JPH08245646A - 光学活性有機ケイ素化合物の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 一般式（１） で示される環状共役ジエン類を、一般式（２） で示される光学活性３級ホスフィン化合物を配位子とす
る遷移金属錯体の存在下に、シラン類と反応させること
を特徴とする一般式（４） で示される光学活性有機ケイ素化合物の製造法。 【効果】 様々な光学活性化合物の中間体として工業的
に重要な光学活性有機ケイ素化合物を、高い収率かつ高
い光学収率で得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、環状共役ジエンの不斉
ヒドロシリル化反応を利用した光学活性有機ケイ素化合
物の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学活性有機ケイ素化合物は、そのシリ
ル基を官能基変換することで光学活性アルコールや光学
活性ハライドへ容易に誘導することができることから、
医薬、農薬、および強誘電性液晶材料等の光学活性化合
物の製造における有用な中間体として工業的に重要であ
る。このように利用価値の高い光学活性有機ケイ素化合
物の製造法としては、例えばTetrahedron Asymmetry,
1, 151,(1990)に記載のフェロセニルホスフィンを配位
子とする不斉触媒を用いてジエン類とトリクロロシラン
を反応させる方法や、特開平５−２５５３５３号公報に
記載の１，３−ブタジエン類とアリール（フルオロ）シ
ランを反応させる方法など、共役ジエンの不斉ヒドロシ
リル化反応がこれまでに知られている。

【０００３】しかしこれら従来の製造法では、シクロオ
レフィン類を導入する目的で原料に環状共役ジエン類を
用いる場合には光学収率が低いため、工業的実施には不
利であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような問題点を解
決するために本発明者らは、環状共役ジエン類から光学
収率よく光学活性有機ケイ素化合物を得る方法を鋭意検
討した結果、環状共役ジエン類とシラン類とを反応させ
る不斉ヒドロシリル化反応において光学活性３級ホスフ
ィン化合物を配位子とする遷移金属錯体を触媒として用
いることで、高い収率、かつ高い光学収率で、目的とす
る光学活性有機ケイ素化合物を得る方法を見いだし、本
発明に至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、一
般式（１） （式中、ｎは１、２または３を示す。）で示される環状
共役ジエン類を、一般式（２） （式中、Ｒ¹ は、水素原子、低級アルキル基または炭素
数５〜７のシクロアルキル基を示す。ここで低級アルキ
ル基は、ハロゲン原子、低級アルコキシ基、低級アルコ
キシアルコキシ基もしくはフェニル基で置換されていて
もよい。Ｒ² はアルキル基、アルコキシ基もしくはハロ
ゲン原子で置換されてもよいフェニール基を示す。）で
示される光学活性３級ホスフィン化合物（以下、ホスフ
ィン化合物とする）を配位子とする遷移金属錯体（以
下、ホスフィン錯体とする）の存在下、一般式（３） （式中、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ独立に、水素原子、アル
キル基、アルコキシ基、またはハロゲン原子を示す。）
で示されるシラン類と反応させることを特徴とする一般
式（４） （式中、ｎ、Ｘ、ＹおよびＺは、前記と同じ意味を表
す。）で示される光学活性有機ケイ素化合物の製造法を
提供するものである。

【０００６】一般式（１）で示される環状共役ジエン類
としては、１，３−シクロペンタジエン、１，３−シク
ロヘキサジエン、１，３−シクロヘプタジエン等を例示
できる。

【０００７】一般式（２）で示されるホスフィン化合物
において、Ｒ¹ の炭素数５〜７のシクロアルキル基とし
ては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げら
れる。また、ハロゲン原子、低級アルコキシ基、低級ア
ルコキシアルコキシ基もしくはフェニル基で置換されて
いてもよい低級アルキル基としては、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチ
ル基、フルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエ
チル基、メトキシメチル基、メトキシエトキシメチル
基、メトキシプロピル基、ベンジル基、ジフェニルメチ
ル基、フェニルプロピル基等が挙げられるが、特に炭素
数１〜４のアルキル基、メトキシメチル基、メトキシエ
トキシメチル基が好ましい。Ｒ² のフェニル基の置換基
としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基、フルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチ
ル基、トリフルオロメチル基、フッ素原子、塩素原子、
臭素原子等が挙げられる。

