JP6689750B2 - 固相担持ルテニウム−ジアミン錯体及び光学活性化合物の製造方法 - Google Patents

固相担持ルテニウム−ジアミン錯体及び光学活性化合物の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、新規な固相に担持されたルテニウム−ジアミン錯体、並びにそれを触媒として用いた医薬品、機能性材料の合成の前駆体として重要な光学活性アルコール及び光学活性アミンの選択的な製造方法に関する。
不斉還元をはじめとする多くの不斉反応が開発され、これらの反応に用いられる触媒として光学活性なホスフィン配位子をもつ不斉金属錯体を用いる不斉反応が数多く報告されている。一方、例えばルテニウム、ロジウム、イリジウムなどの遷移金属に光学活性な窒素化合物を配位させた錯体が、不斉合成反応の触媒として優れた性能を有するという報告も数多くされている。そこで、この触媒の性能を高めるために、これまでに種々の光学活性な窒素化合物が数多く開発されてきた(Chem Rev. (1992) p. 1051;J. Am. Chem. Soc. 117 (1995) p. 7562;J. Am. Chem. Soc. 118 (1996) p. 2521;J. Am. Chem. Soc. 118 (1996) p. 4916等参照)。
その中で、M.Willsらは、ジアミン部分とルテニウム錯体に配位する芳香族化合物(arene)部位とを炭素鎖で繋いだ錯体を報告しており、これらの錯体は従来の触媒より高い活性を示すことが知られている(J. Am. Chem. Soc. 127 (2005) p. 7318;J. Org. Chem. 71 (2006) p. 7035;Org. Biomol. Chem. 5 (2007) p. 1093;Org. Lett. 9 (2007) p. 4659;J. Organometallic Chem. 693 (2008) p. 3527;Dalton Trans. 39 (2010) p. 1395など)。
また、本発明者らは、ジアミン部分とルテニウム錯体に配位する芳香族化合物(arene)部位とを酸素原子を含む側鎖で繋いだ錯体を報告しており、これらの錯体はさらに高い活性を示すことが知られている(特開2012−67071号公報およびJ. Am. Chem. Soc. 133 (2011) p. 14960等参照)。
一方、前述のJ. Am. Chem. Soc. 117 (1995) p. 7562;J. Am. Chem. Soc. 118 (1996) p. 2521;J. Am. Chem. Soc. 118 (1996) p. 4916で報告されているような、ジアミン部分とルテニウム錯体に配位する芳香族化合物(arene)部位とを炭素鎖もしくは酸素原子を含む側鎖で繋いでいない従来から用いられている錯体を、シリカゲルなどの固相に担持した触媒がいくつか開発されてきた。(Org. Lett. 6 (2004) p. 169;Chem. Commun. (2004) p. 2070;Eur. J. Org. Chem. (2005) p. 3221等参照)。
これらの固相に担持された錯体を用いる方法においては、触媒の再利用が出来たり、反応後に残存する溶存金属を低減できるなどの大きなメリットがある。しかし、従来の錯体では、対象とする反応又はその反応基質によって、触媒活性、不斉収率が不十分等の場合があり、さらなる高活性・高選択的、かつ反応後の反応液への金属の溶出の少ない錯体の開発が望まれている。
本発明は、このような課題を解決しようとするものである。
上記課題を解決するため本発明者らは、光学活性ジアミンを有するルテニウム錯体に配位する芳香族化合物部位(arene部位を含む)(以下、本明細書において「芳香族化合物部位」には「アレーン部位」が含まれる)とジアミン部分を連結する鎖状部分を有する錯体を固相担体に担持することにより、触媒活性が高く不斉収率も良く、かつ製造法が簡便である工業的な使用に適した新規な固相に担持されたルテニウム−ジアミン錯体が得られることを見出し、本発明を完成するに到った。
即ち、本発明は、以下の内容を含むものである。
一般式(1)で表される固相担持ルテニウム錯体。
Figure 0006689750
(式中、*は不斉炭素原子を示す。
2及びR3は、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基;炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、および、ハロゲン原子から選択される置換基を有していてもよいフェニル基;又は炭素数1〜10のアルキル基から選択される置換基を有していてもよい炭素数3〜8のシクロアルキル基を示す。R2及びR3は、一緒になって環を形成してもよい。
11、R12、R13、R14、及びR15は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を示す。
16、R17、R18、及びR19は、それぞれ独立して、水素原子、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を示す。R16及びR17は、R16とR17とこれらが結合している炭素原子とでカルボニル基を形成してもよい。
18及びR19は、R18とR19とこれらが結合している炭素原子とでカルボニル基を形成してもよい。
Zは、酸素原子又はメチレン(−CH2−)を示す。
1は1又は2を、n2は1〜3の整数を示す。
Yは水素原子を示す。
Xは、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、p−トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、水素原子、又はハロゲン原子を示す。
j及びkは、それぞれ独立して、0又は1を示すが、j+kが1になることはない。
Aは、置換基を有してもよい直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜20のアルキレン基、置換基を有してもよい炭素数3〜20のシクロアルキレン基、置換基を有してもよい炭素数6〜20のアリーレン基、置換基を有してもよい複素環基、酸素原子、硫黄原子、
Figure 0006689750
(式中、Ra及びRbは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基を表す)、および
Figure 0006689750
(式中、Rcは、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基を表す)
から選択される二価の基、または、これらの二価の基が複数結合して形成された基を表す。なお、式(A1)及び式(A2)の結合部分は、どちらがB側になってもよい。
Bは、
Figure 0006689750
(式中、Rd及びReは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す)、
Figure 0006689750
(式中、Rfは、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表す)、
Figure 0006689750
酸素原子、又は、硫黄原子を表す。なお、式(B1)、式(B2)及び式(B3)の結合部分は、どちらがD側になってもよい。
Dは固相担体を示す。
p、qは、それぞれ独立して、0又は1を表す。)
一般式(2)で表わされる固相担持ルテニウム錯体。
Figure 0006689750
(式中、*は不斉炭素原子を示す。
2、R3、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、Z、n1、n2、Y、A、B、D、p、及びqは、上記で定義した通りであり、Q-はカウンターアニオンを示す。)
一般式(3)で表わされる固相担持ルテニウム錯体。
Figure 0006689750
(式中、*は不斉炭素原子を示す。
2、R3、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、Z、n1、n2、Y、A、B、D、p、及びqは、上記で定義した通りであり、Vはハロゲン原子を示す。)
一般式(1)〜(3)のいずれかで表される固相担持ルテニウム錯体及び水素供与体の存在下で、有機化合物を還元することを特徴とする還元生成物を製造する方法。
一般式(1)〜(3)のいずれかで表される固相担持ルテニウム錯体及び水素供与体の存在下、カルボニル化合物のカルボニル基を還元することを特徴とする光学活性アルコールの製造方法。
一般式(1)〜(3)のいずれかで表される固相担持ルテニウム錯体及び水素供与体の存在下、イミン化合物のイミノ基を還元することを特徴とする光学活性アミンの製造方法。
水素供与体が、ギ酸、ギ酸アルカリ金属塩及び水酸基置換炭素のα位炭素原子に水素原子を有するアルコールの中から選ばれる上記のいずれかの製造方法。
水素供与体が、水素である上記のいずれかの製造方法。
一般式(1)〜(3)のいずれかで表される固相担持ルテニウム錯体を含む還元用触媒。
還元用触媒が、不斉還元用触媒である上記触媒。
本発明は、ルテニウムに配位する芳香族化合物部位とジアミン部分とを連結する鎖状部分を有するルテニウム−ジアミン錯体を固相担体に担持した新規錯体を提供するものである。本発明の固相に担持されたルテニウム−ジアミン錯体は、非常に触媒活性が強く、カルボニル基、又はイミノ基などの還元に用いることができ、各種の水素化触媒として有用であるだけでなく、配位子が光学活性体である本発明の錯体は立体選択性に優れ高い不斉収率を与える。さらに、不溶性のため反応系から容易に分離・回収することが可能であり、回収再利用においても従来の錯体に比べて高い触媒活性を示し、再利用を繰り返してもほとんど触媒活性が低下しない。さらに、触媒を回収再利用できることのみならず、反応後、触媒をろ過して除去できることにより、反応後の溶液中、つまり生成物中に残存する金属を大幅に軽減できるため有用であり、工業的に優れている。本発明の固相に担持されたルテニウム−ジアミン錯体を用いることにより、医薬品、機能性材料の製造原料などとして有用な光学活性アルコールや光学活性アミンを選択的に製造することができる。
一般式(1)〜(3)で表される本発明の固相担持ルテニウム錯体は、芳香族化合物部位がルテニウム原子に配位しており、ジアミン部分の1つの窒素原子は鎖状部分を介して芳香族化合物部位と連結しており、ジアミン部分のもう1つの窒素原子はスルホニル基を有し、当該スルホニル基から伸びる側鎖の末端が固相担体に結合している錯体である。
また、一般式(1)及び(2)で表される固相担持ルテニウム錯体は、ジアミン配位子の2個の窒素原子が共有結合又は配位結合でルテニウム原子に結合し、当該ジアミンと結合した芳香族化合物部位もルテニウム原子に配位結合する、3座配位子を有し、かつ、芳香族化合物部位とジアミン部分とを連結する鎖状部分を有し、ジアミン部分に結合したスルホニル基から伸びる側鎖の末端が固相担体に結合している錯体である。
一般式(1)、(2)、及び(3)における*印は、当該*印が付されている炭素原子が不斉炭素原子となる場合があることを示している。当該炭素原子が不斉炭素原子となる場合には、それらの光学活性体としてもよいし、光学活性体の混合物であってもよいし、ラセミ体(ラセミ化合物を含む)であってもよい。本発明の好ましい態様としては、これらの炭素原子が不斉炭素原子となる場合には、これらの光学活性体が挙げられる。
一般式(2)で表される固相担持ルテニウム錯体は、一般式(1)で表される固相担持ルテニウム錯体におけるRu−Xの結合が、Ru+−Q-のイオン結合となる場合の錯体である。
