KR20130098345A - 프로피올산 또는 그의 유도체의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 말단 알킨과 이산화탄소의 반응에 의한 프로피올산 또는 그의 유도체의 제조 방법에 관한 것이며, 이는 반응을 염기, 및 하나 이상의 리간드를 갖는 구리 착물, 특히 구리(I) 착물의 존재 하에 수행하는 것을 포함하며, 여기서 구리 착물의 하나 이상의 리간드는 구리와 배위될 수 있는 아민 또는 이민 질소 원자를 갖는 한자리 리간드 및 구리와 동시에 배위될 수 있고 질소, 산소, 황, 인 및 카르벤 탄소로부터 선택된 2개 이상의 원자 또는 원자단을 갖는 여러자리 리간드로부터 선택된다.

Description

프로피올산 또는 그의 유도체의 제조 방법 {PROCESS FOR PREPARING A PROPIOLIC ACID OR A DERIVATIVE THEREOF}
본 발명은, 말단 알킨을 전이 금속 촉매의 존재 하에 이산화탄소와 반응시킴으로써 프로피올산을 제조하는 방법에 관한 것이다.
프로피올산은, 예를 들어 고리화부가 또는 히드로아릴화 반응에서의, 다용도의 합성 빌딩 블록이다. 프로피올산은 많은 헤테로시클릭 화합물, 예컨대 쿠마린, 플라본 및 인돌의 합성을 가능하게 한다 (예를 들어, 문헌 a) [B. M. Trost, F. D. Toste, K. Greenman, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4518-4526]; b) [T. Kitamura, Eur. J. Org. Chem. 2009, 1111-1125]; c) [M. Bararjanian, S. Balalaie, F. Rominger, B. Movassagh, H. R. Bijanzadeh, J. Org. Chem. 2010, 75, 2806-2812] 참조). 또한, 이들은 알키닐아렌 또는 아미노알킨의 합성을 위한 탈카르복실화 크로스-커플링에 사용된다 (문헌 a) [J. Moon, M. Jeong, H. Nam, J. Ju, J. H. Moon, H. M. Jung, S. Lee, Org. Lett. 2008, 10, 945-948]; b) [J. Moon, M. Jang, S. Lee, J. Org. Chem. 2009, 74, 1403-1406]; c) [W. Jia, N. Jiao, Org. Lett. 2010, 12, 2000-2003] 참조).
프로피올산의 합성은 전형적으로, 포름알데히드 상의 알킨의 부가 및 후속되는 생성된 프로파르길 알콜의 산화 (예를 들어, 문헌 a) [W. Reppe, Liebigs Ann. Chem. 1955, 596, 1-4]; b) [J. Stohrer, E. Fritz-Langhals, C. Brueninghaus, US7.173.149B2, 2007] 참조), 상업적으로 입수하기 어려운 불안정한 알키닐할로겐 화합물의 카르보닐화 (예를 들어, 문헌 a) [T. Mizuno, H. Alper, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 1997, 123, 1-24]; b) [H. Arzoumanian, F. Cochini, D. Nuel, J. F. Petrignani, N. Rosas, Organometallics 1992, 11, 493-495] 참조) 또는 말단 알킨의 리튬화(lithiation) 및 후속되는 클로로포르메이트와의 반응 (예를 들어, 문헌 a) [J. Tsuji, M. Takahashi, and T. Takahashi, Tetrahedron Lett. 1980, 21, 849]; b) [E. R. H. Jones, G. H. Whitham, M. C. Whiting, J. Chem. Soc. 1957, 4628-4633]; c) [N. Satyanarayana, H. Alper, Organometallics 1991, 10, 804-807]; d) [J. Li, H. Jiang, M. Chen, Synth. Commun. 2001, 31, 199-202]; e) [Y. Izawa, I. Shimizu, A. Yamamoto, Bull. Chem. Soc. Jpn. 2004, 77, 2033-2045]; f) [L. Kollar, Modern Carbonylation Reactions, Wiley-VCH, Weinheim, 2008, pp. 276-280] 참조)과 같은 다단계 방법을 필요로 한다. 또한, 일산화탄소에 의한 알킨의 산화성 카르보닐화 방법이 존재한다.
이들 모든 접근 방식의 단점은 C1 빌딩 블록의 선택으로부터 유래된다 (포름알데히드 및 클로로포르메이트는 독성이고, 비교적 고가이며, 일산화탄소는 취급이 어려운 독성 기체임).
이산화탄소는 다양한 관점에서 카르복실레이트 단위를 형성하기 위한 매력적인 C1 빌딩 블록이다 (문헌 a) [T. Sakakura, K. Kohon, Chem. Commun. 2009, 1312-1330]; b) [T. Sakakura, J.-C. Choi, H. Yasuda, Chem. Rev. 2007, 107, 2365-2387]; c) [N. Eghbali, C.-J. Li, Green Chem. 2007, 9, 213-215]; d) [H. Arakawa, et al., Chem. Rev. 2001, 101, 953-996]). 이는 많은 연소 공정으로부터의 폐기물로서 다량으로 저비용으로 입수가능하며, 취급이 용이하다. 원료로서의 이산화탄소의 사용은, 이것이 CO2에 의해 유발되는 온실 효과를 방지하기 때문에 생태학적으로 유리하다.
그러나, 이산화탄소로부터의 프로피올산의 합성은 현재까지, 단지 고가의 금속-유기 시약, 예를 들어 알키닐마그네슘, 알키닐아연 또는 알키닐리튬 시약을 사용하는 경우에만 성공하여 왔다 (문헌 [L. Brandsma, Preparative Acetylenic Chemistry, 2nd Ed., Elsevier, Amsterdam, 1998]). 합성에서 강한 금속 염기를 필요로 하는 이러한 고가의 화합물을 사용한 카르복실화는 경제적으로 불리하다.
이산화탄소로부터의 프로피올산의 합성은, 나트륨 아세틸리드로부터 출발하여 성공적으로 수행될 수 있다 (문헌 [Strauss, Voss, Ber. dt. chem. Ges. 1926, p. 1681-1691]). 나트륨 아세틸리드는 단지 수소화나트륨 또는 금속 나트륨과 같은 초강염기에 의해서만 제조될 수 있다. 수산화나트륨 등의 산소-포함 염기의 존재는, 반응 혼합물의 탄화 또는 자발적 발화를 초래하고, 이는 단지 다량의 모래와의 혼합에 의해서만 회피될 수 있다. 스트라우스(Strauss) 등에 의해 보고된 조건 하에서의 나트륨 아세틸리드와 이산화탄소의 반응은 극히 느리다 (3주 후에야 만족스런 전환이 나타났음). 이러한 느린 반응은 산업적 적용에 부적합하다.
경제적 및 생태학적 관점 둘 다에서 최적의 전략은, C-H 관능화와 함께 이산화탄소에 의한 말단 알킨의 단일-단계 촉매적 카르복실화로부터 상응하는 알킨 카르복실산을 형성하는 것이다. 따라서, 약염기의 존재 하에 말단 알킨과 이산화탄소의 반응을 가능하게 하는 방법에 대한 필요성이 존재하였다.
단지 약염기, 즉 염기도가 촉매의 부재 하에 말단 알킨을 탈양성자화하기에 충분하지 않은 화합물의 존재 하에 C-H 결합의 파괴를 갖는 알킨의 커플링 반응이, 아릴 할라이드와의 팔라듐/구리-보조된 크로스-커플링 (소노가시라(Sonogashira) 반응) (문헌 [K. Sonogashira, E.-I. Negishi, Eds. Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis; Wiley-VCH: New York, 2004; pp 493-529]) 또는 전이 금속-보조된 알킨의 1,2-부가 (문헌 [D. Boyall, D. E. Frantz, E. M. Carreira, Org. Lett. 2002, 4, 2605-2606])에 대해 공지되어 있다. 그러나, 말단 알킨이 전이 금속의 존재 하에 약염기에 의해 탈양성자화될 수 있고, 반응 혼합물 중에서 직접 이산화탄소와 고수율로 반응하여 프로피올산을 형성할 수 있게 하는 방법에 대한 어떠한 예도 현재까지 존재하지 않는다. 그 이유는, 공지된 카르복실화 촉매가 비교적 고온을 필요로 하기 때문이다. 그러나, 구리 염의 존재 하에서의 이산화탄소에 의한 알킨의 카르복실화에 의해 얻어질 수 있는 프로피올산 생성물은 열적으로 매우 불안정하여 이들은 이산화탄소의 공급이 중단되자마자 즉시 이산화탄소의 제거와 함께 알킨 출발 물질로 분해된다 (문헌 [T. Tsuda, K. Ueda, T. Saegusa, J. C. S. Chem. Comm. 1974, 380-381]).
새구사(Saegusa) 등은, 단순 구리 염이 이산화탄소의 가역적 고정을 가능하게 함을 보여주었다. 그러나, 반응의 가역성으로 인해, 이들은 평형 상태에서 형성된 프로피올산을 단리할 수 없었다 (문헌 [T. Tsuda, K. Ueda, T. Saegusa, J. C. S. Chem. Comm. 1975, 963-964]). 단지 이들이 알킬화제, 즉 1-브로모헥산을 첨가하고, 이에 따라 평형 상태로부터 에스테르로서 카르복실산을 계속적으로 제거한 경우에만, 이들은 만족스런 전환을 달성할 수 있었다 (문헌 [Y. Fukue, S. Oi, Y. Inoue, J. C. S. Chem. Comm. 1994, 2091]). 그러나, 할로겐 화합물의 사용은, 특히 목적한 표적 화합물이 프로피올산 에스테르가 아닌 프로피올산인 경우에, 전체 공정을 불리하게 한다.
이러한 이산화탄소 삽입의 가역성은 카르복실화 반응에 있어 일반적인 문제점이다. 놀란(Nolan) 등은, 금 촉매의 존재 하에 C≡H 산 헤테로사이클의 카르복실화를 간단히 보고하였다 (문헌 [I. I. F. Boogaerts, S. P. Nolan, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8858-8859]). 이 경우에도, 생성된 카르복실산은 상응하는 에스테르 형태로 주로 단리되었다.
아세틸렌과 이산화탄소의 반응과 달리, 임의의 양성자 공급원의 부재 하에서의 상기한 금속 아세틸리드와 이산화탄소의 반응은 비가역적이다. 그러나, 이를 위한 필수조건은, 조건이 매우 염기성이어서 아세틸렌이 아니라 단지 금속 아세틸리드만이 형성될 수 있다는 것이다.
본 발명의 목적은, 상응하는 말단 알킨을 CO2와 반응시킴으로써, 현저한 수율로, 또한 경제적으로 정당한 소비 하에 프로피올산을 제조하는 것을 가능하게 하는 방법을 제공하는 것이다. 특히, 방법은 엔탈피적으로 유리하면서 엔트로피적으로 불리한 알킨의 카르복실화의 평형이 프로피올산 쪽으로 더욱 이동될 수 있도록 보장하여야 한다. 방법은 프로피올산이 알킨 및 이산화탄소로부터 우수한 수율로 제조되고 분해되지 않고 단리되는 것을 가능하게 하여야 한다.
이들 및 추가의 목적은 특허청구범위에서 규정된 방법에 의해 달성되며 ,이를 하기에서 보다 상세히 설명한다.
본 발명은, 반응을 염기, 및 하나 이상의 리간드를 갖는 구리 착물, 특히 구리(I) 착물의 존재 하에 수행하고, 여기서 구리 착물의 하나 이상의 리간드는 구리에 배위될 수 있는 아민 또는 이민 질소 원자를 갖는 한자리 리간드 및 구리에 동시에 배위될 수 있고 질소, 산소, 황, 인 및 카르벤 탄소 중으로부터 선택된 2개 이상의 원자 또는 원자단을 갖는 여러자리 리간드 중으로부터 선택되는 것인, 말단 알킨과 이산화탄소의 반응에 의한 프로피올산 또는 그의 유도체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 특히, 염기, 및 구리에 배위될 수 있고 질소, 산소, 황, 인 및 카르벤 탄소 중으로부터 선택된 2개 이상의 원자 또는 원자단을 갖는 하나 이상의 여러자리 질소 리간드를 갖는 구리 착물의 존재 하에 수행되는, 말단 알킨과 이산화탄소의 반응에 의한 프로피올산 또는 그의 유도체의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 사용되는 구리 착물은, 말단 알킨의 아세틸렌 C-H 결합으로의 이산화탄소의 삽입에 대한 활성화 장벽을, 카르복실화/탈카르복실화 평형이 심지어 낮은 이산화탄소 분압에서도 실질적으로 완전히 카르복실화된 생성물, 즉 프로피올산 쪽에 있도록 하는 정도로 감소시킨다. 이것이 이와 같이 고효율로 성공적인 것은, 이러한 구리 촉매가 또한 바람직하지 않은 역반응, 즉 탈카르복실화 반응을 쉽게 촉매하기 때문에 놀라운 것이다 (문헌 a) [L. J. Gooßen, W. R. Thiel, N. Rodriguez, C. Linder, B. Melzer, Adv. Synth. Catal. 2007, 349, 2241-2246]; b) [L. J. Gooßen, F. Manjolinho, B. A. Khan, N. Rodriguez, J. Org. Chem. 2009, 74, 2620-2623; c) [L. J. Gooßen, N. Rodriguez, C. Linder, P. P. Lange, A. Fromm, ChemCatChem 2010, 2, 430-442]).
본 발명의 목적상, "말단 알킨"은 1개 이상의 -C≡C-H 기를 갖는 화합물이다.
말단 알킨은, 예를 들어, 하기 화학식 X를 갖는다.
<화학식 X>
Figure pct00001
상기 식에서, Rx는 수소, COORx1, 알킬, 알케닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴 또는 (Rx2)3Si이고, 알킬 및 알케닐은 비치환되거나, 또는 1개 이상의 치환기, 예를 들어 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 Rx3을 갖고, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 및 헤타릴은 비치환되거나, 또는 1개 이상의 치환기, 예를 들어 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 Rx4에 의해 치환되고, 여기서
Rx1은 수소, 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 및 헤타릴 중으로부터 선택되고, 여기서 후반 4개의 라디칼은 비치환되거나, 또는 히드록시 (= OH), 메르캅토 (= SH), NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로 (= NO2), 니트로소 (= NO), 포르밀 (= C(=O)H), 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐 및 시클로알킬 중으로부터 선택된 1개 이상, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 라디칼을 갖고,
Rx2는 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 및 헤타릴 중으로부터 선택되고, 여기서 후반 4개의 라디칼은 비치환되거나, 또는 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐 및 시클로알킬 중으로부터 선택된 1개 이상, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 라디칼을 갖고,
Rx3은 할로겐, 시아노, 히드록시, 메르캅토, 알콕시, COOH, SO3H, NE1E2, C(O)NE1E2, 아실, 알콕시카르보닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, 시클로알콕시카르보닐, 헤테로시클로알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐 및 헤타릴옥시카르보닐 중으로부터 선택되고, 여기서 후반 12개의 라디칼 내의 시클릭 기는 비치환되거나, 또는 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐 및 시클로알킬 중으로부터 선택된 1개 이상, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 라디칼을 갖고,
Rx4는 할로겐, 시아노, 니트로, 히드록시, 메르캅토, 알콕시, COOH, SO3H, NE1E2, C(O)NE1E2, 알킬, 할로알킬, 아실, 알콕시카르보닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, 시클로알콕시카르보닐, 헤테로시클로알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐 및 헤타릴옥시카르보닐 중으로부터 선택되고, 여기서 후반 12개의 라디칼 내의 시클릭 기는 비치환되거나, 또는 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐 및 시클로알킬 중으로부터 선택된 1개 이상, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 라디칼을 갖고,
여기서 E1 및 E2는 수소, 알킬, 시클로알킬 및 아릴 중으로부터 선택된 동일하거나 상이한 라디칼이거나, 또는 E1 및 E2는 이들이 결합되어 있는 질소 원자와 함께, 비치환되거나, 또는 1개 이상의 알킬 기를 치환기로서 갖는 포화 질소 헤테로시클릴을 형성한다.
본 발명의 방법에서 얻어진 프로피올산은, 예를 들어, 하기 화학식 XI을 갖는다.
<화학식 XI>
Figure pct00002
상기 식에서, Rx는 화학식 X에 대해 상기에 기재된 의미, 특히 하기에 언급되는 의미를 갖는다. 아세틸렌이 말단 알킨으로서 사용되는 경우 (Rx = H), 반응 조건에 따라 아세틸렌 디카르복실산이 또한 제조될 수 있다.
본 발명의 방법에서는, Rx가 수소, 알킬, 시클로알킬 또는 페닐이고, 여기서 알킬은 비치환되거나, 또는 바람직하게는 알콕시, 시클로알킬 및 페닐 중으로부터 선택된 1 또는 2개의 라디칼 Rx3을 갖고, 페닐 및 시클로알킬은 비치환되거나, 또는 바람직하게는 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐 및 시클로알킬 중으로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 라디칼 Rx4를 갖는, 화학식 X의 말단 알킨을 반응시키는 것이 바람직하다. 본 발명의 특히 바람직한 실시양태에서는, 아세틸렌, 즉 Rx가 수소인 말단 알킨이 말단 알킨으로서 사용된다.
이하에서, 치환기와 관련하여 언급된 용어 할로겐, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 아실, 알콕시카르보닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, 아릴티오, 헤타릴티오, 시클로알콕시카르보닐, 헤테로시클로알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐 및 헤타릴옥시카르보닐은 치환기의 군에 대한 집합적 용어이다. 치환기와 관련하여, 접두어 Cn-Cm은 각 경우에 그 치환기가 가질 수 있는 탄소 원자의 가능한 수의 범위를 나타낸다.
할로겐은 플루오린, 염소, 브로민 및 아이오딘, 바람직하게는 플루오린, 염소 및 브로민이다.
"알킬"이라는 표현은, 일반적으로 1 내지 20개의 탄소 원자 (C1-C20-알킬), 흔히는 1 내지 12개의 탄소 원자 (C1-C12-알킬), 또한 특히 1 내지 8개의 탄소 원자 (C1-C8-알킬)를 갖는 직쇄형 및 분지형 알킬 기를 포함한다. 직쇄형 또는 분지형 C1-C12-알킬 기, 또한 특히 바람직하게는 C1-C8-알킬 기 또는 C1-C4-알킬 기가 바람직하다. 알킬 기의 예는, 특히, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, n-부틸, 2-부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 2-펜틸, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, 1,2-디메틸프로필, 1,1-디메틸프로필, 2,2-디메틸프로필, 1-에틸프로필, n-헥실, 2-헥실, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 1,2-디메틸부틸, 1,3-디메틸부틸, 2,3-디메틸부틸, 1,1-디메틸부틸, 2,2-디메틸부틸, 3,3-디메틸부틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,2,2-트리메틸프로필, 1-에틸부틸, 2-에틸부틸, 1-에틸-2-메틸프로필, n-헵틸, 2-헵틸, 3-헵틸, 2-에틸펜틸, 1-프로필부틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, 2-프로필헵틸, 노닐 및 데실이다.
"할로알킬"이라는 표현은, 수소 원자 중 1개 이상, 예를 들어 1, 2, 3, 4 또는 5개가 할로겐 원자, 특히 플루오린 원자에 의해 치환된, 일반적으로 1 내지 20개의 탄소 원자 (C1-C20-할로알킬), 흔히는 1 내지 12개의 탄소 원자 (C1-C12-할로알킬), 및 특히 1 내지 8개의 탄소 원자 (C1-C8-할로알킬), 또는 1 내지 4개의 탄소 원자 (C1-C4-할로알킬)를 갖는 직쇄형 및 분지형 알킬 기를 포함한다. 할로알킬 기의 예는, 플루오로메틸, 디플루오로메틸, 트리플루오로메틸, 1-플루오로에틸, 2-플루오로에틸, 1,1-디플루오로에틸, 2,2-디플루오로에틸, 1,2-디플루오로에틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 1,1,2,2-테트라플루오로에틸, 펜타플루오로에틸, 1-플루오로프로필, 2-플루오로프로필, 3-플루오로프로필, 2,3-디플루오로프로필, 1,1-디플루오로프로필, 1,2-디플루오로프로필, 2,2-디플루오로프로필, 3,3-디플루오로프로필, 3,3,3-트리플루오로프로필, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필, 헵타플루오로프로필, 2-플루오로-2-프로필, 1-플루오로-2-프로필, 1,1-디플루오로-2-프로필, 1,1,1-트리플루오로-2-프로필 및 헵타플루오로-2-프로필이다.
"알케닐"이라는 표현은, 1개 이상의 에틸렌계 불포화기를 갖는 직쇄형 및 분지형 탄화수소 기를 포함한다. 직쇄형 또는 분지형 C2-C20-알케닐 기, 바람직하게는 C2-C12-알케닐 기, 특히 바람직하게는 C2-C8-알케닐 기가 바람직하다.
"시클로알킬"이라는 표현은, 바람직하게는 C5-C7-시클로알킬 기, 예컨대 시클로펜틸, 시클로헥실 또는 시클로헵틸을 포함한다.
"헤테로시클로알킬"이라는 표현은, 일반적으로 4 내지 7개, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리 원자를 갖고, 여기서 고리 원자 중 1, 2, 3 또는 4개가 바람직하게는 원소 산소, 질소 및 황 중으로부터 선택된 헤테로원자에 의해 치환된 포화 시클로지방족 기를 포함하며, 이는 임의로 치환될 수 있다. 이러한 헤테로시클로지방족 기의 예는, 피롤리디닐, 피페리디닐, 2,2,6,6-테트라메틸피페리디닐, 이미다졸리디닐, 피라졸리디닐, 옥사졸리디닐, 모르폴리디닐, 티아졸리디닐, 이소티아졸리디닐, 이속사졸리디닐, 피페라지닐, 테트라히드로티오페닐, 테트라히드로푸라닐, 테트라히드로피라닐, 디옥사닐이다.
"아릴"이라는 표현은, 바람직하게는 C6-C14-아릴 기, 바람직하게는 페닐, 톨릴, 크실릴, 메시틸, 나프틸, 플루오레닐, 안트라세닐, 페난트레닐 또는 나프타세닐, 특히 바람직하게는 페닐 또는 나프틸을 포함한다.
"헤타릴"이라는 표현은, 1개 이상의 고리 내의 1, 2, 3 또는 4개의 고리 탄소가 바람직하게는 원소 산소, 질소 및 황, 바람직하게는 피리딜, 퀴놀리닐, 아크리디닐, 피리다지닐, 피리미디닐, 피라지닐, 트리아지닐, 테트라지닐, 피롤릴, 피라졸릴, 이속사졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 티오페닐, 푸라닐 기 중으로부터 선택된 헤테로원자에 의해 치환된, 1 또는 2 또는 3개의 융합 5- 또는 6-원 방향족 고리로 이루어진 헤테로시클로방향족 기를 포함한다.
"알킬", "할로알킬", "시클로알킬", "아릴", "헤테로시클로알킬" 및 "헤타릴"이라는 표현에 대한 상기 설명은, "알콕시", "할로알콕시", "알킬티오", "할로알킬티오", "알킬카르보닐", "알킬카르보닐옥시", "할로알킬카르보닐", "할로알킬카르보닐옥시", "아릴옥시", "아릴티오", "헤타릴옥시", "헤테로시클로알콕시", "헤타릴티오", "알콕시(카르보닐)", "시클로알콕시(카르보닐)", "아릴옥시(카르보닐)", "헤테로시클로알콕시(카르보닐)" 및 "헤타릴옥시(카르보닐)"이라는 표현에 대해서도 유사하게 적용된다. 여기서, "알콕시"는 산소 원자를 통해 결합된 상기에 정의된 바와 같은 알킬 라디칼이다. "할로알콕시", "시클로알콕시", "헤테로시클로알콕시", "아릴옥시" 및 "헤타릴옥시"는 각각 상응하게, 각각 산소 원자를 통해 결합된 할로알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 및 헤타릴 기를 지칭한다. "알킬티오"는 황 원자를 통해 결합된 상기에 정의된 바와 같은 알킬이다. "할로알킬티오", "시클로알킬티오", "헤테로시클로알킬티오", "아릴릴티오" 및 "헤타릴릴티오"는 각각 상응하게, 각각 황 원자를 통해 결합된 할로알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 및 헤타릴 기를 지칭한다.
본 발명의 목적상, "아실"이라는 표현은, 일반적으로 2 내지 11개, 바람직하게는 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 포르밀 기 또는 알카노일 또는 아로일 기, 예를 들어 아세틸, 프로파노일, 부타노일, 펜타노일, 헥사노일, 헵타노일, 2-에틸헥사노일, 2-프로필헵타노일, 벤조일 또는 나프토일 기를 지칭한다.
NE1E2 기는 바람직하게는 N,N-디메틸아미노, N,N-디에틸아미노, N,N-디프로필아미노, N-메틸-N-에틸아미노, N-메틸-N-프로필아미노, N-메틸-N-이소프로필아미노, N-메틸-N-부틸아미노, N-메틸-N-tert-부틸아미노, N-메틸-N-시클로헥실아미노, N-메틸-N-페닐아미노, N,N-디이소프로필아미노, N,N-디-n-부틸아미노, N,N-디-tert-부틸아미노, N,N-디시클로헥실아미노, N,N-디페닐아미노, 4-모르폴리닐, 1-피페리디닐, 1-피롤리디닐 또는 4-메틸-1-피페라지닐이다.
융합 고리 시스템은, 융합에 의해 연결된 (융합-연결(fused-on)) 방향족, 히드로방향족 및 시클릭 화합물일 수 있다. 융합 고리 시스템은, 2개, 3개 또는 3개 초과의 고리를 포함한다. 연결의 유형에 따라, 융합 고리 시스템은 오르토-융합 (즉, 각각의 고리가 각각의 인접 고리와 연부 또는 2개의 원자를 공유함) 및 페리-융합 (탄소 원자가 2개 초과의 고리에 소속됨)으로 구별된다. 융합 고리 시스템 중, 오르토-융합 고리 시스템이 바람직하다.
본 발명의 방법에서는, 말단 알킨이 구리 착물 및 염기의 존재 하에 하기 반응식 1에 따라 이산화탄소와 반응하여 프로피올산 또는 그의 유도체를 형성한다. 유도체는, 특히, 프로피올산의 금속 염 및 에스테르이다. 반응은 바람직하게는 후처리(work-up) 후에 유리 프로피올산이 얻어지는 방식으로 수행된다.
반응식 1:
Figure pct00003
Rx = H인, 즉 아세틸렌이 기재로서 사용되는 경우, 카르복실화는, 하기 반응식 2에 따라, 단지 1개의 말단 또는 양쪽 말단에서 선택적으로 수행되어, 아세틸렌디카르복실산이 형성될 수 있다. 이 반응 (또한 실시예 41에서 예시됨)은, 아세틸렌이 구리 염과 안정한 착물을 형성하고, 전이 금속에 대한 그의 반응성은 종종 그의 장쇄 유도체의 경우와 현저히 상이하다고 공지되어 있기 때문에, 특히 놀라운 것이다.
반응식 2:
Figure pct00004
본 발명의 방법의 제1 실시양태에서는, 구리 착물의 하나 이상의 리간드가 구리에 배위될 수 있는 아민 또는 이민 질소 원자를 갖는 한자리 리간드 중으로부터 선택되는 것인 구리 착물, 특히 구리(I) 착물이 촉매로서 제공된다. 아민 질소 원자를 갖는 한자리 리간드의 예는, 특히, 3급 아미노 기를 갖는 3급 지방족 및 시클로지방족 아민이다. 이민 질소 원자를 갖는 리간드의 예는, 피리딘, 1개 이상의 C1-C4-알킬 기에 의해 치환된 피리딘 및 또한 이미다졸 및 N-C1-C4-알킬이미다졸이다.
본 발명의 방법의 바람직한 실시양태에서는, 하나 이상의 여러자리 리간드를 갖는 구리 착물, 특히 구리(I) 착물이 촉매로서 제공된다. 본 발명에 따라 사용되는 구리 착물은 일반적으로 여러자리 리간드와 구리 원자의 킬레이트 착물이고, 이는 하나 이상의 추가의 리간드를 임의로 가질 수 있다.
본 발명의 목적상, "여러자리 리간드"는 2개 이상의 공여체 원자 또는 공여체 원자단을 통해 동시에 구리 원자와 배위 결합을 동시에 형성할 수 있는 화합물이다. 이러한 공여체 원자는 황, 산소 또는 질소 등의 헤테로원자일 수 있다. 공여체 원자로서 기능할 수 있는 인 원자의 예는, 리간드 내에서 포스핀 기 또는 포스포나이트 기 형태로 존재하는 "3가" 인 원자이다. 공여체 원자로서 기능할 수 있는 황 원자의 예는, 특히, 리간드 내에서 예를 들어 메르캅탄 기로서, 티오에테르 기로서, 티오카르보닐 기로서 또는 티오이소시아네이트 기로서 존재하는 1가 및 2가 황 원자이다. 공여체 원자로서 기능할 수 있는 산소 원자의 예는, 특히, 리간드 내에서 예를 들어 히드록실 기로서, 카르보닐 기로서, 카르복실레이트 기로서 또는 옥심 기로서 존재하는 1가 및 2가 산소 원자이다. 공여체 원자로서 기능할 수 있는 질소 원자의 예는, 특히, 리간드 내에서 예를 들어 1급, 2급 또는 3급 아미노 기로서, 히드록실아미노 기로서, 이미노 기, 예컨대 옥심 기로서, 또는 니트렌 기로서 존재하는 1가, 2가 또는 3가 질소 원자이다. 공여체 원자는 또한, 리간드 내에서 2가 탄소로서, 즉 카르베노이드 방식으로 결합된 탄소 (카르벤 탄소)로서 존재하는 탄소 원자일 수 있다. 바람직한 여러자리 리간드는, 특히, 공여체 원자(들)로서 1개 이상의 질소 원자, 또한 특히 2개 이상의 질소 원자를 갖는 것들이다.
본 발명의 방법에서는, 구리 원자에 배위될 수 있는 2개 이상의 질소 원자를 갖는 하나 이상의 여러자리 질소 리간드를 갖는 구리 착물, 특히 구리(I) 착물을 촉매로서 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따라 바람직하게 사용되는 여러자리 질소 리간드를 갖는 구리 착물은 일반적으로, 하나 이상의 추가의 리간드를 임의로 갖는 구리 원자와 여러자리 질소 리간드의 킬레이트 착물이다.
본 발명의 목적상, "여러자리 질소 리간드"는 2개 이상의 질소 공여체 원자를 통해 구리 원자와 배위 결합을 형성할 수 있는 화합물이다. 두자리 질소 리간드, 즉 각 경우에 구리 원자와 배위 결합을 형성할 수 있는 정확히 2개의 질소 공여체 원자를 갖는 리간드가 바람직하다. 이러한 리간드를 이하에서 또한 (N,N)-리간드로서 언급한다. 이들 리간드에서, 질소는 바람직하게는 알킬아민, 시클로알킬아민, 헤테로시클로알킬아민, 아릴아민, 헤테로아릴아민, 알킬이민, 시클로알킬이민, 헤테로시클로알킬이민, 아릴이민 또는 헤테로아릴이민 기 형태, 특히 헤테로시클릴이민 또는 헤테로아릴이민 기의 형태 (여기서, 이미노 기는 헤테로시클릴이민 또는 헤테로아릴이민 기의 구성요소임), 예를 들어 피리딘, 피리미딘, 피라진, 피리다진, 피롤, 1H-인돌, 이미다졸, 옥사졸, 티아졸 및 피라졸 기 중으로부터 선택된 헤테로아릴이민 기의 형태, 또는 3,4,5,6-테트라히드로피리딘, 1,2,5,6-테트라히드로피리미딘, 1,4,5,6-테트라히드로피리미딘, 1,2,3,6-테트라히드로피라진, 3,4,5,6-테트라히드로피리다진, 피롤린, 3H-인돌, 이미다졸린, 옥사졸린, 티아졸린 및 4,5-디히드로피라졸 기 중으로부터 선택된 헤테로시클로알킬이민 기 형태로 존재한다. 상기 언급된 시클릭 기는 또한 비치환되거나, 또는 1개 이상, 예를 들어 1, 2, 3 또는 4개의 치환기 Rs를 가지며, 이는 하기에서 보다 상세히 기재된다.
구리 착물은 여러자리 질소 리간드 이외에도 추가의 리간드를 가질 수 있다. 모든 리간드는 바람직하게는 비-대전된 것이다.
구리(I) 착물 (즉, 구리가 산화 상태 +1로 존재함)을 사용하는 것이 바람직하다. 전기적 중성을 달성하기 위해 필요한 반대이온은, 예를 들어 할라이드, 예컨대 I-, Br-, Cl-, F-, (히드로겐)카르보네이트 [HCO3 -, CO3 2 -], (히드로겐)포스페이트 [PO4 3 -, HPO4 2 -, H2PO4 -], 카르복실레이트, 예컨대 포르메이트, 아세테이트, 프로피오네이트, 벤조에이트; 히드록시드 [OH-], 옥시드 [O2 -], 알콕시드, 예컨대 메톡시드, 에톡시드; 페녹시드, 니트레이트 [NO3 -], (히드로겐)술페이트 [SO4 -, HSO4 -], 착물 음이온, 예컨대 BF4 -, PF6 -, AsF6 -, SbF6 -, BPh4 -; 술포네이트, 예컨대 토실레이트, 트리플루오로메탄술포네이트 및 메틸술포네이트 중으로부터 선택된 임의의 음이온이다.
여러자리 질소 리간드는 바람직하게는 하기 화학식 I을 갖는 골격을 갖는다.
<화학식 I>
Figure pct00005
상기 식에서,
A는 이것이 결합되어 있는 단편 C=N과 함께, 1, 2 또는 3개의 추가의 고리와 융합될 수 있는, 5- 내지 7-원 헤테로시클릭 고리, 특히 5- 또는 6-원 헤테로방향족 고리를 형성하고,
Q는 화학 결합 또는 1, 2 또는 3개의 원자를 갖는 가교 기이고, 여기서 화학 결합 또는 가교 기는 부분적으로 또는 전체적으로 1개 이상의 고리의 구성요소일 수 있고, 시클릭 기 Q의 경우에 이는 고리 A와 융합될 수 있고;
RN1은 수소이거나, 또는
RN1은 RN4와 함께 화학 결합을 형성하고;
RN2는 알킬, 시클로알킬 또는 아릴이고;
RN3은 수소, 알킬, 시클로알킬 또는 아릴이고, 여기서 알킬은 비치환되거나, 또는 시클로알킬 또는 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된 라디칼을 갖고;
RN2 및 RN3은 이들이 결합되어 있는 원자와 함께, 1, 2 또는 3개의 추가의 고리, 특히 시클릭 기 Q와 융합될 수 있는, 5- 내지 7-원 헤테로시클릭 고리, 특히 5- 또는 6-원 헤테로방향족 고리를 형성하고;
RN4는 수소이거나 부재하거나 또는 RN1과 함께 화학 결합을 형성한다.
바람직한 화학식 I의 골격은, RN2 및 RN3이 이들이 결합되어 있는 원자와 함께, 1, 2 또는 3개의 추가의 고리, 특히 시클릭 기 Q와 융합될 수 있는, 5- 내지 7-원 헤테로시클릭 고리, 특히 5- 또는 6-원 헤테로방향족 고리를 형성하는 것들이다.
따라서, 여러자리 질소 리간드는 바람직하게는 하기 화학식 II를 갖는 골격을 갖는다.
<화학식 II>
Figure pct00006
상기 식에서, A, Q, RN1 및 RN4는 상기에 정의된 바와 같고, A'는 이것이 결합되어 있는 부분 -NRN1-CRN4-와 함께, 1, 2 또는 3개의 추가의 고리와 융합될 수 있는, 5- 내지 7-원 헤테로시클릭 고리, 특히 5- 또는 6-원 헤테로방향족 고리를 형성한다.
바람직한 화학식 I 및 II의 골격은 RN1이 RN4와 함께 화학 결합을 형성하는 것들이다.
바람직한 리간드는, 고리 A 또는 고리 A 중 하나가 2-피리딜이거나, 또는 A가 Q와 융합된 경우에는 b-피리디노 기인 화학식 I 및 II의 골격을 갖는 것들이다.
화학식 I 및 II에서, Q는 바람직하게는 화학 결합 또는 A 기와 오르토-융합된 6-원 카르보사이클이다.
특히 바람직한 화학식 I의 골격은, 특히, 2,2'-비피리딘 (A는 2-피리딜이고, Q는 화학 결합임) 및 1,10-페난트롤린 (A는 b-피리도이고, Q는 피리도 기와 오르토-융합된 벤젠 고리임)이다.
바람직한 화학식 I 및 II의 골격의 예는, 하기에 예로 나타낸 구조 III.1 내지 III.9이다.
Figure pct00007
이들 중, 화학식 III.1 또는 III.2의 골격, 또한 특히 화학식 III.3의 골격을 갖는 리간드가 바람직하다.
화학식 I, II 및 III.1 내지 III.9의 골격은, 예를 들어, 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, 아릴티오, 헤타릴티오, 시클로알콕시카르보닐, 헤테로시클로알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐 및 헤타릴옥시카르보닐 (여기서, 후반 14개의 라디칼 내의 시클릭 기는 비치환되거나, 또는 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, 시클로알콕시카르보닐, 헤테로시클로알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐, 헤타릴옥시카르보닐 중으로부터 선택된 1개 이상의 라디칼을 가질 수 있고, 여기서 E1 및 E2는 상기에 정의된 바와 같음) 중으로부터 선택된 1개 이상의 치환기 Rs, 예를 들어 1, 2, 3 또는 4개의 치환기 Rs를 가질 수 있다.
화학식 I, II 및 III.1 내지 III.9의 골격 상의 바람직한 치환기 Rs는 할로겐, CN, NO2, 알킬, 알콕시, 알킬티오, 아실, 시클로알킬, 시클로알콕시, 아릴, 아릴옥시 및 아릴티오, 특히 C1-C8-알킬, C1-C8-알콕시, C1-C8-알킬티오, 시클로헥실, 시클로헥실옥시, 페닐, 페녹시 및 페닐티오 (여기서, 아릴, 아릴옥시, 아릴티오 및 페닐, 페녹시 및 페닐티오는 비치환되거나, 또는 특히 할로겐, 알킬, 할로알킬, 알콕시 및 할로알콕시 중으로부터 선택된 1 또는 2개의 상기 언급된 치환기를 가질 수 있음) 중으로부터 선택된 것들이다.
하기 화학식 IV의 1,10-페난트롤린 유도체를 여러자리 리간드로서 사용하는 것이 매우 특히 바람직하다.
<화학식 IV>
Figure pct00008
상기 식에서,
R1 및 R1'는 각각 서로 독립적으로, 수소, 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, 아릴티오, 헤타릴티오, 시클로알콕시카르보닐, 헤테로시클로알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐 또는 헤타릴옥시카르보닐이고,
여기서 후반 14개의 라디칼 내의 시클릭 기는 비치환되거나, 또는 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, 시클로알콕시카르보닐, 헤테로시클로알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐, 헤타릴옥시카르보닐 중으로부터 선택된 1개 이상의 라디칼을 갖고,
여기서 E1 및 E2는 수소, 알킬, 시클로알킬 및 아릴 중으로부터 선택된 동일하거나 상이한 라디칼이거나, 또는 E1 및 E2는 이들이 결합되어 있는 질소 원자와 함께, 비치환되거나, 또는 1개 이상의 알킬 기를 치환기로서 갖는 포화 질소 헤테로시클릴 기를 형성한다.
라디칼 R1 및 R1' 중 적어도 하나 또는 특히 이들 둘 다가 수소가 아닌 것이 바람직하다. 라디칼 R1 및 R1' 둘 다 히드록시, 메르캅토, 알킬, 알콕시, 알킬티오, 시클로알킬, 시클로알콕시, 아릴, 아릴옥시 및 아릴티오 중에서, 특히 C1-C8-알킬, C1-C8-알콕시, C1-C8-알킬티오, 시클로헥실, 시클로헥실옥시, 페닐, 페녹시 및 페닐티오 (여기서, 아릴, 아릴옥시, 아릴티오 및 페닐, 페녹시 및 페닐티오는 비치환되거나, 또는 특히 할로겐, 알킬, 할로알킬, 알콕시 및 할로알콕시 중으로부터 선택된 1 또는 2개의 상기 언급된 라디칼을 가질 수 있음) 중으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
특히, 두 라디칼 R1 및 R1'은 각각 아릴, 특히 페닐이고, 여기서 아릴 및 페닐은 비치환되거나, 또는 할로겐, 알킬, 할로알킬, 알콕시 및 할로알콕시 중으로부터 선택된 1 또는 2개의 라디칼을 가질 수 있다.
라디칼 R2 및 R2'가 각각 서로 독립적으로 수소, 알킬, 할로겐, 니트로, 아실 또는 시아노인 것이 바람직하다. 특히, R2 및 R2'는 각각 수소이다.
R1 및 R1'가 각각 아릴, 특히 페닐이고, 여기서 아릴 및 페닐은 비치환되거나, 또는 할로겐, 알킬, 할로알킬, 알콕시 및 할로알콕시 중으로부터 선택된 1 또는 2개의 라디칼을 가질 수 있는 것인, 화학식 IV의 리간드가 특히 바람직하고, 특히 바람직하게는 아릴 및 페닐은 비치환되고, R2 및 R2'는 수소이다.
매우 특히 바람직한 여러자리 질소 리간드는 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린이다.
바람직한 실시양태에서, 구리 착물은 아민, 포스핀, N-헤테로시클릭 카르벤, 니트릴, 올레핀 및 이들의 혼합물 중으로부터 선택된 하나 이상의 추가의 리간드를 갖는다. 이들 중, 포스핀 리간드, 특히 1개의 인 원자를 갖는 포스핀 리간드가 특히 바람직하다.
화학식 IV의 질소 리간드 내의 라디칼 R1 및 R1'이 수소와 상이한 것인 화학식 IV의 질소 리간드 (이하에서, 화학식 IV'의 리간드로서 언급됨) 및 하나 이상의 포스핀 리간드를 포함하는 구리(I) 착물은 신규한 것이고, 또한 본 발명에 의해 제공되지만, 여기서 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스(트리페닐포스핀)구리(I) 테트라플루오로보레이트는 제외된다.
이에 따라 바람직한 구리 착물은 하기 화학식 V에 상응한다.
<화학식 V>
Figure pct00009
상기 식에서, (N,N)은 두자리 N,N-리간드, 특히 화학식 I의 리간드, 또한 특히 화학식 IV의 리간드를 나타내고, L은 포스핀 리간드이고, n은 1 내지 3의 정수이고, X-는 1 당량의 음이온, 예를 들어 상기 음이온 중 하나이다.
포스핀 리간드는 바람직하게는 하기 화학식 VI의 화합물 중으로부터 선택된다.
<화학식 VI>
Figure pct00010
상기 식에서, Ra, Rb 및 Rc는 각각 서로 독립적으로, 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 또는 헤타릴이고, 여기서 알킬 라디칼은 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 알콕시, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, COOH, 카르복실레이트, SO3H, 술포네이트, NE1E2, 할로겐, 니트로, 아실 및 시아노 중으로부터 선택된 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기를 가질 수 있고, 여기서 E1 및 E2는 상기에 정의된 바와 같고, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 및 헤타릴 라디칼은 알킬 및 알킬 라디칼 Ra, Rb 및 Rc에 대해 상기에 언급된 치환기 중으로부터 선택된 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기를 가질 수 있고, 여기서 Ra 및 Rb는 이들이 결합되어 있는 인 원자와 함께 또한 5- 내지 8-원 P-헤테로사이클 (이는 1, 2 또는 3개의 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 또는 헤타릴 기와 임의로 추가로 융합됨)을 형성할 수 있고, 여기서 헤테로사이클, 및 존재하는 경우, 융합-연결 기는 각각 독립적으로 알킬 및 알킬 라디칼 Ra, Rb 및 Rc에 대해 상기에 언급된 치환기 중으로부터 선택된 1, 2, 3 또는 4개의 치환기를 가질 수 있다.
특히, 하나 이상의 추가의 리간드는 트리아릴포스핀 중으로부터 선택된다. 트리(p-플루오로페닐)포스핀이 특히 바람직하다.
본 발명의 방법은 벌크에서 또는 벌크에서 용매의 존재 하에 수행될 수 있으며, 후자가 바람직하다.
적합한 용매는, 예를 들어,
- 지방족 탄화수소, 예컨대 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄 또는 시클로헥산;
- 방향족 탄화수소, 예컨대 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠 또는 메시틸렌;
- 아미드, 예컨대 디메틸포름아미드, 디에틸포름아미드, N-메틸피롤리돈, N-에틸피롤리돈 또는 디메틸아세트아미드;
- 우레아, 예컨대 테트라메틸우레아, N,N-디메틸이미다졸리논 (DMI) 및 N,N-디메틸프로필렌우레아 (DMPU);
- 니트릴, 예컨대 아세토니트릴 또는 프로피오니트릴;
- 술폭시드, 예컨대 디메틸 술폭시드;
- 술폰, 예컨대 술폴란;
- 알콜, 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 이소프로판올;
- 에스테르, 예컨대 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, t-부틸 아세테이트;
- 카르보네이트, 예컨대 디에틸 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트 및 프로필렌 카르보네이트; 및
- 에테르, 예컨대 디옥산, 테트라히드로푸란, 디에틸 에테르, 디부틸 에테르, 메틸 t-부틸 에테르, 디이소프로필 에테르 또는 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르
이다.
요망되는 경우, 다수의 용매의 조합이 사용될 수도 있다.
방향족 탄화수소, 아미드, 우레아, 에스테르 및 에테르 및 이들의 혼합물을 용매로서 사용하는 것이 바람직하다. 아미드 및/또는 우레아를 포함하는 용매 및 용매 혼합물을 사용하는 것이 특히 바람직하며, 여기서 아미드 및/또는 우레아의 비율은 바람직하게는 반응에 사용되는 용매의 50 부피% 이상이다. 디메틸포름아미드, 디에틸포름아미드, N-메틸피롤리돈, 디메틸아세트아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 아미드를 포함하는 용매 및 용매 혼합물을 사용하는 것이 매우 특히 바람직하며, 여기서 이들 아미드의 비율은 바람직하게는 반응에 사용되는 용매의 50 부피% 이상이다.
본 발명의 방법에서, 구리 착물은, 요망되는 경우, 예비형성된 형태로 사용될 수 있고, 이는 적합한 구리 전구체 및 상응하는 리간드로부터 반응 혼합물 중에서 직접 생성될 수 있다. 예비형성된 구리 착물을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법에서는, 부화학양론적(substoichiometric) 양의 촉매가 일반적으로 사용되며, 여기서 촉매의 양은 알킨을 기준으로 전형적으로 50 mol% 이하, 흔히는 20 mol% 이하, 또한 특히 10 mol% 이하 또는 5 mol% 이하이다. 알킨을 기준으로 0.001 내지 50 mol%, 흔히는 0.001 mol% 내지 20 mol%, 또한 특히 0.005 내지 5 mol%의 양의 촉매가 본 발명의 방법에서 일반적으로 사용된다. 0.01 내지 2 mol%, 또한 특히 바람직하게는 0.01 mol% 내지 1 mol%의 양의 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 기재된 촉매의 양은 모두 Cu로서 계산된 것이고 알킨의 양을 기준으로 한 것이다.
본 발명의 방법은 일반적으로 -20℃ 내지 200℃ 범위, 바람직하게는 20℃ 내지 80℃ 범위, 또한 특히 바람직하게는 35℃ 내지 50℃ 범위의 온도에서 수행된다. 놀랍게도 60℃ 미만의 온도가 특히 유리한 것으로 나타났다. 다른 방법에서 사용되는 바와 같이, 보다 고온에서, 이들 촉매는 우선적으로 역반응 (탈카르복실화)을 촉매한다.
이산화탄소는 본 발명의 방법에서 바람직하게는 기체 상태로 사용된다. 0.1 내지 20 bar, 또한 매우 특히 바람직하게는 1 내지 10 bar의 CO2 분압을 이용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 방법에서 사용되는 염기는 바람직하게는, 상응하는 산이 사용되는 말단 알킨보다 현저히 더 강하여서 말단 알킨이 그 염기에 의해 양적으로 탈양성자화되지 않는 염기이다. 상응하는 산이, 사용되는 말단 알킨의 pKa보다 적어도 3 pK 단위, 특히 적어도 5 pK 단위, 또한 특히 적어도 8 pK 단위, 예를 들어 3 내지 22 pK 단위, 특히 5 내지 22 pK 단위, 특히 8 내지 20 pK 단위 낮은 pKa를 갖는 염기를 사용하는 것이 바람직하다. 상응하는 산이 4 내지 20 범위, 또한 특히 5 내지 15 범위의 pKa를 갖는 염기가 특히 바람직하다. 여기에 기재된 pKa 값은 25℃의 수중에서 측정되고 물에 대해 외삽된 산 상수의 밑수 10에 대한 음의 로그이다. 바람직한 염기는 옥소 염기이고, 즉 제거된 양성자가 결합된 염기 중심이 산소 원자이다. 특히, 무기 염이 염기로서 사용된다. 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 히드록시드, 카르보네이트, 비카르보네이트, 옥시드, 포스페이트, 히드로겐포스페이트, 플루오라이드 및 카르복실레이트, 예를 들어 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 무기 염기를 사용하는 것이 바람직하다. 알칼리 금속 포스페이트 및 알칼리 토금속 포스페이트, 알칼리 금속 카르보네이트 및 알칼리 토금속 카르보네이트 및 알칼리 금속 카르복실레이트 및 알칼리 토금속 카르복실레이트, 예를 들어 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 염기를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 알칼리 금속 카르보네이트, 예컨대 탄산나트륨, 탄산칼륨 또는 탄산세슘을 사용하는 것이 매우 특히 바람직하다. 알칼리 금속 포스페이트, 예컨대 인산칼륨을 사용하는 것이 또한 특히 바람직하다. 염기는 일반적으로, 사용되는 말단 알킨을 기준으로 화학양론적 양 이상으로, 바람직하게는 초화학양론적(superstoichiometric) 양으로, 예를 들어 말단 알킨 1 mol 당 1.1 mol 내지 10 mol, 특히 1.1 내지 3 mol의 양으로 사용된다.
본 발명에 따라 제조된 생성물을 단리하기 위해, 반응이 완료된 후에, 반응 혼합물을 바람직하게는 증류에 의해 및/또는 추출 또는 결정화에 의해 후처리한다. 생성물은, 선택적으로, 카르복실레이트 염으로서 또는 유리 산으로서 단리된다.
대안적으로, 초기에 얻어진 카르복실산 염을, 알킬 할라이드, 알킬 술포네이트 및 디알킬 술페이트로 이루어진 군으로부터 선택된 알킬화제의 첨가에 의해 반응 혼합물 중에서 직접 상응하는 알킬 에스테르로 전환시킬 수 있다.
본 발명을 하기 실시예에 의해 예시한다.
하기 약어가 사용된다.
DMF = N,N-디메틸포름아미드
DMAc = N,N-디메틸아세트아미드
DMPU = N,N'-디메틸프로필렌우레아
DMI = N,N'-디메틸이미다졸린-2-온
THF = 테트라히드로푸란
NMP = N-메틸피롤리돈
p-Me-C6H4 = 4-톨릴
p-MeO-C6H4 = 4-메톡시페닐
p-Cl-C6H4 = 4-클로로페닐
p-F-C6H4 = 4-플루오로페닐
Cy = 시클로헥실
Ph = C6H5 = 페닐
JohnPhos = 2-(디-tert-부틸포스피노)비페닐
Phen = 1,10-페난트롤린
DiPhPhen = 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린
실시예
실시예 1: 1-α-노닌산의 합성
(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트 (19.7 mg, 0.02 mmol) 및 탄산세슘 (782 mg, 2.00 mmol)을 플라스크에 넣었다. 반응 용기를 질소로 플러싱하고, 셉텀으로 밀폐시켰다. 이어서, 탈기된 DMF (3.00 ml)를 첨가하고, 생성된 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반하였다. 반복된 배기 및 CO2로의 반응 용기 재충전 후, 1-옥틴 (149 ㎕, 1.00 mmol)을 주입하였다. 반응 혼합물을 50℃ 및 1 bar의 CO2 압력에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 시간이 경과된 후, 반응 혼합물을 실온까지 냉각시키고, 물로 희석하고, 각각 100 ml의 n-헥산으로 3회 추출하였다. 수성 분획물을 희석 HCl (1 N, 10.0 ml)과 혼합하고, 이어서 각각 100 ml의 에틸 아세테이트로 3회 추출하였다. 합한 유기 분획물을 LiCl 용액 (1 N, 10.0 ml) 및 포화 NaCl 용액으로 세척하고, 황산마그네슘으로 건조시키고, 여과하였다. 용매를 회전 증발기 상에서 제거하여 무색 오일 (146 mg, 95%)을 수득하였고, 이는 123℃ / 3 mbar의 비점을 가졌으며, 예상된 반응 생성물로서 확인되었다.
Figure pct00011
실시예 2: 페닐프로피올산의 합성
(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스[트리스(p-플루오로페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트 (10.9 mg, 0.01 mmol) 및 탄산세슘 (391 mg, 1.20 mmol)을 플라스크에 넣었다. 이어서, 반응 용기를 질소로 플러싱하고, 셉텀으로 밀폐시켰다. 이어서, 탈기된 DMF (3.00 ml)를 첨가하고, 생성된 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반하였다. 반복된 배기 및 반응 용기 내로의 CO2 도입 후, 페닐아세틸렌 (110 ㎕, 1.00 mmol)을 주입하였다. 반응 혼합물을 강철 오토클레이브 내에서 35℃ 및 5 bar의 CO2 압력에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 시간이 종료된 후, 반응 혼합물을 실온까지 냉각시키고, 물로 희석하고, 각각 100 ml의 n-헥산으로 3회 추출하였다. 수성 분획물을 희석 HCl (1 N, 10.0 ml)과 혼합하여 무색 고체를 형성하고, 이를 여과하고, 물 및 에탄올로부터 재결정화에 의해 추가로 정제하였다. 133 내지 134℃의 융점을 갖는 정제된 무색 고체 (143 mg, 98%)가 목적 반응 생성물로서 확인될 수 있었다.
Figure pct00012
실시예 3 내지 22
실시예 3 내지 22에서는, 각 경우에 알킨 1 mmol을 1 mol%의 리간드 및 2.0 mmol의 Cs2CO3의 존재 하에 1 mol%의 Cu(I) 공급원 (화학식 2)과 반응시켰다. 각 경우에 DMF 3 ml를 사용하였다. 반응 시간이 경과된 후, 생성물을 메틸 아이오다이드에 의해 에스테르화하고, GC/GC-MS에 의해 특성화하였다. 사용된 촉매 I 내지 X을 표 1에 요약하였고, 그 결과를 표 2에 요약하였다.
Figure pct00013
Figure pct00014
실시예 3 및 4에서는, 촉매를 아이오딘화구리(I) 및 질소 리간드로부터 계내 생성시켰다. 이들 경우에도, 생성물은 얻어졌지만, 수율은 동일한 반응에 대해 질소 및 포스핀 리간드를 갖는 예비형성된 착물을 사용한 실시예 1에서의 수율보다 더 낮게 남아있었다.
실시예 5에서는, 단독적으로 포스핀 리간드를 첨가하였고, 이 경우에도, 수율은 실시예 1에서보다 현저히 더 낮았다.
실시예 6 내지 9에서는, 온도, 촉매의 양에 대한 기재의 양 및 염기의 양을 변화시켰고, 화학양론적 양의 염기이면 충분하고, 반응이 50℃ 내지 80℃ 범위에서 특히 우수한 수율을 제공하는 것으로 나타났다.
실시예 10 내지 12에서는, 약 5 bar의 상승된 CO2 압력 및 약 35℃의 저온에서 아릴 치환기를 갖는 알킨에서 최선의 수율이 달성되는 것으로 나타났다.
실시예 12 내지 15에서는, 페난트롤린이 유리한 리간드이며, 페난트롤린 상의 치환기는 수율에 대해 긍정적 영향을 줄 수 있음이 입증되었다. 최선의 수율은 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 사용시 얻어졌다.
실시예 4, 12, 16 내지 21에서는, 추가의 리간드로서의 포스핀이 수율에 대해 긍정적 영향을 주는 것으로 나타났다. 트리아릴포스핀이 유리하며, 최선의 수율은 트리(p-플루오로페닐)포스핀 사용시 얻어졌다.
실시예 22에서는, 8시간의 반응 시간에서, (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스[트리스(p-플루오로페닐)포스핀]구리(I) 착물을 사용한 경우에 평형이 생성물 쪽으로 실질적으로 양적으로 이동함이 입증되었다.
실시예 23 내지 27
실시예 23 내지 27 (표 3)에서는, 각 경우에 1.00 mmol의 알킨을 60℃에서 10 bar의 CO2 압력에서 2시간 동안 1 mol%의 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 및 6.00 mmol의 K2CO3의 존재 하에 1 mol%의 CuI와 반응시켰다. 각 경우에 용매 3.00 ml를 사용하였다. 반응 시간이 경과된 후, 생성물을 메틸 아이오다이드에 의해 에스테르화하고, GC/GC-MS에 의해 특성화하였다.
Figure pct00015
비교 실시예 28: 이누오에(Inuoe)에 의해 기재된 구리 촉매를 사용한 1-α-노닌산의 제조 시도
탄산칼륨 (830 mg, 6 mmol) 및 아이오딘화구리(I) (7.6 mg, 0.04 mmol)를 플라스크에 넣었다. 이어서, 반응 용기를 질소로 플러싱하고, 셉텀으로 밀폐시켰다. 이어서, 탈기된 DMAc (3.00 ml)를 첨가하고, 생성된 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반하였다. 반복된 배기 및 반응 용기 내로의 CO2 도입 후, 1-옥틴 (149 ㎕, 1.00 mmol)을 주입하였다. 반응 혼합물을 100℃ 및 1 bar의 CO2 압력에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 시간이 경과된 후, 반응 혼합물을 냉각시키고, 메틸 아이오다이드와 혼합하고, 기체 크로마토그래피에 의해 분석하였다. 반응 혼합물의 후처리 전 이러한 방해에도 불구하고, 단지 34%의 상응하는 메틸 에스테르 형태의 1-α-노닌산이 1-옥틴에 추가로 검출되었다. 이는 이누오에의 방법에 의한 프로피올산의 제조가 평형의 불리한 위치 및 결과적인 만족스럽지 못한 수율로 인해 비교적 비효율적임을 확증하는 것이다.
1.2 mmol의 염기 및 0.01 mmol의 아이오딘화구리(I)를 사용한 경우, 다른 것은 동일한 조건 하에 단지 18%의 상응하는 메틸 에스테르 형태의 1-α-노닌산이 1-옥틴에 추가로 검출되었다. 동일한 양의 염기 및 촉매를 사용하여 생성물이 95%의 수율로 얻어진 실시예 1과 비교할 때, 신규한 촉매 시스템 및 신규한 반응 조건에 의해 달성된 진전이 명확히 나타난다.
실시예 29 내지 32
지방족 프로피올산의 합성에 대한 일반적 실험 설명:
(4,7-디페닐페난트롤린)비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트 (19.7 mg, 0.02 mmol) 및 탄산세슘 (782 mg, 2.00 mmol)을 플라스크에 넣었다. 이어서 반응 용기를 질소로 플러싱하고, 셉텀으로 밀폐시켰다. 이어서, 탈기된 DMF (3.00 ml)를 첨가하고, 생성된 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반하였다. 반복된 배기 및 CO2로의 반응 용기 재충전 후, 지방족 알킨 (1.00 mmol)을 주입하였다. 이어서, 반응 혼합물을 50℃ 및 1 bar의 CO2 압력에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 시간이 경과된 후, 반응 혼합물을 실온까지 냉각시켰다.
후처리:
반응 혼합물을 물로 희석하고, 각각 100 ml의 n-헥산으로 3회 추출하였다. 수성 분획물을 희석 HCl (1 N, 10.0 ml)과 혼합하고, 이어서 각각 100 ml의 에틸 아세테이트로 3회 추출하였다. 합한 유기 분획물을 LiCl 용액 (1 N, 10.0 ml) 및 포화 NaCl 용액으로 세척하고, 황산마그네슘으로 건조시키고, 여과하였다. 용매를 회전 증발기 상에서 제거하였고, 고체 또는 오일로서의 생성물이 남았다.
실시예 29: 4-시클로헥실부트-2-인산
일반적 실험 설명에 따라 3-시클로헥실-1-프로핀 (122 mg, 1.00 mmol)으로부터 4-시클로헥실부트-2-인산을 제조하였다. 물 및 에탄올로부터 재결정화 후, 4-시클로헥실부트-2-인산을 85℃의 융점을 갖는 무색 고체 (141 mg, 85%)로서 수득하였다.
Figure pct00016
실시예 30: 4-메톡시-2-부틴산
일반적 실험 설명에 따라 3-메톡시-1-프로핀 (84 ㎕, 1.00 mmol)으로부터 4-메톡시-2-부틴산을 제조하였다. 이로부터 4-메톡시-2-부틴산 (66 mg, 58%)을 무색 오일로서 수득하였다. 분석 데이타 (NMR, IR)는 4-메톡시-2-부틴산 [CAS: 24303-68-8]에 대한 문헌 값과 일치하였다.
실시예 31: 4-메틸펜트-4-엔-2-인산
일반적 실험 설명에 따라 2-메틸-1-부텐-3-인 (98 ㎕, 1.00 mmol)으로부터 4-메틸펜트-4-엔-2-인산을 제조하였다. 이로부터 4-메틸펜트-4-엔-2-인산 (106 mg, 97%)을 무색 오일로서 수득하였다. 분석 데이타 (NMR, IR)는 4-메틸펜트-4-엔-2-인산 [CAS: 5963-81-5]에 대한 문헌 값과 일치하였다.
실시예 32: 5-페닐펜트-2-인산
일반적 실험 설명에 따라 4-페닐-1-부틴 (141 ㎕, 1.00 mmol)으로부터 5-페닐펜트-2-인산을 제조하였다. 이로부터 5-페닐펜트-2-인산 (170 mg, 97%)을 무색 오일로서 수득하였다. 분석 데이타 (NMR, IR)는 5-페닐펜트-2-인산 [CAS: 3350-93-4]에 대한 문헌 값과 일치하였다.
실시예 33 내지 40
방향족 프로피올산의 경우, 다소 높은 CO2 압력의 이용시 보다 나은 수율이 얻어졌다. 이러한 압력 증가는 지방족 프로피올산의 제조에 있어 이점이 없다.
방향족 프로피올산의 합성에 대한 일반적 실험 설명:
(4,7-디페닐페난트롤린)비스[트리스(p-플루오로페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트 (10.9 mg, 0.01 mmol) 및 탄산세슘 (391 mg, 1.20 mmol)을 플라스크에 넣었다. 이어서 반응 용기를 질소로 플러싱하고, 셉텀으로 밀폐시켰다. 이어서, 탈기된 DMF (3.00 ml)를 첨가하고, 생성된 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반하였다. 반복된 배기 및 CO2로의 반응 용기 재충전 후, 방향족 알킨 (1.00 mmol)을 주입하였다. 이어서, 반응 혼합물을 강철 오토클레이브 내에서 35℃ 및 5 bar의 CO2 압력에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 시간이 경과된 후, 반응 혼합물을 실온까지 냉각시켰다.
후처리:
반응 용액을 물로 희석하고, 각각 100 ml의 n-헥산으로 3회 추출하였다. 수성 분획물을 희석 HCl (1 N, 10.0 ml)과 혼합하여 고체를 형성하였고, 이를 여과하고, 물 및 에탄올로부터 재결정화에 의해 추가로 정제하였다.
실시예 33: (4-메틸페닐)프로피올산
일반적 실험 설명에 따라 (4-메틸페닐)아세틸렌 (127 ㎕, 1.00 mmol)으로부터 (4-메틸페닐)프로피올산을 제조하였다. 이로부터 (4-메틸페닐)프로피올산 (160 mg, 99%)을 무색 고체로서 수득하였다. 분석 데이타 (NMR, IR)는 (4-메틸페닐)프로피올산 [CAS: 2227-58-9]에 대한 문헌 값과 일치하였다.
실시예 34: (4-메톡시페닐)프로피올산
일반적 실험 설명에 따라 (4-메톡시페닐)아세틸렌 (134 ㎕, 1.00 mmol)으로부터 (4-메톡시페닐)프로피올산을 제조하였다. 이로부터 (4-메톡시페닐)프로피올산 (143 mg, 81%)을 무색 고체로서 수득하였다. 분석 데이타 (NMR, IR)는 (4-메톡시페닐)프로피올산 [CAS: 2227-57-8]에 대한 문헌 값과 일치하였다.
실시예 35: (4-트리플루오로메틸페닐)프로피올산
일반적 실험 설명에 따라 4-에티닐-α,α,α-트리플루오로톨루엔 (168 ㎕, 1.00 mmol)으로부터 (4-트리플루오로메틸페닐)프로피올산을 제조하였다. 이로부터 (4-트리플루오로메틸페닐)프로피올산 (214 mg, 99%)을 무색 고체로서 수득하였다. 분석 데이타 (NMR, IR)는 (4-트리플루오로메틸페닐)프로피올산 [CAS: 3792-88-9]에 대한 문헌 값과 일치하였다.
실시예 36: (3-브로모-4-메톡시페닐)프로피올산
일반적 실험 설명에 따라 2-브로모-4-에티닐아니솔 (218 ㎕, 1.00 mmol)로부터 (3-브로모-4-메톡시페닐)프로피올산을 제조하였다. 이로부터 50℃의 융점을 갖는 (3-브로모-4-메톡시페닐)프로피올산 (159 mg, 62%)을 무색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00017
실시예 37: (3-클로로페닐)프로피올산
일반적 실험 설명에 따라 3-클로로-1-에티닐벤젠 (127 ㎕, 1.00 mmol)으로부터 (3-클로로페닐)프로피올산을 제조하였다. 이로부터 (3-클로로페닐)프로피올산 (155 mg, 86%)을 무색 고체로서 수득하였다. 분석 데이타 (NMR, IR)는 (3-클로로페닐)프로피올산 [CAS: 7396-28-3]에 대한 문헌 값과 일치하였다.
실시예 38: (2-메틸페닐)프로피올산
일반적 실험 설명에 따라 (2-메틸페닐)아세틸렌 (127 ㎕, 1.00 mmol)으로부터 (2-메틸페닐)프로피올산을 제조하였다. 이로부터 (2-메틸페닐)프로피올산 (139 mg, 87%)을 무색 고체로서 수득하였다. 분석 데이타 (NMR, IR)는 (2-메틸페닐)프로피올산 [CAS: 7515-27-7]에 대한 문헌 값과 일치하였다.
실시예 39: (2-메톡시페닐)프로피올산
일반적 실험 설명에 따라 (2-메톡시페닐)아세틸렌 (129 ㎕, 1.00 mmol)으로부터 (2-메톡시페닐)프로피올산을 제조하였다. 이로부터 (2-메톡시페닐)프로피올산 (130 mg, 74%)을 무색 고체로서 수득하였다. 분석 데이타 (NMR, IR)는 (2-메톡시페닐)프로피올산 [CAS: 7342-00-9]에 대한 문헌 값과 일치하였다.
실시예 40: (4-프로필페닐)프로피올산
일반적 실험 설명에 따라 (4-프로필페닐)아세틸렌 (158 ㎕, 1.00 mmol)으로부터 (4-프로필페닐)프로피올산을 제조하였다. 이로부터 155 내지 156℃의 융점을 갖는 (4-프로필페닐)프로피올산 (140 mg, 74%)을 무색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00018
실시예 41: 아세틸렌의 카르복실화
(4,7-디페닐페난트롤린)비스[트리페닐포스핀]구리(I) 니트레이트 (21.3 mg, 0.02 mmol), 1-브로모헥산 (282 ㎕, 2.00 mmol) 및 탄산세슘 (782 mg, 2.40 mmol)을 플라스크에 넣었다. 이어서, 반응 용기를 질소로 플러싱하고, 셉텀으로 밀폐시켰다. 이어서, 탈기된 DMF (3.00 ml)를 첨가하고, 생성된 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반하고, 반복적으로 CO2를 공급하고 배기시켰다. 반응 용기를 강철 오토클레이브에 넣고, 1 bar의 아세틸렌 압력을 설정하였다. 이어서, 반응 혼합물을 60℃ 및 5 bar의 CO2 압력에서 2시간 동안 교반하였다. 반응 시간이 경과된 후, 반응 혼합물을 실온까지 냉각시키고, n-테트라데칸 50 ㎕를 첨가하고, 샘플 0.25 ml를 취하여 에틸 아세테이트 3 ml 및 물 2 ml로 세척하고, 0.25 ml를 취하여 MgSO4를 포함하는 피펫으로 여과하고 분석하였다. 아세틸렌카르복실산 7.5 mg 및 아세틸렌디카르복실산 10.4 mg (n-헥실 에스테르 형태)을 반응 혼합물 중에서 검출할 수 있었다.
실시예 42: 1-브로모헥산의 후속 첨가에 의한 아세틸렌의 카르복실화
(4,7-디페닐페난트롤린)비스[트리페닐포스핀]구리(I) 니트레이트 (21.3 mg, 0.02 mmol) 및 탄산세슘 (782 mg, 2.40 mmol)을 플라스크에 넣었다. 이어서, 반응 용기를 질소로 플러싱하고, 셉텀으로 밀폐시켰다. 이어서, 탈기된 DMF (3.00 ml)를 첨가하고, 생성된 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반하고, 반복적으로 CO2를 공급하고 배기시켰다. 반응 용기를 강철 오토클레이브에 넣고, 1 bar의 아세틸렌 압력을 설정하였다. 이어서, 반응 혼합물을 60℃ 및 5 bar의 CO2 압력에서 2시간 동안 교반하였다. 반응 시간이 경과된 후, 1-브로모헥산 (282 ㎕, 2.00 mmol)을 반응 혼합물에 첨가하고, 혼합물을 60℃에서 추가의 1시간 동안 가열하였다. 이어서, 혼합물을 실온까지 냉각시키고, n-테트라데칸 50 ㎕를 첨가하고, 샘플 0.25 ml를 취하여 에틸 아세테이트 3 ml 및 물 2 ml로 세척하고, 0.25 ml를 취하여 MgSO4를 포함하는 피펫으로 여과하고 분석하였다. 아세틸렌카르복실산 7.3 mg 및 아세틸렌디카르복실산 10.5 mg (n-헥실 에스테르 형태)을 반응 혼합물 중에서 검출할 수 있었다.
실시예 43 내지 49
구리-포스핀 착물의 제조에 대한 일반적 방법:
에탄올 2.00 ml를 슈렝크(Schlenk) 용기에 넣고, 환류로 가열하였다. 이어서, 포스핀 (3.00 mmol)을 이것이 완전히 용해될 때까지 N2 분위기 하에 서서히 첨가하였다. 이어서, 이 혼합물에 질산구리(II) 삼수화물 (242 mg, 1.00 mmol)을 20분의 시간에 걸쳐 한번에 소량씩 첨가하였다. 첨가 완료 후, 반응 혼합물을 30분 동안 비점까지 가열하였고, 그 결과 침전물이 형성되었다. 이어서, 침전물을 여과하고, 에탄올 (2 x 10.0 ml) 및 저온 (0℃) 디에틸 에테르로 세척하였다. 이어서, 이를 감압 (2 x 10-3 mm의 Hg) 하에 건조시켰다.
실시예 43: 비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트.
일반적 실험 설명에 따라 트리페닐포스핀 (787 mg, 3.00 mmol)으로부터 비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트 (480 mg, 74%)를 밝은 녹색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00019
실시예 44: 비스(트리스(p-메톡시페닐)포스핀)구리(I) 니트레이트
일반적 실험 설명에 따라 트리스(p-메톡시페닐)포스핀 (1.05 g, 3.00 mmol)로부터 비스(트리스(p-메톡시페닐)포스핀)구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 비스(트리스(p-메톡시페닐)포스핀)구리(I) 니트레이트 (712 mg, 86%)를 밝은 녹색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00020
실시예 45: 비스(트리-p-톨릴포스핀)구리(I) 니트레이트
트리-p-톨릴포스핀 (913 mg, 3.00 mmol)으로부터 비스(트리-p-톨릴포스핀)구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 비스(트리-p-톨릴포스핀)구리(I) 니트레이트 (390 mg, 54%)를 밝은 녹색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00021
실시예 46: 비스(트리시클로헥실포스핀)구리(I) 니트레이트
트리시클로헥실포스핀 (841 mg, 3.00 mmol)으로부터 비스(트리시클로헥실포스핀)구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 비스(트리시클로헥실포스핀)구리(I) 니트레이트 (389 mg, 57%)를 황색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00022
실시예 47: [(O-비페닐)디-tert-부틸포스핀]구리(I) 니트레이트
(O-비페닐)디-tert-부틸포스핀 (1.34 g, 3.00 mmol)으로부터 [(O-비페닐)디-tert-부틸포스핀]구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 [(O-비페닐)디-tert-부틸포스핀]구리(I) 니트레이트 (630 mg, 99%)를 무색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00023
실시예 48: 비스[트리스(p-클로로페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트
트리스(p-클로로페닐)포스핀 (1.10 g, 3.00 mmol)으로부터 비스[트리스(p-클로로페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 비스[트리스(p-클로로페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트 (247 mg, 39%)를 무색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00024
실시예 49: 비스[트리스(p-플루오로페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트
트리스(p-플루오로페닐)포스핀 (949 mg, 3.00 mmol)으로부터 비스[트리스(p-플루오로페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 비스[트리스(p-플루오로페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트 (560 mg, 74%)를 무색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00025
실시예 50 내지 58: 혼합된 리간드 구리 착물의 합성에 대한 일반적 실험 설명
구리-포스핀 착물 (1.00 mmol)을 CHCl3 10.0 ml와 함께 슈렝크 용기에 넣었다. 이 용액에 포스핀 (1.00 mmol)을 이것이 완전히 용해될 때까지 첨가하였다. 이어서, CHCl3 2 ml 중의 N-리간드 (1.00 mmol)의 용액을 30분의 시간에 걸쳐 첨가하였다. 이어서, 혼합물을 실온에서 추가의 30분 동안 교반하였다. 진공에서 CHCl3의 제거 후, 생성된 고체를 CH2Cl2 및 Et2O로부터 재결정화하였다.
실시예 50: (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트
비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트 (650 mg, 1.00 mmol), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (339 mg, 1.00 mmol) 및 트리페닐포스핀 (262 mg, 1.00 mmol)으로부터 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트 (980 mg, 99%)를 황색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00026
실시예 51: (4,7-디클로로-1,10-페난트롤린)비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트
비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트 (650 mg, 1.00 mmol), 4,7-디클로로-1,10-페난트롤린 (249 mg, 1.00 mmol) 및 트리페닐포스핀 (262 mg, 1.00 mmol)으로부터 (4,7-디클로로-1,10-페난트롤린)비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 (4,7-디클로로-1,10-페난트롤린)비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트 (980 mg, 99%)를 밝은 갈색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00027
실시예 52: (5-니트로-1,10-페난트롤린)비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트
비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트 (650 mg, 1.00 mmol), 5-니트로-1,10-페난트롤린 (232 mg, 1.00 mmol) 및 트리페닐포스핀 (262 mg, 1.00 mmol)으로부터 (5-니트로-1,10-페난트롤린)비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 (5-니트로-1,10-페난트롤린)비스(트리페닐포스핀)구리(I) 니트레이트 (723 mg, 83%)를 오렌지색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00028
실시예 53: (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스[트리스(p-메톡시페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트
비스(트리스(p-메톡시페닐)포스핀)구리(I) 니트레이트 (830 mg, 1.00 mmol), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (339 mg, 1.00 mmol) 및 트리스(p-메톡시페닐)포스핀 (352 mg, 1.00 mmol)으로부터 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스[트리스(p-메톡시페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스[트리스(p-메톡시페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트를 밝은 갈색 고체로서 수득하였다 (1.03 g, 89%).
Figure pct00029
실시예 54: (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스(트리-p-톨릴포스핀)구리(I) 니트레이트
비스(트리-p-톨릴포스핀)구리(I) 니트레이트 (734 mg, 1.00 mmol), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (339 mg, 1.00 mmol) 및 트리-p-톨릴포스핀 (304 mg, 1.00 mmol)으로부터 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스(트리-p-톨릴포스핀)구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스(트리-p-톨릴포스핀)구리(I) 니트레이트 (891 mg, 76%)를 밝은 갈색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00030
실시예 55: (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스(트리시클로헥실포스핀)구리(I) 니트레이트
비스(트리시클로헥실포스핀)구리(I) 니트레이트 (686 mg, 1.00 mmol), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (339 mg, 1.00 mmol) 및 트리시클로헥실포스핀 (280 mg, 1.00 mmol)으로부터 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스(트리시클로헥실포스핀)구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스(트리시클로헥실포스핀)구리(I) 니트레이트 (867 mg, 85%)를 황색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00031
실시예 56: [(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)(o-비페닐릴)디-tert-부틸포스핀]구리(I) 니트레이트
[(O-비페닐릴)디-tert-부틸포스핀]구리(I) 니트레이트 (423 mg, 1.00 mmol), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (339 mg, 1.00 mmol) 및 (O-비페닐)디-tert-부틸포스핀 (298 mg, 1.00 mmol)으로부터 [(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)(o-비페닐릴)디-tert-부틸포스핀]구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터, [(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)(o-비페닐릴)디-tert-부틸포스핀]구리(I) 니트레이트 (748 mg, 99%)를 황색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00032
실시예 57: (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스[트리스(p-클로로페닐)포스핀)]구리(I) 니트레이트
비스[트리스(p-클로로페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트 (856 mg, 1.00 mmol), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (339 mg, 1.00 mmol) 및 트리스(p-클로로페닐)포스핀 (366 mg, 1.00 mmol)으로부터 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스[트리스(p-클로로페닐)포스핀)]구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스[트리스(p-클로로페닐)포스핀)]구리(I) 니트레이트 (852 mg, 72%)를 황색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00033
실시예 58: (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스[트리스(p-플루오로페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트
비스[트리스(p-플루오로페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트 (758 mg, 1.00 mmol), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (339 mg, 1.00 mmol) 및 트리스(p-플루오로페닐)포스핀 (316 mg, 1.00 mmol)으로부터 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스[트리스(p-플루오로페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트를 제조하였다. 이로부터 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스[트리스(p-플루오로페닐)포스핀]구리(I) 니트레이트 (1.4 g, 97%)를 황색 고체로서 수득하였다.
Figure pct00034

Claims (19)

  1. 말단 알킨과 이산화탄소의 반응에 의한 프로피올산 또는 그의 유도체의 제조 방법이며, 여기서 반응을 염기, 및 하나 이상의 리간드를 갖는 구리 착물의 존재 하에 수행하고, 여기서 구리 착물의 하나 이상의 리간드는 구리에 배위될 수 있는 아민 또는 이민 질소 원자를 갖는 한자리 리간드 및 구리에 동시에 배위될 수 있고 질소, 산소, 황, 인 및 카르벤 탄소 중으로부터 선택된 2개 이상의 원자 또는 원자단을 갖는 여러자리 리간드 중으로부터 선택된 것인 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 말단 알킨으로서 하기 화학식의 화합물을 사용하는 제조 방법.
    Figure pct00035

    상기 식에서,
    Rx는 수소, COORx1, 알킬, 알케닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴 또는 (Rx2)3Si이고, 알킬 및 알케닐은 비치환되거나, 또는 1개 이상의 치환기, 예를 들어 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 Rx3을 갖고, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 및 헤타릴은 비치환되거나, 또는 1개 이상의 치환기, 예를 들어 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 Rx4에 의해 치환되고, 여기서
    Rx1은 수소, 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 및 헤타릴 중으로부터 선택되고, 여기서 후반 4개의 라디칼은 비치환되거나, 또는 히드록시 (= OH), 메르캅토 (= SH), NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로 (= NO2), 니트로소 (= NO), 포르밀 (= C(=O)H), 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐 및 시클로알킬 중으로부터 선택된 1개 이상, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 라디칼을 갖고,
    Rx2는 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 및 헤타릴 중으로부터 선택되고, 여기서 후반 4개의 라디칼은 비치환되거나, 또는 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐 및 시클로알킬 중으로부터 선택된 1개 이상, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 라디칼을 갖고,
    Rx3은 할로겐, 시아노, 히드록시, 메르캅토, 알콕시, COOH, SO3H, NE1E2, C(O)NE1E2, 아실, 알콕시카르보닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, 시클로알콕시카르보닐, 헤테로시클로알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐 및 헤타릴옥시카르보닐 중으로부터 선택되고, 여기서 후반 12개의 라디칼 내의 시클릭 기는 비치환되거나, 또는 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐 및 시클로알킬 중으로부터 선택된 1개 이상, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 라디칼을 갖고,
    Rx4는 할로겐, 시아노, 니트로, 히드록시, 메르캅토, 알콕시, COOH, SO3H, NE1E2, C(O)NE1E2, 알킬, 할로알킬, 아실, 알콕시카르보닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, 시클로알콕시카르보닐, 헤테로시클로알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐 및 헤타릴옥시카르보닐 중으로부터 선택되고, 여기서 후반 12개의 라디칼 내의 시클릭 기는 비치환되거나, 또는 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐 및 시클로알킬 중으로부터 선택된 1개 이상, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 라디칼을 갖고,
    여기서 E1 및 E2는 수소, 알킬, 시클로알킬 및 아릴 중으로부터 선택된 동일하거나 상이한 라디칼이거나, 또는 E1 및 E2는 이들이 결합되어 있는 질소 원자와 함께, 비치환되거나, 또는 1개 이상의 알킬 기를 치환기로서 갖는 포화 질소 헤테로시클릴을 형성한다.
  3. 제1항에 있어서, 말단 알킨으로서 아세틸렌을 사용하고, 프로피올산 및/또는 아세틸렌디카르복실산이 수득되는 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 리간드가 구리에 배위될 수 있는 2개 이상의 질소 원자를 갖는 여러자리 질소 리간드인 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 여러자리 질소 리간드가 하기 화학식 I의 골격을 갖는 것인 제조 방법.
    <화학식 I>
    Figure pct00036

    상기 식에서,
    A는 이것이 결합되어 있는 단편 C=N과 함께, 1, 2 또는 3개의 추가의 고리와 융합될 수 있는 5- 내지 7-원 헤테로시클릭 고리를 형성하고,
    Q는 화학 결합 또는 1, 2 또는 3개의 원자를 갖는 가교 기이고, 여기서 화학 결합 또는 가교 기는 부분적으로 또는 전체적으로 1개 이상의 고리의 구성요소일 수 있고, 시클릭 기 Q의 경우에 이는 고리 A와 융합될 수 있고,
    RN1은 수소이거나, 또는
    RN1은 RN4와 함께 화학 결합을 형성하고,
    RN2는 알킬, 시클로알킬 또는 아릴이고,
    RN3은 수소, 알킬, 시클로알킬 또는 아릴이고, 여기서 알킬은 비치환되거나, 또는 시클로알킬 또는 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된 라디칼을 갖고,
    RN2 및 RN3은 이들이 결합되어 있는 원자와 함께, 1, 2 또는 3개의 추가의 고리와 융합될 수 있는 5- 내지 7-원 헤테로시클릭 고리를 형성하고,
    RN4는 수소이거나 부재하거나 또는 RN1과 함께 화학 결합을 형성한다.
  6. 제4항에 있어서, 여러자리 질소 리간드가 하기 화학식 IV를 갖는 것인 제조 방법.
    <화학식 IV>
    Figure pct00037

    상기 식에서,
    R1 및 R1'는 각각 서로 독립적으로, 수소, 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, 아릴티오, 헤타릴티오, 시클로알콕시카르보닐, 헤테로시클로알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐 또는 헤타릴옥시카르보닐이고,
    여기서 후반 14개의 라디칼 내의 시클릭 기는 비치환되거나, 또는 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, 시클로알콕시카르보닐, 헤테로시클로알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐, 헤타릴옥시카르보닐 중으로부터 선택된 1개 이상의 라디칼을 갖고,
    여기서 E1 및 E2는 수소, 알킬, 시클로알킬 및 아릴 중으로부터 선택된 동일하거나 상이한 라디칼이거나, 또는 E1 및 E2는 이들이 결합되어 있는 질소 원자와 함께, 비치환되거나, 또는 1개 이상의 알킬 기를 치환기로서 갖는 포화 질소 헤테로시클릴 기를 형성하고,
    R2 및 R2'는 각각 서로 독립적으로, R1 및 R1'에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖는다.
  7. 제6항에 있어서, 화학식 IV에서 라디칼 R1 및 R1' 둘 다가, 할로겐, 알킬, 할로알킬, 알콕시 및 할로알콕시 중으로부터 선택된 1 또는 2개의 라디칼을 임의로 갖는 페닐인 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 질소 리간드가 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린인 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 구리 착물이 아민, 포스핀, N-헤테로시클릭 카르벤, 니트릴, 올레핀 및 이들의 혼합물 중으로부터 선택된 하나 이상의 추가의 리간드를 갖는 것인 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 하나 이상의 추가의 리간드가 트리아릴포스핀 중으로부터 선택된 것인 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 하나 이상의 추가의 리간드가 트리(p-플루오로페닐)포스핀인 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 구리 착물을 예비형성된 구리 착물로서 사용하는 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 알킨을 기준으로 및 Cu로서 계산시 0.001 mol% 내지 20 mol%의 양의 촉매를 사용하는 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 반응을 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 아미드, 우레아, 니트릴, 술폭시드, 술폰, 알콜, 에스테르, 카르보네이트, 에테르 및 이들의 혼합물 중으로부터 선택된 용매의 존재 하에 수행하는 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 염기에 상응하는 산이 25℃의 수중에서, 사용된 알킨의 pKa보다 적어도 3 pK 단위 낮은 pKa를 갖는 것인 제조 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 염기가 알칼리 금속 히드록시드, 알칼리 토금속 히드록시드, 알칼리 금속 카르보네이트, 알칼리 토금속 카르보네이트, 알칼리 금속 비카르보네이트, 알칼리 토금속 비카르보네이트, 알칼리 금속 옥시드, 알칼리 토금속 옥시드, 알칼리 금속 포스페이트, 알칼리 토금속 포스페이트, 알칼리 금속 히드로겐포스페이트, 알칼리 토금속 히드로겐포스페이트, 알칼리 금속 플루오라이드, 알칼리 토금속 플루오라이드, 알칼리 금속 카르복실레이트, 알칼리 토금속 카르복실레이트 및 이들의 혼합물 중으로부터 선택된 것인 제조 방법.
  17. 하기 화학식 IV'를 갖는 여러자리 질소 리간드 및 하나 이상의 포스핀 리간드를 포함하는 구리(I) 착물.
    <화학식 IV'>
    Figure pct00038

    상기 식에서,
    R1 및 R1'은 각각 서로 독립적으로, 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, 아릴티오, 헤타릴티오, 시클로알콕시카르보닐, 헤테로시클로알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐 또는 헤타릴옥시카르보닐이고,
    여기서, 후반 14개의 라디칼 내의 시클릭 기는 비치환되거나, 또는 히드록시, 메르캅토, NE1E2, C(O)NE1E2, 할로겐, 니트로, 니트로소, 포르밀, 알킬, 할로알킬, 알콕시, 할로알콕시, 알킬티오, 할로알킬티오, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐옥시, 알킬카르보닐티오, 할로알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤타릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 아릴옥시, 헤타릴옥시, 시클로알콕시카르보닐, 헤테로시클로알콕시카르보닐, 아릴옥시카르보닐, 헤타릴옥시카르보닐 중으로부터 선택된 1개 이상의 라디칼을 갖고,
    여기서 E1 및 E2는 수소, 알킬, 시클로알킬 및 아릴 중으로부터 선택된 동일하거나 상이한 라디칼이거나, 또는 E1 및 E2는 이들이 결합되어 있는 질소 원자와 함께, 비치환되거나, 또는 1개 이상의 알킬 기를 치환기로서 갖는 포화 질소 헤테로시클릴 기를 형성하고,
    R2 및 R2'는 각각 서로 독립적으로, R1 및 R1'에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖거나, 또는 수소이고,
    여기서 (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)비스(트리페닐포스핀)구리(I) 테트라플루오로보레이트는 제외된다.
  18. 제17항에 있어서, 하기 화학식의 구리(I) 착물.
    Figure pct00039

    상기 식에서,
    (N,N)은 화학식 IV'의 두자리 N,N-리간드를 나타내고,
    L은 포스핀 리간드이고,
    n은 1 내지 3의 정수이고,
    X-는 1 당량의 음이온이다.
  19. 말단 알킨에 대한 카르복실화 촉매로서의 제17항 또는 제18항에 따른 구리(I) 착물의 용도.
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