JP2014516916A - 一酸化炭素を含まない雰囲気下でのロジウム錯体によるジエナールの水素化 - Google Patents
一酸化炭素を含まない雰囲気下でのロジウム錯体によるジエナールの水素化 Download PDFInfo
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Abstract
Description
共役ジエナール(α,γ−ジエナール)において選択的直接α−β水素化(すなわち、特定のC=C結合の水素化)を行うのは、難しい目標である。実際、水素化は、3つの異なる部位(2つのC=Cと1つのC=O)で行われうる。さらに、工業目的では、そのような方法が魅力的であるためには、満足のゆく変換率でしかも妥当なターンオーバー(錯体の添加量と反応時間)で水素化を行うのが好ましい。
前述の問題を克服するものとして、本発明は、水素化によって(すなわち、H2分子を用いた)、C6〜C20共役ジエナールを還元して対応する脱共役エナールにする方法であって、少なくとも1種の塩基と、ロジウムに配位しているC34〜C60二座ジホスフィン配位子(L2)を含んでいるロジウム錯体の形態である少なくとも1種の錯体とを含む触媒系の存在下で、前記方法を実施することを特徴とする、水素化による還元方法に関する。
の共役ジエナールが、式
の脱共役エナールに還元され、
前記方法が、
− 少なくとも1種の塩基と、
− 好適なRh(I)前駆体と、93°〜130°の固有挟角(natural bite-angle)を有するC34〜C60二座ジホスフィン配位子(L2)とを反応させて得られる、少なくとも1種のRh(I)錯体と
を含む触媒系の存在下で実施される。
− 固有挟角が93°〜130°のC34〜C60の二座ジホスフィン配位子(L2);および
− 式
[Rh(L)(S)vYr](Y)1-rまたは[Rh(L)2](Y)
(1) (1’)
[式中、rは0または1であり、vは0、1または2であり;
Lは、C5-14炭化水素ジエンを表し;
Sは、極性有機溶媒または水の配位分子を表し;さらに
Yは、モノアニオンを表す]
の好適なRh(I)前駆体。
[Rh(L2)(L)](Y) (2)
[式中、L2、LおよびYの意味は、式(1)の場合と同じである]
を有するものと述べることができると考えられる。
(Rb)2P−Q−P(Rb)2 (A)
[式中、各Rbは別々のものとして、C6-10の芳香族基(場合により置換されていてもよい)またはシクロヘキシル基(場合により置換されていてもよい)を表すか、または同じP原子に結合した2つのRbは一緒になって、2,2’−オキシジフェニル(場合により置換されていてもよい)を表し;かつ
Qは、C10〜C16メタロセンジイル(場合により置換されていてもよい)または式
− a)
− b)
[式中、mは0または1であり、MはFeまたはRuを表し、Raは水素原子またはC1-4アルキル基を表す]の基を表し、波線は、前記Q基と化合物(A)の残りの部分との結合の位置を示す]。
− a)
− b)
の基を表し、波線は、前記Q基と化合物(A)の残りの部分との結合の位置を示す。
これから本発明を以下の実施例によりさらに詳しく説明するが、その中で温度は摂氏度で示されており、略号は当該技術分野における通常の意味を持つ。
本発明の様々なロジウム錯体([Rh(COD)Cl] 2 前駆体とジホスフィン配位子(La−Ld)とからインサイチューで形成)を用いた、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナールの接触水素化
典型的な実験手順は以下の通りである:
グローブボックス内においてアルゴン下で、テフロン被覆された磁気撹拌子を備えたガラスバイアルに、Rh前駆体(例えば、[Rh(COD)Cl]2、0.005ミリモル、1モル%)、ジホスフィン配位子(0.005ミリモル、1モル%、第1表を参照)、任意選択の塩基(例えば、KOAc、0.05ミリモル、10モル%)およびCH2Cl2(1ml)を充填した。次いで、溶液を室温で1時間撹拌した。その後、CH2Cl2(1ml)中に(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナール(0.5ミリモル)を含む溶液を加えた。その後、バイアルを75mlのステンレス鋼オートクレーブに入れ、オートクレーブを閉じ、H2(6×20バール)で洗浄し、H2(50バール)で加圧し、溶液を室温で撹拌した。1時間後に、オートクレーブをガス抜きし、試料を取り出し、MTBEで希釈し、その後、その溶液をセライト560のプラグで濾過し、GC(DB−Wax)で分析した。
錯体/塩基:基質に対するモル比(ppm)。
変換率=示された時間の後の、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナールから任意の他の生成物(脱共役エナール、飽和アルデヒドおよびアルコールを含む)への変換率((%)。GCで分析)。
