(57)【要約】      （修正有）【課題】空気中で安定で、取り扱いが容易であり、且つ、安価な光学活性H-ホスフィナート類HP(O)R(OR’)を配位子とする新規なロジウム錯体を提供し、これを用いる効率のよいオレフィン類の不斉水素化方法を提供する。【解決手段】以下の一般式(Ｉ)で表される構造を有する、ロジウム錯体化合物。2015113319.tif 000030（上記式(Ｉ)中、Ｒ1、Ｒ2は同じでも異なってもよい炭素置換基であり、Ｒｈに配位する二つのオレフィンは、点線で示すように互いに結合し、環構造を形成してもよい）【選択図】図１
2015113319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の一般式(Ｉ)で表される構造を有する、ロジウム錯体化合物。
【化１】
2015113319.tif 000023
（上記式(Ｉ)中、Ｒ1、Ｒ2は、同じでも異なってもよい炭素置換基であり、Ｒｈに配位する二つのオレフィンは、点線で示すように互いに結合し、環構造を形成してもよい）
【請求項２】
以下の一般式(II)で表される光学活性H-ホスフィナート類と以下の一般式(III)で表されるロジウムスルホン酸塩を反応させることを特徴とする、請求項１に記載のロジウム錯体化合物の製造方法。
【化２】
2015113319.tif 000024
（上記式(II)中のＲ1、Ｒ2は、同じでも異なってもよい炭素置換基である）
【化３】
2015113319.tif 000025
（上記式(III)中のＲｈに配位する二つのオレフィンは、点線で示すように互いに結合し、環構造を形成してもよい）
【請求項３】
請求項１に記載のロジウム錯体化合物からなる、オレフィン類の不斉水素化反応用触媒。
【請求項４】
請求項１に記載のロジウム錯体化合物を触媒として、以下の一般式(IV)で表されるオレフィン類を不斉水素化することを特徴とする、以下の一般式(Ｖ)で表される光学活性化合物の製造方法。
【化４】
2015113319.tif 000026
（上記式(IV)中のＲ5〜Ｒ8は、水素、炭素置換基、ヘテロ原子官能基から選択される基を表す。但し、Ｒ5及びＲ7、または、Ｒ6およびＲ8は、互いに異なる基であり、また、Ｒ5〜Ｒ8中、水素の個数は０か１である）
【化５】
2015113319.tif 000027
（上記式(Ｖ)中のＲ5〜Ｒ8は、式(ＩＶ)中のＲ5〜Ｒ8と同じ基である）
【請求項５】
以下の一般式(II)で表される光学活性H-ホスフィナート類と以下の一般式(III)で表されるロジウムスルホン酸塩を反応系に加え、系中で形成されるロジウム錯体化合物を単離することなく、そのまま触媒として用いることを特徴とする、請求項４に記載の光学活性化合物の製造方法。
【化２】
2015113319.tif 000028
（上記式(II)中のＲ1、Ｒ2は、同じでも異なってもよい炭素置換基である）
【化３】
2015113319.tif 000029
（上記式(III)中のＲｈに配位する二つのオレフィンは、点線で示すように互いに結合し、環構造を形成してもよい）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なロジウム触媒及びこれを用いる光学活性化合物の製造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学活性化合物は、医薬や機能性材料などの製造において欠かせない出発物質である。金属触媒を用いるオレフィン類の不斉水素化は、光学活性化合物を製造する効率のよい手段として知られている。これらの触媒反応には、不斉誘導するため、光学活性配位子を用いる。これらの光学活性配位子の構造が生成物の不斉選択性に対し著しく影響を与える。代表的な光学活性配位子の例として、光学活性２，２’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−１，１’−ビナフチル(BINAP)配位子などが知られている。
しかし、過去４０数年間の研究によって、いくつかの効率的な不斉水素化方法が開発されたものの、実用的な観点で依然多くの問題を抱えている。一つは、反応に使用する不斉配位子が極めて高価なものが多いことである。もう一つは、これらの配位子には光学活性なホスフィン類が多く用いられているが、これらのホスフィン類は空気に酸化されやすく、失活しやすいため、これらの取り扱いにあたっては、酸素のない環境が必要なことである(非特許文献１〜８)。
