PL234469B1 - Kompleks rutenu, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie w reakcji metatezy olefin - Google Patents

Kompleks rutenu, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie w reakcji metatezy olefin Download PDF

Info

Publication number
PL234469B1
PL234469B1 PL419637A PL41963716A PL234469B1 PL 234469 B1 PL234469 B1 PL 234469B1 PL 419637 A PL419637 A PL 419637A PL 41963716 A PL41963716 A PL 41963716A PL 234469 B1 PL234469 B1 PL 234469B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
formula
reaction
compound
precatalyst
solution
Prior art date
Application number
PL419637A
Other languages
English (en)
Other versions
PL419637A1 (pl
Inventor
Michał DĄBROWSKI
Michał Dąbrowski
Karol Grela
Original Assignee
Univ Warszawski
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Warszawski filed Critical Univ Warszawski
Priority to PL419637A priority Critical patent/PL234469B1/pl
Priority to PL17832091T priority patent/PL3548501T3/pl
Priority to PCT/IB2017/057511 priority patent/WO2018100515A1/en
Priority to EP17832091.7A priority patent/EP3548501B1/en
Publication of PL419637A1 publication Critical patent/PL419637A1/pl
Publication of PL234469B1 publication Critical patent/PL234469B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic System
    • C07F15/0006—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic System compounds of the platinum group
    • C07F15/0046—Ruthenium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/20—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms
    • C07C1/207—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms from carbonyl compounds
    • C07C1/213—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms from carbonyl compounds by splitting of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
    • C07C5/2206—Catalytic processes not covered by C07C5/23 - C07C5/31
    • C07C5/2266—Catalytic processes not covered by C07C5/23 - C07C5/31 with hydrides or organic compounds
    • C07C5/2286—Catalytic processes not covered by C07C5/23 - C07C5/31 with hydrides or organic compounds containing complexes, e.g. acetyl-acetonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C6/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions
    • C07C6/02—Metathesis reactions at an unsaturated carbon-to-carbon bond
    • C07C6/04—Metathesis reactions at an unsaturated carbon-to-carbon bond at a carbon-to-carbon double bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/30—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
    • C07C67/333—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/475—Preparation of carboxylic acid esters by splitting of carbon-to-carbon bonds and redistribution, e.g. disproportionation or migration of groups between different molecules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D207/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D207/46—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with hetero atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D207/48—Sulfur atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D239/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings
    • C07D239/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings
    • C07D239/20—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D239/22—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/04—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/06—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to ring carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D313/00—Heterocyclic compounds containing rings of more than six members having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D313/02—Seven-membered rings
    • C07D313/04—Seven-membered rings not condensed with other rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D319/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D319/04—1,3-Dioxanes; Hydrogenated 1,3-dioxanes
    • C07D319/06—1,3-Dioxanes; Hydrogenated 1,3-dioxanes not condensed with other rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D321/00—Heterocyclic compounds containing rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D317/00 - C07D319/00
    • C07D321/12—Eight-membered rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00—Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/50—Redistribution or isomerisation reactions of C-C, C=C or C-C triple bonds
    • B01J2231/54—Metathesis reactions, e.g. olefin metathesis
    • B01J2231/543—Metathesis reactions, e.g. olefin metathesis alkene metathesis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80—Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/82—Metals of the platinum group
    • B01J2531/821—Ruthenium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22—Organic complexes
    • B01J31/2204—Organic complexes the ligands containing oxygen or sulfur as complexing atoms
    • B01J31/2208—Oxygen, e.g. acetylacetonates
    • B01J31/2226—Anionic ligands, i.e. the overall ligand carries at least one formal negative charge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22—Organic complexes
    • B01J31/2265—Carbenes or carbynes, i.e.(image)
    • B01J31/2278—Complexes comprising two carbene ligands differing from each other, e.g. Grubbs second generation catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/07—Optical isomers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2531/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • C07C2531/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • C07C2531/22—Organic complexes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/04—Systems containing only non-condensed rings with a four-membered ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14—The ring being saturated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia są nowe kompleksy rutenu o wzorze 9. Niniejsze zgłoszenie dotyczy także sposobu otrzymywania nowych kompleksów metali o wzorze 9 oraz ich zastosowania w reakcjach metatezy olefin.

Description

Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy nowego kompleksu rutenu, sposobu jego wytwarzania oraz zastosowania jako prekatalizatora i/lub katalizatora w reakcji metatezy olefin. Wynalazek ten znajduje zastosowanie w szeroko rozumianej syntezie organicznej wykorzystującej reakcje krzyżowej metatezy olefin (CM), metatetycznego zamknięcia pierścienia (RCM), metatetycznego zamknięcia pierścienia alkeninów (RCEYM), w reakcji metatetycznego diastereoselektywnego przegrupowania pierścienia (dRRM), polimeryzacji olefin w reakcjach z otwarciem pierścienia (ROMP) oraz polimeryzacji dienów (ADMET).
W stanie techniki znanych jest wiele kompleksów rutenu pozwalających na otrzymywanie wewnętrznych olefin [R. H. Grubbs (Edytor), A. G. Wenzel (Edytor), D. J. O’Leary (Edytor), E. Khosravi (Edytor), Handbook of Olefin Metathesis, 2 edycja, 3 tomy, 2015, John Wiley & Sons, Inc., 1608 stron], wśród których wymienić należy kompleksy pierwszej, drugiej i trzeciej generacji, oraz kompleksy zawierające dwa, takie same lub różne, /V-heterocykliczne ligandy karbenowe (NHC - ang. N-heterocyclic carbene). W przypadku kompleksów rutenu aktywna, 14-elektronowa, forma katalizatora zawiera ligand neutralny będący fosfiną lub też NHC [Grubbs i in. Chem. Rev., 2010, 110, 1746-1787; Nolan i in. Chem. Commun., 2014, 50, 10355-10375], Najbardziej uniwersalne i efektywne są kompleksy drugiej generacji - tzw. katalizatory Grubbsa (Gru-ll), Hoveydy-Grubbsa (Hov-ll) oraz Indenylidenowe (Ind-ll).
W literaturze znane są ligandy typu NHC posiadające różnego rodzaju, mniej lub bardziej rozbudowane zawady sferyczne i zmodyfikowane właściwości elektronowe [L. Benhamou, E. Chardon, Guy Lavigne, S. Bellemin-Laponnaz, V. Cesar, Chem. Rev., 2011,111,2705-2733, D0l:10.1021/cr100328e], Generalnie rozróżniamy karbenowe ligandy NHC imidazolowe oraz imidazoliniowe, a w literaturze można znaleźć nieliczne doniesienia na temat kompleksów rutenu zawierających ligandy NHC z podstawnikami /V-alkilowymi. Z tego też względu skupiamy swoją uwagę na związkach rutenu zawierających podstawniki /V-arylowe w ligandach NHC.
Gru-III
Ml (Inel-I)
M31 (lnd-111)
bls-NHC (Herrmann)
Wymieniając najmniej zatłoczone sferycznie ligandy NHC używane w kompleksach rutenu należy rozpocząć od liganda NHC bis-o/Yo-tollilowego (takie jak kompleksy rutenu A i B), używanego zarówno w kompleksach Hov, Gru oraz Ind [(i) Grubbs i inni, Org. Lett., 2007, 9, 1589-1592; (ii) Grubbs i inni, Org. Lett., 2008, 10, 441-444; (iii) W02014027040A1; (iv) Grela i inni, Chem. Commun., 2013, 49, 3188-3190], Istotnie prekatalizatory te charakteryzują się wysoką aktywnością, szybką inicjacją reakcji metatezy oraz wysokimi konwersjami/wydajnościami w reakcjach tworzenia tri- i tetrapodstawionych wiązań podwójnych C=C. Pośród symetrycznych ligandów NHC można rozważać mniej zatłoczony sferycznie bis-/V-fenyl (jak kompleksy rutenu C i D), niestety kompleksy rutenu zawierające tego typu ligandy NHC ulegają szybkiemu rozkładu na drodze C-H aktywacji i insercji Ru do tego wiązania, gdzie powstają nieaktywne w metatezie wodorkowe kompleksy rutenu (Ru-H). Bardzo obiecującymi właściwościami chemicznymi w reakcjach metatezy olefin charakteryzowały się kompleksy rutenu zawierające ligand NHC z bis /V-2,6-difluorofenylem (takie jak kompleks rutenu E). Kompleks typu
PL 234 469 Β1
Gru wykazywał znaczną aktywację względem Hov, co tłumaczono powstawaniem na etapie inicjacji kompleksu Gru wewnątrzcząsteczkowych niespecyficznych oddziaływań pomiędzy atomami Ru--F, które obserwowano w kompleksach Hov w ciele stałym [Grubbs i inni, J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 11768-11769],
