JPH1149787A - 2,2’−ビス(ジアリールホスフィノ)−6,6’−ビス(トリフルオロメチル)−1,1’−ビフェニル、これを配位子とする遷移金属錯体および光学活性な3−ヒドロキシ酪酸エステル誘導体あるいはβ−ブチロラクトンの製造方法 - Google Patents
2,2’−ビス(ジアリールホスフィノ)−6,6’−ビス(トリフルオロメチル)−1,1’−ビフェニル、これを配位子とする遷移金属錯体および光学活性な3−ヒドロキシ酪酸エステル誘導体あるいはβ−ブチロラクトンの製造方法Info
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Abstract
り得る新規なホスフィン化合物を提供する。 【解決手段】下式(I) 【化1】 (Rはフェニル基または低級アルキル基、低級アルコキ
シル基、ハロゲン原子、低級ハロアルキル基で置換され
たフェニル基を示す)で表される2,2’−ビス(ジア
リールホスフィノ)−6,6’−ビス(トリフルオロメ
チル)−1,1’−ビフェニル。
Description
に関する。さらに詳しくは、ロジウム,ルテニウム,イ
リジウム,パラジウム,ニッケル等の遷移金属と錯体を
形成することによって種々の不斉合成反応における有用
な触媒となり得る新規なホスフィン化合物に関する。さ
らに本発明はアセト酢酸エステル誘導体あるいはジケテ
ンの不斉水素化物の製造方法に関する。
機合成反応に利用できる遷移金属錯体が数多く知られて
いる。とくに、ロジウム,ルテニウム,パラジウム等の
遷移金属に光学活性な第3級ホスフィン化合物を配位さ
せた錯体は、不斉合成反応の触媒として優れた性能を有
すると数多く報告されている。その第3級ホスフィン化
合物の中で、特に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)は優れた配位子の一つであり、このBINAPを配
位子としたロジウム錯体(特開昭55−61937号公
報)およびルテニウム錯体(特開昭61−6390号公
報)が既に報告されている。また、2,2’−ビス(ジ
シクロヘキシルホスフィノ)−6,6’−ジメチル−
1,1’−ビフェニル(以下、BICHEPという)が
α,β−不飽和カルボン酸およびカルボン酸エステルの
不斉水素化反応(特開平3−275691号公報)、
2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−6,6’−
ジメチル−1,1’−ビフェニル(以下、BIPHEM
Pという)がアリルアミンの不斉異性反応(特開昭63
−135397号公報)の触媒において、それぞれ有効
な配位子となることが報告されている。しかしながら、
それら不斉合成反応の触媒用として開発された多数のホ
スフィン化合物も、目的とする反応、また用いる反応基
質によっては、選択率、転化率、光学純度、持続性等の
面で十分に満足できない場合があり、従来の触媒に比較
し、より高い触媒性能を有する錯体を構成する新しいホ
スフィン配位子の開発が望まれていた。
応、また用いる反応基質において、選択率、転化率、光
学純度等の面で十分な効果が得られ、不斉合成反応の触
媒として従来の触媒に比較し、より高い触媒性能を有す
る錯体を構成する新しいホスフィン配位子を開発するこ
とが、本発明の課題である。
を解決すべく軸性不斉を有する第3級ホスフィン化合物
について鋭意研究を重ねた結果、2,2’−ビス(ジア
リールホスフィノ)−6,6’−ビス(トリフルオロメ
チル)−1,1’−ビフェニルを配位子とするロジウ
ム,ルテニウム,パラジウム等の遷移金属錯体が、BI
NAP、BIPHEMP、BICHEPを配位子とした
遷移金属錯体に比べ、不斉合成反応における選択率,転
化率,光学純度等を著しく高めることを見い出し、さら
に研究を重ね本発明を完成した。
シル基、ハロゲン原子、低級ハロアルキル基で置換され
たフェニル基を示す)で表される2,2’−ビス(ジア
リールホスフィノ)−6,6’−ビス(トリフルオロメ
チル)−1,1’−ビフェニルおよびその誘導体(以
下、BIRTFPという)、そのBIRTFPを配位子
とするロジウム錯体,ルテニウム錯体,イリジウム錯
体,パラジウム錯体,ニッケル錯体から選ばれる遷移金
属錯体、および当該遷移金属錯体の存在下に、アセト酢
酸エステル誘導体あるいはジケテンを不斉水素化するこ
とを特徴とする光学活性な3−ヒドロキシ酪酸エステル
誘導体あるいはβ−ブチロラクトンの製造方法、であ
る。
基としては、メチル基、エチル基、プロピル基などの炭
素数が1〜4のアルキル基が挙げられ、低級アルコキシ
ル基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基
などの炭素数が1〜4のアルコキシル基が挙げられ、ハ
ロゲン原子としては、塩素原子、フッ素原子などが好ま
しく、低級ハロアルキル基としては、トリクロロメチル
基、トリフルオロメチル基などが挙げられる。
(1)に従って製造される。
(2)をエーテル、テトラヒドロフラン(以下、THF
という)、トルエン、ベンゼンなどの不活性溶媒中、反
応温度−78℃〜30℃でさらに好ましくは−78℃〜
10℃で、金属マグネシウムあるいは低級アルキルリチ