一般式(3)で表される固相担持ルテニウム錯体は、ハロゲン原子であるVを介した二量体(ダイマー)であり、芳香族化合物部位がルテニウム原子に配位している錯体である。一般式(3)で表される固相担持ルテニウム錯体は、一般式(1)又は(2)で表される固相担持ルテニウム錯体を製造する際の中間体として有用なだけでなく、それ自体も還元触媒としての活性を有している錯体である。
本発明の一般式(1)〜(3)で表される錯体について説明する。
<一般式(1)の固相担持ルテニウム錯体>
Figure 0006689750
(式中、*は不斉炭素原子を示す。)
本発明の一般式(1)のR2及びR3は、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基;炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、およびハロゲン原子から選択される置換基を有していてもよいフェニル基;又は炭素数1〜10のアルキル基から選択される置換基を有していてもよい炭素数3〜8のシクロアルキル基を示す。R2及びR3は、一緒になって環を形成してもよい。また、R2及びR3の双方が炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、およびハロゲン原子から選択される置換基を有していてもよいフェニル基であることが好ましく、R2及びR3の双方が置換基を有さないフェニル基であることがより好ましい。
本発明の一般式(1)のR2及びR3で示される炭素数1〜10のアルキル基としては、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜5の直鎖又は分岐のアルキル基が挙げられる。具体的なアルキル基としては、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、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基及びn−デシル基等が挙げられる。当該アルキル基としては、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、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基であることが好ましい。
次に、本発明の一般式(1)のR2及びR3で示される、フェニル基が有しうる置換基としての炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、及び、ハロゲン原子について説明する。なお、当該フェニル基は、1つまたは複数の置換基を有しうる。
置換基としての炭素数1〜10のアルキル基は、例えば前記した式(1)のR2及びR3で示される炭素数1〜10のアルキル基として定義された基から選択することができる。
置換基としての炭素数1〜10のアルコキシ基としては、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜5の直鎖又は分岐のアルコキシ基が挙げられ、具体的なアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、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、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基及びn−デシルオキシ基等が挙げられる。当該アルコキシ基としては、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、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基であることが好ましい。
置換基としてのハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子が挙げられる。
本発明の一般式(1)のR2及びR3で示される炭素数3〜8のシクロアルキル基としては、炭素数3〜8、好ましくは炭素数5〜8の単環式、縮合環式、又は架橋式のシクロアルキル基が挙げられ、具体的には例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などが挙げられる。
式(1)のR2及びR3で示される当該シクロアルキル基が有しうる置換基としての炭素数1〜10のアルキル基は、例えば前記した式(1)のR2及びR3で示される炭素数1〜10のアルキル基として定義された基から選択することができメチル基、イソプロピル基、t−ブチル基等が好ましい。当該シクロアルキル基は、1つまたは複数の置換基を有しうる。
また、R2及びR3が一緒になって環を形成する場合、隣接する炭素原子と共に4〜8員、好ましくは5〜8員のシクロアルカン環を形成する。好ましいシクロアルカン環としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環及びシクロヘプタン環が挙げられ、これらの環は、炭素数1〜10のアルキル基から選択される置換基を有していても良い。置換基として具体的な当該アルキル基としては、メチル基、イソプロピル基、t−ブチル基等が挙げられる。当該環は、1つまたは複数の置換基を有しうる。
本発明の一般式(1)で表される芳香族化合物部分において、R11、R12、R13、R14、及びR15は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を示す。また、R11、R12、R13、R14、及びR15は、水素原子または炭素数1〜5のアルキル基であることが望ましく、R11、R12、R13、R14、及びR15は、水素原子、メチル基、エチル基のいずれかであることがより好ましい。
11、R12、R13、R14、及びR15で示される炭素数1〜10のアルキル基としては、上述したR2及びR3で表される炭素数1〜10のアルキル基として定義された基から選択することができる。
11、R12、R13、R14、及びR15で示される炭素数1〜10のアルコキシ基としては、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜5の直鎖又は分岐のアルコキシ基が挙げられ、具体的なアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、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、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基及びn−デシルオキシ基等が挙げられる。当該アルコキシ基としては、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、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基であることが好ましい。
一般式(1)の芳香族化合物部位とジアミン部分とを連結する鎖状部分の炭素原子における置換基として表される、R16、R17、R18、及びR19は、それぞれ独立して、水素原子、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を示す。また、R16、R17、R18、及びR19は、水素原子であることがより好ましい。
また、一般式(1)中のn1は、1又は2を示し、n2は1〜3の整数を示す。n1は1であることが好ましく、n2は2であることが好ましい。
16、R17、R18、及びR19で示される炭素数1〜10のアルキル基としては、上述したR2及びR3で表される炭素数1〜10のアルキル基として定義された基から選択することができる。
16、R17、R18、及びR19で示される炭素数1〜10のアルコキシ基としては、上述したR11〜R15で表される炭素数1〜10のアルコキシ基として定義された基から選択することができる。
16とR17は、R16とR17とこれらが結合している炭素原子とでカルボニル基を形成してもよい。
18とR19は、R18とR19とこれらが結合している炭素原子とでカルボニル基を形成してもよい。
好ましい−(−C(R16)(R17)−)n1−基としては、例えば、−CH2−基、−CH2−CH2−基、基、−CH(CH3)−基、−CO−基などが挙げられるが、これらの基に限定されるものではない。
好ましい−(−C(R18)(R19)−)n2−基としては、例えば、−CH2−基、−CH2−CH2−基、−CH(CH3)−基、−CO−基などが挙げられるが、これらの基に限定されるものではない。
一般式(1)のZは、酸素原子又はメチレン(−CH2−)である。
一般式(1)のj及びkは、それぞれ独立して、0又は1であり、j+kが1になることはない。即ち、kが1であればjも1であり、kが0であればjも0である。
Yは水素原子を示す。
一般式(1)のXは、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、p−トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、水素原子、又はハロゲン原子を表す。好ましいXとしては、水素原子及びハロゲン原子、具体的にはフッ素原子、塩素原子及び臭素原子等が挙げられ、例えば塩素原子が特に好ましい。
一般式(1)のY、並びに一般式(1)のXにおける水素原子としては、通常の水素原子だけでなく水素原子の同位体であってもよい。好ましい同位体としては重水素原子が挙げられる。
本発明の一般式(1)のAは、置換基を有してもよい直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜20のアルキレン基、置換基を有してもよい炭素数3〜20のシクロアルキレン基、置換基を有してもよい炭素数6〜20のアリーレン基、置換基を有してもよい複素環基、酸素原子、硫黄原子、式(A1)及び式(A2)から選択される二価の基、又は、これらの二価の基が複数結合して形成された基を表す。
Aで示される置換基を有してもよい直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜20のアルキレン基としては、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜20のアルキル基から水素原子を1つ除いたものが挙げられ、炭素数1〜10のアルキレン基が好ましい。具体的には、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、n−へキシレン基、n−ヘプチレン基、n−オクチレン基、n−デシレン基などが挙げられる。
当該アルキレン基が有しうる置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及び、ヨウ素原子などのハロゲン原子、上述したようなアルコキシ基、カルボキシル基、オキソ基(=O)、ヒドロキシル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基などが挙げられる。当該アルキレン基は、1つまたは複数の置換基を有しうる。
Aで示される置換基を有してもよい炭素数3〜20のシクロアルキレン基としては、単環式、縮合環式、又は架橋式のシクロアルキレン基が挙げられ、具体的には、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環から水素原子を2つ除いた2価の基が挙げられる。炭素数3〜10のシクロアルキレン基が好ましい。