反応条件:H2ガス(50バール)、25℃、CH2Cl2(およそ0.25M)。
選択率=選択率((%)。GCで分析)。[100×(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール]/[(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール+他の生成物]で計算。
本発明のロジウム錯体として[Rh(COD)(Ld)][Cl]を用いた、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナールの接触水素化(様々な塩基を使用)
典型的な実験手順は以下の通りである:
グローブボックス内においてアルゴン下で、テフロン被覆された磁気撹拌子を備えたガラスバイアルに、[Rh(COD)(Ld)][Cl](0.02ミリモル、1モル%)、塩基(0.02ミリモル、1モル%)およびトルエン(1ml)を充填した。次いで、溶液を室温で1時間撹拌した。その後、トルエン(1ml)中に(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナール(2ミリモル)を含む溶液を加えた。その後、バイアルを75mlのステンレス鋼オートクレーブに入れ、オートクレーブを閉じ、H2(6×20バール)で洗浄し、H2(30バール)で加圧し、溶液を室温で撹拌した。90分後に、オートクレーブをガス抜きし、試料を取り出し、MTBEで希釈し、その後、その溶液をセライト560のプラグで濾過し、GC(DB−Wax)で分析した。
錯体/塩基:基質に対するモル比(ppm)。
変換率=示された時間の後の、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナールから任意の他の生成物(脱共役エナール、飽和アルデヒドおよびアルコールを含む)への変換率((%)。GCで分析)。
反応条件:H2ガス(30バール)、25℃、トルエン(およそ1M)、90分。
選択率=選択率((%)。GCで分析)。[100×(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール]/[(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール+他の生成物]で計算。
様々なS/CおよびS/B(基質/錯体および基質/塩基)比率で[Rh(COD)(Ld)][Cl]を本発明のロジウム錯体として用いた、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナールの接触水素化
典型的な実験手順は次のとおりである:
グローブボックス内においてアルゴン下で、テフロン被覆された磁気撹拌子を備えたステンレス鋼オートクレーブに[Rh(COD)(Ld)][Cl]および塩基を充填した。その後、トルエン(12.5ml)中に含まれる(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナール(10g、54ミリモル)を加えた。オートクレーブを閉じ、H2(6×20バール)で洗浄し、H2(30バール)で加圧してから、示されている時間の間、溶液を60℃(浴温)で撹拌した。その後オートクレーブを室温まで冷却し、ガス抜きし、試料を取り出し、MTBEで希釈した。次いで溶液をセライト560のプラグで濾過し、GC(DB−Wax)で分析した。
錯体/塩基:基質に対するモル比(ppm)。
変換率=示された時間の後の、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナールから任意の他の生成物(脱共役エナール、飽和アルデヒドおよびアルコールを含む)への変換率((%)。GCで分析)。
反応条件:H2ガス(30バール)、60℃、トルエン(およそ4.3M)。
選択率=選択率((%)。GCで分析)。[100×(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール]/[(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール+他の生成物]で計算。
[Rh(COD)(Lc)][Cl]または[Rh(COD)(Ld)][Cl]を本発明のロジウム錯体として用いた、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナールの接触水素化(様々な溶媒を使用)
典型的な実験手順は次のとおりである:
グローブボックス内においてアルゴン下で、テフロン被覆された磁気撹拌子を備えたガラスバイアルに、[Rh(COD)(Lc)[Cl](0.005ミリモル、0.1モル%)、安息香酸カリウム(0.05ミリモル、1モル%)、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナール(5ミリモル)および好適な溶媒(5ml)を充填した。オートクレーブを閉じ、H2(6×20バール)で洗浄し、H2(50バール)で加圧し、溶液を室温で撹拌した。60分後に、オートクレーブをガス抜きし、試料を取り出し、MTBEで希釈し、その後、その溶液をセライト560のプラグで濾過し、GC(DB−Wax)で分析した。
錯体/塩基:基質に対するモル比(ppm)。
変換率=示された時間の後の、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナールから任意の他の生成物(脱共役エナール、飽和アルデヒドおよびアルコールを含む)への変換率((%)。GCで分析)。
反応条件:H2ガス(50バール)、25℃、溶媒(1M)、60分。
選択率=選択率((%)。GCで分析)。[100×(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール]/[(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール+他の生成物]で計算。
錯体/塩基:基質に対するモル比(ppm)。
NaOAcは酢酸ナトリウムであり、KOAcは酢酸カリウムであり、NaOC(O)Phは安息香酸
変換率=示された時間の後の、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナールから任意の他の生成物(脱共役エナール、飽和アルデヒドおよびアルコールを含む)への変換率((%)。GCで分析)。
反応条件:H2ガス(10バール)、25℃、溶媒(0.5M)、120分。
選択率=選択率((%)。GCで分析)。[100×(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール]/[(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール+他の生成物]で計算。
様々な本発明のロジウム錯体を用い、EtOH中の塩基として安息香酸カリウムを用いた、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナールの接触水素化
実施例4に記載したのと同じ手順で様々な錯体についても試験した。第7表に報告されているとおりである。
錯体/塩基:基質に対するモル比(ppm)。
変換率=示された時間の後の、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナールから任意の他の生成物(脱共役エナール、飽和アルデヒドおよびアルコールを含む)への変換率((%)。GCで分析)。
反応条件:H2ガス(20バール)、60℃、EtOH(1M)、120分。
選択率=選択率((%)。GCで分析)。[100×(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール]/[(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール+他の生成物]で計算。
*[Rh(COD)2][TfO]からインサイチューで生成。
本発明のロジウム錯体として[Rh(COD)(Ld)][Cl]を用いた、様々なジエナールの接触水素化
典型的な実験手順は次のとおりである:
グローブボックス内においてアルゴン下で、テフロン被覆された磁気撹拌子を備えたステンレス鋼オートクレーブに[Rh(COD)(Ld)][Cl]および安息香酸カリウムを充填した。その後、溶媒(10ml)中に含まれる好適な基質(2.5ミリモル)を加えた。オートクレーブを閉じ、H2(6×20バール)で洗浄し、H2(20〜25バール)で加圧してから、示されている時間、指示された温度で溶液を撹拌した。その後オートクレーブを室温まで冷却し、ガス抜きし、試料を取り出し、MTBEで希釈した。次いで溶液をセライト560のプラグで濾過し、GC(DB−Wax)で分析した。
錯体/塩基:基質に対するモル比(ppm)。
変換率=示された時間の後の、開始ジエナールから任意の他の生成物(脱共役エナール、飽和アルデヒドまたはアルコールを含む)への変換率((%)。GCで分析)。
*反応条件:H2ガス(25バール)、25℃、CH2Cl2(およそ0.25〜1M)。
**反応条件:H2ガス(20バール)、60℃、EtOH(およそ0.5M)。
***反応条件:H2ガス(20バール)、50℃、EtOH(およそ0.5M)。
選択率=選択率((%)。GCで分析)。[100×4−エナール]/[4−エナール+他の生成物の合計]で計算。
様々な還元法を用いた、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナール(Sl)および(E)−4−(2,6,6−トリメチルシクロヘキサ−1−エン−1−イル)ブタ−3−エン−2−オン(S2)の接触還元の比較
