JP7267932B2 - キラル金属錯体化合物 - Google Patents

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Description

本発明は、下記式：
Figure 0007267932000001
の新規なキラル金属錯体化合物〔式中、Ｍ、ＰＲ２、Ｒ３及びＲ４は、以下に定義するとおりである〕、及び中性錯体として又は適切な対イオンとの錯体カチオンとしての形態のその立体異性体に関する。
本発明はまた、キラル金属錯体を調製するためのプロセス、及び不斉反応、特に、Ｃ＝Ｘ二重結合、すなわち、ケトン類（Ｃ＝Ｏ）、α－若しくはβ－ケトエステル類（α：－（Ｃ＝Ｏ）－（Ｃ＝Ｏ）－ＯＲ）若しくはβ：－（Ｃ＝Ｏ）－ＣＲ２－（Ｃ＝Ｏ）－ＯＲ）、イミン（－Ｃ＝Ｎ－Ｒ）又はオキシム類（－Ｃ＝Ｎ－ＯＨ）の不斉還元でのその使用に関する。
不斉反応（例えば不斉水素化における）のための触媒分野における研究は、白金族金属触媒から離れて、環境に優しい非白金族金属触媒へと移行していく傾向がある。（Ｐ．Ｇ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ ｅｔ ａｌ．、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１７、１３９、１３４６（非特許文献１）；Ｒ．Ｈ．Ｍｏｒｒｉｓｅｔ ａｌ．、ＡＣＳ Ｃａｔａｌ．２０１７、７、３１６（非特許文献２））。
Ｐ．Ｇ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ ｅｔ ａｌ．、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１７、１３９、１３４６ Ｒ．Ｈ．Ｍｏｒｒｉｓｅｔ ａｌ．、ＡＣＳ Ｃａｔａｌ．２０１７、７、３１６
本発明の目的は、環境に優しく、かつ高いエナンチオ選択性及び転化率を示すキラル金属錯体触媒を提供することである。
この目的は、下記式の新規なキラル金属錯体化合物、及び中性錯体として又は適切な対イオンとの錯体カチオンとしての形態のその立体異性体を用いて達成することができる：
Figure 0007267932000002
式中、
Figure 0007267932000003
は、破線の結合（ａ）又はくさび形の結合（ｂ）
Figure 0007267932000004
のいずれかを示し、
Ｍは、周期律のマンガン族又は鉄族から選択される金属であり、
ＰＲ２は、
Figure 0007267932000005
であり、
式中、Ｒ５及びＲ６は、互いに独立して、Ｃ１－４－アルキル若しくはアリールであるか；又は
Figure 0007267932000006
であり、
式中、Ｒ７及びＲ８は、互いに独立して、Ｃ１－４－アルキルであり、
Ｒ３は、ＣＯ、ハロゲン又は水素であり、かつ
Ｒ４は、ＣＯ、ハロゲン又はＨ－ＢＨ３である。
[本発明1001]
下記式のキラル金属錯体化合物：
Figure 0007267932000007
式中、
Figure 0007267932000008
は、破線の結合（ａ）又はくさび形の結合（ｂ）
Figure 0007267932000009
のいずれかを示し、
Ｍは、周期律のマンガン族又は鉄族から選択される金属であり、
ＰＲ 2 は、
Figure 0007267932000010
であり、
式中、Ｒ 5 及びＲ 6 は、互いに独立して、Ｃ 1－4 －アルキル若しくはアリールであるか；又は
Figure 0007267932000011
であり、
式中、Ｒ 7 及びＲ 8 は、互いに独立して、Ｃ 1－4 －アルキルであり、
Ｒ 3 は、ＣＯ、ハロゲン又は水素であり、かつ
Ｒ 4 は、ＣＯ、ハロゲン又はＨ－ＢＨ 3 である。
[本発明1002]
下記式のキラル金属錯体化合物、及び中性錯体として又は適切な対イオンとの錯体カチオンとしての形態のその立体異性体：
Figure 0007267932000012
式中、
Figure 0007267932000013
は、破線の結合（ａ）又はくさび形の結合（ｂ）
Figure 0007267932000014
のいずれかを示し、
Ｍは、周期律のマンガン族又は鉄族から選択される金属であり、
ＰＲ 2 は、
Figure 0007267932000015
であり、
式中、Ｒ 5 及びＲ 6 は、互いに独立して、Ｃ 1－4 －アルキル又若しくはアリールであるか；又は
Figure 0007267932000016
であり、
式中、Ｒ 7 及びＲ 8 は、互いに独立して、Ｃ 1－4 －アルキルであり、
Ｒ 3 は、ＣＯ又は水素であり、
Ｒ 4 は、ＣＯ又はＨ－ＢＨ 3 である。
[本発明1003]
前記金属Ｍは、周期律のマンガン族又は鉄族から選択される、本発明1001又は1002のキラル金属錯体化合物。
[本発明1004]
前記金属Ｍは、マンガン又は鉄から選択される、本発明1001～1003のいずれかのキラル金属錯体化合物。
[本発明1005]
ＰＲ 2 は、式ＩＩａ1
Figure 0007267932000017
の配位子であり、式中、
Figure 0007267932000018
、Ｒ 5 及びＲ 6 は、上述のとおりであるが、Ｒ 5 及びＲ 6 は、好ましくは、Ｃ 1－4 －アルキルである、本発明1001～1004のいずれかのキラル金属錯体化合物。
[本発明1006]
ＰＲ 2 は、式ＩＩａ2’又はＩＩａ2”
Figure 0007267932000019
の配位子であり、
式中、Ｒ 5 及びＲ 6 は、上述のとおりであるが、好ましくはＣ 1－4 －アルキルである、本発明1001～1005のいずれかのキラル金属錯体化合物。
[本発明1007]
式Ｉａ
Figure 0007267932000020
