高分子担持キラルジルコニウム触媒の製造方法
【課題】
本発明は、空気中でも安定で、長期保存の可能な実用的な高分子固定型のキラルなジルコニウム触媒を提供する。
【解決手段】
本発明は、キラルな配位子を有するキラルジルコニウムにおいて、当該ジルコニウムがさらにポリマーに結合したイミダゾール基を配位子とていることを特徴とするキラルなジルコニウム化合物、その製造方法、及びそれを用いた触媒に関する。
本発明は、空気中でも安定で、長期保存の可能な実用的な高分子固定型のキラルなジルコニウム触媒を提供する。
【解決手段】
本発明は、キラルな配位子を有するキラルジルコニウムにおいて、当該ジルコニウムがさらにポリマーに結合したイミダゾール基を配位子とていることを特徴とするキラルなジルコニウム化合物、その製造方法、及びそれを用いた触媒に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キラルな配位子を有するキラルジルコニウムにおいて、当該ジルコニウムがさらにポリマーに結合したイミダゾール基を配位子とていることを特徴とするキラルなジルコニウム化合物、その製造方法、及びそれを含有してなる触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬品、香料、化粧料、農薬、あるいは機能性ポリマー合成等の分野において各種の不斉合成反応法が重要な手段となってきている。これらの不斉合成に用いられる不斉触媒の中には、高活性で、目的の反応を高選択的に進行させるものも多く存在するが、多くは酸素、光、熱等の外部刺激により分解や不活性化を起こしやすく不安定である。その為、ほとんどの不斉触媒は、安定な前駆体から使用直前に調製する必要があり、安定で、長期保存が可能であり、反応後に回収、再利用できるような不斉触媒は極めてまれであるというのが実情である。
【０００３】
本発明者らは、これまで不斉マンニッヒ型反応等に於いて有用なキラルジルコニウム触媒を開発し報告している（例えば、特許文献１及び２参照、並びに非特許文献１等参照）。しかし、このようなキラルジルコニウム触媒もまた、空気中や水存在下では不安定であり長期保存して利用したり、反応後に回収、再利用したりすることはほとんど不可能であった。そのためほとんどの反応系に於いて、反応毎にその場で調製し、使用していたのが実情である。
本発明者らは以上の問題を解決する方法として、長期保存に於いても高い触媒能を維持し、安定で反応後の回収、再利用も可能なキラルジルコニウム触媒の創成を目指し、ゼオライトに担持させたマンニッヒ型反応に適切な実用的キラルジルコニウムを開発した（特許文献３参照）。
一方、本発明者らは、マンニッヒ型に適した触媒を調製した後にヘキサンを加えることにより発生する不溶性固体もまた触媒的不斉マンニッヒ型反応を効果的に促進し、目的物を高収率且つ高選択的に合成する手法を見いだし、この不溶性固体もまた、長期に亘って安定に保存可能であることを明らかとした（非特許文献２参照）。この不斉触媒の安定化にはアミンや溶媒の寄与が大きく、実際ここで単離した粉末は、ジルコニウム成分：配位子：安定化剤が１：２：２の割合でジルコニウム金属周りの６配座空間を埋めていることが示されている。
上記触媒は反応終了後、ヘキサン等の貧溶媒を加えることにより、再び不溶性固体となって回収、再使用できるが、粉末状の為取り扱いに難がある。そのため、汎用される解決法としては不斉配位子を高分子上に固定化するのが一般的であるが、この触媒系に於いては中心金属と不斉配位子が１：２の形を取っているため、事実上不可能であった。ちなみに１：１の形を取っているアザディールス−アルダー反応用の３、３−アリール型においては高分子固定化に成功している（特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開１９９９−０３３４０７号公報
【特許文献２】特開２００３−２６１４９０号公報
【特許文献３】ＷＯ−００３０７６０７２号公報
【特許文献４】特開２００１−２５２５６９号公報
【非特許文献１】Ishitani, H., Ueno, M., Kobayashi, S. J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 8180
【非特許文献２】Saruhashi, K. Kobayashi, S., J.Am.Chem.Soc. 2006, 128, 11232-11235
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、空気中でも安定で、長期保存の可能な実用的な高分子固定型のキラルなジルコニウム触媒を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、触媒活性の優れたジルコニウム触媒について、安定性や取り扱いの容易なものに改善すべく鋭意検討してきた。特に、不斉マンニッヒ型反応を円滑に進行させるキラルジルコニウム触媒を、触媒活性を維持したままで高分子上に固定化させることは従来は不可能であるとされていたが、本発明者らは鋭意検討して結果、意外なことにイミダゾール基を配位させることにより、高分子上に固定化させても触媒活性を維持することができることを見出し、キラルなジルコニウム化合物の固定化に成功した。
【０００７】
即ち、本発明は、キラルな配位子を有するキラルジルコニウムにおいて、当該ジルコニウムがさらにポリマーに結合したイミダゾール基を配位子とていることを特徴とするキラルなジルコニウム化合物に関する。
また、本発明は、重合可能な有機基を結合しているイミダゾリル基を配位したキラルなジルコニウム化合物を、単独又は他のモノマーの存在下に重合させて、前記した本発明のキラルなジルコニウム化合物を製造する方法に関する。
さらに、本発明は、前記した本発明のキラルなジルコニウム化合物を含有してなる触媒、より詳細には不斉マンニッヒ型反応の触媒に関する。
【０００８】
以下に本発明を依り詳細に説明する。
（１） キラルな配位子を有するキラルジルコニウムにおいて、当該ジルコニウムがさらにポリマーに結合したイミダゾール基を配位子としていることを特徴とするキラルなジルコニウム化合物。
（２） ポリマーが、ポリスチレンである前記（１）に記載のキラルなジルコニウム化合物。
（３） キラルなジルコニウム化合物が、次の一般式（１）、
【０００９】
【化６】
【００１０】
（式中、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立して隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子を示し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立してイミダゾール基とポリマーＺ１及びＺ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｚ１及びＺ２はそれぞれ独立してポリマーを示す。）
で表されるキラルなジルコニウム化合物である前記（１）又は（２）に記載のキラルなジルコニウム化合物。
（４） 前記一般式（１）におけるＬ１及びＬ２が、次の一般式（２）、
【００１１】
【化７】
【００１２】
（式中、Ｒ１は、水素原子、ハロゲン原子又はパーフルオロアルキル基を示す。）
で表されるビナフタレン誘導体から誘導されたものである前記（３）に記載のキラルなジルコニウム化合物。
（５） 前記一般式（１）におけるＹ１及びＹ２が、炭素数３〜３０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基である前記（３）又は（４）に記載のキラルなジルコニウム化合物。
（６） 前記一般式（１）におけるＺ１及びＺ２で表されるポリマーが、それぞれ独立してポリスチレン又はスチレン共重合体である前記（３）〜（５）のいずれかに記載のキラルなジルコニウム化合物。
（７） スチレン共重合体が、スチレン−ジビニルベンゼン−アクリル酸エステル共重合体である前記（６）に記載のキラルなジルコニウム化合物。
（８） 次の一般式（３）、
【００１３】
【化８】
【００１４】
（式中、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立して隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子を示し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立してイミダゾール基と基Ｒ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｒ２はそれぞれ独立して重合可能な基を有する有機基を示す。）
で表される重合可能なイミダゾリル基を配位したキラルなジルコニウム化合物を、単独又は他のモノマーの存在下に重合させて、前記（３）〜（７）のいずれかに記載のキラルなジルコニウム化合物を製造する方法。
（９） 前記一般式（３）におけるＲ２の重合可能な基がビニル基である前記（８）に記載の方法。
（１０） 他のモノマーが、ジビニルベンゼン、アクリル酸エステル、及び置換基を有してもよいスチレンからなる群から選ばれる１種又は２種以上のモノマーである前記（９）に記載の方法。
（１１） 前記一般式（３）で表される重合可能なイミダゾリル基を配位したキラルなジルコニウム化合物が、ジルコニウム塩、次の一般式（４）及び／又は一般式（５）、
ＨＯ−Ｌ１−ＯＨ （４）
ＨＯ−Ｌ２−ＯＨ （５）
（式中、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立して隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子を示す。）
で表されるジヒドロキシ化合物、並びに、次の一般式（６）及び／又は一般式（７）、
【００１５】
【化９】
【００１６】
（式中、Ｙ１は、イミダゾール基と基Ｒ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｒ２はそれぞれ独立して重合可能な基を有する有機基を示す。）
【００１７】
【化１０】
【００１８】
（式中、Ｙ２は、イミダゾール基と基Ｒ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｒ２はそれぞれ独立して重合可能な基を有する有機基を示す。）
で表されるイミダゾール誘導体を反応させて製造されるものである前記（８）〜（１０）のいずれかに記載の方法。
（１２） 前記（１）〜（７）のいずれかに記載のキラルなジルコニウム化合物を含有してなる触媒。
（１３） 触媒が、不斉マンニッヒ型反応の触媒である前記（１２）に記載の触媒。
【００１９】
以下に、本発明の態様をさらに詳細に説明する。
本発明のジルコニウム化合物は、イミダゾールを配位子としていることを特徴とし、そして、さらに当該イミダゾール基がリンカー基を介してポリマーに結合していることを特徴とするものであり、これによりジルコニウム錯体の固定化に成功している。また、イミダゾール基による配位子が触媒活性において特異的な挙動を示すことが触媒活性を維持することができた原因であると考えられる。本発明のジルコニウム化合物の触媒作用を次の反応式で示す。
【００２０】
【化１１】
【００２１】
この式における左側は触媒反応の開始前の状態を示している。この状態のときに反応基質が接近すると、ジルコニウム錯体に配位しているイミダゾール基が一旦解離し、ジルコニウムを中心とした活性体が形成される（上記反応式の右側）。この状態では、ジルコニウム錯体は、高分子鎖から一旦遊離し、通常の触媒活性を有するジルコニウム錯体となるが、反応が終了すると再びイミダゾール基が配位し、安定なイミダゾール錯体を形成し、ポリマーに担持された状態に戻る。