ウムの存在下、ジアリールホスフィニルハライドを縮合
させることにより、1−(ジアリールホスフィニル)−
3−トリフルオロメチルベンゼン(3)を得る。上記低
級アルキルリチウムにおける低級アルキル基はメチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ノルマル
ブチル基、イソブチル基などの炭素数が1〜4のアルキ
ル基である。またジアリールホスフィニルハライドのア
リール基としては、置換基を持たないフェニル基または
低級アルキル基、低級アルコキシル基、ハロゲン原子、
低級ハロアルキル基で置換されたフェニル基が好まし
く、例えばp−メトキシフェニル基、p−tert−ブ
チルフェニル基、p−クロロフェニル基、p−トリル
基、2,4−キシリル基、p−トリフルオロメチルフェ
ニル基などが挙げられる。上記化合物(3)をエーテ
ル、THF、トルエン、ベンゼンなどの不活性溶媒中、
反応温度−78℃〜30℃、さらに好ましくは−78℃
〜10℃で、リチウムアルキルアミド特に好ましくはリ
チウムジイソプロピルアミドを用いてリチオ化し、さら
に反応系内にヨウ素を加え、1−(ジアリールホスフィ
ニル)−2−ヨード−3−トリフルオロメチルベンゼン
(4)を得る。この化合物(4)を銅粉の存在下ジメチ
ルホルムアミドなどの非プロトン性極性溶媒中、反応温
度60℃〜150℃でさらに好ましくは80℃〜100
℃で、ウルマンカップリング反応を行い、ラセミ体の
2,2’−ビス(ジアリールホスフィニル)−6,6’
−ビス(トリフルオロメチル)−1,1’−ビフェニル
(5)を得る。光学活性なジベンゾイル酒石酸を光学分
割剤として用い、クロロホルム−酢酸エチル混合溶媒か
らの優先再結晶法を採用して、再結晶を繰り返し行い、
上記ラセミ体(5)を光学分割し、さらに1N水産化ナ
トリウムで処理し、光学的に純粋な化合物を得る。な
お、光学純度の測定は光学活性カラム(キラルセルOD
−H、ダイセル化学社製)を用いた高速液体クロマトグ
ラフィーによる。(−)−ジベンゾイル酒石酸を用いた
光学分割法では(−)体の化合物(5)が、(+)−ジ
ベンゾイル酒石酸を用いた光学分割法では(+)体の化
合物(5)が、それぞれ優先的に析出する。さらに、得
られた(+)体の化合物(5)または(−)体の化合物
(5)をトリクロロシランで還元することにより、
(+)体の化合物(6)または(−)体の化合物(6)
を得ることができる。
遷移金属と共に錯体を調製する。錯体を形成する遷移金
属としては、ロジウム原子,ルテニウム原子,イリジウ
ム原子,パラジウム原子,ニッケル原子等が挙げられ、
形成される錯体としては、例えば次の一般式(7)、
(8)、(10)、(12)および(13)で表される
光学活性錯体を挙げることができる。 光学活性錯体1: RuxHyClz(BIRTFP)2(A)w(7) 式中、BIRTFPは(+)−BIRTFPまたは
(−)−BIRTFPを示し、Aは第三級アミンを示
し、yは0か1であり、yが0のとき、xは2、zは
4、wは1であり、yが1のとき、xは1、zは1、w
は0である。上記第三級アミンとしては、トリエチルア
ミン、トリブチルアミン、エチルジイソプロピルアミ
ン、1,8−ビス(ジメチルアミノ)−ナフタレン、ジ
メチルアニリン、ピリジン、N−メチルピペリジン等が
挙げられるが、特にトリエチルアミンが好ましく用いら
れる。光学活性錯体1の具体例としては、例えば次のも
のが挙げられる。 Ru2Cl4(BIRTFP)2NEt3 (式中、E
tはエチル基を示す) RuHCl(BIRTFP)2 この光学活性錯体1は、例えばJ.Chem.So
c.,Chem.Commun.,pp.922−92
4(1985)または特開昭61−63690号公報に
記載の方法により調製される。すなわち、塩化ルテニウ
ムとシクロオクタ−1,5−ジエン(以下、CODとい
う)とをエタノール溶媒中で反応させて得られる[Ru
X2(COD)]q(式中、qは自然数を示す)を、第
三級アミンの存在下、トルエンまたはエタノール等の溶
媒中で、BIRTFPと加熱反応させることにより製造
される。
O4、PF6またはBF4を示し、mは0か1であり、
mが0のとき、nは1、pは2であり、mが1のとき、
nは2、pは1である。光学活性錯体2の具体1列とし
ては、例えば次のものが挙げられる。 [Ru(BIRTFP)](ClO4)2 [Ru(BIRTFP)](PF6)2 [Ru(BIRTFP)](BF4)2 [RuH(BIRTFP)2]ClO4 [RuH(BIRTFP)2]PF6 [RuH(BIRTFP)2]BF4 この光学活性錯体2は、例えば特開昭63−41487
号公報または特開昭63−145292号公報に記載の
方法により得ることができる。例えば、一般式(8)
中、mが0、nが1、pが2である化合物は、前記光学
活性錯体1の中の Ru2Cl4(BIRTFP)2NEt3と、一般式にてMT (9) (式中、MはNa、K、Li、Agの金属を示し、Tは
上記と同じである)で表される塩とを、水と疎水性有機
溶媒との混合溶媒中、相関移動触媒としての第四級アン
モニウム塩または第四級ホスホニウム塩の存在下反応さ
せ、反応終了後、疎水性有機溶媒を取り出し、溶媒を留
去乾燥する方法により精製し、製造することができる。
