JP4718452B2 - 光学活性遷移金属−ジアミン錯体及びこれを用いた光学活性アルコール類の製造方法 - Google Patents
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Description
その中でも、光学活性なホスフィン配位子を持つ不斉錯体を触媒とする不斉反応は非常に多く開発され,工業化されているものもある。また、例えば、ルテニウム、ロジウム、イリジウム等の遷移金属に光学活性な窒素化合物を配位させた錯体には、不斉合成反応の触媒として優れた性能を有するものが多く、この触媒の性能を高めるためにこれまでに特殊な構造の光学活性な窒素化合物が数多く開発されてきた(非特許文献1等)。
例えば、非特許文献2及び非特許文献3には、ルテニウムに光学活性なN−p−トルエンスルホニル−1,2−ジフェニルエチレンジアミンを配位子として配位させた錯体が報告されている。しかしながら、この配位子を用いた反応は有機溶媒中で行なわれており、水だけで行なわれた例はない。また、これらに記載の方法で医薬品中間体等を製造しようとすると、これらの中間体の多くは固体であるため、得られた中間体と触媒とを蒸留操作等で分離することは困難である。
例えば、特許文献1にはスルホン化−BINAPを用いた不斉水素化反応が開示されている。しかしながら、水素化を行なった後、水に溶解した触媒の回収方法や再使用についての開示はない。
非特許文献4には、ベンゼンスルホニル−1,2−ジアミノシクロヘキサンのフェニル基のパラ位をスルホン化した配位子を用いた水素移動型還元反応の報告がある。しかしながら、この反応は、イソプロパノール−水溶媒中で反応を行っているため、生成物の分離は蒸留により行う必要がある。
このような生成物と触媒の分離の問題を解決する方法の一つとして、水溶性の触媒を用い、水を含む溶媒系で反応を行う方法が考えられる。この場合、生成物は有機層に溶け、触媒は水層に溶けることになるので、抽出操作だけで触媒の分離が容易にできることが考えられる。そして、水溶性のアミン類として、例えば、非特許文献5には、ラセミ体の1,2−ビス(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレンジアミンの製造方法が記載されている。しかしながら、非特許文献5には前記ジアミン類の光学活性体についての記載はなく、また、前記ジアミン類を配位子として用いた光学活性遷移金属−ジアミン錯体の製造例や、該光学活性遷移金属−ジアミン錯体を不斉水素化触媒として用いることについての記載もない。また、非特許文献6には、ラセミ体の1,2−ビス(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレンジアミン及びジクロロ(1,2−ビス(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレンジアミン)白金(II)錯体、及び該白金錯体を用いた抗癌効果について記載されている。しかしながら、非特許文献6には前記ジアミン類及び前記白金錯体の光学活性体についての記載はなく、また、前記白金錯体を不斉水素化触媒として用いることについての記載もなされていない。
本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、例えばこれを不斉還元触媒として用いてプロキラルなケトン類の不斉還元反応を行うことにより、所望の光学活性アルコール類を高収率で光学純度よく得られるだけでなく、水系溶媒中で使用することができ、しかも反応後は分液や抽出等により容易に触媒を反応生成物と分離することができる。本発明はこのようなリサイクルが可能な水溶性の遷移金属−ジアミン錯体を提供することを目的とする。
で表される光学活性ジアミン化合物に関する。
で表される光学活性遷移金属−ジアミン錯体に関する。
で表される光学活性ジアミン化合物と、一般式(3)
[MXmLn]p (3)
[式中、Mは遷移金属を示し、Xはハロゲン原子を示し、Lは配位子を示し、mは2又は3を示し、nは0又は1を示し、pは1又は2を示す。]
で表される遷移金属化合物とを反応させることにより得られる光学活性遷移金属−ジアミン錯体に関する。
で表される光学活性ジアミン化合物と、一般式(3)
[MXmLn]p (3)
[式中、Mは遷移金属を示し、Xはハロゲン原子を示し、Lは配位子を示し、mは2又は3を示し、nは0又は1を示し、pは1又は2を示す。]
で表される遷移金属化合物とを含んでなる不斉合成用触媒に関する。
より詳細には、本発明は、一般式(4)
で表されるケトン類を、前記した本発明の不斉合成用触媒の存在下、水溶媒中で不斉還元反応、より詳細には不斉水素移動反応させることを特徴とする、一般式(5)
で表される光学活性アルコール類の製造方法に関する。
で表されるジアミン化合物に関する。
さらに、本発明は、前記した本発明の一般式(1b)で表されるジアミン化合物の金属錯体における配位子としての使用に関する。また、本発明は、前記した一般式(1b)で表されるジアミン化合物の不斉合成反応、より詳細には不斉還元反応における触媒成分又は触媒用の配位子としての使用に関する。
炭化水素基としては、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜10の炭化水素基、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルカジエニル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。
アルケニル基としては、直鎖状でも分岐状でも或いは環状でもよい、例えば炭素数2〜20、好ましくは炭素数2〜15、より好ましくは炭素数2〜10、更に好ましくは炭素数2〜6のアルケニル基が挙げられ、その具体例としては、例えば、エテニル基、プロペニル基、1−ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基等が挙げられる。
アルカジエニル基としては、前記アルキル基の鎖中に二重結合を2個有する、直鎖状でも分岐状でも或いは環状でもよい、例えば、炭素数4以上、好ましくは炭素数4〜20、より好ましくは炭素数4〜15、更に好ましくは炭素数4〜10のアルカジエニル基が挙げられ、その具体例としては、例えば、1,3−ブタジエニル基、2,4−ブタジエニル基、2,3−ジメチル−1,3ブタジエニル基等が挙げられる。
アラルキル基としては、前記アルキル基の少なくとも1個の水素原子が前記アリール基で置換された、例えば炭素数7〜20、好ましくは炭素数7〜15のアラルキル基が挙げられ、その具体例としては、例えば、ベンジル基、2−フェニルエチル基、1−フェニルプロピル基、3−ナフチルプロピル基等が挙げられる。
置換基としては、置換基を有していてもよい炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン化炭化水素基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアラルキルオキシ基、置換アミノ基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられる。
置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
置換基としてのハロゲン化炭化水素基は、上記炭化水素基の少なくとも1個の水素原子が上記ハロゲン原子により置換された炭化水素基が挙げられる。ハロゲン化炭化水素基の好ましい例としては、例えば、ハロゲン化アルキル基等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基としては、例えば、炭素数1〜10のハロゲン化アルキル基が好ましいものとして挙げられ、その具体例としては、例えば、クロロメチル基、ブロモメチル基、2−クロロエチル基、3−ブロモプロピル基、フルオロメチル基、フルオロエチル基、フルオロプロピル基、フルオロブチル基、フルオロペンチル基、フルオロヘキシル基、フルオロヘプチル基、フルオロオクチル基、フルオロノニル基、フルオロデシル基、ジフルオロメチル基、ジフルオロエチル基、フルオロシクロヘキシル基、トリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル基、ペルフルオロ−n−プロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロ−n−ブチル基、ペルフルオロイソブチル基、ペルフルオロ−tert−ブチル基、ペルフルオロ−sec−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロイソペンチル基、ペルフルオロ−tert−ペンチル基、ペルフルオロ−n−ヘキシル基、ペルフルオロイソヘキシル基、ペルフルオロヘプチル基、ペルフルオロオクチル基、ペルフルオロノニル基、ペルフルオロデシル基、2−ペルフルオロオクチルエチル基、ペルフルオロシクロプロピル基、ペルフルオロシクロペンチル基、ペルフルオロシクロヘキシル基等が挙げられる。
