專利名稱:磷化合物的制作方法
本發(fā)明涉及到如下通式Ⅰ的新穎手性銠-二膦絡合物
其中可以任意固定到載體上的X代表化學式Z-Coo-的殘基，殘基中的Z表示下面的基團或芳香基，
其中R1、R2、R3＝氫、鹵素、低級烷基、芳香基-低級烷基、全氟-C1-20-烷基、芳香基或基團-OR7、-(CH2)n-COA或AOC-(CF2)n，但R1、R2和R3其中必須至少有一個代表-OR7或芳香基，R4、R5、R6＝氫、鹵素、低級烷基、芳香基-低級烷基、全氟-C1-20-烷基、芳香基或基團-(CH2)n-COA或AOC-(CF2)n，R7＝氫、低級烷基、部分地或全部被鹵化的低級烷基，芳香基或芳香基-低級烷基，A＝殘基-OR或-NR′2，R＝氫、低級烷基、芳香基、芳香基-低級烷基或一種陽離子，R′＝氫、低級烷基、芳香基或芳香基-低級烷基和n＝0～20和其中Y代表一種手性二膦配位體和L代表中性的配位體，除化學式1的那些絡合物之外，其中可以任意固定到載體上的X代表化學式Z-Coo-的殘基，殘基中Z表示基團
、全氟苯基、全氟二苯基或為下面化學式的一種殘基
以及R1、R2和R3代表鹵素、低級烷基、全氟苯基、全氟-C1-20-烷基，氫或基團-COA或AOC-(CF2)n-其中A表示殘基-OR或-NR′2，但取代基R1、R2和R3其中必須至少有一個表示氟，R表示氫、低級烷基或一種陽離子，R′表示氫或低級烷基和n表示1-20的數(shù)。
本發(fā)明也涉及化學式1的銠-二膦絡合物的制造及其在不對稱氫化作用方面的應用。
從文獻資料中已經(jīng)知道手性銠-二膦絡合物及它們在不對稱的氫化作用方面的應用。這些絡合物通常是陽離子的，或當它們?yōu)橹行詴r，含有作為配位體X的氯、溴或碘。這些絡合物使用不對稱氫化作用時所達到的光學收率處于最有利的情況，就酮潘妥內酯的氫化作用來說，大約為80-84%。
現(xiàn)在意外地發(fā)現(xiàn)，與早先已知的絡合物比較，本發(fā)明化學式(1)的銠-二膦絡合物是相當有效的和相當有對映選擇的，尤其是，這意味著，當采用這些絡合物時可以考慮作為少量催化劑來使用，反應的時間可能是較短的，以及光學收率可以達到95%以上。
術語“低級烷基”在本發(fā)明的范圍內表示直鏈的或具有1-9個碳原子的分枝烷基團，例如甲基、乙基、丙基、異丙基、正-丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基等等。術語“鹵素”表示氟、氯、溴和碘，以及氟為最佳。術語“全氟-C1-20-烷基”在本發(fā)明范圍內表示不但是直鏈的，而且是支鏈的，還可能有光學活性，因此不是所有的氫原子需要被氟原子置換。于是，當不是所有的氫原子被氟原子置換時，尤其，在末端的氫原子是經(jīng)常存在的。就X固定到載體上這一點來說，這是通過基團-COA來實現(xiàn)的。
關于化學式(1)的化合物所使用的術語“芳香基”在本發(fā)明的范圍內，不但表示芳香烴，而且表示具有4-14個碳原子的芳香雜環(huán)。尤其可以把氧和氮考慮為雜原子。而且這些環(huán)既可以是未取代的，又可以是取代的，在那種情況下最好把囟素、羥基、低級烷基、全氟-低級烷基、低級烷氧基和甲?？紤]為取代基。并且芳香基的存在，可以絡合成某種過渡金屬，例如鉻、鐵或也可為鎳的絡合物。
關于化學式Ⅱ的化合物在下文所用的術語“芳香基”在本發(fā)明范圍內表示苯基，該苯基可以任意地存在于下面一些化合物中對-和/或間-位低級烷基或低級烷氧基、最好是甲基或甲氧基，或二-低級烷氨基，最好是二甲基氨基，以及羧基、氨基甲酰基、氰基或低級烷氧基羰基。而且，在相同磷原子上的二個芳香基通過鄰-位置或也可通過亞甲基、乙稀或丙烯基團相互直接連接。術語“芳氧基”表示一種基團，其中芳香基殘基具有上述的含意。
術語“低級烷氧基”表示基團，其中烷基殘基具有上述的含意。并且，符號“
