DE60311305T2

DE60311305T2 - Bidentate c,p chirale phosphan-liganden

Info

Publication number: DE60311305T2
Application number: DE60311305T
Authority: DE
Inventors: Piotr Osinski; Michal Kazimierz PIETRUSIEWICZ; Rudolf Schmid
Original assignee: HOFFMANN LA ROCHE; F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: HOFFMANN LA ROCHE; F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2023-11-21
Also published as: AU2003288125A1; EP1567535A1; DE60311305D1; US20040110975A1; JP4244212B2; JP2006508155A; ES2279198T3; CA2505940A1; CN1717410A; US6984744B2; CN100358909C; WO2004050669A1; EP1567535B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Phosphinliganden, Metallkomplexe von solchen Liganden sowie die Verwendung von solchen Metallkomplexen als Katalysatoren bei asymmetrischen Reaktionen.
Phosphinliganden mit Chiralitätszentren an Kohlenstoff- und Phosphoratomen sind in der Technik bekannt. Eine besondere Klasse von Phosphinliganden sind die, die durch eine Brücke aus zwei Kohlenstoffatomen verknüpft sind, d. h. 1,2-Diphosphinliganden. Beispiele von 1,2-Diphosphinliganden mit einem oder zwei Chiralitätszentren an den Kohlenstoffatomen der Brücke sind PROPHOS (A), wie in J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 5491 beschrieben; und CHIRAPHOS (B), siehe J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 6262. Ein anderer Typ von 1,2-Diphosphinliganden sind die, wo das Chiralitätszentrum an C-Atomen in einem Phospholanring ist, wie beispielsweise in dem BPE-Liganden (C), beschrieben in Tetrahedron Asymmetry, 1991, 2, (7), 569. Noch ein anderer Typ von 1,2-Diphosphinliganden sind die, wo die Chiralitätszentren an den C- und P-Atomen, wie in Verbindung D, sind, beschrieben in Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41 (9), 1612.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, weitere chirale 1,2-Diphosphinliganden mit einem Chiralitätszentrum an einem Kohlenstoffatom der Brücke und einem Chiralitätszentrum an dem Phosphoratom, d. h. ein neues zweizähliges C,P-chirales 1,2-Diphosphinliganden-System, das ziemlich rigide Bicyclo[3.3.0]octanchelate mit Übergangsmetallen bildet, bereitzustellen.
Die Erfindung betrifft daher neue Phosphinliganden der Formel I
worin
R¹ und R² unabhängig voneinander Alkyl, Aryl, Cycloalkyl oder Heteroaryl sind, wobei das Alkyl, Aryl, Cycloalkyl oder Heteroaryl mit Alkyl, Alkoxy, Halogen, Hydroxy, Amino, Mono- oder Dialkylamino, Aryl, -SO₂-R⁷, -SO₃ ^–, -CO-NR⁸R^8', Carboxy, Alkoxycarbonyl, Trialkylsilyl, Diarylalkylsilyl, Dialkylarylsilyl oder Triarylsilyl substituiert sein kann;
R³ Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Heteroaryl ist;
R^4' und R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff Alkyl oder gegebenenfalls substituiertes Aryl bedeuten; oder
R^4' und R⁴ zusammen mit dem C-Atom, an das sie gebunden sind, einen 3- bis 8-gliedrigen carbocyclischen Ring bilden; die gestrichelte Linie entweder nicht vorhanden ist oder, wenn sie vorhanden ist, eine Doppelbindung bildet;
R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl oder Aryl sind;
R⁷ Alkyl, Aryl oder NR⁸R^8' ist; und
R⁸ und R^8' unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl oder Aryl sind; die Substituenten R³ an dem Phospholan-Phosphoratom und der Substituent an dem C2-Atom des Phospholanrings in cis-Beziehung zueinander stehen, wie durch die fetten Bindungen in Formel I dargestellt.
Die Reste R⁴, R^4', R⁵ und R⁶ können zusätzliche Chiralitätszentren an dem C-Atom, an das sie gebunden sind, bilden und die Reste R¹ und R² können ein zusätzliches Chiralitätszentrum an dem Phosphoratom, an das sie gebunden sind, bilden.
Das Erfordernis, daß in der Verbindung der Formel I der Substituent R³ an dem Phospholan-Phosphoratom und der Substituent an dem C2-Atom des Phospholanrings in cis-Beziehung zueinander stehen, macht zusammen mit den unerwarteten Ergebnissen in bezug auf den Prozentsatz der optischen Reinheit in asymmetrischen Hydrierungen, gezeigt in den Tabellen A bis E, wo Übergangsmetallkatalysatoren, die den cis-Liganden der Formel I enthalten, mit Übergangsmetallkatalysatoren, die den trans-Liganden der Formel I enthalten, verglichen werden, die vorliegenden Ansprüche erfinderisch. Patent Abstracts of Japan, Bd. 2002, Nr. 07, 2002 & JP-A-200206906 und Tetrahedron, Bd. 14, Nr. 11, 2003, Seiten 1459 – 1462 beziehen sich nur auf die Herstellung der chiralen trans-Phospholanhomologa der vorliegenden cis-Verbindungen. Ang. Chemie, Int. Edition, Bd. 41 , Nr. 9, 2002, Seiten 1612 – 1614 offenbart das trans-Isomer der Formel I, worin R¹ = R² = R³ = Ph und R⁴ = R^4' = R⁵ = R⁶ = H. Die Verbindung ist der (1R,2S)-trans-PMP5-Ligand in den Tabellen A bis E.
Die folgenden Definitionen der allgemeinen Ausdrücke, die in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, treffen zu, ungeachtet dessen, ob die in Frage kommenden Ausdrücke allein oder in Kombination auftreten.
Der Ausdruck „Alkyl", wie hierin verwendet, bedeutet geradkettige oder verzweigte Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, Butyl, iso-Butyl und tert-Butyl.
Bevorzugt sind die Alkylgruppen für R¹, R² und R³ verzweigte Alkylgruppen, wie iso-Propyl, iso-Butyl und tert-Butyl.
Der Ausdruck „Alkoxy" gibt eine Gruppe an, wobei der Alkylrest wie oben definiert und über ein Sauerstoffatom gebunden ist.
Der Ausdruck „Cycloalkyl" steht für 3- bis 8-gliedrige Ringe, wie z. B. Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl und Cycloheptyl, insbesondere für Cyclopentyl oder Cyclohexyl.
Die „Alkyl"- und „Cycloalkyl"-gruppen können durch Alkyl (für Cycloalkyl), Alkoxy, Halogen, Hydroxy, Amino, Mono- oder Dialkylamino oder Aryl substituiert sein.
Der Ausdruck „Aryl" gibt einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest, insbesondere den Phenylrest, an, der unsubstituiert oder in der ortho-, meta- oder para-Stellung substituiert oder mehrfach substituiert sein kann. Substituenten, die in Betracht gezogen werden, sind z. B. Phenyl-, Alkyl- oder Alkoxygruppen, bevorzugt Methyl- oder Methoxygruppen, oder Amino, Monoalkyl- oder Dialkylamino, bevorzugt Dimethylamino oder Diethylamino, oder Hydroxy oder Halogen, wie Chlor, oder Trialkylsilyl, wie z. B. Trimethylsilyl. Außerdem kann der Ausdruck „Aryl" Naphthyl bedeuten. Bevorzugte Arylreste sind Phenyl, Tolyl, Dimethylphenyl, Di-tert-butylphenyl oder Anisyl.
Der Ausdruck „Heteroaryl" bedeutet einen 5- oder 6-gliedrigen aromatischen Zyklus, der ein oder mehrere Heteroatome enthält, wie S, O und/oder N. Beispiele von solchen Heteroarylgruppen sind Furyl, Thienyl, Benzofuranyl oder Benzothienyl.
Die Verbindungen der Erfindung haben zwei Chiralitätszentren, eines an dem P-Atom in dem Phospholanring und eines an dem C2-Atom des Phospholanrings. Die Substituenten an diesen Chiralitätszentren stehen immer in cis-Beziehung zueinander.
Für die Bezeichnung der cis- und trans-Konfiguration in den erfindungsgemäßen Verbindungen und verwandten Verbindungen wird die nachstehend angegebene Konvention befolgt:
Die Verbindung der Formel Ia ist ein Beispiel einer Verbindung der Formel I, worin R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl oder Aryl sind und die gestrichelte Linie vorhanden ist und eine Doppelbindung bildet:
Bevorzugte Verbindungen der Forme I sind die, worin
R¹ und R² gleich sind und Alkyl, Aryl, Cycloalkyl oder Heteroaryl bedeuten, wobei das Alkyl, Aryl, Cycloalkyl oder Heteroaryl mit Alkyl, Alkoxy, Halogen, Hydroxy, Amino, Mono- oder Dialkylamino, Aryl, -SO₂-R⁷, -SO₃ ^–, -CO-NR⁸R^8', Carboxy, Alkoxycarbonyl, Trialkylsilyl, Diarylalkylsilyl, Dialkylarylsilyl oder Triarylsilyl substituiert sein kann;
R¹ Alkyl oder Aryl ist;
R^4' und R⁴ Wasserstoff sind;
R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₃-Alkyl oder Phenyl sind; die gestrichelte Linie nicht vorhanden ist und
R⁷, R⁸ und R^8' wie oben definiert sind.
Eine Ausführungsform der Erfindung sind Verbindungen der Formel I, worin
R¹ und R² gleich sind und Aryl bedeuten;
R³ tert-Butyl oder Phenyl ist;
R^4' und R⁴ identisch sind und Wasserstoff bedeuten;
R⁵ und R⁶ Wasserstoff sind; und die gestrichelte Linie nicht vorhanden ist.
Eine andere Ausführungsform sind Verbindungen der Formel I, worin
R¹ und R² gleich sind und Alkyl bedeuten;
R³ tert-Butyl oder Phenyl ist;
R^4' und R⁴ identisch sind und Wasserstoff bedeuten;
R⁵ und R⁶ Wasserstoff sind; und die gestrichelte Linie nicht vorhanden ist.
Eine andere Ausführungsform sind Verbindungen der Formel I, worin
R¹ und R² gleich sind und Cycloalkyl bedeuten;
R³ tert-Butyl oder Phenyl ist; R^4' und R⁴ identisch sind und Wasserstoff bedeuten;
R⁵ und R⁶ Wasserstoff sind; und die gestrichelte Linie nicht vorhanden ist.
Und eine weitere Ausführungsform sind Verbindungen der Formel I, worin
R¹ und R² gleich sind und Heteroaryl bedeuten;
R³ tert-Butyl oder Phenyl ist;
R^4' und R⁴ identisch sind und Wasserstoff bedeuten;
R⁵ und R⁶ Wasserstoff sind; und die gestrichelte Linie nicht vorhanden ist.
Besonders bevorzugte Liganden der Formel I sind die, worin R¹ und R² gleich sind und Phenyl bedeuten, R³ Phenyl ist und R⁴, R^4', R⁵ und R⁶ Wasserstoff sind.
Die Liganden der Formel I werden gemäß den Reaktionsschemen 1 bis 3 hergestellt. Die Ausgangsmaterialien sind in der Technik bekannt und kommerziell erhältlich.
Die Synthese von 2-Methylenphospholan-1-oxid wird gemäß Schema 1 durchgeführt, ausgehend von dem entsprechend substituierten Phospholan-1-oxid (1), das analog zu dem Verfahren hergestellt werden kann, das für 1-Phenylphospholan-1-oxid in J. Org. Chem. 1971, 36, 3226 beschrieben wird.
