RU2799800C2 - Synthesis of building blocks and starting substances for obtaining renewable polymers - Google Patents

Synthesis of building blocks and starting substances for obtaining renewable polymers Download PDF

Info

Publication number
RU2799800C2
RU2799800C2 RU2020100077A RU2020100077A RU2799800C2 RU 2799800 C2 RU2799800 C2 RU 2799800C2 RU 2020100077 A RU2020100077 A RU 2020100077A RU 2020100077 A RU2020100077 A RU 2020100077A RU 2799800 C2 RU2799800 C2 RU 2799800C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lactone
derivative
hydrogenated
following reaction
renewable
Prior art date
Application number
RU2020100077A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020100077A (en
RU2020100077A3 (en
Inventor
Сарим ДАСТГИР
Франческо ФЕРРЕТТИ
Мухаммад ШАРИФ
Ральф ЯКСТЕЛЛ
Маттиас БЕЛЛЕР
Дуглас В. СТЕФАН
Луи ФАН
Original Assignee
Катар Фаундейшн Фор Эдьюкейшн, Сайенс Энд Коммьюнити Девелопмент
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 Катар Фаундейшн Фор Эдьюкейшн, Сайенс Энд Коммьюнити Девелопмент filed Critical Катар Фаундейшн Фор Эдьюкейшн, Сайенс Энд Коммьюнити Девелопмент
Priority claimed from PCT/QA2018/050003 external-priority patent/WO2018231082A2/en
Publication of RU2020100077A publication Critical patent/RU2020100077A/en
Publication of RU2020100077A3 publication Critical patent/RU2020100077A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2799800C2 publication Critical patent/RU2799800C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: renewable starting materials production.
SUBSTANCE: invention relates to methods for producing renewable starting materials for producing polymers, the methods comprising obtaining a lactone derivative from CO2 according to the following reaction
;
and processing the CO2 derived lactone to form a renewable starting material, wherein the processing of the CO2 derived lactone comprises selectively hydrogenating the CO2 derived lactone to form a hydrogenated CO2 lactone derivative according to the following reaction:
.
Further, the hydrogenated derivative from CO2 lactone is processed using systems of homogeneous and heterogeneous hydrogenation, alkene metathesis. The process may also include alkoxycarbonylation of the CO2 derivative of the lactone to form a diester and hydrogenation of the diester.
EFFECT: methods have been developed for the synthesis of starting materials for the production of polymers, including renewable polymers, from renewable resources such as CO2 in high yields.
11 cl, 8 dwg, 4 tbl
Pd-катализатор - Pd-accelerator
Фосфин - phosphine

Description

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИCROSS REFERENCES TO RELATED APPLICATIONS

[0001] Настоящая заявка утверждает приоритет предварительной Патентной Заявки № 62/518,400, поданной 12 июня 2017 года, содержание которой включено здесь ссылкой.[0001] This application asserts the priority of Provisional Patent Application No. 62/518,400, filed June 12, 2017, the contents of which are incorporated herein by reference.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Одной из наиболее важных задач для ученых 21-ого века является выявление практических путей замещения сырьевых материалов на основе ископаемых ресурсов возобновляемыми источниками. В этом контексте важная задача для органической химии и химической промышленности состоит в эффективном использовании диоксида углерода. Действительно, эта область представляет особенный в настоящее время интерес, и в прошлых десятилетиях были предприняты многие попытки разработать синтетические методологии с использованием СО2 в качестве сырьевого материала. Конечно, одним многообещающим путем использования СО2 является включение его в полимеры. В качестве одного примера, в недавние годы были внедрены в промышленности процессы, основанные на реакции СО2 и эпоксидов с образованием поликарбонатов и простых полиэфиркарбонатов. До сих пор только они остаются теми полимерами, которые включают СО2 и представляют практический и коммерческий интерес.[0002] One of the most important challenges for scientists in the 21st century is to identify practical ways to replace fossil-based raw materials with renewable sources. In this context, an important challenge for organic chemistry and the chemical industry is the efficient use of carbon dioxide. Indeed, this area is of particular current interest, and many attempts have been made in the past decades to develop synthetic methodologies using CO 2 as a raw material. Of course, one promising way to use CO 2 is to incorporate it into polymers. As one example, processes based on the reaction of CO 2 and epoxides to form polycarbonates and polyether carbonates have been commercialized in recent years. Until now, they are the only polymers that contain CO 2 and are of practical and commercial interest.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0003] Авторы настоящего изобретения осознавали потребность в способах или процессах синтеза структурных элементов (билдинг-блоков) и исходных веществ для получения самых разнообразных полимеров, в том числе возобновляемых полимеров из возобновляемых ресурсов, таких как СО2.[0003] The present inventors recognized the need for methods or processes for synthesizing building blocks and starting materials to produce a wide variety of polymers, including renewable polymers from renewable resources such as CO 2 .

[0004] В одном варианте исполнения способ получения возобновляемого исходного материала для формирования полимеров включает образование производного из СО2 лактона и обработку производного из СО2 лактона с образованием возобновляемого исходного материала. В одном варианте исполнения обработка производного из СО2 лактона включает гидрирование производного из СО2 лактона с образованием гидрированного производного из СО2 лактона.[0004] In one embodiment, a method for producing a renewable raw material for forming polymers includes derivatizing a CO 2 lactone and processing a derivative of CO 2 lactone to form a renewable raw material. In one embodiment, processing the CO 2 derived lactone comprises hydrogenating the CO 2 lactone derivative to form a hydrogenated CO 2 lactone derivative.

[0005] В одном варианте исполнения способ получения возобновляемого исходного материала для формирования полимеров включает образование производного из СО2 лактона и алкоксикарбонилирование производного из СО2 лактона с образованием сложного диэфира. В одном варианте исполнения способ дополнительно включает гидрирование сложного диэфира с образованием возобновляемого исходного материала.[0005] In one embodiment, the process for making a renewable polymer precursor comprises derivatizing a CO 2 lactone and alkoxycarbonylating the CO 2 derived lactone to form a diester. In one embodiment, the method further comprises hydrogenating the diester to form a renewable feedstock.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0006] ФИГ. 1 показывает 1Н-ЯМР-спектр (400 МГц, C6D6) δ-лактона 1.[0006] FIG. 1 shows 1 H-NMR spectrum (400 MHz, C 6 D 6 ) of δ-lactone 1.

[0007] ФИГ. 2 показывает 13C-ЯМР-спектр (125 МГц, C6D6) δ-лактона 1.[0007] FIG. 2 shows 13 C-NMR spectrum (125 MHz, C 6 D 6 ) of δ-lactone 1.

[0008] ФИГ. 3 показывает 1Н-ЯМР-спектр (300 МГц, CDCl3) диметил-2-этилиденоктандиоата 3.[0008] FIG. 3 shows the 1 H-NMR spectrum (300 MHz, CDCl 3 ) of dimethyl 2-ethylidenoctanedioate 3.

[0009] ФИГ. 4 показывает 13C-ЯМР-спектр (75 МГц, CDCl3) диметил-2-этилиденоктандиоата 3.[0009] FIG. 4 shows 13 C-NMR spectrum (75 MHz, CDCl 3 ) of dimethyl 2-ethylidenodoctandioate 3.

[0010] ФИГ. 5 показывает 1Н-ЯМР-спектр (300 МГц, CDCl3) диметил-2-этилоктандиоата 4.[0010] FIG. 5 shows 1 H-NMR spectrum (300 MHz, CDCl 3 ) of dimethyl 2-ethyl octanedioate 4.

[0011] ФИГ. 6 показывает 13C-ЯМР-спектр (75 МГц, CDCl3) диметил-2-этилоктандиоата 4.[0011] FIG. 6 shows the 13 C-NMR spectrum (75 MHz, CDCl 3 ) of dimethyl 2-ethyl octanedioate 4.

[0012] ФИГ. 7 показывает 1Н-ЯМР-спектр (300 МГц, CDCl3) 2-этилоктан-1,8-диола 5.[0012] FIG. 7 shows 1 H-NMR spectrum (300 MHz, CDCl 3 ) of 2-ethyloctane-1,8-diol 5.

[0013] ФИГ. 8 показывает 13C-ЯМР-спектр (75 МГц, CDCl3) 2-этилоктан-1,8-диола 5.[0013] FIG. 8 shows 13 C-NMR spectrum (75 MHz, CDCl 3 ) of 2-ethyloctane-1,8-diol 5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0014] Настоящее изобретение представляет способы или процессы синтеза билдинг-блоков и исходных веществ для получения самых разнообразных полимеров, в том числе возобновляемых полимеров, из возобновляемых ресурсов, таких как СО2. Например, авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили успешно действующую каталитическую систему для алкоксикарбонилирования δ-лактона 1, образованного теломеризацией СО2 и бутадиена, и последующего синтеза полезных ненасыщенных сложных диэфиров 2 из производного из СО2 δ-лактона 1. Согласно одному варианту исполнения, авторы настоящего изобретения разработали методику однореакторного синтеза С10-ненасыщенных сложных диэфиров с высокими выходами из таких δ-лактонов. Согласно одному варианту исполнения, авторы настоящего изобретения также исследовали каталитическое гидрирование таких полученных сложных диэфиров до их насыщенных форм и до диолов, где выделенные из реакции сложные диэфиры и диолы представляют собой важные билдинг-блоки для синтеза сложных полиэфиров. Согласно одному варианту исполнения, дополнительно представлено региоселективное гидрирование δ-лактона 1 с сохранением лактонной циклической структуры, и синтез из него важных полимерных билдинг-блоков. Ниже представлено дополнительное описание настоящего изобретения согласно одному варианту осуществления.[0014] The present invention provides methods or processes for synthesizing building blocks and starting materials to produce a wide variety of polymers, including renewable polymers, from renewable resources such as CO 2 . For example, the present inventors unexpectedly discovered a successful catalyst system for the alkoxycarbonylation of δ-lactone 1 formed by telomerization of CO 2 and butadiene and the subsequent synthesis of useful unsaturated diesters 2 from the CO 2 derivative δ-lactone 1. ami from such δ-lactones. In one embodiment, the present inventors have also investigated the catalytic hydrogenation of such resulting diesters to their saturated forms and to diols, where the recovered diesters and diols are important building blocks for polyester synthesis. According to one embodiment, the regioselective hydrogenation of δ-lactone 1 while maintaining the lactone ring structure is further provided, and the synthesis of important polymeric building blocks from it. The following is a further description of the present invention according to one embodiment.

Синтез производного из СО2 δ-лактонаSynthesis of a derivative from CO 2 δ-lactone

[0015] Синтез полимеров или мономеров, образованных реакцией между СО2 и олефинами, позволяет получать материалы на основе СО2 с различными физическими и механическими свойствами. Хотя известно, что различные олефины реагируют с диоксидом углерода в присутствии специфических металлических комплексов, почти во всех случаях для выделения СО2-олефинового аддукта требуется применение дополнительных реагентов в стехиометрических соотношениях, приводящее к большому количеству отходов. Таким образом, прямая полимеризация олефина с СО2 или синтез производных из них мономеров рациональным и экономичным путем представляет собой очень трудную задачу.[0015] The synthesis of polymers or monomers formed by the reaction between CO 2 and olefins makes it possible to obtain materials based on CO 2 with different physical and mechanical properties. Although it is known that various olefins react with carbon dioxide in the presence of specific metal complexes, in almost all cases, the isolation of the CO 2 -olefin adduct requires the use of additional reagents in stoichiometric ratios, resulting in a large amount of waste. Thus, the direct polymerization of an olefin with CO 2 or the synthesis of monomers derived from them in a rational and economical way is a very difficult task.

[0016] Исключением из вышеописанной реакционной способности является реакция каталитической теломеризации 1,3-диенов с диоксидом углерода. С использованием третичного монофосфина и Pd(0)-прекурсора может быть с хорошей селективностью получен δ-лактон (3-этилиден-6-винилтетрагидро-2H-пиран-2-он) (Схема 1). Основной источник 1,3-бутадиена представляет собой побочный продукт процесса парового крекинга для получения этилена, и может быть получен также из возобновляемых сырьевых материалов.[0016] An exception to the above reactivity is the reaction of catalytic telomerization of 1,3-dienes with carbon dioxide. Using a tertiary monophosphine and a Pd(0) precursor, δ-lactone (3-ethylidene-6-vinyltetrahydro-2H-pyran-2-one) can be obtained with good selectivity (Scheme 1). The main source of 1,3-butadiene is a by-product of the steam cracking process for producing ethylene, and can also be obtained from renewable raw materials.

Схема 1: синтез δ-лактона 1 теломеризацией бутадиена и СО2 Scheme 1: Synthesis of δ-lactone 1 by telomerization of butadiene and CO 2

Региоселективное гидрирование δ-лактона и синтез из него полимерных билдинг-блоковRegioselective hydrogenation of δ-lactone and synthesis of polymer building blocks from it

[0017] Далее описывается региоселективное гидрирование δ-лактона 1 с сохранением лактонной циклической структуры. Ниже описываются примеры и варианты исполнения, посвященные такому региоселективному гидрированию δ-лактона 1 и синтезу из него важных полимерных билдинг-блоков.[0017] The following describes the regioselective hydrogenation of δ-lactone 1 while maintaining the lactone ring structure. Examples and embodiments of this regioselective hydrogenation of δ-lactone 1 and the synthesis of important polymer building blocks from it are described below.

[0018] В некоторых вариантах исполнения δ-лактон 1 может быть селективно гидрирован со 100%-ным контролем региоселективности для концевых углерод-углеродных связей. Такое региоселективное гидрирование δ-лактона 1 с сохранением лактонной циклической структуры является беспрецедентным.[0018] In some embodiments, δ-lactone 1 can be selectively hydrogenated with 100% regioselectivity control for terminal carbon-carbon bonds. This regioselective hydrogenation of δ-lactone 1 while maintaining the lactone ring structure is unprecedented.