”表示該相應的殘基位于該分子平面之上，而符號“≡”表示相應殘基位于該分子平面之下。符號n代表0-20的數(shù)字，較好為1-12，最好為1-8。
術語“中性配位體”在本發(fā)明的范圍內的表示很容易轉換的配位體，例如鏈烯，比如乙烯、丙稀、環(huán)辛烯、1.5-己二烯、降冰片二烯、1.5-環(huán)辛二烯等等，一種腈比如乙腈和芐腈或也就是所采用的溶劑等等。在氫化作用的情況下，該配位體是可以轉換的。在這種配位體有一個以上的情況下，這些配位體也可以是相互不同的。
在不對稱氫化作用方面所已知的和也可以任意地固定到載體上的任何二膦配位體基本上可被用作手性二膦配位體。這種配位體是大家都知道的而且為本技術領域：
的人所容易理解的。例如，在本發(fā)明范圍內所考慮的配位體出自下面的文獻馬科.L.等著，“均相催化的特性”1981年4 P145-202，1978年4月6日的日本專利申請?zhí)?7411(德溫特8180C);西德公開說明書No2161200;歐洲專利公布號104375。特別合適的和最佳的配位體是手性膦，其一般化學式如下
其中R8代表芳香基，R9代表基團-CO-R10，-SO2-R10，-PO(R10)2或-PS(R10)2，其中R10表示芳香基、低級烷基、二-芳氨基、二-低級烷基氨基、芳氧基或低級烷氧基。
化學式1的最佳銠二膦的絡合物是那些其中Z代表基團
的絡合物并且R1、R2和R3取代基中的一個表示殘基-OR7，其他二個表示氟、氫、全氟-C1-20-烷基或者芳香基，以及那些其中R1、R2和R3取代基中的一個代表芳香基，其他二個代表氟、氫或全氟-C1-20-烷基，但它們其中必須至少有一個表示氟。在配位體X為手性的情況下，該配位體存在于外消旋形式之中，或最好是存在于光學活性形式之中。
化學式Ⅱ的最佳二膦配位體是那些其中R8代表苯基、對-甲苯基、間-甲苯基、或3.5-二甲苯基，以及R9殘基中的R10表示苯基，對-甲苯基、間-甲苯基、對-低級烷氧基羰基苯基或叔-丁氧基。并且特別最佳的膦類是那些其中R9殘基代表-PO(R10)2基團。下面可以舉出一些最佳二膦配位體的實例(2S，4S)-4-(二-間-甲苯基膦基)-2-〔(二-間-甲苯基膦基)甲基〕-1-(二苯基膦?；?-吡咯烷(mcH3-POPPM);
(2S，4S)-4-(二苯基膦基)-2-〔(二苯膦基)-甲基〕-1-(二苯基膦酰基)-吡咯烷;(POPPM);
(2S，4S)-4-(二-對-甲苯基膦基)-2-〔(二-對-甲苯基膦基)甲基〕-1-(二苯基膦酰基)吡咯烷;(PCH3-POPPM);
(2S，4S)-4-(二苯基膦基)-2-〔(二苯基膦基)-甲基〕-1-(二-對-甲氧甲酰苯基膦)-吡咯烷;
(2S，4S)-4-(二苯基膦基)-2-〔(二苯基膦基)-甲基〕-1-(叔丁氧基羰基)-吡咯烷(BPPM);
(2S，4S)-4-(二-間-甲苯基膦基)-2-〔(二-間-甲苯基膦基)甲基〕-1-(叔丁氧基羰基)-吡咯烷(mcH3-BPPM)。
化學式Ⅰ的特別最佳的銬二膦絡合物是那些其中R1、R2和R3取代基中的一個表示殘基-OR7，其他二個表示氟或一個表示三氟甲基和另一個表示苯基，以及那些其中R1、R2、和R3取代基中的一個代表苯基，其他二個代表氟或一個表示氫和另一個表示氟，該二膦配位體是mcH-POPPM。如下化學式的絡合物是最最佳的
可以用一個本質上為已知的方法來制造本發(fā)明化學式Ⅰ的銠-二膦絡合物。例如可以按下面一些反應來制造這些絡合物a)化學式(Ⅲ)的銠絡合物與手性二膦配位體反應，
其中X和L具有與前面相同的含意，m表示1-4的數(shù);
b)化學式(Ⅳ)的銠絡合物與手性二膦配位體及含陰離子X的鹽反應，
其中L和m具有與前面相同的含意，A-代表陰離子，特別BF-，ClO-4，PF-6或B(C6H5)-4;
c)化學式(Ⅴ)的銠-二膦絡合物與含陰離子X的鹽反應，
其中L，Y和A-有與前面相同的含意，P代表1-3的數(shù);
