专利名称：含氮的单齿的膦及其在催化中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于过渡金属的新颖配体、它们的制备以及它们在催化反应中的应用，特别是用于卤代芳香族化合物的改进。
背景技术：
卤代芳香族化合物、尤其包括氯代的芳香族化合物是能够以不同方式用于化学工业中、并作为用于农业中间体、药物、色素、材料等制备的初级产品的中间体。卤乙烯也是用于聚合物的起始物料及上述产品制备的重要中间体。
经常用于将卤代芳香族化合物或卤乙烯转变成芳香族烯烃或二烯烃(Heck反应、Stille反应)、联芳(Suzuki反应)、炔(Sonogashira反应)、羧酸衍生物(Heck羰基化)、胺(Buchwald-Hartwig反应)的功能化的催化剂有钯催化剂和镍催化剂。钯催化剂通常是有利的，原因是其对在某些情况下具有良好催化活性的偶联底物的广泛适用性，而镍催化剂则在氯代芳香族化合物和氯乙烯的反应领域中有优势。此外，镍比钯更易于得到。
在卤代芳香族化合物的活化以及进一步改进的范围内，尽管已知钯(0)和镍(0)化合物是反应的实际催化剂，但是所使用的钯和镍催化剂是钯(II)和/或镍(II)络合物以及钯(0)和/或镍(0)络合物。尤其依照文献中的信息，采用给体配体如膦稳定的配位不饱和的14-和16-电子的钯(0)和镍(0)络合物来作为活性种。
当在偶联反应中将碘化物用作起始物料时，也可以不需要膦配体。然而，当将由于几乎不能得到而非常昂贵的芳基碘和碘乙烯作为起始物料时，其反应会额外产生化学计量的碘盐废产物。如果将其它起始物料如芳基溴或芳基氯用于Heck反应，那么假如可以得到起始物料的催化有效反应，则稳定和活化配体的加入是必要的。
所描述的用于烯化、炔化、羰基化、芳基化、胺化以及类似反应的催化剂体系常常只对不经济的起始物料如碘代芳香族化合物和活化的溴代芳香族化合物具有令人满意的催化转换数(TON)。换句话说，在溴代芳香族化合物、特别是在氯代芳香族化合物失活的情况下，一般必须加入大量的催化剂-通常超过1mol％-以实现工业上可用的收率(＞90％)。而且，由于反应混合物的复杂性，催化剂的简单回收是不可能的，因此，催化剂的回收也会导致通常妨碍其在工业上得以实现的高成本。此外，使用大量的催化剂是不令人满意的，特别是在制备活性成分或用于活性成分的初级产品时，因为在此情况下催化剂的残渣会残留在产物中。
更新近的活性催化剂体系是基于环钯酸膦(W.A.Herrmann，C.Broβmer，K.fele，C.-P.Reisinger，T.Priermeier，M.Beller，H.Fischer，Angew.Chem.1995，107，1989；Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1995，34，1844)，或在空间排列上要求苛刻的芳基膦(J.P.Wolfe，S.L.Buchwald，Angew.Chem.1999，111，2570；Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1999，38，2413)或三叔丁基膦(A.F.Littke，G.C.Fu，Angew.Chem.1998，110，3586；Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1998，37，3387)与钯盐或钯络合物的混合物。
然而，即使使用这些催化剂，通常也不能以工业上令人满意的方式活化氯代芳香族化合物。因此，为了获得高的收率，必须使用相对大量的催化剂。所以，尽管近年来催化剂领域整体上取得了进一步的发展，但是至今只有少数的氯代芳香族化合物的芳基化、羰基化、烯化等的工业反应变得为人所知。
发明内容
基于上述原因，本发明的目的是提供新颖的适用于大规模应用、容易得到并可以以高收率、高纯度及高催化剂生产率将氯代-和溴代-芳香族化合物以及相应的乙烯基化合物转化成各自的偶联产物的配体和催化剂。
该目的可依据本发明、通过具有式(I)的新颖的膦配体而实现 其中，X 独立于Y，并表示氮原子或C-R2基团，和Y 独立于X，并表示氮原子或C-R9基团，R1两个R1基团的每一个独立于另外一个，并表示选自以下组中的基团C1-C24烷基，C3-C20环烷基，特别包括单环以及双环和三环的环烷基，C5-C14芳基，特别包括苯基、萘基、芴基，C2-C13杂芳基，其中选自N、O、S基团的杂原子的数目可以为1至2，其中两个基团R1也可以相互连接，并优选形成4-至8-元的饱和的、不饱和的或芳族的环。
