专利名称：具有(p-p)配位的二茂铁基双膦配体的钌配合物、制备它们的方法以及它们在均相催化中 ...的制作方法
具有(P-P)配位的二茂铁基双膦配体的钌配合物、制备它 们的方法以及它们在均相催化中的用途本发明涉及用于均相催化的钌配合物。具体地，本发明涉及具有手性双膦配体 (称为二茂铁基双膦配体)的含有二茂铁、P-P配位的钌配合物以及制备它们的方法。本发 明还涉及这些配合物作为用于均相催化氢化的催化剂的用途。已经证明，手性二茂铁基双膦是用于催化活性金属配合物的有价值的配体，所述 催化活性金属配合物用在用于有机化合物的对映选择性氢化的均相催化中。应用领域为制 备中间体或活性化合物，例如药物、杀虫剂、调味剂或芳香剂。在具有二茂铁骨架结构的双膦中，例如，1-仲膦基-2-(2'-仲膦基-1-苄基)-二 茂铁，已经证明是用于有机化合物的对映选择性氢化的贵金属配合物的有价值配体。此类 型的配体命名为“Taniaphos”并在WO 00/37478中加以描述。具有二茂铁骨架结构的双膦 的其它例子为1- ( α _仲膦基烷基)-2-(仲膦基芳基)-二茂铁，其在WO 02/02578中公开 (俗名 “Walphos”)。在对映选择性氢化中，这些双膦配体与合适的贵金属配合物一起使用。非对称二 茂铁基_双膦配体与有机金属Ru化合物的反应产生具有所述膦配体的P原子的单齿配位 的配合物的混合物，参见反应式(1)反应式m
Ru-L(n) + J -L(n-1 卜Ru, )+ L(n-1)—Ru)
P(2VP(2)/Ρ(1Κ根据反应式(1)，存在单齿P-配位Ru的配合物的异构体混合物，在所述Ru配合物 中在每种情况下所述二茂铁基双膦配体的仅仅一个P原子与钌键合。反应式(1)中的两个 异构体可例如，借助于31P-NMR光谱而区分。迄今尚未观察到钌配合物中二茂铁基双膦配体 的两个P原子同时配位(以下简称“二齿”配位或“P-P配位”)。用在这些氢化中的有机金属Ru化合物是，例如[Ru (COD) Y丄、[Ru (NBD) Y2] x、 [Ru (芳香族)Y2]x或[Ru (COD) (2-甲基烯丙基)2](其中X = 2 ;Y =卤素，COD = 1，5-环辛 二烯，NBD =降冰片二烯，芳香族=例如，对异丙基苯或其他苯衍生物)。EP 1622920Β1公开了具有二茂铁基双膦配体的过渡金属配合物。没有描述具有所 述膦配体的特定P-P配位的配合物，而且所公开的双膦配体具有位于所述配体体系的不同 二茂铁环上的膦基团。尽管WO 00/37478描述了包含过渡族7或8的金属原子以及其中所述二茂铁基双 膦配体的两个P原子同时与中心原子配位的过渡金属配合物，但所述配合物既未被分离又 未加以表征。没有描述制备它们的方法；更确切地，所述配合物在使用之前很短时间通过将 所述配体与合适的过渡金属盐在反应溶剂中混合来生成(“原位”)。这些原位方法为现有技术。由此，二茂铁基双膦配体在原位工艺过程中与钌配合 物反应；参见 Angewandte Chemie 1999，111，No. 21，3397-3400。在此，[Ru (COD) (C4H7) 2]