In den generischen Formeln der Schemen basieren die (R)- und (S)-Konfigurationsfestsetzung des Phospholan-Phosphoratoms auf den Cahn-Ingold-Prelog-Regeln mit einer willkürlich gewählten Priorität von R³ > C2 des Phospholanrings > C5 des Phospholanrings. Schema 1
worin die Reste wie für Formel I oben definiert sind.
Die optisch aktiven Zwischenprodukte der Formel 6
worin R³, R⁴, R^4', R⁵ und R⁶ wie für Formel I oben definiert sind; sind neu und daher Teil der vorliegenden Erfindung.
Schritt 1
Das Phospholan-1-oxid (1) wird mit einem Metallierungsreagens, wie einem Aryl- oder Alkyllithiumreagens oder einem Lithiumamidreagens, metalliert und anschließend mit einem Aldehyd, wie z. B. Formaldehyd, oder einem Keton, wie z. B. Aceton, umgesetzt, wodurch Gemische aus cis- und trans-2-Phospholanmethanol-1-oxid (2a und 2b) erhalten wurden. Metallierungsreagenzien sind z. B. Phenyl-, Butyl-, sec- und tert-Butyllithium oder dergleichen, oder Lithium-di-iso-propylamid, Lithium-2,2,6,6-tetramethylpiperidin oder dergleichen. In einer bevorzugten Version wird ein Aryl- oder Alkyllithiumreagens verwendet, das die Aryl- oder Alkylgruppe R³ enthält.
Schritt 2
2-Methylen-oxo-phospholan (3) wird durch Dehydratisierung von cis- oder trans-2-Phospholanmethanol-1-oxid (2a und b) oder Gemischen davon gebildet. Diese Dehydratisierung kann durch dem Fachmann bekannte Verfahren durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Dehydratisierung durch die Umsetzung der Hydroxygruppe mit einem anorganischen Säurechlorid, wie Thionylchlorid oder Phosphoroxidchlorid; und anschließender Eliminierung des gebildeten Chloridzwischenproduktes beispielsweise in Gegenwart einer organischen Base, wie 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU), 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en (DBN), 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan (DABCO), Triethylamin oder Pyridin oder dergleichen, durchgeführt werden. Bei einem anderen Verfahren wird die Dehydratisierung durch Katalyse mit einer starken Säure durchgeführt, wie z. B. Schwefelsäure, Phosphorsäure, Pyrophosphorsäure, Kaliumhydrogensulfat, p-Toluolsulfonsäure usw. Bei noch einem anderen Verfahren wird ein Ester, abgeleitet von einer organischen Säure, wie Methansulfonsäure oder p-Toluolsulfonsäure, gebildet und die anschließende Lliminierung mit einer organischen Base wie 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en, Triethylamin oder Pyridin oder dergleichen durchgeführt. Bei noch einem anderen Verfahren wird ein Ester, abgeleitet von Essigsäure, gebildet und der pyrolytischen Eliminierung unterzogen.
Schritt 3
2-Methylenphospholan-1-oxid (3) wird zu dem entsprechenden Phospholan (4) durch in der Technik bekannte Verfahren reduziert. Diese Reduktion kann durch beispielsweise Behandlung mit Silanreagenzien (z. B. Trichlorsilan, Hexachlordisilan, Phenylsilan, Polymethylhydrosiloxan usw.), Aluminiumreagenzien (z. B. Lithium- oder Natriumaluminiumhydrid, Aluminiumhydrid), Metalle (Aluminium, Magnesium) oder mit Wasserstoff nach der Aktivierung mit z. B. Phosgen erreicht werden.
Schritte 4 und 5
Einerseits ergaben die optische Trennung von 2-Methylenphospholan (4) durch Quaternisierungsreaktion mit einem optisch aktiven Alkylierungsmittel, wie beispielsweise mit (L)- oder (D)-Menthyl-2-brom-acetat, und die fraktionierte Kristallisation des Salzes die diastereomerenreinen Menthylacetatderivate (5), die dann in Gegenwart einer Base wie Natriumhydroxid zu den enantiomerenreinen 2-Methylen-1-oxo-phospholanen (6) gespalten werden.
Schritt 4a
Andererseits kann 2-Methylen-1-oxo-phospholan (3) in die enantiomerenreinen 2-Methylen-1-oxo-phospholane (6) durch Chromatographie auf einem chiralen Träger gespalten werden.
Schritt 6
Die enantiomerenreinen 2-Methylenphospholan-1-oxide (6) werden in ein Gemisch aus den entsprechenden cis- und trans-Bisoxiden (7) gemäß Schema 2 umgewandelt. Schema 2
worin die Reste wie für Formel I oben definiert sind.
Die Umwandlung wird durch Addition eines sekundären Phosphinoxids durchgeführt, welche unter rein thermischen Bedingungen durch Erhitzen oder unter Basenkatalysebedingungen, z. B. mit Aminbasen, wie 1,8-Diazabicylclo[5.4.0]undec-7-en (DBU), 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en (DBN), 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan (DABCO) oder Natriumhydrid, Natriumethoxid oder dergleichen, verlaufen kann. Alternativ kann die Umwandlung ebenso schrittweise durch Addition eines sekundären Phosphins in Gegenwart einer Base, wie z. B. Kalium-tert-butoxid, oder durch Addition eines vorgebildeten sekundären Lithiumphosphids, um das Phosphinadditionsprodukt zu erhalten, und anschließende Oxidation mit z. B. Wasserstoffperoxid durchgeführt werden.
Schritt 7
Die Bisoxide (7) werden zu Diphosphinen (8) reduziert, die gegebenenfalls gereinigt und als Bis(boran)addukte (9) gelagert werden können, und die aus den Diphosphinen durch Deborierung regeneriert werden können, wie Schema 3 angegeben:
Schema 3 (gezeichnet für Diastereoisomere (S,S)-8 und (S,R)-8; die Diastereoisomere (R,R)-8 und (R,S)-8 können analog aus (S,R)-7 und (S,S)-7 hergestellt werden)
worin die Symbole wie für Formel I oben definiert sind.
Diese Verfahren sind Standardverfahren und dem Fachmann bekannt. Die Reduktion (Schritt 7) kann durch beispielsweise die Behandlung mit Silanreagenzien (z. B. Trichlorsilan, Hexachlordisilan, Phenylsilan, Polymethylhydrosiloxan usw.) oder mit Aluminiumreagenzien (z. B. Lithium- oder Natriumaluminiumhydrid, Aluminiumhydrid usw.) erreicht werden. Die Borierung (Schritt 7a) kann durch beispielsweise die Behandlung der Diphosphine mit einem Boran-Abgabemittel wie z. B. dem Boran-Tetrahydrofuran-Komplex, dem Boran-N,N-Diethylanilin-Komplex, dem Boran-Dimethylsulfid-Komplex oder dergleichen durchgeführt werden. Alternativ können die Reduktion und die Borierung (Schritte 7 und 7a) ebenso als ein Einzelprotokoll durch beispielsweise die Behandlung der Bisoxide mit Lithiumaluminiumhydrid in Gegenwart von Natriumtetrahydridoborat und Certrichlorid durchgeführt werden, um direkt die Bis(boran)addukte bereitzustellen. Die Bis(boran)addukte können gegebenenfalls durch Chromatographie oder Kristallisation gereinigt werden, um hohe chemische Reinheit zu erreichen. Die Deborierung (Schritt 7b) kann durch Behandlung der Bis(boran)addukte mit einer Aminbase, wie z. B. 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan (DABCO), Pyrrolidin, Diethylamin oder dergleichen, oder durch Behandlung mit einer Säure, wie HBF₄ oder dergleichen, erreicht werden.
Die optisch aktiven Liganden der Formel I bilden Komplexe mit Übergangsmetallen, insbesondere mit Übergangsmetallen der Gruppe VIII, wie Ruthenium, Rhodium, Iridium, Palladium und Nickel. Diese Komplexe können als Katalysatoren bei asymmetrischen Reaktionen, wie Hydrierungen und enantioselektiven Wasserstoffverschiebungen in prochiralen Allylsystemen, verwendet werden. Bevorzugt werden die Metallkomplexe in ihren isolierten Formen für die Hydrierungen verwendet. Alternativ können die Komplexe in situ hergestellt werden.
Diese Katalysatoren, d. h. die Komplexe eines Übergangsmetalls und der chiralen Diphosphinliganden der Formel I, sind neu und ebenso ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Die obengenannten Übergangsmetallkomplexe, insbesondere die Komplexe mit Metallen der Gruppe VIII, können z. B. durch die folgende nachstehend angegebene Formel II und III dargestellt werden: M_mL_nX_pA_q II,worin
M für ein Übergangsmetall steht,
L für die Diphosphinverbindung der Formel I steht,
worin
X ein koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise Cl, Br oder I,
m, n und p jeweils 1 sind, und
q 0 ist, wenn M Rh ist;
oder
X Acyloxy ist, wie beispielsweise Acetoxy, Trifluoracetoxy oder Pivaloyloxy,
m und n jeweils 1 sind,
p 2 ist, und
q 0 ist, wenn M Ru ist;
oder
X Cl ist,
m und n jeweils 2 sind,
p 4 ist,
q 1 ist, und
A Triethylamin ist, wenn M Ru ist;
oder
X eine π-Methallylgruppe ist,
m und n jeweils 1 sind,
p 2 ist, und
q 0 ist, wenn M Ru ist;
oder
X ein koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise Cl, Br oder I,
m, n und p jeweils 1 sind, und
p 0 ist, wenn M Ir ist;
oder
X Cl ist,
m und n jeweils 1 sind,
p 2 ist, und
q 0 ist, wenn M Pd ist;
oder
X Cl, Br oder 1 ist,
m und n jeweils 1 sind,
p 2 ist, und
q 0 ist, wenn M Ni ist. [M_mL_nX_pA_q]D_r III,worin
M für ein Übergangsmetall steht, und
L für die Diphosphinverbindung der Formel I steht,
worin
X ein Dienligand ist, wie cod oder nbd,
D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄ oder BARF,
m, n, p und r jeweils 1 sind, und
q 0 ist, wenn M Rh ist;
oder
X ein Olefinligand ist, wie beispielsweise Cycloocten oder Ethylen,
D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄
oder BARF,
m, n und r jeweils 1 sind,
p 2 ist und
q 0 ist, wenn M Rh ist;
oder
X Cl, Br oder I ist,
A Benzol oder p-Cymen ist,
D Cl, Br oder I ist, und
m, n, p, q und r jeweils 1 sind, wenn M Ru ist;
oder
D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄ oder BARF,
m und n jeweils 1 sind,
p und q jeweils 0 sind, und
r 2 ist, wenn M Ru ist;
oder
X ein Dienligand ist, wie cod oder nbd,
D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄ oder BARF,
m, n, p und r jeweils 1 sind, und
q 0 ist, wenn M Ir ist;
oder
X ein Olefinligand ist, wie beispielsweise Cycloocten oder Ethylen,
D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄ oder BARF,
m, p und r jeweils 1 sind,
n 2 ist und
q 0 ist, wenn M Ir ist;
oder
X eine π-Allylgruppe ist,
D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄ oder BARF,
m, n, p und r jeweils 1 sind, und
q 0 ist, wenn M Pd ist.
Ph steht für eine Phenylgruppe, cod steht für (Z,Z)-1,5-Cyclooctadien, nbd steht für Norbornadien und BARF steht für Tetrakis[3,5-bis(trifluormethyl)phenyl]borat.
