PT104713A - COPPER COMPLEXES (II) WITH HYDROPHILIC C-FUNCTIONALIZED SCORPIONATES AND THEIR APPLICATION AS CATALYSTS OF PEROXIDATIVE OXIDATION OF CYCLO-HEXANE IN ENVIRONMENTALLY TOLERABLE CONDITIONS, IN PARTICULAR IN AQUEOUS ENVIRONMENT - Google Patents
COPPER COMPLEXES (II) WITH HYDROPHILIC C-FUNCTIONALIZED SCORPIONATES AND THEIR APPLICATION AS CATALYSTS OF PEROXIDATIVE OXIDATION OF CYCLO-HEXANE IN ENVIRONMENTALLY TOLERABLE CONDITIONS, IN PARTICULAR IN AQUEOUS ENVIRONMENT Download PDFInfo
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Abstract
A INVENÇÃO REFERE-SE A NOVOS COMPLEXOS DE COBRE(II) COM LIGANDOS ESCORPIONATOS DO TIPO TRIS(PIRAZOLIL)METANO FUNCIONALIZADOS NO ÁTOMO DE CARBONO METÍNICO, DE FÓRMULAS (1) E (2), E AO USO DAQUELES COMPOSTOS COMO CATALISADORES DA OXIDAÇÃO PEROXIDATIVA DO CICLO-HEXANO A CICLO-HEXANOL E CICLO-HEXANONA, SEGUNDO O ESQUEMA REACCIONAL (I), COM ELEVADA SELECTIVIDADE, REALIZADA EM CONDIÇÕES SUAVES E AMBIENTALMENTE TOLERÁVEIS, EM PARTICULAR EM MEIO AQUOSO.The invention relates to novel copper (II) complexes with methacrylic acid (1) and (2), and to the use of those compounds as catalysts of peroxide oxidation OF THE CYCLE-HEXANE TO CYCLOHEXANOL AND CYCLOHEXANONE, ACCORDING TO THE REACTIONAL SCHEME (I), WITH HIGH SELECTIVITY, CARRIED OUT IN SOFT AND ENVIRONMENTALLY TOLERABLE CONDITIONS, IN PARTICULAR IN AQUATIC MEDIUM.
Description
iSSÇEIpO çm&lmo® m cobre (II) com ligando® eacorpioaatos £~ £*mcion&XIsadçs hidrófilos o anã aplicação como catalisadores m oxidação peroxidativa de cíclo-hexano em condições «tó>iaãfcalxífônta toleráreis, om particular em sacio aguoao* Móvpb ccmiplexos ae çobreixiq com XigandlDs eeedróróuatos hidrófilos, fahcionali.raiou no átomo de carbono metíníco e soa aplicação ceme catalisadores da oxidação peroxróátiv» de çiíçlo^hiexán© em condições soares é asbientalmente çprérâveis, em part icular em meio aquoso -(II) with ligand ® epoorpioates and hydrophilic catalysts as catalysts and peroxidative oxidation of cyclohexane under conditions which are tolerable, especially in aqueous solution. hydroxylated hydroxyalkyl and hydroxylated hydroxyalkyl esters, on the methyl carbon atom, and the use of catalysts of the peroxyacetic oxidation of hydrogen peroxide under ambient conditions are essentially water soluble, in particular in aqueous medium,
Caxspp do IdreuioCaxspp do Idreuio
Catálise* Química em Meio Aquoso, Qdlmroa: de Coordenação, Químí ca QrgânieaCatalysis * Chemistry in Aqueous Environment, Qdlmro: Coordination, Chemistry Qrgâniea
Antecedentes do inventoBACKGROUND OF THE INVENTION
Ma continuação dos estudos que conduziram, no nosso Laboratdrio, a descoberta de catalisadores & processos oe oxidação -parcial de a I canos ciclíeos, baseados no uso cie hidróxidos hsterorrac 1 eares de ferro{III) -crómio(11Ϊ) |;1,3:.i * de aquo -hidroxo··complexos destes metais í 1,2.1 ,· de um complexo heterometâiico de Fe/Cu/Co [31 , de óxidos de metais dos grupos 5 e õ [4i, de complexos de vanádio [5-11.1 , ferro [?~9] , réxno (12-151 ou cobre [7,8,16,17], temos vindo {í} a procurar novos tipos de catalisadores homogéneos* ma is aotivos, maio am rg-os do ambiente e que, s imo 1 taneamen te, apresentem melhores rendimentos o/ou superior selectividade., e (.i i) tentar melhorar as condições reaccionais dos sistemas catalíticos de modo a torna-ioe ma is activos e economicamente viáveis iaumentãtóo rendimentos e/on selectdvidadest:, bem çomo toleráveis do ponto de vista ambientai, (procurando eliminar a necessidade de solventes orgânicos) .. Do dasenvoivimento destes estudos resultou a invenção em análise, decorrente dos ··> trabalhos de pos-doufcoramento da Dr,a L, ELE, Sb Mar tina, da Dr. * M.F, Guedes da Silva e do Dr, G„£L Míshra, e de doutoramento da Mestre T. F, S . Silva e do Lic, Riccardo Wanke no Centro de Química Estrutural,. Complexo I, Instituto Superior Técnico e no Departamento de Engenharia Quimica do Instituto Superior de Engenharia de bísboa, no âmbito de projeetos da responsabilidade do Prof, A.JVL. Pombeiro financiados pelo programa PECDT (apoiado pelo FEDER) da Fundação para a C.iêneía e a Tecnologia,Further studies have led, in our laboratory, to the discovery of catalysts & (b) oxidation-partial processes of cyclic alcohols, based on the use of iron (III) -chromium hydroxide hydroxides (11) and aqueous hydroxyl complexes of these metals, 2.1, of a heterometallic Fe / Cu / Co complex [31, of metal oxides of groups 5 and 6, of vanadium complexes [5-11.1, iron [? 9], or (12-151 or copper [7,8,16,17], we have been looking for new types of more homogeneous catalysts that are more likely to be in the environment and that are more likely to yield better (ii) to try to improve the reaction conditions of catalytic systems in order to become more active and economically viable, increasing yields and / or selectivity as well as being environmentally tolerable (with a view to eliminating the need for organic solvents). The development of these studies resulted in the invention being analyzed as a result of post-doc work Dr. Maria M., Dr. Guedes da Silva and Dr. G, M. Míshra, and a PhD from Master T. F, S. Silva and Lic, Riccardo Wanke at the Center for Structural Chemistry ,. Complex I, Higher Technical Institute and in the Department of Chemical Engineering of the Higher Institute of Engineering of bísboa, within the scope of projects under the responsibility of Prof, A.JVL. Pombeiro funded by the PECDT program (supported by the ERDF) of the Foundation for Technology and Technology,
Descrição da. Invenção (a) Ohjectívos e vantagens 0 ohjecti.vo geral desta invenção consiste na obtenção de novos conpleues de metais de transição solúveis em meio aquoso.. que constituam catalisadores activos do processo de oxidação parcial do oíclo-hexano: em condições suaves e atsbientalmente toleráveis, na tentativa de estabelecer novos sistemas catalíticos "verdes" efectivos (covb bom rendimento é selectividade) para aquela reaoçlo.Description of the. The general object of this invention is to provide new aqueous transition metal complexes which are active catalysts of the partial oxidation process of o-cyclohexane: under mild and environmentally tolerable conditions , in an attempt to establish new " green " catalytic systems " (good yield is selectivity) for that reaction.
