ES2263487T3 - Fosfinas quirales, complejos metalicos de transicion de las mismas y sus usos en reacciones asimetricas. - Google Patents
Fosfinas quirales, complejos metalicos de transicion de las mismas y sus usos en reacciones asimetricas.Info
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Abstract
Ligante seleccionado de un grupo formado por compuestos representados por A a P, R a Z, AA, BB y CC: (Ver fórmulas)
Description
Fosfinas quirales, complejos metálicos de
transición de las mismas y sus usos en reacciones asimétricas.
La presente invención tiene que ver con las
novedosas fosfinas biarílicas quirales y fosfinas quelantes con
ángulos de mordedura ajustables, para su aplicación en catálisis
asimétrica. De forma más concreta, la invención actual tiene que
ver con complejos metálicos de transición de estos ligantes, que
resultan útiles como catalizadores en las reacciones
asimétricas.
El descubrimiento de nuevos ligantes quirales
resulta crucial en el desarrollo de las reacciones altamente
enantioselectivas catalizadas por metales de transición. A pesar del
gran número de ligantes quirales que se han producido para
aplicaciones de catálisis asimétrica, la industria química y los
laboratorios académicos solamente han utilizado comúnmente unos
pocos ligantes quirales o rutas o grupos sintéticos en la síntesis
de moléculas quirales.
Entre estos ligantes, el BINAP es uno de los
ligantes quirales que se utilizan con más frecuencia. Los BINAP
axialmente disimétricos y totalmente aromáticos, han demostrado que
resultan altamente efectivos en muchas reacciones asimétricas
(Noyori, R; Takaya, H. Acc. Chem. Res. 1990, 23, 345;
Ohkuma, T.; Koizumi, M.; Doucet, H.; Pham, T.; Kozawa, M.; Murata,
K.; Katayama, E.; Yokozawa, T.; Ikariya, T.; Noyori, R. J. Am.
Chem. Soc. 1998, 120, 13529). Los ligantes axialmente
disimétricos relacionado, como MeO-BIPHEP y BIPHEMP
fueron producidos y utilizados en un cierto número de reacciones
asimétricas (Schmid, R. et al. Pure & Appl. Chem.
1996, 68, 131; Foricher, J.: Heiser, B.; Schmid, R US
Patent 5 302 738; Michel, L.; Solicitud de patente europea
0667350A1; Broger, E. A.; Foricher, J.; Heiser, B.; Schmid, R PCT
WO 92/16536). Más abajo se describen varias fosfinas biarílicas
quirales conocidas en la literatura.
A pesar de las exhaustivas investigaciones en
esta área, existe todavía una amplia variedad de reacciones en las
que solamente se ha obtenido una modesta enantioselectividad con
estos ligantes. En especial, la rotación libre en ciertos grados
convierte al BINAP en un ligante conformacionalmente flexible. Los
resultados recientes sugieren que el BINAP parcialmente hidrogenado
y con un ángulo de mordedura más amplio, esto es,
H8-BINAP, podría resultar un mejor ligante en
ciertas reacciones asimétricas.
Por ejemplo, limitar la flexibilidad
conformacional puede mejorar la enantioselectividad (Uemura, T.;
Zhang, X.; Matsumura, K.; Sayo, N.; Kumobayashi, H.; Ohta, T.;
Nozaki, K.; Takaya, H. J. Org. Chem. 1996, 61,
5510). En la mayoría de ligantes de fosfinas quirales axialmente
disimétricas, existe un ángulo de mordedura de baja energía, dictado
por las especies de metal, y un amplio grado de rotación libre. El
ángulo de mordedura de las fosfinas quirales quelantes es difícil de
ajustar de forma precisa. La modificación de las propiedades
electrónicas del ligante también puede contribuir a la actividad,
así como a la enantioselectividad de una reacción. Puesto que
diferentes substratos precisan cavidades quirales de diferente
tamaño, resulta importante disponer de un sistema de ligantes
quirales ajustable, con el fin de lograr una elevada
enantioselectividad.
US 5 600 015 revela un proceso para la
fabricación de derivativos de isopreno mediante hidrogenación
asimétrica, utilizando un complejo de rutenio de una difosfina
atropisomérica ópticamente activa. Los ligantes de difosfina poseen
la siguiente fórmula:
en la que cada R^{2} y R^{3}
es, independientemente, alquilo inferior, alcoxi inferior, hidroxi o
hidroxi protegido o R^{2} y R^{3} significan conjuntamente
OCH_{2}OCH_{2}O; R^{4} es un alquilo inferior o alcoxi
inferior y p es 0, 1 ó 2; y cada R^{5} y R^{6} es,
independientemente, un arilo, un grupo heteroaromático de cinco
miembros o, conjuntamente con el átomo fosforoso, un grupo de la
siguiente
fórmula:
US 5 481 008 revela un proceso catalítico para
la fabricación de ciertos compuestos ópticamente activos. Varios
complejos activos metal-difosfina se revelan como
catalizadores, incluyendo ligantes de difosfina atropisomérica
similares a los revelados en US 5 600 015. En US 5 481 008, el
"puente" entre los grupos fenilo podría ser
-(CH_{2})_{q}-,
-CH_{2}OCH_{2}-CH_{2}N(R^{11})CH_{2}-
o -CH_{2}C(OR^{12})_{2}CH_{2}-.
La presente invención incluye ligantes de
fosfinas biarílicas quirales ajustables, con una gran variedad de
ángulos de mordedura, mediante la unión de dos grupos arilo con
varios puentes. Se revelaron varias fosfinas biarílicas quirales
nuevas. Para lograr catalizadores heterogéneos y soportados, se han
desarrollado varios métodos para sistemas ligantes. Entre ellos se
incluye la unión de estos ligantes a una cadena de polímero,
soportes orgánicos o inorgánicos como dendrímeros, gel de sílice y
cedazos moleculares. Los grupos solubles en agua pueden introducirse
fácilmente en los ligantes y pueden introducirse cadenas de
fluorocarbonos para fomentar la separación de fases.
Los catalizadores derivados de los ligantes de
la presente invención se emplean en diferentes reacciones
asimétricas como hidrogenación, reacción de transferencia de
hidruros, hidrosililación, hidroboración, hidrovinilación,
hidroformilación, hidrocarboxilación, isomerización, alquilación
alílica, ciclopropanación, reacción de Diels-Alder,
reacción de Aldol, reacción de Heck y adición de Michael, con el fin
de preparar compuestos asimétricos que posean una elevada pureza
enantiomérica.