置換アルコキシ基(置換基を有するアルコキシ基)としては、前記アルコキシ基の少なくとも1個の水素原子が上記置換基で置換されたアルコキシ基が挙げられる。
置換基としての置換基を有していてもよいアリールオキシ基は、アリールオキシ基及び置換アリールオキシ基が挙げられる。アリールオキシ基としては、例えば炭素数6〜14のアリールオキシ基が挙げられ、その具体例としては、例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、アントリルオキシ基等が挙げられる。
置換アリールオキシ基(置換基を有するアリールオキシ基)としては、前記アリールオキシ基の少なくとも1個の水素原子が上記置換基で置換されたアリールオキシ基が挙げられる。
置換アラルキルオキシ基(置換基を有するアラルキルオキシ基)としては、前記アラルキルオキシ基の少なくとも1個の水素原子が上記置換基で置換されたアラルキルオキシ基が挙げられる。
上記アミノ保護基におけるアルキル基、アリール基及びアラルキル基は上記炭化水素基のところで説明した各基と同じである。
アシル基としては、直鎖状でも分岐状でも或いは環状でもよい、例えば、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸等のカルボン酸由来の炭素数1〜20のアシル基、例えば、炭素数1〜20のアルキルカルボニル基、炭素数3〜20のシクロアルキルカルボニル基、炭素数4〜20のシクロアルキルアルキルカルボニル基、炭素数6〜20のアリールカルボニル基、炭素数7〜20のアラルキルカルボニル基などが挙げられ、具体例としては、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ピバロイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、ラウロイル基、ステアロイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
アリールオキシカルボニル基としては、例えば炭素数7〜20のアリールオキシカルボニル基が挙げられ、その具体例としてフェノキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等が挙げられる。
アラルキルオキシカルボニル基としては、例えば炭素数8〜20のアラルキルオキシカルボニル基が挙げられ、その具体例としてベンジルオキシカルボニル基、フェネチルオキシカルボニル基、9−フルオレニルメチルオキシカルボニル基等が挙げられる。
Raで示される置換基を有していてもよい炭化水素基及び置換アミノ基については上記したそれぞれの基と同じである。
置換スルホニル基の具体例としては、例えば、メタンスルホニル基、トリフルオロメタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基、p−トルエンスルホニル基、カンファースルホニル基、−SO2N(CH3)2基等が挙げられる。
アリール基で置換されたアミノ基、即ちアリール置換アミノ基の具体例としては、例えば、N−フェニルアミノ基、N,N−ジフェニルアミノ基、N−ナフチルアミノ基、N−ナフチル−N−フェニルアミノ基等のモノ又はジアリールアミノ基が挙げられる。
アラルキル基で置換されたアミノ基、即ちアラルキル置換アミノ基の具体例としては、例えば、N−ベンジルアミノ基、N,N−ジベンジルアミノ基等のモノ又はジアラルキルアミノ基が挙げられる。
アシル基で置換されたアミノ基、即ちアシルアミノ基の具体例としては、例えば、ホルミルアミノ基、アセチルアミノ基、プロピオニルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ペンタノイルアミノ基、ヘキサノイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等が挙げられる。
アリールオキシカルボニル基で置換されたアミノ基、即ちアリールオキシカルボニルアミノ基の具体例としては、例えば、アミノ基の1個の水素原子が前記したアリールオキシカルボニル基で置換されたアミノ基が挙げられ、その具体例としては、例えば、フェノキシカルボニルアミノ基、ナフチルオキシカルボニルアミノ基等が挙げられる。
アラルキルオキシカルボニル基で置換されたアミノ基、即ちアラルキルオキシカルボニルアミノ基の具体例としては、例えば、ベンジルオキシカルボニルアミノ基、フェネチルオキシカルボニルアミノ基等が挙げられる。
置換スルホニル基で置換されたアミノ基の具体例としては、例えば、−NHSO2CH3、−NHSO2C6H5、−NHSO2C6H4CH3、−NHSO2CF3、−NHSO2N(CH3)2等が挙げられる。
また、環状アミノ基としては、例えばアルキレン基で結合して含窒素環を形成する場合等が挙げられる。アルキレン基としては、直鎖状でも分岐状でもよい、例えば炭素数1〜6のアルキレン基が挙げられ、具体例としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、ブチレン基、2−メチルプロピレン基、ペンチレン基、2,2−ジメチルプロピレン基、2−エチルプロピレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。また、前記アルキレン基は、該アルキレン基の末端又は鎖中の任意の位置に酸素原子、窒素原子、カルボニル基等や二重結合を有していてもよい。
酸素原子、窒素原子、カルボニル基等を有するアルキレン基の具体例としては、例えば、−CH2CH2OCH2CH2−、−CH2CH2NHCH2CH2−等が挙げられる。
環状アミノ基の具体例としては、例えば、ピペリジノ基、モルホリノ基等が挙げられる。
上記一般式(1)、(2)及びその他の式において、R1及びR2で示される−SO2R13における、R13で示される置換基を有していてもよい炭化水素基及び置換アミノ基は、上記したものと同じでよい。ここにおける置換アミノ基としては、前記したものと同じであり、例えば、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜15のアリール基、炭素数7〜20、好ましくは炭素数7〜15のアラルキル基、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸等のカルボン酸由来の炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜10のアルコキシカルボニル基、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜15のアリールオキシカルボニル基、炭素数7〜20、好ましくは炭素数7〜15のアラルキルオキシカルボニル基、及び式Ra−SO2−(Raは置換基を有していてもよい炭化水素基又は置換アミノ基を示す。)で表される置換スルホニル基、及び炭素鎖中に酸素原子、窒素原子、カルボニル基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキレン基からなる群から選ばれた1種又は2種の置換基で置換された置換アミノ基ということができる。
前記R13におけるカンフォリル基は、ショウノウ(canphor)のひとつの水素原子が取れた基からなる基であり、当該ショウノウはd体でもl体であっても、またラセミ体であってもよい。
上記一般式(1)、(2)及びその他の式において、R3〜R12で示される置換基を有していてもよい炭化水素基は、上記R1及びR2で説明した置換基を有していてもよい炭化水素基と同じでよい。
置換基を有していてもよい複素環基としては、複素環基及び置換複素環基が挙げられる。複素環基としては、脂肪族複素環基及び芳香族複素環基が挙げられる。
芳香族複素環基としては、例えば、炭素数2〜15で、異種原子として少なくとも1個、好ましくは1〜3個の窒素原子、酸素原子及び/又は硫黄原子等の異種原子を含んでいる、5〜8員、好ましくは5又は6員の単環式ヘテロアリール基、多環式又は縮合環式のヘテロアリール基が挙げられ、その具体例としては、例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリミジル基、ピラジル基、ピリダジル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基、フタラジル基、キナゾリル基、ナフチリジル基、シンノリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、アクリジル基、アクリジニル基等が挙げられる。
