JPS584705B2 - 光学活性3−フエニル酪酸エステルの製造方法 - Google Patents

光学活性3−フエニル酪酸エステルの製造方法

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JPS584705B2
JPS584705B2 JP53078048A JP7804878A JPS584705B2 JP S584705 B2 JPS584705 B2 JP S584705B2 JP 53078048 A JP53078048 A JP 53078048A JP 7804878 A JP7804878 A JP 7804878A JP S584705 B2 JPS584705 B2 JP S584705B2
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JP
Japan
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optically active
diphosphine
methylstyrene
reaction
acid ester
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JP53078048A
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織方郁映
田中正人
林輝幸
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学活性な触媒の存在下にプロカイラルなコ
チレン性不飽和化合物であるα−メチルスチレンを一酸
化炭素及びアルコールでヒドロエステル化することによ
り、光学活性エステルを製造する方法の改良に関するも
のである。
パラジウムと光学活性なジホスフインとからなる光学活
性な錯体触媒の存在下に、スチレン、α−メチルスチレ
ン、ブテン類などのプロカイラルなオレフイン類をヒド
ロエステル化して光学活性なエステルを合成する方法は
知られている。
たとえば[ヒミア(Chimia)Jの第27巻、第4
77頁(1973)、及び同刊行物の第30巻、第19
3頁(1976)には、光学活性ジホスフィンとして(
−)−DIOP(DIOPは−2・3−O−イソプロピ
リデンー2・3−ジヒドロキシ−1・4−ビス(ジフエ
ニルホスフィノ)ブタンの略称〕を用いてパラジウム触
媒によりα−メチルスチレンをヒドロエステル化して、
光学活性な3−フエニル酪酸エステルが得られることが
示されている。
その際、高い不斉収率な実現するには、パラジウムに対
するジホスフインのモル比を0.5前後の狭い範囲に保
つことが重要であり、また400〜700気圧という高
い一酸化炭素圧をかげる必要がある。
本発明者らは、先に、光学活性ホスフインとロジウム化
合物からなる錯体を用いてプロカイラルなオレフインを
ヒドロホルミル化し光学活性なアルデヒドを合成するに
際して、光学活性ホスフインとしてジフエニルホスフィ
ノ基(以下PPh2基と略記する)を有するものを用い
た場合に比して、そのpphJが5H−ジベンゾホスホ
リル基(DBP基)で置換されたものを用いると著しく
高い不斉収率が達成され、かつ反応も速いことを認めた
(特開昭52−57108号)ヒドロホルミル化とヒド
ロエステル化では、その素反応の第1段階は類似してい
るが、前者の反応に有効な金属、すなわちコバルト、ロ
ジウム、白金などは一般に後者の反応に対する触媒活性
は低《、また後者の触媒となるパラジウムは前者には無
効であったり、前者で用いる水素の代りに後者ではアル
コールを用いる点でも異なり、またさらに、不斉ヒドロ
ホルミル化では触媒金属量に対する光学活性ジホスフイ
ンの添加量が多いほど、また、CO圧は数十気圧程度の
低いところで高い不斉収率が得られるのに反し、不斉ヒ
ドロエステル化では前述のようにジホスフイン/パラジ
ウム比が1以下の限られた値において、また、CO圧が
可能な限り高いほど高い不斉収率を与えるなど、ヒドロ
ホルミル化とヒドロエステル化では、その反応の機構は
本質的に異なると考えざるを得ない従って、不斉ヒドロ
ホルミル化の不斉収率を高める条件が不斉ヒドロエステ
ル化にも有効に適用されるとは、一般には考え難いが、
光学活性ジホスフインのPPh2基をDBPに置換した
ものが後者の反応においても有効であるかどうかを調べ
た結果、意外にも、後者は前者よりも著しく高い不斉収
率を与えることを見出し、この知見をもとに本発明をな
すに到った。
すなわち、本発明は、炭素間二重結合を有するプロカイ
ラルな化合物を触媒の存在下においe一酸化炭素及びア
ルコールと反応させてヒドロエステル化するに当り、触
媒として、式、 −ジベンゾホスホリル基であり、※印を付した相隣る不
斉炭素は互いに同じ立体配置を有している)で表わされ
