JP3738325B2 - Method for producing silyl ether and alcohol by reduction of carboxylic acid - Google Patents
Method for producing silyl ether and alcohol by reduction of carboxylic acid Download PDFInfo
- Publication number
- JP3738325B2 JP3738325B2 JP2002063939A JP2002063939A JP3738325B2 JP 3738325 B2 JP3738325 B2 JP 3738325B2 JP 2002063939 A JP2002063939 A JP 2002063939A JP 2002063939 A JP2002063939 A JP 2002063939A JP 3738325 B2 JP3738325 B2 JP 3738325B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- represented
- catalyst
- formula
- carboxylic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬品の原料、溶媒、触媒、配位子等に幅広く利用される有用な化合物であるシリルエーテル類、一級アルコール類およびアミン類を、シランを還元剤として用いて製造する方法に関し、特にシリルエーテル類および一級アルコール類の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、カルボン酸の還元反応による一級アルコールの製造方法、および、アミドの還元反応によるアミンの製造方法としては、リチウムアルミニウムヒドリドや、ボラン等の強力な還元剤を用いる方法(例えば、W.R.Brown、Organic Reactions、6、470(1941))が、主に用いられてきた。しかしながら、これらの反応では使用する還元剤が禁水性であり、不活性ガス雰囲気下無水条件で取り扱わなければならないほか、分離が困難な多量のアルミニウムあるいはホウ素生成物を副生し、操作性、安全面ならびに経済面で欠点を有している。
【0003】
一方、近年、より取り扱いが容易な還元剤としてシラン類を用いたカルボン酸から1級アルコールの合成法、アミドからアミンの合成法が報告されている。しかし、シランを還元剤とするカルボン酸の還元反応によるアルコールの合成法は、これまでに知られていない。カルボン酸をトリクロロシランとアミンを用いて還元する反応は報告されている(G. S. Li, D. F. Ehler, R. A. Benkeser, Org. Syn. 56, 83 (1977))が、生成物はアルコールではなくアルカンである。
【0004】
遷移金属触媒の存在下で、シランを還元剤として用いるカルボン酸の還元法としては、渕上らの報告(萩原恵美子、上野貴史、渕上高正、日本化学会第79春季年会1H3 12)が公知であるが、100℃という高温を要する上、ジシリルアセタールが生成物であり、その還元生成物であるシリルエーテルは得られていない。
【0005】
シラン類を用いた還元反応によるアミドからアミンの合成法としては、これまでに(1)トリプロピルアミン存在下、トリクロロシランを用いる方法(R. A. Benkeser, G. S. Li, E. C. Mozdzen, J. Organomet. Chem., 178, 21(1979))が公知であるが、芳香族カルボン酸に限定されるほか、水に不安定で容易に有害な塩酸を発生するトリクロロシランと過剰のアミンを用いるなど、操作性、安全性、汎用性に問題がある。
【0006】
遷移金属触媒の存在下で、シランを還元剤として用いるアミドの還元によるアミンの合成法としては、(1)クロロカルボニルビス(トリフェニルホスフィン)ロジウムを触媒として用いる方法(R. Kuwano, M. Takahashi, Y. Ito, Tetrahedron Lett., 39, 1017 (1998))、(2)クロロ(1,5−シクロオクタジエン)ロジウム二量化物およびトリフェニルホスフィンを触媒として用いる方法(紙谷昌弘、道端嗣海、信友麻美、楠井啓介、太田哲男、古川功、第46回有機金属討論会、PB201)、(3)第7〜10族遷移金属触媒を用いる方法(M. Igarashi and T. Fuchikami, Tetrahedron Lett., 42, 1945 (2001)および特開2001−122833)が公知である。
【0007】
しかしながら、(1)、(2)の方法では使用できるヒドロシラン類がジヒドロシラン、トリヒドロシランに限られ、取り扱いが容易なトリアルキルシランを用いることができない。また、(3)の方法は100℃という高温を必要とするほか、多くの実施例においてアミンやハロゲン化アルキルのような助触媒を必要とし、操作性に問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、シランを還元剤として室温下の温和な条件で1級アルコールやアミンを製造することのできる新しい方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、このたび、特定の触媒を用いることにより室温という温和な条件で、シランを還元剤としてカルボン酸の還元によるシリルエーテルを経由する1級アルコールの製造と、シランを還元剤として用いたアミドの還元によるアミンの製造とが達成できることを見出し、上記の目的を達成したものである。
【0010】
かくして、本発明に従えば、2〜4個のルテニウム原子にカルボニル基が配位した多核ルテニウムカルボニル錯体を主触媒とし、少なくとも1個の水素原子を保有するシランを還元剤として、(1)カルボン酸からシリルエーテルを製造する方法、(2)得られたシリルエーテルを反応後ただちに加水分解することにより、アルコールを製造する方法、および(3)アミドからアミンを製造する方法、が提供される。
【0011】
本発明の方法において使用される触媒として特に優れた多核カルボニル錯体は、上記の(A)、(B)で表されるアセナフチレンまたはアズレンの配位した3核ルテニウムカルボニル錯体である。
【0012】
本発明の方法の好ましい態様においては、還元剤として用いる少なくとも1個の水素原子を有するシランで触媒の多核ルテニウム錯体を活性化する。
