DE19921924A1 - Verwendung von Ferrocenylliganden zur katalytischen enantioselektiven Hydrierung - Google Patents

Verwendung von Ferrocenylliganden zur katalytischen enantioselektiven Hydrierung

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Abstract

Verwendung der Liganden und Komplexe der allgemeinen Formel I bzw. II zur katalytischen enantioselektiven Hydrierung. DOLLAR F1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von enantiomerenangereicherten Liganden der allgemeinen Formel I und deren Salze
worin
R1, R2, R3 unabhängig voneinander bedeuten H, NR6R7, SR6, (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8-Alkoxyalkyl, (C1-C8)-Acyloxy, welche gegebenenfalls linear oder verzweigt vorliegen sowie einfach oder mehrfach mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können,
(C3-C7)-Cycloalkyl, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann, wie 1-, 2-, 3-, 4-Piperidyl, wie 1-, 2-, 3-Pyrrolidinyl, 2-, 3-Tetrahydrofuryl, 2-, 3-, 4-Morpholinyl,
(C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, (C6-C18)-Aralkyl, wie Benzyl oder 1,1-, 1,2-Phenethyl, (C5-C18)-Heteroaryl, wie 2-, 3-Furyl, 2-, 3-Pyrrolyl, 2-, 3-, 4-Pyridyl,
(C6-C18)-Heteroaralkyl, wie Furfuryl, Pyrrolylmethyl, Pyridylmethyl, 1-, 2-Furylethyl, 1-, 2-Pyrrolylethyl, 1-, 2-Pyridylethyl,
wobei die Aryl, Aralkyl, Heteroaryl oder Heteroaralkylreste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können,
oder R1 und R2 sind über einen (C3-C7)-Carbocyclus, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Al­ kyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann,
R4 bedeutet (C1-C8)-Alkyl, (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl, 2,2'-Biphenyl oder Anthryl, 1-Pyrrolyl, wobei die eben genannten Reste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können,
(C3-C7)-Cycloalkyl, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann,
R5 H oder einen Rest B-X-Z bedeutet, wobei B ein Rest der Gruppe CR8 2, NR8, O, S, SiR8 2 ist, X ein Spacer wie z. B. 1,4'-Biphenyl, 1-, 2-Ethylen, 1-, 3-Propylen, PEG-(2-10) ist und Z ein über eine funktionelle Gruppe, wie z. B. die O-, NH-, COO-, CONH, Ethenyl-, NHCONH-, OCONH- oder NHCOO-Funktion, an ein Polymer gebundener Rest ist,
oder die Reste R5 der beiden Cyclopentadienylringe sind über eine α,ω-(C2-C4)-Alkylenbrücke miteinander verbunden,
R6, R7 unabhängig voneinander bedeuten H, (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, (C1-C8)-Acyl, welche gegebenenfalls linear oder verzweigt vorliegen sowie einfach oder mehrfach mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können,
(C3-C7)-Cycloalkyl, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann, wie 1-, 2-, 3-, 4-Piperidyl, wie 1-, 2-, 3-Pyrrolidinyl, 2-, 3-Tetrahydrofuryl, 2-, 3-, 4-Morpholinyl,
(C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, (C6-C18)-Aralkyl, wie Benzyl oder 1, 1-, 1, 2-Phenethyl, (C5-C18)-Heteroaryl, wie 2-, 3-Furyl, 2-, 3-Pyrrolyl, 2-, 3-, 4-Pyridyl,
(C6-C18)-Heteroaralkyl, wie Furfuryl, Pyrrolylmethyl, Pyridylmethyl, 1-, 2-Furylethyl, 1-, 2-Pyrrolylethyl, 1-, 2-Pyridylethyl,
wobei die Aryl, Aralkyl, Heteroaryl oder Heteroaralkylreste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können,
oder R6 und R7 sind über einen (C3-C7)-Carbocyclus, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy,
(C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann,
R8 bedeutet H, (C1-C8)-Alkyl zur homogenen katalytischen enantioselektiven Hydrierung.
Des weiteren richtet sich die Erfindung auf die Verwendung von enantiomerenangereicherten Komplexe der allgemeinen Formel II und deren Salze
worin
R1 bis R8 die oben angegebene Bedeutung annehmen und M ein Metallatom oder -ion der Nebengruppe 8, z. B. Ni, Co, Rh, Ru, Ir, Pd, Re oder Pt ist zur enantioselektiven homogenen katalytischen Hydrierung.
Die homogene katalytische enantioselektive Hydrierung von Iminen und Enaminen besitzt für die Herstellung von z. B. enantiomerenangereicherten Aminosäuren großes Interesse, da diese wiederum als chirale Edukte in der organischen Synthese z. B. von bioaktiven Wirkstoffen benötigt werden.
Der Einsatz von Bisphosphinkatalysatoren für die enantioselektive homogene katalytische Hydrierung für den eben genannten Zweck ist wohl bekannt (Burk et al., Tetrahedron 1994, 4399).
Hayashi et al. (J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1989, 495-496), Knochel et al. (Chem. Eur. J. 1998, 4, 950-968) und Ikeda et al. (Tetrahedron Lett. 1996, 4545-4448) beschreiben Pd-komplexe mit C2-symmetrische Ferrocenyl-(bis-ter­ tiär-phosphin)-Liganden. Allerdings wurden diese Komplexe lediglich bei asymmetrischen Allylierungen bzw. Kreuzkupplungen eingesetzt. Die Verwendung der Liganden bei der enantioselektiven Hydrierung ist bislang nicht bekannt.
Yamamoto et al. (Bull. Chem. Soc. Jpn. 1980, 53, 1132-1137) berichteten über den Einsatz von nicht C2-symmetrischen Ferrocenyl-(bis-tertiär-phosphin)-Liganden in der enantioselektiven homogenen katalytischen Hydrierung. Mit diesen Liganden erhält man jedoch nur sehr vereinzelt gute Enantiomerenüberschüsse.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Angabe einer Verwendung C2-symmetrischer enantiomerenangereicherter Bisphosphinligandensysteme und -katalysatoren für die homogene enantioselektive katalytische Hydrierung von Mehrfachbindungen.
Unter Mehrfachbindungen werden im Rahmen der Erfindung Doppel-Bindungen zwischen einem Kohlenstoffatom und einem weiteren Kohlenstoffatom oder Stickstoffatom verstanden.
