JP5933529B2 - ルテニウムをベースとする錯体 - Google Patents
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Description
本発明は、触媒反応の分野、詳述すれば、特殊な単量体または二量体のルテニウム錯体の製造、および多くの公知のタイプの触媒のための有用な前駆体としての新規の単量体または二量体のルテニウム錯体の使用に関する。前記発明の全てのルテニウム錯体は、形式的にRu(II)錯体である。前記の特殊なルテニウム錯体の幾つかは、同じ公知技術水準の前駆体を上廻る多くの重要な利点を有する。
nが1または2である、一般式[Ru(ジエン)(OOCR)2]nの幾つかのルテニウムカルボキシレート錯体は、例えば炭素−炭素二重結合の水素化における良好な触媒である、式[Ru(PP)(OOCR)2]の多くのルテニウムジホスフィン(PP)錯体を製造するための有用な出発化合物として記載され続けている(例えば、O.Albers et.al.,J.Organomet.Chem.1984,C62,272;Ohta T.et.al.,J.Org.Chem.,1987,52,3174−3176;Noyori R.et.al.,J.Am.Chem.Soc.,1986,108,7117−7119;またはTakaya H.et.al.,Am.Chem.Soc.,1987,109,1596−1597参照)。
- アリル中間体の合成、例えば[Ru(ジエン)Cl2]nから得られた[(ジエン)Ru(ビスメチルアリル)2]は、著しく希釈され、グリニャール試薬の使用を必要とし、および得られた中間体は、溶液状態および固体状態の双方で少しだけ安定性であり、こうして係る合成操作の工業的具体化を複雑化し;
- [Ru(ジエン)(OOCR)2]nの製造は、従来技術の方法で[Ru(ジエン)Cl2]nから出発する少なくとも2つの工程を必要とし、および取り扱うのが困難な中間体の形成を必要とし;
- プロトン化によるメチルアリル配位子の置換は、ハロゲン化酢酸または幾つかのアリールカルボン酸を使用してのみ示され、即ちこの方法は、一般的ではなく;
- [(COD)Ru(アセテート)2]は、ビス−メチルアリル錯体から直接に得ることができず、および酢酸塩との陰イオン性配位子交換によって[(COD)Ru(OOCCF3)2]2から合成されたものであり、こうして付加的な工程をプロセス全体に付加する。更に、この[(COD)Ru(アセテート)2]製造の全収量は、極めて僅かである。
ところで、意外なことに、錯体[(ジエン)Ru(OOCR)2]nは、前駆体[Ru(ジエン)Cl2]をカルボン酸塩と有利な、高い生産性の反応条件下で反応させることによって前記前駆体から一工程で得ることができることを見出した。
{[(ジエン)Ru(OOCR1)2]n(S)v} (I)
〔式中、nは、1または2であり、
vは、0、1または2であり、
Sは、極性の非プロトン性溶剤または水の配位分子であり、
"ジエン"は、2個の炭素炭素二重結合を有する直鎖状または分枝鎖状のC4〜C15炭化水素化合物、または2個の炭素炭素二重結合を有する環式C7〜C20炭化水素基を表わし、および
R1は、次のもの:
- 水素原子、
- ピリジル基、
- 場合によっては1〜5個のハロゲン原子および/またはC1〜4アルキルまたはアルコキシル基によって置換されたフェニル基、または
- 場合によりハロゲン置換され、
場合により1個のフェニル基によって置換され、但し、このフェニル基は、場合により1〜5個のハロゲン原子によって置換され、および/またはC1〜4アルキルまたはアルコキシ基によって置換されたものとし、および
場合により1または2個のOH官能基、アミノ官能基、エーテル官能基またはチオエーテル官能基を有する、C1〜18アルキルまたはアルケニル基を表わす〕で示される化合物を製造するための方法であって、
式:
[(ジエン)Ru(Cl)2] (II)