R3〜R12で示される置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基及び置換基を有していてもよいアラルキルオキシ基は、上記R1及びR2で説明した置換基を有していてもよい炭化水素基の置換基として説明した、置換基を有していてもよい炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜10のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜15のアリールオキシ基及び置換基を有していてもよい炭素数7〜20、好ましくは炭素数7〜15のアラルキルオキシ基と同じでよい。これらの置換基としては、前記してきた、置換基を有していてもよい炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜10の炭化水素基;ハロゲン原子;1又は2以上のハロゲン原子で置換された炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜10の炭化水素基(ハロゲン化炭化水素基);置換基を有していてもよい炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜10のアルコキシ基;置換基を有していてもよい炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜15のアリールオキシ基;置換基を有していてもよい炭素数7〜20、好ましくは炭素数7〜15のアラルキルオキシ基;炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜15のアリール基、炭素数7〜20、好ましくは炭素数7〜15のアラルキル基、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸等のカルボン酸由来の炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜10のアルコキシカルボニル基、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜15のアリールオキシカルボニル基、炭素数7〜20、好ましくは炭素数7〜15のアラルキルオキシカルボニル基、及び式Ra−SO2−(Raは置換基を有していてもよい炭化水素基又は置換アミノ基を示す。)で表される置換スルホニル基、及び炭素鎖中に酸素原子、窒素原子、カルボニル基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキレン基からなる群から選ばれた1種又は2種の置換基で置換された置換アミノ基;ニトロ基;及びシアノ基からなる群から選ばれた1種又は2種以上の置換基が挙げられる。
アルコキシカルボニル基としては、直鎖状でも分岐状でも或いは環状でもよい、例えば炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基が挙げられ、その具体例としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、2−プロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、2−エチルヘキシルオキシカルボニル基、ラウリルオキシカルボニル基、ステアリルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル基等が挙げられる。
置換アルコキシカルボニル基(置換基を有するアルコキシカルボニル基)としては、上記アルコキシカルボニル基の少なくとも1個の水素原子が置換基で置換されたアルコキシカルボニル基が挙げられる。置換基としては、上記R1及びR2で説明した置換基を有していてもよい炭化水素基における置換基と同じでよい。
置換アルコキシカルボニル基の具体例としては、例えば、2,2,2−トリクロロエトキシカルボニル基、1,1−ジメチル−2,2,2−トリクロロエトキシカルボニル基等が挙げられる。
アリールオキシカルボニル基としては、例えば炭素数7〜20のアリールオキシカルボニル基が挙げられ、その具体例としては、例えば、フェノキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等が挙げられる。
置換アリールオキシカルボニル基(置換基を有するアリールオキシカルボニル基)としては、上記アリールオキシカルボニル基の少なくとも1個の水素原子が置換基で置換されたアリールオキシカルボニル基が挙げられる。置換基としては、上記R1及びR2で説明した置換基を有していてもよい炭化水素基における置換基と同じでよい。
置換基を有していてもよいアラルキルオキシカルボニル基としては、アラルキルオキシカルボニル基及び置換アラルキルオキシカルボニル基が挙げられる。
アラルキルオキシカルボニル基としては、例えば炭素数8〜20のアラルキルオキシカルボニル基が挙げられ、その具体例としては、例えば、ベンジルオキシカルボニル基、フェニルエトキシカルボニル基、9−フルオレニルメチルオキシカルボニル基等が挙げられる。
置換アラルキルオキシカルボニル基の具体例としては、例えば、4−ニトロベンジルオキシカルボニル基、4−メトキシベンジルオキシカルボニル基、4−メチルベンジルオキシカルボニル基、3,4−ジメトキシベンジルオキシカルボニル基等が挙げられる。
アルキル基で置換されたアミノ基、即ち、アルキル置換アミノ基の具体例としては、例えば、N−メチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N,N−ジイソプロピルアミノ基、N−シクロヘキシルアミノ基等のモノ又はジアルキルアミノ基が挙げられる。
アリール基で置換されたアミノ基、即ちアリール置換アミノ基の具体例としては、例えば、N−フェニルアミノ基、N,N−ジフェニルアミノ基、N−ナフチルアミノ基、N−ナフチル−N−フェニルアミノ基等のモノ又はジアリールアミノ基が挙げられる。
アラルキル基で置換されたアミノ基、即ちアラルキル置換アミノ基の具体例としては、例えば、N−ベンジルアミノ基、N,N−ジベンジルアミノ基等のモノ又はジアラルキルアミノ基が挙げられる。アシル基で置換されたアミノ基、即ちアシルアミノ基の具体例としては、例えば、ホルミルアミノ基、アセチルアミノ基、プロピオニルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ペンタノイルアミノ基、ヘキサノイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等が挙げられる。
アリールオキシカルボニル基で置換されたアミノ基、即ちアリールオキシカルボニルアミノ基の具体例としては、例えば、アミノ基の1個の水素原子が前記したアリールオキシカルボニル基で置換されたアミノ基が挙げられ、その具体例としては、例えば、フェノキシカルボニルアミノ基、ナフチルオキシカルボニルアミノ基等が挙げられる。
アラルキルオキシカルボニル基で置換されたアミノ基、即ちアラルキルオキシカルボニルアミノ基の具体例としては、例えば、ベンジルオキシカルボニルアミノ基等が挙げられる。
置換スルホニル基で置換されたアミノ基の具体例としては、例えば、−NHSO2CH3、−NHSO2C6H5、−NHSO2C6H4CH3、−NHSO2CF3、−NHSO2N(CH3)2等が挙げられる。
酸素原子、窒素原子、カルボニル基等を有するアルキレン基の具体例としては、例えば、−CH2CH2OCH2CH2−、−CH2CH2NHCH2CH2−等が挙げられる。
R14とR15とが互いに結合して環を形成する場合の置換アミノ基の具体例としては、例えば、ピペリジノ基、モルホリノ基等が挙げられる。
上記一般式(2)、(3)及びその他の式において、Mで示される遷移金属としては、例えば元素の周期表の第8〜10族の遷移金属、好ましくは元素の周期表の第8〜9族の遷移金属等が挙げられ、好ましい具体例としては、例えば、ルテニウム、ロジウム、イリジウム等が挙げられる。。
Xで示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が好ましい。
アルキル基で置換されていてもよい芳香族化合物としては、無置換の芳香族化合物及びアルキル置換芳香族化合物が挙げられる。
無置換の芳香族化合物としては、ベンゼン等が挙げられる。
