アミド類およびラクタム類の実用的な還元方法
【課題】アミド類およびラクタム類の実用的な還元方法を提供する。
【解決手段】本発明では、８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基および水素ガス（Ｈ2）の存在下に、アミド類またはラクタム類を、それぞれアルコール類またはアミノアルコール類に還元することができる。８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基、反応溶媒、水素ガスの圧力および反応温度の好適な組み合わせにより、極めて実用的な還元方法を提供できる。本発明は、従来の量論的なヒドリド還元剤の代替となり、さらに所望の還元が比較的緩和な反応条件下で実施できるため、基質適用範囲の広い、アミド類およびラクタム類の実用的な還元方法である。
【解決手段】本発明では、８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基および水素ガス（Ｈ2）の存在下に、アミド類またはラクタム類を、それぞれアルコール類またはアミノアルコール類に還元することができる。８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基、反応溶媒、水素ガスの圧力および反応温度の好適な組み合わせにより、極めて実用的な還元方法を提供できる。本発明は、従来の量論的なヒドリド還元剤の代替となり、さらに所望の還元が比較的緩和な反応条件下で実施できるため、基質適用範囲の広い、アミド類およびラクタム類の実用的な還元方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医農薬中間体の製造技術として重要なアミド類およびラクタム類の還元方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アミド類からアルコール類への還元は、アルミニウム系のヒドリド還元剤を量論的に用いる方法が多用されている（ラクタム類からアミノアルコール類への還元も同様）。一方、遷移金属を触媒とする水素ガス（Ｈ2）による還元、特に、再現性が高い均一系触媒を用いる方法は、研究が殆ど成されていない。最近、特徴的な３座のホスフィン配位子を有するルテニウム錯体を用いる均一系の水素化が報告されたが（特許文献１、非特許文献１）、高い触媒活性を発現するには高温条件を必要とし、さらにアミン類の製造をターゲットにしたものである。
【０００３】
本発明で用いる８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体は、塩基および水素ガスの共存下に、ケトン類、エポキシド類、イミド類およびエステル類の還元に有効であることが報告されている（非特許文献２）。しかしながら、これらの基質に比べて還元が格段に困難なアミド類およびラクタム類への適応は一切報告されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２００３／０９３２０８号パンフレット
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．（英国），２００７年，ｐ．３１５４−３１５６
【非特許文献２】有機合成化学協会誌，２００８年，第６６号，ｐ．１０４２−１０４８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、アミド類およびラクタム類の実用的な還元方法を提供することにある。
【０００７】
ヒドリド還元剤を量論的に用いる方法は、該還元剤が高価で取り扱いに注意がいること、後処理が煩雑で廃棄物が多いことから大量規模での生産には不向きであった。よって、この様な問題を伴わない水素ガスを用いる還元、特に、工業化に向けたスケールアップが比較的容易に行える均一系触媒を用いる方法が強く望まれていた。
【０００８】
さらに、本発明では還元が格段に困難なアミド類およびラクタム類を対象とするため、高活性な触媒を設計する必要がある。この様な場合、多くの知見があり、配位子の変更が比較的容易に行える金属錯体を選択することが得策である。本発明で用いる８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体は、この様な要件を正に備えており好適である。しかしながら、該金属錯体から誘導される触媒系がアミド類およびラクタム類の還元に有効であるかは全く不明であり、この有効性を明らかにすることが本発明の課題である。また、本発明で対象とする目的生成物はアルコール類およびアミノアルコール類であり、上記の触媒系で所望の生成物が高い選択性で収率良く得られるかも全く不明であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題を踏まえて鋭意検討した結果、８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基および水素ガスの存在下に、アミド類またはラクタム類を、それぞれアルコール類またはアミノアルコール類に還元できることを新たに見出した。
【００１０】
先ず、８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体としては、“シクロペンタジエニル（Ｃｐ）基または１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル（Ｃｐ*）基、ハロゲン、一酸化炭素、アセトニトリル、フェニルイソシアニドまたはトリフェニルホスフィン、および、窒素−窒素（Ｎ−Ｎ）またはリン−窒素（Ｐ−Ｎ）の二座配位子を有する、Ｆｅ、ＲｕまたはＯｓ錯体”を用いることができ、“Ｃｐ*基、ハロゲンまたはアセトニトリル、および、リンと窒素が２つの炭素を介して結ばれた二座配位子（Ｐ−Ｃ2−Ｎ）を有する、Ｒｕ錯体”が好ましく、特に“Ｃｐ*ＲｕＣｌ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］（Ｐｈ；フェニル基）”がより好ましいことを新たに明らかにした。
【００１１】
次に、塩基としては、アルカリ金属の水酸化物またはアルコキシドが好ましく、特にアルカリ金属のアルコキシドがより好ましいことを新たに明らかにした。
【００１２】
また、反応溶媒としては、立体的に嵩高い第３級アルコールであるｔｅｒｔ−ブタノールを用いることにより、アミド結合の加アルコール分解等の副反応を制御することができ、目的生成物を高い選択性で得ることができる。
【００１３】
さらに、水素ガスの圧力としては、窒素上の置換基であるＲ3に好適な電子求引性基を導入することにより、従来技術に比べて比較的低い水素圧でも反応がスムーズに進行することを見出した。実用性を考慮すると好ましい態様であり、係る好適な水素ガスの圧力は、２．５から３．５ＭＰａである。
【００１４】
最後に、反応温度としては、水素ガスの圧力と同様、Ｒ3に好適な置換基を導入することにより、従来技術に比べて相当低い温度でも反応がスムーズに進行することを見出した。実用性を考慮すると好ましい態様であり、係る好適な反応温度は、７０から９０℃である。
【００１５】
この様に、アミド類およびラクタム類の実用的な還元方法として有用な方法を見出し、本発明に到達した。
【００１６】
すなわち、本発明は［発明１］から［発明６］を含み、アミド類およびラクタム類の実用的な還元方法を提供する。
【００１７】
［発明１］
一般式［１］
【００１８】
【化１】
【００１９】
［式中、Ａはシクロペンタジエニル（Ｃｐ）基または１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル（Ｃｐ*）基を表し、ＭはＦｅ、ＲｕまたはＯｓを表す。さらに、Ｂはハロゲン、一酸化炭素、アセトニトリル、フェニルイソシアニドまたはトリフェニルホスフィンを表し、Ｃは窒素−窒素（Ｎ−Ｎ）またはリン−窒素（Ｐ−Ｎ）の二座配位子を表す］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基および水素ガス（Ｈ2）の存在下に、一般式［２］
【００２０】
【化２】
【００２１】
［式中、Ｒ1はアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、芳香環基または置換芳香環基を表し、Ｒ2は水素原子、アルキル基、置換アルキル基、芳香環基または置換芳香環基を表し、Ｒ3は水素原子、アルキル基、置換アルキル基、芳香環基、置換芳香環基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、置換アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基または置換アリールスルホニル基を表す］で示されるアミド類、または一般式［３］
【００２２】
【化３】
【００２３】
｛式中、Ｒ1−Ｒ2は一般式［２］で示されるアミド類のＲ1とＲ2が共有結合で結ばれていることを表す（但し、Ｒ2が水素原子の場合を除く）｝で示されるラクタム類を、それぞれ一般式［４］
【００２４】
【化４】
【００２５】
｛式中、Ｒ1は一般式［２］で示されるアミド類のＲ1と同じである｝で示されるアルコール類、または一般式［５］
【００２６】
【化５】
【００２７】
｛式中、Ｒ1−Ｒ2は一般式［２］で示されるアミド類のＲ1とＲ2が共有結合で結ばれていることを表し（但し、Ｒ2が水素原子の場合を除く）、Ｒ3は一般式［２］で示されるアミド類のＲ3と同じである｝で示されるアミノアルコール類に還元する方法。
【００２８】
［発明２］
発明１において、一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体が一般式［６］
【００２９】
【化６】
【００３０】
［式中、Ｃｐ*は１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル基を表し、Ｘはハロゲンまたはアセトニトリルを表す。さらに、Ｐ−Ｃ2−Ｎはリンと窒素が２つの炭素を介して結ばれた二座配位子であることを表す］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体であり、さらに塩基がアルカリ金属の水酸化物またはアルコキシドであることを特徴とする、発明１に記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【００３１】
［発明３］
発明２において、一般式［６］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体が式［７］
【００３２】
【化７】
【００３３】
［式中、Ｃｐ*は１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル基を表し、Ｐｈはフェニル基を表す］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体であり、さらに塩基がアルカリ金属のアルコキシドであることを特徴とする、発明２に記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【００３４】
［発明４］
発明１及至発明３の何れかにおいて、反応溶媒がｔｅｒｔ−ブタノールであることを特徴とする、発明１及至発明３の何れかに記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【００３５】
［発明５］
発明１及至発明４の何れかにおいて、水素ガス（Ｈ2）の圧力が２．５から３．５ＭＰａであることを特徴とする、発明１及至発明４の何れかに記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【００３６】
［発明６］
