JP2015172024A - 水素結合形成アミド基を持つキラル二環式ジエン配位子 - Google Patents
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Abstract
【課題】水素結合の形成に寄与するｔｅｒｔ−ブチルアミド基を持つキラル二環式ジエン配位子、及びより効率的に光学活性物質を得るためのキラル遷移金属錯体を提供。【解決手段】式（１）で表されるキラル二環式ジエン配位子、及び式（２）で表される反応式で精製されるキラル後周期遷移金属錯体。（Ｒ１〜Ｒ３はＨ、アルキル基、又はアルコキシ基；ｎは０又は１のメチレン鎖；Ｍは後周期遷移金属種；Ｌは式（１）の配位子と交換が可能な配位子）【選択図】なし
Description
この発明は反応基質との水素結合の形成に寄与するｔｅｒｔ−ブチルアミド基を持つキラル二環式ジエン配位子であり、ジエン部位と錯体形成が可能な各遷移金属種との錯体形成、二級アミドの水素原子による水素結合形成により反応基質を活性化させ、特異な反応場を構築するものであり、有機合成の属する分野において効率的な不斉合成の手法を供するものである。
医薬、農薬を始めとする有機合成研究において、光学活性化合物を取得する手法の開発は非常に活発であり、これまでにも数多くの有機合成的手法が開発されている。光学活性な化合物を得る方法として、光学分割法、キラルプール法、不斉合成法などが用いられ、中でも効率がよい入手法としてキラル配位子と遷移金属類から成る錯体を触媒として用いる不斉合成法が挙げられる。このキラル配位子と遷移金属類を組み合わせて用いる不斉合成法の成功例は数多く報告されており、実用に供されているものもある。
遷移金属触媒の開発に際して、用いる配位子のデザイン・設計は非常に重要であり、用いる配位子の立体的および電子的要因により、得られる金属錯体の化学的性質は大きく違ってくる。配位子開発において、その配位サイトは、大きく２つのタイプに分けることができる。ひとつはヘテロ原子（リン、窒素、酸素、イオウ）が持つルイス塩基性に起因する配位結合を形成する様式であり、もう一方はアルケン、アルキン、カルボニル基、イミノ基、シアノ基など二重結合あるいは三重結合部位を持つ配位子であり、配位子からのσ−供与と、中心金属からのπ逆供与に基づく２つの配位様式により配位結合を形成する。この２つの化学的性質の違いを巧みに使い分けることで、より有用な化学的性質を持つ配位子およびその遷移金属触媒が数多く開発されている。
後周期遷移金属種の多くはオレフィン類との親和性が高く、多くの場合で錯体を形成する。その為、オレフィン配位子は汎用性の高い配位子として広く用いられている。特に１，５−シクロオクタジエン（以下、ｃｏｄという）は２つの配位座を持ち、安定な錯体を与える性質からＰｔ（ｃｏｄ）２やＮｉ（ｃｏｄ）２など、多くの後周期遷移金属錯体がｃｏｄ錯体として安定に単離されている。またｃｏｄ錯体はｃｏｄを他の配位子に交換することで、別の新しい錯体に変換することも可能である。その為、各種遷移金属錯体を調製するプラットホームとして使用されるほか、それ自身も活性触媒として各種有機合成反応に広く利用されている。さらに二環式ジエン誘導体（以下、ｂｃｄという）のひとつであるノルボルナジエン（以下、ｎｂｄという）も開発されており、その固定化されたジエン骨格によりｃｏｄと同様、容易に安定なｎｂｄ錯体を与える。
二環式ジエン配位子にキラリティーを付与させることで、キラルジエン配位子として不斉合成反応に利用する試みも進められている（非特許文献１）。初期の研究では合成容易で安定なノルボルナジエンの骨格をプラットホームとし、２つのベンジル基をＣ２対称的に導入することでキラルノルボルナジエンが合成されている（非特許文献２）。このキラルｎｂｄ配位子とＲｈ（Ｉ）−エチレン錯体から調製されるＲｈ（Ｉ）−キラルｎｂｄ錯体を用いることで、α，β‐不飽和ケトンへの不斉１，４−付加反応が初めて達成されている（非特許文献２）。一方、天然に存在する単環式モノテルペンを利用するキラル二環式ジエン配位子の合成法も報告されており（非特許文献３−５）、ビシクロ［２．２．２］オクタジエン（以下、ｂｏｄという）を母骨格とする各種キラルｂｏｄ配位子が合成されている。例えば（Ｒ）−（−）−カルボン（非特許文献３）や（−）−α−フェランドレン（非特許文献５）を出発物質とすることで、短工程でキラル二環式ジエン類の合成が達成された。この製法によりキラル二環式ジエン配位子のデザインの自由度が大幅に向上し、多くのキラル二環式ジエン配位子が開発されるようになった。
