JPWO2010067442A1 - アルコール化合物の製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明の目的は、安価で入手容易な金属種である均一系銅触媒を用い、効率よく、アルデヒド類を水素化することによる、実用的なアルコール化合物の製造方法を提供することにある。本発明は、均一系銅触媒及びジホスフィン化合物の存在下で、アルデヒド化合物の水素化反応を行うことを特徴とするアルコール化合物の製造方法を提供する。

Description

本発明は、アルコール化合物の製造方法、より詳細には、均一系銅触媒及びジホスフィン化合物存在下で、アルデヒド化合物の水素化反応を行ってアルコール化合物を製造する方法に関する。
アルコール化合物は種々の医薬、農薬、香料あるいは汎用化学品の成分や合成中間体等として従来広く用いられている。該アルコール化合物の製造法として、アルデヒド化合物を水素化してアルコール化合物を得る方法はこれまで有用な方法として知られ、この水素化反応に関し種々の触媒、反応形態の提案がなされている。アルデヒド化合物の中でも、α,β−不飽和アルデヒドを選択的に水素化して、アリルアルコール類を得る方法は、とくに有用であるといわれている。
不均一系触媒反応により、アルデヒド化合物を水素化してアルコール化合物を得る方法としては、例えば、非特許文献1及び非特許文献2に記載されているように、イリジウム触媒、オスミウム触媒、パラジウム触媒、ニッケル触媒、白金触媒、ルテニウム触媒等を用いる方法が知られている。しかしながら、これらの方法では、高温あるいは高圧という過酷な反応条件を必要とすることが多く、操作性、製造装置等に大きな制限を有する。さらに、特にα,β−不飽和アルデヒドが水素化基質の場合、一般的に選択性が低いという問題があった。
また、均一系触媒反応により、アルデヒド化合物を水素化してアルコール化合物を得る方法としては、白金族金属を用いる錯体を用いる方法なども知られている(たとえば、非特許文献3、特許文献1参照)。しかしながら、これらの錯体は高価な白金族金属を用いているため、錯体が高価であり、また該当する金属の価格変動の影響を大きく受けやすく、経済性の観点から問題がある。さらに、α,β−不飽和アルデヒドが水素化基質の場合、イリジウム錯体、ロジウム錯体、オスミウム錯体は、選択性が低いという問題があった。
近年、銅化合物とジメチルフェニルホスフィンからなる触媒を用いてアルデヒド類を水素化する方法が報告されている(非特許文献4)。しかしながら、この反応系は、空気に不安定かつ、強臭性のジメチルフェニルホスフィンを銅に対して過剰量用いなければならず、操作性の上で問題があった。また、触媒活性が低く、結果的に大量の触媒使用(Cu換算で、2〜5モル%)が必要であり、経済性の面でも問題があった。
一方、非特許文献4には、[(tripod)CuH]2を触媒として用いる方法も開発されているが、触媒活性が極めて低く、触媒を基質に対して2.5モル%用いた場合でも、反応を完結させるためには、3座配位子であるTripodを銅に対して過剰量用いなければならないという問題があった。また反応を進行させるための圧力範囲が50〜70psi(約0.35〜0.5MPa)ときわめて狭く操作性に問題があった。
なお、特許文献2、非特許文献5には、銅触媒を用いた均一系不斉水素化反応用触媒が開発されているが、これはプロキラルな不飽和化合物のケトン部位または二重結合を水素化して光学活性化合物を得る方法であり、アルデヒド類の水素化について記載されていない。
特開平08−225467号公報 国際特許公開2007/007648号パンフレット Handbook of Heterogeneous Hydrogenation, Ertl, G.; Knozinger, H.; Weitkamp, J. Eds., VCH Weinheim, 1997, p.2186. 室井高城「工業貴金属触媒」, 2003, p.111. Handbook of Homogeneous Hydrogenation, de Vries, J. G.; Elsevier, C. J. Eds., Wiley-VCH Weinheim, 2007, Vol. 1. p.413. Chen, J.-X.; Daeuble, J. F.; Bresdensky, D. M.; Stryker, J. M. Tetrahedron 2000, 56, 2153. Shimizu, H.; Igarashi, D.; Kuriyama, W.; Yusa, Y.; Sayo, N.; Saito, T. Org. Lett. 2007, 9, 1655.
