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JP3771615B2 - 光学活性ベンズヒドロール化合物の製造方法 - Google Patents

光学活性ベンズヒドロール化合物の製造方法 Download PDF

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JP3771615B2
JP3771615B2 JP34319995A JP34319995A JP3771615B2 JP 3771615 B2 JP3771615 B2 JP 3771615B2 JP 34319995 A JP34319995 A JP 34319995A JP 34319995 A JP34319995 A JP 34319995A JP 3771615 B2 JP3771615 B2 JP 3771615B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学活性ベンズヒドロール化合物の製造方法に関し、より詳細には医薬品の合成中間体や液晶材料等の各種用途において有用な、光学活性ベンズヒドロール化合物の実用性に優れた新規な製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、光学活性アルコール類を合成する方法としては、1)パン酵母などの酵素を用いる方法や、2)金属錯体を用いてカルボニル化合物を不斉水素化する方法などが知られている。特に、後者の不斉水素化方法については以下のように多くの方法が提案されている。例えば、「(1)Asymmetric Catalysis In Organic Synthesis, 56ー82頁(1994)Ed. R. Noyori」に詳細に記載されている光学活性ルテニウム触媒による官能基を有するカルボニル化合物の不斉水素化方法、(2)「Chem. Rev., Vol. 92, 1051ー1069頁(1992)」に記載されているルテニウム、ロジウム、イリジウムの不斉錯体触媒による水素移動型還元反応、(3)「油化学,828ー831頁(1980)及び Advances in Catalysis, Vol. 32,215頁(1983) Ed. Y. Izumi 」に記載されている酒石酸を修飾したニッケル触媒を用いて不斉水素化する方法、(4)「Asymmetric Synthesis, Vol.5, Chap.4(1985)Ed. J. D. Morrison」及び「 J. Organomet. Chem., Vol.346,413ー424頁(1988)」に記載されている不斉ヒドロシリル化による方法、(5)「J. Chem. Soc., Perkin Trans. I, 2039ー2044頁(1985)」及び「J. Am. Chem. Soc., Vol. 109,5551ー5553頁(1987)」に記載されている不斉配位子の存在下にボラン還元する方法、(6)「J. Am. Chem. Soc., Vol. 117,2675ー2676頁(1995)」に記載されている水酸化カリウム、光学活性ジアミン、ルテニウムの不斉錯体触媒によるアセトフェノン類を不斉水素化する方法が知られている。
【0003】
しかしながら、上記光学活性アルコールの合成方法のうち、酵素を用いる合成方法は操作が繁雑で、反応基質の種類に制約があり、しかも、得られるアルコール類の絶対配置も特定のものに限られるという難点がある。また、遷移金属の不斉水素化触媒を用いる合成方法の場合には、反応速度の点で難点があったり、しかも意外に、比較的単純なカルボニル化合物に対しては有効でないというような基質特異性を考慮しなければならない。
【0004】
また、カルボニル化合物の不斉水素化における様々な遷移金属触媒が報告されているにもかかわらず、これらの触媒は、一般にカルボニル化合物の不斉水素化反応においては、反応基質がアセトフェノン誘導体のような、芳香環基と脂肪族基を持つケトン類である場合には比較的良好であるが、反応基質が芳香環基を2つ持つケトン類である場合には水素化自体が起こりにくいことが知られている。
【0005】
一方、医薬品の合成中間体や液晶材料等の各種用途において有用なベンズヒドロール化合物の製造法として、ベンゾフェノン化合物を遷移金属触媒を用いて水素化する方法が考えられるが、これは上述のようなケースに相当し良好な結果が得られるものではなかった。
【0006】
特に、医薬の分野のように、特定の絶対配置のものだけが医薬として有用であるような場合には、たとえ水素化はうまく行われたとしても、得られたものが光学活性体でなければ利用できず、これら特定のケトン類には上記方法の応用は期待できるものではなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、簡便な操作でベンゾフェノン化合物を不斉水素化し、所望する絶対配置の光学活性ベンズヒドロール化合物を高い光学純度で得ることのできる新規な製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このような実情において、本発明者らは鋭意研究を行った結果、遷移金属錯体、塩基及び光学活性アミン化合物からなる不斉水素化触媒の存在下に、ベンゾフェノン化合物を水素化することにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成した。
【0009】
すなわち、本発明は、次の一般式(1)
【0010】
【化10】
Figure 0003771615
【0011】
(式中、R1 、R5 、R6 及びR10はそれぞれ同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜4個の低級アルキル基、炭素数1〜4個の低級アルコキシ基又は炭素数1〜5個の低級アルカノイル基を示し、R2 、R3 、R4 、R7 、R8 及びR9 はそれぞれ同一又は異なって水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜4個の低級アルキル基、炭素数1〜4個の低級アルコキシ基、炭素数1〜5個の低級アルカノイル基、アミノ基、又は低級アルキル基、低級アルカノイル基若しくは低級アルコキシカルボニル基により置換されたアミノ基を示し、R2 とR3 及びR8 とR9 はそれぞれともに結合して基−CH=CH−CH=CH−を形成してもよく、R1 〜R9 の隣あうものがともに結合して基−OCH2O−又は基−(CH23−を形成してもよい)
