KR100470884B1 - 이민의수소화방법 - Google Patents

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Abstract

이리듐 촉매 존재하 및 불활성 용매를 사용하거나 또는 사용하지 않고 승압하에서 반응 혼합물이 요오드화 수소를 함유하는 것을 특징으로 하는 이민을 수소화시키는 방법이 기재되어 있다.

Description

이민의 수소화 방법{PROCESS FOR THE HYDROGENATION OF IMINES}
본 발명은 요오드화 수소 존재하의 승압하에서 이민을 수소로써 수소화시키는 방법에 관한 것이다.
US-A-4 994 615호에는 키럴 디포스핀 리간드를 갖는 이리듐 촉매가 사용되는 프로키럴 N-아릴케티민의 비대칭적 수소화 방법이 기재되어 있다. US-A-5 011 995호에는 동일한 촉매들을 사용하여 프로키럴 N-알킬케티민을 비대칭적 수소화시키는 방법이 기재되어 있다. US-A-5 112 999호에는 디포스핀 리간드를 이민의 수소화 촉매로서 함유하는 다핵성 이리듐 화합물 및 이리듐 착물염이 기재되어 있다.
비교적 대형 뱃치 또는 공업적 규모의 경우에 이 촉매들은 흔히 사용된 촉매 전구체, 기질 및 디포스핀 리간드에 따라서 다소 탈활성화되기 쉽지만, 이들 균일 촉매화 방법들은 아주 효과적인 것으로 밝혀졌다. 많은 경우, 짧은 반응 시간에 필요한 승온, 예컨대 25℃ 이상의 온도에서 완전한 전환반응을 달성할 수 없다. 따라서, 이 수소화 방법을 공업적으로 이용하기에는 촉매 생산성이 너무 낮아서 경제적으로 바람직하지 않다.
놀랍게도, 반응 혼합물이 요오드화 수소를 함유하면 촉매 활성이 10배 이상으로 증가될 수 있다는 것이 최근 밝혀졌다. 또한 그와 동시에 촉매의 탈활성화도 현저히 감소되거나 완전히 제거될 수 있다는 것도 예기치 않게 밝혀졌다. 또한 비대칭적 촉매가 사용되면 에난티오머 선택성이 높고 또 50℃ 이상의 반응 온도에서도 80% 이하의 높은 광학 수율을 달성할 수 있다는 것도 놀랍게도 밝혀졌다.
본 발명은 반응 혼합물이 요오드화 수소를 함유하고 이리듐 촉매 존재하의 승압하에서 또 불활성 용매 존재 또는 부재하에서 이민을 수소로써 수소화시키는 방법에 관한 것이다.
적합한 이민은 하나 이상의
Figure pct00001
기를 함유하는 이민이다. 상기 기가 비대칭적으로 치환되어 프로키럴 케티민 기를 갖는 화합물이면, 본 발명에 따른 방법에서 에난티오머 선택적 또는 부분입체이성질체 선택적 이리듐 촉매가 사용되면 광학 이성질체 또는 순수한 광학 이성질체의 혼합물이 형성될 수 있다. 이민은 또한 키럴 탄소 원자를 추가로 함유할 수 있다. 상술한 식중의 자유 결합은 수소 또는 1 내지 22개 탄소원자를 갖는 유기 라디칼 또는 1 내지 20개 탄소원자와 O, S, N 및 P로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 갖는 유기 헤테로 라디칼에 의해 포화될 수 있다.
Figure pct00002
기의 질소 원자는 NH2 또는 1 내지 22개 탄소원자를 갖는 일차 아미노 기 또는 2 내지 40개 탄소원자를 갖는 이차 아미노 기로써 포화될 수 있다. 유기 라디칼들은 예컨대 F, Cl, Br, C1-C4할로알킬 (이때, 할로겐은 바람직하게는 F 또는 Cl임), -CN, -NO2, -CO2H, -CONH2, -SO3H, -PO3H2 또는 C1-C12알킬 에스테르 또는 아미드에 의해 또는 -CO2H, -SO3H 및 -PO3H2 기의 페닐 에스테르 또는 벤질 에스테르에 의해 치환될 수 있다. 알디민 및 케티민기가 특히 반응성이 있으며, 본 발명에 따른 방법을 이용함으로써
Figure pct00003
및/또는
Figure pct00004
기 이외에
Figure pct00005
기도 선택적으로 수소화시킬 수 있다. 알디민 및 케티민 기는
Figure pct00006
히드라존 기를 포함하는 것으로 이해된다.
본 발명에 따른 방법은 상응하는 아민 및 히드라진을 각각 형성함과 함께 알디민, 케티민 및 히드라존을 수소화시키는데 특히 적합하다. 케티민은 바람직하게는 N-치환된다. 키럴 이리듐 촉매를 사용하여 에난티오머적으로 순수한 키럴 또는 프로키럴 케티민을 수소화하여 광학 이성질체를 제조하는 것이 바람직하며, 광학 수율 (에난티오머 과량: enantiomeric excess, ee)은 30% 이상, 특히 50% 이상이며 90% 이상의 수율을 얻을 수 있다. 광학 수율은 형성된 2개의 입체이성질체의 비율을 지시하는 것으로 이 비율은 예컨대 2:1 이상, 바람직하게는 4:1 이상일 수 있다.
이민은 바람직하게는 수소화되어 하기 화학식(II)의 아민을 형성하는 하기 화학식(I)의 이민이다:
Figure pct00007
Figure pct00008
식중에서,
R3은 바람직하게는 치환기이고,
R3은 직쇄 또는 측쇄 C1-C12 알킬, 3 내지 8개 고리 탄소원자를 갖는 시클로알킬; 탄소 원자를 통하여 결합되고 3 내지 8개의 고리 원자와 O, S 및 NR6 기로 구성된 군으로 부터 선택된 1 또는 2개의 헤테로 원자를 갖는 헤테로시클로알킬; 알킬 탄소원자를 통하여 결합된 C7-C16 아르알킬이거나, 또는 상술한 시클로알킬 또는 헤테로시클로알킬 또는 헤테로아릴에 의해 치환된 C1-C12알킬이거나, 또는
R3은 C6-C12 아릴이거나, 또는 고리 탄소 원자를 통하여 결합되고 또 1 또는 2개의 헤테로 원자를 고리중에 갖는 C4-C11 헤테로아릴이며; R3은 비치환되거나 또는 -CN, -NO2, F, Cl, C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C1-C12 알킬티오, C1-C6 할로알킬, -OH, C6-C12 아릴 또는 -아릴옥시 또는 -아릴티오, C7-C16 아르알킬 또는 -아르알콕시 또는 -아르알킬티오, 2 내지 24개 탄소원자를 갖는 이차 아미노, -CONR4R5 또는 -COOR4에 의해 치환되며 또 아릴 라디칼 및 아르알킬, 아르알콕시 및 아르알킬티오중의 아릴 기는 비치환되거나 또는 -CN, -NO2, F, Cl, C1-C4 알킬, -알콕시, -알킬티오, -OH, -CONR4R5 또는 -COOR4에 의해 치환되고;
R4 및 R5는 각각 서로 독립해서 수소, C1-C12 알킬, 페닐 또는 벤질이며, 또는
R4 및 R5는 합쳐져서 테트라- 또는 펜타-메틸렌 또는 3-옥사펜틸렌이고;
R6은 독립적으로 R4에서 정의된 동일한 의미를 가지며;
R1 및 R2는 서로 독립해서 수소 원자, C1-C12 알킬 또는 3 내지 8개 고리 탄소원자를 갖는 시클로알킬이고, 이들 각각은 비치환되거나 또는 -OH, C1-C12 알콕시, 페녹시, 벤질옥시, 2 내지 24개 탄소원자를 갖는 이차 아미노, -CONR4R5 또는 -COOR4에 의해 치환되고; C6-C12 아릴 또는 비치환되거나 또는 R3에서와 같이 치환된 C7-C16 아르알킬이거나, 또는 -CONR4R5 또는 -COOR4이며, 이때 R4 및 R5는 상기 정의된 바와 같고;
또는
R3은 상기 정의된 바와 같고 또 R1 및 R2는 서로 합쳐져서 2 내지 5개 탄소원자를 갖고 중간에 1 또는 2개의 -O-, -S- 또는 -NR6- 라디칼을 임의로 포함하며 치환되거나 또는 =O에 의해 치환된 알킬렌이거나 또는 알킬의 의미에서 상기 R1 및 R2에서 정의한 바와 같거나 및/또는 벤젠, 피리딘, 피리미딘, 푸란, 티오펜 또는 피롤과 함께 축합되거나, 또는
R2는 상기 정의된 바와 같고 또 R1 및 R3는 합쳐져서 2 내지 5개 탄소원자를 갖고 중간에 1 또는 2개의 -O-, -S- 또는 -NR6- 라디칼을 임의로 포함하고 및/또는 비치환되거나 또는 =O에 의해 치환된 알킬렌이거나, 또는 알킬의 정의에서 상기 R1 및 R2에서 정의한 바와 같거나 및/또는 벤젠, 피리딘, 피리미딘, 푸란, 티오펜 또는 피롤과 함께 축합된다.