アルキル置換芳香族化合物としては、例えば、前記芳香族化合物の少なくとも1個の水素原子がメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等の炭素数1〜3のアルキル基で置換された芳香族化合物が挙げられ、その具体例としては、例えば、トルエン、p−シメン、ヘキサメチルベンゼン、1,3,5−トリメチルベンゼン(メシチレン)等が挙げられる。
オレフィン化合物としては、例えば、エチレン、シクロペンタジエン、1,5−シクロオクタジエン(cod)、ノルボルナジエン(nbd)、ペンタメチルシクロペンタジエン等が挙げられる。
その他の中性配位子としては、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトニトリル、ベンゾニトリル、アセトン、クロロホルム等が挙げられる。
上記光学活性ジアミン化合物(1)の具体例としては、例えば、(1R,2R)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1S,2S)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1R,2R)−1,2−ジ(4−N,N−ジエチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1S,2S)−1,2−ジ(4−N,N−ジエチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1R,2R)−1,2−ジ(4−N,N−ジプロピルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1S,2S)−1,2−ジ(4−N,N−ジプロピルアミノフェニル)エチレンジアミン等、及び後述する一般式(1b)で表されるジアミン化合物の光学活性体等が挙げられる。
一般式(1b)で表されるアミン化合物の内の光学活性ジアミン化合物の具体例としては、例えば、(1R,2R)−(N−ベンゼンスルホニル)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1S,2S)−(N−ベンゼンスルホニル)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1R,2R)−(N−p−トルエンスルホニル)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1S,2S)−(N−p−トルエンスルホニル)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1R,2R)−(N−メタンスルホニル)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1S,2S)−(N−メタンスルホニル)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1R,2R)−(N−トリフルオロメタンスルホニル)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1S,2S)−(N−トリフルオロメタンスルホニル)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1R,2R)−(N−ベンゼンスルホニル)−1,2−ジ(4−N,N−ジエチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1S,2S)−(N−ベンゼンスルホニル)−1,2−ジ(4−N,N−ジエチルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1R,2R)−(N−ベンゼンスルホニル)−1,2−ジ(4−N,N−ジプロピルアミノフェニル)エチレンジアミン、(1S,2S)−(N−ベンゼンスルホニル)−1,2−ジ(4−N,N−ジプロピルアミノフェニル)エチレンジアミン等が挙げられる。
で表される光学活性ジアミン化合物が挙げられる。
で表される光学活性ジアミン化合物が挙げられる。
光学活性遷移金属−ジアミン錯体(2)の具体例としては、例えば下記の化合物等が挙げられる。
で表される光学活性遷移金属−ジアミン錯体が挙げられる。
本発明の上記一般式(1)で表される光学活性ジアミン化合物、及び上記一般式(2)で表される光学活性遷移金属−ジアミン錯体は、必要に応じて各々酸塩であってもよい。即ち、上記一般式(1)で表される光学活性ジアミン化合物、及び一般式(2)で表される光学活性遷移金属−ジアミン錯体は、これらの酸塩も本発明の範囲に含まれ、また、酸塩を形成していなくても、実質的に酸塩となっているものも含まれる。
上記一般式(1)で表される光学活性ジアミン化合物の酸塩としては、例えば、一般式(1d)
で表される酸塩が挙げられる。
また、上記一般式(2)で表される光学活性遷移金属−ジアミン錯体の酸塩としては、例えば、一般式(2c)
で表される酸塩が挙げられる。
前記一般式(1d)及び(2c)におけるQ及びQ’で示される酸としては、前記一般式(1)で表される光学活性ジアミン化合物及び前記一般式(2)で表される光学活性遷移金属−ジアミン錯体と酸塩を形成することができるもの、又は、実質的に酸塩を形成することができるものであれば特に限定されないが、その酸としては、無機酸、有機酸、ルイス酸等が挙げられる。無機酸としては、例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸、テトラフルオロホウ酸、過塩素酸、過ヨウ素酸等が挙げられる。有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、吉草酸、ヘキサン酸、クエン酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、安息香酸、サリチル酸、シュウ酸、コハク酸、マロン酸、フタル酸、酒石酸、リンゴ酸、グリコール酸等のカルボン酸;メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等のスルホン酸等が挙げられる。ルイス酸としては、例えば、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム等のハロゲン化アルミニウム;塩化ジエチルアルミニウム、臭化ジエチルアルミニウム、塩化ジイソプロピルアルミニウム等のハロゲン化ジアルキルアルミニウム;トリエトキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、トリ−tert−ブトキシアルミニウム等のトリアルコキシアルミニウム;四塩化チタン等のハロゲン化チタン;テトライソプロポキシチタニウム等のテトラアルコキシチタニウム;三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体等のハロゲン化ホウ素;塩化亜鉛、臭化亜鉛等のハロゲン化亜鉛等が挙げられる。
これら酸は1種類のみを使用してもよいが、2種類以上の酸を組み合わせて使用することもできる。また、前記一般式(1d)又は(2c)の酸塩としては、1種類の酸塩のみからなるものであってもよいし、2種以上の異なった酸からなる酸塩の混合物(即ち、酸塩の混合物)であってもよい。
c及びdで示される自然数は、少なくとも1であり、R3〜R12に置換(結合)している置換アミノ基の数にもより、上記光学活性ジアミン化合物と光学活性遷移金属−ジアミン錯体の構造により異なるが、1以上、好ましくは1〜12、より好ましくは2〜4の範囲から適宜選択される。
これらの酸塩は、常法により製造することができる。
(1)ジベンゾアジン類の製造
例えば一般式(6)
で表されるベンズアルデヒド類とヒドラジン塩とを必要に応じて水又は/及び適当な有機溶媒中で反応させることにより、一般式(7)
で表されるジベンゾアジン類を得ることができる。
ヒドラジン塩の使用量は、一般式(6)で表されるベンズアルデヒド類に対して、通常
0.3〜0.5、好ましくは0.35〜0.45の範囲から適宜選択される。
水はヒドラジン塩を溶解するために使用される。水の使用量は、ヒドラジン塩に対して2倍から10倍の範囲から選ばれるが、より好ましくは3〜5倍の範囲から適宜選択される。