Na drugim biegunie symetrycznych ligandów NHC, należy wymienić te ligandy, które posiadają znaczne zatłoczenie sferyczne. Pierwszym w kolejności ligandem będzie tutaj ligand NHC typu SIPr (takie jak kompleks rutenu F), czyli zawierający bis-/V-2,6-diizopropylofenyl [(i) Mol i inni, Adv. Synth. Catal., 2002, 344, 671-677; (ii) Grubbs i inni, Organometallics, 2006, 25, 5740-5745], W literaturze ligand SIPr występuje licznie w kompleksach typu Gru, Hov oraz Ind, wyniki eksperymentów z wykorzystaniem zatłoczonego liganda SIPr prowadziły czasem do nieintuicyjnych wyników [Org. Lett., 2008, 10, 441-444], Kolejnym, nieco bardziej rozbudowanym sferycznie prekatalizatorem metatezy jest związek G, zawierający w swojej budowie ligand NHC z bis-/V-3,5-diterbutylofenylem [Grubbs i inni, Org. Lett., 2007, 9, 1339-1342], Kompleks G, chociaż jest sferycznie rozbudowany, to niepodstawione pozycje 2,6 w podstawniku aromatycznym sprawiają, że jest on aktywnym katalizatorem. Ostatnią grupą symetrycznych ligandów NHC są ligandy posiadające rozbudowane ligandy racemiczne, chiralne lub mezo (takie jak kompleksy typu H). Związki te wykorzystywane są do asymetrycznych reakcji metatezy olefin wykonywanych na substratach prowadzących do różnych izomerów optycznych [Grubbs i inni, J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 1840-1846],
Kolejnym zagadnieniem w budowie kompleksów rutenu zawierających ligandy NHC są związki zawierające niesymetryczne Λ/,Λ/’-dipodstawione ligandy NHC. Literatura dotycząca tego zagadnienia jest bardzo bogata pod względem ilości nowych struktur. Niemniej, pod względem wyczerpującego przebadania możliwych zastosowań kompleksów rutenu zawierających takie niesymetryczne ligandy NHC, literatura jest znacznie bardziej skąpa, gdyż eksperymenty testujące ich użyteczność zawężone są najczęściej do prostych reakcji RCM i CM. Niesymetryczne ligandy NHC zawierające dwa /V-arylowe podstawniki - takie jak kompleks I otrzymano w zespole Grubbsa [Chem. Eur. J., 2008, 14, 7545-7556], Kolejnymi kompleksami rutenu zawierającymi niesymetryczne ligandy NHC /V-arylo-/V-alkilo podstawione, takie jak kompleksy J i K [(i) Verpoort i inni, Chem. Eur. J., 2006, 12, 4654-4661; (ii) Verpoort i inni, Adv. Synth. Catal., 2007, 349, 1692-1700], Ciekawym rozszerzeniem tego typu kompleksów rutenu są struktury takie jak M, zaproponowane przez Mauduit i współpracowników [ACS Catalysis, 2016, 6, 7970-7976], Kompleksy te zawierają ligand NHC z jednym podstawnikiem /V-arylowym, a drugim /V-cykloalkilowym o różnej wielkości pierścienia. Kolejną modyfikacją ligandów NHC w prekatalizatorach metatezy była synteza ligandów zawierających jeden podstawnik /V-arylowy, a drugi /V-aralikilowy lub /V-heteroaraliklowy. Katalizatory tego typu (posiadające ligandy takie jak prekatalizatory N i O) wykazywały obiecujące właściwości w trudnych reakcjach metatezy olefin [(i) Grela i inni, Organometallics,
PL 234 469 Β1
2012, 31, 7316-7319; (ii) Grela i inni, Organometallics, 2014, 33, 2160-2171; (iii) WO2016092424A1; (iv) Grela i inni, RSC Adv., 2016, 6, 77013-77019],
Ostatnią grupą prekatalizatorów metatezy olefin zawierających niesymetryczne ligandy NHC są kompleksy dwu kleszczowe. Pierwszym doniesieniem na temat otrzymania i zastosowania tego kompleksu w asymetrycznych reakcjach metatezy olefin była publikacja Hoveydy i współpracowników [J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 4954-4955], Kompleksy rutenu typu P, pomimo niskiej aktywności, wykazały wysoką skuteczność w reakcjach asymetrycznych. Ostatnią grupą niesymetrycznych, dwukleszczowych ligandów NHC stosowanych w kompleksach rutenu są kompleksy typu R i S zawierające podstawnik adamantylowy (lub inny), które powstały w wyniku C-H aktywacji i insercji Ru do tego wiązania [(i) Grubbs i inni, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 8525-8527; (ii) Grubbs i inni, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 693-699; (iii) Grubbs i inni, Organometallics, 2015, 34, 2858-2869],
Skomplikowane i wymagające dużych nakładów finansowych ścieżki syntezy kompleksów rutenu zawierających ligandy NHC, które wymagają użycia kosztownych odczynników takich jak sole srebra, silne zasad, suche i odtlenione rozpuszczalniki, stanowią przeszkody dla syntezy kompleksów rutenu oraz szerokiego stosowania metatezy olefin w przemyśle. Ponadto, niewiele jest znanych kompleksów, które są trwałe i odporne na działanie wysokich temperatur, oraz takich prekatalizatorów, których aktywację do katalizatorów można kontrolować w czasie trwania reakcji w warunkach wysokiej temperatury. Ponadto kontrolowanie aktywności i brak izomeryzacji wiązania podwójnego C=C w czasie trwania reakcji metatezy (lub już po niej) w warunkach podwyższonej temperatury to ważny aspekt tego zagadnienia.
Badanie nowych aplikacji reakcji metatezy olefin w przemyśle stanowi istotną przyczynę ciągłego poszukiwania nowych kompleksów rutenu o zmodyfikowanych właściwościach katalitycznych. W szczególności kompleksów rutenu o bardziej uniwersalnych właściwościach katalitycznych w szerokim spektrum warunków prowadzenia reakcji oraz wysokiej tolerancji grup funkcyjnych substratów.
Nieoczekiwanie okazało się, że prekatalizatory i/lub katalizatory metatezy olefin według wynalazku wykazują obniżoną aktywność w ubocznej reakcji izomeryzacji wiązania podwójnego C=C w stosunku do komercyjnie dostępnych kompleksów rutenu, co stanowi znaczący problem w przypadku prowadzenia reakcji metatezy krzyżowej w wysokiej temperaturze (>50°C). Prekatalizatory i/lub katalizatory
PL 234 469 Β1 metatezy olefin według wynalazku skutecznie katalizują proces RCM zamykania średnich pierścieni (cykliczne olefiny o wielkości pierścienia 7, 8) w stosunku do komercyjnie dostępnych kompleksów, w szczególności substratów podatnych na migrację wiązania podwójnego. Prekatalizatory i/lub katalizatory metatezy olefin według wynalazku promują z wysokimi wydajnościami pożądane przez przemysł procesy otrzymywania związków chemicznych poprzez etenolizę biomasy (np.: oleinian etylu). Dodatkowo prekatalizatory i/lub katalizatory metatezy olefin według wynalazku umożliwiają uzyskanie wcześniej niedostępnych, chiralnych bloków budulcowych poprzez etenolizę naturalnie występujących terpenoidów (na przykładzie kariofilenu).
A zatem, przedmiotem niniejszego wynalazku jest związek o wzorze Ru-3:
Wynalazek dotyczy także sposobu wytwarzania związku o wzorze Ru-3:
znamienny tym, że alkilidenowy kompleks rutenu o wzorze 10:
PL 234 469 Β1 w którym:
L1 oznaczają ligand obojętny P(Ra)3, w którym każdy Ra oznacza niezależnie alkil C1-C12, cykloalkil
C3-C12;
X1 i X2 oznaczają atom chloru;
G oznacza atom tlenu;
R1, R2, R3 i R4 oznaczają atom wodoru;
poddaje się reakcji z karbenem o wzorze 8aa:
w którym:
Ari i Ar2 oznaczają fenyl;
R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11 i R12 oznaczają atom wodoru.
Wynalazek dotyczy także zastosowania związku według zastrz. 1 o wzorze Ru-3 jako prekatalizatora i/lub katalizatora w reakcjach metatezy olefin.
Korzystnie, związek o wzorze Ru-3 stosuje się jako prekatalizator i/lub katalizator w reakcjach metatezy zamykania pierścienia (ROM), homometatezy, metatezy krzyżowej (CM), etenolizy, izomeryzacji, w reakcji metatetycznego diastereoselektywnego przegrupowania pierścienia (DRRM), metatezy typu „alken-alkin” (en-yn) lub reakcjach polimeryzacji typu ROMP.
Korzystnie, związek o wzorze Ru-3 stosuje się jako prekatalizator i/lub katalizator w reakcji metatetycznej polimeryzacji z otwarciem pierścienia (ROMP) dicyklopentadienu lub norbornenu.
Wynalazek zostanie bliżej przedstawiony w korzystnym przykładzie wykonania, z odniesieniem do załączonego rysunku, na którym:
Fig. 1 przedstawia zestawienie prekatalizatorów i/lub katalizatorów metatezy olefin znanych ze stanu techniki stosowanych w przykładach dla celów porównawczych i według niniejszego wynalazku (Ru-3).
Fig. 2 przedstawia strukturę związku Ru-3 otrzymaną na podstawie rentgenowskiej analizy strukturalnej.
Fig. 3 przedstawia profile kinetyczne w reakcji RCM zamykania pierścienia diallilomalonianu dietylu (DEDAM) katalizowanej wybranymi kompleksami rutenu w ilości 1% molowy w temperaturze 40°C w CD2CI2 w atmosferze argonu.
Fig. 4 przedstawia profile kinetyczne w reakcji RCM zamykania pierścienia diallilomalonianu dietylu (DEDAM) katalizowanej wybranymi kompleksami rutenu w ilości 0,1% molowych w temperaturze 40°C w CD2CI2 w atmosferze argonu.
Fig. 5 przedstawia profile kinetyczne w reakcji RCM zamykania pierścienia allilometyloallilomalonian dietylu (DEAMAM) katalizowanej wybranymi kompleksami rutenu w ilości 1% molowy w temperaturze 40°C w CD2CI2 w atmosferze argonu.
Fig. 6 przedstawia profile kinetyczne w reakcji RCM zamykania pierścienia diallilotosyloamidu dietylu (DATA) katalizowanej wybranymi kompleksami rutenu w ilości 0,1% molowych w temperaturze 40°C w CD2CI2 w atmosferze argonu.
Fig. 7 przedstawia profil kinetyczny stabilności wybranych prekatalizatorów w CD2CI2 w atmosferze argonu w czasie.
Fig. 8 przedstawia profil kinetyczny stabilności (szybkości inicjacji) wybranych prekatalizatorów w CD2CI2 w atmosferze etylenu w czasie, która odzwierciedla rozpad 14-elektronowego rutenowego katalizatora reakcji metatezy olefin.
Fig. 9a przedstawia wyniki etenolizy oleinianu etylu pod ciśnieniem dynamicznym 10 barów etylenu (czystość 99,9%) w temperaturze 50°C przez 3 godziny.
Fig. 9b przedstawia wyniki etenolizy kariofilenu w różnych warunkach prowadzenia reakcji.
