用于制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的复分解催化剂的方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201080016392.0	申请日：	2010.05.04
公开号：	CN102481557A	公开日：	2012.05.30
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B01J 31/16申请日:20100504\|\|\|公开
IPC分类号：	B01J31/16; C07F15/00	主分类号：	B01J31/16
申请人：	尤米科尔股份公司及两合公司; 格拉茨科技大学
发明人：	R·温德; A·杜皮尤; E·沃纳; A·里瓦斯-纳斯; R·卡奇; C·斯卢格伍; C·莱克塞尔
地址：	德国哈瑙-沃尔夫冈
优先权：	2009.05.07 EP 09006204.3
专利代理机构：	中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038	代理人：	柳冀
PDF下载：	PDF下载

内容摘要

本发明涉及通过将(L)(Py)X1X2Ru(亚烷基)类型的五配位的钌(II)-亚烷基配合物与合适的烯烃衍生物在交叉复分解反应中反应而制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂(“Hoveyda-型催化剂”)的方法。该方法产生高产率且优选在芳烃溶剂中进行。可以避免使用含膦Ru碳烯配合物作为起始物质。可以获得具有高纯度，尤其是具有低Cu含量的催化剂产物。

权利要求书

1：用于制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂的方法，包括钌 (II)- 亚烷基配合物与烯烃衍生物根据以下方程式的反应：其中 -L 是中性配体，优选饱和或不饱和的 N- 杂环碳烯配体 (“NHC” 配体 )， 1 2 -X 和 X 彼此独立地是无机或有机的阴离子配体，如卤化物阴离子、拟卤化物阴离子、氢氧根、醋酸根、三氟醋酸根或羧酸根， 1 2 -Y 和 Y 彼此独立地是氢、 C1-C6- 烷基、 C2-C6- 链烯基、 C2-C6- 炔基、 C1-C6- 烷硫基、芳 1 2 基、芳硫基、 C1-C6- 烷基磺酰基或 C1-C6 烷基亚磺酰基，或者 Y 和 Y 一起形成根据下式的亚茚基类型的环其中在所述的式子中 R3 是氢、取代或未取代的芳基或取代或未取代的苯基， -Py 是 N- 杂环的双电子供体配体， -R0 和 R1 彼此独立地是氢、 C1-C10- 烷基、 C2-C10- 链烯基、 C2-C10- 炔基、苯基或芳基 ( 其任选地可被取代 )， -a、 b、 c 和 d 彼此独立地是氢、 C1-C10- 烷基、 C2-C10- 链烯基、 C2-C10- 炔基、苯基或芳基或吸电子基团 (“EWG” )，条件是每个 a、 b、 c 或 d 能彼此形成环。 -Z 是杂供体 (heterodonor) 原子如氧 (O)、硫 (S)、氮 (N) 或包含杂供体原子的基团如亚磺酰基 ( ＞ S ＝ O)， -R2 是取代或未取代的烃基如烷基、链烯基、炔基、芳基、烷基氨基、烷硫基、取代或未取代的酮基如 -C(Ra)2-CO-C(Rb)3、取代或未取代的酯基如 -C(Ra)2-CO-O(Rc)( 其中在所述基团中， Ra 是氢或 C1-C10- 烷基， Rb 是氢、 C1-C10- 烷基、 C1-C10- 氟代烷基、 C1-C10- 烷基氨基、 c C1-C10- 烷基铵或 C2-C10- 链烯基以及 R 是 C1-C10- 烷基、 C1-C10- 氟代烷基、 C1-C10- 烷基氨基、 C1-C10- 烷基铵或 C2-C10- 链烯基 ) 以及其中 R2 和 / 或 Z 可以与 d 形成环。
2：根据权利要求 1 的方法，其中 L 是饱和的 H2IMes( ＝ 1， 3- 二均三甲基苯基 - 咪唑烷 -2- 亚基 ) 或不饱和的 IMes( ＝ 1， 3- 二均三甲基苯基 - 咪唑 -2- 亚基 ) 配体， 2 -X1 和 X2 彼此独立地是阴离子配体如 Cl-、 Br- 或 I-， 1 2 -Y 和 Y 一起形成根据下式的亚茚基类型的环其中 R3 是取代的或未取代的苯基， -Py 是取代的或未取代的吡啶配体， -R0 和 R1 彼此独立地是氢或 C1-C10- 烷基， -a、 b、 c 和 d 彼此独立地是氢、 C1-C10- 烷基、苯基、芳基或吸电子基团 (EWG) 如 F、 Cl、 Br、 I、 -CF3、 -NO2、 -N(H)-CO-CH3、 -N( 烷基 )-CO-CH3、 -N(H)-CO-CF3 ； -N( 烷基 )-CO-CF3、 -O2S-( 烷基 )、 -O-CO-( 烷基 ) 或 -SO2-N(CH3)2， -Z 是杂供体原子如氧 (O) 或氮 (N)， -R2 是取代的或未取代的烷基如 -CH3 或 -CH(CH3)2、取代或未取代的酮基如 -CH2-CO -CH3、 -CH2-CO-C2H5、 -CH(CH3)-CO-CH3 或 -CH(CH3)-CO-C2H5、取代的或未取代的酯基如 -CH -CO-O-CH3、 -CH2-CO-O-C2H5、 -CH(CH3)-CO-O-CH3 或 -CH(CH3)-CO-O-C2H5 或含氨基的酯基如 -CH(CH3)-CO-O-C2H4-N(CH3)2，且 2 其中 R 和 / 或杂供体原子 Z 与 d 可以形成环。
3：根据权利要求 1 或 2 的方法，其中所述反应是交叉复分解反应 (CM)。
4：根据权利要求 1 到 3 的任一项的方法，所述反应在芳香烃溶剂中进行。
5：根据权利要求 1 到 4 的任一项的方法，其中反应温度在 20 到 100℃范围内。
6：根据权利要求 1 到 5 的任一项的方法，其中烯属衍生物与钌 (II)- 亚烷基配合物的摩尔比在 2 ∶ 1 范围内，优选在 1.1 ∶ 1 范围内。
7：根据权利要求 1 到 6 的任一项的方法，其中反应时间在 1 到 8 小时范围内，优选在 1 到 4 小时范围内。
8：根据权利要求 1 到 7 的任一项的方法，其中烯烃衍生物选自 (E/Z)-1- 异丙氧基 -2-(1- 丙烯基 )- 苯、 (E/Z)-1-[2-(1- 丙烯 -1- 基 )- 苯氧基 ]-2- 丙酮 )、 2- 异丙氧基 -4- 硝基苯乙烯、 8- 乙烯基喹啉或 2- 异丙氧基 -3- 乙烯基 - 联苯基。
9：根据权利要求 1 到 8 的任一项的方法，进一步包括通过沉淀和过滤从反应混合物分离具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂。
10：具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂，其通过根据权利要求 1 到 9 的任一项的方法获得，其中 Cu 含量为＜ 10ppm( 通过 ICP 测定 )。 2