π-Methallyl und π-Allyl stehen für anionische Liganden der Strukturen H₂C=C(Me)-CH₂ und H₂C=CH-CH₂.
Bevorzugte Übergangsmetallkomplexe und Verfahren zur Herstellung solcher Komplexe werden nachstehend beschrieben.
Ein Rutheniumkomplex kann durch beispielsweise die Umsetzung der Ru-Präkursoren [Ru(cod)(OCOCF₃)₂]₂, [Ru(cod)(OCOCF₃)₂]₂H₂O, [Ru(cod)(OCOCH₃)₂] oder [Ru₂(cod)₂Cl₄(CH₃CN)] und des Liganden der Formel I in einem inerten Lösungsmittel, beispielsweise in Ethern, wie Tetrahydrofuran oder Diethylether, oder Gemischen davon oder in Dichlormethan hergestellt werden, wie in der Literatur beschrieben (B. Heiser, E. A. Broger, Y. Crameri, Tetrahedron: Asymmetry 1991, 2, 51). Ein anderes Verfahren zur Herstellung eines Rutheniumkomplexes umfaßt beispielsweise die Umsetzung des Rutheniumpräkursors [Ru(cod)(Methallyl)₂] mit einem Liganden der Formel I in einem nicht polaren Lösungsmittel, wie z. B. Hexan oder Toluol oder Gemischen davon, wie in J. P. Genet, S. Mallart, C. Pinel, S. Juge, J. A. Laffitte, Tetrahedron: Asymmetry, 1991, 2, 43 beschrieben.
Die In-situ-Herstellung von Rutheniumkomplexen kann durch beispielsweise die Umsetzung des Rutheniumpräkursors [Ru(cod)(Methallyl)₂] mit einem Liganden der Formel I in Gegenwart von Trifluoressigsäure in Methanol durchgeführt werden, wie in der Literatur beschrieben (B. Heiser, E. A. Broger, Y. Crameri, Tetrahedron: Asymmetry 1991, 2, 51).
Ein Rutheniumkomplex kann ebenso durch beispielsweise Erhitzen von [Ru(cod)Cl₂]_n und des Liganden der Formel I unter Rückfluß durch Verwendung von Toluol als ein Lösungsmittel in Gegenwart von Triethylamin hergestellt werden, wie in der Literatur beschrieben (T. Ikariya, Y. Ishii, H. Kawano, T. Arai, M. Saburi und S. Akutagawa, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1985, 922). Außerdem kann ein Rutheniumkomplex durch beispielsweise Erhitzen von [Ru(p-Cymen)I₂), und des Liganden der Formel I unter Rühren in einem Methylenchlorid/Ethanol-Gemisch gemäß dem V erfahren hergestellt werden, das in der Literatur beschrieben ist (K. Mashima, K. Kusano, T. Ohta, R. Noyori, H. Takaya, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1989, 1208).
Bevorzugte Rutheniumkomplexe sind
Ru(OAc)₂(L), [Ru(OCOCF₃)₂(L)]₂, Ru₂Cl₄(L)₂NEt₃, [RuCl(Benzol)(L)]Cl, [RuBr(Benzol)(L)]Br, [RuI(Benzol)(L)]I, [RuCl(p-Cymen)(L)]Cl, [RuBr(p-Cymen)(L)]Br, [RuI(p-Cymen)(L)]I, [Ru(L)](BF₄)₂, [Ru(L)](ClO₄)₂, [Ru(L)](PF₆)₂, [Ru(L)](BPh₄)₂.
Ein Rhodiumkomplex kann durch beispielsweise die Umsetzung von Rhodiumpräkursoren, wie [Rh(cod)Cl]₂, [Rh(nbd)Cl]₂, [Rh(cod)₂]SbF₆, [Rh(cod)₂]BF₄, [Rh(cod)₂]ClO₄, mit dem Liganden der Formel I gemäß dem Verfahren hergestellt werden, das in „Experimental Chemistry, 4. Auflage" Bd. 18, Organometallic Complexes, S. 339 – 344, Ed. Chemical Society of Japan, 1991, Maruzen, beschrieben ist.
Bevorzugte Rhodiumkomplexe sind
Rh(L)Cl, Rh(L)Br, Rh(L)I, [Rh(cod)(L)]SbF₆, [Rh(cod)(L)]BF₄, [Rh(cod)(L)]ClO₄, [Rh(cod)(L)]PF₆, [Rh(cod)(L)]BPh₄, [Rh(cod)(L)]BARF, [Rh(nbd)(L)]SbF₆, [Rh(nbd)(L)]BF₄, [Rh(nbd)(L)]ClO₄, [Rh(nbd)(L)]PF₆, [Rh(nbd)(L)]BPh₄.
Ein Iridiumkomplex kann durch beispielsweise Umsetzen des Liganden der Formel I mit [Ir(cod)(CH₃CN)₂]BF₄ oder mit [Ir(cod)Cl]₂ gemäß dem Verfahren hergestellt werden, das in der Literatur beschrieben ist (K. Mashima, T. Akutagawa, X. Zhang, H. Takaya, T. Taketomi, H. Kumobayashi, S. Akutagawa, J. Organomet., Chem. 1992, 428, 213).
Bevorzugte Iridiumkomplexe sind
Ir(L)Cl, Ir(L)Br, Ir(L)I, [Ir(cod)(L)]BF₄, [Ir(cod)(L)]ClO₄, [Ir(cod)(L)]PF₆, [Ir(cod)(L)]BF₄, [Ir(nbd)(L)]BF₄, [Ir(nbd)(L)]ClO₄, [Ir(nbd)(L)]PF₆, [Ir(nbd)(L)]BPh₄.
Ein Palladiumkomplex kann durch beispielsweise die Umsetzung des Liganden der Formel I mit π-Allylpalladiumchlorid gemäß dem Verfahren hergestellt werden, das in einer Literatur beschrieben ist (Y. Uozumi und T. Hayashi, J. Am., Chem. Soc. 1991, 113, 9887).
Bevorzugte Palladiumkomplexe sind
PdCl₂(L), [Pd(π-Allyl)(L)]BF₄, [Pd(π-Allyl)(L)]ClO₄, [Pd(π-Allyl)(L)]PF₆, [Pd(π-Allyl)(L)]BPh₄.
Ein Nickelkomplex kann durch beispielsweise Lösen des Liganden der Formel I und Nickelchlorid in einem Alkohol, wie Isopropanol oder Ethanol oder Gemischen davon, und Erhitzen der Lösung unter Rühren gemäß dem Verfahren hergestellt werden, das in „Experimental Chemistry, 4. Auflage" Bd. 18, Organometallic Complexes, S. 376, Ed. Chemical Society of Japan, 1991, Maruzen, beschrieben ist. Bevorzugte Beispiele von Nickelkomplexen sind NiCl₂(L), NiBr₂(L) und Nil₂(L).
Die Übergangsmetallkomplexe, die wie oben beschrieben hergestellt sind, können als Katalysatoren für asymmetrische Reaktionen, insbesondere asymmetrische Hydrierungsreaktionen, verwendet werden.
Die folgenden Beispiele dienen der Darstellung der Erfindung und schränken diese in keiner Weise ein.
In den Beispielen haben die ausgewählten Abkürzungen die folgenden Bedeutungen:

h: Stunde
Smp.: Schmelzpunkt
THF: Tetrahydrofuran
EtOAc: Ethylacetat
DBU: 1,8-Diazabicyclo(5,4,0)undec-7-en
DABCO: 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan
BARF: Tetrakis[3,5-bis(trifluormethyl)phenyl]borat
c: Konzentration
S/C: Molverhältnis von Substrat zu Katalysator
Umw.: Umwandlung
ee: Enantiomerenüberschuß
GC: Gaschromatographie
PMP5: 2-[(Diphenylphosphino)methyl]-1-phenyl-phospholan
cod: (Z,Z)-1,5-Cyclooctadien

Alle Experimente wurden unter einer Atmosphäre von desoxidiertem Argon durchgeführt. Lösungsmittel wurden vor der Verwendung unter Argon getrocknet und destilliert. Die Metalldiphosphinkomplexe wurden unter Verwendung von Schlenk-Techniken hergestellt.
Beispiel 1 Herstellung von 1-Phenyl-2-phospholanmethanol-1-oxid
In einem 1-1-Zweihalsrundkolben, ausgestattet mit einem magnetischen Rühranker, wurden 23.4 g 1-Phenylphospholan-1-oxid (0,1 l mol) in 300 ml frisch destilliertem THF gelöst, und 10,4 g trockenes Paraformaldehyd wurden zugegeben. Der Reaktionskolben wurde mit Argon gespült und auf –20 °C abgekühlt. Anschließend wurden 100 ml Phenyllithiumlösung in Cyclohexan/Diethylether 7:3 (1,8M) in einer Portion zugegeben. Das resultierende Gemisch wurde gerührt, bis die Temperatur +10 °C erreichte, und zusätzlich 5 Minuten bei dieser Temperatur. Dann wurden l0 g NH₄Cl zugegeben. Das Gemisch wurde filtriert, konzentriert und der Rest durch Flashchromatographie gereinigt (EtOAc, gefolgt von EtOAc/Methanol 10:1). Ausbeuten: 2,5 g Substrat (1-Phenylphospholan-1-oxid) (1l %), 11,7 g (43 %) trans-1-Phenyl-2-phospholanmethanol-1-oxid als weiße Kristalle, Smp. 109 – 110 °C (Toluol);
¹H-NMR (500 MHz) δ: 1,70 – 1,85 (m, 1H), 1,95 – 2,30 (m, 6H), 3,90 – 4,00 (m, 2H), 4,19 (t, 1H, J = 6,1), 7,45 – 7,55 (m, 3H), 7,70 – 7,76 (m, 2H); ³¹P-NMR (200 MHz) δ: 63,3;
und 2,2 g (8 %) cis-1-Phenyl-2-phospholanmethanol-1-oxid, weiße Kristalle, Smp. 149 – 151 °C (Toluol); ¹H-NMR (500 MHz) δ: 1,46 – 1,57 (m, 1H), 2,02 – 2,22 (m, 4H), 2,28 – 2,42 (m, 1H), 2,44 – 2,58 (m, 1H), 3,32 – 3,49 (m, 2H), 3,76 (t, 1H, J = 5,7), 7,46 – 7,51 (m, 2H), 7,52 – 7,57 (m, 1H), 7,67 – 7,73 (m, 2H); ³¹P-NMR (200 MHz) δ: 62,7.
Beispiel 2 Herstellung von 1-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid
In einem 100-ml-Zweihalsrundkolben, ausgestattet mit einem magnetischen Rühranker und 20 ml frisch destilliertem CH₂Cl₂, wurden 1,6 g 1-Phenyl-2-phospholanmethanol-1-oxid (0,008 mol, Gemisch aus Diastereoisomeren) gelöst. Der Reaktionskolben wurde mit Argon gespült und auf 0 °C abgekühlt. Anschließend wurden 2,1 ml SOCl₂ in 10 ml CH₂Cl₂ tropfenweise zugegeben. Das resultierende gelbliche Gemisch wurde für 5 h bei Raumtemperatur gerührt, dann wurden 20 ml Wasser zugegeben. Das Gemisch wurde zweimal mit 20 ml CH₂Cl₂ extrahiert, und die vereinigten organischen Phasen wurden über MgSO₄ getrocknet und filtriert. Zu dem resultierenden Filtrat, enthaltend rohes 2-Chlormethyl-1-phenylphospholan-1-oxid (Gemisch aus Isomeren; ³¹P-NMR (200 MHz) δ: 58,2, 60,3), wurden 1,7 ml DBU zugegeben. Das Gemisch wurde erhitzt und über Nacht refluxiert. Die Eindampfung des Lösungsmittels und Flashchromatographie des Rests mit EtOAc/Ethanol 20:1 ergaben 1,1 g (75 %) 1-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid als farbloses Öl. ¹H-NMR (500 MHz) δ: 1,72 – 1,89 (m, 1H), 1,94 – 2,16 (m, 3H), 2,48 – 2,59 (m, 1H), 2,66 – 2,78 (m, 1H), 5,74 (dt, 1H, J = 2,4, J = 17,2), 5,88 (dt, 1H, J = 2,1, J = 36,6), 7,37 – 7,48 (m, 3H), 7,63 – 7,70 (m, 2H); ³¹P-NMR (200 MHz) δ: 45,0.