H2ガス下での還元の典型的な実験手順は次のとおりである:
グローブボックス内においてアルゴン下で、テフロン被覆された磁気撹拌子を備えたステンレス鋼オートクレーブに所望の触媒、好適な塩基性添加剤(0.1ミリモル、1モル%)、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナール(10ミリモル)およびトルエン(10ml)を加えた。オートクレーブを閉じ、H2(6×20バール)で洗浄し、所望の圧にてH2で加圧してから、溶液を所望の温度で撹拌した。指示された時間の後、オートクレーブをガス抜きし、試料を取り出し、MTBEで希釈し、溶液をセライト560のプラグで濾過し、GC(DB−Wax)で分析した。
グローブボックス内においてアルゴン下で、テフロン被覆された磁気撹拌子を備えたSchlenckフラスコに所望の触媒、(2E,4E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−2,4−ジエナール(10ミリモル)およびトルエン(10ml)を加えた。Et3SiH(11ミリモル)をシリンジを用いて加え、溶液を50℃で撹拌した。指示された時間の後、溶液を室温まで冷却し、ガス抜きし、試料を取り出し、MTBEで希釈し、GC(DB−1)で分析した。
変換率=示された時間の後の、開始ジエナールから任意の他の生成物(脱共役エナール、飽和アルデヒドまたはアルコールを含む)への変換率((%)。GCで分析)。
1)Ojima et al.in Organomet.1982,1390
*反応条件:50℃、トルエン(1M)、120分。
**反応条件:50℃、トルエン(1M)、18時間。
***反応条件:25℃、トルエン(1M)、60分。
選択率=選択率((%)。GCで分析)。[100×(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール]/[(E)−4−メチル−5−(p−トリル)ペンタ−4−エナール+他の生成物]で計算。
Claims (15)
- H2分子を用いた水素化によって、式
R1〜R5の置換基は、1つのフェニル基、あるいは1つ、2つまたは3つのCOOR7、OR6またはR7基(ここで、R6は水素原子またはR7基であり、R7はC1-4の直鎖または分枝アルキルまたはアルケニル基を表す)である]
のC6〜C20共役ジエナールを、式
の脱共役エナールに還元する方法であって、
前記方法が、
− 少なくとも1種の塩基と、
− 少なくとも1種のRh(I)錯体であって、
− 93°〜130°の固有挟角を有するC34〜C60二座ジホスフィン配位子(L2)と、
− 式
[Rh(L)(S)vYr](Y)1-rまたは[Rh(L)2](Y)
(1) (1’)
[式中、
rは0または1であり、vは0、1または2であり、
Lは、C5-14炭化水素ジエンを表し、
Sは、極性有機溶媒または水の配位分子を表し、さらに
Yは、モノアニオンを表す]
の好適なRh(1)前駆体と
を反応させて得られる少なくとも1種のRh(I)錯体と
を含む触媒系の存在下で実施される、前記水素化による還元方法。 - 式(I)および(II)の前記化合物は、式中、R1、R2、R3、R4およびR5の各々が、別々のものと見なす場合、互いに独立に、水素原子、フェニル基(場合により置換されていてもよい)またはC1-4のアルキルまたはシクロアルキル基(場合により置換されていてもよい)を表すが、前記R1、R2、R3、R4およびR5の少なくとも1つが水素原子ではないことを条件とし;R3およびR4が、一緒になっていると見なす場合、C3-4アルカジエニル基(場合により置換されていてもよい)を表し;R4およびR5が、一緒になっていると見なす場合、C4-5アルカジエニル基(場合により置換されていてもよい)を表す、C6〜C15化合物であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 式(I)および(II)の前記化合物は、式中、R1、R2がそれぞれ水素原子を表し、R3、R4、R5がそれぞれ水素原子あるいはメチルまたはエチル基あるいはシクロヘキシルまたはフェニル基(場合により置換されていてもよい)を表すが、前記R1、R2、R3、R4およびR5の少なくとも1つが水素原子ではないことを条件とし;R3およびR4が、一緒になっていると見なす場合、C4アルカジエニル基(場合により置換されていてもよい)を表す、化合物であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記塩基が、プロトン化塩基のpKaが有利には約2〜12の有機塩基または無機塩基であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記塩基が、無機塩基の場合は、アルカリ性またはC4-16のアンモニウムカーボネートまたはアンモニウムビカーボネート、塩基性酸化アルミニウム、シリコネート、またはアルカリ性アルカリ土類またはC4-16のアンモニウムフルオリドであり、有機塩基の場合は、アルカリ性またはC4-16のアンモニウムC2-10カルボキシレート、またはアルカリ性またはC4-16のアンモニウムC6-10フェノレート(場合により置換されていてもよい)、アルカリ性またはC4-16のアンモニウムC5-15 