JPH05500023A - ルテニウムおよびリン錯体にもとづくキラル触媒の製造方法の改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ルテニウムおよびリン錯体にもとづくキラル触媒の製造方法の改良 本発明は、配位子が有機リン誘導体であるルテニウム錯体によって形成された光 学的に活性な触媒の製造に関する。

とりわけ本発明は、所望のキラリティーの有機生成物を得ることを可能にする不 斉水素化触媒および二重結合異性化触媒に関する。本発明による触媒製造方法は 、従来技術によって得られた触媒を用いては光学純度が不十分である場合におい て、改良された光学純度の生成物を得ることを可能にする。

本発明による方法によって形成された触媒は、対応するケトン、および一般的に はカルボニルおよびアミンまたはアミド基を有する化合物の水素化によるアミノ 酸、特にＬ−スレオニンの製造に極めて好適である。

現在、不斉水素化触媒として用いられているルテニウムの種々のホスフィン錯体 が知られている。かかる錯体の例は、ビス　（２−メチルアリル）ビス（トリフ ェニルホスフィン）ルテニウムであり、この錯体はジェイ・ポウエル（Ｊ、Ｐｏ ｗｅｌｌ）およびビイ・エル・シアウ（Ｂ、　Ｌ、　Ｓｈａｗ）によってＪｏｕ ｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ、　ｋＡ、１５９〜 １６１　（１９６８）に記述されている。

この錯体についてのこの文献においては、有用な有機特表千５−５０００２３　 （２） リン配位子ＤＩＯＰ、　ＤＩＰＡＭＰ、　ＣＨＩＩＩＡＰＨＯ５，ＢＩＮＡＰ等 のような略語によって表示されており、これらは通常ではたとえば、下記式のよ うなホスフィン、すなわち１．２−ビス（０−アニシルフェニルホスフィノ）エ タンである。

ＯＡｎ　Ｐｈ １　１　Ｒ，Ｒ−ＤＩＰＡＭＰ ｃｕｔ　−ＣＨＩ ここでＯＡｎは０−アニシルである。一般にこれら配位子はルテニウムのハロゲ ン化物または有機化合物、特にカルボキシルまたは不飽和基、とりわけアリル基 と結合している。

アール・ノヨリ　（Ｒ，Ｎ０ＹＯＲＩ）らは、Ｊ、　Ａｍｅｒ、　Ｃｈｅｍ。

Ｓｏｃ、　１０９．５８５６〜５８５８（１９８７）に、β位にケトン基を有す る種々のカルボン酸エステルを不斉水素化し、このケトン基を下記の式に従って ヒドロキシルに変換すること、 触媒はＲｕＸｚ　（（Ｒまたは５）−ＢＩＮＡＰ）であり、ここでＢＩＮＡＰは 下記ジホスフィンを示し、ＸはＣＩ、　ＢｒまたはＩであると述べている。

この配位子のＲまたはＳの立体配置によって、上記著者らは主としてこれら立体 配置の一つまたは他のβ−ヒドロキシエステルを得ており、鏡像異性体純度は常 に極めて高い。

同様にエム・キタムラ（Ｍ、　ＫＩＴＡＭＵＲＡ）　らは、Ｊ、　Ａ＋ｓ。

Ｃｈｅｗ、　Ｓｏｃ、　１１０．６２９〜６３１　（１９８８）に、同一の触媒 を用い、上記式における一Ｃ）Ｉ！−ＣＯＯＲ’を−ＣＨＩ−Ｎ（Ｒ”）２、− ＣＨ，−０Ｈ１−ＣＨｚ−ＣＨｚ−ＯＨ，−ＣＩ４２−ＣＯ３Ｒ’、　−ＣＨｚ −ＣＯＲ’、−ＣＨ５ＣＯ，−Ｃ４Ｈ６−Ｃ０ＯＨ，−ＣＬ、−Ｃｏ−ＣＨ３、 −ＣＨｚ−ＣＯＲ’ま不斉水素化を報告している。

これらの場合においても、また、水素化の収率は光学純度の場合と同様に極めて 高い（ｅ、ｅ、は鏡像体過剰率％である）。

しかしながら、ＢＩＮＡＰｉ−ｔ、たとえば上記した基の一つのような、より経 済的な基で置換した触媒を用いて同一の反応をこころみると、結果はばらばらと なり、満足しえないことが見出された。

本発明が導き出されたこの結果は、この欠点がルテニウム化合物をホスフィンと 共に加熱することからなる触媒の製造過程で起っている生成物の分解に起因する ことを示唆している。

