专利名称：硫代内酯的制造技术
硫代内酯的制造
本发明涉及用于制造环状(硫代内酯)和相关化合物的方法，所述方 法通过在存在金属催化剂时氢化环状硫代酸酐来实现。该方法的产物适合 用作药物或维生素型活性物质，或用作制造这类活性物质的中间产物。
通过实施本发明的方法(其中起始原料可以是前手性的环状硫代酸 酐)，所制造的硫代内酯被发现具有令人惊奇的高化学选择性和对映选择 性，并以令人惊奇的高化学产率和高光学产率被获得。
本发明涉及用于制造通式为
O I
的硫代内酯，或例如通式为r或r"
的羟基硫代内酯或其异构体，或例如通式为r，、 r"，、 r""
的开环羟基硫代内酯或其异构体的方法，其中各r1和r2分别独立地表示-并且W和RS各自独立地表示氢、取代的或未取代的烷基、取代的或 未取代的烯基、取代的或未取代的环垸基、取代的或未取代的芳基、任选 地被芳香族地取代的芳基垸基、任选地被芳香族地取代的芳基烯基、环烷 基部分上取代的或未取代的环烷基垸基、杂环基、取代的或未取代的烷酰 基、取代的或未取代的芳酰基、取代的或未取代的烷磺酰基、取代的或未 取代的芳磺酰基或甲硅垸基Si(烷基)3、 Si(芳基)3或Si(烷基)^2(芳基)2^，
或者，两个符号R"—起形成羰基，而两个剩余的符号115各自独立地 具有针对R"和Rl东述的上述含义之一；
其特征在于在存在第vni族金属催化剂时氢化通式
的环状硫代酸酐，其中Ri和W具有上面给出的含义。
在备选的方法中，Ri和R"可独立地表示基团(a)或(b) -OR3 (a)
-NR4R5 (b)
RS具有R"和Rs的含义。
在关于R3、尺4和Rs的多种含义的上述定义中，任何烷基包括直链的 或(在3个或更多碳原子的情况下)支链的烷基，优选地具有至多12个 碳原子，更优选地具有至多6个碳原子，例如甲基、乙基、异丙基、叔丁 基、新戊基和正己基。这同样适用于这类取代的或未取代的基团(如芳烷 基、环垸基烷基、垸酰基和烷磺酰基)的烷基部分，并适用于甲硅烷基
Si(烷基)3或Si(烷基)^2(芳基)2m的烷基。任何烯基或作为取代的或未取代
的芳基烯基一部分的烯基包括直链或支链的烯基，适当地具有至多12个 碳原子，更优选地至多6个碳原子，并取决于碳原子数量具有至多三个双 键(优选地一个双键)。烯基的一个实例是烯丙基。任何环烷基或者作为 取代的或未取代的环烷基烷基一部分的环烷基适当地含有3到8个碳原子，优选地4到7个碳原子。任何芳基，或作为取代的或未取代的芳基烷 基、芳基烯基、芳酰基或芳基磺酰基一部分的芳基，以及甲硅烷基Si(芳 基)3或Si(烷基)i或2(芳基)2或f的芳基，适当地是苯基、l-萘基或2-萘基，优 选地是苯基。任何杂环基可以下述基团，所述基团具有至少被部分饱和的 性质或芳香族(杂芳香族)性质并具有至少一个选自氧、硫和氮原子的环 杂原子，其中环上的两个或更多这类原子可以是相同或不同的杂原子。这 类基团的实例为四氢呋喃基、四氢二噁烷基、四氢硫代苯基、吡咯烷 基、哌啶基、吗啉基、哌嗪基、二氢呋喃基、二氢二噁烷基、二氢硫代苯 基、吡咯基和吡啶基，以及能够以一个或多个稠合的苯环为特征和/或在次 级环氮原子上带有取代基(具体地，烷基)的任何这类基团。
用于取代的或未取代的烷基、烯基、烷酰基或烷基磺酰基的合适取代
基包括选自CM烷氧基和CL4硫代烷基(alkylthio)的一种或多种取代基，其 中同一垸基或烯基上的两个或更多取代基可以相同或不同。在烷氧基烷基 的情况下，优选地，烷氧基甲基的亚甲基部分上任选地带有一个或两个烷 基取代基。用于取代的或未取代的环烷基的合适取代基包括一个或多个相 同的或不同的d-4烷基。用于取代的或未取代的芳基的合适取代基包括CV 4烷基和Cw烷氧基，其中在这种情况下，两个或更多取代基也可以是相同 的或不同的。如果合适，所讨论的关于取代基种类的该信息同样适用于环 垸基和芳基部分，任选地被芳香族地取代的芳基烷基、任选地被芳香族地 取代的芳基烯基、取代的或未取代的环烷基烷基、取代的或未取代的芳酰 基和取代的或未取代的芳基磺酰基。
在所使用的第VIII族金属催化剂中，第VIII族金属(铁、钴、镍、 钌、铑、钯、锇、铟或铂)特别地是钌(Ru)、铑(Rh)或铱(Ir)。催化剂可以 是均相的或非均相的、手性或非手性的。
金属催化剂可以是金属自身、金属与手性和/或非手性改性剂一起、或 金属络合物，其中所述金属优选地在形式上具有零氧化态或正氧化态。所 述金属络合物可以是游离的，或固定在合适的载体上，所述载体例如是活 性炭、有机聚合物、无机或有机离子交换剂或无机材料(例如二氧化硅、 二氧化钛或氧化铝)。金属自身情况下的改性剂，和金属络合催化剂情况下的络合分子，可以是以一个或多个作为与金属原子的连接位点的磷、 氮、氧和/或硫原子作为特征的单齿、双齿或多齿化合物。另外，具有金属络合性质并具有一个或多个磷、氮和/或硫原子和/或 能与金属配位的官能团的其他有机化合物可作为催化体系的一部分存在， 或作为催化体系的整体存在。合适的官能团包括带有一个或多个双键的烯 烃中和芳香族化合物中存在的双键。催化体系的其他组分可以是无机和/或有机的盐和/或质子酸。合适的均相金属络合催化剂是例如式III或式IV:[A鋒YZ] III[A,MeY]+E「 IV其中A!