を有し、式中、Ｍ、ＰＲ 2 、Ｒ 3 及びＲ 4 は、中性錯体として又は適切な対イオンとの錯体カチオンとしての形態において、上述のとおりである、本発明1001～1006のいずれかのキラル金属錯体化合物。
[本発明1008]
式Ｉｂ
Figure 0007267932000021
を有し、式中、ＰＲ 2 、Ｒ 3 及びＲ 4 は、中性錯体として又は適切な対イオンとの錯体カチオンとしての形態において、上述のとおりである、本発明1001～1007のいずれかのキラル金属錯体化合物。
[本発明1009]
式Ｉｃ
Figure 0007267932000022
を有し、式中、ＰＲ 2 、Ｒ 3 及びＲ 4 は、上述のとおりである、本発明1001～1007のいずれかのキラル金属錯体化合物。
[本発明1010]
式中、ＰＲ 2 は、上述のとおりであり、Ｘは、ハロゲン又は擬ハロゲンである、下記式：
Figure 0007267932000023
の、本発明1001～1008のいずれかのキラル金属錯体化合物。
[本発明1011]
式中、ＰＲ 2 は、上述のとおりである、下記式：
Figure 0007267932000024
の、本発明1001～1007及び1009のいずれかのキラル金属錯体化合物。
[本発明1012]
下記式：
Figure 0007267932000025
の、本発明1001～1008及び1010のいずれかのキラル金属錯体化合物。
[本発明1013]
下記式：
Figure 0007267932000026
の、本発明1001～1007、1009及び1011のいずれかのキラル金属錯体化合物。
[本発明1014]
式Ｉのキラル金属錯体化合物を調製するための方法であって、式ＩＩＩ
Figure 0007267932000027
のビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体〔式中、ＰＲ 2 は、上述のとおりである〕と金属塩との反応を含む、方法。
[本発明1015]
式Ｉｄ
Figure 0007267932000028
のキラル金属錯体化合物〔式中、ＰＲ 2 は、上述のとおりである〕を調製するための方法であって、式ＩＩＩ
Figure 0007267932000029
のビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体〔式中、ＰＲ 2 は、上述のとおりである〕と、Ｍｎ（ＣＯ） 5 Ｘ － 〔式中、Ｘ － は、ハロゲン又は擬ハロゲン、好ましくはハロゲンである〕との反応を含む、方法。
[本発明1016]
式Ｉｅ
Figure 0007267932000030
のキラル金属錯体化合物〔式中、ＰＲ 2 は、上述のとおりである〕を調製するための方法であって、
式ＩＩＩ
Figure 0007267932000031
のビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体〔式中、ＰＲ 2 は、上述のとおりである〕と、ＦｅＸ 2 〔式中、Ｘはハロゲンである〕との反応、および一酸化炭素との反応により、式ＩＶ
Figure 0007267932000032
の鉄錯体中間体〔式中、ＰＲ 2 は、上述のとおりであり、Ｘはハロゲンである〕を形成すること、ならびに
次いで、適切なヒドリド形成剤を用いて式Ｉｅのキラル金属錯体化合物へ変換すること
を含む、方法。
[本発明1017]
式ＩＶのキラル鉄錯体中間体：
Figure 0007267932000033
式中、ＰＲ 2 は、上述のとおりであり、Ｘはハロゲンである。
[本発明1018]
不斉反応の触媒作用における、本発明1001～1013のいずれかのキラル金属錯体化合物の使用。
[本発明1019]
前記不斉反応が、不斉還元、特に、Ｃ＝Ｘ二重結合、すなわち、ケトン類、ケトエステル類、イミン類、又はオキシム類の不斉還元である、本発明1018の使用。
他の意味であると定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載するのと同様又は等価な方法及び材料を、本発明の実施又は試験に使用することができるが、適切な方法及び材料を以下に記載する。
「キラル」との用語は、その鏡像と重ね合わせることができない能力を示し、一方、「アキラル」との用語は、その鏡像と重ね合わせることが可能な実施形態を指す。キラル分子は、光学的に活性であり、すなわち、キラル分子は、面偏光の面を回転させる能力を有する。化学構造にキラル中心が存在する場合はいつでも、そのキラル中心に関連する全ての立体異性体が、本発明に包含されることが意図される。
「キラル」との用語は、その分子が、光学的に純粋なエナンチオマー、エナンチオマー混合物、光学的に純粋なジアステレオマー、又はジアステレオマー混合物の形態で存在し得ることを意味する。
本発明の好ましい実施形態では、「キラル」との用語は、光学的に純粋なエナンチオマー又は光学的に純粋なジアステレオマーを示す。
「立体異性体」との用語は、同一の分子結合及び結合多様性を有するが、その原子の空間内での配置が異なる化合物を示す。
「ジアステレオマー」との用語は、２つ以上のキラリティ中心を有し、その分子が互いに鏡像体ではない立体異性体を示す。ジアステレオマーは、融点、沸点、スペクトル特性及び反応性などの異なる物理特性を有する。
「エナンチオマー」との用語は、互いに重ね合わせることができない鏡像体である、ある化合物の２つの立体異性体を示す。
本明細書で示される構造式において、破線の結合（ａ）は、置換基が紙面より下にあることを示し、くさび形の結合（ｂ）は、置換基が紙面より上にあることを示す。
Figure 0007267932000034
らせん形の結合（ｃ）は、両方の選択肢（すなわち、破線の結合（ａ）又はくさび形の結合（ｂ）のいずれか）を示す。
