KR20010005633A - 전달 수소화 방법 및 촉매 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 촉매 전달 수소화 방법에 관한다. 본 방법에 사용되는 촉매는 2자리 리간드에 배위결합된 금속 싸이클로펜타디에닐 착물이다. 바람직한 금속에는 로듐, 루테늄 및 이리듐이 포함된다. 바람직한 2자리 리간드는 디아민 및 아미노알콜, 특히 키랄 중심을 함유하는 것들이다. 수소 공여체는 유리하게는 2차 알콜 또는 트리에틸아민 및 포름산의 혼합물이다. 본 발명은 특히 프로키랄인 케톤 및 이민을 전달 수소화하는데 사용할 수 있다. 이러한 방법에 사용하는 촉매 또한 제공한다.

Description

전달 수소화 방법 및 촉매{TRANSFER HYDROGENATION PROCESS AND CATALYST}
본 발명은 특히 착화된 전이 금속 존재하의 촉매 전달 수소화, 이러한 수소화에 사용하는 촉매 및 광학 활성 화합물을 제조하는 방법에 관한다.
인- 또는 질소- 리간드 함유 촉매를 사용하는 수소 전달에 의한 수소화는 Zassinovich등의 Chem. Rev., 1992, 92, 1051-1069에 기술되었다. 이들 저자는 '훌륭한 성과에도 불구하고 할 일이 많이 남아 있다'고 결론을 맺었다.
전이 금속이 벤제노이드 탄화수소에 배위결합되어 있는 촉매를 사용하는 전달 수소화가 연구되어 왔다. 다음 문헌이 이에 관한다:
(1) Noyori 등., J.A.C.S., 1995, 117, 7562-7563: 아세토페논의 1-페닐에탄올로의 전달 수소화에서 촉매로서 클로로-루테늄-메시틸렌-N-모노토실-1,2-디페닐에틸렌디아민을 사용하여 97% 에난시오머 과량의 생성물을 95% 이하의 수율로 얻었다고 기술하고 있다. 다른 알킬아릴 케톤으로부터 출발하여도 유사한 결과가 얻어졌다. 메시틸렌 대신 벤젠을 함유하는 대응 촉매의 효율은 출발 케톤의 아릴 그룹 상의 치환체들에 더 민감하였다. 반응 시간은 일반적으로 긴데, 통상적으로 15시간이고 분명히 가역 수소화로 인해 감소하였다. 저자들은 "촉매 성능은 전체적으로 현재의 최상의 수소화 방법에 필적하지 못한다'고 코멘트하였다.
(2) Noyori 등., J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1996, 233-234: 상기 Noyori 등(1)과 유사한 그러나 디페닐에틸렌디아민 대신 다른 알킬벤젠 리간드 및 여러가지 베타-아미노 알콜을 함유하는 촉매가 아세토페논의 수소화에 효과적이었다고 기술하고 있다. 베타-아미노 알콜 리간드는 더 큰 촉매 안정을 부여하였다. 바람직한 아렌 리간드는 헥사메틸벤젠이었다. 변환 수치는 시간당 촉매 1몰당 생성물 227몰 이하였다.
(3) Noyori 등., J.A.C.S., 1996, 118, 2521-2522: 상기 Noyori 등의 방법(1)에서 역 수소 전달을 방지하기 위하여 수소 공급원으로서 포름산-트리에틸아민을 사용하였다고 기술하고 있다. 반응 시간은 주로 14시간 이상 90시간 이하 였다. 변환 수치는 기록되어 있지 않다.
(4) Noyori 등., J.A.C.S., 1996, 118, 4916-4917: 상기 Noyori 등의 방법(3)이 이민(특히 환식 이민)의 에난시오선택된 아민으로의 환원에 효과적으로 기술하고 있다.
이들 방법은 비교적 긴 싸이클 시간을 요하는 것으로 사료되어진다. 화학 공장의 비경제적인 이용 외에도 이러한 느린 반응으로 촉매 착물의 분해 및 생성물 광학 순도의 느린 손실이 유발될 수 있는데; 또한 이것으로 원하는 및 원하지 않는 에난시오머 반응물 간의 속도 차를 최대화하기 위하여 온도 및 반응물 농도와 같은 반응 조건을 조절하느라 범위가 제한한다.
인-, 질소- 및 벤젠- 리게이팅된 전이 금속 외에, 펜타메틸싸이클로펜타디에닐을 베이스로 하는 착물이 유리 수소에 의한 올레핀의 균질 수소화에서 촉매로서 효과적인 것으로 보여지는데(Maitlis, Acc. Chem. Res., 1978, 11, 301-307; Maitlis등., J. Chem. Soc. Dalton, 1978, 617-626) 킬레이트화 또는 키랄화 리간드를 함유하는 촉매 또는 유리 수소 없는 수소 전달에 대하여는 문헌이 없다.
이리듐과 Cp*및 아실화 또는 설포닐화된 알파 아미노 카복실산의 착물에 대하여는 Grotjahn(J.A.C.S., 1994, 116, 6969-6970)이 기술하였으나 촉매 활성의 증거는 없다. 이리듐과 Cp*및 2,2-비피리딜의 착물 및 Steckhan등(Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1990, 29(4), 388-390)에 의하여 기술되었다. 100회의 촉매 싸이클 후에는 활성이 없다.
우리는 이제 전이 금속, 킬레이트화 리간드 및 싸이클로펜타디에닐 그룹을 포함하는 촉매를 이용하여 입체선택 전달 수소화를 효과적으로 수행할 수 있음을 발견하였다.
본 발명의 제1의 양상은 하기 화학식의 촉매를 특징으로 하며:
[식중, R7은 임의 치환된 싸이클로펜타디에닐 그룹이고; A는 -NR8-, -NR9-, -NHR8-, 또는 -NR8R9(여기서, R8은 H, C(O)R10, SO2R10, C(O)NR10R14, C(O)NR10R14, C(S)NR10R14, C(=NR14)SR15또는 C(=NR14)OR15, R9및 R10은 각각 독립적으로 임의 치환된 하이드로카빌, 퍼할로겐화된 하이드로카빌 또는 임의 치환된 복소환식 그룹, R14및 R15는 각각 독립적으로 수소 또는 R10에 대하여 정의한 그룹)이며; B는 -O-, -OH, OR11, -S-, -SH, -SR11, -NR11-, -NR12-, -NHR12또는 -NR11R12(여기서, R12는 H, C(O)R13, SO2R13, C(O)NR13R16, C(S)NR13R16, C(=NR16)SR17또는 C(=NR16)OR17, R11및 R13은 각각 독립적으로 임의 치환된 하이드로카빌, 퍼할로겐화된 하이드로카빌 또는 임의 치환된 복소환식 그룹, R16및 R17는 각각 독립적으로 수소 또는 R13에 대하여 정의한 그룹)이고; E는 결합그룹; M은 전달 수소화를 촉매할 수 있는 금속이며; Y는 음이온 그룹, 염기성 리간드 또는 원자가 부위임(단 Y가 원자가 부위가 아닐 경우 A 또는 B 중 하나 이상은 수소 원자를 함유하는 것을 조건으로 함).
하기 화학식을 가지는 촉매 존재하에 수소 공여체와 하기 화학식(1) 화합물을 반응시키는 것을 포함하는, 화학식(1)의 화합물을 전달 수소화하여 하기 화학식(2)의 화합물을 얻는 방법을 제공한다.
[식중, X는 CR3R4, NR5, (NR5R6)+Q_, O 또는 S이고; R1, R2, R3, R4, R5및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자, 임의 치환된 하이드로카보닐, 퍼할로겐화된 하이드로카보닐 또는 임의 치환된 헤테로싸이클일 그룹이며 R1및 R2, R1및 R3, R2및 R4, R3및 R4, R1및 R5, R2및 R6및 R5및 R6중 하나 이상이 임의 치환된 고리(들)을 생성시킬 수 있도록 임의로 결합되고 Q-는 음이온임.
촉매 종은 실질적으로 상기 식에 나타낸 바와 같다고 사료되어진다. 이것은 고체 지지체 상에 도입할 수 있을 것이다.
R1-6, R9, R10, R11및 R13-17로 나타낼 수 있는 하이드로카보닐 그룹은 독립적으로 알킬, 알케닐 및 아릴 그룹 및 아랄킬 및 알카릴, 예를들어 벤질 그룹과 같은 혹종의 이들의 조합을 포함한다.
R1-6, R9, R10, R11및 R13-17로 나타낼 수 있는 알킬 그룹은 C20이하, 특히 C1-7, 바람직하게는 C1-5를 포함하는 선형 및 분지형 알킬 그룹을 포함한다. 알킬 그룹이 분지형일 경우, 이 그룹은 종종 10 이하의 분지쇄 탄소 원자, 바람직하게는 4 이하의 분지쇄 탄소 원자를 포함한다. 혹종의 구체예에서, 알킬 그룹은 통상적으로 가장 큰 고리내에 C3-10을 포함하고 하나 이상의 가교 고리를 특징으로 하는 환식 그룹일 수 있을 것이다. R1-6, R9, R10, R11및 R13-17로 나타낼 쑤 있는 알킬 그룹의 예에는 메틸, 에틸, 프로필, 2-프로필, 부틸, 2-부틸, t-부틸 및 싸이클로헥실 그룹이 포함된다.
R1-6, R9, R10, R11및 R13-17로 나타낼 수 있는 알케닐 그룹은 C2-20, 바람직하게는 C2-6알케닐 그룹이 포함된다. 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합이 존재할 수 있을 것이다. 알케닐 그룹은 하나 이상의 치환체, 특히 페닐 치환체를 포함할 수 있을 것이다. 알케닐 그룹의 예에는 비닐, 스티릴 및 인데닐 그룹이 포함된다. R1또는 R2중 하나가 알케닐 그룹을 나타낼 경우 탄소-탄소 이중결합은 바람직하게는 C=X 부분에 대하여 β 위치에 위치한다. R1또는 R2중 하나가 알케닐 그룹을 나타낼 경우, 화학식(1)의 화합물은 바람직하게는 α,β-불포화된 케톤이다.
