新颖的膦硼烷化合物及其制造方法以及氢膦硼烷化合物的制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910254275.7

申请日:

2009.12.14

公开号:

CN101747377A

公开日:

2010.06.23

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C07F 9/6568申请日:20091214|||公开

IPC分类号:

C07F9/6568; C07F9/50

主分类号:

C07F9/6568

申请人:

日本化学工业株式会社

发明人:

间山大辅

地址:

日本东京江东区龟戸9丁目11番1号

优先权:

2008.12.15 JP 2008-317786

专利代理机构:

北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205

代理人:

臧建明

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内容摘要

本发明提供一种光学活性膦硼烷化合物及其制造方法,该光学活性膦硼烷化合物在制造光学活性膦配体方面有用,且可以容易地制造任意的对映体。本发明的膦硼烷化合物是以下述通式(P-1)表示。所述膦硼烷化合物的制造方法是使以下述通式(P-2)表示的氢-膦硼烷化合物与以下述通式(3)表示的光学活性异氰酸酯化合物进行偶合反应。下述式中,R1以及R2分别表示氢原子、烃基或者经取代的烃基,能够以通过这些基团的存在而使磷原子成为不对称原子的方式来选择,或者也能够以不使磷原子成为不对称原子的方式来选择,R3表示不对称烃基或者经取代的不对称烃基。

权利要求书

1.  一种膦硼烷化合物,其特征在于:
所述膦硼烷化合物是以通式(P-1)表示,

式中,R1以及R2分别独立地表示氢原子、烃基或者经取代的烃基,R3表示不对称烃基或者经取代的不对称烃基。

2.
  根据权利要求1所述的膦硼烷化合物,其特征在于:
所述膦硼烷化合物是以通式(1)表示,

式中,R1以及R2是通过这些基团的存在而使磷原子成为不对称原子或者使磷原子成为不对称面的一点的一对基团,分别表示氢原子、烃基或者经取代的烃基,R3表示不对称烃基或者经取代的不对称烃基,*表示不对称。

3.
  根据权利要求1或者2所述的膦硼烷化合物,其特征在于:
所述R3为(S)-1-苯基乙基或者(R)-1-苯基乙基。

4.
  根据权利要求2所述的膦硼烷化合物,其特征在于:
其是用于制造以通式(4)表示的光学活性的氢-膦硼烷化合物,

式中,R1、R2、*与所述通式(1)相同。

5.
  一种膦硼烷化合物的制造方法,其是根据权利要求1所述的膦硼烷化合物的制造方法,其特征在于:
使以通式(P-2)表示的氢-膦硼烷化合物与以通式(3)表示的光学活性异氰酸酯化合物进行偶合反应,

式中,R1以及R2与所述通式(P-1)相同,

式中,R3与所述通式(P-1)相同。

6.
  一种膦硼烷化合物的制造方法,其是根据权利要求2所述的膦硼烷化合物的制造方法,其特征在于:
使以通式(2)表示的氢-膦硼烷化合物与以通式(3)表示的光学活性异氰酸酯化合物进行偶合反应之后,通过光学拆分进行精制,

