ES2303701T3 - Procedimiento para la epoxidacion de olefinas con peroxido de hidrogeno catalizada con rutenio. - Google Patents
Procedimiento para la epoxidacion de olefinas con peroxido de hidrogeno catalizada con rutenio. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para la preparación de compuestos de fórmula (I), (Ver fórmula) en la que R 1 , R 2 , R 3 y R 4 representan respectivamente independientemente entre sí hidrógeno, alquilo, arilo, arilalquilo, halogenoalquilo o restos de fórmula (IIa) a (IIf) (Ver fórmulas) en donde en las fórmulas (IIa) a (IIf) A falta o representa un resto alquileno o halogenoalquileno y B falta o representa oxígeno o NR 5 R 5 representa hidrógeno, arilalquilo o arilo y D representa un grupo carbonilo y E representa R 6 , OR 6 , NHR 7 o N(R 7 )2, en las que R 6 representa alquilo, arilalquilo o arilo y R 7 representa en cada caso independientemente alquilo, arilalquilo o arilo o N(R 7 )2 en conjunto representa un resto amino cíclico con 4 a 12 átomos de carbono y W representa OH, NH2 o OM, siendo M un ion de metal alcalino, medio equivalente de un ion de metal alcalinotérreo, un ion amonio o un ion amonio orgánico o respectivamente dos de los restos R 1 , R 2 , R 3 y R 4 son conjuntamente parte de un ciclo de 3 a 7 miembros que en total comprende de 3 a 16 átomos de carbono, que se caracteriza porque se hacen reaccionar compuestos de fórmula (III), (Ver fórmula) en la que R 1 , R 2 , R 3 y R 4 poseen respectivamente independientemente entre sí el significado anteriormente indicado, con peróxido de hidrógeno, efectuándose la reacción en presencia de un complejo de rutenio que como ligandos lleva tanto compuestos de fórmula (IV) (Ver fórmula) en la que R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 , R 16 , R 17 y R 18 representan respectivamente independientemente entre sí hidrógeno, halógeno, hidroxi, hidroxicarbonilo, alcoxicarbonilo, alcoxi, alquilo, arilalquilo o arilo, o respectivamente dos de los restos R 8 , R 9 , R 10 y R 11 o respectivamente dos de los restos R 15 , R 16 , R 17 y R 18 son conjuntamente parte de un monociclo de 3 a 7 miembros que en total comprende de 3 a 16 átomos de carbono, o son conjuntamente parte de un biciclo que en total comprende de 3 a 16 átomos de carbono, como también compuestos de fórmula (V) (Ver fórmula) en la que X 1 , X 2 y X 3 representan respectivamente independientemente entre sí N, CH o CR 19 y R 19 representa hidrógeno, halógeno, hidroxi, hidroxicarbonilo, alcoxicarbonilo, alcoxi, alcoxialquilo, arilalquilo o arilo y n representa 0, 1, 2 ó 3, preferiblemente 0 ó 1 y con especial preferencia 0.
Description
Procedimiento para la epoxidación de olefinas
con peróxido de hidrógeno catalizada con rutenio.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la epoxidación de olefinas con catalizadores
basados en complejos de rutenio en presencia de peróxido de
hidrógeno.
Las olefinas son materias primas que pueden
obtenerse con facilidad y a buen precio para aplicaciones
industriales. Una reacción especialmente importante para síntesis
orgánicas la representa la oxidación de olefinas a epóxidos, que
son intermedios versátiles en la síntesis de principios activos así
como de productos químicos finos (industria de cosméticos, de
polímeros, etc.).
Además del oxígeno molecular, el peróxido de
hidrógeno representa un oxidante "verde" ecológicamente eficaz
que además es barato y ampliamente disponible. En las reacciones de
epoxidación con peróxido de hidrógeno se alcanza hasta un 47% de
eficiencia atómica y se forma solo agua como subproducto. Frente a
las reacciones con oxígeno puro (en especial reacciones a presión
con oxígeno) el peróxido de hidrógeno tiene la ventaja de un riesgo
de seguridad ampliamente menor.
Tradicionalmente pueden prepararse epóxidos a
partir de olefinas por reacción con perácidos que pueden generarse
por efecto de peróxido de hidrógeno sobre ácidos o derivados de
ácidos. Un inconveniente de este método es la limitación de la
amplitud de substratos a olefinas y epóxidos no sensibles a los
ácidos así como la formación de cantidades estequiométricas de
desechos salinos. Para la mejora de estos inconvenientes y para el
incremento de la selectividad de las reacciones de epoxidación se
han desarrollado variantes con peróxido de hidrógeno catalizadas
con metales de transición. A este respecto el sistema de MTO
(metiltrioxorrenio) es probablemente el catalizador más ampliamente
utilizado para la epoxidación de olefinas en condiciones neutras
[(a) Hermann, W.A.; Fischer, R.W.; Marz D.W. Angew. Chem. Int. Ed.
1991, 30, 1638-1641; (b) Rudolf, J.; Reddy, K.L.;
Chiang, J.P.; Sharpless, K.B. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119,
6189-6190. (c) Hermann, W.A.; Kratzer, R. M.; Ding,
H.; Thiel, W. R.; Glas, H. J. Organomet. Chem. 1998, 555,
293-295]. Sin embargo, desde el punto de vista
técnico el desarrollo de un sistema catalizador más económico y más
activo así como más productivo para epoxidaciones quimioselectivas
de olefinas con peróxido de hidrógeno es un objetivo importante y
exigente.
El rutenio es un metal noble interesante y
económico para las reacciones de epoxidación. Un ejemplo de una
epoxidación catalizada con rutenio en presencia de peróxido de
hidrógeno se encuentra en: Stoop, R. M.; Bachmann, S.; Valentini,
M; Mezzetti, A. Organometallics 2000, 19,
4117-4126). Aquí sin embargo se describe
exclusivamente la transformación de derivados de estireno y los
rendimientos alcanzan un máximo del 55%. Otro sistema catalítico de
epoxidación basado en RUCl_{3} y ácido
piridin-2,6-dicarboxílico que
transcurre en presencia de peróxido de hidrógeno está descrito en
Klawonn, M.; Tse, M. K.; Bhor, S.; Döbler, C.; Beller, M. J. Mol.
Catal. A 2004, 218, 13-19. Es sin embargo un
inconveniente a este respecto la limitación de la amplitud de
substratos olefinas a olefinas no sensibles a los ácidos, pues esta
reacción transcurre bajo condiciones ácidas y por consiguiente
limita la tolerancia de grupos funcionales. Además, debe añadirse
una elevada cantidad del ligando (ácido
piridin-2,6-dicarboxílico) para
conseguir un rendimiento de producto suficiente.
Existe por consiguiente además la necesidad de
desarrollar un procedimiento general quimioselectivo, operativo en
condiciones suaves y dado el caso a pH neutro y al mismo tiempo
eficiente, para la epoxidación de olefinas.
Se ha encontrado ahora que sistemas
catalizadores de rutenio modificados con ligandos terpiridina y
ligandos ácido
piridin-2,6-dicarboxílico consiguen
la transformación de olefinas en epóxidos en presencia de peróxido
de hidrógeno en condiciones suaves y de pH, entre otros, también
neutro de un modo eficiente y con elevadas productividades.