Fig. 10 przedstawia profil kinetyczny reakcji homometatezy 1-oktenu, oraz towarzyszącej jej reakcji izomeryzacji, bez rozpuszczalnika w temperaturze 80°C, 500 ppm Ru-3 (patrz fig. 10a) lub Ru-1 (patrz fig. 10b).
PL 234 469 B1
W niniejszym opisie stosowane terminy mają następujące znaczenia. N iezdefiniowane terminy w niniejszym dokumencie posiadają znaczenia, które są podane i rozumiane przez specjalistę w dziedzinie w świetle posiadanej najlepszej wiedzy, niniejszego ujawnienia i kontekstu opisu zgłoszenia patentowego. O ile nie podano inaczej, w niniejszym opisie zastosowano następujące konwencje terminów chemicznych, które mają wskazane znaczenia tak jak w definicjach poniżej.
Termin „atom fluorowca” lub „halogen” oznacza pierwiastek wybrany spośród F, Cl, Br, I.
Termin „karben” oznacza cząstkę zawierającą obojętny atom węgla o liczbie walencyjnej dwa i dwóch niesparowanych (stan trypletowy) lub sparowanych (stan singletowy) elektronach walencyjnych. Termin „karben” obejmuje również analogi karbenu, w których atom węgla jest zastąpiony innym pierwiastkiem chemicznym takim jak bor, krzem, german, cyna, ołów, azot, fosfor, siarka, selen i tellur.
Termin „alkil” odnosi się do nasyconego, liniowego, lub rozgałęzionego podstawnika węglowodorowego o wskazanej liczbie atomów węgla. Przykładami podstawnika alkilowego są -metyl, -etyl, -n-propyl, -n-butyl, -n-pentyl, -n-heksyl, -n-heptyl, -n-oktyl, -n-nonyl, i -n-decyl. Reprezentatywne rozgałęzione -(C1-C10)alkile obejmują -izopropyl, -sec-butyl, -izobutyl, -te/T-butyl, -izopentyl, -neopentyl, -1-metylobutyl, -2-metylobutyl, -3-metylobutyl, -1,1-dimetylopropyl, -1,2-dimetylopropyl, -1-metylopentyl, -2-metylopentyl, -3-metylopentyl, -4-metylopentyl, -1-etylobutyl, -2-etylobutyl, -3-etylobutyl, -1,1-dimetylobutyl, -1,2-dimetylobutyl, -1,3-dimetylobutyl, -2,2-dimetylobutyl, -2,3-dimetylobutyl, -3,3-dimetylo-butyl, -1-metyloheksyl, -2-metyloheksyl, -3-metyloheksyl, -4-metyloheksyl, -5-metyloheksyl, -1,2-dimetylopentyl, -1,3-dimetylopentyl, -1,2-dimetyloheksyl, -1,3-dimetyloheksyl, -3,3-dimetyloheksyl, -1,2-di-metyloheptyl, -1,3-dimetyloheptyl, -3,3-dimetyloheptyl, i tym podobne.
Termin „alkoksyl” odnosi się do podstawnika alkilowego jak określono powyżej przyłączonego za pomocą atomu tlenu.
Termin „perfluoroalkil” oznacza grupę alkilową jak określono powyżej, w której wszystkie atomy wodoru zostały zastąpione przez takie same lub różne atomy fluorowca.
Termin „cykloalkil” odnosi się do nasyconego mono- lub policyklicznego podstawnika węglowodorowego o wskazanej liczbie atomów węgla. Przykładami podstawnika cykloalkilowego są -cyklopropyl, -cyklobutyl, -cyklopentyl, -cykloheksyl, -cykloheptyl, -cyklooktyl, -cyklononyl, -cyklodecyl, i tym podobne.
Termin „alkenyl” odnosi się do nienasyconego, liniowego, lub rozgałęzionego niecyklicznego podstawnika węglowodorowego o wskazanej liczbie atomów węgla i zawierającego co najmniej jedno wiązanie podwójne węgiel-węgiel. Przykładami podstawnika alkenylowego są -winyl, -allil, -1-butenyl, -2-butenyl, -izobutenyl, -1-pentenyl, -2-pentenyl, -3-metylo-1-butenyl, -2-metylo-2-butenyl, -2,3-dimetylo-2-butenyl, -1-heksenyl, -2-heksenyl, -3-heksenyl, -1-heptenyl, -2-heptenyl, -3-heptenyl, -1-oktenyl, -2-oktenyl, -3-oktenyl, -1-nonenyl, -2-nonenyl, - 3-nonenyl, -1-decenyl, -2-decenyl, -3-decenyl, i tym podobne.
Termin „cykloalkenyl” odnosi się do nienasyconego mono- lub policyklicznego podstawnika węglowodorowego o wskazanej liczbie atomów węgla i zawierającego co najmniej jedno wiązanie podwójne węgiel-węgiel. Przykładami podstawnika cykloalkenylowego są -cyklopentenyl, -cyklopentadienyl, -cykloheksenyl, -cykloheksadienyl, -cykloheptenyl, - cykloheptadienyl, -cykloheptatrienyl, -cyklooktenyl, -cyklooktadienyl, -cyklooktatrienyl, -cyklooktatetraenyl, -cyklononenyl, -cyklononadienyl, -cyklodecenyl, -cyklodekadienyl, i tym podobne.
Termin „alkinyl” odnosi się do nienasyconego, liniowego, lub rozgałęzionego niecyklicznego podstawnika węglowodorowego o wskazanej liczbie atomów węgla i zawierającego co najmniej jedno wiązanie potrójne węgiel-węgiel. Przykładami podstawnika alkinylowego są -acetylenyl, -propynyl, -1-butynyl, -2-butynyl, -1-pentynyl, -2-pentynyl, -3-metylo-1-butynyl, -4-pentynyl, -1-heksynyl, -2-heksynyl, -5-heksynyl, i tym podobne.
Termin „cykloalkinyl” odnosi się do nienasyconego mono- lub policyklicznego podstawnika węglowodorowego o wskazanej liczbie atomów węgla i zawierającego co najmniej jedno wiązanie potrójne węgiel-węgiel. Przykładami podstawnika cykloalkinylowego są -cykloheksynyl, -cykloheptynyl, -cyklooktynyl, i tym podobne.
Termin „aryl” odnosi się do aromatycznego mono- lub policyklicznego podstawnika węglowodorowego o wskazanej liczbie atomów węgla. Przykładami podstawnika arylowego są -fenyl, -tolil, -ksylil, -naftyl, -2,4,6-trimetylofenyl, -2-fluorofenyl, -4-fluorofenyl, -2,4,6-trifluorofenyl, -2,6-difluorofenyl, -4-nitrofenyl, i tym podobne.
Termin „aralkil” odnosi się do podstawnika alkilowego jak określono powyżej podstawionego co najmniej jednym arylem jak określono powyżej. Przykładami podstawnika aralkilowego są -benzyl, -difenylometyl, -trifenylometyl, i tym podobne.
PL 234 469 Β1
Termin „heteroaryl” odnosi się do aromatycznego mono- lub policyklicznego podstawnika węglowodorowego o wskazanej liczbie atomów węgla, w którym co najmniej jeden atom węgla został zastąpiony przez heteroatom wybrany spośród atomów O, N i S. Przykładami podstawnika heteroarylowego są -furyl, -tienyl, -imidazolil, -oksazolil, -tiazolil, -izoksazolil, -triazolil, -oksadiazolil, -tiadiazolil, -tetrazolil, -pirydyl, -pirymidyl, -triazynyl, -indolil, -benzo[b]furyl, -benzo[b]tienyl, -indazolil, -benzoimidazolil, -azaindolil, -chinolil, -izochinolil, -karbazolil, i tym podobne.
Termin „obojętny ligand” odnosi się do podstawnika nieobdarzonego ładunkiem, zdolnego do koordynacji z centrum metalicznym (atomem rutenu). Przykładami takich ligandów mogą być: aminy, fosfiny i ich tlenki, fosforyny i fosforany alkilowe i arylowe, arsyny i ich tlenki, etery, siarczki alkilowe i arylowe, skoordynowane węglowodory, halogenki alkilowe, i arylowe.
Termin „heteroatom” oznacza atom wybrany z grupy obejmującej atom tlenu, siarki, azotu, fosforu, i inne.
Termin „rozpuszczalnik chlorowany” oznacza rozpuszczalnik zawierający w swojej strukturze co najmniej jeden atom spośród takich jak fluor, chlor, brom i jod; korzystniej więcej niż jeden. Przykładami takich rozpuszczalników są dichlorometan, chloroform, tetrachlorometan (czterochlorek węgla), 1,2-dichloroetan, chlorobenzen, perfluorobenzen, perfluorotoluen, freony, i inne.
Termin „organiczny rozpuszczalnik niepolarny” oznacza rozpuszczalnik charakteryzujący się zerowym albo bardzo małym momentem dipolowym. Przykładami takich rozpuszczalników są pentan, heksan, oktan, nonan, dekan, benzen, toluen, ksylen, i inne.
Termin „organiczny rozpuszczalnik polarny” oznacza rozpuszczalnik charakteryzujący się momentem dipolowym znacznie większym od zera. Przykładami takich rozpuszczalników są dimetyloformamid (DMF), tetrahydrofuran (THF) i jego pochodne, eter dietylowy, dichlorometan, octan etylu, chloroform, alkohole (MeOH, EtOH lub /-PrOH), i inne.
Termin „GC” oznacza chromatografię gazową (ang. gas chromatography).
Termin „HPLC” oznacza wysokosprawną chromatografię cieczową, a rozpuszczalniki oznaczone jako rozpuszczalniki dla „HPLC” oznaczają rozpuszczalniki o odpowiedniej czystości dla analizy HPLC (ang. high performance liquid chromatography).
Termin „NMR” oznacza magnetyczny rezonans jądrowy (ang. nuclear magnetic resonance).
Termin „NHC” oznacza /V-heterocykliczny karben (ang. N-heterocyclic carbene).
Termin „DEDAM” oznacza diallilomalonian dietylu (ang. diethyl diallylmalonate).