発明１及至発明５の何れかにおいて、反応温度が７０から９０℃であることを特徴とする、発明１及至発明５の何れかに記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の触媒系は、還元が格段に困難なアミド類およびラクタム類の還元にも適応でき、本発明の目的生成物であるアルコール類およびアミノアルコール類を高い選択性で収率良く与える。よって、従来の量論的なヒドリド還元剤の代替となり、大量規模での生産にも好適に利用できる。
【００３８】
しかも、反応条件が比較的緩和なため、目的生成物との分離の難しい不純物を殆ど副生せず、精製に負荷が掛からない。また、エステル基やアミド基のα位に水素を有する光学活性な基質を用いても、反応を通してラセミ化は起こらない（実施例７および実施例２４を参照）。さらに、本反応は還元条件であるにも拘らず、脱ベンジル化等の加水素分解も全く起こらない（実施例３を参照）。
【００３９】
この様に、本発明は、従来の量論的なヒドリド還元剤の代替となり、さらに所望の還元が比較的緩和な反応条件下で実施できるため、基質適用範囲の広い、アミド類およびラクタム類の実用的な還元方法である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明のアミド類およびラクタム類の実用的な還元方法について詳細に説明する。
【００４１】
本発明では、一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基および水素ガスの存在下に、一般式［２］で示されるアミド類、または一般式［３］で示されるラクタム類を、それぞれ一般式［４］で示されるアルコール類、または一般式［５］で示されるアミノアルコール類に還元することができる。
【００４２】
一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体のＡは、Ｃｐ基またはＣｐ*基を表す。その中でもＣｐ*基が好ましい。
【００４３】
一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体のＭは、Ｆｅ、ＲｕまたはＯｓを表す。その中でもＦｅおよびＲｕが好ましく、特にＲｕがより好ましい。
【００４４】
一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体のＢは、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン、一酸化炭素、アセトニトリル、フェニルイソシアニドまたはトリフェニルホスフィンを表す。その中でもハロゲンおよびアセトニトリルが好ましく、特に塩素がより好ましい。Ｂの種類によってはカチオン性錯体を採ることもあり、係るカウンターアニオンは、塩素、テトラフルオロボラート（ＢＦ4-）、トリフラートイオン（ＣＦ3ＳＯ3-）、ヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ6-）、ヘキサフルオロアンチモネート（ＳｂＦ6-）等が挙げられる。その中でもＣＦ3ＳＯ3-、ＰＦ6-およびＳｂＦ6-が好ましく、特にＣＦ3ＳＯ3-およびＰＦ6-がより好ましい。
【００４５】
一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体のＣは、Ｎ−ＮまたはＰ−Ｎの二座配位子を表す。その中でもＰ−Ｃ2−Ｎが好ましく、特にＰｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2がより好ましい。また、一般式［２］で示されるアミド類、またはＲ3が芳香環基または置換芳香環基である一般式［３］で示されるラクタム類の還元では、Ｎ−Ｎ二座配位子が効果的であり、特に２−ピリジルメチルアミンがより効果的である。Ｎ−Ｎ二座配位子は、公知の方法により製造でき、また多くが市販されている。Ｐ−Ｎ二座配位子は、Ａｌｄｒｉｃｈｉｍｉｃａ ＡＣＴＡ（米国），２００８年，第４１巻，第１号，ｐ．１５−２６等により製造できる。代表的なＮ−ＮおよびＰ−Ｎ（Ｐ−Ｃ2−Ｎ）の二座配位子を図−１に示すが、これらの代表例に限定されるものではない（代表例のそれぞれの構造式において、任意の炭素原子上に、任意の数で、低級アルキル基が置換できる）。なお、代表例における略記号は次の通りとする。Ｍｅ；メチル基、Ｐｈ；フェニル基、ｉ−Ｐｒ；イソプロピル基、ｔ−Ｂｕ；ｔｅｒｔ−ブチル基、Ｂｎ；ベンジル基。＊は不斉炭素または軸不斉を表し、Ｒ体またはＳ体を採ることができる。＊が複数ある場合には、Ｒ体またはＳ体の任意の組み合わせを採ることができる。
【００４６】
【化８】
【００４７】
また、上記のＡｌｄｒｉｃｈｉｍｉｃａ ＡＣＴＡに記載されたＰ−Ｎ二座配位子も同様に用いることができる。
【００４８】
一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体は、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ（米国），２００３年，２２巻，ｐ．４１９０−４１９２およびＯｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ（米国），１９９７年，第１６巻，ｐ．１９５６−１９６１等により製造できる。本発明の請求項は、触媒系がＡＭＢＣと塩基から誘導される２成分調製法を基に記載しているが、水素ガスとの作用（反応溶媒が関与することもある）により同じ触媒活性種｛ＡＭＨＣ［式中、Ｈはヒドリドを表す］｝が反応系内で調製できる全ての方法が本発明の請求項に含まれるものとする。具体的に補足すると、２成分調製法｛Ｃｐ*ＲｕＣｌ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］、塩基／水素ガス（反応溶媒が関与することもある）｝で調製される触媒活性種のＣｐ*ＲｕＨ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］は、３成分調製法｛Ｃｐ*ＲｕＣｌ（ｃｏｄ）（ｃｏｄ；１，５−シクロオクタジエン）、Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2、塩基／水素ガス（反応溶媒が関与することもある）｝でも同様に調製することができる。さらに、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ（米国），２００３年，２２巻，ｐ．４１９０−４１９２で報告されている様に、同じ触媒活性種｛Ｃｐ*ＲｕＨ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］｝は、イソプロピルアルコール中でＣｐ*ＲｕＣｌ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］と塩基からも同様に調製できる。予め調製した触媒活性種を用いて水素ガスの存在下に（必要に応じて塩基の共在下に）反応を行うこともできる。具体例以外でもこの様な関係にある全ての調製方法が、本発明の請求項には含まれていることを意味する。
【００４９】
一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体の使用量は、一般式［２］で示されるアミド類、または一般式［３］で示されるラクタム類１モルに対して触媒量を用いれば良いが、通常は０．３から０．００００１モルが好ましく、特に０．２から０．０００１モルがより好ましい。
【００５０】
塩基は、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属の炭酸水素塩、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム等のアルカリ金属の炭酸塩、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、水酸化テトラｎ−ブチルアンモニウム、リチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、リチウムエトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、リチウムイソプロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、カリウムイソプロポキシド、リチウムｔｅｒｔ−ブトキシド、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド等のアルカリ金属のアルコキシド、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセ−７−エン（ＤＢＵ）等の有機塩基、リチウムビス（トリメチルシリル）アミド、ナトリウムビス（トリメチルシリル）アミド、カリウムビス（トリメチルシリル）アミド等が挙げられる。その中でもアルカリ金属の水酸化物およびアルコキシドが好ましく、特にアルカリ金属のアルコキシドがより好ましい。
【００５１】
塩基の使用量は、一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体１モルに対して０．７モル以上を用いれば良く、０．８から２０モルが好ましく、特に０．９から１０モルがより好ましい。
【００５２】
水素ガス（Ｈ2）の使用量は、一般式［２］で示されるアミド類、または一般式［３］で示されるラクタム類１モルに対して２モル以上を用いれば良いが、通常は大過剰が好ましく、特に加圧下での大過剰がより好ましい。係る水素ガスの圧力は、大気圧より高い条件で行えば良いが、２から５ＭＰａが好ましく、実用性を考慮すると特に２．５から３．５ＭＰａがより好ましい。
【００５３】
一般式［２］で示されるアミド類のＲ1は、アルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、芳香環基または置換芳香環基を表す。その中でもアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基が好ましく、特にアルキル基および置換アルキル基がより好ましい。
【００５４】
アルキル基は、炭素数が１から１８の、直鎖または枝分れの鎖式、または環式（炭素数が３以上の場合）を採ることができる。アルケニル基は、該アルキル基の、任意の隣り合う２つの炭素原子の単結合が二重結合に、任意の数で置き換わり、該二重結合の立体化学はＥ体、Ｚ体、またはＥ体とＺ体の混合物を採ることができる。芳香環基は、炭素数が１から１８の、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等の芳香族炭素水素基、またはピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基等の窒素原子、酸素原子または硫黄原子等のヘテロ原子を含む芳香族複素環基を採ることができる。
【００５５】
