專利名稱：不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化催化劑的制作方法
本申請(qǐng)是名稱為“不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化催化劑”、申請(qǐng)?zhí)枮?1812391.0的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(申請(qǐng)日為2001年7月6日，對(duì)應(yīng)于PCT國(guó)際申請(qǐng)PCT/NL01/00517)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及一種包含過(guò)渡金屬化合物和手性配體的不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化催化劑。
此類催化劑可從G.Francio，F(xiàn).Faraone和W.Leitner，《AngewandteChemie.(應(yīng)用化學(xué))》2000國(guó)際版，39，1428～1430，得知。該出版物描述取代烯烴的不對(duì)稱氫化用二齒膦磷酰胺化物(amidite)配體的應(yīng)用，其對(duì)映體選擇性最高達(dá)98.8％。
該已知催化劑的缺點(diǎn)是，使用的配體一般是通過(guò)許多反應(yīng)步驟才制成的，其中的許多步驟收率又常常很低。這使得這些配體極其昂貴。這些含膦配體的另一個(gè)缺點(diǎn)是，它們對(duì)氧比較敏感，因此給它們的實(shí)際操作帶來(lái)問(wèn)題。
現(xiàn)在，本發(fā)明提供一種催化劑，由過(guò)渡金屬催化劑與一種手性配體組成，其中該配體可在一個(gè)或兩個(gè)步驟中由市售供應(yīng)的原料簡(jiǎn)單地制成。
按照本發(fā)明，這是由一種用通式MLaXbSc代表的催化劑實(shí)現(xiàn)的，其中M是過(guò)渡金屬，選自銠和釕，L是一種對(duì)映異構(gòu)富集的手性單齒配體，具有通式(I)， 其中Cn連同2個(gè)O-原子和P-原子一起形成一個(gè)取代或未取代的具有2～4個(gè)碳原子的環(huán)，R1和R2各自獨(dú)立地代表H、任選取代的烷基、芳基、烷芳基或芳烷基基團(tuán)，或者可與它們所鍵合的N-原子一起形成一個(gè)(雜環(huán))環(huán)，X是反離子，S是配體，a介于0.5～3，b和c各自獨(dú)立地介于0～2。優(yōu)選的是，R1和R2各自獨(dú)立地代表烷基基團(tuán)，例如，1～6個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)，特別是1～3個(gè)碳原子，最優(yōu)選C1和C2代表甲基基團(tuán)。該烷基、芳基、芳烷基和烷芳基基團(tuán)優(yōu)選具有1～20個(gè)碳原子，并可任選地被例如，一個(gè)或多個(gè)羥基、烷氧基、腈或羧酸酯基團(tuán)或者鹵素取代。R1和/或R2可以是聚合物主鏈的一部分。
現(xiàn)已驚奇地發(fā)現(xiàn)，高對(duì)映體選擇性可在烯烴、酮和亞胺的不對(duì)稱氫化或不對(duì)稱轉(zhuǎn)移氫化中實(shí)現(xiàn)，只要采用可以簡(jiǎn)單方式制備的通式(I)的單齒配體。這就更加令人驚奇了，因?yàn)橐话愣颊J(rèn)為，達(dá)到高對(duì)映體選擇性需要二齒配體。本發(fā)明催化劑的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，反應(yīng)速率隨著壓力的增加而提高，同時(shí)不降低對(duì)映體選擇性。結(jié)果，只需要較少用量催化劑或者可獲得較快的反應(yīng)。再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，本發(fā)明配體幾乎對(duì)氧不敏感。在前手性化合物的不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化中采用本發(fā)明催化劑，可獲得對(duì)映異構(gòu)富集的化合物，其中ee大于90％，尤其是大于95％，更尤其大于98％。
用通式MLaXbSc代表的本發(fā)明催化劑可以是中性、陰離子或陽(yáng)離子性的。本發(fā)明催化劑可由預(yù)制的具有通式MLaXbSc的絡(luò)合物組成。此類絡(luò)合物可通過(guò)手性配體與催化劑前體之間的反應(yīng)來(lái)制備。然而，優(yōu)選的是，該催化劑就地生成，即，將手性配體加入到一種可包含容易被氫化反應(yīng)去除的配體的催化劑前體的溶液中。需加入的旋光活性配體的數(shù)量，例如可介于0.5～5，優(yōu)選1～3.5當(dāng)量，相對(duì)于金屬。優(yōu)選的是，施加相對(duì)于催化劑中要求數(shù)量旋光活性配體稍許過(guò)量的旋光活性配體。旋光活性配體與金屬在催化劑中的最佳比例隨旋光活性配體以及隨金屬而異，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)方便地確定。
