EA008352B1

EA008352B1 - Рутениевые комплексы в качестве (пред)катализаторов для реакций метатезиса

Info

Publication number: EA008352B1
Application number: EA200500607A
Authority: EA
Inventors: Кароль Грела
Original assignee: Бёрингер Ингельхайм Интернациональ Гмбх
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2007-04-27
Also published as: PL356652A1; HK1070076A1; JP2006503085A; ATE332906T1; NO20051052L; BR0314856B1; AU2003271713A1; US20040127350A1; PL199412B1; PL374739A1; HRP20050339A2; AU2003271713B2; KR101057963B1; UA79018C2; EA200500607A1; DE60306795T2; UY28020A1; WO2004035596A1; HRP20050339B1; EP1554294A1

Abstract

В изобретении описаны в качестве новых (пред)катализаторов рутениевые комплексы формулы (1), в которой L, X, X', R, R, Rи n имеют значения, указанные в настоящем описании. Эти новые рутениевые комплексы формулы (1) являются удобными (пред)катализаторами для реакций метатезиса и могут быть конкретно использованы для реакций метатезиса с замыканием цикла, перекрестного метатезиса или метатезиса "ен-в-ин". Описаны также новые промежуточные продукты формулы (2).

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к рутенийкарбеновым комплексам формулы 1, к их синтезу и к их практическому применению в качестве катализаторов для реакций метатезиса разных типов.

Предпосылки создания изобретения

За последние несколько лет в использовании метатезиса олефинов в органическом синтезе был достигнут большой прогресс. Были созданы некоторые рутенийкарбеновые комплексы, действующие как (пред)катализаторы, которые обладают высокой активностью в различных реакциях метатезиса, а также широкой совместимостью с рядом функциональных групп. Это сочетание характеристик служит основой для возможности применения таких (пред)катализаторов в органическом синтезе.

Более того, для практического применения, в особенности в промышленном масштабе, весьма необходимо, чтобы эти рутениевые комплексы были стабильными в течение более длительного периода времени в условиях термической нагрузки и чтобы их можно было хранить, очищать и использовать без атмосферы защитных газов.

Рутениевые комплексы с вышеупомянутыми характеристиками известны из литературы (см. ЕАш.Сйеш.Бос. 2000, 122, 8168-8179 или Тейайебгои Ьей. 2000, 41, 9973-9976). Однако было установлено, что улучшенная стабильность связана с пониженной каталитической активностью. Такое ограничение было найдено, например, у (пред)катализатора формулы А (см. Аидезу.Сйепйе Ιηΐ.Εά. 2002, 114, 832).

г~\

мез

С»

А

Далее, были описаны (пред)катализаторы формул В и С, которые демонстрируют повышенную каталитическую активность в сравнении с активностью (пред)катализатора формулы А. Катализаторы А, В и С содержат изопропоксигруппу, образующую с атомом металла хелат. Причиной повышенной активности систем В и С является пространственное затруднение, вызванное присутствием в орто-положении к изопропоксигруппе фенильной или (замещенной) нафтильной группы (Ап§с\\.С11С1шс Ιηΐ.Εά. 2002, 114, 832-834; Апдси.Сйспис Ιηΐ.Εά. 2002, 114, 2509-2511).

Было установлено, что рутениевые комплексные (пред)катализаторы общей формулы 1, содержащие ароматическую нитрогруппу, демонстрируют намного более высокую каталитическую активность в сравнении с активностью известных высокоактивных рутениевых комплексов и что одновременно с этим такие комплексы являются термически стабильными и стабильными на воздухе.

Краткое изложение сущности изобретения

Настоящее изобретение относится к новым рутениевым комплексам формулы 1 и их применению в качестве катализаторов или в качестве предкатализаторов

где X и X' обозначают галоген;

К¹ обозначает -С1-С₅алкил;

К² обозначает Н;

и обозначает 0;

Я³ отсутствует;

Ь¹ обозначает Р(й?¹ )3, где Я¹¹ обозначает -С3-С₈циклоалкил, или лиганд формулы 6а

- 1 008352

6а где К⁷ и К⁸ обозначают фенил, необязательно замещенный посредством до трех групп, независимо выбранных из -С1-С₆алкила; К⁹ и К¹⁰ обозначают Н.

Соединения формулы 1 по настоящему изобретению можно использовать для катализа реакций метатезиса олефинов, включающих, хотя ими их список не ограничен, метатезисную полимеризацию с раскрытием цикла (МПРЦ), метатезис замыкания цикла (МЗЦ), деполимеризацию ненасыщенных полимеров, синтез телехелатных полимеров, метатезис ен-в-ин и синтез олефинов.

Другой объект настоящего изобретения относится к новым производным 2-алкокси-5-нитростирола формулы 2, которые являются промежуточными продуктами для получения комплексов 1

где К¹ обозначает -С1-С₅алкил;

К² обозначает Н;

К³ отсутствует;

К⁴ отсутствует; ш обозначает 0; и и обозначает 0.

Частичная формула

представляет алкиленовую группу, в которой один или оба водородных атома у метиленового радикала можно заменить группой К⁴. Соответственно она охватывает следующие алкиленовые группы:

Еще одним объектом изобретения является способ получения новых производных 2-алкокси-5нитростирола формулы 2, в котором замещенный 2-гидрокси-5-нитробензальдегид 3 алкилируют посредством ΒίΖ, где К¹ имеет значение, указанное для формулы 1, а Ζ представляет собой уходящую группу, в частности, атом галогена.

К²

(Ю_п

ΝΟ₂

Затем замещенный 2-алкокси-5-нитробензальдегид формулы 4 обрабатывают агентом олефинирования формулы

Н₂С\:УУ в которой В⁴ и т имеют значения, указанные для формулы 2. а XV представляет собой уходящую группу, приемлемую для реакций олефинирования, с получением соединения формулы 2.