二環式ジエン類を配位子とする後周期遷移金属錯体の反応として、Ｒｈ触媒によるα，β‐不飽和化合物への１，４−付加が挙げられるが、この合成手法はアリールボロン酸からアリール基を直接付加させることが可能であり、ハロゲンフリーな反応として環境面で優れている（非特許文献１）。特にキラル二環式ジエン類を配位子とすることでエナンチオ選択的な反応に展開することも可能であり、反応条件の最適化を進めることで９０％ｅｅを超えるエナンチオ選択性が達成されている。さらに本発明者は、高分子とカーボンブラックを複合担体とする、ロジウムと銀からなる二元金属ナノクラスター（ＰＩ／ＣＢ Ｒｈ／Ａｇ）を開発しており、キラル二環式ジエン類に適用することで、不均一反応系における不斉１，４−付加反応を達成している（非特許文献６）。この手法は金属の漏えいがなくリサイクルが可能なため、環境調和型の触媒として非常に利用価値が高い手法である。
近年、合成の容易さからｂｏｄの２−位にエステル（非特許文献５）あるいはアミド部位を持つキラルｂｏｄ配位子が開発されている（非特許文献７−９）。アミド部位にジアステレオ中心を持たせたキラルｂｏｄ配位子に、Ｒｈを組み合わせたＲｈ（Ｉ）‐キラルｂｏｄ触媒が開発されており、高い基質適応性を示すことが報告されている。例えばフェニル基あるいはナフチル基に電子吸引性置換基を持つ芳香族オレフィン類が、本触媒により高エナンチオおよび位置選択的にアリール化を促進させることが知られている（非特許文献８）。一方、複素環のα−位にアルケンが置換した化合物に対してもアミド基置換キラルｂｏｄ配位子が有効だが、この反応の場合には三級アミド誘導体が高い反応活性を示すことが報告されている（非特許文献７、非特許文献９）。
上記［０００７］で示した反応例にあるように、ｂｏｄの２−位にアミド基を持つキラルｂｏｄ配位子は、そのアミド基の構造により反応性、およびエナンチオ選択性は大きく異なる。特に二級アミドが置換したキラルｂｏｄ配位子は、その置換基の種類により反応収率に大きな差がみられ、アミド基の嵩高さの違いも反応収率に影響を与えることが実験データから示されている（非特許文献７−８）。この為２−位にアミド基が置換しキラルｂｏｄ配位子は、分子デザインにおいて改善の余地があるとみられる。
このような知見から本発明者は、より反応活性が高く、高エナンチオ選択的な反応が可能な新規キラルｂｏｄ配位子をデザインし合成を行った。キラルｂｏｄ誘導体を合成する方法として、単環式モノテルペンの一種である（−）−α−フェランドレンと、アルキン酸エステルの［４＋２］付加環化反応により、２−位にエステル基が置換したキラルｂｏｄを合成した（非特許文献５）。続いてエステル部位を望むアミドへと変換することで、各種アミド基を持つ新規キラルｂｏｄ配位子を合成した。
本発明者は、合成した新規２−位アミド基置換キラルｂｏｄを配位子とするＲｈ（Ｉ）‐キラルｂｏｄ触媒を調製し、続くアリールボロン酸のα，β‐不飽和ケトンへの不斉１，４−付加反応について検討を進めた。その結果、ｔｅｒｔ−ブチル基が置換した新規キラルｂｏｄ配位子に限り、高い反応性および官能基選択性でモデル反応が進行することを確認した。考察の結果、α，β‐不飽和ケトンのカルボニル基がｔｅｒｔ−ブチル基のＮ−Ｈ結合と分子内水素結合を形成することで、α，β‐不飽和ケトンが活性化されることが推測された。さらにこの分子内水素結合により、α，β‐不飽和ケトンとＲｈ（Ｉ）‐キラルｂｏｄ触媒の間にキレーション制御された反応場が形成され、アリールボロン酸の付加反応がよりエナンチオメリックに進行するものと推測し、本発明に至った。
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Ｃ．Ｆｉｓｃｈｅｒ，Ｃ．Ｄｅｆｉｅｂｅｒ，Ｔ．Ｓｕｚｕｋｉ，Ｅ．Ｍ．Ｃａｒｒｅｉｒａ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００４，１２６，１６２８−１６２９．
Ｊ．−Ｆ．Ｐａｑｕｉｎ，Ｃ．Ｄｅｆｉｅｂｅｒ，Ｃ．Ｒ．Ｊ．Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ，Ｅ．Ｍ．Ｃａｒｒｅｉｒａ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００５，１２７，１０８５０−１０８５１．
Ｋ．Ｏｋａｍｏｔｏ，Ｔ．Ｈａｙａｓｈｉ，Ｖ．Ｈ．Ｒａｗａｌ，Ｏｒｇ．Ｌｅｔｔ．２００８，１０，４３８７−４３８９．
Ｔ．Ｙａｓｕｋａｗａ，Ｈ．Ｍｉｙａｍｕｒａ，Ｓ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１２，１３４，１６９６３−１６９６６．
Ｇ．Ｐａｔｔｉｓｏｎ，Ｇ．Ｐｉｒａｕｘ，Ｈ．Ｗ．Ｌａｍ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１０，１３２，１４３７３−１４３７５．
