JP2021509396A - キラルな1,3−ジアリールイミダゾール塩カルベン前駆体、製造方法、金属塩錯体及び用途 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、キラルな1,3-ジアリールイミダゾール塩カルベン前駆体、その製造方法、金属錯体及び用途に関する。
1,3-ジアリールイミダゾールを骨格としたN-複素環カルベン塩は非常に安定しており、貯蔵しやすく、その構造用途は非常に広いため、N-複素環カルベンは配位子として金属触媒反応及びその他の有機反応に広く応用されており。その中でキラルなN-複素環カルベンは製造しやすく、位置調節が容易であり、遷移金属と結合しやすいなどの要素があることを特徴とする、不対称触媒反応によく応用されている。関連する詳細なレポートについては、(a) Arduengo, A. J.; Harlow, R. L.、 Kline, M. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 361. (b) Hahn, F. E.; Jahnke, M. C. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3122 (c) Kuhl. O. Chem. Soc. Rev. 2007. 36. 592 (d) Guillen, F.; Winn, C. L.、 Alexakis, A. Tetrahedron: Asymmetry. 2001, 12, 2083 の中で Alexakisは、キラルなアN-複素環カルベンを使って非対称マイケル加成反応を達成しました. [e]Yoshida, K.; Kamimura, T.; Kuwabara, H.; Yanagisawa, A.Chem. Commun. 2015, 51, 15442 の中で Yanagisawaは、キラルなN-複素環カルベンを用いてケトンに対して不斉水素化反応を行いキラルなアルコールを得る. [f] Kim, J. H.; Gresies, S.; Boultadakis-Arapinis, M.; Daniliuc, C.; Glorius, F. ACS Catal. 2016, 6, 7652と [g] Hartung, J.; Dornan, P. K.; Grubbs, R. H. J. Am. Chem.Soc. 2014, 136, 13029 の中で Glorius と Grubbsは、それぞれ異なるキラルなN-複素環カルベンを使用して不斉炭化水素活性化を達成しました。
本発明によって解決される問題は、非活性化末端オレフィンに対して高い位置選択性及び高いエナンチオ選択的マルコフボロヒドリド反応を行うことが非常に困難である先行技術などの欠陥を解決するために、キラルな1,3-ジアリルイミダゾール塩カルベン前駆体、その製造方法、金属錯体及び応用を提供する。本発明において、新型キラルな1,3-ジアリールイミダゾリウムカルベン前駆体は銅と錯体を形成することにより、非活性化末端エンを触媒して二ホウ素試薬と反応させる。高い位置選択性と高いエナンチオ選択性により、キラルなマルテンサイトホウ化物が得られ、非活性化末端オレフィンがホウ化水素反応を介してキラルなマルテンサイトホウ化物を直接形成することが困難であるという問題を解決します。これは、キラルなアルキルホウ化物の種類を拡大するために非常に重要である。そして、新型キラルなN-複素環カルベン前駆体はさまざまな金属を触媒とする不斉反応に潜在的な用途があります。
各R3は、独立して水素または炭素数1ないし4のアルキル基を示す。
各R4は、独立して水素または炭素数1ないし4のアルキル基を示す。