なお、本明細書および図面に示す化学構造式においては、慣用的な表現方法に従い炭素原子や水素原子を省略していることがある。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明において触媒として用いられる2〜4個のルテニウム原子にカルボニル基が配位した多核ルテニウムカルボニル錯体の例は図1に示されている。この多核カルボニル錯体は、本発明に従う触媒の活性化法により、反応活性触媒種を生成する。後述の実施例からも明らかなように、この反応活性触媒種は、室温下で、(1)カルボン酸からシリルエーテルを製造し、(2)得られたシリルエーテルを反応後ただちに加水分解することにより、アルコールを製造し、また(3)アミドからアミンを製造することができる。しかしながら、同じく多核ルテニウムカルボニル錯体として従来用いられているRu3(CO)12は、同じような触媒活性化法を用いても、室温で以上のような反応の触媒としては機能しない。
【0014】
本発明において触媒としては、とくにアセナフチレンまたはアズレンが配位した3核ルテニウムカルボニル錯体が、還元反応を効率的に進める点からとくに優れている。このような3核ルテニウムカルボニル錯体が触媒が還元を促進する理由は、アセナフチレンやアズレンが3核ルテニウムカルボニル種とフレキシブルな相互作用をするため、Ru原子が容易に変異してSi原子を導入しやすくなるからと考えられる。少量の溶媒中、シランで処理することにより活性種を発生する理由は、このSi原子の導入をあらかじめカルボン酸やアミドのない状態でおこない、アセナフチレンあるいはアズレン誘導体を配位子とし、Ru−H結合をもつ多核反応活性種を出すことによる。Ru3(CO)12においては、このSi原子の導入を容易にするアセナフチレンやアズレンがないため、室温での反応活性をもたない。
本発明に従う上記の(1)、(2)および(3)の還元反応は、図2に示す反応スキームにより総括的に表すことができる。
【0015】
図2に示す反応スキームの式(1)、(2)および(3)において、(I)は還元剤であるシランを表し、従来知られたものから適宜選択することができる。すなわち、反応式(1)、(2)および(3)のいずれにおいても式(I)中、R1、R2およびR3は互いに同一または別個の各種の官能基または原子から選ばれ、好ましい官能基または原子の例としては、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、チオアルキル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールアミノ基、ビニル基、シロキシ基、オルガノシロキシ基、オルガノシリル基、複素環基(ピリジル基など)が挙げられる。アルキル基、アルコキシ基、チオアルキル基、アルキルアミノ基、オルガノシロキシ基、オルガノシリル基などにおける炭素数は特に限定されるものではないが、一般に炭素数1〜18であり、枝分かれや環状構造があってもよい。R1、R2およびR3としてとくに好ましいのは、これらがいずれもメチル基、エチル基などの炭素数1〜4の低級アルキル基の場合である。また、以下に示す分子内に2つのシリル基をもつシラン(R3がオルガノシリル基である場合に相当)も反応に用いることができる。式VIIにおけるnは特に限定されるものではないが、一般に1〜4が好ましい。
【0016】
【化12】
【0017】
図2に示す反応式(1)、(2)および(3)において、(II)はカルボン酸を表し、工業的に容易に入手可能な化合物から選ぶことができるものである。すなわち、式(1)および(2)において式(II)中、Rは既知のカルボン酸を構成するような各種の官能基または原子から選ばれ、このRは反応に関与しない。式(II)のRとして(したがって式(III)および(IV)のRとしても)好ましい官能基または原子の例としては、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、チオアルキル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールアミノ基、シロキシ基、オルガノシロキシ基、オルガノシリル基、複素環基(ピリジル基など)が挙げられる。アルキル基、アルコキシ基、チオアルキル基、アルキルアミノ基、オルガノシロキシ基、オルガノシリル基などにおける炭素数は特に限定されるものではないが、一般に炭素数1〜18であり、枝分かれや環状構造があってもよい。
【0018】
図2に示す反応式(3)において、(V)はアミドを表わし工業的に容易に入手可能な化合物から選ぶことができるものである。すなわち、反応式(3)において式(V)中、Rは既知のアミドを構成するような各種の官能基または原子から選ばれ、このRは反応に関与しないものである。式(V)のRとして(したがって式(VI)のRとしても)好ましい官能基または原子の例としては、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、チオアルキル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールアミノ基、シロキシ基、オルガノシロキシ基、オルガノシリル基、複素環基(ピリジル基など)が挙げられる。アルキル基、アルコキシ基、チオアルキル基、アルキルアミノ基、オルガノシロキシ基、オルガノシリル基などにおける炭素数は特に限定されるものではないが、一般に炭素数1〜18であり、枝分かれがあってもよい。また、反応式(3)における式(V)中、R4およびR5も、Rとともに既知のアミドを構成するような各種の官能基または官能基から選ぶことができる。R4とR5は互いに同一である場合が多いが、別異であってもよい。式(V)のR4とR5として(したがって、式(VI)のR4とR5としても)好ましい官能基または原子の例としては、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、チオアルキル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールアミノ基、シロキシ基、オルガノシロキシ基、オルガノシリル基、複素環基(ピリジル基など)が挙げられる。アルキル基、アルコキシ基、チオアルキル基、アルキルアミノ基、オルガノシロキシ基、オルガノシリル基などにおける炭素数は特に限定されるものではないが、一般に炭素数1〜18であり、枝分かれや環状構造があってもよい。
【0019】
本発明に従えば、このようなカルボン酸あるいはアミドを、特定の触媒の存在下にシランにより還元することにより、対応するシリルエーテルあるいはアミンが得られる。得られたシリルエーテルを還元後ただちに加水分解すれば、カルボン酸からアルコールが得られる。触媒は記述したような多核ルテニウム錯体である。触媒は単独でも作用を示すが、反応の速度を増加させ、生成物の収率をあげるために、本発明に従う触媒の活性化法を用いることが好ましい。