本発明の目的は、安価で入手容易な金属種である均一系銅触媒を用い、効率よく、アルデヒド類を水素化することによる、実用的なアルコール化合物の製造方法を提供することにある。
本発明者らは上記の事情に鑑み、鋭意検討を行った結果、均一系銅触媒及びジホスフィン化合物の存在下、アルデヒド化合物の水素化反応を行い、アルコール化合物を高収率かつ高触媒効率に製造する方法を見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、均一系銅触媒及びジホスフィン化合物の存在下で、アルデヒド化合物の水素化反応を行うことを特徴とするアルコール化合物の製造方法を提供する。
なお、本発明において「均一系」とは、用いる触媒が水素化反応の際に実質的に溶解している状態のことをいい、用いる触媒が水素化反応時に溶けているあるいは溶け得る状態であることをいう。たとえば、反応温度が上昇することにより用いる触媒が溶解する場合等、用いる水素化基質や溶媒の種類、反応温度等の反応条件等により触媒が溶解する状態であることをいう。また、「均一系」は、反応系の性質が境界面でほとんど変化なく、全体を通じて均一な場合であり、反応系において触媒活性を持つ触媒が、溶液中に溶解している状態となる、又はなり得る状態をいい、均一系水素化反応に用いる水素化基質、必要に応じて用いる添加剤、あるいは失活した触媒等が固体として存在してもよい。
本発明の製造方法によれば、アルデヒド化合物からアルコール化合物を高収率、高触媒効率で製造することが可能である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のアルコール化合物の製造方法は、均一系銅触媒及びジホスフィン化合物の存在下で、アルデヒド化合物の水素化反応を行うことを特徴とする。
本発明においては、原料の水素化基質としてアルデヒド化合物が用いられる。水素化基質として用いられるアルデヒド化合物としては、種々のアルデヒドを使用でき、たとえば、下記一般式(2)で表わされるもの等を適宜に用いることができる。
R−CHO (2)
(式中、Rは、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、もしくは置換基を有していてもよい飽和または不飽和の鎖状または環状の炭化水素基を示す。)
式(2)のRで表されるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、インデニル基等の芳香族単環、多環式基を例示することができる。さらにフェロセニル基等のメタロセニル基を例示することができる。
式(2)のRで表される複素環基としては、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基等のヘテロ単環、多環式基を例示することができる。
式(2)のRで表される飽和または不飽和の鎖状または環状の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ベンジル基、ビニル基、メタリル基などの不飽和炭化水素等の基を例示することができる。
ここで、前記アリール基、複素環基及び炭化水素基は置換基を有していてもよく、置換基としてはアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラアリール基、脂環式基、ハロゲン原子、水酸基 、アルコキシ基、カルボキシル基、エステル基、アミノ基、ジアルキルアミノ基、複素環基などが挙げられる。
ここで、置換基としてのアルキル基としては、直鎖状又は分岐状の、例えば炭素数1〜15、好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜6のアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基等が挙げられる。
置換基としてのアルケニル基としては、例えば炭素数2〜10のアルケニル基があげられ、具体的にはビニル基、2−プロペニル基等が挙げられる。
置換基としてのアリール基としては、例えば炭素数6〜14のアリール基が挙げられ、具体的にはフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニル基等が挙げられる。
置換基としてのアラアリール基としては、ベンジル基、1−フェニルエチル基などが挙げられる。
置換基としての脂環式基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等の炭素数5〜8のシクロアルキル基が挙げられる。
置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
置換基としてのアルコキシ基としては、直鎖状又は分岐状の、例えば炭素数1〜6のアルコキシ基が挙げられ、具体的にはメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、イソブトキシ基及びt−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
置換基としてのエステル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数2〜6のアルキルオキシ基やフェノキシカルボニル基等の炭素数6〜10のアリールオキシ基等があげられる。
置換基としてのジアルキルアミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等が挙げられる。
置換基としての複素環基としては、脂肪族複素環基及び芳香族複素環基が挙げられ、脂肪族複素環基としては、例えば炭素数2〜14で、異種原子として少なくとも1個、好ましくは1〜3個の例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含んでいる、5〜8員、好ましくは5又は6員の単環、多環又は縮合環の脂肪族複素環基が挙げられる。脂肪族複素環基の具体例としては、例えば、2−オキソピロリジル基、ピペリジノ基、ピペラジニル基、モルホリノ基、テトラヒドロフリル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロチエニル基等が挙げられる。一方、芳香族複素環基としては、例えば炭素数2〜15で、ヘテロ原子として少なくとも1個、好ましくは1〜3個の窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含んでいる、5〜8員、好ましくは5又は6員の単環式、多環式又は縮合環式の芳香族複素環(ヘテロアリール)基が挙げられる。芳香族複素環基の具体例としては、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基等が挙げられる。
また、これら置換基は、別の置換基によって置換されていてもよい。
また、本発明で用いられるアルデヒド化合物においてRが不飽和炭化水素基の場合、たとえば一般式(3)で表わされるα,β−不飽和アルデヒド化合物を適宜に用いる場合には、α,β−不飽和アルデヒドを選択的に水素化して、対応するアリルアルコール類を得ることができる。
Figure 2010067442
(3)
(式中、R5乃至R7は、各々独立に、水素原子、置換基を有していてもより炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜8の脂環式基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基を示し;R5とR6、R5とR7は結合して環を形成してもよい。)
式(3)のR5乃至R7で表される炭素数1〜10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素数1〜10のアルキル基を例示することができる。
式(3)のR5乃至R7で表される炭素数5〜8の脂環式基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等の炭素数5〜8のシクロアルキル基を例示することができる。