说明书

用于制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的复分解催化剂的方法
    说明
     本发明涉及一种制备基于钌的复分解催化剂特别是钌催化剂的方法，其包含螯合性亚烷基 ( 碳烯 ) 配体。此处公开的方法基于使用五配位 Ru- 亚烷基配合物作为用于通过交叉复分解反应 (CM) 进行合成的起始物质。本发明的制备方法简单、直接、经济且可用于工业规模。
     烯烃复分解是基本的催化反应并是打开和产生新的碳 - 碳键并构造分子的最通用的方式之一。已经描述了各种通用的复分解反应途径如闭环复分解 (RCM)、开环复分解聚合 (ROMP)、交叉复分解 (CM) 及其组合。在过去几年，烯烃复分解已经成为有机合成和高分子化学中形成碳 - 碳键的广泛使用的方法。
     由 Schrock 提出的定义明确的基于钼的碳烯催化剂以及由 Grubbs 提出的基于钌的碳烯催化剂的发展已经导致了复分解领域的快速增长，尤其是对于工业应用。
     Grubbs“第一代” 催化剂，具有结构 (PCy3)2Cl2Ru ＝ CHPh 的带有两个三环己基膦配体的钌苯亚甲基配合物是广泛用于有机合成的第一复分解催化剂中的一种。这类催化剂后面接着是更活泼的 “第二代” 类似物，其中 N- 杂环碳烯 (NHC) 配体，如 “不饱和” IMes( ＝ 1， 3- 二均三甲基苯基 - 咪唑 -2- 亚基 ) 或 “饱和” 的 S-IMes( ＝ H2IMes ＝ 1， 3- 二均三甲基苯基咪唑烷 -2- 亚基 ) 代替一个膦配体。
     最近，所谓 “飞旋镖 (boomerang)”催化剂获得越来越多的关注。Hoveyda 等制备了潜在的复分解催化剂，其包含连接到亚烷基 ( 碳烯 ) 部分的苯亚甲基 - 醚片段 ( 参见 S.B.Garber， J.S.Kingsbury， B.L.Gray， A.H.Hoveyda， J.Amer.Chem.Soc.2000.122， 8168-8179) 和 WO 02/14376A2。这些新型 Ru- 催化剂包含螯合性亚烷基配体 ( 一般地烷氧基 - 苯亚甲基配体 ) 以及或者 PCy3( 第一代 ) 或者 NHC( 第二代 ) 基团。
     在过去几年中，不同类型的 “飞旋镖催化剂”公开在文献中。来自现有技术的实例是包含具有另外的酯基的 ( 参见 WO 2005/016944A1) 或另外的酮基 ( 参见 WO 2008/034552A1) 的环状烷氧基苯亚甲基配体的 Ru- 配合物。此外，包含喹啉和喹喔啉衍生物的环状的螯合性 Ru 配合物描述在 WO 2007/140954。WO 2008/065187A1 公开了具有胺基取代的烷氧基苯亚甲基配体的环状 Ru 碳烯配合物， WO 2004/035596 描述了含有具有硝基的烷氧基苯亚甲基配体的类似的配合物。
     这样的 “飞旋镖类型” 或 “Hoveyda- 类型” 的 Ru 碳烯催化剂在复分解反应中显示出宽的应用范围，且在一些应用中容许催化剂加载的显著减少。另外，对于一些体系已经描述了可回收性。因此，这些催化剂在商品化应用中获得了提高的重要性。因此，要求对于这些材料的稳固的和简单的制造途径，其容许以工业规模生产。
     对于 “Hoveyda- 类型” Ru 碳烯配合物的通用制备路线基于使用 X2L ′ L ″ Ru ＝ CHPh 型 ( 其中至少一个 L′或 L″是 PR3 型的膦 ) 的钌碳烯配合物作为前体。将这些化合物与包含另外的供电子基团的合适的烯属前体配体反应。新的碳烯键通过交叉复分解反应 (“CM” ) 产生，而一个膦配体 (L′或 L″ ) 由烯属配体的供电子基团代替，由此形成螯合环
     状配合物。
     US 7,205,424 教导了使用 Ru- 亚茚基 (indenylidene) 碳烯配合物和烯烃的交叉复分解反应制备基于钌的烯烃复分解催化剂。然而，未公开制备具有螯合性亚烷基配体的 Ru- 配合物。
     S.Blechert 等 (Synlett 2001.No 3， 430-432) 报导了通过闭环复分解使用 NHC- 和 PPh3- 取代的 Ru- 亚茚基配合物作为制备螯合 Ru- 烷氧基苯亚甲基催化剂 (“Hoveyda- 型” 催化剂 ) 的前体。然而，由于报导的低产率 ( 即约 40％ )，该方法似乎是不经济的。
     使用吡啶取代的钌碳烯配合物作为通过交叉复分解 (CM) 合成 Ru 碳烯催化剂的前体描述在文献中。
     A.Hejl， M.W.Day 和 R.H.Grubbs(Organometallics 2006， 25， 6149-6154) 描述了制备两种包含键合到亚烷基部分的亚胺供体的钌亚烷基配合物。这些化合物由包含两个吡啶配体和苯亚甲基基团的六配位的前体配合物 (H2-IMes)(py)2Cl2Ru ＝ CHPh 开始制备。报导了 78 到 84％的产率。
     将同样的前体配合物用于合成包含环状丁烯基 - 吡啶基配体的钌亚烷基配合物 (T.Ung， A.Heyl， R.H.Grubbs 和 Y.Schrodi， Organometallics 2004， 23， 5399-5401)。 WO2007/140954 公开了使用 3- 溴 - 吡啶取代的配合物 (H2-IMes)(Br-py)2Cl2Ru ＝ CHPh 作为起始物质，其仍带有两个吡啶类型配体。
     M.Barbasievicz 等报导了由苯亚甲基化合物 (H2-IMes)(PCy3)Cl2Ru ＝ CHPh 开始并使用 Cu(I)Cl 作为膦清除剂合成螯合性钌喹啉和喹喔啉配合物 ( 参见 Organometallics 2006， 25(15)， 3599-3604)。
     通常将危险的化学品如重氮试剂 ( 例如重氮烯烃 ) 用于制备钌苯亚甲基配合物。因此，由这样的化合物开始的合成路线应当在工业催化剂生产中避免。
     本发明的目的在于提供用于制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂 (“飞旋镖型” 催化剂 ) 的改善的方法。该新方法应当提供高产率且不应当要求使用危险的化学品。此外，该方法应当以高产物纯度提供钌碳烯催化剂且没有污染 ( 例如没有膦配体或 Cu 离子的残留物 )。该方法应当容易地放大、对环境无害的且可适用于工业生产规模。
     本发明通过提供根据权利要求 1 以及从属于它的从属权利要求的方法而实现了这些目的。
     根据本发明，具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂由钌亚烷基起始配合物与烯烃衍生物通过交叉复分解反应 (CM) 制备。本发明的方法采用了 (Py)(L)X1X2Ru( 亚烷基 ) 型的五配位钌 (II)- 亚烷基催化剂作为起始化合物。该起始配合物具有如下通式
     在该式中， L 是中性配体， X1 和 X2 彼此独立地为无机或有机阴离子配体如卤化物阴离子、拟卤化物阴离子、氢氧根、醋酸根、三氟醋酸根或羧酸根以及 Py 代表 N- 杂环的双电子供体配体。Y1 和 Y2 彼此独立地是氢、 C1-C6- 烷基、 C2-C6- 链烯基、 C2-C6- 炔基、 C1-C6- 烷硫 1 2 基、芳基、芳硫基、 C1-C6- 烷基磺酰基或 C1-C6- 亚磺酰基。优选， Y 和 Y 一起形成根据下式的 “亚茚基” 类型的环
     R3 为氢、取代或未取代的芳基或取代或未取代的苯基。在优选实施方案中， R3 是取代或未取代的苯基。在进一步优选的实施方案中配体 L 是饱和或不饱和的 N- 杂环碳烯配体 (“NHC” 配体 ) 以及 Ru(II)- 前体配合物是 (Py)(NHC)X1X2Ru( 亚茚基 ) 或 (Py(NHC) X1X2Ru( 苯基 - 亚茚基 ) 类型的。
     本发明提供了制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂的方法，包括钌 (II)- 亚烷基配合物与烯烃衍生物根据方程式 (1) 的反应：
     方程式 (1)
     其中
     -L 是中性配体，优选饱和或不饱和的 N- 杂环碳烯配体 (“NHC” 配体 )， 1 2
     -X 和 X 彼此独立地是无机或有机的阴离子配体，如卤化物阴离子、拟卤化物阴离子、氢氧根、醋酸根、三氟醋酸根或羧酸根， 1 2
     -Y 和 Y 彼此独立地是氢、 C1-C6- 烷基、 C2-C6- 链烯基、 C2-C6- 炔基、 C1-C6- 烷硫基、 1 2 芳基、芳硫基、 C1-C6- 烷基磺酰基或 C1-C6 烷基亚磺酰基，或者 Y 和 Y 一起形成根据下式的
     亚茚基类型的环
