KR101243408B1 - 루테늄 화합물 및 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법 - Google Patents
루테늄 화합물 및 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
Description
본 발명은 카르보닐 화합물의 부제 환원 촉매로서 유용한 신규 루테늄 화합물을 사용하고, 카르보닐 화합물, 특히 α-아미노케톤 화합물을 부제 환원하는 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법 및 이 신규 루테늄 화합물에 관한 것이다.
본원은 2008 년 4 월 7 일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2008-099267호에 근거하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.
종래, 광학 활성 알코올 화합물의 제조 방법으로서 케톤류 등의 카르보닐 화합물을 촉매적으로 부제 환원하는 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 비특허문헌 1 및 2 에 기재된 로듐 착물을 사용하는 방법, 비특허문헌 3 에 기재된 이리듐 착물을 사용하는 방법, 특허문헌 1 에 기재된 루테늄을 촉매에 사용하는 수소 이동에 의한 방법, 특허문헌 2 에 기재된 루테늄을 촉매에 사용하는 수소화에 의한 방법 등이 알려져 있다.
그러나, 이들 방법 중에서, 비특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 방법은 촉매로서 사용하는 금속이 비교적 고가인 로듐, 이리듐 등의 이른바 귀금속이며, 또한 수소화 활성이 낮고, 부제 환원 촉매로서 사용하는 경우에는, 비교적 고온 또는 높은 수소압을 필요로 하는 것이다. 특허문헌 1 에 기재된 방법은, 수소원으로서 포름산 등의 유기 화합물을 사용해야 하고, 수소 가스 등의 저렴한 수소원을 사용하는 경우에 비해 조작적ㆍ비용적으로 불리하다. 또, 특허문헌 2 에 기재된 방법은 카르보닐 화합물의 부제 환원 방법으로서 우수한 것이지만, 복수의 치환기를 갖는 고가의 2 좌 (座) 포스핀 배위자와 합성이 곤란한 디아민 배위자를 갖는 촉매를 사용하지 않으면 양호한 결과를 얻을 수 없는 등의 문제가 있었다.
따라서, 수소 가스 등의 저렴한 수소원을 사용하여, 카르보닐 화합물로부터 대응되는 광학 활성 알코올 화합물을 고선택적, 고수율로 제조할 수 있는 저렴한 부제 수소화 촉매의 개발이 요망되었다.
지금까지, 수많은 루테늄 촉매가 개발되고 있지만, 그 중에서 특히 본 발명 과 유사한 포스핀 배위자를 갖는 루테늄 촉매에 대해, 대표적인 것을 몇가지 기재한다.
(1) 식 (1)
[화학식 1]
RuXY(PR1R2R3)n(NR6R7R8)m (1)
(식 중 X, Y 는 동일해도 되고 상이해도 되며, 수소 원자, 할로겐 원자나 카르복실기 또는 다른 아니온기를 나타내고, R1, R2, R3 은 동일해도 되고 상이해도 되며, 치환기를 가져도 되는 탄화수소기이며, R1 과 R2 가 하나로 되어 치환기를 가져도 되는 탄소 사슬 고리를 형성해도 되는 것을 나타내고, n 은 0 내지 4 의 정수이며, R6, R7, R8 은 동일하거나 또는 상이해도 되며, 수소 원자 또는 치환기를 가져도 되는 탄화수소기를 나타내고, m 은 0 내지 4 의 정수이다.) 로 나타내는 루테늄 착물 (특허문헌 2).
(2) 식 (2)
[화학식 2]
Ru(X)(Y)(Px)n1[R1R2C*(NR3R4)-A-R5R6C*(NR7R8)] (2)
[식 중, X 및 Y 는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 카르복실기, 수산기 또는 C1 ∼ 20 알콕시기를 나타내고, Px 는 포스핀 배위자를 나타내고, R1 ∼ R8 은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가져도 되는 C1 ∼ 20 알킬기, 치환기를 가져도 되는 C2 ∼ 20 알케닐기, 치환기를 가져도 되는 C3 ∼ 8 시클로알킬기, 치환기를 가져도 되는 아르알킬기 또는 치환기를 가져도 되는 아릴기를 나타낸다. 또, R1 과 R2 중 어느 하나가 R3 과 R4 중 어느 하나와, R5 와 R6 중 어느 하나가 R7 과 R8 중 어느 하나가 결합하여 고리를 형성해도 된다. A 는 치환기를 갖고 있어도 되고 에테르 결합을 갖고 있어도 되는 C1 ∼ 3 알킬렌, 치환기를 갖고 있어도 되는 C3 ∼ 8 시클로알킬렌, 치환기를 갖고 있어도 되는 아릴렌 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 2 가 헤테로 고리를 나타낸다. A 가 알킬렌인 경우에는 R1 과 R2 중 어느 하나와 R5 와 R6 중 어느 하나가 결합하여 고리를 형성해도 된다. * 는 부제 탄소 원자인 것을 나타내고, n1 은 1 또는 2 의 정수를 나타낸다.] 로 나타내는 루테늄 화합물 (특허문헌 3).
(3) 식 (3)
[화학식 3]
Ru(X)(Y)(Px)n(A) (3)
[식 중, X 및 Y 는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 카르복실기, 수산기 또는 C1 ∼ 20 알콕시기를 나타낸다.
Px 는 포스핀 배위자를 나타내고, n 은 1 또는 2 를 나타낸다.
A 는 하기에 나타낸 식 (4) 또는 식 (5) 로 나타내는 디아민 배위자를 나타낸다.
[화학식 4]
R1CH(NH2)CH2(NR2R3) (4)
R1CH(NR2R3)CH2(NH2) (5)
(식 중, R1 은 치환기를 가져도 되는 C1 ∼ 20 알킬기, 치환기를 가져도 되는 C2 ∼ 20 알케닐기, 치환기를 가져도 되는 C3 ∼ 8 시클로알킬기, 치환기를 가져도 되는 C7 ∼ 20 아르알킬기, 치환기를 가져도 되는 아릴기 또는 치환기를 가져도 되는 헤테로 고리기를 나타내고, R2, R3 은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가져도 되는 C1 ∼ 20 알킬기, 치환기를 가져도 되는 C2 ∼ 20 알케닐기, 치환기를 가져도 되는 C3 ∼ 8 시클로알킬기 또는 치환기를 가져도 되는 C7 ∼ 20 아르알킬기를 나타낸다. 또, R2 와 R3 은 하나로 되어 결합하여 고리를 형성해도 된다. 단, R2 와 R3 이 모두 수소 원자인 경우는 제외한다.)] 으로 나타내는 루테늄 화합물 (특허문헌 4).
Chemistry Letters, 1982 년, p.261
Tetrahedron Letters, 1994 년, Vol.35, p.4963
Journal of American Chemical Society, 1993 년, Vol.115, p.3318
본 발명의 과제는, 카르보닐 화합물의 부제 환원 촉매로서 유용한 신규 루테늄 화합물을 사용하고, 특히 α-아미노케톤류를 부제 환원하여, 대응되는 광학 활성 아미노알코올류를 고입체 선택적이면서 또한 고수율로 제조하는 방법 및 입수가 용이한 이 신규 루테늄 화합물을 제공하는 것이다.