라디칼 R1, R2 및 R3은 하나 이상의 키럴 중심을 함유할 수 있다.
R1, R2 및 R3은 동일하거나 상이한 라디칼, 예컨대 1 내지 5개, 바람직하게는 1 내지 3개의 치환기에 의해 임의 위치에서 치환될 수 있다.
R1, R2 및 R3에 적합한 치환기는 다음과 같다: C1-C12-, 바람직하게는 C1-C6-, 특히 C1-C4-알킬, -알콕시 또는 -알킬티오, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, n-, 이소- 및 삼차 부틸, 펜틸, 헥실, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실 및 도데실의 이성질체, 및 상응하는 알콕시 및 알킬티오 라디칼; 바람직하게는 F 및 Cl을 할로겐으로 갖는 C1-C6 할로알킬, 바람직하게는 C1-C4 할로알킬, 예컨대 트리플루오로- 또는 트리클로로-메틸, 디플루오로클로로메틸, 플루오로디클로로메틸, 1,1-디플루오로에트-1-일, 1,1-디클로로에트-1-일, 1,1,1-트리클로로- 또는 1,1,1-트리플루오로-에트-2-일, 펜타클로로에틸, 펜타플루오로에틸, 1,1,1-트리플루오로-2,2-디클로로에틸, n-퍼플루오로프로필, 이소퍼플루오로프로필, n-퍼플루오로부틸, 플루오로- 또는 클로로-메틸, 디플루오로- 또는 디클로로-메틸, 1-플루오로- 또는 1-클로로-에트-2-일 또는 -에트-1-일, 1-, 2- 또는 3-플루오로- 또는 1-, 2- 또는 3-클로로-프로프-1-일 또는 -프로프-2-일 또는 -프로프-3-일, 1-플루오로- 또는 1-클로로-부트-1-일, -부트-2-일, -부트-3-일 또는 -부트-4-일, 2,3-디클로로-프로프-1-일, 1-클로로-2-플루오로-프로프-3-일, 2,3-디클로로부트-1-일; C6-C12-아릴, -아릴옥시 또는 -아릴티오이고, 이때 아릴 라디칼은 바람직하게는 나프틸 및 특히 페닐이고 또 알킬렌 라디칼은 직쇄 또는 측쇄로서 1 내지 10개, 바람직하게는 1 내지 6개, 특히 1 내지 3개의 탄소원자를 함유하며, 예컨대 벤질, 나프틸메틸, 1- 또는 2-페닐-에트-1-일 또는 -에트-2-일, 1-, 2- 또는 3-페닐-프로프-1-일, -프로프-2-일 또는 -프로프-3-일이며, 벤질이 특히 바람직하며; 상술한 아릴기를 함유하는 라디칼은 예컨대 C1-C4 알킬, -알콕시 또는 -알킬티오, 할로겐, -OH, -CONR4R5 또는 -COOR5에 의해 일- 또는 다중치환될 수 있고, 이때 R4 및 R5는 상기 정의한 바와 같으며; 그 예로서 메틸, 에틸, n- 및 이소프로필, 부틸, 상응하는 알콕시 및 알킬티오 라디칼, F, Cl, Br, 디메틸-, 메틸-에틸- 및 디에틸-카르바모일 및 메톡시-, 에톡시-, 페녹시- 및 벤질옥시-카르보닐;
할로겐, 바람직하게는 F 및 Cl;
2 내지 24개, 바람직하게는 2 내지 12개, 특히 2 내지 6개의 탄소원자를 갖는 이차 아미노, 2개의 알킬기를 함유하는 이차 아미노, 예컨대 디메틸-, 메틸에틸-, 디에틸-, 메틸프로필-, 메틸-n-부틸-, 디-n-프로필-, 디-n-부틸-, 디-n-헥실-아미노;
-CONR4R5, 이때 R4 및 R5는 서로 독립해서 C1-C12 알킬-, 바람직하게는 C1-C6- 및 특히 C1-C4-알킬이거나, 또는 R4 및 R5는 합쳐져서 테트라- 또는 펜타-메틸렌 또는 3-옥사펜틸렌을 형성하고, 알킬은 직쇄 또는 측쇄, 예컨대 디메틸-, 메틸에틸-, 디에틸-, 메틸-n-프로필-, 에틸-n-프로필-, 디-n-프로필-, 메틸-n-부틸, 에틸-n-부틸, n-프로필-n-부틸- 및 디-n-부틸-카르바모일이고;
-COOR4, 이때 R4는 직쇄 또는 측쇄일 수 있는 C1-C12 알킬-, 바람직하게는 C1-C6-알킬, 예컨대 메틸, 에틸, n- 및 이소프로필, n-, 이소- 및 삼차부틸, 및 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실 및 도데실의 이성질체임.
R1, R2 및 R3은 케토 기, -CN, -NO2, 탄소 이중 결합, N-O-, 방향족 할로겐 기 및 아미드 기와 같은 관능기를 함유할 수 있다.
헤테로아릴로서 R1 및 R2는 바람직하게는 1 또는 2개의 동일하거나 상이한 헤테로 원자, 특히 O, S 또는 N을 갖고 또 4 또는 5개의 탄소 원자를 함유하는 5- 또는 6-원 고리이며 벤젠과 축합될 수 있다. R1이 유도될 수 있는 헤테로방향족의 예는 푸란, 피롤, 티오펜, 피리딘, 피리미딘, 인돌 및 퀴놀린이다.
헤테로아릴-치환된 알킬로서 R1 및 R2는 바람직하게는 1 또는 2개의 동일하거나 상이한 헤테로 원자, 특히 O, S 또는 N을 갖고 4 또는 5개의 탄소 원자를 함유하는 5- 또는 6-원 고리로 부터 유도될 수 있고 또 벤젠과 함께 축합될 수 있다. 헤테로 방향족의 예는 푸란, 피롤, 티오펜, 피리딘, 피리미딘, 인돌 및 퀴놀린이다.
헤테로시클로알킬 또는 헤테로시클로알킬-치환된 알킬로서 R1 및 R2는 바람직하게는 4 내지 6개의 고리 원자 및 O, S 또는 NR6로 구성된 군으로 부터 선택된 동일하거나 상이한 1 또는 2개의 헤테로원자를 함유한다. 벤젠과 축합될 수 있다. 예컨대 피롤리딘, 테트라히드로푸란, 테트라히드로티오펜, 인단, 피라졸리딘, 옥사졸리딘, 피페리딘, 피페라진 또는 모르폴린으로 부터 유도될 수 있다.
알킬로서 R1, R2 및 R3은 바람직하게는 비치환되거나 또는 직쇄 또는 측쇄일 수 있는 C1-C6-, 특히 C1-C4-알킬이다. 예는 메틸, 에틸, 이소- 및 n-프로필, 이소-, n- 및 삼차부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실 및 도데실의 이성질체이다.
알킬로서 R1, R2 및 R3은 바람직하게는 비치환되거나 또는 3 내지 6개, 특히 5 또는 6개의 고리 탄소 원자를 함유하는 치환된 시클로알킬이다. 그 예는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 및 시클로옥틸이다.
아릴로서 R1, R2 및 R3은 바람직하게는 비치환되거나 또는 치환된 나프틸 및 특히 페닐이다. 아르알킬로서 R1, R2 및 R3은 바람직하게는 비치환되거나 또는 알킬렌중에 1 내지 10개, 바람직하게는 1 내지 6개, 특히 1 내지 4개의 탄소원자를 갖는 치환된 페닐알킬이고, 이때 알킬렌은 직쇄이거나 또는 측쇄이다. 그 예는 특히 벤질이고, 또 1-페닐에트-1-일, 2-페닐에트-1-일, 1-페닐프로프-1-일, 1-페닐프로프-2-일, 1-페닐-프로프-3-일, 2-페닐프로프-1-일, 2-페닐프로프-2-일 및 1-페닐부트-4-일이다.
