JPWO2002062809A1 - ルテニウム錯体及びアルコール化合物の製造方法 - Google Patents

Abstract

（Ｒ，ＲＲ）−ポリマー結合型ルテニウム錯体に代表される不均一系触媒として機能するルテニウム錯体は、ビナフチル基にポリマーが結合していないタイプのルテニウム錯体（均一系触媒）とほぼ同等の還元能、すなわちカルボニル化合物をアルコール化合物に還元する能力を発揮する。また、不均一系触媒のため、反応混合物からの分離が容易であり、均一系触媒に比べて操作性に優れている。さらに、分離回収したあと複数回再使用することができ、その場合も再使用前とほぼ同等の還元能を保持している。更にまた、再使用に際し、同じ基質を繰り返し還元することもできるし、異なる基質を順次還元することもできる。

Description

技術分野
本発明は、新規ルテニウム錯体とこれを触媒とするアルコール化合物の製造方法に関するものである。
背景技術
従来より、均一系触媒としてのルテニウム錯体を使用して、カルボニル化合物を還元してアルコール化合物を製造する種々の方法が知られている。例えば、特開平１１−１８９６００号公報には、Ｃ２対称軸を有し高度な化学的安定性を有する２，２’−ビス−（ジフェニルホスフィノ）−１，１’−ビナフチルをホスフィン配位子とするルテニウム錯体を均一系不斉触媒としてアセトフェノンを還元することにより、それに対応するアルコールを高エナンチオ選択性且つ高収率で得た例が記載されている。
一方、ポリマー結合型ビナフチル基を備えたホスフィン配位子を有するルテニウム錯体はポリマーが不溶性であることから不均一系触媒となるが、このような不均一系触媒は反応混合物からの分離が容易である点で均一系触媒に比べて有利といえる。このような観点から、ＷＯ９８／１２２０２（特表２０００−５０７６０４）には、アミノメチルポリスチレンが結合したビナフチル基を備えたホスフィン配位子とビス−（２−メチルアリル）シクロオクタ−１，５−ジエン−ルテニウム錯体との混合物にメタノール性ＨＢｒを加えて攪拌することにより不均一系の不斉水素添加触媒を合成し、これを用いてプロピオニル酢酸メチルを還元して対応するβ−ヒドロキシエステルを高エナンチオ選択的に高収率で得た例が記載されている。この例では、反応終了後に冷却し、反応混合物をろ過して触媒を分離している。
上述の通り、不均一系触媒は反応混合物をろ過して分離することができるため、均一系触媒に比べて操作面で有利といえるが、このようにろ過・分離した不均一系触媒を再使用できれば、経済性の面からも均一系触媒と比べて有利になる。しかしながら、再使用可能なルテニウム錯体についてはほとんど知られていないのが現状である。
本発明は上記現状に鑑みてなされたものであり、カルボニル化合物を還元する不均一系触媒として機能するルテニウム錯体であって経済性に優れるものを提供することを目的とする。また、このルテニウム錯体を用いたアルコール化合物の製造方法を提供することを他の目的とする。
発明の開示
本発明者らは鋭意研究した結果、カルボニル化合物を還元する不均一系触媒として機能する再使用可能なルテニウム錯体として、一般式（１）の化合物を見出した。なお、本明細書中、一般式（１）は一つのジアステレオマーに限るものではなく、ｃｉｓ体、ｔｒａｎｓ体のいずれであってもよい。