【0020】
本発明に従う活性化法は、触媒を少量の溶媒に溶かし、シランを加えて短時間攪拌するものである。溶媒は、ジオキサンが特に優れているが、一般的にはテトラヒドロピラン、オキセパン、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒、ベンゼン等の炭化水素系溶媒も用いることができる。反応温度は、0℃から50℃の範囲が用いられるが、特に室温で行なうことが操作性の上でよい。活性化時間は、30分から24時間の任意の時間であるが、特に30分から1時間の時間が良好な結果が得られる。
【0021】
【実施例】
以下に、本発明の特徴をさらに明らかにするため実施例を示すが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
実施例1:3−フェニルプロピル−ジメチルエチルシリルエーテルの合成
三方コックを付けた2つ口の30mLナス型フラスコを窒素置換した後、触媒〔(Acenaphthylene)Ru3(CO)7〕を6.0mg(9.3×10−3mmol)と1,4−ジオキサン0.18mL、ジメチルエチルシラン0.47mL(3.5mmol)を加えた。室温で30分間攪拌して触媒を溶解させた後、ジヒドロけい皮酸135mg(0.91mmol)を加えた。溶液を1時間攪拌させた後、1,4−ジオキサンおよび過剰のジメチルエチルシランを留去した。残った液体を減圧蒸留することにより、透明液体115mg(0.52mmol)を得た。
この透明な液体について1H NMR,13C NMR、29Si NMRによる測定を行った。以下に結果を示す。
1 H NMR:CDCl 3 中、内部標準CHCl 3
δ(ppm)
7.18−7.31(m,Ph,5H)
3.62(t,J=7.9Hz,SiOCH2,2H)
2.67(dd,J=7.6,7.9Hz,PhCH2,2H)
1.85(m,PhCH2CH 2,2H)
0.96(t,J=7.9Hz,SiCH2CH 3,3H)
0.58(q,J=7.9Hz,SiCH 2CH3,2H)
0.09(s,SiCH3,3H)
13 C NMR:CDCl 3 中、内部標準CHCl 3
δ(ppm)
142.1(ipso−C6H5)
128.4,128.3(meta−C6H5,ortho−C6H5)
125.7(para−C6H5)
62.0(SiOCH2)
34.3(PhCH2)
32.1(PhCH2 CH2)
8.0(SiCH2 CH3)
6.7(SiCH2CH3)
−2.7(SiCH3)
29 Si NMR:CDCl 3 中、内部標準テトラメチルシラン
δ(ppm) 18.5
以上の結果から上記透明液体は3−フェニルプロピル−ジメチルエチルシリルエーテルであることが確認された。
【0022】
以下の実施例はカルボン酸の還元反応においては、上記の実施例1のような方法により生成するシリルエーテルを加水分解してアルコールとして精製した例である。またアミドの還元反応においては生成物のアミンを精製した例である。これらの結果を表1にまとめて示す。
【0023】
【表1】
【0024】
実施例2:3−フェニルプロピルアルコールの合成
三方コックを付け、攪拌子を入れた2つ口の30mLナス型フラスコを窒素置換した後、触媒〔(Acenaphthylene)Ru3(CO)7〕を16.5mg(25.2×10−3mmol)と1,4−ジオキサン0.45mL、ジメチルエチルシラン0.84mL(6.3mmol)を加えた。室温で30分間攪拌して触媒を溶解させた後、ジヒドロけい皮酸380mg(2.55mmol)を加えた。溶液を30分攪拌させた後、10%硫酸水溶液を7mL加え,三時間激しく攪拌した。生成物を塩化メチレンで抽出した後,NaHCO3水溶液で中和、飽和食塩水で洗浄した。有機層のみを分離した後MgSO4で脱水処理してろ過した。溶媒を減圧下留去して得られた液体を用いてヘキサン/酢酸エチルを展開溶媒としてシリカゲル充填カラムクロマトグラフィーを行うことで、3−フェニルプロピルアルコール248mg(1.82mmol、72%)を精製した。これらの結果をエントリー1として表1に示す。
【0025】
実施例3:デシルアルコールの合成
三方コックを付け、攪拌子を入れた2つ口の30mLナス型フラスコを窒素置換した後、触媒〔(Acenaphthylene)Ru3(CO)7〕を6.65mg(10.2×10−3mmol)と1,4−ジオキサン0.18mL、ジメチルエチルシラン0.80mL(6.1mmol)を加えた。室温で30分間攪拌して触媒を溶解させた後、カプリン酸175.7mg(1.02mmol)を加えた。溶液を6時間攪拌させた後、10%硫酸水溶液を7mL加え,三時間激しく攪拌した。生成物を塩化メチレンで抽出した後,NaHCO3水溶液で中和、飽和食塩水で洗浄した。有機層のみを分離した後MgSO4で脱水処理してろ過した。溶媒を減圧下留去して得られた液体を用いてヘキサン/酢酸エチルを展開溶媒としてシリカゲル充填カラムクロマトグラフィーを行うことで、デシルアルコール126.8mg(0.80mmol、80%)を精製した。これらの結果をエントリー2として表1に示す。
【0026】
実施例4:ベンジルアルコールの合成
三方コックを付け、攪拌子を入れた2つ口の30mLナス型フラスコを窒素置換した後、触媒〔(Acenaphthylene)Ru3(CO)7〕を7.07mg(10.9×10−3mmol)と1,4−ジオキサン0.18mL、ジメチルエチルシラン0.61mL(4.6mmol)を加えた。室温で30分間攪拌して触媒を溶解させた後、安息香酸132.0mg(1.08mmol)を加えた。溶液を18時間攪拌させた後、10%硫酸水溶液を7mL加え,三時間激しく攪拌した。生成物を塩化メチレンで抽出した後,NaHCO3水溶液で中和、飽和食塩水で洗浄した。有機層のみを分離した後MgSO4で脱水処理してろ過した。溶媒を減圧下留去して得られた液体を用いてヘキサン/酢酸エチルを展開溶媒としてシリカゲル充填カラムクロマトグラフィーを行うことで、ベンジルアルコール54.2mg(0.50mmol、46%)を精製した。これらの結果をエントリー3として表1に示す。
【0027】
実施例5:N,N−ジメチル−3−フェニルプロピルアミンの合成
三方コックを付け、攪拌子を入れた2つ口の30mLナス型フラスコを窒素置換した後、触媒〔(Acenaphthylene)Ru3(CO)7〕を6.40mg(9.8×10−3mmol)と1,4−ジオキサン0.18mL、ジメチルエチルシラン0.32mL(2.4mmol)を加えた。室温で30分間攪拌して触媒を溶解させた後、N,N−ジメチル−ベンゼンプロパンアミド0.168mL(0.99mmol)を加えた。溶液を6時間攪拌させた後、1,4−ジオキサンおよび過剰のジメチルエチルシランを留去した。残った液体を減圧蒸留することにより、N,N−ジメチル−3−フェニルプロピルアミン121.0mg(0.74mmol、75%)を精製した。これらの結果をエントリー4として表1に示す。
