(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式(I)
【化１】
0004028625.tif 000010
を有する１,２−ビス（ｔ−ブチルメチルホスフィノ）エタン。
【請求項２】
請求項１記載の１,２−ビス（ｔ−ブチルメチルホスフィノ）エタンを配位子とするロジウム錯体。
【請求項３】
一般式（II）
【化２】
0004028625.tif 000011
（式中、Ｘは、三水素化ホウ素基、酸素原子または硫黄原子を示し、
【化３】
0004028625.tif 000012
は、Ｘが三水素化ホウ素基を意味する場合は単結合を示し、Ｘが酸素原子または硫黄原子を意味する場合は二重結合を示す）を有する四配位リン化合物。
【請求項４】
請求項２に記載のロジウム錯体を触媒として一般式（III）
【化４】
0004028625.tif 000013
｛式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は同一または異なって水素原子、所望により置換されたアルキル、アリールもしくはアラルキル基を示し、Ｒ4は所望により置換されたアルキル、アリールもしくはアラルキル基または式−ＣＨ2ＣＯＯＲ5（式中Ｒ5は水素原子、所望により置換されたアルキル、アリールもしくはアラルキル基を示す）またはＮＨＲ6（式中Ｒ6はホルミル基または所望により置換されたアルキルもしくはアリール基を示す）で示される基を意味する｝を有する不飽和カルボン酸またはそのエステルを不斉水素化することを特徴とする一般式（IV）
【化５】
0004028625.tif 000014
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は前述したものと同一意義を有する）を有する飽和カルボン酸またはそのエステルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規なホスフィン化合物、それを配位子とするロジウム錯体および該錯体を触媒として使用する不飽和カルボン酸の不斉水素化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属錯体を触媒とする有機合成反応は古くから知られている。特にキラル化合物を配位子として用いた不斉合成法は非常に有用であることから、多くの研究成果が報告されている。例えば、J．D．Morrison著「Asymmetric Synthesis」第５巻（1985年発行、Acsdemic Press Inc.）やR.Noyori著「Asymmetric Catalysis in Organic Synthesis」に記載されているように、触媒性能を高めるために様々な構造のホスフィン化合物が多数開発されており、その金属錯体は不斉合成反応の不斉触媒として有用であることが報告されている。
【０００３】
キラル配位子の多くは、骨格炭素原子上の不斉がリン原子上の２つのフェニル基の非等価性を誘導することにより不斉環境を構築している。
従ってリン原子が直接不斉である配位子の方が優れた成果が達成できると考えられ、このような配位子としては、１,２−ビス［(ｏ−メトキシフェニル）フェニルホスフィノ］エタン（以下ｄｉＰＡＭＰと呼ぶ）が知られている（米国特許US 4,008,281、特開昭50−113489）。
【０００４】
光学活性なカルボン酸を製造する方法として、従来から採用されているもっとも一般的な方法は天然に存在する光学活性なアルコールまたはアルデヒドを酸化する方法、ラセミ体のカルボン酸を光学活性なアミン類を用いて光学分割する方法、ラセミ体のカルボン酸エステルを酵素や微生物を使って部分加水分解する方法等がある。このほか、α,β−不飽和カルボン酸類の不斉水素化も利用できるが、その成果は触媒の不斉配位子として用いられるホスフィン化合物の構造に大きく依存することが知られており、高い選択性と触媒活性を合わせ持つホスフィン化合物は未だに多くは知られていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように不斉合成反応の触媒としてより高い性能を達成する触媒を提供するために、これまでにホスフィンが開発されてきたが、これらも対象とする基質等によっては選択性、触媒活性等の面で充分に満足できない場合があった。従って、本発明は従来の触媒に比べて高い触媒性能を与えるホスフィン化合物を提供することを目的とするものである。