（Ｒ^１Ｒ^２Ｐ−Ｗ−ＰＲ^３Ｒ^４につき、Ｗは２位及び２’位にてリン原子と結合し、３〜８位及び３’〜８’位のいずれかに直接又は間接的にポリマーが結合されると共に他の位置のいずれかに置換基を有していてもよいビナフチル基であり、Ｒ^１〜Ｒ^４は、同じであっても異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭化水素基であり、Ｒ^１とＲ^２とが一緒になって置換基を有していてもよい炭素鎖環を形成してもよく、Ｒ^３とＲ^４とが一緒になって置換基を有していてもよい炭素鎖環を形成してもよく、
Ｒ^５〜Ｒ^８は同じであっても異なってもよく、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基であり、
Ｘ，Ｙは同じであっても異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、カルボキシル基又は他のアニオン基であり、
Ｚは置換基を有していてもよい炭化水素基であり、
Ｒｕの各配位子はどのように配置されていてもよい）
一般式（１）のルテニウム錯体によれば、ビナフチル基にポリマーが結合していないタイプのルテニウム錯体（均一系触媒）とほぼ同等の還元能、すなわちカルボニル化合物をアルコール化合物に還元する能力を発揮する。また、不均一系触媒のため、反応混合物からの分離が容易であり、均一系触媒に比べて操作性に優れている。さらに、分離回収したあと複数回再使用することができ、その場合も再使用前とほぼ同等の還元能を保持している。更にまた、再使用に際し、同じ基質を繰り返し還元することもできるし、異なる基質を順次還元することもできる。
一般式（１）のＷにおけるポリマーは、通常知られているポリマーであってカルボニル化合物の還元反応時にこの錯体を溶媒に不溶にするものであれば特に限定されないが、例えばポリアミド類、ポリスチレン類、ポリエーテル類、ポリエチレン類などが好ましく、メリフィールドレジンと呼ばれるポリスチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリスチレン、ポリアミド、アミノメチル化ポリスチレン、ウォング樹脂、テンタゲル樹脂、アミノメチル化ポリスチレンなどが特に好ましい。また、このポリマーは、ビナフチル基の６位及び６’位のいずれか又は両方に直接又は間接的に結合されたポリマーであることが、非対称カルボニル化合物を高エナンチオ選択的に且つ高収率でアルコール化合物に還元できる点、また、再使用しても還元能が低下しにくい点で好ましい。
ここで、ポリマーが間接的に結合されている場合としては、ポリマーが例えば直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素鎖を介して結合されている場合や、そのような脂肪族炭化水素の末端にエーテル結合、エステル結合又はアミド結合を介して結合されている場合などが挙げられる。その具体例としては、例えば−Ｒ^９−ＣＨ_２−Ｒ^１０、−Ｒ^９−ＣＯ_２−Ｒ^１０、−Ｒ^９−Ｏ−Ｒ^１０、−Ｒ^９−ＣＯＮＲ^１１−Ｒ^１０であり、Ｒ^９は置換基を有していてもよい直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素鎖であり、Ｒ^１０は直接又は間接的に結合されたポリマーであり、Ｒ^１１は水素原子又は置換基を有していてもよい直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素鎖であるものが挙げられる。好適な一例としては、６位及び６’位のいずれか又は両方に結合した−（ＣＨ_２）_３−ＣＯＮＲ^１１−ＣＨ_２−ｐｏｌｙ（Ｒ^１１は水素原子又はアルキル基、ｐｏｌｙはポリスチレン）が挙げられる。
一般式（１）のＲ^１〜Ｒ^４における置換基を有してもよい炭化水素基は、脂肪族、脂環族の飽和又は不飽和の炭化水素基、単環又は多環の芳香族もしくは芳香脂肪族の炭化水素、あるいは置換基をもつこれら炭化水素基の各種のものであってよい。たとえばアルキル、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、フェニル、ナフチル、フェニルアルキル等の炭化水素基と、これら炭化水素基に、さらにアルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ、エステル、アシルオキシ、ハロゲン原子、ニトロ、シアノ基等の許容される各種の置換基を有するもののうちから選択してもよい。そして、Ｒ^１とＲ^２、Ｒ^３とＲ^４が環を形成する場合には、Ｒ^１とＲ^２、Ｒ^３とＲ^４は、結合して炭素鎖を形成し、この炭素鎖上にアルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ、エステル、アシルオキシ、ハロゲン原子、ニトロ、シアノ基等の許容される各種の置換基をもつものを選択してもよい。
一般式（１）におけるアミン配位子（次式（２）参照）としては、エチレンジアミン、１，２−ジアミノプロパン、１，３−ジアミノプロパン、１，４−ジアミノブタン、２，３−ジアミノブタン、１，２−シクロペンタンジアミン、１，２−シクロヘキサンジアミン、Ｎ−メチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′−トリメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミン、ｏ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミンなどが例示される。また、光学活性ジアミン化合物も用いることもできる。例えば光学活性１，２−ジフェニルエチレンジアミン、１，２−シクロヘキサンジアミン、１，２−シクロヘプタンジアミン、２，３−ジメチルブタンジアミン、１−メチル−２，２−ジフェニルエチレンジアミン、１−イソブチル−２，２−ジフェニルエチレンジアミン、１−イソプロピル−２，２−ジフェニルエチレンジアミン、１−メチル−２，２−ジ（ｐ−メトキシフェニル）エチレンジアミン、１−イソブチル−２，２−ジ（ｐ−メトキシフェニル）エチレンジアミン、１−イソプロピル−２，２−ジ（ｐ−メトキシフェニル）エチレンジアミン、１−ベンジル−２，２−ジ（ｐ−メトキシフェニル）エチレンジアミン、１−メチル−２，２−ジナフチルエチレンジアミン、１−イソブチル−２，２−ジナフチルエチレンジアミン、１−イソプロピル−２，２−ジナフチルエチレンジアミン、などの光学活性ジアミン化合物を例示することができる。さらに用いることのできる光学活性ジアミン化合物は例示した光学活性エチレンジアミン誘導体に限るものでなく光学活性なプロパンジアミン誘導体、ブタンジアミン誘導体等を用いることができる。

