СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОИЗВОДНОГО ЭНДО-9-АЗАБИЦИКЛО[3.3.1]НОНАН-3-ОЛА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001]

Настоящее изобретение предлагает способ получения производного эндо-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-ола.

Настоящее изобретение испрашивает приоритет на основании японской патентной заявки № 2013-185712, поданной 06 сентября 2013 г., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002]

Производное эндо-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-ола представляет собой полезное соединение, которое может применяться как промежуточное соединение для получения сельскохозяйственных химикатов или лекарственных средств (см. патентный документ 1). Патентный документ 1 описывает, что эндо-9-бензил-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-ол синтезируется посредством восстановления 9-бензил-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она в метанольном растворителе борогидридом натрия. Однако отсутствуют сообщения, описывающие исследования восстановления азабициклононанового соединения в присутствии рутениевого катализатора.

ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0003]

Патентный документ 1: перевод на японский язык публикации международной патентной заявки PCT № 2009-510026

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

[0004]

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ осуществления реакции, в которой производное 9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она восстанавливается, и получается соответствующее производное эндо-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-ола упрощенным способом при низкой стоимости.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

[0005]

Настоящее изобретение включает следующие аспекты.

(1) Способ получения соединения, представленного следующей формулой (II), включающий реакцию соединения, представленного следующей формулой (I), с водородом в присутствии катализатора, состоящего из комплекса рутения.

[0006]

[0007]

В формулах (I) и (II), R представляет собой атом водорода, незамещенную или замещенную алкильную группу, незамещенную или замещенную аралкильную группу или незамещенную или замещенную алкоксикарбонильную группу.

(2) Способ, описанный в пункте (1), в котором комплекс рутения представляет собой соединение, представленное следующей формулой: Ru(X)(Y)(Px)_n(L) или Ru(X)(Y)(PN)₂.

В формулах X и Y в каждом случае независимо представляет собой анионный лиганд.

Px представляет собой фосфиновый лиганд. Число n составляет 1 или 2.

L представляет собой лиганд, представленный следующей формулой (III), или диамин

PN представляет собой лиганд, представленный следующей формулой (IV).

[0008]

[0009]

В формуле (III) R¹ и R² каждый независимо представляет собой атом водорода, незамещенную или замещенную алкильную группу, незамещенную или замещенную арильную группу или незамещенную или замещенную аралкильную группу. Кольцо B представляет собой незамещенный или замещенный гетероцикл, и отрезок двойной линии, состоящей из непрерывной линии и штриховой линии, представляет собой одинарную связь или двойную связь, и Z представляет собой координирующий атом, выбранный из группы, которую составляют N, P, O и S.

В формуле (IV) R³ и R⁴ каждый независимо представляет собой незамещенную или замещенную алкильную группу, незамещенную или замещенную арильную группу или незамещенную или замещенную аралкильную группу. A представляет собой незамещенную или замещенную C1-4-алкиленовую группу.

[0010]

(3) Способ, описанный в пункте (2), в котором комплекс рутения представляет собой соединение, представленной следующей формулой: Ru(X)(Y)(Px)_n(L), и L представляет собой пиридин-2-илметанамин, (1-метил-1H-бензимидазол-2-ил)метанамин, (5-метилпиразин-2-ил)метанамин, бензоксазол-2-илметанамин, пиримидин-2-илметанамин, тиазол-2-илметанамин или (пиразин-2-ил)метанамин.

(4) Способ, описанный в пункте (2), в котором комплекс рутения представляет собой соединение, представленное следующей формулой: Ru(X)(Y)(Px)n(L), и L представляет собой диаминный лиганд, представленный следующей формулой (VI).

[0011]

[0012]

В формуле (VI) R⁵-R¹² каждый независимо представляет собой атом водорода, незамещенную или замещенную алкильную группу, незамещенную или замещенную арильную группу или незамещенную или замещенную аралкильную группу, два из R⁵-R¹² могут соединяться друг с другом, образуя кольцо, и D представляет собой одинарную связь, незамещенную или замещенную алкиленовую группу, незамещенную или замещенную циклоалкиленовую группу, незамещенную или замещенную ариленовую группу или незамещенную или замещенную двухвалентную гетероциклическую группу.

(5) Способ, описанный в пункте (2), в котором комплекс рутения представляет собой соединение, представленное следующей формулой: Ru(X)(Y)(PN)₂, и PN представляет собой лиганд, представленный следующей формулой (V).

[0013]

[0014]

(6) Способ, описанный в любом из пунктов (1)-(5), в котором в формулах (I) и (II) R представляет собой незамещенную или замещенную аралкильную группу, и незамещенная или замещенная аралкильная группа представляет собой бензильную группу.

Результаты применения изобретения

[0015]

В том случае, когда реакция, в которой производное 9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она восстанавливается, образуя производное эндо-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-ола, осуществляется в присутствии катализатора, состоящего из комплекса рутения, в соответствии со способом по настоящему изобретению, отходы почти не образуются, выделение растворимого в воде соединения не требуется, и реакцию можно осуществлять при меньшей стоимости упрощенным способом по сравнению с реакцией, в которой используется восстановитель на основе бора.

Варианты осуществления изобретения

[0016]

Настоящее изобретение предлагает способ получения производного эндо-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-ола в реакции производного 9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она с водородом в присутствии катализатора, состоящего из комплекса рутения.

[0017]

Сначала будет разъяснено значение терминов "незамещенный" и "замещенный" в настоящем описании.

Термин "незамещенный" означает группу, которую составляет исходное ядро. В том случае, где указано только наименование группы, состоящей из исходного ядра, без термина "замещенный", эта группа представляет собой "незамещенную" группу, если не определено другое условие.

С другой стороны, термин "замещенная" означает, что какой-либо из атомов водорода в группе, образующей исходное ядро, замещен группой, имеющей структуру, которая является аналогичной или отличается от структуры исходного ядра. Соответственно, термин "заместитель" означает другую группу, связанную с группой, которая образует исходное ядро. Число заместителей может составлять один, два или более. Два или более заместителей могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга.

