DE69820205T2 - Ruthenium-katalysatoren und ihre verwendung zur asymmetrischen hydrierung von substraten mit schwacher koordination - Google Patents

Ruthenium-katalysatoren und ihre verwendung zur asymmetrischen hydrierung von substraten mit schwacher koordination Download PDF

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der asymmetrischen Hydrierung und insbesondere die Verwendung von neuen chiralen Ru(II)-Katalysatoren für die asymmetrische Hydrierung von Substraten, welche als ein Ergebnis ihrer schwachen Donorfähigkeit und deren sterisch gehinderten Strukturen sehr schwierig oder unmöglich zu hydrieren sind.
  • Eine große Anzahl von chiralen Metallkatalysatoren wurde in der Vergangenheit verwendet, um eine Vielzahl von Substraten asymmetrisch zu hydrieren.
  • Im Kontext der vorliegenden Erfindung können wir insbesondere die Bemühungen zweier Forschungsgruppen zitieren, welche die Synthese von chiralen Ru(II)-Katalysatoren studiert haben, erhalten aus dem Ru(II)-Komplex der Formel [(COD)RU(2-Methylallyl)2] (COD = Cyclo-1,5-octadien).
  • Daher haben J.-P. Genet und dessen Mitarbeiter Arbeit publiziert, die Katalysatoren der Formel [Ru(P*-P*)(2-Methylallyl)2] betrifft, wobei P*-P* einen Diphosphinliganden der Art bezeichnet, die gegenwärtig unter den abgekürzten Bezeichnungen, wie DIOP, CHIRAPHOS, PROPHOS, BDPP, CBD, NORPHOS, DEGUPHOS, BPPM, BINAP, R-DuPHOS (R = Methyl oder Ethyl), BIPHEMP oder auch DIPAMP (siehe beispielsweise J.-P. Genet et al., Tetrahedron: Asymmetry 1991, 2, 43), bekannt sind. Solche Katalysatoren wurden erhalten durch Erhitzen des oben erwähnten Ru(II)-Komplexes gemeinsam mit dem entsprechenden Chelat-bildenden Diphosphin in einem Lösungsmittel, so wie Hexan oder Toluol, um so das Cyclooctadien mit dem chiralen Phosphin zu ersetzen.
  • Nach anschließender Arbeit (siehe beispielsweise WO 91/02588; J.-P. Genet, Acros Organics Acta, 1994, 1, 1–8; J.-P. Genet et al., Tetrahedron: Asymmetry, 1994, 5, 665–690) haben diese Autoren die Transformation solcher Katalysatoren über die Protonierung mittels wäßriger Säuren, so wie HBr, HCl, HF oder HBF4 in stark koordinierenden Lösungsmitteln, die in der Lage sind, eine Rolle beim Stabilisieren der Koordinierungsstruktur um das Metall zu spielen, welche Struktur nach den selben Autoren von dem hexacoordinierten Typ ist, beschrieben. Diese Art Katalysator, welcher in situ hergestellt werden kann, erwies sich als nützlich bei der asymmetrischen Hydrierung in erotischen oder stark Elektronen-abgebenden Lösungsmitteln (Methanol, Ethanol oder deren Mischungen mit anderen Lösungsmitteln) von Substraten, die Carbonylgruppen und acyclische Ethylenbindungen umfassen.
  • Andere Studien (siehe beispielsweise F. Heiser et al., Tetrahedron: Asymmetry, 1991, 2, 51–62; EP 654 052 ; EP 398 132 EP 570 674) sind in Berichten über die Verwendung von Katalysatoren resultiert, die in situ hergestellt werden zum Hydrieren einer Vielzahl von Substraten, ausgehend von dem gleichen Rutheniumkomplex, aber folgend einem Verfahren, gemäß welchem eine Mischung aus diesem Komplex und einem entsprechenden Diphosphinliganden mit nämlich CF3COOH behandelt wird, noch einmal in einem Elektronen-abgebenden Lösungsmittel, das in der Lage ist, die koordinierende Struktur des Metalls zu stabilisieren.
  • Diese Katalysatoren und andere, erhalten gemäß ähnlichen Verfahren, die in den zitierten Referenzen beschrieben sind, zeigen sieh selbst sehr wirksam bei der asymmetrischen Hydrierung von verschiedenen Substraten, oft gut Elektronen-abgebende Substraten, die in der Lage sind, das Ru(II) zu koordinieren, und werden typischerweise mit protischen Lösungsmitteln und Mischungen aus protischen und aprotischen Lösungsmitteln verwendet. Jedoch erwiesen sie sich als unwirksam, wenn sie unter Bedingungen des Standes der Technik verwendet wurden für die Hydrierung von Substraten, die stark gehinderte Ethylenbindungen aufweisen, zum Beispiel tetrasubstituierte Doppelbindungen, insbesondere, wenn die letzteren Teil eines Ringsystems sind.
  • In der publizierten internationalen Patentanmeldung Nr. WO 97/18894, eingereicht am 20. November 1996, beschreiben wir neue RU(II)-Katalysatoren und lehren deren erfolgreiche Verwendung bei der asymmetrischen Hydierung dieser Art von besonders gehinderten Substraten. Insbesondere ist die Hydrierung von Cyclopentenonderivaten der Formel
    Figure 00030001
    beschrieben, wobei R1 ein lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkylradikal darstellt und R2 ein gesättigtes oder ungesättigtes, lineares oder verzweigtes C1-C8-Kohlenwasserstoffradikal, dessen Hydrierung sich bis zur Entdeckung neuer Katalysatoren, die durch ein originelles Verfahren erhalten werden, als unmöglich erwiesen hatte.
  • Die Katalysatoren, die in der oben erwähnten Patentanmeldung beschrieben sind, wurden durch ein Verfahren erhalten, welches das Behandeln von äquimolaren Mengen eines entsprechenden Ru(II)-Komplexes, zum Beispiel [(COD)Ru(2-Methallyl)2], und eines Chelat-bildenden Diphosphins mit einer Säure der Formel HX umfaßt, wobei X ein nicht-koordinierendes Anion ist, wobei die Säure in einem Verhältnis verwendet wird, das nicht 2 Moläquivalente pro Mol des Ru(II)-Komplexes übersteigt, und wobei die Behandlung in einem nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden Medium unter einer inerten Atmosphäre ausgeführt wird.
  • Solche Katalysatoren waren in der Lage, erfolgreich Substrate (II) zu hydrieren, unter anderem, um deren entsprechende gesättigte Homologe in strikter cis-Konfiguration und mit einem enantiomeren Überschuß von wenigstens 60% des (+)-1R-Isomers zur Verfügung zu stellen. Solche Katalysatoren und deren Verwendung bei asymmetrischen Hydrierungsumsetzungen stellten einen Durchbruch von herausragender Wichtigkeit für die Einschritt-Umwandlung von ungesättigten Substraten, welche bis dahin nicht hydrierbar waren, in deren gesättigte Homologe zur Verfügung. Darüber hinaus erwies sich deren Verwendung bei der Umwandlung von Substraten (II) als besonders wertvoll im Fall von Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat, dessen asymmetrische Hydrierung in einem einzigen Schritt das bevorzugte optisch aktive Isomer des Methyldihydrojasmonats oder Hedion® (Herkunft: Firmenich SA, Genf, Schweiz), ein gut bekannter und weit verwendeter Parfüminhaltsstoff, zur Verfügung stellte.
  • Tatsächlich ist unter den vier möglichen Hedion®-Stereoisomeren Methyl(+)-(1R)-cis-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopentanacetat dafür bekannt, daß es die besten Dufteigenschaften entwickelt, und insbesondere die Jasminnote, für welche Hedion® bekannt ist, während die Duftstärke dieses Isomers derjenigen der anderen Isomere ebenfalls um einige Größenordnungen überlegen ist. Daher ist die Herstellung von Methyl(+)-(1R)-cis-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopentanacetat in einem optisch reinen Stadium oder die Herstellung von Isomermischungen, welche im wesentlichen dieses Isomer enthalten, von wesentlicher Wichtigkeit für die Duftindustrie.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Rutheniumkatalysator, der durch ein Verfahren erhältlich ist, welches das In-Kontakt-Bringen eines entsprechenden Ru(II)-Komplexes, eines Chelat-bildenden Diphosphins und einer Säure, die ein nicht-koordinierendes Anion umfaßt, umfaßt, wobei der Ru(II)-Komplex und das chelatbildende Diphosphin in äquimolaren Mengen vorhanden sind und der Kontakt in einem nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden Medium und unter einer sauerstoffreien Atmosphäre stattfindet, wobei die Säure, die das nicht-koordinierende Anion umfaßt, in einer Menge verwendet wird, die etwa 1 Moläquivalent pro Mol des Ru(II)-Komplexes entspricht.
  • Der Bezug auf "etwa 1 Moläquivalent der Säure pro Mol Ru(II)-Komplex" bezeichnet hier ein Molarverhältnis zwischen diesen beiden Bestandteilen, welche sich nicht wesentlich von 1 unterscheidet und vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 0,95 und 1,10 liegt, insbesondere von 1,0 bis 1,10.
  • Die oben erwähnten Katalysatoren der Erfindung stellen überraschend gute Ergebnisse zur Verfügung, wenn sie insbesondere bei der Hydrierung von Substraten (II) verwendet werden, können jedoch auch bequem für die Hydrierung von Substraten mit der allgemeinen Formel
    Figure 00060001
    verwendet werden, wie in Anspruch 12 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen des Hydrierungsverfahrens der Erfindung betreffen die Hydrierung von Substraten (III) mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung in einer der Positionen, die durch die gepunkteten Linien angegeben sind, welche wenigstens trisubstituiert ist, d. h. nicht mehr als. ein Rest unter R2, R3 und R4 stellt Wasserstoff dar.