一般式（１）で表されるルテニウム錯体の合成は、ホスフィン配位子及びアミン配位子をこの順に、若しくは逆の順で、又は同時に、原料であるルテニウム錯体と反応することにより合成することができる。なお、ホスフィン配位子としては、例えばＷＯ９８／１２２０２（特表２０００−５０７６０４）に記載されたホスフィン配位子を利用してもよい。一般式（１）で表されるルテニウム錯体の具体的な合成は、例えば特開平１１−１８９６００号公報に記載されている手順に準じて行うことができるが、以下にその手順の概要を説明する。
錯体合成のための出発原料であるルテニウム錯体には、０価、１価、２価、３価及び、さらに高原子価の錯体を用いることができる。０価、及び１価のルテニウム錯体を用いた場合には、最終段階までにルテニウムの酸化が必要である。２価の錯体を用いた場合には、ルテニウム錯体とホスフィン配位子、及び、アミン配位子を順次もしくは逆の順で、又は、同時に反応することにより合成できる。３価、及び４価以上のルテニウム錯体を出発原料に用いた場合には、最終段階までに、ルテニウム原子の還元が必要である。出発原料となるルテニウム錯体としては、例えば特開平１１−１８９６００号公報に記載されているものを用いることができるが、具体例をいくつか示せば、塩化ルテニウム（ＩＩＩ）水和物、臭化ルテニウム（ＩＩＩ）水和物、沃化ルテニウム（ＩＩＩ）水和物等の無機ルテニウム化合物、〔２塩化ルテニウム（ノルボルナジエン）〕多核体、〔２塩化ルテニウム（シクロオクタジエン）〕多核体、ビス（メチルアリル）ルテニウム）シクロオクタジエン）等のジエンが配位したルテニウム化合物、〔２塩化ルテニウム（ベンゼン）〕二核体、〔２塩化ルテニウム（ｐ−シメン）〕二核体、〔２塩化ルテニウム（トリメチルベンゼン）〕二核体、〔２塩化ルテニウム（ヘキサメチルベンゼン）〕二核体等の芳香族化合物が配位したルテニウム錯体、また、シクロロトリス（トリフェニルホスフィン）ルテニウム等のホスフィンが配位した錯体等が挙げられる。
出発原料であるルテニウム錯体とホスフィン配位子との反応は、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素溶媒、塩化メチレンなどのハロゲン含有炭化水素溶媒、エーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、２−プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコールなどのアルコール系溶媒、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などヘテロ原子を含む有機溶媒中、反応温度−１００℃から２００℃の間で行われ、ホスフィン−ルテニウムハライド錯体を得ることができる。ここで、ホスフィン配位子はＲ^１を有しているため固形状（例えばビーズ状）であり、反応時に撹拌すると破壊されるおそれがあることから、この反応は静置状態で行うことが好ましい。この場合、ポリマーと結合していないホスフィン配位子を用いて均一系で撹拌しながら反応する場合に比べて、長い反応時間を要する。
得られたホスフィン−ルテニウムハライド錯体とアミン配位子との反応は、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素溶媒、塩化メチレンなどのハロゲン含有炭化水素溶媒、エーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、２−プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコールなどのアルコール系溶媒、アセトニトリル、ＤＭＡ、ＤＭＦ、Ｎ−メチルピロリドン、ＤＭＳＯなどヘテロ原子を含む有機溶媒中、反応温度−１００℃から２００℃の間で行われジアミン−ホスフィン−ルテニウムハライド錯体を得ることができる。ここで、ホスフィン−ルテニウムハライド錯体は固形状であり、反応時に撹拌すると破壊されるおそれがあることから、この反応は静置状態で行うことが好ましい。この場合も、ポリマーと結合していない非固形状のホスフィン配位子を用いて均一系で撹拌しながら反応する場合に比べて、長い反応時間を要する。
さらに、得られたジアミン−ホスフィン−ルテニウムハライド錯体を、水素化、又は、水素移動型還元反応条件にて水素化することにより、ジアミン−ホスフィン−ルテニウムヒドリド錯体を得ることができる。たとえば、ジアミン−ホスフィン−ルテニウムハライド錯体を、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素溶媒、塩化メチレンなどのハロゲン含有炭化水素溶媒、エーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、２−プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコールなどのアルコール系溶媒、アセトニトリル、ＤＭＡ、ＤＭＦ、Ｎ−メチルピロリドン、ＤＭＳＯなどヘテロ原子を含む有機溶媒中、反応温度−１００℃から２００℃の間で、水素、水素化ホウ素ナトリウム、水素化リチウムアルミニウム等の金属水素化物、臭化メチルマグネシウム、臭化エチルマグネシウム、臭化プロピルマグネシウム、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム等の有機金属化合物又は、ＫＯＨ、ＫＯＲ（Ｒ＝Ｍｅ、Ｅｔ、ｎ−Ｐｒ、ｉ−Ｐｒ、ｎ−Ｂｕ、ｓｅｃ−Ｂｕ、ｔｅｒｔ−Ｂｕ）、ＫＣ_１０Ｈ_８、ＬｉＯＨ、ＬｉＯＲ（Ｒは前出のもの）等のアルカリ、アルカリ土類金属の塩あるいは４級アンモニウム塩等と反応することで、ジアミン−ホスフィン−ルテニウムヒドリド錯体を得ることができる。また、最初に、ホスフィン−ルテニウムハライド錯体を、ホスフィン−ルテニウムヒドリド錯体に変換した後、ジアミンと反応させてジアミン−ホスフィン−ルテニウムハライド錯体を得ることができる。
一般式（１）で表されるルテニウム錯体を水素化触媒として用いる場合、その使用量は反応容器や経済性によって異なるが、反応基質であるカルボニル化合物とのモル比Ｓ／Ｃ（Ｓは基質、Ｃは触媒）が１００〜１００００００で用いることができ、再使用を考慮すれば、５００〜１００００の範囲で用いることが好ましく、５００〜５０００の範囲で用いることが特に好ましい。一般式（１）で表されるルテニウム錯体は、Ｘ，Ｙが何であるかにかかわらず、塩基を添加することが望ましい。ＸあるいはＹが水素以外の基である場合には、塩基存在下、カルボニル化合物と混合後、水素圧をかけるか、又は、水素供与体の存在下に攪拌することにより、カルボニル化合物の水素化を行うことが有効でもある。添加する塩基の量は、一般式（１）で表されるルテニウム錯体に対し、０．５−１００００当量、好ましくは０．５−２００当量、特に好ましくは、２−１００当量である。塩基の種類としては、ＫＯＨ、ＫＯＲ（Ｒ＝Ｍｅ、Ｅｔ、ｎ−Ｐｒ、ｉ−Ｐｒ、ｎ−Ｂｕ、ｓｅｃ−Ｂｕ、ｔｅｒｔ−Ｂｕ）、ＫＣ_１０Ｈ_８、ＬｉＯＨ、ＬｉＯＲ（Ｒは前出のもの）等のアルカリ、アルカリ土類金属の塩あるいは４級アンモニウム塩等が用いられる。また、ジアミン−ホスフィンルテニウムヒドリド体を発生させるものであれば、塩基に限定されることはなく、例えば、水素、水素化ホウ素ナトリウム、水素化リチウムアルミニウム等の金属水素化物、臭化メチルマグネシウム、臭化エチルマグネシウム、臭化プロピルマグネシウム、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム等の有機金属化合物も用いることができる。
一般式（１）で表されるルテニウム錯体を触媒としてカルボニル化合物を還元してアルコール化合物を製造する際の溶媒としては、反応基質を溶かし触媒を不均一系とするものであれば適宜なものを用いることができる。例としてトルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素溶媒、塩化メチレンなどのハロゲン含有炭化水素溶媒、エーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、２−プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコールなどのアルコール系溶媒、アセトニトリル、ＤＭＡ、ＤＭＦ、Ｎ−メチルピロリドン、ＤＭＳＯなどヘテロ原子を含む有機溶媒、及び、これらを適宜組み合わせた混合溶媒などを用いることができる。ここで、反応生成物がアルコール化合物であることから、反応溶媒としてはアルコール系溶媒が好ましく、このうち２−プロパノールが特に好ましい。一方、一般式（１）で表されるルテニウム錯体は不均一系触媒であり、反応溶媒に不溶なため、還元反応を促進させるためにはこのルテニウム錯体を膨潤させる極性溶媒を存在させることが好ましい。そのような極性溶媒としては、例えばＴＨＦ、ＤＭＡ、ＤＭＦ、ＤＭＳＯなどが好ましく、このうちＤＭＦが特に好ましい。このようなことから、アルコール系溶媒とルテニウム錯体を膨潤させる極性溶媒との混合溶媒を用いることが好ましく、特に２−プロパノールとＤＭＡあるいはＤＭＦとの混合溶媒を用いることが好ましい。
この還元反応における水素の圧力は、本触媒系が極めて高活性であることから０．５気圧で十分でもあるが、経済性を考慮すると１〜２００気圧の範囲で、好ましくは３〜１００気圧の範囲が望ましいが、プロセス全体の経済性を考慮して５０気圧以下でも高い活性を維持することも可能である。反応温度は経済性を考慮して１５℃から１００℃で行うことが好ましいが、２５〜４０℃の室温付近で反応を実施することもできる。ただ、この還元反応においては、−３０〜０℃の低温でも反応が進行することを特徴としてもいる。反応時間は反応基質濃度、温度、圧力等の反応条件によって異なるが数分から数日で反応は完結する。この還元反応におけるカルボニル化合物の水素化反応は反応形式がバッチ式においても連続式においても実施することができる。
一般式（１）で表されるルテニウム錯体のうちホスフィン配位子がＲ体のものを用いれば、水素又は水素を供与する化合物の存在下、反応溶媒中、非対称カルボニル化合物を還元して光学活性なアルコール化合物を高選択的に製造することができる。ここで、アミン配位子は光学活性なジアミンであることが好ましい。このとき、アミン配位子のキラル中心炭素はＲ，Ｒ体であってもよいし、Ｓ，Ｓ体であってもよいし、両者が混在していてもよい（例えばラセミ体）が、Ｒ，Ｒ体かＳ，Ｓ体のいずれかであることが好ましい。アミン配位子がＲ，Ｒ体のものを用いるかＳ，Ｓ体のものを用いるかは、反応基質である非対称カルボニル化合物の種類に応じて決めるのが好ましい。すなわち、非対称カルボニル化合物の種類に応じて、アミン配位子がＲ，Ｒ体のときの方が好結果が得られたりアミン配位子がＳ，Ｓ体のときの方が好結果が得られたりするため、反応基質に応じてアミン配位子の立体構造を決めるのが好ましい。これらのルテニウム錯体は、複数回再使用しても不均一系触媒の還元能はほとんど劣化せずに維持されるため、好ましい。