当該シクロアルキレン基が有しうる置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、上述したようなアルコキシ基、カルボキシル基、オキソ基(=O)、ヒドロキシル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基などが挙げられる。当該シクロアルキレン基は、1つまたは複数の置換基を有しうる。
Aで示される置換基を有してもよい炭素数6〜20のアリーレン基としては、単環式又は縮合環式のアリーレン基が挙げられ、具体的には、ベンゼン、ナフタレン、インデン、アントラセン、アズレン、ピレン、テトラリンなどから水素原子を2つ除いた二価の基が挙げられる。炭素数6〜15のアリーレン基が好ましい。
当該アリーレン基が有しうる置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、上述したようなアルコキシ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基などが挙げられる。当該アリーレン基は、1つまたは複数の置換基を有しうる。
Aで示される置換基を有してもよい複素環基としては、炭素数2〜14でヘテロ原子を少なくとも1個含んでいる複素環基が好ましく、炭素数2〜10でヘテロ原子を少なくとも1個含んでいる複素環基がより好ましく、炭素数2〜6でヘテロ原子を少なくとも1個含んでいる複素環基が特に好ましい。炭素数2〜14でヘテロ原子を少なくとも1個含んでいる複素環基としては、例えば、炭素数2〜14でヘテロ原子を少なくとも1個含んでいる脂肪族複素環基及び炭素数2〜14でヘテロ原子を少なくとも1個含んでいる芳香族複素環基が挙げられる。具体的には、ピリジン、フラン、チオフェン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、ピリミジン、インドール、ピラジン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、クマリン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェンなどから水素原子を2つ除いた二価の基が挙げられる。
当該複素環基が有しうる置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、上述したようなアルコキシ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基などが挙げられる。当該複素環基は、1つまたは複数の置換基を有しうる。
Aで示される式(A1)について説明する。
Figure 0006689750
式(A1)中、Ra及びRbは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基を表す。
Ra及びRbで示される炭素数1〜10のアルキル基としては、上述したR2及びR3で表される炭素数1〜10のアルキル基として定義された基から選択することができる。
Ra及びRbで示される炭素数6〜10のアリール基としては、芳香族単環式基、芳香族多環式基又は芳香族縮合環式基が挙げられ、芳香族単環式基が好ましい。また、当該アリール基は、置換基として炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数1〜6のアルコキシ基から選択される置換基を1つまたは複数有していてもよい。当該アリール基としては、具体的にはフェニル基、トリル基、キシリル基などが挙げられる。
Aで示される式(A2)について説明する。
Figure 0006689750
式(A2)中、Rcは、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基を表す。
Rcで示される炭素数1〜10のアルキル基としては、上述したR2及びR3で表される炭素数1〜10のアルキル基として定義された基から選択することができる。
Rcで示される炭素数6〜10のアリール基としては、上述したRa及びRbで表される炭素数6〜10のアリール基として定義された基から選択することができる。
なお、式(A1)及び式(A2)の結合部分は、どちらがB側になってもよい。
Aの骨格としては、具体的には例えば、−アルキレン−、−アリーレン−、−シクロアルキレン−、−アルキレン−シクロアルキレン−、−アリーレン−シクロアルキレン−、−アリーレン−アルキレン−、−アルキレン−アリーレン−アルキレン−、−アルキレン−O−、−アルキレン−O−アルキレン−、−アルキレン−O−アリーレン−、−アルキレン−S−、−アルキレン−S−アルキレン−、−アルキレン−S−アリーレン−、−式(A1)−アルキレン−、−式(A1)−アリーレン−、−式(A2)−アルキレン−、−式(A2)−アリーレン−、−アルキレン−複素環−、−アリーレン−複素環−、−O−複素環−、−S−複素環−、−式(A1)−複素環−、−式(A2)−複素環−などが挙げられる。
好ましいAの骨格としては、−アリーレン−アルキレン−、−アリーレン−、および−アリーレン−アルキレン−式(A2)−アルキレン−アリーレン−が挙げられる。Aの骨格としては、−フェニレン‐アルキレン‐、‐フェニレン‐、および−フェニレン−アルキレン−式(A2)−アルキレン−フェニレン−がより好ましく、‐フェニレン‐炭素数1〜3のアルキレン‐、‐フェニレン‐、または、−フェニレン−炭素数1〜3のアルキレン−Rcが水素である式(A2)−オキソ基で置換された炭素数1〜3のアルキレン−フェニレン−であることがより好ましい。
本発明の一般式(1)のBは、以下説明する式(B1)、式(B2)、式(B3)、酸素原子、又は、硫黄原子を表す。
Bで示される式(B1)について説明する。
Figure 0006689750
式(B1)中、Rd及びReは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。
Rd及びReで示される炭素数1〜10のアルキル基としては、上述したR2及びR3で表される炭素数1〜10のアルキル基として定義された基から選択することができる。
Rd及びReで示される炭素数6〜10のアリール基としては、芳香族単環式基、芳香族多環式基又は芳香族縮合環式基が挙げられ、芳香族単環式基が好ましい。また、当該アリール基は、炭素数1〜10のアルキル基および炭素数1〜6のアルコキシ基から選択される1つ又は複数の置換基を有していてもよい(置換基としての炭素数1〜10のアルキル基は、R2及びR3で表される炭素数1〜10のアルキル基として定義された基から選択でき、置換基としての炭素数1〜6のアルコキシ基は、R11〜R15で表される炭素数1〜10のアルコキシ基として定義された基から選択できる)。Rd及びReで示される当該アリール基としては、具体的にはフェニル基、トリル基、キシリル基などが挙げられる。Rd及びReで示される炭素数1〜10のアルコキシ基としては、上述したR11〜R15で表される炭素数1〜10のアルコキシ基として定義された基から選択することができる。
Bで示される式(B2)について説明する。
Figure 0006689750
式(B2)中、Rfは、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表す。
Rfで示される炭素数1〜10のアルキル基としては、上述したR2及びR3で表される炭素数1〜10のアルキル基として定義された基から選択することができる。
Figure 0006689750
なお、式(B1)、式(B2)及び式(B3)の結合部分は、どちらがD側になってもよい。
また、一般式(1)中のpおよびqはそれぞれ独立して、0又は1を示すが、例えば、pが1でqが1である場合、又は、pが1でqが0である場合が、より好ましい。
一般式(1)のDで表される固相担体としては、常温で固体であり各種有機溶媒や水などに難溶である担体全般を示し、例えばシリカゲルやポリスチレンなどが挙げられる。シリカゲルとしては、酸性シリカゲル、中性シリカゲル、NH2シリカゲルなど塩基性のシリカゲル、アモルファスシリカ、またMCM−41、SBA−15、FSM−16などに代表されるメソポーラスシリカなどが挙げられる。ポリスチレンとしては、スチレンを任意の等量のジビニルベンゼンなどの共重合体と重合させた各種ポリスチレンが挙げられる。
また、他の固相担体としては、より膨潤性を高めたポリスチレン類似の担体であるJandaJelsTMや、TantaGel(登録商標)などが挙げられる。さらにトリチルレジン、PEGレジン、HalolinkTMResin、オキシム樹脂やペプチド、さらに酸化鉄などの無機担体なども挙げられる。
<一般式(2)の固相担持ルテニウム錯体>
Figure 0006689750
(式中、*は不斉炭素原子を示す。)
式(2)中、R2、R3、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、Z、n1、n2、Y、A、B、D、p、及びqは、上記で定義した通りである。
式(2)中、Q-はカウンターアニオンを示す。具体的なカウンターアニオンとしては、トリフルオロメタンスルホニルオキシイオン(TfO-)、p−トルエンスルホニルオキシイオン(TsO-)、メタンスルホニルオキシイオン(MsO-)、ベンゼンスルホニルオキシイオン(BsO-)などのアルキルスルホニルオキシイオン又はアレーンスルホニルオキシイオン;又はBF4 -、SbF6 -、CF3COO-、CH3COO-、PF6 -、NO3 -、ClO4 -、SCN-、OCN-、ReO4 -、MoO4 -、BPh4 -、B(C654 -、及びB(3,5−(CF32634 -などのイオンが挙げられる。
<一般式(3)の固相担持ルテニウム錯体>
Figure 0006689750
(式中、*は不斉炭素原子を示す。)
式(3)中、R2、R3、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、Z、n1、n2、Y、A 、B、D、p、及びqは、上記で定義した通りである。
式(3)中、Vはハロゲン原子を示す。
一般式(3)のVで示すハロゲン原子は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子のいずれかを表す。一般式(3)におけるすべてのVが同じハロゲン原子であってもよいし、異なるハロゲン原子の組み合わせでもよい。
〔錯体の製造方法〕
以下のスキームの*、R2、R3、X、Y、Z、V、Q-、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、A、B、D、n1、n2、p、q、j、及びkは、上記で定義した通りである。
<一般式(3)の錯体の製造方法>
一般式(3)の錯体を製造するための中間体である一般式(5)で表されるシクロヘキサジエンを有するジアミン化合物は、スキーム1やスキーム2の方法により合成することができる。
スキーム1に示したように、一般式(5)は、J. Am. Chem. Soc. 133 (2011) p. 14960のSupporting Information(14962頁右欄参照)に記載された内容に従い、一般式(6)で表される一方にスルホニル基を導入したジアミン化合物に一般式(7)で表されるシクロヘキサジエン誘導体を反応させることにより合成できる。
(スキーム1)
Figure 0006689750
スキーム1のLは脱離基を表す。
また、スキーム2のように、一般式(5)は、一般式(9)で表される化合物を、一般式(8)で表されるスルホニルクロリドなどによりスルホニル化して合成することもできる。
なお、一般式(9)で表される化合物は、上記したスキーム1の一般式(7)とジアミンを反応させることにより合成できる。
(スキーム2)
Figure 0006689750