Fara tal, foram seieccionadoe os ligandos esoorpícnafcos funcional!zados no átomo de carbono metínieo, do tipo 2,2,2-t r is{X ~pirazo1i1)etano1 ou 2,2,2-1rí s í1- pi r a a o 1 i 1) e t lime tan o s su 1 f ona to de elevado carácter hidrof ilico, e como metal o cobre (II), e os estudos desenvolveram-se no âmbito dos seguintes ahj&etivos mais ospecifioos; (i) obtenção de novos complexos de cobre(IX) com tris (1 -pirazoli i) metanos C- funcional irados, solúveis em meio aquoso e (ii) aplicação de complexos daquele tipo à oxidação catalítica do ciclo-kexano em condições suaves e toleráveis do ponto de vista ambiental. (feesperatura ambiente, pressão atmosférica e solução aquosa de peróxido de hidrogénio, oxidai!te "verde·" que apenas produz água como sub-produto), com bons rendimento e seieetiviáade,As such, the chloroform ligands functional on the methyl carbon atom of the 2,2,2-tris (X-pyrazolyl) ethane or 2,2,2-tris (1-yl) (II), and the studies have been carried out within the scope of the following more specific methods; (i) obtaining new copper (IX) complexes with aqueous soluble C-functional tris (1-pyrazolyl) methanes and (ii) applying such complexes to the catalytic oxidation of cyclohexane under mild and environmentally tolerable. (ambient temperature, atmospheric pressure and aqueous solution of hydrogen peroxide, green oxidation which only produces water as a by-product) with good yield and seismicity,
Destes obj@ctn.voss deçoxre-u a obtenção dos primeiros corplexos de cobre com os ligandos 2#2;2--txis{l-pirasoli 1) efcanol e 2, 2#2 -tris {I- pirarolíl) etilmetanossulfonato, [CvCl.3 (HOCHsC (pa} 3.) J 1 (pz -pirasolí io] e·. [CuClc ÍCU^BQ^OCE^C (pz) 3} ]2, respectivamente.From these obj@ctn.voss, obtain the first copper cortices with the ligands 2α, 2-tis (1-pyrazolyl) efcanol and 2,2,2-tris (1-pyrazolyl) ethylmethanesulphonate, CpCl 3 (HOCH 3 C (p) 3) J 1 (p -tololol) and [CuClc (CH2) 2 OCH3 C (pz) 3] 2, respectively.
Sara além de serem os primeiros compostos em que se observou à coordenação de um 2,2,2-tris{1-pirarolll}etanol ou 2,2 .< 2 - tri s {1 -pirazoli 1} efci bnetanossul tona to a um centro de cobre, apresentais, como importante vantagem em relação aos catalisadores usuais da oxidação do clclo-hexa.no # uma elevada solubilidade em água- Esta caracterist.xca é da maior importância relativamente ás suas aplicações como catalisadores ou precursores: de catalisador em meio aquoso puro (tm ausência de qualquer solvente orgânico) [18.1. * mo âmbito do estabelecimento cie novos sistemas catalíticos industriais: para a oxidação de arcanos# aceitáveis do ponto de vista ambiental, A obtenção destes compostos poderá ainda ter significado biológico (nomeadamente como modelos inorgânicos)dada. a conhecida [lá] relevância, dos complexos de cobre em sistemas naturals»As well as being the first compounds in which a 2,2,2-tris (1-pyrazolyl) ethanol or 2,2,2- 2-tri (1-pyrazolyl) ethylbenzenesulfonate to a copper center present, as an important advantage over the usual oxidation catalysts of high water solubility. This characteristic is of major importance with respect to their applications as catalysts or precursors: of catalyst in pure aqueous medium (absence of any organic solvent) [18.1. * The scope of the establishment of new industrial catalytic systems: for the oxidation of arcane # acceptable from the environmental point of view, The obtaining of these compounds may still have biological significance (namely as inorganic models) given. the known [relevance] of copper complexes in natural systems "
Outras vantagens desta patente consistem no recurso a. catalisadores facilmente obtidos por uma via simples e conveniente (a partir dos seus .sais metálicos disponíveis comercialmente)* de efeito poluente muito redosido ou nulo (e. g> # ambos os catalisadores actuam em água, sem requerer a presença de çgmlçraer solvente orgânico)# constituindo um sistema de elevadas aetívidade e seXeetivídade, à temperatura ambiente e pressão normal, e sem necessidade de coca talisabores ou aditivos. Assim, foram atingidos números de ciclos catalíticos# í.s.# numeros de "fcurnover" (TOH), 4 expressos em moles de produto por mole de catalisador, até ca, 1,3 x 1,0" e conversões globais, baseadas no ciclo-hexano, de ca, 23: %.Other advantages of this patent are recourse to. catalysts readily obtained by a simple and convenient route (from their commercially available metal salts) with very low or no polluting effect (eg, both catalysts act in water without requiring the presence of an organic solvent) # constituting a system of high activity and safety, at room temperature and normal pressure, and without the need for coca talisabores or additives. Thus, numbers of catalytic cycles # i.e. # numbers of " fcurnover " (TOH), 4 mol of product per mole catalyst, to ca, 1.3 x 1.0 " and overall conversions, based on cyclohexane, of ca, 23:%.