る光学活性ジホスフインとパラジウム化合物との錯体な
用いることを特徴とする光学活性エステルの製造方法を
提供するものである。
触媒成分としては、アルコール又はこれを含有する有機
溶媒に可溶な、あるいは反応系中でホスフインと結合し
て可溶化するパラジウム化合物であれば何でも良く、た
とえばPdCl2、PdC12・2H20、K2PdC
l4、Pd(acac)2などが用いうるが、有機溶媒
に可溶であってホスフインと容易に錯体を形成しうるも
のであることが望ましく、そのようなものとしては (PhCN)2PdC12、Pd2C14(C2H4)
2、PdCl2(c−CsH12)、PdCl2(PP
h3)2、(PdC1(r−C3H5)l2、 PdI(C6H5)(PMe2ph)2、Pd(CH3
)2(PPh3)2などがあげられる。
本発明における反応は、あらかじめ調製したジ:ホスフ
イン−パラジウム錯体を用いて行なってもよいが、操作
上は、反応媒質中においてこれらパラジウム化合物と前
記一般式(I)のジホスフインを混合して反応系中で錯
体を形成させるのが便利である。
この場合、反応系中におけるホスフィンとパラジウムの
存在比はパラジウム1原子尚りリン原千0.1から10
の範囲で任意である。
対応するpph2誘導体の場合はP/Pd比が0.7を
越えると不斉収率は低下する傾向があり、最適なP/P
d比の値は狭い範囲に限られるのに反し、DBP誘導体
ではその比が更に高《、3を越えても不斉収率の低下は
本質的に認められない。
しかしP/Pd比が太き《なりすぎると反応速度は遅く
なるので得策ではなく、また、P/Pd比が小さくなる
と、目的とする3−フエニル酪酸エステルの割合が低下
するような場合もあるので、通常この値を1〜3に保つ
のが望ましい。
ヒドロホルミル化の場合と異なり、DBP誘導体は対応
するPPh2誘導体よりもやや低い反応速度を与えるか
ら、触媒量はやゝ多《する必要があり、プロカイラルな
化合物に対して通常0.1から1モル%用いる。
本発明の実施に必要な反応温度は50〜250℃、好ま
しくは100〜150℃であるが、低温であるほど反応
速度の犠牲において高い不斉収率が得られる。
反応によりエステル基を形成させるに必要なアルコール
成分としては、メチル、エチル、イソプロビル、第三ブ
チルアルコール、さらにはメントール、ベンジルアルコ
ールなど脂肪族アルコールはいずれも用いうるが、イン
グロビルアルコールが不斉収率、生成物中の3−フエニ
ル酪酸エステルの割合、転化率のすべての点で良い結果
を与える。
CO圧力は、反応温度において50〜500気圧で高い
ほど反応速度は高《、また不斉収率も高い傾向があるが
、PPh2誘導体の場合のように400〜700気圧に
する必要はなく、150〜250気圧でも充分な値が得
られる。
本発明によれば、従来極めて低い光学純度でしか得られ
なかった光学活性エステルを高められた光学純度で収率
よく得ることができ、その産業的意義は太きい. 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例 1 内容積100nlのステンレス製オートクレープに磁気
回転子、PdC12(PhCN)2 132mg、光学
的に純粋な(−)−trans−1・2−ビス(5H−
ジベンゾホスホリルメチル)シクロブタン(Ia)〔(
α)p=−7.6°(ベンゼンCI.21))155m
9、イソプロビルアルコール27.4g、α−メチルス
チレン8.22を入れ、室温で190気圧のCOを圧大
した後、攪拌しながら100℃に44.8時間保った後
、内容液を取出し、蒸留により、イソプロビルアルコー
ルを留去し、さらに減圧蒸留によって未反応α−メチル
スチレン2,1Nと、3−フェニル酪酸イソグロビルと
、2・2一ジメチルフエニル酢酸イソプロビルの混合物
7.62を得た。
後者の旋光度α)(1=1非希釈)は+10.7°であ
り、GLC分析の結果、その3−フエニル酪酸イソゾロ
ビル含量は95.4%であった。
光学的に純粋な(S)−3−フエニル酪酸イソプロビル
の光学純度をその旋光度αD=+27.7°(1=1)
(ヒミア 27巻 477頁 1973)を用いて計算
すると、本実施例で得られた3−フエニル酪酸イソグロ
ビルの光学純度は40.3%である。
比較例 1 実施例1で示した光学活性ジスホスフィン(Ia)を用
いる代りに、そのDBP基をPPh2基に代えた、光学
的に純粋な(−)−trans−1・2−ビス(ジフエ
ニルホスフイノメチル)シクロブタン(Ib)〔(@]
p−−15.7°(ベンゼンCI.22)二を1 5
6m9用いたほかは、実施例1と同様にして、17.3
時間加熱攪拌後、生成物を蒸留して未反応α−メチルス
チレン2.3gと、二つのエステルの混合物7、3g〔
αD一+2、41°(l−1非希釈)〕を得た。
後者中の3−フエニル酪酸イングロビルの含量は93.