El presente invento incluye un ligante
seleccionado de un grupo formado por compuestos representados por A
a P, R a Z, AA, BB y CC:
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\vskip1.000000\baselineskip
en donde el "puente 1" se
selecciona de un grupo formado por: C=O, C=S, SO_{2},
PO(OR^{1}), PO(NHR^{1}),
PO(NR^{1}R^{2}), fenilo divalente, fenilo divalente
sustituido,
2,2'-divalente-1,1'-bifenilo,
2,2'-divalente-1,1'-bifenilo
sustituido,
2,2'-divalente-1,1'-binaftilo,
2,2'-divalente-1,1'-binaftilo
sustituido, 1,1'-ferroceno,
1,1'-ferroceno sustituido, SiR^{1}_{2},
(CH_{2})_{n}
donde n es un entero entre 1 y 8, y (CR^{2}_{2})_{n}X^{1}(CR^{2}_{2})_{m}, donde cada n o m es de forma independiente un entero de 1 a 8 y X^{1} se selecciona de un grupo formado por: O, S, NR^{3}, PR^{3}_{2}, ^{+}NR^{3}_{2}, ^{+}PR^{3}_{2}, arilo divalente, arilo condensado divalente, grupo heterocíclico de anillo de 5 miembros divalente y grupo heterocíclico condensado divalente;
donde n es un entero entre 1 y 8, y (CR^{2}_{2})_{n}X^{1}(CR^{2}_{2})_{m}, donde cada n o m es de forma independiente un entero de 1 a 8 y X^{1} se selecciona de un grupo formado por: O, S, NR^{3}, PR^{3}_{2}, ^{+}NR^{3}_{2}, ^{+}PR^{3}_{2}, arilo divalente, arilo condensado divalente, grupo heterocíclico de anillo de 5 miembros divalente y grupo heterocíclico condensado divalente;
en donde el "puente 2" se selecciona de un
grupo formado por: NH, O, un único enlace, (CH_{2})_{n},
O(CH_{2})_{n}O,
NH(CH_{2})_{n}NH, en donde cada n es, de forma
independiente, un entero de 1 a 8, fenilo divalente, fenilo
divalente sustituido, fenilamina divalente, fenilamina divalente
sustituida, 2,2'-divalente-1,1
'-bifenilo,
2,2'-divalente-1,1'-bifenilo
sustituido,
2,2'-divalente-1,1'-binaftilo,
2,2'-divalente-1,1'-binaftilo
sustituido, 1,1'-ferroceno,
1,1'-ferroceno sustituido,
O(CR^{2}_{2})_{n}X^{1}
(CR^{2}_{2})_{m}O,
NH(CR^{2}_{2})_{n}X^{1}(CR^{2}_{2})_{m}NH
y
(CR^{2}_{2})_{n}X^{1}(CR^{2}_{2})_{m}
donde cada n o m es, de forma independiente, un entero de 1 a 8, y
X' se selecciona del grupo formado por O, S, NR^{3},
PR^{3}_{2}, ^{+}NR^{3}_{2}, ^{+}PR^{3}_{2}, arilo
divalente, arilo condensado divalente, grupo heterocíclico de anillo
de 5 miembros divalente y grupo heterocíclico condensado
divalente;
en donde el "puente 3" se selecciona de un
grupo formado por: SO_{2}, CO, COCO,
OC(CH_{2})_{n}CO, (CH_{2})_{n} donde n
es un entero de 1 a 8, COArCO, donde Ar se selecciona del grupo
formado por fenilo divalente, fenilo divalente sustituido,
2,2'-divalente-1,1'-bifenilo,
2,2'-divalente-1,1'-bifenilo
sustituido,
2,2'-divalente-1,1'-binaftilo,
2,2'-divalente-1,
1'-binaftilo sustituido,
1,1'-ferroceno, 1,1'-ferroceno
sustituido y
CO(CR^{2}_{2})_{n}X^{1}(CR^{2}_{2})_{m}CO
donde cada n o m es de forma independiente un entero de 1 a 8, y
X^{1} se selecciona del grupo formado por O, S, NR^{3},
PR^{3}_{2}, ^{+}NR^{3}_{2}, ^{+}PR^{3}_{2}, arilo
divalente, arilo condensado divalente, grupo heterocíclico de anillo
de 5 miembros divalente y grupo heterocíclico condensado
divalente;
en donde cada R^{1} se selecciona, de forma
independiente, de un grupo formado por: arilo, alquilo, alcarilo,
aralquilo y derivados sustituidos de los mismos, donde el elemento
de sustitución de dichos derivados sustituidos se selecciona del
grupo formado por: ácido carboxílico, alcoxilo, hidroxi, alquiltio,
tiol y dialquilamino;
en donde cada R^{2} y R^{3} se selecciona de
forma independiente de un grupo formado por: arilo, alquilo, arilo
sustituido y grupo alquilo sustituido;
en donde cada derivativo de fenilo divalente
sustituido, fenilamina divalente, bifenilo, binaftilo y ferroceno
constituye, como mínimo, un elemento de sustitución seleccionado de
un grupo formado por arilo, arilo sustituido, alquilo, heteroátomo,
F, Cl, Br, I, COOR^{1}, SO_{3}R^{1}, PO_{3}R^{1}_{2},
OR^{1}, SR^{1}, PR^{1}_{2}, AsR^{1}_{2},
SbR^{1}_{2}, OAr, nitro, amino, vinilo, vinilo sustituido y
ácido sulfónico;
donde cada R y R' se selecciona, de forma
independiente, de un grupo formado por: arilo, alquilo, alcarilo,
aralquilo y derivados sustituidos de los mismos donde el elemento de
sustitución de dichos derivados sustituidos se selecciona del grupo
formado por: ácido carboxílico, alcoxilo, hidroxi, alquiltio, tiol y
grupos de dialquilamino;
en donde cada X y X' se selecciona, de forma
independiente, de un grupo formado por: arilo, alquilo, alcarilo,
aralquilo, alcoxilo, hidroxi, alquiltio, tiol, amina primaria, amina
secundaria y ArNH;
en donde cada Z y Z' se selecciona, de forma
independiente, de un grupo formado por: hidrógeno, halógeno,
alquilo, arilo, ariloxi, nitro, amino, vinilo, vinilo sustituido y
ácido sulfónico; y
en donde cada Q, Q', Y e Y' se selecciona, de
forma independiente, de un grupo formado por: arilo, alquilo,
alcarilo, aralquilo y derivados sustituidos de los mismos donde el
elemento de sustitución de dichos derivados sustituidos se
selecciona del grupo formado por ácido carboxílico, alcoxilo,
hidroxi, alquiltio, tiol y dialquilamino:
El presente invento incluye además un
catalizador, preparado mediante un proceso que comprende el contacto
con una sal metálica de transición, o un complejo de la misma, y un
ligante seleccionado del grupo formado por compuestos representados
mediante A a P, R a Z, AA, BB y CC, según se ha descrito
anteriormente.
El presente invento todavía incluye un proceso
para la preparación de un compuesto asimétrico, utilizando un
catalizador según el presente invento. El proceso comprende el
contacto con un sustrato capaz de formar un producto asimétrico
mediante una reacción asimétrica y un catalizador, preparado
mediante un proceso que comprende el contacto con una sal metálica
de transición, o un complejo de la misma, y un ligante seleccionado
del grupo formado por compuestos representados por A a P, R a Z, AA,
BB y CC, según se ha descrito anteriormente. Los complejos metálicos
de transición de los ligantes quirales del presente invento originan
productos quirales con una enantioselectividad extremadamente
elevada. Por ejemplo, el complejo de rutenio del ligante quiral
C4-TunaPhos reduce acetoacetato isopropílico, con
una enantioselectividad del 99%, para producir el alcohol
correspondiente en un ee del
99%.
99%.
El presente invento abarca varias familias
nuevas de fosfinas biarílicas quirales. Una familia de fosfinas
quirales posee un puente para enlazar dos grupos arilo, de tal forma
que se limita la rotación entre la unión Sp2-Sp2
arilo-arilo. Otra familia de fosfinas quirales posee
elementos de sustitución en el esqueleto del arilo, incluyendo
aminas y carboxilatos. Las propiedades estéricas y electrónicas de
estos ligantes son diferentes a las que presentan los ligantes BINAP
o MeO-BIPHEP. También se incluyen catalizadores
bifásicos orgánicos, inorgánicos y soportados por polímeros. Los
catalizadores quirales del presente invento resultan útiles en
diferentes reacciones asimétricas catalizadas por metales de
transición. Más adelante se describen los distintos tipos de
ligantes del presente
invento.
invento.