Além disso, nenhum complexo de cobre com ligandos escorpionatos hídrõflios do tipo '2, 2,2-tris(l-pirazclíl} etanoi ou 2,2,2-tris (X-pirasolil) etilmctanossulfonato fora aplicado à oxidação peroxidativa do eíolo-iiexano, O interesse ;do tema é justificado (i) pela relevância da faneionaliaaçâo de aleanos no aproveitamento das fontes naturais de matéria orgânica maís abundantes, relatiyamente baratas (mas que, devido à sua inércia reaeciónal, são principal; mente uti li radas explorando apenas o seu conteúdo energético), através da sua conversão em produtos orgânicos de valor acrescentado, e {li). peia grande procura da mistura ciclo-hexanol / ciclo-hexanona devido às suas importantes aplicações (intermediários no fabrico do acido adipieo, do Nylon-6,8', da poliamida-6, de espumas de ureta.no, de acidalantes em farinha.® -e aditivos lubrificantes 120]),Moreover, no copper complex with hydrophilic phosphorous ligands of the 2 ', 2,2-tris (1-pyrazolyl) ethanoyl or 2,2,2-tris (X-pyrosolyl) ethylmethanesulfonate type was applied to the peroxidation oxidation of the epoxy-hexane The interest of the theme is justified by the relevance of the faneionalisation of alleans to the use of natural sources of organic matter which are abundant, relatively inexpensive (but which, owing to their reactive inertia, are mainly used for exploring only the its energy content) by converting it into value-added organic products, and {li). In view of the important applications of the cyclohexanol / cyclohexanone mixture (intermediates in the manufacture of adipic acid, Nylon-6,8 ', polyamide-6, urethane foams, flour-forming agents. Lubricating additives 120]),
Aelativamente aos processos sintéticos conhecidos, poderemos referir o caso do ácido adipíco {intermediário na produção do Nylon-β, i'): que é produzido industrialmente em d;uas fases; oxidação do ciclo-hexano e uma mistura de ciclo-hexanol/ciclo-hexanona a qual é depois oxidada a ácido adipieo [2 Da] . Na primeira fase, o cicla-hexan© é oxidado pelo dioxigénio do ar a uma temperatura superior a ISO °C a uma pressão de ca. 12 - 18 afcm, na presença de um catalisador solúvel tal como naftalenato ou acetato de cobalto. Ά mistura de cinio-hexanol /.c leio-hexanona- fproduto® de oxidação) é obtida com uma baixa conversão (nsualmente entre 3 e 3 %) para aumentar a selectividade (70 - 80 %) (processo DuPont) [21] , exigindo a reciclagem repetida da alimentação de ciclo-hexano. Ά formação de produtos secundários constitui uma outra dificuldade do processo, tendo sido reconhecida a necessidade; de encontrar sistemas alternativos mais actívos sob condições opera té ri as suaves *Aelatively to known synthetic processes, we can refer to the case of adipic acid (intermediate in the production of Nylon-β, i '): which is industrially produced in two phases; oxidation of cyclohexane and a cyclohexanol / cyclohexanone mixture which is then oxidized to adipic acid [2 Da]. In the first step, the cyclone-hexane is oxidized by the dioxygen from the air to a temperature above ISO ° C at ca. 12-18 in the presence of a soluble catalyst such as naphthalenate or cobalt acetate. The oxidation reaction is carried out with a low conversion (usually between 3 and 3%) to increase the selectivity (70-80%) (DuPont process) [21]. requiring repeated recycling of cyclohexane feed. Ά the formation of by-products is another difficulty of the process, and the need has been recognized; to find more effective alternative systems under mild operating conditions *
As limitações dos sistemas referidos: são dificuldades que a invenção em análise procura de alguma forma atenuar. De facto, os nossos sistemas cataliticos em apreciação apresentam diversas vantagens em relação, por exemplo, ao processo industrial de oxidação de cíclo-hexano, i>e< superiores efetividade, rendi mento s selectivi dade e condições de operação mais suaves e toleráveis do ponto de vista ambientai,The limitations of the above systems are difficulties which the present invention seeks to mitigate in some way. In fact, our catalytic systems under consideration have several advantages over, for example, the industrial oxidation process of cyclohexane, i > superior effectiveness, selectivity yield and smoother and environmentally tolerable operating conditions,
Outras vantagens em relação aos processos químicos usuais incluem (i) a símplícidade dos processos (num "passo,v único) e Ui) o recurso a catalisadores e mafcér ias-primas de relativamente baixo custo, acessíveis e de efeito poluente muito reducido ou nuloOther advantages over the usual chemical processes include (i) the simplicity of the processes (in a single step) and (i) the use of relatively inexpensive, accessible catalysts and raw materials with a very low polluting effect or null
Os catalisadores desta invenção são tamhéra vantajosos em relação a outros anteriormente testados para a referida reacçao de oxidação por aoção do peróxido de hidrogénio, pois para além de ma is actívos e seieetivos, apresentam maior simplicidade estrutural e eliminam a: necessidade de utilizar solventes orgânicos. .De facto, os catalisadores da invenção em análise são ma is ac tívos |de acordo cem os valores de números, de ci clos catalíticos, TOlls, obtidos por exemplo para o catalisador ÍCuC.1.2{CH-íSG^OCHiC íps) 5))2 2 [1,8 x W4 na oxidação de ciclo·" hexanoíj que os complexos CC-úCl·*{xc{pzΪ 3} 1 n~l ou X-SCg, u~2} na oxidação do cíclo-hexano por aCçãe do perexido de hidrogénio (TONs máximos: de 43 e 32, respectivamente) ou que o composto de CuÇllJ [CuiHeípz).bríCÍ3 ÍTON-** ** 18} [81 > Além 6 disso, apr&seatam também rendimentos consideravelmente superiores aos dos referidos complexos relacionáveis HCeCXaCXC (prl3}j OC ~ Μ, η ~ X ou X « SO.v,· n «; 2} (rendimento máximo de 4 %} ou [Cu(KC (prb)gj<21 s (rendimento máximo de 2,S %} [21 · ãdicíonalmerxte, os catalisadores da invenção em análise exibem valores de TQNs superiores àqueles apresentados per outros catalisadores baseados em hidróxidos de ferro (III]·" crómio(-111:) ílj , vm polímero de coordenação dipícolinato de Cir/Ma (221 ou aqueles exibidos por vários outros sistemas catalíticos de cobre, nomeadamente com líganbos salen, aeetonítrilo ou ftalocianina [23], (te) Caractoristícas inovadoras A invenção em análise reportasse ao uso inovador de complexos de cobre (IX) oom ligandos escorpionatos c-funeionalisados do tipo 2,2 , 2"·tris (1-piraroXil) stsnol ou 2,2,2 ·- t r í a {i" pi r a s o 1 i 1} e 1.1 Ime t anos sul £ ona t o (X a 2} como catalisadores na oxidação peroxídativa de elcló-hexano a cíclo-nexanol e cicXo-fcexanona >The catalysts of this invention are also advantageous over those previously tested for said oxidation reaction by action of hydrogen peroxide, since in addition to the more active and seieactive ones, they exhibit greater structural simplicity and eliminate the need to use organic solvents. In fact, the catalysts of the invention under analysis are most in agreement with the values of catalytic numbers, catalysts, for example, obtained for the catalyst (COCH2) ) 2 2 [1.8 x W4 in cycle oxidation · " hexanoate complexes than the CC-Î ± 1Î ± 1 β1 β1 or β-SCg, Î ± 2 complexes in the oxidation of cyclohexane by hydrogen peroxide (maximum TONs of 43 and 32, respectively) ) or that the compound of CuCl3 (CuIHePz). In addition, yields are also appreciably higher than those of said relational complexes (maximum yield of 4%) or [CaaC [[] Cu (Kc (prb) gj <21 s (maximum yield of 2.times.%), The catalysts of the invention under analysis exhibit higher TQN values than those presented by other catalysts based on iron (III) hydroxides (221), or those exhibited by various other copper catalytic systems, in particular with Salen, ethoxycarbonyl or phthalocyanine [23]. The novel Invention Caractristins The invention in the present study reported the novel use of copper (IX) complexes with c-functio- nized 2.2, 2'-tris (1-pyroxyl) steroid or 2,2,2'-tris (Xa 2) as catalysts in the presence of a compound of formula (I). peroxidase oxidation of cyclohexane to cyclohexanol and cyclohexanone >
Além disso, a presente invenção reconhece, pela primeira ves, que os complexoe daquele tipo (solúveis em águá) catalisam efieientemente a oxidação parcial de ciclo-hexano, sem requerer a presença de qualquer solvente orgânico,In addition, the present invention recognizes, for the first time, that complexes of that type (water soluble) efficiently catalyze the partial oxidation of cyclohexane without requiring the presence of any organic solvent,
Ds complexos de cobre (I11 desta invenção constituem, assim, os primeiros cataiísadores com. tris(l~piraxolíDmetanos C-funcional irados, 2,2,2~ tris ( X--píraroliX} étanoi ou 2,2,2·" tris(l"pirarolil)efcilmetanossulfonafco, actívos na oxidação peroxidativa do ciclo-bexanc, ;0s eòfplexos de cobre da: presente invenção: exibem uma aetividade catal.i ti ca. notável, sob condições moderadas a asbientalmente; toleráveis, para aquela oxidação parolai do eicÍp--hexano, nam processo de ''passo" unlco. 13e facto, o complexo [CuCl;> {CH^SO^OCipC ipz} j} j 2 apresenta a aetividade maia elevada ate hoje relatada para um coraílexe catalisador escorpionato de cobre; para a oxidação peroxidativa do cicie-· hexano O «a» :ss: 3.,0 X ICrd ,The copper complexes (I 11 of this invention thus constitute the first catalysts with C 1-6 functional cis-1-pyrazole dimethyl, 2,2,2-tris (X-pyrazolyl) ethane or 2,2,2- tris (1-pyrazolyl) -ethyl-methanesulfonaphthyridine, which are active in the peroxidation oxidation of the cyclohexane, the copper compounds of the present invention exhibit a remarkable catalytic activity under environmentally tolerable moderate conditions for such particle oxidation and the complex [CuCl; (CH 2 SO 3 OC 3 Cl 2)] exhibits the high activity reported up to now reported for a catalytic scorpionate catalyst for the peroxidative oxidation of cyclohexane A: a: 3: 0,
Além disso, os próprios complexos de cobre cear os Xiganáos 22;,2»· tris (1-pirnsolil.}etanol ou 2,2:,2-tris ξ 1- p i ra 2 o1i1}et iImetanos s u 1 i ona t o slo novos a a sua preparação envolve novas reeeçdás:. (c) Descrição técnica a inveuçio consiste na obtençlo de novos complexos de cobre {II.} com tri s {1-píra soli 1; metanos C - f une .1 ona .1 i. ca dos, solúveis em égua, e na uti11cação daqueles complexos como catalisadores da oxidação peroxídatíva de ei c 1 o -he.xa.no a oielo-hexanol e cielo-bexanona, realizada em condições suaves ei ambientalmente toleráveis, cm bons rendixuento e sei ectividade. A ohtenflp doe catalisadores ÍCuCl2{HOCH2Cips; ^>1 I (pZ a pirasolilo) e lauClrCCíbSDsPélhe Cpih!!;; 2 o a descrição do processo catalítico de oxidação do cielo-hexano são indicadas com maior detalhe: através de alguns exemplos que são meramente ilustrativos, sao sendo de carácter .1 imitativo do âmbito da presente invenção.In addition, the copper complexes themselves comprise the Xanthomers 22: 1, 2-tris (1-pyrrololyl) ethanol or 2,2 :, 2-tris (1-pyridazin-2-yl) methanesulfonyl methanesulfonate (c) Technical description The invention consists in obtaining new copper (II) complexes with tri (1-pyrazolyl) methanesulphonates. and in the use of such complexes as catalysts of the peroxy oxidation of hexane-hexane and hexane-hexanol, performed under mild and environmentally tolerable conditions, in good yield and in The description of the catalytic oxidation process of the sky-hexane is given in more detail: by way of some examples which show that the catalytic oxidation process of the hexane-hexane is shown in greater detail. are merely illustrative, are of the imitative character of the scope of the present invention.