で表わされるベンゾフェノン化合物を遷移金属錯体、塩基及び光学活性ジアミン化合物からなる不斉水素化触媒の存在下に水素化することを特徴とする次の一般式(2)
【0012】
【化11】
Figure 0003771615
【0013】
(式中、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及びR10は前記と同様の意味を示し、*は不斉炭素の位置を示す)
で表わされる光学活性ベンズヒドロール化合物の製造方法を提供するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
反応基質である上記ベンゾフェノン化合物(1)において、R1 、R5 、R6 及びR10のハロゲン原子としてはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ塩素及び臭素が好ましく、塩素がさらに好ましい。
炭素数1〜4個の低級アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基が挙げられ、特にメチル基が好ましい。
炭素数1〜4個の低級アルコキシ基しとては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基が挙げられ、特にメトキシ基が好ましい。
炭素数1〜5個の低級アルカノイル基としては、ホルミル基、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、イソプロピルカルボニル基、ブチルカルボニル基、イソブチルカルボニル基、ピバロイル基が挙げられ、アセチル基、ピバロイル基が好ましい。
【0015】
2 、R3 、R4 、R7 、R8 及びR9 のハロゲン原子、炭素数1〜4個の低級アルキル基、炭素数1〜4個の低級アルコキシ基、炭素数1〜5個の低級アルカノイル基、アミノ基の置換基である低級アルキル基及び低級アルカノイル基としては、上記と同様の基が挙げられ、上記と同様のものが好ましい。
アミノ基の置換基である低級アルコキシカルボニル基としては炭素数1〜4個の低級アルコキシカルボニル基が挙げられ、具体的にはメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、イソプロピルオキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、イソブトキシカルボニル基、tert−ブチルオキシカルボニル基が挙げられ、特にtert−ブチルオキシカルボニル基が好ましい。
また、置換されたアミノ基としては、置換基が1つ置換したモノ置換アミノ基と、置換基が2つ置換したジ置換アミノ基が挙げられるが、前者の方が好ましい。
【0016】
本発明における出発化合物であるベンゾフェノン化合物(1)としては次の表1に示すものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、以下において、Meはメチル基を示す。
【0017】
【表1】
Figure 0003771615
【0018】
ベンゾフェノン化合物(1)としては、フェニル基の2位にハロゲン原子又は炭素数1〜4個の低級アルキル基が置換したものが好ましく、さらには塩素原子又はメチル基が置換したものが好ましい。
【0019】
なお、ベンゾフェノン化合物(1)は、「D. A. Walsh, シンセシス(Synthesis)1980, P677」に記載の合成方法又はそれに準じる方法により合成することができる。
【0020】
本発明で用いる遷移金属錯体として具体的には、周期表第8族の遷移金属の錯体、さらに具体的にはルテニウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金等の錯体が挙げられ、このうち特にルテニウム錯体が好ましい。ルテニウム錯体としては、例えば次の式(3)〜(6)で示すものが挙げられる。
【0021】
【化12】
Figure 0003771615
【0022】
(式中、Xはハロゲン原子を示し、Lは光学活性ホスフィン配位子を示し、Aは3級アミンを示す)
【0023】
【化13】
Figure 0003771615
【0024】
(式中、X及びLは前記と同じ意味を示し、Eは置換基を有していてもよいベンゼン又はp−サイメンを示す)
【0025】
【化14】
Figure 0003771615
【0026】
(式中、Lは前記と同じ意味を示し、Gはハロゲン原子又はアセトキシを示す)
【0027】
【化15】
Figure 0003771615
【0028】
(式中、X及びLは前記と同じ意味を示し、J- はBF4 -、ClO4 -、PF6 -又はBPh4 -(Phはフェニル基を示す)を示す)
【0029】
上記錯体中のハロゲン原子としてはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、このうち塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、特に塩素が好ましい。
3級アミンとしてはトリ低級アルキルアミン、具体的にはトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン等が挙げられ、トリエチルアミンが好ましい。
また、置換基を有していてもよいベンゼンの置換基としては、炭素数1〜4の低級アルキル基、炭素数1〜4の低級アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子が挙げられ、特に炭素数1〜4の低級アルキル基が好ましい。
