CN105392563A - 含水氢化反应中所使用的不溶于水的钌催化剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及将预催化剂络合物转化为活性催化剂络合物的方法，其中，所述预催化剂络合物与所述活性催化剂络合物包含钌原子和不溶于水的光学活性配体，并且所述活性催化剂络合物还包含一氢化物(monohydride)和水分子。所述方法包括以下步骤：提供水作为pH值等于或低于2的活化溶剂体系，以及将所述预催化剂络合物、酸和氢溶解于该活化溶剂体系中。本发明还涉及制备催化剂组合物的方法、使底物分子氢化的方法以及反应混合物。

Description

含水氢化反应中所使用的不溶于水的钌催化剂组合物
本发明涉及将在水溶液中无活性的钌预催化剂转化为活性催化剂的方法。本发明还涉及制备不溶于水的手性催化剂的方法及其用途。
纯对映异构体用在特别是医药品、农用化学品、香料和香精的合成中。不对称的化学催化(chemocatalysis)是生产手性分子的有效方法。然而，目前大量的方案(protocols)依赖于有机溶剂的使用，从而使得这些方法昂贵且从安全和环境影响的角度来看是有问题的。
本领域已知水溶液中的手性贵金属络合物。Kan-ToWan等(四面体不对称性，Pergamon出版有限公司，牛津，英国，第2461-2467页，1993年1月1日)示出了磺化BINAP(Binaphtalendiyl-bis[diphenylphosphine，联萘二基-双[二苯基膦])钌络合物。WO2007104690示出了钌膦络合物。US5827794示出了磺化BINAP钌络合物。
以下文献中记载了使用具有手性配体的金属催化剂的不对称合成：US5324870，其示出了手性钌膦络合物在氢化反应中的用途；Touati等(四面体不对称性，Pergamon出版有限公司，牛津，英国，第3400-3405页，2006年12月27日)，其示出了通过SYNPHOS钌络合物催化的不对称氢化反应；Duprat等(四面体快报，44(4)，第823-826页，2003)，其示出了SYNPHOS钌络合物；以及WO9215400，其示出了BINAP钌络合物。
总之，已知的用于不对称催化的方法都使用了有机溶剂。水是对于采用钌催化剂进行不对称合成、特别是考虑到工业规模的应用时的理想溶剂。
Grassert等(J.Organomet.Chem.，621，第158-165页，2001)已经探索了水性/表面活性剂介质和/或两相体系中不同底物的铑催化的不对称氢化，他们示出了(1,5-环辛二烯)双甲基烯丙基膦铑络合物。
用于水溶液中的配体不同于常规手性配体—不溶于水，通过添加化学基团来使它们溶于水。这种修饰是昂贵的。
能够在水相催化中使用不溶于水的手性配体将会是有利的。然而，据本发明的发明人所知，迄今为止尚未实现在水性介质中使用不溶于水的手性含钌催化剂的手性合成。
基于此背景，本发明的目的在于提供用于水性介质中的手性氢化反应的手段和方法。
令人惊奇的是，发现在低pH条件下，可在水性介质中、特别是在不存在任何有机溶剂的水性介质中制备和使用不溶于水的催化剂。还发现这样的催化剂可在水性介质中被活化。
本发明提供了一种将预催化剂络合物转化为活性催化剂络合物的方法，其中所述预催化剂络合物包含钌原子和光学活性配体，并且其中所述活性催化剂络合物包含所述钌原子、所述光学活性配体、一氢化物和至少一个水分子，并且其中所述一氢化物和所述水分子都与所述钌原子结合，并且其中所述光学活性配体不溶于水。钌原子与水分子或一氢化物之间的键的本质实际上为共价键或配位键。本发明的方法包括以下步骤：提供水作为活化溶剂体系，以及在所述活化溶剂体系的pH值等于或低于2时在所述活化溶剂体系中溶解所述预催化剂络合物、酸和氢。
根据本发明的第一个方面，提供将预催化剂络合物转化为活性催化剂络合物的方法，
-其中所述预催化剂络合物与所述活性催化剂络合物包含钌原子和不溶于水的光学活性配体，并且，
-其中所述活性催化剂络合物还包含一氢化物和水分子，
所述方法包括以下步骤：
a)提供水作为活化溶剂体系；
b)向所述活化溶剂体系添加以下物质，特别是使它们溶解于所述活化溶剂体系中：
-所述预催化剂络合物，
-增溶剂，
-酸，和
-氢，
所述方法的特征在于，在添加所述酸后，所述活化溶剂体系的最终pH值等于或低于2。
所述一氢化物和所述水分子与钌原子结合。
在本说明书的上下文中，预催化剂络合物特指包含不溶于水的光学活性配体(所述配体)、钌原子和任选的选自于有机极性溶剂和水的溶剂分子的络合物，其中，所述溶剂分子与所述钌原子结合。
这样的预催化剂络合物不能氢化底物分子中选自于C＝O和C＝N的双键；具体地，在不存在与钌原子结合的一氢化物时，所述双键不能被氢化；同样地，在含水溶剂体系中，预催化剂中与钌原子结合的溶剂分子是不可被底物分子取代的。
在本说明书的上下文中，活性催化剂络合物特指包含不溶于水的光学活性配体(还是所述配体)、钌原子、至少一个水分子和与所述钌原子结合的一氢化物的化合物。这样的活性催化剂络合物用于还原底物分子中选自于C＝O和C＝N的双键，所述一氢化物用作还原剂。不希望受到理论的束缚，似乎含水溶剂体系中所述溶剂分子能被上面提到的底物分子取代，并且在其中进行氢化时，底物分子的双键的一半被一氢化物氢化，同时该双键的另一半可被溶剂体系中溶解的元素氢氢化。再次不希望受到理论的束缚，发明者假设根本机制涉及到在中性pH下所述催化络合物受到水分子的阻碍。
在本说明书的上下文中，光学活性配体指的是能与上述钌原子结合并且具有光学活性的化合物，其中光学活性或旋光性是指光穿过配体时线性偏振光的平面的旋转。因此，至少有两种对映异构体形式的光学活性配体，其中各形式使光的平面在相反的方向旋转。
在本说明书的上下文中，术语“不溶于水”特指25℃时实物的溶解度低于0.02mol/l、0.01mol/l、0.005mol/l或0.001mol/l。
在本说明书的上下文中，一氢化物是指带有一个电子的氢原子，由此该电子参与氢原子与钌原子之间的键合，而该键的另一个电子由钌原子提供。
在本说明书的上下文中，增溶剂指的是化合物或组合物，该化合物或组合物的存在增大了难溶性或不溶性化合物或组合物在水中的溶解度。在某些实施方式中，所述增溶剂为非离子型表面活性剂，或者为能与水混溶的有机溶剂。
在某些实施方式中，活化溶剂体系包含至少(≥)25％(V/V)、≥50％(V/V)、≥75％(V/V)、≥80％(V/V)、≥90％(V/V)、≥99％(V/V)或100％(V/V)的水。
在某些实施方式中，预催化剂络合物包含与钌络合物结合的一氢化物。这种具有结合的一氢化物的预催化剂络合物能通过本发明所述的将预催化剂络合物转化为活性催化剂络合物的方法转化为活性催化剂络合物，不同的是该方法可以在没有在活化溶剂体系中溶解氢的情况下进行。
在某些实施方式中，酸的特征在于pKa值<0。
在某些实施方式中，酸为氢酸。在某些实施方式中，酸由式HX表示，其中X为相应的阴离子碱。
在某些实施方式中，酸在溶解于活化溶剂体系中后脱去质子(deprotonate)，由此产生的酸的相应的阴离子碱与钌原子结合。所述钌原子与所述相应的阴离子碱之间的键的本质实际上为共价键或配位键。
在某些实施方式中，酸选自于由硫酸、硝酸、磺酸、高氯酸、高溴酸、氟硫酸、氢溴酸、盐酸、氢碘酸和氟硼酸组成的组。
在某些实施方式中，将酸溶液溶解于活化溶剂体系中，其中所述酸溶液的特征在于酸浓度为0.05N、0.1N、0.2N、0.3N、0.4N、0.5N、0.6N、0.7N、0.8N、0.9N、1N、1.5N、2N、2.5N或3N。
在某些实施方式中，光学活性配体为双齿配体或单齿配体。
在某些实施方式中，一个双齿配体与钌原子结合。在某些实施方式中，两个单齿配体与钌原子结合。钌原子与单齿配体或双齿配体之间的键实际上是共价键或配位键。
在某些实施方式中，催化剂络合物的特征在于两个水分子与钌原子结合。
在某些实施方式中，预催化剂络合物由式I表示：
其中，
-L1和L2彼此独立地为单齿光学活性配体，或者，L1与L2一起形成双齿光学活性配体，
-S为包含1、2、3、4、5、6、7或8个碳原子以及任选的至少一个氧原子的有机溶剂分子，或者为水分子，
-R1为F、Cl、Br、I、BF4、SO3F、ClO4、SO4、NO3、乙酸(actetate)或伞花烃(cymene)，
-R2为氢(一氢化物)或R1。
在某些实施方式中，有机溶剂分子选自于甲醇、三氯甲烷、二氯甲烷、乙醇、三氟乙醇、正丙醇、2-丙醇、正丁醇、2-丁醇、正戊醇、2-戊醇、3-戊醇、正己醇、2-己醇、3-己醇、己烷、庚烷和辛烷。
在某些实施方式中，活性催化剂络合物由式II表示：
其中，L1、L2具有与上述相同的含义，X为上述的R1，或者为与上述的酸HX相对应的阴离子碱。
在某些实施方式中，与钌结合的水分子在被底物分子取代时脱离催化剂成为水合氢离子(H3O+)。
这样的活性催化剂络合物适合于进行催化循环，其中与钌原子结合的至少一个水分子被包含选自于C＝O和C＝N的双键的底物分子取代，该双键中的一方(onepartner)被与钌原子结合的氢化物氢化，另一方被来自于元素氢的一氢化物氢化，氢化后的底物分子与钌原子分开，而一氢化物与钌原子结合，从而使所述活性催化剂络合物再生。
在某些实施方式中，光学活性配体选自于由以下物质组成的组：
-Synphos(5,5′-双(二苯基膦基)-4,4′-联-1,3-苯并二烷)
-Segphos(5，5′-双(二苯基膦基)-4，4′-联-1，3-苯并二茂)：
-BINAP(2,2'-双(二苯基膦基)-1,1'-联萘基)
-DIOP(O-亚异丙基-2,3-二羟基-1,4-双(二苯基膦基)丁烷)：
-DIPAMP(乙烷-1,2-二基双[(2-甲氧基苯基)苯基膦])：
-CHIRAPHOS(双(二苯基膦基)丁烷)：
-NORPHOS((3-二苯基膦基-2-二环[2.2.1]庚-5-烯基)-二苯基-膦)：
-DEGUPHOS((1-苄基-4-二苯基膦基-吡咯烷-3-基)-二苯基-膦)：
-PROPHOS((2-二苯基膦基-1-甲基-乙基)-二苯基-膦)：
-DIMPC([2-(二苯基膦基甲基)环己基]甲基-二苯基-膦)：
-BPPM(4-二苯甲基-2-(2,2-二苯基乙基)吡咯烷-1-羧酸叔丁酯)：
-BNPE([2-(1-萘基)苯基]-[2-[2-(1-萘基)苯基]膦基乙基]膦)：
-MeO-BIHEP([2-(2-二苯基膦基-6-甲氧基-苯基)-3-甲氧基-苯基]-二苯基-膦)：
-Cl-MeOBIHEP([4-氯-2-(3-氯-6-二苯基膦基-2-甲氧基-苯基)-3-甲氧基-苯基]-二苯基-膦)：.
-Cl-MeO-BIHEP([5-氯-2-(4-氯-2-二苯基膦基-6-甲氧基-苯基)-3-甲氧基-苯基]-二苯基-膦)：
-HEXAPHEMP([2-(6-二苯基膦基-2,3,4-三甲基-苯基)-3,4,5-三甲基-苯基]-二苯基-膦：
-P-PHOS([3-(4-二苯基膦基-2,6-二甲氧基-3-吡啶基)-2,6-二甲氧基-4-吡啶基]-二苯基-膦)：
-TMBTP([4-(4-二苯基膦基-2,5-二甲基-3-噻吩基)-2,5-二甲基-3-噻吩基]-二苯基-膦)：
-SOLPHOS([8-(7-二苯基膦基-4-甲基-2,3-二氢-1,4-苯并嗪-8-基)-4-甲基-2,3-二氢-1,4-苯并嗪-7-基]-二苯基-膦)：
-式III表示的化合物：
-其中n为1、2、3、4、5或6。
在某些实施方式中，增溶剂为极性有机溶剂，或者为能够在水中形成胶束且在pH≤2时抗水解的表面活性剂。
在某些实施方式中，增溶剂为非离子型表面活性剂，具体为烷基糖苷、更具体为C9-C11烷基D-吡喃葡萄糖苷(CAS号：132778-08-6，从Cognis/BASFAG获得)。
在本说明书的上下文中，表面活性剂是指降低液体、特别是水的表面张力的两亲化合物。
在本说明书的上下文中，胶束是指分散在液体、特别是水中的表面活性剂分子的超分子球形聚集体。这样的聚集体呈现出亲水性表面和亲油性或疏水性核，其中亲水性表面与液体接触并且由表面活性剂分子的亲水性头部形成，亲油性或疏水性核与液体隔开并且由表面活性剂分子的亲油性尾部基团形成。
在某些实施方式中，表面活性剂为包含亲水性头部基团和亲油性尾部基团的洗涤剂或表面活化剂(tenside)。
在某些实施方式中，亲水性头部基团为阴离子基团，其中所述阴离子基团不包含双键。
在某些实施方式中，亲水性头部为非离子型基团，选自于由脂肪醇、聚氧乙二醇烷基醚、聚氧丙二醇烷基醚和糖苷组成的组。
在某些实施方式中，亲水性头部为阳离子基团，选自于四烷基铵和季铵阳离子。
在某些实施方式中，亲油性尾部基团由烃类组成。
在某些实施方式中，亲油性头部选自于C3-C30-烷基、C3-C30-芳基、C3-C30-杂环基、C3-C30-杂芳基和C3-C30-碳环基。
在本说明书的上下文中，术语烷基或烷基基团表示饱和的烃部分，其可以是线性的、支化的、环状的，或者是具有线性或支化侧链的环状的。术语烷基包括部分不饱和烃，例如丙烯基。实例有正丁基或异丁基、正己基或环己基、庚基、辛基、十二烷基和十八烷基。术语烷基可以延伸至通过N、S或O等杂原子连接或桥接的烷基基团。
在本说明书的上下文中，术语芳基表示环状的芳香烃。在本发明的上下文中，杂芳基为包含氮、氧或硫原子的芳基。杂芳基的实例有吡咯、1,2-二唑或1,3-二唑、噻二唑(例如1,2,5-噻二唑、1,2,3-噻二唑)、呋喃、噻吩、吲哚及其O-同系物和S-同系物、吲哚嗪或吡啶。
在本说明书的上下文中，术语杂环基表示通过单键或双键连接的碳、氧、氮和/或硫原子的链或环或它们的组合。杂环基部分的实例有吗啉代部分和哌啶基部分。
在本说明书的上下文中，术语碳环基表示通过单键连接的碳的环或碳的链与环的组合。碳环基的实例有环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷和环庚烷。
在某些实施方式中，表面活性剂在25℃和pH为2时具有恒定为不高于10s-1、1s-1、0.1s-1、0.01s-1或0.001s-1的分解速率。
在某些实施方式中，表面活性剂是非离子型的。在本说明书的上下文中，非离子型表面活性剂特指不带有离解基团、特别是不带有羧基基团的表面活性剂。
在某些实施方式中，表面活性剂为烷基糖苷。在本说明书的上下文中，烷基糖苷是指包含C1-C20烷基醇部分作为亲油性尾部基团和糖部分作为亲水性头部基团的化合物，其中糖的异头位羟基基团与醇的羟基基团形成缩醛键。
在某些实施方式中，表面活性剂为烷基糖苷C9-C11烷基D-吡喃葡萄糖苷(CAS号：132778-08-6)。
在某些实施方式中，亲油性尾部基团为C8-C14烷基醇部分。
在某些实施方式中，糖部分包含单糖和低聚糖。
在某些实施方式中，单糖选自于葡萄糖、果糖、甘露糖、核糖、半乳糖和核酮糖。
在某些实施方式中，低聚糖选自于蔗糖、麦芽糖、纤维二糖或棉子糖。
在某些实施方式中，表面活性剂具有的临界胶束浓度(CMC)值≤10mM、更优选≤1mM、最优选≤0.25mM，其中CMC指的是在25℃和1巴时形成球形胶束的水中的表面活性剂的最低浓度。
在某些实施方式中，在活化溶剂体系中提供浓度等于或高于表面活性剂的临界胶束浓度的表面活性剂。
根据本发明的第二个方面，提供获得催化剂组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供水作为预备溶剂体系，以及
b)向所述预备溶剂体系中添加以下物质，特别是使它们溶解于所述预备溶剂体系中：
-包含无光学活性的配体和钌原子的第一催化剂组合物，
-光学活性配体，其中所述光学活性配体不溶于水，
-增溶剂，和
-酸，
从而，第一催化剂组合物中的无光学活性的配体被光学活性配体取代，产生包含所述钌原子和所述光学活性配体的第二催化剂组合物，所述方法的特征在于，在添加所述酸后，所述预备溶剂体系最终的pH值等于或低于2。
在本说明书的上下文中，催化剂组合物特指能够降低化学反应的活化能且使反应、特别是使存在元素氢的氢化反应加快至少3个数量级的化合物或组合物。在本说明书的上下文中，无光学活性的配体是指能够与上述金属原子结合且不具有光学活性的化合物。
在某些实施方式中，无光学活性的配体选自于由1,5-环辛二烯、乙酰丙酮酸酯、(1,5-环辛二烯)双甲基烯丙基、双(乙基环戊二烯基)、双(五甲基环戊二烯基)、对伞花烃、二乙酸酯、降冰片二烯(norbonadiene)、环己二烯、环庚二烯、对薄荷二烯(para-methadiene)、α-水芹二烯(α-Phellandiene)以及苯(benzol)组成的组。
术语光学活性配体、酸、增溶剂、表面活性剂和胶束具有与上述相同的含义。
在某些实施方式中，增溶剂为在水中在1份溶剂：99份水到1份溶剂：5份水的范围内能混溶的极性有机溶剂。
在某些实施方式中，增溶剂为能够在水中形成胶束且在pH≤2时抗水解的预备表面活性剂。
在某些实施方式中，预备溶剂体系包含不超过50％(v/v)、25％(v/v)、20％(v/v)、10％(v/v)或1％(v/v)的极性有机溶剂。
在某些实施方式中，预备溶剂体系包含至少(≥)25％(v/v)、≥50％(v/v)、≥75％(v/v)、≥80％(v/v)、≥90％(v/v)、≥99％(v/v)或100％(v/v)的水。
在某些实施方式中，第二催化剂组合物还包含与钌原子结合的水分子。钌原子和水分子之间的键的本质实际上为共价键或配位键。
在某些实施方式中，第二催化剂组合物包含与钌原子结合的两个水分子。
在某些实施方式中，第二催化剂组合物还与元素氢反应，产生具有与钌原子结合的一氢化物的催化剂组合物。钌原子与一氢化物之间的键的本质实际上为共价键或配位键。
这样的第二催化剂组合物适合于进行上述的催化循环。
在某些实施方式中，在预备溶剂体系中提供浓度等于或高于表面活性剂的临界胶束浓度的预备表面活性剂。
在某些实施方式中，第二催化剂组合物不溶于水。
在某些实施方式中，预备溶剂体系还包含pH-控制剂。
在本说明书的上下文中，pH-控制剂是指通过其能改变水溶液的pH的化合物。这样的pH-控制剂可以为酸、碱或离子交换树脂。pH控制剂也可以为包含酸与碱的组合的缓冲体系，选择所述酸与碱使得在添加酸或碱时包含该缓冲剂的组合物的pH值比没有该缓冲体系的相应的组合物的pH值的变化小。
在某些实施方式中，预备表面活性剂具有的临界胶束浓度(CMC)值≤10mM、更优选≤1mM、最优选≤0.25mM，其中CMC指的是在25℃和1巴时形成球形胶束的水中的表面活性剂的最低浓度。
在某些实施方式中，预备表面活性剂是非离子型的。
在某些实施方式中，预备表面活性剂为烷基糖苷。术语烷基糖苷具有与上述相同的含义。
在某些实施方式中，预备表面活性剂为C9-C11烷基D-吡喃葡萄糖苷(CAS号：132778-08-6，从Cognis/BASFAG获得)。
在某些实施方式中，酸的特征在于pKa值<0。
在某些实施方式中，酸为氢酸。
在某些实施方式中，酸由式HX表示，其中X为相应的阴离子碱。
在某些实施方式中，酸在溶解于预备溶剂体系中后脱去质子，产生的酸的相应的阴离子碱与包含在第二催化剂组合物中的钌原子结合。钌原子与相应的阴离子碱之间的键的本质实质上为共价键或配位键。
在某些实施方式中，酸选自于由硫酸、硝酸、磺酸、高氯酸、高溴酸、氟硫酸、氢溴酸、盐酸、氢碘酸和氟硼酸组成的组。
在某些实施方式中，将酸溶液溶解于预备溶剂体系中，其中酸溶液的特征在于浓度为0.1N、0.2N、0.3N、0.4N、0.5N、0.6N、0.7N、0.8N、0.9N、1N、1.5N、2N、2.5N或3N。
根据本发明的第三个方面，提供使底物分子中的双键氢化的方法，所述双键选自于由C＝O和C＝N组成的组，其中所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少25％(v/v)的水的反应溶剂体系，以及
b)在所述反应溶剂体系中溶解增溶剂、所述底物分子以及包含钌原子和光学活性配体的催化剂组合物，其中所述光学活性配体不溶于水，
所述方法的特征在于，所述氢化在pH≤2时进行。
在本说明书的上下文中，使双键氢化是指一种化学反应，在该化学反应中，双键被转化为单键并且氢被添加到前双键的双方(partners)上。
在某些实施方式中，底物具有超过(>)28、34、60或72g/mol的分子质量。在某些实施方式中，底物分子为包含至少5个分子质量为12或更高的原子且包含羰基(酮、醛)或亚胺基团的有机分子。
术语催化组合物、增溶剂和光学活性配体具有与上述相同的含义。
在某些实施方式中，在pH≤2时，通过在反应溶剂体系中进一步溶解酸来进行氢化。术语酸具有与上述相同的含义。
在某些实施方式中，反应溶剂体系包含至少50％(v/v)、75％(v/v)、80％(v/v)、90％(v/v)、99％(v/v)或100％(v/v)的水。
在某些实施方式中，酸为氢酸。
在某些实施方式中，酸的特征在于pKa值<0。
在某些实施方式中，酸选自于由硫酸、硝酸、磺酸、高氯酸、高溴酸、氟硫酸、氢溴酸、盐酸、氢碘酸和氟硼酸组成的组。
在某些实施方式中，增溶剂为极性有机溶剂，或者为能够在水中形成胶束且在pH≤2时抗水解的反应表面活性剂。术语表面活性剂具有与上述相同的含义。
在某些实施方式中，反应溶剂体系包含不超过50％(v/v)、25％(v/v)、20％(v/v)、10％(v/v)或1％(v/v)的极性有机溶剂。
在某些实施方式中，在反应溶剂体系中提供浓度等于或高于表面活性剂的临界胶束浓度的反应表面活性剂。
在某些实施方式中，反应表面活性剂具有不大于10mM、更优选1mM、最优选0.25mM的临界胶束浓度(CMC)值，其中CMC指的是在25℃和1巴时形成球形胶束的水中的表面活性剂的最低浓度。
在某些实施方式中，反应表面活性剂是非离子型的。
在某些实施方式中，反应表面活性剂为烷基糖苷。术语烷基糖苷具有与上述相同的含义。
在一个实施方式中，反应表面活性剂为C9-C11烷基D-吡喃葡萄糖苷(CAS号：132778-08-6，从Cognis/BASFAG获得)。
在某些实施方式中，反应表面活性剂与上述的预备表面活性剂相同。
在某些实施方式中，底物分子包含至少3个碳原子。
在某些实施方式中，底物分子溶于反应溶剂体系的水相中。
在某些实施方式中，底物分子为无环的或环状的、饱和的或不饱和的具有羰基或亚胺基团的化合物，例如酮、醛、醛亚胺、酮亚胺、碳素酸或酯。
在某些实施方式中，反应溶剂体系还包含pH-控制剂。术语pH-控制剂具有与上述相同的含义。
在某些实施方式中，氢化在20℃和200℃之间、优选在80℃和180℃之间、更优选在100℃和140℃之间、最优选在110℃和130℃之间的温度下进行。
在某些实施方式中，反应溶剂体系不包含有机溶剂。
在某些实施方式中，氢化为不对称的氢化反应。在本说明书的上下文中，不对称的氢化应意味着氢加成到底物分子的双键上产生了新的手性中心，且不对称的加成导致加成产物中对映异构体过量(enantiomericexcess，ee)为50％、90％或95％。对映异构体过量定义为各对映异构体的摩尔分数之间的绝对差。例如，对映异构体过量90％意味着加成产物具有95n/n％的一种对映异构体和5n/n％的相反的对映异构体。
在某些实施方式中，催化剂组合物是通过根据第二个方面所述的方法来获得的，或者包含根据本发明的第一个方面所述的方法获得的活性催化剂络合物。
在某些实施方式中，使双键氢化的方法还包括在反应溶剂体系中溶解酸。
在某些实施方式中，酸为氢酸。
在某些实施方式中，酸选自于由硫酸、硝酸、磺酸、高氯酸、高溴酸、氟硫酸、氢溴酸、盐酸、氢碘酸和氟硼酸组成的组。
在某些实施方式中，在反应溶剂体系中溶解酸溶液，其中所述酸溶液的特征在于浓度为0.1N、0.2N、0.3N、0.4N、0.5N、0.6N、0.7N、0.8N、0.9N、1N、1.5N、2N、2.5N或3N。
在某些实施方式中，底物分子选自于由以下物质组成的组：
-羟丙酮(1-羟基丙-2-酮)：
-2,4-戊二酮：
在某些实施方式中，所述氢化的产物选自于由以下物质组成的组：
-(2R)-丙-12-二醇：
-(2S)-丙-1,2-二醇：
-(2R,4R)-戊-2,4-二醇：
-(2S,4S)-戊-2,4-二醇：
根据本发明的第四个方面，提供一种反应混合物，所述反应混合物包含：
-包含至少25％的水的溶剂体系，
-增溶剂，
-本发明的第一个方面所规定的活性催化剂络合物或本发明的第二个方面所规定的催化剂组合物，以及
-包含选自于C＝O和C＝N的双键的底物分子。
术语增溶剂、表面活性剂、反应表面活性剂、催化剂络合物、催化剂组合物和底物分子具有与上述相同的含义。
在某些实施方式中，溶剂体系包含至少50％、至少75％或至少95％或至少100％的水。
在某些实施方式中，增溶剂为在上述实施方式中所规定的极性有机溶剂或者反应表面活性剂。
在某些实施方式中，溶剂体系包含不超过50％(v/v)、25％(v/v)、20％(v/v)、10％(v/v)或1％(v/v)的极性有机溶剂。在某些实施方式中，反应混合物不包含有机溶剂。
在某些实施方式中，底物分子是以下物质中的任意一种：
-羟丙酮(1-羟基丙-2-酮)：
-2,4-戊二酮：
凡是本文中引用了本发明的实施方式且该实施方式仅涉及本发明的一个特征之处，意在可以将这样的实施方式与其他任何涉及不同特征的实施方式相结合。例如，可以将每个定义光学活性配体的实施方式与每个定义S、R1、R2或X以表示本发明的一组预催化剂或活性催化剂络合物或组合物或本发明具有不同特性的单个络合物或组合物的实施方式相结合。
在不受限制的情况下，还通过以下实施例进一步说明本发明，从这些实施例能够导出另外的特征、优点或实施方式。所述实施例不限制本发明，而是举例说明本发明。
实施例
制备方法I.
在氮气气氛下，将6.0144*10-5mol的(1,5-环辛二烯)双甲基烯丙基钌和1.1当量的手性配体(例如SYNPHOS或SEGPHOS)溶解于5ml乙醇中。添加2.2当量的0.18N的氢溴酸的甲醇溶液，并在室温搅拌30分钟。由此，在5ml乙醇中氢溴酸的最终浓度为0.0001323摩尔，这相当于pH值为1.57。
制备方法II.用纯氢溴酸制备催化剂
在氮气气氛下，将6.0144*10-5mol的(1,5-环辛二烯)双甲基烯丙基钌和1.1当量的手性配体溶解于5ml乙醇中。添加2.2当量的0.18N的氢溴酸溶液，并在室温下搅拌50分钟。由此，在5ml乙醇中氢溴酸的最终浓度为0.0001323，这相当于pH值为1.57。
制备方法III.在没有有机溶剂的情况下制备催化剂
将100mg烷基多糖苷(alkylpolyglucoside)溶解于5ml脱气水中。添加27.5μl的45重量％的氢溴酸溶液。将6.0144*10-5mol的(1,5-环辛二烯)双甲基烯丙基钌和1,1当量的手性配体溶解于表面活性剂水溶液中，并在室温下搅拌30-50分钟。由此，在5ml水中氢溴酸的最终浓度为0.000153摩尔，这相当于pH值为1.5。
操作实施例1
在压力为1.1巴的氢气氛下，将根据制备III获得的催化剂溶液(但以(S)-SYNPHOS作为手性配体)置于存在50ml乙醇、275μl的45重量％的氢溴酸溶液以及5.4*10-3mol的羟丙酮的高压釜中。由此，氢溴酸的最终浓度为0.0456mol/l，这相当于pH值为1.34。将反应混合物在60℃搅拌加热1小时。然后通过手性GC(FSLIPODEXA柱)确定对映异构体过量。结果，产率为100％，(S)型1,2-丙二醇的纯度超过97％ee。
操作实施例2
在压力为4.2巴的氢气氛下，将根据制备III获得的催化剂溶液(但以(S)-SYNPHOS作为手性配体)置于存在50ml脱气水、275μl的45重量％的氢溴酸溶液、1g烷基多糖苷以及5.4*10-3mol的羟丙酮的高压釜中。由此，氢溴酸的最终浓度为0.0456mol/l，这相当于pH值为1.34。将反应混合物在125℃搅拌加热6小时。用乙酸乙酯提取溶液。将提取物在无水硫酸镁上干燥。然后通过手性GC(FSLIPODEXA)确定对映异构体过量。结果，产率为100％，(S)型1,2-丙二醇的纯度超过97％ee。
操作实施例3
在压力为4.2巴的氢气氛下，将根据制备II获得的催化剂溶液(但以(S)-SEGPHOS作为手性配体)置于存在50ml脱气水、275μl的45重量％的氢溴酸溶液、1g烷基多糖苷以及5.4*10-3mol的羟丙酮的高压釜中。由此，氢溴酸的最终浓度为0.044mol/l，这相当于pH值为1.36。将反应混合物在125℃搅拌加热3小时。用乙酸乙酯提取溶液。将提取物在无水硫酸镁上干燥。然后，如实施例1中那样通过手性GC来确定对映异构体过量。结果，按产率为100％计，转化率为55％，(S)型1,2-丙二醇的纯度超过97％ee(即，被转化的55％的原料的100％属于期望的产物形式，这意味着没有副反应发生；产物显示对映异构体过量为97％ee)。
操作实施例4
在压力为4.7巴的氢气氛下，将根据制备II获得的催化剂溶液(但以(R)-SYNPHOS作为手性配体)置于存在30ml庚烷、20ml脱气水、110μl的45重量％的氢溴酸溶液、1g烷基多糖苷以及5.4*10-3mol的羟丙酮的高压釜中。由此，氢溴酸的最终浓度为0.019mol/l，这相当于pH值为1.72。将反应混合物在125℃搅拌加热3小时。用乙酸乙酯提取溶液。将提取物在无水硫酸镁上干燥。然后，如实施例1中那样通过手性GC来确定对映异构体过量。结果，产率为90％，(R)型1,2-丙二醇的纯度超过97％ee。
操作实施例5
在压力为1.1巴的氢气氛下，将根据制备II获得的催化剂溶液(但以(S)-SYNPHOS作为手性配体)置于存在25ml乙醇、30ml脱气水、165μl的45重量％的氢溴酸溶液、2ml烷基多糖苷以及0.51g羟丙酮的高压釜中。由此，氢溴酸的最终浓度为0.025mol/l，这相当于pH值为1.6。将反应混合物在60℃搅拌加热6小时。用乙酸乙酯提取溶液。将提取物在无水硫酸镁上干燥。然后，如实施例1中那样通过手性GC来确定对映异构体过量。结果，产率为100％，(S)型1,2-丙二醇的纯度超过97％ee。
操作实施例6
在压力为1.1巴的氢气氛下，将根据制备I获得的催化剂溶液(但以(S)-SEGPHOS作为手性配体)置于存在25ml乙醇、30ml脱气水、165μl的45重量％的氢溴酸溶液、2ml烷基多糖苷以及0.51g羟丙酮的高压釜中。由此，氢溴酸的最终浓度为0.025mol/l，这相当于pH值为1.6。将反应混合物在60℃搅拌加热3小时。用乙酸乙酯提取溶液。将提取物在无水硫酸镁上干燥。然后，如实施例1中那样通过手性GC来确定对映异构体过量。结果，产率为100％，(S)型1,2-丙二醇的纯度超过97％ee。
操作实施例7
在压力为1.1巴的氢气氛下，将根据制备III获得的催化剂溶液(但以(S)-SYNPHOS作为手性配体)置于存在25ml乙醇、30ml脱气水、165μl的45重量％的氢溴酸溶液、2ml烷基多糖苷以及0.51g羟丙酮的高压釜中。由此，氢溴酸的最终浓度为0.0266mol/l，这相当于pH值为1.57。将反应混合物在60℃搅拌加热3小时。用乙酸乙酯提取溶液。将提取物在无水硫酸镁上干燥。然后，如实施例1中那样通过手性GC来确定对映异构体过量。结果，转化率为100％，(S)型1,2-丙二醇的纯度超过97％ee。
操作实施例9
在压力为1.1巴的氢气氛下，将根据制备I获得的催化剂溶液(但以(S)-SYNPHOS作为手性配体)置于存在25ml乙醇、30ml脱气水、165μl的45重量％的氢溴酸溶液、2ml烷基多糖苷以及0.51g羟丙酮的高压釜中。将反应混合物在60℃搅拌加热3小时。由此，氢溴酸的最终浓度为0.025mol/l，这相当于pH值为1.6。用乙酸乙酯提取溶液。将提取物在无水硫酸镁上干燥。然后，如实施例1中那样通过手性GC来确定对映异构体过量。结果，转化率为91％，(S)型1,2-丙二醇的纯度超过97％ee。
操作实施例9
在压力为1.1巴的氢气氛下，将根据制备II获得的催化剂溶液(但以(S)-SYNPHOS作为手性配体)置于存在25ml乙醇、37.5ml脱气水、165μl的45重量％的氢溴酸溶液、2ml烷基多糖苷以及0.428g羟丙酮的高压釜中。由此，氢溴酸的最终浓度为0.022mol/l，这相当于pH值为1.65。将反应混合物在80℃搅拌加热6小时。用乙酸乙酯提取溶液。将提取物在无水硫酸镁上干燥。然后，如实施例1中那样通过手性GC来确定对映异构体过量。结果，转化率为90％，(S)型1,2-丙二醇的纯度超过97％ee。
操作实施例10
在压力为1.1巴的氢气氛下，将根据制备III获得的催化剂溶液(但以(S)-SYNPHOS作为手性配体)置于存在25ml乙醇、37.5ml脱气水、165μl的45重量％的氢溴酸溶液、2ml烷基多糖苷以及0.428g羟丙酮的高压釜中。由此，氢溴酸的最终浓度为0.0236mol/l，这相当于pH值为1.63。将反应混合物在80℃搅拌加热6小时。用乙酸乙酯提取溶液。将提取物在无水硫酸镁上干燥。然后，如实施例1中那样通过手性GC来确定对映异构体过量。结果，转化率为90％，(S)型1,2-丙二醇的纯度超过97％ee。
操作实施例11
在压力为4.7巴的氢气氛下，将根据制备III获得的催化剂溶液(但以(S)-SYNPHOS作为手性配体)置于存在30ml庚烷、20ml脱气水、110μl的45重量％的氢溴酸溶液、1g烷基多糖苷以及5.4*10-3mol羟丙酮的高压釜中。由此，氢溴酸的最终浓度为0.0455mol/l，这相当于pH值为1.34。将反应混合物在125℃搅拌加热3小时。用乙酸乙酯提取溶液。将提取物在无水硫酸镁上干燥。然后，如实施例1中那样通过手性GC来确定对映异构体过量。结果，转化率为90％，(S)型1,2-丙二醇的纯度超过97％ee。
操作实施例12
在压力为4.7巴的氢气氛下，将根据制备III获得的催化剂溶液(但以(R)-SYNPHOS作为手性配体)置于存在30ml庚烷、20ml脱气水、110μl的45重量％的氢溴酸溶液、1g烷基多糖苷以及5.4*10-3mol2,4-戊二酮的高压釜中。由此，氢溴酸的最终浓度为0.0455mol/l，这相当于pH值为1.34。将反应混合物在125℃搅拌加热6小时。用乙酸乙酯提取溶液。将提取物在无水硫酸镁上干燥。然后，如实施例1中那样通过手性GC来确定对映异构体过量。结果，转化率为90％，(R,R)型2,4-戊二醇的纯度超过99％ee。

Claims (16)

1.一种将预催化剂络合物转化为活性催化剂络合物的方法，
-其中所述预催化剂络合物与所述活性催化剂络合物包含钌原子和不溶于水的光学活性配体，并且，
-其中所述活性催化剂络合物包含一氢化物和水分子，
所述方法包括以下步骤：
a)提供包含水的活化溶剂体系；
b)向所述活化溶剂体系添加以下物质，特别是使它们溶解于所述活化溶剂体系中：
-所述预催化剂络合物，
-增溶剂，
-酸，和
-氢，
所述方法的特征在于，在添加所述酸后，所述活化溶剂体系的pH值等于或低于2。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述活化溶剂体系包含≥50％(v/v)、≥75％(v/v)、≥80％(v/v)、≥90％(v/v)、≥99％(v/v)或100％的水。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述增溶剂为能够在水中形成胶束且在pH≤2时抗水解的表面活性剂，具体为非离子型表面活性剂、更具体为烷基糖苷、特别是C9-C11烷基D-吡喃葡萄糖苷。
4.一种获得催化剂组合物的方法，包括以下步骤：
a)提供水作为预备溶剂体系，以及
b)向所述预备溶剂体系中添加以下物质，特别是使它们溶解于所述预备溶剂体系中：
-包含无光学活性的配体和钌金属原子的第一催化剂组合物,
-光学活性配体，其中所述光学活性配体不溶于水,
-能在水中形成胶束且在pH≤2时抗水解的预备表面活性剂；和
-酸，
从而生成包含所述钌原子和所述光学活性配体的第二催化剂组合物，
所述方法的特征在于，在添加所述酸后，所述预备溶剂体系的pH值等于或低于2。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述预备溶剂体系包含≥25％(v/v)、≥50％(v/v)、≥75％(v/v)、≥80％(v/v)、≥90％(v/v)、≥99％(v/v)或100％的水。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述预备表面活性剂为非离子型表面活性剂，具体为烷基糖苷。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中所述预备表面活性剂为C9-C11烷基D-吡喃葡萄糖苷。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述光学活性配体选自于由以下物质组成的组：
-5,5′-双(二苯基膦基)-4,4′-联-1,3-苯并二烷；
-(5,5′-双(二苯基膦基)-4,4′-联-1,3-苯并二茂；
-2,2'-双(二苯基膦基)--1,1'-联萘；
-O-亚异丙基-2,3-二羟基-1,4-双(二苯基膦基)丁烷；
-乙烷-1,2-二基双[(2-甲氧基苯基)苯基膦]；
-(双(二苯基膦基)丁烷；
-(3-二苯基膦基-2-二环[2.2.1]庚-5-烯基)-二苯基-膦；
-(1-苄基-4-二苯基膦基-吡咯烷-3-基)-二苯基-膦；
-(2-二苯基膦基-1-甲基-乙基)-二苯基-膦；
-[2-(二苯基膦基甲基)环己基]甲基-二苯基-膦；
-4-二苯甲基-2-(2,2-二苯基乙基)吡咯烷-1-羧酸叔丁酯；
-[2-(1-萘基)苯基]-[2-[2-(1-萘基)苯基]膦基乙基]膦；
-[2-(2-二苯基膦基-6-甲氧基-苯基)-3-甲氧基-苯基]-二苯基-膦；
-[4-氯-2-(3-氯-6-二苯基膦基-2-甲氧基-苯基)-3-甲氧基-苯基]-二苯基-膦；
-[5-氯-2-(4-氯-2-二苯基膦基-6-甲氧基-苯基)-3-甲氧基-苯基]-二苯基-膦；
-[2-(6-二苯基膦基-2,3,4-三甲基-苯基)-3,4,5-三甲基-苯基]-二苯基-膦；
-[3-(4-二苯基膦基-2,6-二甲氧基-3-吡啶基)-2,6-二甲氧基-4-吡啶基]-二苯基-膦；
-[4-(4-二苯基膦基-2,5-二甲基-3-噻吩基)-2,5-二甲基-3-噻吩基]-二苯基-膦；
-[8-(7-二苯基膦基-4-甲基-2,3-二氢-1,4-苯并嗪-8-基)-4-甲基-2,3-二氢-1,4-苯并嗪-7-基]-二苯基-膦；
-式III所表征的化合物：
其中n为1、2、3、4、5或6。
9.一种使底物分子中包含的双键氢化的方法，所述双键选自于由C＝O和C＝N组成的组，所述方法包括以下步骤：
a)提供包含至少25％(v/v)的水的反应溶剂体系，以及
b)在所述反应溶剂体系中溶解能够在水中形成胶束且在pH≤2时抗水解的反应表面活性剂、所述底物分子以及包含光学活性配体和钌原子的催化剂组合物，所述光学活性配体不溶于水，
所述方法的特征在于，所述氢化在pH≤2时进行。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述反应表面活性剂为非离子型表面活性剂，具体为烷基糖苷。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述反应表面活性剂为C9-C11烷基D-吡喃葡萄糖苷。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中所述催化剂组合物是通过权利要求4至8中任一项中规定的方法来获得的，或者所述催化剂组合物包含通过权利要求1或2中规定的方法获得的催化剂络合物。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，进一步包括将酸、特别是氢酸溶解于所述反应溶剂体系中。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中所述氢化的产物选自于由下列物质组成的组：
-(2R)-丙-1,2-二醇：
-(2S)-丙-1,2-二醇：
-(2S,4S)-戊-2,4-二醇：
15.一种反应混合物，包含
-包含至少25％的水的溶剂体系，
-权利要求2、4、5、7、9、10或11中任一项规定的表面活性剂，
-权利要求1或2中规定的催化剂络合物，或者权利要求4至12中任一项中规定的催化剂组合物，以及
-包含选自于C＝O和C＝N的双键的底物分子。
16.权利要求15所述的反应混合物，其中所述底物分子为以下物质中的任意一种：
-1-羟基丙-2-酮：
-2,4-戊二酮：
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2774674A1 (en) * 2013-03-06 2014-09-10 Sonja Jost Water-insoluble Ruthenium catalyst composition for use in aqueous hydrogenation reactions
CN105566068B (zh) * 2014-11-04 2018-05-11 中国石油化工股份有限公司 一种用于β-二酮加氢制备β-二醇的方法
CN105541554B (zh) * 2014-11-04 2018-04-13 中国石油化工股份有限公司 一种由β‑二酮加氢制备β‑二醇的方法
CN105622345B (zh) * 2014-11-04 2018-07-20 中国石油化工股份有限公司 一种制备β-二醇的方法
CN105622346B (zh) * 2014-11-04 2018-08-17 中国石油化工股份有限公司 一种由β-二酮固定床加氢制备β-二醇的方法
US11356520B2 (en) * 2015-05-29 2022-06-07 Sound United, Llc. System and method for selecting and providing zone-specific media
EP3341069B1 (en) 2015-08-24 2020-10-21 Abiomed, Inc. Hemostatic valve for medical device introducer

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070149831A1 (en) * 2004-03-29 2007-06-28 Takasago International Corporation Optically active transition metal-diamine compound and process for producing optically active alcohol with the same
CN102417523A (zh) * 2010-09-27 2012-04-18 中山奕安泰医药科技有限公司 一种含氮杂环配体过渡金属络合物及其制备和催化应用
CN102458659A (zh) * 2009-06-03 2012-05-16 高砂香料工业株式会社 不对称氢化催化剂
CN102858788A (zh) * 2010-04-28 2013-01-02 高砂香料工业株式会社 钌络合物和制备光学活性醇化合物的方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5198561A (en) 1989-06-22 1993-03-30 Monsanto Company Ruthenium-BINAP asymmetric hydrogenation catalyst
JP2850068B2 (ja) 1991-10-22 1999-01-27 高砂香料工業株式会社 ルテニウム−ホスフィン錯体及びこれを触媒とする光学活性１−置換−１，３−プロパンジオールの製造方法
US5935892A (en) * 1994-02-22 1999-08-10 California Institute Of Technology Supported phase catalyst
US5736480A (en) 1994-02-22 1998-04-07 California Institute Of Technology Supported phase chiral sulfonated BINAP catalyst solubilized in alcohol and method of asymmetric hydrogenation
JP2004238306A (ja) * 2003-02-04 2004-08-26 Nagoya Industrial Science Research Inst ルテニウムヒドリド錯体、アルコール化合物の製造方法およびラセミ体カルボニル化合物の分割方法
EP1993984A1 (en) 2006-03-10 2008-11-26 Solvias AG Asymmetric catalytic hydrogenation of prochiral ketones and aldehydes
US7576240B2 (en) * 2006-04-26 2009-08-18 Xerox Corporation Arylamine processes
US7939461B2 (en) * 2006-11-17 2011-05-10 Osaka University Catalyst for decomposition of formic acid, method for decomposing formic acid, process for producing hydrogen, apparatus for producing and decomposing formic acid, and method for storing and generating hydrogen
JP5507931B2 (ja) * 2009-09-01 2014-05-28 関東化学株式会社 芳香族複素環をもつ光学活性アルコールの製造方法
EP2774674A1 (en) * 2013-03-06 2014-09-10 Sonja Jost Water-insoluble Ruthenium catalyst composition for use in aqueous hydrogenation reactions

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070149831A1 (en) * 2004-03-29 2007-06-28 Takasago International Corporation Optically active transition metal-diamine compound and process for producing optically active alcohol with the same
CN102458659A (zh) * 2009-06-03 2012-05-16 高砂香料工业株式会社 不对称氢化催化剂
CN102858788A (zh) * 2010-04-28 2013-01-02 高砂香料工业株式会社 钌络合物和制备光学活性醇化合物的方法
CN102417523A (zh) * 2010-09-27 2012-04-18 中山奕安泰医药科技有限公司 一种含氮杂环配体过渡金属络合物及其制备和催化应用

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