各Arは、独立して炭素数6ないし14のアリール基または炭素数2ないし10のヘテロアリール基を示す。
Arにおいて、前記炭素数2ないし10のヘテロアリール基において、ヘテロ原子がN、O、及びSから選択され、ヘテロ原子数が1ないし4を有する炭素数2ないし10のヘテロアリール基を示す。
nは1、2、または3を示す。
X-はCl-、Br-、I-、OTf-またはBF4 -を示す。
本発明に選択する実施形態のなかで、各R1、R2、R3、Arは同一である。
本発明に選択する実施形態のなかで、各Arは独立して炭素数6ないし14のアリール基を示し、フェニル基が望ましい。
本発明に選択する実施形態のなかで、各R1は独立して炭素数1ないし4のアルキル基または炭素数1ないし4のアルコキシ基を示し、メチル基またはメトキシ基が望ましい。
本発明に選択する実施形態のなかで、各R2は独立炭素数1ないし4のアルキル基を示し、メチル基が望ましい。
本発明に選択する実施形態のなかで、各R3は独立炭素数1ないし4のアルキル基を示し、メチル基が望ましい。
本発明に選択する実施形態のなかで、各R4は独立して水素またはメチル基が望ましい。
本発明に選択する実施形態のなかで、nは1または2である。
本発明に選択する実施形態のなかで、X-はCl-、Br-、I-またはBF4 -を示し、Cl-またはBr-が望ましい。
(a)、下記に示すように、N1と化合物N2を反応させて化合物M1を製造する。
(b)、[Rh]系触媒と(Rc,Sp)-DuanPhosにより、水素条件下で化合物M1を以下のように反応させて化合物M2を製造する。
(c)、下記に示すように、化合物M2を化合物S1と反応させて化合物M3を製造する。
(d)、化合物M3をハロゲン化メチルアルキルエーテルと反応させて、下記に示すように化合物Aを製造する。
(a)、化合物M2とトリホスゲンを下記のように反応させて化合物M4を製造する。
(b)、アルミナと五酸化二リンの存在下で、化合物M4を以下のように反応させて化合物M5を製造する。
(c)、還元剤の作用下で化合物M5を下記にのように反応させて化合物M6を製造する。
(d)、化合物M6と化合物S2を下記にのように反応させて化合物Bを製造する。
(a)、化合物M2とアセトアルデヒドを下記反応させて化合物M7を製造する。
(b)、化合物M7と水素化アルミニウムリチウムを下記反応させて化合物M8を製造する。
(c)、化合物M8とオルトギ酸トリエチルを下記反応させて化合物B2を製造する。
(a)化合物M2と化合物をS3下記反応させて化合物Mを製造する。
(b)化合物M9とクロロメチルエーテルを下記反応させて化合物Cを製造する。
ウ化物を得ることに成功し、非活性化末端エンがホウ水素化反応により直接キラルな馬氏ホウ化物を形成することがであるという問題を解決します。
4,5-ジメチル-1,3-ビス(4-メチル-2,6-ビス((R)-1-フェニルエチル)フェニル)-イミダゾールブロメート(7):
以下の応用実施形態では、化合物のマハラノビスと反マースの割合は、核磁気水素スペクトル、ガスクロマトグラフィー、及びGC-MSにより決定される。
10 mgの(R,R,R,R)-ANIPE-CuClをエーテル2 mlに溶解し、1分間超音波処理しました。綿でろ過して8mlのバイアルに入れ、膜をしっかりと密閉した後、キャピラリーで3-5個の小孔を突き刺す。この小瓶を正ペンタンを装着した広口瓶に気をつけて置き、1週間静置した後、顕微鏡下で方形結晶を取り出し、単結晶テストを行った,図1は化合物35の単結晶回折図である。
δ 140.11, 133.59, 128.56, 127.59, 69.89, 48.90, 31.83, 27.51, 15.74, 14.89.