また、一般式（１）で表されるルテニウム錯体のうちホスフィン配位子がＳ体のものを用いても、水素又は水素を供与する化合物の存在下、反応溶媒中、非対称カルボニル化合物を還元して光学活性なアルコール化合物を高選択的に製造することができる。ここで、アミン配位子は光学活性なジアミンであることが好ましい。このとき、アミン配位子のキラル中心炭素はＲ，Ｒ体であってもよいし、Ｓ，Ｓ体であってもよいし、両者が混在していてもよい（例えばラセミ体）が、Ｒ，Ｒ体かＳ，Ｓ体のいずれかであることが好ましい。アミン配位子がＲ，Ｒ体のものを用いるかＳ，Ｓ体のものを用いるかは、反応基質である非対称カルボニル化合物の種類に応じて決めるのが好ましい。すなわち、非対称カルボニル化合物の種類に応じて、アミン配位子がＲ，Ｒ体のときの方が好結果が得られたりアミン配位子がＳ，Ｓ体のときの方が好結果が得られたりするため、反応基質に応じてアミン配位子の立体構造を決めるのが好ましい。これらのルテニウム錯体は、複数回再使用しても不均一系触媒の還元能はほとんど劣化せずに維持されるため、好ましい。
一般式（１）で表されるルテニウム錯体のうちアミン配位子がＲ，Ｒ体のものを用いれば、水素又は水素を供与する化合物の存在下、反応溶媒中、非対称カルボニル化合物を還元して光学活性なアルコール化合物を高選択的に製造することができる。ここで、ホスフィン配位子はＲ体であってもよいし、Ｓ体であってもよいし、両者が混在していてもよい（例えばラセミ体）が、Ｒ体かＳ体のいずれかであることが好ましい。ホスフィン配位子がＲ体のものを用いるかＳ体のものを用いるかは、反応基質である非対称カルボニル化合物の種類に応じて決めるのが好ましい。すなわち、非対称カルボニル化合物の種類に応じて、ホスフィン配位子がＲ体のときの方が好結果が得られたりホスフィン配位子がＳ体のときの方が好結果が得られたりするため、反応基質に応じてホスフィン配位子の立体構造を決めるのが好ましい。これらのルテニウム錯体は、複数回再使用しても不均一系触媒の還元能はほとんど劣化せずに維持されるため、好ましい。
また、一般式（１）で表されるルテニウム錯体のうちアミン配位子がＳ，Ｓ体のものを用いても、水素又は水素を供与する化合物の存在下、反応溶媒中、非対称カルボニル化合物を還元して光学活性なアルコール化合物を高選択的に製造することができる。ここで、ホスフィン配位子はＲ体であってもよいし、Ｓ体であってもよいし、両者が混在していてもよい（例えばラセミ体）が、Ｒ体かＳ体のいずれかであることが好ましい。ホスフィン配位子がＲ体のものを用いるかＳ体のものを用いるかは、反応基質である非対称カルボニル化合物の種類に応じて決めるのが好ましい。すなわち、非対称カルボニル化合物の種類に応じて、ホスフィン配位子がＲ体のときの方が好結果が得られたりホスフィン配位子がＳ体のときの方が好結果が得られたりするため、反応基質に応じてホスフィン配位子の立体構造を決めるのが好ましい。これらのルテニウム錯体は、複数回再使用しても不均一系触媒の還元能はほとんど劣化せずに維持されるため、好ましい。
光学活性なアルコール化合物を高選択的に得るための反応基質である非対称カルボニル化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、芳香族炭化水素がカルボニル炭素に結合した非対称カルボニル化合物、非環状のα、β−不飽和結合を有する非対称カルボニル化合物、及び非芳香族性でα、β−不飽和結合を有する環状ケトン化合物からなる群より選ばれた化合物が挙げられる。また、不均一系触媒である一般式（１）のルテニウム錯体のホスフィン配位子やアミン配位子の立体構造は、得ようとする光学活性なアルコール化合物の立体構造に応じて決めればよい。
例えば、一般式（１）のルテニウム錯体につき、（Ｒ，ＲＲ）体と（Ｒ，ＳＳ）体とが１対１で存在する混合物を用いて、芳香族炭化水素がカルボニル炭素に結合した非対称カルボニル化合物又は非環状のα、β−不飽和結合を有する非対称カルボニル化合物を還元した場合、（Ｒ，ＲＲ）体を用いたときと同様の立体構造の光学活性アルコール化合物が高選択的に得られる。これは、この反応系では（Ｒ，ＲＲ）体の方が（Ｒ，ＳＳ）体に比べて反応速度が速いためと推察される。また、同じラセミ体を用いて、非芳香族性でα、β−不飽和結合を有する環状ケトン化合物を還元した場合、（Ｒ，ＳＳ）体を用いたときと同様の立体構造の光学活性アルコール化合物が高選択的に得られる。これは、この反応系では（Ｒ，ＳＳ）体の方が（Ｒ，ＲＲ）体に比べて反応速度が速いためと推察される。
同様に、（Ｓ，ＲＲ）体と（Ｓ，ＳＳ）体とが１対１で存在する混合物を用いて、芳香族炭化水素がカルボニル炭素に結合した非対称カルボニル化合物又は非環状のα、β−不飽和結合を有する非対称カルボニル化合物を還元した場合、（Ｓ，ＳＳ）体を用いたときと同様の立体構造の光学活性アルコール化合物が得られる。これは、この反応系では（Ｓ，ＳＳ）体の方が（Ｓ，ＲＲ）体に比べて反応速度が速いためと推察される。また、同じラセミ体を用いて、非芳香族性でα、β−不飽和結合を有する環状ケトン化合物を還元した場合、（Ｓ，ＲＲ）体を用いたときと同様の立体構造の光学活性アルコール化合物が得られる。これは、この反応系では（Ｓ，ＲＲ）体の方が（Ｓ，ＳＳ）体に比べて反応速度が速いためと推察される。
発明を実施するための最良の形態
以下、アミノメチルポリマーが６位に結合した２，２’−ビス（ジフェニルホスフィノ）−１，１’−ビナフチルを「ＡＰＢＢＩＮＡＰ」と略記し、プロピルアミノメチルポリマーが６位に結合した２，２’−ビス（ジフェニルホスフィノ）−１，１’−ビナフチルを「ＰＰＢＢＩＮＡＰ」と略記し、１，２−ジフェニルエチレンジアミンを「ＤＰＥＮ」と略記する。なお、「ＡＰＢＢＩＮＡＰ」及び「ＰＰＢＢＩＮＡＰ」はオックスフォード・アシメトリ・インターナショナル社（Ｏｘｆｏｒｄ Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）から提供を受けた。
［実施例１］Ｒ，ＲＲ−ポリマー結合型ルテニウム錯体の合成
２０ｍＬのシュレンク型反応管に［ＲｕＣｌ_２（η^６−ｂｅｎｚｅｎｅ）］_２（アルドリッチ社製）（１０２．９ｍｇ，０．２０６ｍｍｏｌ）とビーズ状の（Ｒ）−ＡＰＢＢＩＮＡＰ（図１参照、ジホスフィン含有量０．４０ｍｍｏｌ／ｇ；３３３．０ｍｇ，０．１３３ｍｍｏｌ）を量り取り、容器内を減圧にして空気を除いたあとにアルゴンを導入した。蒸留後に凍結脱気操作を行ったＤＭＡ（７．５ｍＬ）を注射器を用いて加えた後、アルゴン雰囲気下、８０℃の油浴中で２４時間静置したまま加熱した。反応混合物を室温まで冷却したあと、溶媒をアルゴン気流下でろ紙を巻いた注射針を用いて抜き取った。凍結脱気したＤＭＡ（５．０ｍＬ）を注射器を用いて加え、軽くかき混ぜた後に液体部分のみをアルゴン気流下で抜き取った。この操作を５回繰り返すことにより黒褐色のビーズを得た。さらに、アルゴン気流下で（Ｒ，Ｒ）−ＤＰＥＮ（図１参照、１４１．６ｍｇ，０．６６７ｍｍｏｌ）とＤＭＡ（７．５ｍＬ）を加え、８０℃の油浴中で２４時間静置したまま加熱した。反応混合物を室温まで冷却したあと、ビーズをＤＭＡ（５．０ｍＬ）で７回洗浄し、さらにエーテル（５．０ｍＬ）で７回洗浄し、減圧下（１Ｔｏｒｒ）、２４時間、４０℃で乾燥することにより目的とするＲ，ＲＲ−ポリマー結合型ルテニウム錯体（図１参照）を得た（０．３２４ｍｍｏｌ／ｇ，３４０．１ｍｇ，０．１１０ｍｍｏｌ）。^３１Ｐ−ＮＭＲによるこの錯体の純度は８１％だった。^３１ＰＮＭＲ（１６２ＭＨｚ，ＤＭＡ ｗｉｔｈ ａ ｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ＤＭＳＯ−ｄ６）ｄ４７．５（ｓ，ｔｒａｎｓ ｉｓｏｍｅｒ），５０．０（ｂｒｓ，ｃｉｓ ｉｓｏｍｅｒ），５７．５（ｂｒｓ，ｃｉｓ ｉｓｏｍｅｒ）。ｔｒａｎｓ：ｃｉｓ＝７：１。
［実施例２］Ｒ，ＳＳ−ポリマー結合型ルテニウム錯体の合成
（Ｒ，Ｒ）−ＤＰＥＮの代わりに（Ｓ，Ｓ）−ＤＰＥＮを用いた以外は、実施例１と同様にして、Ｒ，ＳＳ−ポリマー結合型ルテニウム錯体（図１参照）を得た。
［実施例３］Ｒ，ＲＲ／ＳＳ−ポリマー結合型ルテニウム錯体の合成
（Ｒ，Ｒ）−ＤＰＥＮの代わりにラセミ体である（±）−ＤＰＥＮを用いた以外は、実施例１と同様にして、Ｒ，ＲＲ／ＳＳ−ポリマー結合型ルテニウム錯体、つまり（Ｒ，ＲＲ）体と（Ｒ，ＳＳ）体との１対１混合物、を得た。
［実施例４］Ｒ，ＲＲ−ポリマー結合型ルテニウム錯体の合成
（Ｒ）−ＡＰＢＢＩＮＡＰの代わりに（Ｒ）−ＰＰＢＢＩＮＡＰを用いた以外は、実施例１と同様にして、Ｒ，ＲＲ−ポリマー結合型ルテニウム錯体を得た。
［実施例５］芳香族ケトン類の不斉水素化反応（図２参照）
テフロンコートされたマグネチックスターラーバーを備えた５００ｍＬのガラス製オートクレーブに、実施例１で得たＲ，ＲＲ−ポリマー結合型ルテニウム錯体（２９．３ｍｇ，触媒含有量９．４８μｍｏｌ）を入れ、オートクレーブ中の空気をアルゴンで置換した。このオートクレーブに、あらかじめアルゴンバブリングによって脱気した２−プロパノールとＤＭＦの１対１混合液（１２０ｍＬ）中の１’−アセトナフトン（２０．１ｇ，１１８ｍｍｏｌ，Ｓ／Ｃ＝１２，３００）と、ｔ−ブタノールを溶媒とする１．０Ｍ ｔ−ブトキシカリウム溶液（２．３ｍＬ，２．３ｍｍｏｌ）とを加えた。そして、反応溶液を撹拌しながら減圧後アルゴンを注入するという操作を５回繰り返すことにより、この混合物を脱気した。最初に水素をオートクレーブへ導入して５気圧とし、次いで２気圧になるまで注意深くバルブを開放した。この操作を７回繰り返した後、容器内の水素圧を８気圧とした。この混合物を２５℃で９７時間、マグネチックスターラーにより約５００ｒｐｍの速度で撹拌した。反応後のガスクロマトグラフ（ＧＣ）分析による変換率は９６％であった。溶液層を分液ロートへ移し、エーテル（１００ｍＬ）で希釈し、ブライン（３０ｍＬ）で３回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。無水硫酸ナトリウムを除去した後、残液を蒸留精製することにより（Ｓ）−１−（１−ナフチル）エタノールを得た（収率９２％、純度９６％、９７％ｅｅ）。なお、このエナンチオ選択率はポリマーが結合していないルテニウム錯体（均一系触媒）を用いた場合と同等であった。
［実施例６］芳香族ケトン類の不斉水素化反応−触媒再使用
上記実施例５において、１バッチあたりＳ／Ｃ＝２，４７０となるように変更した以外は、上記実施例５と同様にして１’−アセトナフトンの水素化反応を繰り返し行った。触媒は溶液層をカニュラで除去することにより回収し、再使用した。その結果を下記表１に示す。この表１から明らかなように、エナンチオ選択率は１４回目の実験が終了した後でも９７−９８％ｅｅと高く保たれた。１４回の実験におけるトータルのＴＯＮ（ターン・オーバー・ナンバー）は３３，０００であった。回収した触媒を再使用する際にはｔ−ＢｕＯＫのような強塩基が必要だった。
【表１】