-CONR4R5 및 -COOR4로서 R2 및 R3에서, R4 및 R5는 바람직하게는 C1-C6-, 특히 C1-C4-알킬이거나, 또는 R4 및 R5는 합쳐져서 테트라메틸렌, 펜타메틸렌 또는 3-옥사펜틸렌이다. 알킬의 예는 상술한 바와 같다.
알킬렌으로서 R1 및 R2는 합쳐져서 또는 R1 및 R3은 합쳐져서 바람직하게는 중간에 한 개의 -O-, -S- 또는 -NR6- 라디칼, 바람직하게는 -O-를 포함한다. R1 및 R2 또는 R1 및 R3은 이들이 결합된 탄소 원자 또는 -N=C 기와 합쳐져서 바람직하게는 각각 5- 또는 6-원 고리를 형성한다. 치환기로서는 앞서 말한 것을 들 수 있다. 축합된 알킬렌으로서 R1 및 R2는 합쳐져서 또는 R1 및 R3은 합쳐져서 바람직하게는 벤젠 또는 피리딘과 축합된 알킬렌이다. 알킬렌의 예는 에틸렌, 1,2- 또는 1,3-프로필렌, 1,2-, 1,3- 또는 1,4-부틸렌, 1,5-펜틸렌 및 1,6-헥실렌이다. 중간이 연결되어 있거나 또는 =O- 치환된 알킬렌의 예는 2-옥사-1,3-프로필렌, 2-옥사-1,4-부틸렌, 2-옥사- 또는 3-옥사-1,5-펜틸렌, 3-티아-1,5-펜틸렌, 2-티아-1,4-부틸렌, 2-티아-1,3-프로필렌, 2-메틸이미노-1,3-프로필렌, 2-에틸이미노-1,4-부틸렌, 2- 또는 3-메틸이미노-1,5-펜틸렌, 1-옥소-2-옥사-1,3-프로필렌, 1-옥소-2-옥사-1,4-부틸렌, 2-옥소-3-옥사-1,4-부틸렌, 1-옥사-2-옥소-1,5-펜틸렌이다. 축합된 알킬렌의 예는 다음과 같다:
Figure pct00009
축합되거나 중간이 연결되고 또 비치환되거나 또는 =O 치환된 알킬렌의 예는 다음과 같다:
Figure pct00010
R4 및 R5는 바람직하게는 서로 독립해서 수소, C1-C4-알킬, 페닐 또는 벤질이다. R6은 바람직하게는 수소 또는 C1-C4-알킬이다.
더욱 바람직한 군은 화학식(I)에서 R1, R2 및 R3이 서로 상이하고 수소가 아닌 프로키럴 이민에 의해 형성된다.
특히 바람직한 군은 화학식(I)에서 R3이 2,6-디-C1-C4-알킬펜-1-일 및 특히 2,6-디메틸펜-1-일 또는 2-메틸-6-에틸펜-1-일이고, R1이 C1-C4-알킬, 특히 에틸 또는 메틸이며, 또 R2가 C1-C4-알킬, C1-C4-알콕시메틸 또는 C1-C4-알콕시에틸, 특히 메톡시메틸이다.
상기 화합물중에서, 하기 화학식(Va) 및 (Vb)의 이민이 특히 중요하고, 또한 하기 화학식(Vc)의 이민도 중요하다:
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
화학식(I)의 이민은 공지되거나 또는 이들은 알데히드 또는 케톤 및 일차 아민으로 부터 공지 방법에 따라서 제조될 수 있다.
이리듐 촉매는 반응 매질에 실질적으로 용해성인 균질 촉매인 것이 바람직하다. 용어 "촉매" 는 수소화 반응 초기에 활성 촉매 종으로 전환되는 촉매 전구체를 포함한다. 이 촉매는 바람직하게는 하기 화학식(III), (IIIa), (IIIb), (IIIc) 및 (IIId)에 상응한다:
[XIrYZ]
[XIrY]+A-
[YIrZ4]-M+
[YIrHZ2]2
[YIrZ3]2
식중에서, X는 2개의 올레핀 리간드 또는 디엔 리간드이고, Y는 이-삼차 디포스핀
(a) 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 탄소 사슬의 상이한 탄소 원자에 결합된 포스핀 기, 또는
(b) 직접적으로 또는 시클로펜타디엔일 고리의 오르토 위치에 있는 브릿지 기 -CRaRb-를 통하여 결합되거나 또는 페로세닐의 시클로펜타디엔일 고리에 결합된 포스핀 기, 또는
(c) 2 또는 3개의 탄소 원자를 갖는 탄소 사슬에 결합된 한 개의 포스핀 기 및 탄소 사슬의 말단에 결합된 한 개의 산소 원자 또는 한 개의 질소 원자에 결합된 다른 포스핀 기, 또는
(d) C2-탄소 사슬의 말단에 결합된 2개의 산소 원자 또는 질소 원자에 결합된 포스핀 기이고;
(a), (b), (c) 및 (d)의 경우에서 5-, 6- 또는 7-원 고리는 Ir 원자와 함께 형성되며, 라디칼 Z는 서로 독립해서 Cl, Br 또는 I이고, A- 는 옥시 또는 착물 산의 음이온이고, 또 M+는 알칼리 금속 양이온 또는 4차 암모늄이며, 또 Ra 및 Rb는 서로 독립해서 수소, C1-C8-알킬, C1-C4-플루오로알킬, 페닐 또는 벤질이거나 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시 치환기를 갖는 페닐 또는 벤질임. Rb는 바람직하게는 수소이다. Ra는 바람직하게는 C1-C4-알킬이고, 특히 메틸이다.
디포스핀 Y는 바람직하게는 한 개 이상의 키럴 기를 함유하고 디포스핀은 키럴 리간드를 함유하는 촉매를 사용하면 비대칭적 수소화 반응에서 광학 유도를 초래하기 때문에 특히 광학적으로 순수한 입체이성질체이거나, 또는 부분입체 이성질체 쌍이다.
올레핀 리간드로서 X는 측쇄이거나 바람직하게는 직쇄 C2-C12-알킬렌, 특히 C2-C6-알킬렌이다. 일부 예는 도데실렌, 데실렌, 옥틸렌, 1-, 2- 또는 3-헥센, 1-, 2- 또는 3-펜텐, 1- 또는 2-부텐, 프로펜 및 에텐이다. 디엔 리간드로서 X는 4 내지 12개, 바람직하게는 5 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 열린 사슬 또는 고리상 디엔일 수 있고 디엔 기는 바람직하게는 1개 또는 2개의 포화 탄소 원자에 의해 분리된다. 일부 예는 부타디엔, 펜타디엔, 헥사디엔, 헵타디엔, 옥타디엔, 데카디엔, 도데카디엔, 시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 시클로헵타디엔, 시클로옥타디엔 및 브릿지결합된 시클로디엔, 예컨대 노르보르나디엔 및 비시클로-2,2,2-옥타디엔이다. 헥사디엔, 시클로옥타디엔 및 노르보르나디엔이 바람직하다.
포스핀 기는 바람직하게는 2개의 동일하거나 상이한, 바람직하게는 동일한 비치환되거나 또는 치환된 1 내지 20개, 특히 1 내지 12개 탄소원자를 갖는 탄화수소 라디칼을 함유한다. 이차 포스핀기가 이하 군으로 부터 선택된 2개의 동일하거나 상이한 라디칼을 함유하는 디포스핀이 바람직하다: 직쇄 또는 측쇄 C1-C12-알킬; 비치환되거나 또는 C1-C6-알킬- 또는 C1-C6-알콕시-치환된 C5-C12-시클로알킬, C5-C12-시클로알킬-CH2-, 페닐 또는 벤질; 및 할로겐(예컨대 F, Cl 또는 Br), C1-C6-할로알킬, (C1-C12-알킬)3Si, (C6H5)3Si, C1-C6-할로알콕시 (예컨대 트리플루오로메톡시), -NH2, 페닐2N-, 벤질2N-, 모르폴리닐, 피페리디닐, 피롤리디닐, (C1-C12-알킬)2N-, -암모늄-X1 -, -SO3M1, -CO2M1, -PO3M1 또는 -COO-C1-C6-알킬 (예컨대 -COOCH3)에 의해 치환된 페닐 또는 벤질이고, 이때 M1은 알칼리 금속 또는 수소이고 또 X1 -은 일염기산의 음이온이다. M1은 바람직하게는 수소, Li, Na 또는 K이다. 일염기산의 음이온으로서 A1 -는 바람직하게는 Cl-, Br- 또는 카르복시산, 예컨대 포르메이트, 아세테이트, 트리클로로아세테이트 또는 트리플루오로아세테이트의 음이온이다.