Figure 0007267932000035
「Ｃ－１－４－アルキル」との用語は、１～４個の炭素原子の一価の直鎖又は分枝鎖の飽和炭化水素基を示す。Ｃ１－４－アルキルの例としては、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－ブチル又はｔｅｒｔ－ブチルが挙げられる。
「ハロゲン」との用語は、フルオロ、クロロ、ブロモ、又はヨードを示す。
「擬ハロゲン」との用語は、その化学がハロゲンに似ている、ハロゲン類似のものを示す。擬ハロゲンの例は、シアノ、イソシアニド、シアネート又はイソシアネートである。
「アリール」との用語は、場合により置換されていてもよい、６～１０個の炭素環原子を含む一価芳香族炭素環の単環系又は二環系を示す。アリール部分の例としては、フェニル及びナフチルが挙げられる。フェニルは、好ましいアリール基である。
「場合により置換される」との用語は、用語「アリール」と組み合わせて、アリール基が、置換されていなくてもよく、又は独立してＣ１－４－アルキル、Ｃ１－４－アルコキシ又はハロゲンから選択される１つ以上の置換基で置換されていてもよいことを示す。
Ｍは、周期律のマンガン族又は鉄族の金属を表す。
マンガン族の適切な金属は、マンガン又はレニウム、好ましくはマンガンである。
鉄族の適切な金属は、鉄、ルテニウム、又はオスミウム、好ましくは鉄である。
本発明の好ましい実施形態では、金属Ｍは、周期律のマンガン族又は鉄族から選択され、より好ましくは、金属Ｍは、マンガン又は鉄から選択される。
ＰＲ２は、配位子を表し、
Figure 0007267932000036
式中、Ｒ５及びＲ６は、互いに独立して、Ｃ１－４－アルキル若しくはアリール、好ましくはＣ１－４－アルキル若しくはフェニル、より好ましくはＣ１－４－アルキル、更により好ましくはメチルであるか；又は
Figure 0007267932000037
であり、
式中、Ｒ７及びＲ８は、互いに独立して、Ｃ１－４－アルキルであり、より好ましくはメチルである。
ＰＲ２は、特に、式ＩＩａ１
Figure 0007267932000038
の配位子であり、
式中、
Figure 0007267932000039
、Ｒ５及びＲ６は、上述のとおりであるが、Ｒ５及びＲ６は、好ましくは、Ｃ１－４－アルキル、より好ましくは、メチルである。
より特定的には、ＰＲ２は、式ＩＩａ２’又はＩＩａ２”
Figure 0007267932000040
の配位子であり、
式中、Ｒ５及びＲ６は、上述のとおりであるが、好ましくはＣ１－４－アルキル、より好ましくは、メチルである。
本発明の好ましい実施形態では、キラル金属錯体化合物は、式Ｉａ
Figure 0007267932000041
を有し、式中、Ｍ、ＰＲ２、Ｒ３及びＲ４は、中性錯体として又は適切な対イオンとの錯体カチオンとしての形態において、上述のとおりである。
好ましい金属Ｍとしてマンガンを適用すると、キラルマンガン錯体化合物は、式Ｉｂ
Figure 0007267932000042
を有し、式中、ＰＲ２、Ｒ３及びＲ４は、中性錯体として又は適切な対イオンとの錯体カチオンとしての形態において、上述のとおりであり、より好ましくは、キラルマンガン錯体化合物は、式Ｉｄ
Figure 0007267932000043
を有し、式中、ＰＲ２は、上述のとおりであり、Ｘは、ハロゲン又は擬ハロゲンである。
Ｘは、好ましくは、ハロゲンを表し、より好ましくは、臭素又は塩素、更により好ましくは臭素を表す。
同様に、好ましい金属Ｍとして鉄を適用すると、キラル鉄錯体化合物は、式Ｉｃ
Figure 0007267932000044
を有し、式中、ＰＲ２、Ｒ３及びＲ４は、上述のとおりであり、より好ましくは、キラル鉄錯体化合物は、式Ｉｅ
Figure 0007267932000045
を有し、式中、ＰＲ２は、上述のとおりである。
最も好ましいキラル金属錯体は、式Ｉｆ
Figure 0007267932000046
を有するか、又は式Ｉｇ
Figure 0007267932000047
を有する。
本発明はまた、式ＩＩＩ
Figure 0007267932000048
のビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体と金属塩との反応を含む、式Ｉのキラル金属錯体化合物を調製するためのプロセスも含み、式中、ＰＲ２は、上述のとおりである。この反応に適した金属塩は、大部分は、適用される金属Ｍに依存して変わる。
式ＩＩＩのビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体は、当該技術分野で既知の方法に従い、それぞれのホスフィンＨＰＲ２から出発して合成することができる。
従って、ＰＲ２が配位子を表すホスフィンについて、
Figure 0007267932000049
Ｒ５及びＲ６がメチルである式ＩＩＩのビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体の合成は、Ｍ．Ｊ．Ｂｕｒｋ、Ｊ．Ｅ．Ｆｅａｓｔｅｒ、Ｒ．Ｌ．Ｈａｒｌｏｗ、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ：Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ１９９１、２、５６９－５９２に従い、ジメチルホスホランとビス（２－クロロエチル）トリメチルシリルアミンとの反応を介して達成することができる。
下記式：
Figure 0007267932000050
を有するホスフィン配位子ＰＲ２を含む式ＩＩＩのビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体は、例えばＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈから市販されている（ＣＡＳ Ｎｏ． ７９１６３０－００－７）。