該アルキル基、アルケニル基または芳香環基は、任意の炭素原子上に、任意の数でさらに任意の組み合わせで、置換基を有することもできる（それぞれ置換アルキル基、置換アルケニル基および置換芳香環基に対応する）。係る置換基としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲン原子、アジド基、ニトロ基、メチル基、エチル基、プロピル基等の低級アルキル基、フルオロメチル基、クロロメチル基、ブロモメチル基等の低級ハロアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等の低級アルコキシ基、フルオロメトキシ基、クロロメトキシ基、ブロモメトキシ基等の低級ハロアルコキシ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基等の低級アルキルアミノ基、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基等の低級アルキルチオ基、シアノ基、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等の低級アルコキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、アミノカルボニル基（ＣＯＮＨ2）、ジメチルアミノカルボニル基、ジエチルアミノカルボニル基、ジプロピルアミノカルボニル基等の低級アルキルアミノカルボニル基、アルキニル基、フェニル基、ナフチル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基等の芳香環基、フェノキシ基、ナフトキシ基、ピロリルオキシ基、フリルオキシ基、チエニルオキシ基等の芳香環オキシ基、ピペリジル基、ピペリジノ基、モルホリニル基等の脂肪族複素環基、ヒドロキシル基の保護体、アミノ基（アミノ酸またはペプチド残基も含む）の保護体、チオール基の保護体、アルデヒド基の保護体、カルボキシル基の保護体等が挙げられる。なお、本明細書において、次の各用語は、それぞれ次に掲げる意味で用いられる。"低級"とは、炭素数が１から６の、直鎖または枝分れの鎖式、または環式（炭素数３以上の場合）を意味する。"ヒドロキシル基、アミノ基（アミノ酸またはペプチド残基も含む）、チオール基、アルデヒド基およびカルボキシル基の保護基"としては、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，１９９９，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．に記載された保護基等を用いることができる（２つ以上の官能基を１つの保護基で保護することもできる）。また、"アルキニル基"、"芳香環基"、"芳香環オキシ基"および"脂肪族複素環基"には、ハロゲン原子、アジド基、ニトロ基、低級アルキル基、低級ハロアルキル基、低級アルコキシ基、低級ハロアルコキシ基、低級アルキルアミノ基、低級アルキルチオ基、シアノ基、低級アルコキシカルボニル基、アミノカルボニル基、低級アルキルアミノカルボニル基、ヒドロキシル基の保護体、アミノ基（アミノ酸またはペプチド残基も含む）の保護体、チオール基の保護体、アルデヒド基の保護体、カルボキシル基の保護体等が置換することもできる。
【００５６】
本発明は還元反応であるため、置換基の種類によっては置換基自体が還元される場合もある。しかしながら、好適な反応条件を採用することにより所望の反応を良好に行うことができる。
【００５７】
一般式［２］で示されるアミド類のＲ2は、水素原子、アルキル基、置換アルキル基、芳香環基または置換芳香環基を表す。その中でもアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基が好ましく、特にアルキル基および置換アルキル基がより好ましい。該アルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基は、一般式［２］で示されるアミド類のＲ1に記載したアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基と同じである。
【００５８】
一般式［２］で示されるアミド類のＲ3は、水素原子、アルキル基、置換アルキル基、芳香環基、置換芳香環基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、置換アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基または置換アリールスルホニル基を表す。その中でも芳香環基、置換芳香環基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、置換アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基および置換アリールスルホニル基が好ましく、特にアルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、置換アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基および置換アリールスルホニル基がより好ましい。該アルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基は、一般式［２］で示されるアミド類のＲ1に記載したアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基と同じである。アルコキシカルボニル基（ＣＯ2Ｒ）のアルキル基（Ｒ）、置換アルコキシカルボニル基（ＣＯ2Ｒ’）の置換アルキル基（Ｒ’）、アルキルスルホニル基（ＳＯ2Ｒ）のアルキル基（Ｒ）、置換アルキルスルホニル基（ＳＯ2Ｒ’）の置換アルキル基（Ｒ’）、アリールスルホニル基（ＳＯ2Ａｒ）の芳香環基（Ａｒ）および置換アリールスルホニル基（ＳＯ2Ａｒ’）の置換芳香環基（Ａｒ’）は、一般式［２］で示されるアミド類のＲ1に記載したアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基と同じである。
【００５９】
Ｒ3に好適な電子求引性基を導入すると所望の還元反応が比較的緩和な条件で進行することを明らかにした。その効果は“メシル基＞メトキシカルボニル基＞パラトルエンスルホニル基〜ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基＞ベンジルオキシカルボニル基”の順であり、この順に好ましい置換基の態様と言える。
【００６０】
一般式［３］で示されるラクタム類のＲ1−Ｒ2は、一般式［２］で示されるアミド類のＲ1とＲ2が共有結合で結ばれていることを表す（但し、Ｒ2が水素原子の場合を除く）。該共有結合は、Ｒ1とＲ2の任意の炭素原子同士間は当然であるが、窒素原子、酸素原子または硫黄原子等のヘテロ原子を介して結ばれることもある。好適なＲ1およびＲ2は、一般式［２］で示されるアミド類の場合と同じである。また、ラクタム類の環員数が反応速度に影響を与えることも明らかにしており、基質としては、７員環に比べて４から６員環が好ましい。
【００６１】
また、実施例６の基質であるＦの様に、一般式［２］で示されるアミド類のＲ1とＲ3の置換基が同時に兼ね合わさった化合物も、本発明の一般式［２］で示されるアミド類として扱う。さらに、実施例２４の基質の様に、一般式［２］で示されるアミド類のＲ2とＲ3の任意の炭素原子同士が共有結合で結ばれることもあり（場合によっては、窒素原子、酸素原子または硫黄原子等のヘテロ原子を介して結ばれることもある）、本発明の一般式［２］で示されるアミド類として扱う。
【００６２】
反応溶媒は、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン等の脂肪族炭化水素系、ベンゼン、トルエン、α，α，α−トリフルオロトルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン等の芳香族炭化水素系、塩化メチレン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素系、ジエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソール等のエーテル系、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等のアルコール系等が挙げられる。その中でもアルコール系が好ましく、特にｔｅｒｔ−ブタノールがより好ましい。これらの反応溶媒は、単独または組み合わせて用いることができる。
【００６３】
アルコール系の反応溶媒を用いると所望の還元反応がスムーズに進行するが、立体的な嵩高さが期待できないメタノールではアミド結合の加アルコール分解も起こる（実施例１と同様の反応をメタノール中で行うと３４モル％副生）。イソプロパノールやｔｅｒｔ−ブタノール中で行うと、この副反応は効果的に制御できる（イソプロパノール；１８モル％副生、ｔｅｒｔ−ブタノール；副生せず）。この様に、アルコール系の中でも立体的な嵩高さが期待できる第３アルコールが極めて効果的である。
【００６４】
反応溶媒の使用量は、一般式［２］で示されるアミド類、または一般式［３］で示されるラクタム類１モルに対して０．１Ｌ（リットル）以上を用いれば良いが、通常は０．２から２０Ｌが好ましく、特に０．３から１０Ｌがより好ましい。
【００６５】
反応温度は、５０℃以上で行えば良いが、６０から１００℃が好ましく、実用性を考慮すると特に７０から９０℃がより好ましい。
【００６６】
反応時間は、特に制限はないが、通常は１２０時間以内であるが、触媒系、基質および反応条件により異なるため、ガスクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、核磁気共鳴等の分析手段により反応の進行状況を追跡し、原料が殆ど消失した時点を反応の終点とすることが好ましい。
【００６７】
後処理は、反応終了液に対して通常の操作を行うことにより、目的とする一般式［４］で示されるアルコール類、または一般式［５］で示されるアミノアルコール類を得ることができる。目的物は、必要に応じて、活性炭処理、蒸留、再結晶、カラムクロマトグラフィー等により、高い化学純度に精製することができる。 本発明では、一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基および水素ガスの存在下に、一般式［２］で示されるアミド類、または一般式［３］で示されるラクタム類を、それぞれ一般式［４］で示されるアルコール類、または一般式［５］で示されるアミノアルコール類に還元することができる（態様１）。
【００６８】
８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体と塩基の、好ましい同士の組み合わせにより、さらに高活性な触媒活性種を調製することができる（態様２）。
【００６９】
８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体と塩基の、特により好ましい同士の組み合わせにより、極めて高活性な触媒活性種を調製することができる（態様３）。
【００７０】
態様１から３と好適な反応溶媒の組み合わせにより、さらに実用的な還元方法を提供できる（態様４）。
【００７１】
態様１から４と好適な水素ガスの圧力の組み合わせにより、格段に実用的な還元方法を提供できる（態様５）。
【００７２】
態様１から５と好適な反応温度の組み合わせにより、極めて実用的な還元方法を提供できる（態様６）。
【００７３】
［実施例］
実施例により本発明の実施の形態を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。なお、実施例における略記号は次の通りとする。Ｃｐ*；１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル基、Ｐｈ；フェニル基、ｔｅｒｔ；第３級、Ｂｕ；ブチル基、Ｂｏｃ；ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基、Ｍｅ；メチル基、Ｃｂｚ；ベンジルオキシカルボニル基、Ｍｓ；メシル基、Ｔｓ；パラトルエンスルホニル基、Ｂｎ；ベンジル基、Ｅｔ；エチル基。
【００７４】
［実施例１から１６］
実施例１の実験操作を代表例として下に示す。
【００７５】
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に、下記式
【００７６】
【化９】
【００７７】
で示されるＣｐ*ＲｕＣｌ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］２０．０ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ，０．０２ｅｑ）、ｔｅｒｔ−ブトキシカリウム４．５ｍｇ［０．０４ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ（ルテニウム錯体に対する当量）］、ｔｅｒｔ−ブタノール１０ｍＬと、下記式