【０００８】また、これらのホスフィン化合物には
（＋）体と（−）体の光学異性体が存在するが、本発明
はこれら（＋）体あるいは（−）体のいずれをも含むも
のであり、（＋）体を使用して反応を行った場合の生成
物と、（−）体を使用して反応を行った場合の生成物と
は互いに鏡像異性体の関係になる。したがって、目的と
する有機ケイ素化合物の立体配置に合わせてホスフィン
化合物の（＋）体、あるいは（−）体のいずれかを選択
して使用することができる。

【０００９】これらのホスフィン化合物は配位子として
遷移金属に配位し、ホスフィン錯体を形成する。このよ
うなホスフィン錯体を形成する遷移金属としてはパラジ
ウム、ロジウム、ルテニウム、白金等が挙げられるが、
この中でも特にパラジウムを用いた場合には高い立体選
択性で不斉ヒドロシリル化反応を行うことができる。

【００１０】かかるホスフィン錯体の製造法としては、
例えば日本化学会編「第４版 実験化学講座」、第１８
巻、有機金属錯体、１９９１年、丸善 Ｐ．３９３に記
載の方法でジベンゾニトリルパラジウムジクロリドと一
般式（２）で示されるホスフィン化合物とを反応させる
方法を例示できる。さらには、次の不斉ヒドロシリル化
反応に用いるのと同じ溶媒中でアリルパラジウムクロリ
ド２量体等の遷移金属化合物（以下、単に金属化合物と
する）とホスフィン化合物とを反応させて製造する場合
には、得られたホスフィン錯体を単離することなく溶液
のまま不斉ヒドロシリル化反応に用いることができる。

【００１１】さらに、一般式（３）で示されるシラン類
において、アルキル基としてはメチル基、エチル基、プ
ロピル基等が挙げられ、アルコキシ基としてはメトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられ、ハロゲン
原子としては塩素原子、臭素原子等を挙げることができ
る。

【００１２】環状共役ジオン類とシラン類の不斉ヒドロ
シリル化反応は、一般に炭化水素、ハロゲン化炭化水
素、エーテル類等の溶媒中に、原料である環状共役ジエ
ン類、その１〜３モル倍量好ましくは１〜１．２モル倍
量のシラン類、環状共役ジエン類の０．００００１〜
０．０１モル倍量好ましくは０．０００１〜０．００１
モル倍量の金属化合物および金属化合物の１〜３モル倍
量好ましくは２モル倍量のホスフィン化合物を加えて、
−５０℃〜１５０℃、好ましくは−２０℃〜４０℃で反
応させることで、目的とする光学活性有機ケイ素化合物
を得ることができる。生成した光学活性有機ケイ素化合
物は、例えば蒸留等の通常の方法によって精製すること
ができる。

【００１３】なお、本発明で用いるホスフィン化合物
は、例えば先に本発明者が提案した特願平５−２５１６
３５号明細書に記載されている次の反応経路に従って製
造することができる。 （式中、Ｒ³ は低級アルキル基または炭素数５〜７のシ
クロアルキル基を示す。ここで低級アルキル基は、ハロ
ゲン原子、低級アルコキシ基、低級アルコキシアルコキ
シ基もしくはフェニル基で置換されていてもよい。Ｒ²
はアルキル基、アルコキシ基もしくはハロゲン原子で置
換されていてもよいフェニル基を示す。） この方法に従えば、下記の各工程を経て目的とするホス
フィン化合物を得ることができる。

【００１４】（工程１）炭化水素、ハロゲン化炭化水
素、エーテル類等を溶媒とし、予め光学分割を行った
３，３’−ジヒドロキシ−４，４’−ビフェナントリル
（５）を芳香族アミンあるいは３級アミン等の塩基の存
在下に無水トリフルオロメタンスルホン酸と反応させ
て、３，３’−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオ
キシ）−４，４’−ビフェナントリル（６）を得る工
程。

【００１５】（工程２）得られた化合物（６）をジメチ
ルスルホキシド等の極性溶媒中で、３級アミン等の塩基
およびパラジウム−ホスフィン触媒の存在下にジアリー
ルホスフィンオキシドと反応させることで、３−ジアリ
ールホスフィニル−３’−トリフルオロメタンスルホニ
ルオキシ−４，４’−ビフェナントリル（７）を得る工
程。

【００１６】（工程３）このようにして得られた化合物
（７）を水、アルコール類、エーテル類あるいはこれら
の混合溶媒中で、水酸化アルカリ等の塩基を加えて加水
分解反応を行い、反応後酸析して、３−ジアリールホス
フィニル−３’−ヒドロキシ−４，４’−ビフェナント
リル（８）を得る工程。