一般式(3)で表される固相担持ルテニウム錯体は、一般式(5)で表されるジアミン化合物にハロゲンルテニウムなどのルテニウム金属を反応させ、製造することができる。製造方法をスキーム3に示す。
(スキーム3)
Figure 0006689750
一般式(5)の化合物から一般式(3)を合成する方法は、Org. Lett. 9 (2007) p. 4659に記載の方法に従って製造できる。
スキーム3中、RuV3で表されるハロゲンルテニウムとしては、特に限定されず、例えば塩化ルテニウム、臭化ルテニウム、ヨウ化ルテニウムおよびそれらの水和物を用いることができ、塩化ルテニウム又はその水和物を用いることが好ましい。
用いる溶媒は、特に限定はされないが、2−プロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール、n−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、3−メチル−1−ブタノール、シクロペンタノール、3−メトキシ−1−プロパノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−イソプロポキシエタノール、n−ヘキサノール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、シクロヘキサノール、n−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、シクロヘプタノール、n−オクタノール、2−オクタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、シクロオクタノール等の脂肪族アルコール;フェノール、ベンジルアルコール、1−フェニルエタノール、2−フェニルエタノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2−メチルベンジルアルコール、3−メチルベンジルアルコール、4−メチルベンジルアルコールなどの芳香族アルコール;エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、エチレングリコール−n−ブチルエーテル、エチレングリコール−iso−ブチルエーテル、エチレングリコール−n−ヘキシルエーテルなどのジオール及びその誘導体が挙げられる。溶媒は1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上の溶媒を組み合わせることにより、溶媒の沸点を所望の範囲に調整することができ、還流下で反応を行う場合に反応温度を調整することができる。例えば、アルコールに少量の水を混合して用いてもよい。
一般式(5)の化合物の使用量は、ルテニウム原子に対して1〜20倍モル当量、好ましくは1〜10倍モル当量、より好ましくは1〜5倍モル当量である。
溶媒の使用量は、反応温度においてハロゲンルテニウム又はその水和物を溶解する量であればよく、特に制限されない。例えば、ハロゲンルテニウム又はその水和物の2〜100倍容量(すなわち、ハロゲンルテニウム又はその水和物1gに対して溶媒2〜100mL。以下同様。)、好ましくは2〜75倍容量である。
反応温度は、用いる溶媒によっても異なるが、反応効率の観点から60℃以上、好ましくは100℃以上であり、200℃以下、好ましくは160℃以下である。
反応時間は用いる反応基質により異なるが、30分〜20時間、好ましくは1時間〜12時間である。本製造法は、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で行うことが好ましい。
<一般式(1)の錯体の製造方法>
[一般式(1)のうち、j=1であり、Xがハロゲン原子の錯体の製造方法]
一般式(1)のうち、j=1であり、Xがハロゲン原子である錯体は、スキーム4で示すように、適切な溶媒の存在下、一般式(3)の錯体に塩基を作用させることにより合成することができる。
(スキーム4)
Figure 0006689750
用いる溶媒としては特に限定はされないが、塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロホルム、トリフルオロエタノール等のハロゲン化溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;メタノール、エタノール、2−プロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール、n−ペンタノール等のアルコール類が挙げられる。これらの中でも、特に、クロロホルム、ジクロロメタン、イソプロパノールが好ましい。溶媒は1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上の溶媒を組み合わせることにより、溶媒の沸点を所望の範囲に調整することができ、還流下で反応を行う場合に反応温度を調整することができる。例えば、アルコールに少量の水を混合して用いてもよい。
用いられる塩基としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムなどの無機塩基;トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、トリイソプロピルアミンなどのアミン類が挙げられる。これらの中でも特にトリエチルアミンが好適である。塩基の使用量としては、ルテニウム原子に対して0.2〜20倍モル当量、好ましくは1.0〜10倍モル当量である。
溶媒の使用量は、特に制限されないが、例えば、基質に対して2倍容量〜50倍容量(溶媒mL/基質g)である。
反応温度は、特に限定はされないが、0℃〜各溶媒の沸点以下の温度であり、好ましくは室温〜80℃である。
反応時間は用いる反応基質により異なるが、30分〜20時間、好ましくは1時間〜12時間である。本製造法は、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で行うことが好ましい。
[一般式(1)のうち、j=0である錯体の製造方法]
一般式(1)のうち、j=0である錯体は、スキーム5で示すように、適切な溶媒の存在下、一般式(3)の錯体に塩基を作用させることにより合成することができる。
(スキーム5)
Figure 0006689750
用いる溶媒としては特に限定はされないが、塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロホルム、トリフルオロエタノール等のハロゲン化溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類が挙げられる。これらの中でも、特に、ジクロロメタン、トルエン、テトラヒドロフランが好ましい。溶媒は1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上の溶媒を組み合わせることにより、溶媒の沸点を所望の範囲に調整することができ、還流下で反応を行う場合に反応温度を調整することができる。
用いられる塩基としては、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムなどの無機塩基類が挙げられる。これらの中でも特に水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好適である。塩基の使用量としては、ルテニウム原子に対して1〜20倍モル当量、好ましくは1.0〜10倍モル当量である。
溶媒の使用量は、特に制限されないが、例えば、基質に対して2倍容量〜20倍容量(溶媒mL/基質g)である。
反応温度は、特に限定はされないが、0℃〜各溶媒の沸点以下の温度であり、好ましくは室温〜80℃である。
反応時間は用いる反応基質により異なるが、30分〜20時間、好ましくは1時間〜12時間である。本製造法は、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で行うことが好ましい。
[一般式(1)のうち、j=1であり、Xがトリフルオロメタンスルホニルオキシ基、p−トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、又はベンゼンスルホニルオキシ基である錯体の製造方法]
一般式(1)のうち、j=1であり、Xがトリフルオロメタンスルホニルオキシ基、p−トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、又はベンゼンスルホニルオキシ基である錯体は、スキーム5で得られる一般式(1)のうちj=0の錯体に対して、対応する適切な酸類で処理することにより合成することができる。
製造方法をスキーム6に示す。
(スキーム6)
Figure 0006689750
スキーム6中、Xは、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、p−トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、又はベンゼンスルホニルオキシ基である。
用いられる酸類(X−H)としては、トリフルオロメタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸などである。用いる酸の使用量としては、ルテニウムに対して1〜20倍モル当量、好ましくは1.0〜10倍モル当量である。
用いる溶媒としては特に限定はされないが、例えば、塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロホルム、トリフルオロエタノール等のハロゲン化溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;メタノール、エタノールなどのアルコール類が挙げられる。
溶媒の使用量は、特に制限されないが、例えば基質に対して2倍容量〜20倍容量(溶媒mL/基質g)である。
反応温度は、特に限定はされないが、0℃〜各溶媒の沸点以下の温度であり、好ましくは室温〜80℃である。
反応時間は用いる反応基質により異なるが、30分〜20時間、好ましくは1時間〜12時間である。本製造法は、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で行うことが好ましい。
[一般式(1)のうち、j=1でありXが水素原子である錯体の製造方法]
一般式(1)のうち、j=1でありXが水素原子である錯体は、スキーム7で示すように、一般式(3)で表される錯体に、ギ酸や水素ガスなど反応させることにより合成することができる。
製造方法をスキーム7に示す。
(スキーム7)
Figure 0006689750
用いられるギ酸もしくは水素ガスはルテニウム原子に対して等モル以上である。
用いられる溶媒としては特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル等が挙げられ、これらの中でもメタノールやジクロロメタンが好ましい。溶媒は、1種類を使用してもよいし、複数を混合して使用してもよい。
溶媒の使用量は、特に制限されないが、例えば、基質に対して2倍容量〜20倍容量(溶媒mL/基質g)である。
反応温度は、特に限定はされないが、0℃〜各溶媒の沸点以下の温度であり、好ましくは室温〜80℃である。
反応時間は用いる反応基質により異なるが、30分〜20時間、好ましくは1時間〜12時間である。本製造法は、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で行うことが好ましい。