Exemplos A; Preparação dos complexos de cobre (11) com os ligandos tri s {l-pirasoii 1) metanos c-funcionali rados 2,2 * 2 - tris i 1 -pirasolil 1 etanol ou I # 1, 2 -tris i 1. ~Examples A; Preparation of the copper (11) complexes with the tri (1-pyrazole) ligands 2,2'-tris (1-pyrazolyl) ethanol or I-1, 2-tris
Alj [CuCI s{ HOCHaC (pz) i}) 1 A vem. solução de cloreto· de cobre (II) anidro (118 xtg, 0,. 875 mrnol| em betra-hidrofurano (TKFS (25 mL) foi adicionada uma quantidade- equimolar áe HQCHjxCCpzb (108 mg, 0,?fã mm»!) exa THF (25 mbj > coxa agitação constante. A solução verde escura foi agitada sob refluxo durante 6 horas.,. À solução final foi concentrada por evaporação e, após adição de n~pentano, precipitou um sólido verde- que foi isolado por filtração, lavado com r-pentano e seco sob -vácuo (100 mg, 85 % de rendimento) . Os existais adequados para difraeção de xaio-s-X foram obtidos por dissolução do sólido em metanol e adição de éter. Os testes de solubilidade deste composto revelaram que è solúvel em água (%pc * IS mgtmL) , A2) [ C-uCl;. { CH^SOvOCH^C \ pr í ,x} j s 2 A uma solução' de cloreto de cobre(XI) anidro (54 mg, 0,40 •mraol) em MeOH (50 mh) foi adicionada uma quantidade equimolar de CrnSOsOCmO (pz) 3 (140 mg, 0,397 mnol) em THF (20 mL} coxa agitação- -constante. .& solução foi agitada sob refluxo durante € horas, em segx.xi.da concentrada por evaporação e, após adição de n-pex^tano, originou um sólido verde. O sólido foi. isolado por filtração, lavado várias veres coxa n-pentaro e seco in vacx.íó (44 mg, 80 8 de rendimento) , Os cristais adequados para dlfracção de raias-X. foram obtidos por dissolução do sólido em metanol a edição de éter. Os testes de solubilidade deste composto revelaram que é solúvel em âgxxa (8zs*c « 14 mg /mh)Alj [CuCI s (HOCHaC (pz) i) 1 A comes. To a solution of anhydrous copper (II) chloride (118 æg, 0.875 mmol) in tetrahydrofuran (TKFS (25 mL) was added an equimolar amount of CH2 Cl2) (108 mg, 0.01 mmol) The dark green solution was stirred under reflux for 6 hours. To the final solution was concentrated by evaporation and, after addition of n-pentane, a green solid precipitated which was isolated by (100 mg, 85% yield) The suitable excipients for x-ray diffraction were obtained by dissolving the solid in methanol and addition of ether The solubility tests of this compound (2%) of the title compound were prepared as described in Example 1. To a solution of anhydrous copper (XI) chloride (54 g) (40 mL, 0.40 mmol) in MeOH (50 mL) was added an equimolar amount of CrOSO4 OCmO (pz) 3 (140 mg, 0.397 mmol) in THF (20 mL). The solution was stirred under reflux for 3 hours, then concentrated by evaporation and, after addition of n-butanol, gave a green solid. The solid was evaporated. isolated by filtration, washed several times with n-pentane and dried in vacuo (44 mg, yield 80%). The crystals suitable for X-ray diffraction. were obtained by dissolving the ether solid in methanol. The solubility tests of this compound revealed that it is soluble in water (8: 2: 1 and 14 mg / m 3)
Oa complexos X e 2 foram carueteriçados por aspeetroscopia de XV, IV prónixao, análise elementar e difraeção de raios-X:. Os seus dados cristalográficos bem como uxaa selecçlo dos seus Comprimento-o e ângulos de ligação são apresentados aas Tabelas 1 e 2 , respect.ivamenfce,Oa complexes X and 2 were characterized by X-ray as well as X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, elemental analysis and X-ray diffraction. Their crystallographic data as well as their selected length and connection angles are given in Tables 1 and 2, respectively,
Tabela. 1 ~ Dados erisbalográf ieos para os compostos ICu€lj{ROCPbC (pz> s} j 1 é (CuCl2 {GH;*802GC%C. (pz h} 'h 2 . 1 2 Fórmula empírica s-Ci ^CnlaO C24 d 2 i sCugHj. aOè-S'2 Peso da fórmula 378,71 913/58 Si stama cri$ta1ino Qxtoròxthi co Mcnoclínico Grupo espacial Pbca B21/C a (k\ 14,702(5} 8,9521(7} b (Â) 13,02:8(5} 18/7943 (18) c (k) 16/7628 (11) 10,2236(10) β (/} 90 98,085(6} ¥ (Ab 1253,0(17} 1703,0(3} •O ··*> A» O T {K} 293 298 Densidade 1,546 1,782 {calculada} (Mg/mb Coeficiente de 1,677 1,745 absorção (mm ;} F {000}; 1528 224 Beflerdes 17189/ 4202 11150 / 3119 recolhidas / rHiint) ~0,0444] ÍR(int) - 0,0833] únicas índices R finais 5.·: ~ 0,0422 RI - 0,0438 Q>20{X} j índi.cea R (dados Ri - 0,0627, %?£/ RI ss 0, 0810, wR2 « totais} « 0,1213 0,0870Table. 1-erythropoietic data for the compounds ICu (ROCPbC (pz) s 1 is (CuCl 2 (GH; * 802C) C (pz h) 2. (B) (a) (b) (b) (b) (b) (b) (b) (b) (b) 13.02: 8 (5) 18/7943 (18) c (k) 16/7628 (11) 10.2236 (10) β (98 98585 (6) (Ab 1253.0 (17) 1703, (Mg / mb Coefficient of 1,677 1,745 absorption (mm; F000); 1528 224 Beflerdes 17189/4202 11150 (Mg / mb) / 3119 collected / rHiint) ~ 0.0444] IR (int) - 0.0833] single final R indices 5. ·: ~ 0.0422 RI - 0.0438 Q > 20 (X) Ri - 0.0627,%? / RI ss0.0810, wR2 totals = 0.1213 0.0870
