CN101848919A - 加氢甲酰基化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于式(I)化合物或其盐加氢甲酰基化的方法。在式(I)中，X是C、P(Rx)、P(O-Rx)S或S(＝O)，其中Rx是H、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基；A是具有1-4个桥联原子的二价桥联基团；和R1是H、烷基、链烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基。根据所述方法，式(I)化合物在催化剂存在下与一氧化碳和氢反应，其中所述催化剂包含第VIII族金属与式(II)的配合物，其中，Pn是磷属元素原子；W是具有1-8个桥联原子的二价桥联基团；R2是能够与基团-X(＝O)OH形成分子间非共价键的官能团；R3、R4为烷基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基；a、b、c为0或1；以及Y1、Y2和Y3为O、S、NRa或SiRbRc。本发明方法还适于式(II.a)化合物的加氢甲酰基化，其中，W′是相邻键之间具有1-5个桥联原子的二价桥联基团，Z是O、S、S(＝O)、S(＝O)2、N(RIX)或C(RIX)(RX)；以及RI-RX各自独立地为H、卤素、硝基、氰基、氨基、烷基等；或者两个基团RI、RII、RIV、RVII、RVVIII和RIX一起表示共价键的键部分。
Description
本发明涉及一种用于具有能够形成分子间非共价键的官能团的不饱和化合物加氢甲酰基化的方法，其中此化合物在包含第VIII族过渡金属与作为配体的含磷属元素的化合物的配合物的催化剂存在下与一氧化碳和氢反应，其中含磷属元素的化合物具有的官能团与所要加氢甲酰基化的化合物的能够形成分子间非共价键的官能团是互补的，本发明还涉及该类配体、催化剂以及它们的用途。
加氢甲酰基化或羰基合成法是一种重要的工业方法，用于由不饱和化合物、一氧化碳和氢制备醛。如果合适的话，这些醛可以相同的方法用氢氢化以获得相应的羰基合成醇。该反应本身是强放热性的，通常在超计大气压和升高的温度下、在催化剂存在下进行。使用的催化剂为Co、Rh、Ir、Ru、Pd或Pt化合物或配合物，它们可以通过含N或含P的配体进行改性以改变活性和/或选择性。
在具有两个以上碳原子的不饱和化合物的加氢甲酰基化反应中，由于CO可能加成到双键两个碳原子的每一个上，所以会形成异构醛的混合物。另外，当使用具有至少4个碳原子的不饱和化合物时，也会发生双键异构化，即：内部双键转移到端位，反之亦然。此外，当使用不饱和化合物的混合物时，由加氢甲酰基化会得到复杂的且难以分离的产物混合物。
在铑催化的低压加氢甲酰基化反应中使用含磷属元素的配体、特别是含磷配体用于稳定和/或活化催化剂金属是已知的。适合的含磷配体是例如膦、次膦酸酯、亚膦酸酯、亚磷酸酯、氨基磷酸酯、磷杂环戊二烯和膦杂苯。目前最普遍的配体是三芳基膦，例如三苯基膦和磺化三苯基膦，因为这些配体在反应条件下具有足够的稳定性。然而，这些配体的缺点在于通常只有配体非常大量过量才能获得令人满意的产率。
B.Breit和W.Seiche在J.Am.Chem.Soc.2003，125，6608-6609上发表的文章描述了单齿配体经由氢键二聚形成双齿供体配体及其在具有高的区域选择性的加氢甲酰基化催化剂中的用途。
EP 1486481描述了一种在催化剂存在下烯烃加氢甲酰基化的方法，所述催化剂包含第VIII族过渡金属与作为配体的能够由非共价键发生二聚反应的单磷化合物的至少一种配合物。
DE 102006041064描述了含有肽基的磷化合物、包含该化合物作为配体的催化剂以及在该类催化剂存在下进行加氢甲酰基化的方法，
其中Y1是侧键之间具有一个桥联原子的二价桥联基团，Rα和Rβ各自是烷基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基，或与磷原子以及如果存在的话，它们所键合的基团X1和X2一起形成5至8元杂环，Rγ是包含至少两个氨基酸单元的肽基，X1和X2选自O、S、SiRεRξ和NRη，Z是NRIX或CRIXRX，RI-RX各自是氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基等，其中两个相邻基团RI、RII、RIV、RVI、RVIII和RIX也可以一起表示环原子之间双键的第二个键，以及a、b和c各自为0或1。
PCT/EP 2007/059722(WO 2008/031889)描述了包含至少一种金属配合物的催化剂以及其中使用该类催化剂的方法，所述金属配合物具有至少两种能够经由离子相互作用发生二聚的含磷属元素的化合物作为配体，其中所述配体具有彼此互补的官能团，或使用两种具有两个非互补官能团的配体及另外的与所述两种配体的官能团互补的多价离子化合物和/或离子生成性化合物。
上述文献没有描述使得配体能够与所要反应的化合物(底物)聚集。
本发明的目的在于提供一种加氢甲酰基化方法，所述方法适合用于包含能够形成分子间非共价键的官能团的不饱和化合物的化学选择性和区域选择性加氢甲酰基化。在此方法中，应当优选使用这样的加氢甲酰基化催化剂：所述催化剂在该方法中不仅显示出对底物高的选择性，而且显示出高的区域选择性和/或与氢化相比有利于加氢甲酰基化的高选择性，和/或使高的时空产率成为可能。
如今已经令人惊讶地发现，通过使用能够与所要反应的化合物(底物)形成分子间非共价键的单磷属元素配体实现了此目的。这样，实现了加氢甲酰基化反应高的区域选择性和对所反应的底物或所反应的官能团的高选择性。因此，根据本发明的化合物特别有利于不饱和化合物混合物的选择性加氢甲酰基化或具有一个以上能够反应的官能团的不饱和化合物的选择性加氢甲酰基化。
因此，本发明提供了一种式(I)化合物或其盐的加氢甲酰基化方法，
其中
X是C、P(Rx)、P(O-Rx)、S或S(＝O)，其中Rx是H、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基，其中烷基可以具有1、2、3、4或5个选自卤素、氰基、硝基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基的取代基，以及其中环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基可以具有1、2、3、4或5个选自烷基和前面为烷基所提及的取代基的取代基，
A是侧键之间具有1-4个桥联原子的二价桥联基团，和
R1是H、烷基、链烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基，其中烷基、链烯基和炔基可以具有1、2、3、4或5个选自卤素、氰基、硝基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基的取代基，以及其中环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基可以具有1、2、3、4或5个选自烷基和前面为烷基、链烯基和炔基所提及的取代基的取代基，
在所述方法中，式(I)化合物在催化剂存在下与一氧化碳和氢反应，其中所述催化剂包含元素周期表第VIII族过渡金属与至少一种式(II)化合物的至少一种配合物，
其中
Pn是磷属元素原子；
W是侧键之间具有1-8个桥联原子的二价桥联基团，
R2是能够与式(I)化合物的-X(＝O)OH基团形成至少一个分子间非共价键的官能团，
R3和R4各自独立地为烷基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基，其中烷基可以具有1、2、3、4或5个选自卤素、氰基、硝基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基的取代基，以及其中环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基可以具有1、2、3、4或5个选自烷基和前面为烷基所提及的取代基的取代基；或
与所述磷属元素原子以及如果存在的话，基团Y2和Y3形成5至8元杂环，该杂环可以另外与1、2、3或4个环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基稠合，其中该杂环和如果存在的话，前面所稠合的基团各自独立地具有1、2、3、4或5个选自卤素、氰基、硝基、烷基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基的取代基，
a、b和c各自独立地为0或1，和
Y1、Y2和Y3各自独立地为O、S、NRa或SiRbRc，其中Ra、Rb和Rc各自独立地为氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基，其中烷基可以具有1、2、3、4或5个选自卤素、氰基、硝基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基的取代基，以及其中环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基如果合适的话可以具有1、2、3、4或5个选自烷基和前面为烷基所提及的取代基的取代基。