[0019] В некоторых вариантах исполнения такие реакции проводятся в бескислородной атмосфере заполненного сухим азотом перчаточного бокса (новая технология). В некоторых вариантах исполнения растворители (в том числе дейтерированные) обезвоживают и хранят перед применением над молекулярными ситами (гранулы с 4Å-порами, с диаметром 3,2 мм) в атмосфере азота. B(C6F5)3 имеется в продаже на рынке от фирмы Boulder Scientific Chemicals. В некоторых вариантах исполнения, H2 (сорта 5.0) приобретен в фирме Linde и высушен перед применением пропусканием через очистительную колонку Nanochem Weldassure. В некоторых вариантах исполнения спектры ядерного магнитного резонанса (NMR, ЯМР) зарегистрированы на спектрометре Bruker Avance III, 400 МГц, или Agilent DD2, 500 МГц. В некоторых вариантах исполнения для элементного анализа на углерод, водород и азот использован анализатор Perkin-Elmer.[0019] In some embodiments, such reactions are carried out in an oxygen-free atmosphere filled with dry nitrogen glove box (new technology). In some embodiments, solvents (including deuterated ones) are dehydrated and stored over molecular sieves (granules with 4Å-pores, 3.2 mm in diameter) under nitrogen before use. B(C 6 F 5 ) 3 is commercially available from Boulder Scientific Chemicals. In some embodiments, H 2 (grade 5.0) was purchased from Linde and dried through a Nanochem Weldassure purge column before use. In some embodiments, nuclear magnetic resonance (NMR) spectra are recorded on a Bruker Avance III 400 MHz or Agilent DD2 500 MHz spectrometer. In some embodiments, a Perkin-Elmer analyzer is used for elemental analysis for carbon, hydrogen, and nitrogen.

[0020] В некоторых вариантах исполнения в перчаточном боксе соединение 1 (219 мг, 1,44 ммол) отвешивают в пробирку емкостью 2 драхмы. В пробирку вносят B(C6F5)3 (36,8 мг, 0,072 ммол), растворенный в 3 мл диэтилового эфира. В некоторых вариантах исполнения реакционный сосуд оснащают якорьком магнитной мешалки, неплотно закупоривают и помещают внутрь реактора высокого давления Parr. В некоторых вариантах исполнения реактор продувают десять раз сжатым при 15 атм (1,52 МПа) газообразным водородом. Реактор закупоривают, извлекают из перчаточного бокса и присоединяют к магистрали для продувки газообразным водородом. Затем в реакторе создают высокое давление подачей газообразного водорода под давлением 60 атм (6,1 МПа), и помещают в масляную баню на 12 часов при температуре 70°С и при перемешивании со скоростью 540 об/мин. Из реактора медленно выпускают газ, и смесь профильтровывают через слой кремнезема, и летучие компоненты удаляют в вакууме. ЯМР необработанного образца, ФИГ. 1-2, показывает полную региоселективную конверсию исходного лактона 1 в лактон 1а (Схема 2).[0020] In some glove box embodiments, Compound 1 (219 mg, 1.44 mmol) is weighed into a 2 drachma tube. B(C 6 F 5 ) 3 (36.8 mg, 0.072 mmol) dissolved in 3 ml of diethyl ether is introduced into the test tube. In some embodiments, the reaction vessel is fitted with a magnetic stir bar, loosely sealed, and placed inside a Parr high pressure reactor. In some embodiments, the reactor is purged ten times with hydrogen gas compressed at 15 atm (1.52 MPa). The reactor is sealed, removed from the glovebox and connected to a hydrogen gas purge line. The reactor was then pressurized by supplying hydrogen gas at a pressure of 60 atm (6.1 MPa), and placed in an oil bath for 12 hours at a temperature of 70° C. with stirring at a speed of 540 rpm. The reactor is slowly vented and the mixture is filtered through a pad of silica and the volatiles are removed in vacuo. NMR of the raw sample, FIG. 1-2 shows the complete regioselective conversion of the starting lactone 1 to lactone 1a (Scheme 2).

Схема 2: полная региоселективная конверсия исходного лактона 1 в лактон 1аScheme 2: Complete regioselective conversion of starting lactone 1 to lactone 1a

[0021] Частично гидрированный δ-лактон может быть преобразован в С8-С14-билдинг-блоки, карбонильные соединения, сложные эфиры, аминные билдинг-блоки, химический реагент, полиолы, сложные эфиры, органические билдинг-блоки, мономеры, пищевые добавки, соединения для привитой сополимеризации, дендримеры, покрытия для биомедицинских устройств, полиуретановые билдинг-блоки.[0021] Partially hydrogenated δ-lactone can be converted to C8-C14 building blocks, carbonyl compounds, esters, amine building blocks, chemical reagent, polyols, esters, organic building blocks, monomers, food additives, grafting compounds, dendrimers, biomedical device coatings, polyurethane building blocks.

[0022] Например, гидрированный δ-лактон может быть преобразован в 2-этилиденэнантовую кислоту с использованием системы гомогенного и/или гетерогенного гидрирования (Схема 3). Подобные реакции с использованием Rh/фосфиновых двухфазных систем гидрирования могут приводить к раскрытию циклической структуры при более чем 92%-ном общем выходе с образованием многочисленных изомеров.[0022] For example, a hydrogenated δ-lactone can be converted to 2-ethylideneenanthic acid using a homogeneous and/or heterogeneous hydrogenation system (Scheme 3). Similar reactions using Rh/phosphine biphasic hydrogenation systems can lead to ring opening in greater than 92% overall yield to form numerous isomers.

Схема 3: гидрирование δ-лактонаScheme 3: hydrogenation of δ-lactone

[0023] Гидрированный δ-лактон может быть преобразован в молекулы билдинг-блоков и полимеры с использованием методологий аминирования и гидроаминометилирования. Гидрированный δ-лактон может быть региоселективно полимеризован с использованием методик с сохранением и/или раскрытием циклической структуры.[0023] Hydrogenated δ-lactone can be converted to building block molecules and polymers using amination and hydroaminomethylation methodologies. The hydrogenated δ-lactone can be regioselectively polymerized using ring-maintaining and/or ring-opening techniques.

[0024] Гидрированный δ-лактон может быть региоселективно полимеризован с использованием тиольной клик-реакции (присоединение тиолов по Михаэлю) для получения региоселективных полимеров с заранее заданными свойствами (Схема 4). Тиольный сомономер может быть выбран из группы подходящих мономеров, содержащих одну, две, три и/или четыре SН-группы.[0024] Hydrogenated δ-lactone can be regioselectively polymerized using thiol click reaction (thiol addition according to Michael) to obtain regioselective polymers with predetermined properties (Scheme 4). The thiol comonomer may be selected from the group of suitable monomers containing one, two, three and/or four SH groups.

Схема 4: сополимеризация гидрированного δ-лактона реакцией присоединения тиолов по МихаэлюScheme 4: Copolymerization of hydrogenated δ-lactone by Michael addition reaction of thiols

[0025] δ-Лактон может быть преобразован в новые молекулы с использованием катализаторов метатезиса алкенов и родственных процессов, примеры которых включают: а) самометатезис δ-лактона (Схема 5) и b) кросс-метатезис δ-лактона (Схема 6), как показано ниже.[0025] δ-Lactone can be converted to new molecules using catalysts for alkene metathesis and related processes, examples of which include: a) δ-lactone self-metathesis (Scheme 5) and b) δ-lactone cross-metathesis (Scheme 6), as shown below.

Схема 5: билдинг-блоки, полученные самометатезисом δ-лактонаScheme 5: Building blocks obtained by δ-lactone self-metathesis

Схема 6: билдинг-блоки, полученные кросс-метатезисом δ-лактонаScheme 6: Building blocks obtained by δ-lactone cross-metathesis

[0026] δ-Лактон может быть преобразован в новые молекулы лактамов путем катализируемого металлом превращения лактонов, примеры которого показаны ниже в схеме 7.[0026] The δ-lactone can be converted to new lactam molecules by metal-catalyzed lactone conversion, examples of which are shown in Scheme 7 below.

Схема 7: катализируемое переходным металлом превращение δ-лактона в лактамные билдинг-блокиScheme 7: Transition metal catalyzed conversion of δ-lactone to lactam building blocks

Синтез полимерных билдинг-блоков алкоксикарбонилированием δ-лактона и гидрированием его продуктовSynthesis of polymeric building blocks by alkoxycarbonylation of δ-lactone and hydrogenation of its products

[0027] Кроме того, интересные возможности непосредственного повышения ценности δ-лактона открываются преобразованием его в другие мономеры, полимеры и пластификаторы с использованием СО2. δ-Лактон был исследован в многообразных реакциях, таких как гидрирование, гидроформилирование, гидроаминометилирование, гидроаминирование, алкоголиз и гидролиз, с образованием карбоновых кислот и сложных эфиров, диолов, а также функционализированных лактонов. Некоторые из этих соединений представляют интерес с позиции получения полимеров и связанных с полимерами материалов. В частности, диолы и гидроксикарбоновые кислоты представляют собой потенциальные мономеры для химии сложных полиэфиров и полиуретанов, тогда как монокарбоновые кислоты и спирты могут быть использованы для получения пластификаторов. Также был исследован синтез полимеров либо полимеризацией δ-лактона, либо однореакторной/двухстадийной со/терполимеризацией диоксида углерода и 1,3-диенов через лактонные интермедиаты. Далее описываются примеры и варианты исполнения синтеза ценных билдинг-блоков алкоксикарбонилированием δ-лактона и последующим гидрированием его продуктов.[0027] In addition, interesting opportunities to directly increase the value of δ-lactone open up by converting it into other monomers, polymers and plasticizers using CO 2 . δ-Lactone has been investigated in a variety of reactions such as hydrogenation, hydroformylation, hydroaminomethylation, hydroamination, alcoholysis and hydrolysis to form carboxylic acids and esters, diols as well as functionalized lactones. Some of these compounds are of interest for the production of polymers and polymer-related materials. In particular, diols and hydroxycarboxylic acids are potential monomers for polyester and polyurethane chemistry, while monocarboxylic acids and alcohols can be used to make plasticizers. The synthesis of polymers, either by polymerization of δ-lactone or by one-pot/two-stage co/terpolymerization of carbon dioxide and 1,3-dienes via lactone intermediates, has also been investigated. The following describes examples and embodiments of the synthesis of valuable building blocks by alkoxycarbonylation of δ-lactone and subsequent hydrogenation of its products.

[0028] δ-Лактон может быть введен в реакции карбонилирования, и образованные карбонилированием δ-лактона сложные ди- и триэфиры становятся билдинг-блоками, которые потенциально должны представлять большой интерес для промышленности полимерных материалов. Однако попытки проведения алкоксикарбонилирования δ-лактона с использованием Pd(OAc)2/трифенилфосфина в качестве катализатора и пара-толуолсульфоновой кислоты (PTSA) в качестве промотора неожиданно привели только к его алкоголизу, но не к продукту карбонилирования.[0028] δ-Lactone can be introduced into carbonylation reactions, and di- and triesters formed by carbonylation of δ-lactone become building blocks that are potentially of great interest to the polymer materials industry. However, attempts to carry out alkoxycarbonylation of δ-lactone using Pd(OAc) 2 /triphenylphosphine as a catalyst and p-toluenesulfonic acid (PTSA) as a promoter unexpectedly only led to its alcoholysis, but not to the carbonylation product.

[0029] Иногда в реакциях каталитической гидроэтерификации олефинов раскрытия лактона с образованием различных сложных эфиров нельзя избежать без кислотного промотора, если присутствует палладий/фосфиновый катализатор. Это может быть обусловлено общей реакционной способностью δ-лактона при взаимодействии с веществами H-Y-типа, такими как вода, спирты, амины или силаны. Предотвратить неселективный алкоголиз δ-лактона затруднительно. Например, когда δ-лактон нагревают в толуоле в присутствии первичного спирта и кислоты, то при отсутствии палладия может происходить алкоголиз с образованием смеси нециклических изомерных продуктов.[0029] Sometimes in catalytic olefin hydroesterification reactions, lactone opening to form various esters cannot be avoided without an acid promoter if a palladium/phosphine catalyst is present. This may be due to the general reactivity of δ-lactone when interacting with H-Y-type substances such as water, alcohols, amines or silanes. It is difficult to prevent non-selective alcoholysis of δ-lactone. For example, when δ-lactone is heated in toluene in the presence of a primary alcohol and an acid, alcoholysis can occur in the absence of palladium to form a mixture of non-cyclic isomeric products.

[0030] Авторы настоящего изобретения разработали методику прямого синтеза сложных диэфиров селективным алкоголизом δ-лактона, в том числе синтеза полезных ненасыщенных сложных диэфиров 2 из δ-лактона 1, как более подробно описывается ниже согласно одному варианту исполнения. Ключевым фактором успешной селективной домино-последовательности превращения δ-лактона 1 в этерификации/аллильном замещении/алкоксикарбонилировании является применение специальных палладиевых катализаторов на основе PdCl2 и хелатированных дифосфинов, замещенных электроноакцепторными группами. Полученные ненасыщенные сложные диэфиры могут быть селективно гидрированы в мягких условиях до мононенасыщенных сложных диэфиров или до насыщенных сложных диэфиров, которые в обоих случаях представляют собой важные билдинг-блоки для синтеза функциональных материалов или пластификаторов. Более того, такие сложные диэфиры также могут быть подвергнуты гидрированию до 2-этилоктан-1,8-диола 5, который открывает новые возможности синтеза полимеров. В общем и целом способ составляет новый подход к билдинг-блокам из δ-лактона 1 как производного СО2 и бутадиена, и тем самым новый шаг к возобновляемым полимерам.[0030] The present inventors have developed a procedure for the direct synthesis of diesters by selective alcoholysis of δ-lactone, including the synthesis of useful unsaturated diesters 2 from δ-lactone 1, as described in more detail below according to one embodiment. The key factor in the successful selective domino sequence of the conversion of δ-lactone 1 in esterification/allyl substitution/alkoxycarbonylation is the use of special palladium catalysts based on PdCl 2 and chelated diphosphines substituted with electron withdrawing groups. The resulting unsaturated diesters can be selectively hydrogenated under mild conditions to monounsaturated diesters or to saturated diesters, which in both cases are important building blocks for the synthesis of functional materials or plasticizers. Moreover, such diesters can also be hydrogenated to 2-ethyloctane-1,8-diol 5, which opens up new possibilities for polymer synthesis. All in all, the method constitutes a new approach to building blocks from δ-lactone 1 as a derivative of CO 2 and butadiene, and thus a new step towards renewable polymers.