R1-6, R9, R10, R11및 R13-17로 나타낼 수 있는 아릴 그룹은 싸이클로알킬, 아릴 또는 이환식 고리를 포함하는 하나의 고리 또는 2 이상의 융합된 고리를 함유할 수 있을 것이다. R1-6, R9, R10, R11및 R13-17로 나타낼 수 있는 아릴 그룹의 예에는 페닐, 톨일, 플루오로페닐, 클로로페닐, 브로모페닐, 트리플루오로메틸페닐, 아니실, 나프틸 및 페로세닐 그룹이 포함된다.
R1-6, R9, R10, R11및 R13-17로 나타낼 수 있는 퍼할로겐화된 하이드로카보닐 그룹은 독립적으로 퍼할로겐화된 알킬 및 아릴 그룹 및 아랄킬 및 알카릴 그룹과 같은 혹종의 이들의 조합물을 포함한다. R1-6, R9, R10, R11및 R13-17로 나타낼 수 있는 퍼할로겐화된 알킬 그룹의 예에는 -CF3및 -C2F5가 포함된다.
R1-6, R9, R10, R11및 R13-17로 나타낼 수 있는 복소환식 그룹은 독립적으로 방향족 및 포화된 및 부분적으로 불포화된 고리 시스템을 포함하고 싸이클로알킬, 아릴 또는 복소환식 고리를 포함할 수 있는 1개의 고리 또는 2 이상의 융합된 고리를 포함할 수 있을 것이다. 복소환식 그룹은 하나 이상의 복소환식 고리를 함유할 것인데 이 중 가장 큰 것은 통상적으로 3-7의 고리 원자를 포함하고 여기서 하나 이상의 원자는 탄소이고 하나 이상의 원자는 N, O, S 또는 P 중 어느 것이다. R1또는 R2중 하나가 복소환식 그룹을 나타내거나 포함할 경우 C=X에 결합된 R1또는 R2의 원자는 바람직하게는 탄소 원자이다. R1-6, R9, R10, R11및 R13-17로 나타낼 수 있는 복소환식 그룹의 예는 피리딜, 피리미딜, 피롤일, 티오페닐, 푸라닐, 인돌일, 퀴놀일, 이소퀴놀일, 이미다졸일 및 트리아졸일 그룹이 포함된다.
혹종의 R1-6, R9, R10, R11및 R13-17이 치환된 하이드로카보닐, 또는 복소환식 그룹일 경우, 치환체(들)은 반응 속도 또는 입체선택성에 역효과를 일으키지 않도록 해야한다. 임의의 치환체들에는 할로겐, 시아노, 니트로, 하이드록시, 아미노, 티올, 아실, 하이드로카빌, 퍼할로겐화된 하이드로카빌, 헤테로싸이클일, 하이드로카빌옥시, 모노 또는 디-하이드로카빌아미노, 하이드로카빌티오, 에스테르, 카보네이트, 아미드, 설포닐 및 설폰아미도 그룹이 포함되는데 여기서 하이드로카빌 그룹은 상기 R1에 대하여 정의한 바와 같다. 하나 이상의 치환체들이 존재할 수 있을 것이다.
혹종의 R1및 R2, R1및 R3, R2및 R4, R3및 R4, R1및 R5, R2및 R6및 R5및 R6이 화학식(1) 화합물의 탄소 원자 및/또는 X 원자와 함께 취해질 경우 고리가 생성되도록 결합될 경우 이들이 5, 6 또는 7원 고리인 것이 바람직하다. 이러한 화학식(1) 화합물들의 예에는 3,4-디하이드로이소퀴놀린, 1-테트랄론, 2-테트랄론, 4-크로마논, 1-메틸-6,7-디메톡시-3,4-디하이드로이소퀴놀린, 1-벤조수바론, 2-인다논 및 1-인다논이 포함된다.
X가 NR5또는 (NR5R6)+Q-에 의하여 나타내어지는 화학식(1) 화합물은 이민 또는 이미늄염을 포함한다. 화학식(1) 화합물이 이민일 경우, 이것은 임의로 이미늄염으로 전환될 수 있을 것이다. 이미늄염이 이민보다 바람직하다. 바람직한 이미늄염은 R1또는 R2가 수소이나 R5또는 R6가 동일하도록 X가 (NR5R6)+Q-인 화학식(1) 화합물로 대표된다. 화학식(1) 화합물이 이미늄염일 경우, Q-로 나타내어지는 음이온이 존재한다. 존재할 수 있는 음이온의 예에는 할라이드, 하이드로젠 설페이트, 토실레이트, 포르메이트, 아세테이트, 테트라플루오로보레이트, 트리플루오로메탄설포네이트 및 트리플루오로아세테이트가 있다.
X는 가장 바람직하게는 O이다.
혹종의 바람직한 구체예에서, R1또는 R2는 둘다 독립적으로 C1-6알킬, 둘다 독립적으로 아릴, 특히 페닐이거나 하나는 아릴, 특히 페닐이고 하나는 C1-6알킬이다. R1또는 R2중 하나 또는 둘다가 페닐 그룹일 경우 치환체, 특히 C=X 그룹에 대하여 파라 치환체들이 존재할 수 있을 것이다.
가장 이롭게는, 화학식(1) 화합물은 화학식(2)의 할로겐화된 생성물이 R1, R2및 X가 각각 결합된 키랄 원자를 포함하도록 프로키랄이다. 이러한 비대칭 전달 수소화 방법은 본 발명의 특히 바람직한 양상이다. 더 통상적으로는, 화학식(1) 화합물이 프로키랄일 경우 R1또는 R2는 상이하고 어느 것도 수소가 아니다. 통상적으로 R1또는 R2중 하나는 지방족이고 다른 하나는 아릴 또는 헤테로아릴이다.
화학식(1) 화합물의 예에는 아세토페논, 4-클로로아세토페논, 4-메톡시아세토페논, 4-트리플루오로아세토페논, 4-니트로아세토페논, 2-클로로아세토페논 및 아세토페논 벤질이민이 포함된다.
수소 공여체에는 수소, 1차 및 2차 알콜, 1차 및 2차 아민, 카복실산 및 이들의 에스테르 및 아민염, 용이하게 분해가능한 탄화수소, 환원제 및 이들의 혹종의 조합물이 포함된다.
수소 공여체로서 사용할 수 있는 1차 및 2차 알콜은 통상적으로 C1-10, 바람직하게는 C2-7, 더 바람직하게는 C3-4를 포함한다. 수소 공여체로 나타내어질 수 있는 1차 및 2차 알콜의 예에는 메탄올, 에탄올, 프로판-1-올, 프로판-2-올, 부탄-1-올, 부탄-2-올, 싸이클로펜탄올, 싸이클로헥산올, 벤질알콜 및 멘톨이 포함된다. 수소 공여체가 알콜일 경우 2차 알콜, 특히 프로판-2-올 및 부탄-2-올이 바람직하다.
수소 공여체로서 사용할 수 있는 1차 및 2차 아민은 통상적으로 C1-20, 바람직하게는 C2-14, 더 바람직하게는 C3-8를 포함한다. 수소 공여체로 나타내어질 수 있는 1차 및 2차 아민의 예에는 에틸아민, 프로필아민, 이소프로필아민, 부틸아민, 이소부틸아민, 헥실아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디-이소프로필아민, 디부틸아민, 디-이소부틸아민, 디헥실아민, 벤질아민, 디벤질아민 및 피페리딘이 포함된다. 수소 공여체가 아민일 경우 1차 아민, 특히 2차 알킬 그룹, 특히 이소프로필아민 및 이소부틸아민을 포함하는 1차 아민이 바람직하다.
수소 공여체로서 사용할 수 있는 카복실산 또는 이들의 에스테르는 통상적으로 C1-10, 바람직하게는 C1-3을 포함한다. 혹종의 구체예에서, 카복실산은 유리하게는 베타-하이드록시-카복실산이다. 에스테르는 카복실산 및 C1-10알콜에서 유도할 수 있을 것이다. 수소 공여체로 사용할 수 있는 카복실산의 예에는 포름산, 락트산, 아스코르브산 및 만델산이 포함된다. 카복실산을 수소 공여체로 사용할 경우 최소한 몇몇의 카복실산은 바람직하게는 아민염 또는 암모늄염으로 존재한다. 이러한 염 생성에 사용할 수 있는 아민에는 방향족 및 비방향족 아민 또한 1차, 2차 및 3차 아민이 포함되고 일반적으로 C1-20을 포함한다. 3차 아민, 특히 트리알킬아민이 바람직하다. 염 생성에 사용할 수 있는 아민의 예에는 트리메틸아민, 트리에틸아민, 디-이소프로필에틸아민 및 피리딘이 포함된다. 가장 바람직한 아민은 트리에틸아민이다. 최소한 몇몇의 카복실산이 아민염으로 존재할 경우, 특히 포름산 및 트리에틸아민의 혼합물을 사용할 경우 산과 아민의 몰비는 통상적으로 약 5:2이다. 이 비는 성분의 부가, 통상적으로는 카복실산의 부가에 의하여 반응시 유지될 수 있을 것이다.
수소 공여체로 사용할 수 있는 용이하게 생분해가능한 탄화수소는 고도로 컨주게이팅된 시스템을 생성시키는 성질을 가지는 탄화수소 또는 방향족화하는 성질을 가지는 탄화수소를 포함한다. 수소 공여체로 사용할 수 있는 용이하게 생분해가능한 탄화수소의 예에는 싸이클로헥산디엔, 싸이클로헥센, 테트랄린, 디하이드로퓨란 및 터펜이 포함된다.
수소 공여체로 나타내어질 수 있는 순수한 환원제에는 높은 환원 전위를 가지는 환원제, 특히 약 -0.1eV 이상, 종종 약 -0.5eV 이상, 바람직하게는 약 -1eV 이상의 표준 수소 전극에 대하여 환원 전위를 가지는 것들이 포함된다. 수소 공여체로 나타내어질 수 있는 순수한 환원제에는 히드라진 및 하이드록실아민이 포함된다.
가장 바람직한 수소 공여체는 프로판-2-올, 부탄-2-올, 트리에틸암모늄 포르메이트 및 트리에틸암모늄 포르메이트 및 포름산의 혼합물이다.