該催化劑可在加入被作用物之前利用氫化(預(yù)氫化)來(lái)活化。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，若本發(fā)明催化劑不經(jīng)預(yù)處理，則達(dá)到的對(duì)映體選擇性相同或甚至更高。
合適的催化劑前體的例子是(COD＝1，5-環(huán)辛二烯)；nbd＝降冰片二烯；L＝配體I；S＝如下面規(guī)定的配體)[Rh(COD)2Cl]2，[Rh(COD)2)]BF4，[Rh(nbd)2]BF4，[Rh(nbd)2]ClO4，[Ru(COD)Cl2]n，RhCl3.nH2O，Ru(OAc)3，RuCl3.nH2O.預(yù)形成絡(luò)合物的例子是RhL2(CH3OH)2BF4，Rh(COD)L2BF4，RuL2(OAc)2，RuL2Br2，Ru(甲基烯丙基)2L2、Ru(η-6-苯)L2Br2、Ru(η-5-環(huán)戊二烯基)L2Cl、RuL2Cl2、RuLSCl2、Ru(1，2-二苯基-1，2-二氨基乙烷)LCl2。
在通式(I)的手性配體L中，Cn和/或R1和/或R2是手性的或者是手性本體的一部分。Cn優(yōu)選代表手性取代的C4鏈(具有4個(gè)任選取代的碳原子的鏈)，其絕大多數(shù)是一種構(gòu)型，例如，其對(duì)映體過(guò)量大于95％，特別是大于99％，更特別大于99.5％。優(yōu)選的是，Cn連同兩個(gè)氧原子和磷原子構(gòu)成一個(gè)7-元環(huán)，其中4個(gè)碳原子兩個(gè)一組地構(gòu)成芳族基團(tuán)或萘基基團(tuán)的一部分。適合本發(fā)明的手性配體的例子是
2a 7(R1和R2見上文) 8(R1和R2見上文) 9(R1和R2見上文)
18 19(R1，R2見上文)
R1和R2見上文 R1和R2見上文 R1和R2見上文 R1見上文R1和R2見上文 R1和R2見上文不言而喻，在表示出一種對(duì)映異構(gòu)體的地方，則其他對(duì)映異構(gòu)體也類似地適用。
具有通式(I)的此種配體可按照，例如，Houben-Weyl有機(jī)化學(xué)方法，卷XII/2“有機(jī)磷化合物”，G.Thieme出版社，斯圖加特，1964，部分2(第四版)，pp.99～105中所述簡(jiǎn)單地制備。優(yōu)選的制備方法基于HO-Cn-OH化合物與P(NMe2)3或P(NEt2)3(Me＝甲基，Et＝乙基)起反應(yīng)，隨后與R1R2NH起反應(yīng)，優(yōu)選在沸點(diǎn)大于80℃的溶劑如甲苯中進(jìn)行。適合后一反應(yīng)的催化劑例子是氯化銨、四唑或苯并咪唑鎓三氟甲磺酸化物(triflate)。HO-Cn-OH的例子是手性聯(lián)萘酚，例如(R)-或(S)-1，1’-雙(2-萘酚)；手性雙酚，例如，(R)-或(S)-6，6’-二甲氧基-2，2’-雙酚；二醇，例如，(R，R)-或(S，S)-2，2-二甲基-1，3-二氧戊環(huán)-4，5-雙(1，1-二苯基)甲醇(TADDOL)，或者(S，R)或(R，S)-茚滿-1，2-二醇；基于糖的1，2-二醇和1，3-二醇，例如，下列通式的二醇 R1R2NH的例子是芐基胺、二芐基胺、二異丙基胺、(R)-或(S)-1-甲基-芐基胺、哌啶、嗎啉、(R，R)-或(S，S)-雙-(1-甲基芐基)胺。
第二個(gè)優(yōu)選的制備方法基于HO-Cn-OH化合物與PCl3起反應(yīng)，隨后與R1R2NH起反應(yīng)，優(yōu)選在堿，例如Et3N的存在下以及在溶劑，如甲苯的存在下。HO-Cn-OH的例子原則上與上面關(guān)于第一優(yōu)選制備方法所提到的一樣。R1R2NH的例子是氨、芐基胺、二芐基胺、二異丙基胺、(R)-或(S)-1-甲基-芐基胺、哌啶、嗎啉、(R，R)-或(S，S)-雙-(1-甲基芐基)胺。
若本發(fā)明具有通式MLaXbSc的催化劑是陽(yáng)離子性的，則反離子X是陰離子。適宜陰離子的例子是Cl、Br、I、OAc、BF4、PF6、ClO4、對(duì)甲苯磺酸、苯磺酸根、四(五氟苯基)硼酸根。非配位陰離子是優(yōu)選的。若催化劑是陰離子性的，則X是陽(yáng)離子。適宜陽(yáng)離子的例子是堿金屬，例如，鋰、鈉或鉀，堿土金屬如鎂或鈣，或者銨，或烷基取代的銨。