Beispiel 3 Herstellung von 1-Phenyl-2-methylenphospholan
In einem 250-ml-Zweihalsrundkolben, ausgestattet mit einem magnetischen Rühranker und 60 ml frisch destilliertem Toluol, wurden 8,5 g 1-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid (0,04 mol) gelöst und 11 g PhSiH₃ wurden zugegeben. Der Kolben wurde mit Argon gespült und das Reaktionsgemisch auf 60 °C für 2 Tage erhitzt. Dann wurde das Lösungsmittel eingedampft und der Rest durch Flashchromatographie gereinigt (Hexan, gefolgt von Hexan/EtOAc 15:1), wodurch 7,4 g (95 %) 1-Phenyl-2-methylenphospholan als farbloses Öl erhalten wurden, ¹H NMR (200 MHz) δ: 1,55 – 2,10 (m, 4H), 2,20 – 2,65 (m, 2H), 5,51 (dd, 1H, J = 1,6, 1 = 11,0), 5,76 (dd, 1H, J = 1,5, J = 28,7), 7,05 – 7,50 (m, 5H), ³¹P-NMR (200 MHz) δ: –12,6.
Beispiel 4a Herstellung von (1R)- und (1S)-1-Phenyl-1-[2-[(L)-menthyloxy]-2-oxoethyl]-2-methylenphospholaniumhexafluorphosphat (alternativer Name {(1R)- und (1S)-1-Carboxymethyl-1-phenyl-2-methylenphospholaniumhexafluorphosphat-(L)-menthylester})
In einem 250-ml-Einhalsrundkolben, ausgestattet mit einem magnetischen Rühranker und 50 ml EtOAc, wurden 7,4 g 1-Phenyl-2-methylenphospholan (0,04 mol) gelöst und 12,8 g (L)-Menthylbromacetat wurden zugegeben. Das Gemisch wurde für 1,5 h gerührt; anschließend wurde das Lösungsmittel eingedampft. Der ölige Rest wurde in 80 ml Methanol gelöst und die Lösung wurde tropfenweise zu 7,5 g NH₄PF₆, gelöst in 40 ml Wasser, zugegeben. Das Gemisch wurde trübe, und die Bildung von weißem Öl wurde am Boden beobachtet. Nach dem Stehenlassen über Nacht bildete sich ein weißer Niederschlag. Der Niederschlag wurde filtriert und mit Wasser und 20 ml Ethanol gewaschen, wodurch 18,45 g 1-Phenyl-1-[2-[(L)-menthyloxy]-2-oxoethyl]-2-methylenphospholaniumhexafluorphosphat (1 : 1 Gemisch aus Diastereoisomeren) als weißer Feststoff erhalten wurden. Dieses Material wurde durch dessen Erhitzen in 100 ml Ethanol gelöst. Die weißen Kristalle, die sich nach dem Stehenlassen über Nacht bildeten, wurden gesammelt. Das Verfahren wurde 5mal wiederholt, bis ¹H-NMR diastereomere Reinheit zeigte. Ausbeute 5,02 g (24 %) an diastereomerenreinem (1R)-1-Phenyl-1-[2-[(L)-menthyloxy]-2-oxoethyl]-2-methylenphospholaniumhexafluorphosphat als weiße Kristalle; Smp. 148,8 – 149,7 °C (Ethanol); [α]_D = +47,2 (c = 1,09, CHCl₃); ¹H-NMR (500 MHz) δ: 0,56 (d, J = 6,9, 3H), 0,81 (d, J = 7,0, 3H), 0,88 (d, J = 6,5, 3H), 0,91 – 1,1 (m, 2H), 1,29 – 1,45 (m, 2H), 1,51 – 1,60 (m, 2H), 1,60 – 1,68 (m, 2H), 1,81 – 1,88 (m, 1H), 1,98 – 2,12 (in, 1H), 2,33 – 2,48 (m, 1H), 2,72 – 2,82 (m, 1H), 2,83 – 3,12 (in, 3H), 4,02 (dd, J = 1,3, J = 13,7, 2H), 4,64 (dt, J = 4,4, J = 11,0, 1H), 6,46 (d, J = 18,9, 1H), 6,55 (d, J = 42,9, 1H), 7,63 – 7,69 (m, 2H), 7,72 – 7,78 (m, 1H), 7,80 – 7,87 (m, 2H); ³¹P-NMR (500 MHz) δ 31,3.
Aus den Mutterlaugen stellte die fraktionierte Kristallisation aus Methanol diastereomerenreines (1S)-1-Phenyl-1-[2-[(L)-menthyloxy]-2-oxoethyl]-2-methylenphospholaniumhexafluorphosphat bereit; Smp. 131,5 – 133 °C (Methanol); [α]_D = –116 (c = 1,03, CHCl₃); ¹H-NMR (500 MHz) δ: 0,64 (d, J = 6,9, 3H), 0,82 (d, J = 7,0, 3H), 0,85 (d, J = 6,5, 3H), 0,87 – 1,2 (m, 2H), 1,29 – 1,43 (m, 2H), 1,60 – 1,70 (m, 2H), 1,70 – 1,77 (m, 1H), 2,01 – 2,14 (m, 1H), 2,32 – 2,46 (m, 1H), 2,75 – 3,08 (m, 4H), 3,99 (dq, J = 13,7, J = 31,3, 2H), 4,66 (dt, J = 4,4 J = 11,0, 1H), 6,42 (d, J = 18,8, 1H), 6,54 (d, J = 42,8, 1H), 7,63 – 7,69 (m, 2H), 7,72 – 7,78 (m, 1H), 7,80 – 7,88 (m, 2H); ³¹P-NMR (500 MHz) δ 31,2.
Beispiel 4b
Herstellung von (1S)-1-Phenyl-1-[2-[(D)-menthyloxy-2-oxoethyl]-2-methylenphospholaniumhexafluorphosphat
Analog zu Beispiel 4a stellte die Umsetzung von 1-Phenyl-2-methylenphospholan mit (D)-Menthylbromacetat diastereomerenreines (1S)-1-Phenyl-1-[2-[(D)-menthyloxy]-2-oxoethyl]-2-methylenphospholaniumhexafluorphosphat bereit; [α]_D = –44,3 (c = 1,15, CHCl₃); NMR wie oben für (1R)-1-Phenyl-1-[2-[(L)-menthyloxy]-2-oxoethyl]-2-methylenphospholaniumhexafluorphosphat (Beispiel 4a).
Beispiel 5a Herstellung von (R)-1-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid
In einem 250-ml-Einhalsrundkolben, ausgestattet mit einem magnetischen Rühranker und 50 ml CH₂Cl₂, wurden 9,1 6 g (1R)-1-Phenyl-1-[2-[(L)-menthyloxy]-2-oxoethyl]-2-methylenphospholaniumhexafluorphosphat gelöst und 50 ml NaOH (20%ige wässerige Lösung) wurden zugegeben. Das Gemisch wurde für 2 h kräftig gerührt, dann wurden 100 ml Wasser zugegeben und das Gemisch 3mal mit 30 ml CH₂Cl₂ extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden über MgSO₄ getrocknet, filtriert und eingedampft. Der Rest wurde durch Flashchromatographie mit EtO-Ac/Ethanol 20:1 gereinigt, wodurch 3,2 g (95 %) (R)-1-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid als farbloses Öl erhalten wurden; [α]_D = +107,9 (c = 2,21, CHCl₃), NMR wie oben (Beispiel 3).
Beispiel 5b
Herstellung von (S)-1-Phenol-2-methylenphospholan-1-oxid
Analog stellte die Behandlung von (1S)-1-Phenyl-1-[2-[(D)-menthyloxy]-2-oxoethyl]-2-methylenphospholaniumhexafluorphosphat (oder von (1S)-1-Phenyl-1-[2-[(L)-menthyloxy]-2-oxoethyl]-2-methylenphospholanium hexafluorphosphat) mit NaOH (20 %) (S)-1-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid als farbloses Öl bereit; NMR wie oben (Beispiel 3).
Beispiel 6 Herstellung von (1R,2S)-cis-1-Phenol-2-[(diphenylphosphinoyl)methyl]phospholan-1-oxid {(1R,2S)-cis-Bis-oxid}
Ein 250-ml-Zweihalsrundkolben, ausgestattet mit einem magnetischen Rühranker, wurde mit einer Lösung aus 3,8 g (R)-1-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid in 100 ml Toluol beschickt. Dann wurden 4,35 g Diphenylphosphinoxid zu dieser Lösung zugegeben. Das Gemisch wurde unter Rückfluß über Nacht erhitzt. Das Lösungsmittel wurde eingedampft und der Rest durch Flashchromatographie mit EtOAc/Methanol 10:1 gereinigt, wodurch 2,35 g (30 %) (1R,2R)-trans-1-Phenyl-2-[(diphenylphosphinoyl)methyl]-phospholan-1-oxid {R,R-trans-Bisoxid} als farbloses Öl – ¹H-NMR (500 MHz) δ: 1,60 – 1,74 (m, 2H), 1,93 – 2,06 (m, 1H), 2,09 – 2,46 (m, 4H), 2,49 – 2,57 (m, 1H), 2,75 – 2,86 (m, 1H), 7,28 – 7,34 (m, 2H), 7,38 – 7,53 (m, 7H), 7,56 – 7,66 (m, 4H), 7,73 – 7,80 (m, 2H); ³¹P-NMR (200 MHz) δ: 31,8 (d, J = 42,4), 59,1 (d, J = 42,4); [α]_D = +77,1 (c = 1,16, CHCl₃);
und 2,92 g (37 %) (1R,2S)-cis-1-Phenyl-2-[(diphenylphosphinoyl)methyl]-phospholan-1-oxid {1R,2S-cis-Bisoxid}, als weiße Kristalle, Smp. 176 °C (Toluol); ¹H-NMR (500 MHz) δ: 1,50 – 1,75 (m, 2H), 1,93 – 2,25 (m, 4H), 2,30 – 2,50 (m, 2H), 2,53 – 2,70 (m, 1H), 7,35 – 7,80 (m, 15H), ³¹P-NMR (200 MHz) δ: 33,1 (d, J = 51,5), 65,5 (d, J = 51,5). [α]_D = +98,6 (c = 1,01, CHCl₃) erhalten wurden.