олефинирование

Следующим объектом изобретения является способ получения рутениевого комплекса формулы 1,

-2008352 в котором проводят реакцию соединения формулы 2 или 2а с рутениевым комплексом формулы 5

ΝΟ₂

Соединения, представленные в настоящем описании, могут обладать центрами асимметрии. Соединения по настоящему изобретению, содержащие асимметрически замещенный атом, можно выделять в оптически активных или рацемических формах. В данной области техники хорошо известно, как получить оптически активные формы, в частности разделением рацемических форм или синтезом из оптически активных исходных материалов. В соединениях, представленных в настоящем описании, могут также присутствовать многие геометрические изомеры олефинов, и все такие стабильные изомеры рассматриваются как охватываемые объемом настоящего изобретения. Геометрические цис- и транс-изомеры соединений по настоящему изобретению описаны и могут быть выделены в форме смеси изомеров или как выделенные изомерные формы. Во всех случаях, если не указана конкретная стереохимическая или изомерная форма, предполагаются все хиральные, диастереоизомерные, рацемические формы и все геометрические по своему строению изомерные формы.

Краткое описание чертежа

На чертеже приведен график, на котором сопоставлены скорости циклизации 2-аллил-2-(2метилаллил)диэтилмалоната, когда используют рутениевый катализатор в соответствии с настоящим изобретением и когда используют известный рутениевый катализатор.

Подробное описание изобретения

Понятиям, смысл которых в настоящем описании конкретно не раскрыт, следует придавать те значения, которые им обычно придает специалист в данной области техники с учетом описания и контекста. Однако во всех случаях, если не указано иное, используемые в данном описании следующие понятия имеют указываемый смысл и сопровождаются прилагаемыми к ним следующими условными обозначе ниями.

В группах, радикалах или остатках, приводимых ниже, число углеродных атомов часто указано как предшествующее названию группы; так, например, -С1-С₆алкил означает алкильную группу или радикал, содержащий от 1 до 6 углеродных атомов. Во всех случаях, если ниже не указано иное, во всех приводимых формулах и группах используют традиционные определения терминов и указывается обычная устойчивая валентность атомов.

Понятие замещенный, используемое в настоящем описании, означает, что любой один или несколько водородных атомов при называемом атоме замещены с выбором из указанного ряда при условии, что естественная валентность этого называемого атома не превышена и что замещение приводит к образованию стабильного соединения.

Понятие арил, используемое в настоящем описании либо самостоятельно, либо в сочетании с названием другого заместителя, означает любую ароматическую монокарбоциклическую систему или ароматические поликарбоциклические системы. Так, например, понятие арил охватывает фенильную или нафтильную циклическую систему.

Понятие атом галогена, используемое в настоящем описании, означает галоидный заместитель, выбранный из атомов фтора, хлора, брома и иода.

Понятие -С1-С₂₀алкил, используемое в настоящем описании либо самостоятельно, либо в сочетании с названием другого заместителя, означает ациклические, прямоцепочечные или разветвленные алкильные заместители, содержащие от одного до двадцати углеродных атомов. Понятия -С1-С5алкил и -С1-Сбалкил, используемые в настоящем описании, имеют такое же значение, как вышеупомянутое понятие, но предусматривает содержание меньшего числа углеродных атомов, а точнее максимум пять или шесть углеродных атомов. Понятия -С1-С₂оалкил, -С1-С5алкил и -С1-Сбалкил могут охватывать конкретно метил, этил, пропил, бутил, гексил, 1-метилэтил, 1-метилпропил, 2-метилпропил и 1,1диметилэтил.

Понятие -С₂-С₂оалкенил, используемое в настоящем описании либо самостоятельно, либо в сочетании с названием другого заместителя, означает ациклические, прямоцепочечные или разветвленные алкенильные заместители, содержащие от двух до двадцати углеродных атомов и по меньшей мере одну двойную связь. Понятие -С₂-С₆алкенил, используемое в настоящем описании, имеет такое же значение, как вышеупомянутое понятие, но предусматривает содержание меньшего числа углеродных атомов, а точнее максимум шести углеродных атомов. Понятия -С|-С_2иалкснил и -С1-Свалке нил могут охватывать конкретно винил и алленил.

-3 008352

Понятие -Сг-Сгоалкинил, используемое в настоящем описании либо самостоятельно, либо в сочетании с названием другого заместителя, означает ациклические, прямоцепочечные или разветвленные алкинильные заместители, содержащие от двух до двадцати углеродных атомов и по меньшей мере одну тройную связь. Понятие -С2-С₆алкинил, используемое в настоящем описании, имеет при этом такое же значение, как вышеупомянутое понятие, но предусматривает содержание меньшего числа углеродных атомов, а точнее максимум шести углеродных атомов.

Понятие -С5-СбЦиклоалкил, используемое в настоящем описании либо самостоятельно, либо в сочетании с названием другого заместителя, означает циклоалкильный заместитель, содержащий пять или шесть углеродных атомов, и конкретно охватывает циклопентил и циклогексил.

Понятие -С.-Сбалкокси, используемое в настоящем описании либо самостоятельно, либо в сочетании с названием другого заместителя, означает заместитель -С ι-Свал кил-О-. у которого алкил имеет приведенные выше значения, содержащий до шести углеродных атомов. Алкокси охватывает метокси, этокси, пропокси, 1-метилэтокси, бутокси и 1,1-диметилэтокси.

Дополнительные варианты

Предпочтительны соединения формулы 1а, в которой Ь¹, X, X', К¹, Я², Я³ и и имеют такие же значения, как указанные выше.