Claims (16)
- 式Sに示されるキラルな1,3-ジアリールイミダゾール塩カルベン前駆体であって、
各R1は、独立して、置換基有するか有しない炭素数1ないし4のアルキル基、置換基有するか有しない炭素数3ないし6のシクロアルキル基、または置換基有するか有しない炭素数1ないし4のアルコキシ基を示し;前記置換基有する炭素数1ないし4のアルキル基と前記置換基有する炭素数3ないし6のシクロアルキル基及び前記置換基有する1ないし4のアルコキシ基の置換基は、次のハロゲン、シアン基、ニトロ基、カルボニル基、炭素数1ないし4のアルキル基、ハロゲン置換基有する炭素数1ないし4のアルキル基、ヒドロキシ置換基有する炭素数1ないし4のアルキル基、炭素数1ないし4のアルコキシ基、炭素数3ないし6のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のヘテロシクリル基、炭素数6ないし14のアリール基、炭素数2ないし10のヘテロアリール基、カルボキシル基または
各R2は独立して炭素数1ないし4のアルキル基、ハロゲン、
各R3は独立して水素または炭素数1ないし4のアルキル基を示し;
各R4は独立して水素または炭素数1ないし4のアルキル基を示し;
各Arは独立して炭素数6ないし14のアリール基または炭素数2ないし10のヘテロアリール基を示し;
または、各Arは、次のハロゲン、シアン基、ニトロ基、カルボニル基、炭素数1ないし4のアルキル基、ハロゲン置換基有する炭素数1ないし4のアルキル基、ヒドロキシ置換基有する炭素数1ないし4のアルキル基、炭素数1ないし4のアルコキシ基、炭素数3ないし6のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のヘテロシクリル基、炭素数6ないし14のアリール基、炭素数2ないし10のヘテロアリール基、カルボキシル基または
Arのなかで、前記炭素数2ないし10のヘテロアリール基が、N、O、及びSからなる群から選択される1ないし4のヘテロ原子を有する炭素数2ないし10のヘテロアリール基を示し;
nは1、2、または3を示し;
X-はCl-、Br-、I-、OTf-またはBF4 -を示す、
前記前駆体。 - 各Arは独立して炭素数6ないし14のアリール基を示し、好ましくはフェニル基であり;
及び/または、各Arは炭素数1ないし4のアルキル基及び炭素数1ないし4のアルコキシ基のうちの1つまたは複数によって置換され、Arが炭素数1ないし4のアルキル基のうちの1つ以上に置換されるとき、前記炭素数1ないし4のアルキル基はメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基又はt-ブチル基から望ましくは選択され;Arが炭素数1ないし4のアルコキシ基のうちの1つ以上に置換されるとき、前記炭素数1ないし4のアルコキシ基はメトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基またはt-ブトキシ基から望ましくは選択され;各Arは
及び/または、各R1は独立して炭素数1ないし4のアルキル基または炭素数1ないし4のアルコキシ基を示し、メチル基またはメトキシ基が望ましく;
及び/または、各R2は独立して炭素数1ないし4のアルキル基を示し、メチル基が望ましく;
及び/または、各R3は独立して炭素数1ないし4のアルキル基を示し、メチル基が望ましく;
及び/または、各R4は独立して水素またはメチル基を示し;
及び/または、nは1または2であり;
及び/または、X-はCl-、Br-、I-またはBF4 -を示し、Cl-またはBr-が望ましく;
及び/または、各R1、R2、R3、Arは同一であり;
及び/または、各R1において、前記置換基有する炭素数1ないし4のアルキル基、前記置換基有する炭素数3ないし6のシクロアルキル基及び前記置換基有する炭素数1ないし4のアルコキシ基中の置換基が、独立して、炭素数2ないし10のヘテロアリール基を示すとき、前記炭素数2ないし10のヘテロアリール基が、N、O、及びSからなる群から選択される1ないし4のヘテロ原子を有する炭素数3ないし10のヘテロアリール基を示し;