     其中在所述的式子中 R3 是氢、取代或未取代的芳基或取代或未取代的苯基， -Py 是 N- 杂环的双电子供体配体，-R0 和 R1 彼此独立地是氢、 C1-C10- 烷基、 C2-C10- 链烯基、 C2-C10- 炔基、苯基或芳基 ( 其任选可被取代 )，
     -a、 b、 c 和 d 彼此独立地是氢、 C1-C10- 烷基、 C2-C10- 链烯基、 C2-C10- 炔基、苯基或芳基或吸电子基团 (“EWG” )，条件是每个 a、 b、 c 或 d 能彼此形成环。
     -Z 是杂供体 (heterodonor) 原子如氧 (O)、硫 (S)、氮 (N) 或包含杂供体原子的基团如亚磺酰基 ( ＞ S ＝ O)，
     -R2 是取代或未取代的烃基如烷基、链烯基、炔基、芳基、烷基氨基、烷硫基、取代或 a b a c 未取代的酮基如 -C(R )2-CO-C(R )3、取代或未取代的酯基如 -C(R )2-CO-O(R )( 其中在所述 a b 基团中， R 是氢或 C1-C10- 烷基， R 是氢、 C1-C10- 烷基、 C1-C10- 氟代烷基、 C1-C10- 烷基氨基、 c C1-C10- 烷基铵或 C2-C10- 链烯基以及 R 是 C1-C10- 烷基、 C1-C10- 氟代烷基、 C1-C10- 烷基氨基、 2 C1-C10- 烷基铵或 C2-C10- 链烯基 ) 以及其中 R 和 / 或 Z 可以与 d 形成环。
     在优选实施方案中本发明涉及一种制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂的方法，包括钌 (II)- 亚烷基配合物与烯烃衍生物根据方程式 (1) 的反应，其中
     -L 是饱和的 H2IMes( ＝ 1， 3- 二均三甲基苯基 - 咪唑烷 -2- 亚基 ) 或不饱和的 IMes( ＝ 1， 3- 二均三甲基苯基 - 咪唑 -2- 亚基 ) 配体，
     -X1 和 X2 彼此独立地是阴离子配体如 Cl-、 Br- 或 I-， 1 2 -Y 和 Y 一起形成根据下式的亚茚基类型的环其中 R3 是取代的或未取代的苯基，
     -Py 是取代的或未取代的吡啶配体，
     -R0 和 R1 彼此独立地是氢或 C1-C10- 烷基，
     -a、 b、 c 和 d 彼此独立地是氢、 C1-C10- 烷基、苯基、芳基或吸电子基团 (EWG) 如 F、 Cl、 Br、 I、 -CF3、 -NO2、 -N(H)-CO-CH3、 -N( 烷基 )-CO-CH3、 -N(H)-CO-CF3 ； -N( 烷基 )-CO-CF3、 -O2S-( 烷基 )、 -O-CO-( 烷基 ) 或 -SO2-N(CH3)2，
     -Z 是杂供体原子如氧 (O) 或氮 (N)，
     -R2 是取代的或未取代的烷基如 -CH3 或 -CH(CH3)2、取代或未取代的酮基如 -CH2CO-CH3、 -CH2-CO-C2H5、 -CH(CH3)-CO-CH3 或 -CH(CH3)-CO-C2H5、取代的或未取代的酯基如 -C H2-CO-O-CH3、 -CH2-CO-O-C2H5、 -CH(CH3)-CO-O-CH3 或 -CH(CH3)-CO-O-C2H5 或含氨基的酯基如 -CH(CH3)-CO-O-C2H4-N(CH3)2，
     以及其中 R2 和 / 或杂供体原子 Z 与 d 可以形成环。
     在本发明的进一步实施方案中，烯烃衍生物的取代基 ( 具体地 R2 或杂供体原子 Z 和取代基 d) 可形成环。在这种情况下，杂供体原子 Z 优选是氮 (N) 以及 Z 和 d 形成环以构造喹啉环系、喹喔啉环系或吲哚环系。
     通常， (Py)(L)X1X2Ru( 亚烷基 ) 类型的 Ru(II)- 碳烯配合物用作本发明方法中的
     起始化合物。优选，使用五配位的钌 ( 亚茚基 ) 碳烯配合物。Ru- 亚烷基碳烯前体优选是不含膦以及包含 “NHC” 配体和 “Py” 配体。此处，术语 “Py” 表示 N- 杂环的双电子供体配体，优选取代或未取代的吡啶配体。合适的 Py 配体的实例是吡啶、 3- 溴 - 吡啶或 4- 甲基吡啶、喹啉或哌啶。合适的 NHC 配体 (“N- 杂环碳烯” 配体 ) 的实例是饱和 H2IMes( ＝ 1， 3- 二均三甲基苯基 - 咪唑烷 -2- 亚基 ) 或不饱和的 IMes( ＝ 1， 3- 二均三甲基苯基 - 咪唑 -2- 亚基 )。
     X1 和 X2 彼此独立地是无机或有机的阴离子 ( 即带负电的 ) 配体如卤化物阴离子、拟卤化物阴离子、氢氧根、醋酸根、三氟醋酸根或羧酸根。用于合适的阴离子配体 X 的实例是卤离子 Cl-、 Br- 或 I-，最优选 Cl-。
     键合到亚茚基部分的 R3 代表氢、取代或未取代的芳基或取代或未取代的苯基；优 3 选， R 是取代或未取代的苯基。
     尤其优选的起始化合物是 (Py)(H2-IMes)Cl2Ru(3- 苯基 -1H- 茚 -1- 亚基 (ylidene))。该配合物能在配体交换反应中由 (H2-IMes)(PCy3)Cl2Ru( 苯基 - 亚茚基 ) 开始与过量的吡啶以极好的产率 ( ＞ 90％ ) 获得 ( 参见 D.Burtscher， C.Lexer， K.Mereiter， R.Winde， R.Karch 和 C.Slugovc， J.of Polymer Science ： Part A ： Polymer Chemistry 2008.Vol.46， 4630-4635)。其它合适的起始配合物能由所述领域熟练技术人员通过采用类似的方法而制备。由于这些 Ru 起始化合物的普遍高的产率，本发明的制备方法直接且经济。其可用于制备具有螯合性亚烷基配体的各种各样的基于钌的碳烯催化剂。在其优选的形式中，本发明的方法避免使用具有膦配体 L 的 Ru 碳烯配合物作为起始原料。因为，在此情况下，在起始配合物中，不存在膦配体 L( 如 PPh3 或 PCy3)，产生较少副产物 ( 如游离膦配体或膦氧化物 )。
     此外，不必添加在现有技术中在类似的交叉复分解工艺中经常作为膦清除剂使用的 Cu(I)Cl。这导致了具有极低 Cu- 含量的高纯度产物。一般， Ru 催化剂产物的 Cu- 含量小于 10ppm，优选小于 5ppm( 当通过 ICP 测定； ICP ＝感应耦合等离子体 )。另外的益处是，由于在本方法中不存在膦配体，本身不要求惰性反应条件 ( 即保护气体气氛 )。在许多情况下，取决于所使用的配体，该制备方法能在常规空气气氛或者至少在不严格的惰性条件下进行。
     令人惊讶地，本发明的方法提供了在 80 到 95％范围的优异的总产率。这可能是由于用作起始化合物的五配位的 Ru(II)- 亚烷基配合物独特的结构。尽管在反应中体积大的配体 L 提供了充足的稳定性，但在螯合性亚烷基部分中 Py 配体由杂供体原子 ( 或包含杂供体原子的 ) 基团 Z 的取代快速且容易地发生，由此促进在交叉复分解 (CM) 反应中螯合环的形成。因此，反应时间显著缩短。
     用于螯合性亚烷基配体 ( 在下文称作 “烯烃衍生物” ) 的前体具有以下通式：
     在该式中， R0 和 R1 彼此独立地是氢、 C1-C10- 烷基、 C2-C10- 链烯基、 C2-C10- 炔基、苯基或芳香基。取代基 a、 b、 c 和 d 可彼此独立地是氢、 C1-C10- 烷基、 C2-C10- 链烯基、 C2-C10- 炔基、苯基或芳香基或吸电子基团 ( 此处缩写为 “EWG” )。在下文中，在术语 EWG 下，概述了具有吸电子性质且相对于氢 (H) 显示出较高的电负值 (EN) 的原子和 / 或基团。合适的 EWG 的实例是卤素原子 F、 Cl、 Br、 I 或基团 -CF3、 -NO2、 -N(H)-CO-CH3、 N( 烷基 )-CO-CH3、 -N(H)-CO-CF3 ； -N( 烷基 )-CO-CF3、 -O2S-( 烷基 )、 -O-CO-( 烷基 ) 以及 -SO2-N(CH3)2。
     此外，每个取代基 a、 b、 c 或 d 可以彼此形成环。
     Z 是杂供体原子如氧 (O)、硫 (S)、氮 (N) 或包含杂供体原子的基团如亚磺酰基 ( ＞ S ＝ O)。优选， Z 是杂供体原子如氧 (O) 或氮 (N)。 2
     R 是取代或未取代的烃基如烷基、链烯基、炔基、芳香基、烷基氨基、烷硫基、取代 a b a c 或未取代的酮基如 -C(R )2-CO-C(R )3、取代的或未取代的酯基如 -C(R )2-CO-O(R )( 其中在 a b 所述基团中 R 是氢或 C1-C10- 烷基， R 是氢、 C1-C10- 烷基、 C1-C10- 氟代烷基、 C1-C10- 烷基氨 c 基、 C1-C10- 烷基铵或 C2-C10- 链烯基以及 R 是 C1-C10- 烷基、 C1-C10- 氟代烷基、 C1-C10- 烷基 2 氨基、 C1-C10- 烷基铵或 C2-C10- 链烯基 ) 以及其中 R 和 / 或 Z 可以与 d 形成环。