置換基を有するベンゼンの具体例としては、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン(特にメシチレン)、ジュレン、ヘキサメチルベンゼン、エチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、シメン(特にp−シメン)、クメン、安息香酸メチル、メチル安息香酸メチル、クロロ安息香酸メチル、アニソール、メチルアニソール、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ブロモベンゼン、フルオロベンゼン等が挙げられる。
【0030】
錯体(3)〜(6)としては、次のものが例示される。
錯体(3):[Ru2Cl4(L)2]NEt3、[Ru2Br4(L)2]NEt3、[Ru24(L)2]NEt3
錯体(4):[RuI(p−サイメン)(L)]I、[RuCl(p−サイメン)(L)]Cl、[RuBr(p−サイメン)(L)]Br、[RuI(ベンゼン)(L)]I、[RuCl(ベンゼン)(L)]Cl、[RuBr(ベンゼン)(L)]Br、[RuI(トルエン)(L)]I、[RuCl(キシレン)(L)]Cl、[RuBr(メシチレン)(L)]Br、[RuI(ヘキサメチルベンゼン)(L)]I
錯体(5):[RuBr2(L)]、[Ru(OAc)2(L)](Acはアセチル基を示す)
錯体(6):[RuCl(L)]+BF4 - 、[RuCl(L)]+ClO4−、[RuCl(L)]+PF6 -、[RuCl(L)]+BPh4 -
【0031】
上記錯体(3)〜(6)の中で、錯体(3)、(4)が好ましく、特に錯体(3)が好ましい。
【0032】
また、上記錯体においてLは光学活性ホスフィン配位子を示すが、具体的には次の一般式(7)又は(8)で表わされる化合物が挙げられる。
【0033】
【化16】
Figure 0003771615
【0034】
(式中、R12は炭素数1〜4個の低級アルキル基を示し、R13、R14、R15、R16、R17及びR18はそれぞれ同一または異なって水素原子、炭素数1〜4個の低級アルキル基、炭素数1〜4個の低級アルコキシ基、ハロゲン原子を示し、又はR14とR15、R16とR17はそれぞれ結合して環を形成してもよい)
【0035】
【化17】
Figure 0003771615
【0036】
(式中、R19は水素原子又は炭素数1〜4個の低級アルキル基を示す)
上記配位子(7)及び(8)において、R12〜R19の炭素数1〜4個の低級アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基が挙げられ、特にメチル基が好ましい。
置換基である炭素数1〜4個の低級アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基が挙げられ、特にメトキシ基が好ましい。
置換基であるハロゲン原子としてはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ特に塩素及び臭素が好ましい。
【0037】
配位子(7)において、R14とR15、R16とR17はそれぞれ結合して環を形成してもよく、例えば基−CH=CH−CH=CH−、基−(CH24−等で6員環を形成してもよい。
【0038】
配位子(7)として具体的には、次の一般式(9)、(10)で表わされる光学活性ホスフィン配位子が挙げられる。
【0039】
【化18】
Figure 0003771615
【0040】
(式中、R12は前記と同様の意味を示し、R20及びR21はそれぞれ水素原子又はメチル基を示し、又はR20及びR21はともに結合して基−CH=CH−CH=CH−を形成してもよい)
【0041】
【化19】
Figure 0003771615
【0042】
(式中、R12は前記と同様の意味を示す)
【0043】
以上のような光学活性ホスフィン配位子のリン原子に結合する置換フェニルの置換基の位置に関しては、配位子(7)、(9)、(10)の基−R12のように、メタ位に置換するものが好ましく、この位置の選択によって光学純度(%ee)が良好な目的化合物を得ることができる。
【0044】
また、光学活性ホスフィン配位子としては、配位子(9)のようなビナフチル骨格のものと、配位子(8)のようにオクタヒドロビナフチル骨格のものが挙げられるが、ビナフチル骨格のものが好ましく、これを用いることによって反応転化率及び光学純度(%ee)が良好な目的化合物を得ることができる。
従って、光学活性ホスフィン配位子としてはメタ位に置換基を有するフェニル基及びビナフチル骨格を持つものが最も好ましい。
【0045】
上記配位子(7)〜(10)は公知の方法により合成することができる。例えばR14とR15、R16とR17が環を形成しないビフェニル型の光学活性配位子(7)に関しては、特開昭59−65051号公報に記載されているように、次の反応式に従って反応させ、光学分割することにより得ることができる。
【0046】
【化20】
Figure 0003771615
【0047】
(式中、R12、R13、R14、R15、R16、R17及びR18は前記と同様の意味を示し、Dは離脱性基を示す)
すなわち、2,2’−リチウム−1,1’−ビフェニル化合物(11)をジ(3,5−ジ置換フェニル)ホスフィン化合物(12)と反応させ、得られた化合物を光学分割することにより配位子(7)を得ることができる。
【0048】
配位子(8)及び配位子(10)に関しては特開平4−139140号公報に記載されるように、例えば次の反応式に従って合成することができる。
【0049】
【化21】
Figure 0003771615
【0050】
(式中、R19は前記と同様の意味を示し、X1及びX2はそれぞれハロゲン原子を示す)
【0051】
すなわち、2,2’−ハロゲノ−1,1’−ビナフチル(13)をルテニウム−炭素触媒の存在下に水素化して2,2’−ハロゲノ−5,5’,6,6’,7,7’,8,8’−オクタヒドロ−1,1’−ビナフチル(14)とした後、金属マグネシウムと反応させてグリニヤール試薬(15)とし、これにジフェニルホスフィノハライド化合物(16)又は(17)を縮合させ得られた化合物を光学分割することにより、配位子(8)又は(10)を得ることができる。
