KR101336383B1 - 싸이오락톤의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사이클릭 싸이오언하이드라이드를 금속 촉매의 존재 하에 수소화시킴으로써 사이클릭 싸이오 에스터(싸이오락톤) 및 그의 관련 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

싸이오락톤의 제조방법{MANUFACTURE OF THIOLACTONES}
본 발명은 사이클릭 싸이오언하이드라이드(thioanhydride)를 금속 촉매의 존재 하에 수소화시킴으로써 사이클릭 (싸이오락톤)과 그의 관련 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법의 생성물은 약학적 또는 바이타민 유형의 활성 물질로서 또는 이러한 활성 물질의 제조를 위한 중간체로서 유용하다.
출발물질이 프로키랄(prochiral) 사이클릭 싸이오언하이드라이드일 수 있는 본 발명의 방법을 적용함으로써, 이렇게 제조된 싸이오락톤은 놀랍게도 높은 화학선택성과 거울상선택성을 나타내고 매우 높은 화학적 광학적 수율로 수득되는 것이 밝혀졌다.
본 발명은, 하기 화학식 II의 사이클릭 싸이오언하이드라이드를 VIII족 금속 촉매의 존재 하에 수소화시키는 것을 특징으로 하는, 하기 화학식 I의 싸이오락톤, 화학식 I1 또는 I3의 하이드록시싸이오락톤 또는 그의 이성체, 또는 화학식 I2, I4 또는 I5의 개환된 하이드록시싸이오락톤의 제조방법에 관한 것이다.
Figure 112007073357567-pct00001
Figure 112007073357567-pct00002
Figure 112007073357567-pct00003
Figure 112007073357567-pct00004
Figure 112007073357567-pct00005
Figure 112007073357567-pct00006
[상기 식에서,
각각의 R1 및 R2는 독립적으로 -NR4R5이되,
상기 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, 치환 또는 비치환된 알켄일, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬, 치환 또는 비치환된 아릴, 선택적으로 방향족-치환된 아릴알킬, 선택적으로 방향족-치환된 아릴알켄일, 사이클로알킬 잔기에서 치환 또는 비치환된 사이클로알킬알킬, 헤테로사이클릴, 치환 또는 비치환된 알칸오일, 치환 또는 비치환된 아로일, 치환 또는 비치환된 알킬설폰일, 치환 또는 비치환된 아릴설폰일 또는 실릴 기 Si(알킬)3, Si(아릴)3 또는 Si(알킬)1 또는 2(아릴)2 또는 1이거나, 또는
2개의 R4는 다르게는 함께 카본일 기를 형성하고, 나머지 2개의 R5는 각각 독립적으로 R4 및 R5에 대한 전술된 의미들 중 하나를 갖는다]
Figure 112007073357567-pct00007
[상기 식에서,
R1 및 R2는 앞서 제시된 의미를 갖는다]
다른 방법에서, R1 및 R2는 하기 기 (a) 또는 (b)일 수 있다:
-OR3 (a)
-NR4R5 (b)
상기 식에서,
R3은 R4 및 R5의 의미를 갖는다.
R3, R4 및 R5에 대한 여러 의미의 상기 정의에서, 임의의 알킬은 직쇄 또는 (3개 이상의 탄소 원자의 경우) 분지쇄 알킬 기, 바람직하게는 12개 이하의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 6개 이하의 탄소 원자를 포함하며, 예컨대 메틸, 에틸, 아이소프로필, 3차-뷰틸, 네오펜틸 및 n-헥실이 있다. 이는 이러한 치환 또는 비치환된 기, 예컨대 아릴알킬, 사이클로알킬알킬, 알칸오일 및 알킬설폰일 기의 알킬 부분, 및 실릴 기 Si(알킬)3 또는 Si(알킬)1 또는 2(아릴)2 또는 1의 알킬에 동일하게 적용된다. 치환 또는 비치환된 아릴알켄일 기로서 또는 그의 일부로서의 임의의 알켄일은, 탄소 원자의 개수에 의존하여 3개 이하의 이중결합, 바람직하게는 하나의 이중결합을 특징으로 하는 직쇄 또는 분지쇄 알켄일 기를 포함하며, 적합하게는 12개 이하의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 6개 이하의 탄소 원자를 갖는다. 알켄일 기의 예는 알릴이다. 치환 또는 비치환된 사이클로알킬알킬 기로서 또는 그의 일부로서의 임의의 사이클로알킬은, 적합하게는 3 내지 8개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 4 내지 7개의 탄소 원자를 함유한다. 치환 또는 비치환된 아릴알킬, 아릴알켄일, 아로일 또는 아릴설폰일 기로서 또는 그의 일부로서, 및 실릴 기 Si(아릴)3 또는 Si(알킬)1 또는 2(아릴)2 또는 1로서 또는 그의 일부로서의 임의의 아릴은, 적합하게는 페닐, 1-나프틸 또는 2-나프틸, 바람직하게는 페닐이다. 임의의 헤테로사이클릴은 적어도 부분적으로 포화된 속성 또는 방향족(헤테로방향족) 속성을 갖고 하나 이상이 고리 헤테로원자로서 산소, 황 및 질소 원자들로부터 선택됨을 특징으로 하는 기일 수 있으며, 이로 인해 고리 내의 이러한 원자들 중 2개 이상은 동일하거나 상이한 헤테로원자일 수 있다. 이러한 기의 예로는 테트라하이드로퓨란일, 테트라하이드로다이옥산일, 테트라하이드로싸이오페닐, 피롤리딘일, 피페리딘일, 모폴린일, 피페라진일, 다이하이드로퓨란일, 다이하이드로다이옥산일, 다이하이드로싸이오페닐, 피롤릴 및 피리딜이 있으며, 이러한 임의의 기는 하나 이상의 융합된 벤젠 고리를 특징으로 하고/하거나 2차 고리 질소 원자 상에 치환기, 특히 알킬 기를 가질 수 있다.
치환 또는 비치환된 알킬, 알켄일, 알칸오일 또는 알킬설폰일에 적합한 치환기로는 C1-4-알콕시 및 C1-4-알킬싸이오로부터 선택된 하나 이상의 치환기가 포함되며, 이로 인해 동일한 알킬 또는 알켄일 상의 2개 이상의 치환기는 동일하거나 상일할 수 있다. 알콕시알킬의 경우, 메틸렌 잔기 상에 1 또는 2개의 알킬 치환기를 선택적으로 갖는 알콕시메틸이 바람직하다. 치환 또는 비치환된 사이클로알킬에 적합한 치환기로는 하나 이상의 동일하거나 상이한 C1-4-알킬이 포함된다. 치환 또는 비치환된 아릴에 적합한 치환기로는 C1-4-알킬 및 C1-4-알콕시가 포함되며, 이로 인해 이 경우 역시 2개 이상의 치환기는 동일하거나 상이할 수 있다. 이와 같은 해당 치환기의 종류에 대한 정보는, 적절하다면 선택적으로 방향족-치환된 아릴알킬, 선택적으로 방향족-치환된 아릴알켄일, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬알킬, 치환 또는 비치환된 아로일 및 치환 또는 비치환된 아릴설폰일의 일부의 경우에 사이클로알킬 및 아릴 잔기에 동일하게 적용된다.