Термин "C1-6", например, означает, что число атомов углерода в группе, которая образует исходное ядро, составляет от 1 до 6. Это число атомов углерода не включает число атомов углерода, которые присутствуют в заместителях. Например, бутил, содержащий этоксильную группу в качестве заместителя, классифицируется как C2-алкокси-C4-алкильная группа.

[0018]

"Заместитель" не ограничивается определенным образом, при том условии, что заместитель является химически приемлемым и проявляет эффекты настоящего изобретения. Примеры группы, которая может выступать как "заместитель", включают: атомы галогенов, такие как атом фтора, атом хлора, атом брома и атом йода; C1-8-алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа, н-пропильная группа, изопропильная группа, н-бутильная группа, втор-бутильная группа, изобутильная группа, трет-бутильная группа, н-пентильная группа и н-гексильная группа; C3-6-циклоалкильные группы, такие как циклопропильная группа, циклобутильная группа, циклопентильная группа и циклогексильная группа; C2-6-алкенильные группы, такие как винильная группа, 1-пропенильная группа, 2-пропенильная группа, 1-бутенильная группа, 2-бутенильная группа, 3-бутенильная группа, 1-метил-2-пропенильная группа, 2-метил-2-пропенильная группа, 1-пентенильная группа, 2-пентенильная группа, 3-пентенильная группа, 4-пентенильная группа, 1-метил-2-бутенильная группа, 2-метил-2-бутенильная группа, 1-гексенильная группа, 2-гексенильная группа, 3-гексенильная группа, 4-гексенильная группа и 5-гексенил; C3-6-циклоалкенильные группы, такие как 2-циклопропенильная группа, 2-циклопентенильная группа и 3-циклогексенильная группа; C2-6-алкинильные группы, такие как этинильная группа, 1-пропинильная группа, 2-пропинильная группа, 1-бутинильная группа, 2-бутинильная группа, 3-бутинильная группа, 1-метил-2-пропинильная группа, 2-метил-3-бутинильная группа, 1-пентинильная группа, 2-пентинильная группа, 3-пентинильная группа, 4-пентинильная группа, 1-метил-2-бутинильная группа, 2-метил-2-пентинильная группа, 1-гексинильная группа и 1,1-диметил-2-бутинильная группа;

[0019]

C1-6-алкоксильные группы, такие как метоксильная группа, этоксильная группа, н-пропоксильная группа, изопропоксильная группа, н-бутоксильная группа, втор-бутоксильная группа, изобутоксильная группа и трет-бутоксильная группа; C2-6-алкенилоксильные группы, такие как винилоксильная группа, аллилоксильная группа, пропенилоксильная группа и бутенилоксильная группа; C2-6-алкинилоксильные группы, такие как этинилоксильная группа и пропаргилоксильная группа; C6-10-арильные группы, такие как фенильная группа и нафтильная группа; C6-10-арилоксильные группы, такие как феноксильная группа и 1-нафтоксильная группа; C7-11-аралкильные группы, такие как бензильная группа и фенэтильная группа; C7-11-аралкилоксильные группы, такие как бензилоксильная группа и фенэтилоксильная группа; C1-7-ацильные группы, такие как формильная группа, ацетильная группа, пропионильная группа, бензоильная группа и циклогексилкарбонильная группа; C1-7-ацилоксильные группы, такие как формилоксильная группа, ацетилоксильная группа, пропионилоксильная группа, бензоилоксильная группа и циклогексилкарбонилоксильная группа; C1-6-алкоксикарбонильные группы, такие как метоксикарбонильная группа, этоксикарбонильная группа, н-пропоксикарбонильная группа, изопропоксикарбонильная группа, н-бутоксикарбонильная группа, и трет-бутоксикарбонильная группа: карбоксильная группа;

[0020]

гидроксильная группа; оксогруппа; C1-6-галоалкильные группы, такие как хлорметильная группа, хлорэтильная группа, трифторметильная группа, 1,2-дихлор-н-пропильная группа, 1-фтор-н-бутильная группа и перфтор-н-пентильная группа; C2-6-галоалкенильные группы, такие как 2-хлор-1-пропенильная группа и 2-фтор-1-бутенильная группа; C2-6-галоалкинильные группы, такие как 4,4-дихлор-1-бутинильная группа, 4-фтор-1-пентинильная группа и 5-бром-2-пентинильная группа; C1-6-галоалкоксильные группы, такие как 2-хлор-н-пропоксильная группа и 2,3-дихлорбутоксильная группа; C2-6-галоалкенилоксильные группы, такие как 2-хлорпропенилоксильная группа и 3-бромбутенилоксильная группа; C6-10-галоарильные группы, такие как 4-хлорфенильная группа, 4-фторфенильная группа и 2,4-дихлорфенильная группа; C6-10-галоарилоксильные группы, такие как 4-фторфенилоксильная группа и 4-хлор-1-нафтоксильная группа; C1-7-галоацильные группы, такие как хлорацетильная группа, трифторацетильная группа, трихлорацетильная группа и 4-хлорбензоильная группа; цианогруппа; изоцианогруппа; нитрогруппа; изоцианатогруппа; цианатная группа; азидная группа;

[0021]

меркаптогруппа; изотиоцианатогруппа; тиоцианатогруппа; C1-6-алкилтиогруппы, такие как метилтиогруппа, этилтиогруппа, н-пропилтиогруппа, изопропилтиогруппа, н-бутилтиогруппа, изобутилтиогруппа, втор-бутилтиогруппа и трет-бутилтиогруппа; C2-6-алкенилтиогруппы, такие как винилтиогруппа и аллилтиогруппа; C2-6-алкинилтиогруппы, такие как этинилтиогруппа и пропаргилтиогруппа; C6-10-арилтиогруппы, такие как фенилтиогруппа и нафтилтиогруппа; гетероарилтиогруппы, такие как тиазолилтиогруппа и пиридилтиогруппа; C7-11-аралкилтиогруппы, такие как бензилтиогруппа и фенэтилтиогруппа; (C1-6-алкилтио)карбонильные группы, такие как (метилтио)карбонильная группа, (этилтио)карбонильная группа, (н-пропилтио)карбонильная группа, (изопропилтио)карбонильная группа, (н-бутилтио)карбонильная группа, (изобутилтио)карбонильная группа, (втор-бутилтио)карбонильная группа и (трет-бутилтио)карбонильная группа;

