JP2016517847A - ルテニウム錯体のジアステレオ選択的な調製方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、式(I)(式中、Xは、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH2−CH2−CH2−または−CH2−CH2−CH2−CH2−であり;Y1は、−CH2−;−CH2−CH2−または−NH−であり;Y2は、NHR7またはSHであり;ここで、R7は水素、C1〜C4アルキルまたはフェニルであり;R−1およびR2は、互いに独立して、脂肪族または芳香族基を表し;R3およびR4は、互いに独立して、脂肪族または芳香族基を表し;R5およびR6はそれぞれ水素であるか、またはそれらが結合している炭素原子と一緒にフェニル環を表す)の化合物の調製方法であって;その方法が、式II[RuCl2(R8)n]m(II)(式中、nは1であり、mは>1であり、R8が金属にハプト−2配位モードで配位する2つのアルケンまたはアルキン部分を含有する分子である場合にはポリマー構造を表し;またはR8が窒素、酸素または硫黄含有分子であり、その分子において上記窒素、酸素または硫黄が上記金属に配位している場合にはnは4であり、mは1である)の化合物を、式(III)(式中、R5、R6、Y1およびY2は、式Iの下で定義される通りである)の化合物、および式(IV)R3R4P−X−PR1R2(iv)(式中、R1、R2、R3、R4およびXは、式Iの下で定義される通りである)のホスファンと、沸点が1 12℃〜165℃である不活性溶媒の存在下で反応させる工程を含む方法に関する。

Description

本発明は、ルテニウム錯体のジアステレオ選択的な調製方法と、C=NおよびC=O二重結合の水素化におけるならびにアミドまたはエスエルの酸化合成における触媒としてのそれらの使用とに関する。
ある種のルテニウム(II)錯体、例えば式Ia
Figure 2016517847
のRuCl2[PPh2(CH24PPh2][2−(H2NCH2)C54N]のシス形は高活性水素化触媒として有用であることが知られている。前記錯体、その調製および触媒としての使用は、例えば、国際公開第2005/105819号パンフレットにおよびCrabtree et al.,Organometallics 2011,30,4174−4179に記載されている。この触媒は、クロロ配位子に関してシスまたはトランス立体配置をどちらでも採用することができる。この錯体のシス形は、それが上述の水素化反応においてはるかにより高い反応性を示すのでとりわけ好ましい(Baratta et al.,Organometallics 2005,24,1660−1669)。前記錯体のシス形を選択的に調製することがそれ故非常に望ましい。
Clarkeおよび共同研究者は、メチル−THF中で前駆体[RuCl2(Py)2(NBD)]への配位子の逐次付加によって構造上関連した錯体を届ける手順を報告している(Clarke et al.Dalton Trans.2012,41,10136)。しかし、メチル−THFの沸点は、高活性のシス錯体の形成を可能にするのに十分に高くない(立体転位は、高い反応温度、例えば沸騰トルエンを必要とする)。彼らの手順の別の顕著な不利は、非常に高価であり、かつ、工業的規模で入手できない触媒前駆体の使用である。さらに、Clarkeおよび共同研究者によって報告されている手順は、2当量の有毒なピリジンの発生を含む。
国際公開第2005/105819号パンフレット、Crabtree et al.Organometallics 2011,30,4174−4179およびBaratta et al.,Organometallics 2005,24,1660−1669による式Iaの化合物の合成は、2工程手順をベースとしている。さらに、長い反応時間(20時間)が、国際公開第2005/105819号パンフレットの調製実施例5および6に記載されている。さらに、すべてのこれらの手順は、配位子としてトリフェニルホスフィンを含有する触媒前駆体から出発している。前記触媒前駆体は、式RuCl2(PPh3)n(n=3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9および4.0の)を有する(Caulton et al.,J.Am.Chem.Soc.1975,4221−4228)。それが、次工程で交換されなければならない大量のトリフェニルホスフィン配位子を含有することは、前記触媒前駆体の式に由来し得る。経済的および環境上の観点から、この交換は、触媒の1当量当たり少なくとも3当量のリン廃棄物が発生するので非常に問題がある。