  • Für den Fachmann wird aus der folgenden Offenbarung offensichtlich sein, daß die Katalysatoren der Erfindung ebenso erfolgreich bei der Hydrierung von Ethylenbindungen verwendet werden können, die weniger sterisch behindert sind als diejenigen der bevorzugten Substrate (III), die oben beschrieben sind. Jedoch werden sie am vorteilhaftesten verwendet bei der Einschritt-Umwandlung der oben definierten bevorzugten Substrate (III) in deren gesättigte Homologe, wie hiernach offensichtlich wird, besonders derjenigen, bei denen die Doppelbindung tetrasubstituiert ist.
  • Wir haben tatsächlich festgestellt, daß die erfindungsgemäßen Katalysatoren erfolgreich und allgemein bei der asymmetrischen Hydrierung verwendet werden können und daß sie in der Lage sind, di-, tri- und tetrasubstituierte Doppelbindungen, isoliert oder in α,β- oder β,γ-Position, zu einer Esterfunktion, in α,β-Position zu einer Keton- oder Aldehydfunktion und sogar in β,γ-Position zu einer Alkoholfunktion leicht zu hydrieren, wobei die Ester- und Ketongruppen vollständig durch die Hydrierung unbeeinflußt bleiben.
  • Die erfindungsgemäßen Katalysatoren umfassen oder bestehen im wesentlichen aus dem Umsetzungsprodukt des entsprechenden Ru(II)-Komplexes, des chelatbildenden Diphosphins und der Säure, die das nicht-koordinierende Anion umfaßt, wobei die Umsetzung in einem nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden Medium stattfindet.
  • Mit einem "angemessenen Ru(II)-Komplex" sind hier jegliche der gegenwärtig bekannten Ru(II)-Komplexe gemeint, die bei der Herstellung von Rutheniumkatalysatoren verwendet werden, unter welchen beispielsweise diejenigen zitiert werden können, bei denen das Metall durch dienyl- und alkylartige Liganden umgeben ist, so daß das Metall zu zwei der Liganden σ-gebunden ist, wobei die Liganden weiterhin wenigstens eine π-Bindung zu dem Metall besitzen und zwei weitere Koordinierungspositionen mit den gleichen zwei Liganden oder mit einem bestimmten Liganden π-verbunden sind.
  • Verschiedene Rutheniumverbindungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, welche Liganden umfassen, die die oben erwähnten Bedingungen erfüllen und welche bequem als Vorläufer für die Katalysatoren der vorliegenden Erfindung dienen können.
  • Man kann insbesondere als angemessene Ruthenium(II)-Komplexe die Verbindungen des [(Dien)Ru(alkyl)2]-Typs zitieren, wobei "Dien" beispielsweise für COD (Cycloocta-1,5-dien) oder NBD (Norbornadien) oder auch Hepta-1,4-dien steht und "Allyl" ein n-Allyl oder 2-Methallylradikal darstellt (siehe beispielsweise J.-P. Genet et al., zitierte Referenzen; M. O. Albers et al., Inorganic Synth., 1989, 26, 249; R. R. Schrock et al., J. Chem. Soc. Dalton Trans., 1974, 951). Andere angemessene Ruthenium(II)-Komplexe beinhalten die Verbindungen des [Bis(pentadienyl)Ru]-Typs, wobei "Pentadienyl" für ein Pentadienyl, 2,4-Dimethylpentadienyl, 2,3,4-Trimethylpentadienyl, 2,4-Di(tert-butyl)pentadienyl oder auch 2,4-Dimethyl-1-oxapentadienylradikal steht (siehe beispielsweise R. D. Ernst et al., J. Organometallic Chem., 1991, 402, 17; L. Stahl et al., Organometallic, 1983, 2, 1229; T. Schmidt et al., J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1991, 1427; T. D. Newbound et al., Organometallics, 1990, 9, 2962.
  • Auch andere angemessene Ru(II)-Komplexe beinhalten [Ru(COD)(COT)], wobei COT für Cycloocta-1,3,5-trien, [Bis(2,4-cyclooctadienyl(Ru] und (Bis(2,4-cycloheptadienyl)Ru] steht (siehe beispielsweise P. Pertici et al., J. Chem. Soc. Dalton Trans., 1980, 1961; Inorganic Synthesis, 1983, 22, 176) und [Ru(NBD)(CHT)], wobei NBD Norbornadien ist und CHT für Cyclohepta-1,3,5-trien steht (siehe beispielsweise H. Nagashima et al., J. Organometallic Chem., 1983, 258, C15).
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Katalysatoren wird als Ru(II)-Vorläufer die Verbindung der Formel: [(COD)Ru(2-Methallyl)2], Bis(2,4-dimethylpentadienyl)ruthenium (z. B. L. Stahl et al. oder T. D. Newbound et al., Referenzen zitiert), Bis(2,4-dimethyl-1-oxapentadienyl)rutheniumkomplexe (z. B. T. Schmidt et al., Referenz zitiert) oder auch [Ru(COD)(COT)] (P. Pertici et al., Ref. zitiert) verwendet. [(COD)Ru(2-Methallyl)2], dessen Herstellung zunächst durch J. Powell et al. in J. Chem. Soc., (A), 1968, 159 berichtet wurde (siehe auch M. O. Albers et al., Inorganic Synthesis, 1989, 26, 249), und [Ru(COD)(COT)] erwiesen sich als recht bequem von dem praktischen Gesichtspunkt aus.
  • Unter den chelatbildenden Diphosphinen, welche als Liganden bei den Katalysatoren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, können als bevorzugte Ausführungsformen diejenigen zitiert werden, die aus den bekannten chiralen Diphosphin- oder Bis(phosphin)-Liganden ausgewählt werden, welche es ermöglichen, katalytische Spezies zu erhalten, die bequem für die homogene asymmetrische Hydrierung sind. Insbesondere beinhalten solche chiralen Diphosphine diejenigen, die unter den Abkürzungen Me-DuPHOS, Et-DuPHOS, BINAP, TolBINAP, SKEWPHOS, DIPAMP und CHIRAPHOS bekannt sind, dessen Strukturen hiernach insbesondere für ein Enantiomer angegebenen sind und wobei Ph für eine Phenylgruppe steht:
  • Figure 00090001
  • Andere chirale Bidentatphosphine, welche für die chiralen Katalysatoren der Erfindung verwendet werden können, beinhalten beispielsweise diejenigen, die unter dem Namen NORPHOS oder auch als Analoga der DuPHOS-artigen Liganden bekannt sind, sogenannte "BPE", deren Strukturen hiernach für ein Enantiomer angegeben sind.
  • Figure 00100001
  • Alle solche Liganden sind entweder kommerziell erhältlich oder können durch Verfahren hergestellt werden, die vorher in der Literatur beschrieben worden sind.
  • Andere besonders nützliche Liganden für die Herstellung von Katalysatoren der Erfindung sind die chiralen Diphosphine, die beispielsweise in den Europäischen Patentanmeldungen Nrn. 564 406, 612 758 und 646 590 beschrieben sind, welche eine große Anzahl von Liganden offenbaren, die für die Katalysatoren gemäß der vorliegenden Erfindung angemessen sind. Der Inhalt dieser Dokumente, insoweit er die Definition und die Herstellung dieser chelatbildenden Diphosphine betrifft, wird hiermit vollinhaltlich in die vorliegende Patentanmeldung mit aufgenommen.
  • Unter den chelatbildenden Diphosphinen, die in EP 564 406 , EP 612 758 und 646 590 beschrieben sind, wird es bevorzugt, diejenigen zu verwenden, die der allgemeinen Formel
    Figure 00110001
    unterliegen, wobei Z ein Phosphoratom ist und R und R', unabhängig voneinander, eine C1-C4-Alkylgruppe, linear oder verzweigt, eine Cyclohexylgruppe, eine Phenylgruppe oder eine Phenylgruppe, substituiert durch 1 bis 3 Alkylgruppen mit von 1 bis zu 4 Kohlenstoffatomen, sind, wobei die letzteren Alkylgruppen möglicherweise teilweise oder vollständig fluoriert sind.
  • Noch mehr bevorzugte Liganden dieses Typs sind diejenigen der Formel
    Figure 00110002
    Figure 00120001
    und besonders diejenigen, die unter der Bezeichnung (R)-(S)-JOSIPHOS (R = Cyclohexyl, R' = Phenyl) oder (–)-JOSIPHOS, oder auch dessen Derivate, so wie (R)-(S)-CF3-JOSIPHOS, bekannt sind.
  • Darüber hinaus haben wir ebenso beobachtet, daß die erfindungsgemäßen Katalysatoren vorteilhaft bei der Hydrierung von vielen Substraten sind, insbesondere bei denjenigen mit der Formel (II), mit einer cis-Stereoselektivität nahe an 100, wenn sie in ihrer Struktur sowohl chirale als auch achirale chelatbildende Diphosphine umfassen. Daher beinhalten nützliche achirale Liganden beispielsweise die achiralen oder racemischen Ferrocenyldiphosphine, die hiernach angegeben sind:
  • Figure 00120002
  • Figure 00130001
  • Andere Bidentatphosphine, die als Liganden nützlich sind, sind hierunter angegeben:
  • Figure 00130002
  • Im Kontext der Erfindung können auch die optisch aktiven Diphosphine der Formel
    Figure 00130003
    erwähnt werden sowie die entsprechenden racemischen Mischungen aus Isomeren, über die in der Internationalen Patentanmeldung WO 96/20202 berichtet wurde. Auf den Inhalt der letzteren, die die Herstellung solcher Liganden betrifft, wird hiermit vollinhaltlich Bezug genommen.
