專利名稱:鈦化合物及光學活性羥腈類的制備方法
技術領域:
本發明涉及鈦化合物以及使用該鈦化合物通過醛或酮的不對稱氰基化反應制備光學活性羥腈類的方法。光學活性羥腈類作為醫藥農藥的合成中間體是有用的。
背景技術:
通常已經知道能以由鈦或鋁等的金屬醇鹽或鹵化物與光學活性的化合物配制成的金屬絡合物為催化劑進行不對稱合成反應。其中,通過醛的不對稱氰基化合成光學活性羥腈類的反應作為對映體選擇性增碳反應是特別重要的,報道了以下所示的各種事例。
(1)使用由光學活性β-氨基醇類與水楊醛配制得到的希夫氏堿(Schiff’s base)的鈦絡合物作為催化劑的方法(專利文獻1);(2)使用由稱為Salen型的4齒光學活性配位體配制得到的鈦絡合物或釩絡合物作為催化劑的方法(非專利文獻1及專利文獻2);(3)使用由光學活性聯萘化合物配制得到的鋁絡合物作為催化劑的方法(專利文獻3)。
但是,方法(1)中,為了以高對映體選擇性得到目標物必需-78℃左右的極低溫條件。相對于作為基質的醛也必須使用10~20摩爾%的催化劑。另外,能得到高對映體選擇性的基質僅僅是極有限的醛。方法(2)中,雖然能改善上述方面,但特別是在使用脂肪醛作為基質時,對映體選擇性不夠充分。方法(3)中,不論脂肪族、芳香族,在以各種醛作為基質的不對稱氰基化反應中均能得到非常高的對映體選擇性,可以稱為通用性高的催化劑。但是,需要長時間添加氰基化劑、反應結束需要約36~70小時的長時間、必需-40℃左右的低溫條件等,不能說在實用上是充分的。另外,降低催化劑使用量也是課題。
另一方面,在酮的不對稱氰基化反應中,幾乎未知顯示高對映體選擇性的不對稱催化劑。在少數例之一例中,報道了以由葡萄糖衍生的3齒光學活性配位體配制得到的鈦絡合物或稀土類金屬絡合物作為催化劑的方法,能從各種基質得到高光學純度的羥腈類(專利文獻4)。
但是,未知可適用廣范基質、能以高收率、高對映體選擇性、在短時間內得到目標物、且不需要低溫反應設備的不對稱氰基化催化劑。
另外,也希望開發出兼具配制簡便、高活性、較低抑制其使用量的工業上所希望的條件的不對稱氰基化催化劑。
專利文獻1特開平5-112518號公報專利文獻2WO02/10095號公報專利文獻3特開2000-191677號公報專利文獻4特開2002-255985號公報非專利文獻1J.Am.Chem.Soc.,121卷,3968頁(1999)發明內容本發明的課題在于提供于不對稱合成反應有用的鈦催化劑。
另外,本發明的其他課題在于提供通過使用該鈦化合物,能在實用的反應條件下進行反應、且能適用于廣范基質的利于工業應用的光學活性羥腈類的制備方法。
本發明人等為了解決上述課題而進行了深入研究,結果發現由四烷氧基鈦化合物、水、3齒光學活性配位體配制得到的新型鈦化合物或由鈦氧聯醇鹽(titanium oxoalkoxide)化合物與3齒光學活性配位體配制得到的新型鈦化合物作為不對稱合成反應用催化劑、特別是醛或非對稱的酮的不對稱氰基化反應的催化劑是有效的。
即,本發明包含以下的發明。
(1)鈦化合物,由四烷氧基鈦化合物與水的反應混合物或通式(a)表示的鈦氧聯醇鹽化合物與通式(b)表示的光學活性配位體制得,[TixOy](OR1)4x-2y(a)(式中,R1是烷基或芳基,上述基團可以具有取代基。x是2以上的整數,y是1以上的整數,且滿足0.1<y/x≤1.5。) (式中,R2、R3及R4各自獨立地為氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、芳香族雜環基、酰基、烷氧基羰基、或芳氧基羰基,上述基團可以具有取代基,R2、R3及R4中的2個以上可以相互連接形成環,環可以具有取代基。另外,A*是具有不對稱碳原子或軸不對稱的、由3個以上碳原子組成的含烴基團。)(2)一種光學活性羥腈類的制備方法,其特征在于,在上述(1)所述的鈦化合物的存在下使醛或非對稱酮與氰基化劑反應。
根據本發明,與使用現有的不對稱催化劑進行制備的情況相比,可以以較少量的催化劑且在較短的時間內簡便高效地制備光學純度高的光學活性羥腈類。該光學活性羥腈類作為醫藥品、農藥等生理活性化合物的合成中間體、功能性材料或精細化學品等的合成原料是有用的。
四正丁氧基鈦及制備例7制得的四正丁氧基鈦的部分水解物的1H NMR光譜圖。
制備例6制得的四正丁氧基鈦的部分水解物、(S)-2-(N-3,5-二叔丁基亞水楊基)氨基-3-甲基-1-丁醇(下述式(c-8))及實施例7制得的催化劑溶液的紫外可見吸收光譜數據。
具體實施例方式
下面,詳細地說明本發明。
作為本發明鈦化合物的原料的四烷氧基鈦化合物沒有特別限定,優選舉出通式(a’)表示的化合物。
Ti(OR1)4(a’)上述通式(a’)中,R1是烷基或芳基,上述基團可以具有取代基。
作為R1的烷基,優選碳原子數為20以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基。
作為R1的直鏈狀烷基,例如可以舉出甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基等。
作為R1的支鏈狀烷基,例如可以舉出異丙基、異丁基、仲丁基、叔丁基、2-戊基、3-戊基、異戊基、新戊基、戊基等。
作為R1的環狀烷基,例如可以舉出環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基等。
上述直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基,可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的芳基、碳原子數為20以下的芳香族雜環基、碳原子數為20以下的非芳香族雜環基、碳原子為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的烷基,例如可以舉出氯甲基、2-氯乙基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、全氟乙基、全氟己基等。
作為具有芳基的烷基,例如可以舉出芐基、4-甲氧基芐基、2-苯基乙基、枯基、α-萘基甲基等取代或無取代的芳烷基等。
作為具有芳香族雜環基的烷基,例如可以舉出2-吡啶基甲基、2-糠基、3-糠基、2-噻吩基甲基等。
作為具有非芳香族雜環基的烷基,例如可以舉出2-四氫糠基、3-四氫糠基等。
作為具有含氧基團的烷基,例如可以舉出甲氧基乙基、苯氧基乙基等。
作為具有含氮基團的烷基,例如可以舉出2-(二甲基氨基)乙基、3-(二苯基氨基)丙基等。
作為具有含硅基團的烷基,例如可以舉出2-(三甲基甲硅烷氧基)乙基等。
作為R1的芳基,優選碳原子數為6~20的芳基。具體地可以舉出苯基、萘基、聯苯基、蒽基等。
上述芳基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的烷基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的芳基,例如可以舉出4-氟苯基、五氟苯基等。
作為具有烷基的芳基,例如可以舉出甲苯基、二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、4-異丙基苯基、2,6-二異丙基苯基、4-叔丁基苯基、2,6-二叔丁基苯基等。
作為具有含氧基團的芳基,例如可以舉出4-甲氧基苯基、3,5-二甲氧基苯基、3,5-二異丙氧基苯基、2,4,6-三異丙氧基苯基等烷氧基取代的芳基、2,6-二苯氧基苯基等芳氧基取代的芳基等。
作為具有含氮基團的芳基,例如可以舉出4-(二甲基氨基)苯基、4-硝基苯基等。
作為具有含硅基團的芳基,例如可以舉出3,5-二(三甲基甲硅烷基)苯基、3,5-二(三甲基甲硅烷氧基)苯基等。
上述基團中,作為R1,特別優選甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基等碳原子數為10以下的直鏈狀烷基。
另外,本發明的鈦化合物也可以使用通式(a)表示的鈦氧聯醇鹽化合物。
(OR1)4x-2y(a)通式(a)中,R1表示與上述通式(a’)相同的含義。即,R1為與上述通式(a’)相同的烷基、或芳基,上述基團可以具有取代基。x是2以上的整數,y是1以上的整數,并且滿足0.1<y/x≤1.5。
作為上述通式(a)中的R1,特別優選甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基等碳原子數為10以下的直鏈狀烷基。
已知通過使上述通式(a’)表示的四烷氧基鈦化合物與水反應,可以部分水解四烷氧基鈦,能得到上述通式(a)表示的鈦氧聯醇鹽化合物(例如,Inorg.Chim.Acta,229卷,391頁(1995))。上述通式(a)中的x與y的可取值根據烷氧基的種類與用于水解的水的添加量而改變,不能一概而論,得到具有分布的混合物即可。另外,也報道了有時可以穩定地分離鈦氧聯醇鹽化合物(例如,J.Am.Chem.Soc.,113卷,8190頁(1991))。
作為本發明的鈦化合物的原料,可以直接使用四烷氧基鈦化合物與水的反應混合物,另外,也可以分離該反應混合物中所含的鈦氧聯醇鹽化合物后進行使用。
該鈦氧聯醇鹽化合物中,優選x為2以上、20以下的化合物,例如,可以舉出[Ti2O](OEt)6、[Ti2O](O-n-Pr)6、[Ti2O](O-n-Bu)6等烷氧基鈦二聚物、[Ti7O4](OEt)20、[Ti7O4](O-n-Pr)20、[Ti7O4](O-n-Bu)20等烷氧基鈦七聚物、[Ti8O6](OCH2Ph)20等烷氧基鈦八聚物、[Ti10O8](OEt)24等烷氧基鈦十聚物、[Ti11O13](O-i-Pr)18等烷氧基鈦十一聚物、[Ti12O16](O-i-Pr)16等烷氧基鈦十二聚物、[Ti16O16](OEt)32等烷氧基鈦十六聚物、[Ti17O24](O-i-Pr)20等烷氧基鈦十七聚物等。
本發明的鈦化合物由四烷氧基鈦化合物與水的反應混合物或上述通式(a)表示的鈦氧聯醇鹽化合物與通式(b)表示的光學活性配位體、優選為通式(c)表示的光學活性配位體制備而成。
需要說明的是,上述通式(c)表示的光學活性配位體相當于上述通式(b)的R3與R4鍵合形成苯環后得到的光學活性配位體,包含在上述通式(b)表示的光學活性配位體的概念中。
上述通式(b)中,R2、R3及R4各自獨立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、芳香族雜環基、酰基、烷氧基羰基、或芳氧基羰基,上述基團可以具有取代基,R2、R3及R4中的2個以上可以相互連接形成環,環可以具有取代基。另外,A*是具有不對稱碳原子或軸不對稱、由3個以上碳原子組成的含烴基團。
作為R2、R3及R4的烷基,優選碳原子數為20以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基,具體而言,可以舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、環戊基、環己基等。
上述直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基,可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的芳基、碳原子數為20以下的芳香族雜環基、碳原子數為20以下的非芳香族雜環基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的烷基,例如可以舉出氯甲基、2-氯乙基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、全氟乙基、全氟己基等。
作為具有芳基的烷基,例如可以舉出芐基、4-甲氧基芐基、2-苯基乙基、枯基、α-萘基甲基、二苯基甲基、三苯甲基等取代或無取代的芳烷基等。
作為具有芳香族雜環基的烷基,可以舉出2-吡啶基甲基、2-糠基、3-糠基、2-噻吩基甲基等。
作為具有非芳香族雜環基的烷基,可以舉出2-四氫糠基、3-四氫糠基等。