[0022]

C1-6-алкилсульфинильные группы, такие как метилсульфинильная группа, этилсульфинильная группа и трет-бутилсульфинильная группа; C2-6-алкенилсульфинильные группы, такие как аллилсульфинильная группа; C2-6-алкинилсульфинильные группы, такие как пропаргилсульфинильная группа; C6-10-арилсульфинильная группа, такая как фенилсульфинильная группа; гетероарилсульфинильные группы, такие как тиазолилсульфинильная группа и пиридилсульфинильная группа; C7-11-аралкилсульфинильные группы, такие как бензилсульфинильная группа и фенэтилсульфинильная группа; C1-6-алкилсульфонильные группы, такие как метилсульфонильная группа, этилсульфонильная группа и трет-бутилсульфонильная группа; C2-6-алкенилсульфонильные группы, такие как аллилсульфонильная группа; C2-6-алкинилсульфонильные группы, такие как пропаргилсульфонильная группа; C6-10-арилсульфонильные группы, такие как фенилсульфонильная группа; гетероарилсульфонильные группы, такие как тиазолилсульфонильная группа и пиридилсульфонильная группа; C7-11-аралкилсульфонильные группы, такие как бензилсульфонильная группа и фенэтилсульфонильная группа;

[0023]

шестичленные гетероарильные группы, такие как пиридильная группа, пиразинильная группа, пиримидинильная группа, пиридазинильная группа и триазинильная группа; насыщенные гетероциклические группы, такие как азиридинильная группа, эпоксидная группа, пирролидинильная группа, тетрагидрофуранильная группа, пиперидильная группа, пиперазинильная группа и морфолинильная группа; три-C1-6-алкилсилильные группы, такие как триметилсилильная группа, триэтилсилильная группа и трет-бутилдиметилсилильная группа; и трифенилсилильная группа.

[0024]

"Заместитель" может дополнительно содержать другой "заместитель". Например, бутильная группа, служащая в качестве заместителя, может содержать этоксильную группу в качестве другого заместителя, то есть заместитель может представлять собой этоксибутильную группу.

[0025]

Производное 9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она, которое используется в качестве исходного вещества в реакции согласно настоящему изобретению, представляет собой соединение, представленное следующей формулой (I). В формуле (I) R представляет собой атом водорода, незамещенную или замещенную алкильную группу, незамещенную или замещенную аралкильную группу или незамещенную или замещенную алкоксикарбонильную группу. Среди этих групп атом водорода, C1-6-алкильная группа, C7-11-аралкильная группа, C1-6-алкоксикарбонильная группа или аналогичная группа являются предпочтительными, атом водорода, метильная группа, бензильная группа, трет-бутоксикарбонильная группа или аналогичная группа являются более предпочтительными, и атом водорода или бензильная группа являются еще более предпочтительными. Производное 9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она, служащее в качестве исходного вещества в реакции, может представлять собой вещество, очищенное разнообразными способами. Примеры способов очистки включают способ перекристаллизации, способ щелочного промывания и колоночный способ.

[0026]

[0027]

Комплекс рутения, используемый согласно настоящему изобретению, не ограничивается определенным образом, при том условии, что данный комплекс рутения служит в качестве катализатора в процессе реакции гидрирования. Комплекс рутения, предпочтительно используемый согласно настоящему изобретению, представляет собой соединение, представленное следующей формулой: Ru(X)(Y)(Px)_n(L) или Ru(X)(Y)(PN)₂.

[0028]

В формулах X и Y каждый независимо представляет собой анионный лиганд. X и Y могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга. X и Y могут соединяться друг с другом, образуя, по меньшей мере, бидентатный анионный лиганд.

[0029]

Примеры анионного лиганда включают: CF₃SO₃^-, BF₄^-, PFO^-, ClO₄^-; атомы галогенов, такие как атом фтора, атом хлора, атом брома и атом йода; гидридную группу; гидроксильную группу; незамещенные или замещенные дикетонатные группы, такие как ацетилацетонат; незамещенные или замещенные циклопентадиенильные группы; незамещенные или замещенные алкенильные группы, такие как винильная группа, 1-пропенильная группа, 2-пропенильная группа, 1-бутенильная группа, 2-бутенильная группа, 3-бутенильная группа, 1-метил-2-пропенильная группа, 2-метил-2-пропенильная группа, 1-пентенильная группа, 2-пентенильная группа, 3-пентенильная группа, 4-пентенильная группа, 1-метил-2-бутенильная группа, 2-метил-2-бутенильная группа, 1-гексенильная группа, 2-гексенильная группа, 3-гексенильная группа, 4-гексенильная группа и 5-гексенильная группа; незамещенные или замещенные алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа, н-пропильная группа, изопропильная группа, н-бутильная группа, втор-бутильная группа, изобутильная группа, трет-бутильная группа, н-пентильная группа и н-гексильная группа; незамещенные или замещенные арильные группы, такие как фенильная группа и нафтильная группа;

[0030]