R7에 의하여 나타내어질 수 있는 임의 치환된 싸이클로펜타디에닐 그룹에는 에타-5 결합할 수 있는 싸이클로펜타디에닐 그룹이 포함된다. 싸이클로펜타디에닐 그룹은 종종 1-5, 바람직하게는 3-5, 더 바람직하게는 5개의 하이드로카빌 그룹으로 치환된다. 바람직한 하이드로카빌 치환체에는 메틸, 에틸 및 페닐이 포함된다. 하이드로카빌 치환체가 에난시오머 및/또는 다이어스테레오머 중심을 포함할 경우 이들의 에난시오머 및/또는 다이어스테레오머 정제된 형태를 사용하는 것이 바람직하다. 임의 치환된 싸이클로펜타디에닐 그룹의 예에는 싸이클로펜타디에닐, 펜타메틸싸이클로펜타디에닐, 펜타페닐싸이클로펜타디에닐, 테트라페닐싸이클로펜타디에닐, 에틸테트라메틸펜타디에닐, 메틸테트라페닐싸이클로펜타디에닐, 네오멘틸테트라페닐싸이클로펜타디에닐, 메틸싸이클로펜타디에닐, 네오멘틸싸이클로펜타디에닐, 테트라하이드로인데닐, 멘틸테트라하이드로인데닐 및 네오멘틸테트라하이드로인데닐 그룹이 포함된다. 펜타메틸싸이클로펜타디에닐이 특히 바람직하다.
A 또는 B가 -NR8-, -NHR8, NR8R9, -NR12-, -NHR12또는 -NR11R12(여기서, R9및 R11은 상기 정의한 바와 같고 R8또는 R12는 C(O)R10또는 C(O)R13으로 나타내어지는 아실 그룹임)로 나타내어지는 아미드 그룹일 경우, R10및 R13은 독립적으로 종종 선형 또는 분지된 C1-7알킬, C1-8싸이클로알킬 또는 예를들어 페닐과 같은 아릴 그룹이다. R8및 R12로 나타내어질 수 있는 아실 그룹의 예에는 벤조일, 아세틸 및 할로게노아세틸, 특히 트리플루오로아세틸 그룹이 포함된다.
A 또는 B가 -NR8-, -NHR8, NR8R9, -NR12-, -NHR12또는 -NR11R12(여기서, R9및 R11은 상기 정의한 바와 같고 R8또는 R12는 -S(O)2R10, S(O)2R13으로 나타내어지는 설포닐 그룹임)로 나타내어지는 설폰아미드 그룹으로서 존재할 경우 R10및 R13은 독립적으로 종종 선형 또는 분지된 C1-8알킬, C1-8싸이클로알킬 또는 예를들어 페닐과 같은 아릴 그룹이다. 바람직한 설포닐 그룹에는 메탄설포닐, 트리플루오로메탄설포닐 및 특히 p-톨루엔설포닐 그룹이 포함된다.
A 또는 B가 -NR8-, -NHR8, NR8R9, -NR12-, -NHR12또는 -NR11R12(여기서, R9및 R11은 상기 정의한 바와 같고 R8또는 R12는 H, C(O)R13, SO2R13, C(O)NR10R14, C(S)NR10R14, C(=NR14)SR15, C(=NR14)OR15, C(O)NR13R16, C(S)NR13R16, C(=NR16)SR17또는 C(=NR16)OR17)로 나타내어지는 그룹으로서 존재할 경우 R10및 R13은 독립적으로 종종 메틸, 에틸, 이소프로필, C1-8싸이클로알킬과 같은 선형 또는 분지된 C1-8알킬 또는 예를들어 페닐과 같은 아릴 그룹이고 R14-17은 종종 각각 독립적으로 수소 또는 메틸, 에틸, 이소프로필, C1-8싸이클로알킬과 같은 선형 또는 분지된 C1-8알킬 또는 예를들어 페닐과 같은 아릴 그룹이다.
A 및 B의 정확한 성질은 A 및/또는 B가 금속에 결합되어 있는가 전자쌍을 통하여 금속에 배위결합되어 있는가에 의하여 결정될 것이다.
그룹 A 및 B는 결합 그룹 E에 의하여 결합된다. 결합 그룹 E는 A 및 B가 금속 M에 결합하거나 배위결합하도록 A 및 B의 적당한 형태를 이룬다. A 및 B는 통상적으로 2, 3 또는 4개의 원자를 통하여 결합한다. A 및 B를 결합시키는 E의 원자는 하나 이상의 치환체들을 함유할 수 있을 것이다. E의 원자, 특히 A 및 B에 대하여 알파 원자는 복소환식 고리, 바람직하게는 포화된 고리, 특히 5, 6 또는 7-원 고리를 형성시킬 수 있도록 A 및 B에 결합시킬 수 있을 것이다. 이러한 고리는 하나 이상의 다른 고리과 융합할 수 있을 것이다. 종종 A 및 B를 결합시키는 원자는 탄소 원자이다. A 및 B를 결합시키는 하나 이상의 탄소 원자는 A 또는 B 외에 치환체들을 포함할 것이다. 치환체 그룹들은 상기 정의한 바와 같이 R1을 치환할 수 있는 것들을 포함한다. 유리하게는, 혹종의 이러한 치환체 그룹들은 금속 M과 배위결합하지 않는 그룹들에서 선택된다. 바람직한 치환체들에는 상기 기술한 바와 같이 할로겐, 시아노, 니트로, 설포닐, 하이드로카빌, 퍼할로겐화된 하이드로카빌 및 헤테로싸이클릴 그룹이 포함된다. 가장 바람직한 치환체들은 C1-6알킬 그룹 및 페닐 그룹이다. 가장 바람직하게는, A 및 B는 두개의 탄소 원자, 특히 임의 치환된 에틸 부분에 결합된다. A 및 B가 두개의 탄소 원자에 결합될 경우, A 및 B를 결합시키는 두개의 탄소 원자는 방향족 또는 지방족 환식 그룹, 특히 5, 6 또는 7-원 고리의 일부를 구성할 수 있을 것이다. 이러한 고리는 하나 이상의 이러한 다른 고리에 융합될 수 있을 것이다, E가 2 탄소 원자 분리를 나타내고 탄소 원자 중 하나 또는 둘다가 상기 정의한 바와 같은 임의 치환된 아릴 그룹을 함유하거나 E가 페닐 고리에 임의 융합된 싸이클로펜탄 또는 싸이클로헥산 고리를 포함하는 2 탄소 원자를 나타내는 구체예가 특히 바람직하다.
E는 바람직하게는 하나 이상의 입체특이적 중심을 가지는 화합물의 일부를 구성한다. A 및 B를 결합시키는 2, 3 또는 4개의 원자들 모두 또는 어느 것이 치환되어 하나 이상의 이들 원자 상에 하나 이상의 입체특이적 중심을 생성할 경우, 하나 이상의 입체특이 중심은 그룹 A 또는 B에 인접한 원자에 위치하는 것이 바람직하다. 하나 이상의 이러한 입체특이 중심이 존재할 경우 이것은 유리하게는 에난시오머 정제된 상태로 존재한다.
B가 -O- 또는 -OH이고 E의 인접 원자가 탄소일 경우 B는 카복실 그룹의 일부를 이루지 않는 것이 바람직하다.
A-E-B에 의하여 나타내어질 수 있거나 탈프로톤화에 의하여 A-E-B가 유도되어질 수 있는 화합물은 종종 4-아미노알칸-1-올, 1-아미노알칸-4-올, 3-아미노알칸-1-올, 1-아미노알칸-3-올, 특히 2-아미노알칸-1-올, 1-아미노알칸-2올, 3-아미노알칸-2올 및 2-아미노알칸-3-올, 특히 2-아미노에탄올 또는 3-아미노프로판올을 포함하는 아미노알콜 또는 1,4-디아미노알칸, 1,3-디아미노알칸, 특히 1,2- 또는 2,3-디아미노알칸 및 특히 에틸렌디아민과 같은 디아민이다. A-E-B에 의하여 나타내어질 수 있는 추가의 아미노알콜은 바람직하게는 페닐 고리에 융합된 2-아미노싸이클로펜탄올 및 2-아미노싸이클로헥산올이다. A-E-B에 의하여 나타내어질 수 있는 추가의 디아민은 바람직하게는 페닐 고리에 융합된 1,2-디아미노싸이클로펜탄 및 1,2-디아미노싸이클로헥산이다. 아미노 그룹은 유리하게는 N-토실화될 수 있을 것이다. 디아민이 A-E-B에 의하여 나타내어질 경우 바람직하게는 하나 이상의 아미노 그룹은 N-토실화된다. 아미노알콜 또는 디아민은 유리하게는 특히 결합 그룹 E상에서, C1-4알킬, 특히 메틸과 같은 하나 이상의 알킬 그룹 또는 특히 페닐 그룹과 같은 하나 이상의 아릴 그룹에 의하여 치환된다.
A-E-B에 의하여 나타내어질 수 있는 화합물들의 구체적인 예 및 이들이 유도될 수 있는 프로톤화된 해당물들은 다음과 같다:
바람직하게는, 이들의 에난시오머 및/또는 다이어스테레오머 정제된 형태가 사용된다. 예에는 (1S,2R)-(+)-노레페드린, (1R,2S)-(+)-시스-1-아미노-2-인단올, (1S,2R)-2-아미노-1,2-디페닐에탄올, (1S,2R)-(-)-시스-1-아미노-2-인단올, N-토실-(1S,2R)-시스-1-아미노-2-인단올, (1R,2S)-(-)-노레페드린, (S)-(+)-2-아미노-1-페닐에탄올, (1R,2S)-2-아미노-1,2-디페닐에탄올, (R)-(-)-2-피롤리딘메탄올 및 (S)-(+)-2-피롤리딘메탄올이 포함된다.
M으로 나타내어질 수 있는 금속에는 전달 수소화를 촉매할 수 있는 금속들이 포함된다. 금속에는 바람직하게는 전이금속, 더 바람직하게는 주기율표의 8족 금속, 특히 루테늄, 로듐 또는 이리듐이 포함된다. 금속이 루테늄일 경우 이것은 바람직하게는 원자가 2이다. 금속이 로듐 또는 이리듐일 경우 이것은 바람직하게는 원자가 3이다.
