DE69919845T2

DE69919845T2 - Asymmetrische ringschluss-metathese reaktionen

Info

Publication number: DE69919845T2
Application number: DE69919845T
Authority: DE
Inventors: R. Richard SCHROCK; B. John ALEXANDER
Original assignee: Massachusetts Institute of Technology
Current assignee: Massachusetts Institute of Technology
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2019-02-20
Also published as: EP1056756B1; JP2002504487A; DE69919845D1; CA2321211A1; EP1443050A2; EP1443050A3; US6121473A; AU3301599A; EP1056756A1; WO1999042469A1

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt die katalytische Umsetzung einer racemischen Dienmischung zu einem zyklischen Olefin durch eine ringschließende Metathesereaktion (RCM). Bei einer Umsetzung von 50% der Dienmischung weist das Produkt Olefin einen Enantiomerenüberschuß von mindestes 50% auf. Der Katalysator enthält eine reaktive M=C-Stelle, einen Amidoliganden und einen chiralen verbundenen Dialkoxidliganden, um durch kinetische Racematspaltung die Enantioselektivität zu fördern, wobei M Molybdän oder Wolfram ist.
Die Bildung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen bleibt eine der wichtigsten Reaktionen in der organischen Synthesechemie. Deshalb stellte die Entwicklung einer übergangsmetallkatalysierten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungsbildung einen bedeutenden Fortschritt der organischen Synthese dar. Eine Reaktion, die eine übergangsmetallkatalysierte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbindung beinhaltet, ist die Olefinmetathese. Die Olefinmetathese kann vom Konzept her als ein wechselseitiger Austausch von Alkylidengruppen zwischen zwei Olefinen definiert werden, welcher sowohl die Bildung als auch die Spaltung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen beinhaltet. Katalysatoren aus Übergangsmetallionen erlauben es, daß diese Reaktion in einer einfachen Art und Weise durch eine [2+2]-Cycloaddition zwischen einem M=C-Zentrum und einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung erfolgen kann. Wenn zwei Olefingruppen auf demselben Molekül lokalisiert sind und den Bedingungen einer Olefinmetathese ausgesetzt werden, kann eine ringschließende Metathesereaktion (RCM) auftreten, bei der eine Reihe von Olefinmetathesereaktionen ein cyclisches Olefin erzeugt. Die ringschließende Metathese ist wegen der von diesen Bestandteilen erzeugten geringen Ringspannung für ein 5 – 7-gliedriges Ringsystem am einfachsten. Ruthenium- und Molybdänalkylidenkomplexe haben sich als geeignet zur Ringschließung von Dienen mit einer Vielzahl von funktionellen Gruppen erwiesen.
RCM-Reaktionen werden im allgemeinen von unerwünschten Reaktionen heimgesucht, die mit der Ringbildung konkurrieren, wie etwa die acyclische Dienenmetathese und ringöffnende Metathese. Die erstere Reaktion beinhaltet die Ploymerbildungen durch Metathese von terminalen Dienen, während die letztere Reaktion Metathesereaktionen von ringgeschlossenen cyclischen Olefinen umfaßt. Diese konkurierenden Reaktionen können zum Beispiel durch Durchführen der Reaktionen unter verdünnten Bedingungen, Optimierung der Ringgrößen und Verwendung von gehinderten Olefinsubstraten umgangen werden. Die letztere Strategie ist auch geeignet, um die Anfangsreaktion des Metallalkylidens gegen eine Olefinstelle in einem Dien über die andere Olefingruppe zu lenken.
Die Entwicklung der asymetrischen ringschließenden Metathese hat als starkes mächtiges Werkzeug zur Herstellung von Ringstrukturen einer definierten Stereosymmetrie ein beachtliches Potential. Eine logische Anwendung der asymetrischen RCM ist zum Beispiel die Synthese von natürlichen Produkten, die unterschiedlich grosse Ringsysteme mit gekoppelten Funktionsgruppen einer spezifischen Stereosymetrie enthalten. Das U.S.-Patent Nr. 5,516,953 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven Cylcoolefinen, die durch Molybdän- und Wolframkomplexe katalysiert wird. Dieses Verfahren erfordert es, daß das Substrat zu Beginn als ein optisch aktives Dien isoliert wird. Die Olefinmetathese wird durch Molybdän- und Wolframhalogen- oder -oxidkomplexe katalysiert, die auch Alkoxide oder Amidoliganden enthalten können. In ei nigen Fällen kann ein Zinn-, Blei-, Aluminium-, Magnesium- oder Zinkkomplexkokatalysator erforderlich sein.
Das U.S.-Patent Nr. 4,654,462 beschreibt ein Verfahren zur Olefinmetathese durch einen Wolframkomplex, der zwei Phenoxygruppen, ein Halogenatom, ein Alkylradikal und ein Carben enthält. Die Stereoselektivität wird als ausreichend berichtet für die Kontrolle der cis/trans-Isomerisierung bei der Metathese von reinen cis- oder trans-Olefinen.
In Totland, et. al., Macromolecules, 1996, 29, 6114, und McConville, et. al. J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 4413, wurden katalytische Molybdänkomplexe für ringöffnende Metathesereaktionen beschrieben. Eine ähnliche Verbindung wurde auch in Fujimura, et. al., J. Org. Chem., 1998, 63, 824 offenbart. In Schrock, et. al., Macromolecules, 1995, 28, 5933 und O-Dell, et. al, J. Am. Chem. Soc., 1994, 116, 3414 wurden darüber hinaus racemische Zusammensetzungen von chiralen Dialkoxiden beschrieben.
Erst kürzlich wurde der erste Bericht einer asymetrischen RCM-Reaktion, die die Wechselwirkung eines chiralen Katalysators mit einer racemischen Substratmischung beinhaltet, von Grubb et. al., J. Am. Chem. Soc., 1996, 118, 2499, Organometallics 1996, 15, 1865 gemeldet. Ein racemisches Diensubstrat wurde einem Molybdän-Alkyliden-Amido-Katalysator, der einen Dialkoxidliganden enthielt, beigefügt. In unterschiedlichen Umsetzungsstadien der Ausgangsmischung wurde der Enantiomerenüberschuß der unreagierten Dienmischung analysiert, was Enantiomerenüberschuß-Werte von bis zu 84% erbrachte. Der Enantiomerenüberschuß des ringschließenden Produkts wurde nicht angegeben. Es wurde vorgeschlagen, daß das Dialkoxid eine steife Struktur hatte, die sich dazu eignet, den Asymetrietransfer zu fördern.
Es verbleibt ein grundlegender Bedarf für die Synthese von optisch reinen Produkten durch Verwendung asymetrischer ringschließender Metathesereaktionen. In einem kürzlich erschienenen Übersichtsartikel diskutieren Blechert et. al. den Stand der Technik bezüglich asymetrischer RCM-Reaktionen und behaupten, das "angesichts der e.e. [Enantiomerenüberschuß]-Werte, die man bis heute erhalten hat, Syntheteseanwendungen dieses Verfahrens zur Zeit nicht in Sicht sind." Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 1997, 36, 2036. Asymetrische Prozesse beginnen erst dann industriell vielversprechend zu sein, wenn sie Enantiomerenüberschuß-Werte von mindestens 80% erreichen.