【0028】
実施例6:N,N−ジエチル−ベンジルアミンの合成
三方コックを付け、攪拌子を入れた2つ口の30mLナス型フラスコを窒素置換した後、触媒〔(Acenaphthylene)Ru3(CO)7〕を11.0mg(16.8×10−3mmol)と1,4−ジオキサン0.30mL、ジメチルエチルシラン0.56mL(4.2mmol)を加えた。室温で30分間攪拌して触媒を溶解させた後、N,N−ジエチル−ベンジルアミド324.3mg(1.83mmol)を加えた。溶液を30分間攪拌させた後、1,4−ジオキサンおよび過剰のジメチルエチルシランを留去した。残った液体を蒸留することによりN,N−ジエチル−ベンジルアミン166.4mg(1.00mmol、56%)を精製した。これらの結果をエントリー5として表1に示す。
【0029】
実施例7:N,N−ジメチル−3−フェニルプロピルアミンの合成
三方コックを付け、攪拌子を入れた2つ口の30mLナス型フラスコを窒素置換した後、触媒〔(Acenaphthylene)Ru3(CO)7〕を5.91mg(9.1×10−3mmol)と1,4−ジオキサン0.18mL、ジメチルエチルシラン0.30mL(2.4mmol)を加えた。室温で30分間攪拌して触媒を溶解させた後、1−ベンジル−2−ピロリジノン0.146mL(0.91mmol)を加えた。溶液を6時間攪拌させた後、1,4−ジオキサンおよび過剰のジメチルエチルシランを留去した。残った液体を減圧蒸留することによりN−ベンジルピロリジン66.5mg(0.41mmol、45%)を精製した。これらの結果をエントリー6として表1に示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において触媒として用いられる多核ルテニウム錯体を例示する。
【図2】本発明に従い、シリルエーテル、一級アルコールおよびアミンが製造される反応スキームを概示する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing silyl ethers, primary alcohols and amines, which are useful compounds widely used in pharmaceutical raw materials, solvents, catalysts, ligands and the like, using silane as a reducing agent, In particular, it relates to a method for producing silyl ethers and primary alcohols.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for producing a primary alcohol by a reduction reaction of a carboxylic acid and a method for producing an amine by a reduction reaction of an amide, a method using a strong reducing agent such as lithium aluminum hydride or borane (for example, WRBrown, Organic Reactions 6, 470 (1941)) has been mainly used. However, in these reactions, the reducing agent used is water-free and must be handled under anhydrous conditions in an inert gas atmosphere. In addition, a large amount of aluminum or boron products that are difficult to separate are produced as a by-product, making it easy to operate and safe. Has disadvantages in terms of cost and economy.
[0003]
On the other hand, in recent years, a method for synthesizing primary alcohols from carboxylic acids and a method for synthesizing amines from amides using silanes as reducing agents that are easier to handle have been reported. However, a method for synthesizing alcohol by a carboxylic acid reduction reaction using silane as a reducing agent has not been known so far. Reactions of reducing carboxylic acids with trichlorosilane and amines have been reported (GS Li, DF Ehler, RA Benkeser, Org. Syn. 56, 83 (1977)), but the products are alkanes rather than alcohols. .
[0004]
As a method for reducing a carboxylic acid using silane as a reducing agent in the presence of a transition metal catalyst, a report by Sugawara et al. However, a high temperature of 100 ° C. is required and disilylacetal is a product, and a silyl ether which is a reduction product thereof is not obtained.