此外，本发明还提供了式(II.a)化合物，其根据本发明用作配体，
其中
a、b、c、Pn、R2、R3、R4、Y1、Y2和Y3各自具有上文给出的含义之一，
W′是侧键之间具有1-5个桥联原子的二价桥联基团，
Z是N(RIX)或C(RIX)(RX)，和
RI、RII、RIII、RIV、RV、RVI、RVII、RVIII、RIX和RX各自独立地为H、卤素、硝基、氰基、氨基、烷基、烷氧基、烷基氨基、二烷基氨基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基，
或与相邻环原子键合的两个基团RI、RII、RIV、RVI、RVIII和RIX一起表示相邻环原子之间双键的第二部分，其中6元环可以具有最多3个非累积双键；本发明还提供了包含元素周期表第VIII族过渡金属与至少一种式(II.a)化合物的至少一种配合物的催化剂，以及还涉及该催化剂用于加氢甲酰基化的用途。
根据本发明，使用具有能够与式(I)的底物形成分子间非共价键的官能团R2的式(II)或(II.a)的配体。这些键优选是氢键或离子键，特别是氢键。能够形成分子间非共价键的官能团使得配体能够与底物缔合，即：能够以异二聚体的形式形成聚集体。
对本发明而言，配体和底物的能够形成分子间非共价键的一对官能团被称作“互补官能团”。“互补化合物”是具有彼此互补的官能团的配体/底物对。该配体/底物对能够缔合，即能够形成聚集体。
对本发明而言，“卤素”是氟、氯、溴或碘，优选氟、氯或溴。
对本发明而言，“磷属元素”是磷、砷、锑或铋，特别是磷。
对本发明而言，术语“烷基”指的是直链和支化的烷基。优选的是直链或支化的C1-C20烷基，优选C1-C12烷基，特别优选C1-C8烷基并非常特别优选C1-C4烷基。烷基的例子特别是甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、2-丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1，2-二甲基丙基、1，1-二甲基丙基、2，2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、2-己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1，2-二甲基丁基、1，3-二甲基丁基、2，3-二甲基丁基、1，1-二甲基丁基、2，2-二甲基丁基、3，3-二甲基丁基、1，1，2-三甲基丙基、1，2，2-三甲基丙基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1-乙基-2-甲基丙基、正庚基、2-庚基、3-庚基、2-乙基戊基、1-丙基丁基、正辛基、2-乙基己基、2-丙基庚基、壬基、癸基。
表述“烷基”也包含取代的烷基，其通常具有1、2、3、4或5个取代基，优选1、2或3个取代基并特别优选1个取代基。这些取代基优选选自卤素、氰基、硝基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基。
对于本发明而言，表述“环烷基”指的是未取代的和取代的环烷基，优选C3-C7环烷基，如环丙基、环丁基、环戊基、环己基或环庚基。如果它们是取代的，这些基团通常可以带有1、2、3、4或5个取代基，优选1、2或3个取代基并特别优选1个取代基。这些取代基优选选自烷基、烷氧基和卤素。
对本发明而言，术语“链烯基”指的是未取代的和取代的直链和支化链烯基。优选的是直链或支化的C2-C20链烯基，优选C2-C12链烯基，特别优选C1-C4链烯基和非常特别优选C1-C4链烯基。
对本发明而言，“炔基”指的是未取代的和取代的直链和支化炔基。优选的是直链或支化的C2-C20炔基，优选C2-C12炔基，特别优选C1-C4炔基和非常特别优选C1-C4炔基。
对本发明而言，术语“杂环烷基”指的是饱和的脂环族基团，其通常具有4-7个，优选5-6个环原子以及其中1或2个环碳被选自元素O、N、S和P的杂原子替代，以及如果合适的话，其可以是取代的。如果它们是取代的，这些杂环脂族基团可以带有1、2或3个取代基，优选1或2个取代基，特别优选1个取代基。这些取代基优选选自烷基、卤素、氰基、硝基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基，特别优选烷基。该杂环脂族基团的例子是吡咯烷基、哌啶基、2，2，6，6-四甲基哌啶基、咪唑烷基、吡唑烷基、噁唑烷基、吗啉基、噻唑烷基、异噻唑烷基、异噁唑烷基、哌嗪基、四氢噻吩基、四氢呋喃基、四氢吡喃基、二噁烷基。
对本发明而言，表述“芳基”指的是未取代的和取代的芳基，优选苯基、甲苯基、二甲苯基、
基、萘基、芴基、蒽基、菲基或并四苯基并特别优选苯基或萘基。如果这些芳基是取代的，它们通常可带有1、2、3、4或5个取代基，优选1、2或3个取代基并特别优选1个取代基，所述取代基选自烷基、卤素、氰基、硝基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基。
对本发明而言，表述“杂芳基”指的是未取代或取代的杂环芳族基团，其优选选自吡啶基、喹啉基、吖啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、吲哚基、嘌呤基、吲唑基、苯并三唑基、1，2，3-三唑基、1，3，4-三唑基和咔唑基。如果这些杂环芳族基团是取代的，通常它们可以带有1、2或3个取代基，所述取代基选自烷基、卤素、氰基、硝基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基。
对本发明而言，表述“C1-C4亚烷基”指的是未取代的或取代的亚甲基、1，2-亚乙基、1，3-亚丙基、1，4-亚丁基。如果此基团是取代的，它可以带有1、2、3或4个取代基，所述取代基选自烷基、卤素、氰基、硝基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基。
上面关于表述“烷基”、“环烷基”、“杂环烷基”、“芳基”和“杂芳基”的所述内容类似地适用于表述“烷氧基”、“环烷氧基”、“杂环烷氧基”、“芳氧基”和“杂芳氧基”。
对本发明而言，表述“式(I)化合物的盐”指的是式M+ -O-X(＝O)-A-CH＝CH-R1的化合物，其中M+是阳离子当量，即一价阳离子或相当于单价正电荷的多价阳离子部分。阳离子M+只充当抗衡离子中和带负电荷的取代基如-O-C(＝O)、-O-P(Rx)(＝O)、-O-P(O-Rx)(＝O)或-O-S(＝O)2且原则上可自由选择。因此优选使用碱金属离子，特别是Na+、K+和Li+离子，碱土金属离子，特别是Ca2+或Mg2+离子，或鎓离子如铵、单烷基铵、二烷基铵、三烷基铵、四烷基铵、鏻、四烷基鏻或四芳基鏻离子。
不希望受理论约束，据推想由于存在能够形成分子间非共价键的基团R2，包含元素周期表第VIII族过渡金属和式(II)化合物的催化剂与其C-C双键能够与配位的第VIII族过渡金属相互作用的式(I)化合物形成聚集体。因此，可以形成中间体形式的超分子环状过渡态。
本发明的方法特别适合于能够形成强的分子间非共价键的式(I)不饱和化合物的加氢甲酰基化。具有此特性的化合物种类特别是羧酸、膦酸、磺酸和它们的盐。
其中X、A和R1各自独立地或优选相结合地具有下面给出的含义之一的式(I)化合物特别适合于本发明的方法。
式(I)化合物中的X优选为C、S(＝O)或P(O-Rx)，其中Rx是H，或是每种情况下任选取代的烷基、环烷基或芳基。X特别优选为C。式(I)化合物中的X特别优选为C、P(OH)或S(＝O)。非常特别优选X为C。
式(I)化合物中的A优选为C1-C4亚烷基。A特别优选为C1-C2亚烷基并非常特别优选亚甲基。
式(I)化合物中的R1优选为H、烷基或链烯基。
在本发明方法一个特别的实施方案中，式(I)化合物选自式(I.a)化合物，
其中
X是C、P(Rx)、P(O-Rx)、S、S(＝O)，其中Rx是H或是在每种情况下任选取代的烷基、环烷基或芳基，
Ra1和Ra2各自独立地为H或C1-C4烷基，和
R1是H、烷基、链烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基。
根据本发明使用的式(I.a)化合物中的X优选为C。
根据本发明使用的式(I.a)化合物中的Ra1和Ra2优选为H。
根据本发明使用的式(I.a)化合物中的R1优选为H或烷基，特别优选H或C1-C8烷基。
其中Pn、R2、R3、R4、W、a、b、c、Y1、Y2、Y3各自独立地或优选相结合地具有下面给出的含义之一的式(II)化合物特别适合于本发明的方法。
式(II)化合物中的Pn优选为磷。该式(II)化合物的合适的例子是膦、次膦酸酯(phosphinite)、亚膦酸酯、氨基磷酸酯(Phosphoramidite)或亚磷酸酯化合物。
式(II)化合物中的R2是包含至少一个NH基团的官能团。适合的基团R2是-NHRw、＝NH、-C(＝O)NHRw、-C(＝S)NHRw、-C(＝NRy)NHRw、-O-C(＝O)NHRw、-O-C(＝S)NHRw、-O-C(＝NRy)NHRw、-N(Rz)-C(＝O)NHRw、-N(Rz)-C(＝S)NHRw或-N(Rz)-C(＝NRy)NHRw，其中Rw、Ry和Rz各自独立地为H、烷基、环烷基、芳基或杂芳基，或在每种情况下与式(II)化合物的其它取代基一起为4至8元环体系的一部分。
