专利名称：柄型－茂金属及其母体配体的高收率改进合成的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机合成和有机金属合成的领域，包括柄型-茂金属及其母体配体的合成方法。
背景技术：
茂金属化合物构成对于包括烯烃聚合在内的多种化学转化有用的催化剂组分，其中茂金属经常与各种助催化剂结合使用。被广为接受的是，茂金属结构本身与确定所得到的聚烯烃的物理性质从而确定其在各种最终用途应用如膜、管和吹塑制品中的最终有用性密切相关。因此，对开发制备茂金属的新方法存在需求，所述茂金属允许各类取代基被掺入茂金属结构。
开发制备桥连或柄型-茂金属化合物的新方法同样令人感兴趣，该茂金属化合物包括两个由化学间隔基连接的η5-环戊二烯基型配体。各种取代基可以被并入柄型-茂金属结构，包括在环戊二烯基型配体上、桥连基团上或两者上的取代基，每一种取代基都有助于确定使用这些化合物制备的聚烯烃的物理性质。为实现本任务，开发包含两个由桥连基团连接的环戊二烯基型基团的柄型-茂金属母体配体的新制备方法也是令人感兴趣的。
发明内容
本发明包括包含两个由桥连基团连接的环戊二烯基型基团的有机化合物的合成方法，在制备柄型-茂金属配合物中该有机化合物构成有用的配体。这些柄型-茂金属随后可以被用作烯烃聚合中的催化剂组分。在一方面，本发明的方法通常提供比目前可得的方法更高的期望产物的收率。在一方面，例如，本文中所公开的方法允许一系列取代基被并入配体和柄型-茂金属，其又可以影响和确定使用这些化合物制备的聚烯烃的物理性质。
在本发明的一方面，提供包含连接的环戊二烯基和芴基基团的化合物的合成方法，所述化合物包括它们的取代类似物，该化合物是包含桥连的环戊二烯基和芴基配体的柄型-茂金属的母体。然而，该方法也适用于包含连接的环戊二烯基和茚基基团、茚基和芴基基团、两个环戊二烯基基团、两个茚基基团或两个芴基基团的配体。本发明将始终通过制备连接的环戊二烯基和芴基基团以及包含桥连的环戊二烯基和芴基配体的柄型-茂金属的例子予以阐述。在这方面，例如，本发明提供制备茂金属(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆以及它的母体配体(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯的新高收率方法。然而，该配体和柄型-茂金属在取代模式上的许多变化是可能的，如本文中所公开。
在一方面，本发明提供制备式 的化合物以及其异构体的方法，包括a)使式 的化合物和烷基锂试剂在醚溶剂中接触，以形成第一混合物，其中化合物II被基本脱质子化，形成Li(II)；b)快速使该第一混合物与式 的富烯化合物合并，以形成第二混合物，其中Li(II)或化合物III任选是限制反应物(limitingreagent)，并且其中所述限制反应物，如果存在，基本参加反应；和c)使第二混合物与质子源接触，以形成包括 及它的异构体的第三混合物；其中R1和R2独立为氢或具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团。
其中每一R3独立地是氢或具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团。
通常，化合物I以至少85％的收率、至少90％的收率或至少95％的收率形成。
例如，可以利用本发明制备的式I的化合物包括式 的化合物，如本文所公开，其可以使用母体 和具有式 的化合物III而制备，其中R3通常可以是H、叔丁基、异丙基、正丙基、乙基或甲基，以及其中n是从1至6的整数。
在另一方面，本发明提供制备式 的化合物以及其异构体的方法，包括a)提供具有式 的芴基阴离子源；
b)快速使该芴基阴离子源与式 的富烯化合物合并，以形成混合物，其中所述芴基阴离子源或化合物III任选是限制反应物，并且其中所述限制反应物，如果存在，基本参加反应；和c)使所述混合物与质子源接触，以形成 和它的异构体；其中R1和R2独立为氢或具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团；和其中每一个R3独立为氢或具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团。在这方面，例如，具有式 的芴基阴离子源通常除了包括芴基阴离子以外还可以包括锂、钠、钾、镁、钙或它们的组合。例如，所述具有式 的芴基阴离子的来源通常包括包含锂、钠、钾、镁、钙或它们的组合的芴基阴离子的盐。