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本発明が解決しようとする課題は、反応基質との水素結合の形成に寄与するｔｅｒｔ−ブチルアミド基を持つキラル二環式ジエン配位子を反応に用いることで、反応基質との水素結合形成に基づく活性化と反応場形成を誘導し、より円滑で高エナンチオ選択的に光学活性物質を得ることにある。
上記課題を解決する手段となる、水素結合の形成に寄与するｔｅｒｔ−ブチルアミド基を持つキラル二環式ジエン配位子は、下記式（１）で示される構造で表される。
（但し（１）式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれＨまたはアルキル基、またはアルコキシ基であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は同一でも異なっていても良い。ｎは０もしくは１のメチレン鎖を表す）
また、上記課題を解決するキラル二環式ジエン配位子と組み合わせる後周期遷移金属種は、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ａｕのいずれかの遷移金属種であり、また異なる金属種を組み合わせた複合金属種も含まれる。
上記［００１５］で説明される後周期遷移金属種について、限定されるわけではないが、キラル二環式ジエン配位子と組み合わせる後周期遷移金属種は、具体的にはＲｈであることが望ましい。
上記［００１５］で説明される後周期遷移金属種について、固相担体に固定化させて用いることができる。
上記［００１７］で説明される固相単体に担持した後周期遷移金属種について、限定されるわけではないが、高分子とカーボンブラックを複合担体とする、ロジウムと銀からなる二元金属ナノクラスター（ＰＩ／ＣＢ Ｒｈ／Ａｇ）を用いるのが望ましい。
本発明の配位子は、不斉有機合成において錯体形成が可能な上記［００１５］〜［００１８］で説明される、後周期遷移金属種の配位子として用いることができる。
上記［００１９］で説明されるキラル二環式ジエン−後周期遷移金属錯体は、上記［００１４］で説明されるキラル配位子のアミド基のＮ−Ｈ結合と、反応基質との水素結合形成が予想される下記式（２）で示される反応場において、不斉有機合成反応触媒として用いることができる。
（但し（２）式中、Ｍは後周期遷移金属種であり、ＬはＭに配位可能な配位子であり、かつ（１）式で示される配位子とは配位子交換が可能な配位子である。Ｘはアミド基のＮ−Ｈ結合と水素結合が可能な官能基であり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれアルキル基あるいはアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は同一でも異なっていても良い。Ｒ４とＲ６あるいはＲ５とＲ６は、分子内で結合している場合も含む。）
上記［００２０］で説明される反応場において限定されるものではないが、一例として下記式（３）で表される一価のキラルロジウム錯体存在下、電子吸引性官能基が置換したオレフィン類と置換ボロン酸の、均一反応系における不斉位置選択的付加反応に用いることができる。
（但し（３）式中、Ｘは電子吸引性官能基であり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれアルキル基あるいはアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は同一でも異なっていても良い。Ｒ４とＲ６あるいはＲ５とＲ６は、分子内で結合している場合も含む。Ｒ７は芳香環基または複素環基またはアルケニル基である。）
上記［００２０］で説明される反応場において限定されるものではないが、一例として上記［００１７］で説明されるロジウムと銀からなる二元金属ナノクラスター（ＰＩ／ＣＢ Ｒｈ／Ａｇ）を用いることで、下記式（４）で表される電子吸引性官能基が置換したオレフィン類と置換ボロン酸の、不均一反応系における不斉位置選択的付加反応に用いることができる。
（但し（４）式中、Ｘは電子吸引性官能基であり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれアルキル基あるいはアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は同一でも異なっていても良い。Ｒ４とＲ６あるいはＲ５とＲ６は、分子内で結合している場合も含む。Ｒ７は芳香環基または複素環基またはアルケニル基である。）
上記［００２１］、［００２２］で説明される使用例において、用いることができるＸで示された電子吸引性官能基は限定されるものではないが、一例として下記式（５）〜（６）で示された化合物を用いることができる。
（但し（５）式中、Ｒ８はアルキル基または芳香環基または複素環基である。）