사용된 VIII족 금속 촉매에서, VIII족 금속(철, 코발트, 니켈, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐 또는 백금)은 특히 루테늄(Ru), 로듐(Rh) 또는 이리듐(Ir)이다. 상기 촉매는 균질 또는 비균질 키랄 또는 비키랄일 수 있다.
금속 촉매는 금속 자체, 키랄 및/또는 비키랄 개질제와 조합된 금속, 또는 금속이 형식적으로(formally) 0 또는 양(+)의 산화 상태를 갖는 금속 착체일 수 있다. 상기 금속 착체는 지지체가 없거나, 적합한 지지체, 예컨대 활성 탄소, 유기 중합체, 무기 또는 유기 이온 교환제 또는 무기 물질, 예컨대 실리카, 티타니아 또는 알루미나 상에 고정화될 수 있다. 금속 자체의 경우의 개질제, 및 금속 착체 촉매의 경우의 착체형성 분자는 금속 원자에 대해 연결 부위로서 작용하는 하나 이상의 인, 질소, 산소 및/또는 황 원자를 가짐을 특징으로 하는 일-, 이- 또는 여러자리(multidentate) 화합물일 수 있다.
더욱이, 금속-착체형성 특성을 갖고 하나 이상의 인, 질소 및/또는 황 원자, 및/또는 금속과 배위결합할 수 있는 작용기를 특징으로 하는 추가의 유기 화합물이 촉매 시스템의 일부로서 또는 촉매 시스템의 통합(integral) 부분으로서 존재할 수 있다. 적합한 작용기는 하나 이상의 이중결합을 갖는 올레핀에서 및 방향족 화합물 내에서와 같이 이중결합을 포함한다.
촉매 시스템의 추가 구성은 무기 및/또는 유기 염 및/또는 양성자성 산일 수 있다.
적합한 균질 금속 착체 촉매는 예컨대 하기 화학식 III 또는 화학식 IV이다.
[A1MeYZ]
[A1MeY]+E1 -
상기 식에서,
A1은 2개의 3차 모노포스파인 리간드 또는 다이-3차 다이포스파인 리간드이며, 금속 원자(Me)와 함께 5원 내지 10원, 바람직하게는 5원 내지 8원, 특히 5원 내지 7원 고리를 형성하고,
Me는 귀금속, 특히 Rh, Ru 또는 Ir이고,
Y는 2개의 올레핀 또는 하나의 다이엔이고,
Z는 Cl, Br 또는 I이고,
E1 -는 양성자성 산 또는 착체형성 산의 음이온이다.
적합한 올레핀 Y는 C2-12-, 바람직하게는 C2-6-, 특히 C2-4-올레핀, 예컨대 프로펜, 1-뷰텐 및 (가장 바람직하게는) 에틸렌을 포함한다. Y의 대안적 의미를 갖는 다이엔은 5 내지 12개, 바람직하게는 5 내지 8개의 탄소 원자를 함유할 수 있으 며, 지방족, 사이클릭 또는 폴리사이클릭일 수 있다. 다이엔 내의 2개의 이중결합은 바람직하게는 단일 또는 2개의 메틸렌 기에 의해 분리된다. 예로는 1,3-펜타다이엔, 사이클로펜타다이엔, 1,5-헥사다이엔, 1,4-사이클로헥사다이엔, 1,4- 또는 1,5-헵타다이엔, 1,4- 또는 1,5-사이클로헵타다이엔, 1,4- 또는 1,5-옥타다이엔, 1,4- 또는 1,5-사이클로옥타다이엔 및 노보나다이엔이 있다. 바람직하게는, Y는 2개의 에틸렌 또는 1,5-헥사다이엔, 1,5-사이클로옥타다이엔 또는 노보나다이엔이다.
화학식 III에서의 Z는 바람직하게는 Cl 또는 Br이다. 화학식 IV에서의 E1 -의 예로는 ClO4 -, CF3SO3 -, CH3SO3 -, HSO4 -BF4 -, B(페닐)4 -, B(3,5-다이(트라이플루오로메틸)-페닐)4 -, PF6 -, SbCl6 -, AsF6 - 및 SbF6 -가 있다.
화학식 III 및 화학식 IV에서 A1에 대한 2개의 의미 중 하나인 3차 모노포스파인 리간드는, 3개의 산소-결합 치환기(포스파이트), 2개의 산소-결합 치환기 및 하나의 질소-결합 치환기 또는 3개의 탄소-결합 치환기를 하나의 인 원자에 결합시키는 것을 특징으로 한다. 다른 (단일) 다이-3차 다이포스파인 리간드는, 2개의 인 원자가 가교결합 기에 의해 연결되는데, 상기 인 원자는 산소, 질소 또는 탄소 원자를 통해 가교결합 기에 결합되고, 상기 인 원자는 2개의 산소- 또는 탄소-결합 치환기를 갖는다.
2개의 산소-결합 치환기는 바람직하게는 다이올의 잔기를 형성하여서 사이클 릭 포스포나이트 기가 존재하게 된다. 상기 다이올은 바람직하게는 2,2'-다이하이드록시-1,1'-다이페닐 또는 바이나프틸이며, 이는 특히 6- 및/또는 6'-위치에서 예컨대 C1-8-알킬, C5-8-사이클로알킬, C5-8-사이클로알킬-C1-4-알킬, C6-10-아릴, C7-12-아르알킬, C1-8-알콕시, C5-8-사이클로알킬옥시, C5-8-사이클로알킬-C1-4-알콕시, C6-10-아릴옥시 또는 C7-12-아르알킬옥시로 일치환 또는 다치환될 수 있다. 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸, 사이클로헥실, 사이클로헥실메틸, 페닐, 벤질, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 뷰톡시, 사이클로헥실옥시, 페닐옥시 및 벤질옥시가 있다.
3차 모노포스파인 및 다이-3차 다이포스파인은 여러 예로서 잘 공지되어 있고 문헌에 기재되어 있다. 모노포스파인 및 다이포스파인은 키랄일 수 있으며, 따라서 프로키랄 사이클릭 다이카복실산 무수물이 본 발명의 방법에 따라 수소화되는 경우 광학 이성체의 형성을 크게 촉진시킬 수 있다.
3개의 산소-결합 또는 2개의 산소-결합 및 질소-결합 치환기와의 적합한 3차 모노포스파인은 하기 화학식 V 및 화학식 VI이다.
Figure 112007073357567-pct00008
Figure 112007073357567-pct00009
상기 식에서,
R5, R6, R7 및 R8은 독립적으로 일가 치환 또는 비치환된 지방족, 헤테로지방족, 지환족, 헤테로지환족, 지환족-지방족, 헤테로지환족-지방족, 방향족, 헤테로방향족, 방향족-지방족 또는 헤테로방향족-지방족 기이고,
R5 및 R6은 함께 이가 치환 또는 비치환된 지방족, 헤테로지방족, 지환족, 헤테로지환족, 지환족-지방족, 헤테로지환족-지방족, 방향족, 헤테로방향족, 방향족-지방족 또는 헤테로방향족-지방족 기를 형성하고,
R7 및 R8은 질소 원자와 함께 5원 또는 6원 고리를 형성한다.