  • Auf eine allgemeine Art und Weise können als Liganden bei den Katalysatoren der Erfindung jegliche chelatbildenden Diphosphine verwendet werden, die Substituentengruppen umfassen, die in der Lage sind, das Diphosphin ausreichend elektronenreich werden zu lassen, um ihm zu erlauben, das Metall zu stabilisieren, ohne jedoch dem Metall seine Fähigkeit zu nehmen, das Substrat, das hydriert werden soll, und insbesondere die oben erwähnten Substrate (II) und (III), deren asymmetrische Hydrierung bisher notorisch schwierig war, wenn nicht unmöglich, zu koordinieren.
  • Es wurde ebenso beobachtet, daß die Diphosphine, die eine gewisse Anzahl an Alkyl- oder Cycloalkyl-artigen Substituenten haben, sich als besonders nützlich für das Ziel der Erfindung gezeigt haben und Katalysatoren zur Verfügung gestellt haben, welche sehr aktiv und effizient bei der Hydrierung der Substrate (II) und (III) waren.
  • Aus dem Obigen ist offensichtlich, daß die bevorzugten Liganden zum Herstellen der Katalysatoren der Erfindung Diphosphinliganden sind, in welchen die zwei Phosphoratome durch Gruppen des Alkyl-, 1,2-Benzenyl-, Bis(naphtalenyl)- oder auch 1,1'-Ferrocenyl-Typs verbrückt sind, optional substituiert, wobei die Phosphoratome weiterhin zwei andere Substituenten tragen, welche identisch oder unterschiedlich sein können und aus Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylradikalen oder auch aus alicyclischen Radikalen gebildet sein können.
  • Es ist jedoch unmöglich, hier alle Liganden vollständig zu illustrieren, welche bei den Katalysatoren der Erfindung verwendet werden können, und viele andere chelatbildende Diphosphine, die nicht spezifisch oben zitiert sind oder nicht unter die obigen Definitionen fallen, sind für das Ziel des letzteren nützlich. Die gegebenen Beispiele illustrieren bevorzugte Ausführungsformen, welche nicht so interpretiert werden sollen, daß sie den Umfang der Erfindung begrenzen, insoweit wie der Fachmann gut in der Lage ist, ohne besonderen Aufwand und unter Verwendung seines allgemeinen Wissens solche Liganden auszuwählen, die das beschriebene Ziel der vorliegenden Erfindung erreichen. Zu diesem Zweck kann der Fachmann Inspiration in den vielen Referenzen des Standes der Technik finden, insbesonderen denjenigen, die im Rahmen dieser Patentanmeldung zitiert sind, um viele solche Liganden auszuwählen, welche, wenn sie gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie hier beschrieben ist, verwendet werden, es ermöglichen, Katalysatoren zu erhalten, welche in der Lage sind, dieselbe Wirkung zu erzielen, d. h. die Substrate (II) und (III) im wesentlichen mit cis-Stereoselektivität (90% oder mehr) für (II) zu hydrieren und, wo immer es anwendbar ist, einen Überschuß von wenigstens 60% in einem der cis-Enantiomere zur Verfügung zu stellen.
  • Die erfindungsgemäßen Katalysatoren, welche Diphosphinliganden des DuPHOS-, BINAP-, TolBINAP-, SKEWPHOS- oder JOSIPHOS-Typs umfassen, sind besonders vorteilhaft als Katalysatoren für die asymmetrische Hydrierung von Substraten mit der Formel (II) und (III).
  • Unter den letzteren Katalysatoren zeigten sich diejenigen, welche Liganden des SKEWPHOS-, JOSIPHOS- oder Me-DuPHOS-Typs umfassen, und insbesondere die zwei letzteren Typen zu besonders vorteilhaften Leistungen in der Lage und sind daher gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt. (R,R)-(–)-Me-DuPHOS oder (–)-1,2-Bis(2,5- dimethylphospholano)benzol und (R)-(S)-JOSIPHOS oder (R)-(S)-CF3-JOSIPHOS ermöglichten es, Katalysatoren der Wahl gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
  • Die Liganden des Typs L1 bis L14, die hierunter angegeben sind, sind entweder kommerziell erhältliche Verbindungen oder können gemäß Verfahren hergestellt werden, die analog zu vorher beschriebenen Verfahren verlaufen.
  • Beispielsweise die Liganden des DuPHOS-, SKEWPHOS-, BINAP-, CHIRAPHOS-, DIPAMP- oder NORPHOS-Typs sind hauptsächlich kommerzielle Produkte und können in jedem Fall erhalten werden über Verfahren, die in der Literatur beschrieben sind, nämlich in Referenzarbeiten, so wie den Büchern von R. Noyori, Asymmetrische Katalyse in der Organischen Synthese, John Wiley & Sons, N.Y. (1994), Kap. II und J. Ojima, Katalytische Asymmetrische Synthese, VCH Publishers, N.Y. (1994), Kap. I und den darin zitierten Originalreferenzen, wo solche Liganden das erste Mal beschrieben worden sind.
  • Die Liganden des Typs (L7) können hergestellt werden, wie beispielsweise in US 5,171,892 beschrieben.
  • Die Liganden des Typs (L8) und L'8) können hergestellt werden, wie beschrieben in den bereits zitierten Referenzen (siehe auch A. Togni et al., J. Amer. Chem. Soc., 1994, 116, 4062), und einige von ihnen sind kommerziell erhältlich (R = Cyclohexyl, R' = Phenyl beispielsweise; Herkunft: STREM Chemicals, Inc.).
  • Die Ferrocenylliganden des Typs (L9), (L10) oder (L11), wenn sie nicht kommerziell erhältlich sind, können hergestellt werden durch Verfahren, die analog zu denjenigen verlaufen, die in der Literatur beschrieben sind (siehe beispielsweise I. R. Butter et al., Synth. React. Inorg. Met. Org. Chem., 1985, 15, 109; M. D. Rausch et al., J. Organometallic Chem., 1967, 10, 127; R. A. Brown et al., Polyhedron, 1992, 20, 2611; G. Herberich et al., Chem. Ber., 1995, 128, 689), ausgehend von Ferrocen und gemäß den folgenden Umsetzungsschemata:
  • Figure 00170001
  • Die (L12)- und (L13)-Liganden sind recht gewöhnlich und viele sind kommerzialisiert. Unter den (L13)-Typen können diejenigen, bei denen n = 0 ist, hergestellt werden durch eine Vielzahl von gut bekannten Verfahren (siehe beispielsweise R. Appel et al., Chem. Ber., 1975, 108, 1783 und die darin zitierten Referenzen; M. Baudler et al., Chem. Ber., 1972, 105, 3844; K. Issleib et al., Journal für Praktische Chemie, 1969, 311, 463).
  • Das nicht-koordinierende Anion, das bei den Katalysatoren der Erfindung verwendet werden kann, kann abgeleitet sein von einer Vielzahl von starken Säuren und beinhaltet beispielsweise die Anionen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus BF4 –, PF6 –, SbF6 –, AsF6 – und B[3,5-(CF3)2C6H4]4 –. So können geeignete Säuren, von welchen dieses Anion abgeleitet werden kann, unter anderem diejenigen der Formel RBF4, RPF6, RSbF6, RAsF6 und RB[3,5-(CF3)2C6H4]4 beinhalten, wobei R Wasserstoff oder eine (C6H5)3C-Gruppe darstellt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das nicht-koordinierende Anion abgeleitet von einer Säure der Formel HX, wobei X ausgewählt ist aus den Anionen BF4 –, PF6 –, SbF6 –, AsF6 – oder auch HB[3,5-(CF3)2C6H4]4 –. Solche Säuren werden typischerweise in der Form der korrespondierenden Etherate verwendet (beispielsweise HBF4·R2O, R = CH3 oder C2H5) oder in Form jedes anderen Opiumtyp-Salzes (Phosphonium beispielsweise). Diese Etherate sind kommerzielle Produkte, oder sie können hergestellt werden aus den entsprechenden Silbersalzen durch Umsetzen mit HCl. Im letzteren Fall werden die Silbersalze, beispielsweise AgBF4, AgPF6, AgSbF6 oder AgAsF6 typischerweise mit HCl umgesetzt, in einem Lösungsmittel, das einen Dialkylether enthält, beispielsweise einer Mischung aus Dichlormethan und Diethylether. Während das Silberchlorid präzipitiert, stellt es die Etheratlösung der Säure zur Verfügung, welche dann gemäß der Erfindung bei der Umsetzung mit dem Rutheniumkomplex und dem Phosphinliganden verwendet werden kann.
  • Unter den oben erwähnten HX-Säuren, wobei X das nicht-koordinierende Anion darstellt, ist Tetrafluorborsäure bevorzugt und wird typischerweise in der Form seines Etherats verwendet, wie kommerziell erhältlich in Glas- oder Plastikviolen. Wenn nötig, wird das Produkt titriert, um sicherzustellen, daß die Konzentration der Säure etwa 1 Moläquivalent der Molarmenge des Ru-Komplexes beträgt.
  • Die Umsetzung, gemäß der die Katalysatoren der vorliegenden Erfindung erhalten werden können, findet in einem nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden Medium und unter einer sauerstoffreien Atmosphäre statt. Mit einer "sauerstoffreien Atmosphäre" ist hier eine Atmosphäre gemeint, deren Sauerstoffgehalt niedriger als 200 ppm und vorzugsweise nicht über 5–10 ppm beträgt.
