JP3844927B2 - ジホスフィンオキシドおよびジホスホナートの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ジホスフィンオキシドおよびジホスホナートを実用的且つ簡便に製造するための新規製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は優れた不斉合成反応用触媒を構成する重要な光学活性ホスフィン化合物の合成中間体であるジホスフィンオキシドおよびジホスホナートを実用的で且つ、簡便に製造する新規製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から、不斉水素化反応、不斉異性化反応、不斉ヒドロシリル化反応等の不斉合成に利用できる遷移金属錯体について、数多くの報告がなされている。中でもルテニウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム等の遷移金属錯体に光学活性な第三級ホスフィン化合物が配位した錯体は、不斉合成反応の触媒として優れた性能を有するものとして広く知られている。
【０００３】
これら錯体の不斉合成反応触媒としての性能を更に高めるために、様々な構造のホスフィン化合物がこれまでに多数開発され、報告されている（例えば、日本化学会編「化学総説32 有機金属錯体の化学」２３２〜２３７頁、昭和５７年；野依良治著、"Asymmetric Catalysis In Organic Synthesis ", A Wiley-Interscience Publicationなど）。これら種々報告された光学活性ホスフィン化合物の中でも、とりわけ、２，２’−ビス（ジフェニルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル（以下、「BINAP」という。）は金属錯体の配位子として優れたもののひとつであり、このBINAPを配位子としたロジウム錯体（特開昭５５−６１９７３号公報）およびルテニウム錯体（特開昭６１−６３９０号公報）が既に報告されている。
【０００４】
上記BINAP類の合成法としては、ラセミ体のビナフトールをトリフェニルホスフィン−ジブロミドを用いて高温（２４０℃〜３２０℃）でブロム化し、ジグリニャール試薬に導いた後に、ジアリールホスフィニルクロライド化合物と縮合させてジホスフィンオキシド化合物とし、光学分割した後にトリクロロシラン還元剤を用いて第三級ジホスフィン化合物（BINAP類）とする方法が工業的な方法として知られている(H.Takaya, K.Mashima, K.Koyano, M.Yagi, H.Kumobayashi, T.Taketomi, S.Akutagawa, R.Noyori, J. Org. Chem.,1986年、51巻、629頁)。
【０００５】
また他のジホスフィン化合物の合成法としては、置換基を有する（２−ニトロフェニル）ジフェニルホスフィンオキシド化合物を還元して（２−アミノフェニル）ジフェニルホスフィンオキシド化合物とし、続いてジアゾ化、ヨウ素化を行い、置換基を有する（２−ヨードフェニル）ジフェニルホスフィンオキシド化合物とした後、銅存在下二量化してジホスフィンオキシド化合物とし、光学分割した後にトリクロロシラン還元剤を用いて第三級ジホスフィン化合物とする方法が知られている（特表平５−５０７５０３号公報）。
【０００６】
さらにジホスフィンオキシド化合物の合成法として、ホスフィンオキシド化合物をリチウム又はマグネシウムアミド化合物と反応させ、得られた懸濁液に酸化力のある金属塩を添加して、ジホスフィンオキシド化合物を得る方法も知られている（特開平１１−２４６５７６号公報）。
【０００７】
しかしながら、従来知られたジホスフィン化合物の製造法は、その合成中間体によっては製造工程が長かったり、極度の発熱を伴なう反応が工程中に存在し、所望する光学活性ジホスフィン化合物の収量が低いとか、あるいは、工業化する場合に危険性を含むとかの問題を有するものもある。
【０００８】
また、同様に、ジホスフィン化合物の製造中間体であるジホスフィンオキシドおよびジホスホナートの合成についても、製造工程が長くなるとか、収率が低いとか、極度の発熱を伴い工業化する場合に危険性を含む工程を有するなど、工業化する場合における諸問題を含むものであった。
例えば、上記特開平１１−２４６５７６号公報に記載された方法では、酸化性の金属化合物を、塩基で処理したホスフィンオキシドに加えた場合、極度の発熱が認められ危険である。また、この発熱を抑えるために、酸化性の金属化合物、特に重要と考えられる無水塩化第二鉄等をゆっくりと加えた場合、これ自身が吸湿性が強く工業的操作には不利である。
【０００９】
このため、上記のごとき問題点を有さない、すなわち製造工程が短く、極度の発熱がなく、簡便且つ高収量でジホスフィンオキシドおよびジホスホナートを製造することができる、工業化に適した、実用的なジホスフィンオキシドおよびジホスホナートの製造方法が望まれている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、不斉合成反応、特に不斉水素化反応において、化学選択性、エナンチオ選択性、触媒活性など優れた性能を有する金属錯体触媒を形成する配位子として有用なジホスフィン化合物を製造する合成中間体として有用なジホスフィンオキシドおよびジホスホナートを、極度の発熱なく、簡便且つ高収量で製造することができる、ジホスフィンオキシドおよびジホスホナート化合物の新規で安全且つ実用的な製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、例えば、塩化第二鉄などの酸化性を有する金属化合物をトルエンなどの非極性溶媒に懸濁させ、これにジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスフィンオキシドあるいはジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスホナートなどのホスフィンあるいはホスホナートをリチウムジイソプロピルアミドなどの塩基で処理した反応混合物を加えて反応せしめることにより、極度な発熱反応を抑え、短い工程で、安全且つ収率よく（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスフィンオキシド）（以下、「SEGPHOSO」という。）あるいは（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスホナート）などのジホスフィンあるいはジホスホナートを合成できることを見い出して、本発明を完成したものである。
【００１２】
即ち、本第１の発明は、一般式（２）
【化３】
（式中、Ｒ1 は、Ｃ１〜４のアルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、置換フェニル基（該置換基は１〜５個置換され、それぞれの置換基は同一又は異なっていてもよく、Ｃ１〜４のアルキル基、Ｃ１〜４のアルコキシ基、およびフェニル基からなる群から任意に選ばれる。）、Ｃ１〜４のアルキル基又はＣ１〜４のアルコキシ基で置換されていてもよいナフチル基、Ｃ１〜４のアルコキシ基、フェニルオキシ基、又は置換フェニルオキシ基（該置換基は１〜５個置換され、それぞれの置換基は同一又は異なっていてもよく、Ｃ１〜４のアルキル基、Ｃ１〜４のアルコキシ基、およびフェニル基からなる群から任意に選ばれる。）を表す。）
で表されるホスフィン又はホスホナート化合物を塩基で処理した後、これを酸化性を有する金属化合物を懸濁させた非極性溶媒に加えて反応せしめ、二量化することを特徴とする、一般式（１）
【化４】
（式中、Ｒ1 は、前記と同じものを表す。）
で表されるジホスフィンオキシドおよびジホスホナートの製造方法である。
【００１３】
また、本第２の発明は、上記第１の発明において、塩基が有機リチウム試薬、グリニャール試薬、および有機マグネシウム試薬から選ばれる塩基であることを特徴とする一般式（１）で表されるジホスフィンおよびジホスホナートの製造方法である。