Termin „DEAMAM” oznacza allilometyloallilomalonian dietylu (ang. diethyl allylmethylallylmalonate).
Termin „DATA” oznacza /V,/V-diallilo-p-toluenosulfonoamid (ang. diallyltosylamide).
Termin „prekatalizator” oznacza dla kompleksów rutenu 16-elektronowy związek chemiczny, który po etapie dysocjacji jednego liganda lub reorganizacji cząsteczki przekształca się we właściwy 14-elektronowy katalizator metatezy olefin, który bierze aktywny udział w cyklu katalitycznym.
Przykłady wykonania wynalazku
Poniższe przykłady zostały umieszczone jedynie w celu zilustrowania wynalazku oraz wyjaśnienia poszczególnych jego aspektów. W poniższych przykładach, jeśli nie wskazano inaczej, stosowano standardowe materiały i metody stosowane w dziedzinie lub postępowano zgodnie z zaleceniami producentów dla określonych reagentów i metod.
Przykład I
Otrzymywanie 9-bromo-10-nitrofenantrenu
HNO3, AcOH, Ac2O °C, 15 min
40-50%
Zmodyfikowana procedura reakcyjna: Ma i inni, Org. Lett., 2003, 5, 3317-3319 DOI:10.1021/ol035147k.
Do silnie mieszanego, gorącego (~80°C) roztworu 9-bromofenantrenu (20,06 g, 0,075 mola) w mieszaninie lodowatego kwasu octowego (22 ml, 0,38 mola) oraz bezwodnika octowego (8,2 ml,
PL 234 469 Β1
0,086 mola), dodano powoli wkraplając kwas azotowy (25 ml, 0,353 mola). Wytrąceniu uległ pomarańczowo-żółty osad. Mieszanina była ogrzewana przez kolejne 15 minut, po czym została wylana do zimnej wody. Następnie, w celu neutralizacji kwasu azotowego, dodano nasycony roztwór NaHCOs. Mieszanina została odfiltrowana, natomiast osad był przemywany wodą do momentu, gdy przesącz był bezbarwny. Osad został wysuszony na powietrzu, a następnie przekrystalizowany z mieszaniny aceton/metanol. Otrzymano produkt jako ciemnożółte ciało stałe (10,6 g, 47%).
Wskazówka: W kolejnym kroku może zostać użyty nie w pełni oczyszczony produkt (powyżej 70% czystości). Ułatwia to syntezę z uwagi na niską wydajność całkowicie czystego związku (lit. ~13% po kilku krystalizacjach). Produkt uzyskany według powyższej procedury posiada czystość powyżej 75% (do -90%).
1H NMR (400 MHz, CDCh): δ = 8,64-8,71 (m, 2H), 8,45-8,40 (m, 1H), 7,73-7,83 (m, 3H), 7,61-7,71 (m, 2H).
13C NMR (101 MHz, CDCh): δ = 130,7, 130,2, 129,5, 129,4, 128,9, 128,8, 128,6, 123,7, 123,2,
123,1, 122,4, 113,2.
HRMS obliczono dla CwH&BrNCh [M+H]+: 301,9811; zmierzono: 301,9825, różnica (ppm): 4,64. Analiza elementarna obliczona dla CwHsBrNCh: C, 55,66; H, 2,67; Br, 26,45; N, 4,64; znaleziono: C, 55,85; H, 2,71; Br, 26,51; N, 4,58.
Przykład II
Otrzymywanie 9-fenylo-10-nitrofenantrenu
2% mol Pd(PPh3)2Cl2
Cs2CO3, PhB(OH)2
THF/H2O (20:1) temp, wrzenia, przez noc, 94%
W kolbie okrągłodennej o objętości 25 ml kolejno umieszczono: Pd(PPh3)2Cl2 (11,6 mg, 2% mol, 0,02 równoważnika), CS2CO3 (539 mg, 1,65 mmola, 2 równoważniki), PhB(OH)2 (156 mg, 1,24 mmola, 1,5 równoważnika) i 9-bromo-10-nitrofenantren (250 mg, 0,83 mmola, 1 równoważnik). Kolbę wraz ze stałą zawartością umieszczono pod zmniejszonym ciśnieniem, a następnie wypełniono argonem, powtarzając czynność trzykrotnie, następnie do kolby dodano rozpuszczalnik (10 ml odgazowanego THF i 0,6 ml odgazowanej wody destylowanej). Mieszaninę reakcyjną ogrzewano w temperaturze wrzenia przez noc.
Otrzymaną w ten sposób ciemną mieszaninę reakcyjną schłodzono do temperatury pokojowej i odparowano THF. Wytrąciło się ciało stałe. Następnie, ciało stałe odsączono, osuszono na powietrzu i rozpuszczono w najmniejszej możliwej ilości CH2CI2. Roztwór przesączono przez warstwę krzemionki, przepłukując 5% EtOAc w c-heksanie. Przesącz odparowano, otrzymując żółte ciało stałe, które rekrystalizowano z mieszaniny CH2Cl2/heptan, poprzez powolną wymianę rozpuszczalnika na wyparce obrotowej, otrzymując żółte mikrokrystaliczne ciało stałe (239 mg, 96%).
Wskazówka: Ponieważ oczyszczanie 9-bromo-10-nitrofenantrenu w krystalizacji jest uciążliwe i niskowydajne, drugi etap syntezy można prowadzić korzystając z surowego, nieoczyszczonego produktu nitrowania (jeśli mieszanina zawiera więcej niż 70% 9-bromo-10-nitrofenantrenu). W tym przypadku produkty sprzęgania Suzuki z innymi izomerami wyolejają się z mieszaniny reakcyjnej.
W reakcji na dużą skalę odważono Pd(PPti3)2Cl2 (162,6 mg, 2% molowe, 0,02 równoważnika), CS2CO3 (7,63 g, 23,17 mmola, 2 równoważniki), PhB(OH)2 (2,18 g, 17,38 mmola, 1,5 równoważnika) i 9-bromo-10-nitrofenantrenu (3,5 g o czystości 75%, 11,58 mmola, 1 równoważnik) w 125 ml odgazowanego THF i 7 ml odgazowanej i destylowanej wody, zastosowano taką samą procedurę reakcyjną. Oczyszczanie: mieszaninę reakcyjną ekstrahowano za pomocą CH2CI2, a po osuszeniu roztworu siarczanem magnezowym zastosowano SnatchCat (4,4 równoważnika w celu usunięcia palladu), następnie przesączono przez warstwę krzemionki. Po filtracji i krystalizacji, otrzymano 2,42 g krystalicznego ciała stałego (co stanowi 70% wydajności w przeliczeniu na mieszaninę, 94% wydajności w przeliczeniu na substrat).
1H NMR (400 MHz, CDCh): δ = 8,83-8,76 (m, 2H), 7,83-7,70 (m, 4H), 7,64-7,50 (m, 5H), 7,46-7,42 (m, 2H).
PL 234 469 Β1 13C NMR (101 MHz, CDCh): δ = 147,3, 133,9, 130,6, 130,5, 130,4, 130,2, 130,1, 129,0, 128,8,
128,7, 128,6, 128,5, 128,4, 127,8, 123,1, 123,0, 122,9, 122,8.
IR (diamentowa końcówka): v = 3061.3028. 2881, 1642, 1520, 1490, 1441,1377, 1238 cm1. HRMS obliczono dla C2oHi3NNaC>2 [M+Na]+: 322,0839; znaleziono: 322,0850, różnica (ppm): 3,42. Temperatura topnienia: 213,7-214,6°C.
Analiza elementarna obliczona dla C20H13NO2: C, 80,25; H, 4,38; N, 4,68. Znaleziono: C, 79,98; H, 4,35; N, 4,67.
Przykład III
Otrzymywanie 10-fenylofenantreno-9-aminy
BnNH2, K2CO3
THF, temp, wrzenia, przez noc, 96%
Zmodyfikowana procedura otrzymywania wg Org. Synth., 1960, 40, 5, DOI:10.15227/orgsyn.040.0005.
W 500 ml kolbie okrągłodennej rozpuszczono 9-fenylo-10-nitrofenantren (3 g, 10,02 mmola, 1 równoważnik) w 200 ml etanolu. Roztwór został ogrzany na powietrzu do temperatury 50°C. Do ciepłej mieszaniny dodano Pd/C (513 mg, 482 mmoli, 5% molowe), po czym porcjami dodano Ν2Η4Ή2Ο (2 ml, 41,07 mmola, 4 równoważniki). Mieszaninę utrzymywano w temperaturze wrzenia pod chłodnicą zwrotną przez 16 godzin, przefiltrowano przez Celit, po czym odparowano. Surową pozostałość rozpuszczono w małej ilości (około 20 ml) gorącego metanolu i pozostawiono do powolnego wystygnięcia do temperatury pokojowej, po czym umieszczono całość w lodówce na noc. Następnego dnia odsączono białe igły produktu, które wysuszono pod zmniejszonym ciśnieniem (2,62 g, 96%).
1H NMR (400 MHz, CDCh): δ = 8,79-8,74 (m, 1H), 8,66-8,62 (m, 1H), 7,98-7,94 (m, 1H), 7,72-7,63 (m, 2H), 7,61-7,55 (m, 2H), 7,52-7,33 (m, 5H), 7,29-7,25 (m, 1H), 3,98 (s, 2H, NH2).
13C NMR (101 MHz, CDCh): δ = 137,9, 136,7, 133,2, 131,3, 130,8, 129,5, 127,8, 126,8, 126,7, 125,9, 125,3, 125,2, 123,4, 123,2, 122,5, 121,7, 118,3.
IR (diamentowa końcówka): v = 3348, 3312, 3065, 3023, 1621, 1587, 1492, 1440, 1422, 1395, 1330 cm-1.
HRMS obliczono dla C20H16N [M+H]+: 270,1277; znaleziono: 270,1285, różnica (ppm): 2,96.
Analiza elementarna obliczona dla C20H15N: C, 89,19; H, 5,61; N, 5,20; znaleziono: C, 89,38; H, 5,64; N, 5,08.