必要に応じて用いられる水以外の有機溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、ジメトキシエタン、エチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン等のエーテル類、メタノール、エタノール、2−プロパノール、n−ブタノール、2−エトキシエタノール、ベンジルアルコール等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、プロピオン酸メチル等のエステル類、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトニトリル等の含シアノ有機化合物類、N−メチルピロリドン等が挙げられる。これら溶媒は、夫々単独で用いても2種以上適宜組み合わせて用いてもよい。
水以外の有機溶媒の使用量はアルデヒドに対して、通常2〜10倍、好ましくは3〜5倍の範囲から適宜選択される。
無機塩基としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等の金属炭酸水素塩、水素化ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化リチウムアルミニウム等の金属水素化物類、アンモニアガス、アンモニア水等が挙げられる。なお、アンモニア水の場合、その濃度に特に制約はないが、通常10〜40%程度が好ましく用いられる。
有機塩基としては、例えばカリウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、リチウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムイソプロポキシド、カリウムtert−ブトキシド等のアルカリ金属アルコキシド類、カリウムナフタレニド、例えば酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム等のアルカリ・アルカリ土類金属の有機酸塩、例えばトリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、ピペリジン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、トリ−n−ブチルアミン、N−メチルモルホリン等の有機アミン類、例えば臭化メチルマグネシウム、臭化エチルマグネシウム、臭化プロピルマグネシウム、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム等の有機金属化合物類、4級アンモニウム塩等が挙げられる。
塩基の使用量は、例えば28%アンモニア水溶液を使用した場合、ヒドラジン塩の使用量に対して、1.5〜2.5当量の範囲、より好ましくは1.7〜2.2当量の範囲から適宜選択される。
反応時間は、通常1〜10時間、好ましくは2〜6時間の範囲から適宜選択される。
反応終了後は、必要に応じて後処理、精製等を行えばよい。後処理の具体的な方法としては、溶媒抽出、液性変換、転溶、塩析、晶出、再結晶、各種クロマトグラフィー等、自体公知の分離、精製方法が挙げられる。
次に、上記のようにして得られた一般式(7)で表されるジベンゾアジン類を要すれば適当な溶媒中、必要に応じて不活性ガス雰囲気下で転位反応させる。反応終了後は、必要に応じて後処理、精製等を行えばよい。後処理等の具体的な方法は、上記と同じである。
必要に応じて後処理等を行った後、各種クロマトグラフィー等の公知の分離方法により、光学活性体を分離することにより、光学活性ジアミン化合物(1)を得ることができる。
亜鉛の使用量は、ジベンゾアジン類に対して、通常10当量以上、好ましくは10〜15当量の範囲から適宜選択される。
四塩化チタンの使用量は、ジベンゾアジン類に対して、通常5〜10当量、好ましくは5〜8当量の範囲から適宜選択される。
必要に応じて用いられる溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、o−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、ジメトキシエタン、エチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、プロピオン酸メチル等のエステル類、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、アセトニトリル等の含シアノ有機化合物類、N−メチルピロリドン、水等が挙げられる。これら溶媒は、夫々単独で用いても2種以上適宜組み合わせて用いてもよい。
溶媒の使用量は、ジベンゾアジン類に対して、通常5〜20倍容量、好ましくは5〜10倍容量の範囲から適宜選択される。
反応温度は、通常−60〜40℃、好ましくは−40〜30℃の範囲から適宜選択される。
反応時間は、通常5〜24時間、好ましくは10〜24時間の範囲から適宜選択される。
N位への置換スルホニル基の導入は、自体公知の方法で行うことができる。
先ず、N位に置換スルホニル基を導入しようとする化合物、例えば光学活性ジアミン化合物(1)とスルホニル化剤とを必要に応じて塩基の存在下、適当な溶媒中で反応させることにより、光学活性N−モノ(置換スルホニル)−ジフェニルエチレンジアミン[上記一般式(1)において、R1又はR2の何れか一方が−SO2R13(R13は前記と同じ。)である光学活性ジアミン化合物。]又は光学活性N−ジ(置換スルホニル)−ジフェニルエチレンジアミン[上記一般式(1)において、R1及びR2が共に−SO2R13(R13は前記と同じ。)である光学活性ジアミン化合物。]を得ることができる。
R13−SO2−X1 (8)
[式中、X1はハロゲン原子を示し、R13は前記と同じ。]
で表されるスルホニルハライド類等が挙げられる。
一般式(8)において、X1で示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
一般式(8)で表されるスルホニルハライド類の具体例としては、例えば、メタンスルホニルクロリド、エタンスルホニルクロリド、ベンゼンスルホニルクロリド、p−トルエンスルホニルクロリド、トリフルオロメタンスルホニルクロリド、2,4,6−メシチルスルホニルクロリド、2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルホニルクロリド、4−メトキシベンゼンスルホニルクロリド、4−クロロベンゼンスルホニルクロリド等が挙げられる。
スルホニル化剤の使用量は、光学活性ジアミン化合物(1)1モルに対して、通常0.8〜5モル、好ましくは1〜2モル、より好ましくは1〜1.2モルの範囲から適宜選択される。
無機塩基としては、例えば、炭酸カリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等のアルカリ又はアルカリ土類金属の塩及び水酸化物、水素化ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化リチウムアルミニウム等の金属水素化物類等が挙げられる。
有機塩基としては、例えばカリウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、リチウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムイソプロポキシド、カリウムtert−ブトキシド等のアルカリ金属アルコキシド類、カリウムナフタレニド、例えば酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム等のアルカリ・アルカリ土類金属の有機酸塩、例えばトリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、ピペリジン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、トリ−n−ブチルアミン、N−メチルモルホリン等の有機アミン類、例えば臭化メチルマグネシウム、臭化エチルマグネシウム、臭化プロピルマグネシウム、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム等の有機金属化合物類、4級アンモニウム塩等が挙げられる。
本反応においては、これら塩基の中でも有機アミン類が特に好ましい。
塩基の使用量は、光学活性ジアミン化合物(1)に対して、通常1.0〜2.0当量、好ましくは1.1〜1.2当量の範囲から適宜選択される。
溶媒の使用量は、光学活性ジアミン化合物(1)に対して、通常2〜10倍容量、好ましくは5〜10倍容量の範囲から適宜選択される。
反応時間は、通常3〜20時間、好ましくは5〜10時間の範囲から適宜選択される。
得られた光学活性N−モノ又はジ(置換スルホニル)−ジフェニルエチレンジアミンは、反応後、必要に応じて後処理、精製等を行う等は任意である。後処理の具体的な方法としては、溶媒抽出、液性変換、転溶、塩析、晶出、再結晶、各種クロマトグラフィー等、自体公知の分離、精製方法が挙げられる。