【００１４】
更に、本第３の発明は、上記第１の発明において、酸化性を有する金属化合物が、鉄、銅、ルテニウム、コバルト、ニッケル、バナジウム、モリブデン、マンガン又はチタンからなる金属の塩あるいは金属錯化合物の少なくとも一種であることを特徴とする一般式（１）で表されるジホスフィンおよびジホスホナートの製造方法である。
【００１５】
加えて、本第４の発明は、上記第１の発明において、酸化性を有する金属化合物を懸濁させる非極性溶媒が、脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする一般式（１）で表されるジホスフィンおよびジホスホナートの製造方法である。
【００１６】
上記本発明の製造方法は、次の反応式で表すことができる。
【化５】
【００１７】
上記一般式（１）で示されるジホスフィンオキシドおよびジホスホナートについて更に具体的に述べると、式中のＲ1 は、Ｃ１〜４のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチルなどが；シクロアルキル基としては、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが；フェニル基あるいは置換フェニル基としては、フェニル、ｐ−トリル、ｐ−メトキシフェニル、ｐ−トリフルオロメチルフェニル、ｐ−フルオロフェニル、ｐ−ジメチルアミノフェニル、ｐ−ｔ−ブチルフェニル、３，５−ジメチルフェニル、３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル、３，４，５−トリメトキシフェニル、３，５−ジメチル−４−メトキシフェニル、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−メトキシフェニル、３，５−ジトリフルオロメチルフェニル、３，５−ジクロロフェニル、３，５−ジフルオロフェニル、ペンタフルオロフェニル、ビフェニルなどが；ナフチル基あるいは置換ナフチル基としては、α−ナフチル、β−ナフチル、６−メトキシ−α−ナフチル、６−メトキシ−β−ナフチルなどが；Ｃ１〜４のアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ｎ-ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔ−ブトキシなどが；フェニルオキシ基あるいは置換フェニルオキシ基としては、フェニルオキシ、ｐ−トリルオキシ、ｐ−メトキシフェニルオキシなどが挙げられる。
【００１８】
上記一般式（１）で表されるジホスフィンオキシドおよびジホスホナートは、不斉合成反応触媒として有用なジホスフィン化合物を製造するための製造中間体として好ましいものである。一般式（１）で示される化合物の具体例としては、例えば、
(a) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスフィンオキシド）（SEGPHOSO）、
(b) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ビス（３，５−ジメチルフェニル）ホスフィンオキシド）、
(c) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−メトキシフェニル）ホスフィンオキシド）、
(d) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ビス（４−メトキシフェニル）ホスフィンオキシド）、
(e) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジシクロヘキシルホスフィンオキシド）、
(f) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスフィンオキシド）
(g) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスホナート））
などが挙げられる。
【００１９】
上記一般式（２）で示されるホスフィンオキシドおよびジホスホナートの製造方法を含め、本発明の製造方法をさらに詳しく説明する。
まず、上記一般式（２）で示されるホスフィンオキシドは、例えば、Ｊ. Ｊ. モナグルら、ジャーナルオブオーガニックケミストリー、32、2477（1967）などで公知の方法に類似した方法により合成することができる。
【００２０】
また、一般式（２）で示されるホスホナート化合物の合成は、それ自体知られている方法と類似の方法により容易に実施することができる。例えばその一例を示すと、一般式（３）
【化６】
（式中、Ｒ２ は、Ｃ１〜４のアルキル基、フェニル基、又は置換フェニル基（該置換基は１〜５個置換され、それぞれの置換基は同一又は異なっていてもよく、Ｃ１〜４のアルキル基、Ｃ１〜４のアルコキシ基、およびフェニル基からなる群から任意に選ばれる。）を表す。）
で表されるクロロホスフェート化合物を、一般式（４）
【化７】
（式中、Ｍは、マグネシウムあるいは、リチウムを表し、Ｘはハロゲン原子を表し、ｎは０または１を表す。）
で表されるグリニャール試薬又はリチウム試薬のテトラヒドロフラン、ジオキサン、エーテル、トルエンあるいはヘキサン溶液中に３０〜４０℃で滴下した後、室温で１２〜１８時間反応させることにより製造することができる。これら合成で使用される各化合物は通常の調整法により容易に製造できる化合物である。
【００２１】
本発明においては、上記一般式（２）で表されるホスフィンオキシドおよびホスホナートの二量体化のためそれらをアニオン化するが、このアニオンの調整はそれ自体知られている方法で実施することができる。その一例を挙げると、例えば、ホスフィンオキシド化合物あるいはホスホナート化合物を、１当量以上の、好ましくは１. ２〜２．０当量の有機リチウム試薬、グリニャール試薬、および有機マグネシウム試薬から選ばれる塩基を、エーテル、脂肪族又は芳香族炭化水素系溶媒又はこれらの混合溶媒溶媒中、−５℃以下、好ましくは−７８℃〜−１５℃で反応させることによって製造することができる。
【００２２】
上記有機リチウム試薬としては、リチウムアルキルアミド、アルキルリチウム、アリルリチウム等が、また有機マグネシウム試薬としては、マグネシウムアルキルアミド等が挙げられる。これら有機リチウム試薬、グリニャール試薬、有機マグネシウム試薬から選ばれる塩基として好ましいものは、リチウムジエチルアミド、リチウムジイソプロピルアミド（以下、「ＬＤＡ」という。）、メチルリチウム、ブチルリチウム、フェニルリチウム、Ｃ1 〜 5のアルキルマグネシウムハライド、非置換もしくは置換フェニルマグネシウムハライド、マグネシウムジエチルアミド、マグネシウムジイソプロピルアミド等であり、より好ましくはＬＤＡである。
【００２３】
また、エーテル、脂肪族又は芳香族炭化水素系溶媒として好ましいものは、テトラヒドロフラン（以下、「ＴＨＦ」という。）、ジオキサン、ジエチルエーテル、トルエン、ヘキサン、ヘプタン等であり、より好ましくはＴＨＦである。
【００２４】
そして、目的生成物である一般式（１）で表されるジホスフィンオキシドおよびホスホナートを製造する方法は、次のように実施することができる。即ち、上述の方法により調整したアニオン溶液を、１当量以上の、好ましくは１. ２〜２．０当量（当量数は塩基の当量と同一でも、異なっていてもかまわない。）の酸化性を有する金属化合物を、脂肪族又は芳香族炭化水素に懸濁させた混合液に、５０℃以下、好ましくは−５℃〜１５℃で反応させることによって実施することができる。
【００２５】
上記酸化性を有する金属化合物は、鉄、銅、ルテニウム、コバルト、ニッケル、バナジウム、モリブデン、マンガン、チタンなどから選ばれる金属の塩あるいは金属錯化合物など酸化性を有する化合物、すなわち酸化剤から選ばれる。これら酸化性を有する化合物は、好ましくは三価の鉄、二価の銅、三価のルテニウム、三価のコバルト、二価のニッケル、三、四又は五価のバナジウム、三、四、五又は六価のモリブデン、三、四、五又は六価のマンガン、三又は四価のチタンから選ばれる金属の塩又は金属錯化合物であり、より好ましくはこれら金属の塩化物、臭化物、沃化物、硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、アセチルアセトン錯体、これら金属塩のビピリジル、フェナンスレン錯体、更に好ましくは三塩化鉄、三臭化鉄、三沃化鉄、二塩化銅、二臭化銅、二沃化銅などである。