配體S可以是手性或非手性的。適宜配體S是烯烴，例如，馬來(lái)酐或乙烯；二烯，例如1，5-環(huán)辛二烯、1，3-丁二烯和2，5-降冰片二烯；芳烴，例如苯、六甲基苯、甲基.異丙基苯和枯烯、η-5-配位的環(huán)戊二烯基配體，例如，環(huán)戊二烯基和五甲基環(huán)戊二烯基；二胺如1，2-二氨基乙烷。手性配體S的例子是(R，R)-1，2-環(huán)己烷二胺、(S，S)-1，2-二苯基-1，2-二氨基乙烷，(S，S)-1，2-二環(huán)己基-1，2-二氨基乙烷或(S)-1，1’-雙(對(duì)甲氧基苯基)-1，2-丙二胺。
本發(fā)明還涉及通式I的手性配體的制備。另外，本發(fā)明還涉及由通式MLaXbSc代表的催化劑的應(yīng)用，其中M是過(guò)渡金屬，選自銠、銥和釕，X是反離子，S是配體，a介于0.5～3，b和c各自獨(dú)立地介于0～2，其中L是通式(I)的手性配體 其中Cn連同2個(gè)O-原子和P-原子一起形成一個(gè)取代或未取代的帶2～4個(gè)碳原子的環(huán)，R1和R2按上面的規(guī)定，所述應(yīng)用為在在例如烯烴、酮、亞胺和肟衍生物的不對(duì)稱氫化或不對(duì)稱轉(zhuǎn)移氫化中的應(yīng)用。Cn和/或R1和/或R2是手性的或者是手性本體的一部分。與手性配體一起構(gòu)成催化劑的合適的催化劑前體的例子有(COD＝1，5-環(huán)辛二烯；nbd＝降冰片二烯，L＝本發(fā)明配體I，S＝如上面規(guī)定的配體)[Rh(COD)Cl]2，[Rh(COD)2]BF4，[Rh(nbd)2]BF4，[Rh(nbd)2]ClO4，[Ir(COD)Cl]2，[Ir(COD)2]X(X＝BF4，PF6，ClO4，SbF6，CF3SO3，B(C6F5)4)，[Ru(COD)Cl2]n.預(yù)形成絡(luò)合物實(shí)例的例子是RhL2(CH3OH)2BF4、Rh(COD)L2BF4、RuL2(OAc)2、RuL2Br2、Ru(甲基烯丙基)2L2、Ru(η-6-苯)L2Br2、Ru(η-5-環(huán)戊二烯基)L2Cl、RuLSCl2、Ru(1，2-二苯基-1，2-二氨基乙烷)LCl2、IrL2(CH3OH)2PF6、Ir(COD)L2BF4。
在該催化劑的制備中，優(yōu)選的是，金屬與旋光活性配體的摩爾比選擇在2∶1～1∶10之間，優(yōu)選在1∶1～1∶6之間。優(yōu)選的是，該催化劑就地制備，就是說(shuō)在與實(shí)施不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化反應(yīng)的同一容器中制備，不經(jīng)催化劑的中間離析。
適合不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化反應(yīng)的被作用物例如是前手性烯鍵不飽和化合物，就本發(fā)明目的而言，為簡(jiǎn)單計(jì)亦稱烯烴，特別是亞烷基甘氨酸衍生物，例如，2-乙酰氨基-肉桂酸、2-苯甲酰氨基肉桂酸、2-乙酰氨基丙烯酸、N-乙酰-2-亞異丙基甘氨酸、N-乙酰-2-亞環(huán)己基甘氨酸、N-乙酰-3’-甲氧基-乙酰氧基-亞芐基甘氨酸，2-取代的馬來(lái)酸，例如，2-苯基馬來(lái)酸、2-甲基馬來(lái)酸；亞烷基-琥珀酸衍生物，例如，衣康酸、2-亞芐基琥珀酸、2-亞異丁基-琥珀酸；1-取代的丙烯酸衍生物，例如，1-(6’-甲氧基-萘基)-丙烯酸、1-(4’-異丁基苯基)丙烯酸，1-取代的肉桂酸，例如，1-甲基-肉桂酸、1-(羥甲基)-肉桂酸和1-(氯甲基)-肉桂酸以及上述化合物的鹽，例如，鈉、鋰、四烷基銨或三辛基銨鹽，以及酯，例如二羧酸的甲酯、乙酯和叔丁酯，還有單酯，均可使用。
其他合適的被作用物是烯酰胺(enamides)，例如，1-乙酰氨基苯乙烯、(Z)-2-乙酰-1-(對(duì)甲氧基亞芐基)-N-乙酰-1-(3’，4’-二甲氧基-亞芐基)-6，7-二甲氧基-1，2，3，4-四氫-異喹啉、1-芐氧羰基-4-叔丁氧羰基-2，3-脫氫-哌嗪-2-N-叔丁基酰胺，烯醇醚，例如，1-甲氧基-苯乙烯，烯醇酯，例如，5-亞甲基-丁內(nèi)酯，烯丙基醇，例如，3，7-二甲基-2，7-辛二烯-1-醇(香葉醇)，橙花醇、4-羥基-2-環(huán)戊烯酮。一項(xiàng)有關(guān)不對(duì)稱烯烴氫化范圍的最新綜述，例如，由布朗(J.M.Brown)發(fā)表在《Comprehensive Asymmetric Catalysis》中，E.N.Jacobsen，A.Pfaltz和H.Yamamoto主編，Springer，柏林，1999，卷I，pp.121～182。