незамещенные или замещенные алкоксильные группы, такие как метоксильная группа, этоксильная группа, н-пропоксильная группа, изопропоксильная группа, н-бутоксильная группа, втор-бутоксильная группа, изобутоксильная группа и трет-бутоксильная группа; незамещенные или замещенные арилоксильные группы, такие как феноксильная группа и 1-нафтоксильная группа; незамещенные или замещенные алкоксикарбонильные группы, такие как метоксикарбонильная группа, этоксикарбонильная группа, н-пропоксикарбонильная группа, изопропоксикарбонильная группа, н-бутоксикарбонильная группа и трет-бутоксикарбонильная группа; незамещенные или замещенные карбоксильные группы, такие как карбоксильная группа, метоксикарбонильная группа и этоксикарбонильная группа; незамещенную или замещенную алкилсульфонатную группу, такую как метилсульфонатная группа, этилсульфонатная группа и трет-бутилсульфонатная группа; незамещенные или замещенные арилсульфонатные группы, такие как фенилсульфонатная группа; незамещенные или замещенные алкилтиогруппы, такие как метилтиогруппа, этилтиогруппа, н-пропилтиогруппа, изопропилтиогруппа, н-бутилтиогруппа, изобутилтиогруппа, втор-бутилтиогруппа и трет-бутилтиогруппа; незамещенные или замещенные алкенилтиогруппы, такие как винилтиогруппа и аллилтиогруппа; незамещенные или замещенные арилтиогруппы, такие как фенилтиогруппа и нафтилтиогруппа; незамещенные или замещенные алкилсульфонильные группы, такие как метилсульфонильная группа, этилсульфонильная группа и трет-бутилсульфонильная группа; и незамещенные или замещенные алкилсульфинильные группы, такие как метилсульфинильная группа, этилсульфинильная группа и трет-бутилсульфинильная группа. Среди этих групп атомы галогенов являются предпочтительными.

[0031]

Px представляет собой фосфиновый лиганд. Число n составляет 1 или 2. Фосфиновый лиганд не ограничивается определенным образом, при том условии, что фосфиновый лиганд делает возможным устойчивое образование комплекса рутения. Примеры Px включают монодентатные фосфиновые лиганды, представленные формулой (P1), и бидентатные фосфиновые лиганды, представленные формулой (P2).

[0032]

[0033]

В формуле (P1) R^A, R^B и R^C каждый независимо представляет собой незамещенную или замещенную C1-20-алкильную группу, такую как метильная группа, этильная группа, н-пропильная группа, изопропильная группа, н-бутильная группа, втор-бутильная группа, изобутильная группа, трет-бутильная группа, пентильная группа, гексильная группа, гептильная группа, нонильная группа или додецильная группа; незамещенную или замещенную фенильную группу; незамещенную или замещенную C3-8-циклоалкильную группу, такую как циклопропильная группа, циклопентильная группа, циклогексильная группа или циклооктильная группа; или незамещенную или замещенную C7-20-аралкильную группую, такую как бензильная группа, α-метилбензильная группа или α,α-диметилбензильная группа. Две из групп R^A, R^B и R^C могут соединяться друг с другом, образуя незамещенный или замещенный гетероцикл.

Среди этих групп R^A, R^B и R^C предпочтительно представляют собой незамещенные или замещенные фенильные группы.

[0034]

Примеры монодентатного фосфинового лиганда, представленного формулой (P1), которые предпочтительно используется согласно настоящему изобретению, включают третичные фосфины, такие как триметилфосфин, триэтилфосфин, трибутилфосфин, трифенилфосфин, трициклогексилфосфин, три(п-толил)фосфин, дифенилметилфосфин, диметилфенилфосфин, диизопропилметилфосфин, 1-[2-(дифенилфосфино)ферроценил]этилметиловый эфир и 2-(дифенилфосфино)-2'-метокси-1,1'-бинафтил. Кроме того, можно использовать фосфиновый лиганд, в котором R^A, R^B и R^C представляют собой группы, отличающиеся друг от друга, такие как этилметилбутилфосфин, этилметилфенилфосфин, изопропилэтилметилфосфин или циклогексил(O-анизил)метилфосфин.

[0035]

В формуле (P2) R^D, R^E, R^F и R^G каждый независимо представляет собой незамещенную или замещенную C1-20-алкильную группу, такую как метильная группа, этильная группа, н-пропильная группа, изопропильная группа, н-бутильная группа, втор-бутильная группа, трет-бутильная группа, пентильная группа или соответствующий изомер, гексильная группа или соответствующий изомер, гептильная группа или соответствующий изомер, нонильная группа или соответствующий изомер или додецильная группа или соответствующий изомер; незамещенную или замещенную фенильную группу; или незамещенную или замещенную C3-8-циклоалкильную группу, такую как циклопропильная группа, циклопентильная группа или циклогексильная группа. R^D и R^E и/или R^F и R^G, могут соединяться друг с другом, образуя незамещенный или замещенный гетероцикл. Среди этих групп R^D, R^E, R^F и R^G предпочтительно представляют собой незамещенные или замещенные фенильные группы.

[0036]

W представляет собой незамещенную и/или замещенную C1-5-алкиленовую группу, такую как метиленовая группа, этиленовая группа, пропиленовая группа, триметиленовая группа или тетраметиленовая группа; незамещенную или замещенную C3-6-циклоалкиленовую группу, такую как циклопропиленовая группа, циклобутиленовая группа, циклопентиленовая группа или циклогексиленовая группа; незамещенную или замещенную ариленовую группу, такую как фениленовая группа, нафтиленовая группа, 1,1'-бифенил-2,2'-диильная группа, 1,1'-бинафтил-2,2'-диильная группа или 1,1'-бинафтил-7,7'-диильная группа; незамещенную или замещенную C2-20-алкендиильную группу, такую как этендиильная группа, пропендиильная группа, изопропендиильная группа или бутендиильная группа; или незамещенную или замещенную C2-20-алкиндиильную группу, такую как этиндиильная группа или пропиндиильная группа. Среди этих групп W предпочтительно представляет собой незамещенную или замещенную C1-5-алкиленовую группу или незамещенную или замещенную ариленовую группу (предпочтительно 1,1'-бифенил-2,2'-диильную группу или 1,1'-бинафтил-2,2'-диильную группу).

[0037]

Примеры бидентатного фосфинового лиганда, представленного формулой (P2), включают бисдифенилфосфинометан, бисдифенилфосфиноэтан, бисдифенилфосфинопропан, бисдифенилфосфинобутан, бисдиметилфосфиноэтан, бисдиметилфосфинопропан, 1,1'-бис(дифенилфосфино)ферроцен и 2,2'-бис(дифенилфосфино)-1,1'-бифенил. Среди этих соединений предпочтительными являются бисдифенилфосфинобутан или 2,2'-бис(дифенилфосфино)-1,1'-бифенил.