式(II)化合物中的R2特别优选为-NH-C(＝NH)NHRw，其中Rw是H、烷基、环烷基、芳基或杂芳基。R2非常特别优选为-NH-C(＝NH)NH2。
式(II)化合物中的R3和R4优选各自为任选取代的苯基、吡啶基或环己基。R3和R4特别优选为任选取代的苯基。
式(II)化合物中的指数a、b和c优选为0。
在一个特别的实施方案中，根据本发明使用的式(II)化合物选自式(II.a)化合物，
其中
a、b、c、Pn、R2、R3、R4、Y1、Y2和Y3具有上面给出的含义之一，
W′是侧键之间具有1-5个桥联原子的二价桥联基团，
Z是O、S、S(＝O)、S(＝O)2、N(RIX)或C(RIX)(RX)，和
RI、RII、RIII、RIV、RV、RVI、RVII、RVIII及如果存在的话，RIX和Rx各自独立地为H、卤素、硝基、氰基、氨基、烷基、烷氧基、烷基氨基、二烷基氨基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基，
或与相邻环原子键合的两个基团RI、RII、RIV、RVI、RVIII和RIX一起表示相邻环原子之间双键的第二部分，其中6元环可以具有最多3个非累积双键。
关于a、b、c、Pn、R2、R3、R4、Y1、Y2和Y3的优选含义，可以参考上面关于通式(II)化合物的所述内容。
其中a、b、c、Pn、R2、R3、R4、RI、RII、RIII、RIV、RV、RVI、RVII、RVIII、RIX、RX、W′、Y1、Y2、Y3和Z各自独立地或优选相结合地具有优选的上述含义之一或具有下面的含义之一的式(II.a)化合物特别适合于本发明的方法。
式(II.a)化合物中的W′优选为C1-C5亚烷基、(C1-C4亚烷基)羰基或C(＝O)。式(II.a)化合物中的W′特别优选为C(＝O)。
式(II.a)化合物中的Z优选为N(RIX)或C(RIX)(RX)。Z特别优选为N(RIX)。
式(II.a)化合物中的基团RI与RII一起、RIV与RVI一起以及RVIII与RIX一起在每种情况下优选表示相邻环原子之间双键的第二部分，即：式(II.a)化合物中的6元环优选为取代的苯或吡啶。
式(II.a)化合物中的基团RIII、RV、RVII和(如果存在的化)RX优选各自独立地为H、卤素、硝基、氰基、氨基、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基或二(C1-C4烷基)氨基。RIII、RV、RVII和如果存在的话，RX特别优选各自为H。
在本发明方法的一个特别优选的实施方案中，式(II)或(II.a)的化合物选自式(1)和(2)的化合物，
在本发明的加氢甲酰基化方法中非常特别优选使用式(1)化合物。
根据本发明使用的催化剂具有至少一种如上所述的式(II)或(II.a)的化合物作为配体。除上述配体之外，所述催化剂可额外具有至少一种其它配体，所述配体优选选自卤化物、胺、羧酸酯/盐、乙酰丙酮化物、芳基磺酸酯/盐和烷基磺酸酯/盐、氢化物、CO、烯烃、二烯、环烯、腈、含N杂环、芳族和杂芳族化合物、醚、PF3、磷杂环戊二烯(phosphole)、磷杂苯以及单齿、双齿和多齿的膦、次膦酸酯/盐(phosphinite)、亚膦酸酯/盐、氨基磷酸酯(phosphoramidite)和亚磷酸酯/盐配体。
根据本发明使用的催化剂优选包含至少一种元素周期表第VIII族过渡金属。第VIII族过渡金属优选为Co、Ru、Rh、Ir、Pd或Pt，特别优选Co、Ru、Rh或Ir并非常特别优选Rh。
通常，在加氢甲酰基化条件下由在每种情况下使用的催化剂或催化剂前体形成通式HxMy(CO)zLq的催化活性种，其中M是第VIII族过渡金属，L是式(II)的含磷属元素化合物，和q、x、y、z是整数，它们取决于金属的化合价和类型以及配体L占据的配位点数量。优选z和q各自独立地至少为1，例如1、2或3。z和q之和优选为1-5。如果需要的话，配合物可以额外具有至少一种上文述及的其它配体。
在一个优选的实施方案中，加氢甲酰基化催化剂在用于加氢甲酰基化反应的反应器中原位制备。然而，如果需要的话，本发明的催化剂也可以由常规方法分开制备并分离。对于本发明催化剂的原位制备，可以例如使根据本发明使用的至少一种式(II)配体、第VIII族过渡金属的化合物或配合物、如果合适的话至少一种其它另外的配体和如果合适的话活化剂在惰性溶剂中在加氢甲酰基化条件下反应。
适合的铑化合物或配合物是例如铑(II)和铑(III)盐如氯化铑(III)、硝酸铑(III)、硫酸铑(III)、硫酸钾铑、羧酸铑(II)或羧酸铑(III)、醋酸铑(II)和醋酸铑(III)、氧化铑(III)、铑(III)酸的盐、六氯铑(III)酸三铵等。铑配合物如乙酰丙酮二羰基铑、乙酰丙酮酰双(亚乙基)化铑(I)(acetylacetonatobisethylenerhodium(I))等也是适合的。优选使用乙酰丙酮二羰基铑或醋酸铑。
钌盐或钌化合物同样是适合的。适合的钌盐是例如氯化钌(III)、氧化钌(IV)、氧化钌(VI)或氧化钌(VIII)、钌含氧酸的碱金属盐例如K2RuO4或KRuO4、或配合物如RuHCl(CO)(PPh3)3。在本发明的方法中也可以使用钌的金属羰基化合物，例如十二羰基三钌或十八羰基六钌，或其中CO已部分被式PR3配体替代的混合形式，例如Ru(CO)3(PPh3)2。
适合的钴化合物是例如氯化钴(II)、硫酸钴(II)、碳酸钴(II)、硝酸钴(II)、它们的胺或水合物配合物、羧酸钴如醋酸钴、乙基己酸钴、环烷酸钴(cobaltnaphthanoate)以及己酸钴配合物。这里，也可使用钴的羰基配合物，例如八羰基二钴、十二羰基四钴和十六羰基六钴。
上述和其它适合的钴、铑、钌和铱的化合物原则上是已知的并且文献中已进行了充分描述，或者可以由本领域熟练技术人员使用与已知化合物类似的那些方法制备。
适合的活化剂是例如布朗斯台德酸、路易斯酸如BF3、AlCl3、ZnCl2，和路易斯碱。
适合的溶剂是醚，如叔丁基甲基醚、二苯醚和四氢呋喃。其它可能的溶剂是脂肪族羧酸与链烷醇的酯例如乙酸酯、或含氧油如PalatinolTM或TexanolTM、芳族化合物如甲苯和二甲苯、烃或烃的混合物。
单磷属元素配体(II)与第VIII族过渡金属的摩尔比通常为大约1∶1-1000∶1，优选为2∶1-500∶1并特别优选为5∶1-100∶1。
优选的方法是，其中加氢甲酰基化催化剂是通过将根据本发明可以使用的至少一种配体(II)、第VIII族过渡金属的化合物或配合物和如果合适的话，活化剂在惰性溶剂中在加氢甲酰基化条件下反应而原位制备的。
加氢甲酰基化反应可以连续、半连续或分批进行。
用于连续反应的适合的反应器是本领域熟练技术人员已知的，并且例如在Ullmanns工业化学百科全书(Ullmanns 
der technischen Chemie)，卷.1，第3版，1951，第743及之后等页进行了描述。
适合的额定压力反应器同样是本领域熟练技术人员已知的并且例如例如在Ullmanns工业化学百科全书(Ullmanns der technischen Chemie)，卷1，第3版，1951，第769及之后等页进行了描述。总的来说，本发明的方法用高压釜进行，如果需要的话，该高压釜可以带有搅拌器和内衬。
本发明方法使用的包含一氧化碳和氢的合成气体的组成可以在宽范围内变化。一氧化碳与氢的摩尔比通常为大约5∶95-70∶30，优选为大约40∶60-60∶40。特别优选使用一氧化碳与氢的摩尔比为大约1∶1。
加氢甲酰基化反应中的温度通常为大约20-180℃，优选为大约50-150℃。压力通常为大约1-700巴，优选为1-600巴，特别是1-300巴。反应压力可以随使用的本发明加氢甲酰基化催化剂的活性而变化。总的来说，基于式(II)的含磷属元素化合物的本发明催化剂通常使反应可以在相对低的压力范围内，例如在1-100巴下进行。
本发明的加氢甲酰基化催化剂和根据本发明使用的那些催化剂可以通过本领域熟练技术人员已知的常规方法从加氢甲酰基化反应的排出产物中分离出来，并且通常可以重新用于加氢甲酰基化。
上述催化剂也可以以适合的途径，例如经由适合作为锚固基团的官能团键合、吸附、接枝等，固定到适合的载体上，例如固定到由玻璃、硅胶、合成树脂、聚合物等组成的载体上。因而，它们适合用作固相催化剂。
基于上述式(II)配体的催化剂的加氢甲酰基化活性通常高于形成内部双键的异构化活性。在包含能够形成分子间非共价键的官能团的不饱和化合物的加氢甲酰基化中，根据本发明使用的催化剂有利地显示出对反应性中心的加氢甲酰基化高的化学选择性和区域选择性。另外，在加氢甲酰基化条件下所述催化剂通常具有高稳定性，从而与使用由现有技术已知的催化剂时相比，它们通常可以获得更长的催化剂寿命。根据本发明使用的催化剂还有利地显示出高活性，使得相应的醛或醇通常能获得良好的产率。
本发明进一步提供根据本发明使用的式(II.a)化合物
关于变量a、b、c、Pn、R2、R3、R4、Y1、Y2、Y3、W′、Z、RI、RII、RIII、RIV、RV、RVI、RVII、RVIII及如果存在的话，RIX和RX的优选含义，可以参考上面关于本发明方法的所述内容。
特别优选这样的式(II.a)化合物，其中Pn是磷。
同样优选这样的式(II.a)化合物，其中R2是-NH-C(＝NH)NHRw，其中Rw是H、烷基、环烷基、芳基或杂芳基，并且特别是-NH-C(＝NH)NH2。
