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JP2004075650A - アルケニルリン化合物及びその製造方法 - Google Patents

アルケニルリン化合物及びその製造方法 Download PDF

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JP2004075650A JP2002241932A JP2002241932A JP2004075650A JP 2004075650 A JP2004075650 A JP 2004075650A JP 2002241932 A JP2002241932 A JP 2002241932A JP 2002241932 A JP2002241932 A JP 2002241932A JP 2004075650 A JP2004075650 A JP 2004075650A
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hydrocarbon group
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Inventor
Ritsuhiyou Kan
韓 立彪
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

【課題】医薬・農薬などの生理活性物質の合成中間体として有用で且つ簡便、安全、かつ効率的に合成できるアルケニルリン化合物を提供する。
【解決手段】アセチレン化合物に次亜リン酸を反応させて得られる式(1)の化合物。
CH=CR[P(O)(OH)H]         (1)
(式中、R、Rは同じ又は異なってもよく、水素原子、炭化水素基、複素環基、フェロセニル基、炭化水素オキシ基、シリル基又は置換シリル基を示す。)
【選択図】   なし

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルケニルリン化合物及びこれらの製造方法に関するものである。
アルケニルリン化合物は、その基本骨格が天然に見出され、酵素などと作用することにより、それ自身が生理活性を示すことが知られている。また、同化合物は、容易に第3級ホスフィンに変換される。第3級ホスフィン類が各種触媒反応の補助配位子として広く用いられることから、極めて有用な化合物である。さらに、同化合物と求核剤やラジカル種は容易に反応するし、Horner−Wittig反応に用いることもできる。したがって、精密化学品の合成の面でも有用性が高い一群の化合物である。
【0002】
【従来の技術】
このようなアルケニルリン化合物を炭素−リン結合の生成を伴って合成する方法としては、一般的に、対応するアルケニルハライド化合物を水素化ホスフィン酸エステルなどで置換する方法が考えられる。しかし、この方法では、反応に伴って同時に生成するハロゲン化水素を捕捉するための塩基の添加が必要であり、これによって、大量のハロゲン化水素塩を併産する。また、その出発原料であるアルケニルハライド化合物は、工業的には必ずしも入手が容易でなく、また一般に毒性を有する。このため、この方法は、工業的に有利な方法とは考えられない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、容易に得ることのできる新規なアルケニルリン化合物及びその製造方法を提供することをその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【0005】
すなわち、本発明によれば、以下に示すアルケニルリン化合物及びその製造方法が提供される。
(1)下記一般式(1)で表されるアルケニルリン化合物。
【化7】
CH=CR[P(O)(OH)H]         (1)
(式中、R及びRは同じ又は異なっていてもよく、水素原子、炭化水素基、複素環基、フェロセニル基、炭化水素オキシ基、シリル基又は置換シリル基を示す)
(2)下記一般式(2)で表されるアルケニルリン化合物。
【化8】
{CH=CR[P(O)(OH)H]}      (2)
(式中、Rは2価炭化水素基を示し、Rは水素原子、炭化水素基、複素環基、フェロセニル基、炭化水素オキシ基、シリル基又は置換シリル基を示す)
(3)下記一般式(1)
【化9】
CH=CR[P(O)(OH)H]         (1)
(式中、R及びRは同じ又は異なっていてもよく、水素原子、炭化水素基、複素環基、フェロセニル基、炭化水素オキシ基、シリル基又は置換シリル基を示す)
で表されるアルケニルリン化合物を製造する方法において、下記一般式(3)
【化10】