在本方法中使用的醚溶剂，可以独立地选自一系列醚溶剂，包括但不限于二甲醚、乙醚、二异丙醚、二正丙醚、二正丁醚、甲基叔丁基醚、二苯醚、THF、1，2-二甲氧基乙烷或它们的任意组合。
在本发明的另一方面，芴基组分Li(II)的醚溶液和富烯化合物III的快速合并通常进行1分钟以下的时间期间。在进行该方法中的随后步骤之前，该芴基和富烯化合物的合并时间不同于这些化合物之间的总接触时间。合并时间描述了将富烯加入芴基的醚溶液，或可选地，将芴化合物的醚溶液加入富烯起始并完成所用的时间。
本方法可以进一步包括分离化合物I。例如，本发明的方法还可以包括从所述第三混合物除去挥发性组分而提供包括I的残留物、任选地包括用其中I基本上不溶而III可溶的溶剂研制该残留物以及分离I。在该研制中有用的溶剂的例子包括但不限于具有可达8个碳原子的醇，所述醇的例子包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、它们的任意混合物或它们的任意组合。
在本发明的又一方面，提供制备式 的柄型化合物的方法，包括a)使式 的化合物和第一烷基锂试剂在第一醚溶剂中接触，以形成第一混合物，其中化合物II被基本脱质子化，形成Li(II)；b)快速使该第一混合物与式 的富烯化合物合并，以形成第二混合物，其中所述限制反应物基本参加反应；c)使所述第二混合物与质子源接触而以至少85％的收率形成包括 的第三混合物，包括其异构体；d)从所述第三混合物除去挥发性组分，以提供包括I的残留物；e)任选地，用其中I基本不溶而III可溶的溶剂研制该残留物以提供I，随后分离I；f)使I与2至2.5摩尔浓度当量的第二烷基锂试剂在第二醚溶剂中接触，以形成第四混合物，其中所述I被基本脱质子化而形成Li2(I)；g)使所述第四混合物与M1X4和任选的烃助溶剂接触，以形成包括 的第五混合物；
h)从第五混合物除去挥发性组分而以至少80％的收率提供IV；i)任选地，在非极性溶剂中洗涤IV；j)任选地，用极性溶剂萃取IV，随后从该极性溶剂溶液中除去挥发物以提供IV；和k)任选地，从芳族溶剂结晶IV；其中R1和R2独立选自具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团或氢；和在每一种情况下，R3独立选自具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团或氢；M1是Zr或Hf；和X是Cl、Br或I。
发现，当从所述第五混合物除去挥发性组分而提供IV时，茂金属的收率得到提高。
根据本文中所公开的方法，本方法还可以用于制备具有结构 的茂锆类似物，其中化合物I具有式 化合物II具有式 以及化合物III具有式 其中R3是H、叔丁基、异丙基、正丙基、乙基或甲基；和n是从1至6的整数。
如本文中对于母体配体所公开，还在这方面，芴基组分Li(II)和富烯组分III的快速合并通常进行5分钟以下、3分钟以下、1分钟以下或15秒以下的时间期间。在进行该方法中的随后步骤之前，该芴基和富烯化合物的合并时间不同于这些化合物之间的总接触时间。
还在这方面，在所述茂金属的制备中使用的第一和第二醚溶剂可以独立地选自一系列醚溶剂，包括但不限于二甲醚、乙醚、二异丙醚、二正丙醚、二正丁醚、甲基叔丁基醚、二苯醚、THF、1，2-二甲氧基乙烷或它们的任意组合。
包括从所述第三混合物除去挥发性组分以提供包括I的残留物的该制备茂金属的方法，还可以任选包括用其中I基本上不溶而III可溶的溶剂研制残留物以提供I，随后分离I。在该研制中有用的溶剂的例子包括但不限于具有可达8个碳原子的醇，所述醇的例子包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、它们的任意混合物或它们的任意组合。
在阅读了下面的所公开特征的详细描述之后，本发明的这些和其它方面、特征、实施方式和优势将变得显而易见。