［実施例７］芳香族ケトン類の不斉水素化反応−連続化（図３参照）
実施例１で得たＲ，ＲＲ−ポリマー結合型ルテニウム錯体を使用し、異種のケトン類を基質として同じフラスコ内で順次水素化反応する実験を行った。ケトン類としては、１’−アセトナフトン、２’−メチルアセトフェノン、４’−エチルアセトフェノン、４’−メトキシプロピオフェノンをこの順で使用した。各水素化反応は、１バッチあたりＳ／Ｃ＝２，４７０で、上記実施例５と同様にして、８気圧、２５℃で反応を行った。その結果を下記表２に示す。各基質におけるエナンチオ選択率は、ポリマー結合していないルテニウム錯体（均一系触媒）を用いて独立して行った場合と同等であった。
【表２】

［実施例８］非環状α、β−不飽和ケトン類の不斉水素化反応（図４参照）
上記実施例５と同様にして反応を行った。すなわち、実施例１で得たＲ，ＲＲ−ポリマー結合型ルテニウム錯体（３．１ｍｇ，触媒含有量１．００μｍｏｌ）、β−ヨノン（４７７．０ｍｇ，２．４８ｍｍｏｌ，Ｓ／Ｃ＝２，４７０）、１．０Ｍｔ−ＢｕＯＫのｔ−ＢｕＯＨ溶液（５０μＬ，５０μｍｏｌ）、２−プロパノール（１．２５ｍＬ）、ＤＭＦ（１．２５ｍＬ）を混合し、水素圧８気圧下、２５℃で８時間反応することにより、対応する（Ｓ）−β−ヨノールを得た。変換率１００％、エナンチオ選択率８４％ｅｅ（ＨＰＬＣによる）。
［実施例９］非環状α、β−不飽和ケトン類の不斉水素化反応−触媒再使用
上記実施例５と同様にして触媒を再使用し、β−ヨノンの水素化反応を繰り返し行った。その結果を下記表３に示す。この表３から明らかなように、変換率及びエナンチオ選択率は１１回目の実験が終了した後でも高く保たれた。トータルのＴＯＮは２９，２６０であった。
【表３】

