ES2268412T3 - Complejos de rutenio como (pre) catalizadores para reacciones de metatesis. - Google Patents
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Classifications
-
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-
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Abstract
Un compuesto de la fórmula 1, (Ver fórmula) en la que L1 es un ligando neutro; X/X¿ son ligandos aniónicos; R1 es -alquilo de C1-5 o -cicloalquilo de C5-6; R2 es H, -alquilo de C1-20, -alquenilo de C2-20, -alquinilo de C2-20 o arilo; R3 es -alquilo de C1-6, -alcoxi de C1-6 o arilo, en el que el arilo está opcionalmente substituido con -alquilo de C1-6 o -alcoxi de C1-6; n es 0, 1, 2 o 3.
Description
Complejos de rutenio como
(pre)catalizadores para reacciones de metátesis.
Esta invención se refiere a complejos
carbeno-rutenio de fórmula 1, a su síntesis y a su
uso práctico como catalizadores para diferentes tipos de reacciones
de metátesis.
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Se ha realizado un gran progreso en los últimos
años en la aplicación de la metátesis de olefinas en síntesis
orgánica. Se han desarrollado algunos complejos
carbeno-rutenio que actúan como
(pre)catalizadores, que poseen una alta actividad en varias
reacciones de metátesis además de una amplia tolerancia para varios
grupos funcionales. Esta combinación de características es una base
para el uso de tales (pre)catalizadores en síntesis
orgánica.
Además, para la aplicación práctica,
especialmente a escala industrial, es muy deseable que estos
complejos de rutenio sean estables durante un período más largo de
tiempo en las condiciones de carga térmica y que se puedan
almacenar, purificar y aplicar sin la atmósfera de gases
protectores.
Los complejos de rutenio con las características
mencionadas anteriormente se conocen en la bibliografía. Véase J.
Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8168-8179 o Tetrahedron
Lett. 2000, 41 9973-9976. Sin embargo, se ha
descubierto que una mejor estabilidad está relacionada con una
actividad catalítica más baja. Tal limitación se encontró, por
ejemplo, para el (pre)catalizador de la fórmula A (véase
Angew. Chemie Int. Ed. 2002, 114, 832).
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A continuación, se describieron los
(pre)catalizadores de la fórmula B y C, que demuestran una
actividad catalítica más alta en comparación con el
(pre)catalizador de la fórmula A. Los catalizadores A, B y C
contienen un grupo isopropoxi que quela al átomo metálico. La razón
para una actividad más alta de los sistemas B y C es un impedimento
estérico causado por la presencia de un fenilo o un grupo naftilo
(substituido) en la posición orto respecto al grupo isopropoxi
(Angew. Chemie Int. Ed. 2002, 114, 832-834; Angew.
Chemie Int. Ed. 2002, 114, 2509-2511).
Se ha encontrado sorprendentemente que los
(pre)catalizadores de complejo de rutenio de fórmula general
1, que contienen un grupo nitro aromático, demuestran actividad
catalítica mucho más alta en comparación con los complejos de
rutenio altamente activos conocidos y que estos complejos son al
mismo tiempo estables al aire y térmicamente estables.
La presente invención se refiere a nuevos
complejos de rutenio de fórmula 1, a su síntesis, a la síntesis de
todos los intermedios y al uso de complejos de fórmula 1 como
catalizadores o como precatalizadores,
en la
que
L^{1} es un ligando neutro;
X y X' son ligandos aniónicos;
R^{1} es -alquilo de C_{1-5}
o -cicloalquilo de C_{5-6};
R^{2} es H, -alquilo de
C_{1-20}, -alquenilo de
C_{2-20}, -alquinilo de C_{2-20}
o arilo;
R^{3} es -alquilo de
C_{1-6}, -alcoxi de C_{1-6} o
arilo, en el que el arilo puede estar substituido con -alquilo de
C_{1-6} o -alcoxi de
C_{1-6};
n es 0, 1, 2 o 3.
Los compuestos de fórmula 1 de la presente
invención se pueden usar para catalizar reacciones de metátesis de
olefinas que incluyen, pero no están limitadas a, polimerización
por metátesis con apertura de anillo (ROMP), metátesis con cierre de
anillo (RCM), despolimerización de polímeros insaturados, síntesis
de polímeros telequélicos, metátesis eno-ino y
síntesis de olefinas.
Otra realización de la presente invención se
refiere a nuevos derivados de
2-alcoxi-5-nitroestireno
de fórmula 2, que son intermedios de la preparación de los
complejos 1,
en la
que
R^{1}, R^{2}, R^{3} y n se definen como
anteriormente y
R^{4} es -alquilo de
C_{1-20};
m es 0, 1 o 2;
la fórmula parcial
representa un grupo alquileno en el
que uno o ambos átomos de hidrógeno del grupo metileno se pueden
reemplazar por el grupo R^{4}. Por consiguiente cubre los
siguientes grupos
alquileno:
\newpage
Un aspecto adicional de la invención es la
preparación de nuevos derivados de
2-alcoxi-5-nitroestireno
de fórmula 2, en la que:
- Un
2-hidroxi-5-nitrobenzaldehído
3 substituido se alquila con un R^{1}Z, en la que R^{1} tiene
el significado dado para la fórmula 1 y Z es un grupo saliente
seleccionado de átomos de halógeno, alquilo de
C_{1-6}-S(O)-O-,
fluoroalquil de
C_{1-6}-S(O)-O-,
aril-S(O)-O- o
aril-S(O)_{2}-O-
- El
2-alcoxi-5-nitrobenzaldehído
4 substituido de fórmula 4 se trata a continuación con un reactivo
de olefinación de fórmula
en la que R^{4} y m tienen el
significado dado para la fórmula 2 y W es un grupo saliente
apropiado para reacciones de olefinación; para dar la fórmula
2,
- El compuesto 2 se puede hacer reaccionar a
continuación con un complejo de rutenio de fórmula 5 para dar como
resultado el complejo de rutenio de la fórmula 1 en la que L^{1}
y L^{2} son ligandos neutros; R^{5} es H, -alquilo de
C_{1-20}, -alquenilo de
C_{2-20}, -alquinilo de
C_{2-20} o arilo; R^{6} es arilo, vinilo o
alenilo y X y X' son ligandos aniónicos.