     通常，前体配体可根据由文献已知的标准方法制备或者可从不同的供应商商购获得。适于本发明的方法的烯烃衍生物的实例是 (E/Z)-1- 异丙氧基 -2-(1- 丙烯基 )- 苯、 (E/Z)-1-[2-(1- 丙烯 -1- 基 )- 苯氧基 ]-2- 丙酮 )、 2- 异丙氧基 -4- 硝基苯乙烯、 2- 异丙氧基 -3- 乙烯基 - 联苯基或 8- 乙烯基 - 喹啉 (quinolin)。乙烯基 - 喹啉以及乙烯基喹喔啉衍生物可根据描述在文献中的方法获得 (M.Barbasievicz 等，参见上文 )。
     通常，本发明的制备方法在芳香烃溶剂或氯化烃溶剂如二氯甲烷或 1， 2- 二氯乙烷中进行。优选芳香烃溶剂如苯、甲苯或二甲苯。在大多数情况下使用这些芳香烃溶剂特别是甲苯提供了另外的优势，即得到的钌配合物从反应混合物直接沉淀由此使得能够进行容易的分离以及后处理步骤。
     将起始的 Ru(II)- 化合物 (Py)(L)X1X2Ru( 亚烷基 ) 溶于合适的溶剂并添加配体前体 ( 烯烃衍生物 )。配体前体与 Ru- 起始配合物的摩尔比在 2 ∶ 1 范围内，优选在 1.1 ∶ 1 范围内。特别优选这两种反应物的化学计量比。
     反应温度在 0℃到 150℃的范围内，优选在室温 (20℃ ) 到 100℃范围内。合适的反应时间取决于所采用的烯烃衍生物的类型。一般，反应时间在从 1 到 8 小时范围内，优选在 1 到 5 小时范围内，最优选在 1 到 4 小时范围内。
     当使用芳香烃溶剂 ( 如苯、甲苯或二甲苯 ) 时，在许多情况下产生的钌催化剂配合物是难溶的且在冷却和 / 或溶剂减少时从反应混合物中沉淀。将沉淀的产物通过常规的分离技术 ( 过滤、离心等 ) 从反应混合物中分离，用非极性溶剂如正己烷或正庚烷和 / 或极性溶剂如二乙醚或乙醇洗涤。可将产物通过常规的干燥方法干燥。
     由于产生的产物的高纯度，不需要进一步的提纯步骤 ( 如色谱法等 )。然而，如需要，可采用另外的提纯步骤如柱层析 (LC、 HPLC 等 )。根据本发明的制备方法是非常通用的并可用于催化剂的工业的、大规模的生产且可用于各种各样的具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂。
     根据本发明制备的 Ru- 碳烯催化剂 (“Hoveyda- 型催化剂” ) 显示出在复分解反应中的宽应用范围。催化剂产物可用于各种各样的复分解反应，例如在闭环复分解 (RCM)、开环复分解聚合 (ROMP)、交叉复分解 (CM)、非环状二烯 - 复分解 - 聚合 (ADMET) 中及其组合。
     以下实施例旨在更详细地描述发明，而不限制保护范围。实施例总述：用于以下实施例的配体前体 / 烯烃衍生物是已知化合物，具有 CAS 登记号。它们可根据文献中公开的方法和 / 或本领域熟练技术人员已知的步骤制备。细节：对于 (E/ Z)-1- 异丙氧基 -2-(1- 丙烯基 ) 苯： CAS Reg.No.533934-20-2 ；对于 (E/Z)-1-[2-(1- 丙烯 -1- 基 )- 苯氧基 ]-2- 丙酮 ) ： CAS Reg.No.1014701-63-3 ；对于 2- 异丙氧基 -4- 硝基苯乙烯： CAS Reg.No.753031-08-2 ；对于 8- 乙烯基喹啉： CAS Reg.No.96911-08-9。
     实施例 1
     的制备a) 起始化合物的制备：
     起始配合物根据 D.Burtscher 等人， J.of Polymer Science ： Part A ： Polymer Chemistry 2008.46， 4630-4635 通过如下制备，由 (H2-IMes)(PCy3)Cl2Ru( 苯基 - 亚茚基 ) ( 复分解催化剂 M2 ； Umicore AG & Co KG， Hanau) 开始，与过量的吡啶 ( ～ 30 当量 ) 在惰性气氛下在室温下搅拌 30 分钟。接着向搅拌的正庚烷添加反应混合物，并进一步在室温下搅拌 30 分钟，接着冷却反应混合物过夜 (-27℃ )，导致棕色沉淀的形成。将沉淀滤出，用正庚烷洗涤并在真空中干燥。所述化合物以 95％产率作为橙棕色微晶固体获得。
     b) 反应方程式的制备：将 2.5g 催化剂二氯 -(3- 苯基 -1H- 茚 -1- 亚基 )-(1， 3- 二均三甲基苯基 -4， 5- 二氢 - 咪唑 -2- 亚基 )-( 吡啶 )- 钌 (II)， [Umicore M31， Umicore AG & Co KG， Hanau] 溶于 30ml 的甲苯中并添加溶于 10ml 甲苯中的 0.7g(E/Z)-1- 异丙氧基 -2-(1- 丙烯基 ) 苯。将反应混合物在 65℃搅拌 4 小时，然后冷却至室温。将混合物在真空下浓缩并沉淀出绿色的微晶固体。
     将绿色的微晶固体过滤并用正己烷和二乙醚洗涤。将绿黄色产物在真空下 ( 大约 12mbar) 干燥过夜，并用 NMR 和元素分析表征。产率： 1.8g(87％ )。分析的数据与公开的数据一致。
     实施例 2
     10的制备CN 102481557 A
     说明书8/9 页反应方程式将 3.0g 的 Umicore M31[ 二氯 -(3- 苯基 -1H- 茚 -1- 亚基 )-(1， 3- 二均三甲基苯基 -4， 5- 二氢 - 咪唑 -2- 亚基 )-( 吡啶 )- 钌 (II) ； Umicore AG & Co KG， Hanau，如实施例 1a 中所述制备 )] 溶于 50ml 的甲苯中并添加溶解在 10ml 甲苯中的 0.80g 的 (E/ Z)-1-[2-(1- 丙烯 -1- 基 )- 苯氧基 ]-2- 丙酮 )。将反应混合物在 65℃搅拌 3 小时，然后冷却到室温。沉淀出绿色的微晶固体。将其过滤并用正己烷和二乙醚洗涤。将绿黄色产物在真空下干燥过夜并用 NMR 和元素分析表征。产率： 2.2g(87％ )。
     实施例 3
     的制备反应方程式：将 2.5g 催化剂 Umicore M31[ 二氯 -(3- 苯基 -1H- 茚 -1- 亚基 )-(1， 3- 二均三甲基苯基 -4， 5- 二氢 - 咪唑 -2- 亚基 )-( 吡啶 )- 钌 (II) ； Umicore AG & Co KG， Hanau，如实施例 1a 中所述制备 )] 溶于 30ml 的甲苯中并添加溶于 10ml 甲苯中的 0.8g 2- 异丙氧基 -4- 硝基苯乙烯。将反应混合物在 65℃下搅拌 2 小时，然后冷却到室温。将混合物在真空下浓缩并沉淀出绿色微晶固体。将其过滤并用正己烷和二乙醚洗涤。将绿黄色产物在真空下干燥过夜并通过 NMR 以及元素分析表征。产率： 1.9g(85％ )。分析的数据与公开的数据一致。
     实施例 4
     的制备反应方程式：将 1.0g 催化剂 Umicore M31[ 二氯 -(3- 苯基 -1H- 茚 -1- 亚基 )-(1， 3- 二均三甲基苯基 -4， 5- 二氢 - 咪唑 -2- 亚基 )-( 吡啶 )- 钌 (II)](Umicore AG & Co KG， Hanau) 溶于 20ml 甲苯中并添加溶解在 5ml 甲苯中的 0.24g 8- 乙烯基喹啉。将反应混合物在 65℃搅拌 2 小时，然后冷却到室温。将混合物在真空下浓缩并沉淀出绿色微晶固体。将其过滤并用冷的正己烷和二乙醚洗涤。将绿黄色产物在真空下干燥过夜并用 NMR 和元素分析表征。产率： 0.7g(85％ )。分析的数据与公开的数据一致。
     对比实施例 (CE1)
     经由 (H2-IMes)(PCy3)Cl2Ru( 苯基亚茚基 ) 制备
     反应方程式：将 1.15g(1.2mmol) 的 (H2-IMes)(PCy3)Cl2Ru( 苯基亚茚基 )(Umicore M2， Umicore AG & Co KG， Hanau) 溶于 30ml 的甲苯中并添加溶于 10ml 甲苯中的 0.25g(1.44mmol， 1.2 当量 ) 的 (E/Z)-1- 异丙氧基 -2-(1- 丙烯基 ) 苯。将反应混合物在 65℃下搅拌 6 小时，然后冷却到室温。将混合物在真空下浓缩到约 15ml。
     然后，在搅拌下添加 60ml 戊烷。将产生的绿棕色沉淀通过过滤分离并用冷戊烷和乙酸乙酯洗涤。将粗产物悬浮在 15ml 甲苯中，过滤并用二乙醚洗涤。最后将绿色固体在真空下干燥过夜。达到了 0.25g(30％ ) 的产率。
     该产率显著低于通过根据本发明的方法 ( 参见实施例 1) 获得的产率。另外，由于存在膦配体，需要另外的耗时的提纯步骤并降低了产物纯度。
     12