上述R1基自身每一个都可以是单取代或多取代的。这些彼此独立的取代基可以是氢、C1-C20烷基、C2-C20烯基、C3-C8环烷基、C2-C9杂烷基、C5-C10芳基、其中特别选自N、O、S基团的杂原子数目可以为1到4的C2-C9杂芳基、优选为C1-C10烷氧基、特别优选为OMe的C1-C20烷氧基、优选为三氟甲基的C1-C10卤烷基、羟基、具有NH-(C1-C20烷基)、NH-(C5-C10芳基)、N(C1-C20烷基)2、N(C1-C20烷基)(C5-C10芳基)、N(C5-C10芳基)2、N(C1-C20烷基/C5-C10芳基3)3+、NH-CO-C1-C20烷基、NH-CO-C5-C10芳基形式的仲、叔胺基，COOH和COOQ(其中Q表示单价阳离子或C1-C8烷基)形式的羧基类(carboxylato)、C1-C6酰氧基、亚磺基类(sulfinato)、SO3H和SO3Q(其中Q表示或单价阳离子、C1-C20烷基或C5-C10芳基)形式的磺基类(sulfonato)、三-C1-C6-烷基甲硅烷基、特别是SiMe3，其中上述取代基中的两个也可以彼此相互连接成桥，优选形成能够进一步优选被直链或支链的C1-C10烷基、C6芳基、苄基、C1-C10烷氧基、羟基或卞氧基基团所取代的4-至8-元的环。
R2-R9表示氢、烷基、烯基、环烷基、芳族或杂芳族的芳基、O-烷基、NH-烷基、N-(烷基)2、O-(芳基)、NH-(芳基)、N-(烷基)(芳基)、O-CO-烷基、O-CO-芳基、F、Si(烷基)3、CF3、CN、CO2H、COH、SO3H、CONH2、CONH(烷基)、CON(烷基)2、SO2(烷基)、SO(烷基)、SO(芳基)、SO2(芳基)、SO3(烷基)、SO3(芳基)、S-烷基、S-芳基、NH-CO(烷基)、CO2(烷基)、CONH2、CO(烷基)、NHCOH、NHCO2(烷基)、CO(芳基)、CO2(芳基)基团，其中每个独立于其它的两个或多个相邻的基团也可以相互连接以形成稠环体系，并且其中在R2至R9中，烷基表示具有1至20个碳原子、并在各种情况下可以是直链或支链的烃基，烯基表示具有2至20个碳原子、并在所有情况下可以是直链或支链的单-或多-不饱和的烃基，环烷基表示具有3至20个碳原子的烃基，其中所述烷基、烯基和环烷基也可以携带其它如R1所规定的取代基。在此方面，优选的取代基选自以下组中Br、Cl、F、(C1-C12)烷基、O-(C1-C12)烷基、苯基、O-苯基、NH((C1-C12)烷基)、N((C1-C12)烷基)2，还有芳基表示5至14元环的芳基，其中1至4个碳原子也可以由选自氮、氧和硫基团的杂原子取代而形成5至14元杂芳香族基团，而其中的芳基或杂芳基可以携带其它如R1所规定的取代基，优选的取代基选自以下组中Br、Cl、F、(C1-C12)烷基、O-(C1-C12)烷基、苯基、O-苯基、NH2、NH((C1-C12)烷基)、N((C1-C12)烷基)2。
上述烷基优选为具有1至10个、特别优选1至5个碳原子。烯基优选为具有2至10个、特别优选2至5个碳原子。环烷基优选具有3至8个碳原子。芳基基团优选具有6至10个碳原子，杂芳基基团为4至9个。
优选使用其中X为CR2、Y为CR9、并生成以下式(II)结构化合物的配体 其中R1至R9基为以上所规定的。在进一步优选的实施方案中，X为氮而Y为CR9基团。
优选(I)或(II)式的配体携带至少一个选自以下组中的R1基团苯基、C1-C10烷基、环戊基、环己基、环庚基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、5H-二苯并磷酸基(dibenzophospholyl)、9-磷杂二环[3.3.1]壬基(nonanyl)、9-磷杂二环[4.2.1]壬基。优选的C1-C10烷基的实例为甲基、乙基、正丙基、1-甲基乙基、正丁基、1-甲基丙基、1，1-二甲基乙基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2，2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、1，1-二甲基丙基、1，2-二甲基丙基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1，1-二甲基丁基、1，2-二甲基丁基、1，3-二甲基丁基、2，2-二甲基丁基、2，3-二甲基丁基、3，3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1，1，2-三甲基丙基、1，2，2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基，特别优选为异丙基和叔丁基。