［実施例１０］環状α、β−不飽和ケトン類の不斉水素化反応（図５参照）
上記実施例５と同様にして反応を行った。すなわち、実施例２で得たＲ，ＳＳ−ポリマー結合型ルテニウム錯体（３．１ｍｇ，触媒含有量０．７９μｍｏｌ）、２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセノン（３４８ｍｇ，２．５２ｍｍｏｌ，Ｓ／Ｃ＝３１２５）、１．０Ｍｔ−ＢｕＯＫのｔ−ＢｕＯＨ溶液（５０μＬ，５０μｍｏｌ）、２−プロパノール（１．２５ｍＬ）、ＤＭＡ（１．２５ｍＬ）を混合し、水素圧８気圧下、２５℃で２２時間反応することにより、対応する（Ｓ）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセノールを得た。変換率９９％、エナンチオ選択率９３％ｅｅ（ＧＣによる）。この結果は、ポリマーに結合していないルテニウム錯体（均一系触媒）を用いた場合と同等であった。
［実施例１１］環状α、β−不飽和ケトン類の不斉水素化反応−触媒再使用
上記実施例５と同様にして触媒を再使用し、２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキサノンの水素化反応を繰り返し行った。その結果を下記表４に示す。この表４から明らかなように、変換率及びエナンチオ選択率は９回目の実験が終了した後でも高く保たれた。トータルのＴＯＮは２７，２５０であった。
【表４】