【０００６】
本発明者は上記課題を達成するために鋭意研究を行った結果、後記式（Ｉ）で表されるリン原子上に不斉源を有する光学活性ホスフィン化合物を配位子とするロジウム錯体が従来公知のリン原子上に不斉源を有する光学活性ホスフィン化合物のロジウム錯体に比べ、選択性並びに触媒活性が優れていることを見いだし、本発明を完成した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は式(Ｉ)
【化６】
0004028625.tif 000002
を有する１,２−ビス（ｔ−ブチルメチルホスフィノ）エタンに関する。
さらに本発明は上記１,２−ビス（ｔ−ブチルメチルホスフィノ）エタンを配位子とするロジウム錯体に関する。
【０００８】
本発明はさらに一般式（II）
【化７】
0004028625.tif 000003
（式中、Ｘは、三水素化ホウ素基、酸素原子または硫黄原子を示し、
【化８】
0004028625.tif 000004
は、Ｘが三水素化ホウ素基を意味する場合は単結合を示し、Ｘが酸素原子または硫黄原子を意味する場合は二重結合を示す）を有する四配位リン化合物に関する。
【０００９】
本発明はまた、上記ロジウム錯体を触媒として一般式（III）
【化９】
0004028625.tif 000005
｛式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は同一または異なって水素原子、所望により置換されたアルキル、アリールもしくはアラルキル基を示し、Ｒ4は所望により置換されたアルキル、アリールもしくはアラルキル基または式−ＣＨ2ＣＯＯＲ5（式中Ｒ5は水素原子、所望により置換されたアルキル、アリールもしくはアラルキル基を示す）またはＮＨＲ6（式中Ｒ6はホルミル基または所望により置換されたアルキルもしくはアリール基を示す）で示される基を意味する｝を有する不飽和カルボン酸またはそのエステルを不斉水素化することを特徴とする一般式（IV）
【化１０】
0004028625.tif 000006
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は前述したものと同一意義を有する）を有する飽和カルボン酸またはそのエステルの製造方法に関する。
【００１０】
本発明のホスフィン化合物(Ｉ)には光学異性体即ち（Ｓ,Ｓ）−体、（Ｒ,Ｒ）−体およびメソ体が存在するが、本発明はこれらの光学異性体のすべてを含むものである。
本発明のホスフィン化合物(Ｉ)は、例えば反応スキームで示すように、D. A. Evansらによってジャーナル・オブ・ケミカル・ソサイエティ 第117巻 第9075〜9076頁に発表された方法に準じて四配位リン化合物（II′)を製造した後、T. Livinghouseらによってテトラヘドロン・レターズ 第35巻 第9319〜9322頁に発表された方法に準じて製造される。
【００１１】
【化１１】
0004028625.tif 000007
【００１２】
即ち、三塩化リンにｔ−ブチルマグネシウムクロリドを反応させ、次いで２当量のメチルマグネシウムブロミドを反応させた後、ボラン−テトラヒドロフラン錯体で処理することによりｔ−ブチルジメチルホスフィン・ボラン（Ｖ）を得る。化合物（Ｖ）をスパルティン存在下、ブチルリチウムと処理し、次いで塩化銅（II）で処理することにより、ビスホスフィン・ボラン（II′）を得る。得られた化合物（IV）を再結晶により光学的に純粋とした後にトリフルオロメタンスルホン酸を反応させ、次いで水酸化カリウムと処理し、本発明のホスフィン化合物(Ｉ)を製造することができる。
【００１３】
本発明の四配位リン化合物（II）において、Ｘが三水素化ホウ素基である化合物は上述の如くして製造される。
本発明の四配位リン化合物（II）において、Ｘが酸素原子である場合の化合物は、反応スキームで示すように、化合物（II′)を T. Imamotoらによってメイン・グループ・ケミストリー 第１巻 第331〜338頁に発表された方法によって製造する方法か、化合物(Ｉ)を過酸化水素やｍ−クロロ過安息香酸などの酸化剤によって酸化することにより得られ、使用時にヘキサクロロジシランなどの還元剤によって還元することによっても得ることができる。
【００１４】
【化１２】
0004028625.tif 000008
【００１５】