【００７８】
【化１０】
【００７９】
で示されるラクタム類３７０ｍｇ（２．００ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ）を加え、凍結脱気を３回繰り返した。アルゴン雰囲気下、得られた溶液をカニュラーにより、ガラス製内筒を有するステンレス鋼（ＳＵＳ）製耐圧反応容器に移した。反応容器内を水素ガスで５回置換し、水素圧を３ＭＰａに設定し、８０℃で３６時間攪拌した。反応終了液をシリカゲル濾過し、酢酸エチルで洗浄し、濾液と洗浄液を減圧濃縮し、セミミクロ蒸留することにより、下記式
【００８０】
【化１１】
【００８１】
で示されるアミノアルコール類を３７８ｍｇ得た。収率は＞９９％であった。
【００８２】
実施例２から１６は、ラクタム類の種類、Ｃｐ*ＲｕＣｌ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］の使用量、ｔｅｒｔ−ブトキシカリウムの使用量および反応時間を変えて、実施例１と同様に行った。実施例２から１６の結果を表−１に纏めた。
【００８３】
【表１】
【００８４】
実施例６の基質Ｆは、アミド類のＲ1とＲ3の置換基がフェニル基を共有した化合物である。また、実施例７の生成物の、エトキシカルボニル基のα位は全くラセミ化していなかった。
【００８５】
［実施例１７から２３］
実施例２３の実験操作を代表例として下に示す。
【００８６】
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に、下記式
【００８７】
【化１２】
【００８８】
で示されるＣｐ*ＲｕＣｌ［Ｃ5Ｈ4ＮＣＨ2ＮＨ2］７６．０ｍｇ（０．２０ｍｍｏｌ，０．１０ｅｑ）、ナトリウムメトキシド３２．４ｍｇ［０．６０ｍｍｏｌ，３．００ｅｑ（ルテニウム錯体に対する当量）］、ｔｅｒｔ−ブタノール２ｍＬと、下記式
【００８９】
【化１３】
【００９０】
で示されるラクタム類３５０ｍｇ（２．００ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ）を加え、凍結脱気を３回繰り返した。アルゴン雰囲気下、得られた溶液をカニュラーにより、ガラス製内筒を有するステンレス鋼（ＳＵＳ）製耐圧反応容器に移した。反応容器内を水素ガスで５回置換し、水素圧を５ＭＰａに設定し、１００℃で９０時間攪拌した。反応終了液をシリカゲル濾過し、酢酸エチルで洗浄し、濾液と洗浄液を減圧濃縮し、セミミクロ蒸留することにより、下記式
【００９１】
【化１４】
【００９２】
で示されるアミノアルコール類を３２６ｍｇ得た。収率は９１％であった。
【００９３】
実施例１７から２２は、ラクタム類の種類、Ｃｐ*ＲｕＣｌ［二座配位子］の種類および反応温度を変えて、実施例２３と同様に行った。実施例１７から２２の結果を表−２に纏めた。
【００９４】
【表２】
【００９５】
［実施例２４］
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に、下記式
【００９６】
【化１５】
【００９７】
で示されるＣｐ*ＲｕＣｌ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］１２．３ｍｇ（０．０２５ｍｍｏｌ，０．０３ｅｑ）、ｔｅｒｔ−ブトキシカリウム２．８ｍｇ［０．０２５ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ（ルテニウム錯体に対する当量）］、イソプロパノール５．６ｍＬと、下記式
【００９８】
【化１６】
【００９９】
で示されるアミド類２５９．７ｍｇ（０．８１ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ）を加え、凍結脱気を３回繰り返した。アルゴン雰囲気下、得られた溶液をカニュラーにより、ガラス製内筒を有するステンレス鋼（ＳＵＳ）製耐圧反応容器に移した。反応容器内を水素ガスで５回置換し、水素圧を３ＭＰａに設定し、８０℃で２０時間攪拌した。反応終了液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、下記式
【０１００】
【化１７】
【０１０１】
で示されるアルコール類を１０８．８ｍｇ得た。収率は９０％であった。還元反応において光学純度の低下は全く認められなかった。また、下記式
【０１０２】
【化１８】
【０１０３】
で示される不斉補助基を１２７．２ｍｇ回収した。回収率は８９％であった。
【０１０４】
実施例２４の結果を下のスキームに示す。
【０１０５】
【化１９】
【０１０６】
［実施例２５から３１］
実施例２５の実験操作を代表例として下に示す。
【０１０７】
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に、下記式
【０１０８】
【化２０】
【０１０９】
で示されるＣｐ*ＲｕＣｌ［Ｃ5Ｈ4ＮＣＨ2ＮＨ2］２２．８ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ，０．１０ｅｑ）、ナトリウムメトキシド９．７ｍｇ［０．１８ｍｍｏｌ，３．００ｅｑ（ルテニウム錯体に対する当量）］、ｔｅｒｔ−ブタノール０．６ｍＬと、下記式
【０１１０】
【化２１】
【０１１１】
で示されるラクタム類１３８ｍｇ（０．６０ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ）を加え、凍結脱気を３回繰り返した。アルゴン雰囲気下、得られた溶液をカニュラーにより、ガラス製内筒を有するステンレス鋼（ＳＵＳ）製耐圧反応容器に移した。反応容器内を水素ガスで５回置換し、水素圧を５ＭＰａに設定し、１００℃で９０時間攪拌した。反応終了液の変換率は＞９９％であった。反応終了液をシリカゲル濾過し、酢酸エチルで洗浄し、濾液と洗浄液を減圧濃縮し、セミミクロ蒸留することにより、下記式
【０１１２】
【化２２】
【０１１３】
で示されるアミノアルコール類を１２６ｍｇ得た。収率は９０％であった。
【０１１４】
実施例２６から３１は、ラクタム類の種類、Ｃｐ*ＲｕＣｌ［Ｃ5Ｈ4ＮＣＨ2ＮＨ2］の使用量および反応時間を変えて、実施例２５と同様に行った。実施例２５から３１の結果を表−３に纏めた。
【０１１５】
【表３】
【０１１６】
［実施例３２から３７］
実施例３２の実験操作を代表例として下に示す。
【０１１７】
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に、下記式
【０１１８】
【化２３】
【０１１９】
で示されるＣｐ*ＲｕＣｌ［Ｃ5Ｈ4ＮＣＨ2ＮＨ2］２２．８ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ，０．１０ｅｑ）、ナトリウムメトキシド９．７ｍｇ［０．１８ｍｍｏｌ，３．００ｅｑ（ルテニウム錯体に対する当量）］、ｔｅｒｔ−ブタノール０．６ｍＬと、下記式
【０１２０】
【化２４】
【０１２１】
で示されるアミド類１１８ｍｇ（０．６０ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ）を加え、凍結脱気を３回繰り返した。アルゴン雰囲気下、得られた溶液をカニュラーにより、ガラス製内筒を有するステンレス鋼（ＳＵＳ）製耐圧反応容器に移した。反応容器内を水素ガスで５回置換し、水素圧を５ＭＰａに設定し、１００℃で９０時間攪拌した。反応終了液の変換率は１００％であった。反応終了液をシリカゲル濾過し、酢酸エチルで洗浄し、濾液と洗浄液を減圧濃縮し、セミミクロ蒸留することにより、下記式
【０１２２】
【化２５】
【０１２３】
で示されるアルコール類を得た。また、下記式
【０１２４】
【化２６】
【０１２５】
で示されるアミン類を回収した。
【０１２６】
実施例３３から３７は、アミド類の種類、Ｃｐ*ＲｕＣｌ［Ｃ5Ｈ4ＮＣＨ2ＮＨ2］の使用量および反応時間を変えて、実施例３２と同様に行った。実施例３２から３７の結果を表−４に纏めた。
【０１２７】
【表４】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医農薬中間体の製造技術として重要なアミド類およびラクタム類の還元方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アミド類からアルコール類への還元は、アルミニウム系のヒドリド還元剤を量論的に用いる方法が多用されている（ラクタム類からアミノアルコール類への還元も同様）。一方、遷移金属を触媒とする水素ガス（Ｈ2）による還元、特に、再現性が高い均一系触媒を用いる方法は、研究が殆ど成されていない。最近、特徴的な３座のホスフィン配位子を有するルテニウム錯体を用いる均一系の水素化が報告されたが（特許文献１、非特許文献１）、高い触媒活性を発現するには高温条件を必要とし、さらにアミン類の製造をターゲットにしたものである。
【０００３】
本発明で用いる８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体は、塩基および水素ガスの共存下に、ケトン類、エポキシド類、イミド類およびエステル類の還元に有効であることが報告されている（非特許文献２）。しかしながら、これらの基質に比べて還元が格段に困難なアミド類およびラクタム類への適応は一切報告されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２００３／０９３２０８号パンフレット
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．（英国），２００７年，ｐ．３１５４−３１５６
【非特許文献２】有機合成化学協会誌，２００８年，第６６号，ｐ．１０４２−１０４８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、アミド類およびラクタム類の実用的な還元方法を提供することにある。
【０００７】
ヒドリド還元剤を量論的に用いる方法は、該還元剤が高価で取り扱いに注意がいること、後処理が煩雑で廃棄物が多いことから大量規模での生産には不向きであった。よって、この様な問題を伴わない水素ガスを用いる還元、特に、工業化に向けたスケールアップが比較的容易に行える均一系触媒を用いる方法が強く望まれていた。
【０００８】
さらに、本発明では還元が格段に困難なアミド類およびラクタム類を対象とするため、高活性な触媒を設計する必要がある。この様な場合、多くの知見があり、配位子の変更が比較的容易に行える金属錯体を選択することが得策である。本発明で用いる８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体は、この様な要件を正に備えており好適である。しかしながら、該金属錯体から誘導される触媒系がアミド類およびラクタム類の還元に有効であるかは全く不明であり、この有効性を明らかにすることが本発明の課題である。また、本発明で対象とする目的生成物はアルコール類およびアミノアルコール類であり、上記の触媒系で所望の生成物が高い選択性で収率良く得られるかも全く不明であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題を踏まえて鋭意検討した結果、８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基および水素ガスの存在下に、アミド類またはラクタム類を、それぞれアルコール類またはアミノアルコール類に還元できることを新たに見出した。
【００１０】