Более предпочтительными являются соединения общей формулы 1 или 1а, в которой

Ь¹ обозначает Р(Я^П)3, а каждый Я¹¹ независимо обозначает -С1-С6алкил, -С₃-С₈циклоалкил или арил; или

Ь обозначает лиганд формулы 6а, 6Ь, 6с или 6ά
Я^е Р«	я⁹ я¹⁰	Υ Υ*	я¹⁰
		7 В	Ν=Ζ γ / \ й
7 В Я—Ν^,Ν-Ρ	7 а Я—Ν^Ν-Я⁰	Η-Ν^Ν-Κ	К—
6а	6Ь	6с	ба

в которой Я⁷ и Я⁸ каждый независимо обозначает Н, -С.-Сгоэлкил, -Сг-Сгоалкенил или фенил, где фенил необязательно замещен посредством до трех групп, независимо выбранных из -С1-С₆алкила, -С.С₆алкокси и атома галогена; в отдельности

Я⁹ и Я¹⁰ каждый независимо обозначает Н, -С|-С_2иалкил. -С₂-С₂оалкенил или фенил, где фенил необязательно замещен посредством до трех групп, независимо выбранных из -С1-С₆алкила, -С1-С₆алкокси и атома галогена, или

Я⁹ и Я¹⁰ совместно с углеродными атомами, к которым они присоединены, объединяются с образованием карбоциклического от 3- до 8-членного кольца;

Υ и Υ' обозначают атомы галогена.

Особенно предпочтительными являются соединения, у которых

Я⁷ и Я⁸ каждый независимо обозначает Н, -С.-Свалкил, -Сг-Сбалкенил или фенил, где фенил необязательно замещен посредством до трех групп, независимо выбранных из -С1-С₆алкила, -СУС/алкокси и атома галогена;

Я⁹ и Я¹⁰ каждый независимо обозначает Н, -С1-С₆алкил, -Сг-С'балкснил или фенил, где фенил необязательно замещен посредством до трех групп, независимо выбранных из -С1-С₆алкила, -С1-С₆алкокси и атома галогена, или

Я⁹ и Я¹⁰ совместно с углеродными атомами, к которым они присоединены, объединяются с образованием карбоциклического от 5- до 7-членного кольца.

Наиболее предпочтительными являются соединения общей формулы 1 или 1а, в которой Я¹ обозначает изопропильную группу; и/или

Я² обозначает Н, -С. -Свалкил или арил, в частности Я² обозначает водородный атом; и/или

X и X' обозначают атомы галогена, в частности хлора; и/или

Ь¹ обозначает Р(циклогексил)₃; или

Ь¹ обозначает группу формулы 6а, 6Ь, 6с или 6ά; и/или

Я⁷ и Я⁸ обозначают 2-метилбензол, 2,6-диметилбензол или 2,4,6-триметилбензол; и/или и обозначает 0.

Дополнительными вариантами являются соединения формулы 1 или 1а, в которой

Я¹ обозначает изопропил;

-4008352

В² обозначает Н;

η обозначает 0;

X и X' каждый обозначает атом хлора; а

Ь¹ обозначает лиганд формулы 6а

В® Я¹⁰ ζ Ή¹ ,

Я—Ν^,Ν-Я®

6а в которой каждый из В⁷ и В⁸ обозначает 2,4,6-триметилфенил; а

В⁹ и В¹⁰ каждый обозначает Н.

Предпочтительны соединения формулы 2а, в которой В¹, В², В³, В⁴, тип имеют такие же значения, как указанные выше.

Более предпочтительны соединения общей формулы 2 или 2а, в которой

В¹ обозначает изопропильную группу и/или

В² обозначает Н, -С] -Свалкил или арил, в частности В² обозначает водородный атом; и/или

В⁴ обозначает -С] -С₆алкил, в частности метил или этил; и/или и обозначает 0 и/или ш обозначает 0.

Другими вариантами являются соединения формулы 2 или 2а, в которой

В¹ обозначает изопропил;

В² обозначает Н;

ш обозначает 0 и и обозначает 0.

Более того, предпочтителен способ получения комплексов формулы 1 или 1а, в котором проводят реакцию соединения общей формулы 2 или 2а с рутениевым комплексом формулы 5

в которой Ь¹ и I? обозначают нейтральные лиганды;

В⁵ обозначает Н, -С1-С₂оалкил, -С₂-С₂₀алкенил, -С₂-С₂₀алкинил или арил;

В⁶ обозначает арил, винил или алленил; а

X и X' обозначают анионные лиганды;

необязательно в присутствии другого нейтрального лиганда Ь¹.

Более предпочтителен вышеупомянутый синтез рутениевого комплекса формулы 1, когда процесс проводят в присутствии соли меди, в частности СиС1; и/или в галоидированном или ароматическом растворителе, преимущественно выбранном из метиленхлорида, хлороформа, бензола, толуола, ксилола, мезитилена и их смесей; и/или при температуре от 0 до 100°С, в частности при температуре от 10 до 80°С, более конкретно при температуре от 20 до 60°С; и/или в течение периода времени от 1 до 24 ч, в частности от 1 до 10 ч, более конкретно от 1 до 4 ч.