[0031] Как правило, синтез 2-этилиденоктандиовой кислоты, α,ω-ненасыщенной дикарбоновой кислоты, родственной сложным эфирам 7-этилиденокт-3-ендиовой кислоты 2, из δ-лактона требует применения трехстадийной процедуры: первоначального катализируемого родий/фосфиновым катализатором гидрогенолиза δ-лактона с образованием смеси изомерных ненасыщенных С9-карбоновых кислот, с последующими катализируемыми родий/фосфиновым катализатором изомеризацией/гидроформилированием двойной связи в присутствии синтез-газа, и в заключение окисления полученного альдегида. Однако авторы настоящего изобретения неожиданно нашли более эффективный способ прямого метоксикарбонилирования δ-лактона до диметил-7-этилиденокт-3-ендиоата 2а (Схема 8).[0031] Typically, the synthesis of 2-ethylidenoctanedioic acid, an α,ω-unsaturated dicarboxylic acid related to 7-ethylidenoct-3-enedioic acid esters 2, from δ-lactone requires a three-step procedure: an initial rhodium/phosphine-catalyzed hydrogenolysis of δ-lactone to form a mixture of isomeric unsaturated C 9 -carboxylic acids, followed by catalyzed rhodium/phosphine catalyst isomerization/hydroformylation of the double bond in the presence of synthesis gas, and finally the oxidation of the resulting aldehyde. However, the authors of the present invention unexpectedly found a more efficient method for the direct methoxycarbonylation of δ-lactone to dimethyl-7-ethylidenoct-3-enedioate 2a (Scheme 8).

Схема 8: образование сложных эфиров 7-этилиденокт-3-ендиовой кислоты 2 алкоксикарбонилированием δ-лактона 1Scheme 8: Formation of 7-ethylidenoct-3-enedioic acid esters 2 by alkoxycarbonylation of δ-lactone 1

[0032] В некоторых вариантах исполнения реакции каталитической гидроэтерификации δ-лактона проводятся с использованием палладиевого соединения (такого как Pd(OAc)2, PdCl2, Pd(dba)2)) в комбинации с моно- или дифосфином, спиртовым и/или кислотным промотором.[0032] In some embodiments, catalytic δ-lactone hydroesterification reactions are carried out using a palladium compound (such as Pd(OAc) 2 , PdCl 2 , Pd(dba) 2 )) in combination with a mono- or diphosphine, alcohol and/or acid promoter.

[0033] В некоторых вариантах исполнения сложный диэфир может быть синтезирован домино-реакцией алкоголиза/аллильного замещения/карбонилирования. В некоторых вариантах исполнения алкоголиз δ-лактона и последующее аллильное замещение могут приводить к смеси сложных эфиров, содержащих фрагмент аллилового простого эфира, который может быть дополнительно карбонилирован с преобразованием в ненасыщенный сложный диэфир.[0033] In some embodiments, the diester may be synthesized by a domino alcoholysis/allylic substitution/carbonylation reaction. In some embodiments, alcoholysis of the δ-lactone and subsequent allyl substitution can result in a mixture of esters containing an allyl ether moiety that can be further carbonylated to an unsaturated diester.

Схема 9: катализируемое палладием алкоксикарбонилирование аллильного положения δ-лактона 1. Исследование различных фосфиновых лигандов. Реакционные условия: 1 (1,0 ммол), PdCl2 (1 мол.%), монодентатный лиганд (4 мол.%) или бидентатный лиганд (2 мол.%), PTSA (5 мол.%) толуол (2 мл), MeOH (0,25 мл, 6 ммол), CO (40 бар (4 МПа)), 120°C в течение 5 часов; выходы определены газохроматографическим (GC) анализом с использованием гексадекана в качестве внутреннего стандарта; число в скобках указывает выход после 20 часов. Выход приведен как сумма E- и Z-изомеров.Scheme 9: Palladium catalyzed alkoxycarbonylation of the allyl position of the δ-lactone 1. Study of various phosphine ligands. Reaction conditions: 1 (1.0 mmol), PdCl 2 (1 mol%), monodentate ligand (4 mol%) or bidentate ligand (2 mol%), PTSA (5 mol%) toluene (2 ml), MeOH (0.25 ml, 6 mmol), CO (40 bar (4 MPa)), 120°C for 5 hours; yields determined by gas chromatographic (GC) analysis using hexadecane as an internal standard; the number in brackets indicates the exit after 20 hours. The yield is given as the sum of the E- and Z-isomers.

[0034] В некоторых вариантах исполнения различные фосфины, например, L1-L17 в Схеме 9, используются в комбинации с PdCl2 в качестве прекурсора катализатора и PTSA в качестве кислотного промотора. В некоторых вариантах исполнения реакция протекает даже в отсутствие фосфина. В некоторых вариантах исполнения в конце может присутствовать металлический палладий, и поэтому лиганд может потребоваться для стабилизации каталитической системы. В некоторых вариантах исполнения монодентатные фосфины, такие как (L1 и L2), приводят к 20%-39%-ному выходу 2а, но только небольшое количество палладиевой черни может обнаруживаться в конце реакции.[0034] In some embodiments, various phosphines, such as L1-L17 in Scheme 9, are used in combination with PdCl 2 as a catalyst precursor and PTSA as an acid promoter. In some embodiments, the reaction proceeds even in the absence of phosphine. In some embodiments, palladium metal may be present at the end and therefore the ligand may be required to stabilize the catalyst system. In some embodiments, monodentate phosphines such as (L1 and L2) result in a 20%-39% yield of 2a, but only a small amount of palladium black may be detected at the end of the reaction.

[0035] В некоторых вариантах исполнения дифосфины, такие как L3-L8, приводили к 20%-39%-ному выходу 2а. В некоторых вариантах исполнения 2а был получен с выходом 51% при использовании лиганда Xantphos с большим углом захвата, таким как L10, когда реакция проводилась в течение 5 часов. В некоторых вариантах исполнения выход 2а снижается при продлении продолжительности реакции до 20 часов, возможно, вследствие дополнительного карбонилирования двойных связей в 2а. В некоторых вариантах исполнения используются фосфины семейств Xantphos, такие как L9-L13, и семейств NaPhos, такие как L14-L17. Лиганды, замещенные электроноакцепторными группами, такие как L12, L15 и L17, приводили к выходам свыше 70%. Лиганд IPhos, такой как L15, обеспечивал выход 83% при короткой продолжительности реакции. В частности, в этом случае при продлении реакции до 20 часов выход не снижался и мог доходить до 85%.[0035] In some embodiments, diphosphines such as L3-L8 resulted in a 20%-39% yield of 2a. In some embodiments, 2a was obtained in 51% yield using a high capture angle Xantphos ligand such as L10 when the reaction was run for 5 hours. In some embodiments, the yield of 2a decreases as the reaction time is extended to 20 hours, possibly due to additional carbonylation of the double bonds in 2a. In some embodiments, phosphines from the Xantphos families such as L9-L13 and the NaPhos families such as L14-L17 are used. Ligands substituted with electron withdrawing groups such as L12, L15 and L17 resulted in yields in excess of 70%. An Iphos ligand such as L15 provided an 83% yield with a short reaction time. In particular, in this case, when the reaction was extended to 20 hours, the yield did not decrease and could reach up to 85%.

[0036] В некоторых вариантах исполнения метоксикарбонилирование δ-лактона проводится с использованием L15 в качестве лиганда при различных условиях. Условия и результаты некоторых примеров показаны в Таблице 1. В некоторых примерах применялась PTSA. Например, в опытах 1-4 Таблицы 1, когда количество PTSA составляет от 1 мол.% до 15 мол.%, выход 2а сначала возрастает и достигает плато. В некоторых примерах применялась метансульфоновая кислота (MSA). Например, в опыте 5 выход составляет 84%. В некоторых примерах использовалась соляная кислота. Например, в опыте 6 выход составляет 33%. Возможно, это обусловливается ее летучестью. В некоторых примерах применялась серная кислота. Например, в опыте 7 используются 5 мол.% серной кислоты, и выход составляет 89%.[0036] In some embodiments, the δ-lactone methoxycarbonylation is carried out using L15 as a ligand under various conditions. The conditions and results of some examples are shown in Table 1. In some examples, PTSA was used. For example, in runs 1-4 of Table 1, when the amount of PTSA is from 1 mol.% to 15 mol.%, the output of 2a first increases and reaches a plateau. In some examples, methanesulfonic acid (MSA) was used. For example, in experiment 5, the yield is 84%. In some examples, hydrochloric acid was used. For example, in run 6, the yield is 33%. Perhaps this is due to its volatility. In some examples, sulfuric acid was used. For example, Run 7 uses 5 mole % sulfuric acid and yields 89%.

Таблица 1. Катализируемое палладием метоксикарбонилирование δ-лактона 1 с образованием 2а: оптимизация реакционных условийа.Table 1. Palladium-catalyzed methoxycarbonylation of δ-lactone 1 to 2a: optimization of reaction conditions a . ОпытExperience Прекурсор катализатора (мол.%)Catalyst Precursor (mole%) РастворительSolvent Кислота (мол.%)Acid (mol.%) CO (бар)CO (bar) t (часов)t (hours) Yb (%)Y b (%) 11 PdCl2 (1)PdCl 2 (1) толуолtoluene PTSA (1)PTSA (1) 4040 55 5858 22 PdCl2 (1)PdCl 2 (1) толуолtoluene PTSA (5)PTSA (5) 4040 55 8383 33 PdCl2 (1)PdCl 2 (1) толуолtoluene PTSA (10)PTSA (10) 4040 55 8989 44 PdCl2 (1)PdCl 2 (1) толуолtoluene PTSA (15)PTSA (15) 4040 55 9090 55 PdCl2 (1)PdCl 2 (1) толуолtoluene MSA (5)MSA (5) 4040 55 8484 66 PdCl2 (1)PdCl 2 (1) толуолtoluene HCl (5)HCl (5) 4040 55 3333 77 PdCl2 (1)PdCl 2 (1) толуолtoluene H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 4040 55 8989 88 PdCl2(CH3CN)2 (1)PdCl 2 (CH 3 CN) 2 (1) толуолtoluene H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 4040 55 8888 99 Pd(dba)2 (1)Pd(dba) 2 (1) толуолtoluene H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 4040 55 1616 1010 Pd(OAc)2 (1)Pd(OAc) 2 (1) толуолtoluene H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 4040 55 1919 11eleven PdCl2 (1)PdCl 2 (1) CH3CNCH 3 CN H2SO (5)H 2 SO (5) 4040 55 3737 1212 PdCl2 (1)PdCl 2 (1) тетрагидро-фуран (ТГФ, THF)tetrahydro-furan (THF, THF) H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 4040 55 4545 1313 PdCl2 (1)PdCl 2 (1) MeOHMeOH H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 4040 55 3939 14с 14 s PdCl2 (0,5)PdCl 2 (0.5) толуолtoluene H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 4040 33 8686 1515 PdCl2 (0,5)PdCl 2 (0.5) толуолtoluene H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 4040 33 8989 16d 16d PdCl2 (0,5)PdCl 2 (0.5) толуолtoluene H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 4040 33 8787 1717 PdCl2 (0,5)PdCl 2 (0.5) толуолtoluene H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 30thirty 33 8989 1818 PdCl2 (0.5)PdCl 2 (0.5) толуолtoluene H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 2020 33 8787 19e 19e PdCl2 (0,5)PdCl 2 (0.5) толуолtoluene H2SO4 (7,5)H 2 SO 4 (7.5) 30thirty 33 91f 91f 20g 20g PdCl2 (0,17)PdCl 2 (0.17) толуолtoluene H2SO4 (1,7)H 2 SO 4 (1.7) 30thirty 55 8080

аРеакционные условия: 1 (1,0 ммол), [Pd] (x мол.%), L15 (2x мол.%), растворитель (2 мл), MeOH (0,25 мл, 6 ммол), CO. bОпределено GC-анализом с использованием гексадекана в качестве внутреннего стандарта. Выход приведен как сумма E- и Z-изомеров. Отношение E/Z варьирует от 3,6 до 4,2. с130°С. d110°С. fМеОН (0,50 мл, 12 ммол), выход выделенного продукта 90%. g1 (3,0 ммол), MeOH (0,75 мл, 18 ммол). a Reaction conditions: 1 (1.0 mmol), [Pd] (x mol%), L15 (2x mol%), solvent (2 ml), MeOH (0.25 ml, 6 mmol), CO. b Determined by GC analysis using hexadecane as an internal standard. The yield is given as the sum of the E- and Z-isomers. The E/Z ratio varies from 3.6 to 4.2. from 130°C. d 110°С. f MeOH (0.50 ml, 12 mmol), isolated product yield 90%. g 1 (3.0 mmol), MeOH (0.75 ml, 18 mmol).

[0037] Авторы настоящего изобретения выяснили, что для итога реакции решающее значение может иметь источник палладия. В некоторых вариантах исполнения использовались некоторые обычно применяемые прекурсоры палладия (0) и (II), например, в опытах 8-10 вместо PdCl2 использовались [Pd(dba)2], Pd(OAc)2 и PdCl2(CH3CN)2. Результаты показаны в Таблице 1. Присутствие хлорид-иона может содействовать обеспечению формирования достаточно стабильных каталитически активных частиц. В некоторых вариантах исполнения реакционная среда может включать толуол, апротонный полярный растворитель или протонный полярный растворитель. В некоторых вариантах исполнения температура реакционной смеси может быть между 110°С и 130°С. В некоторых вариантах исполнения давление СО может составлять между 20 и 40 бар (2-4 МПа).[0037] The present inventors have found that the source of palladium can be critical to the outcome of the reaction. In some embodiments, some commonly used palladium (0) and (II) precursors were used, for example, in runs 8-10, [Pd(dba) 2 ], Pd(OAc) 2 and PdCl 2 (CH 3 CN ) 2 were used instead of PdCl 2 . The results are shown in Table 1. The presence of chloride ion can help to ensure that sufficiently stable catalytically active particles are formed. In some embodiments, the reaction medium may include toluene, an aprotic polar solvent, or a protic polar solvent. In some embodiments, the temperature of the reaction mixture may be between 110°C and 130°C. In some embodiments, the CO pressure may be between 20 and 40 bar (2-4 MPa).