Para cada clase de ligante A a P, R a Z, AA, BB
y CC, también se contempla el enantiómero correspondiente, así como
mezclas enantioméricas. A representa fosfinas quirales quelantes
derivadas de MeO-BIPI-IEP y
compuestos relacionados, que posee un puente entre dos unidades
fenólicas. B y C incluyen fosfinas biarílicas quirales con soportes
de polímero, dendrímero y inorgánicos a través de dos átomos de
oxígeno. D y E cubren fosfinas biarílicas quirales con
fluorohidrocarbonos sustituidos o grupos solubles en agua. El tipo F
de ligantes representa una nueva clase de fosfinas biarílicas
quirales con carboxilatos en la posición 1, 1' y el tipo G de
ligantes posee dos grupos de carbonilos enlazados con un puente en
la fosfina biarílica. Los ligantes de los tipos H a K poseen
soportes de polímero, soportes de dendrímero, soportes inorgánicos,
hidrocarbonos fluorosustituidos y grupos solubles en agua. El linker
con los ligantes biarílicos quirales es un grupo carbonilo. Los
ligantes de los tipos L a O poseen un linker de metileno para
soportes de polímero, soportes de dendrímero, soportes inorgánicos,
hidrocarbonos fluorosustituidos y grupos solubles en agua. Los
ligantes del tipo N' poseen un linker CF2 para hidrocarbonos
fluorosustituidos. Los ligantes del tipo P incluyen fosfinas
biarílicas quirales con elementos de sustitución de nitrógeno en la
posición 1, 1'. Los ligantes del tipo R poseen un puente unido a dos
grupos de nitrógeno. Los ligantes de los tipos S a V poseen linkers
de nitrógeno para conectar los soportes de polímero, soportes de
dendrímero, soportes inorgánicos, hidrocarbonos fluorosustituidos y
grupos solubles en agua. Los ligantes de los tipos W a Z contienen
grupos sulfúricos en la posición 1, 1' de las fosfinas biarílicas
quirales. Los tipos AA a BB incluyen grupos fosfínicos en la
posición 1,1' de las fosfinas biarílicas quirales. Los ligantes del
tipo CC poseen grupos de orto-metalización
(OMG).
(OMG).
El ligante del presente invento puede utilizarse
en forma monomérica o en forma polimérica o copolimérica, ya sea
como ligante libre o como un ligante soportado sobre algún material
de soporte. Preferiblemente, el material de soporte es un polímero,
como poliestireno, poliacrilato, resina, PEG,
MeO-PEG, poliéster dendrítico o polienamida
dendrítica, o el material de soporte es un elemento orgánico, como
sílice, alumina, ceolita, cedazo molecular o material mesoporoso. El
ligante podría unirse al material de soporte mediante interacción
física o puede enlazarse al material de soporte mediante un grupo de
enlace, como NH(CH_{2})_{n}
Si(OEt)_{3} donde n = 1 a 8,
CO(CH_{2})_{n}Si(OEt)_{3},
(CH_{2})_{n}Si(OEt)_{3},
C-O, C-N y enlace NCF_{2}. El
ligante podría sustituirse, como mínimo, por un grupo funcional
soluble en agua, como los grupos sulfúrico, fosfórico, carboxílico,
amonio cuaternario y MeO-PEG.
Los ligantes preferidos para el presente invento
se seleccionan entre los ligantes designados con las letras A a P,
R a Z, AA, BB y CC, los cuales incluyen los miembros representados
mediante las fórmulas L1 a L102, como se describen más abajo:
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\vskip1.000000\baselineskip
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\newpage
El ligante podría unirse a un soporte inorgánico
por medio de cualquier enlace convencional, como
NH(CH_{2})_{n}Si(OEt)_{3},
CO(CH_{2})_{n}Si(OEt)_{3},
(CH_{2})_{n}Si(OEt)_{3} (n = 1 a 8). La
hidrólisis selectiva lleva a ligantes y catalizadores con soportes
inorgánicos. El ligante puede tener grupos funcionales solubles en
agua, como R''SO_{3}^{-}, R''PO_{3}^{2-}, R''COO^{-}, un
grupo de amonio cuaternario y MeO-PEG, donde R'' es
un residuo ligante. Entre los contra-iones se
incluyen álcali, metales de tierra alcalina, amonio, halógenos y
triflato (Otf).
Por lo general, ningún ligante quiral único
resulta adecuado para su uso en todas las reacciones asimétricas.
Incluso con la difosfina biarílica quiral más extensamente
utilizada, BINAP, es necesario un ajuste preciso para obtener un
elevado exceso enantiomérico (ee) en las reacciones específicas. Los
ligantes con factores estéreo y electrónicos similares, pero con
diferentes ángulos de mordedura, se comportan en algunas reacciones
de modo espectacularmente diferente. Por ejemplo, Kamer, P. C. J.;
Reek, J. N. H. y van Leeuwen, P. W. N. M. Chemtech,
1998, 28(9), 27 informan de que en la
hidrocianación del estireno catalizada por níquel de Leeuwen, la
reactividad y selectividad son buenas solamente si el ángulo de
mordedura se encuentra en el rango de 101º a 109º. Por consiguiente,
el diseño y la síntesis de nuevos ligantes han sido siempre
necesarios para proporcionar un elevado ee en las reacciones
seleccionadas.
Aunque las difosfinas biarílicas quirales como
BINAP, BIPHEMP y MeO-BIPHEP resultan ligantes
eficaces para algunas reacciones, existe poca o nula capacidad de
sintonización de su ángulo de mordedura natural. Las aplicaciones
en reacciones asimétricas para una amplia variedad de reacciones y
sustratos resultan limitadas. Tal desventaja ha sido vencida ahora
mediante la realización de un puente entre el esqueleto de diarilo y
una cadena de longitud variable. Por ejemplo,
MeO-PHEP resulta un excelente material de inicio
para construir dicho puente. Tras la demetilación del
MeO-PHEP enantioméricamente puro, la difosfina
dihidroxi puede reaccionar con dihaluros de alquilo en presencia de
un exceso de K_{2}CO_{3} anhidro en DMF y proporcionar los
productos 1 a 6 deseados.
Más abajo se esbozan rutas sintéticas a algunos
ligantes quirales según el presente invento.
Método
A
OMG = grupo de
orto-metalización, p. ej., R'O, R'CONH, COONHR',
R'S, R'SO_{2}, Oxazolina.
R = Ph, Cy, 3,5-dimetilo fenilo,
4-metilo fenilo.
Polímero = poliestireno, poliacrilato.
WSG = grupos solubles en agua, como carboxilato,
ácido sulfúrico, sales de amonio cuaternario,
"Puente" es Puente 1, 2 ó 3
\newpage
Método
B
Aunque las difosfinas biarílicas quirales como
BINAP, BIPHEMP y MeO-BIPHEP resultan ligantes
eficaces para algunas reacciones, existe poca o nula capacidad de
sintonización de su ángulo de mordedura natural. Las aplicaciones
en reacciones asimétricas para una amplia variedad de reacciones y
sustratos resultan limitadas. Tal desventaja ha sido vencida ahora
mediante la realización de un puente entre el esqueleto de diarilo y
una cadena de longitud variable.
Por ejemplo, MeO-PHEP resulta un
excelente material de arranque para construir dicho puente. Tras la
demetilación del MeO-PHEP enantioméricamente puro,
la difosfina dihidroxi puede reaccionar con dihaluros de alquilo en
presencia de un exceso de K_{2}CO_{3} anhidro en DMF y
proporcionar los productos 1 a 6 deseados.
Esta familia de ligantes de fosfinas, de ahora
en adelante "TunaPhos," incluye miembros que poseen un puente
de cadena de longitud variable Cn, donde Cn representa el número de
átomos de carbono en el puente de cadena de longitud variable y n
es un entero. Entre los ejemplos de TunaPhos se incluyen TunaPhos 1
a 6, donde la cadena de longitud variable posee 1-6
átomos de carbono. Los ángulos diédricos calculados de
Cn-TunaPhos se calculan tomando como base el
programa CAChe, MM2. Los resultados de dichos cálculos se resumen
más abajo, en el Diagrama 1.