及び/または、各R1において、前記置換基有する炭素数1ないし4のアルキル基、前記置換基有する炭素数3ないし6のシクロアルキル基及び前記置換基有する炭素数1ないし4のアルコキシ基中の置換基が炭素数2ないし6のヘテロシクリル基を示すとき、前記炭素数2ないし6のヘテロシクリル基が、N、O、及びSからなる群から選択される1ないし4のヘテロ原子を有する炭素数3ないし6のヘテロシクリル基を示し;
及び/または、各Arにおいて、前記炭素数2ないし10のヘテロアリール基は、N、O、及びSからなる群から選択される、1ないし4のヘテロ原子を有する炭素数5ないし10のヘテロアリール基を示す、
請求項1に記載される式Sに示されるキラルな1,3-ジアリルイミダゾール塩カルベン前駆体。 - 各Arは独立して炭素数6ないし14のアリール基を示し、フェニル基が望ましく;
各R1は独立して炭素数1ないし4のアルキル基または炭素数1ないし4のアルコキシ基を示し、メチル基またはメトキシ基が望ましく;
各R2は独立して炭素数1ないし4のアルキル基を示し、メチル基が望ましく;
各R3は独立して水素または炭素数1ないし4のアルキル基を示し、水素またはメチル基が望ましく;
各R4は独立して水素または炭素数1ないし4のアルキル基を示し、水素またはメチル基が望ましく;
nは1または2であり、
X-はCl-またはBr-を示し;
または、各Arは独立して炭素数6ないし14のアリール基を示し、フェニル基が望ましく;
各R1は独立して炭素数1ないし4のアルキル基または炭素数1ないし4のアルコキシ基を示し、メチル基またはメトキシ基が望ましく;
各R2は独立して炭素数1ないし4のアルキル基を示し、メチル基が望ましく;
各R3は独立して炭素数1ないし4のアルキル基を示し、メチル基が望ましく;
各R4は独立して水素または炭素数1ないし4のアルキル基を示し、水素またはメチル基が望ましく;
nは1または2であり、
X-はCl-またはBr-を示し;
または、
各Arは独立して炭素数6ないし14のアリール基を示し、フェニル基が望ましく;前記Arはさらに、炭素数1ないし4のアルキル基及び炭素数1ないし4のアルコキシ基のうちの1つ以上に置換され;
各R1は独立して炭素数1ないし4のアルキル基または炭素数1ないし4のアルコキシ基を示し、メチル基またはメトキシ基が望ましく;
各R3は独立して炭素数1ないし4のアルキル基を示し、メチル基が望ましく;
各R4は独立して水素または炭素数1ないし4のアルキル基を示し、水素またはメチル基が望ましく;
nは1または2であり、
X-はCl-またはBr-を示し;
または、
各R1は独立して炭素数1ないし4のアルキル基を示し、メチル基が望ましく;
各R3は独立して炭素数1ないし4のアルキル基を示し、メチル基が望ましく;
各R4は独立して水素を示し;
nは1であり、
X-はCl-を示し;
または、
または、
請求項1または2に記載の式Sに示されるキラルな1,3-ジアリルイミダゾール塩カルベン前駆体。 - 請求項1〜4の少なくとも1つに記載の式Sで表されるキラルな1,3-ジアリールイミダゾール塩カルベン前駆体の製造方法であって、以下:
Rは
または、
または、
のいずれかを含む、前記方法。 - 方法a)において、前記反応は無溶媒中で行われ;
及び/または、方法a)において、前記ハロゲン化メチルアルキルエーテルは、クロロメチルエーテル及び/またはブロモメチルメチルエーテルを示し;
及び/または、方法a)において、前記化合物S'とハロゲン化メチルアルキルエーテルとのモル比は1:5〜1:30であり;
及び/または、方法a)において、前記反応の温度は80〜130℃であり;
及び/または、方法b)において、前記溶媒はアンモニウム系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒中の1種以上であり;
及び/または、方法b)において、前記アルカリは、有機アルカリ及び/または無機アルカリであり;有機アルカリは例えば、DIPEA及び/またはトリエチルアミンのようなトリエチルアミンを示し;無機アルカリはアルカリ金属の炭酸塩を示し、例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及び炭酸アンモニウムのうちの1種以上であり;