Es bleibt eine Herausforderung, einen Matallkatalysator zu entwerfen, der verschieden große Ringstrukturen und angehängte Funktionsgruppen erzeugen und gleichzeitig eine hohe Enantioselektivität erreichen kann.
In einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Zusammensetzung bereitgestellt, die die folgende Struktur aufweist:
Die Zusammensetzung weist einen chiralen Dialkoxidliganden auf, angegeben durch
wobei das Dialkoxidvon einer mindestens 80%igen optischen Reinheit ist. Eine
Reaktionsstelle ist von ausreichender Gestaltspezifizität, teilweise definiert durch das Dialkoxid ausreichender Steifigkeit und eine M=N-R¹-Stelle, um eine Mischung von zwei enantiomeren Olefinen dazu zu bringen, mit einem M=C-Zentrum der
mit unterschiedlicher Geschwindigkeit zu reagieren. Die Reaktion ist eine Olefinmetathesereaktion und das Produkt hat einen mindestens 50%igen Enantiomerenüberschuß von einem in der Ausgangsmischung vorliegenden Enantiomer. M ist ein Metallion, vorzugsweise Molybdän oder Wolfram. R¹ und R² können gleich oder verschieden sein und jede der drei R²-Gruppen können gleich oder verschieden sein, und jedes ist aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus C₁-C₁₂-Alkyl, Heteroalkyl, Aryl, Heteroaryl und Adamantyl.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Atomgruppe, welche den kürzesten chemischen Bindungsweg definiert, der die Sauerstoffatome in
bindet, mindestens vier Atome.
In einer anderen veranschaulichenden Ausführungsform der vor liegenden Erfindung umfaßt
die Struktur:
Das chirale Dialkoxid transferiert Asymetrie dergestalt auf die Zusammensetzung, daß die Zusammensetzung zu mindestens 80% rein ist.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem eine Dienmischung aus Enantiomeren mit dem M=C-Zentrum der oben erwähnten Zusammensetzung in Reaktion gebracht wird. Das Verfahren beinhaltet, daß ein erstes Enantiomer der Mischung an M in einem größeren Umfang als ein zweites Enantiomer metathesiert wird, um ein Produkt zu bilden, das einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 50% aufweist. Der Metathesierungsschritt erfolgt katalytisch.
Ein Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren bereit, welches einen Schritt der Addition der racemischen Dienmischung beinhaltet, um eine ringgeschlossene Metatheseverbindung zu erzeugen, die bei einer 50%igen Umsetzung der Dienmischung einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 50% aufweist. Darüber hinaus beträgt der Enantiomerenüberschuß eines Enantiomers in der nicht umgesetzten Mischung mindestens 50% bei 50% Umsetzung. Das Verfahren erlaubt es, eine 50%ige Umsetzung der racemischen Dienmischung in einer Zeit von mindestens fünf Minuten zu erreichen.
In einer anderen veranschaulichenden Ausführungsart der vorliegenden Erfindung umfaßt das Dien die Struktur:
Das Dien enthält eine nicht substituierte Olefingruppe und eine gehinderte Olefingruppe, um die anfängliche Metathese gegen das nicht substituierte Ende zu richten. Die Reaktion des Diens mit der Zusammensetzung führt zur Bildung einer ringgeschlossenen Verbindung. Das Dien hat ein Stereozentrum und ist als racemische Mischung erhältlich.
Andere Vorteile, neue Merkmale und Aufgaben der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Figuren betrachtet werden, welche schematisch sind und nicht in der Absicht gefertigt wurden, maßstäblich zu sein. In den Figuren wird jede identische oder fast identische Komponente, die in verschiedenen Figuren dargestellt ist, durch eine einzige Ziffer repräsentiert. Aus Gründen der Klarheit wird weder jede Komponente in jeder die Kur bezeichnet, noch wird dort, wo die Darstellung nicht erforderlich ist, um dem Fachmann das Verständnis der Erfindung zu ermöglichen, jeder Bestandteil jeder Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
1 zeigt einen vorgeschlagenen Mechanismus für einen ringschließenden Metathesekatalysezyklus, wobei die Reaktionszwischenprodukte dargestellt sind; und
2 zeigt ein Verbrauchsdiagramm für die Reaktion des Substrats 4-Triethylsilyloxid-5-methyl-l,6-octadien (3) mit einem Enantiomer von Mo(N-2.6-i-Pr₂C₆H₃)(CHCMe₂Ph)[(-)-1-Bu₂Me₄Biphen] (2).
Die vorliegende Erfindung stellt einen Olefinmetathesekatalysator bereit. In einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Zusammensetzung bereitgestellt, umfassend die folgende Struktur:
Das Metallion, M, ist vorzugsweise Molybdän oder Wolfram. Die Zusammensetzung hat ein chirales Dialkoxid, gekennzeichnet durch
Der Begriff "chiral" bezieht sich hier auf ein Molekül, das sich nicht mit seinem Spiegelbild überlagern läßt. Die resultierenden nicht-überlagerbaren Spiegelbilder sind als "Enantiomere" bekannt und werden entweder als ein (R)-Enantiomer oder ein (S)-Enantiomer bezeichnet. Weil Enantiomere chirale Zentren enthalten, werden sie zu einem bestimmten Typ von Isomerie gerechnet, der als "Stereoisomerie" bezeichnet wird. Ein Molekül wie CX₂WY würde keine Enantiomere haben; der Ersatz eines X durch eine andere Gruppe Z würde jedoch zu einem anderen Enantiomer führen; andersherum würde der Ersatz des anderen X durch eine andere Gruppe Z zu dem anderen Enantiomer führen. Von diesem Standpunkt aus sind die X-Atome in CX₂WY nicht äquivalent und werden als "enantiotop" definiert. Ein "prochirales" Molekül ist ein Molekül wie CX₂WY, welches zwei enantiotope Atome oder Gruppen enthält, wie die X-Atome in CX₂WY. Wie hier verwendet, beinhaltet der Begriff "Chirale Moleküle" per Definition prochirale Moleküle.
R¹ und R² können gleich oder verschieden sein, und jedes ist aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus C₁-C₁₂-Alkyl, Hetero alkyl, Aryl, Heteroaryl und Adamantyl. Bevorzugt ist R¹ 2,6-Dimethylphenyl, 2,6-Diethylphenyl oder 2,6-Diisopropylphenyl und R² ist Methyl, Ethyl oder Phenyl.
Ein "Alkoxid"-Ligand bezieht sich hier auf einen aus einem Alkohol hergestellten Liganden, bei dem das Entfernen des Hydroxylprotons aus einem Alkohol zu einem negativ geladenen Alkoxid führt. Das erfindungsgemäße Alkoxid ist ein verbundener zweizähniger Alkoxidligand. Darüber hinaus ist das Dialkoxid chiral und kann als einer von zwei Enantiomeren vorkommen. Jedes Dialkoxidenantiomer wechselwirkt verschieden mit linear polarisiertem Licht, wobei die Ebene von beiden Enantiomeren in gleichem Maß, aber in entgegengesetzte Richtungen gedreht wird. Wenn eine Probe nur ein Enantiomer enthält, würde die Messung der optischen Aktivität der Probe eine "optisch reine" Verbindung ergeben. Das chirale Dialkoxid der vorliegenden Erfindung ist von einer mindestens 80%igen optischen Reinheit, wobei die Dialkoxidprobe 90% eines Enantiomers und 10% des anderen enthält. Das Dialkoxid ist vorzugsweise mindestens 90% rein, besonders bevorzugt mindestens 95% optisch rein, und noch bevorzugter mindestens 99% optisch rein.
Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß eine katalytische Zusammensetzung bereitgestellt wird, welche ein Dialkoxid von ausreichender Steifigkeit aufweist, so daß in Verbindung mit einer M=N-R¹-Stelle die Kombination des Dialkoxids und der M=N-R¹-Stelle teilweise eine Gestaltspezifizität auf eine
überträgt, wo die Zusammensetzung mit einem Olefin reagiert. Diese durch die Steifigkeit des Dialkoxidliganden vermittelte Gestaltspezifizität ist ausreichend, um es einer Mischung von zwei Enantio meren zu ermöglichen, mit einem M=C-Zentrum der
Reaktionsstelle mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu reagieren. Das heißt, die Erfindung stellt einen Katalysator bereit, der ausgestaltet ist, daß er eine Gestaltspezifizität aufweist, die ausreichend ist, um zwischen Enantiomeren eines Reaktanden zu unterschieden, indem er sterisch fast nur oder nur mit einem Enantiomer wechselwirkt. Ein Mittel, eine Präferenz für ein Enantiomer gegenüber dem anderen, oder Enantiomerenselektivität, zu erreichen, ist die kinetische Racemattrennung. Die Enantiomerenselektivität durch kinetische Racemattrennung beinhaltet die Reduzierung der sterischen Wechselwirkung im Übergangsstadium der Reaktion des Substrats am Katalysator, so daß das Übergangsstadium, welches ein Enantiomer einschließt, von einer niedrigeren Energie ist als das Übergangsstadium des anderen Enantiomers. Folglich bezieht sich der Begriff Gestaltspezifizität in der vorliegenden Erfindung auf die Form einer M=C-Reaktionsstelle im Übergangsstadium, wie sie von den umgebenden Liganden gebildet wird, so daß bei der Reaktion des Substrats mit der Metallverbindung ein Enantiomer in die Verbindungsstelle mit geringerer sterischer Wechselwirkung besser "passt" als das andere Enantiomer. Die Energie des Übergangsstadiums ist für das besser "passende" Enantiomer oder das Enantiomer mit der gegenüber dem anderen besseren Gestaltspezifizität geringer.
Ein Verfahren, nach Dialkoxiden mit ausreichender Steifigkeit zum Zweck der Gestaltspezifizität zu suchen, beinhaltet das Erhalten einer Enantiomerenmischung eines Testdialkoxids, die Isolierung eines Enantiomers und die Messung einer bestimmten Drehung. Ein Dialkoxid von ausreichender Steifigkeit würde eine bestimmte Drehung liefern, im Unterschied zur Rückkehr zur einer enantiomeren Mischung.
Grundsätzlich können zwei enantiomere Olefine katalytisch mit einem M=C-Zetrum reagieren, um ein Olefinmetatheseprodukt zu bilden. Olefinmetathese wird vom Konzept her definiert als wechselseitiger Austausch von Alkylidengruppen zwischen zwei Olefinen, wie in Reaktionsgleichung 1 dargestellt:
Die Reaktion wird von einem Metallkomplex katalysiert, der in der Reaktionsgleichung mit [M] bezeichnet ist. In der vorliegenden Erfindung ist der Metallkomplex ein chiraler Metallkomplex, der ein chirales Metallzentrum enthält, das Olefinsubstrate (Reaktanden) in optisch reine Produkte umwandeln kann. Typischerweise ist das Substrat eine racemisches Mischung, wobei der Begriff "racemisch" sich auf ein Gemisch bezieht, das einen gleichen Anteil von (R)- und (S)-Enantiomeren enthält. Der chirale Metallkomplex der Erfindung kann als ein asymetrischer Katalysator fungieren und vereinfacht den Reaktionsprozeß aufgrund seiner Fähigkeit, eine racemische Mischung to trennen, indem ein Produkt von hoher Enantiomerselektivität oder optischer Reinheit erzeugt werden. Das Ausmaß der optischen Reinheit eines Produkts wird durch den "Enantiomerenüberschuß" oder "e.e." (enantiomeric excess) eines Produkts angegeben. Der Enantiomerenüberschuß ist die Differenz zwischen der Prozentzahl des Hauptenantiomers und der Prozentzahl des Minderheitsenantiomers, wie dargestellt in der Reaktionsgleichung [([R]-[S]/[R] + [S])] × 100, wobei sich [R] und [S] auf die jeweilige Konzentration von (R) bzw. (S) beziehen. Wenn zum Beispiel ein Gemisch einen 50%igen e.e. der (R)-Konfiguration enthält, enthält das Gemisch 75% der (R)-Konfiguration und 25% der (S)-Konfiguration. Bei der vorliegenden Erfindung reagiert ein Gemisch zweier enantiomerer Olefine mit unterschiedlicher Geschwindigkeit mit dem M=C-Zentrum, um ein Olefinmetatheseprodukt zu erzeugen, das wenigstens einen 50%igen Enantiomerenüberschuß eines im Gemisch vorliegenden Enantiomers aufweist, vorzugsweise mindestens 85%, weiter bevorzugt mindestens 90%, und besonders bevorzugt mindestens 95%.
In einer Ausführungsart der Erfindung wird eine Spezies wie oben definiert bereitgestellt, die ein Dilakoxid einschließt, das zwei verbundene Sauerstoffatome umfaßt, so daß die Atomgruppe, die den kürzesten chemischen Bindungsweg zwischen zwei Sauerstoffatomen definiert, mindestens vier Atome aufweist. Zum Beispiel können die vier Atome vier ungesättigte Atome sein, die einer organischen Gruppe Steifigkeit verleihen, weil sie weniger Freiheitsgrade als gesättigte Atome besitzen. Beispiele von ungesättigten Kohlenstoffatomen werden in Alkenen, Alkinen oder Arylsubstituenten gefunden.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Dialkoxid bereit, das
in I enthalten kann und die folgende Struktur umfaßt:
wobei R³-R⁶ gleich oder verschieden sein können und jedes aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Cycloalkinyl, Aryl, Alkaryl, Aralkyl, und optional von N, O, P, S, Heteroalkyl, Heteroaryl, Carbonyl, Acyl, Acyloxy, -CHO, -COOR⁷, -CO₂C(R⁷)₃, -CONC(R⁷)₂, Cyano, NO₂, Alkyloxy, Aryloxy, Hydroxy, Hydroxyalkyl, Amino, Alkylamino, Dialkylamino, Arylamino, Diarylamino, -NR⁷COR⁸, Thioalkyl, Thioaryl, -SO₂R⁷, -SOR⁷, -SO₂OR⁷, F, Cl, Br, I unterbrochen oder terminiert sein kann; R⁷ und R⁸ können gleich oder verschieden sein, und jedes ist aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus aus Wasserstoff, C₁-C₁₂-Alkyl, C₁-C₁₂-Heteroalkyl, Aryl, Heteroaryl, Hydroxyl, F, Cl, Br und I; und jede zweite R-Gruppe kann, wo möglich, so kombinieren, daß ein geschlossenes Ringsystem gebildet wird, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Aryl, Heteroaryl, substituiertem Aryl, Biarylen und substituierten Biarylen. Vorzugsweise können R₃-R₆ gleich oder verschieden sein und jedes wird ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C₁-C₁₂-Alkyl, Heteroalkyl, Aryl, Heteroaryl, optional unterbrochen oder terminiert durch N oder O, und jede zweite R-Gruppe kann, wo möglich, so kombinieren, daß ein geschlossenes Ringsystem gebildet wird, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Aryl, Heteroaryl, substituiertem Aryl, Biarylen und substituierten Biarylen. Besonders bevorzugt ist R³ i-Propyl, t-Butyl, Cyclohexyl, t-Octyl, R⁴ ist Wasserstoff oder C₁-C₁₂-Alkyl, R⁵ ist Wasserstoff oder C₁-C₁₂-Alkyl, und R⁶ ist Methyl.