资源描述

《用于制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的复分解催化剂的方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的复分解催化剂的方法.pdf（12页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 102481557 A (43)申请公布日 2012.05.30 C N 1 0 2 4 8 1 5 5 7 A *CN102481557A* (21)申请号 201080016392.0 (22)申请日 2010.05.04 09006204.3 2009.05.07 EP B01J 31/16(2006.01) C07F 15/00(2006.01) (71)申请人尤米科尔股份公司及两合公司地址德国哈瑙-沃尔夫冈申请人格拉茨科技大学 (72)发明人 R温德 A杜皮尤 E沃纳 A里瓦斯-纳斯 R卡奇 C斯卢格伍 C莱克塞尔 (74)专利代理机构中国国际贸易促进委。

2、员会专利商标事务所 11038 代理人柳冀 (54) 发明名称用于制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的复分解催化剂的方法 (57) 摘要本发明涉及通过将(L)(Py)X 1 X 2 Ru(亚烷基) 类型的五配位的钌(II)-亚烷基配合物与合适的烯烃衍生物在交叉复分解反应中反应而制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂 (“Hoveyda-型催化剂”)的方法。该方法产生高产率且优选在芳烃溶剂中进行。可以避免使用含膦Ru碳烯配合物作为起始物质。可以获得具有高纯度，尤其是具有低Cu含量的催化剂产物。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.10.13 (8。

3、6)PCT申请的申请数据 PCT/EP2010/002720 2010.05.04 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/127829 EN 2010.11.11 (51)Int.Cl. 权利要求书2页说明书9页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书 2 页说明书 9 页 1/2页 2 1.用于制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂的方法，包括钌(II)-亚烷基配合物与烯烃衍生物根据以下方程式的反应：其中 -L是中性配体，优选饱和或不饱和的N-杂环碳烯配体(“NHC”配体)， -X 1 和X 2 彼此独立地是无机或有机的阴离子配体，如卤化物。

4、阴离子、拟卤化物阴离子、氢氧根、醋酸根、三氟醋酸根或羧酸根， -Y 1 和Y 2 彼此独立地是氢、C 1 -C 6 -烷基、C 2 -C 6 -链烯基、C 2 -C 6 -炔基、C 1 -C 6 -烷硫基、芳基、芳硫基、C 1 -C 6 -烷基磺酰基或C 1 -C 6 烷基亚磺酰基，或者Y 1 和Y 2 一起形成根据下式的亚茚基类型的环其中在所述的式子中R 3 是氢、取代或未取代的芳基或取代或未取代的苯基， -Py是N-杂环的双电子供体配体， -R 0 和R 1 彼此独立地是氢、C 1 -C 10 -烷基、C 2 -C 10 -链烯基、C 2 -C 10 -炔基、苯基或芳基(其任选地。

5、可被取代)， -a、b、c和d彼此独立地是氢、C 1 -C 10 -烷基、C 2 -C 10 -链烯基、C 2 -C 10 -炔基、苯基或芳基或吸电子基团(“EWG”)，条件是每个a、b、c或d能彼此形成环。 -Z是杂供体(heterodonor)原子如氧(O)、硫(S)、氮(N)或包含杂供体原子的基团如亚磺酰基(SO)， -R 2 是取代或未取代的烃基如烷基、链烯基、炔基、芳基、烷基氨基、烷硫基、取代或未取代的酮基如-C(R a ) 2 -CO-C(R b ) 3 、取代或未取代的酯基如-C(R a ) 2 -CO-O(R c )(其中在所述基团中，R a 是氢或C 1 -C 10 。

6、-烷基，R b 是氢、C 1 -C 10 -烷基、C 1 -C 10 -氟代烷基、C 1 -C 10 -烷基氨基、 C 1 -C 10 -烷基铵或C 2 -C 10 -链烯基以及R c 是C 1 -C 10 -烷基、C 1 -C 10 -氟代烷基、C 1 -C 10 -烷基氨基、 C 1 -C 10 -烷基铵或C 2 -C 10 -链烯基)以及其中R 2 和/或Z可以与d形成环。 2.根据权利要求1的方法，其中 L是饱和的H 2 IMes(1，3-二均三甲基苯基-咪唑烷-2-亚基)或不饱和的IMes( 1，3-二均三甲基苯基-咪唑-2-亚基)配体，权利要求书CN 102481557 。

7、A 2/2页 3 -X 1 和X 2 彼此独立地是阴离子配体如Cl-、Br-或I-， -Y 1 和Y 2 一起形成根据下式的亚茚基类型的环其中R 3 是取代的或未取代的苯基， -Py是取代的或未取代的吡啶配体， -R 0 和R 1 彼此独立地是氢或C 1 -C 10 -烷基， -a、b、c和d彼此独立地是氢、C 1 -C 10 -烷基、苯基、芳基或吸电子基团(EWG)如F、Cl、Br、 I、-CF 3 、-NO 2 、-N(H)-CO-CH 3 、-N(烷基)-CO-CH 3 、-N(H)-CO-CF 3 ；-N(烷基)-CO-CF 3 、-O 2 S-(烷基)、-O-CO-(烷基)或-S。

8、O 2 -N(CH 3 ) 2 ， -Z是杂供体原子如氧(O)或氮(N)， -R 2 是取代的或未取代的烷基如-CH 3 或-CH(CH 3 ) 2 、取代或未取代的酮基如-CH 2 -CO -CH 3 、-CH 2 -CO-C 2 H 5 、-CH(CH 3 )-CO-CH 3 或-CH(CH 3 )-CO-C 2 H 5 、取代的或未取代的酯基如-CH 2 -CO-O-CH 3 、-CH 2 -CO-O-C 2 H 5 、-CH(CH 3 )-CO-O-CH 3 或-CH(CH 3 )-CO-O-C 2 H 5 或含氨基的酯基如-CH(CH 3 )-CO-O-C 2 H 4 -N(CH 。

9、3 ) 2 ，且其中R 2 和/或杂供体原子Z与d可以形成环。 3.根据权利要求1或2的方法，其中所述反应是交叉复分解反应(CM)。 4.根据权利要求1到3的任一项的方法，所述反应在芳香烃溶剂中进行。 5.根据权利要求1到4的任一项的方法，其中反应温度在20到100范围内。 6.根据权利要求1到5的任一项的方法，其中烯属衍生物与钌(II)-亚烷基配合物的摩尔比在21范围内，优选在1.11范围内。 7.根据权利要求1到6的任一项的方法，其中反应时间在1到8小时范围内，优选在1 到4小时范围内。 8.根据权利要求1到7的任一项的方法，其中烯烃衍生物选自(E/Z)-1-异丙氧基-2-(1-丙烯。

10、基)-苯、(E/Z)-1-2-(1-丙烯-1-基)-苯氧基-2-丙酮)、2-异丙氧基-4-硝基苯乙烯、8-乙烯基喹啉或2-异丙氧基-3-乙烯基-联苯基。 9.根据权利要求1到8的任一项的方法，进一步包括通过沉淀和过滤从反应混合物分离具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂。 10.具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂，其通过根据权利要求1到9的任一项的方法获得，其中Cu含量为10ppm(通过ICP测定)。权利要求书CN 102481557 A 1/9页 4 用于制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的复分解催化剂的方法 0001 说明 0002 本发明涉及一种制备基于钌的复分解。

11、催化剂特别是钌催化剂的方法，其包含螯合性亚烷基(碳烯)配体。此处公开的方法基于使用五配位Ru-亚烷基配合物作为用于通过交叉复分解反应(CM)进行合成的起始物质。本发明的制备方法简单、直接、经济且可用于工业规模。 0003 烯烃复分解是基本的催化反应并是打开和产生新的碳-碳键并构造分子的最通用的方式之一。已经描述了各种通用的复分解反应途径如闭环复分解(RCM)、开环复分解聚合(ROMP)、交叉复分解(CM)及其组合。在过去几年，烯烃复分解已经成为有机合成和高分子化学中形成碳-碳键的广泛使用的方法。 0004 由Schrock提出的定义明确的基于钼的碳烯催化剂以及由Grubbs提出的基。

12、于钌的碳烯催化剂的发展已经导致了复分解领域的快速增长，尤其是对于工业应用。 0005 Grubbs“第一代”催化剂，具有结构(PCy 3 ) 2 Cl 2 RuCHPh的带有两个三环己基膦配体的钌苯亚甲基配合物是广泛用于有机合成的第一复分解催化剂中的一种。这类催化剂后面接着是更活泼的“第二代”类似物，其中N-杂环碳烯(NHC)配体，如“不饱和”IMes( 1，3-二均三甲基苯基-咪唑-2-亚基)或“饱和”的S-IMes(H 2 IMes1，3-二均三甲基苯基咪唑烷-2-亚基)代替一个膦配体。 0006 最近，所谓“飞旋镖(boomerang)”催化剂获得越来越多的关注。Hoveyda等。