Figure 0007267932000051
上述のＲ７及びＲ８を含む配位子ＰＲ２を含むホスフィンについて、式ＩＩａの配位子ＰＲ２と同様に、Ｍ．Ｊ．Ｂｕｒｋ、Ｊ．Ｅ．Ｆｅａｓｔｅｒ、Ｒ．Ｌ．Ｈａｒｌｏｗ、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ：Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ１９９１、２、５６９－５９２に従い、ホスフィンと、ビス（２－クロロエチル）トリメチルシリルアミンを含む式ＩＩｃの配位子との反応を介して達成することができる。
式ＩＩＩのビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体の合成は、Ｍ．Ｊ．Ｂｕｒｋ、Ｊ．Ｅ．Ｆｅａｓｔｅｒ、Ｒ．Ｌ．Ｈａｒｌｏｗ、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ：Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ．１９９１、２、５６９－５９２に従って達成することができる。
式Ｉｄ
Figure 0007267932000052
のキラル金属錯体化合物の調製〔式中、ＰＲ２は、上述のとおりである〕は、式ＩＩＩ
Figure 0007267932000053
のビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体〔式中、ＰＲ２は、上述のとおりである〕と、Ｍｎ（ＣＯ）５Ｘ〔式中、Ｘ－は、ハロゲン又は擬ハロゲン、好ましくはハロゲン、より好ましくは塩素又は臭素、更により好ましくは臭素である〕との反応を含む。
この反応は、便法として、適切な有機溶媒中、不活性ガス雰囲気下、２０℃～１５０℃、好ましくは８０℃～１１０℃の反応温度で行われる。
適切な溶媒は、非極性溶媒、例えば、トルエン又はベンゼンなどの芳香族炭化水素である。
錯体は、標準的な技術によって単離され、更に結晶化によって精製することができる。
式Ｉｅ
Figure 0007267932000054
のキラル金属錯体化合物の調製は、式ＩＩＩ
Figure 0007267932000055
のビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体〔式中、ＰＲ２は、上述のとおりである〕と、ＦｅＸ２〔式中、Ｘはハロゲンである〕との反応、および一酸化炭素との反応により、式ＩＶ
Figure 0007267932000056
の鉄錯体中間体を形成することと、その後、適切なヒドリド形成剤を用いた式Ｉｅのキラル金属錯体化合物への変換とを含む。
ＦｅＸ２は、好ましくは、塩化鉄又は臭化鉄、より好ましくは臭化鉄である。
式ＩＩＩのビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体とＦｅＸ２との反応は、通常、テトラヒドロフランなどの極性非プロトン性溶媒などの適切な有機溶媒中、０℃～５０℃、好ましくは２０℃～３０℃の反応温度で２時間～８時間の間に行われる。
その後の一酸化炭素との反応による式ＩＶの中間体の生成は、０℃～５０℃、好ましくは２０℃～３０℃の反応温度で０．５時間～６時間の間に行うことができる。
中間体の単離は、溶媒を除去し、粗中間体化合物を適切な溶媒（例えばエタノール）で洗浄することによって容易に達成可能である。
式ＩＶ
Figure 0007267932000057
のキラル鉄錯体中間体〔式中、ＰＲ２は、上述のとおりであり、Ｘはハロゲンである〕は、当該技術分野で知られていない化合物であるため、これも本発明の実施形態である。
より好ましい実施形態では、Ｘは、塩素又は臭素、より好ましくは臭素である。
ＰＲ２は、特に、式ＩＩａ１
Figure 0007267932000058
の配位子であり、式中、
Figure 0007267932000059
、Ｒ５及びＲ６は、上述のとおりであるが、Ｒ５及びＲ６は、好ましくは、Ｃ１－４－アルキル、より好ましくは、メチルである。
より特定的には、ＰＲ２は、式ＩＩａ２’又はＩＩａ２”
Figure 0007267932000060
の配位子であり、
式中、Ｒ５及びＲ６は、上述のとおりであるが、好ましくはＣ１－４－アルキル、より好ましくは、メチルである。
最も好ましいキラル鉄錯体中間体は、式ＩＶを有し、式中、Ｘは臭素であり、ＰＲ２は、式ＩＩａ２’を有し、Ｒ５及びＲ６はメチルである。
式ＩＶのキラル鉄錯体中間体から式Ｉｅのキラル金属錯体化合物への変換に適したヒドリド形成剤は、水素化リチウムアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、又は水素化ホウ素ナトリウムなどの複雑な金属ヒドリドから選択することができ、好ましくは水素化ホウ素ナトリウムである。
この反応は、通常、トルエンなどの非極性溶媒などの適切な有機溶媒中、０℃～５０℃の反応温度で行われる。
所望な鉄錯体の単離は、溶媒の除去、適切な溶媒（例えばｎ－ヘプタン）を用いた粗錯体化合物の洗浄によって行うことができる。
本発明の更なる実施形態では、上述のキラル金属錯体化合物は、不斉反応、特に、不斉還元、より特定的には、Ｃ＝Ｘ二重結合、すなわち、ケトン類（Ｃ＝Ｏ）、α－又はβ－ケトエステル類（α：－（Ｃ＝Ｏ）－（Ｃ＝Ｏ）－ＯＲ）若しくはβ：－（Ｃ＝Ｏ）－ＣＲ２－（Ｃ＝Ｏ）－ＯＲ）、イミン類（－Ｃ＝Ｎ－Ｒ）、又はオキシム類（－Ｃ＝Ｎ－ＯＨ）の不斉還元での触媒作用に使用することができる。