【０００３】
一方、近年、二置換ホスファイトH-P(O)(OR)2が金属触媒配位子として用い得ることがしられるようになった。ホスフィン類と異なり、二置換ホスファイト類は、空気中で安定であるため、化合物の取り扱いは空気中で行うことができる。(非特許文献９)
【０００４】
また、光学活性ホスフィンオキシドH-P(O)R1R2を金属触媒配位子として用いる不斉水素化反応も報告されている(非特許文献１０、１１)。しかしながら、これらの光学ホスフィン類は、カラム分割法により単離する必要があるため、微少量しか合成できない。また、不斉選択率も低い(最高不斉選択率85% ee)。
【０００５】
一方、光学活性H-ホスフィナート類HP(O)R(OR’)は、空気中で安定な化合物であり、また、安価な原料から大量に製造することが可能である(特許文献１、非特許文献１２〜１４)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第4649590号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】J. M. Brown，in：Comprehensive Asymmetric Catalysis (Eds.：E. N. Jacobsen，A. Pfaltz，H. Yamamoto)，Springer，Berlin，1999，p. 121.
【非特許文献２】T. Ohkuma，M. Kitamura，R. Noyori，in：Catalytic Asymmetric synthesis 2nd ed. (Ed.：I. Ojima)，Wiley-Interscience，New York，2000，p. 1.
【非特許文献３】A. Grabulosa，P-stereogenic ligands in enantioselective catalysis，(Ed.：A. Grabulosa)，The Royal Society of Chemistry，2011，p. 361.
【非特許文献４】R. Noyori，T. Ohkuma，Angew. Chem. 2001，113，40-75; Angew. Chem. Int. Ed. 2001，40，40-73.
【非特許文献５】W. S. Knowles，Angew. Chem. 2002，114，2096-2107; Angew. Chem. Int. Ed. 2002，41，1998-2007.
【非特許文献６】W. Tang，X. Zhang，Chem. Rev. 2003，103，3029-3069.
【非特許文献７】G. Erre，S. Enthaler，K. Junge，S. Gladiali，M. Beller，Coord. Chem. Rev. 2008，252，471-491.
【非特許文献８】S. Gladiali，E. Alverico，K. Junge，M. Beller，Chem. Soc. Rev . 2011，40，3744-3763.
【非特許文献９】G. Y. Li，Angew. Chem. 2001，113，1561-1564; Angew. Chem. Int. Ed. 2001，40，1513-1516.
【非特許文献１０】X. Jiang，A. J. Minnaard，B. Hessen，B. L. Feringa，A. L. L. Duchateau，J. G. O. Andrien，J. A. F. Boogers，J. G. de Vieres，Org. lett. 2003，5，1503-1506.
【非特許文献１１】X. Jiang，M. van den Berg，A. J. Minnaard，B. L. Feringa and J. G. de Vieres，Tetrahedron：Asymmetriy，2004，15，2223-2229.
【非特許文献１２】Xu，C.-Q. Zhao，L.-B. Han，J. Am. Chem. Soc. 2008，130，12648-12655.