用いられる疎水性有機溶媒としては塩化メチレン、臭化
メチレン、トルエン、酢酸エチル等が挙げられ、とくに
塩化メチレンが好ましい。また、前記相関移動触媒とし
ての第四級アンモニウム塩または第四級ホスホニウム塩
はとくに限定されるものではなく、通常用いられるもの
であるが、具体的には、フッ化テトラメチルアンモニウ
ム、フッ化テトラ(n−ブチル)アンモニウム、塩化テ
トラ(n−ブチル)アンモニウム、塩化テトラ(n−オ
クチル)アンモニウム、塩化ベンジルトリ(n−ブチ
ル)アンモニウム、臭化テトラ(n−ブチル)アンモニ
ウム、臭化テトラ(n−オクチル)アンモニウム、ヨウ
化テトラ(n−ブチル)アンモニウム、塩化ベンジルト
リフェニルアンモニウム、臭化テトラ(n−ブチル)ホ
スホニウム、臭化ベンジルトリフェニルホスホニウム、
ヨウ化メチルトリフェニルホスホニウム、ヨウ化テトラ
フェニルホスホニウムが挙げられ、とくに臭化テトラ
(n−ブチル)アンモニウム、ヨウ化テトラ(n−ブチ
ル)アンモニウム、臭化テトラ(n−ブチル)ホスホニ
ウムが好ましい。前記相関移動触媒の使用量は通常用い
られる量の範囲内でよく、例えば、前記光学活性錯体1
モルに対して、0.0001〜0.2モル、好ましくは
0.05〜0.1モルである。反応温度は0〜50℃、
好ましくは室温であり、反応時間は3〜48時間、好ま
しくは12〜30時間である。また、一般式(8)中、
mが1、nが2、pが1である化合物は、前記光学活性
錯体1の中のRuHCl(BIRTFP)2と上記式
(9)で表される化合物とを上記相関移動触媒を用い、
前記と同様な方法により製造される。
原子を示し(なお、以下、Xはハロゲン原子を示すこと
を明記しないときがある)、Qはアセトニトリルまたは
置換基を有していてもよいベンゼンを示し、Lはハロゲ
ン原子、ClO4、PF6、BF4またはBPh4を示
し、Phはフェニル基を示し、Qが置換基を有していて
もよいベンゼンの場合、a、b及びcはいずれも1であ
るか、a及びbが1、cが3であり、Qがアセトニトリ
ルの場合、aは0か1であり、aが0のとき、bは4、
cは2であり、aが1のとき、bは2、cは1である。
Qで示される置換基を有してもよいベンゼンは、ベンゼ
ンあるいは炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖を有する低
級アルキル基、低級アルコキシ基、低級アルコキシカル
ボニル基、ハロゲン原子等で置換されたベンゼンであ
り、具体列としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、
トリメチルベンゼン、ヘキサメチルベンゼン、エチルベ
ンゼン、tert−ブチルベンゼン、p−シメン、クメ
ン、アニソール、メチルアニソール、安息香酸メチル、
メチル安息香酸メチル、クロロ安息香酸メチル、クロロ
ベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ブ
ロモベンゼン、フルオロベンゼン等を挙げることができ
る。前記ハロゲン原子は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素
原子をいう。光学活住錯体3の具体例としては、例えば
次のものが挙げられる。 [RuCl(ベンゼン)(BIRTFP)]Cl [RuBr(ベンゼン)(BIRTFP)]Br [RuI(ベンゼン)(BIRTFP)]I [RuI(p−シメン)(BIRTFP)]I [RuI(p−シメン)(BIRTFP)]I3 [RuCl(安息香酸メチル)2(BIRTFP)]C
l [RuCl(ベンゼン)(BIRTFP)]ClO4 [RuCl(ベンゼン)(BIRTFP)]PF6 [RuCl(ベンゼン)(BIRTFP)]BF4 [RuCl(ベンゼン)(BIRTFP)]BPh4 [Ru(アセトニトリル)4(BIRTFP)](BF
4)2 [RuCl(アセトニトリル)2(BIRTFP)]C
l
191289号公報に記載の方法により得ることができ
る。すなわち、一般式(10)中、Qが置換基を有して
いてもよいベンゼンでX及びLがともにハロゲン原子で
ある化合物は、[RuX2(Q)]2とBIRTFPと
を溶媒中、均一溶液となるまで攪拌し、その後溶媒を留
去乾燥することにより製造される。ここで用いられる溶
媒としては、メタノール、エタノール、ベンゼン、塩化
メチレン及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。反応温
度は室温〜100℃、好ましくは用いる溶媒の還流温度
であり、反応時間は3〜48時間、好ましくは12〜3
0時間である。とくに、一般式(10)中、Qがp−シ
メンでX及びLがヨウ素原子であり、a及びbが1、c
が3である化合物は、[RuI(p−シメン)(BIR
TFP)]Iとヨウ素とをメタノール等の熔媒中、15
〜30℃で1〜5時間反応させた後、熔媒を留去、乾燥
することにより調製される。また、一般式(10)中、
Qが置換基を有していてもよいベンゼンでLがCl
O4、PF6、BF4またはBPh4である化合物は、
[RuX(Q)(BIR TFP)]Xに、一般式にてML1 (11) (式中Mは前記と同じ意味を有し、L1はClO4、P
