般式（Ｐ−１）と同じ。）
で表される光学活性イソシアネート化合物とをカップリング反応に付すことを特徴とするホスフィンボラン化合物の製造方法。
４）上記一般式（１）で表されるホスフィンボラン化合物の製造方法であって、一般式（２）
Figure 2010138136
 （式中、Ｒ1及びＲ2は上記一般式（１）と同じ。）
で表される水素−ホスフィンボラン化合物と、一般式（３）
Figure 2010138136
 （式中、Ｒ3は上記一般式（１）と同じ。）
で表される光学活性イソシアネート化合物とをカップリング反応に付した後、光学分割により精製することを特徴とするホスフィンボラン化合物の製造方法。
５）上記一般式（１）で表されるホスフィンボラン化合物を分解反応に付すことを特徴とする、一般式（４）
Figure 2010138136
 （式中、Ｒ1、Ｒ2、＊は上記一般式（１）と同じ。）
で表される光学活性な水素−ホスフィンボラン化合物の製造方法。
本発明によれば、不斉合成反応の触媒の原料として多用される光学活性ホスフィン配位子の製造に有用で、対掌体のいずれをも容易に製造可能な新規光学活性ホスフィンボラン化合物、及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、上記ホスフィンボラン化合物を原料として用いることにより、光学活性ホスフィン配位子前駆体として有用な水素−ホスフィンボラン化合物の容易な製造方法を提供することができる。
本発明のホスフィンボラン化合物は、下記一般式（Ｐ−１）
Figure 2010138136
 （式中、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立して、水素原子、炭化水素基又は置換炭化水素基を示し、Ｒ3は不斉炭化水素基又は置換不斉炭化水素基を示す。）
で表される。
上記一般式（Ｐ−１）において、Ｒ1とＲ2は、それらが存在することによりリン原子上に不斉を発現させるか、若しくはリン原子が不斉面の一点をなす一対の基となるように選択してもよく、又は斯かる不斉が生じないように選択してもよい。斯かる不斉が生じるようにＲ1とＲ2を選択した場合、本発明のホスフィンボラン化合物は、下記一般式（１）
Figure 2010138136
 （式中、Ｒ1及びＲ2は、それらが存在することによりリン原子上に不斉を発現させるか又はリン原子が不斉面の一点をなす一対の基であり、それぞれ水素原子、炭化水素基又は置換炭化水素基を示し、Ｒ3は不斉炭化水素基又は置換不斉炭化水素基を示し、＊は不斉を示す。）
で表される。
本発明のホスフィンボラン化合物の製造方法に用いられる水素−ホスフィンボラン化合物は、下記一般式（Ｐ−２）
Figure 2010138136
 （式中、Ｒ1及びＲ2は上記一般式（Ｐ−１）と同じ。）
で表される。
本発明のホスフィンボラン化合物が上記一般式（１）で表されるものである場合、その製造に用いられる水素−ホスフィンボラン化合物は、下記一般式（２）
Figure 2010138136
 （式中、Ｒ1及びＲ2は上記一般式（１）と同じ。）
で表される。下記一般式（２）で表される水素−ホスフィンボラン化合物としては、例えばラセミを用いることができる。
本発明のホスフィンボラン化合物の製造に用いられる光学活性イソシアネート化合物は、下記一般式（３）
Figure 2010138136
 (式中、Ｒ3は不斉炭化水素基又は置換不斉炭化水素基を示す。)
で表される。
上記一般式（１）で表される本発明のホスフィンボラン化合物を分解して得られる光学活性な水素−ホスフィンボラン化合物は、下記一般式（４）
Figure 2010138136
 （式中、Ｒ1、Ｒ2、＊は上記一般式（１）と同じ。）
で表される。
上記一般式（Ｐ−１）、（１）、（Ｐ−２）、（２）、（４）において、Ｒ1、Ｒ2で示される基について説明する。
Ｒ1とＲ2は、それぞれ水素原子、炭化水素基又は置換炭化水素基を示す。Ｒ1とＲ2は、互いに独立していてもよく或いは架橋により連結していてもよい。