式(3)のR5乃至R7で表されるアルケニル基としては、ビニル基、2−プロペニル基等を例示することが出来る。
式(3)のR5乃至R7で表されるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、インデニル基等の芳香族単環、多環式基を例示することができる。さらにフェロセニル基等のメタロセニル基を例示することができる。
式(3)のR5乃至R7で表される複素環基としては、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基等のヘテロ単環、多環式基を例示することができる。
ここで、前記アルキル、脂環式基、アルケニル基、アリール基及び複素環基は置換基を有していてもよく、置換基としてはアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラアリール基、脂環式基、ハロゲン原子、水酸基 、アルコキシ基、カルボキシル基、エステル基、アミノ基、ジアルキルアミノ基、複素環基などが挙げられる。
ここで、置換基は、一般式(2)におけるRで説明したものと同じである。
また、R5とR6、R5とR7は結合して環を形成する場合は、R5とR6が一緒になって、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等の炭素数4〜6のアルキレン基を形成したもの;R5とR7が一緒になって、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基等の炭素数3〜5のアルキレン基を形成したものを例示することができる。
本発明において、Rが、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基である場合、上記一般式(2)のアルデヒド化合物の具体例としては、ベンズアルデヒド、p−トリルアルデヒド、クミンアルデヒド、サリチルアルデヒド、アニスアルデヒド、o−メトキシベンズアルデヒド、o−メトキシシンナミックアルデヒド、バニリン、エチルバニリン、3,4−ジメトキシベンズアルデヒド、ピペロナール、ヘリオナール、フェノキシアセトアルデヒド、p−メチルフェノキシアセトアルデヒド、フルフラール、5−メチルフルフラール、5−ヒドロキシメチルフルフラール、ピリジンカルボアルデヒド、チオフェンカルボアルデヒド等が挙げられる。
また、本発明において、Rが、飽和または不飽和の鎖状または環状の炭化水素基である場合、一般式(2)のアルデヒド化合物の具体例としては、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−バレルアルデヒド、イソバレルアルデヒド、2−メチルブタナール、n−ヘキサナール、n−ヘプタナール、n−オクタナール、n−ノナナール、2−メチルオクタナール、3,5,5−トリメチルヘキサナール、デカナール、ウンデカナール、2−メチルデカナール、ドデカナール、2−メチルウンデカナール、2−メチルウンデカナール、トリデカナール、テトラデカナール、シトロネラール、カルホレンアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、p−メチルフェニルアセトアルデヒド、p−イソプロピルフェニルアセトアルデヒド、ヒドラトロパアルデヒド、p−メチルヒドラトロパアルデヒド、フェニルプロピオンアルデヒド、3−メチル−5−フェニルバレルアルデヒド、フェノキシアセトアルデヒド、p−メチルフェノキシアセトアルデヒド、β−メチルヒドロシンナミックアルデヒド、シクラメンアルデヒド、p−エチルジメチルヒドロシンナミックアルデヒド、p−イソブチル−α−ジメチルヒドロシンナミックアルデヒド、p−tert−ブチル−α−ジメチルヒドロシンナミックアルデヒド等が挙げられる。
さらに、本発明において、一般式(3)のα,β−不飽和アルデヒド化合物の具体例としては、クロトンアルデヒド、β−メチルクロトンアルデヒド、2−ペンテナール、trans−2−ヘキセナール、trans−2−ヘプテナール、trans−2−オクテナール、trans−2−ノネナール、trans−2−デセナール、trans−2−ウンデセナール、trans−2−トリデセナール、2,4−ヘキサジエナール、2,4−ヘプタジエナール、2,4−オクタジエナール、2,4−ノナジエナール、2,6−ノナジエナール、2,4−デカジエナール、トリメチルデカジエナール、シトラール、ゲラニアール、ネラール、ぺリルアルデヒド、サフラナール、ミルテナール、シンナミックアルデヒド、α−メチルシンナミックアルデヒド、4−メチル−2−フェニル−2−ペンテナール、5−メチル−2−フェニル−2−ヘキセナール、α−アミルシンナミックアルデヒド、α−へキシルシンナミックアルデヒド、o−メトキシシンナミックアルデヒド、β−フェニルシンナミックアルデヒド、フリルアクロレイン等が挙げられる。
本発明では、均一系銅触媒を反応系に使用する。均一系銅触媒は、本発明の還元反応が進行するものであれば、特に制限されるものではない。例えば、下記一般式(4)として表わすことができる均一系銅触媒を使用することができる。
[Cu(X)l(L)mn (4)
(式中、Xは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、カルボキシル基、トリフラート基、ニトリル基、ジメチルホルムアミド、NO3、SO4、CO3、BF4、BH4を示し、Lはモノホスフィン配位子を示し、lは1〜2の整数を示し、mは0〜3を示し、nは自然数を示す。)
一般式(4)のXで表されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
一般式(4)のXで表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基が挙げられる。
一般式(4)におけるXのアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、インデニル基、メシチル基等の芳香族単環、多環式基等が挙げられる。
一般式(4)のXで表されるアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基、ペノキシ基、ベンジルオキシ基等が挙げられる。
一般式(4)のXで表されるカルボキシル基としては、例えば、フォルミルオキシ基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
一般式(4)のLで表されるモノホスフィン化合物は、下記一般式(5)として表わすことができる。
Figure 2010067442
(5)
(式中、R8乃至R10は、各々独立に、炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜8の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基を示し;R8、R9及びR10のいずれか2つが結合して環を形成してもよい。)
一般式(5)のR8乃至R10で表される炭素数1〜10のアルキル基としては、炭素数1〜10の直鎖又は分岐のアルキル基が挙げられ、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基等が挙げられる。
一般式(5)のR8乃至R10で表される炭素数5〜8の脂環式基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等が挙げられる。
一般式(5)のR8乃至R10で表されるアリール基としては、例えば炭素数6〜14のアリール基が挙げられ、具体的にはフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニル基等が挙げられる。さらにフェロセニル基等のメタロセニル基を例示することができる。
一般式(5)のR8乃至R10で表される複素環基としては、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基等のヘテロ単環、多環式基を例示することができる。
