JP4519500B2 - 中性ロジウム−ホスフィン錯体の製造方法 - Google Patents
中性ロジウム−ホスフィン錯体の製造方法 Download PDFInfo
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Description
[Rh(μ−X)(L)]2 (1)
(式中、Xは、臭素原子、ヨウ素原子であり;Lは、光学活性二座ホスフィン配位子である。)
で表わされる中性ロジウム−ホスフィン錯体の製造方法に関する。また、該錯体を用いた光学活性ケトンの製造方法に関するものである。
中でも、ロジウム金属と光学活性な三級ホスフィンによる金属錯体は不斉水素化反応の触媒として良く知られており、たとえば、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)を配位子としたロジウム−ホスフィン錯体が報告されている(特許文献1)。また、種々のロジウム−ホスフィン錯体を用いてゲラニオール、ネロールを不斉水素化して光学活性なシトロネロールを得る方法(非特許文献)、さらに、ロジウム錯体と光学活性ホスフィン配位子とを用いて、ピペリテノンを不斉水素化して光学活性プレゴンを得る方法(非特許文献)などの報告がされている。
しかしながら、ここで用いられているロジウム錯体は、錯体の調整が煩雑であるか、錯体の収率、安定性に問題があるか、複雑な混合物として得られるか、いずれかの問題があった。また、ロジウム−ホスフィン錯体として構造の確認を行っておらず、触媒としての構造が明らかであるとはいえなかった。更に、触媒活性、その持続性および選択性についても充分であるとはいえなかった。
(式中、Qは、1,5−シクロオクタジエン、ノルボルナジエンである。)
で表わされるロジウム錯体に、下記一般式(4);
(式中、Mは、アルカリ金属原子であり;Xは、臭素原子、ヨウ素原子である。)
で表わされるアルカリ金属塩とを反応させ、下記一般式(2):
(式中、QおよびXは、前記と同義である。)
で表わされる中性ロジウム錯体とし、次いで光学活性ニ座ホスフィン配位子を反応させることを特徴とする下記一般式(1):
(式中、Xは、前記と同義であり;Lは、光学活性二座ホスフィン配位子である。)
で表わされる中性ロジウム−ホスフィン錯体の製造方法。
(式中、Qは、1,5−シクロオクタジエン、ノルボルナジエンであり;Xは、臭素原子、ヨウ素原子である。)
で表わされる中性ロジウム錯体とし、次いで光学活性ニ座ホスフィン配位子を反応させることを特徴とする次の一般式(1):
(式中、Xは、前記と同義であり;Lは、光学活性二座ホスフィン配位子である。)
で表わされる中性ロジウム−ホスフィン錯体の製造方法。
(式中、Qは、1,5−シクロオクタジエン、ノルボルナジエンである。)
で表わされるロジウム錯体に、下記一般式(4):
(式中、Mは、アルカリ金属原子であり;Xは、臭素原子、ヨウ素原子である。)
で表わされるアルカリ金属塩とを反応させることを特徴とする下記一般式(2):
(式中、QおよびXは、前記と同義である。)
で表わされる中性ロジウム錯体の製造方法。
で表わされる光学活性二座ホスフィン配位子であることを特徴とする第1項又は第2項に記載の製造方法。
で表わされるエノン化合物の不斉水素化反応を行うにあたり、触媒として第1,2又は4のいずれかの製造方法で製造される中性ロジウム−ホスフィン錯体中性ロジウム−ホスフィン錯体として使用することを特徴とする下記一般式(B):
で表わされる光学活性ケトンの製造方法。
一般式(1)中の光学活性二座ホスフィン配位子(L)としては、具体的には、以下の通りである。
一般式(5)で示される光学活性二座ホスフィン配位子は、次の通りである。
で合わされる光学活性二座ホスフィン配位子が挙げられる。
R5及びR6で表されるハロゲン原子の具体例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
特に好ましいR5及びR6としては、水素原子;メトキシ基を例示することができる。