Beispiel 7 Herstellung von (1S,2S)-cis-[1-Phenyl-2-[(diphenylphosphino)methyl]phospholan]-bisboran (alternativer Name {Hexahydro[μ-[(1S,2S)-[1-phenyl-2-[(diphenyl-phosphino-ĸP)methyl]phospholan-ĸP]dibor})
Ein 250-ml-Zweihalsrundkolben, ausgestattet mit einem magnetischen Rühranker, wurde mit Argon gespült und mit 20 ml Triethylamin und 80 ml trockenem Toluol beschickt. Dann wurden 9 ml Cl₃SiH mittels Spritze durch eine Scheidewand zugegeben, und 2,35 g (1R,2S)-cis-1-Phenyl-2-[(diphenylphosphinoyl)methyl]phospholan-1-oxid, gelöst in 50 ml trockenem Toluol, wurden tropfenweise zugegeben. Das Gemisch wurde unter Rückfluß für 3,5 h erhitzt. Anschließend wurden 100 ml 20%iges wässeriges NaOH zugegeben und das Gemisch über Nacht unter Rühren stehengelassen. Die organische Phase wurde abgetrennt und die Wasserphase zweimal mit 80 ml Toluol extrahiert. Die organischen Phasen wurden gesammelt, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und eingedampft. Der Rest wurde durch Flashchromatographie auf Al₂O₃ mit Hexan, gefolgt von Hexan/EtOAc 20:1 gereinigt. Zu den gesammelten Fraktionen, enthaltend das Diphosphin, wurden 15 ml einer Lösung aus BH₃ in THF (1M) zugegeben. Nach 1 h wurde das Lösungsmittel eingedampft und der Rest durch Flashchromatographie mit Hexan/EtOAc 5:1 gereinigt, wodurch 1,82 g (78 %) (1S,2S)-cis-[1-Phenyl-2-[(diphenylphosphino)methyl]-phospholan]bisboran als weiße Kristalle erhalten wurden, Smp. 118 – 119 °C (Hexan:Ethylacetat); ¹H-NMR(500 MHz) δ: 0,35 – 1,35 (bt, 6H, 2 × BH₃), 1,35 – 1,50 (m, 1H), 1,50 – 1,63 (m, 1H), 1,70 – 1,85 (m, 1H), 2,15 – 2,55 (m, 6H) 7,3 – 7,8 (m, 15H, ar.).
Beispiel 8a Herstellung von (1S,2S)-cis-1-Phenyl-2-[(diphenylphosphino)methyl]phospholan {(S,S)-cis-PMP5}
In einem 100-ml-Zweihalsrundkolben, gespült mit Argon und ausgestattet mit einem magnetischen Rühranker, wurden 155 mg DABCO in 30 ml trockenem Toluol gelöst. 270 mg (1S,2S)-cis-[1-Phenyl-2-[(diphenylphosphino)methyl]phospholan]bisboran wurden zugegeben und das Gemisch wurde bei 40 °C über Nacht gerührt. Das Lösungsmittel wurde eingedampft und der Rest durch Flashchromatographie auf Al₂O₃ gereinigt (Hexan/EtOAc 20:1), wodurch 240 mg (96 %) (1S,2S)-cis-1-Phenyl-2-[(diphenylphosphino)methyl]phospholan {(S,S)-cis-PMP5} als trübes Öl erhalten wurden, welches sich beim Stehenlassen für wenige Tage verfestigte; weißes Pulver, Smp. 74,5 °C; ³¹P-NMR (200 MHz) δ: –16,3 (d, J = 26,6), –6,7 (d, J = 26,6); Elementaranal. ber. für C₂₃H₂₄P₂: C 76,26 %, H 6,68 %, P 17,09 %, gefunden C 78,18 %, H 6,62 %, P 17,20 %.
Beispiel 8b
Herstellung von (1R,2R)-cis-1-Phenyl-2-[diphenylphosphino)methyl]phospholan
{(R,R)-cis-PMP5}
Dieser Ligand wurde aus (S)-1-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid analog, wie für (S,S)-cis-PMP5 in den Beispielen 6 bis 8a beschrieben, hergestellt. (1R,2R)-cis-1-Phenyl-2-[(diphenylphosphino)methyl]phospholan {(R,R)-cis-PMP5} trübes Öl, welches sich beim Stehenlassen für wenige Tage verfestigte; weißes Pulver, Smp. 74 °C; [α]_D= –159,1 (c = 1,18, C₆H₆); ³¹P-NMR wie oben.
Beispiel 9
Bei dem alternativen Ansatz kann das l-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid (von Beispiel 2) in das enantiomerenreine 1-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid durch Chromatographie auf einem chiralen Träger getrennt werden.
Trennung von 1-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid durch präparative Chromatographie auf einem chiralen Träger
1-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid (3,0 g, chemische Reinheit ca. 80 %) wurde durch wiederholte Injektionen auf einer CHIRALPAK^® AD 20-μm-Säule (250 × 50 mm; mobile Phase 100 % Acetonitril, Fließgeschwindigkeit 120 ml/min) abgetrennt, wodurch 0,9 g (S)-1-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid (ee 100 % chemische Reinheit 95 %; [α]_D = –99,6 (c = 1,03, CHCl₃) und 1,0 g (R)-1-Phenyl-2-methylenphospholan-1-oxid (ee 99,4 %, chemische Reinheit 99,5 %; [α]_D = +106,8 (c = 1,00, CCHCl₃) erhalten wurden. Beispiel 10 Herstellung von 2-(Dicyclohexyl-phosphinoylmethyl)-1-phenyl-phospholan-1-oxid Schritt 1
worin Cy Cyclohexyl bedeutet.
In einem 250-ml-Zweihalsrundkolben, ausgestattet mit einem magnetischen Rühranker, wurden 5,0 g (26 mmol) (S)-2-Methylen-1-phenyl-phospholan-1-oxid und 5,6 g Dicyclohexylphosphinoxid in 100 ml trockenem THF gelöst. 1,2 g (2 Äqu.) Kalium-tert-butoxid wurden zugegeben, und die Reaktion wurde über Nacht gerührt. Dann wurden 500 ml Wasser zugegeben, und das Gemisch wurde mit Chloroform (4 × 100 ml) extrahiert. Die organische Phase wurde über MgSO₄ getrocknet, konzentriert und durch Chromatographie gereinigt (Ethylacetat:Methanol 10:1). Ausbeute: 4,99 g (47 %) (1S,2S)-2-[(Dicyclohexylphosphinoyl)methyl]-1-phenyl-phospholan-1-oxid als weiße Kristalle, Smp. 110 – 114 °C (Ethylacetat); ¹H-NMR (500 MHz) δ: 0,94 – 1,14 (m, 5H), 1,16 – 1,36 (m, 5H), 1,43 – 1,63 (m, 5H), 1,65 – 1,88 (m, 8H), 1,88 – 1,97 (m, 2H), 1,99 – 2,13 (m, 2H), 2,15 – 2,35 (m, 3H), 2,47 – 2,69 (m, 1H), 7,42 – 7,57 (m, 3H), 7,63 – 7,74 (m, 2H); ¹³C-NMR (126 MHz) δ: 20,2 (d, J = 58,7), 23,4 (d, J = 5,9), 25,2 – 26,8 (m), 29,4 (d, J = 66,9), 33,9 (d, J = 9,5), 34,6 (dd, J = 4,3, J = 67,2), 36,8 (d, J = 64,1), 37,0 (d, J = 64,2), 128,7 (d, J = 11,5), 103,1 (d, J = 9,6), 131,9 (d, J = 2,8), 133,4 (d, J = 88,3); ³¹P-NMR (162 MHz) δ: 51,7 (d, J = 34,8), 59,3 (d, J = 34,8); EI MS m/z (%): 406 (2, M⁺), 324 (12), 323 (35), 242 (23), 241 (100), 193 (43), 179 (14), 146 (14), 55 (10); HR MS ber. für C₂₃H₃₆O₂P₂: 406,2191, gefunden 406,2185; [α]_D = –43,5° (c = 1,48, CHCl₃);
und 4,64 g (44 %) (1S,2R)-2-[{Dicyclohexylphosphinoyl)methyl]-1-phenyl-phospholan-1-oxid als weißer Feststoff
Smp. 90 – 130 °C (Ethylacetat); ¹H-NMR (500 MHz) δ: 0,95 – 1,36 (m, 10H), 1,40 – 1,65 (m, 5H), 1,65 – 1,89 (m, 9H), 2,02 – 2,23 (m, 4H), 2,37 – 2,53 (m, 2H), 2,64 – 2,79 (m, 1H), 7,47 – 7,57 (m, 3H), 7,65 – 7,72 (m, 2H); ¹³C-NMR (126 MHz) δ: 22,0 (d, J = 57,6), 22,3 (d, J = 5,6), 25,1 – 26,6 (m), 32,0 (d, J = 12,6), 36,3 (d, J = 65,5), 36,8 (d, J = 64,1), 37,2 (dd, J = 5,0, J = 65,6), 128,7 (d, J = 11,1), 130,9 (d, J = 8,8), 131,3 (d, J = 87,7), 132,0 (d, J = 2,7); ³¹P-NMR (162 MHz) δ: 51,0 (d, J = 41,4), 64,3 (d, J = 41,4); EI MS m/z (%): 406 (l, M⁺), 241 (100), 193 (57), 179 (19), 146 (22), SS (18), 41 (16); HR MS berechn. für C₂₃H₃₆O₂P₂: 406,2191, gefunden 406,2182; [δ]_D = –36,4° (c = 1,67, CHCl₃).
Schritt 2
Dasselbe Verfahren, wie für die Umwandlung von Diphenylphosphinoylderivaten, beschrieben in Beispiel 2, wurde eingesetzt. Ausbeute: 81 % (1R,2S)-2-[(Dicyclohexyl-phosphanyl)methyl]-1 -phenyl-phospholan-P,P-diboran als weiße Kristalle, Smp. 138,5 °C (Ethylacetat); ¹H-NMR (500 MHz) δ: –0,1 – 0,9 (b, 6H), 0,9 – 1,1 (m, 6H), 1,1 – 1,4 (m, 6H), 1,45 – 2,0 (m, 13H), 2,05 – 2,3 (m, 4H), 2,5 – 2,7 (m, 2H), 7,42 – 7,52 (m, 3H), 7,68 – 7,77 (m, 2H); ¹³C-NMR (126 MHz) δ: 18,0 (dd, J = 6,8, J = 29,9), 25,7 – 26,8 (m), 32,0 (d, J = 32,5), 32,5 (d, J = 31,9), 36,0 (d, J = 34,6), 36,0 (d, J = 7,35), 128,9 (d, J = 9,7), 130,3 (d, J = 45,6), 131,5 (d, J = 2,6), 131,7 (d, J = 8,9); ³¹P-NMR (202 MHz) δ: 28,5 (b), 38,3 (b); LSIMS(+) MS m/z: 425 (5, M + Na)⁺, 402 (25), 275 (75); Elementaranal. ber. für C₂₃H₄₂B₂P₂: C 68,69, H 10,53, gefunden C 68,53, H 10,69; [α]_D = –76,2 (c = 0,80, CHCl₃).