式中,R1以及R2与所述通式(1)相同,

式中,R3与所述通式(1)相同。

7.
  一种以通式(4)表示的光学活性的氢-膦硼烷化合物的制造方法,其特征在于:
使权利要求2所述的膦硼烷化合物进行分解反应,

式中,R1、R2、*与所述通式(1)相同。

说明书

新颖的膦硼烷化合物及其制造方法以及氢-膦硼烷化合物的制造方法
技术领域
本发明涉及一种新颖的膦硼烷化合物(phosphine borane complex)及其制造方法。本发明的新颖的膦硼烷化合物作为光学活性膦配体前驱物的原料较为有用,该光学活性膦配体前驱物多用作不对称合成反应的催化剂的原料。另外,本发明涉及一种作为光学活性膦配体前驱物较为有用的氢-膦硼烷化合物的制造方法。
背景技术
将具有光学活性的膦配体的金属配合物作为催化剂的有机合成反应自古以来便为人所知,由于其极为有用,因此已报告了大量研究成果。例如,如非专利文献1、非专利文献2所记载,为了提高催化剂性能而大量开发出了各种结构的光学活性膦化合物。
近年来有报告指出,已开发出了磷原子本身为不对称原子的配体,且可获得优异的效果(例如参照专利文献1)。此种情况下,光学活性膦配体的前驱物由于其较高的氧化性以及不稳定性,因此大多是以利用硼烷(borane)将容易被氧化的部位加以保护的膦硼烷的形态而提供。该前驱物的原料已开发出多种,其中,具有P-H键的氢-膦硼烷因P阴离子发挥作为亲核基团(nucleophilic group)的作用而容易形成P-C键,因此是作为该前驱物的原料的有用化合物群之一。
关于氢-膦硼烷化合物的制造方法,第一方法可以列举:使烷基(或者芳基)二甲基膦硼烷在(-)-鹰爪豆碱((-)-sparteine)的存在下,在超低温(-78℃)下与丁基锂反应而获得不对称的锂亚甲基烷基(或者芳基)甲基膦硼烷之后,利用氧将其氧化而获得光学活性的烷基(或者芳基)甲基(羟基甲基)膦硼烷,接着使用过硫酸钾在氯化钌(III)的存在下对所述烷基(或者芳基)甲基(羟基甲基)膦硼烷进行氧化脱去,而制造光学活性的氢-膦硼烷的方法(例如参照专利文献2)。另外,第二方法可以列举:使外消旋的氢-膦硼烷与不对称醇的氯仿偶合,形成非对映异构体(diastereomer),通过晶析对其进行光学拆分(optical resolution),然后进行分解,由此制造光学活性的氢-膦硼烷的方法(例如参照非专利文献3)。
但是,第一方法即利用(-)-鹰爪豆碱的方法是使用天然物(-)-鹰爪豆碱,无法获得相反类型的立体异构体。另外,近年来历经大量研究通过化学合成而获得了表现出与相反类型的鹰爪豆碱相同性质的化合物,但是目前该化合物不易获得,尚未研究出可在工业上获得相反类型的立体异构体的方法(例如参照非专利文献4)。进而,第一方法需要在-78℃的低温下进行反应,因此反应设备需要巨大的投资。另一方面,第二方法即利用不对称醇的氯仿的方法也是多以天然物醇的不对称体为基础,多数情况下难以获得相反类型的立体异构体。
因此,业界期望开发出一种在制造光学活性膦硼烷化合物时普遍性较高、无需使用超低温冷却装置等特殊装置、且可以制造任意对映体的方法。
[专利文献1]日本专利第2972887号公报
[专利文献2]日本专利特开2007-56007号公报
[非专利文献1]野依良治着,“Asymmetric Synthesis in OrganicSynthesis”(有机合成中的不对称合成),John Wiley&Sons,Inc.,1994年,加拿大(关于光学活性膦配体的综述)
[非专利文献2]尾岛严编,″Catalytic Asymmetric Synthesis”(不对称催化合成),Wiley-VCH,Inc.,2000年,加拿大(关于光学活性膦配体的综述)
[非专利文献3]Bull.Chem.Soc.Jpn.,75(6),(2002),1359-1365
[非专利文献4]J.A.C.S.,128(2006),9336-9337。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种光学活性膦硼烷化合物及其制造方法,所述光学活性膦硼烷化合物在制造多被用作不对称合成反应的催化剂的原料的光学活性膦配体方面有用,且可以容易地制造任意对映体。
本发明者进行了努力研究,结果发现:通过使外消旋的氢-膦硼烷化合物与光学活性异氰酸酯化合物进行偶合反应(coupling reaction),而成功地合成可以进行光学拆分的新颖膦硼烷化合物的非对映异构体,而且该膦硼烷化合物通过分解,可短步骤且高效率地提供多被用作不对称合成反应的催化剂的原料的光学活性氢-膦硼烷化合物,从而完成了本发明。
即,本发明是提供以下的1)~5)。
1)一种膦硼烷化合物,其特征在于:
所述膦硼烷化合物是以通式(P-1)表示,