R7で表される炭素数1〜5のアルキル基の具体例としては、例えば、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、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基等が挙げられる。
R7で表されるジ(炭素数1〜5アルキル)アミノ基の具体例としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジn-プロピルアミノ基、ジイソプロルアミノ基、ジn−ブチルアミノ基、ジイソブチルアミノ基、ジsec−ブチルアミノ基、ジtert−ブチルアミノ基、ジペンチルアミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基等が挙げられる。
R7で表されるハロゲン原子の具体例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
特に好ましいR7としては、メチル基、メトキシ基を例示することができる。
これらの中で、好ましくは、R6とR7が、一緒になって、縮合ベンゼン環、縮合置換ベンゼン環、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、メチレンジオキシ基、エチレンジオキシ基、又はトリメチレンジオキシ基を形成したものを例示することができる。
特に好ましくは、R6とR7が、一緒になって、縮合ベンゼン環、縮合置換ベンゼン環、テトラメチレン基、メチレンジオキシ基、メチレンジオキシ基、又はエチレンジオキシ基を形成したものを例示することができる。
2,2’−ビス{ジフェニルホスフィノ}−5,5’,6,6’,7,7’,8,8’−オクタヒドロビナフチル(以下、「H8−BINAP」と略記する)、2,2’−ビス{ジ−p−トリルホスフィノ}−5,5’,6,6’,7,7’,8,8’−オクタヒドロビナフチル(以下、「p−Tol−H8−BINAP」と略記する)、2,2’−ビス{ジ−3,5−(キシリる)ホスフィノ}−5,5’,6,6’,7,7’,8,8’−オクタヒドロビナフチル‘以下、「DM−H8−BINAP」と略記する)、2,2’−ビス{ジ−(4−メトキシ−3,5−ジメチルフェニル)ホスフィノ}−5,5’,6,6’,7,7’,8,8’−オクタヒドロビナフチル(以下、「DMM−H8−BINAPH8-BINAP」と略記する)。
そして、一般式(1)の特に好ましい錯体としては以下ものが挙げられる。
[Rh(μ−Br)(BINAP)]2
[Rh(μ−I)(BINAP)]2
[Rh(μ−Br)(p−Tol−BINAP)]2
[Rh(μ−I)(p−Tol−BINAP)]2
[Rh(μ−Br)(DM−BINAP)]2
[Rh(μ−I)(DM−BINAP)]2
[Rh(μ−Br)(H8−BINAP)]2
[Rh(μ−I)(H8−BINAP)]2
[Rh(μ−Br)(BIPHEMP)]2
[Rh(μ−I)(BIPHEMP)]2
[Rh(μ−Br)(BICHEP)]2
[Rh(μ−I)(BICHEP)]2
[Rh(μ−Br)(SEGPHOS)]2
[Rh(μ−I)(SEGPHOS)]2
[Rh(μ−Br)(DTBM−SEGPHOS)]2
[Rh(μ−I)(DTBM−SEGPHOS)]2
[Rh(μ−X)(Q)]2 (2)
(式中、Qは、1,5−シクロオクタジエン、ノルボルナジエンであり;Xは、臭素原子、ヨウ素原子である。)
である中性ロジウム錯体は、次のようにして製造することができる。
[Rh(μ−Cl)(Q)]2 (3)
(式中、Qは、1,5−シクロオクタジエン、ノルボルナジエンである。)
であるロジウム錯体を原料とし、これに下記一般式(4):
MX (4)
(式中、Mは、アルカリ金属原子であり;Xは、臭素原子、ヨウ素原子である。)
で表わされるアルカリ金属塩を、有機溶媒中で、相間移動触媒の存在または非存在下で、撹拌することにより得る。
そして、一般式(4)のアルカリ金属塩は、具体的には、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウムなどが使用される
ここで、Lである光学活性二座ホスフィン配位子の具体例として、前述したものが使用される
で表わされる製造方法に好適に用いられる。