13、制备了潜在的复分解催化剂，其包含连接到亚烷基(碳烯)部分的苯亚甲基-醚片段(参见S.B.Garber，J.S.Kingsbury，B.L.Gray，A.H.Hoveyda，J.Amer.Chem.Soc.2000.122， 8168-8179)和WO 02/14376A2。这些新型Ru-催化剂包含螯合性亚烷基配体(一般地烷氧基-苯亚甲基配体)以及或者PCy 3 (第一代)或者NHC(第二代)基团。 0007 在过去几年中，不同类型的“飞旋镖催化剂”公开在文献中。来自现有技术的实例是包含具有另外的酯基的(参见WO 2005/016944A1)或另外的酮基(参见WO 2008/034552。

14、A1)的环状烷氧基苯亚甲基配体的Ru-配合物。此外，包含喹啉和喹喔啉衍生物的环状的螯合性Ru配合物描述在WO 2007/140954。WO 2008/065187A1公开了具有胺基取代的烷氧基苯亚甲基配体的环状Ru碳烯配合物，WO 2004/035596描述了含有具有硝基的烷氧基苯亚甲基配体的类似的配合物。 0008 这样的“飞旋镖类型”或“Hoveyda-类型”的Ru碳烯催化剂在复分解反应中显示出宽的应用范围，且在一些应用中容许催化剂加载的显著减少。另外，对于一些体系已经描述了可回收性。因此，这些催化剂在商品化应用中获得了提高的重要性。因此，要求对于这些材料的稳固的和简单的制造途。

15、径，其容许以工业规模生产。 0009 对于“Hoveyda-类型” Ru碳烯配合物的通用制备路线基于使用X 2 LLRu CHPh型(其中至少一个L或L是PR 3 型的膦)的钌碳烯配合物作为前体。将这些化合物与包含另外的供电子基团的合适的烯属前体配体反应。新的碳烯键通过交叉复分解反应 (“CM”)产生，而一个膦配体(L或L)由烯属配体的供电子基团代替，由此形成螯合环说明书CN 102481557 A 2/9页 5 状配合物。 0010 US 7,205,424教导了使用Ru-亚茚基(indenylidene)碳烯配合物和烯烃的交叉复分解反应制备基于钌的烯烃复分解催化剂。然而，未公开制。

16、备具有螯合性亚烷基配体的 Ru-配合物。 0011 S.Blechert等(Synlett 2001.No 3，430-432)报导了通过闭环复分解使用NHC-和PPh 3 -取代的Ru-亚茚基配合物作为制备螯合Ru-烷氧基苯亚甲基催化剂 (“Hoveyda-型”催化剂)的前体。然而，由于报导的低产率(即约40)，该方法似乎是不经济的。 0012 使用吡啶取代的钌碳烯配合物作为通过交叉复分解(CM)合成Ru碳烯催化剂的前体描述在文献中。 0013 A.Hejl，M.W.Day和R.H.Grubbs(Organometallics 2006，25，6149-6154)描述了制备两种包含键。

17、合到亚烷基部分的亚胺供体的钌亚烷基配合物。这些化合物由包含两个吡啶配体和苯亚甲基基团的六配位的前体配合物(H 2 -IMes)(py) 2 Cl 2 RuCHPh开始制备。报导了78到84的产率。 0014 将同样的前体配合物用于合成包含环状丁烯基-吡啶基配体的钌亚烷基配合物 (T.Ung，A.Heyl，R.H.Grubbs和Y.Schrodi，Organometallics 2004，23，5399-5401)。 0015 WO2007/140954公开了使用3-溴-吡啶取代的配合物(H 2 -IMes)(Br-py) 2 Cl 2 Ru CHPh作为起始物质，其仍带有两个吡啶类型配体。。

18、 0016 M.Barbasievicz等报导了由苯亚甲基化合物(H 2 -IMes)(PCy 3 )Cl 2 RuCHPh开始并使用Cu(I)Cl作为膦清除剂合成螯合性钌喹啉和喹喔啉配合物(参见Organometallics 2006，25(15)，3599-3604)。 0017 通常将危险的化学品如重氮试剂(例如重氮烯烃)用于制备钌苯亚甲基配合物。因此，由这样的化合物开始的合成路线应当在工业催化剂生产中避免。 0018 本发明的目的在于提供用于制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂 (“飞旋镖型”催化剂)的改善的方法。该新方法应当提供高产率且不应当要求使用危险的化学品。此外，。

19、该方法应当以高产物纯度提供钌碳烯催化剂且没有污染(例如没有膦配体或Cu离子的残留物)。该方法应当容易地放大、对环境无害的且可适用于工业生产规模。 0019 本发明通过提供根据权利要求1以及从属于它的从属权利要求的方法而实现了这些目的。 0020 根据本发明，具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂由钌亚烷基起始配合物与烯烃衍生物通过交叉复分解反应(CM)制备。本发明的方法采用了(Py)(L)X 1 X 2 Ru(亚烷基)型的五配位钌(II)-亚烷基催化剂作为起始化合物。该起始配合物具有如下通式 0021 0022 在该式中，L是中性配体，X 1 和X 2 彼此独立地为无机或有机阴离子配。

20、体如卤化物阴离子、拟卤化物阴离子、氢氧根、醋酸根、三氟醋酸根或羧酸根以及Py代表N-杂环的双电说明书CN 102481557 A 3/9页 6 子供体配体。Y 1 和Y 2 彼此独立地是氢、C 1 -C 6 -烷基、C 2 -C 6 -链烯基、C 2 -C 6 -炔基、C 1 -C 6 -烷硫基、芳基、芳硫基、C 1 -C 6 -烷基磺酰基或C 1 -C 6 -亚磺酰基。优选，Y 1 和Y 2 一起形成根据下式的“亚茚基”类型的环 0023 0024 R 3 为氢、取代或未取代的芳基或取代或未取代的苯基。在优选实施方案中，R 3 是取代或未取代的苯基。在进一步优选的实施方案中配体。

21、L是饱和或不饱和的N-杂环碳烯配体(“NHC”配体)以及Ru(II)-前体配合物是(Py)(NHC)X 1 X 2 Ru(亚茚基)或(Py(NHC) X 1 X 2 Ru(苯基-亚茚基)类型的。 0025 本发明提供了制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂的方法，包括钌 (II)-亚烷基配合物与烯烃衍生物根据方程式(1)的反应： 0026 方程式(1) 0027 0028 其中 0029 -L是中性配体，优选饱和或不饱和的N-杂环碳烯配体(“NHC”配体)， 0030 -X 1 和X 2 彼此独立地是无机或有机的阴离子配体，如卤化物阴离子、拟卤化物阴离子、氢氧根、醋酸根、三氟醋酸根或。

22、羧酸根， 0031 -Y 1 和Y 2 彼此独立地是氢、C 1 -C 6 -烷基、C 2 -C 6 -链烯基、C 2 -C 6 -炔基、C 1 -C 6 -烷硫基、芳基、芳硫基、C 1 -C 6 -烷基磺酰基或C 1 -C 6 烷基亚磺酰基，或者Y 1 和Y 2 一起形成根据下式的亚茚基类型的环 0032 0033 其中在所述的式子中R 3 是氢、取代或未取代的芳基或取代或未取代的苯基， 0034 -Py是N-杂环的双电子供体配体，说明书CN 102481557 A 4/9页 7 0035 -R 0 和R 1 彼此独立地是氢、C 1 -C 10 -烷基、C 2 -C 10 -链烯基、。

23、C 2 -C 10 -炔基、苯基或芳基 (其任选可被取代)， 0036 -a、b、c和d彼此独立地是氢、C 1 -C 10 -烷基、C 2 -C 10 -链烯基、C 2 -C 10 -炔基、苯基或芳基或吸电子基团(“EWG”)，条件是每个a、b、c或d能彼此形成环。 0037 -Z是杂供体(heterodonor)原子如氧(O)、硫(S)、氮(N)或包含杂供体原子的基团如亚磺酰基(SO)， 0038 -R 2 是取代或未取代的烃基如烷基、链烯基、炔基、芳基、烷基氨基、烷硫基、取代或未取代的酮基如-C(R a ) 2 -CO-C(R b ) 3 、取代或未取代的酯基如-C(R a ) 2 。