作為具有含氧基團的烷基,例如可以舉出甲氧基甲基、異丙氧基甲基、叔丁氧基甲基、環己氧基甲基、L-氧基甲基、D-氧基甲基、苯氧基甲基、芐氧基甲基、苯氧基乙基、乙酰氧基甲基、2,4,6-三甲基苯甲酰氧基甲基等。
作為具有含氮基團的烷基,例如可以舉出2-(二甲基氨基)乙基、3-(二苯基氨基)丙基等。
作為具有含硅基團的烷基,例如可以舉出2-(三甲基甲硅烷氧基)乙基等。
作為R2、R3及R4的鏈烯基,優選碳原子數為2~20的直鏈狀或支鏈狀的鏈烯基,具體地可以舉出乙烯基、烯丙基、異丙烯基等。
上述直鏈狀或支鏈狀的鏈烯基,可以具有氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵原子作為取代基。
作為具有鹵原子的鏈烯基,例如可以舉出2-氯乙烯基、2,2-二氯乙烯基、3-氯異丙烯基等。
作為R2、R3及R4的芳基,優選碳原子數為6~20的芳基,具體地可以舉出苯基、萘基、聯苯基、蒽基等。
上述芳基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的烷基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為含有鹵原子的芳基,例如可以舉出4-氟苯基、五氟苯基等。
作為具有烷基的芳基,例如可以舉出甲苯基、二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、4-異丙基苯基、2,6-二異丙基苯基、4-叔丁基苯基、2,6-二叔丁基苯基等。
作為具有含氧基團的芳基,例如可以舉出4-甲氧基苯基、3,5-二甲氧基苯基、3,5-二異丙氧基苯基、2,4,6-三異丙氧基苯基等烷氧基取代的芳基、2,6-二苯氧基苯基等芳氧基取代的芳基等。
作為具有含氮基團的芳基,例如可以舉出4-(二甲基氨基)苯基、4-硝基苯基等。
作為具有含硅基團的芳基,例如可以舉出3,5-二(三甲基甲硅烷基)苯基、3,5-二(三甲基甲硅烷氧基)苯基等。
作為R2、R3及R4的芳香族雜環基,優選碳原子數為3~20的芳香族雜環基,具體地可以舉出咪唑基、呋喃基、噻吩基、吡啶基等。
上述芳香族雜環基可以具有碳原子數為20以下的烷基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等。
作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
例如,作為具有烷基的芳香族雜環基,可以舉出N-甲基咪唑基等。
作為R2、R3及R4的酰基,優選碳原子數為2~20的烷基羰基及芳基羰基,具體地可以舉出乙酰基、丙酰基、丁酰基、異丁酰基、三甲基乙酰基等烷基羰基、苯甲酰基、萘甲酰基、蒽基羰基等芳基羰基。
上述烷基羰基可以具有氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵原子等作為烷基上的取代基。
作為具有鹵原子的烷基羰基,例如可以舉出三氟乙酰基等。
上述芳基羰基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的烷基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為芳基上的取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的芳基羰基,例如可以舉出五氟苯甲酰基等。
作為具有烷基的芳基羰基,例如可以舉出3,5-二甲基苯甲酰基、2,4,6-三甲基苯甲酰基等。
作為具有含氧基團的芳基羰基,例如可以舉出2,6-二甲氧基苯甲酰基、2,6-二異丙氧基苯甲酰基等。
作為具有含氮基團的芳基羰基,例如可以舉出4-(二甲基氨基)苯甲酰基、4-氨基苯甲酰基等。
作為具有含硅基團的芳基羰基,例如可以舉出2,6-二(三甲基甲硅烷基)苯甲酰基、2,6-二(三甲基甲硅烷氧基)苯甲酰基等。
作為R2、R3及R4的烷氧基羰基,優選碳原子數為2~20的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷氧基羰基,具體地可以舉出甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丁氧基羰基、正辛氧基羰基、異丙氧基羰基、叔丁氧基羰基、環戊氧基羰基、環己氧基羰基、環辛氧基羰基、L-氧基羰基、D-氧基羰基等。
上述烷氧基羰基可以含有鹵原子、碳原子數為20以下的芳基、碳原子數為20以下的芳香族雜環基、碳原子數為20以下的非芳香族雜環基等作為烷基上的取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,作為具有鹵原子的烷氧基羰基,例如可以舉出2,2,2-三氟乙氧基羰基等。
作為具有芳基的烷氧基羰基,例如可以舉出芐氧基羰基、4-甲氧基芐氧基羰基、2-苯基乙氧基羰基、枯氧基羰基、α-萘基甲氧基羰基等取代或無取代的芳烷氧基羰基等。
作為具有芳香族雜環基的烷氧基羰基,例如可以舉出2-吡啶基甲氧基羰基、糠氧基羰基、2-噻吩基甲氧基羰基等。
作為具有非芳香族雜環基的烷氧基羰基,例如可以舉出四氫糠氧基羰基。
作為R2、R3及R4的芳氧基羰基,優選碳原子數為7~20的芳氧基羰基,具體地可以舉出苯氧基羰基、α-萘氧基羰基等。
上述芳氧基羰基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的烷基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為芳基上的取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的芳氧基羰基,例如可以舉出五氟苯氧基羰基等。
作為具有烷基的芳氧基羰基,例如可以舉出2,6-二甲基苯氧基羰基、2,4,6-三甲基苯氧基羰基等。
作為具有含氧基團的芳氧基羰基,例如可以舉出2,6-二甲氧基苯氧基羰基、2,6-二異丙氧基苯氧基羰基等。
作為具有含氮基團的芳氧基羰基,例如可以舉出4-(二甲基氨基)苯氧基羰基、4-氰基苯氧基羰基等。
作為具有含硅基團的芳氧基羰基,例如可以舉出2,6-二(三甲基甲硅烷基)苯氧基羰基、2,6-二(三甲基甲硅烷氧基)苯氧基羰基等。
另外,R2、R3及R4中的2個以上可以相互連接形成環。環優選為脂肪族或芳香族的烴環,也可以分別縮合成環。
環為脂肪烴環時,優選為10元環以下的環,特別優選為3~7元環,最優選為5元環或6元環。脂肪烴環可以含有不飽和鍵。
環為芳香烴環時優選6元環即苯環。
例如,R3與R4相互連接,形成-(CH2)4-或-CH=CH-CH=CH-時,分別形成環己烯環(包含在脂肪烴環中)或苯環(包含在芳香烴環中)。
由此形成的環可以具有選自鹵原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、氨基、硝基、氰基、甲硅烷基、甲硅氧基的1或2個以上的取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為烷基,優選碳原子數為20以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基,上述基團可以具有取代基。具體地可以舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、環戊基、環己基、金剛烷基、三氟甲基、芐基、三苯甲基等。
作為芳基,優選碳原子數為20以下的取代或無取代的芳基,例如可以舉出苯基、萘基、聯苯基、蒽基、2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二甲氧基苯基等。
作為烷氧基,優選碳原子數為20以下的取代或無取代的烷氧基,例如可以舉出甲氧基、乙氧基、異丙氧基、叔丁氧基、芐氧基等。
作為芳氧基,優選碳原子數為20以下的取代或無取代的芳氧基,例如,可以舉出苯氧基、2,6-二甲基苯氧基等。
作為氨基,優選碳原子數為20以下的取代或無取代的氨基,例如可以舉出二甲基氨基、二乙基氨基、二苯基氨基等。
作為甲硅烷基,優選具有碳原子數為20以下的烷基或芳基的甲硅烷基,例如可以舉出三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基等。
作為甲硅氧基,優選碳原子數為20以下的甲硅氧基,例如可以舉出三甲基甲硅氧基等。
另外,上述苯環可以縮合形成萘環等縮合多環。
上述通式(b)中,A*是具有不對稱碳原子或軸不對稱、由3個以上碳原子、優選為3~40個碳原子組成的光學活性的含烴基團,可以具有取代基。
作為上述A*的含烴基團,優選為下述通式(A-1)~(A-3)表示的光學活性的含烴基團。式中,(N)及(OH)表示的部分是A*以外的部分,表示A*鍵合的上述通式(b)中的對應的氮原子及羥基。
[含烴基團A*通式(A-1)]上述通式(A-1)中,Ra、Rb、Rc及Rd是氫原子、烷基、芳基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、或氨基羰基,上述基團可以具有取代基。
Ra、Rb、Rc及Rd中的2個以上可以相互連接形成環,環可以具有取代基。
另外,Ra、Rb、Rc及Rd中至少一個是不同的基團,用*表示的碳原子中的兩個或至少一個為不對稱中心。
Ra、Rb、Rc及Rd中的烷基、芳基、烷氧基羰基及芳氧基羰基與上述R2~R4的烷基、芳基、烷氧基羰基及芳氧基羰基是相同的。
作為Ra、Rb、Rc及Rd的氨基羰基,優選具有氫原子、碳原子數為20以下的烷基或碳原子數為20以下的芳基的氨基羰基,鍵合在氮原子上的羰基以外的2個取代基之間可以相互連接形成環。作為具有烷基或芳基的氨基羰基,具體地可以舉出異丙基氨基羰基、環己基氨基羰基、叔丁基氨基羰基、叔戊基氨基羰基、二甲基氨基羰基、二乙基氨基羰基、二異丙基氨基羰基、二異丁基氨基羰基、二環己基氨基羰基、叔丁基異丙基氨基羰基、苯基氨基羰基、吡咯烷基羰基、哌啶基羰基、吲哚基羰基等。
上述氨基羰基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的芳基、或碳原子數為20以下的烷基等作為上述烷基或芳基上的取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為具有被鹵原子取代的烷基的氨基羰基,例如可以舉出2-氯乙基氨基羰基、全氟乙基氨基羰基等。
作為具有被鹵原子取代的芳基的氨基羰基,例如可以舉出4-氯苯基氨基羰基、五氟苯基氨基羰基等。
作為具有被芳基取代的烷基的氨基羰基,例如可以舉出芐基氨基羰基、2-苯基乙基氨基羰基、α-萘基甲基氨基羰基等取代或無取代的芳烷基氨基羰基等。
作為具有被烷基取代的芳基的氨基羰基,例如可以舉出2,4,6-三甲基苯基氨基羰基等。
另外,Ra、Rb、Rc及Rd中的2個以上可以相互連接成環。環優選為脂肪烴,環可以進一步縮合形成環,優選為3~7元環、特別優選為5元環或6元環。例如,Ra與Rc相互連接成-(CH2)3-時,形成5元環。
由此形成的環可以具有選自鹵原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、氨基、硝基、氰基、甲硅烷基、甲硅氧基的1或2個以上的取代基。
作為上述通式(A-1)表示的光學活性的含烴基團的具體例子,可以舉出下述式(A-1a)~(A-1x)及其對映異構體等。
[含烴基團A*通式(A-2)]上述通式(A-2)中,Re及Rf為氫原子、烷基或芳基,上述基團可以具有取代基。另外,Re及Rf為不同的取代基,*表示不對稱碳原子。
Re及Rf的烷基及芳基與上述Ra~Rd的烷基及芳基是相同的。
作為上述通式(A-2)表示的光學活性的含烴基團的具體例子,可以舉出下述式(A-2a)~(A-2p)及其對映異構體等。
[含烴基團A*通式(A-3)]上述通式(A-3)中,Rg、Rh、Ri及Rj各自獨立地表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或烷氧基,上述基團可以具有取代基,另外,同一苯環上的Ri與Rj可以相互連接或縮合形成環,*’表示軸不對稱。