上記炭化水素基としては、特に制限はないが、例えばアルキル基、アラルキル基、アリール基等が挙げられる。
上記アルキル基は、直鎖状でも分岐状でも環状でもよい。直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、例えば炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状アルキル基が挙げられ、具体的にはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、２−プロピル基、ｎ−ブチル基、２−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、２−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、２−メチルブチル基、３−メチルブチル基、２，２−ジメチルプロピル基、ｎ−ヘキシル基、２−ヘキシル基、３−ヘキシル基、ｔｅｒｔ−ヘキシル基、２−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、４−メチルペンチル基、５−メチルペンチル基等が挙げられる。環状アルキル基としては、例えば炭素数３〜１６のシクロアルキル基が挙げられ、具体的にはシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、２−メチルシクロペンチル基、３−メチルシクロペンチル基、シクロヘプチル基、２−メチルシクロヘキシル基、３−メチルシクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基が挙げられる。環状アルキル基には多環アルキル基も含まれ、多環アルキル基としては、メンチル基、ボルニル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。
前記アラルキル基としては、例えば炭素数７〜１２のアラルキル基が挙げられ、具体的にはベンジル基、２−フェニルエチル基、１−フェニルプロピル基、２−フェニルプロピル基、３−フェニルプロピル基、１−フェニルブチル基、２−フェニルブチル基、３−フェニルブチル基、４−フェニルブチル基、１−フェニルペンチル基、２−フェニルペンチル基、３−フェニルペンチル基、４−フェニルペンチル基、５−フェニルペンチル基、１−フェニルヘキシル基、２−フェニルヘキシル基、３−フェニルヘキシル基、４−フェニルヘキシル基、５−フェニルヘキシル基、６−フェニルヘキシル基等が挙げられる。
前記アリール基としては、例えば炭素数６〜２０のアリール基が挙げられ、具体的にはフェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基、ビナフチル基等が挙げられる。
前記置換炭化水素基としては、前記炭化水素基の少なくとも１個の水素原子が炭化水素基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、保護基を有するアミノ基等の置換基で置換された炭化水素基、又は前記炭化水素基の少なくとも１個の炭素原子が酸素、窒素、硫黄、リン等のヘテロ原子で置換した基等が挙げられる。
前記置換炭化水素基には複素環基も含まれ、この場合は脂肪族複素環基でも芳香族複素環基でもよい。脂肪族複素環基としては、例えば５員もしくは６員の脂肪族複素環基が挙げられ、具体例としては、ピロリジル−２−オン基、ピペリジノ基、ピペラジニル基、モルホリノ基、テトラヒドロフリル基、テトラヒドロピラニル基等が挙げられる。芳香族複素環基としては、例えば５員もしくは６員の芳香族複素環基が挙げられ、具体例としては、例えばピリジル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、フルフリル基、ピラニル基、フリル基、ベンゾフリル基、チエニル基等が挙げられる。