事実、テッオ・オーク（Ｔｅｔａｕｏ　０ＨＴＡ）　らのＩｎｏｒｇ。

Ｃｈｅｍ、　２７．５６７（１９８８）　、またはタカオ・イカリヤ（Ｔａｋａ ｏ　ＩＫＡＲＩＹＡ）　らのＪ、　Ｃｈｅｗ、　Ｓｏｃ、＋　ＣｈｅＩｌ、　Ｃ ｏｍｍｕｎ、。

９２２　（１９８５）の記述は、ＲｕとＢＩＮＡＰとの錯体製造のために、ルテ ニウム化合物をホスフィンＢＩＮＡＰと共に、トルエン中でトリエチルアミンの 存在下、還流下に、すなわち約１００”Ｃで１２時間加熱すると述べている。テ トラフェニルジナフチルジホスフィン、すなわちＢＩＮＡＰと、その反応生成物 は、この処理に十分に耐えるが、よりデリケートな種々のホスフィンには同様な ことを適用できない。本発明の関心は、Ｒｕと、上記文献に記載された論文中の ものよりも、より経済的なホスフィン配位子とにもとづく極めて活性な触媒を新 規な改良された方法によって、より温和な条件下で工業的に製造することにある 。

本発明による方法においては、ルテニウム錯体中のジエンをホスフィンで置換す るために、ルテニウムとジエンおよびアリル化合物両者との錯体が存在する物質 に不活性な有機液体中でホスフィンと加熱され得られた生成物は有機溶媒中で酸 の作用にさらされる。

この方法をなすのには種々の鉱酸または有機酸が好適であり、例示すれば水素酸 、硫酸、各種スルホン酸、過塩素酸、各種のリンの酸、フルオロスルホン酸、酢 酸、各種プロピオン酸、安息香酸などである。水素酸、特にＨＣＩ、　）ｌＢｒ 、旧またはＨＢＦ、、とりわけＨＢｒの使用が特に実用的である。

好ましい手順によれば、Ｒｕ−ホスフィンのアリル錯体が適切な有機溶媒に溶解 され、得られた溶液が、この溶媒と同一または異なる有機液体で予め薄められた 酸と共に攪拌される。０．２〜３Ｎ、好ましくは０．５〜１．５Ｎの濃度の酸の 溶液の使用が望ましく、酸の量は存在するＲｕ原子当り少なくとも２当量、好ま しくは２〜４当量である。

このように酸と共に攪拌される錯体溶液は、０°Ｃ〜４０°Ｃ１室温、特に１５ °Ｃ〜２５°Ｃの温度に好ましくは保持されることが好都合である。この処理は 、錯体中のアリル化合物が除去され、使用した酸の陰イオンで置換されるまで続 行される。存在する物質の性質、酸の性質、濃度および温度に応じて、本発明に よる酸処理は、一般には約Ａ時間〜６時間、最も多くの場合には１〜３時間継続 される。

本発明による酸処理によってもたらされる反応は下記の式によって表わされる（ ａ　１１　、はアリル化合物を表特表千５−５０００２３　（３） わす）。

アリル錯体 最終生成物 ルテニウムとジエンとの錯体の製造、この錯体のアリル化およびホスフィンとの 反応による上記操作（１）のための出発物質の製造は従来から知られており、従 って、これらをここで述べる必要はない。ルテニウムジエン錯体はＲｕ塩、たと えばＲｕＣｌ３を、Ｃ４〜Ｃ１６ジエン、好ましくはシクロヘキサジエン、シク ロペンタジェン、シクロオクタジエン、パラメンタジェン、α−フェランジエン 、ノルボルナジェンなどのような環状ジエンと反応させることによって得られる と簡単に指摘しておく。

アリル化も、それ自体知られており、下記式のような種々の有機金属アリル化合 物 Ｃ）ｌｚ＝ｃ−ＣＨＪＸ　またはＲ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨｚ−ＭＸを用いて行なう ことができる。ここで、Ｍは金属、通常ではＭｇであり、Ｘはハロゲンであり、 ＲはＨ原子または炭化水素基、最も多くの場合には０１〜Ｃ８である。

本発明によれば、最後の操作でアリルが除去されるので、安価な化合物を用いる のが有利であり、従って実際にはアリル基（Ｒ・（１）またはメタリル基（Ｒ＝ Ｃ１＋、）が一般に用いられる。