F6、BF4またはBPh4を示す)で表される塩をメ
タノール、エタノール、ベンゼン、塩化メチレンなどの
溶媒中、15〜30℃で1〜5時間反応させた後、溶媒
を留去、乾燥することにより調製される。更に、一般式
(10)中、Qがアセトニトリルでaが1、bが2、c
が1である化合物は、例えば、[RuX(Q)(BIR
TFP)]Xをアセトニトリルに溶解し、50℃程度で
加熱反応させた後、熔媒を留去、乾燥することにより製
造され、一般式(10)中、Qがアセトニトリルでaが
0、bが4、cが2である化合物は、[RuX(Q)
(BIRTFP)]Xをアセトニトリルと他の溶媒の混
合溶媒に溶解しておき、これを25〜50℃で反応させ
た後、溶媒を留去、乾燥することにより製造される。こ
こでアセトニトリルと混合して用いる他の溶媒として
は、メタノール、エタノール、アセトン、塩化メチレン
等を挙げることができる。
子、臭素原子、ヨウ素原子、又はO2CR1を示し、R
1は炭素数1〜4の低級アルキル基又はハロゲン置換低
級アルキル基を示す。ここで低級アルキル基はメチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチ
ル基、イソブチル基などのアルキル基であり、ハロゲン
置換低級アルキル基はハロゲン原子が1個ないし複数個
置換した炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖のアルキル基
であり、具体例としては、モノクロロメチル基、ジクロ
ロメチル基、トリクロロメチル基、トリフルオロメチル
基等を挙げることができる。光学活性錯体4の具体例と
しては次のものを挙げることができる。 Ru(BIRTFP)Cl2 Ru(BIRTFP)Br2 Ru(BIRTFP)I2 Ru(BIRTFP)(O2CCH3)2 Ru(BIRTFP)(O2CCF3)2 この光学活性錯体4は例えば次の方法により製造するこ
とができる。まず、一般式(12)中、Jが塩素原子、
臭素原子またはヨウ素原子である化合物は、例えば、T
etrahedron Asymmetry,Vol.
2,No.7,pp.555−567(1991)記載
の方法により得ることができる。すなわち、BIRTF
Pを溶媒に溶解し、HCl,HBr,HIなどの酸のメ
タノール溶液を加え反応させることにより製造される。
ここで用いられる溶媒としては、塩化メチレン、トルエ
ン、アセトン等を挙げることができる。
2Cl4(BIRTFP)2NEt3と、 一般式にてM2L2 (13) (式中、M2はNa、K、Liの金属を示し、L2は塩
素原子、臭素原子、ヨウ素原子を示す)で表される塩と
を、水と疎水性有機溶媒との混合溶媒中、相関移動触媒
としての第四級アンモニウム塩または第四級ホスホニウ
ム塩の存在下反応させ、反応終了後、疎水性有機溶媒を
取り出し、溶媒を留去乾燥する方法により精製し、製造
することができる。用いられる疎水性有機溶媒としては
塩化メチレン、臭化メチレン、トルエン、酢酸エチル等
が挙げられ、とくに塩化メチレンが好ましい。また、前
記相関移動触媒としての第四級アンモニウム塩または第
四級ホスホニウム塩はとくに限定されるものではなく、
通常用いられるものであるが、具体的には、フッ化テト
ラメチルアンモニウム、フッ化テトラ(n−ブチル)ア
ンモニウム、塩化テトラ(n−ブチル)アンモニウム、
塩化テトラ(n−オクチル)アンモニウム、塩化ベンジ
ルトリ(n−ブチル)アンモニウム、臭化テトラ(n−
ブチル)アンモニウム、臭化テトラ(n−オクチル)ア
ンモニウム、ヨウ化テトラ(n−ブチル)アンモニウ
ム、塩化ベンジルトリフェニルアンモニウム、臭化テト
ラ(n−ブチル)ホスホニウム、臭化ベンジルトリフェ
ニルホスホニウム、ヨウ化メチルトリフェニルホスホニ
ウム、ヨウ化テトラフェニルホスホニウムが挙げられ、
とくに臭化テトラ(n−ブチル)アンモニウム、ヨウ化
テトラ(n−ブチル)アンモニウム、臭化テトラ(n−
ブチル)ホスホニウムが好ましい。前記相関移動触媒の
使用量は通常用いられる量の範囲内でよく、例えば、前
記Ru2Cl4(BIRTFP)2NEt3 1モルに
対して、0.0001〜0.2モル、好ましくは0.0
5〜0.1モルである。反応温度は0〜50℃、好まし
くは室温であり、反応時間は3〜48時間、好ましくは
12〜30時間である。また、一般式(12)中、Jが
O2CR1(R1は前記と同じである)である化合物
は、例えば、O2CR1(R1は前記と同じである)で
表わされる基を含むカルボン酸塩とRu2Cl4(BI
RTFP)2NEt3とをアルコール溶媒中で反応させ
ることにより製造され、一般式(12)中、Jがトリフ
ルオロメチル基である化合物は、例えば、Ru(BIR
TFP)(O2CCH3)2にトリフルオロ酢酸を反応
させることにより製造される。
又はメタリル基を示す。光学活性錯体5の具体例として
は次のものを挙げることができる。 Ru(C3H5)2(BIRTFP) (式中、C3H
5はアリル基を示す) Ru(C4H7)2(BIRTFP) (式中、C4H
7はメタリル基を示す) この光学活性錯体5も上記製法と同様な方法で調製する
ことができる。すなわち、上記Tetrahedron
Asymmetry,Vol.2,No.7,pp.