先ず、８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体としては、“シクロペンタジエニル（Ｃｐ）基または１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル（Ｃｐ*）基、ハロゲン、一酸化炭素、アセトニトリル、フェニルイソシアニドまたはトリフェニルホスフィン、および、窒素−窒素（Ｎ−Ｎ）またはリン−窒素（Ｐ−Ｎ）の二座配位子を有する、Ｆｅ、ＲｕまたはＯｓ錯体”を用いることができ、“Ｃｐ*基、ハロゲンまたはアセトニトリル、および、リンと窒素が２つの炭素を介して結ばれた二座配位子（Ｐ−Ｃ2−Ｎ）を有する、Ｒｕ錯体”が好ましく、特に“Ｃｐ*ＲｕＣｌ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］（Ｐｈ；フェニル基）”がより好ましいことを新たに明らかにした。
【００１１】
次に、塩基としては、アルカリ金属の水酸化物またはアルコキシドが好ましく、特にアルカリ金属のアルコキシドがより好ましいことを新たに明らかにした。
【００１２】
また、反応溶媒としては、立体的に嵩高い第３級アルコールであるｔｅｒｔ−ブタノールを用いることにより、アミド結合の加アルコール分解等の副反応を制御することができ、目的生成物を高い選択性で得ることができる。
【００１３】
さらに、水素ガスの圧力としては、窒素上の置換基であるＲ3に好適な電子求引性基を導入することにより、従来技術に比べて比較的低い水素圧でも反応がスムーズに進行することを見出した。実用性を考慮すると好ましい態様であり、係る好適な水素ガスの圧力は、２．５から３．５ＭＰａである。
【００１４】
最後に、反応温度としては、水素ガスの圧力と同様、Ｒ3に好適な置換基を導入することにより、従来技術に比べて相当低い温度でも反応がスムーズに進行することを見出した。実用性を考慮すると好ましい態様であり、係る好適な反応温度は、７０から９０℃である。
【００１５】
この様に、アミド類およびラクタム類の実用的な還元方法として有用な方法を見出し、本発明に到達した。
【００１６】
すなわち、本発明は［発明１］から［発明６］を含み、アミド類およびラクタム類の実用的な還元方法を提供する。
【００１７】
［発明１］
一般式［１］
【００１８】
【化１】
【００１９】
［式中、Ａはシクロペンタジエニル（Ｃｐ）基または１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル（Ｃｐ*）基を表し、ＭはＦｅ、ＲｕまたはＯｓを表す。さらに、Ｂはハロゲン、一酸化炭素、アセトニトリル、フェニルイソシアニドまたはトリフェニルホスフィンを表し、Ｃは窒素−窒素（Ｎ−Ｎ）またはリン−窒素（Ｐ−Ｎ）の二座配位子を表す］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基および水素ガス（Ｈ2）の存在下に、一般式［２］
【００２０】
【化２】
【００２１】
［式中、Ｒ1はアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、芳香環基または置換芳香環基を表し、Ｒ2は水素原子、アルキル基、置換アルキル基、芳香環基または置換芳香環基を表し、Ｒ3は水素原子、アルキル基、置換アルキル基、芳香環基、置換芳香環基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、置換アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基または置換アリールスルホニル基を表す］で示されるアミド類、または一般式［３］
【００２２】
【化３】
【００２３】
｛式中、Ｒ1−Ｒ2は一般式［２］で示されるアミド類のＲ1とＲ2が共有結合で結ばれていることを表す（但し、Ｒ2が水素原子の場合を除く）｝で示されるラクタム類を、それぞれ一般式［４］
【００２４】
【化４】
【００２５】
｛式中、Ｒ1は一般式［２］で示されるアミド類のＲ1と同じである｝で示されるアルコール類、または一般式［５］
【００２６】
【化５】
【００２７】
｛式中、Ｒ1−Ｒ2は一般式［２］で示されるアミド類のＲ1とＲ2が共有結合で結ばれていることを表し（但し、Ｒ2が水素原子の場合を除く）、Ｒ3は一般式［２］で示されるアミド類のＲ3と同じである｝で示されるアミノアルコール類に還元する方法。
【００２８】
［発明２］
発明１において、一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体が一般式［６］
【００２９】
【化６】
【００３０】
［式中、Ｃｐ*は１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル基を表し、Ｘはハロゲンまたはアセトニトリルを表す。さらに、Ｐ−Ｃ2−Ｎはリンと窒素が２つの炭素を介して結ばれた二座配位子であることを表す］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体であり、さらに塩基がアルカリ金属の水酸化物またはアルコキシドであることを特徴とする、発明１に記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【００３１】
［発明３］
発明２において、一般式［６］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体が式［７］
【００３２】
【化７】
【００３３】
［式中、Ｃｐ*は１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル基を表し、Ｐｈはフェニル基を表す］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体であり、さらに塩基がアルカリ金属のアルコキシドであることを特徴とする、発明２に記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【００３４】
［発明４］
発明１及至発明３の何れかにおいて、反応溶媒がｔｅｒｔ−ブタノールであることを特徴とする、発明１及至発明３の何れかに記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【００３５】
［発明５］
発明１及至発明４の何れかにおいて、水素ガス（Ｈ2）の圧力が２．５から３．５ＭＰａであることを特徴とする、発明１及至発明４の何れかに記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【００３６】
［発明６］
発明１及至発明５の何れかにおいて、反応温度が７０から９０℃であることを特徴とする、発明１及至発明５の何れかに記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の触媒系は、還元が格段に困難なアミド類およびラクタム類の還元にも適応でき、本発明の目的生成物であるアルコール類およびアミノアルコール類を高い選択性で収率良く与える。よって、従来の量論的なヒドリド還元剤の代替となり、大量規模での生産にも好適に利用できる。
【００３８】
しかも、反応条件が比較的緩和なため、目的生成物との分離の難しい不純物を殆ど副生せず、精製に負荷が掛からない。また、エステル基やアミド基のα位に水素を有する光学活性な基質を用いても、反応を通してラセミ化は起こらない（実施例７および実施例２４を参照）。さらに、本反応は還元条件であるにも拘らず、脱ベンジル化等の加水素分解も全く起こらない（実施例３を参照）。
【００３９】
この様に、本発明は、従来の量論的なヒドリド還元剤の代替となり、さらに所望の還元が比較的緩和な反応条件下で実施できるため、基質適用範囲の広い、アミド類およびラクタム類の実用的な還元方法である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明のアミド類およびラクタム類の実用的な還元方法について詳細に説明する。
【００４１】
本発明では、一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基および水素ガスの存在下に、一般式［２］で示されるアミド類、または一般式［３］で示されるラクタム類を、それぞれ一般式［４］で示されるアルコール類、または一般式［５］で示されるアミノアルコール類に還元することができる。
【００４２】
一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体のＡは、Ｃｐ基またはＣｐ*基を表す。その中でもＣｐ*基が好ましい。
【００４３】
一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体のＭは、Ｆｅ、ＲｕまたはＯｓを表す。その中でもＦｅおよびＲｕが好ましく、特にＲｕがより好ましい。
【００４４】
一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体のＢは、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン、一酸化炭素、アセトニトリル、フェニルイソシアニドまたはトリフェニルホスフィンを表す。その中でもハロゲンおよびアセトニトリルが好ましく、特に塩素がより好ましい。Ｂの種類によってはカチオン性錯体を採ることもあり、係るカウンターアニオンは、塩素、テトラフルオロボラート（ＢＦ4-）、トリフラートイオン（ＣＦ3ＳＯ3-）、ヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ6-）、ヘキサフルオロアンチモネート（ＳｂＦ6-）等が挙げられる。その中でもＣＦ3ＳＯ3-、ＰＦ6-およびＳｂＦ6-が好ましく、特にＣＦ3ＳＯ3-およびＰＦ6-がより好ましい。
【００４５】
一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体のＣは、Ｎ−ＮまたはＰ−Ｎの二座配位子を表す。その中でもＰ−Ｃ2−Ｎが好ましく、特にＰｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2がより好ましい。また、一般式［２］で示されるアミド類、またはＲ3が芳香環基または置換芳香環基である一般式［３］で示されるラクタム類の還元では、Ｎ−Ｎ二座配位子が効果的であり、特に２−ピリジルメチルアミンがより効果的である。Ｎ−Ｎ二座配位子は、公知の方法により製造でき、また多くが市販されている。Ｐ−Ｎ二座配位子は、Ａｌｄｒｉｃｈｉｍｉｃａ ＡＣＴＡ（米国），２００８年，第４１巻，第１号，ｐ．１５−２６等により製造できる。代表的なＮ−ＮおよびＰ−Ｎ（Ｐ−Ｃ2−Ｎ）の二座配位子を図−１に示すが、これらの代表例に限定されるものではない（代表例のそれぞれの構造式において、任意の炭素原子上に、任意の数で、低級アルキル基が置換できる）。なお、代表例における略記号は次の通りとする。Ｍｅ；メチル基、Ｐｈ；フェニル基、ｉ−Ｐｒ；イソプロピル基、ｔ−Ｂｕ；ｔｅｒｔ−ブチル基、Ｂｎ；ベンジル基。＊は不斉炭素または軸不斉を表し、Ｒ体またはＳ体を採ることができる。＊が複数ある場合には、Ｒ体またはＳ体の任意の組み合わせを採ることができる。
【００４６】
【化８】
【００４７】
また、上記のＡｌｄｒｉｃｈｉｍｉｃａ ＡＣＴＡに記載されたＰ−Ｎ二座配位子も同様に用いることができる。
【００４８】