[0005]
As a method for synthesizing an amine from an amide by a reduction reaction using silanes, (1) a method using trichlorosilane in the presence of tripropylamine (RA Benkeser, GS Li, EC Mozdzen, J. Organomet. Chem. , 178, 21 (1979)), but in addition to aromatic carboxylic acids, operability such as using trichlorosilane and excess amine which generate hydrochloric acid that is unstable and easily harmful to water, There are problems with safety and versatility.
[0006]
In the presence of a transition metal catalyst, an amine can be synthesized by reducing an amide using silane as a reducing agent. (1) A method using chlorocarbonylbis (triphenylphosphine) rhodium as a catalyst (R. Kuwano, M. Takahashi , Y. Ito, Tetrahedron Lett., 39, 1017 (1998)), (2) A method using chloro (1,5-cyclooctadiene) rhodium dimer and triphenylphosphine as catalysts (Kamiya Masahiro, Michibata Masami Mami Igarashi and T. Fuchikami, Tetrahedron Lett. , 42, 1945 (2001) and JP-A-2001-122833).
[0007]
However, the hydrosilanes that can be used in the methods (1) and (2) are limited to dihydrosilane and trihydrosilane, and trialkylsilanes that are easy to handle cannot be used. In addition, the method (3) requires a high temperature of 100 ° C., and in many examples, requires a cocatalyst such as an amine or an alkyl halide, which is problematic in operability.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a new method capable of producing primary alcohols and amines under mild conditions at room temperature using silane as a reducing agent.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor recently produced a primary alcohol via silyl ether by reduction of carboxylic acid with silane as a reducing agent under the mild conditions of room temperature by using a specific catalyst, and used silane as a reducing agent. It was found that the production of an amine by reduction of the amide was achieved, and the above object was achieved.
[0010]
Thus, according to the present invention, a polynuclear ruthenium carbonyl complex in which a carbonyl group is coordinated to 2 to 4 ruthenium atoms is used as a main catalyst, and a silane having at least one hydrogen atom is used as a reducing agent. There are provided a method for producing a silyl ether from an acid, (2) a method for producing an alcohol by hydrolyzing the obtained silyl ether immediately after the reaction, and (3) a method for producing an amine from an amide.
[0011]
The polynuclear carbonyl complex particularly excellent as a catalyst used in the method of the present invention is a trinuclear ruthenium carbonyl complex coordinated with acenaphthylene or azulene represented by the above (A) or (B).
[0012]
In a preferred embodiment of the process of the present invention, the catalytic polynuclear ruthenium complex is activated with a silane having at least one hydrogen atom used as a reducing agent.
Note that in the chemical structural formulas shown in the present specification and drawings, carbon atoms and hydrogen atoms may be omitted in accordance with conventional expression methods.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of a polynuclear ruthenium carbonyl complex in which a carbonyl group is coordinated to 2 to 4 ruthenium atoms used as a catalyst in the present invention is shown in FIG. This polynuclear carbonyl complex produces reaction active catalyst species by the catalyst activation method according to the present invention. As will be apparent from the examples described later, this reactive catalyst species (1) produces silyl ether from carboxylic acid at room temperature, and (2) hydrolyzes the resulting silyl ether immediately after the reaction. Can produce an alcohol and (3) an amine from an amide. However, Ru 3 (CO) 12 which has been conventionally used as a polynuclear ruthenium carbonyl complex does not function as a catalyst for the above reaction at room temperature even when the same catalyst activation method is used.
[0014]
As the catalyst in the present invention, in particular, a trinuclear ruthenium carbonyl complex coordinated with acenaphthylene or azulene is particularly excellent in that the reduction reaction proceeds efficiently. The reason why such a trinuclear ruthenium carbonyl complex promotes the reduction of the catalyst is that acenaphthylene and azulene have a flexible interaction with the trinuclear ruthenium carbonyl species, so that the Ru atom is easily mutated to easily introduce the Si atom. It is thought that it becomes. The reason for generating active species by treatment with silane in a small amount of solvent is that this Si atom is introduced in advance in the absence of carboxylic acid or amide, acenaphthylene or an azulene derivative as a ligand, and a Ru-H bond. By issuing a multinuclear reactive species with Ru 3 (CO) 12 has no reaction activity at room temperature because there is no acenaphthylene or azulene that facilitates the introduction of Si atoms.
The above reduction reactions (1), (2), and (3) according to the present invention can be generally represented by the reaction scheme shown in FIG.
[0015]
In formulas (1), (2) and (3) of the reaction scheme shown in FIG. 2, (I) represents a silane which is a reducing agent, and can be appropriately selected from those conventionally known. That is, in any one of the reaction formulas (1), (2) and (3), in the formula (I), R 1 , R 2 and R 3 are preferably selected from the same or different various functional groups or atoms. Examples of functional groups or atoms include hydrogen atoms, halogen atoms, amino groups, alkyl groups, cycloalkyl groups, alkoxy groups, thioalkyl groups, alkylamino groups, aryl groups, arylamino groups, vinyl groups, siloxy groups, organosiloxys. Group, organosilyl group, and heterocyclic group (such as pyridyl group). The number of carbon atoms in the alkyl group, alkoxy group, thioalkyl group, alkylamino group, organosiloxy group, organosilyl group, etc. is not particularly limited, but generally has 1 to 18 carbon atoms, and there are branches and cyclic structures. Also good. Particularly preferred as R 1 , R 2 and R 3 are all those lower alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group and an ethyl group. Silanes having two silyl groups in the molecule shown below (corresponding to the case where R 3 is an organosilyl group) can also be used for the reaction. N in the formula VII is not particularly limited, but generally 1 to 4 is preferable.