Наиболее предпочтителен вышеупомянутый синтез рутениевого комплекса, в котором реакцию проводят в одном сосуде смешением лиганда формулы 6а, 6Ь, 6с или 66 с твердым комплексом формулы 5, где оба лиганда Ь¹ и Ь² являются фосфинами формулы Р(В^П)₃, в которой К¹¹ имеет такие же значения, как указанные выше, и последующим добавлением лиганда формулы 2 или 2а. Один предпочтительный вариант вышеупомянутого синтеза рутениевого комплекса заключается в получении ίη δίΐιι лигандов об-

щей формулы 6а, 6Ь, 6с и 66	из стабильных солей фо	рмул 7а, 7Ь, 7с и 76
я® я”	Я® Я¹⁰	Υ Г	я¹⁰
г 8	7 В	7 Μ. .	Ν=/ 7 * ' * 1
Κ-Ν^Ν-Η⁸	Я—Ν^Ν-Я⁸	Я—Ν^,Ν”Ρ	Я—Ν^Ν-Я
7а	7Ь	7с	7(1

в которых анион выбирают из формиатного, ацетатного, трифторацетатного и других кислотных остат

-5008352 ков, атома галогена и [ВР₄]'. Следовательно, в предпочтительном варианте проводят реакцию соли в форме суспензии в растворителях, таких как алифатические и ароматические углеводороды, предпочтительно в гексане, с сильным основанием, выбранным из гидридов и алкоголятов щелочных металлов и щелочно-земельных металлов, преимущественно из трет-пентанолята калия, трет-амилата калия и третбутанолята калия. После этого реакцию продолжают добавлением твердого комплекса формулы 5, в которой оба лиганда Ь¹ и Ь² являются фосфинами формулы Р(В^П)₃, и последующим добавлением лиганда формулы 2 или 2а с получением соединения общей формулы 1 или 1а.

Более того, предпочтителен способ получения промежуточных продуктов, который включает стадии а) алкилирования соединения общей формулы 3 реагентом формулы Ρ'Ζ (9) с получением промежуточного продукта формулы 4 и б) реакции соединения 4 с агентом олефинирования формулы 10 с получением соединения общей формулы 2

в которых К¹, Я², Я³, Я⁴, шип формул 2а, 3, 4, 9 и 10 имеют такие значения, как указанные выше,

XV обозначает уходящую группу, приемлемую для реакций олефинирования, а

Ζ обозначает атом галогена, -С1-С₆алкил-8(О)-О-, -С1-С₆фторалкил-8(О)-О-, арил-8(О)-О- или арил8(0)2-0-.

Более предпочтителен способ, в котором вышеупомянутую стадию а) осуществляют в апротонном растворителе, в частности выбранном из ДМФ, ДМСО, ацетона, ацетонитрила, этилацетата, простого гликолевого эфира, метанола, этанола и их смесей, более конкретно растворитель представляет собой ДМФ; или в двухфазной системе растворителей, снабженной межфазным катализатором; или в присутствии катализатора, причем, в частности, катализатор выбирают из С82СО2, С&Р, четвертичных аммониевых солей, краун-эфиров и криптандов, более конкретно С§₂СО₃; или в присутствии карбоната щелочного металла или гидроксида щелочного металла, в частности выбранного из №ьСО₃. К₂СО₃, Ы₂СО₃, С§₂СО₃, ΝηΟΗ. КОН, 1лОН, СкОН; или в течение периода времени от 1 до 24 ч, в частности от 8 до 24 ч, более конкретно от 16 до 24 ч при температуре от 0 до 150°С, в частности при температуре от 10 до 100°С, более конкретно при температуре от 20 до 80°С.

Исходя из соединения 4, соединение 2 получают в соответствии с условиями Теббе, Виттита, Виттита-Хорнера, Виттига-Хорнера-Эммонса или Петерсона, но предпочтителен способ, в котором вышеупомянутую стадию б) осуществляют в растворителе, выбранном из спиртов, гликолевых эфиров и циклических простых эфиров, а предпочтителен ТГФ; или XV обозначает уходящую групп, приемлемую для реакций олефинирования в соответствии с Теббе, с титановым реагентом Теббе или в соответствии с Виттитом, с фосфонийилидным реагентом Виттита, более конкретно уходящую группу, выбранную из РРйз или Т1Ср₂, где Ρΐι обозначает замещенный или незамещенный фенил, а Ср обозначает замещенный или незамещенный циклопентадиенильный анион, который можою обнаружат. после реакции в его окисленной форме.

Другим предпочтительным вариантом выполнения изобретения является способ проведения реакций метатезиса всех типов, включая контактирование олефина с катализатором общей формулы 1 или 1а, в частности, когда реакция метатезиса представляет собой реакцию замыкания цикла или перекрестного метатезиса.

Следующие примеры предназначены для иллюстрации различных вариантов выполнения настоящего изобретения, поэтому их нельзя воспринимать как ограничивающие каким-либо образом объем настоящего изобретения.

Пример 1.

3.1 4.1 2.1

4.1. В перемешиваемую суспензию порошкообразного безводного карбоната калия (1,1 г, 8 ммоль), каталитически эффективного количества карбоната цезия (521 мг, 40 мол.%) и соединения 3.1 (668 мг, 4 ммоль) в сухом ДМФ (25 мл) вводили неразбавленный 2-иодпропан (0,8 мл, 8 ммоль). Реакционную смесь перемешивали в течение 24 ч при комнатной температуре (КТ), а затем под вакуумом выпаривали растворитель. Остаток выливали в воду (50 мл) и экстрагировали трет-ВиОМе (4 раза по 25 мл). Объединенные органические слои промывали рассолом, сушили Мд₂8О₄ и выпаривали досуха. Сырой продукт очищали с использованием хроматографии в колонке с силикагелем (циклогексан/ЕЮАс 8:2), получая 2

-6008352 изопропокси-5-нитробензальдегид 4.1 в виде низкоплавкого твердого вещества (850 мг, 86%-ный выход). ИК(КВг): ν [см¹] = 3115, 2991,2942, 1679, 1609, 1526, 1348, 1284, 1111, 950, 832, 748, 667;

Ή-ЯМР (500 МГц, СОС1₃, δ [част./млн]): 1,48 (ά, 6Н, 1 = 6,1 Гц), 4,85 (^ 1Н, 1 = 6,1 Гц), 7,10 (б, 1Н, 1 = 9,2 Гц), 8,39 (бб, 1Н, 1 = 2,9, 9,2 Гц), 8,69 (б, 1Н, 1 = 2,9 Гц), 10,41 (8, 1Н);

¹³С-ЯМР (125 МГц, СОС1₃, δ [част./млн]): 21,8, 72,6, 113,6, 124,7, 125,12, 130,4, 141,1, 164,3, 187,8;

МС (Е1): т/ζ 209 (10, [М]+.), 167 (100), 137 (18), 120 (11), 93 (7), 75 (3), 65 (10), 53 (4);

МСВР (Е1) рассч. для [М]+ (СюНцОдЬГ): 209,0688; обнаруж.: 209,0686.