（但し（６）式中、Ｙは炭素原子または酸素原子または窒素原子を表し、Ｙは片方がイミノ基と結合しており、もう片方は芳香環構造または複素環構造を介して芳香族性の環状構造をとる。Ｒ９はＨまたはアルキル基、芳香環基、複素環基、ハライド、トリフルオロメチル基、アルコキシ基、エステル基であり、ｎは芳香族性環状構造に対して置換可能な任意の置換基の数を表し、ｎ個の置換基はそれぞれ同一でも異なっていても良い。）
上記［００２１］、［００２２］で説明される使用例において、用いることができる置換ボロン酸は限定されるものではないが、一例として下記式（７）で示された化合物を用いることができる。
（但し（７）式中、Ｒ７は芳香環基または複素環基またはアルケニル基である。）
上記［００２１］で説明される使用例において、式（１）に示すキラル二環式ジエン配位子と組み合わせるロジウム錯体は、［Ｒｈ（ＣＯＤ）２Ｃｌ２］２、［Ｒｈ（Ｃ２Ｈ４）２Ｃｌ２］２などがある。
上記［００２１］で説明される使用例において、限定されるわけではないが、上記［００１４］で説明されるキラル二環式ジエン配位子と組み合わせるロジウム錯体は、具体的には［Ｒｈ（Ｃ２Ｈ４）２Ｃｌ２］２であることが望ましい。
上記［００２１］、［００２２］で説明される使用例において、限定されるわけではないが、上記［００１４］で説明されるキラル二環式ジエン配位子は、具体的には下記式（８）で示された構造を持つ配位子を用いることが望ましい。
上記［００２１］で説明される使用例において、［００１４］で説明されるキラル二環式ジエン配位子の使用量は触媒量でよく、具体的には上記［００２３］で説明される電子吸引性官能基が置換したオレフィン類に対して、０．０５５ｍｏｌ％相当の配位子を用いることで高い反応収率を得ることができるが、より信頼性の高い収率を得るには０．１１ｍｏｌ％の配位子を用いるのが望ましい。
上記［００２１］で説明される使用例において、用いるロジウム錯体の使用量は触媒量でよく、具体的には上記［００２３］で説明される電子吸引性官能基が置換したオレフィン類に対して、ロジウム原子のモル数換算で０．０５ｍｏｌ％に相当する量のロジウム錯体を用いることで、高い反応収率を得ることができるが、より信頼性の高い収率を得るには０．１０ｍｏｌ％のロジウム錯体を用いるのが望ましい。
上記［００２２］で説明される使用例において、［００１４］で説明されるキラル二環式ジエン配位子の使用量は触媒量でよく、具体的には上記［００２３］で説明される電子吸引性官能基が置換したオレフィン類に対して、０．０５ｍｏｌ％相当の配位子を用いることで高い反応収率を得ることができる。
上記［００２２］で説明される使用例において、用いるロジウムと銀からなる二元金属ナノクラスター（ＰＩ／ＣＢ Ｒｈ／Ａｇ）は触媒量でよく、具体的には上記［００２３］で説明される電子吸引性官能基が置換したオレフィン類に対して、ロジウム原子のモル数換算で０．１０ｍｏｌ％に相当する量のロジウム錯体を用いることで、高い反応収率を得ることができるが、より信頼性の高い収率を得るには０．２５ｍｏｌ％のロジウム錯体を用いるのが望ましい。
上記［００２１］〜［００３１］で説明される使用例は、溶媒中で行われるのが望ましく、限定するものではないがトルエン−水混合系を溶媒として用いることができる。
上記［００２１］〜［００３２］で説明される使用例において、適切な温度条件で反応を行なうことができるが、実施反応温度は１００℃であることが望ましい。
上記［００２１］〜［００３３］で説明される使用例において、反応は不活性ガス雰囲気下で行われるのが望ましく、限定するものではないが一例としてアルゴンガス雰囲気下で行うことができる。
以下に実施例を用いて本発明を明らかにするが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
（１Ｒ，４Ｒ，７Ｒ）−２−Ｎａｐｈｔｈｙｌ
７−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅの合成
アルゴン雰囲気下、（Ｒ）−α−ｐｈｅｌｌａｎｄｒｅｎｅ（〜７０％光学純度、３．２ｇ、１６．５ｍｍｏｌ）と２−ｎａｐｈｔｈｙｌ ｐｒｏｐｉｏｌａｔｅ（２．９４ｇ、１５ｍｍｏｌ）を塩化メチレン（５０ｍＬ）に加える。この溶液を−７８℃に冷却しＭｅ２ＡｌＣｌ（１．０Ｍヘキサン溶液、１６．５ｍＬ、１６．５ｍｍｏｌ）をゆっくりと加える。反応液をゆっくりと室温に戻し、さらに１８時間撹拌する。氷冷した１Ｎ塩酸水（６５ｍＬ）を激しく攪拌させ、そこに反応液を注ぎ込む。析出物をろ過してろ液を分液する。水層を塩化メチレンで抽出した後、有機層を合一して飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥する。