(式中,R1以及R2分别独立地表示氢原子、烃基或者经取代的烃基,R3表示不对称烃基或者经取代的不对称烃基)。
2)根据第1)项所述的膦硼烷化合物,其特征在于:
所述膦硼烷化合物是以通式(1)表示,

(式中,R1以及R2是通过这些基团的存在而使磷原子成为不对称原子或者使磷原子成为不对称面的一点的一对基团,分别表示氢原子、烃基或者经取代的烃基,R3表示不对称烃基或者经取代的不对称烃基,*表示不对称)。
3)一种膦硼烷化合物的制造方法,其特征在于:
其是以所述通式(P-1)表示的膦硼烷化合物的制造方法,
其是使以通式(P-2)表示的氢-膦硼烷化合物与以通式(3)表示的光学活性异氰酸酯化合物进行偶合反应,

(式中,R1以及R2与所述通式(P-1)相同),

(式中,R3与所述通式(P-1)相同)。
4)一种膦硼烷化合物的制造方法,其是以所述通式(1)表示的膦硼烷化合物的制造方法,其特征在于:
使以通式(2)表示的氢-膦硼烷化合物与以通式(3)表示的光学活性异氰酸酯化合物进行偶合反应之后,通过光学拆分进行精制,

(式中,R1以及R2与所述通式(1)相同),

(式中,R3与所述通式(1)相同)。
5)一种以通式(4)表示的光学活性氢-膦硼烷化合物的制造方法,其特征在于:
使以上述通式(1)表示的膦硼烷化合物进行分解反应,

(式中,R1、R2、*与所述通式(1)相同)。
[发明的效果]
根据本发明,可以提供一种新颖的光学活性膦硼烷化合物及其制造方法,所述光学活性膦硼烷化合物在制造多被用作不对称合成反应的催化剂的原料的光学活性膦配体方面有用,且可以容易地制造任意对映体。另外,根据本发明,通过使用所述膦硼烷化合物作为原料,可以提供一种可以容易地制造作为光学活性膦配体前驱物较为有用的氢-膦硼烷化合物的方法。
具体实施方式
本发明的膦硼烷化合物是以下述通式(P-1)表示,

(式中,R1以及R2分别独立地表示氢原子、烃基或者经取代的烃基,R3表示不对称烃基或者经取代的不对称烃基)。
在上述通式(P-1)中,R1与R2能够以成为如下一对基团的方式来选择,该一对基团是通过这些基团的存在而使磷原子成为不对称原子、或使磷原子构成不对称面的一点,或者也能够以不使磷原子成为不对称原子的方式来选择。以产生所述不对称的方式选择R1与R2时,本发明的膦硼烷化合物是以下述通式(1)表示,

(式中,R1以及R2是通过这些基团的存在而使磷原子成为不对称原子或者使磷原子构成不对称面的一点的一对基团,分别表示氢原子、烃基或者经取代的烃基,R3表示不对称烃基或者经取代的不对称烃基,*表示不对称)。
本发明的膦硼烷化合物的制造方法中所使用的氢-膦硼烷化合物是以下述通式(P-2)表示,

(式中,R1以及R2与所述通式(P-1)相同)。
当本发明的膦硼烷化合物为以所述通式(1)表示的膦硼烷化合物时,其制造中所使用的氢-膦硼烷化合物是以下述通式(2)表示,

(式中,R1以及R2与所述通式(1)相同)。
以下述通式(2)表示的氢-膦硼烷化合物例如可以使用外消旋体。
本发明的膦硼烷化合物的制造中所使用的光学活性异氰酸酯化合物是以下述通式(3)表示,