[0016]
Embedded image
[0017]
In the reaction formulas (1), (2), and (3) shown in FIG. 2, (II) represents a carboxylic acid and can be selected from industrially easily available compounds. That is, in the formula (II) in the formulas (1) and (2), R is selected from various functional groups or atoms constituting a known carboxylic acid, and this R does not participate in the reaction. Examples of preferred functional groups or atoms as R in formula (II) (and hence as R in formulas (III) and (IV)) include hydrogen atoms, halogen atoms, amino groups, alkyl groups, cycloalkyl groups, alkenyl groups. An alkoxy group, a thioalkyl group, an alkylamino group, an aryl group, an arylamino group, a siloxy group, an organosiloxy group, an organosilyl group, a heterocyclic group (such as a pyridyl group). The number of carbon atoms in the alkyl group, alkoxy group, thioalkyl group, alkylamino group, organosiloxy group, organosilyl group, etc. is not particularly limited, but generally has 1 to 18 carbon atoms, and there are branches and cyclic structures. Also good.
[0018]
In reaction formula (3) shown in FIG. 2, (V) represents an amide and can be selected from compounds that are readily available industrially. That is, in the reaction formula (3), in the formula (V), R is selected from various functional groups or atoms constituting a known amide, and this R does not participate in the reaction. Examples of preferred functional groups or atoms as R in formula (V) (and therefore also as R in formula (VI)) include hydrogen atoms, halogen atoms, amino groups, alkyl groups, cycloalkyl groups, alkenyl groups, alkoxy groups, Examples thereof include a thioalkyl group, an alkylamino group, an aryl group, an arylamino group, a siloxy group, an organosiloxy group, an organosilyl group, and a heterocyclic group (such as a pyridyl group). The number of carbon atoms in the alkyl group, alkoxy group, thioalkyl group, alkylamino group, organosiloxy group, organosilyl group and the like is not particularly limited, but is generally 1 to 18 carbon atoms and may be branched. Also, in formula (V) in reaction formula (3), R 4 and R 5 can also be selected from various functional groups or functional groups that together with R constitute a known amide. R 4 and R 5 are often the same as each other, but may be different. Examples of preferred functional groups or atoms as R 4 and R 5 in formula (V) (and therefore as R 4 and R 5 in formula (VI)) include hydrogen atoms, halogen atoms, amino groups, alkyl groups, cyclo Examples thereof include an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, a thioalkyl group, an alkylamino group, an aryl group, an arylamino group, a siloxy group, an organosiloxy group, an organosilyl group, and a heterocyclic group (such as a pyridyl group). The number of carbon atoms in the alkyl group, alkoxy group, thioalkyl group, alkylamino group, organosiloxy group, organosilyl group, etc. is not particularly limited, but generally has 1 to 18 carbon atoms, and there are branches and cyclic structures. Also good.
[0019]
According to the present invention, the corresponding silyl ether or amine is obtained by reducing such carboxylic acid or amide with silane in the presence of a specific catalyst. If the obtained silyl ether is hydrolyzed immediately after reduction, an alcohol can be obtained from the carboxylic acid. The catalyst is a polynuclear ruthenium complex as described. Although the catalyst alone works, it is preferable to use the catalyst activation method according to the present invention in order to increase the reaction rate and increase the product yield.
[0020]
In the activation method according to the present invention, the catalyst is dissolved in a small amount of solvent, silane is added, and the mixture is stirred for a short time. As the solvent, dioxane is particularly excellent, but generally, an ether solvent such as tetrahydropyran, oxepane, and diethyl ether, and a hydrocarbon solvent such as benzene can also be used. The reaction temperature is in the range of 0 ° C. to 50 ° C., but operation at room temperature is particularly preferable in terms of operability. The activation time is any time from 30 minutes to 24 hours, and particularly good results are obtained when the time is 30 minutes to 1 hour.
[0021]
【Example】
Examples are given below to further clarify the features of the present invention, but the present invention is not limited to these Examples.
Example 1: 3-phenylpropyl - after a 30mL round-bottom flask 2-neck gave a synthetic <br/> three-way cock dimethylethyl silyl ether was replaced with nitrogen, the catalyst [(Acenaphthylene) Ru 3 (CO) 7 ] 6.0 mg (9.3 × 10 −3 mmol), 1,4-dioxane 0.18 mL, and dimethylethylsilane 0.47 mL (3.5 mmol) were added. After stirring for 30 minutes at room temperature to dissolve the catalyst, 135 mg (0.91 mmol) of dihydrocinnamic acid was added. After stirring the solution for 1 hour, 1,4-dioxane and excess dimethylethylsilane were distilled off. The remaining liquid was distilled under reduced pressure to obtain 115 mg (0.52 mmol) of a transparent liquid.
This transparent liquid was measured by 1 H NMR, 13 C NMR, and 29 Si NMR. The results are shown below.