下面与本申请同期提交的专利申请被全部引入作为参考美国专利申请第10/877,039号；美国专利申请第10/876,891号；美国专利申请第10/876,930号；和美国专利申请第10/877,021号。
下面是附图简述。
图1表示对于(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆的合成，在除去挥发物之后，戊烷洗涤步骤中的CDCl3中的1H NMR谱。
图2表示对于(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆的合成，在戊烷洗涤步骤后，CH2Cl2萃取的CDCl3中的1HNMR谱。
本发明提供制备各种包括由桥连基团连接的两个环戊二烯基型基团的有机化合物的方法，在制备柄型-茂金属配合物中该有机化合物组成有用的配体。本文中所公开的这些方法可以应用于制备包含连接的环戊二烯基和芴基基团、连接的环戊二烯基和茚基基团、连接的茚基和芴基基团、两个连接的环戊二烯基基团、两个连接的茚基基团、两个连接的芴基基团的化合物。在每一种情况下，这些化合物可以作为相应的柄型-茂金属的母体配体，它们本身可以被用作在烯烃聚合中的催化剂组分。在一方面，本发明的方法通常提供比目前可得的方法更高的期望产物的收率。
配体合成。在一方面，本发明提供以至少85％的收率制备式 的化合物，包括其异构体的方法，包括a)使式 的化合物和烷基锂试剂在醚溶剂中接触，以形成第一混合物，其中化合物II被基本脱质子化，形成Li(II)；b)快速使该第一混合物与式 的富烯化合物合并，以形成第二混合物，其中所述限制反应物基本参加反应；和c)使所述第二混合物与质子源接触，以形成包括 的第三混合物，I包括它的异构体；其中R1和R2独立选自具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团，或氢；和在每一种情况下，R3独立选自具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团，或氢。
本方法以至少85％的收率、至少90％的收率或至少95％的收率提供化合物I。
在式I、II和III中，R1和R2可以独立选自具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团，或氢；以及在每一种情况下，R3独立选自具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团，或氢。在每一种情况下，脂族基团的例子包括但不限于烷基基团、环烷基基团、链烯基基团、环烯基基团、炔基基团、链二烯基基团、环状基团和类似基团，以及包括它们的取代的、未取代的、支链的和直链类似物或衍生物，在每种情况下具有1至20个碳原子。因此，脂族基团包括但不限于烃基例如烷属烃和链烯基。例如，如此处所使用的脂族基团包括甲基、乙基、丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、2-乙基己基、戊烯基、丁烯基和类似基团。
当用于描述式I化合物时，术语它的异构体通常被用于指本方法可以提供取决于R1、R2和每一R3部分的身份可以产生的对映体或非对映体，所有R1、R2和每一R3部分都被独立选择，并且该方法还可以提供由桥连基团连接到环戊二烯基环的地方产生的位置异构体(regioisomer)。I的位置异构体可能因Li(II)与III反应而形成的阴离子配合物质子化的区域化学(regiochemistry)而产生。
在另一方面，制备配体I的该方法包括使式II的化合物和烷基锂试剂在醚溶剂中接触而形成第一混合物，其中化合物II基本被脱质子化而形成Li(II)。在该方面，通常可以用等克分子量的II和烷基锂试剂或任一种稍微过量来进行该脱质子化反应，但通常用1.1至1.2摩尔浓度当量的烷基锂试剂来进行，使得化合物II被基本脱质子化而形成Li(II)。在这方面，可以使用的烷基锂试剂是允许I以至少85％的收率被制备的任何烷基锂试剂，包括但不限于MeLi、n-BuLi、t-BuLi、正己基锂、LiCH2SiMe3、LiCH2Ph、LiCH2CMe3或它们的任意组合。因此，II和烷基锂试剂反应，以至少85％的收率形成Li(II)而被基本上脱质子化，然而，通常，II和烷基锂试剂反应，以至少90％的收率、至少95％的收率或至少98％的收率形成Li(II)。尽管其它反应物可以被用于使II脱质子化，但烷基锂包括n-BuLi在该合成法中效果良好。因此，在这方面，II和烷基锂试剂之间的接触持续时间通常为基本上使II脱质子化所必需的时间，其是以至少85％的收率、至少90％的收率、至少95％的收率或至少98％的收率形成Li(II)所必需的时间。