このようにして得られた光学活性ジアミン化合物(1)は、不斉合成用触媒として用いられる光学活性遷移金属−ジアミン錯体の配位子や、光学分割剤等として有用である。
即ち、例えば、光学活性ジアミン化合物(1)と遷移金属化合物(3)とを常法に従って反応させることにより得ることができる。
また、上記一般式(3)において、nが0である遷移金属化合物(3)を用いる場合には、前記光学活性ジアミン化合物、前記遷移金属化合物及び中性配位子とを常法に従って反応させることにより得ることができる。ここで、上記一般式(3)におけるnが0である遷移金属化合物は、水和物でもよい。
遷移金属化合物(3)の使用量は、光学活性ジアミン化合物(1)に対して、通常0.1〜1.0当量、好ましくは0.2〜0.5当量の範囲から適宜選択される。
溶媒の使用量は、光学活性ジアミン化合物(1)に対して、通常10〜40倍容量、好ましくは10〜20倍容量の範囲から適宜選択される。
塩基の使用量は、光学活性ジアミン化合物(1)に対して、通常0.5〜5当量、好ましくは1〜3当量の範囲から適宜選択される。
反応時間は、反応温度や光学活性ジアミン化合物(1)、遷移金属化合物(3)等の種類や使用量等により自ずから異なるため特に限定されないが、通常1〜24時間、好ましくは1〜8時間の範囲から適宜選択される。
このようにして得られた本発明の光学活性遷移金属−ジアミン錯体(2)は、フェニル基に置換アミノ基を有する光学活性ジアミン錯体を配位子として有していることが特徴である。それにより、本発明の光学活性遷移金属−ジアミン錯体は、水溶性となるので、有機合成反応用触媒等としての利用価値が高く、例えば不斉合成用触媒等として、就中、不斉還元触媒等として有用である。本発明における不斉還元反応としては、好ましくは分子状水素(即ち、水素ガス。以下同じ。)を用いた水素化反応(接触還元反応)、水素供与体からの水素原子による水素移動反応による還元反応などが挙げられる。本明細書では、これらの反応における触媒を、それぞれ水素化触媒、水素移動触媒と呼び、これらを含む還元反応の触媒を総称して還元触媒と呼ぶ。
本発明のアルコール類の製造方法において使用される原料のケトン類としては、カルボニル基を有する各種のカルボニル化合物が挙げられる。このようなケトン類が還元反応において望ましくない官能基を有している場合には、公知の各種の方法においてこれらの望ましくない官能基を保護して反応に供することができる。本発明の方法における好ましいケトン類としては、例えば次の一般式(4)
で表されるケトン類が挙げられる。
本発明のこの方法により、原料のケトン類に対応したアルコール類を製造することができ、例えば、原料ケトン類として前記した一般式(4)で表されるケトンを使用した場合には、次の一般式(5)
で表される光学活性アルコールを製造することができる。
上記一般式(4)及び(5)において、R21及びR22で示される置換基を有してもよい炭化水素基は、炭化水素基及び置換炭化水素基を表し、置換基を有していてもよい複素環基は、複素環基及び置換複素環基を表す。炭化水素基及び複素環基は、上記一般式(1)のところで説明した各基と同じである。
置換炭化水素基(置換基を有する炭化水素基)としては、上記炭化水素基の少なくとも1個の水素原子が置換基で置換された炭化水素基が挙げられる。置換炭化水素基としては、置換アルキル基、置換アリール基、置換アルケニル基、置換アルキニル基、置換アラルキル基等が挙げられる。
置換複素環基(置換基を有する複素環基)としては、上記複素環基の少なくとも1個の水素原子が置換基で置換された複素環基が挙げられる。置換複素環基としては、置換脂肪族複素環基及び置換芳香族複素環基等が挙げられる。
置換基としての炭化水素基及び複素環基は、上記一般式(1)のところで説明した各基と同じである。また、ハロゲン原子、ハロゲン化炭化水素基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基及び置換アミノ基も、上記一般式(1)のところで置換基として説明した各基と同じである。アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基及びスルホニル基は、上記一般式(1)のところで置換基としての置換アミノ基におけるアミノ基の置換基として説明した各基と同じである。
アルキルチオ基としては、直鎖状でも分岐状でも或いは環状でもよい、例えば炭素数1〜6のアルキルチオ基が挙げられ、具体例としては、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、2−プロピルチオ基、n−ブチルチオ基、2−ブチルチオ基、イソブチルチオ基、tert−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、シクロヘキシルチオ基等が挙げられる。
アリールチオ基としては、例えば炭素数6〜14のアリールチオ基が挙げられ、具体例としては、例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等が挙げられる。
アラルキルチオ基としては、例えば炭素数7〜15のアラルキルチオ基が挙げられ、具体例としては、例えば、ベンジルチオ基、2−フェネチルチオ基等が挙げられる。
アルキレンジオキシ基としては、例えば炭素数1〜3のアルキレンジオキシ基が挙げられ、その具体例としては、例えば、メチレンジオキシ基、エチレンジオキシ基、トリメチレンジオキシ基、プロピレンジオキシ基等が挙げられる。
置換シリル基としては、例えば、シリル基の3個の水素原子が上記で説明したアルキル基、アリール基、アラルキル基等の炭化水素基等の置換基で置換されたトリ置換シリル基が挙げられ、具体例としては、例えば、トリメチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、tert−ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基等が挙げられる。
なお、これら置換基は、前記置換基で更に置換されていてもよい。
また、R21、R22におけるフェロセニル基は、フェロセンのひとつの水素原子が取れてできる基である。
R21とR22とが互いに結合して、カルボニル基と一緒になって環を形成する場合の環の具体例としては、例えば、シクロペンタノン環、シクロヘキサノン環、例えば5〜7員のラクトン環、例えば5〜7員のラクタム環等が挙げられる。これら形成する環は、一般式(4)におけるカルボニル基の炭素原子が、不斉水素化反応により不斉炭素となり得るような環であればよい。
一般式(4)で表されるケトン類の具体例としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトフェノン、ベンザルアセトン、1−インダノン、3,4−ジヒドロ−(2H)−ナフタレノンフェロセニルメチルケトン等や、例えば下記に示す化合物等が挙げられる。
本発明の不斉合成触媒としては、上記のようにして製造した光学活性遷移金属−ジアミン錯体(2)を含んでなる不斉合成触媒、又は/及び光学活性ジアミン化合物(1)と遷移金属化合物(3)とを含んでなる不斉合成触媒が挙げられる。後者の不斉合成触媒を用いた不斉還元反応は、所謂その場で(in situ)行う反応である。
不斉還元反応は、上記光学活性遷移金属−ジアミン錯体(2)を用いて行う場合には、例えば、Angewandt Chemie Int.Ed.Engl.,36,No.3,288(1997)等の文献に記載の方法で行うことができる。Angewandt Chemie Int.Ed.Engl.,36,No.3,288(1997)の記載を参照して本明細書に取り込む。
また、光学活性ジアミン化合物(1)と遷移金属化合物(3)とを含んでなる不斉合成触媒を用いてその場で(in situ)不斉還元反応を行う場合には、例えば、J.Am.Chem.Soc.,vol.118,4916-4917(1996)等の文献に記載の方法で行うことができる。J.Am.Chem.Soc.,vol.118,4916-4917(1996)の記載を参照して本明細書に取り込む。
不斉還元反応を、活性な触媒をその場で(in situ)調製して行う場合には、光学活性ジアミン化合物(1)と遷移金属化合物(3)とを予め1〜数時間加熱攪拌した反応混合物を用いてもよい。
本発明のこの方法は、水溶性の触媒を使用することをさらに特徴とするものである。したがって、本発明の方法は、溶媒として水又は水を含有する溶媒中で行うことができるが、必ずしも水を含有していなくてもよい。例えば、水に溶解しない有機溶媒を用いて反応を行い、反応後に反応混合物に水を加えて、水相に移行した水溶性の触媒を回収することもできる。好ましい方法としては、水溶液中での反応や含水溶媒中での反応が挙げられる。