【００１７】（工程４）得られた化合物（８）をアルコ
ール類、エーテル類、ケトン類等の極性溶媒中で炭酸ア
ルカリ等の塩基の存在下にハロゲン化アルキル等のアル
キル化剤を反応させて、３−ジアリールホスフィニル−
３’−アルコキシ−４，４’−ビフェナントリル（９）
を得る工程。

【００１８】（工程５）こうして得られた化合物（９）
を炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル類等の溶媒
中で３級アミン等の塩基の存在下にトリクロロシラン等
の還元剤と反応させて、ホスフィン化合物（２ａ）を得
る工程。

【００１９】このようなホスフィン化合物製造の各工程
においてはその軸不斉の環境を保持したままで反応が進
行するため、原料として使用する化合物（５）の立体配
置に応じた（＋）体あるいは（−）体のホスフィン化合
物を得ることができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の製造法により、様々な光学活性
化合物の重要な中間体である光学活性有機ケイ素化合物
を、高収率かつ高い光学収率で得ることができる。

【００２１】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
尚、実施例中の分析は次の分析装置を用いて行った。 旋光計：ＤＩＰ−３７０型（日本分光工業株式会社製）¹ Ｈ−ＮＭＲスペクトル：ＪＮＭ−ＥＸ２７０型（２７
０ＭＨｚ、日本電子株式会社製） 内部標準：テトラメ
チルシラン³¹ Ｐ−ＮＭＲスペクトル：ＪＮＭ−ＥＸ２７０型（１０
９ＭＨｚ、日本電子株式会社製） 内部標準：リン酸

【００２２】参考例１ ３，３’−ジヒドロキシ−４，４’−ビフェナントリル
のラセミ混合物６．１ｇをＨＰＬＣ（カラム：Ｓｕｍｉ
ｃｈｉｒａｌ ＯＡ−２０００（株式会社住化分析セン
ター製）、移動相：ｎ−ヘキサン／１，２−ジクロロエ
タン／エタノール＝８０／１５／５（体積比）、紫外線
検出器：波長２５４ｎｍ）により光学分割し、（Ｒ）−
（−）−３，３’−ジヒドロキシ−４，４’−ビフェナ
ントリルと（Ｓ）−（＋）−３，３’−ジヒドロキシ−
４，４’−ビフェナントリルを各２．９ｇ得た。光学純
度はそれぞれ９９．９％ｅｅ、９９．５％ｅｅであっ
た。

【００２３】このようにして得られた（Ｒ）−（−）−
３，３’−ジヒドロキシ−４，４’−ビフェナントリル
１．９１ｇ（４．８９ｍｍｏｌ）とピリジン１．９７ｍ
ｌ（２４．４ｍｍｏｌ）のジクロロメタン溶液中に、氷
冷下、無水トリフルオロメタンスルホン酸５．５０ｇ
（１９．５ｍｍｏｌ）を滴下した。０℃で１時間撹拌
後、溶媒を留去した。残渣を酢酸エチル５０ｍｌで希釈
し、５％塩酸水、飽和重曹水および飽和食塩水で洗浄し
た。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥後溶媒を留去
し、粗生成物を得た。 これをシリカゲルカラムクロマ
トグラフィー（移動相：ジクロロメタン）で精製し、
（Ｒ）−（−）−３，３’−ビス（トリフルオロメタン
スルホニルオキシ）−４，４’−ビフェナントリル３．
１５ｇを収率１００％で得た。 融点：１６２．５〜１６３．０℃ 旋光度：［α］²² _D −１８．２（Ｃ＝０．４，ＣＨＣｌ
₃ ）

【００２４】得られた（Ｒ）−（−）−３，３’−ビス
（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−４，４’−
ビフェナントリル３．１５ｇ（４．８４ｍｍｏｌ）、ジ
フェニルホスフィンオキシド２．９３ｇ（１４．５ｍｍ
ｏｌ）、酢酸パラジウム４３３ｍｇ（１．９３ｍｍｏ
ｌ）、１，４−ビス（ジフェニルホスフィノ）ブタン７
９６ｍｇ（１．９３ｍｍｏｌ）を窒素雰囲気下、ジイソ
プロピルエチルアミン５．２ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）の
ジメチルスルホキシド３５ｍｌ溶液中に注加後、１５０
℃で１０時間撹拌した。冷却後、反応混合物を減圧下濃
縮し、残査を酢酸エチルで希釈し、希塩酸および飽和重
曹水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥
後、溶媒を留去して粗生成物を得た。これをシリカゲル
カラムクロマトグラフィー（移動相：ｎ−ヘキサン／酢
酸エチル＝１／１）で精製し、（Ｒ）−（＋）−３−ジ
フェニルホスフィニル−３’−トリフルオロメタンスル
ホニルオキシ−４，４’−ビフェナントリル２．４１ｇ
を収率７０％で得た。 融点：２５４．０〜２５５．０℃ 旋光度：［α］²⁰ _D ＋１５．０（Ｃ＝０．８２，ＣＨＣ
ｌ₃ ）³¹ Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃ ） δｐｐｍ：２９．６
（ｓ）