Die Verwendung desselben Verfahrens, aber mit dem (1S,2R)-Derivat als Substrat, ergab 84 % 1R,2R-2-[(Dicyclohexylhosphanyl)methyl]-1-phenyl-phosphholan-P.P-diboran als weiße Kristalle, Smp. 113,5 – 115 °C (Ethylacetat); ¹H-NMR (500 MHz) δ: –0,1 – 0,8 (b, 4H), 0,8 – 1,15 (m, 5H), 1,17 – 1,34 (m, 6H), 1,35 – 1,63 (m, 4H), 1,65 – 2,01 (m, 12H), 2,03 – 2,35 (m, 4H), 2,41 – 2,61 (m, 2H), 7,43 – 7,53 (m, 3H), 7,63 – 7,76 (m, 2H); ¹³C-NMR (126 MHz) δ: 15,7 (d, J = 1,7), 23,5 (dd, J = 8,5, J = 36,6), 25,9 – 28,4 (m), 31,5 (d, J = 28,8), 32,3 (d, J = 29,7), 35,5 (d, J = 33,1), 39,6 (dd, J = 1,4, J = 24,1), 126,4 (d, J = 44,4), 128,8 (d, J = 9,6), 131,8 (d, J = 2,4), 133,0 (d, J = 8,8); ³¹P-NMR (202 MHz) δ: 30,8 (b), 40,4 (b); LSIMS(+) MS m/z: 425 (14, (M + Na)⁺) 401 (100), 387 (66), 375 (47); Elementaranal. ber. für C₂₃H₄₂B₂P₂: C 68,69, H 10,53, gefunden C 68,47, H 10,36; [α]_D = –15,6 (c = 0,77, CHCl₃). Beispiel 11 Herstellung von 2-[Bis-(3,5-di-tert-butyl-phenyl)-phosphinoylmethyl]-1-phenyl-phospholan1-oxid Schritt 1
worin Ar Di-tert-butyl-phenyl bezeichnet.
Dasselbe Verfahren wie für die Synthese der Diphenylphosphinoylderivaten, beschrieben in Beispiel 6, wurde eingesetzt. Ausbeute: 11 % (1S,2S)-2-[Di(3,5-(di-tert-butyl-phenyl))phosphinoyl)methyl]-1-phenyl-phospholan-1-oxid als weißes Pulver; Smp. 149 – 150 °C (Hexan); ¹H-NMR (500 MHz) δ: 1,22 (s, 18H), 1,30 (s, 18H), 1,56 – 1,82 (m, 2H), 1,91 – 2,06 (m, 1H), 2,08 – 2,23 (m, 2H), 2,24 – 2,54 (m, 3H), 2,63 – 2,73 (m, 1H), 7,36 – 7,43 (m, 2H), 7,44 – 7,52 (m, 4H), 7,53 – 7,62 (m, 5H); ¹³C-NMR (126 MHz) δ: 23,5 (d, J = 6,4), 28,2 (dd, J = 2,3, J = 69,5), 29,4 (d, J = 66,8), 31,2 (i), 31,3 (i), 32,3 (dd, J = 1,5, J = 9,6), 34,2 (dd, J = 3,9, J = 66,7), 34,9, 35,0, 124,7 (d, J = 3,4), 124,8 (d, J = 3,7), 125,8 (d, J = 2,6), 125,9 (d, J = 2,7), 128,7 (d, J = 11,5), 129,9 (d, J = 9,6), 131,6 (d, J = 98,3), 131,7 (d, J = 2,8), 132,8 (d, J = 97,0), 133,1 (d, J = 88,5), 15l,1 (d, J = 11,5); ³¹P-NMR (202 MHz) δ: 34,9 (d, J = 43,8), 60,4 (d, J = 43,8); EI MS m/z (%): 619 (19), 618 (47, M⁺), 617 (12), 603 (10), 590 (26), 589 (56), 577 (37), 576 (100), 575 (56), 549 (11), 541 (20), 472 (10), 441 (22), 440 (31), 430 (27), 429 (99), 426 (14), 425 (24), 409 (13), 193 (37), 57 (36), 41 (10); Elementaranal. ber. für C₃₉H₅₆O₂P₂: C 75,70, H 9,12, gefunden C 75,32, H 9,47; [α]_D = –56,3° (c = 0,95, CHCl₃);
und 83 % (1S,2R)-2-[Di(3,5-(di-tert-butyl-phenyl))phosphinoyl)methyl]-1-phenyl-phospholan-1-oxid als weißes Pulver,
Smp. 198 – 199 °C (Hexan/Ethylacetat); ¹H-NMR (500 MHz) δ: 1,26 (s, 18H), 1,30 (s, 18H), 1,47 – 1,69 (m, 2H), 1,92 – 2,21 (m, 5H), 2,29 – 2,60 (m, 2H), 7,41 (dd, J = 1,8, J = 12,0, 2H), 7,46 (dd, J = 1,8, J = 12,2, 2H), 7,49 – 7,59 (m, 5H), 7,69 – 7,75 (m, 2H); ¹³C-NMR (126 MHz) δ: 22,5 (d, J = 5,8), 25,8 (d, J = 66,7), 29,5 (d, J = 69,0), 31,1 (d, J = 12,3), 31,2 (i), 31,3 (i), 35,0, 34,98, 35,01, 37,0 (dd, J = 4,5, J = 65,6), 124,8 (d, J = 9,7), 125,0 (d, J = 10,0), 125,8 (d, J = 2,6), 126,1 (d, J = 2,6), 128,7 (d, J = 11,2), 130,9 (d, J = 98,2), 130,9 (d, J = 8,8), 131,4 (d, J = 86,8), 132,0 (d, J = 2,8), 132,2 (d, J = 99,4), 151,1 (d, J = 11,3), 151,2 (d, J = 111,4); ³¹P-NMR (202 MHz) δ: 34,9 (d, J = 50,8), 65,2 (d, J = 50,8); EI MS m/z (%): 619 (28), 618 (69, M⁺), 603 (13), 591 (10), 590 (38), 589 (79), 577 (36), 576 (100), 575 (52), 549 (13), 472 (16), 442 (18), 441 (70), 440 (100), 439 (18), 426 (25), 425 (47), 409 (19), 398 (17), 384 (16), 294 (12), 193 (56), 57 (42), 41 (11); HR MS ber. für C₃₉H₅₆O₂P₂: 618,3756, gefunden 618,3736; [α]_D = –46,6° (c = 0,99, CHCl₃).
Schritt 2
Dasselbe Verfahren wie für die Umwandlung der Diphenylphosphinoylderivate wurde eingesetzt, wie in Beispiel 7 beschrieben. Ausbeute 81 % (1R,2S)-2-[Di(3,5-(di-tert-butylphenyl))phosphanyl)methyl]-1-phenyl-phospholan-P,P-diboran
³¹P-NMR (202 MHz) δ: 17,4 (b), 39,9 (b).
Die Verwendung desselben Verfahrens, aber des (1S,2R)-Derivats als ein Substrat, ergab 79 % (1R,2R)-2-(Di-(3,5-(di-tert-butyl-phenyl))phosphanyl)methyl]-1-phenyl-phospholan-P,P-diboran;
¹H-NMR (500 MHz) δ: 0,25 – 0,92 (b, 6H), 1,16 (s, 18H), 1,23 (s, 18H), 1,27 – 1,42 (m, 2H), 1,43 – 1,53 (m, 1H), 1,60 – 1,74 (m, 1H), 2,03 – 2,37 (m, 5H), 7,25 (dd, J = 1,7, J = 11,2, 2H), 7,36 – 7,49 (m, 7H), 7,58 – 7,67 (m, 2H); ¹³C-NMR (126 MHz) δ: 23,6 (d, J = 36,0), 25,2, 26,8 (d, J = 34,2), 31,2 (i), 31,3 (i), 33,5, 35,0, 35,1, 35,9 (d, J = 32,9), 125,1 (d, J = 2,3), 125,7 (d, J = 2,3), 125,9 (d, J = 9,7), 126,4 (d, J = 9,8), 126,9 (d, J = 54,2), 127,6 (d, J = 42,6), 128,8 (d, J = 9,2), 129,3 (d, J = 54,6), 131,7 (d, J = 2,4), 132,9 (d, J = 8,4), 151,4 (d, J = 9,6), 151,4 (d, J = 9,7); ³¹P-NMR (202 MHz) δ: 17,6 (b), 40,2 (b); LSIMS(+) MS m/z: 637 (17, M + Na)⁺, 614 (43, M⁺), 611 (100), 599 (84), 587 (60).
Beispiel 12 Synthese von 2-(1-Diphenylphosphinoyl-1-methyl-ethyl)-1-phenylphospholan-1-oxid Schritt 1
Ein 500-ml-Zweihalsrundkolben, ausgestattet mit einem magnetischen Rühranker, wurde mit 7,2 g 1-Phenylphospholan-1-oxid (40 mmol), gelöst in 200 ml THF, beschickt und auf –78 °C (Trockeneis/Acetonbad) abgekühlt. Anschließend wurden 40 ml (1,3 Äqu.) Phenyllithiumlösung in Cyclohexan:Diethylether 7:3 (1,3M) in einer Portion zugegeben. Die resultierende dunkle Lösung wurde 10 Minuten gerührt und 2 ml trockenes Aceton wurden zugegeben. Das Gemisch wurde 10 Minuten gerührt und zusätzliche 6 ml Aceton wurden zugegeben. Nach 5 Minuten wurden Wasser (10 g) und NH₄Cl (10 g) zugegeben. Das Gemisch wurde filtriert, konzentriert und der Rest wurde durch Flashchromatographie gereinigt (Ethylacetat). Ausbeute: 0,3 g nicht umgesetztes Substrat 1-Phenylphospholan-1-oxid (4 %) und 8,2 g (86 %) trans-2-(1-Hydroxy-1-methyl-ethyl)-phenylphospholan-1-oxid als weiße Kristalle;
Smp. 112 – 114 °C (Ethylacetat); ¹H-NMR (500 MHz) δ: 1,17 (s, 3H), 1,27 (s, 3H), 1,53 – 1,68 (m, 1H), 1,85 – 1,93 (m, 1H), 1,95 – 2,33 (m, 5H), 4,5 (b, 1H), 7,38 – 7,52 (m, 3H), 7,62 – 7,70 (m, 2H); ¹³C-NMR (l26 MHz) δ: 23,2 (d, J = 6,1), 27,0 (d, J = 11,3), 29,1 (d, J = 9,0), 30,6 (d, J = 2,8), 31,4 (d, J = 66,8), 50,6 (d, J = 66,5), 71,6 (d, J = 3,9), 128,8 (d, J = 11,6), 129,8 (d, J = 9,8), 131,8 (d, J = 2,9), 134,5 (d, J = 87,7); ³¹P-NMR (81 MHz) δ: 61,2; EI MS m/z (%): 223 (61), 220 (14), 203 (23), 181 (11), 180 (100), 179 (29), 160 (14), 152 (57), 141 (12), 132 (22), 105 (19), 104 (35), 81 (12), 77 (15), 55 (13), 47 (21), 43 (13), 41 (13); Elementaranal. ber. für C₁₃H₁₉O₂P: C 65,53, H 8,04, gefunden C 65,10, H 8,20.
