ES2393497B1 - Derivados de trifenilfosfina - Google Patents

Derivados de trifenilfosfina Download PDF

Info

Publication number
ES2393497B1
ES2393497B1 ES201290028A ES201290028A ES2393497B1 ES 2393497 B1 ES2393497 B1 ES 2393497B1 ES 201290028 A ES201290028 A ES 201290028A ES 201290028 A ES201290028 A ES 201290028A ES 2393497 B1 ES2393497 B1 ES 2393497B1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
formula
alkyl
independently selected
sub
c6h4so3na
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES201290028A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2393497A1 (es
Inventor
Juan Carlos BAYÓN RUEDA
Daniel PERAL CRESPO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitat Autonoma de Barcelona UAB
Original Assignee
Universitat Autonoma de Barcelona UAB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitat Autonoma de Barcelona UAB filed Critical Universitat Autonoma de Barcelona UAB
Publication of ES2393497A1 publication Critical patent/ES2393497A1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2393497B1 publication Critical patent/ES2393497B1/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/24Phosphines, i.e. phosphorus bonded to only carbon atoms, or to both carbon and hydrogen atoms, including e.g. sp2-hybridised phosphorus compounds such as phosphabenzene, phosphole or anionic phospholide ligands
    • B01J31/2404Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, the phosphine-P atom being a ring member or a substituent on the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/50Organo-phosphines
    • C07F9/5022Aromatic phosphines (P-C aromatic linkage)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/50Organo-phosphines
    • C07F9/505Preparation; Separation; Purification; Stabilisation
    • C07F9/5054Preparation; Separation; Purification; Stabilisation by a process in which the phosphorus atom is not involved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/30Addition reactions at carbon centres, i.e. to either C-C or C-X multiple bonds
    • B01J2231/32Addition reactions to C=C or C-C triple bonds
    • B01J2231/321Hydroformylation, metalformylation, carbonylation or hydroaminomethylation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/82Metals of the platinum group
    • B01J2531/822Rhodium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/82Metals of the platinum group
    • B01J2531/824Palladium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/90Catalytic systems characterized by the solvent or solvent system used
    • B01J2531/96Water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/90Catalytic systems characterized by the solvent or solvent system used
    • B01J2531/98Phase-transfer catalysis in a mixed solvent system containing at least 2 immiscible solvents or solvent phases
    • B01J2531/985Phase-transfer catalysis in a mixed solvent system containing at least 2 immiscible solvents or solvent phases in a water / organic solvent system
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2540/00Compositional aspects of coordination complexes or ligands in catalyst systems
    • B01J2540/20Non-coordinating groups comprising halogens
    • B01J2540/22Non-coordinating groups comprising halogens comprising fluorine, e.g. trifluoroacetate
    • B01J2540/225Non-coordinating groups comprising halogens comprising fluorine, e.g. trifluoroacetate comprising perfluoroalkyl groups or moieties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2540/00Compositional aspects of coordination complexes or ligands in catalyst systems
    • B01J2540/30Non-coordinating groups comprising sulfur
    • B01J2540/32Sulfonic acid groups or their salts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2540/00Compositional aspects of coordination complexes or ligands in catalyst systems
    • B01J2540/60Groups characterized by their function
    • B01J2540/62Activating groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2540/00Compositional aspects of coordination complexes or ligands in catalyst systems
    • B01J2540/60Groups characterized by their function
    • B01J2540/64Solubility enhancing groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)

Abstract

La presente invención se refiere a una trifenilfosfina de Fórmula (I)#****FIGURA****#donde#M es un protón o un catión monovalente o divalente,#n es un número entero seleccionado entre 1 y 2,#p toma un valor seleccionado entre 1/2, 1 y 2,#R{sub,,1} se selecciona entre H, alquilo C{sub,1}-C{sub,18}, CF{sub,3} y SO{sub,3}{sup,-},#R{sub,11}, R{sub,12} y R{sub,13} se seleccionan independientemente entre H y alquilo C{sub,1}-C{sub,18}, con la condición de que#si R{sub,1} es SO{sub,3}{sup,-}, entonces#el producto de n y p es igual a 2,#R{sub,2}, R{sub,3} y R{sub,5} se seleccionan independientemente entre H y alquilo C{sub,1}-C{sub,18},#R{sub,4} es H,#R{sub,6}-R{sub,10} se seleccionan independientemente entre H, alquilo C{sub,1}-C{sub,18} y CF{sub,3}, siendo CF{sub,3} al menos uno de R{sub,6}-R{sub,10};#si R{sub,1} no es SO{sub,3}{sup,-}, entonces#el producto de n y p es igual a 1,#R{sub,1}-R{sub,10} se seleccionan independientemente entre H, alquilo C{sub,1}-C{sub,18} y CF{sub,3}, siendo CF{sub,3} al menos uno de los grupos R{sub,1}-R{sub,10};#la presente invención también está dirigida a un procedimiento para la obtención de una trifenilfosfina de Fórmula (I) y su uso como ligando en el campo de la catálisis y otras diversas aplicaciones.

Description

DERIVADOS DE TRIFENILFOSFINA
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a nuevos compuestos de fosfina, más particularmente a trifenilfosfinas sustituidas, un procedimiento para obtener las mismas y su uso como ligandos en el campo de la catálisis y otras diversas aplicaciones.
ESTADO DE LA TÉCNICA
Las fosfinas se encuentran entre los ligandos más ampliamente utilizados en la catálisis homogénea. Estos compuestos de fósforo trivalentes destacan de otros ligandos metálicos, entre otras cosas, debido a que son en principio fácilmente modificados por procesos químicos tradicionales. A este respecto, la modulación estereoelectrónica de los ligandos es clave para optimizar una determinada transformación catalizada.
Es conocido que las arilfosfinas son más estables contra la oxidación que las alquilfosfinas. Asimismo, las arilfosfinas son sigma-electrodonantes débiles en comparación a las alquilfosfinas. Además, la presencia de grupos electroatrayentes (electronegativos), tales como el trifluorometilo en los anillos de arilo de una fosfina, disminuye la capacidad sigma-donante del ligando y, al mismo tiempo, proporciona un aumento en la capacidad de retrodonación reduciendo en su totalidad la densidad de los electrones sobre el átomo de fósforo. Este hecho puede facilitar la coordinación y/o disociación del ligando al centro metálico, según el resto de ligandos presentes en el área del metal, modificando la secuencia de una o más de las diversas etapas que comprende un ciclo catalítico. Por lo tanto, las fosfinas pueden mostrar una gama de capacidades sigma-donantes y pi-aceptores, y las propiedades electrónicas de un centro metálico en un complejo de coordinación de un metal con fosfinas pueden ser moduladas mediante la sustitución de fosfinas electrónicamente diferentes.
Además, la incorporación de grupos sulfonados en la estructura de los ligandos permite el desarrollo de reacciones catalíticas bifásicas. El empleo de complejos metálicos de fosfinas sulfonadas como catalizadores en tales reacciones permite la separación de los productos de reacción del catalizador y posteriormente reutilizar este último, tal comoen el caso de los catalizadores heterogéneos, sin perder la selectividad característica de los catalizadores moleculares o iónicos en la fase homogénea. Los procesos bifásicos requieren que el catalizador sea soluble en solo una fase, mientras que los sustratos y los productos permanecen en la otra. En este sentido, los grupos sulfonados permiten retener el catalizador preferentemente en las fases polares, tales como el agua o líquidos iónicos, mientras que los sustratos y productos permanecen en una fase no polar y se separan al final de la reacción, por ejemplo por decantación simple. Aunque el sistema formado por agua/disolvente orgánico es indudablemente la combinación de disolvente más estudiada en las reacciones catalíticas con fosfinas sulfonadas, también se han descrito aplicaciones de este tipo de ligandos en las catálisis bifásicas, tales como del tipo de disolvente semipolar/disolvente orgánico, liquido iónico/disolvente orgánico o líquido iónico/CO2 supercrítico entre otros.
Las fosfinas sulfonadas, particularmente trifenilfosfina monosulfonato (TPPMS) y trifenilfosfina trisulfonato (TPPTS), han sido utilizadas como ligandos en muchas reacciones catalíticas tales como hidroformilación, acoplamiento cruzado carbonocarbono, hidrogenación selectiva, reacción de Heck y telomerización. El proceso industrial más importante que utiliza este tipo de ligandos, a saber, agua/complejos organometálicos solubles conteniendo TPPTS como ligando, es el proceso Ruhrchemie/Rhône-Poulenc para la hidroformilación de propeno y en menor escala de 1-buteno. Las fosfinas monosulfonadas, tales como TPPMS se utilizan en la preparación de diversos productos químicos puros. Por ejemplo, la TPPMS es utilizada por Kuraray para la preparación de nonadieno.
Sin embargo, la reacción de sulfonación comúnmente utilizada en la preparación de trifenilfosfinas sulfonadas requiere un control estricto de las condiciones de trabajo ya que la sobreexposición de la fosfina al ácido sulfúrico fumante (óleum) puede dar lugar a productos de polisulfonación y oxidación indeseados.
Para el mejor conocimiento de los inventores, existen solamente dos referencias relacionadas con las trifenilfosfinas que poseen grupos fluorinados y sulfonados en los anillos fenilo.
Fell y colaboradores lograron introducir grupos sulfónicos en anillos aromáticos ligeramente desactivados por la presencia de átomos de flúor tal como se representa en la figura 1 (Fell, B. y Papadogianakis, G. J. Prakt. Chem., 1994, 336, 591). Sin
5 embargo, se necesitaron tiempos largos de reacción y no fue posible obtener los ligandos puros. La mezcla de los productos di-y trisulfonados se utilizó en la hidroformilación bifásica de n-hexeno catalizado por rodio, dando una regioselectividad hacia el aldehído lineal mejor que sus homólogos sulfonados no fluorados.
10 Figura 1
En 2006, Gulyas y colaboradores publicaron la síntesis y aplicación catalítica del ligando representado en la figura 2 (Gulyas, H.; Bacsik, Z.; Szollosy, A.; Bakos, J. Adv. Synth. Catal, 2006, 348, 1306). Dicho ligando es el único ejemplo descrito de una
15 fosfina sulfonada conteniendo grupos CF3 electroatrayentes. Sin embargo, la presencia de un grupo metoxi electrodonante en el anillo sulfonado, el cual es esencial en la estrategia de síntesis empleada por los autores, reduce las propiedades acídicas de la fosfina. Dicha fosfina es insoluble en agua pero soluble en líquidos iónicos, lo que favorece su empleo en la catálisis bifásica líquido-líquido en fase no acuosa.
Figura 2
Es por lo tanto necesario solucionar los problemas asociados con las fosfinas que pertenecen al citado estado de la técnica y proporcionar nuevos ligandos de fosfina que muestren un carácter π-ácido fuerte y simultáneamente puedan ser utilizados bajo condiciones bifásicas líquido-líquido tanto en fase acuosa como no acuosa en los
5 procesos catalíticos. Como ventaja, dichos ligandos deben ser también fácilmente sintetizados en forma pura.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
La presente invención proporciona trifenilfosfinas sustituidas conteniendo al menos un
10 anillo fenilo sustituido por un grupo sulfónico y al menos otro anillo fenilo sustituido por uno o más grupos trifluorometilo sin ningún grupo electrodonador. Estas nuevas fosfinas muestran un alto efecto electroatrayente que puede ser modulado variando el patrón de sustitución del anillo fenilo, lo cual favorece su empleo como ligandos en las reacciones catalíticas de metales. Asimismo, las fosfinas aquí descritas poseen una
15 buena solubilidad en agua y por lo tanto son adecuadas para el desarrollo de las reacciones catalíticas en sistemas bifásicos acuosos. Además, la estabilidad sobre la oxidación de estas fosfinas es notable en comparación con otras fosfinas sulfonadas descritas en el estado de la técnica tales como TPPMS o TPPDS. Por otra parte, las fosfinas de la invención se obtienen con una alta calidad y rendimiento tal como se
20 describe a continuación en esta memoria.
Por lo tanto, en un primer aspecto, la presente invención está dirigida a nuevas trifenilfosfinas de Fórmula (I) (también referidas como los compuestos o fosfinas de la invención).
R7 R4 R8
R3
R9 R1
·p [Mn+]
R12
Fórmula (I)
donde M es un protón o un catión monovalente o divalente, n es un número entero seleccionado entre 1 y 2, p toma un valor seleccionado entre ½, 1 y 2,
5 R1 se selecciona entre H, alquilo C1-C18, CF3 ySO3-, R11, R12 yR13 se seleccionan independientemente entre H y alquilo C1-C18, con la condición de que si R1 es SO3-, entonces el producto de n y p es igual a 2,
10 R2, R3 yR5 se seleccionan independientemente entre H y alquilo C1-C18, R4 es H, R6-R10 se seleccionan independientemente entre H, alquilo C1-C18 yCF3, siendo CF3 al menos uno de R6-R10;
15 si R1 no es SO3-, entonces el producto dn yp es igual a 1, R1-R10 se seleccionan independientemente entre H, alquilo C1-C18 yCF3, siendo CF3 al menos uno de los grupos R1-R10.
20 En otro aspecto, la presente invención está dirigida a un procedimiento para la obtención de una trifenilfosfina de Fórmula (I), que comprende la reacción entre un compuesto de Fórmula (II)
R7 R4 R8
R3
R9 R1
Fórmula (II)
25
donde
R1-R10 se seleccionan independientemente entre H, alquilo C1-C18 yCF3, siendo
CF3 al menos uno de los grupos R1-R10,
R11, R12 yR13 se seleccionan independientemente entre H y alquilo C1-C18, y un reactivo de sulfonación en presencia de un ácido de Lewis.
En otro aspecto, la presente invención se dirige a nuevas trifenilfosfinas de Fórmula (I) que se obtienen por medio del procedimiento anteriormente mencionado.
El empleo de un ácido de Lewis como aditivo permite la sulfonación directa de las trifenilfosfinas trifluorometiladas ya que es capaz de interactuar con el único par de electrones del átomo de fósforo de la fosfina, lo que previene su oxidación.
Otros aspectos de la invención son los usos de las trifenilfosfinas de Fórmula (I). A este respecto, las fosfinas de la invención son particularmente útiles como ligandos de metales en diversas transformaciones orgánicas catalizadas o promovidas por complejos metálicos, preferiblemente en sistemas bifásicos, más preferiblemente en sistemas bifásicos acuosos, pero también en sistemas bifásicos donde la fase polar es un medio líquido iónico u otro medio polar. Las reacciones catalíticas también se pueden realizar en fase homogénea, siempre que se utilice un disolvente polar en el cual el catalizador y los reactivos sean solubles. En este caso, el catalizador puede ser recuperado al final de la reacción añadiendo agua y extrayendo el catalizador en la fase acuosa. Las fosfinas de Fórmula (I) son también útiles en la estabilización de nanopartículas metálicas, las cuales pueden ser utilizadas en varias aplicaciones tales como catálisis, terapia, diagnóstico médico, etc.
Éstos y más aspectos de la invención se detallan en las reivindicaciones.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
En la anterior definición de los compuestos de Fórmula (I), los siguientes términos tienen el significado indicado: Alquilo C1-C18 se refiere a un radical de cadena de hidrocarburos lineal o ramificada que consta de átomos de hidrógeno y de carbono, que no contiene insaturación, de uno a
dieciocho átomos de carbono, y el cual está unido al resto de la molécula por un solo enlace, p.ej., metilo, etilo, n-propilo, i-propilo, n-butilo, t-butilo, n-pentilo, etc. En realizaciones particulares de la presente invención, los radicales alquilo se seleccionan de grupos alquilo de cadena larga (p.ej., grupos alquilo de siete a dieciocho átomos de carbono) o grupos alquilo ramificados (p.ej., i-propilo, i-butilo, s-butil, t-butilo, etc.). En otras realizaciones particulares, los radicales alquilo se seleccionan de grupos alquilo de cadena corta (p.ej., grupos alquilo de uno a seis (es decir, 1, 2, 3, 4, 5 o 6) átomos de carbono tales como metilo, etilo y n-propilo), preferiblemente lineal. En una realización aún más preferida, los grupos alquilo de cadena corta tienen de uno a cuatro átomos de carbono. Tal como apreciará fácilmente un técnico en la materia, las fosfinas de la invención pueden también contener grupos alquilo que tienen diferentes estructuras (por ejemplo, grupos alquilo de cadena larga y cadena corta simultáneamente, grupos alquilo de cada ramificada y corta simultáneamente, etc.).
El catión en la Fórmula (I) se selecciona de tal manera que la carga general de la Fórmula (I) es neutra. Por lo tanto, la invención también proporciona sales de los compuestos de Fórmula (I). Por ejemplo, las sales de los compuestos aquí proporcionadas se sintetizan del compuesto base que contiene un fragmento ácido mediante métodos químicos convencionales. En general, dichas sales se preparan, por ejemplo, haciendo reaccionar el grupo de ácido sulfónico libre o grupos con una cantidad estequiométrica de la base apropiada en agua o en un disolvente orgánico o en una mezcla del mismo.
Ejemplos de sales de adición incluyen sales inorgánicas donde el catión se selecciona de cationes monovalentes o divalentes seleccionados del grupo que comprende elementos alcalinos, elementos alcalinotérreos, Cu+, Ag+, Au+ y cationes de la fórmula R14R15R16 R17N+ donde R14, R15, R16 y R17 se seleccionan del grupo que comprende hidrógeno y grupos alquilo C1-C4 los cuales son sustituidos opcionalmente, por ejemplo, por uno o más grupos hidroxilo. Más preferiblemente los cationes se seleccionan del grupo que comprende cationes de sodio, potasio, calcio, amonio tales como, aquéllos derivados de, por ejemplo, etilendiamina, etanolamina, N,N-dialquilenetanolamina, trietanolamina y sales de aminoácidos básicos. Las sales preferidas de los compuestos de la invención son las sales de sodio.
Los compuestos de la invención pueden ser amorfos o cristalinos. Los compuestos cristalinos pueden estar o en forma de compuestos libres o en forma de sus solvatos correspondientes (p.ej., hidratos, alcoholatos, particularmente metanolatos) y se pretende que ambas formas estén dentro del ámbito de la presente invención. Los métodos de solvatación son generalmente conocidos en el estado de la técnica. Los compuestos de la invención pueden presentar diferentes formas polimórficas, y se pretende que la invención incluya todas estas formas.
A menos que se indique lo contrario, se supone que los compuestos de la invención también incluyen compuestos que difieren solamente en la presencia de uno o más átomos enriquecidos isotópicamente. Por ejemplo, los compuestos que tienen las presentes estructuras, a excepción de la sustitución de hidrógeno por deuterio o tritio, o la sustitución de un carbono por un carbono enriquecido en 13C o 14C o nitrógeno enriquecido en 15N, están dentro del ámbito de esta invención.
Tal como se ha mencionado anteriormente, la presente invención está dirigida a nuevas trifenilfosfinas de Fórmula (I).
Dependiendo del grado de sulfonación, las fosfinas de Fórmula (I) pueden dividirse en dos grupos:
a) Fosfinas disulfonadas trifluorometiladas de Fórmula (Ia)
R7 R8 R3 -
SO3R9
·p [Mn+]
R12
Fórmula (Ia) donde M es un protón o un catión monovalente o divalente,
5 n es un número entero seleccionado entre 1 y 2, p toma un valor seleccionado entre 1 y 2, R2, R3, R5, R11, R12 yR13 se seleccionan independientemente entre H y alquilo C1-C18, R6-R10 se seleccionan independientemente entre H, alquilo C1-C18 yCF3, siendo
10 CF3 al menos uno de los grupos R6-R10.
En una realización particular de Fórmula (Ia), R2, R3, R5, R11, R12 yR13 son H y R6-R10 se seleccionan independientemente entre H y CF3, siendo CF3 al menos uno de los grupos R6-R10.
Las fosfinas preferidas de Fórmula (Ia) se representan a continuación:
CF3
CF3
F3C
SO3M
SO3M
P
SO3M F3C
P
P
SO3M
SO3M
SO3M
1 23
b) Fosfinas monosulfonadas trifluorometiladas de Fórmula (Ib)
R7 R4 R8 R3
R9 R1 ·p [Mn+]
R12
Fórmula (Ib) donde M es un protón o un catión monovalente o divalente,
5 n es un número entero seleccionado entre 1 y 2, p toma un valor seleccionado entre ½ y 1, R11, R12 yR13 se seleccionan independientemente entre H y alquilo C1-C18, R1-R10 se seleccionan independientemente entre H, alquilo C1-C18 yCF3, siendo CF3 al menos uno de los grupos R6-R10.
En una realización particular de Fórmula (Ib), R11, R12 yR13 son H y R1-R10 se seleccionan independientemente entre H y CF3, siendo CF3 al menos uno de los grupos R1-R10.
15 En otra realización particular de Fórmula (Ib), R11, R12 yR13 se seleccionan independientemente entre H y alquilo C1-C18, siendo alquilo C1-C18 al menos uno de los grupos R11-R13, y R1-R10 se seleccionan independientemente entre H y CF3, siendo CF3 al menos uno de los grupos R1-R10. En esta última realización, preferiblemente R12 es alquilo C1-C18 (más preferiblemente metilo).
Las fosfinas preferidas de Fórmula (Ib) se representan a continuación:
CF3 CF3
CF3
CF3
F3C
P
CF3 P
F3C
P
CF3
SO3M
SO3M
SO3M
4 56
Las fosfinas de Fórmula (Ib) se pueden dividir a su vez en otros dos grupos: aquéllas que tienen dos anillos trifluorometilados (tales como las fosfinas 4, 5, 6 y 10) y aquéllas 5 que tienen solamente un anillo trifluorometilado (tales como las fosfinas 7, 8 y 9).
En otra realización particular, M se selecciona entre un protón, sodio, potasio, calcio, un catión de amonio, tal como aquéllos derivados de, por ejemplo, etilendiamina, etanolamina, N,N-dialquilenetanolamina, trietanolamina y sales de aminoácidos
10 básicos. Las sales preferidas de los compuestos de la invención son las sales de sodio.
Los expertos en la materia seleccionarán los radicales alquilo que forman parte de las fosfinas de la invención dependiendo de la aplicación deseada. Por ejemplo, cuando se buscan fosfinas voluminosas, los radicales alquilo mencionados en cualquiera de las 15 posiciones R1-R13 de las fórmulas aquí descritas se seleccionan preferiblemente de grupos alquilo de cadena larga (p.ej., grupos alquilo de siete a dieciocho átomos de
carbono) o grupos alquilo ramificados (p.ej. i-propilo, i-butilo, s-butilo, t-butilo, etc.). Por el contrario, cuando se busca un efecto estérico bajo, los radicales alquilo se seleccionan preferiblemente de grupos alquilo de cadena corta (p.ej., grupos alquilo de uno a seis átomos de carbono tales como metilo, etilo y n-propilo), más preferiblemente lineal. En una realización aún más preferida, los grupos alquilo de cadena corta tienen de uno a cuatro átomos de carbono. Tal como apreciará fácilmente un técnico en la materia, las fosfinas de la invención pueden también contener grupos alquilo que tienen diferentes estructuras (por ejemplo, grupos alquilo de cadena larga y cadena corta simultáneamente, grupos alquilo de cada ramificada y corta simultáneamente, etc.).
La presente invención también está dirigida, en una realización particular, a trifenilfosfinas de Fórmulas (I), (Ia) o (Ib) donde uno o más de los radicales alquilo C1-C18 definidos en cualquiera de las posiciones R1-R13 se seleccionan independientemente de un radical alquilo C1-C6. En dicha realización, un radical alquilo preferido es metilo.
En realizaciones preferidas adicionales, las preferencias descritas anteriormente se combinan para los diferentes sustituyentes. La presente invención también está dirigida a tales combinaciones de sustituciones preferidas en la citada Fórmula (I).
Debido a la sustitución en los anillos fenilo con los grupos CF3 ySO3M, estas nuevas fosfinas muestran un carácter π-ácido fuerte. A este respecto, debería observarse que la capacidad electroatrayente de un grupo CF3 es mucho más alta que la de un átomo de F, tal como queda demostrado por el hecho de que los anillos fenilo en P(p-C6H4F)3 son reactivos en la sustitución electrofílica con óleum, mientras que las fosfinas con tres anillos fenilo sustituidos con CF3 no lo son. Se sabe que un carácter π-ácido fuerte es especialmente favorable para varios procesos catalíticos. En particular, en la hidroformilación de 1-alquenos se han publicado porcentajes más altos y selectividades mayores hacia el aldehído lineal para algunas de las fosfinas de Fórmula (II) cuando se comparan con trifenilfosfina.
Además, estas fosfinas presentan en general una buena solubilidad en agua. Particularmente, las fosfinas de Fórmula (Ia), es decir, las fosfinas disulfonadas (tales
como las fosfinas 1, 2 o 3) y las fosfinas de Fórmula (Ib) que tienen solamente un anillo triflurometilado (tal como las fosfinas 7, 8 y 9) son fácilmente solubles en agua (típicamente igual o superior a 3 g/100 mL), mientras que las fosfinas de Fórmula (Ib) que tienen dos anillos trifluorometilados (tal como las fosfinas 4, 5, 6 y 10) son moderadamente solubles en agua (típicamente más o menos 1 g/100 mL, por ejemplo, entre 0.2 y 1.2 g/100 mL).
Por otra parte, a causa de su baja basicidad estas fosfinas son significativamente más robustas contra la oxidación aérea o de otro tipo que las correspondientes fosfinas sin sustituyente trifluorometilo. Por ejemplo, mientras que las disoluciones acuosas (5·10-2 mM) de las fosfinas sulfonadas NaTPPMS y Na2TPPDS se oxidan fácilmente en el aire a temperatura ambiente (aproximadamente un 5% en 16 h), las mismas disoluciones de varias fosfinas de la invención son completamente estables durante al menos un período de 16 h. Esta estabilidad podría ser importante en los procesos catalíticos y particularmente en aquéllos implicados en el reciclaje de especies catalíticas.
Se han ensayado varios procesos de síntesis para preparar las nuevas fosfinas de Fórmula (I). Las condiciones de sulfonación comunes por medio de una sustitución aromática electrofílica directa no dieron los productos sulfonados deseados, produciendo solamente una mezcla de los materiales de partida y óxido de fosfina, mientras que otras rutas de síntesis no dieron lugar a ninguna reacción. Finalmente, la síntesis de las fosfinas de Fórmula (I) se consiguió convenientemente protegiendo al átomo de fósforo de oxidación lo cual ha permitido el empleo de condiciones de sulfonación severas. Más concretamente, la sulfonación sobre las trifenilfosfinas trifluorometiladas en presencia de un ácido de Lewis como agente protector evita la oxidación del átomo de fósforo. Este proceso de sulfonación está descrito en la Patente US 5,451,698.
Un ácido de Lewis es una entidad molecular (y las correspondientes especies químicas) que es aceptor de un par de electrones y por lo tanto capaz de reaccionar con una base de Lewis tal como el átomo de fósforo en fosfinas para formar un compuesto de adición de Lewis, compartiendo el par de electrones proporcionados por la base de Lewis.
Ejemplos de ácidos de Lewis incluyen: ácido bórico, haluros de boro y otros haluros (tales como aluminio, fósforo, antimonio, arsénico, hierro, zinc, y estaño). El ácido de Lewis utilizado en el proceso para obtener las fosfinas de la invención es preferiblemente un compuesto de boro. Más preferiblemente, dicho ácido de Lewis es ácido bórico B(OH)3 el cual es un material económico disponible comercialmente.
La cantidad de ácido de Lewis preferiblemente oscila entre aproximadamente 2 y aproximadamente 10 equivalentes por cada equivalente de fosfina que ha de ser sulfonada, más preferiblemente entre aproximadamente 4 y aproximadamente 8 equivalentes. En general, aproximadamente 4 equivalentes del ácido de Lewis son adecuados para que la reacción tenga lugar.
Convenientemente, se prepara una solución del ácido de Lewis disolviendo el ácido en ácido sulfúrico concentrado, tal como H2SO4 al 95% seguido de desoxigenación, por ejemplo, mediante burbujeo de nitrógeno. A continuación, la fosfina de partida de Fórmula (II) se disuelve en pequeñas porciones en la citada solución. Este paso se lleva a cabo preferiblemente a una temperatura de aproximadamente 0 ºC, la cual se puede mantener durante la adición del reactivo de sulfonación. Los reactivos de sulfonación incluyen: ácido sulfúrico fumante, SO3 estabilizado, tal como SO3 estabilizado con amina, SO3 estabilizado con piridina, cloruro de sulfonilo-trimetilsililo, SO3 comercialmente disponible y mezcla de los mismos. En una realización preferida dicho reactivo de sulfonación es óleum o ácido sulfúrico fumante (H2SO4/SO3). Las concentraciones de óleum son normalmente expresadas o en términos de % SO3 en peso (llamado óleum %) o como % H2SO4 (la cantidad obtenida cuando se añade H2O). Las concentraciones comunes y adecuadas para la presente invención son entre un 20% y 65% éleum tal como un 20% óleum (104.5% H2SO4), 40% óleum (109% H2SO4) y 65% óleum (114.6% H2SO4). La concentración más preferida es 65% óleum. Además, el óleum se añade típicamente en una cantidad entre aproximadamente 20 y aproximadamente 120 equivalentes de SO3 para cada equivalente de fosfina que ha ser sulfonada, por ejemplo, aproximadamente 20, aproximadamente 30, aproximadamente 40, aproximadamente 50, aproximadamente 60, aproximadamente 70, aproximadamente 80, aproximadamente 90, aproximadamente 100, aproximadamente 110 o aproximadamente 120 equivalentes. Durante la adición del reactivo de sulfonación, la temperatura se mantiene preferiblemente baja, por ejemplo a aproximadamente 0 ºC, mientras que se agita vigorosamente para proporcionar una mezcla uniforme.
La sulfonación tiene lugar típicamente a temperatura ambiente. Se ha demostrado que temperaturas superiores a aproximadamente 25 ºC pueden rendir productos de oxidación de fósforo. El desarrollo de la reacción se puede monitorizar convenientemente por RMN 31P{1H}, lo cual facilita la fácil diferenciación de las especies de fósforo trivalentes y pentavalentes en la mezcla de reacción del crudo. Los ensayos de RMN 31P{1H} se pueden llevar a cabo de acuerdo con la literatura publicada. Por ejemplo, se toma una alícuota pequeña de la mezcla y a continuación se disuelve en un disolvente adecuado, tal como una mezcla de metanol : D2O (0.9 ml:0.1 ml), de tal forma que todas las especies son disueltas. Los espectros pueden ser convenientemente calibrados con H3PO4 85%. Tan pronto como se obtiene la fosfina deseada, un tratamiento habitual proporciona la misma con un buen rendimiento y pureza. El índice de sulfonación depende de varios factores tal como los tiempos de reacción o el efecto estérico de la fosfina de partida. A este respecto, las trifenilfosfinas sustituidas con grupos CF3 en posiciones para proporciona tiempos de reacción más cortos (incluso solo 1 h), mientras que la reactividad de las fosfinas sustituidas con grupos orto-trifluorometilfenilo es más baja. En cualquier caso, el procedimiento aquí descrito permite un acceso inmediato a las fosfinas de Fórmula (I).
Brevemente, desde un punto de vista experimental, el procedimiento para obtener una trifenilfosfina de Fórmula (I) comprende:
!
disolución del ácido de Lewis en ácido sulfúrico concentrado;
!
disolución de la fosfina de partida de Fórmula (II) en la solución ácida formada
en el paso anterior, preferiblemente en pequeñas porciones y a aproximadamente
0ºC;
!
adición del reactivo de sulfonación, preferiblemente gota a gota y a
aproximadamente 0 ºC;
!
interrupción de la reacción por adición lenta de la mezcla de reacción en agua, la
cual preferiblemente se ha eliminado de gas; y
! neutralización de la mezcla con una base apropiada, cuando se desee obtener el compuesto en forma de sal.
Las fosfinas de partida de Fórmula (II) se pueden preparar fácilmente siguiendo procedimientos conocidos en el estado de la técnica [p.ej., Miller, G.R.; Yankowsky, A.W.; Grim, S.O., J. Chem. Phys., 1969, 51, 3185; Adams, D. J.; Bennett, J.A.; Cole-Hamilton, D.J.; Hope, E.G.; Hopewell, J.; Kight, J.; Pogorzelec, P.; Stuart, A.M., Dalton Trans., 2005, 24, 3862; Zhmurova, I. N.; Kirsanov, A. V., Zhurnal Obshchei Khimii, 1966, 7, 1248]. Estos procedimientos pueden comprender en primer lugar la reacción entre un haluro de arilo trifluorometilado con un metal (por ejemplo, Li o Mg)
o un reactivo organometálico (por ejemplo, un reactivo orgánico de litio o reactivo orgánico de magnesio) para formar un arilo trifluorometilado organometálico (por ejemplo, ArMgX o ArLi). Posteriormente, el intermedio formado reacciona con una clorodiarilfosfina (relación estequiométrica 1:1) o una dicloroarilfosfina (relación estequiométrica 2:1). En este último caso, la adición secuencial de dos compuestos organometálicos de arilo diferentes puede dar lugar a una fosfina de Fórmula (II) que comprende tres anillos de arilo diferentes. Dicha adición secuencial comprende preferiblemente el aislamiento de la clorodiarilfosfina obtenida de la primera reacción, antes de añadir el segundo compuesto organometálico de arilo. Las clorodiarilfosfinas y diclorodiarilfosfinas son productos comerciales o pueden ser preparados siguiendo procedimientos conocidos [p.ej., Liddle, S.T.; Izod, K., Organometallics, 2004, 23, 5550; Whitaker, C.M.; Kott, K.L.; McMahon, R.J., Journal of Organic Chemistry, 1995, 60, 3499].
Las fosfinas de la presente invención pueden demostrar un gran aplicación como ligandos en varias transformaciones químicas catalizadas o promovidas por complejos metálicos tales como hidrogenación; hidrosililación; hidroboración de doble enlance carbono-carbono y carbono-heteroátomo; hidroaminación de alquenos; telomerización, oligomerización y polimerización de alquenos y dienos; isomerización, hidrocianación, hidroformilación e hidrocarboxilación de alquenos y dienos; carbonilación de alcoholes y de haluros de arilo y de vinilo; reacciones de hidratación, especialmente de nitrilos, alquinos y alquenos; reacciones de acoplamiento cruzado carbono-carbono y carbonoheteroátomo. Tal como se ha descrito, dichos ligandos son fáciles de sintetizar y también de ser modificados, según el número y posición de los alquilo C1-C18, CF3 y SO3-, para aumentar la actividad catalítica de los metales tales como rodio y paladio. Es necesaria esta variación tanto en las propiedades electrónicas como estéricas para conseguir el ligando más adecuado para cada proceso.
Además, la resistencia a la oxidación de las fosfinas de la invención permite su uso bajo condiciones y reacciones oxidativas.
Los ligandos de la invención pueden ser utilizados en catálisis homogénea a condición de que se emplee un disolvente polar, en el cual el catalizador y los reactivos sean solubles. En este caso, el catalizador puede ser recuperado al final de la reacción añadiendo agua y extrayendo el catalizador en la fase acuosa. Los ligandos de la invención solubles en agua son particularmente ventajosos cuando se emplean en sistemas catalíticos bifásicos, mejorando la eficiencia del aislamiento del producto y la recuperación del catalizador, lo cual se consigue simplemente separando la fase acuosa de la fase orgánica. Los ligandos también son adecuados para cualquier otro sistema catalizador bifásico conteniendo una fase polar, tal como un líquido iónico.
Asimismo, las fosfinas de la presente invención también pueden ser utilizadas en la preparación y estabilización de nanopartículas o clústeres de metales en medios polares, los cuales tienen diferentes aplicaciones tales como la catálisis, terapia o diagnóstico médico.
El empleo de los clústeres de metales en procesos homogéneos convencionales se ha estudiado ampliamente debido a que se consideran que poseen propiedades intermedias entre los catalizadores homogéneos y heterogéneos. Debido a que un cluster se compone de varios átomos metálicos, la activación de un substrato orgánico puede tener lugar en más de un átomo metálico, lo cual puede ejercer un efecto profundo sobre la actividad. Se puede lograr la síntesis de los clústeres solubles en agua por medio de la sustitución de uno o más ligandos lábiles con el ligando de fosfina de la invención soluble en agua en un disolvente adecuado.
Son imprescindibles los agentes protectores para la estabilización de los metales nanoestructurados y para la prevención de su coagulación. A este respecto, las fosfinas actúan como escudos protectores en la superficie metálica y de esta manera los núcleos nanometálicos se separan los uno de los otros. Por ejemplo, las nanoparticulas
5 metálicas formadas por las fosfinas de la invención pueden ser utilizadas como radiofármacos de diagnóstico o terapéuticos.
La invención se ilustra además por medio de ejemplos, los cuales deberían interpretarse simplemente como ilustrativos de la invención.
EJEMPLOS
1. Preparación de las fosfinas trifluorometiladas de Fórmula (II), precursores de las fosfinas 1-10
El material de partida es un haluro de fenilo que contiene al menos un grupo 15 trifluorometilo en su estructura:
donde X es F, Cl o Br, R6-R10 se seleccionan independientemente entre H o CF3, siendo CF3 al menos
20 uno de los grupos R6-R10,
Cuando R6, R10 o ambos son CF3, el haluro de fenilo (22.4 mmoles) se disolvió en éter dietílico (30 ml) y se enfrió hasta 0ºC. Se añadió gota a gota n-BuLi (2.5 M en hexano,
22.3 mmoles) y la mezcla de reacción se agitó durante una hora. Se añadió una solución
25 de clorodifenilfosfina (19.9 mmoles) [para las fosfinas 3 y 9] o diclorofenilfosfina (10.3 mmoles) [para la fosfina 6] en Et2O (10 ml) al derivado de litio. Después de la adición, se dejó que la mezcla de reacción se calentara lentamente a temperatura ambiente y se agitó durante 3 horas.
Cuando R6 y R10 no son CF3, el haluro de fenilo (34.1 mmoles) se disolvió en Et2O (50 ml) y se añadió a una suspensión de magnesio (51.0 mmoles) en Et2O (50 ml) a 0ºC. La mezcla se llevó a reflujo durante 2 horas y el exceso de magnesio se filtró por medio de una cánula. Se añadió lentamente una solución de clorodifenilfosfina (31.0 mmoles) 5 [para las fosfinas 1, 2, 7 y 8], diclorofenilfosfina (15.9 mmoles) [para las fosfinas 4 y 5]
o dicloro-p-tolilfosfina (15.9 mmoles) [para la fosfina 10] en Et2O (10ml) a la solución de Grignard y la mezcla se llevó a reflujo durante 2 horas.
El tratamiento general implicó la adición de una solución de ácido clorhídrico (10%).
10 Después de la fase de separación, la fase orgánica se lavó con agua, se secó sobre MgSO4, y el disolvente se extrajo al vacío. Los productos se purificaron por cromatografía de gel-filtración o con destilación a presión reducida.
Los datos de caracterización de la fosfina de Fórmula (II), precursor de la fosfina 10 se 15 muestran continuación:
Fórmula química: C21H15F6P Peso molecular: 412.31
RMN 1H RMN: 400.13 MHz, CDCl3, δ (ppm): 7.59 (bd, 4H, HC3{C6H4CF3}, 3JHH = 7.9Hz);
7.40 (bt, 4H, HC2{C6H4CF3}, 3JHH = 3JHP = 7.9Hz); 7.26-7.20 (m, 4H, HC2{C6H4CH3} -HC3{C6H4CH3}); 2.39 (s, 3H, HCH3). 20 31P{1H} RMN: 145.78 MHz, CDCl3, δ (ppm): -6.07 (s).
19F{1H} RMN: 235.39 MHz, CDCl3, δ (ppm): -62.83 (s). HRMS: ESI-m/z
[M+H+] = 413.0880 exp.; 413.0888 calculado para C21H15F6P.
2. Preparación de las fosfinas sulfonadas trifluorometiladas de Fórmula (I)
Las fosfinas 1-10 donde M es Na+ se sintetizaron de acuerdo con el siguiente procedimiento general:
Se disolvió ácido bórico en ácido sulfúrico concentrado (95% v/v) y se burbujeó N2 durante 15 min con objeto de prevenir la presencia de oxígeno en la mezcla de reacción. Bajo atmósfera de N2, se disolvieron las fosfinas de partida de Fórmula II en la solución ácida en pequeñas porciones a 0 ºC. Una vez las fosfinas estuvieron completamente disueltas, se añadió gota a gota ácido sulfúrico fumante que contenía SO3 al 65% durante 1 h manteniendo la temperatura de la reacción a 0ºC.
Se dejó que la reacción alcanzara la temperatura ambiente y se tomaron alícuotas a diferentes tiempos y se analizaron por 31P{1H} RMN para monitorizar el desarrollo de las mismas. Una vez obtenido el deseado grado de sulfonación, la reacción se interrumpió vertiendo la mezcla de reacción en agua helada y desoxigenada a 0ºC (50% v/v). A continuación, se neutralizó con una solución de NaOH desoxigenado manteniendo la temperatura por debajo de 10 ºC. El agua se evaporó proporcionando una mezcla de sales inorgánicas y fosfinas las cuales se extrajeron con metanol. Luego, se evaporó el metanol y se lavó el producto con CH2Cl2 para separar el posible material de partida sin reaccionar o subproductos. La recristalización, de agua en el caso de las fosfinas monosulfonadas (Fórmula Ib) y de metanol en el caso de las fosfinas disulfonadas (Fórmula Ia), proporcionó la fosfina sulfonada deseada como un sólido blanco.
Las cantidades de los reactivos (expresados como equivalentes para cada equivalente de la fosfina de partida), tiempos de reacción y rendimientos se muestran a continuación.
1-(Na)
2-(Na) 3-(Na)
H3BO3 (eq.)
8 4 4
SO3 (eq.)
70 70 60
Tiempo (h)
24 24 30
Rdto. (%)
81 90 86
CF3
4-(Na) 5-(Na) 6-(Na)
H3BO3 4 44
(eq.) SO3
70 9070
(eq.) Tiempo 1.5 418
(h) Rdto.
73 5862(%)
7-(Na)
8-(Na) 9-(Na)
H3BO3 (eq.)
4 4 6
22
SO3 (eq.)
50 70 50
Tiempo (h)
1 3 4
Rdto. (%)
78 89 82
FOSFINA DE FÓRMULA (i)
10-(Na) H3BO3
(eq.) 10 SO3 60
(eq.) Tiempo 1
(h) Rdto.
63(%)
15 3,3’-((p-trifluorometilfenil)fosfinadiil)dibenceno-sulfonato de sodio [1-(Na)]
Fórmula química: C19H12F3O6PS2 Na2 Peso molecular: 534,37
SO3Na
Sólido blanco Fácilmente soluble en agua
RMN 1H RMN: 400.13 MHz, CD3OD, δ (ppm): 7.92 (dtd, 2H, HC2{C6H4SO3Na}, 3JHP = 8.3Hz -4JHH = 1.7Hz -5JHH = 0.5Hz); 7.72 (bd, 2H, HC6{C6H4SO3Na}, 3JHH = 7.7Hz);
7.66 (bd, 2H, HC3{C6H4CF3}, 3JHH = 8.0Hz); 7.47 (m, 4H, HC2{C6H4CF3} +
20 HC5{C6H4SO3Na}); 7.37 (bt, 2H, HC4{C6H4SO3Na}, 3JHH = 3JHP = 7.7Hz). 13C{1H} RMN: 100.61 MHz, CD3OD, δ (ppm): 147.02 (d, C1{C6H4SO3Na}, 3JCP = 7.8Hz); 143.58 (d, C1{C6H4CF3}, 1JCP = 13.9Hz); 137.71 (d, C3{C6H4SO3Na}, 1JCP = 13.4Hz); 136.46 (d, C4{C6H4SO3Na}, 2JCP = 17.2Hz); 134.98 (d, C2{C6H4CF3}, 2JCP =
19.6Hz); 132.40 (d, C2{C6H4SO3Na}, 2JCP = 25.3Hz); 131.88 (q, C4{C6H4CF3}, 2JCF = 32.4Hz); 130.05 (d, C5{C6H4SO3Na}, 3JCP = 6.1Hz); 128.14 (s, C6{C6H4SO3Na});
126.43 (m, C3{C6H4CF3}); 125.55 (q, C{CF3}, 1JCF = 271.5Hz). 31P{1H} RMN: 161.98 MHz, CD3OD, δ (ppm): -5.09 (s).
5 19F{1H} RMN: 376.50 MHz, CD3OD, δ (ppm): -62.07 (s). HRMS: ESI-m/z
[M-2Na+]/2 = 243.9884 exp.; 243.9888 calculado para C19H12F3O6PS2.
3,3’-((3,5-bis(trifluorometil)fenil)fosfinadiil)dibenceno-sulfonato de sodio [2-(Na)]
Fórmula química: C20H11F6O6PS2Na2 Peso molecular: 602,37
CF3
Sólido blanco Fácilmente soluble en agua
RMN 1H RMN: 400.13 MHz, CD3OD, δ (ppm): 7.97-7.90 (m, 5H, HC4{C6H3(CF3)2} -HC2HC6{C6H4SO3Na}); 7.79 (bd, 2H, HC2{C6H3(CF3)2}, 3JHP = 6.8Hz); 7.53 (bt, 2H, HC5{C6H4SO3Na}, 3JHH = 7.6Hz); 7.40 (tt, 2H, HC4{C6H4SO3Na}, 3JHH = 3JHP = 7.6Hz
15 4JHH = 1.4Hz). 13C{1H} RMN: 90.55 MHz, CD3OD, δ (ppm): 147.32 (d, C1{C6H4SO3Na}, 3JCP = 8.3Hz); 143.06 (d, C1{C6H3(CF3)2}, 1JCP = 19.2Hz); 136.55 (d, C3{C6H4SO3Na}, 1JCP = 13.1Hz); 136.43 (d, C4{C6H4SO3Na}, 2JCP = 16.3Hz); 134.15 (bd, C2{C6H3(CF3)2}, 2JCP = 20.4Hz); 133.05 (qd, C3{C6H3(CF3)2}, 2JCF = 33.3Hz -3JCP = 5.8Hz); 132.54 (d,
20 C2{C6H4SO3Na}, 2JCP = 26.9Hz); 130.39 (d, C5{C6H4SO3Na}, 3JCP = 6.0Hz); 128.65 (s, C6{C6H4SO3Na}); 124.59 (q, C{CF3}, 1JCF = 272.4Hz); 123.83 (m, C4{C6H3(CF3)2}). 31P{1H} RMN: 145.78 MHz, CD3OD, δ (ppm): -2.88 (s). 19F{1H} RMN: 235.39 MHz, CD3OD, δ (ppm): -62.31 (s). HRMS: ESI-m/z
25 [M-2Na+]/2 = 277.9833 exp.; 277.9825 calculado para C20H11F6O6PS2.
3,3’-((o-trifluorometilfenil)fosfinadiil)dibenceno-sulfonato de sodio [3-(Na)]
Fórmula química: C19H12F3O6PS2 Na2
SO3Na
Peso molecular: 534,37
Sólido blanco Fácilmente soluble en agua
RMN 1H RMN: 360.13 MHz, CD3OD, δ (ppm): 7.86 (dt, 2H, HC6{C6H4SO3Na}, 3JHH = 6.9Hz -4JHH = 1.3Hz); 7.84-7.80 (m, 1H, HC3{C6H4CF3}); 7.76 (dt, 2H,
5 HC2{C6H4SO3Na}, 3JHP = 6.8Hz -4JHH = 1.3Hz); 7.61-7.51 (m, 2H, HC4-HC5{C6H4CF3}); 7.47 (tdd, 2H, HC5{C6H4SO3Na}, 3JHH = 6.9Hz -4JHP = 1.3Hz -5JHH = 0.4Hz); 7.31 (tt, 2H, HC4{C6H4SO3Na}, 3JHH = 3JHP = 6.9Hz -4JHH = 1.3Hz); 7.25-7.20 (m, 1H, HC6{C6H4CF3}). 13C{1H} RMN: 100.61 MHz, CD3OD, δ (ppm): 146.60 (d, C1{C6H4SO3Na}, 3JCP =
10 6.5Hz); 138.08 (bd, C3{C6H4SO3Na}, 1JCP = 15.5Hz); 137.49 (d, C6{C6H4CF3}, 2JCP = 1.9Hz); 136.54 (d, C4{C6H4SO3Na}, 2JCP = 20.2Hz); 136.34 (d, C1{C6H4CF3}, 1JCP = 29.2Hz); 135.91 (qd, C2{C6H4CF3}, 2JCF = 30.1Hz -2JCP = 25.9Hz); 133.38 (s, C5{C6H4CF3}); 131.90 (d, C2{C6H4SO3Na}, 2JCP = 22.7Hz); 130.99 (s, C4{C6H4CF3});
130.01 (d, C5{C6H4SO3Na}, 3JCP = 6.4Hz); 127.90 (s, C6{C6H4SO3Na}); 127.70 (m,
15 C3{C6H4CF3}); 125.78 (q, C{CF3}, 1JCF = 274.6Hz). 31P{1H} RMN: 145.78 MHz, CD3OD, δ (ppm): -10.52 (q, 4JPF = 53.9Hz). 19F{1H} RMN: 235.39 MHz, CD3OD, δ (ppm): -55.81 (d, 4JFP = 53.9Hz). HRMS: ESI-m/z
[M-Na+] = 510.9669 exp.; 510.9668 calculado para C19H12F3O6PS2Na.
3-(bis(p-trifluorometilfenil)fosfino)benceno-sulfonato de sodio [4-(Na)]
CF3
Fórmula química: C20H12F6O3PSNa Peso molecular: 500,33
Sólido blanco Moderadamente soluble en agua
RMN 1H RMN: 400.13 MHz, CD3OD, δ (ppm): 7.92-7.87 (m, 2H, HC2{C6H4SO3Na} + HC6{C6H4SO3Na}); 7.70 (bd, 4H, HC3{C6H4CF3}, 3JHH = 7.9Hz); 7.53-7.41 (m, 6H, HC2{C6H4CF3} + HC4{C6H4SO3Na} + HC5{C6H4SO3Na}).
5 13C{1H} RMN: 62.90 MHz, CD3OD, δ (ppm): 147.19 (d, C1{C6H4SO3Na}, 3JCP = 6.9Hz); 142.84 (d, C1{C6H4CF3}, 1JCP = 14.8Hz); 137.08 (d, C3{C6H4SO3Na}, 1JCP = 13.5Hz); 136.77 (d, C4{C6H4SO3Na}, 2JCP = 21.5Hz); 135.17 (d, C2{C6H4CF3}, 2JCP = 20.3Hz); 132.30 (d, C2{C6H4SO3Na}, 2JCP = 21.7Hz); 132.22 (q, C4{C6H4CF3}, 2JCF = 32.6Hz); 130.14 (d, C5{C6H4SO3Na}, 3JCP = 7.4Hz); 128.40 (s, C6{C6H4SO3Na});
10 126.56 (dq, C3{C6H4CF3}, 3JCP = 7.2Hz -3JCF = 3.7Hz); 125.45 (q, C{CF3}, 1JCF = 271.5Hz). 31P{1H} RMN: 161.98 MHz, CD3OD, δ (ppm): -5.98 (s). 19F{1H} RMN: 376.50 MHz, CD3OD, δ (ppm): -62.10 (s). HRMS: ESI-m/z
15 [M-Na+] = 477.0144 exp.; 477.0143 calculada para C20H12F6O3PS
3-(bis(3,5-bis(trifluorometil)fenil)fosfino)benceno-sulfonato de sodio [5-(Na)]
Fórmula química: C22H10F12O3PSNa Peso molecular: 636,32
CF3
Sólido blanco Moderadamente soluble en agua
RMN 1H RMN: 400.13 MHz, CD3OD, δ (ppm): 8.24 (bm, 2H, HC4{C6H3(CF3)2}); 8.16 (dddd, 1H, HC6{C6H4SO3Na}, 3JHH = 7.7Hz -4JHH = 1.7Hz -4JHH = 1.1Hz -5JHP = 0.8Hz); 8.09 (dtd, 1H, HC2{C6H4SO3Na}, 3JHP = 8.7Hz -4JHH = 1.7Hz -5JHH = 0.6Hz);
5 8.03 (m, 4H, HC2{C6H3(CF3)2}); 7.77 (tdd, 1H, HC5{C6H4SO3Na}, 3JHH = 7.7Hz -4JHP = 1.4Hz -5JHH = 0.6Hz); 7.64 (tdd, 1H, HC4{m-C6H4SO3Na}, 3JHH = 3JHP = 7.7Hz -4JHH = 1.7Hz -4JHH = 1.1Hz). 13C{1H} RMN: 90.55 MHz, CD3OD, δ (ppm): 147.69 (d, C1{C6H4SO3Na}, 3JCP = 8.0Hz); 141.19 (d, C1{C6H3(CF3)2}, 1JCP = 19.2Hz); 136.68 (d, C4{C6H4SO3Na}, 2JCP =
10 19.6Hz); 135.15 (d, C3{C6H4SO3Na}, 1JCP = 13.4Hz); 134.50 (bd, C2{C6H3(CF3)2}, 2JCP = 20.2Hz); 133.40 (qd, C3{C6H3(CF3)2}, 2JCF = 33.7Hz -3JCP = 6.2Hz); 132.56 (d, C2{C6H4SO3Na}, 2JCP = 24.9Hz); 130.79 (d, C5{C6H4SO3Na}, 3JCP = 6.9Hz); 129.27 (s, C6{C6H4SO3Na}); 124.56 (sept., C4{C6H3(CF3)2}, 3JCF = 3.5Hz); 124.48 (q, C{CF3}, 1JCF = 272.3Hz).
15 31P{1H} RMN: 145.78 MHz, CD3OD, δ (ppm): -4.71 (s). 19F{1H} RMN: 235.39 MHz, CD3OD, δ (ppm): -62.34 (s). HRMS: ESI-m/z [M-Na+] = 612.9912 exp.; 612.9902 calculado para C22H10F12O3PS.
20 3-(bis(o-trifluorometilfenil)fosfino)benceno-sulfonato de sodio [6-(Na)]
Fórmula química: C20H12F6O3PSNa Peso molecular: 500,33
Sólido blanco
Moderadamente soluble en agua
RMN 1H RMN: 360.13 MHz, CD3OD, δ (ppm): 7.87 (dt, 1H, HC6{C6H4SO3Na}, 3JHH = 7.7Hz -4JHH = 1.4Hz); 7.84-7.78 (m, 2H, HC3{C6H4CF3}); 7.67 (dt, 1H,
25 HC2{C6H4SO3Na}, 3JHP = 7.2Hz -4JHH = 1.4Hz); 7.61-7.50 (m, 4H, HC4-HC5{C6H4CF3}); 7.46 (td, 1H, HC5{C6H4SO3Na}, 3JHH = 7.7Hz -4JHP = 1.2Hz); 7.23 (tt,
1H, HC4{C6H4SO3Na}, 3JHH = 3JHP = 7.7Hz -4JHH = 1.4Hz); 7.11-7.04 (m, 2H, HC6{C6H4CF3}). 13C{1H} RMN: 90.56 MHz, CD3OD, δ (ppm): 147.04 (d, C1{C6H4SO3Na}, 3JCP = 6.1Hz); 137.39 (d, C3{C6H4SO3Na}, 1JCP = 11.6Hz); 137.32 (s, C6{C6H4CF3}); 136.64
5 (d, C4{C6H4SO3Na}, 2JCP = 23.5Hz); 136.21 (d, C1{C6H4CF3}, 1JCP = 29.7Hz); 135.40 (qd, C2{C6H4CF3}, 2JCF = 30.5Hz -2JCP = 25.8Hz); 133.21 (s, C5{C6H4CF3}); 132.18 (d, C2{C6H4SO3Na}, 2JCP = 21.6Hz); 130.81 (s, C4{C6H4CF3}); 129.93 (d, C5{C6H4SO3Na}, 3JCP = 7.3Hz); 128.02 (s, C6{C6H4SO3Na}); 127.91 (m, C3{C6H4CF3}); 125.70 (q, C{CF3}, 1JCF = 274.5Hz).
10 31P{1H} RMN: 145.78 MHz, CD3OD, δ (ppm): -13.57 (q, 4JPF = 53.4Hz). 19F{1H} RMN: 235.39 MHz, CD3OD, δ (ppm): -56.28 (d, 4JFP = 53.4Hz).
HRMS: ESI-m/z
[M-Na+] = 477.0155 exp.; 477.0154 calculado para C20H12F6O3PS.
3-(fenil(p-trifluorometilfenil)fosfino)benceno-sulfonato de sodio [7-(Na)]
Fórmula química: C19H13F3O3PSNa Peso molecular: 432,33
Sólido blanco Fácilmente soluble en agua
RMN 1H RMN: 400.13 MHz, CD3OD, δ (ppm): 7.86 (bd, 1H, HC6{C6H4SO3Na}, 3JHH =
20 7.5Hz); 7.85 (bd, 1H, HC2{C6H4SO3Na}, 3JHP = 7.3Hz); 7.64 (bd, 2H, HC3{C6H4CF3}, 3JHH = 7.3Hz); 7.50-7.30 (m, 9H, HC2{C6H4CF3} + HC4-HC5{C6H4SO3Na} + HC2-HC3HC4{C6H5}). 13C{1H} RMN: 100.61 MHz, CD3OD, δ (ppm): 146.87 (d, C1{C6H4SO3Na}, 3JCP = 6.7Hz); 144.18 (d, C1{C6H4CF3}, 1JCP = 15.1Hz); 138.30 (d, C3{C6H4SO3Na}, 1JCP =
25 13.6Hz); 136.75 (d, C1{C6H5}, 1JCP = 10.6Hz); 136.54 (d, C4{C6H4SO3Na}, 2JCP = 20.1Hz); 135.12 (d, C2{C6H5}, 2JCP = 20.7Hz); 134.84 (d, C2{C6H4CF3}, 2JCP =
19.4Hz); 132.11 (d, C2{C6H4SO3Na}, 2JCP = 21.6Hz); 131.67 (q, C4{C6H4CF3}, 2JCF = 32.3Hz); 130.64 (s, C4{C6H5}); 130.01 (d, C3{C6H5}, 3JCP = 7.4Hz); 129.86 (d, C5{C6H4SO3Na}, 3JCP = 6.8Hz); 127.91 (s, C6{C6H4SO3Na}); 126.26 (dq, C3{C6H4CF3}, 3JCP = 6.5Hz -3JCF = 3.8Hz); 125.54 (q, C{CF3}, 1JCF = 271.4Hz).
5 31P{1H} RMN: 101.27 MHz, CD3OD, δ (ppm): -3.71 (s). 19F{1H} RMN: 235.39 MHz, CD3OD, δ (ppm): -63.04 (s). HRMS: ESI-m/z
[M-Na+] = 409.0290 exp.; 409.0281 calculado para C19H13F3O3PS.
10 3,-((3,5-bis(trifluorometil)fenil)(fenil)fosfino)benceno-sulfonato de sodio [8-(Na)]
Fórmula química: C20H12F6O3PSNa Peso molecular: 500,33
CF3
Sólido blanco Fácilmente soluble en agua
RMN 1H RMN: 400.13 MHz, CD3OD, δ (ppm): 7.94 (bs, 1H, HC4{C6H3(CF3)2}); 7.91 (m, 1H, HC6{C6H4SO3Na}); 7.86 (dtd, 1H, HC2{C6H4SO3Na}, 3JHP = 8.0Hz -4JHH = 1.7Hz
15 5JHH = 0.5Hz); 7.72 (bd, 2H, HC2{C6H3(CF3)2}, 3JHP = 6.2Hz); 7.52 (tdd, 1H, HC5{C6H4SO3Na}, 3JHH = 7.7Hz -4JHP = 1.4Hz -5JHH = 0.5Hz); 7.49-7.43 (m, 3H, HC3HC4{C6H5}); 7.43-7.33 (m, 3H, HC2{C6H5} -HC4{m-C6H4SO3Na}). 13C{1H} RMN: 90.55 MHz, CD3OD, δ (ppm): 147.23 (d, C1{C6H4SO3Na}, 3JCP = 7.2Hz); 143.74 (d, C1{C6H3(CF3)2}, 1JCP = 19.4Hz); 137.11 (d, C3{C6H4SO3Na}, 1JCP =
20 13.4Hz); 136.46 (d, C4{C6H4SO3Na}, 2JCP = 19.6Hz); 135.61 (d, C1{C6H5}, 1JCP = 10.5Hz); 135.11 (d, C2{C6H5}, 2JCP = 21.1Hz); 134.03 (bd, C2{C6H3(CF3)2}, 2JCP = 20.1Hz); 132.91 (qd, C3{C6H3(CF3)2}, 2JCF = 33.3Hz -3JCP = 5.6Hz); 132.23 (d, C2{C6H4SO3Na}, 2JCP = 23.0Hz); 131.22 (s, C4{C6H5}); 130.35 (d, C3{C6H5}, 3JCP = 7.5Hz); 130.20 (d, C5{C6H4SO3Na}, 3JCP = 6.8Hz); 128.43 (s, C6{C6H4SO3Na});
25 124.62 (q, C{CF3}, 1JCF = 272.1Hz); 123.54 (m, C4{C6H3(CF3)2}).
31P{1H} RMN: 145.78 MHz, CD3OD, δ (ppm): -3.18 (s). 19F{1H} RMN: 235.39 MHz, CD3OD, δ (ppm): -64.98 (s). HRMS: ESI-m/z
[M-Na+] = 477.0146 exp.; 477.0154 calculado para C20H12F6O3PS.
3-(fenil(o-trifluorometilfenil)fosfino)benceno-sulfonato de sodio [9-(Na)]
Fórmula química: C19H13F3O3PSNa Peso molecular: 432,33
Sólido blanco Fácilmente soluble en agua
RMN 1H RMN: 600.13 MHz, CD3OD, δ (ppm): 7.84 (dt, 1H, HC6{C6H4SO3Na}, 3JHH =
10 7.7Hz -4JHH = 1.4Hz); 7.82-7.79 (m, 1H, HC3{C6H4CF3}); 7.75 (dt, 1H, HC2{C6H4SO3Na}, 3JHP = 7.3Hz -4JHH = 1.4Hz); 7.56 (bt, 1H, HC4{C6H4CF3}, 3JHH = 7.4Hz); 7.52 (bt, 1H, HC5{C6H4CF3}, 3JHH = 7.4Hz); 7.44 (td, 1H, HC5{C6H4SO3Na}, 3JHH = 7.7Hz -4JHP = 1.4Hz); 7.40-7.34 (m, 3H, HC3-HC4{C6H5}); 7.27 (tt, 1H, HC4{C6H4SO3Na}, 3JHH = 3JHP = 7.7Hz -4JHH = 1.4Hz); 7.25-7.20 (m, 3H,
15 HC6{C6H4CF3} + HC2{C6H5}). 13C{1H} RMN: 62.90 MHz, CD3OD, δ (ppm): 146.80 (d, C1{C6H4SO3Na}, 3JCP = 6.2Hz); 138.61 (d, C3{C6H4SO3Na}, 1JCP = 14.8Hz); 137.45 (d, C6{C6H4CF3}, 2JCP = 1.9Hz); 137.21 (d, C1{C6H4CF3}, 1JCP = 30.4Hz); 137.04 (d, C1{C6H5}, 1JCP = 11.4Hz);
136.25 (d, C4{C6H4SO3Na}, 2JCP = 20.4Hz); 135.81 (qd, C2{C6H4CF3}, 2JCF = 30.2Hz
20 2JCP = 25.5Hz); 134.73 (d, C2{C6H5}, 2JCP = 20.8Hz); 133.14 (s, C5{C6H4CF3}); 131.86 (d, C2{C6H4SO3Na}, 2JCP = 21.6Hz); 130.66 (s, C4{C6H4CF3}); 130.28 (s, C4{C6H5});
129.86 (d, C3{C6H5}, 3JCP = 7.0Hz); 129.69 (d, C5{C6H4SO3Na}, 3JCP = 6.6Hz); 127.64 (s, C6{C6H4SO3Na}); 127.52 (m, C3{C6H4CF3}); 125.81 (q, C{CF3}, 1JCF = 274.5Hz). 31P{1H} RMN: 101.27 MHz, CD3OD, δ (ppm): -9.84 (q, 4JPF = 54.0Hz).
25 19F{1H} RMN: 376.50 MHz, CD3OD, δ (ppm): -55.86 (d, 4JFP = 52.7Hz). HRMS: ESI-m/z
[M-Na+] = 409.0281 exp.; 409.0281 calculado para C19H13F3O3PS.
5-(bis(p-trifluorometilfenil)fosfino)-2-metilbenceno-sulfonato de sodio [10-(Na)]
Fórmula química: C21H14F6O3PSNa
Peso molecular: 514,35
Sólido blanco
Moderadamente soluble en agua
5 RMN
1H RMN: 400.13 MHz, CD3OD, δ (ppm): 8.03 (dd, 1H, HC6{C6H3(CH3)SO3Na}, 3JHP = 8.0Hz -4JHH = 1.6Hz); 7.69 (bd, 4H, HC3{C6H4CF3}, 3JHH = 7.8Hz); 7.48 (bt, 4H, HC2{C6H4CF3}, 3JHH = 3JHP = 7.8Hz); 7.35 (bd, 1H, HC3{C6H3(CH3)SO3Na}, 3JHH = 7.6Hz); 7.31 (td, 1H, HC4{C6H3(CH3)SO3Na}, 3JHP = 3JHH = 7.6Hz -4JHH = 1.6Hz);
10 2.71 (s, 3H, HCH3). 31P{1H} RMN: 161.98 MHz, CD3OD, δ (ppm): -6.18 (s). 19F{1H} RMN: 376.50 MHz, CD3OD, δ (ppm): -62.03 (s). HRMS: ESI-m/z [M-Na+] = 491.0302 exp.; 491.0311 calculado para C21H14F6O3PS
3. Determinación de la solubilidad en agua de las fosfinas sulfonadas trifluorometiladas de Fórmula (I)
Se prepararon soluciones acuosas sobresaturadas de las sales sódicas de las fosfinas de Fórmula (I). La solución sobrenadante se ultracentrifugó y luego se filtró a través de un
20 filtro de nylon, se evaporó a sequedad un peso medido de esta solución y el residuo sólido se pesó.
Las solubilidades resultantes se muestran a continuación:
Fosfina
Solubilidad (g/100mL)
1
7
2
70
3
3
4
0.2 -1.2
5
0.2 -1.2
6
0.2 -1.2
7
50
8
>100
9
21
4. Oxidación aérea de las fosfinas en solución acuosa
5 Se prepararon soluciones en agua destilada (1 mL, 5·10-2 mM) de las fosfinas representadas más abajo con objeto de comparar si son inertes a la oxidación aérea. Las soluciones se mantuvieron en contacto con el aire bajo agitación vigorosa durante 120
h. Se tomaron alícuotas y se analizaron por 31P{1H} RMN a fin de cuantificar el
desarrollo de la oxidación. Los resultados demuestran que la presencia de los grupos 10 trifluorometilo disminuye el índice de oxidación de la fosfina en un factor mayor de 10.
Fosfinas monosulfonadas
Porcentaje de oxidación en función del tiempo
NaTPPMS
7-(Na) 9-(Na)
0 h
0 % 0 % 0 %
16 h
4 % 0 % 0 %
40 h
25 % 0 % 0 %
120 h 68 % 4 % 0 %
Fosfinas disulfonadas
Porcentaje de oxidación en función del tiempo
NaTPPDS
2-(Na)
0 h
0 % 0 %
16 h
6 % 0 %
40 h
33 % 1 %
120 h
100 % 2%
5. Hidroformilación de acetato de vinilo
Las seleccionadas fosfinas sulfonadas aquí descritas se ensayaron en la hidroformilación bifásica (agua/tolueno) de acetato de vinilo de acuerdo con el siguiente 10 procedimiento experimental:
Se disolvieron [Rh(acac)(CO)2] (12.9 mg, 5.0·10-2 mmoles) y la fosfina sulfonada (0.20 mmoles) en 10 mL de agua. Acetato de vinilo (4.6 ml, 50.00 mmoles) y 0.20 mL de ndodecano se disolvieron en 20 mL de tolueno. Las soluciones se transfirieron a un 15 autoclave purgado y llenado con 30 bar de sintegas (1:1 H2:CO) at 80ºC. Después de 24 horas, se enfrió el autoclave hasta la temperatura ambiente y a continuación se liberó el
gas. La fase orgánica se separó y la fase acuosa se extrajo con 3 x 5 ml de tolueno. Se analizaron los extractos orgánicos combinados por medio de cromatografía de gases.
Los resultados se recogen en la siguiente tabla:
Ligando
Fosfinas disulfonadas (Fórmula Ia) Fosfinas monosulfonadas (Fórmula Ib)
Na2TPPDSa 1-(Na) 2-(Na)
3-(Na) NaTPPMSb 8-(Na) 9-(Na)
Conversión (%)
32 99 95 24 20 98 61
Condiciones: 5.0·10-2 mmoles [Rh(acac)(CO)2], 0.20 mmoles ligando, 50 mmoles acetato de vinilo, 10 ml H2O, 20 ml tolueno, 80ºC, 30 bar CO:H2 (1:1), 0.2 ml n-dodecano como estándar interno, Conversión registrada después de reacción de 24 h aNa2TPPDS: PhP(m-C6H4SO3Na)2 bNaTPPMS: Ph2P(m-C6H4SO3Na)
Los ensayos efectuados con 1-(Na), 2-(Na) y 8-(Na) muestran un incremento en el índice de reacción por una factor de al menos 3 veces con respecto de los homólogos sulfonados no trifluorometilados (i.e. NaTPPMS y Na2TPPDS). Las arilfosfinas orto-CF3 sustituidas, 3-(Na) and 9-Na, son menos eficientes como co-catalizadores que las
10 fosfinas para-y meta-CF3 sustituidas.
Se observó una alta quimioselectividad y regioselectividad al aldehído (I) ramificado en todos los casos.
15 6. Estabilización de nanopartículas
Nanopartículas de platino de tamaño homogéneo fueron estabilizadas en agua con las fosfinas solubles en agua aquí descritas. De este modo, mezclando soluciones de K2PtCl4 y NaBH4 (1-100 equivalentes) u otros agentes reductores, y una fosfina sulfonada trifluorometilada de la invención (0.005–2.0 equivalentes), se formaron
20 nanopartículas después de un período de 30 minutos.
En particular, la adición de NaBH4 (0.6 mmoles) disuelto en 2 ml de agua a una solución de K2PtCl4 (4·10-2 mmoles) y fosfina sulfonada (0.2 equivalentes) en 2 ml de agua producen la formación de nanopartículas con un diámetro promedio de 2 nm con dispersión de haz estrecho, tal como se demuestra por medio de Microcopia Electrónica de Transmisión.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Una trifenilfosfina de Fórmula (I)
    R7 R4 R8 R3
    R9 R1
    ·p [Mn+]
    R12
    Fórmula (I)
    donde M es un protón o un catión monovalente o divalente, n es un número entero seleccionado entre 1 y 2,
    10 p toma un valor seleccionado entre ½, 1 y 2, R1 se selecciona entre H, alquilo C1-C18, CF3 y SO3-, R11, R12 y R13 se seleccionan independientemente entre H y alquilo C1-C18,
    con la condición de que si R1 es SO3-, entonces
    15 el producto de n y p es igual a 2, R2, R3 y R5 se seleccionan independientemente entre H y alquilo C1-C18, R4 es H, R6-R10 se seleccionan independientemente entre H, alquilo C1-C18
    20 y CF3, siendo CF3 al menos uno de R6-R10;
    si R1 no es SO3-, entonces el producto de n y p es igual a 1, R1-R10 se seleccionan independientemente entre H, alquilo C1-C18 y CF3, siendo CF3 al menos uno de los grupos R1-R10.
  2. 2. Una trifenilfosfina según la reivindicación 1 de Fórmula (Ia)
    R7
    R8
    R3
    -
    SO3
    R9
    ·p [Mn+]
    Fórmula (Ia) donde
    5 M es un protón o un catión monovalente o divalente, n es un número entero seleccionado entre 1 y 2, p toma un valor seleccionado entre 1 y 2, R2, R3, R5, R11, R12 yR13 se seleccionan independientemente entre H y alquilo C1-C18,
    10 R6-R10 se seleccionan independientemente entre H, alquilo C1-C18 yCF3, siendo CF3 al menos uno de R6-R10.
  3. 3. Una trifenilfosfina según la reivindicación 2, donde R2, R3, R5, R11, R12 yR13 son H y
    R6-R10 se seleccionan independientemente entre H y CF3, siendo CF3 al menos uno de 15 R6-R10.
  4. 4. Una trifenilfosfina según la reivindicación 1 de Fórmula (Ib)
    R7 R4 R8 R3
    R9 R1
    ·p [Mn+]
    R12
    Fórmula (Ib)
    donde
    5 M es un protón o un catión monovalente o divalente, n es un número entero seleccionado entre 1 y 2, p toma un valor seleccionado entre ½ y 1, R11, R12 yR13 se seleccionan independientemente entre H y alquilo C1-C18, R1-R10 se seleccionan independientemente entre H, alquilo C1-C18 yCF3, siendo
    10 CF3 al menos uno de los grupos R1-R10.
  5. 5. Una trifenilfosfina según la reivindicación 4, donde R11, R12 yR13 son H y R1-R10 se seleccionan independientemente entre H y CF3, siendo CF3 al menos uno de los grupos R1-R10.
  6. 6. Una trifenilfosfina según la reivindicación 1, la cual se selecciona de uno de los siguientes compuestos:
    CF3
    CF3
    F3C
    SO3M
    SO3M
    P
    SO3M F3C
    P
    P
    SO3M
    SO3M
    SO3M
    1 23
    CF3 CF3
    CF3
    CF3
    F3C
    P
    P
    CF3
    F3C
    P
    CF3
    SO3M
    SO3M
    SO3M
    4 56
    8 9
    donde M es un protón o un catión monovalente o divalente.
    5 7. Una trifenilfosfina según cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 4 donde los radicales alquilo C1-C18 se seleccionan independientemente de los radicales alquilo C1-C6.
  7. 8. Procedimiento para la obtención de una trifenilfosfina de Fórmula (I), tal como se ha
    10 definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende la reacción entre un compuesto de Fórmula (II)
    R7 R4 R8
    R3
    R9
    R1
    Fórmula (II) donde R1-R10 se seleccionan independientemente entre H, alquilo C1-C18 yCF3, siendo 5 CF3 al menos uno de los grupos R1-R10, R11, R12 yR13 se seleccionan independientemente entre H y alquilo C1-C18, y un reactivo de sulfonación en presencia de un ácido de Lewis.
  8. 9. Procedimiento según la reivindicación 8 donde dicho ácido de Lewis es un 10 compuesto de boro.
  9. 10. Procedimiento según la reivindicación 9 donde dicho compuesto de boro es ácido bórico.
    15 11. Uso de una trifenilfosfina de Fórmula (I), tal como se ha definido en la reivindicación 1, como ligando metálico en catálisis.
  10. 12. Uso según la reivindicación 11 donde la reacción de catálisis se selecciona de hidrogenación; hidrosililación; hidroboración de doble enlace carbono-carbono y 20 carbono-heteroátomo; hidroaminación de alquenos; telomerización de alquenos y dienos, oligomerización y polimerización; isomerización de alquenos y dienos, hidrocianación, hidroformilación e hidrocarboxilación; carbonilación de alcoholes y haluros de arilo y de vinilo; reacciones de hidratación, especialmente de nitrilos, alquinos y alquenos; reacciones de acoplamiento cruzado carbono-carbono y carbono
    25 heteroátomo.
  11. 13.
    Use según cualquiera de las reivindicaciones 11-12 donde la reacción de catálisis es hidroformilación.
  12. 14.
    Uso de una trifenilfosfina de Fórmula (I), tal como se ha definido en la reivindicación 1, en la estabilización de nanopartículas.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201290028
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 15.10.2010
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : C07F9/50 (2006.01) B01J31/24 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A
    GULYAS, H. et al.: "Facile syntesis of a monosulfonated triphenylphosphane (TPPMS) derived ligand having stron sigma-accptor character. Adv. Synth. Catal. 2006, vol. 348, páginas 13006-1310, esquema 2, resumen. 1-14
    A
    MILLER, G.R. et al.: "NMR spectra of some CF3-substituted triphenylphosphines. Evidence for "through-space" P-F spin coupling" The journal of chemical physics, 1969, vol. 51, número 8, páginas 3185-3190, todo el documento. 1-14
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 30.10.2012
    Examinador H. Aylagas Cancio Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201290028
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) C07F, B01J Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, NPL, BIOSIS, MEDLINE, EMBASE, XPESP
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201290028
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 30.10.2012
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-14 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-14 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201290028
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    GULYAS, H. et al.: "Facile syntesis of a monosulfonated triphenylphosphane (TPPMS) derived ligand having stron sigmaaccptor character. Adv. Synth. Catal. 2006, vol. 348, páginas 13006-1310, esquema 2, resumen.
    D02
    MILLER, G.R. et al.: "NMR spectra of some CF3-substituted triphenylphosphines. Evidence for "through-space" P-F spin coupling" The journal of chemical physics, 1969, vol. 51, número 8, páginas 3185-3190, todo el documento.
  13. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    La presente solicitud se refiere a compuestos de fórmula I que son derivados de trifenil fosfinas mono o disulfonadas sustituidas por grupos trifluorometilo, procedimiento de obtención y su uso como ligandos metálicos en la catálisis como por ejemplo la hidroformilación y en la estabilización de nanopartículas.
    El documento D1 se refiere de compuestos derivados de trifenil fosfinas monosulfonadas con grupos trifluorometilo como sustituyentes. Estos compuestos difieren de los compuestos de la presente solicitud en la presencia de un grupo metoxi en uno de los anillos fenilo (ver esquema 2, compuesto 6).
    El documento D2 se refiere a compuestos trifenil fosfinas sustituidos por grupos trifluorometilo. Sin embargo estos compuestos a diferencia de los citados en la presente solicitud no presentan los grupos sulfónico.
    Por lo tanto, a la vista de los documentos citados, la materia correspondiente a las reivindicaciones 1-14 de la presente solicitud es nueva y tiene actividad inventiva según los artículos 6.1 y 8.1 de la LP.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
ES201290028A 2009-10-16 2010-10-15 Derivados de trifenilfosfina Active ES2393497B1 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09382210A EP2319852A1 (en) 2009-10-16 2009-10-16 Triphenylphosphine derivatives
EP09382210 2009-10-16
PCT/EP2010/065531 WO2011045417A1 (en) 2009-10-16 2010-10-15 Triphenylphosphine derivatives

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2393497A1 ES2393497A1 (es) 2012-12-21
ES2393497B1 true ES2393497B1 (es) 2013-11-04

Family

ID=41559454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201290028A Active ES2393497B1 (es) 2009-10-16 2010-10-15 Derivados de trifenilfosfina

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2319852A1 (es)
ES (1) ES2393497B1 (es)
WO (1) WO2011045417A1 (es)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2459790B1 (es) * 2012-11-07 2015-04-27 Universitat Autònoma De Barcelona Trifenilfosfinas carboxílicas
WO2017196985A1 (en) * 2016-05-10 2017-11-16 Promega Corporation Palladium catalysts with improved performance in biological environments

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW248563B (es) 1993-06-29 1995-06-01 Hoechst Ag

Also Published As

Publication number Publication date
EP2319852A1 (en) 2011-05-11
ES2393497A1 (es) 2012-12-21
WO2011045417A1 (en) 2011-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2261674T3 (es) Procedimiento para la preparacion de difosfinas y uso de las mismas.
Hounjet et al. The Lewis acidity of fluorophosphonium salts: access to mixed valent phosphorus (III)/(V) species
JPH06145181A (ja) スルホン化2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノメチル)−1,1’−ビナフタリン、その製造方法およびそれをオレフィン系不飽和化合物のヒドロホルミル化法で用いる方法
BRPI0719344B1 (pt) ligando bidentado, processo para a carbonilação de compostos etilenicamente insaturados, e, sistema de catalisador
ES2393497B1 (es) Derivados de trifenilfosfina
AU713496B2 (en) Catalyst systems based on rhodium complexes containing diphosphine ligands and their use in the preparation of aldehydes
Falvello et al. Reactivity of Alkynyl Platinum Complexes towards PPh2H and PPh2 (O) H: Unexpected Formation of Alkynyl Tetralithium Diplatinum Compounds Stabilized by μ3‐(κ3P, O, O‐PPh2O−) Ligands
CN110088114A (zh) 一种制备酰基膦的通用方法
US5352813A (en) Carbonylation of methanol using a novel transition metal catalyst
US5274183A (en) Water-soluble sulfonated diphosphines
KR100353331B1 (ko) 설폰화 포스핀 및 이의 제조방법
US5451698A (en) Process for the preparation of sulfonated arylphosphines
Caron et al. Molecular Recognition Between a Water‐Soluble Organometallic Complex and a β‐Cyclodextrin: First Example of Second‐Sphere Coordination Adducts Possessing a Catalytic Activity
US7161043B2 (en) Process for the carbonylation of ethylenically unsaturated compounds and bidentate diphosphine composition used in this process
Ara et al. Polynuclear platinum phosphanido/phosphinito complexes: formation of P–O and P–O–P bonds through reductive coupling processes
Croxtall et al. Synthesis and coordination chemistry of ortho-perfluoroalkyl-derivatised triarylphosphines
JPH06293692A (ja) アルデヒドの製造方法
JP2777883B2 (ja) 置換されたジホスフィン及びそれの製造方法
Herrera et al. Preparation of carboxylic arylphosphines by hydrolysis of the trifluoromethyl group
JP5223044B2 (ja) ビス(ホスフィン)ボロニウム塩、ビス(ホスフィン)ボロニウム塩の製造方法、この製造方法により製造されるビス(ホスフィン)ボロニウム塩
US6472539B1 (en) Production process of diphosphine oxide and diphosphonate
EP1358009A2 (en) Process for the carbonylation of ethylenically unsaturated compounds, bidentate diphosphine composition used in this process and processes for preparation of this bidentate diphosphine composition
ES2459790B1 (es) Trifenilfosfinas carboxílicas
US7084089B2 (en) Process for the carbonylation of ethylenically unsaturated compounds, bidentate diphosphine composition used in this process and a process for preparation of this bidentate diphosphine composition
Lekich Synthesis and Reactivity of Me4PCP and Me4POCOP Iridium Complexes

Legal Events

Date Code Title Description
FG2A Definitive protection

Ref document number: 2393497

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B1

Effective date: 20131104