[0038] В некоторых вариантах исполнения увеличение количеств как серной кислоты, так и метанола, может приводить к 91%-ному выходу. В некоторых примерах, таких как в опыте 20, увеличены количества лактона и МеОН, хорошая каталитическая активность по-прежнему может быть достигнута при содержании 0,17 мол.%.[0038] In some embodiments, increasing the amounts of both sulfuric acid and methanol can result in a 91% yield. In some examples, such as Run 20, the amounts of lactone and MeOH are increased, good catalytic activity can still be achieved at 0.17 mole %.

[0039] В некоторых вариантах исполнения используются различные спирты. Некоторые примеры показаны в Таблице 2. В некоторых вариантах исполнения применяются первичные алифатические спирты, дающие выходы 90% или больше, такие как в опытах 1-2. Примечательно, что спирт, наиболее часто используемый при получении пластификаторов, 2-этилгексанол, давал сложный диэфир 2с по существу с количественным выходом. В некоторых вариантах исполнения применяются бензиловый и изопропиловый спирты, приводя к соответствующим сложным диэфирам (таким как 2d и 2е в опытах 3-4) с выходами 73% и 64%. Однако трет-бутанол и фенол вообще не привели к желательному продукту (в таких случаях, как опыты 5-6). Отсутствие селективности в этих случаях не является неожиданным, если иметь в виду, что первая стадия способа включает реакцию алкоголиза, которая часто протекает медленно с третичными спиртами или фенолами.[0039] In some embodiments, various alcohols are used. Some examples are shown in Table 2. In some embodiments, primary aliphatic alcohols are used, giving yields of 90% or more, such as in experiments 1-2. Notably, the alcohol most commonly used in the preparation of plasticizers, 2-ethylhexanol, gave diester 2c in substantially quantitative yield. In some embodiments, benzyl and isopropyl alcohols are used, leading to the corresponding diesters (such as 2d and 2e in runs 3-4) in 73% and 64% yields. However, tert-butanol and phenol did not lead to the desired product at all (in cases such as runs 5-6). The lack of selectivity in these cases is not surprising, given that the first step of the process involves an alcoholysis reaction, which is often slow with tertiary alcohols or phenols.

Таблица 2. Катализируемое палладием алкоксикарбонилирование δ-лактона 1 с образованием 2 с использованием различных спиртова.
Table 2 Palladium catalyzed alkoxycarbonylation of δ-lactone 1 to 2 using various alcohols a .
ОпытExperience СпиртAlcohol Кислота (мол.%)Acid (mol.%) ПродуктProduct Выход (%)b Yield (%) b 11 н-BuOHn-BuOH H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 2b2b 90 (E/Z=3,8)90 (E/Z=3.8) 22 2-этилгексанол2-ethylhexanol H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 2c2c 99 (E/Z=4,2)99 (E/Z=4.2) 33 PhCH2OH PhCH2OH PTSA (10)PTSA (10) 2d2d 73 (E/Z=4,5)73 (E/Z=4.5) 44 изо-PrOHiso-PrOH H2SO4 (5) H2SO4 ( 5) 2e2e 64 (E/Z=2,3)64 (E/Z=2.3) 55 трет-BuOHtert-BuOH PTSA (10)PTSA (10) 2f2f -- 66 PhOHPhOH PTSA (10)PTSA (10) 2g2g --

аРеакционные условия: 1 (1,0 ммол), [Pd] (0,5 мол.%), L15 (1 мол.%), ROH (6 ммол), 30 бар (3 МПа) CO в толуоле (2 мл) в течение 5 часов. bОпределено GC-анализом с использованием гексадекана в качестве внутреннего стандарта. Выход приведен как сумма E- и Z-изомеров. a Reaction conditions: 1 (1.0 mmol), [Pd] (0.5 mol%), L15 (1 mol%), ROH (6 mmol), 30 bar (3 MPa) CO in toluene (2 ml) for 5 hours. b Determined by GC analysis using hexadecane as an internal standard. The yield is given as the sum of the E- and Z-isomers.

[0040] В некоторых вариантах исполнения алкоксикарбонилирование в 1-3-миллимолярном масштабе проводится в пробирке емкостью 4 мл, помещенной внутрь автоклава Parr емкостью 300 мл из нержавеющей стали. Молярные соотношения и экспериментальные условия, использованные в некоторых вариантах исполнения, показаны в Схеме 8, в Таблице 1 и в Таблице 2. В некоторых вариантах исполнения палладиевый прекурсор (0,01 ммол, 1 мол.%), лиганд (0,02 ммол, 2 мол.%), δ-лактон (152 мг, 1,0 ммол) и якорек магнитной мешалки помещают в пробирку емкостью 4 мл. В некоторых вариантах исполнения, когда содержание катализатора составляет менее 1 мол.%, получают маточный раствор из PdCl2 и L15 смешением их в толуоле и перемешиванием смеси в течение ночи. В некоторых вариантах исполнения пробирку затем закупоривают, соединяют с атмосферой через иглу и эвакуируют, и трижды заполняют аргоном. В некоторых вариантах исполнения растворитель (например, 2,0 мл) и раствор кислотного промотора в надлежащем спирте впрыскивают в пробирку с помощью шприца. В некоторых вариантах исполнения, где используются фенол и трет-бутанол, спирт и кислоту добавляют по весу. В некоторых вариантах исполнения автоклав трижды продувают СО, повышают давление до требуемого уровня, и затем помещают в предварительно нагретый алюминиевый блок. В некоторых вариантах исполнения, по прошествии времени реакции, автоклав охлаждают ледяной водой до комнатной температуры, и осторожно снижают давление. В некоторых вариантах исполнения реакционную смесь анализируют методом газовой хроматографии с использованием гексадекана в качестве внутреннего стандарта. В некоторых вариантах исполнения полученные продукты выделяют из реакционной смеси посредством колоночной хроматографии и анализируют.[0040] In some embodiments, the 1-3 millimolar alkoxycarbonylation is carried out in a 4 ml tube placed inside a 300 ml stainless steel Parr autoclave. The molar ratios and experimental conditions used in some embodiments are shown in Scheme 8, in Table 1 and in Table 2. In some embodiments, the palladium precursor (0.01 mmol, 1 mol.%), ligand (0.02 mmol, 2 mol.%), δ-lactone (152 mg, 1.0 mmol) and the magnetic stir bar are placed in a 4 ml tube. In some embodiments, when the catalyst content is less than 1 mole %, a mother liquor is obtained from PdCl 2 and L15 by mixing them in toluene and stirring the mixture overnight. In some embodiments, the vial is then stoppered, vented to atmosphere through a needle and evacuated, and filled three times with argon. In some embodiments, a solvent (eg, 2.0 ml) and a solution of the acid promoter in the appropriate alcohol are injected into the tube using a syringe. In some embodiments where phenol and tert-butanol are used, alcohol and acid are added by weight. In some embodiments, the autoclave is purged with CO three times, pressurized to the desired level, and then placed in a preheated aluminum block. In some embodiments, after the reaction time has elapsed, the autoclave is cooled with ice water to room temperature and the pressure is carefully reduced. In some embodiments, the reaction mixture is analyzed by gas chromatography using hexadecane as an internal standard. In some embodiments, the resulting products are isolated from the reaction mixture by column chromatography and analyzed.

[0041] В некоторых вариантах исполнения реакцию проводят в автоклаве Parr из сплава Hastelloy-C емкостью 100 мл. PdCl2 (16,1 мг, 9,1×10-2 ммол), L15 (215 мг, 0,18 ммол) и δ-лактон (9,11 г, 60 ммол) отвешивают в колбу Шленка. В некоторых вариантах исполнения колбу продувают аргоном. В некоторых вариантах исполнения добавляют толуол (40 мл) и раствор H2SO4 (95 мг) в MeOH (15 мл). В некоторых вариантах исполнения смесь перемешивают в течение 1 часа под аргоном и затем переносят в автоклав, предварительно продутый аргоном. В некоторых вариантах исполнения автоклав трижды продувают СО, повышают давление до 50 бар (5 МПа), и затем нагревают до 120°С в течение 7 часов. В некоторых вариантах исполнения автоклав затем охлаждают ледяной водой и выпускают газ. В некоторых вариантах исполнения летучие компоненты испаряют с использованием роторного испарителя, и сырой остаток перегоняют в вакууме (0,25-0,20 мбар (0,18-0,15 мм рт.ст.), собирая фракцию с температурой кипения между 80-85°С. В некоторых вариантах исполнения чистоту проверяют с помощью газовой хроматографии. В некоторых вариантах исполнения продукт 2а получен с 81%-ным выходом.[0041] In some embodiments, the reaction is carried out in a 100 ml Hastelloy-C Parr autoclave. PdCl 2 (16.1 mg, 9.1×10 -2 mmol), L15 (215 mg, 0.18 mmol) and δ-lactone (9.11 g, 60 mmol) are weighed into a Schlenk flask. In some embodiments, the flask is purged with argon. In some embodiments, toluene (40 ml) and a solution of H 2 SO 4 (95 mg) in MeOH (15 ml) are added. In some embodiments, the mixture is stirred for 1 hour under argon and then transferred to an autoclave pre-purged with argon. In some embodiments, the autoclave is purged with CO three times, pressurized to 50 bar (5 MPa), and then heated to 120° C. for 7 hours. In some embodiments, the autoclave is then cooled with ice water and the gas is vented. In some embodiments, the volatiles are evaporated using a rotary evaporator and the crude residue is distilled under vacuum (0.25-0.20 mbar (0.18-0.15 mm Hg), collecting a fraction with a boiling point between 80-85 ° C. In some embodiments, the purity is checked using gas chromatography. In some embodiments, product 2a is obtained with an 81% yield.

[0042] В некоторых вариантах исполнения реагенты приобретены на рынке от фирм Alfa Aesar, Aldrich, TCI или Strem. Если не оговаривается иное, реагенты промышленного производства используются без очистки. В некоторых вариантах исполнения δ-лактон синтезируют, как сообщалось ранее, и после дистилляции хранят в атмосфере Ar. В некоторых вариантах исполнения PTSA используют в виде моногидрата. В некоторых вариантах исполнения Pd/C, 10 вес.%, приобретен в фирме Aldrich (продукт № 205699). В некоторых вариантах исполнения [Ru(Triphos)(TMM)] синтезируют, как ранее было описано в литературе. В некоторых вариантах исполнения толуол, ТГФ и метанол, собранные из системы очистки растворителей M BRAUN Solvent Purification System, применяют по стандартной технологии Шленка. В некоторых вариантах исполнения ацетонитрил, н-бутанол, 2-этилгексанол, бензиловый спирт и изопропанол высушивают с использованием стандартных способов и хранят в Ar-атмосфере. Аналитические данные известных в литературе соединений совпадают с описанными данными. В некоторых вариантах исполнения ЯМР-спектры зарегистрированы на ЯМР-спектрометрах Bruker AV-300, Bruker Fourier 300 или Bruker AV-400. Мультиплетность сигналов обозначается как s (синглет, с), d (дублет, д), t (триплет, т), dd (дублет дублетов, дд), m (мультиплет, м) и br.s (уширенный синглет, уш.с.). ФИГ. 3-8 показывают ЯМР-спектральные данные полученных из δ-лактона 1 сложных диэфиров.[0042] In some embodiments, the reagents are commercially available from Alfa Aesar, Aldrich, TCI, or Strem. Unless otherwise specified, commercial reagents are used without purification. In some embodiments, the δ-lactone is synthesized as previously reported and stored under Ar after distillation. In some embodiments, PTSA is used as the monohydrate. In some embodiments, Pd/C, 10 wt.%, purchased from Aldrich (product no. 205699). In some embodiments, [Ru(Triphos)(TMM)] is synthesized as previously described in the literature. In some embodiments, the toluene, THF, and methanol recovered from the M BRAUN Solvent Purification System are used in standard Schlenk technology. In some embodiments, acetonitrile, n-butanol, 2-ethylhexanol, benzyl alcohol, and isopropanol are dried using standard methods and stored under an Ar atmosphere. Analytical data of compounds known in the literature coincide with the data described. In some embodiments, the NMR spectra were recorded on a Bruker AV-300, Bruker Fourier 300, or Bruker AV-400 NMR spectrometer. Signal multiplicity is denoted as s (singlet, s), d (doublet, d), t (triplet, t), dd (doublet of doublets, dd), m (multiplet, m) and br.s (broadened singlet, br.s.). FIG. 3-8 show NMR spectral data of diesters derived from δ-lactone 1.

[0043] В некоторых вариантах исполнения измерения проводятся при комнатной температуре. В некоторых вариантах исполнения масс-спектры регистрируются на приборе Agilent 6890/5973 GC-MS. В некоторых вариантах исполнения масс-спектры высокого разрешения (HRMS) регистрируются на приборе Agilent 6210 с времяпролетной (Time-of-Flight) камерой жидкостной хроматографии/масс-спектрометрии (LC/MS) (Agilent) с ионизацией распылением в электрическом поле (электроспрей) (ESI). Данные приведены в единицах отношения массы к заряду (m/z), и интенсивности сигналов приводятся в скобках. В некоторых вариантах исполнения для газохроматографических (GC) анализов использован хроматограф Agilent HP-7890A, оснащенный пламенно-ионизационным (FID) детектором и колонкой HP-5 (полидиметилсилоксан с 5% фенильных групп, 30 м, внутренний диаметр 0,32 мм, толщина пленки 0,25 мкм). В некоторых вариантах исполнения продукты выделяют из реакционной смеси колоночной хроматографией на силикагеле 60, 0,063-0,2 мм, (Merck), с использованием градиентного вымывания от гептана до смеси гептан/AcOEt=8:2.[0043] In some embodiments, measurements are taken at room temperature. In some embodiments, mass spectra are recorded on an Agilent 6890/5973 GC-MS instrument. In some embodiments, high-resolution mass spectra (HRMS) are recorded on an Agilent 6210 instrument with a time-of-flight (Time-of-Flight) liquid chromatography/mass spectrometry (LC/MS) camera (Agilent) with electric field spray ionization (ESI). Data are given in units of mass-to-charge ratio (m/z), and signal intensities are given in brackets. In some embodiments, an Agilent HP-7890A chromatograph equipped with a flame ionization (FID) detector and an HP-5 column (polydimethylsiloxane with 5% phenyl groups, 30 m, id 0.32 mm, film thickness 0.25 µm) was used for gas chromatographic (GC) analyzes. In some embodiments, the products are isolated from the reaction mixture by column chromatography on silica gel 60, 0.063-0.2 mm, (Merck), using a gradient elution from heptane to heptane/AcOEt=8:2.