アリル錯体におけるジエンのホスフィン配位子による置換は、加熱がより低温で 、かつより短時間で行なわれる以外は、概して従来と同様に行なわれる。すなわ ち本発明の方法の有利な特徴は、酸処理にかけられるボスフィンアリル錯体が、 ジエン−Ｒｕ−アリル錯体をホスフィンと共に８０°Ｃを越えない温度、好まし くは６０〜８０°Ｃの間で加熱することによって製造されることである。更に、 この加熱は６時間を越えては続行されず、好ましい時間は３〜５時間である。

従来技術（上記したＴｅｔｓｕｏ　０）ＩＴＡによる論文）におけるよりも、操 作条件は、はるかに厳しくないことが明らかであり、従来、加熱は８０°Ｃをは るかに越えて１２時間も行なわれていた。

本発明による、錯体触媒を得るために行なわれる操作順序を、非限定的な例によ って下記に記述する。

■−シクロオ　ジエン−ＲｕＣ１のＩ ＲｕＣＩｚとジエンの反応は下記のように書くことができる。

ここで、ｎは錯体の重合度を示す。

２．４５．のＲｕＣｌ３　・３ＨｚＯをエタノールｓａｇに溶解し、シクロオク タジエン８ｇを加えた。この混合媒体を３日間、還流した。得られた溶液を濾過 して褐色固体２．６ｇを得た。これは１００％純粋なシクロオクタジエン−Ｒｕ （：Ｉｔ錯体である。

Ｕ−２ｊニオｌノジエンーＲｕｃ１漫ｊ！ｂ弘止Ｉで得られた錯体をメタリルマ グネシウム化合物とエーテル中で反応させて、下記■を得た。

（本頁以下余白） このために、上記で得られた錯体の２．６ｇ（９，３ミリモル）をエーテル１５ ｏＩｌｌ中に置き、４８ミリモルのメタリルマグネシウムクロライドのエーテル 懸濁液１２０ｅ＋１、すなわち、マグネシウム化合物の０．４Ｍ懸濁液と混合し た。

すなわち、シクロオクタジエン−Ｒｕ８９体のモル当り、マグネシウム化合物の ５．１６モルが存在する。

混合物を２０°Ｃで６時間攪拌し、次いで“セライト”（Ｃｅｌｉｔｅ）上で濾 過した。濾液を０°Ｃに冷却し、過剰のメタリルマグネシウム化合物を氷水１０ ０Ｉｌｌで加水分解した。

水層をデカンテーションし、１００ｍ１のエーテルで３回、形成させたアリル錯 体■を抽出した。有機層を合併し、ＣａＣＩｇで乾燥し、濾過、濃縮した。残渣 を９＋１のベンゼンに溶解し、得られた溶液をアルミナ・カラムを通した。

１５０Ｉ＠ｌのベンゼンで溶出し、この溶媒を蒸発させたところ、アリル媒体■ を９７％含む白色固体２，７ｇを得た。

■−主囚ヱ土ｌ化 錯体■におけるジエンをホスフィンで置換した。

特表千５−５０００２３　（４） ｈ 反応をシュレンク　（Ｓｃｈ　Ｉｅｎｃｋ）装置で行ない、この中に上記工程■ で得たシクロヘキサジエン−Ｒｕ−ビス（メタリル）の２００１１１ｇ、および アルゴン流で脱気したヘキサンまたはトルエン／ヘキサン３ｍｌを導入した。

この後に、目的とするホスフィンを存在するＲｕ原子当り１モルの割合で加えた 。溶液を６０°Ｃ〜８０°Ｃの温度に３〜５時間、保持した。形成した錯体はヘ キサン中に沈澱した。冷却後、上滑の溶媒をシリンジで取り出した。残渣物をベ ーンポンプで除き、形成された固体生成物を集めた。

この操作を下記の名称で知られている配位子に適用した：Ｄｉｏｐ、　Ｂｉｎａ ｐ、　Ｕｎｉｖｅｒｐｈｏｓ、　Ｎｏｒｐｈｏｓ、　Ｐｒｏｐｈｏｓ。

Ｄｅｇｕｐｈｏｓ、Ｄｉａ＋ａｐｓ　Ｂｎｐｅ、　ＤｉｍｐｃおよびＢｐｌ’ｌ ’ｌａ■−旧処皿 本発明による、この追加操作の目的は、ルテニウム上のアリル基を、反応（１） に関して上述したように、アニオンで置換することにある。