2.1. В перемешиваемую суспензию Р11зРСН₃Вг (932 мг, 2,53 ммоль) в сухом ТГФ (20 мл) при -78°С медленно последовательно добавляли раствор ВиЬ1 в гексане (1,8 мл, 2,7 ммоль, 1,5 М) и раствор соединения 4.1 в сухом ТГФ (2 мл). После этого реакционной смеси давали нагреться до КТ и перемешивали в течение еще 10 ч. По прошествии этого времени добавляли насыщенного раствора 1ЧН₄С1 (2 мл) и третВиОМе (100 мл). Нерастворимый материал отфильтровывали и полученный раствор выпаривали под вакуумом. Сырой продукт очищали хроматографией в колонке на силикагеле (с использованием циклогексана/ЕЮАс 8:2), получая 2-изопропокси-5-нитростирол 2.1 в виде бледно-желтого масла (236 мг, 63%ный выход).

ПК (пленка): V [см¹] = 3088, 2982, 2967, 1627, 1607, 1583, 1516, 1341, 1271, 1107, 950, 742 см¹;

Ή-ЯМР (500 МГц, СОС1₃, δ [част./млн]): 1,41 (б, 6Н, 1 = 6,0 Гц), 4,71 (^ 1Н, 1 = 6,0 Гц), 5,40 (бб, 1Н, 1 = 0,5, 11,2 Гц), 5,87 (бб, 1Н, 1 = 0,5, 17,7 Гц), 6,91 (б, 1Н, 1 = 9,1 Гц), 7,00 (бб, 1Н, 1= 11,2, 17,7 Гц), 8,12 (бб, 1Н, 1 = 2,8, 9,1 Гц), 8,36 (б, 1Н, 1 = 2,8 Гц);

¹³С-ЯМР (125 МГц, СОС1₃, δ [част./млн]): 21,9, 71,5, 112,2, 116,8, 122,4, 124,5, 128,1, 130,1, 141,0, 159,9;

МС (Е1): т/ζ 207 (4, [М]+.), 165 (59), 148 (100), 135 (4), 118 (96), 104 (2), 90 (15), 65 (8), 63 (7), 51 (4);

МС (Ε8Ι): т/ζ 230 ([М+№]+);

МСВР (Ε8Ι): т/ζ рассч. для [М+№]+ (ϋ_πΗ₁₃Ο₃ΝΝΒ): 230,0788; обнаруж.: 230,0776.

Пример 2.

2.1

В аргоновой атмосфере карбеновый комплекс формулы 5.II, в которой Ь² обозначает лиганд ИНС формулы ба.П (153 мг, 0,18 ммоль)

и безводный СиС1 (18 мг, 0,18 ммоль) загружали в трубку Шленка. Затем добавляли сухого дезоксигенированного СН₂С1₂ (10 мл), после чего раствор соединения 2.1 (38 мг, 0,18 ммоль) в СН₂С1₂ (4 мл). Образовавшуюся суспензию перемешивали при 30°С в течение 1 ч, затем ее концентрировали под вакуумом и очищали хроматографией в колонке с силикагелем (циклогексан/Е1ОАс 5:2). После удаления растворителя и промывки небольшим количеством сухого н-пентана комплекс 1.ΙΙ, у которого мез обозначает мезитильную группу, получали в виде зеленого микрокристаллического твердого вещества (100 мг, 83%-ный выход). В^г: 0,30 (гексан/ЕЮАс 8:2);

Ή-ЯМР (500 МГц, СО₂С1₂, δ [част./млн]): 16,42 (8, 1Н), 8,46 (бб, 1Н, 1 = 9,1, 2,5 Гц), 7,80 (б, 1Н, 1 = 2,5 Гц), 7,10 (δ, 4Н), 6,94 (б, 1Н, 1 = 9,1 Гц), 5,01 (септ., 1Н, 1 = 6,1 Гц), 4,22 (δ, 4Н), 2,47 (2δ, 18Н), 1,30 (б, 6Н, 1 = 6,1 Гц);

¹³С-ЯМР (125 МГц, СО₂С1₂, δ [част./млн]): 289,1, 208,2, 156,8, 150,3, 145,0, 143,5, 139,6, 139,3, 129,8, 124,5, 117,2, 113,3, 78,2, 52,0, 21,3, 21,2, 19,4;

ПК (КВг): ν [см¹] = 2924, 2850, 1606, 1521, 1480, 1262, 1093, 918, 745;

МС (Ε8Ι): т/ζ 636 [М-С1]+;

МСВР(Е1): т/ζ рассч. для С₃₁Н₃₇М₃О₃Ви: [М+.] 671,1255, обнаруж.: 671,1229;

Элементный анализ, рассч.: (%) для Γ’₃|Η₃-Ν₃Ο₃Ριι (671,63): С 55,44, Н 5,55, N 6,26; обнаруж.: С 55,35, Н 5,70, N6,09.

Пример 3.