本発明において、リン原子上に不斉を発現させる場合は、不斉の効果をより高く発揮させるためには、Ｒ1とＲ2において立体的な嵩高さが大きく異なる組み合わせが好ましく、具体例としては、メチル基とｔｅｒｔ−ブチル基との組み合わせ、メチル基とアダマンチル基との組み合わせ等が挙げられる。
本発明において、リン原子が軸不斉の対称面の一点を構成する場合は、不斉の効果をより高く発揮させるためには、Ｒ1又はＲ2にある不斉を構成する部分がリン原子にできるだけ近いことが好ましく、具体例としては、Ｒ1とＲ2が架橋により連結し、それらとリン原子を含めた一団が、２,５−ジメチルホスホラン又は２，５−ジエチルホスホランである場合等が挙げられる。
前記一般式（Ｐ−１）、（１）、（３）において、Ｒ3で示される基について説明する。
Ｒ3は、不斉炭化水素基又は置換不斉炭化水素基を示す。不斉炭化水素基としては特に限定はなく、具体例としては、（Ｓ）−１−フェニルエチル基、（Ｒ）−１−フェニルエチル基、（Ｓ）−１−（ｐ−トルイル）エチル基、（Ｒ）−１−（ｐ−トルイル）エチル基、（Ｓ）−１−（１−ナフチル）エチル基、（Ｒ）−１−（１−ナフチル）エチル基、（Ｓ）−１−シクロヘキシルエチル基、（Ｒ）−１−シクロヘキシルエチル基、（Ｓ）−２−（４−メチルフェニル）−１−フェニルエチル基、（Ｒ）−２−（４−メチルフェニル）−１−フェニルエチル基等が挙げられ、これらの中でも、工業的に安価に利用できる（Ｓ）−１−フェニルエチル基、（Ｒ）−１−フェニルエチル基が好ましい。
上記置換不斉炭化水素基としては、上記不斉炭化水素基の少なくとも１個の水素原子が炭化水素基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、ニトロ基、保護基を有するアミノ基等の置換基で置換された炭化水素基、又は上記不斉炭化水素基の少なくとも１個の炭素原子が酸素、窒素、硫黄、リン等のヘテロ原子で置換した基等が挙げられる。
本発明のホスフィンボラン化合物としては、具体的には次のような化合物が挙げられるが、あくまで例示であって、本発明の適用範囲はこれらに限定されない。
リン原子上に不斉を導入する場合の構造式を例示する。
Figure 2010138136
 （ａ）（ＳP）−ｔｅｒｔ−ブチル（メチル）［Ｎ−（（Ｓ）−１−フェニルエチル）カルバモイル］ホスフィンボラン、又は（ＲP）−ｔｅｒｔ−ブチル（メチル）［Ｎ−（（Ｓ）−１−フェニルエチル）カルバモイル］ホスフィンボラン
（ｂ）（ＳP）−アダマンチル（メチル）［Ｎ−（（Ｓ）−１−フェニルエチル）カルバモイル］ホスフィンボラン、又は（ＲP）−アダマンチル（メチル）［Ｎ−（（Ｓ）−１−フェニルエチル）カルバモイル］ホスフィンボラン
リン原子が軸不斉の対称面の一点を構成する場合の構造式を例示する。
Figure 2010138136
 （ｃ）（Ｒ，Ｒ）−２，５−ジメチル−１−［Ｎ−（（Ｓ）−１−（１−ナフチル）エチル）カルバモイル］ホスホランボラン
前記一般式（１）で表される本発明のホスフィンボラン化合物は、リン原子上又はリン原子を不斉面の一点とする不斉部分、及び光学活性カルバモイル基を有することを特徴とする、不斉点を２点有するジアステレオマーである。
本発明のホスフィンボラン化合物の製造方法について、好ましい実施形態に基づいて説明する。
反応容器中で前記一般式（Ｐ−２）で表される水素−ホスフィンボラン化合物と前記一般式（３）で表される光学活性イソシアネート化合物を混合し、カップリング反応を進行させる。その際、反応系に塩基を加えて反応を促進させることが好ましい。このカップリング反応により、前記一般式（Ｐ−１）で表されるホスフィンボラン化合物が生成する。
上記水素−ホスフィンボラン化合物として、前記一般式（２）で表される水素−ホスフィンボラン化合物を用い、且つカップリング反応後に、副生塩を除去し、対掌体の片側のみを得るための精製（光学分割）を行なうと、前記一般式（１）で表される光学活性なホスフィンボラン化合物を得ることができる。