用在本方法中的醚溶剂可以独立选自一系列醚溶剂，包括但不限于二甲醚、乙醚、二异丙醚、二正丙醚、二正丁醚、甲基叔丁基醚、二苯醚、THF、1，2-二甲氧基乙烷或它们的任意组合。在一方面，醚溶剂可以是乙醚、THF或它们的任意组合，而在另一方面，醚溶剂可以包括乙醚。
在本发明的另一方面，芴基化合物Li(II)与富烯化合物III的快速合并通常进行5分钟以下、4分钟以下、3分钟以下、2分钟以下、1分钟以下、45秒以下、30秒以下或15秒以下的时间期间。在这方面，Li(II)与III的快速合并还通常进行1分钟以下、50秒以下、40秒以下、30秒以下、20秒以下或10秒以下的时间期间。在进行该方法中的随后步骤之前，该芴基和富烯化合物的合并时间不同于这些化合物之间的总接触时间。合并时间描述了将富烯加入芴基的醚溶液，或可选地，将芴化合物的醚溶液加入富烯起始并完成所用的时间。
尽管不意欲束缚于理论，但为何快速合并富烯和芴基锂的醚溶液导致高收率的一个解释如下。可能是，一旦Li(II)与III反应，就相对迅速地形成了中间体，单-锂化种类(mono-lithiated species)即Li(I)。此外，尽管不意欲束缚于理论，但是，Li(II)可以与芴一起参加较慢的Li(I)脱质子化反应而形成Li2(I)也是可能的。在该情形下，预期III与Li(II)的缓慢合并可能使得快速形成的Li(I)在溶液中与未反应的Li(II)一起存在对于Li(II)使Li(I)脱质子化而形成Li2(I)而言足够的时间。预期该方法又将降低Li(I)和其在用质子源猝灭该反应混合物后将形成的产物I的收率。相反，且仍尽管不意欲于受理论的束缚，预期III与Li(II)的快速合并可能迅速形成Li(I)并在Li(II)可能参加与Li(I)的缓慢反应到减少I的收率的所需程度之前耗尽Li(II)。
本发明的又一方面是合并Li(II)的醚溶液和III，其通常使用摩尔比为1∶1至1∶1.5的Li(II)∶III而进行。该制备方法在任一反应物过量的情况下进行，但使用1∶1摩尔比的这些反应物效果也良好。在存在一种反应物对于另一种反应物过量的情况下，在该反应中限制反应物可以以非限制反应物摩尔分数的至少50％、非限制反应物摩尔分数的至少75％或非限制反应物摩尔分数的至少90％存在。同样在这方面，在Li(II)的醚溶液和III的合并中，通常III相对Li(II)稍微过量。
还在本发明的另一方面，在快速合并Li(II)醚溶液与富烯化合物III之前，在第一混合物中Li(II)化合物的浓度可以从0.2M(摩尔)至2.0M。在第一混合物中该Li(II)的浓度，在快速合并该混合物和III之前，也可以是从0.5M至1.8M、从0.7M至1.5M或从1.0M至1.2M。此外，在第一混合物中该Li(II)的浓度，在快速合并该混合物和III之前，还可以是0.5M、0.6M、0.7M、0.8M、0.9M、1.0M、1.1M、1.2M、1.3M、1.4M、1.5M、1.6M、1.7M、1.8M、1.9M或2.0M。
由于制备I的方法以至少85％的收率提供该化合物，该制备方法，在Li(II)的醚溶液和III的合并中存在一种反应物对于另一种反应物过量的情况下，至少85％的限制反应物参加反应，至少90％的限制反应物参加反应或至少95％的限制反应物参加反应。因此，在这方面，Li(II)和III之间的接触持续时间通常为使得限制反应物基本上反应所必需的时间，其是至少85％的限制反应物被消耗、至少90％的限制反应物被消耗或至少95％的限制反应物被消耗所必需的时间。
在另一方面，本发明包括接触第二混合物和质子源以形成包括I的第三混合物，所述第二混合物形成于Li(II)的醚溶液和III的快速合并。该步骤的质子源可以是质子化Li(II)与III的接触产物而提供I的任何质子源。在这方面，质子源可以包括水、含水酸、含水铵盐或它们的任何组合。质子源也可以是水、含水酸、含水铵盐或它们的任何组合。尽管不要求，当质子源包括或是含水酸时，该含水酸可以是相对稀释的，例如，从0.5M至4M。通常，质子源包括含水铵盐。