表示两个三级单膦(tertiary monophosphine)配体或双三级双 膦(ditertiary diphosphine)配体，其与金属原子(Me)—起形成5-到10-兀 环，优选地5-到8-元环，特别地5-到7-元环；Me表示贵金属，特别地为Rh、 Ru或Ir;Y表示两个链烯或二烯；Z表示C1、 Br或I;和E「表示质子酸或络酸的阴离子。合适的烯烃Y包括C2—12-，优选地C2—6-和特别地C2-4-烯烃，例如丙烯、1-丁烯和(最优选地)乙烯。Y的备选含义二烯可含有5-12个，优选 地5-8个碳原子，并可以是脂肪族的、环的或多环的。二烯中的两个双键 优选地被一个或两个亚甲基隔开。实例为1,3-戊二烯、环戊二烯、1,5-己 二烯、1,4-环己二烯、1,4-或1，5-庚二烯、1,4-或1,5-环庚二烯、1,4-或1，5-辛二烯、1,4-或1,5-环辛二烯和降冰片二烯。优选地，Y表示两个乙烯或 1,5-己二烯、1，5-环辛二烯或降冰片二烯。式III中的Z优选地为Cl或Br。式IV中Er的实例为C104—、 CF3S03— 、CH3S03—、 HS(VBF4-、 B(苯基V、 B(3，5-二(三氟甲基)-苯基)4-、 PF6\ SbCV、 AsF6， SbF6-。三级单膦配体作为式ni和iv二者中的A的两个含义之一，具有下述特征与一个磷原子结合的三个结合了氧的取代基(亚磷酸酯)、两个结 合了氧的取代基和一个结合了氮的取代基或三个结合了碳的取代基。备选 的(单个)双三级双膦配体是这样的配体其中两个磷原子通过桥联基团 连接且所述磷原子通过氧、氮或碳原子与桥联基团结合，其中磷原子带有 两个结合了氧或结合了碳的取代基。两个结合了氧的取代基优选地形成二醇残基，从而存在环状亚膦酸 酯。所述二醇优选地是2,2'-二羟基-1，1'-二苯基或-二萘基，其可以被单取代 或多取代，特别是在6-和/或6'-位置上被例如d—8-烷基、C5-8-环烷基、C5_ 8-环烷基-Ci-4-焼基、C6i芳基、Cw2-芳烷基、Ci-8-院氧基、。5-8-环烷氧 基、C5—8-环烷基-Q—4-烷氧基、C6—,芳氧基或C^-芳烷氧基取代。实例为 甲基、乙基、丙基、丁基、环己基、环己基甲基、苯基、苄基、甲氧基、 乙氧基、丙氧基、丁氧基、环己氧基、苯氧基和苄氧基。三级单膦和双三级双膦在大量实例中公知并描述于文献中。单膦和双 膦可以是手性的，因此当根据本发明的方法，前手性环状硫代酸酐被氢化 时，在很大程度上促进光学异构体的形成。带有三个结合了氧的或两个结合了氧的和一个结合了氮的取代基的合 适三级单膦是式V和VI其中R5、 R6、 R7和Rs独立地表示单价的、取代或未取代的脂肪族、杂脂肪族、脂环族、杂脂环族、脂环族-脂肪族、杂脂环族-脂肪族、芳香族、杂芳香族、芳香族-脂肪族或杂芳香族-脂肪族基团，Rs和R6—起形成二价的、未取代或取代的脂肪族、杂脂肪族、脂环族、杂脂环族、脂环族-脂肪族、杂脂环族-脂肪族、芳香族、杂芳香族、芳香族-脂肪族或杂芳香族-脂肪族基团，R7和R8与氮原子一起形成5-或6-元环。优选地，Rs和R6—起形成二价基团，特别是未取代的或取代的i，r-ii二萘-2，2，-二基或1,1，-二苯-2,2，-二基。后者的实例为式的配体，其中R7和Rs具有上文所给出的含义。合适的三级单膦包括三个选自以下基团的与C结合的取代基未取 代或取代的脂肪族、杂脂肪族、脂环族、杂脂环族、脂环族-脂肪族、杂脂 环族-脂肪族、芳香族、杂芳香族、芳香族-脂肪族和杂芳香族-脂肪族基团，其适当地含有至多18个、优选地至多12个、和特别地至多8个碳原 子和/或杂原子，和4到8个、优选地5到7个、特别地5或6个环成员。 环状基团可以与多环基团连接、稠合或稠合并连接，这类环体系可含有例 如2到6个、优选地2到4个环碳原子或杂环碳原子。杂环基团中的杂原子或基团可选自-O-、 -S-、 =N-、 -HN-或-RaN，其中Ra优选地表示C,—8-烷基、C5—8-环烷基、C5T环烷基-d(烷基、C6.1Q-芳基、 C7—12-芳烷基或酰基。脂肪族或杂脂肪族基团可以是例如直链或支链的 Cm2-院基，优选地C3—8烷基，其任选地以一个或多个插入的氧和/或硫原子为特征(因此，例如是垸氧基烷基、烷氧基烷氧基烷基、垸基硫代烷基、 垸基硫代垸基硫代烷基等以氧和硫两种链原子为特征的基团或类似基团)。脂环族基团适当地是Cs-8-环烷基，杂脂环族基团适当地是具有5到 8个环成员的环状基团，所述成员包括碳原子和作为杂原子或基团的一个或多个-O、 —S—和/或-NRa— (Ra如上文给出)。脂环族-脂肪族基团适当地是C^-环烷基-CM-烷基，杂脂环族-脂肪族基团特征在于如上述针对"杂 脂环族"所解释的基团的杂脂环族部分，以及具有1到4个碳原子的烷基部分。芳香族和杂芳香族基团适当地分别是Cw2-芳基和以一个或多个选自-O-、 -S-、 -=N-、 -HN-和-RaN- (Ra如上文给出)的杂原子或基团为特征 的Cs-u-杂芳基。在芳香族-脂肪族或杂芳香族-脂肪族基团中(其适当地分别是Q-i2-芳基-d-4-垸基，或C5.n-杂芳基-d,垸基)，后一基团的C5_U-杂烷基部分定义如上文对"Cs-u-杂芳基"所解释的。