及び/または、方法b)において、前記アルカリと化合物M6のモル比は0.9〜1.5であり;
及び/または、方法b)において、前記化合物S2と化合物M6とのモル比は1.2〜5であり;
及び/または、方法b)において、前記反応の温度は50〜100℃であり;
及び/または、方法c)において、前記NH4XはNH4ClまたはNH4Brを示し;
及び/または、方法c)において、前記NH4Xと化合物M8のモル比は1.2〜3であり;
及び/または、方法c)において、前記オルトギ酸トリエチルと化合物M8の体積モル比は3〜15 L/molであり;
及び/または、方法c)において、前記反応の温度は90〜130℃である、
請求項5に記載の製造方法。 - 前記有機溶媒は低極性の非プロトン溶媒であり、例えばアルカン系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒中の1種以上であり;前記アルカン系溶媒はジクロロメタン及び/またはn-ヘキサンであることが望ましく;前記芳香族炭化水素系溶媒はベンゼン及び/またはトルエンであることが望ましく;前記エーテル系溶媒はテトラヒドロフランであることが望ましく;
及び/または、前記アルカリはtert-ブトキシド金属塩であり、例えばナトリウムtert-ブトキシド及び/またはカリウムtert-ブトキシドであり;
及び/または、前記アルカリと式Sに示しキラルな1,3-ジアリルイミダゾール塩カルベン前駆体とのモル比は1.0〜1.2であり;
及び/または、前記一価の銅塩は塩化銅などのハロゲン化銅であり;
及び/または、前記Sに示すキラルな1,3−ジアリールイミダゾール塩カルベン前駆体に対する一価銅塩のモル比は0.9〜1.2であり;
及び/または、前記反応温度は室温である、
請求項10に記載の製造方法。 - 請求項12に記載の化合物35の単結晶の製造方法であって、次のステップ:
化合物35とエーテル系溶媒と混合し、濾過し、ろ液をアルカン系溶媒雰囲気中に放置し、前記フィルタは、超音波後にフィルタリングを行うことが望ましく、
前記化合物35の単結晶の製造方法は以下のステップを含むことが望ましく:化合物35とエーテル系溶媒と形成した溶液を超音波後に濾過し、濾液をアルカン系溶媒の雰囲気に静置し、前記濾液をアルカン系溶媒の雰囲気中に静置する操作は濾液をアルカン溶媒の容器内に置き、静置し濾液をアルカン溶媒を入れた広口瓶に静置するステップを備えることが望ましく、前記エーテル系溶媒はイソプロピルエーテル、メチルt-ブチルエーテル、エーテル等の1種以上であることが望ましく、例えばエーテルであり、前記エーテル系溶媒と化合物35との体積質量比が0.1〜0.5 L/gであることが望ましく、前記アルカン系溶媒はn-ペンタン及び/またはn-ヘキサンであることが望ましい、
を含む、前記方法。 - 請求項8または9に記載の1,3-ジアリルイミダゾール塩カルベン前駆体銅(I)錯体の非対称触媒反応における触媒として使用であって、前記非対称触媒反応が非活性化末端オレフィンの不斉ヒドロホウ素反応であることが望ましい、前記使用。
- 前記非活性化末端オレフィンの不斉ヒドロホウ素化反応が次のステップ:有機溶媒中でアルカリと1,3-ジアリールイミダゾール塩カルベン前駆体銅(I)錯体の作用下で、二ホウ素試薬を用いて前記非活性末端オレフィンの非活性化ヒドロホウ素化反応を行うことを含み、さらに、次のステップ:a)有機溶媒中、アルカリの作用下で1,3-ジアリールイミダゾール塩カルベン前駆体の銅(I)錯体を有機ホウ化物と反応させて混合物を得る、b)プロトン源の作用下でステップa)で得られた混合物を非活性化末端オレフィンと反応させることを含む、請求項14に記載の使用。
- ステップa) において、有機溶媒は低極性非プロトン溶媒であり、例えばアルカン系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒のうちの1種以上であり;前記アルカン系溶媒はハロゲン化アルカン系溶媒及び/または非置換アルカン系溶媒、例えばジクロロメタン系溶媒及び/またはn-ヘキサンであり;前記芳香族炭化水素系溶媒はベンゼン及び/またはトルエンであることが望ましく;前記エーテル系溶媒はテトラヒドロフランであることが望ましく;