【非特許文献１３】D. Gatineau，L. Giordano，G. Buono，J. Am. Chem. Soc. 2011，133，10728-10731
【非特許文献１４】R. Bodalski，J. Koszuk，Phosphorus，Sulfur，Silicon Relat. Elem. 1989，44，99-102.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、空気中で安定で、取り扱いが容易であり、且つ、安価な光学活性H-ホスフィナート類HP(O)R(OR’)を配位子とする新規なロジウム錯体を合成し、これを用いる効率のよいオレフィン類の不斉水素化方法を開発することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、光学活性H-ホスフィナート類のロジウムへの配位挙動を研究する過程で、偶然にも、リン上の立体配置が保持されたまま、P(O)H基がP(OH)基に互変異性化し、ゆっくりとロジウムに配位することを究明した。Ｘ線構造解析の結果、驚くべきことに、二つのP(OH)基がロジウムスルホン酸塩のスルホン酸アニオンと水素結合を形成し、環状錯体が形成されることがわかった。この環状構造の形成により、安定な立体構造の錯体が形成される。
そこで、本発明者らは、これを用いてオレフィン類の不斉水素化を試みたところ、高い不斉収率で効率よく不斉水素化反応が進行することを見出した。また、本発明者らは、この不斉水素化反応が、予め形成されたロジウム錯体を反応系に加えるのではなく、光学活性H-ホスフィナート類とロジウムスルホン酸塩を反応系に加えることによっても、良好に進行することを見出した。
本発明は、これらの知見に基づいて完成されたものである。
【００１０】
すなわち、この出願は、以下の発明を提供する。
〈１〉以下の一般式(Ｉ)で表される構造を有する、ロジウム錯体化合物。
【化１】
2015113319.tif 000003
（上記式(Ｉ)中、Ｒ1、Ｒ2は、同じでも異なってもよい炭素置換基であり、Ｒｈに配位する二つのオレフィンは、点線で示すように互いに結合し、環構造を形成してもよい）
〈２〉以下の一般式(II)で表される光学活性H-ホスフィナート類と以下の一般式(III)で表されるロジウムスルホン酸塩を反応させることを特徴とする、〈１〉に記載のロジウム錯体化合物の製造方法。
【化２】
2015113319.tif 000004
（上記式(II)中のＲ1、Ｒ2は、同じでも異なってもよい炭素置換基である）
【化３】
2015113319.tif 000005
（上記式(III)中のＲｈに配位する二つのオレフィンは、点線で示すように互いに結合し、環構造を形成してもよい）
〈３〉〈１〉に記載のロジウム錯体化合物からなる、オレフィン類の不斉水素化反応用触媒。
〈４〉〈１〉に記載のロジウム錯体化合物を触媒として、以下の一般式(IV)で表されるオレフィン類を不斉水素化することを特徴とする、以下の一般式(Ｖ)で表される光学活性化合物の製造方法。
【化４】
2015113319.tif 000006
（上記式(IV)中のＲ5〜Ｒ8は、水素、炭素置換基、ヘテロ原子官能基から選択される基を表す。但し、Ｒ5及びＲ7、または、Ｒ6およびＲ8は、互いに異なる基であり、また、Ｒ5〜Ｒ8中、水素の個数は０か１である）
【化５】
2015113319.tif 000007
（上記式(Ｖ)中のＲ5〜Ｒ8は、式(IV)中のＲ5〜Ｒ8と同じ基である）
〈５〉以下の一般式(II)で表される光学活性H-ホスフィナート類と以下の一般式(III)で表されるロジウムスルホン酸塩を反応系に加え、系中で形成されるロジウム錯体化合物を単離することなく、そのまま触媒として用いることを特徴とする、〈４〉に記載の光学活性化合物の製造方法。
【化２】
2015113319.tif 000008
（上記式(II)中のＲ1、Ｒ2は、同じでも異なってもよい炭素置換基である）
【化３】
2015113319.tif 000009
（上記式(III)中のＲｈに配位する二つのオレフィンは、点線で示すように互いに結合し、環構造を形成してもよい）
【発明の効果】
【００１１】
一般式(Ｉ)のロジウム錯体化合物を触媒として用いることにより、オレフィン類を効率よく不斉水素化することができる。