三级单膦还可以是一共具有例如4-6个环成员(磷杂环丁烷、磷杂环 戊垸和膦)的P-取代的P环。P-取代基可以被取代，例如如稍后对双三级 双膦所解释的。单膦的实例为三甲基膦、三叔丁基膦、三己基膦、三环己 基膦、三降冰片基膦、三金刚垸基膦、三苯基膦、三甲苯酰基膦、三甲苄 基膦、苯基磷杂环戊烷和二苯基叔丁基膦。非手性和手性双三级双膦包括其中两个膦基团均与直链或环状连接烃 基在不同位点结合的双三级双膦，优选地(a) 与C^-碳链上不同碳原子结合，所述链是单环的一部分或双环体系的一部分，如例如二苯基或二萘基，或二茂铁中的环戊二烯基苯基、环戊二烯基-CH2-苯基或环戊二烯基-CH(OCH3)-苯基，或(b) 在每种情况下与取代的或未取代的二茂铁的环戊二烯基环结合。 双三级双膦配体含有两个次级膦基团X,和X2,其可含有两个相同或不同的烃基，优选地含有两个相同的烃基。另外，次级膦基团X[和X2可 以是相同或不同的。烃基可以是未取代的或取代的和/或含有选自O、 S或N的杂原子。它 们可含有1到22个、优选地1到12个、和特别地1到8个碳原子。优选 的次级膦是其中膦基团含有两个选自以下的相同或不同基团的次级膦直 链的或支链的12-烷基；未取代的Cw2-环烷基或(:5-12-环烷基甲基或被 Cl6-院基或d—6-垸氧基取代的该基团；苯基、萘基、呋喃基或苄基；或用 卣素(具体地F、 Cl或Br) 、 d-6-垸基、Q-6-卤代烷基(例如三氟甲 基)、Cw-烷氧基、d-6-卤代垸氧基(例如三氟甲氧基)、(C6H5)3Si、 二 垸基氨基或-C02-C"-垸基(例如-C02CH3)取代的苯基或苄基(在苄基情 况下位于芳环上)。作为P-取代基的烷基的实例(其优选地含有1到6个碳原子)是甲 基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基和戊基与己基的异 构体。作为P-取代基的任选地被垸基取代的环烷基的实例是环戊基、环己 基、甲基和乙基环己基和二甲基环己基。作为P取代基的烷基、烷氧基、卤代烷基、卤代垸氧基和卤素取代的苯基和苄基的实例是o-、 m-和p-氟苯 基，o-、 m-和p-氯苯基，二氟和二氯苯基，五氟苯基，甲苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苄基、甲基苄基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、三 氟甲基苯基、双-三氟甲基苯基、三-三氟甲基苯基、三氟甲氧基苯基、双-三氟甲氧基苯基和3,5-二甲基-4-甲氧基苯基。优选的次级膦基团是具有相同的下述基团的次级膦基团d—6-烷基；未取代的环戊基或环己基；用1到3个CM-烷基和/或CM-烷氧基基团取代 的环戊基或环己基；和未取代或每个用1到3个Q-4-烷基、cm-垸氧基、 氟、氯和/或CM-氟烷氧基(至多3个相同或不同到取代基)取代的苯基和 苄基(在苄基情况下被芳香族地取代)。次级膦基团优选地具有式-PI^R1 其中W和R"彼此独立地表示带有 1到18个碳原子的烃基，所述烃基未取代或被卤素、Ci—6-烷基、d—6-卤代 烷基、d—6-烷氧基、Ci-6-卤代烷氧基、(C"4-烷基)2氨基、(C6H5)3Sl、 (Cn 烷基)3Si或-C02-d—6-烷基禾口/或杂原子O取代。优选地，W和111()是选自以下基团的相同基团直链或支链的C^-垸 基，未取代的环戊基或环己基；用1到3个d(垸基和/或CM-烷氧基基团 取代的环戊基或环己基；呋喃基；未取代的苄基；用1到3个d—4-烷基和/ 或C)-4-烷氧基基团芳香族地取代的苄基；或特别地，未取代的苯基，或用 1至U 3个选自Cm-院基、d—4-烷氧基、氨基、二(Cw-烷基)氨基、羟基、氟、氯、d-4-氟代烷基和Q—4-氟代烷氧基中的相同或不同的基团/原子取代的苯基。最优选地，R"和R"表示选自以下基团的相同基团&_6-烷基、 环戊基、环己基、呋喃基或取代的或未取代的苯基，任选地存在的取代基是至多三个Cw-烷基、CM-烷氧基和d-4-氟代垸基，当两个或三个取代基存在时，它们是相同的或不同的。次级膦基团Xi和X2可以是环状次级膦，例如具有取代的或未取代的环结构<formula>formula see original document page 14</formula>任选地存在的取代基是选自以下基团的一个或多个基团羟基、Ci—s-烷基、C4-8-环烷基、Cl—6-烷氧基、Ci-4國烷氧基-Ci(綜基、苯基、Ci—4-烷基-或CM-烷氧基苯基、苄基Cm-綜基-或CM-垸氧基苄基、苄氧基、CM-烷 基-或CM-烷氧基苄氧基和CM-亚烷基-二氧。取代基可以存在于磷原子的一个或两个"-位置上使得能够出现手性碳 原子。优选地， 一个或两个a-位置上的取代基是d-4-垸基，例如甲基、乙 基、正或异丙基；CM-垸氧基甲基；苄基或C6-ur芳氧基甲基。任选地存在的取代基或者存在于磷原子的/3和7两个位置，在这种情 况下取代基可包括附着在/3-和7-位置的二价取代基。B和/或7位置的取代 基实例为Cm-焼基、d-4-垸氧基、苄氧基和(二价取代基)-0-CH2-0-、-0-CH(d-4-烷基)-0-和-0-C(d-4-烷基)2-0-。