乾燥剤をろ過し、ろ液を減圧濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ｈｅｘａｎｅ／ＥｔＯＡｃ＝４９／１）で処理することで、４．４ｇの目的物と副生物の混合物を得る。これを再結晶することでキラルジエン誘導体（１Ｒ，４Ｒ，７Ｒ）−２−Ｎａｐｈｔｈｙｌ７−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅが１．２８ｇの白色固体として得られる（収率１５％、＞光学純度９９％ｅｅ）。光学純度はキラルカラムＡＤ−Ｈで決定した。ｈｅｘａｎｅ／２−ｐｒｏｐａｎｏｌ＝９７／３，ｆｌｏｗ＝０．５ｍＬ／ｍｉｎ．［α］２０ Ｄ＝＋４．４（ｃ＝１．３２，ＣＨＣｌ３）．１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）δ：７．８６−７．８２（２Ｈ，ｍ），７．７９（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝７．４Ｈｚ），７．６１−７．５８（２Ｈ，ｍ），７．５０−７．４２（２Ｈ，ｍ），７．２７−７．２５（１Ｈ，ｍ），５．９０（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝５．７Ｈｚ），４．２１（１Ｈ，ｄｔ，Ｊ＝５．７，１．７Ｈｚ），３．５１−３．４８（１Ｈ，ｍ），１．８８（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．７Ｈｚ），１．６９−１．６４（１Ｈ，ｍ），１．３３−１．２７（１Ｈ，ｍ），１．１７−１．１２（１Ｈ，ｍ），１．０７−１．０３（１Ｈ，ｍ），１．０２（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．８Ｈｚ），０．８６（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．８Ｈｚ）．１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１２５ＭＨｚ）δ：１６３．６，１４８．７，１４８．３，１４３．３，１４０．５，１３３．８，１３１．３，１２９．２，１２７．７，１２７．６，１２６．４，１２５．５，１２４．３，１２１．４，１１８．６，４７．７，４４．３，３９．７，３３．８，３１．５，２１．８，２１．４，１９．０．
７−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅの合成
（１Ｒ，４Ｒ，７Ｒ）−Ｍｅｔｈｙｌ
７−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅの合成
アルゴン雰囲気下、キラルジエン誘導体（１Ｒ，４Ｒ，７Ｒ）−２−Ｎａｐｈｔｈｙｌ７−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ（３３２ｍｇ、１．０ｍｍｏｌ）とナトリウムメトキシド（１０８ｍｇ、２．０ｍｍｏｌ）をＭｅＯＨ（５ｍＬ）に加える。３日間撹拌した後、ナトリウムメトキシド（１０８ｍｇ、２．０ｍｍｏｌ）をＭｅＯＨ（４ｍＬ）に溶かした溶液を加え、さらに１．５日撹拌する。溶媒を濃縮して得られた残渣をｐＴＬＣ（ｈｅｘａｎｅ／ＥｔＯＡｃ＝１０／１）で精製する。さらにｐＴＬＣ（ｈｅｘａｎｅ／ＥｔＯＡｃ＝２０／１）で精製することで（１Ｒ，４Ｒ，７Ｒ）−Ｍｅｔｈｙｌ７−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅが１７０．１ｍｇの淡黄色液体で得られる（収率７７％）。１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，６００ＭＨｚ）δ：７．２７（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．２Ｈｚ），５．８０（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．２Ｈｚ），４．０７（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．２Ｈｚ），３．７３（３Ｈ，ｓ），３．３７（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝５．５，２．１Ｈｚ），１．８１（３Ｈ，ｓ），１．５７−１．５３（１Ｈ，ｍ），１．２０−１．１４（１Ｈ，ｍ），１．１４−１．０６（１Ｈ，ｍ），０．９９（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．９Ｈｚ），０．９８−０．９４（１Ｈ，ｍ），０．８２（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．２Ｈｚ）．１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１２５ＭＨｚ）δ：１６５．６，１４６．１，１４３．４，１４０．９，１２４．１，５１．４，４７．６，４３．９，３９．６，３３．８．３１．５，２１．８，２１．３，１８．９．