4HBHCOD =环辛-1，5-二烯，C4H7 = 2-(η3-)甲基烯丙基)用作Ru配合物以及类型 R-CO-CH2-CO-OEt的β -酮酸酯在50巴氢气和50°C下于乙醇中被氢化。在Tetrahedron Asymmetry 15(2004)91-102中使用相同的Ru起始化合物以及所述催化剂原位制备。Adv. Synth. Catal. 2003,345,160-164 描述所述“Walphos”型苯基-二茂铁基乙基 双膦配体。在氢化中二聚的[RuI2 (对异丙基苯)]2用作含Ru催化剂前体以及所述催化剂 原位生成。但是，迄今为止还没有进行过关于原位生成的金属配合物的结构方面的研究；相 应的配合物未经分离而是直接在反应混合物中用于均相催化，特别是催化氢化。至此已描述过的催化氢化法以及其中所使用的催化剂的缺点尤其在于低的对映 选择性以及高的贵金属催化剂消耗，亦即低的底物/催化剂(S/C)比例以及长的氢化时间。因此，本发明的目标在于提供用于均相、非对称氢化的改良催化剂。该目的通过提供如本发明权利要求1所述的类型(A)和(B)的钌配合物而实现。 此外，制备本发明配合物的方法在权利要求11中公开。在从属于其上的从属权利要求中描 述了优选的具体实施方案。本发明描述具有用于均相催化的手性二茂铁基双膦配体的钌配合物，其中钌具 有氧化态(+II)以及二茂铁基双膦配体具有与RU配位的二齿P-P。所述钌配合物是环状 的并与二茂铁基双膦配体一起具有至少八元的环。所述二茂铁基双膦配体为，例如，选自 "Taniaphos"和“Walphos”配体，但不局限于这些配体。本发明进一步提供制备本发明所述钌配合物的方法，其中特定的Ru起始化合物 与手性二茂铁基双膦配体反应。在搜寻定义明确的具有二茂铁基双膦配体的Ru配合物的过程中，令人惊讶地发 现在特定条件下可以实现二茂铁基双膦配体的两个P原子同时配位到中心Ru原子上。由 此得到在它们的结构中具有至少八元的环的环状Ru配合物(环成员数r > 8)。P-P配位效果通过使用其结构中具有至少七个成环原子的特定二茂铁基双膦配体 获得以及因此在空间上能够形成具有中心Ru原子的至少八元的环。所述膦基团优选位于 二茂铁分子的一个(即，在同一个)环戊二烯基环上。合适的二茂铁基双膦配体的例子是Taniaphos类型的配体及其衍生物，例如， Taniaphos-OH或Taniaphos-OMe等等。然而，还可以使用“Walphos”类型的配体。用于制 备本发明的Ru配合物的合适的二茂铁基双膦配体的例子是-⑶-1-二苯基膦基-2- [ (R) _ α - (N，N- 二甲基_氨基)_0_ ( 二苯基膦基苯基)甲 基]二茂铁(=Taniaphos Τ001-1)- (R)-1-二苯基膦基-2- [ (S) _ α _ (N，N- 二甲基_氨基)_0_ ( 二苯基膦基苯基)甲 基]二茂铁(=Taniaphos TOO 1-2)-(S)-I-二环己基膦基-2-[(R)-α-(N，N-二甲基氨基)_ο_( 二环己基膦基苯 基)-甲基]二茂铁(=Taniaphos Τ002-1)-(R)-I-二环己基膦基-2-[(S)-α-(N，N-二甲基氨基)_ο_( 二环己基膦基苯 基)-甲基]二茂铁(=Taniaphos Τ002-2)；-(S)-I- 二苯基膦基-2_[ α -(S)-羟基-(ο- 二苯基膦基苯基)甲基]二茂铁 ("Taniaphos 0Η")；以及此类型的衍生物；
-(S)-I-二苯基膦基-2-[ α-(S)-甲氧基-(ο-二苯基膦基苯基)甲基]二茂铁 ("Taniaphos OMe")；以及此类型的衍生物(参见WO 2003/076451)；-(R)-l-[(R)-2-(2' -二苯基膦基苯基)二茂铁基]乙基二(双-3，5_三氟甲基 苯基)-膦(ffalphos W001-1)；-(S)-l-[(S)-2-(2' -二苯基膦基苯基)二茂铁基]乙基二(双-3，5-三氟甲基 苯基)-膦(ffalphos W001-2)；-(R)-I-[(R) -2-(2 ‘-(Walphosff002-1)；