즉 본 발명은,
(1) 식 (I)
[화학식 5]
Ru(X)2(Pxx)[R1R2C(NH2)-R3R4C(NH2)] (I)
[식 중, X 는 할로겐 원자를 나타낸다.
Pxx 는 식 (Ⅱ)
[화학식 6]
P(R5)2-A-P(R5)2 (Ⅱ)
[식 중, R5 는 식 (Ⅲ)
[화학식 7]
(식 중, Ra 는 수소 원자, 할로겐 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기 또는 C6 ∼ 18 아릴기를, Rb 는 할로겐 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기 또는 C6 ∼ 18 아릴기를 나타낸다.) 으로 나타내는 치환기를 갖는 페닐기를 나타낸다. A 는 2 가의 유기기를 나타낸다.] 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자를 나타낸다. R1R2C(NH2)-R3R4C(NH2) 는 광학 활성 디아민 배위자를 나타낸다. R1 ∼ R4 는 각각 독립적으로 수소 원자, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 20 알킬기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C2 ∼ 20 알케닐기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C3 ∼ 8 시클로알킬기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C4 ∼ 8 시클로알케닐기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C7 ∼ 18 아르알킬기를 나타내고, R1 과 R2 중 어느 하나가 R3 과 R4 중 어느 하나와 결합하여 고리를 형성해도 된다.] 로 나타내는 루테늄 화합물 및
(2) 상기 루테늄 화합물의 존재 하, α-아미노케톤 화합물, 특히 식 (Ⅳ)
[화학식 8]
(식 중, R10 및 R11 은 각각 독립적으로 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기이며, R12 및 R13 은 수소 원자, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기, R14CO- 기 또는 R14OCO- 기를 나타낸다. R14 는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기를 나타낸다. R10 과 R11 및 R12 와 R13 은 각각 결합하여 고리를 형성해도 된다.) 로 나타내는 α-아미노케톤 화합물을 수소화하는 것을 특징으로 하는 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법은, 바람직하게는
(3) 상기 식 (Ⅳ) 중, R10 이 비치환 혹은 치환기를 갖는 페닐기인 것을 특징으로 하는 (2) 에 기재된 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법이고,
(4) 상기 식 (I) 로 나타내는 루테늄 화합물에 있어서, 식 (Ⅱ) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자가 식 (Ⅱ-B)
[화학식 9]
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다.) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자, 식 (Ⅱ-C)
[화학식 10]
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다.) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자, 식 (Ⅱ-D)
[화학식 11]
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다.) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자, 식 (Ⅱ-E)
[화학식 12]
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다. Rd 는 C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기, 할로겐 원자 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다. Re 는 수소 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. Rf 는 수소 원자, C1 ∼ 6 알킬기 또는 C1 ∼ 6 알콕시기를 나타낸다.) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자, 식 (Ⅱ-F)
[화학식 13]
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다. Rg 는 수소 원자 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기를 나타낸다. Rh 는 수소 원자 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기를 나타낸다.) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자, 또는 식 (Ⅱ-G)
[화학식 14]
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다. Ri 및 Rj 는 각각 독립적으로 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기를 나타낸다. Ri 와 Rj 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. B 는 단결합 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬렌기를 나타낸다.) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 (2) 또는 (3) 에 기재된 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법이고,
(5) 상기 식 (I) 로 나타내는 루테늄 화합물에 있어서, 식 (Ⅱ) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자가 식 (Ⅱ-A)
[화학식 15]
(식 중, Rc 는 C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기, 할로겐 원자 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다. R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다.) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자인 것을 특징으로 하는 (2) 또는 (3) 에 기재된 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법이고,
(6) 상기 식 (Ⅱ-A) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자가 2,2'-비스[비스(3,5-디메틸페닐)포스파닐]-6,6'-디메틸-1,1'-비페닐인 것을 특징으로 하는 (5) 에 기재된 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법이고,
(7) 상기 식 (I) 로 나타내는 루테늄 화합물에 있어서, 광학 활성 디아민 배위자가 1,1-비스(4-메톡시페닐)-2-이소프로필-1,2-에탄디아민, 1,2-디페닐-1,2-에탄디아민, 또는 1,2-디아미노시클로헥산인 것을 특징으로 하는 (2) ∼ (6) 중 어느 하나에 기재된 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법이다.
또한, 본 발명의 루테늄 화합물은, 바람직하게는
(8) 식 (I-A)
[화학식 16]
Ru(X)2(Paxx)[R1R2C(NH2)-R3R4C(NH2)] (I-A)
[식 중, X 는 할로겐 원자를 나타낸다.
Paxx 는 식 (Ⅱ-A)
[화학식 17]
[식 중, Rc 는 C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기, 할로겐 원자 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다. R5 는 식 (Ⅲ)
[화학식 18]
(식 중, Ra 는 수소 원자, 할로겐 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기 또는 C6 ∼ 18 아릴기를, Rb 는 할로겐 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기 또는 C6 ∼ 18 아릴기를 나타낸다.) 로 나타내는 치환기를 갖는 페닐기를 나타낸다.] 으로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자를 나타낸다. R1R2C(NH2)-R3R4C(NH2)는 광학 활성 디아민 배위자를 나타낸다. R1 ∼ R4 는 각각 독립적으로 수소 원자, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 20 알킬기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C2 ∼ 20 알케닐기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C3 ∼ 8 시클로알킬기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C4 ∼ 8 시클로알케닐기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C7 ∼ 18 아르알킬기를 나타내고, R1 과 R2 중 어느 하나가 R3 과 R4 중 어느 하나와 결합하여 고리를 형성해도 된다.] 로 나타내는 루테늄 화합물이고,
(9) 상기 식 (I-A) 로 나타내는 루테늄 화합물에 있어서, 식 (Ⅱ-A) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자가 2,2'-비스[비스(3,5-디메틸페닐)포스파닐]-6,6'-디메틸-1,1'-비페닐인 것을 특징으로 하는 (8) 에 기재된 루테늄 화합물이고,
(10) 상기 식 (I-A) 로 나타내는 루테늄 화합물에 있어서, 광학 활성 디아민 배위자가 1,1-비스(4-메톡시페닐)-2-이소프로필-1,2-에탄디아민, 1,2-디페닐-1,2-에탄디아민, 또는 1,2-디아미노시클로헥산인 것을 특징으로 하는 (8) 또는 (9) 에 기재된 루테늄 화합물이다.
본 발명의 루테늄 화합물은, 실시예에 나타낸 바와 같이, α-아미노케톤류로부터 광학 활성 아미노알코올 화합물을 고입체 선택적이면서 또한 고수율로 제조할 수 있다.
(1) 루테늄 화합물
본 발명의 식 (I) 로 나타내는 화합물에 대해서 이하에 상세하게 서술한다.
하기 식 (I)
[화학식 19]
Ru(X)2(Pxx)[R1R2C(NH2)-R3R4C(NH2)] (I)
에 있어서,
X 는 「할로겐 원자」이며, 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 나타낸다.