Dadurch, daß für die homogene katalytische enantioselektive Hydrierung von Mehrfachbindungen enantiomerenangereicherte Liganden der allgemeinen Formel I sowie deren Salze,
worin
R1, R3 unabhängig voneinander bedeuten H, NR6R7, SR6, Halogen, (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, (C1-C8)-Acyloxy, welche gegebenenfalls linear oder verzweigt vorliegen sowie einfach oder mehrfach mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können,
(C3-C7)-Cycloalkyl, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann, wie 1-, 2-, 3-, 4-Piperidyl, wie 1-, 2-, 3-Pyrrolidinyl, 2-, 3-Tetrahydrofuryl, 2-, 3-, 4-Morpholinyl,
(C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, (C6-C18)-Aralkyl, wie Benzyl oder 1,1-, 1, 2-Phenethyl, (C5-C18)-Heteroaryl, wie 2-, 3-Furyl, 2-, 3-Pyrrolyl, 2-, 3-, 4-Pyridyl,
(C6-C18)-Heteroaralkyl, wie Furfuryl, Pyrrolylmethyl, Pyridylmethyl, 1-, 2-Furylethyl, 1-, 2-Pyrrolylethyl, 1-, 2-Pyridylethyl,
wobei die Aryl, Aralkyl, Heteroaryl oder Heteroaralkylreste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können,
oder R1 und R2 sind über einen (C3-C7)-Carbocyclus, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann,
R4 bedeutet (C1-C8)-Alkyl, (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl, 2,2'-Biphenyl oder Anthryl, 1-Pyrrolyl, wobei die eben genannten Reste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können,
(C3-C7)-Cycloalkyl, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann,
R5 H oder einen Rest B-X-Z bedeutet, wobei B ein Rest der Gruppe CR8 2, NR8, O, S, SiR8 2 ist, X ein Spacer wie z. B. 1,4'-Biphenyl, 1-, 2-Ethylen, 1-, 3-Propylen, PEG-(2-10) ist und Z ein über eine funktionelle Gruppe, wie z. B. die O-, NH-, COO-, CONH, Ethenyl-, NHCONH-, OCONH- oder NHCOO-Funktion, an ein Polymer gebundener Rest ist,
oder die Reste R5 der beiden Cyclopentadienylringe sind über eine α,ω-(C2-C4)-Alkylenbrücke miteinander verbunden,
R6, R7 unabhängig voneinander bedeuten H, (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, (C1-C8)-Acyl, welche gegebenenfalls linear oder verzweigt vorliegen sowie einfach oder mehrfach mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können,
(C3-C7)-Cycloalkyl, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann, wie 1-, 2-, 3-, 4-Piperidyl, wie 1-, 2-, 3-Pyrrolidinyl, 2-, 3-Tetrahydrofuryl, 2-, 3-, 4-Morpholinyl,
(C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, (C6-C18)-Aralkyl, wie Benzyl oder 1,1-, 1,2-Phenethyl, (C5-C18)-Heteroaryl, wie 2-, 3-Furyl, 2-, 3-Pyrrolyl, 2-, 3-, 4-Pyridyl,
(C6-C18)-Heteroaralkyl, wie Furfuryl, Pyrrolylmethyl, Pyridylmethyl, 1-, 2-Furylethyl, 1-, 2-Pyrrolylethyl, 1-, 2-Pyridylethyl,
wobei die Aryl, Aralkyl, Heteroaryl oder Heteroaralkylreste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können,
oder R6 und R7 sind über einen (C3-C7)-Carbocyclus, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten sub­ stituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann,
R8 bedeutet H, (C1-C8)-Alkyl,
verwendet werden, erhält man die entsprechend hydrierten Derivate in sehr guten Raum/Zeit-Ausbeuten und mit einem sehr hohen ee-Wert behaftet.
Bevorzugt werden Liganden der Formel I verwendet, worin
R1, R2 unabhängig voneinander bedeuten H, N (C1-C8)-Alkyl2, NH (C1-C8)-Acyl, N (C1-C8)-Acyl2, O (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls linear oder verzweigt vorliegen, (C3-C7)-Cycloalkyl (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl,
R3 bedeutet (C3-C7)-Cycloalkyl, (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, wobei die eben genannten Reste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, mit Halogenen substituiert sein können,
R4 bedeutet (C1-C8)-Alkyl, (C3-C7)-Cycloalkyl, (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, wobei die eben genannten Reste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, mit Halogenen substituiert sein können,
R5 bedeutet H.
Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung von Liganden der Formel I, worin
R1, R2 unabhängig voneinander bedeuten H, O(C1-C8)-Acyl, N (C1-C8)-Alkyl2, (C1-C8)-Alkyl
R3 bedeutet (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, wobei die eben genannten Reste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, mit Halogenen substituiert sein können,
R4 bedeutet Phenyl,
R5 bedeutet H.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung beschäftigt sich mit der Verwendung von enantiomerenangereicherten Komplexen der allgemeinen Formel II und deren Salzen
worin
R1 bis R8 die oben angegebene Bedeutung annehmen und M ein Metallatom oder -ion der Nebengruppe 8, z. B. Co, Ni, Rh, Ru, Ir, Pd, Re ist zur homogenen katalytischen enantioselektiven Hydrierung von C=C- bzw. C=N-Doppel­ bindungen. Die in der oben angegebenen allgemeinen Formel für den erfindungsgemäßen Komplex (II) freigelassenen Koordinationsstellen des Zentralatoms M sind durch dem Fachmann bekannte Liganden für diese Reaktion (R. Schrock, J. A. Osborn J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 2397-2407, R. Glaser, S. Geresh, J. Blumenfeld J. Organomet. Chem. 1976, 112, 355-360) oder gegebenenfalls das bei der Reaktion vorhandene Lösungsmittel ausgefüllt. Die Koordinatoren sind jeweils zu der entsprechenden Formel (II) hinzuzudenken.
Die erfindungsgemäße Verwendung der Liganden und Komplexe ist vergleichbaren Hydrierungen aus dem Stand der Technik überlegen. So zeigen die Komplexe eine derart hohe Aktivität für die betrachtete Reaktion und eine ausgesprochen geringe Empfindlichkeit gegenüber der Oxidation durch Luftsauerstoff, daß im Gegensatz zu vergleichbaren Katalysatoren des Standes der Technik auf die Entgasung und den Einsatz von p.A. Lösungsmitteln verzichtet werden kann. Es reicht aus, Lösungsmittel bei der Hydrierung mit technischer Qualität einzusetzen.
Bevorzugt ist wiederum die Verwendung der Komplexe der Formel II, bei denen
R1, R2 unabhängig voneinander bedeuten H, N(C1-C8)-Alkyl2, NH(C1-C8)-Acyl, N(C1-C8)-Acyl2, O(C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls linear oder verzweigt vorliegen, (C3-C7)-Cycloalkyl (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl,
R3 bedeutet (C3-C7)-Cycloalkyl, (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, wobei die eben genannten Reste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, mit Halogenen substituiert sein können,
R4 bedeutet (C1-C8)-Alkyl, (C3-C7)-Cycloalkyl, (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, wobei die eben genannten Reste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, mit Halogenen substituiert sein können,
R5 bedeutet H.
Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung von Katalysatoren der Formel II, worin
R1, R2 unabhängig voneinander bedeuten H, O (C1-C8)-Acyl, N (C1-C8)-Alkyl2, (C1-C8)-Alkyl
R3 bedeutet (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, wobei die eben genannten Reste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, mit Halogenen substituiert sein können,
R4 bedeutet Phenyl,
R5 bedeutet H.
Die aus den Ligandensystemen herstellbaren Komplexe zeigen bei der homogenen enantioselektiven katalytischen Hydrierung ausgezeichnete Werte, wie folgende Tabellen belegen.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4
nbd ist die Abkürzung für 2,5-Norbornadien, COD steht für 1,5-Cyclooctadien.