Y로 나타내어질 수 있는 음이온 그룹에는 하이드라이드, 하이드록시, 하이드로카빌옥시, 하이드로카빌아미노 및 할로겐 그룹이 포함된다. 할로겐이 Y로 나타내어질 경우 할로겐은 바람직하게는 염소이다. 하이드로카빌옥시 또는 하이드로카빌아미노 그룹이 Y로 나타내어질 경우 이 그룹은 반응에 사용되는 수소 공여체의 탈프로톤화에서 유도될 수 있을 것이다.
Y로 나타내어질 수 있는 염기성 리간드에는 물, C1-4-알콜, C1-81차 또는 2차 아민 또는 반응 시스템에 존재하는 수소 공여체가 포함된다. Y로 나타내어질 수 있는 바람직한 염기성 리간드는 물이다.
더 바람직하게는 촉매가 키랄일 수 있도록 A-E-B, R7및 Y의 성질을 선택한다. 이 경우, 바람직하게는 이들의 에난시오머 및/또는 다이어스테레오머 정제된 형태가 사용된다. 이러한 촉매는 가장 유리하게는 비대칭 전달 수소화 공정에서 사용된다. 다수의 구체예에서, 촉매의 키랄성은 A-E-B의 성질에서 유도된다.
본 방법은 Y가 원자가 부위가 아닐 경우, 바람직하게는 염기 존재하에 수행한다. 염기의 pKa는 바람직하게는 8.0 이상, 특히 10.0 이상이다. 편리한 염기는 하이드록사이드, 알콕사이드 및 알카리 금속의 카보네이트; t-아민 및 4차 암모늄 화합물이다. 바람직한 염기는 소듐 2-프로폭사이드 및 트리에틸아민이다. 수소 공여체가 산이 아닐 경우, 사용되는 염기의 양은 촉매의 5.0 이하, 통상적으로는 3.0 이하, 종종 2.5 이하, 특히 1.0-3.5몰일 수 있다. Noyori등에 의하여 사용되는 실질적 과량의 염기는 불필요한 것으로 사료되어진다. 수소 공여체가 산일 경우, 촉매는 바람직하게는 수소 공여체의 도입 이전에 염기와 접촉한다. 이러한 경우, 수소 공여체의 도입 이전에 염기와 촉매의 몰 비는 1:1-3:1, 바람직하게는 약 1:1이다.
기체 수소가 존재할 수 있을지라도 이것은 불필요한 것으로 사료되어지므로 본 방법은 통상적으로는 기체 수소 없이 행한다.
반드시 산소가 없어야하는 것은 아니다. 이것은 순수한 산소로 반응기 혼합물을 살포하는 공정을 수행함으로써 보여져왔는데: 처음 변환율은 500h-1이고 2시간에 40%의 전환율이 얻어졌다. 그러나, 예를들어 처음에 질소의 움직임이 없을 경우 1080h-1, 질소를 살포할 경우 1500h-1의 질소 대기하에서 더 양호한 결과가 얻어졌다. 이 방법은 유리하게는 실질적으로 이산화탄소 없이 수행한다.
수소 공여체의 탈수소화로부터 얻은 생성물(들)이 휘발성일 경우, 예를들어 100℃ 이하에서 비등할 경우, 휘발성 생성물을 제거하는 것이 바람직하다. 비활성 기체를 살포하여 제저할 수 있다. 더 바람직하게는 대기압 미만에서 증류하여 제거한다. 감압 증류할 경우, 압력은 종종 500mmHg 이하, 통상적으로는 200mmHg 이하, 바람직하게는 5-100mmHg, 가장 바람직하게는 10-80mmHg이다.
본 방법은 적당하게는 -78-150℃, 바람직하게는 -20-110℃, 더 바람직하게는 -5-60℃ 범위의 온도에서 수행한다. 기질, 화학식(1)의 화합물의 처음 농도는 적당하게는 0.05-1.0이고, 편리한 대규모 조작에서는 몰 베이시스로 예를들어 6.0 이하, 더 특별하게는 0.75-2.0일 수 있다. 기질과 촉매의 몰비는 적당하게는 50:1 이상, 50000:1 이하, 바람직하게는 250:1-5000:1, 더 바람직하게는 500:1-2500:1일 수 있다. 수소 공여체는 바람직하게는 기질에 대하여 몰과량으로, 특히 편리하다면 5-20배 이상, 예를들어 500배 이하로 사용한다. 반응 시간은 일반적으로 1.0분 내지 24시간, 특히 8시간 이하 편리하게는 약 3시간이다. 실제로 본 발명은 상기 언급한 공개공보에 기술된 것보다 더 짧은 시간이 실제적인 것으로 사료되어진다. 반응후, 혼합물은 표준 절차로 처리한다. 예를들어 아세토니트릴과 같은 반응 용매 또는 편리하게는 수소 공여체가 반응 온도에서 액체인 경우, 특히 수소 공여체가 1차 또는 2차 알콜 또는 1차 또는 2차 아민일 경우 수소 공여체가 존재할 수 있을 것이다. 통상적으로 물없이 수행하는 것이 바람직하나 물이 반응을 방해하는 것으로 사료되어지지는 않는다. 수소 공여체 또는 반응 용매가 물과 혼화성이 아니고 의도하는 생성물이 수용성일 경우, 반응이 진행됨에 따라 생성물을 제2 상 추출하고 평형을 이끌며 생성물의 광학 순도 손실을 막는 것으로서 물이 존재하는 것이 바람직할 수 있을 것이다. 기질의 농도는 반응시간, 수율 및 에난시오머 과량을 최적화하도록 선택할 수 있을 것이다.
본 발명의 제2의 구체예는 다음 식의 촉매를 제공한다.
[식중, R7은 임의 치환된 싸이클로펜타디에닐 그룹이고; A는 -NR8-, -NR9-, -NHR8-, 또는 -NR8R9(여기서, R8은 H, C(O)R10, SO2R10, C(O)NR10R14, C(O)NR10R14, C(S)NR10R14, C(=NR14)SR15또는 C(=NR14)OR15, R9및 R10은 각각 독립적으로 임의 치환된 하이드로카빌, 퍼할로겐화된 하이드로카빌 또는 임의 치환된 복소환식 그룹, R14및 R15는 각각 독립적으로 수소 또는 R10에 대하여 정의한 그룹)이며; B는 -O-, -OH, OR11, -S-, -SH, -SR11, -NR11-, -NR12-, -NHR12또는 -NR11R12(여기서, R12는 H, C(O)R13, SO2R13, C(O)NR13R16, C(S)NR13R16, C(=NR16)SR17또는 C(=NR16)OR17, R11및 R13은 각각 독립적으로 임의 치환된 하이드로카빌, 퍼할로겐화된 하이드로카빌 또는 임의 치환된 복소환식 그룹, R16및 R17는 각각 독립적으로 수소 또는 R13에 대하여 정의한 그룹)이고; E는 결합그룹; M은 전달 수소화를 촉매할 수 있는 금속이며; Y는 음이온 그룹, 염기성 리간드 또는 원자가 부위임(단 (i)Y가 원자가 부위가 아닐 경우 A 또는 B 중 하나 이상은 수소 원자를 함유하고 (ii)B가 -O- 또는 -OH-일 경우, B가 카복실레이트 그룹의 일부가 아닐 것을 조건으로 함).
본 발명 촉매에서 A, E, B, M, R7및 Y는 상기에서 전달 수소화 방법에 대하여 기술한 바와 같을 수 있다.
촉매 종은 상기 식으로 나타낸 바와 같다고 사료되어진다. 이것은 고체 지지체 상에서 올리고머 또는 복분해 생성물로 사용하거나 제자리에서 생성시킬 수 있을 것이다.
혹종의 구체예에서, 혹종의 기질 형의 전달 수소화에는 혹종의 촉매가 바람직함이 밝혀졌다. A-E-B가 아미노알콜, 특히 노레페드린 및 시스-아미노인다놀에서 유도되는 촉매는 알데하이드 및 케톤을 전달 수소화하여 알콜을 얻는데 바람직하다. 특히 M은 또한 로듐(III)이고 R7은 펜타메틸싸이클로펜타디에닐이다. 또한 바람직하게는 이소프로판올이 수소 공여체로 사용되고 소듐 이소프로폭사이드는 염기로 사용된다. A-E-B가 N-토실디아민으로부터 유도되는 촉매는 이민 및 이미늄염의 전달 수소화 반응에 바람직하다. 특히, M은 또한 로듐(III)이고 R7은 펜타메틸싸이클로펜타디에닐이다. 또한 바람직하게는 소듐 이소프로폭사이드 또는 트리에틸아민은 종종 염기로 사용된다. 화학식(1)의 화합물이 이민일 경우, 바람직하게는 포름산 및 트리에틸아민의 혼합물이 수소 공여체로 사용되고 화학식(1)의 화합물이 미리 제조한 이미늄염, 바람직하게는 트리플루오로아세테이트염일 경우 바람직하게는 이소프로판올이 수소 공여체로 사용된다.
촉매는 금속 싸이클로펜타디에닐 할라이드 착물을 상기 정의한 바와 같은 화학식 A-E-B의 화합물 또는 이것이 유도될 수 있는 프로톤화된 등가물과 반응시켜, Y가 원자가 부위일 경우에는 이의 생성물을 염기와 반응시켜 제조할 수 있다. 금속 싸이클로펜타디에닐 할라이드 착물은 바람직하게는 식 [MR7Z2]2(여기서, M 및 R7은 상기 정의한 바와 같으며 Z는 할라이드, 특히 염소를 나타냄)을 가진다.
본 발명 촉매 제조에서, 바람직하게는 용매가 존재한다. 적당한 반응온도는 0-100, 예를들어 20-70℃이고 종종 반응시간은 0.5-5.0시간이다. 반응이 완결된 후 바란다면 촉매를 분리시킬 수 있을 것이나 더 편리하게는 용액으로서 사용하거나 제조 후 곧 사용한다. 용액은 수소 공여체를 함유할 수 있으며 이것은 2차 알콜일 경우 단계(a) 및/또는 (b)에 존재하거나 단계(a) 및/또는 (b)의 용매로서 사용할 수 있을 것이다. 바람직하게는 비활성 대기, 특히 이산화탄소 및 산소-없는 조건에서 제조 및 사후-처리를 하여야한다.