[0044] В некоторых вариантах исполнения GC-анализы выполняются согласно Таблице 3 с использованием следующих методов: программа температуры печи: 50°С; со скоростью 15°С/минуту до 260°С в течение 6 минут; объем впрыска 1 мкл с делением потока (split) 50:1; и с температурой на входе 200°С.[0044] In some embodiments, GC analyzes are performed according to Table 3 using the following methods: oven temperature program: 50°C; at a rate of 15°C/minute to 260°C for 6 minutes; injection volume 1 μl with flow division (split) 50:1; and with an inlet temperature of 200°C.

Таблица 3Table 3 ОпытExperience СоединениеCompound Время удержания (минут)Hold time (minutes) 11 11,2011.20 22 10,6810.68 33 10,3110.31

[0045] В некоторых вариантах исполнения продемонстрирована возможность масштабирования способа. В некоторых вариантах исполнения метоксикарбонилирование соединения 2а (Схема 10) выполняется в мультиграммовом масштабе. Например, с использованием низкой загрузки катализатора (PdCl2=0,15 мол.%, L15=0,3 мол.%) и при концентрациях других реагентов, использованных в опыте 22, Таблица 1, был получен диметил-7-этилиденокт-3-ендиоат 2а с выходом выделенного продукта 81%.[0045] In some embodiments, the scalability of the method has been demonstrated. In some embodiments, the methoxycarbonylation of compound 2a (Scheme 10) is performed on a multi-gram scale. For example, using a low catalyst load (PdCl 2 =0.15 mol%, L15=0.3 mol%) and at the concentrations of other reagents used in run 22, Table 1, dimethyl 7-ethylidenoct-3-enedioate 2a was obtained with an isolated yield of 81%.

Схема 10: синтез 2а из δ-лактона 1 в мультиграммовом масштабеScheme 10: Multigram synthesis of 2a from δ-lactone 1

[0046] Ненасыщенные сложные эфиры, полученные алкоксикарбонилированием δ-лактона 1, представляют собой ценные базисные химические соединения, и соответствующие насыщенные сложные эфиры и полученные диолы также представляют интерес для самых разнообразных вариантов применения согласно одному варианту исполнения.[0046] The unsaturated esters obtained by alkoxycarbonylation of δ-lactone 1 are valuable basic chemistry, and the corresponding saturated esters and the resulting diols are also of interest for a wide variety of applications according to one embodiment.

[0047] Для преобразования ненасыщенных сложных диэфиров 2 δ-лактона в насыщенные сложные эфиры или диолы, выполняются реакции каталитического гидрирования. В некоторых вариантах исполнения в качестве катализатора гидрирования ненасыщенного сложного диэфира 2а применяется промышленный Pd/C (10 вес.%). В некоторых вариантах исполнения для восстановления δ-лактона 1 с образованием 3,6-диэтилтетрагидро-2Н-пиран-2-она применялись мягкие реакционные условия (10 бар (1 МПа) Н2, 60°С).[0047] To convert unsaturated diesters of 2 δ-lactone to saturated esters or diols, catalytic hydrogenation reactions are performed. In some embodiments, commercial grade Pd/C (10% by weight) is used as the hydrogenation catalyst for the unsaturated diester 2a. In some embodiments, mild reaction conditions (10 bar (1 MPa) H 2 , 60° C.) were used to reduce δ-lactone 1 to form 3,6-diethyltetrahydro-2H-pyran-2-one.

Схема 11: гидрирование сложного диэфира 2аScheme 11: hydrogenation of diester 2a

[0048] В некоторых вариантах исполнения сложные диэфиры, такие как образованный из δ-лактона 1 диметил-7-этилиденокт-3-ендиоат 2а, могут быть хемоселективно гидрированы в толуоле с высокими выходами с образованием частично гидрированных сложных диэфиров 3 с сохранением двойных связей при С-2-углероде (Схема 11А).[0048] In some embodiments, diesters, such as δ-lactone 1-derived dimethyl-7-ethylidenoct-3-enedioate 2a, can be chemoselectively hydrogenated in toluene in high yields to form partially hydrogenated diesters 3 while retaining double bonds at the C-2 carbon (Scheme 11A).

[0049] В некоторых вариантах исполнения в пробирку емкостью 4 мл поместили Pd/C, 10 вес.%, (2,8 мг), диметил-7-этилиденокт-3-ендиоат 2а (113 мг, 0,5 ммол) и якорек магнитной мешалки. В некоторых вариантах исполнения пробирку затем закупоривают септой (Septa, бутадиен-стирольный каучук с поверхностью из политетрафторэтилена (PTFE)) и фенопластовой крышкой. В некоторых вариантах исполнения пробирку соединяют с атмосферой через иглу. В некоторых вариантах исполнения пробирку эвакуируют и трижды заполняют аргоном. В некоторых вариантах исполнения в пробирку шприцем впрыскивают толуол (2,0 мл). В некоторых вариантах исполнения пробирку помещают внутрь автоклава Parr емкостью 300 мл из нержавеющей стали. В некоторых вариантах исполнения автоклав трижды продувают азотом, закачивают водород до давления 10 бар (1 МПа), и затем нагревают до 60°С в течение 3 часов. В некоторых вариантах исполнения автоклав охлаждают в ледяной бане и выпускают газ. В некоторых вариантах исполнения полноту конверсии проверяют GC-анализом. В некоторых вариантах исполнения реакционную смесь профильтровывают через целит, растворитель выпаривают, и сырой продукт очищают колоночной хроматографией (градиентным вымыванием от гептана до смеси гептан/AcOEt=8:2), с получением (Е)-диметил-2-этилиденоктандиоата 3 в виде бесцветной жидкости с выходом 96%.[0049] In some embodiments, Pd/C, 10 wt.%, (2.8 mg), dimethyl-7-ethylidenoct-3-enedioate 2a (113 mg, 0.5 mmol) and a magnetic stir bar were placed in a 4 ml tube. In some embodiments, the tube is then sealed with a septum (Septa, styrene-butadiene rubber with a polytetrafluoroethylene (PTFE) surface) and a phenolic cap. In some embodiments, the test tube is connected to the atmosphere through a needle. In some embodiments, the tube is evacuated and filled three times with argon. In some embodiments, toluene (2.0 ml) is injected into the test tube with a syringe. In some embodiments, the tube is placed inside a 300 ml stainless steel Parr autoclave. In some embodiments, the autoclave is purged with nitrogen three times, pumped with hydrogen to a pressure of 10 bar (1 MPa), and then heated to 60° C. for 3 hours. In some embodiments, the autoclave is cooled in an ice bath and the gas is vented. In some embodiments, the completeness of the conversion is checked by GC analysis. In some embodiments, the reaction mixture is filtered through celite, the solvent is evaporated, and the crude product is purified by column chromatography (gradient elution from heptane to heptane/AcOEt=8:2) to give (E)-dimethyl-2-ethylidenodectandioate 3 as a colorless liquid in 96% yield.

[0050] Частично гидрированные сложные диэфиры 3 могут рассматриваться как аналоги акрилатов (Схема 12). Примеры таких способов полимеризации включают синтез длинно- и короткоцепочечных продуктов полимеризации с использованием полимеризации с передачей цепи (CTP), контролируемой радикальной полимеризации, такой как методологии ATRP, RAFT и NMP.[0050] Partially hydrogenated diesters 3 can be considered as analogues of acrylates (Scheme 12). Examples of such polymerization methods include the synthesis of long and short chain polymerization products using chain transfer polymerization (CTP), controlled radical polymerization such as ATRP, RAFT and NMP methodologies.

Схема 12: радикальная полимеризация акрилатовScheme 12: radical polymerization of acrylates

[0051] Сложный диэфир 3 также может быть использован как сомономер для способов сополимеризации с использованием этилена, пропилена или альфа-олефинов (Схема 13).[0051] Diester 3 can also be used as a comonomer for copolymerization processes using ethylene, propylene, or alpha-olefins (Scheme 13).

Схема 13: способы сополимеризации с использованием этилена, пропилена или альфа-олефиновScheme 13: copolymerization processes using ethylene, propylene or alpha-olefins

[0052] Сложный диэфир 3 также может быть использован как исходное вещество для реакций метатезиса с образованием сложных полиэфиров и полиолов (Схема 14).[0052] Diester 3 can also be used as a starting material for metathesis reactions to form polyesters and polyols (Scheme 14).

Схема 14: реакции метатезиса с образованием сложных полиэфиров и полиоловScheme 14: Metathesis reactions to form polyesters and polyols

[0053] В некоторых вариантах исполнения сложные диэфиры, такие как образованный из δ-лактона 1 диметил-7-этилиденокт-3-ендиоат 2а, могут быть хемоселективно гидрированы в тетрагидрофуране (ТГФ) с высокими выходами с образованием полностью гидрированных сложных диэфиров 4 (Схема 11В).[0053] In some embodiments, diesters, such as δ-lactone 1-derived dimethyl-7-ethylidenoct-3-enedioate 2a, can be chemoselectively hydrogenated in tetrahydrofuran (THF) in high yields to form fully hydrogenated diesters 4 (Scheme 11B).

[0054] В некоторых вариантах исполнения в пробирку емкостью 4 мл поместили Pd/C, 10 вес.%, (3,1 мг), диметил-7-этилиденокт-3-ендиоат 2а (1,4 ммол) и якорек магнитной мешалки. В некоторых вариантах исполнения пробирку затем закупоривают септой (бутадиен-стирольный каучук с поверхностью из PTFE) и фенопластовой крышкой. В некоторых вариантах исполнения пробирку соединяют с атмосферой через иглу. В некоторых вариантах исполнения пробирку эвакуируют и трижды заполняют аргоном. В некоторых вариантах исполнения в пробирку добавляют ТГФ (3 мл), и пробирку помещают внутрь автоклава Parr емкостью 300 мл из нержавеющей стали. В некоторых вариантах исполнения автоклав трижды продувают азотом, закачивают водород до давления 10 бар (1 МПа), и затем нагревают до 60°С в течение 2,5 часов. В некоторых вариантах исполнения автоклав охлаждают в ледяной бане и выпускают газ. В некоторых вариантах исполнения полноту конверсии проверяют GC-анализом. В некоторых вариантах исполнения реакционную смесь профильтровывают через целит, и выпаривают растворитель, получая чистый диметил-2-этилоктандиоат 4 в виде бесцветной жидкости с выходом >99%.[0054] In some embodiments, Pd/C, 10 wt.%, (3.1 mg), dimethyl-7-ethylidenoct-3-enedioate 2a (1.4 mmol) and a magnetic stir bar were placed in a 4 ml tube. In some embodiments, the tube is then sealed with a septum (styrene butadiene rubber with a PTFE surface) and a phenolic cap. In some embodiments, the test tube is connected to the atmosphere through a needle. In some embodiments, the tube is evacuated and filled three times with argon. In some embodiments, THF (3 ml) is added to the vial and the vial is placed inside a 300 ml stainless steel Parr autoclave. In some embodiments, the autoclave is purged with nitrogen three times, pumped with hydrogen to a pressure of 10 bar (1 MPa), and then heated to 60° C. for 2.5 hours. In some embodiments, the autoclave is cooled in an ice bath and the gas is vented. In some embodiments, the completeness of the conversion is checked by GC analysis. In some embodiments, the reaction mixture is filtered through celite and the solvent is evaporated to give pure dimethyl 2-ethyl octanedioate 4 as a colorless liquid in >99% yield.

[0055] Авторы настоящего изобретения отметили заметное влияние растворителя на хемоселективность гидрирования. В некоторых вариантах исполнения реакция проводится в толуоле, и восстановление дизамещенной двойной связи достигается в пределах 3 часов. Однако сопряженная тризамещенная двойная связь не восстанавливается даже после 16 часов, так, как в Схеме 11А. В некоторых вариантах исполнения полное восстановление олефиновых связей в соединении 2а с образованием продукта 4 выполняется в течение 2,5 часов с использованием ТГФ в качестве растворителя, так, как в Схеме 11В. Сложный диэфир 4 представляет потенциальный промышленный интерес для вариантов применения в качестве пластификатора и как сомономер в комбинации с диаминами и диолами для получения соответствующих полиамидов и сложных полиэфиров. С другой стороны, присутствие единственной ненасыщенности делает соединение 3 сравнимым с α,β-ненасыщенными сложными эфирами, например, с производными акриловой и тиглиновой кислот, которые представляют интерес для получения различных функциональных материалов.[0055] The authors of the present invention noted the marked effect of the solvent on the chemoselectivity of hydrogenation. In some embodiments, the reaction is carried out in toluene and reduction of the disubstituted double bond is achieved within 3 hours. However, the conjugated trisubstituted double bond is not restored even after 16 hours, as in Scheme 11A. In some embodiments, complete reduction of olefin bonds in compound 2a with the formation of product 4 is performed within 2.5 hours using THF as a solvent, as in Scheme 11B. Diester 4 is of potential industrial interest for applications as a plasticizer and as a comonomer in combination with diamines and diols to form the corresponding polyamides and polyesters. On the other hand, the presence of a single unsaturation makes compound 3 comparable to α,β-unsaturated esters, for example, derivatives of acrylic and tiglinic acids, which are of interest for the preparation of various functional materials.