及び/または、ステップa)において、前記アルカリはtert-ブトキシド金属塩であり、例えばナトリウムtert-ブトキシド及び/またはカリウムtert-ブトキシドであり;
及び/または、ステップa)において、アルカリと非活性化末端オレフィンのモル比は1.2〜2であり;
及び/または、ステップa)において、Sに示すキラルな1,3-ジアリルイミダゾール塩カルベン前駆体銅(I)錯体と非活性化末端オレフィンのモル比は0.01〜0.05であり;
及び/または、ステップa)において、前記有機ホウ化物は
及び/または、ステップa)において、前記有機ホウ化物と非活性化末端オレフィンのモル比は1.5〜3であり;
及び/または、ステップa)において、前記反応温度は室温であり;
及び/または、ステップb)において、前記プロトン源はメタノール、エタノール、及びイソプロピルアルコールのようなアルコール類化合物の1種以上であり;
及び/または、ステップb)において、前記プロトン源と非活性化末端オレフィンのモル比は1.5〜3であり;
及び/または、ステップb)において、前記反応温度は室温であり;
及び/または、ステップb)において、前記非活性化末端オレフィンはその構造は以下:
その中で、Alkylは置換基有する有しない炭素数1ないし10のアルキル基を示し;前記置換基有する炭素数1ないし10のアルキル基の置換基は下記のハロゲン、炭素数6ないし14のアリール基、置換基有する炭素数6ないし14のアリール基、炭素数1ないし10のアルコキシ基、置換基有する炭素数1ないし10のアルコキシ基、-ORp1基、-Si(Rp5)3基、-NHC(Rp6)3基、炭素数2ないし12のヘテロアリール基、置換基有する炭素数2ないし12のヘテロアリール基、炭素数3ないし6のシクロアルキル基及び置換基有する炭素数3ないし6のシクロアルキル基のうちの1種以上のグループから選択され:ここでRp1は炭素数6ないし14のアリール基、置換基有する炭素数6ないし14のアリール基、炭素数2ないし12のヘテロアリール基、置換基有する炭素数2ないし12のヘテロアリール基または-SiRp4基を示し;Rp4は炭素数6ないし14のアリール基または置換基有する炭素数6ないし14のアリール基を示し;各Rp5及び各Rp6は独立して炭素数1ないし4のアルキル基または6ないし14のアリール基を示し;
前記置換基有する炭素数6ないし14のアリール基、置換基有する炭素数1ないし10のアルコキシ基、置換基有する炭素数2ないし12のヘテロアリール基及び置換基有する炭素数3ないし6のシクロアルキル基の置換基は、次のハロゲン、シアノ基、-COORp2基、-C(O)-基、炭素数3ないし6のシクロアルキル基、置換基有する炭素数3ないし6のシクロアルキル基、炭素数6ないし14のアリール基、置換基有する炭素数6ないし14のアリール基及び炭素数2ないし12のヘテロアリール基の1種以上から独立して選択され;Rp2は水素または炭素数1ないし4のアルキル基を示し;置換基において、前記炭素数6ないし14のアリール基は下記のハロゲン、-SRp3基、炭素数1ないし4のアルキル基、ハロゲン置換基有する炭素数1ないし4のアルキル基、炭素数1ないし4のアルコキシ及びハロゲン置換基有する炭素数1ないし4のアルコキシ基のうちの1種以上のグループから選択され; Rp3は水素または炭素数1ないし4のアルキル基を示し;または、前記置換基有する炭素数6ないし14のアリール基の2種の隣接する置換基はそれらが結合している炭素に基づいて炭素数2ないし6のヘテロシクリル基を一緒に形成し;前記炭素数2ないし6のヘテロシクリル基が、N、O及びSからなる群から選択される1〜4のヘテロ原子を有する炭素数2ないし6のヘテロシクリル基であり;前記置換基有する炭素数3ないし6のシクロアルキルの置換基は下記の炭素数6ないし14のアリール基及び炭素数1ないし4のアルキル置換基有する炭素数6ないし14のアリール基のうちの1種以上のグループから選択され:
すべての炭素数2ないし12のヘテロアリール基が、N、O、及びSからなる群から選択される1ないし4のヘテロ原子を有する炭素数2ないし12のヘテロアリール基を示す、
請求項15に記載の使用。
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