一般式(5)のR8乃至R10で表される炭素数5〜8の脂環式基、アリール基及び複素環基は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、複素環基等が挙げられる。
ここで置換基としてのアルキル基としては、直鎖状又は分岐状の、例えば炭素数1〜15、好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜6のアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基等が挙げられる。
置換基としてのアルコキシ基としては、直鎖状又は分岐状の、例えば炭素数1〜6のアルコキシ基が挙げられ、具体的にはメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、イソブトキシ基及びt−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
置換基としてのアリール基としては、例えば炭素数6〜14のアリール基が挙げられ、具体的にはフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニル基等が挙げられる。
置換基としての複素環基としては、脂肪族複素環基及び芳香族複素環基が挙げられ、脂肪族複素環基としては、例えば炭素数2〜14で、異種原子として少なくとも1個、好ましくは1〜3個の例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含んでいる、5〜8員、好ましくは5又は6員の単環、多環又は縮合環の脂肪族複素環基が挙げられる。脂肪族複素環基の具体例としては、例えば、2−オキソピロリジル基、ピペリジノ基、ピペラジニル基、モルホリノ基、テトラヒドロフリル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロチエニル基等が挙げられる。一方、芳香族複素環基としては、例えば炭素数2〜15で、ヘテロ原子として少なくとも1個、好ましくは1〜3個の窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含んでいる、5〜8員、好ましくは5又は6員の単環式、多環式又は縮合環式の芳香族複素環(ヘテロアリール)基が挙げられる。芳香族複素環基の具体例としては、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基等が挙げられる。
8、R9及びR10のいずれか2つが結合して環を形成する場合、R8とR9、R9とR10、R10とR8が結合しているリン原子と一緒になって形成される環として、四員環、五員環又は六員環の環が挙げられる。具体的な環としては、ホスフェタン環、ホスホラン環、ホスホリナン環、2,4−ジメチルホスフェタン環、2,4−ジエチルホスフェタン環、2,5−ジメチルホスホラン環、2,5−ジエチルホスホラン環、2,6−ジメチルホスファン環、2,6−ジエチルホスホリナン環等が挙げられる。
一般式(5)で表わされるモノホスフィン化合物としては、例えば、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリトリルホスフィン、トリ(3,5−キシリル)ホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、フェニルホスホラン等が挙げられる。
また、一般式(4)で表わされる均一系銅触媒は、必要に応じて、結晶溶媒を含んでいてもよい。結晶溶媒としては、水、メタノール、エタノール、トルエン等が挙げられる。
一般式(4)で表わされる均一系銅触媒において、モノホスフィン化合物が配位していない錯体の具体例としては、例えば、CuF2,CuCl、CuCl2、CuBr、CuBr2、CuI、CuI2,CuOTf、Cu(OTf)2、CuNO3、Cu(NO32等を挙げられる。
また、一般式(4)で表わされる均一系銅触媒において、モノホスフィン化合物が配位している錯体の具体例としては、例えば、[CuH(PPh3)]6、[Cu(NO3)(PPh32]、[Cu(NO3)(P(3,5−xyl)32]、[CuCl(PPh33]、[CuF(PPh33]・2EtOH、[Cu(O−t−Bu)(PPh32]、[Cu(OMs)(PPh32]、[Cu(BH4)(PPh32]等が挙げられる。
上記において、OTfはトリフラート基を、xylはキシリル基を、OMsはメシラート基をそれぞれ示す。
さらに、一般式(4)で表わされる均一系銅触媒のその他の具体例としては、たとえばReichle,W.T., Inorg. Chim. Acta, 1971,5, p325に記載されている均一系銅触媒等が挙げられる。
また、これら均一系銅触媒は、単独で用いてもよいし2種以上適宜組み合わせて用いてもよい。
上記均一系銅触媒は、市販品を用いてもよい。また、均一系銅触媒において、モノホスフィン化合物が配位している錯体は、公知の方法で適宜製造したものを用いてもよい。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)に記載の方法で調製していてもよい。たとえば、モノホスフィン化合物とCuX、またはCuX2あるいはそれらの水和物(Xは一般式(4)におけるXと同義である。)とを反応させることにより得ることが出来る。
更に、均一系銅触媒をさらに他の置換基で置換することにより調製してもよい。
なお、上記均一系銅触媒は本発明の水素化反応時に、反応系内で調製してもよい。
本発明において、触媒の使用量は、原料である水素化基質や反応条件、触媒の種類等、さらには経済性によって異なるが、通常、水素化基質に対する均一系銅触媒としてのモル比で0.001モル%〜10モル%、好ましくは0.01モル%〜2モル%の範囲である。
本発明では、ジホスフィン化合物を反応系に使用する。例えば、ジホスフィン化合物としては、下記一般式(1)として表わすことができる。
Figure 2010067442
(1)
(式中、R1乃至R4は、各々独立に、炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜8の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基を示し、R1とR2、R3とR4は結合して環を形成してもよく、Aは、置換基を有していてもよいアルキレン鎖、置換基を有していてもよいシクロアルカンジイル基、置換基を有していてもよいアラアリールジイル基、又は置換基を有していてもよいアリールジイル基を示す。)
一般式(1)のR1、R2、R3及びR4で表される炭素数1〜10のアルキル基としては、炭素数1〜10の直鎖又は分岐のアルキル基が挙げられ、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基等が挙げられる。
一般式(1)のR1、R2、R3及びR4で表される炭素数5〜8の脂環式基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等が挙げられる。
一般式(1)のR1、R2、R3及びR4で表されるアリール基としては、例えば炭素数6〜14のアリール基が挙げられ、具体的にはフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニル基等が挙げられる。さらにフェロセニル基等のメタロセニル基を例示することができる。
一般式(1)のR1、R2、R3及びR4で表される複素環基としては、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基等のヘテロ単環、多環式基を例示することができる。
一般式(1)のR1、R2、R3及びR4で表される炭素数5〜8の脂環式基、アリール基及び複素環基は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、複素環基等が挙げられる。