一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体は、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ（米国），２００３年，２２巻，ｐ．４１９０−４１９２およびＯｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ（米国），１９９７年，第１６巻，ｐ．１９５６−１９６１等により製造できる。本発明の請求項は、触媒系がＡＭＢＣと塩基から誘導される２成分調製法を基に記載しているが、水素ガスとの作用（反応溶媒が関与することもある）により同じ触媒活性種｛ＡＭＨＣ［式中、Ｈはヒドリドを表す］｝が反応系内で調製できる全ての方法が本発明の請求項に含まれるものとする。具体的に補足すると、２成分調製法｛Ｃｐ*ＲｕＣｌ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］、塩基／水素ガス（反応溶媒が関与することもある）｝で調製される触媒活性種のＣｐ*ＲｕＨ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］は、３成分調製法｛Ｃｐ*ＲｕＣｌ（ｃｏｄ）（ｃｏｄ；１，５−シクロオクタジエン）、Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2、塩基／水素ガス（反応溶媒が関与することもある）｝でも同様に調製することができる。さらに、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ（米国），２００３年，２２巻，ｐ．４１９０−４１９２で報告されている様に、同じ触媒活性種｛Ｃｐ*ＲｕＨ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］｝は、イソプロピルアルコール中でＣｐ*ＲｕＣｌ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］と塩基からも同様に調製できる。予め調製した触媒活性種を用いて水素ガスの存在下に（必要に応じて塩基の共在下に）反応を行うこともできる。具体例以外でもこの様な関係にある全ての調製方法が、本発明の請求項には含まれていることを意味する。
【００４９】
一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体の使用量は、一般式［２］で示されるアミド類、または一般式［３］で示されるラクタム類１モルに対して触媒量を用いれば良いが、通常は０．３から０．００００１モルが好ましく、特に０．２から０．０００１モルがより好ましい。
【００５０】
塩基は、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属の炭酸水素塩、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム等のアルカリ金属の炭酸塩、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、水酸化テトラｎ−ブチルアンモニウム、リチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、リチウムエトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、リチウムイソプロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、カリウムイソプロポキシド、リチウムｔｅｒｔ−ブトキシド、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド等のアルカリ金属のアルコキシド、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセ−７−エン（ＤＢＵ）等の有機塩基、リチウムビス（トリメチルシリル）アミド、ナトリウムビス（トリメチルシリル）アミド、カリウムビス（トリメチルシリル）アミド等が挙げられる。その中でもアルカリ金属の水酸化物およびアルコキシドが好ましく、特にアルカリ金属のアルコキシドがより好ましい。
【００５１】
塩基の使用量は、一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体１モルに対して０．７モル以上を用いれば良く、０．８から２０モルが好ましく、特に０．９から１０モルがより好ましい。
【００５２】
水素ガス（Ｈ2）の使用量は、一般式［２］で示されるアミド類、または一般式［３］で示されるラクタム類１モルに対して２モル以上を用いれば良いが、通常は大過剰が好ましく、特に加圧下での大過剰がより好ましい。係る水素ガスの圧力は、大気圧より高い条件で行えば良いが、２から５ＭＰａが好ましく、実用性を考慮すると特に２．５から３．５ＭＰａがより好ましい。
【００５３】
一般式［２］で示されるアミド類のＲ1は、アルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、芳香環基または置換芳香環基を表す。その中でもアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基が好ましく、特にアルキル基および置換アルキル基がより好ましい。
【００５４】
アルキル基は、炭素数が１から１８の、直鎖または枝分れの鎖式、または環式（炭素数が３以上の場合）を採ることができる。アルケニル基は、該アルキル基の、任意の隣り合う２つの炭素原子の単結合が二重結合に、任意の数で置き換わり、該二重結合の立体化学はＥ体、Ｚ体、またはＥ体とＺ体の混合物を採ることができる。芳香環基は、炭素数が１から１８の、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等の芳香族炭素水素基、またはピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基等の窒素原子、酸素原子または硫黄原子等のヘテロ原子を含む芳香族複素環基を採ることができる。
【００５５】
該アルキル基、アルケニル基または芳香環基は、任意の炭素原子上に、任意の数でさらに任意の組み合わせで、置換基を有することもできる（それぞれ置換アルキル基、置換アルケニル基および置換芳香環基に対応する）。係る置換基としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲン原子、アジド基、ニトロ基、メチル基、エチル基、プロピル基等の低級アルキル基、フルオロメチル基、クロロメチル基、ブロモメチル基等の低級ハロアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等の低級アルコキシ基、フルオロメトキシ基、クロロメトキシ基、ブロモメトキシ基等の低級ハロアルコキシ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基等の低級アルキルアミノ基、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基等の低級アルキルチオ基、シアノ基、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等の低級アルコキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、アミノカルボニル基（ＣＯＮＨ2）、ジメチルアミノカルボニル基、ジエチルアミノカルボニル基、ジプロピルアミノカルボニル基等の低級アルキルアミノカルボニル基、アルキニル基、フェニル基、ナフチル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基等の芳香環基、フェノキシ基、ナフトキシ基、ピロリルオキシ基、フリルオキシ基、チエニルオキシ基等の芳香環オキシ基、ピペリジル基、ピペリジノ基、モルホリニル基等の脂肪族複素環基、ヒドロキシル基の保護体、アミノ基（アミノ酸またはペプチド残基も含む）の保護体、チオール基の保護体、アルデヒド基の保護体、カルボキシル基の保護体等が挙げられる。なお、本明細書において、次の各用語は、それぞれ次に掲げる意味で用いられる。"低級"とは、炭素数が１から６の、直鎖または枝分れの鎖式、または環式（炭素数３以上の場合）を意味する。"ヒドロキシル基、アミノ基（アミノ酸またはペプチド残基も含む）、チオール基、アルデヒド基およびカルボキシル基の保護基"としては、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，１９９９，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．に記載された保護基等を用いることができる（２つ以上の官能基を１つの保護基で保護することもできる）。また、"アルキニル基"、"芳香環基"、"芳香環オキシ基"および"脂肪族複素環基"には、ハロゲン原子、アジド基、ニトロ基、低級アルキル基、低級ハロアルキル基、低級アルコキシ基、低級ハロアルコキシ基、低級アルキルアミノ基、低級アルキルチオ基、シアノ基、低級アルコキシカルボニル基、アミノカルボニル基、低級アルキルアミノカルボニル基、ヒドロキシル基の保護体、アミノ基（アミノ酸またはペプチド残基も含む）の保護体、チオール基の保護体、アルデヒド基の保護体、カルボキシル基の保護体等が置換することもできる。
【００５６】
本発明は還元反応であるため、置換基の種類によっては置換基自体が還元される場合もある。しかしながら、好適な反応条件を採用することにより所望の反応を良好に行うことができる。
【００５７】
一般式［２］で示されるアミド類のＲ2は、水素原子、アルキル基、置換アルキル基、芳香環基または置換芳香環基を表す。その中でもアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基が好ましく、特にアルキル基および置換アルキル基がより好ましい。該アルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基は、一般式［２］で示されるアミド類のＲ1に記載したアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基と同じである。
【００５８】
一般式［２］で示されるアミド類のＲ3は、水素原子、アルキル基、置換アルキル基、芳香環基、置換芳香環基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、置換アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基または置換アリールスルホニル基を表す。その中でも芳香環基、置換芳香環基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、置換アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基および置換アリールスルホニル基が好ましく、特にアルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、置換アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基および置換アリールスルホニル基がより好ましい。該アルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基は、一般式［２］で示されるアミド類のＲ1に記載したアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基と同じである。アルコキシカルボニル基（ＣＯ2Ｒ）のアルキル基（Ｒ）、置換アルコキシカルボニル基（ＣＯ2Ｒ’）の置換アルキル基（Ｒ’）、アルキルスルホニル基（ＳＯ2Ｒ）のアルキル基（Ｒ）、置換アルキルスルホニル基（ＳＯ2Ｒ’）の置換アルキル基（Ｒ’）、アリールスルホニル基（ＳＯ2Ａｒ）の芳香環基（Ａｒ）および置換アリールスルホニル基（ＳＯ2Ａｒ’）の置換芳香環基（Ａｒ’）は、一般式［２］で示されるアミド類のＲ1に記載したアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基と同じである。
【００５９】
Ｒ3に好適な電子求引性基を導入すると所望の還元反応が比較的緩和な条件で進行することを明らかにした。その効果は“メシル基＞メトキシカルボニル基＞パラトルエンスルホニル基〜ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基＞ベンジルオキシカルボニル基”の順であり、この順に好ましい置換基の態様と言える。