另一些合適的被作用物例如是前手性酮，具有通式(II) 其中R和R’彼此不相等且彼此獨(dú)立地代表1～20個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)、芳基基團(tuán)、芳烷基基團(tuán)、鏈烯基基團(tuán)或炔基基團(tuán)，或者與它們鍵合的碳原子一起構(gòu)成一個(gè)環(huán)，也有可能R和R’包含一個(gè)或多個(gè)雜原子或官能團(tuán)，例如，乙酰苯、1-乙酰萘、2-乙酰萘、3-奎寧環(huán)酮、2-甲氧基環(huán)己酮、1-苯基-2-丁酮、芐基-異丙基甲酮、芐基丙酮、環(huán)己基甲基酮、叔丁基甲基酮、叔丁基苯基酮、異丙基苯基酮、乙基-(2-甲基乙基)-酮，鄰-、間-或?qū)?甲氧基乙酰苯，鄰-、間-或?qū)?(氟，氯)乙酰苯，鄰-、間-或?qū)?氰基乙酰苯，鄰-、間-和/或?qū)?三氟甲基乙酰苯，鄰-、間-或?qū)?硝基乙酰苯、2-乙酰芴、乙酰二茂鐵、2-乙酰噻吩、3-乙酰噻吩、2-乙酰吡咯、3-乙酰吡咯、2-乙酰呋喃、3-乙酰呋喃、1-二氫茚酮、2-羥基-1-二氫茚酮、1-四氫萘酮、對(duì)甲氧基苯基-對(duì)’-氰基苯基二苯酮、環(huán)丙基-(4-甲氧基苯基)-甲酮、2-乙酰吡啶、3-乙酰吡啶、4-乙酰吡啶、乙酰吡嗪、α-鹵代酮，例如，α-氯乙酰苯；α-氧代酸，例如，丙酮酸、苯基水合乙醛酸、4-苯基-2-氧代-丁酸、3-氧代，4，4-二甲基丁內(nèi)酯及其酯和鹽；β-氧代酸，例如，乙酰乙酸、4-苯基乙酰乙酸及其酯和鹽；二酮，例如，聯(lián)乙酰、聯(lián)苯酰、乙酰丙酮；羥基酮，例如，羥基丙酮、苯偶姻和1-苯基-1-羥基丙酮。
可用于該不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化反應(yīng)的其他前手性化合物是通式(III)的前手性亞胺 其中R、R’和R”，例如，彼此獨(dú)立地代表1～20個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)、芳基基團(tuán)、芳烷基基團(tuán)、鏈烯基基團(tuán)或炔基基團(tuán)，或者與它們所鍵合的碳原子一起構(gòu)成一個(gè)環(huán)，也有可能R、R’和R”包含一個(gè)或多個(gè)雜原子和官能團(tuán)，且R”還可以是能夠脫除的基團(tuán)，例如，氧膦基、磺?；蚱S基基團(tuán)。亞胺的例子是由上面所描述的酮與烷基胺或芳基胺或氨基酸衍生物，例如，氨基酸酰胺、氨基酸酯、肽或多肽所制備的那些。合適的烷基胺或芳基胺的例子是芐基胺，例如，芐基胺或鄰-、間-或?qū)ξ蝗〈钠S基胺、α-烷基芐基胺、萘基胺，例如，萘基胺、1，2，3，4，5，6，7或8-取代的萘基胺、1-(1-萘基)烷基胺或1-(2-萘基)烷基胺或二苯甲基胺。合適的亞胺的例子是N-(2-乙基-6-甲基苯基)-1-甲氧基-丙酮亞胺(acetonimine)、5，6-二氟-2-甲基-1，4-苯并噁嗪、2-氰基-1-吡咯啉、2-乙氧基羰基-1-吡咯啉、2-苯基-1-吡咯啉、2-苯基-3，4，5，6-四氫吡啶、3，4-二氫-6，7-二甲氧基-1-甲基-異喹啉、1-(對(duì)甲氧基芐基)-3，4，5，6，7，8-六氫異喹啉、N-二苯基氧膦基2-萘苯酮(naphtophenone)亞胺或N-甲苯磺酰-四氫萘酮亞胺。
可用于該不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化反應(yīng)的其他前手性化合物是通式(IV)的前手性肟及其衍生物 其中R/R’按上面的規(guī)定，R，例如，代表羥基基團(tuán)、醚基團(tuán)、酰氧基基團(tuán)、磺酰氧基基團(tuán)。合適的肟衍生物的例子是乙酰苯肟、N-乙酰氧基-對(duì)甲氧基乙酰苯亞胺和O-甲基-對(duì)氯乙酰苯肟。
本發(fā)明催化劑也適合用于從以下化合物(的對(duì)映異構(gòu)體的外消旋混合物)出發(fā)制備旋光活性化合物在分子中其他部位包含手性中心的烯烴、酮、亞胺或肟衍生物，其中優(yōu)選兩種對(duì)映異構(gòu)體之一被氫化。
本發(fā)明催化劑的應(yīng)用在一種或多種氫給體存在下實(shí)施，后者就本發(fā)明目的而言應(yīng)理解為能夠以某種方式將氫轉(zhuǎn)移給被作用物的化合物。可用的適宜氫給體優(yōu)選是H2，但也可以是1～10個(gè)碳原子的脂族或芳族醇，尤其是1～10個(gè)碳原子的仲醇，例如異丙醇或環(huán)己醇，或者5～10個(gè)碳原子的不飽和烴，例如，1，4-二氫苯或氫醌，還原性糖，例如，葡萄糖或甲酸衍生物，例如，甲酸銨或甲酸與三乙胺的共沸混合物。
被作用物與氫給體之間的摩爾比優(yōu)選介于1∶1～1∶100。氫壓可在寬范圍內(nèi)變化，且當(dāng)要求快速反應(yīng)或者盡可能低用量催化劑時(shí)，優(yōu)選選擇得盡可能高。氫壓例如介于0.05～20MPa，優(yōu)選0.1～10MPa，尤其是0.15～8MPa。
在不對(duì)稱氫化中，過(guò)渡金屬化合物中存在的金屬與被作用物的摩爾比優(yōu)選采用1∶10～1∶1,000,000，尤其是1∶50～1∶100,000之間的數(shù)值。