水の使用量は、反応基質であるケトン類の種類や溶解度、経済性等を考慮して選択されるが、基質に対して通常5〜50質量倍、好ましくは10〜40質量倍の範囲から適宜選択される。
用いられる有機溶媒としては、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類、例えばジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、例えばジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン等のエーテル類、例えばメタノール、エタノール、2−プロパノール、n−ブタノール、tert−ブタノール、ベンジルアルコール等のアルコール類、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、1,2−プロパンジオール、グリセリン等の多価アルコール類、例えばN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトニトリル、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これら溶媒は、夫々単独で用いても2種以上適宜組み合わせて用いてもよい。
有機溶媒の使用量は、用いるケトンの重量に対して、通常1〜10倍容量、好ましくは2〜5倍容量の範囲から適宜選択される。
反応時間は、用いる不斉水素化触媒の種類や使用量、用いるケトン化合物の種類や濃度、反応温度等の反応条件等により自ずから異なるが、数分〜数十時間程度でよく、通常4〜48時間、好ましくは6〜24時間の範囲から適宜選択される。
本発明の光学活性アルコールの製造方法は、反応形式がバッチ式であっても連続式であっても実施することができる。
分子状水素を用いた水素化(接触還元)反応は、公知の方法に準じて常圧又は加圧下で、分子状水素と反応混合物を接触させて行うことができる。本発明の光学活性遷移金属−ジアミン混合物又はその錯体からなる触媒は均一系触媒として使用することもでき、また不均一系触媒として使用することもできる。
また、水素供与体を用いる水素移動反応は、水素供与性物質を反応系内に存在させて行われる。水素供与性物質は、有機化合物又は/及び無機化合物あって、反応系内で、例えば熱的作用やpHの調整や触媒作用によって水素を供与できる化合物であれば何れも使用可能である。
ギ酸又はその塩類におけるギ酸の塩類としては、ギ酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等のギ酸の金属塩、アンモニウム塩、置換アミン塩等が挙げられる。
また、ギ酸と塩基との組み合わせとしては、反応系内でギ酸がギ酸の塩の形態となるもの、或いは実質的にギ酸の塩の形態となるものであればよい。
ギ酸と塩を形成するアルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等が挙げられる。また、アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられる。
これらギ酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等のギ酸の金属塩や、アンモニウム塩、置換アミン塩等を形成する塩基、並びに、ギ酸と塩基との組み合わせにおける塩基としては、アンモニア、無機塩基、有機塩基等が挙げられる。
有機塩基としては、例えば、カリウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、リチウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムイソプロポキシド、カリウムtert−ブトキシド、カリウムナフタレニド等のアルカリ金属アルコキシド、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム等のアルカリ・アルカリ土類金属の酢酸塩類、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、ピペリジン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、トリ−n−ブチルアミン、N−メチルモルホリン等の有機アミン類、臭化メチルマグネシウム、臭化エチルマグネシウム、臭化プロピルマグネシウム、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム等の有機金属化合物類、4級アンモニウム塩等が挙げられる。
本発明の光学活性2級アルコールの製造方法においては、不斉水素化反応を後述するように水溶媒中で行うのが望ましいため、用いる水素供与性物質は、水溶性であるものがよく、中でも、反応活性、経済性を考慮して、ギ酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、置換アミン塩等が好ましい。
水素供与性物質の使用量は、ケトン類に対して通常2〜20当量、好ましくは4〜10当量の範囲から適宜選択される。反応後、生成物を分離して残った水層を再使用する時は、反応で消費された水素源のギ酸塩を必要に応じて補充してもよい。
不斉合成触媒又はその水溶液の回収は、反応混合物(反応系)から分液又は抽出などの公知の操作により行うことができる。
例えば、不斉還元などの不斉合成反応終了後、要すれば有機溶媒又は水を反応液に加えて2層とし、この2層となっている反応液から水層を分離することにより、不斉合成触媒の水溶液を回収することができる。
回収した不斉合成触媒の水溶液は、特別の後処理や精製等を行うことなく、そのまま同じ不斉合成反応に再使用(リサイクル)することができる。また、必要であれば、この分離した水層を濃縮、精製等の操作により不斉合成触媒を容易に回収することもできる。
回収された本発明の不斉合成触媒、又はその水溶液を、再使用(リサイクル)する場合には、必要に応じて新たな不斉合成触媒を追加する等、不斉合成触媒の量を適宜調節する等のことは任意である。
斯くして得られた光学活性2級アルコールは、医薬中間体や液晶材料等として有用である。
なお、以下の実施例において、物性等の測定に用いた装置は次の通りである。
1)ガスクロマトグラフィー(GLC):Hewlett Packard 5890−II
2)比旋光度:日本分光JASCO DIP−360型旋光度計
3)1H−NMR,13C−NMR:DRX−500、BURUKER社製
4)高速液体クロマトグラフィー(HPLC):島津製作所 LC10AT & SPD10A
(1)ジ4−N,N−ジメチルアミノベンゾアジンの合成
ヒドラジン硫酸塩10.4g(0.08モル)及び水78mLを混合した溶液に、28%アンモニア水8.9g(0.1464モル)を加え加熱した。次いで、この溶液に、4−N,N−ジメチルアミノベンズアルデヒド26.76g(0.179モル)のテトラヒドロフラン(THF)80mL溶液を40℃以下で2時間以上かけて滴下した後、更に同温度で2〜3時間撹拌反応させた。反応液に28%アンモニア水を加えて水層をアルカリ性にした後、トルエン100mLを加えて10℃まで冷却し、析出した黄色固体を濾取し、トルエン及び水で順次洗浄した。また、濾液の有機層から得られた固体を水及びトルエンで順次洗浄した。合わせた固体をトルエン中で共沸脱水し、23.36gの粗ジ4−N,N−ジメチルアミノベンゾアジンを得た。得られた粗ジ4−N,N−ジメチルアミノベンゾアジン23.36gをTHF1600mLに加熱還流下で溶解し、熱時濾過してから5℃で一夜静置した後、析出晶を濾取し、乾燥して、精製ジ4−N,N−ジメチルアミノベンゾアジン19.75gを得た。収率83.97%。HPLC含量:98.04%。mp:265〜266℃。
窒素雰囲気下、亜鉛末19.62g(0.3モル)及びTHF300mLを混合した溶液中に、−40℃以下で四塩化チタン28.45g(0.15モル)を40分かけて滴下し、同温で30分間撹拌反応させた後、更に−30〜−25℃で1時間撹拌反応させた。 次いで、この反応液に、−25℃でジ4−N,N−ジメチルアミノベンゾアジン8.82g(0.03モル)を加え、室温に戻しながら3時間撹拌反応させた。一夜静置後、反応液を希塩酸300g(濃塩酸30g、水270g)中に注入して、析出した固体を濾去し(該固体の乾燥重量9.31g)、濾液からTHFを回収した。残渣をジクロロメタンで2回洗浄し、水層を20%NaOH水溶液で中和して、強アルカリ性(pH>11)とした後、THF600mLで抽出した。有機層を飽和食塩水で3回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮してTHFを留去して、粗1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレン−1,2−ジアミン6.78gを得た。