  • Mit "nicht-koordinierendem oder schwach koordinierendem Medium" wird hier typischerweise ein nicht-koordinierendes oder schwach koordinierendes Lösungsmittel gemeint. Beispiele von geeigneten Lösungsmitteln beinhalten Ester, Ketone, aliphatische, acyclische oder cyclische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe und Ether, solange sie nicht in der Lage sind, das Ruthenium stark zu koordinieren. Spezifische Beispiele beinhalten Dichlormethan, Dichlorethan, Ethylpivalat, Methylacetat, Ethylacetat, Isopropylacetat, Aceton, 2-Butanon, 3-Pentanon, Hexan, Heptan, Cyclohexan, Cycloheptan und Methyl-tert-butylether.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Mischung aus Dichlormethan oder eine Mischung daraus mit anderen nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden Lösungsmitteln, insbesondere denjenigen, die oben erwähnt sind, verwendet.
  • Es sollte bemerkt werden, daß die Verwendung von stark koordinierenden oder protischen Lösungsmitteln, die im Stand der Technik für die Herstellung von Ru-Katalysatoren gegenwärtig sind, Spezies zur Verfügung gestellt haben, welche inaktiv oder nicht adäquat für die Hydrierung von Substraten der Formel (II) oder (III), die vorher erwähnt worden sind, waren.
  • Das nicht-koordinierende oder schwach koordinierende Medium kann ebenso aus einer Mischung aus einem Lösungsmittel, so wie denjenigen, die oben beschrieben sind, mit einem Substrat der Formel (II) oder (III) oder sogar im wesentlichen aus nur dem Substrat (II) oder (III) bestehen.
  • Daher wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Katalysator zur Verfügung gestellt, der in der Gegenwart eines organischen, nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden Lösungsmittels und/oder eines Substrats der Formel
    Figure 00200001
    die eine Doppelbindung in einer der Positionen, die durch die gepunkteten Linien angegeben sind, aufweist und wobei
    • a) n = 0 und Y Wasserstoff, ein C1-C4 lineares oder verzweigtes Alkylradikal oder eine OR1-Gruppe darstellt, R1 für ein lineares oder verzweigtes niedrigeres Alkylradikal steht; oder
    • b) n = 1, X eine CH2-Gruppe darstellt und Y für eine OR1-Gruppe steht, wobei R1 die in a) angegebene Bedeutung hat; oder
    • c) n = 1, X ein Sauerstoffatom darstellt und Y ein C1-C4 lineares oder verzweigtes Alkylradikal darstellt oder X eine NR5-Gruppe darstellt, R5 für ein niedrigeres Alkylradikal steht und Y für ein lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkylradikal steht;
    und wobei
    R2 Wasserstoff oder ein gesättigtes oder ungesättigtes, lineares oder verzweigtes C1-C4-Radikal, das von einem Kohlenwasserstoff abgeleitet ist, darstellt;
    R3 und R4 separat genommen werden und jedes Wasserstoff oder ein gesättigtes oder ungesättigtes, lineares oder verzweigtes C1-C4-Radikal, das von einem Kohlenwasserstoff abgeleitet ist, darstellt, oder gemeinsam genommen werden, um einen fünfgliedrigen oder sechsgliedrigen Ring zu bilden, welcher ebenso die Kohlenstoffatome der Ethylenbindung enthält, erhältlich ist.
  • Bevorzugte Substrate der Erfindung sind Verbindungen der Formel (III), wobei nicht mehr als ein Symbol von R2, R3 und R4 Wasserstoff darstellt.
  • Mit einem niedrigeren Alkylradikal ist hier ein C1-C4 lineares oder verzweigtes Alkylradikal gemeint.
  • Wenn der erfindungsgemäße Katalysator in der Gegenwart des Substrats erhalten wird, beinhalten bevorzugte Ausführungsformen des Katalysators die Gegenwart von Substraten, die aus Verbindungen der Formel
    Figure 00220001
    gebildet sind, wobei R1 ein lineares oder verzweigtes Alkylradikal von C1-C4 darstellt und R2 ein gesättigter oder ungesättigter, linearer oder verzweigter C1-C4-Kohlenwasserstoffrest ist,
    oder der Formel
    Figure 00220002
    die eine Doppelbindung in einer der Positionen hat, die durch die gepunkteten Linien angegeben sind, und wobei
    • a) n = 0 und Y eine OR1-Gruppe darstellt, R1 für ein C1-C4 lineares oder verzweigtes Alkylradikal steht; oder
    • b) n = 1 und Y ein C1-C4 lineares oder verzweigtes Alkylradikal darstellt; und wobei R2 ein gesättigter oder ungesättigter, linearer oder verzweigter C1-C4-Kohlenwasserstoffrest ist und R6, R7 und R8 jeweils Wasserstoff oder ein niedrigeres Alkylradikal von C1-C4 darstellen.
  • In diesem Kontext sind besonders nützliche Katalysatoren diejenigen, bei denen das Substrat, das in dem Umsetzungsmedium vorhanden ist, eine Verbindung der Formel (IV) ist, wobei n = 0 und Y eine OR1-Gruppe darstellt, wobei R1 eine Methyl- oder Ethylgruppe darstellt, R2 ein Methylradikal darstellt und R6, R7 und R8 identisch oder unterschiedlich sind und jeweils Wasserstoff oder eine Methylgruppe darstellen.
  • Die am meisten bevorzugten Substrate sind Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat und Methyl-2,6,6-trimethyl-2-cyclohexen-1-carboxylat, welche, wie gleich offensichtlich werden wird, es ermöglichen, bevorzugte Isomere von nützlichen Parfuminhaltsstoffen zu erhalten, unter denen Hedion® ist.
  • Wie vorher erwähnt, kann das Medium, in dem die Reaktion stattfindet, auch eine Mischung aus einem dieser oben erwähnten Substrate und einem nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden Lösungsmittel sein, in welchem Fall das letztere vorzugsweise aus den Lösungsmitteln ausgewählt wird, die bereits oben zitiert worden sind, und besonders bevorzugt als ein Lösungsmittel, das Dichlormethan umfaßt.
  • Die Katalysatoren der Erfindung, die oben beschrieben wurden, sind extrem aktive Spezies, von welchen gefunden wurde, daß sie besser sind als diejenigen, die in der Patentanmeldung WO 97/18894 beschrieben worden sind.
  • Tatsächlich, auch wenn die in dem obigen Dokument beschriebenen Katalysatoren recht angemessen sind für die Hydrierung derselben Art der Ethylenbindungen und Substrate, wie sie hier ausgeführt sind, haben wir nun unerwarteterweise gefunden, daß die vollständige Umwandlung dieser Substrate nun mit den gegenwärtig beanspruchten Katalysatoren in sogar noch kürzerer Umsetzungszeit und unter Verwendung von geringeren Katalysatormengen erzielt werden kann.
  • Unter den erfindungsgemäßen Katalysatoren, die oben beschrieben sind, sind insbesonders wirksame Spezies für die asymmetrische Hydrierung von Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat diejenigen, bei denen der Ru(II)-Komplex [(COD)Ru(2-Methallyl)2] ist und das Anion BF4 – von HBF4·Etherat abgeleitet ist und wobei (R,R)-(–)-Me-DuPHOS oder (R)-(S)-JOSIPHOS in einem Medium verwendet wurde, das Dichlormethan umfaßt, in beiden Fällen vorzugsweise in der Gegenwart des hier oben erwähnten Substrats.
  • Die Erfindung realisiert weiterhin eine Verfahren für die Herstellung eines Rutheniumkatalysators, dadurch gekennzeichnet, daß ein angemessener Ru(II)-Komplex und ein chelatbildendes Diphosphin, vorhanden in äquimolaren Mengen, und eine Säure, umfassend ein nicht-koordinierendes Anion, unter einer sauerstoffreien Atmosphäre in einem nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden Medium umgesetzt werden, wobei die Säure, die das nicht-koordinierende Anion umfaßt, in einer Menge von etwa 1 Moläquivalent pro Mol des Ru(II)-Komplexes verwendet wird.
  • Die Natur der Parameter dieses Verfahrens, d. h. des Ru(II)-Komplexes, das chelatbildende Diphosphin, das nicht-koordinierende Anion und das Umsetzungsmedium wurden detailliert oben beschrieben.
  • Gemäß der Erfindung kann die Herstellung des Katalysators bei Raumtemperatur oder bei niedrigerer Temperatur ausgeführt werden. Höhere Temperaturen können ebenso verwendet werden und können so ausgewählt werden, daß sie nicht die Eigenschaften und die Wirksamkeit des Katalysators bei der Hydrierung der Substrate beeinflussen. Nichtsdestotrotz erweist sich die Anwendung der Raumtemperatur als vorteilhaft von dem praktischen Gesichtspunkt aus.
  • Wie vorher erwähnt, wird der Katalysator unter einer inerten sauerstoffreien Atmosphäre, typischerweise unter Argon oder Stickstoff, hergestellt.
  • Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens entsprechen der Verwendung der bevorzugten Parameter, die bereits oben mit Bezug auf die Katalysatoren beschrieben worden sind, d. h. der Verwendung von optisch aktiven Diphosphinen, bevorzugter Anionen usw.
  • Insbesondere die Herstellung des Katalysators in einem Medium, bestehend aus einem nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden Lösungsmittel und einer kleinen Menge Substrat, insbesondere Substrate (II) oder (IV), zeigt sich, eine sehr vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zu sein.