(式中,R3表示不对称烃基或者经取代的不对称烃基)。
将以所述通式(1)表示的本发明的膦硼烷化合物分解而获得的光学活性氢-膦硼烷化合物是以下述通式(4)表示,

(式中,R1、R2、*与所述通式(1)相同)。
对所述通式(P-1)、通式(1)、通式(P-2)、通式(2)、通式(4)中以R1、R2表示的基团进行说明。
R1以及R2分别独立地表示氢原子、烃基或者经取代的烃基。R1与R2可以相互独立地,或者也可以通过交联相连结。
所述烃基并无特别限制,例如可以列举烷基、芳烷基、芳基等。
所述烷基可以是直链状、支链状,也可以是环状。直链状或者支链状的烷基例如可以列举碳数为1~8的直链状或者支链状的烷基,具体可以列举甲基、乙基、正丙基、2-丙基、正丁基、2-丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基、叔戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2,2-二甲基丙基、正己基、2-己基、3-己基、叔己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、5-甲基戊基等。环状烷基例如可以列举碳数为3~16的环烷基,具体可以列举环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、2-甲基环戊基、3-甲基环戊基、环庚基、2-甲基环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基。环状烷基中也包含多环烷基,多环烷基可以列举薄荷基(menthyl)、冰片基(bornyl)、降冰片基(norbornyl)、金刚烷基(adamantyl)等。
所述芳烷基例如可以列举碳数为7~12的芳烷基,具体可以列举苯甲基、2-苯基乙基、1-苯基丙基、2-苯基丙基、3-苯基丙基、1-苯基丁基、2-苯基丁基、3-苯基丁基、4-苯基丁基、1-苯基戊基、2-苯基戊基、3-苯基戊基、4-苯基戊基、5-苯基戊基、1-苯基己基、2-苯基己基、3-苯基己基、4-苯基己基、5-苯基己基、6-苯基己基等。
所述芳基例如可以列举碳数为6~20的芳基,具体可以列举苯基、萘基、蒽基、联苯基、联萘基等。
所述经取代的烃基可以列举:所述烃基的至少一个氢原子被烃基、烷氧基、卤素原子、氨基、具有保护基的氨基等取代基所取代的烃基,或者所述烃基的至少一个碳原子被氧、氮、硫、磷等杂原子所取代的基团。
所述经取代的烃基也包括杂环基,此时可以是脂肪族杂环基也可以是芳香族杂环基。脂肪族杂环基例如可以列举5元或6元的脂肪族杂环基,具体例可以列举吡咯烷基-2-酮基(pyrrolidyl-2-one group)、哌啶基(piperidino)、哌嗪基(piperazinyl)、吗啉基(morpholino)、四氢呋喃基(tetrahydrofuryl)、四氢吡喃基(tetrahydropyranyl)。芳香族杂环基例如可以列举5元或6元的芳香族杂环基,关于具体例,例如可以列举吡啶基(py ridyl)、咪唑基(imidazolyl)、噻唑基(thiazolyl)、糠基(furfuryl)、吡喃基(pyranyl)、呋喃基(furyl)、苯并呋喃基(benzofuryl)、噻吩基(thienyl)等。
在本发明中,当使磷原子成为不对称原子时,为了发挥更高的不对称效果,R1与R2优选空间体积大为不同的组合,具体例可以列举甲基与叔丁基的组合、甲基与金刚烷基的组合等。
在本发明中,当磷原子构成轴不对称的对称面的一点时,为了发挥更高的不对称效果,优选的是R1或者R2中的构成不对称的部分尽可能地靠近磷原子,具体例可以列举如下情况等:R1与R2通过交联相连结,包含这些基团和磷原子的一团为2,5-二甲基磷烷(phosphorane)或者2,5-二乙基磷烷。
对所述通式(P-1)、通式(1)、通式(3)中以R3表示的基团进行说明。
R3表示不对称烃基或者经取代的不对称烃基。不对称烃基并无特别限定,具体例可以列举(S)-1-苯基乙基、(R)-1-苯基乙基、(S)-1-(正甲苯酰基)乙基、(R)-1-(对甲苯酰基)乙基、(S)-1-(1-萘基)乙基、(R)-1-(1-萘基)乙基、(S)-1-环己基乙基、(R)-1-环己基乙基、(S)-2-(4-甲基苯基)-1-苯基乙基、(R)-2-(4-甲基苯基)-1-苯基乙基等,这些基团中,优选工业上可以廉价地利用的(S)-1-苯基乙基、(R)-1-苯基乙基。
所述经取代的不对称烃基可以列举:所述不对称烃基的至少一个氢原子被烃基、烷氧基、卤素原子、氨基、硝基、具有保护基的氨基等取代基所取代的烃基,或者所述不对称烃基的至少一个碳原子被氧、氮、硫、磷等杂原子所取代的基团等。
本发明的膦硼烷化合物具体可以列举如下化合物,但这些仅为例示,本发明的应用范围不限定于这些化合物。
以下例示对磷原子导入不对称的情况的结构式。