このように、本発明の固定化されたジルコニウム化合物は、従来の固定化方法とは全く異なる原理で固定化されているものであり、全く新しい発想に基づく固定化方法に成功したものである。
したがって、本発明のジルコニウム錯体は、
（１）従来の触媒活性を有するキラルなジルコニウム錯体であって、
（２）配位子として、さらにイミダゾール基を含有するものであって、かつ、
（３）当該イミダゾール基によりポリマーに固定化されている
ことを特徴とするものであり、固定化されているにもかかわらず、非固定化の錯体と同等な触媒活性を有していることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明のジルコニウム化合物のより好ましい態様としては、前記した一般式（１）で表されるジルコニウム化合物が挙げられる。前記した一般式（１）で表されるジルコニウム化合物は、前記した一般式（３）で表されるジルコニウム化合物を重合させることにより製造することができる。
本発明の一般式（１）及び（３）で表されるキラルなジルコニウム化合物におけるＬ１及びＬ２の、「隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子」としては、２配座のキラリティーを有する配位子であれば特に限定はない。キラリティーは、不斉原子によるキラリティーであってもよいし、回転障害による軸不斉であってもよい。一般式（１）及び（３）においては、酸素原子での配位を示しているが、ジルコニウムと錯体を形成できるのであれば、他の原子、例えば窒素原子、リン原子などであってもよい。本発明におけるＬ１及びＬ２の配位子としては、触媒活性を有し、キラリティーを有し、かつジルコニウムと錯体を形成できるものであれば、制限が無いことは当業者には容易に理解できるところである。
以下の例においては、回転障害を有する２，２’−ビナフトールを例として挙げているが、本発明はこの例に何ら限定されるものではない。
【００２３】
本発明の一般式（１）及び（３）で表されるキラルなジルコニウム化合物におけるＹ１及びＹ２の、「イミダゾール基とポリマーＺ１及びＺ２をそれぞれ結合させるリンカー基」としては、イミダゾール基とポリマーを化学的に結合できるものであって、ポリマーとＺｒに配位しているイミダゾールとに適当な距離を与えることができ、Ｚｒの反応性に悪影響を与えないものであれば特に制限は無い。このようなリンカー基としては、簡便性の点からアルキレン基が好ましいがこれに限定されるものではない。必要であれば、このようなアルキレン基の１個又は２個以上の炭素原子が、酸素原子や窒素原子に置き換わってもよいが、簡便性の点からはアルキレン基が好ましい。
このようなアルキレン基としては、炭素数３〜３０、好ましくは炭素数５〜２０、炭素数５〜１５の直鎖状又は分岐状のアルキレン基が挙げられる。例えば、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基などが具体的には挙げられる。
【００２４】
本発明の一般式（１）で表されるキラルなジルコニウム化合物におけるＺ１及びＺ２の「ポリマー」としては、固定化可能なポリマーであれば、特に制限はなく、ポリアルキレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリオキシアルキレンなどの各種のポリマーが挙げられる。好ましいポリマーとしては、重合性や反応性の点からポリスチレン又はポリスチレン共重合体のようなポリアルキレンが挙げられるがこれに限定されるものではない。また、Ｚ１及びＺ２の「ポリマー」は同一分子であっても、異なる分子であってもよいが、製造の容易性等の観点からは好ましくは同種のポリマーが挙げられる。
以下の例ではポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−ジビニルベンゼン共重合体などが例示されているが、これらのポリマーに限定されるものではない。
本発明における好ましいジルコニウム化合物を例示すれば、次の一般式、
【００２５】
【化１２】
【００２６】
（式中、Ｒ１は、水素原子又は配位子の置換基を示す。）
で表される化合物が挙げられる。なお、前記式は、ジルコニウムの中心部分のみを示している。好ましい置換基Ｒ１としては、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基などのパーフルオロアルキル基などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００２７】
また、本発明の一般式（３）で表されるキラルなジルコニウム化合物におけるＲ２の「重合可能な基を有する有機基」としては、重合可能な基、例えば、ビニル基、イソシアネート基、カルボキシル基、水酸基、アミノ基などの重合可能な基を有する有機基が挙げられる。ここにおける有機基としては、前記したリンカー基の末端と前記した重合可能な基を結合させることができる炭素原子を含有してなる基であり、例えば、アルキレン基、アリーレン基などの２価の炭化水素基、及びこれに必要に応じて各種の置換基が置換された基を挙げることができる。
好ましい「重合可能な基を有する有機基」としては、スチリル基、アクリロイル基、ジビニルフェニル基などが挙げられるが、これに限定されるものではない。簡便性の点からはスチリル基が好ましい。
【００２８】
本発明の一般式（３）で表されるキラルなジルコニウム化合物は、各種の公知の方法を適宜くみあわせることにより製造することができる。好ましい製造方法としては、まず、「重合可能な基を有する有機基」−リンカー基−イミダゾール基を有する化合物を製造し、これをジルコニウムに配位させる方法が挙げられる。例えば、「重合可能な基を有する有機基」がスチリル基である場合には、イミダゾール−１−イル基がアルキレン鎖の末端の結合したイミダゾール担持のポリスチレンを製造するイメージで合成ルートを構築することができる。具体的な製造例については後述する製造例又は実施例において詳述する。
【００２９】
本発明の一般式（１）で表されるキラルなジルコニウム化合物は、前記した一般式（３）で表されるキラルなジルコニウム化合物を重合することにより製造することができる。重合方法に特に制限は無く、リンカー基の末端に結合された「重合可能な基を有する有機基」における重合可能な官能基の種類に応じて公知の重合方法を採用することができる。必要に応じて適宜重合開始剤を添加して重合させることができる。
【００３０】
本発明の一般式（１）で表されるキラルなジルコニウム化合物は、前述してきたように固定化されているにもかかわらず、イミダゾールの特異な特性により触媒活性を保持するものであり、かつ安定性、特に空気中でも安定で、長期保存が可能なだけでなく、固定化による取り扱いの良さ（回収性、分離性など）を有するものであり、実用的な高分子固定型キラルジルコニウム触媒として使用することができる。本発明は前記してきたように、キラルジルコニウム触媒自身の安定化に寄与している配位子を高分子に固定化することによって、活性の低下を防ぐことのできる実用的キラルジルコニウム触媒を提供するものである。
【００３１】
具体的には、本発明はさらに、下記の一般式（III）で表される新規イミダゾール類縁体(III)、特に好ましくは末端にスチレンを有する一般式(III’)で表されるイミダゾール化合物、及びこれらを配位子とする実用的キラルジルコニウム化合物である一般式(IV)で表されるジルコニウム化合物、特に好ましくは一般式(IV’)で表されるジルコニウム化合物、並びにこれらの化合物の製造方法、及び触媒としての使用を提供する。
【００３２】
【化１３】
【００３３】
（前記一般式(III)、(III’)、(IV)、及び(IV’)中のＲ２は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロ原子を含むこれら置換基を含み、末端が二重結合、三重結合、イソシアネート基等の重合反応で汎用される置換基となっているもの。Ｒ２‘はその末端にスチレン基を有しているものを例示している。Ｒ１はナフタレン基に結合する置換基を示す。）
前記一般式（III'）における好ましいＲ２’基としては、炭素数３〜３０、好ましくは炭素数５〜２０、炭素数５〜１５の直鎖状又は分岐状のアルキレン基が挙げられる。例えば、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基などが具体的には挙げられる。
また、このジルコニウム化合物をコモノマーとし、適当なモノマー（例えば、好ましくはスチレン、ジビニルベンゼン等、特に好ましくはこれらの混合物）との共重合反応により調製される高分子固定型キラルジルコニウム触媒として有用なジルコニウムを製造することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明により、従来不可能であった不斉マンニッヒ型反応を円滑に進行させるキラルジルコニウム触媒を高分子上に固定化することが初めて可能となった。本発明の担持法は、従来まで知られている不斉配位子を高分子上に固定化するのではなく、触媒の安定化に寄与し真の活性状態では遊離した状態であると考えられている塩基性配位子を固定化しているため、一般に固定化触媒では低下するといわれている触媒の反応活性が、そのまま維持されている。特に、不斉マンニッヒ型反応においては、その触媒活性が維持されている。
本発明の触媒を使用により、再使用が容易となるだけでなく、反応後の触媒の分離が容易となり、また生成物中や反応系外に触媒として使用される金属成分が混入することが少なくなり、医薬品や食品やそれらの中間体などの製造プロセスにおいて工業的にも有用なものとなる。
【００３５】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、これらの例は本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
以下の実施例及び製造例において、１Ｈ−ＮＭＲ及び１３Ｃ−ＮＭＲは溶媒としてＣＤＣｌ３を内部標準としてテトラメチルシランを用い、日本電子株式会社製ＪＮＭ−ＥＣＸ４００又は６００ＭＨｚの装置により測定した。
製造例１（配位子の合成）
次に示す反応式により配位子のスチリル基部分を製造した。
【００３６】
【化１４】
【００３７】
３００ｍｌの二径のナスフラスコにマグネシウム（４．５ｇ，０．１９ｍｏｌ）と少量のヨウ素（Ｉ２）をＥｔ２Ｏ（７５ｍｌ）中で撹拌した後、１−（クロロメチル）−４−ビニルベンゼン（２５ｇ，０．１６５ｍｏｌ）のＥｔ２Ｏ（２５ｍｌ）溶液を、０℃にて２時間かけて滴下した。さらに、氷浴中で１時間、室温で１時間撹拌した後、５００ｍｌの二径のナスフラスコに用意した１，４−ジブロモブタン（３５．６ｇ，０．１６５ｍｏｌ）とジリチウムテトラクロロ銅（II）（０．１Ｍ，１５ｍｌ）のＴＨＦ（１５０ｍｌ）溶液に０℃にて３時間かけて滴下した。滴下終了後、室温にて終夜撹拌した後、ＭｅＯＨ（５ｍｌ）を加え反応を停止した。反応混合物をセライトで濾過し少量の１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル（ＤＰＰＨ）の存在下、溶媒を減圧留去した。得られた残さを飽和塩化ナトリウム水溶液に注ぎトルエンにて抽出し、ＤＰＰＨ存在化、減圧蒸留（約０．０２ｍｍＨｇ，１０８℃）することで１−（５−ブロモペンチル）−４−ビニルベンゼン（１９ｇ，収率４６％）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ （ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）： δ：
1.43-1.49 (m, 2H), 1.58-1.66 (m, 2H), 1.83-1.90 (m, 2H),