촉매 또는 촉매 용액은 일반적으로 전달 수소화 반응에 사용하기 직전 또는 사용시 염기로 처리한다. 이것은 용액인 촉매 또는 용액인 화학식(1)의 화합물에 염기를 가하거나 전달 수소화 반응에 가하여 수행할 수 있다.
전달 수소화는 기질 용액, 화학식(1)의 화합물에 촉매 용액을 전달시켜 수행할 수 있다. 이와는 다르게, 기질 용액을 촉매 용액에 가할 수 있다. 염기는 촉매 용액 및/또는 기질 용액에 미리 가하거나 나중에 가할 수 있을 것이다. 이미 촉매 용액에 존재하지 않을 경우 수소 공여체는 기질 용액에 가하거나 반응 혼합물에 가할 수 있을 것이다.
본 발명은 다음 실시예로 예시된다.
다른 지시가 없는 한, % 전환율 및 % 에난시오머 과량(e.e)은 GC로 측정하였다.
실시예 1
촉매의 제조 및 아세토페논의 환원
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 ** 0.0254g 618.08 1.0 41.2μ㏖
(1S,2R)-(+)-노레페드린 0.0209g 151.21 3.36 138.3μ㏖
2-프로판올(무수) 100ml 60.10 31677 1.305㏖
2-프로판올 내 KOH 0.1M 3.3ml 56.11 4.01 0.33m㏖
아세토페논 2.06g 120.15 209 17m㏖
주석:**는 STREM 케미칼사로 부터 구입했음.
반응에 앞서, 용매의 가스를 제거함:
100ml의 무수 2-프로판올을 주사기(syringe)로 밀봉된 깨끗한 건조 둥근 바닥 플라스트에 가하고 20℃하에 30분 동안 진공으로 가스를 제거하였다.
(a) 촉매 제조
(+)-노레페드린 및 로듐 화합물을 깨끗한 건조 Schlenk 플라스크안에 넣어 무게를 달았다. 상기 플라스크를 "Suba-seal" (RTM)로 밀봉하였다. 이의 내용물을 제거(evaculating)한 후, 질소를 15번 교환하여 실온하에 세척하였다. 이후 2-프로판올(20ml)을 캐뉼러로 가하였다. 플라스크 꼭지를 막고 이 플라스크를 고체가 용해되기 시작할 때 까지 흔들어 주었다. 이로 인해 오렌지 색 상층액 및 검은색 고체가 얻어졌다. 플라스크 꼭지를 다시 개봉하고 질소를 흘려 공급하였으며, 이 플라스크의 내용물을 2시간 5분 동안 60℃하에 가열시켜 주었다. 촉매를 30분 간격으로 체크하였다. 매 간격에 있어, 바닥에 흑색 고체를 갖는 암갈색 용액이었다.
(b) 수소화 반응
아세토페논을 2-프로판올(80ml) 내에 용해시키고 40분 동안 탈가스화 하였다. 이용액을 캐뉼러로 촉매-함유 플라스크에 가하고, 연이어 주사기를 통해 2-프로판올에 용해된 탈가스화된(degassed) 0.1M의 KOH 용액을 가하였다. 이 혼합물을 실온하에 정치하고 간격에 따라 취한 표본을 채취하여 가스 크로마토그래피로 측정하였다. 소규모의 조작에서는 반응 혼합물에 질소를 살포하지 않고, 보다 큰 규모의 생성물에 살포될 것이다. (R)-1-페닐에탄올의 생산에 대한 결과는 다음과 같다:
전환율 % ee
1시간 92 84
1시간에 걸쳐 통합된 전환수는 189h-1임.
실시예 2
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 6.2mg 618.08 1.0 10.1μ㏖
(1R,2S)-(+)-cis-1-아미노-2-인다놀 1.64mg 149.19 1.09 11μ㏖
아세토페논 2.06g 120.15 1547 17m㏖
2-프로판올 129974
(a) 촉매 제조
로듐 화합물 및 (1R,2S)-(+)-cis-2-아미노인다놀을 질소하에 탈가스화된 (degassed) 2-프로판올(50ml) 내에 현탁시켜 60℃까지 가열하고, 60℃하에 한시간 동안 정치시킨 후, 실온까지 냉각하였다. 이 결과로 얻어진 오렌지색-적색의 촉매 용액: [(+)-cis-(1R)-아미노-(2S)-하이드록시인다닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응
상기 촉매 용액을 탈가스화된(degassed) 2-프로판올에 용해된 0.1M의 KOH 용액에 가하고, 연이어 2-프로판온에 용해된 아세토페논 용액을 가하였다. 이 혼합물을 실온에서 질소하에 2시간 동안 교반시킨 후 희석 염산으로 중화시키고 진공 증류로 농축시켜 워크업하였다. 잔류물을 에틸 아세테이트로 희석하고 동일 부피의 포화 수성 소듐 클로라이드로 세척하였다. 유기층을 분리하고 마그네슘 설페이트로 건조하여 고체로 부터 분리시켜 용매를 제거하였더니, 조(S)-1-페닐에탄올(1.76g). 수율 84%, ee 89%가 얻어졌다. 1시간에 걸쳐 통합된 전환수는 324h-1이었다.
실시예 3
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 6.3mg 618.08 1.0 10.2μ㏖
(1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀 3.1mg 149.19 2.0 20.8μ㏖
아세토페논 1.29g 120.15 1039 10.6m㏖
2-프로판올 63857
(a) 촉매 제조
로듐 화합물을 50ml의 2-프로판올 내에 현탁하였으며, 3번의 순환의 진공 및 질소로 플러슁하여 가스를 제거하였다. 이 혼합물을 고체가 용해될 때 까지 온화한 환류로 가열한 후 실온까지 냉각하였다. (1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀을 교반하면서 상기 용액에 가하였다. 이 혼합물을 진공 및 질소로 순환시키며 플러슁하여 가스를 제거하였고, 30℃로 30분 동안 데워주었다. 상기 결과로 얻어진 오렌지색-적색의 촉매 용액: [(-)-cis-(1S)-아미노- (2R)-하이드록시인다닐 ]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응
아세토페놀을 상기 촉매 용액에 가하였다. 이 혼합물을 1시간 동안 실온하에 교반시켰다. 소듐 2-프로폭사이드(0.25ml의 깨끗히 제조된 2-프로판올에 용해된 0.1M 용액)을 가하였다. 이 혼합물을 2시간 동안 교반시키고, 표본을 취하였다; 57%의 아세토페논을 반응시켰더니 79% ee의 (R)-1-페닐에탄올이 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 전환수는 241h-1이었다.
실시예 4
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Ir(Cp*)Cl2]2 ** 7.1mg 796.71 1.0 8.9μ㏖
(1R,2S)-(+)-cis-1-아미노-2-인다놀 1.64mg 149.19 1.23 11μ㏖
아세토페논 2.06g 120.15 1908 17m㏖
2-프로판올 146550
**는 STREM 케미칼사로 부터 구입함.
(a) 촉매 제조
이리듐 화합물 및 (1R,2S)-(+)-cis-1-아미노-2-인다놀을 질소하에 탈가스화된(degassed) 2-프로판올(50ml) 내에 현탁시키고, 60℃까지 가열하여 1시간 동안 60℃에서 정치시킨 후, 실온까지 냉각하였다. 상기 결과로 얻어진 오렌지색-적색의 촉매 용액: [(+)-cis-(1R)-아미노-(2S)-하이드록시인다닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-이리듐 클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응
상기 촉매 용액에, 2-프로판올에 용해된 탈가스화된(degassed) 0.1M의 KOH 용액을 가하고, 연이어 2-프로판올에 용해된 아세토페논 용액을 가하였다. 상기 혼합물을 60℃ 까지 가열하고 질소하에 1시간 동안 실온에서 교반시킨 후, 희석 염산으로 중화시키고 진공 증류로 농축함으로써 워크업시켜 주었다. 잔류물을 에틸 아세테이트로 희석시키고 동일 부피의 포화 수성 소듐 클로라이드로 세척하여 주었다. 상기 유기층을 분리하고, 마그네슘 설페이트로 건조시켜 고체로 부터 분리하고 용매를 제거하였더니 조(S)-1-페닐에탄올(0.9g), 수율 43%, ee 80%이 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 전환수는 410h-1이었다.
실시예 5
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 6.2mg 618.08 1.0 10μ㏖
(1S,2R)-2-아미노-1,2-디페닐에탄올 4.3mg 213.28 2.01 20.1μ㏖
트리에틸아민 7㎕ 101.19
#이민 53㎎ 205.26 26 0.26m㏖
CF3CO2H 20㎕ 114.02 0.26m㏖
2-프로판올 11㎖ 144000
(a) 촉매 제조
(1S,2R)-2-아미노-1,2 디페닐에탄올(Aldrich: 4.3mg, 20.1μ㏖)을 질소 플러슁된 마그내틱 교반기에 부착된 작은 유리병 내의 2-프로판올(10ml)에 용해시켰다. 로듐 화합물(6.2mg, 10μ㏖)을 트리에틸아민(7㎕)과 함께 상기 용액에 가하였다. 이 용액이 갈색으로 변색되어지도록 45분 동안 60℃로 가열하였다. 상기 결과로 얻어진 촉매 용액: [(1S)-아미노-(2R)-하이드록시디페닐에틸]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐 클로라이드를 다음 반응에 직접 사용하였다.
(b) 수소화 반응
트리플루오로아세트산(20㎕, 0.26mmol)을 2-프로판올(1ml)에 용해된 이민(53mg, 0.26mmol)에 가하여 이미늄 트리플루오로아세테이트를 제조하였다. 이 용액을 촉매 용액에 가하고 60℃로 20시간 동안 가열하였다. 수성 산으로 급냉한 후, 수성 용액을 메틸렌 클로라이드로 추출하기에 앞서 염기성으로 만들어, 이 생성물을1Hn.m.r로 분석하였더니 54%의 의도한 생성물이 얻어졌고, 그 잔류물은 이민 개시 물질이었다.