７−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅの合成
（１Ｒ，４Ｒ，７Ｒ）−７−Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄの合成
キラルジエン誘導体（１Ｒ，４Ｒ，７Ｒ）−Ｍｅｔｈｙｌ７−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ（５５ｍｇ、０．２５ｍｍｏｌ）のＭｅＯＨ（３ｍＬ）溶液、水酸化ナトリウム（４０ｍｇ、１ｍｍｏｌ）の水（１．５ｍＬ）溶液を混合し、５０℃で６時間撹拌した後、１Ｎ塩酸水（５ｍＬ）を加える。塩化メチレンを加えて水層を抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥する。乾燥剤をろ過し、ろ液を減圧濃縮することで５７．０ｍｇの目的物が固体状態で定量的に得られてくる。精製せずに次の反応に用いる。１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）δ：７．４４（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝６．２，１．７Ｈｚ），５．８１（１Ｈ，ｄｔ，Ｊ＝６．２，１．７Ｈｚ），４．０６（１Ｈ，ｄｔ，Ｊ＝６．２，１．７Ｈｚ），３．４３−３．４０（１Ｈ，ｍ），１．５９−１．５４（１Ｈ，ｍ），１．５６（３Ｈ，ｄｄｄ，Ｊ＝１１．３，９．１，２．８Ｈｚ），１．２０−１．１４（１Ｈ，ｍ），１．１３−１．０５（１Ｈ，ｍ），０．９８（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．８Ｈｚ），０．９８−０．９５（１Ｈ，ｍ），０．８２（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．８Ｈｚ）．１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１２５ＭＨｚ）δ：１７０．３，１４８．９，１４３．１，１４０．５，１２４．１，４７．６，４４．２，３９．２，３３．７，３１．４，２１．８，２１．３，１８．９．
（１Ｒ，４Ｒ，７Ｒ）−Ｎ−（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ）−７−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘａｍｉｄｅの合成
アルゴン雰囲気下、キラルジエン誘導体（１Ｒ，４Ｒ，７Ｒ）−７−Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ（４１．３ｍｇ、０．２ｍｍｏｌ）、１−ｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｏｌｅ（２７．０ｍｇ、０．２ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４−ａｍｉｎｏｐｙｒｉｄｉｎｅ（１．２ｍｇ、０．０１ｍｍｏｌ）を塩化メチレン（５００μＬ）に溶かし、ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ ａｍｉｎｅ（２１．５μＬ，０．２ｍｍｏｌ）とＮ，Ｎ’−ｃａｒｂｏｎｙｌｄｉｉｍｉｄａｚｏｌｅ（３４．７μＬ，０．２２ｍｍｏｌ）を塩化メチレン（５００μＬ）に溶かした溶液に加える。５０℃で９時間撹拌した後、ｔｒｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ（０．４ｍｍｏｌ）とｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ ａｍｉｎｅ（２１．５μＬ、０．２ｍｍｏｌ）を加える。５０℃で２４時間撹拌した後、１Ｎ塩酸水（３ｍＬ）を加える。不溶物をろ過し、ろ液の水層を塩化メチレンで抽出する。有機層を合一して飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥する。乾燥剤をろ過し、ろ液を減圧濃縮することで得られた残渣をｐＴＬＣ（ｈｅｘａｎｅ／ＥｔＯＡｃ＝５／１）で精製することで（１Ｒ，４Ｒ，７Ｒ）−Ｎ−（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ）−７−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘａｍｉｄｅが２８．