Die Reaktionsdauer bei oben gezeigten Umsetzungen beträgt <60 min. Die Katalysatorkonzentration ist mit 1% in den genannten Beispielen bereits sehr niedrig. Sie kann jedoch für technische Anwendung beträchtlich erniedrigt werden. Dies beides ist für die Anwendung der erfindungsgemäßen Liganden im technischen Maßstab sehr von Vorteil, da die Kosten für die nach diesem Verfahren gewonnenen Produkte entsprechend niedriger ausfallen und damit ein höherer ökonomischer Nutzen als bei Verwendung von Ligandensystemen/Komplexen des Standes der Technik garantiert wird. Dieser Vorteil ist durch die ausgesprochen gute Aktivität der Ligandensysteme bzw. Komplexe bedingt.
Die Ligandensysteme sind darüberhinaus derart oxidationsunempfindlich, daß sie bei Umgebungsbedingungen lange Zeit unverändert haltbar sind. Dies ist für die Lagerung in großem Maßstab ebenfalls von Vorteil.
Die Herstellung der Ligandensysteme ist in dem Stand der Technik beschrieben (Knochel et al., Chem. Eur. J. 1998, 4, 950f.; Enders et al., Syn. Lett. 1997, 355f.; Knochel et al., Tetrahedron Lett. 1996, 37, 25f.; Schmalz et al., Tetrahedron 1997, 53, 7219f.). Eine Übersicht zeigt weitere mögliche Synthesewege auf (Schema 1).
Schema 1
Die Einführung einer bevorzugten zentralen und planaren Chiralität in das 1,1'-diacylierte Ferrocen kann im Prinzip nach allen dem Fachmann für diese Reaktion in Frage kommenden Methoden erfolgen (J. Am. Chem. Soc. 1957, 79, 2742, J. Organomet. Chem. 1973, 52, 407-424). Bevorzugt ist allerdings die Reduktion mit dem sogenannten CBS-Reagenz (J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5551-5553, Tetrahedron Lett. 1996, 37, 25-28). Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß die Reduktionsprodukte in sehr guten Ausbeuten und mit einer sehr hohen optischen und diastereomeren Reinheit anfallen. Ein weiterer denkbarer Weg zur Herstellung gewünschter enantiomerenangereicherter Liganden kann beispielsweise darin gesehen werden, die 1,1'-diacylierten Ferrocene mittels enantioselektiver reduktiver Aminierung herzustellen. Man gelangt so gleich zu den enantiomerenangereicherten Liganden mit einem Amin-Substituenten am stereogenen Zentrum.
Weitere Möglichkeiten zur Einführung der Chiralität werden prinzipiell in Tetrahedron Asymmetry 1991, 2, 601-612, J. Org. Chem. 1991, 56, 1670-1672, J. Org. Chem. 1994, 59, 7908-7909, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1990, 888-889 beschrieben.
Zur Einführung des Restes R5 kann man in einem Deprotonierungsschritt die aciden Protonen am Ring deprotonieren und die deprotonierte Spezies anschließend zur Einführung eines Restes R5 mit einem geeigneten elektrophilen Reagenz umsetzen.
Der Rest R5 kann u. a. zur Anbindung der erfindungsgemäßen Komplexe an eine polymere Matrix wie z. B. ein lineares PMMA, Polystyrol oder PEG sowie ein nichtlineares Dendrimer benutzt werden. Die Anbindung des Restes R5 an den Cyclopentadienylring des erfindungsgemäßen Komplexes ist bzgl. der freien Positionen variabel. Als Reste können alle dem Fachmann für diesen Zweck in Frage kommenden Reste verwandt werden. Eine geeignete Übersicht zur molekularen Vergrößerung von Komplexkatalysatoren bietet (Tetrahedron Asymmetry 1998, 9, 691-696). Bevorzugt besteht der Rest R5 aus der Anordnung B-X-Z, wobei B ein Rest der Gruppe CR8 2, NR8, O, S, SiR8 2, X ein Spacer, wie z. B. 1,4'-Biphenyl, 1-, 2-Ethylen, 1-, 3-Propylen, PEG-(2-10) und Z ein über eine funktionelle Gruppe, wie z. B. die O-, NH-, COO-, CONH, Ethenyl-, NHCONH-, OCONH- oder NHCOO-Funktion, an ein wie oben geschildertes Polymer gebundener Rest ist. Alternativ können die Reste R der beiden Cyclopentadienylringe über eine α,ω-(C2-C4)-Alkylenbrücke miteinander verbunden sein.
Als linear oder verzweigte (C1-C8)- oder (C2-C8)-Alkylreste sind anzusehen Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl oder Octyl samt aller ihrer Bindungsisomeren. Der Rest (C1-C8)-Alkoxy entspricht dem Rest (C1-C8)-Alkyl mit der Maßgabe, daß dieser über ein Sauerstoffatom an das Molekül gebunden ist. Als (C2-C8)-Alkoxyalkyl sind Reste gemeint, bei denen die Alkylkette durch mindestens eine Sauerstoffunktion unterbrochen ist, wobei nicht zwei Sauerstoffatome miteinander verbunden sein können. Die Anzahl der Kohlenstoffatome gibt die Gesamtzahl der im Rest enthaltenen Kohlenstoffatome an.
N-, O-, P-, S-atomhaltige Reste sind insbesondere Alkylreste der oben genannten Art, welche eines oder mehrere dieser Heteroatome in ihrer Kette aufweisen bzw. welche über eines dieser Heteroatome an das Molekül gebunden sind. Unter (C3-C7)-Cycloalkyl versteht man Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl bzw. Cycloheptylreste.
(C1-C8)-Acyloxy bedeutet im Rahmen der Erfindung einen wie oben definierten Alkylrest, welcher über eine COO-Funktion an das Molekül gebunden ist.
(C1-C8)-Acyl bedeutet im Rahmen der Erfindung einen wie oben definierten Alkylrest, welcher über eine CO-Funktion an das Molekül gebunden ist.
Als Halogene kommen Fluor, Chlor, Brom und Iod in Frage.
Unter Salzen versteht man ionische Additionsverbindungen aus starken Säuren wie HCl, HBr, H2SO4, H3PO4, CF3COOH, p-Toluolsulfonsäure, Methansulfonsäure und dem betrachteten Molekül.
PEG bedeutet Polyethylenglykol.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern.
Beispiele Generelle Vorgehensweise
Alle Reaktionen wurden, falls nicht anders angegeben, unter Argon ausgeführt. Die Aufarbeitung der Reaktionsmischungen erfolgte wie folgt: Hydrolyse mit ges. NH4Cl-Lsg., Extraktion mit Methyl-tert.-butylether (MTBE) (3×10 ml), Waschen der kombinierten org. Extrakte mit ges. NaCl-Lsg. (20 ml), Trocknung über MgSO4, Filtration, Einengung der Filtrate im Vakuum und Reinigung der Rückstände per Säulenchromatographie mit Kieselgel 60 (70-230 mesh ASTM) und unterschiedlichen Zusammensetzungen von Gemischen aus Hexan/MTBE. Schmelzpunkte sind unkorrigiert.