Diagrama
1
Se estudió el efecto del ángulo de mordedura
para una reacción de hidrogenación asimétrica de
\beta-cetoésteres. El catalizador se fabricó
"in situ" mezclando
(Ru(benceno)Cl_{2})_{2} y ligante de
difosfina en DMF caliente (consulte Kitamura, M.; Tokunaga, M.;
Ohkuma, T. y Noyori, R Tetrahedron Lett. 1991,
32, 4163). La reactividad no mostró ninguna diferencia con C1 a C6
TunaPhos, pero la enantioselectividad cambió.
Por ejemplo, cuando se utilizó como sustrato
acetoacetato metílico 7 y como ligante C1 o
C2-TunaPhos, la enantioselectividad fue de
solamente un 91%. Con C3-TunaPhos, el ee se
incrementó en casi el 98%. El mejor ee (>99%) se obtuvo con
C4-TunaPhos. Con C5 y C6-TunaPhos,
los valores de ee se redujeron (Entrada 1, Tabla 1). De forma
evidente, C4-TunaPhos es el ligante preferido para
la hidrogenación de estos tipos de sustratos.
Sub/Cat | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | BI/NAP | MEOPHEP |
7 | 90,9 | 90,8 | 97,7 | 99,1 | 97,1 | 96,5 | 98,4 | 97,9 % ee |
8 | 90,1 | 90,8 | 97,7 | 99,3 | 96,8 | 96,3 | 98,2 | 98,8 |
9 | 90,0 | 93,9 | 99,0 | 99,2 | 96,8 | 95,9 | 97,6 | 98,5 |
10 | 89,9 | 93,8 | 99,0 | 99,0 | 96,9 | 95,9 | 97,5 | 98,5 |
11 | 76,8 | 71,4 | 72,0 | 82,3 | 78,5 | 60,5 | 78,4 | 74,8 |
12 | 87,9 | 89,7 | 95,2 | 96,8 | 94,7 | 91,9 | 93,4 | 97,5 |
13 | 79,6 | 85,6 | 95,5 | 95,8 | 92,5 | 90,7 | 91,3 | 95,2 |
(46,1 cis) | (45,7) | (45,5) | (45,6) | (44,2) | (46,5) | (46,8) | (45,9) | |
93,9 | 95,6 | 98,5 | 98,7 | 98,0 | 97,5 | 95,7 | 98,1 | |
(53,9 trans) | (54,3) | (54,5) | (54,4) | (55,8) | (53,5) | (53,2) | (54,1) |
Tomando como base los resultados anteriores, se
confirma el marcado efecto del ángulo de mordedura sobre la
enantioselectividad en la hidrogenación asimétrica de
\beta-cetoésteres. Con otros tipos de sustratos o
reacciones, podría ser preferible un ángulo de mordedura diferente
y, en consecuencia, un TunaPhos diferente.
El ligante, según el presente invento, puede ser
racémico, esto es, una mezcla racémica de enantiómeros, o puede ser
una mezcla no-racémica de enantiómeros.
Preferiblemente, el ligante según el presente invento es uno de los
enantiómeros. Cuando el ligante es una mezcla
no-racémica de enantiómeros, es preferible que
posea una pureza óptica del 85% ee como mínimo, y, de ser posible,
que posea una pureza óptica del 95% ee, como mínimo.
El presente invento incluye también un
catalizador, preparado mediante un proceso que comprende el
contacto con una sal metálica de transición o un complejo de la
misma y un ligante seleccionado del grupo formado por compuestos
representados por A a P, R a Z, AA, BB y CC.
En cuanto al ligante, el catalizador según el
presente invento puede ser racémico, tal como una mezcla racémica
de enantiómeros, o puede ser una mezcla no-racémica
de enantiómeros. Preferiblemente, el catalizador según el presente
invento es uno de los enantiómeros. Cuando el ligante según el
presente invento es una mezcla no-racémica de
enantiómeros, es preferible que posea una pureza óptica del 85% ee
como mínimo, y, de ser posible, que posea una pureza óptica del 95%
ee, como mínimo.
Entre los metales de transición adecuados para
la preparación de catalizador se incluyen Pt, Pd, Rh, Ru, Ir, Cu,
Ni, Mo, Ti, V, Re y Mn.
El catalizador puede prepararse mediante
contacto con una sal metálica de transición o su complejo y un
ligante seleccionado entre A y P, R y Z, AA, BB y CC. La sal
metálica de transición o complejo puede ser PtCl_{2};
Pd_{2}(DBA)_{3}; Pd(OAc)_{2};
PdCl_{2}(RCN)_{2};
(Pd(alilo)Cl)_{2};
(Rh(COD)Cl)_{2};
(Rh(COD)_{2})X;
Rh(acac)(CO)_{2}; Rh
(etileno)_{2}(acac);
Rh(CO)_{2}
Cl_{2}; Ru(RCOO)_{2}(difosfina); Ru(metilalilo)_{2}(difosfina); Ru(grupo arilo)X_{2}(difosfina); RuCl_{2}(COD); (Rh(COD)_{2})X; RuX_{2}(difosfina); RuCl_{2}(=CHR)(PR'_{3})_{2}; Ru(ArH)Cl_{2}; Ru(COD)(metilalilo)_{2}; (lr(COD)_{2}Cl)_{2}; (lr(COD)_{2})X; Cu(OTf); Cu(OTf)_{2}; Cu(Ar)X; CuX; NiX_{2}; Ni(COD)_{2}; MoO_{2}(acac)_{2}; Ti(OiPr)_{4}; VO(acac)_{2}; MeReO_{3}; MnX_{2} o Mn(acac)_{2}; donde cada R y R' puede ser, de forma independiente, alquilo o arilo; Ar es un grupo arilo y X es un contra-anión. Entre los contra-aniones preferidos se incluyen halógeno, BF_{4}, B(Ar)_{4} donde Ar es 3,5-di-trifluorometil-1-fenil, ClO_{4}, SbF_{6}, CF_{3}SO_{3}, RCOO y una mezcla de los mismos.
Cl_{2}; Ru(RCOO)_{2}(difosfina); Ru(metilalilo)_{2}(difosfina); Ru(grupo arilo)X_{2}(difosfina); RuCl_{2}(COD); (Rh(COD)_{2})X; RuX_{2}(difosfina); RuCl_{2}(=CHR)(PR'_{3})_{2}; Ru(ArH)Cl_{2}; Ru(COD)(metilalilo)_{2}; (lr(COD)_{2}Cl)_{2}; (lr(COD)_{2})X; Cu(OTf); Cu(OTf)_{2}; Cu(Ar)X; CuX; NiX_{2}; Ni(COD)_{2}; MoO_{2}(acac)_{2}; Ti(OiPr)_{4}; VO(acac)_{2}; MeReO_{3}; MnX_{2} o Mn(acac)_{2}; donde cada R y R' puede ser, de forma independiente, alquilo o arilo; Ar es un grupo arilo y X es un contra-anión. Entre los contra-aniones preferidos se incluyen halógeno, BF_{4}, B(Ar)_{4} donde Ar es 3,5-di-trifluorometil-1-fenil, ClO_{4}, SbF_{6}, CF_{3}SO_{3}, RCOO y una mezcla de los mismos.
El catalizador puede prepararse "in
situ" o como un compuesto aislado. Un ejemplo del catalizador
preferido del presente invento es C4-TunaPhos
quiral de rutenio.
En otro aspecto, el presente invento incluye un
proceso para la preparación de un compuesto asimétrico, utilizando
los catalizadores descritos anteriormente. El proceso incluye el
contacto con un sustrato capaz de formar un producto a-
simétrico mediante una reacción asimétrica y un catalizador preparado mediante contacto con una sal metálica de tran-
sición, o un complejo de la misma, y un ligante seleccionado del grupo representados por A a P, R a Z, AA, BB y CC.
simétrico mediante una reacción asimétrica y un catalizador preparado mediante contacto con una sal metálica de tran-
sición, o un complejo de la misma, y un ligante seleccionado del grupo representados por A a P, R a Z, AA, BB y CC.
Entre las reacciones asimétricas adecuadas se
incluyen hidrogenación, transferencia de hidruros, hidrosililación,
hidroboración, hidrovinilación, hidroformilación,
hidrocarboxilación, isomerización, alquilación alílica,
ciclopropanación, reacción de Diels-Alder, reacción
de Heck, reacción de Aldol, adición de Michael y epoxidación.
Preferiblemente, la reacción asimétrica es
hidrogenación y el sustrato a hidrogenar es un compuesto
etilénicamente insaturado, imina, cetona, enamina, enamida y éster
de vinilo. Entre los catalizadores adecuados para la hidrogenación
de las cetonas, con el fin de producir alcohol quiral, se incluyen
C1 a C6 TunaPhos quiral de rutenio, en especial el catalizador
C4-TunaPhos.
Todas las reacciones y manipulaciones se
realizaron en una caja de manipulación con guantes llena de
nitrógeno o utilizando técnicas Schlenk estándar. El THF y el
tolueno se secaron y destilaron a partir de cetil sódico de
benzofenona bajo nitrógeno. El cloruro de metileno se destiló a
partir de CaH_{2}. El metanol se destiló a partir de Mg bajo
nitrógeno. Se realizó una disolución en tolueno de 10 mg/ml de (R,
R)-BDNPB antes de su uso. La cromatografía en
columna se realizó utilizando gel de sílice EM 60 (malla de
230-400). ^{1}H, ^{13}C^{} y ^{31}P^{} RMN
se registraron en espectrómetros Bruker WP-200,
AM-300 y AMX-360. Se reportaron
desplazamientos químicos en ppm a campo bajo y a partir del
tetrametilsilano, con la resonancia del disolvente como norma
interna. La rotación óptica se obtuvo con un polarímetro
Perkin-Elmer 241. Los espectros MS se registraron
con un espectrómetro de masas KRATOS MS 9/50 para
LR-El y HR-El. El análisis GC se
realizó con cromatografía de gases Hewlett-Packard
6890, utilizando columnas capilares quirales. El análisis HPLC se
realizó con cromatografía Waters^{TM} 600.
A una suspensión de
(R)-(6,6'-dimetoxibifenil-2,2'-diil)
bis(óxido de difenilfosfina ) (46 g, 74,9 mmol) en p-xileno
seco (490 ml) se añadieron Bu_{3}N (157 ml, 660 mmol) y
HSiCl_{3} (57,1 g, 420 mmol) a temperatura ambiente bajo N_{2}
con agitamiento. Tras ser agitada a temperatura ambiente durante 30
min., la mezcla se calentó durante 3 h hasta refluir. La mezcla se
enfrió hasta alcanzar 0ºC y se añadió lentamente a la mezcla 30%
NaOH acuoso (350 ml, desgasificado). Se añadió CH_{2}Cl_{2} (200
ml, desgasificado) y la mezcla se calentó hasta cerca de 60ºC, hasta
que se formaron dos capas diferenciadas. La capa de agua se eliminó
y trató de nuevo con 30% NaOH acuoso (200 ml) desgasificado. A
continuación, se lavó con H_{2}O (300 ml x 2) desgasificada y con
agua salada (200 ml), se secó sobre Na_{2}SO_{4}, se filtró y
evaporó. El residuo se trató con EtOH desgasificado durante 5 min. a
80ºC, se enfrió hasta 0ºC y se filtró.
El residuo se lavó con EtOH desgasificado y se secó mediante vacío para obtener el producto deseado (42,3 g, 97%).
El residuo se lavó con EtOH desgasificado y se secó mediante vacío para obtener el producto deseado (42,3 g, 97%).
(\alpha)_{D}^{23}= +42,5, (c=1,0,
CHCl_{3})
^{1}H RMN (CDCl_{3}): \delta
7,21-7,12 (m, 18H), 7,03-6,95 (m,
4H), 6,70-6,65 (m, 4H), 3,08 (s, 6H);
^{31}PRMN (CDCl_{3}): \delta -14,2;
^{13}C RMN (CDCl_{3}); \delta
157,5-127,8 (m, Ar-C), 110,7, 54,
7.
Una solución de
(S)-(6,6'-dimetoxibifenil-2,2'-diil)
bis(difenilfosfina)
((R)-MeO-BIPHEP) (23,3 g, 40 mmol)
en CH_{2}Cl_{2} (500 ml) se refrigeró hasta -78ºC y se purgó con
N_{2} durante 15 min. Se añadió BBr_{3} (30 g, 120 mmol) con
una jeringa durante un periodo de 10 min. La solución se agitó
durante 1 h a -78ºC y se calentó lentamente hasta la temperatura
ambiente por la noche. A continuación, la mezcla se enfrió hasta
alcanzar 0ºC y se añadió lentamente agua desgasificada (120 ml)
hasta que se formaron dos capas diferenciadas. Se retiró la capa
acuosa y la capa orgánica se lavó posteriormente con H_{2}O
desgasificada (200 ml x 2) y agua salada (200 ml) y se secó sobre
Na_{2}SO_{4}. La capa orgánica se pasó a través de una
almohadilla de Al_{2}O_{3} neutro y se evaporó a sequedad. El
sólido así obtenido era esencialmente puro y se utilizó directamente
para el siguiente paso.
(\alpha)_{D}^{23}= -10.4, (c=0,5,
EtOH)
^{1}H RMN (CD_{2}Cl_{2}): \delta
7,3-6,8 (m, 26H), 4,27 (s, br, 2H);
^{31}P RMN (CD_{2}Cl_{2}): \delta
-13,6;
^{13}C RMN (CD_{2}Cl_{2}): \delta
154,9-116,7 (m, Ar-C),
HRMS: 555,1649, Calculado para (M^{+}+1):
555,1643,
Una solución de
(R)-(6,6'-dihidroxibifenil-2,2'-diil)
bis(difenilfosfina)
((R)-HO-BIPHEP) (1,11 g, 2 mmol) en
DMF (20 ml) se purgó con N_{2} durante 15 min., se añadió como
sólido K_{2}CO_{3} anhidro (1,38 g, 10 mmol) y se agitó durante
15 min. a temperatura ambiente. Se añadió bromoclorometano (2,1
mmol) con una jeringa y se agitó a temperatura ambiente durante 24
h; a continuación se calentó hasta alcanzar 60ºC y se agitó hasta
que el material de inicio se consumió completamente (- 48 h). Se
eliminó el disolvente mediante vacío y el residuo se extrajo con
éter (100 ml), se lavó con agua (20 ml x 2) y agua salada (20 ml) y
se secó sobre Na_{2}SO_{4}. Tras la eliminación del disolvente,
el sólido espumoso se purificó mediante cromatografía tipo
"flash" sobre gel de sílice con
CH_{2}Cl_{2}-hexanos (1:3) como eluyente. Pueden
originarse C3, C4, C5, C6-TunaPhos utilizando este
procedimiento. Para la síntesis de C2 TunaPhos, se utilizaron hasta
3,5 eq. de 1,2-dibromoetano, con el fin de realizar
una conversión completa del material de inicio.