[0038]

Дополнительные примеры предпочтительного бидентатного фосфинового лиганда согласно настоящему изобретению включают асимметричные лиганды, такие как 2,2'-бис-(дифенилфосфино)-1,1'-бинафтил (далее именуемый как BINAP), производные BINAP, в которых в нафтильном кольце BINAP содержится заместитель, такой как алкильная группа или арильная группа, производные BINAP, имеющие фторсодержащий заместитель, и производные BINAP, в которых два бензольных кольца при атоме фосфора содержат от 1 до 5 заместителей, таких как алкильная группа или алкоксильная группа, соответственно. Соответствующие конкретные примеры включают 2,2'-бис-(ди-п-толилфосфино)-1,1'-бинафтил (Tol-BINAP), 2,2'-бис[бис(3,5-диметилфенил)фосфино]-1,1'-бинафтил (Xylyl-BINAP), 1-[1',2-бис(дифенилфосфино)ферроценил]этилдиамин, 2,2'-бис-(дициклогексилфосфино)-6,6'-диметил-1,1'-бифенил, 2,3-бис-(дифенилфосфино)бутан, 1-циклогексил-1,2-бис-(дифенилфосфино)этан, 1-замещенный-3,4-бис-(дифенилфосфино)пирролидин, 2,3-O-изопропилиден-2,3-дигидрокси-1,4-бис-(дифенилфосфино)бутан, 1,2-бис[(O-метоксифенил)фенилфосфино]этан, замещенный-1,2-бис(фосфолано)бензол, 5,6-бис-(дифенилфосфино)-2-норборнен, N,N'-бис-(дифенилфосфино)-N,N'-бис(1-фенилэтил)этилендиамин, 1,2-бис-(дифенилфосфино)пропан, 2,4-бис-(дифенилфосфино)пентан, [(5,6),(5',6')-бис(метилендиокси)бифенил-2,2'-диил]бис(дифенилфосфин), 1,2-бис(трет-бутилметилфосфино)этан и 2,4-бис-(дифенилфосфино)пентан.

[0039]

Известны многочисленные фосфиновые лиганды (PX), которые можно синтезировать и получать известными способами. Кроме того, имеющиеся в продаже соединения можно непосредственно использовать, или их можно использовать после очистки, насколько это необходимо. В комплексе рутения предпочтительно используемый согласно настоящему изобретению Px представляет собой бидентатный фосфиновый лиганд.

[0040]

L представляет собой лиганд, представленный следующей формулой (III), или диаминный лиганд.

В формуле (III), R¹ и R² каждый независимо представляет собой атом водорода, незамещенную или замещенную алкильную группу, незамещенную или замещенную арильную группу или незамещенную или замещенную аралкильную группу. Кольцо B представляет собой незамещенный или замещенный гетероцикл, отрезок двойной линии, состоящей из непрерывной линии и штриховой линии, представляет собой одинарную связь или двойную связь, и Z представляет собой координирующий атом, выбранный из группы, которую составляют N, P, O и S.

[0041]

(III)

[0042]

Примеры алкильной группы включают метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, н-бутильную группу, н-пентильную группу, н-гексильную группу, изопропильную группу, изобутильную группу, втор-бутильную группу, трет-бутильную группу, изопентильную группу, неопентильную группу, 2-метилбутильную группу, 2,2-диметилпропильную группу и изогексильную группу.

[0043]

Примеры замещенной алкильной группы включают C3-8-циклоалкил C1-6-алкильные группы, такие как циклопропилметильная группа, 2-циклопропилэтильная группа, циклопентилметильная группа, 2-циклогексилэтильная группа и 2-циклооктилэтильная группа; галоалкильные группы, такие как фторметильная группа, хлорметильная группа, бромметильная группа, дифторметильная группа, дихлорметильная группа, дибромметильная группа, трифторметильная группа, трихлорметильная группа, трибромметильная группа, 2,2,2-трифторэтильная группа, 2,2,2-трихлорэтильная группа, пентафторэтильная группа, 4-фторбутильная группа, 4-хлорбутильная группа, 3,3,3-трифторпропильная группа, 2,2,2-трифтор-1-трифторметилэтильная группа, перфторгексильная группа, перхлоргексильная группа и 2,4,6-трихлоргексильная группа; и алкоксиалкильные группы, такие как метоксиметильная группа, этоксиметильная группа, метоксиэтильная группа, этоксиэтильная группа, метокси-н-пропильная группа, этоксиметильная группа, этоксиэтильная группа, н-пропоксиметильная группа, изопропоксиэтильная группа, втор-бутоксиметильная группа и трет-бутоксиэтильная группа.

[0044]

Примеры арильной группы включают фенильную группу, нафтильную группу, азуленильную группу, инденильную группу, инданильную группу и тетралинильную группу. Предпочтительные примеры заместителя в арильной группе включают атомы галогенов, такие как атом фтора, атом хлора, атом брома и атом йода; алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа, н-пропильная группа, изопропильная группа, н-бутильная группа, втор-бутильная группа, изобутильная группа, трет-бутильная группа, н-пентильная группа и н-гексильная группа; гидроксильную группу; алкоксильные группы, такие как метоксильная группа, этоксильная группа и н-пропильная группа; и цианогруппу.

[0045]

Примеры аралкильной группы включают бензильную группу и фенэтильную группу. Предпочтительные примеры заместителя в аралкильной группе включают атомы галогенов, такие как атом фтора, атом хлора, атом брома и атом йода; алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа, н-пропильная группа, изопропильная группа, н-бутильная группа, втор-бутильная группа, изобутильная группа, трет-бутильная группа, н-пентильная группа и н-гексильная группа; гидроксильная группа; алкоксильные группы, такие как метоксильная группа, этоксильная группа и н-пропильная группа; и цианогруппу.

[0046]

Среди этих групп R¹ и R² предпочтительно представляют собой атом водорода или незамещенную или замещенную C1-6-алкильную группу.

[0047]

Кольцо B представляет собой незамещенный или замещенный гетероцикл. Кольцо B имеет координирующий атом Z при атоме, расположенном рядом с связывающей частью. Координирующий атом Z представляет собой N, P, O или S.