Das verwendete Methanol wurde vorher über Mg getrocknet und unter Argon destilliert, sowie mit Argon entgast. HPLC-Methanol wurde ohne vorherige Reinigung eingesetzt. Es hat sich gezeigt, daß HPLC-Methanol auch durch nicht aufgearbeitetes technisches Methanol ersetzt werden kann.
1. Allgemeine Herstellvorschrift für 1,1'-Diacylferrocene durch Friedel-Crafts-Acylierung (A→B)
Zu einer Suspension von Aluminium-(III)-chlorid in CH2Cl2 (10 ml) bei 0°C wird Acetylchlorid gegeben. Das Ferrocen wird anschließend, in 10 ml CH2Cl2 gelöst, zu dieser Mischung tropfenweise binnen 20 min hinzugegeben. Die Reaktionsmischung wird auf Raumtemp. erwärmt und 2 h gerührt. Anschließend wird mit Eiswasser bei 0°C tropfenweise hydrolysiert. Die Mischung wird mit 100 ml Methylenchlorid verdünnt, zweimal mit wäßriger K2CO3-Lsg. (50 ml) und dann mit ges. NaCl-Lsg. (50 ml) gewaschen. Die org. Phase wird getrocknet und aufkonzentriert. Der Rückstand wird per Säulenchromatographie gereinigt.
1,1'-Dibenzoylferrocen: Aus Ferrocen (13.95 g, 75.0 mmol), Benzoylchlorid (19.2. mL, 165.0 mmol) und Aluminium(III)chlorid (22.00 g, 165.0 mmol) wird der Feststoff in einer Ausbeute von 91% (27.1 g, 68.3 mmol) nach Kristallisation aus Pentan erhalten; roter Feststoff m.p. 97-100°C (lit. 106.5-106.7°C); IR (KBr): νmax=3267 (w), 3113 (w), 3064 (w), 1637 (vs), 1448 (s), 1288 (s), 1048 (m), 846 (m), 726 (s), 698 (s).
1,1'-Di(o-toluoyl)ferrocen: Aus Ferrocen (1.43 g, 7.7 mmol), o-Toluoylchlorid (2.11 mL, 16.2 mmol) und Aluminium(III)chlorid (2.16 g, 16.2 mmol) wird der Feststoff in einer Ausbeute von 73% (2.36 g, 5.6 mmol) nach säulenchromatographischer Reinigung erhalten; roter Feststoff m.p. 124-125°C; IR (KBr): νmax=3085 (w), 2923 (w), 1647 (vs), 1443 (m), 1273 (s), 840 (m), 737 (s).
1,1'-Di(2-naphthoyl)ferrocen: Aus Ferrocen (1.86 g, 10.0 mmol), 2-Naphthoylchlorid (4.2 g, 22.0 mmol) und Aluminium(III)chlorid (3.5 g, 26.0 mmol) wird nach säulenchromatographischer Reinigung ein Feststoff in einer Ausbeute von 35% (1.72 g, 3.48 mmol) erhalten; roter Feststoff m.p. 183-184°C; IR (KBr): νmax=3100 (w), 3055 (w), 1642 (vs), 1447 (m), 1294 (s), 810 (m), 778 (s), 757 (m).
2. Allgemeine Durchführungsvorschrift der CBS-Reduktion der 1,1'-Diacylferrocene (B→C)
Unter Argon wird Oxazaborolidin (gemäß J. Am. Soc. 1987, 109, 5551-5553) (60 mol-%) in THF (5 mL) gelöst und auf 0°C gekühlt. Es werden anschließend 2 eg. BH3.SMe2 in THF (5 mL) gelöst und 20% dieser Lsg. zur Katalysator-Lsg. hinzugegeben. Nach 5 min wird restliches BH3.SMe2 und eine Lösung des Diketons in THF (10 mL) gleichzeitig zur Katalysator-Lsg. gegeben. Nach 10 min Rühren bei 0°C wird der Überschuß an BH3.SMe2 durch Zugabe von Methanol zerstört (2 mL). Anschließend wird die Mischung in ges.
NH4Cl-Lsg. (50 mL) gegeben und mit MTBE (3×25 mL) extrahiert. Die vereinigten org. Phasen werden mit Wasser (2×25 mL) und ges. NaCl-Lsg. (100 mL) gewaschen, getrocknet, aufkonzentriert und per Säulenchromatographie gereinigt.
(R,R)-1,1'-Bis(α-hydroxyphenylmethyl)ferrocen: Das entsprechende Diketon (11.82 g, 30.0 mmol) wird mit Oxazaborolidin (4.98 g, 18.0 mmol) und BH3.SMe2 (5.7 mL, 60.0 mmol) zur Reaktion gebracht. Nach Säulenchromatographie erhält man in 89%iger Ausbeute (10.62 g, 26.4 mmol) das gewünschte Produkt d1 : meso = 96 : 4. Die Kristallisation aus MTBE ergibt einen gelben Feststoff d1 : meso = 98 : 2; ee <99%; m.p. 130-132°C; [α]D = -74.3 (c = 0.97, Benzol); IR (KBr): νmax=3526 (vs), 3081 (w), 3026 (w), 1491 (m), 1452 (m), 1049 (m), 1017 (m), 828 (m), 721 (s), 699 (s).
(R,R)-1,1'-Bis(α-hydroxy-o-tolylmethyl)ferrocen: Das entsprechende Diketon (4.22 g, 10.0 mmol) wird mit Oxazaborolidin (1.66 g, 6.0 mmol) und BH3.SMe2 (1.90 mL, 20.0 mmol) reduziert und anschließend säulenchromatographisch gereinigt. Man erhält in 94%iger Ausbeute einen gelben Feststoff (4.01 g, 9.4 mmol); d1 : meso = 97 : 3; ee <99%; m.p. 138°C; [α]D = -46.3 (c = 0.67, CHCl3); IR (KBr): νmax=3270 (vs), 3077 (w), 2926 (w), 1043 (s), 820 (m), 738 (s).
(R,R)-1,1'-Bis[α-hydroxy-(o-naphthyl)methyl)ferrocen: Das entsprechende Diketon (996 mg, 2.00 mmol) wird mit Oxazaborolidin (332 mg, 1.20 mmol) und BH3.SMe2 (4.0 ml), 1 M in THF) reduziert und anschließend per Säulenchromatographie gereinigt. Man erhält in 80%iger Ausbeute einen gelben Feststoff (793 mg, 1.59 mmol); d1 : meso = 97 : 3; ee <99%; m.p. 187-188°C; [α]D = +61.5 (c = 0.63, THF); IR (KBr): νmax=3380 (s), 3053 (w), 2863 (w) 1054 (m), 1017 (m), 786 (m), 751 (m).
3. Allgemeine Herstellung der Acetate (C→D)
Die Ferrocendiole werden in einer Mischung aus Pyridin/Acetanhydrid 2 : 1 gelöst und für 12 h bei RT belassen. Anschließend werden im Vakuum (0.7 mmHg, 5 h) verdampfbare Bestandteile abdestilliert. Die Produkte sind ausreichend rein und werden unverändert weiter eingesetzt.