C≡CR                     (3)
(式中、R及びRは前記と同じ意味を有する)
で表されるアセチレン化合物に、次亜リン酸を反応させることを特徴とする前記の方法。
(4)下記一般式(2)
【化11】
{CH=CR[P(O)(OH)H]}      (2)
(式中、Rは2価炭化水素基を示し、Rは水素原子、炭化水素基、複素環基、フェロセニル基、炭化水素オキシ基、シリル基又は置換シリル基を示す)
で表されるアルケニルリン化合物を製造する方法において、下記一般式(4)
【化12】
(C≡CR                  (4)
(式中、R及びRは前記と同じ意味を有する)
で表されるアセチレン化合物に、次亜リン酸を反応させることを特徴とする前記の方法。
(5)該反応を金属錯体触媒の存在下で行うことを特徴とする前記(3)又は(4)に記載の方法。
(6)該次亜リン酸を水溶液として用いることを特徴とする前記(3)〜(5)のいずれかに記載の方法。
【0006】
【発明の実施の形態】
前記一般式(1)及び(3)において、R及びRは同一又は異なっていてもよく、水素原子、炭素水素基、複素環基、フェロセニル基、炭化水素オキシ基、シリル基又は置換シリル基を示す。
【0007】
炭化水素基には、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基及び炭素数6〜18の芳香族炭化水素基が包含される。脂肪族炭化水素基には、炭素数1〜18の鎖状のもの及び炭素数4〜18の環状のものが包含される。鎖状のものには、炭素数1〜18、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜4のアルキル基、炭素数2〜18、好ましくは2〜10、より好ましくは2〜4のアルケニル基が包含される。環状のものには、炭素数4〜18、好ましくは5〜10、より好ましくは6〜8のシクロアルキル基及びシクロアルケニル基が包含される。
【0008】
芳香族炭化水素基には、炭素数6〜18、好ましくは6〜14、より好ましくは6〜10のアリール基及び炭素数7〜18、好ましくは7〜14、より好ましくは7〜10のアリールアルキル基が包含される。
【0009】
前記炭化水素基の具体例としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ヘキシル、デシル、ビニル、3−ブテニル、シクロヘキシル、シクロオクチル、シクロドデシル、シクロヘキセニル、シクロオクチニル、フェニル、トリル、キシリル、フェネチル、ベンジルフェニル、ベンジル、フェネチル、フェニルベンジル、ナフチルメチル等が挙げられる。
【0010】
前記炭化水素基は、置換基を有していてもよい。このような置換基には、炭素原子と結合し得る反応に不活性な置換基、例えば、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、アミノ基、置換アミノ基(メチルアミノ、ジメチルアミノ等)、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル等)等が挙げられる。
【0011】
複素環基には、環構成元素として、酸素、窒素、イオウ等のヘテロ原子を少なくとも1つ含有する芳香族複素環基及び脂肪族複素環基が包含される。この複素環基には、単環又は縮合多環のものが包含される。この複素環基において、その環構成元素数は4〜12、好ましくは4〜8である。その具体例としては、チエニル、フリル、ピリジル、キノリル、ベンゾチアゾニル、ピロリニル、ピペリジニル、モルホニル、ピラニル等が挙げられる。
【0012】
炭化水素オキシ基において、その炭化水素基には、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基及び炭素数6〜18の芳香族炭化水素基が包含される。脂肪族炭化水素基には、炭素数1〜18、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜4のアルキル基、炭素数2〜18、好ましくは2〜10、より好ましくは2〜4のアルケニル基が包含される。環状の炭化水素基には、炭素数4〜18、好ましくは5〜10、より好ましくは6〜8のシクロアルキル基及びシクロアルケニル基が包含される。
芳香族炭化水素基には、炭素数6〜18、好ましくは6〜14、より好ましくは6〜10のアリール基及び炭素数7〜18、好ましくは7〜14、より好ましくは7〜10のアリールアルキル基が包含される。
【0013】
前記炭化水素オキシ基の具体例を示すと、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ、ブトキシ等)、アリールオキシ基(フェノキシ、ナフトキシ等)、アリールアルキルオキシ基(ベンジルオキシ、フェネチルオキシ、ナフチルメトキシ等)が挙げられる。