苯基膦基苯基)二茂铁基]乙基二苯基膦
苯基膦基苯基)二茂铁基]乙基二苯基膦
苯基膦基苯基)二茂铁基]乙基二环己基膦
苯基膦基苯基)二茂铁基]乙基二环己基膦-(S)-I-[(S)-2-(2 ‘-(Walphosff002-2)；-(R)-I-[(R)-2-(2 ‘-(Walphosff003-1)；-(S)-I-[(S)-2-(2 ‘-(Walphosff003-1)；-(R)-l-[(R)-2-(2' -二(3，5_ 二甲基_4_甲氧基苯基)-膦基苯基)二茂铁基] 乙基二(双_3，5-三氟甲基)苯基)膦(Walphos W005-1)；-(S)-l-[(S)-2-(2' -二(3，5-二甲基-4-甲氧基苯基)_膦基苯基)二茂铁基] 乙基二(双_3，5-三氟甲基苯基)膦(Walphos W005-2)；-(R)-l-[(R)-2-(2' -二苯基膦基苯基)二茂铁基]乙基二(3，5_ 二甲苯基)膦 (ffalphos W006-1)；-(S)-l-[(S)-2-(2' -二苯基膦基苯基)二茂铁基]乙基二(3，5_二甲苯基)_膦 (ffalphos W006-2)；-(R)-l-[(R)-2-(2' -二环己基膦基苯基)_ 二茂铁基]乙基二(3，5_三氟甲基) 苯基)-膦(ffalphos W008-1)；-(S)-l-[(S)-2-(2' -二环己基膦基苯基)_ 二茂铁基]乙基二(3，5-三氟甲基) 苯基)-膦(Walphos W008-2)。这些手性二茂铁基双膦配体大多数情况下是可商业获得的。在本发明的制备方法 中使用这些配体得到在其结构中具有八元环的环状Ru配合物。然而，其它手性二茂铁基双 膦配体也是合适的，只要它们允许形成至少八元的环(环成员数r > 8)。在本制备方法中，P-P配位的效果通过使用以氧化态(+II)存在并具有至少两个 中性2-电子给体的配体Ld的特定Ru起始化合物来获得。它们具有如下通式[Z-Ru-(Ld)J+E^其中Ru处于氧化态+II，η为等于或大于3的整数，Ld为中性配体，Z为至少一个π -键接的有机配体以及Ε_为含氧酸或络合酸的阴离子。所述至少三种中性配体Ld —般属于2-电子给体配体类，如仲或叔膦或N-杂环卡宾配体(称为NHC配体)。所述配体Ld优选为溶剂配体，其结合到所述中心Ru原子。这些 配体中的至少两个在所述反应中被手性双膦配体替换。合适的配体Ld的例子为选自醇、醚、 胺、酰胺、内酰胺以及砜的配体；例如，乙腈(CH3CN)、二乙醚(DEE)、水(H2O)或丙酮。也可以 使用环状配体，如四氢呋喃(THF)、二噁烷、吡啶、咪唑或噻吩。具有不同类型配体的混合体 系，例如，含有膦配体和/或卡宾配体和/或溶剂配体的那些也可以。此外，所述Ru起始化合物具有至少一个π-键接的有机配体Z。一般而言，Z包括 取代或未取代的环状或开链二烯基配体，例如，取代或未取代的戊二烯基或庚二烯基配体。需要澄清说明的是，当键接到Ru时，这种二烯基配体带负电荷，即为阴离子。优选使用2，4_ 二甲基戊二烯、2，3，4_三甲基戊二烯、环庚二烯、环辛二烯、 降冰片二烯等等。所述配体Z还可以以质子化状态存在以及具有“抓氢键(agostic interaction) ”中的质子。最优选的是，对于Z使用一个带负电荷的开链二烯基配体，例如，2，4- 二甲基-戊 二烯-或2，3，4-三甲基戊二烯-。所述Ru起始化合物作为具有单个正电荷的阳离子存在且进一步具有组份E_—— 含氧酸或络合酸的阴离子作为平衡离子。E—的例子是HS04_、CF3S03_、C104_、BF4_、B(芳基)4_、 SbF6-以及 PF6-。