【0052】
以上のように光学活性ホスフィン配位子としては、配位子(7)又は(8)が好ましく、特に配位子(7)のうちの配位子(9)が好ましく、次いで配位子(8)及び配位子(7)のうちの配位子(10)が好ましい。
【0053】
配位子(7)としてはR14とR15、R16とR17が環を形成しないビフェニル型の配位子と、環を形成した配位子に大別されるが、環を形成した配位子が好ましい。
この環を形成した配位子としては、配位子(9)及び(10)が挙げられ、特に配位子(9)が好ましい。
【0054】
配位子(7)においてR14とR15、R16とR17が環を形成しないビフェニル型の配位子(7)として具体的には、2,2’−ビス(ジ(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビフェニル、5,5’−ジメチル−2,2’−ビス(ジ(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビフェニル、4,4’−ジメチル−2,2’−ビス(ジ(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビフェニル等が挙げられる。
【0055】
配位子(7)においてR14とR15、R16とR17が環を形成した配位子(9)としては、2,2’−ビス(ジ(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビナフチル(DM−BINAP)等の2,2’−ビス(ジ(3,5−ジ低級アルキルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビナフチル;7,7’−ジメチル−2,2’−ビス(ジ(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビナフチル等の7,7’−ジメチル−2,2’−ビス(ジ(3,5−ジ低級アルキルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビナフチル;8,8’−ジメチル−2,2’−ビス(ジ(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビナフチル等の8,8’−ジメチル−2,2’−ビス(ジ(3,5−ジ低級アルキルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビナフチル;3,3’−ビス(ジ(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)−4,4’−ビフェナントリル等の3,3’−ビス(ジ(3,5−ジ低級アルキルフェニル)ホスフィノ)−4,4’−ビフェナントリルが挙げられ、2,2’−ビス(ジ(3,5−ジ低級アルキルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビナフチルが好ましく、この中でも特に2,2’−ビス(ジ(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビナフチル(DM−BINAP)が好ましい。なお、ここに言う低級アルキルとは、炭素数1〜4個の低級アルキル基を示すものである。
【0056】
配位子(8)、及び配位子(7)においてR14とR15、R16とR17が環を形成する配位子(10)としては、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−5,5’,6,6’,7,7’,8,8’−オクタヒドロ−1,1’−ビナフチル(OcH−BINAP)、2,2’−ビス(ジ(p−トリル)ホスフィノ)−5,5’,6,6’,7,7’,8,8’−オクタヒドロ−1,1’−ビナフチル(OcH−Tol−BINAP)及び2,2’−ビス(ジ(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)−5,5’,6,6’,7,7’,8,8’−オクタヒドロ−1,1’−ビナフチル(OcH−DM−BINAP)等の2,2’−ビス(ジ(3,5−ジ低級アルキルフェニル)ホスフィノ)−5,5’,6,6’,7,7’,8,8’−オクタヒドロ−1,1’−ビナフチルなどが挙げられ、このうちOcH−BINAP及び2,2’−ビス(ジ(3,5−ジ低級アルキルフェニル)ホスフィノ)−5,5’,6,6’,7,7’,8,8’−オクタヒドロ−1,1’−ビナフチルが好ましい。なお、ここに言う低級アルキルとは炭素数1〜4個の低級アルキル基を示すものである。
【0057】
これらの配位子にはおのおの(R)−体と(S)−体が存在するが、目的に応じて適宜選択することができる。
また、以下に示すような前記以外の光学活性ホスフィン配位子も使用することが可能である。
【0058】
2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル(BINAP)、
2,2’−ビス(ジ(p−トリル)ホスフィノ)−1,1’−ビナフチル(Tol−BINAP)、
2,2’−ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)−6,6’−ジメチル−1,1’−ビナフチル(BICHEP)、
1−(1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセニル)エチルジアミン(BPPFA)、
2,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(CHIRAHOS)、
1−シクロヘキシル−1,2−ビス(ジフェニル)エタン(CYCPHOS)、
1−置換−3,4−ビス(ジフェニル)ピロリジン(DEGPHOS)、
(R,R)−2,3−o−イソプロピリデン−2,3−ジヒドロキシ−1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(DIOP)、