优选地这类取代基是甲基、乙 基、甲氧基、乙氧基、-0-CH(甲基)-0-和-0-C(甲基)2-0-。其他已知的和合适的膦基团是来自环中具有7个碳原子的环状和手性 磷杂环庚烷的膦基团，例如式的膦基团，其中芳香族环具有选自以下基团的一个或多个取代基q—4-烷基、CM-烷氧基、CL4-烷氧基-d-2-烷基、苯基、苄基、苄氧基和C"4-亚烷基二氧和CM-次烷基-二氧。这类环状和手性磷杂环庚烷的信息在如us2003/0073868 Al和WO 02/048161的这类出版物中已知。根据取代基的类型、位置和数量，环状膦基团可以是C-手性、P-手性 或C-和P-手性的。环状次级膦基团可与例如以下的结构式一致，其每个屮仅示出一个可(Alkyl二烷基，下同)其中R，或者R，和R，，中每个独立地表示Cw-烷基，例如甲基、乙基、 正或异丙基；Cw-烷氧基甲基；苄基；或C6i芳氧基甲基。另外，在R' 和R"结合在相同碳原子的情况下，它们可以一起形成CV或CV次烷基。在优选的实施方案中，X!和X2表示选自以下基团的相同或不同的非 环状次级膦基团-P(Q-6-垸基)2、 -P(C5-8-环烷基)2、 -P(C7-8-双环烷基)2、-P(o-呋喃基)2、 -P(C6H5)2、 -PP-Cd-s-烷基)-C6H4]2 、 —p[3-(C"6-垸基)-C6H4]2、 - P[4-(d—6-烷基)-C6H4]2、 -P[2-(a6-垸氧基)-C6H4]2、 —P[3-(d-6-烷氧 基)-C6H4]2、 -P[4-(d-6-烷氧基)-C6H4]2、 -P[2-三氟甲基-C6H4]2、 -P[3-三氟甲 基-C6H4]2、 -P[4-三氟甲基-C6H4]2、 -P[3,5-二(三氟甲基)-C6H3]2、 -P[3,5陽二(Q—6-烷基)-QH3]2、 4[3,5-二(<:1-6-烷氧基)-(:6113]2和^[3,5-二(0:1.6-烷基)-4-(Q-6-烷氧基)-C6H2]2，或式<formula>formula see original document page 17</formula>之一的环状次级膦基团，其在每种情况下是未取代的，或被Cw-烷基、c,.4隱垸氧基、CM-垸氧基-d—2-烷基、苯基、苄基、苄氧基或Cw-亚垸基二氧单取代或多取代。非环状和环状次级膦基团的 一 些特定实例为-P(CH3)2 、-P(isoC3H7)2、 -P(n-C4H9)2、 -P(isoC4H9)2、 -P(C6HU)2、 -P(降冰片基)2、 -P(o匿呋喃基)2、 -P(C6H5)2、 P[2-甲基-C6H4]2、 P[3-甲基-C6H4]2、 —P[4-甲基-C6H4]2、 -P[2-甲氧基-C6H4]2、 ^[3-甲氧基-0^4]2、 —P[4-甲氧基-C6H4]2、-P[3-三氟甲基-C6H4]2、 -P[4-三氟甲基-C6H4]2、 -P[3,5-二(三氟甲基)-C6H3]2、 -P[3，5-二甲基-C6H3]2、 -P[3,5-二甲氧基-C6H3]2和-P[3,5-二甲基-4-甲氧基-C6H2]2， 和式<formula>formula see original document page 17</formula>的基团，其中R，和R，，具有相同的含义，为甲基、乙基、甲氧基、乙氧 基、苯氧基、节氧基、甲氧基甲基、乙氧基甲基或苄氧基甲基。双三级双膦优选地与式X1-R11-X2 (IX)一致，其中X,和X2具有上文给出的含义，RU表示未取代的C2-4-亚烷基或 用以下基团取代的C2—4-亚烷基Cw-烷基、cl6-烷氧基、Cs-或C6-环垸基、苯基、萘基或苄基；1,2-或1，3-环亚烷基、1，2-或1,3-环亚烯基、1,2-或1,3-二环亚垸基或1，2或1，3-二环亚烯基，每个带有4到10个碳原子， 未取代或被Cl6-院基、苯基或苄基取代；1，2-或1,3-环亚烷基、1，2-或1,3-环亚烯基、1,2-或1，3-二环亚烷基、1，2-或1,3-双环亚烯基，每个带有4到 IO个碳原子，并在其l-和/或2-位置或其3-位置上加成了结合的亚甲基或 (:2.4-亚烷基；在2-和3-位置上用-0-CRbRc-0-取代的1,4-亚丁基，其1-和/ 或4-位置上未取代或在该位置被Q.6-烷基、苯基或苄基取代，其中每个 Rb和lU虫立地表示氢、Cw-垸基、苯基或苄基、3,4-或2，4-吡咯垸亚基或 亚甲基_4_吡咯烷_4_基，其中在每种情况下氮原子被下述基团取代或未取代Cw2-烷基、苯基、苄基、Cw2-垸氧基羰基、cl8-酰基或Cn烷基氨基羰基；或l,2-次苯基、2-亚苄基、1，2-苯二甲基、1，8-亚萘基、l,l'-二亚 萘基或i，r-二次苯基，每个是未取代的或用卤素、羟基、d—6-烷基、d.6-烷氧基、苯基、节基、苯氧基或苄氧基取代的；或下式之一的基团<formula>formula see original document page 18</formula>其中R^表示氢，d-8-烷基，CM-氟烷基，未取代的苯基或带有至多3 个选自氟、氯、溴、CL4-烷基、d-4-垸氧基和氟甲基的相同或不同取代基 的苯基；n表示0或1到4的整数，R，或每个R，独立地表示CM-烷基、Q,氟烷基或C"4-烷氧基；T表示<36.2。