【0014】
置換シリル基は、シリル基に結合する水素原子の少なくとも1つが、ケイ素と結合することができる反応に不活性な置換基で置換されているものである。この置換基には、炭化水素基、炭化水素オキシ基等が包含される。この場合、炭化水素基及び炭化水素オキシ基における炭化水素基の種類及びその具体例としては、前記したものを挙げることができる。
置換シリル基の具体例としては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリフェニルシリル、フェニルジメチルシリル、トリメトキシシリル、t−ブチルジメチルシリルなどが例示される。
【0015】
前記一般式(2)及び(4)において、Rは2価の炭化水素基を示す。この場合の2価の炭化水素基としては、前記Rに関して示した1価の炭化水素基から、1つの水素原子を除いたものが挙げられる。このような炭化水素基には、メチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン等のアルキレン基、シクロヘキシレン基等のシクロアルキレン基、フェニレン、ナフチレン等のアリーレン基、フェニレンジメチレン、ナフチレンジメチレン等のアリーレンジアルキレン基等が挙げられる。これらの炭化水素基は、炭素と結合することができる反応に不活性な置換基を有していてもよい。
【0016】
前記一般式(2)及び(4)において、Rは、前記一般式(1)及び一般式(3)において示したRと同じ意味を有する。
【0017】
本発明で好ましく用いられるアセチレン化合物を例示すると、無置換アセチレン、メチルアセチレン、ブチン、オクチン、フェニルアセチレン、トリメチルシリルアセチレン、エチニルチオフェン、ヘキシノニトリル、シクロヘキセニルアセチレン、1,4−ペンタジイン、1,8−ノナジイン、ジエチニルベンゼンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0018】
本発明において反応原料として用いる次亜リン酸は、無水または水溶液の形態で用いられる。
【0019】
本発明による一般式(1)のアルケニルリン化合物は、一般式(3)のアセチレン化合物と次亜リン酸(HPO)とを反応させることによって得ることができる。
【0020】
本発明による一般式(2)のアルケニルリン化合物は、一般式(4)のアセチレン化合物と次亜リン酸(HPO)とを反応させることによって得ることができる。
【0021】
前記反応を実施する場合、触媒を用いることが好ましい。触媒としては、周期律表第10族の金属錯体を用いるのが好ましい。この場合の金属には、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、白金等が包含される。この金属錯体としては、従来公知の各種の構造のものを用いることができるが、好適なものはいわゆる低原子価(価数:0〜2)のものであり、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子とするものが特に好ましい。また、反応系中で容易に低原子価に変換される適当な前駆体を用いることも好ましい態様である。
【0022】
さらに、反応系中で、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子として含まない錯体と3級ホスフィンやホスファイトを混合し、反応系中で3級ホスフィンまたはホスファイトを配位子とする低原子価錯体を発生する方法も好ましい態様である。これらのいずれかの方法で有利な性能を発揮する配位子としては、種々の3級ホスフィンや3級ホスファイトを挙げられる。
【0023】
本発明において、好適に用いることができる配位子を例示すると、トリフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、フェニルジメチルホスフィン、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、トリメチルホスファイト、トリフェニルホスファイトなどが挙げられる。これに組み合わせて用いられる、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子として含まない金属錯体としては、例えば、金属としてパラジウムを用いた場合、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、塩化パラジウム、酢酸パラジウムなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0024】