Tabela 2 - CampTlimntúZ (Â) e ângulos de Xi.g&gl© (*} seleccionados para os compostos '[CbCliCHOCHxCi^^^ j)) 1 e iCuCXs {CHaSC^OCHiC ípz) 31} 2. 2 , 1 2Table 2 - CampTlimentúZ (Â °) and angles of Xi.g & ggr (*) selected for the compounds [(CbCliCHOCHxCi ^^^ j)) 1 and iCuCXs (CHaSC ^ OCHiC (zz) 31.2.2.1
Comprimsntos de lígãçãoTable of contents
Cul-Cli 2,2364(12} 2,2400(11} Cul-Ci.2 2,2574(11} 2,2380(12) cui-eir - .2,6962 (12) Cu-Mil 2,040(3} 2,023(i) CU-H14 2,244(3) 2,002(3) cui-m? 1,937(3) ... Ângulos do ligsção N14~Cu.l--N.ll 84,08(12} 85,66{14} Ml4-Cul-Cii 105,38 (9) 169,23(10} Hll-Cei-Clt 91,99(10} 83,53(10) Ml 4 "-Cu 1-<112 107,06(9} 91,32(10) Ml:l'~Cul-Cl2 166,89(11} 176,52{10} G11-Cu1~Ç12 91,63(5) 93,91(5} Mlé-Cui-Cli * - 94,45(10) Mll-Cul-Cl.2 * 92,7.3 (10) Cll-Cul-Clr í ... 105,37(4) Ci2~CuI—€12 - 85,77(4) Cu1—C12-Cu1 f ... 94,23(4)Cul-Cli 2.364 (12) 2.2400 (11) Cul-Ci2 2.2574 (11) 2.2380 (12) cui-eir - 2.699 (12) Cu-Mil 2.040 (3) 2.023 (i) CU-H14 2.244 (3) 2.002 (3) cui-m-1.937 (3) ... Angles of N14-Cu.l ligation - N.ll 84.08 (12) 85.66 (14) } MII-Cul-Ci1 105.38 (9) 169.23 (10) H11-CeI-Clt 91.99 (10) 83.53 (10) M1-4 -Cu 1- <112 107.06 ( 9 91.32 (10) Ml: 1-Cul-Cl2 166.89 (11) 176.52 (10) G11-Cu1-C12 91.63 (5) 93.91 (5) Mle-Cui-Cli (4) C12-C11-C12-C10-C7-C7-C7-C10- Cu1-C12-Cu1 f ... 94.23 (4)
Exemplos_Bc Oxidação do clclo-hexano a eiclo-fuaxanol e ciclo™ hexanona com peróxido de hidrogénio e recorrendo aos cafcalísadoree 1 e 2 ,Examples Oxide of the cyclohexane to cyclohexanol and cyclohexanone with hydrogen peroxide and using the alkalisers 1 and 2,
Bi) ba. presença de ecetoni.trilo hs reacçdes do oxidação forem realizadas em· 'tubos do tipo Schlenk e sob atmosfera inerte, Em. condições, normais dissolveram-se 0,010 mmol de catalisador {complexo I ou 2} em 2,5 m.t de acetonitriio, Desta solução retírou-se «ma amostra com o volume necessário de forma a obter a ratão molar oxidante/catalisador pretendida,: e adrciono-u-se. a outro, balão 50010,01: reaoeional com m volume de acetonitriio tal que o volume total na solução final fosse 3 ML, Adicionaram-se 5,00 mmol {0,50 ml<) de uma. solução aquosa cie per óxido de hidrogénio a 30 % e ainda 5,00 mmol (0,54 mL) de ciclo--bexano, por esta ordem. A reacçSo foi mantida com agitação à temperatura ambiente e pressão normal durante 8 horas, Ho final da reaeção, para análise dos produtos, a fase orgânica foi exr. ra Ί da , adí siorando-se €,S mL de éter dietllico e 9Ό ptL de ciolo-heptanona (padrão interno) „ A mistures, obtida foi agitada durante 10 minutos e em seguida foram tomadas amostras (1 μ!>) da fase orgânica; que foram: xnjectsdas no cromatdgrafo > Os valores de TOH foram calculados utilizando uma curva de calibra.ção obtida a partir de valores conhecidos dos produtos ícxelo-hexanona e cielo-hexanol): e do padrão interno {ciclo-heptanona),Bi) ba. The reactions of the oxidation are carried out in Schlenk type tubes and under inert atmosphere, Em. Under normal conditions, 0.010 mmol of catalyst (complex I or 2) in 2.5 mt of acetonitrile was dissolved. From this solution, the sample was removed in the required volume to give the desired oxidant molar / catalyst ratios, and adrciono-u-se. to another, 50010.01: reaction flask with a volume of acetonitrile such that the total volume in the final solution was 3 ML, 5.00 mmol (0.50 mL <1 mol) was added. 30% aqueous hydrogen peroxide solution and still cyclohexane 5.00 mmol (0.54 mL) in that order. The reaction was maintained with stirring at room temperature and normal pressure for 8 hours. At the end of the reaction, for analysis of the products, the organic phase was ex. The reaction mixture was stirred for 10 minutes and then samples (1 μl) of the crude product were added. The reaction mixture was stirred at room temperature for 1 hour. organic phase; which were: xnjectsdas on the chromatograph > The TOH values were calculated using a calibration curve obtained from known values of the hexelohexanone and cielo-hexanol products: and the internal standard (cycloheptanone),
Foram também realizados ensaios em branco nas mesmas condições reaeelonaiâ·,· mas sem o complexo esoorpionato de cobre, não tendo sido detectado qualquer produto de oxidação. Ha Tabela 3 são indicados resultados típicos.Blank assays were also carried out under the same conditions, but without the copper complex, and no oxidation product was detected. Typical results are shown in Table 3.