Примеры незамещенной или замещенной гетероциклической группы включают незамещенные или замещенные пятичленные гетероарильные группы, незамещенные или замещенные шестичленные гетероарильные группы, незамещенные или замещенные конденсированные гетероциклические арильные группы, незамещенные или замещенные насыщенные/ненасыщенные пятичленные гетероциклические группы и незамещенные или замещенные насыщенные/ненасыщенные шестичленные гетероциклические группы.

[0048]

Примеры "незамещенных или замещенных пятичленных гетероарильных групп" включают пирролильные группы, такие как пиррол-2-ильная группа; фурильные группы, такие как фуран-2-ильная группа; тиенильные группы, такие как тиофен-2-ильная группа; имидазолильные группы, такие как имидазол-2-ильная группа, имидазол-5-ильная группа, 1-метилимидазол-2-ильная группа и 1-метилимидазол-4-ильная группа; пиразолильные группы, такие как пиразол-3-ильная группа и пиразол-5-ильная группа; оксазолильные группы, такие как оксазол-2-ильная группа, оксазол-4-ильная группа и оксазол-5-ильная группа; изоксазолильные группы, такие как изоксазол-3-ильная группа и изоксазол-5-ильная группа; тиазолильные группы, такие как тиазол-2-ильная группа; изотиазолильные группы, такие как изотиазол-3-ильная группа и изотиазол-5-ильная группа; триазолильные группы, такие как 1,2,3-триазол-4-ильные группы, 1-метил-1,2,3-триазол-4-ильная группа, 1,2,4-триазол-3-ильная группа и 2, 3-диметил-1,2,4-триазол-5-ильная группа; oxaдиазолильные группы, такие как 1,2,3-oxaдиазол-4-ильная группа, 1,2,3-oxaдиазол-5-ильная группа и 1,3,4-oxaдиазол-2-ильная группа; тиадиазолильные группы, такие как 1,2,4-тиадиазол-3-ильная группа, 1,2,4-тиадиазол-5-ильная группа и 1,3,4-тиадиазол-2-ильная группа; тетразолильные группы, такие как тетразол-5-ильная группа.

[0049]

Примеры "незамещенных или замещенных шестичленных гетероарильных групп" включают пиридильные группы, такие как пиридин-2-ильная группа; пиразинильные группы, такие как пиразин-2-ильная группа и 5-метилпиразин-2-ильная группа; пиримидинильные группы, такие как пиримидин-2-ильная группа и пиримидин-4-ильная группа, пиридазинильные группы, такие как пиридазин-3-ильная группа, и триазинильные группы, такие как 1,3,5-триазин-2-ильная группа.

[0050]

Примеры "незамещенных или замещенных конденсированных гетероциклических арильных групп" включают индол-2-ильную группу; бензофуран-2-ильную группу, бензотиофен-2-ильную группу, бензимидазол-2-ильную группу, 1-метил-бензимидазол-2-ильную группу, бензоксазол-2-ильную группу, бензтиазол-2-ильную группу и хинолин-2-ильную группу.

[0051]

Примеры "незамещенных или замещенных насыщенных/ненасыщенных пятичленных гетероциклических групп" включают пирролидин-2-ильную группу, тетрагидрофуран-2-ильную группу и оксазолин-2-ильную группу.

[0052]

Примеры "незамещенных или замещенных насыщенных/ненасыщенных шестичленных гетероциклических групп" включают пиперидин-2-ильную группу, пиперазин-2-ильную группу и морфолин-2-ильную группу.

[0053]

Среди этих групп кольцо B предпочтительно представляет собой незамещенную или замещенную пятичленную гетероарильную группу, незамещенную или замещенную шестичленную гетероарильную группу или незамещенную или замещенную конденсированную гетероарильную группу, и предпочтительнее представляет собой тиазолильную группу, пиридильную группу, пиразинильную группу, пиримидинильную группу, бензимидазолильную группу или бензоксазолильную группу, которая может содержать в качестве заместителя C1-6-алкильную группу.

[0054]

Лиганд, представленный формулой (III), который предпочтительно используется согласно настоящему изобретению, представляет собой пиридин-2-илметанамин (см. формулу (L1)), (1-метил-1H-бензимидазол-2-ил)метанамин (см. формулу (L2)), (5-метилпиразин-2-ил)метанамин (см. формулу (L3)), бензоксазол-2-илметанамин (см. формулу (L4)), пиримидин-2-илметанамин (см. формулу (L5)), или тиазол-2-илметанамин (см. формулу (L6)) или (пиразин-2-ил)метанамин (см. формулу (L7)).

[0055]

[0056]

Диаминный лиганд представляет собой соединение, в молекуле которого содержатся две аминогруппы. Диаминный лиганд, представленный формулой (VI), предпочтительно используется согласно настоящему изобретению.

[0057]

[0058]

В этой формуле R⁵-R¹² каждый независимо представляет собой атом водорода, незамещенную или замещенную алкильную группу, незамещенную или замещенную арильную группу или незамещенную или замещенную аралкильную группу, и два из R⁵-R¹² могут соединяться друг с другом, образуя кольцо.

[0059]

Примеры алкильной группы, замещенной алкильной группы, арильной группы, замещенной арильной группы, аралкильной группы и замещенной аралкильной группы включают группы, упомянутые как R¹ и R² в формуле (III).

[0060]

Среди этих групп предпочтительно, что R⁵-R¹² каждый независимо представляет собой атом водорода или C1-6-алкильную группу.

[0061]

D представляет собой одинарную связь, незамещенную или замещенную алкиленовую группу, незамещенную или замещенную циклоалкиленовую группу, незамещенную или замещенную ариленовую группу или незамещенную или замещенную двухвалентную гетероциклическую группу.

[0062]

Примеры незамещенных или замещенных алкиленовых групп включают этиленовую группу, пропиленовую группу, триметиленовую группу, тетраметиленовую группу, пентаметиленовую группу и гексаметиленовую группу.

[0063]

Примеры незамещенных или замещенных циклоалкиленовых групп включают циклоалкиленовые группы, такие как циклопропиленовая группа, циклобутиленовая группа, циклопентиленовая группа, циклогексиленовая группа и бициклогептендиильная группа.