바람직하게는, R5 및 R6은 함께 이가 기, 특히 치환 또는 비치환된 1,1'-바이나프트-2,2'-다이일 또는 1,1'-바이펜-2,2'-다이일을 형성한다. 후자의 예로는 하기 식들의 리간드가 있다.
Figure 112007073357567-pct00010
상기 식에서,
R7 및 R8은 앞서 제시된 의미를 갖는다.
적합한 3차 모노포스파인은, 적합하게는 18개 이하, 바람직하게는 12개 이하, 특히 8개 이하의 탄소 및/또는 헤테로원자, 및 4 내지 8개, 바람직하게는 5 내 지 7개, 특히 5 또는 6개의 고리 멤버를 함유하는, 치환 또는 비치환된 지방족, 헤테로지방족, 지환족, 헤테로지환족, 지환족-지방족, 헤테로지환족-지방족, 방향족, 헤테로방향족, 방향족-지방족 또는 헤테로방향족-지방족 기로부터 선택된 3개의 C-결합 치환기를 포함한다. 사이클릭 기는 폴리사이클릭 기에 연결, 융합, 또는 융합과 연결될 수 있으며, 이러한 고리 시스템은 예컨대 2 내지 6개, 바람직하게는 2 내지 4개의 사이클릭 또는 헤테로사이클릭 탄소 원자를 함유할 수 있다.
헤테로사이클릭 기 내의 헤테로원자 또는 기들은 -O-, -S-, =N-, -HN- 또는 -RaN(여기서, Ra는 바람직하게는 C1-8-알킬, C5-8-사이클로알킬, C5-8-사이클로알킬-C1-4-알킬, C6-10-아릴, C7-12-아르알킬 또는 C1-8-아실이다)으로부터 선택될 수 있다. 지방족 또는 헤테로지방족 기는 예컨대 선택적으로는 하나 이상의 삽입된 산소 및/또는 황 원자를 특징으로 하는 직쇄 또는 분지쇄 C1-12-알킬, 바람직하게는 C3-8-알킬일 수 있다(따라서 예컨대 알콕시알킬, 알콕시알콕시알킬, 알킬싸이오알킬, 알킬싸이오알킬싸이오알킬 등이며, 기 또는 유사 기가 산소 및 싸이오 쇄 멤버 모두를 특징으로 한다). 지환족 기는 적합하게는 C5-8-사이클로알킬이고, 헤테로지환족 기는 적합하게는 탄소 원자, 및 헤테로원자 또는 기로서 하나 이상의 -O-, -S- 및/또는 -NRa-(Ra는 앞서 제시한 바와 같다)를 비롯한 5 내지 8개의 고리 멤버를 갖는 사이클릭 기이다. 지환족-지방족 기는 적합하게는 C5-8-사이클로알킬-C1-4-알킬이고, 헤테로지환족-지방족 기는 앞서 "헤테로지환족"에 대해 설명한 바와 같이 기의 헤테 로지환족 부분 및 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬 부분을 특징으로 한다. 방향족 및 헤테로방향족 기는 적합하게는 C6 -12-아릴이고, 각각의 C5 -11-헤테로아릴은 -O-, -S-, =N-, -HN- 및 -RaN-(Ra는 앞서 제시한 바와 같다)으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자 또는 기를 특징으로 한다. 적합하게는 C6-12-아릴-C1-4-알킬 또는 각각의 C5-11-헤테로아릴-C1-4-알킬인 방향족-지방족 또는 헤테로방향족-지방족 기에서, 후자 기의 C5-11-헤테로알킬 부분은 앞서 "C5-11-헤테로아릴"에 대해 설명된 바와 같다.
3차 모노포스파인은 또한 예컨대 4 내지 6개의 고리 멤버를 함께 갖는 P-치환된 P-사이클릭 고리일 수 있다(포스페테인, 포스폴레인 및 포스페인). P-치환기는 예컨대 앞서 다이-3차 다이포스파인에 대해 설명된 바와 같이 치환될 수 있다. 모노포스파인의 예로는 트라이메틸포스파인, 트라이-3차-뷰틸포스파인, 트라이헥실포스파인, 트라이사이클로헥실포스파인, 트라이노보닐포스파인, 트라이아다만틸포스파인, 트라이페닐포스파인, 트라이톨루일포스파인, 트라이자일릴포스파인, 페닐포스폴레인 및 다이페닐-3차-뷰틸포스파인이 있다.
비키랄 및 키랄 다이-3차 다이포스파인은, 포스파인 기 모두가 여러 위치에서 직쇄 또는 사이클릭 연결 탄화수소 기, 바람직하게는 (a) 페로센 내의 C2-6-탄소 쇄의 여러 탄소 원자(상기 쇄는 모노사이클릭 고리의 일부 또는 바이사이클릭 고리 시스템의 일부, 예컨대 바이페닐 또는 바이나프틸, 또는 사이클로펜타다이엔일-페닐, 사이클로펜타다이엔일-CH2-페닐 또는 사이클로펜타다이엔일-CH(OCH3)-페닐이다), 또는 (b) 각 경우의 치환 또는 비치환된 페로센의 사이클로펜타다이엔일 고리에 결합되는 것을 포함한다.
다이-3차 다이포스파인 리간드는 2개의 2차 포스파인 기 X1 및 X2를 함유하며, 이는 2개의 동일하거나 상이한 탄화수소 기, 바람직하게는 2개의 동일한 탄화수소 기를 함유할 수 있다. 더욱이, 2차 포스파인 기 X1 및 X2는 동일하거나 상이할 수 있다.
탄화수소 기는 치환 또는 비치환될 수 있고/있거나 O, S 또는 N으로부터 선택된 헤테로원자를 함유할 수 있다. 이들은 1 내지 22개, 바람직하게는 1 내지 12개, 특히 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 바람직한 2차 포스파인은, 포스파인 기가 직쇄 또는 분지쇄 C1-12-알킬; 비치환된 C5-12-사이클로알킬 또는 C5-12-사이클로알킬메틸, 또는 C1-6-알킬 또는 C1-6-알콕시로 치환된 이의 기; 페닐, 나프틸, 퓨릴 또는 벤질; 또는 할로겐(특히 F, Cl 또는 Br), C1-6-알킬, C1-6-할로알킬(예컨대, 트라이플루오로메틸), C1-6-알콕시, C1-6-할로알콕시(예: 트라이플루오로메톡시), (C6H5)3Si, (C1-12-알킬)3Si, 다이알킬아미노 또는 -CO2-C1-6-알킬(예: -CO2CH3)로 치환된 페닐 또는 벤질(벤질의 경우는 방향족 고리 상에서 치환)로부터 선택된 2개의 동일하거나 상이한 기를 함유하는 것이다.
알킬, 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 P-치환기의 예로는 메틸, 에틸, n-프로필, 아이소프로필, n-뷰틸, 아이소뷰틸, 3차-뷰틸, 및 펜틸과 헥실의 이성체가 있다. 선택적으로 알킬 치환된 사이클로알킬인 P-치환기의 예로는 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 메틸- 및 에틸사이클로헥실, 및 다이메틸사이클로헥실이 있다. 알킬, 알콕시, 할로알킬, 할로알콕시 및 할로겐-치환된 페닐과 벤질인 P-치환기의 예로는 o-, m- 및 p-플루오로페닐, o-, m- 및 p-클로로페닐, 다이플루오로- 및 다이클로로페닐, 펜타플루오로페닐, 메틸페닐, 다이메틸페닐, 트라이메틸페닐, 에틸페닐, 메틸벤질, 메톡시페닐, 다이메톡시페닐, 트라이플루오로메틸페닐, 비스-트라이플루오로메틸페닐, 트리스-트라이플루오로메틸페닐, 트라이플루오로메톡시페닐, 비스-트라이플루오로메톡시페닐 및 3,5-다이메틸-4-메톡시페닐이 있다.