作為Rg、Rh、Ri及Rj的鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
Rg、Rh、Ri及Rj的烷基及芳基與上述R2~R4的烷基及芳基是相同的。
作為Rg、Rh、Ri及Rj的烷氧基,優選碳原子數為20以下的烷氧基,例如可以舉出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、叔丁氧基等。
另外,同一苯環上的Ri與Rj相互連接形成環時,環優選為脂肪族或芳香族的烴環或含有氧原子的非芳香族雜環,也可以縮合形成環。
環為脂肪烴環時,優選為5元環或6元環。
環為芳香烴環時,優選為6元環即苯環。
例如,Ri與Rj相互連接,形成-CH=CH-CH=CH-、-(CH2)4-或-OCH2O-時,分別形成萘環、四氫萘環、苯并二氧戊環(benzodioxolane)。
由此形成的萘環、四氫萘環、苯并二氧戊環等環,可以具有例如選自鹵原子、烷基、芳基、烷氧基的1個或2個以上取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為烷基,優選碳原子數為20以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基,上述基團可以具有取代基。具體而言,可以舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、叔丁基、環戊基、環己基等。
作為芳基,優選碳原子數為20以下的取代或無取代的芳基,具體地可以舉出苯基、萘基、聯苯基、蒽基等。
作為烷氧基,優選碳原子數為20以下的取代或無取代的烷氧基,具體地可以舉出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、叔丁氧基等。
另外,上述苯環可以縮合形成萘環等縮合多環。
作為上述通式(A-3)表示的光學活性的含烴基團的具體例子,可以舉出下述式(A-3a)~(A-3c)及其對映異構體等。
[通式(c)表示的光學活性配位體]作為上述通式(b)表示的光學活性配位體的優選方案,可以舉出上述通式(c)表示的光學活性配位體。
上述通式(c)中,Ra、Rb、Rc及Rd表示與上述通式(A-1)相同的含義。即,Ra、Rb、Rc及Rd為氫原子、烷基、芳基、烷氧基羰基、芳氧基羰基或氨基羰基,上述基團可以具有取代基,Ra、Rb、Rc及Rd中的2個以上可以相互連接形成環,環可以具有取代基。另外Ra、Rb、Rc及Rd中的至少一個是不同的基團,*表示的碳原子中的兩個或至少一個為不對稱中心。
上述通式(c)中,R5是氫原子或烷基,烷基可以具有取代基。
上述通式(c)中,R6、R7、R8及R9各自獨立地表示氫原子、鹵原子、烷基、鏈烯基、芳基、芳香族雜環基、非芳香族雜環基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、羥基、烷氧基、芳氧基、氨基、氰基、硝基、甲硅烷基或甲硅烷氧基,上述基團可以具有取代基,也可以分別彼此連接成環。
作為R5的烷基,優選碳原子數為20以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基,具體地可以舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、仲丁基、環丙基、環戊基、環己基等。
上述直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基可以含有鹵原子、碳原子數為20以下的芳基、碳原子數為20以下的芳香族雜環基、碳原子數為20以下的非芳香族雜環基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的烷基,例如可以舉出氯甲基、2-氯乙基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、全氟乙基、全氟己基等。
作為具有芳基的烷基,例如可以舉出芐基、4-甲氧基芐基、2-苯基乙基、枯基、α-萘基甲基、三苯甲基等取代或無取代的芳烷基等。
作為具有芳香族雜環基的烷基,例如可以舉出2-吡啶基甲基、糠基、2-噻吩基甲基等。
作為具有非芳香族雜環基的烷基,例如可以舉出四氫糠基等。
作為具有含氧基團的烷基,例如可以舉出甲氧基乙基、苯氧基乙基等。
作為具有含氮基團的烷基,例如可以舉出2-(二甲基氨基)乙基、3-(二苯基氨基)丙基等。
作為具有含硅基團的烷基,例如可以舉出2-(三甲基甲硅烷氧基)乙基等。
作為R6、R7、R8及R9的鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作為R6、R7、R8及R9的烷基,優選碳原子數為20以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基,具體地可以舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、仲丁基、叔丁基、環戊基、環己基、金剛烷基等。
上述直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的芳基、碳原子數為20以下的芳香族雜環基、碳原子數為20以下的非芳香族雜環基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的烷基,例如可以舉出氯甲基、2-氯乙基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、全氟乙基、全氟己基等碳原子數為20以下的鹵代烷基等。
作為具有芳基的烷基,例如可以舉出芐基、4-甲氧基芐基、2-苯基乙基、枯基、α-萘基甲基、2-苯基異丙基、三苯甲基、2-苯基萘-1-基等取代或無取代的芳烷基等。
作為具有芳香族雜環基的烷基,例如可以舉出2-吡啶基甲基、糠基、2-噻吩基甲基等。
作為具有非芳香族雜環基的烷基,例如可以舉出四氫糠基等。
作為具有含氧基團的烷基,例如可以舉出甲氧基乙基、苯氧基乙基等。
作為具有含氮基團的烷基,例如可以舉出2-(二甲基氨基)乙基、3-(二苯基氨基)丙基等。
作為具有含硅基團的烷基,例如可以舉出2-(三甲基甲硅烷氧基)乙基等。
作為R6、R7、R8、及R9的鏈烯基,優選碳原子數為2~20的直鏈狀或支鏈狀的鏈烯基,具體地可以舉出乙烯基、烯丙基、異丙烯基等。
上述直鏈狀或支鏈狀的鏈烯基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為取代基。
作為鹵原子可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
例如,作為含有鹵原子的鏈烯基,可以舉出2-氯乙烯基、2,2-二氯乙烯基、3-氯異丙烯基等。
作為R6、R7、R8及R9的芳基,優選碳原子數為6~20的芳基,具體地可以舉出苯基、萘基、聯苯基、蒽基、2-苯基-1-萘基等。
上述芳基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的烷基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為取代基。
作為鹵原子可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的芳基,例如可以舉出五氟苯基等。
作為具有烷基的芳基,例如可以舉出甲苯基、二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、異丙基苯基、二異丙基苯基、叔丁基苯基、二叔丁基苯基等。
作為具有含氧基團的芳基,例如可以舉出4-甲氧基苯基、3,5-二甲氧基苯基、3,5-二異丙氧基苯基、2,4,6-三異丙氧基苯基等烷氧基取代的芳基、2,6-二苯氧基苯基等芳氧基取代的芳基等。
作為具有含氮基團的芳基,例如可以舉出4-(二甲基氨基)苯基、4-硝基苯基等。
作為具有含硅基團的芳基,例如可以舉出3,5-二(三甲基甲硅烷基)苯基、3,5-二(三甲基甲硅烷氧基)苯基等。
作為R6、R7、R8及R9的芳香族雜環基,優選碳原子數為3~20的芳香族雜環基,具體地可以舉出咪唑基、呋喃基、噻吩基、吡啶基等。
上述芳香族雜環基可以具有碳原子數為20以下的烷基、碳原子數為20以下的芳基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等。
作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
例如,作為具有烷基的芳香族雜環基,可以舉出N-甲基咪唑基等。
作為R6、R7、R8及R9的非芳香族雜環基,優選碳原子數為4~20的非芳香族雜環基,具體地可以舉出吡咯烷基、哌啶基、四氫呋喃基、四氫吡喃基等。
上述非芳香族雜環基可以具有碳原子數為20以下的烷基、碳原子數為20以下的芳基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等。
作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
例如,作為具有芳基的非芳香族雜環基,可以舉出N-苯基-4-哌啶基等碳原子數為20以下的芳基取代的非芳香族雜環基等。
作為R6、R7、R8及R9的烷氧基羰基,優選碳原子數為2~20的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷氧基羰基,具體地可以舉出甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丁氧基羰基、正辛氧基羰基、異丙氧基羰基、叔丁氧基羰基、環戊氧基羰基、環己氧基羰基、環辛氧基羰基等。
上述烷氧基羰基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的芳基、碳原子數為20以下的芳香族雜環基、碳原子數為20以下的非芳香族雜環基等作為烷基上的取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為具有鹵原子的烷氧基羰基,例如可以舉出2,2,2-三氟乙氧基羰基等。
作為具有芳基的烷氧基羰基,例如可以舉出芐氧基羰基、4-甲氧基芐氧基羰基、2-苯基乙氧基羰基、枯氧基羰基、α-萘基甲氧基羰基等取代或無取代的芳烷基氧基羰基等。
作為具有芳香族雜環基的烷氧基羰基,例如可以舉出2-吡啶基甲氧基羰基、糠氧基羰基、2-噻吩基甲氧基羰基等。
作為具有非芳香族雜環基的烷氧基羰基,例如可以舉出四氫糠氧基羰基等。
作為R6、R7、R8及R9的芳氧基羰基,優選碳原子數為7~20的芳氧基羰基,具體地可以舉出苯氧基羰基、α-萘氧基羰基等。
上述芳氧基羰基可以含有鹵原子、碳原子數為20以下的烷基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為芳基上的取代基。
作為鹵原子可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的芳氧基羰基,例如可以舉出五氟苯氧基羰基等。
作為具有烷基的芳氧基羰基,例如可以舉出2,6-二甲基苯氧基羰基、2,4,6-三甲基苯氧基羰基等。
作為具有含氧基團的芳氧基羰基,例如可以舉出2,6-二甲氧基苯氧基羰基、2,6-二異丙氧基苯氧基羰基等。
作為具有含氮基團的芳氧基羰基,例如可以舉出4-(二甲基氨基)苯氧基羰基、4-氰基苯氧基羰基等。
作為具有含硅基團的芳氧基羰基,例如可以舉出2,6-二(三甲基甲硅烷基)苯氧基羰基、2,6-二(三甲基甲硅烷氧基)苯氧基羰基等。
作為R6、R7、R8及R9的烷氧基,優選碳原子數為20以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷氧基。具體地可以舉出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、叔丁氧基、環戊氧基、環己氧基、氧基等。