Tabela 3 - àctividade catalítica dos complexos 1 e 2 na oxidação pero.xi.dat iva. do ci.clo-.he.xano . " T0Hh Catalisador Ciclo~ hexanol CA) Ciclo- hexanona m Total'' t 73 8 81 tâ 10 8 18 a 1.7 í 1.2 188 2ã 18 5 23 hesultados seleccíonados, Condições típicas: Cdhx (8 rool) ; HCMe: (3,0 mL} ; &..(Ε%0ζ) /n(CçH;5;2j - ij n(HHO^)/n {catalisador) - 10; 20 6 *u y Húmero de ciclos catalíticos ou de "furnover" total (moles de produto por mole de catalisador) , c Ciclo-hexanol ciclo-hexanona. *s Ha ausência de HCMe tsubstítuído por Ha0) - Β2) J9a ausência de so 1 vantes orgânicos &a reacçSes de oxidação foram realizadas? em tubos» de tipo Schl&nk e sob atmosfera inerte. Dissolveram-se 0,010 mmol de catalisador (complexo t ou 2} em 2,5 ML de água:, Desta soluça© retirou-se uma amostra com o volume necessário de forma a obter a rasãO: molar ox.id.ante/catalisador pretendida, e aâieionou---se a outro· balão Schlenk reaccional com. um volume de água tal que o volume total na solução final fosse 3 mL, Adicionaram-se 5,00 mmol (G,SÔ mlh de uma solução aquosa de parôxido de hidrogénio a 30 % e ainda 5,00 mmol (0,54 mL) de ciclo-hexano, por esfca ordem, A roacção foi mantida com agitação à temperatura ambiente e pressão normal durante 6 horas. Mo final da. reacção, para analise dos produtos, a fase orgânica foi extraída, adicíonando-se 5,5 xeL de éter -dietllico e 9:0 μι.· de ciclo-heptaxiona (padrão interno) . A mistura obtida foi agitada durante 10 minutos e em seguida: foram tomadas amostras (1 ,|lL) a parti.r da fase orgânica que foram i.nçectadas no cromatografo. Os valores de TOM foram calculados utilizando uma curva de calíbraçã© obtida a partir de valores conhecidos dos produtos (eielo-hexanona e cíclo-hexanol) e do: padrão in terno (ciclo-hepfcanona)*Table 3 - catalytic activity of the complexes 1 and 2 in the oxidation pero.xi.dat iva. of hexane. " T0Hh Catalyst Cyclohexanol CA) Cyclohexanone Total 73 8 81 tâ "¢ 10 8 18 to 1.7 t 1.2 188 2æ 18 5 23 selected, Typical conditions: Cdhx (8 rool); HCl: (3.0 mL); (ε% Oζ) / n (CHH 5 5 5H₂O)) / n (catalyst) -10; of total furnace (moles of product per mole of catalyst), and cyclohexanol cyclohexanone. The absence of HCMs is reported by Ha (O) - (2). The absence of organic solvents and oxidation reactions were realized? in Schl &amp;amp;amp;amp; and amp; 0.010 mmol of catalyst (complex t or 2) in 2.5 ml of water was dissolved. A sample of the required volume was withdrawn in such a way as to obtain the desired oxo-molar ratio / catalyst , and reacted with a further Schlenk flask with a volume of water such that the total volume in the final solution was 3 mL. 5.00 mmol (G, 100 mL of an aqueous solution of The reaction mixture was stirred at room temperature and under normal pressure for 6 hours, at the end of the reaction, for analysis of the reaction mixture. The organic phase was extracted by adding 5.5 ml of diethyl ether and 9.0 μl of cycloheptathione (internal standard). The obtained mixture was stirred for 10 minutes and then samples were taken (1, 1 L) was added to the organic phase which was isolated in the chromatograph. (eielo-hexanone and cyclohexanol) and the internal standard (cyclohepfcanone) *
Foram também realixados ensaios em branco nãs mesmas condições reaccionaís, mas sem o complexo escorpienato de cobre, não tendo: eido detectado qualquer produto de oxidação,. Ma (tabela 3 são indicados resultados típicos.Blank assays were also carried out under the same reaction conditions, but without the copper scorpienate complex, no oxidation product having been detected. Ma (table 3 typical results are given.
Os catalisadores são altamente selectivos na formação de eiclo-hexanol, enquanto que a ciclo-hexanona é· usualmente obtida em qu&ntidádea xnuito inferiores, ô complexo íduClsíCHjSDsOCíHaCipsií}}^ 2 é o melhor catalisador na oxidação do ciclo-hexano a ciclo-hexanoi (produto principal} a ciclo ·· hexanona.. condubindo, após um tespo reaceiónai optimibadò de 6 horas, & ím nimerd de cicies catalíticos (TON} de 186 moles de produtos/mole de catalisadorThe catalysts are highly selective in the formation of cyclohexanol, while the cyclohexanone is usually obtained in a relatively low amount, but the cyclohexane complex is the best catalyst in the oxidation of cyclohexane to cyclohexanoyl (major product) was added to the cyclohexanone cycle, after an optimum reaction time of 6 hours, catalytic tests (TON) of 186 moles of products / catalyst mole
De salientar, ainda, que ou catalisadores exibem uma aotlvidade notória na ausência de solvente orgânico (e.g., acetonitrilo) como ilustrado na Tabela l, Este compor tavaen to è favorecido peia boa solubilidade destes catalisádbfse em permitindo que o sistema catalítico opere no meio de peroxide de hidrogénio aqsesp, sem a necessidade de adição de qualquer solverte orgârico. ftf MA Eopylovich, A.M. Kiriilbv, Baev, A.JIL, Bombeiro, J. Mol. Cat. A. mm, 206, 163.It should also be noted that catalysts exhibit a remarkable viscosity in the absence of organic solvent (eg, acetonitrile) as shown in Table 1. This behavior was favored by the good solubility of these catalysts in allowing the catalytic system to operate in the peroxide medium of hydrogen, without the need of addition of any organic solvents. ft MA Eopylovich, A.M. Kiriilbv, Baev, A.JIL, Bombeiro, J. Mol. Cat. A. mm, 206, 163.
[2] Ά. J .L. Po?ubeirot M,H. Kopylovieh, A.M. Ririllov, Patente PT 103033, mm.[2] Ά. JL. Pobebet M, H. Kopylovieh, A.M. Ririllov, PT 103033, mm.
[3] A.J.L. Pombeiro, A.M, Eirillov, Μ.N.. Kopylovieh, V.b.[3] A.J.L. Pombeiro, A.M., Eirillov, Μ.N .. Kopylovieh, V.b.