Die Chiralität des Dialkoxids gemäß dieser Ausführungsform resultiert aus sterischen Wechselwirkungen von R⁶-Gruppen, die eine Drehorientierung der Phenylgruppen um die Biarylbindung aufrechterhalten, so daß die zwei Phenylgruppen nicht planar zueinander sind. Auf diese Weise überträgt das Dialkoxid dieser Ausführungsform Chiralität auf einen Metallkomplex wie unten veranschaulicht:
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform überträgt das erfindungsgemäße Dialkoxid durch Wechselwirkung zwischen R⁶-Methylgruppen des Dialkoxid II Chiralität auf Metallkomplexe IV und V. Die vorliegende Erfindung stellt eine Zusammensetzung bereit, die ein chiraler Metallkomplex ist, bei dem die Zusammensetzung mindestens 80% optisch rein, bevorzugt 90% optisch rein, weiter bevorzugt mindestens 95% optisch rein, und besonders bevorzugt mindestens 99% optisch rein ist.
Obwohl eine Bindung durch irgendeine Theorie nicht gewollt ist, ist die Spezifizität des erfindungsgemäßen Katalysators, bei dem das Alkoxid II ist, auf folgendes zurückzuführen: Wenn man das Dialkoxid an ein Metallzentum bindet, erhält man einen siebengliedrigen Metallacyclus. Diese Konfiguration erlaubt große Funktionsgruppen in der R³-Position, die in die allgemeine Richtung auf das M=C-Reaktionszentrum weisen, und so bei der Bereitstellung der Gestaltspezifizität der M=C-Reaktionsstelle behilflich sind.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Olefinmetathesereaktion eine ringschließende Metathesereaktion (RCM), bei der eine ringgeschlossene Verbindung erzeugt wird. Vorzugsweise ist die ringschließende Verbindung ein zyklisches Olefin. Um das zyklische Produkt zu erhalten, muß das Substrat ein Dien sein, um einen Ringschluß durch zwei aufeinanderfolgende Olefinmetathesereaktionen zu erreichen. Die Dienquelle der vorliegenden Erfindung ist eine racemische Dienmischung, wobei das Dien etwa 4 bis etwa 18 Kohlenstoffe lang ist, vorzugsweise etwa 7 bis etwa 12 Kohlenstoffe lang ist. Die Doppelbindungen der Diene sind durch eine ausreichende Entfernung getrennt, so daß ein Ring gebildet werden kann. Andere Überlegungen zur Dienauswahl werden unten beschrieben. Das Aussetzen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung einer racemischen Dienmischung gegenüber erzeugt mit hoher Enantiomerselektivität eine ringgeschlossene Verbindung. Diese hohe Enantioselektivität wird bei 50% Umsetzung der racemischen Dienmischung gezeigt, bei der die ringgeschlossene Verbindung einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 85%, weiter bevorzugt mindestens 90%, und besonders bevorzugt mindestens 95% aufweist. Der Enantiomerenüberschuß der verbleibenden nicht umgesetzten Diene kann auch gemessen werden. Bei 50% Umsetzung der racemischen Dienmischung fweist das nicht umgesetzte Dien einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 50%, bevorzugt von mindestens 85%.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren bereit, umfassend das In-Reaktion-bringen der erfindungsgemäßen Verbindung, I, mit einem Dien. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung, umfaßt das Verfahren das In-Reaktion-bringen einer enantiomeren Dienmischung mit einer erfindungsgemäßen Verbindung und das Zulassen, daß ein erstes Enantiomer der Mischung in einem größeren Maß als ein zweites Enantiomer der Mischung an dem Metallion, M, metathesiert. Das resultierende Produkt weist einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 50% auf. Die Zusammensetzung ist mindestens optisch 80% rein, bevorzugt mindestens 90% optisch rein, weiter bevorzugt mindestens 95% optisch rein, und besonders bevorzugt mindestens 99% optisch rein. Das Metallion ist vorzugsweise Molybdän oder Wolfram.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung erzeugt die Zugabe der Dienmischung zu der Verbindung eine ringgeschlossene Verbindung. Vorzugsweise ist die ringschliessende Reaktion eine ringschliessende Metathesereaktion. Bei dieser Ausführungsform umfaßt die erfindungsgemäßen enantiomere Dienmischung die Struktur:
Das Verfahren des In-Reaktion-bringens des Diens mit der Zusammensetzung kann optional den Schritt des Lösens der Zusammensetzung in einem Lösemittel vor Zugabe des Diens beinhalten.
Das Ausmaß der Substituierung auf die jeweilige Dienolefingruppe kann zur Vermeidung von unerwünschten Nebenreaktionen wichtig sein, welche die Metatheseaktivität und Selektivität vermindern würde. Aufgrund sterischer Erfordernisse reagiert ein nicht-substituiertes Olefin mit grösserer Geschwindigkeit als ein substituiertes Olefin mit einer M=C-Bindung. Ein Dien, das zwei terminale nicht-substituierte Olefingruppen enthält, wird jedoch mit den M=C-Reaktionsstellen reagieren, um durch die gut bekannte azyklische Dienmetathesereaktion Polymere zu erzeugen. Wenn erwünscht, kann die Geschwindigkeit der Metathese in einem Maße verringert werden, daß die Polymerbildung vernachlässigbar ist, typischerweise, indem man die Wasserstoffatome auf der zweiten Olefingruppe mit sperrigeren Substituenten wie Methyl, Ethyl oder ähnlichen ersetzt, zum Beispiel R¹⁰- oder R¹¹-Gruppen in der oben genannten Struktur.