-亚芳基或(:3.16-杂亚芳基；游离键位于T-环戊二烯基的邻位；R"表示氢、Ro(nRo。2Ro。3Si-、卤素取代的CL8-垸氧基、羟基、Cn酰 基；R004R005N-或Roo6-XooiC(0)-;每个R0(m、 Ro02和Ro。3独立地表示Cw2-烷基、未取代的C6-,。-芳基或 Cw2-芳基垸基或用Cm-院基或d-4-烷氧基取代的这类基团；每个R004和R()05独立地表示氢、Cw2-垸基、。3.8-环烷基、C6-,芳基或 C^-芳烷基，或Ro04和R(k)5一起形成三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基或3-氧杂亚戊基；R006表示Cw8-烷基；未取代的(:3.8-环烷基或用d—4-烷基或d—4-烷氧基取代的(:3.8-环垸基;Cw。-芳基或(:7.12-芳烷基，以及 X,表示-O-或-NH-。上式中的每个环戊二烯基环可单独地被例如Cm-焼基取代。三级单膦 和双三级双膦可以以外消旋化合物或非对映异构体的形式使用，或它们可 以以基本上为纯对映异构体的形式使用。优选的非手性和手性二膦基团是式X到XXIX的基团<formula>formula see original document page 20</formula>(XXIX)其中R4、 T、 R'、 R"、 Xi和X2具有上文给出的含义，包括优选的含义，每个R。和R"独立地表示氢、Cm-焼基、苯基或节基，后两个基团未 被取代或被1到3个Cm-院基和/或CM-烷氧基基团(芳香族地)取代， 每个R"和R"独立地表示氢、Cm-焼基、苯基或苄基， 每个R"和R"独立地表示氢、Cm-院基、CM-烷氧基、苯基或节基， 后两个基团未被取代或被1到3个Cm-焼基和域CM-烷氧基基团(芳香族 地)取代，1119表示氢、Cwr垸基、苯基、苄基(后两个基团未被取代或被l到3 个Q-4-烷基和/或d-4-烷氧基基团(芳香族地)取代)、(^-12-烷氧基-(:(0)-、苯基-C(O)曙、苄基-C(O)-(后两个基团未被取代或被1到3个d-4-烷基 禾口/或CM-垸氧基基团取代)、d.,2-垸基-NH-CO-、苯基-NH-C(O)-或苄基-NH-C(O)-(后两个基团未被取代或被1至U 3个d-4-烷基禾口/或CM-烷氧基 基团取代)，X表示0， l或2，每个lP和R"独立地表示CM-烷基或Cw-烷氧基，或R"和R"—起 形成氧杂二亚甲基，每个R22、 R23、 R24、 R25、 R"和R27独立地表示氢、CM.烷基、CM-垸氧基、Cs-或CV环烷基或环垸氧基、苯基、苄基、苯氧基、苄氧基、卤素、羟基、-(<:112)3-(:(0)-0-(:1.4-烷基、-((:112)3-(:(0)->^((:1.4-烷基)2或^((:1.4-焼基)2，或R"和R24，和域112°和R24，和/或R"和R25，和/或R"和R25，或1124和RM和/或R"和R^每组一起形成稠合的5-或6-元单环或双 环的烃环，和R"表示氢、Cw-烷基、环己基或苯基。一些优选的手性双三级双膦的实例为下式的手性双三级双膦:(<formula>formula see original document page 22</formula><formula>formula see original document page 23</formula>其中R表示支链的c3—8-烷基、环己基、降冰片基、金刚烷基、未取代的苯基或用1到3个Cm-院基、CM-烷氧基和/或三氟甲基基团取代或用氨基、(cm-垸基)NH-或(d-4-垸基)2n-基团取代的苯基，R"表示氢或Cm-焼基， T表示1,2-次苯基、R'氢以及R" Cm-焼基， 每个R"和R"独立地表示cm-烷基、苯基或节基、最优选甲基， R31表示d-8-垸基、d.s-酰基或d 烷氧基羰基， R"表示氢，或独立地具有R"的含义，且R"表示Q.4-垸基、苯基或 苄基，RM表示甲基、甲氧基或两个R^—起形成氧杂二亚甲基，每个R"和1136独立地表示氢、Cm-院基、(31.4-烷氧基或((31.4烷基)^-每个1137和R38独立地表示氢、Cm-院基、cm-烷氧基、-(CH2)3-C(0)-0-d-4-烷基或-(CH2)3-C(0)-N(Q-4-烷基)2，且 R^表示cm-烷基，最优选地表示甲基。具有杂环结构的适当的双三级双膦描述于EP-A-0 770 085, T. Benincori et al.在J. Organomet. Chem. 529 (1997)， pages 445-453和J. Org. Chem. 61, page 6244 (1996)， F. Bonifacio et al.在Chiratech 1997， 11-13， November 1997, Philadelphia, Pennsylvania, USA禾卩L. F. Tietze et al" Chem. Commun. pages 1811-1812(1999)。 