El procedimiento encontrado se refiere a la
preparación de epóxidos de fórmula (I),
en la
que
- \vocalinvisible
- \textoinvisible
R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4}
representan respectivamente independientemente entre sí hidrógeno,
alquilo, arilo, arilalquilo, halogenoalquilo o restos de fórmula
(IIa) a
(IIf)
\vskip1.000000\baselineskip
en donde en las fórmulas (IIa) a
(IIf)
- A
- falta o representa un resto alquileno o halogenoalquileno y
- B
- falta o representa oxígeno o NR^{5}
- R^{5}
- representa hidrógeno, arilalquilo o arilo y
- D
- representa un grupo carbonilo y
- E
- representa R^{6}, OR^{6}, NHR^{7} o N(R^{7})_{2}, en las que
- R^{6}
- representa alquilo, arilalquilo o arilo y
- R^{7}
- representa en cada caso independientemente alquilo, arilalquilo o arilo o N(R^{7})_{2} en conjunto representa un resto amino cíclico con 4 a 12 átomos de carbono y
- W
- representa OH, NH_{2} o OM, siendo M un ion de metal alcalino, medio equivalente de un ion de metal alcalinotérreo, un ion amonio o un ion amonio orgánico
o respectivamente dos de los restos R^{1},
R^{2}, R^{3} y R^{4} son conjuntamente parte de un ciclo de 3
a 7 miembros que en total comprende de 3 a 16 átomos de carbono,
que se caracteriza porque se hacen reaccionar
compuestos de fórmula (III),
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la que R^{1}, R^{2}, R^{3}
y R^{4} poseen respectivamente independientemente entre sí el
significado anteriormente
indicado,
con peróxido de hidrógeno (H_{2}O_{2}),
efectuándose la reacción en presencia de un
complejo de rutenio que como ligandos lleva tanto compuestos de
fórmula (IV)
\vskip1.000000\baselineskip
en la que R^{8}, R^{9},
R^{10}, R^{11}, R^{12}, R^{13}, R^{14}, R^{15},
R^{16}, R^{17} y R^{18} representan respectivamente
independientemente entre sí hidrógeno, halógeno, hidroxi,
hidroxicarbonilo, alcoxicarbonilo, alcoxi, alquilo, arilalquilo o
arilo,
o
respectivamente dos de los restos R^{8},
R^{9}, R^{10} y R^{11} o respectivamente dos de los restos
R^{15}, R^{16}, R^{17} y R^{18} son conjuntamente parte de
un monociclo de 3 a 7 miembros que en total comprende de 3 a 16
átomos de carbono, o son conjuntamente parte de un biciclo que en
total comprende de 3 a 16 átomos de carbono,
\newpage
como también compuestos de fórmula (V)
en la
que
X^{1}, X^{2} y X^{3}
representan respectivamente independientemente entre sí N, CH o
CR^{19}
y
- R^{19}
- representa hidrógeno, halógeno, hidroxi, hidroxicarbonilo, alcoxicarbonilo, alcoxi, alcoxialquilo, arilalquilo o arilo y
- n
- representa 0, 1, 2 ó 3, preferiblemente 0 ó 1 y con especial preferencia 0.
El marco de la invención comprende todas las
definiciones de restos parámetros y aclaraciones indicados
anteriormente o que se citen a continuación, en general o en
intervalos de preferencia, en combinación discrecional entre sí, es
decir también entre los respectivos intervalos e intervalos de
preferencia.
Arilo representa en el marco de la invención en
tanto no se indique otra cosa preferiblemente restos aromáticos
carbocíclicos con 6 a 24 átomos de carbono de esqueleto o restos
heteroaromáticos con 5 a 24 átomos de carbono de esqueleto, en los
que pueden estar substituidos ninguno, uno, dos o tres átomos de
carbono de esqueleto por ciclo, en toda la molécula sin embargo al
menos un átomo de carbono de esqueleto, por heteroátomos
seleccionados del grupo de nitrógeno, azufre u oxígeno. Además los
restos aromáticos carbocíclicos o los restos heteroaromaticos
pueden estar substituidos con hasta cinco substituyentes iguales o
distintos por ciclo, seleccionados del grupo de hidroxi, halógeno,
nitro, ciano, formilo libre o protegido, alquilo
C_{1}-C_{12}, halogenoalquilo
C_{1}-C_{12}, arilo C_{5-}C_{14,}
arilalquilo C_{6}-C_{15}, alcoxi
C_{1}-C_{12}, alcoxicarbonilo
C_{1}-C_{12}, -PO-[alquilo
C_{1}-C_{8}]_{2}, -PO-[arilo
C_{5}-C_{14}]_{2}, -PO-[alquil
C_{1}-C_{8}-arilo
C_{5}-C_{14}], tri(alquil
C_{1}-C_{8})siloxilo o restos de fórmulas
(IIa) a (IIf). Lo mismo es válido para la parte arilo de un resto
arilalquilo.
Por ejemplo, arilo representa con especial
preferencia fenilo, naftilo o antracenilo que dado el caso está
substituido una vez, dos veces o tres veces con restos que están
seleccionados respectivamente independientemente entre sí del grupo
de alquilo C_{1}-C_{6}, halogenoalquilo
C_{1}-C_{6}, arilo
C_{5}-C_{14}, alcoxi
C_{1}-C_{6}, alcoxicarbonilo
C_{1}-C_{6}, halógeno, hidroxi, nitro o
ciano.
Alquilo o alquileno o
alcoxi representa en el marco de la invención en tanto no se
indique otra cosa preferiblemente un resto respectivamente
independiente alquilo o alquileno o alcoxi de cadena lineal,
cíclico, ramificado o no ramificado dado el caso substituido. Lo
mismo es válido para la parte alquilo de un resto arilalquilo..
Como substituyentes para los restos alquilo o alquileno o alcoxi se
consideran por ejemplo alquilo C_{1}-C_{6},
halogenoalquilo C_{1}-C_{6}, arilo
C_{5}-C_{14}, arilalquilo
C_{5}-C_{14}, alcoxi
C_{1}-C_{6}, ariloxi
C_{1}-C_{6}, alcoxicarbonilo
C_{1}-C_{6}, aciloxi
C_{1}-C_{6}, halógeno, hidroxi, nitro, ciano o
tri(alquil
C_{1}-C_{8})siloxilo.
Por ejemplo, alquilo representa con especial
preferencia metilo, etilo, n-propilo, isopropilo,
n-butilo, terc-butilo,
n-pentilo, ciclohexilo y n-hexilo,
n-heptilo, n-octilo,
iso-octilo, n-decilo y
n-dodecilo.
Por ejemplo, alquileno representa
preferiblemente metileno, 1,1-etileno,
1,2-etileno, 1,1-propileno,
1,2-propileno, 1,3-propileno,
1,1-butileno, 1,2-butileno,
2,3-butileno y 1,4-butileno,
1,5-pentileno, 1,6-hexileno,
1,1-ciclohexileno,
1,4-ciclohexileno, 1,2-ciclohexileno
y 1,8-octileno.
Por ejemplo, alcoxi representa preferiblemente
metoxi, etoxi, n-propoxi, n-butoxi,
terc-butoxi y ciclohexiloxi.
Los restos alquilo cíclicos pueden ser tanto
homo- como también heterociclos de 3 a 7 miembros con un total de 3
a 17 átomos de carbono, los últimos preferiblemente con 1, 2 ó 3
heteroátomos. Son restos alquilo homocíclicos por ejemplo
ciclopentilo o ciclohexilo dado el caso substituido. Son ejemplos de
restos alquilo heterocíclicos restos dioxolano o ftalamido.
En los substituyentes tri(alquil
C_{1}-C_{8})siloxilo los restos alquilo
C_{1}-C_{8} pueden ser iguales o distintos. Un
ejemplo de un substituyente semejante es el
terc-butildimetilsiloxilo.
Arilalquilo representa en el marco de la
invención en tanto no se indique otra cosa preferiblemente un resto
respectivamente independiente alquilo de cadena lineal, cíclico,
ramificado o no ramificado, que está substituido una vez o dos
veces, preferiblemente una vez, con restos arilo conforme a la
definición precedente.
Halogenoalquilo o
halogenoalquileno representa en el marco de la invención en
tanto no se indique otra cosa preferiblemente un resto
respectivamente independiente alquilo de cadena lineal, cíclico,
ramificado o no ramificado que puede estar substituido con uno,
varios o totalmente con átomos de halógenos seleccionados
independientemente entre sí del grupo de flúor, cloro, bromo y
yodo.
Por ejemplo, halogenoalquilo
C_{1}-C_{8} representa con especial preferencia
trifluorometilo, triclorometilo,
2,2,2-trifluoeroetilo, pentafluoroetilo y
nonafluorobutilo.
Halógeno puede representar flúor, cloro, bromo o
yodo, preferiblemente flúor o cloro.
Formilo protegido significa un resto
formilo que está protegido por transformación en un aminal, acetal o
un aminalacetal mixto, pudiendo ser los aminales, acetales o
aminalacetales mixtos acíclicos o cíclicos.
Los átomos de carbono marcados con * en la
fórmula general (I) pueden ser, según el significado de R^{1} a
R^{4}, independientemente entre sí átomos de carbono asimétricos,
que independientemente entre sí pueden presentar configuración
(R) o (S). En el marco de la invención ambos átomos de
carbono marcados con * en la fórmula general (I), uno de los dos o
ninguno de los dos pueden ser asimétricos.
A continuación se definen compuestos preferidos
de fórmulas (I), (IV) y (V).
En la fórmula (I) R^{1}, R^{2}, R^{3} y
R^{4} representan preferiblemente respectivamente
independientemente entre sí hidrógeno, alquilo
C_{1}-C_{8}, arilo
C_{5}-C_{14}, arilalquilo
C_{6}-C_{15}, halogenoalquilo
C_{1}-C_{8}, dado el caso substituidos, o
respectivamente dos de los restos R^{1}, R^{2}, R^{3} y
R^{4} son conjuntamente parte de un ciclo de 3 a 7 miembros que en
total comprende de 3 a 16 átomos de carbono.