이차 포스핀기는 하기 구조식의 라디칼일 수 있다:
Figure pct00014
또는
Figure pct00015
식중에서, m 및 n은 서로 독립해서 2 내지 10의 정수이고, 또 m+n의 합은 4 내지 12, 특히 5 내지 8이다. 이들의 예는 하기 구조식의 [3.3.1]- 및 [4.2.1]-포빌이다:
Figure pct00016
및
Figure pct00017
이차 포스핀 기는 또한 하기 구조식의 라디칼일 수 있다:
Figure pct00018
식중에서, R103은 C1-C4-알킬렌, 바람직하게는 C2- 또는 C3-알킬렌이고, 또 R104 및 R105는 서로 독립해서 수소, C1-C6-알킬, C1-C6-알콕시, C1-C6-할로알킬, C5- 또는 C6-시클로알킬, 비치환되거나 또는 C1-C4-알킬-, C1-C4-알콕시, C1-C4-할로알킬- 또는 할로-치환된 페닐이거나, 또는 비치환되거나 또는 C1-C4-알킬-, C1-C4-알콕시-, C1-C4-할로알킬- 또는 할로-치환된 벤질이다. R104 및 R105는 예컨대 메틸, 에틸, n- 또는 이소-프로필, n-, 이소- 또는 삼차부틸, 시클로헥실, 페닐 또는 벤질이다. 할로겐은 바람직하게는 F 또는 Cl 이다. 이러한 포스핀 기는 추가의 키럴 탄소 원자를 가질 수 있고 또 라세미체 또는 부분입체이성질체 형태로 사용될 수 있다. 이러한 포스핀 리간드중, 하기 구조식의 포스핀 리간드가 특히 바람직하다:
Figure pct00019
식중에서, R103 및 R104는 C1-C4-알킬 또는 페닐임.
바람직하게는 1 내지 6개 탄소 원자를 함유하는 알킬의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-, 이소- 및 삼차부틸 및 펜틸 및 헥실의 이성질체이다. 비치환되거나 또는 알킬 치환된 시클로알킬의 예는 시클로펜틸, 시클로헥실, 메틸- 또는 에틸-시클로헥실 및 디메틸시클로헥실이다. 알킬-, 알콕시- 또는 할로알콕시-치환된 페닐 및 벤질의 예는 메틸페닐, 디메틸페닐, 트리메틸페닐, 에틸페닐, 메틸벤질, 메톡시페닐, 디메톡시페닐, 트리플루오로메틸페닐, 비스-트리플루오로메틸페닐, 트리스-트리플루오로메틸페닐, 트리플루오로메톡시페닐 및 비스-트리플루오로메톡시페닐이다. 바람직한 포스핀 기는 C1-C6-알킬; 비치환되거나 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시 치환기에 의해 치환된 시클로펜틸 및 시클로헥실 및 벤질 및 특히 비치환되거나 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬, C1-C4-알콕시, F, Cl, C1-C4-플루오로알킬 또는 C1-C4-플루오로알콕시 치환기를 갖는 페닐로 구성된 군으로 부터 선택된 동일하거나 상이한, 바람직하게는 동일한 라디칼을 갖는 포스핀 기이다.
디포스핀으로서 Y는 바람직하게는 하기 화학식(IV), (IVa), (IVb), (IVc) 또는 (IVd)에 상응한다:
Figure pct00020
식중에서,
R7, R8, R10 및 R11은 서로 독립해서 비치환되거나 또는 C1-C6-알킬, C1-C6-알콕시, 할로겐, C1-C6-할로알킬, (C1-C12-알킬)3Si, (C6H5)3Si, C1-C6-할로알콕시, -NH2, 페닐2N-, 벤질2N-, 모르폴리닐, 피페리디닐, 피롤리디닐, (C1-C12-알킬)2N-, -암모늄 -X1 -, -SO3M1, -CO2M1, -PO3M1 또는 -COO-C1-C6-알킬에 의해 치환된 1 내지 20개 탄소원자를 갖는 탄화수소 라디칼이고, M1은 알칼리 금속 또는 수소이며 또 X1 -는 일염기산의 음이온이고;
R9는 비치환되거나 또는 C1-C6-알킬, C5- 또는 C6-시클로알킬, 페닐, 나프틸 또는 벤질에 의해 치환된 직쇄 C2-C4-알킬렌; 4 내지 10개의 탄소 원자를 갖고 비치환되거나 또는 메틸렌 또는 C2-C4-알킬리덴이 결합된 1- 및/또는 2-위치 또는 3-위치에서 C1-C6-알킬, 페닐 또는 벤질에 의해 치환된 1,2- 또는 1,3-시클로알킬렌 또는 -시클로알케닐렌, -비시클로알킬렌 또는 -비시클로알케닐렌; 4 내지 10개의 탄소원자를 갖고 각각이 비치환되거나 또는 메틸렌 또는 C2-C4-알킬리덴이 결합된 1- 및/또는 2-위치 또는 3-위치에서 C1-C6-알킬, 페닐 또는 벤질에 의해 치환된 1,2- 또는 1,3-시클로알킬렌 또는 -시클로알케닐렌, -비시클로알킬렌 또는 -비시클로알케닐렌;
Figure pct00021
(이때, R21 및 R22는 서로 독립해서 수소, C1-C6-알킬, 페닐 또는 벤질임)에 의해 2,3-위치에서 치환되고 또 1,4-위치에서 비치환되거나 또는 C1-C6-알킬, 페닐 또는 벤질에 의해 치환된 1,4-부틸렌; 3,4- 또는 2,4-피폴리디닐렌 또는 2-메틸렌-피롤리딘-4-일, 그의 질소 원자는 수소, C1-C12-알킬, 페닐, 벤질, C1-C12-알콕시카르보닐, C1-C8-아실 또는 C1-C12-알킬아미노카르보닐에 의해 치환되며; 또는 각각이 비치환되거나 또는 C1-C4-알킬에 의해 치환된 1,2-페닐렌, 2-벤질렌, 1,2-크실릴렌, 1,8-나프틸렌, 2,2'-디나프틸렌 또는 2,2'-디페닐렌이거나, 또는 R9는 하기 구조식의 라디칼
Figure pct00022
Figure pct00023
또는
Figure pct00024
이고, 이때 R14는 수소, C1-C8-알킬, C1-C4-플루오로알킬, 페닐이거나 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시 치환기에 의해 치환된 페닐이고;
R12는 비치환되거나 또는 C1-C6-알킬, C5- 또는 C6-시클로알킬, 페닐, 나프틸 또는 벤질에 의해 치환된 직쇄의 C2- 또는 C3-알킬렌; 4 내지 10개의 탄소 원자를 갖고 비치환되거나 또는 C1-C6-알킬, 페닐 또는 벤질에 의해 치환된 1,2- 또는 1,3-시클로알킬렌 또는 -시클로알케닐렌, -비시클로알킬렌 또는 -비시클로알케닐렌; 또는 4 내지 10개의 탄소원자를 갖고 각각이 비치환되거나 또는 메틸렌 또는 C2-C4-알킬리덴이 결합된 1- 및/또는 2-위치 또는 3-위치에서 C1-C6-알킬, 페닐 또는 벤질에 의해 치환된 1,2- 또는 1,3-시클로알킬렌 또는 -시클로알케닐렌, -비시클로알킬렌 또는 -비시클로알케닐렌; 질소 원자가 수소, C1-C12-알킬, 페닐, 벤질, C1-C12-알콕시카르보닐, C1-C8-아실 또는 C1-C12-알킬아미노카르보닐에 의해 치환된 3,4- 또는 2,4-피롤리디닐렌 또는 3-메틸렌피롤리딘-4-일; 또는 각각이 비치환되거나 또는 C1-C4-알킬에 의해 치환된 1,2-페닐렌, 2-벤질렌, 1,2-크실릴렌, 2,3- 또는 1,8-나프틸렌이고; 또
R13은 비치환되거나 또는 C1-C6-알킬, C5- 또는 C6-시클로알킬, 페닐, 나프틸 또는 벤질에 의해 치환된 직쇄의 C2-알킬렌; 4 내지 10개의 탄소 원자를 갖고 비치환되거나 또는 C1-C6-알킬, 페닐 또는 벤질에 의해 치환된 1,2-시클로알킬렌 또는 -시클로알케닐렌, -비시클로알킬렌 또는 -비시클로알케닐렌; 또는 질소 원자가 수소, C1-C12-알킬, 페닐, 벤질, C1-C12-알콕시카르보닐, C1-C8-아실 또는 C1-C12-알킬아미노카르보닐에 의해 치환된 3,4-피롤리디닐렌; 또는 각각이 비치환되거나 또는 C1-C4-알킬에 의해 치환된 1,2-페닐렌이거나, 또는 단당류 또는 이당류의 오르토 위치에 있는 2개 미만의 히드록시 기를 갖는 라디칼이고; 또
Rc는 수소, C1-C4-알킬, 페닐 또는 벤질임.