Przykład IV
Otrzymywanie 2-chloro-/V-(9-fenylo-1 Q-fenantrylo)acetamidu
Zmodyfikowana procedura: Powell i inni, Org. Lett., 2004, 6, 4069-4072 D0l:10.1021/ol048235t.
Do zawiesiny K2CO3 (1,95 g, 13,96 mmola, 2,5 równoważnika) w 100 ml THF, dodano 10-fenylofenantreno-9-aminę (1,5 g, 5,57 mmola, 1 równoważnik), a otrzymaną w ten sposób mieszaninę mieszano przez 15 minut. Następnie, wkroplono chlorek chloroacetylu (500 μΙ, 6,15 mmola, 1,1 równoważnika). Postęp reakcji monitorowano za pomocą TLC. Po zakończeniu reakcji (ok. 1-2 godz.), mieszaninę reakcyjną przefiltrowano przez warstwę celitu, przemyto THF i odparowano. Stałą pozostałość rozpuszczono w mieszaninie CH2Cl2/heksan i przefiltrowano przez warstwę żelu krzemionkowego (przemywając
PL 234 469 Β1
15% EtOAc w heksanie). Przesącz odparowano, rozpuszczono w minimalnej objętości CH2CI2, dodano heptan i produkt krystalizowano przez powolną wymianę rozpuszczalnika na wyparce obrotowej, uzyskując 1,82 g białego ciała stałego (95%).
Wskazówka: amina pod lampą UV świeci na niebiesko. Jeśli po 1-2 godziny roztwór świeci w świetle UV, należy dodać więcej chlorku chloroacetylu w małych porcjach do momentu, gdy kolor pod UV zaniknie.
1H NMR (400 MHz, CDCI3): δ = 8,82-8,74 (m, 2H), 8,00-7,93 (m, 1 H), 7,90 (s, 1 Η, NH), 7,77-7,63 (m, 3H), 7,58-7,44 (m, 5H), 7,39-7,29 (m, 2H), 4,04 (s, 2H, CH2CI).
13C NMR (101 MHz, CDCI3): δ = 166,0, 137,1, 136,8, 131,6, 130,9, 130,3, 129,6, 128,7, 128,7,
128,1, 128,0, 127,8, 127,4, 127,3, 127,2, 126,9, 124,0, 123,1, 122,7, 42,6.
IR (diamentowa końcówka): v = 3238. 3065, 3032, 1683, 1663, 1564, 1532, 1489, 1444, 1431, 1327, 1311, 1248 cm1.
HRMS obliczono dla C22H17CINO [M+H]+: 346,0993; znaleziono 346,0994, różnica (ppm): 0,29. Temperatura topnienia: 223,5-223,7°C.
Analiza elementarna obliczona dla C22H16CINO: C, 76,41; H, 4,66; Cl, 10,25; N, 4,05; znaleziono: C, 76,30; H, 4,72; Cl, 10,31; N, 3,94.
Przykład V
Otrzymywanie A/2-benzvlo-/\/?-(9-fenvlo-10-fenantrylo)qlycynoamidu
BnNH2, K2CO3
THF, temp, wrzenia, przez noc, 86%
Do ciepłego, dobrze mieszanego roztworu 2-chloro-/V-(9-fenylo-10-fenantrylo)acetamidu (1,1 g, 3,03 mmola, 1 równoważnik) i K2CO3 (1 g, 7,22 mmola, 2,3 równoważnika) w THF, dodano benzyloaminę (0,67 ml, 6,06 mmola, 2 równoważniki). Mieszaninę utrzymywano w temperaturze wrzenia pod chłodnicą zwrotną przez 16 godzin. Po ochłodzeniu do temperatury pokojowej, mieszaninę przefiltrowano przez Celit i odparowano. Otrzymany olej oczyszczono za pomocą chromatografii (35% EtOAc w heksanie), otrzymując 1,08 g białego ciała stałego (z wydajnością 86%).
1H NMR (400 MHz, CDCI3): δ = 8,90 (s, 1 H, NHCO), 8,80-8,74 (m, 2H), 7,97-7,91 (m, 1H), 7,75-7,59 (m, 3H), 7,51-7,27 (m, 10H), 7,18-7,11 (m, 2H), 3,38 (s, 2H, CH2NHCO), 3,35 (s, 2H, CH2NH2), 1,70 (bs, 2H, NH2).
13CNMR(101 MHz, CDCb): δ = 171.5.139,1,138,0,136,2,131,9,130,9,130,1,129,8,129,3,129,2, 128,6, 128,6, 128,1, 127,8, 127,6, 127,4, 127,2, 127,1, 126,8, 126,7, 124,6, 122,9, 122,7, 53,4, 51,8.
IR (diamentowa końcówka): v = 3332, 3061,2877, 2829, 1677, 1594, 1476, 1449, 1424, 1377, 1363, 1324 cm1.
HRMS obliczono dla C29H25N2O [M+H]+: 417,1961; znaleziono 417,1954, różnica (ppm): 1,68.
Temperatura topnienia: 139,7-140,1 °C.
Analiza elementarna obliczona dla C29H24N2O: C, 83,63; H, 5,81; N, 6,73; znaleziono: C, 83,56; H, 5,74; N, 6,60.
Przykład VI
Otrzymywanie /V-benzylo-/V-(9-fenylo-10-fenantrylo)etyleno-1,2-diaminy
L1AIH4
THF, temp, wrzenia, godz., 99%
PL 234 469 Β1
Do kolby okrągłodennej zawierającej 1 g A/^benzylo-A/^lG-fenylo-IO-fenantrylojglicynoamidu (1 równoważnik, 2,4 mmola) dodano 60 ml suchego THF. Roztwór ochłodzono do temperatury 0°C, i dodano powoli w porcjach 549 mg LAH (6 równoważników, 14,5 mmola). Dobrze mieszaną zawiesinę ogrzano do temperatury pokojowej i następnie utrzymywano w temperaturze wrzenia przez 4 godziny, monitorując przebieg reakcji za pomocą TLC. Po zakończeniu reakcji, mieszaninę rozcieńczono za pomocą Et2O i ochłodzono do temperatury 0°C. Następnie powoli wkroplono 0,6 ml wody, 0,6 mL 15% NaOH i kolejne 1,8 ml wody. Mieszaninę ogrzano do temperatury pokojowej, dodano MgSCM i mieszano przez 15 minut. Mieszaninę mieszano jeszcze przez kolejne 15 minut i następnie przefiltrowano przez warstwę celitu, odparowano do sucha i przemyto Et2O otrzymując 0,96 g białego ciała stałego (z wydajnością 99%), które użyto w kolejnych etapach syntezy bez dalszego oczyszczania.
1H NMR (400 MHz, CDCh): δ = 8,76-8,71 (m, 1H), 8,67 (ddt, J = 8,3, 1,3, 0,6 Hz, 1H), 8,37-8,28 (m, 1 H), 7,74-7,57 (m, 2H), 7,56-7,21 (m, 11H), 7,25-7,10 (m, 2H), 3,94 (s, 1H), 3,65 (s, 2H), 3,17 (dd, J = 6,5, 5,1 Hz, 2H), 2,75-2,67 (m, 2H), 1,57 (s, 2H).
13C NMR (101 MHz, CDCh): δ = 141,1, 140,4, 137,8, 132,9, 131,4, 130,9, 130,9, 129,2, 129,2, 128,4, 128,1, 127,9, 127,9, 127,7, 127,5, 127,0, 126,7, 126,5, 125,1, 124,6, 124,6, 123,1, 122,5, 122,5, 53,6, 50,2, 49,4.
IR (diamentowa końcówka): v = 3298, 3025, 2948, 2855, 1587, 1450, 1379, 1325, 1234, 1110, 1091 cm1.
HRMS obliczono dla C29H27N2 [M+H]+: 403,2169; znaleziono 403,2164, różnica (ppm): 1,24.
Analiza elementarna obliczona dla C29H26N2: C, 86,53; H, 6,51; N, 6,96, znaleziono: C, 86,70; H, 6,57; N, 6,84.
Przykład VII
Otrzymywanie chlorku 3-benzylo-1 -(9-fenylo-10-fenantrylo)-4,5-dihydro-1 /7-imidazol-3-ilu
HC(OEt)3, NH4CI
120 °C, godz.,
98%
Do kolby zawierającej /V-benzvlo-/V-(9-fenylo-10-fenantrylo)etano-1,2-diamine (1,21 g, 3,0 mmole, 1 równoważnik) oraz chlorek amonu (0,35 g, 6,6 mmola, 2,2 równoważnika), dodano ortomrówczan trietylu (10,2 ml, 60 mmoli, 20 równoważników). Mieszaninę ogrzano do temperatury 120°C pod delikatnym przepływem argonu (w celu usunięcia wydzielanego etanolu). Po 3 godzinach mieszaninę ochłodzono do temperatury pokojowej, po czym dodano Et2O. Osad odsączono i przemyto trzykrotnie Et2O. Osad wysuszono pod zmniejszonym ciśnieniem. Uzyskano 1,32 g produktu oczekiwanego (z wydajność 98%).
1H NMR (400 MHz, CDCh): δ = 10,28 (s, 1H), 8,73 (dd, J = 15,5, 8,1 Hz, 2H), 8,29 (d, J = 7,7 Hz, 1H), 7,89 (d, J = 7,5 Hz, 1H), 7,77 (tdd, J = 8,3, 7,0, 1,1 Hz, 2H), 7,70-7,41 (m, 6H), 7,34 (dd, J = 4,9, 1,8 Hz, 3H), 7,21 (d, J = 7,4 Hz, 1H), 7,09 (dd, J = 6,6, 2,9 Hz, 2H), 5,58 (d, J = 14,6 Hz, 1H), 4,57 (d, J = 14,6 Hz, 1H), 4,49 (ddd, J = 12,3, 10,8, 7,4 Hz, 1H), 4,17 (q, J = 11,5, 11,1 Hz, 1H), 3,61 (q, J = 11,0, 10,4 Hz, 1H), 3,44 (td, J = 11,7, 7,4 Hz, 1H).