바람직한 2차 포스파인 기는 C1-6-알킬; 비치환된 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실; 1 내지 3개의 C1-4-알킬 및/또는 C1-4-알콕시 기로 치환된 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실; 및 각각이 1 내지 3개의 C1-4-알킬, C1-4-알콕시, 불소, 염소, C1-4-플루오로알킬 및/또는 C1-4-플루오로알콕시(동일하거나 상이한 치환기 3개 이하)로 치환 또는 비치환된 페닐과 벤질(벤질의 경우 방향족 고리 상에서 치환)로부터 선택된 동일한 기를 특징으로 하는 것이다.
2차 포스피노 기는 바람직하게는 식 -PR9R10을 가지며, 여기서 각각의 R9 및 R10은 서로 독립적으로 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 기이며, 할로겐, C1-6-알킬, C1-6-할로알킬, C1-6-알콕시, C1-6-할로알콕시, (C1-4-알킬)2아미노, (C6H5)3Si, (C1-12-알킬)3Si 또는 CO2-C1-6-알킬 및또는 헤테로원자 O로 치환 또는 비치환된다.
바람직하게는, R9 및 R10은 직쇄 또는 분지쇄 C1-6-알킬, 비치환된 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실; 1 내지 3개의 C1-4-알킬 및/또는 C1-4-알콕시 기로 치환된 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실; 퓨릴; 비치환된 벤질; 1 내지 3개의 C1-4-알킬 및/또는 C1-4-알콕시 기로 방향족 치환된 벤질; 또는 특히 동일하거나 상이한 C1-4-알킬, C1-4-알콕시, 아미노, 다이(C1-6-알킬)아미노, 하이드록실, 불소, 염소, C1-4-플루오로알킬 및 C1-4-플루오로알콕시로부터 선택된 1 내지 3개의 기/원자로 치환 또는 비치환된 페닐로부터 선택된 동일한 기이다. 가장 바람직하게는, R9 및 R10은 C1-6-알킬, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 퓨릴 또는 치환 또는 비치환된 페닐이되, 상기 선택적으로 존재하는 치환기는 3개 이하의 C1-4-알킬, C1-4-알콕시 및 C1-4-플루오로알킬 기이며, 이러한 치환기의 2 또는 3개가 존재하는 경우 이들은 동일하거나 상이하다.
2차 포스파인 기 X1 및 X2는 사이클릭 2차 포스피노, 예컨대 치환 또는 비치환된 고리 구조 식
Figure 112007073357567-pct00011
일 수 있되, 상 기 선택적으로 존재하는 치환기는 하이드록실, C1 -8-알킬, C4 -8-사이클로알킬, C1 -6-알콕시, C1 -4-알콕시-C1 -4-알킬, 페닐, C1 -4-알킬- 또는 C1-4-알콕시페닐, 벤질 C1-4-알킬- 또는 C1-4-알콕시벤질, 벤질옥시, C1-4-알킬- 또는 C1-4-알콕시벤질옥시 및 C1-4-알킬리덴-다이옥시로부터 선택된 하나 이상의 기이다.
치환기는, 키랄 탄소 원자들이 존재할 수 있도록, 인 원자에 대해 α-위치 중 하나 또는 둘다에 존재할 수 있다. 바람직하게는, α-위치 하나 또는 둘다에 존재하는 치환기는 C1-4-알킬, 예컨대 메틸, 에틸, n- 또는 아이소-프로필; C1-4-알콕시메틸; 벤질; 또는 C6-10-아릴옥시메틸이다.
선택적으로 존재하는 치환기는 다르게는 인 원자에 대해 2개의 위치 β 및 γ에 위치할 수 있으며, 이 경우 치환기는 β- 및 γ-위치에 부착된 이가 치환기를 포함할 수 있다. β- 및/또는 γ-위치를 위한 치환기의 예로는 C1-4-알킬, C1-4-알콕시, 벤질옥시 및 (이가 치환기) -O-CH2-O-, -O-CH(C1-4-알킬)-O- 및 -O-C(C1-4-알킬)2-O-가 있다. 이러한 치환기는 바람직하게는 메틸, 에틸, 메톡시, 에톡시, -O-CH(메틸)-O- 및 -O-C(메틸)2-O-이다.
추가의 공지되고 적합한 포스파인 기로는 고리 내에 7개의 탄소 원자를 갖는 사이클릭 및 키랄 포스폴레인으로부터 유도된 것, 예컨대 하기 식들의 것이 있다.
Figure 112007073357567-pct00012
상기 식에서,
방향족 고리는 C1-4-알킬, C1-4-알콕시, C1-4-알콕시-C1-2-알킬, 페닐, 벤질, 벤질옥시 및 C1-4-알킬리덴-다이옥시 및 C1-4-알킬렌-다이옥시로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 특징으로 할 수 있다.
이러한 사이클릭 및 키랄 포스폴레인에 대한 정보는 미국 특허 제2003/0073868 A1호 및 WO 02/048161호와 같은 공보문헌에 공지되어 있다.
치환기의 유형, 위치 및 개수에 따라, 사이클릭 포스파인 기는 C-키랄, P-키랄, 또는 C- 및 P-키랄일 수 있다.
사이클릭 2차 포스피노 기는 예컨대 하기 식들에 대응될 수 있으며, 이들 각각에서 단지 하나의 가능한 부분입체이성체만 제시된다.
Figure 112007073357567-pct00013
상기 식에서,
R' 또는 각각의 R' 및 R"는 독립적으로 C1-4-알킬, 예컨대 메틸, 에틸, n- 또는 아이소프로필; C1-4-알콕시메틸; 벤질; 또는 C6-10-아릴옥시메틸이다.
추가로, R' 및 R"가 동일한 탄소 원자에 결합되는 경우, 이들은 함께 C4- 또는 C5-알킬렌을 형성할 수 있다.
바람직한 실시양태에서, X1 및 X2는 -P(C1-6-알킬)2, -P(C5-8-사이클로알킬)2, -P(C7-8-바이사이클로알킬)2, -P(o-퓨릴)2, -P(C6H5)2, -P[2-(C1-6-알킬)-C6H4]2, -P[3-(C1-6-알킬)-C6H4]2, -P[4-(C1-6-알킬)-C6H4]2, -P[2-(C1-6-알콕시)-C6H4]2, -P[3-(C1-6-알콕시)-C6H4]2, -P[4-(C1-6-알콕시)-C6H4]2, -P[2-트라이플루오로메틸-C6H4]2, -P[3-트라이플루오로메틸-C6H4]2, -P[4-트라이플루오로메틸-C6H4]2, -P[3,5-다이(트라이플루오로메틸)-C6H3]2, -P[3,5-다이(C1-6-알킬)-C6H3]2, -P[3,5-다이(C1-6-알콕시)-C6H3]2 및 -P[3,5-다이(C1 -6-알킬)-4-(C1 -6-알콕시)-C6H2]2, 또는 식
Figure 112007073357567-pct00014
및
Figure 112007073357567-pct00015
중 하나의 사이클릭 2차 포스파인 기로부터 선택된 동일하거나 상이한 비사이클릭 2차 포스파인 기(들)이며, 각 경우, C1 -4-알킬, C1 -4-알콕시, C1 -4-알콕시-C1 -2-알킬, 페닐, 벤질, 벤질옥시 및 C1-4-알킬리덴-다이옥시로 일치환 또는 다치환, 또는 비치환된다.