2.59 (t, 2H, J = 7.6 Hz), 3.37 (t, 2H, J = 6.9 Hz),
5.18 (d, 1H, J = 10.5 Hz), 5.69 (d, 1H, J = 16.9 Hz),
6.68 (dd, 1H, J = 11.0, 17.4 Hz), 7.12 (d, 2H, J = 7.8 Hz),
7.32 (d, 2H, J = 7.8 Hz)．
１３Ｃ−ＮＭＲ （ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）： δ：
27.7, 30.5, 32.6, 33.7, 35.4, 112.9, 126.1, 128.5, 135.1, 136.6, 142.0．
製造例２（配位子の合成）
次に示す反応式により配位子のイミダゾール誘導体を製造した。
【００３８】
【化１５】
【００３９】
２００ｍｌの二径ナスフラスコに室温下ＮａＨ（２．２ｇ，９２ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（７０ｍｌ）懸濁溶液に、イミダゾール（３．１ｇ，４６ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（１５ｍｌ）溶液を加えた。１時間撹拌した後、０℃にて１−（５−ブロモペンチル）−４−ビニルベンゼン（１１．７ｇ，４６ｍｍｏｌ）を滴下した。終夜撹拌した後、セライトによる濾過を行い、飽和塩化ナトリウム水溶液に注ぎ塩化メチレンにて抽出した。水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄後、カラムクロマトグラフィー（ＣＨＣｌ３：ＭｅＯＨ＝１００：１→４０：１）にて精製し、１−（５−（４−ビニルフェニル）ペンチル）−１Ｈ−イミダゾール（４．６ｇ，収率４２％）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ （ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）： δ：
1.29-1.37 (m, 2H), 1.59-1.67 (m, 2H), 1.75-1.82 (m, 2H),
2.58 (t, 2H, J = 7.6 Hz), 3.90 (t, 2H, J = 7.1 Hz),
5.19 (d, 1H, J = 11.0 Hz), 5.70 (d, 1H, J = 17.9 Hz),
6.69 (dd, 1H, J = 11.0, 17.4 Hz), 6.88 (s, 1H), 7.05 (s, 1H),
7.10 (d, 2H, J = 8.2 Hz), 7.33 (d, 2H, J = 8.2 Hz), 7.44 (s, 1H)．
１３Ｃ−ＮＭＲ （ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）： δ：
26.1, 30.8, 31.0, 35.3, 46.9, 113.0, 118.7, 126.2, 128.5, 129.4, 135.3,
136.6, 137.0, 141.8．
【実施例１】
【００４０】
次に示す反応式により配位子の本発明のモノマーを製造した。
【００４１】
【化１６】
【００４２】
１００ｍｌの二径ナスフラスコに室温下、１−（５−（４−ビニルフェニル）ペンチル）−１Ｈ−イミダゾール（４８０．７ｍｇ，２．０ｍｍｏｌ）、６，６’−ジブロモ−２，２’−ビナフトール（８８８．２ｍｇ，２．０ｍｍｏｌ）、Ｚｒ（ＯｉＰｒ）４・ｉＰｒＯＨ（３８７．７ｍｇ，１．０ｍｍｏｌ）を塩化メチレン（８．０ｍｌ）に溶解させ撹拌した。２時間後ヘキサン（１００ｍｌ）を加えることで白色の沈殿を生じた。終夜撹拌の後、濾過を行うことで白色の粉末触媒（１）（１．４０ｇ，収率９７％）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ （ＣＤ２Ｃｌ２，６００ＭＨｚ）： δ：
1.11-1.16 (m, 2H), 1.44-1.47 (m, 2H), 1.50-1.52 (m, 2H),
2.50 (t, 2H, J = 7.6 Hz), 3.49 (t, 2H, J = 7.6 Hz),
5.19 (d, 1H, J = 11.0 Hz), 5.71 (d, 1H, J = 18.6 Hz), 6.32 (s, 1H),
6.44 (s, 1H), 6.51 (d, 2H, J = 8.9 Hz), 6.69 (dd, 1H, J = 11.0, 17.9 Hz),
6.87 (m, 2H), 6.89 (s, 1H), 7.07 (d, 2H, J = 7.6 Hz),
7.31 (d, 2H, J = 7.6 Hz), 7.69 (s, 4H), 7.75 (d, 2H, J = 2.1 Hz)．
１３Ｃ−ＮＭＲ （ＣＤ２Ｃｌ２，１５０ＭＨｚ）： δ：
25.5, 26.2, 30.6, 31.0, 35.5, 48.1, 64.5, 113.1, 115.5, 118.4, 125.9,
126.5, 127.3, 127.8, 128.4, 128.9, 129.8, 129.9, 132.7, 135.6, 136.9,
142.3, 159.9．
【実施例２】
【００４３】
次に示す反応式により配位子の本発明のモノマーを製造した。
【００４４】
【化１７】
【００４５】
同様にして６，６’−ジブロモ−２，２’−ビナフトールの代わりに６，６’−（ペンタフルオロエチル）−２，２’−ビナフトールを用いることにより白色の粉末触媒（２）を得た。
【実施例３】
【００４６】
次に示す反応式により配位子の本発明の固定化ジルコニウム化合物を製造した。
【００４７】
【化１８】
【００４８】
テフロンチューブに、実施例１で製造したジルコニウム錯体（１）（１１６５ｍｇ，０．８ｍｍｏｌ）、スチレン（８．３３２ｇ，８０ｍｍｏｌ）、ジビニルベンゼン（４１６．６ｍｇ，３．２ｍｍｏｌ）、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２．４−ジメチル バレロニトリル）（１３３．２ｍｇ，０．４４ｍｍｏｌ）を加え、減圧下脱気を３回繰り返し、３０℃にて４８時間撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ａ）（７．９７８６ｇ，収率９０％）を得た。
正確に恒量した高分子固定化触媒（Ａ）（約２０．０ｍｇ）に濃硫酸（１．０ｍｌ）を加え１８０℃で３０分間加熱した。このものに室温で硝酸（０．５ｍｌ）を加え、再び１８０℃で９０分間加熱することにより高分子を分解した。このものを蛍光Ｘ線分析又はプラズマ発光分析することによりジルコニウム含量（０．０７２ｍｍｏｌ／ｇ）を決定した。
【実施例４】
【００４９】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：２０として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｂ）（収率８６％、ジルコニウム含量０．０６８ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例５】
【００５０】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：２００：８として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｃ）（収率６９％、ジルコニウム含量０．０４２ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例６】
【００５１】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：３００：６として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｄ）（収率７０％、ジルコニウム含量０．０３４ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例７】
【００５２】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、さらに製造例２で合成した配位子である１−（５−（４−ビニルフェニル）ペンチル）−１Ｈ−イミダゾールをジルコニウム錯体（１）に対し０．２等量添加し、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｅ）（収率８５％、ジルコニウム含量０．１１６ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例８】
【００５３】
次に示す反応式により配位子の本発明の固定化ジルコニウム化合物を製造した。
【００５４】
【化１９】
【００５５】
ジルコニウム錯体（２）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｆ）（収率８５％、ジルコニウム含量０．０７６ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例９】
【００５６】
ジルコニウム錯体（２）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：２００：２として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｇ）（収率９２％、ジルコニウム含量０．０３７ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１０】
【００５７】
ジルコニウム錯体（２）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：２として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｈ）（収率８６％、ジルコニウム含量０．０９３ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１１】
【００５８】
ジルコニウム錯体（２）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：５０：１として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｉ）（収率８２％、ジルコニウム含量０．１４４ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１２】
【００５９】
ジルコニウム錯体（２）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、さらに製造例２で合成した配位子である１−（５−（４−ビニルフェニル）ペンチル）−１Ｈ−イミダゾールをジルコニウム錯体（２）に対し０．２等量添加し、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｊ）（収率８７％、ジルコニウム含量０．０９１ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１３】
【００６０】
次に示す反応式により配位子の本発明の固定化ジルコニウム化合物を製造した。
【００６１】
【化２０】
【００６２】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、ラジカル開始剤として２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２．４−ジメチル バレロニトリル）の代わりに３フッ化ホウ素エーテル錯体を用い、減圧下脱気を３回繰り返し−３０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｋ）（ジルコニウム含量０．１６０ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１４】
