JP7209016B2 - イオン性金属アルキリデン化合物及びオレフィンメタセシス反応におけるその使用 - Google Patents

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Description

本発明は、イオン性金属アルキリデン化合物、及びメタセシス反応における触媒としてのその使用に関する。本発明はさらに、その化合物の製造方法、及びその化合物を含む組成物にも関する。
Schrock触媒などの金属アルキリデン触媒を用いたオレフィンメタセシスは、最も有用なC-Cカップリング反応のうちの1つであると考えられている。官能基の許容性、高い活性、及び高い生産性に加えて、合成された生成物は、触媒に起因する金属汚染物が少ない状態で利用可能であるべきである。
Elser I. et al.: “Molybdenum and Tungsten Imido Alkylidene N-Heterocyclic Carbene Catalysts Bearing Cationic ligands for Use in Biphasic Olefin Metathesis”, Chem. Eur. 2017, 23, 6398-6405には、カチオン性リガンドを有するモリブデン及びタングステンイミドアルキリデン錯体を用いること、並びに汚染を回避するために、溶媒としてピロール及び炭化水素(hydrocyrbon)を用いて二相系オレフィンメタセシスを行うことが提案されている。他のカチオン性モリブデンイミド、タングステンイミド、及びタングステンオキソアルキリデンN-ヘテロ環式カルベン錯体から、標準的なオレフィンメタセシス反応における高い反応性が、NHCを含まない対応化合物を用いた場合に大きく弱められることが知られており、したがって、この文献で定められる前記イオン性触媒は、反応性を高め、確保するために、N-ヘテロ環式カルベン(NHC)リガンドと結合されている。
メタセシス反応の重要性が増加し続けていることから、高いターンオーバー数を実現し、反応条件下で安定であり、メタセシスに掛けられるオレフィン中の官能基に対する許容性を有し、及び金属汚染が低い又はさらには金属汚染がない生成物の合成を可能とする触媒が、産業界において継続的に必要とされている。
この目的は、独立請求項1に定められる式Iの化合物
Figure 0007209016000001
によって実現された。
式Iの化合物は、背景技術のセクションで述べた参考文献で言及されている触媒の、NHCを含まない対応化合物として見なされ得る。NHCリガンドの決定的な重要性に関するこの先行技術の教示内容を考慮すると、式Iの化合物中にNHCリガンドが存在しないにも関わらず本目的を実現可能であることは、予測し得ない。
さらに、この新規な触媒は、Z-選択性を提供することができるものであり、すなわち、それは、E-オレフィンの形成と比較してZ-オレフィンの形成を促進することができる。これも、参考文献からは得ることができない。この特性は、化学合成においてZ-オレフィンの使用が必要とされる場合が多いことから、有益である。
好ましい実施形態は、請求項1に対する従属請求項に定められる。
この目的は、本開示で定められる式IVの化合物
Figure 0007209016000002
によっても実現された。
この目的はさらに、本開示で定められる式VIIの化合物
Figure 0007209016000003
によっても実現された。
第一の態様では、本発明は、式Iの金属アルキリデン化合物に関し、
Figure 0007209016000004
式中:
Mは、Mo又はWから選択され;
Xは、O又はNRから選択され;
及びRは、独立して、H、C1-6アルキル、及びアリールから選択され;C1-6アルキル及びアリールは、所望に応じて、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、及びO-Cのうちの1又は複数で置換されており;
は、窒素含有の、前記窒素を介してMと結合している芳香族ヘテロ環;ハロゲン;及びトリフラートから選択され;
は、アリールオキシ基であって、前記アリールオキシ基の前記酸素を介してMと結合している、アリールオキシ基であり;前記アリールオキシ基の前記アリール基Arは、Cat基と、Zが共有結合又はリンカーの何れかであるカチオン性リガンドCat-Z-ArO-を形成するように結合しており;
は、所望に応じて置換されているアルキル又はアリールであり;並びに
Θは、非求核性アニオンである。
本発明によると、Mは、Mo及びWから選択される。
さらに、本発明によると、Xは、O又はNRから選択される。したがって、本発明に従うアルキリデン化合物は、金属オキソアルキリデン化合物及び金属イミドアルキリデン化合物を包含する。
さらに、本発明によると、アルキリデン部分のR及びRは、独立して、H、C1-6アルキル、及びアリールから選択され、アルキル及びアリールは、所望に応じて置換されていてよい。
「アルキル」の用語は、本明細書で用いられる場合、直鎖状、分岐鎖状、及び環状のアルキルを包含する。
「アリール」の用語は、本明細書で用いられる場合、フェニル及びナフチルを包含する。
1つの実施形態では、所望に応じて存在する置換基は、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、及びO-Cから選択される。
好ましいリガンドR及びRは、独立して、H、C(CH、及びC(CHから選択される。
さらに好ましいリガンドは、Cである。
1つの実施形態では、R及びRのうちの一方がフェニルである場合、フェニルは、所望に応じて、o位においてC1-6アルコキシ又はO-Cで置換されている。
さらに好ましい実施形態では、R及びRのうちの一方は、Hであり、他方は、C(CH、C(CH、又は所望に応じてo位においてC1-6アルコキシ若しくはO-Cで置換されているフェニルである。
さらに、本発明によると、1つの実施形態では、Rは、窒素含有の、前記窒素を介してMと結合している芳香族ヘテロ環から選択される。
好ましい実施形態では、Rは、所望に応じてC1-6アルキル、C1-6アルコキシ、フェニル、ハロゲン、又はシアノから独立して選択される1又は複数の置換基で置換されている、ピロール-1-イル、ピラゾール-1-イル、イミダゾール-1-イル、1H-1,2,3-トリアゾール-1-イル、2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル、1H-1,2,4-トリアゾール-1-イル、4H-1,2,4-トリアゾ-4-イル、インドール-1-イル、インダゾール-1-イル、及びアザインドール-1-イルから選択される。
好ましい実施形態では、Rは、ピロール-1-イル、2,5-ジメチルピロール-1-イル、及び2,5-ジフェニルピロール-1-イルから選択される。
別の好ましい実施形態では、Rは、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、フェニル、ハロゲン、又はシアノから独立して選択される1又は複数の置換基で所望に応じて置換されているインドール-1-イルから選択される。
さらに、本発明によると、1つの実施形態では、Rは、ハロゲンから選択され、好ましくは塩素又は臭素、より好ましくは塩素である。
さらに、本発明によると、1つの実施形態では、Rは、トリフラート(CFSOO-)から選択される。
したがって、本発明に従う化合物は、ピロリド錯体、ハロゲノ錯体、及びトリフラート錯体のすべてを包含する。
効果的なメタセシスSchrockアルキリデン触媒は、典型的には、アリールオキシ部分であって、アリールオキシ部分の酸素原子を介してMと結合している、アリールオキシ部分を含有する。
本発明に従う式Iの化合物において、前記対応するリガンドRは、アリールオキシ基であって、前記アリールオキシ基の前記酸素を介してMと結合している、アリールオキシ基であり;前記アリールオキシ基の前記アリール基Arは、Cat基と、Zが共有結合又はリンカーの何れかであるカチオン性リガンドCat-Z-ArO-を形成するように結合している。
「Cat基」の用語は、本明細書で用いられる場合、アリールオキシリガンドのZ-アリール部分と結合した場合に、正の電荷を持つこと又は正に荷電した状態に移行されることが可能である何れの基も包含する。
1つの実施形態では、前記Cat基は、アリール基と直接結合している。
「直接」の用語は、本明細書で用いられる場合、Cat基の正の電荷を持つ原子が、共有結合を介してアリールオキシリガンドのアリール部分と結合している、すなわち、Zが共有結合であることを意味する。
別の実施形態では、前記アリールオキシ部分は、置換基を有し、そしてそれが、Cat基を有する。
したがって、Cat基は、アリール基と間接的に結合している。
「間接的に」の用語は、本明細書で用いられる場合、カチオン性基の正の電荷を持つ原子が、リンカー又はスペーサーを介してアリールオキシリガンドのアリール部分と結合又は連結している、すなわち、Zがリンカーであることを意味する。
「リンカー」の用語は、「スペーサー」の用語と同義に用いられる。
適切なリンカー又はスペーサーは、本技術分野において公知である。好ましいリンカーは、アルキレン鎖、アルケニレン鎖、オキソアルキレン鎖、又はアリール環である。適切なアリール環は、例えば、フェニル、ナフチル、又はビフェニルである。