R7, R8, R10 및 R11은 동일하거나 상이하며, 바람직하게는 이하의 군으로 부터 선택된 동일한 라디칼이다: C1-C6-알킬; 비치환되거나 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시 치환기를 갖는 시클로펜틸 및 시클로헥실, 및 벤질 그리고 특히 비치환되거나 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬, C1-C4-알콕시, F, Cl, C1-C4-플루오로알킬 또는 C1-C4-플루오로알콕시 치환기를 갖는 페닐.
디포스핀 Y의 바람직한 아군은 하기 화학식으로 구성된다:
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
및
Figure pct00028
식중,
R15 및 R16은 서로 독립해서 수소, C1-C4-알킬, 페닐, 벤질이거나, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시 치환기를 갖는 페닐 또는 벤질이고,
R14는 수소, C1-C4-알킬, 페닐, 벤질이거나, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시 치환기를 갖는 페닐 또는 벤질이며,
R17은 수소, C1-C4-알킬, 페닐, 벤질, C1-C6-알콕시-CO-, C1-C6-알킬-CO-, 페닐-CO-, 나프틸-CO 또는 C1-C4-알킬NH-CO- 이고,
A는 동일하거나 상이한 기 -P(R)2로서, 이때 R은 C1-C6-알킬, 시클로헥실, 페닐, 벤질, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬, 이치환된 아미노, C1-C4-알콕시, -CF3 또는 부분적으로 또는 전체적으로 플루오르화된 C1-C4-알콕시 치환기에 의해 치환된 페닐 또는 벤질이고, 또
n은 0, 1 또는 2임. 이들 포스핀중에서 키럴 치환된 화합물이 특히 바람직하다.
디포스핀 Y의 일부 바람직한 예는 다음과 같다(Ph는 페닐임):
Figure pct00029
Figure pct00030
식중에서,
R14는 C1-C4-알킬, 특히 메틸이고 또 Rg는 비치환되거나 또는 1 내지 3개의 메틸, 이치환된 아미노, -CF3 또는 메톡시 치환기를 갖는 페닐 또는 시클로헥실임.
특히 적합한 디포스핀 리간드 Y는 이차 포스핀 기가 직접적으로 또는 시클로펜타디에닐 고리의 오르토 위치에 있는 브릿지 기 -CRaRb- 를 통하여 결합되거나 또는 페로세닐의 시클로펜타디에닐 고리, 특히 하기 화학식(X)에 결합된 디포스핀 리간드이다:
Figure pct00031
식중에서, R14는 수소, C1-C4-알킬, 페닐, 벤질이거나, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시 치환기에 의해 치환된 페닐 또는 벤질이고, A는 동일하거나 상이한 기 -P(R)2이며, R은 C1-C6-알킬, 시클로헥실, 페닐, 벤질이거나, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬, 이치환된 아미노, C1-C4-알콕시, -CF3 또는 부분적으로 또는 충분히 플루오르화된 C1-C4-알콕시 치환기에 의해 치환된 페닐 또는 벤질임.
X가 키럴이고 또 R14가 C1-C4-알킬이거나, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시 치환기에 의해 치환된 페닐 또는 벤질이고, A가 동일하거나 상이한 기 -P(R)2이며, R은 C1-C6-알킬, 시클로헥실, 페닐, 벤질이거나, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬, 이치환된 아미노, C1-C4-알콕시, -CF3 또는 부분적으로 또는 충분히 플루오르화된 C1-C4-알콕시 치환기에 의해 치환된 페닐 또는 벤질인 디포스핀군이 바람직하다.
화학식(III)의 촉매에서 특히 사용될 수 있는 디포스핀 리간드의 특히 바람직한 예는 이하의 디포스핀 리간드이다:
{(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-페닐)포스핀,
{[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-4-N,N-디프로필아미노페닐)포스핀,
{[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디-이소프로필-4-N,N-디메틸-아미노페닐)포스핀,
{[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디-이소프로필-4-N,N-디벤질아미노페닐)포스핀,
{[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-4-N,N-디벤질릴-아미노페닐)포스핀,
{[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-4-(1 '-피롤로)-페닐)포스핀,
{[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-4-N,N-디펜틸아미노페닐)포스핀,
{[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-4-N,N-디메틸아미노페닐)포스핀,
1,4-비스(디페닐포스피노)부탄,
{[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-4-N,N-디메틸아미노페닐)포스핀 및 특히
{[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-페닐)포스핀.
적합한 디포스핀 및 디포스피나이트는 예컨대 H.B.Kagan에 의해 Chiral Ligands for Asymmetric Catalysis, Asymmetric Synthesis, 5권, 13 내지 23 페이지, 아카데미 출판사, 뉴욕 (1985)에 기재되어 있다. 페로세닐 디포스핀 리간드의 제조는 예컨대 EP-A-0 564 406호 및 티.하야시 일행에 의해 Bull. Chem. Soc. Jpn., 53, 1136 내지 1151 페이지에 기재되어 있다.
화학식(IIIa)중의 A-는 무기 또는 유기 옥시 산으로 부터 유도될 수 있다. 이러한 산의 예는 H2SO4, HClO4, HClO3, HBrO4, HIO4, HNO3, H3PO3, H3PO4, CF3SO3H, C6H5SO3H, CF3COOH 및 CCl3COOH이다. A-가 유도될 수 있는 착물 산은 예컨대 원소 B, P, As, Sb 및 Bi의 할로 착물 산이다. 화학식(IIIa)중의 A-의 바람직한 예는 ClO4 -, CF3SO3 -, BF4 -, B(페닐)4 -, PF6 -, SbCl6 -, AsF6 - 및 SbF6 - 이다.
화학식(IIIb)중의 M+가 알칼리 금속 양이온이면, 이것은 예컨대 Li, Na, K, Rb 또는 Cs 양이온이다. M+가 4차 암모늄이면, 이것은 총 4 내지 40, 바람직하게는 4 내지 24개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. M+는 화학식 페닐-N+(C1-C6-알킬)3, 벤질N+(C1-C6-알킬)3 또는 (C1-C6-알킬)4N+ 에 상응할 수 있다. 화학식(IIIb)중의 M+는 바람직하게는 Li+, Na+ 또는 K+ 또는 (C1-C6-알킬)4N+ 이다.
화학식(III)중의 Z는 바람직하게는 Br 또는 Cl 이고 특히 Cl 이다. 화학식(IIIb)중의 Z는 바람직하게는 Br 또는 I이고 화학식(IIIc) 및 (IIId)중의 Z는 바람직하게는 I이다.
촉매의 제조는 원래 공지되어 있고 또 예컨대 US-A-4 994 615호, US-A-5 011 995호, US-A-5 112 999호 및 EP-A-0 564 406호에 기재되어 있다. 화학식(III)의 촉매의 제조는 예컨대 화학식 [IrXZ]2의 디이리듐 착물을 디포스핀 Y와 반응시키는 것에 의해 실시될 수 있다. 이리듐 촉매는 단리된 화합물인 반응 혼합물에 부가될 수 있다. 그러나 반응 전에 그 자리에서 또는 용매 없이 촉매를 제조하여 경우에 따라 산 또는 암모늄 또는 알칼리 금속 할라이드의 일부 또는 전부를 부가하는 것이 유리한 것으로 밝혀졌다.