рсу₃

*Рг

1,111

В аргоновой атмосфере карбеновый комплекс формулы 5.III (164,6 мг, 0,20 ммоль) загружали в трубку Шленка. Затем добавляли сухого дезоксигенированного СН₂С1₂ (15 мл), после чего раствора соединения 2.1 (50 мг, 0,24 ммоль) в СН₂С1₂ (5 мл). Образовавшуюся суспензию перемешивали при 40°С в течение 1 ч, а затем ее концентрировали под вакуумом и очищали хроматографией в колонке с силикагелем (циклогексан/ЕЮАс 5:2). После удаления растворителей и промывки небольшим количеством сухого н-пентана комплекс 1.Ш получали в виде коричневого микрокристаллического твердого вещества (95 мг, 70%-ный выход).

’Н-ЯМР (500 МГц, СОС1₃, δ [част./млн]): 1,26-2,35 (ш, 39 Н), 5,33-5,40 (ш 1Н), 7,18 (б, 1 = 5 Гц, 1Н), 8,54 (б, 1 = 5 Гц, 1Н), 8,60 (8, 1Н), 17,38 (б, 1 = 5,0 Гц, 1Н);

¹³С-ЯМР (125 МГц, СОС1₃, δ [част./млн]): 22,1, 26,2, 27,7 (б, 1 = 24 Гц), 30,1, 35,8 (б, 1 = 10 Гц), 78,2, 113,2, 117,6, 124,2, 143,3, 157,0, 273,2;

ИК (СН₂С1₂, пленка): ν [см¹] = 2930 (з), 2852 (з), 1604 (ш), 1575 (ш), 1521 (з), 1476 (ш), 1447 (ш), 1379 (\ν), 1342 (8), 1275 (в), 1241 (ш), 1205 (\ν), И81 (\ν), И36 (ш), 1095 (в), 1049 (\ν), Ю05 (\ν), 951 (ш), 918 (в), 851 (ш), 830 (ш), 789 (ш), 745 (в), 656 (ш), 606 (ш), 518 (ш);

МСВР (ΕΙ): т/ζрассч. для Γ_2χΗ _ιιΟ₃Ν^ι31ιΓΊ₂Ρ^ι|υ2ιΡιι (М¹): 645,14794; обнаруж.: 645,14706.

Пример 4.

Соль 7.IV (152 мг, 0,388 ммоль) суспендировали в аргоновой атмосфере в трубке Шленка в нгексане (7 мл).

IV

После этого добавляли трет-амилата калия, СН₃СН₂С(СН₃)₂ОК⁺ (0,22 мл, 0,372 ммоль, 1,7 М раствор в толуоле) и полученный бледно-желтый мутный раствор перемешивали при КТ в течение 30 мин.

гл* мез-Ν,^Ν- мез

мез ~мез

Н

7.Ν β,ιν

Затем добавляли твердого рутениевого комплекса формулы 5.III (255 мг, 0,310 ммоль) и образовавшуюся суспензию кипятили с обратным холодильником в течение 30 мин. В полученную коричневорозовую суспензию при КТ добавляли раствор соединения 2.1 (83,5 мг, 0,403 ммоль) в СН₂С1₂ (7 мл) и твердый СиС1 (33,8 мг, 0,341 ммоль).

1гпегтеб»а1е

2.1 мез

1.11

5.111

Полученную смесь выдерживали при 40°С в течение 1 ч. Образовавшуюся смесь концентрировали под вакуумом и очищали хроматографией в колонке с силикагелем (циклогексан/ЕЮАс 5:2). После удаления растворителя и промывки небольшим количеством сухого н-пентана комплекс 1 .II получали в виде зеленого микрокристаллического твердого вещества (149 мг, 72%-ный выход). Аналитические данные хорошо согласовывались с теми, которые получали ранее (см. пример 2).

Пример 5.

-8008352

2.1

ι.ν

Получение комплекса 1.У аналогично примеру 2 приводило к образованию зеленого микрокристаллического твердого вещества (40%-ный выход).

ИК (КВт): ν [см¹] = 2924 (δ), 2853 (δ), 1608 (ш), 1523 (ш), 1483 (з), 1343 (з), 1267, 1010 (\ν), 905 (δ), 826 (ш), 745 (ш).

МС (Е1): т/ζ 643 (3), 322 (4), 304 (100), 289 (11), 246 (5), 181 (12), 159 (12), 158 (12), 105 (8), 77 (15), 43 (58).

МС (Ь81М8) т/ζ 644 (М+Н+).

Процессы с использованием соединения общей формулы 1 в качестве катализатора для реакции метатезиса соответственно в синтезах соединений, содержащих двойную связь С=С и/или другие функциональные группы, протекают с неожиданно большим успехом. Следовательно, описанные ниже новые (пред)катализаторы формулы 1 превосходят, по-видимому, другие сопоставимые с ними известные высокоактивные рутениевые катализаторы, в особенности в том, что касается их активности.

Вследствие этого для улучшенного выхода продукта в сравнении с достигаемым с помощью зарекомендовавших себя обычно используемых комплексов требуются уменьшенные количества катализатора, более низкие реакционные температуры и уменьшенная продолжительность реакции. Это превосходство катализаторов формулы 1 демонстрируют следующие примеры с 6 по 10.

Пример 6.

Метатезисные реакции замыкания цикла, катализируемые соединениями формулы 1.ΙΙ (см. пример 2)

В раствор диена 81 (210 мг, 0,75 ммоль) в СН₂С1₂ (35 мл) при 0°С добавляли раствор катализатора

1.ΙΙ (5 мг, 1 мол.%) в СН₂С1₂ (2 мл). После перемешивания при 0°С в течение дополнительного часа под вакуумом удаляли растворитель и остаток очищали с использованием хроматографии в колонке с силикагелем (циклогексан/ЕЮАс 8:2), получая соединение Р1 (186 мг, 99%-ный выход) в виде бесцветного твердого вещества.