【００２６】
また、酸化性を有する金属化合物を懸濁させる非極性溶媒である脂肪族又は芳香族炭化水素としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、この中で特に好ましいものはトルエンである。
【００２７】
煩雑さを避けるために、本発明に含まれる化合物の中から、（−）あるいは（＋）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスフィン）（以下、「SEGPHOS」という。）の製造に有用な中間体である下記式（５）（式中、Ｐｈはフェニル基を表す。）で表されるSEGPHOSOの製造方法を代表例として挙げて、本発明のジホスフィンオキシド化合物の新規な製造方法を更に具体的に説明する。ただし、この例は単に本発明の代表的な例を示すにすぎないものであり、本発明がこの例に限定されるものではない。
【００２８】
【化８】
【００２９】
まず、マグネシウム片に１当量の下記式（６）で表される３，４−メチレンジオキシブロモベンゼンのテトラヒドロフラン溶液を４０℃以下で滴下し、室温で３時間以上反応させてグリニャール試薬とし、これに１当量のジフェニルホスフィニルクロリドを４０℃以下で滴下し、室温で１２〜１８時間以上反応させ、下記式（７）で表されるジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスフィンオキシドを調製する。
【００３０】
【化９】
【００３１】
【化１０】
【００３２】
また、式（７）で表されるジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスフィンオキシドは次のような方法によっても製造することができる。
すなわち、まずマグネシウム片に１当量の３，４−メチレンジオキシブロモベンゼン（６）のテトラヒドロフラン溶液を４０℃以下で滴下し、室温で３時間以上反応させてグリニャール試薬とし、これを１当量のジフェニルホスホリルクロリドのＴＨＦ溶液に０℃以下で滴下し、室温で１２〜１８時間以上反応させて、下記式（８）で表されるジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスホナートを調製する。続いてこの化合物に２．５当量のフェニルマグネシウムブロマイドのＴＨＦ溶液を５℃以下で滴下し、室温で１２〜１８時間以上反応させることによりジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスフィンオキシド（７）を調製する。
【００３３】
【化１１】
【００３４】
次いで、このホスフィンオキシド（７）をＴＨＦに溶解し、−１５℃で１．２当量のリチウムジイソプロピルアミドのＴＨＦ溶液を作用させる。さらに、この反応溶液を１．２当量の三塩化鉄（無水物）のトルエン懸濁溶液に５℃以下を保つような速度で滴下し、反応させることにより目的とするSEGPHOSOを高収率で製造することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の製造方法により、上記一般式（１）で表されるホスフィンオキシドおよびホスホナートを、製造工程短く、極度の発熱を伴うことなく、簡便且つ高収量で製造することができる。このため、本発明は、不斉合成反応用触媒を構成する重要な光学活性ホスフィン化合物、特にSEGPHOS の合成中間体の製造方法として産業的に極めて有用である。
【００３６】
【実施例】
以下に実施例を挙げ、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によってなんら限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例において物性の測定に用いられた装置は次の通りのものである。
【００３７】
〔実施例１〕（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスフィンオキシド）の合成
１Ｌの四つ口フラスコの内部を窒素で置換した後、ジイソプロピルアミン４０ｍｌ（０．２８ｍｏｌ）およびＴＨＦ２００ｍｌを加えた。氷−塩で冷却下（内温は−５℃となる。）、１．７Ｍ ｎ−ブチルリチウム溶液１７５ｍｌ（０．２７９ｍｏｌ）を３０分間で滴下し（０〜５℃まで発熱した。）、更に−５℃でおよそ２時間撹拌した。その後アセトン−ドライアイスにて−１５℃まで冷却し（内温は−１２〜−１０℃となる。）、ジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスフィンオキシド７５．２２ｇ（０．２３３ｍｏｌ）のＴＨＦ３００ｍＬ溶液を１５分間で滴下した。このとき内温は−１０〜−５℃に保っておく。更に−１２℃にて１５分間撹拌し、リチウム試薬を調整した。
【００３８】
一方、３Ｌの四つ口フラスコの内部を窒素置換した後、塩化第二鉄（無水物）４５．７９ｇ（０．２８２ｍｏｌ）を計り取り、続いてトルエン３００ｍｌを加え、氷−水で冷却下（内温は５℃となる。）およそ３０分間撹拌後、上記調製したリチウム試薬をカニューラーにより３０分間で加え（内温は１２℃まで上昇した。）、その後室温にて一晩撹拌し、ＨＰＬＣにより反応の終了を確認後、ＴＨＦを減圧にて留去し、１０％塩酸水溶液５００ｍｌ、塩化メチレン５００ｍｌを加え反応を停止した。約１時間撹拌後、有機層を水層と分け、水層は塩化メチレン３００ｍｌで再抽出を行なった。両有機層を混ぜた後、１０％塩酸水溶液１Ｌ×３回、水５００ｍｌ×２回の洗浄を行い、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を減圧にて留去して、粗生成物１０１．１０ｇを得た。粗生成物に酢酸エチル２００ｍｌを加え、加熱溶解させた後、室温まで冷却し、結晶種を加え５℃にて一晩放置した。析出した結晶を濾取、減圧にて乾燥することにより表題化合物６６．５０ｇを得た。
【００３９】
収率 ８８．６％
ｍｐ：２３０−２３２℃
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ５．２６（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ），５．７２（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．６Ｈｚ），６．６５（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝８．１，２．１Ｈｚ），６．７７（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１４．１，８．１Ｈｚ），７．２８−７．７２（２０Ｈ，ｍ）
31Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ２９．６
【００４０】
〔実施例２〕（±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスホナート）の合成
窒素気流下、氷浴で冷却したジイソプロピルアミン１１５ｍｌ（０．８８ｍｏｌ）のＴＨＦ６００ｍｌ溶液に、１．６Ｎノルマルブチルリチウム溶液５００ｍｌ（０．８０ｍｏｌ）を滴下し、滴下終了後さらに２時間撹拌してＬＤＡを調整した。次に−６０℃にてジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスホナート２３４ｇ（０．６６ｍｏｌ）のＴＨＦ１．５Ｌ溶液に、上記調整したＬＤＡを加え、４５分間撹拌しリチウム試薬を調整した。
【００４１】