３ｍｇの白色個体で得られる（収率５４％）。［α］２０ Ｄ＝＋２５．６（ｃ＝０．０９，ＣＨＣｌ３）．ＩＲ（ＫＢｒ）ｃｍ−１：３３４１，２９６１，２９３８，２８６９，１６６２，１６３０，１６０５，１５３６，１４４７，１３６４，１２８５，１２２０，８１５．Ｍ．ｐ．＝１２３−１２６℃．１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，６００ＭＨｚ）δ：６．６８（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝６．２，１．４Ｈｚ），５．８０（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．２Ｈｚ），５．４９（１Ｈ，ｂｒ ｓ），４．０１−４．００（１Ｈ，ｍ），３．３０（１Ｈ，ｄｔ，Ｊ＝６．２，２．１Ｈｚ），１．８１（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．４Ｈｚ），１．５８−１．５６（１Ｈ，ｍ），１．３７（９Ｈ，ｓ），１．２６−１．１９（１Ｈ，ｍ），１．１０−１．０５（１Ｈ，ｍ），１．００（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．９Ｈｚ），０．９４（１Ｈ，ｄｄｄ，Ｊ＝１１．７，４．８，２．８Ｈｚ），０．８１（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．９Ｈｚ）．１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１２５ＭＨｚ）δ：１６５．８，１４６．１，１４３．９，１３６．６，１２４．３，５１．０，４７．７，４３．５，４０．０，３３．９，３１．９，２８．９，２１．８，２１．３，１９．０．ＨＲＭＳ（ＤＡＲＴ）ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｆｏｒ Ｃ１７Ｈ２８ＮＯ＋［Ｍ＋Ｈ＋］２６２．２１７０９，ｆｏｕｎｄ ２６２．２１６４３．
Ｒｈ（Ｉ）‐キラル二環式ジエン錯体のトルエン溶液の調製
キラル二環式ジエン配位子（１Ｒ，４Ｒ，７Ｒ）−Ｎ−（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ）−７−ｉｓｏｐｒｏｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘａｍｉｄｅ（２．２当量，０．００１６５ｍｍｏｌ，０．１１０ｍＬ，３．９ｍｇ／ｍＬトルエン溶液）を０．３ｍＬのトルエンに加え、ｃｈｌｏｒｏｂｉｓ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ）ｒｈｏｄｉｕｍ（Ｉ）ｄｉｍｅｒ（ロジウム原子換算２．０当量，０．０００７５ｍｍｏｌ，０．０９ｍＬ，３．２ｍｇ／ｍＬトルエン溶液）を加えて、室温で３０分以上攪拌する。得られたおよそ０．５ｍＬの溶液をそのまま反応に用いる。
キラル二環式ジエン配位子（１Ｒ，４Ｒ，７Ｒ）−Ｎ−（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ）−７−ｉｓｏｐｒｏｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘａｍｉｄｅ（２．２当量，０．００１６５ｍｍｏｌ，０．１１０ｍＬ，３．９ｍｇ／ｍＬトルエン溶液）を０．３ｍＬのトルエンに加え、ｃｈｌｏｒｏｂｉｓ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ）ｒｈｏｄｉｕｍ（Ｉ）ｄｉｍｅｒ（ロジウム原子換算２．０当量，０．０００７５ｍｍｏｌ，０．０９ｍＬ，３．２ｍｇ／ｍＬトルエン溶液）を加えて、室温で３０分以上攪拌する。得られたおよそ０．５ｍＬの溶液をそのまま反応に用いる。
均一系反応によるＲｈ（Ｉ）‐キラル二環式ジエン錯体を用いるα，β−不飽和エステルへのアリールボロン酸の不斉１，４−付加反応