上述烷氧基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的芳基、碳原子數為20以下的芳香族雜環基、碳原子數為20以下的非芳香族雜環基等作為烷基上的取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為具有鹵原子的烷氧基,例如可以舉出2,2,2-三氟乙氧基等。
作為具有芳基的烷氧基,例如可以舉出芐氧基、4-甲氧基芐氧基、2-苯基乙氧基、枯氧基、α-萘基甲氧基等取代或無取代的芳烷氧基等。
作為具有芳香族雜環基的烷氧基,可以舉出2-吡啶基甲氧基、糠氧基、2-噻吩基甲氧基等。
作為具有非芳香族雜環基的烷氧基,可以舉出四氫糠氧基等。
作為R6、R7、R8及R9的芳氧基,優選碳原子數為6~20的芳氧基。具體地可以舉出苯氧基、萘氧基等。上述芳氧基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的烷基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為芳基上的取代基。
作為鹵原子可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的芳氧基,例如可以舉出五氟苯氧基等鹵代芳氧基。
作為具有烷基的芳氧基,例如可以舉出2,6-二甲基苯氧基、2,4,6-三甲基苯氧基等烷基取代的芳氧基。
作為具有含氧基團的芳氧基,例如可以舉出2,6-二甲氧基苯氧基、2,6-二異丙氧基苯氧基等。
作為具有含氮基團的芳氧基,例如可以舉出4-(二甲基氨基)苯氧基、4-氰基苯氧基等。
作為具有含硅基團的芳氧基,例如可以舉出2,6-二(三甲基甲硅烷基)苯氧基、2,6-二(三甲基甲硅烷氧基)苯氧基等。
作為R6、R7、R8及R9的氨基,優選具有氫原子、碳原子數為20以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基或芳基的氨基,鍵合在氮原子上的2個取代基之間可以相互連接形成環。作為具有烷基或芳基的氨基,具體地可以舉出異丙基氨基、環己基氨基、叔丁基氨基、叔戊基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二異丙基氨基、二異丁基氨基、二環己基氨基、叔丁基異丙基氨基、吡咯烷基、哌啶基、吲哚基等。
上述氨基可以含有鹵原子、碳原子數為20以下的芳基或碳原子數為20以下的烷基等作為上述烷基或芳基上的取代基。
作為具有被鹵原子取代的烷基的氨基,例如可以舉出2,2,2-三氯乙基氨基、全氟乙基氨基等。
作為具有被鹵原子取代的芳基的氨基,例如可以舉出五氟苯基氨基等。
作為具有被芳基取代的烷基的氨基,例如可以舉出芐基氨基、2-苯基乙基氨基、α-萘基甲基氨基等取代或無取代的芳烷基氨基等。
作為具有被烷基取代的芳基的氨基,可以舉出2,4,6-三甲基苯基氨基等。
作為R6、R7、R8及R9的甲硅烷基,優選碳原子數為20以下的甲硅烷基,具體地可以舉出三甲基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基等。
作為R6、R7、R8及R9的甲硅烷氧基,優選碳原子數為20以下的甲硅烷氧基,具體地可以舉出三甲基甲硅烷氧基、叔丁基二甲基甲硅烷氧基、叔丁基二苯基甲硅烷氧基等。
另外,R6、R7、R8及R9中的2個以上可以相互連接形成環。環優選為脂肪族或芳香族的烴環,也可以分別縮合形成環。
環為脂肪烴環時,優選為10元環以下的環,特別優選為3~7元環,最優選為5元環或6元環。環為脂肪烴環時可以含有不飽和鍵。
環為芳香烴環時,優選為6元環即苯環。
例如,R7與R8相互連接形成-(CH2)4-或-CH=CH-CH=CH-時,分別形成環己烯環(包含在脂肪烴環中)或苯環(包含在芳香烴環中)。
由此形成的環可以具有選自鹵原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、氨基、硝基、氰基、甲硅烷基、甲硅氧基中的1或2個以上基團。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為烷基,優選碳原子數為20以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基,上述基團可以具有取代基。具體地可以舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、環戊基、環己基、金剛烷基、三氟甲基、芐基、三苯甲基等。
作為芳基,優選碳原子數為20以下的取代或無取代的芳基,例如可以舉出苯基、萘基、聯苯基、蒽基、2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二甲氧基苯基等。
作為烷氧基,優選碳原子數為20以下的取代或無取代的烷氧基,例如,可以舉出甲氧基、乙氧基、異丙氧基、叔丁氧基、芐氧基等。
作為芳氧基,優選碳原子數為20以下的取代或無取代的芳氧基,例如可以舉出苯氧基、2,6-二甲基苯氧基等。
作為氨基,優選碳原子數為20以下的取代或無取代的氨基,例如可以舉出二甲基氨基、二乙基氨基、二苯基氨基等。
作為甲硅烷基,優選碳原子數為20以下的具有烷基或芳基的甲硅烷基,例如可以舉出三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基等。
作為甲硅氧基,優選碳原子數為20以下的甲硅氧基,例如可以舉出三甲基甲硅烷氧基等。
另外,上述苯環可以縮合形成萘環等縮合多環。
作為上述通式(c)表示的光學活性配位體的較優選例,可以舉出R9為取代或無取代的烷基、芳基的光學活性配位體。
作為上述通式(b)及通式(c)表示的光學活性配位體的具體例子,可以舉出下述通式(b-1)~(b-3)及其對映異構體等以及下述式(c-1)~(c~20)及其對映異構體等。
[鈦化合物的制備方法]上述四烷氧基鈦化合物可以根據公知的方法進行制備。例如,可以如下制備在存在堿或不存在堿的條件下,在四氯化鈦中添加規定量的對應的醇并攪拌后,通過蒸餾進行精制。本發明中,也可以將由四氯化鈦與醇配制得到的溶液不進行精制,而直接用于制備光學活性鈦化合物。
上述通式(a)表示的鈦氧聯醇鹽化合物可以根據公知的方法制備。例如,已知有在醇中水解四烷氧基鈦的方法(J.Am.Chem.Soc.,113卷,8190頁(1991))、使四烷氧基鈦與羧酸反應的方法(J.Chem.Soc.Dalton Trans.,3653頁(1999))等。
所得的鈦氧聯醇鹽化合物可以不經精制直接用于制備光學活性鈦化合物,也可以用重結晶等公知的精制方法精制后使用。
上述通式(b)或上述通式(c)表示的光學活性配位體可以根據公知的方法制備。例如,上述通式(b)表示的光學活性配位體可以用光學活性的氨基醇與1,3-二酮衍生物經脫水反應一步合成。另外,上述通式(c)表示的光學活性配位體可以用光學活性的氨基醇與鄰羥基苯甲醛衍生物或用氨基醇與鄰羥基苯基酮衍生物經脫水反應一步合成(例如,公開在上述專利文獻1中)。
光學活性的氨基醇例如可以通過還原天然或非天然的α-氨基酸的羧基而得到,大多數種類能通過工業途徑購得。作為1,3-二酮衍生物,可以舉出2-乙酰基-3-氧代-丁醛。
本發明的鈦化合物可以如下制得通過在有機溶劑中使上述四烷氧基鈦化合物、優選為通式(a’)表示的四烷氧基鈦化合物與水反應后,混合上述通式(b)或上述通式(c)表示的光學活性配位體而制得。四烷氧基鈦化合物、水及上述通式(b)或上述通式(c)表示的光學活性配位體的摩爾比優選在1∶(0.1~2.0)∶(0.1~3.0)的范圍內。
首先,在有機溶劑中使四烷氧基鈦化合物與水反應。此時的用量比相對于1摩爾四烷氧基鈦化合物,優選水為0.1~2.0摩爾,較優選為0.2~1.5摩爾,添加該量的水并攪拌。此時,優選將四烷氧基鈦化合物預先溶解于溶劑中,水優選被溶劑稀釋后添加。也可以通過使水成霧狀添加的方法、使用高效的備有攪拌器的反應槽的方法等直接添加水。也可以使用含有結晶水的無機鹽、未脫水的硅膠、吸濕的分子篩等沸石代替添加水。使用的有機溶劑優選為二氯甲烷、氯仿、氟苯、三氟甲苯等鹵代烴類溶劑、甲苯、二甲苯等芳香烴類溶劑、乙酸乙酯等酯類溶劑、四氫呋喃、二氧雜環己烷、二乙基醚、二甲氧基乙烷等醚類溶劑。其中特別優選含鹵素類溶劑或芳香烴類溶劑。添加水時的溶劑的總使用量相對于1毫摩爾四烷氧基鈦化合物優選為1~500mL,較優選為10~50mL。另外,使用含有結晶水的無機鹽時,例如可以使用Na2B4O7·10H2O、Na2SO4·10H2O、Na3PO4·12H2O、MgSO4·7H2O、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O、AlNa(SO4)2·12H2O、AlK(SO4)2·12H2O等水合物,但并不限于上述例子。使用吸濕的分子篩時,使用將分子篩3A、4A等市售品預先暴露于戶外空氣后的分子篩即可,可以使用粉末狀、顆粒狀的任一種形狀。另外,使用含有結晶水的無機鹽或分子篩時,在與配位體反應前可以通過過濾容易地除去上述無機鹽或分子篩。
使四烷氧基鈦化合物與水反應時的溫度優選為不使溶劑凍結的溫度,通常可以在室溫左右、例如15~30℃下實施。可以根據使用的溶劑的沸點加熱進行反應。
反應需要的時間根據所加水的量、反應溫度等諸條件而不同。例如,使用使水在二氯甲烷中飽和而配制得到的含水二氯甲烷,在25℃進行反應時,相對于1摩爾四烷氧基鈦化合物,水的量為0.5摩爾時攪拌18小時左右,在不對稱氰基化反應中,上述條件顯示了較高的對映體選擇性而優選。同樣在25℃下相對于1摩爾四烷氧基鈦化合物,水的量為0.75摩爾時,可以攪拌2小時左右進行反應。
然后,在由上述得到的四烷氧基鈦化合物與水的反應混合物中添加光學活性配位體。此時的用量比相對于1摩爾鈦,優選使用0.1~3.0摩爾、較優選為0.3~2.0摩爾的光學活性配位體,添加該量的光學活性配位體并攪拌。可以將光學活性配位體溶于溶劑后添加,也可以不溶于溶劑直接添加。使用溶劑時,溶劑可以使用與在上述添加水的步驟中使用的溶劑相同或不同的溶劑。重新添加溶劑時,相對于1毫摩爾鈦原子,約為1~5000mL,優選為10~500mL。此時,反應溫度沒有特別限定,但通常在室溫左右,例如在15~30℃下攪拌5分鐘~1小時進行制備。
本發明的鈦化合物的制備優選在干燥的惰性氣體氛圍下進行。作為惰性氣體,可以舉出氮、氬、氦等。
本發明的鈦化合物也可以通過混合上述通式(a)表示的鈦氧聯醇鹽化合物與上述通式(b)或上述通式(c)表示的光學活性配位體進行制備。
相對于1摩爾該鈦氧聯醇鹽化合物中的鈦原子,優選添加0.1~3.0摩爾、較優選為0.3~2.0摩爾光學活性配位體并攪拌,由此得到本發明的鈦化合物。此時,為了使反應順利進行,優選使用溶劑。使用的溶劑優選能溶解鈦氧聯醇鹽化合物或光學活性配位體中的任一方或兩方、使反應順利進行的溶劑,可以舉出二氯甲烷、氯仿等鹵代烴類溶劑、氟苯、三氟甲基苯等鹵代芳香烴類溶劑、甲苯、二甲苯等芳香烴類溶劑、乙酸乙酯等酯類溶劑、四氫呋喃、二氧雜環己烷、二乙基醚、二甲氧基乙烷等醚類溶劑。其中,特別優選含鹵素類溶劑或芳香烴類溶劑。
溶劑的總使用量相對于1毫摩爾鈦氧聯醇鹽化合物中的鈦原子優選為1~5000mL,較優選為10~500mL。此時的溫度沒有特別限定,通常可以在室溫左右,例如15~30℃下實施。在室溫左右的溫度條件下制備催化劑需要的時間優選5分鐘~1小時。
另外,通過在溶劑中混合鈦氧聯醇鹽化合物與光學活性配位體制備催化劑時,也可以添加醇類實施反應。作為此時添加的醇類,可以舉出脂肪醇及芳香醇,上述醇可以具有取代基,可以使用1種或并用2種以上。
作為脂肪醇,優選碳原子數為10以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷醇,例如可以舉出甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、環戊醇、環己醇等。
上述直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷醇可以具有氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵原子作為烷基上的取代基。