一方、３Ｌの四つ口フラスコの内部を窒素置換した後、塩化第二鉄（無水物）１２８．０ｇ（０．８０ｍｏｌ）を計り取り、続いてトルエン３００ｍｌを加え、氷−水で冷却下（内温は５℃となる。）およそ３０分間撹拌後、上記調製したリチウム試薬をカニューラーにより３０分間で加え（内温は１２℃まで上昇した。）、その後室温にて一晩撹拌し、ＨＰＬＣにより反応の終了を確認後、ＴＨＦを減圧にて留去し、１０％塩酸水溶液５００ｍｌ、塩化メチレン５００ｍｌを加え反応を停止した。約１時間撹拌後、有機層を水層と分け、水層は塩化メチレン３００ｍｌで再抽出を行なった。両有機層を混ぜた後、１０％塩酸水溶液１Ｌ×３回、水５００ｍｌ×２回の洗浄を行い、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を減圧にて留去して、粗生成物２５０．７０ｇを得た。粗生成物はアセトニトリルより再結晶を行い、表題化合物１７２．０ｇを得た。
【００４２】
収率 ７７．１０％
ｍｐ：１１９−１２３℃
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ５．５４（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．４Ｈｚ），５．９０（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．４Ｈｚ），６．７７−６．９４（８Ｈ，ｍ），６．９７（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝８．１，３．５Ｈｚ），７．０１−７．０８（４Ｈ，ｍ），７．０８−７．２０（８Ｈ，ｍ），７．８２（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１５．７，８．１Ｈｚ）
31Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ１０．５
【００４３】
〔参考例１〕（±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスフィンオキシド）の合成
窒素気流下、実施例２で得た（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスホナート）１．０ｇ（１．４２ｍｍｏｌ）のＴＨＦ１０ｍｌ溶液に、０．５Ｎフェニルマグネシウムブロマイド（１４ｍｍｏｌ）のＴＨＦ溶液２８ｍｌを室温で滴下した。その後室温で一晩撹拌反応させ、水を加え過剰のグリニャール試薬をクエンチした。溶媒を減圧にて留去し、酢酸エチル（１００ｍｌ）、１Ｎ塩酸（１００ｍｌ）を加え撹拌した。有機層を分離し、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧にて留去して粗生成物を得た。シリカゲルカラムで精製を行い、表題化合物（０．７３ｇ）を得た。
【００４４】
収率 ８１％
ｍｐ：２３０−２３２℃
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ５．２６（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ），５．７２（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．６Ｈｚ），６．６５（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝８．１，２．１Ｈｚ），６．７７（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１４．１，８．１Ｈｚ），７．２８−７．７２（２０Ｈ，ｍ）
31Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ２９．６
【００４５】
【比較例】
比較例として、アニオン溶液を非極性溶媒に懸濁させた酸化性を有する金属酸化剤に加えて反応させる実施例に記載の方法とは反対の方法、即ち、酸化性を有する金属化合物をアニオン溶液に加えて反応させる方法を用い、他は実施例１あるいは実施例２と同様な条件で反応を行った。
【００４６】
〔比較例１〕（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスフィンオキシド）の合成
２００ｍｌの四つ口フラスコの内部を窒素で置換した後、ジイソプロピルアミン４．０ｍｌ（２８ｍｏｌ) およびＴＨＦ２０ｍｌを加えた。氷−塩で冷却下（内温は−５℃となる。）１．７Ｍ ｎ−ブチルリチウム溶液１７．５ｍｌ（２８ｍｍｏｌ）を３０分間で滴下し（０〜５℃°Cまで発熱した。）、更に、−５℃でおよそ２時間撹拌した。その後アセトン−ドライアイスにて、−１５℃まで冷却し（内温は−１２〜−１０℃となる。）、ジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスフィンオキシド７．５ｇ（２３ｍｍｏｌ）の３０ｍｌ溶液を１５分間で滴下した。この時内温は−１０〜−５℃に保っておく。更に、−１２℃にて１５分間撹拌し、リチウム試薬を調製した。
【００４７】
上記のリチウム試薬を−１５℃に冷却し、塩化第二鉄（無水）４．６ｇ（２８ｍｍｏｌ）を少量ずつ加えた（この時、極度の発熱が認められ、反応温度は、３０℃まで上昇した。）。その後、室温にて、一晩撹拌し、ＨＰＬＣにて原料ホスフィンオキシドの消失を確認した後、ＴＨＦを減圧留去し、１０％塩酸水溶液を５０ｍｌ、塩化メチレン５０ｍｌを加えて反応を停止した。約一時間撹拌後、分液し、水層は塩化メチレン３０ｍｌで再抽出を行った。両有機層を合わせ、１０％塩酸水溶液１００ｍｌ×３回、水５０ｍｌ×２回で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去して粗生成物７．７ｇを得た。これをシリカゲルカラムにて精製を行い、収率５７％で表題化合物４．３ｇを得た。
【００４８】
〔比較例２〕（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスホナート）の合成
３００ｍｌの四つ口フラスコの内部を窒素で置換した後、ジイソプロピルアミン１１．５ｍｌ（８８ｍｍｏｌ）およびＴＨＦ６０ｍｌを加えた。氷−塩で冷却下（内温は−５℃となる。）１．６Ｍ ｎ−ブチルリチウム溶液５０．０ｍｌ（８．０ｍｍｏｌ）を３０分間で滴下し（０〜５℃まで発熱した。）、更に、−５℃でおよそ２時間撹拌した。その後アセトン−ドライアイスにて、−６０℃まで冷却し、ジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスホナート２３．５ｇ（６６ｍｍｏｌ）の１５０ｍｌ溶液を１５分間で滴下した。その後、−３０℃で４５分間撹拌し、リチウム試薬を調製した。
【００４９】
上記のリチウム試薬を−１５℃に冷却し、塩化第二鉄（無水）１２．８ｇ（８０ｍｍｏｌ）を少量ずつ加えた（この時、極度の発熱が認められ、反応温度は、３８℃まで上昇した。）。その後、室温にて、一晩撹拌し、ＨＰＬＣにて原料ホスホナートの消失を確認した後、ＴＨＦを減圧留去し、１０％塩酸水溶液を２００ｍｌ、塩化メチレン２００ｍｌを加えて反応を停止した。約一時間撹拌後、分液し、水層は塩化メチレン１００ｍｌで再抽出を行った。両有機層を合わせ、１０％塩酸水溶液２００ｍｌ×３回、水１００ｍｌ×２回で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去して粗生成物１７．８ｇを得た。これをシリカゲルカラムにて精製を行い、収率３２％で表題化合物７．５ｇを得た。
【００５０】
実施例１〜２および比較例１〜２から明らかな様に、アニオン溶液を非極性溶媒に懸濁させた酸化性を有する金属酸化剤に加えて反応させる方法を用いて二量化反応を行うと、目的とする二量体を高収率で得ることができるが一方、実施例１〜２の方法に代えて、酸化性を有する金属酸化剤をアニオン溶液に加えて反応させる方法を用いて二量化反応を行うと、反応で極度の発熱が認められ、また目的物を得ることはできたものの、収率は５７％および３２％と低かった。