一些实例是<formula>formula see original document page 23</formula><formula>formula see original document page 23</formula>Me合适的双三级双膦也描述于例如Comprehensive Asymmetric Catalysis (E. N. Jacobsen, A. Pfalz and H. Yamamoto (eds.))， Vol. I - III， Springer-Verlag， Berlin, 1999。一些优选的催化剂包括MeObiph邻 xyl-solphos iPr-Obiphep cy-biphemp<formula>formula see original document page 25</formula>其他配体MOCHnandyphos Ph2PPhCH<OHKr-PPh2 bte-P*(Hydroxy-Taniaphra)bicp binaphane作为氢化的氢源，可使用氢自身或氢供体，例如脂肪族醇，例如异丙 醇或甲酸铵。根据本发明的方法可以在惰性溶剂中或无溶剂时完成。合适的溶剂包括脂肪族、脂环族和芳香族的烃，其实例为戊烷、己烷、汽油酯(petrol esters)、环己烷、甲基环己烷、苯、甲苯和二甲苯；任选地被氟化的醇， 其实例为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇单甲醚和二乙二醇单甲基醚和二乙二醇单乙基醚(后三个实例也属于溶剂类的醚)和l,l,l,-三氟乙醇； 脂肪族和环状的醚，其实例为二乙基醚、二丁基醚、叔丁基甲基醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲基醚、四氢呋喃、二噁烷和二乙 二醇单甲基醚和二乙二醇单乙基醚(后三个实例也属于溶剂类的醇)；脂 肪族酮，其实例为丙酮和甲基异丁基酮；脂肪族羧酸，例如醋酸；脂肪族 羧酸酯和内酯，例如乙酸甲酯、乙酸乙酯和戊内酯；脂肪族羧酸酰胺，例 如N，N-二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺；N-取代的内酯，例如N-甲基吡咯 垸酮；环状脲，例如N,N-二甲基-咪唑啉-2-酮；脂肪族和脂环族亚砜和 砜，其实例为二甲基亚砜、二甲基砜、环丁亚砜和环丁砜；和水。在所述 方法中溶剂可单独地使用或作为与至少两种溶剂的混合物使用，例如可使 用取自上述种类或其实例的溶剂。优选的溶剂种类为烃、醇和醚。金属或金属络合催化剂的金属组分以下述用量适当地使用，所述用量相对于环状二羧酸酐起始原料的量在约0.0001 mol% (摩尔。Z)到约10 mol%，优选地约0.001 mol。/。到约10 mol%，最优选地约0.1 mol。/o到约5 mol^的范围内。除了所使用的金属催化剂外，根据本发明的方法中还可使用助催化剂 (co-catalyst)。这类助催化剂适当地是碱金属或取代的或未取代的铵，具 体地是季铵卤化物。碱金属具体地是锂、钠或钾，卤化物具体地是溴化物 或碘化物，优选地是后者。就季铵卤化物而言，铵上的取代基适当地是低 级垸基，特别地是d-6-烷基基团和/或芳基，特别地是苯基基团。使用助催 化剂的情况下，相对于1当量所使用的金属催化剂，其数量适当地是约 0.1到约100当量，优选地约10到约80当量。另外，除了助催化剂外，本发明的方法还可在质子酸存在时进行，所 述质子酸例如无机酸、羧酸或磺酸。这类质子酸的实例分别为盐酸、醋酸 和对甲苯磺酸。如果质子酸不同时用作本发明方法的溶剂的话，则以从约 0.001重量百分比(wt.%)到约50 wt.%，，优选地从约0.1 wt.。/。到约50wty。的用量适当地使用质子酸。有关助催化剂和质子酸同时使用的文献包括US-A-5，371,256、 US-A-5,446,884、 US画A-5，583，241和EP-A画O 691 949。根据本发明的方法在从约8(TC到约200°C，优选地从约IO(TC到约 180°C，最优选地从约12(TC到约no。c的温度下便利地进行。 一般地，与在较高温度下相比，当反应在这些范围内较低的温度下进行时所达的光学 产率较高。另一方面，与在较低温度下相比，在较高温度下通常达到更快 速的转化。另外，(氢化)方法可在常压或提高的压力下进行。 一般地使用从约0.1Mpa到约150Mpa范围内的压强。在本发明的一个实施方案中，所述 方法在大于1 bar的大气压下进行，优选地在20到150 bar之间，更优选 地在20和100 bar之间，最优选地在50和80 bar之间进行。根据本发明的方法中同样可使用(预先形成的)金属催化剂，或其可 在反应中的环状硫代酸酐起始原料和其他原料(例如溶剂和助催化剂)存 在时原位形成。还可在使用预先形成的催化剂时有利地用配体促进反应混 合物，或在原位制备催化剂时有利地使用过量的配体；这类配体过剩数量 可以是多至6摩尔过量，优选地多至2摩尔过量，基于所使用的贵金属催 化剂的摩尔数量。取决于所使用的催化剂、反应条件和溶剂(如果使用的话)，可以化 学选择性地获得式I的硫代内酯，或式I'的羟基硫代内酯或其异构体，或式r'的开环羟基内酯或其异构体。获得i、 r或r，、 r"、 r，"、 r",，的 立体选择性也取决于所使用的催化剂、反应条件和溶剂(如果使用的 话)。