該催化劑可任選地以二聚體形式加入，其中該二聚體形式隨后就地全部或部分地轉(zhuǎn)變?yōu)閱误w形式。
不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化實(shí)施的溫度-般在反應(yīng)速度與對(duì)映體選擇性之間進(jìn)行權(quán)衡，優(yōu)選介于-20～120℃，尤其是0～60℃。不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化優(yōu)選在排除氧的條件下進(jìn)行。優(yōu)選的是，被作用物與溶劑不含任何氧、過(guò)氧化物或其他氧化性物質(zhì)。
作為溶劑，可使用醇、酯、酰胺、醚、酮、芳烴、鹵代烴。優(yōu)選采用乙酸乙酯、2-丙醇、丙酮、四氫呋喃(THF)、二氯甲烷、甲苯或二溴乙烷。不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化也可在離子液體中進(jìn)行，正如T.Welton在《化學(xué)評(píng)論》99，2071～2083(1999)中所描述的那樣，以便簡(jiǎn)化產(chǎn)物的離析。必要的話，配體在離子液體中的溶解度可通過(guò)給配體提供諸如羧酸鹽之類的極性基團(tuán)予以提高。如果被作用物是液體，則氫化還可以非常適合地在沒有溶劑的情況下進(jìn)行。如果被作用物和/或產(chǎn)物幾乎不溶于溶劑，則不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化也可以淤漿形式進(jìn)行。如果產(chǎn)物形成一種淤漿，其離析將大大簡(jiǎn)化。
優(yōu)選的是，該(轉(zhuǎn)移)氫化反應(yīng)在不預(yù)先氫化的條件下實(shí)施。然而，也可在加入被作用物之前通過(guò)用氫氣氫化或者以諸如NaBH4之類的還原劑處理使催化劑活化，以備不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化。該(轉(zhuǎn)移)氫化反應(yīng)有時(shí)也利用在氫化之前或期間加入堿、酸、鹵化物或N-羥基酰亞胺來(lái)加速。合適的堿是氮堿，例如，三乙胺、DBU和取代的或未取代的吡啶和無(wú)機(jī)堿，例如，KOtBu或Cs2CO3。合適的酸例如是HBr、三氟乙酸。合適的鹵化物例如是堿金屬鹵化物或四烷基銨鹵化物，例如LiI、LiBr、LiCl、NaI、四丁基碘化銨。合適的N-羥基-酰亞胺例如是N-羥基-鄰苯二甲酰亞胺。
本發(fā)明將通過(guò)下面的例子加以說(shuō)明，但是不受此限。
實(shí)施例實(shí)例I配體1的合成在緩慢氮?dú)饬飨拢?mL(38mmol)六甲基磷三酰胺在40℃加入到10.0gS-(-)-1，1’-雙-2-萘酚(34.9mmol)在50g無(wú)水甲苯中的懸浮體中。1min后，產(chǎn)物開始結(jié)晶。5h后，過(guò)濾分離出固體，以甲苯和戊烷洗滌并干燥。收率11.0g(30.6mmol，88％)，純產(chǎn)物，根據(jù)TLC(薄層色譜法)(硅膠，EtOAc∶己烷＝1∶1，31P-NMR和1H-NMR)。
實(shí)例II配體2的合成0.36g配體1(1.0mmol)、0.07g四唑(0.9mmol)和0.394mL二芐基胺(2.0mmol)在4mL無(wú)水甲苯中的懸浮體，在緩慢氮?dú)饬飨路序v-回流5h。然后，溶液冷卻，并在硅膠薄層上過(guò)濾。以10％叔丁基甲基醚在己烷中的溶液洗滌該硅膠后，濾液徹底蒸發(fā)。收率0.44g(0.87mmol，87％)，純，根據(jù)31P-NMR和1H-NMR和TLC。
實(shí)例III配體3的合成向PCl3(3.0mmol)、三乙胺(6.0mmol)和甲苯(5mL)的冷卻溶液(-60℃)中，在5min內(nèi)加入(S)-2，2-聯(lián)萘酚(3.0mmol)和甲苯(25mL)的暖溶液(60℃)。攪拌2h后，反應(yīng)混合物暖至室溫，并在氬氣氛下過(guò)濾。濾液以三乙胺(2.9mmol)和2.9mmol(R，R)-雙(1-甲基芐基)-胺在-40℃處理。常溫下16h后，混合物過(guò)濾，濃縮并以色譜術(shù)提純。收率41％，純，根據(jù)31P-NMR和1H-NMR和TLC。
實(shí)例IV烯烴的氫化方法A.在0.1MPa并進(jìn)行預(yù)氫化的條件下氫化Rh(COD)2BF4(0.010mmol)和手性配體(0.022mmol)稱重到10mLSchlenk容器中，加入磁性攪拌子，然后容器用橡膠隔膜封閉。3個(gè)真空/氮?dú)庵芷冢缓笫?個(gè)真空/氫氣周期。加入1.5mL溶劑并在0.1MPa氫氣氛下攪拌1h。隨后，加入被作用物(0.2mmol)在3.5mL溶劑中的溶液，反應(yīng)混合物在氫氣氛下攪拌。樣品以4∶1乙酸乙酯∶己烷在硅膠上過(guò)濾，并蒸發(fā)。e.e.測(cè)定采用手性GC(氣相色譜)或HPLC(高壓液相色譜)；轉(zhuǎn)化率按1H-NMR。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后時(shí)，反應(yīng)混合物按照與樣品相同的方式處理并蒸發(fā)。結(jié)果載于表中。