1%であることから、得られたそのものの光学純度は9
,3%である。
このように、ジフエニルホスフイノ基を持つジホスフィ
ンの効果は対応する5H−ジベンゾホスホリル基を持つ
ジホスフインよりも著しく劣っていることがわかる。
実施例 2 光学活性ジホスフイン(−)−trans−1・2−ビ
ス(5H−ジベンゾホスホリルメチル)シクロブタンを
用いる代わりに、天然のL一酒石酸より合成した(−)
−2・3−0−イソプロピリデン−2・3−ジヒドロキ
シ−1・4−ビス(5H一ジベンゾホスホリル)ブタン
(Ia)((c〕D=−60.8°(ベンゼン CI.
33))を171mg用いたほかは、実施例1と同様に
して、21時間加熱攪拌後、同様に蒸留して未反応α−
メチルスチレン4,4Nと、二つのエステルの混合物3
,5g〔αD=+10.1°(l−1非希釈)〕を得た
後者中の3−フエニル酪酸インプロビルの含量は82.
5%であるからから、得られたそのものの光学純度は4
4.0%である。
比較例 2 実施例2で示した光学活性ジホスフイン(Ia)を用い
る代わりにやはり天然のL一酒石酸より合成した(−)
−2・3−0−イングロピリデンー2・3−ジヒドロキ
シ−1・4−ビス(ジフエニルホスフイノ)ブタン((
−)−Diop(■b))〔(ロ)D−−12.6°(
ベンゼン C1.48))を172〜用いたほかは、実
施例2と同様にして、19時間加熱攪拌後同様に蒸留し
て、未反応α一メチルスチレン1.11と、2つのエス
テルの混合物9.41を得た〔αD一+2.43°(1
=1非希釈)〕。
後者中の3−フエニル酪酸インプロビルの含量は98,
8%であることから、得られたそのものの光学純度は8
.9%であり、やはりジフエニルホスフイノ基を持つジ
ホスフインを用いると、対応Xるジベンゾホスホリル基
を持つジホスフインを用いる時に比べ、生成物の光学純
度は著しく低い。
参考例 1 実施例1で示した光学活性ジホスフイン(Ia)の代わ
りに、光学的に純粋な(−)−trans−1・2−ビ
ス(5H−ジベンゾホスホリルメチル)シクロヘキサン
(ma)((a〕n=−30.4°(トルエン C2.
55)〕164m9を用いるほかは、実施例1と同様に
して、161.5時間加熱、攪拌した後、同様に蒸留す
ることにより、未反応α−メチルスチレン3.1g、−
イソプロピルエステル混合物5,7g〔αD=+1.8
0°(l−1非希釈)〕を得た。
後者のGLC分析の結果、その3−フエニル酪酸インプ
ロビル含量は88.7%であることから、得られたその
ものの光学純度は7.3%である。
この結果から、前記式(I)で表わされる光学活性ジホ
スフインのRとR′が結合してできる環が6員環の場合
には、4または5員環の場合に比して低い不斉収率を与
えることが明らかである。
比較例 3 参考例1で示したジホスフイン(Ia)の代わりに、そ
のDBP基をPPh2基に置換した。
光学的に純粋な(+)−tran−1・2−ビス(ジフ
エニルホスフイノメチル)シクロヘキサン(mb)〔(
a)D−+50.0°(トルエン C2.58))16
6mgを用いるほかは、参考例1と同様にして、42.