また、一般式(1)のうち、j=1でありXが水素原子である錯体は、(a)スキーム5で得られた一般式(1)のうち、j=0である錯体に、ギ酸や水素ガスなどを反応させる、(b)スキーム6で得られた一般式(1)のうち、j=1でありXがトリフルオロメタンスルホニルオキシ基、p−トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、又はベンゼンスルホニルオキシ基である錯体に、ギ酸や水素ガスなどを反応させる、又は(c)後述するスキーム8で合成される一般式(2)の錯体に、ギ酸や水素ガスなどを反応させる、ことにより合成することもできる。
これらの反応条件は、スキーム7の条件と同様である。
<一般式(2)の錯体の製造方法>
一般式(2)で表される固相担持ルテニウム錯体は、一般式(1)のうちj=1でありXがハロゲン原子である錯体とG−Qで表される金属塩を反応させることにより製造することができる。
製造方法をスキーム8に示す。
(スキーム8)
Figure 0006689750
G−Qで表される金属Gとしては、例えば、銀(Ag)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、リチウム(Li)などが挙げられる。Qとしては、トリフルオロメタンスルホニルオキシ(TfO)、p−トルエンスルホニルオキシ(TsO)、メタンスルホニルオキシ(MsO)、ベンゼンスルホニルオキシ(BsO)などのアルカンスルホニルオキシ又はアレーンスルホニルオキシが挙げられ、さらにBF4、SbF6、CF3COO、CH3COO、PF6、NO3、ClO4、SCN、OCN、ReO4、MoO4、BPh4、B(C654、B(3,5−(CF32634などが挙げられる。
当該G−Qで表される金属塩の例としては、AgOTf、AgOTs、AgOMs、AgOBs、AgBF4、AgSbF6、CF3COOAg、CH3COOAg、AgPF6、AgNO3、AgClO4、AgSCN、AgOCN、AgReO4、AgMoO4、NaOTf、NaBF4、NaSbF6、CF3COONa、CH3COONa、NaPF6、NaNO3、NaClO4、NaSCN、KOTf、KBF4、KSbF6、CF3COOK、CH3COOK、KPF6、KNO3、KClO4、KSCN、KBPh4、KB(C654、KB(3,5−(CF32634、LiOTf、LiBF4、LiSbF6、CF3COOLi、CH3COOLi、LiPF6、LiNO3、LiClO4、LiSCN、LiBPh4、LiB(C654、LiB(3,5−(CF32634などが挙げられ、特に限定はされないが、例えばAgBF4が使用しやすい。
用いられる金属塩G−Qの量はルテニウム原子に対して等モル以上である。
用いられる溶媒としては特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル等が挙げられ、これらの中でもメタノールやジクロロメタンが好ましい。溶媒は、1種類を使用してもよいし、複数を混合して使用してもよい。
溶媒の使用量は、特に制限されないが、例えば、基質に対して2倍容量〜20倍容量(溶媒mL/基質g)である。
反応温度は、特に限定はされないが、0℃〜各溶媒の沸点以下の温度であり、好ましくは室温〜80℃である。
反応時間は用いる反応基質により異なるが、30分〜20時間、好ましくは1時間〜12時間である。本製造法は、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で行うことが好ましい。
なお、一般式(2)で表される錯体を還元反応に使用する場合は、一般式(2)を単離したものを還元反応に用いても良いし、還元反応系中において、スキーム8に従い一般式(2)を合成しながら還元反応を行っても良い(in situ法)。
錯体調製後は、反応液の濃縮又は貧溶媒の添加等の一般的な晶析手法により、目的とする固相担持ルテニウム錯体を分離することができる。
また、上記の錯体の調製において、ハロゲン化金属塩(G−X)が副生する場合には、必要に応じて水洗の操作を行ってもよい。
<還元反応>
上述した固相担持ルテニウム錯体を触媒として用い、かつ、水素供与体の存在下で、有機化合物を還元して、還元生成物を製造することができる。
本発明の還元反応は、上述した固相担持ルテニウム錯体を触媒として用い、かつ、水素供与体の存在下で、カルボニル化合物のカルボニル基を還元してアルコールを製造する方法、及び、イミン化合物のイミノ基を還元してアミンを製造する方法、を含む。また、上述した固相担持ルテニウム錯体が光学活性体の場合は、カルボニル化合物のカルボニル基を不斉還元して光学活性アルコールを製造することができ、また、イミン化合物のイミノ基を還元して光学活性アミンを製造することができる。
水素供与体としては、ギ酸又はそのアルカリ金属塩、水酸基が置換している炭素原子のα位に水素原子を有するアルコールであるイソプロパノール等の水素移動型還元反応に一般的に用いられるようなものであれば特に限定されない。また、水素供与体としては水素ガスも用いることができる。
還元反応は塩基存在下で実施されることが好ましい。塩基としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、1,4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン(DABCO)、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカ−7−エン(DBU)などの第3級有機アミン類;LiOH、NaOH、KOH、K2CO3などの無機塩基が挙げられる。好適な塩基はトリエチルアミンである。塩基は、固相担持ルテニウム錯体に対して過剰量、例えばモル比で1〜100000倍の量が用いられる。トリエチルアミンを使用する場合は固相担持ルテニウム錯体に対して、1〜10000倍用いるのが好ましい。
上記水素供与体と塩基との組み合わせの中で、水素供与体がギ酸の場合にはアミンを塩基として用いるのが好ましく、この場合、ギ酸とアミンは別々に反応系に添加しても良いし、混合して反応系に添加しても良い。混合して用いる場合は、ギ酸とアミンを任意の割合で混合して使用することができる。また、あらかじめギ酸とアミンの共沸混合物を調製して用いてもよい。好ましいギ酸とアミンの共沸混合物としては、例えば、ギ酸トリエチルアミン(5:2(モル比))共沸混合物などが挙げられる。
反応溶媒は通常、水素供与体が液体であればそれを利用できるが、トルエン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン、塩化メチレン等の非水素供与性溶媒やメタノール、エタノール、n−ブタノールを単独又は混合して使用することも可能である。ギ酸塩を用いる時などは、ギ酸塩を溶解させるため水を助溶媒として有機溶媒と併せて用い、二層系で反応を行うこともできる。この場合、反応を加速させるため相間移動触媒を併せて用いても良い。また、水素供与体として水素ガスを用いる場合は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、トルフルオロエタノール、ヘキサフルオロ−2−プロパノール等のアルコール溶媒が好ましい。
触媒である一般式(1)〜(3)の固相担持ルテニウム錯体の使用量は、ルテニウム金属原子(C)に対する基質(カルボニル化合物又はイミン類)(S)のモル比(S/C)が10〜1000000、好ましくは50〜15000の範囲から選ばれる。
カルボニル化合物又はイミン類に対する水素供与体の量としては、通常等モル量以上用いられ、このうち水素供与体がギ酸又はその塩である場合には、1.5倍モル量以上が好ましく、また、40倍モル量以下、好ましくは20倍モル量以下の範囲で用いられ、分子効率の観点から、2〜15倍モル量であることが好ましい。一方、水素供与体がイソプロパノール等の場合には、反応平衡の観点から基質に対して大過剰量用いられ、通常1000モル倍以下の範囲で用いられる。
反応温度は−20〜100℃、好ましくは0〜70℃の範囲から選ばれる。
反応圧力は特に限定されず、通常0.5〜2気圧、好ましくは常圧のもとで行われる。また、水素ガスを用いる場合は通常5MPa以下である。
反応時間は触媒比によって異なるが1〜100時間、通常は2〜50時間である。
反応終了後は反応液をろ過するなどの簡単な手法により、触媒である固相に担持されたルテニウム錯体と還元された目的物の反応液とを分離することができる。また、ろ過などにより分離された固相担持ルテニウム錯体はそのまま次の反応へ再利用することができる。触媒を除いた後の反応液は、蒸留、抽出、クロマトグラフィー、再結晶などの一般的操作により、生成した生成物又は光学活性体を分離、精製することができる。
また、本発明の還元反応においては、触媒である固相に担持されたルテニウム錯体をカラムに充填し、基質を送液することにより連続フロー反応を行うことができる。基質、水素供与体及び溶媒をHPLCポンプ等定量ポンプにて上記した反応温度に保ったカラムに送液することで、触媒分離操作が必要なく、有機化合物を還元して還元生成物を製造することができる。反応条件は、上記と同様である。
反応操作としては、例えば、基質、溶媒、塩基、および水素供与体を混合し、混合液をカラムに送液することにより、反応させることができる。また、水素供与体が水素ガスの場合は、基質、溶媒、および塩基を混合し、混合液をカラムに送液するとともに、水素ガスをカラムに通すことにより反応させることができる。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
以下の実施例等における錯体の同定及び純度決定に用いたNMRスペクトルは、バリアンテクノロジージャパンリミテッド製Mercury Plus 300 4N型装置又は、Bruker BioSpin Avance III 500 Systemで測定した。GC分析は、Chirasil−DEX CB(0.25mm×25m,0.25μm)(バリアン社製)又は、HP−1(0.32mm×30m,0.25μm)(アジレント・テクノロジー社製)を使用した。また、MS測定は日本電子社製のJMS−T100GCV又は島津製作所社製のLCMS−IT−TOFを使用した。
また、実施例中の記号は以下の意味を表す。
Ph:フェニル
DPEN:1,2−ジフェニルエチレンジアミン
DIPEA:ジイソプロピルエチルアミン
Ts:トシル
Et3N:トリエチルアミン
Me:メチル
2−MeOEtOH:2−メトキシエタノール
PS:ポリスチレン
HFIP:1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール
THF:テトラヒドロフラン
[実施例1] (1R,2R)-N1-(2-((4-メチルシクロヘキサ-1,4-ジエニル)メトキシ)エチル)-1,2-ジフェニルエタン-1,2-ジアミン(化合物2)の合成
Figure 0006689750

300mL4つ口反応フラスコに三方コック、スターラーバー及び温度計を取り付け、内部を窒素置換した。この反応フラスコに、窒素気流下にて(R,R)−DPEN 5.0g(23.5mmol)、化合物1の20重量%トルエン溶液30.38g(18.8mmol)、Na2CO3 4.99g(47.1mmol)、DIPEA 6.09g (47.1mmol)、及びキシレン 100mLを加え、140℃のオイルバスにて11時間攪拌した。その後、水60mL及びトルエン50mLを投入し攪拌した後、静置し分液を行った。さらに有機層を水30mLにて洗浄し、有機層をエバポレーターにて濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル100%→酢酸エチル:メタノール=1:1(容量比))にて精製することにより、化合物2を4.39g(収率64.3%)得た。