(R,R)−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(DIPAMP)、
置換−1,2−ビス(ホスホラノ)ベンゼン(DUPHOS)、
(R,R)−5,6−ビス(ジフェニルホスフィノ)−2−ノルボルネン(NORPHOS)、
N,N’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−N,N’−ビス[(R)−1−フェニルエチル]エチレンジアミン(PNNP)、
(S)−1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン(PROPHOS)、
(S,S)−2,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ペンタン(SKEWPHOS)
【0059】
本発明で用いる遷移金属錯体のより具体的な例としては、[Ru2Cl4(DM−BINAP)2]NEt3(Etはエチル基を示す)、[Ru2Cl4(OcH−BINAP)2]NEt3、[Ru2Cl4(OcH−DM−BINAP)2]NEt3、[RuI(p−サイメン)(DM−BINAP)]I、[RuCl(p−サイメン)(DM−BINAP)]Cl、[RuBr(p−サイメン)(DM−BINAP)]Br、[RuI(ベンゼン)(DM−BINAP)]I、[RuCl(ベンゼン)(DM−BINAP)]Cl、[RuBr(ベンゼン)(DM−BINAP)]Br、[RuI(p−サイメン)(OcH−BINAP)]I、[RuCl(p−サイメン)(OcH−BINAP)]Cl、[RuBr(p−サイメン)(OcH−BINAP)]Br、[RuI(ベンゼン)(OcH−BINAP)]I、[RuCl(ベンゼン)(OcH−BINAP)]Cl、[RuBr(ベンゼン)(OcH−BINAP)]Br、[RuI(p−サイメン)(OcH−DM−BINAP)]I、[RuCl(p−サイメン)(OcH−DM−BINAP)]Cl、[RuBr(p−サイメン)(OcH−DM−BINAP)]Br、[RuI(ベンゼン)(OcH−DM−BINAP)]I、[RuCl(ベンゼン)(OcH−DM−BINAP)]Cl、[RuBr(ベンゼン)(OcH−DM−BINAP)]Br、[RuBr2(DM−BINAP)]、[RuBr2(OcH−BINAP)]、[RuBr2(OcH−DM−BINAP)]、[Ru(OAc)2(DM−BINAP)]、[Ru(OAc)2(OcH−BINAP)]、[Ru(OAc)2(OcH−DM−BINAP)]、[RuCl(DM−BINAP)]+BF4 -、[RuCl(OcH−BINAP)]+BF4 -、[RuCl(OcH−DM−BINAP)]+BF4 -、[RuCl(DM−BINAP)]+ClO4 -、[RuCl(OcH−BINAP)]+ClO4 -、[RuCl(OcH−DM−BINAP)]+ClO4 -、[RuCl(DM−BINAP)]+PF6 -、[RuCl(OcH−BINAP)]+PF6 -、[RuCl(OcH−DM−BINAP)]+PF6 -等が挙げられる。
【0060】
このうち好ましいものとしては、[Ru2Cl4(DM−BINAP)2]NEt3、[Ru2Cl4(OcH−BINAP)2]NEt3、[Ru2Cl4(OcH−DM−BINAP)2]NEt3、[RuI(p−サイメン)(DM−BINAP)]I、[RuCl(p−サイメン)(DM−BINAP)]Cl、[RuBr(p−サイメン)(DM−BINAP)]Br、[RuI(ベンゼン)(DM−BINAP)]I、[RuCl(ベンゼン)(DM−BINAP)]Cl、[RuBr(ベンゼン)(DM−BINAP)]Br、[RuI(p−サイメン)(OcH−BINAP)]I、[RuCl(p−サイメン)(OcH−BINAP)]Cl、[RuBr(p−サイメン)(OcH−BINAP)]Br、[RuI(ベンゼン)(OcH−BINAP)]I、[RuCl(ベンゼン)(OcH−BINAP)]Cl、[RuBr(ベンゼン)(OcH−BINAP)]Br、[RuI(p−サイメン)(OcH−DM−BINAP)]I、[RuCl(p−サイメン)(OcH−DM−BINAP)]Cl、[RuBr(p−サイメン)(OcH−DM−BINAP)]Br、[RuI(ベンゼン)(OcH−DM−BINAP)]I、[RuCl(ベンゼン)(OcH−DM−BINAP)]Cl、[RuBr(ベンゼン)(OcH−DM−BINAP)]Brが挙げられ、特に好ましいものとしては、[Ru2Cl4(DM−BINAP)2]NEt3、[Ru2Cl4(OcH−BINAP)2]NEt3、[Ru2Cl4(OcH−DM−BINAP)2]NEt3が挙げられる。
【0061】
本発明における遷移金属錯体の使用量は、反応容器、反応の形式あるいは経済性によっても異なるが、反応基質であるベンゾフェノン化合物(1)に対してモル比で1/100〜1/100,000、好ましくは1/500〜1/10,000の範囲で使用することができる。
【0062】
また、本発明において不斉水素化触媒に用いられる塩基としては、例えば一般式(18)
【0063】
【化22】
Figure 0003771615
【0064】
(式中、Mはアルカリ金属原子又はアルカリ土類金属原子を示し、Yはヒドロキシ基、アルコキシ基又はメルカプト基を示し、nは1又は2である)
で表わされる化合物又は4級アンモニウム塩等が挙げられ、特に制限はないが、特に化合物(18)が好ましい。
【0065】
塩基(18)において、アルカリ金属原子としてはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムが挙げられ、ナトリウム、カリウムが好ましく、特にカリウムが好ましい。アルカリ土類金属原子としてはマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムが挙げられ、カルシウムが好ましい。また、アルカリ金属原子とアルカリ土類金属原子とではアルカリ金属原子の方が好ましい。
【0066】