この様にアニオン溶液を非極性溶媒に懸濁させた酸化性を有する金属酸化剤に加えて反応させる方法を用いて二量化反応を行うことは、本反応を完結する上で非常に有用な反応である。
【産業上の利用分野】
本発明は、ジホスフィンオキシドおよびジホスホナートを実用的且つ簡便に製造するための新規製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は優れた不斉合成反応用触媒を構成する重要な光学活性ホスフィン化合物の合成中間体であるジホスフィンオキシドおよびジホスホナートを実用的で且つ、簡便に製造する新規製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から、不斉水素化反応、不斉異性化反応、不斉ヒドロシリル化反応等の不斉合成に利用できる遷移金属錯体について、数多くの報告がなされている。中でもルテニウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム等の遷移金属錯体に光学活性な第三級ホスフィン化合物が配位した錯体は、不斉合成反応の触媒として優れた性能を有するものとして広く知られている。
【０００３】
これら錯体の不斉合成反応触媒としての性能を更に高めるために、様々な構造のホスフィン化合物がこれまでに多数開発され、報告されている（例えば、日本化学会編「化学総説32 有機金属錯体の化学」２３２〜２３７頁、昭和５７年；野依良治著、"Asymmetric Catalysis In Organic Synthesis ", A Wiley-Interscience Publicationなど）。これら種々報告された光学活性ホスフィン化合物の中でも、とりわけ、２，２’−ビス（ジフェニルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル（以下、「BINAP」という。）は金属錯体の配位子として優れたもののひとつであり、このBINAPを配位子としたロジウム錯体（特開昭５５−６１９７３号公報）およびルテニウム錯体（特開昭６１−６３９０号公報）が既に報告されている。
【０００４】
上記BINAP類の合成法としては、ラセミ体のビナフトールをトリフェニルホスフィン−ジブロミドを用いて高温（２４０℃〜３２０℃）でブロム化し、ジグリニャール試薬に導いた後に、ジアリールホスフィニルクロライド化合物と縮合させてジホスフィンオキシド化合物とし、光学分割した後にトリクロロシラン還元剤を用いて第三級ジホスフィン化合物（BINAP類）とする方法が工業的な方法として知られている(H.Takaya, K.Mashima, K.Koyano, M.Yagi, H.Kumobayashi, T.Taketomi, S.Akutagawa, R.Noyori, J. Org. Chem.,1986年、51巻、629頁)。
【０００５】
また他のジホスフィン化合物の合成法としては、置換基を有する（２−ニトロフェニル）ジフェニルホスフィンオキシド化合物を還元して（２−アミノフェニル）ジフェニルホスフィンオキシド化合物とし、続いてジアゾ化、ヨウ素化を行い、置換基を有する（２−ヨードフェニル）ジフェニルホスフィンオキシド化合物とした後、銅存在下二量化してジホスフィンオキシド化合物とし、光学分割した後にトリクロロシラン還元剤を用いて第三級ジホスフィン化合物とする方法が知られている（特表平５−５０７５０３号公報）。
【０００６】
さらにジホスフィンオキシド化合物の合成法として、ホスフィンオキシド化合物をリチウム又はマグネシウムアミド化合物と反応させ、得られた懸濁液に酸化力のある金属塩を添加して、ジホスフィンオキシド化合物を得る方法も知られている（特開平１１−２４６５７６号公報）。
【０００７】
しかしながら、従来知られたジホスフィン化合物の製造法は、その合成中間体によっては製造工程が長かったり、極度の発熱を伴なう反応が工程中に存在し、所望する光学活性ジホスフィン化合物の収量が低いとか、あるいは、工業化する場合に危険性を含むとかの問題を有するものもある。
【０００８】
また、同様に、ジホスフィン化合物の製造中間体であるジホスフィンオキシドおよびジホスホナートの合成についても、製造工程が長くなるとか、収率が低いとか、極度の発熱を伴い工業化する場合に危険性を含む工程を有するなど、工業化する場合における諸問題を含むものであった。
例えば、上記特開平１１−２４６５７６号公報に記載された方法では、酸化性の金属化合物を、塩基で処理したホスフィンオキシドに加えた場合、極度の発熱が認められ危険である。また、この発熱を抑えるために、酸化性の金属化合物、特に重要と考えられる無水塩化第二鉄等をゆっくりと加えた場合、これ自身が吸湿性が強く工業的操作には不利である。
【０００９】
このため、上記のごとき問題点を有さない、すなわち製造工程が短く、極度の発熱がなく、簡便且つ高収量でジホスフィンオキシドおよびジホスホナートを製造することができる、工業化に適した、実用的なジホスフィンオキシドおよびジホスホナートの製造方法が望まれている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、不斉合成反応、特に不斉水素化反応において、化学選択性、エナンチオ選択性、触媒活性など優れた性能を有する金属錯体触媒を形成する配位子として有用なジホスフィン化合物を製造する合成中間体として有用なジホスフィンオキシドおよびジホスホナートを、極度の発熱なく、簡便且つ高収量で製造することができる、ジホスフィンオキシドおよびジホスホナート化合物の新規で安全且つ実用的な製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、例えば、塩化第二鉄などの酸化性を有する金属化合物をトルエンなどの非極性溶媒に懸濁させ、これにジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスフィンオキシドあるいはジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスホナートなどのホスフィンあるいはホスホナートをリチウムジイソプロピルアミドなどの塩基で処理した反応混合物を加えて反応せしめることにより、極度な発熱反応を抑え、短い工程で、安全且つ収率よく（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスフィンオキシド）（以下、「SEGPHOSO」という。）あるいは（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスホナート）などのジホスフィンあるいはジホスホナートを合成できることを見い出して、本発明を完成したものである。
【００１２】
即ち、本第１の発明は、一般式（２）
【化３】
で表されるホスフィン又はホスホナート化合物を塩基で処理した後、これを酸化性を有する金属化合物を懸濁させた非極性溶媒に加えて反応せしめ、二量化することを特徴とする、一般式（１）
【化４】
で表されるジホスフィンオキシドおよびジホスホナートの製造方法である。
【００１３】
また、本第２の発明は、上記第１の発明において、塩基が有機リチウム試薬、グリニャール試薬、および有機マグネシウム試薬から選ばれる塩基であることを特徴とする一般式（１）で表されるジホスフィンおよびジホスホナートの製造方法である。
【００１４】
更に、本第３の発明は、上記第１の発明において、酸化性を有する金属化合物が、鉄、銅、ルテニウム、コバルト、ニッケル、バナジウム、モリブデン、マンガン又はチタンからなる金属の塩あるいは金属錯化合物の少なくとも一種であることを特徴とする一般式（１）で表されるジホスフィンおよびジホスホナートの製造方法である。
【００１５】
加えて、本第４の発明は、上記第１の発明において、酸化性を有する金属化合物を懸濁させる非極性溶媒が、脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする一般式（１）で表されるジホスフィンおよびジホスホナートの製造方法である。
【００１６】
上記本発明の製造方法は、次の反応式で表すことができる。