アルゴン雰囲気下、丸底フラスコに４−メチルけい皮酸エチル（５７．１ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ）と３−メトキシフェニルボロン酸（ボロキサンとボロン酸の混合物、ボロン酸換算で８１．４ｍｇ、０．６ｍｍｏｌ）、トルエン（０．２７５ｍＬ）および水（０．２７５ｍＬ）を加える。これに［実施例５］に従い調製したＲｈ（Ｉ）‐キラル二環式ジエン錯体のトルエン溶液（０．１ｍＬ、０．１ｍｏｌ％）を加える。１００℃に加熱してそのまま１６時間攪拌する。室温に戻し、ジエチルエーテルを加えて有機層を分液する。水で洗浄して無水硫酸ナトリウムで乾燥したら、ろ過して得られたろ液を濃縮することで残渣を得る。これをｐＴＬＣで精製することで３−（３−メトキシフェニル）−４−メチルけい皮酸エチルが収率９４％、エナンチオ選択性９８％ｅｅで得られる。１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）δ＝１．１０（ｔ，３Ｈ，Ｊ＝７．１Ｈｚ），２．２７（ｓ，３Ｈ），２．９９（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ），３．７４（ｓ，３Ｈ），４．０２（ｑ，２Ｈ，Ｊ＝７．２Ｈｚ），４．４６（ｔ，１Ｈ，８．２Ｈｚ），６．６８−６．７６（ｍ，２Ｈ），６．８１（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝７．９Ｈｚ），７．０５−７．１１（ｍ，４Ｈ），７．１７（ｔ，１Ｈ，Ｊ＝７．９Ｈｚ）．
不均一系反応によるロジウムと銀からなる二元金属ナノクラスター（ＰＩ／ＣＢ Ｒｈ／Ａｇ）‐キラル二環式ジエン錯体を用いるα，β−不飽和エステルへのアリールボロン酸の不斉１，４−付加反応
アルゴン雰囲気下、丸底フラスコに４−メチルけい皮酸エチル（５７．１ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ）と３−メトキシフェニルボロン酸（ボロキサンとボロン酸の混合物，ボロン酸換算で８１．４ｍｇ、０．６ｍｍｏｌ）、ＰＩ／ＣＢ Ｒｈ／Ａｇ（ロジウム原子のモル数換算で４．２ｍｇ、０．２５ｍｏｌ％）、キラル二環式ジエン配位子（１Ｒ，４Ｒ，７Ｒ）−Ｎ−（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ）−７−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−５−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ［２．２．２］ｏｃｔａ−２，５−ｄｉｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘａｍｉｄｅ（０．０１ｍＬ、３．９ｍｇ／ｍＬトルエン溶液）を入れ、トルエン（０．３６５ｍＬ）を加える。均一に混ざるよう室温で攪拌したら、純水（０．７５ｍＬ）を加える。１００℃に加熱してそのまま１６時間攪拌する。室温に戻し、ジエチルエーテルを加えたら固体触媒をろ過し、ろ液から有機層を分液する。有機層を水で洗浄して無水硫酸ナトリウムで乾燥する。乾燥剤をろ過して得られたろ液を濃縮することで残渣を得る。これをｐＴＬＣで精製することで３−（３−メトキシフェニル）−４−メチルけい皮酸エチルが収率９４％、エナンチオ選択性９８．９％ｅｅで得られる。１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）δ＝１．１０（ｔ，３Ｈ，Ｊ＝７．１Ｈｚ），２．２７（ｓ，３Ｈ），２．９９（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ），３．７４（ｓ，３Ｈ），４．０２（ｑ，２Ｈ，Ｊ＝７．２Ｈｚ），４．４６（ｔ，１Ｈ，８．２Ｈｚ），６．６８−６．７６（ｍ，２Ｈ），６．８１（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝７．９Ｈｚ），７．０５−７．１１（ｍ，４Ｈ），７．１７（ｔ，１Ｈ，Ｊ＝７．９Ｈｚ）．
Claims (2)
- 下記式（１）で示された、水素結合の形成に寄与するｔｅｒｔ−ブチルアミド基を持つキラル二環式ジエン誘導体。
- 式（１）で示されたキラル二環式ジエン誘導体を配位子とする、後周期遷移金属種との配位結合により得られるキラル後周期遷移金属錯体。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2019126751A (ja) * | 2018-01-22 | 2019-08-01 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | キラルロジウム錯体、及び光学活性β−置換カルボニル化合物の製造方法 |
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-
2014
- 2014-03-11 JP JP2014066957A patent/JP2015172024A/ja active Pending
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