Pxx 는 식 (Ⅱ)
[화학식 20]
P(R5)2-A-P(R5)2 (Ⅱ)
로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자를 나타낸다.
식 (Ⅱ) 중, R5 는 식 (Ⅲ)
[화학식 21]
으로 나타내는 치환기를 갖는 페닐기를 나타낸다. 식 중, Ra 는 수소 원자, 할로겐 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기 또는 C6 ∼ 18 아릴기를, Rb 는 할로겐 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기 또는 C6 ∼ 18 아릴기를 나타낸다.
식 (Ⅱ) 중, A 는 2 가의 유기기를 나타낸다. 2 가의 유기기란, 2 ∼ 60 개의 탄소 원자를 함유하는 2 가의 관능기 전반을 나타내고, 추가로 임의로 산소, 질소 및 황에서 독립적으로 선택된 임의의 1 ∼ 30 개의 헤테로 원자를 함유하고 있어도 된다. 2 가의 유기기로는, C1 ∼ 8 알킬렌기; 비페닐기, 비나프탈레닐기 등의 C6 ∼ 18 아릴기로 구성된 2 가의 유기기; 피롤리딘, 비피리디닐기 등의 헤테로 고리로 구성된 2 가의 유기기를 들 수 있다. 또, 철 (Ⅱ) 이온에 시클로펜타디에닐 아니온이 상하 2 개 배위 결합하여 있는 페로센도 2 가의 유기기로서 사용할 수 있다. 이들은 추가로 치환기를 갖고 있어도 된다.
「C1 ∼ 8 알킬렌기」는 메틸렌, 에틸렌, 트리메틸렌 등을 포함한다.
상기 치환기는 이하와 같다.
「할로겐 원자」는 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 나타낸다.
「C1 ∼ 6 알킬기」는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸, 헥실 등을 포함한다.
「C1 ∼ 6 알콕시기」는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, sec-부톡시, t-부톡시 등을 포함한다.
「C6 ∼ 18 아릴기」는 단고리 또는 다고리의 C6 ∼ 18 아릴기이며, 다고리 아릴기인 경우에는, 완전 불포화에 부가하여 부분 포화의 기도 포함한다. 예를 들어 페닐, 나프틸, 아줄레닐, 인데닐, 인다닐, 테트라리닐 등을 포함한다. 바람직하게는 C6 ∼ 10 아릴기이다.
광학 활성 2 좌 포스핀 배위자로는, 구체적으로는 일반식 (Ⅱ-B)
[화학식 22]
(식 중, R5 는 식 (Ⅲ)
[화학식 23]
(식 중, Ra 는 수소 원자, 할로겐 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기 또는 C6 ∼ 18 아릴기를, Rb 는 할로겐 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기 또는 C6 ∼ 18 아릴기를 나타낸다.) 으로 나타내는 치환기를 갖는 페닐기를 나타낸다.) 로 나타내는 포스핀 배위자를 들 수 있다. R5 는 바람직하게는 3,5-디메틸페닐기이다.
또, 일반식 (Ⅱ-B) 이외의 배위자로는, 일반식 (Ⅱ-C)
[화학식 24]
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다.) 로 나타내는 포스핀 배위자를 들 수 있다. R5 는, 바람직하게는 3,5-디메틸페닐기이다.
또, 일반식 (Ⅱ-C) 이외의 배위자로는, 일반식 (Ⅱ-D)
[화학식 25]
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다.) 로 나타내는 포스핀 배위자를 들 수 있다. R5 는, 바람직하게는 3,5-디메틸페닐기이다.
또, 일반식 (Ⅱ-D) 이외의 배위자로는, 일반식 (Ⅱ-E)
[화학식 26]
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다. Rd 는 C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기, 할로겐 원자, 트리플루오로메틸기를 나타낸다. Re 는 수소 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기, 할로겐 원자를 나타낸다. Rf 는 수소 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기를 나타낸다.) 로 나타내는 포스핀 배위자를 들 수 있다. Rd, Re 및 Rf 의 「C1 ∼ 6 알킬기」, 「C1 ∼ 6 알콕시기」의 구체예는 식 (Ⅲ) 으로 예시한 치환기와 동일한 치환기를 예시할 수 있다.
구체적으로는 (4,4',6,6'-테트라메틸-5,5'-디메톡시비페닐-2,2'-디일)-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스핀), (4,4',6,6'-테트라트리플루오로메틸비페닐-2,2'-디일)-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스핀), (4,6-디트리플로로메틸-4',6'-디메틸-5'-메톡시비페닐-2,2'-디일)-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스핀), (4,4',5,5',6,6'-헥사메톡시비페닐-2,2'-디일)-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스핀) 을 들 수 있다.
또, 바람직하게는 식 (Ⅱ-A)
[화학식 27]
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다. Rc 는 C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기, 할로겐 원자, 트리플루오로메틸기를 나타낸다.) 로 나타내는 포스핀 배위자를 들 수 있다. Rc 의 「C1 ∼ 6 알킬기」의 구체예는 식 (Ⅲ) 으로 예시한 치환기와 동일한 치환기를 예시할 수 있다. R5 는, 바람직하게는 3,5-디메틸페닐기이다.
구체적으로는 2,2'-비스[비스(3,5-디메틸페닐)포스파닐]-6,6'-디메틸-1,1'-비페닐, 2,2'-비스[비스(3,5-디메틸페닐)포스파닐]-6,6'-디메톡시-1,1'-비페닐, 2,2'-비스[비스(3,5-디메틸페닐)포스파닐]-6,6'-디클로로-1,1'-비페닐을 들 수 있다.
또, 일반식 (Ⅱ-A) 이외의 배위자로는, 일반식 (Ⅱ-F)
[화학식 28]
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다. Rg 는 수소 원자 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기를 나타낸다. Rh 는 수소 원자 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기를 나타낸다.) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자를 들 수 있다. Rg 및 Rh 의 「C1 ∼ 6 알킬기」의 구체예는 식 (Ⅲ) 으로 예시한 치환기와 동일한 치환기를 예시할 수 있다. R5 는, 바람직하게는 3,5-디메틸페닐기이다.
구체적으로는 1',2-비스[비스(3,5-디메틸페닐)포스피노]페로세닐에탄을 들 수 있다.
또, 일반식 (Ⅱ-F) 이외의 배위자로는, 일반식 (Ⅱ-G)
[화학식 29]
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다. Ri 및 Rj 는 각각 독립적으로 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기를 나타낸다. Ri 와 Rj 는 결합하여 고리를 형성해도 된다. B 는 단결합 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬렌기를 나타낸다.) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자를 들 수 있다. Ri 및 Rj 의 「C1 ∼ 6 알킬기」, 「C6 ∼ 18 아릴기」의 구체예는, 식 (Ⅲ) 으로 예시한 치환기와 동일한 치환기를 예시할 수 있다. 「C1 ∼ 6 알킬렌기」는 메틸렌, 에틸렌, 트리메틸렌 등을 포함한다. R5 는, 바람직하게는 3,5-디메틸페닐기이다.