【００２５】こうして得られた（Ｒ）−（＋）−３−ジ
フェニルホスフィニル−３’−トリフルオロメタンスル
ホニルオキシ−４，４’−ビフェナントリル９８５ｍｇ
（１．４０ｍｍｏｌ）をメタノール２．５ｍｌ、１，４
−ジオキサン５ｍｌの混合溶媒に溶解し、３Ｎ水酸化ナ
トリウム水溶液５ｍｌを加え、室温で９時間撹拌した。
氷冷下、反応液に濃塩酸を加えて酸性（ｐＨ１程度）と
した後、酢酸エチルで２回抽出した。有機層を無水硫酸
マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去して粗生成物を得
た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動
相：酢酸エチル）で精製し、（Ｒ）−（−）−３−ジフ
ェニルホスフィニル−３’−ヒドロキシ−４，４’−ビ
フェナントリル７９４ｍｇを収率９９％で得た。 旋光度：［α］²⁰ _D −６３．４（Ｃ＝０．５５，ＣＨ₂
Ｃｌ₂ ）¹ Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃ ） δｐｐｍ：６．２６〜
８．０７（ｍ，２６Ｈ）、８．５５（ｂｒｓ，１Ｈ）³¹ Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃ ） δｐｐｍ：３２．６
（ｓ）

【００２６】得られた（Ｒ）−（−）−３−ジフェニル
ホスフィニル−３’−ヒドロキシ−４，４’−ビフェナ
ントリル７９２ｍｇ（１．３８ｍｍｏｌ）、無水炭酸カ
リウム１．７９ｇ（１３．０２ｍｍｏｌ）のアセトン３
０ｍｌ懸濁液中にヨウ化メチル１．８５ｇ（１３．０２
ｍｍｏｌ）を加え、５時間還流させた。冷却後、反応液
をセライト濾過し、ジエチルエーテルで洗浄して濾液と
合わせ、濾洗液の溶媒を留去して粗生成物を得た。これ
をシリカゲルクロマトグラフィー（移動相：ｎ−ヘキサ
ン／酢酸エチル＝１／３（体積比））で精製し、（Ｒ）
−（＋）−３−ジフェニルホスフィニル−３’−メトキ
シ−４，４’−ビフェナントリル７８１ｍｇを得た。収
率９７％。 融点：２１８．０〜２１９．５℃ 旋光度：［α］²⁰ _D ＋８５．８（Ｃ＝０．５０，ＣＨＣ
ｌ₃ ）¹ Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃ ） δｐｐｍ：３．４３
（ｓ，３Ｈ）、６．６３〜７．９０（ｍ，２６Ｈ）³¹ Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃ ） δｐｐｍ：２９．２
（ｓ）

【００２７】こうして得られた（Ｒ）−（＋）−３−ジ
フェニルホスフィニル−３’−メトキシ−４，４’−ビ
フェナントリル１８５ｍｇ（０．３１ｍｍｏｌ）とトリ
エチルアミン１．２３ｇ（１２．１ｍｍｏｌ）のトルエ
ン５ｍｌ溶液中に、窒素雰囲気下０℃でトリクロロシラ
ン６１７ｍｇ（４．５５ｍｍｏｌ）を加えた後昇温し、
１１０℃で１０時間加熱撹拌した。室温まで冷却し、反
応液をジエチルエーテルで希釈した後、少量の飽和重曹
水を加えて反応を止めた。これをセライト濾過し、ジエ
チルエーテルで洗浄して濾液と合わせ、濾洗液を無水硫
酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去して粗生成物を得
た。 これをカラムクロマトグラフィー（移動相：ｎ−
ヘキサン／ジクロロメタン＝１／１）で精製し、（Ｒ）
−（＋）−３−ジフェニルホスフィノ−３’−メトキシ
−４，４’−ビフェナントリル１６１ｍｇを収率９１％
で得た。 融点：２０９．５〜２１０．０℃ 旋光度：［α］²⁰ _D ＋２７１．６（Ｃ＝１．２９，ＣＨ
Ｃｌ₃ ）¹ Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃ ） δｐｐｍ：３．０７
（ｓ，３Ｈ）、６．５８〜８．１２（ｍ，２６Ｈ）³¹ Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃ ） δｐｐｍ：−１２．３
（ｓ）