  • Die erfindungsgemäßen Katalysatoren, welche so hergestellt worden sind, werden als Lösungen in dem Lösungsmittel und dem Substrat erhalten, dessen Produkt das Resultat der Umsetzung des Ru(II)-Komplexes mit dem Diphosphinliganden und der Säure ist, aus der das Anion abgeleitet ist. Diese katalytischen Lösungen können als solche für die die asymmetrische Hydrierung der Substrate, nämlich der Verbindungen (II) und (IV), verwendet werden. Sie können unter einer sauerstoffreien Atmosphäre gelagert werden und werden einige Tage aktiv bleiben.
  • Katalytische Lösungen gemäß der vorliegenden Erfindung werden somit erhalten und haben eine variable Konzentration des Katalysators der Erfindung, beispielsweise in der Größenordnung von 0,04 bis 0,07 M (0,04 bis 0,07 mmol Katalysator/ml der katalytischen Lösung) und besonders bevorzugt in der Größenordnung von 0,055 M, welches sich als sehr vorteilhaft bei der Hydrierung der Substrate (II) und (IV) insbesondere erwies.
  • Bevorzugte Präkatalysatoren der Erfindung sind diejenigen der Formel [Ru(P*-P*)(H)(Trien)]+X– (V)wobei P*-P* einen chelatbildenden Bis(phosphin)liganden darstellt, möglicherweise chiral, wobei X ein nicht-koordinierendes Anion darstellt und "Trien" für Cyclohepta-1,3,5-trien, Cycloocta-1,3,5-trien oder ähnliche Spezies steht. Diese am meisten bevorzugten Verbindungen erfordern die Gegenwart von wenigstens einem COD-Molekül in dem Vorläuferruthenium(II)-Komplex. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieses Katalysators ist das Diphosphin (R,R)-(–)-Me-DuPHOS oder (R)-(S)-JOSIPHOS und das Anion ist BF4–.
  • Andere Ausführungsformen dieses Katalysators sind aus dem obigen Text offensichtlich, wobei der Diphosphinligand und das Anion beliebig variiert werden können, die vorher definierte Bedeutung haben und oben spezifisch zitiert sind in Bezug auf bestimmte Beispiele des Katalysators der vorliegenden Erfindung.
  • Die Herstellung der bevorzugten Ausführungsformen des Katalysators der Formel (V) sind im Detail weiterhin beschrieben.
  • Der Rutheniumkatalysator der Erfindung ist nützlich für die Hydrierung, optional asymmetrisch, von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen im allgemeinen und insbesondere von sehr sterisch behinderten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen.
  • Ihre Aktivität in Bezug auf die Hydrierung von Substraten mit den Formeln (II), (III) und (IV) insbesondere ist ausgezeichnet, was sie von den Rutheniumkatalysatoren des Standes der Technik unterscheidet. Sie ermöglichen die Herstellung von gesättigten Verbindungen entsprechend den Substraten (II) und (IV) mit einer cis-Stereoselektivität von über 95% und in den meisten Fällen in der Größenordnung von 98% oder mehr. Wenn die chiralen chelatbildenden Bis(phosphine) in der Struktur des Katalysators der Erfindung vorhanden sind, stellt die asymmetrische Hydrierung der oben erwähnten Substrate Enantiomere mit wenigstens 60% e.e. und in vielen Fällen mit über 85% e.e. zur Verfügung.
  • Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden so auch Verfahren für die Herstellung von Verbindungen zur Verfügung gestellt, die aus der Hydrierung der Verbindungen mit den Formeln (II) und (IV) resultieren.
  • Daher betrifft die Erfindung auch ein Verfahren für die Herstellung einer Verbindung der Formel
    Figure 00270001
    wobei R1 ein lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkylradikal ist und R2 ein gesättigter oder ungesättigter, linearer oder verzweigter C1-C4-Kohlenwasserstoffrest ist, im wesentlichen in der Form eines Isomers mit cis-Konfiguration, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat der Formel
    Figure 00280001
    wobei R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, in der Gegenwart eines wie vorher beschriebenen Rutheniumkatalysators und mit einem Wasserstoffdruck, der zwischen dem Atmosphärendruck und 500 bar (5 × 107 Pa) liegt, hydriert wird.
  • Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren für die Herstellung einer Verbindung der Formel
    Figure 00280002
    wobei die gepunkteten Linien und die Symbole, n, Y, R2, R6, R7 und R8 wie in Formel (IV) definiert sind, im wesentlichen in der Form eines Isomers mit cis-Konfiguration, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat der wie oben definierten Formel (IV) in der Gegenwart eines erfindungsgemäßen Rutheniumkatalysators und bei einem Wasserstoffdruck, der zwischen Atmosphärendruck und 500 bar liegt, hydriert wird.
  • Bevorzugte Ausführungsformen dieser zwei Verfahren greifen auf die Verwendung des Katalysators zurück, welcher entsprechende chirale chelatbildende Diphosphine umfaßt, um so die Verbindung der Formel (I) oder (VI) im wesentlichen in der Form eines optisch aktiven Isomers mit cis-Konfiguration zur Verfügung zu stellen.
  • Wie es im Stand der Technik gegenwärtig ist, wird das Substrat vorzugsweise im reinen Stadium und frei von Sauerstoff verwendet.
  • Die Hydrierungsumsetzung kann in einem nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden Lösungsmittel ausgeführt werden, wobei das letztere definiert ist, wie bereits oben beschrieben. Spezifische Beispiele beinhalten somit Dichlormethan, Dichlorethan, Ethylpivalat, Methylacetat, Ethylacetat, Isopropylacetat, Aceton, 2-Butanon, 3-Pentanon, Hexan, Heptan, Cyclohexan, Cycloheptan und Methyl-tert-butylether und deren Mischungen. Die Verwendung eines Lösungsmittels, das Dichlormethan umfaßt, ist bevorzugt.
  • Alternativ kann das Hydrierungsmedium, in welchem die Umsetzung stattfindet, im wesentlichen aus dem Substrat bestehen oder kann in dem letzteren hochkonzentriert sein.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Hydrierungsverfahrens der Erfindung wird der Katalysator in situ vor der Hydrierung des Substrats gebildet oder in der Gegenwart einer kleineren Menge des letzteren.
  • Alle racemischen oder achiralen Liganden, die vorher erwähnt wurden, können verwendet werden, um Katalysatoren zu bilden, welche es ermöglichen, die Verbindungen der Formel (I) oder (VI) im wesentlichen in der Form der cis-Konfiguration des Isomers herzustellen, wobei die optisch aktiven chelatbildenden Diphosphine die gewünschte optisch aktive cis-Form der zitierten Verbindungen (I) oder (VI) zur Verfügung stellen.
  • Natürlich können racemische Liganden der Auftrennung ausgesetzt werden, beispielsweise durch chirale Säulen, um die entsprechenden Enantiomere zur Verfügung zu stellen.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Hydrierungsverfahrens der vorliegenden Erfindung wird Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat als Substrat verwendet, um Hedion® in der Form der bevorzugten cis- und (+)-cis-Konfigurations-Isomere zu erhalten.
  • Die Katalysatoren gemäß der vorliegenden Erfindung, welche von dem [(COD)Ru(2-Methallyl)2]-Vorläufer ausgehen und Liganden des DuPHOS-Typs haben, und insbesondere Me-DuPHOS, haben sich für die Hydrierung dieses Substrats als besonders nützlich erwiesen, wenn sie in einem Lösungsmittel aus Dichlormethan ausgeführt wird.
  • Andere bevorzugte Bedingungen für die Hydrierung dieses Substrats beinhalten die Verwendung eines Katalysators, umfassend [(COD)Ru(2-Methallyl)2] und (R)-(S)-JOSIPHOS als Ligand, in einem Hydrierungsmedium, umfassend einen Kohlenwasserstoff, so wie Hexan, Heptan oder deren gesättigte cyclische Analoga, und besonders bevorzugt Methyl-tert-butylether.
  • Diese letztere bevorzugte Ausführungsform des Hydrierungsverfahrens der Erfindung ermöglicht es, (+)-cis-Hedion® mit einem enantiomeren Überschuß von 80% oder mehr zu erhalten. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform greift auf die Verwendung von [Ru(COD)(COT)] und (R)-(S)-JOSIPHOS zurück.
  • Die Hydrierung kann bei Drücken von etwa Atmosphärendruck bis zu 500 bar (5 × 107 Pa) ausgeführt werden. Druckwerte, umfaßt zwischen 20 und insbesondere zwischen 50 und 200 bar oder sogar höher, sind recht bequem.
  • Die Umsetzung kann bei Temperaturen von bis 50 zu 60°C oder sogar 100°C ausgeführt werden. Vorzugsweise wird man bei Raumtemperatur oder sogar bei noch niedrigerer Temperatur arbeiten. Es wurde beispielsweise gefunden, daß Temperaturen bis zu –10°C oder sogar darunter es ermöglichen, gute Resultate zu erzielen.
  • Die molaren Konzentrationen, bei denen diese Katalysatoren typischerweise verwendet werden, können bis 4 Mol-% herauf gehen, relativ zum Substrat, aber bevorzugte Ausführungsformen des Hydrierungsverfahrens der Erfindung umfassen den Katalysator in einer molaren Konzentration von etwa 0,01 bis 1%, insbesondere zwischen 0,01 und 0,5 Mol-%. Ausgezeichnete Ergebnisse konnten systematisch erhalten werden mit Konzentrationen von 0,02 bis 0,1%, insbesondere von 0,025 bis 0,05 Mol-%, relativ zu dem Substrat.