［実施例１２］ラセミのルテニウム錯体による不斉水素化反応
実施例３で得たＲ，ＲＲ／ＳＳ−ポリマー結合型ルテニウム錯体（ラセミのルテニウム錯体）を用いて、実施例５と同様にして１’−アセトナフトンの水素化反応を行い、Ｓ−１−（１−ナフチル）エタノールを得た。反応条件は、Ｓ／Ｃ＝２，９４０、水素圧８気圧、２５℃、１６時間とした。収率８５％、エナンチオ選択率８７％ｅｅ。
同じくこのルテニウム錯体を用いて、実施例１０と同様にして２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセノンの水素化反応を行い、（Ｓ）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセノールを得た。反応条件は、Ｓ／Ｃ＝２，９６０、水素圧８気圧、２５℃、２７時間とした。収率７５％、エナンチオ選択率９１％ｅｅ。
産業上の利用の可能性
本発明のルテニウム錯体及びアルコール製造方法は、各種の医薬・農薬の合成中間体や各種の機能性材料などにおいて有用な光学活性アルコールを得る際に利用できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、ポリマー結合型ルテニウム錯体の合成に用いられる出発原料を表す説明図、
図２は、１’−アセトナフトンの水素化反応を示す説明図、
図３は、芳香族ケトンの水素化反応を示す説明図、
図４は、β−ヨノンの水素化反応を示す説明図、
図５は、２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキサノンの水素化反応を示す説明図である。