方法B.在0.1MPa下的氫化實(shí)驗(yàn)(不進(jìn)行預(yù)氫化)Rh(COD)2BF4(0.010mmol)、手性配體(0.022mmol)和被作用物(0.2mmol)稱重到配備橡膠隔膜蓋和攪拌子的Schlenk管中，3個(gè)真空/氮?dú)庵芷诤?，通過(guò)隔膜蓋加入5mL新鮮蒸餾的溶劑，反應(yīng)混合物在0.1MPa氫氣氛下攪拌。樣品和反應(yīng)混合物如同在方法A中所述進(jìn)行處理。結(jié)果載于表中。
方法C.0.5MPa下的氫化Rh(COD)2BF4、手性配體(2.2當(dāng)量，相對(duì)于Rh)和CH2Cl2(10mL)在氮?dú)夥障录尤氲絊chlenk容器中并攪拌。催化劑溶液利用針筒轉(zhuǎn)移到50mLBuchi miniclave(微型反應(yīng)釜)中。當(dāng)CH2Cl2以外的溶劑應(yīng)用到氫化中時(shí)，Rh(COD)2BF4和手性配體首先通過(guò)在氮?dú)夥障?、室溫?cái)嚢?0min而溶解在CH2Cl2中。CH2Cl2在真空下蒸發(fā)，加入要求的溶劑(10mL)，隨后該催化劑溶液轉(zhuǎn)移到Buchi微型反應(yīng)釜中。
在許多情況中，該溶液在0.1MPa氫氣氛下預(yù)氫化1h。被作用物(0.8mmol)溶解在10mL溶劑中的溶液，加入到Buchi微型反應(yīng)釜中，并施加0.5MPa氫壓。樣品和反應(yīng)混合物按如同方法A中所述進(jìn)行處理。結(jié)果載于表中。
方法D.在6MPa下氫化
Rh(nbd)2BF4(4.0mg，0.0099mmol)和8.6mg手性配體1(0.022mmol)在氮?dú)夥障氯芙獾脚鋫湎鹉z隔膜蓋和攪拌子的Schlenk管中的CH2Cl2(2.5mL，脫氣的)中。該橙色溶液在室溫?cái)嚢?min，溶劑通過(guò)蒸發(fā)趕出。催化劑溶解在乙酸乙酯(20mL，脫氣)中。α-乙酰氨基肉桂酸酯(240mg，1,09mmol)加入到125mL Parr壓熱釜中。3個(gè)氮?dú)鈮毫?0.29MPa)-解壓周期后，加入乙酸乙酯(30mL)。橙色催化劑溶液(20mL)借助針筒加入到壓熱釜中，然后施加6.0MPa氫壓。反應(yīng)混合物利用具有螺旋槳葉的頂部攪拌器在680rpm下進(jìn)行攪拌。4、10和20min后取樣。4min后，反應(yīng)已證明完成。生成N-乙酰-苯基丙氨酸甲酯的轉(zhuǎn)化率大于99％，e.e.為97％。還可參見表2。
方法E.不同烯烴和烯酰胺在不同氫壓下的氫化Rh(COD)2BF4、手性配體(2.2當(dāng)量，相對(duì)于Rh)，被作用物和溶劑稱重到壓熱釜中。壓熱釜封閉并通過(guò)3個(gè)氮壓(0.29MPa)-解壓周期達(dá)到惰性化。施加要求的氫壓，反應(yīng)混合物利用具有螺旋槳葉的頂部攪拌器以500rpm進(jìn)行攪拌。反應(yīng)進(jìn)程利用氫的攝入來(lái)監(jiān)測(cè)。結(jié)果載于表6中。
表1
表22-乙酰氨基-肉桂酸甲酯以配體1在高壓下的氫化(見實(shí)例IV)
表4 各種烯烴采用本發(fā)明催化劑的氫化(見實(shí)例IV，方法B，轉(zhuǎn)化率＞99％)
表5衣康酸及衍生物采用本發(fā)明催化劑的氫化(見實(shí)例IV，室溫)
表6烯酰胺采用本發(fā)明催化劑的氫化(見實(shí)例IV，在CH2Cl2，室溫，轉(zhuǎn)化率＞99％)
對(duì)比實(shí)驗(yàn)手性二齒配體的氫化(不構(gòu)成本發(fā)明的一部分)。按照方法A(參見實(shí)例IV)的2-乙酰氨基肉桂酸甲酯，除非另行指出一律采用1.1當(dāng)量手性配體的氫化)。結(jié)果載于表3中。該結(jié)果表明，二齒磷酰胺配體通常將導(dǎo)致反應(yīng)緩慢和對(duì)映體選擇性低下。
表3
二齒配體，不形成本發(fā)明的一部分
實(shí)例V乙酰苯的氫化催化劑絡(luò)合物Ru(配體)(二胺)Cl2的合成[RuCl2(對(duì)甲基.異丙基苯)]2(9mg)和2當(dāng)量配體1(21.9mg)加入到氮?dú)夥障碌腟chlenk燒瓶中。加入DMF(1.0mL)，混合物通過(guò)3個(gè)真空/N2周期達(dá)到脫氣。然后，它在65℃攪拌16～24h(或3h，90℃)。生成一種RuCl2(配體)2(dmf)n絡(luò)合物。然后，將它冷卻至室溫，再加入1當(dāng)量(S，S)-1，2-二苯基-1，2-二氨基乙烷(DPEN)(6.3mg)。混合物再攪拌16～24h后，將它用于氫化。