【００６３】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２．４−ジメチル バレロニトリル）の存在下、減圧下脱気を３回繰り返し８０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｌ）（ジルコニウム含量０．０６８ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１５】
【００６４】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、ＭＡＩＢの存在下、減圧下脱気を３回繰り返し８０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｍ）（ジルコニウム含量０．０７３ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１６】
【００６５】
次に示す反応式により配位子の本発明の固定化ジルコニウム化合物を製造した。
【００６６】
【化２１】
【００６７】
ジルコニウム錯体（１）：メタクリル酸メチル：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２．４−ジメチル バレロニトリル）の存在下、減圧下脱気を３回繰り返し３０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｎ）（ジルコニウム含量０．１１３ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１７】
【００６８】
次に示す反応式により配位子の本発明の固定化ジルコニウム化合物を製造した。
【００６９】
【化２２】
【００７０】
ジルコニウム錯体（１）：ｐ−メトキシスチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２．４−ジメチル バレロニトリル）の存在下、減圧下脱気を３回繰り返し３０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｏ）（ジルコニウム含量０．０８８ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１８】
【００７１】
ジルコニウム錯体（１）：ｐ−メトキシスチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、ＭＡＩＢ存在下、減圧下脱気を３回繰り返し８０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｐ）（ジルコニウム含量０．０５９ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１９】
【００７２】
次に示す反応式により配位子の本発明の固定化ジルコニウム化合物を製造した。
【００７３】
【化２３】
【００７４】
１−（５−（４−ビニルフェニル）ペンチル）−１Ｈ−イミダゾールの代わりに１−（１３−（４−ビニルフェニル）ヘキサデシル）−１Ｈ−イミダゾールより調製した粉末状キラルジルコニウム触媒（１’）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２．４−ジメチル バレロニトリル）の存在下、減圧下脱気を３回繰り返し３０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｑ）（ジルコニウム含量０．０７９ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例２０】
【００７５】
アルゴン雰囲気下、高分子固定化触媒（０．０２ｍｍｏｌ）に塩化メチレンを加え−４５℃に冷却する。これに、１−ナフトアルデヒドと２−アミノフェノールより合成した２−［（ナフタレン−１−イルメチレン） −アミノ］−フェノール（０．２ｍｍｏｌ）とイソ酪酸メチル由来のケテンシリルアセタール（１−メトキシ−２−メチル−プロペニルオキシ）−トリメチル−シラン（０．２４ｍｍｏｌ）の塩化メチレン溶液を加え、４８時間撹拌した後、塩化メチレンで濾過することにより溶液に生成物を抽出した。回収した高分子は真空下で十分乾燥した後再使用できる。
生成物の収率、エナンチオ選択性、及び反応時における金属の漏れ出しを、以下の方法で決定した。
【００７６】
【化２４】
【００７７】
回収した塩化メチレン溶液を精確に２等分した。一方にＴＨＦ：１Ｎ塩酸水溶液＝１０：１混合溶媒を氷温下、０．５時間作用させ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え反応を停止し、塩化メチレンで抽出した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去し、残さをシリカゲル薄層クロマトグラフィーで精製すると、対応する（Ｒ）−メチル ２，２’−ジメチル−３−（２−ヒドロキシフェニル）アミノ−３−（１’−ナフチル）−プロピオネートを得た。生成物の光学収率は、光学異性体分離カラム（ダイセル化学工業、ＣＨＩＲＡＬＣＥＬ）を用いたＨＰＬＣにより決定した。
また、上述の回収した塩化メチレン溶液のもう一方は、塩化メチレンを濃縮後、濃硫酸（１．０ｍｌ）を加え１８０℃で３０分間加熱した。このものに室温で硝酸（０．５ｍｌ）を加え、再び１８０℃で９０分間加熱することにより回収した有機物を分解し、このものを蛍光Ｘ線分析若しくはプラズマ発光分析することにより反応中に分解し漏れ出してきたジルコニウム含量を決定した。漏れ出したジルコニウム含量はいずれも使用量の１０％以下であった。
これらの結果を次の表１に示す。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１は、左側から、使用した固定化触媒の記号、収率（％）、光学収率（ｅｅ％）をそれぞれ示している。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、固定化触媒として有用な固定化されたジルコニウム化合物を提供するものであり、本発明のジルコニウム化合物を触媒として使用することにより、再使用が容易となるだけでなく、反応後の触媒の分離が容易となり、また生成物中や反応系外に触媒として使用される金属成分が混入することが少なくなり、医薬品や食品やそれらの中間体などの製造プロセスにおいて工業的にも有用なものとなり、本発明は産業上の利用可能性を有している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キラルな配位子を有するキラルジルコニウムにおいて、当該ジルコニウムがさらにポリマーに結合したイミダゾール基を配位子とていることを特徴とするキラルなジルコニウム化合物、その製造方法、及びそれを含有してなる触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬品、香料、化粧料、農薬、あるいは機能性ポリマー合成等の分野において各種の不斉合成反応法が重要な手段となってきている。これらの不斉合成に用いられる不斉触媒の中には、高活性で、目的の反応を高選択的に進行させるものも多く存在するが、多くは酸素、光、熱等の外部刺激により分解や不活性化を起こしやすく不安定である。その為、ほとんどの不斉触媒は、安定な前駆体から使用直前に調製する必要があり、安定で、長期保存が可能であり、反応後に回収、再利用できるような不斉触媒は極めてまれであるというのが実情である。
【０００３】
本発明者らは、これまで不斉マンニッヒ型反応等に於いて有用なキラルジルコニウム触媒を開発し報告している（例えば、特許文献１及び２参照、並びに非特許文献１等参照）。しかし、このようなキラルジルコニウム触媒もまた、空気中や水存在下では不安定であり長期保存して利用したり、反応後に回収、再利用したりすることはほとんど不可能であった。そのためほとんどの反応系に於いて、反応毎にその場で調製し、使用していたのが実情である。
本発明者らは以上の問題を解決する方法として、長期保存に於いても高い触媒能を維持し、安定で反応後の回収、再利用も可能なキラルジルコニウム触媒の創成を目指し、ゼオライトに担持させたマンニッヒ型反応に適切な実用的キラルジルコニウムを開発した（特許文献３参照）。
一方、本発明者らは、マンニッヒ型に適した触媒を調製した後にヘキサンを加えることにより発生する不溶性固体もまた触媒的不斉マンニッヒ型反応を効果的に促進し、目的物を高収率且つ高選択的に合成する手法を見いだし、この不溶性固体もまた、長期に亘って安定に保存可能であることを明らかとした（非特許文献２参照）。この不斉触媒の安定化にはアミンや溶媒の寄与が大きく、実際ここで単離した粉末は、ジルコニウム成分：配位子：安定化剤が１：２：２の割合でジルコニウム金属周りの６配座空間を埋めていることが示されている。
上記触媒は反応終了後、ヘキサン等の貧溶媒を加えることにより、再び不溶性固体となって回収、再使用できるが、粉末状の為取り扱いに難がある。そのため、汎用される解決法としては不斉配位子を高分子上に固定化するのが一般的であるが、この触媒系に於いては中心金属と不斉配位子が１：２の形を取っているため、事実上不可能であった。ちなみに１：１の形を取っているアザディールス−アルダー反応用の３、３−アリール型においては高分子固定化に成功している（特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開１９９９−０３３４０７号公報
【特許文献２】特開２００３−２６１４９０号公報
【特許文献３】ＷＯ−００３０７６０７２号公報
【特許文献４】特開２００１−２５２５６９号公報
【非特許文献１】Ishitani, H., Ueno, M., Kobayashi, S. J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 8180
【非特許文献２】Saruhashi, K. Kobayashi, S., J.Am.Chem.Soc. 2006, 128, 11232-11235
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、空気中でも安定で、長期保存の可能な実用的な高分子固定型のキラルなジルコニウム触媒を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、触媒活性の優れたジルコニウム触媒について、安定性や取り扱いの容易なものに改善すべく鋭意検討してきた。特に、不斉マンニッヒ型反応を円滑に進行させるキラルジルコニウム触媒を、触媒活性を維持したままで高分子上に固定化させることは従来は不可能であるとされていたが、本発明者らは鋭意検討して結果、意外なことにイミダゾール基を配位させることにより、高分子上に固定化させても触媒活性を維持することができることを見出し、キラルなジルコニウム化合物の固定化に成功した。
【０００７】
即ち、本発明は、キラルな配位子を有するキラルジルコニウムにおいて、当該ジルコニウムがさらにポリマーに結合したイミダゾール基を配位子とていることを特徴とするキラルなジルコニウム化合物に関する。
また、本発明は、重合可能な有機基を結合しているイミダゾリル基を配位したキラルなジルコニウム化合物を、単独又は他のモノマーの存在下に重合させて、前記した本発明のキラルなジルコニウム化合物を製造する方法に関する。