ここで置換基としてのアルキル基としては、直鎖状又は分岐状の、例えば炭素数1〜15、好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜6のアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基等が挙げられる。
置換基としてのアルコキシ基としては、直鎖状又は分岐状の、例えば炭素数1〜6のアルコキシ基が挙げられ、具体的にはメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、イソブトキシ基及びt−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
置換基としてのアリール基としては、例えば炭素数6〜14のアリール基が挙げられ、具体的にはフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニル基等が挙げられる。
置換基としての複素環基としては、脂肪族複素環基及び芳香族複素環基が挙げられ、脂肪族複素環基としては、例えば炭素数2〜14で、異種原子として少なくとも1個、好ましくは1〜3個の例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含んでいる、5〜8員、好ましくは5又は6員の単環、多環又は縮合環の脂肪族複素環基が挙げられる。脂肪族複素環基の具体例としては、例えば、2−オキソピロリジル基、ピペリジノ基、ピペラジニル基、モルホリノ基、テトラヒドロフリル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロチエニル基等が挙げられる。一方、芳香族複素環基としては、例えば炭素数2〜15で、ヘテロ原子として少なくとも1個、好ましくは1〜3個の窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含んでいる、5〜8員、好ましくは5又は6員の単環式、多環式又は縮合環式の芳香族複素環(ヘテロアリール)基が挙げられ、具体的にはフリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基等が挙げられる。
1とR2、R3とR4が結合して環を形成する場合、R1とR2又はR3とR4が結合しているリン原子と一緒になって形成される環として、四員環、五員環又は六員環の環が挙げられる。具体的な環としては、ホスフェタン環、ホスホラン環、ホスホリナン環、2,4−ジメチルホスフェタン環、2,4−ジエチルホスフェタン環、2,5−ジメチルホスホラン環、2,5−ジエチルホスホラン環、2,6−ジメチルホスホリナン環、2,6−ジエチルホスホリナン環等が挙げられる。
一般式(1)のAで表されるアルキレン鎖としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等を例示することができる。
一般式(1)のAで表されるシクロアルカンジイル基としては、シクロブタンジイル基、シクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基、シクロヘプタンジイル基等を例示することができる。
一般式(1)のAで表されるアラアリールジイル基としては、トルエン−2,α−ジイル基、1,2−キシレン−α,α‘−ジイル基、1,3−キシレン−α,α‘−ジイル基等を例示することが出来る。
一般式(1)のAで表されるアリールジイル基としては、ベンゼンジイル基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、フェナントレンジイル基、ビフェニルジイル基、ビナフチルジイル基、4,4‘−ビ(1,3−ベンゾジオキソール)ジイル基、フェロセンジイル基等を例示することができる。
一般式(1)のAで表されるアルキレン鎖、シクロアルカンジイル基、アラアリールジイル基及びアリールジイル基は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、複素環基等が挙げられる。
ここで置換基としてのアルキル基としては、直鎖状又は分岐状の、例えば炭素数1〜15、好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜6のアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基等が挙げられる。
置換基としてのアルコキシ基としては、直鎖状又は分岐状の、例えば炭素数1〜6のアルコキシ基が挙げられ、具体的にはメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、イソブトキシ基及びt−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
置換基としてのアリール基としては、例えば炭素数6〜14のアリール基が挙げられ、具体的にはフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニル基等が挙げられる。
置換基としての複素環基としては、脂肪族複素環基及び芳香族複素環基が挙げられ、脂肪族複素環基としては、例えば炭素数2〜14で、異種原子として少なくとも1個、好ましくは1〜3個の例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含んでいる、5〜8員、好ましくは5又は6員の単環、多環又は縮合環の脂肪族複素環基が挙げられる。脂肪族複素環基の具体例としては、例えば、2−オキソピロリジル基、ピペリジノ基、ピペラジニル基、モルホリノ基、テトラヒドロフリル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロチエニル基等が挙げられる。一方、芳香族複素環基としては、例えば炭素数2〜15で、ヘテロ原子として少なくとも1個、好ましくは1〜3個の窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含んでいる、5〜8員、好ましくは5又は6員の単環式、多環式又は縮合環式の芳香族複素環(ヘテロアリール)基が挙げられ、具体的にはフリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基等が挙げられる。
一般式(1)で表されるジホスフィン化合物の具体例としては、例えば、ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,5−ビス(ジフェニルホスフィノ)ペンタン、1,6−ビス(ジフェニルホスフィノ)ヘキサン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)ベンゼン、1,2−ビス(アニシルフェニルホスフィノ)エタン、2,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、2,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)−5−ノルボルネン、2,3−O−イソプロピリデン−2,3−ジヒドロキシ−1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1−シクロヘキシル−1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、2,4−ビス−(ジフェニルホスフィノ)ペンタン、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビシクロペンタン、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−(5,5’,6,6’,7,7’,8,8’−オクタヒドロビナフチル)、2,2’−ビス(ジ−p−トリルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、2,2’−ビス(ジ(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、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、(4,4’−ビ−1,3−ベンゾジオキソール)−5,5’−ジイルビス(ジフェニルホスフィン)、(4,4’−ビ−1,3−ベンゾジオキソール)−5,5’−ジイルビス[ビス(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィン]、[(4S)−[4,4’−ビ−1,3−ベンゾジオキソール]−5,5’−ジイル]ビス[ビス[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−メトキシフェニル]ホスフィン]、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)ベンゾフェノン、2,2’−ビス(ジ(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)ベンゾフェノン等が挙げられる。これらのジホスフィン化合物は、ラセミ体であっても光学活性体であってもよい。