作為具有鹵原子的烷醇,例如可以舉出氯甲醇、2-氯乙醇、三氟甲醇、2,2,2-三氟乙醇、全氟乙醇、全氟己醇等碳原子數為10以下的鹵代烷醇。
作為芳香醇,優選碳原子數為6~20的芳醇,例如可以舉出苯酚、萘酚等。
上述芳醇可以具有氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵原子或碳原子數為20以下的烷基作為芳基上的取代基。
作為具有鹵原子的芳醇,例如,可以舉出五氟苯酚等碳原子數為6~20的鹵代芳醇等。
作為具有烷基的芳醇,例如可以舉出二甲基苯酚、三甲基苯酚、異丙基苯酚、二異丙基苯酚、叔丁基苯酚、二叔丁基苯酚等。
添加該醇類制備催化劑時,相對于1摩爾上述鈦化合物的鈦原子,醇類的使用量為0.5~20摩爾、優選為1~10摩爾。另外,該醇類優選在制備上述鈦化合物時添加,由此在不對稱氰基化反應中可以重現性好地得到高反應性和高光學產率。
如上所述制備得到的鈦化合物可以不施加特別的精制操作,直接用于不對稱催化反應。特別適用于本發明的方法,即醛或不對稱酮的不對稱氰基化反應。
下面說明光學活性羥腈類的制備方法。
本發明的方法中,作為起始原料使用的醛或酮只要是分子內具有羰基的前手性(prochiral)化合物即可,沒有特別限定,根據作為目標的光學活性羥腈類進行適當地選擇。
本發明方法特別適用于以通式(d)表示的羰基化合物為起始原料制備對應的光學活性羥腈類。
上述通式(d)中,R10與R11是彼此不同的基團,分別為氫原子、烷基、鏈烯基、炔基、芳基、芳香族雜環基或非芳香族雜環基,上述基團可以具有取代基,另外,R10與R11可以相互鍵合成環。
作為R10與R11的烷基,優選碳原子數為20以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基,具體地可以舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、環戊基、環己基等。
上述直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的芳基、碳原子數為20以下的芳香族雜環基、碳原子數為20以下的非芳香族雜環基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為取代基。
作為鹵原子可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的烷基,例如可以舉出氯甲基、2-氯乙基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、全氟乙基、全氟己基等。
作為具有芳基的烷基,例如可以舉出芐基、4-甲氧基芐基、2-苯基乙基、枯基、α-萘基甲基、三苯甲基等取代或無取代的芳烷基等。
作為具有芳香族雜環基的烷基,例如可以舉出2-吡啶基甲基、糠基、2-噻吩基甲基等。
作為具有非芳香族雜環基的烷基,例如可以舉出四氫糠基等。
作為具有含氧基團的烷基,例如可以舉出甲氧基乙基、苯氧基乙基等。
作為具有含氮基團的烷基,例如可以舉出2-(二甲基氨基)乙基、3-(二苯基氨基)丙基等。
作為具有含硅基團的烷基,例如可以舉出2-(三甲基甲硅烷氧基)乙基等。
作為R10與R11的鏈烯基,優選碳原子數為2~20的直鏈狀、支鏈狀或環狀的鏈烯基,具體地可以舉出乙烯基、烯丙基、異丙烯基、丁烯基、環己烯基等。
上述直鏈狀、支鏈狀或環狀鏈烯基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的芳基、碳原子數為20以下的芳香族雜環基、碳原子數為20以下的非芳香族雜環基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的鏈烯基,例如可以舉出2-氯乙烯基、2,2-二氯乙烯基、3-氯異丙烯基等碳原子數為2~20的鹵代鏈烯基等。
作為具有芳基的鏈烯基,例如可以舉出2-苯基乙烯基、3-苯基-2-丙烯基等取代或無取代的芳烯基等。
作為具有芳香族雜環基的鏈烯基,例如可以舉出2-(2-吡啶基)乙烯基等。
作為具有非芳香族雜環基的鏈烯基,例如可以舉出2-(2-四氫呋喃基)乙烯基等。
作為具有含氧基團的鏈烯基,例如可以舉出2-甲氧基乙烯基、2-苯氧基乙烯基等。
作為具有含氮基團的鏈烯基,例如可以舉出2-(二甲基氨基)乙烯基、3-(二苯基氨基)丙烯基等。
作為具有含硅基團的鏈烯基,例如可以舉出2-(三甲基甲硅烷氧基)乙烯基等。
作為R10與R11的炔基,優選碳原子數為2~20的炔基,具體地可以舉出乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、1-戊炔基等。
上述炔基可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的芳基、碳原子數為20以下的芳香族雜環基、碳原子數為20以下的非芳香族雜環基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的炔基,例如可以舉出3-氯-1-丙炔基等碳原子數為2~20的鹵代炔基等。
作為具有芳基的炔基,例如可以舉出2-苯基乙炔基、3-苯基-2-丙炔基等取代或無取代的芳炔基等。
作為具有芳香族雜環基的炔基,例如可以舉出2-(2-吡啶基乙炔基)基等。
作為具有非芳香族雜環基的炔基,例如可以舉出2-四氫呋喃基乙炔基等。
作為具有含氧基團的炔基,例如可以舉出2-甲氧基乙炔基、2-苯氧基乙炔基等。
作為具有含氮基團的炔基,例如可以舉出2-(二甲基氨基)乙炔基、3-(二苯基氨基)丙炔基等。
作為具有含硅基團的炔基,例如可以舉出2-(三甲基甲硅烷氧基)乙炔基等。
作為R10與R11的芳基,優選碳原子數為6~20的芳基,具體地可以舉出苯基、萘基、聯苯基、蒽基等。
作為上述芳基,可以具有鹵原子、碳原子數為20以下的烷基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等作為取代基。
作為鹵原子,可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有鹵原子的芳基,例如可以舉出4-氟苯基、五氟苯基等。
作為具有烷基的芳基,例如可以舉出甲苯基、3,5-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、4-異丙基苯基、3,5-二異丙基苯基、4-叔丁基苯基、2,6-二叔丁基苯基等。
作為具有含氧基團的芳基,例如可以舉出4-甲氧基苯基、3,5-二甲氧基苯基、3,5-二異丙氧基苯基、2,4,6-三異丙氧基苯基等烷氧基取代的芳基、2,6-二苯氧基苯基等芳氧基取代的芳基等。
作為具有含氮基團的芳基,例如可以舉出4-(二甲基氨基)苯基、4-硝基苯基等。
作為具有含硅基團的芳基,可以舉出3,5-二(三甲基甲硅烷基)苯基、3,5-二(三甲基甲硅烷氧基)苯基等。
作為R10與R11的芳香族雜環基,優選碳原子數為3~20的芳香族雜環基,具體地可以舉出咪唑基、呋喃基、噻吩基、吡啶基等。
上述芳香族雜環基可以具有碳原子數為20以下的烷基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等。
作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有烷基的芳香族雜環基,例如可以舉出N-甲基咪唑基、4,5-二甲基-2-呋喃基等。
作為具有含氧基團的芳香族雜環基,例如可以舉出5-丁氧基羰基-2-呋喃基等。
作為具有含氮基團的芳香族雜環基,例如可以舉出5-丁基氨基羰基-2-呋喃基等。
作為R10與R11的非芳香族雜環基,優選碳原子數為4~20的非芳香族雜環基,具體地可以舉出吡咯烷基、哌啶基、四氫呋喃基等。
上述非芳香族雜環基可以被碳原子數為20以下的烷基、碳原子數為20以下的芳基、碳原子數為20以下的含氧基團、碳原子數為20以下的含氮基團、碳原子數為20以下的含硅基團等取代。
作為碳原子數為20以下的含氧基團,可以舉出烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為碳原子數為20以下的含氮基團,可以舉出碳原子數為20以下的氨基、碳原子數為20以下的酰胺基、硝基、氰基等。
作為碳原子數為20以下的含硅基團,可以舉出甲硅烷基、甲硅氧基等碳原子數為20以下的基團。
作為具有烷基的非芳香族雜環基,例如可以舉出3-甲基-2-四氫呋喃基等。
作為具有芳基的非芳香族雜環基,例如可以舉出N-苯基-4-哌啶基等。
作為具有含氧基團的非芳香族雜環基,例如可以舉出3-甲氧基-2-吡咯烷基等。
本發明的方法中,可以用作起始原料的醛的代表例,可以舉出丙醛、丁醛、戊醛、異戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛、異丁醛、2-甲基丁醛、2-乙基丁醛、2-乙基己醛、新戊醛、2,2-二甲基戊醛、環丙烷甲醛、環己烷甲醛、苯乙醛、(4-甲氧基苯基)乙醛、3-苯基丙醛、芐氧基乙醛、丁烯醛、3-甲基丁烯醛、2-甲基丙烯醛、反-2-己烯醛、反-桂皮醛、苯甲醛、鄰、間或對甲基苯甲醛、2,4,6-三甲基苯甲醛、4-聯苯基甲醛、鄰、間或對氟苯甲醛、鄰、間或對氯苯甲醛、鄰、間或對溴苯甲醛、2,3-、2,4-或3,4-二氯苯甲醛、4-(三氟甲基)苯甲醛、3-或4-羥基苯甲醛、3,4-二羥基苯甲醛、鄰、間或對甲氧基苯甲醛、3,4-二甲氧基苯甲醛、3,4-(亞甲二氧基)苯甲醛、間或對苯氧基苯甲醛、間或對芐氧基苯甲醛、2,2-二甲基色滿-6-甲醛、1-或2-萘醛、2或3-呋喃甲醛、2-或3-噻吩甲醛、1-苯并噻吩-3-甲醛、N-甲基吡咯-2-甲醛、1-甲基吲哚-3-甲醛、2-、3-或4-吡啶甲醛等。
另外,本發明的方法中,可以用作起始原料的酮的代表例,可以舉出2-丁酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚酮、2-辛酮、異丙基甲基酮、環戊基甲基酮、環己基甲基酮、苯基丙酮、對甲氧基苯基丙酮、4-苯基丁烷-2-酮、環己基芐基酮、苯乙酮、鄰、間或對甲基苯乙酮、4-乙酰聯苯、鄰、間或對氟苯乙酮、鄰、間或對氯苯乙酮、鄰、間或對溴苯乙酮、2’,3’-、2’,4’-或3’,4’-二氯苯乙酮、間或對羥基苯乙酮、3’,4’-二羥基苯乙酮、鄰、間或對甲氧基苯乙酮、3’,4’-二甲氧基苯乙酮、間或對苯氧基苯乙酮、3’,4’-二苯氧基苯乙酮、間或對芐氧基苯乙酮、3’,4’-二芐氧基苯乙酮、2-氯苯乙酮、2-溴苯乙酮、苯丙酮、2-甲基苯丙酮、3-氯苯丙酮、苯丁酮、苯基環丙基酮、苯基環丁基酮、苯基環戊基酮、苯基環己基酮、1-或2-萘乙酮、查耳酮、1-茚滿酮、1-或2-萘滿酮、4-苯并二氫吡喃酮、反-4-苯基-3-丁烯-2-酮、2-或3-乙酰基呋喃、2-或3-乙酰基噻吩、2-,3-或4-乙酰基吡啶等。
本發明的方法中,優選選自氰化氫、三烷基氰硅烷、丙酮氰醇、氰基甲酸酯、氰化鉀-醋酸、氰化鉀-醋酸酐中的至少一種作為氰基化劑。
相對于1摩爾醛或酮優選使用1~3摩爾、較優選1.05~2摩爾氰基化劑。
另外,本發明方法中使用的上述鈦化合物的使用量相對于1摩爾醛或酮,以鈦原子計為0.01~30摩爾%、優選為0.05~5.0摩爾%,另外,以光學活性配位體計,同樣為0.01~30摩爾%,優選為0.05~5.0摩爾%。
本發明方法中優選使用溶劑。作為使用的溶劑,優選二氯甲烷、氯仿等鹵代烴類溶劑、氯苯、鄰二氯苯、氟苯、三氟甲基苯等鹵代芳香烴類溶劑、甲苯、二甲苯等芳香烴類溶劑、乙酸乙酯等酯類溶劑、四氫呋喃、二氧雜環己烷、二乙基醚、二甲氧基乙烷、環戊基甲基醚等醚類溶劑。其中,特別優選鹵代烴類溶劑或芳香烴類溶劑。并且,上述溶劑可以單獨使用或作為混合溶劑使用。溶劑的總使用量相對于1毫摩爾作為基質的醛或酮優選為0.1~5mL,較優選為0.2~1mL。
本發明的反應可以如下實施配制得到的本發明的鈦化合物的溶液中加入適當的溶劑,在室溫下攪拌約30分鐘后,依次加入作為基質的醛、氰基化劑,在-5~30℃下攪拌30分鐘~4小時,使其反應。基質為酮的情況也可以按照相同的順序實施,但為了使反應結束,優選攪拌4~36小時。使用需要長時間反應的酮的情況下,為了維持反應速度、光學收率,優選逐步添加該鈦催化劑。