구체적으로는 2,3-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스피노)부탄, 1,2-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스피노)프로판, 5,6-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스피노)-2-노르보르넨, 1-벤조일-3,4-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스피노)피롤리딘, 2,4-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스피노)펜탄, 2,3-o-이소프로필리덴-2,3-디하이드록시-1,4-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스피노)부탄을 들 수 있다.
또한, 사용할 수 있는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자로는, 예를 들어, (4,4',6,6'-테트라메틸-2,2'-비페닐렌)-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스핀), (3,3',6,6'-테트라메틸-2,2'-비페닐렌)-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스핀), (4,4'-디플루오로-6,6'-디메틸-2,2'-비페닐렌)-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스핀), (4,4'-비스(디메틸아미노)-6,6'-디메틸-2,2'-비페닐렌)-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스핀), 1,11-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스피노)-5,7-디하이드로디벤조[c,e]옥세핀, 7,7'-비스[비스(3,5-디메틸페닐)포스피노]-3,3',4,4'-테트라하이드로-4,4'-디메틸-8,8'-비스(2H-1,4-벤즈옥사진) 등이다. 또, 예를 들어, (5,5',6,6'-테트라메톡시비페닐-2,2'-디일)-비스(비스(3,5-디메틸페닐)포스핀) 등도 들 수 있다.
또, 1-tert-부톡시카르보닐-4-(비스(3,5-디메틸페닐)포스피노)-2-(비스(3,5-디메틸페닐)포스피노)메틸피롤리딘, 2,2',6,6'-테트라메톡시-4,4'-비스[비스(3,5-디메틸페닐)포스피노]-3,3'-비피리딘, 7,7'-비스[비스(3,5-디메틸페닐)포스피노]-2,2',3,3'-테트라하이드로-1,1'-스피로비인단, 1-(2-[비스(3,5-디메틸페닐)포스피노]페로세닐)에틸-비스-(3,5-디메틸페닐)포스핀, 4,12-비스[비스(3,5-디메틸페닐)포스피노]-[2.2]-파라시클로판 등도 들 수 있다.
또한, 식 (I) 중, R1R2C(NH2)-R3R4C(NH2) 는 광학 활성 디아민 배위자를 나타낸다. R1 ∼ R4 는 각각 독립적으로 수소 원자, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 20 알킬기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C2 ∼ 20 알케닐기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C3 ∼ 8 시클로알킬기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C4 ∼ 8 시클로알케닐기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C7 ∼ 18 아르알킬기를 나타내고, R1 와 R2 중 어느 하나가 R3 과 R4 중 어느 하나와 결합하여 고리를 형성해도 된다.
「비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 20 알킬기」의 「C1 ∼ 20 알킬기」는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 도데실 등을 포함한다. 바람직하게는 C1 ∼ 6 알킬기이다.
「비치환 혹은 치환기를 갖는 C2 ∼ 20 알케닐기」의 「C2 ∼ 20 알케닐기」는 에테닐, n-프로페닐, 이소프로페닐, n-부테닐, sec-부테닐, t-부테닐, 1,3-부타디에닐, n-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 2-헥세닐, 2-데세닐, 2-도데세닐 등을 포함한다. 바람직하게는 C2 ∼ 6 알케닐기이다.
「비치환 혹은 치환기를 갖는 C3 ∼ 8 시클로알킬기」의 「C3 ∼ 8 시클로알킬기」는 고리형 부분을 갖는 알킬기를 의미하고, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로프로필메틸, 시클로펜틸에틸, 시클로헥실메틸 등을 포함한다.
「비치환 혹은 치환기를 갖는 C4 ∼ 8 시클로알케닐기」의 「C4 ∼ 8 시클로알케닐기」는 고리형 부분을 갖는 알케닐기를 의미하고, 2-시클로부테닐, 2-시클로헥세닐, 2-시클로펜테닐메틸 등을 포함한다.
「비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기」의 「C6 ∼ 18 아릴기」는 단고리 또는 다고리의 C6 ∼ 18 아릴기이며, 다고리 아릴기인 경우에는, 완전 불포화에 부가하여 부분 포화의 기도 포함한다. 예를 들어 페닐, 나프틸, 아즈레닐, 인데닐, 인다닐, 테트라리닐 등을 포함한다. 바람직하게는 C6 ∼ 10 아릴기이다.
「비치환 혹은 치환기를 갖는 C7 ∼ 18 아르알킬기」의 「C7 ∼ 18 아르알킬기」는 아릴기와 알킬기가 결합한 기이며, 벤질, 페네틸, 페닐프로필, 페닐부틸, 페닐헥실, 나프틸메틸 등을 포함한다. 바람직하게는 C6 ∼ 10 아릴 C1 ∼ 6 알킬이다.
「비치환 혹은 치환기를 갖는다」의 「치환기」로는, 화학적으로 허용되는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자;메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기 등의 C1 ∼ 6 알킬기;비닐기, 1-프로페닐기, 2-프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 1-메틸-2-프로페닐기, 2-메틸-2-프로페닐기, 1-펜테닐기, 2-펜테닐기, 4-헥세닐기, 5-헥세닐기 등의 C2 ∼ 6 알케닐기;에티닐기, 1-프로피닐기, 2-프로피닐기, 1-부티닐기, 2-부티닐기, 3-부티닐기, 1-메틸-2-프로피닐기, 2-메틸-3-부티닐기, 1-펜티닐기, 2-펜티닐기, 1-헥시닐기, 1,1-디메틸-2-부티닐기 등의 C2 ∼ 6 알키닐기;메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기 등의 C1 ∼ 6 알콕시기;니트로기;시아노기;아미노기, 메틸아미노기, 디메틸아미노기 등의 비치환 혹은 치환기를 갖는 아미노기;페닐기, p-트리플루오로메틸페닐기, p-메톡시페닐기 등의 비치환 혹은 치환기를 갖는 아릴기;2-피리딜기, 3-피리딜기, 4-피리딜기, 5-(2-클로로)피리딜기, 6-(2-아미노)피리딜기 등의 비치환 혹은 치환기를 갖는 헤테로고리기;메톡시카르보닐기, 에톡시카르보닐기, n-부톡시카르보닐기, t-부톡시카르보닐기 등의 알콕시카르보닐기;아세틸기, 피발로일 기 등의 아실기;카르복실기; 등을 들 수 있다.
「R1 과 R2 중 어느 하나가 R3 과 R4 중 어느 하나와 결합하여 고리를 형성해도 된다」에서의 고리는 화학적으로 허용되는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 C5 ∼ 8 탄화수소고리이며, 예를 들어, 시클로펜탄-1,2-디일, 시클로헥산-1,2-디일, 4-시클로헥센-1,2-디일 등을 포함한다.
디아민 배위자는 R1R2C(NH2)-R3R4C(NH2) 의 탄소 원자 C 중 적어도 하나가 광학 활성인 것이 바람직하다.
디아민 배위자의 구체예로는, 이하의 표에 나타낸 치환기의 조합으로 이루어진 화합물을 포함하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 표 중, 약호는 이하의 의미를 갖는다.