ジホスフィン化合物の使用量は、均一系銅触媒中の銅原子に対して0.1〜10当量、好ましくは1〜5当量である。
本発明の製造方法は、無溶媒又は溶媒中で好適に実施することができるが、溶媒を使用することが好ましい。用いられる溶媒としては、水素化基質及び触媒を溶解できるものが好ましく、単一溶媒あるいは混合溶媒が用いられる。具体的にはトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、塩化メチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、メチルt−ブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル類、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,2−プロパンジオール及びグリセリン等の多価アルコール類、アセトニトリル等のニトリル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類、ピリジン、トリエチルアミン等のアミン類等が挙げられる。この中でもアルコール類が好ましい。特に好ましいのは、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールである。溶媒の使用量は、反応条件等により適宜選択することができるが、原料の濃度が0.05mol/L〜8.0mol/L、好ましくは0.8mol/L〜3.0mol/Lになるような量が挙げられる。反応は必要に応じ攪拌下に行われる。
本発明の製造方法の好適な実施の一態様において、反応系に更に塩基を加え、反応を塩基の存在下に行うことができ、これにより水素化反応が円滑に進行する。反応系に加えるために用いられる塩基としては、有機塩基化合物及び無機塩基化合物が挙げられる。
本発明において用いられる上記有機塩基化合物の具体例としては、例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、ピペリジン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、トリ−n−ブチルアミン及びN−メチルモルホリン等のアミン類が挙げられる。これらの中でも特に好ましいのは、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等である。
本発明において用いられる無機塩基化合物としては、例えば炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム等のアルカリ金属炭酸塩、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムイソプロポキシド、ナトリウムt−ブトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムイソプロポキシド、カリウムt−ブトキシド、リチウムメトキシド、リチウムイソプロポキシド、リチウムt−ブトキシド等のアルカリ金属アルコキシド、マグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド等のアルカリ土類金属アルコキシド 、水素化ナトリウム、水素化カルシウム等の金属水素化物が挙げられる。これらの中でも特に好ましいのは、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、ナトリウムt−ブトキシド、カリウムt−ブトキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムである。
本発明において用いられる塩基化合物の使用量は、使用する触媒、反応条件等により適宜選択することができるが、均一系銅触媒に対して通常0.1当量〜1,000当量、好ましくは1当量〜100当量である。なお、塩基化合物はそのまま反応系に加えることもできるし、反応溶媒等に溶解させた溶液としても反応系に加えることもできる。
本発明において、ジホスフィン化合物と塩基のうち、一方あるいは両方と均一系銅触媒を予め混合し、この混合物を触媒として用いることもできる。具体的には、ジホスフィン化合物および/又は塩基と均一系銅触媒を予め溶媒中で混合撹拌し、その後溶媒を留去した残渣を触媒として反応系に加えるか、この残渣を溶剤に溶解し、得られた溶液を反応系に触媒として添加する。これにより、水素化基質のアルコールへの転化率、目的とするアルコールへの転化率である選択率の改善が見られることがある。
また、本発明の製造方法の好適な実施の一態様において、さらにアンモニウム塩又はホスホニウム塩等の添加剤を存在させて行うことも出来る。
アンモニウム塩の具体例としては、塩化アンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、フッ化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラフェニルアンモニウム等が挙げられる。
ホスホニウム塩の具体例としては、塩化テトラフェニルホスホニウム、臭化テトラフェニルホスホニウム等が挙げられる。
これら添加剤の使用量は、基質に対して0〜10当量、好ましくは、0.0001〜2当量である。
また、本発明の製造方法の好適な実施の一態様において、さらに一般式(5)で表されるモノホスフィン化合物を添加して行うことも出来る。
モノホスフィンの添加量は通常均一系銅触媒に対して0〜20当量、好ましくは、0〜10当量である。
本発明において、水素化反応を行う際の反応温度は、0℃〜150℃が好ましく、より好ましくは20℃〜100℃である。反応温度が低すぎると未反応の原料が多く残存する場合があり、また高すぎると、原料、触媒等の分解が起こる場合があり、いずれも好ましいものとはいえない。
本発明において、水素化反応を行う際の水素の圧力は、好ましくは0.1MPa〜10MPa、より好ましくは0.5MPa〜6MPaである。
また反応時間は通常1時間〜100時間程度、好ましくは、5時間〜24時間で十分に高い原料転化率を得ることができる。反応終了後は、抽出、濾過、結晶化、蒸留、各種クロマトグラフィー等、通常用いられる精製法を単独又は適宜組み合わせることにより目的のアルコール化合物を得ることができる。
以下に実施例を挙げ、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、転化率、選択率の測定はガスクロマトグラフィー(GC)で行った。用いた装置、測定条件は次のとおりである。
GC:GC353B(GLサイエンス社製)
カラム:BC−WAX 0.25mm(I.D.)×30m(length),0.250μm(thickness)〔GLサイエンス社製〕
条件:injection 220℃, detector 250℃
カラム初期温度50℃(10min.),カラム昇温速度10℃/min.,カラム最終温度230℃(32min.)