光譜數(shù)據(jù)RuCl2(配體)2(dmf)nP-NMR148.8ppm；Ru(配體)(DPEN)Cl2P-NMR147.7(游離配體)和172.2(絡(luò)合物)ppm。
預(yù)制的通式Ru(L)Cl2[(S，S)-1，2-二苯基乙二胺](0.1mmol)絡(luò)合物和被作用物(10mmol)稱重到壓熱釜中。在緩慢氮?dú)饬飨录尤朊摎獾腗eOH(50mL)和K2CO3(2.0mmol)，封閉壓熱釜并通過(guò)3個(gè)氮壓(0.29MPa)-解壓周期將其惰性化。施加要求的氫壓(5.0MPa)和溫度(50℃)，反應(yīng)混合物借助帶螺旋槳葉的頂部攪拌器以500rpm攪拌。
結(jié)果L＝配體1∶45min后，93％轉(zhuǎn)化率；e.e.為58％。
L＝配體1，但其中N-甲基基團(tuán)換成了異丙基基團(tuán)150min后，98％轉(zhuǎn)化率；e.e.，67％。
實(shí)例VI采用配體1的釕(II)和銥(I)絡(luò)合物的不對(duì)稱轉(zhuǎn)移氫化 利用銥(I)催化劑的乙酰苯不對(duì)稱還原[IrCl(COD)]2(0.01mmol，0.25mol％，6.7mg)和(S)-1配體(0.04mmol，1mol％，14.4mg)的混合物在干燥、脫氣的異丙醇(5mL)中，在80℃氮?dú)庀录訜?h。冷卻至室溫后，催化劑溶液加入到叔丁醇鉀(0.125mmol，3.125mol％，14.0mg)和乙酰苯(4mmol，471μl)在干燥、脫氣的異丙醇(35mL)中的溶液中。反應(yīng)在室溫、氮?dú)庀聰嚢璞碇兴d時(shí)間并利用GC分析監(jiān)測(cè)。結(jié)果載于表7中。
采用釕(II)催化劑的乙酰苯不對(duì)稱還原[RuCl2(對(duì)甲基.異丙基苯)]2(0.0125mmol，0.25mol％，7.7mg)和(S)-Monophos配體(0.05mmol，1mol％，18.0mg)在干燥、脫氣的異丙醇(5mL)中的混合物，在80℃、氮?dú)庀录訜?h。冷卻至室溫后，催化劑溶液加入到叔丁醇鉀(0.15mmol，3mol％，16.8mg)和乙酰苯(5mmol，588μl)在干燥、脫氣的異丙醇(40mL)中的溶液中。反應(yīng)在室溫氮?dú)庀聰嚢璞碇兴d時(shí)間并利用GC分析監(jiān)測(cè)。
結(jié)果載于表7中。
表7釕和銥絡(luò)合物催化的乙酰苯以異丙醇進(jìn)行不對(duì)稱轉(zhuǎn)移氫化
權(quán)利要求
1.一種用通式MLaXbSc代表的不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化用催化劑，其中M是過(guò)渡金屬，選自銠和釕，X是反離子，S是選自烯烴、二烯、芳烴、η-5-配位的環(huán)戊二烯基或二胺的配體，a介于0.5～3，b和c各自獨(dú)立地介于0～2，其特征在于，L是一種手性配體，具有通式(I)， 其中Cn連同2個(gè)O原子和P原子一起形成一個(gè)取代或未取代的具有2～4個(gè)碳原子的環(huán)，R1和R2各自獨(dú)立地代表H、任選取代的烷基、芳基、烷芳基或芳烷基基團(tuán)，或者可與它們所鍵合的N原子一起形成一個(gè)雜環(huán)的環(huán)。
2.權(quán)利要求1的催化劑，其中Cn代表主要為一種構(gòu)型的手性取代的C4鏈。
3.權(quán)利要求2的催化劑，其中Cn連同兩個(gè)O原子和P原子構(gòu)成4個(gè)碳原子的7元環(huán)，其中碳原子兩個(gè)一組地構(gòu)成芳基基團(tuán)或萘基基團(tuán)的一部分。
4.權(quán)利要求1～3中任何一項(xiàng)的催化劑，其中R1和R2各自獨(dú)立地代表烷基基團(tuán)。
5.權(quán)利要求4的催化劑，其中R1和R2都代表甲基基團(tuán)。
6.權(quán)利要求1～3中任何一項(xiàng)的催化劑，其中所述配體S選自如下的組馬來(lái)酐、乙烯、1，5-環(huán)辛二烯、1，3-丁二烯、2，5-降冰片二烯、苯、六甲基苯、甲基異丙基苯、枯烯、環(huán)戊二烯基、五甲基環(huán)戊二烯基、1，2-二氨基乙烷、(R，R)-1，2-環(huán)己烷二胺、(S，S)-1，2-二苯基-1，2-二氨基乙烷、(S，S)-1，2-二環(huán)己基-1，2-二氨基乙烷或(S)-1，1’-雙(對(duì)甲氧基苯基)-1，2-丙二胺。
7.制備通式1的配體的方法，其中具有通式HO-Cn-OH-其中n按上面規(guī)定-的二醇與P(N(R3)2)3-其中R3是甲基或乙基一起反應(yīng)，隨后與R1R2NH反應(yīng)，其中R1和R2各自獨(dú)立地代表任選取代的烷基、芳基、烷芳基或芳烷基基團(tuán)或者可與它們所鍵合的N原子一起形成一個(gè)雜環(huán)的環(huán)。