同样优选这样的式(II.a)化合物，其中R3和R4各自为任选取代的苯基。
同样优选这样的式(II.a)化合物，其中a、b和c各自为0。
同样优选这样的式(II.a)化合物，其中W′是C(＝O)基。
同样优选这样的式(II.a)化合物，其中Z是N(RIX)。
同样优选这样的式(II.a)化合物，其中RI与RII一起、RIV与RVI一起和RVIII与RIX一起在每种情况下为相邻环原子之间双键的第二部分，并且RIII、RV、RVII和如果存在的话，RX各自为H。
上面关于式(II.a)化合物中a、b、c、Pn、R2、R3、R4、RI、R、RII、RIII、RIV、RV、RVI、RVII、RVIII、RIX、RX、W′、Y1、Y2、Y3和Z的优选含义的所述内容相互独立地适用，并特别是任意结合适用。
式(II.a)化合物非常特别优选选自式(1)和(2)的化合物
本发明进一步提供根据本发明优选使用的这样的催化剂，所述催化剂包含元素周期表第VIII族过渡金属与至少一种上面所定义的式(II.a)化合物的至少一种配合物。关于根据本发明优选的第VIII族过渡金属和优选的式(II.a)化合物，可参考上文所述。
本发明进一步提供包含第VIII族过渡金属与至少一种如上述所定义的式(I)配体的至少一种配合物的催化剂用于加氢甲酰基化的用途。关于优选的实施方案，可参考上面关于本发明催化剂的所述内容。
本发明下面借助非限制性实施例进行说明。
实施例
I.通用方案
所有反应在氩气氛下在干燥的玻璃装置中进行。对空气和湿气敏感的液体通过注射器转移。所有溶液使用标准方法进行干燥和蒸馏。在减压下用旋转蒸发器对溶液除去溶剂。使用Merck硅胶
(200-400目)用于反应产物的色谱纯化。使用Varian Mercury光谱仪(对于1H、31P和13C，300MHz、121MHz和75MHz)、Bruker AMX 400(对于1H、31P和13C，400MHz、162MHz和101MHz)或Bruker DRX 500(对于1H、31P和13C，500MHz、202MHz和125MHz)记录NMR谱。作为参考，使用TMS作为内标(1H-和13C-NMR)或85％H3PO4作为标准(31P-NMR)。1H-NMR数据报告如下：化学位移(δ，ppm)、多重性(s＝单峰；bs＝宽的单峰；d＝二重峰；t＝三重峰；q＝四重峰；m＝多重峰)、偶合常数(Hz)、归一化。13C-NMR数据报告如下：化学位移(δ，ppm)、多重性、偶合常数(Hz)。使用Finnigan MAT 8200记录高分辨质谱。使用Elementarvario(来自Elementar Analysensysteme GmbH)进行元素分析。
II.式(II)化合物的制备
1.N-(6-二苯基膦吡啶-2-基羰基)胍(1)的制备
1.12-溴-6-二苯基膦吡啶
于-78℃在氩气氛下将正丁基锂(48.2ml，0.093mol，1.6M，在己烷中，1.1当量)缓慢(15分钟)加入到2，6-二溴吡啶(20g，0.084mol，1当量)在CH2Cl2(750ml)中的溶液中。将反应混合物进一步搅拌30分钟。随后历经10分钟加入Ph2PCl(17.6ml(95％)，0.093mol，1.1当量)并将获得的反应混合物在-78℃下进一步搅拌30分钟。历经1.5小时将获得的溶液加温到室温并在此温度下进一步搅拌2小时。随后将反应混合物与水(400ml)混合。所得各相分离后，用CH2Cl2(2×100ml)萃取水相。合并有机相，经Na2SO4干燥并在减压下除去溶剂。将残余物溶解到CH2Cl2(100ml)中并通过硅胶过滤。蒸发溶剂并随后用石油醚/Et2O(3∶1)研制残余物，获得26g 2-溴-6-二苯基膦吡啶，为无色固体(产率：90％)。
熔点：81℃。1H-NMR(400.1MHz，C6D6)：δ＝6.43-6.48(m，1H)；6.76-6.79(m，2H)；7.01-7.06(m，6H)；7.40-7.46ppm(m，4H)。13C{1H}-NMR(100.6MHz，C6D6)：δ＝126.5；126.8(d，J＝17.3Hz)；128.9(d，J＝7.2Hz)；129.3；134.6(d，J＝20.3Hz)；136.5(d，J＝11.6Hz)；137.6(d，J＝2.4Hz)；143.1(d，J＝10.6Hz)；166.6(d，J＝4.1Hz)。31P{1H}-NMR(161.97MHz，C6D6)：元素分析[％]：计算值：C：59.67；H：3.83；N：4.09；实测值：C：59.47；H：3.90；N：4.26。
1.2 6-二苯基膦吡啶-2-基甲酸
于-78℃在氩气氛下将正丁基锂(40.2ml，0.064mol，1.6M，在己烷中，1.1当量)滴加到2-溴-6-二苯基膦吡啶(20g，0.059mol，1当量)在CH2Cl2(800ml)中的溶液中。将反应混合物在此温度下搅拌75分钟。随后使气态CO2在-78℃下穿过所得溶液30分钟。将反应混合物在-30℃温度下在CO2气氛下加热1.5小时。随后将反应混合物冷却回到-78℃，用CO2饱和(15分钟)并历经2小时加温到0℃。用盐酸水溶液(2M，3×200ml)萃取反应混合物。随后用CH2Cl2(2×100ml)萃取水相。合并有机相，在Na2SO4上干燥并在减压下过滤和除去溶剂。将淡黄色的油状残余物溶解到乙酸乙酯中(50ml)并通过短硅胶柱过滤(用乙酸乙酯充分洗涤)。除去溶剂并用石油醚/乙醚(2∶1)研制残余物获得18g 6-二苯基膦吡啶-2-基甲酸，为轻微淡黄色固体(产率：80％)。
熔点：122℃。1H-NMR(400.1MHz，C6D6)：δ＝6.76(ddd，J＝7.7；7.7；2.0Hz，1H)；6.96(ddd，J＝7.7；1.8；1.1Hz，1H)；7.02-7.08(m，6H)；7.26-7.33(m，4H)；7.71(ddd，J＝7.7；1.0；0.5Hz，1H)；10.66ppm(bs，1H)。13C{1H}-NMR(100.6MHz，C6D6)：δ＝121.9(s)；129.0(d，J＝7.5Hz)；129.8(s)；131.7(d，J＝21.7Hz)；134.5(d，J＝20.3Hz)；135.6(d，J＝10.4Hz)；137.6(d，J＝3.6Hz)；147.0(d，J＝7.0Hz)；163.1(d，J＝7.2Hz)；163.3ppm(s)。31P{1H}-NMR(161.97MHz，C6D6，H3PO4)：δ＝-2.3ppm。元素分析[％]：计算值：C：70.36；H：4.59；N：4.56；实测值：C：70.20；H：4.79；N：4.70。
1.3N′-叔丁氧基羰基-N-(6-二苯基膦吡啶-2-基羰基)胍
于0℃在氩气氛下将1-苯并三唑氧基三(二甲基氨基)鏻六氟磷酸盐(BOP，17.6g，39.79mmol，1当量)加入到6-二苯基膦吡啶-2-羧酸(12.23g，39.79mmol，1当量)、N′-叔丁氧基羰基胍(9.5g，59.68mmol，1.5当量)和N-甲基吗啉(10.9ml，10.06g，99.5mmol，2.5当量)在DMF(250ml)中的溶液中。将反应混合物在0℃下搅拌2小时并在室温下进一步搅拌2小时。反应通过TCL(石油醚/乙酸乙酯/CH3OH，50∶25∶2)监测。在0℃下加入水(200ml)后，反应产物沉淀。将所得悬浮体在0℃下搅拌10分钟。白色固体随后通过过滤分离并用水洗涤(2×100ml)。+将粗产物溶解到CH2Cl2中并过滤。滤液用水洗涤、经Na2SO4干燥并在减压下除去溶剂。将残余物溶解到CH2Cl2/乙酸乙酯(3∶1)中并通过短硅胶柱过滤。用CH2Cl2/石油醚研制并随后除去溶剂获得14.3g N′-叔丁氧基羰基-N-(6-二苯基膦吡啶-2-基羰基)胍，为无色固体(产率：80％)。(通过色谱法(石油醚/乙酸乙酯/CH3OH，30∶10∶1)纯化同样是可以的)。
Rf(SiO2；石油醚/乙酸乙酯/CH3OH，30∶10∶1)＝0.4。熔点：150℃(有分解)。1H-NMR(499.7MHz，CDCl3)
7.17(bd，J＝7.8Hz，1H)；7.25-7.29(m，4H)；7.36-7.43(m，6H)；7.79(td，J＝7.8；7.8；1.3Hz，1H)；8.01(d，J＝7.8Hz，1H)；9.14(bs，1H)；9.25(bs，1H)；10.08ppm(bs，1H)。13C{1H}-NMR(125.7MHz，CDCl3)：
79.5(s)；121.6(s)；128.9(d，J＝7.5Hz)；129.5(s)；131.5(d，J＝8.6Hz)；134.1(d，J＝19.4Hz)；134.9(d，J＝10.7Hz)；137.6(s)；147.7(d，J＝14.0Hz)；158.5(s)；163.4(s)；164.5(s)；165.9ppm(s)。31P{1H}-NMR(202.3MHz，CDCl3)：
IR(薄膜，CH2Cl2)：2975，1703，1655，1573，1434，1408，1301cm-1。MS(CI)：[m/e]＝448.8(100％，[M+H]+)，349(45％，[M+H-Boc]+)。元素分析[％]：计算值：C：64.28；H：5.62；N：12.49；实测值：C：64.34；H：5.58；N：12.54。
1.4N-(6-二苯基膦吡啶-2-基羰基)胍(1)