なお、DPPBは、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタンを表す。
また、S/Cは、水素化基質の触媒に対するモル比を表す。
(実施例1〜6)
α,β−不飽和アルデヒドの水素化反応(S/C=500)
グラスインナーチューブが装着されたステンレス製オートクレーブに[Cu(NO3)(PPh32](11.7mg,0.018mmol)、DPPB(7.7mg,0.018mmol)をいれ、内部を窒素置換した。そこに、水酸化ナトリウムのエタノール溶液(0.03M)(6.0mL,0.18mmol)、α,β−不飽和アルデヒド(9mmol)を加え、水素圧5MPa,50℃で16時間撹拌した。水素を注意深くリリースし、転化率をGCにて分析した。内容物を濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、対応するアルコールを得た。基質、転化率、および単離収率を表1に記す。
Figure 2010067442
Figure 2010067442
(実施例7)
α−メチルシンナミックアルデヒドの水素化反応(S/C=1000)
グラスインナーチューブが装着されたステンレス製オートクレーブに[Cu(NO3)(PPh32](11.7mg,0.018mmol)、DPPB(7.7mg,0.018mmol)をいれ、内部を窒素置換した。そこに、水酸化ナトリウムのエタノール溶液(0.03M)(6.0mL,0.18mmol)、エタノール6mL、α−メチルシンナミックアルデヒド(E/Z=99/1;2.52mL,18mmol)を加え、水素圧5MPa,50℃で16時間撹拌した。水素を注意深くリリースし、転化率をGCにて分析した。転化率は98%であった。内容物を濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、対応するアルコール2.53gを得た。
単離収率95%,E/Z(1b)=99/1,1b/2b=>99/1
Figure 2010067442
(実施例8)
α−メチルシンナミックアルデヒドの水素化反応(Cu(NO32・3H2O、PPh3使用)
グラスインナーチューブが装着されたステンレス製オートクレーブにCu(NO32・3H2O(3.4mg,0.018mmol)、トリフェニルホスフィン(14.2mg,0.054mmol)、DPPB(7.7mg,0.018mmol)をいれ、内部を窒素置換した。そこに、水酸化ナトリウムのエタノール溶液(0.03M)(6.0mL,0.18mmol)、α−メチルシンナミックアルデヒド(E/Z=99/1;1.26mL,9mmol)を加え、水素圧5MPa,50℃で16時間撹拌した。水素を注意深くリリースし、転化率をGCにて分析した。転化率は99%であった。内容物を濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、対応するアルコールを得た。
単離収率97%,E/Z(1b)=99/1,1b/2b=>99/1
(実施例9)
α−メチルシンナミックアルデヒドの水素化反応(Cu(NO32・3H2O使用)
グラスインナーチューブが装着されたステンレス製オートクレーブにCu(NO32(3.4mg,0.018mmol)、DPPB(7.7mg,0.018mmol)をいれ、内部を窒素置換した。そこに、水酸化ナトリウムのエタノール溶液(0.03M)(6.0mL,0.18mmol)、α−メチルシンナミックアルデヒド(E/Z=99/1;1.26mL,9mmol)を加え、水素圧5MPa,50℃で16時間撹拌した。水素を注意深くリリースし、転化率をGCにて分析した。転化率は99%であった。内容物を濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、対応するアルコールを得た。
単離収率91%,E/Z(1b)=99/1,1b/2b=>99/1
(実施例10)
α−メチルシンナミックアルデヒドの水素化反応(n−ブタノール溶媒使用)
グラスインナーチューブが装着されたステンレス製オートクレーブに[Cu(NO3)(PPh32](11.7mg,0.018mmol)、DPPB(7.7mg,0.018mmol)をいれ、内部を窒素置換した。そこに、水酸化ナトリウムのn−ブタノール溶液(0.03M)(6.0mL,0.18mmol)、α−メチルシンナミックアルデヒド(E/Z=99/1;1.26mL,9mmol)を加え、水素圧5MPa,50℃で16時間撹拌した。水素を注意深くリリースし、転化率をGCにて分析した。転化率は99%であった。
(実施例11)
α−メチルシンナミックアルデヒドの水素化反応(tert−ブタノール溶媒使用)
グラスインナーチューブが装着されたステンレス製オートクレーブに[Cu(NO3)(PPh32](11.7mg,0.018mmol)、DPPB(7.7mg,0.018mmol)をいれ、内部を窒素置換した。そこに、水酸化ナトリウムのtert−ブタノール溶液(0.03M)(6.0mL,0.18mmol)、α−メチルシンナミックアルデヒド(9mmol)を加え、水素圧5MPa,50℃で16時間撹拌した。水素を注意深くリリースし、転化率をGCにて分析した。転化率は99%であった。
(実施例12)
2−エチル−4−(2,2,3−トリメチルシクロペント−3−エン−1−イル)−2−ブテン−1−アールの水素化反応
グラスインナーチューブが装着されたステンレス製オートクレーブに[Cu(NO3)(PPh32](11.7mg,0.018mmol)、DPPB(7.7 mg,0.018mmol)をいれ、内部を窒素置換した。そこに、水酸化ナトリウムのエタノール溶液(0.03M)(6.0mL,0.18mmol)、2−エチル−4−(2,2,3−トリメチルシクロペント−3−エン−1−イル)−2−ブテン−1−アール(E/Z=93/7;2.02mL,9mmol)を加え、水素圧5MPa,50℃で16時間撹拌した。水素を注意深くリリースし、転化率をGCにて分析した。転化率は98%であった。内容物を濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、対応するアルコール1.76gを得た。
単離収率94%,E/Z(1c)=96/4,1c/2c=35/1
Figure 2010067442