(a)(Sp)-叔丁基(甲基)[N-((S)-1-苯基乙基)氨甲酰基]膦硼烷、或者(Rp)-叔丁基(甲基)[N-((S)-1-苯基乙基)氨甲酰基]膦硼烷
(b)(Sp)-金刚烷基(甲基)[N-((S)-1-苯基乙基)氨甲酰基]膦硼烷、或者(Rp)-金刚烷基(甲基)[N-((S)-1-苯基乙基)氨甲酰基]膦硼烷
以下例示磷原子构成轴不对称的对称面的一点的情况的结构式。

(c)(R,R)-2,5-二甲基-1-[N-((S)-1-(1-萘基)乙基)氨甲酰基]膦烷硼烷
以所述通式(1)表示的本发明的膦硼烷化合物是具有2个不对称点的非对映异构体,其特征在于:具有磷原子上或者将磷原子作为不对称面的一点的不对称部分、以及光学活性氨甲酰基。
依据优选实施形态说明本发明的膦硼烷化合物的制造方法。
在反应容器中将以所述通式(P-2)表示的氢-膦硼烷化合物与以所述通式(3)表示的光学活性异氰酸酯化合物混合,进行偶合反应。此时,优选向反应体系中添加碱来促进反应。通过该偶合反应,而生成以所述通式(P-1)表示的膦硼烷化合物。
若使用以所述通式(2)表示的氢-膦硼烷化合物作为所述氢-膦硼烷化合物,且在偶合反应之后除去副产物盐,并进行用来仅获得对映体中的一方的精制(光学拆分),则可以获得以所述通式(1)表示的光学活性膦硼烷化合物。
以所述通式(P-2)或者通式(2)表示的氢-膦硼烷化合物可以使用市售品,例如可以从日本化学工业(股)购得。以所述通式(3)表示的光学活性异氰酸酯化合物也可以使用市售品,例如可以从东京化成工业(股)购得。
在进行所述偶合反应时,可适当地使用溶剂。该溶剂是使用不会将反应基质分解的溶剂,具体例可以列举甲苯、己烷、四氢呋喃(TetrahydroFuran,THF)、乙醚、二恶烷、丙酮、乙酸乙酯、氯苯、二甲基甲酰胺(Dimethyl Formamide,DMF)、乙腈、甲醇、乙醇、水等,优选甲苯或者THF。
反应时所述溶剂的添加量可以考虑反应时反应混合物的流动性以及溶剂对反应所产生的效果而适当设定。
关于反应时的原料的添加量,将以所述通式(3)表示的光学活性异氰酸酯化合物作为基准,以所述通式(P-2)或者通式(2)表示的氢-膦硼烷化合物优选0.4当量~1.5当量,最佳值为1当量。
在反应时添加碱会促进反应。此处所使用的碱并无特别限定,例如可以列举:吡啶、三乙胺、三丁胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7(DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬烯-5(DBN)、4-(N,N-二甲基氨基)吡啶(DMAP)等有机碱,氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等无机碱,正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、二异丙胺锂(lithium diisopropylamide)、异丙基氯化镁、甲基溴化镁等有机金属。优选正丁基锂。
所述碱的添加量可以根据需要促进反应的程度而适当设定,相对于以所述通式(3)表示的光学活性的异氰酸酯化合物,通常为0.1mol%~150mol%,优选1mol%~10mol%。添加顺序并非特别重要,可以视操作性等来任意决定。
反应温度通常为-80℃~50℃,优选促进反应且抑制副反应及外消旋化的0~30℃。
反应时间通常为1分钟~24小时,优选足以完成反应的时间即30分钟~4小时。
制造以上述通式(1)表示的膦硼烷化合物时,若在偶合反应后除去副产物盐等副产物,然后通过精制进行光学拆分,则可以仅获得对映体中的一方。此时进行的精制方法只要可以进行光学拆分则并无特别限制,可以列举分液清洗、晶析、蒸馏、升华、柱色谱法(column chromatography)等,优选工业上有利的晶析。