실시예 6
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 6.2mg 618.08 1.0 9.73μ㏖
N-토실-(1S,2R)-cis-1-아미노-2-인다놀 6.8mg 303.38 2.3 22.4μ㏖
2-프로판올 1㎖
트리에틸아민 7㎕ 101.19
#이민 40㎎ 205.26 0.195mmol
CF3CO2H 15㎕ 0.195mmol
(a) 촉매 제조
N-토실-(1S,2R)-cis-1-아미노-2-인다놀(6.8mg, 22.4μ㏖)을 질소 플러슁된 마그내틱 교반기에 부착된 작은 유리병 내의 2-프로판올(1ml)에 용해시켰다. 로듐 화합물(6.2mg, 9.73μ㏖)을 상기 용액에 가하고, 이후 1시간 동안 60℃로 가열하였다. 트리에틸아민(7㎕)을 가하였다. 상기 용액의 색이 오렌지색에서 자주색으로 변하였다. 이 용액을 추가로 20분 동안 60℃하에 유지시켜 주고, 실온까지 냉각하였다. 상기 결과로 얻어진 촉매 용액: [N-토실-cis-(1S)-아미노-(2R)-하이드록시인다닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐 클로라이드를 질소하에 보관하였다.
(b) 수소화 반응
트리플루오로아세트산(15㎕, 0.195mmol)을 2-프로판올(1ml)에 용해된 이민(40mg, 0.195mmol)에 가하여 이미늄 트리플루오로아세테이트를 제조하였다. 상기 촉매 용액을 가하고 이 혼합물을 16시간 동안 60℃로 가열하였다. 수성 소듐 바이카보네이트로 급냉하고 메틸렌 클로라이드로 추출한 후, 생성물을1Hn.m.r로 분석하였더니 42%의 의도한 생성물이 얻어졌고, 그 잔류물은 이민 개시 물질이었다.
실시예 7
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 6.3mg 618.08 1.0 10.2μ㏖
N-토실-(1R,2R)-1,2-디페닐에틸렌디아민 7.3mg 366.48 1.93 20μ㏖
트리에틸아민 6㎕ 101.19 4.18 43μ㏖
2-프로판올 10㎖ 60.1
CH3CN 6.4㎖ 41.05
#이민 109㎎ 205.26 0.53mmol
트리에틸아민/포름산(2:5) 0.25㎖
(a) 촉매 제조
N-토실-(1R,2R)-1,2-디페닐에틸렌디아민(7.3mg, 20μ㏖) 및 로듐 화합물 (6.3mg, 10.2μmol)을 질소로 플러슁된 작은 유리병 내의 2-프로판올(10ml)에 용해시켰다. 트리에틸아민(6㎕)을 가하였다. 고체가 모두 용해될 때 까지 상기 혼합물을 55℃에서 교반하고 30분 동안 80℃로 가열한 후, 실온으로 냉각시켰다. 상기 결과로 얻어진 촉매 용액: [N-토실-(1R)-아미노-(2R)-아미노디페닐에틸]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐 클로라이드를 질소하에 보관하였다.
(b) 수소화 반응 [기질:촉매의 비 266:1]
상기 촉매 용액의 일부(8ml)를 유리병에 담고 이 용매를 진공을 사용하여 증발시켰다. 이 잔류물을 아세토니트릴(6.4ml) 내에 재용해시키고 질소로 가스를 제거하였다. 질소-세척한 유리병에 이민(109mg, 0.53mmol) 및 0.8ml의 촉매 용액, 연이어 2:5 트리에틸아민:포름산 혼합물(0.25ml)을 채웠다. 이 혼합물을 1시간 동안 60℃로 가열하고 물을 가함으로써 급냉하여 메틸렌 클로라이드로 추출한 후, 마그네슘 설페이트로 건조하였으며, 이의 조생성물을1HNMR로 분석하였더니 〉95%의 의도한 아민이 나타났다. 키랄 이동(shift)1Hn.m.r.은 아민이 74.8%ee임을 나타냈다.
실시예 8
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 6mg 618.08 1.0 9.7μ㏖
(1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀 3.2mg 149.19 2.1 22.1μ㏖
아세토페논 0.126g 120.15 1mmol
2-부탄올 20㎖ 74.12 0.22mmol
(a) 촉매 제조
로듐 화합물 및 (1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀을 질소하에 탈가스화된 (degassed) 2-부타올(20ml) 내에 현탁시키고, 이 반응물을 질소로 30분 동안 세척하였다. 이 황색 혼합물을 이 혼합물이 오렌지색/적색으로 명확해질 때 까지 0.5시간 동안 35℃로 가열한 후, 실온으로 냉각시켰다. 상기 결과로 얻어진 오렌지-적색의 촉매 용액: [(-)-cis-(1S)-아미노-(2R)-하이드록시인다닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응 [기질:촉매의 비 539:1]
아세토페논(0.126g, 1mmol)을 건조한 유리병에 가하였다. 이후, 촉매 용액의 일부(2ml)를 가하고 연이어 소듐 2-프로폭사이드 용액(25㎕의 2-프로판올에 용해된 0.2M 용액)을 가하였다. 이 혼합물을 질소하에 2시간 동안 실온에서 교반시켰다. 이로 인해 (R)-1-페닐에탄올 수율 66.2%, ee87%가 얻어졌다. 1시간동안 통합된 개시 전환수는 574h-1이었다.
실시예 9
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 6.1mg 618.08 1.0 9.9μ㏖
(1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀 3mg 149.19 2.03 20μ㏖
아세토페논 1.089g 120.15 9.1mmol
2-부탄올 20㎖ 74.12 0.22mmol
(a) 촉매 제조
로듐 화합물 및 (1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀을 질소하에 탈가스화된 (degassed) 2-부타올(20ml) 내에 현탁시키고, 이 반응물을 질소로 30분 동안 세척하였다. 이 황색 혼합물을 오렌지색/적색으로 명확해질 때 까지 0.5시간 동안 35℃로 가열한 후, 실온으로 냉각시켰다. 상기 결과로 얻어진 오렌지색-적색의 촉매 용액: [(-)-cis-(1S)-아미노-(2R)-하이드록시인다닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응 [기질:촉매의 비 460:1]
소듐 2-프로폭사이드(0.45ml의 2-프로판올에 용해된 0.2M 용액)을 촉매 용액에 채웠다. 2분 후, 상기 아세토페논(1.0889g, 9.1mmol)을 가하였다. 이 혼합물을 1.5시간 동안 35℃에서 진공하에 교반한 후, 4시간 동안 40 - 45℃의 사이 온도로 유지가 유지되도록 가열하였다. 이로 인해 (R)-1-페닐에탄올 수율 87.1%, ee87%가 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 전환수는 1502h-1이었다.
실시예 10
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 5.9mg 618.08 1.0 9.57μ㏖
(1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀 3.1mg 149.19 2.17 20.8μ㏖
α-테트랄논 0.5ml 146.19 393 3.76mmol
2-프로판올 50ml 60.1 0.653mol
(a) 촉매 제조
로듐 화합물 및 (1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀을 질소하에 탈가스화된 (degassed) 2-프로판올(50ml) 내에 현탁시키고, 이 반응물을 질소로 30분 동안 세척하였다. 이 혼합물을 10분 동안 35℃로 가열하였다. 상기 결과로 얻어진 오렌지색의 촉매 용액: [(-)-cis-(1S)-아미노-(2R)-하이드록시인다닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응
소듐 2-프로폭사이드(0.38ml의 2-프로판올에 용해된 0.1M 용액)을 촉매 용액, 연이어 α-테트랄론(0.5ml, 3.76mmol)에 채웠다. 이 혼합물을 진공(80mmHg)하에 35℃에서 2시간 동안 교반하고, 우선 1시간 이 지난후 플라스크를 질소 및 증류로 다시 다시 채우고, 증류로 제거된 부피를 보충하기 위해 충분한 양의 2-프로판올을 채웠다. 이로 인해 (R)-1-테트랄롤 수율 98.4%, ee95.7%가 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 전환수는 185h-1이었다.
실시예 11
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 24.4mg 618.08 1.0 39.48μ㏖
(1S,2R)-(-)-노레페드린 12.1mg 151.21 2.03 80μ㏖
α-테트랄논 5ml 146.19 952 37.6mmol
2-프로판올 125ml 60.1 1.63mol
(a) 촉매 제조
로듐 화합물 및 (1R,2S)-(-)-노레페드린을 질소하에 탈가스화된(degassed) 2-프로판올(75ml) 내에 현탁시키고, 이 반응물을 질소로 30분 동안 세척하였다. 이 혼합물을 30분 동안 35℃로 가열하였다. 상기 결과로 얻어진 오렌지색의 촉매 용액: [(-)-(1R,2S)-노레페드리닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응
소듐 2-프로폭사이드(1.55ml의 2-프로판올에 용해된 0.1M 용액)을 촉매 용액에 채우고, 감압시켰다(40-80mmHg). 이후, 2-프로판올(75ml) 내에 용해된 α-테트랄론(5ml, 37.6mmol)을 15분 동안 가하였다. 상기 혼합물을 진공(40-80mmHg)하에 35℃에서 2시간 동안 교반하고, 1시간 간격으로 플라스크를 질소로 다시 채우고 증류로 제거된 부피를 보충하기 위해 충분한 양의 2-프로판올을 채웠다. 이로 인해 (S)-1-테트랄롤 수율 96%, ee96.2%가 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 전환수는 382h-1이었다.
실시예 12
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 26.4mg 618.08 1.0 42.7μ㏖
(1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀 13.4mg 149.19 2.1 89.8μ㏖
아세토페논 5ml 120.15 42.9mmol
2-프로판올 270ml
(a) 촉매 제조
로듐 화합물 및 (1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀을 질소하에 탈가스화된 2-프로판올(20ml) 내에 현탁시키고, 이 반응물을 질소로 30분 동안 세척하였다. 이 혼합물을, 암적색이 분명해 지는 30분간 40-50℃로 가열하고, 실온으로 냉각하였다. 상기 결과로 얻어진 적색의 촉매 용액: [(-)-cis-(1S)-아미노-(2R)-하이드록시인다닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응 [기질:촉매의 비 5018:1]
아세토페논(5ml, 42.9mmol)을 250ml의 2-프로판올을 함유하는 건조 Schlenck플라스크에 가하였다. 이후, 촉매 용액의 일부(2ml)를 가하고, 연이어 소듐 2-프로폭사이드 용액(0.3ml의 2-프로판올에 용해된 0.1M 용액)을 가하였다. 이 혼합물을 진공(28mmHg)하에 18℃에서 5시간 동안 교반시켰다. 이로 인해 (R)-1- 페닐에탄올 수율 74%, ee 86.8%를 얻었다. 1시간 동안 통합된 전환수는 1947h-1이었다.