(実施例13)
ペリルアルデヒドの水素化反応(S/C=500)
グラスインナーチューブが装着されたステンレス製オートクレーブに[Cu(NO3)(PPh32](11.7mg,0.018mmol)、DPPB(7.7mg,0.018mmol)をいれ、内部を窒素置換した。そこに、水酸化ナトリウムのエタノール溶液(0.03M)(6.0mL,0.18mmol)、ペリルアルデヒド(2.02mL,9mmol)を加え、水素圧5MPa,50℃で16時間撹拌した。水素を注意深くリリースし、転化率をGCにて分析した(>99%)。内容物を濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、対応するアルコール1.26gを得た。
単離収率92%,1d/2d=52/1
Figure 2010067442
(比較例1)
ペリルアルデヒドの水素化反応(非特許文献4の方法に準拠;触媒使用量0.2モル%)
グラスインナーチューブが装着されたステンレス製オートクレーブに[CuH(PPh3)]6(16.3mg,0.05mmol;Cu換算)をいれ、内部を窒素置換した。そこに、トルエン(17.0mL)、tert−ブチルアルコール(0.19mL,2.0mmol)、ジメチルフェニルホスフィン(43μl,0.3mmol)、ペリルアルデヒド(3.89mL,25mmol)を加え、水素圧5MPa,30℃で16時間撹拌した。水素を注意深くリリースし、転化率をGCにて分析した。転化率は1%未満であった。
(実施例14)
3−(2−フリル)−アクロレインの水素化反応
グラスインナーチューブが装着されたステンレス製オートクレーブに[Cu(NO3)(PPh32](11.7mg,0.018mmol)、DPPB(7.7mg,0.018mmol)、3−(2−フリル)−アクロレイン(E/Z=>99/1,1.24g,9mmol)をいれ、内部を窒素置換した。そこに、水酸化ナトリウムのエタノール溶液(0.03M)(6.0mL,0.18mmol)を加え、水素圧5MPa,50℃で16時間撹拌した。水素を注意深くリリースし、転化率をGCにて分析した(>99%)。内容物を濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、対応するアルコール1.15gを得た。
単離収率91%,E/Z(1e)=>99/1,1e/2e=>99/1
Figure 2010067442
(実施例15)
3−(2−フリル)−アクロレインの水素化反応([CuH(PPh326による)
グラスインナーチューブが装着されたステンレス製オートクレーブに[CuH(PPh3)]6(5.9mg,0.018mmol;Cu換算)、DPPB(7.7mg,0.018mmol)、3−(2−フリル)−アクロレイン(E/Z=>99/1,1.24g,9mmol)をいれ、内部を窒素置換した。そこに、水酸化ナトリウムのエタノール溶液(0.03M)(6.0mL,0.18mmol)を加え、水素圧5MPa,50℃で15時間撹拌した。水素を注意深くリリースし、転化率をGCにて分析した(>99%)。内容物を濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、対応するアルコール1.21 gを得た。
単離収率96%,E/Z(1e)=>99/1,1e/2e=>99/1
(実施例16〜23)
アルデヒド類の水素化反応
グラスインナーチューブが装着されたステンレス製オートクレーブに[Cu(NO3)(PPh32](11.7mg,0.018mmol)、DPPB(7.7mg,0.018mmol)をいれ、内部を窒素置換した。そこに、水酸化ナトリウムのエタノール溶液(0.03M)(6.0mL,0.18mmol)、アルデヒド(9mmol)を加え、水素圧5MPa,50℃で16時間撹拌した。水素を注意深くリリースし、転化率をGCにて分析した。内容物を濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、対応するアルコールを得た。基質、転化率、および単離収率を表2に記す。
Figure 2010067442
Figure 2010067442

Claims (5)

  1. 均一系銅触媒及びジホスフィン化合物の存在下で、アルデヒド化合物の水素化反応を行うことを特徴とするアルコール化合物の製造方法。
  2. 均一系銅触媒、ジホスフィン化合物及びアルコールの存在下で、アルデヒド化合物の水素化反応を行う、請求項1記載の製造方法。
  3. ジホスフィン化合物が下記一般式(1)で表わされる、請求項1又は2記載の製造方法。
    Figure 2010067442
    (1)
    (式中、R1乃至R4は、各々独立に、炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜8の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基を示し;R1とR2、R3とR4は結合して環を形成してもよく、Aは、置換基を有していてもよいアルキレン鎖、置換基を有していてもよいシクロアルカンジイル基、置換基を有していてもよいアラアリールジイル基、又は置換基を有していてもよいアリールジイル基を示す。)
  4. アルデヒド化合物が下記一般式(2)で表わされる、請求項1記載の製造方法。
    R−CHO (2)
    (式中、Rは、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は置換基を有していてもよい飽和若しくは不飽和の鎖状若しくは環状の炭化水素基を示す。)
  5. アルデヒド化合物が下記一般式(3)で表わされる、請求項1記載の製造方法。
    Figure 2010067442
    (3)
    (式中、R5乃至R7は、各々独立に、水素原子、置換基を有していてもより炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜8の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基を示し;R5とR6、R5とR7は結合して環を形成してもよい。)
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