d)化學式(Ⅵ)的手性銠-二膦絡合物與化學式(Ⅶ)的銀鹽或鉈鹽反應，
其中X表示囟，L和Y具有與前面相同的含意，其中X具有與前面相同的含意。
化學式Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ的銠絡合物的反應可以用某種已知的方法按a-d不同的反應來進行。這在某種惰性的有機溶劑中進行很方便。下面可列舉這些溶劑的實例芳香烴例如苯、甲苯等，酯類例如乙酸乙酯等，環(huán)醚類例如四氫呋喃或二噁烷、低級醇類例如甲醇、乙醇諸如此類或也可以為其混合物。該反應可以大約在℃-100℃的溫度范圍內進行，最佳的溫度大約在15°-60℃范圍內，但是氧被嚴格地排除在外。
術語“含陰離子X鹽”在本發(fā)明范圍內特別表示銨鹽、堿金屬鹽，、堿土金屬鹽以及其他合適的金屬鹽類。這些鹽類均屬于已知的物質。如果需要增加這種鹽類在某些溶劑中的溶解度，那么可以添加一種合適的冠醚。
化學式Ⅰ的銠-二膦絡合物都是催化劑或其前體。因為不能肯定地給出它們準確的化學結構，所以銠-二膦絡合物的特征也在于按上述a)到d)的反應進行化學式Ⅲ-Ⅵ的銠絡合物反應，它們是可以獲得的。
用作原材料的化學式Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ的銠絡合物均屬于已知物質或類似的已知物質，這種類似的已知物質可容易地由類似于已知的物質來制備。
正如已經(jīng)所提到的，本發(fā)明化學式Ⅰ的銠-二膦絡合物可以用作不對稱氫化作用中的催化劑。它們在α、β-不飽和和酸和酯類、α-酮-羧酸和酯類以及α-酮-內酯類的不對稱氫化作用方面是特別重要的。尤其關于二氫-4，4-二甲基-2，3呋喃二酮(酮潘妥內酯)(Ketopantolactone)對相應的R-(α-羥基-β，β-二甲基-γ-丁內酯)〔R-(-)-潘妥內酯(Pantolactone)〕的不對稱氫化作用它們顯得很重要。
因此，為了進行上述不對稱的氫化作用，可把化學式Ⅰ的絡合物加到一種被氫化的不對稱化合物的溶液中去。換句話說，在有被氫化的不對稱化合物的情況下，也能就地產(chǎn)生不對稱的氫化作用。
不對稱氫化作用可以在合適的有機溶劑中進行，那些有機溶劑在其反應條件下是惰性的。照這樣，下面的一些有機溶劑有可能被指定為溶劑尤其是低級烷醇例如甲醇或乙醇，芳香烴例如苯或甲苯，環(huán)醚例如四氫呋喃或二噁烷，酯類例如乙酸乙酯或者其混合物，諸如此類。銠和配位體上的克分子比約適合在0.05-5之間，但最好約在0.5-2銠和殘基X的克分子比約適合在0.01-20之間，但最佳約在0.5-10之間?；瘜W式Ⅰ的銠絡合物和被氫化的化合物重量百分數(shù)的比約適合在0.00001-5之間，但最好約在0.0001-0.01之間。
采用化學式Ⅰ的絡合物適宜于大約在0℃-100℃溫度情況下進行不對稱的氫化作用。但最好溫度約在20℃-70℃。在壓力下，便于完成這些氫化作用，特別約在1-100巴的壓力下，但最佳壓力為2-50巴。
下面一些實例用來說明本發(fā)明，但決非受其限制。
在這些實例中，一些縮略語含有如下的含意COD＝1，5-環(huán)辛二稀
BPPM;mCH-POPPM為第6和7頁上所提到的-二膦類在25米毛細管柱上，用手性物相(Chiral Phase)(sP-300)通過(R)-和(S)-潘妥內酯的氣相色譜法的測定來測量對映體組合物(對映體過量允許誤差)。在幾種情況下，在溫度20℃和濃度3%的去離子水中，以589毫微米(D-線)來測定(R)-(-)-潘妥內酯的旋光度。最純的(R)-(-)-潘妥內酯的光純度值為〔α〕＝-51.6°(C＝3，H2O)。