[0056] Чтобы дополнительно проиллюстрировать универсальность соединения 2 как билдинг-блоков для полимеров, авторы настоящего изобретения исследовали его гидрирование до диола 5 (Схема 11С). Как правило, синтез диола 5 может быть выполнен восстановлением соединения 4 с использованием LiAlH4 как реагента в стехиометрическом соотношении. Однако при использовании этой традиционной реакции оказываются затруднительными выделение и очистка 5 от побочных продуктов. Такая методология явно не соответствует экологическим требованиям, и в настоящее время неприменима для крупномасштабного промышленного производства. С другой стороны, фрагменты сложных эфиров и карбоновых кислот являются трудными для реакций гидрирования функциональными группами. В процессах промышленного производства их гидрирование обычно проводится над гетерогенными катализаторами при высоких давлениях и температурах. Авторы настоящего изобретения исследовали катализируемое гомогенными катализаторами гидрирование диметил-7-этилиденокт-3-ендиоата 2а, который может быть использован как ценный базовый химикат для диолов с применением их в промышленности полимерных материалов либо в качестве исходного сырья, либо в качестве пластификаторов на основе спиртов.[0056] To further illustrate the versatility of compound 2 as building blocks for polymers, the present inventors investigated its hydrogenation to diol 5 (Scheme 11C). Typically, the synthesis of diol 5 can be performed by reduction of compound 4 using LiAlH 4 as a reagent in a stoichiometric ratio. However, when using this traditional reaction, it is difficult to isolate and purify 5 from side products. Such a methodology is clearly inconsistent with environmental requirements, and is not currently applicable to large-scale industrial production. On the other hand, fragments of esters and carboxylic acids are functional groups difficult for hydrogenation reactions. In industrial production processes, their hydrogenation is usually carried out over heterogeneous catalysts at high pressures and temperatures. The present inventors have investigated the homogeneous catalyst catalyzed hydrogenation of dimethyl 7-ethylidenoct-3-enedioate 2a, which can be used as a valuable base chemical for diols in the polymer materials industry either as feedstock or as alcohol-based plasticizers.

[0057] В некоторых вариантах исполнения при восстановлении 2а до 5 применяются два различных имеющихся в продаже на рынке катализатора на основе рутения. Рутениевый катализатор типа Noyori для гидрирования сложных эфиров (c1, Таблица 3) и хелатный комплекс рутения PNP в тетрагидроборатной форме с наименованием Ru-MACHO™ (c2, Таблица 3) использованы в опытах 1 и 2. К сожалению, даже после 22 часов присутствовали только следы диола при использовании c1 в качестве катализатора, и с использованием с2 продукт был получен только с 8%-ным выходом.[0057] In some embodiments, the reduction of 2a to 5 uses two different commercially available ruthenium-based catalysts. A Noyori-type ruthenium catalyst for the hydrogenation of esters (c1, Table 3) and a PNP ruthenium chelate complex in tetrahydroborate form with the designation Ru-MACHO™ (c2, Table 3) were used in runs 1 and 2. Unfortunately, even after 22 hours, only traces of diol were present when using c1 as a catalyst, and using c2, the product was only obtained in 8% yield.

[0058] Однако многообещающие результаты могут быть получены с использованием рутениевых комплексов 1,1,1-трис-(дифенилфосфинометил)этана (Triphos). Были изучены влияние воды, MSA и цинка, и растворителя при восстановлении выделенных из натурального масла сложных диэфиров. В дополнение, также была исследована сильная зависимость селективности восстановления биогенной кислоты при изменении ионных или кислотных добавок. Были исследованы [Ru(Triphos)(TMM)] как c3 (TMM=триметиленметан) и образующаяся in situ система из [Ru(acac)3]/Triphos (c4 в Таблице 3, acac=ацетилацетонат), и, что интересно, было найдено, что добавление кислотных добавок снижает селективность в отношении бензилового спирта при гидрировании бензойной кислоты. Также было изучено применение кислот Льюиса в качестве промоторов в восстановительной этерификации сложных эфиров.[0058] However, promising results can be obtained using ruthenium complexes of 1,1,1-tris-(diphenylphosphinomethyl)ethane (Triphos). The effects of water, MSA and zinc, and solvent in the reduction of diesters isolated from natural oil were studied. In addition, the strong dependence of biogenic acid recovery selectivity on changing ionic or acid additives was also investigated. [Ru(Triphos)(TMM)] as c3 (TMM=trimethylenemethane) and the in situ formed system from [Ru(acac) 3 ]/Triphos (c4 in Table 3, acac=acetylacetonate) were investigated and, interestingly, it was found that the addition of acid additives reduced the selectivity for benzyl alcohol in the hydrogenation of benzoic acid. The use of Lewis acids as promoters in the reductive esterification of esters has also been studied.

[0059] В некоторых вариантах исполнения металлический комплекс или прекурсор катализатора и лиганд, например, [Ru(acac)3] (например, 4,0 мг, 0,01 ммол), Triphos (например, 12,5 мг, 0,02 ммол) и цинк (например, 1,6 мг, 2,5×10-2 ммол), быстро отвешивают на воздухе в пробирку емкостью 4 мл. В некоторых вариантах исполнения пробирку затем закупоривают, соединяют с атмосферой через иглу, и эвакуируют и трижды заполняют аргоном. В некоторых вариантах исполнения в пробирку добавляют 2а (например, 0,5 ммол) и маточный раствор растворителя, содержащего надлежащую добавку, например, HNTf2 (7,0 мг, 2,5×10-2 ммол) в метаноле. В некоторых вариантах исполнения пробирку помещают внутрь автоклава Parr емкостью 300 мл из нержавеющей стали, и автоклав трижды продувают азотом, закачивают водород до высокого давления и нагревают. В некоторых вариантах исполнения, по истечении времени реакции, автоклав охлаждают ледяной водой и выпускают газ. В некоторых вариантах исполнения сырой продукт анализируют газовой хроматографией. В некоторых вариантах исполнения выход выделенного продукта получают после очистки на силикагеле (градиентным вымыванием от CH2Cl2 до CH2Cl2/MeOH 9:1).[0059] In some embodiments, the metal complex or catalyst precursor and ligand, e.g., [Ru(acac) 3 ] (e.g., 4.0 mg, 0.01 mmol), Triphos (e.g., 12.5 mg, 0.02 mmol), and zinc (e.g., 1.6 mg, 2.5×10 -2 mmol), are rapidly weighed in air into a 4 ml tube. In some embodiments, the tube is then stoppered, vented to atmosphere through a needle, and evacuated and filled three times with argon. In some embodiments, 2a (eg, 0.5 mmol) and a solvent stock containing the appropriate additive, eg, HNTf 2 (7.0 mg, 2.5×10 -2 mmol) in methanol, are added to the tube. In some embodiments, the tube is placed inside a 300 ml stainless steel Parr autoclave and the autoclave is purged with nitrogen three times, pressurized with hydrogen and heated. In some embodiments, after the reaction time has elapsed, the autoclave is cooled with ice water and the gas is vented. In some embodiments, the crude product is analyzed by gas chromatography. In some embodiments, the yield of isolated product is obtained after purification on silica gel (gradient elution from CH 2 Cl 2 to CH 2 Cl 2 /MeOH 9:1).

[0060] В некоторых вариантах исполнения используется с4 в комбинации с MSA в метаноле (опыт 4, Таблица 4). Для сравнения, применяется с3 в ТГФ в отсутствие любой добавки (опыт 3, Таблица 4). В первом случае получен диол 5 с выходом 35%, тогда как в последнем случае образовалась главным образом смесь сложных эфиров 3 и 4. В некоторых вариантах исполнения в качестве растворителя используется метилат натрия, и в качестве добавки применяется бис(трифторметан)сульфонимид (HNTf2). В некоторых вариантах исполнения применение HNTf2 (10 мол.%) приводило к продукту 5 с выходом 69% (опыт 5, Таблица 4). В некоторых вариантах исполнения желательное полное восстановление 2а до диола 5 получается при относительно мягких условиях с 91%-ным выходом (80% выделенного продукта) при сокращении количества HNTf2 до 5 мол.% и добавлении 5 мол.% металлического цинка, например, в опыте 7, Таблица 4.[0060] Some embodiments use c4 in combination with MSA in methanol (Test 4, Table 4). For comparison, c3 in THF is used in the absence of any additive (Test 3, Table 4). In the first case, diol 5 was obtained in 35% yield, while in the latter case, mainly a mixture of esters 3 and 4 was formed. In some embodiments, sodium methoxide is used as a solvent, and bis(trifluoromethane)sulfonimide (HNTf 2 ) is used as an additive. In some embodiments, the use of HNTf 2 (10 mol.%) led to the product 5 with a yield of 69% (experiment 5, table 4). In some embodiments, the desired complete reduction of 2a to diol 5 is obtained under relatively mild conditions in 91% yield (80% isolated product) by reducing the amount of HNTf 2 to 5 mol% and adding 5 mol% zinc metal, for example, in run 7, Table 4.

ОпытExperience КатализаторCatalyst РастворительSolvent Добавка (мол.%)Additive (mole%) СО (бар)CO (bar) Т (°С)T (°C) t (часов)t (hours) Выход 6 (%)Yield 6 (%) 11 с1c1 ТГФTHF MeONa (10)MeONa (10) 5050 120120 2222 следыfootprints 22 с2c2 ТГФTHF -- 5050 120120 2222 88 33 с3c3 ТГФTHF -- 7070 150150 2222 22 44 с4с4 МеОНMeon MSA (10)MSA (10) 7070 150150 2222 3535 55 с4с4 МеОНMeon HNTf2 (10)HNTf 2 (10) 7070 150150 2222 6969 66 с4с4 МеОНMeon MSA(5)/Zn
(5)
MSA(5)/Zn
(5)
7070 150150 2424 4242
77 с4с4 МеОНMeon HNTf2(5)/Zn
(5)
HNTf 2 (5)/Zn
(5)
7070 150150 2424 9191
88 с4с4 МеОНMeon MeONa (10)MeONa (10) 7070 150150 2222 1717 99 с4с4 диоксанdioxane HNTf2 (5)HNTf 2 (5) 7070 150150 2222 2424

Таблица 4. аРеакционные условия: 3 (0,5 ммол), металлический комплекс (0,01 ммол), лиганд, когда добавлен (0,02 ммол), растворитель (2 мл). Конверсия 3 была полной во всех случаях. Выходы были определены GC-анализом с использованием гексадекана в качестве внутреннего стандарта. MSA=метансульфоновая кислота. HNTf2=бис(трифторметан)сульфонимид.Table 4. a Reaction conditions: 3 (0.5 mmol), metal complex (0.01 mmol), ligand when added (0.02 mmol), solvent (2 ml). Conversion 3 was complete in all cases. Yields were determined by GC analysis using hexadecane as an internal standard. MSA=methanesulfonic acid. HNTf 2 =bis(trifluoromethane)sulfonimide.

[0061] Реакции в опытах в Таблице 4 подробно описываются следующим образом:[0061] The reactions in the experiments in Table 4 are detailed as follows:

[0062] Опыт 1: в пробирку емкостью 4 мл поместили с1 (6,0 мг, 0,01 ммол) и якорек магнитной мешалки. Пробирку поместили в трубку Шленка, эвакуировали и трижды продули аргоном, и затем добавили CH3ONa (2,6 мг, 0,05 ммол, 10 мол.%). Затем пробирку закупорили септой (из бутадиен-стирольного каучука с поверхностью из PTFE) и фенопластовой крышкой. Пробирку соединили с магистралью подачи аргона посредством иглы. В пробирку шприцем впрыснули соединение 3 (113 мг, 0,5 ммол) и ТГФ (2,0 мл). Пробирку поместили в пластину из сплава, которую перенесли в автоклав (300 мл) серии 4760 от фирмы Parr Instruments в атмосфере аргона. После продувки автоклава три раза азотом повысили давление водорода до 50 бар (5 МПа) при комнатной температуре. Реакцию проводили в течение 22 часов при 120°С. По истечении времени реакции автоклав охладили до комнатной температуры, и осторожно снизили давление. Затем впрыснули гексадекан (0,100 мл) в качестве внутреннего стандарта. Выход был измерен GC-анализом.[0062] Trial 1: C1 (6.0 mg, 0.01 mmol) and a magnetic stir bar were placed in a 4 ml tube. The tube was placed in a Schlenk tube, evacuated and purged with argon three times, and then CH 3 ONa (2.6 mg, 0.05 mmol, 10 mol%) was added. The tube was then sealed with a septum (styrene butadiene rubber with a PTFE surface) and a phenolic cap. The test tube was connected to the argon supply line by means of a needle. Compound 3 (113 mg, 0.5 mmol) and THF (2.0 ml) were injected into the tube with a syringe. The tube was placed in an alloy plate, which was transferred to a 4760 series autoclave (300 ml) from Parr Instruments under argon. After purging the autoclave three times with nitrogen, the hydrogen pressure was increased to 50 bar (5 MPa) at room temperature. The reaction was carried out for 22 hours at 120°C. After the reaction time, the autoclave was cooled to room temperature and the pressure was carefully reduced. Then hexadecane (0.100 ml) was injected as an internal standard. Yield was measured by GC analysis.

[0063] Опыт 2: в пробирку емкостью 4 мл поместили с2 (5,4 мг, 0,01 ммол) и якорек магнитной мешалки. Затем пробирку закупорили септой (из бутадиен-стирольного каучука с поверхностью из PTFE) и фенопластовой крышкой. Пробирку соединили с атмосферой через иглу. Пробирку эвакуировали и трижды заполнили аргоном. В пробирку шприцем впрыснули соединение 3 (113 мг, 0,5 ммол) и ТГФ (2,0 мл). Пробирку поместили в пластину из сплава, которую перенесли в автоклав (300 мл) серии 4760 от фирмы Parr Instruments в атмосфере аргона. После продувки автоклава три раза азотом повысили давление водорода до 50 бар (5 МПа) при комнатной температуре. Реакцию проводили в течение 22 часов при 120°С. По истечении времени реакции автоклав охладили до комнатной температуры, и осторожно снизили давление. Затем впрыснули гексадекан (0,100 мл) в качестве внутреннего стандарта. Выход был измерен GC-анализом.[0063] Experiment 2: C2 (5.4 mg, 0.01 mmol) and a magnetic stir bar were placed in a 4 ml tube. The tube was then sealed with a septum (styrene butadiene rubber with a PTFE surface) and a phenolic cap. The tube was connected to the atmosphere through a needle. The tube was evacuated and filled three times with argon. Compound 3 (113 mg, 0.5 mmol) and THF (2.0 ml) were injected into the tube with a syringe. The tube was placed in an alloy plate, which was transferred to a 4760 series autoclave (300 ml) from Parr Instruments under argon. After purging the autoclave three times with nitrogen, the hydrogen pressure was increased to 50 bar (5 MPa) at room temperature. The reaction was carried out for 22 hours at 120°C. After the reaction time, the autoclave was cooled to room temperature, and the pressure was carefully reduced. Then hexadecane (0.100 ml) was injected as an internal standard. Yield was measured by GC analysis.