24、-CO-O(R c )(其中在所述基团中，R a 是氢或C 1 -C 10 -烷基，R b 是氢、C 1 -C 10 -烷基、C 1 -C 10 -氟代烷基、C 1 -C 10 -烷基氨基、 C 1 -C 10 -烷基铵或C 2 -C 10 -链烯基以及R c 是C 1 -C 10 -烷基、C 1 -C 10 -氟代烷基、C 1 -C 10 -烷基氨基、 C 1 -C 10 -烷基铵或C 2 -C 10 -链烯基)以及其中R 2 和/或Z可以与d形成环。 0039 在优选实施方案中本发明涉及一种制备具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂的方法，包括钌(II)-亚烷基配合物与烯烃衍生物根据。

25、方程式(1)的反应，其中 0040 -L是饱和的H 2 IMes(1，3-二均三甲基苯基-咪唑烷-2-亚基)或不饱和的 IMes(1，3-二均三甲基苯基-咪唑-2-亚基)配体， 0041 -X 1 和X 2 彼此独立地是阴离子配体如Cl-、Br-或I-， 0042 -Y 1 和Y 2 一起形成根据下式的亚茚基类型的环 0043 0044 其中R 3 是取代的或未取代的苯基， 0045 -Py是取代的或未取代的吡啶配体， 0046 -R 0 和R 1 彼此独立地是氢或C 1 -C 10 -烷基， 0047 -a、b、c和d彼此独立地是氢、C 1 -C 10 -烷基、苯基、芳基或吸电子基团(EWG。

26、) 如F、Cl、Br、I、-CF 3 、-NO 2 、-N(H)-CO-CH 3 、-N(烷基)-CO-CH 3 、-N(H)-CO-CF 3 ；-N(烷基)-CO-CF 3 、-O 2 S-(烷基)、-O-CO-(烷基)或-SO 2 -N(CH 3 ) 2 ， 0048 -Z是杂供体原子如氧(O)或氮(N)， 0049 -R 2 是取代的或未取代的烷基如-CH 3 或-CH(CH 3 ) 2 、取代或未取代的酮基如-CH 2 - CO-CH 3 、-CH 2 -CO-C 2 H 5 、-CH(CH 3 )-CO-CH 3 或-CH(CH 3 )-CO-C 2 H 5 、取代的或未取代的酯基。

27、如-C H 2 -CO-O-CH 3 、-CH 2 -CO-O-C 2 H 5 、-CH(CH 3 )-CO-O-CH 3 或-CH(CH 3 )-CO-O-C 2 H 5 或含氨基的酯基如-CH(CH 3 )-CO-O-C 2 H 4 -N(CH 3 ) 2 ， 0050 以及其中R 2 和/或杂供体原子Z与d可以形成环。 0051 在本发明的进一步实施方案中，烯烃衍生物的取代基(具体地R 2 或杂供体原子Z 和取代基d)可形成环。在这种情况下，杂供体原子Z优选是氮(N)以及Z和d形成环以构造喹啉环系、喹喔啉环系或吲哚环系。 0052 通常，(Py)(L)X 1 X 2 Ru(亚烷基)类。

28、型的Ru(II)-碳烯配合物用作本发明方法中的说明书CN 102481557 A 5/9页 8 起始化合物。优选，使用五配位的钌(亚茚基)碳烯配合物。Ru-亚烷基碳烯前体优选是不含膦以及包含“NHC”配体和“Py”配体。此处，术语“Py”表示N-杂环的双电子供体配体，优选取代或未取代的吡啶配体。合适的Py配体的实例是吡啶、3-溴-吡啶或4-甲基吡啶、喹啉或哌啶。合适的NHC配体(“N-杂环碳烯”配体)的实例是饱和H 2 IMes(1，3-二均三甲基苯基-咪唑烷-2-亚基)或不饱和的IMes(1，3-二均三甲基苯基-咪唑-2-亚基)。 0053 X 1 和X 2 彼此独立地是无机。

29、或有机的阴离子(即带负电的)配体如卤化物阴离子、拟卤化物阴离子、氢氧根、醋酸根、三氟醋酸根或羧酸根。用于合适的阴离子配体X的实例是卤离子Cl-、Br-或I-，最优选Cl-。 0054 键合到亚茚基部分的R 3 代表氢、取代或未取代的芳基或取代或未取代的苯基；优选，R 3 是取代或未取代的苯基。 0055 尤其优选的起始化合物是(Py)(H 2 -IMes)Cl 2 Ru(3-苯基-1H-茚-1-亚基 (ylidene)。该配合物能在配体交换反应中由(H 2 -IMes)(PCy 3 )Cl 2 Ru(苯基-亚茚基)开始与过量的吡啶以极好的产率(90)获得(参见D.Burtscher，C。

30、.Lexer，K.Mereiter， R.Winde，R.Karch和C.Slugovc，J.of Polymer Science：Part A：Polymer Chemistry 2008.Vol.46，4630-4635)。其它合适的起始配合物能由所述领域熟练技术人员通过采用类似的方法而制备。由于这些Ru起始化合物的普遍高的产率，本发明的制备方法直接且经济。其可用于制备具有螯合性亚烷基配体的各种各样的基于钌的碳烯催化剂。 0056 在其优选的形式中，本发明的方法避免使用具有膦配体L的Ru碳烯配合物作为起始原料。因为，在此情况下，在起始配合物中，不存在膦配体L(如PPh 3 或PCy 。

31、3 )，产生较少副产物(如游离膦配体或膦氧化物)。 0057 此外，不必添加在现有技术中在类似的交叉复分解工艺中经常作为膦清除剂使用的Cu(I)Cl。这导致了具有极低Cu-含量的高纯度产物。一般，Ru催化剂产物的Cu-含量小于10ppm，优选小于5ppm(当通过ICP测定；ICP感应耦合等离子体)。另外的益处是，由于在本方法中不存在膦配体，本身不要求惰性反应条件(即保护气体气氛)。在许多情况下，取决于所使用的配体，该制备方法能在常规空气气氛或者至少在不严格的惰性条件下进行。 0058 令人惊讶地，本发明的方法提供了在80到95范围的优异的总产率。这可能是由于用作起始化合物的五配位。

32、的Ru(II)-亚烷基配合物独特的结构。尽管在反应中体积大的配体L提供了充足的稳定性，但在螯合性亚烷基部分中Py配体由杂供体原子(或包含杂供体原子的)基团Z的取代快速且容易地发生，由此促进在交叉复分解(CM)反应中螯合环的形成。因此，反应时间显著缩短。 0059 用于螯合性亚烷基配体(在下文称作“烯烃衍生物” )的前体具有以下通式： 0060 在该式中，R 0 和R 1 彼此独立地是氢、C 1 -C 10 -烷基、C 2 -C 10 -链烯基、C 2 -C 10 -炔基、苯基或芳香基。说明书CN 102481557 A 6/9页 9 0061 取代基a、b、c和d可彼此独立地是氢。

33、、C 1 -C 10 -烷基、C 2 -C 10 -链烯基、C 2 -C 10 -炔基、苯基或芳香基或吸电子基团(此处缩写为“EWG”)。在下文中，在术语EWG下，概述了具有吸电子性质且相对于氢(H)显示出较高的电负值(EN)的原子和/或基团。合适的EWG的实例是卤素原子F、Cl、Br、I或基团-CF 3 、-NO 2 、-N(H)-CO-CH 3 、N(烷基)-CO-CH 3 、-N(H)-CO-CF 3 ；-N(烷基)-CO-CF 3 、-O 2 S-(烷基)、-O-CO-(烷基)以及-SO 2 -N(CH 3 ) 2 。 0062 此外，每个取代基a、b、c或d可以彼此形成环。。

34、 0063 Z是杂供体原子如氧(O)、硫(S)、氮(N)或包含杂供体原子的基团如亚磺酰基( SO)。优选，Z是杂供体原子如氧(O)或氮(N)。 0064 R 2 是取代或未取代的烃基如烷基、链烯基、炔基、芳香基、烷基氨基、烷硫基、取代或未取代的酮基如-C(R a ) 2 -CO-C(R b ) 3 、取代的或未取代的酯基如-C(R a ) 2 -CO-O(R c )(其中在所述基团中R a 是氢或C 1 -C 10 -烷基，R b 是氢、C 1 -C 10 -烷基、C 1 -C 10 -氟代烷基、C 1 -C 10 -烷基氨基、C 1 -C 10 -烷基铵或C 2 -C 10 -链烯基以。

35、及R c 是C 1 -C 10 -烷基、C 1 -C 10 -氟代烷基、C 1 -C 10 -烷基氨基、C 1 -C 10 -烷基铵或C 2 -C 10 -链烯基)以及其中R 2 和/或Z可以与d形成环。 0065 通常，前体配体可根据由文献已知的标准方法制备或者可从不同的供应商商购获得。适于本发明的方法的烯烃衍生物的实例是(E/Z)-1-异丙氧基-2-(1-丙烯基)-苯、 (E/Z)-1-2-(1-丙烯-1-基)-苯氧基-2-丙酮)、2-异丙氧基-4-硝基苯乙烯、2-异丙氧基-3-乙烯基-联苯基或8-乙烯基-喹啉(quinolin)。乙烯基-喹啉以及乙烯基喹喔啉衍生物可根据描述在文献。