Ph:페닐, c-PR:시클로프로필, c-He:시클로헥실
이들 화합물 중에서, 바람직하게는 식 (I) 에서의 R1 ∼ R4 중 적어도 1 개가 비치환 혹은 치환기를 갖는 페닐기인 1,1-비스(4-메톡시페닐)-2-이소프로필-1,2-에탄디아민, 1,2-디페닐-1,2-에탄디아민 등, 또는 R1 과 R2 중 어느 하나가 R3 과 R4 중 어느 하나와 결합하여 알킬 고리를 형성한 1,2-디아미노시클로펜탄, 1,2-디아미노시클로헥산 등을 들 수 있다.
상기 식 (I) 의 루테늄 화합물은, 바람직하게는 식 (I-A)
[화학식 30]
Ru(X)2(Paxx)[R1R2C(NH2)-R3R4C(NH2)] (I-A)
로 나타낸다.
Paxx 는 상기 식 (Ⅱ-A) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자를 나타낸다. X 및 R1R2C(NH2)-R3R4C(NH2) 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다.
본 발명의 루테늄 화합물의 구체예로는,
{(S)-6,6'-비스[비스-(3,5-디메틸-페닐)-포스파닐]-2,2'-디메틸-비페닐}루테늄(Ⅱ)디클로라이드(2S)-1,1-비스(4-메톡시페닐)-2-이소프로필1,2-에탄디아민,{(S)-6,6'-비스[비스-(3,5-디메틸-페닐)-포스파닐]-2,2'-디메틸-비페닐}루테늄(Ⅱ)디클로라이드(1S,2S)-1,2-디페닐)-1,2-에탄디아민,{(S)-6,6'-비스[비스-(3,5-디메틸-페닐)-포스파닐]-2,2'-디메틸-비페닐}루테늄(Ⅱ)디클로라이드(1S,2S)-1,2-디아미노시클로헥산 등을 들 수 있다.
(2) 루테늄 화합물의 제조법
본 발명의 루테늄 화합물은 공지된 방법에 의하여 제조할 수 있다 (상기 특허문헌 2, 특허문헌 3 등을 참조).
예를 들어, 이하의 방법으로 제조할 수 있다.
루테늄 화합물의 제조 방법에 사용되는 출발 원료로는, 0 가, 1 가, 2 가, 3 가 및 더욱 고원자가의 루테늄을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, Angew. Chem. Int. Ed., 37, 1703 (1998) 에 기재된 2 가 루테늄 착물을 사용하는 방법이 간편하다. 즉, 2 가 루테늄-할라이드 착물과 2 좌 포스핀 배위자의 용매 용액을 가열한 후, 디아민 화합물을 첨가함으로써, 식 (I) 로 나타내는 루테늄 화합물을 제조할 수 있다.
출발 원료로서 2 가 루테늄-할라이드 착물을 사용한 경우의 루테늄 화합물의 제조 방법에 대해서는, 이하와 같다.
먼저, 출발 원료의 2 가 루테늄-할라이드 착물과 2 좌 포스핀 배위자를, 용매 중, 가열하여 반응시켜, 대응되는 포스핀-루테늄-할라이드 착물을 수득한다.
출발 원료의 2 가 루테늄-할라이드 착물로는, 2 좌 포스핀 배위자 및 디아민 배위자와 치환 가능한 배위자를 갖는 루테늄 착물이면, 특별히 제한되지 않는다. 그 구체예로는, [2 염화 루테늄(노르보르나디엔)]다핵체, [2 염화 루테늄(시클로옥타디엔)]다핵체, [비스(메틸알릴)루테늄(시클로옥타디엔)] 등의 디엔이 배위된 할로겐화 루테늄 화합물;[2 염화 루테늄(벤젠)]2 핵체, [2 염화 루테늄(p-시멘)]2 핵체, [2 염화 루테늄(트리메틸벤젠)]2 핵체, [2 염화 루테늄(헥사메틸벤젠)]2 핵체 등의 방향족 화합물이 배위된 할로겐화 루테늄 등을 들 수 있다.
2 좌 포스핀 배위자의 사용량은 루테늄-할라이드 착물 1 몰 에 대해 통상적으로 1 ∼ 2 배몰, 바람직하게는 등몰이다.
이 반응에 사용되는 용매로는, 예를 들어, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류;펜탄, 헥산 등의 지방족 탄화수소류;디클로로메탄, 클로로포름, 트리클로로메탄, 사염화탄소, 1,2-디클로로에탄 등의 할로겐 탄화수소류;디에틸에테르, 테트라하이드로푸란 (THF), 1,2-디메톡시에탄, 1,4-디옥산 등의 에테르류;메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 벤질알코올 등의 알코올류;N,N-디메틸포름아미드(DMF), N,N-디메틸아세타미드, 1,3-디메틸이미다졸리딘, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, N-메틸피롤리돈, 헥사메틸인산트리아미드 (HMPT) 등의 아미드류;아세토니트릴, 벤조니트릴 등의 니트릴류;디메틸술폭사이드 (DMSO) 등을 들 수 있다. 이들 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
용매의 사용량은 기질 1 g 에 대하여 1 ㎖ ∼ 100 ㎖, 바람직하게는 기질 1 g 에 대해 1 ㎖ ∼ 10 ㎖ 의 범위이다. 반응 온도는 통상적으로 0 ∼ 200 ℃, 바람직하게는 실온 ∼ 100 ℃ 의 범위이다.
다음으로, 수득된 포스핀-루테늄-할라이드 착물과 디아민 화합물을 반응시켜, 대응되는 아민-포스핀-루테늄-할라이드 착물을 수득할 수 있다. 이 반응에 사용되는 디아민 화합물의 사용량은 포스핀-루테늄-할라이드 착물에 대해서 통상적으로 1 ∼ 2 배몰, 바람직하게는 등몰이다. 반응 온도는 통상적으로 -100 ∼ 200 ℃, 바람직하게는 -10 ∼ 50 ℃ 의 범위이다. 또, 미리 단리된 포스핀-루테늄-할라이드 착물에, 상기와 동일한 조건 하에 디아민 화합물을 작용시킴으로써도, 아민-포스핀-루테늄-할라이드 착물을 수득할 수 있다.
이상과 같이 하여 제조되는 식 (I) 로 나타내는 루테늄 화합물은 카르보닐 화합물, 특히 식 (Ⅳ) 로 나타내는 α-아미노케톤 화합물의 부제 환원 촉매로서 유용하다.
(3) α-아미노케톤 화합물의 부제 환원 반응
상기 루테늄 화합물은 카르보닐 화합물을 부제 환원 (수소화) 하여 광학 활성 알코올 화합물을 제조할 수 있다. 특히,α-아미노케톤 화합물을 부제 환원 (수소화) 하여 광학 활성 아미노알코올 화합물, 예를 들어, 에페드린류 화합물을 제조하는 데에 적합하다.
이하에, 부제 환원 반응에 대해서 설명한다.