1時間加熱攪拌した後、同様にした蒸留することにより
、未反応α−メチルスチレン5.1g、イングロビルエ
ステル混合物2.1g(αD=一4.5°(l−1非希
釈)〕を得た。
後者のGLC分析の結果、その3−フェニル酪酸イソプ
ロビル含量は72.9%であるので、得られたそのもの
の光学純度は22.2%である。
すなわち6員環を持つジホスフインの場合には、DBP
基を有するものはPPh2基を有するものに比べて低い
不斉収率を与える。
実施例 3〜4 実施例2で示した光学活性ジホスフィン(Ia)の量を
かえたほかは、実施例2と同様にして、反応を行なった
結果を第1表に要約する。
本発明例から、Pdに対するホスフインの添加量を増す
と反応速度は低下するが、不斉収率には.顕著な差を与
えないことがわかる。
実施例 5 触媒としてPdC12(PhCN)と、C(−)=2・
3−0−インプロピリデン−2・3−ジヒドロキシ−1
・4−ビス(5H−ジベンゾホスリル)ブタン)(Ia
)とからあらかじめ調製したパラジウム錯体(PdC1
2(Ia)]232mgを、磁気回転子を入れたステン
レス製オートクレープに加え、さらにα−メチルスチレ
ン8.2g、エタノールをα−メチルスチレンに対して
2倍モル、及びベンゼンを34.5mlからエタノール
の体積を引いた体積だけ入れ、室温で190気圧のCO
を圧入した後、攪拌しなから130Cに25時間保った
後、内容物を取り出してGLC分析した.その結果、変
換率36.0%、生成物中のエステルの割合51.7%
、エステル中の3−フェニル酪酸エチルの割合85.2
%であり、蒸留により分離した3−フエニル酪酸エチル
の施光度(d)D=+15.1°(ベンゼンC2.72
)より、その光学純度は28.1%(S)である。
実施例 6〜7 エタノールの代りに第三ブチルアルコールを用い、圧入
するCOの圧力を変え、反応温度を100℃とするほか
は、実施例5と同様にして第2表のように反応を行なっ
た。
その結果を第2表に示す。
この実施例からCO圧は不斉収率に大きな差を与えない
ことがわかる。
実施例 8 内容積100mlのステンレス製オートクレープに、P
dCl2(PhCN)2116mg、実施例2で示した
光学活性ジホスフイン(IIa)63mg、ベンゼン2
1.Ig、第三ブチルアルコール6.8g、α一メチル
スチレン7.1gを入れ、室温で190気圧のCOを圧
大した後、攪拌しながら100℃に94.2時間保った
内容物を取り出し、蒸留によりベンゼン、第三ブチルア
ルコールを留去し、さらに減圧蒸留によって未反応α−
メチルスチレン5.2gと、3−フエニル酪酸第三ブチ
ルと、2・2−ジメチルフエニル酢酸第三ブチルの混合
物0.6gを得た。
後者の(ロ)D(ベンゼンC11.7〕は+9.6°で
あり、GCL分析の結果、その3−フエニル酪酸第三ブ
チルの含量は47.9%であつたのでその光学純度は6
9%である。
実施例 9 内容積100mlのステンレス製オートクレープにPd
Cl2(PPh3)2243mg、実施例2で示した光
学活性ジホスフイン(Ia)70mg、α−メチルスチ
レン8.2g,ベンゼン21.3ml,第三ブチルアル
コール10.4gを入れ、室温で200気圧のCOを圧
大した後、攪拌しながら100℃に25時間保った後、
内容液を取り出し、蒸留によリベンゼンおよび第三ブチ
ルアルコールを留去し、さらに減圧蒸留によって未反応
α−メチルスチレン5.1g,第三ブチルエステルの混
合物1.6g〔(d)D=13.9°(ベンゼン)〕を
得た。
後者中の3−フエニル酪酸第三ブチルの含量が90.8
%であることから、その光学純度は52.5%である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 α−メチルスチレンを触媒の存在下において一酸化
    炭素及びアルコールと反応させてヒドロエステル化する
    にあたり、触媒として、式 (式中、DBPは5H−ジベンゾホスホリル基であり、
    ※印を付した相隣る不斉炭素は互いに同じ立体配置を有
    するものとする) で表わされる光学活性ジホスフインとパラジウム化合物
    との錯体を用いることを特徴とする光学活性3−フエニ
    ル酪酸エステルの製造方法。
JP53078048A 1978-06-29 1978-06-29 光学活性3−フエニル酪酸エステルの製造方法 Expired JPS584705B2 (ja)

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