また、一般式(Ｉ)のロジウム錯体は、空気中で安定で、取り扱いが容易であり、且つ、安価な光学活性H-ホスフィナート類HP(O)R(OR’)と、ロジウムスルホン酸塩類とから、高い収率で容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】(RP)-[(-)MenO]PhP(O)HとRh(COD)2]OTfとから形成されたロジウム錯体(Ｉｂ)のORTEP図(MenOはメントキシをCODはロジウムに対し２座配位した１，５−シクロオクタジエンを、また、OTfはトリフルオロメチルスルホン酸基を、それぞれ表す)。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のロジウム錯体化合物は、以下の一般式(Ｉ)で表される。
【化１】
2015113319.tif 000010
（上記式(Ｉ)中、Ｒ1、Ｒ2は、同じでも異なってもよい炭素置換基であり、Ｒｈに配位する二つのオレフィンは、点線で示すように互いに結合し、環構造を形成してもよい）
Ｒ1、Ｒ2の炭素置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基などのＣ１〜Ｃ４アルキル基、２−ｉ−プロピル−５−メチル−シクロヘキシル基(メンチル基)などのシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基、ベンジル基、フェネチル基などのアリールアルキル基が挙げられる。
Ｒｈに配位するオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、２−ノルボルネンが挙げられる。二つのオレフィンが環構造を形成する例としては、１，５−シクロオクタジエン、２，５−ノルボルナジエンが挙げられる。
【００１４】
具体的なロジウム錯体の一例として、Ｒ1が(−)メンチル基であり、Ｒ2がベンジル基またはフェニル基であり、Ｒｈに配位するオレフィンが１，５−シクロオクタジエンである場合を、以下の一般式(Ｉ’)に示す。
【化６】
2015113319.tif 000011
【００１５】
本発明のロジウム錯体化合物は、以下の一般式(II)で表される光学活性H-ホスフィナート類と以下の一般式(III)で表されるロジウムスルホン酸塩を反応させることにより得られる。
【化２】
2015113319.tif 000012
（上記式(II)中のＲ1、Ｒ2は、同じでも異なってもよい炭素置換基である）
【化３】
2015113319.tif 000013
（上記式(III)中のＲｈに配位する二つのオレフィンは、点線で示すように互いに結合し、環構造を形成してもよい）
一般式(II)および(III)における炭素置換基およびＲｈに配位するオレフィンとしては、一般式(Ｉ)について上述したものと同様のものが挙げられる。
【００１６】
具体的なロジウムスルホン酸塩の一例として、Ｒｈに配位するオレフィンが１，５−シクロオクタジエンである場合を、以下の式(III’)に示す。
【化７】
2015113319.tif 000014
【００１７】
本発明のロジウム錯体化合物を触媒として不斉水素化されるオレフィン類は、以下の一般式(IV)で表すことができる。
【化４】
2015113319.tif 000015
（上記式(IV)中のＲ5〜Ｒ8は、水素、炭素置換基、ヘテロ原子官能基から選択される基を表す。但し、Ｒ5及びＲ7、または、Ｒ6およびＲ8は、互いに異なる基であり、また、Ｒ5〜Ｒ8中、水素の個数は０か１である）
Ｒ5〜Ｒ8の炭素置換基としては、例えば、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基、ベンジル基、フェネチル基などのアリールアルキル基などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、Ｒ5〜Ｒ8のヘテロ原子官能基としては、例えば、保護基で保護されていてもよいアミノ基、カルボキシル基などの官能基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１８】
当該水素化により得られる光学活性化合物は、以下の一般式(Ｖ)で表すことができる。
【化５】
2015113319.tif 000016
（上記式(Ｖ)中のＲ5〜Ｒ8は、式(IV)中のＲ5〜Ｒ8と同じ基である）
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００２０】
実施例１．ロジウム錯体化合物の合成
（１）ロジウム錯体(Ｉａ)の合成