부제 환원 반응의 기질이 되는 α-아미노케톤 화합물은 부제 환원 반응을 실시할 수 있는 구조를 갖는 이상 특별히 제한은 없지만, 바람직하게는 식 (Ⅳ)
[화학식 31]
(식 중, R10 및 R11 는 각각 독립적으로 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기이며, R12 및 R13 은 수소 원자, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기, R14CO- 기 또는 R14OCO- 기를 나타낸다. R14 는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기를 나타낸다. R10 과 R11 및 R12 와 R13 은 각각 결합하여 고리를 형성해도 된다) 로 나타내는 화합물이다.
식 (Ⅳ) 중, 「비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기」의 「C1 ∼ 6 알킬기」는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸, 헥실 등을 포함한다.
「비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기」는 단고리 또는 다고리의 아릴기이며, 다고리 아릴기인 경우에는, 완전 불포화에 부가하여 부분 포화의 기도 포함한다. 예를 들어 페닐, 나프틸, 아줄레닐, 인데닐, 인다닐, 테트라리닐 등을 포함한다. 바람직하게는 C6 ∼ 10 아릴기이다.
「R14CO- 기 또는 R14OCO- 기」의 R14 는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기를 나타내고, 「C1 ∼ 6 알킬기」및 「C6 ∼ 18 아릴기」는 상기와 동일한 기가 포함된다.
「R14CO- 기」는 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 피발로일 등의 C1 ∼ 6 알킬 카르보닐기, 벤조일 등의 아릴 카르보닐기를 포함한다.
「R14OCO- 기」는 메틸옥시카르보닐, 에틸옥시카르보닐, 헥실옥시카르보닐 등의 C1 ∼ 6 알킬옥시카르보닐기, 페닐옥시카르보닐, 1-나프틸옥시카르보닐 등의 아릴옥시카르보닐기를 포함한다.
「비치환 혹은 치환기를 갖는다」의 「치환기」는 식 (I) 로 나타내는 루테늄 화합물에서의 「비치환 혹은 치환기를 갖는다」의 「치환기」와 동일한 기를 포함한다.
「R10 과 R11 및 R12 와 R13 은 각각 결합하여 고리를 형성해도 된다」라는 것은, R10 과 R11 이 결합하여 알킬 고리, 알케닐고리 등의 탄화수소고리를 형성하는 경우 및/또는 R12 와 R13 이 결합하여 함질소 탄화수소고리 등의 헤테로고리를 형성하는 경우가 있음을 의미한다.
기질이 되는 α-아미노케톤 화합물을, 식 (I) 로 나타내는 루테늄 화합물의 존재 하에, 원하는 바에 따라 염기를 첨가하고, 소정 압력의 수소 가스 또는 수소 공여체의 존재 하에 부제 환원함으로써 실시한다.
또, 본 발명에 있어서는, 루테늄 화합물의 원료가 되는 루테늄 착물 (또는 루테늄염), 인 화합물 및 디아민 화합물을 따로 따로 반응계에 첨가, 또는 포스핀 배위자를 갖는 루테늄 착물 (또는 루테늄염) 및 디아민 화합물을 따로 따로 반응계에 첨가하여, 필요에 따라 염기를 첨가하여 루테늄 화합물을 생성시킨 후, 그 루테늄 화합물을 반응계로부터 꺼내지 않고, 거기에 기질을 첨가함으로써, in situ 에서 부제 환원 반응을 실시하게 할 수도 있다.
촉매로서 사용하는 식 (I) 로 나타내는 루테늄 화합물의 사용량은 반응 용기의 크기나 촉매 활성에 따라 다른데, 반응 기질인 α-아미노케톤 화합물에 대해, 통상적으로 1/50 ∼ 1/2,000,000 배몰, 바람직하게는 1/500 ∼ 1/500,000 배몰의 범위이다.
사용되는 염기로는, 예를 들어, 트리에틸아민, 디이소프로필에틸아민, 피리딘, DABCO, DBU 등의 유기 염기;나트륨메톡사이드, 나트륨에톡사이드, 칼륨t-부톡사이드, 마그네슘메톡사이드, 마그네슘에톡사이드 등의 금속 알콕사이드류;n-부틸리튬 등의 유기 리튬 화합물;LDA, 리튬비스트리메틸실릴아미드 등의 리튬아미드류;수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리 금속 수산화물;수산화마그네슘, 수산화칼슘 등의 알칼리 토금속 수산화물;탄산나트륨, 탄산칼륨 등의 알칼리 금속탄산염;탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨 등의 알칼리 금속 탄산수소염;탄산마그네슘, 탄산칼슘 등의 알칼리 토금속 탄산염;수소화 나트륨, 수소 칼슘 등의 금속 수소화물을 들 수 있다.
첨가하는 염기의 양은 루테늄 화합물에 대해 통상적으로 2 ∼ 500,000 배몰, 바람직하게는 2 ∼ 5,000 배몰의 범위이다.
용매로서는, 기질 및 촉매를 가용화하는 것이면 특별히 제한 없다. 그 구체예로는, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 벤질알코올 등의 알코올류;벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류;펜탄, 헥산 등의 지방족탄화수소류;디클로로메탄, 클로로포름, 트리클로로메탄, 사염화탄소, 1,2-디클로로에탄 등의 할로겐 탄화수소류;디에틸에테르, THF, 1,2-디메톡시에탄, 1,4-디옥산 등의 에테르류;DMF, N,N-디메틸아세트아미드, 1,3-디메틸이미다졸리딘, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, N-메틸피롤리돈, HMPT 등의 아미드류;아세토니트릴, 벤조니트릴 등의 니트릴류;DMSO 등을 사용할 수 있다. 이들 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 이들 용매 중에서도, 반응 생성물이 알코올 화합물인 점에서, 알코올류의 사용이 바람직하다.
용매의 사용량은 α-아미노케톤 화합물의 용해도 및 경제성에 따라 다르며, 경우에 따라서는 무용매 또는 고희석 조건에 가까운 상태에서도 반응은 진행되지만, 통상적으로 α-아미노케톤 화합물 100 중량부에 대하여 0.1 ∼ 10,000 중량부, 바람직하게는 20 ∼ 1,000 중량부의 범위이다.
수소의 압력은 통상적으로 1 ∼ 200 기압, 바람직하게는 3 ∼ 50 기압의 범위이며, 수소 공여체로서는, 예를 들어, 수소 저장 합금이나 디이미드 등을 사용할 수 있고, 그 사용량은, α-아미노케톤 화합물에 대해, 통상적으로 1 ∼ 100 배 당량의 범위이다. 반응 온도는 통상 -50 ∼ 100 ℃, 바람직하게는 25 ∼ 40 ℃ 의 온도 범위이다. 또, 반응 시간은 반응 기질 농도나 온도, 압력 등의 반응 조건에 따라 다르지만, 통상적으로 수 분 ∼ 수 일이다. 반응 형식으로는 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 뱃치식에서도 연속식에서도 실시할 수 있다.
반응 종료 후에는, 통상적인 유기 합성 화학적 수법에 따라 단리ㆍ정제를 실시하여 목적물을 수득할 수 있다. 목적물의 구조는 1H-NMR, 선광도 측정, 액체 크로마토그래피, 가스 크로마토그래피 등의 공지된 분석 수단에 따라 결정할 수 있다.