Opcionalmente, el compuesto obtenido de fórmula
1 se puede hacer reaccionar a continuación con un ligando L^{1}
neutro diferente para reemplazar al ligando L^{1} neutro que está
presente en el compuesto de fórmula 1 y con ello obtener un
compuesto de fórmula 1 diferente.
Los compuestos aquí descritos pueden tener
centros asimétricos. Los compuestos de la presente invención que
contienen un átomo asimétricamente substituido se pueden aislar en
forma ópticamente activa o racémica. Es bien conocido en la técnica
cómo preparar formas ópticamente activas, tal como por resolución de
formas racémicas o por síntesis a partir de materiales de partida
ópticamente activos. También pueden estar presentes en los
compuestos descritos aquí muchos isómeros geométricos de olefina, y
todos de tales isómeros estables se contemplan en la presente
invención. Los isómeros geométricos cis y trans de los compuestos de
la presente invención se describen y se pueden aislar en forma de
una mezcla de isómeros o en formas isoméricas separadas. Se desean
todas las formas quirales, diastereoisómeras, racémicas y todas las
formas isoméricas geométricas de una estructura, a menos que se
indique específicamente la estereoquímica o forma isomérica
específica.
La Figura 1 es un gráfico que compara la
velocidad de ciclación de malonato de
2-alil-2-(2-metilalil)dietilo
cuando se usa un catalizador de rutenio según la presente invención
frente a usar un catalizador de rutenio conocido.
A los términos no específicamente definidos aquí
se les deben dar los significados que se les darían por un experto
en la técnica a la vista de la descripción y del contexto. Tal como
se usan en la memoria descriptiva, sin embargo, a menos que se
especifique lo contrario, los siguientes términos tienen el
significado indicado y se observan las siguientes convenciones.
En los grupos, radicales, o restos definidos a
continuación, el número de átomos de carbono se especifica a menudo
después del grupo, por ejemplo, -alquilo de
C_{1-6} quiere decir un grupo o radical alquilo
que tiene de 1 a 6 átomos de carbono. A menos que se especifique de
otro modo a continuación, las definiciones convencionales de los
términos control y valencias atómicas estables convencionales se
suponen y consiguen en todas las fórmulas y grupos.
El término "substituido" tal como se usa
aquí, quiere decir que uno cualquiera o más hidrógenos en el átomo
designado está reemplazado con una selección del grupo indicado,
con tal de que no se sobrepase la valencia normal del átomo
designado y de que la substitución de cómo resultado un compuesto
estable.
El término "arilo" tal como se usa aquí,
solo o en combinación con otro substituyente, quiere decir un
sistema monocarbocíclico aromático o sistemas multicarbocíclicos
aromáticos. Por ejemplo, arilo incluye un fenilo o un sistema de
anillo de naftilo.
El término "halógeno" tal como se usa aquí
quiere decir un substituyente de halógeno seleccionado de fluoro,
cloro, bromo o yodo.
La expresión "-alquilo de
C_{1-20}" tal como se usa aquí, solo o en
combinación con otro substituyente, quiere decir substituyentes
alquilo acíclicos de cadena lineal o ramificada que contienen de
uno a veinte átomos de carbono. Las expresiones "- alquilo de
C_{1-5}" o "-alquilo de
C_{1-6}" tal como se usan aquí tienen el mismo
significado que la expresión anteriormente mencionada pero
contienen menos átomos de carbono, precisamente un máximo de cinco
o seis átomos de carbono. Las expresiones -alquilo de
C_{1-20}, -alquilo de C_{1-5} o
-alquilo de C_{1-6} pueden incluir, por ejemplo,
metilo, etilo, propilo, butilo, hexilo,
1-metiletilo, 1-metilpropilo,
2-metilpropilo o
1,1-dimetiletilo.
La expresión "-alquenilo de
C_{2-20}" tal como se usa aquí, solo o en
combinación con otro substituyente, quiere decir substituyentes
alquenilo acíclicos de cadena lineal o ramificada que contienen de
dos a veinte átomos de carbono y por lo menos un doble enlace. La
expresión "-alquenilo de C_{2-6}" tal como se
usa aquí tiene el mismo significado que la expresión anteriormente
mencionada pero contiene menos átomos de carbono, precisamente un
máximo de seis átomos de carbono. Las expresiones -alquenilo de
C_{2-20}, o -alquenilo de
C_{1-6} pueden incluir, por ejemplo, vinilo o
alenilo.
La expresión "-alquinilo de
C_{2-20}" tal como se usa aquí, solo o en
combinación con otro substituyente, quiere decir substituyentes
alquinilo acíclicos de cadena lineal o ramificada que contienen de
dos a veinte átomos de carbono y por lo menos un triple enlace. La
expresión "-alquinilo de C_{2-6}" tal como se
usa aquí tiene el mismo significado que la expresión anteriormente
mencionada pero contiene menos átomos de carbono, precisamente un
máximo de seis átomos de carbono.
La expresión "-cicloalquilo de
C_{5-6}" tal como se usa aquí, solo o en
combinación con otro substituyente, quiere decir un substituyente
cicloalquilo que contiene cinco o seis átomos de carbono e incluye,
por ejemplo, ciclopentilo o ciclohexilo.
La expresión "-alcoxi de
C_{1-6}" tal como se usa aquí, solo o en
combinación con otro substituyente, quiere decir el substituyente
-alquil de C_{1-6}-O- en la que
alquil es como se define anteriormente, que contiene hasta seis
átomos de carbono. Alcoxi incluye metoxi, etoxi, propoxi,
1-metil-etoxi, butoxi o
1,1-dimetiletoxi.
Son preferidos los compuestos de fórmula la, en
la que L^{1}, X, X', R^{1}, R^{2}, R^{3} y n se definen
como anteriormente.