窒素雰囲気下、(RP)-[(-)MenO](PhCH2)P(O)H(MenOはメントキシを表す)(0.183g，0.62mmol)とRh(COD)2]OTf((COD)2はロジウムに対し２座配位した１，５−シクロオクタジエンを、また、OTfはトリフルオロメチルスルホン酸基を、それぞれ表す)(145.2mg，0.31mmol)をトルエン(4mL)に溶かし、室温で一晩攪拌した。オレンジ色の沈殿が生じた。沈殿を濾過し乾燥させることにより、0.285gグラム(収率94%)のロジウム錯体(Ｉａ)が得られた。
（２）ロジウム錯体(Ｉｂ)の合成
同様な操作により、(RP)-[(-)MenO]PhP(O)Hを用いることにより、対応するロジウム錯体(Ｉｂ)が95%の収率で得られた。
【００２１】
これらの錯体の物理的特性および1H NMRのデータは、以下のとおりである。
ロジウム錯体(Ｉａ)
オレンジ色の固体，融点：162℃(分解)．1H NMR(400MHz，CD2Cl2)：δ8.32(br，2H)，7.51(d，J = 7.2Hz，4H)，7.34-7.24(m，6H)，5.321(br，2H)，5.318(br，2H)，4.39-4.30(m，2H)，3.43-3.37(m，2H)，2.34-2.20(m，4H)，1.94(br，4H)，1.73(br，4H)，1.62-1.54(m，6H)，1.34-1.21(m，4H)，1.18-1.09(m，2H)，1.05(d，J = 7.2Hz，6H)，0.99(d，J = 6.4Hz，6H)， 0.95(d，J = 6.8Hz，6H)，0.92-0.83(m，2H). 13C NMR(101MHz，CD2Cl2)：133.90，130.46，128.83，127.04，102.86(d，J = 89.1Hz)，77.11(t，J = 6.6Hz)，50.14，44.91，42.25，34.50，32.09，30.98，28.87，26.07，23.18，22.54，21.78，15.98.  13C NMR(101MHz，THF-d8)：134.36，130.56，128.59，126.74，102.35(d，J = 70.9Hz)，76.75，50.26，44.94，41.99，34.56，31.90，30.75，28.66，26.04，23.07，22.28，21.57，15.85.  31P NMR(162MHz，CD2Cl2)：141.9(d，J = 209.6).
ロジウム錯体(Ｉｂ)
オレンジ色固体，142℃(分解)．1H NMR(400MHz，CD2Cl2)：δ9.23(br，2H)，7.83-7.78(m，4H)，7.46(d，J = 3.6Hz，6H)，5.51(br，2H)，5.33(br，2H)，3.65-3.55(m，2H)，2.71-2.61(m，2H)，2.55-2.51(m，2H)，2.30-2.20(m，6H)，1.57-1.53(m，2H)，1.45-1.42(m，2H)，1.08-1.02(m，2H)，0.94(d，J = 7.2Hz，6H)，0.90-0.80(m，6H)，0.78(d，J = 6.8Hz，6H)，0.61-0.54(m，4H)，0.51(d，J = 6.4Hz，6H).  13C NMR(101MHz，CD2Cl2)：131.4，130.9(t，J = 7.6)，128.4，105.4(d，J = 5.7)，103.9(d，J = 5.7)，77.11(t，J = 6.7)，48.9，42.0，34.4，31.7，31.7，28.9，25.1，23.0，22.1，21.4，15.4.  31P NMR(162MHz，CD2Cl2)：122.9(d，J = 206.2).
【００２２】
また、ロジウム錯体(Ｉｂ)については、Ｘ線構造解析によりその構造を確認した。図１にそのORTEP図を示す。
図１の(ａ)においては、明瞭化のため、水素原子の表示が省かれている。図１の(ｂ)においては、明瞭化のため、水素原子、１，５−シクロオクタジエン、および、メントール基の表示が省かれている。選択された結合距離(Ａ)および角度(°)は、以下のとおりである：P(1)-Rh(1)=2.2580(13)，P(2)-Rh(1) 2.2558(13)，P(1)-O(1) 1.621(4)，P(1)-O(2) 1.580(5)，P(2)-O(3) 1.592(4)，P(2)-O(4) 1.598(4)，O(2)-O(6) 2.550，O(3)-O(5) 2.568，S(1)-O(5) 1.386(7)，S(1)-O(6) 1.311(11)，S(1)-O(7) 1.602(15)；O(1)-P(1)-O(2) 105.1(2)，O(3)-P(2)-O(4) 106.6(2)，P(1)-Rh(1)-P(2) 90.77(5).