실시예
이하에, 실시예에서 본 발명을 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이것들에만 한정되는 것은 아니다. 각 실시예에서의 물성 측정에 사용된 장치는 다음과 같다.
(1) JMTC-300 (300 MHz, 니혼 전자사 제조)
(2) 선광도의 측정:선광도계, JASCO DIP-360 (니혼 분광사 제조)
(3) 고속 액체 크로마토그래피:LC-10Advp, SPD-10Avp (시마즈 제작소사 제조)
실시예 1 루테늄 화합물의 합성
(실시예 1-1)
{(S)-6,6'-비스[비스-(3,5-디메틸-페닐)-포스파닐]-2,2'-디메틸-비페닐}루테늄(Ⅱ)디클로라이드(2S)-1,1-비스(4∼메톡시페닐)∼2-이소프로필1,2-에탄디아민 착물의 합성
쉬렌크 튜브 내에 탈기된 디클로로메탄 (3 ㎖), {(S)-6,6'-비스[비스-(3,5-디메틸-페닐)-포스파닐]-2,2'-디메틸-비페닐}루테늄(Ⅱ)디클로라이드 DMF 부가체 (147 mg, 150 μmol) 및 (2S)-1,1-비스(4-메톡시페닐)-2-이소프로필에탄-1,2-디아민 (52 mg, 165 μmol) 을 첨가하고 실온에서 3 시간 교반 후, 용매를 증류 제거하였다. 실리카 겔 쇼트 칼럼 (용출액:디에틸에테르) 으로 정제하여 목적물 (128 mg, 74 %) 을 수득하였다.
31P-NMR (CDCl3) d43.4 (d, Jp -p=35.9 Hz), 46.6 (d, Jp -p=35.9 Hz).
[a]D 29=-175°(c=1.01, CHCl3)
(실시예 1-2)
{(S)-6,6'-비스[비스-(3,5-디메틸-페닐)-포스파닐]-2,2'-디메틸-비페닐}루테늄(Ⅱ)디클로라이드(1S,2S)-1,2-디페닐)-1,2-에탄디아민 착물의 합성
(2S)-1,1-비스(4-메톡시페닐)-2-이소프로필에탄-1,2-디아민 대신에 (1S,2S)-1,2-디페닐-1,2-에탄디아민을 사용하는 것 이외에는, 실시예 1-1 과 동일한 방법으로{(S)-6,6'-비스[비스-(3,5-디메틸-페닐)-포스파닐]-2,2'-디메틸-비페닐}루테늄(Ⅱ)디클로라이드 DMF 부가체 (91.8 mg, 94 μmol) 및 (1S,2S)-1,2-디페닐-1,2-에탄디아민 (22 mg, 104 μmol) 으로부터 목적물 (71.2 mg, 72 %) 을 수득하였다.
31P-NMR (CDCl3) d44.8
[a]D 29=-143°(c=1.01, CHCl3)
실시예 2 (1S,2S)-1- 페닐 -2-(N- 메틸 -N- 벤조일아미노 )-1- 프로판올의 합성
(실시예 2-1)
Ar 분위기 하, 100 ㎖ 오토클레이브 내에 1-페닐-2-(N-메틸-N-벤조일)아미노 프로판-1-온(534 mg, 2 mmol), {(S)-6,6'-비스[비스-(3,5-디메틸-페닐)-포스파닐]-2,2'-디메틸-비페닐}루테늄(Ⅱ)디클로라이드 DMF 부가체 (2 mg, 2 μmol, S/C=1,000), (2S)-1,1-비스(4-메톡시페닐)-2-이소프로필에탄-1,2-디아민(0.8 mg, 2.5 μmol) 및 2-프로판올 (2 ㎖) 을 첨가하고 30 분 교반한 후, tBuOK (1M 2-프로판올 용액, 60 μl, 60 μmol) 를 첨가하고 수소를 1 MPa 까지 압입하였다. 25 ℃ 에서 16 시간 교반한 후, 반응 혼합물을 농축시켜 미정제 생성물의 1H-NMR 을 측정한 결과, 원료는 모두 소비되었고, 수득된 (1S,2S)-1-페닐-2-(N-메틸-N-벤조일아미노)-1-프로판올의 디아스테레오머 비는 syn:anti >20:1 (anti 체의 시그널은 관측되지 않는다) 이었다. 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피 (용리액:헥산/아세트산에틸=1/1, 1/2) 로 정제하여, 표제 화합물 509 mg (95 %) 을 수득하였다. 경상이성체 과잉률은 HPLC (칼럼:다이셀 키랄팩 OJ-H) 로 결정하여 >99 %ee 였다.
(실시예 2-2)
S/C = 10,000 으로 한 것 이외에는, 실시예 2-1 와 동일한 방법으로 목적물을 수득하였다.
S/C:10,000
수소 초기압:6 MPa
반응 시간:16 시간
전화율:100 %
syn:anti:>20:1
경상체 과잉률:99 %ee
(실시예 2-3)
(2S)-1,1-비스(4-메톡시페닐)-2-이소프로필에탄-1,2-디아민 대신에 (1S,2S)-1,2-디페닐-1,2-에탄디아민을 사용하는 것 이외에는, 실시예 2-1 와 동일한 방법으로 목적물을 수득하였다.
S/C:1,000
수소 초기압:1 MPa
반응 시간:16 시간
전화율:100 %
syn:anti:>20:1
경상체 과잉률:95 %ee
(실시예 2-4)
Ar 분위기 하, 100 ㎖ 오토클레이브 내에 1-페닐-2-(N-메틸-N-벤조일)아미노프로판-1-온 (534 mg, 2 mmol), {(S)-6,6'-비스[비스-(3,5-디메틸-페닐)-포스파닐]-2,2'-디메틸-비페닐}루테늄(Ⅱ)디클로라이드(2S)-1,1-비스(4-메톡시페닐)-2-이소프로필1,2-에탄디아민 착물 (2 mg, 2 μmol, S/C=1,000), 2-프로판올 (2 ㎖) 및 tBuOK (1M 2-프로판올 용액, 60 μl, 60 μmol) 을 첨가한 후, 수소를 1 MPa 까지 압입하여 25 ℃ 에서 16 시간 교반하였다. 목적물의 정제 및 분석은 실시예 2-1 과 동일한 방법으로 실시하였다 (단리 수율 99 %).
전화율:100 %
syn:anti:>20:1
경상체 과잉률:>99 %ee
(실시예 2-5)
Ru 착물로서 {(S)-6,6'-비스[비스-(3,5-디메틸-페닐)-포스파닐]-2,2'-디메틸-비페닐}루테늄(Ⅱ)디클로라이드(1S,2S)-1,2-디페닐)-1,2-에탄디아민 착물을 사용하는 것 이외에는, 실시예 2-1 과 동일한 방법으로 목적물을 수득하였다.