本発明の更に好ましい実施形態では、上述のキラル金属錯体化合物は、Ｃ＝Ｘ二重結合、すなわち、ケトン類、ケトエステル類、イミン類、又はオキシム類、特にケトン類の不斉水素化の触媒作用に使用することができる。
キラル金属錯体は、Ｃ＝Ｘ官能性を有する化合物の広い基質スペクトルで活性である。
従って、ケトン類、ジアルキルケトン類、アリールアルキルケトン類、シクロアルキルアルキルケトン類、α－及びβ－ケトエステル類、シクロアルカノン類、ヘテロシクリルアルキルケトン類、又は更にケト基を含有するヘテロ環化合物類が、適切な基質である。
不斉水素化のための反応条件は、大部分は、選択されたキラル金属錯体及びその基質に依存して変わるが、原則として、その反応条件は、当業者には既知である。
式Ｉｄの好ましいマンガン錯体を用いたケトン類の不斉水素化に典型的な手順において、錯体を不活性ガス雰囲気下、塩基存在下で適切な有機溶媒に溶解する。その後、ケトン基質を添加し、水素化は、一般に、高温及び５ｂａｒ～１００ｂａｒ、好ましくは１０ｂａｒ～６０ｂａｒまでの水素圧で、オートクレーブ中で行われる。
式Ｉｅの好ましい鉄錯体を用いたケトン類の不斉水素化に典型的な手順において、錯体を不活性ガス雰囲気下、適切な有機溶媒に溶解する。その後、ケトン基質を添加し、水素化は、一般に、高温及び５ｂａｒ～１００ｂａｒ、好ましくは１０ｂａｒ～６０ｂａｒまでの水素圧で、オートクレーブ中で行われる。以下の実施例は、本発明を更に説明する。
省略語：
Figure 0007267932000061
ＸのＸ線結晶構造分析：Ｂｒｕｋｅｒ Ｋａｐｐａ ＡＰＥＸ ＩＩ Ｄｕｏ回折計でデータを集めた。構造を直接法によって解明し（ＳＨＥＬＸＳ－９７：Ｓｈｅｌｄｒｉｃｋ、Ｇ．Ｍ．Ａｃｔａ Ｃｒｙｓｔ．２００８、Ａ６４、１１２．）、Ｆ２（ＳＨＥＬＸＬ－２０１４：Ｇ．Ｍ．Ｓｈｅｌｄｒｉｃｋ、Ａｃｔａ Ｃｒｙｓｔ．２０１５、Ｃ７１、３）で、完全行列最小二乗法によって緻密化した。ＸＰ（Ｂｒｕｋｅｒ ＡＸＳ）をグラフ表示に使用した。
１．配位子合成：
１．１ （２Ｒ，５Ｒ）－２，５－ジメチルホスホランの合成
Figure 0007267932000062
表題化合物を、報告されている手順に従って合成した（Ｔ．Ｈａｍｍｅｒｅｒ、Ａ．Ｄａｅｍｂｋｅｓ、Ｗ．Ｂｒａｕｎ、Ａ．Ｓａｌｚｅｒ、Ｇ．Ｆｒａｎｃｉｏ、Ｗ．Ｌｅｉｔｎｅｒ、Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．２０１２、４４、２７９３－２７９７）。
（Ｒ，Ｒ）－２，５－ジメチル－１－（トリメチルシリル）ホスホラン（９．４２ｇ、５０．０ｍｏｌ）をイソプロパノール冷却浴（－７９℃）で冷却した溶液に、ＭｅＯＨ（１．６３ｇ、５１．０ｍｏｌ）を滴下した。得られた溶液を室温まで加温し、一晩撹拌した。この溶液を６０℃まで加熱することによって、副生成物を別のシュレンクフラスコに凝縮した。生成物を無色液体として単離し、収率は９５％（５．５２ｇ、４７．５ｍｍｏｌ）であった。
１．２ ビス（２－クロロエチル）トリメチルシリルアミンの合成
Figure 0007267932000063
表題化合物を、報告されている手順に従って合成した（Ａ．Ａ．Ｄａｎｏｐｏｕｌｏｓ、Ａ．Ｒ．Ｗｉｌｌｉｓ、Ｐ．Ｇ．Ｅｄｗａｒｄｓ、Ｐｏｌｙｈｅｄｒｏｎ１９９０、９、２４１３－２４１８）。
ビス（２－クロロエチル）アミン塩酸塩（１０ｇ、５６．０ｍｍｏｌ）の１００ｍＬのＥｔ２Ｏ、０．２５ｍＬのＤＭＳＯ及びトリエチルアミン（１７．０ｇ、１６８．０ｍｍｏｌ）の懸濁物を撹拌し、冷却し（０℃）、これに、トリメチルクロロシラン（２１．３ ｇ、１９６ ｍｍｏｌ）を０℃で３０分かけて滴下した。この溶液を０℃で１時間撹拌し、室温まで加温し、更に３～５日間撹拌した。この溶液を濾過し、液体部分の揮発性物質を高減圧下で除去し、生成物を、黄色粘性液体（９．９６ｇ、４６．５ｍｍｏｌ、収率８３％）として得た。
１．３ ビス（２－（（２Ｒ，５Ｒ）－２，５－ジメチルホスホラノエチル））アミンの合成
Figure 0007267932000064
表題化合物を、報告されている手順を参照しつつ合成した（Ｍ．Ｊ．Ｂｕｒｋ、Ｊ．Ｅ．Ｆｅａｓｔｅｒ、Ｒ．Ｌ．Ｈａｒｌｏｗ、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ．Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ．１９９１、２、５６９－５９２）。
（２Ｒ，５Ｒ）－２，５－ジメチルホスホラン（６．９ｇ、０．０５９ｍｍｏｌ）を、８０ｍＬのｎ－ヘキサンに溶解し、－７９℃まで冷却した。ｎ－ブチルリチウム（ｎ－ヘキサン中２．５Ｍ、２５ｍＬ、６２．５ｍｍｏｌ）をこの溶液に滴下した。この溶液を、この温度で３０分間撹拌し、室温まで加温し、得られたわずかに黄色の溶液を更に５時間撹拌した。１０ｍＬのＴＨＦを添加し、溶液を再び－７９℃まで冷却した。６．３２ｇ（２９．５ｍｍｏｌ）のビス（２－クロロエチル）トリメチルシリルアミンを１０ｍＬのＴＨＦで希釈したものを滴下すると、その間に白色固体が沈殿した。わずかに黄色の懸濁物を室温で１６時間撹拌した。その後、３０ｍＬの水と６０ｍＬのＴＢＡＦ（ＴＨＦ中１Ｍ溶液、６０ｍｍｏｌ）を加え、得られた二相系を更に３～５日間撹拌した。有機溶媒の大部分が高減圧下で除去され、水相から生成物をＥｔ２Ｏで３回抽出した。有機層をＭｇＳＯ４で乾燥させ、濾過し、液体部分の揮発性物質を除去し、黄色生成物を高減圧下で乾燥させた（６．７６ｇ、２２．４ｍｍｏｌ、収率７１％）。このピンサー型配位子を更に精製することなく使用した。
Figure 0007267932000065
２．錯体合成
２．１ マンガン錯体の合成
Figure 0007267932000066