실시예 13
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 6.2mg 618.08 1.0 10μ㏖
(1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀 4.3mg 149.19 2.88 28.8μ㏖
p-메틸아세토페논 0.280ml 134.18 2.1mmol
2-프로판올
(a) 촉매 제조
로듐 화합물 및 (1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀을 질소하에 탈가스화된 2-프로판올(10ml) 내에 현탁시키고, 이 반응물을 질소로 30분 동안 세척하였다. 이 혼합물을, 오렌지색/적색이 분명해 지는 20분간 90℃로 가열하고, 이후 실온으로 냉각하였다. 상기 결과로 얻어진 오렌지색/적색의 촉매 용액: [(-)-cis-(1S)-아미노-(2R)-하이드록시인다닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다..
(b) 수소화 반응 [기질:촉매의 비 523:1]
p-메틸아세토페논(0.28g, 2.1mmol)을 건조한 유리병에 가하였다. 이후, 촉매 용액의 일부(2ml)를 가하고, 연이어 소듐 2-프로폭사이드 용액 (90㎕의 2-프로판올에 용해된 0.1M 용액)을 가하였다. 이 혼합물을 실온에서 질소하에 2시간 동안 교반하였다. 이로 인해 1-(p-메틸페닐)에탄올 수율 56.8%, ee 56%가 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 개시 전환수는 1064h-1이었다.
실시예 14
반응물 사용될 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 6.2mg 618.08 1.0 10μ㏖
(1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀 4.3mg 149.19 2.88 28.8μ㏖
p-트리플루오로메틸-아세토페논 0.384g 188.15 2mmol
2-프로판올
(a) 촉매 제조
로듐 화합물 및 (1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀을 질소하에 탈가스화된 2-프로판올(10ml) 내에 현탁시키고, 이 반응물을 질소로 30분 동안 세척하였다. 이 혼합물을, 오렌지색/적색이 분명해 지는 20분간 90℃로 가열하고, 이후 실온으로 냉각하였다. 상기 결과로 얻어진 오렌지색/적색의 촉매 용액: [(-)-cis-(1S)-아미노-(2R)-하이드록시인다닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응 [기질:촉매의 비 498:1]
p-트리플루오로페틸아세토페논(0.384g, 2mmol)을 건조한 유리병에 가하였다. 이후, 촉매 용액의 일부(2ml)를 가하고, 연이어 소듐 2-프로폭사이드 용액 (90㎕의 2-프로판올에 용해된 0.1M 용액)을 가하였다. 이 혼합물을 실온에서 질소하에 2시간 동안 교반하였다. 이로 인해 1-(p-트리플루오로메틸페닐)에탄올 수율 96.7%, ee 73.8%이 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 개시 전환수는 412h-1이었다.
실시예 15
반응물 사용될 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 6.2mg 618.08 1.0 10μ㏖
(1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀 3.3mg 149.19 2.2 22.1μ㏖
p-클로로아세토페논 0.162g 154.6 517 1.05mmol
2-프로판올
(a) 촉매 제조
로듐 화합물 및 (1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀을 질소하에 탈가스화된 2-프로판올(10ml) 내에 현탁시키고, 이 반응물을 질소로 30분 동안 세척하였다. 이 혼합물을, 오렌지색/적색이 분명해 지는 20분간 90℃로 가열하고, 이후 실온으로 냉각하였다. 상기 결과로 얻어진 오렌지색/적색의 촉매 용액: [(-)-cis-(1S)-아미노-(2R)-하이드록시인다닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응 [기질:촉매의 비 524:1]
p-클로로아세토아세토페논(0.162g, 1.05mmol)을 건조한 유리병에 가하였다. 이후, 촉매 용액의 일부(2ml)를 가하고, 연이어 소듐 2-프로폭사이드 용액 (50㎕의 2-프로판올에 용해된 0.1M 용액)을 가하였다. 상기 혼합물을 실온에서 질소하에 19시간 동안 교반하였다. 이로 인해 1-(p-클로로페닐)에탄올 수율 90.6%, ee 71.6%가 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 개시 전환수는 846h-1이었다.
실시예 16
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 6.2mg 618.08 1.0 10μ㏖
(1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀 3.3mg 149.19 2.2 22.1μ㏖
o-클로로아세토페논 0.160g 154.6 1mmol
2-프로판올
(a) 촉매 제조
로듐 화합물 및 (1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀을 질소하에 탈가스화된 2-프로판올(10ml) 내에 현탁시키고, 이 반응물을 질소로 30분 동안 세척하였다. 이 혼합물을, 오렌지색/적색이 분명해 지는 20분간 90℃로 가열하고, 이후 실온으로 냉각하였다. 상기 결과로 얻어진 오렌지색/적색의 촉매 용액: [(-)-cis-(1S)-아미노-(2R)-하이드록시인다닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응 [기질:촉매의 비 517:1]
o-클로로아세토페논(0.16g, 1mmol)을 건조한 유리병에 가하였다. 이후, 촉매 용액의 일부(2ml)를 가하고, 연이어 소듐 2-프로폭사이드 용액 (50㎕의 2-프로판올에 용해된 0.1M 용액)을 가하였다. 이 혼합물을 실온에서 질소하에 19시간 동안 교반시켰다. 이로 인해 1-(o-클로로페닐)에탄올 수율 94.3%, ee 69.1%가 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 전환수는 195h-1이었다.
실시예 17
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Ir(Cp*)Cl2]2 32.82mg 796.67 1.0 41.2μ㏖
(1S,2R)-(+)-노레페드린 20mg 151.21 3.2 132μ㏖
아세토페논 2ml 120.15 413 17mmol
2-프로판올 100ml
(a) 촉매 제조
이리듐 화합물 및 (+)-노레페드린을 질소하에 탈가스화된 2-프로판올(20ml) 내에 현탁시키고, 이 반응물을 질소로 30분 동안 세척하였다. 이 혼합물을 90분 동안 60℃로 가열한 후, 실온으로 냉각하였다. 상기 결과로 얻어진 촉매 용액: [(+)-(1S,2R)-노레페드리닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-이리듐 클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응
아세토페논(2ml, 17mmol)을 2-프로판올(80ml)에 용해시키고, 질소로 세척하였다. 이후, 상기 촉매 용액을 가하고, 연이어 포타슘 하이드록사이드 용액(3.3ml의 2-프로판올에 용해된 0.1M 용액)을 가하였다. 상기 혼합물을 실온에서 질소하에 10시간 동안 교반시켰다. 이로 인해 1-페닐에탄올 수율 68%, ee 49%가 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 개시 전환수는 318h-1이었다.
실시예 18
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 1g 618.08 1.0 1.62m㏖
(1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀 0.5g 149.19 2.08 3.36㏖
테트랄론 200ml 146.19 928 1.5mol
2-프로판올 10ㅣ
(a) 촉매 제조
2-프로판올(9.5l)을 탈산소화된 20l 반응 플라스크에 채우고 질소로 다시-채웠다. 로듐 화합물 및 (1S,2R)-(-)-cis-2-아미노인다놀을 교반하면서 용기에 채우고 이 혼합물을 탈산소화한 후 질소로 다시 채웠다. 이 오렌지색 현탁액을 선명한 적색 촉매 용액: [(-)-cis-(1S)-아미노-(2R)-하이드록시인다닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드가 생성될 때 까지 35℃로 가열하였다.
(b) 수소화 반응
테트랄론(200ml, 1.5mol)을 촉매 용액에 넣고, 연이어 2-프로판올(0.5l)을 가하였다. 감압한 (28.5mmHg) 후, 소듐 2-프로폭사이드 용액(120ml의 2-프로판올에 용해된 0.1M 용액)을 넣었다. 상기 혼합물을 실온에서 질소하에 4.5시간 동안 교반시키고, 한시간 간격으로 플라스크를 질소로 다시 채웠으며, 증류로 제거된 부피를 보충하기 위해 충분한 2-프로판올로 채웠다. 이로 인해, (R)-1-테트랄롤 수율 96.9%, ee 86.9%가 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 전환수는 358h-1이었다.
실시예 19
반응물 사용될 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 1g 618.08 1.0 1.62m㏖
(1S,2R)-(-)-cis-1-아미노-2-인다놀 0.49g 149.19 2.04 3.31㏖
아세토페논 179g 120.15 920 1.49mol
2-프로판올 10g
(a) 촉매 제조
2-프로판올(9.5l)을 탈산소화된 20l 반응 플라스크에 채우고 질소로 다시-채웠다. 로듐 화합물 및 (1S,2R)-(-)-cis-2-인다놀을 교반하면서 용기에 넣고 이 혼합물을 탈산소화한 후 질소로 다시 채웠다. 이 오렌지색 현탁액을 선명한 적색 촉매 용액: [(-)-cis-(1S)-아미노-(2R)-하이드록시인다닐]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드가 생성될 때 까지 35℃로 가열하였다.
(b) 수소화 반응
아세토페논(200ml, 1.5mol)을 촉매 용액에 가하고, 연이어 2-프로판올(0.5l)을 가하였다. 감압한 후(28.5mmHg), 소듐 2-프로폭사이드 용액(120ml의 2-프로판올에 용해된 0.1M 용액)을 채웠다. 상기 혼합물을 실온에서 질소하에 2.5시간동안 교반시키고, 한시간 간격으로 플라스크를 질소로 다시 채웠으며, 증류로 제거된 부피를 보충하기 위해 충분한 2-프로판올로 채웠다. 이로 인해, (R)-1-페닐에탄올 수율 99.6%, ee 82.9%가 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 전환수는 454h-1이었다.