13C NMR (101 MHz, CDCh): δ = 160,2, 138,3, 135,5, 132,9, 132,0, 131,2, 130,8, 130,8, 130,0, 128,9, 128,8, 128,8, 128,7, 128,6, 128,5, 128,5, 128,4, 128,4, 128,3, 128,0, 127,4, 127,2, 124,0, 122,9,
122,8, 52,5, 52,0, 48,0.
IR (diamentowa końcówka): v = 3026. 2856, 1642, 1626, 1491, 1449, 1378, 1361, 1324, 1272, 1249, 1233, 1210, 1174, 1116, 1083, 1029 cm1.
HRMS obliczono dla C30H25N2 [M-CI]+: 413,2012, znaleziono 413,2007, różnica (ppm): 1,21.
Analiza elementarna obliczona dla C30H25CIN2: C, 80,25; H, 5,61; Cl, 7,90; N, 6,24, znaleziono C, 80,01; H, 5,66; Cl, 7,85; N, 6,19.
PL 234 469 Β1
Przykład VIII
Otrzymywanie dichloro(3-benzylo-1-(9-fenylo-10-fenantrylo))-2-imidazolidinylideno)(o-izopropoksyfenylometyleno') rutenu
W naczyniu typu Schlenka umieszczono 213,4 mg soli imidazoliniowej (0,47 mmola, 1,1 równoważnika), którą wysuszono pod zmniejszonym ciśnieniem w temperaturze 70°C przez 30 minut. Następnie, naczynie reakcyjne ochłodzono do temperatury pokojowej i dodano toluen (20 ml). Do otrzymanej zawiesiny dodano 0,3 ml 25% KO‘Am (1,09 równoważnika) i następnie po uzyskaniu klarownego roztworu (po około 1 minucie), dodano 259 mg kompleksu Hov-I (0,43 mmola, 1 równoważnik), a naczynie Schlenka umieszczono w ogrzanej łaźni olejowej. Postęp reakcji monitorowano za pomocą TLC. Po około 15 minutach, naczynie Schlenka z mieszaniną reakcyjną umieszczono w łaźni lodowej. Po 5 minutach dodano 20 ml n-heksan i mieszaninę oczyszczano chromatograficznie, stosując eluent 0 —>10 -^20% EtOAc/heksan. Zielona frakcja została zebrana i po odparowaniu ciało stałe rekrystalizowano z mieszaniny ChhCb/MeOH, otrzymując 166 mg jako brązowo zielone ciało stałe (z wydajnością 52%).
1H NMR (400 MHz, CDCb): δ = 16,60 (s, 1H), 8,92 (d, J = 8,3 Hz, 1H), 8,80 (d, J = 8,3 Hz, 1H), 8,13 (d, J = 8,2 Hz, 1H), 7,79 (dt, J = 16,0, 8,1 Hz, 3H), 7,71-7,62 (m, 3H), 7,56 (dt, J = 16,7, 7,5 Hz, 3H), 7,44 (t, J = 6,6 Hz, 4H), 7,40-7,29 (m, 3H), 6,86 (d, J = 8,3 Hz, 1H), 6,64 (t, J = 7,5 Hz, 1H), 6,24 (d, J = 7,5 Hz, 1H), 5,81-5,50 (m, 2H), 5,21-5,04 (m, 1H), 3,80 (q, J = 11,2, 9,9 Hz, 1H), 3,47-3,33 (m, 2H), 3,10 (q, J = 12,8, 11,1 Hz, 1H), 1,75 (d, J = 6,1 Hz, 6H).
13C NMR (101 MHz, CDCb): δ = 289,8, 210,6, 152,8, 143,4, 138,2, 136,2, 135,9, 135,0, 133,3,
131,8, 130,9, 130,7, 129,8, 129,7, 129,5, 129,3, 129,2, 128,8, 128,5, 128,3, 127,9, 127,9 127,8, 127,4,
127,1, 125,8, 122,8, 122,5, 122,3, 122,3, 112,8, 75,3, 56,2, 53,0, 47,6, 22,3, 22,2.
IR (diamentowa końcówka): v = 3059. 2987, 2889, 1587, 1572, 1472, 1436, 1419, 1381, 1263, 1214, 1110cm_1.
HRMS obliczono dla C40H35N2ORU [M-HCI-CI]+: 661,1798, znaleziono 661,1795, różnica (ppm): 0,45.
Temperatura topnienia: 230,5°C (rozkład).
Analiza elementarna obliczona dla C40H36CI2N2ORU: C, 65,57; H, 4,95; Cl, 9,68; N, 3,82, znaleziono C, 65,53; H, 5,06; Cl, 9,66; N, 3,85.
Przykład IX
Profile reakcji RCM zamykania DEDAM, DEAMAM oraz DATA [Ru]
1% mol lub 0,1% mol
CD2CI2 czas temperatura
R = H, Me
Z = C(CO2Et), NSO2C6H4Me
Ogólna procedura przygotowania profili reakcji RCM, badanych za pomocą 1H-NMR.
Wszystkie roztwory podstawowe jak również badane próbki sporządzono w komorze rękawicowej w atmosferze gazu obojętnego (argon). Roztwór podstawowy dienu sporządzono w następujący sposób: do kolby miarowej o objętości 10 ml odważono 1,166 mmola dienu. Następnie dodano destylowany, odgazowany, suchy CD2CI2 do objętości 10 ml. Roztwór wymieszano.
PL 234 469 Β1
600 μΙ roztworu podstawowego dienu, umieszczono w rurce NMR z kranem typu Youngha. Roztwór podstawowy prekatalizatora sporządzono poprzez odważenie 7 μΠΊοΙί kompleksu w kolbie miarowej o objętości 1 ml i rozpuszczenie w destylowanym, odgazowanym, suchym CD2CI2 do objętości 1 ml. Po wymieszaniu, roztwór podstawowy prekatalizatora (100 μΙ, 0,7 μΠΊοΙθ) został dodany do probówki NMR, wymieszany i umieszczony w aparacie NMR.
Punkty pomiarowe zostały zarejestrowane w czasie trwania reakcji, używając funkcji „Array” oprogramowania firmy Agilent. Konwersja została obliczona poprzez porównanie stosunku integracji sygnałów protonów metylenowych substratu oraz produktu, zgodnie z równaniem:
[P] x 100% Konwersja (%) = + gdzie: [P] —> integracja sygnału protonów metylenowych produktu;
[S] —> integracja sygnału protonów metylenowych substratu.
Przykład X
Reakcje diastereoselektywnego metatetycznego przegrupowania pierścienia (dRRM)
[Ru] 5% mol
CH2=CH2 cdci3 czas temperatura
Do rurki NMR zaopatrzonej w gumowe septum (z której uprzednio usunięto powietrze i wypełniono argonem - powtarzając operację trójkrotnie) wprowadzono 500 μΙ roztworu durenu i 100 μΙ roztworu substratu w CDCh. Rurkę NMR ochłodzono do temperatury 0°C, i przez roztwór przepuszczano gazowy etylen przez długą igłę w czasie 5 minut. Następnie, rurkę wytrząśnięto, ponownie ochłodzono i powtórzono barbotaż etylenowy. Rurkę NMR ogrzano do temperatury pokojowej i zarejestrowano początkowe (PO) widmo 1H-NMR. Następnie, wstrzyknięto 100 μΙ roztworu prekatalizatora (5% mol), rurkę wytrząsano i termostatowano w temperaturze podanej w tabeli 1. Po czasie reakcji podanym w tabeli 1, rejestrowano widmo 1H-NMR (proporcja izomerów), następnie reakcję zatrzymywano (SnatchCat, 5 mg/ml, i następnie 500 μΙ CH2CI2 do pełnej objętości fiolki 1,5 ml), po czym przeprowadzano analizę GC (sprawdzając konwersję oraz proporcję izomerów trans/ciś).
Tabela 1
Zestawienie wyników reakcji dRRM
Czas [godz.] Temperatura [°C] Prekatalizator [Ru] Konwersja1 Proporcja izomerów2
1 50 Ru-3 >99% 1,52:1
Ru-1 >99% 1,13:1
Ru-2 91% 3,37:1
10 50 Ru-3 >99% 1,52:1
Ru-1 >99% 1,16:1
Ru-2 >99% 4,10:1
17 22 Ru-3 >99% 1,24:1
Ru-1 >99% 1,20:1
Ru-2 96% 3,88:1
1 Określona za pomocą GC z wykorzystaniem wzorca wewnętrznego - durenu (1,2,4,5-tetrametylobenzenu).
2 Określona za pomocą 1H-NMR oraz GC, proporcja translcis.
PL 234 469 Β1
Przykład XI
Reakcja metatezy krzyżowej (CM) allilobenzenu oraz (Z)-1,4-diacetoksy-2-butendiolu
rówoważniki [Ru] 1% mol
CH2CI2 °C godzin
Do roztworu allilobenzenu (97,9 mg, 0,812 mmola, 110 μΙ) i c/s-1,4-diacetoksy-2-butendiolu (297 mg, 1,638 mmola, 275 μΙ) w chlorku metylenu (7 ml) dodano roztwór prekatalizatora (1% molowy, 8,12 μΠΊοΙϊ) w 1 ml chlorku metylenu. Otrzymaną mieszaninę reakcyjną mieszano w temperaturze 30°C przez 20 godzin. Po tym czasie roztwór odparowano, a surową pozostałość oczyszczono za pomocą chromatografii kolumnowej (10% octanu etylu w heksanie). Uzyskano produkt jako bezbarwny olej (wydajności oraz stosunki izomerów zestawiono w tabeli 2). Reakcję przeprowadzono według procedury [Organometallics, 2006, 25, 5740-5745],
Tabela 2
Zestawienie wyników reakcji CM
L.p. Prekatalizator [Ru] Wydajność [%] Stosunek E/Z
1 Ru-1 87 10,9:1
2 Ru-2 88 10,1:1
3 Ru-3 91 9,9:1
Przykład XII
Reakcja metatezy zamykania pierścienia w reakcji alkenynowej
[Ru] 1% mol
CH2CI2 °C godzin
Do roztworu substratu alkeninowego (205,71 mg, 0,828 mmola) w suchym CH2CI2 (7 ml) dodano roztwór odpowiedniego prekatalizatora (1% molowy) w suchym CH2CI2 (1 ml). Mieszaninę reakcyjną mieszano w temperaturze 30°C. Po zakończeniu reakcji (monitoring TLC, 6 godzin) rozpuszczalnik odparowano i surowy produkt reakcji oczyszczono za pomocą chromatografii kolumnowej (heksan/octan etylu, 39 :1), otrzymując produkt w postaci bezbarwnego oleju (wydajności zestawiono w tabeli 3).
Tabela 3
Zestawienie wyników reakcji alkeninowej
L.p. Prekatalizator [Ru] Wydajność [%]
1 Ru-1 97
2 Ru-2 97
3 Ru-3 98
PL 234 469 Β1
Przykład XIII
Reakcje RCM w skali preparatywnej
Do termostatowanego (w temperaturze 40°C) roztworu substratu (0,4 mmola) w chlorku metylenu (3,5 ml) dodano roztwór prekatalizatora (0,5% mol, RCM) w chlorku metylenu (0,5 ml). Po 6 godzinach, reakcję zgaszono roztworem SnatchCata o stężeniu 10 mg/ml (0,5 ml na 0,5% mola prekatalizatora). Mieszaninę odparowano na żelu krzemionkowym, po czym proszek zawierający produkt oczyszczono chromatograficznie za pomocą automatycznego systemu Combiflash®.
Tabela 4
Wyniki reakcji RCM w skali preparatywnej
L.p. Substrat Produkt Prekatalizator [Ru] Wydajność [%] (Konwersja [%])
1 O=Ś=O 0 νΆ O=ś= 0 ° Ru-1 Ru-2 Ru-3 99 89 99
2 Ru-1 Ru-2 Ru-3 49 75 80
3 ( T cO o— Ru-1 Ru-2 Ru-3 53 82
4 o o 0 0 Ru-1 Ru-2 Ru-3 99 99 99
5 0 Ci^O o ego Ru-1 Ru-2 Ru-3 95 95 95
6 0A3 0 (ZA} ° Ru-1 Ru-2 Ru-3 98 70
7 0 A / o^<^’o 0 Ru-1 Ru-2 Ru-3 99 4 56
8 Ru-1 Ru-2 Ru-3 96 2 22
PL 234 469 Β1 cd. tabeli 4
9 σ^χ^ο Ru-1 Ru-2 Ru-3 95 92
10 0 o X o o Ru-1 Ru-2 Ru-3 (96) (0) (5)
11 0 ¢03 Ru-1 Ru-2 Ru-3 (93) (0) (4)
Przykład XIV
Reakcje CM w skali preparatywnej
Do termostatowanego (w temperaturze 40°C) roztworu substratu (0,8 mmola) w chlorku metylenu (7 ml) dodano roztwór prekatalizatora (1 % mol, CM) w chlorku metylenu (1 ml). Po 20 godzinach, reakcja została zgaszona roztworem SnatchCata o stężeniu 10 mg/ml (1 ml na 0,5% mola prekatalizatora). Mieszaninę odparowano na żelu krzemionkowym, po czym proszek zawierający produkt oczyszczono chromatograficznie za pomocą automatycznego systemu Combiflash®.
Tabela 5
Wyniki reakcji CM w skali preparatywnej
L.p. Substraty Produkt [Ru] Wydajność [%] Stosunek E/Z
1 iT^ iT^OAc ^OAc I I F3C '''' Ru-1 Ru-2 Ru-3 84 75 85 9:1 6,5:1 8,6:1
2 Z'OAc l-L^CAc Ru-1 Ru-2 RU-3 86 87 87 8:1 6,3:1 7,5:1
3 G Ru-1 Ru-2 Ru-3 81 75 89 7,32:1 7,19:1 7,26:1
4 o Ck^ O Ru-1 Ru-2 Ru-3 95 87 tylko E
PL 234 469 Β1 cd. tabeli 5
5 HO' er'' Ru-1 Ru-2 Ru-3 59 49 63 6,8:1 6,6:1 9:1
6 O Ru-1 Ru-2 Ru-3 99 36 tylko E
7 O 1 Ł Ϊń TH o Λ Δ Γ f Jpjń ο·>·Ό7··μζ χχ·· Ru-1 Ru-2 Ru-3 91 49 30 tylko E
Przykład XV
Testy stabilności kompleksów rutenu w roztworze w atmosferze gazu obojętnego
W komorze rękawicowej, 12,8 mmola kompleksu rutenu umieszczono w rurce NMR, rozpuszczono w 0,7 ml CD2CI2, po czym dodano 50 μΙ roztworu 1,3,5-trimetoksybenzenu (wzorzec wewnętrzny, roztwór podstawowy przygotowano z 128 μΠΊοΙί 1,3,5-trimetoksybenzenu i 1 ml CD2CI2). Probówkę NMR zamknięto szczelnie korkiem, a zawartość wytrząśnięto. Po zarejestrowaniu widma 1H NMR w punkcie zerowym, rurkę NMR ogrzewano przez miesiąc w łaźni wodnej (w temperaturze 40°C). Kolejne widma rejestrowano w odpowiednich interwałach czasowych (1-2 dni od początku). Wyniki tego eksperymentu zaprezentowano na fig. 7.
Przykład XVI
Testy stabilności/szybkości inicjacji kompleksów rutenu w roztworze w atmosferze etylenu
Próbkę przygotowano zgodnie z protokołem z przykładu XV. Zarejestrowano widmo 1H NMR w czasie „0”, w temperaturze 40°C. Następnie, probówka NMR z otwartym kranem Youngha została umieszczona w autoklawie. Komorę autoklawu trzykrotnie przedmuchano gazem obojętnym (cykl: ciśnienie 2 bary argonu, wypuszczenie nadmiaru gazu do ciśnienia atmosferycznego), po czym trzykrotnie etylenem (do ciśnienia 20 barów). Następnie komorę napełniono etylenem (20 barów) i pozostawiono na 20 minut pod dynamicznym ciśnieniem gazu. Po tym czasie nadmiar gazu wypuszczono, a kran na probówce NMR zamknięto. Zawartość wymieszano.
PL 234 469 Β1
Zarejestrowano widma 1H NMR za pomocą funkcji „Array” oprogramowania firmy Agilent w temperaturze 40°C przez 11 godzin. Rejestrowano zanik sygnału benzylidenowego prekatalizatora (5 = ok. 16-17 ppm) względem sygnału wzorca wewnętrznego (1,3,5-trimetoksybenzenu, sygnały aromatyczne δ = 6,08 ppm).
Wyniki tego eksperymentu zaprezentowano na fig. 8.
Przykład XVII
Etenoliza oleinianu etylu
-deken
[Ru] 500 ppm bez rozpuszczlnika, °C etylen 10 barów
dekenoinian etylu
(ĘZ)-9-oktadeken
Oleinian etylu przepuszczono przez cienką warstwę (2 cm) obojętnego tlenku glinu (Alfa Aesar, tlenek glinu, aktywowany, neutralny, Brockmann Grade I, 58 A, 60 Mesh Powder, S.A. 150 m2/g) i umieszczono w szklanym reaktorze. Następnie dodano tetradekan (0,8 ml, Sigma Aldrich). Mieszaninę dobrze wymieszano i pobrano „próbkę zerową” (1-2 krople na końcu pipetki Pasteura). Roztwór prekatalizatora (w suchym CH2CI2) przygotowany wcześniej w innym naczyniu dodano w jednej porcji do reaktora (0,1 ml, 500 ppm). Wcześniej ogrzany autoklaw (do temperatury 50°C) zamknięto i połączono z linią etylenu. Reaktor przepłukano gazowym etylenem 3x10 barów (etylen o czystości 3.0 —> 99,9%, Linde), i następnie podniesiono ciśnienie do 10 barów ciśnienia dynamicznego etylenu. Po 3 godzinach mieszania reaktor ochłodzono w łaźni lodowej (przez 2 min), ciśnienie obniżono, reaktor otworzono i próbkę (1 ml) mieszaniny reakcyjnej zgaszono za pomocą 4 ml roztworu eteru etylowowinylowego w CH2CI2 (C = 2 M). Do 0,2 ml otrzymanej mieszaniny dodano 0,8 ml CH2CI2 i analizowano za pomocą GC. Wyniki eksperymentów patrz fig. 9a.
Przykład XVIII
Etenoliza kariofilenu
[Ru] ch2ci2 °C ch2=ch2
Do roztworu kariofilenu (90 mg, 0,1 ml, 0,434 mmola) w chlorku metylenu (4 ml), dodano 100 μΙ roztwór prekatalizatora w chlorku metylenu (ilość kompleksu: patrz tabela). Autoklaw trzykrotnie przedmuchano etylenem, po czym mieszaninę reakcyjną ogrzano do temperatury 40°C pod ciśnieniem
PL 234 469 Β1 barów dynamicznego ciśnienia etylenu przez 1 godzinę. Po godzinie, autoklaw schłodzono do temperatury 0°C w lodzie (5 minut). Schłodzoną mieszaninę reakcyjną zgaszono roztworem SnatchCat (Apeiron). Po 15 minutach mieszania, dodano 10 ml heksanu. Roztwór przesączono przez warstwę żelu krzemionkowego, którą następnie przemyto roztworem 25% (v/v) chlorku metylenu w heksanie. Przesącz odparowano. Otrzymano bezbarwny olej. Skład próbki (stosunek produktu do substratu) został obliczony na podstawie stosunku sygnałów na widmie 1H NMR.