【化５】
上記一般式（１）で示されるジホスフィンオキシドおよびジホスホナートについて更に具体的に述べると、式中のＲ1 は、Ｃ１〜４のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチルなどが；シクロアルキル基としては、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが；フェニル基あるいは置換フェニル基としては、フェニル、ｐ−トリル、ｐ−メトキシフェニル、ｐ−トリフルオロメチルフェニル、ｐ−フルオロフェニル、ｐ−ジメチルアミノフェニル、ｐ−ｔ−ブチルフェニル、３，５−ジメチルフェニル、３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル、３，４，５−トリメトキシフェニル、３，５−ジメチル−４−メトキシフェニル、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−メトキシフェニル、３，５−ジトリフルオロメチルフェニル、３，５−ジクロロフェニル、３，５−ジフルオロフェニル、ペンタフルオロフェニル、ビフェニルなどが；ナフチル基あるいは置換ナフチル基としては、α−ナフチル、β−ナフチル、６−メトキシ−α−ナフチル、６−メトキシ−β−ナフチルなどが；Ｃ１〜４のアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ｎ-ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔ−ブトキシなどが；フェニルオキシ基あるいは置換フェニルオキシ基としては、フェニルオキシ、ｐ−トリルオキシ、ｐ−メトキシフェニルオキシなどが挙げられる。
【００１８】
上記一般式（１）で表されるジホスフィンオキシドおよびジホスホナートは、不斉合成反応触媒として有用なジホスフィン化合物を製造するための製造中間体として好ましいものである。一般式（１）で示される化合物の具体例としては、例えば、
(a) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスフィンオキシド）（SEGPHOSO）、
(b) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ビス（３，５−ジメチルフェニル）ホスフィンオキシド）、
(c) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−メトキシフェニル）ホスフィンオキシド）、
(d) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ビス（４−メトキシフェニル）ホスフィンオキシド）、
(e) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジシクロヘキシルホスフィンオキシド）、
(f) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスフィンオキシド）
(g) （±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスホナート））
などが挙げられる。
【００１９】
上記一般式（２）で示されるホスフィンオキシドおよびジホスホナートの製造方法を含め、本発明の製造方法をさらに詳しく説明する。
まず、上記一般式（２）で示されるホスフィンオキシドは、例えば、Ｊ. Ｊ. モナグルら、ジャーナルオブオーガニックケミストリー、32、2477（1967）などで公知の方法に類似した方法により合成することができる。
【００２０】
また、一般式（２）で示されるホスホナート化合物の合成は、それ自体知られている方法と類似の方法により容易に実施することができる。例えばその一例を示すと、一般式（３）
【化６】
で表されるクロロホスフェート化合物を、一般式（４）
【化７】
で表されるグリニャール試薬又はリチウム試薬のテトラヒドロフラン、ジオキサン、エーテル、トルエンあるいはヘキサン溶液中に３０〜４０℃で滴下した後、室温で１２〜１８時間反応させることにより製造することができる。これら合成で使用される各化合物は通常の調整法により容易に製造できる化合物である。
【００２１】
本発明においては、上記一般式（２）で表されるホスフィンオキシドおよびホスホナートの二量体化のためそれらをアニオン化するが、このアニオンの調整はそれ自体知られている方法で実施することができる。その一例を挙げると、例えば、ホスフィンオキシド化合物あるいはホスホナート化合物を、１当量以上の、好ましくは１. ２〜２．０当量の有機リチウム試薬、グリニャール試薬、および有機マグネシウム試薬から選ばれる塩基を、エーテル、脂肪族又は芳香族炭化水素系溶媒又はこれらの混合溶媒溶媒中、−５℃以下、好ましくは−７８℃〜−１５℃で反応させることによって製造することができる。
【００２２】
上記有機リチウム試薬としては、リチウムアルキルアミド、アルキルリチウム、アリルリチウム等が、また有機マグネシウム試薬としては、マグネシウムアルキルアミド等が挙げられる。これら有機リチウム試薬、グリニャール試薬、有機マグネシウム試薬から選ばれる塩基として好ましいものは、リチウムジエチルアミド、リチウムジイソプロピルアミド（以下、「ＬＤＡ」という。）、メチルリチウム、ブチルリチウム、フェニルリチウム、Ｃ1 〜 5のアルキルマグネシウムハライド、非置換もしくは置換フェニルマグネシウムハライド、マグネシウムジエチルアミド、マグネシウムジイソプロピルアミド等であり、より好ましくはＬＤＡである。
【００２３】
また、エーテル、脂肪族又は芳香族炭化水素系溶媒として好ましいものは、テトラヒドロフラン（以下、「ＴＨＦ」という。）、ジオキサン、ジエチルエーテル、トルエン、ヘキサン、ヘプタン等であり、より好ましくはＴＨＦである。
【００２４】
そして、目的生成物である一般式（１）で表されるジホスフィンオキシドおよびホスホナートを製造する方法は、次のように実施することができる。即ち、上述の方法により調整したアニオン溶液を、１当量以上の、好ましくは１. ２〜２．０当量（当量数は塩基の当量と同一でも、異なっていてもかまわない。）の酸化性を有する金属化合物を、脂肪族又は芳香族炭化水素に懸濁させた混合液に、５０℃以下、好ましくは−５℃〜１５℃で反応させることによって実施することができる。
【００２５】
上記酸化性を有する金属化合物は、鉄、銅、ルテニウム、コバルト、ニッケル、バナジウム、モリブデン、マンガン、チタンなどから選ばれる金属の塩あるいは金属錯化合物など酸化性を有する化合物、すなわち酸化剤から選ばれる。これら酸化性を有する化合物は、好ましくは三価の鉄、二価の銅、三価のルテニウム、三価のコバルト、二価のニッケル、三、四又は五価のバナジウム、三、四、五又は六価のモリブデン、三、四、五又は六価のマンガン、三又は四価のチタンから選ばれる金属の塩又は金属錯化合物であり、より好ましくはこれら金属の塩化物、臭化物、沃化物、硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、アセチルアセトン錯体、これら金属塩のビピリジル、フェナンスレン錯体、更に好ましくは三塩化鉄、三臭化鉄、三沃化鉄、二塩化銅、二臭化銅、二沃化銅などである。
【００２６】
また、酸化性を有する金属化合物を懸濁させる非極性溶媒である脂肪族又は芳香族炭化水素としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、この中で特に好ましいものはトルエンである。
【００２７】
煩雑さを避けるために、本発明に含まれる化合物の中から、（−）あるいは（＋）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスフィン）（以下、「SEGPHOS」という。）の製造に有用な中間体である下記式（５）（式中、Ｐｈはフェニル基を表す。）で表されるSEGPHOSOの製造方法を代表例として挙げて、本発明のジホスフィンオキシド化合物の新規な製造方法を更に具体的に説明する。ただし、この例は単に本発明の代表的な例を示すにすぎないものであり、本発明がこの例に限定されるものではない。