1H-NMR (CDCl3, 300MHz): δ 7.30-7.10(m, 10H), 5.62 (m, 1H), 5.45 (m, 1H), 4.00 (d, 1H), 3.80 (m, 2H), 3.78 (d, 1H), 3.50-3.38 (m, 2H), 2.70-2.50 (m, 6H), 2.45-2.25 (brs, 3H), 1.70 (s, 3H);
[実施例2] N-((1R,2R)-2-(2-((4-メチルシクロヘキサ-1,4-ジエニル)メトキシ)エチルアミノ)-1,2-ジフェニルエチル)-4-(2-(トリメトキシシリル)エチル)ベンゼンスルホンアミド(化合物4)の合成
Figure 0006689750
300mL4つ口反応フラスコに三方コック、スターラーバー及び温度計を取り付け、内部を窒素置換した。この反応フラスコに、窒素気流下にて実施例1で得られた化合物2を4.39g (12.1mmol)、クロロホルム 60mL、及びトリエチルアミン 2.45g (24.2mmol)を投入して攪拌し、化合物3の50重量%塩化メチレン溶液7.86g(12.1mmol)を滴下した。室温にて2時間攪拌した後、反応液に水を加えて攪拌、洗浄し、得られたクロロホルム層をエバポレーターにて溶媒を除去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:1 (容量比)→ 2:1)にて精製することにより化合物4を4.0g(収率50.8%)得た。
1H-NMR (CDCl3, 300MHz): δ 7.40 (d, 2H), 7.20-6.85 (m, 8H), 5.63 (m, 1H), 5.43 (m, 1H), 4.41 (d, 1H), 3.90 (m, 1H), 3.80 (m, 1H), 3.59 (s, 9H), 3.60-3.40 (m, 2H), 3.75-3.60 (m, 2H), 3.60 (brs, 2H), 1.70 (s, 3H), 0.95-0.85 (m, 2H);
[実施例3] ルテニウムダイマー錯体(化合物5)の合成
Figure 0006689750
100mLナスフラスコに実施例2で得られた化合物4を0.26g (0.4mmol)、RuCl3・3H2O 70mg (0.267mmol)、及び2−MeOEtOH 7mLを投入し、窒素置換した後110℃のオイルバスで1時間攪拌したところ、反応液が赤色となりルテニウムが錯化したことが確認された。
[実施例4] シリカゲル担持ルテニウムダイマー錯体(化合物6A)(式(3)の固相担持ルテニウム錯体)の合成
Figure 0006689750
実施例3で得られた化合物5の2−MeOEtOH溶液に、シリカゲル(関東化学社製、中性・球状 63-210μm)7.6gを加え攪拌した後、エバポレーターにて溶媒を回収した。得られた砂状固体のうち3gをDean−Sterk還流器を備え付けた200mLナスフラスコにとり、トルエン50mLを加え、140℃のオイルバスにて留出する水とメタノールを抜き出しながら2時間加熱した。その後常温まで冷却し、桐山ロートにて固体をろ取し、トルエン30mL、続いてメタノール30mLにて固体を洗浄した。得られた固体を減圧下乾燥することにより、本発明のシリカゲルに担持されたルテニウムダイマー錯体(化合物6A)を得た。
[実施例5] シリカゲル担持ルテニウムダイマー錯体(化合物6A)を用いたアセトフェノンの還元反応
Figure 0006689750
15mLシュレンク管に実施例4で得られた化合物6A 0.41g (モノマー錯体に換算すると0.01mmol)、アセトフェノン 0.6g (5.0mmol)、及びギ酸トリエチルアミン(5:2(モル比))共沸物2.5mLを加え、窒素置換した後60℃にて反応を開始した。アセトフェノンに対するギ酸の量は、9倍モル量であった。
反応時間1時間、2時間、及び5時間後の転化率及び光学純度をGCにて測定した。結果は表1の通りである。
反応終了後の溶液に酢酸エチル5mLを加えた後、桐山ロートにて固体触媒をろ取し、本発明の固相担持ルテニウム錯体を回収した。
回収した固相担持ルテニウム錯体を用いて、1回目と同様の操作で2回目の反応を行った。反応時間1時間、2時間、及び5時間後の転化率及び光学純度は表1の通りである。反応終了後、1回目と同様の操作により、本発明の固相担持ルテニウム錯体を回収した。
2回目の反応に使用した後回収した固相担持ルテニウム錯体を用いて、1回目と同様の操作で3回目の反応を行った。反応時間1時間、2時間、及び7時間後の転化率及び光学純度は表1の通りである。
Figure 0006689750
このように、本発明のシリカゲル担持ルテニウム錯体は、S/C=約500の触媒量で、2回の回収を行った後の3回目の反応の7時間後においても、転化率が90%を超えていた。よって、本発明の固相担持ルテニウム錯体は、ルテニウム錯体が固相担体にしっかりと担持されており、回収後の再利用に関しても高い触媒活性を維持しているということがわかった。
[実施例6] シリカゲル担持ルテニウムダイマー錯体(化合物6B)(式(3)の固相担持ルテニウム錯体)の合成
Figure 0006689750
実施例3で得られた化合物5の2−MeOEtOH溶液に、シリカゲル(関東化学社製、中性・球状 40-50μm)7.6gを加え攪拌した後、エバポレーターにて溶媒を回収した。得られた砂状固体のうち3gをDean−Sterk還流器を備え付けた200mLナスフラスコにとり、トルエン50mLを加え、140℃のオイルバスにて留出する水とメタノールを抜き出しながら2時間加熱した。その後常温まで冷却し、桐山ロートにて固体をろ取し、トルエン30mL、続いてメタノール30mLにて固体を洗浄した。得られた固体を減圧下乾燥することにより、本発明のシリカゲルに担持されたルテニウムダイマー錯体(化合物6B)を得た。
[実施例7] シリカゲル担持ルテニウムダイマー錯体(化合物6B)を用いたアセトフェノンの還元反応
Figure 0006689750
実施例6で得られた化合物6Bを用い、反応時間を以下の表2の通りに変更する以外は、実施例5と同様に反応及び触媒回収を行った。
Figure 0006689750
本発明のシリカゲル担持ルテニウム錯体は、S/C=約500の触媒量で、2回の回収を行った後の3回目の反応の5時間後においても、転化率が90%を超えていた。よって、本発明の固相担持ルテニウム錯体は、ルテニウム錯体が固相担体にしっかりと担持されており、回収後の再利用に関しても高い触媒活性を維持しているということがわかった。
[実施例8] 化合物8Aの合成
Figure 0006689750
100mLシュレンク管に、スルホニルクロリド官能基を持つポリスチレンビーズ(化合物7)(Aldrich社製、1.9mmol/g)1.0g (1.9mmol)、(R,R)−DPEN 0.807g (3.8mmol)、トリエチルアミン 0.77g (7.6mmol)、及びクロロホルム 10mLを投入し、窒素置換した後、50℃のオイルバスにて2.5時間攪拌した。その後、反応液を常温まで冷却し、桐山ロートでろ過し、クロロホルムで固体を洗浄し、減圧乾燥することにより化合物8Aを1.33g(収率100%(重さ換算))得た。
[実施例9] 化合物9Aの合成
Figure 0006689750
100mLシュレンク管に、実施例8で得られた化合物8A 0.5g(0.95mmol)、化合物1の20重量%トルエン溶液 1.91g (1.187mmol)、DIPEA 0.245g (1.9mmol)、及びキシレン 10mLを加え140℃のオイルバスにて9時間攪拌した。その後、反応液を常温まで冷却し、桐山ロートでろ過し、トルエン10mL、クロロホルム10mLで固体を洗浄し、減圧乾燥することにより化合物9Aを0.66g(収率99%(重さ換算))得た。
[実施例10] ポリスチレン担持ルテニウムダイマー錯体(化合物10A)(式(3)の固相担持ルテニウム錯体)の合成
Figure 0006689750
50mLナスフラスコに実施例9で得た化合物9Aを0.2g (0.38mmol)、RuCl3・3H2O 99.35mg(0.38mmol)、2−MeOEtOH 5mL、及び水 1mLを加え、内部を窒素置換した後、110℃のオイルバスにて2時間反応させた。反応液を室温まで冷却し、桐山ロートでろ過し、得られた固体をメタノール20mLで洗浄した後、減圧乾燥することにより本発明の固相担持ルテニウム錯体である化合物10Aを0.211g得た。
[実施例11] ポリスチレン担持ルテニウムダイマー錯体(化合物10A)を用いたアセトフェノンの還元反応
Figure 0006689750
15mLシュレンク管に実施例10で得られた化合物10A 13.15mg (モノマー錯体に換算すると0.005mmol)、アセトフェノン 0.3g (2.5mmol)、及びギ酸トリエチルアミン(5:2(モル比))共沸物1.25mLを加え、窒素置換した後60℃にて反応を開始した。アセトフェノンに対するギ酸の量は、9倍モル量であった。反応2時間後に転化率と光学純度を測定したところ、転化率20.4%、光学純度94.3%eeであった。そのまま反応を継続して、反応時間9時間で転化率と光学純度を測定したところ、転化率93.8%、光学純度95.7%eeであった。
[実施例12] 化合物9Bの合成
Figure 0006689750
50mLナスフラスコに、スルホニルクロリド官能基を持つポリスチレンビーズ(化合物7)(Aldrich社製、1.9mmol/g)0.5g (0.95mmol)、実施例1で得られた化合物2 0.516g (1.425mmol)、トリエチルアミン 0.29g (2.85mmol)、及びクロロホルム 20mLを投入し、窒素置換した後、50℃のオイルバスにて2時間攪拌した。その後、反応液を常温まで冷却し、桐山ロートでろ過し、クロロホルムで固体を洗浄し、減圧乾燥することにより化合物9Bを0.935g得た。
[実施例13] ポリスチレン担持ルテニウムダイマー錯体(化合物10B)(式(3)の固相担持ルテニウム錯体)の合成
Figure 0006689750
50mLナスフラスコに実施例12で得た化合物9B 0.2g (0.38mmol)、RuCl3・3H2O 99.35mg(0.38mmol)、及び2−MeOEtOH 5mLを加え、内部を窒素置換した後、110℃のオイルバスにて2時間反応させた。反応液を室温まで冷却し、桐山ロートでろ過し、得られた固体をメタノール20mLで洗浄した後、減圧乾燥することにより本発明の固相担持ルテニウム錯体である化合物10Bを0.240g得た。
[実施例14] ポリスチレン担持ルテニウムダイマー錯体(化合物10B)を用いたアセトフェノンの還元反応
Figure 0006689750
15mLシュレンク管に実施例13で得られた化合物10B 13.2mg (モノマー錯体に換算すると0.005mmol)、アセトフェノン 0.3g (2.5mmol)、及びギ酸トリエチルアミン(5:2(モル比))共沸物1.25mLを加え、窒素置換した後60℃にて反応を開始した。アセトフェノンに対するギ酸の量は、9倍モル量であった。
反応時間3時間及び5時間後の転化率及び光学純度は次表3の通りである。
反応終了後の溶液に酢酸エチル5mLを加えた後、反応液の上澄みの液をシリンジで抜き取り、シュレンク管内に残った固体触媒に1回目の反応と同様にして新たな基質とギ酸トリエチルアミン(5:2)共沸物を加えて2回目の反応を行った。反応時間1時間及び3時間後の転化率及び光学純度は次表3の通りである。
反応終了後、1回目と同様の操作により反応液を抜き取り、シュレンク管内に残った固体触媒に1回目の反応と同様にして新たな基質とギ酸トリエチルアミン共沸物を加えて3回目の反応を行った。反応時間1時間及び4時間後の転化率及び光学純度は次表3の通りである。
Figure 0006689750
本発明のシリカゲル担持ルテニウム錯体は、S/C=約500の触媒量で、2回の回収を行った後の3回目の反応の4時間後においても、転化率が90%を超えていた。よって、本発明の固相担持ルテニウム錯体は、ルテニウム錯体が固相担体にしっかりと担持されており、回収後の再利用に関しても高い触媒活性を維持しているということがわかった。