アルコキシ基としては、炭素数1〜4個のアルコキシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基等が挙げられメトキシ基、イソプロピルオキシ基、tert−ブチルオキシ基が好ましい。
【0067】
塩基(18)として具体的には、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化セシウム、メトキシリチウム、メトキシナトリウム、メトキシカリウム、エトキシリチウム、エトキシナトリウム、エトキシカリウム、プロポキシリチウム、プロポキシナトリウム、プロポキシカリウム、イソプロピルオキシリチウム、イソプロピルオキシナトリウム、イソプロピルオキシカリウム、tert−ブチルオキシカリウム、メチルメルカプトナトリウム等が挙げられ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、イソプロピルオキシカリウム、tert−ブチルオキシカリウムが好ましく、特に水酸化カリウム及びtert−ブチルオキシカリウムが好ましい。
【0068】
また、塩基の使用量に関しては、反応基質であるベンゾフェノン化合物(1)に対して0.001〜0.5モル当量用いることができるが、好ましくは0.01〜0.5モル当量、さらに好ましくは0.03〜0.1モル当量である。
【0069】
不斉水素化触媒に用いられる光学活性ジアミン化合物としては、2つのアミノ基及び/又は置換アミノ基が結合する炭素原子が各々隣り合った化合物(エチレンジアミン型)がより好ましい。
また、アミノ基及び/又は置換アミノ基の結合する炭素原子の1個又は2個が不斉炭素原子である光学活性ジアミン化合物が好ましく、その中でも特に不斉炭素原子を2個持つ光学活性ジアミン化合物がより好ましい。例えば、エチレンジアミン系化合物、プロパンジアミン系化合物、ブタンジアミン系化合物、環状炭化水素ジアミン系化合物、フェニレンジアミン系化合物などが挙げられるが、エチレンジアミン系化合物が好ましい。
【0070】
具体的には、例えば次の一般式(19)
【0071】
【化23】
Figure 0003771615
【0072】
(式中、R22、R23、R24及びR25は水素原子、炭素数1〜4個のアルキル基、ベンジル基、アリール基、炭素数5〜7個のシクロアルキル基を示し、又は、R23及びR24はともに結合して環を形成してもよく、R26、R27、R28及びR29は水素原子、不飽和炭化水素基、アリール基、スルホニル基を示す。但し、R22とR23、且つR24とR25が同時に同じ基となることはない。)
で表わされる光学活性ジアミン化合物(19)が好ましい。
【0073】
この光学活性ジアミン化合物(19)の置換基R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28及びR29において、炭素数1〜4個のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基などが挙げられ、メチル基が特に好ましい。
アリール基としては、フェニル基、置換フェニル基、ナフチル基、置換ナフチル基等が挙げられ、フェニル基、置換フェニル基が好ましく、特にフェニル基が好ましい。置換フェニル基としては、p−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基などの炭素数1〜4個の低級アルキル基の置換したフェニル基が挙げられ、特にp−トリル基が好ましい。
炭素数5〜7個のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基が挙げられ、シクロヘキシル基が好ましい。
23及びR24はともに結合して環を形成してもよいが、この環としてはシクロヘキシル環、シクロヘプタン環などが挙げられる。
不飽和炭化水素基としては、アリル基などの鎖状不飽和炭化水素基が挙げられる。
【0074】
以上のような光学活性ジアミン化合物の具体例としては、例えば1,2−ジフェニルエチレンジアミン、1,2−シクロヘキシルエチレンジアミン、2,3−ジメチルブタンジアミン、1,2−シクロヘキシルジアミン、1,2−シクロヘプタジアミン、1−メチル−2,2−ジフェニルエチレンジアミン、1−イソブチル−2,2−ジフェニルエチレンジアミン、1−イソプロピル−2,2−ジフェニルエチレンジアミン、1−メチル−2,2−ジ(p−メトキシフェニル)エチレンジアミン、1−イソブチル−2,2−ジ(p−メトキシフェニル)エチレンジアミン、1−イソプロピル−2,2−ジ(p−メトキシフェニル)エチレンジアミン、1−ベンジル−2,2−ジ(p−メトキシフェニル)エチレンジアミン、1−メチル−2,2−ジナフチルエチレンジアミン、1−イソブチル−2,2−ジナフチルエチレンジアミン、1−イソプロピル−2,2−ジナフチルエチレンジアミンなどが挙げられ、特に1,2−ジフェニルエチレンジアミンが好ましい。
【0075】
また、上記光学活性ジアミン化合物(19)において、アミノ基及び/又は置換アミノ基の結合する炭素原子の2個が不斉炭素原子である場合には、(R,R)−体、(S,S)−体、(R,S)−体、(S,R)−体の4種類の異性体が考えられるが、このうち(R,R)−体、(S,S)−体が好ましく、これらを目的に応じて適宜選択して使用することができる。
【0076】
この異性体の選択にあたっては、用いる遷移金属錯体中の光学活性ホスフィン配位子との組合せが重要である。この組合せにはいろいろな場合が考えられるが、(R)−体の光学活性ホスフィン配位子と(R,R)−体の光学活性アミン化合物との組合せ、及び(S)−体の光学活性ホスフィン配位子と(S,S)−体の光学活性アミン化合物との組合せ、が最良の組合せであり、高い不斉収率を得るために重要である。
【0077】
本発明反応における光学活性アミン化合物の使用量は遷移金属錯体に対し、1〜20モル当量使用することができ、好ましくは4〜12モル当量である。
【0078】
本発明において触媒として使用する遷移金属錯体、塩基及び光学活性ジアミン化合物の3成分は不斉水素化反応が円滑に進行し、高い不斉収率を達成するために必要不可欠の成分であり、この3成分がそろって初めて充分な反応活性で高い光学純度の光学活性ベンズヒドロール化合物を得ることができる。