실시예 20
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 6.3mg 618.08 1.0 10μ㏖
(1S,2R)-(-)-2-아미노-1,2-디페닐에탄올 4.5mg 213.28 2.07 21.1μ㏖
아세토페논 0.120g 120.15 490 0.99mmol
2-프로판올
(a) 촉매 제조
로듐 화합물 및 (1R,2S)-(-)-2-아미노-1,2-디페닐에탄올을 질소하에 탈가스화된 2-프로판올(20ml) 내에 현탁시키고, 이 반응물을 질소로 30분 동안 세척하였다. 이 혼합물을 80℃에서 30분 동안 가열한 다음, 실온으로 냉각시켰다. 상기 결과로 얻어진 촉매 용액: [(-)-(2S)-아미노-(1R)-하이드록시디페닐에틸]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응
아세토페논(0.12g, 0.99mmol)을 건조 유리병에 가하였다. 촉매 용액의 일부(2ml)를 가하고 연이어 소듐 2-프로폭싸이드 용액(50㎕의 2-프로판올에 용해된 0.1M 용액)을 가하였다. 상기 혼합물을 실온에서 질소하에 2시간 동안 교반시켰다. 이로 인해, 1-페닐에탄올 수율 90.7%, ee66%가 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 전환수는 826h-1이었다.
실시예 21
반응물 사용된 중량 몰중량 몰비
[Rh(Cp*)Cl2]2 6.2mg 618.08 1.0 10.4μ㏖
(S)-(+)-2-아미노-1-페닐에탄올 2.7mg 137.18 1.96 19.7μ㏖
아세토페논 0.140g 120.15 1.17mmol
2-프로판올
(a) 촉매 제조 [기질:촉매의 비 580:1]
로듐 화합물 및 (S)-(+)-2-아미노-1-페닐에탄올을 질소하에 탈산소화된 2-프로판올(20ml) 내에 현탁시키고, 이 반응물을 질소로 30분 동안 세척하였다. 상기 혼합물을 80℃에서 30분 동안 가열한 다음, 실온으로 냉각시켰다. 결과로 얻어진 촉매 용액: [(+)-(2)-아미노-(1S)-하이드록시디페닐에틸]-[(mu5)-펜타메틸싸이클로펜타디에닐]-로듐클로라이드를 다음 단계로 통과시켰지만 이를 아르곤 또는 질소하에 보존시킬 수도 있다.
(b) 수소화 반응
아세토페논(0.14g, 1.17mmol)을 건조 유리병에 가하였다. 이후, 촉매 용액의 일부(2ml)를 가하고 연이어 소듐 2-프로폭싸이드 용액(50㎕의 2-프로판올에 용해된 0.1M 용액)을 가하였다. 상기 혼합물을 실온에서 질소하에 2시간 동안 교반시켰다. 이로 인해, 1-페닐에탄올 수율 62.4%, ee77.4%가 얻어졌다. 1시간 동안 통합된 개시 전환수는 487h-1이었다.

Claims (24)

  1. 하기 화학식
    [식중, R7은 임의 치환된 싸이클로펜타디에닐 그룹이고; A는 -NR8-, -NR9-, -NHR8-, 또는 -NR8R9(여기서, R8은 H, C(O)R10, SO2R10, C(O)NR10R14, C(O)NR10R14, C(S)NR10R14, C(=NR14)SR15또는 C(=NR14)OR15, R9및 R10은 각각 독립적으로 임의 치환된 하이드로카빌, 퍼할로겐화된 하이드로카빌 또는 임의 치환된 복소환식 그룹, R14및 R15는 각각 독립적으로 수소 또는 R10에 대하여 정의한 그룹)이며; B는 -O-, -OH, OR11, -S-, -SH, -SR11, -NR11-, -NR12-, -NHR12또는 -NR11R12(여기서, R12는 H, C(O)R13, SO2R13, C(O)NR13R16, C(S)NR13R16, C(=NR16)SR17또는 C(=NR16)OR17, R11및 R13은 각각 독립적으로 임의 치환된 하이드로카빌, 퍼할로겐화된 하이드로카빌 또는 임의 치환된 복소환식 그룹, R16및 R17는 각각 독립적으로 수소 또는 R13에 대하여 정의한 그룹)이고; E는 결합그룹; M은 전달 수소화를 촉매할 수 있는 금속이며; Y는 음이온 그룹, 염기성 리간드 또는 원자가 부위임(단 Y가 원자가 부위가 아닐 경우 A 또는 B 중 하나 이상은 수소 원자를 함유하는 것을 조건으로 함).
    의 촉매를 특징으로 하며, 촉매 존재하에 하기 화학식(1)의 화합물을 수소 공여체와 반응시키는 것을 포함하는 화학식(1)의 화합물을 전달 수소화하여 하기 화학식(2)의 화합물을 제조하는 방법.
    [화학식 1]
    [화학식 2]
    [식중, X는 CR3R4, NR5, (NR5R6)+Q_, O 또는 S이고; R1, R2, R3, R4, R5및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자, 임의 치환된 하이드로카보닐, 퍼할로겐화된 하이드로카보닐 또는 임의 치환된 헤테로싸이클일 그룹이며 R1및 R2, R1및 R3, R2및 R4, R3및 R4, R1및 R5, R2및 R6및 R5및 R6중 하나 이상이 임의 치환된 고리(들)을 생성시킬 수 있도록 임의로 결합되고 Q-는 음이온임.
  2. 제1항에 있어서, 화학식(1)의 화합물이 케톤, 이민 또는 이미늄염인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, M이 8족 전이금속, 특히 루테늄, 로듐 또는 이리듐인 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, R7이 3 및 5개의 치환체, 바람직하게는 5개의 치환체로 치환된 싸이클로펜타디에닐 그룹, 특히 펜타메틸싸이클로펜타디에닐 그룹인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, A-E-B가 바람직하게는 임의 치환된 2-아미노에탄올, 임의 치환된 3-아미노프로판올 및 임의 치환된 에틸렌디아민에서 선택된 아미노알콜 또는 디아민이거나 여기서 유도되는 방법.
  6. 제5항에 있어서, A 또는 B가 아실 또는 설포닐 그룹, 바람직하게는 톨루엔설포닐, 메탄설포닐, 트리플루오로메탄설포닐 또는 아세틸 그룹을 포함하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, A-E-B가 다음 중 하나이거나 여기서 유도되는 방법.
  8. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 화학식(1)의 화합물이 프로키랄이고 촉매가 키랄이며, 촉매의 에난시오머 및/또는 다이어스테레오머 정제된 형태를 사용하여 화학식(1)의 화합물이 비대칭적으로 수소화되는 방법.
  9. 제8항에 있어서, A-E-B가 하나 이상의 입체특이(stereospecific) 중심을 포함하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 수소 공여체가 수소, 1차 및 2차 알콜, 1차 및 2차 아민, 카복실산 및 이들의 에스테르 및 아민염, 용이하게 탈수소화 가능한 탄화수소, 환원제 및 혹종의 이들의 조합물에서 선택되는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 수소 공여체가 프로판-2-올, 부탄-2-올 또는 트레에틸아민 및 포름산의 혼합물인 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 수소 공여체의 탈수소화에서 얻은 생성물을 진공 증류하여 분리하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, A-E-B가 아미노알콜이거나 이에서 유도되는 촉매 존재하에 화학식(1)의 케톤을 전달 수소화하는 방법.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, A-E-B가 N-토실디아민이거나 이에서 유도되는 촉매 존재하에 화학식(1)의 이민 또는 이미늄염을 전달 수소화하는 방법.
  15. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 8.0 이상의 pKa를 가지는 염기의 존재하에 공정을 수행하는 방법.
  16. 하기 화학식의 촉매.
    [식중, R7은 임의 치환된 싸이클로펜타디에닐 그룹이고; A는 -NR8-, -NR9-, -NHR8-, 또는 -NR8R9(여기서, R8은 H, C(O)R10, SO2R10, C(O)NR10R14, C(O)NR10R14, C(S)NR10R14, C(=NR14)SR15또는 C(=NR14)OR15, R9및 R10은 각각 독립적으로 임의 치환된 하이드로카빌, 퍼할로겐화된 하이드로카빌 또는 임의 치환된 복소환식 그룹, R14및 R15는 각각 독립적으로 수소 또는 R10에 대하여 정의한 그룹)이며; B는 -O-, -OH, OR11, -S-, -SH, -SR11, -NR11-, -NR12-, -NHR12또는 -NR11R12(여기서, R12는 H, C(O)R13, SO2R13, C(O)NR13R16, C(S)NR13R16, C(=NR16)SR17또는 C(=NR16)OR17, R11및 R13은 각각 독립적으로 임의 치환된 하이드로카빌, 퍼할로겐화된 하이드로카빌 또는 임의 치환된 복소환식 그룹, R16및 R17는 각각 독립적으로 수소 또는 R13에 대하여 정의한 그룹)이고; E는 결합그룹; M은 전달 수소화를 촉매할 수 있는 금속이며; Y는 음이온 그룹, 염기성 리간드 또는 원자가 부위임(단 (i)Y가 원자가 부위가 아닐 경우 A 또는 B 중 하나 이상은 수소 원자를 함유하고 (ii)B가 -O- 또는 -OH-일 경우, B가 카복실레이트 그룹의 일부가 아닐 것을 조건으로 함).
  17. 제16항에 있어서, M이 8족 전이 금속, 특히 루테늄, 로듐 또는 이리듐인 촉매.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, R7이 3 및 5개의 치환체, 바람직하게는 5개의 치환체로 치환된 싸이클로펜타디에닐 그룹, 특히 펜타메틸싸이클로펜타디에닐 그룹인 촉매.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, A-E-B가 바람직하게는 임의 치환된 2-아미노에탄올, 임의 치환된 3-아미노프로판올 및 임의 치환된 에틸렌디아민에서 선택된 아미노알콜 또는 디아민이거나 여기서 유도되는 촉매.
  20. 제19항에 있어서, 아실 또는 설포닐 그룹, 바람직하게는 톨루엔설포닐, 메탄설포닐, 트리플루오로메탄설포닐 또는 아세틸 그룹,A 또는 B가 특히 트리플루오로아세틸 또는 p-톨루엔설포닐 그룹을 포함하는 촉매.
  21. 제19항에 있어서, A-E-B가 다음 중 하나이거나 여기서 유도되는 촉매.
  22. 제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매가 키랄, 이의 용해된 형태인 촉매.
  23. 제22항에 있어서, A-E-B가 하나 이상의 입체특이 중심을 포함하는 촉매.
  24. 금속 싸이클로펜타디에닐 할라이드 착물을 화학식 A-E-B의 화합물 또는 이것이 유도될 수 있는 프로톤화된 등가물과 반응시키는 것을 포함하는 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항의 촉매를 제조하는 방법.
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