(R,R)-1,1'-Bis(α-acetoxyphenylmethyl)ferrocen: Gelbes Öl d1 : meso = 93 : 7; ee <98%; [α]D = -30.0 (c = 1.81, CHCl3); IR (neat): νmax=3089 (w), 3066 (w), 3035 (m), 2937 (w), 1733 (vs), 1372 (s), 1241 (vs), 1019 (s), 830 (m), 731 (s), 700 (s).
(R,R)-1,1'-Bis(α-acetoxy-o-tolylmethyl)ferrocen: Dunkel braunes Öl d1 : meso = 94 : 6; ee <98%; [α]D = -57.7 (c = 0.96, CHCl3); IR (neat): νmax=3025 (w), 2935 (s), 1720 (vs), 1450 (m), 1365 (m), 1225 (vs), 1020 (m), 820 (m), 740 (m).
(R,R)-1,1'-Bis[α-acetoxy-(2-naphthyl)methyl]ferrocen: Gel­ ber Feststoff d1 : meso = 84 : 16; m.p. 129-130°C; [α]D = -3.5 (c = 0.51, CHCl3); IR (KBr): νmax=3054 (w), 2957 (w), 1732 (vs), 1373 (m), 1233 (vs), 1043 (m), 1021 (m) 788 (m), 761 (m).
4. Allgemeine Arbeitsvorschrift zur Umsetzung der Ferrocenacetate mit Dimethylamin in THF/H2O (D→E)
Die Ferrocenacetate werden in THF gelöst. Diese Lsg. wird mit einem 40%igen Überschuß an wäßriger Dimethylamin-Lsg. versetzt. Nach Rühren für 12 h bei RT wird die Reaktionsmischung aufgearbeitet und durch Säulenchromatographie gereinigt.
(R,R)-1,1'-Bis(α-N,N-dimethylaminophenylmethyl)ferrocen: Das entsprechende Diacetat (7.95 g, 16.5 mmol) wird mit Dimethylamin (40% in Wasser, 60 mL) in 40 mL THF/10 mL Wasser umgesetzt. Man erhält das entsprechende Diamin als braunes Öl in 91% Ausbeute (6.79 g, 15.0 mmol); d1 : meso = 96 : 4; [α]D = +122.0 (c = 1.36, CHCl3); IR (neat): νmax=3060 (w), 3030 (w), 2950 (m), 2860 (w), 2810 (w), 2770 (s) 1455 (s), 1300 (m), 1005 (s), 830 (m), 740 (s), 700 (m).
(R,R)-1,1'-Bis(α-N,N-dimethylamino-o-tolylmethyl)ferrocen: Das entsprechende Diacetat (510 mg, 1.00 mmol) wird mit Dimethylamin (40% in Wasser, 4 mL) in 10 mL THF/2.5 mL Wasser umgesetzt. Man erhält das entsprechende Diamin in 81% Ausbeute als orangen Feststoff (389 mg, 0.81 mmol); d1 : meso = 85 : 15; m.p. 104-106°C; [α]D = +120.1 (c = 1.29, CHCl3); IR (KBr): νmax=3064 (w), 3020 (w), 1602 (w), 1006 (s), 823 (m), 739 (vs).
(R,R)-1,1'-Bis[α-N,N-dimethylamino-(2-naphthyl)-meth­ yl]ferrocen: Das entsprechende Diacetate (1.33 g, 2.28 mmol) wird mit Dimethylamin (40% in Wasser, 20 mL) in 30 mL THF/7.5 mL Wasser umgesetzt. Man erhält das entsprechende Diamin in 88% Ausbeute als orangen Feststoff (1.10 g, 2.0 mmol); d1 : meso = 92 : 8; m.p. 142-143°C; [α]D= -47.1 (c = 0.47, CHCl3); IR (KBr): νmax=3058 (w), 2979 (w), 2944 (w), 2810 (m), 2762 (s), 1296 (m), 1011 (s), 828 (s), 762 (m).
5. Allgemeine Herstellvorschrift für die Synthese der Bromide (E→H)
Die entsprechenden Diamine werden in Et2O (5 mL) gelöst, auf 0°C gekühlt und mit ButLi (c = 1.5 M; 3 eg) binnen 5 min versetzt. Die Lösung wird 30 min bei dieser Temp. gerührt. Anschließend wird eine Lsg. von 1,2-Di­ bromtetrachlorethan (3 eg) in Et2O (5 mL) innerhalb von 10 min addiert. Die Mischung wird 3 h bei RT gerührt, aufgearbeitet und säulenchromatographisch gereinigt.
(αR,α'R)-2,2'-Bis(α-N,N-dimethylaminophenylmethyl)-(S,S)-1,1'-di­ bromferrocen: Das entsprechende Diamin (460 mg, 1.00 mmol) wird mit ButLi (2.0 mL, 3.00 mmol) und anschließend mit (CBrCl2)2 (977 mg, 3.00 mmol) versetzt. Nach säulenchromatographischer Reinigung erhält man ein dunkel braunes Öl in 80% Ausbeute (486 mg, 0.80 mmol), welches ein Diastereomer enthält (ee = 100%). [α]D = +154.5 (c = 0.88, CHCl3); IR (neat): νmax=3084 (w), 3063 (w), 3026 (w), 2816 (s), 2772 (s), 1601 (w), 1491 (w), 1009 (s), 756 (vs), 735 (vs).
(αR,α'R)-2,2'-Bis(α-N,N-dimethylamino-o-tolylmethyl)-(S,S)-1,1-di­ bromferrocen: Das entsprechende Diamine (2.16 g, 4.49 mmol) wird mit ButLi (8.9 mL, 13.48 mmol) und (CBrCl2)2 (4.39 g, 13.48 mmol) umgesetzt. Nach säulenchromatographischer Reinigung und Umkristallisation aus Diethylether/Hexan erhält man einen braunen Feststoff in 52% Ausbeute (1.50 g, 2.35 mmol), welcher ein Diastereomer enthält (ee = 100%), mp: 169-171°C; [α]D = +224.2 (c = 0.78, CHCl3); IR (KBr): νmax=3071 (w), 3046 (w), 3021 (w), 1601 (w), 823 (s), 744 (s).
(αR,α'R)-2,2'-Bis(α-N,N-dimethylamino-2-naphthylmeth­ yl)-(S,S)-1,1'-dibromferrocen: Das entsprechende Diamine (0.60 g, 1.09 mmol) wird mit ButLi (2.2 mL, 3.26 mmol) und (CBrCl2)2 (1.06 g, 3.26 mmol) umgesetzt. Nach säulenchromatographischer Aufreinigung und Umkristallisation aus Diethylether/Hexan erhält man einen braunen Feststoff in 43% Ausbeute (0.33 g, 0.47 mmol), welcher ein Diastereomer enthält (ee <98%). mp: 147-148°C; [α]D = -49.6 (c = 0.74, CHCl3); IR (KBr): νmax=3057 (w), 1601 (w), 1508 (w), 907 (s), 824 (s), 735 (s).