一般地，本发明的方法可分批或连续地进行。 根据本发明的方法优选地适用于通式的环状硫代酸酐的氢化，其中每个rs独立地表示上文針対r"和W给出的 含义，优选地是氢、取代的或未取代的烯基、取代的或未取代的芳垸基、杂环基、-CO垸基、-802烷基、-S02芳基或-Si(烷萄3，特别地是烯丙基、 苄基、对甲氧基苄基、l-呋喃基、2-呋喃基、l-噻吩基或2-噻吩基。存在金属催化剂时产生通式<formula>formula see original document page 29</formula>的适当硫代内酯，优选地对映选择性地获得大于50Q^ee (3aS、 6aR形 式)的光学纯度。本发明通过以下实施例阐述。不对称氢化"环硫代酸酐"(式IIa，其中R^R^苄基)的实验步骤在手套箱中，在排除氧的氩大气压和室温(20-22。C)下，用起始原料硫 代酸酐IIa (0.50 g， 1.412 mmol)充满带有玻璃插入物的15 ml不锈钢高压 釜。在另 一 烧瓶中，将[Ir(cod)Cl]2 (2 mg, 0.00296 mmol)和(S)-(國)-MeOBIPHEP (3.45 mg， 0.00592 mmol)与2.5 ml四氢呋喃(用钠/二苯甲酮羰 游基/氩蒸馏过)混合并摇动IO分钟。然后将该溶液(配体:铱=2:1)置于 含酸酐起始原料的高压釜中。底物/Ir的比例约为500。高压釜在手套箱中 关闭。然后用氮(5 bar， 3次)吹扫高压釜，之后用氢(10 bar， 3次)吹 扫高压釜，将其设定为30bar，温度维持在150°C，并在该温度下将高压 釜摇动20小时。随后将高压釜冷却至室温并释放压强。蒸发橙色的反应 混合物(澄清溶液)以便减压干燥，得到0.53 g棕色固体。通过'H-NMR 和HPLC测定转化率和化学选择性，通过HPLC (Chiralpak AS-H, 250X 4.6 mm，溶剂异丙醇:正己烷:乙腈=62:35:3，在210 nm处检测，tR (D-硫代 内酯)34分钟，tR (L-硫代内酯)38分钟)测定所获得的硫代内酯的对映体 纯度。硫代内酯产率2.1%， D-硫代内酯:L-硫代内酯比例二39.3:60.7 (对 映体过量21%)。在另一实例中，从0.05 g硫代酸酐IIa开始，以约50的底物/Ir比例， 在除此之外与上面描述的实例中给出的条件相同的条件下，获得以下结 果0.065 g棕色油，硫代内酯产率4%， D-硫代内酯:L-硫代内酯比例二 41.0:59.0 (对映体过量18%)。
权利要求
1. 用于制造通式为id="icf0001" file="A2006800120210002C1.gif" wi="46" he="24" top= "42" left = "61" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>的硫代内酯，或通式为id="icf0002" file="A2006800120210002C2.gif" wi="52" he="27" top= "92" left = "55" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>的羟基硫代内酯，或通式为id="icf0003" file="A2006800120210002C3.gif" wi="40" he="21" top= "143" left = "68" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>的开环羟基硫代内酯或其异构体的方法，其中各R1和R2分别独立地表示NR4R5，并且R4和R5各自独立地表示氢、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的烯基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的芳基、任选地被芳香族地取代的芳烷基、任选地被芳香族地取代的芳烯基、环烷基部分上取代的或未取代的环烷基烷基、杂环基、取代的或未取代的烷酰基、取代的或未取代的芳酰基、取代的或未取代的烷磺酰基、取代的或未取代的芳磺酰基或甲硅烷基Si(烷基)3、Si(芳基)3或Si(烷基)1或2(芳基)2或1，或者，两个符号R4一起形成羰基，而两个剩余的符号R5各自独立地具有针对R4和R5陈述的上述意义之一；其特征在于在存在第VIII族金属催化剂时氢化通式id="icf0004" file="A2006800120210003C1.gif" wi="50" he="24" top= "49" left = "56" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>的环状硫代酸酐，其中R1和R2具有上面给出的含义。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述金属是钌、铑或铱，优选地是铱。
3. 如权利要求1或权利要求2所述的方法，其屮所述催化剂是均相的 或非均相的、手性的或非手性的。