이리듐 촉매에 대한 이민의 몰비는 예컨대 5 000 000 내지 10, 특히 2 000 000 내지 20, 보다 바람직하게는 1 000 000 내지 100, 보다 특히 1 000 000 내지 1000 이다.
요오드화 수소에 대한 이민의 몰비는 예컨대 1 000 000 내지 100, 바람직하게는 500 000 내지 500, 보다 특히 10 000 내지 1000 이다.
바람직한 과정에서, 이리듐에 대한 요오드화 수소의 비율은 200 내지 1 이다.
상기 방법은 -20 내지 100℃, 특히 0 내지 80℃, 보다 특히 10 내지 70℃의 온도 및 바람직하게는 2 x 105 내지 1.5 x 107 Pa (5 내지 150 바), 특히 106 내지 107 Pa (10 내지 100 바)의 압력에서 실시한다.
상기 반응은 용매 부재하 또는 존재하에서 실시될 수 있다. 단독으로 사용되거나 또는 용매의 혼합물로서 사용될 수 있는 적합한 용매의 예는 다음과 같다:
지방족 및 방향족 탄화수소, 예컨대 펜탄, 헥산, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 벤젠, 톨루엔 및 크실렌; 에테르, 예컨대 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 테트라히드로푸란 및 디옥산; 할로겐화 탄화수소, 예컨대 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 1,1,2,2-테트라클로로에탄 및 클로로벤젠; 에스테르 및 락톤, 예컨대 에틸 아세테이트, 부티로락톤 및 발레로락톤; 산 아미드 및 락탐, 예컨대 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 및 N-메틸피롤리돈; 및 케톤, 예컨대 아세톤, 디부틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤 및 메톡시아세톤.
요오드화수소는 가스 형태 또는 수용액 형태 또는 임의의 용액 형태로 부가될 수 있다. 어떤 경우에는 무수 조건하에서 실시하는 것이 유리할 수 있다.
자세하게는, 본 발명에 따른 방법은 예컨대 (Ir-디엔Cl)2 및 디포스핀을 용매 또는 수소화될 물질의 일부에 용해시키는 것에 의해 촉매를 먼저 제조한 다음; 요오드화 수소 (가스 형태 또는 수용액 형태) 및 이민 (경우에 따라 용액 형태)을 부가함으로써 실시될 수 있다. 이 혼합물은 오토클레이브에서 수소화되고 또 이 반응 혼합물은 공지 방법, 예컨대 석출, 추출 또는 증류에 의해 단리 및 정제된다. 수소화하기 전에, 불활성 가스하에서 작업하는 것이 유리하다. 촉매 용액은 단시간만을 의미하고 촉매 용액을 제조한 후 가능한 한 빨리 이민의 수소화를 실시하는 것이 유리하다.
알디민 및 케티민의 수소화 반응의 경우, 알디민 및 케티민은 수소화 반응 전 또는 반응하는 동안 그 자리에서 형성될 수 있다. 바람직한 형태로서 아민 및 알데히드 또는 케톤은 함께 혼합되어 촉매 용액에 부가되며 그자리에서 형성된 알디민 또는 케티민은 수소화된다. 그러나 아민, 케톤 또는 알데히드를 촉매와 함께 초기 뱃치로서 사용하고 케톤 또는 알데히드 또는 아민을 한꺼번에 또는 일정량씩 부가할 수 있다.
수소화 반응은 다양한 형태의 반응기에서 연속적으로 또는 회분식으로 실시될 수 있다. 예컨대 루프 반응기와 같이 비교적 혼합이 양호하고 열의 제거도 양호한 반응기가 바람직하다. 상기 유형의 반응기는 촉매 사용량이 작을 때 특히 만족스러운 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 따른 방법은 화학적으로 고도의 전환율을 가지면서 50℃ 이상의 비교적 고온에서 및 이민 대 촉매의 고 몰비에서도 70% 이상의 놀랄만큼 양호한 광학 수율 (ee)을 수득하면서 단시간의 반응으로 상응하는 아민을 수득한다.
본 발명에 따라 제조될 수 있는 수소화된 유기 화합물, 예컨대 아민은 생물학적 활성 물질이거나 또는 제약 및 농약 제조 분야에서 이러한 물질을 제조하기 위한 중간체이다. 예컨대 특히 알킬 및/또는 알콕시알킬 기를 갖는 o,o-디알킬아릴케타민 유도체는 살균제, 특히 제초제로서 효과적이다. 이 유도체는 예컨대 클로로아세트산의 아민 염, 산 아미드, 삼차 아민 및 암모늄 염 (예컨대 EP-A-0 077 755호 및 EP-A-0 115 470호 참조)일 수 있다.
이와 관련하여 특히 중요한 것은 본 발명에 따른 방법을 이용하여 비대칭적 이리듐 촉매 존재하에서 화학식(V)의 이민으로 부터 제조될 수 있는 하기 화학식(VI)의 광학 활성 아민, 및 화학식(Va) 및 (Vb)의 이민으로 부터 제조될 수 있고 또 통상적인 방법에 따라 클로로아세트산과 작용하여 클로로아세트아닐리드 유형의 소망하는 제초제로 전환될 수 있는 하기 화학식(VIa) 및 (VIb)의 아민이며; 이들 화합물중 비대칭 C* 원자에서 S-구조를 갖는 화합물이 특히 중요하다:
Figure pct00032
(VI)
Figure pct00033
(VIa)
Figure pct00034
(VIb)
이하의 실시예는 본 발명을 보다 자세하게 설명한다. 화학적 전환은 가스 크로마토그래피 [DB 17/30 W 칼럼 (15 m), 제조자: JCW 사이언티픽 인코포레이티드, 미국. 온도 프로그램: 60℃/1 분 내지 220℃, △T: 10°.min-1]에 의해 측정한다. 광학 수율 (에난티오머 과량, ee)은 가스 크로마토그래피 [키라실-Val 칼럼, 50 m, 제조자: 알테크, 미국, T = 150℃, 아이소써믹], HPLC (Chiracel OD 칼럼) 또는 1H-NMR 분광광도계 (시프트 시약을 사용)에 의해 측정한다.
실시예 1: (S)-N-(2'-메틸-6'-에틸-펜-1'-일)-N-(1-메톡시메틸)-에틸아민의 제조
1.44 mg (0.0021 밀리몰)의 [Ir(1,5-시클로옥타디엔)Cl]2 및 2.87 mg (0.0045 밀리몰)의 {(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸페닐)포스핀을 12 g (58 밀리몰)의 N-(2'-메틸-6 '-에틸-펜-1' -일)-N-(1-메톡시메틸)-에트-1-일리덴아민에 용해시켰다. 병행하여, 57% 수용액 형태의 92 mg (0.41 밀리몰)의 요오드화 수소를 400 g (1951 밀리몰)의 N-(2'-메틸-6 '-에틸-펜-1' -일)-N-(1-메톡시메틸)-에트-1-일리덴아민에 도입시키고 그 혼합물을 15분간 교반하였다. 2개 용액을 강철 오토클레이브로 옮기고 50℃ 및 80바 수소 압력에서 수소화시켰다. 6시간 후 반응을 중지시키고 실온으로 냉각시키며 반응 혼합물을 10 내지 15 밀리바에서 증류하였다. 397 g (수율 96%)을 수득하였다. 광학 수율 76% ee (에난티오머 비율 S:R = 88: 12 에 상응)의 (S)-N-(2'-메틸-6 '-에틸-펜-1' -일)-N-(1-메톡시메틸)에틸아민.
실시예 2: (S)-N-(2',6'-디메틸펜-1 '-일)-N-(1-메톡시메틸)-에틸아민의 제조
이하의 화합물 및 양을 사용한 이외에는 실시예 1에서와 동일한 과정을 반복하였다:
7.2 mg (0.0107 밀리몰)의 [Ir(1,5-시클로옥타디엔)Cl]2,
14.4 mg (0.0225 밀리몰)의 {(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸펜-1 '-일)포스핀,
38.2 g (0.2 몰)의 N-(2',6'-디메틸에틸-펜-1 '-일)-N-(1-메톡시메틸)에틸리덴아민 및
57% 수용액 형태의 0.8 ml의 요오드화 수소.