8.制備通式1的配體的方法，其中具有通式HO-Cn-OH-其中n按上面規(guī)定—的二醇與PCl3起反應(yīng)，隨后與R1R2NH反應(yīng)，其中R1和R2各自獨(dú)立地代表任選取代的烷基、芳基、烷芳基或芳烷基基團(tuán)或者可與它們所鍵合的N原子一起形成一個(gè)雜環(huán)的環(huán)。
9.烯鍵不飽和化合物、酮、亞胺或肟衍生物在氫給體和催化劑存在下的不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化方法，其中采用一種由通式MLaXbSc代表的催化劑，其中M是過(guò)渡金屬，選自銠、銥和釕，X是反離子，S是選自烯烴、二烯、芳烴、η-5-配位的環(huán)戊二烯基或二胺的配體，a介于0.5～3，b和c各自獨(dú)立地介于0～2，其特征在于，L是一種手性配體，具有通式(I)， 其中Cn連同2個(gè)O原子和P原子一起形成一個(gè)取代或未取代的具有2～4個(gè)碳原子的環(huán)；R1和R2各自獨(dú)立地代表H、任選取代的烷基、芳基、烷芳基或芳烷基基團(tuán)，或者可與它們所鍵合的N原子一起形成一個(gè)雜環(huán)的環(huán)。
10.權(quán)利要求9的方法，其中烯鍵不飽和化合物、酮或亞胺發(fā)生不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化反應(yīng)。
11.權(quán)利要求10的方法，其中Cn代表主要為一種構(gòu)型的手性取代的C4鏈。
12.權(quán)利要求11的方法，其中Cn連同2個(gè)O原子和P原子一起構(gòu)成一個(gè)具有4個(gè)碳原子的環(huán)，碳原子兩個(gè)一組地構(gòu)成芳基基團(tuán)或萘基基團(tuán)的一部分。
13.權(quán)利要求9～12中任何一項(xiàng)的方法，其中所述配體S選自如下的組馬來(lái)酐、乙烯、1，5-環(huán)辛二烯、1，3-丁二烯、2，5-降冰片二烯、苯、六甲基苯、甲基異丙基苯、枯烯、環(huán)戊二烯基、五甲基環(huán)戊二烯基、1，2-二氨基乙烷、(R，R)-1，2-環(huán)己烷二胺、(S，S)-1，2-二苯基-1，2-二氨基乙烷、(S，S)-1，2-二環(huán)己基-1，2-二氨基乙烷或(S)-1，1’-雙(對(duì)甲氧基苯基)-1，2-丙二胺。
14.權(quán)利要求9～12中任何一項(xiàng)的方法，其中不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化是在一種非質(zhì)子溶劑存在下進(jìn)行的。
15.權(quán)利要求9～12中任何一項(xiàng)的方法，其中不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化是在一種離子液體存在下進(jìn)行的。
16.權(quán)利要求9～15中任何一項(xiàng)的方法，其中氫給體選自氫氣、異丙醇和甲酸與三乙胺的混合物。
17.權(quán)利要求9～16中任何一項(xiàng)的方法，其中不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化是在0.1～10MPa壓力下進(jìn)行的。
18.權(quán)利要求9～17中任何一項(xiàng)的方法，其中采用一種在分子中其他部位包含手性中心的烯烴、酮或亞胺。
19.權(quán)利要求9～18中任何一項(xiàng)的方法，其中催化劑是就地制備的。
20.權(quán)利要求9～19中任何一項(xiàng)的方法，其中被作用物和/或產(chǎn)物與溶劑一起形成淤漿。
21.具有通式(I) 的手性配體在制造用于不對(duì)稱(轉(zhuǎn)移)氫化反應(yīng)的催化劑中的應(yīng)用，其中在通式(I)中Cn連同2個(gè)O原子和P原子一起形成一個(gè)取代或未取代的具有2～4個(gè)碳原子的環(huán)；R1和R2各自獨(dú)立地代表H、任選取代的烷基、芳基、烷芳基或芳烷基基團(tuán)，或者可與它們所鍵合的N原子一起形成一個(gè)雜環(huán)的環(huán)。
全文摘要
一種用通式ML
文檔編號(hào)C07F15/00GK1827214SQ200610066948
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2001年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月7日
發(fā)明者M·伯格范登, A·J·明納爾德, B·費(fèi)林加, J·G·弗里斯德 申請(qǐng)人:Dsm Ip財(cái)產(chǎn)有限公司