Son especialmente preferidos a este respecto
compuestos de fórmula (I) en los que al menos un resto de R^{1},
R^{2}, R^{3} y R^{4} representa arilo
C_{5}-C_{14} dado el caso substituido o
respectivamente dos de los restos R^{1}, R^{2}, R^{3} y
R^{4} son conjuntamente parte de un ciclo de 3 a 7 miembros que
en total comprende de 3 a 16 átomos de carbono.
En la fórmula (IV) R^{8}, R^{9}, R^{11},
R^{12}, R^{14}, R^{15}, R^{17} así como R^{18} representan
hidrógeno y simultáneamente R^{10}, R^{13} así como R^{16}
terc-butilo, R^{8}, R^{9}, R^{10}, R^{11},
R^{12}, R^{13}, R^{14}, R^{15}, R^{16}, R^{17} y
R^{18} representan hidrógeno o respectivamente dos de los restos
R^{8}, R^{9}, R^{10} y R^{11} y respectivamente dos de los
restos R^{15}, R^{16}, R^{17} y R^{18} son conjuntamente
parte de un monociclo de 3 a 7 miembros que en total comprende de 3
a 16 átomos de carbono, o son conjuntamente parte de un biciclo que
en total comprende de 3 a 16 átomos de carbono, y los demás restos
de R^{8}, R^{9}, R^{10}, R^{11}, R^{12}, R^{13},
R^{14}, R^{15}, R^{16}, R^{17} y R^{18} representan
hidrógeno. En una forma de realización preferida R^{8}, R^{9},
R^{10}, R^{11}, R^{12}, R^{13}, R^{14}, R^{15},
R^{16}, R^{17} y R^{18} representan hidrógeno.
En compuestos de fórmula (V) de los restos
X^{1}, X^{2} y X^{3} preferiblemente al menos dos, con
especial preferencia tres, representan CH o CR^{19} y con muy
especial preferencia CH. n representa preferiblemente 0 o con
especial preferencia 0 ó 1 con un substituyente en la posición 4 y
con muy especial preferencia 0.
Son complejos de rutenio preferidos aquellos de
fórmula (VI)
(VI)[Ru(IV)(V)]
en la que (IV) representa un
compuesto de fórmula (IV) y (V) representa un compuesto de fórmula
(V). Tales complejos pueden prepararse de modo conocido de por sí
análogamente a la literatura citada al principio (Nishiyama, H.;
Shimada, T.; Itoh, H.; Sugiyama, H.; Motoyama, Y. Chem. Commun.
1997,
1863-1864).
El procedimiento conforme a la invención se
lleva a cabo en una forma de realización preferida en presencia de
disolventes orgánicos como en especial alcoholes secundarios o
terciarios, disolventes apróticos polares, cetonas, hidrocarburos
clorados e hidrocarburos aromáticos. Por disolventes apróticos
polares debe entenderse aquellos que a 25ºC presentan una constante
dieléctrica de 5 o más y un valor del pK_{a} referido a una
escala de referencia acuosa a 25ºC de 20 o más. Para el
procedimiento conforme a la invención son especialmente preferidos
alcoholes secundarios y terciarios, como en especial alcohol
t-amílico y alcohol t-butílico.
La reacción se lleva a cabo por ejemplo
disponiendo los compuestos de fórmula (III) y el complejo de
rutenio en un disolvente orgánico y mezclándolos con el oxidante,
que dado el caso está disuelto en un disolvente orgánico adecuado.
En una forma de realización preferida se dosifica a la mezcla de
reacción una solución del oxidante durante un periodo de 10 minutos
a 24 horas.
Un eventual tiempo adicional de
post-agitación puede ascender por ejemplo a hasta 24
horas, preferiblemente hasta 5 horas y con especial preferencia
hasta 1 hora.
La reacción puede llevarse a cabo a temperaturas
de -20ºC a 150ºC, preferiblemente a 0 a 80ºC, con especial
preferencia a 0ºC a 40ºC y con muy especial preferencia a 15ºC a
30ºC.
La presión en la reacción no es crítica y puede
ascender por ejemplo a 50 a 10.000 kPa, preferiblemente a 80 a
1.000 kPa. Con especial preferencia es presión ambiente.
El oxidante peróxido de hidrógeno se utiliza
preferiblemente en una cantidad de 1 a 10 equivalentes molares
referida a compuestos de fórmula (III), con especial preferencia de
1 a 5 equivalentes molares y con muy especial preferencia de 1 a 3
equivalentes molares. El oxidante se utiliza dado el caso
ventajosamente como solución en un disolvente, con especial
preferencia como solución en agua y dado el caso adicionalmente al
menos uno de los disolventes orgánicos anteriormente citados.
En el marco de la presente invención el complejo
de rutenio puede utilizarse bien como complejo aislado o bien
generarse in situ en la mezcla de reacción. En el último caso se
combinan un precursor de rutenio como p.ej.
[Ru-p-cimeno)Cl_{2}]_{2} y los dos ligandos
de las fórmulas (IV) y (V) en la mezcla de reacción.
La preparación de los complejos aislados se
realiza preferiblemente igualmente por combinación de un precursor
de rutenio adecuado, como p.ej.
[Ru-p-cimeno)Cl_{2}]_{2},
y los dos ligandos de las fórmulas (IV) y (V) disponiendo por
ejemplo el precursor de rutenio con los ligandos de fórmula (IV) en
un disolvente adecuado en atmósfera de gas inerte y añadiendo una
solución del ligando de fórmula (V), preferiblemente en forma de
su sal di-sódica, calentando a continuación la
mezcla de reacción y aislando el complejo de rutenio por ejemplo
por cristalización, filtración y recristalización. En especial
cuando se usan complejos aislados como catalizadores el
procedimiento conforme a la invención puede realizarse en
condiciones de pH neutro, lo que abre una mayor amplitud de
aplicación en lo que respecta a los compuestos de fórmula (III). Por
consiguiente, se prefiere la utilización de complejos de fórmula
(IV) aislados.
Como precursor de rutenio son adecuados por
ejemplo compuestos de rutenio como cloruro de Ru(III) o por
ejemplo complejos de Ru(II) o Ru(III) que presentan
al menos un ligando del grupo de fosfanos, como p.ej.
triarilfosfanos, trialquilfosfanos o
bis(diarilfosfino)alcanos, aminas, como p.ej.
triarilaminas, trialquilaminas, aminas cicloalifáticas o
cicloaromáticas o heteroaromáticas, o hidrocarburos cíclicos
insaturados, como p.ej. p-cumeno, norbornadieno o
ciclooctadieno. Un ejemplo de un precursor de rutenio adecuado es
[Ru-p-cimeno)Cl_{2}]_{2}.
La reacción puede llevarse a cabo en condiciones
de pH neutro, dado el caso también puede ser ventajosa la adición
de ácidos o bases. Preferiblemente la reacción se lleva a cabo en
condiciones de pH neutro, debiéndose entender a este respecto
valores de pH de 5 a 9, medidos a 20ºC.
La cantidad del complejo de rutenio utilizado o
del precursor de rutenio utilizado se encuentra en el marco de la
invención por ejemplo entre 0,001 y 20% en moles, preferiblemente
entre 0,01 y 1% en moles y con especial preferencia entre 0,1 y 1%
en moles.
De modo conforme a la invención pueden obtenerse
compuestos de fórmula (I) con muy buenos rendimientos en
condiciones suaves. El procesamiento puede realizarse de modo
conocido p.ej. por extinción con agua, extracción con un disolvente
orgánico adecuado y destilación o recristalización del epóxido.
El procedimiento conforme a la invención puede
llevarse a cabo tanto estereoselectivamente como también no
estereoselectivamente. Preferiblemente el procedimiento conforme a
la invención se lleva a cabo no estereoselectivamente. En la
realización no estereoselectiva del procedimiento conforme a la
invención, en el marco de la invención está comprendida también una
realización racémica. Sin embargo puede ser preferido también llevar
a cabo el procedimiento conforme a la invención
estereoselectivamente.
Para una epoxidación estereoselectiva semejante
(enantioselectiva) son adecuados preferiblemente aquellos
catalizadores de fórmula (VI) en los que en los compuestos de
fórmula (IV) respectivamente dos de los restos R^{8}, R^{9},
R^{10} y R^{11} o respectivamente dos de los restos R^{15},
R^{16}, R^{17} y R^{18} son conjuntamente parte de un biciclo
de 3 a 7 miembros que en total comprende de 3 a 16 átomos de
carbono, derivando preferiblemente este biciclo de un terpeno.
Son ejemplos de tales catalizadores de fórmula
(VI) los compuestos de fórmulas (VI-2) a
(VI-5),
\vskip1.000000\baselineskip
que hasta ahora no están descritos
en la literatura y por consiguiente son igualmente objeto de la
presente
invención.