在氩气氛下将N′-叔丁氧基羰基-N-(6-二苯基膦吡啶-2-羰基)胍(10g，22.30mmol，1当量)和1，3-二甲氧基苯(3.14ml，3.39g，24.53mmol，1.1当量)溶解于三氟乙酸(80ml)中并在室温下搅拌3小时(TLC监测：CH2Cl2/CH3OH/三乙胺，30∶2∶1，Mo-Ce试剂)。在减压下除去过量的三氟乙酸。将残余物溶解于CH2Cl2(60ml)中并在0℃下加入Na2CO3溶液(20％水溶液，200ml)。将该两相混合物在0℃下剧烈搅拌15分钟。这导致形成白色沉淀物。滤出沉淀物并用水洗涤数次(作为替代方案，可将沉淀物悬浮到大约200ml水中，用超声处理和滤出)。随后再次将沉淀物用乙酸乙酯(2×25ml)、正戊烷(2×25ml)洗涤并在减压下经五氧化二磷干燥。获得7.55g(产率)二氯甲烷加合物形式的N-(6-二苯基膦吡啶-2-基羰基)胍，为无色粉末。除了DMSO，此化合物不溶于常规溶剂。
Rf(SiO2，CH2Cl2/CH3OH/三乙胺＝30∶2∶1)＝0.4。熔点＞250℃。1H-NMR(499.7MHz，d6-DMSO)
7.25-7.34(m，4H)；7.38-7.44(m，6H)；7.76(td，J＝7.6；7.6；1.6Hz，1H)；7.94(d，J＝7.6Hz，1H)；6.79和8.05ppm(bs，4H)。13C{1H}-NMR(125.7MHz，d6-DMSO)：
127.8(d，J＝1 1.8Hz)；128.7(d，J＝6.4Hz)；129.1(s)；133.6(d，J＝19.3Hz)；136.0(d，J＝11.8Hz)；136.3(s)；156.9(d，J＝14.0Hz)；161.9(d，J＝7.5Hz)；163.2(d，J＝8.6Hz)；174.8ppm(s)。31P{1H}-NMR(161.97MHz，d6-DMSO，H3PO4)：δ＝-5.63ppm。MS(EI)[m/e]＝348.0(100％，[M]+)。元素分析[％]：对于M的计算值C：65.51；H：4.92；N：16.08；对于(M+0.55 CH2Cl2)的计算值：C：59.44；H：4.62；N：14.18；实测值：C：59.37；H：4.75；N：14.49。
2.N-(3-二苯基膦苯甲酰基)胍(2)的制备
2.1 N′-叔丁氧基羰基-N-(3-二苯基膦苯甲酰基)胍
在0℃下将1-苯并三唑氧基三(二甲基氨基)鏻六氟磷酸盐(BOP，1.733g，3.92mmol，1当量)加入到3-(二苯基膦)苯甲酸(1.2g，3.92mmol，1当量)、叔丁氧基羰基胍(936mg，5.88mmol，1.5当量)和N-甲基吗啉(862μl，793mg，7.84mmol，2当量)在二甲基甲酰胺(DMF，25ml)中的溶液中。在氩气氛下将反应混合物在0℃下搅拌10分钟并在室温下搅拌4小时。反应通过TCL(CH2Cl2/乙酸乙酯，10∶1)监测。加入水(40ml)后，沉淀形成(在0℃下搅拌10分钟)。滤出沉淀物并用水(20ml)洗涤。将沉淀物溶解于CH2Cl2中并再次过滤。滤液用水洗涤，经Na2SO4干燥并在减压下除去溶剂。残余物通过色谱法(CH2Cl2/乙酸乙酯，10∶1)纯化。在-30℃下用正戊烷(20ml)研制获得1.195g N′-叔丁氧基羰基-N-(3-二苯基膦苯甲酰基)胍，为无色固体(产率：68％)。
Rf(SiO2，CH2Cl2/乙酸乙酯，10∶1)＝0.65。熔点：79-82 ℃。1H-NMR(499.7MHz，CDCl3)：δ＝1.34(s，9H)；7.27-7.33(m，10H)；7.36-7.42(m，2H)；8.05(d，J＝7.0Hz，1H)；8.13(d，J＝7.9Hz，1H)；8.55(bs，1H)；8.56ppm(bs，2H)。13C{1H}-NMR(125.7MHz，CDCl3)：
82.9(s)；128.3(d，3J＝5.4Hz)；128.6(d，3J＝7.5Hz)；128.7(d)；128.8(s)；129.5(bs)；133.7(d，J＝19.3Hz)；134.3(bd，J＝23.6Hz)；136.8(m)；137.5(bd)；154.0(s)；159.3(s)；177.7ppm(s)。31P{1H}-NMR(202.3MHz，CDCl3，H3PO4)：δ＝-4.47ppm。MS(EI)：[m/e]＝305(85％，[M-(NHCNBoc)]+)，346(100％，[M-H-Boc]+)，447.1(30％，[M]+)。元素分析[％]：计算值：C：67.1；H：5.86N：9.39；实测值：C：67.1；H：5.98；N：9.19。
2.2N-(3-二苯基膦苯甲酰基)胍(2)
在氩气氛下将N′-叔丁氧基羰基-N-(3-二苯基膦苯甲酰基)胍(800mg，1.789mmol)溶解于三氟乙酸(8ml)中并在室温下搅拌1.5小时(TLC监测：CH2Cl2/CH3OH/三乙胺，30∶2∶1；Mo-Ce试剂)。在减压下除去过量的三氟乙酸。将残余物溶解于CH2Cl2(10ml)中并用Na2CO3溶液(20％水溶液，10ml)萃取。用CH2Cl2(2×10ml)萃取水相。合并有机相，经MgSO4干燥，在减压下过滤和除去溶剂。残余物用正戊烷(2×10ml)研制并在减压下干燥。获得590mg N-(3-二苯基膦苯甲酰基)胍，为无色固体(产率：95％)。
Rf(SiO2，丙酮)＝0.5。熔点：75-77℃。1H-NMR(400.1MHz，d6-DMSO)：δ＝7.21-7.27(m，5H)；7.39-7.45(m，7H)；8.07(d，J＝7.6Hz，1H)；8.10(d，J＝9.1Hz，1H)；7.0和7.9ppm(bs，4H)。13C{1H}-NMR(100.6MHz，d6-DMSO，TMS)：δ＝128.2(d，J＝5.3Hz)；128.7(d，J＝6.8Hz)；128.9(s)；129.0(s)；133.2(d，J＝19.6Hz)；133.6(d，J＝26.1Hz)；135.1(d，J＝14.2Hz)；136.2(d，J＝11.8Hz)；136.4(d，J＝11.4Hz)；138.5(s)；162.1(s)；174.3ppm(s)。31P{1H}-NMR(161.98MHz，d6-DMSO)：δ＝-5.83ppm。MS(EI)：[m/e]＝183(25％)，330(50％，[M-NH3]+)，347(100％，[M]+)。
高分辨质量：计算值：347.118750；实测值：347.119402。
II.底物的制备
1.(Z)-戊-3-烯酸((Z)-3)的制备
1.1(Z)-戊-3-烯-1-醇
将林德拉(Lindlar)催化剂(45mg)放入250ml Schlenk烧瓶中并除气。加入喹啉(780mg，在氩气氛下蒸馏过)、乙醚(150ml，无水(abs.))和戊-3炔-1-醇(2.74ml，2.5g，29.7mmol)。用H2气氛代替氩气氛。在1巴的H2压力下室温进行20小时氢化。获得的反应混合物通过硅藻土过滤并用乙醚充分洗涤。滤液在减压下除去溶剂。残余物通过蒸馏纯化(140℃/大气压)。获得2.4g(Z)-戊-3-烯-1-醇，为无色液体(产率：94％)。根据GC分析(GC：6890N AGILENT TECHNOLOGIES；柱：24079SUPELCO，Supelcowax 10，30.0m×0.25mm×0.25μm；75℃等温，He流0.7ml/分钟；(E)：18.9分钟，(Z)：19.3分钟)，获得的产物中(Z)-异构体的含量＞96％。
1H-NMR(400.1MHz，CDCl3)：
(d，J＝5.6Hz，3H)；2.33(假-q，J＝7.0Hz，2H)；3.63(t，J＝6.6Hz，2H)；5.35-5.45(m，1H)；5.57-5.67ppm(m，1H)。13C{1H}-NMR(100.6MHz，CDCl3)：δ＝12.5(s)；30.3(s)；62.0(s)；126.0(s)；126.5ppm(s)；副产物((E)-异构体)信号：δ＝17.4；35.7；61.9；127.2；127.5ppm。
1.2(Z)-戊-3-烯酸((Z)-3)
在0℃下将CH3CN(50ml)和(Z)-戊-3-烯-1-醇(2.36ml，2.0g，23.22mmol，1.0当量)接连地加入到Na2Cr2O7(69.2mg，0.23mmol，0.01当量)、65％浓度硝酸(450mg，4.64mmol，0.2当量)和NaIO4(10.93g，51.1mmol，2.2当量)在H2O(25ml)中的溶液中。将反应混合物在0℃下搅拌8小时并在10℃下搅拌过夜。根据NMR的转化率为98％。滤出无机盐并用乙醚洗涤。各相分离后，用醚(3×100ml)萃取水相。合并有机相，经Na2SO4干燥并在减压下除去溶剂。分馏(100℃/20毫巴)残余物(2.04g)。获得1.83g(Z)-戊-3-烯酸，为无色液体(产率：79％)。根据1H-NMR分析，(Z)-异构体含量为95％。
1H-NMR(400.1MHz，
(ddt，J＝6.8；1.8；1.8Hz，3H)；3.13-3.16(dm，J＝7.2Hz，2H)；5.53-5.74(m，2H)；10.8ppm(bs，1H)。13C{1H}-NMR(100.6MHz，CDCl3)：
(s)；32.5(s)；121.0(s)；128.2(s)；178.7ppm(s)；副产物((E)-异构体)信号：δ＝18.0；37.9；122.0；130.2；179.0ppm。
2.2-乙烯基庚-6-烯酸(4)的制备
2.1.对甲苯磺酸戊-4-烯酯
在0℃下将对甲苯磺酰氯(22.15g，116mmol，1.5当量)分几小批加入到戊-4-烯-1-醇(6.67g，77.5mmol，1当量)和吡啶(无水，12.53ml，12.25g，154.9mmol，2当量)在CH2Cl2(80ml)中的溶液中。将反应混合物在0℃下搅拌3小时。加入水(60ml)后，用乙醚(125ml)萃取混合物。接连地用盐酸水溶液(2M)、Na2CO3水溶液(5％)和水洗涤有机相，经在MgSO4干燥并在减压下除去溶剂。残余物通 过色谱法(石油醚/乙醚，8∶1)分级。获得17.7g对甲苯磺酸戊-4-烯酯，为无色油(产率：95％)。
1H NMR(400.1MHz，CDCl3)：δ＝1.71-1.78(m，2H)；2.05-2.11(m，2H)；2.45(s)；4.04(t，J＝6.4Hz，2H)；4.93-4.98(m，2H)；5.64-5.74(m，1H)；7.35(dm，J＝8.3Hz，2H)；7.79ppm(dm，J＝8.3Hz，2H)。13C{1H}-NMR(100.6MHz，CDCl3)：δ＝21.6；28.0；29.4；69.8；115.8；127.9；129.8；133.2；136.6；144.7ppm。
2.22-乙烯基庚-6-烯酸(4)
将正丁基锂(2.5M，在己烷中，39.9ml，99.84mmol，2.4当量)于-78℃在氩气氛下缓慢加入到二乙胺(7.3g，10.28ml，99.84mmol，2.4当量)在四氢呋喃(THF，50ml，无水)中的溶液中。将反应混合物在0℃下搅拌0.5小时，随后冷却回到-78℃。在此温度下，历经15分钟将(E)-丁-2-烯酸(4.3g，49.92mmol，1.2当量)在THF(无水，50ml)中的溶液加入到该反应混合物中。随后在0℃下将反应混合物搅拌1小时并冷却回到-78℃。在-78℃下历经1小时通过注射泵向此反应混合物中加入对甲苯磺酸戊-4-烯酯(10g，41.6mmol，1当量)在THF(50ml，无水)中的溶液。历经1小时将反应混合物加温到-20℃并在此温度下进一步搅拌16小时。随后加入H2O(300ml)并用乙醚(3×200ml)洗涤混合物。水相用磷酸(85％)酸化，同时在冰中冷却，随后用乙酸乙酯(3×250ml)萃取。合并有机相，在MgSO4上干燥并在减压下除去溶剂。分馏(80℃/0.4毫巴)残余物。获得5.2g 2-乙烯基庚-6-烯酸，为无色油(产率：81％)。
1H-NMR(400.1MHz，CDCl3)：δ＝1.31-1.51(m，2H)；1.51-1.63(m，1H)；1.75-1.85(m，1H)；2.07(dt，J＝7.0；7.0Hz，2H)；3.02(dt，J＝7.7；7.7Hz，1H)；4.93-5.04(m，2H)；5.14-5.25(m，2H)；5.72-5.86(m，2H)；11.73ppm(bs，1H)。13C{1H}-NMR(100.6MHz，CDCl3)
31.4(s)；33.4(s)；50.0(s)；114.9(s)；117.8(s)；135.4(s)；138.2(s)；181.2ppm(s)。MS(CI(NH3))：[m/e]＝109.1(13％)，172.1(100％，[M+NH3+H]+)。元素分析[％]：计算值：C：70.1；H：9.15；实测值：C：69.8；H：9.04。
IV.通用加氢甲酰基化方法
将所要反应的化合物(底物)加入到烧瓶中的[Rh(CO)2acac]悬浮体、适合的配体、1，3，5-三甲氧基苯(作为内标)在溶剂中的溶液中。将反应混合物在氩气氛下搅拌5分钟。用注射器在氩气氛下将反应混合物转移到高压釜中。高压釜用合成气体(CO/H2，1∶1)冲洗三次。
加氢甲酰基化反应在如下装置中进行：
(A)Argonaut 
反应器系统，包括8个平行的、装有独立的温度和压力控制的机械搅拌压力反应器。反应进程通过评估合成气体的消耗进行测定；
(B)装有磁力搅拌器的Premex Medimex不锈钢高压釜(100ml)。该高压釜装有玻璃内衬和取样装置。为了动力学研究，高压釜是恒温的，试样取样和检查通过NMR分析进行。
如果适合的话，反应通过将系统冷却、放气和用氩气冲洗反应器被中断。通过在CDCl3中的反应混合物粗品的NMR分析和/或通过除去溶剂后试样的NMR分析对试样进行检测。
V.用以检测区域选择性的加氢甲酰基化实施例
1.乙烯基乙酸(5)的加氢甲酰基化：
实验条件：
反应器：高压釜(A)；[Rh(CO)2acac]∶配体∶(5)∶标准的摩尔比＝1∶10∶200∶100；溶剂：THF(2ml)；底物(3)的起始浓度：c0(3)＝0.2M；合成气体：CO/H2(1∶1)；反应压力：10巴；反应温度：40℃；反应时间：4h。
加氢甲酰基化的主要产物：
由合成气体的消耗确定周转频率(TOF；mol(乙醛)/mol(催化剂)h-1)。在减压下(150毫巴)除去溶剂和加入三乙胺(100μl)后，通过在所形成的反应混合物的1H-NMR谱中形成的反应产物的特征信号归一化确定反应的转化率(以％计)和区域选择性((6)/(7)的摩尔比)。每个实验至少重复两次。所有实验中观测到此反应的副产物＜5％。
使用的不是根据本发明的配体：
表1：
| 实施例 | 配体 | TOF[h-1] | 转化率[％] | 区域选择性(6)/(7) |
| 1.1 | (1) | 250 | 100 | 23 |
| 1.2 | (2) | 60 | 96 | 4.8 |
| 1.3(CE) | - | 16 | 25 | 0.58 |
| 1.4(CE) | PPh3 | 30 | 53 | 1.3 |
| 1.5(CE) | XANTPHOS | 3 | 5 | ＞20[a] |
| 1.6(CE) | XANTPHOS，80℃[b]，4h(20h)[c] | 50 | 约85(100) | 15.5 |
| 1.7(CE) | PPh3/(8)，(1∶1) | 12 | 20 | 1.5 |
(CE)＝对比实施例(不是根据本发明)
[a]由于低的转化率，区域选择性不能以足够的精确度测定
[b]反应温度偏离基本方法
[c]反应时间偏离基本方法
1.8通过乙烯基乙酸(5)加氢甲酰基化制备5-氧代戊酸(6)
实验条件：
反应器：高压釜(B)；[Rh(CO)2acac]∶(1)∶(5)的摩尔比＝1∶20∶200；溶剂：THF(5ml)；底物(5)起始浓度：c0(5)＝0.39M；合成气体：CO/H2(1∶1)；反应压力：4巴；反应温度：室温；反应时间：20h。
在减压下除去溶剂后，将残余物溶解到CH2Cl2中，施加到短硅胶柱中并用乙醚洗脱。获得215.5mg 5-氧代戊酸(6)，为无色液体(产率：96％)。根据NMR分析，分离的产物包含1.7mol％3-甲基-4-氧代丁酸(7)作为其它组分。
1H-NMR(400.1MHz，CDCl3)：δ＝1.96(假-q，J＝7.2；7.2Hz，2H)；2.44(t，J＝7.2Hz，2H)；2.56(dt，J＝1.3；7.2Hz，2H)；9.77(bs，1H)；9.85ppm(bs，1H)。13C{1H}-NMR(100.6MHz，CDCl3)
32.9(s)；42.7(s)；178.9(s)；201.3(bs)。MS(CI(NH3)：[m/e]＝133.9(100％)[M+NH3+H]+)。元素分析[％]：计算值：C：51.72；H：6.94；实测值：C：51.56；H：6.71。
2.戊-4-烯酸(9)的加氢甲酰基化
反应条件：
反应器：高压釜(A)；[Rh(CO)2acac]∶(1)∶(9)∶标准的摩尔比＝1∶10∶200∶100；溶剂：THF(2ml)；底物(9)的起始浓度：c0(9)＝0.2M；合成气体：CO/H2(1∶1)；反应压力：10巴；反应温度：40℃；反应时间：4h。
加氢甲酰基化的可能产物：
由合成气体的消耗确定周转频率(TOF；mol(乙醛)/mol(催化剂)h-1)。在减压下(150毫巴)除去溶剂后，通过在形成的反应混合物的1H-NMR谱中形成的反应产物的特征信号归一化确定反应的转化率(以％计)和区域选择性((10)/(11)的摩尔比)。每个实验至少重复两次。所有实验中观测到此反应的副产物＜5％。
结果：TOF＝49h-1；转化率：73％；反应的区域选择性：(10)/(11)＝3.6。
4.丁-3-烯酸甲酯(12)的加氢甲酰基化(不是根据本发明)
反应条件：
反应器：高压釜(A)；[Rh(CO)2acac]∶(1)∶(12)∶CH3COOH∶标准的摩尔比＝1∶10∶200∶(如表2中所示)∶100；溶剂：THF(2ml)；底物(12)的起始浓度：c0(12)＝0.2M；合成气体：CO/H2(1∶1)；反应压力：10巴；反应温度：40℃；反应时间：4h。
加氢甲酰基化的可能产物：
由合成气体的消耗确定周转频率(YOF；mol(乙醛)/mol(催化剂)h-1)。通过在用CDCl3稀释的所得反应混合物的1H-NMR谱中形成的反应产物的特征信号归一化确定反应的转化率(以％计)和区域选择性((13)/(14)的摩尔比)。每个实验至少重复两次。所有实验中观测到此反应的副产物＜5％。
表2
| 实施例 | CH3COOH[a] | TOF[h-1] | 转化率[％] | 区域选择性(13)/(14) |
| 4.1[b] | 0 | 29 | 50 | 1.1 |
| 4.2 | 1 | 34 | 58 | 1.4 |
[a]每mol(12)的CH3COOH的mol数
[b]悬浮体(在没有羧酸的情况下配体1不溶于反应介质中)。
5.(Z)-戊-3-烯酸((Z)-3)的加氢甲酰基化
反应条件：
反应器：高压釜(B)；[Rh(CO)2acac]∶配体∶((Z)-3)∶标准的摩尔比＝1∶10∶50∶25；底物((Z)-3)的起始浓度：c0((Z)-3)＝0.2M；溶剂：THF(4ml)；合成气体：CO/H2(1∶1)；反应压力：6巴；反应温度：室温；反应时间：68h。
在减压下(150毫巴)除去溶剂和加入三乙胺(100μl)后，通过在形成的反应混合物的1H-NMR谱中形成的反应产物的特征信号归一化确定反应的转化率(以％计)和区域选择性((15)/(16)的摩尔比)。结果示于表3中。
加氢甲酰基化的产物：
表3
| 实施例 | 配体 | 反应产物的组成[mol-％]((Z)-3)∶((E)-3)∶(15)∶(16) | 转化率[％] | 区域选择性(15)∶(16) |
| 5.1 | (1) | 10.5∶9.0∶71.5∶6.5 | 80.5 | 11∶1 |
| 5.2(CE) | PPh3 | 76∶3.5∶4∶7 | 20 | 1∶1.7 |
5.3通过(Z)-戊-3-烯酸((Z)-3)加氢甲酰基化制备4-甲基-5-氧代戊酸(15)
实验条件：
反应器：高压釜(B)；[Rh(CO)2acac]∶(1)∶((Z)-3)的摩尔比＝1∶10∶50；底物((Z)-3)的起始浓度：c0((Z)-3)＝0.2M；溶剂：THF(4ml)；合成气体：CO/H2(1∶1)；反应压力：4巴；反应温度：室温；反应时间：68h。
将获得的反应混合物与硅胶(1g)混合并在减压下除去溶剂。将所得固体施加到硅胶柱中和通过色谱法分级(洗脱剂：石油醚/乙醚/乙酸，100∶50∶1)。获得质量为70mg的(15)和(16)的产物混合物，为无色固体(产率：67.2％)。该产物混合物包含92％的4-甲基-5-氧代戊酸(15)和8％的3-甲酰基戊酸(16)。回收到7.4mg(9.2％)起始化合物和它的(E)-异构体。
Rf(SiO2，石油醚/乙醚/乙酸＝100∶50∶1)＝0.12。1H-NMR(400.1MHz，CDCl3)：δ＝1.15(d，J＝7.1Hz，3H)；1.66-1.75(m，1H)；2.02-2.11(m，1H)；2.44(t，J＝7.5Hz，2H)；2.40-2.50(m，1H)；9.62(bs，1H)；10.6ppm(bs，1H)。13C{1H}-NMR(100.6MHz，CDCl3)：δ＝13.2(s)；24.9(s)；31.1(s)；45.2(s)；179.0(s)；204.2ppm(s)。MS(CI(NH3))：[m/e]＝113(100％[M-H2O+H]+)，131(33％[M+H]+)，148(40％[M+NH3+H]+)。元素分析[％]：计算值：C：55.37；H：7.74；实测值：C：55.29；H：7.54。
6.乙烯基乙酸(5)在抑制剂存在下加氢甲酰基化
实验条件：
反应器：高压釜(A)；[Rh(CO)2acac]∶(1)∶抑制剂∶标准的摩尔比＝1∶10∶(如表4所示)∶200∶100；底物(5)起始浓度：c0(5)＝0.2M；溶剂：THF(2ml)；合成气体：CO/H2(1∶1)；反应压力：10巴；反应温度：40℃；反应时间：4h。
关于其它实验条件，可以参考V.1段下面关于乙烯基乙酸(5)反应的评价的所述内容。结果归纳在表4中。
表4
| 实施例 | 抑制剂(CH3CO2H)[a] | TOF[h-1] | 转化率[％] | 区域选择性(4)/(5) |
| 6.1 | 0 | 250 | 100 | 23 |
| 6.2 | 1 | 195 | 100 | 15 |
| 6.3 | 2 | 107 | 100 | 10 |
| 6.4 | 3 | 96 | 98 | 8 |
| 6.5 | 5 | 92 | 93 | 5 |
[a]基于1mol乙烯基乙酸(5)的CH3CO2H的mol数。
VI.用以检验化学选择性的加氢甲酰基化实施例
1.乙烯基乙酸(5)在乙烯基乙酸甲酯(17)存在下的加氢甲酰基化
反应条件：
反应器：高压釜(B)；[Rh(CO)2acac]∶配体∶(5)∶(17)∶标准的摩尔比＝1∶20∶200∶200∶25；底物(5)和(17)的起始浓度：c0(5)＝c0(17)＝0.13M；溶剂：THF(6ml)；合成气体：CO/H2(1∶1)；反应压力：4巴；反应温度：室温。
(17)的加氢甲酰基化产物：
通过用CDCl3稀释的反应混合物粗品的NMR分析测定(5)和(17)的转化率(以％计)以及(17)的反应的区域选择性((18)/(19))。从反应混合物中除去溶剂后测定(5)的反应的区域选择性((6)/(7))。结果示于表5中。
表5
| 实施例 | 反应时间(h) | (5)的转化率[％] | (6)/(7) | (17)的转化率[％] | (18)/(19) |
| 1.1 | 12 | 58 | ＞50 | 6 | 未测 |
| 1.2 | 20 | 100 | ＞50 | 28 | 2.3 |
2.乙烯基乙酸(5)在1-辛烯(20)存在下的加氢甲酰基化
反应条件：
反应器：高压釜(B)；[Rh(CO)2acac]∶(1)∶(5)∶(20)∶标准的摩尔比＝1∶20∶200∶200∶100；底物(5)和(20)的起始浓度：c0(5)＝c0(20)＝0.13M；溶剂：THF(6ml)；合成气体：CO/H2(1∶1)；反应压力：4巴；反应温度：室温。(20)加氢甲酰基化的产物：
通过用CDCl3稀释的反应混合物粗品的NMR分析测定(5)和(20)的转化率(以％计)以及(20)的反应的区域选择性((21)/(22))。从反应混合物中除去溶剂后测定(5)的反应的区域选择性((6)/(7))。结果示于表6中。
表6
| 实施例 | 反应时间[h] | (5)的转化率[％] | (6)/(7) | (20)的转化率[％] | (21)/(22) |
| 2.1 | 6 | 22 | ＞50 | ＜3 | - |
| 2.2 | 15.5 | 100 | ＞50 | 25 | 3 |
3.2-乙烯基庚-6-烯酸(23)的加氢甲酰基化(内部选择性)
实验条件：
反应器：高压釜(B)；[Rh(CO)2acac]∶配体∶(23)∶标准的摩尔比＝1∶10∶150∶50；底物(23)的起始浓度：c0(23)＝0.2M；溶剂：THF(8ml)；合成气体：CO/H2(1∶1)；反应压力：4巴；反应温度：25℃。
(23)的加氢甲酰基化的反应位点：
在表7和8中所示的时间点从加氢甲酰基化反应取样(0.5ml)。从试样中除去溶剂后，将它们用于通过NMR分析测定加氢甲酰基化反应对双键的选择性((A)/(B))和加氢甲酰基化反应在各个双键上的区域选择性((a.1)/(a.2)或(b.1)/(b.2))。在配体(1)存在的条件下(23)加氢甲酰基化的结果示于表7中。为了比较，在三苯基膦作为配体存在的条件下(23)加氢甲酰基化的结果示于表8中。
表7.(23)在配体(1)存在下的反应
| 实施例 | 时间[h] | (A)的转化率[％]；转化率比(a.1)/(a.2) | (B)的转化率[％]；转化率比(b.1)/(b.2) |
| 3.1 | 1 | 6；未测 | 0；未测 |
| 3.2 | 2 | 21；未测 | 1.7；未测 |
| 3.3 | 3 | 52；未测 | 3.5；未测 |
| 3.4 | 4 | 75；(72.7/2.3)＝32 | 6.5；(4.5/1.7)＝2.6 |
| 3.5 | 5 | 88；(85.4/2.6)＝33 | 11.8；(9.3/2.5)＝3.7 |
| 3.6 | 6.25 | 95；(92/3)＝31 | 16.1；(12.3/3.8)＝3.2 |
| 3.7 | 8.5 | 100；(97.1/2.9)＝33 | 24.7；(19.4/5.3)＝3.7 |
由这些结果可以看出，使用配体(1)时，可以计算出(23)的两个双键的周转频率为TOF(A)＝46.5h-1和TOF(B)＝5.3h-1。
表8.(23)在PPh3作为配体存在下的反应(不是根据本发明)
| 实施例 | 时间[h] | (A)的转化率[％]；转化率比(a.1)/(a.2) | (B)的转化率[％]；转化率比(b.1)/(b.2) |
| 3.8(CE) | 4.7 | 4.5；未测 | 9；未测 |
| 3.9(CE) | 9.5 | 13.5；(9/4.5)＝2.0 | 23.3；(17/6.3)＝2.7 |
| 3.10(CE) | 22 | 44.3；(29.8/14.5)＝2.1 | 61.9；(46.6/15.3)＝3.0 |
| 3.11(CE) | 25.3 | 54；(36.5/17.5)＝2.1 | 71.3；(51.9/19.4)＝2.7 |
由这些结果可以看出，使用三苯基膦作为配体时，可以计算出(23)的两个双键的周转频率为TOF(B)＝4.6h-1和TOF(A)＝3.7h-1。
3.12通过2-乙烯基庚-6-烯酸(23)的加氢甲酰基化制备2-(3-氧代丙基)庚-6-烯酸(24)
实验条件：
反应器：高压釜(B)；[Rh(CO)2acac]∶(1)∶(23)的摩尔比＝1∶10∶150；底物(23)的起始浓度：c0(23)＝0.2M；溶剂：THF(8ml)；合成气体：CO/H2(1∶1)；反应压力：4巴；反应温度：25℃；反应时间：6.25h。
将反应完成后获得的反应混合物与硅胶(1g)混合并在减压下除去溶剂。将所得固体施加到硅胶柱中并通过色谱法分级(洗脱剂：石油醚/乙醚/乙酸，100∶50∶1)。获得2-(3-氧代丙基)庚-6-烯酸(24)，为无色液体(220mg，产率：74.6％)。此外，回收到17.6mg(7.1％)起始化合物(23)。
Rf(SiO2，石油醚/乙醚/乙酸＝100∶50∶2)＝0.27。1H-NMR(400.1MHz，CDCl3)：δ＝1.39-1.57(m，3H)；1.64-1.74(m，1H)；1.83-1.97(m，2H)；2.44(ddt，2H，J＝7.0；7.0；1.3Hz)；2.38-2.45(m，1H)；2.47-2.61(m，2H)；4.95-5.04(m，2H)；5.73-5.83(m，1H)；9.77(bs，1H)，11.14ppm(bs，1H)。13C{1H}-NMR(100.6MHz，CDCl3)：δ＝23.8(s)；26.2(s)；31.4(s)；33.4(s)；41.4(s)；44.3(s)；114.9(s)；138.0(s)；181.8(s)；201.4ppm(s)。MS(CI(NH3))：[m/e]＝110.0(55％)，167.0(67％[M-H2O+H]+)，185.1(100％[M+H]+)，202.1(95％[M+NH3+H]+)。元素分析[％]：计算值：C：65.19H：8.75；实测值：C：65.0H：8.69。
VII.分子模拟
通过分子模拟(MMFF，Spartan Pro)对实施例V.1.1的催化剂/底物对(Rh(CO)2acac/(1)/乙烯基乙酸)进行催化剂和底物的相互识别能力检查。所得数据支持关于催化剂和底物的相互识别的实验发现。
Claims (22)
1.一种用于式(I)化合物或其盐加氢甲酰基化的方法，
其中
X是C、P(Rx)、P(O-Rx)、S或S(＝O)，其中Rx是H、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基，其中烷基可以具有1、2、3、4或5个选自卤素、氰基、硝基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基的取代基，以及其中环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基可以具有1、2、3、4或5个选自烷基和前面为烷基所提及的取代基的取代基，
A是侧键之间具有1-4个桥联原子的二价桥联基团，和
R1是H、烷基、链烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基，其中烷基、链烯基和炔基可以具有1、2、3、4或5个选自卤素、氰基、硝基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基的取代基，以及其中环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基可以具有1、2、3、4或5个选自烷基和前面为烷基、链烯基和炔基所提及的取代基的取代基，
在所述方法中，式(I)化合物在催化剂存在下与一氧化碳和氢反应，其中所述催化剂包含元素周期表第VIII族过渡金属与至少一种式(II)化合物的至少一种配合物，
其中
Pn是磷属元素原子；
W是侧键之间具有1-8个桥联原子的二价桥联基团，
R2是能够与式(I)化合物的-X(＝O)OH基团形成至少一个分子间非共价键的官能团，
R3和R4各自独立地为烷基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基，其中烷基可以具有1、2、3、4或5个选自卤素、氰基、硝基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基的取代基，以及其中环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基可以具有1、2、3、4或5个选自烷基和前面为烷基所提及的取代基的取代基；或
与所述磷属元素原子以及如果存在的话，基团Y2和Y3形成5至8元杂环，该杂环可以另外与1、2、3或4个环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基稠合，其中该杂环和如果存在的话，前面所稠合的基团各自独立地具有1、2、3、4或5个选自卤素、氰基、硝基、烷基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基的取代基，
a、b和c各自独立地为0或1，和
Y1、Y2和Y3各自独立地为O、S、NRa或SiRbRc，其中Ra、Rb和Rc各自独立地为氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基，其中烷基可以具有1、2、3、4或5个选自卤素、氰基、硝基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、杂环烷基、杂环烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基的取代基，以及其中环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基如果合适的话可以具有1、2、3、4或5个选自烷基和前面为烷基所提及的取代基的取代基。
2.根据权利要求1的方法，其中由于存在基团R2，所述催化剂能够与式(I)化合物形成聚集体，其中式(I)化合物的C-C双键能够与配位的第VIII族过渡金属相互作用。
3.根据前述权利要求之一的方法，其中式(I)化合物中的X是C、S(＝O)或P(O-Rx)，其中Rx是H或每种情况下任选取代的烷基、环烷基或芳基。
4.根据权利要求3的方法，其中X是C。
5.根据前述权利要求中任一项的方法，其中式(I)化合物选自(I.a)化合物
其中
X是C、P(Rx)、P(O-Rx)、S、S(＝O)，其中Rx是H或每种情况下任选取代的烷基、环烷基或芳基，
Ra1和Ra2各自独立地为H或C1-C4烷基，和R1是H、烷基、链烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基。
6.根据前述权利要求中任一项的方法，其中元素周期表第VIII族过渡金属选自Co、Ru、Rh、Ir、Pd和Pt。
7.根据权利要求6的方法，其中元素周期表第VIII族过渡金属是Rh。
8.根据前述权利要求中任一项的方法，其中式(II)化合物中的Pn是磷。
9.根据前述权利要求中任一项的方法，其中式(II)化合物中的基团R2包含至少一个NH基团。
10.根据权利要求9的方法，其中R2选自-NHRw、＝NH、-C(＝O)NHRw、-C(＝S)NHRw、-C(＝NRy)NHRw、-O-C(＝O)NHRw、-O-C(＝S)NHRw、-O-C(＝NRy)NHRw、-N(Rz)-C(＝O)NHRw、-N(Rz)-C(＝S)NHRw和-N(Rz)-C(＝NRy)NHRw，其中Rw、Ry和Rz各自独立地为H、烷基、环烷基、芳基或杂芳基，或每种情况下与式(II)化合物的其它取代基一起为4至8元环体系的一部分。
11.根据权利要求10的方法，其中R2是-NH-C(＝NH)NHRw，其中Rw是H、烷基、环烷基、芳基或杂芳基。
12.根据前述权利要求中任一项的方法，其中R3和R4选自每种情况下任选取代的苯基、吡啶基或环己基。
13.根据前述权利要求中任一项的方法，其中a、b和c各自为0。
14.根据前述权利要求中任一项的方法，其中式(II)化合物选自式(1I.a)化合物，
其中
a、b、c、Pn、R2、R3、R4、Y1、Y2和Y3具有权利要求1-13任一项中给出的含义之一，
W′是侧键之间具有1-5个桥联原子的二价桥联基团，
Z是O、S、S(＝O)、S(＝O)2、N(RIX)或C(RIX)(RX)，和
RI、RII、RIII、RIV、RV、RVI、RVII、RVIII、RIX和Rx各自独立地为H、卤素、硝基、氰基、氨基、烷基、烷氧基、烷基氨基、二烷基氨基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基，
或与相邻环原子键合的两个基团RI、RII、RIV、RVI、RVIII和RIX一起表示相邻环原子之间双键的第二部分，其中6元环可以具有最多3个非累积双键。
15.根据权利要求14的方法，其中式(II.a)化合物中的W′是C(＝O)。
16.根据权利要求14或15的方法，其中R2是-NH-C(＝NH)NHRw，其中Rw是H、烷基、环烷基、芳基或杂芳基。
17.根据权利要求14-16中任一项的方法，其中式(II.a)化合物中的基团R1与RII一起、RIV与RVI一起和RVIII与RIX一起在每种情况下表示相邻环原子之间双键的第二部分。
18.根据权利要求14-17中任一项定义的式(II.a)化合物。
19.根据权利要求18的化合物，其选自式(1)和(2)的化合物
20.一种催化剂，其包含元素周期表第VIII族过渡金属与如权利要求18或19中所定义的至少一种式(II.a)化合物的至少一种配合物。
21.根据权利要求20的催化剂，其中元素周期表第VIII族过渡金属选自Co、Ru、Rh、Ir、Pd和Pt。
22.根据权利要求20或21所定义的催化剂用于加氢甲酰基化的用途。
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