优选的R2至R9基选自氢、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C1-C10卤烷基、C3-C8环烷基、C6-C10芳基，其特别包括苯基、萘基、芴基，以及其中1至3个氮原子或氧或硫原子作为杂原子存在的C2-C6杂芳基，还有，其中两个相邻R2至R9基可以相互连接成桥，并优选形成4至8元的环，优选芳环。
本发明的配体可以通过使相应的苯基吡咯衍生物在强碱如烷基锂化合物的存在下，在随后加入卤代膦后按下面举例所给出的反应步骤进行反应而制备 根据本发明，新颖的膦配体作为催化剂与元素周期表VIII副族元素如钯、镍、铂、铑、铱、钌、钴的过渡金属络合物或过渡金属盐组合使用。本发明的配体通常可以原位加入到相应的过渡金属母体化合物中，从而用于催化应用。然而，有时候对于特定的上述过渡金属的单-、二-、三-或四-膦络合物来说，首先进行制备、随后再将其用于催化反应是有利的。在一些催化剂体系中，催化活性可以因此而进一步提高。
作为过渡金属化合物，优选使用钯或镍化合物，特别优选为钯化合物。
通常优选原位地将本发明的配体加入到镍(II)或钯(II)的盐，或者镍(II)、钯(II)或镍(0)或钯(0)络合物中。例如，优选的钯络合物有醋酸钯(II)、氯化钯(II)、溴化钯(II)、四氯钯(II)酸锂、乙酰丙酮化钯(II)、钯(0)-二亚卞基丙酮络合物、四(三苯基膦)钯(0)、双(三-邻-甲苯基膦)钯(0)、丙酸钯(II)、双(三苯基膦)二氯化钯(II)、钯(0)-二烯丙基醚络合物、硝酸钯(II)、双(乙腈)氯化钯(II)、双(卞腈)氯化钯(II)。
在催化应用中，膦配体通常以相对于过渡金属过量的量使用。过渡金属与配体的比例优选为1∶1至1∶1000。特别优选过渡金属与配体的比例为1∶1至1∶100。所使用的确切的过渡金属/配体的比例取决于具体的应用，也取决于所使用的催化剂的量。因此，通常习惯于在比过渡金属浓度为在0.5至0.01mol％过渡金属的更低的非常低的过渡金属浓度(＜0.01mol％)下，使用低的过渡金属/配体比。
催化剂优选在20至200℃的温度下使用；在许多情况下，经证明在30至180℃、优选40至160℃的温度下操作是有利的。配体也可以在压力下使用而没有任何反应中活性的损失，反应通常只能在最高100巴的压力下进行，但是优选在常压至60巴的范围内进行。
当使用式(I)的配体进行催化反应时，使用低的催化剂浓度可以达到高的转换数(TON)。过渡金属优选以相对于底物5mol％至0.001mol％、特别优选0.5mol％至0.01mol％的比例使用。
依照本发明制备的膦配体经证明特别适合于作为从芳基卤或卤乙烯催化制备芳的化烯烃(Heck反应)、联芳(Suzuki反应)、α-芳基酮和胺的配体成分。然而，对本领域的技术人员来说，很显然新的催化剂体系还可以用于催化其它的过渡金属催化的反应，例如双键或羰基化合物的复分解或加氢，但特别是钯和镍催化的芳基卤的羰基化、使用炔的炔化(Sonogashira偶联)、使用有机金属试剂如锌试剂或锡试剂的交联。
本发明配体的一个特殊优点是在容易得到但惰性的氯代芳香族化合物的活化中由配体所诱发出的高的活性程度。所描述的催化剂和配体体系可以因此用于大规模的目的。
依照本发明而制备的膦可以用于芳基烯烃、二烯烃、二芳基化合物、苯甲酸衍生物、丙烯酸衍生物、芳基烷烃、炔、胺的制备。这样制备的化合物，举例来说，可用作紫外线吸收剂、用于药物和农用化学品的中间体、用于茂金属催化剂的配体母体、香水、具有生物活性的活性组分以及用于聚合物的结构单元。
具体实施例方式
实施例概要对空气敏感的化合物的反应在充满氩气的手套式操作箱或标准的Schlenk管中进行。溶剂四氢呋喃(THF)、二乙醚和二氯甲烷借助于溶剂干燥装置(改进工艺)通过经由填充有活性氧化铝柱的过滤而脱气和提纯。此外，对甲苯和戊烷使用填充有铜催化剂的柱脱氧。
下面的实施例只是用来解释本发明而并非限于此。
配体1至3的制备(L1至L3)在氩气环境下将10mmol苯基吡咯溶于20ml净己烷中。在室温下加入10mmol的TMEDA和10mmol的n-BuLi(在己烷中浓度为1.6M)。经三个小时的回流加热后，得到了黄色的悬浮体。将其冷却至室温，然后向其中缓慢地加入10mmol的Cl-PR12。在回流下反应一小时后，使用15ml经脱气的水在室温下进行水解。在氩气下借助于套管将有机相转移到分液漏斗中。每次用15ml的己烷萃取水相两次。同样将己烷级分转移到分液漏斗中。将合并的有机相用15ml经脱气的水洗涤并用经脱气的硫酸钠干燥。将溶剂蒸出并将粘稠的残留物在加热下溶于甲醇中。室温下放置一天后，将混合物在0℃下冷却四个小时。过滤所得的白色固体并在真空下干燥(纯度90-95％)。