［ＭｎＢｒ（ＣＯ）５］（２７５ｍｇ、１ｍｍｏｌ）のトルエン（２０ｍＬ）懸濁物に、ビス（２－（（２Ｒ，５Ｒ）－２，５－ジメチルホスホラノエチル））アミン（３３１．５ｍｇ、１．１ｍｍｏｌ、２ｍＬのトルエンに溶解）を加えた。［ＭｎＢｒ（ＣＯ）５］を溶解し、溶液を１００℃まで加熱し、更にアルゴン流下で２０時間撹拌した。反応混合物を室温まで冷却し、高減圧下で濃縮し、赤色含有物を含む黄色固体を得た。粗固体を５ｍＬのペンタンで３回洗浄し、透明黄色／橙色固体（３５９．５ｍｇ、７２．４ｍｍｏｌ、収率７２％）を得た。
Figure 0007267932000067
２．２ 鉄錯体の合成
ａ）前駆体の合成
Figure 0007267932000068
２．０７ｇのビス（２－（（２Ｒ，５Ｒ）－２，５－ジメチルホスホラノエチル））アミン（６．８ｍｍｏｌ）を３０ｍＬのＴＨＦに溶解した。その後、ＦｅＢｒ２ＴＨＦ（２．８４ｇ、６．８ｍｍｏｌ）のＴＨＦ ２０ｍＬ溶液を加えた。得られた褐色／黄色溶液を室温で一晩攪拌した。ＣＯと３時間反応させることによって、青色固体が生成された。溶媒を高減圧下で除去し、得られた粗固体を５ｍＬ ＥｔＯＨで洗浄し、純粋な化合物を収率６３％（２．３５ｇ、４．３ｍｍｏｌ）で得た。
Figure 0007267932000069
ｂ）鉄錯体Ｉｅの合成
６９０ｍｇのＩＶ（１．２７ｍｍｏｌ）を２０ｍＬのベンゼン又はトルエンに溶解した。新しく調製したＮａＢＨ４溶液（３８３ｍｇ、１０．１２ｍｍｏｌ、２０ｍＬのＥｔＯＨ中）をこの溶液に滴下すると、気体の発生は直接的に顕著であった。この溶液を３～５時間撹拌した後、溶媒を除去し、残った固体を高減圧下で乾燥させた。生成物をベンゼン又はトルエンで抽出し（合計で４０ｍＬ）、その後、溶媒を高減圧下で除去した。粗固体を１０ｍＬのｎ－ヘプタンで３回洗浄し、予想生成物を収率８０％（４０３ｍｇ）で得た。
Figure 0007267932000070
３．不斉水素化の結果
３．１ 実施例２．１のマンガン錯体を用いたケトン類又はケトエステル類の水素化
一般的な手順：
分子状水素を用いた全ての触媒水素化実験は、キャップと、隔壁を貫通する針とを備えた、８個までの均一反応バイアル（４ｍＬ）を含む内部合金板を伴うＰａｒｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓオートクレーブ（３００ｍＬ）内で行われた。
代表的な実験：
アルゴン雰囲気下、バイアルに実施例２．１のマンガン錯体と塩基を投入し、これを２ｍＬの乾燥溶媒に溶解した。得られた赤色溶液を短時間撹拌した後、ケトン又はケトエステル（０．５又は１ｍｍｏｌ）を添加した。このバイアルを合金板に入れ、次いで、これをオートクレーブに入れた。密封したら、オートクレーブに水素を５回パージし、次いで、３０ｂａｒまで加圧し、所望の温度まで加熱した。その後、オートクレーブをＲＴまで冷却し、圧力を解放し、反応混合物をＧＣ－ＦＩＤ又はＨＰＬＣとＧＣ－ＭＳとによって分析した。生成物の単離を、シリカゲルを固定相として用い、ｎ－ペンタン／酢酸エチル又はｎ－ペンタン／アセトン混合物を溶出液として用いるカラムクロマトグラフィーによって行った。
個々の反応条件：
［ａ］２ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＮａＯｔＢｕ、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、３時間、５０℃、ＥｔＯＨ（１．５ｍＬ）
［ｂ］２ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＮａＯｔＢｕ、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、３時間、７０℃、ＥｔＯＨ（１．５ｍＬ）
［ｃ］２ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＮａＯｔＢｕ、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、３時間、５０℃、トルエン（１．５ｍＬ）
［ｄ］２ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＮａＯｔＢｕ、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、３時間、５０℃、ｉＰｒＯＨ（１．５ｍＬ）
［ｅ］２ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＮａＯｔＢｕ、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、３時間、５０℃、ｉＰｒＯＨ（１．５ｍＬ）
［ｆ］１ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＫＯｔＢｕ、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、４～５時間、４０℃、ｔｅｒｔ－アミルアルコール（１．５ｍＬ）
［ｇ］１ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＫＯｔＢｕ、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、１６時間、５０℃、トルエン（１．５ｍＬ）
［ｈ］２ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＫＯｔＢｕ、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、８時間、１００℃、ジオキサン（１．５ｍＬ）