【００２８】
【化８】
まず、マグネシウム片に１当量の下記式（６）で表される３，４−メチレンジオキシブロモベンゼンのテトラヒドロフラン溶液を４０℃以下で滴下し、室温で３時間以上反応させてグリニャール試薬とし、これに１当量のジフェニルホスフィニルクロリドを４０℃以下で滴下し、室温で１２〜１８時間以上反応させ、下記式（７）で表されるジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスフィンオキシドを調製する。
【００３０】
【化９】
【化１０】
また、式（７）で表されるジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスフィンオキシドは次のような方法によっても製造することができる。
すなわち、まずマグネシウム片に１当量の３，４−メチレンジオキシブロモベンゼン（６）のテトラヒドロフラン溶液を４０℃以下で滴下し、室温で３時間以上反応させてグリニャール試薬とし、これを１当量のジフェニルホスホリルクロリドのＴＨＦ溶液に０℃以下で滴下し、室温で１２〜１８時間以上反応させて、下記式（８）で表されるジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスホナートを調製する。続いてこの化合物に２．５当量のフェニルマグネシウムブロマイドのＴＨＦ溶液を５℃以下で滴下し、室温で１２〜１８時間以上反応させることによりジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスフィンオキシド（７）を調製する。
【００３３】
【化１１】
次いで、このホスフィンオキシド（７）をＴＨＦに溶解し、−１５℃で１．２当量のリチウムジイソプロピルアミドのＴＨＦ溶液を作用させる。さらに、この反応溶液を１．２当量の三塩化鉄（無水物）のトルエン懸濁溶液に５℃以下を保つような速度で滴下し、反応させることにより目的とするSEGPHOSOを高収率で製造することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の製造方法により、上記一般式（１）で表されるホスフィンオキシドおよびホスホナートを、製造工程短く、極度の発熱を伴うことなく、簡便且つ高収量で製造することができる。このため、本発明は、不斉合成反応用触媒を構成する重要な光学活性ホスフィン化合物、特にSEGPHOS の合成中間体の製造方法として産業的に極めて有用である。
【００３６】
【実施例】
以下に実施例を挙げ、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によってなんら限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例において物性の測定に用いられた装置は次の通りのものである。
〔実施例１〕（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスフィンオキシド）の合成
１Ｌの四つ口フラスコの内部を窒素で置換した後、ジイソプロピルアミン４０ｍｌ（０．２８ｍｏｌ）およびＴＨＦ２００ｍｌを加えた。氷−塩で冷却下（内温は−５℃となる。）、１．７Ｍ ｎ−ブチルリチウム溶液１７５ｍｌ（０．２７９ｍｏｌ）を３０分間で滴下し（０〜５℃まで発熱した。）、更に−５℃でおよそ２時間撹拌した。その後アセトン−ドライアイスにて−１５℃まで冷却し（内温は−１２〜−１０℃となる。）、ジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスフィンオキシド７５．２２ｇ（０．２３３ｍｏｌ）のＴＨＦ３００ｍＬ溶液を１５分間で滴下した。このとき内温は−１０〜−５℃に保っておく。更に−１２℃にて１５分間撹拌し、リチウム試薬を調整した。
【００３８】
一方、３Ｌの四つ口フラスコの内部を窒素置換した後、塩化第二鉄（無水物）４５．７９ｇ（０．２８２ｍｏｌ）を計り取り、続いてトルエン３００ｍｌを加え、氷−水で冷却下（内温は５℃となる。）およそ３０分間撹拌後、上記調製したリチウム試薬をカニューラーにより３０分間で加え（内温は１２℃まで上昇した。）、その後室温にて一晩撹拌し、ＨＰＬＣにより反応の終了を確認後、ＴＨＦを減圧にて留去し、１０％塩酸水溶液５００ｍｌ、塩化メチレン５００ｍｌを加え反応を停止した。約１時間撹拌後、有機層を水層と分け、水層は塩化メチレン３００ｍｌで再抽出を行なった。両有機層を混ぜた後、１０％塩酸水溶液１Ｌ×３回、水５００ｍｌ×２回の洗浄を行い、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を減圧にて留去して、粗生成物１０１．１０ｇを得た。粗生成物に酢酸エチル２００ｍｌを加え、加熱溶解させた後、室温まで冷却し、結晶種を加え５℃にて一晩放置した。析出した結晶を濾取、減圧にて乾燥することにより表題化合物６６．５０ｇを得た。
【００３９】
収率 ８８．６％
ｍｐ：２３０−２３２℃
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ５．２６（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ），５．７２（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．６Ｈｚ），６．６５（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝８．１，２．１Ｈｚ），６．７７（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１４．１，８．１Ｈｚ），７．２８−７．７２（２０Ｈ，ｍ）
31Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ２９．６
【００４０】
〔実施例２〕（±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスホナート）の合成
窒素気流下、氷浴で冷却したジイソプロピルアミン１１５ｍｌ（０．８８ｍｏｌ）のＴＨＦ６００ｍｌ溶液に、１．６Ｎノルマルブチルリチウム溶液５００ｍｌ（０．８０ｍｏｌ）を滴下し、滴下終了後さらに２時間撹拌してＬＤＡを調整した。次に−６０℃にてジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスホナート２３４ｇ（０．６６ｍｏｌ）のＴＨＦ１．５Ｌ溶液に、上記調整したＬＤＡを加え、４５分間撹拌しリチウム試薬を調整した。
【００４１】
一方、３Ｌの四つ口フラスコの内部を窒素置換した後、塩化第二鉄（無水物）１２８．０ｇ（０．８０ｍｏｌ）を計り取り、続いてトルエン３００ｍｌを加え、氷−水で冷却下（内温は５℃となる。）およそ３０分間撹拌後、上記調製したリチウム試薬をカニューラーにより３０分間で加え（内温は１２℃まで上昇した。）、その後室温にて一晩撹拌し、ＨＰＬＣにより反応の終了を確認後、ＴＨＦを減圧にて留去し、１０％塩酸水溶液５００ｍｌ、塩化メチレン５００ｍｌを加え反応を停止した。約１時間撹拌後、有機層を水層と分け、水層は塩化メチレン３００ｍｌで再抽出を行なった。両有機層を混ぜた後、１０％塩酸水溶液１Ｌ×３回、水５００ｍｌ×２回の洗浄を行い、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を減圧にて留去して、粗生成物２５０．７０ｇを得た。粗生成物はアセトニトリルより再結晶を行い、表題化合物１７２．０ｇを得た。
【００４２】
収率 ７７．１０％
ｍｐ：１１９−１２３℃