전화율:100 %
syn:anti:>20:1
경상체 과잉률:95 %ee
(실시예 2-6)
Ru 착물로서 {(S)-6,6'-비스[비스-(3,5-디메틸-페닐)-포스파닐]-2,2'-디메틸-비페닐}루테늄(Ⅱ)디클로라이드(1S,2S)-1,2-디페닐-1,2-에탄디아민 착물을 사용하는 것 이외에는, 실시예 2-4 와 동일한 방법으로 목적물을 수득하였다 (단리 수율 98 %).
S/C:1,000
전화율:100 %
syn:anti:>20:1(NMR)
경상체 과잉률:95 %ee
(실시예 2-7)
(S)-1,1'-비나프틸-2,2'-비스-[디-(3,5-크실릴)]포스핀루테늄(Ⅱ)디클로라이드(2S)-1,1-비스(4-메톡시페닐)-2-이소프로필-1,2-에탄디아민 착물을 사용하는 것 이외에는, 실시예 2-4 와 동일한 방법으로 목적물을 수득하였다.
((S)-1,1'-비나프틸-2,2'-비스-[디-(3,5-크실릴)]포스핀:약칭으로서 (S)-XylBINAP)
S/C:1,000
수소 초기압:1.2 MPa
반응 시간:16 시간
전화율:100 %
syn:anti:>99:1(HPLC)
경상체 과잉률:>99 %ee
(실시예 2-8)
(S)-1,1'-비나프틸-2,2'-비스-[디-(3,5-크실릴)]포스핀루테늄(Ⅱ)디클로라이드(1S,2S)-1,2-디페닐-1,2-에탄디아민 착물을 사용하는 것 이외에는, 실시예 2-4 와 동일한 방법으로 목적물을 수득하였다 (단리 수율 94 %).
S/C:1,000
수소 초기압:1.2 MPa
반응 시간:16 시간
전화율:100 %
syn:anti:>99:1(HPLC)
경상체 과잉률:98 %ee
(실시예 2-9)
S/C=5,000으로 하고, (S)-6,6'-디메틸-1,1'-비나프틸-2,2'-비스-[디-(3,5-크실릴)]포스핀루테늄(Ⅱ)디클로라이드(2S)-1,1-비스(4-메톡시페닐)-2-이소프로필-1,2-에탄디아민 착물을 사용하는 것 이외에는, 실시예 2-4 와 동일한 방법으로 목적물을 수득하였다.
S/C:5,000
수소 초기압:1.2 MPa
반응 시간:1.5시간
전화율:100 %
syn:anti:>99:1(HPLC)
경상체 과잉률:>99 %ee
(실시예 2-10)
(S)-4,4'-비-1,3-벤조디옥솔-5,5'-디일-비스[디(3,5-크실릴)포스핀]루테늄(Ⅱ)디클로라이드(2S)-1,1-비스(4-메톡시페닐)-2-이소프로필-1,2-에탄디아민 착물을 사용하는 것 이외에는, 실시예 2-4 와 동일한 방법으로 목적물을 수득하였다.
((S)-4,4'-비-1,3-벤조디옥솔-5,5'-디일-비스[디(3,5-크실릴)포스핀]:약칭으로서 (S)-XylSEGPHOS)
S/C:1,000
수소 초기압:1 MPa
반응 시간:16 시간
전화율:100 %
syn:anti:>20:1(NMR)
경상체 과잉률:>99 %ee
Claims (9)
- 식 (I)
Ru(X)2(Pxx)[R1R2C(NH2)-R3R4C(NH2)] (I)
[식 중, X 는 할로겐 원자를 나타낸다.
Pxx 는 하기 식 (Ⅱ-A), (Ⅱ-D) 및 (Ⅱ-E) 로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자를 나타낸다.
식 (Ⅱ-A)
(식 중, Rc 는 C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기, 할로겐 원자 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다. R5 는 식 (Ⅲ)
(식 중, Ra 는 수소 원자, 할로겐 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기 또는 C6 ∼ 18 아릴기를, Rb 는 할로겐 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기 또는 C6 ∼ 18 아릴기를 나타낸다.) 으로 나타내는 치환기를 갖는 페닐기를 나타낸다.)
식 (Ⅱ-D)
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다.)
식 (Ⅱ-E)
(식 중, R5 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다. Rd 는 C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기, 할로겐 원자 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다. Re 는 수소 원자, C1 ∼ 6 알킬기, C1 ∼ 6 알콕시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. Rf 는 수소 원자, C1 ∼ 6 알킬기 또는 C1 ∼ 6 알콕시기를 나타낸다.)
R1R2C(NH2)-R3R4C(NH2) 는 광학 활성 디아민 배위자를 나타낸다. R1 ∼ R4 는 각각 독립적으로 수소 원자, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 20 알킬기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C2 ∼ 20 알케닐기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C3 ∼ 8 시클로알킬기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C4 ∼ 8 시클로알케닐기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C7 ∼ 18 아르알킬기를 나타내고, R1 과 R2 중 어느 하나가 R3 과 R4 중 어느 하나와 결합하여 고리를 형성해도 된다. R1 내지 R4 에 기재된 "치환기"는 할로겐 원자; C1 ∼ 6 알킬기; C2 ∼ 6 알케닐기; C2 ∼ 6 알키닐기; C1 ∼ 6 알콕시기;니트로기;시아노기;아미노기, 메틸아미노기, 디메틸아미노기;페닐기, p-트리플루오로메틸페닐기, p-메톡시페닐기;2-피리딜기, 3-피리딜기, 4-피리딜기, 5-(2-클로로)피리딜기, 6-(2-아미노)피리딜기;알콕시카르보닐기;아실기; 및 카르복실기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.]로 나타내는 루테늄 화합물의 존재 하, 식 (Ⅳ)
(식 중, R10 및 R11 은 각각 독립적으로 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기이며, R12 및 R13 은 수소 원자, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기, 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기, R14CO- 기 또는 R14OCO- 기를 나타낸다. R14 는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C1 ∼ 6 알킬기 또는 비치환 혹은 치환기를 갖는 C6 ∼ 18 아릴기를 나타낸다. R10 과 R11 및 R12 와 R13 은 각각 결합하여 고리를 형성해도 된다. R10 내지 R14 에 기재된 "치환기"는 상기 R1 내지 R4 에 기재된 것과 동일한 의미를 나타낸다.)로 나타내는 α-아미노케톤 화합물을 수소화하는 것을 특징으로 하는 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
식 (Ⅳ) 중, R10 이 비치환 혹은 치환기를 갖는 페닐기인 것을 특징으로 하는 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
식 (Ⅱ-A) 로 나타내는 광학 활성 2 좌 포스핀 배위자가 2,2'-비스[비스(3,5-디메틸페닐)포스파닐]-6,6'-디메틸-1,1'-비페닐인 것을 특징으로 하는 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
식 (I) 로 나타내는 루테늄 화합물에 있어서, 광학 활성 디아민 배위자가 1,1-비스(4-메톡시페닐)-2-이소프로필-1,2-에탄디아민, 1,2-디페닐-1,2-에탄디아민, 또는 1,2-디아미노시클로헥산인 것을 특징으로 하는 광학 활성 아미노알코올 화합물의 제조 방법.
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