收率PR12＝PCy272％(31P-NMR-28.0ppm)(L1；N-PHOS-Cy)PR12＝PPh264％(31P-NMR-29.8ppm)(L2；N-PHOS-Ph)pR12＝PtBu240％(31P-NMR3.6ppm)(L3；N-PHOS-tBu)催化实施例1至32Suzuki偶联将1.25mmol的苯基硼酸和2.00mmol的碱称量加入到2.5ml的玻璃瓶中。这些瓶用氩气净化并密封。所有的储液都在氩气下制备。
溶液S-1147mmol的2-氯甲苯、58mmol的十四烷、155ml的净甲苯溶液S-2150mmol的4-氯苯甲醚、57mmol的十四烷、154ml的净甲苯溶液M-10.073mmolPd的醋酸钯(II)、49ml的净甲苯溶液M-20.065mmolPd的三-(二亚卞基丙酮)-二钯(0)、49ml的净甲苯溶液L-10.04mmol的N-PHOS-Cy(L1)、10的净甲苯溶液L-20.08mmol的N-PHOS-tBu(L3)、21的净甲苯在氩气下将下面的溶液在室温下搅拌混合约1小时(带有配体的反应金属母体)
使用Vantage合成器将以下量的所得溶液通过移液管移至Vantage瓶中1.1.25ml的S-1(1-8号)，(17-24号)1.25ml的S-2(9-16号)，(25-32号)2.1.25ml的M-L-1(1-16号)或1.25ml的M-L-2(17-32)。
使用Vantage混合/加热装置，将这样填充的Vantage瓶在110℃(Vantage设置)下摇动(1000rpm)加热4.0小时(加热阶段0.5h/内部温度约为120℃)。
反应后，将1.0ml的各个反应溶液通过硅胶过滤。借助于GC分析由此得到的溶液。各自转化的收率汇总在表1中。
表1实施例1至32的分析结果汇总
催化实施例33至59芳基氯与苯基硼酸/吡咯基膦的Suzuki反应试剂3mmol的ArCl、4.5mmol的PhB(OH)2、6mmol的K3PO4、Pd(OAc)2、Pd/L＝1∶2、6ml的甲苯、20小时。
反应在保护气体下进行单锅(one-pot)反应。每次使用10ml的二氯甲烷和1N的氢氧化钠溶液进行处理。反应通过GC监控，GC的内标物为十六烷。
所使用的起始物料以及转化结果汇总于表2中。
表2催化实施例33至59的结果汇总
a)未知的(GC中没有显示)分解产物。承受基本处理的起始物料和产物都未损坏。分解(＞60％)但是即使在60℃的反应温度下也几乎没有观察到任何产物(＜10％)。
实施例60至64配体合成的实施例实施例60N-苯基-2-(二-1-金刚烷基膦基)吡咯的合成 将1.6ml的TMEDA(15mmol)加入到1.43g(10mmol)N-苯基吡咯在30ml己烷中的悬浮体内。室温下加入6.25ml 1.6M的正丁基锂溶液(10mmol)。然后将混合物在回流温度下加热2.5小时(溶液1)。在另一个烧瓶中，将3.36g(10mmol)的二-1-金刚烷基氯代膦与40ml己烷混合并加热到76℃(溶液2)。然后通过套管将沸腾的溶液1缓慢地转移到76℃下的溶液2中。然后将混合物在回流下再煮沸2小时，冷却溶液，并向其中加入20ml水。通过硫酸镁过滤出有机相。将溶液在真空下浓缩；然后向其中加入15ml甲苯，并将混合物加热至60℃，然后冷却。室温下放置一天后，过滤出产物。收率为3.3g(75％)。
31P NMR(161MHz，CDCl3)δ＝-4.5。
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝1.7(bs，16H)，1.7-2.0(m，22H)，6.4(dd，J1＝8.6，12.8，J2＝3.5，1H)，6.75(dd，J1＝3.5，J2＝1，1H)，6.9-7.0(m，1H)，7.25-7.3(m，2H)，7.35-7.45(m，3H)。
13C NMR(100.6MHz，CDCl3)δ＝28.6(d，JPC＝11.5)，37，37.5(d，JPC＝17.2)，41.6(d，JPC＝11.5)，108.2，119.5(d，JPC＝4.7)，125.8，126(d，JPC＝10.8)，127.3，128.2，128.3(d，JPC＝3.8)，141.6(d，JPC＝1.9)。
MSm/z(％)443(68)，308(13)，172(14)，135(100)，107(7)，93(19)，79(17)。