【００２８】実施例１ 窒素雰囲気下、アリルパラジウムクロリド２量体０．５
２ｍｇ（１．４μｍｏｌ、パラジウムとして２．８μｍ
ｏｌ）、（Ｒ）−（＋）−３−ジフェニルホスフィノ−
３’−メトキシ−４，４’−ビフェナントリル２．５８
ｍｇ（４．５μｍｏｌ）、１，３−シクロペンタジエン
１５８ｍｇ（２．４ｍｍｏｌ）の混合物中に、攪拌しな
がら２０℃でトリクロロシラン４０７ｍｇ（３．０ｍｍ
ｏｌ）を加え、そのまま５日間撹拌した。ＧＣおよび¹
Ｈ−ＮＭＲにて１，３−シクロペンタジエンが完全に消
費されたことを確認し、反応混合物を減圧濃縮して、３
−トリクロロシリルシクロペンテン４８０ｍｇを得た。

【００２９】生成物の収率および光学純度は、以下の方
法により立体配置を維持したまま定量的にトリクロロシ
リル基をトリエトキシシリル基に変換し、光学異性体分
離用カラムにてＧＣ分析を行うことによって求めた。得
られた３−トリクロロシリルシクロペンテン４８０ｍｇ
をエタノール０．８４ｍｌ（１４．４ｍｍｏｌ）とトリ
エチルアミン１．５１ｍｌ（１０．８ｍｍｏｌ）のペン
タン溶液（１０ｍｌ）に窒素雰囲気下、攪拌しながら、
０℃でゆっくり加え、次いで室温で１．５時間、激しく
攪拌した後、反応液をセライト濾過し、濃縮後、蒸留
（１２０℃／２２ｍｍＨｇ）により精製して、３−トリ
エトキシシリルシクロペンテン５３１ｍｇを得た。光学
異性体分離用カラムによるＧＣ分析の結果、１，３−シ
クロペンタジエンからの通算収率は９６％で、光学純度
は６９％ｅｅであった。 旋光度：［α］²⁰ _D ＋５１．５（Ｃ＝１．３２，ベンゼ
ン）

【００３０】実施例２ １，３−シクロペンタジエンに代えて１，３−シクロヘ
キサジエンを使用する以外は実施例１と同様に反応およ
び後処理を行い、３−トリクロロシリルシクロペンテン
を収率９９％以上、光学純度４６％ｅｅで得た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｆ 7/14 Ｃ０７Ｆ 7/14 7/18 7/18 Ｄ // Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ Ｃ０７Ｍ 7:00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式（１） （式中、ｎは１、２または３を示す。）で示される環状
   共役ジエン類を、一般式（２） （式中、Ｒ¹ は、水素原子、低級アルキル基または炭素
   数５〜７のシクロアルキル基を示す。ここで低級アルキ
   ル基は、ハロゲン原子、低級アルコキシ基、低級アルコ
   キシアルコキシ基もしくはフェニル基で置換されていて
   もよい。Ｒ² はアルキル基、アルコキシ基もしくはハロ
   ゲン原子で置換されてもよいフェニール基を示す。）で
   示される光学活性３級ホスフィン化合物を配位子とする
   遷移金属錯体存在下、一般式（３） （式中、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ独立に、水素原子、アル
   キル基、アルコキシ基、ハロアルキル基、またはハロゲ
   ン原子を示す。）で示されるシラン類と反応させること
   を特徴とする一般式（４） （式中、ｎ、Ｘ、ＹおよびＺは、前記と同じ意味を表
   す。）で示される光学活性有機ケイ素化合物の製造法。
2. 【請求項２】遷移金属としてパラジウムを用いる請求項
   １に記載の光学活性有機ケイ素化合物の製造法。
3. 【請求項３】シラン類としてトリクロロシランを用いる
   請求項１に記載の光学活性有機ケイ素化合物の製造法。
4. 【請求項４】環状共役ジエン類が１，３−シクロペンタ
   ジエンである請求項１に記載の光学活性有機ケイ素化合
   物の製造法。
5. 【請求項５】環状共役ジエン類が１，３−シクロヘキサ
   ジエンである請求項１に記載の光学活性有機ケイ素化合
   物の製造法。