[0064]

Примеры незамещенных или замещенных двухвалентных гетероциклических групп включают незамещенные или замещенные (предпочтительно C1-6-алкилзамещенные или C1-6-алкоксизамещенные) диоксоланильные группы, такие как 2,2-диметил-1,3-диоксолан-4,5-диильная группа и 5,6-диметокси-5,6-диметил-1,4-диоксолан-2,3-диильная группа.

[0065]

Среди этих групп D предпочтительно представляет собой одинарную связь, или незамещенную или замещенную двухвалентную гетероциклическую группу, и предпочтительнее представляет собой одинарную связь, или незамещенную или замещенную (предпочтительно C1-6-алкил-замещенную) диоксоланильную группу.

[0066]

Конкретные примеры диаминных лигандов, предпочтительно используемых согласно настоящему изобретению, будут представлены ниже.

[0067]

[0068]

PN представляет собой лиганд, представленный следующей формулой (IV).

В формуле (IV) R³ и R⁴ каждый независимо представляет собой незамещенную или замещенную алкильную группу, незамещенную или замещенную арильную группу или незамещенную или замещенную аралкильную группу. A представляет собой незамещенную или замещенную C1-4-алкиленовую группу.

[0069]

[0070]

Примеры незамещенных или замещенных алкильных групп, незамещенных или замещенных арильных групп или незамещенных или замещенных аралкильных групп для R³ и R⁴ включают те же группы, которые были упомянуты для R¹ и R².

Среди этих групп R³ и R⁴ предпочтительно представляют собой незамещенную или замещенную алкильную группу, или незамещенную или замещенную арильную группу, и предпочтительнее представляют собой C1-6-алкильную группу или фенильную группу.

[0071]

Примеры алкиленовой группы включают C1-4-алкиленовые группы, такие как метиленовая группа, этиленовая группа, пропиленовая группа, триметиленовая группа, и тетраметиленовая группа. Предпочтительные примеры заместителей в алкиленовой группе включают атомы галогенов, такие как атом фтора, атом хлора, атом брома и атом йода; гидроксильную группу и цианогруппу.

[0072]

Комплекс рутения, предпочтительно используемый согласно настоящему изобретению, содержит лиганд, представленный следующей формулой (V).

[0073]

[0074]

Комплекс рутения, используемый согласно настоящему изобретению, можно получать, вводя в реакцию элементарный рутений или комплекс рутения и желательный лиганд. Центральный атом рутения может иметь степень окисления, составляющую 0, 1, 2, 3 или более. Согласно настоящему изобретению, оказывается предпочтительным, что с желательным лигандом реагирует галогенидный комплекс рутения(II).

[0075]

В способе получения согласно настоящему изобретению комплекс рутения присутствует в количестве, составляющем предпочтительно от 0,001 до 10 мол. ч. и предпочтительнее от 0,01 до 1 мол. ч. в расчете на 100 мол. ч. производного 9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она. В том случае, когда количество комплекса рутения представляет собой чрезмерно малое количество, катализатор является малоэффективным, и становятся низкими реакционная способность и селективность. С другой стороны, в том случае, когда используемое количество комплекса рутения превышает необходимое количество, становится высокой стоимость производства.

[0076]

В способе получения согласно настоящему изобретению может присутствовать основание. В том случае, когда в качестве катализатора используется комплекс рутения, в котором отсутствует координированный гидрид, присутствие основания оказывается предпочтительным. Примеры основания включают гидроксиды щелочных металлов, такие как гидроксид калия и гидроксид натрия; органические основания, такие как трет-бутоксид калия, этоксид натрия, ацетат натрия, и амины (предпочтительно алкоксиды щелочных металлов); а также ионообменные смолы. Основание используется в количестве, составляющем предпочтительно от 0,002 до 20 мол. ч. и предпочтительнее от 0,02 до 10 мол. ч. в расчете на 100 мол. ч. производного 9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она.

[0077]

В качестве водорода используется, как правило, газообразный водород. Можно также использовать известные вещества, которые могут производить водород. Примеры веществ, которые могут производить водород, включают вещества, содержащие металл, такой как железо или алюминий, в качестве своего основного компонента, и вещества, содержащие металлогидридное соединение, такое как гидрид магния или гидрид кальция, в качестве своего основного компонента.

[0078]

Хотя давление (манометрическое давление) водорода в процессе реакции восстановления не ограничивается определенным образом, давление водорода предпочтительно составляет от атмосферного давления (0,1 МПа) до 100 атм. (10 МПа). Хотя температура в процессе реакции восстановления не ограничивается определенным образом, эта температура предпочтительно составляет от 0 до 100°C. Реакция восстановления может осуществляться при отсутствии растворителя или в присутствии растворителя. Растворитель не ограничивается определенным образом, при том условии, что данный растворитель является неактивным в реакции восстановления. Примеры растворителей включают спирты, такие как метанол, этанол, изопропанол, н-бутанол, трет-бутанол и циклогексанол; ароматические соединения, такие как толуол и ксилол; N,N-диметилацетамид, хлороформ, дихлорметан, тетрагидрофуран, 1,2-диметоксиэтан и циклопентилметиловый эфир. Растворитель используется в количестве, составляющем предпочтительно от 10 до 10000 мол. ч. и предпочтительнее от 50 до 2000 мол. ч. в расчете на 100 мол. ч. производного 9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она.

[0079]

Производное 9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-ола, которое образуется как продукт реакции, получаемый согласно настоящему изобретению, представляет собой соединение, представленное следующей формулой (II). В формуле (II) R представляет собой атом водорода, незамещенную или замещенную алкильную группу, незамещенную или замещенную аралкильную группу или незамещенную или замещенную алкоксикарбонильную группу. Среди этих групп атом водорода, C1-6-алкильная группа, C7-11-аралкильная группа или C1-6-алкоксикарбонильная группа являются предпочтительными, атом водорода, метильная группа, бензильная группа или трет-бутоксикарбонильная группа являются более предпочтительными, и атом водорода или бензильная группа являются еще более предпочтительными. Производное 9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-ола существует в форме двух изомеров, представляющих собой экзо-изомер и эндо-изомер и имеющих различные конфигурации гидроксильной группы. Способом согласно настоящему изобретению, как правило, селективно получается эндо-изомер. Продукт реакции, получаемый способом получения согласно настоящему изобретению, можно очищать известным способом.