以所述通式(P-1)表示的本发明的膦硼烷化合物中,以所述通式(1)表示的膦硼烷化合物可以通过分解而短步骤且高效率地提供多被用作不对称合成反应的催化剂的原料的以所述通式(4)表示的光学活性氢-膦硼烷化合物。另外,本发明的膦硼烷化合物中,以所述通式(1)表示的化合物以外的膦硼烷化合物、即磷原子并非不对称原子的膦硼烷化合物例如可以用于阻燃剂用途。
以下,对使用以所述通式(1)表示的本发明的膦硼烷化合物作为原料的以所述通式(4)表示的光学活性氢-膦硼烷化合物的制造方法进行说明。
在反应容器中将以所述通式(1)表示的膦硼烷化合物与碱混合,使该膦硼烷化合物分解。为了促进分解反应促进,优选添加醇。反应后将副产物除去,获得以所述通式(4)表示的光学活性氢-膦硼烷化合物。
在反应时可以适当地使用溶剂。该溶剂是使用不会将反应基质分解的溶剂,具体例可以列举甲苯、己烷、四氢呋喃(THF)、乙醚、二恶烷、丙酮、乙酸乙酯、氯苯、二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈、甲醇、乙醇、水等,优选DMF或者乙腈。
反应时的溶剂的添加量可以考虑反应时反应混合物的流动性以及溶剂对反应所产生的效果而适当设定。
所述碱并无特别限定,例如可以列举:吡啶、三乙胺、三丁胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7(DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬烯-5(DBN)、4-(N,N-二甲基氨基)吡啶(DMAP)等有机碱,氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等无机碱。为了以均质系或者液-液二相系进行反应,所述碱优选以溶液形态供给,优选1%~70%的氢氧化钾水溶液或者甲醇溶液,例如可以较好地使用50%的氢氧化钾水溶液。
所述碱的添加量可以根据需要促进反应的程度而适当设定,相对于以所述通式(1)表示的膦硼烷化合物,通常为0.01当量~10当量,优选0.1当量~5当量。添加顺序并非特别重要,可以视操作性等来任意决定。
为了促进反应而添加醇,此处所使用的醇并无特别限定,例如可列举甲醇、乙醇,优选甲醇。
反应温度通常为-80℃~50℃,优选促进反应且抑制副反应及外消旋化的0~30℃。
反应时间通常为1分钟~24小时,优选足以完成反应的时间即3小时~20小时。
反应后,所得产物可以在仅除去副产物盐之类的简单精制操作后使用,也可以通过分液清洗、晶析、蒸馏、升华、柱色谱法之类的精制操作,而仅分离出以上述通式(4)表示的光学活性的氢-膦硼烷化合物之后使用。
如上文所述,本发明的膦硼烷化合物容易分解而生成光学活性氢-膦硼烷化合物,因此在制造多被用作不对称合成反应的催化剂的原料的光学活性膦配体方面有用。另外,本发明的膦硼烷化合物的制造方法可以短步骤且高效率地制造所述膦硼烷化合物,因此于产业上较为有用。而且,本发明的光学活性氢-膦硼烷化合物的制造方法在制造多被用作不对称合成反应的催化剂的原料的光学活性膦配体方面有用。因此,本发明可以在制造多被用作不对称合成反应的催化剂的原料的光学活性膦配体方面大有帮助。
实施例
以下,列举实施例来具体说明本发明,但这些仅为例示,本发明的应用范围并不限定于这些实施例。
所有的合成操作是使用经充分干燥的玻璃容器来进行。反应是在氮气环境下进行。原料试剂以及溶剂是使用普通的试剂。外消旋的叔丁基甲基膦硼烷是使用日本化学工业(股)所制造者。
核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)光谱测定是使用JEOL制造的(1H:300MHz,13C:75.4MHz,31P:121.4MHz)NMR装置进行。使用四甲基硅烷(1H)作为内标。比旋光度(specific rotation)测定是使用堀场制作所制造的比旋光度计SEPA-300来进行。