반응 시간은 3시간이고 전환율은 100%이며 또 광학 수율 ee는 68% (S) 이다.
실시예 3: (S)-N-(2',6'-디메틸티엔-1 '-일)-N-(1-메톡시메틸)-에틸아민의 제조
이하의 화합물 및 양을 사용한 이외에는 실시예 1에서와 동일한 과정을 반복하였다:
8.6 mg (0.0128 밀리몰)의 [Ir(1,5-시클로옥타디엔)Cl]2,
17.2 mg (0.026 밀리몰)의 {(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸펜-1 '-일)포스핀,
1 g (5.07 밀리몰)의 N-(2',6'-디메틸에틸-펜-1 '-일)-N-(1-메톡시메틸)에틸리덴아민 및
57% 수용액 형태의 0.07 ml의 요오드화 수소 및 7 ml의 톨루엔.
압력은 30 바이고 또 반응 온도는 25℃이다. 반응 시간은 2시간이고 전환율은 100%이며 또 광학 수율 ee는 76.1 % (S) 이다.

Claims (33)

  1. 반응 혼합물이 요오드화 수소를 함유하며 이리듐 촉매 존재하의 승압하 및 불활성 용매를 사용하거나 사용하지 않고서 이민을 수소로써 수소화반응시키는 방법에 있어서,
    상기 이민이 수소화되어 하기 화학식(Ⅱ)의 아민을 형성하는 하기 화학식(Ⅰ)의 이민이고;
    Figure pct00035
    식중에서,
    R3은 직쇄 또는 측쇄 C1-C12 알킬, 3 내지 8개 고리 탄소원자를 갖는 시클로알킬; 탄소 원자를 통하여 결합되고 3 내지 8개의 고리 원자와 0, S 및 NR6 기로 구성된 군으로 부터 선택된 1 또는 2개의 헤테로 원자를 갖는 헤테로시클로알킬; 알 킬 탄소 원자를 통하여 결합된 C7-C16 아르알킬이거나, 또는 상술한 시클로알킬 또는 헤테로시클로알킬 또는 헤테로아릴에 의해 치환된 C1-C12알킬이거나, 또는
    R3은 C6-C12 아릴이거나, 또는 고리 탄소 원자를 통하여 결합되고 또 1 또는 2개의 헤테로 원자를 고리중에 갖는 C4-C11 헤테로아릴이며; R3은 비치환되거나 또는-CN, -NO2, F, Cl, C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C1-C12 알킬티오, C1-C6 할로알킬, -OH, C6-C12 아릴 또는 -아릴옥시 또는 -아릴티오, C7-C16 아르알킬 또는 -아르알콕시또는 -아르알킬티오, 2 내지 24개 탄소원자를 갖는 이차 아미노, -CONR4R5 또는 -COOR4에 의해 치환되며 또 아릴 라디칼 및 아르알킬, 아르알콕시 및 아르알킬티오중의 아릴 기는 비치환되거나 또는 -CN, -NO2, F, Cl, C1-C4 알킬, -알콕시, -알킬티오, -OH, -CONR4R5 또는 -COOR4에 의해 치환되고;
    R4 및 R5는 각각 서로 독립해서 수소, C1-C12 알킬, 페닐 또는 벤질이며, 또는
    R4 및 R5는 합쳐져서 테트라-또는 펜타-메틸렌 또는 3-옥사펜틸렌이고;
    R6은 독립적으로 R4에서 정의된 동일한 의미를 가지며;
    R1 및 R2는 서로 독립해서 수소 원자, C1-C12 알킬 또는 3 내지 8개 고리 탄소원자를 갖는 시클로알킬이고, 이들 각각은 비치환되거나 또는 -OH, C1-C12 알콕시, 페녹시, 벤질옥시, 2 내지 24개 탄소원자를 갖는 이차 아미노, -CONR4R5 또는 -COOR4에 의해 치환되고; C6-C12 아릴 또는 비치환되거나 또는 R3에서와 같이 치환된 C7-C16 아르알킬이거나, 또는 -CONR4R5 또는 -COOR4이며, 이때 R4 및 R5는 상기 정의된 바와 같고; 또는
    R3은 상기 정의된 바와 같고 또 R1 및 R2는 서로 합쳐져서 2 내지 5개 탄소원자를 갖고 중간에 1 또는 2개의 -0-, -S- 또는 -NR6- 라디칼을 임의로 포함하며 치환되거나 또는 =O에 의해 치환된 알킬렌이거나 또는 알킬의 의미에서 상기 R1 및 R2에서 정의한 바와 같거나 및/또는 벤젠, 피리딘, 피리미딘, 푸란, 티오펜 또는 피 롤과 함께 축합되거나, 또는
    R2는 상기 정의된 바와 같고 또 R1 및 R3는 합쳐져서 2 내지 5개 탄소원자를 갖고 중간에 1 또는 2개의 -0-, -S- 또는 -NR6- 라디칼을 임의로 포함하고 및/또는 비치환되거나 또는 =0에 의해 치환된 알킬렌이거나, 또는 알킬의 정의에서 상기 R1 및 R2에서 정의한 바와 같거나 및/또는 벤젠, 피리딘, 피리미딘, 푸란, 티오펜 또는피롤과 함께 축합됨,
    상기 이리듐 촉매가 반응 매질에 실질적으로 용해성인 균질 촉매로서 하기 화학식(III), (IIIa), (IIIb), (IIIc) 또는 (IIId)에 상응하는 것을 특징으로 하는 방법:
    [XIrYZ] (III)
    [XIrY]+A- (IIIa)
    [YIrZ4]-M+ (IIIb)
    [YIrHZ2]2 (IIIc)
    [YIrZ3]2 (IIId)
    식중에서, X는 2개의 올레핀 리간드 또는 디엔 리간드이고, Y는 이-삼차 디포스핀
    (a) 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 탄소 사슬에 결합된 포스핀 기, 또는
    (b) 직접적으로 또는 시클로펜타디엔일 고리의 오르토 위치에 있는 브릿지 기 -CRaRb-를 통하여 결합되거나 또는 페로세닐의 시클로펜타디엔일 고리에 결합된 포스핀 기, 또는
    (c) 2 또는 3개의 탄소 원자를 갖는 탄소 사슬에 결합된 한 개의 포스핀 기 및 탄소 사슬의 말단에 결합된 한 개의 산소 원자 또는 한 개의 질소 원자에 결합된 다른 포스핀 기, 또는
    (d) C2-탄소 사슬의 말단에 결합된 2개의 산소 원자 또는 질소 원자에 결합된 포스핀 기이고;
    (a), (b), (c) 및 (d)의 경우에서 5-, 6- 또는 7-원 고리는 Ir 원자와 함께 형성되며, 라디칼 Z는 서로 독립해서 Cl, Br 또는 I이고, A- 는 옥시 또는 착물 산의 음이온이고, 또 M+는 알칼리 금속 양이온 또는 4차 암모늄이며, 또 Ra 및 Rb는 서로 독립해서 수소, C1-C8-알킬, C1-C4-플루오로알킬, 페닐 또는 벤질이거나 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시 치환기를 갖는 페닐 또는 벤질임.
  2. 제 1항에 있어서, 이민이 하나 이상의
    Figure pct00036
    기를 함유하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 이민이 하나 이상의 기
    Figure pct00037
    및
    Figure pct00038
    그리고 부가적으로 불포화 기
    Figure pct00039
    및
    Figure pct00040
    를 함유하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 자유 결합이 수소 또는 1 내지 22개 탄소원자를 갖는 유기 라디칼 또는 1 내지 20개 탄소원자와 O, S, N 및 P로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 갖는 유기 헤테로 라디칼에 의해 포화되거나; 또는
    Figure pct00041
    기의 질소 원자는 NH2 또는 1 내지 22개 탄소원자를 갖는 일차 아미노 기 또는 2 내지 40개 탄소원자를 갖는 이차 아미노 기로써 포화되는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 알디민, 케티민 또는 히드라존이 수소화되는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 헤테로아릴로서 R1 및 R2가 1 또는 2개의 동일하거나 상이한 헤테로 원자를 갖는 5- 또는 6-원 고리를 형성하는 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 헤테로아릴-치환된 알킬로서 R1 및 R2가 1 또는 2개의 동일하거나 상이한 헤테로 원자를 갖는 5- 또는 6-원 고리로 부터 유도되는 방법.