また、溶媒として、不斉水素化原料及び触媒系を可溶化するものであれば適宜なものを用いることができる。例として、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素溶媒、塩化メチレン、などのハロゲン含有炭化水素溶媒、エーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどのエステル系溶媒、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコールなどのアルコール系溶媒、アセトニトリル、DMFやDMSOなどヘテロ原子を含む有機溶媒を用いることができる。好ましくは芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン含有炭化水素溶媒、ケトン系溶媒を一種または2種以上の混合溶媒を用いられる。溶媒の量は、反応基質の溶解度および経済性により判断される。例えば、基質によっては1%以下の低濃度から無溶媒に近い状態で行うことができるが、好ましくは0.1〜2.0容量で用いることが望ましい。そして、本発明における水素の圧力は、経済性を考慮して1〜100Kg/cm2(0.1〜10MPa)の範囲で、好ましくは5〜50Kg/cm2(0.5〜5MPa)の範囲である。反応温度については、0〜150℃で行うことができるが、好ましくは20〜100℃の範囲が望ましい。また、反応時間は、反応基質濃度、温度、圧力等の反応条件によって異なるが、数分から30時間で反応は完結する。
反応終了後は、通常の後処理を行うことにより、目的物を単利することができる。
アルゴン気流下、[Rh(μ−Cl)(cod)]2(Strem Chemicals,Inc.)(4.93g;10ミリモル)と臭化リチウム(1.74g;20ミリモル)を10mlのアセトンに溶かし、室温にて18時間撹拌した。析出した結晶を濾過し、濾液を濃縮すると、褐色の固体4.36g(収率75%)を得た。
アルゴン気流下、[Rh(μ−Cl)(cod)]2(Strem Chemicals,Inc.)(4.93g;10ミリモル)とヨウ化ナトリウム(3.00g;20ミリモル)を10mlのアセトンに溶かし、室温にて18時間撹拌した。析出した結晶を濾過し、濾液を濃縮すると、褐色の固体5.07g(収率75%)を得た。
実施例1で得た[Rh(μ−Br)(cod)]2(0.102g;0.175ミリモル)と(S)−BINAP(0.240g;0.369ミリモル)とをシュレンク管に秤取り、アルゴン置換し脱気した塩化メチレン10mlを加え、室温にて2.5時間撹拌した。反応溶液を濃縮したところ、黒褐色の固体0.260g(収率89%)を得た。
31P−NMR(121MHz,C6H6,35℃):δ49.3(d,J=173Hz)
実施例1で得た[Rh(μ−Br)(cod)]2(0.102g;0.175ミリモル)と(S)−p−Tol−BINAP(0.251g;0.369ミリモル)とをシュレンク管に秤取り、アルゴン置換し脱気した塩化メチレン10mlを加え、室温にて2.5時間撹拌した。反応溶液を濃縮したところ、黒褐色の固体0.270g(収率89%)を得た。
1H−NMR(300MHz,C6D6,35℃):δ8.52−6.24(m,aromatic protpns),2.09(s,CH3),1.82(s、CH3)
31P−NMR(121MHz,C6H6,35℃):δ48.7(d,J=195Hz)
実施例2で得た[Rh(μ−I)(cod)]2(0.421g;0.623ミリモル)と(S)−BINAP(0.855g;1.31ミリモル)とをシュレンク管に秤取り、アルゴン置換し脱気した塩化メチレン10mlを加え、室温にて2時間撹拌した。反応溶液を濃縮したところ、こげ茶色の固体1.10g(収率99%以上)を得た。
31P−NMR(121MHz,C6H6,35℃):δ47.5(d,J=175Hz)
実施例2で得た[Rh(μ−I)(cod)]2(0.421g;0.623ミリモル)と(S)−p−Tol−BINAP(0.892g;1.31ミリモル)とをシュレンク管に秤取り、アルゴン置換し脱気した塩化メチレン10mlを加え、室温にて2時間撹拌した。反応溶液を濃縮したところ、こげ茶色の固体1.14g(収率99%以上)を得た。