555−567(1991)記載の方法に準じて、一般
式RuG2(COD)(式中Gは前記と同じである)と
BIRTFPをアルゴン雰囲気下ヘキサン等の溶媒中5
0℃で3〜48時間加熱反応させ、溶媒を留去後、乾燥
することにより製造される。
るいはIrを示し、Dはノルボルナジエン(以下、NB
Dという)あるいはCODを示し、L’はClO4、P
F6、BF4またはBPh4(Phはフェニル基を示
す)を示す。光学活性錯体6の具体例としては次のもの
を挙げることができる。 [Rh(COD)(BIRTFP)]ClO4 [Rh(COD)(BIRTFP)]PF6 [Rh(NBD)(BIRTFP)]BF4 [Rh(NBD)(BIRTFP)]BPh4 [Ir(COD)(BIRTFP)]ClO4 [Ir(COD)(BIRTFP)]PF6 [Ir(NBD)(BIRTFP)]BF4 [Ir(NBD)(BIRTFP)]BPh4 光学活性錯体6のうちM3がRhである化合物は、例え
ばJ.Am.Chem.Soc.,93,30,89
(1971)に記載の方法により得ることができる。す
なわち、[Rh(D)L’]2から合成される[Rh
(D)2]L’とBIRTFPを塩化メチレン中、室温
で反応させた後、塩化メチレンを減圧留去することによ
り製造される。また、光学活性錯体6のうちM3がIr
である化合物は、例えばJ.Chem.Soc.(A)
2334,(1971)に記載の方法により得ることが
できる。すなわち、[Ir(D)(CH3CN)2]
L’とBIRTFPを塩化メチレン中、室温で反応させ
た後、塩化メチレンを減圧留去することにより製造され
る。
るいはPdを示し、X’は塩素原子または臭素原子を示
す。光学活性錯体7の具体例としては次のものを挙げる
ことができる。 NiCl2(BIRTFP) NiBr2(BIRTFP) PdCl2(BIRTFP) PdBr2(BIRTFP) この光学活性錯体7のうちM4がNiである化合物は、
例えばJ.Chem.Soc.,3239(1965)
に記載の方法により得ることができる。すなわち、Ni
X’2のエタノール溶液にBIRTFPのエタノール溶
液を加え反応し、析出する固体を濾過、真空乾燥するこ
とにより製造される。また、光学活性錯体7のうちM4
がPdである化合物は、例えばJ.Chem.So
c.,2537(1962)に記載の方法により得るこ
とができる。すなわち、PdCl2とBIRTFPをエ
タノール中で還流反応した後、エタノールを減圧留去す
ることにより製造される。以上の光学活性錯体1〜7中
のBIRTFPは、(+)体または(−)体のいずれか
を用いる。また、本発明においては、これらの(+)体
または(−)体のいずれかを選択することにより、所望
する絶対配置の光学活性化合物を得ることができる。な
お、この光学活性錯体5を不斉水素化反応の錯体触媒成
分として使用する場合は、錯体に、アセトン、トルエン
等の溶媒の存在下、塩酸、トリフルオロ酢酸、臭化水素
酸等から適宜選ばれる酸を加え、減圧下で過剰の酸及び
溶媒を留去した後に用いることが好ましい。
の不斉水素化反応の触媒として有用である。とくに、ア
セト酢酸エステル誘導体あるいはジケテンの不斉水素化
反応に利用することができる。このアセト酢酸エステル
誘導体としては、下記一般式(17)
3は炭素数1〜4の直鎖または分岐アルキル基あるいは
置換基を有してもよいベンジル基を示す)で表されるも
のであり、具体的にはアセト酢酸メチル、アセト酢酸t
−ブチル、アセト酢酸ベンジル、4−クロロアセト酢酸
メチル、4−クロロアセト酢酸エチル等が挙げられる。
これらは市販品で合成品でも使用可能である。なお、こ
の基質を不斉水素化する際には、不斉水素化反応の前に
蒸留処理する事が好ましい。このアセト酢酸エステル誘
導体を不斉水素化すると、下記一般式(18)
原子を意味する)で表される光学活性な化合物を得るこ
とができる。具体的には、光学活性な3−ヒドロキシ酪
酸メチル、3−ヒドロキシ酪酸t−ブチル、3−ヒドロ
キシ酪酸ベンジル、4−クロロ−3−ヒドロキシ酪酸メ
チル、4−クロロ−3−ヒドロキシ酪酸エチル等が挙げ
られる。上記ジケテンは下記一般式(19)
である。なお、この基質を不斉水素化する際には、不斉
水素化反応の前に蒸留処理する事が好ましい。このジケ
テンを不斉水素化すると、下記一般式(20)
活住なβ−ブチロラクトンを得ることができる。
ではないが、好ましくは次のとおりである。触媒として
用いる遷移金属錯体の使用量は、基質1モルに対して
0.0001モル〜0.01モル、好ましくは0.00
05モル〜0.002モルである。反応溶媒としては特
に限定されず、例えば、塩化メチレン、アセトン、メチ
ルエチルケトン、メチルブチルケトン、THF、1、4
−ジオキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、
エタノール、イソプロパノール、t−ブタノール、ベン
ゼン、トルエン等が挙げられる。この溶媒を単独で用い
てもよいが、2種類以上の混合溶媒として用いてもよ
い。不斉水素化反応の反応温度や反応時間などは、用い
る基質、錯体触媒、溶媒等により異なるが、通常、室温
〜100℃にて、1時間〜50時間反応させる。このと
きの水素圧は5〜100kgf/cm2が好適である。
具体的に説明するが、本発明はこれらになんら制約され
るものではない。なお、実施例および比較例中で得られ
た化合物の分析は次の測定機器を用いて行った。 NMR:AM−400(400MHz) (ブルッカー社製) 標準物質 1H−NMR 内部標準 テトラメチルシラン 31P−NMR 外部標準 85% リン酸 旋光度:DIP−4(日本分光工業(株)製) 実施例1−a 1−(ジフェニルホスフィニル)−3−
トリフルオロメチルベンゼンの合成 窒素雰囲気下、1−ブロモ−3−トリフルオロメチルベ
ンゼン24.5g(109mmol)をTHF200m
lに溶解した。この溶液をドライアイス−アセトン浴で
冷却し、1.6M:n−ブチルリチウムヘキサン溶液7
1.6mlを1時間で滴下した。滴下ロートを蒸留TH
F30mlで洗浄し、さらに2時間撹拌した。つづいて
ジフェニルホスフィニルクロリド29.0g(120m
mol)のTHF60ml溶液をドライアイス−アセト
ン浴下30分で滴下した。滴下終了後、滴下ロートをT
HF30mlで洗浄し、さらに撹拌しながら室温まで放
置し、反応溶液を200mlまで濃縮した。2N:水酸
化ナトリウム水溶液を200ml加えTHFで抽出し、
飽和食塩水で洗浄した。炭酸カリウムで乾燥後、濾過濃
縮し褐色油状物を得た。これをカラムクロマトグラフィ
ー(SiO2350g,CHCl3/CH3COOC2
H5=6/1)で単離することにより、淡黄色油状物の
標記化合物を14.56g(45.5%)得た。1 H−NMR(CDCl3,δppm): 7.49
(dt,4H),7.59(dt,2H),7.62
(dt,1H),7.67(dd,4H),7.8
(d,1H),7.84(dd,1H),7.99
(d,1H)31 P−NMR(CDCl3,δppm):28.5
(s)
ィニル)−2−ヨード−3−トリフルオロメチルベンゼ
ンの合成 窒素雰囲気下、水酸化カリウムにより脱水したジイソプ
ロピルアミン5.64g(55.7mmol)をTHF
50mlに溶解し、ドライアイス−アセトン浴中で冷却
しながら1.6M:n−ブチルリチウムヘキサン溶液3
0.2ml(48.3mmol)を15分で滴下した。
同様に窒素雰囲気下で別の反応フラスコに、1−(ジフ
ェニルホスフィニル)−3−トリフルオロメチルベンゼ
ン12.9g(37.1mmol)とTHF200ml
を加え、溶解した。この溶液をドライアイス−アセトン
浴で冷却し、前述のとうり調製したリチウムジイソプロ
ピルアミド(48.3mmol)のTHF50ml溶液
を1時間で滴下した。2時間撹拌後、ヨウ素12.25
g(48.3mmol)のTHF100ml溶液を30
分で滴下した。室温になるまで撹拌し、チオ硫酸ナトリ
ウム水溶液(Na2S2O3 3g/H2O 50m
l)と飽和食塩水を加え、THFで抽出した。硫酸マグ
ネシウムで乾燥後、溶媒を留去しクロマトグラフィー
(SiO2 400g,CHCl3)で分離した。濃縮
後、得られた黒褐色固体にTHF100ml,ジイソプ
ロピルエーテル50mlを加え、超音波洗浄器中で洗浄
することにより淡黄色結晶の標記化合物を8.11g
(46.2%)得た。1 H−NMR(CDCl3,δppm): 7.29
(dd,1H),7.41(t,1H),7.48(d
t,4H),7.57(dt,2H),7.68(d
d,4H),7.75(d,1H)31 P−NMR(CDCl3,δppm): 35.5
(s)
ルホスフィニル)−6,6’−ビス(トリフルオロメチ
ル)−1,1’−ビフェニルの合成 窒素雰囲気下、1−(ジフェニルホスフィニル)−2−
ヨード−3−トリフルオロメチルベンゼン4.16g
(8.81mmol)を40mlのジメチルホルムアミ
ドに熔解し、銅粉1.5gを加え100℃で30分間撹
拌した。放冷後、ジメチルホルムアミドを減圧下留去
し、クロマトグラフィー(SiO2 70g,CHCl
3)で精製した。酢酸エチルより再結晶を行い、白色結
晶の標記化合物を0.64g(21%)得た。 1H−NMR(CDCl3,δppm): 7.16
(dt,4H),7.28(t,2H),7.4(d
t,4H),7.45−7.62(m,14H),7.