【００６０】
一般式［３］で示されるラクタム類のＲ1−Ｒ2は、一般式［２］で示されるアミド類のＲ1とＲ2が共有結合で結ばれていることを表す（但し、Ｒ2が水素原子の場合を除く）。該共有結合は、Ｒ1とＲ2の任意の炭素原子同士間は当然であるが、窒素原子、酸素原子または硫黄原子等のヘテロ原子を介して結ばれることもある。好適なＲ1およびＲ2は、一般式［２］で示されるアミド類の場合と同じである。また、ラクタム類の環員数が反応速度に影響を与えることも明らかにしており、基質としては、７員環に比べて４から６員環が好ましい。
【００６１】
また、実施例６の基質であるＦの様に、一般式［２］で示されるアミド類のＲ1とＲ3の置換基が同時に兼ね合わさった化合物も、本発明の一般式［２］で示されるアミド類として扱う。さらに、実施例２４の基質の様に、一般式［２］で示されるアミド類のＲ2とＲ3の任意の炭素原子同士が共有結合で結ばれることもあり（場合によっては、窒素原子、酸素原子または硫黄原子等のヘテロ原子を介して結ばれることもある）、本発明の一般式［２］で示されるアミド類として扱う。
【００６２】
反応溶媒は、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン等の脂肪族炭化水素系、ベンゼン、トルエン、α，α，α−トリフルオロトルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン等の芳香族炭化水素系、塩化メチレン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素系、ジエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソール等のエーテル系、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等のアルコール系等が挙げられる。その中でもアルコール系が好ましく、特にｔｅｒｔ−ブタノールがより好ましい。これらの反応溶媒は、単独または組み合わせて用いることができる。
【００６３】
アルコール系の反応溶媒を用いると所望の還元反応がスムーズに進行するが、立体的な嵩高さが期待できないメタノールではアミド結合の加アルコール分解も起こる（実施例１と同様の反応をメタノール中で行うと３４モル％副生）。イソプロパノールやｔｅｒｔ−ブタノール中で行うと、この副反応は効果的に制御できる（イソプロパノール；１８モル％副生、ｔｅｒｔ−ブタノール；副生せず）。この様に、アルコール系の中でも立体的な嵩高さが期待できる第３アルコールが極めて効果的である。
【００６４】
反応溶媒の使用量は、一般式［２］で示されるアミド類、または一般式［３］で示されるラクタム類１モルに対して０．１Ｌ（リットル）以上を用いれば良いが、通常は０．２から２０Ｌが好ましく、特に０．３から１０Ｌがより好ましい。
【００６５】
反応温度は、５０℃以上で行えば良いが、６０から１００℃が好ましく、実用性を考慮すると特に７０から９０℃がより好ましい。
【００６６】
反応時間は、特に制限はないが、通常は１２０時間以内であるが、触媒系、基質および反応条件により異なるため、ガスクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、核磁気共鳴等の分析手段により反応の進行状況を追跡し、原料が殆ど消失した時点を反応の終点とすることが好ましい。
【００６７】
後処理は、反応終了液に対して通常の操作を行うことにより、目的とする一般式［４］で示されるアルコール類、または一般式［５］で示されるアミノアルコール類を得ることができる。目的物は、必要に応じて、活性炭処理、蒸留、再結晶、カラムクロマトグラフィー等により、高い化学純度に精製することができる。 本発明では、一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基および水素ガスの存在下に、一般式［２］で示されるアミド類、または一般式［３］で示されるラクタム類を、それぞれ一般式［４］で示されるアルコール類、または一般式［５］で示されるアミノアルコール類に還元することができる（態様１）。
【００６８】
８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体と塩基の、好ましい同士の組み合わせにより、さらに高活性な触媒活性種を調製することができる（態様２）。
【００６９】
８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体と塩基の、特により好ましい同士の組み合わせにより、極めて高活性な触媒活性種を調製することができる（態様３）。
【００７０】
態様１から３と好適な反応溶媒の組み合わせにより、さらに実用的な還元方法を提供できる（態様４）。
【００７１】
態様１から４と好適な水素ガスの圧力の組み合わせにより、格段に実用的な還元方法を提供できる（態様５）。
【００７２】
態様１から５と好適な反応温度の組み合わせにより、極めて実用的な還元方法を提供できる（態様６）。
【００７３】
［実施例］
実施例により本発明の実施の形態を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。なお、実施例における略記号は次の通りとする。Ｃｐ*；１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル基、Ｐｈ；フェニル基、ｔｅｒｔ；第３級、Ｂｕ；ブチル基、Ｂｏｃ；ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基、Ｍｅ；メチル基、Ｃｂｚ；ベンジルオキシカルボニル基、Ｍｓ；メシル基、Ｔｓ；パラトルエンスルホニル基、Ｂｎ；ベンジル基、Ｅｔ；エチル基。
【００７４】
［実施例１から１６］
実施例１の実験操作を代表例として下に示す。
【００７５】
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に、下記式
【００７６】
【化９】
【００７７】
で示されるＣｐ*ＲｕＣｌ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］２０．０ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ，０．０２ｅｑ）、ｔｅｒｔ−ブトキシカリウム４．５ｍｇ［０．０４ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ（ルテニウム錯体に対する当量）］、ｔｅｒｔ−ブタノール１０ｍＬと、下記式
【００７８】
【化１０】
【００７９】
で示されるラクタム類３７０ｍｇ（２．００ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ）を加え、凍結脱気を３回繰り返した。アルゴン雰囲気下、得られた溶液をカニュラーにより、ガラス製内筒を有するステンレス鋼（ＳＵＳ）製耐圧反応容器に移した。反応容器内を水素ガスで５回置換し、水素圧を３ＭＰａに設定し、８０℃で３６時間攪拌した。反応終了液をシリカゲル濾過し、酢酸エチルで洗浄し、濾液と洗浄液を減圧濃縮し、セミミクロ蒸留することにより、下記式
【００８０】
【化１１】
【００８１】
で示されるアミノアルコール類を３７８ｍｇ得た。収率は＞９９％であった。
【００８２】
実施例２から１６は、ラクタム類の種類、Ｃｐ*ＲｕＣｌ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］の使用量、ｔｅｒｔ−ブトキシカリウムの使用量および反応時間を変えて、実施例１と同様に行った。実施例２から１６の結果を表−１に纏めた。
【００８３】
【表１】
【００８４】
実施例６の基質Ｆは、アミド類のＲ1とＲ3の置換基がフェニル基を共有した化合物である。また、実施例７の生成物の、エトキシカルボニル基のα位は全くラセミ化していなかった。
【００８５】
［実施例１７から２３］
実施例２３の実験操作を代表例として下に示す。
【００８６】
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に、下記式
【００８７】
【化１２】
【００８８】
で示されるＣｐ*ＲｕＣｌ［Ｃ5Ｈ4ＮＣＨ2ＮＨ2］７６．０ｍｇ（０．２０ｍｍｏｌ，０．１０ｅｑ）、ナトリウムメトキシド３２．４ｍｇ［０．６０ｍｍｏｌ，３．００ｅｑ（ルテニウム錯体に対する当量）］、ｔｅｒｔ−ブタノール２ｍＬと、下記式
【００８９】
【化１３】
【００９０】
で示されるラクタム類３５０ｍｇ（２．００ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ）を加え、凍結脱気を３回繰り返した。アルゴン雰囲気下、得られた溶液をカニュラーにより、ガラス製内筒を有するステンレス鋼（ＳＵＳ）製耐圧反応容器に移した。反応容器内を水素ガスで５回置換し、水素圧を５ＭＰａに設定し、１００℃で９０時間攪拌した。反応終了液をシリカゲル濾過し、酢酸エチルで洗浄し、濾液と洗浄液を減圧濃縮し、セミミクロ蒸留することにより、下記式
【００９１】
【化１４】
【００９２】
で示されるアミノアルコール類を３２６ｍｇ得た。収率は９１％であった。
【００９３】
実施例１７から２２は、ラクタム類の種類、Ｃｐ*ＲｕＣｌ［二座配位子］の種類および反応温度を変えて、実施例２３と同様に行った。実施例１７から２２の結果を表−２に纏めた。
【００９４】
【表２】
【００９５】
［実施例２４］
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に、下記式
【００９６】
【化１５】
【００９７】
で示されるＣｐ*ＲｕＣｌ［Ｐｈ2Ｐ（ＣＨ2）2ＮＨ2］１２．３ｍｇ（０．０２５ｍｍｏｌ，０．０３ｅｑ）、ｔｅｒｔ−ブトキシカリウム２．８ｍｇ［０．０２５ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ（ルテニウム錯体に対する当量）］、イソプロパノール５．６ｍＬと、下記式
【００９８】
【化１６】
【００９９】
で示されるアミド類２５９．７ｍｇ（０．８１ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ）を加え、凍結脱気を３回繰り返した。アルゴン雰囲気下、得られた溶液をカニュラーにより、ガラス製内筒を有するステンレス鋼（ＳＵＳ）製耐圧反応容器に移した。反応容器内を水素ガスで５回置換し、水素圧を３ＭＰａに設定し、８０℃で２０時間攪拌した。反応終了液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、下記式
【０１００】
【化１７】
【０１０１】
で示されるアルコール類を１０８．８ｍｇ得た。収率は９０％であった。還元反応において光学純度の低下は全く認められなかった。また、下記式
【０１０２】
【化１８】
【０１０３】
で示される不斉補助基を１２７．２ｍｇ回収した。回収率は８９％であった。
【０１０４】
実施例２４の結果を下のスキームに示す。
【０１０５】
【化１９】
【０１０６】
［実施例２５から３１］
実施例２５の実験操作を代表例として下に示す。
【０１０７】
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に、下記式
【０１０８】
【化２０】
【０１０９】
で示されるＣｐ*ＲｕＣｌ［Ｃ5Ｈ4ＮＣＨ2ＮＨ2］２２．８ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ，０．１０ｅｑ）、ナトリウムメトキシド９．７ｍｇ［０．１８ｍｍｏｌ，３．００ｅｑ（ルテニウム錯体に対する当量）］、ｔｅｒｔ−ブタノール０．６ｍＬと、下記式
【０１１０】
【化２１】
【０１１１】