该制备化合物I的方法还可以包括分离化合物I。化合物I通常可以以至少85％的收率分离。例如，本发明的该方法可以进一步包括从第三混合物除去挥发性组分而提供包含I的残留物、任选地用其中I基本不溶而III可溶的溶剂接触或研制该残留物以及分离I。因此，通过将研制溶剂描述为其中I基本不溶而III可溶的溶剂，期望该溶剂将以本文中所公开的收率提供I的分离。
在该研制中有用的溶剂的例子包括但不限于醇，包括但不限于具有可达8个碳原子的醇。可用于本发明这方面的研制溶剂的例子包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、它们的任意混合物或它们的任意组合。通常，研制溶剂可以包括甲醇、乙醇、它们的任意混合物或它们的任意组合。在这方面，通过本领域普通技术人员已知的任何方法可以实现除去第三混合物的挥发性组分，包括但不限于蒸发、在减压下蒸发、在气流例如氮气流下蒸发及类似方法。同样，在任选地研制从第三混合物除去挥发性组分后得到的残留物之后，可以通过本领域普通技术人员已知的任何方法进行分离I，包括但不限于从固体I倾析该研制溶剂、过滤出固体I和类似方法。
本发明的又一方面是开始各个接触步骤的温度，以及允许各个接触步骤进行或运行它们的持续时间的温度。这两个温度可以不同，或者它们可以相同。在一方面，接触步骤的起始温度不同于运行温度。因此，在醚溶剂中接触II和烷基锂试剂而形成第一混合物，通常可以在室温至-100℃、0℃至-100℃、-30℃至-95℃、-50℃至-90℃或-70℃至-85℃下开始。在另一方面，在醚溶剂中接触II和烷基锂试剂而形成第一混合物，通常可以在室温、0℃、-20℃、-40℃或-78℃下开始。一旦II和烷基锂试剂已在醚溶剂中在接触温度下接触而形成第一混合物，则该第一混合物可以保持在一个或多个运行温度下该接触步骤的持续时间。在这方面，例如，运行温度可以为室温至-100℃、0℃至-100℃、-30℃至-95℃、-50℃至-90℃或-70℃至-85℃。在另一方面，该运行温度可以在室温、0℃、-20℃、-40℃或-78℃下。
在另一方面，快速合并Li(II)的醚溶液和富烯化合物III而形成第二混合物，通常可以在室温至-100℃、0℃至-100℃、-30℃至-95℃或-50℃至-90℃或-70℃至-85℃下进行。该快速合并发生的温度为Li(II)和III之间接触开始的温度。一旦开始后，运行温度可以是例如从室温至-100℃、0℃至-100℃、-30℃至-95℃或50℃至-90℃或-70℃至-85℃。在另一方面，该运行温度可以是-78℃。
可以利用本发明制备的式I化合物包括但不限于式 的化合物，如本文所公开，其可以通过使化合物 和具有式 的化合物反应而制备，其中R3通常可以是H、叔丁基、异丙基、正丙基、乙基或甲基，以及其中n是从1至6的整数。在另一方面，R3通常可以是叔丁基、异丙基、正丙基、乙基或甲基，以及其中n可以是从1至6的整数。
可以利用本发明制备的另一个式I化合物包括但不限于(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯。因此，本发明提供制备(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯的方法，包括a)使2，7-二叔丁基芴和烷基锂试剂在醚溶剂中接触，以形成第一混合物，其中所述2，7-二叔丁基芴基本上被脱质子化而形成Li(2，7-二叔丁基芴基)；b)快速合并该Li(2，7-二叔丁基芴基)的醚溶液和6-甲基-6-(3-丁烯基)富烯 以形成第二混合物，其中限制反应物基本上参加反应；和c)使所述第二混合物与质子源接触而以至少85％的收率形成包含(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯的第三混合物。