81(d,2H)31 P−NMR(CDCl3,δppm):30.6
(s)
ルホスフィニル)−6,6’−ビス(トリフルオロメチ
ル)−1,1’−ビフェニルの光学分割 2,2’−ビス(ジフェニルホスフィニル)−6,6’
−ビス(トリフルオロメチル)−1,1’−ビフェニル
0.69g(1mmol)と(−)−ジベンジル酒石酸
一水和物0.395g(1.05mmol)をクロロホ
ルム15ml、酢酸エチル5mlに加熱溶解した。室温
まで放置し、析出した結晶0.40gろ濾過した。この
結晶をクロロホルム5mlに溶解し、1N水酸化ナトリ
ウム水溶液を5ml加え室温で14時間撹拌した。クロ
ロホルムで分液抽出後、乾燥し、溶媒を留去し、白色結
晶を得た。この結晶の旋光度が一定の値を示すまで上述
の操作を繰り返し行い、(−)−2,2’−ビス(ジフ
ェニルホスフィニル)−6,6’−ジ(トリフルオロメ
チル)−1,1’−ビフェニル0.32gを得た。 [α]D25=−2.57°(c=0.7,CH2Cl
2) 同様の操作で(+)−ジベンジル酒石酸を用い、(+)
−2,2’−ビス(ジフェニルホスフィニル)−6,
6’−ジ(トリフルオロメチル)−1,1’−ビフェニ
ルを得た。 [α]D25=+2.56゜(c=0.7,CH2Cl
2)
(ジフェニルホスフィノ)−6,6’−ビス(トリフル
オロメチル)−1,1’−ビフェニルの合成 (−)−2,2’−ビス(ジフェニルホスフィニル)−
6,6’−ビス(トリフルオロメチル)−1,1’−ビ
フェニル0.32g(0.464mmol)をキシレン
10mlに溶解した。室温でN,N−ジメチルアニリン
0.42g(2.78mmol)を加えた。反応溶液を
0℃に冷却しながら、トリクロロシラン0.25g
(1.86mmol)を加えた後、室温で30分、10
0℃で1時間、120℃で6.5時間、130℃で17
時間撹拌した。反応溶液を室温まで放冷し、30%水酸
化ナトリウム水溶液を20ml加えた。トルエンで抽出
水洗し、乾燥後溶媒を留去した。得られた油状物をエタ
ノールから再結晶し、(−)−2,2’−ビス(ジフェ
ニルホスフィノ)−6,6’−ビス(トリフルオロメチ
ル)−1,1’−ビフェニル(以下、(−)−BIFL
UPと略す)を0.18g得た。1 H−NMR(CDCl3,δppm): 7.09−
7.15(m,4H),7.15−7.24(m,10
H),7.24−7.36(m,6H),7.48
(d,4H),7.8(t,2H)31 P−NMR(CDCl3,δppm): −15.
2(s) [α]D25=−45.87゜(c=1.09,CH2
Cl2) 同様の操作で、(+)−2,2’−ビス(ジフェニルホ
スフィニル)−6,6’−ジ(トリフルオロメチル)−
1,1’−ビフェニルを用いることにより、(+)−
2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−6,6’−
ビス(トリフルオロメチル)−1,1’−ビフェニル
(以下、(+)−BIFLUPと略す)を得た。 [α]D25=+45.88゜(c=1.09,CH2
Cl2)
FLUP)2NEt3の合成 窒素気流下、(+)−BIFLUP0.08g(0.1
21mmol)とRuCl2(COD)0.34g
(0.121mmol)をトルエン10mlに懸濁し、
トリエチルアミン0.06g(0.607mmol)を
加え130℃で均一溶液となるまで8時間撹拌した。ト
ルエンと過剰のトリエチルアミンを減圧留去後50℃で
真空乾燥し、錯体を得た。 実施例3 [RuCl(benzene)((−)−
BIFLUP)]Clの合成 窒素気流下、(−)−BIFLUP0.1g(0.15
2mmol)と[RuCl2(benzene)]
20.038g(0.0759mmol)を塩化メチレ
ン20ml、エタノール13mlに懸濁し、50℃で均
一溶液となるまで23時間撹拌した。溶媒を減圧留去後
50℃で真空乾燥し、錯体を得た。31 P−NMR(CDCl3,δppm): 33−5
(d),42.2(d) 実施例4 [RuI(benzene)((+)−B
IFLUP)]Iの合成 窒素気流下、(+)−BIFLUP0.1g(0.15
2mmol)と[RuI2(benzene)]20.
0657g(0.0759mmol)を塩化メチレン2
0ml、エタノール30mlに懸濁し、50℃で均一溶
液となるまで96時間撹拌した。溶媒を減圧留去後50
℃で真空乾燥し、錯体を得た。31 PNMR(CDCl3,δppm): 32.8
(d),39.6(d)
UP)の合成 窒素気流下、実施例2で得られた錯体0.0546g
(0.031mmol)とヨウ化ナトリウム0.093
g(0.62mmol)を塩化メチレン10mlに溶解
した。この溶液にテトラブチルアンモニウムブロマイド
一片、水10mlを加え、室温で2時間撹拌した。塩化
メチレン相を3回水洗した後、塩化メチレンを減圧留去
した。50℃で真空乾櫟し、錯体を得た。 実施例6 [Rh(COD)((+)−BIFLU
P)]BF4の合成 窒素気流下、(+)−BIFLUP0.0057g
(0.00866mmol)と[Ru(COD)2]B
F40.00351g(0.00866mmol)を塩
化メチレン20mlに溶解し、室温で2時間撹拌した。
溶媒を減圧留去後50℃で真空乾燥し、錯体を得た。31 P−NMR(CDCl3,δppm): 27.
9(s),28.8(s)
の不斉水素化 ステンレス製オートクレーブに炭酸ナトリウム21m
g、Ru2Cl4((−)−BIFLUP)2NEt3
14.1mg(0.008mmol)を入れ、窒素置換
した。これにエタノール6.6ml、4−クロロアセト
酢酸エチル2.7ml(20mmol)を加え、オート
クレーブ内を水素置換した。水素圧を10kgf/cm
2とし、100℃で2時間撹拌した。反応終了後、ガス
クロマトグラフィー、液体クロマトグラフィーで転化
率、選択率、光学純度を測定した。転化率100%、選
択率96.3%、光学純度96.8%eeで4−クロロ
−(S)−3−ヒドロキシ酪酸が得られた。 ガスクロマトグラフィー分析条件(転化率、選択率の測定) カラム:NEUTRABOND−1 (ジーエルサイエンス(株)製) INITIAL TEMP.:100℃,RATE4℃/min INJECTION TEMP.:230℃ 液体クロマトグラフィー分析条件(光学純度の測定) 溶離液:ヘキサン/THF=97/3 流速:1ml/min 検出波長:254nm
ne)((−)−BIFLUP)]Cl54mg(0.