Schritt 2
Dasselbe Verfahren, wie in Beispiel 2 beschrieben, wurde eingesetzt, aber mit trans-2-(1-Hydroxy-1-methyl-ethyl)-1-phenylphospholan-1-oxid als ein Substrat, wodurch erhalten wurde: 36 % trans-2-(1-Chlor-1-methyl-ethyl)-1-phenylphospholan-1-oxid als farbloses Öl;
¹H-NMR (500 MHz) δ: 1,68 (s, 3H), 1,69 – 1,79 (m, 1H), 1,85 (s, 3H), 2,13 – 2,38 (m, 4H), 2,38 – 2,52 (m, 2H), 7,47 – 7,57 (m, 3H), 7,69 – 7,77 (m, 2H); ¹³C-NMR (126 MHz) δ: 22,5 (d, J = 3,7), 28,8 (d, J = 11,4), 30,0 (d, J = 1,5), 31,9 (d, J = 67,5), 33,0 (d, J = 1,9), 55,6 (d, J = 62,3), 72,0 (d, J = 2,6), 128,8 (d, J = 11,7), 130,0 (d, J = 9,6), 131,9 (d, J = 2,9), 134,1 (d, J = 90,9); ³¹P-NMR (81 MHz) δ: 54,2; EI MS m/z (%): 222 (14), 221 (100), 220 (14), 125 (11), 95 (21), 77 (10), 47 (16), 41 (10); LSIMS(+) MS m/z: 257 (100, (M + H)⁺), 221 (70); HR LSIMS(+) MS berechn. für C₁₃H₁₉OPCl: 257,0862, gefunden 257,0855;
und 51 % 2-Isopropyliden-1-phenylphospholan-1-oxid als farbloses Öl; ¹H-NMR (500 MHz) δ: 1,80 (d, J = 2,2), 1,83 (d, J = 1,6), 1,84 – 1,93 (m, 1H), 2,02 – 2,16 (m, 3H), 2,43 – 2,54 (m, 1H), 2,61 – 2,73 (m, 1H), 7,39 – 7,50 (m, 3H), 7,66 – 7,73 (m, 2H), ¹³C-NMR (126 MHz) δ: 20,9 (d, J = 6,1), 22,9 (d, J = 12,5), 23,4 (d, J = 8,6), 31,0 (d, J = 27,4), 31,1 (d, J = 72,2), 128,0 (d, J = 98,2), 128,5 (d, J = 11,7), 130,4 (d, J = 10,3), 131,3 (d, J = 2,8), 134,4 (d, J = 94,4), 148,5 (d, J = 8,4); ³¹P-NMR (162 MHz) δ: 46,8; EI MS m/z (%): 221 (14), 220 (98, M⁺), 219 (100), 205 (18), 192 (21), 191 (12), 143 (11), 125 (20), 77 (13), 67 (10), 47 (28), 41 (12); HR MS ber. für C₁₃H₁₇OP: 220,1017, gefunden 220,1010.
Die Wiederverwendung von trans-2-(1-Chlor-1-methyl-ethyl)-1-phenylphospholan-1-oxid und seine Umwandlung in 2-Isopropyliden-1-phenylphospholan-1-oxid unter Verwendung desselben Verfahrens, wie in Beispiel 2 beschrieben, mit DBU erhöhte die Gesamtausbeute von 2-Isopropyliden-1-phenylphospholan-1-oxid, wodurch 67 % erhalten wurden.
Schritt 3
In einem 100-ml-Zweihalsrundkolben, ausgestattet mit einem magnetischen Rühranker, wurden 140 mg (0,64 mmol) 2-Isopropyliden-1-phenylphospholan-1-oxid und 138 mg (1,5 Äqu.) Diphenylphosphinoxid in 40 ml trockenem THF gelöst. 110 mg (2 Äqu.) Kalium-tert-butoxid wurden zugegeben und die Reaktion wurde für vier Stunden gerührt. Zusätzliche 138 mg Diphenylphosphinoxid und 110 mg tert-BuOK wurden zugegeben und das Rühren wurde bei RT über Nacht fortgesetzt. Dann wurden 200 ml Wasser zugegeben und das Gemisch wurde mit Chloroform (4 × 50 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden über MgSO₄ getrocknet, konzentriert und durch Chromatographie gereinigt (Ethylacetat:Methanol 10:1). Ausbeute: 33 % Substrat 2-Isopropyliden-1-phenylphospholan-1-oxid, 8 mg (3 %) trans-2-(1-Diphenylphosphinoyl-1-methyl-ethyl)-1-phenylphospholan-1-oxid als farbloses Öl;
¹H-NM:R (500 MHz) δ: 1,26 (d, J = 16,6, 3H), 1,35 – 1,53 (m, 1H), 1,73 (d, J = 16,0), 1,81 – 2,26 (m, 5H), 2,26 – 2,47 (m, 1H), 7,38 – 7,55 (m, 10H), 7,55 – 7,63 (m, 1H), 7,64 – 7,79 (m, 1H), 7,86 – 7,97 (m, 3H); ³¹P-NMR (162 MHz) δ: 37,7 (d, J = 47,4), 58,5 (d, J = 47,4); EI MS m/z (%): 422 (7, M⁺), 222 (15), 221 (100), 55 (13), 53 (11), 51 (30); HR MS ber. für C₂₅H₂₈O₂P₂: 422,1565, gefunden 422,1561;
und 200 mg (64 %) cis-2-(1-Diphenylphosphinoyl-1-methyl-ethyl)phenylphospholan-1-oxid als weißes Pulver;
Smp. 143 – 146 °C (Hexan); ¹H-NMR (500 MHz) δ: 0,68 (d, J = 15,3, 3H), 1,13 – 1,28 (m, 1H), 1,40 (d, J = 17,1, 3H), 1,59 – 1,80 (m, 2H), 1,87 – 2,09 (m, 3H), 2,38 – 2,63 (m, 1H), 7,28 – 7,53 (m, 9H), 7,68 – 7,82 (m, 4H), 7,95 – 8,03 (m, 2H); ¹³C-NMR (126 MHz) δ: 17,3, 21,0 (d, J = 3,2), 23,8 (d, J = 4,4), 26,8 (d, J = 68,9), 27,3 (d, J = 14,3), 38,3 (dd, J = 1,6, J = 67,2), 50,1 (d, J = 61,3), 128,1 (d, J = 10,9), 128,6 (d, J = 11,1), 128,7 (d, J = 10,7), 130,3 (d, J = 89,1), 131,4 (d, J = 2,7), 131,7 (d, J = 9,2), 131,9 (d, J = 2,53), 132,1 (d, J = 7,8), 132,3 (d, J = 8,0), 134,7 (d, J = 87,7); ³¹P-NMR (202 MHz) δ: 40,0 (d, J = 48,8), 57,4 (d, J = 48,8); EI MS m/z (%): 422 (7, M⁺), 244 (13), 222 (14), 221 (100), Elementaranal. ber. für C₂₅H₂₈O₂P₂: C 71,08, H 6,68, gefunden C 70,85, H 6,74.
Beispiel 13a Herstellung von [(η-1,2,5,6)-1,5-Cyclooctadien][(1R,2R)-cis-1-phenyl-2-[(diphenylphosphino-ĸP)methyl]phospholan-ĸP]rhodium(1+)hexafluor-antimonat {[Rh((R,R)-cis-PMP5)(cod)]SbF₆}
In einem 100-ml-Zweihalsrundkolben, gespült mit Argon und ausgestattet mit einem magnetischen Rühranker, wurden 166,56 mg Rh(cod)₂SbF₆ in 100 ml trockenem THF gelöst. Das Gemisch wurde auf –80 °C abgekühlt und eine Lösung aus 108,60 mg (1R,2R)-cis-1-Phenyl-2-[(diphenylphosphino)methyl]phospholan {(R,R)-cis-PMP5} in 50 ml THF wurde tropfenweise zugegeben. Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmt, das Lösungsmittel wurde eingedampft und der Rest wurde in THF/CH₂Cl₂ (1:1) gelöst. Wenige Tropfen Hexan wurden zugegeben, um die Lösung trübe zu machen, dann wurden wenige Tropfen Methanol zugegeben. Erneut wurden wenige Tropfen Hexan zugegeben. Über Nacht bildete sich ein orangegelber Niederschlag, der filtriert und mit Hexan gewaschen wurde. Ausbeute 194,76 mg (80 %) [(η-1,2,5,6)-1,5-Cyclooctadien][(1R,2R)-cis-1-phenyl-2-[(diphenylphosphino-ĸP)methyl]phospholan-ĸP]rhodium(1+)hexafluorantimonat als orangefarbener Feststoff. ³¹P-NMR (300 MHz) δ: 50,6 (dd, J = 26,7, J = 148,5), 70,8 (dd, J = 26,7, J = 146,3).
Beispiel 13b
Herstellung von [η-1,2,5,6)-1,5-Cyclooctadien][(1S,2S-cis-1-phenyl-2-[(diphenyl-phosphino-ĸP methyl]phospholan-ĸP]rhodium(1+)hexafluorantimonat
{[Rh((S,S)-cis-PMP5)(cod)]SbF₆}
Der Komplex [(η-1,2,5,6)-1,5-Cyclooctadien][(1S,2S)-cis-1-phenyl-2-[(diphenylphosphino-ĸP)methyl]phospholan-ĸP]rhodium(1+)hexafluorantimonat wurde analog zu Beispiel 9a), ausgehend von (1S,2S)-cis-1-Phenyl-2-[(diphenylphosphino)methyl]phospholan {(S,S)-cis-PMP5}, hergestellt.
Beispiel 13c
Herstellung von [(η-1,2,5,6)-1,5-Cyclooctadien][(1R,2S)-1-phenyl-2-[(diphenylphosphino-ĸP methyl]phospholan-ĸP]rhodium(1+)hexafluorantimonat
{[Rh((R,S)-trans-PMP5)(cod)]SbF₆}
Der Komplex [(η-1,2,5,6)-1,5-Cyclooctadien][(1R,2S)-trans-1-phenyl-2-[(diphenylphosphino-ĸP)methyl]phospholan-ĸP]rhodium(1+)hexafluorantimonat, der für Vergleichsexperimente benötigt wurde, wurde analog zu Bei spiel 9a), ausgehend von (1R,2S)-trans-1-Phenyl-2-[(diphenylphosphino)-methyl]phospholan {(R,S)-trans-PMP5} roter Feststoff, hergestellt, Ausbeute 88 %; ³¹P-NMR (300 MHz) δ: 56,5 (dd, J = 26,7, J = 147,0), 74,8 (dd, J = 26,7, J = 145,5).
Beispiele von Hydrierungen
Die Hydrierungsbeispiele wurden folgendermaßen durchgeführt: In einer Trockenbox wurde ein Autoklav mit einem 20-ml-Glasrohreinsatz mit einem magnetischen Rühranker, dem Hydrierungssubstrat (1 mmol), wasserfreiem entgastem Methanol (7 ml) und dem Metallkomplex-Vorkatalysator (0,81 mg, 0,001 mmol) ausgestattet.
Nach 5 Kreisläufen der Evakuierung/Füllung mit Wasserstoff wurde der Autoklav auf einen anfänglichen Druck von 150 kPa unter Druck gesetzt. Die Reaktion wurde bei Raumtemperatur für 2 h gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde konzentriert und der Rest wurde durch GC analysiert.
Vorzugsweise wurde der Metallkomplex-Vorkatalysator wie in Beispiel 9 beschrieben hergestellt und in seiner isolierten Form für die Hydrierung verwendet. Alternativ kann der Komplex in situ, wie in Beispiel H beschrieben, hergestellt werden.