さらに、本発明は、前記した本発明のキラルなジルコニウム化合物を含有してなる触媒、より詳細には不斉マンニッヒ型反応の触媒に関する。
【０００８】
以下に本発明を依り詳細に説明する。
（１） キラルな配位子を有するキラルジルコニウムにおいて、当該ジルコニウムがさらにポリマーに結合したイミダゾール基を配位子としていることを特徴とするキラルなジルコニウム化合物。
（２） ポリマーが、ポリスチレンである前記（１）に記載のキラルなジルコニウム化合物。
（３） キラルなジルコニウム化合物が、次の一般式（１）、
【０００９】
【化６】
【００１０】
（式中、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立して隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子を示し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立してイミダゾール基とポリマーＺ１及びＺ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｚ１及びＺ２はそれぞれ独立してポリマーを示す。）
で表されるキラルなジルコニウム化合物である前記（１）又は（２）に記載のキラルなジルコニウム化合物。
（４） 前記一般式（１）におけるＬ１及びＬ２が、次の一般式（２）、
【００１１】
【化７】
【００１２】
（式中、Ｒ１は、水素原子、ハロゲン原子又はパーフルオロアルキル基を示す。）
で表されるビナフタレン誘導体から誘導されたものである前記（３）に記載のキラルなジルコニウム化合物。
（５） 前記一般式（１）におけるＹ１及びＹ２が、炭素数３〜３０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基である前記（３）又は（４）に記載のキラルなジルコニウム化合物。
（６） 前記一般式（１）におけるＺ１及びＺ２で表されるポリマーが、それぞれ独立してポリスチレン又はスチレン共重合体である前記（３）〜（５）のいずれかに記載のキラルなジルコニウム化合物。
（７） スチレン共重合体が、スチレン−ジビニルベンゼン−アクリル酸エステル共重合体である前記（６）に記載のキラルなジルコニウム化合物。
（８） 次の一般式（３）、
【００１３】
【化８】
【００１４】
（式中、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立して隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子を示し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立してイミダゾール基と基Ｒ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｒ２はそれぞれ独立して重合可能な基を有する有機基を示す。）
で表される重合可能なイミダゾリル基を配位したキラルなジルコニウム化合物を、単独又は他のモノマーの存在下に重合させて、前記（３）〜（７）のいずれかに記載のキラルなジルコニウム化合物を製造する方法。
（９） 前記一般式（３）におけるＲ２の重合可能な基がビニル基である前記（８）に記載の方法。
（１０） 他のモノマーが、ジビニルベンゼン、アクリル酸エステル、及び置換基を有してもよいスチレンからなる群から選ばれる１種又は２種以上のモノマーである前記（９）に記載の方法。
（１１） 前記一般式（３）で表される重合可能なイミダゾリル基を配位したキラルなジルコニウム化合物が、ジルコニウム塩、次の一般式（４）及び／又は一般式（５）、
ＨＯ−Ｌ１−ＯＨ （４）
ＨＯ−Ｌ２−ＯＨ （５）
（式中、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立して隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子を示す。）
で表されるジヒドロキシ化合物、並びに、次の一般式（６）及び／又は一般式（７）、
【００１５】
【化９】
【００１６】
（式中、Ｙ１は、イミダゾール基と基Ｒ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｒ２はそれぞれ独立して重合可能な基を有する有機基を示す。）
【００１７】
【化１０】
【００１８】
（式中、Ｙ２は、イミダゾール基と基Ｒ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｒ２はそれぞれ独立して重合可能な基を有する有機基を示す。）
で表されるイミダゾール誘導体を反応させて製造されるものである前記（８）〜（１０）のいずれかに記載の方法。
（１２） 前記（１）〜（７）のいずれかに記載のキラルなジルコニウム化合物を含有してなる触媒。
（１３） 触媒が、不斉マンニッヒ型反応の触媒である前記（１２）に記載の触媒。
【００１９】
以下に、本発明の態様をさらに詳細に説明する。
本発明のジルコニウム化合物は、イミダゾールを配位子としていることを特徴とし、そして、さらに当該イミダゾール基がリンカー基を介してポリマーに結合していることを特徴とするものであり、これによりジルコニウム錯体の固定化に成功している。また、イミダゾール基による配位子が触媒活性において特異的な挙動を示すことが触媒活性を維持することができた原因であると考えられる。本発明のジルコニウム化合物の触媒作用を次の反応式で示す。
【００２０】
【化１１】
【００２１】
この式における左側は触媒反応の開始前の状態を示している。この状態のときに反応基質が接近すると、ジルコニウム錯体に配位しているイミダゾール基が一旦解離し、ジルコニウムを中心とした活性体が形成される（上記反応式の右側）。この状態では、ジルコニウム錯体は、高分子鎖から一旦遊離し、通常の触媒活性を有するジルコニウム錯体となるが、反応が終了すると再びイミダゾール基が配位し、安定なイミダゾール錯体を形成し、ポリマーに担持された状態に戻る。
このように、本発明の固定化されたジルコニウム化合物は、従来の固定化方法とは全く異なる原理で固定化されているものであり、全く新しい発想に基づく固定化方法に成功したものである。
したがって、本発明のジルコニウム錯体は、
（１）従来の触媒活性を有するキラルなジルコニウム錯体であって、
（２）配位子として、さらにイミダゾール基を含有するものであって、かつ、
（３）当該イミダゾール基によりポリマーに固定化されている
ことを特徴とするものであり、固定化されているにもかかわらず、非固定化の錯体と同等な触媒活性を有していることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明のジルコニウム化合物のより好ましい態様としては、前記した一般式（１）で表されるジルコニウム化合物が挙げられる。前記した一般式（１）で表されるジルコニウム化合物は、前記した一般式（３）で表されるジルコニウム化合物を重合させることにより製造することができる。
本発明の一般式（１）及び（３）で表されるキラルなジルコニウム化合物におけるＬ１及びＬ２の、「隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子」としては、２配座のキラリティーを有する配位子であれば特に限定はない。キラリティーは、不斉原子によるキラリティーであってもよいし、回転障害による軸不斉であってもよい。一般式（１）及び（３）においては、酸素原子での配位を示しているが、ジルコニウムと錯体を形成できるのであれば、他の原子、例えば窒素原子、リン原子などであってもよい。本発明におけるＬ１及びＬ２の配位子としては、触媒活性を有し、キラリティーを有し、かつジルコニウムと錯体を形成できるものであれば、制限が無いことは当業者には容易に理解できるところである。
以下の例においては、回転障害を有する２，２’−ビナフトールを例として挙げているが、本発明はこの例に何ら限定されるものではない。
【００２３】
本発明の一般式（１）及び（３）で表されるキラルなジルコニウム化合物におけるＹ１及びＹ２の、「イミダゾール基とポリマーＺ１及びＺ２をそれぞれ結合させるリンカー基」としては、イミダゾール基とポリマーを化学的に結合できるものであって、ポリマーとＺｒに配位しているイミダゾールとに適当な距離を与えることができ、Ｚｒの反応性に悪影響を与えないものであれば特に制限は無い。このようなリンカー基としては、簡便性の点からアルキレン基が好ましいがこれに限定されるものではない。必要であれば、このようなアルキレン基の１個又は２個以上の炭素原子が、酸素原子や窒素原子に置き換わってもよいが、簡便性の点からはアルキレン基が好ましい。
このようなアルキレン基としては、炭素数３〜３０、好ましくは炭素数５〜２０、炭素数５〜１５の直鎖状又は分岐状のアルキレン基が挙げられる。例えば、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基などが具体的には挙げられる。
【００２４】
本発明の一般式（１）で表されるキラルなジルコニウム化合物におけるＺ１及びＺ２の「ポリマー」としては、固定化可能なポリマーであれば、特に制限はなく、ポリアルキレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリオキシアルキレンなどの各種のポリマーが挙げられる。好ましいポリマーとしては、重合性や反応性の点からポリスチレン又はポリスチレン共重合体のようなポリアルキレンが挙げられるがこれに限定されるものではない。また、Ｚ１及びＺ２の「ポリマー」は同一分子であっても、異なる分子であってもよいが、製造の容易性等の観点からは好ましくは同種のポリマーが挙げられる。
以下の例ではポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−ジビニルベンゼン共重合体などが例示されているが、これらのポリマーに限定されるものではない。
本発明における好ましいジルコニウム化合物を例示すれば、次の一般式、
【００２５】
【化１２】
【００２６】
（式中、Ｒ１は、水素原子又は配位子の置換基を示す。）
で表される化合物が挙げられる。なお、前記式は、ジルコニウムの中心部分のみを示している。好ましい置換基Ｒ１としては、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基などのパーフルオロアルキル基などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００２７】
また、本発明の一般式（３）で表されるキラルなジルコニウム化合物におけるＲ２の「重合可能な基を有する有機基」としては、重合可能な基、例えば、ビニル基、イソシアネート基、カルボキシル基、水酸基、アミノ基などの重合可能な基を有する有機基が挙げられる。ここにおける有機基としては、前記したリンカー基の末端と前記した重合可能な基を結合させることができる炭素原子を含有してなる基であり、例えば、アルキレン基、アリーレン基などの２価の炭化水素基、及びこれに必要に応じて各種の置換基が置換された基を挙げることができる。
好ましい「重合可能な基を有する有機基」としては、スチリル基、アクリロイル基、ジビニルフェニル基などが挙げられるが、これに限定されるものではない。簡便性の点からはスチリル基が好ましい。
【００２８】
本発明の一般式（３）で表されるキラルなジルコニウム化合物は、各種の公知の方法を適宜くみあわせることにより製造することができる。好ましい製造方法としては、まず、「重合可能な基を有する有機基」−リンカー基−イミダゾール基を有する化合物を製造し、これをジルコニウムに配位させる方法が挙げられる。例えば、「重合可能な基を有する有機基」がスチリル基である場合には、イミダゾール−１−イル基がアルキレン鎖の末端の結合したイミダゾール担持のポリスチレンを製造するイメージで合成ルートを構築することができる。具体的な製造例については後述する製造例又は実施例において詳述する。