  • Darüber hinaus wurde ebenso gefunden, daß es ratsam ist, Lösungen zu verwenden, in welchen das Substrat konzentriert vorliegt, und die besten Ergebnisse wurden erhalten, wenn die Konzentration des Substrats in dem Hydrierungsmedium von etwa 0,4 bis 1,5 Molar bezüglich des Volumens dieses Mediums betrug.
  • Um die Umsetzungsmischung zu hydrieren, wird die letztere unter Wasserstoff auf eine konventionelle Art und Weise, wie es in den folgenden Beispielen beschrieben ist, unter Druck gesetzt.
  • Mit den erfindungsgemäßen Katalysatoren, verwendet in Konzentrationen in der Größenordnung von 0,05 Mol-% relativ zu dem Substrat, konnte vollständige Umwandlung des letzteren in weniger als 24 h erreicht werden, und in den besten Fällen in 6 Stunden oder weniger.
  • Die Erfindung wird nun in größerem Detail mittels der folgenden Beispiele beschrieben werden, wobei die angegebenen Temperaturen in Grad Celsius angegeben sind und die Abkürzungen die Bedeutung haben, die normalerweise im Stand der Technik verwendet wird.
  • Diese Beispiele illustrieren besondere und beste Ausführungsformen der Erfindung, wobei viele Variationen davon leicht aus der obigen Beschreibung abgeleitet werden können. Nämlich in den vielen Beispielen der Katalysatoren, die in der Anmeldung WO 97/18894 gelehrt werden, welche aus den verschiedenen Kombinationen der Herstellungsparameter resultierten, auch im Detail beschrieben auf den vorhergehenden Seiten der gegenwärtigen Offenbarung, stellte die Verwendung von etwa 1 Moläquivalent an Säure, umfassend ein nicht-koordinierendes Anion pro Mol des Ru(II)-Komplexes, wie urprünglich gelehrt, verbesserte neue Katalysatoren zur Verfügung. Auf den Inhalt dieser Anmeldung WO 97/18894 wird daher vollinhaltlich Bezug genommen, bis zu dem Ausmaß, daß sie spezifische Beispiele der vielen Katalysatoren zur Verfügung stellt, die erhalten werden können durch Variieren der Natur des Ru(II)-Komplexvorläufers, des Diphosphinliganden, der nicht-koordinierenden Anionen und deren Vorläufer und des nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden Lösungsmittels.
  • Es wird ebenso anerkannt, daß die Verwendung der entsprechenden Enantiomere der Liganden, die im Laufe dieser Beschreibung erwähnt wurden, beispielsweise von (S,S)-(+)-McDuPHOS oder (S)-(R)-JOSIPHOS, es ermöglichen, die entsprechenden Enantiomere der oben erwähnten Verbindungen (I) und (VI) zu erhalten.
  • In den hiernach folgenden Beispielen bedeutet die Bezugnahme auf eine "Glovebox" eine Glovebox unter Ar oder Stickstoff wobei der Sauerstoffgehalt in dieser Glovebox unterhalb von 10 ppm liegt.
  • Beispiel 1
  • Herstellung von [Ru((R,R)-Me-DuPHOS)(H)(COT)](BF4)
  • Innerhalb einer Glovebox wurden in eine 50 ml-Flasche 260,7 mg (0,816 mmol) [(COD)Ru(Methallyl)2] (Herkunft: Acros Organics) und 10,8 ml Methylacetat geladen. Ein separates 10 ml-Gefäß wurde mit 250 mg (0,816 mmol) (R,R)-(–)-Me-DuPHOS (Herkunft: STREM Chemicals), 5 ml CH2C12 und 137 μl 81%igem HBF4·Etherat (0,816 mmol HBF4) beladen. Der Inhalt dieses 10 ml-Gefäßes wurde dann in die gerührte Mischung, die in der 50 ml-Flasche enthalten war, geschüttet, und diese Mischung wurde weiterhin 12 Stunden lang gerührt. Ein gelbes Präzipitat wurde durch Filtration gesammelt (180 mg, 0,299 mmol, Ausbeute: 37%), bestehend aus [Ru((R,R)-Me-DuPHOS)(H)(COT)]+BF4 –, welches intensiv durch Spektroskopie analysiert wurde. Die Struktur dieses kristallinen Produkts wurde durch spektroskopische Analyse unzweifelhaft etabliert. Die erhaltenen Daten waren wie folgt (1H und 13C NMR, etabliert relativ zu Trimethylsilan; CI = Chemische Ionisierung):
    1H NMR (CD2Cl2) δ 7,58 (m, 4H); 6,57 (t, J = 8,4 Hz, 1H); 6,0 (dd, J1 = 6,4 Hz, J2 = 8,9 Hz, 1H); 5,62 (m, 2H); 5,37 (q, J = 8,4 Hz, 1H); 5,26 (t, J = 7,9 Hz, 1H); 2,71 (m, 2H); 2,55-2,15 (m, 5H); 1,33 (dd, J1 = 6,9 Hz, J2 = 17,2 Hz, 3H; 1,30 (m, 1H); 1,13 (dd, J1 = 6,9 Hz, J2 = 17,2 Hz, 3H); 0,93 (dd, J1 = 6,9 Hz, J2 = 17,2 Hz, 3H); 0,70 (dd, J1 = 6,9 Hz, J2 = 17,2 Hz, 3H); –9,94 (6, J = 29 Hz, 1H).
    13C(1H) NMR (CD2Cl2) δ 141,2 (m, C), 141,0 (m, C), 132,0 (d, Jpc = 14 Hz, CH), 131,5 (d, Jpc = 14 Hz, CH), 131,3 (s, CH), 131,0 (s, CH), 102,3 (s, CH), 101,2 (s, CH), 99,2 (s, CH), 96,2 (s, CH), 94,3 (s, CH), 94,3 (s, CH), 44,5 (d, Jpc = 38 Hz, CH), 44,4 (d, Jpc = 14 Hz, CH), 40,9 (d, Jpc = 32 Hz, CH), 40,1 (d, Jpc = 24 Hz, CH), 37,5 s, CH2), 37,4 (s, CH2), 36,4 (s, CH2), 35,9 (s, CH2), 34,8 (s, CH2), 32,0 (s, CH2), 18,3 (s, CH3), 16,2 (d, Jpc = 6,0 Hz, CH), 14,4 (s, CH3), 12,6 (s, CH3);
    19F nMR (CD2Cl2) δ 10,5 (relativ zu C6F6);
    31P NMR (CD2Cl2) δ 87,5 (d, Jpp = 20,0 Hz), 84,9 (d, Jpp = 20,0 Hz) (relativ zu 85% wäßrigem H3PO4);
    MS(CI) 515, 339, 287, 231, 209, 193, 180.
  • Die Identität dieser Verbindung wurde ebenso durch Massenspektrometrie, 1H-, 13C-, 19F-, 31P NMR-Spektroskopie, DEPT und 1H-1H-, 1H-13C-Korrelationen sichergestellt. Das Massenspektrum ergibt ein Molekülion für den kationischen Teil dieses Komplexes bei 515 m/e. Das 19F NMR-Spektrum zeigt eine einzelne Resonanz für einen BF4–-Rest, was die Existenz einer Spezies anzeigt. Das 31P NMR-Spektrum zeigt zwei Dubletts, konsistent mit einer Spezies, die einen DuPHOS-Liganden mit inäquivalenten Phosphoratomen enthält. Das 1H NMR-Spektrum zeigt klar die Gegenwart eines Hydrids, das an Ruthenium gebunden ist, gekoppelt an zwei Phosphoratome bei –9,94 ppm. Weiterhin gibt es sechs Resonanzen für die CH-Protone auf dem Cyclooctatrienliganden (was ebenso durch eine 1H-13C-Korrelation unterstützt wurde). 13C(1H)- und DEPT-Experimente sind ebenso mit dieser Struktur konsistent. Es gibt sechs Resonanzen für den Cyclooctatrienliganden zwischen 103 und 94 ppm, was die Alkenylnatur dieses Liganden anzeigt. Die Methylengruppen an dem COT-Liganden wurden zugewiesen und befinden sich bei 35,9 und 32,0 ppm. Weiterhin sind alle verbleibenden 13C-Resonanzen konsistent mit einem einzelnen DuPHOS-Liganden, verbunden mit Ruthenium.
  • Schließlich wurde die Struktur des oben erwähnten Präkatalysators ebenso durch Röntgenstrukturanalyse bestätigt.
  • Die Konzentration des kommerziellen HBF4·Etherat in HBF4 konnte vorsichtig vor dessen Verwendung gemäß dem folgenden Verfahren bestimmt werden.
  • In einer Glovebox wurde ein 10 ml Glasgefäß mit 20,0 mg (0,050 mmol) (Ph)2PCH2CH2P(Ph2) (Herkunft: STREM Chemicals) und 500 μl CH2Cl2 beladen. Zu dieser Lösung wurden 500 μl einer entsprechenden 0,1 M-Lösung aus HBF4·Etherat/CH2Cl2 gegeben. Die Lösung wurde in einem NMR-Röhrchen angeordnet, versiegelt und in einer NMR-Probe bei –70°C angeordnet. Ein 31P-protonengekoppeltes Spektrum wurde aufgenommen und integriert. Durch Vergleich des Integrals des freien (Ph)2PCH2CH2P(PH2) mit den Resonanzen des protonierten Diphosphins wurde ein wahrer Wert für den Titer des HBF4·Etherat/CH2Cl2 erhalten.
  • Die Titelverbindung wurde ebenso erhalten unter Verwendung von [Ru(COD)(COT)] als Ausgangsrutheniumkomplex.