[实施例1](Sp)-叔丁基(甲基)[N-((S)-1-苯基乙基)氨甲酰基]膦-硼烷的制造
3L的四口烧瓶中具备机械搅拌密封器(mechanical stirrer seal)、温度计、等压滴液漏斗以及排气部。向该四口烧瓶中加入外消旋的叔丁基甲基膦硼烷141.8g(1202mmol)以及THF 600cc,使外消旋的叔丁基甲基膦硼烷溶解,一边保持于10℃以下一边滴加1.59mol/L的正丁基锂-己烷溶液75cc(119mmol)。然后,在相同的温度下滴加(S)-(-)-α-甲基苯甲基异氰酸酯176.8g(1201mmol)。然后恢复到室温,搅拌熟化一夜。加入5重量%的盐酸90g而停止反应之后,加入己烷240cc以及水240cc而分为2层。除去水层,用2.5重量%的碳酸氢钠水溶液240g、然后用水240cc来清洗有机层,并进行浓缩而获得作为白色薄片状固体的粗产物(348.3g)。用乙酸乙酯240cc+己烷1800cc使粗产物晶析,并进行过滤、干燥而获得无色粉末。通过NMR分析,鉴定出所得无色粉末为标题化合物。以下示出NMR分析结果。另外,所得无色粉末的产量为118.6g(447mmol),产率为37%(由异氰酸酯所得),非对映异构体过剩率>97%de。另外,非对映异构体过剩率是由1H-NMR的SP以及RP的特定部质子的面积比来决定。
(NMR分析结果)
1H-NMR(CDCl3):
(Sp)-体(目标物):-0.5-1(3H,m),1.14(9H,d,14.7Hz),1.45(3H,d,10.5Hz),1.53(3H,d,6.9Hz),5.15(1H,pent,6.9Hz),7.2-7.4(6H,m)。
(Rp)-体:-0.5-1(3H,m),1.25(9H,d,14.7Hz),1.42(3H,d,10.5Hz),1.53(3H,d,6.9Hz),5.15(1H,pent,6.9Hz),7.2-7.4(6H,m)。
[实施例2]光学活性氢-膦硼烷化合物[(R)-叔丁基甲基膦-硼烷]的制造
200cc的四口烧瓶中具备机械搅拌密封器、温度计以及排气部,向该四口烧瓶中加入实施例1中获得的(Sp)-叔丁基(甲基)[N-((S)-1-苯基乙基)氨甲酰基]膦-硼烷10.03g(37.8mmol)以及DMF 100cc,使膦-硼烷溶解之后,用冰水浴将温度调整为10℃以下。向其中添加50重量%的氢氧化钾水溶液21.26g(189mmol)以及甲醇25cc。然后撤去冰水浴,搅拌熟化18小时。接着,向500cc的三角烧瓶中加入冷水100cc以及石油醚100cc,使反应液分散于其中,由此停止反应。将水层与有机层分离,用石油醚100cc对水层进行再萃取,与之前分离出的有机层合并之后,用水50cc清洗2次,用无水硫酸钠进行干燥。用硅胶柱色谱仪(WakogelC200)进行精制,获得无色粉末。通过NMR分析鉴定出所得无色粉末为标题化合物。以下示出NMR分析结果。另外,所得无色粉末的产量为3.01g(25.5mmol),产率为67%。
(NMR分析结果)
1H-NMR(CDCl3):
-0.5-1(3H,m),1.22(9H,d,14.7Hz),1.32(3H,dd,10.5Hz,6.0Hz),4.4(1H,dm,355Hz)。
[实施例3]光学活性氢-膦硼烷化合物[(R)-叔丁基甲基膦-硼烷]的制造