【００２９】
本発明の一般式（１）で表されるキラルなジルコニウム化合物は、前記した一般式（３）で表されるキラルなジルコニウム化合物を重合することにより製造することができる。重合方法に特に制限は無く、リンカー基の末端に結合された「重合可能な基を有する有機基」における重合可能な官能基の種類に応じて公知の重合方法を採用することができる。必要に応じて適宜重合開始剤を添加して重合させることができる。
【００３０】
本発明の一般式（１）で表されるキラルなジルコニウム化合物は、前述してきたように固定化されているにもかかわらず、イミダゾールの特異な特性により触媒活性を保持するものであり、かつ安定性、特に空気中でも安定で、長期保存が可能なだけでなく、固定化による取り扱いの良さ（回収性、分離性など）を有するものであり、実用的な高分子固定型キラルジルコニウム触媒として使用することができる。本発明は前記してきたように、キラルジルコニウム触媒自身の安定化に寄与している配位子を高分子に固定化することによって、活性の低下を防ぐことのできる実用的キラルジルコニウム触媒を提供するものである。
【００３１】
具体的には、本発明はさらに、下記の一般式（III）で表される新規イミダゾール類縁体(III)、特に好ましくは末端にスチレンを有する一般式(III’)で表されるイミダゾール化合物、及びこれらを配位子とする実用的キラルジルコニウム化合物である一般式(IV)で表されるジルコニウム化合物、特に好ましくは一般式(IV’)で表されるジルコニウム化合物、並びにこれらの化合物の製造方法、及び触媒としての使用を提供する。
【００３２】
【化１３】
【００３３】
（前記一般式(III)、(III’)、(IV)、及び(IV’)中のＲ２は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロ原子を含むこれら置換基を含み、末端が二重結合、三重結合、イソシアネート基等の重合反応で汎用される置換基となっているもの。Ｒ２‘はその末端にスチレン基を有しているものを例示している。Ｒ１はナフタレン基に結合する置換基を示す。）
前記一般式（III'）における好ましいＲ２’基としては、炭素数３〜３０、好ましくは炭素数５〜２０、炭素数５〜１５の直鎖状又は分岐状のアルキレン基が挙げられる。例えば、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基などが具体的には挙げられる。
また、このジルコニウム化合物をコモノマーとし、適当なモノマー（例えば、好ましくはスチレン、ジビニルベンゼン等、特に好ましくはこれらの混合物）との共重合反応により調製される高分子固定型キラルジルコニウム触媒として有用なジルコニウムを製造することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明により、従来不可能であった不斉マンニッヒ型反応を円滑に進行させるキラルジルコニウム触媒を高分子上に固定化することが初めて可能となった。本発明の担持法は、従来まで知られている不斉配位子を高分子上に固定化するのではなく、触媒の安定化に寄与し真の活性状態では遊離した状態であると考えられている塩基性配位子を固定化しているため、一般に固定化触媒では低下するといわれている触媒の反応活性が、そのまま維持されている。特に、不斉マンニッヒ型反応においては、その触媒活性が維持されている。
本発明の触媒を使用により、再使用が容易となるだけでなく、反応後の触媒の分離が容易となり、また生成物中や反応系外に触媒として使用される金属成分が混入することが少なくなり、医薬品や食品やそれらの中間体などの製造プロセスにおいて工業的にも有用なものとなる。
【００３５】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、これらの例は本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
以下の実施例及び製造例において、１Ｈ−ＮＭＲ及び１３Ｃ−ＮＭＲは溶媒としてＣＤＣｌ３を内部標準としてテトラメチルシランを用い、日本電子株式会社製ＪＮＭ−ＥＣＸ４００又は６００ＭＨｚの装置により測定した。
製造例１（配位子の合成）
次に示す反応式により配位子のスチリル基部分を製造した。
【００３６】
【化１４】
【００３７】
３００ｍｌの二径のナスフラスコにマグネシウム（４．５ｇ，０．１９ｍｏｌ）と少量のヨウ素（Ｉ２）をＥｔ２Ｏ（７５ｍｌ）中で撹拌した後、１−（クロロメチル）−４−ビニルベンゼン（２５ｇ，０．１６５ｍｏｌ）のＥｔ２Ｏ（２５ｍｌ）溶液を、０℃にて２時間かけて滴下した。さらに、氷浴中で１時間、室温で１時間撹拌した後、５００ｍｌの二径のナスフラスコに用意した１，４−ジブロモブタン（３５．６ｇ，０．１６５ｍｏｌ）とジリチウムテトラクロロ銅（II）（０．１Ｍ，１５ｍｌ）のＴＨＦ（１５０ｍｌ）溶液に０℃にて３時間かけて滴下した。滴下終了後、室温にて終夜撹拌した後、ＭｅＯＨ（５ｍｌ）を加え反応を停止した。反応混合物をセライトで濾過し少量の１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル（ＤＰＰＨ）の存在下、溶媒を減圧留去した。得られた残さを飽和塩化ナトリウム水溶液に注ぎトルエンにて抽出し、ＤＰＰＨ存在化、減圧蒸留（約０．０２ｍｍＨｇ，１０８℃）することで１−（５−ブロモペンチル）−４−ビニルベンゼン（１９ｇ，収率４６％）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ （ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）： δ：
1.43-1.49 (m, 2H), 1.58-1.66 (m, 2H), 1.83-1.90 (m, 2H),
2.59 (t, 2H, J = 7.6 Hz), 3.37 (t, 2H, J = 6.9 Hz),
5.18 (d, 1H, J = 10.5 Hz), 5.69 (d, 1H, J = 16.9 Hz),
6.68 (dd, 1H, J = 11.0, 17.4 Hz), 7.12 (d, 2H, J = 7.8 Hz),
7.32 (d, 2H, J = 7.8 Hz)．
１３Ｃ−ＮＭＲ （ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）： δ：
27.7, 30.5, 32.6, 33.7, 35.4, 112.9, 126.1, 128.5, 135.1, 136.6, 142.0．
製造例２（配位子の合成）
次に示す反応式により配位子のイミダゾール誘導体を製造した。
【００３８】
【化１５】
【００３９】
２００ｍｌの二径ナスフラスコに室温下ＮａＨ（２．２ｇ，９２ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（７０ｍｌ）懸濁溶液に、イミダゾール（３．１ｇ，４６ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（１５ｍｌ）溶液を加えた。１時間撹拌した後、０℃にて１−（５−ブロモペンチル）−４−ビニルベンゼン（１１．７ｇ，４６ｍｍｏｌ）を滴下した。終夜撹拌した後、セライトによる濾過を行い、飽和塩化ナトリウム水溶液に注ぎ塩化メチレンにて抽出した。水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄後、カラムクロマトグラフィー（ＣＨＣｌ３：ＭｅＯＨ＝１００：１→４０：１）にて精製し、１−（５−（４−ビニルフェニル）ペンチル）−１Ｈ−イミダゾール（４．６ｇ，収率４２％）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ （ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）： δ：
1.29-1.37 (m, 2H), 1.59-1.67 (m, 2H), 1.75-1.82 (m, 2H),
2.58 (t, 2H, J = 7.6 Hz), 3.90 (t, 2H, J = 7.1 Hz),
5.19 (d, 1H, J = 11.0 Hz), 5.70 (d, 1H, J = 17.9 Hz),
6.69 (dd, 1H, J = 11.0, 17.4 Hz), 6.88 (s, 1H), 7.05 (s, 1H),
7.10 (d, 2H, J = 8.2 Hz), 7.33 (d, 2H, J = 8.2 Hz), 7.44 (s, 1H)．
１３Ｃ−ＮＭＲ （ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）： δ：
26.1, 30.8, 31.0, 35.3, 46.9, 113.0, 118.7, 126.2, 128.5, 129.4, 135.3,
136.6, 137.0, 141.8．
【実施例１】
【００４０】
次に示す反応式により配位子の本発明のモノマーを製造した。
【００４１】
【化１６】
【００４２】
１００ｍｌの二径ナスフラスコに室温下、１−（５−（４−ビニルフェニル）ペンチル）−１Ｈ−イミダゾール（４８０．７ｍｇ，２．０ｍｍｏｌ）、６，６’−ジブロモ−２，２’−ビナフトール（８８８．２ｍｇ，２．０ｍｍｏｌ）、Ｚｒ（ＯｉＰｒ）４・ｉＰｒＯＨ（３８７．７ｍｇ，１．０ｍｍｏｌ）を塩化メチレン（８．０ｍｌ）に溶解させ撹拌した。２時間後ヘキサン（１００ｍｌ）を加えることで白色の沈殿を生じた。終夜撹拌の後、濾過を行うことで白色の粉末触媒（１）（１．４０ｇ，収率９７％）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ （ＣＤ２Ｃｌ２，６００ＭＨｚ）： δ：
1.11-1.16 (m, 2H), 1.44-1.47 (m, 2H), 1.50-1.52 (m, 2H),
2.50 (t, 2H, J = 7.6 Hz), 3.49 (t, 2H, J = 7.6 Hz),
5.19 (d, 1H, J = 11.0 Hz), 5.71 (d, 1H, J = 18.6 Hz), 6.32 (s, 1H),
6.44 (s, 1H), 6.51 (d, 2H, J = 8.9 Hz), 6.69 (dd, 1H, J = 11.0, 17.9 Hz),
6.87 (m, 2H), 6.89 (s, 1H), 7.07 (d, 2H, J = 7.6 Hz),
7.31 (d, 2H, J = 7.6 Hz), 7.69 (s, 4H), 7.75 (d, 2H, J = 2.1 Hz)．
１３Ｃ−ＮＭＲ （ＣＤ２Ｃｌ２，１５０ＭＨｚ）： δ：
25.5, 26.2, 30.6, 31.0, 35.5, 48.1, 64.5, 113.1, 115.5, 118.4, 125.9,
126.5, 127.3, 127.8, 128.4, 128.9, 129.8, 129.9, 132.7, 135.6, 136.9,
142.3, 159.9．
【実施例２】
【００４３】
次に示す反応式により配位子の本発明のモノマーを製造した。
【００４４】
【化１７】
【００４５】
同様にして６，６’−ジブロモ−２，２’−ビナフトールの代わりに６，６’−（ペンタフルオロエチル）−２，２’−ビナフトールを用いることにより白色の粉末触媒（２）を得た。
【実施例３】
【００４６】
次に示す反応式により配位子の本発明の固定化ジルコニウム化合物を製造した。
【００４７】