1 H NMR: in CDCl 3, internal standard CHCl 3
δ (ppm)
7.18-7.31 (m, Ph, 5H)
3.62 (t, J = 7.9 Hz, SiOCH 2 , 2H)
2.67 (dd, J = 7.6, 7.9 Hz, PhCH 2 , 2H)
1.85 (m, PhCH 2 C H 2, 2H)
0.96 (t, J = 7.9Hz,
0.58 (q, J = 7.9 Hz, SiC H 2 CH 3 , 2H)
0.09 (s, SiCH 3 , 3H)
13 C NMR: in CDCl 3, internal standard CHCl 3
δ (ppm)
142.1 (ipso-C 6 H 5 )
128.4,128.3 (meta-C 6 H 5 , ortho-C 6 H 5)
125.7 (para-C 6 H 5 )
62.0 (SiOCH 2 )
34.3 (PhCH 2 )
32.1 (PhCH 2 C H 2)
8.0 (SiCH 2 C H 3)
6.7 (Si C H 2 CH 3 )
-2.7 (SiCH 3 )
29 Si NMR: Internal standard tetramethylsilane δ (ppm) 18.5 in CDCl 3
From the above results, it was confirmed that the transparent liquid was 3-phenylpropyl-dimethylethylsilyl ether.
[0022]
In the following examples, in the reduction reaction of carboxylic acid, the silyl ether produced by the method as in Example 1 is hydrolyzed and purified as an alcohol. In the amide reduction reaction, the product amine is purified. These results are summarized in Table 1.
[0023]
[Table 1]
[0024]
Example 2: Synthesis of 3-phenylpropyl alcohol A two-necked 30 mL eggplant-shaped flask equipped with a three-way cock was purged with nitrogen, and then the catalyst [(Acenaphthylene) Ru 3 (CO) 7 16.5 mg (25.2 × 10 −3 mmol), 1,4-dioxane 0.45 mL, and dimethylethylsilane 0.84 mL (6.3 mmol) were added. After stirring for 30 minutes at room temperature to dissolve the catalyst, 380 mg (2.55 mmol) of dihydrocinnamic acid was added. The solution was allowed to stir for 30 minutes, then 7 mL of 10% aqueous sulfuric acid was added and stirred vigorously for 3 hours. The product was extracted with methylene chloride, neutralized with aqueous NaHCO 3 solution, and washed with saturated brine. Only the organic layer was separated, dehydrated with MgSO 4 and filtered. 248 mg (1.82 mmol, 72%) of 3-phenylpropyl alcohol was purified by performing column chromatography on silica gel using hexane / ethyl acetate as a developing solvent using the liquid obtained by distilling off the solvent under reduced pressure. . These results are shown in Table 1 as
[0025]
Example 3: Synthesis of decyl alcohol A two-necked 30 mL eggplant type flask equipped with a three-way cock was replaced with nitrogen, and then the catalyst [(Acenaphthylene) Ru 3 (CO) 7 ] was replaced with 6 0.65 mg (10.2 × 10 −3 mmol), 0.18 mL of 1,4-dioxane, and 0.80 mL (6.1 mmol) of dimethylethylsilane were added. After stirring at room temperature for 30 minutes to dissolve the catalyst, 175.7 mg (1.02 mmol) of capric acid was added. The solution was allowed to stir for 6 hours, then 7 mL of 10% aqueous sulfuric acid was added and stirred vigorously for 3 hours. The product was extracted with methylene chloride, neutralized with aqueous NaHCO 3 solution, and washed with saturated brine. Only the organic layer was separated, dehydrated with MgSO 4 and filtered. Decyl alcohol 126.8 mg (0.80 mmol, 80%) was purified by performing column chromatography on silica gel using hexane / ethyl acetate as a developing solvent using the liquid obtained by distilling off the solvent under reduced pressure. These results are shown in Table 1 as
[0026]
Example 4: Synthesis of benzyl alcohol A two-necked 30 mL eggplant-shaped flask equipped with a three-way cock and purged with nitrogen was purged with nitrogen, and then the catalyst [(Acenaphthylene) Ru 3 (CO) 7 ] was added to 7 0.07 mg (10.9 × 10 −3 mmol), 1,4-dioxane 0.18 mL, and dimethylethylsilane 0.61 mL (4.6 mmol) were added. After stirring for 30 minutes at room temperature to dissolve the catalyst, 132.0 mg (1.08 mmol) of benzoic acid was added. The solution was allowed to stir for 18 hours, then 7 mL of 10% aqueous sulfuric acid was added and stirred vigorously for 3 hours. The product was extracted with methylene chloride, neutralized with aqueous NaHCO 3 solution, and washed with saturated brine. Only the organic layer was separated, dehydrated with MgSO 4 and filtered. The liquid obtained by distilling off the solvent under reduced pressure was subjected to silica gel-filled column chromatography using hexane / ethyl acetate as a developing solvent, thereby purifying 54.2 mg (0.50 mmol, 46%) of benzyl alcohol. These results are shown in Table 1 as
[0027]
Example 5: Synthesis of N, N-dimethyl-3-phenylpropylamine A two-necked 30 mL eggplant-shaped flask equipped with a three-way cock and purged with nitrogen was purged with nitrogen, and then a catalyst [(Acenaphthylene) Ru. 3 (CO) 7 ], 6.40 mg (9.8 × 10 −3 mmol), 1,4-dioxane 0.18 mL, and dimethylethylsilane 0.32 mL (2.4 mmol) were added. After stirring for 30 minutes at room temperature to dissolve the catalyst, 0.168 mL (0.99 mmol) of N, N-dimethyl-benzenepropanamide was added. After stirring the solution for 6 hours, 1,4-dioxane and excess dimethylethylsilane were distilled off. The remaining liquid was distilled under reduced pressure to purify 121.0 mg (0.74 mmol, 75%) of N, N-dimethyl-3-phenylpropylamine. These results are shown in Table 1 as entry 4.