300cc的四口烧瓶中具备机械搅拌密封器、温度计以及排气部,向该四口烧瓶中加入实施例1中获得的(Sp)-叔丁基(甲基)[N-((S)-1-苯基乙基)氨甲酰基]膦-硼烷7.97g(30.1mmol)以及DMF 30cc,使膦-硼烷溶解之后,用冰水浴将温度调整为10℃以下。向其中添加10重量%的氢氧化钾-甲醇溶液3.37g(6.0mmol,20mol%)。然后撤去冰水浴,在室温下搅拌熟化18小时。接着,加入5%盐酸3.07g(4.2mmol)而停止反应,再加入己烷30cc以及水60cc使反应液分为2层。将水层与有机层分离,用己烷10cc对水层再萃取3次,与之前分离出的有机层合并之后,用水30cc、然后用20%食盐水30g清洗有机层,用无水硫酸钠进行干燥。利用硅胶柱色谱仪(Wakogel C200)进行精制,获得无色粉末。产量为2.57g(21.8mmol),产率为72.5%。所得无色粉末在NMR分析中显示出与实施例2中获得的化合物相同的图谱形状,因此鉴定为标题化合物。
[使用例1]
以下示出使用例,此使用例中,使用实施例2中获得的(R)-叔丁基甲基膦-硼烷,来合成作为不对称膦配体而为人所知的(S,S)-2,3-双(叔丁基甲基膦)喹恶啉[简称:(S,S)-QuinoxP*]。
使用实施例2中获得的(R)-叔丁基甲基膦-硼烷3.01g(25.5mmol)以及2,3-二氯喹恶啉1703mg(8.56mmol),与文献J.A.C.S,127(2005),11934-11935中记载的方法同样地进行合成,而获得作为橙色粉末的标题化合物。产量为2149mg(6.427mmol),产率为75%。以下示出所得橙色粉末的分析结果。
(分析结果)
1H-NMR(CDCl3):与所述文献中记载的光谱相同。
比旋光度:+53.5°([α]D22(c=1,CHCl3),文献值(R,R)-QuinoxP为-54.3°)
[参考例2]
以下示出使用例,此使用例中,使用实施例2中获得的(R)-叔丁基甲基膦-硼烷,来合成作为不对称膦配体的前驱物而为人所知的(R,R)-1,2-双(叔丁基甲基膦)乙烷-二硼烷[简称(R,R)-BisP*-diborane]。
300cc的四口烧瓶中具备机械搅拌密封器、温度计、等压滴液漏斗以及排气部。向该四口烧瓶中加入(R)-叔丁基甲基膦-硼烷5.28g(44.8mmo l)以及THF 50cc,使(R)-叔丁基甲基膦-硼烷溶解,一边保持于0℃以下一边滴加1.59mol/L的正丁基锂-己烷溶液25cc(42.9mmol)。于相同的温度下添加1,2-二氯乙烷1.38g(14.0mmol)。其后恢复到室温,搅拌熟化4小时。添加水30cc以及5重量%的盐酸10g而停止反应后,加入乙酸乙酯60cc而分为2层。除去水层,用2.5重量%的碳酸氢钠水溶液30g、然后用水30cc清洗有机层,再进行浓缩而获得作为白色薄片状固体的粗产物(4.92g)。用甲醇70cc对粗产物进行晶析,再进行过滤、干燥而获得作为无色粉末的标题化合物。产量为3.18g(12.1mmol),产率为86.8%(由二氯乙烷所得)。以下示出所得无色粉末的分析结果。
(分析结果)
1H-NMR(CDCl3):与J.A.C.S.,120(1998),1635-1636中记载的光谱相同。
比旋光度:+9°([α]D27(c=1,CHCl3),文献值(S,S)-BisP*-diborane为-9.1°)。

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本发明提供一种光学活性膦硼烷化合物及其制造方法,该光学活性膦硼烷化合物在制造光学活性膦配体方面有用,且可以容易地制造任意的对映体。本发明的膦硼烷化合物是以下述通式(P-1)表示。所述膦硼烷化合物的制造方法是使以下述通式(P-2)表示的氢-膦硼烷化合物与以下述通式(3)表示的光学活性异氰酸酯化合物进行偶合反应。下述式中,R1以及R2分别表示氢原子、烃基或者经取代的烃基,能够以通过这些基团的存在而使磷。

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