Mit Bezug auf 1 wird ein vorgschlagener Mechanismus für einen RCM-Katalysezyklus, bei dem Dien III beteiligt ist, gezeigt, der die Gründe für die bevorzugte Dienstruktur gemäß dieser Ausführungsform veranschaulicht. Oben in 1 reagiert ein Komplex, der eine M=C-Reaktionsstelle enthält, an der nicht-substituierten terminalen Olefinstelle mit einer erfindungsgemäßen Dienstruktur. Es resultiert ein Metallacyclobutanzwischenprodukt, welches nach und nach ein Olefin und einen Metallkomplex freigesetzt, der die umgesetzte Diengruppe enthält. Dieser Komplex kann entweder intramolekular mit dem substituierten Olefin reagieren oder intermolekular mit einem anderen Dien an seiner unsubstituierten terminalen Olefinstelle. Die letztere Reaktion ist jedoch unergiebig, weil das resultierende Produkt-Dimer instabil ist und sich bei der Reaktion mit der M=C-Reaktionstelle wieder in den M=C-Komplex umwandelt. Die intramolekulare Reaktion erzeugt eine bizyklische Verbindung, die ein Metallacyclobutan umfaßt, welches mit einer anderen ringgeschlossenen Struktur verschmolzen ist, die sich schließlich in ein zyklisches Olefinprodukt und einen Komplex, der eine M=C-Reaktionsstelle enthält, umwandelt. Eine andere unerwünschte Nebenreaktion ist die Metathese des zyklischen Olefinprodukts mit der M=C-Reaktionsstelle durch einen ringöffnenden Metatheseprozess. Wiederrum kann die Gestaltung eines Diens zur Herstellung eines cyclischen Olefins, welches eine minimale Ringspannung gestattet oder ein relativ gehindertes Olefin enthält, zur Abnahme der Geschwindigkeit der ringöffnenden Reaktion beitragen.
In Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung, bei denen das Dien III ist, wird X ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus CR¹², N oder P. Y¹, Y² und Z können gleich oder verschieden sein und jedes ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus CR¹²R¹², NR¹², O oder S. Wenn ein Dien Hauptgruppenelemente an den X, Y¹- oder Y²-Stellen enthält, können heterozyklische Produkte gebildet werden. R¹⁰ und R¹¹ können gleich oder verschieden sein, und jedes wird ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cacloalkyl, Cycloalkenyl, Cycloalkinyl, Aryl, Alkaryl, Aralkyl und optional unterbrochen oder terminiert ist durch N, O, P, S, Heteroalkyl, Heteroaryl, Carbonyl, Acyl, Acyloxy, -CHO, -COOR¹², -CO₂C(R¹²), -CONC(R¹²)₂, Cyano, NO₂, Alkyloxy, Aryloxy, Hydroxy, Hydroxyalkyl, Amino, Alkylamino, Dialkylamino, Arylamino, Diarylamino, -NR¹²COR¹³, Thioalkyl, Thioaryl, -SO₂R¹², -SOR¹², -SO₂OR¹², F, Cl, Br, I. R⁹, R¹² und R¹³ können gleich und verschieden sein, und jedes wird ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C₁-C₁₂-Alkyl, C₁-C₁₂-Heteroalkyl, Aryl, Heteroaryl, Hydroxyl, Alkylsilyl, Arylsilyl, Alkarylsilyl, F, Cl, Br und I. Jede zweite R-Gruppe kann, wo möglich, so kombinieren, daß ein ringgeschlossenes System gebildet wird, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Aryl, Heteroaryl, substituiertem Aryl, Biarylen, und substituierten Biarylen. Der Wert "n+m" beträgt mindestens 2. Vorzugsweise liegt n+m im Bereich von 2 bis 4. Besonders bevorzugt ist n+m=2. Wenn n+m=2 ist, ist das zyklische Produkt ein fünfgliedriger Ring. Eine Vergrößerung von n oder m liefert die Möglichkeit, größere Ringsysteme zu bilden. Vorzugsweise können Y¹, Y² und Z gleich oder verschieden sein und jedes ist aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus CR¹²R¹³, NR¹², O oder S. R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ können gleich oder verschieden sein und jedes ist ausgewählt aus der Gruppe, be stehend aus C₁-C₁₂-Alkyl, Heteroalkyl, Aryl, oder substituiertem Aryl und R⁹ ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C₁-C₁₂-Alkyl, Heteroalkyl, Aryl oder substituiertem Aryl, Alkylsilyl, Arylsilyl, Alkarylsilyl. Besonders bevorzugt ist X CH, Y¹ und Y² sind jeweils CH₂ und ZR⁹ ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Acetat, t-Butylacetat, Trfluoroacetat und Trialkylsilyloxid.
In einer anderen Ausführungsart der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, welches aus einer racemischen Dienmischung eine ringgeschlossene Metatheseverbindung erzeugt, so daß bei 50% Umsetzung der racemischen Dienmischung das Produkt einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 50%, vorzugsweise 85%, weiter bevorzugt mindestens 90% und besonders bevorzugt mindestens 95% aufweist. Die optische Reinheit des nicht umgesetzten Diens kann ebenfalls analysiert werden und bei 50% Umsetzung des racemischen Dienmischunges ist der Enantiomerenüberschuß des nicht umgesetzten Diens mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 85%. In einer anderen Ausführungsformen der Erfindung führt ein Schritt des Hinzufügens der Dienmischung zur Zusammensetzung zu einer 50%igen Umsetzung der racemischen Dienmischung in einer Zeit von mindestens 5 Minuten.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren bereit, das Enantioselektivität durch kinetische Racemattrennung erreicht. Wie zuvor diskutiert, kann eine kinetische Racemattrennung dann erreicht weden, wenn ein Übergangsstadium, das die Reaktion eines M=C-Zentrums mit einem Enantiomer beinhaltet, von niedrigerer Energie ist als ein Übergangsstadium, das ein anderes Entantiomer beinhaltet. Diese erniedrigte Energie des Übergangsstadiums ergibt sich aus der Gestaltspezifizität der Bindungsstelle für das eine bestimmte Enantio mer, wobei das Endresultat so ist, daß das eine Enantiomer der RCM schneller unterzogen wird als das andere Enantiomer. Die Reaktionsgeschwindigkeit hängt von der Geschwindigkeitskonstante ab, wobei die Geschwindigkeitskonstante der das (S)-Enantiomer einschließenden Reaktion als k_s bezeichnet wird, und die Geschwindigkeitskonstante der das (R)-Enantiomer einschließenden Reaktion in den Reaktionsgleichungen 2 und 3 jeweils als k_r bezeichnet wird. Um zum Beispiel ein Produktgemisch zu erhalten, das vor allem das (R)-Enantiomer enthält, sollte k_r ausreichend größer als k_s sein. Die vorliegende Erfindung stellt eine ausreichende kinetische Racemattrennung bereit, um zum Beispiel das (R)-Enantiomer des Produktes zu erhalten, so daß eine angemessene optische Reinheit, wie oben definiert, erreicht werden kann, wenn der Wert von S=k_r/k_s (Reaktionsgleichung 4) mindestens 10, bevorzugt mindestens 25 beträgt.
Die Funktion und der Vorteil dieser und anderer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird anhand der unten angeführten Beispiele besser zu verstehen sein. Die folgenden Beispiel sollen die Vorteile der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, aber sie exemplifizieren nicht den vollständigen Bereich der Erfindung.
Beipiel 1: Herstellung und Trennung von t-Bu₂Me₄BiphenH₂
Die Verbindung t-Bu₂Me₄BiphenH₂ (1) wurde in zwei Schritten aus kommerziell erhältlichem 3,4-Dimethylphenol hergestellt.
Das Phenol wurde bei 65°C bei 2 Atmospheren Isobutylen und einer katalytischen Menge Schwefelsäure alkyliert. Das rohe Trialkylphenol wurde mit Kaliumchromat in einer heißer Essigsäure direkt zu dem Biphenyl oxidiert. Der Gesamtertrag aus 3,4-Dimethylphenol betrug ~50%.