使用三甲基氰硅烷作為氰基化劑時,反應結束后可以作為羥氰三甲基甲硅烷基醚分離,如果用稀鹽酸等酸處理后,用溶劑萃取,減壓蒸餾除去溶劑,通過重結晶、硅膠柱色譜法或蒸餾等常用方法分離,則可以分離得到作為目標的光學活性羥腈。另外,如果水解粗產物,則由于氰基可以轉化為羧酸基,因此作為制備光學活性羥基羧酸的方法是有效的。
下面,根據實施例具體地說明本發明,但本發明并不限定于下述實施例。
四烷氧基鈦與水的反應混合物以及鈦氧聯醇鹽的質量分析(ESI-MS測定)中使用ZMD4000(沃特斯公司(Waters Corporation)制)。鈦含量根據ICP發光分析(精工電子工業(Seiko instrument Inc.)制SPS 1200A)法測定。不對稱氰基化反應的產物的鑒定是通過將1HNMR(日本電子(JEOL Ltd.)制JEOL-GSX-270)測定及旋光度(日本分光(JASCO Corporation)制DIP-370)數據與已報導值之間比較而進行。不對稱氰基化反應的轉化率與不對稱收率使用氣相色譜法(島津制作所(Shimadzu Corporation)制GC-14A及GC-17)測定。此時,作為手性柱使用CHIRALDEX G-TA(先進分離技術(Advanced Separation Technologies)社制)。比較旋光度與已報導值確定產物的絕對立體構型。溶劑中的含水量的測定使用京都電子工業制MKC-210。分子篩的水分含量使用理學社(Rigaku Inc.)制TG8120進行熱重量分析,根據至400℃為止的重量減少量而求得。紫外可見(UV-VIS)吸光度測定中使用UV-2500PC(島津制作所(ShimadzuCorporation)制)。
鈦氧聯醇鹽的制備、配位體溶液的配制以及反應時所用的二氯甲烷均使用關東化學(KANTO CHEMICAL CO.,INC.)制的有機合成用二氯甲烷(下面稱為“脫水二氯甲烷”)。四正丁氧基鈦、四異丙氧基鈦使用未精制的關東化學(KANTO CHEMICAL CO.,INC.)制的有機合成用分級試劑。四乙氧基鈦直接使用默克社(Merck Ltd.)制的產品。作為基質使用的醛與酮直接使用未精制的市售品。丁氧基鈦二聚物直接使用松本制藥工業(Matsumoto Chemical Industry Co.,Ltd.)制的產品。氰基化劑的三甲基氰硅烷直接使用未精制的Acros Organics公司制的產品。光學活性配位體根據已報導的方法制備,即將使用時將其排氣干燥,然后使用。含結晶水的無機鹽直接使用未精制的市售品。分子篩4A使用Aldrich社制的粒徑為5μm以下的粉末狀分子篩。
反應均在氮氣氛圍下進行。反應中使用的器具,均使用用稀硝酸洗凈后充分干燥的器具。
(參考例1)鈦氧聯乙醇鹽化合物(Ti7O4)(OEt)20的合成稱量11.4g(0.050mol)四乙氧基鈦放入100mL三頸燒瓶中,用35mL脫水乙醇使其溶解,得到無色透明的溶液。用滴液漏斗經15分鐘滴加在15mL脫水乙醇中溶解0.45g水(0.025mol)得到的溶液。溶液慢慢地白濁化,成為白色的懸濁液。滴加結束后,在室溫下攪拌1小時后,在氮氣流下過濾沉淀物。用無水乙醇洗凈所得的白色沉淀物后,進行減壓干燥,得到白色粉末。鈦含量為25.6%。由于鈦氧聯醇鹽化合物(Ti7O4)(OEt)20的理論含鈦量為25.77%,故判定得到的白色粉末是J.Am.Chem.Soc.,113卷,8190頁(1991)中記載的鈦氧聯醇鹽化合物(Ti7O4)(OEt)20。產量為6.68g,收率為72%。得到的白色粉末溶解于二氯甲烷、正己烷,成為無色透明的溶液,沒有不溶于上述溶劑的不溶物。進行ESI-MS測定時,可觀測到m/z 1341。
(制備例1)四正丁氧基鈦的部分水解物溶液的配制(四烷氧基鈦與水的反應)在200mL分液漏斗中加入150mL二氯甲烷與5mL蒸餾水,并振蕩。靜置至分離為二層后,分離取得下層(二氯甲烷層)。進一步用分液濾紙(東洋濾紙(Toyo Roshi Kaisha,Ltd.)制)過濾該二氯甲烷,得到含水二氯甲烷(含水量為1302ppm)。稱量1.70g(5.00mmol)四正丁氧基鈦放入100mL的量筒中。加入40mL脫水二氯甲烷,使四正丁氧基鈦溶解后,加入39.1mL含水二氯甲烷(含水量為3.75mmol,相對于1摩爾鈦為0.75摩爾),然后,用脫水二氯甲烷稀釋。將溶液轉移入帶有蓋子的容器中,在室溫下攪拌18小時,得到均一無色透明的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液。對該溶液進行ESI-MS測定,可觀測到m/z 2005及1666。
(制備例2)除添加相對于1摩爾鈦相當于含水量為0.67摩爾的量(稱為相對1摩爾鈦相當于0.67摩爾。下面相同)的含水二氯甲烷之外,進行與制備例1相同的操作,得到均一無色透明的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液。對該溶液進行ESI-MS測定,可觀測到m/z 1665及1325。
(制備例3)
除含水二氯甲烷的添加量為相對于1摩爾鈦相當于0.50摩爾之外,進行與制備例1相同的操作,得到均一無色透明的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液。
(制備例4)除含水二氯甲烷的添加量為相對于1摩爾鈦相當于1.0摩爾之外,進行與制備例1相同的操作,得到均一無色透明的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液。
(制備例5)除將水解的攪拌時間設為2小時代替在室溫下攪拌18小時之外,進行與制備例1相同的操作,得到均一無色透明的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液。
(制備例6)稱量0.0191g(0.0500mmol,相對于1摩爾鈦,相當于1.00摩爾水)Na2B4O7·10H2O放入20mL試樣瓶中,加入0.17g(0.50mmol)四正丁氧基鈦、3mL脫水二氯甲烷。蓋上蓋子密封,在室溫下攪拌18小時后,用孔徑為0.2μm的膜濾器過濾。將濾液轉移至10mL量筒中,加入脫水二氯甲烷,稀釋至10mL,得到均一無色透明的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液。
(制備例7)使用氘代氯仿代替使用二氯甲烷作為溶劑,除此之外,進行與制備例6相同的操作,得到均一無色透明的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液。用1H NMR分析該溶液得到的結果如圖1所示。水解前在4.3ppm附近可觀察到來自丁氧金屬的氧的鄰位的亞甲基的質子峰,水解操作后,變為4.1~4.6ppm的寬峰。另外,在3.7ppm附近可觀察到游離的丁醇的峰。
(制備例8)除Na2B4O7·10H2O的添加量為0.0238g(0.0625mmol,相對于1摩爾鈦,相當于1.25摩爾水)之外,進行與制備例6相同的操作,得到均一無色透明的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液。
(制備例9)除使用0.0161g(0.0500mmol,相對于1摩爾鈦,相當于1.00摩爾水)Na2SO4·10H2O代替Na2B4O7·10H2O之外,進行與制備例6相同的操作,得到均一無色透明的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液。
(制備例10)除使用0.0176g(0.0714mmol,相對于1摩爾鈦,相當于1.00摩爾水)MgSO4·7H2O代替Na2B4O7·10H2O之外,進行與制備例6相同的操作,得到均一無色透明的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液。
(制備例11)稱量50g粉末分子篩4A放入12cm瓷皿中,用紙覆蓋后,靜置在實驗室內。觀測重量的變化,重量慢慢增加,4日內大致達到恒量。將其作為吸濕粉末分子篩4A,移入玻璃制試樣瓶中,密封。測定水分的量為19.2%。稱量0.0469g(相對于1摩爾鈦相當于1.00摩爾水)吸濕粉末分子篩4A(水分含量為19.2%)放入20mL試樣瓶中,加入0.17g(0.50mmol)四正丁氧基鈦、3mL脫水二氯甲烷。蓋上蓋子密封,在室溫下攪拌18小時后,用孔徑為0.2μm的膜過濾器過濾。將濾液轉移至10mL量筒中,加入脫水二氯甲烷,稀釋至10mL,得到均一無色透明的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液。
(制備例12)除吸濕粉末分子篩4A(水分含量為19.2%)的添加量為0.0586g(相對于1摩爾鈦相當于1.25摩爾水)之外,進行與制備例11相同的操作,得到均一無色透明的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液。
(制備例13)除吸濕粉末分子篩4A(水分含量為19.2%)的添加量為0.0352g(相對于1摩爾鈦相當于0.75摩爾水)之外,進行與制備例11相同的操作,得到均一無色透明的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液。
(制備例14)除使用四乙氧基鈦代替四正丁氧基鈦之外,進行與制備例1相同的操作,得到均一無色透明的四乙氧基鈦的部分水解物的溶液。對該溶液進行ESI-MS測定,可觀測到m/z 1341。
(制備例15)鈦氧聯乙醇鹽溶液的配制稱量93mg參考例1得到的鈦氧聯乙醇鹽(以鈦計為0.5mmol)放入10mL量筒中,用脫水二氯甲烷稀釋。此時,添加115mg(2.5mmol)脫水乙醇。充分振蕩,得到均一無色透明的鈦氧聯乙醇鹽溶液。
(制備例16)稱量138mg(以鈦計為0.5mmol)市售的丁氧基鈦二聚物,放入10mL量筒中,用脫水二氯甲烷稀釋。此時,添加371mg(2.5mmol)脫水丁醇。充分振蕩后,得到均一無色透明的鈦氧聯正丁醇鹽的溶液。
實施例1鈦化合物(催化劑)的配制量取0.10mL制備例1得到的四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液(以鈦計為0.0050mmol)放入1mL量筒中。然后,加入0.50mL(0.0050mmol)(S)-2-(N-3,5-二叔丁基亞水楊基)氨基-3-甲基-1-丁醇(上述式(c-8))的二氯甲烷溶液(0.01mol/L),用脫水二氯甲烷溶液稀釋后,在室溫下攪拌30分鐘得到催化劑溶液。
不對稱氰基化反應量取0.2mL(以Ti計為0.001mmol,相對于基質相當于0.2摩爾%)該催化劑溶液,放入試管,并依次添加57mg(0.50mmol)庚醛與74mg(0.75mmol)三甲基氰硅烷。在室溫下攪拌30分鐘使其反應,進行GC分析,可知基質的轉化率為99%以上,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為88%ee,優先得到(S)體。
實施例2除使用制備例2得到的溶液作為四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液之外,與實施例1相同地進行反應。基質的轉化率為99%以上,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為87%ee((S)體)。
實施例3除使用制備例3得到的溶液作為四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液之外,與實施例1相同地進行反應。基質的轉化率為90%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為88%ee((S)體)。