1つの実施形態では、前記Cat基は、Z-ArO-と一緒になって、アンモニウム、ピリジニウム、ホスホニウム、ホスホリニウム、アルソニウム、スルホニウム、及びオキソスルホニウム基から選択/誘導されるCat-Z-ArO-基を形成する。
好ましい実施形態では、前記Rは、ピリジニウムN-フェノキシ基又はホスホニウムP-フェノキシ基である。
「ピリジニウムN-フェノキシ基」の用語は、本明細書で用いられる場合、正の電荷を持つピリジニウム部分が、前記窒素を介して及び共有結合を介してアリール基と結合していることを意味する。
「ホスホニウムP-フェノキシ基」の用語は、本明細書で用いられる場合、正の電荷を持つホスホニウム部分が、前記リンを介して及び共有結合を介してアリール基と結合していることを意味する。
好ましいホスホニウムP-フェノキシ基は、トリフェニルホスホニウムP-フェノキシである。
好ましい実施形態では、前記Cat-Z-ArO-の前記Arは、2,6位において(Oに対して)、それぞれ、所望に応じて置換されているアリール又はヘテロアリールで、好ましくはフェニルで置換された、フェニルである。
前記アリール又はフェニルの所望に応じて存在する置換基は、独立して、所望に応じてフッ素などのハロゲンで置換されているC1-10アルキル、C1-10アルコキシ、ハロゲン、ニトロ、シアノ、フェニル、フェノキシ、N(C1-6アルキル)、C(O)N(C1-6アルキル)、C(O)NH(C1-6アルキル)、C(O)O-C1-6アルキル、及びこれらの2つ以上から選択されてよい。
さらに好ましい実施形態では、前記Cat-Z-ArO-の前記Arは、2,6位において、それぞれ、イソプロピル又はt-ブチルで置換されたフェニルである。
好ましい実施形態では、前記Cat-Z-ArO-の前記Arは、4位において(Oに対して)Cat-Z-で置換されたフェニルである。
さらに好ましい実施形態では、前記Cat-Z-ArO-の前記Arは、2,6位において、それぞれ、アリール若しくはヘテロアリール、又はイソプロピル若しくはt-ブチルで置換されたフェニルであり、4位においてCat-Z-で置換されている。
好ましい実施形態では、R=Cat-Z-ArO-は:
Figure 0007209016000005
(式中、Rは、H、C(CH、C、CF、又はC13である);
Figure 0007209016000006
Figure 0007209016000007
(式中、Rは、H又はCHである);
Figure 0007209016000008
から成る群より選択される。
別の好ましい実施形態では、「ピリジニウムN-フェノキシ基」の用語は、本明細書で用いられる場合、正の電荷を持つピリジニウム部分が、前記窒素を介して及びリンカーを介してアリール基と結合していることを意味する。
別の好ましい実施形態では、「ホスホニウムP-フェノキシ基」の用語は、本明細書で用いられる場合、正の電荷を持つホスホニウム部分が、前記リンを介して及びリンカーを介してアリール基と結合していることを意味する。
ZがリンカーであるCat-Z-ArO-基は、例えば、以下の式のピリジニウムスチリル系である。
Figure 0007209016000009
Zがアリールリンカーである別の好ましいCat-Z-ArO-基は、例えば、以下の式の置換又は無置換フェニルナフチル残基である。
Figure 0007209016000010
本明細書において、Cat部分は、何れかの適切なアンモニウム、ピリジニウム、ホスホニウム、ホスホリニウム、アルソニウム、スルホニウム、及びオキソスルホニウム基を意味する。Cat部分は、フェニルナフチル残基の3つの環のうちの何れか1つに結合していてよい。
例としては、例えば、以下の式の置換又は無置換フェニルナフチルホスホニウム残基である。
Figure 0007209016000011
Zがアリールリンカーである別の好ましいCat-Z-ArO-基は、例えば、以下の式の置換又は無置換ビナフチル残基である。
Figure 0007209016000012
本明細書において、Pは、保護基を意味し、好ましくは、t-ブチルジメチルシリル基などのシリル基、又はC1-4アルキルなどのアルキル基を意味する。
Zがアリールリンカーである別の好ましいCat-Z-ArO-基は、例えば、以下の式の置換又は無置換5,6,7,8-テトラヒドロナフチル残基である。
Figure 0007209016000013
Pは、上記で定める通りの保護基である。
前記フェニルナフチル残基、ビナフチル残基、又は5,6,7,8-テトラヒドロナフチル残基の所望に応じて存在する置換基は、独立して、所望に応じてフッ素などのハロゲンで置換されているC1-10アルキル、C1-10アルコキシ、ニトロ、シアノ、フェニル、フェノキシ、N(C1-6アルキル)、C(O)N(C1-6アルキル)、C(O)NH(C1-6アルキル)、C(O)O-C1-6アルキル、ハロゲン(F、Cl、Br、I)、及びこれらの2つ以上から選択されてよい。
好ましいビナフチル残基及び5,6,7,8-テトラヒドロナフチル残基は、
Figure 0007209016000014
であり、式中、Xは、F、Cl、Br、又はIであり、好ましくは、F、Cl、又はBrである。
さらに、本発明によると、Rは、所望に応じて置換されているアルキル又はアリールである。
に関して、「アルキル」の用語は、C1-20アルキルを意味し、「アリール」の用語は、C6-14アリールを意味する。
好ましいアルキル残基Rは、1-アダマンチル又はt-ブチルである。
好ましいアリール残基Rは、所望に応じて置換されているフェニルである。
所望に応じて存在する置換基は、所望に応じてフッ素などのハロゲンで置換されているC1-6アルキル、C1-6アルコキシ、ハロゲン、ニトロ、シアノ、フェニル、フェノキシ、N(C1-6アルキル)、C(O)N(C1-6アルキル)、C(O)NH(C1-6アルキル)、C(O)O-C1-6アルキル、及びこれらの2つ以上である。
好ましい残基Rは、2,6-[(CHCH]、2,6-Cl、o-CF、o-t-C(CH、及びCである。
さらに、本発明によると、式Iの化合物は、非求核性アニオンを持つ。好ましい実施形態では、前記非求核性アニオンYΘは、ClO Θ、AsF Θ、SbF Θ、PF Θ、CHSO Θ、CFSO Θ、p-CHSO Θ、BF Θ、B[3,6-(CF Θ、B[C Θ[=BF20]、Al[O-t-C(CH)(CF Θ、及びAl[O-t-C(CF Θ[=Alpfb]から成る群より選択される。
式Iの好ましい化合物は、
Figure 0007209016000015
Figure 0007209016000016
Figure 0007209016000017
Figure 0007209016000018
Figure 0007209016000019
である。
本発明に従う式Iの化合物は、その構造及び製造方法に応じて、例えば化合物の製造が行われる溶媒に起因する中性リガンドも含有し得る。
適切なリガンドは、THF、グリコールエーテルなどのエーテル、アセトニトリルなどのニトリル、又はピリジンなどの中性リガンドである。
「中性リガンド」の用語は、本明細書で用いられる場合、窒素含有カルベン(NHC)は包含しない。したがって、式Iの化合物は、NHCを含まない。
本発明の式Iの化合物は、式中、
Xは、Oであり、Rは、ピロール-1-イルである;
Xは、NRであり、Rは、ピロール-1-イルである;
Xは、Oであり、Rは、ハロゲン、好ましくは塩素である;及び
Xは、NRであり、Rは、ハロゲン、好ましくは塩素である;
並びに、式中、Rは、広く様々であってよい、化合物を包含する。
したがって、触媒のこの多様性によって、メタセシスに掛けられることになる特定のオレフィンに対して合わせることができる価値のある最適な設計が可能となる。
第二の態様では、本発明は、第一の態様で定められる式Iの化合物を製造する方法に関し、この方法は、工程(A):
(A)式IIの化合物、
Figure 0007209016000020
を、式IIIの化合物、
[Cat-Z-ArOH]YΘ
III
と反応させて、式Iの化合物を得ること、
を含み、式中、M、X、R、R、R、Cat-Z-ArO、及びYΘは、第一の態様で定められる通りの意味を有し、並びにR=Rである。
これは、式IIIの化合物中、Rが、窒素含有の、前記窒素を介してMと結合している芳香族ヘテロ環;ハロゲン;及びトリフラートから選択されることを意味する。
式IIの化合物は、本技術分野において公知であり、及び/又は公知の方法によって製造することができる。
式IIIの化合物も、本技術分野において公知であり、及び/又は公知の方法によって製造することができる。例えば、ピリジニウムN-フェノール塩は、対応する双性イオン性ベタイン染料をそれぞれの酸でプロトン化することによって製造することができる。双性イオン性染料は、例えばReichardt C., “Pyridinium N-phenolate betaine dyes as empirical indicators of solvent polarity: Some new findings”, Pure Appl. Chem. Vol. 76, No. 10, pp. 1903-1919, 2004;又はReichardt C. et al., “Solute/solvent interactions and their empitical determination by means of solvatochromic dyes”, Pure & Appl. Chem., Vol. 65, No12, pp. 2593-2601, 1993から公知である。