0595mmol)を入れ、窒素置換した。これにTH
F35ml、ジケテン5g(59.5mmol)を加
え、オートクレーブ内を水素置換した。水素圧を100
kgf/cm2とし、50℃で26.5時間撹拌した。
反応終了後、実施例8と同じガスクロマトグラフィー条
件で転化率、選択率、光学純度を測定した。転化率10
0%、選択率96.3%、光学純度95.5%eeであ
る(S)−β−ブチロラクトンが得られた。 実施例9 ジケテンの不斉水素化 ステンレス製オートクレーブに[RuI(benzen
e)((+)−BIFLUP)]I129mg(0.1
19mmol)を入れ、窒素置換した。これにTHF3
5ml、ジケテン5g(59.5mmol)を加え、オ
ートクレーブ内を水素置換した。水素圧を90kgf/
cm2とし、50℃で22時間撹拌した。反応終了後、
実施例8と同様のガスクロマトグラフィー条件で転化
率、選択率、光学純度を測定した。転化率100%、選
択率、97.2%、光学純度94.8%eeで(R)−
β−ブチロラクトンが得られた。
不斉水素化 ステンレス製オートクレーブにRu2Cl4((R)−
BINAP)2NEt313.5mg(0.008mm
ol)を入れた他は実施例7と同じ操作を行い、転化率
100%、95.9%、光学純度94.4%eeで4−
クロロ−(S)−3−ヒドロキシ酪酸エチルを得た。 比較例2 4−クロロアセト酢酸エチルの不斉水素化 ステンレス製オートクレーブにRu2Cl4((R)−
BIPHEMP)2NEt312.4mg(0.008
mmol)を入れ、窒素置換した。これにエタノール
6.6ml、4−クロロアセト酢酸エチル2.7ml
(20mmol)を加え、オートクレーブ内を水素置換
した。水素圧を10kgf/cm2とし、100℃で2
時間撹拌した。反応終了後、実謝列5と同様のクロマト
グラフィー条件で転化率、選択率、光学純度を測定し
た。転化率95.5%、選択率93.9%、光学純度9
5.7%eeで4−クロロ−(S)−3−ヒドロキシ酪
酸エチルが得られた。
BINAP)2NEt384.5mg(0.05mmo
l)を入れ、窒素置換した。これにTHF28ml、ジ
ケテン4.2g(50mmol)を加え、オートクレー
ブ内を水素置換した。水素圧を100kgf/cm2と
し、50℃で70時間撹拌した。反応終了後、実施例6
と同様のガスクロマトグラフィー条件で転化率、選択
率、光学純度を測定した。転化率100%、選択率9
8.4%、光学純度90.6%eeで(R)−β−ブチ
ロラクトンが得られた。 比較例4 ジケテンの不斉水素化 ステンレス製オートクレーブに[RuI(benzen
e)((S)−T−BINAP)]I55.6mg
(0.05mmol)を入れ、窒素置換した。これにT
HF28ml、ジケテン4.2g(50mmol)を加
え、オートクレーブ内を水素置換した。水素圧を100
kgf/cm2とし、50℃で29.5時間撹拌した。
反応終了後、実施例6と同様のガスクロマトグラフィー
条件で転化率、選択率、光学純度を測定した。転化率6
7.6%、選択率99.2%、光学純度91.4%ee
で(R)−β−ブチロラクトンが得られた。
ン化合物は、不斉合成用触媒の配位子として優れてお
り、これと遷移金属との錯体は優れた触媒活性を有し、
この錯体を不斉水素化などの不斉合成用触媒として用い
ることにより、光学純度の高い生成物を効率よく得るこ
とが可能である。得られた光学活性化合内は、ポリマー
原料、医楽品原料、液晶材料等の有機合成化学工業にお
ける中間体として極めて有用である。
Claims (3)
- 【請求項1】 次式(1) 【化1】 (1) (Rはフェニル基または低級アルキル基、低級アルコキ
シル基、ハロゲン原子、低級ハロアルキル基で置換され
たフェニル基を示す)で表される2,2’−ビス(ジア
リールホスフィノ)−6,6’−ビス(トリフルオロメ
チル)−1,1’−ビフェニル。 - 【請求項2】 請求項1記載の2,2’−ビス(ジアリ
ールホスフィノ)−6,6’−ビス(トリフルオロメチ
ル)−1,1’−ビフェニルを配位子とするロジウム錯
体,ルテニウム錯体,イリジウム錯体,パラジウム錯
体,ニッケル錯体から選ばれる遷移金属錯体。 - 【請求項3】 請求項2記載の遷移金属錯体の存在下
に、アセト酢酸エステル誘導体あるいはジケテンを不斉
水素化することを特徴とする光学活性な3−ヒドロキシ
酪酸エステル誘導体あるいはβ−ブチロラクトンの製造
方法。
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1998
- 1998-07-30 US US09/124,791 patent/US6075154A/en not_active Expired - Lifetime
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