HRMSC30H38NP计算值443.2742；实际值443.26775。
实施例611-(2，4，6-三甲苯基)-2-(二环己基膦基)咪唑的合成 将1.6ml的TMEDA(15mmol)加入到1.86g(10mmol)N-(2，4，6-三甲苯基)咪唑在30ml己烷中的悬浮体内。在室温下加入6.25ml 1.6M的正丁基锂溶液(10mmol)。然后将混合物在回流温度下加热2.5小时(溶液1)。在另一个烧瓶中，将2.2ml(10mmol)二环己基氯代膦与20ml己烷混合并加热到60℃(溶液2)。然后通过套管将煮沸的溶液1缓慢地转移到60℃下的溶液2中。然后将混合物在回流下再煮沸1小时，冷却溶液，并向其中加入20ml经脱气的水。通过硫酸镁过滤出有机相。将溶液在真空下浓缩；然后向其中加入30ml戊烷，并将混合物在回流下煮沸1小时。冷却时产物在-30℃下以晶体形式沉淀，将其过滤出。收率2.48g(65％)。
31P NMR(161MHz，CDCl3)δ＝-18.9。
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝0.9-1.2(m，11H)，1.5-1.7(m，11H)，1.9(s，6H)，1.9-2.0(m，2H)，2.2(s，3H)，6.8-6.9(m，3H)，7.3(s，1H)。
13C NMR(100.6MHz，CDCl3)δ＝18.5，20.9，26.9，27.5，27.7(d，J＝9.5)，30.4(d，J＝14.3)，30.9(d，J＝10.5)，34.6(d，J＝9.5)，122.7，129.2，131.5，134.9，135.5，138.2，147.5(d，J＝16.2)。
MSm/z(％)382(11)，299(100)，217(24)，202(7)，185(27)，83(7)，55(21)。
实施例62N-(2-甲氧基苯基)-2-(二环己基膦基)吡咯的合成a)N-(2-甲氧基苯基)吡咯的合成 文献Faigl，F.；Fogassy，K.；Thuner，A.；Toke，L.；Tetrahedron，1997，53，4883。
将10.95g(83mmol)的1和4.7g(38mmol)的2在10ml冰醋酸中回流2小时。溶液的颜色从黄色经由红色变成黑色。然后将混合物用75ml蒸馏水稀释并用100ml的CH2Cl2萃取两次。将Na2CO3加入到黑色的有机溶液中。过滤和浓缩(20mbar，50℃)后，得到了黑色的油，在真空下进行蒸馏。收率4.45g(25.7mmol；75％)。
1H NMR(25℃，CDCl3)δ(ppm)＝3.8(s，3H)，6.3(t，J＝2.2Hz，2H)，7.0(m，4H)，7.3(m，2H)。
b)N-(2-甲氧基苯基)-2-(二环己基膦基)吡咯的合成 将3.14ml(15mmol)的N，N，N′，N′，N″-五甲基二亚乙基三胺(PMDTA)加入到1.73g(10mmol)的1在30ml己烷中的溶液内。滴加入n-BuLi(6.25ml，10mmol)溶液(在己烷中浓度为1.6M)。回流(75℃)3小时后，溶液的颜色从黄色变成黑色。无需冷却该混合物，滴加2.2ml(10mmol)溶解在20ml己烷中的氯代二环己基膦。再进行回流一小时。溶液的颜色变淡成为橙色，并且形成白色沉淀物。冷却至室温后，将30ml水加入到混合物中。每次使用20ml己烷对橙色的有机相萃取3次。将合并的有机相用10ml水洗涤并经由Na2SO4过滤。在真空中除去溶剂(45℃)。在30ml MeOH中将粘稠的橙色残留物回流30分钟。冷却至室温后，将产品沉淀并滤出(1.1g，30％)。
1H NMR(25℃，C6D6)δ(ppm)＝1.1-1.9(m，22H)，3.2(s，3H)，7.0(m，4H)，6.5-7.2(m，3H)。
13C NMR(25℃，C6D6)δ(ppm)＝27.2，27.7，27.8，29.6，30.9，34.9，55.1，109.8，111.8，116.5，116.6，120.2，123.6，129.3，130.9，136.3，156.0。
31P NMR(25℃，C6D6)δ(ppm)＝-26.8实施例63N-苯基-2-(二环己基膦基)吲哚的合成a)N-苯基吲哚的合成 文献合成Klapars，A.；Antilla，J.；Huang，X.；Buchwald，S.J.Am.Chem.Soc.2001，123，7727。分析(a)Nishio，T.J.Org.Chem.1988，53，1323.(b)Beller，M.；Breindl，C.；Riermeier，T.；Tillack，A.J.Org.Chem.2001，66，1403.