1,3−ジケトネート、またはC8-10二環式アミジンであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記塩基が、カーボネート、またはフルオリド、またはカルボキシレート、例えばアセテートまたはベンゾアート、またはC5-15 1,3−ジケトネート、例えばアセチルアセトネート、または5−オキソヘプト−3−エン−3−オレート、またはフェノレート、例えばフェノレートまたはナフトレートであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記塩基が、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、ナトリウム(Z)−4−オキソペンタ−2−エン−2−オレート、ナトリウム(Z)−2,2,6,6−テトラメチル−5−オキソヘプト−3−エン−3−オレート、ナトリウムフェノレート、ナトリウム2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノレート、炭酸セシウムであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記Rh(I)錯体が、式
[Rh(L2)(L)](Y) (2)
[式中、L2、LおよびYは、請求項1の場合と同じ意味を持つ]
の化合物であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記Lが、2つの炭素−炭素二重結合を含むC5〜C14の直鎖または分枝炭化水素化合物または2つの炭素−炭素二重結合を含むC7〜C14環状炭化水素化合物を表すことを特徴とする、請求項1または8に記載の方法。
- 前記Yが、ハロゲン化物イオン、C5-15 1,3−ジケトネート、C1〜C8アルコキシド、OH-、ClO4 -、BF4 -、PF6 -、SbCl6 -、AsCl6 -、SbF6 -、AsF6 -、RdSO3 -(ここで、Rdは、フッ化物原子の塩素またはC1〜C8のアルキル、アリール、フルオロアルキルまたはフルオロアリール基である)、またはBRc 4 -(ここで、Rcは、ハロゲン化物の原子及び/またはメチル基及び/またはCF3基などの1〜5個の基で場合により置換されていてもよいフェニル基である)を表すことを特徴とする、請求項1または8に記載の方法。
- 前記Sが、C4-7エーテル、またはC1-4アルコール、または水またはN,N−ジメチルホルムアミドを表すことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記L2が、式
(Rb)2P−Q−P(Rb)2 (A)
[式中、各Rbは別々のものとして、C6-10の芳香族基(場合により置換されていてもよい)またはシクロヘキシル基(場合により置換されていてもよい)を表すか、または同じP原子に結合した2つのRbは一緒になって、2,2’−オキシジフェニル(場合により置換されていてもよい)を表し;かつ
Qは、C10〜C16メタロセンジイル(場合により置換されていてもよい)または式
− a)
− b)
[式中、mは0または1であり、MはFeまたはRuを表し、Raは水素原子またはC1-4アルキル基を表す]の基を表し、
波線は、前記Q基と前記化合物(A)の残りの部分との結合の位置を示し;
Rbの置換基は、ハロゲン原子、またはC1-10のアルコキシ、アルキル、アルケニル、またはパーハロ炭化水素基の中から選択される1つ、2つ、3つまたは4つの基であり;
メタロセンジイルの可能な置換基は、1つのC1-4アルキル基またはCRd'PhN(Rd'')2基(ここで、Rd'またはRd''は水素原子またはC1-4アルキル基であり、Phは、フェニル基(場合によりRcについて上で示したとおり置換されていてもよい)である)である]
の化合物であることを特徴とする、請求項1または8に記載の方法。 - 前記RbがそれぞれC6-10芳香族基(場合により置換されていてもよい)またはシクロヘキシル基(場合により置換されていてもよい)を表すことを特徴とする、請求項12に記載の方法。
- 前記L2が、97°〜120°の固有挟角を有することを特徴とする、請求項12に記載の方法。
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