また、好適に用いられるホスフィンまたはホスファイト金属錯体としては、金属としてパラジウムを用いた場合、ジメチルビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジメチルビス(ジフェニルメチルホスフィン)パラジウム、ジメチルビス(ジメチルフェニルホスフィン)パラジウム、ジメチルビス(トリエチルホスフィン)パラジウム、(エチレン)ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムなどが挙げられる。
【0025】
これらの触媒の使用量はいわゆる触媒量でよく、一般的にアセチレン化合物に対して20モル%以下で十分であり、好ましくは0.01〜5モル%である。アセチレン化合物と次亜リン酸との使用比率は、一般的にモル比で1:1が好ましいが、これより大きくても小さくても、反応の生起を阻害するものではない。
反応は特に溶媒を用いなくてもよいが、必要に応じて溶媒中で実施することもできる。溶媒としては、炭化水素類、ハロゲン炭化水素類、エーテル類、ケトン類、ニトリル類、エステル類など種々のものが使用できる。また、これらは単独若しくは2種以上の混合物として使用される。
反応温度は、あまりに低温では反応が有利な速度で進行せず、あまりに高温では触媒が分解するので、一般的には、零下20℃ないし300℃の範囲から選ばれ、好ましくは室温ないし150℃の範囲で実施される。
【0026】
本反応に用いられる触媒は、酸素に敏感であり、反応の実施は、窒素やアルゴン、メタン等の不活性ガス雰囲気で行うのが好ましい。反応混合物からの生成物の分離は、クロマトグラフィーによって容易に達成される。
【0027】
【実施例】
本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0028】
実施例1
THF(テトラヒドロフラン)5ミリリットルに、30%HPO 2ミリモル、1−オクチン 1ミリモル、触媒としてMePd(PPh(5モル%)を用い、窒素雰囲気下、室温で24時間反応させたところ、(1−オクテン−2−イル)ホスフィン酸が75%の収率で得られた。
この化合物は、新規化合物であり、そのスペクトルデータは以下の通りである。
【0029】
HNMR(500MHz,CDCl)δ7.15(d,J(P−H)=558Hz,1H),5.91(d,J(P−H)=25.65Hz),5.64(d,J(P−H)=49.7Hz),2.33〜2.27(m,2H),1.57〜1.51(m,2H),1.36〜1.25(m,6H),0.88(t,J(P−H)=7.0Hz,3H)。
13CNMR(125.4MHz,CDCl)δ142.7(d,J(P−C)=121Hz),127.4(d,J(P−C)=14.5Hz),31.5,30.5(d,J(P−C)=12Hz),28.8,27.7(d,J(P−C)=5Hz),22.5,14.1。
31PNMR(201.9MHz,CDCl3)δ27.7。
17PとしてのHRMS、計算値:176.0966、実測値:176.1000。
【0030】
実施例2〜21
実施例1と同様な条件下、種々の触媒を用いて反応を行った。その結果を表1及び表2にまとめた。
【0031】
【表1】
Figure 2004075650
【0032】
【表2】
Figure 2004075650
【0033】
実施例22〜25
実施例21の条件下、種々のアセチレンを用いて反応を行った。その結果を表3にまとめた。
【0034】
これらの化合物は、新規化合物であり、そのスペクトルデータは以下の通りである。
【0035】
(実施例22の生成物)
HNMR(500MHz,CDCl)δ7.18(d,J(P−H)=565Hz,1H),5.95(d,J(P−H)=26Hz,1H),5.87(d,J(P−H)=52Hz,1H),2.47〜2.41(m,2H),2.36(t,J=7Hz,2H),1.92〜1.86(m,2H)。
13CNMR(125.4MHz,CDCl)δ140.1(d,J(P−C)=122Hz),129.6(d,J(P−C)=14.5Hz),119,29.4(d,J(P−C)=13Hz),23.6(d,J(P−C)=4Hz),16.2。
31PNMR(201.9MHz,CDCl)δ26.9。
10NOPとしてのHRMS、計算値:159.0449、実測値(M+1):160.0379。
【0036】
(実施例23の生成物)
HNMR(500MHz,CDCl)δ7.17(d,J(P−H)=561Hz,1H),5.98(d,J(P−H)=29Hz,1H),5.89(d,J(P−H)=49Hz,1H),3.57(t,J=6.4Hz,2H),2.52〜2.47(m,2H),2.06〜2.01(m,2H)。