Tabela 6
Wyniki reakcji etenolizy kariofilenu
Prekat. [Ru] Warunki ilość kompleksu, ciśnienie etylenu (czystość) temperatura, stężenie, czas Konwersja [%] TON TOF [1/h]
Ru-3 0,5% mola, 10 barów (3.0) 40 °C, 0,1 M, 1 godz. 100 200 200
Ru-1 0,5% mola, 10 barów (3.0) 40 °C, 0,1 M, 1 godz. 55 92 92
Ru-4 0,5% mola, 10 barów (3.0) 40 °C, 0,1 M, 1 godz. 79 154 154
Ru-3 0,5% mola, 10 barów (3.0) temp, pokojowa, 0,1 M, 1 godz. 100 188 188
Ru-3 0,1% mola, 10 barów (3.0) 40 °C, 0,1 M, 1 godz. 100 953 953
Ru-3 0,1% mola, 10 barów (3.0) temp, pokojowa, 0,1 M, 1 godz. 72 686 686
Ru-3 0,05% mola, 10 barów (3.0) 40 °C, 0,1 M, 1 godz. 100 1797 1797
Ru-1 0,05% mola, 10 barów (3.0) 40 °C, 0,1 M, 1 godz. 4 81 81
Ru-4 0,05% mola, 10 barów (3.0) 40 °C, 0,1 M, 1 godz. 20 404 404
Ru-3 0,05% mola, 10 barów (3.0) temp, pokojowa, 0,1 M, 1 godz. 47 845 845
Ru-3 0,01 % mola, 10 barów (3.0) 40 °C, 0,1 M, 1 godz. 32 2876 2876
Ru-3 0,025% mola, 10 barów (3.0) 40 °C, bez rozpuszcz., 1 godz. SM, produkty polimeryzacji, brak pełnej konwersji - -
Ru-3 0,01 % mola, 10 barów (3.0) 40 °C, bez rozpuszcz., 1 godz. SM, produkty polimeryzacji, brak pełnej konwersji - -
Ru-3 0.025% mola, 10 barów (4,5) 40 °C, 0,4 M, 3 godz. 68 2715 905
Ru-1 0,025% mola, 10 barów (4,5) 40 °C, 0,4 M, 3 godz. 33 1316 439
Ru-4 0.025% mola, 10 barów (4,5) 40 °C, 0,4 M, 3 godz. 49 1965 655
PL 234 469 Β1
Przykład XIX
Selektywność hometatezy 1-oktenu, analiza procesu izomeryzacji vs. metatezy olefin [Ru] 500 ppm bez rozpuszczalnika °C
W naczyniu typu Schlenka umieszczono 1,5 ml (9,37 mmola, 1 równoważnik) 1-oktenu oraz 0,5 ml (1,9 mmola, 0,2 równoważnika) tetradekanu jako wzorca wewnętrznego. Pobrano próbkę „0” (2-3 krople na końcu pipety Pasteura). Mieszaninę ogrzano do temperatury 80°C, po czym dodano 500 ppm (0,0005 równoważnika) prekatalizatora. Próbki pobierano po różnych czasach (10 min, 30 min, 1 godz., 2 godz., 24 godz.), gasząc je roztworem SnatchCata w chlorku metylenu. Tak uzyskane próbki zbadano za pomocą chromatografu gazowego z detektorem płomieniowym (FID). Wyniki - patrz fig. 10a oraz 10b.

Claims (5)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Związek o wzorze Ru-3:
    Ru-3
  2. 2. Sposób wytwarzania związku o wzorze Ru-3:
    Ru-3 znamienny tym, że alkilidenowy kompleks rutenu o wzorze 10:
    PL 234 469 Β1
    w którym:
    L1 oznaczają ligand obojętny P(Ra)3, w którym każdy Ra oznacza niezależnie alkil C1-C12, cykloalkil C3-C12;
    X1 i X2 oznaczają atom chloru;
    G oznacza atom tlenu;
    R1, R2, R3 i R4 oznaczają atom wodoru;
    poddaje się reakcji z karbenem o wzorze 8aa:
    w którym:
    Ari i Ar2 oznaczają fenyl;
    R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11 i R12 oznaczają atom wodoru.
  3. 3. Zastosowanie związku według zastrz. 1 o wzorze Ru-3 jako prekatalizatora i/lub katalizatora w reakcjach metatezy olefin.
  4. 4. Zastosowanie według zastrz. 3, w którym związek o wzorze Ru-3 stosuje się jako prekatalizator i/lub katalizator w reakcjach metatezy zamykania pierścienia (ROM), homometatezy, metatezy krzyżowej (CM), etenolizy, izomeryzacji, w reakcji metatetycznego diastereoselektywnego przegrupowania pierścienia (DRRM), metatezy typu „alken-alkin” (en-yn) lub reakcjach polimeryzacji typu ROMP.
  5. 5. Zastosowanie według zastrz. 3 albo 4, w którym związek o wzorze Ru-3 stosuje się jako prekatalizator i/lub katalizator w reakcji metatetycznej polimeryzacji z otwarciem pierścienia (ROMP) dicyklopentadienu lub norbornenu.
    PL 234 469 Β1
    Rysunki
    Fig. 1
    Fig. 2
    PL 234 469 B1
    Konwersja [%] Konwersja [%]
    0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
    Czas [min]
    Fig. 4
    PL 234 469 Β1
    O 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
    Czas [min]
    Fig. 6
    PL 234 469 Β1
    Czas [dni]
    Fig. 7
    Fig. 8
    PL 234 469 Β1
    Fig. 9a
    Fig. 9b
    PL 234 469 B1
    Udział w mieszaninie [%| udziel „ mieSianinle (%]
    Fig. 10a
    Fig. 10b
PL419637A 2016-11-30 2016-11-30 Kompleks rutenu, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie w reakcji metatezy olefin PL234469B1 (pl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419637A PL234469B1 (pl) 2016-11-30 2016-11-30 Kompleks rutenu, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie w reakcji metatezy olefin
PL17832091T PL3548501T3 (pl) 2016-11-30 2017-11-29 Nowy kompleks rutenu, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie w reakcji metatezy olefin
PCT/IB2017/057511 WO2018100515A1 (en) 2016-11-30 2017-11-29 Novel ruthenium complex, method of its production and its use in reaction of olefine metathesis
EP17832091.7A EP3548501B1 (en) 2016-11-30 2017-11-29 Novel ruthenium complex, method of its production and its use in reaction of olefine metathesis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419637A PL234469B1 (pl) 2016-11-30 2016-11-30 Kompleks rutenu, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie w reakcji metatezy olefin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL419637A1 PL419637A1 (pl) 2018-06-04
PL234469B1 true PL234469B1 (pl) 2020-02-28

Family

ID=62223363

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL419637A PL234469B1 (pl) 2016-11-30 2016-11-30 Kompleks rutenu, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie w reakcji metatezy olefin
PL17832091T PL3548501T3 (pl) 2016-11-30 2017-11-29 Nowy kompleks rutenu, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie w reakcji metatezy olefin

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL17832091T PL3548501T3 (pl) 2016-11-30 2017-11-29 Nowy kompleks rutenu, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie w reakcji metatezy olefin

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3548501B1 (pl)
PL (2) PL234469B1 (pl)
WO (1) WO2018100515A1 (pl)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109692709B (zh) * 2018-12-10 2021-09-21 天津科技大学 一种烯烃复分解反应的催化剂及其制备和应用方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008010961A2 (en) * 2006-07-13 2008-01-24 Elevance Renewable Sciences, Inc. Synthesis of terminal alkenes from internal alkenes and ethylene via olefin metathesis
PL236869B1 (pl) * 2014-12-02 2021-02-22 Univ Warszawski Kompleksy rutenu, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie
PL421462A1 (pl) * 2017-04-28 2018-11-05 Uniwersytet Warszawski Sposób wytwarzania cyklicznych związków w reakcji metatezy olefin oraz zastosowanie katalizatorów rutenowych do wytwarzania cyklicznych olefin w reakcjach metatezy olefin

Also Published As

Publication number Publication date
PL3548501T3 (pl) 2021-10-25
EP3548501B1 (en) 2021-02-17
PL419637A1 (pl) 2018-06-04
WO2018100515A1 (en) 2018-06-07
EP3548501A1 (en) 2019-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102637889B1 (ko) 루테늄 복합체 및 그의 중간체를 제조하는 방법 및 올레핀 복분해에서 그의 사용방법
EP3294747B1 (en) Ruthenium complexes, method of producing them, and their use
JP6239535B2 (ja) ルテニウムベースのメタセシス触媒およびそれらの製造用前駆体
IL266559B2 (en) Use of ruthenium complexes in metathesis reactions of olefins
PL234469B1 (pl) Kompleks rutenu, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie w reakcji metatezy olefin
KR20210008347A (ko) 신규한 루테늄 착물 및 올레핀 복분해 반응에서의 이의 용도
PL227609B1 (pl) Nowe kompleksy rutenu, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie
EP3820609B1 (en) Use of n-chelating ruthenium complexes in the metathesis reaction
JP5908093B2 (ja) ルテニウムまたはオスミウム錯体、その調製のための方法、およびその使用
WO2023135582A1 (en) New stereoretentive ruthenium complexes, method of their preparation, intermediates used in this method and use of new stereoretentive ruthenium complexes in olefin metathesis reactions
WO2023121492A1 (en) New sterically activated chelating ruthenium complexes, method of their preparation and their use in olefin metathesis reactions
PL221841B1 (pl) Nowe kompleksy rutenu, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie w metatezie olefin
EP4081343A2 (en) Ruthenium complex and method of conducting olefin metathesis reactions with formation of an internal bond using the ruthenium complex as a catalyst
WO2023248205A1 (en) Novel ruthenium complexes, method of their synthesis, intermediate compounds used in this method, method of their synthesis and the use of novel ruthenium complexes in olefin metathesis reactions
EP3947515A1 (en) New use of metal complexes having organic ligands for activating olefin metathesis ruthenium (pre)catalysts
PL216625B1 (pl) Kompleksy rutenu, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie
PL233568B1 (pl) Prekursor chelatującego ligandu karbenowego, izomeryczne kompleksy zawierające ligand chelatujący utworzony z tego prekursora oraz ich zastosowanie jako katalizatora metatezy olefin