實施例4除使用制備例4得到的溶液作為四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液之外,與實施例1相同地進行反應。基質的轉化率為99%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為88%ee((S)體)。
實施例5除使用制備例5得到的溶液作為四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液之外,與實施例1相同地進行反應。基質的轉化率為99%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為85%ee((S)體)。
實施例6除使用制備例6得到的溶液作為四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液、不對稱氰基化反應的反應時間為1小時之外,與實施例1相同地進行反應。基質的轉化率為99%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為88%ee((S)體)。
實施例7除使用0.20mL(以鈦計為0.010mmol,相對于配位體為2倍摩爾)制備例6得到的溶液作為四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液之外,與實施例1相同地配制鈦化合物(催化劑)。用脫水二氯甲烷稀釋該催化劑溶液,進行UV-VIS吸光度測定。紫外可見吸收光譜數據如圖2所示。比較各個相同濃度的原料的測定結果可知催化劑溶液在不存在原料吸收的波長區域(370nm~450nm)具有新的吸收帶。
使用稀釋前的催化劑溶液,與實施例1相同地進行不對稱氰基化反應,基質的轉化率為99%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為88%ee((S)體)。
實施例8除使用制備例7得到的溶液作為四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液、使用氘代氯仿代替二氯甲烷作為溶劑之外,與實施例1相同地進行反應。基質的轉化率為99%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為88%ee((S)體)。
實施例9除使用制備例8得到的溶液作為四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液、不對稱氰基化反應的反應時間為1小時之外,與實施例1相同地進行反應。基質的轉化率為99%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為88%ee((S)體)。
實施例10除使用制備例9得到的溶液作為四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液、不對稱氰基化反應的反應時間為1小時之外,與實施例1相同地進行反應。基質的轉化率為98%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為88%ee((S)體)。
實施例11除使用制備例10得到的溶液作為四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液、不對稱氰基化反應的反應時間為1小時之外,與實施例1相同地進行反應。基質的轉化率為86%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為85%ee((S)體)。
實施例12除使用制備例11得到的溶液作為四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液、不對稱氰基化反應的反應時間為1小時之外,與實施例1相同地進行反應。基質的轉化率為99%以上,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為87%ee((S)體)。
實施例13除使用制備例12得到的溶液作為四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液、不對稱氰基化反應的反應時間為1小時之外,與實施例1相同地進行反應。基質的轉化率為99%以上,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為88%ee((S)體)。
實施例14除使用制備例13得到的溶液作為四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液、不對稱氰基化反應的反應時間為1小時之外,與實施例1相同地進行反應。基質的轉化率為99%以上,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為84%ee((S)體)。
實施例15除使用制備例14得到四乙氧基鈦的部分水解物的溶液代替四正丁氧基鈦的部分水解物的溶液以外,與實施例1相同地進行反應。基質的轉化率為92%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為83%ee((S)體)。
實施例16除使用制備例15得到的鈦氧聯乙醇鹽溶液代替四丁氧基鈦的部分水解物的溶液之外,與實施例15相同地進行反應。基質的轉化率為99%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為84%ee((S)體)。
實施例17除光學活性配位體為(S)-2-(N-3-叔丁基亞水楊基)氨基-3-甲基-1-丁醇(上述式(c-2))、不對稱氰基化反應的反應時間為2小時之外,與實施例3相同地進行反應。基質的轉化率為99%以上,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為88%ee((S)體)。
實施例18量取0.020mL(以鈦計為0.001mmol,相對于基質相當于0.2摩爾%)制備例16得到的鈦氧聯正丁醇鹽的溶液,放入試管中,然后加入0.010ml(0.0011mmol,相對于基質相當于0.22摩爾%)(S)-2-(N-3,5-二-叔丁基亞水楊基)氨基-3-甲基-1-丁醇(上述式(c-8))的二氯甲烷溶液(0.11mol/L),添加0.20mL脫水二氯甲烷溶液后,在室溫下攪拌30分鐘,得到催化劑溶液。在該催化劑溶液中依次加入57mg(0.50mmol)庚醛與74mg(0.75mmol)三甲基氰硅烷。在室溫下攪拌1小時后,用2.0mL二氯甲烷稀釋反應溶液,用以二氯甲烷作為洗脫液的硅膠柱色譜法進行精制,得到無色油狀的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈。分離收率為92%,光學收率為87%ee,
1H NMR(CDCl3)δ0.21(s,9H,SiCH3),0.89(t,3H,CH2CH3,J=7.0Hz),1.28-1.37(c,6H,CH2),1.45(m,2H,CH2),1.78(m,2H,CH2),4.38(t,1H,CHCN,J=6.6Hz)、[α]28D-42.6°(c 0.968,CHCl3)、(S)體。
實施例19除使用(S)-2-(N-3,5-二叔丁基亞水楊基)氨基-3,3-二甲基-1-丁醇(上述式(c-9))作為光學活性配位體之外,與實施例18相同地進行反應。從不對稱氰基化反應的攪拌開始30分鐘后進行分析,基質的轉化率為66%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為80%ee((S)體)。
實施例20除使用(S)-2-(N-3,5-二叔丁基亞水楊基)氨基-3-甲基-1-戊醇(上述式(c-10))作為光學活性配位體之外,與實施例18相同地進行反應。從不對稱氰基化反應的攪拌開始30分鐘后進行分析,基質的轉化率為99%以上,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為85%ee((S)體)。
實施例21除使用(S)-2-(N-3,5-二叔丁基亞水楊基)氨基-4-甲基-1-戊醇(上述式(c-11))作為光學活性配位體之外,與實施例18相同地進行反應。從不對稱氰基化反應的攪拌開始30分鐘后進行分析,基質的轉化率為88%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為79%ee((S)體)。
實施例22除使用(S)-2-(N-1-(3,5-二叔丁基-2-羥基苯基)亞乙基)氨基-3-甲基-1-丁醇(上述式(c-19))作為光學活性配位體之外,與實施例15相同地進行反應。從不對稱氰基化反應的攪拌開始30分鐘后進行分析,基質的轉化率為90%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為87%ee((S)體)。
實施例23量取0.010mL(以鈦計為0.0005mmol,相對于基質相當于0.1摩爾%)制備例16得到的鈦氧聯正丁醇鹽的溶液,放入試管中,然后,加入0.005mL(0.00055mmol,相對于基質相當于0.11摩爾%)(S)-2-(N-3,5-二叔丁基亞水楊基)氨基-3-甲基-1-丁醇(上述式(c-8))的二氯甲烷溶液(0.11mol/L),添加0.20mL脫水二氯甲烷溶液后,在室溫下攪拌30分鐘,得到催化劑溶液。在該催化劑溶液中依次加入57mg(0.50mmol)庚醛與74mg(0.75mmol)三甲基氰硅烷。在室溫下攪拌1小時后,用2.0mL二氯甲烷稀釋反應液,用以二氯甲烷作為洗脫液的硅膠柱色譜法進行精制,得到無色油狀的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈。分離收率為92%,光學收率為87%ee((S)體)。
實施例24除使用苯甲醛作為醛、不對稱氰基化反應的反應時間為2小時之外,與實施例18相同地進行反應,得到無色油狀的2-三甲基甲硅烷氧基-2-苯基乙腈。分離收率為85%,光學收率為92%ee,1H NMR(CDCl3)δ0.23(s,9H,SiCH3),5.49(s,1H,CHCN),7.4-7.5(c,5H,Ar)、[α]28D-24.0°(c 0.877,CHCl3)、(S)體。
實施例25除使用鄰氟苯甲醛作為醛之外,與實施例1相同地進行反應。在室溫下攪拌3小時后,用2.0mL二氯甲烷稀釋反應溶液,用以二氯甲烷作為洗脫液的硅膠柱色譜法進行精制,得到淡黃色油狀的2-三甲基甲硅烷氧基-2-(2’-氟苯基)乙腈。分離收率為76%,光學收率為94%ee,1H NMR(CDCl3)δ0.24(s,9H,SiCH3),5.75(s,1H,CHCN),7.10(m,1H,Ar),7.22(dd,1H,Ar,J=7.6,1.2Hz),7.39(m,1H,Ar),7.64(dt,1H,Ar,J=7.6,1.8Hz),[α]29D-21.9°(c 0.849,CHCl3)、(S)體。
實施例26除使用苯乙醛作為醛、不對稱氰基化反應的反應時間為2小時之外,與實施例18相同地進行反應,得到淡黃色油狀的2-三甲基甲硅烷氧基-3-苯基丙腈。分離收率為74%,光學收率為91%ee,1H NMR(CDCl3)δ0.18(s,9H,SiCH3),3.06(d,1H,CH2Ph,J=7.3Hz),4.49(t,1H,CHCN,J=7.3Hz),7.2-7.3(c,5H,Ar)、[α]28D-23.4°(c 0.809,CHCl3)、(S)體。
實施例27除使用2-乙基丁醛作為醛之外,與實施例18相同地進行反應。得到無色油狀的2-三甲基甲硅烷氧基-3-乙基戊腈。分離收率為77%,光學收率為97%ee,1H NMR(CDCl3)δ0.21(s,9H,SiCH3),0.94(t,6H,CH2CH3,J=7.0Hz),1.35-1.7(c,5H,CH2CH3and CH),4.40(d,1H,CHCN,J=4.6Hz)、[α]28D-55.0°(c 0.763,CHCl3)、(S)體。