将0.19g(0.1mmol)的CuI、2.34g(20mmol)的1、8.82g(42mmol)的K3PO4、0.48ml(4mmol)的1，2-二氨基环己烷和3.16ml(30mmol)的2在110℃下于20ml干燥的二噁烷中搅拌24小时。然后用50ml乙酸乙酯稀释混合物。通过硅胶滤出紫色的沉淀物，产生黄色的溶液，将其在真空下浓缩(20mbar，50℃)。通过柱色谱法(硅胶，己烷/乙酸乙酯98/2)纯化残留的橙色油。收率3.0g(15.5mmol；75％)。
1H NMR(25℃，CDCl3)δ(ppm)＝6.45(m，1H)，6.9-7.5(m，10H)。
13C NMR(25℃，CDCl3)δ(ppm)＝104.1，111.1，120.9，121.7，122.9，124.9，126.9，128.5，129.9，130.1，130.6，132.1，136.4，140.3。
b)N-苯基-2-(二环己基膦基)吲哚的合成 将1.6ml(15mmol)的TMEDA加入到1.93g(10mmol)溶于30ml己烷中的1内。滴加入n-BuLi(6.25ml，10mmol)溶液(在己烷中浓度为1.6M)。3小时回流后(75℃)，颜色从黄色加深为橙色。无需冷却，滴加入2.2ml(10mmol)氯代二环己基膦在20ml己烷中的溶液。再进行回流一小时，混合物的颜色又变淡，并有白色固体沉淀。冷却后，将30ml水加入到混合物中。对水相进行3次萃取，每次使用20ml的己烷。将合并的有机相用10ml水洗涤、通过Na2SO4干燥并在真空下浓缩(45℃)。在30ml MeOH中煮沸黄色的残留物30分钟。冷却到室温后，滤出所得到的产物(660mg，17％)。
31P NMR(25℃，C6D6)δ(ppm)＝-24.8。
实施例64N-(萘基)-2-(二环己基膦基)吡咯的合成a)N-萘基吡咯的合成 文献分析(a)Paredes，E.；Biolatto，B.；Kneeteman，M.；Mancini，P.Tetrahedron Lett.2000，41，8079.
(b)Gross，H.Chem.Ber.1962，95，2270.
将10.95g(83mmol)的1加入到5.44g(38mmol)的2在10ml冰醋酸中的紫色溶液内。在氩气保护下将所得的棕色溶液回流3小时(120℃)，其颜色变为黑色。在用20ml的水水解溶液之前，于真空下(20mbar，50℃)将其体积浓缩至一半。用CH2Cl2萃取有机相(3×30ml)，通过Na2SO4干燥并浓缩(20mbar，50℃)，从而得到由柱色谱法(硅胶，己烷/乙酸乙酯85/15)纯化的黑色油。收率3.53g(18.3mmol)在-25℃下结晶(粉红色晶体)的红色油。
1H NMR(25℃，CDCl3)δ(ppm)＝6.3(t，J＝2.2Hz，2H)，6.7(t，J＝2.2Hz，2H)，6.9-7.2(m，4H)，7.3(d，8.1Hz，1H)，7.4(d，8.1Hz，1H)，7.7(d，8.1Hz，1H)。
13C NMR(25℃，CDCl3)δ(ppm)＝110.0，123.6，123.8，123.9，125.7，126.9，127.4，128.2，130.7，134.9，139.0。
元素分析实际值(％)C 86.7(理论值87.0)，H 5.89(5.70)，N 7.29(7.30)。
b)N-(萘基)-2-(二环己基膦基)吡咯的合成 将1.6ml(15mmol)的TMEDA加入到1.93g(10mmol)的1在30ml己烷中的溶液内。滴加入n-BuLi(6.25ml，10mmol)溶液(在己烷中浓度为1.6M)。3小时回流后(75℃)，颜色从橙色经绿色变成黑色。无需冷却，滴加入2.2ml(10mmol)氯代二环己基膦在20ml己烷中的溶液内并再进行一小时的回流。混合物的颜色变为黄色，并有白色沉淀形成。冷却至室温后，将30ml水加入到混合物中。对水相进行3次萃取，每次使用20ml己烷。将合并的有机相用10ml水洗涤、通过Na2SO4干燥并在真空下浓缩(45℃)。在30ml MeOH中回流残留的黄色油30分钟(60℃)。冷却至-25℃后，产物以黄色固体的形式沉淀，滤出沉淀物(0.9g，24％)。