前記一般式（Ｐ−２）又は（２）で表される水素−ホスフィンボラン化合物は、市販品を使用することができ、例えば日本化学工業（株）から入手可能である。前記一般式（３）で表される光学活性イソシアネート化合物も、市販品を使用することができ、例えば東京化成工業(株)から入手可能である。
上記カップリング反応時には、適宜溶媒が使用される。該溶媒としては、反応基質を分解しない溶媒が使用され、具体例としては、トルエン、ヘキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジエチルエーテル、ジオキサン、アセトン、酢酸エチル、クロロベンゼン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、アセトニトリル、メタノール、エタノール、水等が挙げられるが、好ましくはトルエン又はＴＨＦである。
反応時の上記溶媒の添加量は、反応時における反応混合物の流動性及び溶媒の反応に与える効果を考慮して、適宜に設定することができる。
反応時の原料の仕込み量としては、前記一般式（３）で表される光学活性イソシアネート化合物を基準として、前記一般式（Ｐ−２）又は（２）で表される水素−ホスフィンボラン化合物が好ましくは０．４〜１．５当量であり、最適値は１当量である。
反応時に塩基を加えると反応が促進する。ここで用いる塩基としては特に限定はないが、例えば、ピリジン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン−５（ＤＢＮ）、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ピリジン（ＤＭＡＰ）等の有機塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基、ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔｅｒｔ−ブチルリチウム、リチウムジイソプロピルアミド、イソプロピルマグネシウムクロリド、メチルマグネシウムブロミド等の有機金属が挙げられる。好ましくはｎ−ブチルリチウムである。
上記塩基の仕込量としては、必要とされる反応の促進の度合いに応じて適宜に設定することができるが、前記一般式（３）で表される光学活性イソシアネート化合物に対し、通常０．１ｍｏｌ％〜１５０ｍｏｌ％であり、好ましくは１ｍｏｌ％〜１０ｍｏｌ％である。仕込む順序は特に重要ではなく、作業性等に応じて任意に決定できる。
反応温度は、通常−８０〜５０℃であり、好ましくは反応が促進され且つ副反応及びラセミ化が抑制される０〜３０℃である。
反応時間は、通常１分〜２４時間であり、好ましくは反応が完結するのに十分な時間である３０分〜４時間である。
前記一般式（１）で表されるホスフィンボラン化合物を製造する場合には、カップリング反応後、副生塩等の副生物を除き、次いで、精製により光学分割すれば、対掌体の片側のみを得ることができる。この際行なわれる精製の方法としては、光学分割が可能であれば特に制限されるものではなく、分液洗浄、晶析、蒸留、昇華、カラムクロマトグラフィー等が挙げられるが、好ましくは工業的に有利な晶析である。
前記一般式（Ｐ−１）で表される本発明のホスフィンボラン化合物の中でも、前記一般式（１）で表されるものは、分解により、不斉合成反応の触媒の原料として多用される前記一般式（４）で表される光学活性な水素−ホスフィンボラン化合物を、短工程で高効率で与えることができる。また、本発明のホスフィンボラン化合物のうち、前記一般式（１）で表される化合物以外のもの、即ちリン原子に不斉のないものは、例えば難燃剤の用途に用いることができる。