비사이클릭 및 사이클릭 2차 포스파인 기의 일부 특정 예로는 -P(CH3)2, -P(아이소C3H7)2, -P(n-C4H9)2, -P(아이소C4H9)2, -P(C6H11)2, -P(노보닐)2, -P(o-퓨릴)2, -P(C6H5)2, -P[2-메틸-C6H4]2, -P[3-메틸-C6H4]2, -P[4-메틸-C6H4]2, -P[2-메톡시-C6H4]2, -P[3-메톡시-C6H4]2, -P[4-메톡시-C6H4]2, -P[3-트라이플루오로메틸-C6H4]2, -P[4-트라이플루오로메틸-C6H4]2, -P[3,5-다이(트라이플루오로메틸)-C6H3]2, -P[3,5-다이메틸-C6H3]2, -P[3,5-다이메톡시-C6H3]2 및 -P[3,5-다이메틸-4-메톡시-C6H2]2, 또는 하기 식의 기가 있다.
Figure 112007073357567-pct00016
상기 식에서,
R' 및 R"는 동일한 의미를 갖고 각각 메틸, 에틸, 메톡시, 에톡시, 페녹시, 벤질옥시, 메톡시메틸, 에톡시메틸 또는 벤질옥시메틸이다.
다이-3차 다이포스파인은 바람직하게는 하기 화학식 IX에 대응한다.
X1-R11-X2
상기 식에서,
X1 및 X2는 앞서 제시된 의미를 갖고,
R11은 C1-6-알킬, C1-6-알콕시, C5- 또는 C6-사이클로알킬, 페닐, 나프틸 또는 벤질로 치환 또는 비치환된 C2-4-알킬렌; 1,2- 또는 1,3-사이클로알킬렌, 1,2- 또는 1,3-사이클로알켄일렌, 1,2- 또는 1,3-바이사이클로알킬렌, 또는 1,2- 또는 1,3-바이사이클로알켄일렌(이들 각각은 4 내지 10개의 탄소 원자를 갖고 C1-6-알킬, 페닐 또는 벤질로 치환 또는 비치환된다); 1,2- 또는 1,3-사이클로알킬렌, 1,2- 또는 1,3-사이클로알켄일렌, 1,2- 또는 1,3-바이사이클로알킬렌, 또는 1,2- 또는 1,3-바이사이클로알켄일렌(이들 각각은 4 내지 10개의 탄소 원자를 갖고 그의 1- 및/또는 2-위치 또는 그의 3-위치에서 메틸렌 또는 C2-4-알킬리덴과 결합되어 개질된다); 2- 및 3-위치에서 -O-CRbRc-O-(여기서, 각각의 Rb 및 Rc는 독립적으로 수소, C1-6-알킬, 페닐 또는 벤질을 나타낸다)로 치환되고, 그의 1- 및/또는 4-위치에서 비치환되거나 또는 이러한 위치에서 C1-6-알킬, 페닐 또는 벤질로 치환된 1,4-뷰틸렌; 3,4- 또는 2,4-피롤리디닐렌 또는 메틸렌-4-피롤리딘-4-일(각 경우 질소 원자는 C1-12-알킬, 페닐, 벤질, C1-12-알콕시카본일, C1-8-아실 또는 C1-12-알킬아미노카본일로 치환 또는 비치환된다); 또는 1,2-페닐렌, 2-벤질렌, 1,2-자일릴렌, 1,8-나프틸렌, 1,1'-다이나프틸렌 또는 1,1'-다이페닐렌(각각은 할로겐, 하이드록실, C1-6-알킬, C1-6-알콕시, 페닐, 벤질, 페녹시 또는 벤질옥시로 치환 또는 비치환된다); 또는 하기 식들 중 하나의 기이다.
Figure 112007073357567-pct00017
[상기 식에서,
R12는 수소; C1-8-알킬; C1-4-플루오로알킬; 또는 불소, 염소, 브롬, C1-4-알킬, C1-4-알콕시 및 플루오로메틸로부터 선택된 동일하거나 상이한 3개 이하의 치환기로 치환 또는 비치환된 페닐이고;
n은 0 또는 1 내지 4의 정수이고, R' 또는 각각의 R'은 독립적으로 C1-4-알킬, C1-4-플루오로알킬 또는 C1-4-알콕시이고;
T는 C6-20-아릴렌 또는 C3-16-헤테로아릴렌이고;
자유 결합은 T-사이클로펜타다이엔일에 대해 오르쏘 위치에 배치되고;
R"는 수소; R001R002R003Si-; 또는 할로겐, 하이드록실, C1-8-알콕시로 치환된 C1-18-아실; R004R005N- 또는 R006-X001C(O)-이고;
각각의 R001, R002 및 R003은 독립적으로 C1-12-알킬, 비치환된 C6-10-아릴 또는 C7-12-아릴알킬, 또는 C1-4-알킬 또는 C1-4-알콕시로 치환된 이들의 기이고;
각각의 R004 및 R005는 독립적으로 수소, C1-12-알킬, C3-8-사이클로알킬, C6-10-아릴 또는 C7-12-아르알킬이거나, 또는 R004 및 R005는 함께 트라이메틸렌, 테트라메틸렌, 펜타메틸렌 또는 3-옥사펜틸렌을 형성하고;
R006은 C1-18-알킬; C1-4-알킬 또는 C1-4-알콕시로 치환 또는 비치환된 C3-8-사이클로알킬; C6-10-아릴 또는 C7-12-아르알킬이고;
X001은 -O- 또는 -NH-이다.]
상기 식에서의 사이클로펜타다이엔일 고리는 각각 독립적으로 예컨대 C1-4-알킬로 치환될 수 있다. 3차 모노포스파인 및 다이-3차 다이포스파인은 부분입체이성체의 라세미체 또는 혼합물의 형태로 사용될 수 있거나, 또는 본질적으로 거울상이성체 순수 형태로 사용될 수 있다.
비키랄 및 키랄 다이포스파인의 바람직한 기는 하기 화학식 X 내지 XXIX의 것이다.