［ｉ］１ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＫＯｔＢｕ、１ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、４時間、３０℃、１，４－ジオキサン（２ｍＬ）
［ｊ］１ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＫＯｔＢｕ、１ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、４時間、４０℃、ｔｅｒｔ－アミルアルコール（２ｍＬ）
［ｋ］１ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＫＯｔＢｕ、１ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、４時間、８０℃、ｔｅｒｔ－アミルアルコール（２ｍＬ）
［ｌ］２ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＫＯｔＢｕ、１ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、４時間、５０℃、トルエン（２ｍＬ）
［ｍ］２ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＫＯｔＢｕ、１ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、４時間、８０℃、ｔｅｒｔ－アミルアルコール（２ｍＬ）
［ｎ］２ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＮａＯｔＢｕ、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、３時間、７０℃、ｉＰｒＯＨ（１．５ｍＬ）
［ｏ］２ｍｏｌ％触媒、５ｍｏｌ％ ＮａＯｔＢｕ、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、１時間、５０℃、ｉＰｒＯＨ（１ｍＬ）
ＳＰ＝副生成物（二重結合の水素化）
Figure 0007267932000071
Figure 0007267932000072
Figure 0007267932000073
Figure 0007267932000074
Figure 0007267932000075
３．２ 実施例２．２の鉄錯体を用いたケトン類又はケトエステル類の水素化
一般的な手順：
分子状水素を用いた全ての触媒水素化実験は、キャップと、隔壁を貫通する針とを備えた、８個までの均一反応バイアル（４ｍＬ）を含む内部合金板を伴うＰａｒｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓオートクレーブ（３００ｍＬ）内で行われた。
代表的な実験：
アルゴン雰囲気下、バイアルに実施例２．２の鉄錯体を投入し、これを２ｍＬの乾燥溶媒に溶解した。得られた黄色溶液を短時間撹拌した後、ケトン又はケトエステル（０．５又は１ｍｍｏｌ）を添加した。このバイアルを合金板に入れ、次いで、これをオートクレーブに入れた。密封したら、オートクレーブに水素を５回パージし、次いで、３０ｂａｒまで加圧し、所望の温度まで加熱した。その後、オートクレーブをＲＴまで冷却し、圧力を解放し、反応混合物をＧＣ－ＦＩＤ又はＨＰＬＣとＧＣ－ＭＳとによって分析した。生成物の単離を、シリカゲルを固定相として用い、ｎ－ペンタン／酢酸エチル又はｎ－ペンタン／アセトン混合物を溶出液として用いるカラムクロマトグラフィーによって行った。
個々の反応条件：
［ａ］１ｍｏｌ％触媒、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、３時間、３０℃、ＣＨ２Ｃｌ（１．５ｍＬ）
［ｂ］３ｍｏｌ％触媒、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、３時間、７０℃、ｉＰｒＯＨ（１．５ｍＬ）
［ｃ］２ｍｏｌ％触媒、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、２時間、５０℃、ＥｔＯＨ（１．５ｍＬ）
［ｄ］１ｍｏｌ％触媒、０．５ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、３時間、７０℃、ｉＰｒＯＨ（１．５ｍＬ）
［ｆ］１ｍｏｌ％触媒、１ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、２２時間、４０℃、ｎ－ヘプタン（１．５ｍＬ）
［ｇ］１ｍｏｌ％触媒、１ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、３時間、３０℃、ＥｔＯＨ（２ｍＬ）
［ｈ］１ｍｏｌ％触媒、１ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、６時間、３０℃、ＥｔＯＨ（２ｍＬ）
［ｉ］１ｍｏｌ％触媒、１ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、６時間、６０℃、ＥｔＯＨ（２ｍＬ）
［ｊ］１ｍｏｌ％触媒、１ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、６時間、３０℃、ＥｔＯＨ（２ｍＬ）
［ｋ］３ｍｏｌ％触媒、１ｍｍｏｌ基質、３０ｂａｒ、３時間、７０℃、ＴＨＦ（２ｍＬ）
ＳＰ＝副生成物（二重結合の水素化）
Figure 0007267932000076
Figure 0007267932000077
Figure 0007267932000078
Figure 0007267932000079
Figure 0007267932000080

Claims (18)