[0028]
Example 6: Synthesis of N, N-diethyl-benzylamine A two-necked 30 mL eggplant type flask equipped with a three-way cock was purged with nitrogen, and then the catalyst [(Acenaphthylene) Ru 3 ( CO) 7 ] was added in an amount of 11.0 mg (16.8 × 10 −3 mmol), 1,4-dioxane 0.30 mL, and dimethylethylsilane 0.56 mL (4.2 mmol). After stirring for 30 minutes at room temperature to dissolve the catalyst, 324.3 mg (1.83 mmol) of N, N-diethyl-benzylamide was added. After the solution was stirred for 30 minutes, 1,4-dioxane and excess dimethylethylsilane were distilled off. The remaining liquid was distilled to purify 166.4 mg (1.00 mmol, 56%) of N, N-diethyl-benzylamine. These results are shown in Table 1 as entry 5.
[0029]
Example 7: Synthesis of N, N-dimethyl-3-phenylpropylamine A two-necked 30 mL eggplant-shaped flask equipped with a three-way cock and purged with nitrogen was purged with nitrogen, and then the catalyst [(Acenaphthylene) Ru. 3 (CO) 7 ], 5.91 mg (9.1 × 10 −3 mmol), 1,4-dioxane 0.18 mL, and dimethylethylsilane 0.30 mL (2.4 mmol) were added. After stirring for 30 minutes at room temperature to dissolve the catalyst, 0.146 mL (0.91 mmol) of 1-benzyl-2-pyrrolidinone was added. After stirring the solution for 6 hours, 1,4-dioxane and excess dimethylethylsilane were distilled off. The remaining liquid was distilled under reduced pressure to purify 66.5 mg (0.41 mmol, 45%) of N-benzylpyrrolidine. These results are shown in Table 1 as entry 6.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 illustrates a polynuclear ruthenium complex used as a catalyst in the present invention.
FIG. 2 outlines a reaction scheme in which silyl ethers, primary alcohols and amines are prepared according to the present invention.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002063939A JP3738325B2 (en) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | Method for producing silyl ether and alcohol by reduction of carboxylic acid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002063939A JP3738325B2 (en) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | Method for producing silyl ether and alcohol by reduction of carboxylic acid |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005254322A Division JP4216835B2 (en) | 2005-09-02 | 2005-09-02 | Process for producing amines by reduction of amides |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003261578A JP2003261578A (en) | 2003-09-19 |
| JP3738325B2 true JP3738325B2 (en) | 2006-01-25 |
Family
ID=29196965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002063939A Expired - Fee Related JP3738325B2 (en) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | Method for producing silyl ether and alcohol by reduction of carboxylic acid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3738325B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5102950B2 (en) * | 2005-03-09 | 2012-12-19 | 国立大学法人九州大学 | Method for producing amine compound by reduction of amide compound |
| JP4958140B2 (en) * | 2006-03-10 | 2012-06-20 | 国立大学法人九州大学 | Method for selective reduction of carbonyl group |
| CN113426482A (en) * | 2021-07-27 | 2021-09-24 | 北京理工大学 | Application method of sodium triethylborohydride, organic amine compound and preparation method thereof |
| CN114315889B (en) * | 2021-12-20 | 2024-03-22 | 广东万木新材料科技有限公司 | Difunctional organic disilane ether compound and synthesis method thereof |
-
2002
- 2002-03-08 JP JP2002063939A patent/JP3738325B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003261578A (en) | 2003-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3864070B2 (en) | Method for producing organosilane | |
| JPH08208667A (en) | Production of 3-halogen-or-pseudohalogenalkylsilane ester | |
| JP3738325B2 (en) | Method for producing silyl ether and alcohol by reduction of carboxylic acid | |
| JP4216835B2 (en) | Process for producing amines by reduction of amides | |
| JP2005533123A (en) | Continuous production of organosilane | |
| EP3507292B1 (en) | Use of silylated formiates as hydrosilane equivalents | |
| KR101133865B1 (en) | Process for making haloorganoalkoxysilanes | |
| JPH06157554A (en) | Production of triorganochlorosilane | |
| JP3279148B2 (en) | Method for producing 2-allyloxymethyl-1,4-dioxane | |
| JP2585295B2 (en) | Method for producing vinyl silanes | |
| KR101143103B1 (en) | Iridium-catalyzed production method for organosilicon compounds | |
| JPH07252271A (en) | Method for producing iodosilane | |
| JP5102950B2 (en) | Method for producing amine compound by reduction of amide compound | |
| JPH0710886A (en) | Method for producing dicyclopentyldichlorosilane | |
| JP3041396B1 (en) | Method for producing unsaturated phosphonate esters | |
| CN116063337B (en) | A method for synthesizing β(Z)-type alkenylsilane compounds | |
| JP3861973B2 (en) | Method for producing fluorine-containing organosilicon compound | |
| JPH05255351A (en) | Process for producing optically active silyl compound | |
| JPH0684381B2 (en) | Method for producing organosilicon compound | |
| JP4288463B2 (en) | Method for producing chloro atom-containing organosilicon compound | |
| JP4022713B2 (en) | Silane compound and method for producing the same | |
| JPH10182666A (en) | Production of acyloxysilane | |
| JP2666208B2 (en) | Production method of organic silanes | |
| JPH09241264A (en) | Production of beta-alkenyltrimethylsilane and trimethylsilyl carboxylate | |
| JP2830959B2 (en) | Preparation of acrylonitrile dimer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050622 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050705 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050902 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051007 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051014 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091111 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101111 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |