CN1835958A - 可被固定的n－杂环碳烯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通式(I)和(II)的N－杂环碳烯，它们可以被固定，并且在杂环的两个氮原子之一上包含携带SiR’ n (OR’) 3－n的基团。本发明进一步涉及所述化合物作为可固定或者固定催化剂的配体的用途。
Description
本发明涉及通式(I)和(II)的可固定N-杂环碳烯
它们在杂环的两个氮原子之一上含有携带SiR’n(OR’)3-n的基团。本发明此外涉及这些化合物作为可固定和固定催化剂的配体的用途。
1、在先技术和发明目的
N-杂环碳烯的实例描述在WO 97/34875、WO 98/27064、WO 01/77081中，以及例如J.Am.Chem.Soc.(美国化学会志)1992，114，5530；Angew.Chem.(应用化学)1997，109，2256；Tetrahedron(四面体)1999，55，14523；J.Organomet.Chem.(有机金属化学杂志)2000，606(1)，49以及Angew.Chem.2002，114，1343中。在多数情况下，取代基在两个氮原子上携带烃基。在氮原子上含有携带供体的基团、例如-OR、-NR2和-PR2的N-杂环碳烯尤其描述在Chem.Eur.J.(欧洲化学杂志)1996，12，1627中。这种工作的目标是将可用N-杂环碳烯螯合成配合物配体。所得含有N-杂环碳烯配体的配位化合物已经证实是大量催化反应的极其有效的均相催化剂。不过，从反应产物中分离均相催化剂是昂贵且复杂的操作。因此，采用在催化过程中固定在载体上的均相催化剂将具有重大的优点。这种类型的固定催化剂借助过滤即可非常简单地从反应产物中分离出来。
催化剂的固定受到极大关注，特别当催化剂非常昂贵时。以这种方式，催化剂可以回收并且再次用在下一催化过程中。还特别有利的是：催化过程的反应产物不被存在于配位化合物中的过渡金属污染。这特别适用于药用产品。提供和使用可固定配体可以解决这里所述的问题，所述配体可以在随后的反应中转化为可固定的、有催化活性的配位化合物。
本发明的目的因此是提供可固定和固定N-杂环碳烯，它们既可以以原样用作催化剂，又可以以固定形式用作催化剂，并且可以以简单且经济的方法制备。本发明的进一步目的是提供相应的具有高稳定性的可固定N-杂环碳烯，它们可以与适合的载体、特别是无机氧化物载体材料共价键合，并且随后在应用反应中在载体表面上足够大量可得。为此，它们应当可以被紧紧固着在表面上，并且它们应当不因溶剂的加入而从表面上再次脱离。
2、发明的描述
上述目的由通式(I)和(II)的可固定N-杂环碳烯得以实现：
该N-杂环碳烯在杂环的两个氮原子之一上含有携带SiR’n(OR’)3-n的基团，
其中
R是具有总计不超过30个碳原子的A、Ar、A-Ar、A-Ar-A、Het、AHet或AHetA，其中
A是直链、支链、饱和或者单-或多-不饱和的C1-C20烷基、具有总计4-30个碳原子的环烷基或者经由一个或两个烷基键合的环烷基，其中烷基和环烷基中的一个CH2或CH基团可以被N、NH、NA、O和/或S代替，
Ar是具有总计不超过20个碳原子的单-或多-取代或者未取代的苯基、萘基、蒽基或菲基，其中取代基可以是A、Hal、OA、CO-AOH、COOH、COOA、COA、OH、CN、CONHA、NO2、＝NH或＝O，
Het是具有1-4个N、O和/或S原子的单环或二环、饱和、不饱和或芳族杂环基团，它可以是未取代的或者被Hal和/或A、OA、CO-AOH、COOH、COOA、COA、OH、CN、CONHA、NO2、＝NH或＝O单-、二-或三-取代，
R’独立于在分子中的位置为具有1-12个碳原子的A、Ar、A-Ar或A-Ar-A，
R1是具有1-18个碳原子的A、Ar、AAr、AArA、Het、AHet或AHetA，其中不与Ar或Het键合的基团A是未取代的或者被一个或多个基团Z取代的烷基或环烷基，Ar是未取代的或者被基团Z单-或多-取代的芳族烃基，Het是可以被基团Z单-或多-取代的饱和、不饱和或芳族杂环基团，
R2和R3彼此独立地是H、Z、Hal或者具有1-18个碳原子的A、Ar或AAr，其中不与Ar或Het键合的基团A是未取代的或者被一个或多个基团Z取代的烷基或环烷基，Ar是未取代的或者被基团Z单-或多-取代的芳族烃基，其中
Hal是F、Cl、Br或I，
Z独立于在R1、R2和R3中的位置为含有N、P、O或S原子的官能团，
A或Ar，以及
n是0、1或2。
确切而言，本发明的目的由以从属权利要求2-6为特征的化合物得以实现，更确切为通式(I)和(II)的下列化合物：
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)-2，4-(二甲基)苯基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)-2，4-(二甲基)苯基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)-2，4-(二甲基)苯基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)-2，4-(二甲基)苯基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基。
本发明还涉及一种制备通式(I)和(II)化合物的方法，其中使通式(III)的取代咪唑
或者使通式(IV)的取代4，5-二氢咪唑
任选地在惰性、非质子有机溶剂中与如下通式的含有氯、溴或碘的烷氧基硅烷反应，
Hal-R-SiR’n(OR’)3-n
分别得到通式(V)的烷氧基甲硅烷基-官能化的咪唑鎓盐
或者通式(VI)的烷氧基甲硅烷基-官能化的4，5-二氢咪唑鎓盐
其中在各通式中，R、R’、R1、R2和R3可以具有上述含义，X-可以是选自F-、Cl-、Br-和I-的阴离子，
并且使所得通式(V)或(VI)化合物分别直接在所得反应混合物中或者在分离且必要的话，提纯后与选自金属醇盐(MOR)、金属氢化物(MH)、金属氨基化物(MNH2)和/或氨的碱在无水、惰性、非质子有机溶剂中进行反应，该溶剂适当的话已被加入以进行前面的反应，分别得到通式(I)或(II)碳烯。
本发明此外涉及如权利要求9-14所定义的本发明方法的特定实施方案。
本发明此外还涉及所制备的通式(I)和(II)化合物作为原料以制备固定的通式(I)和(II)N-杂环碳烯，制备含有主族金属原子、稀土金属原子和过渡金属原子的可固定N-杂环碳烯配合物的用途，还涉及通式(I)和(II)化合物作为配合物配体以制备催化剂和作为原料以制备可固定催化剂或固定N-杂环碳烯催化剂配体的用途。本发明还涉及通式(I)和(II)化合物作为有机或有机金属和过渡金属催化的反应用催化剂的用途以及作为催化反应用催化剂配体的用途，优选作为C-C偶联反应、低聚反应、氢化作用、醛化作用、胺化作用、氧化作用和还原作用中使用的催化剂配体的用途。按照本发明，通式(I)和(II)化合物可以充当有机或有机金属和过渡金属催化的反应中的反应介质或溶剂，或者充当被固定反应介质的原料，或者充当提纯反应产物的介质(清除剂功能)。
通式(I)和(II)化合物通过在无水、惰性、非质子有机溶剂中分别使三烷氧基甲硅烷基-官能化咪唑鎓盐(V)和三烷氧基甲硅烷基-官能化4，5-二氢咪唑鎓盐(VI)分别按照通用反应方程式1和2与碱反应而制备，所述碱例如为通式MOR的金属醇盐或者选自金属氢化物MH、金属氨基化物MNH2和氨。分离除去副产物后，可以得到通式(I)和(II)化合物。
在使用金属醇盐MOR作为碱的情况下，反应按照下列反应方程式(方程式1和2)发生：
方程式1
方程式2
在使用金属氢化物MH作为碱的情况下，反应按照下列反应方程式(方程式3和4)发生：
方程式3
方程式4
通式(I)和(II)化合物可以用作配合物配体以制备可固定N-杂环碳烯配合物和用作催化反应中的配体。它们此外可以用作原料以制备固定的N-杂环碳烯和N-杂环碳烯配合物。
通式(I)和(II)化合物与在先技术相比的优点是：这些化合物可共价固定在载体上。它们和所有可以由它们制备的碳烯配位化合物因而可以在应用反应中非常简单地从反应溶液或反应产物中分离出来。通式(I)和(II)化合物和所有可以由它们制备的碳烯配位化合物因而可以再循环。这节约了所有应用反应中的操作成本，特别是在使用昂贵过渡金属催化剂的催化反应中。通式(I)和(II)化合物简单易得，并且收率定量。
3、发明详述
根据本发明的通式(I)和(II)化合物是1，3-二取代的亚咪唑-2-基和1，3-二取代的亚咪唑啉-2-基。通式(I)化合物
含有4，5-不饱和的二氮杂环，通式(II)化合物
含有饱和的二氮杂环。在这两种类型化合物中，取代基与杂环的两个氮原子键合，其中两个取代基之一携带甲硅烷基SiR’n(OR’)3-n。杂环的2-位碳原子(在两个氮原子之间)是具有自由电子对的二价碳烯碳原子。
R-SiR’n(OR’)3-n基团与杂环两个氮原子的至少一个键合，其中Si(OR’)3-n单元能够随后与在表面上具有活性OH基团的金属氧化物反应。
SiR’n(OR’)3-n单元中的R’是烃基，其中n可以是0、1或2，优选0或1，非常优选0。这种烃基R’可以独立于在分子中的位置具有不同的含义，可以是直链、不分支(线性)、分支、饱和、单-或多-不饱和、环状(A)、芳族(Ar)或烷基芳族(AAr或AArA)的，并任选是单-或多-取代的。A和Ar可以具有下文给出的所有含义。
R’优选地是具有1-12个碳原子的直链、不分支(线性)、分支、饱和、单-或多-不饱和或者环状饱和、单-或多-不饱和的烷基。R’特别优选地是具有1-7个碳原子的直链或支链的饱和烷基，也就是烷基A的小组，下文对此有更详细的定义。
R’因而可以优选地具有下列含义：甲基，乙基，丙基，异丙基，丁基，异丁基，仲丁基，叔丁基，戊基，1-、2-或3-甲基丁基(C5H10-)，1，1-、1，2-或2，2-二甲基丙基(-C5H10-)，1-乙基丙基(-C5H10-)，己基(-C6H12-)，1-、2-、3-或4-甲基戊基(-C6H12-)，1，1-、1，2-、1，3-、2，2-、2，3-或3，3-二甲基丁基(-C6H12-)，1-或2-乙基丁基(-C6H12-)，1-乙基-1-甲基丙基(-C6H12-)，1-乙基-2-甲基丙基(-C6H12-)，1，1，2-或1，2，2-三甲基丙基(-C6H12-)，庚基，辛基，壬基，癸基，十一烷基或者十二烷基。
R’非常特别优选地是C1-C4烷基，其选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基。
不过在SiR’n(OR’)3-n中，R’另外还可以是
链烯基 乙烯基，丙烯基，1，2-丙二烯基，丁烯基，丁二烯基，戊烯基，1，2-、1，4-或1，3-戊二烯基，2，3-二甲基-2-丁烯基，己烯基，1，5-己二烯基，2-甲基-1，3-丁二烯基，2，3-二甲基-1，3-丁二烯基或者异戊烯基，
环烯基 环丙烯基，环丁烯基，环戊烯基，环戊二烯基或者甲基环戊二烯基，以及
炔基 乙炔基，1，2-丙炔基，2-丁炔基，1，3-丁二炔基，戊炔基或者己炔基。
SiR’n(OR’)3-n基团中的烷氧基的数量越大并因此n越小，在固定之后金属氧化物与通式(I)和(II)化合物之间的共价键的数量就可能越大。SiR’n(OR’)3-n基团经由烃基R与杂环基的氮原子键合。
烃基R优选地是具有1-30个碳原子的基团。这种烃基可以是直链、不分支(线性)、分支、饱和、单-或多-不饱和、环状(A)或芳族(Ar)、杂环或杂芳族(Het)的，并任选是单-或多-取代的。
烃基R可以是A、Ar、A-Ar、A-Ar-A、Het、A-Het或A-Het基团，其中A、Ar和Het基团中的每一种可以具有下文给出的含义。
A是直链、不分支(线性)、分支、饱和、单-或多-不饱和或环状烷基A，其具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30个碳原子，优选地具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个碳原子。
亚烷基具有对A所述相同的含义，其条件是从该烷基到最接近的键合邻居存在另外的键。
A例如是亚烷基，其选自亚甲基(-CH2-)，亚乙基(-C2H4-)，亚丙基(-C3H6-)，亚异丙基(-C3H6-)，亚丁基(-C4H8-)，亚异丁基(-C4H8-)，亚仲丁基(-C4H8-)和亚叔丁基(-C4H8-)，此外还有亚戊基(-C5H10-)，1-、2-或3-甲基亚丁基(-C5H10-)，1，1-、1，2-或2，2-二甲基亚丙基(-C5H10-)，1-乙基亚丙基(-C5H10-)，亚己基(-C6H12-)，1-、2-、3-或4-甲基亚戊基(-C6H12-)，1，1-、1，2-、1，3-、2，2-、2，3-或3，3-二甲基亚丁基(-C6H12-)，1-或2-乙基亚丁基(-C6H12-)，1-乙基-1-甲基亚丙基(-C6H12-)，1-乙基-2-甲基亚丙基(-C6H12-)，1，1，2-或1，2，2-三甲基亚丙基(-C6H12-)，亚庚基，亚辛基，亚壬基，亚癸基，亚十一烷基或者亚十二烷基。
A也可以是具有3-30个碳原子的亚环烷基，优选C3-C9亚环烷基。这里环烷基可以是饱和或不饱和的，并且任选地经由分子中的一个或两个烷基与咪唑氮和SiR’n(OR’)3-n基团键合。一个或多个H原子也可以被亚环烷基中的其他取代基代替。环烷基优选地是环丙基，环丁基，环戊基，环己基，甲基环戊基，环庚基，甲基环己基，环辛基，3-基或樟脑-10-基(二环萜)，十氢化萘或者二环庚烷，其中这些基团可以经由分子中的一个或两个烷基与咪唑氮和SiR’n(OR’)3-n基团键合。在这种情况下，环烷基优选地是1，2-环丙基，1，2-或1，3-环丁基，1，2-或1，3-环戊基或者1，2-、1，3-或1，4-环己基，此外还有1，2-、1，3-或1，4-环庚基。不过，所述基团也可以以取代或未取代的方式与第二咪唑氮键合，如同R3。
A也可以是具有2-20个碳原子的不饱和烯基或炔基，它们可以与咪唑氮或咪唑碳和SiR’n(OR’)3-n基团键合。
烯基可以是直链、支链或环状C2-C30烯基，优选直链、支链或环状C2-C9烯基，特别优选直链或支链C2-C6烯基，后者选自乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基和己烯基。
环烯基可以是直链或支链C3-C30环烯基，优选C3-C9环烯基，特别优选C3-C6环烯基，后者选自环丙烯基、环丁烯基、环戊烯基、环己烯基、环戊二烯基和甲基环戊二烯基。
炔基可以是直链或支链C2-C30炔基，优选直链或支链C2-C9炔基，特别优选直链或支链C2-C6炔基，后者选自乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基和己炔基。
如果链烯基、环烯基或炔基是烃基R的一部分，它当然具有相同的含义，其条件是从该烯基或者从该炔基到分子中最接近的键合邻居存在另外的键。
Ar是具有6-30个碳原子的单-或多-环芳族烃基，它可以是单-或多-取代的或未取代的。
芳基可以优选地是C6-C10芳基，优选苯基或萘基。烷基芳基可以是C7-C18烷基芳基，优选甲苯基或基。
Ar优选地是取代或未取代的苯基、萘基、蒽基或菲基，它们各自可以被下列取代基单-、二-或三-取代：A、OA、CO-AOH、COOH、COOA、氟、氯、溴、碘、羟基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、硝基、氰基、甲酰基、乙酰基、丙酰基、三氟甲基、氨基、甲氨基、乙氨基、二甲氨基、二乙氨基、苄氧基、磺酰氨基、甲硫基、甲亚磺酰基、甲磺酰基、甲磺酰氨基、乙磺酰氨基、丙磺酰氨基、丁磺酰氨基、二甲磺酰氨基、苯磺酰氨基、羧基、甲氧羰基、乙氧羰基或氨基羰基，其中如果Ar被A取代和/或与A键合，它具有不超过20个碳原子。
Ar优选地是未取代或者单-或多-取代的苯基，具体优选苯基，邻-、间-或对-甲苯基，邻-、间-或对-乙基苯基，邻-、间-或对-丙基苯基，邻-、间-或对-异丙基苯基，邻-、间-或对-叔丁基苯基，邻-、间-或对-氰基苯基，邻-、间-或对-甲氧基苯基，邻-、间-或对-乙氧基苯基，邻-、间-或对-氟苯基，邻-、间-或对-溴苯基，邻-、间-或对-氯苯基，邻-、间-或对-甲硫基苯基，邻-、间-或对-甲亚磺酰基苯基，邻-、间-或对-甲磺酰基苯基，邻-、间-或对-氨基苯基，邻-、间-或对-甲氨基苯基，邻-、间-或对-二甲氨基苯基，邻-、间-或对-硝基苯基，2，3-、2，4-、2，5-、2，6-、3，4-或3，5-二氟苯基，2，3-、2，4-、2，5-、2，6-、3，4-或3，5-二氯苯基，2，3-、2，4-、2，5-、2，6-、3，4-或3，5-二溴苯基，2-氯-3-甲基-、2-氯-4-甲基-、2-氯-5-甲基-、2-氯-6-甲基-、2-甲基-3-氯-、2-甲基-4-氯-、2-甲基-5-氯-、2-甲基-6-氯-、3-氯-4-甲基-、3-氯-5-甲基-或3-甲基-4-氯苯基，2-溴-3-甲基-、2-溴-4-甲基-、2-溴-5-甲基-、2-溴-6-甲基-、2-甲基-3-溴-、2-甲基-4-溴-、2-甲基-5-溴-、2-甲基-6-溴-、3-溴-4-甲基-、3-溴-5-甲基-或3-甲基-4-溴苯基，2，4-或2，5-二硝基苯基，2，5-或3，4-二甲氧基苯基，2，3，4-、2，3，5-、2，3，6-、2，4，6-或3，4，5-三氯苯基，2，4，6-三叔丁基苯基，2，5-二甲基苯基，4-碘苯基，4-氟-3-氯苯基，4-氟-3，5-二甲基苯基，2-氟-4-溴苯基，2，5-二氟-4-溴苯基，2，4-二氯-5-甲基苯基，3-溴-6-甲氧基苯基，3-氯-6-甲氧基苯基，2-甲氧基-5-甲基苯基，2，4，6-三异丙基苯基，1，3-苯并二氧杂环戊烯-5-基，1，4-苯并二噁烷-6-基，苯并噻二唑-5-基或苯并噁二唑-5-基或者萘基。
亚芳基具有对Ar所述相同的含义，其条件是从芳族体系到最接近的键合邻居存在另外的键。
具体而言，被称为Het的基团可以具有下列含义：
Het是具有1-4个N、O和/或S原子的单-或二-环饱和、不饱和或芳族杂环基团，它可以是未取代的或者被Hal和/或A、OA、CO-AOH、COOH、COOA、COA、OH、CN、CONHA、NO2、＝NH或＝O单-、二-或三-取代，其中Hal是F、Cl、Br或I。
Het优选地是苯并吡喃-2-酮基、吡咯基、咪唑基、吡啶基、嘧啶基、哌啶基、1-甲基哌啶基、吲哚基、噻吩基、呋喃基、咪唑基、吡唑基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、三唑基、噻吩基、四唑基、噁二唑基、噻二唑基、噻喃基、哒嗪基、吡嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、2，1，3-苯并噻二唑基、苯并咪唑基、苯并吡唑基、苯并噁唑基、苯并异噁唑基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并-2，1，3-噁二唑基、喹啉基、异喹啉基或噌啉基，它们各自是未取代的或者被Hal和/或A单-或二-取代，其中各取代基可以是A、OA、CO-AOH、COOH、COOA、氟、氯、溴或碘。
Het特别优选地是2-或3-呋喃基，2-或3-噻吩基，1-、2-或3-吡咯基，1-、2-、4-或5-咪唑基，1-、3-、4-或5-吡唑基，2-、4-或5-噁唑基，3-、4-或5-异噁唑基，2-、4-或5-噻唑基，3-、4-或5-异噻唑基，2-、3-或4-吡啶基，1-甲基哌啶-4-基或哌啶-4-基或者2-、4-、5-或6-嘧啶基，此外优选1，2，3-三唑-1-、-4-或-5-基，1，2，4-三唑-1-、-3-或-5-基，1-或5-四唑基，1，2，3-噁二唑-4-或-5-基，1，2，4-噁二唑-3-或-5-基，1，3，4-噻二唑-2-或-5-基，1，2，4-噻二唑-3-或-5-基，1，2，3-噻二唑-4-或-5-基，2-、3-、4-、5-或6-2H-噻喃基，2-、3-或4-4H-噻喃基，3-或4-哒嗪基，吡嗪基，2-、3-、4-、5-、6-或7-苯并呋喃基，2-、3-、4-、5-、6-或7-苯并噻吩基，1-、2-、3-、4-、5-、6-或7-吲哚基，1-、2-、4-或5-苯并咪唑基，1-、3-、4-、5-、6-或7-苯并吡唑基，2-、4-、5-、6-或7-苯并噁唑基，3-、4-、5-、6-或7-苯并异噁唑基，2-、4-、5-、6-或7-苯并噻唑基，2-、4-、5-、6-或7-苯并异噻唑基，4-、5-、6-或7-苯并-2，1，3-噁二唑基，2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-喹啉基，1-、3-、4-、5-、6-、7-或8-异喹啉基，3-、4-、5-、6-、7-或8-噌啉基，2-、4-、5-、6-、7-或8-喹唑啉基，4-或5-异吲哚基，5-或6-喹喔啉基，2-、3-、5-、6-、7-或8-2H-苯并[1，4]噁嗪基，此外优选1，3-苯并二氧杂环戊烯-5-基，1，4-苯并二噁烷-6-基，2，1，3-苯并噻二唑-4-或-5-基，2，1，3-苯并噁二唑-5-基或者苯并吡喃基。
杂环基团也可以是部分或完全氢化的，并具有下列含义：
Het是2，3-二氢-2-、-3-、-4-或-5-呋喃基，2，5-二氢-2-、-3-、-4-或-5-呋喃基，四氢-2-或-3-呋喃基，1，3-二氧杂环戊烷-4-基，四氢-2-或-3-噻吩基，2，3-二氢-1-、-2-、-3-、-4-或-5-吡咯基，2，5-二氢-1-、-2-、-3-、-4-或-5-吡咯基，1-、2-或3-吡咯烷基，四氢-1-、-2-或-4-咪唑基，2，3-二氢-1-、-2-、-3-、-4-或-5-吡唑基，四氢-1-、-3-或-4-吡唑基，1，4-二氢-1-、-2-、-3-或-4-吡啶基，1，2，3，4-四氢-1-、-2-、-3-、-4-、-5-或-6-吡啶基，1-、2-、3-或4-哌啶基，2-、3-或4-吗啉基，四氢-2-、-3-或-4-吡喃基，1，4-二噁烷基，1，3-二噁烷-2-、-4-或-5-基，六氢-1-、-3-或-4-哒嗪基，六氢-1-、-2-、-4-或-5-嘧啶基，1-、2-或3-哌嗪基，1，2，3，4-四氢-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-或-8-喹啉基，1，2，3，4-四氢-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-或-8-异喹啉基或者2-、3-、5-、6-、7-或8-3，4-二氢-2H-苯并[1，4]噁嗪基，此外优选2，3-亚甲二氧基苯基，3，4-亚甲二氧基苯基，2，3-亚乙二氧基苯基，3，4-亚乙二氧基苯基，3，4-(二氟亚甲二氧基)苯基，2，3-二氢苯并呋喃-5-或-6-基，2，3-(2-氧代亚甲二氧基)苯基或者3，4-二氢-2H-1，5-苯并二氧杂-6-或-7-基，此外优选2，3-二氢苯并呋喃基或者2，3-二氢-2-氧代呋喃基。
亚杂环烷基或亚杂环芳基具有与对Het所述相同的含义，其条件是从杂环体系到最接近的键合邻居存在另外的键。
亚杂环烷基优选地是1，2-、2，3-或1，3-吡咯烷基，1，2-、2，4-、4，5-或1，5-咪唑烷基，1，2-、2，3-或1，3-吡唑烷基，2，3-、3，4-、4，5-或2，5-噁唑烷基，1，2-、2，3-、3，4-或1，4-异噁唑烷基，2，3-、3，4-、4，5-或2，5-噻唑烷基，2，3-、3，4-、4，5-或2，5-异噻唑烷基，1，2-、2，3-、3，4-或1，4-哌啶基或者1，4-或1，2-哌嗪基，此外优选1，2，3-四氢三唑-1，2-或-1，4-基，1，2，4-四氢三唑-1，2-或-3，5-基，1，2-或2，5-四氢四唑基，1，2，3-四氢噁二唑-2，3-、-3，4-、-4，5-或-1，5-基，1，2，4-四氢噁二唑-2，3-、-3，4-或-4，5-基，1，3，4-四氢噻二唑-2，3-、-3，4-、-4，5-或-1，5-基，1，2，4-四氢噻二唑-2，3-、-3，4-、-4，5-或-1，5-基，1，2，3-噻二唑-2，3-、-3，4-、-4，5-或-1，5-基，2，3-或3，4-吗啉基或者2，3-、3，4-或2，4-硫代吗啉基。
烃基R非常特别优选地是具有不超过20个碳原子的基团，并且具有选自下列化合物基团的含义，包括C1-C12亚烷基、C3-C10亚环烷基或C4-C20亚环烷基、C6-C14亚芳基或者C7-C20烷基亚芳基，后者经由一个或两个烷基键合。其中特别优选C1-C4亚烷基链，其选自亚甲基、亚乙基、亚丙基和亚丁基；C6-C8亚芳基链，其选自-C6H4-和-C6H2Me2-；或者C7-C9烷基芳基链，其选自-CH2C6H4-、-CH2C6H2Me2-、-CH2C6H4CH2-和-CH2C6H2Me2CH2-。
R1是这样一种烃基，它可以具有A、Ar、AAr、AArA、Het、AHet或AHetA的所有含义，其中H原子可以被官能团Z代替。这种烃基可以是直链、不分支(线性)、分支、饱和、单-或多-不饱和、环状(A)或芳族(Ar)、杂环或杂芳族(Het)的，并任选是单-或多-取代的。烃基R1确切地是这样一种基团，它对通式(I)和(II)化合物的碳烯官能表现出稳定化作用。R3中的H原子可以被如下所定义的官能团Z代替。R1优选地是脂族、芳族或杂芳族烃基，更准确为如上所述的脂族基团A、选自上文所列举基团的芳族烃基Ar或如上所定义的杂环取代基Het。R1非常优选地是具有1-18个碳原子的脂族、环脂族或芳族烃基。从这组化合物中，基团苯基、甲苯基、2，6-二甲基苯基、基、2，6-二异丙基苯基、2，4，6-三异丙基苯基或环己基已经证实是特别适合的，导致所制备的化合物具有特别有利的性能。
R2和R3彼此独立地可以是H或者可以具有如上所示Hal、A、Ar和AAr的所有含义，其中A和Ar中的H原子可以被官能团Z代替，Hal可以是F、Cl、Br或I。R1和R2特别优选地具有R3的含义，或者是H、Cl或Br。R2和R3特别优选地具有R1的含义或者是H、Cl或Br。R3特别优选地彼此独立地是H、Cl、Br，直链、支链、饱和或者单-或多-不饱和的C1-C7烷基，其中该烷基中的一个或多个H可以被Z代替。
正如已经描述的，所有烃基R、R1、R2和R3、特别是R1中的H原子可以被官能团Z代替，并且携带N、P、O或S原子。它们可以是具有一个或多个醇、醛、羧基、胺、酰胺、酰亚胺、膦、醚或硫醚官能团的基团，也就是说它们尤其可以是具有下列含义的基团：OA、NHA、NAA’、PAA’、CN、NO2、SA、SOA、SO2A或SO2Ar，其中A、A’和A”彼此独立地可以具有根据所给定义的A的含义。它们可以是具有一个或多个醇(OA)、醛、羧基、胺、酰胺、酰亚胺、膦、醚或硫醚官能团的基团。一组Z优选地具有OA、NHA、NAA’或PAA’的含义。
R2和R3因此例如也可以是SO3H、F、Cl或者羟基、链烷酰基或环烷酰基。R1、R2和R3可以是甲氧基、乙氧基、丙酰基、丁酰基、戊酰基、己酰基、庚酰基、辛酰基、壬酰基、癸酰基、十一烷酰基、十二烷酰基、十三烷酰基、十四烷酰基、十五烷酰基、十六烷酰基、十七烷酰基或十八烷酰基。
R1、R2和R3也可以是酰基。R1、R2和R3可以优选地是具有1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子的酰基，例如可以是甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、三氟乙酰基、苯甲酰基或萘甲酰基。R1、R2和R3此外可以是氨基、甲氨基、二甲氨基、甲硫基、甲亚磺酰基、甲磺酰基或苯磺酰基。
另外，烷基、亚烷基、环烷基、亚环烷基、链烷酰基和环烷酰基中的基团R1、R2和R3中的一个、两个或三个亚甲基各自可以被N、O和/或S代替。
R1、R2和R3中的烃基因而可以具有A、Ar或AAr的含义，可以是如上所定义的烷基、烯基、芳基、烷基芳基或炔基，其中一个或多个H原子可以被上述官能团Z代替。
作为制备通式(I)化合物的原料所需的取代咪唑的母体结构可以以类似于专利说明书US-A-6，177，575所述合成方法根据下列通用反应方程式制备：
方程式5
通式(II)化合物的母体结构(IV)(取代的4，5-二氢咪唑)可以借助Tetrahedron Lett.(四面体快报)1980，21，885、Chem.Ber.(化学学报)1965，98，1342和DE-A-1189998所述方法合成。
在咪唑环第二氮原子上被甲硅烷基取代的通式(V)和(VI)化合物的制备可以通过在无需加入另外的溶剂的情况下使通式(III)的取代咪唑或通式(IV)的取代4，5-二氢咪唑与含有氯、溴或碘的烷氧基硅烷Hal-R-SiR’n(OR’)3-n反应(方程式6，7)来进行。不过，所述反应也可以在惰性、非质子有机溶剂中进行。
方程式6
方程式7
在反应完成后，所生成的产物可以分离为稳定的纯物质形式。没有生成另外的副产物。
为了进行这种取代反应，可以将原料一起引入到反应设备中，并在惰性气氛下和在充分混合下加热至反应温度。各组分的加入顺序可以根据需要选择。可以将起始化合物预先溶解或悬浮在适合的溶剂中，或者无需溶剂直接以固体或液体加入。
依赖于所用通式(III)或(IV)咪唑的反应性，反应在短时间内发生或者需要数天，同时维持反应温度。反应时间可以为15分钟至7天，优选30分钟至6天，非常优选30分钟至5天。
可以用于进行反应的适合的溶剂是惰性的非质子溶剂。适合的惰性溶剂例如是烃，例如己烷、石油醚、苯、甲苯或二甲苯；氯代烃，例如三氯乙烯、1，2-二氯乙烷、四氯甲烷、氯仿或二氯甲烷；醇，例如甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇或叔丁醇；醚，例如二乙醚、二异丙醚、四氢呋喃(THF)或二噁烷；二醇醚，例如乙二醇一乙醚或一甲醚、乙二醇二甲醚(二甘醇二甲醚)；酮，例如丙酮或丁酮；酰胺，例如乙酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺(DMF)；腈，例如乙腈；亚砜，例如二甲基亚砜(DMSO)；二硫化碳；羧酸，例如甲酸或乙酸；硝基化合物，例如硝基甲烷或硝基苯；酯，例如乙酸乙酯；水；或者所述溶剂的混合物。
特别优选使用的溶剂选自烃、氯代烃和醚。
反应优选地在保护气氛下进行。为此可以采用氮气或氩气。
杂环化合物和Hal-R-SiR’n(OR’)3-n原料的化学计量比为1∶1至1∶10，优选1∶1至1∶3，特别优选1∶1至1∶2。
反应可以在20℃至+200℃、优选20℃至100℃、非常优选60℃至100℃的温度下进行。在Hal-R-SiR’n(OR’)3-n的沸点下获得最高收率。
在高真空下除去挥发性成分后，粗产物经过萃取或结晶提纯。通式(I)和(II)化合物可以分离为纯的物质形式，随后可以进行分析和光谱表征。
通式(I)和(II)化合物通过在无水、惰性、非质子有机溶剂中使烷氧基甲硅烷基-官能化的咪唑鎓盐(V)和烷氧基甲硅烷基-官能化的4，5-二氢咪唑鎓盐(VI)分别按照反应方程式1和2与适合的碱反应而制备。需要的话，这种反应可以分别在制备咪唑鎓盐(V)或4，5-二氢咪唑鎓盐(VI)之后直接进行，无需在先提纯。适合于这种反应的碱是通式MOR的金属醇盐或者是选自金属氢化物MH、金属氨基化物MNH2和氨的碱，其中溶剂是无水、惰性、非质子有机溶剂。优选使用NH3/NaH或金属氢化物或金属醇盐作为碱。KOtBu和KH已经证实非常特别适合于各种反应。
烷氧基甲硅烷基-官能化的咪唑鎓盐(V)或烷氧基甲硅烷基-官能化的4，5-二氢咪唑鎓盐(VI)与适合的碱的反应行为本身并不关键。该反应可以按照简单的方式在这样的设备中进行，在该设备中所有与反应剂接触的部件和装置对所用化学品都是惰性的，并且不表现出腐蚀或沥滤现象。关键因素在于该设备可以加热，提供反应剂与反应产物的安全进料和排料，并且具有使反应溶液充分混合的装置。该设备此外还应当能够在惰性气氛下工作和安全排出挥发性物质。因此，所述反应也可以在玻璃设备中进行，该设备配有搅拌器、进料器和任选的排料器，如果这种设备还可以提供惰性气体保护气氛，那么它还有回流冷凝器或带有排料器的冷凝冷却器。不过，所述反应也可以在工业设备中进行，该设备适当的话由不锈钢或其它适合的惰性材料制造，并且具有必需的装置供温度控制、原料与产物的进料和排料。所述反应通常以分批方式进行，尤其当反应缓慢发生时。如果需要制备相对大量的所需通式(I)或(II)产物并且如果所要反应的原料是反应性通式(V)和(VI)化合物，则可能合适的是在为连续操作而设计的相应设备中进行反应。
为了进行反应，所有反应剂可以一起用在反应容器中。各组分的加入顺序可以根据需要选择。
可以将起始化合物预先溶解或悬浮在选自上述惰性溶剂中的适合溶剂中。所用溶剂优选地是醚，特别优选环状醚，例如四氢呋喃。
所用保护气氛可以是氮气或氩气。优选在氮气氛下操作。
原料咪唑鎓盐[(V)或(VI)]和所用碱的化学计量比为1∶1至1∶10，优选1∶1至1∶3，特别优选1∶1至1∶1.2。
反应可以在-78℃至+100℃、优选-40℃至+60℃、非常优选0℃至30℃的温度下进行。
反应时间是1分钟至6小时，优选5分钟至2小时，非常优选10分钟至1小时。
在滤除所生成的任何固体副产物和在高真空下除去挥发性成分之后，与碱反应所生成的产物(I)或(II)可以用非极性的非质子溶剂萃取分离出来。通式(I)和(II)化合物可以任选地以简单方式无需另外的努力借助结晶作用分离为纯的固体形式，并且可以光谱表征。
通式(I)和(II)化合物可以用作配合物配体以制备含有主族金属原子、稀土金属原子和过渡金属原子的可固定N-杂环碳烯配合物。另外，通式(I)和(II)化合物可以用作催化反应中的催化剂配体，所述催化反应优选为C-C偶联反应、低聚反应、氢化作用、醛化作用、胺化作用、氧化作用和还原作用。它们此外可以用作原料以制备固定N-杂环碳烯。
4、实施例
为了更好理解和举例说明本发明，下文给出落入本发明保护范围内的实施例。不过，由于所述发明原理的一般有效性，不适合将本申请保护范围仅缩小至这些实施例。
实施例1
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(基)亚咪唑-2-基的合成
将15ml四氢呋喃、2.3mmol 1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(基)咪唑鎓氯化物和2.4mmol叔丁醇钾在惰性气氛下引入到烧瓶中，并在25℃下搅拌30分钟。在减压下除去挥发性成分。向残余物中加入20ml庚烷，滤出所沉淀的固体(氯化钾)。在减压下完全除去庚烷。得到产物，为油。
1H-NMR(C6D6)：δ0.62-0.72(m，2H，SiCH2)，1.15(t，3J＝7Hz，9H，CH2CH3)，2.06(s，6H，o-C6H2Me2)，2.13(s，3H，p-C6H2Me)，3.77(q，3J＝7.0Hz，6H，OCH2)，4.04(t，3J＝7Hz，2H，NCH2)，6.42-6.44(m，1H，NCHCHN)，6.62-6.65(m，1H，NCHCHN)，6.76(s，2H，C6H2Me3)。NCH2CH2质子的信号被基中甲基质子的信号所覆盖。
实施例2
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(基)亚咪唑-2-基的合成
将5ml四氢呋喃、1.26mmol 1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(基)咪唑鎓氯化物和1.25mmol叔丁醇钾在惰性气氛下引入到烧瓶中，并在25℃下搅拌30分钟。在减压下除去挥发性成分。向残余物中加入20ml庚烷，滤出所沉淀的固体(氯化钾)。在减压下完全除去庚烷。得到产物，为油。
1H-NMR(C6D6)：δ2.10(s，6H，o-C6HzMe2)，2.14(s，3H，p-C6H2Me)，3.48(s，9H，OCH3)，5.20(s，2H，NCH2)，6.35(s，1H，NCH)，6.52(s，1H，NCH)，6.77(s，2H，C6H2Me3)，7.27(d，3J＝8Hz，2H，C6H4)，7.82(d，3J＝8Hz，2H，C6H4)。
13C-NMR(C6D6)：δ18.7，21.6(CH2CH3，p-C6H2Me，o-C6H2Me2)，51.2(OCH3)，55.5(NCH2)，119.7，122.0(NCHCHN)，129.8(芳基C3，5)，127.9(C6H4)，136.2(C6H4)，215.1(NCN)。由于开始发生分解，因而不可能明确指定季碳原子。
Claims (22)
1、通式(I)和(II)化合物
其中
R是具有总计不超过30个碳原子的A、Ar、A-Ar、A-Ar-A、Het、AHet或AHetA，其中
A是直链、支链、饱和或者单-或多-不饱和的C1-C20烷基、具有总计4-30个碳原子的环烷基或者经由一个或两个烷基键合的环烷基，其中烷基和环烷基中的一个CH2或CH基团可以被N、NH、NA、O和/或S代替，
Ar是具有总计不超过20个碳原子的单-或多-取代或者未取代的苯基、萘基、蒽基或菲基，其中取代基可以是A、Hal、OA、CO-AOH、COOH、COOA、COA、OH、CN、CONHA、NO2、＝NH或＝O，
Het是具有1-4个N、O和/或S原子的单环或二环、饱和、不饱和或芳族杂环基团，它可以是未取代的或者被Hal和/或A、OA、CO-AOH、COOH、COOA、COA、OH、CN、CONHA、NO2、＝NH或＝O单-、二-或三-取代，
R’独立于在分子中的位置为具有1-12个碳原子的A、Ar、A-Ar或A-Ar-A，
R1是具有1-18个碳原子的A、Ar、AAr、AArA、Het、AHet或AHetA，其中不与Ar或Het键合的基团A是未取代的或者被一个或多个基团Z取代的烷基或环烷基，Ar是未取代的或者被基团Z单-或多-取代的芳族烃基，Het是可以被基团Z单-或多-取代的饱和、不饱和或芳族杂环基团，
R2和R3彼此独立地是H、Z、Hal或者具有1-18个碳原子的A、Ar或AAr，其中不与Ar或Het键合的基团A是未取代的或者被一个或多个基团Z取代的烷基或环烷基，Ar是未取代的或者被基团Z单-或多-取代的芳族烃基，其中
Hal是F、Cl、Br或I，
Z独立于在R1、R2和R3中的位置为含有N、P、O或S原子的官能团，A或Ar，以及
n 是0、1或2。
2、根据权利要求1的通式(I)和(II)化合物，其中
R 是具有总计不超过20个碳原子的A、Ar、A-Ar、A-Ar-A、Het、AHet或AHetA，
R’独立于在分子中的位置为直链、支链、饱和、单-或多-不饱和的C1-C7烷基，
R1是具有1-18个碳原子的A、Ar、AAr、AArA、Het、AHet或AHetA，其中不与Ar或Het键合的基团A是未取代的或者被一个或多个基团Z取代的烷基或环烷基，Ar是未取代的或者被基团Z单-或多-取代的芳族烃基，Het是可以被基团Z单-或多-取代的饱和、不饱和或芳族杂环基团，
R2和R3彼此独立地是H、Cl、Br或者直链、支链、饱和、单-或多-不饱和的C1-C7烷基，
Z是A，
n是0，以及
A、Ar和Het如权利要求1所定义。
3、根据权利要求1的通式(I)和(II)化合物，其中
R 是具有总计不超过20个碳原子的A、Ar、A-Ar或A-Ar-A，其中
A是直链或支链的饱和C1-C12烷基、具有3-10个碳原子的环烷基或者经由一个或两个烷基键合的C4-C20环烷基，
Ar是单-或多-取代或者未取代的苯基，其中取代基可以具有A的含义，
R具有总计不超过20个碳原子，
R’独立于在分子中的位置为直链、支链、饱和的C1-C7烷基，
R1是具有环烷基含义的A，它是未取代的或者被一个或多个基团Z取代，或者
Ar是未取代的或者被Z＝A取代的芳族烃基，
R2和R3彼此独立地是H或者直链、支链、饱和的C1-C7烷基，
Z是A，
n是0，以及
A和Ar如权利要求1所定义。
4、根据权利要求1的通式(I)和(II)化合物，其中
R’独立于在分子中的位置为甲基，乙基，丙基，异丙基，丁基，异丁基，仲-或叔-丁基，戊基，1-、2-或3-甲基丁基(-C5H10-)，1，1-、1，2-或2，2-二甲基丙基(-C5H10-)，1-乙基丙基(-C5H10-)，己基(-C6H12-)，1-、2-、3-或4-甲基戊基(-C6H12-)，1，1-、1，2-、1，3-、2，2-、2，3-或3，3-二甲基丁基(-C6H12-)，1-或2-乙基丁基(-C6H12-)，1-乙基-1-甲基丙基(-C6H12-)，1-乙基-2-甲基丙基(-C6H12-)，1，1，2-或1，2，2-三甲基丙基(-C6H12-)，庚基或者辛基。
5、根据权利要求1的通式(I)和(II)化合物，其中
R 是A、Ar或A-Ar，其中
A是直链饱和C1-C12烷基或C3-C9环烷基，或者
Ar是未取代的或者被Z＝A单-或多-取代的苯基，
R’独立于在分子中的位置为直链或支链的饱和C1-C4烷基，
R1是具有环烷基含义的A，或者
Ar是未取代的或者被Z＝A单-或多-取代的芳族烃基，
R2和R3是H，
n是0，以及
A和Ar如权利要求1所定义。
6、根据权利要求1的通式(I)和(II)化合物，其中
R是甲基，乙基，丙基，异丙基，丁基，异丁基，仲-或叔-丁基，1，2-环丙基，1，2-或1，3-环丁基，1，2-或1，3-环戊基，1，2-、1，3-或1，4-环己基，此外还有1，2-、1，3-或1，4-环庚基，甲基环戊基，甲基环己基，苯基，苄基(-CH2C6H4-)，甲苯基(-C6H3(CH3)-)，-C6H2(CH3)2-，-CH2C6H2(CH3)2-，-CH2C6H4CH2-，-CH2C6H2(CH3)2CH2-，三甲基苯基或者萘基，
R’是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲-或叔-丁基，
R3是环丙基、环丁基、环戊基、环己基、甲基环戊基、环庚基、甲基环己基、环辛基、呋喃基、苯基、苄基、甲苯基、三甲基苯基、2，4，6-甲基苯基(基)、三异丙基苯基或者萘基，
R1、R2和R4是H、甲基或乙基，以及
n是0。
7、根据权利要求1的化合物，其为：
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丁基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丁基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-(甲基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-(苯基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-(异丙基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-(叔丁基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)苄基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)苄基]-3-[2，4-(二-异丙基)苯基]亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)-2，4-(二甲基)苯基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)-2，4-(二甲基)苯基]-3-(基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三甲氧基甲硅烷基)-2，4-(二甲基)苯基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
1-[4-(三乙氧基甲硅烷基)-2，4-(二甲基)苯基]-3-(环己基)亚咪唑-2-基
8、一种制备通式(I)和(II)化合物的方法，其特征在于使通式(III)的取代咪唑
或者使通式(IV)的取代4，5-二氢咪唑
任选地在惰性、非质子有机溶剂中与如下通式的含有氯、溴或碘的烷氧基硅烷反应，
Hal-R-SiR’n(OR’)3-n
分别得到通式(V)的烷氧基甲硅烷基-官能化的咪唑鎓盐
或者通式(VI)的烷氧基甲硅烷基-官能化的4，5-二氢咪唑鎓盐
其中在各通式中，R、R’、R1、R2和R3可以具有在前权利要求的含义，X-可以是选自F-、Cl-、Br-和I-的阴离子，
并且使所得通式(V)或(VI)化合物分别直接在所得反应混合物中或者在分离且必要的话，提纯后与选自金属醇盐(MOR)、金属氢化物(MH)、金属氨基化物(MNH2)和/或氨的碱在无水、惰性、非质子有机溶剂中进行反应，该溶剂适当的话已被加入以进行前面的反应，分别得到通式(I)和(II)碳烯。
9、根据权利要求8的方法，其特征在于为了通式(I)和(II)碳烯的分离和提纯，在滤出所生成的任何固体副产物之后，在高真空下分离除去挥发性成分，并且将粗产物经过萃取和需要的话，结晶提纯。
10、根据权利要求8或9的方法，其特征在于使通式(V)和(VI)化合物与金属醇盐MOR、金属氢化物MH或NH3/NaH碱反应，分别得到通式(I)和(II)碳烯，其中使用选自如下的惰性溶剂：己烷、苯、甲苯和二甲苯；石油醚；醚，例如二乙醚、二异丙醚、四氢呋喃(THF)和二噁烷；二醇醚，例如乙二醇二甲醚(二甘醇二甲醚)；酮，例如丙酮和丁酮；酯，例如乙酸乙酯；和所述溶剂的混合物。
11、根据权利要求8-10中一项或多项的方法，其特征在于使通式(V)和(VI)化合物与金属醇盐MOR或金属氢化物MH碱在溶剂中反应，所述溶剂选自：烃，例如己烷、苯、甲苯和二甲苯；石油醚；醚，例如二乙醚、二异丙醚、四氢呋喃(THF)和二噁烷。
12、根据权利要求8-11中一项或多项的方法，其特征在于使通式(V)和(VI)化合物与KOtBu或KH碱反应，分别得到通式(I)和(II)碳烯。
13、根据权利要求8-12中一项或多项的方法，其特征在于为了制备通式(I)和(II)碳烯，原料咪唑鎓盐[(V)或(VI)]和碱以1∶1至1∶10、优选1∶1至1∶3、特别优选1∶1至1∶1.2的化学计量比使用，该反应在选自氮气和氩气的保护气氛下进行，其中温度保持在-78℃至+100℃、优选-40℃至+60℃、非常优选0℃至30℃的范围内。
14、根据权利要求8-13中一项或多项的方法，其特征在于原料咪唑鎓盐[(V)或(VI)]与碱分别得到通式(I)和(II)碳烯的反应进行1分钟至6小时，优选5分钟至2小时，非常优选10分钟至1小时。
15、通式(I)和(II)化合物作为原料以制备固定的N-杂环碳烯和N-杂环碳烯配合物的用途。
16、通式(I)和(II)化合物作为配合物配体以制备含有主族金属原子、稀土金属原子和过渡金属原子的可固定N-杂环碳烯配合物的用途。
17、通式(I)和(II)化合物作为原料以制备可固定催化剂或者固定N-杂环碳烯催化剂配体的用途。
18、通式(I)和(II)化合物作为有机或有机金属和过渡金属-催化的反应中的组分或催化剂的用途。
19、通式(I)和(II)化合物作为催化反应中的催化剂配体的用途，所述催化反应优选为C-C偶联反应、低聚反应、氢化作用、醛化作用、胺化作用、氧化作用和还原作用。
20、通式(I)和(II)化合物作为有机或有机金属和过渡金属-催化的反应中的反应介质的用途。
21、通式(I)和(II)化合物作为固定反应介质的原料的用途。
22、通式(I)和(II)化合物作为提纯反应产物的介质(清除剂功能)的用途。
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