  1. 下記式のキラル金属錯体化合物、及び中性錯体として又は適切な対イオンとの錯体カチオンとしての形態のその立体異性体：
    Figure 0007267932000081
    式中、
    Figure 0007267932000082
    は、破線の結合（ａ）又はくさび形の結合（ｂ）
    Figure 0007267932000083
    のいずれかを示し、
    Ｍは、周期律のマンガン族又は鉄族から選択される金属であり、
    ＰＲ２は、
    Figure 0007267932000084
    であり、
    式中、Ｒ５及びＲ６は、互いに独立して、Ｃ１－４－アルキル若しくはアリールであり、
    Ｒ３は、ＣＯ、ハロゲン又は水素であり、かつ
    Ｒ４は、ＣＯ、ハロゲン又はＨ－ＢＨ３である。
  2. 前記金属Ｍは、周期律のマンガン族又は鉄族から選択される、請求項１に記載のキラル金属錯体化合物。
  3. 前記金属Ｍは、マンガン又は鉄から選択される、請求項１又は２に記載のキラル金属錯体化合物。
  4. Ｒ５及びＲ６は、Ｃ１－４－アルキルである、請求項１～３のいずれか一項に記載のキラル金属錯体化合物。
  5. ＰＲ２は、式ＩＩａ２’又はＩＩａ２”
    Figure 0007267932000085
    の配位子であり、
    式中、Ｒ５及びＲ６は、請求項1に記載のとおりである、請求項１～４のいずれか一項に記載のキラル金属錯体化合物。
  6. 式Ｉａ
    Figure 0007267932000086
    を有し、式中、Ｍ、ＰＲ２、Ｒ３及びＲ４は、中性錯体として又は適切な対イオンとの錯体カチオンとしての形態において、請求項1に記載のとおりである、請求項１～５のいずれか一項に記載のキラル金属錯体化合物。
  7. 式Ｉｂ
    Figure 0007267932000087
    を有し、式中、ＰＲ２、Ｒ３及びＲ４は、中性錯体として又は適切な対イオンとの錯体カチオンとしての形態において、請求項1に記載のとおりである、請求項１～６のいずれか一項に記載のキラル金属錯体化合物。
  8. 式Ｉｃ
    Figure 0007267932000088
    を有し、式中、ＰＲ２、Ｒ３及びＲ４は、請求項1に記載のとおりである、請求項１～６のいずれか一項に記載のキラル金属錯体化合物。
  9. 式中、ＰＲ２は、請求項1に記載のとおりであり、Ｘは、ハロゲン又は擬ハロゲンである、下記式：
    Figure 0007267932000089
    の、請求項１～７のいずれか一項に記載のキラル金属錯体化合物。
  10. 式中、ＰＲ２は、請求項1に記載のとおりである、下記式：
    Figure 0007267932000090
    の、請求項１～６及び８のいずれか一項に記載のキラル金属錯体化合物。
  11. 下記式：
    Figure 0007267932000091
    の、請求項１～６及び９のいずれか一項に記載のキラル金属錯体化合物。
  12. 下記式：
    Figure 0007267932000092
    の、請求項１～６、８及び１０のいずれか一項に記載のキラル金属錯体化合物。
  13. 式Ｉ：
    Figure 0007267932000093
    のキラル金属錯体化合物〔式中、
    Figure 0007267932000094
    、Ｍ、ＰＲ ２ 、Ｒ ３ およびＲ ４ は、請求項1に記載のとおりである〕
    を調製するための方法であって、式ＩＩＩ
    Figure 0007267932000095
    のビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体〔式中、ＰＲ２は、請求項1に記載のとおりである〕と金属塩との反応を含む、方法。
  14. 式Ｉｄ
    Figure 0007267932000096
    のキラル金属錯体化合物〔式中、ＰＲ２は、請求項1に記載のとおりである〕を調製するための方法であって、式ＩＩＩ
    Figure 0007267932000097
    のビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体〔式中、ＰＲ２は、請求項1に記載のとおりである〕と、Ｍｎ（ＣＯ）５Ｘ－〔式中、Ｘ－は、ハロゲン又は擬ハロゲンである〕との反応を含む、方法。
  15. 式Ｉｅ
    Figure 0007267932000098
    のキラル金属錯体化合物〔式中、ＰＲ２は、請求項1に記載のとおりである〕を調製するための方法であって、
    式ＩＩＩ
    Figure 0007267932000099
    のビス（ホスホラノエチル）アミン誘導体〔式中、ＰＲ２は、請求項1に記載のとおりである〕と、ＦｅＸ２〔式中、Ｘはハロゲンである〕との反応、および一酸化炭素との反応により、式ＩＶ
    Figure 0007267932000100
    の鉄錯体中間体〔式中、ＰＲ２は、請求項1に記載のとおりであり、Ｘはハロゲンである〕を形成すること、ならびに
    次いで、適切なヒドリド形成剤を用いて式Ｉｅのキラル金属錯体化合物へ変換すること
    を含む、方法。
  16. 式ＩＶのキラル鉄錯体中間体：
    Figure 0007267932000101
    式中、ＰＲ２は、請求項1に記載のとおりであり、Ｘはハロゲンである。
  17. 不斉反応の触媒作用における、請求項１～１1のいずれか一項に記載のキラル金属錯体化合物の使用。
  18. 前記不斉反応が、不斉還元である、請求項１７に記載の使用。
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