En la realización enantioselectiva del
procedimiento conforme a la invención se obtiene uno de los
correspondientes dos enantiómeros de fórmula general (I) en un
exceso enantiomérico, en lo sucesivo también llamado ee ("exceso
enantiomérico"), en comparación con el otro enantiómero.
Preferiblemente este exceso enantiomérico asciende a 2 a 100% de
ee, con especial preferencia a 50% a 100%. Una definición del valor
ee se indica en el marco de los ejemplos de esta solicitud. Para el
caso en que ambos átomos de carbono marcados con * en la fórmula
general (I) sean asimétricos, puede tratarse de que los dos
enantiómeros sean un par de diastereómeros.
Los compuestos de fórmula (I) que pueden
prepararse conforme a la invención son adecuados en especial para
la preparación de medicamentos, productos agroquímicos, polímeros o
productos intermedios de los mismos.
El procedimiento conforme a la invención se
caracteriza porque la epoxidación de las olefinas transcurre en
condiciones muy suaves con elevada quimioselectividad y muy buenos
rendimientos de producto. Son de mencionar en especial las muy
bajas cantidades necesarias de rutenio y de ligandos. Al mismo
tiempo la posibilidad del uso del económico oxidante peróxido de
hidrógeno es una ventaja especial y además la posibilidad de hacer
reaccionar también compuestos de fórmula (III) sensibles a los
ácidos en condiciones de pH neutro y/o preparar compuestos de
fórmula (I) sensibles a los ácidos.
\vskip1.000000\baselineskip
En un experimento típico se agita el complejo de
rutenio
[Ru(2,2':6',2''terpiridina)(piridin-2,6-dicarboxilato)]
(VI-1) (0,0025 mmol) en alcohol
terc-amílico (9 ml) a temperatura ambiente y se
añade la olefina de fórmula (III) (0,5 mmol). A esta mezcla se le
dosifica en el transcurso de 12 h una solución al 30% de peróxido de
hidrógeno (1,5 mmol) en alcohol terc-amílico (0,83
ml). Después de esto la reacción se extingue por adición de agua
(10 ml) y Na_{2}SO_{3} (0-5 g) y se extrae con
acetato de etilo (20 ml). Tras secado de la fase orgánica se
analizan alicuotas por cromatografía de gases. Para el aislamiento
de los epóxidos el producto se purifica tras la eliminación por
destilación del disolvente dado el caso por cromatografía en
columna.
Ejemplos
1-25
La Tab. 1 resume los ejemplos para la
epoxidación de olefinas de fórmula (III) conforme al protocolo de
trabajo general en presencia del complejo de rutenio
[Ru(2,2':6',2''terpiridina)(piridin-2,6-dicarboxilato)]
(VI-1):
A continuación se exponen los datos analíticos
de los epóxidos de fórmula (I) preparados en los ejemplos.
1,2-Epoxi-1-metilciclohexano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 1,22 (m, 5 H),
1,36-1,31 (m, 2 H), 1,59 (m, 2 H),
1,82-1,78 (m, 2 H), 2,87 (s, 1 H); RMN ^{13}C
(100,6 MHz, CDCl_{3}, ppm): \delta 19,7, 20,1, 22,7, 25,0,
29,9, 57,8, 59,6; (E.I., 70 eV): m/z 112 (M^{+}), 111,97
(100), 55, 43.
Feniloxirano: RMN ^{1}H (400,1 MHz,
CDCl_{3}): \delta 2,72 (dd, J = 5,6, 2,6 Hz, 1 H), 3,06
(dd, J = 5,6, 4,2 Hz, 1 H), 3,78 (dd, J = 4,2, 2,6
Hz, 1 H), 7,16-7,29 (m, 5 H); RMN ^{13}C (100,6
MHz, CDCl_{3}): \delta 51,3, 52,5, 125,6, 128,3, 128,6, 137,7;
(E.I., 70 eV): m/z 120 (M^{+}, 41), 119 (65), 92 (37), 91
(100), 90 (64), 89 (79).
2-(p-Tolil)-oxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CD_{2}Cl_{2}): \delta 2,33 (s, 3 H);
2,77 (dd, J = 5,5, 2,6 Hz, 1 H), 3,09 (dd, J = 5,5,
4,1 Hz, 1 H), 3,79 (dd, J = 4,1, 2,6 Hz, 1 H),
7,06-7,26 (m, 5 H) ; RMN ^{13}C (100,6 MHz,
CD_{2}Cl_{2}): \delta 20,9, 50,9, 52,1, 125,5, 129,2, 134,8,
138,1; CG-EM; m/z 134 (M^{+}).
4-Fluorofeniloxirano: RMN
^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 2,67 (dd, J = 5,6,
2,6 Hz, 1 H), 3,04 (dd, J = 5,6, 4,0 Hz, 1 H), 3,75 (dd,
J = 4,0, 2,6 Hz, 1 H), 6,91-6,96 (m, 2 H),
7,12-7,17 (m, 2 H); RMN ^{13}C (100,6 MHz,
CDCl_{3}): \delta 51,6, 52,2, 115,9 (d, J = 20 Hz),
127,6 (d, J = 7 Hz), 133,7 (d, J = 2 Hz), 163,1 (d,
J= 24 Hz); (E.I., 70 eV): m/z 138 (M^{+}), 137
(M-1^{+}), 122 (86), 109 (100), 96.
4-Clorofeniloxirano: RMN
^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 2,68 (dd, J = 5,6,
2,6 Hz, 1 H), 3,07 (dd, J = 5,6, 4,0 Hz, 1 H), 3,76 (dd,
J = 4,0, 2,6 Hz, 1 H), 7,12-7,26 (m, 4 H);
RMN ^{13}C (100,6 MHz, CDCl_{3}): \delta 51,4, 51,9, 127,0,
128,8 134,1 136,3; (E.I., 70 eV): m/z 156 (M+2^{+}, 9),
155 (M+1^{+}, 10), 154 (M^{+}, 28), 153
(M-1^{+}, 23), 125 (53), 119 (74), 89 (106).
(4-Trifluorometil)feniloxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 2,77 (dd, J =
5,6, 2,6 Hz, 1 H), 3,19 (dd, J = 5,6, 4,0 Hz, 1 H), 3,92
(dd, J = 4,0, 2,6 Hz, 1 H), 7,4 (d, J = 8,1 Hz, 2 H),
7,6 (d, J = 8,1 Hz, 2 H); RMN ^{13}C (100,6 MHz,
CDCl_{3}): \delta 51,4, 51,6, 125,4 (c, J = 3,8 Hz),
125,9, 141,9; (E.I., 70 eV): m/z 188 (M^{+}, 14), 187
(20), 159 (49), 158 (48), 119 (100), 91 (37).
Trans-2-Metil-3-feniloxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 1,44 (d, J =
5,2 Hz, 3 H), 3,03 (dc, J = 5,2, 2,0 Hz, 1 H), 3,57 (d,
J = 2,0 Hz, 1 H), 7,23-7,4 (m, 5 H); RMN
^{13}C (100,6 MHz, CDCl_{3}): \delta 18,0, 59,2, 59,6,
125,7, 128,1, 128,5, 137,9; (E.I:, 70 eV): m/z 134 (M^{+},
52), 133 (65), 105 (51), 91 (42), 90 (100), 89 (77), 77 (23).
Cis-2-Metil-3-feniloxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 1,07 (d, J =
5,4 Hz, 3 H), 3,33 (dd, J = 5,4, 4,3 Hz, 1 H), 4,05 (d,
J = 4,3 Hz, 1 H), 7,25-7,36 (m, 5 H); RMN
^{13}C (100,6 MHz, CDCl_{3}): \delta 12,5, 55,1, 57,5,
126,5, 127,4, 128,0, 135,5; EM (E.I., 70 eV): m/z 134
(M^{+}).
Óxido de
1,2-dihidronaftaleno: RMN ^{1}H (400,1 MHz,
CDCl_{3}): \delta 1,72-1,80 (m, 1 H), 2,41
(dddd, J = 14,5, 6,5, 2,9, 1,7 Hz, 1 H), 2,55 (dd, J
= 15,5, 5,6 Hz, 1 H), 2,76-22,85 (m, 1 H),
3,72-3,74 (m, 1H), 3,85 (d, J = 4,4 Hz, 1 H),
7,10 (d, J = 7,3 Hz, 1 H), 7,19-7,23 (m, 1
H), 7,25-7,29 (m, 1 H), 7,40 (dd, J = 7,3,
1,4 Hz, 1 H); RMN ^{13}C (100,6 MHz, CDCl_{3}): \delta 21,7,
24,3, 52,6, 54,9, 126,0, 128,2, 128,3, 129,4, 132,4, 136,5;
CG-EM: m/z 146 (M^{+}).
2-Metil-2-feniloxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 1,65 (s, 3 H), 2,73
(d, J = 5,4 Hz, 1 H), 2,90 (d, J = 5,4 Hz, 1 H),
7,17-7,31 (m, 5 H); RMN ^{13}C (100,6 MHz,
CDCl_{3}): \delta 56,9, 57,2, 125,4, 127,6, 128,5, 141,3; EM
(E.I., 70 eV): m/z 134 ([M]^{+}, 35), 133 (87), 105
(100), 104 (41), 103 (58), 91 (23), 79 (37), 78 (54), 77 (49).
2,2-Dimetil-3-feniloxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 1,04 (s, 3 H), 1,45
(s, 3 H), 3,83 (s, 1 H), 7,21-7,33 (m, 5 H); RMN
^{13}C (100,6 MHz, CDCl_{3}): \delta 17,9, 24,7, 61,0, 64,5,
126,3, 127,3, 128, 136,6; EM (E.I., 70 eV): m/z 148
(M^{+}).
1,2-Epoxi-1-fenil-ciclohexano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta
1,18-1,30 (m, 1 H), 1,34-1,44 (m, 1
H), 1,44-1,58 (m, 2 H), 1,87-1,95
(m, 2 H), 2-2,09 (m, 1 H), 2,16-2,25
(m, 1 H), 2,99 (m, 1 H), 7,15-7,20 (m, 1 H),
7,23-7,32 (m, 4 H); RMN ^{13}C (100,6 MHz,
CDCl_{3}): \delta 19,9, 20,2, 24,8, 29,0, 60,3, 62,1, 125,4,
127,3, 128,4, 142,6, EM (E.I., 70 eV): m/z 175
([M+1]^{+}, 10), 174 ([M]^{+}, 82), 173 (100),
159 (21), 145 (40), 129 (50), 117 (47), 115 (58), 105 (68), 91 (58),
77 (43).
2-Fenil-1-oxaespiro[2.5]octano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta
1,22-1,31 (m, 2 H), 1,37-1,85 (m, 8
H), 3,85 (s, 1 H), 7,23-7,34 (m, 5 H); RMN ^{13}C
(100,6 MHz, CDCl_{3}): \delta 24,5, 25,3, 25,5, 28,4, 35,4,
64,5, 65,5, 126,3, 127,2, 127,9, 136,3; EM (E.I., 70 eV): m/z
188 (M^{+}).
2-Metil-2,3-difeniloxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 1,48 (s, 3 H), 3,98
(s, 1 H), 7,30-7,34 (m, 2 H),
7,37-7,42 (m, 6 H), 7,45-7,48 (m, 2
H); RMN ^{13}C (100,6 MHz, CDCl_{3}): \delta 16,7, 63,0,
67,1, 125,1, 126,5, 127,5, 127,6, 128,2, 128,4, 135,9, 142,3; EM
(E.I., 70 eV): m/z 210 (M^{+}).
Óxido de 2-metilindeno:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 1,69 (s, 3 H), 2,90
(d, J = 17,7 Hz, 1 H), 3,15 (d, J = 17,7 Hz, 1 H),
4,04 (d, J = 1,2 Hz, 1 H), 7,14-7,25 (m, 3
H), 7,44 (d, J = 7,3 Hz, 1 H); RMN ^{13}C (100,6 MHz,
CDCl_{3}): \delta 18,5, 38,6, 65,0, 65,3, 124,8, 125,7, 126,0,
128,2, 141,7, 144,5; EM (E.I., 70 eV): m/z 146 (M^{+}).
2,2,3-Trimetil-3-feniloxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 0,95 (s, 3 H), 1,46
(s, 3 H), 1,61 (s, 3 H), 7,20-7,23 (m, 1 H),
7,27-7,33 (m, 4 H); RMN ^{13}C (100,6 MHz,
CDCl_{3}): \delta 20,7, 21,3, 21,7, 63,7, 66,5, 126,0, 126,7,
128,0, 142,2; EM (E.I:, 70 eV): m/z 162 (M^{+}).
Trans-2-Hidroximetil-3-feniloxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 1,84 (s a, 1 H), 3,20
(d, J = 4,2, 2,2 Hz, 1 H), 3,74 (dd, J = 12,7, 4,2 Hz,
1 H), 3,88 (d, J = 2,2 Hz, 1 H), 4,01 (dd, J = 12,7,
2,2 Hz, 1 H), 7,27-7,38 (m, 5 H); RMN ^{13}C
(100,6 MHz, CDCl_{3}): \delta 55,8, 61,7, 62,8, 116,7, 126,1,
128,5, 128,8; EM (E.I:, 70 eV): m/z 150 ([M]^{+},
5), 132 (19), 131 (12), 119 (19), 107 (100), 105 (33), 104 (34), 91
(67), 90 (78), 89 (58), 79 (67), 77 (41).
Trans-2-[(terc-Butildimetilsiloxi)metil]-3-feniloxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 0,09 (s, 3 H), 0,10
(s, 3 H), 0,91 (s, 9 H), 3,12-3,13 (ddd, J =
4,4, 2,8, 1,9 Hz, 1 H), 3,79 (dd, J = 1,9 Hz, 1 H), 3,81
(dd, J = 12,0, 4,4 Hz, 1 H), 3,95 (dd, J = 12,0, 2,8
Hz, 1 H), 7,24-7,35 (m, 5 H); RMN ^{13}C (100,6
MHz, CDCl_{3}): \delta -5,3, 18,4, 25,9, 55,9, 62,7, 64,0,
125,7, 128,1, 128,4, 137,2; EM (E.I., 70 eV): m/z 249
(M^{+}-CH_{3}).
Acetato de
3-feniloxiranilmetilo: RMN ^{1}H (400,1 MHz,
CDCl_{3}): \delta 2,04 (s, 3 H), 3,18-3,20 (m,
1 H), 3,73 (d, J = 2,0 Hz, 1 H), 4,02 (dd, J = 12,3,
6,0 Hz, 1 H), 4,41 (dd, J = 12,3, 3,4 Hz, 1 H),
7,17-7,32 (m, 5 H), RMN ^{13}C (100,6 MHz,
CDCl_{3}): \delta 20,7, 56,4, 59,2, 64,2, 125,6, 128,4, 128,5,
136,1, 170,7; EM (E.I., 70 eV): m/z 192 (M^{+}, 2), 150
(10), 149 (79), 133 (26), 107 (95), 105 (67), 91 (54), 90 (45), 89
(42), 79 (31), 77 (31), 43 (100).
Trans-2-Metoximetil-3-feniloxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 3,19 (ddd, J =
5,2, 3,1, 2,1 Hz, 1 H), 3,43 (s, 3 H), 3,52 (dd, J = 11,4,
5,2 Hz, 1 H), 3,76 (dd, J = 11,4, 3,1 Hz, 1 H), 3,78 (d,
J = 2,1 Hz, 1 H), 7,25-7,35 (m, 5 H); RMN
^{13}C (100,6 MHz, CDCl_{3}): \delta 55,7, 59,2, 60,9, 72,1,
125,6, 128,2, 128,4, 136,8; EM (E.I., 70 eV): m/z 164
(M^{+}).
Trans-2-(p-metoxifenil)-3-metiloxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CD_{2}Cl_{2}): \delta 1,41 (d,
J = 5,2 Hz, 3 H), 3,01 (dc, J = 5,2, 2,0 Hz, 1 H),
3,50 (d, J = 2,0 Hz, 1 H), 3,79 (s, 3 H), 6,87 (d, J
= 8,9 Hz, 2 H), 7,17 (d, J = 8,9 Hz, 2 H); RMN ^{13}C
(100,6 MHz, CD_{2}Cl_{2}): \delta 18,0, 58,9, 59,5, 114,1,
127,2, 130,3, 160,0; EM (E.I., 70 eV): m/z 165
([M+1]^{+}, 7), 164 (M^{+}, 57), 121 (47), 120 (82), 105
(31), 91 (100), 77 (55), 51 (37).
Trans-2-Fenoximetil-3-feniloxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 3,40 (ddd, J =
5,2, 3,2, 2,0 Hz, 1 H), 3,91 (d, J = 2,0 Hz, 1 H), 4,14 (dd,
J = 11,2, 5,2 Hz, 1 H), 4,32 (dd, J = 11,2, 3,2 Hz, 1
H), 6,94-7,00 (m, 3 H), 7,27-7,38
(m, 7 H); RMN ^{13}C (100,6 MHz, CDCl_{3}): \delta 56,4,
60,2, 67,8, 114,7, 121,3, 125,7, 128,4, 128,5, 129,5, 136,5, 158,4;
EM (E.I., 70 eV): m/z 226 (M^{+}).
2-(3-Fenil-oxiranil-[1,3]dioxolano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 3,13 (dd, J
=3,8, 2,0 Hz, 1 H), 3,89 (d, J = 2,0 Hz, 1 H),
3,89-3,97 (m, 2 H), 4,00-4,06 (m, 2
H), 5,00 (d, J = 3,8 Hz, 1 H), 7,25-7,35 (m,
5 H); RMN ^{13}C (100,6 MHz, CDCl_{3}): \delta 55,2, 61,3,
65,3, 65,5, 102,3, 125,7, 128,3, 128,4, 136,2;
CG-EM: m/z 192 (M^{+}).
Trans-2-Clorometil-3-feniloxirano:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 3,28 (ddd, J =
5,8, 4,8, 1,9 Hz, 1 H), 3,66 (dd, J = 11,8, 5,8 Hz, 1 H),
3,72 (dd, J = 11,8, 4,8 Hz, 1 H), 3,82 (d, J = 1,9
Hz, 1 H), 7,26-7,38 (m, 5 H); RMN ^{13}C (100,6
MHz, CDCl_{3}): \delta 44,3, 58,5, 60,9, 116,6, 125,6, 128,6,
135,9; CG-EM: m/z 168 (M^{+}).
2-(3-Feniloxiranilmetil)isoindol-1,3-diona:
RMN ^{1}H (400,1 MHz, CDCl_{3}): \delta 3,20 (ddd, J =
5,7, 4,7, 1,9 Hz, 1 H), 3,82 (dd, J = 14,3, 5,7 Hz, 1 H),
3,83 (d, J = 1,9 Hz, 1 H), 4,09 (dd, J = 14,3, 4,7
Hz, 1 H), 7,19-7,29 (m, 5 H), 7,68 (dd, J =
5,5, 3,1 Hz, 2 H), 7,82 (dd, J = 5,5, 3,1 Hz, 2 H); RMN
^{13}C (100,6 MHz, CDCl_{3}): \delta 39,3, 58,0, 58,9, 123,5,
125,6, 128,4, 128,5, 131,9, 134,2, 136,3, 168,0; EM (E.I., 70 eV):
m/z 279 (M^{+}).
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Se dispusieron 200 mg (0,47 mmol) del ligando
tpy-pineno así como 145 mg del complejo precursor de
rutenio [Ru(p-cimeno)Cl_{2})]_{2} (0,24 mmol) en
8 ml de metanol a temperatura ambiente y se dosificó una solución
de 100 mg de la sal disódica del ácido
piridin-2,6-dicarboxílico
(H_{2}pydic) (0,47 mmol) disuelta en 9 ml de MeOH/H_{2}O (2/1).
La mezcla de reacción se calentó durante 1 h a 65ºC. Por
enfriamiento cristalizó el producto y se obtuvo
[Ru(tpy-\beta-pineno)(pydic)]
(61 mg, 19%) como sólido violeta cristalino.
R_{f} = 0,20 (CH_{2}Cl_{2}/MetOH
100:5). RMN ^{1}H (400,1 MHz, CD_{2}Cl_{2}, ppm): \delta
0,44 (s, 6 H), 1,00 (d, J = 9,9 Hz, 2 H), 1,26 (s, 6 H),
1,88-1,92 (m, 2 H), 2,30-2,31 (m, 4
H), 2,43-2,48 (m, 2 H), 2,69-2,71
(m, 2 H), 7,27 (d, J = 7,9 Hz, 2 H), 7,75 (t, J = 8,1
Hz, 2 H), 8,00 (d, J = 7,9 Hz, 2 H), 8,08 (t, J = 7,7
Hz, 1 H), 8,24 (d, J = 8,1 Hz, 2 H), 8,30 (d, J = 7,7
Hz, 2 H). RMN ^{13}C (100,6 MHz, CD_{2}Cl_{2}, ppm): \delta
20,6, 24,9, 30,2, 34,2, 38,3, 40,0, 47,1, 119,3, 120,3, 127,6,
130,5, 133,3, 133,8, 145,7, 155,0, 157,8, 158,2, 164,3, 172,7,
EM-FAB m/z 688 (M^{+}).
UV-VIS (CH_{2}Cl_{2}, \lambda_{máx}/nm, log
\varepsilon) 339 (4,57), 399 (3,95), 524 (3,94), 569 (h, 3,90).
Análisis elemental calc. para
C_{36}H_{34}N_{4}O_{4}Ru\cdotH_{2}O (%) C 61,27, H
5,14, N 7,94; enc. C 61,65, H 5,18, N 7,80.
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La síntesis se realizó como se ha descrito en el
ejemplo 26 usando 211 mg del ligando tpy-myrt (0,50
mmol), 105 mg de Na_{2}pydic (0,50 mmol) así como 152 mg de
[Ru(p-cimeno)Cl_{2})]_{2} (0,25 mmol). Se
obtuvieron 300 mg de [Ru(tpy-myrt)(pydic)]
(VI-3) (90%) como sólido violeta cristalino.
R_{f} = 0,28 (CH_{2}Cl_{2}/MeOH
100:5). RMN ^{1}H (400,1 MHz, CD_{2}Cl_{2}, ppm): \delta
0,62 (s, 6 H), 1,14-1,17 (m, 2 H), 1,35 (s, 6 H),
2,28-2,32 (m, 2 H), 2,62-2,64 (m, 4
H), 3,24-3,26 (m, 4 H), 7,09 (s, 2 H), 7,76 (t,
J = 8,0 Hz, 1 H), 8,05 (s, 2 H), 8,09 (t, J = 7,8 Hz,
1 H), 8,25 (d, J = 8,0 Hz, 2 H), 8,31 (d, J = 7,8 Hz,
2 H); RMN ^{13}C (100,6 MHz, CD_{2}Cl_{2}, ppm): \delta
21,1, 25,5, 31,3, 32,8, 38,9, 39,8, 44,9, 119,6, 121,5, 127,3,
129,2, 133,4, 145,0, 146,5, 146,7, 151,1, 157,6, 157,7, 172,1;
EM-FAB (E.I., 70 eV) m/z 688 (M^{+});
UV-VIS (CH_{2}Cl_{2}, \lambda_{máx}/nm, log
\varepsilon) 332 (4,58), 392 (4,08), 518 (4,01), 518 (4,01).
Análisis elemental calc. para
C_{36}H_{34}N_{4}O_{4}Ru\cdot0,5CH_{2}Cl_{2} (%) C
60,04, H 4,83, N 7,67; enc. C 59,91, H 5,08, N 7,86.
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Se agitaron
tpy-Me_{2}-\beta-pineno
(50 mg, 0,11 mmol) y RuCl_{3}\cdotxH_{2}O (29 mg, 0,11 mmol)
a 125ºC en n-butanol durante una noche. Después de esto se
añadieron ácido
piridin-2,6-dicarboxílico (19 mg,
0,1 mmol) y trietilamina (46,6 \mul, 0,33 mmol) y se agitó la
mezcla de reacción durante una hora adicional a 125ºC. Tras
eliminar el disolvente a presión reducida se purificó el producto
cromatográficamente (gel de sílice con CH_{2}Cl_{2}:metanol
100:2 a 100:5 como eluyente en gradiente) y se obtuvieron 41 mg
(VI-4) como sólido violeta criatalino (57%). Se
obtuvo substancia analíticamente pura por recristalización en
CH_{2}Cl_{2}/n-hexano.
R_{f} = 0,12 (CH_{2}Cl_{2}/MeOH
100:5). RMN ^{1}H (400,1 MHz, CD_{2}Cl_{2}, ppm): \delta
0,54 (s, 6 H), 0,60 (d, J = 6,9 Hz, 6 H), 1,17 (d, J =
10,3 Hz, 2 H), 1,32 (s, 6 H), 1,73 (m, 2 H), 1,94 (ddd, J =
13,8, 6,9, 3,6 Hz, 2 H), 2,35 (m, 4 H), 2,70 (m, 2 H), 7,23 (d,
J = 7,8 Hz, 2 H), 7,81 (t, J = 8,1 Hz, 1 H), 7,92
(d, J = 7,8 Hz, 2 H), 8,09 (t, J = 7,7 Hz, 1 H), 8,18
(d, J = 8,1 Hz, 2 H), 8,31 (d, J = 7,7 Hz, 2 H). RMN
^{13}C (100,6 MHz, CD_{2}Cl_{2}, ppm): \delta 20,9, 21,1,
25,2, 27,3, 37,9, 40,5, 47,0, 48,1, 119,2, 120,7, 127,2, 131,6,
133,7, 134,1, 144,5, 155,7, 158,6, 159,1, 169,7, 173,2.
EM-FAB m/z 716 (M^{+}).
UV-VIS (CH_{2}Cl_{2}, \lambda_{máx}/nm, log
\varepsilon) 338 (4,54), 396 (3,94), 522 (3,89). EMAR calc. para
(C_{38}H_{38}N_{4}O_{4}^{102}Ru + H^{+}) m/z
758,22803 enc. 758,22870.
Los ligandos
tpy-\beta-pineno,
tpy-myrt y
tpy-Me_{2}-\beta-pineno
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pueden prepararse por ejemplo
conforme a Ziegler, M.; Monney, V.; Stoeckli-Evans,
H.; Von Zelewsky, A.; Sasaki, I., Dupic, G.; Daran, J. C.;
Balavoine, G. G. A. Dalton Trans. 1999, 667-675 o
Kwong, H.-L.; Lee, W.-S. Tetrahedron: Asymmetry 2000, 11,
2299-2308.
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Se agitaron tpy-cam (137 mg,
producto bruto, 0,30 mmol) (preparación cf. ejemplo 30) y
RuCl_{3}xH_{2}O (80 mg, 0,30 mmol) a 125ºC en n-butanol
durante una noche. Entonces se añadieron ácido
piridin-2,6-dicarboxílico (61 mg,
0,30 mmol) y Et_{3}N (128 \mul, 0,91 mmol) y se agitó la mezcla
de reacción durante una hora adicional. Tras eliminar el disolvente
a presión reducida se purificó el producto cromatográficamente (gel
de sílice con CH_{2}Cl_{2}:metanol 100:0 a 100:5 como eluyente
en gradiente) y se obtuvieron 18 mg (VI-5) como
sólido violeta cristalino (18 mg, 8%). Se obtuvo substancia
analíticamente pura por recristalización en
CH_{2}Cl_{2}/n-hexano.
R_{f} = 0,18 (CH_{2}Cl_{2}/MetOH
100:5). RMN ^{1}H (400,1 MHz, CD_{2}Cl_{2}, ppm): \delta
0,35 (s, 6 H), 0,73 (s, 6 H), 0,83-0,87 (m, 2 H),
1,01-1,07 (m, 2 H), 1,21 (s, 6 H), 1,39 (d, J
= 3,89 Hz, 2 H), 1,71-1,77 (m, 4 H), 7,38 (d,
J = 7,5 Hz, 2 H), 7,73 (t, J = 7,2 Hz, 1 H), 8,07
(d, J = 7,7 Hz, 2 H), 8,12 (t, J = 7,7 Hz, 1 H), 8,22
(d, J = 7,5 Hz, 2 H), 8,34 (d, J = 7,7 Hz, 2 H). RMN
^{13}C (100,6 MHz, CD_{2}Cl_{2}, ppm): \delta 10,7, 18,1,
19,4, 25,6, 32,3, 52,1, 53,4, 56,3, 119,7, 120,0, 126,5, 127,6,
130,5, 133,1, 148,9, 153,8, 156,3, 157,8, 172,5, 174,3.
EM-FAB m/z 717 (M + H^{+}).
UV-VIS (CH_{2}Cl_{2}, \lambda_{máx}/nm, log
\varepsilon) 335 (4,49), 386 (3,90), 519 (3,85). EMAR calc. para
(C_{38}H_{38}N_{4}O_{4}^{102}Ru + H^{+}) m/z
717,20148 enc. 717,20068.
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a) Preparación de
2-metilenbornano (cf. Greenwald, R.; Chaykovsky,
E. J.; Corey, E. J. J. Org. Chem. 1962, 28,
1128-1129.):
A una solución de hidruro sódico (1,2 g, 0,06
mmol) en DMSO (20 g) se le añadieron a temperatura ambiente bromuro
de metiltrifenilfosfonio (17,9 g, 0,05 mmol), disuelto en DMSO (50
ml), y alcanfor (6 g, 0,04 mmol), disuelto en DMSO (20 ml). Esta
mezcla se agitó entonces durante 72 h a 60ºC. Tras hidrólisis (50 g
de agua) y extracción con n-pentano se eliminó el disolvente
orgánico, el residuo se cromatografió (gel de sílice,
n-pentano) y se obtuvieron cristales incoloros de
2-metilenbornano (2,12 g, 36%).
Punto de fusión: 65-67ºC; RMN
^{1}H (400,1 MHz, CD_{2}Cl_{2}, ppm): \delta 0,75 (s, 3 H),
0,89 (s, 3 H), 0,91 (s, 3 H), 1,14-1,27 (m, 2 H),
1,60-1,68 (m, 1 H), 1,70-1,83 (m, 2
H), 1,87-1,94 (m, 1 H), 2,35-2,43
(m, 1 H), 4,61-4,70 (m, 2 H); RMN ^{13}C (100,6
MHz, CD_{2}Cl_{2}): \delta 12,6, 19,0, 19,7, 28,3, 35,5,
37,3, 45,1, 47,5, 51,8, 101,1, 160,1; [\alpha]_{D}
=-41,75º (CH_{2}Cl_{2}, c = 0,92); EM (E.I., 70 eV): m/z
151 ([M+1]^{+}, 3), 150 ([M]^{+}, 25), 135 (54),
121 (28), 108 (21), 107 (100), 95 (37), 94 (52), 93 (61), 91 (48),
79 (68); EMAR calc. para C_{11}H_{18} m/z 150,14085 enc.
150,13664.
b) Preparación de
2-metilen-3-oxobornano
(cf. Hartshorn, M. P.; Wallis, A. F. A. J. Chem. Soc.
1964, 5254-5260):
Se calentaron durante 14 h a reflujo en
tetracloruro de carbono (5 ml) 2-metilenbornano
(1,89 g, 12,6 mmol) y dióxido de selenio (1,4 g, 12,6 mmol). De la
mezcla de reacción se eliminó el disolvente y se cromatografió el
residuo (gel de sílice, n-hexano) obteniéndose cristales
amarillo claro de
2-metilen-3-oxobornano
(873 mg, 42%).
Punto de fusión: 69-75ºC;
R_{f} = 0,4 (gel de sílice, n-hexano); RMN ^{1}H
(400,1 MHz, CD_{2}Cl_{2}, ppm): \delta 0,82 (s, 3 H), 0,89
(s, 3 H), 0,96 (s, 3 H), 1,09 (s, 3 H), 1,37-1,46
(m, 2 H), 1,86 (dd, J = 10,5 Hz, 1 H), 1,99 (ddd, J =
10,5, 5,2, 2,2 Hz, 1 H), 2,20 (d, J = 5,2 Hz, 1 H), 5,01 (s,
1 H), 5,74 (d, J = 0,6 Hz, 1 H); RMN ^{13}C (100,6 MHz,
CD_{2}Cl_{2}): \delta 11,9, 17,3, 20,4, 22,7, 34,5, 37,3,
45,7, 51,6, 59,3, 110,4, 154,7, 255,7; [\alpha]_{D} =
-127,6º (CH_{2}Cl_{2}, c = 0,64); EM (E.I., 70 eV): m/z
165 ([M+1]^{+}, 9), 164 ([M]^{+}, 63), 149 (56),
136 (21), 122 (28), 121 (100), 107 (33), 96 (65), 95 (48), 93 (66),
91 (34); 79 (38), 77 (32), 69 (35), 67 (82), 55 (32), 41 (93), 39
(49), 27 (40). EMAR calc. para (C_{11}H_{16}O) m/z
164,12012 enc. 164,12049.
Se suspendieron en ácido acético (10 ml)
2-metilen-3-oxobornano
(773 mg, 4,71 mmol), acetato amónico (726 mg, 9,42 mmol) y diyoduro
de 2,6-bis(piridinoacetil)piridina
(1,347 g, 2,35 mmol) (preparado conforme a Ziegler, M.; Monney, V.;
Stoeckli-Evans, H.; Von Zelewsky, A.; Sasaki, I.,
Dupic, G.; Daran, J. C.; Balavoine, G. G. A. Dalton Trans. 1999,
667-675) y se agitaron en tubo a presión durante 14
horas a 120ºC. Tras neutralización de la mezcla de reacción
mediante solución de carbonato sódico al 16% y extracción con
cloroformo se obtuvo, tras eliminación del disolvente orgánico, el
ligando typ-cam (137 mg, producto bruto).
Se agitó el complejo de rutenio
(VI-3) (0,0025 mmol) en alcohol
terc-amílico (9 ml) a temperatura ambiente y se
añadió
1-fenil-2-metilpropeno
(0,5 mmol). A esta mezcla se le dosificó en el transcurso de 12 h
una solución de peróxido de hidrógeno (1,5 mmol) al 30% en alcohol
terc-amílico (0,83 ml). Después de esto la reacción
se extinguió adicionando agua (10 ml) y Na_{2}SO_{3} (0,5 g) y
se extrajo con acetato de etilo (20 ml). Tras secado de la fase
orgánica se determinó el rendimiento en epóxido mediante
cromatografía de gases. Rendimiento: 96% del teórico; exceso
enantiomérico = + 54% (el óxido de
(R)-(+)-1-fenil-2-metilpropeno
es el enantiómero en exceso).
El exceso enantiomérico se determinó mediante
HPLC en un material de columna quiral y se indica mediante el
siguiente valor ee ("exceso enantiomérico") (S) o (R)
definido.
El valor ee resulta de este modo de las
siguientes fórmulas:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en las que ee (S) o ee (R) es la
pureza óptica del enantiómero S o R, respectivamente, m(S) es
la cantidad de substancia del enantiómero S y m(R) la
cantidad de substancia del enantiómero R. (Ejemplos: para un
racemato se cumple que: R = S => ee = 0; para la forma (S) pura
se cumple que: ee (S) = 100 %; para una relación de S:R = 9:1 ee
(S) = 80
%).
Claims (9)
1.Procedimiento para la preparación de
compuestos de fórmula (I),
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que
R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4}
representan respectivamente independientemente entre sí hidrógeno,
alquilo, arilo, arilalquilo, halogenoalquilo o restos de fórmula
(IIa) a
(IIf)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en donde en las fórmulas (IIa) a
(IIf)
- A
- falta o representa un resto alquileno o halogenoalquileno y
- B
- falta o representa oxígeno o NR^{5}
- R^{5}
- representa hidrógeno, arilalquilo o arilo y
- D
- representa un grupo carbonilo y
- E
- representa R^{6}, OR^{6}, NHR^{7} o N(R^{7})_{2}, en las que
- R^{6}
- representa alquilo, arilalquilo o arilo y
- R^{7}
- representa en cada caso independientemente alquilo, arilalquilo o arilo o N(R^{7})_{2} en conjunto representa un resto amino cíclico con 4 a 12 átomos de carbono y
- W
- representa OH, NH_{2} o OM, siendo M un ion de metal alcalino, medio equivalente de un ion de metal alcalinotérreo, un ion amonio o un ion amonio orgánico
o respectivamente dos de los restos R^{1},
R^{2}, R^{3} y R^{4} son conjuntamente parte de un ciclo de 3
a 7 miembros que en total comprende de 3 a 16 átomos de carbono,
que se caracteriza porque se hacen
reaccionar compuestos de fórmula (III),
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la que R^{1}, R^{2}, R^{3}
y R^{4} poseen respectivamente independientemente entre sí el
significado anteriormente
indicado,
\newpage
con peróxido de hidrógeno,
efectuándose la reacción en presencia de un
complejo de rutenio que como ligandos lleva tanto compuestos de
fórmula (IV)
\vskip1.000000\baselineskip
en la que R^{8}, R^{9},
R^{10}, R^{11}, R^{12}, R^{13}, R^{14}, R^{15},
R^{16}, R^{17} y R^{18} representan respectivamente
independientemente entre sí hidrógeno, halógeno, hidroxi,
hidroxicarbonilo, alcoxicarbonilo, alcoxi, alquilo, arilalquilo o
arilo,
o
respectivamente dos de los restos R^{8},
R^{9}, R^{10} y R^{11} o respectivamente dos de los restos
R^{15}, R^{16}, R^{17} y R^{18} son conjuntamente parte de
un monociclo de 3 a 7 miembros que en total comprende de 3 a 16
átomos de carbono, o son conjuntamente parte de un biciclo que en
total comprende de 3 a 16 átomos de carbono,
como también compuestos de fórmula (V)
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que
X^{1}, X^{2} y X^{3}
representan respectivamente independientemente entre sí N, CH o
CR^{19}
y
- R^{19}
- representa hidrógeno, halógeno, hidroxi, hidroxicarbonilo, alcoxicarbonilo, alcoxi, alcoxialquilo, arilalquilo o arilo y
- n
- representa 0, 1, 2 ó 3, preferiblemente 0 ó 1 y con especial preferencia 0.
2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1,
caracterizado porque en la fórmula (I) R^{1}, R^{2},
R^{3} y R^{4} representan preferiblemente respectivamente
independientemente entre sí hidrógeno, alquilo
C_{1}-C_{8} dado el caso substituido, arilo
C_{5}-C_{14} dado el caso substituido_{,}
arilalquilo C_{6}-C_{15} dado el caso
substituido o halogenoalquilo C_{1}-C_{8}, o
respectivamente dos de los restos R^{1}, R^{2}, R^{3} y
R^{4} son conjuntamente parte de un ciclo de 3 a 7 miembros que en
total comprende de 3 a 16 átomos de carbono.
3. Procedimiento conforme a la reivindicación 1
ó 2, caracterizado porque en la fórmula (I) al menos un resto
de R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} representa arilo
C_{5}-C_{14} dado el caso substituido o
respectivamente dos de los restos R^{1}, R^{2}, R^{3} y
R^{4} son conjuntamente parte de un ciclo de 3 a 7 miembros que
en total comprende de 3 a 16 átomos de carbono.
4. Procedimiento conforme a al menos una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en la fórmula
(IV) R^{8}, R^{9}, R^{11}, R^{12}, R^{14}, R^{15},
R^{17} así como R^{18} representan hidrógeno y simultáneamente
R^{10}, R^{13} así como R^{16} terc-butilo,
R^{8}, R^{9}, R^{10}, R^{11}, R^{12}, R^{13}, R^{14},
R^{15}, R^{16}, R^{17} y R^{18} representan hidrógeno o
respectivamente dos de los restos R^{8}, R^{9}, R^{10} y
R^{11} y respectivamente dos de los restos R^{15}, R^{16},
R^{17} y R^{18} son conjuntamente parte de un monociclo de 3 a 7
miembros que en total comprende de 3 a 16 átomos de carbono, o son
conjuntamente parte de un biciclo que en total comprende de 3 a 16
átomos de carbono, y los demás restos de R^{8}, R^{9},
R^{10}, R^{11}, R^{12}, R^{13}, R^{14}, R^{15},
R^{16}, R^{17} y R^{18} representan hidrógeno.
5. Procedimiento conforme a al menos una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en la fórmula
(IV) R^{8}, R^{9}, R^{10}, R^{11}, R^{12}, R^{13},
R^{14}, R^{15}, R^{16}, R^{17} y R^{18} representan
hidrógeno.
6. Procedimiento conforme a al menos una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en la fórmula
(V) de los restos X^{1}, X^{2} y X^{3} al menos dos,
preferiblemente tres, representan CH o CR^{19}.
7. Procedimiento conforme a al menos una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque como complejos
de rutenio se utilizan aquellos de fórmula (VI)
(VI)[Ru(IV)(V)]
en la que (IV) representa un
compuesto de fórmula (IV) y (V) representa un compuesto de fórmula
(V), o aquellos que se generan in situ en la mezcla de reacción a
partir de un precursor de rutenio adecuado y los dos ligandos de
las fórmulas (IV) y
(V).
8. Procedimiento conforme a al menos una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se lleva a cabo
en presencia de alcoholes secundarios o terciarios como
disolvente.
9. Compuestos de fórmulas (VI-2)
a (VI-5)
\vskip1.000000\baselineskip
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102005002821 | 2005-01-20 | ||
| DE102005002821A DE102005002821A1 (de) | 2005-01-20 | 2005-01-20 | Verfahren zur Ruthenium-katalysierten Epoxidierung von Olefinen mit Wasserstoffperoxid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2303701T3 true ES2303701T3 (es) | 2008-08-16 |
Family
ID=36283889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06000267T Active ES2303701T3 (es) | 2005-01-20 | 2006-01-07 | Procedimiento para la epoxidacion de olefinas con peroxido de hidrogeno catalizada con rutenio. |
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|---|---|
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| CN (1) | CN1817871A (es) |
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|---|---|---|---|---|
| DE102004024709A1 (de) * | 2004-02-05 | 2005-09-15 | Bayer Chemicals Ag | Verfahren zur asymmetrischen Epoxidierung von Olefinen |
-
2005
- 2005-01-20 DE DE102005002821A patent/DE102005002821A1/de not_active Withdrawn
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2006
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- 2006-01-07 AT AT06000267T patent/ATE391124T1/de not_active IP Right Cessation
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- 2006-01-20 CN CN200610059985.0A patent/CN1817871A/zh active Pending
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20060161011A1 (en) | 2006-07-20 |
| ATE391124T1 (de) | 2008-04-15 |
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