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ５．５４（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．４Ｈｚ），５．９０（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．４Ｈｚ），６．７７−６．９４（８Ｈ，ｍ），６．９７（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝８．１，３．５Ｈｚ），７．０１−７．０８（４Ｈ，ｍ），７．０８−７．２０（８Ｈ，ｍ），７．８２（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１５．７，８．１Ｈｚ）
31Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ１０．５
【００４３】
〔参考例１〕（±）−（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスフィンオキシド）の合成
窒素気流下、実施例２で得た（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスホナート）１．０ｇ（１．４２ｍｍｏｌ）のＴＨＦ１０ｍｌ溶液に、０．５Ｎフェニルマグネシウムブロマイド（１４ｍｍｏｌ）のＴＨＦ溶液２８ｍｌを室温で滴下した。その後室温で一晩撹拌反応させ、水を加え過剰のグリニャール試薬をクエンチした。溶媒を減圧にて留去し、酢酸エチル（１００ｍｌ）、１Ｎ塩酸（１００ｍｌ）を加え撹拌した。有機層を分離し、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧にて留去して粗生成物を得た。シリカゲルカラムで精製を行い、表題化合物（０．７３ｇ）を得た。
【００４４】
収率 ８１％
ｍｐ：２３０−２３２℃
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ５．２６（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ），５．７２（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．６Ｈｚ），６．６５（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝８．１，２．１Ｈｚ），６．７７（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１４．１，８．１Ｈｚ），７．２８−７．７２（２０Ｈ，ｍ）
31Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ２９．６
【００４５】
【比較例】
比較例として、アニオン溶液を非極性溶媒に懸濁させた酸化性を有する金属酸化剤に加えて反応させる実施例に記載の方法とは反対の方法、即ち、酸化性を有する金属化合物をアニオン溶液に加えて反応させる方法を用い、他は実施例１あるいは実施例２と同様な条件で反応を行った。
【００４６】
〔比較例１〕（（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスフィンオキシド）の合成
２００ｍｌの四つ口フラスコの内部を窒素で置換した後、ジイソプロピルアミン４．０ｍｌ（２８ｍｏｌ) およびＴＨＦ２０ｍｌを加えた。氷−塩で冷却下（内温は−５℃となる。）１．７Ｍ ｎ−ブチルリチウム溶液１７．５ｍｌ（２８ｍｍｏｌ）を３０分間で滴下し（０〜５℃°Cまで発熱した。）、更に、−５℃でおよそ２時間撹拌した。その後アセトン−ドライアイスにて、−１５℃まで冷却し（内温は−１２〜−１０℃となる。）、ジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスフィンオキシド７．５ｇ（２３ｍｍｏｌ）の３０ｍｌ溶液を１５分間で滴下した。この時内温は−１０〜−５℃に保っておく。更に、−１２℃にて１５分間撹拌し、リチウム試薬を調製した。
【００４７】
上記のリチウム試薬を−１５℃に冷却し、塩化第二鉄（無水）４．６ｇ（２８ｍｍｏｌ）を少量ずつ加えた（この時、極度の発熱が認められ、反応温度は、３０℃まで上昇した。）。その後、室温にて、一晩撹拌し、ＨＰＬＣにて原料ホスフィンオキシドの消失を確認した後、ＴＨＦを減圧留去し、１０％塩酸水溶液を５０ｍｌ、塩化メチレン５０ｍｌを加えて反応を停止した。約一時間撹拌後、分液し、水層は塩化メチレン３０ｍｌで再抽出を行った。両有機層を合わせ、１０％塩酸水溶液１００ｍｌ×３回、水５０ｍｌ×２回で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去して粗生成物７．７ｇを得た。これをシリカゲルカラムにて精製を行い、収率５７％で表題化合物４．３ｇを得た。
【００４８】
〔比較例２〕（５，６），（５’，６’）−ビス（メチレンジオキシ）ビフェニル−２，２’−ジイル）ビス（ジフェニルホスホナート）の合成
３００ｍｌの四つ口フラスコの内部を窒素で置換した後、ジイソプロピルアミン１１．５ｍｌ（８８ｍｍｏｌ）およびＴＨＦ６０ｍｌを加えた。氷−塩で冷却下（内温は−５℃となる。）１．６Ｍ ｎ−ブチルリチウム溶液５０．０ｍｌ（８．０ｍｍｏｌ）を３０分間で滴下し（０〜５℃まで発熱した。）、更に、−５℃でおよそ２時間撹拌した。その後アセトン−ドライアイスにて、−６０℃まで冷却し、ジフェニル（３，４−メチレンジオキシフェニル）ホスホナート２３．５ｇ（６６ｍｍｏｌ）の１５０ｍｌ溶液を１５分間で滴下した。その後、−３０℃で４５分間撹拌し、リチウム試薬を調製した。
【００４９】
上記のリチウム試薬を−１５℃に冷却し、塩化第二鉄（無水）１２．８ｇ（８０ｍｍｏｌ）を少量ずつ加えた（この時、極度の発熱が認められ、反応温度は、３８℃まで上昇した。）。その後、室温にて、一晩撹拌し、ＨＰＬＣにて原料ホスホナートの消失を確認した後、ＴＨＦを減圧留去し、１０％塩酸水溶液を２００ｍｌ、塩化メチレン２００ｍｌを加えて反応を停止した。約一時間撹拌後、分液し、水層は塩化メチレン１００ｍｌで再抽出を行った。両有機層を合わせ、１０％塩酸水溶液２００ｍｌ×３回、水１００ｍｌ×２回で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去して粗生成物１７．８ｇを得た。これをシリカゲルカラムにて精製を行い、収率３２％で表題化合物７．５ｇを得た。
【００５０】
実施例１〜２および比較例１〜２から明らかな様に、アニオン溶液を非極性溶媒に懸濁させた酸化性を有する金属酸化剤に加えて反応させる方法を用いて二量化反応を行うと、目的とする二量体を高収率で得ることができるが一方、実施例１〜２の方法に代えて、酸化性を有する金属酸化剤をアニオン溶液に加えて反応させる方法を用いて二量化反応を行うと、反応で極度の発熱が認められ、また目的物を得ることはできたものの、収率は５７％および３２％と低かった。
この様にアニオン溶液を非極性溶媒に懸濁させた酸化性を有する金属酸化剤に加えて反応させる方法を用いて二量化反応を行うことは、本反応を完結する上で非常に有用な反応である。
Claims (4)
- 一般式（２）
で表されるホスフィン化合物を塩基で処理した後、これを酸化性を有する金属化合物が懸濁された非極性溶媒に加えて反応せしめ、二量化することを特徴とする、一般式（１）
で表されるジホスフィンオキシドおよびジホスホナートの製造方法。 - 塩基が、有機リチウム試薬、グリニャール試薬および有機マグネシウム試薬から選ばれる塩基である請求項１記載のジホスフィンオキシドおよびジホスホナートの製造方法。
- 酸化性を有する金属化合物が、鉄、銅、ルテニウム、コバルト、ニッケル、バナジウム、モリブデン、マンガン又はチタンからなる金属の塩あるいは金属錯化合物から選ばれる少なくとも１種である請求項１記載のジホスフィンオキシドおよびジホスホナートの製造方法。
- 非極性溶媒が、脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素から選ばれる少なくとも一種である請求項１記載のジホスフィンオキシドおよびジホスホナートの製造方法。
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