合适的Ru起始化合物的例子是[Ru (2,4- 二甲基戊二烯)(CH3CN) 3] +BF4_或[Ru (2， 4_ 二甲基戊二烯)(丙酮)3]+BF4_。所述Ru起始化合物可以通过与合适的配体Ld反应从已知的Ru前体化合物按各 种工艺步骤加以制备并分离。可以在与中性配体Ld反应之前将所述Ru前体化合物质子化 从而获得由Ld替代的改良配体。作为Ru前体，可以使用上文提及的化合物，例如，双(115-(2，4_二甲基戊二烯) Ru、[Ru (COD) Cl2]2、[Ru(降冰片二烯)Cl2]2、[Ru (对异丙基苯)I2]2 或[Ru (COD) (2-甲基烯 丙基)2]。这些Ru化合物是商业可获得的。所述Ru起始化合物的制备步骤必须取决于所 使用的前体化合物而加以调整。优选的Ru前体包括带负电荷的Z配体，例如，双(η5-(2，4_ 二甲基戊二烯)Ru。 所述Ru起始化合物的制备典型地按两个步骤进行步骤A(质子化)[Z2-Ru] +H+E- = > [Z2-Ru-H]++E-步骤B (配体交换)[Z2-Ru-H] +E>nLD = > [Z-Ru (Ld) J +E、Z_H已经发现所述Ru起始化合物与合适的手性二茂铁基-双膦配体(以下简称 P (I)-P (2))反应得到本发明的Ru配合物。然后所述二茂铁基双膦配合物的形成在步骤C 中发生。本发明的制备方法以通式形式示于反应式(2)步骤C(根据反应式(2)的配体交换)
权利要求
用于均相催化的带有手性二茂铁基双膦配体的钌配合物，其对应于以下通式类型(A)或者类型(B)其中，Ru处于氧化态+II，n为等于或大于3的整数，LD为中性配体，Z为至少一个π 键接的有机配体，E 为含氧酸或络合酸的阴离子且LZ为至少一个阴离子配体而且所述二茂铁基双膦配体P(1) P(2)具有二齿P P配位。FPA00001029554200011.tif,FPA00001029554200012.tif
2.如权利要求1所述的钌配合物，其中所述手性二茂铁基双膦配体P(I)-P (2)与钌一 起形成至少八元的环。
3.如权利要求1或2所述的钌配合物，其中所述手性二茂铁基双膦配体P(I)-P (2)选 自 Taniaphosλ Taniaphos-OH、Taniaphos-OMe 禾口 Walphos 配体。
4.如权利要求1-3任一项所述的钌配合物，其中Ld选自2-电子给体配体类并包括仲 或叔膦或N-杂环卡宾配体(称为NHC配体)。
5.如权利要求1-4任一项所述的钌配合物，其中Ld是选自乙腈(CH3CN)、二乙醚(DEE)、 水(H2O)、丙酮、四氢呋喃(THF)、二噁烷、吡啶、咪唑和噻吩的溶剂配体。
6.如权利要求1-5任一项所述的钌配合物，其中Z是至少一个取代或未取代的环状或 开链二烯基配体，例如，至少一个取代或未取代的戊二烯基或庚二烯基配体。
7.如权利要求1-6任一项所述的钌配合物，其中Z是至少一个选自2，4_二甲基戊二 烯、2，3，4_三甲基戊二烯、环庚二烯、环辛二烯和降冰片二烯的配体。
8.如权利要求1-7任一项所述的钌配合物，其中E_是选自HSOpCF3S03_、C104_、BF4_、 B (芳基)4_、SbF6-以及PF6-的阴离子。
9.如权利要求1-8任一项所述的钌配合物，其中Lz是至少一个选自卤根和拟卤根的阴 离子配体。