  • Beispiel 2
  • Hydrierung von Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat
  • In einer Glovebox wurden in einem 10 ml-Glasgefäß 15,5 mg (0,0485 mmol) [(COD)Ru(Methallyl)2], 14,9 mg (0,0485 mmol) (R,R)-Me-DuPHOS und 250 μl Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat (1,08 mmol) angeordnet. Zu dieser Suspension wurden 0,630 ml einer 0,081 M-Lösung aus titriertem HBF4·Etherat (0,049 mmol) in CH2Cl2 unter Rühren hinzugegeben. Diese konzentrierte Lösung wurde 1,5 Stunden lang gerührt, nachdem 21,5 g (95,9 mmol) Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat und 11,5 ml CH2Cl2 hinzugefügt wurden. Die resultierende gelbe Lösung wurde in einem 75 ml-Autoklaven angeordnet, mit Wasserstoff geflutet und bis zu einem Wasserstoffdruck von 90 bar unter Druck gesetzt. Nach 8 Stunden wurde die Lösung der Luft ausgesetzt und durch eine Silicagelsäule hindurchgeführt, um den Katalysator abzutrennen. Dies ergab eine 99%ige Ausbeute des gewünschten Hedion®-Produkts mit den folgenden Isomerverhältnissen: cis/trans = 98/2; (+)-cis/(–)-cis = 82,4/17,6, 64,8% ee.
  • Wie oben hergestellt, war der Katalysator der Erfindung in dem Reaktionsmedium in 0,05 Mol-% relativ zu Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat vorhanden.
  • Ein ähnliches Verfahren, jedoch unter Hinzufügung von Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat in reiner Form, ergab eine 99%ige Ausbeute des gewünschten Hedion®-Produkts mit den folgenden Isomerverhältnissen: cis/trans = 98/2; (+)-cis/ (–)-cis = 83, 4/16,6, 66,8% ee.
  • Beispiel 3
  • Hydrierung von Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat unter Verwendung des Katalysators, beschrieben in Beispiel 1
  • In einer Glovebox wurden in einem 10 ml-Glasgefäß 15,0 mg (0,0250 mmol) [((R,R)-Me-Duphos)Ru(H)(cyclooctatrien)]BF4, 5,62 ml CH2Cl2 und 11,23 g (50,0 mmol) Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat angeordnet. Die resultierende gelbe Lösung wurde in einem 75 ml-Autoklaven angeordnet, mit Wasserstoff geflutet und bis zu einem Wasserstoffdruck von 90 bar unter Druck gesetzt. Nach 6 Stunden wurde die Lösung der Luft ausgesetzt und durch eine Silicagelsäule hindurchgeführt, um den Katalysator abzutrennen. Dies ergab eine 99%ige Ausbeute des gewünschten Hedion®-Produkts mit den folgenden Isomerverhältnissen: cis/trans = 98/2; (+)-cis/(–)-cis = 82,3/17,7, 64,6 ee.
  • Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens stellten 7,5 mg Katalysator (0,0125 mmol) ein finales Produkt mit denselben Charakteristika wie oben in 98%iger Ausbeute nach 33 Reaktionsstunden zur Verfügung.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 1
  • Hydrierung von Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat Wenn man auf eine ähnliche Art und Weise fortschreitet, wie in Beispiel 2 beschrieben, jedoch in der Gegenwart eines Katalysators, der gemäß dem in WO 97/18894 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, d. h. unter Verwendung von äquimolaren Mengen von [(COD)Ru(2-Methallyl)2] und Diphosphinligand (siehe Tabelle unten), HBF4·Etherat in einer Menge von 2 Moläquivalenten pro Mol [(COD)Ru(2-Methallyl)2] in Dichlormethan oder einer Mischung des letzteren mit anderen Lösungsmitteln (siehe Tabelle), wurde Ethyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat unter einer Vielzahl von Bedingungen hydriert, wie in der Tabelle hierunter detailliert aufgeführt, um Hedion® in der Form einer Vielzahl von Produkten, wie in der Tabelle zitiert, zur Verfügung zu stellen. Die molare Konzentration des Substrats in dem Hydrierungsmedium betrug immer ungefähr dieselbe, um Verdünnungseffekte zu verhindern.
  • TABELLE I
    Figure 00380001
  • Es scheint aus dieser Tabelle klar zu sein, daß mit dem in WO 97/18894 beschriebenen Verfahren wesentlich längere Umsetzungszeiten erforderlich sind, um die volle Umwandlung des Substrats zu erhalten, wenn der Katalysator, enthaltend (R,R)-McDuPHOS, in einer molaren Konzentration von weniger 0,3% verwendet wird, während mit den entsprechenden Katalysatoren der vorliegenden Erfindung die Umwandlung in 6 h sogar dann vollständig sein kann, wenn der Katalysator bei 0,05 Mol-% relativ zum Substrat verwendet wird.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 2
  • Hydrierung von Methyl-2,6,6-trimethyl-1-cyclohexen-1-carboxylat
  • Mit derselben Vorgehensweise, wie in WO 97/18894 und in Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, wurde das obige Substrat bei einem Druck in der Nähe von 100 bar (107 Pa) und bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Katalysators hydriert, welcher eine Vielzahl von Liganden umfaßte, wie in der Tabelle hiernach angegeben. Bei allen Versuchen wurden 2 Moläquivalente von HBF4·Etherat pro Mol [(COD)Ru(Methallyl)2] verwendet, und die so erhaltenen Katalysatoren wurden in einer Konzentration von 2 Mol% bezüglich des Substrats verwendet. Die Umwandlungsgeschwindigkeiten und die Isomerencharakteristika des erhaltenen Methyl-(1S,2S)-2,2,6-trimethyl-1-cyclohexancarboxylats sind in der Tabelle 2 hiernach angegeben:
  • TABELLE II
    Figure 00390001
  • Beispiel 4
  • Hydrierung von Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat
  • Zu einer gekühlten Lösung aus [Ru(COD)(COT)]. (30,1 mg, 0,095 mmol) in CH2Cl2 (5,0 ml) wurde tropfenweise unter Rühren eine Diethyletherlösung (54 Gew.-%) aus HBF4 (12,0 μl, 0,087 mml) hinzugefügt. (R)-(S)-JOSIPHOS (56,4 mg, 0,095 mmol) in CH2Cl2 (5,0 ml) wurde dann hinzugefügt, und der Lösung wurde es erlaubt, 6 h lang zu rühren, und es wurde ihr anschließend erlaubt, sich auf Raumtemperatur zu erwärmen. Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat wurde dann hinzugefügt (Katalysator relativ zum Substrat: 0,05) in Methyl-tert-butylether (v/v = 1 : 1) und die Hydrierung wurde unter den normalen Bedingungen (90 bar) ausgeführt. Nach 8,5 h wurde das gewünschte Produkt mit einem Verhältnis von cis/trans = 99/1 und (+)-cis/(–)-cis = 88/12 erhalten.

Claims (42)

  1. Rutheniumkatalysator, umfassend das Reaktionsprodukt aus einem geeigneten Ruthenium(II)-Komplex, einem chelatbildenden Diphosphin und einer Säure, die ein nicht-koordinierendes Anion umfaßt, wobei der Ru(II)-Komplex und das chelatbildende Diphosphin in äquimolaren Mengen vorliegen, die Reaktion in einem nicht-koordinierenden oder schwach koordienierenden Medium und unter einer Atmosphäre mit einem Sauerstoffgehalt von unter 200 ppm stattfindet, und die Säure, die ein nicht-koordinierendes Anion umfasst, in einer Menge verwendet wird, die zwischen 0,95 und 1,10 Moläquivalenten pro Mol des Ru(II)-Komplexes liegt.
  2. Katalysator nach Anspruch 1, der im wesentlichen aus diesem Reaktionsprodukt besteht.
  3. Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, wobei das chelatbildende Diphosphin ein chiraler Diphosphin-Ligand ist.
  4. Katalysator nach Anspruch 3, wobei der Ru(II)-Komplex ausgewählt ist aus der Gruppe aus Ru(II)-Verbindungen des Typs [(Dien)Ru(allyl)2] oder [Bis(pentadienyl)Ru].
  5. Katalysator nach Anspruch 3, wobei der Rutheniumkomplex [(COD)Ru(2-methallyl)2] oder [Ru(COD)(COT)] ist.
  6. Katalysator nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das chelatbildende Diphosphin ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den chiralen Liganden, die unter den Abkürzungen Me-DuPHOS, Et-DuPHOS, BINAP, TolBINAP, SKEWPHOS und JOSIPHOS bekannt sind.
  7. Katalysator nach Anspruch 6, wobei der zweizähnige Phosphinligand ausgewählt ist aus der Gruppe chiraler Diphosphine, die unter den Abkürzungen Me-DuPHOS, SKEWPHOS und JOSIPHOS bekannt sind.
  8. Katalysator nach Anspruch 7, wobei der Ligand (R,R)-(–)-Me-DuPHOS, (R)-(S)-JOSIPHOS oder (R)-(S)-CF3-JOSIPHOS und vorzugsweise (R,R)-(–)-McDuPHOS oder (R)-(S)-JOSIPHOS ist.
  9. Katalysator nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das nicht-koordinierende Anion aus einer Säure der Formel HX stammt, wobei X ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus BF4 –, B[3,5-(CF3)2C6H4]4 –, PF6–, SbF6 – und AsF6–.
  10. Katalysator nach Anspruch 9, wobei das nicht-koordinierende Anion BF4– ist, das vorzugsweise aus HBF4-Etherat stammt.