ИК (КВт): ν [см¹] = 3030, 2942, 2899, 2855, 1657, 1596, 1450, 1332, 1286, 1162, 910, 816, 712;

'Н-ЯМР (200 МГц, СОС1₃, δ [част./млн]): 2,28 (ш, 4Н), 2,39 (8, ЗН), 3,25 (ш, 4Н), 5,72 (ш, 2Н), 7,25 (ά, 2Н, 1 = 8,2 Гц), 7,64 (б, 2Н, 1 = 8,2 Гц);

¹³С-ЯМР (50 МГц, СОС1₃, δ [част./млн]): 21,5, 29,9, 48,2, 126,9, 129,5, 130,1, 136,2, 142,9;

МС (Е1): ш/ζ 251 (5, [М]+) 223 (2), 184 (6), 155 (4), 105 (2), 91 (19), 96 (16), 77 (1), 65 (13), 42 (100);

МСВР (Е1) ш/грассч. для [М]+ (0ι₃Η₁₇Ο₂Ν8): 251,0980; обнаруж.: 2251,0979.

Пример 7.

Реакции перекрестного метатезиса, катализируемые соединениями формулы 1 .II (см. пример 2)

---¾¾.-СООМе

_одХг и_гм _н	+ 2 ^С^СООМе	1.11 [1 мольный %] ΟΗ,ΟΙ,, 2ч, 25’С_{О Ν}χ-	Сса н
52	82Ь		(Е)-Р2 (91%)

В перемешиваемый раствор индола 82 (77,8 мг, 0,36 моль) и метилакрилата 82Ь (92,9 мг, 1,1 ммоль) в сухом СН₂С1₂ (15 мл) добавляли раствор катализатора 1.ΙΙ (12,1 мг, 5 мол.%) в СН₂С1₂ (5 мл). Образовавшуюся смесь перемешивали при КТ в течение 2 ч. Под вакуумом удаляли растворитель и остаток очищали с использованием хроматографии в колонке с силикагелем (циклогексан/ЕЮАс 8:2), получая соединение (Е)-Р2 (186 мг, 99%-ный выход) в виде желтого кристаллического твердого вещества.

ИК (КВт): ν [см¹] = 3364, 2953, 2904, 1707, 1655, 1504, 1324, 1215, 750 см¹;

'Н-ЯМР (500 МГц, СОС1₃, δ [част./млн]): 2,42 (δ, ЗН), 3,61 (бб, 2Н, 1 = 1,7, 6,0 Гц), 3,70 (з, ЗН), 5,74 (61, 1Н, 1 = 1,7, 15,7 Гц), 7,09 (άΐ, 1Н, 1 = 6,0, 15,7 Гц), 7,42 (6, 1Н, 1 = 8,8 Гц), 7,98 (66, 1Н, 1 = 2,0, 8,8 Гц), 8,24 (6, 1Н, 1 = 2,0 Гц), 8,51 (широкий 8, 1Н);

-9008352

¹³С-ЯМР (125 МГц, СОС1з, δ [част./млн]): 12,0, 26,7, 51,5, 107,2, 108,8, 115,4, 117,5, 121,4, 133,2, 133,6, 138,9, 142,6, 146,7, 167,0;

МС (Е1): т/ζ 274 (100, [М]+.), 259 (75), 242 (63), 215 (38), 199 (11), 189 (15), 175 (15), 168 (53), 154 (18), 143 (31), 127 (12), 115 (12), 84 (17);

МСВР (Е1): т/ζ рассч. для [М]+. (0₁₄Η₁₄0₄Ν₂): 247,0954; обнаруж.: 274,0959.

Элементный анализ, рассч. (0ι₄Ηι₄Ο₄Ν₂): С, 61,31, Н, 5,14; Ν, 10,21; обнаруж.: С, 61,05, Н, 5,22; Ν, 10,09.

Пример 8.

Изучение скорости циклизации обрабатываемого вещества 83 (2-аллил-2-(2-метилаллил) диэтилмалонат), когда используют катализатор 1 .II.

СООЕ1 1-Н огА Χρ-Ύ,ΟΟΟΕί

СООЕ( ,2ч,2?С ^У’СООЕГ

РЗ

В трубку Шленка при температуре 25°С загружали раствор диена 83 (100 мг, 0,4 ммоль) в СН₂С1₂(20 мл) и добавляли раствор катализатора 1.ΙΙ (2,6 мг, 0,004 ммоль, 1 мол.%) в СН₂С1₂ (1 мл). Приготовленную смесь перемешивали в течение еще 18 ч при той же температуре. Степень превращения рассчитывали по данным ГХ (реакцию в аликвотах реакционной смеси сразу же гасили добавлением расчетного количества 1М раствора этилвинилового эфира и анализировали с помощью ГХ). Полученные результаты представлены на чертеже в виде кривой 10 (♦).

Изучение скорости циклизации обрабатываемого вещества 83 (2-аллил-2-(2-метилаллил) диэтилмалонат) повторяли с использованием катализатора А. Эксперимент проводили в условиях, идентичных приведенным выше, за исключением того, что количество катализатора А увеличивали до 2,5 мол.%. Полученные результаты представлены на чертеже в виде кривой 2 (·).

Пример 9.

Сравнение эффективности катализаторов 1.II и С в реакции перекрестного метатезиса.