前記一般式（１）で表される本発明のホスフィンボラン化合物を原料として用いた、前記一般式（４）で表される光学活性な水素−ホスフィンボラン化合物の製造方法について以下に説明する。
反応容器中で前記一般式（１）で表されるホスフィンボラン化合物と塩基を混合し、該ホスフィンボラン化合物を分解する。分解反応促進のためにアルコールを添加することが好ましい。反応後、副生物を除去し、前記一般式（４）で表される光学活性な水素−ホスフィンボラン化合物を得る。
反応時には適宜溶媒が使用される。該溶媒としては、反応基質を分解しない溶媒が使用され、具体例としては、トルエン、ヘキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジエチルエーテル、ジオキサン、アセトン、酢酸エチル、クロロベンゼン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、アセトニトリル、メタノール、エタノール、水等が挙げられるが、好ましくはＤＭＦ又はアセトニトリルである。
反応時の溶媒の添加量は、反応時における反応混合物の流動性及び溶媒の反応に与える効果を考慮して、適宜に設定することができる。
上記塩基としては特に限定はないが、例えば、ピリジン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン−５（ＤＢＮ）、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ピリジン（ＤＭＡＰ）等の有機塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基が挙げられる。均一系又は液−液の２相系で反応させるため溶液として供給されることが好ましく、好ましくは１〜７０％水酸化カリウム水溶液又はメタノール溶液であり、例えば５０％水酸化カリウム水溶液が好適に用いられる。
上記塩基の仕込量は、必要とされる反応の促進の度合いに応じて適宜に設定することができるが、前記一般式（１）で表されるホスフィンボラン化合物に対し、通常０．０１当量〜１０当量であり、好ましくは０．１当量〜５当量である。仕込む順序は特に重要ではなく、作業性等に応じて任意に決定できる。
反応を促進する為にアルコールを加えるが、ここで用いるアルコールとしては特に限定はないが、例えばメタノール、エタノールが挙げられ、好ましくはメタノールである。
反応温度は、通常−８０〜５０℃であり、好ましくは反応が促進され且つ副反応及びラセミ化が抑制される０〜３０℃である。
反応時間は、通常１分〜２４時間であり、好ましくは反応が完結するのに十分な時間である３時間〜２０時間である。
反応後、得られた生成物は、副生塩の除去のみといった簡単な精製作業の後に使用することもできるし、分液洗浄、晶析、蒸留、昇華、カラムクロマトグラフィーといった精製作業により、前記一般式（４）で表される光学活性な水素−ホスフィンボラン化合物のみを単離した後に用いることもできる。
本発明のホスフィンボラン化合物は、上述のように容易に分解して光学活性な水素−ホスフィンボラン化合物を生成することから、不斉合成反応の触媒の原料として多用される光学活性ホスフィン配位子の製造に有用である。また、本発明のホスフィンボラン化合物の製造方法は、短工程かつ高効率で上述のホスフィンボラン化合物を製造することができることから、産業的に有用である。さらに、本発明の光学活性な水素−ホスフィンボラン化合物の製造方法は、不斉合成反応の触媒の原料として多用される光学活性ホスフィン配位子の製造に有用である。これらのことから、本発明は、不斉合成反応の触媒の原料として多用される光学活性ホスフィン配位子の製造に大きく寄与することができる。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、あくまで例示であって、本発明の適用範囲はこれらに限定されない。