で示されるラクタム類１３８ｍｇ（０．６０ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ）を加え、凍結脱気を３回繰り返した。アルゴン雰囲気下、得られた溶液をカニュラーにより、ガラス製内筒を有するステンレス鋼（ＳＵＳ）製耐圧反応容器に移した。反応容器内を水素ガスで５回置換し、水素圧を５ＭＰａに設定し、１００℃で９０時間攪拌した。反応終了液の変換率は＞９９％であった。反応終了液をシリカゲル濾過し、酢酸エチルで洗浄し、濾液と洗浄液を減圧濃縮し、セミミクロ蒸留することにより、下記式
【０１１２】
【化２２】
【０１１３】
で示されるアミノアルコール類を１２６ｍｇ得た。収率は９０％であった。
【０１１４】
実施例２６から３１は、ラクタム類の種類、Ｃｐ*ＲｕＣｌ［Ｃ5Ｈ4ＮＣＨ2ＮＨ2］の使用量および反応時間を変えて、実施例２５と同様に行った。実施例２５から３１の結果を表−３に纏めた。
【０１１５】
【表３】
【０１１６】
［実施例３２から３７］
実施例３２の実験操作を代表例として下に示す。
【０１１７】
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に、下記式
【０１１８】
【化２３】
【０１１９】
で示されるＣｐ*ＲｕＣｌ［Ｃ5Ｈ4ＮＣＨ2ＮＨ2］２２．８ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ，０．１０ｅｑ）、ナトリウムメトキシド９．７ｍｇ［０．１８ｍｍｏｌ，３．００ｅｑ（ルテニウム錯体に対する当量）］、ｔｅｒｔ−ブタノール０．６ｍＬと、下記式
【０１２０】
【化２４】
【０１２１】
で示されるアミド類１１８ｍｇ（０．６０ｍｍｏｌ，１．００ｅｑ）を加え、凍結脱気を３回繰り返した。アルゴン雰囲気下、得られた溶液をカニュラーにより、ガラス製内筒を有するステンレス鋼（ＳＵＳ）製耐圧反応容器に移した。反応容器内を水素ガスで５回置換し、水素圧を５ＭＰａに設定し、１００℃で９０時間攪拌した。反応終了液の変換率は１００％であった。反応終了液をシリカゲル濾過し、酢酸エチルで洗浄し、濾液と洗浄液を減圧濃縮し、セミミクロ蒸留することにより、下記式
【０１２２】
【化２５】
【０１２３】
で示されるアルコール類を得た。また、下記式
【０１２４】
【化２６】
【０１２５】
で示されるアミン類を回収した。
【０１２６】
実施例３３から３７は、アミド類の種類、Ｃｐ*ＲｕＣｌ［Ｃ5Ｈ4ＮＣＨ2ＮＨ2］の使用量および反応時間を変えて、実施例３２と同様に行った。実施例３２から３７の結果を表−４に纏めた。
【０１２７】
【表４】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式［１］
【化１】
［式中、Ａはシクロペンタジエニル（Ｃｐ）基または１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル（Ｃｐ*）基を表し、ＭはＦｅ、ＲｕまたはＯｓを表す。さらに、Ｂはハロゲン、一酸化炭素、アセトニトリル、フェニルイソシアニドまたはトリフェニルホスフィンを表し、Ｃは窒素−窒素（Ｎ−Ｎ）またはリン−窒素（Ｐ−Ｎ）の二座配位子を表す］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基および水素ガス（Ｈ2）の存在下に、一般式［２］
【化２】
［式中、Ｒ1はアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、芳香環基または置換芳香環基を表し、Ｒ2は水素原子、アルキル基、置換アルキル基、芳香環基または置換芳香環基を表し、Ｒ3は水素原子、アルキル基、置換アルキル基、芳香環基、置換芳香環基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、置換アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基または置換アリールスルホニル基を表す］で示されるアミド類、または一般式［３］
【化３】
｛式中、Ｒ1−Ｒ2は一般式［２］で示されるアミド類のＲ1とＲ2が共有結合で結ばれていることを表す（但し、Ｒ2が水素原子の場合を除く）｝で示されるラクタム類を、それぞれ一般式［４］
【化４】
｛式中、Ｒ1は一般式［２］で示されるアミド類のＲ1と同じである｝で示されるアルコール類、または一般式［５］
【化５】
｛式中、Ｒ1−Ｒ2は一般式［２］で示されるアミド類のＲ1とＲ2が共有結合で結ばれていることを表し（但し、Ｒ2が水素原子の場合を除く）、Ｒ3は一般式［２］で示されるアミド類のＲ3と同じである｝で示されるアミノアルコール類に還元する方法。
【請求項２】
請求項１において、一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体が一般式［６］
【化６】
［式中、Ｃｐ*は１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル基を表し、Ｘはハロゲンまたはアセトニトリルを表す。さらに、Ｐ−Ｃ2−Ｎはリンと窒素が２つの炭素を介して結ばれた二座配位子であることを表す］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体であり、さらに塩基がアルカリ金属の水酸化物またはアルコキシドであることを特徴とする、請求項１に記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【請求項３】
請求項２において、一般式［６］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体が式［７］
【化７】
［式中、Ｃｐ*は１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル基を表し、Ｐｈはフェニル基を表す］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体であり、さらに塩基がアルカリ金属のアルコキシドであることを特徴とする、請求項２に記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【請求項４】
請求項１及至請求項３の何れかにおいて、反応溶媒がｔｅｒｔ−ブタノールであることを特徴とする、請求項１及至請求項３の何れかに記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【請求項５】
請求項１及至請求項４の何れかにおいて、水素ガス（Ｈ2）の圧力が２．５から３．５ＭＰａであることを特徴とする、請求項１及至請求項４の何れかに記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【請求項６】
請求項１及至請求項５の何れかにおいて、反応温度が７０から９０℃であることを特徴とする、請求項１及至請求項５の何れかに記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【請求項１】
一般式［１］
【化１】
［式中、Ａはシクロペンタジエニル（Ｃｐ）基または１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル（Ｃｐ*）基を表し、ＭはＦｅ、ＲｕまたはＯｓを表す。さらに、Ｂはハロゲン、一酸化炭素、アセトニトリル、フェニルイソシアニドまたはトリフェニルホスフィンを表し、Ｃは窒素−窒素（Ｎ−Ｎ）またはリン−窒素（Ｐ−Ｎ）の二座配位子を表す］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体、塩基および水素ガス（Ｈ2）の存在下に、一般式［２］
【化２】
［式中、Ｒ1はアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、芳香環基または置換芳香環基を表し、Ｒ2は水素原子、アルキル基、置換アルキル基、芳香環基または置換芳香環基を表し、Ｒ3は水素原子、アルキル基、置換アルキル基、芳香環基、置換芳香環基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、置換アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基または置換アリールスルホニル基を表す］で示されるアミド類、または一般式［３］
【化３】
｛式中、Ｒ1−Ｒ2は一般式［２］で示されるアミド類のＲ1とＲ2が共有結合で結ばれていることを表す（但し、Ｒ2が水素原子の場合を除く）｝で示されるラクタム類を、それぞれ一般式［４］
【化４】
｛式中、Ｒ1は一般式［２］で示されるアミド類のＲ1と同じである｝で示されるアルコール類、または一般式［５］
【化５】
｛式中、Ｒ1−Ｒ2は一般式［２］で示されるアミド類のＲ1とＲ2が共有結合で結ばれていることを表し（但し、Ｒ2が水素原子の場合を除く）、Ｒ3は一般式［２］で示されるアミド類のＲ3と同じである｝で示されるアミノアルコール類に還元する方法。
【請求項２】
請求項１において、一般式［１］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体が一般式［６］
【化６】
［式中、Ｃｐ*は１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル基を表し、Ｘはハロゲンまたはアセトニトリルを表す。さらに、Ｐ−Ｃ2−Ｎはリンと窒素が２つの炭素を介して結ばれた二座配位子であることを表す］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体であり、さらに塩基がアルカリ金属の水酸化物またはアルコキシドであることを特徴とする、請求項１に記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【請求項３】
請求項２において、一般式［６］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体が式［７］
【化７】
［式中、Ｃｐ*は１，２，３，４，５−ペンタメチルシクロペンタジエニル基を表し、Ｐｈはフェニル基を表す］で示される８（ＶＩＩＩ）族遷移金属錯体であり、さらに塩基がアルカリ金属のアルコキシドであることを特徴とする、請求項２に記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【請求項４】
請求項１及至請求項３の何れかにおいて、反応溶媒がｔｅｒｔ−ブタノールであることを特徴とする、請求項１及至請求項３の何れかに記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【請求項５】
請求項１及至請求項４の何れかにおいて、水素ガス（Ｈ2）の圧力が２．５から３．５ＭＰａであることを特徴とする、請求項１及至請求項４の何れかに記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【請求項６】
請求項１及至請求項５の何れかにおいて、反応温度が７０から９０℃であることを特徴とする、請求項１及至請求項５の何れかに記載のアミド類またはラクタム類の還元方法。
【公開番号】特開２０１０−１６８３５７（Ｐ２０１０−１６８３５７Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８５８２０（Ｐ２００９−２８５８２０）
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【出願人】（０００００２２００）セントラル硝子株式会社 (1,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【出願人】（０００００２２００）セントラル硝子株式会社 (1,198)
【Ｆターム（参考）】
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