1H−NMR(300MHz,C6D6,35℃):δ8.53−6.26(m,aromatic protpns),2.17(s,CH3),1.83(s、CH3)
31P−NMR(121MHz,C6H6,35℃):δ46.6(d,J=189Hz)
[Rh(μ−Cl)(cod)]2(0.299g;0.607ミリモル)と(S)−BINAP(0.831g;0.607ミリモル)とをシュレンク管に秤取り、アルゴン置換し脱気した塩化メチレン10mlを加え、室温にて2時間撹拌した。反応溶液を濃縮したところ、茶色の固体0.99g(収率99%以上)を得た。
31P−NMR(121MHz,C6H6,35℃):δ50.5(d,J=197Hz)
[Rh(μ−Cl)(cod)]2(0.299g;0.607ミリモル)と(S)−p−Tol−BINAP(0.867g;1.28ミリモル)とをシュレンク管に秤取り、アルゴン置換し脱気した塩化メチレン10mlを加え、室温にて2時間撹拌した。反応溶液を濃縮したところ、茶色の固体1.03g(収率99%以上)を得た。
1H−NMR(300MHz,C6D6,35℃):δ8.29−6.28(m,aromatic protpns),1.95(s,CH3),1.83(s、CH3)
31P−NMR(121MHz,C6H6,35℃):δ49.0(d,J=194Hz)
100mlのオートクレーブに、ピペリテノン(3g;20ミリモル)、実施例3で得た[Rh(μ−Br)((S)−BINAP)]2(167mg;0.1ミリモル:S/C=200)、酢酸エチル3mlを加え、水素圧3Mpa(30Kg/cm2)、80℃で18時間反応した。ガスクロマトグラフィーで変換率を求めたところ81%であった。そのうち、プレゴンの選択率は84%であり、プレゴンの不斉収率は87%eeであった。
中性ロジウム−ホスフィン錯体、基質/触媒モル比(S/C),基質/溶媒容量比(S/S)、反応温度および反応条件を表1のように変えて、実施例7と同様に反応させた。結果を表1に示す。
Claims (5)
- 下記一般式(3):
[Rh(μ−Cl)(Q)]2 (3)
(式中、Qは、1,5−シクロオクタジエン、ノルボルナジエンである。)
で表わされるロジウム錯体に、下記一般式(4);
MX (4)
(式中、Mは、アルカリ金属原子であり;Xは、臭素原子、ヨウ素原子である。)
で表わされるアルカリ金属塩とを反応させ、下記一般式(2):
[Rh(μ−X)(Q)]2 (2)
(式中、QおよびXは、前記と同義である。)
で表わされる中性ロジウム錯体とし、次いで光学活性ニ座ホスフィン配位子を反応させることを特徴とする下記一般式(1):
[Rh(μ−X)(L)]2 (1)
(式中、Xは、前記と同義であり;Lは、光学活性二座ホスフィン配位子である。)
で表わされる中性ロジウム−ホスフィン錯体の製造方法。 - 下記一般式(2):
[Rh(μ−X)(Q)]2 (2)
(式中、Qは、1,5−シクロオクタジエン、ノルボルナジエンであり;Xは、臭素原子、ヨウ素原子である。)
で表わされる中性ロジウム錯体とし、次いで光学活性ニ座ホスフィン配位子を反応させることを特徴とする次の一般式(1):
[Rh(μ−X)(L)]2 (1)
(式中、Xは、前記と同義であり;Lは、光学活性二座ホスフィン配位子である。)
で表わされる中性ロジウム−ホスフィン錯体の製造方法。 - 下記一般式(3):
[Rh(μ−Cl)(Q)]2 (3)
(式中、Qは、1,5−シクロオクタジエン、ノルボルナジエンである。)
で表わされるロジウム錯体に、下記一般式(4);
MX (4)
(式中、Mは、アルカリ金属原子であり;Xは、臭素原子、ヨウ素原子である。)
で表わされるアルカリ金属塩とを反応させることを特徴とする下記一般式(2):
[Rh(μ−X)(Q)]2 (2)
(式中、QおよびXは、前記と同義である。)
で表わされる中性ロジウム錯体の製造方法。 - 光学活性二座ホスフィン配位子が、次の一般式(5):
で表わされる光学活性二座ホスフィン配位子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。
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