[0064] Опыт 3: в пробирку емкостью 4 мл поместили с3 (7,8 мг, 0,01 ммол) и якорек магнитной мешалки. Затем пробирку закупорили септой (из бутадиен-стирольного каучука с поверхностью из PTFE) и фенопластовой крышкой. Пробирку соединили с атмосферой через иглу. Пробирку эвакуировали и трижды заполнили аргоном. В пробирку шприцем впрыснули соединение 3 (113 мг, 0,5 ммол) и ТГФ (2,0 мл). Пробирку поместили в пластину из сплава, которую перенесли в автоклав (300 мл) серии 4760 от фирмы Parr Instruments в атмосфере аргона. После продувки автоклава три раза азотом повысили давление водорода до 70 бар (7 МПа) при комнатной температуре. Реакцию проводили в течение 22 часов при 150°С. По истечении времени реакции автоклав охладили до комнатной температуры, и осторожно снизили давление. Затем впрыснули гексадекан (0,100 мл) в качестве внутреннего стандарта. Выход был измерен GC-анализом.[0064] Trial 3: C3 (7.8 mg, 0.01 mmol) and a magnetic stir bar were placed in a 4 ml tube. The tube was then sealed with a septum (styrene butadiene rubber with a PTFE surface) and a phenolic cap. The tube was connected to the atmosphere through a needle. The tube was evacuated and filled three times with argon. Compound 3 (113 mg, 0.5 mmol) and THF (2.0 ml) were injected into the tube with a syringe. The tube was placed in an alloy plate, which was transferred to a 4760 series autoclave (300 ml) from Parr Instruments under argon. After purging the autoclave three times with nitrogen, the hydrogen pressure was increased to 70 bar (7 MPa) at room temperature. The reaction was carried out for 22 hours at 150°C. After the reaction time, the autoclave was cooled to room temperature and the pressure was carefully reduced. Then hexadecane (0.100 ml) was injected as an internal standard. Yield was measured by GC analysis.

[0065] Опыт 4: в пробирку емкостью 4 мл поместили Ru(acac)3 (4,0 мг, 0,01 ммол), 1,1,1-трис-(дифенилфосфинометил)этан (11,5 мг, 0,02 ммол) и якорек магнитной мешалки. Затем пробирку закупорили септой (из бутадиен-стирольного каучука с поверхностью из PTFE) и фенопластовой крышкой. Пробирку соединили с атмосферой через иглу. Пробирку эвакуировали и трижды заполнили аргоном. В пробирку шприцем впрыснули соединение 3 (113 мг, 0,5 ммол), 0,05М раствор метансульфоновой кислоты в MeOH (1,0 мл, 10 мол.%) и MeOH (1,0 мл). Пробирку поместили в пластину из сплава, которую перенесли в автоклав (300 мл) серии 4760 от фирмы Parr Instruments в атмосфере аргона. После продувки автоклава три раза азотом повысили давление водорода до 70 бар (7 МПа) при комнатной температуре. Реакцию проводили в течение 22 часов при 150°С. По истечении времени реакции автоклав охладили до комнатной температуры, и осторожно снизили давление. Затем впрыснули гексадекан (0,100 мл) в качестве внутреннего стандарта. Выход был измерен GC-анализом.[0065] Experiment 4: Ru(acac) 3 (4.0 mg, 0.01 mmol), 1,1,1-tris-(diphenylphosphinomethyl)ethane (11.5 mg, 0.02 mmol) and a magnetic stir bar were placed in a 4 ml tube. The tube was then sealed with a septum (styrene butadiene rubber with a PTFE surface) and a phenolic cap. The tube was connected to the atmosphere through a needle. The tube was evacuated and filled three times with argon. Compound 3 (113 mg, 0.5 mmol), 0.05M solution of methanesulfonic acid in MeOH (1.0 ml, 10 mol%) and MeOH (1.0 ml) was injected into the tube with a syringe. The tube was placed in an alloy plate, which was transferred to a 4760 series autoclave (300 ml) from Parr Instruments under argon. After purging the autoclave three times with nitrogen, the hydrogen pressure was increased to 70 bar (7 MPa) at room temperature. The reaction was carried out for 22 hours at 150°C. After the reaction time, the autoclave was cooled to room temperature and the pressure was carefully reduced. Then hexadecane (0.100 ml) was injected as an internal standard. Yield was measured by GC analysis.

[0066] Опыт 5: в пробирку емкостью 4 мл поместили Ru(acac)3 (4,0 мг, 0,01 ммол), 1,1,1-трис-(дифенилфосфинометил)этан (11,5 мг, 0,02 ммол) и якорек магнитной мешалки. Затем пробирку закупорили септой (из бутадиен-стирольного каучука с поверхностью из PTFE) и фенопластовой крышкой. Пробирку соединили с атмосферой через иглу. Пробирку эвакуировали и трижды заполнили аргоном. В пробирку шприцем впрыснули соединение 3 (113 мг, 0,5 ммол), 0,05М раствор HNTf2 в MeOH (1,0 мл, 10 мол.%) и MeOH (1,0 мл). Пробирку поместили в пластину из сплава, которую перенесли в автоклав (300 мл) серии 4760 от фирмы Parr Instruments в атмосфере аргона. После продувки автоклава три раза азотом повысили давление водорода до 70 бар (7 МПа) при комнатной температуре. Реакцию проводили в течение 22 часов при 150°С. По истечении времени реакции автоклав охладили до комнатной температуры, и осторожно снизили давление. Затем впрыснули гексадекан (0,100 мл) в качестве внутреннего стандарта. Выход был измерен GC-анализом.[0066] Experiment 5: Ru(acac) 3 (4.0 mg, 0.01 mmol), 1,1,1-tris-(diphenylphosphinomethyl)ethane (11.5 mg, 0.02 mmol) and a magnetic stir bar were placed in a 4 ml tube. The tube was then sealed with a septum (styrene butadiene rubber with a PTFE surface) and a phenolic cap. The tube was connected to the atmosphere through a needle. The tube was evacuated and filled three times with argon. Compound 3 (113 mg, 0.5 mmol), a 0.05M solution of HNTf 2 in MeOH (1.0 ml, 10 mol%) and MeOH (1.0 ml) was injected into the tube with a syringe. The tube was placed in an alloy plate, which was transferred to a 4760 series autoclave (300 ml) from Parr Instruments under argon. After purging the autoclave three times with nitrogen, the hydrogen pressure was increased to 70 bar (7 MPa) at room temperature. The reaction was carried out for 22 hours at 150°C. After the reaction time, the autoclave was cooled to room temperature and the pressure was carefully reduced. Then hexadecane (0.100 ml) was injected as an internal standard. Yield was measured by GC analysis.

[0067] Опыт 6: в пробирку емкостью 4 мл поместили Ru(acac)3 (4,0 мг, 0,01 ммол), 1,1,1-трис-(дифенилфосфинометил)этан (11,5 мг, 0,02 ммол), порошкообразный металлический цинк (1,7 мг, 0,025 ммол, 5 мол.%) и якорек магнитной мешалки. Затем пробирку закупорили септой (из бутадиен-стирольного каучука с поверхностью из PTFE) и фенопластовой крышкой. Пробирку соединили с атмосферой через иглу. Пробирку эвакуировали и трижды заполнили аргоном. В пробирку шприцем впрыснули соединение 3 (113 мг, 0,5 ммол), 0,54М раствор метансульфоновой кислоты в MeOH (0,050 мл, 5 мол.%) и MeOH (2,0 мл). Пробирку поместили в пластину из сплава, которую перенесли в автоклав (300 мл) серии 4760 от фирмы Parr Instruments в атмосфере аргона. После продувки автоклава три раза азотом повысили давление водорода до 70 бар (7 МПа) при комнатной температуре. Реакцию проводили в течение 24 часов при 150°С. По истечении времени реакции автоклав охладили до комнатной температуры, и осторожно снизили давление. Затем впрыснули гексадекан (0,100 мл) в качестве внутреннего стандарта. Выход был измерен GC-анализом.[0067] Experiment 6: Ru(acac) 3 (4.0 mg, 0.01 mmol), 1,1,1-tris-(diphenylphosphinomethyl)ethane (11.5 mg, 0.02 mmol), zinc metal powder (1.7 mg, 0.025 mmol, 5 mol.%) and a magnetic stir bar were placed in a 4 ml tube. The tube was then sealed with a septum (styrene butadiene rubber with a PTFE surface) and a phenolic cap. The tube was connected to the atmosphere through a needle. The tube was evacuated and filled three times with argon. Compound 3 (113 mg, 0.5 mmol), 0.54M solution of methanesulfonic acid in MeOH (0.050 ml, 5 mol%) and MeOH (2.0 ml) was injected into the tube with a syringe. The tube was placed in an alloy plate, which was transferred to a 4760 series autoclave (300 ml) from Parr Instruments under argon. After purging the autoclave three times with nitrogen, the hydrogen pressure was increased to 70 bar (7 MPa) at room temperature. The reaction was carried out for 24 hours at 150°C. After the reaction time, the autoclave was cooled to room temperature and the pressure was carefully reduced. Then hexadecane (0.100 ml) was injected as an internal standard. Yield was measured by GC analysis.

[0068] Опыт 7: в пробирку емкостью 4 мл поместили Ru(acac)3 (4,0 мг, 0,01 ммол), 1,1,1-трис-(дифенилфосфинометил)этан (11,5 мг, 0,02 ммол), порошкообразный металлический цинк (1,7 мг, 0,025 ммол, 5 мол.%) и якорек магнитной мешалки. Затем пробирку закупорили септой (из бутадиен-стирольного каучука с поверхностью из PTFE) и фенопластовой крышкой. Пробирку соединили с атмосферой через иглу. Пробирку эвакуировали и трижды заполнили аргоном. В пробирку шприцем впрыснули соединение 3 (113 мг, 0,5 ммол), 0,025М раствор HNTf2 в MeOH (1,0 мл, 5 мол.%) и MeOH (1,0 мл). Пробирку поместили в пластину из сплава, которую перенесли в автоклав (300 мл) серии 4760 от фирмы Parr Instruments в атмосфере аргона. После продувки автоклава три раза азотом повысили давление водорода до 70 бар (7 МПа) при комнатной температуре. Реакцию проводили в течение 24 часов при 150°С. По истечении времени реакции автоклав охладили до комнатной температуры, и осторожно снизили давление. Затем впрыснули гексадекан (0,100 мл) в качестве внутреннего стандарта. Выход был измерен GC-анализом. Продукт был очищен колоночной хроматографией на силикагеле (градиентным вымыванием от CH2Cl2 до CH2Cl2/MeOH 9:1).[0068] Experiment 7: Ru(acac) 3 (4.0 mg, 0.01 mmol), 1,1,1-tris-(diphenylphosphinomethyl)ethane (11.5 mg, 0.02 mmol), zinc metal powder (1.7 mg, 0.025 mmol, 5 mol.%) and a magnetic stir bar were placed in a 4 ml tube. The tube was then sealed with a septum (styrene butadiene rubber with a PTFE surface) and a phenolic cap. The tube was connected to the atmosphere through a needle. The tube was evacuated and filled three times with argon. Compound 3 (113 mg, 0.5 mmol), 0.025M solution of HNTf 2 in MeOH (1.0 ml, 5 mol %) and MeOH (1.0 ml) was injected into the tube with a syringe. The tube was placed in an alloy plate, which was transferred to a 4760 series autoclave (300 ml) from Parr Instruments under argon. After purging the autoclave three times with nitrogen, the hydrogen pressure was increased to 70 bar (7 MPa) at room temperature. The reaction was carried out for 24 hours at 150°C. After the reaction time, the autoclave was cooled to room temperature and the pressure was carefully reduced. Then hexadecane (0.100 ml) was injected as an internal standard. Yield was measured by GC analysis. The product was purified by column chromatography on silica gel (gradient wash from CH 2 Cl 2 to CH 2 Cl 2 /MeOH 9:1).

[0069] Опыт 8: в пробирку емкостью 4 мл поместили Ru(acac)3 (4,0 мг, 0,01 ммол), 1,1,1-трис-(дифенилфосфинометил)этан (11,5 мг, 0,02 ммол) и якорек магнитной мешалки. Затем пробирку закупорили септой (из бутадиен-стирольного каучука с поверхностью из PTFE) и фенопластовой крышкой. Пробирку соединили с атмосферой через иглу. Пробирку эвакуировали и трижды заполнили аргоном. В пробирку шприцем впрыснули соединение 3 (113 мг, 0,5 ммол), 0,5М раствор CH3ONa в MeOH (1,0 мл, 10 мол.%) и MeOH (1,0 мл). Пробирку поместили в пластину из сплава, которую перенесли в автоклав (300 мл) серии 4760 от фирмы Parr Instruments в атмосфере аргона. После продувки автоклава три раза азотом повысили давление водорода до 70 бар (7 МПа) при комнатной температуре. Реакцию проводили в течение 22 часов при 150°С. По истечении времени реакции автоклав охладили до комнатной температуры, и осторожно снизили давление. Затем впрыснули гексадекан (0,100 мл) в качестве внутреннего стандарта. Выход был измерен GC-анализом.[0069] Experiment 8: Ru(acac) 3 (4.0 mg, 0.01 mmol), 1,1,1-tris-(diphenylphosphinomethyl)ethane (11.5 mg, 0.02 mmol) and a magnetic stir bar were placed in a 4 ml tube. The tube was then sealed with a septum (styrene butadiene rubber with a PTFE surface) and a phenolic cap. The tube was connected to the atmosphere through a needle. The tube was evacuated and filled three times with argon. Compound 3 (113 mg, 0.5 mmol), a 0.5M solution of CH 3 ONa in MeOH (1.0 ml, 10 mol%) and MeOH (1.0 ml) was injected into the tube with a syringe. The tube was placed in an alloy plate, which was transferred to a 4760 series autoclave (300 ml) from Parr Instruments under argon. After purging the autoclave three times with nitrogen, the hydrogen pressure was increased to 70 bar (7 MPa) at room temperature. The reaction was carried out for 22 hours at 150°C. After the reaction time, the autoclave was cooled to room temperature and the pressure was carefully reduced. Then hexadecane (0.100 ml) was injected as an internal standard. Yield was measured by GC analysis.