得られた粗1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレン−1,2−ジアミン3.48g(11.68mmol)及びメタノール25mLを混合した溶液に、冷却下で濃塩酸4.9g(49mmol)を滴下し、撹拌した後、減圧下で濃縮してメタノール及び水を留去して、粗1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレン−1,2−ジアミン塩酸塩4.6gを得た。得られた粗1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレン−1,2−ジアミン塩酸塩をエタノール20mLで洗浄し、濾取した後、乾燥して1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレン−1,2−ジアミン塩酸塩2.66g(黄白色微粉末固体)を得た。
次に、得られた1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレン−1,2−ジアミン塩酸塩に、水酸化ナトリウム0.923g(23.08mmol)及び水20mL水溶液を加えて中和した後、更に水酸化ナトリウム水溶液を加えて強アルカリ性にした。水層から遊離した微粉末を濾取し、水で洗浄した後、減圧乾燥して、粗製のラセミ体1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレン−1,2−ジアミン1.04gを得た。mp=106〜6.5℃。HPLC含量:61.9%[Chiralcel OD−Hカラム(ダイセルケミカル社製)使用]
Mp=133〜134℃。
[α]D 20=+98.2(C=1、エタノール)
1H NMR(CD3OD,500MHz):
2.77(12H,s)、3.83(2H,s)、
6.57(4H,d,11.7)、6.9(4H,d,11.7)
MS(イオン化法APCI+,m/z):282.2(M+−NH2)
実施例1で得られた(1R,2R)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレン−1,2−ジアミン50mg(0.167mmol)、トリエチルアミン17.7mg(0.1752mmol)及びジクロロメタン1mLを混合した溶液に、氷冷下、ベンゼンスルフォニルクロライド28.1mg(0.1593mmol)のジクロロメタン1mL溶液を0.05mLづつ15分間隔で加えた後、更に同温度で1時間撹拌反応させた。 反応液を水に注いで反応を停止させた後、炭酸ナトリウムを加えて溶液をアルカリ性にした。次いで、ジクロロメタン層を分離して水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮して粗製の(1R,2R)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレン−1,2−ジアミンのモノベンゼンスルファミド73.9mgを得た。HPLC含量:(1R,2R)−体85.65%。
得られた粗製の(1R,2R)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレン−1,2−ジアミンのモノベンゼンスルファミドをTLCプレート(シリカゲル)を用い、溶媒としてTHFを用いて分離後、THF及びメタノールで抽出して、57.4mgの精製(1R,2R)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレン−1,2−ジアミンのモノベンゼンスルファミドを得た。HPLC含量:(1R,2R)−体90.3%、(1S,2S)−体2.2%。
mp:164〜5℃
1H NMR(CD3OD,500MHz):
2.68(6H,s)、2.74(6H,s)、3.85(1H,d,9.1)、
4.22(1H,d,9.1)、6.24(2H,d,8.7)、
6.47〜6.50(5H,dd,8.9)、6.85(2H,d,8.8)、
7.14(2H,t,7.6)、7.27(1H,t,7.6)、
7.4(2H,d,7.6)
MS(イオン化法APCI+,m/z):
422.4(M+−16),461.4(M++23)
(1R,2R)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレン−1,2−ジアミンのモノベンゼンスルファミド4mg(0.0098mmol)、[RuCl2(mesitylene)]2 1.86mg(0.0032mmol)、ギ酸ナトリウム0.45g(6.7mmol)及び水4mLを混合した溶液中に、アセトフェノン0.2g(1.66mmol)を加えて50℃で2.5時間撹拌反応させたところ、転化率97.9%、選択率99.62%。でアルコール体が得られていることが確認された。
反応終了時の水層のpHは8.4であった。反応溶液中にギ酸76.4mg(1.66mmol)を加えて酸性(pH=5.5)にした後、生成物をヘプタンで抽出した(分離した水層は次回の反応に再使用した。)。ヘプタン抽出溶液を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮して(1R)−フェネチルアルコール0.19g(OP=90.78%ee)を得た。
実施例3において、反応終了後に回収した水層中にアセトフェノン0.2g(1.66mmol)を加え、50℃で16時間撹拌反応させたところ、転化率88.7%、選択率100%でアルコール体が得られていることが確認された。反応終了時のpHは8.85であった。反応終了後、実施例3と同様に後処理して(1R)−フェネチルアルコール0.19g(OP=87.7%)を得た。
(1R,2R)−1,2−ジ(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)エチレン−1,2−ジアミンのモノベンゼンスルファミド4mg(0.0098mmol)、[Cp*RhCl2]2 1.98mg(0.0032mmol)、ギ酸ナトリウム0.45g(6.7mmol)及び水4mLを混合した溶液中に、アセトフェノン0.2g(1.66mmol)を加えて50℃で4時間撹拌反応させたところ、転化率92.34%、選択率100%でアルコール体が得られていることが確認された。反応終了時のpHは8.85であった。反応終了後、実施例3と同様に後処理して(1R)−フェネチルアルコール0.19g(OP=92.4%ee)を得た。
したがって、本発明は、不斉合成用の新規な触媒を提供することのみならず、環境に優しい有機合成用の触媒を提供するものとして産業上極めて有用なものである。
Claims (15)
- 一般式(2)
- 一般式(1)
[MXmLn]p (3)
(式中、Mはルテニウム、ロジウム、又はイリジウムを示し、Xはハロゲン原子を示し、Lは配位子を示し、mは2又は3を示し、nは0又は1を示し、pは1又は2を示す。)で表される遷移金属化合物とを、nが0である場合には配位子Lの存在下で反応させることにより得られる請求項1に記載の光学活性遷移金属−ジアミン錯体。 - 請求項1又は2に記載の光学活性遷移金属−ジアミン錯体を含んでなる不斉合成用触媒。
- 不斉合成用触媒が、不斉還元触媒である、請求項3に記載の不斉合成用触媒。
- 一般式(1)
[MXmLn]p (3)
(式中、Mは遷移金属を示し、Xはハロゲン原子を示し、Lは配位子を示し、mは2又は3を示し、nは0又は1を示し、pは1又は2を示す。)で表される遷移金属化合物とを、nが0の場合にはさらに配位子Lを含んでなる不斉合成用触媒。 - 不斉合成用触媒が、不斉還元触媒である、請求項5に記載の不斉合成用触媒。
- ケトン類を、請求項4又は6に記載の不斉還元触媒の存在下、水溶媒中で不斉還元反応させることを特徴とするアルコール類の製造方法。
- ケトン類がプロキラルなケトンであり、製造されるアルコール類が、光学活性アルコールである請求項7に記載の製造方法。
- 不斉還元反応が、不斉水素移動反応によるものである請求項7〜9のいずれかに記載の製造方法。
- 使用後の不斉還元触媒を回収する請求項7〜10のいずれかに記載の製造方法。
- 回収が、水溶液として行われるものである請求項11に記載の製造方法。
- 回収された不斉還元触媒をリサイクルする請求項7〜12のいずれかに記載の製造方法。
- 回収された不斉還元触媒が、回収された水溶液としてリサイクルされるものである請求項13に記載の製造方法。
- 一般式(1b)
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