實施例1將100毫升玻璃燒瓶置于一個手套箱中(含氧量＜1ppm)懸浮在手套箱中的該玻璃燒瓶內有含水的40%四丁銨氫氧化物溶液254.2毫克(0.389毫摩爾)、全氟苯氧基乙酸108.2毫克(0.389毫摩爾)、雙-(1，5-環(huán)辛二烯)-銠(1)四氟硼酸鹽157.8毫克(0.389毫摩爾)和(2S，4S)-4-(二-間-甲苯基膦基)-2-〔(二-間-甲苯基膦基)甲基〕-1-二苯基膦酰基-吡咯烷(mCH3-POPPM)281.7毫克(0.389毫摩爾)。它們懸浮于50毫升甲苯中。隨后將此混懸浮液22-25℃攪拌16個小時，從而形成一種幾乎透明的橙紅色的催化劑溶液。
實施例2把40克(0.31摩爾)酮潘妥內酯、160毫升甲苯和根據(jù)實施例1制備的50毫升催化劑溶于注入手套箱內的500毫升的高壓釜中(含氧量＜1ppm)。在40℃和40巴恒壓氫的條件下進行氫化，并且在氫化的同時加以強烈地攪拌。1小時后該轉化99.8%。經(jīng)過4小時的總氫化時間后，黃色氫化溶液從高壓釜中傾瀉出來，隨后高壓釜用甲苯漂洗三次，每次用50毫升甲苯。在60℃、17毫巴的條件下，該化合物的甲苯溶液在旋轉式汽化器上進行蒸發(fā)。在130-150℃(蒸浴溫度)和12毫巴情況下，蒸餾42克殘余物。最后得到具有92.8%(允許誤差)的光純度的40.3克(99.3%(R)-α-羥基-β，β-二甲基-γ-丁內酯〔(R)-(-)-潘妥內酯〕。
實施例3-29用類似于實施例1的方法制備催化劑溶液，爾后按類似于實施例2的方法進行酮潘妥內酯的氫化作用。這些結果匯編在下面的表中。
實施例30置于手套箱中的鋼質高壓釜內(含氧量＜1ppm)注入的物質有異丙基α-氧代-γ-(1.3-二氧-2-異氮雜茚基)-丁酸酯30克(0.104摩爾)、甲苯110毫升和催化劑溶液，這種催化劑溶液是由如下物質按類似于實施例1的方法制備而成的含40%四丁銨氫氧化物溶液165克(0.292毫摩爾)、(S)-α-甲氧基-α-三氟甲基苯乙酸68.3毫克(0.292毫摩爾)、雙-(1，5-環(huán)辛二烯)-銠(1)四氟硼酸酯118.4毫克(0.292毫摩爾)和(2S，4S)-1-叔丁氧基羰基-4-二苯基膦基-2-二苯基膦基甲基-吡咯烷164.7毫克(0.292毫摩爾)。在40℃和10巴恒壓氫的條件下進行氫化，并且在氫化的同時強烈地攪拌24小時。蒸發(fā)氫化溶液，用硅膠對該殘余物進行色譜分析，并且蒸發(fā)含有成品的餾分。最終獲得29.5克(97.4%)異丙基(R)-α-羥基-γ-(1，3-二氧-2-異氮茚基)-丁酸酯，為淡黃色的晶體。熔點為78-82℃，對映體純度為78.5%(如同莰烷酸酯，在21米毛細管柱Se54〕上按氣相色譜法測定)?！拨痢?0D＝-4.4°(C＝1，CH3OH);光純度79.0%。
權利要求
1.一種手性銠-二膦絡合物有一般化學式其中可以任意固定到載體上的X代表化學式Z-C00的殘基，殘基中Z表示下面的基團或芳香基
其中R1、R2、R3=氫、鹵素、低級烷基、芳香基-低級烷基、全氟-C1-20-烷基，芳香基或基團-OR7、-(CH2)n-COA或AOC-(CF2)n，但R1、R2和R3其中必須至少有一個代表-OR7或芳香基，R4、R5、R6二氫、鹵素、低級烷基、芳香基-低級烷基、全氟-C1-20-烷基、芳香基或基團-(CH2)n-COA或AOC(CF2)n，R7=氫、低級烷基、部分或全部地囟代的低烷基、芳香基或芳香基-低級烷基，A=殘基-OR或-NR12，R=氫、低級烷基、芳香基、芳香基-低級烷基或一種陽離子，R′=氫、低級烷基、芳香基或芳香基-低級烷基和n=0-20，和其中Y=代表一種手性二膦配位體和L代表中性的配位體，除化學式Ⅰ的那些絡合物之外，其中可以任意固定到載體上的X代表化學式Z-COQ-的殘基，殘基中的Z表示下面的基團
、全氟苯基、全氟二苯基或為下面化學式的一種殘基
以及R1、R2和R3代表鹵素、低級烷基、全氟苯基、全氟-C1-20-烷基、氫或基團-COA或AOC-(CF2)n-其中A表示殘基-OR或-NR12，但取代基R1、R2和R3其中必須至少有一個表示氟，R表示氫、低級烷基或一種陽離子，R1表示氫或低級烷基和n表示1-20。