Beispiel A
Hydrierung von 2-Acetylamino-acrylsäuremethylester bzw. 2-Acetylamino-acrylsäure unter Verwendung eines isolierten Vorkatalysators [Rh(Ligand)(cod)]SbF₆ (mit cis-PMP5 oder trans-PMP5 als Ligand). Die Hydrierung wurde in Methanol (MeOH) bei Raumtemperatur bei einem anfänglichen H₂-Druck durchgeführt, wie in Tabelle A angegeben: Tabelle A
Beispiel B
Die Hydrierung von 2-Methylen-bernsteinsäure bzw. 2-Methylen-bernsteinsäuredimethylester mit isolierten Vorkatalysatoren [Rh(Ligand)(cod)]SbF₆ (mit cis-PMP5 oder trans-PMP5 als Ligand) wurde in Methanol (MeOH) bei Raumtemperatur bei einem anfänglichen H₂-Druck durchgeführt, wie in Tabelle B angegeben: Tabelle B
Beispiel C
Die Hydrierung von 2-Acetylamino-3-phenylacrylsäure bzw. 2-Acetylamino-3-phenylacrylsäuretriethylammoniumsalz wurde mit 0,1 mol-% isolierten Vorkatalysatoren [Rh(Ligand)(cod)]SbF₆ mit cis-PMP5 oder trans-PMP5 als Ligand in Methanol (MeOH) bei Raumtemperatur bei einem anfänglichen H₂-Druck durchgeführt, wie in Tabelle C angegeben: Tabelle C
Beispiel D
Die Hydrierung des 2-Acetylamino-acrylsäuretriethylammoniumsalzes, der 2-Methylen-bernsteinsäure bzw. von 2-Methylen-bernsteinsäurebis(triethylammonium)salz wurde mit 0,1 mol-% isolierten Vorkatalysatoren [Rh(Ligand)(cod)]SbF₆ (mit cis-PMP5 oder trans-PMP5 als Ligand) in Methanol (MeOH) bei Raumtemperatur bei einem anfänglichen H₂-Druck durchgeführt, wie in Tabelle D angegeben:
Beispiel E
Die Hydrierung des 2-Acetyloxy-acrylsäureethylesters wurde mit 0,1 mol-% isolierten Vorkatalysatoren [Rh(Ligand)(cod)]SbF₆ (mit cis-PMP5 oder trans-PMP5 oder Prophos als Ligand) in Methanol (MeOH) bei Raumtemperatur bei einem anfänglichen H₂-Druck durchgeführt, wie in Tabelle E angegeben: Tabelle E
Beispiel F
Die Hydrierung des Oxo-phenylessigsäuremethylesters, Oxo-phenylessigsäure bzw. Oxo-phenylessigsäuretriethylammmoniumsalzes wurde mit 0,1 mol-% isolierten Vorkatalysatoren [Rh(Ligand)(cod)]SbF₆ (mit cis-PMP5 oder trans-PMP5 als Ligand) in Methanol (MeOH) bei Raumtemperatur bei einem anfänglichen H₂-Druck von 4.000 kPa für 4 h durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle F gezeigt: Tabelle F
Beispiel G
Die Hydrierung von N-(1-Phenylvinyl)acetamid bzw. Essigsäure-1-phenylvinylester wurde mit isolierten Vorkatalysatoren [Rh(Ligand)(cod)]SbF₆ (mit cis-PMP5 oder trans-PMP5 als Ligand) in Methanol (MeOH) bei Raumtemperatur bei einem anfänglichen H₂-Druck durchgeführt, wie in Tabelle 6 erwähnt: Tabelle G
Beispiel H: Verwendung kationischer Katalysatoren, hergestellt in situ
In diesem Beispiel wurde der Metallkomplex in situ durch Lösen von 0,010 mmol Rhodiumpräkursor (Rh(cod)₂X) und 0,011 mmol Ligand in 4 ml Methanol hergestellt. Die orangefarbene Lösung wurde 45 Minuten gerührt und dann mit einer Lösung aus 1 mmol Substrat, gelöst in 3 ml Methanol, gemischt. Das Hydrierungsverfahren wurde wie oben beschrieben durchgeführt. Die katalytische Hydrierung von 2-Acetylamino-acrylsäuremethylester wurde bei Raumtemperatur mit einem anfänglichen H₂-Druck von 500 kPa, 3 h, S/C 100 durchgeführt. Die Liganden X waren

Claims

Phosphinliganden der Formel I
worin R¹ und R² unabhängig voneinander Alkyl, Aryl, Cycloalkyl oder Heteroaryl sind, wobei das Alkyl_; Aryl, Cycloalkyl oder Heteroaryl mit Alkyl, Alkoxy, Halogen, Hydroxy, Amino, Mono- oder Dialkylamino, Aryl, -SO₂-R⁷, -SO₃ ^–, -CO-NR⁸R^8', Carboxy, Alkoxycarbonyl, Trialkylsilyl, Diarylalkylsilyl, Dialkylarylsilyl oder Triarylsilyl substituiert sein kann; R³ Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Heteroaryl ist; R^4' und R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl oder gegebenenfalls substituiertes Aryl bedeuten; oder R^4' und R⁴ zusammen mit dem C-Atom, an das sie gebunden sind, einen 3- bis 8-gliedrigen carbocyclischen Ring bilden; die gestrichelte Linie entweder nicht vorhanden ist oder, wenn sie vorhanden ist, eine Doppelbindung bildet; R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl oder Aryl sind; R⁷ Alkyl, Aryl oder NR⁸R^8' ist; und R⁸ und R^8' unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl oder Aryl sind; die Substituenten R³ an dem Phospholan-Phosphoratom und der Substituent an dem C2-Atom des Phospholanrings in cis-Beziehung zueinander stehen, wie durch die fetten Bindungen in Formel I dargestellt.
Verbindungen der Formel I nach Anspruch 1, worin R¹ und R² gleich sind und Alkyl, Aryl, Cycloalkyl oder Heteroaryl bedeuten, wobei das Alkyl, Aryl, Cycloalkyl oder Heteroaryl mit Alkyl, Alkoxy, Halogen, Hydroxy, Amino, Mono- oder Dialkylamino, Aryl, -SO₂-R⁷, -SO₃ ^–, -CO-NR⁸R^8', Carboxy, Alkoxycarbonyl, Trialkylsilyl, Diarylalkylsilyl, Dialkylarylsilyl oder Triarylsilyl substituiert sein kann; R³ Alkyl oder Aryl ist; R^4' und R⁴ Wasserstoff sind; R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁C₃-Alkyl oder Phenyl sind; die gestrichelte Linie nicht vorhanden ist; und R⁷, R⁸ und R^8' wie in Anspruch 1 definiert sind.
Verbindungen der Formel I nach den Ansprüchen 1 oder 2, worin R¹ und R² gleich sind und Aryl bedeuten; R³ tert-Butyl oder Phenyl ist; R^4' und R⁴ identisch sind und Wasserstoff bedeuten; R⁵ und R⁶ Wasserstoff sind; und die gestrichelte Linie nicht vorhanden ist.
Verbindungen der Formel I nach den Ansprüchen 1 oder 2, worin R¹ und R² gleich sind und Alkyl bedeuten; R³ tert-Butyl oder Phenyl ist; R^4' und R⁴ identisch sind und Wasserstoff bedeuten; R⁵ und R⁶ Wasserstoff sind; und die gestrichelte Linie nicht vorhanden ist.
Verbindungen der Formel I nach den Ansprüchen 1 oder 2, worin R¹ und R² gleich sind und Cycloalkyl bedeuten; R³ tert-Butyl oder Phenyl ist; R^4' und R⁴ identisch sind und Wasserstoff bedeuten; R⁵ und R⁶ Wasserstoff sind; und die gestrichelte Linie nicht vorhanden ist.
Verbindungen der Formel I nach den Ansprüchen 1 oder 2, worin R¹ und R² gleich sind und Heteroaryl bedeuten; R³ tert-Butyl oder Phenyl ist; R^4' und R⁴ identisch sind und Wasserstoff bedeuten; R⁵ und R⁶ Wasserstoff sind; und die gestrichelte Linie nicht vorhanden ist.
Verbindungen der Formel I, worin R¹ und R² gleich sind und Phenyl bedeuten, R³ Phenyl ist und R⁴, R^4', R⁵ und R⁶ Wasserstoff sind.
Übergangsmetallkomplexe der Formel II M_mL_nX_pA_q II, worin M für ein Übergangsmetall steht, L für die Diphosphinverbindung der Formel I steht, worin X ein koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise Cl, Br oder I, m, n und p jeweils 1 sind, und q 0 ist, wenn M Rh ist; oder X Acyloxy ist, wie beispielsweise Acetoxy, Trifluoracetoxy oder Pivaloyloxy, m und n jeweils 1 sind, p 2 ist, und q 0 ist, wenn M Ru ist; oder X Cl ist, m und n jeweils 2 sind, p 4 ist, q 1 ist, und A Triethylamin ist, wenn M Ru ist; oder X eine π-Methallylgruppe ist, m und n jeweils 1 sind, p 2 ist, und q 0 ist, wenn M Ru ist; oder X ein koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise Cl, Br oder I, m, n und p jeweils 1 sind, und q 0 ist, wenn M Ir ist; oder X Cl ist, m und n jeweils 1 sind, p 2 ist, und q 0 ist, wenn M Pd ist; oder X Cl, Br oder 1 ist, m und n jeweils 1 sind, p 2 ist, und q 0 ist, wenn M. Ni ist.
Übergangsmetallkomplexe der Formel M_mL_nX_pA_q II,worin M für Rh steht, L für die Diphosphinverbindung der Formel I steht; und worin X ein koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise Cl, Br oder I, m, n und p jeweils 1 sind, und q 0 ist.
Metallkomplexe der Formel [M_mL_nX_pA_q]D_r III,worin M für ein Übergangsmetall steht, L für die Diphosphinverbindung der Formel I steht, worin X ein Dienligand ist, wie cod oder nbd, D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄ oder BARF, m, n, p und r jeweils 1 sind, und q 0 ist, wenn M Rh ist; oder X ein Olefinligand ist, wie beispielsweise Cycloocten oder Ethylen, D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄ oder BARF, m, n und r jeweils 1 sind, p 2 ist und q 0 ist, wenn M Rh ist; oder X Cl, Br oder I ist, A Benzol oder p-Cymen ist, D Cl, Br oder I ist, und m, n, p, n und r jeweils 1 sind, wenn M Ru ist; oder D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄ oder BARF, m und n jeweils 1 sind, p und q jeweils 0 sind, und r 2 ist, wenn M Ru ist; oder X ein Dienligand ist, wie cod oder nbd, D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄ oder BARF, m, n, p und r jeweils 1 sind, und q 0 ist, wenn M Ir ist; oder X ein Olefinligand ist, wie. beispielsweise Cycloocten oder Ethylen, D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄ oder BARF, m, p und r jeweils 1 sind, n 2 ist und q 0 ist, wenn M Ir ist; oder X eine π-Allylgruppe ist, D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄ oder BARF, m, n, p und r jeweils 1 sind, und q 0 ist, wenn M Pd ist.
Metallkomplexe der Formel [M_mL_nX_pA_q]D_r III,worin M für Rh steht, L für die Diphosphinverbindung der Formel I steht; und worin X ein Dienligand ist, wie cod oder nbd, D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄ oder BARF, m, n, p und r jeweils 1 sind, und q 0 ist; oder X ein Olefinligand ist, wie beispielsweise Cycloocten oder Ethylen, D ein nicht-koordinierendes Anion ist, wie beispielsweise BF₄, ClO₄, PF₆, SbF₆, CF₃SO₃, BPh₄ oder BARF, m, n und r jeweils 7 sind, p 2 ist und q 0 ist.
Optisch aktive Verbindungen der Formel 6
worin R³, R⁴, R^4', R⁵ und R⁶ wie in der Formel I des Anspruchs 1 definiert sind.
Verwendung von Metallkomplexen nach den Ansprüchen 8, 9, 10 oder 11 als Katalysatoren in asymmetrischen Reaktionen, insbesondere in asymmetrischen Hydrierungen und enantioselektiven Wasserstoffverschiebungen in prochiralen Allylsystemen.
Verfahren zur asymmetrischen Hydrierung einer prochiralen Olefin- oder Ketonverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Gegenwart eines Metallkomplexes der Formel II oder III durchgeführt wird, wie in den Ansprüchen 8, 9, 10 oder 11 definiert.