Figure 112007073357567-pct00018
Figure 112007073357567-pct00019
상기 식에서,
R4, T, R', R", X1 및 X2는 바람직한 의미를 비롯해 앞서 제시된 의미를 갖고,
R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소, C1-4-알킬, 페닐 또는 벤질이되, 마지막 2개의 기는 1 내지 3개의 C1-4-알킬 및/또는 C1-4-알콕시 기로 (방향족) 치환 또는 비치환되고,
R15 및 R16은 각각 독립적으로 수소, C1-4-알킬, 페닐 또는 벤질이고,
R17 및 R18은 각각 독립적으로 수소, C1-4-알킬, C1-4-알콕시, 페닐 또는 벤질이되, 마지막 2개의 기는 1 내지 3개의 C1-4-알킬 및/또는 C1-4-알콕시 기로 (방향족) 치환 또는 비치환되고,
R19는 수소, C1-12-알킬, 페닐 또는 벤질이되, 마지막 2개의 기는 1 내지 3개의 C1-4-알킬 및/또는 C1-4-알콕시 기, C1-12-알콕시-C(O)-, 페닐-C(O)-, 벤질-C(O)-로 (방향족) 치환 또는 비치환되고, 마지막 2개의 기는 1 내지 3개의 C1-4-알킬 및/또는 C1-4-알콕시 기, C1-12-알콕시-NH-CO, 페닐-NH-C(O)-, 벤질-NH-C(O)-로 치환 또는 비치환되고, 마지막 2개의 기는 1 내지 3개의 C1-4-알킬 및/또는 C1-4-알콕시 기로 치환 또는 비치환되고,
X는 0, 1 또는 2이고,
R20 및 R21은 각각 독립적으로 C1-4-알킬 또는 C1-4-알콕시이거나, 또는 R20 및 R21은 함께 옥사다이메틸렌을 형성하고,
R22, R23, R24, R25, R26 및 R27은 각각 독립적으로 수소, C1-4-알킬, C1-4-알콕시, C5- 또는 C6-사이클로알킬 또는 사이클로알콕시, 페닐, 벤질, 페녹시, 벤질옥시, 할로겐, 하이드록실, -(CH2)3-C(O)-O-C1-4-알킬, -(CH2)3-C(O)-N(C1-4-알킬)2 또는 -N(C1-4-알킬)2이거나, 또는 R22 및 R24, 및/또는 R20 및 R24, 및/또는 R23 및 R25, 및/또는 R21 및 R25, 또는 R24 및 R26, 및/또는 R25 및 R27은 각각 함께 융합된 5원 또는 6원 모노- 또는 바이사이클릭 탄화수소 고리를 형성하고,
R28은 수소, C1 -6-알킬, 사이클로헥실 또는 페닐이다.
키랄 다이-3차 다이포스파인의 일부 바람직한 예로는 하기 식의 것들이 있다.
Figure 112007073357567-pct00020
Figure 112007073357567-pct00021
상기 식에서,
R은 분지쇄 C3-8-알킬; 사이클로헥실; 노보닐; 아다만틸; 1 내지 3개의 C1-4-알킬, C1-4-알콕시 및/또는 트라이플루오로메틸 기, 또는 아미노, (C1-4-알킬)NH- 또는 (C1-4-알킬)2N-로 치환 또는 비치환된 페닐이고;
R4는 수소 또는 C1-4-알킬이고,
T는 1,2-페닐렌이고, R'는 수소이고, R"는 C1-4-알킬이고,
R29 및 R30은 각각 독립적으로 C1-4-알킬, 페닐 또는 벤질, 가장 바람직하게는 메틸이고,
R31은 C1-8-알킬, C1-8-아실 또는 C1-8-알콕시카본일이고,
R32는 수소이거나, 또는 독립적으로 R33의 의미를 갖고, R33은 C1-4-알킬, 페닐 또는 벤질이고,
R34는 메틸, 메톡시 또는 모든 R34와 함께 옥사다이메틸렌이고,
R35 및 R36은 각각 독립적으로 수소, C1-4-알킬, C1-4-알콕시 또는 (C1-4-알킬)2N-이고,
R37 및 R38은 각각 독립적으로 수소, C1-4-알킬, C1-4-알콕시, -(CH2)3-C(O)-O-C1-4-알킬 또는 -(CH2)3-C(O)-N(C1-4-알킬)2이고,
R39는 C1-4-알킬, 가장 바람직하게는 메틸이다.
헤테로사이클릭 구조를 갖는 적합한 다이-3차 다이포스파인은 EP-A-0 770 085호, 벤닌코리(T. Benincori) 등의 문헌 [J. Organomet. Chem. 529 (1997), pages 445-453] 및 문헌 [J. Org. Chem. 61, page 6244 (1996)], 보니파시오(F. Bonifacio) 등의 문헌 [Chiratech 1997, 11-13, November 1997, Philadelphia, Pennsylvania, USA], 티에트제(L. F. Tietze) 등의 문헌 [Chem. Commun. pages 1811-1812 (1999)]에 기재되어 있다. 일부 예는 다음과 같다.
Figure 112007073357567-pct00022
적합한 다이-3차 다이포스파인은 또한 예컨대 문헌 [Comprehensive Asymmetric Catalysis (E. N. Jacobsen, A. Pfalx and H. Yamamoto (eds.)), Vol. I-III, Springer-Verlag, Berlin, 1999]에 기재되어 있다.
일부 바람직한 촉매로는 다음의 것이 포함된다.
Figure 112007073357567-pct00023
조스포스 리간드
Figure 112007073357567-pct00024
왈포스 리간드
Figure 112007073357567-pct00025
기타 리간드
Figure 112007073357567-pct00026
수소화를 위한 수소 공급원으로서, 수소 자체가 사용되거나, 또는 수소 공여제, 예컨대 아이소프로판올과 같은 지방족 알코올 또는 암모늄 폼에이트가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 불활성 용매 중에서 또는 용매의 부재 하에서 실시될 수 있다. 적합한 용매로는 지방족, 지환족 또는 방향족 탄화수소, 예컨대 펜테인, 헥세인, 페트롤(petrol) 에스터, 사이클로헥세인, 메틸사이클로헥세인, 벤젠, 톨루엔 및 자일렌; 선택적으로 불소화된 알코올, 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, 뷰탄올, 에틸렌 글라이콜 모노메틸 에터 및 다이에틸렌 글라이콜 모노메틸 및 모노에틸 에터(마지막 3개의 예도 또한 용매의 부류의 에터에 속한다), 및 1,1,1-트라이플루오로에탄올; 지방족 또는 사이클릭 에터, 예컨대 다이에틸 에터, 다이뷰틸 에터, 3차-뷰틸 메틸 에터, 에틸렌 글라이콜 다이메틸 에터, 에틸렌 글라이콜 다이에틸 에터, 다이에틸렌 글라이콜 다이메틸 에터, 테트라하이드로퓨란, 다이옥산 및 다이에틸렌 글라이콜 모노메틸 및 모노에틸 에터(마지막 2개의 예도 또한 용매 부류의 알코올에 속한다); 지방족 케톤, 예컨대 아세톤 및 메틸 아이소뷰틸 케톤; 지방족 카복실산, 예컨대 아세트산; 지방족 카복실산 에스터 또는 락톤, 예컨대 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트 및 발레로락톤; 지방족 카복실산 아마이드, 예컨대 N,N-다이메틸 아세트아마이드 및 다이메틸폼아마이드; N-치환된 락톤, 예컨대 N-메틸피롤리돈; 사이클릭 유레아, 예컨대 N,N-다이메틸-이미다졸리딘-2-온; 지방족 또는 지환족 설폭사이드 또는 설폰, 예컨대 다이메틸 설폭사이드, 다이메틸 설폰, 테트라메틸렌 설폭사이드 및 테트라메틸렌 설폰; 및 물이 포함된다. 용매는 상기 방법에서 단독으로 또는 예컨대 상기 부류 또는 그의 예들로부터 선택된 2개 이상의 용매의 혼합물로서 사용될 수 있다. 바람직한 부류의 용매는 탄화수소, 알코올 및 에터이다.