【化１８】
【００４８】
テフロンチューブに、実施例１で製造したジルコニウム錯体（１）（１１６５ｍｇ，０．８ｍｍｏｌ）、スチレン（８．３３２ｇ，８０ｍｍｏｌ）、ジビニルベンゼン（４１６．６ｍｇ，３．２ｍｍｏｌ）、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２．４−ジメチル バレロニトリル）（１３３．２ｍｇ，０．４４ｍｍｏｌ）を加え、減圧下脱気を３回繰り返し、３０℃にて４８時間撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ａ）（７．９７８６ｇ，収率９０％）を得た。
正確に恒量した高分子固定化触媒（Ａ）（約２０．０ｍｇ）に濃硫酸（１．０ｍｌ）を加え１８０℃で３０分間加熱した。このものに室温で硝酸（０．５ｍｌ）を加え、再び１８０℃で９０分間加熱することにより高分子を分解した。このものを蛍光Ｘ線分析又はプラズマ発光分析することによりジルコニウム含量（０．０７２ｍｍｏｌ／ｇ）を決定した。
【実施例４】
【００４９】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：２０として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｂ）（収率８６％、ジルコニウム含量０．０６８ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例５】
【００５０】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：２００：８として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｃ）（収率６９％、ジルコニウム含量０．０４２ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例６】
【００５１】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：３００：６として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｄ）（収率７０％、ジルコニウム含量０．０３４ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例７】
【００５２】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、さらに製造例２で合成した配位子である１−（５−（４−ビニルフェニル）ペンチル）−１Ｈ−イミダゾールをジルコニウム錯体（１）に対し０．２等量添加し、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｅ）（収率８５％、ジルコニウム含量０．１１６ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例８】
【００５３】
次に示す反応式により配位子の本発明の固定化ジルコニウム化合物を製造した。
【００５４】
【化１９】
【００５５】
ジルコニウム錯体（２）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｆ）（収率８５％、ジルコニウム含量０．０７６ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例９】
【００５６】
ジルコニウム錯体（２）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：２００：２として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｇ）（収率９２％、ジルコニウム含量０．０３７ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１０】
【００５７】
ジルコニウム錯体（２）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：２として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｈ）（収率８６％、ジルコニウム含量０．０９３ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１１】
【００５８】
ジルコニウム錯体（２）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：５０：１として、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｉ）（収率８２％、ジルコニウム含量０．１４４ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１２】
【００５９】
ジルコニウム錯体（２）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、さらに製造例２で合成した配位子である１−（５−（４−ビニルフェニル）ペンチル）−１Ｈ−イミダゾールをジルコニウム錯体（２）に対し０．２等量添加し、実施例３と同様の操作により高分子固定化触媒（Ｊ）（収率８７％、ジルコニウム含量０．０９１ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１３】
【００６０】
次に示す反応式により配位子の本発明の固定化ジルコニウム化合物を製造した。
【００６１】
【化２０】
【００６２】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、ラジカル開始剤として２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２．４−ジメチル バレロニトリル）の代わりに３フッ化ホウ素エーテル錯体を用い、減圧下脱気を３回繰り返し−３０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｋ）（ジルコニウム含量０．１６０ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１４】
【００６３】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２．４−ジメチル バレロニトリル）の存在下、減圧下脱気を３回繰り返し８０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｌ）（ジルコニウム含量０．０６８ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１５】
【００６４】
ジルコニウム錯体（１）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、ＭＡＩＢの存在下、減圧下脱気を３回繰り返し８０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｍ）（ジルコニウム含量０．０７３ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１６】
【００６５】
次に示す反応式により配位子の本発明の固定化ジルコニウム化合物を製造した。
【００６６】
【化２１】
【００６７】
ジルコニウム錯体（１）：メタクリル酸メチル：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２．４−ジメチル バレロニトリル）の存在下、減圧下脱気を３回繰り返し３０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｎ）（ジルコニウム含量０．１１３ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１７】
【００６８】
次に示す反応式により配位子の本発明の固定化ジルコニウム化合物を製造した。
【００６９】
【化２２】
【００７０】
ジルコニウム錯体（１）：ｐ−メトキシスチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２．４−ジメチル バレロニトリル）の存在下、減圧下脱気を３回繰り返し３０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｏ）（ジルコニウム含量０．０８８ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１８】
【００７１】
ジルコニウム錯体（１）：ｐ−メトキシスチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、ＭＡＩＢ存在下、減圧下脱気を３回繰り返し８０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｐ）（ジルコニウム含量０．０５９ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例１９】
【００７２】
次に示す反応式により配位子の本発明の固定化ジルコニウム化合物を製造した。
【００７３】
【化２３】
【００７４】
１−（５−（４−ビニルフェニル）ペンチル）−１Ｈ−イミダゾールの代わりに１−（１３−（４−ビニルフェニル）ヘキサデシル）−１Ｈ−イミダゾールより調製した粉末状キラルジルコニウム触媒（１’）：スチレン：ジビニルベンゼンの比を１：１００：４として、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２．４−ジメチル バレロニトリル）の存在下、減圧下脱気を３回繰り返し３０℃において終夜撹拌した。得られた固体を粉砕し塩化メチレンにより洗浄を行い高分子固定化触媒（Ｑ）（ジルコニウム含量０．０７９ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。
【実施例２０】
【００７５】
アルゴン雰囲気下、高分子固定化触媒（０．０２ｍｍｏｌ）に塩化メチレンを加え−４５℃に冷却する。これに、１−ナフトアルデヒドと２−アミノフェノールより合成した２−［（ナフタレン−１−イルメチレン） −アミノ］−フェノール（０．２ｍｍｏｌ）とイソ酪酸メチル由来のケテンシリルアセタール（１−メトキシ−２−メチル−プロペニルオキシ）−トリメチル−シラン（０．２４ｍｍｏｌ）の塩化メチレン溶液を加え、４８時間撹拌した後、塩化メチレンで濾過することにより溶液に生成物を抽出した。回収した高分子は真空下で十分乾燥した後再使用できる。
生成物の収率、エナンチオ選択性、及び反応時における金属の漏れ出しを、以下の方法で決定した。
【００７６】
【化２４】
【００７７】
回収した塩化メチレン溶液を精確に２等分した。一方にＴＨＦ：１Ｎ塩酸水溶液＝１０：１混合溶媒を氷温下、０．５時間作用させ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え反応を停止し、塩化メチレンで抽出した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去し、残さをシリカゲル薄層クロマトグラフィーで精製すると、対応する（Ｒ）−メチル ２，２’−ジメチル−３−（２−ヒドロキシフェニル）アミノ−３−（１’−ナフチル）−プロピオネートを得た。生成物の光学収率は、光学異性体分離カラム（ダイセル化学工業、ＣＨＩＲＡＬＣＥＬ）を用いたＨＰＬＣにより決定した。