4. 如权利要求1到3任一项所述的方法，其中所述金属催化剂是金属 自身、金属与手性和/或非手性改性剂一起、或包含金属和络合分子的金属 络合物，其中所述金属优选地在形式上具有零氧化态或正氧化态，所述金 属络合物是游离的，或固定在合适的载体上。
5. 如权利要求4所述的方法，其中所述手性和/或非手性改性剂和/或 络合分子是具有一个或多个磷、氮、氧和/或硫原子的单齿、双齿或多齿化 合物，所述一个或多个磷、氮、氧和/或硫原子优选地作为与金属原子的连 接位点。
6. 如权利要求1到5中任一项所述的方法，其中具有金属络合性质、 并具有能够与金属配位的一个或多个磷、氮和/或硫原子和/或官能团的一种或多种额外的有机化合物是催化体系的一部分。
7. 如权利要求1到6中任一项所述的方法，其中使用式III或IV的均相金属络合催化剂<formula>formula see original document page 3</formula>其中A!表示两个三级单膦配体或双三级双膦配体，其与金属原子(Me)一起形成5-到10-元环、优选地5-到8-元环、特别地5-到7-元环；Me表 示贵金属，优选地为Rh、 Ru或Ir; Y表示两个链烯或二烯；Z表示Cl、 Br或I; Er表示质子酸或络酸的阴离子。
8. 如权利要求1到7中任一项所述的方法，其中所述方法在下述溶剂 中完成，所述溶剂优选地为惰性溶剂，更优选脂肪族、脂环族或芳香族碳 氢化物，氟化的或未氟化的醇，开环的脂肪族醚或环状的脂肪族醚，脂肪 族酮，脂肪族羧酸，羧酸酯或内酯，脂肪族羧酸酰胺，N-取代的内酯，环 状脲，脂肪族或脂环族的亚砜或砜，或水，或来自以上种类的至少两种溶 剂的混合物。
9. 如权利要求1到8中任一项所述的方法，其中所述金属或所述金属 络合催化剂的金属组分以下述量使用，所述量相对于环状硫代酸酐的起始 原料，在约0.0001到约10 mol^之间、优选地约0.001 %到约10 molX和 最优选地约0.1 %到约5 mol %的范围内。
10. 如权利要求1到9中任一项所述的方法，其中除所使用的金属催 化剂外还使用助催化剂，所述助催化剂是碱金属或取代的或未取代的卤化 铵，优选地是取代的或未取代的卤化季铵。
11. 如权利要求1到10中任一项所述的方法，其中所述方法在存在质 子酸时进行，具体地存在无机酸、羧酸或磺酸时进行。
12. 如权利要求1到11中任一项所述的方法，其中所述方法在下述温 度下完成，所述温度从约8(TC到约200°C，优选地从约IO(TC到约180 。C，最优选地从约12(TC到约170°C。
13. 如权利要求1到12中任一项所述到方法，其中在存在金属催化剂 时，通式<formula>formula see original document page 4</formula>的环状硫代酸酐被氢化，产生式<formula>formula see original document page 5</formula>的适当硫代内酯，其中每个符号RS独立地表示上文针对W和115给出的含义之一，优选地为氢、取代的或未取代的烯基、取代的或未取代的芳烷基、杂环基、-CO烷基、-S02烷基、-802芳基或-8"烷基)3，特别是烯丙 基、苄基、对甲氧苄基、l-呋喃基、2-呋喃基、l-噻吩基或2-噻吩基。
14. 如权利要求1到13中任一项所述的方法，其中压强大于1 bar的大 气压，优选地在20到150 bar之间，更优选地在20和100 bar之间，最优 选地在50和80bar之间。
15. 如权利要求i到7中任一项中给出的第vm族金属催化剂在用于制造通式为<formula>formula see original document page 5</formula>的硫代内酯，或通式为<formula>formula see original document page 5</formula>的羟基硫代内酯或其异构体，或通式为 <formula>formula see original document page 5</formula>的开环羟基硫代内酯或其异构体的方法中的用途，其中各Ri和W分别独立地表示-NR4R5，并且W和Rs各自独立地表示氢、取代的或未取代的烷基、取代的或 未取代的烯基、取代的或未取代的环垸基、取代的或未取代的芳基、任选 地被芳香族地取代的芳基垸基、任选地被芳香族地取代的芳基烯基、环垸 基部分上取代的或未取代的环垸基烷基、杂环基、取代的或未取代的垸酰 基、取代的或未取代的芳酰基、取代的或未取代的垸磺酰基、取代的或未取代的芳磺酰基或甲硅烷基Si(烷基)3、 Si(芳基)3或Si(烷基、或2(芳基)2或,，或者，两个符号R"—起形成羰基，而两个剩余的符号115各自独立地 具有针对R"和Rs陈述的上述含义之一。
全文摘要
本发明涉及用于制造环状硫代酯(硫代内酯)和相关化合物的方法，所述方法通过在存在金属催化剂时氢化环状硫代酸酐来实现。
文档编号B01J23/46GK101257970SQ200680012021
公开日2008年9月3日 申请日期2006年4月12日 优先权日2005年4月15日
发明者维尔纳·邦拉蒂, 里恩哈德·卡治, 飞利克斯·罗斯雷尔 申请人:帝斯曼知识产权资产管理有限公司