2.根據(jù)權利要求
1所述的手性絡合物，其中Z代表下面的基團
和R1、R2和R3與權利要求
1所述相同。
3.根據(jù)權利要求
1或2所述的手性絡合物，其中取代基R1、R2和R3中的一個表示殘基-OR7和其他兩個表示氟、氫、全氟-C1-20-烷基或芳香基以及R7與權利要求
1所述相同。
4.根據(jù)權利要求
1或2所述的手性絡合物，其中取代基R1、R2和R3中的一個表示苯基和其他兩個代表氟、氫或全氟-C1-20-烷基，但它們至少有一個表示氟。
5.根據(jù)權利要求
1-4的任何一項所述的手性絡合物，其中化學式1中的Y代表一種手性配位體，其一般化學式如下
其中R8代表芳香基和R9代表基團-CO-R10，-SO2-R10、-PO(R10)2或者-PS(R10)2，其中R10表示芳香基、低級烷基、二-芳氨基、二-低級烷基氨基、芳氧基或低級烷氧基。
6.根據(jù)權利要求
5所述的手性絡合物，其中R9代表基團-PO(R10)2。
7.根據(jù)權利要求
5或6所述的手性絡合物，其中R8表示苯基、對-甲苯基、間-甲苯基或3.5-二甲苯基，以及R10表示苯基、對-甲苯基、間-甲苯基、對-低級烷氧羰基苯基或叔丁氧基。
8.一種制造下面一般化學式的手性銠-二膦絡合物的方法，其中可以任意固定在載體上的X代表化學式Z-COO的殘基，殘基中Z代表下面的基團
或芳香基，其中R1、R2、R3＝氫、鹵、低級烷基、芳香基-低級烷基、全氟-C1-20-烷基、芳香基或基團-OR7、-(CH2)n-COA或AOC-(CF2)n，但R1、R2和R3其中必須至少有一個代表-OR7或芳香基，R4、R5、R6＝氫、鹵素、低級烷基、芳香基-低級烷基、全氟-C1-20-烷基、芳香基或基團-(CH2)n-COA或AOC-(CF2)n，R＝氫、低級烷基、部分或全部地囟化的低級烷基、芳香基或芳香基-低級烷基，A＝殘基-OR或-NR′2，R＝氫、低級烷基、芳香基、芳香基-低級烷基或一種陽離子，R′＝氫、低級烷基、芳香基或芳香基-低級烷基和n＝0-20的數(shù)，和其中Y代表一種手性二膦配位體和L代表中性的配位體，除化學式Ⅰ的那些絡合物之外，其中可以任意固定到載體上的X代表化學式Z-COO--的殘基，殘基中Z表示下面的基團
全氟苯基、全氟二苯基或為下面化學式的一種殘基
以及R1、R2和R3代表鹵、低級烷基、全氟苯基、全氟-C1-20-烷基、氫或基團-COA或AOC-(CF2)n-其中A表示殘基-OR或-NR′2，但取代基R1、R2和R3其中必須至少有一個表示氟，R表示氫、低級烷基或一種陽離子，R1表示氫或低級烷基和n表示1-20，其中方法包括的銠絡合物與手性二膦配位體反應，其中X和L具有與前面相同的含意，m表示1-4的數(shù);的絡合物與手性二膦配位體及陰離子X的鹽反應，其中L和m具有與前面相同的含意，A-代表陰離子，特別是BF-4Clo-4、PF-6或B(C6H5)-4;的銠-二膦絡合物與含陰離子X的鹽反應，其中L、Y和A-具有與前面相同的含意，P代表1-3的數(shù);的手性銠-二膦絡合物與的銀鹽或鉈鹽反應，其中X1表示鹵素，L和Y具有與前面相同的含意，其中X具有與前面相同的含意。
9.根據(jù)權利要求
8所述的方法可以得到權利要求
1-7的一般化學式的手性銠-二膦絡合物。
10.根據(jù)權利要求
1-7所述的化學式Ⅰ的手性銠-二膦絡合物可以用作不對稱氫化作用中的催化劑。
專利摘要
本發(fā)明描述了如下一般化學式的新穎手性銠-二膦絡合物
文檔編號C07C55/10GK86106525SQ86106525
公開日1987年4月22日 申請日期1986年10月16日
發(fā)明者埃米爾·阿爾賓·布羅格爾, 伊沃·克拉默里 申請人:霍夫曼-拉羅奇有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan