KR20230152075A - Iv족 폴리올레핀 촉매작용을 위한 비스-페녹시-에테르 리간드 - Google Patents
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Abstract
화학식 (I)에 따른 하나 이상의 금속-리간드 착물을 포함하는 촉매 시스템.
[화학식 (I)]
[화학식 (I)]
Description
본 개시내용의 실시형태는 일반적으로 올레핀 중합 촉매 시스템 및 공정에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 비스-페녹시-에테르 리간드 및 비스-페녹시-에테르 리간드로부터 형성되는 금속-리간드 착물에 관한 것이다.
폴리에틸렌, 에틸렌계 중합체, 폴리프로필렌 및 프로필렌계 중합체와 같은 올레핀계 중합체는 다양한 촉매 시스템을 통해 제조된다. 올레핀계 중합체의 중합 공정에 사용되는 이러한 촉매 시스템의 선택은 이러한 올레핀계 중합체의 특징 및 특성에 기여하는 중요한 인자이다.
에틸렌계 중합체 및 프로필렌계 중합체는 광범위하게 다양한 물품용으로 제조된다. 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중합 공정은 다양한 수지를 상이한 용도에 사용하기에 적합하게 하는 상이한 물리적 특성을 갖는 매우 다양한 생성된 폴리에틸렌 수지를 제조하기 위해 여러 측면에서 변할 수 있다. 에틸렌 단량체 및, 선택적으로, 하나 이상의 공단량체는 알칸 또는 이소알칸, 예를 들어 이소부텐과 같은 액체 희석제(예를 들어, 용매) 중에 존재한다. 수소가 또한 반응기에 첨가될 수 있다. 에틸렌계를 제조하기 위한 촉매 시스템은 통상적으로 크롬계 촉매 시스템, 지글러-나타(Ziegler-Natta) 촉매 시스템, 및/또는 분자(메탈로센 또는 비메탈로센(분자) 중 어느 하나) 촉매 시스템을 포함할 수 있다. 희석제 중의 반응물 및 촉매 시스템은 반응기 주위의 상승된 중합 온도에서 순환됨으로써 에틸렌계 단독중합체 또는 공중합체를 생성한다. 주기적으로 또는 연속적으로, 희석제 중에 용해된 폴리에틸렌 생성물을 포함하는 반응 혼합물의 일부는 미반응 에틸렌 및 하나 이상의 선택적 공단량체와 함께 반응기로부터 제거된다. 반응 혼합물은 반응기로부터 제거되는 경우 희석제 및 미반응 반응물로부터 폴리에틸렌 생성물을 제거하기 위해 처리될 수 있고, 희석제 및 미반응 반응물은 통상적으로 다시 반응기로 재순환된다. 대안적으로, 반응 혼합물은 제1 반응기에 직렬로 연결된 제2 반응기로 보내질 수 있으며, 여기서 제2 폴리에틸렌 분획이 생성될 수 있다. 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 중합과 같은 올레핀 중합에 적합한 촉매 시스템을 개발하기 위한 연구 노력에도 불구하고, 높은 분자량 및 좁은 분자량 분포를 갖는 중합체를 제조할 수 있는 촉매 시스템의 효율을 증가시킬 필요성이 여전히 존재한다.
높은 효율(1,000,000 gpoly/gM 초과) 및 온도(150℃ 이상)에서 작동하는, 에틸렌 및 알파-올레핀의 혼합물을 중합할 수 있는 분자 올레핀 중합 촉매에 대한 지속적인 필요성이 존재한다.
본 개시내용의 실시형태는 하나 이상의 촉매 시스템을 포함한다. 촉매 시스템은 하기 화학식 (I)에 따른 하나 이상의 금속-리간드 착물을 포함한다:
[화학식 (I)]
화학식 (I)에서, M은 +2, +3 또는 +4의 형식 산화 상태를 갖는, 티타늄, 지르코늄 또는 하프늄으로부터 선택되는 금속이고; 각각의 X는 독립적으로 불포화 (C2-C50)탄화수소, 불포화 (C2-C50)헤테로탄화수소, (C1-C50)하이드로카빌, 사이클로펜타디에닐, 치환된 사이클로펜타디에닐, (C4-C12)디엔, 할로겐, 및 -CH2SiRC 3로부터 선택되는 한자리 또는 두자리 리간드이며; 여기서, 각각의 RC는 (C1-C30)하이드로카빌 또는 -H로 이루어진 군으로부터 선택된다. 화학식 (I)에서, (X)n의 아래첨자 n은 2이다. 화학식 (I)의 금속-리간드 착물은 6개 이하의 금속-리간드 결합을 갖는다.
하나 이상의 실시형태에서, 화학식 (I)의 금속-리간드 착물에서, M은 지르코늄 또는 하프늄이고; 각각의 X는 독립적으로 비치환된 (C1-C10)알킬, 치환된 (C1-C10)알킬, (C6-C20)아릴 또는 할로겐으로부터 선택되며; 각각의 R1은 독립적으로 (C6-C50)아릴 또는 (C1-C50)알킬로부터 선택된다.
실시형태에서, 점선은 선택적으로 금속 중심 M과 산소 O 사이의 배위 결합(dative bond)이다. 일부 실시형태에서, O와 M을 연결하는 점선 중 하나는 배위 결합이며, 다른 점선은 O와 M 사이에 배위 결합을 형성하지 않는다. 다양한 실시형태에서, 두 점선은 기 O와 M 사이에 배위 결합을 형성한다.
화학식 (I)에서, L은 (C1-C10)하이드로카빌렌 또는 결합이다.
화학식 (I)에서, R1, R2, R3, R4, R9, R10, R11, 및 R12는 독립적으로 -H, (C1-C40)하이드로카빌, (C1-C40)헤테로하이드로카빌, 및 할로겐 원자로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 (I)에서, R5a 및 R5b, 및 R8a 및 R8b는 -H, (C1-C40)하이드로카빌, (C6-C40)헤테로하이드로카빌, 및 할로겐 원자로부터 선택된다. 일부 실시형태에서, R5a 및 R5b는 연결되어 사이클릭 구조를 형성할 수 있다. 다양한 실시형태에서, R8a 및 R8b는 연결되어 사이클릭 구조를 형성할 수 있다.
화학식 (I)에서, R6 및 R7은 독립적으로 -H, (C1-C50)하이드로카빌 및 (C1-C50)헤테로하이드로카빌로부터 선택되며, 여기서 R6 및 R7은 선택적으로 함께 결합되어 사이클릭 구조를 형성할 수 있다. R13 및 R14는 독립적으로 (C1-C40)하이드로카빌 및 (C1-C40)헤테로하이드로카빌로부터 선택된다.
이하, 촉매 시스템의 구체적인 실시형태를 기술할 것이다. 본 개시내용의 촉매 시스템은 상이한 형태로 실시될 수 있으며, 본 개시내용에서 제시되는 구체적인 실시형태로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 함을 이해해야 한다.
통상적인 약어가 아래에 열거된다:
R, Z, M, X 및 n: 상기에서 정의된 바와 같음; Me: 메틸; Et: 에틸; Ph: 페닐; Bn: 벤질; i -Pr: 이소-프로필; t -Bu: tert-부틸; t -Oct: tert-옥틸 (2,4,4-트리메틸펜탄-2-일); Tf: 트리플루오로메탄 술포네이트; CV: 컬럼 부피(컬럼 크로마토그래피에서 사용됨); EtOAc: 에틸 아세테이트; TEA: 트리에틸알루미늄; MAO: 메틸알루미녹산; MMAO: 개질된 메틸알루미녹산; LiCH 2 TMS: (트리메틸실릴)메틸리튬; TMS: 트리메틸실릴; Pd(AmPhos)Cl 2 : 비스(디-tert-부틸(4-디메틸아미노페닐)포스핀)디클로로팔라듐(II); Pd(AmPhos): 클로로(크로틸)(디-tert-부틸(4-디메틸아미노페닐)포스핀)팔라듐(II); Pd(dppf)Cl 2 : [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(II) 디클로라이드; ScCl 3 : 스칸듐(III) 클로라이드; PhMe: 톨루엔; THF: 테트라하이드로푸란; CH 2 Cl 2 : 디클로로메탄; DMF: N,N-디메틸포름아미드; EtOAc: 에틸 아세테이트; Et 2 O: 디에틸 에테르; MeOH: 메탄올; NH 4 Cl: 염화암모늄; MgSO 4 : 황산마그네슘; Na 2 SO 4 : 황산나트륨; NaOH: 수산화나트륨; brine: 포화 수성 염화나트륨; SiO 2 : 실리카; CDCl 3 : 클로로포름-D; GC: 기체 크로마토그래피; LC: 액체 크로마토그래피; NMR: 핵 자기 공명; MS: 질량 분석; mmol: 밀리몰; mL: 밀리리터; M: 몰; min 또는 mins: 분; h 또는 hrs: 시간; d: 일; TLC; 박층 크로마토그래피; rpm: 분당 회전수; rt: 실온.
용어 "독립적으로 선택되는"은 본원에서는 R 기, 예를 들어 R1, R2, R3, R4 및 R5가 동일하거나 상이할 수 있음을 나타내는 데 사용된다(예를 들어, R1, R2, R3, R4 및 R5는 모두 치환된 알킬일 수 있거나, 또는 R1 및 R2는 치환된 알킬일 수 있고 R3은 아릴일 수 있다, 등). R 기와 관련된 화학명은 화학명에 상응하는 것으로 당업계에서 인식되는 화학 구조를 나타내기 위한 것이다. 따라서, 화학명은 당업자에게 알려진 구조적 정의를 배제하려는 것이 아니라 이를 보완하고 예시하려는 것으로 의도된다.
특정한 탄소 원자-함유 화학 기를 기술하기 위해 사용되는 경우, "(Cx-Cy)" 형태를 갖는 삽입구 표현은 비치환된 형태의 화학 기가 x 및 y를 포함하여 x개의 탄소 원자 내지 y개의 탄소 원자를 가짐을 의미한다. 예를 들어, (C1-C50)알킬은 이의 비치환된 형태의 1개 내지 50개의 탄소 원자를 갖는 알킬기이다. 일부 실시형태 및 일반 구조에서, 특정 화학 기는 RS와 같은 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다. "(Cx-Cy)" 삽입구를 사용하여 정의된 RS 치환된 화학 기는 임의의 기 RS의 정체성에 따라 y개 초과의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 예를 들어, "정확하게 하나의 RS 기에 의해 치환되고 RS는 페닐(-C6H5)인 (C1-C50)알킬"은 7 내지 56개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 따라서, 일반적으로 "(Cx-Cy)" 삽입구를 사용하여 정의된 화학 기가 하나 이상의 탄소 원자-함유 치환기 RS에 의해 치환되는 경우, 화학 기의 탄소 원자의 최소 및 최대 총 수는 모든 탄소 원자-함유 치환기 RS로부터의 탄소 원자의 수의 조합된 합계에 x와 y를 둘 다 더함으로써 결정된다.
용어 "치환"은 상응하는 비치환된 화합물 또는 작용기의 탄소 원자 또는 헤테로원자에 결합된 적어도 하나의 수소 원자(-H)가 치환기(예를 들어 RS)로 대체되는 것을 의미한다. 용어 "과치환"은 상응하는 비치환 화합물 또는 작용기의 탄소 원자 또는 헤테로원자에 결합된 모든 수소 원자(H)가 치환기(예를 들어, RS)로 대체되는 것을 의미한다. 용어 "다치환"은 상응하는 비치환 화합물 또는 작용기의 탄소 원자 또는 헤테로원자에 결합된 적어도 2개이지만 전부보다는 적은 수소 원자가 치환기로 대체되는 것을 의미한다. 용어 "-H"는 또 다른 원자에 공유 결합되는 수소 또는 수소 라디칼을 의미한다. "수소" 및 "-H"는 상호 교환적이며, 명확하게 명시되지 않는 한 동일한 의미를 갖는다.
용어 "(C1-C50)하이드로카빌"은 1개 내지 50개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 라디칼을 의미하고, 용어 "(C1-C50)하이드로카빌렌"은 1개 내지 50개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 디라디칼(diradical)을 의미하며, 여기서 각각의 탄화수소 라디칼 및 각각의 탄화수소 디라디칼은 방향족 또는 비방향족, 포화 또는 불포화, 직쇄 또는 분지쇄, 사이클릭(3개 이상의 탄소를 가지며, 모노사이클릭 및 폴리사이클릭, 융합된 및 비융합된 폴리사이클릭, 및 비사이클릭을 포함함) 또는 아사이클릭(acyclic)이고, 하나 이상의 RS에 의해 치환되거나 또는 비치환된다.
본 개시내용에서, (C1-C50)하이드로카빌은 비치환된 또는 치환된 (C1-C50)알킬, (C3-C50)사이클로알킬, (C3-C20)사이클로알킬-(C1-C20)알킬렌, (C6-C40)아릴, 또는 (C6-C20)아릴-(C1-C20)알킬렌(예를 들어, 벤질(-CH2-C6H5))일 수 있다.
용어 "(C1-C50)알킬" 및 "(C1-C18)알킬"은 비치환되거나 하나 이상의 RS에 의해 치환된, 각각 1개 내지 50개의 탄소 원자를 갖는 포화 직쇄 또는 분지형 탄화수소 라디칼 및 1개 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 포화 직쇄 또는 분지형 탄화수소 라디칼을 의미한다. 비치환된 (C1-C50)알킬의 예는 비치환된 (C1-C20)알킬; 비치환된 (C1-C10)알킬; 비치환된 (C1-C5)알킬; 메틸; 에틸; 1-프로필; 2-프로필; 1-부틸; 2-부틸; 2-메틸프로필; 1,1-디메틸에틸; 1-펜틸; 1-헥실; 1-헵틸; 1-노닐; 및 1-데실이다. 치환된 (C1-C40)알킬의 예는 치환된 (C1-C20)알킬, 치환된 (C1-C10)알킬, 트리플루오로메틸 및 [C45]알킬이다. 용어 "[C45]알킬"은 치환기를 포함한 라디칼 내에 최대 45개의 탄소 원자가 존재한다는 것을 의미하며, 예를 들어 각각 (C1-C5)알킬인 하나의 RS에 의해 치환된 (C27-C40)알킬이다. 각각의 (C1-C5)알킬은 메틸, 트리플루오로메틸, 에틸, 1-프로필, 1-메틸에틸 또는 1,1-디메틸에틸일 수 있다.
용어 "(C6-C50)아릴"은 비치환되거나 (하나 이상의 RS에 의해) 치환된 6개 내지 40개의 탄소 원자의 모노사이클릭, 비사이클릭 또는 트리사이클릭 방향족 탄화수소 라디칼을 의미하며, 탄소 원자 중 적어도 6개 내지 14개는 방향족 고리 탄소 원자이다. 모노사이클릭 방향족 탄화수소 라디칼은 하나의 방향족 고리를 포함하고; 비사이클릭 방향족 탄화수소 라디칼은 2개의 고리를 가지며; 트리사이클릭 방향족 탄화수소 라디칼은 3개의 고리를 갖는다. 비사이클릭 또는 트리사이클릭 방향족 탄화수소 라디칼이 존재하는 경우, 라디칼의 고리 중 적어도 하나는 방향족이다. 방향족 라디칼의 다른 고리 또는 고리들은 독립적으로 융합 또는 비융합될 수 있고, 방향족 또는 비방향족일 수 있다. 비치환된 (C6-C50) 아릴의 예는 비치환된 (C6-C20)아릴, 비치환된 (C6-C18)아릴; 2-(C1-C5)알킬-페닐; 페닐; 플루오레닐; 테트라하이드로플루오레닐; 인다세닐; 헥사하이드로인다세닐; 인데닐; 디하이드로인데닐; 나프틸; 테트라하이드로나프틸; 및 페난트렌이다. 치환된 (C6-C40)아릴의 예는 치환된 (C1-C20)아릴; 비치환된 (C6-C18)아릴; 2,4-비스([C20]알킬)-페닐; 폴리플루오로페닐; 펜타플루오로페닐; 및 플루오렌-9-온-1-일이다.
용어 "(C3-C50)사이클로알킬"은 비치환되거나 하나 이상의 RS에 의해 치환된 3개 내지 50개의 탄소 원자를 갖는 포화 사이클릭 탄화수소 라디칼을 의미한다. 다른 사이클로알킬기(예를 들어 (Cx-Cy)사이클로알킬)는 x 내지 y개의 탄소 원자를 가지며 비치환되거나 하나 이상의 RS로 치환되는 것과 같은 유사한 방식으로 정의된다. 비치환된 (C3-C40)사이클로알킬의 예는 비치환된 (C3-C20)사이클로알킬, 비치환된 (C3-C10)사이클로알킬, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸, 사이클로노닐 및 사이클로데실이다. 치환된 (C3-C40)사이클로알킬의 예는 치환된 (C3-C20)사이클로알킬, 치환된 (C3-C10)사이클로알킬, 사이클로펜타논-2-일 및 1-플루오로사이클로헥실이다.
(C1-C50)하이드로카빌렌의 예는 비치환된 또는 치환된 (C6-C50)아릴렌, (C3-C50)사이클로알킬렌 및 (C1-C50)알킬렌(예를 들어, (C1-C20)알킬렌)을 포함한다. 디라디칼은 동일한 탄소 원자(예를 들어, -CH2-) 또는 인접한 탄소 원자(즉, 1,2-디라디칼)에 존재할 수 있거나, 1개, 2개 또는 2개 초과의 개재 탄소 원자(예를 들어 1,3-디라디칼, 1,4-디라디칼 등)에 의해 이격되어 있다. 일부 디라디칼은 1,2-, 1,3-, 1,4-, 또는 α,ω-디라디칼을 포함하고, 다른 것은 1,2-디라디칼을 포함한다. α,ω-디라디칼은 라디칼 탄소들 사이에 최대 탄소 골격 간격을 갖는 디라디칼이다. (C2-C20)알킬렌 α,ω-디라디칼의 일부 예는 에탄-1,2-디일(즉, -CH2CH2-), 프로판-1,3-디일(즉, -CH2CH2CH2-), 2-메틸프로판-1,3-디일(즉, -CH2CH(CH3)CH2-)을 포함한다. (C6-C50)아릴렌 α,ω-디라디칼의 일부 예는 페닐-1,4-디일, 나프탈렌-2,6-디일 또는 나프탈렌-3,7-디일을 포함한다.
용어 "(C1-C50)알킬렌"은 비치환되거나 하나 이상의 RS에 의해 치환되는 1개 내지 50개의 탄소 원자를 갖는 포화 직쇄 또는 분지쇄 디라디칼(즉, 라디칼은 고리 원자 상에 존재하지 않음)을 의미한다. 비치환된 (C1-C50)알킬렌의 예는 비치환된 -CH2CH2-, -(CH2)3-, -(CH2)4-, -(CH2)5-, -(CH2)6-, -(CH2)7-, -(CH2)8-, -CH2C*HCH3, 및 -(CH2)4C*(H)(CH3)를 포함한 비치환된 (C1-C20)알킬렌이며, 여기서 "C*"는 수소 원자가 제거되어 2차 또는 3차 알킬 라디칼을 형성하는 탄소 원자를 나타낸다. 치환된 (C1-C50)알킬렌의 예는 치환된 (C1-C20)알킬렌, -CF2-, -C(O)-, 및 -(CH2)14C(CH3)2(CH2)5-(즉, 6,6-디메틸 치환된 노르말(normal)-1,20-에이코실렌)이다. 전술된 2개의 RS는 함께 (C1-C18)알킬렌을 형성할 수 있기 때문에, 치환된 (C1-C50)알킬렌의 예는 또한 l,2-비스(메틸렌)사이클로펜탄, 1,2- 비스(메틸렌)사이클로헥산, 2,3-비스(메틸렌)-7,7-디메틸-비사이클로[2.2.1]헵탄, 및 2,3- 비스(메틸렌)비사이클로 [2.2.2] 옥탄을 포함한다.
용어 "(C3-C50)사이클로알킬렌"은 비치환되거나 하나 이상의 RS에 의해 치환된 3개 내지 50개의 탄소 원자를 갖는 사이클릭 디라디칼(즉, 라디칼은 고리 원자 상에 있음)을 의미한다.
용어 "헤테로원자"는 수소 또는 탄소 이외의 원자를 지칭한다. 하나 또는 하나 초과의 헤테로원자를 함유하는 기의 예는 O, S, S(O), S(O)2, Si(RC)2, P(RP), N(RN), -N=C(RC)2, -Ge(RC)2-, -Si(RC)-, 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 또는 인듐(In)을 포함하며, 여기서 각각의 RC 및 각각의 RP는 비치환된 (C1-C18)하이드로카빌 또는 -H이고, 각각의 RN은 비치환된 (C1-C18)하이드로카빌이다. 용어 "헤테로탄화수소"는 탄화수소의 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로원자로 대체된 분자 또는 분자 골격을 지칭한다. 용어 "(C1-C50)헤테로하이드로카빌"은 1개 내지 50개의 탄소 원자를 갖는 헤테로탄화수소 라디칼을 의미하며, 용어 "(C1-C50)헤테로하이드로카빌렌"은 1개 내지 50개의 탄소 원자를 갖는 헤테로탄화수소 디라디칼을 의미한다. (C1-C50)헤테로하이드로카빌 또는 (C1-C50)헤테로하이드로카빌렌의 헤테로탄화수소는 하나 이상의 헤테로원자를 갖는다. 헤테로하이드로카빌의 라디칼은 탄소 원자 또는 헤테로원자 상에 존재할 수 있다. 헤테로하이드로카빌렌의 2개의 라디칼은 단일 탄소 원자 또는 단일 헤테로원자 상에 존재할 수 있다. 추가적으로, 디라디칼의 2개의 라디칼 중 하나는 탄소 원자 상에 존재할 수 있고, 다른 라디칼은 상이한 탄소 원자 상에 존재할 수 있거나; 2개의 라디칼 중 하나는 탄소 원자 상에 존재할 수 있고, 다른 하나는 헤테로원자 상에 존재할 수 있거나; 또는 2개의 라디칼 중 하나는 헤테로원자 상에 존재할 수 있고, 다른 라디칼은 상이한 헤테로원자 상에 존재할 수 있다. 각각의 (C1-C50)헤테로하이드로카빌 및 (C1-C50)헤테로하이드로카빌렌은 비치환 또는 (하나 이상의 RS에 의해) 치환된 방향족 또는 비방향족, 포화 또는 불포화, 직쇄 또는 분지쇄, 사이클릭(모노사이클릭 및 폴리사이클릭, 융합된 및 비융합된 폴리사이클릭을 포함) 또는 아사이클릭일 수 있다.
(C1-C50)헤테로하이드로카빌은 비치환되거나 치환될 수 있다. (C1-C50)헤테로하이드로카빌의 비제한적인 예는 (C1-C50)헤테로알킬, (C1-C50)하이드로카빌-O-, (C1-C50)하이드로카빌-S-, (C1-C50)하이드로카빌-S(O)-, (C1-C50)하이드로카빌-S(O)2-, (C1-C50)하이드로카빌-Si(RC)2-, (C1-C50)하이드로카빌-N(RN)-, (C1-C50)하이드로카빌-P(RP)-, (C2-C50)헤테로사이클로알킬, (C2-C19)헤테로사이클로알킬-(C1-C20)알킬렌, (C3-C20)사이클로알킬-(C1-C19)헤테로알킬렌, (C2-C19)헤테로사이클로알킬-(C1-C20)헤테로알킬렌, (C1-C50)헤테로아릴, (C1-C19)헤테로아릴-(C1-C20)알킬렌, (C6-C20)아릴-(C1-C19)헤테로알킬렌 또는 (C1-C19)헤테로아릴-(C1-C20)헤테로알킬렌을 포함한다.
용어 "(C1-C50)헤테로아릴"은 비치환되거나 (하나 이상의 RS에 의해) 치환된, 1개 내지 50개의 총 탄소 원자 및 1개 내지 10개의 헤테로원자를 갖는 모노-, 비-, 또는 트리사이클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼을 의미한다. 모노사이클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼은 하나의 헤테로방향족 고리를 포함하고; 비사이클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼은 2개의 고리를 가지며; 트리사이클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼은 3개의 고리를 갖는다. 비사이클릭 또는 트리사이클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼이 존재하는 경우, 라디칼 내의 고리 중 적어도 하나는 헤테로방향족이다. 헤테로방향족 라디칼의 다른 고리 또는 고리들은 독립적으로 융합 또는 비융합될 수 있으며, 방향족 또는 비방향족일 수 있다. 다른 헤테로아릴기(예를 들어, 일반적으로 (Cx-Cy)헤테로아릴, 예를 들어 (C1-C12)헤테로아릴)는 x 내지 y개의 탄소 원자(예를 들어, 1 내지 12개의 탄소 원자)를 갖고 비치환되거나 하나 또는 하나 초과의 RS에 의해 치환되는 것과 유사한 방식으로 정의된다. 모노사이클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼은 5-원 고리 또는 6-원 고리이다. 5-원 고리 모노사이클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼은 5 마이너스(-) h개의 탄소 원자를 가지며, 여기서, h는 헤테로원자의 수로서, 1, 2, 3, 또는 4일 수 있으며; 각각의 헤테로원자는 O, S, N, 또는 P일 수 있다. 5-원 고리 헤테로방향족 탄화수소 라디칼의 예는 피롤-1-일; 피롤-2-일; 푸란-3-일; 티오펜-2-일; 피라졸-1-일; 이속사졸-2-일; 이소티아졸-5-일; 이미다졸-2-일; 옥사졸-4-일; 티아졸-2-일; 1,2,4-트리아졸-1-일; 1,3,4-옥사디아졸-2-일; 1,3,4-티아디아졸-2-일; 테트라졸-1-일; 테트라졸-2-일; 및 테트라졸-5-일이다. 6-원 고리 모노사이클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼은 6 마이너스 h개의 탄소 원자를 가지며, 여기서 h는 헤테로원자의 수로서, 1 또는 2일 수 있으며, 헤테로원자는 N 또는 P일 수 있다. 6-원 고리 헤테로방향족 탄화수소 라디칼의 예는 피리딘-2-일; 피리미딘-2-일; 및 피라진-2-일이다. 비사이클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼은 융합 5,6- 또는 6,6-고리 시스템일 수 있다. 융합 5,6-고리 시스템 비사이클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼의 예는 인돌-1-일; 및 벤즈이미다졸-1-일이다. 융합 6,6-고리 시스템 비사이클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼의 예는 퀴놀린-2-일; 및 이소퀴놀린-1-일이다. 트리사이클릭 헤테로방향족 탄화수소 라디칼은 융합 5,6,5-; 5,6,6-; 6,5,6-; 또는 6,6,6-고리 시스템일 수 있다. 융합 5,6,5-고리 시스템의 예는 1,7-디하이드로피롤로[3,2-f]인돌-1-일이다. 융합 5,6,6-고리 시스템의 예는 1H-벤조[f]인돌-1-일이다. 융합 6,5,6-고리 시스템의 예는 9H-카바졸-9-일이다. 융합 6,5,6-고리 시스템의 예는 9H-카바졸-9-일이다. 융합 6,6,6-고리 시스템의 예는 아크리딘-9-일이다.
용어 "(C1-C50)헤테로알킬"은 1개 내지 50개의 탄소 원자 및 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 포화 직쇄 또는 분지쇄 라디칼을 의미한다. 용어 "(C1-C50)헤테로알킬렌"은 1개 내지 50개의 탄소 원자 및 하나 또는 하나 초과의 헤테로원자를 함유하는 포화 직쇄 또는 분지쇄 디라디칼을 의미한다. 헤테로알킬 또는 헤테로알킬렌의 헤테로원자는 Si(RC)3, Ge(RC)3, Si(RC)2, Ge(RC)2, P(RP)2, P(RP), N(RN)2, N(RN), N, O, ORC, S, SRC, S(O) 및 S(O)2를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 헤테로알킬 및 헤테로알킬렌기는 비치환되거나 하나 이상의 RS에 의해 치환된다.
비치환된 (C2-C40)헤테로사이클로알킬의 예는 비치환된 (C2-C20)헤테로사이클로알킬, 비치환된 (C2-C10)헤테로사이클로알킬, 아지리딘-l-일, 옥세탄-2-일, 테트라하이드로푸란-3-일, 피롤리딘-l-일, 테트라하이드로티오펜-S,S-디옥사이드-2-일, 모르폴린-4-일, 1,4- 디옥산-2-일, 헥사하이드로아제핀-4-일, 3-옥사-사이클로옥틸, 5-티오-사이클로노닐, 및 2-아자-사이클로데실을 포함한다.
용어 "할로겐 원자" 또는 "할로겐"은 불소 원자(F), 염소 원자(Cl), 브롬 원자(Br), 또는 요오드 원자(I)의 라디칼을 의미한다. 용어 "할라이드"는 할로겐 원자의 음이온성 형태: 플루오라이드(F―), 클로라이드(Cl―), 브로마이드(Br―) 또는 요오다이드(I―)를 의미한다.
용어 "포화"는 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합, 및 (헤테로원자-함유 기에서) 탄소-질소, 탄소-인 및 탄소-규소 이중 결합이 결여됨을 의미한다. 포화된 화학기가 하나 이상의 치환기 RS에 의해 치환되는 경우, 하나 이상의 이중 결합 및/또는 삼중 결합은 선택적으로 치환기 RS에 존재할 수 있다. 용어 "불포화"는 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합, 또는 (헤테로원자-함유 기에서) 하나 이상의 탄소-질소 이중 결합, 탄소-인 이중 결합 또는 탄소-규소 이중 결합을 함유하고, 치환기 RS가 존재한다면 그에 존재할 수 있거나 방향족 고리 또는 헤테로방향족 고리가 존재한다면 그에 존재할 수 있는 이중 결합을 포함하지 않는다는 것을 의미한다.
본 개시내용의 실시형태는 하나 이상의 촉매 시스템을 포함한다. 촉매 시스템은 하기 화학식 (I)에 따른 하나 이상의 금속-리간드 착물을 포함한다:
[화학식 (I)]
화학식 (I)에서, M은 +2, +3 또는 +4의 형식 산화 상태를 갖는, 티타늄, 지르코늄 또는 하프늄으로부터 선택되는 금속이고; 각각의 X는 독립적으로 불포화 (C2-C50)탄화수소, 불포화 (C2-C50)헤테로탄화수소, (C1-C50)하이드로카빌, 사이클로펜타디에닐, 치환된 사이클로펜타디에닐, (C4-C12)디엔, 할로겐, 및 -CH2SiRC 3로부터 선택되는 한자리 또는 두자리 리간드이며; 여기서, 각각의 RC는 (C1-C30)하이드로카빌 또는 -H로 이루어진 군으로부터 선택된다. 화학식 (I)에서, (X)n의 아래첨자 n은 2이다. 화학식 (I)의 금속-리간드 착물은 6개 이하의 금속-리간드 결합을 갖는다.
하나 이상의 실시형태에서, 화학식 (I)의 금속-리간드 착물에서, M은 지르코늄 또는 하프늄이고; 각각의 X는 독립적으로 비치환된 (C1-C10)알킬, 치환된 (C1-C10)알킬, (C6-C20)아릴 또는 할로겐으로부터 선택되며; 각각의 R1은 독립적으로 (C6-C50)아릴 또는 (C1-C50)알킬로부터 선택된다.
실시형태에서, 점선은 선택적으로 금속 중심 M과 산소 O 사이의 배위 결합이다. 일부 실시형태에서, O와 M을 연결하는 점선 중 하나는 배위 결합이며, 다른 점선은 O와 M 사이에 배위 결합을 형성하지 않는다. 다양한 실시형태에서, 두 점선은 기 O와 M 사이에 배위 결합을 형성한다.
실시형태에서, 화학식 (I)에서, L은 (C1-C10)하이드로카빌렌 또는 결합이다.
하나 이상의 실시형태에서, L은 1 내지 10개의 원자를 포함한다.
화학식 (I)의 일부 실시형태에서, L은 (C3-C7)알킬 1,3-디라디칼, 예를 들어 -CH2CH2CH2-, -CH(CH3)CH2C*H(CH3), -CH(CH3)CH(CH3)C*H(CH3), -CH2C(CH3)2CH2-, 사이클로펜탄-1,3-디일, 또는 사이클로헥산-1,3-디일로부터 선택될 수 있다. 일부 실시형태에서, L은 (C4-C10)알킬 1,4-디라디칼, 예를 들어 -CH2CH2CH2CH2-, -CH2C(CH3)2C(CH3)2CH2-, 사이클로헥산-1,2-디일디메틸, 및 비사이클로[2.2.2]옥탄-2,3-디일디메틸로부터 선택될 수 있다. 일부 실시형태에서, L은 (C5-C12)알킬 1,5-디라디칼, 예를 들어 -CH2CH2CH2CH2CH2-, 및 1,3-비스(메틸렌)사이클로헥산으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시형태에서, L은 (C6-C14)알킬 1,6-디라디칼, 예를 들어 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2- 또는 1,2-비스(에틸렌)사이클로헥산으로부터 선택될 수 있다.
화학식 (I)에서, R1, R2, R3, R4, R9, R10, R11, 및 R12는 독립적으로 -H, (C1-C40)하이드로카빌, (C1-C40)헤테로하이드로카빌, 및 할로겐 원자로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 (I)에서, R5a 및 R5b, 및 R8a 및 R8b는 -H, (C1-C40)하이드로카빌, (C6-C40)헤테로하이드로카빌, 및 할로겐 원자로부터 선택된다. 일부 실시형태에서, R5a 및 R5b는 연결되어 사이클릭 구조를 형성할 수 있다. 다양한 실시형태에서, R8a 및 R8b는 연결되어 사이클릭 구조를 형성할 수 있다.
화학식 (I)에서, R6 및 R7은 독립적으로 -H, (C1-C50)하이드로카빌 및 (C1-C50)헤테로하이드로카빌로부터 선택되며, 여기서 R6 및 R7은 선택적으로 함께 결합되어 사이클릭 구조를 형성할 수 있다. R13 및 R14는 독립적으로 (C1-C40)하이드로카빌 및 (C1-C40)헤테로하이드로카빌로부터 선택된다.
일부 실시형태에서, R13 및 R14는 (C1-C12)알킬, 치환된 페닐, 비치환된 페닐, 치환된 벤질, 또는 비치환된 벤질이다.
하나 이상의 실시형태에서, R1 및 R12는 치환된 페닐 또는 비치환된 페닐이며, 여기서 R1 및 R12는 2,4,6-트리메틸페닐 또는 3,5-디-tert-부틸페닐이다.
다양한 실시형태에서, R1 및 R12는 치환 또는 비치환된 안트라세닐이다. 일부 실시형태에서, R1 및 R12는 디-tert-부틸안트라세닐이다.
다양한 실시형태에서, R5a, R5b, R8a, 및 R8b는 -H이다. 다른 실시형태에서, R5a, R5b, R8a, 및 R8b는 (C1-C12)알킬이다. 하나 이상의 실시형태에서, R5a, R5b, R8a, 및 R8b 중 적어도 하나는 (C1-C12)알킬이다. 일부 실시형태에서, R5a 및 R5b 중 하나는 (C1-C12)알킬이고 R8a 및 R8b 중 하나는 (C1-C12)알킬이다. 일부 실시형태에서, R5a 및 R5b 중 하나는 (C1-C12)알킬이거나 R8a 및 R8b 중 하나는 (C1-C12)알킬이다. 일부 실시형태에서, R5a 및 R5b 중 하나는 메틸이고 R8a 및 R8b 중 하나는 메틸이다.
실시형태에서, R3 및 R10은 치환된 페닐 또는 비치환된 페닐이다.
이러한 (C1-C12)알킬의 예는 메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필(또한 이소-프로필이라고도 함), 1,1-디메틸에틸, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실, 부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, n-옥틸, tert-옥틸(또한 2,4,4-트리메틸펜트-2-일이라고도 함), 노닐, 데실, 운데실 및 도데실을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
화학식 (I)에 따른 금속-리간드 착물에서, X는 공유 결합 또는 이온 결합을 통해 M과 결합한다. 일부 실시형태에서, X는 -1의 순 형식 산화 상태를 갖는 단일음이온성(monoanionic) 리간드일 수 있다. 각각의 단일음이온성 리간드는 독립적으로 하이드라이드, (C1-C40)하이드로카빌 탄소음이온, (C1-C40)헤테로하이드로카빌 탄소음이온, 할라이드, 니트레이트, 카보네이트, 포스페이트, 설페이트, HC(O)O―, HC(O)N(H)―, (C1-C40)하이드로카빌C(O)O―, (C1-C40)하이드로카빌C(O)N((C1-C20)하이드로카빌)―, (C1-C40)하이드로카빌C(O)N(H)―, RKRLB-―, RKRLN―, RKO―, RKS―, RKRLP― 또는 RMRKRLSi―일 수 있고, 상기 식에서 각각의 RK, RL 및 RM은 독립적으로 수소, (C1-C40)하이드로카빌, 또는 (C1-C40)헤테로하이드로카빌이거나, 또는 RK와 RL은 함께 취해져 (C2-C40)하이드로카빌렌 또는 (C1-C20)헤테로하이드로카빌렌을 형성하고, RM은 상기에 정의된 바와 같다.
일부 실시형태에서, X는 할로겐, 비치환된 (C1-C20)하이드로카빌, 비치환된 (C1-C20)하이드로카빌C(O)O― 또는 RKRLN―이고, 상기 식에서 RK 및 RL 각각은 독립적으로, 비치환된 (C1-C20)하이드로카빌이다. 일부 실시형태에서, 각각의 한자리 리간드 X는 염소 원자, (C1-C10)하이드로카빌(예를 들어, (C1-C6)알킬 또는 벤질), 비치환된 (C1-C10)하이드로카빌C(O)O― 또는 RKRLN―이고, 상기 식에서 RK 및 RL 각각은 독립적으로, 비치환된 (C1-C10)하이드로카빌이다.
하나 이상의 실시형태에서 X는 -(CH2)Si(CH3)3, -(CH2)Si(CH3)2(CH2CH3); -(CH2)Si(CH3)(CH2CH3)2, -(CH2)Si(CH2CH3)3, -(CH2)Si(CH3)2(n-부틸), -(CH2)Si(CH3)2(n-헥실), -(CH2)Si(CH3)(n-Oct)RX, -(CH2)Si(n-Oct)RX 2, -(CH2)Si(CH3)2(2-에틸헥실), -(CH2)Si(CH3)2(도데실), -CH2Si(CH3)2CH2Si(CH3)3(본원에서는 -CH2Si(CH3)2CH2TMS로 지칭됨)이다. 선택적으로, 일부 실시형태에서, 화학식 (I)에 따른 금속-리간드 착물에서, 정확히 2개의 RX는 공유 결합되거나, 정확히 3개의 RX는 공유 결합된다.
일부 실시형태에서, 각각의 X는 독립적으로 (C1-C12)알킬, 페닐, 벤질, 할로겐 원자, 또는 -CH2Si[(C1-C20)알킬]3이다.
일부 실시형태에서, X는 -CH2Si(RC)3-Q(ORC)Q, -Si(RC)3-Q(ORC)Q, -OSi(RC)3-Q(ORC)Q이고, 상기 화학식 중에서, 아래첨자 Q는 0, 1, 2 또는 3이고, 각각의 RC는 독립적으로, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)하이드로카빌, 또는 치환 또는 비치환된 (C1-C30)헤테로하이드로카빌이다.
본 개시내용의 실시형태는 중합 공정을 포함한다. 중합 공정은 에틸렌 및 하나 이상의 올레핀을 촉매 시스템의 존재 하에 올레핀 중합 조건 하에 중합하여 에틸렌계 중합체를 형성하는 것을 포함하며, 여기서 촉매 시스템은 화학식 (I)에 따른 금속-리간드 착물을 포함한다.
예시적인 실시형태에서, 리간드는 하기에 열거된 리간드 1 내지 25 중 임의의 것의 구조를 갖는 화학식 (I)에 따른 금속-리간드 착물을 형성하는 데 사용된다.
화학식 (I)에 따르면, 리간드 1 내지 21이 금속 중심 M과 커플링되는 경우, 화학식 (I)의 기 L은 L 기(-C(R6)(OR13)-C(R7)(OR14)-)에 인접한 탄소 원자를 연결하는 단일 결합일 수 있다. 본 개시내용의 목적을 위해, 리간드 1 내지 21은 4-탄소 테더 리간드(tether ligand)로 불리며, 아렌을 연결하는 4개의 탄소 원자를 포함한다. 리간드 22 내지 25가 금속 중심 M과 커플링되는 경우, 화학식 (I)의 기 L은 메틸렌(-CH2-)이 될 것이다. 본 개시내용의 목적을 위해, 리간드 22 내지 25는 5-탄소 테더 리간드로 불리며, 아렌을 연결하는 5개의 탄소 원자를 포함한다.
예시적인 실시형태에서, 촉매 시스템은 하기에 열거된 금속-리간드 1 내지 16 중 임의의 것의 구조를 갖는 화학식 (I)에 따른 금속-리간드 착물을 포함할 수 있다:
본 개시내용의 하나 이상의 실시형태는 에틸렌 및 선택적으로 하나 이상의 (C3-C12) α-올레핀을 반응기에서 촉매 시스템의 존재 하에 접촉시키는 단계를 포함하는 중합체의 중합 공정을 포함한다. 촉매 시스템은 화학식 (I)의 금속-리간드 착물에 따른 전구촉매 및 활성화제를 포함할 수 있다. 중합 공정은 하나 이상의 반응기, 예를 들어 루프 반응기, 등온 반응기, 유동층 기상 반응기, 연속 교반식 탱크 반응기, 배치식 반응기를 병렬, 직렬, 및/또는 이들의 임의의 조합으로 사용하는 용액 중합 공정, 기상 중합 공정, 슬러리상 중합 공정, 및 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본 개시내용의 중합 공정은 에틸렌계 중합체, 예를 들어 에틸렌의 단독중합체 및/또는 에틸렌 및 선택적으로 하나 이상의 공단량체의 혼성중합체(공중합체를 포함함)를 생성할 수 있으며, 예를 들어, 하나 이상의 루프 반응기, 등온 반응기, 및 이들의 조합을 사용하여 용액상 중합 공정을 통하여 생성할 수 있다.
일부 실시형태에서, 용액상 중합 공정은 하나 이상의 완전 교반식 반응기(well-stirred reactor), 예를 들어 하나 이상의 루프 반응기 또는 하나 이상의 구형 등온 반응기 중 120 내지 300℃; 예를 들어, 150 내지 190℃ 범위의 온도, 및 300 내지 1500 psi; 예를 들어, 400 내지 750 psi 범위의 압력에서 발생한다. 용액상 중합 공정에서의 체류 시간은 전형적으로 2 내지 30분; 예를 들어, 10 내지 20분 범위이다. 에틸렌, 하나 이상의 용매, 하나 이상의 촉매 시스템, 예를 들어 화학식 (I)의 금속-리간드 착물에 따른 전구촉매 및 선택적으로 하나 이상의 조촉매를 포함하는 촉매 시스템, 및 선택적으로 하나 이상의 공단량체를 하나 이상의 반응기에 연속적으로 공급한다. 예시적인 용매는 이소파라핀을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 이러한 용매는 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 ExxonMobil Chemical Co.로부터 ISOPAR E라는 명칭으로 상업적으로 입수 가능하다. 이어서, 생성된 에틸렌계 중합체 및 용매의 혼합물을 반응기로부터 회수한 다음, 에틸렌계 중합체를 단리한다. 용매를 전형적으로는 용매 회수 유닛, 즉 열 교환기 및 기액 분리기 드럼을 통해 회수한 다음, 중합 시스템으로 다시 재순환시킨다.
조촉매 성분
화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 촉매 시스템은 올레핀 중합 반응의 금속-기반 촉매를 활성화하기 위한 당업계에 알려진 임의의 기술에 의해 촉매적으로 활성이 될 수 있다. 예를 들어, 화학식 (I)의 금속-리간드 착물에 따른 전구촉매는 착물을 활성화 조촉매와 접촉시키거나 착물을 활성화 조촉매와 조합함으로써, 촉매적으로 활성이 될 수 있다. 추가적으로, 화학식 (I)에 따른 금속-리간드 착물은 중성인 전구촉매 형태, 및 벤질 또는 페닐과 같은 단일음이온성 리간드의 손실로 인해 양으로 하전될 수 있는 촉매 형태 둘 모두를 포함한다. 본원에서 사용하기에 적합한 활성화 조촉매는 알킬 알루미늄; 중합체성 또는 올리고머성 알루목산(알루미녹산으로도 알려져 있음); 중성 루이스산; 및 비중합체성, 비배위성의 이온-형성 화합물(산화 조건 하에서의 이러한 화합물의 사용을 포함함)을 포함한다. 적합한 활성화 기술은 벌크 전기분해이다. 전술한 활성화 조촉매 및 기술 중 하나 이상의 조합이 또한 고려된다. 용어 "알킬 알루미늄"은 모노알킬 알루미늄 디하이드라이드 또는 모노알킬알루미늄 디할라이드, 디알킬 알루미늄 하이드라이드 또는 디알킬 알루미늄 할라이드, 또는 트리알킬알루미늄을 의미한다. 중합체성 또는 올리고머성 알루목산의 예는 메틸알루목산, 트리이소부틸알루미늄-개질된 메틸알루목산, 및 이소부틸알루목산을 포함한다.
일부 실시형태에서, 사용하기에 적합한 조촉매는 중합체성 또는 올리고머성 알루미녹산, 특히 메틸알루미녹산, 뿐만 아니라 불활성, 상용성, 비배위성, 이온 형성 화합물을 포함한다. 예시적인 적합한 조촉매는 개질된 메틸 알루미녹산(MMAO), 비스(하이드로겐화 탈로우 알킬)메틸, 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(l-) 아민(RIBS-2), 트리에틸 알루미늄(TEA), 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
루이스산 활성화 조촉매는 본원에서 기술되는 바와 같은 (C1-C20)하이드로카빌 치환기를 함유하는 13족 금속 화합물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 13족 금속 화합물은 트리((C1-C20)하이드로카빌)-치환된-알루미늄 또는 트리((C1-C20)하이드로카빌)-붕소 화합물이다. 다른 실시형태에서, 13족 금속 화합물은 트리(하이드로카빌)-치환된-알루미늄, 트리((C1-C20)하이드로카빌)-붕소 화합물, 트리((C1-C10)알킬)알루미늄, 트리((C6-C18)아릴)붕소 화합물, 및 이들의 할로겐화(과할로겐화 포함) 유도체이다. 추가적인 실시형태에서, 13족 금속 화합물은 트리스(플루오로-치환된 페닐)보란, 트리스(펜타플루오로페닐)보란이다. 일부 실시형태에서, 활성화 조촉매는 트리스((C1-C20)하이드로카빌 보레이트(예를 들어, 트리틸 테트라플루오로보레이트) 또는 트리((C1-C20)하이드로카빌)암모늄 테트라((C1-C20)하이드로카빌)보란(예를 들어, 비스(옥타데실)메틸암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보란)이다. 본원에서 사용되는 용어 "암모늄"은 ((C1-C20)하이드로카빌)4N+, ((C1-C20)하이드로카빌)3N(H)+, ((C1-C20)하이드로카빌)2N(H)2 +, (C1-C20)하이드로카빌N(H)3 +, 또는 N(H)4 +인 질소 양이온을 의미하며, 상기 식에서 각각의 (C1-C20)하이드로카빌은, 2개 이상 존재하는 경우, 동일하거나 상이할 수 있다.
중성 루이스산 활성화 조촉매의 조합은 트리((C1-C4)알킬)알루미늄과 할로겐화 트리((C6-C18)아릴)붕소 화합물, 특히 트리스(펜타플루오로페닐)보란의 조합을 포함하는 혼합물을 포함한다. 다른 실시형태는 이러한 중성 루이스산 혼합물과 중합체성 또는 올리고머성 알루목산의 조합, 및 단일 중성 루이스산, 특히 트리스(펜타플루오로페닐)보란과 중합체성 또는 올리고머성 알루목산의 조합이다. (금속-리간드 착물):(트리스(펜타플루오로-페닐보란):(알루목산)[예를 들어, (4족 금속-리간드 착물):(트리스(펜타플루오로-페닐보란):(알루목산)]의 몰수의 비는 1:1:1 내지 1:10:30, 다른 실시형태에서는 1:1:1.5 내지 1:5:10이다.
화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 촉매 시스템은 하나 이상의 조촉매, 예를 들어 양이온 형성 조촉매, 강한 루이스산, 또는 이들의 조합과 조합함으로써 활성화시켜 활성 촉매 조성물을 형성할 수 있다. 적합한 활성화 조촉매는 중합체성 또는 올리고머성 알루미녹산, 특히 메틸 알루미녹산뿐만 아니라 불활성, 상용성, 비배위성 이온 형성 화합물을 포함한다. 예시적인 적합한 조촉매는 개질된 메틸 알루미녹산(MMAO), 비스(수소화 탈로우 알킬)메틸, 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(1-)아민, 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
일부 실시형태에서, 하나 초과의 전술한 활성화 조촉매는 서로 조합으로 사용될 수 있다. 조촉매 조합의 특정 예는, 트리((C1-C4)하이드로카빌)알루미늄, 트리((C1-C4)하이드로카빌)보란 또는 암모늄 보레이트와 올리고머성 또는 중합체성 알루미녹산 화합물과의 혼합물이다. 하나 이상의 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 총 몰수 대 활성화 조촉매 중 하나 이상의 총 몰수의 비율은 1:10,000 내지 100:1이다. 일부 실시형태에서, 이러한 비율은 적어도 1:5000, 일부 다른 실시형태에서는 적어도 1:1000; 및 10:1 이하, 일부 다른 실시형태에서는 1:1 이하이다. 알루목산이 단독으로 활성화 조촉매로서 사용되는 경우, 바람직하게는 사용되는 알루목산의 몰수는 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 몰수의 적어도 100배이다. 트리스(펜타플루오로페닐)보란이 단독으로 활성화 조촉매로서 사용되는 경우, 일부 다른 실시형태에서, 사용되는 트리스(펜타플루오로페닐)보란의 몰수 대 하나 이상의 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 총 몰수의 비율은 0.5:1 내지 10:1, 1:1 내지 6:1, 또는 1:1 내지 5:1이다. 나머지 활성화 조촉매는 일반적으로는 하나 이상의 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 총 몰량과 대략 동등한 몰량으로 사용된다.
폴리올레핀
상기 단락에 기술된 촉매 시스템은 올레핀, 주로 에틸렌 및 프로필렌의 중합에 사용된다. 일부 실시형태에서, 중합 도식에서 오로지 단일 유형의 올레핀 또는 α-올레핀이 존재하여, 단독중합체를 생성한다. 그러나, 추가의 α-올레핀이 중합 절차에 혼입될 수 있다. 추가의 α-올레핀 공단량체는 전형적으로 20개 이하의 탄소 원자를 갖는다. 예를 들어, α-올레핀 공단량체는 3 내지 10개의 탄소 원자 또는 3 내지 8개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 예시적인 α-올레핀 공단량체는 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 및 4-메틸-1-펜텐을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 하나 이상의 α-올레핀 공단량체는 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 및 1-옥텐으로 이루어지는 군; 또는 대안적으로, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
에틸렌 및 선택적으로 하나 이상의 공단량체, 예를 들어 α-올레핀의 에틸렌계 중합체, 예를 들어 단독중합체 및/또는 혼성중합체(공중합체를 포함함)는 적어도 50 중량%의 에틸렌으로부터 유도되는 단량체 단위를 포함할 수 있다. "적어도 50 중량%"에 포함되는 모든 개별 값 및 하위 범위는 본원에서 별도의 실시형태로서 개시되고; 예를 들어, 에틸렌 및 선택적으로 하나 이상의 공단량체, 예를 들어 α-올레핀의 에틸렌계 중합체, 단독중합체 및/또는 혼성중합체(공중합체를 포함함)는 적어도 60 중량%의 에틸렌으로부터 유도되는 단량체 단위; 적어도 70 중량%의 에틸렌으로부터 유도되는 단량체 단위; 적어도 80 중량%의 에틸렌으로부터 유도되는 단량체 단위; 또는 50 내지 100 중량%의 에틸렌으로부터 유도되는 단량체 단위; 또는 80 내지 100 중량%의 에틸렌으로부터 유도되는 단위를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 에틸렌계 중합체는 적어도 90 몰 퍼센트의 에틸렌으로부터 유도되는 단위를 포함할 수 있다. 적어도 90 몰%로부터의 모든 개별 값 및 하위 범위는 본원에서 포함되고 별도의 실시형태로서 본원에서 개시된다. 예를 들어, 에틸렌계 중합체는 적어도 93 몰%의 에틸렌으로부터 유도되는 단위; 적어도 96 몰%의 에틸렌으로부터 유도되는 단위; 적어도 97 몰%의 에틸렌으로부터 유도되는 단위; 또는 대안적으로, 90 내지 100 몰%의 에틸렌으로부터 유도되는 단위; 90 내지 99.5 몰%의 에틸렌으로부터 유도되는 단위; 또는 97 내지 99.5 몰%의 에틸렌으로부터 유도되는 단위를 포함할 수 있다.
에틸렌계 중합체의 일부 실시형태에서, 추가의 α-올레핀의 양은 50 몰% 미만이고; 다른 실시형태는 적어도 0.5 몰 퍼센트(몰%) 내지 25 몰%를 포함하며; 추가의 실시형태에서, 추가의 α-올레핀의 양은 적어도 5 몰% 내지 10 몰%를 포함한다. 일부 실시형태에서, 추가의 α-올레핀은 1-옥텐이다.
임의의 통상적인 중합 공정을 사용하여 에틸렌계 중합체를 제조할 수 있다. 이러한 통상적인 중합 공정은, 예를 들어, 루프 반응기, 등온 반응기, 유동층 가스상 반응기, 교반식 탱크 반응기, 배치식 반응기와 같은 하나 이상의 통상적인 반응기를 병렬, 직렬 또는 이들의 임의의 조합으로 사용하는 용액 중합 공정, 가스상 중합 공정, 슬러리상 중합 공정, 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
일 실시형태에서, 에틸렌계 중합체는 이중 반응기 시스템, 예를 들어, 이중 루프 반응기 시스템에서 용액 중합을 통해 생성될 수 있으며, 여기서 에틸렌 및 선택적으로 하나 이상의 α-올레핀은 본원에서 기술되는 바와 같은 촉매 시스템 및 선택적으로 하나 이상의 조촉매의 존재 하에 중합된다. 또 다른 실시형태에서, 에틸렌계 중합체는 이중 반응기 시스템, 예를 들어 이중 루프 반응기 시스템에서 용액 중합을 통해 생성될 수 있으며, 여기서 에틸렌 및 선택적으로 하나 이상의 α-올레핀은 본 개시내용 및 본원에서 기술되는 바와 같은 촉매 시스템 및 선택적으로 하나 이상의 다른 촉매의 존재 하에 중합된다. 본원에서 기술되는 촉매 시스템은 제1 반응기 또는 제2 반응기에서, 선택적으로는 하나 이상의 다른 촉매와 조합으로 사용될 수 있다. 일 실시형태에서, 에틸렌계 중합체는 이중 반응기 시스템, 예를 들어 이중 루프 반응기 시스템에서 용액 중합을 통해 생성될 수 있으며, 여기서 에틸렌 및 선택적으로 하나 이상의 α-올레핀은, 두 반응기 모두에서, 본원에서 기술되는 바와 같은 촉매 시스템의 존재 하에 중합된다.
또 다른 실시형태에서, 에틸렌계 중합체는 단일 반응기 시스템, 예를 들어 단일 루프 반응기 시스템에서 용액 중합을 통해 생성될 수 있으며, 여기서 에틸렌 및 선택적으로 하나 이상의 α-올레핀은 본 개시내용에서 기술되는 바와 같은 촉매 시스템, 및 선택적으로 상기 단락에 기술된 바와 같은 하나 이상의 조촉매의 존재 하에 중합된다.
에틸렌계 중합체는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 대전 방지제, 색상 증강제, 염료, 윤활제, 안료, 1차 산화방지제, 2차 산화반지제, 가공 보조제, UV 안정화제 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 에틸렌계 중합체는 임의의 양의 첨가제를 함유할 수 있다. 에틸렌계 중합체는, 에틸렌계 중합체 및 하나 이상의 첨가제의 중량을 기준으로, 이러한 첨가제의 합한 중량의 약 0 내지 약 10%를 절충할 수 있다. 에틸렌계 중합체는 충전제를 추가로 포함할 수 있으며, 이는 유기 또는 무기 충전제를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 에틸렌계 중합체는, 에틸렌계 중합체 및 모든 첨가제 또는 충전제의 합한 중량을 기준으로, 예를 들어, 약 0 내지 약 20 중량 퍼센트의 충전제, 예를 들어 탄산칼슘, 활석, 또는 Mg(OH)2를 함유할 수 있다. 에틸렌계 중합체는 하나 이상의 중합체와 추가로 블렌딩되어 블렌드를 형성할 수 있다.
일부 실시형태에서, 에틸렌계 중합체를 제조하기 위한 중합 공정은 에틸렌 및 적어도 하나의 추가의 α-올레핀을 촉매 시스템의 존재 하에 중합하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 촉매 시스템은 적어도 하나의 화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함한다. 화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 이러한 촉매 시스템으로부터 생성되는 중합체는, 예를 들어, 0.850 g/cm3 내지 0.950 g/cm3, 0.880 g/cm3 내지 0.920 g/cm3, 0.880 g/cm3 내지 0.910 g/cm3, 또는 0.880 g/cm3 내지 0.900 g/cm3의 ASTM D792(이의 전문은 본원에서 참고로 포함됨)에 따른 밀도를 가질 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 촉매 시스템으로부터 생성되는 중합체는 5 내지 15의 용융 흐름비(I10/I2)를 가지며, 여기서 용융 지수 I2는 190℃ 및 2.16 kg 하중에서 ASTM D1238(이의 전문은 본원에서 참고로 포함됨)에 따라 측정되고, 용융 지수 I10은 190℃ 및 10 kg 하중에서 ASTM D1238에 따라 측정된다. 다른 실시형태에서, 용융 흐름비(I10/I2)는 5 내지 10이며, 다른 실시형태에서, 용융 흐름비는 5 내지 9이다.
일부 실시형태에서, 화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 촉매 시스템으로부터 생성되는 중합체는 1 내지 25의 분자량 분포(MWD: molecular-weight distribution)를 가지며, 여기서 MWD는 Mw/Mn으로 정의되는데, Mw는 중량 평균 분자량이고 Mn은 수 평균 분자량이다. 다른 실시형태에서, 촉매 시스템으로부터 생성되는 중합체는 1 내지 6의 MWD를 갖는다. 또 다른 실시형태는 1 내지 3의 MWD를 포함하고; 다른 실시형태는 1.5 내지 2.5의 MWD를 포함한다.
본 개시내용에 기술된 촉매 시스템의 실시형태는, 형성된 중합체의 높은 분자량 및 중합체에 혼입된 공단량체의 양으로 인해 고유한 중합체 특성을 제공한다.
모든 용매 및 시약은 달리 언급되지 않는 한 상업적 공급처로부터 입수하여 입수한 그대로 사용한다. 무수 톨루엔, 헥산, 테트라하이드로푸란 및 디에틸 에테르는 활성 알루미나, 및 일부 경우에는, Q-5 반응물에 통과시켜 정제한다. 질소-충전된 글러브 박스에서 수행된 실험에 사용되는 용매는 활성화된 4Å 분자체 상에서 저장함으로써 추가로 건조한다. 수분 민감성 반응을 위한 유리 제품은 사용 전에 오븐에서 밤새 건조한다. NMR 스펙트럼은 Varian 400-MR 및 VNMRS-500 분광계 상에 기록된다. LC-MS 분석은 Waters 2424 ELS 검출기, Waters 2998 PDA 검출기, 및 Waters 3100 ESI 질량 검출기와 커플링된 Waters e2695 분리 모듈을 사용하여 수행한다. LC-MS 분리는 XBridge C18 3.5 μm 2.1×50 mm 컬럼 상에서 이온화제로서 0.1% 포름산과 함께 5:95 내지 100:0 아세토니트릴 대 물 구배를 사용하여 수행한다. HRMS 분석은 전기분무 이온화와 함께 Agilent 6230 TOF 질량 분석계와 커플링된 Zorbax Eclipse Plus C18 1.8 μm 2.1×50 mm 컬럼과 함께 Agilent 1290 Infinity LC를 사용하여 수행한다. 1H NMR 데이터를 하기와 같이 기록한다: 화학적 이동(다중도(multiplicity)(br = 브로드(broad), s = 단일항, d = 이중항, t = 삼중항, q = 사중항, p = 오중항, sex = 육중항, sept = 칠중항 및 m = 다중항), 적분, 및 지정). 1H NMR 데이터에 대한 화학적 이동은 중수소화된 용매 중의 잔류 양성자를 기준으로 사용하여 내부 테트라메틸실란(TMS, δ 스케일)으로부터 다운필드로 ppm 단위로 기록한다. 13C NMR 데이터는 1H 디커플링에 의해 측정되며, 화학적 이동은 표준물로서 중수소화된 용매 중의 잔류 탄소를 사용하는 것에 비해 ppm 단위의 테트라메틸실란(TMS, δ 스케일)으로부터 다운필드로 기록한다.
고처리량 병렬 중합 반응기 중합 절차(PPR) 스크리닝
폴리올레핀 촉매반응 스크리닝은 고처리량 병렬 중합 반응기(PPR: parallel polymerization reactor) 시스템에서 수행한다. PPR 시스템은 불활성 분위기 글러브박스 내에 48개의 단일 셀(cell)(6 × 8 매트릭스) 반응기의 어레이를 포함한다. 각각의 셀에는 약 5 mL의 내부 작동 액체 부피(internal working liquid volume)를 갖는 유리 인서트(glass insert)가 장착되어 있다. 각각의 셀은 독립적으로 압력을 제어하며 800 rpm으로 지속적으로 교반한다. 별도의 언급이 없는 한, 촉매 용액은 톨루엔으로 제조한다. 모든 액체(즉, 용매, 1-옥텐, 사슬 셔틀링제 용액 및 촉매 용액)는 로봇 시린지를 통해 첨가하였다. 가스상 시약(즉, 에틸렌, CO)은 가스 주입 포트를 통해 첨가하였다. 각각의 실행 전에, 반응기를 80℃로 가열하고 에틸렌으로 퍼징한 다음 환기하였다.
반응기를 실행 온도로 가열하고, 이어서 에틸렌을 사용하여 적절한 psig로 가압한다. Isopar E waiss를 첨가한 다음, 시약의 톨루엔 용액을 다음 순서로 첨가한다: (1) 500 nmol의 스캐빈저 MMAO-3A를 갖는 1-옥텐; (2) 활성화제(RIBS-II, FAB 등); 및 (3) 촉매(100 nmol).
최종 첨가 후에 총 반응 부피가 5 mL에 도달하도록 각각의 액체 첨가를 소량의 Isopar E로 추적한다. 촉매를 첨가하자마자, PPR 소프트웨어는 각각의 셀의 압력을 모니터링하기 시작하였다. 에틸렌 가스를 보충 첨가하여 설정 값에서 1 psi를 뺀 압력에 도달하였을 때 밸브를 개방하고 2 psi 더 높은 압력에 도달하였을 때 밸브를 폐쇄함으로써 원하는 압력(대략 2 내지 6 psig 이내)을 유지하였다. 모든 압력 강하는 실행 지속 기간 동안 또는 흡수(uptake) 또는 전환 요청 값에 도달할 때까지 둘 중 어느 것이 먼저 발생했든지 간에 에틸렌의 "흡수" 또는 "전환"으로서 누적적으로 기록한다. 이어서, 아르곤 중 10% 일산화탄소를 반응기 압력보다 40 내지 50 psi 높은 압력에서 4분 동안 첨가함으로써 각각의 반응을 켄칭(quench)한다. "켄칭 시간(Quench Time)"이 짧을수록 촉매는 더 활성화된다. 임의의 소정의 셀에서 너무 많은 중합체가 형성되는 것을 방지하지 위해, 예정된 흡수 수준(120℃ 실행의 경우 50 psig, 150℃ 실행의 경우 75 psig)에 도달하면 반응을 켄칭한다. 반응기를 켄칭한 후, 반응기를 70℃로 냉각하고, 환기시키고, 질소로 5분 동안 퍼징하여 일산화탄소를 제거한 다음, 튜브를 제거하였다. 그런 다음, 중합체 샘플을 원심 증발기 중 70℃에서 12시간 동안 건조하고, 칭량하여 중합체 수율을 측정한 다음, IR(1-옥텐 혼입) 분석 및 GPC(분자량) 분석을 실시하였다.
배치식 반응기 중합 절차
배치식 반응기 중합은 2-L Parr™ 배치식 반응기에서 수행한다. 반응기는 전기 가열 맨틀에 의해 가열되고, 냉각수를 함유하는 내부 사형(serpentine) 냉각 코일에 의해 냉각된다. 반응기 및 가열/냉각 시스템은 모두 Camile™ TG 프로세스 컴퓨터로 제어되고 모니터링된다. 반응기의 하부에는 반응기 내용물을 촉매 제거 용액(전형적으로는 5 mL의 Irgafos/Irganox/톨루엔 혼합물)으로 사전 충전된 스테인리스강 덤프 포트로 비워주는 덤프 밸브가 장착되어 있다. 덤프 포트는 30 갤런의 블로우다운(blow-down) 탱크로 배출되고, 포트와 탱크 둘 다 질소로 퍼지된다. 중합 또는 촉매 구성에 사용되는 모든 용매는 중합에 영향을 미칠 수 있는 임의의 불순물을 제거하기 위해 용매 정제 컬럼에 통과시킨다. 1-옥텐 및 Isopar E는 2개의 컬럼, 즉 활성 A2 알루미나를 함유하는 제1 컬럼 및 활성 Q5 반응물을 함유하는 제2 컬럼을 통과한다. 에틸렌은 2개의 컬럼, 즉 A204 알루미나 및 4Å 분자체를 함유하는 제1 컬럼 및 Q5 반응물을 함유하는 제2 컬럼에 통과시켰다. 이송에 사용되는 N2는 A204 알루미나, 4Å 분자체 및 Q5를 함유하는 단일 컬럼을 통과한다.
반응기는 원하는 반응기 로딩에 따라 Isopar E 용매 및/또는 1-옥텐을 포함하는 샷 탱크(shot tank)로부터 먼저 로딩한다. 샷 탱크는 샷 탱크에 장착된 실험실 저울을 사용하여 로드 설정점까지 충전한다. 액체 공급물을 첨가한 후, 반응기를 중합 온도 설정점까지 가열한다. 에틸렌을 사용하는 경우, 에틸렌을 반응 온도에 있을 때 반응기에 첨가하여 반응 압력 설정점을 유지한다. 에틸렌 첨가량은 마이크로-모션 유량계로 모니터링한다.
촉매 및 활성화제를 적절한 양의 정제 톨루엔과 혼합하여 원하는 몰 농도의 용액을 획득하였다. 촉매 및 활성화제를 불활성 글로브 박스에서 취급하고, 시린지로 인출하여 촉매 샷 탱크로 가압 이송하였다. 이어서, 이를 각각 5-mL의 톨루엔으로 3회 세척하였다. 촉매를 첨가한 직후, 실행 타이머의 가동을 시작하였다. 에틸렌을 사용한 경우, 이어서 에틸렌을 Camile에 의해 첨가하여 반응기 내 압력 설정점에서 반응을 유지하였다. 이러한 중합을 10분 동안 수행한 다음, 교반기를 정지시키고 하부 덤프 밸브를 열어 반응기 내용물을 덤프 포트로 비운다. 덤프 포트 내용물을 실험실 후드 내에 놓여 있는 트레이에 붓고, 거기에서 용매를 밤새 증발시켰다. 잔류 중합체를 함유하는 트레이를 진공 오븐으로 옮기고 진공 하에서 최대 140℃로 가열하여 남아 있는 용매를 제거하였다. 트레이를 주위 온도로 냉각한 후, 수율/효율을 위해 중합체를 칭량한 다음, 중합체 시험에 적용하였다.
옥텐 혼입의 IR 검출을 통한 HT-GPC 분석
고온 GPC 분석을 PolymerChar 적외선 검출기(IR5) 및 Agilent PLgel Mixed A 컬럼이 장착된 Dow Robot Assisted Delivery(RAD) 시스템을 사용하여 수행하였다. 데칸(10 μL)을 내부 흐름 마커로서 사용하기 위해 각각의 샘플에 첨가하였다. 샘플을 먼저 300 ppm의 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT)으로 안정화된 1,2,4-트리클로로벤젠(TCB) 중에 10 mg/mL의 농도로 희석한 다음, 160℃에서 120분 동안 교반하여 용해시켰다. 주입 전에, 샘플을 BHT로 안정화된 TCB를 사용하여 2 mg/mL의 농도로 추가로 희석하였다. 샘플(250 μL)을 하나의 PL-gel 20 μm(50 × 7.5 mm) 보호 컬럼을 통해 용출한 다음, 1.0 mL/분의 유량으로 BHT로 안정화된 TCB를 사용하여 160℃에서 유지되는 PL-겔 20 μm(300 × 7.5 mm) Mixed-A 컬럼을 통해 용출하였다. 총 실행 시간은 24분이었다. 분자량을 보정하기 위해, Agilent EasiCal 폴리스티렌 표준물(PS-1 및 PS-2)을 BHT로 안정화된 1.5 mL의 TCB로 희석한 다음, 160℃에서 15분 동안 교반하여 용해시켰다. PS 표준물을 추가적인 희석 없이 상기 시스템에 주입하여, PS 및 PE에 대해 공지된 마크-후윙크 계수(Mark-Houwink coefficient)를 사용하여 호모-폴리에틸렌(PE)에 대해 조정된 겉보기 단위를 갖는 3번째 MW 보정 곡선을 생성하였다. 옥텐 혼입은 공중합체를 공지된 조성에서 분석함으로써 개발된 선형 보정을 사용하여 결정하였다.
SymRAD HT-GPC 분석
분자량 데이터는 하이브리드 Symyx/Dow 구축 로봇 지원 희석 고온 겔 투과 크로마토그래퍼(Sym-RAD-GPC: Symyx/Dow built Robot-Assisted Dilution High-Temperature Gel Permeation Chromatographer) 상에서 분석함으로써 측정한다. 중합체 샘플을 300 ppm(parts per million)의 부틸화 하이드록실 톨루엔(BHT)으로 안정화된 10 mg/mL의 농도의 1,2,4-트리클로로벤젠(TCB) 중 160℃에서 120분 동안 가열하여 용해시킨다. 250 μL 분취량의 샘플을 주입하기 직전에 각각의 샘플을 1 mg/mL로 희석하였다. GPC에 2개의 Polymer Labs PLgel 10 μm MIXED-B 컬럼(300 × 10 mm)을 장착하며, 유량은 160℃에서 2.0 mL/분이다. 샘플 검출은 PolyChar IR4 검출기를 농도 모드에서 사용하여 수행한다. 좁은 폴리스티렌(PS) 표준물의 종래의 보정은 이 온도에서 TCB 중의 PS 및 PE에 대한 알려진 마크-후윙크 계수를 사용하여 호모-폴리에틸렌(PE)에 대하여 조정된 겉보기 단위로 사용된다.
1-옥텐 혼입 IR 분석
고온 GPC 분석을 PolymerChar 적외선 검출기(IR5) 및 Agilent PLgel Mixed A 컬럼이 장착된 Dow Robot Assisted Delivery(RAD) 시스템을 사용하여 수행하였다. 데칸(10 μL)을 내부 흐름 마커로서 사용하기 위해 각각의 샘플에 첨가하였다. 샘플을 먼저 300 ppm의 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT)으로 안정화된 1,2,4-트리클로로벤젠(TCB) 중에 10 mg/mL의 농도로 희석한 다음, 160℃에서 120분 동안 교반하여 용해시켰다. 주입 전에, 샘플을 BHT로 안정화된 TCB를 사용하여 2 mg/mL의 농도로 추가로 희석하였다. 샘플(250 μL)을 하나의 PL-gel 20 μm(50 × 7.5 mm) 보호 컬럼을 통해 용출한 다음, 1.0 mL/분의 유량으로 BHT로 안정화된 TCB를 사용하여 160℃에서 유지되는 PL-겔 20 μm(300 × 7.5 mm) Mixed-A 컬럼을 통해 용출하였다. 총 실행 시간은 24분이었다. 분자량을 보정하기 위해, Agilent EasiCal 폴리스티렌 표준물(PS-1 및 PS-2)을 BHT로 안정화된 1.5 mL의 TCB로 희석한 다음, 160℃에서 15분 동안 교반하여 용해시켰다. PS 표준물을 추가적인 희석 없이 상기 시스템에 주입하여, PS 및 PE에 대해 공지된 마크-후윙크 계수를 사용하여 호모-폴리에틸렌(PE)에 대해 조정된 겉보기 단위를 갖는 3번째 MW 보정 곡선을 생성하였다. 옥텐 혼입은 공중합체를 공지된 조성에서 분석함으로써 개발된 선형 보정을 사용하여 결정하였다.
실시예
실시예 1은 리간드 중간체, 리간드, 및 리간드 1 내지 25의 단리된 전구촉매 구조에 대한 합성 절차이다. 금속-리간드 착물 1 내지 금속-리간드 착물 16(MLC-1 내지 MLC-16)은 리간드 1 내지 25로부터 합성하였다. 실시예 2, 3 및 4에서, MLC-1에서 MLC-16으로의 중합 반응의 결과 및 동일 반응계에서 생성된 금속-리간드 착물이 표로 작성되고 논의된다. 본 개시내용의 하나 이상의 특징은 하기와 같은 실시예를 고려하여 예시된다:
실시예 1 - 리간드 및 착물의 합성
반응식 1. 디올 10의 합성
1-알릴-2-(벤질옥시)-3-브로모벤젠[화합물 8]의 합성
1 L 둥근 바닥 플라스크를 2-브로모페놀(15.6 mL, 150 mmol, 1.00 당량), 500 mL 아세토니트릴, 탄산칼륨(41.46 g, 300 mmol, 2.00 당량), 및 알릴 브로마이드(14.3 mL, 165 mmol, 1.10 당량)로 충전하였다. 환류 콘덴서를 부착하고 혼합물을 80℃에서 2시간 동안 교반하였다. TLC는 출발 물질의 완전한 소비를 보여주었다. 슬러리를 여과하고, 여액을 호박색 오일로 농축하였다. 양자/탄소 NMR은 알릴 에테르 중간체를 확인하였다.
알릴 에테르를 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 넣은 다음, 질소 하에 220℃로 가열하였다. 액체를 이 온도에서 3시간 동안 교반하였다. 액체를 냉각한 다음, 양자 NMR을 위해 샘플을 제거하여 재배열이 발생하였음을 확인하였다.
암색 액체를 250 mL 아세톤에 용해시시킨 다음, 탄산칼륨(41.46 g, 300 mmol, 2.00 당량) 및 벤질 브로마이드(18.7 mL, 158 mmol, 1.05 당량)로 처리하였다. 환류 콘덴서를 부착하고, 혼합물을 질소 블랭킷 하에 60℃에서 밤새 교반하였다.
암색 용액을 여과하고, 여액을 농축하였다. 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 36.662 g의 무색 오일이 단리되었다(3 단계에 걸쳐 81% 수율).
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.58 ― 7.50 (m, 2H), 7.47 ― 7.33 (m, 4H), 7.14 (dd, J = 7.6, 1.6 ㎐, 1H), 6.96 (t, J = 7.8 ㎐, 1H), 5.92 (ddt, J = 16.7, 10.1, 6.5 ㎐, 1H), 5.15 ― 5.01 (m, 2H), 4.96 (s, 2H), 3.43 (dt, J = 6.6, 1.5 ㎐, 2H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 153.74, 136.95, 136.62, 135.68, 131.67, 129.70, 128.52, 128.20, 128.11, 125.54, 117.80, 116.42, 74.99, 34.46.
(E)-1,4-비스(2-(벤질옥시)-3-브로모페닐)부트-2-엔[화합물 9]의 합성
글러브박스에서, 40 mL 바이알을 화합물 8(1.00 g, 3.30 mmol, 1.00 당량)로 충전하였다. 그럽스 제2 세대 촉매(Grubbs Second Generation Catalyst)(70 mg, 0.083 mmol, 2.50 mol%)를 약 1 mL의 톨루엔에 용해시킨 다음, 이를 알켄을 함유하는 바이알에 첨가하였다. 바이알을 글로브박스에서 캡을 씌우지 않고 1시간 동안 주위 온도에서 교반하였다. 바이알을 3분 동안 110℃로 가열한 다음, 다시 1시간 동안 주위 온도로 복귀시켰다. 양자 NMR은 출발 물질의 소비가 거의 완료되었음을 나타내었다.
바이알을 글러브박스에서 제거하고, 용액을 약간의 실리카와 혼합하였다. 용매를 제거한 다음, 고체를 컬럼 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)를 위해 건식 로딩하였다. 0.922 g의 무색 오일이 단리되었다. 생성물을 에탄올로부터 재결정화하여 0.630 g의 백색 고체(66%)를 수득하였다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.49 ― 7.42 (m, 6H), 7.38 ― 7.33 (m, 6H), 7.14 ― 7.08 (m, 2H), 6.96 ― 6.91 (m, 2H), 5.56 (td, J = 3.6, 1.9 ㎐, 2H), 4.92 (s, 4H), 3.41 ― 3.33 (m, 4H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 153.64, 136.88, 136.12, 131.56, 130.05, 129.57, 128.46, 128.12, 127.98, 125.51, 117.76, 74.90, 33.22.
rac-(2R,3R)-1,4-비스(2-(벤질옥시)-3-브로모페닐)부탄-2,3-디올[화합물 10]의 합성
250 mL 둥근 바닥 플라스크를 NMO(1.02 g, 8.71 mmol, 2.02 당량) 및 25 mL의 물로 충전하였다. 혼합물을 교반하고, 칼륨 오스메이트 탈수화물(80 mg, 5 mol%)을 한번에 첨가하였다. 혼합물을 1분 동안 교반한 다음, 50 mL 아세톤 중 알켄 9(2.50 g, 4.32 mmol, 1.00 당량)를 첨가하였다. 수성 산화제를 첨가하자 마자 유기 생성물이 침전되었다. 플라스크를 밀봉하고, 주위 온도에서 14시간 동안 교반하였다. 밤새 교반한 후 고체가 서서히 용해되기 시작하였지만, 몇 개의 작은 입자는 남아 있었다.
용액을 디클로로메탄으로 희석하고 수성 아황산나트륨으로 켄칭하였다. 생성물을 몇 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 50% EtOAc)로 정제하였다. 1.765 g의 생성물이 무색 오일로서 단리되었다. 양자 NMR은 약간의 에틸 아세테이트(EtOAc가 56%를 차지함)를 갖는 생성물을 보여주었다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.46 (dt, J = 8.0, 2.0 ㎐, 6H), 7.40 ― 7.34 (m, 6H), 7.11 (dd, J = 7.7, 1.6 ㎐, 2H), 6.93 (t, J = 7.8 ㎐, 2H), 5.01 ― 4.89 (m, 4H), 3.58 (q, J = 5.7 ㎐, 2H), 2.80 (qd, J = 13.7, 6.6 ㎐, 4H), 2.51 (d, J = 5.9 ㎐, 2H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 154.04, 136.43, 134.02, 132.19, 130.65, 128.61, 128.42, 128.26, 125.79, 117.61, 75.25, 73.43, 35.22.
반응식 2. 디올 13의 합성
1-알릴-3-브로모-2-(에톡시메톡시)벤젠[화합물 11]의 합성
1 L 둥근 바닥 플라스크를 2-브로모페놀(50.0 g, 289 mmol, 1.00 당량), 550 mL 아세톤, 탄산칼륨(79.89 g, 578 mmol, 2.00 당량), 및 알릴 브로마이드(27.5 mL, 318 mmol, 1.10 당량)로 충전하였다. 환류 콘덴서를 부착하고 혼합물을 60℃에서 2시간 동안 교반하였다. TLC는 출발 물질의 완전한 소비를 보여주었다. 슬러리를 여과하고, 여액을 호박색 오일로 농축하였다.
알릴 에테르를 1 L 둥근 바닥 플라스크에 넣은 다음, 질소 하에 220℃로 가열하였다. 액체를 이 온도에서 3시간 동안 교반하였다. 액체를 냉각한 다음, 양자 NMR을 위해 샘플을 제거하여 재배열이 발생하였음을 확인하였다. 약간의 불순물이 존재하였다.
암색 액체를 500 mL의 디클로로메탄에 용해시킨 다음, 후니그 염기(Hunig's Base)(55.4 mL, 318 mmol, 1.10 당량)로 처리하였다. 플라스크를 0℃로 냉각하고, 클로로메틸 에틸 에테르(26.8 mL, 289 mmol, 1.00 당량)를 적가하였다. 혼합물을 2시간 동안 교반하였으며, TLC는 페놀 중간체의 소비를 나타내었다. 용액을 포화 수성 NH4Cl로 세척하고, 상을 분리하였다. 유기상을 농축한 다음, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 57.991 g의 생성물을 담황색 오일(74%)로 단리하였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.42 (dd, J = 7.9, 1.6 ㎐, 1H), 7.22 ― 7.08 (m, 1H), 6.94 (t, J = 7.8 ㎐, 1H), 5.96 (ddt, J = 16.9, 10.4, 6.6 ㎐, 1H), 5.17 ― 4.94 (m, 4H), 3.89 (q, J = 7.1 ㎐, 2H), 3.51 (dt, J = 6.7, 1.5 ㎐, 2H), 1.28 (t, J = 7.1 ㎐, 3H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 152.71, 136.52, 135.82, 131.50, 129.52, 125.56, 117.55, 116.27, 98.33, 65.87, 34.67, 15.14.
(E)-1,4-비스(3-브로모-2-(에톡시메톡시)페닐)부트-2-엔[화합물 12]의 합성
글러브박스에서, 40 mL 바이알을 알켄 11(10.00 g, 36.9 mmol, 1.00 당량)로 충전하였다. 그럽스 제2 세대 촉매(313 mg, 0.369 mmol, 1.00 mol%)를 약 10 mL의 톨루엔에 용해시킨 다음, 이를 알켄을 함유하는 바이알에 첨가하였다. 바이알을 글로브박스에서 캡을 씌우지 않고 주위 온도에서 밤새 교반하였다.
14시간 후, 바이알을 글러브박스에서 꺼내어 주위 공기 중에서 교반하였다. 양자 NMR에 의한 출발 물질의 소비를 확인하기 위해 소량의 분취량을 제거하였다. 오일을 셀라이트에 흡착시킨 다음 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하여 6.00 g의 무색 오일(63%)을 수득하였다. 물질은 양자 NMR로 확인한 결과 약 17.5% Z 이성질체였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.41 (dt, J = 8.0, 2.2 ㎐, 2H), 7.18 ― 7.08 (m, 2H), 6.99 ― 6.88 (m, 2H), 5.76 ― 5.60 (m, 2H), 5.19 ― 5.01 (m, 4H), 3.94 ― 3.82 (m, 4H), 3.70 ― 3.39 (m, 4H), 1.26 (t, J = 7.1, 5.0, 0.6 ㎐, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 152.60, 136.37, 131.40, 129.98, 129.40, 125.56, 117.53, 98.30, 65.88, 33.42, 15.16.
rac-(2R,3R)-1,4-비스(3-브로모-2-(에톡시메톡시)페닐)부탄-2,3-디올[화합물 13]의 합성
250 mL 둥근 바닥 플라스크를 NMO(1.82 g, 15.6 mmol, 2.00 당량) 및 45 mL의 물로 충전하였다. 혼합물을 교반하고, 칼륨 오스메이트 탈수화물(143 mg, 0.389 mmol, 5 mol%)을 한번에 첨가하였다. 혼합물을 1분 동안 교반한 다음, 90 mL 아세톤 중 알켄 12(4.00 g, 7.78 mmol, 1.00 당량)를 첨가하였다. 플라스크를 밀봉하고, 주위 온도에서 14시간 동안 교반하였다. 시간이 지남에 따라 용액과 균질하게 된 몇 개의 오일 방울이 존재하였다.
용액을 디클로로메탄으로 희석하고 수성 아황산나트륨으로 켄칭하였다. 생성물을 몇 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 50% EtOAc)로 정제하였다. 3.99 g의 생성물을 무색 오일로서 단리하였다. 양자 NMR은 대략 85:15 비율(94%)의 메조 입체이성질체에 의해 약간의 오염이 있는 생성물을 보여주었다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.44 (d, J = 8.2 ㎐, 2H), 7.18 (d, J = 8.1 ㎐, 2H), 6.96 (d, J = 7.2 ㎐, 2H), 5.25 ― 5.03 (m, 4H), 3.99 ― 3.78 (m, 4H), 3.78 ― 3.64 (m, 2H), 3.19 ― 2.78 (m, 6H), 1.27 (td, J = 7.1, 0.8 ㎐, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 153.51, 134.40, 131.87, 130.39, 125.81, 117.50, 98.61, 73.89, 66.06, 35.15, 15.07.
반응식 3. 리간드 1(L1)의 합성
rac-3,3'-((2R,3R)-2,3-디메톡시부탄-1,4-디일)비스(2-(벤질옥시)-1-브로모벤젠)[화합물 14]의 합성
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디올 10(1.23 g, 2.01 mmol, 1.00 당량) 및 10 mL 무수 THF로 충전하였다. 수소화나트륨(193 mg, 8.04 mmol, 4.00 당량)을 첨가하고, 혼합물을 주위 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 요오도메탄(0.375 mL, 6.03 mmol, 3.00 당량)을 슬러리에 첨가하고, 혼합물을 밤새 교반하였다.
용액을 메탄올에 이어 포화 수성 NH4Cl로 조심스럽게 켄칭하였다. 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 1.11 g의 무색 오일을 단리하였다(86%).
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.50 ― 7.43 (m, 6H), 7.38 ― 7.27 (m, 6H), 7.16 (dd, J = 7.7, 1.6 ㎐, 2H), 6.93 (t, J = 7.8 ㎐, 2H), 4.99 (d, J = 10.6 ㎐, 2H), 4.89 (d, J = 10.6 ㎐, 2H), 3.47 ― 3.35 (m, 2H), 3.09 (s, 6H), 2.98 ― 2.88 (m, 2H), 2.80 (dd, J = 13.6, 7.9 ㎐, 2H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 154.18, 136.88, 135.09, 131.76, 130.86, 128.41, 128.19, 128.11, 125.33, 117.63, 81.17, 74.92, 58.40, 31.07.
rac-3',3'''-((2R,3R)-2,3-디메톡시부탄-1,4-디일)비스(2'-(벤질옥시)-2,4,6-트리메틸-1,1'-비페닐)[화합물 15]의 합성
질소 충진된 글러브박스에서, 40 mL 바이알을 디브로마이드 14(0.370 g, 0.578 mmol, 1.00 당량) 및 8 mL THF로 충전하였다. PEPPSI-SIPr 촉매(20 mg)를 첨가한 다음, 메시틸마그네슘 브로마이드(THF 중 1.0 M, 1.73 mL, 1.73 mmol, 3.00 당량)를 첨가하였다. 혼합물을 65℃에서 3시간 동안 교반하였다.
용액을 포화 수성 NH4Cl로 켄칭한 다음, 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 363 mg의 생성물을 무색 오일(수율 87%)로 단리하였다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.18 ― 7.15 (m, 6H), 7.12 (dd, J = 7.5, 1.8 ㎐, 2H), 7.04 (t, J = 7.5 ㎐, 2H), 6.94 (dd, J = 7.5, 1.8 ㎐, 2H), 6.93 ― 6.90 (m, 4H), 6.89 ― 6.83 (m, 4H), 4.37 ― 4.28 (m, 4H), 3.41 ― 3.32 (m, 2H), 3.15 (s, 6H), 3.03 ― 2.94 (m, 2H), 2.90 (dd, J = 13.1, 6.1 ㎐, 2H), 2.32 (s, 6H), 2.01 (s, 6H), 1.96 (s, 6H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 155.05, 137.36, 136.67, 136.54, 136.27, 135.45, 133.83, 132.62, 130.45, 129.76, 128.28, 128.12, 128.09, 128.01, 127.61, 123.77, 81.48, 74.48, 58.07, 30.69, 21.05, 20.83, 20.61.
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-디메톡시부탄-1,4-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 1(L1)]의 합성
벤질-보호된 디페놀 15(360 mg, 0.501 mmol, 1.00 당량)를 40 mL 에틸 아세테이트에 용해시키고, H-큐브 반응기에서 수소화 조건으로 처리하였다. 반응 조건: 0.5 mL/분 유량; 60℃ 반응 온도; 60 bar 수소; 10% Pd/C 촉매. 수소화 반응을 2회 수행하여 모든 벤질기를 제거하였다.
반응기를 통과한 용액을 농축한 다음, 잔사를 실리카겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 98.7 mg의 무색 오일을 단리하였다(37%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.10 (dd, J = 6.8, 2.5 ㎐, 2H), 7.05 ― 6.81 (m, 10H), 3.65 ― 3.51 (m, 2H), 3.39 (s, 6H), 3.14 ― 2.75 (m, 4H), 2.34 (s, 6H), 2.00 (s, 12H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 152.04, 137.03, 136.88, 136.69, 134.23, 130.40, 129.20, 128.23, 128.11, 124.94, 120.18, 83.45, 58.93, 32.43, 21.10, 20.31, 20.25.
반응식 4. 리간드 2(L2)의 합성
rac-3,3'-((2R,3R)-2,3-비스(p-톨릴옥시)부탄-1,4-디일)비스(2-(벤질옥시)-1-브로모벤젠)[화합물 16]의 합성
질소 충진된 글러브박스에서, 40 mL 바이알을 디올 10(430 mg, 0.702 mmol, 1.00 당량), 요오드화구리(I)(162 mg, 0.421 mmol, 0.60 당량), 탄산세슘(1.38 g, 4.21 mmol, 6.0 당량), 3,4,7,8-테트라메틸-1,10-페난트롤린(331 mg, 1.44 mmol, 2.0 당량), 4-요오도톨루엔(0.920 g, 4.21 mmol, 6.0 당량) 및 9 mL 톨루엔으로 충전하였다. 혼합물을 110℃에서 14시간 동안 가열하였다.
슬러리를 디클로로메탄 및 포화 수성 NH4Cl의 혼합물에 부었다. 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 MgSO4로 건조하고, 알루미나의 플러그를 통해 여과한 다음, 여액을 농축하였다. 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 30% EtOAc)로 정제하였다. 약간의 남은 요오도톨루엔(65%)을 가진 생성물을 함유하는 0.359 g의 백색 고체를 단리하였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.43 ― 7.32 (m, 12H), 6.95 ― 6.90 (m, 2H), 6.75 (t, J = 7.8 ㎐, 6H), 6.61 ― 6.54 (m, 4H), 4.99 ― 4.83 (m, 4H), 4.50 (t, J = 6.4 ㎐, 2H), 3.19 ― 2.96 (m, 4H), 2.20 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 155.61, 154.16, 136.88, 133.47, 132.20, 131.22, 130.21, 130.10, 129.82, 128.37, 127.93, 127.74, 125.42, 118.56, 117.49, 115.79, 74.71, 31.34, 20.45.
3',3'''-((2R,3R)-2,3-비스(p-톨릴옥시)부탄-1,4-디일)비스(2'-(벤질옥시)-2,4,6-트리메틸-1,1'-비페닐)[화합물 17]의 합성
질소 충진된 글러브박스에서, 100 mL 둥근 바닥 플라스크를 디브로마이드 16(0.340 g, 0.429 mmol, 1.00 당량) 및 4 mL THF로 충전하였다. PEPPSI-SIPr 촉매(14.6 mg, 0.0214 mmol, 5.00 mol%)를 첨가한 다음, 메시틸마그네슘 브로마이드(THF 중 1.0 M, 1.29 mL, 1.29 mmol, 3.00 당량)를 첨가하였다. 혼합물을 50℃에서 3시간 동안 교반하였다.
용액을 포화 수성 NH4Cl로 켄칭한 다음, 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 319 mg의 생성물을 무색 오일(수율 85%)로 단리하였다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.21 ― 7.17 (m, 2H), 7.17 ― 7.12 (m, 4H), 6.96 ― 6.91 (m, 6H), 6.89 (s, 4H), 6.78 ― 6.71 (m, 8H), 6.71 ― 6.65 (m, 4H), 4.58 ― 4.48 (m, 2H), 4.28 (d, J = 1.9 ㎐, 4H), 3.16 (t, J = 6.0 ㎐, 4H), 2.31 (s, 6H), 2.19 (s, 6H), 1.96 (s, 6H), 1.91 (s, 6H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 156.19, 155.04, 137.25, 136.71, 136.46, 136.36, 135.28, 133.75, 131.36, 130.82, 130.23, 129.71, 129.68, 128.17, 128.09, 128.01, 127.51, 123.83, 115.98, 78.12, 74.55, 31.21, 21.02, 20.76, 20.60, 20.45.
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-비스(p-톨릴옥시)부탄-1,4-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 2(L2)]의 합성
벤질-보호된 디페놀 17(310 mg, 0.356 mmol, 1.00 당량)를 35 mL 에틸 아세테이트에 용해시키고, H-큐브 반응기에서 수소화 조건으로 처리하였다. 반응 조건: 0.5 mL/분 유량; 60℃ 반응 온도; 60 bar 수소; 10% Pd/C 촉매(대형 카트리지). 반응기를 통과한 용액을 농축한 다음, 잔사를 실리카겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 생성물을 116 mg의 백색 고체(47% 수율)로서 단리하였다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 6.99 (d, J = 7.4 ㎐, 2H), 6.97 ― 6.91 (m, 8H), 6.82 (d, J = 7.3 ㎐, 2H), 6.77 (dt, J = 7.5, 2.2 ㎐, 6H), 5.10 (s, 2H), 4.73 ― 4.61 (m, 2H), 3.23 (d, J = 6.2 ㎐, 4H), 2.36 (s, 6H), 2.24 (s, 6H), 1.92 (s, 6H), 1.82 (s, 6H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 156.23, 150.91, 137.74, 137.57, 137.55, 132.25, 131.12, 130.34, 129.71, 128.57, 128.50, 126.51, 124.02, 120.44, 116.35, 78.43, 31.76, 21.12, 20.51, 20.18, 20.12.
반응식 5. 리간드 7(L7) 및 리간드 6(L6)의 합성
3,3'-((2R,3R)-2,3-비스(3,3-디메틸부톡시)부탄-1,4-디일)비스(1-브로모-2-(에톡시메톡시)벤젠)[화합물 18a]의 합성
글러브박스에서, 20 mL 바이알을 디올 13(1.00 g, 1.82 mmol, 1.00 당량) 및 7 mL DMF로 충전하였다. 수소화나트륨(175 mg, 7.30 mmol, 4.00 당량)을 첨가하였다. 10분 후, 1-브로모-3,3-디메틸프로판(1.04 mL, 7.30 mmol, 4.00 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. UPLC는 부분 전환을 나타내었다. 다른 부분의 수소화나트륨(90 mg)을 첨가한 다음, 다른 부분의 알킬 브로마이드(1.04 mL)를 첨가하였다. 이 혼합물을 추가로 2시간 동안 교반하고, 수소화나트륨/알킬 브로마이드의 첨가를 반복하였다. 혼합물을 밤새 교반하였다.
용액을 조심스럽게 물로 켄칭하고, 생성물을 디에틸 에테르로 추출하였다. 유기상을 농축한 다음, 잔사를 실리카겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 30% EtOAc)로 정제하였다. 2개의 컬럼 부분을 단리하였다: 90.1 mg의 목적하는 생성물(7%); 및 472 mg의 모노-알킬화 중간체.
모노-알킬화 중간체(0.746 mmol, 1.00 당량)를 100 mL 둥근 바닥 플라스크에 넣고, 글로브박스로 다시 옮겼다. 혼합물을 5 mL DMF에 용해시키고, 수소화나트륨(19.7 mg, 0.82 mmol, 1.10 당량)을 첨가하였다. 10분 후, 알킬 브로마이드(0.117 mL, 0.82 mmol, 1.10 당량)를 첨가하였다. 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. 수소화나트륨/알킬 브로마이드의 첨가를 2시간 간격으로 5회 추가로 반복하였다. 최종 혼합물을 주위 온도에서 밤새 교반하였다. 이전과 같은 워크업 및 크로마토그래피는 0.337 g의 생성물을 무색 오일(26%)로서 제공하였다. 또 다른 컬럼 부분은 0.160 g의 모노-알킬화 중간체를 함유하였다. 합산 수율은 33%였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.42 (dd, J = 8.0, 1.6 ㎐, 2H), 7.22 (dd, J = 7.6, 1.6 ㎐, 2H), 6.92 (t, J = 7.8 ㎐, 2H), 5.24 ― 5.03 (m, 4H), 3.99 ― 3.76 (m, 4H), 3.64 ― 3.53 (m, 2H), 3.48 ― 3.37 (m, 2H), 3.22 ― 3.02 (m, 4H), 2.83 (dd, J = 13.6, 8.8 ㎐, 2H), 1.40 ― 1.19 (m, 10H), 0.78 (s, 18H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 153.02, 135.72, 131.48, 130.94, 125.20, 117.31, 98.26, 80.87, 68.49, 65.91, 43.20, 31.94, 29.60, 29.27, 15.18.
3,3'-((2R,3R)-2,3-비스(벤질옥시)부탄-1,4-디일)비스(1-브로모-2-(에톡시메톡시)벤젠)[화합물 18b]의 합성
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디올 13(1.00 g, 1.82 mmol, 1.00 당량) 및 10 mL 무수 THF로 충전하였다. 수소화나트륨(176 mg, 7.30 mmol, 4.00 당량)을 첨가하고, 혼합물을 주위 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 벤질 브로마이드(0.867 mL, 7.30 mmol, 4.00 당량)을 슬러리에 첨가하고, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. TLC는 단지 부분적인 전환만을 나타내었으며, 따라서 환류 콘덴서를 부착하고 혼합물을 70℃에서 4시간 동안 교반하였다. TLC는 출발 물질의 소비를 보여주었다.
용액을 메탄올에 이어 포화 수성 NH4Cl로 조심스럽게 켄칭하였다. 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 1.19 g의 무색 오일을 단리하였다(90%). 양자/탄소 NMR은 미량의 작은 입체이성질체가 존재하기는 하였지만 생성물과 일치하였다(약 84:16 dr).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.43 (dd, J = 7.9, 1.6 ㎐, 2H), 7.25 ― 6.98 (m, 12H), 6.89 (td, J = 7.8, 1.3 ㎐, 2H), 5.10 (dq, J = 8.2, 5.8 ㎐, 4H), 4.49 (dd, J = 54.1, 11.6 ㎐, 2H), 4.26 (t, J = 11.8 ㎐, 2H), 3.90 ― 3.65 (m, 6H), 3.28 ― 2.73 (m, 4H), 1.23 ― 1.10 (m, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 153.03, 138.27, 135.54, 131.64, 131.05, 128.12, 127.91, 127.44, 125.26, 117.38, 98.24, 79.67, 72.72, 65.90, 31.59, 15.09.
3,3''-((2R,3R)-2,3-비스(3,3-디메틸부톡시)부탄-1,4-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 7(L7)]의 합성
50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디브로마이드 18a(0.4934 g, 0.689 mmol, 1.00 당량), 메시틸 보론산(339 mg, 2.07 mmol, 3.00 당량), Pd-Amphos(24 mg, 5.0 mol%), 및 6 mL의 탈기된 톨루엔으로 충전하였다. 환류 콘덴서를 부착하고, 유닛을 질소 하에 밀봉하였다. K3PO4(물 중 2 M, 2.1 mL, 4.2 mmol, 6.0 당량)를 첨가하고, 혼합물을 질소 하에 100℃에서 밤새 교반하였다.
용액을 냉각하고, 생성물을 디클로로메탄의 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하였다.
잔사를 10 mL의 1:1 THF:MeOH에 용해시키고, 1 mL의 6 M HCl로 처리하였다. 혼합물을 2시간 동안 환류시켰다. 용액을 냉각하고, 물로 희석한 다음, 디클로로메탄의 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 0.358 g을 단리하였다(2개의 단계에 걸쳐 76%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.38 (s, 2H), 7.10 (dd, J = 6.3, 2.9 ㎐, 2H), 6.96 (s, 4H), 6.94 ― 6.85 (m, 4H), 3.75 ― 3.56 (m, 4H), 3.44 (td, J = 9.0, 6.8 ㎐, 2H), 3.02 (d, J = 14.4 ㎐, 2H), 2.91 (dd, J = 14.3, 7.9 ㎐, 2H), 2.33 (s, 6H), 2.04 (s, 6H), 2.00 (s, 6H), 1.47 (ddd, J = 8.9, 6.6, 1.6 ㎐, 4H), 0.84 (s, 18H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 152.40, 136.79, 136.74, 136.48, 134.75, 130.37, 129.44, 128.40, 128.17, 128.10, 125.30, 120.09, 82.20, 69.19, 43.00, 32.89, 29.60, 29.39, 21.11, 20.47, 20.28.
3,3''-((2R,3R)-2,3-비스(벤질옥시)부탄-1,4-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 6(L6)]의 합성
글러브박스에서, 100 mL 둥근 바닥 플라스크를 디브로마이드 18b(1.19 g, 1.63 mmol, 1.09 당량), 메시틸 보론산(0.804 g, 4.90 mmol, 3.00 당량), Pd-Amphos(58 mg, 0.082 mmol, 5.0 mol%), 및 16 mL 톨루엔으로 충전하였다. 플라스크를 환류 콘덴서에 연결하고, 밀봉하고, 흄 후드로 옮겼다. 질소 블랭킷 하에, 질소 스파징된 K3PO4(물 중 2.0 M, 4.89 mL, 9.78 mmol, 6.00 당량)의 용액을 첨가하였다. 혼합물을 70℃에서 14시간 동안 교반하였다. 용액을 물로 희석하고, 유기물을 디클로로메탄의 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 다음 단계에 직접 사용하였다.
잔사를 20 mL의 1:1 MeOH:THF에 용해시키고, 2 mL의 6 M HCl로 처리하였다. TLC가 출발 물질의 소비를 나타낼 때까지 용액을 70℃에서 2시간 동안 교반하였다. 용액을 디클로로메탄으로 희석한 다음, 포화 수성 NaHCO3로 세척하였다. 유기상을 농축한 다음, 잔사를 실리카겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 0.709 g의 무색 잔사를 단리하였다(63%). 양자 NMR은 이것이 미량의 부분입체이성질체가 존재하는 생성물임을 보여주었다. 잔사를 에탄올로부터 재결정화하여 0.517 g의 무색 결정을 수득하였다. 양자/탄소 NMR은 이것이 순수한 주요 입체이성질체임을 보여주었다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.27 ― 7.22 (m, 6H), 7.19 ― 7.10 (m, 4H), 7.03 (dt, J = 7.2, 1.8 ㎐, 2H), 6.96 (s, 4H), 6.93 ― 6.84 (m, 4H), 6.34 (s, 2H), 4.46 (qd, J = 11.6, 1.4 ㎐, 4H), 3.87 (d, J = 7.4 ㎐, 2H), 3.11 (d, J = 14.2 ㎐, 2H), 2.96 (dd, J = 14.2, 8.0 ㎐, 2H), 2.33 (s, 6H), 1.98 (s, 12H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 151.68, 137.58, 137.24, 137.13, 136.98, 133.63, 130.68, 128.91, 128.36, 128.34, 128.33, 128.11, 127.79, 127.53, 125.35, 120.21, 80.40, 73.00, 32.01, 21.09, 20.34, 20.29.
반응식 6. 리간드 3(L3)의 합성
3,3'-((2R,3R)-2,3-디이소프로폭시부탄-1,4-디일)비스(1-브로모-2-이소프로폭시벤젠)[화합물 20]의 합성
100 mL 둥근 바닥 플라스크를 디올 13(1.00 g, 1.82 mmol, 1.00 당량; 약 15%의 미량의 부분입체이성질체)로 충전하였다. 디올을 40 mL의 1,2-디클로로에탄에 용해시켰다. 산화은(10.1 g, 43.7 mmol, 24.0 당량)을 첨가하고, 이어서 2-요오도프로판(4.36 mL, 43.7 mmol, 24.0 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 70℃에서 밤새 교반하였다.
혼합물을 냉각하고, 알루미나의 플러그를 통해 여과하고, 여액을 농축하였다. 미정제 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 30% EtOAc)로 정제하였다. 0.566 g의 생성물을 백색 고체로서 단리하였다. 물질은 단일 부분입체이성질체인 것으로 보였으며, 에톡실메틸 보호기는 페놀 상의 이소프로필기로 교환되었다(52%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.47 ― 7.34 (m, 2H), 7.27 ― 7.23 (m, 2H), 6.87 (t, J = 7.8 ㎐, 2H), 4.60 (hept, J = 6.6 ㎐, 2H), 3.75 ― 3.53 (m, 2H), 3.31 ― 3.14 (m, 3H), 2.57 (dd, J = 13.3, 9.6 ㎐, 1H), 1.46 ― 1.35 (m, 6H), 1.32 (d, J = 6.1 ㎐, 6H), 1.14 ― 0.96 (m, 6H), 0.71 (dd, J = 8.8, 6.0 ㎐, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 153.43, 136.32, 131.55, 131.48, 123.95, 117.72, 78.24, 76.09, 71.24, 31.55, 23.15, 22.65, 22.22, 22.06.
3',3'''-((2R,3R)-2,3-디이소프로폭시부탄-1,4-디일)비스(2'-이소프로폭시-2,4,6-트리메틸-1,1'-비페닐)[화합물 21]의 합성
50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디브로마이드 20(0.560 g, 0.933 mmol, 1.00 당량), 메시틸 보론산(0.459 g, 2.80 mmol, 3.00 당량), Pd-Amphos(33 mg, 0.047 mmol, 5.0 mol%), 및 6 mL의 탈기된 톨루엔으로 충전하였다. 환류 콘덴서를 부착하고, 유닛을 질소 하에 두었다. K3PO4(물 중 2 M, 2.80 mL, 5.60 mmol, 6.00 당량)를 주입하고, 혼합물을 5시간 동안 환류시켰다.
용액을 냉각하고, 생성물을 디클로로메탄의 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 0.452 g의 생성물을 무색 오일로 단리하였으며, 이는 방치시 고화되었다. 양자/탄소 NMR은 미량의 부분입체이성질체에 의한 약간의 오염이 있는 생성물과 일치하였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.07 ― 6.78 (m, 10H), 3.72 ― 3.27 (m, 8H), 2.63 (dd, J = 13.1, 8.9 ㎐, 2H), 2.32 (s, 6H), 2.08 (s, 6H), 2.03 (s, 6H), 1.08 (d, J = 6.1 ㎐, 6H), 1.03 (d, J = 6.1 ㎐, 6H), 0.85 (d, J = 6.1 ㎐, 6H), 0.83 ― 0.79 (m, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 154.28, 136.42, 135.95, 134.25, 133.08, 130.87, 129.81, 128.12, 128.03, 122.29, 78.87, 74.59, 71.02, 32.48, 22.82, 22.61, 22.51, 22.42, 21.05, 20.86, 20.30.
3,3''-((2R,3R)-2,3-디이소프로폭시부탄-1,4-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 3(L3)]의 합성
50 mL 둥근 바닥 플라스크를 테트라이소프로필에테르 21(300.0 mg, 0.442 mmol, 1.00 당량) 및 15 mL 디클로로메탄으로 충전하였다. 삼염화알루미늄(124 mg, 2.1 당량)을 첨가하고, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. TLC는 새로운 생성물로의 전환을 나타내었다. 용액을 1 M HCl로 켄칭하고, 생성물을 수 당량의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 주요 컬럼 밴드는 생성물인 것으로 밝혀졌다(131 mg, 50%). 소량의 부분입체이성질체가 샘플을 오염시켰다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.44 (s, 2H), 7.10 (dd, J = 6.5, 2.7 ㎐, 2H), 6.95 (d, J = 2.8 ㎐, 4H), 6.94 ― 6.83 (m, 4H), 3.81 ― 3.60 (m, 4H), 3.04 (d, J = 14.5 ㎐, 2H), 2.88 (dd, J = 14.5, 8.5 ㎐, 2H), 2.33 (s, 6H), 2.04 (s, 6H), 2.00 (s, 6H), 1.17 (d, J = 6.1 ㎐, 6H), 0.97 (d, J = 6.1 ㎐, 6H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 152.50, 136.89, 136.73, 136.37, 134.90, 130.40, 129.44, 128.42, 128.11, 128.08, 125.65, 120.03, 78.81, 71.94, 32.64, 23.16, 21.44, 21.12, 20.44, 20.20.
반응식 7. 리간드 4(L-4) 및 리간드 5(L-5)의 합성
rac-(2R,3R)-1,4-비스(2-(에톡시메톡시)-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)부탄-2,3-디올[화합물 22]의 합성
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디브로마이드 13(1.00 g, 1.82 mmol, 1.00 당량; 15 내지 20%의 미량의 부분입체이성질체를 함유), 메시틸보론산(0.897 g, 5.47 mmol, 3.00 당량), Pd-Amphos(65 mg, 5.0 mol%), 및 10 mL 톨루엔으로 충전하였다. 환류 콘덴서를 부착하고, 유닛을 밀봉한 다음, 흄 후드로 옮겼다. 질소 스파징된 수성 K3PO4 용액(물 중 2.0 M, 5.5 mL, 11.0 mmol, 6.0 당량)을 첨가하고, 혼합물을 질소 하에 밤새 환류시켰다.
용액을 냉각하고, 물로 희석한 다음, 상을 분리하였다. 수성상을 몇 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 컬럼 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 30% EtOAc)로 정제하였다. 0.630 g의 생성물을 무색 오일 및 단일 부분입체이성질체(55%)로서 단리하였다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.18 (d, J = 7.3 ㎐, 2H), 7.08 (t, J = 7.5 ㎐, 2H), 6.94 (dt, J = 7.6, 1.2 ㎐, 2H), 6.90 (d, J = 4.6 ㎐, 4H), 4.54 ― 4.43 (m, 4H), 3.71 (q, J = 6.8 ㎐, 2H), 3.35 (qd, J = 7.1, 3.1 ㎐, 4H), 3.10 (d, J = 6.2 ㎐, 2H), 3.06 (dd, J = 13.5, 7.2 ㎐, 2H), 2.98 (dd, J = 13.5, 6.7 ㎐, 2H), 2.31 (s, 6H), 2.02 (s, 6H), 1.97 (s, 6H), 1.05 (td, J = 7.1, 1.0 ㎐, 6H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 153.12, 136.79, 136.39, 136.32, 135.18, 133.65, 132.05, 130.17, 130.00, 128.12, 128.09, 124.48, 97.20, 73.34, 65.27, 34.83, 21.00, 20.61, 20.52, 14.97.
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-비스((2-메틸알릴)옥시)부탄-1,4-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 4(L4)]의 합성
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디올 22(0.630 g, 1.01 mmol, 1.00 당량) 및 10 mL 무수 THF로 충전하였다. 수소화나트륨(97 mg, 4.0 mmol, 4.0 당량)을 한 번에 첨가하였다. 30분 후, 3-브로모-2-메틸프로펜(0.41 mL, 4.0 mmol, 4.0 당량)에 5 mL의 DMF를 주입하였다. 혼합물을 글로브박스 중 주위 온도에서 3시간 동안 교반하였다.
TLC는 출발 물질의 완전한 소비를 보여주었다. 용액을 메탄올에 이어 물로 조심스럽게 켄칭하였다. 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 613 mg의 중간체를 무색 오일로서 단리하였다.
오일을 10 mL의 1:1 MeOH:THF에 용해시켰다. 이를 1 mL의 6 M HCl로 처리하고, 혼합물을 30분 동안 환류시켰다. TLC는 중간체의 완전한 소비를 나타내었으며, UPLC/MS는 생성물을 나타내었다.
용액을 냉각하고, 포화 수성 중탄산나트륨으로 켄칭한 다음, 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 방치 시에 고화되는 388 mg의 무색 오일을 단리하였다(2개의 단계에 걸쳐 62%).
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.13 (dd, J = 6.2, 2.9 ㎐, 2H), 6.96 (s, 4H), 6.90 (dd, J = 4.7, 2.0 ㎐, 4H), 6.70 (d, J = 1.5 ㎐, 2H), 4.86 (s, 2H), 4.82 (s, 2H), 3.90 (q, J = 12.3 ㎐, 4H), 3.84 (d, J = 8.1 ㎐, 2H), 3.09 (d, J = 14.3 ㎐, 2H), 2.94 (dd, J = 14.3, 8.4 ㎐, 2H), 2.32 (s, 6H), 2.01 (2 x s, 12H), 1.61 (s, 6 H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 151.99, 141.44, 137.04, 137.00, 136.80, 134.09, 130.56, 129.14, 128.26, 128.25, 127.90, 125.52, 120.19, 113.50, 79.84, 74.81, 31.92, 21.09, 20.33, 20.27, 19.56.
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-디이소부톡시부탄-1,4-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 5(L5)]의 합성
디엔 리간드 4(263 mg, 0.425 mmol, 1.00 당량)를 45 mL의 에틸 아세테이트에 용해시키고, 5% Rh/C 촉매 카트리지를 함유하는 H-Cube 수소화 흐름 반응기(60 bar 수소, 60℃, 0.5 mL/분)에 통과시켰다.
생성된 용액을 농축하고, 실리카 겔 상에서 크로마토그래피로 정제하였다. 이를 에탄올로부터 재결정화한 결과 백색 고체가 생성되었다. 229 mg의 백색 고체를 단리하였다(87%). 양자/탄소 NMR은 약간의 알켄이 오염 물질로 존재하는 생성물을 보여주었다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.17 (s, 2H), 7.15 ― 7.04 (m, 2H), 6.96 (s, 4H), 6.94 ― 6.84 (m, 4H), 3.74 (d, J = 8.5 ㎐, 2H), 3.33 ― 3.14 (m, 4H), 3.12 ― 2.82 (m, 4H), 2.33 (s, 6H), 2.01 (2xs, 12H), 1.82 (dp, J = 13.0, 6.7 ㎐, 2H), 1.05 ― 0.60 (m, 12H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 152.29, 136.82, 136.79, 136.56, 134.65, 130.31, 129.33, 128.26, 128.19, 128.09, 125.79, 120.16, 81.45, 78.28, 31.95, 28.70, 21.11, 20.29, 20.28, 19.62, 19.15.
반응식 8. 리간드 8(L8), 리간드 9(L9), 리간드 10(L10), 리간드 11(L11), 리간드 12(L12) 및 리간드 13(L13)의 합성
디올 22의 벤질화 및 탈보호에 대한 일반 절차
글러브박스에서, 7 mL 바이알을 DMF(~0.1 M) 중 디올 22(1.00 당량)로 충전하였다. NaH(4.00 당량)를 첨가하고, 혼합물을 30분 동안 교반하였다. 벤질 할라이드(3.00 당량)를 주입하고, 혼합물을 80℃에서 14시간 동안 교반하였다.
용액을 염수로 켄칭하고, 생성물을 디클로로메탄의 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 실리카 겔에 흡착시키고, 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 미정제 오일을 페놀-보호된 중간체로서 단리하고, 이를 추가의 정제 없이 사용하였다.
오일을 10 mL의 1:1 MeOH:THF에 현탁시키고, 1 mL의 6 M HCl로 처리하였다. 혼합물을 3시간 동안 또는 TLC가 완전한 탈보호를 나타낼 때까지 환류시켰다. 용액을 염수로 켄칭하고, 생성물을 디클로로메탄의 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 실리카 겔에 흡착시키고, 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 20% EtOAc)로 정제하였다.
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-비스((4-플루오로벤질)옥시)부탄-1,4-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 8(L8)]의 합성
일반 프로토콜에 따라, 디올 22(230 mg, 0.367 mmol, 1.00 당량) 및 4-플루오로벤질브로마이드(0.137 mL, 1.10 mmol, 3.00 당량)는 160 mg의 생성물을 무색 오일로서 수득하였다(2개의 단계에 걸쳐 60%).
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.14 ― 7.07 (m, 4H), 7.05 (dd, J = 6.8, 2.4 ㎐, 2H), 6.97 (s, 4H), 6.94 ― 6.87 (m, 8H), 6.05 (s, 2H), 4.46 (d, J = 11.5 ㎐, 2H), 4.38 (d, J = 11.5 ㎐, 2H), 3.88 ― 3.79 (m, 2H), 3.12 (dd, J = 14.1, 2.5 ㎐, 2H), 2.94 (dd, J = 14.1, 8.0 ㎐, 2H), 2.33 (s, 6H), 1.97 (s, 12H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 162.36 (d, J = 246.0 ㎐), 151.44, 137.46, 137.18, 137.05, 133.49 (d, J = 3.2 ㎐), 133.23, 130.75, 129.82 (d, J = 8.2 ㎐), 128.89, 128.47, 128.45, 127.37, 125.16, 120.29, 115.18 (d, J = 21.4 ㎐), 80.24, 72.20, 32.10, 21.09, 20.32, 20.24.
19F NMR (470 ㎒, CDCl3) δ -114.50 (tt, J = 9.2, 5.2 ㎐).
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-비스([1,1-비페닐]-2-일메톡시)부탄-1,4-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 9(L9)]의 합성
일반 프로토콜에 따라, 디올 22(230 mg, 0.367 mmol, 1.00 당량) 및 2-페닐벤질 브로마이드(0.201 mL, 1.10 mmol, 3.00 당량)는 171 mg의 생성물을 무색 오일로서 수득하였다(2개의 단계에 걸쳐 55%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.32 ― 7.11 (m, 18H), 7.01 ― 6.94 (m, 6H), 6.90 ― 6.82 (m, 4H), 5.88 (s, 2H), 4.40 (d, J = 11.5 ㎐, 2H), 4.24 (d, J = 11.4 ㎐, 2H), 3.77 ― 3.61 (m, 2H), 3.03 (dd, J = 14.2, 2.2 ㎐, 2H), 2.92 ― 2.78 (m, 2H), 2.34 (s, 6H), 1.93 (s, 6H), 1.92 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 151.60, 141.50, 140.65, 137.28, 137.10, 134.89, 133.67, 130.70, 129.81, 129.46, 129.27, 128.84, 128.39, 128.34, 127.98, 127.64, 127.55, 127.36, 126.92, 125.74, 120.22, 79.70, 69.90, 31.32, 21.15, 20.36.
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-비스((2,6-디메틸벤질)옥시)부탄-1,4-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 10(L10)]의 합성
일반 프로토콜에 따라, 디올 22(230 mg, 0.367 mmol, 1.00 당량) 및 2,6-디메틸벤질 브로마이드(0.219 g, 1.10 mmol, 3.00 당량)는 69 mg의 생성물을 무색 오일로서 수득하였다(2개의 단계에 걸쳐 25%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.12 ― 7.03 (m, 4H), 6.96 ― 6.93 (m, 8H), 6.92 ― 6.86 (m, 4H), 6.24 (s, 2H), 4.61 (d, J = 10.6 ㎐, 2H), 4.34 (d, J = 10.6 ㎐, 2H), 4.00 ― 3.84 (m, 2H), 3.12 (dd, J = 14.3, 1.8 ㎐, 2H), 2.94 (dd, J = 14.1, 9.5 ㎐, 2H), 2.32 (s, 6H), 2.21 (s, 12H), 1.98 (s, 6H), 1.95 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 151.86, 137.94, 137.17, 137.09, 136.98, 133.70, 133.52, 130.55, 128.96, 128.31, 128.26, 127.59, 125.79, 120.30, 80.70, 67.25, 31.10, 21.08, 20.32, 20.27, 19.77.
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-비스((3,5-디-tert-부틸벤질)옥시)부탄-1,4-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 11(L11)]의 합성
일반 프로토콜에 따라, 디올 22(230 mg, 0.367 mmol, 1.00 당량) 및 3,5-디-tert-부틸벤질 브로마이드(0.312 g, 1.10 mmol, 3.00 당량)는 148 mg의 생성물을 무색 오일로서 수득하였다(2개의 단계에 걸쳐 44%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.32 (q, J = 2.1 ㎐, 2H), 7.09 (q, J = 3.7, 3.0 ㎐, 4H), 7.03 ― 6.77 (m, 10H), 6.71 (d, J = 4.4 ㎐, 2H), 4.63 ― 4.34 (m, 4H), 3.89 (d, J = 7.3 ㎐, 2H), 3.17 ― 2.78 (m, 4H), 2.45 ― 2.18 (m, 6H), 1.97 (dd, J = 9.4, 4.5 ㎐, 12H), 1.28 ― 1.19 (m, 36H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 151.91, 150.84, 136.99, 136.81, 136.55, 134.01, 130.58, 128.92, 128.26, 127.75, 125.45, 122.73, 121.95, 120.15, 80.95, 74.19, 34.73, 32.25, 31.38, 21.07, 20.38, 20.33.
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-비스(나프탈렌-1-일메톡시)부탄-1,4-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 12(L12)]의 합성
일반 프로토콜에 따라, 디올 22(230 mg, 0.367 mmol, 1.00 당량) 및 1-(브로모메틸)나프탈렌(0.243 g, 1.10 mmol, 3.00 당량)는 56 mg의 생성물을 무색 오일로서 수득하였다(2개의 단계에 걸쳐 19%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.93 (dd, J = 8.5, 1.4 ㎐, 2H), 7.82 (dd, J = 7.8, 1.6 ㎐, 2H), 7.77 (d, J = 8.2 ㎐, 2H), 7.49 ― 7.39 (m, 4H), 7.29 (dd, J = 8.2, 7.0 ㎐, 2H), 7.21 (dd, J = 7.0, 1.3 ㎐, 2H), 6.94 (d, J = 8.1 ㎐, 4H), 6.86 (dd, J = 7.5, 1.8 ㎐, 2H), 6.79 (t, J = 7.4 ㎐, 2H), 6.68 (dd, J = 7.4, 1.8 ㎐, 2H), 6.18 (s, 2H), 4.95 (d, J = 12.0 ㎐, 2H), 4.68 (d, J = 12.0 ㎐, 2H), 3.85 ― 3.71 (m, 2H), 3.07 ― 2.88 (m, 4H), 2.32 (s, 6H), 1.95 (s, 6H), 1.91 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 151.59, 137.23, 137.14, 136.98, 133.70, 133.61, 133.33, 131.64, 130.50, 128.83, 128.73, 128.49, 128.35, 128.30, 127.40, 126.83, 126.28, 125.78, 125.46, 125.10, 124.14, 120.22, 81.32, 71.64, 31.55, 21.09, 20.31, 20.29.
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-비스(나프탈렌-2-일메톡시)부탄-1,4-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 13(L13)]의 합성
일반 프로토콜에 따라, 디올 22(230 mg, 0.367 mmol, 1.00 당량) 및 2-(브로모메틸)나프탈렌(0.243 g, 1.10 mmol, 3.00 당량)는 96 mg의 생성물을 무색 오일로서 수득하였다(2개의 단계에 걸쳐 33%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.81 ― 7.73 (m, 2H), 7.68 ― 7.60 (m, 4H), 7.52 (s, 2H), 7.43 (qd, J = 7.1, 3.4 ㎐, 4H), 7.29 ― 7.24 (m, 2H), 7.02 ― 6.87 (m, 8H), 6.82 (dd, J = 8.3, 6.5 ㎐, 2H), 6.31 (s, 2H), 4.68 ― 4.57 (m, 4H), 4.02 ― 3.89 (m, 2H), 3.15 (dd, J = 14.1, 2.4 ㎐, 2H), 3.00 (dd, J = 14.0, 7.9 ㎐, 2H), 2.32 (s, 6H), 1.96 (s, 6H), 1.94 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 151.63, 137.29, 137.18, 137.02, 135.08, 133.54, 133.11, 132.98, 130.76, 128.89, 128.40, 128.37, 128.13, 127.90, 127.62, 127.50, 126.96, 126.02, 126.00, 125.91, 125.33, 120.25, 80.34, 73.03, 32.09, 21.09, 20.38, 20.25.
반응식 9. 리간드 14(L14)의 합성
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-디메톡시부탄-1,4-디일)비스(2-(벤질옥시)-3',5'-디-tert-부틸-1,1'-비페닐)[화합물 25]의 합성
50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디브로마이드 14(0.370 g, 0.578 mmol, 1.00 당량), 3,5-디-tert-부틸페닐보론산(0.406 g, 1.73 mmol, 3.00 당량), K3PO4(0.736 g, 3.47 mmol, 6.00 당량), 및 Pd-Amphos(40.4 mg, 0.0578 mmol, 10 mol%)로 충전하였다. 플라스크를 환류 콘덴서에 연결하고 질소 블랭킷 하에 두었다. 탈기된 THF(8 mL) 및 탈기된 물(1 mL)을 첨가하고, 혼합물을 70℃에서 14시간 동안 교반하였다.
용액을 포화 수성 NH4Cl로 켄칭한 다음, 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 413 mg의 생성물을 무색 오일(수율 83%)로 단리하였다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.40 ― 7.33 (m, 6H), 7.27 ― 7.23 (m, 2H), 7.22 ― 7.19 (m, 2H), 7.17 ― 7.15 (m, 6H), 7.11 (t, J = 7.5 ㎐, 2H), 7.00 ― 6.95 (m, 4H), 4.35 (s, 4H), 3.61 ― 3.53 (m, 2H), 3.25 (s, 6H), 3.07 ― 2.96 (m, 4H), 1.29 (s, 36H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 154.95, 150.45, 138.10, 137.44, 136.48, 132.98, 130.35, 129.55, 128.13, 128.03, 127.61, 123.90, 123.51, 121.12, 81.25, 74.59, 58.14, 34.87, 31.58, 31.57, 31.54, 30.60.
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-디메톡시부탄-1,4-디일)비스(3',5'-디-tert-부틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 12(L-12)]의 합성
벤질-보호된 디페놀 25(410 mg, 0.477 mmol, 1.00 당량)를 40 mL 에틸 아세테이트에 용해시키고, H-큐브 반응기에서 수소화 조건으로 처리하였다. 반응 조건: 0.5 mL/분 유량; 60℃ 반응 온도; 60 bar 수소; 5% Rh/C.
반응기를 통하여 실행한 후, 물질을 농축하고, 샘플을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하여 생성물을 백색 발포체(125 mg, 39%)로서 수득하였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.45 ― 7.36 (m, 7H), 7.25 ― 7.18 (m, 3H), 7.13 (dd, J = 7.6, 1.7 ㎐, 2H), 6.93 (t, J = 7.5 ㎐, 2H), 3.74 ― 3.62 (m, 2H), 3.45 (s, 6H), 3.09 ― 2.95 (m, 4H), 1.37 (s, 36H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 152.33, 150.48, 137.52, 130.70, 130.40, 129.61, 125.59, 123.78, 121.19, 120.06, 83.26, 58.84, 34.92, 32.37, 31.52.
반응식 10. 리간드 15 합성
rac-3,3'-((2R,3R)-2,3-디메톡시부탄-1,4-디일)비스(1-브로모-2-(에톡시메톡시)벤젠)[화합물 26]의 합성
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디올 13(0.550 g, 1.00 mmol, 1.00 당량) 및 8 mL 무수 THF로 충전하였다. 수소화나트륨(72 mg, 3.00 mmol, 3.00 당량)을 첨가하고, 혼합물을 주위 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 요오도메탄(0.187 mL, 3.00 mmol, 3.00 당량)을 슬러리에 첨가하고, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다.
용액을 메탄올에 이어 포화 수성 NH4Cl로 조심스럽게 켄칭하였다. 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 0.551 g의 무색 오일을 단리하였다(96%). 양자/탄소 NMR은 미량의 입체이성질체가 존재함을 나타내었다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.42 (dd, J = 8.0, 1.6 ㎐, 2H), 7.18 (dd, J = 7.6, 1.6 ㎐, 2H), 6.92 (t, J = 7.8 ㎐, 2H), 5.17 ― 5.07 (m, 4H), 3.92 ― 3.77 (m, 4H), 3.51 ― 3.44 (m, 2H), 3.32 ― 3.18 (m, 6H), 3.12 ― 3.02 (m, 2H), 2.91 (dd, J = 13.7, 8.0 ㎐, 2H), 1.27 ― 1.23 (m, 6H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 153.13, 135.24, 131.63, 130.77, 125.37, 117.39, 98.32, 81.33, 65.89, 58.59, 31.53, 15.16.
rac-6,6'-((2R,3R)-2,3-디메톡시부탄-1,4-디일)비스(2-(2,6-디-tert-부틸안트라센-9-일)페놀)[리간드 15(L15)]의 합성
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디올 26(0.550 g, 1.00 mmol, 1.00 당량) 및 8 mL 무수 THF로 충전하였다. 보론산 에스테르 27(3.00 당량)을 첨가한 다음, Pd(Amphos)Cl2(5.0 mol%)를 첨가하였다. 플라스크를 환류 콘덴서에 연결하고, 흄 후드로 옮겼다. 질소 블랭킷 하에, K3PO4(물 중 2.0 M, 6.00 당량)의 용액을 첨가하고, 혼합물을 밤새 환류 교반하였다.
용액을 포화 수성 NH4Cl로 조심스럽게 켄칭하였다. 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 0.551 g의 무색 오일을 단리하였다.
잔사를 10 mL의 1:1 MeOH:THF에 용해시키고, 1 mL의 6 M HCl로 처리하였다. 용액을 70℃에서 밤새 교반하였다. 용액을 디클로로메탄으로 희석한 다음, 포화 수성 NaHCO3로 세척하였다. 유기상을 농축한 다음, 잔사를 실리카겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 283 mg의 회백색 발포체를 단리하였다(2개의 단계에 걸쳐 32%). 양자 및 탄소 NMR은 회전 이성질체(rotational isomer)가 존재하기는 하였지만 생성물과 일치하였다.
1H NMR (400 ㎒,CDCl3, 55℃) δ 8.38 (d, J = 10.4 ㎐, 2H), 8.02 ― 7.80 (m, 4H), 7.62 ― 7.47 (m, 5H), 7.47 ― 7.24 (m, 5H), 7.18 ― 6.93 (m, 4H), 6.51 ― 5.84 (m, 2H), 3.73 (t, J = 7.3 ㎐, 2H), 3.50 ― 3.28 (m, 6H), 3.09 (dddd, J = 51.4, 25.3, 14.6, 7.6 ㎐, 4H), 1.44 ― 1.21 (m, 36H).
반응식 11. 리간드 18 합성
1-(알릴옥시)-2-요오도벤젠[화합물 30]의 합성
500 mL 둥근 바닥 플라스크를 알릴옥실 아릴 요오다이드 29(10.0 g, 38.5 mmol, 1.00 당량) 및 186 mL 무수 헥산으로 충전하였다. 플라스크를 -20℃ 수조에서 냉각하였다. 에틸알루미늄 디클로라이드(헥산 중 1.0 M, 32.0 mL, 32.0 mmol, 0.832 당량)를 첨가하고, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. 100 mL의 물을 첨가하여 켄칭하고, 생성물을 여러 부분의 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기상을 농축한 다음, 잔사를 실리카겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 5.20 g의 생성물을 무색 오일로서 단리하였다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.52 (dd, J = 8.0, 1.5 ㎐, 1H), 7.09 (ddd, J = 7.5, 1.5, 0.7 ㎐, 1H), 6.63 (t, J = 7.7 ㎐, 1H), 5.99 (ddt, J = 17.4, 9.5, 6.6 ㎐, 1H), 5.38 (d, J = 0.6 ㎐, 1H), 5.17 ― 4.97 (m, 2H), 3.44 (dd, J = 6.6, 1.6 ㎐, 2H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 152.60, 136.33, 136.00, 130.72, 126.79, 122.40, 116.25, 86.34, 35.52.
1-알릴-2-(에톡시메톡시)-3-요오도벤젠[화합물 31]의 합성
250 mL 둥근 바닥 플라스크를 페놀 30(7.00 g, 26.9 mmol, 1.00 당량), 90 mL 디클로로메탄 및 Hunig's 염기(5.60 mL, 32.3 mmol, 1.20 당량)로 충전하였다. 혼합물을 교반하고, 클로로메틸-에틸 에테르(2.75 mL, 29.6 mmol, 1.10 당량)를 첨가하였다. 혼합물을 주위 온도에서 밤새 교반하였다.
용액을 포화 수성 NH4Cl로 켄칭한 다음, 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 7.831 g의 투명한 무색 오일을 단리하였다(91%).
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.66 (d, J = 7.8 ㎐, 1H), 7.17 (d, J = 7.6 ㎐, 1H), 6.81 (t, J = 7.7 ㎐, 1H), 5.96 (ddt, J = 16.9, 10.2, 6.6 ㎐, 1H), 5.17 ― 5.00 (m, 4H), 3.91 (qd, J = 7.1, 1.4 ㎐, 2H), 3.51 (d, J = 6.5 ㎐, 2H), 1.36 ― 1.17 (m, 3H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 155.47, 137.71, 136.55, 135.04, 130.66, 126.29, 116.30, 98.70, 92.74, 66.00, 34.90, 15.15.
(E)-1,4-비스(2-(에톡시메톡시)-3-요오도페닐)부트-2-엔[화합물 32]의 합성
글러브박스에서, 20 mL 바이알을 알켄 31(7.831 g, 24.6 mmol, 1.00 당량)로 충전하였다. 그럽스 제2 세대 촉매(313 mg, 0.369 mmol, 1.50 mol%)를 약 6 mL의 톨루엔에 용해시킨 다음, 이를 알켄을 함유하는 바이알에 첨가하였다. 바이알을 글로브박스에서 캡을 씌우지 않고 주위 온도에서 밤새 교반하였다.
14시간 후, 바이알을 글러브박스에서 꺼내어 주위 공기 중에서 교반하였다. 오일을 셀라이트에 흡착시킨 다음 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 4.946 g의 담황색 오일을 단리하였다(66%). E/Z 비율은 약 82:18로 추정되었다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.65 (ddd, J = 7.8, 2.6, 1.7 ㎐, 2H), 7.16 (dd, J = 7.6, 1.6 ㎐, 2H), 6.80 (td, J = 7.8, 2.4 ㎐, 2H), 5.74 ― 5.61 (m, 2H), 5.10 (d, J = 14.2 ㎐, 4H), 3.89 (qd, J = 7.1, 1.8 ㎐, 4H), 3.64 ― 3.45 (m, 4H), 1.28 (t, J = 7.2 ㎐, 6H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 155.37, 137.61, 135.60, 130.54, 130.03, 126.29, 98.66, 92.73, 66.02, 33.65, 15.17.
rac-(2R,3R)-1,4-비스(2-(에톡시메톡시)-3-요오도페닐)부탄-2,3-디올[화합물 33]의 합성
250 mL 둥근 바닥 플라스크를 NMO(1.90 g, 16.3 mmol, 2.00 당량) 및 48 mL의 물로 충전하였다. 혼합물을 교반하고, 칼륨 오스메이트 탈수화물(150 mg, 0.41 mmol, 5 mol%)을 한번에 첨가하였다. 혼합물을 1분 동안 교반한 다음, 95 mL THF 중 알켄 32(4.946 g, 8.13 mmol, 1.00 당량)를 첨가하였다. 플라스크를 밀봉하고, 주위 온도에서 5시간 동안 교반하였다. 시간이 지남에 따라 용액과 균질하게 된 몇 개의 오일 방울이 존재하였다.
용액을 디클로로메탄으로 희석하고 수성 아황산나트륨으로 켄칭하였다. 생성물을 몇 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 50% EtOAc)로 정제하였다. 4.129 g의 생성물을 무색 오일로서 단리하였다. 양자 NMR은 대략 4:1 비율(79%)의 메조 입체이성질체에 의해 약간의 오염이 있는 생성물을 보여주었다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.68 (ddd, J = 7.9, 4.6, 1.6 ㎐, 2H), 7.21 (dd, J = 7.6, 1.6 ㎐, 2H), 6.89 ― 6.75 (m, 2H), 5.26 ― 5.00 (m, 4H), 4.00 ― 3.78 (m, 4H), 3.78 ― 3.63 (m, 2H), 3.24 ― 2.79 (m, 6H), 1.28 (td, J = 7.0, 1.1 ㎐, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 156.42, 138.14, 133.78, 131.52, 126.58, 99.03, 92.73, 73.97, 66.17, 35.39, 15.12.
rac-3,3'-((2R,3R)-2,3-디메톡시부탄-1,4-디일)비스(2-(에톡시메톡시)-1-요오도벤젠)[화합물 34]의 합성
글러브박스에서, 100 mL 둥근 바닥 플라스크를 디올 33(4.129 g, 6.43 mmol, 1.00 당량; 약 20%의 메조 입체이성질체를 함유) 및 40 mL 무수 THF로 충전하였다. 수소화나트륨(463 mg, 19.3 mmol, 3.00 당량)을 첨가하고, 혼합물을 주위 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 요오도메탄(1.20 mL, 19.3 mmol, 3.00 당량)을 슬러리에 첨가하고, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다.
용액을 메탄올에 이어 포화 수성 NH4Cl로 조심스럽게 켄칭하였다. 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 2.59 g의 무색 오일을 단리하였으며, 이는 미량의 입체이성질체가 없었다(미량의 입체이성질체를 기준으로 60%, 75%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.66 (dd, J = 7.8, 1.6 ㎐, 2H), 7.20 (dd, J = 7.6, 1.6 ㎐, 2H), 6.79 (t, J = 7.7 ㎐, 2H), 5.18 ― 5.03 (m, 4H), 3.94 ― 3.77 (m, 4H), 3.51 ― 3.41 (m, 2H), 3.24 (s, 6H), 3.06 (dd, J = 13.7, 4.7 ㎐, 2H), 2.91 (dd, J = 13.7, 7.9 ㎐, 2H), 1.26 (t, J = 7.1 ㎐, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 155.92, 137.85, 134.53, 131.84, 126.11, 98.68, 92.52, 81.30, 66.02, 58.59, 31.73, 15.19.
rac-6,6'-((2R,3R)-2,3-디메톡시부탄-1,4-디일)비스(2-(3,6-디-tert-부틸-9H-카바졸-9-일)페놀)[리간드 18(L-18)]의 합성
글러브박스에서, 25 mL 둥근 바닥 플라스크를 디-요오다이드 34(0.500 g, 0.746 mmol, 1.00 당량), 디-tert-부틸-카바졸(0.626 g, 2.24 mmol, 3.00 당량), 요오드화구리(0.107 g, 0.560 mmol, 0.75 당량), 삼염기성 인산칼륨(1.42 g, 6.71 mmol, 9.00 당량), N,N'-디메틸에틸렌디아민(78.2 μL, 0.716 mmol, 0.96 당량) 및 5 mL 톨루엔으로 충전하였다. 환류 콘덴서를 부착하고, 유닛을 밀봉한 다음, 글로브박스로부터 제거하였다. 유닛을 가열 맨틀에 넣고, 질소 하에 120℃에서 48시간 동안 교반하였다. TLC는 출발 물질의 소비 및 몇 가지 새로운 물질의 출현을 나타내었다.
용액을 냉각하고, 디클로로메탄으로 희석한 다음, 슬러리를 알루미나의 플러그를 통해 여과하였다.여액을 농축하고, 잔사를 8 mL의 1:1 MeOH:THF에 용해시켰다. 1 mL의 6 M HCl을 첨가하고, 혼합물을 70℃에서 3시간 동안 교반하였다.
용액을 물로 희석하고, 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 100% EtOAc)로 정제하였다. 162 mg의 백색 고체를 단리하였다(25%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 8.14 (td, J = 2.2, 1.3 ㎐, 4H), 7.43 (ddd, J = 8.6, 2.8, 1.9 ㎐, 4H), 7.32 ― 7.25 (m, 4H), 7.20 (s, 2H), 7.07 (ddd, J = 8.6, 2.1, 0.6 ㎐, 4H), 7.02 (t, J = 7.7 ㎐, 2H), 3.80 ― 3.66 (m, 2H), 3.43 (s, 6H), 3.17 ― 2.94 (m, 4H), 1.45 (s, 36H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 151.86, 142.62, 139.53, 139.49, 131.13, 127.95, 127.11, 125.22, 123.57, 123.49, 123.40, 123.30, 120.56, 116.31, 116.26, 109.48, 109.36, 82.88, 58.90, 34.70, 32.11, 32.02.
반응식 12. 리간드 16 및 리간드 17의 합성
1-알릴-3-브로모-5-(tert-부틸)-2-(에톡시메톡시)벤젠[화합물 38]의 합성
교반 막대 및 환류 콘덴서가 장착된 1 L 3구 RBF를 2-브로모-4-t-부틸페놀(50.0 g, 218 mmol, 1.00 당량), 아세토니트릴(415 mL), 탄산칼륨(60.3 g, 436 mmol, 2.00 당량), 및 알릴 브로마이드(20.8 mL, 240 mmol, 1.10 당량)로 충전하였다. 혼합물을 60℃에서 4시간 동안 교반하고 가열한 다음, 플라스크를 가열 환경에서 제거하여 주위 온도로 냉각하였다. 혼합물을 1 L RBF로 여과하고, 휘발성 물질을 회전증발기에서 제거하여 무색 오일을 수득하였다.
플라스크에 교반 막대, 환류 콘덴서 및 질소 패드를 장착하고, 220℃에서 2시간 동안 가열하였다. 소정 온도에 도달하면 오일은 갈색으로 변하였다. 플라스크를 주위 온도로 냉각하였다.
물질(54 g)을 메틸렌 클로라이드(400 mL)에 용해시킨 다음, 후니그 염기(38.4 mL, 221 mmol, 1.10 당량)로 처리하였다. 이어서, 플라스크를 빙욕을 사용하여 0℃로 냉각하고, 클로로메틸 에틸 에테르(18.6 mL, 200 mmol, 1.00 당량)를 질소 하에 적가하였다. 혼합물을 실온으로 가온하면서 4시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 포화 수성 염화암모늄으로 켄칭하였다.
유기상을 분리하고 대략 100 g의 실리카 겔 상에 흡착시켰다. 물질을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산/EtOAc 구배)로 정제하였다. 생성물을 무색 오일(48.822 g, 3개의 단계에 걸쳐 68%)로 단리하였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.43 (d, J = 2.4 ㎐, 1H), 7.15 (d, J = 2.4 ㎐, 1H), 6.07 ― 5.92 (m, 1H), 5.15 ― 5.04 (m, 4H), 3.92 (q, J = 7.0 ㎐, 2H), 3.51 (dt, J = 6.6, 1.6 ㎐, 2H), 1.35 ― 1.26 (m, 3H), 1.30 (s, 10H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 150.22, 148.76, 136.84, 134.72, 128.52, 126.69, 117.07, 116.10, 98.30, 77.34, 77.02, 76.70, 65.81, 35.01, 34.47, 31.42, 31.29, 15.16.
(E)-1,4-비스(3-브로모-5-(tert-부틸)-2-(에톡시메톡시)페닐)부트-2-엔[화합물 39]의 합성
질소 퍼징된 글러브박스에서, 40 mL 바이알을 10 g의 알켄 38 출발 물질로 충전하였다. 별도로, 그럽스 제2 세대 촉매(389 mg)를 10 mL의 톨루엔에 용해시켰다. 이어서, 이 용액을 출발 물질에 첨가하고, 혼합물을 글러브박스를 개방한 채로 밤새 격렬하게 교반하였다. 반응 혼합물을 후드로 옮기고, 공기 중에 개방한 채로 30분 동안 교반하였다.
이어서, 물질을 약 40 g의 셀라이트 상에 흡착시키고, 회전증발기 상에서 건조하고, 실리카 컬럼 상에서 헥산/EtOAc를 사용하여 분리하였다. 반응 생성된 9.52 g의 황색 오일을 단리하였다(99% 수율).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.42 (dd, J = 7.3, 2.4 ㎐, 2H), 7.14 (dd, J = 8.4, 2.6 ㎐, 2H), 5.77 ― 5.64 (m, 1H), 5.11 (s, 3H), 3.99 ― 3.83 (m, 4H), 3.55 ― 3.45 (m, 3H), 1.28 (s, 13H), 0.90 (td, J = 7.6, 7.1, 3.0 ㎐, 1H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 150.18, 148.75, 135.37, 130.01, 128.41, 126.69, 126.53, 117.04, 98.26, 77.34, 77.02, 76.70, 65.79, 34.45, 33.85, 31.60, 31.30, 15.17, 14.13.
rac-(2R,3R)-1,4-비스(3-브로모-5-(tert-부틸)-2-(에톡시메톡시)페닐)부탄-2,3-디올[화합물 40]의 합성
500 mL RBF를 NMO(3.560 g, 30.4 mmol, 2.00 당량) 및 물(85 mL)로 충전하였다. 용액에 칼륨 오스메이트 탈수화물(280 mg, 0.760 mmol, 5.00 mol%)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 1분 동안 교반하였으며, 어둡게 변하였다. 플라스크에 아세톤(170 mL) 중의 알켄 39(9.52 g, 15.2 mmol, 1.00 당량)의 용액을 첨가하였으며, 이때 혼합물은 회색으로 변하였다. 플라스크를 마개로 막고 실온에서 밤새 교반하였다. TLC는 반응이 완결되었음을 나타내었다. 반응 혼합물을 메틸렌 클로라이드로 희석하고, 포화 수성 아황산나트륨으로 켄칭하였다. 유기층을 수성층으로부터 분리하고, 물질을 실리카 겔 상에 흡착시켰다. 물질을 실리카 컬럼 상에서 헥산/EtOAc를 사용하여 ISCO 상에서 분리하였다. 생성물을 5.1961 g의 호박색 오일로서 단리하였으며, 이는 방치 시에 결정화되었다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.44 (dd, J = 8.1, 2.4 ㎐, 2H), 7.19 (d, J = 2.4 ㎐, 2H), 5.23 ― 5.03 (m, 4H), 3.98 ― 3.64 (m, 6H), 3.21 ― 2.81 (m, 6H), 1.31 ― 1.27 (m, 24H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 151.09, 149.05, 133.40, 128.90, 127.48, 117.04, 98.62, 77.34, 77.02, 76.70, 74.15, 66.01, 60.41, 35.34, 34.43, 31.28, 21.06, 15.09, 14.21.
rac-6,6'-((2R,3R)-2,3-디메톡시부탄-1,4-디일)비스(2-브로모-4-(tert-부틸)-1-(에톡시메톡시)벤젠)[화합물 41]의 합성
글러브박스에서, 100 mL 둥근 바닥 플라스크를 디올 40(1.92 g, 2.91 mmol, 1.00 당량) 및 15 mL 무수 THF로 충전하였다. 수소화나트륨(210 mg, 8.73 mmol, 3.00 당량)을 첨가하고, 혼합물을 주위 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 요오도메탄(0.600 mL, 8.73 mmol, 3.00 당량)을 슬러리에 첨가하고, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다.
용액을 메탄올에 이어 포화 수성 NH4Cl로 조심스럽게 켄칭하였다. 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 1.52 g의 무색 오일을 단리하였다(76%). 양자/탄소 NMR은 미량의 작은 입체이성질체가 존재하기는 하였지만 생성물과 일치하였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.39 (d, J = 2.4 ㎐, 2H), 7.18 (d, J = 2.4 ㎐, 2H), 5.08 (q, J = 5.9 ㎐, 4H), 3.89 ― 3.78 (m, 4H), 3.43 ― 3.37 (m, 2H), 3.26 (s, 6H), 3.05 ― 2.92 (m, 4H), 1.27 (d, J = 3.6 ㎐, 24H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 150.63, 148.47, 134.01, 128.50, 128.13, 116.84, 98.24, 81.58, 65.76, 58.78, 34.35, 32.05, 31.26, 15.15.
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-디메톡시부탄-1,4-디일)비스(5-(tert-부틸)-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 16(L-16)]의 합성
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디브로마이드 41(0.75 g, 1.09 mmol, 1.09 당량), 메시틸 보론산(0.536 g, 3.27 mmol, 3.00 당량), Pd-Amphos(39 mg, 5.0 mol%), 및 6 mL THF로 충전하였다. 플라스크를 환류 콘덴서에 연결하고, 밀봉하고, 흄 후드로 옮겼다. 질소 블랭킷 하에, 질소 스파징된 K3PO4(물 중 2.0 M, 3.30 mL, 6.60 mmol, 6.00 당량)의 용액을 첨가하였다. 혼합물을 70℃에서 5시간 동안 교반하였다.
용액을 물로 희석하고, 유기물을 디클로로메탄의 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 0.532 g의 무색 오일을 단리하였다.
고체 잔사를 10 mL의 1:1 MeOH:THF에 용해시키고, 1 mL의 6 M HCl로 처리하였다. TLC가 출발 물질의 소비를 나타낼 때까지 용액을 70℃에서 2시간 동안 교반하였다. 용액을 디클로로메탄으로 희석한 다음, 포화 수성 NaHCO3로 세척하였다. 유기상을 농축한 다음, 잔사를 실리카겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 0.265 g의 백색 고체를 단리하였다(2개의 단계에 걸쳐 37%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.08 (d, J = 2.6 ㎐, 2H), 6.96 (s, 4H), 6.93 (d, J = 2.4 ㎐, 2H), 6.88 (s, 2H), 3.63 ― 3.51 (m, 2H), 3.39 (s, 6H), 3.06 ― 2.83 (m, 4H), 2.32 (s, 6H), 2.01 (s, 12H), 1.28 (s, 18H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 149.60, 142.73, 136.97, 136.92, 136.78, 134.95, 128.20, 127.24, 127.10, 126.24, 123.92, 83.70, 59.01, 34.04, 32.97, 31.62, 21.09, 20.39, 20.31.
rac-3,3''-((2R,3R)-2,3-디메톡시부탄-1,4-디일)비스(3',5,5'-트리-tert-부틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 17(L-17)]의 합성
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디브로마이드 41(0.75 g, 1.09 mmol, 1.09 mmol), 3,5-디-tert-부틸페닐 보론산(0.766 g, 3.27 mmol, 3.00 당량), Pd-Amphos(39 mg, 5.0 mol%), 및 6 mL THF로 충전하였다. 플라스크를 환류 콘덴서에 연결하고, 밀봉하고, 흄 후드로 옮겼다. 질소 블랭킷 하에, 질소 스파징된 K3PO4(물 중 2.0 M, 3.30 mL, 6.60 mmol, 6.00 당량)의 용액을 첨가하였다. 혼합물을 70℃에서 5시간 동안 교반하였다.
용액을 물로 희석하고, 유기물을 디클로로메탄의 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 0.764 g의 백색 고체를 단리하였다.
고체 잔사를 10 mL의 1:1 MeOH:THF에 용해시키고, 1 mL의 6 M HCl로 처리하였다. TLC가 출발 물질의 소비를 나타낼 때까지 용액을 70℃에서 2시간 동안 교반하였다. 용액을 디클로로메탄으로 희석한 다음, 포화 수성 NaHCO3로 세척하였다. 유기상을 농축한 다음, 잔사를 실리카겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 0.434 g의 백색 고체를 단리하였다(2개의 단계에 걸쳐 50%).
반응식 13. 알데히드 57의 합성
메틸 2-(3-브로모-2-메톡시페닐)아세테이트[화합물 52]의 합성
2 L 둥근 바닥 플라스크를 페놀 50(25.0 g, 150.4 mmol, 1.00 당량), 1000 mL 디클로로메탄, 및 디이소프로필아민(4.22 mL, 30 mmol, 0.20 당량)으로 충전하였다. 혼합물을 0℃ 빙욕에서 냉각한 다음, N-브로모숙신이미드(26.77 g, 150.4 mmol, 1.00 당량)를 30분간에 걸쳐 조금씩 첨가하였다. 혼합물을 1시간 동안 교반하였다.
500 mL의 1 M HCl을 첨가하고 상을 분리하였다. 수성상을 2개의 추가 분량의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하여 미정제 오일상 잔사를 수득하였다. 물질을 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 30% EtOAc)로 정제하여 약간(약 10 내지 13%)의 디브로모 페놀로 오염된 33.568 g의 중간체 페놀 51을 수득하였다.
오일상 중간체 51(33.568 g, 137 mmol, 1.00 당량)을 300 mL 아세톤에 용해시키고, 탄산칼륨(37.9 g, 274 mmol, 2.00 당량) 및 요오도메탄(9.38 mL, 1.10 당량)으로 처리하였다. TLC가 페놀 중간체의 소비를 나타낼 때까지 혼합물을 4시간 동안 교반하였다. 슬러리를 여과하고, 여액을 농축하여 휘발성 물질을 제거하였다. 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하여 30.164 g의 생성물을 황색 오일(2개의 단계에 걸쳐 77%)을 수득하였다.
양자/탄소 NMR은 디브로모 물질의 약 12% 오염을 나타내었다. 일부 디클로로메탄 및 헥산이 샘플에 존재하였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.47 (dd, J = 8.0, 1.6 ㎐, 1H), 7.20 (dd, J = 7.6, 1.6 ㎐, 1H), 6.96 (t, J = 7.8 ㎐, 1H), 3.84 (s, 3H), 3.72 ― 3.67 (m, 5H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 171.63, 155.48, 132.84, 130.35, 129.81, 125.35, 117.25, 60.96, 52.12, 35.81.
메틸 2-(3-브로모-2-메톡시페닐)-2-메틸프로파노에이트[화합물 54]의 합성
1 L 플라스크를 에스테르 52(30.1 g, 116 mmol, 1.00 당량) 및 250 mL 무수 THF로 충전하였다. 플라스크를 질소 하에 놓고 -78℃로 냉각하였다. LiHMDS(THF 중 1.0 M, 122 mL, 122 mmol, 1.05 당량)를 적가하였다. 혼합물을 -78℃에서 1시간 동안 교반하였다. 요오도메탄(8.30 mL, 133 mmol, 1.15 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 밤새 교반하고, 실온으로 가온한 다음, 포화 수성 NH4Cl로 켄칭하였다. 생성물을 여러 부분의 디에틸 에테르로 추출하였다. 합한 유기 분획을 Na2SO4로 건조하고, 알루미나의 플러그를 통해 여과하였다. 여액을 농축하여 미정제 오일상 잔사를 얻었다. 이 물질을 추가의 정제 없이 2차 알킬화에 사용하였다.
워크업과 동일한 실행을 수행하였다(동일한 수량). 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 최종적으로 정제하여 24.344 g의 생성물을 백색 고체(2개의 단계에 걸쳐 73%)로서 수득하였다. 이전 단계에서 미량의 디브로모 물질이 제거되었다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.50 ― 7.39 (m, 1H), 7.26 (d, J = 5.7 ㎐, 1H), 6.96 (dt, J = 10.3, 6.0 ㎐, 1H), 3.86 (s, 3H), 3.68 (s, 3H), 1.52 (s, 6H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 177.42, 155.08, 141.09, 132.75, 125.13, 124.77, 116.38, 61.05, 52.03, 44.88, 26.72.
메틸 2-(2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)-2-메틸프로파노에이트[화합물 55]의 합성
1 L 둥근 바닥 플라스크를 아릴 브로마이드 54(24.344 g, 84.8 mmol, 1.00 당량), 메시틸 보론산(19.5 g, 119 mmol, 1.40 당량), Pd-Amphos(1.20 g, 1.70 mmol, 2.00 mol%), 275 mL 탈기된 톨루엔, 및 K3PO4(질소 스파징된 물 중 2 M, 127 mL, 254 mmol, 3.00 당량)로 충전하였다. 혼합물을 질소 하에 5시간 동안 환류시켰다.
용액을 냉각하고, 상을 분리하였다. 수성상을 몇 개의 추가 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 28.236 g의 회백색 고체를 단리하였다. 양자/탄소 NMR은 약 6.5% 헥산으로 오염된 생성물을 나타내었다. 불순물을 고려하여 질량을 조정하여 26.39 g을 단리하였다(95%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.29 (dd, J = 7.8, 1.7 ㎐, 1H), 7.10 (t, J = 7.6 ㎐, 1H), 6.96 (dd, J = 7.5, 1.7 ㎐, 1H), 6.94 ― 6.87 (m, 2H), 3.63 (s, 3H), 3.13 (s, 3H), 2.32 (s, 3H), 2.05 (s, 6H), 1.54 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 178.21, 155.39, 138.48, 136.86, 136.32, 135.62, 132.18, 130.72, 128.26, 124.25, 122.95, 59.06, 51.77, 44.49, 26.37, 21.06, 20.48.
2-(2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)-2-메틸프로판알[화합물 57]의 합성
1 L 둥근 바닥 플라스크를 에스테르 55(25.658 g, 78.6 mmol, 1.00 당량) 및 350 mL 무수 THF로 충전하였다. 플라스크를 질소의 블랭킷 하에 0℃로 냉각하였다. 수소화알루미늄리튬(THF 중 2 M, 40 mL, 80.0 mmol, 1.02 당량)을 적가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 혼합물을 Fieser 워크업으로 켄칭하고, 슬러리를 여과하였다. 필터 케이크를 디에틸 에테르의 부분으로 헹구고, 여액을 Na2SO4로 건조시켰다. 농축된 여액은 미확인 불순물을 갖는 중간체 56을 나타내었다. 잔사는 정제하지 않고 다음 단계에 사용하였다.
잔사를 400 mL 디클로로메탄에 용해시키고, Dess-Martin 시약(1.00 당량)으로 처리하였다. 반응을 촉진하기 위해 몇 방울의 물을 첨가하였다. 1시간 후, TLC는 출발 물질의 소비를 나타내었다. 용액을 셀라이트의 플러그를 통해 여과하고, 디클로로메탄의 부분으로 헹구었다. 여액을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 15.355 g의 생성물을 백색 고체(2개의 단계에 걸쳐 66%)로서 단리하였다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 9.56 (s, 1H), 7.30 (dt, J = 7.8, 1.7 ㎐, 1H), 7.15 (td, J = 7.7, 1.8 ㎐, 1H), 7.01 (dt, J = 7.5, 1.7 ㎐, 1H), 6.93 (s, 2H), 3.11 (s, 3H), 2.32 (s, 3H), 2.04 (s, 6H), 1.41 (s, 6H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 202.78, 154.95, 137.01, 136.88, 136.22, 135.21, 132.47, 131.30, 128.28, 125.68, 123.52, 59.20, 48.42, 23.05, 21.04, 20.52.
반응식 14. 디올 63의 합성
2-(2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)-2-메틸프로판알의 McMurray 커플링
100 mL 3구 둥근 바닥 플라스크를 환류 콘덴서에 연결하고 질소 대기 하에 두었다. 20 mL의 무수 THF를 첨가하였다. 플라스크를 0℃로 냉각하고, TiCl4(1.09 mL, 10.0 mmol, 1.19 당량)를 5분간에 걸쳐 첨가하였다. 아연 더스트(1.27 g, 19.4 mmol, 2.30 당량)를 첨가하고, 혼합물을 10분 동안 교반하였다. 피리딘(0.77 mL, 9.52 mmol, 1.13 당량)을 첨가하고, 혼합물을 1시간 동안 환류시켰다. 7.5 mL의 THF 중의 알데히드 57(2.50 g, 8.43 mmol, 1.00 당량)의 용액을 시린지 펌프를 사용하여 2시간에 걸쳐 Ti/Zn/피리딘 용액에 첨가하였다. 슬러리를 20시간 동안 환류시켰다.
용액을 냉각하고, 포화 수성 중탄산나트륨으로 켄칭하였다. 슬러리를 셀라이트를 통해 여과하고, 생성물을 디클로로메탄의 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 100% EtOAc)로 정제하였다. 4개의 부분을 단리하였다: 0.894 g의 알켄 생성물 62(36%); 약간의 오염 물질(14%)을 갖는 0.358 g의 디올 63; 0.732 g의 물질의 혼합물, 대부분이 알데히드 환원으로부터의 1차 알코올 60임; 74.2 mg의 미확인 물질의 혼합물.
(E)-3',3'''-(2,5-디메틸헥스-3-엔-2,5-디일)비스(2'-메톡시-2,4,6-트리메틸-1,1'-비페닐)[화합물 62]
1H NMR (500 ㎒,CDCl3) δ 7.33 ― 7.27 (m, 2H), 7.00 (td, J = 7.7, 1.2 ㎐, 2H), 6.92 (s, 4H), 6.89 (dt, J = 7.4, 1.5 ㎐, 2H), 5.83 (s, 2H), 3.12 (s, 6H), 2.32 (s, 6H), 2.04 (s, 12H), 1.48 (s, 12H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 157.25, 141.99, 136.50, 136.34, 136.30, 135.62, 133.59, 130.03, 128.16, 126.10, 122.60, 59.39, 39.79, 28.52, 21.04, 20.61.
rac-(3R,4R)-2,5-비스(2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)-2,5-디메틸헥산-3,4-디올[화합물 63]의 합성
100 mL 둥근 바닥 플라스크를 N-모르폴린 N-옥사이드(0.373 g, 3.18 mmol, 2.00 당량) 및 9 mL의 물로 충전하였다. 칼륨 오스메이트(29.3 mg, 0.0795 mmol, 5.00 mol%)를 첨가하고, 혼합물을 1분 동안 교반하였다.한편, 알켄 62(0.890 g, 1.59 mmol, 1.00 당량)를 40 mL의 1:1 아세톤:THF 중에 용해시켰다. 유기용액을 Os 용액에 첨가하고, 혼합물을 72시간 동안 교반하였다. 이는 상당히 불균질하였다.
반응을 수성 나트륨 메타-비설파이트로 켄칭하고, 생성물을 디클로로메탄의 부분으로 추출하였다. 유기상을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피로 정제하였다. 2개의 부분으로 단리하였다: 0.677 g의 출발 물질(76% 회수율); 79.1 mg의 생성물 63(8% 수율).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.29 (dd, J = 7.9, 1.8 ㎐, 2H), 7.05 (t, J = 7.7 ㎐, 2H), 6.97 ― 6.88 (m, 6H), 4.15 (d, J = 7.0 ㎐, 2H), 3.17 (s, 6H), 2.94 (d, J = 7.0 ㎐, 2H), 2.33 (s, 6H), 2.06 (s, 6H), 2.03 (s, 6H), 1.37 (s, 6H), 1.36 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 156.76, 138.78, 136.70, 136.62, 136.15, 136.07, 133.39, 130.73, 128.25, 128.17, 127.90, 123.09, 73.38, 59.41, 43.72, 25.22, 25.09, 21.03, 20.80, 20.55.
반응식 15. 리간드 19 및 리간드 20의 합성
rac-3',3'''-((3R,4R)-3,4-디메톡시-2,5-디메틸헥산-2,5-디일)비스(2'-메톡시-2,4,6-트리메틸-1,1'-비페닐)[화합물 65]의 합성
질소 충진된 글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디올 63(0.250 g, 0.420 mmol, 1.00 당량) 및 2 mL DMF로 충전하였다. 디올이 용해된 후, 수소화나트륨(40.3 mg, 1.68 mmol, 4.00 당량)을 첨가하였다. 5분 후, 요오도메탄(0.105 mL, 1.68 mmol, 4.00 당량)을 주입하였다. 혼합물을 주위 온도에서 4시간 동안 교반하였으며, 용액은 점차 혼탁해지고 불균일해졌다.
용액을 메탄올로 조심스럽게 켄칭하고 셀라이트에 흡착시킨 다음 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 158 mg의 생성물을 백색 고체(60%)로서 단리하였다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.37 (s, 2H), 7.04 (t, J = 7.6 ㎐, 2H), 6.96 ― 6.86 (m, 6H), 4.18 (s, 2H), 3.12 (s, 6H), 2.99 (s, 6H), 2.32 (s, 6H), 2.08 (s, 6H), 2.03 (s, 6H), 1.51 (s, 6H), 1.41 (s, 6H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 156.98, 142.01, 136.63, 136.53, 136.49, 136.08, 132.96, 130.45, 128.28, 128.21, 127.53, 122.77, 84.05, 60.36, 59.10, 43.58, 27.25, 24.25, 21.02, 20.98, 20.64.
3,3''-((3R,4R)-3,4-디메톡시-2,5-디메틸헥산-2,5-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 19(L-19)]의 합성
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 기질 65(81 mg, 0.130 mmol, 1.00 당량) 및 1.7 mL DMF로 충전하였다. 나트륨 에탄티올레이트(58 mg, 5.0 당량)을 첨가하고, 혼합물을 130℃에서 3시간 동안 교반하였다.
플라스크를 흄 후드로 옮기고, 혼합물을 약 0.2 mL의 아세트산으로 켄칭하였다. 용액을 셀라이트에 직접 흡착시킨 다음 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 71.1 mg의 백색 고체를 단리하였다(92%).
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 9.40 (s, 2H), 7.16 (dd, J = 7.8, 1.8 ㎐, 2H), 6.94 (s, 2H), 6.92 ― 6.87 (m, 4H), 6.84 (t, J = 7.5 ㎐, 2H), 3.32 (s, 2H), 2.77 (s, 6H), 2.30 (s, 6H), 2.05 (s, 6H), 1.91 (s, 6H), 1.44 (br s, 12H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 154.01, 136.43, 136.38, 135.90, 131.47, 129.86, 129.54, 128.06, 128.02, 126.13, 118.75, 89.34, 61.70, 43.97, 28.59, 24.52, 21.10, 20.79, 20.26.
3,3''-((3R,4R)-3,4-비스(벤질옥시)-2,5-디메틸헥산-2,5-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 20(L-20)]의 합성
50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디올 63(87 mg, 0.146 mmol, 1.00 당량) 및 1.5 mL DMF로 충전하였다. 수소화나트륨(14 mg, 0.59 mmol, 4.0 당량)을 첨가하고, 이어서 벤질 브로마이드(0.070 mL, 0.59 mmol, 4.0 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 50℃에서 4시간 동안 교반하였다. TLC는 출발 물질의 소비를 보여주었다.
용액을 메탄올로 켄칭하고 실리카 겔에 직접 흡착시킨 다음 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 무색 오일을 단리하여 다음 단계에 사용하였다.
오일을 1.5 mL의 DMF에 용해시키고, 80℃에서 48시간 동안 나트륨 에탄티올레이트(148 mg, 12.0 당량)로 처리하였다. 이어서, 용액을 디클로로메탄으로 희석하고 실리카에 흡착시켰다. 이것을 건식 로딩한 다음 실리카겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 오일상 잔사를 단리하였으며, NMR에 의하면 약간의 불순물을 함유하였다. 이 물질을 초임계-CO2 크로마토그래피로 추가 정제하여 69 mg의 백색 고체를 수득하였다(2개의 단계에 걸쳐 63%).
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.23 ― 7.07 (m, 12H), 6.94 (s, 2H), 6.91 ― 6.76 (m, 6H), 4.87 ― 3.60 (m, 6H), 2.30 (s, 6H), 1.97 (s, 6H), 1.73 (s, 6H), 1.46 (s, 6H), 1.37 (s, 6H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 152.48, 138.71, 137.35, 137.25, 137.15, 132.60, 129.05, 128.39, 127.95, 127.60, 126.91, 119.49, 74.44, 44.17, 26.59, 24.91, 21.06, 20.29, 20.16.
반응식 16. 리간드 21의 합성
3',3'''-((3R,4R)-3-메톡시-2,5-디메틸-4-페녹시헥산-2,5-디일)비스(2'-메톡시-2,4,6-트리메틸-1,1'-비페닐)[화합물 68]의 합성
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디올 63(400 mg, 0.657 mmol, 1.00 당량) 및 5.2 mL 톨루엔으로 충전하였다. Ph3Bi(OAc)2(551 mg, 0.986 mmol, 1.50 당량)를 첨가한 다음, Cu(OAc)2(18 mg, 0.099 mmol, 0.15 당량) 및 N,N-디사이클로헥실메틸아민(0.281 mL, 1.31 mmol, 2.00 당량)을 첨가하였다. 바이알을 밀봉하고 50℃에서 밤새 교반하였다.
UPLC는 모노아릴화된 물질로 부분 전환되었음을 나타내었다. 혼합물을 추가로 24시간 동안 100℃로 가열하였다.
용액을 냉각하고, 1 M HCl로 켄칭하였다. 생성물을 디클로로메탄의 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 소량의 BiPh3 또는 산화 생성물(104 mg)로 오염된 중간체 67을 단리하였다.
중간체 67을 함유하는 잔사를 1.0 mL DMF, 수소화나트륨(11 mg, 0.447 mmol, 3.0 당량) 및 요오드화나트륨(0.028 mL, 0.447 mmol, 3.0 당량)으로 처리하였다. 혼합물을 50℃에서 밤새 교반하였다. 용액을 수성 NH4Cl로 켄칭한 다음, 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 49.7 mg의 아릴-메틸 에테르 68을 단리하였다(2개의 단계에 걸쳐 11%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.32 (ddd, J = 13.3, 7.9, 1.8 ㎐, 2H), 7.22 ― 7.15 (m, 2H), 7.08 ― 6.82 (m, 11H), 5.65 (s, 1H), 4.05 (s, 1H), 3.27 (s, 3H), 2.92 (s, 3H), 2.77 (s, 3H), 2.33 (s, 3H), 2.31 (s, 3H), 2.11 (s, 3H), 2.05 (s, 3H), 2.00 (2 x d, 6H), 1.59 (s, 3H), 1.40 (s, 3H), 1.35 (s, 3H), 1.31 (s, 3H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 159.69, 157.11, 156.93, 141.59, 139.60, 136.80, 136.58, 136.55, 136.43, 136.37, 136.29, 136.17, 132.59, 132.55, 131.06, 130.60, 129.11, 128.31, 128.26, 128.23, 128.20, 127.77, 127.58, 122.66, 122.62, 119.67, 115.78, 84.88, 60.70, 59.50, 58.83, 45.46, 43.41, 27.04, 24.63, 24.05, 21.05, 21.03, 20.96, 20.93, 20.82, 20.61.
3,3''-((3R,4R)-3-메톡시-2,5-디메틸-4-페녹시헥산-2,5-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 21(L-21)]의 합성
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디메틸 에테르 68(60 mg, 0.0876 mmol, 1.00 당량) 및 1.5 mL 무수 DMF로 충전하였다. 용액을 나트륨 에탄티올레이트(74 mg, 1.05 mmol, 12.0 당량)으로 처리하였다. 용액을 80℃에서 14시간 동안 교반하였다.
UPLC/MS는 거의 완전한 전환을 나타내었으며, 혼합물을 120℃에서 추가로 6시간 동안 교반하였다.
용액을 수성 NH4Cl로 켄칭한 다음, 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 23.8 mg의 백색 고체를 단리하였다(41%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.29 (d, J = 9.7 ㎐, 1H), 7.17 ― 5.65 (m, 16H), 5.26 (s, 1H), 3.71 (s, 1H), 3.16 (s, 3H), 2.35 (s, 3H), 2.30 (s, 3H), 2.03 (s, 3H), 1.98 (s, 3H), 1.92 (s, 3H), 1.71 (s, 3H), 1.42 (s, 3H), 1.35 (s, 3H), 1.32 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 158.76, 152.35, 151.87, 137.61, 137.48, 137.09, 137.04, 136.84, 134.30, 133.03, 132.55, 131.93, 129.26, 128.94, 128.76, 128.66, 128.24, 128.13, 127.07, 126.71, 120.25, 119.99, 119.05, 115.81, 87.20, 79.25, 62.62, 44.95, 44.30, 27.41, 27.02, 25.36, 23.63, 21.10, 21.08, 20.41, 20.38, 20.23, 20.19.
반응식 17. 디올 72의 합성
3-(2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)-3-메틸부탄-2-온[화합물 70]의 합성
250 mL 둥근 바닥 플라스크를 알데히드 57(2.80 g, 9.45 mmol, 1.00 당량) 및 47 mL 무수 디에틸 에테르로 충전하였다. 질소 블랭킷 하에, 메틸마그네슘 브로마이드(디에틸 에테르 중 3.0 M, 3.80 mL, 11.3 mmol, 1.20 당량)를 적가하였다. 1시간 후, 용액을 포화 수성 NH4Cl로 켄칭한 다음, 생성물을 디에틸 에테르의 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 MgSO4로 건조하고 여과하고 농축하여 무색 오일을 수득하였다. 양자/탄소 NMR은 약간의 디에틸 에테르 오염을 갖는 중간체 알코올을 나타내었다. 물질을 추가 정제 없이 다음 단계로 옮겼다.
알코올을 50 mL 디클로로메탄에 용해시키고, 주위 온도에서 Dess-Martin 시약(4.80 g, 11.3 mmol, 1.20 당량)으로 처리하였다. 1시간 내에, TLC는 중간체 알코올의 완전 소비를 나타내었다. 용액을 티오황산나트륨 용액으로 켄칭한 다음, 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 2.34 g의 무색 고체를 단리하였다(80%).
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.34 (dd, J = 7.8, 1.7 ㎐, 1H), 7.13 (t, J = 7.6 ㎐, 1H), 6.98 (dd, J = 7.6, 1.7 ㎐, 1H), 6.93 (s, 2H), 3.10 (s, 3H), 2.32 (s, 3H), 2.03 (s, 6H), 2.02 (s, 3H), 1.44 (s, 6H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 211.10, 154.96, 138.99, 136.94, 136.22, 135.40, 132.34, 130.98, 128.24, 124.92, 123.30, 58.99, 50.45, 25.47, 24.98, 21.03, 20.56.
5-하이드록시-2,6-비스(2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)-2,6-디메틸헵탄-3-온[화합물 71]의 합성
250 mL 둥근 바닥 플라스크를 20 mL 무수 THF 및 디이소프로필아민(1.16 mL, 8.22 mmol, 1.10 당량)으로 충전하였다. 용액을 질소 하에 -78℃로 냉각하고, n-부틸리튬(헥산 중 1.6 M, 5.14 mL, 8.22 mmol, 1.10 당량)을 적가하였다. 혼합물을 -78℃에서 20분 동안 및 0℃에서 20분 동안 교반하였다. LDA 용액을 -78℃ 수욕으로 되돌려 보내고, 20 mL 무수 THF 중 케톤 70(2.321 g, 7.476 mmol, 1.00 당량)을 적가하였다. 혼합물을 -78℃에서 1시간 동안 교반하였다. 이어서, 20 mL 무수 THF 중 알데히드 57(2.22 g, 7.48 mmol, 1.00 당량)의 용액을 첨가하였다. 혼합물을 -78℃에서 1시간 동안 교반하였고, 이 시점에서 UPLC는 알돌 생성물이 형성되었음을 나타내었다. 용액을 -78℃에서 포화 수성NH4Cl로 켄칭하고, 주위 온도로 가온하였다. 상을 분리하고, 수성 상을 몇 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 3.866 g의 생성물을 무색 오일(85%)로 단리하였다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.26 ― 7.23 (m, 1H), 7.19 (dd, J = 7.9, 1.7 ㎐, 1H), 7.09 (t, J = 7.6 ㎐, 1H), 7.01 (t, J = 7.6 ㎐, 1H), 6.96 ― 6.86 (m, 6H), 4.79 (ddd, J = 10.3, 3.6, 1.7 ㎐, 1H), 3.21 ― 3.15 (m, 4H), 3.06 (s, 3H), 2.39 ― 2.28 (m, 7H), 2.22 (dd, J = 17.3, 1.7 ㎐, 1H), 2.02 (2 x s, 6H), 1.98 (s, 3H), 1.93 (s, 3H), 1.41 (s, 3H), 1.37 (s, 3H), 1.34 (s, 3H), 1.29 (s, 3H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 213.85, 156.97, 154.58, 139.10, 138.44, 136.93, 136.68, 136.27, 136.23, 136.14, 136.12, 136.09, 135.35, 133.66, 132.32, 131.02, 130.49, 128.28, 128.26, 128.18, 127.13, 125.12, 123.40, 123.13, 72.40, 59.43, 59.10, 50.55, 42.74, 39.79, 25.58, 25.52, 25.49, 22.77, 21.04, 21.03, 20.72, 20.71, 20.65, 20.63.
rac-(3R,5R)-2,6-비스(2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)-2,6-디메틸헵탄-3,5-디올[화합물 72]의 합성
250 mL 둥근 바닥 플라스크를 케토-알코올 71(3.10 g, 5.11 mmol, 1.00 당량) 및 50 mL 무수 THF로 충전하였다. 혼합물을 질소 하에 0℃로 냉각하였다. Red-Al(톨루엔 중 60 중량%, 1.99 mL, 6.13 mmol, 1.20 당량)을 적가하고, 혼합물을 1시간 동안 교반하였다. TLC는 출발 물질의 완전한 소비를 보여주었다. 용액을 메탄올에 이어서 수성 로셸 염(Rochelle's salt)으로 켄칭하고, 생성물을 디클로로메탄의 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 2개의 부분을 단리하였다: 0.213 g의 백색 고체(7%, 메조 이성질체); 및 2.732 g의 백색 고체(88%, 목적하는 rac 이성질체).
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.18 (dd, J = 7.9, 1.7 ㎐, 2H), 7.01 (t, J = 7.7 ㎐, 2H), 6.96 ― 6.87 (m, 6H), 4.19 (td, J = 7.1, 4.8 ㎐, 2H), 3.22 (s, 6H), 2.76 (d, J = 6.8 ㎐, 2H), 2.33 (s, 6H), 2.07 (s, 6H), 2.01 (s, 6H), 1.35 (s, 6H), 1.34 (s, 6H), 1.00 (dd, J = 7.2, 4.8 ㎐, 2H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 156.47, 138.94, 136.77, 136.33, 136.04, 135.94, 133.71, 130.48, 128.29, 128.22, 127.61, 123.38, 75.01, 59.70, 43.44, 36.70, 26.36, 24.39, 21.05, 20.81, 20.67.
반응식 18. 리간드 22 및 리간드 23의 합성
rac-3,3''-((3R,5R)-3,5-비스(벤질옥시)-2,6-디메틸헵탄-2,6-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 22(L22)]의 합성
글러브박스에서, 20 mL 바이알을 디올 72(250 mg, 0.411 mmol, 1.00 당량) 및 1.6 mL 무수 DMF로 충전하였다. 수소화나트륨(39.4 mg, 1.64 mmol, 4.00 당량)을 첨가하였다. 15분 동안 교반한 후, 벤질 브로마이드(195 μL, 1.64 mmol, 4.00 당량)을 주입하였다. 바이알을 캡핑하고, 50℃에서 14시간 동안 교반하였다.
용액을 물로 조심스럽게 켄칭하고, 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 340 mg의 무색 오일을 단리하였다. 양자 NMR은 이러한 물질이 생성물과 몇 가지 다른 불순물을 함유하고 있음을 나타내었다. 이러한 물질을 추가의 정제 없이 다음 단계에 사용하기로 결정하였다.
잔사를 2 mL의 무수 DMF에 용해시키고, 나트륨 에탄티올레이트(173 mg, 5.0 당량)로 처리하였다. 용액을 80℃에서 밤새 교반하였다. 단지 부분적인 전환만 관찰되었다. 다시 24시간 동안 온도를 110℃로 상승시켰다. UPLC는 메틸기의 분열을 나타내었다. 용액을 수성 NH4Cl로 켄칭한 다음, 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 생성된 물질은 여전히 약간의 불순물을 함유하였으며, SFC 크로마토그래피로 추가로 정제하였다. 106 mg의 무색 오일을 단리하였다(2개의 단계에 걸쳐 34%).
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.66 (br s, 2H), 7.30 ― 7.11 (m, 10H), 7.01 ― 6.86 (m, 6H), 6.80 (d, J = 7.4 ㎐, 2H), 6.72 (t, J = 7.6 ㎐, 2H), 4.63 (d, J = 12.1 ㎐, 2H), 4.16 (d, J = 12.1 ㎐, 2H), 3.71 (s, 2H), 2.32 (s, 6H), 2.00 ― 1.93 (m, 12H), 1.37 (s, 6H), 1.31 (s, 6H), 1.21 ― 1.16 (m, 2H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 151.91, 137.84, 136.76, 136.63, 135.19, 131.18, 128.86, 128.64, 128.37, 128.18, 128.00, 127.79, 127.74, 127.05, 126.56, 119.49, 86.14, 75.37, 43.86, 37.24, 27.07, 24.44, 21.14, 20.52, 20.32.
rac-3,3''-((3R,5R)-3,5-디메톡시-2,6-디메틸헵탄-2,6-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 23(L23)]의 합성
글러브박스에서, 20 mL 바이알을 디올 72(250 mg, 0.411 mmol, 1.00 당량) 및 1.6 mL 무수 DMF로 충전하였다. 수소화나트륨(39.4 mg, 1.64 mmol, 4.00 당량)을 첨가하였다. 15분 동안 교반한 후, 요오도메탄(102 μL, 1.64 mmol, 4.00 당량)을 주입하였다. 바이알을 캡핑하고, 50℃에서 14시간 동안 교반하였다.
용액을 물로 조심스럽게 켄칭하고, 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 230 mg의 무색 오일상 잔사를 단리하고, 다음 단계로 옮겼다.
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디메틸 에테르(230 mg, 0.361 mmol, 1.00 당량) 및 2.0 mL 무수 DMF로 충전하였다. 용액을 나트륨 에탄티올레이트(138 mg, 1.64 mmol, 4.55 당량)으로 처리하였다. 용액을 80℃에서 14시간 동안 교반하였다.
용액을 수성 NH4Cl로 켄칭한 다음, 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 171 mg의 백색 고체를 단리하였다(78%).
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 8.72 (s, 2H), 6.95 (s, 2H), 6.94 (s, 2H), 6.87 (dd, J = 7.9, 1.7 ㎐, 2H), 6.82 (dd, J = 7.3, 1.6 ㎐, 2H), 6.71 (t, J = 7.6 ㎐, 2H), 3.60 (s, 6H), 3.47 ― 3.37 (m, 2H), 2.31 (s, 6H), 1.98 (s, 6H), 1.96 (s, 6H), 1.40 (s, 6H), 1.28 (s, 6H), 1.08 (dd, J = 6.8, 4.7 ㎐, 2H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 152.12, 136.53, 136.48, 136.36, 135.85, 130.45, 129.14, 128.97, 128.01, 127.93, 126.45, 119.36, 88.74, 61.86, 43.87, 36.80, 27.65, 24.28, 21.13, 20.43, 20.29.
반응식 19. 옥심 77의 합성
메틸 2-(2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)아세테이트[화합물 74]의 합성
1 L 둥근 바닥 플라스크를 브로모아렌(26.735 g, 103.2 mmol, 1.00 당량), 메시틸보론산(22.0 g, 134 mmol, 1.30 당량), 및 Pd(AmPhos)Cl2(1.46 g, 2.0 mol%)로 충전하였다. 환류 콘덴서를 부착하고, 260 mL의 탈기된 톨루엔을 질소 블랭킷 하에 첨가한 다음, 질소 스파징된 수성 K3PO4(물 중 2 M, 155 mL, 310 mmol, 3.00 당량)를 첨가하였다. 혼합물을 100℃에서 밤새 교반하였다.
용액을 냉각하고, 상을 분리하였다. 수성상을 2개의 추가 분량의 에틸 아세테이트로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 15% EtOAc)로 정제하였다. 26.357 g의 물질을 무색 오일(86%)로 단리하였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.21 (dd, J = 7.5, 1.8 ㎐, 1H), 7.09 (t, J = 7.5 ㎐, 1H), 6.98 (dd, J = 7.6, 1.8 ㎐, 1H), 6.95 ― 6.88 (m, 2H), 3.76 ― 3.62 (m, 5H), 3.28 (s, 3H), 2.32 (s, 3H), 2.04 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 172.34, 156.04, 136.76, 136.31, 135.18, 133.29, 130.99, 129.76, 128.10, 127.82, 123.61, 59.71, 51.88, 36.23, 21.05, 20.54.
2-(2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)아세트알데히드[화합물 76]의 합성
500 mL 둥근 바닥 플라스크를 에스테르 74(14.826 g, 49.7 mmol, 1.00 당량) 및 250 mL 무수 THF로 충전하였다. 용액을 질소의 블랭킷 하에 0℃ 빙욕에서 냉각하였다. 수소화알루미늄리튬(THF 중 2 M, 27.3 mL, 54.6 mmol, 1.10 당량)을 적가하였다. 혼합물을 2시간 동안 교반하고, 피셔 프로토콜(Fieser protocol)(2.1 mL의 물에 이어, 2.1 mL의 15% 수성 NaOH, 이어서 6.2 mL의 물에, 이어서 여과)을 사용하여 조심스럽게 후처리하였다. 여액을 투명한 무색 오일로 농축하고, 이를 추가의 정제 없이 사용하였다.
미정제 알코올을 250 mL의 디클로로메탄(몇 방울의 물과 함께)에 용해시키고, Dess-Martin 시약(21.1 g, 49.7 mmol, 1.00 당량)으로 10분간에 걸쳐 조금씩 처리하였다. 혼합물을 밤새 교반하였다.
슬러리를 셀라이트의 플러그를 통해 여과하고, 필터 케이크를 몇 부분의 디클로로메탄 헹구었다. 여액을 농축하고, 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 7.65의 알데히드를 무색 오일(2개의 단계에 걸쳐 57%)로서 단리하였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 9.74 (t, J = 2.2 ㎐, 1H), 7.20 ― 7.09 (m, 2H), 7.02 (dd, J = 7.4, 2.0 ㎐, 1H), 6.94 (d, J = 1.3 ㎐, 2H), 3.71 (d, J = 2.1 ㎐, 2H), 3.26 (s, 3H), 2.33 (s, 3H), 2.05 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 199.81, 156.15, 136.93, 136.23, 134.96, 133.39, 131.48, 130.21, 128.16, 125.88, 123.91, 59.58, 45.84, 21.05, 20.55.
(E/Z)-2-(2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)아세트알데히드 옥심[화합물 77]의 합성
250 mL 둥근 바닥 플라스크를 알데히드 76(7.65 g, 28.5 mmol) 및 38 mL의 1:1 MeOH:THF로 충전하였다. 알데히드가 용해될 때까지 혼합물을 교반하였다. 하이드록실아민 하이드로클로라이드(31.4 mmol, 1.10 당량)를 첨가한 다음, 19 mL의 물을 첨가하였다. 슬러리에 20 mL의 물 중 탄산나트륨(1.52 g, 14.3 mmol, 0.500 당량)의 용액을 서서히 첨가하였다. 약간의 비등이 관찰되었다.
혼합물을 2시간 동안 교반하였으며, TLC는 알데히드의 완전한 소비를 나타내었다. 휘발성 물질을 회전 증발로 제거하고, 수성 잔사를 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 황산나트륨으로 건조하고, 여과하고, 호박색 오일(7.36 g, 91%)로 농축하였다. 양자/탄소 NMR은 E/Z 이성질체의 혼합물(~1:1)로서 생성물 옥심과 일치하였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 8.61 (d, J = 57.5 ㎐, 0.5H), 8.16 (d, J = 55.4 ㎐, 0.5H), 7.59 (t, J = 6.1 ㎐, 0.5H), 7.19 (ddd, J = 11.5, 7.5, 1.8 ㎐, 1H), 7.09 (t, J = 7.5 ㎐, 1H), 6.96 (ddd, J = 7.5, 1.8, 0.9 ㎐, 1H), 6.94 ― 6.91 (m, 2H), 6.89 (t, J = 5.2 ㎐, 0.5H), 3.79 (d, J = 5.2 ㎐, 1H), 3.60 (d, J = 6.1 ㎐, 1H), 3.31 (d, J = 0.6 ㎐, 3H), 2.33 (s, 3H), 2.04 (d, J = 2.5 ㎐, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 155.99, 155.82, 151.07, 150.82, 150.79, 136.76, 136.26, 136.24, 135.20, 135.19, 133.62, 133.60, 130.70, 130.56, 129.91, 129.46, 129.43, 129.33, 128.09, 123.85, 123.84, 59.89, 59.77, 30.82, 26.92, 21.05, 20.58.
반응식 20. 알켄 81의 합성
2'-(알릴옥시)-2,4,6-트리메틸-1,1'-비페닐[화합물 79]의 합성
글러브박스에서, 500 mL 둥근 바닥 플라스크를 2-브로모페놀 및 120 mL 무수 THF로 충전하였다. 혼합물을 교반하고 수소화나트륨(1.728 g, 72.0 mmol, 1.20 당량)을 10분간에 걸쳐 조금씩 첨가하였다. 혼합물을 10분 동안 교반한 다음, Pd(acac)2(740 mg) 및 메시틸마그네슘 브로마이드(THF 중 1.0 M, 90.0 mL, 90.0 mmol, 1.50 당량)를 첨가하였다. 플라스크를 코일형 스티븐스 콘덴서에 연결하고 3시간 동안 환류시켰다. 혼합물을 냉각하고, 메탄올에 이어 수성 NH4Cl로 조심스럽게 켄칭하였다. 생성물을 여러 부분의 디클로로메탄으로 추출하고, 합한 유기 분획을 농축하였다. 미정제 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 30% EtOAc)로 정제하여 중간체 페놀 78을 무색 오일로서 수득하였다.
오일을 350 mL 아세톤에 용해시킨 다음, 탄산칼륨(12.44 g, 1.50 당량) 및 알릴 브로마이드(6.22 mL, 1.20 당량)로 처리하였다. 슬러리를 질소의 블랭킷 하에 밤새 환류시켰다. 이어서, 용액을 여과하여 고체를 제거하고, 여액을 무색 오일로 농축하였다. 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 20% EtOAc)로 정제하여 8.92 g의 무색 오일(49%)을 수득하였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.28 (ddd, J = 8.2, 7.1, 2.1 ㎐, 1H), 7.07 ― 6.88 (m, 5H), 5.87 (ddt, J = 17.3, 10.7, 4.8 ㎐, 1H), 5.24 ― 5.04 (m, 2H), 4.49 (dt, J = 4.8, 1.7 ㎐, 2H), 2.32 (s, 3H), 1.99 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 155.65, 136.40, 136.32, 135.32, 133.58, 131.10, 130.07, 128.07, 127.79, 120.82, 116.50, 112.61, 68.68, 21.10, 20.40.
3-알릴-2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-1,1'-비페닐[화합물 81]의 합성
글러브박스에서, 250 mL 둥근 바닥 플라스크를 O-알릴 에테르 79(8.92 g, 35.35 mmol, 1.00 당량)로 충전하였다. 혼합물을 180℃에서 밤새 교반하였다. 양자 NMR은 단지 부분적인 전환만을 나타내었다. 온도를 220℃로 상승시켰다. 추가로 14시간 후, 물질을 냉각하고, 실리카겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 20% EtOAc)로 정제하여 5.161 g의 무색 오일을 수득하였다. 양자/탄소 NMR은 약간의 불순물이 존재하였지만 80을 나타내었다.
오일을 100 mL 아세톤에 용해시킨 다음, 탄산칼륨(4.24 g, 30.7 mmol, 1.50 당량) 및 요오도메탄(1.91 mL, 1.50 당량)으로 처리하였다. 환류 콘덴서를 부착하고, 혼합물을 56℃에서 질소 하에 밤새 교반하였다.
용액을 냉각하고 실리카의 플러그를 통해 여과하였다. 여액을 미정제 오일로 농축하고, 이를 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 2.59 g의 생성물을 단리하였다(2개의 단계에 걸쳐 28%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.17 (dd, J = 7.6, 1.9 ㎐, 1H), 7.08 (td, J = 7.5, 2.6 ㎐, 1H), 6.92 (d, J = 9.0 ㎐, 3H), 6.04 (ddt, J = 16.8, 10.2, 6.5 ㎐, 1H), 5.13 ― 4.96 (m, 2H), 3.46 (dd, J = 6.4, 1.8 ㎐, 2H), 3.31 (d, J = 2.3 ㎐, 3H), 2.33 (d, J = 2.3 ㎐, 3H), 2.04 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 155.70, 137.55, 136.57, 136.28, 135.52, 133.61, 133.11, 129.71, 129.18, 128.02, 123.70, 115.45, 59.95, 34.46, 21.06, 20.59.
반응식 21. 리간드 24(L24) 및 리간드 25(L25)의 합성
3,5-비스((2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)메틸)-4,5-디하이드로이속사졸[화합물 82]의 합성
50 mL 둥근 바닥 플라스크를 N-클로로숙신이미드(1.05 g, 7.88 mmol, 1.00 당량), 피리딘(13 μL, 2.0 mol%), 및 5.2 mL의 클로로포름으로 충전하였다. 슬러리를 격렬하게 교반하고, 5.2 mL의 클로로포름 중 옥심 77(2.23 g, 7.88 mmol, 1.00 당량)의 용액을 첨가하였다. 혼합물을 15분 동안 교반한 다음, 5.2 mL 클로로포름 중 알켄 81(2.10 g, 7.88 mmol, 1.00 당량)의 용액을 첨가하였다. 이어서, 21 mL의 클로로포름 중 트리메틸아민(1.1 mL)의 용액을 적가하였다. 혼합물을 밤새 교반하였다.
용액을 실리카에 흡착시킨 다음 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 40% EtOAc)로 정제하였다. 2.953 g의 생성물을 단리하였다(68%).
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.20 (dd, J = 7.5, 1.8 ㎐, 1H), 7.13 (dd, J = 7.5, 1.8 ㎐, 1H), 7.09 (t, J = 7.5 ㎐, 1H), 7.04 (t, J = 7.5 ㎐, 1H), 6.96 (dd, J = 7.5, 1.8 ㎐, 1H), 6.92 (dt, J = 4.1, 1.7 ㎐, 5H), 4.85 (dtd, J = 10.0, 7.4, 6.0 ㎐, 1H), 3.75 (s, 2H), 3.29 (s, 3H), 3.25 (s, 3H), 3.07 (dd, J = 13.4, 6.0 ㎐, 1H), 2.87 ― 2.75 (m, 2H), 2.67 (dd, J = 17.1, 7.4 ㎐, 1H), 2.33 (d, J = 1.7 ㎐, 6H), 2.01 (s, 3H), 2.00 (s, 6H), 1.99 (s, 3H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 158.29, 156.01, 155.82, 136.81, 136.69, 136.25, 136.18, 136.11, 135.33, 135.10, 133.75, 133.48, 130.80, 130.32, 130.21, 130.10, 129.46, 129.18, 128.10, 128.08, 123.97, 123.74, 80.57, 59.90, 59.79, 41.00, 35.53, 34.65, 29.05, 28.59, 25.26, 20.56, 20.52.
4-하이드록시-1,5-비스(2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)펜탄-2-온[화합물 83]의 합성
250 mL 둥근 바닥 플라스크를 이속사졸 82(2.40 g, 4.38 mmol, 1.00 당량), 22 mL의 아세토니트릴, 및 1 mL의 물로 충전하였다. 몰리브덴 헥사카보닐(0.578 g, 2.19 mmol, 0.500 당량)을 첨가하고, 혼합물을 85℃에서 3시간 동안 교반하였다. TLC는 출발 물질의 완전한 소비를 보여주었다. 갈색 용액을 실리카 겔로 처리하고, 휘발성 물질을 회전 증발시켜 제거하였다. 고체를 실리카 컬럼 상에 건식 로딩한 다음 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 30% EtOAc)하였다. 1.532 g의 생성물을 옅은 호박색 오일(수율 64%)로 단리하였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.17 (dd, J = 7.5, 1.8 ㎐, 1H), 7.15 ― 7.04 (m, 3H), 6.97 (dd, J = 7.1, 2.3 ㎐, 1H), 6.96 ― 6.88 (m, 5H), 4.34 (td, J = 6.2, 3.9 ㎐, 1H), 3.73 (s, 2H), 3.36 (d, J = 4.0 ㎐, 1H), 3.28 (s, 3H), 3.21 (s, 3H), 2.95 ― 2.78 (m, 2H), 2.66 (d, J = 6.0 ㎐, 2H), 2.32 (d, J = 2.2 ㎐, 6H), 2.03 (s, 6H), 2.02 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 209.34, 155.92, 155.77, 136.83, 136.74, 136.27, 136.23, 136.19, 135.24, 135.09, 133.59, 133.26, 131.12, 131.08, 130.34, 130.14, 128.13, 128.12, 128.09, 127.86, 123.90, 123.77, 68.80, 59.80, 59.49, 47.70, 45.92, 37.44, 21.05, 20.61, 20.59.
rac-(2S,4S)-1,5-비스(2-메톡시-2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-3-일)펜탄-2,4-디올[화합물 84]의 합성
100 mL 둥근 바닥 플라스크를 케톤 83(1.50 g, 2.72 mmol, 1.00 당량), 13 mL의 아세토니트릴, 및 10 mL의 아세트산으로 충전하였다. 혼합물을 교반하고 -40℃로 냉각하였다. (NMe4)BH(OAc)3(3.43 g, 13.0 mmol, 4.79 당량)을 한 번에 첨가하였다. 혼합물을 질소 하에 밤새 교반하고, 실온으로 점진적으로 가온하였다.
용액을 디클로로메탄 및 2 M NaOH로 희석하였다. 상을 분리하고, 수성 상을 디클로로메탄의 약간 추가 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 30% EtOAc)로 정제하였다. 0.868 g의 생성물을 부분입체이성질체의 3:1 혼합물로서 단리하였다(58%).
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.17 (dd, J = 7.6, 1.8 ㎐, 2H), 7.09 (t, J = 7.5 ㎐, 2H), 6.97 ― 6.87 (m, 6H), 4.33 ― 4.20 (m, 2H), 3.47 ― 3.13 (m, 8H), 2.99 ― 2.75 (m, 4H), 2.33 (s, 6H), 2.04 (s, 12H), 1.72 (t, J = 5.7 ㎐, 2H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 155.83, 136.75, 136.31, 136.14, 135.22, 133.61, 131.79, 130.30, 130.25, 128.11, 128.09, 124.04, 70.44, 59.85, 42.20, 38.83, 21.05, 20.63, 20.55.
3,3''-((2S,4S)-2,4-디메톡시펜탄-1,5-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 24(L24)]의 합성
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디올 84(0.410 g, 0.742 mmol, 1.00 당량) 및 3.7 mL 무수 DMF로 충전하였다. 혼합물을 수소화나트륨(71.2 mg, 2.97 mmol, 4.00 당량)으로 처리한 다음, 10분 동안 교반하였다. 요오도메탄(0.190 mL, 2.97 mmol, 4.00 당량)을 첨가하고, 혼합물을 밤새 교반하였다.
용액을 메탄올로 조심스럽게 켄칭하고, 잔사를 실리카에 흡착시켜 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 0.311 g의 중간체 메틸 에테르를 단리하였다. 이 물질을 다음 단계로 옮겼다.
중간체 에테르를 3 mL의 무수 DMF에 용해시키고, 나트륨 에탄티올레이트(230 mg)로 처리하였다. 혼합물을 80℃에서 밤새 교반하였다.
용액을 디클로로메탄 및 수성 염화암모늄으로 희석하였다. 상을 분리하고, 수성 상을 몇 개의 추가 부분의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 229 g의 생성물을 백색 고체(2개의 단계에 걸쳐 56%)로서 단리하였다.
1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ 7.03 (dd, J = 7.1, 2.1 ㎐, 2H), 6.95 (s, 4H), 6.94 ― 6.81 (m, 6H), 3.70 (p, J = 6.0 ㎐, 2H), 3.34 (s, 6H), 2.96 ― 2.77 (m, 4H), 2.32 (s, 6H), 1.99 (d, J = 8.6 ㎐, 12H), 1.64 (t, J = 6.3 ㎐, 2H).
13C NMR (101 ㎒, CDCl3) δ 151.90, 137.11, 136.94, 136.83, 134.07, 130.67, 129.10, 128.28, 127.95, 124.65, 120.07, 79.82, 57.52, 38.22, 36.80, 21.09, 20.28.
rac-3,3''-((2S,4S)-2,4-비스(벤질옥시)펜탄-1,5-디일)비스(2',4',6'-트리메틸-[1,1'-비페닐]-2-올)[리간드 25(L25)]의 합성
글러브박스에서, 50 mL 둥근 바닥 플라스크를 디올 84(0.410 g, 0.742 mmol, 1.00 당량) 및 3.7 mL 무수 DMF로 충전하였다. 혼합물을 수소화나트륨(71.2 mg, 2.97 mmol, 4.00 당량)으로 처리한 다음, 10분 동안 교반하였다. 벤질 브로마이드(0.353 mL, 2.97 mmol, 4.00 당량)을 첨가하고, 혼합물을 밤새 교반하였다.
용액을 메탄올로 조심스럽게 켄칭하고, 잔사를 실리카에 흡착시켜 크로마토그래피(헥산 중 0 내지 10% EtOAc)로 정제하였다. 0.403 g의 중간체 메틸 에테르를 단리하였다. 이 물질을 다음 단계로 옮겼다.
중간체 에테르를 3 mL의 무수 DMF에 용해시키고, 나트륨 에탄티올레이트(230 mg)로 처리하였다. 혼합물을 80℃에서 밤새 교반하였다.
용액을 냉각하고, 디클로로메탄 및 수성 염화암모늄으로 희석하였다. 상을 분리하고, 수성 상을 디클로로메탄의 부분으로 추출하였다. 합한 유기 분획을 농축하고, 잔사를 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(헥산 중 0% 내지 20% EtOAc)로 정제하였다. 0.175 g의 생성물을 백색 고체(2개의 단계에 걸쳐 33%)로서 단리하였다.
1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ 7.24 ― 7.15 (m, 10H), 7.05 ― 6.99 (m, 2H), 6.95 (s, 4H), 6.90 ― 6.84 (m, 4H), 6.26 (s, 2H), 4.45 (d, J = 11.7 ㎐, 2H), 4.27 (d, J = 11.7 ㎐, 2H), 3.99 ― 3.89 (m, 2H), 2.96 (dd, J = 14.1, 6.3 ㎐, 2H), 2.87 (dd, J = 14.1, 4.8 ㎐, 2H), 2.32 (s, 6H), 1.96 (s, 12H), 1.75 (t, J = 6.2 ㎐, 2H).
13C NMR (126 ㎒, CDCl3) δ 151.54, 137.94, 137.33, 137.20, 137.15, 133.42, 130.87, 128.86, 128.41, 128.39, 128.37, 128.32, 128.10, 127.93, 127.64, 127.40, 124.69, 120.14, 71.49, 39.05, 36.89, 21.09, 20.30, 20.29.
실시예 2 - 금속 착물의 합성
반응식 22. 4-탄소-테더 리간드의 금속화
금속화를 위한 일반적인 절차
글러브박스에서, 20 mL 바이알을 ZrBn4 또는 HfBn4(1.00 당량) 및 C6D6 또는 톨루엔(~0.02 M)으로 충전하였다. 혼합물을 교반하고, 리간드(1.00 당량)를 한번에 첨가하였다. 달리 언급되지 않는 한, 용액을 주위 글러브박스 온도에서 3 내지 4시간 동안 교반되도록 하였다. 진공 펌프로 용매를 제거하고, 배치식 반응기 실행에 직접 사용하였다.
금속-리간드 착물 1(MLC-1)의 합성
일반적인 절차에 따라, 리간드 1(44.0 mg, 0.0817 mmol, 1.00 당량)은 53.9 mg의 담황색 고체(81%)를 제공하였다.
1H NMR (500 ㎒, 톨루엔-d 8) δ 6.92 ― 6.65 (m, 18H), 4.86 (d, J = 7.5 ㎐, 2H), 3.57 ― 3.50 (m, 1H), 3.29 (t, J = 6.1 ㎐, 1H), 3.17 (s, 3H), 2.88 (s, 3H), 2.82 (dd, J = 15.2, 8.0 ㎐, 1H), 2.74 ― 2.67 (m, 1H), 2.57 (dd, J = 16.2, 11.2 ㎐, 1H), 2.25 ― 2.14 (m, 16H), 2.03 (s, 3H), 1.92 ― 1.81 (m, 2H), 1.22 (d, J = 10.0 ㎐, 1H), 0.85 (d, J = 10.0 ㎐, 1H).
13C NMR (126 ㎒, 톨루엔-d 8) δ 158.81, 157.79, 148.51, 137.30, 137.21, 136.74, 136.40, 136.13, 135.57, 135.36, 131.27, 130.51, 129.92, 129.20, 129.01, 128.95, 128.81, 128.69, 128.29, 127.99, 127.97, 127.86, 127.76, 125.15, 120.98, 120.09, 119.72, 89.85, 81.28, 59.44, 58.98, 56.69, 56.48, 30.39, 29.92, 20.89, 20.65, 20.59, 20.53.
금속-리간드 착물 2(MLC-2)의 합성
일반적인 절차에 따라, 리간드 1(34.4 mg, 0.0639 mmol, 1.00 당량)은 50.5 mg의 황색 고체(88%)를 제공하였다.
1H NMR (400 ㎒, 톨루엔-d 8, 90℃) δ 6.95 ― 5.59 (m, 20H), 3.41 (s, 2H), 2.93 (s, 6H), 2.66 (dd, J = 15.2, 4.2 ㎐, 2H), 2.41 (d, J = 15.4 ㎐, 2H), 2.28 ― 2.12 (m, 18H), 1.56 (s, 4H).
금속-리간드 착물 3(MLC-3)의 합성
일반적인 절차에 따라, 리간드 2(46.7 mg, 0.0676 mmol, 1.00 당량)은 옅은 호박색 잔사를 제공하였다.
1H NMR (400 ㎒, C6D6) δ 7.49 ― 6.04 (m, 28H), 4.82 (m, 3H), 3.24 (m, 3H), 2.55 ― 1.68 (m, 24H), 1.59 (m, 2H), 1.14 (m, 2H).
금속-리간드 착물 4(MLC-4)의 합성
일반적인 절차에 따라, 리간드 2(26.1 mg, 0.0378 mmol, 1.00 당량)은 36.4 mg의 옅은 호박색 잔사(92%)를 제공하였다.
1H NMR (500 ㎒, 톨루엔-d 8, 90℃) δ 6.93 ― 6.48 (m, 25H), 6.15 (s, 3H), 4.63 (s, 2H), 3.12 (d, J = 15.3 ㎐, 2H), 2.81 (d, J = 14.6 ㎐, 2H), 2.21 (s, 12H), 2.18 (s, 6H), 1.96 (s, 6H), 1.50 (d, J = 10.3 ㎐, 2H), 1.36 (d, J = 10.3 ㎐, 2H).
금속-리간드 착물 5(MLC-5)의 합성
일반적인 절차에 따라, 리간드 6(71.3 mg, 0.103 mmol, 1.00 당량)은 84 mg의 호박색 잔사(85%)를 제공하였다.
1H NMR (400 ㎒, C6D6) δ 7.93 ― 5.86 (m, 30H), 5.40 ― 2.82 (m, 10H), 2.82 ― 1.62 (m, 20H), 1.52 ― 1.01 (m, 2H).
금속-리간드 착물 6(MLC-6)의 합성
일반적인 절차에 따라, 리간드 6(71.9 mg, 0.104 mmol, 1.00 당량)은 91 mg의 호박색 잔사(83%)를 제공하였다.
1H NMR (400 ㎒, 톨루엔-d 8 , -40℃) δ 7.15 ― 6.90 (m, 17 H), 6.90 ― 6.64 (m, 9H), 6.30 (d, J = 7.5 ㎐, 2H), 5.26 (d, J = 7.6 ㎐, 2H), 4.68 (d, J = 13.4 ㎐, 1H), 4.48 (d, J = 12.3 ㎐, 1H), 4.11 (d, J = 12.3 ㎐, 1H), 4.02 (dd, J = 13.2, 6.0 ㎐, 2H), 3.64 (dd, J = 7.9, 4.8 ㎐, 1H), 3.06 (dd, J = 15.4, 11.9 ㎐, 1H), 2.93 (dd, J = 15.3, 2.4 ㎐, 1H), 2.74 ― 2.67 (m, 1H), 2.46 (d, J = 15.3 ㎐, 1H), 2.39 (s, 3H), 2.37 (s, 3H), 2.36 (s, 3H), 2.27 (s, 3H), 2.23 (s, 3H), 2.12 (d, J = 8.5 ㎐, 1H), 2.06 (s, 3H), 1.96 (d, J = 8.4 ㎐, 1H), 1.46 (d, J = 10.6 ㎐, 1H), 1.32 (d, J = 10.4 ㎐, 1H).
13C NMR (101 ㎒, 톨루엔-d 8 , -40℃) δ 159.27, 158.03, 148.51, 137.82, 137.69, 137.42, 137.34, 137.05, 136.94, 136.86, 136.58, 136.27, 135.48, 135.44, 132.73, 131.46, 130.94, 130.22, 129.53, 129.43, 129.18, 129.04, 128.49, 128.43, 128.23, 128.17, 128.06, 127.76, 127.57, 127.18, 125.80, 125.32, 124.29, 121.46, 120.51, 119.76, 82.42, 77.45, 70.87, 70.78, 65.12, 62.05, 31.12, 29.45, 21.22, 21.15, 20.93, 20.87, 20.85, 20.68.
금속-리간드 착물 7(MLC-7)의 합성
일반적인 절차에 따라, 리간드 14(36.7 mg, 0.0541 mmol, 1.00 당량)은 46.3 mg의 담황색 고체(90%)를 제공하였다.
1H NMR (400 ㎒, 톨루엔-d 8, 90℃) δ 7.84 (d, J = 2.6 ㎐, 3H), 7.54 (q, J = 2.0 ㎐, 2H), 7.36 ― 7.22 (m, 2H), 7.16 ― 7.00 (m, 5H), 6.90 ― 5.86 (m, 10H), 3.18 (s, 2H), 2.77 ― 2.51 (m, 6H), 2.42 (d, J = 9.6 ㎐, 4H), 2.07 ― 0.82 (m, 40H).
13C NMR (101 ㎒, 톨루엔-d 8, 90 oC) δ 150.40, 139.99, 137.20, 136.64, 129.86, 129.05, 124.98, 123.97, 121.89, 121.10, 119.82, 68.52, 59.87, 34.65, 31.38, 31.24, 31.04, 30.68.
금속-리간드 착물 8(MLC-8)의 합성
일반적인 절차에 따라, 리간드 14(31.7 mg, 0.0467 mmol, 1.00 당량)은 43.7 mg의 담황색 고체(90%)를 제공하였다.
1H NMR (400 ㎒, 톨루엔-d 8 , 90 oC) δ 7.99 ― 7.03 (m, 12H), 6.94 ― 6.29 (m, 10H), 3.15 (s, 2H), 2.74 ― 2.12 (m, 10H), 2.05 ― 0.70 (m, 40H).
금속-리간드 착물 9(MLC-9)의 합성
일반적인 절차에 따라, 리간드 13(53.0 mg, 0.0603 mmol, 1.00 당량)은 58 mg의 황색 고체 잔사(84%)를 제공하였다.
1H NMR (500 ㎒, C6D6) δ 8.49 ― 7.16 (m, 17H), 7.15 ― 5.70 (m, 13H), 3.84 ― 2.55 (m, 12H), 1.58 ― 1.01 (m, 36H), 0.96 ― 0.01 (m, 4H).
금속-리간드 착물 10(MLC-10)의 합성
일반적인 절차에 따라, 리간드 13(44.2 mg, 0.0503 mmol, 1.00 당량)은 49 mg의 황색 고체 잔사(79%)를 제공하였다.
1H NMR (500 ㎒, C6D6) δ 8.55 ― 7.17 (m, 17H), 7.16 ― 4.46 (m, 13H), 3.89 ― 2.45 (m, 12H), 1.53 ― 1.04 (m, 36H), 1.04 ― -0.30 (m, 4H).
금속-리간드 착물 11(MLC-11)의 합성
글러브박스에서, 20 mL 바이알을 3.5 mL C6D6 중 리간드 19(48.5 mg, 0.0815 mmol, 1.00 당량) 및 ZrBn4(37.2 mg, 1.00 당량)로 충전하였다. 혼합물을 주위 온도에서 2시간 동안 교반하였다. 양자 NMR은 전환을 나타내지 않았다. 혼합물을 60℃로 5시간 동안 가열하였으며, 이는 약간의 자유 리간드가 남았지만 일부 전환을 나타내었다. 12.4 mg의 ZrBn4를 첨가하고, 주위 온도에서 밤새 계속 교반하였다. 아침에 또 다른 15 mg을 첨가하고, 60℃에서 4시간 동안 계속 가열하였다. 용액을 농축하여 ZrBn4 오염이 거의 없는 착물을 수득하였다(68 mg, 96%).
1H NMR (400 ㎒, C6D6) δ 7.08 (d, J = 7.5 ㎐, 4H), 7.00 ― 6.95 (m, 10H), 6.79 ― 6.75 (m, 2H), 6.38 ― 6.33 (m, 4H), 3.13 (s, 2H), 2.87 (s, 6H), 2.38 (s, 6H), 2.34 (s, 6H), 2.28 (s, 6H), 1.70 (d, J = 9.6 ㎐, 2H), 1.05 (s, 6H), 1.02 (s, 6H), 0.92 (d, J = 11.7 ㎐, 2H).
13C NMR (101 ㎒, C6D6) δ 161.32, 144.09, 138.05, 137.81, 136.11, 135.49, 135.40, 131.28, 131.23, 129.78, 129.51, 129.48, 128.81, 125.68, 123.15, 118.11, 93.71, 68.48, 59.33, 43.98, 29.99, 26.60, 22.16, 21.44, 21.25.
금속-리간드 착물 12(MLC-12)의 합성
글러브박스에서, 20 mL 바이알을 리간드 23(15.6 mg, 0.0256 mmol, 1.00 당량) 및 3 mL C6D6로 충전하였다. HfBn4(13.9 mg, 0.0256 mmol, 1.00 당량)를 첨가하고, 혼합물을 3시간 동안 교반하였다. 양자 NMR에서는 부분적인 전환만이 관찰되었다. 물질을 50℃로 3시간 동안 가열한 다음, 실온으로 냉각하고 밤새 교반하였다. 진공 펌프로 용매를 제거하였다. 양자 NMR은 새로운 착물을 나타내었으며, 신호는 넓지 않았다. 남은 HfBn4는 관찰되지 않았다. 19.3 mg의 고체를 단리하였다(78%).
1H NMR (400 ㎒, C6D6) δ 7.20 (d, J = 7.7 ㎐, 4H), 7.11 ― 7.07 (m, 4H), 6.94 (dd, J = 9.8, 1.9 ㎐, 4H), 6.88 ― 6.83 (m, 2H), 6.79 (t, J = 7.6 ㎐, 2H), 6.76 ― 6.71 (m, 4H), 2.80 (dd, J = 6.9, 5.0 ㎐, 2H), 2.58 (s, 6H), 2.35 (s, 6H), 2.30 (s, 6H), 2.29 (s, 6H), 1.68 ― 1.59 (m, 4H), 1.36 (d, J = 11.5 ㎐, 2H), 1.15 (s, 6H), 0.89 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, C6D6) δ 161.18, 149.09, 138.05, 136.28, 136.17, 134.08, 133.66, 131.61, 130.93, 129.25, 129.12, 127.59, 127.25, 126.65, 120.60, 117.82, 89.85, 74.08, 64.97, 44.84, 30.68, 24.83, 21.59, 20.86, 20.63.
금속-리간드 착물 13(MLC-13)의 합성
글러브박스에서, 20 mL 바이알을 리간드 23(33.9 mg, 0.0557 mmol, 1.00 당량) 및 2 mL C6D6로 충전하였다. ZrBn4(25.4 mg, 0.0557 mmol, 1.00 당량)를 첨가하고, 혼합물을 3시간 동안 교반하였다. 양자 NMR에서는 부분적인 전환만이 관찰되었다. 72시간 동안 계속 교반하였다.
양자 NMR은 소량의 리간드만 남은 상태에서 개선된 전환을 나타내었다. 용액을 농축하여 옅은 오렌지색 분말(39.5 mg, 81%)을 수득하였다.
1H NMR (400 ㎒, C6D6) δ 7.09 ― 7.01 (m, 8H), 6.96 ― 6.93 (m, 4H), 6.89 (d, J = 7.1 ㎐, 2H), 6.80 (dd, J = 36.9, 7.6 ㎐, 2H), 6.57 (dd, J = 7.4, 4.9 ㎐, 4H), 2.83 (dd, J = 6.9, 4.8 ㎐, 2H), 2.67 (s, 6H), 2.35 (s, 6H), 2.34 (s, 6H), 2.31 (s, 6H), 1.88 (d, J = 10.4 ㎐, 2H), 1.69 (dd, J = 7.0, 4.8 ㎐, 2H), 1.22 (d, J = 10.4 ㎐, 2H), 1.11 (s, 6H), 0.92 (s, 6H).
13C NMR (101 ㎒, C6D6) δ 161.45, 146.10, 137.97, 136.66, 136.15, 134.42, 133.82, 130.84, 130.70, 129.23, 128.99, 128.40, 128.34, 126.91, 121.58, 117.73, 90.15, 65.66, 64.64, 44.96, 31.00, 24.74, 21.67, 20.87, 20.79.
금속-리간드 착물 14(MLC-14)의 합성
일반적인 절차에 따라, 리간드 24(24.1 mg, 0.0529 mmol, 1.00 당량)은 황색 고체(39 mg, 90%)를 제공하였다.
1H NMR (400 ㎒, 톨루엔-d8, 72℃) δ 7.43 ― 6.36 (m, 18H), 6.05 (s, 3H), 3.42 (s, 2H), 2.99 (d, J = 5.7 ㎐, 6H), 2.78 ― 2.40 (m, 4H), 2.40 ― 2.11 (m, 16H), 2.03 ― 1.18 (m, 7H).
금속-리간드 착물 15(MLC-15)의 합성
일반적인 절차에 따라, 리간드 24(43.4 mg, 0.080 mmol, 1.00 당량)은 회백색 고체(68 mg, 93%)를 제공하였다.
1H NMR (400 ㎒, 톨루엔-d8, 72℃) δ 7.28 ― 7.04 (m, 5H), 7.03 ― 6.85 (m, 13H), 6.85 ― 6.55 (m, 5H), 6.32 (d, J = 7.5 ㎐, 2H), 3.34 (dq, J = 9.0, 4.6 ㎐, 2H), 2.79 (s, 4H), 2.66 (dd, J = 15.3, 8.0 ㎐, 1H), 2.47 (dd, J = 15.3, 5.3 ㎐, 1H), 2.38 ― 2.12 (m, 16H), 2.07 ― 1.89 (m, 3H), 1.76 (d, J = 10.4 ㎐, 1H), 1.63 (d, J = 10.4 ㎐, 1H), 1.55 (t, J = 4.5 ㎐, 1H).
금속-리간드 착물 16(MLC-16)의 합성
일반적인 절차에 따라, 리간드 25(28.3 mg, 0.0401 mmol, 1.00 당량)은 회백색 고체 잔사(36.5 mg, 93%)를 제공하였다.
1H NMR (400 ㎒, 톨루엔-d8, 72℃) δ 7.44 ― 6.98 (m, 17H), 6.94 ― 6.56 (m, 12H), 6.09 (d, J = 7.1 ㎐, 2H), 4.79 ― 4.20 (m, 3H), 3.82 (s, 1H), 3.40 ― 2.11 (m, 19H), 2.06 ― 1.13 (m, 9H).
실시예 3 - 병렬 중합 반응기 결과
폴리올레핀 촉매 스크리닝을 고처리량 병렬 중합 반응기(PPR) 시스템에서 수행하였다. PPR 시스템은 불활성 분위기 글러브박스 내에 48개의 단일 셀(6 × 8 매트릭스) 반응기의 어레이를 포함하였다. 각각의 셀에는 약 5 mL의 내부 작동 액체 부피를 갖는 유리 인서트가 장착되어 있었다. 각각의 셀은 압력에 대해 독립적으로 제어되었으며, 800 rpm에서 지속적으로 교반되었다. 촉매, 리간드 및 금속 전구체 용액은, 달리 명시되지 않는 한, 톨루엔 중에서 제조하였다.리간드는 MBn4(M = Zr, Hf) 용액을 리간드 용액과 사전 혼합함으로써 1:1 리간드:금속(L:M) 비율로 금속화하였다. 모든 액체(즉, 용매, 1-옥텐, 및 촉매 용액)는 로봇 시린지를 통해 첨가하였다. 가스상 시약(즉, 에틸렌)은 가스 주입 포트를 통해 첨가하였다. 각각의 실행 전에, 반응기를 80℃로 가열하고 에틸렌으로 퍼징한 다음 환기하였다.
반응기를 실행 온도로 가열하고, 이어서 에틸렌을 사용하여 적절한 psig로 가압한 다음, Isopar-E의 일부를 첨가하였다. 이어서, 시약의 톨루엔 용액을 다음 순서로 첨가하였다: (1) 500 nmol의 스캐빈저 MMAO-3A를 갖는 1-옥텐; (2) 활성화제(RIBS-II, FAB 등); 및 (3) 촉매 또는 동일 반응계에서 금속화된 리간드.
최종 첨가 후에 총 반응 부피가 5 mL에 도달하도록 각각의 액체 첨가를 소량의 Isopar E로 추적하였다. 촉매를 첨가하자마자, PPR 소프트웨어는 각각의 셀의 압력을 모니터링하기 시작하였다. 에틸렌 가스를 보충 첨가하여 설정 값에서 1 psi를 뺀 압력에 도달하였을 때 밸브를 개방하고 2 psi 더 높은 압력에 도달하였을 때 밸브를 폐쇄함으로써 원하는 압력(대략 2 내지 6 psig 이내)을 유지하였다. 모든 압력 강하는 가동 기간 동안 또는 흡수 또는 전환 요구 값 중 먼저 발생하는 값에 도달할 때까지의 에틸렌의 "흡수" 또는 "전환"으로 누적으로 기록되었다. 이어서, 아르곤 중 10% 일산화탄소를 반응기 압력보다 40 내지 50 psi 높은 압력에서 4분 동안 첨가함으로써 각각의 반응을 켄칭하였다. "켄칭 시간"이 짧을수록 촉매는 더 활성화된다. 임의의 소정의 셀에서 너무 많은 중합체가 형성되는 것을 방지하지 위해, 예정된 흡수 수준(120℃ 실행의 경우 50 psig, 150℃ 실행의 경우 75 psig)에 도달하면 반응을 켄칭하였다. 모든 반응기가 켄칭된 후, 반응기를 70℃로 냉각하였다. 이어서, 반응기를 배기시키고, 질소로 5분 동안 퍼징하여 일산화탄소를 제거한 다음, 튜브를 제거하였다. 그런 다음, 중합체 샘플을 원심 증발기 중 70℃에서 12시간 동안 건조하고, 칭량하여 중합체 수율을 측정한 다음, IR(1-옥텐 혼입) 분석 및 GPC(분자량) 분석을 실시하였다.
보고된 결과는 2 내지 4회 실행의 산술 평균이다.
[표 1]
표 1에서, "4-탄소 테더" 리간드는 전술된 바와 같이 아렌을 연결하는 4개의 탄소 원자를 갖는다.
[표 2]
표 2에서, 하프늄 또는 지르코늄 중 어느 하나의 금속 중심과 커플링된 리간드 14 내지 18은 반응성이 높은 금속-리간드 착물을 생성하였다.
[표 3]
[표 4]
표 4에서, "5-탄소 테더" 리간드는 전술된 바와 같이 아렌을 연결하는 4개의 탄소 원자를 갖는다.
실시예 4 - 배치식 반응기 결과
배치식 반응기 중합은 2 L Parr™ 배치식 반응기에서 수행하였다. 반응기는 전기 가열 맨틀에 의해 가열되고, 냉각수를 함유하는 내부 사형(serpentine) 냉각 코일에 의해 냉각된다. 반응기 및 가열/냉각 시스템은 모두 Camile™ TG 프로세스 컴퓨터로 제어되고 모니터링된다. 반응기의 하부에는 반응기 내용물을 촉매 제거 용액(전형적으로는 5 mL의 Irgafos/Irganox/톨루엔 혼합물)으로 사전 충전된 스테인리스강 덤프 포트로 비워주는 덤프 밸브가 장착되어 있다. 덤프 포트는 30 갤런의 블로우다운 탱크로 배출되고, 포트와 탱크 둘 다 질소로 퍼지된다. 중합 또는 촉매 구성에 사용되는 모든 용매는 중합에 영향을 미칠 수 있는 임의의 불순물을 제거하기 위해 용매 정제 컬럼에 통과시킨다. 1-옥텐 및 IsoparE를 2개의 컬럼에 통과시켰으며, 제1 컬럼은 A2 알루미나를 함유하였고, 제2 컬럼은 Q5를 함유하였다. 에틸렌을 2개의 컬럼에 통과시켰으며, 제1 컬럼은 A204 알루미나 및 4
분자체를 함유하였고, 제2 컬럼은 Q5 시약을 함유하였다. 이송에 사용되는 N2를 A204 알루미나, 4 
분자체 및 Q5를 함유하는 단일 컬럼에 통과시켰다.
반응기는 원하는 반응기 로딩에 따라 IsoparE 용매 및/또는 1-옥텐을 함유할 수 있는 샷 탱크(shot tank)로부터 우선 로딩한다. 샷 탱크는 샷 탱크에 장착된 실험실 저울을 사용하여 로드 설정점까지 충전한다. 액체 공급물을 첨가한 후, 반응기를 중합 온도 설정점까지 가열한다. 에틸렌을 사용하는 경우, 에틸렌을 반응 온도에 있을 때 반응기에 첨가하여 반응 압력 설정점을 유지한다. 에틸렌 첨가량은 마이크로-모션 유량계로 모니터링한다.
촉매 및 활성화제를 적절한 양의 정제된 톨루엔과 혼합하여, 원하는 몰농도의 용액을 달성하였다. 촉매 및 활성화제를 불활성 글로브 박스에서 취급하고, 시린지로 인출하여 촉매 샷 탱크로 가압 이송하였다. 그 후에, 이를 각각 5 mL의 톨루엔으로 3회 헹구었다. 촉매 첨가 직후 실행 타이머가 시작된다. 에틸렌을 사용한 경우, 그 후에, 에틸렌을 Camile에 의해 첨가하여, 반응기 내에서 반응 압력 설정점을 유지시켰다. 이러한 중합을 10분 동안 진행시킨 다음, 교반기를 중단시키고, 하부 덤프 밸브를 개방하여 반응기 내용물을 덤프 포트로 보내 비웠다. 배출통 내용물을 실험실 후드에 배치된 트레이에 부어서, 용매를 밤새 증발시킨다. 그 후에, 잔류 중합체를 함유하는 트레이를 진공 오븐으로 옮기고, 여기서 이를 진공 하에 140℃까지 가열하여, 임의의 잔류 용매를 제거한다. 트레이를 주위 온도까지 냉각시킨 후, 중합체를 수율/효율에 대해 칭량하고, 중합체 시험을 받게 한다.
[표 5]
반응 조건: 120℃ 반-배치식 반응기 조건: 46.3 g 에틸렌, 302 g 1-옥텐, 612 g IsoparE, 촉매에 대한 1.2 당량 RIBS-2 활성화제, 10 μmol MMAO-3A, 290 psi 반응기 압력; 150℃ 반-배치식 반응기 조건: 43 g 에틸렌, 301 g 1-옥텐, 548 g IsoparE, 촉매에 대한 1.2 당량 RIBS-2 활성화제, 10 μmol MMAO-3A, 327 psi 반응기 압력; 190℃ 반-배치식 반응기 조건: 44 g 에틸렌, 300 g 1-옥텐, 520 g IsoparE, 촉매에 대한 1.2 당량 RIBS-2 활성화제, 10 μmol MMAO-3A, 410 psi 반응기 압력
[표 6]
Claims (19)
- 하기 화학식 (I)에 따른 하나 이상의 금속-리간드 착물을 포함하는 촉매 시스템:
[화학식 (I)]
상기 식에서,
M은 +2, +3 또는 +4의 형식 산화 상태를 갖는, 티타늄, 지르코늄 또는 하프늄으로부터 선택되는 금속이고;
각각의 점선은 O와 M 사이의 선택적 배위 결합(dative bond)을 나타내고;
각각의 X는 독립적으로 불포화 (C2-C50)탄화수소, 불포화 (C2-C50)헤테로탄화수소, (C1-C50)하이드로카빌, 사이클로펜타디에닐, 치환된 사이클로펜타디에닐, (C4-C12)디엔, 할로겐으로부터 선택되는 한자리 또는 두자리 리간드이고;
n은 2이고;
상기 금속-리간드 착물은 6개 이하의 금속-리간드 결합을 갖고;
L은 (C1-C10)하이드로카빌렌 또는 결합이고;
R1, R2, R3, R4, R9, R10, R11, 및 R12는 독립적으로 -H, (C1-C40)하이드로카빌, (C1-C40)헤테로하이드로카빌, 및 할로겐 원자로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R5a 및 R5b, 및 R8a 및 R8b는 -H, (C1-C40)하이드로카빌, (C6-C40)헤테로하이드로카빌, 및 할로겐 원자로부터 선택되고, 여기서 R5a 및 R5b는 선택적으로 함께 결합되어 사이클릭 구조를 형성할 수 있고, R8a 및 R8b는 선택적으로 함께 결합되어 사이클릭 구조를 형성할 수 있고;
R6 및 R7은 독립적으로 -H, (C1-C50)하이드로카빌 및 (C1-C50)헤테로하이드로카빌로부터 선택되고, 여기서 R6 및 R7은 선택적으로 함께 결합되어 사이클릭 구조를 형성할 수 있으며;
R13 및 R14는 독립적으로 (C1-C40)하이드로카빌 및 (C1-C40)헤테로하이드로카빌로부터 선택됨. - 제1항에 있어서, n은 2이고, 각각의 X는 독립적으로 (C1-C12)알킬, 페닐, 벤질, 할로겐 원자, 또는 -CH2Si[(C1-C20)알킬]3인, 촉매 시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, R13 및 R14는 (C1-C12)알킬, 치환된 페닐, 비치환된 페닐, 치환된 벤질, 또는 비치환된 벤질인, 촉매 시스템.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, R1 및 R12는 치환된 페닐 또는 비치환된 페닐인, 촉매 시스템.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, R1 및 R12는 2,4,6-트리메틸페닐 또는 3,5-디-tert-부틸페닐인, 촉매 시스템.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, R1 및 R12는 치환 또는 비치환된 안트라세닐인, 촉매 시스템.
- 제6항에 있어서, R1 및 R12는 디-tert-부틸안트라세닐인, 촉매 시스템.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, R5a, R5b, R8a 및 R8b는 -H인, 촉매 시스템.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, R5a, R5b, R8a 및 R8b는 (C1-C12)알킬인, 촉매 시스템.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, R5a 및 R5b 중 하나는 메틸이고, R8a 및 R8b 중 하나는 메틸인, 촉매 시스템.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, R3 및 R10은 치환된 페닐 또는 비치환된 페닐인, 촉매 시스템.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, L은 (C1-C10)알킬렌인, 촉매 시스템.
- 제12항에 있어서, L은 메틸렌, 에틸렌, 및 1,3-프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 촉매 시스템.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 활성화제를 추가로 포함하는 촉매 시스템.
- 올레핀 단량체를 중합하는 중합 방법으로서, 에틸렌 및 선택적으로 하나 이상의 α-올레핀 단량체를 중합 반응기 중 반응기 온도에서 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 촉매 시스템의 존재 하에 접촉시키는 단계를 포함하는, 올레핀 단량체를 중합하는 중합 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 반응기 온도는 100℃ 초과 내지 300℃ 미만인, 중합 방법.
- 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 중합 반응기는 용액 반응기인, 중합 방법.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 용매를 추가로 포함하는 중합 방법.
- 하기 중 어느 하나에 따른 금속-리간드 착물:
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