  11. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das schwach koordinierende Medium ein Lösungsmittel ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dichlormethan, Dichlorethan, Ethylpivalat, Methylacetat, Ethylacetat, Isopropylacetat, Aceton, 2-Butanon, 3-Pentanon, Hexan, Heptan, Cyclohexan, Cycloheptan und Methyl-tert.-butylether und Mischungen davon.
  12. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das nicht-koordinierende oder schwach koordinierende Medium aus einem nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden organischen Lösungsmittel und/oder einem Substrat der Formel
    Figure 00420001
    mit einer Doppelbindung in einer der durch die gestrichelten Linien angegebenen Positionen gebildet ist, wobei a) n = 0 und Y Wasserstoff, ein lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkylradikal oder eine OR1-Gruppe darstellt, worin R1 für ein lineares oder verzweigtes Niederalkylradikal steht; oder b) n = 1, X eine CH2-Gruppe darstellt und Y für eine OR1-Gruppe steht, wobei R1 die in a) angegebene Bedeutung hat; oder c) n = 1, X ein Sauerstoffatom darstellt und Y ein lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkylradikal darstellt, oder X eine NR5-Gruppe darstellt, worin R5 für ein Niederalkylradikal steht, und Y für ein lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkylradikal steht; und wobei R2 Wasserstoff oder ein von einem Kohlenwasserstoff abgeleitetes gesättigtes oder ungesättigtes lineares oder verzweigtes C1-C4-Radikal darstellt; R3 und R4 jeweils für sich Wasserstoff oder ein von einem Kohlenwasserstoff abgeleitetes gesättigtes oder ungesättigtes lineares oder verzweigtes C1-C4-Radikal darstellen oder zusammen einen fünfgliedrigen oder sechsgliedrigen Ring bilden, welcher auch die Kohlenstoffatome der Ethylenbindung enthält.
  13. Katalysator nach Anspruch 12, wobei das Substrat, falls zutreffend, eine Verbindung der Formel
    Figure 00430001
    ist, wobei R1 ein lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkylradikal von ist und R2 ein gesättigter oder ungesättigter linearer oder verzweigter C1-C4-Kohlenwasserstoffrest ist.
  14. Katalysator nach Anspruch 12, wobei das Substrat, falls zutreffend, eine Verbindung der Formel
    Figure 00440001
    mit einer Doppelbindung in einer der durch die gestrichelten Linien angegebenen Positionen ist, wobei a) n = 0 und Y eine OR1-Gruppe darstellt, worin R1 für ein lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkylradikal steht; oder b) n = 1 und Y ein lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkylradikal darstellt; und wobei R2 ein gesättigter oder ungesättigter linearer oder verzweigter C1-C4-Kohlenwasserstoffrest ist und R6, R7 und R8 jeweils Wasserstoff oder ein Niederalkylradikal darstellen.
  15. Katalysator nach Anspruch 13, wobei das Substrat Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat ist.
  16. Katalysator nach Anspruch 14, wobei das Substrat eine Verbindung der Formel (IV) ist, wobei n = 0 und Y eine OR1-Gruppe darstellt, worin R1 eine Methyl- oder Ethylgruppe darstellt, R2 Methyl ist und R6, R7, R8 gleich oder verschieden sind und jeweils Wasserstoff oder eine Methylgruppe darstellen.
  17. Katalysator nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei das Lösungsmittel Dichlormethan und eine kleine Menge Substrat umfaßt.
  18. Katalysator nach Anspruch 11 oder 12, wobei das nicht-koordinierende oder schwach koordinierende Medium aus Methylacetat besteht.
  19. Katalysator nach Anspruch 13, wobei der Ru(II)-Komplex [(COD)Ru(2-methallyl)2] oder [Ru(COD)(COT)] ist, das chelatbildende Diphosphin (R,R)-(–)-Me-DuPHOS ist, die Säure HBF4·Etherat ist und das nicht-koordinierende oder schwach koordinierende Medium Dichlormethan und/oder Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat umfaßt.
  20. Katalysator nach Anspruch 13, wobei der Ru(II)-Komplex [Ru(COD)(COT)] ist, das chelatbildende Diphosphin (R)-(S)-JOSIPHOS ist, die Säure HBF4·Etherat ist und das nicht-koordinierende oder schwach koordinierende Medium Methyl-tert.-butylether und/oder Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat umfaßt.
  21. Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sauerstoffgehalt der Reaktionsatmosphäre nicht mehr als 5 bis 10 ppm beträgt.
  22. Rutheniumkatalysator der Formel [Ru(P*-P*)(H)(trien)]+X– (V)wobei P*-P* ein chelatbildendes chirales Diphosphin darstellt, X ein nicht-koordinierendes Anion darstellt und "Trien" für Cyclohepta-1,3,5-trien oder Cycloocta-1,3,5-trien steht.
  23. Katalysator nach Anspruch 22, wobei der Bis(phosphin)-Ligand (R,R)-(–)-Me-DuPHOS oder (R)-(S)-JOSIPHOS ist.
  24. Katalysator nach Anspruch 22 oder 23, wobei das Anion BF4 –, PF6 –, SbF6 – oder AsF6 – und vorzugsweise BF4 – ist.
  25. Verfahren zur Herstellung eines Rutheniumkatalysators, bei welchem ein geeigneter Ru(II)-Komplex und ein chelatbildendes Diphosphin, die in äquimolaren Mengen vorliegen, und eine Säure, die ein nicht-koordinierendes Anion umfaßt, unter einer Atmosphäre mit einem Sauerstoffgehalt von unter 200 ppm und in einem nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden Medium umgesetzt werden, wobei das nicht-koordinierende Anion in einer Menge verwendet wird, die zwischen 0,95 und 1,10 Moläquivalenten pro Mol des Ru(II)-Komplexes liegt.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei das nicht-koordinierende oder schwach koordinierende Medium ein Substrat mit der wie in Anspruch 13 definierten Formel (II) oder der wie in Anspruch 14 definierten Formel (IV) umfaßt.
  27. Verwendung eines Rutheniumkatalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 24 zur Hydrierung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen.
  28. Verwendung nach Anspruch 27, wobei das wie in Anspruch 12 definierte Substrat der Formel (III) hydriert wird.
  29. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel
    Figure 00460001
    wobei R1 ein lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkylradikal ist und R2 ein gesättigter oder ungesättigter linearer oder verzweigter C1-C4-Kohlenwasserstoffrest ist, im wesentlichen in Form eines Isomers der cis-Konfiguration, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat der Formel
    Figure 00470001
    worin R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, in Gegenwart eines Ru-Katalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und bei einem Wasserstoffdruck, der zwischen Atmosphärendruck und 500 bar liegt, hydriert wird.
  30. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel
    Figure 00470002
    wobei die gestrichelten Linien und die Symbole n, Y, R2, R6, R7 und R8 wie in Formel (IV) definiert sind, im wesentlichen in Form eines Isomers der cis-Konfiguration, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat der Formel (IV), wie in Anspruch 14 definiert, in Gegenwart eines Rutheniumkatalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und bei einem Wasserstoffdruck, der zwischen Atmosphärendruck und 500 bar liegt, hydriert wird.
  31. Verfahren nach Anspruch 29 bzw. 30, wobei ein Katalysator wie in Anspruch 1 oder 2 verwendet wird, zur Bereitstellung der Verbindung der Formel (I) bzw. (VI) im wesentlichen in Form eines Stereoisomers der cis-Konfiguration.
  32. Verfahren nach Anspruch 29 bzw. 30, wobei ein Katalysator wie in Anspruch 3 verwendet wird, zur Bereitstellung der Verbindung der Formel (I) bzw. (VI) im wesentlichen in Form eines optisch aktiven Isomers.
  33. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, wobei die Hydrierung in einem nicht-koordinierenden oder schwach koordinierenden Lösungsmittel unter den Reaktionsbedingungen durchgeführt wird.
  34. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 33, wobei der Rutheniumkatalysator in situ gebildet wird, gegebenenfalls in Gegenwart des Substrats.
  35. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, wobei die Hydrierung in einem Lösungsmittel durchgeführt wird, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dichlormethan, Dichlorethan, Ethylpivalat, Methylacetat, Ethylacetat, Isopropylacetat, Aceton, 2-Butanon, 3-Pentanon, Hexan, Heptan, Cyclohexan, Cycloheptan und Methyl-tert.-butylether und Mischungen davon.
  36. Verfahren nach Anspruch 35, wobei das Lösungsmittel Dichlormethan ist oder umfaßt und ein wie in Anspruch 19 definierter Katalysator verwendet wird.
  37. Verfahren nach Anspruch 35, wobei ein wie in Anspruch 20 definierter Katalysator verwendet wird und das Lösungsmittel Heptan, Cycloheptan oder Methyl-tert.-butylether ist oder umfaßt.
  38. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 35, wobei die Hydrierung in einem Medium durchgeführt wird, welches einen Katalysator nach einem der Ansprüche 22 bis 24 umfaßt.
  39. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 38, wobei der Katalysator, bezogen auf das Substrat, in einer Konzentration von 0,01 bis 1 Mol-%, vorzugsweise 0,01 bis 0,5 Mol-%, besonders bevorzugt 0,02 bis 0,1 Mol-% verwendet wird.
  40. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, wobei das Substrat, das der Hydrierung unterzogen wird, Methyl-3-oxo-2-pentyl-1-cyclopenten-1-acetat ist.
  41. Verfahren nach Anspruch 40, wobei die Hydrierung in einem Medium durchgeführt wird, das einen Katalysator nach einem der Ansprüche 22 bis 24 umfaßt.
  42. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Reaktionsatmosphäre einen Sauerstoffgehalt von nicht mehr als 5 bis 10 ppm aufweist.
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