36、中的方法获得(M.Barbasievicz等，参见上文)。 0066 通常，本发明的制备方法在芳香烃溶剂或氯化烃溶剂如二氯甲烷或1，2-二氯乙烷中进行。优选芳香烃溶剂如苯、甲苯或二甲苯。在大多数情况下使用这些芳香烃溶剂特别是甲苯提供了另外的优势，即得到的钌配合物从反应混合物直接沉淀由此使得能够进行容易的分离以及后处理步骤。 0067 将起始的Ru(II)-化合物(Py)(L)X 1 X 2 Ru(亚烷基)溶于合适的溶剂并添加配体前体(烯烃衍生物)。配体前体与Ru-起始配合物的摩尔比在21范围内，优选在1.11 范围内。特别优选这两种反应物的化学计量比。 0068 反应温度在0到150的。

37、范围内，优选在室温(20)到100范围内。合适的反应时间取决于所采用的烯烃衍生物的类型。一般，反应时间在从1到8小时范围内，优选在1到5小时范围内，最优选在1到4小时范围内。 0069 当使用芳香烃溶剂(如苯、甲苯或二甲苯)时，在许多情况下产生的钌催化剂配合物是难溶的且在冷却和/或溶剂减少时从反应混合物中沉淀。将沉淀的产物通过常规的分离技术(过滤、离心等)从反应混合物中分离，用非极性溶剂如正己烷或正庚烷和/或极性溶剂如二乙醚或乙醇洗涤。可将产物通过常规的干燥方法干燥。 0070 由于产生的产物的高纯度，不需要进一步的提纯步骤(如色谱法等)。然而，如需要，可采用另外的提纯步骤如柱层析。

38、(LC、HPLC等)。根据本发明的制备方法是非常通用的并可用于催化剂的工业的、大规模的生产且可用于各种各样的具有螯合性亚烷基配体的基于钌的碳烯催化剂。 0071 根据本发明制备的Ru-碳烯催化剂(“Hoveyda-型催化剂” )显示出在复分解反应中的宽应用范围。催化剂产物可用于各种各样的复分解反应，例如在闭环复分解(RCM)、说明书CN 102481557 A 7/9页 10 开环复分解聚合(ROMP)、交叉复分解(CM)、非环状二烯-复分解-聚合(ADMET)中及其组合。 0072 以下实施例旨在更详细地描述发明，而不限制保护范围。实施例 0073 总述：用于以下实施例的配体。

39、前体/烯烃衍生物是已知化合物，具有CAS登记号。它们可根据文献中公开的方法和/或本领域熟练技术人员已知的步骤制备。细节：对于(E/ Z)-1-异丙氧基-2-(1-丙烯基)苯：CAS Reg.No.533934-20-2；对于(E/Z)-1-2-(1-丙烯-1-基)-苯氧基-2-丙酮)：CAS Reg.No.1014701-63-3；对于2-异丙氧基-4-硝基苯乙烯：CAS Reg.No.753031-08-2；对于8-乙烯基喹啉：CAS Reg.No.96911-08-9。 0074 实施例1 0075 的制备 0076 a)起始化合物的制备： 0077 起始配合物根据D.Burtsch。

40、er等人，J.of Polymer Science：Part A：Polymer Chemistry 2008.46，4630-4635通过如下制备，由(H 2 -IMes)(PCy 3 )Cl 2 Ru(苯基-亚茚基) (复分解催化剂M2；Umicore AG & Co KG，Hanau)开始，与过量的吡啶(30当量)在惰性气氛下在室温下搅拌30分钟。接着向搅拌的正庚烷添加反应混合物，并进一步在室温下搅拌30分钟，接着冷却反应混合物过夜(-27)，导致棕色沉淀的形成。将沉淀滤出，用正庚烷洗涤并在真空中干燥。所述化合物以95产率作为橙棕色微晶固体获得。 0078 b)的制备： 0079 。

41、反应方程式 0080 0081 将2.5g催化剂二氯-(3-苯基-1H-茚-1-亚基)-(1，3-二均三甲基苯基-4，5-二氢-咪唑-2-亚基)-(吡啶)-钌(II)，Umicore M31，Umicore AG & Co KG，Hanau溶于 30ml的甲苯中并添加溶于10ml甲苯中的0.7g(E/Z)-1-异丙氧基-2-(1-丙烯基)苯。将反应混合物在65搅拌4小时，然后冷却至室温。将混合物在真空下浓缩并沉淀出绿色的微晶固体。 0082 将绿色的微晶固体过滤并用正己烷和二乙醚洗涤。将绿黄色产物在真空下(大约 12mbar)干燥过夜，并用NMR和元素分析表征。产率：1.8g(87)。分。

42、析的数据与公开的数据一致。 0083 实施例2 0084 的制备说明书CN 102481557 A 10 8/9页 11 0085 反应方程式 0086 0087 将3.0g的Umicore M31二氯-(3-苯基-1H-茚-1-亚基)-(1，3-二均三甲基苯基-4，5-二氢-咪唑-2-亚基)-(吡啶)-钌(II)；Umicore AG & Co KG，Hanau，如实施例1a中所述制备)溶于50ml的甲苯中并添加溶解在10ml甲苯中的0.80g的(E/ Z)-1-2-(1-丙烯-1-基)-苯氧基-2-丙酮)。将反应混合物在65搅拌3小时，然后冷却到室温。沉淀出绿色的微晶固体。将。

43、其过滤并用正己烷和二乙醚洗涤。将绿黄色产物在真空下干燥过夜并用NMR和元素分析表征。产率：2.2g(87)。 0088 实施例3 0089 的制备 0090 反应方程式： 0091 0092 将2.5g催化剂Umicore M31二氯-(3-苯基-1H-茚-1-亚基)-(1，3-二均三甲基苯基-4，5-二氢-咪唑-2-亚基)-(吡啶)-钌(II)；Umicore AG & Co KG，Hanau，如实施例1a中所述制备)溶于30ml的甲苯中并添加溶于10ml甲苯中的0.8g 2-异丙氧基-4-硝基苯乙烯。将反应混合物在65下搅拌2小时，然后冷却到室温。将混合物在真空下浓缩并沉淀出绿色。

44、微晶固体。将其过滤并用正己烷和二乙醚洗涤。将绿黄色产物在真空下干燥过夜并通过NMR以及元素分析表征。产率：1.9g(85)。分析的数据与公开的数据一致。 0093 实施例4 0094 的制备 0095 反应方程式： 0096 说明书CN 102481557 A 11 9/9页 12 0097 将1.0g催化剂Umicore M31二氯-(3-苯基-1H-茚-1-亚基)-(1，3-二均三甲基苯基-4，5-二氢-咪唑-2-亚基)-(吡啶)-钌(II)(Umicore AG & Co KG，Hanau)溶于20ml甲苯中并添加溶解在5ml甲苯中的0.24g 8-乙烯基喹啉。将反应混合物在。

45、65搅拌2小时，然后冷却到室温。将混合物在真空下浓缩并沉淀出绿色微晶固体。将其过滤并用冷的正己烷和二乙醚洗涤。将绿黄色产物在真空下干燥过夜并用NMR和元素分析表征。产率：0.7g(85)。分析的数据与公开的数据一致。 0098 对比实施例(CE1) 0099 经由(H 2 -IMes)(PCy 3 )Cl 2 Ru(苯基亚茚基)制备 0100 0101 反应方程式： 0102 0103 将1.15g(1.2mmol)的(H 2 -IMes)(PCy 3 )Cl 2 Ru(苯基亚茚基)(Umicore M2，Umicore AG & Co KG，Hanau)溶于30ml的甲苯中并添加溶于10ml甲苯中的0.25g(1.44mmol，1.2当量)的(E/Z)-1-异丙氧基-2-(1-丙烯基)苯。将反应混合物在65下搅拌6小时，然后冷却到室温。将混合物在真空下浓缩到约15ml。 0104 然后，在搅拌下添加60ml戊烷。将产生的绿棕色沉淀通过过滤分离并用冷戊烷和乙酸乙酯洗涤。将粗产物悬浮在15ml甲苯中，过滤并用二乙醚洗涤。最后将绿色固体在真空下干燥过夜。达到了0.25g(30)的产率。 0105 该产率显著低于通过根据本发明的方法(参见实施例1)获得的产率。另外，由于存在膦配体，需要另外的耗时的提纯步骤并降低了产物纯度。说明书CN 102481557 A 12 。

展开阅读全文