また、本発明の四配位リン化合物（II）において、Ｘが硫黄原子である場合の化合物は、反応スキームで示すように、化合物（II′)を T. Imamotoらによってメイン・グループ・ケミストリー 第１巻 第331〜338頁に発表された方法によって製造する方法や、化合物(Ｉ)を硫黄と反応することにより得られ、使用時にヘキサクロロジシランなどの還元剤によって還元することによって得ることができる。
【００１６】
【化１３】
0004028625.tif 000009
【００１７】
上記のようにして得られる本発明のホスフィン化合物(Ｉ)からロジウム錯体を得るには、例えば、実験化学講座 第４版（日本化学会編、丸善株式会社発行）第18巻 第327〜353頁に記載されている方法、すなわち、化合物(Ｉ)を［ＲｈＸ（ｄｉｅｎｅ)2］と反応させることによって製造する｛ここで、Ｘはハロゲン、アニオン、テトラフルオロボレート（ＢＦ4）、ヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ6）、過塩素酸イオン（ＣｌＯ4）などを表し、ｄｉｅｎｅは１,５−シクロオクタジエン（ＣＯＤ）やビシクロ［２,２,１］ヘプタ−２,５−ジエン（ＮＢＤ）などの二座配位化合物を表す｝。
本発明のロジウム錯体におけるホスフィン化合物(I)とロジウムのモル比は１〜２：１であり、１：１が好ましい。
【００１８】
本発明のロジウム錯体を触媒として使用して不飽和カルボン酸またはそのエステル（III）を不斉水素化して飽和カルボン酸またはそのエステル（IV）を製造する工程は、常法に従って行なうことができる。すなわち、該α,β−不飽和カルボン酸またはエステルを前記ロジウム触媒および溶媒を窒素雰囲気中に耐圧容器に入れ、水素を充填して反応を開始する。
ロジウム錯体は単離した状態での使用が好ましいが、反応系中で合成し、使用することも可能である。
【００１９】
α,β−不飽和カルボン酸またはエステル１モルに対する触媒の使用量は０.０２ないし０.００００１モル、好ましくは０.０１ないし０.０００１モルである。
溶媒は、一般に溶媒として用いられるメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール類もしくはテトラヒドロフラン、ベンゼン、トルエン等を単独または混合して使用される。その使用量は、α,β−不飽和カルボン酸またはエステル１モルあたり０.５ないし２００である。
反応水素圧力は通常分圧として０.１ないし１００kg／cm2で実施される。
反応温度は５ないし７０℃、好ましくは１０ないし５０℃である。
【００２０】
式（III）または（IV）の置換基Ｒ1〜Ｒ6の定義におけるアルキル、アリールおよびアラルキル基としては、（Ｃ1〜Ｃ10）アルキル、（Ｃ6〜Ｃ12）アリール、（Ｃ1〜Ｃ6）アルキルー（Ｃ6〜Ｃ12）アリールが好ましく、これらのアルキル、アリール、アラルキルには水素化に不活性な基、例えば、アルキル基、ハロゲン、アルコキシ基、エステル基などが置換していてもよい。
アルキル基の例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、オクチル、デシルなどがあげられ、アリールの例としては、フェニル、ナフチルがあげられ、アラルキル基の例としては、ベンジル、フェネチル、ナフチルメチルなどがあげられる。
【００２１】
【実施例】
次に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１  ｔ−ブチルジメチルホスフィン・ボラン(Ｖ)の合成：
１リットルの三つ口フラスコ中、アルゴン下三塩化リン０.１mmolを１００mlのテトラヒドロフランに溶かし、溶液を−７８℃まで冷却し、ここにｔ−マグネシウムクロリドのエーテル溶液（１.４３Ｍ、０.１１mmol）を１時間かけて滴下した。反応液を室温まで戻した後再度０℃まで冷却し、ここにメチルマグネシウムブロミドのエーテル溶液２６０ml（１.０Ｍ、０.２１mmol）を３０分で滴下した。この反応液を室温まで加温した後０℃まで冷却し、ここにボラン−テトラヒドロフラン錯体のテトラヒドロフラン溶液１５０ml（１.０Ｍ、１５０mmol）を滴下した。
反応液を氷（５００ｇ）、酢酸エチル（２０ml）及び濃塩酸（２０ml）からなる混合物で処理した。有機層を分離し、水層を酢酸エチルで抽出した、有機層を集め食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムにて脱水した。得られた溶液を減圧下濃縮した後蒸留し、無色の結晶を得た。この結晶をヘキサンから再結晶し目的とする前記化合物(Ｖ)を得た。