すべての合成操作は、よく乾燥させたガラス容器を使って行なった。反応は窒素雰囲気下で行なった。原料試薬及び溶媒は、一般の試薬を使用した。ラセミのｔｅｒｔ−ブチルメチルホスフィンボランは、日本化学工業（株）製のものを使用した。
ＮＭＲスペクトル測定は、ＪＥＯＬ製（1Ｈ；３００ＭＨｚ、13Ｃ；７５．４ＭＨｚ、31Ｐ；１２１．４ＭＨｚ）ＮＭＲ装置で行なった。内部標準としてテトラメチルシラン（1Ｈ）を使用した。比旋光度測定は、堀場製作所製比旋光度計ＳＥＰＡ−３００で行なった。
〔実施例１〕（ＳP）−ｔｅｒｔ−ブチル（メチル）［Ｎ−（（Ｓ）−１−フェニルエチル）カルバモイル］ホスフィン−ボランの製造
３Ｌ四つ口フラスコに、機械撹拌シール、温度計、等圧滴下ろうと及び排気部を備えた。そこへ、ラセミ−ｔｅｒｔ−ブチルメチルホスフィンボラン１４１．８ｇ（１２０２ｍｍｏｌ）及びＴＨＦ６００ｃｃを入れ、ラセミ−ｔｅｒｔ−ブチルメチルホスフィンボランを溶解させ、１０℃以下に保持しながら１．５９ｍｏｌ／Ｌのｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液７５ｃｃ（１１９ｍｍｏｌ）を滴下した。続いて、同温度にて（Ｓ）−（−）−α−メチルベンジルイソシアネート１７６．８ｇ（１２０１ｍｍｏｌ）を滴下した。その後室温に戻し、一晩撹拌熟成した。５重量％塩酸９０ｇ加えて反応を停止した後、ヘキサン２４０ｃｃ及び水２４０ｃｃを加えて２層に分画した。水層を除去し、有機層を２．５重量％重曹水２４０ｇ、続いて水２４０ｃｃで洗い、濃縮して粗生物を白色フレーク状固体として得た（３４８．３ｇ）。粗生物を酢酸エチル２４０ｃｃ＋ヘキサン１８００ｃｃで晶析し、ろ過、乾燥して無色粉末を得た。ＮＭＲ分析により、得られた無色粉末は表題化合物と同定された。ＮＭＲ分析結果を以下に示す。また、得られた無色粉末は、収量１１８．６ｇ（４４７ｍｍｏｌ）、収率３７％（イソシアネートから）、ジアステレオマー過剰率＞９７％ｄｅであった。尚、ジアステレオマー過剰率は、1Ｈ−ＮＭＲのＳＰおよびＲＰの特定部プロトンの面積比から決定した。
（ＮＭＲ分析結果）
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）；
（ＳP）−体（目的物）；−０．５−１（３Ｈ，ｍ），１．１４（９Ｈ，ｄ，１４．７Ｈｚ），１．４５（３Ｈ，ｄ，１０．５Ｈｚ），１．５３（３Ｈ，ｄ，６．９Ｈｚ），５．１５（１Ｈ，ｐｅｎｔ，６．９Ｈｚ），７．２−７．４（６Ｈ，ｍ）．
（ＲP）−体；−０．５−１（３Ｈ，ｍ），１．２５（９Ｈ，ｄ，１４．７Ｈｚ），１．４２（３Ｈ，ｄ，１０．５Ｈｚ），１．５３（３Ｈ，ｄ，６．９Ｈｚ），５．１５（１Ｈ，ｐｅｎｔ，６．９Ｈｚ），７．２−７．４（６Ｈ，ｍ）．
〔実施例２〕光学活性水素−ホスフィンボラン化合物〔（Ｒ）−ｔｅｒｔ−ブチルメチルホスフィン−ボラン〕の製造
２００ｃｃ四つ口フラスコに、機械撹拌シール、温度計及び排気部を備え、そこへ、実施例１で得られた（ＳP）−ｔｅｒｔ−ブチル（メチル）［Ｎ−（（Ｓ）−１−フェニルエチル）カルバモイル］ホスフィン−ボラン１０．０３ｇ（３７．８ｍｍｏｌ）及びＤＭＦ１００ｃｃを入れ、ホスフィン−ボランを溶解させた後、氷水浴にて１０℃以下とした。ここに５０重量％水酸化カリウム水溶液２１．２６ｇ（１８９ｍｍｏｌ）とメタノール２５ｃｃを添加した。次に、氷水浴をはずして１８時間撹拌熟成した。次いで、５００ｃｃ三角フラスコに冷水１００ｃｃと石油エーテル１００ｃｃを入れ、ここに反応液を分散させることで反応を停止した。水層と有機層とを分離し、水層を石油エーテル１００ｃｃで再抽出し、先に分離した有機層と合わせた後、水５０ｃｃで２回洗い、無水硫酸ナトリウムにて乾燥した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ワコーゲルＣ２００）にて精製し、無色粉末を得た。ＮＭＲ分析により、得られた無色粉末は表題化合物と同定された。ＮＭＲ分析結果を以下に示す。また、得られた無色粉末は、収量３．０１ｇ（２５．５ｍｍｏｌ）、収率６７％であった。