また、上述の回収した塩化メチレン溶液のもう一方は、塩化メチレンを濃縮後、濃硫酸（１．０ｍｌ）を加え１８０℃で３０分間加熱した。このものに室温で硝酸（０．５ｍｌ）を加え、再び１８０℃で９０分間加熱することにより回収した有機物を分解し、このものを蛍光Ｘ線分析若しくはプラズマ発光分析することにより反応中に分解し漏れ出してきたジルコニウム含量を決定した。漏れ出したジルコニウム含量はいずれも使用量の１０％以下であった。
これらの結果を次の表１に示す。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１は、左側から、使用した固定化触媒の記号、収率（％）、光学収率（ｅｅ％）をそれぞれ示している。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、固定化触媒として有用な固定化されたジルコニウム化合物を提供するものであり、本発明のジルコニウム化合物を触媒として使用することにより、再使用が容易となるだけでなく、反応後の触媒の分離が容易となり、また生成物中や反応系外に触媒として使用される金属成分が混入することが少なくなり、医薬品や食品やそれらの中間体などの製造プロセスにおいて工業的にも有用なものとなり、本発明は産業上の利用可能性を有している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キラルな配位子を有するキラルジルコニウムにおいて、当該ジルコニウムがさらにポリマーに結合したイミダゾール基を配位子としていることを特徴とするキラルなジルコニウム化合物。
【請求項２】
ポリマーが、ポリスチレンである請求項１に記載のキラルなジルコニウム化合物。
【請求項３】
キラルなジルコニウム化合物が、次の一般式（１）、
【化１】
（式中、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立して隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子を示し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立してイミダゾール基とポリマーＺ１及びＺ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｚ１及びＺ２はそれぞれ独立してポリマーを示す。）
で表されるキラルなジルコニウム化合物である請求項１又は２に記載のキラルなジルコニウム化合物。
【請求項４】
前記一般式（１）におけるＬ１及びＬ２が、次の一般式（２）、
【化２】
（式中、Ｒ１は、水素原子、ハロゲン原子又はパーフルオロアルキル基を示す。）
で表されるビナフタレン誘導体から誘導されたものである請求項３に記載のキラルなジルコニウム化合物。
【請求項５】
前記一般式（１）におけるＹ１及びＹ２が、炭素数３〜３０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基である請求項３又は４に記載のキラルなジルコニウム化合物。
【請求項６】
前記一般式（１）におけるＺ１及びＺ２で表されるポリマーが、それぞれ独立してポリスチレン又はスチレン共重合体である請求項３〜５のいずれかに記載のキラルなジルコニウム化合物。
【請求項７】
スチレン共重合体が、スチレン−ジビニルベンゼン−アクリル酸エステル共重合体である請求項６に記載のキラルなジルコニウム化合物。
【請求項８】
次の一般式（３）、
【化３】
（式中、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立して隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子を示し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立してイミダゾール基と基Ｒ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｒ２はそれぞれ独立して重合可能な基を有する有機基を示す。）
で表される重合可能なイミダゾリル基を配位したキラルなジルコニウム化合物を、単独又は他のモノマーの存在下に重合させて、請求項３〜７のいずれかに記載のキラルなジルコニウム化合物を製造する方法。
【請求項９】
前記一般式（３）におけるＲ２の重合可能な基がビニル基である請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
他のモノマーが、ジビニルベンゼン、アクリル酸エステル、及び置換基を有してもよいスチレンからなる群から選ばれる１種又は２種以上のモノマーである請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記一般式（３）で表される重合可能なイミダゾリル基を配位したキラルなジルコニウム化合物が、ジルコニウム塩、次の一般式（４）及び／又は一般式（５）、
ＨＯ−Ｌ１−ＯＨ （４）
ＨＯ−Ｌ２−ＯＨ （５）
（式中、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立して隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子を示す。）
で表されるジヒドロキシ化合物、並びに、次の一般式（６）及び／又は一般式（７）、
【化４】
（式中、Ｙ１は、イミダゾール基と基Ｒ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｒ２はそれぞれ独立して重合可能な基を有する有機基を示す。）
【化５】
（式中、Ｙ２は、イミダゾール基と基Ｒ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｒ２はそれぞれ独立して重合可能な基を有する有機基を示す。）
で表されるイミダゾール誘導体を反応させて製造されるものである請求項８〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれかに記載のキラルなジルコニウム化合物を含有してなる触媒。
【請求項１３】
触媒が、不斉マンニッヒ型反応の触媒である請求項１２に記載の触媒。
【請求項１】
キラルな配位子を有するキラルジルコニウムにおいて、当該ジルコニウムがさらにポリマーに結合したイミダゾール基を配位子としていることを特徴とするキラルなジルコニウム化合物。
【請求項２】
ポリマーが、ポリスチレンである請求項１に記載のキラルなジルコニウム化合物。
【請求項３】
キラルなジルコニウム化合物が、次の一般式（１）、
【化１】
（式中、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立して隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子を示し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立してイミダゾール基とポリマーＺ１及びＺ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｚ１及びＺ２はそれぞれ独立してポリマーを示す。）
で表されるキラルなジルコニウム化合物である請求項１又は２に記載のキラルなジルコニウム化合物。
【請求項４】
前記一般式（１）におけるＬ１及びＬ２が、次の一般式（２）、
【化２】
（式中、Ｒ１は、水素原子、ハロゲン原子又はパーフルオロアルキル基を示す。）
で表されるビナフタレン誘導体から誘導されたものである請求項３に記載のキラルなジルコニウム化合物。
【請求項５】
前記一般式（１）におけるＹ１及びＹ２が、炭素数３〜３０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基である請求項３又は４に記載のキラルなジルコニウム化合物。
【請求項６】
前記一般式（１）におけるＺ１及びＺ２で表されるポリマーが、それぞれ独立してポリスチレン又はスチレン共重合体である請求項３〜５のいずれかに記載のキラルなジルコニウム化合物。
【請求項７】
スチレン共重合体が、スチレン−ジビニルベンゼン−アクリル酸エステル共重合体である請求項６に記載のキラルなジルコニウム化合物。
【請求項８】
次の一般式（３）、
【化３】
（式中、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立して隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子を示し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立してイミダゾール基と基Ｒ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｒ２はそれぞれ独立して重合可能な基を有する有機基を示す。）
で表される重合可能なイミダゾリル基を配位したキラルなジルコニウム化合物を、単独又は他のモノマーの存在下に重合させて、請求項３〜７のいずれかに記載のキラルなジルコニウム化合物を製造する方法。
【請求項９】
前記一般式（３）におけるＲ２の重合可能な基がビニル基である請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
他のモノマーが、ジビニルベンゼン、アクリル酸エステル、及び置換基を有してもよいスチレンからなる群から選ばれる１種又は２種以上のモノマーである請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記一般式（３）で表される重合可能なイミダゾリル基を配位したキラルなジルコニウム化合物が、ジルコニウム塩、次の一般式（４）及び／又は一般式（５）、
ＨＯ−Ｌ１−ＯＨ （４）
ＨＯ−Ｌ２−ＯＨ （５）
（式中、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立して隣接する酸素原子と共にキラリティーを有する配位子を示す。）
で表されるジヒドロキシ化合物、並びに、次の一般式（６）及び／又は一般式（７）、
【化４】
（式中、Ｙ１は、イミダゾール基と基Ｒ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｒ２はそれぞれ独立して重合可能な基を有する有機基を示す。）
【化５】
（式中、Ｙ２は、イミダゾール基と基Ｒ２をそれぞれ結合させるリンカー基を示し、Ｒ２はそれぞれ独立して重合可能な基を有する有機基を示す。）
で表されるイミダゾール誘導体を反応させて製造されるものである請求項８〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれかに記載のキラルなジルコニウム化合物を含有してなる触媒。
【請求項１３】
触媒が、不斉マンニッヒ型反応の触媒である請求項１２に記載の触媒。
【公開番号】特開２００８−２２２８０３（Ｐ２００８−２２２８０３Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６１１３２（Ｐ２００７−６１１３２）
【出願日】平成１９年３月１０日（２００７．３．１０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（５０３３６０１１５）独立行政法人科学技術振興機構 (1,734)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１０日（２００７．３．１０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（５０３３６０１１５）独立行政法人科学技術振興機構 (1,734)
【Ｆターム（参考）】
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