13CNMR(125.4MHz,CDCl)δ140.9(d,J(P−C)=122Hz),128.9(d,J(P−C)=14Hz),44.1,30.54(d,J(P−C)=4Hz),27.8(d,J(P−C)=13Hz)。
31PNMR(201.9MHz,CDCl)δ27.1。
10ClOPとしてのHRMS、計算値:168.0107、実測値(M+1):169.0177。
【0037】
(実施例24の生成物)
HNMR(500MHz,CDCl)δ7.31〜7.14(m,5H),7.08(d,J(P−H)=565Hz,1H),6.00(d,J(P−H)=24Hz,1H),5.61(d,J(P−H)=47.5Hz,1H),3.62(d,J=11.3Hz,2H)。
13CNMR(125.4MHz,CDCl3)δ141.9(d,J(P−C)=123Hz),136.8(d,J(P−C)=7.3Hz),129.35(2C),129.3,128.7(2C),126.7,36.7(d,J(P−C)=13.4Hz)。
31PNMR(201.9MHz,CDCl3)δ27.1。
11PとしてのHRMS,計算値:182.0497,実測値:182.0492。
【0038】
(実施例25の生成物)
HNMR(500MHz,CDCl)δ7.20(d,J(P−H)=564Hz,1H),6.05(d,J(P−H)=25Hz,1H),5.61(d,J(P−H)=34Hz,1H),4.25(t,J=6.7Hz,2H),2.66(dt,J(P−H)=13.7Hz,J=6.4Hz,2H)。
13CNMR(125.4MHz,CDCl3)δ178.2,138.7(d,J(P−C)=123Hz),130.4(d,J(P−C)=12Hz),62.0(d,J(P−C)=4.1Hz),38.6,30.1(d,J(P−C)=12.4Hz),27.1。
31PNMR(201.9MHz,CDCl)δ25.2。
17PとしてのHRMS,計算値:220.0864,実測値(M+1):221.0901。
【0039】
【表3】
Figure 2004075650
【0040】
【発明の効果】
本発明に係る前記一般式(1)及び一般式(2)で表されるアルケニルリン化合物は、医薬・農薬などの生理活性物質の合成中間体として有用である。また、本発明の上記アルケニルリン化合物の合成方法は、アセチレン類に次亜リン酸を反応させるのみで、簡便、安全、かつ効率的に合成することができ、その分離精製も容易である。
従って、本発明は工業的に多大の効果をもたらす。

Claims (6)

  1. 下記一般式(1)で表されるアルケニルリン化合物。
    Figure 2004075650
    (式中、R及びRは同じ又は異なっていてもよく、水素原子、炭化水素基、複素環基、フェロセニル基、炭化水素オキシ基、シリル基又は置換シリル基を示す)
  2. 下記一般式(2)で表されるアルケニルリン化合物。
    Figure 2004075650
    (式中、Rは2価炭化水素基を示し、Rは水素原子、炭化水素基、複素環基、フェロセニル基、炭化水素オキシ基、シリル基又は置換シリル基を示す)
  3. 下記一般式(1)
    Figure 2004075650
    (式中、R及びRは同じ又は異なっていてもよく、水素原子、炭化水素基、複素環基、フェロセニル基、炭化水素オキシ基、シリル基又は置換シリル基を示す)
    で表されるアルケニルリン化合物を製造する方法において、下記一般式(3)
    Figure 2004075650
    (式中、R及びRは前記と同じ意味を有する)
    で表されるアセチレン化合物に、次亜リン酸を反応させることを特徴とする前記の方法。
  4. 下記一般式(2)
    Figure 2004075650
    (式中、Rは2価炭化水素基を示し、Rは水素原子、炭化水素基、複素環基、フェロセニル基、炭化水素オキシ基、シリル基又は置換シリル基を示す)
    で表されるアルケニルリン化合物を製造する方法において、下記一般式(4)
    Figure 2004075650
    (式中、R及びRは前記と同じ意味を有する)
    で表されるアセチレン化合物に、次亜リン酸を反応させることを特徴とする前記の方法。
  5. 該反応を金属錯体触媒の存在下で行うことを特徴とする請求項3又は4に記載の方法。
  6. 該次亜リン酸を水溶液として用いることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の方法。
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