Claims (14)

1. 一般式（１）
   

   

   （Ｒ^１Ｒ^２Ｐ−Ｗ−ＰＲ^３Ｒ^４につき、Ｗは２位及び２’位にてリン原子と結合し、３〜８位及び３’〜８’位のいずれかに直接又は間接的にポリマーが結合されると共に他の位置のいずれかに置換基を有していてもよいビナフチル基であり、Ｒ^１〜Ｒ^４は、同じであっても異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭化水素基であり、Ｒ^１とＲ^２とが一緒になって置換基を有していてもよい炭素鎖環を形成してもよく、Ｒ^３とＲ^４とが一緒になって置換基を有していてもよい炭素鎖環を形成してもよく、
   Ｒ^５〜Ｒ^８は同じであっても異なってもよく、水素原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基であり、
   Ｘ，Ｙは同じであっても異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、カルボキシル基又は他のアニオン基であり、
   Ｚは置換基を有していてもよい炭化水素基であり、
   Ｒｕの各配位子はどのように配置されていてもよい）
   で表されるルテニウム錯体。
2. Ｗは、ビナフチル基の６位及び６’位のいずれか又は両方に直接又は間接的にポリマーが結合されている請求項１記載のルテニウム錯体。
3. Ｗにおけるポリマーは、−Ｒ^９−ＣＨ_２−Ｒ^１０、−Ｒ^９−ＣＯ_２−Ｒ^１０、−Ｒ^９−Ｏ−Ｒ^１０、−Ｒ^９−ＣＯＮＲ^１１−Ｒ^１０であり、Ｒ^９は置換基を有していてもよい直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素鎖であり、Ｒ^１０は直接又は間接的に結合されたポリマーであり、Ｒ^１１は水素原子又は置換基を有していてもよい直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素鎖である請求項１又は２記載のルテニウム錯体。
4. アミン配位子は、光学活性なジアミンである請求項１〜３のいずれかに記載のルテニウム錯体。
5. Ｚは−ＣＨＲ^１２−ＣＨＲ^１３−又は−ＣＨＲ^１２−ＣＨ_２−ＣＨＲ^１３−であり、Ｒ^１２とＲ^１３は同じであっても異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭化水素基である請求項４記載のルテニウム錯体。
6. ホスフィン配位子がＲ体でありアミン配位子が光学活性なジアミンであってキラル中心炭素がＲ，Ｒ体であるもの、ホスフィン配位子がＲ体でありアミン配位子が光学活性なジアミンであってキラル中心炭素がＳ，Ｓ体であるもの、及び、ホスフィン配位子がＲ体でありアミン配位子がラセミ体であるものから選ばれた一つである請求項４又は５記載のルテニウム錯体。
7. ホスフィン配位子がＳ体でありアミン配位子が光学活性なジアミンであってキラル中心炭素がＲ，Ｒ体であるもの、ホスフィン配位子がＳ体でありアミン配位子が光学活性なジアミンであってキラル中心炭素がＳ，Ｓ体であるもの、及び、ホスフィン配位子がＳ体でありアミン配位子がラセミ体であるものから選ばれた一つである請求項４又は５記載のルテニウム錯体。
8. ホスフィン配位子がラセミ体でありアミン配位子が光学活性なジアミンであってキラル中心炭素がＲ，Ｒ体であるもの、及び、ホスフィン配位子がラセミ体でありアミン配位子が光学活性なジアミンであってキラル中心炭素がＳ，Ｓ体であるものから選ばれた一つである請求項４又は５記載のルテニウム錯体。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のルテニウム錯体を触媒として、水素又は水素を供与する化合物の存在下、反応溶媒中、カルボニル化合物を還元してアルコール化合物を製造するアルコール化合物の製造方法。
10. 請求項１〜８のいずれかに記載のルテニウム錯体を触媒として、水素又は水素を供与する化合物の存在下、反応溶媒中、非対称カルボニル化合物を還元して、光学活性なアルコール化合物を高選択的に製造するアルコール化合物の製造方法。
11. 前記非対称カルボニル化合物は、芳香族炭化水素がカルボニル炭素に結合した非対称カルボニル化合物、非環状のα、β−不飽和結合を有する非対称カルボニル化合物、及び非芳香族性でα、β−不飽和結合を有する環状ケトン化合物からなる群より選ばれた化合物である
    請求項１０記載のアルコール化合物の製造方法。
12. 水素又は水素を供与する化合物に加えて塩基の存在下で、カルボニル化合物を還元してアルコール化合物を製造する請求項９〜１１のいずれかに記載のアルコール化合物の製造方法。
13. 水素又は水素を供与する化合物に加えて一般式（１）で表されるルテニウム錯体を膨潤させる極性溶媒の存在下で、カルボニル化合物を還元してアルコール化合物を製造する請求項９〜１２のいずれかに記載のアルコール化合物の製造方法。
14. 反応溶媒として２−プロパノール、一般式（１）で表されるルテニウム錯体を膨潤させる極性溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド又はＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを用いる請求項１３記載のアルコール化合物の製造方法。

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