實施例28除使用表1所示的醛代替庚醛之外,與實施例1相同地操作,進行不對稱氰基化反應。反應經30分鐘~2小時結束,任一例中均定量地得到目標產物。分析所得產物的光學純度結果如表1所示。
實施例29除使用表1所示的醛代替庚醛之外,與實施例1相同地操作,進行不對稱氰基化反應。反應經30分鐘~2小時結束,任一例中均定量地得到目標產物。分析所得產物的光學純度結果如表1所示。
實施例30除使用表1所示的醛代替庚醛之外,與實施例1相同地操作,進行不對稱氰基化反應。反應經30分鐘~2小時結束,任一例中均定量地得到目標產物。分析所得產物的光學純度結果如表1所示。
實施例31除使用表1所示的醛代替庚醛之外,與實施例1相同地操作,進行不對稱氰基化反應。反應經30分鐘~2小時結束,任一例中均定量地得到目標產物。分析所得產物的光學純度結果如表1所示。
實施例32除使用表1所示的醛代替庚醛之外,與實施例1相同地進行不對稱氰基化反應。反應經30分鐘~2小時結束,任一例中均定量地得到目標產物。分析所得產物的光學純度結果如表1所示。
實施例33除使用表1所示的醛代替庚醛之外,與實施例1相同地進行不對稱氰基化反應。反應經30分鐘~2小時結束,任一例中均定量地得到目標產物。分析所得產物的光學純度結果如表1所示。
表1 實施例34除使用苯乙酮代替庚醛、反應時間為24小時之外,與實施例18相同地進行反應,得到無色油狀的2-三甲基甲硅烷氧基-2-苯基丙腈。分離收率為91%,光學收率為92%ee。
1H NMR(CDCl3)δ0.18(s,9H,SiCH3),1.86(s,1H,CH3),7.34-7.43(c,3H,Ar),7.51-7.56(c,2H,Ar)、[α]28D-22.8°(c 1.002,CHCl3)、(S)體。
實施例35除使用環己基甲基酮代替苯乙酮之外,與實施例34相同地進行反應,得到無色油狀的2-三甲基甲硅烷氧基-2-環己基丙腈。分離收率為80%,光學收率為91%ee。
1H NMR(CDCl3)δ0.23(s,9H,SiCH3),1.52(s,1H,CH3),1.00-1.31and 1.45-2.00(c,11H,CHand CH2)、[α]29D-15.3°(c 0.901,CHCl3)、(S)體。
實施例36除使用表2所示的酮代替庚醛之外,與實施例1相同地操作,進行不對稱氰基化反應。反應經2~24小時結束,任一例中均定量地得到目標產物。分析所得產物的光學純度結果如表2所示。
實施例37除使用表2所示的酮代替庚醛之外,與實施例1相同地進行不對稱氰基化反應。反應經2~24小時結束,任一例中均定量地得到目標產物。分析所得產物的光學純度結果如表2所示。
實施例38除使用表2所示的酮代替庚醛之外,與實施例1相同地進行不對稱氰基化反應。反應經2~24小時結束,任一例中均定量地得到目標產物。分析所得產物的光學純度結果如表2所示。
(比較例1不添加水)稱量284mg(1.0mmol)四異丙氧基鈦,放入10mL量筒中,用脫水二氯甲烷稀釋。充分振蕩后,得到均一無色透明的四異丙氧基鈦的溶液。量取1.0mL(以鈦計為0.1mmol,相對于基質相當于20摩爾%)得到的溶液,放入試管,然后,加入1.0mL(0.11mmol,相對于基質相當于22摩爾%)(S)-2-(N-3-叔丁基亞水楊基)氨基-3-甲基-1-丁醇(上述式(c-2))的脫水二氯甲烷溶液(0.11mol/L),在室溫下攪拌1小時,配制催化劑溶液。溫度下降至-30℃后,邊攪拌邊依次加入57mg(0.50mmol)庚醛與124mg(1.25mmol)三甲基氰硅烷,直接持續攪拌,在24小時后轉化率達到96%。生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為37%ee((R)體)。
(比較例2)除使用苯甲醛作為醛之外,與比較例1相同地進行反應。24小時后轉化率達到94%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基-2-苯基乙腈的光學收率為62%ee((R)體)。
(比較例3)反應溫度為室溫、光學活性配位體為(S)-2-(N-3,5-二叔丁基亞水楊基)氨基-3-甲基-1-丁醇(上述式(c-8)),除此之外,與比較例2相同地進行反應。從反應開始6小時后基質的轉化率達到99%以上。生成的2-三甲基甲硅烷氧基-2-苯基乙腈的光學收率為4%ee((R)體)。
(比較例4混合四烷氧基鈦與光學活性配位體后添加水)稱量170mg(0.50mmol)四正丁氧基鈦,放入10mL量筒中,用脫水二氯甲烷稀釋。充分振蕩后,得到均勻無色透明的四正丁氧基鈦的溶液。量取0.10mL所得的溶液(以鈦計為0.005mmol,相對于基質相當于1摩爾%)放入1mL的量筒,然后,加入0.5mL(0.005mmol,相對于基質相當于1摩爾%)(S)-2-(N-3,5-二叔丁基亞水楊基)氨基-3-甲基-1-丁醇(上述式(c-8))的脫水二氯甲烷溶液(0.01mol/L),用脫水二氯甲烷稀釋后,在室溫下攪拌30分鐘,配制催化劑溶液。在該催化劑溶液中加入0.062mL含水二氯甲烷(含水量為0.005mmol),在室溫下攪拌2小時后,量取0.50mL該溶液放入試管,并依次加入57mg(0.50mmol)庚醛與74mg(0.75mmol)三甲基氰硅烷。在室溫下攪拌30分鐘使其反應后,進行分析,基質的轉化率為64%,生成的2-三甲基甲硅烷氧基辛腈的光學收率為18%ee((S)體)。
產業上的可利用性本發明的鈦化合物及使用本發明的鈦化合物的不對稱氰基化反應可用于制備作為在醫藥農藥及功能性材料領域中有用的化合物的光學活性羥腈類。
權利要求
1.鈦化合物,由四烷氧基鈦化合物與水的反應混合物或通式(a)表示的鈦氧聯醇鹽化合物與通式(b)表示的光學活性配位體制得,[TixOy](OR1)4x-2y(a)式中,R1是烷基或芳基,所述基團可以具有取代基,x是2以上的整數,y是1以上的整數,且滿足0.1<y/x≤1.5; 式中,R2、R3及R4各自獨立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、芳香族雜環基、酰基、烷氧基羰基、或芳氧基羰基,所述基團可以具有取代基,R2、R3及R4中的2個以上可以相互連接形成環,環可以具有取代基,另外,A*是具有不對稱碳原子或軸不對稱的、由3個以上碳原子組成的含烴基團。
2.如權利要求1所述的鈦化合物,其中,所述通式(b)中的含烴基團A*為通式(A-1)、通式(A-2)或通式(A-3)中的任一通式表示的含烴基團, 式中,Ra、Rb、Rc及Rd是氫原子、烷基、芳基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、或氨基羰基,所述基團可以具有取代基,Ra、Rb、Rc及Rd中的2個以上可以相互連接形成環,環可以具有取代基,另外,Ra、Rb、Rc及Rd中至少一個是不同的基團,用*表示的碳原子中的兩個或至少一個為不對稱中心,式中,(N)及(OH)表示的部分是A*以外的部分,表示A*鍵合的上述通式(b)中的對應的氮原子及羥基; 式中,Re及Rf為氫原子、烷基或芳基,所述基團可以具有取代基,另外,Re及Rf為不同的取代基,*表示不對稱碳原子,式中,(N)及(OH)表示的部分表示與通式(A-1)的情況相同的含義; 式中,Rg、Rh、Ri及Rj各自獨立地表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或烷氧基,所述基團可以具有取代基,另外,同一苯環上的Ri與Rj可以相互連接或縮合形成環,*’表示軸不對稱,式中,(N)及(OH)表示的部分表示與通式(A-1)的情況相同的含義。
3.如權利要求1所述的鈦化合物,其中,所述通式(b)表示的光學活性配位體為下述通式(c)表示的光學活性配位體, 式中,Ra、Rb、Rc及Rd表示與所述通式(A-1)相同的含義,R5為氫原子或烷基,可以具有取代基,R6、R7、R8及R9各自獨立地表示氫原子、鹵原子、烷基、鏈烯基、芳基、芳香族雜環基、非芳香族雜環基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、羥基、烷氧基、芳氧基、氨基、氰基、硝基、甲硅烷基或甲硅烷氧基,所述基團可以具有取代基,也可以分別相互連接形成環。
4.一種光學活性羥腈類的制備方法,其特征在于,所述制備方法是在由四烷氧基鈦化合物與水的反應混合物或通式(a)表示的鈦氧聯醇鹽化合物與通式(b)表示的光學活性配位體制得的鈦化合物的存在下,使醛或非對稱酮與氰基化劑反應,[TixOy](OR1)4x-2y(a)式中,R1是烷基或芳基,所述基團可以具有取代基,x是2以上的整數,y是1以上的整數,且滿足0.1<y/x≤1.5; 式中,R2、R3及R4各自獨立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、芳香族雜環基、酰基、烷氧基羰基、或芳氧基羰基,所述基團可以具有取代基,R2、R3及R4中的2個以上可以相互連接形成環,環可以具有取代基,另外,A*是具有不對稱碳原子或軸不對稱的、由3個以上碳原子組成的含烴基團。
5.如權利要求4所述的制備方法,其中,所述通式(b)中的含烴基團A*為通式(A-1)、通式(A-2)或通式(A-3)中的任一通式表示的含烴基團, 式中,Ra、Rb、Rc及Rd是氫原子、烷基、芳基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、或氨基羰基,所述基團可以具有取代基,Ra、Rb、Rc及Rd中的2個以上可以彼此連接成環,環可以具有取代基,另外,Ra、Rb、Rc及Rd中至少一個是不同的基團,用*表示的碳原子中的兩個或至少一個為不對稱中心,式中,(N)及(OH)表示的部分是A*以外的部分,表示A*鍵合的上述通式(b)中的對應的氮原子及羥基; 式中,Re及Rf為氫原子、烷基或芳基,所述基團可以具有取代基,另外,Re及Rf為不同的取代基,*表示不對稱碳原子,式中,(N)及(OH)表示的部分表示與通式(A-1)的情況相同的含義; 式中,Rg、Rh、Ri及Rj各自獨立地表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或烷氧基,所述基團可以具有取代基,另外,同一苯環上的Ri與Rj可以相互連接或縮合形成環,*’表示軸不對稱,式中,(N)及(OH)表示的部分表示與通式(A-1)的情況相同的含義。
6.如權利要求4所述的制備方法,其中,上述通式(b)表示的光學活性配位體為下述通式(c)表示的光學活性配位體, 式中,Ra、Rb、Rc及Rd表示與所述通式(A-1)相同的含義,R5為氫原子或烷基,可以具有取代基,R6、R7、R8及R9各自獨立地為氫原子、鹵原子、烷基、鏈烯基、芳基、芳香族雜環基、非芳香族雜環基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、羥基、烷氧基、芳氧基、氨基、氰基、硝基、甲硅烷基或甲硅烷氧基,所述基團可以具有取代基,也可以分別相互連接形成環。
7.如權利要求4~6中任一項所述的制備方法,其特征在于,所述醛或非對稱酮用通式(d)表示, 式中,R10與R11是不同的基團,分別為氫原子、烷基、鏈烯基、炔基、芳基、芳香族雜環基或非芳香族雜環基,所述基團可以具有取代基,另外,R10與R11可以相互鍵合形成環。
8.如權利要求1~3中任一項所述的鈦化合物,其中,所述四烷氧基鈦化合物用通式(a’)表示,Ti(OR1)4(a’)式中,R1是烷基或芳基,所述基團可以具有取代基。
9.如權利要求4~6中任一項所述的制備方法,其中,所述四烷氧基鈦化合物用通式(a’)表示,Ti(OR1)4(a’)式中,R1是烷基或芳基,所述基團可以具有取代基。
全文摘要
本發明涉及由四烷氧基鈦化合物與水的反應混合物或鈦氧聯醇鹽化合物與下述通式(1)表示的光學活性配位體制得的鈦化合物,以及一種特征為在該鈦化合物的存在下使羰基化合物與氰基化劑反應的光學活性羥腈類的制備方法,式中,R
文檔編號B01J31/12GK101039898SQ200580035180
公開日2007年9月19日 申請日期2005年10月6日 優先權日2004年10月15日
發明者吉永一彥, 永田卓司, 宮添智 申請人:三井化學株式會社