酸のアニオンがＣＩである特定の非限定的例によれば、上記操作■からの固体生 成物を乾燥、脱気したメチレンクロライド５０＋ｗ　ｌに溶解した。この溶液に ＨＣＩのＮメタノール溶液の３７ｍ１、すなわち存在する錯体■の９ミリモル当 り１（ＣＩの３７ミリモルを加えた。混合物を室温で２時間攪拌し、次いで溶媒 を蒸発させたところ、赤褐色固体を得た。これは触媒として直接、使用すること ができる。

カウンターイオンがアセテート（ＣＨ３ＣＯ□−）である他の例においては、上 記操作■により得られた固体生成物５０ｍｇを、無水、脱気したトルエン２１に 溶解した。この溶液に、トルエンに溶解した、Ｒｕ原子当り２当量の酢酸（２Ｍ ）を加えた。混合物を２時間、室温で攪拌し、次いで溶媒を真空下で葦発させた ところ、固体を得た。この固体はＣ−Ｃ還元触媒として直接、使用することがで きる。この方法で、例えばＤｉｏｐ−Ｒｕ（ＯＡｃ）ｇ、　Ｄｉｐａｍｐ−Ｒｕ （ＯＡｃ）　ｔ、および［Ｊｎｉｖｅｒｐｈｏｓ−Ｒｕ（ＯＡｃ）ｚを製造した 。

異なるホスフィンを用いて、一連の種々の触媒を本発明による方法で製造した。

従来技術による触媒もまた、同一のホスフィンを用いて、特に上述した論文中に Ｔｅｔｓｕｏ　０ＨＴＡによって示されたように、ジホスフィンをジエン−Ｒｕ Ｃ１ｚ錯体と反応させることによって合成した。

触媒の価値を評価するために、得られた触媒をメチル３−アセト−２−アセトア ミドブチレートの不斉水素化によるメチル　３−ヒドロキシ−２−アセトアミド ブチレートの製造において試験した。

後者の３−ヒドロキシ化合物はスレオニンに容易に変換される。適切なキラリテ ィーの触媒を選ぶことによって、Ｌ−スレオニンが得られ、この化合物は動物餌 料の補助剤として、その有用性が要求される。

水素化実験は、水素化後の二つの処理を加えて、下記の反応から成る。

Ｎｏ−Ｃｏ−Ｒ’　ＮＨ−Ｃｏ−Ｒ” ＯＨＯＨ Ｈ １ｐｔｏ■ Ｈ ■ −〉ＣＨ３−Ｃ）Ｉ−ＣＨ−ＣＯＯＨ＋　ＨＯ−ＣｔｈＣＨＣ）ｌｘスレオニン および／またはアロスレオニン行なわれた実験は、同一または異なるＲおよびＲ ”は、非常に広範囲の基、特にＣ１〜Ｃ＋Ｚアルキルおよび／またはＣ６〜Ｃ１ ，了り−ルであってよく、これらの基は反応建）および（Ｃ）で除去されるので 、好ましくは可能な限り経済的であること、すなわち最も好ましくはＣＨｌまた はＣｔＨｓ基であることを示している。

空気の非存在下に水素化（ａ）を行なうために、１ミリモルの上記したブチレー ト、１ｍ１Ｏ脱気した溶媒、通常ではＴＨＦ　（テトラヒドロフラン）　、Ｃ） １．ＯＨまたはＣ２■、ＯＨ１およびブチレートの１００モル当りの一つのＲｕ 原子が存在するような触媒量をオートクレーブに仕込んだ、オートクレーブに水 素を４０バール圧で満たし、次いで水素を抜く繰作を少なくとも４回、繰り返し 、しかる後に水素圧９０バールを４８時間、保持した。溶媒を減圧下に除去し、 −ＣＯの−ＣＨ０）Ｉへの変換をＩＨまたは１３ＣＮＭＲによって決定した。

（ｂ）の加水分解は、水素化された生成物を３ＮのＨＣＩ水溶液３ｍｌに懸濁さ せ、この懸濁液を３時間還流させることから成る。液体を減圧下に蒸発除去し、 残存する固体を集めた。