別の手法では、ピリジニウムN-フェノール塩のアニオンを、非求核性対イオンによって交換することができる。
好ましくは、式IIの化合物は、THF又はジエチルエーテルなどの溶媒中で式IIIの化合物と反応させる。好ましくは、式IIの化合物の1当量を、式IIIの化合物の1当量と反応させる。生成物は、公知の方法に従って単離することができる。多くの場合、式Iの化合物は、析出し、ろ過によって単離することができる。目的の化合物の収率は、典型的には、60~90%の範囲内である。
好ましい反応は、以下のスキーム1及びスキーム2に示され、この場合、式IIの金属イミドアルキリデン化合物を、式IIIの化合物[Cat-Z-ArOH]YΘと反応させる。
Figure 0007209016000021
スキーム1:R=C;Y=B[3,6-(CF
R=CH;Y=B[3,6-(CF
R=C;Y=Al[O-C(CF];
R=CH;Y=Al[O-C(CF];
R=C;Y=B(C
R=C;Y=CFSO
Figure 0007209016000022
スキーム2
反応はまた、金属イミドアルキリデン化合物の代わりに、対応する金属オキソアルキリデン化合物を用いて、同様の方法で行われてもよい。
第三の態様では、本発明は、第一の態様で定められる化合物、及び溶媒を含む組成物に関する。
「溶媒」の用語は、本明細書で用いられる場合、式Iの化合物を、分解することなく溶解又は分散するのに適するいかなる液体も包含する。
好ましい実施形態では、溶媒は、化合物を溶解するのに充分に高い極性を有する溶媒である。
好ましい実施形態では、溶媒は、ピロール、すなわち、1Hピロールである。
さらなる適切な溶媒は、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホラミド、ジメチルアセタミド、及びスルホランから成る群より選択され得る。
特に好ましい実施形態では、溶媒は、イオン液体から選択される。
「イオン液体」の用語は、本明細書で用いられる場合、液体状態の塩を包含する。「イオン液体」の用語は、したがって、「液体電解質」、「イオン性融体」、「イオン性流体」、「溶融塩」、「液体塩」、又は「イオン性ガラス」などの用語を包含する。
好ましくは、塩は、-25℃超、より好ましくは-20℃超、最も好ましくは-15℃超の温度範囲で液体である。さらに特に好ましくは、塩は、室温で液体である。
本発明者らは、弱く配位しているアニオンを有するイオン液体が、特に有用な溶媒であることを見出した。
弱く配位しているアニオンは、トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート(FAP)である。
別の弱く配位しているアニオンは、アルミニウムテトラ[1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノラート][Al(hfip)]である。
FAPを含むイオン液体が、前記アニオンの高い疎水性のために好ましい。
好ましいイオン液体は、
Figure 0007209016000023
であり、FAP含有イオン液体が好ましい。
さらなる適切なイオン液体は、アニオンがFAP、NTf、PF 、及びB(CN) から選択される公知のP66614カチオンである。
第四の態様では、本発明は、第一の態様で定められる式Iの化合物、若しくは第二の態様で定められる方法に従って作製される式Iの化合物を用いて、又は第三の態様で定められる組成物を用いて、メタセシス反応を行う方法に関する。
「メタセシス反応」の用語は、本技術分野において公知の何れのオレフィンメタセシス反応も包含し、好ましくは、ホモクロスメタセシス(homo cross metathesis)(HCM)、クロスメタセシス(CM)、閉環メタセシス(RCM)、開環メタセシス(ROM)、開環メタセシス重合(ROMP)、及び非環式ジエンメタセシス(ADMET)である。
1つの実施形態では、本発明は、メタセシス反応を行う方法に関し、工程(B):
(B)第一の態様で定められる化合物の存在下、又は第三の態様で定められる組成物の存在下での、第一のオレフィンと第二のオレフィンとの反応であって、第一のオレフィンは、第二のオレフィンと同一又は異なる、反応すること、
を含む。
好ましい実施形態では、メタセシス反応は、第三の態様で定められる組成物、及びさらなる溶媒の存在下で行われる。好ましくは、さらなる溶媒は、ピロール又はイオン液体よりも低い極性を有し、それによって、前記ピロール又はイオン液体とさらなる溶媒とが、2つの相を、すなわち、二相系を形成する。
好ましい実施形態では、さらなる溶媒は、室温で液体である炭化水素から選択される。適切な炭化水素は、好ましくは、C12~C1022炭化水素である。
好ましい実施形態では、メタセシス反応は、閉環反応、すなわち、2つの末端オレフィン基を有する化合物の閉環反応であり、この場合、環状化合物が形成される。
したがって、1つの実施形態では、本発明は、閉環メタセシス反応を行う方法に関し、その方法は、
(a)第一の態様で定められる化合物の使用を含み;又は
(b)第三の態様で定められる組成物の使用を含み;又は
(c)第三の態様で定められる組成物、及びさらなる溶媒の使用であって、さらなる溶媒は、ピロール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホラミド、ジメチルアセタミド、及びスルホラン、又はイオン液体よりも低い極性を有し、それによって、前記ピロール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホラミド、ジメチルアセタミド、及びスルホラン、又はイオン液体とさらなる溶媒とが、2つの相を形成する、使用を含む。
特に好ましい実施形態では、閉環メタセシス反応は、大環状分子を形成するための、2つの末端オレフィン基を有する化合物の大環状化である。
「大環状分子」の用語は、本明細書で用いられる場合、少なくとも13員環の化合物を意味する。
特に好ましい実施形態では、大環状化は、それが、(c)第三の態様で定められる組成物、及びさらなる溶媒の使用、を含むように行われ、さらなる溶媒は、ピロール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホラミド、ジメチルアセタミド、及びスルホラン、又はイオン液体よりも低い極性を有し、それによって、前記ピロール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホラミド、ジメチルアセタミド、及びスルホラン、又はイオン液体とさらなる溶媒とが、2つの相を形成する。好ましくは、前記さらなる溶媒は、炭化水素である。
驚くべきことに、第四の態様における、(a)第一の態様で定められる化合物の使用、又は(b)第三の態様で定められる組成物の使用、又は(c)本明細書で定められる組成物及びさらなる溶媒の使用により、有利には、大環状化反応において知られている環化に掛けられる出発物質が分子内ではなく分子間で反応してしまう傾向を低減することが可能となり得ることが見出された。
表1は、標準的なCM反応における、
Figure 0007209016000024
の適用を示す。
Figure 0007209016000025
表1:異なる溶媒系を用いたRCM及びHCM反応におけるTONで表される生産性;括弧内の値:E/Z
[a]25℃、内標準としてドデカン、6時間、触媒:基質=1:1000。[b]ピロール:ヘプタン(2:3)、25℃、内標準としてドデカン、6時間、触媒:基質=1:1000。[c]IL1:ヘプタン(1:3)、25℃、内標準としてメシチレン、6時間、触媒:基質=1:1000。
Figure 0007209016000026
トルエン、ピロール/ヘプタン、又はIL1/ヘプタンで得られたTONは、それぞれ同等であった。特には、この触媒は、1-オクテン及びアリルフェニルスルフィドのHMにおいて、最大98%の高いZ選択性を示した。
非極性相の金属含有量を、誘導結合プラズマ-光学発光分光法(ICP-OES)測定によって特定した。1,7-オクタジエン及び1-ヘキセンとの触媒の反応では、IL1と、さらにはピロールと共に用いた場合のヘプタン相へのタングステンの移動はまったく示されず、すなわち、金属含有量は、検出限界未満であった(<2ppm)。
表2は、標準的なRCM及びHCMにおける、
Figure 0007209016000027
の適用を示す。
Figure 0007209016000028
表2:クロロベンゼン、及びイオン液体IL1/ヘプタンを溶媒として用いたRCM及びHCM反応におけるTONで表される生産性
[a]クロロベンゼン、25℃、内標準としてドデカン、8時間、触媒:基質=1:10000
[b]IL1/ヘプタン(1:3)、25℃、内標準としてメシチレン、8時間
均一反応設定及び二相反応設定において、ほとんどの場合、同等のTONが得られた。特には、N,N-ジアリルトシルアミン又はジアリルスルフィドなどの官能基を含有する基質で、数千の単位のTONに到達した。触媒bを選択して、1,7-オクタジエンに対する最大TONを特定した。触媒に対して200000当量のオクタジエンの投入で、溶液中で150000のTONを得ることができる。このことは、単純なオレフィンの変換に対するこれらの触媒の能力を際立たせるものである。二相条件下において、イオン液体IL1のみ及び純粋基質を用いた場合、最大TONは、66000であった。
有利には、触媒は、IL1中の触媒dにおいて示されるように、再使用可能である。IL1中の触媒dの溶液を、冷凍庫で2~3日間保存した。メタセシスに再使用した場合の活性の喪失は観察されなかった。
まとめると、式Iの化合物は、単離され、二相メタセシス反応に良好に適用された。イオン液体中の反応では、クロロベンゼン又はトルエンなどの一般的な溶媒での均一反応と比較した場合に、数多くの基質に対して類似の結果が得られる。生成物は、ICP-OES測定によって裏付けられるように、実質的に金属を含まない形態(<2ppm)で得られる。さらに、新規なイオン性触媒は、保存条件下及び反応条件下の両方で、良好な安定性を有する。
さらなる好ましい触媒は、以下の通りである。
Figure 0007209016000029
Figure 0007209016000030
第五の態様では、本発明は、式IVの化合物に拡張することができ、
Figure 0007209016000031
式中:
Mは、Mo又はWから選択され;
Xは、O又はNRから選択され;
及びRは、独立して、H、C1-6アルキル、及びアリールから選択され;C1-6アルキル及びアリールは、所望に応じて、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、及びO-Cのうちの1又は複数で置換されており;
及びRは、互いに独立して、アリールオキシ基であって、前記アリールオキシ基の前記酸素を介してMと結合している、アリールオキシ基であり;前記アリールオキシ基の前記アリール基は、Cat基と、Zが共有結合又はリンカーの何れかであるカチオン性リガンドCat-Z-ArO-を形成するように結合しており;
は、所望に応じて置換されているアルキル又はアリールであり;並びに
Θ及びY Θは、それぞれ、トリフラートである。
M、X、R、R、R、及びCat-Z-ArO-は、第一の態様で定められるものと同じ意味を有する。
好ましい実施形態では、R及びRは、同一であり、すなわち、R=Rである。
第六の態様では、本発明は、第五の態様で定められる式IVの化合物を製造する方法に関し、この方法は、工程(A):
(A)式Vの化合物であって、
Figure 0007209016000032
式中、X、R、及びRは、第五の態様で定められる通りの意味を有し、並びにTfOはトリフラートである、式Vの化合物を、
式VIの化合物であって、
Cat-Z-ArOΘ
VI
式中、Cat-Z-ArOは、第五の態様で定められる通りの意味を有し、並びに式VIの化合物は、双性イオンである、式VIの化合物、
と反応させて、式IVの化合物を得ること、
を含む。
好ましい双性イオンは、上記で言及したReichardtの参考文献に指定されているイオンである。
Figure 0007209016000033
(式中、Rは、H、C(CH、C、CF、又はC13である);
Figure 0007209016000034
Figure 0007209016000035
(式中、Rは、H又はCHである)
さらなる好ましい双性イオンは、Zがリンカーである双性イオンCat-Z-ArOΘであり、
Figure 0007209016000036
などである。
この反応では、式VIの化合物の2当量を、式Vの化合物の1当量と反応させることが必要である。
第七の態様では、本発明は、第五の態様で定められる式IVの化合物、及び溶媒を含む組成物に関する。
溶媒について、第三の態様と同じ定義が適用される。
第八の態様では、本発明は、第五の態様で定められる式IVの化合物を用いてメタセシス反応を行う方法に関する。方法について、第四の態様と同じ定義が適用される。
表3は、標準的なCM反応における、それぞれ、化合物IVa(X=2,6-iPr-C-N;R、R=H、CMePh)、IVb(X=2-CF-C-N;R、R=H、CMePh);IVc(X=2,6-Me-C-N;R、R=H、CMePh);IVd(X=2,6-Cl-C-N;R、R=H、CMe);及びIVe(X=アダマンタン-1-イル-N;R、R=H、CMePh);であって、並びにR=R
Figure 0007209016000037
である化合物の適用を示す。
Figure 0007209016000038
表3:RCM及びHCMにおけるTONで表される生産性
[a]クロロベンゼン、25℃、内標準としてドデカン、8時間、触媒:基質=1:1000。
[b]IL1:ヘプタン=1:3、25℃、内標準としてメシチレン、8時間、触媒:基質=1:1000。9-DAME=9-デセン酸メチルエステル。
第九の態様では、本発明は、式VIIの化合物に関し、
Figure 0007209016000039
式中、
Mは、Mo又はWから選択され;
Xは、O又はNRから選択され;
及びRは、独立して、H、C1-6アルキル、及びアリールから選択され;C1-6アルキル及びアリールは、所望に応じて、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、及びO-Cのうちの1又は複数で置換されており;
は、アリールオキシ基であって、前記アリールオキシ基の前記酸素を介してMと結合している、アリールオキシ基であり;前記アリールオキシ基の前記アリール基は、Cat基と、Zが共有結合又はリンカーの何れかであるカチオン性リガンドCat-Z-ArO-を形成するように結合しており;
TfOは、CFSOの意味を有し、
カチオン性リガンドの正の電荷は、化合物中の負の電荷によって相殺されている。
X、R、R、R、及びCat-Z-ArO-は、第一の態様で定められるものと同じ意味を有する。
NMR分光分析から、金属中心Mがアニオン性であることが示される。
第十の態様によると、本発明は、式VIIの化合物を製造する方法に関し、式Vの化合物を、第六の態様で定められる式VIの化合物と反応させる。
この反応では、式VIの化合物の1当量を、式Vの化合物の1当量と反応させることが必要である。
第十一の態様では、本発明は、第十の態様で定められる化合物、及び溶媒を含む組成物に関する。
溶媒は、第三の態様で定められる溶媒である。
第十二の態様では、本発明は、第九の態様で定められる式VIIの化合物を用いてメタセシス反応を行う方法に関する。
方法について、第四の態様と同じ定義が適用される。
一般的情報
すべての反応は、特に断りのない限り、標準的なシュレンク法により、空気及び水分を除外した状態で行った。金属錯体が関与する反応は、N充填グローブボックス(MBraun Labmaster 130)中で行った。ガラス器具は、一晩120℃で保存後に、脱気したアンテチャンバー中で冷却するか、又は高真空下(0.01mbar)、500℃で乾燥した。
H及び13C NMRスペクトルは、Bruker Avance III 400分光計により、それぞれ400及び100MHzで記録した。ケミカルシフトは、標準として、残留溶媒プロトンから得られる溶媒共鳴(CDCl:7.26ppm、C 7.16ppm、CDCl 5.13ppm)と共にテトラメチルシランからのppmで報告する。報告するデータは以下の通りである:ケミカルシフト、多重度(s=一重線、d=二重線、t=三重線、q=四重線、quint=五重線、sept=七重線、br=幅広線、m=多重線)、積分値、及びカップリング定数(Hz)。
元素分析は、Institute of Inorganic Chemistry,University of Stuttgart,Germanyにおいて行った。
CHCl、THF、ジエチルエーテル、トルエン、及びペンタンは、アルミナ乾燥カラムを備えたMBraun SPS-800溶媒精製システムを用いて乾燥させ、4Å Lindeタイプのモレキュラーシーブ上で保存した(トルエン、CHCl、EtO、ペンタン)。THFは、さらに、使用前にNaから蒸留した。重水素化溶媒は、活性化アルミナでろ過し、グローブボックス内部で、4Å Lindeタイプのモレキュラーシーブ上で保存した。試薬はすべて、市販のものを購入し(ABCR、TCI、ACROS-Organics、Sigma-Aldrich、Alfa Aesar)、特に断りのない限り、入手したままの状態で使用した。
マイクロ波支援分解
ICP-OESサンプルに対するマイクロ波プログラム
t[分] 出力[W] T[℃]
20 0 室温
10 600 室温~160℃
60 600 160℃
30 0 160℃~室温
均一反応に対する一般条件
基質(触媒に対して1000当量)を、0.3mLの乾燥DCMに溶解した。続いて、触媒のストック溶液(DCM中0.05M)を添加した。この反応混合物を、室温で20時間撹拌した(密封バイアル)。GC-MS用のサンプルを抜き取って、変換率及びE/Z比を特定した。
ピロール/ヘプタン中の二相反応に対する一般条件
基質(触媒に対して1000当量)を、0.3mLのヘプタンに溶解した。続いて、ピロール中の触媒のストック溶液(0.2mL、1mg.mL-1)を添加した。この反応混合物を、室温で20時間撹拌した(密封バイアル)。この混合物を、DCMを添加することによってホモジナイズした。GC-MS用のサンプルを抜き取って、変換率及びE/Z比を特定した。
IL1/ヘプタン中の二相反応に対する一般条件
触媒を固体として秤量し(1~2mg)、続いて0.1mLのイオン液体を添加した。続いて、基質(触媒に対して1000当量)を、0.3mLのヘプタンに溶解し、触媒溶液へ移した。この反応混合物を、室温で20時間激しく撹拌した(密封バイアル)。上側のヘプタン層をデカンテーションによって回収し、GC-MSによって分析して、変換率及びE/Z比を特定した。次に、ヘプタン中の別のバッチの基質を触媒に添加し、プロセスを繰り返した。