금속 착체 촉매의 금속 또는 금속 성분은 적합하게는 사이클릭 다이카복실산 무수물 출발물질의 양을 기준으로 약 0.0001 내지 약 10몰%, 바람직하게는 약 0.001 내지 약 10몰%, 가장 바람직하게는 약 0.1 내지 약 5몰%의 양으로 사용된다.
본 발명의 방법에서는 사용된 금속 착체와 더불어, 조촉매가 사용될 수 있다. 이러한 조촉매는 적합하게는 알칼리 금속 또는 치환 또는 비치환된 암모늄, 특히 4차 암모늄, 할라이드이다. 알칼리 금속은 특히 리튬, 소듐 또는 포타슘이고, 할라이드는 특히 브로마이드 또는 요오다이드, 바람직하게는 후자의 것이다. 4차 암모늄 할라이드에 있어서, 암모늄에 대한 치환기는 적합하게는 저급 알킬, 특히 C1-6-알킬 기 및/또는 아릴, 특히 페닐 기이다. 조촉매가 사용되는 경우, 그의 양은 금속 촉매의 1당량을 기준으로 적합하게는 약 0.1 내지 약 100당량, 바람직하게는 약 10 내지 약 80당량으로 사용된다.
더욱이, 조촉매와 더불어, 본 발명의 방법은 또한 양성자성 산, 예컨대 무기산, 카복실산 또는 설폰산의 존재 하에 실시될 수 있다. 이러한 양성자성 산의 예로는 각각 염산, 아세트산 및 p-톨루엔설폰산이 있다. 상기 방법에 대한 용매의 역할이 동시적이지 않다면, 양성자성 산은 약 0.001 내지 약 50중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 50중량%의 양으로 사용되는 것이 적합하다.
조촉매 및 양성자성 산의 동시 사용에 대한 문헌으로는 US-A-5,371,256호, US-A-5,446,884호, US-A-5,583,241호 및 EP-A-0 691 949호가 포함된다.
본 발명에 따른 방법은 편의상 약 80 내지 약 200℃, 바람직하게는 약 100 내지 약 180℃, 가장 바람직하게는 약 120 내지 약 170℃의 온도에서 실시된다. 일반적으로, 달성되는 광학 수율은 상기 높은 온도에서보다 이들 범위에서의 낮은 온도에서 반응하는 경우보다 높다. 반면, 일반적으로 낮은 온도에서보다 더욱 높은 온도에서 더욱 신속한 전환이 달성된다.
더욱이, (수소화) 공정은 보통 또는 상승된 압력 하에 실시될 수 있다. 전형적으로, 약 0.1 내지 약 1500MPa의 압력이 사용된다. 본 발명의 한 실시양태에서, 공정은 1바아의 대기압 초과, 바람직하게는 20 내지 150바아, 더욱 바람직하게는 20 내지 100바아, 가장 바람직하게는 50 내지 80바아의 압력 하에 실시된다.
금속 촉매는 상기한 바와 같이 (예비-형성된 상태로) 본 발명에 따른 방법에 사용될 수 있거나, 또는 사이클릭 싸이오언하이드라이드 출발물질 및 반응과 관련된 기타 물질, 예컨대 용매 및 조촉매의 존재 하에 동일반응계에서 형성될 수 있다. 더욱이, 리간드(들)와의 반응 혼합물을 개질시키기 위해 예비-형성된 촉매의 사용하는 경우, 또는 과도한 리간드(들)를 사용하기 위해 동일반응계에서 촉매를 제조하는 경우에 유리하며; 이러한 과도한 리간드의 총합은 사용되는 귀금속 촉매의 몰량에 기초하여 6몰 이하, 바람직하게는 2몰 이하를 초과할 수 있다.
사용되는 촉매, 반응 조건 및 용매(사용된다면)에 따라, 화학식 I의 싸이오락톤, 화학식 I1의 하이드록시싸이오락톤 또는 그의 이성체, 또는 화학식 I2의 개환된 하이드록시싸이오락톤이 화학선택적으로 수득된다. 화학식 I, I1, I2, I3, I4, I5가 수득되는 입체선택성도 또한 사용되는 촉매, 반응 조건 및 용매(사용된다면)에 따라 달라진다.
일반적으로, 본 발명의 방법은 배치식 또는 연속식으로 실시될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 하기 화학식 IIa의 사이클릭 싸이오언하이드라이드를 금속 촉매의 존재 하에 수소화시켜 하기 화학식 Ia의 적절한 싸이오락톤을 바람직하게는 50%ee 초과의 광학 순도로 거울상선택적으로(enantioselectively) (3aS, 6aR 형태로) 수득하기 위해 적용되는 것이 바람직하다.
Figure 112007073357567-pct00027
상기 식에서,
R5는 독립적으로 R4 및 R5에 대한 전술된 의미들 중 하나, 바람직하게는 수소, 치환 또는 비치환된 알켄일, 치환 또는 비치환된 아릴알킬, 헤테로사이클릴, -CO알킬, -SO2알킬, -SO2아릴 또는 -Si(알킬)3, 특히 알릴, 벤질, p-메톡시벤질, 1-퓨릴, 2-퓨릴, 1-싸이엔일 또는 2-싸이엔일이다.
Figure 112007073357567-pct00028
본 발명은 하기 실시예에서 예시된다.
"사이클로싸이오언하이드라이드"의 비대칭 수소화를 위한 실험 절차(화학식 IIa, 여기서 R 5 =R 5 =벤질)
산소가 배제된 아르곤 분위기 하의 실온(20 내지 22℃)의 글로브 박스 내에서, 유리 인서트가 장착된 15mL 스테인레스 스틸 오토클레이브에 출발물질 싸이오언하이드라이드 IIa(0.50g, 1.412밀리몰)를 충전시켰다. 제 2 플라스크에서, [Ir(cod)Cl]2(2mg; 0.00296밀리몰) 및 (S)-(-)-MeOBIPHEP(3.45mg, 0.00592밀리몰)를 (소듐/벤조페논 케틸/아르곤 상에서 증류된) 테트라하이드로퓨레인 2.5mL와 혼합하고, 10분 동안 진탕시켰다. 그 다음, 이 용액(리간드:이리듐 비율 = 2:1)을 무수물 출발물질이 함유된 오토클레이브 내에 위치시켰다. 기재/Ir 비율은 약 500이었다. 오토클레이브를 글로브 박스 내에서 폐쇄시켰다. 그 다음, 오토클레이브를 질소(5바아, 3회)로 퍼징시킨 후, 수소(10바아, 3회)로 퍼징시키고, 30바아에서 설정하고, 온도를 150℃에서 유지시키고, 오토클레이브를 20시간 동안 상기 온도에서 진탕시켰다. 그 다음, 오토클레이브를 실온으로 냉각시키고, 압력을 해제하였다. 유기 반응 혼합물(맑은 용액)을 감압 하에서 증발 건조시켜 갈색 고체 0.53g을 수득하였다. 1H-NMR 및 HPLC에 의해 전환율 및 화학선택성을 측정하고, 수득된 싸이오락톤의 거울상선택적 순도를 HPLC에 의해 측정하였다(Chiralpak AS-H, 250X4.6mm, 용매 아이소프로판올:n-헥세인:아세토나이트릴 = 62:35:3, 210nm에서 검출, tR(D-싸이오락톤) 34분, tR(L-싸이오락톤) 38분). 싸이오락톤의 수율은 2.1%이고, D-싸이오락톤:L-싸이오락톤 비율은 39.3:60.7이었다(21% 초과의 거울상이성체).