Das Biphenol wurde durch selektive Kristallisation getrennt, indem ähnliche Bedinungen wie jene, die von Wulff et. al. für die Spaltung eines "gewölbten" 2,2'-Binaphthol und eines gewölbten 3,3'-Biphenanthrol berichtet wurden. Das enantiomer reine (-)-Biphenol wurde unter Einsatz von (-)-Cinchonidin als Base isoliert. Die spezifische Drehung des gespaltenen Biphenols wurde bestimmt; [α]D= -53,0° (c=0, 352, THF). Alle Übergangsmetallkatalysatoren, die hier in den Beispielen ausgelistet sind, enthalten (-)-Biphenolenantiomer.
Beispiel 2 : Mo(N-2,6-i-Pr₂C₆H₃)(CHCMe₂Ph)[(-]-t-Bu₂Me₄Biphen] (2)
Die Verbindung t-Bu₂Me₄BiphenH₂ (1) (500mg, 1,16 mmol), wurde in THF (10mL) aufgelöst. Kaliumhydrid (2,1 eq, 98 mg) wurde portionsweise als feste Substanz hinzugefügt. Nach 24 Stunden wurde zusätzliches THF (10 mL) hinzugefügt und die Suspension wurde durch Celit gefiltert. Die THF-Lösung wurde auf -30°C gekühlt. Mo(NAr)(CHCMe₂Ph)(OTf)₂(Dimethoxyethan) (1,2 equiv. 1070 mg, 1,4 mmol) wurde in THF aufgelöst (15 mL) und die Lösung wurde auf -30°C abgekühlt. Die THF-Lösungen wurden vereinigt und bei Raumtemperatur eine Stunde lang gerührt und wurden dann über Nacht bei -30°C aufbewahrt. Die flüchtigen Substanzen wurden im Vakuum entzogen und das rote Pulver wurde mit Pentan extrahiert. Der Schlamm wurde durch Celit gefiltert, um das Kaliumtriflat zu entfernen. Der Entzug des Pentans führte zu einem schwammartigen orangen Feststoff. Die Kristallisation aus konzentriertem Diethylether ergab beiden ersten beiden Ernten (49%) 475 mg Produkt. ¹H NMR (C₆D₆) δ 10,98 (s. 1H, =CHR), 7,42 (m, 3H, Biph+Ph), 7,16 (m, 3H, biph+Ph), 7,05 (t, 1H, Ph), 6,92 (s, 3H, NAr), 3,70 (heptet, J_HH = 7,0 Hz, 2H, CHMe₂), 2,132 (s, 3H), 2,147 (s, 3H), 1,850 (s, 3H), 1,739 (s, 3H), 1,662 (s, 3H), {2,13-1,66 ppm sind 4 biphMe's und ein cMe2Ph}, 1,595 (s, 9H,t-Bu), 1,542 (s, 9H,t-Bu), 1,145 (d. J_HH = 7,0 Hz, H, CHMe₂), 1,133 (s, 3H, CMeMePh), 0,906 (d. J_HH = 7,0 Hz, 6H, CHMe₂), ¹³C{¹H} NMR (C₆D₆) δ 277, 07 (d, J_CH = 123 Hz), 1,55,4, 154,5, 154,3, 151,3, 146,8, 140,0, 138,0, 136,5, 135,7, 132,0, 131,1, 130,9, 130,6, 129,6, 128,2, 127,9, 126,3, 123,8, 53,71, 35,95, 35,7, 34,7, 33,1, 33,0, 30,9, 30,4, 29,2, 24,6, 23,0, 20,8, 20,7, 17,2, 16,7, 14,6.
Beispiel 3: Mo(N-2,6-i-Me₂C₆H₃)(CHCMe₂Ph)[(-]-t-Bu₂Me₄Biphen] (2')
Dieser Komplex wurde, von einer Ausnahme abgesehen, nach demselben Verfahren wie Mo(N-2,6-i-Pr₂C₆H₃)(CHCMe₂Ph)[(-]-t-Bu₂Me₄Biphen] hergestellt. Die Auflösung des Pentanextrakts in Benzol und der Entzug des Lösungsmittels im Vakuum ergab einen roten Schwamm, der nach dem Zerdrücken ein Pulver wurde. Die Reinheit dieser Verbindung wurde bestätigt durch ¹H NMR. ¹H NMR (C₆D₆) δ 11,01 (s, 1H, =CHR), 7,39 (s. 1H, biph), 7,25 (d, 2H, Ph), 7,11 (s, 1H, biph), 7,05 (t, 2H, Ph), 6,88 (t, 1H, Ph), 6,63 (s, 3H, NAr'), 2,218 (s, 6H, Ar'Me₂), 2,101 (s, 3H, biph), 1,968 (s, 3H, biph), 1,720 (s, 3H, biph), 1,608 (s, 3H, biph), 1,562, (s, 3H, CMe₂Ph), 1,532 (s, 9H, t-Bu), 1,505 (s, 9H, t-Bu), 1,200 (s, 3H, C Me₂Ph), ¹³C{¹H} NMR (C₆D₆) δ 278, 94 (d. J_CH = 120, 6 Hz), 155,97, 155,10, 154,18, 150,94, 140,16, 138,28, 137,16, 136,82, 135,65, 132,10, 131,04, 130,91, 130,82, 130,47, 130,05, 128,51, 128,31, 127,38, 127,25, 236,35, 54,16, 36,00, 35,76, 32,83, 31,93, 30,92, 30,56, 20,84, 20,73, 19,80, 17,34, 16,82.
Beispiel 4: Bedingungen für die kinetische Racemattrennung von 4-Triethylsilyloxid-5-methyl-1,6-Octadien (3)
Sowohl 2 als auch 2' bewirken bei dem Substrat 3-Methyl-4-Triethylsiloxid-2,7-Dien (3) effizient einen Ringschluß über mehrere Stunden (Gleichung 5). Zum Beispiel wurde der optisch aktive Katalysator 2 (73 mg, 0,0984 mmol 5%) in Toluol (20mL) aufgelöst.
Das Substrat 3 wurde dann hinzugefügt und der Kolben mit einem Plastikdeckel verschlossen. Nach einer Zeitdauer (1,5 oder 23 Stunden) wurde die Reaktionsmischung der Luft ausgesetzt und es wurde Methanol hinzugefügt (1mL). Die flüchtigen Verbindungen wurden mit Hilfe eines Rotationsverdampfers abgezogen und die resultierende Flüssigkeit wurde durch eine Aluminiumoxidstopfen mit Ether geleitet. Der Ether wurde entfernt und eine gelbe Flüssigkeit erhalten (470 mg, 95% Massenerhaltung: 50% Umsetzung und alles BiphenH₂ vorausgesetzt). Der Prozentanteil Umsetzung wurde durch Integration von ¹H NMR (500 MHZ, CDCl₃)-Signalen bestimmt: Ausgangsmaterial (3,9 ppm) und ringgeschlossenes Produkt (Mittel von 4,6 und 5,45 ppm). Die vollständigen NMR-Daten für 3 sind in der Literatur angegeben. Das ringgeschlossene Produkt wird von 3 und BiphenH₂ (1) durch Säulenchromotographie auf Silika mit 100% Hexan getrennt, das allmählich durch 10%iges CH₂Cl₂ in Hexan ersetzt wurde. Das Dien und 1 (198 mg) und das ringgeschlossene Produkt (170 mg) wurden getrennt gesammelt. Nachdem 1 über Nacht gestanden hatte, kristallisierte es aus gespaltenem 3 und wurde wiederverwertet. Die Trithylsilylgruppe wurde durch Behandlung mit Fluorid in wasserhaltigem Tetrahydrofuran entfernt.