Kokosay, D. S, Nesterov, Patente PT 103526, 266?, [4.1 A. J.L, Pombeíro, j. j .R. Frausto da Silva, JiA.L, Silva, M-V. Kíriliava, P.M. Reis:, A.M. Kirillov, A.F. Palavra, Patente PT 103350, 20061 iSl P.M. Reis, J.A.L. Silva, 0',u .R,F. da Silva, A. J.L.Kokosay, D. S, Nesterov, PT 103526, 266 ?, [4.1. J.L., Pombeiro, J.A. j. Frausto da Silva, JiA.L, Silva, M-V. Kíriliava, P.M. Reis: A.M. Kirillov, A.F. Word, Patent PT 103350, 20061 iSl P.M. Reis, J.A.L. Silva, O ', U.R, F. da Silva, A. J.L.
PombeirC f Chexn. Commun. 2000, 1845 .Pombeir C Chexn. Commun. 2000, 1845.
[6i A.J,L. Pombeiro, Jid.E.P, da Silva, Y. Fujiwara, J.A.L. Silva, P.M, Heis, A. F. Palavra, Patente WO 2004/037416 A3, 2004, [7] A,J.L. Pojnbeí.ro, A.M. Ririllov, M.N. Kopylovieh, M.V. lirilidta, d- Banhlça, da. Silva, Patente PT 103225, 2006, {ÍlT,f,Sv Silva, 1,. M v D.. R, S - Martins, BXhB.A, Alegria, Pombeiro, Adv. Syxith. Catai., 2601,, 350, 706.[6i A.J, L. Pombeiro, Jid.E.P, da Silva, Y. Fujiwara, J.A.L. Silva, P.M., Heis, A. F. Word, WO 2004/037416 A3, 2004, [7] A, J.L. Pojnbeí.ro, A.M. Ririllov, M.N. Kopylovieh, M.V. lirilidta, d- Banhlça, da. Silva, U.S. Patent No. 103225, 2006, U.S.A., U.S.P. M v D .. R, S-Martins, BXhB.A, Joy, Pombeiro, Adv. Syxith. Cat., 2601, 350, 706.
14 |:9j A. Ο · 1= - Porabei ro, L.IkD.R.S. Martins, S. C . B. A. Alegria, fj,|, Silva, Patente PT 104153, 2008. |í:0! G.S» Mishra .. T. F . S . Silva, L. M, D. R. S. Martins, A. J.L. js^itsleirQ, âg&Meã 2Q0SG 11(7), 1217. filj A - 3 - P * Porabei ro, L.M.D.R.S. Martins·, T.F.S. Silva, G. S . Mishra.. Patente PT1G4447, 2<30f (data de prior idade: 20/03/2009) > Q2] E.C.B.A, Alegria, Μ,V, Kirillova, h.M,D.R.S. Martins, A , s J. I.·. Porabei ro, Appl. Ca t, At General, 2007, 317, 4 3 . Í13J h.3,h. Pom.be.iro, L.M.D.R.S. Martins, B. C <B,A. Alegria, M.V. Kirillova, Patente PT 103733, 2808. Γ14] g.S. Mishra, E.C,B. Alegria, L.M.D.H.S, Martins, 0'. J .R. frausto éa Silva, A,<1,1. Bombeiro,: 3. Moí, Catai Ar Chem., 2008,: 285, 92, [15] a,J.L- Bombeiro, I,,M.D..R.S. Martins, E.C.B.A. Alegria. G. S - Mishra, J.J.κ. Fraústo da Silva, Patente PT 104197, 2008, [ISj δ) A.M. Ririllov, M.N. Kopylovich,· Μ,V, Kirillova, E.Y, Karabaob, 1L M. F.C,G,: da Silva, Α,Υί,Β, poitfoeiro, àciv. Synth. Catai., 2000, 348, 159. b) A>M. Kirillov, M.N, Kopylovich, M.V. Kirillova, M. Haukka, M.F.C.G, da Silva, A.J.L.: Porabei ro, Chem„ Irfc. iM ., 2000, M, 434S, c) C. Nioola, 7. Y. Karabach, A.M. Kirillov, M. Monari, L, Pandolfo, C. Pettinari, A.J.L, Bombeiro, Inerg. Chem., 2007, 46, 221.14 |: 9j A. Ο · 1 = - Porabei ro, L.IkD.R.S. Martins, S. C. B. A. Alegria, M., Silva, Pat. PT 104153, 2008. | G.S. Mishra. T. F. S . Silva, L. M, D.R. S. Martins, A.J.L. et al., J. Med. Chem. Soc., 2, 11S, 11 (7), 1217. A-3-P-Porabei ro, L.M.D.R.S. Martins ·, T.F.S. Silva, G. S. Mishra. Patent PT1G4447, 2 <30f (date of prior: March 20, 2009) > Q2] E.C.B.A, Joy, Μ, V, Kirillova, hM, D.R.S. Martins, A, J. Porabei, Appl. Ca t, At General, 2007, 317, 43. (13H, 3h). Pom.be.iro, L.M.D.R.S. Martins, B. C < B, A. Alegria, M.V. Kirillova, PT 103733, 2808. Γ14] g.S. Mishra, E.C., B. Alegria, L.M.D.H.S, Martins, 0 '. J. Frausto et al., A, < 1.1. Firefighter: 3. Moi, Catai Ar Chem., 2008, 285, 92, [15] a, J.L. Fireman, I., M., D.R.S. Martins, E.C.B.A. Joy. G. S-Mishra, J.J. Fraústo da Silva, PT 104197, 2008, [ISj δ) A.M. Ririllov, M.N. Kopylovich, Μ, V, Kirillova, E.Y., Karabaob, 1L M. F.C, G, da Silva, Α, Υί, Β, poitfoeiro, áciv. Synth. Cat., 2000, 348, 159. b) A > M. Kirillov, M. N., Kopylovich, M..V. Kirillova, M. Haukka, M.F.C.G, da Silva, A.J.L., Porabeiro, Chem. iM., 2000, M, 434S, c) C. Nioola, 7. Y. Karabach, A.M. Kirillov, M. Monari, L, Pandolfo, C. Pettinari, A.J.L, Fireman, Inerg. Chem., 2007, 46, 221.
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CataiyTic Activation and Func ti onal isa t ion of LightCataiyTic Activation and Functionalisation of Light
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