（ＮＭＲ分析結果）
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）；
−０．５−１（３Ｈ，ｍ），１．２２（９Ｈ，ｄ，１４．７Ｈｚ），１．３２（３Ｈ，ｄｄ，１０．５Ｈｚ，６．０Ｈｚ），４．４（１Ｈ，ｄｍ，３５５Ｈｚ）．
〔実施例３〕光学活性水素−ホスフィンボラン化合物〔（Ｒ）−ｔｅｒｔ−ブチルメチルホスフィン−ボラン〕の製造
３００ｃｃ四つ口フラスコに、機械撹拌シール、温度計及び排気部を備え、そこへ、実施例１で得られた（ＳP）−ｔｅｒｔ−ブチル（メチル）［Ｎ−（（Ｓ）−１−フェニルエチル）カルバモイル］ホスフィン−ボラン７．９７ｇ（３０．１ｍｍｏｌ）及びＤＭＦ３０ｃｃを入れ、ホスフィン−ボランを溶解させた後、氷水浴にて１０℃以下とした。ここに１０重量％水酸化カリウム−メタノール溶液３．３７ｇ（６．０ｍｍｏｌ、２０ｍｏｌ％）を添加した。次に、氷水浴をはずして室温にて１８時間撹拌熟成した。次いで、５％塩酸３．０７ｇ（４．２ｍｍｏｌ）を入れて反応停止し、ヘキサン３０ｃｃと水６０ｃｃを入れて反応液を２層に分画した。水層と有機層とを分離し、水層をヘキサン１０ｃｃで３回再抽出し、先に分離した有機層と合わせた後、有機層を水３０ｃｃ、ついで２０％食塩水３０ｇで洗い、無水硫酸ナトリウムにて乾燥した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ワコーゲルＣ２００）にて精製し、無色粉末として得た。収量は２．５７ｇ（２１．８ｍｍｏｌ）であり、収率は７２．５％であった。得られた無色粉末は、ＮＭＲ分析が実施例２で得られた化合物と同等のチャート形状を示したことから、表題化合物と同定された。
〔使用例１〕
実施例２で得られた（Ｒ）−ｔｅｒｔ−ブチルメチルホスフィン−ボランを使用して、不斉ホスフィン配位子として知られる（Ｓ，Ｓ）−２，３−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルメチルホスフィノ）キノキサリン〔略称：（Ｓ，Ｓ）−ＱｕｉｎｏｘＰ*〕を合成する使用例を次に示す。
実施例２で得られた（Ｒ）−ｔｅｒｔ−ブチルメチルホスフィン−ボラン３．０１ｇ（２５．５ｍｍｏｌ）及び２，３−ジクロロキノキサリン１７０３ｍｇ（８．５６ｍｍｏｌ）を使用し、文献J. A. C. S., 127 (2005), 11934-11935記載の方法と同様にして合成し、表題化合物を橙色粉末として得た。収量は２１４９ｍｇ（６．４２７ｍｍｏｌ）、収率は７５％であった。得られた橙色粉末の分析結果を以下に示す。
（分析結果）
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）；上記文献に記載のものと同等。
比旋光度；＋５３．５°（［α］D 22（ｃ＝１，ＣＨＣｌ3）、文献値（Ｒ，Ｒ）−ＱｕｉｎｏｘＰとして、−５４．３°）
〔参考例２〕
実施例２で得られた（Ｒ）−ｔｅｒｔ−ブチルメチルホスフィン−ボランを使用して、不斉ホスフィン配位子の前駆体として知られる（Ｒ，Ｒ）−１，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルメチルホスフィノ）エタン−ジボラン〔略称（Ｒ，Ｒ）−ＢｉｓＰ*−ｄｉｂｏｒａｎｅ〕を合成する使用例を次に示す。