[0070] Опыт 9: в пробирку емкостью 4 мл поместили Ru(acac)3 (4,0 мг, 0,01 ммол), 1,1,1-трис-(дифенилфосфинометил)этан (11,5 мг, 0,02 ммол) и якорек магнитной мешалки. Затем пробирку закупорили септой (из бутадиен-стирольного каучука с поверхностью из PTFE) и фенопластовой крышкой. Пробирку соединили с атмосферой через иглу. Пробирку эвакуировали и трижды заполнили аргоном. В пробирку шприцем впрыснули соединение 3 (113 мг, 0,5 ммол), 0,025М раствор HNTf2 в диоксане (1,0 мл, 5 мол.%) и диоксан (1,0 мл). Пробирку поместили в пластину из сплава, которую перенесли в автоклав (300 мл) серии 4760 от фирмы Parr Instruments в атмосфере аргона. После продувки автоклава три раза азотом повысили давление водорода до 70 бар (7 МПа) при комнатной температуре. Реакцию проводили в течение 22 часов при 150°С. По истечении времени реакции автоклав охладили до комнатной температуры, и осторожно снизили давление. Затем впрыснули гексадекан (0,100 мл) в качестве внутреннего стандарта. Выход был измерен GC-анализом.[0070] Experiment 9: Ru(acac) 3 (4.0 mg, 0.01 mmol), 1,1,1-tris-(diphenylphosphinomethyl)ethane (11.5 mg, 0.02 mmol) and a magnetic stir bar were placed in a 4 ml tube. The tube was then sealed with a septum (styrene butadiene rubber with a PTFE surface) and a phenolic cap. The tube was connected to the atmosphere through a needle. The tube was evacuated and filled three times with argon. Compound 3 (113 mg, 0.5 mmol), 0.025 M solution of HNTf 2 in dioxane (1.0 ml, 5 mol%) and dioxane (1.0 ml) were injected into the test tube with a syringe. The tube was placed in an alloy plate, which was transferred to a 4760 series autoclave (300 ml) from Parr Instruments under argon. After purging the autoclave three times with nitrogen, the hydrogen pressure was increased to 70 bar (7 MPa) at room temperature. The reaction was carried out for 22 hours at 150°C. After the reaction time, the autoclave was cooled to room temperature and the pressure was carefully reduced. Then hexadecane (0.100 ml) was injected as an internal standard. Yield was measured by GC analysis.

[0071] Должно быть понятно, что квалифицированным специалистам в этой области технологии будут очевидными многообразные изменения и модификации описанных здесь предпочтительных в данный момент вариантов осуществления. Такие изменения и модификации могут быть сделаны без выхода за пределы смысла и области предмета настоящего изобретения, и не в ущерб его предполагаемым преимуществам. Поэтому предполагается, что такие изменения и модификации охватываются пунктами прилагаемой формулы изобретения.[0071] It should be clear that those skilled in the art will recognize numerous changes and modifications to the currently preferred embodiments described herein. Such changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the subject matter of the present invention, and without prejudice to its intended advantages. Therefore, such changes and modifications are intended to be covered by the appended claims.

Claims (43)

1. Способ получения возобновляемого исходного материала для получения полимеров, причем способ включает:1. A method for producing a renewable raw material for producing polymers, and the method includes: получение производного из СО2 лактона согласно следующей реакции:obtaining a derivative from CO 2 lactone according to the following reaction: ; и ; And обработку производного из СО2 лактона с образованием возобновляемого исходного материала, где обработка производного из СО2 лактона включает селективное гидрирование производного из СО2 лактона с образованием гидрированного производного из СО2 лактона согласно следующей реакции:processing the CO 2 lactone derivative to form a renewable starting material, wherein the processing of the CO 2 lactone derivative comprises selectively hydrogenating the CO 2 lactone derivative to form a hydrogenated CO 2 lactone derivative according to the following reaction: , , причем гидрированный производный из СО2 лактон подвергается обработке с образованием 2-этилиденэнантовой кислоты с использованием одной или обеих из системы гомогенного гидрирования и системы гетерогенного гидрирования согласно следующей реакции:wherein the hydrogenated CO 2 derivative lactone is treated to form 2-ethylidene enanthic acid using one or both of a homogeneous hydrogenation system and a heterogeneous hydrogenation system according to the following reaction: . . 2. Способ получения возобновляемого исходного материала для получения полимеров, причем способ включает: 2. A method for producing a renewable raw material for producing polymers, the method comprising: получение производного из СО2 лактона согласно следующей реакции:obtaining a derivative from CO 2 lactone according to the following reaction: ; и ; And обработку производного из СО2 лактона с образованием возобновляемого исходного материала, где обработка производного из СО2 лактона включает селективное гидрирование производного из СО2 лактона с образованием гидрированного производного из СО2 лактона согласно следующей реакции:processing the CO 2 lactone derivative to form a renewable starting material, wherein the processing of the CO 2 lactone derivative comprises selectively hydrogenating the CO 2 lactone derivative to form a hydrogenated CO 2 lactone derivative according to the following reaction: , , и в котором гидрированный производный из СО2 лактон подвергается обработке с использованием Rh/фосфиновой двухфазной системы гидрирования с образованием 2-этилиденэнантовой кислоты.and wherein the hydrogenated CO 2 derivative lactone is treated with an Rh/phosphine biphasic hydrogenation system to form 2-ethylideneenanthic acid. 3. Способ получения возобновляемого исходного материала для получения полимеров, причем способ включает: 3. A method for producing a renewable raw material for producing polymers, the method comprising: получение производного из СО2 лактона согласно следующей реакции:obtaining a derivative from CO 2 lactone according to the following reaction: ; и ; And обработку производного из СО2 лактона с образованием возобновляемого исходного материала, где обработка производного из СО2 лактона включает селективное гидрирование производного из СО2 лактона с образованием гидрированного производного из СО2 лактона согласно следующей реакции:processing the CO 2 lactone derivative to form a renewable starting material, wherein the processing of the CO 2 lactone derivative comprises selectively hydrogenating the CO 2 lactone derivative to form a hydrogenated CO 2 lactone derivative according to the following reaction: , , и в котором гидрированный производный из СО2 лактон подвергается обработке с использованием метатезиса алкенов, причем метатезис алкенов включает реакцию самометатезиса следующим образом:and wherein the hydrogenated CO 2 derivative lactone is treated using alkene metathesis, the alkene metathesis comprising a self-metathesis reaction as follows: или метатезис алкенов включает кросс-метатезис следующим образом:or alkene metathesis includes cross-metathesis as follows: R=H, СН3, алкил, циклоалкил, лактон, фенил и замещенный фенил.R=H, CH 3 , alkyl, cycloalkyl, lactone, phenyl and substituted phenyl. 4. Способ получения возобновляемого исходного материала для получения полимеров, причем способ включает: 4. A method for producing a renewable raw material for producing polymers, the method comprising: получение производного из СО2 лактона согласно следующей реакции:obtaining a derivative from CO 2 lactone according to the following reaction: ; и ; And обработку производного из СО2 лактона с образованием возобновляемого исходного материала, где обработка производного из СО2 лактона включает селективное гидрирование производного из СО2 лактона с образованием гидрированного производного из СО2 лактона согласно следующей реакции:processing the CO 2 lactone derivative to form a renewable starting material, wherein the processing of the CO 2 lactone derivative comprises selectively hydrogenating the CO 2 lactone derivative to form a hydrogenated CO 2 lactone derivative according to the following reaction: ; и ; And обработку гидрированного производного из СО2 лактона, которая включает катализируемую металлом реакцию следующим образом:treatment of the hydrogenated CO 2 lactone derivative which involves a metal catalyzed reaction as follows: R=H, СН3, алкил, циклоалкил, фенил и замещенный фенил.R=H, CH 3 , alkyl, cycloalkyl, phenyl and substituted phenyl. 5. Способ получения возобновляемого исходного материала для получения полимеров, причем способ включает:5. A method for producing a renewable raw material for producing polymers, the method comprising: получение производного из СО2 лактона согласно следующей реакции:obtaining a derivative from CO 2 lactone according to the following reaction: ; и ; And алкоксикарбонилирование производного из СО2 лактона с образованием сложного диэфира, где алкоксикарбонилирование производного из СО2 лактона включает применение катализатора на основе соединения палладия, причем катализатор на основе соединения палладия включает Pd(OAc)2, PdCl2 или Pd(dba)2, где алкоксикарбонилирование производного из СО2 лактона включает реакцию метоксикарбонилирования следующим образом:alkoxycarbonylation of a derivative from CO2 lactone to form a diester, where alkoxycarbonylation of the derivative from CO2 lactone includes the use of a palladium compound catalyst, wherein the palladium compound catalyst comprises Pd(OAc)2, PdCl2 or Pd(dba)2, where the alkoxycarbonylation of the derivative from CO2 lactone involves a methoxycarbonylation reaction as follows: , , причем R представляет собой метил, н-бутил, 2-этилгексил, PhCH2, изопропил.wherein R is methyl, n-butyl, 2-ethylhexyl, PhCH 2 , isopropyl. 6. Способ по п. 5, дополнительно включающий гидрирование сложного диэфира с образованием возобновляемого исходного материала.6. The process of claim 5, further comprising hydrogenating the diester to form a renewable feedstock. 7. Способ по п. 5, в котором алкоксикарбонилирование включает применение фосфинового лиганда.7. The method of claim 5 wherein the alkoxycarbonylation comprises the use of a phosphine ligand. 8. Способ по п. 5, в котором алкоксикарбонилирование включает применение спирта.8. The method of claim 5 wherein the alkoxycarbonylation comprises the use of an alcohol. 9. Способ по п. 5, в котором алкоксикарбонилирование включает применение растворителя.9. The method of claim 5 wherein the alkoxycarbonylation comprises the use of a solvent. 10. Способ по п. 5, в котором алкоксикарбонилирование включает применение кислоты.10. The method of claim 5 wherein the alkoxycarbonylation comprises the use of an acid. 11. Способ по п. 1, в котором производный из СО2 лактон селективно гидрирован со 100%-ным контролем региоселективности для концевых углерод-углеродных связей.11. The method of claim 1 wherein the CO 2 -derived lactone is selectively hydrogenated with 100% regioselectivity control for terminal carbon-carbon bonds.
RU2020100077A 2017-06-12 2018-06-07 Synthesis of building blocks and starting substances for obtaining renewable polymers RU2799800C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762518400P 2017-06-12 2017-06-12
US62/518,400 2017-06-12
PCT/QA2018/050003 WO2018231082A2 (en) 2017-06-12 2018-06-07 Synthesis of building blocks and feedstocks for manufacturing renewable polymers

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020100077A RU2020100077A (en) 2021-07-14
RU2020100077A3 RU2020100077A3 (en) 2021-10-08
RU2799800C2 true RU2799800C2 (en) 2023-07-11

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030176737A1 (en) * 2000-08-24 2003-09-18 Arno Behr Process for the catalytic cleavage of lactones
RU2217428C2 (en) * 2002-02-18 2003-11-27 ГУ Институт нефтехимии и катализа АН РБ и УНЦ РАН Method for preparing lactones
US20140194648A1 (en) * 2011-06-21 2014-07-10 Evonik Degussa Gmbh Process for producing 2-ethylheptanoic acid

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030176737A1 (en) * 2000-08-24 2003-09-18 Arno Behr Process for the catalytic cleavage of lactones
RU2217428C2 (en) * 2002-02-18 2003-11-27 ГУ Институт нефтехимии и катализа АН РБ и УНЦ РАН Method for preparing lactones
US20140194648A1 (en) * 2011-06-21 2014-07-10 Evonik Degussa Gmbh Process for producing 2-ethylheptanoic acid

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BEHR A. et al. Green Chemistry, vol.5, 2003, pp. 198-204. BEHR A. et al. Z. Chem., 25, 1985, pp. 220-221. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Furst et al. Polymer precursors from catalytic reactions of natural oils
EP1673328B1 (en) An improved process for the synthesis of unsaturated alcohols
Ohta et al. Stereochemistry and mechanism of the asymmetric hydrogenation of unsaturated carboxylic acids catalyzed by binap—-ruthenium (II) dicarboxylate complexes
US3780074A (en) Preparation of alkadienoic acid esters
EP2850050B1 (en) Process for the chemoselective reduction of terminally saturated carboxylic esters
CN107226779B (en) Process for selective palladium catalysis of substituted diolefins to telomers
Nanno et al. Asymmetric hydroformylations of sulfur-containing olefins catalyzed by BINAPHOS—Rh (I) complexes
Behr et al. Cross-metathesis of methyl 10-undecenoate with dimethyl maleate: an efficient protocol with nearly quantitative yields
US11312677B2 (en) Synthesis of building blocks and feedstocks for manufacturing renewable polymers
Behr et al. Bimetallic‐catalyzed reduction of carboxylic acids and lactones to alcohols and diols
Ferretti et al. Selective palladium-catalysed synthesis of diesters: alkoxycarbonylation of a CO 2-butadiene derived δ-lactone
US4017550A (en) Manufacture of 1,4-butanediol
RU2799800C2 (en) Synthesis of building blocks and starting substances for obtaining renewable polymers
EP0553205A1 (en) Carbonylation of allylic alcohols and synthesis of an ambergris fragrance compound.
Kalck et al. Hydroxy-and alkoxycarbonylations of alkenes and alkynes
RU2732499C1 (en) Catalysed by metal alkoxycarbonylation of lactone
US6790987B2 (en) Process for the catalytic cleavage of lactones
EP0867427B1 (en) Process for producing branched aldehydes
Stolyarov et al. Catalytic hydroallylation of norbornadiene with allyl formate
US9908826B2 (en) Synthetic method
JP4029228B2 (en) Process for producing α, β-unsaturated carboxylic acid ester
WO1993014057A1 (en) Hydroformylation process
US10570072B2 (en) Process for the preparation of alcohols from alfa, beta-unsaturated aldehydes and ketones
CN1025431C (en) Making method of triple-ring double easter
Tabassam et al. Reactivity of (η3-allyl) dicarbonylnitrosyl iron complexes with dimethyl malonate and diisobutyl malonate