本発明の目標はそれ故、経済的に有利な方法で高収率および良好な品質で式IのRuCl2錯体のシス形の新規の、頑強なジアステレオ選択的製造方法を提供することである。
したがって、本発明によれば、式I
Figure 2016517847
(式中、
Xは、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH2−CH2−CH2−または−CH2−CH2−CH2−CH2−であり;
1は、−CH2−;−CH2−CH2−または−NH−であり;
2は、NHR7またはSHであり;ここで、R7は水素、C1〜C4アルキルまたはフェニルであり;
1およびR2は、互いに独立して、脂肪族または芳香族基を表し;
3およびR4は、互いに独立して、脂肪族または芳香族基を表し;
5およびR6はそれぞれ水素であるか、またはそれらが結合している炭素原子と一緒にフェニル環を表す)
の化合物の調製方法であって;その方法が、式II
[RuCl2(R8)n]m (II)
(式中、nは1であり、mは>1であり、R8が金属にハプト−2配位モードで配位する2つのアルケンまたはアルキン部分を含有する分子である場合にはポリマー構造を表し;
またはR8が窒素、酸素または硫黄含有分子であり、その分子において前記窒素、酸素または硫黄が前記金属に配位している場合にはnは4であり、mは1である)
の化合物を、式III
Figure 2016517847
(式中、R5、R6、Y1およびY2は、式Iの下で定義される通りである)
の化合物、および式IV
34P−X−PR12 (IV)
(式中、R1、R2、R3、R4およびXは、式Iの下で定義される通りである)
のホスファンと、沸点が112℃〜165℃である不活性溶媒の存在下で
反応させる工程を含む方法が提供される。
本発明の好ましい実施形態では、
Xは好ましくは−CH2−CH2−CH2−CH2−である。
本発明の前記好ましい実施形態では、
8は好ましくは、nが1であり、m>1である場合にはシス,シス−シクロオクタ−1,5 ジエン(シクロオクタジエンもしくはCODと略記される)またはビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエン(ノルボルナジエンもしくはNBDと略記される)であるか;または好ましくは、nが4であり、mが1である場合にはRuCl2(dmso−κORuCl2(dmso−κS)3(dmso−κO)もしくはRuCl2(dmso−κS)4を前駆体としてもたらすジメチルスルホキシドであるが、特にシス,シス−シクロオクタ−1,5 ジエンまたはビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエンである。
本発明の前記好ましい実施形態では、
1、R2、R3およびR4は好ましくはフェニルであり、
5およびR6は好ましくは水素であるか、またはそれらが結合している炭素原子と一緒にフェニル環を表し;
1は好ましくは−CH2−であり、
2は好ましくはNH2である。
本発明の方法による不活性溶媒の沸点は、1023.25hPaの大気圧で示される。経済的に有利な反応時間を達成するために、反応は、112℃(1023.25hPaの圧力での温度)よりも上の温度で行われる。好ましい不活性溶媒は、ケトン、好ましくはシクロヘキサノン、エステル、好ましくは酪酸エチルおよび112℃〜165℃(1023.25hPaの圧力での温度)の沸点の芳香族溶媒または芳香族溶媒の混合物、好ましくはキシレンおよびハロゲン化芳香族化合物、好ましくはクロロベンゼンである。
本発明の前記好ましい実施形態では、不活性溶媒は好ましくは、シクロヘキサノン、酪酸エチル、キシレンまたはクロロベンゼンである。
本発明による方法のための式IIIの好ましい化合物は、式
Figure 2016517847
(式中、ラジカルはメチル基を表す)
からなる群から選択される。式III−1〜III−10の前記好ましい化合物の使用がまた、上述の本発明の前記好ましい実施形態においてとりわけ好ましい。
本発明による方法の好ましい実施形態は、式IIa
[RuCl2(COD)]m (IIa)
(式中、(mは>1である))
の化合物を、125〜135℃の反応温度でシクロヘキサノンのような不活性溶媒中で1当量の二座ホスフィン配位子、好ましくは1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタンの存在下で1.225当量の二座アミン配位子、好ましくは2−ピコリルアミンまたは化合物(III−2)と反応させることを特徴とする。
本発明による方法は、式IaおよびIbの触媒の調製のためにとりわけ有用である。
Figure 2016517847