  8. 제 5항에 있어서, 헤테로시클로알킬 또는 헤테로시클로알킬-치환된 알킬로서 R1 및 R2는 4 내지 6개의 고리 원자 및 O, S 또는 NR6로 구성된 군으로 부터 선택된 동일하거나 상이한 1 또는 2개의 헤테로원자를 함유하며 R6이 수소, C1-C12-알킬, 페닐 또는 벤질인 방법.
  9. 제 5항에 있어서, 알킬로서 R1, R2 및 R3은 비치환되거나 또는 치환된 C1-C6-알킬인 방법.
  10. 제 5항에 있어서, 비치환되거나 또는 치환된 시클로알킬로서 R1, R2 및 R3이 3 내지 6개의 고리 탄소 원자를 함유하는 방법.
  11. 제 5항에 있어서, 아릴로서 R1, R2 및 R3은 비치환되거나 또는 치환된 나프틸 및 페닐이고, 또 아르알킬로서 R1, R2 및 R3은 비치환되거나 또는 알킬렌중에 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 치환된 페닐알킬인 방법.
  12. 제 5항에 있어서, R1 및 R2 그리고 R1 및 R3은 이들이 결합된 탄소 원자 또는 -N=C 기와 합져져서 각기 5- 또는 6-원 고리를 형성하는 방법.
  13. 제 5항에 있어서, 화학식(I)에서, R3이 2,6-디-C1-C4-알킬펜-1-일이고, R1이 C1-C4-알킬이고 또 R2가 C1-C4-알킬, C1-C4-알콕시메틸 또는 C1-C4-알콕시에틸인 방법.
  14. 제 13항에 있어서, R3이 2,6-디메틸펜-1-일 또는 2-메틸-6-에틸펜-1-일이고, R1이 에틸 또는 메틸이며 또 R2가 메톡시메틸인 방법.
  15. 제 1항에 있어서, 이민이 하기 화학식에 상응하는 방법:
    Figure pct00042
    (Va)
    Figure pct00043
    (Vb)
    Figure pct00044
    (Vc)
  16. 제 1항에 있어서, 디포스핀 Y가 하나 이상의 키럴 기를 함유하는 방법.
  17. 제 1항에 있어서, 올레핀 리간드로서 X는 측쇄 또는 직쇄의 C2-C12-알킬렌이고; 또 디엔으로서 X는 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 열린 사슬 또는 고리상 디엔인 방법.
  18. 제 1항에 있어서, 이차 포스핀기가 직쇄 또는 측쇄 C1-C12-알킬; 비치환되거나 또는 C1-C6-알킬- 또는 C1-C6-알콕시-치환된 C5-C12-시클로알킬, C5-C12-시클로알킬-CH2-, 페닐 또는 벤질; 및 할로겐(예컨대, F, Cl 또는 Br), C1-C6-할로알킬, (C1-C12-알킬)3Si, (C6H5)3Si, C1-C6-할로알콕시 (예컨대, 트리플루오로메톡시), -NH2, 페닐2N-, 벤질2N-, 모르폴리닐, 피페리디닐, 피롤리디닐, (C1-C12-알킬)2N-, -암모늄 -X1 -, -SO3M1, -CO2M1, -PO3M1 또는 -COO-C1-C6-알킬 (예컨대, -COOCH3)에 의해 치환된 페닐 또는 벤질(이때, M1은 알칼리 금속 또는 수소이고 또 X1 -은 일염기산의 음이온임)로 구성된 군으로 부터 선택된 2개의 동일하거나 상이한 라디칼을 함유하는 방법.
  19. 제 1항에 있어서, 디포스핀 Y가 하기 화학식에 상응하는 방법:
    Figure pct00045
    Figure pct00046
    Figure pct00047
    또는
    Figure pct00048
    식중,
    R15 및 R16은 서로 독립해서 수소, C1-C4-알킬, 페닐, 벤질이거나, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시 치환기를 갖는 페닐 또는 벤질이고,
    R14는 수소, C1-C4-알킬, 페닐, 벤질이거나, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시 치환기를 갖는 페닐 또는 벤질이며,
    R17은 수소, C1-C4-알킬, 페닐, 벤질, C1-C6-알콕시-CO-, C1-C6-알킬-CO-, 페닐-CO-, 나프틸-CO 또는 C1-C4-알킬NH-CO- 이고,
    A는 동일하거나 상이한 기 -P(R)2로서, 이때 R은 C1-C6-알킬, 시클로헥실, 페닐, 벤질, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬, 이치환된 아미노, C1-C4-알콕시, -CF3 또는 부분적으로 또는 전체적으로 플루오르화된 C1-C4-알콕시 치환기에 의해 치환된 페닐 또는 벤질이고, 또
    n은 0, 1 또는 2임.
  20. 제 1항에 있어서, 디포스핀 Y의 이차 포스핀 기가 직접적으로 또는 시클로펜타디에닐 고리의 오르토 위치에 있는 브릿지 기 -CRaRb- 를 통하여 결합되거나 또는 페로세닐의 시클로펜타디에닐 고리에 결합되는 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 디포스핀이 하기 화학식(X)에 상응하는 방법:
    Figure pct00049
    식중에서, R14는 수소, C1-C4-알킬, 페닐, 벤질이거나, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시 치환기에 의해 치환된 페닐 또는 벤질이고, A는 동일하거나 상이한 기 -P(R)2이며, R은 C1-C6-알킬, 시클로헥실, 페닐, 벤질이거나, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬, 이치환된 아미노, C1-C4-알콕시, -CF3 또는 부분적으로 또는 충분히 플루오르화된 C1-C4-알콕시 치환기에 의해 치환된 페닐 또는 벤질임.
  22. 제 21항에 있어서, 화학식(X)의 디포스핀이 키럴이고 또 R14가 C1-C4-알킬이거나, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시 치환기에 의해 치환된 페닐 또는 벤질이고, A가 동일하거나 상이한 기 -P(R)2이며, R은 C1-C6-알킬, 시클로헥실, 페닐, 벤질이거나, 또는 1 내지 3개의 C1-C4-알킬, 이치환된 아미노, C1-C4-알콕시, -CF3 또는 부분적으로 또는 충분히 플루오르화된 C1-C4-알콕시 치환기에 의해 치환된 페닐 또는 벤질인 방법.
  23. 제 1항에 있어서, 디포스핀 Y가
    {(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-페닐)포스핀,
    {[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-4-N,N-디프로필아미노페닐)포스핀,
    {[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디-이소프로필-4-N,N-디메틸-아미노페닐)포스핀,
    {[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디-이소프로필-4-N,N-디벤질아미노페닐)포스핀,
    {[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-4-N,N-디벤질릴-아미노페닐)포스핀,
    {[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-4-(1 '-피롤로)-페닐)포스핀,
    {[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-4-N,N-디펜틸아미노페닐)포스핀,
    {[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-4-N,N-디메틸아미노페닐)포스핀,
    1,4-비스(디페닐포스피노)부탄 및
    {[(R)-1-[(S)-2-디페닐포스피노)페로세닐]}에틸-디(3,5-디메틸-4-N,N-디메틸아미노페닐)포스핀인 방법.
  24. 제 1항에 있어서, 요오드화 수소가 수용액 형태로 사용되는 방법.
  25. 제 24항에 있어서, 요오드화 수소가 가스 형태로 사용되는 방법.
  26. 제 1항에 있어서, 이리듐 촉매에 대한 이민의 몰비가 5,000,000 내지 10인 방법.
  27. 제 26항에 있어서,이리듐 촉매에 대한 이민의 몰비가 1,000,000 내지 1,000인 방법.
  28. 제 1항에 있어서, 요오드화 수소에 대한 이민의 몰비가 1,000,000 내지 100인 방법.
  29. 제 28항에 있어서, 요오드화 수소에 대한 이민의 몰비가 10,000 내지 1,000인 방법.
  30. 제 1항에 있어서, 반응 온도가 -20 내지 100℃인 방법.
  31. 제 1항에 있어서, 수소 압력이 5 내지 150 바인 방법.
  32. 제 1항에 있어서, 수소화 반응이 루프(loop) 반응기에서 실시되는 방법.
  33. 제 1항에 있어서, 수소화 반응 전 또는 수소화 반응 동안 그 자리에서 형성된 알디민 또는 케티민이 수소화되는 방법.
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