6. Allgemeine Herstellvorschrift für die Dibromferrocene
Die entsprechenden Aminobromide (1 mmol) werden in Acetanhydrid (4 mL) gelöst und auf 100°C für 2.5 h erhitzt. Anschließend werden die flüchtigen Bestandteile im Vakuum (0.7 mmHg, 3 h) entfernt. Man erhält in quantitativer Ausbeute die entsprechenden Acetate (<95%ig, NMR).
(αR,α'R)-2,2'-Bis(α-acetoxyphenylmethyl)-(S,S)-1,1'-di­ bromferrocen: Gelber Feststoff mp: 145-147°C; [α]D = +83.2 (c = 0.90, CHCl3); IR (KBr): νmax=1738 (vs), 1225 (vs).
(αR,α'R)-2,2'-Bis(α-acetoxy-o-tolylmethyl)-(S,S)-1,1'-di­ bromferrocen: Gelber Feststoff mp: 143-144°C; [α]D = +71.5 (c = 0.92, CHCl3); IR (KBr) 1735 (vs), 1231 (vs).
(αR,α'R)-2,2'-Bis(α-acetoxy-2-naphthylmethyl)-(S,S)-1,1'-di­ bromferrocen: Gelber Feststoff mp: 90-93°C; [α]D = +55.6 (c = 1.11, CHCl3); IR (KBr): νmax=3057 (w), 3025 (w), 1748 (vs), 1235 (vs).
7. Allgemeine Durchführungsvorschrift für die Reaktion der Acetate mit Organozinkreagentien (I→J)
Zu einer Lsg. der entsprechenden Acetate in 5 mL trockenem THF werden bei -78°C unter Argon die Organozinkreagenzien (3 eq) und BF3.OEt2 (2 eg) gegeben. Die Reaktionsmischung wird binnen 1.5 h auf RT aufgewärmt und anschließend nach einer weiteren Stunde wie gehabt aufgearbeitet. Das Rohprodukt wird per Säulenchromatographie gereinigt.
(αR,α'R)-2,2'-Bis(α-methylphenylmethyl)-(S,S)-1,1'-di­ bromferrocen: Das Acetat (219 mg, 0.34 mmol) wird mit BF3.OEt2 (84 µL, 0.68 mmol) und Dimethylzink (neat; 1.03 mmol, 71 µL) versetzt. Man erhält in 98% Ausbeute ein braunes Öl (184 mg, 0.33 mmol); ee = 100%; [a]D = +171.4 (c = 1.10, CHCl3); IR (neat): νmax=3084 (w), 3061 (w) 3028 (w), 1601 (w), 1584 (w), 1493 (s), 816 (s), 772 (vs), 706 (vs).
(αR,α'R)-2,2'-Bis[α-methyl-(o-tolyl)methyl]-(S,S)-1,1'-di­ bromferrocen: Das Acetat (134 mg, 0.20 mmol) wird mit BF3.OEt2 (49 µL, 0.40 mmol) und Dimethylzink (neat; 0.60 mmol, 41 µL) versetzt. Nach Säulenchromatographie erhält man in 100% Ausbeute ein braunen Feststoff (116 mg, 0.20 mmol); ee = 100%; mp = 76-78°C; [α]D = +118.9 (c = 0.73, CHCl3); IR (KBr): νmax=3065 (w), 3021 (w), 1603 (w), 1491 (w), 816 (s), 758 (s).
(αR,α'R)-2,2'-Bis[α-methyl-2-naphthylmethyl]-(S,S)-1,1'-di­ bromferrocen: Das Acetat (195 mg, 0.26 mmol) wird mit BF3.OEt2 (65 µL, 0.52 mmol) und Dimethylzink (neat; 0.79 mmol, 54 µL) versetzt. Nach säulenchromatographischer Aufreinigung erhält man in 92% Ausbeute einen gelben Feststoff (55 mg, 0.24 mmol); ee = 100%; mp = 58-60°C; [α]D = +86.5 (c = 1.04, CHCl3); IR (KBr): νmax=3055 (w), 3021 (w), 1601 (w), 1508 (w), 820 (s), 750 (s), 733 (s).
8. Synthese der C2-symmetrischen Diphosphine (J→L)
Zu einer Lösung aus THF (5 mL) und dem entsprechenden Bromid wird bei -78°C BunLi (c = 1.50; 3 eq) gegeben und anschließend die Lsg. nach 15 min mit Diphenylchlorophosphin (neat; 4 eq) versetzt. Die Reaktionsmischung wird auf RT erwärmt und 1 h bei dieser Temp. gerührt, bevor sie nach der üblichen Prozedur säulenchromatographisch aufgearbeitet wird. Nach Umkristallisation aus Diethylether erhält man die C2-symmetrischen Diphosphine.
(αR,α'R)-2,2'-Bis(α-methylphenymethyl)-(S,S)-1,1'-bis(di­ phenylphosphino)ferrocen: Das entsprechende Bromid (276 mg, 0.50 mmol) wird mit BunLi (1.00 mL, 1.50 mmol) und ClPPh2 (360 µL, 2.00 mmol) umgesetzt. Nach Säulenchromatographie und Umkristallisation aus Diethylether erhält man einen orangen Feststoff in 68% Ausbeute (263 mg, 0.34 mmol); mp: 181-182°C; [α]D = -245.2 (c = 0.40, CHCl3); IR (KBr): νmax=3056 (w), 3026 (w), 1600 (w), 1583 (w), 1493 (w), 748 (s), 741 (s), 697 (vs).
(αR,α'R)-2,2'-Bis[α-methyl-(o-tolyl)methyl]-(S,S)-1,1'-bis(di­ phenylphosphino)-ferrocen: Das entsprechende Bromid (100 mg, 0.17 mmol) wird mit BunLi (345 µL, 0.52 mmol) und ClPPh2 (120 µL, 0.68 mmol) umgesetzt. Nach Säulenchromatographie und Umkristallisation aus Diethylether erhält man einen orangen Feststoff in 64% Ausbeute (85 mg, 0.11 mmol); mp: 164-166°C; [α]D = -402.4 (c = 0.67, CHCl3); IR (KBr): νmax=3054 (w), 3019 (w), 1603 (w), 1586 (w), 1570 (w), 1489 (m), 735 (vs), 698 (vs).
(αR,α'R)-2,2'-Bis[α-methyl-2-naphthylmethyl]-(S,S)-1,1'-bis(di­ phenylphosphino)-ferrocen: Das entsprechende Bromide (300 mg, 0.46 mmol) wird mit BunLi (1.12 mL, 1.68 mmol) und ClPPh2 (330 µL, 1.84 mmol) umgesetzt. Nach Säulenchromatographie und Umkristallisation aus Diethylether/Dichloromethan erhält man einen orangen Feststoff in 46% Ausbeute (184 mg, 0.21 mmol); mp: 208-210°C; [α]D = -256.3 (c = 0.54, CHCl3); IR (KBr): νmax=3052 (w), 1601 (w), 1584 (w), 822 (s), 741 (s), 689 (s).