式Ibの触媒は、新規であり、本発明のさらなる目的を表す。式Ibの触媒は、その後の精製中により容易に結晶化し;それによってより速い濾過時間および基質溶液中のより低い残留触媒を可能にする。これは、触媒の大規模生産にとって特に重要である。
本方法は好ましくは、ワンポット手順として行われる。大規模製造にとって特にワンポット手順の利点は、反応時間の著しい短縮である。さらに、ホスファン含有廃棄物は、国際公開第2005/105819号パンフレットに記載されている先行技術法と比較して際立って減少する。
前駆体の合成は、RuCl2(シクロオクタジエン)についてはAlbers et.al.Inorg.Synth.1989,26,68−77およびRuCl2(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエン)についてはAlbers et.al.Inorg.Synth 1989,26,249−258または[RuCl2(dmso−κS)3(dmso−κO)]についてはCastellano et.al.Inorg.Chim.Acta.2009,363,283−287ならびにRuCl2(dmso−κS)4についてはRiant et.al.Chem.Eur.J.2009,15,6267−6268)に記載されている手順に従って当業者によって成し遂げられ得る。
触媒前駆体RuCl2(シクロオクタジエン)およびRuCl2(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエン)は、(定義m>1で例示される)ポリマー構造を示す。これらの場合には分子式は、m>1の[RuCl2(シクロオクタジエン)]mおよび[RuCl2(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエン)]mでより正確には表される。この事実はまた、上述の文献引用にもまた記載されている。
好ましくは最高の金属含有量および純度の前駆体が使用される
− [RuCl2(シクロオクタジエン)]mについては、典型的には29〜37重量%のルテニウム、
− [RuCl2(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエン)]mについては、31〜39重量%のルテニウム、
− [RuCl2(dmso−κS)3(dmso−κO)]については、およびRuCl2(dmso−κS)4については、16〜21重量%のルテニウム。
前駆体としての[RuCl2(COD)]mから製造された式Iaの触媒の効率は、水素雰囲気下の還元および移動水素化の両方について、前駆体としての[RuCl2(PPh3n]から製造された式Iaの触媒のそれと同等である。
Figure 2016517847
Figure 2016517847
調製実施例
実施例P1:式IaのRuCl2[PPh2(CH24PPh2][2−H2NCH2]C54N]の調製
Figure 2016517847
触媒前駆体、好ましくは[RuCl2(COD)]m(1当量)(COD=シス,シス−シクロオクタ−1,5 ジエン)、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(1.0〜1.2当量、好ましくは1.0当量)および2−ピコリルアミン(1.0〜1.4当量、好ましくは1.225当量)を、上述の溶媒の1つ、好ましくはメチルイソブチルケトン(10〜20ml/g Ru前駆体、好ましくは20ml/g)に溶解させた。混合物を3〜5時間還流まで加熱し、次に周囲温度に冷却した。固体沈澱物を濾取し、反応用に使用したのと同じ溶媒で洗浄した。当業者は、NMRによってシス/トランス異性体比を測定することができる。この方法で生み出されるジアステレオマー比は通常、シス異性体の方へ98%超のd.r.(ジアステレオマー比)の範囲にある。同じ結果を、前駆体として[RuCl2(dmso−κS)3(dmso−κO)]、[RuCl2(dmso−κS)4]または[RuCl2(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエン)]mから出発して達成することができる。
実施例P2:式IbのRuCl2[PPh2(CH24PPh2][2−H2NCH2]C96N]の調製
Figure 2016517847