Die graphische Darstellung des Verbrauchs von 3 mit 5% 2, erhalten mit dem PRD(1)NMR macro (300 MHZ), zeigt 50% Umsetzung des Ausgangsmaterials über 30 Minuten, während in der nächsten halben Stunde keine weitere signifikante Umsetzung mehr stattfindet (2). Nach 17 Stunden ist die Reaktion zu 57% abgeschlossen. Das weist darauf hin, daß die relative Geschwindigkeit, S, größer als 25 ist.
Sowohl Dien wie auch Cyclopenten wurden dann entschützt und derivatisiert. Das Dien (148 mg, 0,58 mmol) wurde einer THF (5mL)-Lösung von [n-Bu₄NF]OH₂ (1,03 eq, 0,6 mmol, 167 mg) unverdünnt hinzugefügt. Nach 90-minütigem Rühren bei Raumtemperatur wurde die Reaktion mit Hilfe eines Rotationsverdampfers konzentriert und in Ether (10mL) aufgeschlämmt. Die Lösung wurde nacheinander mit Wasser und Salzlösung gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Die Reinheit des isolierten Alkohols wurde durch ¹HNMR bestätigt und entsprach den Literaturwerten.
Die freien Alkohole werden gereinigt und mit Mosher-Säurechlorid in Pyridin behandelt, um ein Gemisch von diastereomeren Estern zu erhalten. Ein Teil des isolierten Alkohols (17 mg, 0,122 mmol) wurde in trockenem Pyridin (2 mL) gelöst. Unverdünntes Mosher-Säurechlorid (1,3 eq. 40 mg, 0,158 mmol) wurde dem Gemisch zugegeben und über Nacht stehengelassen. Die Reaktion wurde tröpfchenweise auf Eiswasser gegeben und mit Ether extrahiert (2 × 10 mL). Der Etherextrakte wurden mit Wasser (4 × 10 mL) und Salzlösung (2 × 10 mL) gewaschen und mit MgSO₄ getrocknet. Der Enantiomerenüberschuß wurde durch Messen der Resonanzen (sowohl Dien wie ringgeschlossenes Produkt) des dreifach substituierten Olefins bei 500 MHZ ¹H bestimmt. Für das Dien traten diese Resonanzen bei 5,64 und 5,56 ppm auf. Bei dem ringgeschlossenen Produkt wurden die Resonanzen des Olefins bei 5,70/5,67 und 3,57/3,56 ppm (OMe in R*) beobachtet. Die kinetische Racemattrennung wurde bei 90 Minuten und 23 Stunden gedämpft. Der Prozentanteil Umsetzung und die festgestellten %e.e. sind in Tabelle 1 aufgeführt. Mit den beiden Datenpunkten liegt der S Wert für dieses System bei etwa 25.
Tabelle 1 Kinetische Racemattrennung von 3 mit 2

Claims

Zusammensetzung umfassend:
wobei M ein Metallion ist; R¹ und R² gleich oder verschieden sein können und jede der drei R²-Gruppen gleich oder verschieden sein können, und jedes aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus C₁-C₁₂-Alkyl, Heteroalkyl, Aryl, Heteroaryl und Adamantyl; und
ein chirales Dialkoxid einer optischen Reinheit von mindestens 80% ist, wobei das Dialkoxid eine ausreichende Steifigkeit aufweist, derart, dass eine
Reaktionsstelle eine ausreichende Gestaltspezifizität aufweist, teilweise durch das Dialkoxid definiert, und eine M=N-R¹-Stelle, um eine Mischung von zwei enantiomeren Olefinen dazu zu bringen, mit einem M=C-Zentrum an der
mit verschiedenen Geschwindigkeiten unter Bildung eines katalytischen Olefinmetatheseprodukts zu reagieren, das einen mindestens 50%igen Enantiomerenüberschuß an einem in der Mischung vorliegenden Enantiomer aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Dialkoxid zwei gekoppelte Sauerstoffatome derart umfasst, dass eine Gruppe von Atomen, die den kürzesten chemischen Bindungsweg zwischen den beiden Sauerstoffatomen definiert, mindestens vier Atome aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der
folgende
wobei R³ – R⁶ gleich oder verschieden sein können und jedes aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Cycloalkinyl, Aryl, Alkaryl, Aralkyl und optional unterbrochen oder terminiert ist durch N, O, P, S, Heteroalkyl, Heteroaryl, Carbonyl, Acyl, Acyloxy, -CHO, -COOR⁷, -CO₂C(R⁷)₃, -CONC(R⁷)₂, Cyano, NO₂, Alkyloxy, Aryloxy, Hydroxy, Hydroxyalkyl, Amino, Alkylamino, Dialkylamino, Arylamino, Diarylamino, -NR⁷COR⁸, Thioalkyl, Thioaryl, -SO₂R⁷, -SOR⁷, -SO₂OR⁷, F, Cl, Br, I; R⁷ und R⁸ gleich oder verschieden sein können und jedes aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, C₁-C₁₂-Alkyl, C₁-C₁₂-Heteroalkyl, Aryl, Heteroaryl, Hydroxyl, F, Cl, Br und I; und beliebige zwei R-Gruppen, soweit möglich, sich unter Bildung eines geschlossenen Ringsystems, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Aryl, Heteroaryl, substituiertem Struktur umfasst Aryl, Biarylen und substituierten Biarylen, verbinden können.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei R³-R⁶ gleich oder verschieden sein können und jedes aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus C₁-C₁₂-Alkyl, Heteroalkyl, Aryl, Heteroaryl, optional unterbrochen oder terminiert durch N oder O, und beliebige zwei R-Gruppen, soweit möglich, sich unter Bildung eines geschlossenen Ringsystems, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Aryl, Heteroaryl, substituiertem Aryl, Biarylen und substituierten Biarylen, verbinden können.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei R³ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus i-Propyl, t-Butyl, Cyclohexyl und t-Octyl, R⁴ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und C₁-C₁₂-Alkyl, R⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und C₁-C₁₂-Alkyl und R⁶ Methyl ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei R¹ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus 2,6-Dimethylphenyl, 2,6-Diethylphenyl und 2,6-Diisopropylphenyl und R² aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Methyl, Ethyl und Phenyl.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei M Molybdän oder Wolfram ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die mindestens 80% optisch rein ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 8, die mindestens 90% optisch rein ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, die mindestens 95% optisch rein ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 10, die mindestens 99% optisch rein ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 11, die mindestens 99% optisch rein ist und, wenn sie einer Dienquelle ausgesetzt wird, zu einer katalytischen Umwandlung zu einer ringgeschlossenen Verbindung führt.