C1-Tunaphos (1)
- (\alpha)_{D}^{23}= -396, (c=0,5, CHCl_{3});
- ^{1}H RMN (CDCl_{3}): \delta 7,8-7,0 (m, 26H), 5,41 (s, 2H);
- ^{31}P RMN (CDCl_{3}): \delta -9,7;
- ^{13}C RMN (CDCl_{3}): \delta 152,9-121,0 (m, Ar-C), 101,6;
- HRMS: 567,1672, Calculado para (M^{+}+1): 567,1643,
C2-TunaPhos (2)
- (\alpha)_{D}^{23}=-294, (c=0,5, CHCl_{3});
- ^{1}H RMN (CDCl_{3}): \delta 7,8-7,0 (m, 26H), 4,30 (d, 2H, J= 8,7 Hz), 4,00 (d, 2H, J= 8,7 Hz);
- ^{31}P RMN (CDCl_{3}): \delta -8,4;
- ^{13}C RMN (CDCl_{3}): \delta 159,8-122,4 (m, Ar-C), 74,3;
- HRMS: 581,1816, Calculado para (M^{+}+1): 581,1799,
C3-TunaPhos (3)
- (\alpha)_{D}^{23}=-225, (c = 0.5, CHCl_{3});
- ^{1}H RMN (CDCl_{3}): \delta 7,5-6,7 (m, 26H), 4,1-4,0 (m, 4H), 1,68 (t, J= 5,7 Hz, 2H);
- ^{31}PRMN (CDCl_{3}): \delta -11,7;
- ^{13}CNMR (CDCl_{3}): \delta 157,8-118,8 (m, Ar-C), 72,2, 29,6;
- HRMS: 595,1922, Calculado para (M^{+}+1): 595,1956,
C4-TunaPhos (4)
- (\alpha)_{D}^{23} =167, (c = 0.5, CHCl_{3});
- ^{1}H RMN (CDCl_{3}): \delta 7,6-6,7 (m, 26H), 4,19 (d, J= 11,5 Hz, 2H), 3,77(d, J= 10,4 Hz, 2H), 1,68 (1, J = 10,4 Hz, 2H), 1,55 (d, J= 11,5 Hz, 2H);
- ^{31}PRMN (CDCl_{3}): \delta -11,2;
- ^{13}C RMN (CDCl_{3}): \delta 156,3-115,5 (m, Ar-C), 69,7, 25,5;
- HRMS: 609,2100, Calculado para (M^{+}+1): 609,2112.
C5-TunaPhos (5)
- (\alpha)_{D}^{23}=-143, (c = 0,5, CHCl_{3});
- ^{1}H RMN (CDCl_{3}): \delta 7,6-6,9 (m, 26H), 4,3-4,2 (m, 2H), 4,0-3,8 (m, 2H), 1,9-1,4 (m, 6H);
- ^{31}P RMN (CDCl_{3}): \delta -11,4;
- ^{13}C RMN (CDCl_{3}): \delta 157,0-113,5 (m, Ar-C), 67,2, 26,0, 22,3;
- HRMS: 623,2261, Calculado para (M^{+}+1): 623,2269.
C6-TunaPhos (6)
- (\alpha)_{D}^{23}=-122, (c = 0,5, CHCl_{3});
- ^{1}H RMN (CDCl_{3}): \delta 7,8-6,8 (m, 26H), 4,1-4,0 (m, 2H), 3,7-3,6 (m, 2H), 1,9-1,4 (m, 8H);
- ^{31}P RMN (CDCl_{3}): \delta -11,5;
- ^{13}C RMN (CDCl_{3}): \delta 156,5-111,4 (m, Ar-C), 66,4, 25,9, 24,5;
- HRMS: 637,2413, Calculado para (M^{+}+1): 637,2425,
En un tubo Schlenk de 10 ml se añadió
(Ru(benceno)Cl_{2})_{2} (10 mg, 0,02 mmol)
y difosfina (0,048 mmol de
R-BINAP, R-MeOPHEP o C1-C6 TunaPhos) y a continuación dicho tubo se purgó tres veces con N_{2}. A este tubo se añadió DMF (1 ml) recién destilado y desgasificado. La mezcla resultante se calentó a 99-101ºC durante 10 min., se enfrió hasta alcanzar 50ºC y se eliminó el disolvente mediante vacío. Se obtuvo un sólido de color entre naranja y rojo oscuro, y este sólido se utilizó directamente como catalizador. El catalizador se introdujo en una caja de manipulación con guantes, se disolvió en el metanol desgasificado (8 ml) y se distribuyó de forma equitativa en 8 viales (5 ml cada uno). Se añadió el \beta-cetoéster, se selló la mezcla en una bomba y se extrajo de la caja de manipulación con guantes. La bomba se purgó tres veces con H_{2}, y a continuación, la presión se fijó en 750 psi. El reactor se colocó en un baño de aceite a 60ºC y se agitó durante 20 h. A continuación, la bomba se refrigeró con un baño de hielo y se liberó con cuidado el H_{2}. Se transfirió la solución de metanol a un matraz con forma de pera de 25 ml. Tras la eliminación del metanol, se añadió éter (20 ml) y se lavó la solución con H_{2}O (3 x ml) y agua salada (3 ml) y se secó sobre Na_{2}SO_{4}. La solución de éter se pasó a través de una columna corta de gel de sílice y se concentró hasta la sequedad antes del análisis.
R-BINAP, R-MeOPHEP o C1-C6 TunaPhos) y a continuación dicho tubo se purgó tres veces con N_{2}. A este tubo se añadió DMF (1 ml) recién destilado y desgasificado. La mezcla resultante se calentó a 99-101ºC durante 10 min., se enfrió hasta alcanzar 50ºC y se eliminó el disolvente mediante vacío. Se obtuvo un sólido de color entre naranja y rojo oscuro, y este sólido se utilizó directamente como catalizador. El catalizador se introdujo en una caja de manipulación con guantes, se disolvió en el metanol desgasificado (8 ml) y se distribuyó de forma equitativa en 8 viales (5 ml cada uno). Se añadió el \beta-cetoéster, se selló la mezcla en una bomba y se extrajo de la caja de manipulación con guantes. La bomba se purgó tres veces con H_{2}, y a continuación, la presión se fijó en 750 psi. El reactor se colocó en un baño de aceite a 60ºC y se agitó durante 20 h. A continuación, la bomba se refrigeró con un baño de hielo y se liberó con cuidado el H_{2}. Se transfirió la solución de metanol a un matraz con forma de pera de 25 ml. Tras la eliminación del metanol, se añadió éter (20 ml) y se lavó la solución con H_{2}O (3 x ml) y agua salada (3 ml) y se secó sobre Na_{2}SO_{4}. La solución de éter se pasó a través de una columna corta de gel de sílice y se concentró hasta la sequedad antes del análisis.
La reacción de Heck asimétrica es una reacción
atractiva que forma un enlace C-C. Se llevó a cabo
una reacción de Heck típica catalizada con Pd con ligantes BINAP,
MeO-BIPHEP y TunaPhos. Los resultados se esbozan en
la
Tabla 2.
Tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
Fosfina^{b} | AB | A (ee%) | B (ee%) |
Binap | 95:5 | 79,0 | 61,5 |
MeO-Phep | 94:6 | 88,8 | 31,5 |
C1-Tunaphos | 94:6 | 69,7 | 10,8 |
C2-Tunaphos | 98:2 | 78,4 | 35,7 |
C3-Tunaphos | 95:5 | 72,6 | 24,5 |
C4-Tunaphos | 96:4 | 88,8 | 62,8 |
C5-Tunaphos | 91:9 | 75,2 | 24,1 |
C6-Tunaphos | 95:5 | 90,5 | 61,6 |
^{a} Todas las reacciones se ejecutaron con una proporción de PhOTI 2,3-dihidrofurán: Pr_{2}NEt:Pd(OAc)_{2}: | |||
\hskip0,2cm Fosfina=1:5:3:0,03:0:0,63, en 2 ml de benceno durante 40 h; ^{b}se utilizaron R-fosfinas. |
El hecho de que los ligantes TunaPhos posean un
número par de grupos metileno proporciona mejores ee que los
ligantes TunaPhos con número impar de grupos metileno. Por
consiguiente, en la reacción de Heck asimétrica estándar (triflato
de fenil y 2,3-dihidrofurán como sustratos),
utilizando como ligante C1-TunaPhos, se obtuvo un
ee del 69,7%, mientras que con C6-TunaPhos se obtuvo
un ee del 90,5%.
Bajo estas condiciones, se utilizó
C6-TunaPhos como ligante para probar varios
sustratos. Los resultados se resumen en la Tabla 3.
\vskip1.000000\baselineskip
R | Rendimiento | 1:2 | 1 (ee%) | 2 (ee%) |
CF_{3} | 91% | 92:8 | 96,3 | 47,5 |
NO_{2} | 93% | 91:9 | 95,8 | 42,0 |
CN | 88% | 92:8 | 91,2 | 60,2 |
Cl | 90% | 90:10 | 93,2 | 59,6 |
CH_{3} | a | 97:3 | 91,4 | n/a |
Br } | a | 84:16 | 93,3 | 0 |
OTf } | 82:18 | 92,0 | 34,0 | |
a: baja conversión (\sim20%) |
También son posibles procedimientos alternativos
de tratamiento y aislamiento, lo que será evidente para los
expertos.
El presente invento se ha descrito con
referencia en particular a las realizaciones preferidas. Debe
entenderse que las descripciones y ejemplos anteriormente
mencionados son solamente ilustrativos del invento. Los expertos
pueden idear varias alternativas y modificaciones de los mismos, sin
apartarse del alcance del presente invento. Por consiguiente, el
presente invento está dirigido a abarcar todas esas alternativas,
modificaciones y variaciones que permanezcan dentro del ámbito de
las reivindicaciones que se adjuntan.
Claims (32)
1. Ligante seleccionado de un grupo formado por
compuestos representados por A a P, R a Z, AA, BB y CC:
en donde el "puente 1" se
selecciona de un grupo formado por: C=O, C=S, SO_{2},
PQ(OR^{1}), PO(NHR^{1}),
PO(NR^{1}R^{2}), fenilo divalente, fenilo divalente
sustituido,
2,2'-divalente-1,1'-bifenilo,
2,2'-divalente-1,1'-bifenilo
sustituido,
2,2'-divalente-1,1'-binaftilo,
2,2'-divalente-1,1'-binaftilo
sustituido, 1,1'-ferroceno,
1,1'-ferroceno sustituido, SiR^{1}_{2},
(CH_{2})_{n}
donde n es un entero entre 1 y 8, y (CR^{2}_{2})_{n}X^{1}(CR^{2}_{2})_{m}, donde cada n o m es de forma independiente un entero de 1 a 8 y X^{1} se selecciona de un grupo formado por: O, S, NR^{3}, PR^{3}_{2}, ^{+}NR^{3}_{2}, ^{+}PR^{3}_{2}, arilo divalente, arilo condensado divalente, grupo heterocíclico de anillo de 5 miembros divalente y grupo heterocíclico condensado divalente;
donde n es un entero entre 1 y 8, y (CR^{2}_{2})_{n}X^{1}(CR^{2}_{2})_{m}, donde cada n o m es de forma independiente un entero de 1 a 8 y X^{1} se selecciona de un grupo formado por: O, S, NR^{3}, PR^{3}_{2}, ^{+}NR^{3}_{2}, ^{+}PR^{3}_{2}, arilo divalente, arilo condensado divalente, grupo heterocíclico de anillo de 5 miembros divalente y grupo heterocíclico condensado divalente;
en donde el "puente 2" se selecciona de un
grupo formado por NH, O, un único enlace, (CH_{2})_{n},
O(CH_{2})_{n}O,
NH(CH_{2})_{n}NH, donde cada n es, de forma
independiente, un entero de 1 a 8, fenilo divalente, fenilo
divalente sustituido, fenilamina divalente, fenilamina divalente
sustituida,
2,2'-divalente-1,1'-bifenilo,
2,2'-divalente-1,1'-bifenilo
sustituido,
2,2'-divalente-1,1'-binaftilo,
2,2'-divalente-1,1'-binaftilo
sustituido, 1,1'-ferroceno,
1,1'-ferroceno sustituido,
O(CR^{2}_{2})_{n}X^{1}(CR^{2}_{2})_{m}O,
NH(CR^{2}_{2})_{n}X^{1}(CR^{2}_{2})_{m},NH
y
(CR^{2}_{2})_{n}X^{1}(CR^{2}_{2})_{m},
donde cada n o m es de forma independiente un entero de 1 a 8 y
X^{1} se selecciona de un grupo formado por: O, S, NR^{3},
PR^{3}_{2}, ^{+}NR^{3}_{2}, ^{+}PR^{3}_{2}, arilo
divalente, arilo condensado divalente, grupo heterocíclico de anillo
de 5 miembros divalente y grupo heterocíclico condensado
divalente;
en donde el "puente 3" se selecciona de un
grupo formado por: SO_{2}, CO, COCO,
OC(CH_{2})_{n}CO, (CH_{2})_{n}, donde n
es un entero de 1 a 8, COArCO, donde Ar se selecciona del grupo
formado por fenilo divalente, fenilo divalente sustituido,
2,2'-divalente-1,1'-bifenilo,
2,2'-divalente-1,1' -bifenilo
sustituido, 2,2'-divalente-1,
1'-binaftilo,
2,2'-divalente-1,1'-binaftilo
sustituido, 1,1'-ferroceno,
1,1'-ferroceno sustituido y
CO(CR^{2}_{2})_{n}X^{1}(CR^{2}_{2})_{m}CO,
donde cada n o m es de forma independiente un entero de 1 a 8 y
X^{1} se selecciona de un grupo formado por O, S, N R^{3},
PR^{3}_{2}, ^{+}NR^{3}_{2}, ^{+}PR^{3}_{2}, arilo
divalente, arilo condensado divalente, grupo heterocíclico de anillo
de 5 miembros divalente y grupo heterocíclico condensado
divalente;
donde cada R^{1} se selecciona, de forma
independiente, de un grupo formado por arilo, alquilo, alcarilo,
aralquilo y derivados sustituidos de los mismos donde el elemento de
sustitución de dichos derivados sustituidos se selecciona del grupo
formado por: ácido carboxílico, alcoxilo, hidroxi, alquiltio, tiol y
dialquilamino;
en donde cada R^{2} y R^{3} se selecciona de
forma independiente de un grupo formado por: arilo, alquilo, arilo
sustituido y grupo alquilo sustituido;
en donde cada derivativo de fenilo divalente
sustituido, fenilamina divalente, bifenilo, binaftilo y ferroceno
constituye, como mínimo, un elemento de sustitución seleccionado de
un grupo formado por arilo, arilo sustituido, alquilo, heteroátomo,
F, Cl, Br, I, COOR^{1}, SO_{3}R^{1}, PO_{3}R^{1}_{2},
OR^{1}, SR^{1}, PR^{1}_{2}, AsR^{1}_{2},
SbR^{1}_{2}, OAr, nitro, amino, vinilo, vinilo sustituido y
ácido sulfónico;
donde cada R y R^{1} se selecciona, de forma
independiente, de un grupo formado por arilo, alquilo, alcarilo,
aralquilo y derivados sustituidos de los mismos donde el elemento de
sustitución de dichos derivados sustituidos se selecciona del grupo
formado por: ácido carboxílico, alcoxilo, hidroxi, alquiltio, tiol y
grupos de dialquilamino;
donde cada X y X' se selecciona, de forma
independiente, de un grupo formado por arilo, alquilo, alcarilo,
aralquilo, alcoxilo, hidroxi, alquiltio, tiol, amina primaria, amina
secundaria y ArNH;
en donde cada Z y Z' se selecciona, de forma
independiente, de un grupo formado por: hidrógeno, halógeno,
alquilo, arilo, ariloxi, nitro, amino, vinilo, vinilo sustituido y
ácido sulfónico;
en donde cada Q, Q', Y e Y' se selecciona, de
forma independiente, de un grupo formado por: arilo, alquilo,
alcarilo, aralquilo y derivados sustituidos de los mismos donde el
elemento de sustitución de dichos derivados sustituidos se
selecciona del grupo formado por: ácido carboxílico, alcoxilo,
hidroxi, alquiltio, tiol y dialquilamino; y donde OMG es un grupo de
orto-metalización seleccionado de R'O, R'CONH,
COONMR', R'S, R'SO_{2} y oxazolina.
2. Ligante de la reivindicación 1, donde dicho
ligante es una mezcla racémica de enantiómeros.
3. Ligante de la reivindicación 1, donde dicho
ligante es una mezcla no-racémica de
enantiómeros.
4. Ligante de la reivindicación 1, donde dicho
ligante es uno de los enantiómeros.
5. Ligante de la reivindicación 1, que posee
una pureza óptica del 85% ee como mínimo.
6. Ligante de la reivindicación 1, que posee
una pureza óptica del 95% ee como mínimo.
7. Ligante de la reivindicación 1, donde dicho
ligante presenta forma polimérica o copolimérica.
8. Ligante de la reivindicación 1, donde dicho
ligante se soporta sobre algún material de soporte.
9. Ligante de la reivindicación 8, donde dicho
soporte es de tipo polimérico.
10. Ligante de la reivindicación 9, donde dicho
soporte polimérico se selecciona del grupo formado por
poliestireno, poliacrilato, resina, PEG, MeO-PEG,
poliéster dendrítico y polienamida dendrítica.
11. Ligante de la reivindicación 8, donde dicho
soporte es de tipo inorgánico.
12. Ligante de la reivindicación 11, donde
dicho soporte inorgánico es un material mesoporoso.
13. Ligante de la reivindicación 11, donde
dicho soporte inorgánico se selecciona del grupo formado por:
sílice, alumina, ceolita y cedazo molecular.
14. Ligante de la reivindicación 8, donde dicho
ligante está enlazado a un material de soporte mediante un grupo de
linker.
15. Ligante de la reivindicación 8, donde dicho
linker se selecciona del grupo formado por:
NH(CH_{2})_{n}Si(OEt)_{3},
CO(CH_{2})_{n}Si(OEt)_{3},
(CH_{2})_{n}Si(OEt)_{3},
C-O, C-N y linker NCF_{2}, donde n
= 1 a 8.
16. Ligante de la reivindicación 1, incluyendo,
como mínimo, un grupo funcional soluble en agua.
17. Ligante de la reivindicación 1, donde dicho
grupo funcional soluble en agua se selecciona del grupo formado por
sulfúrico, fosfórico, carboxílico, amonio cuaternario y
MeO-PEG.
\newpage
18. Ligante seleccionado del grupo formado
por
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19. Catalizador preparado mediante un proceso
que comprende: contacto con una sal metálica de transición o un
complejo de la misma, y un ligante según la reivindicación 1.
20. Catalizador de la reivindicación 19, donde
dicho catalizador es una mezcla racémica de enantiómeros.
21. Catalizador de la reivindicación 19, donde
dicho catalizador es una mezcla no-racémica de
enantiómeros.
22. Catalizador de la reivindicación 19, donde
dicho catalizador es uno de los enantiómeros.
23. Catalizador de la reivindicación 19, que
posee una pureza óptica del 95% ee como mínimo.
24. Catalizador de la reivindicación 19, donde
dicho metal de transición se selecciona del grupo formado por: Pt,
Pd, Rh, Ru, Ir, Cu, Ni, Mo, Ti, V, Re y Mn.
25. Catalizador de la reivindicación 19, donde
dicho metal de transición se selecciona del grupo formado por: Pd,
Rh, Ru y Ir.
26. Catalizador de la reivindicación 24, donde
dicha sal metálica de transición o complejo de la misma se
selecciona del grupo formado por: PtCl_{2};
Pd_{2}(DBA)_{3}; Pd(OAc)_{2};
PdCl_{2}(RCN)_{2};
(Pd(alilo)Cl)_{2};
(Rh(COD)Cl)_{2};
(Rh(COD)_{2})X;
Rh(acac)(CO)_{2};
Rh(etileno)_{2}(acac);
Rh(CO)_{2}Cl_{2};
Ru(RCOO)_{2}(difosfina);
Ru(metilalilo)_{2}(difosfina);
Ru(grupo arilo)X_{2}(difosfina);
RuCl_{2}(COD); (Rh(COD)_{2})X;
RuX_{2}(difosfina);
RuCl_{2}(=CHR)(PR'_{3})_{2};
Ru(ArH)Cl_{2};
Ru(COD)(metilalilo)_{2};
(lr(COD)_{2}Cl)_{2}; (lr(COD)_{2})X; Cu(OTf); Cu(OTf)_{2}; Cu(Ar)X; CuX; NiX_{2}; Ni(COD)_{2}; MoO_{2}(acac)_{2}; Ti(OiPr)_{4}; VO(acac)_{2}; MeReO_{3}; MnX_{2} y Mn(acac)_{2}; donde cada R y R' se selecciona, de forma independiente, del grupo formado por alquilo o arilo; Ar es un grupo arilo y X es un contra-anión.
(lr(COD)_{2}Cl)_{2}; (lr(COD)_{2})X; Cu(OTf); Cu(OTf)_{2}; Cu(Ar)X; CuX; NiX_{2}; Ni(COD)_{2}; MoO_{2}(acac)_{2}; Ti(OiPr)_{4}; VO(acac)_{2}; MeReO_{3}; MnX_{2} y Mn(acac)_{2}; donde cada R y R' se selecciona, de forma independiente, del grupo formado por alquilo o arilo; Ar es un grupo arilo y X es un contra-anión.
27. Catalizador de la reivindicación 26, donde
dicho contra-anión X se selecciona del grupo formado
por: halógeno, BF_{4}, B(Ar)_{4} donde Ar es
3,5-ditrifluorometil-1-fenil,
ClO_{4}, SbF_{6}, CF_{3}SO_{3}, RCOO y una mezcla de los
mismos.
28. Catalizador de la reivindicación 19,
preparado "in situ" o como un compuesto aislado.
29. Proceso para la preparación de un compuesto
asimétrico que comprende:
- el contacto con un sustrato capaz de formar un producto asimétrico mediante una reacción asimétrica y un catalizador preparado mediante un proceso que comprende: contacto con una sal metálica de transición o un complejo de la misma, y un ligante según la reivindicación 1.
30. Proceso de la reivindicación 29, donde
dicha reacción asimétrica se selecciona del grupo formado por:
hidrogenación, transferencia de hidruros, hidrosililación,
hidroboración, hidrovinilación, hidroformilación,
hidrocarboxilación, isomerización, alquilación alílica,
ciclopropanación, reacción de Diels-Alder, reacción
de Heck, reacción de Aldol, adición de Michael y epoxidación.
31. Proceso de la reivindicación 30, donde
dicha reacción asimétrica es hidrogenación y dicho sustrato se
selecciona del grupo formado por:
- compuesto etilénicamente insaturado, imina, cetona, enamina, enamida y éster de vinilo.
32. Proceso de la reivindicación 31, donde
dicho catalizador es un complejo Ru de un ligante quiral
seleccionado del grupo formado por: C1-TunaPhos,
C2-TunaPhos, C3-TunaPhos,
C4-TunaPhos, C5-TunaPhos y
C6-TunaPhos, y dicha reacción asimétrica es
hidrogenación de cetonas para producir alcohol quiral.
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