Más preferidos son los compuestos de fórmula
general 1 o 1a en la que
L^{1} es P(R^{11})_{3} y
R^{11} son cada uno independientemente -.alquilo de
C_{1-6}, -cicloalquilo de
C_{3-8} o arito; o
L^{1} es un ligando de fórmula 6a, 6b, 6c o
6d,
en las
que
R^{7} y R^{8} son cada uno
independientemente H, -alquilo de C_{1-20},
-alquenilo de C_{2-20}, o fenilo, en los que el
fenilo está opcionalmente substituido hasta con tres grupos
independientemente seleccionados de -alquilo de
C_{1-6} -alcoxi de C_{1-6} o
halógeno; particularmente
R^{9} y R^{10} son cada uno
independientemente H, -alquilo de C_{1-20},
-alquenilo de C_{2-20}, o fenilo, en los que el
fenilo está opcionalmente substituido hasta con tres grupos
independientemente seleccionados de -alquilo de
C_{1-6}, -alcoxi de C_{1-6} o
halógeno; o
R^{9} y R^{10} junto con los átomos de
carbono a los que están unidos se combinan para formar un anillo
carbocíclico de 3 a 8 miembros.
Y e Y' son halógeno.
Particularmente preferidos son los compuestos en
los que
R^{7} y R^{8} son cada uno
independientemente H, -alquilo de C_{1-6},
-alquenilo de C_{2-6}, o fenilo, en los que el
fenilo está opcionalmente substituido hasta con tres grupos
independientemente seleccionados de -alquilo de
C_{1-6}, -alcoxi de C_{1-6} o
halógeno;
R^{9} y R^{10} son cada uno
independientemente H, -alquilo de C_{1-6},
-alquenilo de C_{2-6}, o fenilo, en los que el
fenilo está opcionalmente substituido hasta con tres grupos
independientemente seleccionados de -alquilo de
C_{1-6}, -alcoxi de C_{1-6} o
halógeno; o
R^{9} y R^{10} junto con los átomos de
carbono a los que están unidos se combinan para formar un anillo
carbocíclico de 5 a 7 miembros.
Los más preferidos son los compuestos de fórmula
general 1 o la, en la que
- \bullet
- R^{1} es un grupo isopropilo; y/o
- \bullet
- R^{2} es H, -alquilo de C_{1-6} o arito, en particular R^{2} tiene el significado de un átomo de hidrógeno; y/o
- \bullet
- X y X' son halógeno, particularmente cloro; y/o
- \bullet
- L^{1} es P(ciclohexil)_{3}; o
- \bullet
- L^{1} es un grupo de fórmula 6a, 6b, 6c o 6 d; y/o
- \bullet
- R^{7} y R^{8} son 2-metilbenceno, 2,6-dimetilbenceno o 2,4,6-trimetilbenceno; y/o
- \bullet
- n es 0.
Realizaciones adicionales son compuestos de
fórmula 1 o la en la que:
- \bullet
- R^{1} es isopropilo;
- \bullet
- R^{2} es H;
- \bullet
- n es 0;
- \bullet
- X y X' son cada uno cloro; y
- \bullet
- L^{1} es un ligando de fórmula 6a:
en la
que
- \bullet
- R^{7} y R^{8} son cada uno 2,4,6-trimetilfenilo; y
- \bullet
- R^{9} y R^{10} son cada uno H.
Son preferidos los compuestos de fórmula 2a, en
la que R^{1}, R^{2}, R^{3}, R^{4}, m y n se definen como
anteriormente
Más preferidos son los compuestos de fórmula
general 2 o 2a, en la que
- \bullet
- R^{1} es un grupo isopropilo; y/o
- \bullet
- R^{2} es H, alquilo de C_{1-6} o arito, en particular R^{2} tiene el significado de un átomo de hidrógeno; y/o
- \bullet
- R^{4} es -alquilo de C_{1-6}, en particular metilo o etilo; y/o
- \bullet
- n es 0 y/o
- \bullet
- m es 0.
Realizaciones adicionales son compuestos de
fórmula 2 o 2a, en la que:
- \bullet
- R^{1} es isopropilo;
- \bullet
- R^{2} es H;
- \bullet
- m es 0; y
- \bullet
- n es 0
Aún más preferido es un procedimiento para
fabricar complejos de fórmula 1 o la, en el que un compuesto de
fórmula general 2 o 2a se hace reaccionar con un complejo de
rutenio de fórmula 5.
en la
que
L^{1} y L^{2} son ligandos neutros
R^{5} es H, -alquilo de
C_{1-20}, -alquenilo de C_{2-20}
-alquinilo de C_{2-20} o arilo; y
R^{6} es arito, vinilo o alenilo; y
X y X' son ligandos aniónicos;
opcionalmente en presencia de un ligando L^{1}
neutro diferente.
Más preferida es la anteriormente mencionada
síntesis de un complejo de rutenio de fórmula 1, cuando el
procedimiento se lleva a cabo:
- \bullet
- en presencia de una sal de cobre, en particular CuCl; y/o
- \bullet
- en un disolvente halogenado o aromático, particularmente seleccionado de cloruro de metileno, cloroformo, benceno, tolueno, xileno, mesitileno o sus mezclas; y/o
- \bullet
- a una temperatura de 0 a 100ºC, en particular a una temperatura de 10 a 80ºC, más particularmente a una temperatura de 20 a 60ºC; y/o
- \bullet
- en un periodo de tiempo de 1 a 24 h, en particular de 1 a 10 h, más particularmente de 1 a 4 h.
La más preferida es la anteriormente mencionada
síntesis de un complejo de rutenio, en la que la reacción se lleva
a cabo en un recipiente mezclando el ligando de fórmula 6a, 6b, 6c
o 6d con un complejo sólido de fórmula 5, en la que tanto el ligando
L^{1} como el L^{2} son fosfinas de fórmula
P(R^{11})_{3}, en la que R^{11} tiene el
significado anterior y a continuación añadir un ligando de fórmula
2 o 2a.