[0080]

[Примеры]

[0081]

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно с представлением ряда примеров. Однако настоящее изобретение никаким образом не ограничивается данными примерами.

[0082]

Пример 1

229 мг 9-бензил-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она (далее может сокращенно называться как OBB) переводили в раствор, содержащий растворитель, представленный в таблицах 1 и 2, катализатор, представляющий собой комплекс рутения, и 20 мМ трет-бутоксида калия. Температуру раствора поддерживали на уровне 25°C, в раствор вводили газообразный водород при манометрическом давлении 10 атм (1 МПа) и осуществляли реакцию восстановления, получая эндо-9-бензил-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-ол (далее может сокращенно называться эндо-HOBB). Результаты представлены в таблицах 1 и 2.

[0083]

[0084]

[0085]

[0086]

* Реакцию в примере № 7 осуществляли, поддерживая температуру на уровне 50°C.

Сокращенные термины, используемые в таблицах, представлены ниже.

PPh₃: трифенилфосфин

en: этилендиамин

IPA: изопропанол

DMA: N,N-диметилацетамид

biphep: 2,2'-бис-(дифенилфосфино)-1,1'-бифенил

dmem: N,N-диметилэтилендиамин

pica: α-пиколиламин (см. формулу (LI))

Rucy™: комплекс, представленный формулой (C) (производитель Takasago International Corporation)

[0087]

Катализатор Rucy

(C)

[0088]

binap: 2,2'-бис-(дифенилфосфино)-1,1'-бинафтил

(R)-iphan: (2R, 3R, 4R, 5R)-3, 4-O-изопропилиденгекспн-2,5-диамин

(S)-ipban: (2S, 3S)-2, 3-O-изопропилиденбутан-l, 4-диамин

dmapen: 2-диметиламино-1-фенилэтиламин

aep: 2-(пиридин-2-ил)этиламин

ammp: (5-метилпиразин-2-ил) метанамин (см. формулу (L3)

ampm: пиримидин-2-илметанамин (см. формулу (L5))

ambo: бензоксазол-2-илметанамин (см. формулу (L4))

amtz: тиазол-2-илметанамин (см. формулу (L6))

dppb: 1,4-бис(дифенилфосфино)бутан

[0089]

Пример 2

Реакцию восстановления 9-бензил-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она осуществляли с использованием RuCl₂(Ph₂PCH₂CH₂NH₂)₂ (производитель KANATA Ltd.) в условиях, представленных в таблице 3. Результаты представлены в таблице 3.

[0090]

RuCl₂(Ph₂PCH₂CH₂NH₂)₂

[0091]

[0092]

[0093]

Пример 3

Реакцию восстановления OBB осуществляли с использованием RuCl2[(S)-binap][(R)-iphan] в условиях, в который соотношение субстрата и рутениевого катализатора (S/C) составляло 1000, и давление водорода составляло 50 атм. (5 МПа), при комнатной температуре в течение 16 часов. Реакция проходила почти полностью, выход составлял 99,7 %, и была получена селективность (соотношение изомеров эндо:экзо) 99,3:0,7.

[0094]

RuCl₂[(S)-binap][(R)-iphan]

[0095]

Пример 4

Реакцию восстановления 9-бензил-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она осуществляли в условиях, представленных в таблице 4. Результаты представлены в таблице 4.

[0096]

[0097]

[0098]

Сокращенные термины, используемые в таблице, представлены ниже.

ammp: (5-метилпиразин-2-ил)метанамин (см. формулу (L3))

dppb: 1,4-бис(дифенилфосфино)бутан

[0099]

Пример 5

Реакцию восстановления 9-бензил-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она осуществляли с использованием цис-RuCl2[dppb][Me-bima] в условиях, представленных в таблице 5. Результаты представлены в таблице 5.

[0100]

[0101]

Сокращенные термины, используемые в таблице, представлены ниже.

Me-bima: (1-метил-1H-бензимидазол-2-ил)метанамин (см. формулу (L2))

dppb: 1,4-бис(дифенилфосфино)бутан

[0102]

Пример 6

(Примеры получения эндо-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-ола)

Реакцию восстановления 9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она осуществляли с использованием цис-RuCl2(dppb)(ammp) или цис-RuCl2(Me-bima) в условиях, представленных в таблице 6. Результаты представлены в таблице 6.

[0103]

[0104]

[0105]

Сокращенные термины, используемые в таблице, представлены ниже.

ammp: 2-аминометил-5-метилпиразин (см. формулу (L3))

Me-bima: (1-метил-1H-бензимидазол-2-ил)метанамин (см. формулу (L2))

dppb: 1,4-бис(дифенилфосфино)бутан

[0106]

Пример 7

229 мг OBB переводили в раствор, содержащий этанол в качестве растворителя, катализатор RuCl2(dppb)(ampz) и 20 мМ трет-бутоксида калия. Катализатор использовали в таком количестве, что соотношение субстрата и катализатора составляло 1000. Термин "ampz" означает (пиразин-2-ил)метанамин (см. формулу (L7)).

Температуру раствора поддерживали на уровне 30°C, в раствор вводили газообразный водород при манометрическом давлении 10 атм (1 МПа) и реакцию восстановления осуществляли в течение 3 часов. Выход HOBB составлял 94,5%, и оставалось 5,5% исходных материалов. В полученных продуктах соотношение изомеров экзо/эндо составляло 1,8/98,2.

Промышленная применимость

[0107]

Производное эндо-9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-ола, которое может применяться как промежуточное соединение для получения сельскохозяйственных химикатов, таких как акарициды, или лекарственных средств, селективно получается при низкой стоимости в реакции производного 9-азабицикло[3.3.1]нонан-3-она с водородом в присутствии катализатора, состоящего из комплекса рутения.