10.如权利要求1-9任一项所述的钌配合物，其中将(S)-I-二苯基膦 基-2-[(1 )-(1-(队^二甲基氨基)-0-(二苯基膦基-苯基)甲基]二茂铁(=Taniaphos T001-1), (R)-I-二苯基膦基-2-[(S)-α-(N，N-二甲基-氨基)-ο-( 二苯基膦苯基)甲 基]二茂铁(=Taniaphos Τ001-2)、(S) 二环己基膦基 _2_ [ (R) - α - (N，N-二 甲基氨基)(二环己基-膦基苯基)_甲基]二茂铁(=Taniaphos T002-1)或(R)-I-二环己基 膦基-2-[(S)-α _(N，N-二甲基氨基)(二环己基膦基苯基)-甲基]二茂铁(=Taniaphos T002-2)用作手性二茂铁基双膦配体。
11.制备带有手性二茂铁基双膦配体的钌配合物的方法，所述二茂铁基双膦配体具有 二齿P-P配位，其特征在于，将以下通式的Ru起始化合物[Z-Ru-(LD)n]+E_其中Ru处于氧化态+II，η为等于或大于3的整数，Ld为中性配体，Z为至少一个η-键接的有机配体以及Ε—为含氧酸或络合酸的阴离子，与手性二茂铁基双膦配体反应。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述手性二茂铁基双膦配体选自Taniaphos、 Taniaphos-OH、Taniaphos-OMe 禾口 Walphos 配体。
13.如权利要求11或12所述的方法，其中Ld选自2-电子给体配体类并包括仲或叔膦 或N-杂环卡宾配体(称为NHC配体)。
14.如权利要求11-13任一项所述的方法，其中Ld是选自乙腈(CH3CN)、二乙醚(DEE)、 水(H2O)、丙酮、四氢呋喃(THF)、二噁烷、吡啶、咪唑和噻吩的溶剂配体。
15.如权利要求11-14任一项所述的方法，其中Z是至少一个取代或未取代的环状或开 链二烯基配体，例如至少一个取代或未取代的戊二烯基或庚二烯基配体。
16.如权利要求11-15任一项所述的方法，其中Z是至少一个选自2，4-二甲基戊二烯、 2，3，4-三甲基戊二烯、环庚二烯、环辛二烯和降冰片二烯的配体。
17.如权利要求11-16任一项所述的方法，其中E_是选自HS04_、CF3S03_、C104_、BF4_、 B (芳基)4_、SbF6-以及PF6-的阴离子。
18.如权利要求11-17任一项所述的方法，其进一步包括用至少一个阴离子配体LzR 替至少一个中性配体Ld，所述阴离子配体Lz选自卤根和拟卤根。
19.具有手性二茂铁基双膦配体的钌配合物，其具有与Ru(II)配位的二齿P-P以及可 通过权利要求11-18任一项所述的方法获得。
20.权利要求1-10任一项所述的钌配合物作为用于制备有机化合物的均相非对称催 化的催化剂的用途。
21.权利要求1-10任一项所述的钌配合物作为用于有机化合物的均相非对称催化氢 化的催化剂的用途。
22.权利要求1-10任一项所述的钌配合物作为用于C= C、C = O或C = N多重键的 对映选择性氢化的催化剂的用途。
全文摘要
本发明涉及具有手性二茂铁基双膦配体的钌配合物，其中钌具有氧化态(+II)且手性二茂铁基双膦配体具有与钌配位的二齿P-P。所述钌配合物为环状的并与二茂铁基双膦配体一起具有至少八元的环。所述二茂铁基双膦配体选自Taniaphos、Taniaphos-OH和Walphos配体。本发明描述了一种用于制备所述钌配合物的方法。所述钌配合物用作用于制备有机化合物的均相非对称催化的催化剂。
文档编号C07F17/02GK101959898SQ200880015440
公开日2011年1月26日 申请日期2008年5月8日 优先权日2007年5月10日
发明者A·利瓦斯-纳斯, A·杜匹, A·萨尔泽, N·兰根舍蒂特, R·卡驰, R·温德, S·梅洛夫尔 申请人:尤米科尔股份公司及两合公司