31P NMR(25℃，C6D6)δ(ppm)＝-23.3。
实施例65配体一般方法在带有回流冷凝器的100ml三颈圆底烧瓶中，在氩气保护下将N-芳基吡咯(或N-芳基吲哚或N-芳基咪唑)(10mmol)溶解在20ml新蒸馏的正己烷中。在室温下加入TMEDA(15mmol)，随后加入n-BuLi(10mmol，在己烷中浓度为1.6M)。将反应混合物回流3h。通过注射器缓慢加入相应的氯代膦(10mmol溶于5ml己烷中)溶液。进一步回流混合物1h。冷却至室温后，加入经脱气的水(15ml)并搅拌混合物得到透明的溶液。用己烷萃取(2×15ml)水层，并用经脱气的水(15ml)洗涤合并的有机层。溶液经由Na2SO4干燥并在45℃下浓缩，得到了能够在甲醇或甲苯中重结晶的粘稠液体。
1R＝Ph(yield＝75％)5R＝Cy(15) 7(15)2R＝Cy(80) 6R＝tBu(15)3R＝tBu(75)4R＝Ad(85)N-arylpyrrole based ligand.
8R＝Cy(60)11R＝Cy(50)13(10)9R＝tBu(50) 12R＝tBu(90)10R＝Ad(45)N-arylindole based ligand. N-arylimidazole based ligand.
实施例66芳基氯化物的催化胺化将30ml压力管用Pd(OAc)2(0.025mmol)、配体(0.050mmol)、NaOtBu(6.0mmol)填充并通过氩气清扫30分钟。然后，在氩气保护下依次加入甲苯(5ml)、芳基氯(5mmol)及胺(6mmol)。将混合物在氩气保护下于120℃搅拌20个小时。反应后，用二乙醚(15ml)稀释并用水(10ml)洗涤。萃取后，有机相经由MgSO4干燥、真空下浓缩，最终产物通过柱色谱法(硅胶，己烷/乙酸乙酯90/10)分离。或者，加入作为内标物的二乙二醇-二正丁基醚或十六烷，并通过气相色谱进行定量分析。
表1氯苯和苯胺使用配体1至10的胺化活性的比较
表2使用配体9的氯苯的各种胺化
表3使用配体9的官能化芳基氯和氯代吡啶的各种胺化
表43-氯甲苯和N-甲基苯胺的胺化温度和催化剂装载量的变化
表5使用配体9的芳基氯在低温下的各种胺化
权利要求
1.式(I)的膦配体， 其中X独立于Y，并表示氮原子或C-R2基团，和Y独立于X，并表示氮原子或C-R9基团，R1两个R1基团的每一个独立于另外一个，并表示选自以下组中的基团C1-C24烷基，C3-C20环烷基，其特别包括单环以及双环和三环的环烷基，C5-C14芳基，其特别包括苯基、萘基、芴基，C2-C13杂芳基，其中选自N、O、S的杂原子的数目可以为1至2，其中两个R1基也可以相互连接，其中上述R1基自身每一个都可以彼此独立地由取代基单取代或多取代，所述取代基选自以下组中氢、C1-C20烷基、C2-C20烯基、C3-C8环烷基、C2-C9杂烷基、C5-C10芳基、其中选自N、O、S的杂原子的数目可以是1至4的C2-C9杂芳基、C1-C20烷氧基、C1-C10卤烷基、羟基、具有NH-(C1-C20烷基)、NH-(C5-C10芳基)、N(C1-C20烷基)2、N(C1-C20烷基)(C5-C10芳基)、N(C5-C10芳基)2、N(C1-C20烷基/C5-C10芳基3)3+、NH-CO-C1-C20烷基、NH-CO-C5-C10芳基形式的氨基、COOH和COOQ(其中Q表示单价阳离子或C1-C8烷基)形式的羧基类、C1-C6酰氧基、亚磺基类、SO3H和SO3Q(其中Q表示单价阳离子、C1-C20烷基或C5-C10芳基)形式的磺基类，三-C1-C6烷基甲硅烷基，其中所述取代基中的两个也可以彼此相互连接成桥，R2-R9表示氢、烷基、烯基、环烷基、芳族或杂芳族的芳基、O-烷基、NH-烷基、N-(烷基)2、O-(芳基)、NH-(芳基)、N-(烷基)(芳基)、O-CO-烷基、O-CO-芳基、F、Si(烷基)3、CF3、CN、CO2H、COH、SO3H、CONH2、CONH(烷基