9. Synthese der planarchiralen Diphosphinoferrocene ausgehend vom Acetat (I→G)
Das entsprechende Acetat (174 mg, 0.27 mmol) wird in 5 mL THF gelöst und auf 0°C gekühlt. Alsdann wird BF3.OEt2 (2.2 eq, 73 µL, 0.59 mmol) tropfenweise zu der Mischung gegeben. Nach 15 min wird eine 1 M Lsg. aus LiHBEt3 in THF (2.2 eq, 0.59 mmol, 0.59 mL) hinzugegeben und die Mischung bei RT für 3 h belassen. Nach normaler Aufarbeitung und Reinigung durch Säulenchromatographie erhält man das entsprechende Dibromid in 66% Ausbeute (93 mg, 0.18 mmol) als gelben Feststoff.
(S,S)-2,2'-Dibenzyl-1,1'-dibromoferrocen: mp: 61-64°C; = +81.8 (c = 1.05, CHCl3); IR (KBr): νmax=3083 (w) 3059 (w), 3025 (w), 1601 (w), 1582 (w), 814 (m), 724 (m) 707 (s), 693 (s).
(S,S)-2,2'-Dibenzyl-1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocen: Das Dibromid kann analog der oben genannten Vorschrift (J→L) in das Diphosphin überführt werden. Dazu wird das Bromid (135 mg, 0.26 mmol) mit BunLi (510 µL, 0.77 mmol) und ClPPh2 (185 µL, 1.03 mmol) umgesetzt. Nach Säulenchromatographie erhält man einen gelben Feststoff in 66% Ausbeute (127 mg, 0.17 mmol); mp: 66-68°C; [α]D = 329.3 (c = 1.60, CHCl3); IR (KBr): νmax=3028 (m), 3001 (m), 1660 (m), 1601 (s), 1586 (s), 1570 (m), 741 (vs), 696 (vs).
10. Synthese der Diaminodiphosphinferrocene (E→F)
Unter Befolgung der Vorschrift 5 werden die entsprechenden Diamine (2.40 g, 5.3 mmol) mit ButLi (10.6 mL, 15.9 mmol) und ClPPh2 (3.8 mL, 21.2 mmol) umgesetzt. Nach säulenchromatographischer Aufreinigung erhält man einen gelben Feststoff in 49% Ausbeute (2.14 g, 2.6 mmol), welcher ein Diastereomer enthält (ee <99%).
(αR,α'R)-2,2'-Bis(α-N,N-dimethylaminophenymethyl)-(S,S)-1,1'-bis(di­ phenylphosphino)-ferrocen: mp: 245-246°C; [α]D = 330.30 (c = 1.00, CHCl3); IR (KBr): νmax=3090 (w), 3064 (w), 3030 (w), 2951 (m), 2856 (w), 2811 (m), 2764 (s), 1450 (s), 1006 (s), 814 (m), 737 (s), 703 (s) cm-1.
11. Allgemeine Herstellvorschrift für die Synthese der Diacetatdiphosphinferrocen (F→M)
Unter Befolgung der Vorschrift 6 werden die entsprechenden Diaminodiphosphinferrocene (1 mmol) in Acetanhydrid (4 mL) gelöst und auf 100°C für 2.5 h erhitzt. Anschließend werden die flüchtigen Bestandteile im Vakuum (0.7 mmHg, 3 h) entfernt. Man erhält in quantitativer Ausbeute einen gelben Feststoff (<95%ig, NMR) welcher ein Diastereomer enthält (ee <99%).
(αR,α'R)-2,2'-Bis(α-Acetoxyphenylmethyl)-(S,S)-1,1'-bi(di­ phenylphosphino)ferrocen: mp: 184°C (Zersetzung); [α]D = -169.6 (c = 0.46, CHCl3).
12. Allgemeine Arbeitsvorschrift zur Umsetzung der Diaminodiphosphinferrocene mit verschiedenen Aminen in CH3CN/H2O (M→N)
Die Diacetatdiphosphinferrocen wird in CH3CN gelöst. Diese Lsg. wird mit 50 Äquivalenten der entsprechenden Amine versetzt und auf 90°C für 12 h erhitzt. Die Reaktionsmischung wird aufgearbeitet und durch Säulenchromatographie gereinigt.
(αR,α'R)-2,2'-Bis(α-Pyrrolidinphenylmethyl)-(S,S)-1,1'-bi(di­ phenylphosphino)-ferrocen: Das entsprechende Diacetat (0.30 g, 0.35 mmol) wird mit Pyrrolidin (1.46 mL, 17.5 mmol) in 2 mL CH3CN/0.2 mL Wasser umgesetzt. Man erhält das entsprechende Diamin als orangen Feststoff in 65% Ausbeute nach säulenchromatographischer Aufreinigung und Umkristallisation aus Diethylether/Hexan: mp: 242°C (Zersetzung); [α]D = -317.5 (c = 0.53, CHCl3); IR (KBr): ν max=3067 (w), 3024 (w), 1601 (w), 1585 (w), 737 (s), 698 (s).
(αR,α'R)-2,2'-Bis[α-(N-Methyl-N-cyclohexylamino)-phen­ ylmethyl]-(S,S)-1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocen: Das entsprechende Diacetat (0.16 g, 0.18 mmol) wird mit N-Methyl-N-cyclohexylamin (1.20 mL, 9.3 mmol) in 2 mL CH3CN/0.2 mL Wasser umgesetzt. Man erhält das entsprechende Diamin als gelben Feststoff in 87% Ausbeute nach säulenchromatographischer Aufreinigung und Umkristallisation aus Hexan: mp: 224°C (Zersetzung); [α]D = -290.2 (c = 0.57, CHCl3); IR (KBr): νmax=3071 (w), 3053 (w), 3001 (w), 1600 (w), 1584 (w), 741 (s), 701 (s).
13. Hydrierung der (Z)-Methyl-β-(2-naphthyl)-α-ace­ tamidoacrylate
In einem trockenen 50 mL Schlenkgefäß werden unter Argon [Rh(nbd)2]BF4-Komplex (3.7 mg, 0.01 mol) plaziert, und der entsprechende Ligand (0.01 mol) in 8 mL MeOH (HPLC-Reinheit o. technischer Qualität) gelöst addiert. Binnen 15 bis 30 min hat sich das Diphosphin gelöst. Eine Lsg. aus 2 mL MeOH und (Z)-Methyl-β-(2-naphthyl)-α-acetamidoacrylat (0.269 g, 1 mmol) wird hinzugegeben und anschließend ein Ballon mit H2 gefüllt (ca 1.0 bar) an das System angeschlossen. Nach Spülen des Systems mit H2 wird der H2-Ballon nach Rühren für weitere 10 min entfernt und das MeOH im Vakuum abgezogen. Der Rückstand wird an Kieselgel säulenchromatographisch gereinigt. Man erhält das gewünschte Produkt in quantitativer Ausbeute.
(R)-Methyl-3-(2-naphthyl)-2-acylamidopropanoat: Öl; [α]D = -104.3 (c = 0.92, CHCl3; ee = 99.4%) [Lit: +97.8 (c = 1, CHCl3)]; Die spektroskopischen Daten stimmen mit denen aus der Literatur überein (J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 10125-10138).