３００ｃｃ四つ口フラスコに、機械撹拌シール、温度計、等圧滴下ろうと及び排気部を備えた。そこへ、（Ｒ）−ｔｅｒｔ−ブチルメチルホスフィン−ボラン５．２８ｇ（４４．８ｍｍｏｌ）及びＴＨＦ５０ｃｃを入れ、（Ｒ）−ｔｅｒｔ−ブチルメチルホスフィン−ボランを溶解させ、０℃以下に保持しながら１．５９ｍｏｌ／Ｌのｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液２５ｃｃ（４２．９ｍｍｏｌ）を滴下した。同温度にて１，２−ジクロロエタン１．３８ｇ（１４．０ｍｍｏｌ）を添加した。その後室温に戻し、４時間撹拌熟成した。水３０ｃｃ及び５重量％塩酸１０ｇを加えて反応を停止した後、酢酸エチル６０ｃｃを加えて２層に分画した。水層を除去し、有機層を２．５重量％重曹水３０ｇ、続いて水３０ｃｃで洗い、濃縮して粗生物を白色フレーク状固体として得た（４．９２ｇ）。粗生物をメタノール７０ｃｃで晶析し、ろ過、乾燥して表題化合物を無色粉末として得た。収量は３．１８ｇ（１２．１ｍｍｏｌ）、収率は８６．８％（ジクロロエタンから）であった。得られた無色粉末の分析結果を以下に示す。
（分析結果）
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）；J. A. C. S., 120 (1998), 1635-1636記載のものと同等。
比旋光度；＋９°（［α］D 27（ｃ＝１，ＣＨＣｌ3）、文献値（Ｓ，Ｓ）−ＢｉｓＰ*−ｄｉｂｏｒａｎｅとして、−９．１°）

Claims (7)

  1. 一般式（Ｐ−１）
    Figure 2010138136
     （式中、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立して、水素原子、炭化水素基又は置換炭化水素基を示し、Ｒ3は不斉炭化水素基又は置換不斉炭化水素基を示す。）
    で表されることを特徴とするホスフィンボラン化合物。
  2. 一般式（１）
    Figure 2010138136
     （式中、Ｒ1及びＲ2は、それらが存在することによりリン原子上に不斉を発現させるか又はリン原子が不斉面の一点をなす一対の基であり、それぞれ水素原子、炭化水素基又は置換炭化水素基を示し、Ｒ3は不斉炭化水素基又は置換不斉炭化水素基を示し、＊は不斉を示す。）
    で表されることを特徴とする請求項１記載のホスフィンボラン化合物。
  3. 上記Ｒ3が（Ｓ）−１−フェニルエチル基又は（Ｒ）−１−フェニルエチル基であることを特徴とする請求項１又は２記載のホスフィンボラン化合物。
  4. 請求項１記載のホスフィンボラン化合物の製造方法であって、
    一般式（Ｐ−２）
    Figure 2010138136
     （式中、Ｒ1及びＲ2は上記一般式（Ｐ−１）と同じ。）
    で表される水素−ホスフィンボラン化合物と、一般式（３）
    Figure 2010138136
     （式中、Ｒ3は上記一般式（Ｐ−１）と同じ。）
    で表される光学活性イソシアネート化合物とをカップリング反応に付すことを特徴とするホスフィンボラン化合物の製造方法。
  5. 請求項２記載のホスフィンボラン化合物の製造方法であって、
    一般式（２）
    Figure 2010138136
     （式中、Ｒ1及びＲ2は上記一般式（１）と同じ。）
    で表される水素−ホスフィンボラン化合物と、一般式（３）
    Figure 2010138136
     （式中、Ｒ3は上記一般式（１）と同じ。）
    で表される光学活性イソシアネート化合物とをカップリング反応に付した後、光学分割により精製することを特徴とするホスフィンボラン化合物の製造方法。
  6. 請求項２記載のホスフィンボラン化合物を分解反応に付すことを特徴とする、一般式（４）
    Figure 2010138136
     （式中、Ｒ1、Ｒ2、＊は上記一般式（１）と同じ。）
    で表される光学活性な水素−ホスフィンボラン化合物の製造方法。
  7. 一般式（４）
    Figure 2010138136
     （式中、Ｒ1、Ｒ2、＊は上記一般式（１）と同じ。）
    で表される光学活性な水素−ホスフィンボラン化合物の製造に用いられる請求項２記載のホスフィンボラン化合物。
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