【0079】
ベンゾフェノン化合物(1)を不斉水素化する際に使用される溶媒としては、反応原料、触媒系を可溶化するものであれば特に制限なく用いることができる。例えばトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒;ヘプタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素溶媒;塩化メチレンなどのハロゲン含有炭化水素溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;メタノール、エタノール、2ープロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール等のアルコール系溶媒;アセトニトリル;DMF(ジメチルホルムアミド)、DMSO(ジメチルスルホキシド)等ヘテロ原子を含む有機溶媒などが挙げられる。これらの溶媒は単独で又は混合溶媒として用いることができるが、生成物がアルコールであることからアルコール系溶媒が好ましく、特に2−プロパノールが好ましい。
【0080】
溶媒の使用量は反応基質の溶解度及び経済性により判断されるが、例えば2−プロパノールを用いる場合、反応基質によって1容量%以下の低濃度から無溶媒に近い状態でも反応を行うことができるが、反応基質に対して2〜5倍(容量)用いることが好ましい。
【0081】
本発明は反応形式がバッチ式又は連続式のいずれにおいても実施することができる。また、反応は水素の存在下で行われるものであるが、水素圧は1〜100気圧とすることができ、好ましくは20〜50気圧の範囲である。反応温度は20〜90℃が好ましく、35〜60℃が特に好ましい。反応時間は2〜48時間が好ましく、16〜30時間が特に好ましい。
【0082】
【実施例】
以下実施例を示し、さらに詳細に本発明について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例における各スペクトルの測定には次の機器を用いた。
【0083】
Figure 0003771615
【0084】
また、各実施例における生成物の反応転化率、光学純度については下記条件の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により確認した。
Figure 0003771615
【0085】
実施例1 4−メチルベンゾフェノンの不斉水素化反応:
100mlのステンレス製オートクレーブに0.2Mに調製した水酸化カリウムの2−プロパノール溶液(1.4ml、水酸化カリウムが0.28mmol)、(1S,2S)−1,2−ジフェニルエチレンジアミン(4.03mg、0.019mmol)、4−メチルベンゾフェノン(0.98g、5.0mmol)、2−プロパノール(2.28ml)、ベンゼン(1.23ml)、及びRu2 Cl4((S)−DM−BINAP)2NEt3(9.07mg、0.00474mmol)を窒素雰囲気下で挿入し、次いで水素ガスを50気圧まで圧入した。反応温度を50℃として20時間撹拌した後、反応液を常温に戻してから減圧濃縮を行った。
【0086】
得られた残留物1.01gをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=4/1〜2/1(容量比))で精製して油状の光学活性4−メチルベンズヒドロールを0.871g(収率88.0%)得た。このものの光学純度を高速液体クロマトグラフィーで測定したところ、98%eeであった。
【0087】
1H−NMR(400MHz,CDCl3,δppm):2.21(broads,1H),2.33(s,3H),5.81(broad s,1H),7.1〜7.4(m,9H)
MS(m/e):198(M+
【0088】
実施例2〜6
出発化合物を表2に示すものに代え、(1S,2S)−1,2−ジフェニルエチレンジアミンを(1R,2R)−1,2−ジフェニルエチレンジアミンに代え、Ru2Cl4((S)−DM−BINAP)2NEt3をRu2Cl4((R)−DM−BINAP)2NEt3に代えた以外は実施例1と同様にして反応を行い、それぞれに対応する水素化物の光学活性体を得た。結果を表2に示す。
【0089】
【表2】
Figure 0003771615
【0090】
実施例7 2,4’−ジクロロベンゾフェノンの不斉水素化反応:
100mlのステンレス製オートクレーブに0.2Mに調製した水酸化カリウムの2−プロパノール溶液(1.4ml;0.28mmol)、(R,R)−ジフェニルエチレンジアミン(4.03mg;0.019mmol)、2,4’−ジクロロベンゾフェノン(1.26g;5.0mmol)、2−プロパノール(3.31ml)、ベンゼン(1.37ml)及びRu2Cl4((R)−BINAP)2NEt3(8.45mg;0.005mmol)を窒素雰囲気下で挿入し、次いで水素ガスを50気圧まで圧入した。反応温度を50℃として20時間攪拌した後、常温に戻してから減圧濃縮を行った。
【0091】
得られた残渣(1.30g)をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液;ヘキサン/酢酸エチル=4/1〜2/1(容量比))で精製して光学活性2,4’−ジクロロベンズヒドロール(1.183g;収率93.4%)を得た。得られた光学活性2,4’−ジクロロベンズヒドロールの光学純度を高速液体クロマトグラフィーにより測定したところ、60.62%eeであった。
【0092】
実施例8 2,4’−ジクロロベンゾフェノンの不斉水素化反応:
100mlのステンレス製オートクレーブに0.2Mに調製した水酸化カリウムの2−プロパノール溶液(1.4ml;0.28mmol)、(R,R)−ジフェニルエチレンジアミン(4.03mg;0.019mmol)、2,4’−ジクロロベンゾフェノン(1.26g;5.0mmol)、2−プロパノール(3.31ml)、ベンゼン(1.37ml)及びRu2Cl4((R)−Tol−BINAP)2NEt3(9.02mg;0.005mmol)を窒素雰囲気下で挿入し、次いで水素ガスを50気圧まで圧入した。反応温度を50℃として20時間攪拌した後、常温に戻してから減圧濃縮を行った。