а) или Ь)

ТВЗО-4^4>А^ ^{+ 2} Х^СООМе ** тззо-^^К^АсООМе

52Ь Р4 (£): (Ζ ) = 95 : 5

Условие а) катализатор 1.ΙΙ (1 мол.%), КТ, 30 мин, выход: 95%;

б) катализатор С (2,5 мол.%), КТ, 20 мин, выход: 91%.

В перемешиваемый раствор олефина 84 (107 мг, 0,5 ммоль) и метилакрилата 82Ь (86 мг, 1 ммоль) в СН₂С1₂ (10 мл) добавляли раствор катализатора 1.ΙΙ (3,4 мг, 1 мол.%) в СН₂С1₂ (2 мл). Далее образовавшуюся смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 30 мин. Под пониженным давлением удаляли растворитель и остаток очищали с использованием хроматографии в колонке с силикагелем (циклогексан/ЕЮАс 8:2). Продукт Р4 получали в форме смеси (Е) и (2)-изомеров в соотношении 95:5 (130 мг, 95%-ный выход) в виде бесцветного масла.

В соответствии с данными в Аидезу.Сйеппе 2002, 114, 2509-2511, при проведении аналогичной реакции катализатор формулы С обеспечивает получение продукта Р4 с выходом 91%.

Пример 10.

Сопоставление эффективности катализаторов 1.II и А в реакции перекрестного метатезиса.

СООЕ( а) или Ь) ЕЮОС + 2 --_ч СМ

С00Е1 ЕЮОС

85а Р5(Е) :(2) = 1 .2

Условие а) катализатор 1.ΙΙ (5 мол.%), КТ, 30 мин, выход: 87%;

б) катализатор А (8 мол.%), КТ, 6 ч, выход: 79%.

В перемешиваемый раствор диэтилаллилмалоната 85 (100 мг, 0,5 ммоль) и 85а (53 мг, 1 ммоль) в СН₂С1₂ (5 мл) добавляли раствор катализатора 1.ΙΙ (16,8 мг, 5 мол.%) в СН₂С1₂ (5 мл). Образовавшийся раствор перемешивали при комнатной температуре в течение 30 мин. Под пониженным давлением удаляли растворитель и остаток очищали с использованием хроматографии в колонке с силикагелем (циклогексан/ЕЮАс 8:2). Продукт Р5 получали в форме смеси (Е)- и (2)-изомеров в соотношении 1:2 (98 мг, 87%-ный выход) в виде бесцветного масла.

В соответствии с 8уи1ей 2001, 430-431, при проведении аналогичной реакции катализатор А обеспечивает получение продукта Р5 с выходом 79%.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Соединение формулы 1

-10008352 в которой X и X' обозначают галоген;

Я¹ обозначает -С1-С₅алкил;

Я² обозначает Н;

и обозначает 0;

Я³ отсутствует;

Ь¹ обозначает Р(Я^П)3, где Я¹¹ обозначает -С3-С₈циклоалкил, или лиганд формулы 6а К⁹ В¹⁰

7 ₈

К—Ν_χ/Ν-Κ

6а в которой Я⁷ и Я⁸ обозначают фенил, необязательно замещенный посредством до трех групп, независимо выбранных из -С1-С₆алкила;

Я⁹ и Я¹⁰ обозначают Н.
2. Соединение по п.1 формулы 1а в которой Ь¹, X, X', Я¹, Я², Я³ и и имеют значения, указанные в п.1.
3. Соединение по π. 1 или 2, в котором Ь¹ обозначает РСу₃ или лиганд формулы 6а; Су обозначает циклогексил; X и X' каждый обозначает атом хлора.
4. Соединение по одному из пи. 1-3, в котором Ь¹ обозначает лиганд формулы 6а, а Я⁷ и Я⁸ обозначают 2-метилфенил, 2,6-диметилфенил или 2,4,6-триметилфенил.
5. Соединение по одному из пп.1-4, в котором Я¹ обозначает изо-Рг; Я² обозначает Н.
6. Соединение формулы 2 в которой К¹ обозначает -С1-С₅алкил;

К² обозначает Н;

Я³ отсутствует;

Я⁴ отсутствует; нт обозначает 0 и η обозначает 0.
7. Соединение по и.6 формулы 2а где Я¹, Я², Я³, Я⁴, тип имеют значения, указанные в п.6.
8. Соединение по и.6 или 7, в котором Я¹ обозначает изопропил.
9. Способ получения комплексов по одному из пи. 1-5, в котором проводят реакцию соединения формулы 2 или 2а по пп.6-8 с рутениевым комплексом общей формулы 5

- 11 008352 где Ь¹ и Ь², X и X' имеют значения, указанные в π. 1;

К⁵ обозначает Н, -С1С₂₀алкил;

К⁶ обозначает фенил.
10. Способ по п.9, который осуществляют в присутствии соли меди.
11. Способ получения промежуточных продуктов формулы 2 или 2а по одному из пп.6-8, который включает стадии:

а) алкилирования соединения формулы 3

НО реагентом формулы Κ'Ζ (9) с получением промежуточного продукта формулы 4 К²

К и

б) реакции промежуточного продукта формулы 4 с агентом олефинирования формулы с получением соединения общей формулы 2

КА,*² в которой К¹, К², К³, К⁴, шип формул 2а, 3, 4, 9 и 10 имеют такие значения, как указанные в пп.6-8;

V обозначает уходящую группу, приемлемую для реакций олефинирования; а

Ζ обозначает атом галогена.
12. Способ проведения реакции метатезиса, включающий контактирование двух соединений, содержащих двойную связь С=С, или одного соединения, содержащего по меньшей мере две двойные связи С=С, с катализатором, где этот катализатор включает рутениевый комплекс по пп.1-5.
13. Способ проведения реакции замыкания цикла или перекрестного метатезиса, включающий контактирование диалкенильного соединения с рутениевым комплексом по пп.1-5.