〔式中、"ジエン"は、式(I)中の定義と同じ意味を有する〕の前駆体化合物を
R1が上記定義と同じ意味を有し、かつMがアルカリ金属陽イオン(mが1である)またはアルカリ土類金属陽イオン(mが2である)であるカルボキシレート(R1COO)mMの存在下で反応させ、この反応が極性の非プロトン性溶剤中および不活性雰囲気下で実施される工程を有する、前記式Iの化合物を製造するための方法に関する。
[(ジエン)Ru(OOCR1)2]n
で示される化合物である。
- 場合によりハロゲン化され、
場合により1個のフェニル基によって置換され、および
場合により1個のOH官能基、アミノ官能基またはエーテル官能基を有するC1〜12アルキル基、
或いは
- 場合により1〜3個または5個のハロゲン原子および/またはC1〜4アルキルまたはアルコキシル基によって置換されたフェニル基。
- C2〜12アミド、殊にC3〜8N−アルキルアミドまたはN,N−ジアルキルアミド(例えば、アセトアミド、N,N−ジメチル−アセトアミド、N,N−ジメチル−ホルムアミド、N−アセチルピペリジンまたはN−アセチルピロリジン)、
- C2〜6スルホキシド(例えば、DMSO)、
- C6〜9N−アルキルラクタム(例えば、N−メチルピロリドン)、
- C4〜8カルバメートまたは尿素(例えば、テトラメチル尿素)、
- C4〜8アミン(例えば、第三ブチルアミン)または
- その混合物。
{[(ジエン)Ru(OOCR2)2]n(S)v} (I')
〔式中、n、v、Sおよび"ジエン"は、化合物(I)に関して上記に示した意味を有し、および
R2は、α位に第三級炭素原子または第四級炭素原子を有し、および/またはβ位に第四級炭素原子を有する分枝鎖状C2〜18アルキル基、この場合この基は、場合によりOH官能基、アミノ官能基またはエーテル官能基を有し、場合によっては1個のフェニル基によって置換されており、フェニル基は、場合により1〜5個のハロゲン原子によって、および/またはC1〜4アルキル基またはアルコキシ基によって置換されており、または
CHR3Ph基であり、R3は、OH基またはNH2基であり、Phは、場合により1〜5個のハロゲン原子によって、および/またはC1〜4アルキル基またはアルコキシ基によって置換されたフェニル基である〕の化合物に関する。
- 式C(R4)2C(R5)3の分枝鎖状C3〜10アルキル基、上記式中、それぞれのR4またはR5は、互いに独立に、水素原子またはC1〜3アルキル基を表わし、但し、全てのR4が水素原子である場合には、全てのR5は、アルキル基であるか、または少なくとも1つのR5が水素原子である場合には、少なくとも1つのR4は、アルキル基であり、上記のR2は、場合によりOH官能基、アミノ官能基またはエーテル官能基を有し、或いは
- CR7R6Ph基、この場合R6は、メチル基またはOH基またはNH2基であり、R7は、メチル基または水素原子であり、およびPhは、場合により1〜5個のハロゲン原子によって、および/またはC1〜4アルキル基またはアルコキシ基によって置換されたフェニル基である。
[Ru(PP)(OOCR2)2] (III)
〔式中、PPは、C25〜60ビス(ジアリールホスフィン)を表わし、R 2 は、化合物(F)に関して上記に定義したような基を表わす〕の化合物を製造するための方法に関し、この方法は、上記に定義したような、式
{[(ジエン)Ru(OOCR2)2]n(S)v} (I')
で示される錯体をC25〜60ビス(ジアリールホスフィン)(PP)と20℃〜200℃の温度で反応させることによって特徴付けられる。
- C6〜10芳香族溶剤、例えばトルエン、アニソールまたはキシレン、
- C3〜9エステル、例えばエチルアセテート、イソプロピルアセテート、ブチルアセテート、
- C4〜20エーテル、例えばジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン;または
- その混合物。
本発明を以下の実施例を用いてさらに詳細に説明する。ここで温度は摂氏で示され、また略符号は当該技術分野での通常の意味を有する。
本発明の方法による式(I)または(I’)の幾つかの錯体の製造
- {[(COD)Ru(O2CtBu)](μ−O2CtBu)2}および[(COD)Ru(O2CtBu)2]の合成:塩基の存在でDMF中でのポリマーの[(COD)RuCl2]nとピバリン酸との直接反応による
ピバリン酸(6.0g、59mmol)を室温で窒素の下でNMP(20g)中の[(COD)RuCl2]n(5.0g、17.8mmol)の懸濁液に添加した。この混合物を50℃に加熱し、次にKOH水溶液(45%、54mmol)を攪拌しながら1時間に亘って滴加した。次に、この反応混合物を50℃でさらに20時間攪拌し、その間に、生成物が析出した。次に、この混合物を5℃に冷却し、微結晶性固体を濾過により捕集した。次に、固体をNMP(2×20ml)、水(3×50ml)およびさらにMeOH(20ml)で洗浄し、真空下で乾燥後に生成物6.0g(収率82%)をもたらした。
分析データは、上記したものと同一である。
ピバリン酸(6.0g、59mmol)を室温で窒素の下でtBuNH2(20g)中の[(COD)RuCl2]n(5.0g、17.8mmol)の懸濁液に添加した。この混合物を50℃に加熱し、次にKOH水溶液(45%、54mmol)を攪拌しながら1時間に亘って滴加した。次に、この反応混合物を50℃でさらに20時間攪拌し、その間に、生成物が析出した。次に、この混合物を5℃に冷却し、微結晶性固体を濾過により捕集した。次に、固体を水(3×50ml)およびさらに冷たいMeOH(20ml)で洗浄し、真空下で乾燥後に生成物6.4g(収率74%)をもたらした。
カリウムベンゾエート(8.5g、53.6mmol)を室温で窒素の下でDMA(40g)中の[(COD)RuCl2]n(5.0g、17.8mmol)の懸濁液に添加した。次に、この攪拌した混合物を攪拌しながら2時間に亘って80℃に加熱した。この反応媒体を室温に冷却し、水(50ml)を添加した。沈殿した固体を捕集し、水(3×50ml)、冷たいMeOH(20ml)で洗浄し、真空下に乾燥し、生成物7.5g(収率93%)をもたらした。
トリクロロ酢酸(16.0g、98mmol)を室温で窒素の下でDMF(40g)中の[(COD)RuCl2]n(10.0g、35.6mmol)の懸濁液に添加した。この混合物を50℃に加熱し、次にKOH水溶液(45%、89mmol)を攪拌しながら1時間に亘って滴加した。次に、この反応混合物を50℃でさらに20時間攪拌し、その間に、生成物が析出した。次に、この混合物を5℃に冷却し、固体を濾過により捕集した。次に、固体をDMF(2×50ml)、水(3×50ml)およびさらにMeOH(50ml)で洗浄し、真空下で乾燥後に生成物18.4g(収率94%)をもたらした。
トリフルオロ酢酸(11.2g、98mmol)を室温で窒素の下でDMF(40g)中の[(COD)RuCl2]n(10.0g、35.6mmol)の懸濁液に添加した。この混合物を50℃に加熱し、次にKOH水溶液(45%、89mmol)を攪拌しながら1時間に亘って滴加した。
ペンタフルオロプロピオン酸(16.1g、98mmol)を室温で窒素の下でDMF(40g)中の[(COD)RuCl2]n(10.0g、35.6mmol)の懸濁液に添加した。この混合物を50℃に加熱し、次にKOH水溶液(45%、89mmol)を攪拌しながら1時間に亘って滴加した。次に、この反応混合物を50℃でさらに48時間攪拌し、その間に、生成物が析出した。次に、水を混合物に添加した。固体を捕集し、DMF(2×50ml)、水(3×50ml)およびさらにMeOH(50ml)で洗浄し、真空下で乾燥後に生成物13.6g(収率67%)をもたらした。
2−アミノイソ酪酸(5.0g、48.5mmol)を室温で窒素の下でDMF(40g)中の[(COD)RuCl2]n(5.0g、17.8mmol)の懸濁液に添加した。この混合物を50℃に加熱し、次にKOH水溶液(45%、44mmol)を攪拌しながら1時間に亘って滴加した。次に、この反応混合物を50℃でさらに20時間攪拌し、その間に、生成物が析出した。固体を捕集し、DMF(2×20ml)、水(3×50ml)およびさらにMeOH(20ml)で洗浄し、真空下で乾燥後に生成物7.1g(収率97%)をもたらした。
ピバリン酸(2.4g、23.5mmol)を室温でDMF(8g)中の[(ビニルシクロヘキセン)RuCl2](2.0g、7.1mmol)の懸濁液に添加した。次に、この攪拌した混合物を40℃に加熱し、KOH水溶液(45%、21.0mmol)を攪拌しながら滴加した。次に、この反応混合物を40℃でさらに20時間攪拌し、その間に、固体が析出した。この固体を室温に冷却し、沈殿物を濾過により捕集した。この沈殿物を水(3×10ml)、MeOH(5ml)で洗浄し、真空下に乾燥し、生成物1.8g(収率61%)をもたらした。
本発明の方法による式(III)の幾つかの錯体の製造
- [(dppb)Ru(O2CtBu)2]の合成:窒素の下でのキシレン中の{[(COD)Ru(O2CtBu)]2(μ−O2CtBu)2}の反応による
キシレン(20ml)を{[(COD)Ru(O2CtBu)]2(μ−O2CtBu)2}(5g、12mmol)と1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(DPPB)(5.1g、12mmol)との混合物に窒素の下で添加した。この反応混合物を4時間還流した。この溶液を室温に冷却し、蒸発させて乾燥し、固体の残留物をMeOHで処理し、[(dppb)Ru(O2CtBu)2](8.2g、11.2mmol)を94%の収率で生じた。
脱ガス処理されていないキシレン(20ml)を{[(COD)Ru(O2CtBu)]2(μ−O2CtBu)2}(5g、12mmol)と1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(DPPB)(5.1g、12mmol)との混合物に空気の下で添加した。この反応混合物を4時間還流した。この溶液を室温に冷却し、蒸発させて乾燥し、固体の残留物をMeOHで処理し、[(dppb)Ru(O2CtBu)2](8.3g、11.2mmol)を95%の収率で生じた。
脱ガス処理されていないEt2O/THFの3:1混合物(20ml)を[(COD)Ru(O2CtBu)]2(5g、12mmol)と1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(DPPB)(5.1g、12mmol)との混合物に空気の下で添加した。この反応混合物を40℃で20時間加熱した。この溶液を室温に冷却し、蒸発させて乾燥し、固体の残留物をMeOHで処理し、[(dppb)Ru(O2CtBu)2](8.0g、11.0mmol)を92%の収率で生じた。
この生成物は、上記したのと同じ分析データを有していた。
脱ガス処理されていないEt2O/THFの3:1混合物(10ml)を{[(COD)Ru(O2CCF3)2]2(H2O)}(5g、11.3mmol)と1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(DPPB)(4.8g、11.3mmol)との混合物に窒素の下で添加した。この反応混合物を40℃で16時間攪拌した。この溶液を室温に冷却し、蒸発させて乾燥し、固体の残留物をMeOHで処理し、[(dppb)Ru(O2CCF3)2]2(H2O)}(8.2g、10.7mmol)を95%の収率で生じた。
脱ガス処理されていないEt2O/THFの3:1混合物(10ml)を{[(COD)Ru(O2CCF3)2]2(H2O)}(5g、11.3mmol)と1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(DPPB)(4.8g、11.3mmol)との混合物に空気の下で添加した。この反応混合物を40℃で16時間攪拌した。この溶液を室温に冷却し、蒸発させて乾燥し、固体の残留物をMeOHで処理し、[(dppb)Ru(O2CCF3)2]2(H2O)}(3.9g、5.2mmol)を45%の収率で生じた。
脱ガス処理されていないEt2O/THFの3:1混合物(20ml)を{[(COD)Ru(O2CPh)2](5.0g、11.1mmol)と1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(DPPB)(4.73g、11.1mmol)との混合物に空気の下で添加した。この反応混合物を40℃で20時間加熱した。この溶液を室温に冷却し、蒸発させて乾燥し、固体の残留物をMeOHで処理し、[(dppb)Ru(O2CPh)2](8.0g、10.4mmol)を93.7%の収率で生じた。
脱ガス処理されていないEt2O/THFの3:1混合物(20ml)を{[(COD)Ru(O2CPh)2](5.0g、11.1mmol)と1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(DPPB)(4.73g、11.1mmol)との混合物に空気の下で添加した。この反応混合物を40℃で20時間加熱した。この溶液を室温に冷却し、蒸発させて乾燥し、固体の残留物を冷たいMeOHで処理し、[(dppb)Ru(O2CPh)2](4.9g、6.4mmol)を58%の収率で生じた。
Claims (6)
- 式
{[(ジエン)Ru(OOCR2)2]n(S)v} (I')
〔式中、nは、1または2であり、
vは、0、1または2であり、
Sは、極性の非プロトン性溶剤または水の配位分子であり、
”ジエン”は、2個の炭素−炭素二重結合を有する直鎖状または分枝鎖状のC4〜C15炭化水素基、または2個の炭素−炭素二重結合を有する環式C7〜C20炭化水素基を表わし、および
R2は、 t Bu基、 i Pr基、ネオペンチル基または sec Bu基を表わす〕で示される化合物。 - ”ジエン”が、場合により置換された、2個の炭素−炭素二重結合を有するC7〜C12炭化水素化合物であることを特徴とする、請求項1記載の化合物。
- 極性の非プロトン性溶剤がC2〜12アミド、C2〜6スルホキシド、C6〜9N−アルキルラクタム、C4〜8カルバメートまたは尿素、C4〜8アミンまたはその混合物であることを特徴とする、請求項1記載の化合物。
- vが0であることを特徴とする、請求項1記載の化合物。
- 前記化合物が{[(COD)Ru(O2CtBu)]2(μ−O2CtBu)2}、[(COD)Ru(O2CtBu)2]、{[(NBD)Ru(O2CtBu)]2(μ−O2CtBu)2}、[(NBD)Ru(O2CtBu)2]、{[(COD)Ru(O2CiPr)]2(μ−O2CiPr)2}、[(COD)Ru(O2CiPr)2]、{[(COD)Ru(O2CCH2 tBu)]2(μ−O2CCH2 tBu)2}、[(COD)Ru(O2CCH2 tBu)2]、[(COD)Ru(O2CsecBu)]2(μ−O2CsecBu)2}、[(COD)Ru(O2CsecBu)2]、であることを特徴とする、請求項1記載の化合物。
- 式
[Ru(PP)(OOCR2)2] (III)
〔式中、PPは、C25〜60ビス(ジアリールホスフィン)を表わし、R2は、請求項1から4までのいずれか1項に定義された基を表わす〕で示される化合物を製造する方法であって、
この方法は、請求項1から4までのいずれか1項に定義されたような式
{[(ジエン)Ru(OOCR2)2]n(S)v} (I’)
で示される錯体をC25〜60ビス(ジアリールホスフィン)(PP)と20℃〜200℃の温度で反応させることを特徴とする、式(III)で示される化合物を製造する方法。
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