앞서 특정화된 실시예에 제시된 바와 동일한 조건 하에 싸이오언하이드라이드 IIa 0.05g으로부터 출발하여 약 50의 기재/Ir 비율을 사용하는 다른 실시예에서, 다음의 결과를 획득하였다: 0.065g의 갈색 오일, 4%의 싸이오락톤의 수율, 41.0:59.0의 D-싸이오락톤:L-싸이오락톤 비율(18% 초과의 거울상이성체).

Claims (21)

  1. 하기 화학식 IIa의 사이클릭 싸이오언하이드라이드(thioanhydride)를 VIII족 금속 착체 촉매의 존재 하에 수소화시키는 것을 특징으로 하는, 하기 화학식 Ia의 싸이오락톤의 제조방법:
    화학식 Ia
    Figure 112013028339227-pct00029
    화학식 IIa
    Figure 112013028339227-pct00030
    상기 식에서,
    R5는 각각 독립적으로 수소; C1-4-알콕시 및 C1-4-알킬싸이오로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 알킬 또는 비치환된 알킬; C1-4-알콕시 및 C1-4-알킬싸이오로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 알켄일 또는 비치환된 알켄일; 하나 이상의 C1-4-알킬로 치환된 사이클로알킬 또는 비치환된 사이클로알킬; C1-4-알킬 및 C1-4-알콕시로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 아릴 또는 비치환된 아릴; 비치환된 아릴알킬 또는 방향족-치환된 아릴알킬; 비치환된 아릴알켄일 또는 방향족-치환된 아릴알켄일; 사이클로알킬 잔기에서 비치환된 사이클로알킬알킬, 또는 사이클로알킬 잔기에서 하나 이상의 C1-4-알킬로 치환된 사이클로알킬알킬; 헤테로사이클릴; 비치환된 알칸오일; C1-4-알콕시 및 C1-4-알킬싸이오로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 헤테로사이클릴 알칸오일; C1-4-알콕시 및 C1-4-알킬싸이오로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 할칸오일(halkanoyl); 비치환된 아로일, 또는 C1-4-알킬 및 C1-4-알콕시로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 아로일; 비치환된 알킬설폰일, 또는 C1-4-알콕시 및 C1-4-알킬싸이오로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 알킬설폰일; 하나 이상의 C1-4-알킬로 치환된 아릴설폰일, 또는 비치환된 아릴설폰일; 또는 실릴 기 Si(알킬)3, Si(아릴)3 또는 Si(알킬)1 또는 2(아릴)2 또는 1이고,
    이 때 상기 촉매는 키랄이고, 상기 금속 착체 촉매의 금속 또는 금속 성분이 사이클릭 싸이오언하이드라이드 출발물질의 양을 기준으로 0.0001 내지 10몰%의 양으로 사용되며,
    상기 헤테로사이클릴은 테트라하이드로퓨란일, 테트라하이드로다이옥산일, 테트라하이드로싸이오페닐, 피롤리딘일, 피페리딘일, 모폴린일, 피페라진일, 다이하이드로퓨란일, 다이하이드로다이옥산일, 다이하이드로싸이오페닐, 피롤릴 및 피리딜으로 이루어진 군에서 선택된다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속이 루테늄, 로듐 또는 이리듐인 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매가 균질 또는 비균질인 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 촉매가 키랄 개질제와 조합된 금속, 키랄 개질제 및 비키랄 개질제와 조합된 금속, 또는 금속 및 착체형성 분자를 포함하는 금속 착체이되, 상기 금속이 형식적으로(formally) 0 또는 양(+)의 산화 상태를 갖고, 상기 금속 착체는 지지체가 없거나 적합한 지지체 상에 고정화된 것인 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 키랄 개질제, 비키랄 개질제 또는 상기 착체형성 분자가, 인, 질소, 산소 및 황 원자로 이루어진 군 중에서 선택되고 금속 원자에 대해 연결 부위로서 작용하는 하나 이상의 원자를 갖는 일-, 이- 또는 여러자리(multidentate) 화합물인 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    금속-착체형성 특성을 갖고 인, 질소 및 황 원자로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 원자, 또는 상기 금속과 배위결합할 수 있는 작용기를 갖는 하나 이상의 추가 유기 화합물이 촉매 시스템의 일부를 차지하는 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    하기 화학식 III 또는 화학식 IV의 균질 금속 착체 촉매를 사용하는 제조방법:
    화학식 III
    [A1MeYZ]
    화학식 IV
    [A1MeY]+E1 -
    상기 식에서,
    A1은 2개의 3차 모노포스파인 리간드 또는 다이-3차 다이포스파인 리간드이며, 금속 원자(Me)와 함께 5원 내지 10원 고리를 형성하고,
    Me는 Rh, Ru 또는 Ir이고,
    Y는 2개의 올레핀 또는 하나의 다이엔이고,
    Z는 Cl, Br 또는 I이고,
    E1 -는 양성자성 산 또는 착체형성 산(complex acid)의 음이온이다.
  8. 제 1 항에 있어서,
    불활성 용매에서 실시하는 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 착체 촉매의 금속 또는 금속 성분이 사이클릭 싸이오언하이드라이드 출발물질의 양을 기준으로 0.1 내지 5몰%의 양으로 사용되는 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    사용된 금속 촉매와 더불어, 조촉매로서 알칼리 금속, 또는 C1-6-알킬 및 페닐로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 암모늄 할라이드 또는 비치환된 암모늄 할라이드를 사용하는 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    양성자성 산의 존재 하에 실시하는 제조방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    80 내지 200℃의 온도에서 실시하는 제조방법.
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    압력이 1바아의 대기압 초과인 제조방법.
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속이 이리듐인 제조방법.
  17. 제 8 항에 있어서,
    불활성 용매가 지방족, 지환족 또는 방향족 탄화수소, 불소화 또는 비불소화된 알코올, 개방형(open) 지방족 또는 사이클릭 지방족 에터, 지방족 케톤, 지방족 카복실산, 카복실산 에스터 또는 락톤, 지방족 카복실산 아마이드, N-치환된 락톤, 사이클릭 유레아, 지방족 또는 지환족 설폭사이드 또는 설폰, 물, 또는 상기 부류들로부터 선택된 2종 이상의 용매들의 혼합물인 제조방법.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 조촉매가 C1-6-알킬 및 페닐로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 4차 암모늄 할라이드 또는 비치환된 4차 암모늄 할라이드인 제조방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    양성자성 산이 무기산, 카복실산 또는 설폰산인 제조방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    120 내지 170℃의 온도에서 실시하는 제조방법.
  21. 제 14 항에 있어서,
    압력이 50 내지 80바아인 제조방법.
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