)、CON(烷基)2、SO2(烷基)、SO(烷基)、SO(芳基)、SO2(芳基)、SO3(烷基)、SO3(芳基)、S-烷基、S-芳基、NH-CO(烷基)、CO2(烷基)、CONH2、CO(烷基)、NHCOH、NHCO2(烷基)、CO(芳基)、CO2(芳基)基团，其中每个独立于其它的两个或多个相邻的基团也可以相互连接以形成稠环体系，并且其中在R2至R9中，烷基表示在各种情况下可以是直链或支链的具有1至20个碳原子的烃基，烯基表示在各种情况下可以是直链或支链的具有2至20个碳原子的单不饱和或多不饱和的烃基，环烷基表示具有3至20个碳原子的烃，芳基表示5至14元芳族基团，其中在所述芳基中的1至4个碳原子也可以被选自氮、氧和硫的杂原子替代，以形成5至14元杂芳族基团，其中R2至R9基也可以携带其它如R1所规定的取代基。
2.权利要求1的配体，其特征在于X表示CR2基团，Y表示CR9基团。
3.权利要求1的配体，其特征在于X为氮，Y表示CR9基团。
4.权利要求1至3之一的配体，其特征在于所述配体携带至少一个选自以下组中的R1基团苯基、C1-C10烷基、环戊基、环己基、环庚基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、5H-二苯并磷酸基、9-磷杂二环[3.3.1]壬基、9-磷杂二环[4.2.1]壬基。
5.权利要求1至4之一的配体，其特征在于所述配体R2至R9基选自氢、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C1-C10卤烷基、C3-C8环烷基、C6-C10芳基、C2-C6杂芳基，其中1至3个氮原子或氧或硫原子可以作为杂原子而存在，并且其中两个相邻R2至R9基可以相互连接成桥。
6.包含至少一种VIII副族金属以及至少一种前述权利要求1至5之一的膦配体的催化剂。
7.权利要求6的催化剂，其特征在于它包含至少一种钯、镍、铂、铑、铱、钌和钴的原子或离子作为过渡金属。
8.权利要求6或7的催化剂，其特征在于所述催化剂为过渡金属的单-、二-、三-或四-膦络合物。
9.权利要求1至5之一的配体或权利要求6至8之一的催化剂在由芳基卤或卤乙烯催化制备二烯烃或芳化的烯烃(Heck反应)、联芳(Suzuki反应)、α-芳基酮或胺中的用途。
10.权利要求1至5之一的配体或权利要求6至8之一的催化剂在芳基卤的催化羰基化、使用炔的炔化(Sonogashira偶联)以及使用有机金属试剂的交联中的用途。
11.权利要求1至5之一的配体或权利要求6至8之一的催化剂在催化制备芳基烯烃、二烯烃、二芳基化合物、苯甲酸衍生物、丙烯酸衍生物、芳基烷烃、炔或胺中的用途。
12.一种由芳基卤或卤乙烯催化制备芳基烯烃、二烯烃、二芳基化合物、苯甲酸衍生物、丙烯酸衍生物、芳基烷烃、炔、芳基酮、羰基化合物或胺的方法，其特征在于使用权利要求6至8之一的催化剂，其中所述催化剂或者以络合物的形式加入到反应混合物中，或者通过混合至少一种权利要求1至5之一的配体以及至少一种VIII副族金属的过渡金属盐或过渡金属络合物而原位产生。
13.权利要求12的方法，其特征在于所述反应在20至200℃的温度下进行。
14.权利要求12或13的方法，其特征在于所述膦配体以过渡金属/配体为1∶1至1∶1000的比例、以相对于所述过渡金属过量的量使用。
15.权利要求14的方法，其特征在于过渡金属与配体的比例为1∶1至1∶100。
16.权利要求12至15之一的方法，过渡金属以相对于底物5mol％至0.001mol％的比例使用。
全文摘要
本发明涉及新颖的、具有式(I)结构的含氮单齿的膦配体，以及它们在催化反应中、特别是在卤代芳香族化合物的改进中的应用。
文档编号C07F9/6506GK1791606SQ200480013398
公开日2006年6月21日 申请日期2004年5月3日 优先权日2003年5月16日
发明者亚历山大·查普夫, 马克·松德迈尔, 拉尔夫·杰克斯戴尔, 马蒂亚斯·贝勒, 托马斯·里尔迈尔, 阿克塞尔·蒙斯伊斯, 乌韦·丁格迪森 申请人:德古萨股份公司