図１に示すように、この錯体には、二分子のH-ホスフィナート配位子から生じたOH基とスルホン酸基の二つのＯ原子の間に水素結合が二つ存在し、これにより、P-Rh-Pの配位を含めた環状構造が形成されている。
【００２３】
これらの結果から、上記ロジウム錯体(Ｉａ)および(Ｉｂ)の構造は、以下の式(Ｉ’)に示すとおりであり、また、上述のロジウム錯体の合成反応は以下の反応式(VI)に示すとおりであることが確認された。
なお、下記の式(Ｉ’)および(VI)において、Ｒは、錯体(Ｉａ)ではＣＨ2Ｐｈであり、錯体(Ｉｂ)ではＰｈである。
【化６】
2015113319.tif 000017
【化８】
2015113319.tif 000018
【００２４】
実施例２．予め形成されたロジウム錯体化合物を反応系に加えることによる、オレフィン類の不斉水素化
実施例１で合成したロジウム錯体(Ｉａ)(Ｒ＝ＣＨ2Ｐｈ)を用いて、以下に示すオレフィンの不斉水素化反応を行った。
【化９】
2015113319.tif 000019
具体的には、ロジウム錯体(Ｉａ)(0.3mg，0.00048mmol)と各種オレフィン類(10.5mg，0.048mmol)をジクロロメタン(6mL)に溶かし、室温で５気圧の水素を加えた。10分後、反応を止め、生成物をシリカゲルカラムにより単離した。光学活性カラムを用いて、液体クロマトグラフィーを用いて、光学純度を決定した。オレフィン2bについては、反応時間を12時間とした。
用いた原料オレフィンと得られた反応生成物の収率および光学純度(鏡像体過剰率ee)を以下の表１にまとめた。
【００２５】
表１．ロジウム錯体(Ｉａ)触媒による各種オレフィン類の不斉水素化
【００２６】
【表１】
2015113319.tif 000020
【００２７】
実施例３．光学活性H-ホスフィナート類とロジウムスルホン酸塩を反応系に加えることによる、オレフィン類の不斉水素化
以下の表２に示す種々の光学活性H-ホスフィナート類と以下の表３のＲｈの欄に示すロジウム化合物を反応系において混合し、形成されるロジウム錯体を単離することなく、そのまま直接不斉水素化に用いた。その結果を表３に示す。光学活性H-ホスフィナート類とロジウムスルホン酸塩を反応系に加えることによっても、光学活性なオレフィン類が得られることが示される。
【００２８】
表２．実験に用いた光学活性H-ホスフィナート類
【００２９】
【表２】
2015113319.tif 000021
【００３０】
表３．光学活性H-ホスフィナート類とロジウムスルホン酸塩を反応系に加えることによる、不斉水素化反応[a]
表３中の注[a]〜[h]は、以下のとおりである。
[a]：他に断りのない限り、反応は原料オレフィン2aの0.048M溶液を用いて行われた。
[b]：収率は1H NMRによる収率である。
[c]：鏡像体過剰率(ee)はキラルHPLCにより測定した。その絶対配置は報告されたデータとの対比により決定した。
[d]：リガンドは5mol%用いた。
[e]：35℃で反応を行った。
[f]：水素圧20atmで反応を行った。
[g]：Rp/Sp=50/50の1を使用した。
[h]：0.1当量の水を添加した。
【００３１】
【表３】
2015113319.tif 000022
【図１】
2015113319.tif 000031