融点１６０〜１６３℃
1Ｈ−ＮＭＲ（δ，ＣＤＣＬ3）：０.４（ｄｑ，Ｊ＝９５Ｈｚ，Ｊ＝１５Ｈｚ，３Ｈ），１.１６（ｄ，Ｊ＝１３.７Ｈｚ，９Ｈ），１.２３（ｄ，Ｊ＝９.８Ｈｚ，６Ｈ）
【００２２】
実施例２  １,２−ビス［（ｔ−ブチル）ジメチルホスフィノ］エタン・ボラン          (II′)の合成：
アルゴン下、８mlのエーテルに溶かしたスパルテインを−７８℃に冷却しここに１.７mlのｓｅｃ−ブチルリチウム（１.０６Ｍのシクロヘキサン溶液、２.２mmol）を加えた。１０分後８mlのエーテルに溶かした前記化合物(Ｖ)をここに滴下した。−７８℃で３時間撹拌した後、塩化銅（II）（２.５mmol）を加え激しく撹拌しながら徐々に室温まで加温した。反応終了後、反応液を塩化アンモニウム、次いで塩酸、食塩水で処理した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後減圧下溶媒を留去し、トルエンから再結晶することにより、光学的に純粋な（Ｓ,Ｓ)−１,２−ビス［(ｔ−ブチル）ジメチルホスフィノ］エタン・ボラン(II′)を得た。
融点１６９〜１７１℃
1Ｈ−ＮＭＲ（δ，ＣＤＣＬ3）：０.０〜０.８（ｂｒｐ，６Ｈ），１.１８（ｄ，Ｊ＝１３.９Ｈｚ，１８Ｈ），１.２２（ｄ，Ｊ＝９.５Ｈｚ，６Ｈ），１.５７〜１.６６（ｍ，２Ｈ），１.９６〜２.０４（ｍ，２Ｈ）［α］D＝−９．１
【００２３】
実施例３  １,２−ビス［（ｔ−ブチル）ジメチルホスフィノ］エタン(Ｉ)の合成：
アルゴン下、化合物（II′)（２.００mmol）のトルエン溶液（５ml）を−７８℃まで冷却し、ここにトリフルオロメタンスルホン酸（１.５ｇ，１０.０mmol）を加えた。この溶液を室温まで加温した後さらに１時間撹拌した。この反応液にクロロホルム（１０ml）を加え、減圧下濃縮した後結晶を濾過した。アルゴン下、この結晶に１０％水酸化カリウムエタノール溶液を加え、５０℃で３時間撹拌した。反応混合物をエーテルで抽出した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した有機層をアルミナカラムを通し、溶媒を留去することにより、目的とするホスフィン（Ｉ）を得た。
融点２３.５〜２５.５℃
1Ｈ−ＮＭＲ（δ，ＣＤＣＬ3）：０.８３２（ｄ，Ｊ＝７.６Ｈｚ，３Ｈ），０.９４０（ｄ，Ｊ＝１１.５Ｈｚ，９Ｈ），０.７〜１.７（ｍ，４Ｈ）
【００２４】
実施例４  ロジウム錯体の合成および不斉水素化反応
アルゴン下、ビス（ビシクロ［２,２,１］ヘプタ−２,５−ジエン）ロジウム(Ｉ)テトラフルオロボレート塩（０.０８０ｇ、０.２１mmol）と前記ホスフィン化合物(Ｉ)（０.０３１ｇ、０.２１mmol）をテトラヒドロフラン−イソプロピルアルコール混合溶媒中（２１ml）で反応させた。一方、耐圧反応容器にα−アセトアミド桂皮酸メチルエステル（０.２１９ｇ、１mmol）とイソプロピルアルコール５mlを加え５０度に加温し、反応容器を水素置換しておく。前述の反応液（ロジウム錯体の溶液）０.１mlを抜き出し不斉水素化反応装置に滴下した。反応容器の水素圧を３kg／cm2にあげ、５分後に系内をアルゴンに置換した。反応液を高速液体クロマトグラフィー（カラムはダイセル製キラルセルＯＪ、溶媒はイソプロピルアルコール／ヘキサン＝１／９）で生成物を分析したところ、生成物（Ｎ−アセチルフェニルアラニンメチルエステル）が９９.７％ｅｅの光学純度で得られていることが確認された。立体配置が（Ｓ,Ｓ）のホスフィン化合物(Ｉ)を用いた場合には生成物の立体配置はＳであった。
【００２５】
前記特開昭５０−１１３４８９公報に記載されている方法で本発明のロジウム錯体をα−アセトアミド桂皮酸メチルエステルの不斉水素化反応に供したところ、エナンチオ選択性は９９.７％で反応時間は５分であった。
これに対して、上記公報によれば、ｄｉＰＡＭＰ−ロジウム錯体を使用した場合のエナンチオ選択性は９６％で反応時間は５０分である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、１，２−ビス（ｔ−ブチルメチルホスフィノ）エタンを配位子とするロジウム錯体が提供される。本発明のロジウム錯体は、不斉水素化における触媒として有用であり、従来の公知のリン原子上に不斉源を有する光学活性ホスフィン化合物のロジウム錯体に比べ立体特異性および触媒活性が極めて優れている。