この固体をアルコールシス（Ｃ）にかけた。この目的のために、この固体をエタ ノール４ｍｌおよびプロピレンオキシド２＋ｗｌに溶解し、１５分間還流した。

溶媒を蒸発させた後に、生成物を２ｍｌのアセトンに溶解した。得られたアセト ン溶液の濾過によって白色粉末を分離した。

特表平５−５０００２３　（５） スレオニンの重量％および関心のあるし光学異性体の鏡像体過剰率％を集めた生 成物について決定した。

残りは一般にはアロスレオニンから成る。

これらの実験の結果を下記表にまとめた。この表は使用した触媒および下記のデ ータを示す。

Ｒ−Ｃａｔ、−適用した二つの方法のそれぞれによって製造した触媒の収率。

Ｒ−Ｈ−これらの方法のそれぞれによって得られた触媒による水素化の収率。

Ｔｈｒχ　−水素化生成物中のスレオニンの重量％。

ｅ、ｅ、χ−Ｌ−スレオニンの鏡像体過剰率％。

用語“本発明”は、本明細書の記述の主題を形成する新規な方法によって得られ た触媒を示す。一方、“従来技術”は慣習的な方法、特に上記したＴｅｔｓｕ。

０ＨＴＡらの方法で製造した触媒を示す。

下記の式および商品名は結果を示す下記表に示された触媒に対応する。

１施■」　皇１例」 ＣＨ，−Ｐ、…田ｐｈ Ａｎ 濱】１吐」　実ＪＬ［ＬＩ ＣＨｚ　ＣＨ−Ｐ　Ｐｈｚ Ｃ１（ＩＲＡＰＨＯ５’−ＲｕＣＩｚ 実Ｕ （本頁以下余白） この表から、本発明の方法は、異なるホスフィンにもとづき、ＰおよびＲｕを含 む触媒を良好な収率で得ることを可能にすることが明白である。これらの触媒は 、極めて満足すべき水素化結果を与え、得られた生成物が、とりわけ、７０〜９ ５％のスレオニンおよび高比率のし一スレオニン（鏡像体過剰率＝３０〜７４％ ）を含むことが可能である。これに対して本発明の方法におけると同一のホスフ ィンを用いた既知の方法（上記Ｔｅｔｓｕ。

０１（ＴＡ）では低い収率で触媒を与え、得られた生成物の不純物は、ある場合 には（実施例２〜５）、水素化を正確に実施することが不可能な程度であり、前 記表のデータに欠ける部分は、このことを意味している。実施例１および２にお いては、慣習方法で製造した触媒を用いることが可能ではあるが、本発明により 得られたし光学異性体の豊富さに比較して、スレオニンのＬ光学異性体の豊富さ は得られなかった（鏡像体過剰率＝０）。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．ジエンおよびアリル化合物にもとづく、ルテニウムとホスフィンとの錯体を 存在する物質に対して不活性な有機液体中で加熱し、この加熱の後に得られた生 成物に有機溶媒中で酸を作用させることからなる、ルテニウムとリンの有機錯体 からなるキラル触媒の製造方法。
2. ２．前記酸が鉱酸または有機酸、とりわけ水素酸または硫酸、スルホン酸、過塩 素酸、リン酸、フルオロスルホン酸、酢酸、プロピオン酸または安息香酸である 請求の範囲１記載の方法。
3. ３．好ましい酸がＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩまたはＨＢＦ４である請求項の範囲２記 載の方法。
4. ４．前記酸の前記溶媒溶液が酸に関して０．２〜３Ｎ、好ましくは０．５〜１． ５Ｎである請求の範囲１，２または３記載の方法。
5. ５．使用した前記酸の量が、存在するＲｕ原子に対して、少なくとも２当量、好 ましくは２〜４当量である請求の範囲１，２，３または４記載の方法。
6. ６．酸による処理が０℃〜４０℃の温度、とりわけ１５℃〜２５℃の間で１／４ 時間〜６時間行なわれる請求の範囲１，２，３，４または５記載の方法。
7. ７．酸による処理にかけられる生成物が８０℃を越えない温度で、好ましくは６ ０〜８０℃の間で、６時間を越えない加熱時間で、好ましくは３〜５時間、ホス フィンと共に加熱することによって得られる請求の範囲１，２，３，４，５また は６記載の方法。
8. ８．使用したホスフィンがキラルジホスフィンである請求の範囲１，２，３，４ ，５，６または７記載の方法。
9. ９．不斉水素化触媒の製造への請求の範囲１，２，３，４，５，６，７または８ 記載の方法の利用。
10. １０．カルボニルおよびアミンまたはアミド基を有する化合物の水素化に前記触 媒を用いる請求の範囲９記載の利用。
11. １１．スレオニンを製造するためにアルキルまたはアリール３−アセト−２−ア ミドブチレートが水素化される請求の範囲９または１０記載の利用。