[実施例15] (1R,2R)-N1-(5-(4-メチルシクロヘキサ-1,4-ジエニル)ペンチル)-1,2-ジフェニルエタン-1,2-ジアミン(化合物12)の合成
Figure 0006689750
200mL4つ口反応フラスコに三方コック、スターラーバー及び温度計を取り付け、内部を窒素置換した。この反応フラスコに、窒素気流下にて(R,R)−DPEN 10.0g(47.1mmol)、化合物11 6.04g(18.8mmol)、Na2CO3 9.98g(94.2mmol)、DIPEA 12.17g (94.2mmol)、及びキシレン 200mLを加え、140℃のオイルバスにて10時間攪拌した。その後、反応液をエバポレーターにて濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1 (容量比)→ 酢酸エチル:メタノール=10:1)にて精製することにより、化合物12を3.01g(収率44.3%)得た。
1H-NMR (CDCl3, 300MHz): δ 7.38-7.10 (m, 10H), 5.60-5.30 (m, 2H), 4.22-4.04 (m, 1H), 3.85-3.70 (m, 1H), 2.78-2.16 (m, 9H), 2.08 (s, 1H), 2.03-1.92 (m, 1H), 1.90 (t, 2H), 1.78 (s, 1H), 1.65 (s, 2H) 1.58-1.20 (m, 4H);
[実施例16] N-((1R,2R)-2-(5-(4-メチルシクロヘキサ-1,4-ジエニル)ペンチルアミノ)-1,2-ジフェニルエチル)-4-(2-(トリメトキシシリル)エチル)ベンゼンスルホンアミド(化合物13)の合成
Figure 0006689750
100mL4つ口反応フラスコに三方コック、スターラーバー及び温度計を取り付け、内部を窒素置換した。この反応フラスコに、窒素気流下にて化合物12を1.0g (2.77mmol)、クロロホルム 14mL、及びトリエチルアミン 0.56g (5.54mmol)を投入して攪拌し、化合物3の50重量%塩化メチレン溶液1.98g(3.05mmol)を滴下した。室温にて2時間攪拌した後、水を加えて攪拌、洗浄し、得られたクロロホルム層をエバポレーターにて溶媒を除去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=4:1)にて精製することにより、化合物13を0.72g(収率40.1%)得た。
1H-NMR (CDCl3, 300MHz): δ 7.62 (d, 1H), 7.50-6.78 (m, 14H), 5.56-5.20 (m, 2H), (m, 1H), 3.60 (s, 9H), 3.10-2.18 (m, 9H), 2.10-1.56 (m, 9H), 1.45-1.20 (m, 4H), 1.05-0.80 (m, 2H);
[実施例17] ルテニウムダイマー錯体(化合物14)の合成
Figure 0006689750
100mL枝つきフラスコに実施例16で得られた化合物13を0.24g (0.37mmol)、RuCl3・3H2O 65.6mg (0.251mmol)、及び2−MeOEtOH 7mLを投入し、窒素置換した後、110℃のオイルバスで2時間攪拌したところ、反応液が赤色となりルテニウムが錯化したことが確認された。
[実施例18] シリカゲル担持ルテニウムダイマー錯体(化合物15A)(式(3)の固相担持ルテニウム錯体)の合成
Figure 0006689750
実施例17で得られた化合物14の2−MeOEtOH溶液にシリカゲル(関東化学社製、中性・球状 40-50μm)10.28gを加え攪拌した後、エバポレーターにて溶媒を回収した。得られた砂状固体のうち3gをDean−Sterk還流器を備え付けた200mLナスフラスコにとり、トルエン50mLを加え、140℃のオイルバスにて留出する水とメタノールを抜き出しながら2時間加熱した。その後常温まで冷却し、桐山ロートにて固体をろ取し、トルエン30mL、続いてメタノール30mLにて固体を洗浄した。得られた固体を減圧下乾燥することにより、本発明のシリカゲルに担持されたルテニウムダイマー錯体(化合物15A)を得た。
[実施例19] シリカゲル担持ルテニウムダイマー錯体(化合物15A)を用いたアセトフェノンの還元反応
Figure 0006689750
実施例18で得られた化合物15Aを用い、反応時間を以下の表4の通りに変更する以外は、実施例5と同様に反応及び触媒回収を行った。
Figure 0006689750
本発明のシリカゲル担持錯体は、S/C=約500の触媒量で、2回の回収を行った後の3回目の反応の5時間後においても、転化率が90%を超えていた。よって、本発明の固相担持ルテニウム錯体は、ルテニウム錯体が固相担体にしっかりと担持されており、回収後の再利用に関しても高い触媒活性を維持しているということがわかった。
[実施例20] シリカゲル担持ルテニウムモノマー錯体(化合物6B’)(式(1)の固相担持ルテニウム錯体)の合成
Figure 0006689750
100mLナスフラスコに、実施例6で得られた化合物6Bを1.0g(モノマー錯体に換算すると0.012mmol)とり、トリエチルアミン 0.26g(0.1mmol)、及びクロロホルム 10mLを加え、内部を窒素置換した後、40℃のオイルバスにて2時間攪拌した。その後反応液を常温まで冷却し、桐山ロートにて固体をろ取し、クロロホルム30mL、続いてメタノール30mLにて固体を洗浄した。得られた固体を減圧下乾燥することにより、本発明のシリカゲルに担持されたルテニウムモノマー錯体(化合物6B’)を得た。
[実施例21] シリカゲル担持ルテニウムモノマー錯体(化合物6B’)を用いたアセトフェノンの還元反応
Figure 0006689750

15mLシュレンク管に実施例20で得られ化合物6B ’0.41g (0.01mmol)、アセトフェノン 0.6g (5.0mmol)、及びギ酸トリエチルアミン(5:2(モル比))共沸物2.5mLを加え、窒素置換した後60℃にて5時間反応を行った。アセトフェノンに対するギ酸の量は、9倍モル量であった。GCにて転化率と光学純度を測定したところ、97.8% conv.、96.8% eeであった。
[実施例22] ポリスチレン担持ルテニウムモノマー錯体(化合物10B’)(式(1)の固相担持ルテニウム錯体)の合成
Figure 0006689750
100mLナスフラスコに、実施例13で得られた化合物10B 0.132g(モノマー錯体に換算すると0.05mmol)をとり、トリエチルアミン 0.26g(0.1mmol)、及びクロロホルム 5mLを加え、内部を窒素置換した後、40℃のオイルバスにて2時間攪拌した。その後常温まで冷却し、桐山ロートにて固体をろ取し、クロロホルム10mL、続いてメタノール10mLにて固体を洗浄した。得られた固体を減圧下乾燥することにより、本発明のポリスチレンに担持されたルテニウムモノマー錯体(化合物10B’)を得た。
[実施例23] ポリスチレン担持ルテニウムモノマー錯体(化合物10B’)を用いたアセトフェノンの還元反応
Figure 0006689750
15mLシュレンク管に実施例22で得られた化合物10B ’13.2mg (0.005mmol)、アセトフェノン 0.3g (2.5mmol)、及びギ酸トリエチルアミン(5:2(モル比))共沸物1.25mLを加え、窒素置換した後60℃にて5時間反応を行った。アセトフェノンに対するギ酸の量は、9倍モル量であった。GCにて転化率と光学純度を測定したところ、96.5% conv.、97.8% eeであった。
[実施例24] シリカゲル担持ルテニウムダイマー錯体(化合物6B)を用いたプロピオフェノンの還元反応
Figure 0006689750
15mLシュレンク管に実施例6で得られた化合物6B 0.205g (モノマー錯体に換算すると0.005mmol)、プロピオフェノン 0.335g (2.5mmol)、及びギ酸トリエチルアミン(5:2(モル比))共沸物1.25mLを加え、窒素置換した後60℃にて反応を開始した。基質に対するギ酸の量は、9倍モル量であった。
反応時間10時間後、GCにて転化率及び光学純度を測定したところ、97.6%conv.、96.9%eeであった。
[実施例25] シリカゲル担持ルテニウムダイマー錯体(化合物6B)を用いたアセチルフランの還元反応
Figure 0006689750
15mLシュレンク管に実施例6で得られた化合物6B 0.205g (モノマー錯体に換算すると0.005mmol)、アセチルフラン 0.275g (2.5mmol)、及びギ酸トリエチルアミン(5:2(モル比))共沸物1.25mLを加え、窒素置換した後60℃にて反応を開始した。基質に対するギ酸の量は、9倍モル量であった。
反応時間5時間後、GCにて転化率及び光学純度を測定したところ、100%conv.、98.4%eeであった。
[実施例26] シリカゲル担持ルテニウムダイマー錯体(化合物6B)を用いたo−メトキシアセトフェノンの還元反応
Figure 0006689750
15mLシュレンク管に実施例6で得られた化合物6B 0.205g (モノマー錯体に換算すると0.005mmol)、o−メトキシアセトフェノン 0.375g (2.5mmol)、及びギ酸トリエチルアミン(5:2(モル比))共沸物1.25mLを加え、窒素置換した後60℃にて反応を開始した。基質に対するギ酸の量は、9倍モル量であった。
反応時間10時間後、GCにて転化率及び光学純度を測定したところ、96.0%conv.、94.1%eeであった。
[実施例27] シリカゲル担持ルテニウムダイマー錯体(化合物6B)を用いたα−ヒドロキシアセトフェノンの水素化還元反応
Figure 0006689750
100mLオートクレーブに実施例6で得られた化合物6B 0.205g (モノマー錯体に換算すると0.005mmol)、及びα−ヒドロキシアセトフェノン 0.07g (0.5mmol)を加え、窒素置換した後メタノールを1.4mL加えた。水素ガスにて3.0MPaまで加圧し60℃にて反応を開始した。
反応時間8時間後、GCにて転化率及び光学純度を測定したところ、97.3%conv.、82%eeであった。
[実施例28] シリカゲル担持ルテニウムダイマー錯体(化合物6B)を用いた環状イミンの還元反応
Figure 0006689750
15mLシュレンク管に実施例6で得られた化合物6B 0.205g (モノマー錯体に換算すると0.005mmol)、上式で示す環状イミン 0.102g (0.5mmol)、及びギ酸トリエチルアミン(5:2(モル比))共沸物1.25mL、ジクロロメタン3mLを加え、窒素置換した後30℃にて反応を開始した。環状イミンに対するギ酸の量は、9倍モル量であった。
反応時間20時間後、GCにて転化率及び光学純度を測定したところ、98.0%conv.、90%eeであった。
[実施例29] シリカゲル担持ルテニウムカチオン性モノマー錯体(化合物6B’-BF4)(式(2)の固相担持ルテニウム錯体)の合成
Figure 0006689750
100mLナスフラスコに、実施例20で得られた化合物6B’を1.0g(0.012mmol)とり、AgBF4 9.3mg(0.048mmol)、メタノール 3mL、及びジクロロメタン5mLを加え、内部を窒素置換した後、40℃のオイルバスにて2時間攪拌した。その後反応液を常温まで冷却し、桐山ロートにて固体をろ取し、クロロホルム30mL、続いてメタノール30mLにて固体を洗浄した。得られた固体を減圧下乾燥することにより、本発明のシリカゲルに担持されたルテニウムカチオン性モノマー錯体(化合物6B’−BF4)を得た。