リガンドの合成
1-(3,5-ジフェニル-4-ヒドロキシフェニル)-2,4,6-トリフェニルピリジン-1-イウムテトラフルオロボレート[B. P. Johnson, B. Gabrielsen, M. Matulenko, J. G. Dorsey, C. Reichardt, Anal. Lett. 1986, 19, 939-962]
Figure 0007209016000040
市販のベタイン、
Figure 0007209016000041
(200mg、0.36mmol)を、20mLの水に懸濁させた。激しく撹拌しながら、HBF(48%、1mL、過剰量)の水溶液を滴下した。暗緑色のベタインが、ゆっくり無色となった。2時間後、淡黄色固体をろ取し、ジエチルエーテルで洗浄した(230mg、99%)。
H-NMR(400MHz,DMSO-d):δ=7.14(d,J=7.07Hz,4H),7.33(m,4H),7.39(m,4H),7.47(m,6H),7.56(m,4H),7.68(m,3H),8.37(d,J=8.36Hz,2H),8.70(s,2H),8.76(s,1H)ppm;13C-NMR(100MHz,DMSO-d):δ=124.9,127.5,128.2,128.3,128.8,129.1,129.7,129.8,129.9,130.4,131.6,132.5,133.4,133.5,136.9,150.7,155.3,156.6ppm;19F-NMR(375MHz,DMSO-d):δ=-148.25,148.30ppm。IR(ATR):ν=3517(vw),3058(vw),1623(s),1555(m),1419(m),1231(m),1048(vs,br),760(s),694(vs)。
1-(3,5-ジフェニル-4-ヒドロキシフェニル)-2,4,6-トリフェニルピリジン-1-イウムトリフラート
Figure 0007209016000042
1-(3,5-ジフェニル-4-ヒドロキシフェニル)-2,4,6-トリフェニルピリジン-1-イウムクロリド(414mg、0.704mmol)を、15mLのCHClに溶解した。この黄色の溶液に、AgOTf(199mg、0.774mmol、1.1当量)を、固体として添加した。遮光下、この懸濁液を、室温で30分間撹拌した。セライト上でろ過した後、溶媒を真空除去した。黄色のオイル状残渣を、1mLのCHClに溶解し、CHClを溶離液として用いたフラッシュクロマトグラフィに掛けた。黄色帯を回収し、溶媒を真空除去した後、残渣を5mLのトリクロロエチレンに溶解した。数分後に、淡黄色生成物が析出した。それをろ取し、2mLのトリクロロエチレンで洗浄した(426mg、86%)。
H-NMR(400MHz,CDCl):δ=8.10,7.88,7.55,7.40,7.14,5.55ppm;13C-NMR(101MHz,CDCl):δ=157.7,157.1,150.0,135.2,134.7,133.4,132.2,131.8,130.4,130.0,129.8,129.6,129.3,129.2,129.1,128.7,128.6,128.6,126.5,120.9(q,J=321.17Hz,OTf)ppm;19F-NMR(376MHz,CDCl):δ=-78.03ppm。元素分析(%) C4230NOSに対する計算値:C,71.89;H,4.31;N,2.00。測定値:C,71.82;H,4.468;N,2.16。
1-(3,5-ジフェニル-4-ヒドロキシフェニル)-2,4,6-トリフェニルピリジン-1-イウムB[C Θ
Figure 0007209016000043
1-(3,5-ジフェニル-4-ヒドロキシフェニル)-2,4,6-トリフェニルピリジン-1-イウムテトラフルオロボレート(225mg、0.352mmol)を、10mLのCHClに溶解した。この黄色の溶液に、KB(C(253mg、0.352mmol、1当量)を、固体として添加した。この懸濁液を、室温で一晩撹拌した。白色析出物を、セライトのパッドを通してろ過した。溶媒を真空除去した後、残渣を5mLのCHClに取り、シリカのパッド上でろ過した。CHClを真空除去した。生成物を、黄色フォームとして得た。3mLのジエチルエーテル中で撹拌した後、オフホワイト色の固体が析出し、これをろ取した(390mg、85%)。
H-NMR(400MHz,CDCl):δ=8.24,7.82,7.68,7.59,7.53,7.45,7.39,7.31,7.04,6.85,5.63ppm;13C-NMR(101MHz,CDCl):δ=158.3,157.5,150.7,149.4,147.0,139.4,137.5,136.9,135.1,134.5,133.7,132.9,132.3,131.4,130.7,130.4,130.2,129.4,129.3,129.1,128.9,128.8,128.1,125.7ppm;19F-NMR(376MHz,CDCl):δ=-132.50,-162.94,-166.81ppm。元素分析(%) C6940BF20NOに対する計算値:C,63.46;H,3.09;N,1.07。測定値:C,63.22;H,2.794;N,1.34。
2,6-ジ(2,4,6-(トリメチル)フェニル)-4-ブロモフェノール
Figure 0007209016000044
2,6-ジ(2,4,6-(トリメチル)フェニル)フェノール(492mg、1.5mmol)を、氷酢酸(20mL)に溶解した。この溶液に、氷酢酸(5mL)中の臭素の溶液(72μL、226mg、1.4mmol)を、激しく撹拌しながらゆっくり滴下した。2時間後、脱塩水を添加し、得られた無色残渣をろ取し、水で洗浄した。次に、この固体をジエチルエーテルに溶解し、有機相を水及び鹹水で洗浄し、続いて硫酸ナトリウム上で乾燥した。溶媒を蒸発させた。GC-MSによると、粗生成物は、およそ2%の遊離体(educt)及び二臭素化種を含有していた。粗生成物を、さらなる精製を行わずに用いた。
(3,5-ジ-(2,4,6-(トリメチル)フェニル)-4-ヒドロキシフェニル)トリフェニル-ホスホニウムブロミド
Figure 0007209016000045
上記工程からのブロモフェノール(822mg、0.2mmol)、トリフェニルホスフィン(789.5mg、0.3mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(55mg、3mol%)を、エチレングリコール(2mL、乾燥)に懸濁させ、130℃に加熱した。20時間後、溶媒を蒸留によって除去し、得られた残渣を、カラムクロマトグラフィ(シリカ、メタノール/ジクロロメタン、1/10)によって精製した。生成物を、無色フォームとして、60%の収率で単離した。
H-NMR(CDCl):δ=7.93-7.89(m,3H),7.82-7.77(m,6H),7.68-7.63(m,6H),7.26(s,1H),7.23(s,1H),6.99(s,4H),2.31(s,6H),2.03(s,12H)ppm;13C-NMR(CDCN):δ=158.6(d),139.1,137.6,137.4(d),136.2(d),135.5(d),132.9,131.5(d),131.3(d),129.3,119.7(d),108.3(d),21.2,20.6 ppm。HRMS-ESI C4240OPに対する計算値:591.2811。測定値 591.2819。
(3,5-ジ-(2,4,6-(トリメチル)フェニル)-4-ヒドロキシフェニル)トリフェニル-ホスホニウムB[3,6-(CF Θ
Figure 0007209016000046
上記工程からの臭素化物塩(444mg、0.6mmol)を、ジクロロメタンに溶解し、ジクロロメタンとジエチルエーテルとの混合物中のNaBAr(584mg、0.6mmol)を添加した。14時間後、得られた懸濁液をシリカ上でろ過し、溶媒を減圧除去した。生成物を、無色フォームとして、78%の収率で単離した。
H-NMR(400MHz,C):δ=7.71-7.66(m,3H),7.56-7.51(m,14H),7.47-7.41(m,6H),7.39(brs,4H),7.14(s,1H),7.11(s,1H),6.83(s,4H),5.40(s,1H),2.13(s,6H),1.85(s,12H)ppm;19F-NMR(375MHz,C):δ=-62.88ppm;13C-NMR(101MHz,CDCN):δ=162.6(q),158.5(d),139.2,137.7,137.4(d),136.2(d),135.7,135.5(d),132.7,131.2(d),130.5-129.7(m),129.3,126.8,124.1,120.2,119.3,108.4(d),21.1,20.5ppm。元素分析(%) C7452BF24OPに対する計算値:C,61.09;H,4.03。測定値:C,61.47;H,4.03。
例1:
Figure 0007209016000047
の合成
Figure 0007209016000048
(55.6mg、0.094mmol)を、2mLのジエチルエーテルに溶解した。この溶液を、-35℃に冷却した。1-(3,5-ジフェニル-4-ヒドロキシフェニル)-2,4,6-トリフェニルピリジン-1-イウムトリフラート(65.3mg、0.094mmol)を固体として添加した。この混合物の色は、赤-オレンジ色に変化した。この混合物をさらに30分間撹拌した。オレンジ色の粉末が形成され、これをろ取し、5mLのジエチルエーテルで洗浄した。
H-NMR(400MHz,CDCl):δ=11.07(s,CH=119.6Hz,1H,Mo=CH),8.20(s,2H,Ar),8.02-7.89(m,2H,Ar),7.71-7.59(m,4H,Ar),7.59-7.48(m,4,7.46-7.30(m,7H,Ar),7.28-7.19(m,11H,Ar),7.19-7.10(m,6H,Ar),7.19-7.02(m,1H,Ar),7.02-6.88(m,4H,Ar)5.73(s,2H,pyr),2.71(sept,HH=6.3Hz,2H,iPr),1.90(s,br,6H,pyr-Me),1.32(s,3H,CMe Ph),1.26(s,3H,CMe Ph),0.76(d,HH=5.6Hz,6H,iPr-Me),0.65(d,HH=6.2Hz,6H,iPr-Me)ppm;19F-NMR(376MHz,CDCl):δ=-78.65(s,6F,OTf)ppm;13C-NMR(101MHz,CDCl):δ=293.5(Mo=CH),160.5(Ar),157.9(Ar),157.6(Ar),154.1(Ar),148.1(Ar),147.9(Ar),137.8(Ar),134.8(Ar),134.5(Ar),133.8(Ar),133.7(Ar),133.0(Ar),132.3(Ar),130.9(Ar),130.5(Ar),130.4(Ar),130.3(Ar),129.6(Ar),129.3(Ar),129.1(Ar),128.9(Ar),128.7(Ar),128.5(Ar),126.9(Ar),126.7(Ar),126.4(Ar),123.3(Ar),121.5(q,CF=321.4Hz,CF),109.2(pyr),56.5(MePh),31.8(CMe Ph),30.3(CMe Ph),28.7(iPr-CH),23.8(iPr-Me),23.3(iPr-Me),16.9(pyr-Me)ppm。元素分析(%) C7066MoNSに対する計算値:C,70.16;H,5.55;N,3.51。測定値:C,70.00;H,5.714;N,3.57。
例2:
Figure 0007209016000049
の合成
Figure 0007209016000050
(50mg、0.01mmol)をベンゼンに溶解し、3,5-ジ-(2,4,6-(トリメチル)フェニル)-4-ヒドロキシフェニル)トリフェニルホスホニウムB(Ar (99mg、0.10mmol)を、固体として添加した。この懸濁液を、12時間70℃に加熱した。この黄色溶液から溶媒を蒸発させ、得られた残渣を、ペンタンとジエチルエーテルとの混合物で洗浄して、目的の化合物を、黄色フォームとして定量的収率で得た。
H-NMR(300MHz,C):δ=8.70(s,1H),8.38(brs,8H,o-H,B(Ar),7.57(s,4H,p-H,B(Ar),7.26-7.24(m,2H),7.17-7.13(m,2H),7.07-6.91(m,18H),6.83-6.78(m,6H),6.73-6.70(m,5H),6.01(s,1H),5.79(s,1H),3.10-2.99(m,2H,HC-CH-CH,iPr),2.27(s,3H),2.09(s,6H,HC,HMTO),1.94(s,6H,HC,HMTO),1.84(s,6H,HC,HMTO),1.77(s,3H),1.55(s,3H),1.32(s,3H),1.12(s,3H,HC,iPr)**,1.06(s,3H,HC,iPr)**,0.95(s,3H,HC,iPr)**,0.66(s,3H,HC,iPr)**ppm;19F-NMR(377MHz,C):δ=-62.19(B(Ar)ppm;13C-NMR(101MHz,C):δ=267.2(W=CH),165.4(d,CP=3.3Hz,ipso-C,OHMT),162.8(q,CB=50Hz,B(Ar),151.8,151.1,149.1,144.7,139.0,137.5,137.3,136.2(d,CP=19.1Hz,m-C,OHMT),135.7(d,CP=14.2Hz,o-C,OHMT),135.42(B(Ar),133.7(d,CP=10.5Hz,m-C,PPh),132.7,132.7,130.3(d,CP=12.5Hz,o-C,PPh),130.1(m),129.8(m),129.4,129.3,128.5,126.6,126.5,126.4,123.9,123.1(d,CP=71.1Hz,p-C,OHMT),121.1,118.3,118.1(m),117.4,111.3(d,CP=39.5Hz,ipso-C,PPh),109.1,108.2,106.5,54.47,33.6,30.9,28.8,28.1,23.5,23.1,21.1,20.8,19.0,15.2ppm。予測:2つの七重線、分割されず。**予測:二重線、分割されず。元素分析(%) C10288BF24OPWに対する計算値:C,60.07;H,4.35;N,1.37。測定値:C,59.69;H,4.687;N,1.72。
例3:
Figure 0007209016000051
の合成
Figure 0007209016000052
(24mg、0.05mmol)をベンゼン(3mL)に溶解し、
Figure 0007209016000053
(73mg、0.10mmol)を、固体として添加した。この懸濁液を、室温で12時間撹拌した。この黄色溶液から溶媒を蒸発させ、得られた残渣を、トルエン(3mL)に取り、続いてこれを蒸発させた。この操作を2回繰り返して、目的の化合物を、暗オレンジ色フォームとして84%の収率(78mg)で得た。
[00170]
H-NMR(300MHz,C):δ=0.87(s,9H,Bu),1.37(s br,3H,CH ネオフィリデン),1.67(s,3H,CH ネオフィリデン),1.80(s,6H,CH Mes オルソ),1.87(s,6H,CH Mes オルソ),2.02(s br,6H,CH ピロール),2.10(s,6H,CH Mes パラ),6.08(s,2H,CH ピロール),6.68(s,2H,CH Mes),6.71(s,2H,CH Mes),6.84(m,6H,Cmeta-H P-Ph),6.96(m,11H,Cortho-H P-Ph,Cpara-H P-Ph,Cmeta-H O-Ar),7.05(m,1H,Cpara-H ネオフィリデン Ph),7.13(m,2H,Cmeta-H ネオフィリデン Ph),7.26(m,2H,Cortho-H ネオフィリデン Ph),7.60(s br,4H,Cpara-H B(Ar),8.40(s br,8H,Cortho-H B(Ar),11.02(s,1H,Mo=CH)ppm;19F-NMR(282MHz,C):δ=-62.2(B(Ar)ppm;31P-NMR(121MHz,C):δ=22.8(PPh)ppm;13C-NMR(HSQC及びHMBCから,75MHz,C):δ=17.1(CH ピロール),19.5(CH Mes オルソ),20.2(CH Mes オルソ),20.6(CH Mes パラ),30.3(CH Bu),29.5(CH ネオフィリデン),32.8(CH ネオフィリデン),52.3(C ネオフィリデン),75.8(C Bu),109.3(CH ピロール),117.6(d,CP=100Hz,Cipso P-Ph),117.7(Cpara-H B(Ar),124.4(q,CF=265Hz,CF),126.2(ネオフィリデン Ph Cpara),126.4(ネオフィリデン Ph Cortho),127.8(ネオフィリデン Ph Cmeta),128.6(CH Mes),129.4(CH Mes),129.6(Cmeta P-Ph),132.3(Cipso Mes),133.4(NC ピロール,Cpara P-Ph),134.8(Cortho-H B(Ar),134.9(Cortho P-Ph),135.1(Cortho Mes),135.5(Cortho Mes),137.9(Cpara Mes),148.2(ネオフィリデン Ph Cipso),162.2(Cipso B(Ar),164.5(COMo),291.2pmp(CH,SYN=119.7Hz,Mo=CH)。
例4:
Figure 0007209016000054
の合成
Figure 0007209016000055
(10mg、0.017mmol)をベンゼン(1mL)に溶解し、
Figure 0007209016000056
(25mg、0.017mmol)を、固体として添加した。この懸濁液を、室温で12時間撹拌した。この黄色溶液から溶媒を蒸発させ、得られた残渣を、トルエン(3mL)に取り、続いてこれを蒸発させた。この操作を2回繰り返して、目的の化合物を、暗オレンジ色フォームとして97%の収率(32mg)で得た。H-NMR(300MHz,C):δ=11.54ppm(s,1H,Mo=CH)。
例5:
Figure 0007209016000057
の合成
Figure 0007209016000058
(10mg、0.015mmol)をベンゼン(1mL)に溶解し、
Figure 0007209016000059
(22mg、0.015mmol)を、固体として添加した。この懸濁液を、室温で12時間撹拌した。この黄色溶液から溶媒を蒸発させ、得られた残渣を、トルエン(3mL)に取り、続いてこれを蒸発させた。この操作を2回繰り返して、X823を、暗オレンジ色フォームとして98%の収率(30mg)で得た。H-NMR(300MHz,C6D6):δ=8.49ppm(s,1H,W=CH)。
例6:
Figure 0007209016000060
の合成
15mg(8.12μmol)の
Figure 0007209016000061
をベンゼン(1mL)に溶解し、1.3mgの2-メトキシスチレン
Figure 0007209016000062
を反応混合物に添加した。それを、室温で16時間撹拌し、続いて蒸発させた。析出物を、n-ペンタン:ジエチルエーテル(体積基準で3:1)の混合物で抽出し、1つにまとめた相を濃縮して、表題の化合物を、暗赤色フォームとして75%の収率(11mg)で得た。H-NMR(300MHz,C):δ=12.43ppm(s,1H,Mo=CH)。
例7:
Figure 0007209016000063
15mg(0.025mmol)のビスピロリドをベンゼン(1mL)に溶解し、35mg(0.025mmol)のホスホニウムボレートを、固体として添加した。この懸濁液を、室温で12時間撹拌した。この黄色溶液から溶媒を蒸発させ、得られた残渣を、トルエン(3mL)に取り、続いてこれを蒸発させた。この操作を2回繰り返して、目的の化合物を、暗オレンジ色フォームとして95%の収率(45mg)で得た。H-NMR(300MHz,C):δ=11.36ppm(s,1H,Mo=CH)。
例8:
Figure 0007209016000064
15mg(0.031mmol)のビスピロリドを、ベンゼン(0.6mL)とジクロロメタン(0.4mL)との混合物に溶解し、21mg(0.031mmol)のホスホニウムボレートを、固体として添加した。この懸濁液を、室温で12時間撹拌した。この黄色溶液から溶媒を蒸発させ、得られた残渣を、トルエン(3mL)に取り、続いてこれを蒸発させた。この操作を2回繰り返して、目的の化合物を、暗オレンジ色フォームとして91%の収率(30mg)で得た。H-NMR(300MHz,C):δ=11.13ppm(s,1H,Mo=CH)。
例9:
Figure 0007209016000065
15mg(0.031mmol)のビスピロリドを、ベンゼン(0.6mL)とジクロロメタン(0.4mL)との混合物に溶解し、23mg(0.031mmol)のホスホニウムホスフェートを、固体として添加した。この懸濁液を、室温で12時間撹拌した。この黄色溶液から溶媒を蒸発させ、得られた残渣を、トルエン(3mL)に取り、続いてこれを蒸発させた。この操作を2回繰り返して、目的の化合物を、暗オレンジ色フォームとして95%の収率(33mg)で得た。H-NMR(300MHz,C):δ=11.14ppm(s,1H,Mo=CH)。
例10:
Figure 0007209016000066
15mg(0.031mmol)のビスピロリドをベンゼン(1mL)に溶解し、41mg(0.031mmol)のホスホニウムボレートを、固体として添加した。この懸濁液を、室温で12時間撹拌した。この黄色溶液から溶媒を蒸発させ、得られた残渣を、トルエン(3mL)に取り、続いてこれを蒸発させた。この操作を2回繰り返して、目的の化合物を、暗オレンジ色フォームとして79%の収率(42mg)で得た。H-NMR(300MHz,CDCl):δ=12.85ppm(s,1H,Mo=CH)。
表4に、例2~10からの触媒を用いた均一及び不均一条件下での1-オクテンのホモメタセシスをまとめて示す。
Figure 0007209016000067
表4:均一及び不均一条件下で様々な触媒を用いた1-オクテンのHMC
例11:
Figure 0007209016000068
24mg(0.042mmol)のビスピロリドを1mLのジクロロメタンに溶解し、56mg(0.042mmol)のホスホニウムボレートを、固体として添加した。この懸濁液を、40℃で72時間撹拌した。この黄色溶液から溶媒を蒸発させ、得られた残渣を、トルエン(3mL)に取り、続いてこれを蒸発させた。この操作を2回繰り返して、目的の化合物を、暗褐色フォームとして98%の収率(75mg)で得た。H-NMR(300MHz,CDCl):δ=12.82ppm(s,1H,Mo=CH)。
例12:
Figure 0007209016000069
60mg(0.106mmol)のビスピロリドを5mLのジクロロメタンに溶解し、154mg(0.106mmol)のホスホニウムボレートを、固体として添加した。この懸濁液を、室温で20時間撹拌した。この黄色溶液から溶媒を蒸発させ、得られた残渣を、トルエン(3mL)に取り、続いてこれを蒸発させた。この操作を2回繰り返して、目的の化合物を、暗オレンジ色フォームとして74%の収率(150mg)で得た。H-NMR(300MHz,CDCl):δ=10.95ppm(s,1H,Mo=CH)。
表5に、例11及び12からの触媒を用いた均一条件下での様々な脂肪酸メチルエステルのホモメタセシスをまとめて示す。
Figure 0007209016000070
表5:脂肪酸メチルエステルのホモメタセシス
例13:以下の反応スキームに従う、
Figure 0007209016000071
の合成
Figure 0007209016000072
化合物2の合成
アセトニトリル(70mL)中の出発物質1(8.00g、17.7mmol)の溶液に、KCO(7.34g、53.1mmol、3.0当量)を添加し、続いてクロロメチルメチルエーテル(1.42g、17.7mmol、1.0当量)を室温で添加し、これらの成分を16時間反応させた。反応の進行をTLC(ヘプタン/EtOAc 5:1)で追跡した。揮発成分を真空除去し、残渣を、DCM/水混合物中に分配させた。1つにまとめた有機相を、MgSO上で乾燥し、溶媒を蒸発させた後、粗生成物をジクロロメタンから再結晶した(5.95g、68%)。
H NMR(300MHz,CDCl):δ 7.37(s,1H);7.23(s,1H);4.88(d,1H),4.76(d,1H);2.94(s,3H);2.79-2.69(m,4H);2.40-2.27(m,2H);2.08-1.92(m,2H);1.76-1.55(m,8H)。
化合物3の合成
アセトニトリル(40mL)中の出発物質2(2.00g、4.03mmol)の溶液に、KCO(2.79g、20.2mmol、5.0当量)を添加し、続いて1,2-ジブロモエタン(2.27g、12.1mmol、3.0当量)を添加し、得られた混合物を、60℃で16時間加熱した。揮発成分を真空除去し、得られた粘稠物質を、さらなる精製を行わずに次の工程に移した(1.99g、83%)。
H NMR(300MHz,CDCl):δ 7.34(s,1H);7.29(s,1H);4.90(dd,2H);4.05-3.90(m,2H);3.30-3.23(m,1H);3.18-3.11(m,1H);2.81(s,3H);2.79-2.72(m,4H);2.47-2.27(m,2H);2.16-2.05(m,2H);1.78-1.58(m,8H)。
化合物4の合成
化合物3(500mg、0.83mmol)と1-メチルイミダゾール(204mg、2.49mmol、3.0当量)との混合物を、100℃で16時間加熱した。揮発成分を真空除去し、残渣を、ヘプタン中で、及びEtOAc中で研和して、白色結晶を得た(450mg、79%)。
H NMR(300MHz,CDCl):δ 10.21(s,1H);7.30(s,1H);7.29(s,1H);7.07-7.03(m,2H);4.85-4.80(m,2H);4.62-4.42(m,2H);4.25-4.18(m,1H);4.02-3.93(m,4H);2.80(s,3H);2.79-2.70(m,4H);2.35-2.25(m,1H);2.15-2.00(m,3H);1.85-1.57(m,8H)。
化合物5の合成
化合物4(2.00g、2.92mmol)を、DCM(30mL)とジオキサン(6mL)中の4M HClとの混合物に添加し、得られた溶液を16時間かき混ぜた。揮発成分を真空除去し、残渣を、カラムクロマトグラフィ(シリカ、DCM/MeOH 9:1)に掛けて、表題の化合物を白色結晶として得た(1.35g、77%)。
H NMR(300MHz,CDCl):δ 10.18(s,1H);7.30(s,1H),7.18(s,1H);7.05-6.95(m,2H);5.68(br s,1H);4.55-4.35(m,2H);4.20-3.90(m,5H);2.80-2.65(m,4H);2.25-2.05(m,2H);2.05-1.85(m,2H);1.85-1.50(m,8H)。
化合物6の合成
化合物5(240mg、0.40mmol)を、DCM(3mL)とNaPF(67mg、0.4mmol、1.0当量)との混合物に室温で添加し、かき混ぜを16時間維持した。不溶成分をろ過によって除去し、ろ液を濃縮し、さらなる精製を行わずに次の工程に移した(259mg、92%)。
H NMR(300MHz,CDCl):δ 8.28(s,1H);7.31(s,1H);7.21(s,1H);7.17(s,1H);7.04(s,1H);6.94(s,1H);4.30-3.80(m,7H);2.80-2.65(m,4H),2.25-1.85(m,4H);1.75-1.55(m,8H)。
19F NMR(300MHz,CDCl):δ -71.1(s),-73.6(s)
目的の化合物の合成
化合物6(230mg、0.33mmol)を、DCM(10mL)中の化合物7(216mg、0.33mmol、1.0当量)の溶液に室温で添加し、かき混ぜを16時間維持した。揮発成分を真空除去し、残渣を、ペンタン中で研和して、褐色固体として表題の化合物を得た(198mg、47%)。
H NMR(300MHz,CDCl):δ 9.6(s,1H);7.83(s,1H);7.60(d,1H);7.25-7.00(m,7H);6.92-6.84(m,2H);6.30-6.20(m,2H);5.93(s,2H);3.98-3.10(m,7H);2.59-2.30(m,5H);2.25-1.98(m,6H);1.96-1.80(m,7H);1.74-1.40(m,6H);1.40-1.07(m,4H)。
目的の化合物を、オレイン酸メチルのエテノリシスで試験し、メチルデカ-9-エノエート(9-DAME)及び1-デセンが得られた。表6に結果を示す。
Figure 0007209016000073
表6:オレイン酸メチルのエテノリシス
9-DAMEを、目的の化合物を用いたホモメタセシスに掛けた。表7に結果を示す。この反応の結果、高いZ選択性が得られている。
Figure 0007209016000074
表7:9-DAMEのホモメタセシス

Claims (13)

  1. 式Iの化合物であって、
    Figure 0007209016000075

    式中:
    Mは、Mo又はWから選択され;
    Xは、O又はNRから選択され;
    及びRは、独立して、H、C(CH、C1-6アルキル、及びアリールから選択され;C1-6アルキル及びアリールは、所望に応じて、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、及びO-Cのうちの1又は複数で置換されており;
    は、窒素含有の、前記窒素を介してMと結合している芳香族ヘテロ環;ハロゲン;及びトリフラートから選択され;
    Arはアリール基であり;
    共有結合又はリンカーの何れかであ
    は、所望に応じて置換されているアルキル又はアリールであり、
    は、非求核性アニオンであり、
    ここで式Iの化合物は窒素含有ヘテロ環カルベン(NHC)-リガンドを含有せず、
    式Iの化合物は、所望に応じて、エーテル、ニトリル、又はピリジンより選ばれる中性リガンドを含み、
    前記Cat基が、Z-ArO-と一緒になって、アンモニウム、ピリジニウム、ホスホニウム、ホスホリニウム、アルソニウム、スルホニウム、及びオキソスルホニウム基から選択されるCat-Z-ArO-基を形成し、
    前記非求核性アニオンYが、ClO 、AsF 、SbF 、PF 、CHSO 、CFSO 、p-CHSO 、BF 、B[3,5-(CF 、B[C 、Al[O-t-C(CH)(CF 、及びAl[O-t-C(CF から選択される、
    式Iの化合物。
  2. 及びRが、独立して、H、C(CH、C(CH、及びo位においてC1-6アルコキシで置換されているフェニルから選択される、請求項1に記載の化合物。
  3. が、所望に応じてC1-6アルキル、C1-6アルコキシ、フェニル、ハロゲン、又はシアノから独立して選択される1又は複数の置換基で置換されている、ピロール-1-イル、ピラゾール-1-イル、イミダゾール-1-イル、1H-1,2,3-トリアゾール-1-イル、2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル、1H-1,2,4-トリアゾール-1-イル、4H-1,2,4-トリアゾ-4-イル、インドール-1-イル、インダゾール-1-イル、及びアザインドール-1-イルから選択され、好ましくは、ピロール-1-イル、2,5-ジメチルピロール-1-イル、及び2,5-ジフェニルピロール-1-イル、又はインドール-1-イル、若しくは置換されたインドール-1-イルから選択される、請求項1又は2に記載の化合物。
  4. が、ハロゲンから選択される、請求項1又は2に記載の化合物。
  5. 前記Cat-Z-ArO-中の前記Arが、2,6位において、それぞれ、所望に応じて置換されているフェニルで、又はイソプロピル若しくはt-ブチルで置換されたフェニルであるか、又は
    Cat-Z-ArO-中の前記Arが、4位においてCat-Z-で置換されたフェニルであるか、又は
    Cat-Z-ArO-中の前記Arが、2,6位において、それぞれ、所望に応じて置換されているフェニルで、又はイソプロピル若しくはt-ブチルで置換されたフェニルであり、及び
    4位においてCat-Z-で置換されている、
    請求項1~4の何れか一項に記載の化合物。
  6. 前記Cat-Z-ArO-は、ピリジニウムN-フェノキシ基又はホスホニウムP-フェノキシ基である、
    請求項1~5の何れか一項に記載の化合物。
  7. 前記Cat-Z-ArO-が、
    Figure 0007209016000076
    (式中、Rは、H、C(CH、CF、フェニル、又はC13である);
    Figure 0007209016000077
    Figure 0007209016000078
    (式中、Rは、H又はCHである);
    Figure 0007209016000079
    無置換、又は所望に応じてフッ素などのハロゲンで置換されているC1-10アルキル、C1-10アルコキシ、ニトロ、シアノ、フェニル、フェノキシ、N(C1-6アルキル)、C(O)N(C1-6アルキル)、C(O)NH(C1-6アルキル)、C(O)O-C1-6アルキル、ハロゲン(F、Cl、Br、I)、及びこれらの2つ以上で置換された、
    Figure 0007209016000080
    (式中、Pは保護基である)
    から成る群より選択される、請求項1~6の何れか一項に記載の化合物。
  8. 式Iの前記化合物が:
    Figure 0007209016000081
    Figure 0007209016000082
    Figure 0007209016000083
    Figure 0007209016000084
    Figure 0007209016000085
    から成る群より選択される、請求項1~7の何れか一項に記載の化合物。
  9. 請求項1~8の何れか一項に記載の式Iの化合物の製造方法であって、前記方法は、工程(A):
    (A)式IIの化合物、
    Figure 0007209016000086
    を、式IIIの化合物、
    [Cat-Z-ArOH]
    III
    と反応させて、式Iの前記化合物を得ること、
    を含み、式中、M、X、R、R、R、Y、及びCat-Z-ArO‐は、請求項1~8の何れか一項に記載の意味を有する、
    方法。
  10. 請求項1~8の何れか一項に記載の化合物、及び溶媒を含む組成物であって、好ましくは、前記溶媒は、ピロール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホラミド、ジメチルアセタミド、及びスルホラン、並びにイオン液体、又はこれらの2つ以上の混合物から選択され、好ましくは、前記イオン液体は、
    Figure 0007209016000087
    から選択され、
    式中、FAPはトリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェートを意味し、Al(hfip)はアルミニウムテトラ[1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノラート]を意味する、組成物。
  11. メタセシス反応を行う方法であって、工程(B):
    (B)請求項1~8の何れか一項に記載の化合物の存在下、又は請求項10に記載の組成物の存在下での、第一のオレフィンと第二のオレフィンとの反応であって、前記第一のオレフィンは、前記第二のオレフィンと同一又は異なる、反応すること、
    を含む、方法。
  12. 前記メタセシス反応が、請求項10に記載の組成物、及びさらなる溶媒の存在下で行われ、前記さらなる溶媒は、ピロール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホラミド、ジメチルアセタミド、及びスルホラン、又は前記イオン液体よりも低い極性を有し、それによって、前記ピロール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホラミド、ジメチルアセタミド、及びスルホラン、又はイオン液体と前記さらなる溶媒とが、2つの相を形成する、請求項11に記載の方法。
  13. 閉環メタセシス反応を行う方法であって、
    (a)請求項1~8の何れか一項に記載の化合物の使用を含み;又は
    (b)請求項10に記載の組成物の使用を含み;又は
    (c)請求項10に記載の組成物、及びさらなる溶媒の使用であって、前記さらなる溶媒は、ピロール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホラミド、ジメチルアセタミド、及びスルホラン、又は前記イオン液体よりも低い極性を有し、それによって、前記ピロール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホラミド、ジメチルアセタミド、及びスルホラン、又はイオン液体と前記さらなる溶媒とが、2つの相を形成する、使用を含み、
    好ましくは、前記閉環メタセシス反応は、大環状化である、方法。
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