Zusammensetzung nach Anspruch 12, die, wenn sie der eine racemische Dienmischung umfassenden Dienquelle ausgesetzt wird, eine ringgeschlossene Verbindung bildet, die einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 50% bei 50%iger Umwandlung der racemischen Dienmischung aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 13, die, wenn sie der eine racemische Dienmischung umfassenden Dienquelle ausgesetzt wird, eine ringgeschlossene Verbindung bildet, die einen enantiomeren Überschuss Enantiomerenüberschuß von mindestens 85% bei 50%iger Umwandlung der racemischen Dienmischung aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 14, die, wenn sie der eine racemische Dienmischung umfassenden Dienquelle ausgesetzt wird, eine ringgeschlossene Verbindung bildet, die einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 90% bei 50%iger Umwandlung der racemischen Dienmischung aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 15, die, wenn sie der eine racemische Dienmischung umfassenden Dienquelle ausgesetzt wird, eine ringgeschlossene Verbindung bildet, die einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 95% bei 50%iger Umwandlung der racemischen Dienmischung aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 12, die, wenn sie der eine racemische Dienmischung umfassenden Dienquelle ausgesetzt wird, eine ringgeschlossene Verbindung bildet und eine unreagierte Menge der Dienquelle einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 50% bei 50%iger Umwandlung der racemischen Dienmischung aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 17, die, wenn sie der eine racemische Dienmischung umfassenden Dienquelle ausgesetzt wird, eine ringgeschlossene Verbindung bildet und eine unreagierte Menge der Dienquelle einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 85% bei 50%iger Umwandlung der racemischen Dienmischung aufweist.
Verfahren umfassend das Bereitstellen einer Zusammensetzung nach Anspruch 1 und das In-Reaktion-bringen der Zusammensetzung mit einem Dien.
Verfahren umfassend das In-Reaktion-bringen einer Dienmischung enthaltend eine Mischung von Enantiomeren mit einer Zusammensetzung der Struktur:
und Metathetisierenlassen eines ersten Enantiomers der Mischung bei M bis zu einem höheren Grad als ein zweites Enantiomer der Mischung, derart, dass ein Produkt aus der Dienmischung gebildet wird, das einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 50 % aufweist, wobei M ein Metallion ist; R¹ und R² gleich oder verschieden sein können und jede der drei R²-Grupppen gleich oder verschieden sein kann, und jedes aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus C₁-C₁₂-Alkyl, Heteroalkyl, Aryl, Heteroaryl und Adamantyl; und
ein chirales Dialkoxid einer optischen Reinheit von mindestens 80% ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Zusammensetzung mindestens 80% optisch rein ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Zusammensetzung mindestens 90% optisch rein ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Zusammensetzung mindestens 95% optisch rein ist.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Zusammensetzung mindestens 99% optisch rein ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt des Zusetzens der Dienmischung zu der Zusammensetzung zur katalytischen Bildung einer ringgeschlossenen Verbindung führt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Dienmischung die Struktur umfasst:
wobei X aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus CR¹², N oder P; Y¹, Y² und Z aus der Gruppe ausgewählt werden bestehend aus CR¹²R¹³, NR¹², O oder S und R¹⁰ und R¹¹ gleich oder verschieden sein können, und jedes aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Cycloalkinyl, Aryl, Alkaryl, Aralkyl und optional unterbrochen oder terminiert ist durch N, O, P, S, Heteroalkyl, Heteroaryl, Carbonyl, Acyl, Acyloxy, -CHO, -COOR¹², -CO₂C(R¹²)₃, -CONC(R¹²)₂, Cyano, NO₂, Alkyloxy, Aryloxy, Hydroxy, Hydroxyalkyl, Amino, Alkylamino, Dialkylamino, Arylamino, Diarylamino, -NR¹²COR¹³, Thioalkyl, Thioaryl, -SO₂R¹², -SOR¹², -SO₂OR¹², F, Cl, Br, I; R⁹, R¹² und R¹³ gleich oder verschieden sein können, und jedes aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus Wasserstoff, C₁-C₁₂-Alkyl, C₁-C₁₂-Heteroalkyl, Aryl, Heteroaryl, Hydroxyl, Alkylsilyl, Arylsilyl, Alkarylsilyl, F, Cl, Br und I; und beliebige zwei R-Gruppen sich, soweit möglich, unter Bildung eines geschlossenen Ringsystems, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Aryl, Heteroaryl, substituiertem Aryl, Biarylen und substituierten Biarylen, verbinden können.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei Y¹, Y² und Z gleich oder verschieden sein können und jedes aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus CR¹²R¹³, NR¹², Ooder S; R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ gleich oder verschieden sein können und jedes aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus C₁-C₁₂-Alkyl, Heteroalkyl, Aryl oder substituiertem Aryl und R⁹ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus C₁-C₁₂-Alkyl, Heteroalkyl, Aryl oder substituiertem Aryl, Alkylsilyl, Arylsilyl und Alkylarylsilyl.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei X CH ist, Y¹ und Y² beide CH₂ sind und ZR⁹ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Acetat, t-Butylacetat, Trifluoracetat und Trialkylsilyloxid.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei n+m mindestens 2 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei n+m 2 bis 4 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei n+m 2 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei der Schritt des Zusetzens der Dienmischung zu der Zusammensetzung zur Bildung einer ringgeschlossenen Metatheseverbindung führt, die einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 50% bei 50%iger Umwandlung der racemischen Dienmischüng aufweist.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei der Schritt des Zusetzens der Dienmischung zu der Zusammensetzung zur Bildung einer ringgeschlossenen Metatheseverbindung führt, die einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 85% bei 50%iger Umwandlung der racemischen Dienmischung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei der Schritt des Zusetzens der Dienmischung zu der Zusammensetzung zur Bildung einer ringgeschlossenen Metatheseverbindung führt, die eine enantiomere Mischung von mindestens 90% bei 50%iger Umwandlung der racemischen Dienmischung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei der Schritt des Zusetzens der Dienmischung zu der Zusammensetzung zur Bildung einer ringgeschlossenen Metatheseverbindung führt, die eine enantiomere Mischung von mindestens 95% bei 50%iger Umwandlung der racemischen Dienmischung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei der Schritt des Zusetzens der Dienmischung zu der Zusammensetzung zur Bildung einer ringgeschlossenen Metatheseverbindung führt, derart, dass eine unreagierte Menge Dien einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 50% bei 50%iger Umwandlung der racemischen Dienmischung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei der Schritt des Zusetzens der Dienmischung zu der Zusammensetzung zur Bildung einer ringgeschlossenen Metatheseverbindung führt, derart, dass eine unreagierte Menge Dien einen Enantiomerenüberschuß von mindestens 85% bei 50%iger Umwandlung der racemischen Dienmischung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei der Schritt des Zusetzens der Dienmischung zu einer 50%igen Umwandlung innerhalb einer Zeitspanne von mindestens 5 Minuten führt.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei auf das Zusetzen der Dienmischung zu der Zusammensetzung ein Enantiomer schneller reagiert als das andere Enantiomer, derart, dass S(=k_t/k₃) mindestens 10 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 39, wobei auf das Zusetzen der Dienmischung zu der Zusammensetzung ein Enantiomer schneller reagiert als das andere Enantiomer, derart, dass (S=k_t/k_s) mindestens 25 beträgt.