【0093】
得られた残渣(1.41g)をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液;ヘキサン/酢酸エチル=4/1〜2/1(容量比))で精製して光学活性2,4’−ジクロロベンズヒドロール(1.170g;収率92.5%)を得た。得られた光学活性2,4’−ジクロロベンズヒドロールの光学純度を高速液体クロマトグラフィーにより測定したところ、62.02%eeであった。
【0094】
【発明の効果】
本発明製造方法は、簡単な操作で、医薬合成中間体等として有用な光学活性ベンズヒドロール化合物を高純度で製造することのできる工業的に有利な製造方法である。

Claims (9)

  1. 次の一般式(1)
    Figure 0003771615
    (式中、R1 、R5 、R6 及びR10はそれぞれ同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜4個の低級アルキル基、炭素数1〜4個の低級アルコキシ基又は炭素数1〜5個の低級アルカノイル基を示し、R2 、R3 、R4 、R7 、R8 及びR9 はそれぞれ同一又は異なって水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜4個の低級アルキル基、炭素数1〜4個の低級アルコキシ基、炭素数1〜5個の低級アルカノイル基、アミノ基又は、低級アルキル基、低級アルカノイル基若しくは低級アルコキシカルボニル基により置換されたアミノ基を示し、R2 とR3 及びR8 とR9 はそれぞれともに結合して基−CH=CH−CH=CH−を形成してもよく、R1 〜R9 の隣あうものがともに結合して基−OCH2O−又は基−(CH23−を形成してもよい)
    で表わされるベンゾフェノン化合物を遷移金属錯体、塩基及び光学活性ジアミン化合物からなる不斉水素化触媒の存在下に水素化することを特徴とする次の一般式(2)
    Figure 0003771615
    (式中、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及びR10は前記と同様の意味を示し、*は不斉炭素の位置を示す)
    で表わされる光学活性ベンズヒドロール化合物の製造方法。
  2. 遷移金属錯体が次の一般式(3)、(4)、(5)又は(6)
    Figure 0003771615
    (式中、Xはハロゲン原子を示し、Lは光学活性ホスフィン配位子を示し、Aは3級アミンを示す)
    Figure 0003771615
    (式中、X及びLは前記と同じ意味を示し、Eは置換基を有していてもよいベンゼン又はp−サイメンを示す)
    Figure 0003771615
    (式中、Lは前記と同じ意味を示し、Gはハロゲン原子又はアセトキシを示す)
    Figure 0003771615
    (式中、X及びLは前記と同じ意味を示し、J- はBF4 -、ClO4 -、PF6 -又はBPh4 -(Phはフェニル基を示す)を示す)
    で表わされるルテニウム錯体である請求項1記載の光学活性ベンズヒドロール化合物の製造方法。
  3. 光学活性ホスフィン配位子が次の一般式(7)
    Figure 0003771615
    (式中、R12は炭素数1〜4個の低級アルキル基を示し、R13、R14、R15、R16、R17及びR18はそれぞれ同一または異なって水素原子、炭素数1〜4個の低級アルキル基、炭素数1〜4個の低級アルコキシ基、ハロゲン原子を示し、又はR14とR15、R16とR17はそれぞれ結合して環を形成してもよい)
    で表わされる光学活性ホスフィン配位子である請求項2記載の光学活性ベンズヒドロール化合物の製造方法。
  4. 光学活性ホスフィン配位子が次の一般式(8)
    Figure 0003771615
    (式中、R19は水素原子又は炭素数1〜4個の低級アルキル基を示す)
    で表わされる光学活性ホスフィン配位子である請求項2記載の光学活性ベンズヒドロール化合物の製造方法。
  5. 光学活性ホスフィン配位子が2,2’−ビス(ジ(3,5−ジ低級アルキルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビナフチルである請求項3記載の光学活性ベンズヒドロール化合物の製造方法。
  6. 光学活性ホスフィン配位子が2,2’−ビス(ジ(3,5−ジ低級アルキルフェニル)ホスフィノ)−5,5’,6,6’,7,7’,8,8’−オクタヒドロ−1,1’−ビナフチルである請求項3記載の光学活性ベンズヒドロール化合物の製造方法。
  7. 光学活性ホスフィン配位子が2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−5,5’,6,6’,7,7’,8,8’−オクタヒドロ−1,1’−ビナフチルである請求項4記載の光学活性ベンズヒドロール化合物の製造方法。
  8. 塩基が次の一般式(18)
    Figure 0003771615
    (式中、Mはアルカリ金属原子又はアルカリ土類金属原子を示し、Yはヒドロキシ基、アルコキシ基又はメルカプト基を示し、nは1又は2である)
    で表わされる化合物又は第4級アンモニウム塩である請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学活性ベンズヒドロール誘導体の製造方法。
  9. 光学活性ジアミン化合物の2つのアミノ基及び/又は置換アミノ基が結合する炭素原子が、各々隣り合っていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学活性ベンズヒドロール化合物の製造方法。
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