14. Hydrierung von (Z)-β-(2-Naphthyl)-α-acetamidoacrylsäure (übliches Verfahren)
Man verfährt wie für die entsprechenden Ester beschrieben. Die entsprechende Säure (0.255 g, 1 mmol) wird 10 min hydriert. Anschließend wird das MeOH im Vakuum entfernt und 5 mL trockener Ether sowie 5 mL trockenes MeOH zum Rückstand addiert. Dann werden 2 Äquivalente von Me3SiCHN2 (c = 2 M; 1.0 mL, 2.0 mmol) tropfenweise zur Reaktionsmischung gegeben. Nach 1 h wird das Lsgm. im Vakuum entfernt und der Rückstand wird wie im oben beschriebenen Fall behandelt und analysiert.
(R)-Methyl-3-(2-naphthyl)-2-acylamidopropanoate: Öl; [α]D = -104.3 (c = 0.92, CHCl3; ee = 98.2%) [Lit: +97.8 (c = 1, CHCl3)]; Die spektroskopischen Daten stimmen mit denen aus der Literatur überein (J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 10125-10138).

Claims (6)

1. Verwendung der enantiomerenangereicherten Liganden der allgemeinen Formel I sowie deren Salze
worin
R1, R2, R3 unabhängig voneinander bedeuten H, NR6R7, SR6, (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, (C1-C8)-Acyloxy, welche gegebenenfalls linear oder verzweigt vorliegen sowie einfach oder mehrfach mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können,
(C3-C7)-Cycloalkyl, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann, wie 1-, 2-, 3-, 4-Piperidyl, wie 1-, 2-, 3-Pyrrolidinyl, 2-, 3-Tetrahydrofuryl, 2-, 3-, 4-Morpholinyl,
(C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, (C6-C18)-Aralkyl, wie Benzyl oder 1,1-, 1,2-Phenethyl, (C5-C18)-Heteroaryl, wie 2-, 3-Furyl, 2-, 3-Pyrrolyl, 2-, 3-, 4-Pyridyl,
(C6-C18)-Heteroaralkyl, wie Furfuryl, Pyrrolylmethyl, Pyridylmethyl, 1-, 2-Furylethyl, 1-, 2-Pyrrolylethyl, 1-, 2-Pyridylethyl,
wobei die Aryl, Aralkyl, Heteroaryl oder Heteroaralkylreste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, oder R1 und R2 sind über einen (C3-C7)-Carbocyclus, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann,
R4 bedeutet (C1-C8)-Alkyl, (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl, 2,2'-Biphenyl oder Anthryl, 1-Pyrrolyl, wobei die eben genannten Reste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können,
(C3-C7)-Cycloalkyl, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann,
R5 H oder einen Rest B-X-Z bedeutet, wobei B ein Rest der Gruppe CR8 2, NR8, O, S, SiR8 2 ist, X ein Spacer wie z. B. 1,4'-Biphenyl, 1-, 2-Ethylen, 1-, 3-Propylen, PEG-(2-10) ist und Z ein über eine funktionelle Gruppe, wie z. B. die O-, NH-, COO-, CONH, Ethenyl-, NHCONH-, OCONH- oder NHCOO-Funktion, an ein Polymer gebundener Rest ist,
oder die Reste R der beiden Cyclopentadienylringe sind über eine α,ω-(C2-C4)-Alkylenbrücke miteinander verbunden,
R6, R7 unabhängig voneinander bedeuten H, (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, (C1-C8)-Acyl, welche gegebenenfalls linear oder-verzweigt vorliegen sowie einfach oder mehrfach mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, (C3-C7)-Cycloalkyl, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann, wie 1-, 2-, 3-, 4-Piperidyl, wie 1-, 2-, 3-Pyrrolidinyl, 2-, 3-Tetrahydrofuryl, 2-, 3-, 4-Morpholinyl,
(C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, (C6-C18)-Aralkyl, wie Benzyl oder 1,1-, 1,2-Phenethyl, (C5-C18)-Heteroaryl, wie 2-, 3-Furyl, 2-, 3-Pyrrolyl, 2-, 3-, 4-Pyridyl,
(C6-C18)-Heteroaralkyl, wie Furfuryl, Pyrrolylmethyl, Pyridylmethyl, 1-, 2-Furylethyl, 1-, 2-Pyrrolylethyl, 1-, 2-Pyridylethyl,
wobei die Aryl, Aralkyl, Heteroaryl oder Heteroaralkylreste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, oder R6 und R7 sind über einen (C3-C7)-Carbocyclus, welcher einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit Halogenen, N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein können, mit Halogenen, mit N-, O-, P-, S-atomhaltigen Resten substituiert sein und/oder im Ring Heteroatome wie N, O, P, S enthalten kann,
R8 bedeutet H, (C1-C8)-Alkyl zur homogenen katalytischen enantioselektiven Hydrierung von C=C- bzw. C=N-Doppelbindungen.
2. Verwendung der Liganden nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
R1, R2 unabhängig voneinander bedeuten H, N(C1-C8)-Alkyl2, NH(C1-C8)-Acyl, N(C1-C8)-Acyl2, O(C1-C8)-Acyl, (C1-C8)-Alkyl, (C1-C8)-Alkoxy, (C2-C8)-Alkoxyalkyl, welche gegebenenfalls linear oder verzweigt vorliegen, (C3-C7)-Cycloalkyl (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl,
R3 bedeutet (C3-C7)-Cycloalkyl, (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, wobei die eben genannten Reste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, mit Halogenen substituiert sein können,
R4 bedeutet (C1-C8)-Alkyl, (C3-C7)-Cycloalkyl, (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-, 2-Naphthyl oder Anthryl, wobei die eben genannten Reste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, mit Halogenen substituiert sein können,
R5 bedeutet H.
3. Verwendung der Liganden nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
R1, R2 unabhängig voneinander bedeuten H, O(C1-C8)-Acyl, N(C1-C8)-Alkyl2, (C1-C8)-Alkyl,
R3 bedeutet (C6-C18)-Aryl, wie Phenyl, 1-,2-Naphthyl oder Anthryl, wobei die eben genannten Reste gegebenenfalls einfach oder mehrfach mit linear oder verzweigten (C1-C8)-Alkyl, mit Halogenen substituiert sein können,
R4 bedeutet Phenyl,
R5 bedeutet H.
4. Verwendung der enantiomerenangereicherten Komplexe der allgemeinen Formel II und deren Salze
worin R1 bis R8 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung innehaben und M ein Metallatom oder -ion der Nebengruppe 8, wie z. B. Co, Ni, Rh, Ru, Ir, Pd, Re oder Pt ist, zur homogenen katalytischen enantioselektiven Hydrierung von C=C- bzw. C-N-Doppelbindungen.
5. Verwendung der Komplexe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß R1 bis R5 die in Anspruch 2 angegebene Bedeutung besitzen.
6. Verwendung der Komplexe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß R1 bis R5 die in Anspruch 3 angegebene Bedeutung besitzen.
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