Una variación preferida de la síntesis
anteriormente mencionada de un complejo de rutenio es la generación
de los ligandos de fórmula general 6a, 6b, 6c o 6d in situ a
partir de las sales estables de las fórmulas 7a, 7b, 7c o 7d,
en las que el anión se selecciona
de formiato, acetato, trifluoroacetato u otro grupo ácido, o
halógeno o [BF_{4}]^{-}. Por lo tanto, la sal está
preferentemente en forma de una suspensión en disolventes tales
como hidrocarburos alifáticos o aromáticos, preferentemente hexano,
en reacción con una base fuerte, seleccionada de hidruros de metal
alcalino, hidruros o alcoholatos de metal alcalinotérreo,
particularmente terc-pentanolato de potasio,
terc-amilato de potasio o
terc-butanolato de potasio. A continuación se
continua la reacción añadiendo un complejo sólido de fórmula 5, en
la que tanto el ligando L^{1} como el L^{2} so fosfinas de
fórmula P(R^{11})_{3} y a continuación añadiendo
un ligando de fórmula 2 o 2a, para dar un compuesto de fórmula
general 1 o
1a.
Más preferido es un procedimiento para fabricar
intermedios, que comprende las etapas de a) alquilar un compuesto
de fórmula general 3, con un reactivo de fórmula R^{1}Z (9) para
formar un intermedio de fórmula 4, y b) hacer reaccionar 4 con un
reactivo de olefinación de fórmula 10 para dar un compuesto de la
fórmula general 2,
en las
que
R^{1}, R^{2}, R^{3}, R^{4}, m y n de la
fórmula 2a, 3, 4, 9 y 10 se definen como anteriormente y
W es un grupo saliente apropiado para reacciones
de olefinación; y
Z es halógeno, -alquil de
C_{1-6} -S(O)-O-,
-fluroalquil de
C_{1-6}-S(O)-O-,
aril-S(O)-O- o aril-
S(O)_{2}-O-.
Más preferido es un procedimiento en el que la
anteriormente mencionada etapa a) se lleva a cabo:
- \bullet
- en un disolvente aprótico, en particular seleccionado de DMF, DMSO, acetona, acetonitrilo, acetato de etilo, éter de glicol, metano, etanol o sus mezclas, más particularmente el disolvente es DMF; o
- \bullet
- en un sistema disolvente bifásico provisto de un catalizador de transferencia de fase; o
- \bullet
- en presencia de un catalizador, en particular el catalizador se selecciona de Cs_{2}CO_{2}, CsF, sales de amonio cuaternario, éteres corona o criptandos, más particularmente Cs_{2}CO_{3}; o
- \bullet
- en presencia de un carbonato de metal alcalino o un hidróxido alcalino, en particular seleccionado de Na_{2}CO_{3}, K_{2}CO_{3}, Li_{2}CO_{3}, Cs_{2}CO_{3}, NaOH, KOH, LiOH, CsOH; o
- \bullet
- en un periodo de tiempo de 1 a 24 h, en particular de 8 a 24 h, más particularmente de 16 a 24 h.
- \bullet
- a una temperatura de 0 a 150ºC, en particular a una temperatura de 10 a 100ºC, más particularmente a una temperatura de 20 a 80ºC; o
Partiendo del compuesto 4, el compuesto 2 está
disponible en las condiciones de Tebbe, Wittig,
Wittig-Horner,
Wittig-Horner-Emmons o Peterson,
pero es preferido un procedimiento, en el que la anteriormente
mencionada etapa b) se lleva a cabo:
- \bullet
- en un disolvente seleccionado de alcoholes, éteres de glicol o éteres cíclicos, se prefiere el THF; o
- \bullet
- W es un grupo saliente apropiado para reacciones de olefinación según Tebbe, con el reactivo de titanio de Tebbe, o según Wittig, con el reactivo de iluro de fosfonio de Wittig, más particularmente un grupo saliente se selecciona de PPh_{3} o TiCp_{2}; en la que Ph es fenilo substituido o sin substituir y Cp es un anión ciclopentadienilo substituido o sin substituir, que se puede encontrar después de la reacción en su forma oxidada.
Otra realización preferida de la invención es un
procedimiento para reacciones de metátesis de todos los tipos, que
comprende poner en contacto una olefina con un catalizador de
fórmula general 1 o 1a; en particular en el que la reacción de
metátesis es una reacción con cierre del anillo o de
crosmetátesis.
Los siguientes ejemplos son para ilustrar varias
realizaciones de la presente invención y no se debe entender que
limitan la presente invención de ningún modo.
Ejemplo
1
4.I: A una suspensión agitada de carbonato de
potasio anhidro en polvo (1,1 g, 8 mmol), una cantidad catalítica
de carbonato de cesio (521 mg, 40% en moles) y 3.I (668 mg, 4 mmol)
en DMF seco (25 ml) se añadió 2-yodopropano (0,8 ml,
8 mmol) puro. La mezcla reaccionante se agitó durante 24 h a
temperatura ambiente (TA), y a continuación el disolvente se
evaporó a vacío. El residuo se vertió en agua (50 ml) y se extrajo
con t-BuOMe (4 x 25 ml). Las capas orgánicas
combinadas se lavaron con salmuera, se secaron con Mg_{2}SO_{4}
y se evaporaron hasta sequedad. El producto en bruto se purificó
usando cromatografía en columna de gel de sílice (ciclohexano/EtOAc
8:2) para dar
2-iso-propoxi-5-nitrobenzaldehído
4.I en forma de sólido de bajo punto de fusión (850 mg, 86% de
rendimiento).
IR (KBr): \nu [cm^{-1}] = 3115, 2991, 2942,
1679, 1609, 1526, 1348, 1284, 1111, 950, 832, 748, 667;
^{1}H-RMN (500 MHz,
CDCl_{3}): \delta [ppm]= 1,48 (d, 6H, J = 6,1 Hz), 4,85 (q, 1H,
J = 6,1 Hz), 7,10 (d, 1H, J = 9,2 Hz), 8,39 (dd, 1H, J = 2,9, 9,2
Hz), 8,69 (d, 1H, J = 2,9 Hz), 10,41 (s, 1H);
^{13}C-RMN (125 MHz,
CDCl_{3}): \delta [ppm] = 21,8, 72,6, 113,6, 124,7, 125,12,
130,4, 141,1, 164,3, 187,8;
MS (EI): m/z 209 (10, [M]+.), 167 (100),
137 (18), 120 (11), 93 (7), 75 (3), 65 (10), 53 (4);
HRMS (El) calculado para [M]+
(C_{10}H_{11}O_{4}N): 209,0688; encontrado 209,0686.
2.I: A una suspensión agitada de
Ph_{3}PCH_{3}Br (932 mg, 2,53 mmol) en THF seco (20 ml) se
añadió lentamente a -78ºC sucesivamente una disolución de BuLi en
hexano (1,8 ml, 2,7 mmol, 1,5 M) y una disolución de 4.I en THF (2
ml) seco. Después de esto la mezcla de reacción se dejó calentar
hasta t.a. y se agitó durante 10 h adicionales. Después de este
tiempo se añadió una disolución saturada de NH_{4}Cl (2 ml) y
t-BuOMe (100 ml). El material insoluble se separó
por filtración y la disolución resultante se evaporó a vacío. El
producto en bruto se purificó por cromatografía en columna en gel
de sílice (usando ciclohexano/EtOAc 8:2) para dar
2-iso-propoxi-5-nitroestireno
2.1 en forma de un aceite amarillo pálido (236 mg, 63% de
rendimiento).
IR (película): \nu [cm^{-1}] = 3088, 2982,
2967, 1627, 1607, 1583, 1516, 1341, 1271, 1107, 950, 742
cm-1; ^{1}H-RMN (500 MHz,
CDCl_{3}): \delta[ppm] = 1,41 (d, 6H, J = 6,0 Hz), 4,71
(q, 1H, J = 6,0 Hz), 5,40 (dd, 1H, J = 0,5, 11,2 Hz), 5,87 (dd, 1H,
J = 0,5, 17,7 Hz), 6,91 (d, 1H, J = 9,1 Hz), 7,00 (dd, 1H, J =
11,2, 17,7 Hz), 8,12 (dd, 1H, J = 2,8, 9,1 Hz), 8,36 (d, 1H, J =
2,8 Hz); ^{13}C-RMN (125 MHz, CDCl_{3}):
\delta [ppm] = 21,9, 71,5, 112,2, 116,8, 122,4, 124,5, 128,1,
130,1, 141,0, 159,9; MS (EI): m/z 207 (4, [M]+.), 165 (59),
148 (100), 135 (4), 118 (96), 104 (2), 90 (15), 65 (8), 63 (7), 51
(4); MS (ESI): m/z 230 ([M+Na]+);
HRMS (ESI): m/z calculado para [M+Na]+
(C_{11}H_{13}O_{3}NNa): 230,0788; encontrado 230, 0776.
Ejemplo
2
En atmósfera de argón un complejo de carbeno de
fórmula 5.II, en el que L^{2} representa un ligando NHC de
fórmula 6a.II (153 mg, 0,18 mmol),
y CuCl anhidro (18 mg, 0,18 mmol)
se colocaron en un tubo de Schelenck. A continuación se añadió
CH_{2}Cl_{2} (10 ml) desoxigenado y seco seguido de una
disolución del compuesto 2.I (38 mg, 0,18 mmol) en CH_{2}Cl_{2}
(4 ml). La suspensión resultante se agitó a 30ºC durante 1 h, a
continuación se concentró a vacío, y se purificó por cromatografía
en columna de gel de sílice (ciclohexano/EtOAc 5:2). Después de la
retirada del disolvente y del lavado con una pequeña cantidad de
n-pentano se obtuvo el complejo 1.II, en el que Mes
tiene el significado de un grupo mesitilo, en forma de sólido verde
microcristalino (100 mg, 83% de rendimiento). R^{f} = 0,30
(hexano/EtOAc
8:2);
^{1}H-RMN (500 MHz,
CD_{2}Cl_{2}): \delta [ppm]= 16,42 (s, 1H), 8,46 (dd, 1H, J =
9,1, 2,5 Hz), 7,80 (d, 1H, J = 2,5 Hz), 7,10 (s, 4H), 6,94 (d, 1H,
J = 9,1 Hz), 5,01 (sept, 1H, J = 6,1 Hz), 4,22 (s, 4H), 2,47 (2s,
18H), 1,30 (d, 6H, J = 6,1 Hz); ^{13}C-RMN (125
MHz, CD_{2}Cl_{2}): \delta [ppm]= 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; IR (KBr): \nu [cm^{-1}] = 2924, 2850, 1606,
1521, 1480, 1262, 1093, 918, 745; MS (ESI): m/z 636
[M-Cl]+; HRMS(EI): m/z calculado para
C_{31} H_{37}N_{3}O_{3}Ru: [M+.] 671,1255, encontrado
671,1229; Análisis elemental, calculado: (%) para
C_{31}H_{37}N_{3}O_{3}Ru (671,63): C 55,44, H 5,55, N 6,26;
encontrado: C 55,35; H 5,70, N 6,09.
Ejemplo
3
En una atmósfera de argón un complejo de carbeno
de fórmula 5.III (164,4 mg, 0,20 mmol) se colocó en un tubo de
Schlenck. A continuación se añadió CH_{2}Cl_{2} (15 ml)
desoxigenado y seco seguido de una disolución del compuesto 2.I (50
mg, 0,24 mmol) en CH_{2}Cl_{2} (5 ml). La suspensión resultante
se agitó a 40ºC durante 1 h, a continuación se concentró a vacío, y
se purificó por cromatografía en columna de gel de sílice
(ciclohexano/EtOAc 5:2). Después de la retirada de los disolventes y
lavado con una pequeña cantidad de n-pentano seco
se obtuvo un complejo 1.III en forma de sólido marrón
microcristalino (95 mg, 70% de rendimiento).
^{1}H-RMN (500 MHz,
CDCl_{3}): \delta [ppm] = 1,26 – 2,35 (m, 39 H), 5,33 – 5,40 (m
1H), 7,18 (d, J = 5 Hz, 1H), 8,54 (d, J = 5 Hz, 1H),
8,60 (s, 1H), 17,38 (d, J = 5,0 Hz, 1H);
^{13}C-RMN (125 MHz,
CDCl_{3}): \delta [ppm] = 22,1, 26,2, 27,7 (d, J= 24 Hz),
30,1, 35,8 (d, J= 10 Hz), 78,2, 113,2, 117,6, 124,2, 143,3,
157,0, 273,2; IR (CH_{2}Cl_{2}, film): \nu [cm^{-1}] = 2930
(s), 2852 (s), 1604 (m), 1575 (m), 1521 (s), 1476 (m), 1447 (m),
1379 (w), 1342 (s), 1275 (s), 1241 (m), 1205 (w), 1181 (w), 1136
(m), 1095 (s), 1049 (w), 1005 (w), 951 (m), 918 (s), 851 (m), 830
(m), 789 (m), 745 (s), 656 (m), 606 (m), 518 (m); HRMS (EI):
m/z calculado para
C_{28}H_{44}O_{3}N^{(35)}Cl_{2}P^{(102)}Ru (M^{+}):
645,14794; encontrado 645,14706.
Ejemplo
4
La sal 7.IV (152 mg, 0,388 mmol) se suspendió en
argón en un tubo de Schlenck en n-hexano (7
ml).
A continuación se añadió
terc-amilato de potasio
CH_{3}CH_{2}C(CH_{3})_{2}O^{-}K^{+} (0,22
ml, 0,372 mmol, disolución de tolueno 1,7 M) y la disolución turbia
amarillo pálido resultante se agitó a t.a. durante 30 min.
A continuación se añadió complejo de rutenio
sólido de fórmula 5.III (255 mg, 0,310 mmol) y la suspensión
resultante se calentó a reflujo durante 30 min. A la suspensión
amarillo rosáceo resultante se añadió una disolución de compuesto
2.I (83,5 mg, 0,403 mmol) en CH_{2}Cl_{2} (7 ml) y CuCl sólido
(33,8 mg, 0,341 mmol) a t.a.
La mezcla resultante se calentó a 40ºC durante 1
h. La mezcla resultante se concentró a vacío y purificó por
cromatografía en columna de gel de sílice (ciclohexano/EtOAc 5:2).
Después de la retirada de disolvente y lavado con una pequeña
cantidad de n-pentano seco se obtuvo el complejo
1.II en forma de sólido verde microcristalino (149 mg, 72% de
rendimiento). Los datos analíticos están de acuerdo con los
obtenidos previamente (véase Ejemplo 2).
Ejemplo
5
La preparación del complejo 1.V análoga al
Ejemplo 2 da como resultado un sólido verde microcristalino (40% de
rendimiento).
IR (KBr): \nu [cm^{-1}] = 2924 (s), 2853
(s), 1608 (m), 1523 (m), 1483 (s), 1343 (s), 1267, 1010 (w), 905
(s), 826 (m), 745 (m). MS(EI): m/z 643 (3), 322 (4),
304 (100), 289 (11), 246 (5), 181 (12), 159 (12), 158 (12), 105
(8), 77 (15), 43 (58). MS (LSIMS) m/z 644 (M+H+).
El uso de un compuesto de fórmula general 1 como
catalizador para la reacción de metátesis, respectivamente la
síntesis de compuestos que contienen un doble enlace C=C y/u otros
grupos funcionales ocurre con sorprendentemente alto éxito. Por lo
tanto los (pre)catalizadores de fórmula 1 descritos a
continuación parecen ser mejores que otros catalizadores de rutenio
altamente activo conocidos comparables, especialmente si se refiere
a su actividad.
Como consecuencia de ello son necesarias
cantidades más bajas del catalizador, temperaturas de reacción más
bajas y tiempos de reacción más bajos, para un mejor rendimiento en
comparación con los complejos establecidos usualmente usados. Los
siguientes ejemplos 6-10 muestran esta superioridad
de los catalizadores de fórmula 1.
Ejemplo
6
A una disolución de dieno S1 (210 mg, 0,75 mmol)
en CH_{2}Cl_{2} (35 ml) se añadió una disolución de catalizador
1.II (5 mg, 1% en moles) en CH_{2}Cl_{2} (2 ml) a 0ºC. Después
de agitar a 0ºC durante una hora adicional, el disolvente se retiró
a vacío y el residuo se purificó usando cromatografía en columna de
gel de sílice (ciclohexano/EtOAc 8:2) para dar P1 (186 mg, 99% de
rendimiento) en forma de un sólido incoloro. IR (KBr): \nu
[cm^{-1}] = 3030, 2942, 2899, 2855, 1657, 1596, 1450, 1332, 1286,
1162, 910, 816, 712; ^{1}H-RMN (200MHz,
CDCl_{3}): \delta [ppm] = 2,28 (m, 4H), 2,39 (s, 3H), 3,25 (m,
4H), 5,72 (m, 2H), 7,25 (d, 2H, J = 8,2 Hz), 7,64 (d, 2H, J = 8,2
Hz); ^{13}C- RMN (50MHz, CDCl_{3}): \delta [ppm] = 21,5, 29,9,
48,2, 126,9, 129,5, 130,1, 136,2, 142,9; MS (EI): m/z 251
(5, [M]+) 223 (2), 184 (6), 155 (4), 105 (2), 91 (19), 96 (16), 77
(1), 65 (13), 42 (100); HRMS (El) m/z calculado para [M]+
(C_{13}H_{17}O_{2}NS): 251,0980; encontrado 2251,0979.
Ejemplo
7
A una disolución agitada de indo) S2 (77,8 mg,
0,36 mol) y acrilato de metilo S2b (92,9 mg, 1,1 mmol) en
CH_{2}Cl_{2} (15 ml) seco se añadió una disolución del
catalizador 1.II (12,1 mg, 5% en moles) en CH_{2}Cl_{2} (5 ml).
La mezcla resultante se agitó a t.a. durante 2 h. El disolvente se
retiró a vacío y el residuo se purificó usando cromatografía en
columna de gel de sílice (ciclohexano/EtOAc 8:2) para dar
(E)-P2 (186 mg, 99% de rendimiento) en forma de
sólido amarillo cristalino.
IR (KBr): \nu [cm^{-1}] = 3364, 2953, 2904,
1707, 1655, 1504, 1324, 1215, 750 cm-1; ^{1}H- RMN
(500 MHz, CDCl_{3}): \delta [ppm] = 2,42 (s, 3H), 3,61 (dd, 2H,
J = 1,7, 6,0 Hz), 3,70 (s, 3H), 5,74 (dt, 1H, J = 1,7, 15,7 Hz),
7,09 (dt, 1H, J = 6,0, 15,7 Hz), 7,42 (d, 1H, J = 8,8 Hz), 7,98
(dd, 1H, J = 2,0, 8,8 Hz), 8,24 (d, 1H, J = 2,0 Hz), 8,51 (s ancho,
1H), ^{13}C- RMN (125 MHz, CDC_{3}): \delta [ppm] = 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; MS (EI): m/z 274 (100, [M]+.), 259 (75),
242 (63), 215 (38), 199 (11), 189 (15), 175 (15), 168 (53), 154
(18), 143 (31), 127 (12), 115 (12), 84 (17); HRMS (EI): m/z
calculado para [M]+. (C_{14}H_{14}O_{4}N_{2}): 247,0954;
encontrado 274,0959. Análisis elemental, calculado
(C_{14}H_{14}O_{4}N_{2}): C, 61,31; H, 5,14; N, 10,21;
encontrado: C, 61,05; H, 5,22; N, 10,09.
\newpage
Ejemplo
8
En un tubo de Schlenck se colocó una disolución
de dieno S3 (100 mg, 0,4 mmol) en CH_{2}Cl_{2} (20 ml) a una
temperatura de 25ºC, se añadió una disolución del catalizador 1.II
(2,6 mg, 0,004 mmol, 1% en moles) en CH_{2}Cl_{2} (1 ml). La
mezcla resultante se agitó durante 18 horas adicionales a la misma
temperatura. Las conversiones se calcularon por CG (cromatografía
de gases) (se enfriaron rápidamente alícuotas de la mezcla de
reacción por adición de la cantidad calculada de disolución 1 M de
etil-vinil-éter y se analizaron por la técnica de
CG. Los resultados obtenidos se presentan en la Figura 1 como curva
10 (\blacklozenge).
El examen de la velocidad de ciclación del
substrato S3 (malonato de 2-alil-2-
(2-metilalilo) se repitió con el catalizador A. El
experimento se realizó en idénticas condiciones a las que se
describe anteriormente, excepto que la cantidad de catalizador A se
elevó a 2,5% en moles. Los resultados obtenidos se presentan como
curva 2 (\bullet).
Ejemplo
9
- Condición
- a) Catalizador 1.11 (1% mol). t.a., 30 min, rendimiento 95%
- \quad
- b) Catalizador C (2,5% mol), t.a., 20 min, rendimiento 91%.
A una disolución agitada de olefina S4 (107 mg,
0,5 mmol) y acrilato de metilo S2b (86 mg, 1 mmol) en
CH_{2}Cl_{2} (10 ml) se añadió una disolución del catalizador
1.11 (3,4 mg, 1% mol) en CH_{2}Cl_{2} (2 ml). La mezcla
resultante se agitó a continuación a temperatura ambiente durante
30 min. El disolvente se retiró a presión reducida y el resido se
purificó usando cromatografía en columna de gel de sílice
(ciclohexano/EtOAc 8:2). El producto P4 se obtuvo como mezcla de los
isómeros E y Z en una relación 95:5 (130 mg, 95% de rendimiento) en
forma de aceite incoloro.
Según los datos en Angew Chemie 2002, 114,
2509-2511 el catalizador de la fórmula C da en una
reacción análoga el producto P4 con un rendimiento de 91%.
Ejemplo
10
- Condición
- a) Catalizador 1.II (5% mol). t.a., 30 min, rendimiento 87%
- \quad
- b) Catalizador A (8% mol), t.a., 6 h, rendimiento 79%.
A una disolución agitada de alilmalonato de
dietilo S5 (100 mg, 0,5 mmol) y S5a (53 mg, 1 mmol) en
CH_{2}Cl_{2} (5 ml) se añadió una disolución del catalizador
1.II (16,8 mg, 5% mol) en CH_{2}Cl_{2} (5 ml). La disolución
resultante se agitó a temperatura ambiente durante 30 min. El
disolvente se retiró a presión reducida y el resido se purificó
usando cromatografía en columna de gel de sílice (ciclohexano/EtOAc
8:2). El producto P5 se obtuvo como mezcla de los isómeros E y Z en
una relación 1:2 (98 mg, 87% de rendimiento) en forma de aceite
incoloro.
Según Synlett 2001, 430-431 el
catalizador A da en una reacción análoga el producto P5 con un
rendimiento de 79%.
Claims (19)
1. Un compuesto de la fórmula 1,
en la
que
L^{1} es un ligando neutro;
X/X' son ligandos aniónicos;
R^{1} es -alquilo de C_{1-5}
o -cicloalquilo de C_{5-6};
R^{2} es H, -alquilo de
C_{1-20}, -alquenilo de
C_{2-20}, -alquinilo de C_{2-20}
o arilo;
R^{3} es -alquilo de
C_{1-6}, -alcoxi de C_{1-6} o
arilo, en el que el arilo está opcionalmente substituido con
-alquilo de C_{1-6} o -alcoxi de
C_{1-6};
n es 0, 1,2 o 3.
2. Un compuesto según la reivindicación 1 de la
fórmula 1a,
en la que L^{1}, X, X', R^{1},
R^{2}, R^{3} y n se definen como en la reivindicación
1.
3. Un compuesto según las reivindicaciones 1 o
2, en el que
L^{1} es P(R^{11})_{3};
R^{11} es -alquilo de
C_{1-6}, -cicloalquilo de
C_{3-5} o arilo;
o L^{1} es un ligando de fórmula 6a, 6b, 6c o
6d;
R^{7} y R^{8} son cada uno
independientemente H, -alquilo de C_{1-20},
-alquenilo de C_{2-20}, o fenilo, en los que el
fenilo está opcionalmente substituido hasta con tres grupos
independientemente seleccionados de -alquilo de
C_{1-6}, -alcoxi de C_{1-6} o
halógeno;
R^{9} y R^{10} son cada uno
independientemente H, -alquilo de C_{1-20},
-alquenilo de C_{2-20}, o fenilo, en los que el
fenilo está opcionalmente substituido hasta con tres grupos
independientemente seleccionados de -alquilo de
C_{1-6}, -alcoxi de C_{1-6} o
halógeno; o
\newpage
R^{9} y R^{10} junto con los átomos de
carbono a los que están unidos se combinan para formar un anillo
carbocíclico de 3 a 8 miembros.
Y e Y' son halógeno.
4. Un compuesto según las reivindicaciones
1-3, en el que.
R^{7} y R^{8} son cada uno
independientemente H, -alquilo de C_{1-6},
-alquenilo de C_{2-6}, o fenilo, en los que el
fenilo está opcionalmente substituido hasta con tres grupos
independientemente seleccionados de -alquilo de
C_{1-6}, -alcoxi de C_{1-6} o
halógeno;
R^{9} y R^{10} son cada uno
independientemente H, -alquilo de C_{1-6},
-alquenilo de C_{2-6}, o fenilo, en los que el
fenilo está opcionalmente substituido hasta con tres grupos
independientemente seleccionados de -alquilo de
C_{1-6}, -alcoxi de C_{1-6} o
halógeno; o
R^{9} y R^{10} junto con los átomos de
carbono a los que están unidos se combinan para formar un anillo
carbocíclico de 5 a 7 miembros.
5. Un compuesto según las reivindicaciones
1-4, en el que
R^{2} es H, -alquilo de
C_{1-6} o arilo;
X y X' son cada uno halógeno.
6. Un compuesto según las reivindicaciones
1-5, en el que
L^{1} es PC_{y3} o un ligando de fórmula 6a,
6b, 6c o 6d;
C_{y} es ciclohexilo;
X y X' son cada uno cloro.
7. Un compuesto según las reivindicaciones
1-6, en el que
L^{1} es un ligando de fórmula 6a, 6b, 6c o
6d; y
R^{7} y R^{8} son
2-metilfenilo, 2,6-dimetilfenilo o
2,4-6-trimetilfenilo.
8. Un compuesto según las reivindicaciones
1-7, en el que
n es 0
9. Un compuesto según las reivindicaciones
1-8, en el que
R^{1} es ^{i}Pr;
R^{2} es H.
10. Un compuesto de fórmula 2,
en la
que
R^{1} es -alquilo de C_{1-5}
o -cicloalquilo de C_{5-6};
R^{2} es H, -alquilo de
C_{1-20}, -alquenilo de
C_{2-20}, -alquinilo de C_{2-20}
o arilo;
R^{3} es -alquilo de
C_{1-6}, -alcoxi de C_{1-6} o
arilo, en el que el arilo puede estar substituido con -alquilo de
C_{1-6} o -alcoxi de
C_{1-6};
R^{4} es -alquilo de
C_{1-20};
m es 0, 1 o 2; y
n es 0, 1, 2 o 3.
11. Un compuesto según la reivindicación 10, de
fórmula 2a
en la que R^{1}, R^{2},
R^{3}, R^{14}, m y n se definen como en la reivindicación
10.
12. Un compuesto según las reivindicaciones 10 o
11, en el que
R^{2} es H, -alquilo de
C_{1-0} o arilo;
R^{4} es -alquilo de
C_{1-6};
m es 0 o 1.
13. Un compuesto según las reivindicaciones
10-12, en el que
R^{4} es metilo o etilo;
n es 0.
14. Un compuesto según las reivindicaciones
10-13, en el que
R^{1} es isopropilo;
R^{2} es H;
m es o.
15. Un procedimiento para fabricar complejos
según una cualquiera de las reivindicaciones 1-9,
en el que un compuesto de la fórmula 2 o 2a, según las
reivindicaciones 10-14, se hace reaccionar con un
complejo de rutenio de fórmula general 5.
en la
que
L^{1} y L^{2} son ligandos neutros;
R^{5} es H, -alquilo de
C_{1-20}, -alquenilo de
C_{2-20}, -alquinilo de C_{2-20}
o arilo;
R^{6} es arilo, vinilo o alenilo;
X/X' son ligandos aniónicos.
16. Un procedimiento según la reivindicación 15,
que se lleva a cabo en presencia de una sal de cobre.
17. Un procedimiento para fabricar un intermedio
de fórmula 2 o 2a, según una cualquiera de las reivindicaciones
10-14, que comprende las etapas de
a) alquilar un compuesto de fórmula 3,
con un reactivo de fórmula
R^{1}Z(9) para forma un intermedio de fórmula
4
y
b) hacer reaccionar el intermedio de fórmula 4
con un reactivo de olefinación de fórmula
para dar un compuesto de la fórmula
general
2,
en la
que
R^{1}, R^{2}, R^{3}, R^{4}, m y n de
fórmula 2a, 3, 4, 9 y 10 se definen como en las reivindicaciones
10-14 y
W es un grupo saliente apropiado para reacciones
de olefinación;
Z es halógeno, -alquil de
C_{1-6}-S(O)_{2-},
-fluoroalquil de
C_{1-6}-S(O)_{2-}.
aril-S(O)2- o aril-
S(O)_{3-}.
18. Un procedimiento para reacciones de
metátesis, que comprende poner en contacto dos compuestos que
tienen un doble enlace C=C o un compuesto que tiene por lo menos
dos dobles enlaces C=C con un catalizador, en el que el catalizador
comprende un complejo de rutenio según las reivindicaciones
1-9.
19. Un procedimiento para llevar a cabo una
reacción de metátesis con cierre de anillo o de crosmetátesis,
procedimiento que comprende poner en contacto un compuesto de
dialquenilo con un complejo de rutenio según las reivindicaciones
1-9.
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