触媒前駆体、好ましくは[RuCl2(COD)]m(1当量)、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(1.0〜1.2当量、好ましくは1.0当量)および2−キノリニルメチルアミン(1.0〜1.4当量、好ましくは1.225当量)を、上述の溶媒の1つ、好ましくはシクロヘキサノン(10〜20ml/g Ru前駆体、好ましくは20ml/g)に溶解させた。混合物を1時間130℃で加熱し、次に周囲温度に冷却した。固体沈澱物を濾取し、反応用に使用したのと同じ溶媒で洗浄した。当業者は、NMRによってシス/トランス異性体比を測定することができる。この方法で生み出されたジアステレオマー比は通常、シス異性体の方へ98%超のd.r.(ジアステレオマー比)の範囲にある。同じ結果を、前駆体として[RuCl2(dmso−κS)3(dmso−κO)]、[RuCl2(dmso−κS)4]または[RuCl2(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエン)]mから出発して達成することができる。

Claims (9)

  1. 式I
    Figure 2016517847
    (式中、
    Xは、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH2−CH2−CH2−または−CH2−CH2−CH2−CH2−であり;
    1は、−CH2−;−CH2−CH2−または−NH−であり;
    2は、NHR7またはSHであり;ここで、R7は水素、C1〜C4アルキルまたはフェニルであり;
    1およびR2は、互いに独立して、脂肪族または芳香族基を表し;
    3およびR4は、互いに独立して、脂肪族または芳香族基を表し;
    5およびR6はそれぞれ水素であるか、またはそれらが結合している炭素原子と一緒にフェニル環を表す)
    の化合物の調製方法であって;その方法が、式II
    [RuCl2(R8)n]m (II)
    (式中、nは1であり、mは>1であり、R8が金属にハプト−2配位モードで配位する2つのアルケンまたはアルキン部分を含有する分子である場合にはポリマー構造を表し;
    またはR8が窒素、酸素または硫黄含有分子であり、前記分子において前記窒素、酸素または硫黄が前記金属に配位している場合にはnは4であり、mは1である)
    の化合物を、
    式III
    Figure 2016517847
    (式中、R5、R6、Y1およびY2は、式Iの下で定義される通りである)
    の化合物、および式IV
    34P−X−PR12 (IV)
    (式中、R1、R2、R3、R4およびXは、式Iの下で定義される通りである)
    のホスファンと、沸点が112℃〜165℃である不活性溶媒の存在下で
    反応させる工程を含む方法。
  2. Xが−CH2−CH2−CH2−CH2−である、式Iの化合物の調製のための請求項1に記載の方法。
  3. 8が、nが1であり、m>1である場合にシクロオクタジエンもしくはビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエンであるか;またはnが4であり、mが1である場合にジメチルスルホキシドである、式Iの化合物の調製のための請求項2に記載の方法。
  4. 1、R2、R3およびR4がフェニルであり、
    5およびR6が水素であるか、またはそれらが結合している炭素原子と一緒にフェニル環を表し;
    1が−CH2−であり、
    2がNH2である、
    式Iの化合物の調製のための請求項2に記載の方法。
  5. 式IIIの前記化合物が、
    Figure 2016517847
    からなる群からの化合物で表される、請求項1に記載の方法。
  6. ワンポット手順として行われる請求項1に記載の方法。
  7. 式Ia
    Figure 2016517847
    の化合物の調製のための請求項1に記載の方法。
  8. 請求項1に記載の方法によって調製される、式I
    Figure 2016517847
    (式中、
    Xは、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH2−CH2−CH2−または−CH2−CH2−CH2−CH2−であり;
    1は、−CH2−;−CH2−CH2−または−NH−であり;
    2は、NHR7またはSHであり、ここで、R7は水素、C1〜C4アルキルまたはフェニルであり;
    1およびR2は、互いに独立して、脂肪族または芳香族基を表し;
    3およびR4は、互いに独立して、脂肪族または芳香族基を表し;
    5およびR6がそれぞれ水素であるか、またはそれらが結合している炭素原子と一緒にフェニル環を表す)
    の化合物。
  9. 式Ib
    Figure 2016517847
    の化合物。
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