[実施例30] シリカゲル担持ルテニウムカチオン性モノマー錯体(化合物6B’−BF4)を用いた2−メチルキノリンの水素化還元反応
Figure 0006689750
100mLオートクレーブに実施例29で得られた化合物6B’−BF4 0.205g (0.005mmol)、及び2−メチルキノリン 0.07g (0.5mmol)を加え、窒素置換した後HFIPを1.4mL加えた。水素ガスにて3.0MPaまで加圧し40℃にて反応を開始した。
反応時間20時間後、GCにて転化率及び光学純度を測定したところ、95.0%conv.、91%eeであった。
[実施例31] 4-(N-((1R,2R)-2-((2-((4-メチルシクロヘキサ-1,4-ジエン-1-イル)メトキシ)エチル)アミノ)-1,2-ジフェニルエチル)スルファモイル)安息香酸(化合物16)の合成
Figure 0006689750
30mLナスフラスコに、4-クロロスルホニル安息香酸61mg(0.28mmolを加え、窒素置換した後に、THF2mLに溶解したトリエチルアミン56mg(0.56mmol)を滴下した。これを撹拌しながら氷水で0℃に冷却し、THF2mLに溶解した化合物2 100mg(0.28mmol,実施例1で合成)を滴下し、反応させた。30分後に反応を停止し、シリカゲルクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール=20:1(容量比))にて精製し、化合物16を420mg(0.768mmol,収率28%)得た。
1H-NMR (CDCl3, 300MHz): δ 8.25-7.90 (m, 14H), 6.40-6.20 (m, 1H), 5.82-4.98 (m, 2H), 4.88-4.70 (m, 1H), 4.00-3.18 (m, 5H), 2.96-2.40 (m, 4H), 2.22-1.86 (m, 2H), 1.78-1.40 (m, 4H), 0.08 (s, 1H);
[実施例32] ポリスチレン担持配位子(化合物17)の合成
Figure 0006689750
30mLナスフラスコに、実施例31で得た化合物16 202mg(0.37mmol)、1−エチル−3−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]カルボジイミド塩酸塩(EDCIと略す) 85mg(0.444mmol)、ジメチルアミノピリジン(DMAPと略す)54mg(0.444mmol)、及び塩化メチレン1mLを加え、窒素置換を行った。そののち塩化メチレンを1mL追加し、室温にて20時間撹拌した。反応停止後、桐山漏斗上で濾過し、濾過物を30mLナスフラスコに入れた。水10mLおよびクロロホルム10mLをナスフラスコへ加え、10分撹拌して洗浄した。その後、再び濾過し、メタノールにてさらに洗浄したあと乾燥し、化合物17を241mg得た。
[実施例33] ポリスチレン担持ルテニウムダイマー錯体(化合物18)(式(3)の固相担持ルテニウム錯体)の合成
Figure 0006689750
30mLナスフラスコに、実施例32で得た化合物17 0.2g(0.31mmol)、及びRuCl3・3H2O 80mg(0.31mmol)を加え、窒素置換を行った。そののち2−メトキシエタノールを5mL追加し、110℃にて2時間撹拌した。反応停止後、桐山漏斗上で濾過し、濾過物をメタノールにて洗浄したのちに乾燥し、本発明のポリスチレンに担持されたルテニウムダイマー錯体(化合物18)を192mg得た。
[実施例34] ポリスチレン担持ルテニウムダイマー錯体(化合物18)を用いたアセトフェノンの還元反応
Figure 0006689750
20mLシュレンク管に実施例33で得られた化合物18 68.7mg (モノマー錯体に換算すると0.1mmol)、アセトフェノン 0.62g (5mmol)、及びギ酸トリエチルアミン(5:2(モル比))共沸物2.5mLを加え、窒素置換した後60℃にて反応を開始した。アセトフェノンに対するギ酸の量は、9倍モル量であった。
反応時間5時間及び7時間後の転化率及び光学純度は表5の通りである。
反応終了後の溶液に酢酸エチル5mLを加えた後、桐山ロートにて固体触媒をろ取し、本発明の固相担持ルテニウム錯体を回収した。
回収した固相担持ルテニウム錯体を用いて、1回目と同様の操作で2回目の反応を行った。反応時間5時間及び7時間後の転化率及び光学純度は表5の通りである。
Figure 0006689750
本発明のポリスチレン担持錯体は、S/C=約50の触媒量で、1回の回収を行った後の2回目の反応の5時間後においても反応が進行し、光学純度が90%を超えていた。よって、本発明の固相担持ルテニウム錯体は、ルテニウム錯体が固相担体にしっかりと担持されているということがわかった。
[実施例35] シリカゲル担持ルテニウムダイマー錯体(化合物6B)をカラム充填した連続フロー式アセトフェノンの還元反応
実施例6で得られた化合物6B 2.5g (モノマー錯体に換算すると0.06 mmol)をメタノールに懸濁させパッカー経由でカラムに投入した後、HPLCポンプにてメタノールを送液して圧力が一定になったところで充填を終了とした。次にこのカラムを60℃のカラムオーブンに入れ、アセトフェノン6ml(51.4mmol)、ギ酸トリエチルアミン(5:2(モル比))共沸物25ml、及びメタノール125mlの混合溶液をHPLCポンプを用いて0.05ml/minの流速で連続送液した。アセトフェノンに対するギ酸の量は、約3.6倍モル量であった。
反応開始2時間で転化率は100%、選択率97% eeであった。そのまま連続10時間送液しカラムを通過した反応液を1時間毎にGCにて分析した結果、何れも転化率100% 選択率97% eeであった。

Claims (10)

  1. 一般式(1)で表される固相担持ルテニウム錯体
    Figure 0006689750

    (式中、*は不斉炭素原子を示す。
    2及びR3は、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基;炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、および、ハロゲン原子から選択される置換基を有していてもよいフェニル基;又は炭素数1〜10のアルキル基から選択される置換基を有していてもよい炭素数3〜8のシクロアルキル基を示す。R2及びR3は、一緒になって環を形成してもよい。
    11、R12、R13、R14、及びR15は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を示す。
    16、R17、R18、及びR19は、それぞれ独立して、水素原子、ヒドロキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を示す。R16及びR17は、R16とR17とこれらが結合している炭素原子とでカルボニル基を形成してもよい。
    18及びR19は、R18とR19とこれらが結合している炭素原子とでカルボニル基を形成してもよい。
    Zは、酸素原子又はメチレン(−CH2−)を示す。
    1は1又は2を、n2は1〜3の整数を示す。
    Yは水素原子を示す。
    Xは、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、p−トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、水素原子、又はハロゲン原子を示す。
    j及びkは、それぞれ独立して、0又は1を示すが、j+kが1になることはない。
    Aは、置換基を有してもよい直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜20のアルキレン基、置換基を有してもよい炭素数3〜20のシクロアルキレン基、置換基を有してもよい炭素数6〜20のアリーレン基、置換基を有してもよい複素環基、酸素原子、硫黄原子、
    Figure 0006689750
    (A1)
    (式中、Ra及びRbは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基を表す)、および
    Figure 0006689750
    (A2)
    (式中、Rcは、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基を表す)
    から選択される二価の基、または、これらの二価の基が複数結合して形成された基を表す。なお、式(A1)及び式(A2)の結合部分は、どちらがB側になってもよい。
    Bは、
    Figure 0006689750
    (B1)
    (式中、Rd及びReは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す)、
    Figure 0006689750
    (B2)
    (式中、Rfは、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表す)、
    Figure 0006689750
    (B3)、
    酸素原子、又は、硫黄原子を表す。なお、式(B1)、式(B2)及び式(B3)の結合部分は、どちらがD側になってもよい。
    Dは固相担体を示す。
    p、qは、それぞれ独立して、0又は1を表す。)
  2. 一般式(2)で表わされる固相担持ルテニウム錯体。
    Figure 0006689750
    (式中、*は不斉炭素原子を示す。
    2、R3、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、Z、n1、n2、Y、A、B、D、p、及びqは、請求項1で定義した通りであり、Q-はカウンターアニオンを示す。)
  3. 一般式(3)で表わされる固相担持ルテニウム錯体。
    Figure 0006689750
    (式中、*は不斉炭素原子を示す。
    2、R3、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、Z、n1、n2、Y、A、B、D、p、及びqは、請求項1で定義した通りであり、Vはハロゲン原子を示す。)
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の固相担持ルテニウム錯体及び水素供与体の存在下で、有機化合物を還元することを特徴とする還元生成物を製造する方法。
  5. 請求項1〜3のいずれかに記載の固相担持ルテニウム錯体及び水素供与体の存在下、カルボニル化合物のカルボニル基を還元することを特徴とする光学活性アルコールの製造方法。
  6. 請求項1〜3のいずれかに記載の固相担持ルテニウム錯体及び水素供与体の存在下、イミン化合物のイミノ基を還元することを特徴とする光学活性アミンの製造方法。
  7. 水素供与体が、ギ酸、ギ酸アルカリ金属塩及び水酸基置換炭素のα位炭素原子に水素原子を有するアルコールの中から選ばれる請求項4〜6のいずれかに記載の製造方法。
  8. 水素供与体が、水素である請求項4〜6のいずれかに記載の製造方法。
  9. 請求項1〜3のいずれかに記載の固相担持ルテニウム錯体を含む、ギ酸を水素供与体とする水素移動型還元反応用触媒、又は、水素を水素供与体とする水素化還元用触媒。
  10. 斉還元用触媒である請求項9に記載のギ酸を水素供与体とする水素移動型還元反応用触媒、又は、水素を水素供与体とする水素化還元用触媒。
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