在本发明的另一方面，本文中所公开的方法还可以包括分离(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯。该方法还可以进一步包括从第三混合物除去挥发性组分，以提供包含(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯的残留物。在这方面，该发明还可以进一步包括从所述第三混合物除去挥发性组分而提供包含(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯的残留物、任选地用其中(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯基本不溶而6-甲基-6-(3-丁烯基)富烯可溶的溶剂研制该残留物以及分离(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯。还在这方面，本发明可以进一步包括以至少85％的产率分离(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯。
方案1图解说明了本发明合成母体配体的一方面，其中举例示出典型的条件。如方案1所示，将1.1至1.2摩尔浓度当量的正丁基锂于-78℃加入乙醚中的2，7-二叔丁基芴(V)，然后，使该混合物温热到室温并搅拌至少12小时。然后，该反应混合物被冷却到-78℃并通常在1分钟以下之内将1.4摩尔浓度当量的6-丁烯基-6-甲基芴(VI)尽快加入该反应混合物中。尽管不期望束缚于理论，但据相信，该快速加入有助于增加母体配体的产率。然后，通常使该反应混合物温热到室温，并搅拌至少12小时。
方案1 然后，使用本领域已知的方法猝灭Li(V)和VI的反应，并且分离产物，得到包含VII的粗白色固体。然后，通过使用甲醇洗涤，进行所得到的母体配体VII的进一步纯化，所述甲醇洗涤使该母体配体具有在随后的茂金属的合成中使用的足够高的纯度。使用醇洗涤，通常是甲醇洗涤，而不是重结晶，还有助于增加产物的产率。
如果使用较短的反应时间，如果不同比率的戊烷/Et2O溶剂混合物被用于通过结晶而纯化该粗配体，或如果采用这两者，则观察到期望产物的总收率下降。本文中提供的实施例公开了所采用的合成方法的全部细节，并阐述了提供较低收率的期望化合物的比较制备。
柄型-茂金属合成。在另一方面，本发明提供制备具有式 的化合物的方法，包括a)使式 的化合物和第一烷基锂试剂在第一醚溶剂中接触，以形成第一混合物，其中化合物II被基本脱质子化，形成Li(II)；b)快速使该第一混合物与式 的富烯化合物合并，以形成第二混合物，其中所述限制反应物基本参加反应；
c)使所述第二混合物与质子源接触而以至少85％的收率形成包括 的第三混合物，包括其异构体；d)从所述第三混合物除去挥发性组分，以提供包括I的残留物；e)任选地，用其中I基本不溶而III可溶的溶剂研制该残留物以提供I，随后分离I；f)使I与2至2.5摩尔浓度当量的第二烷基锂试剂在第二醚溶剂中接触，以形成第四混合物，其中所述I被基本脱质子化，形成Li2(I)；g)使所述第四混合物与M1X4和任选的烃助溶剂接触，以形成包括 的第五混合物；h)从第五混合物除去挥发性组分而以至少80％的收率提供IV；i)任选地，在非极性溶剂中洗涤IV；j)任选地，用极性溶剂萃取IV，随后从该极性溶剂溶液中除去挥发物以提供IV；和k)任选地，从芳族溶剂结晶IV；其中R1和R2独立选自具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团、或氢；和在每一种情况下，R3独立选自具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团、或氢；M1是Zr或Hf；和X是Cl、Br或I。
在这方面，化合物I可以具有式 化合物II可以具有式 以及化合物III可以具有式 其中R3是H、叔丁基、异丙基、正丙基、乙基或甲基；n是从1至6的整数；M1是Zr；和X是Cl。
本方法制备步骤的一些包括用于在随后步骤中制备柄型-茂金属的母体配体的制备。因此，本文中所公开的制备母体配体的各个方面也适用于柄型-茂金属合成方法涉及制备母体配体的部分，包括但不限于步骤a、b、c、d和任选的步骤e。此类方面包括但不限于接触时间；溶剂；合并时间；起始温度；运行温度；烷基锂试剂；R1、R2、R3，基本质子化，基本反应以及限制反应物的定义；摩尔比；质子源；收率；研制溶剂；分离I的方法，以及类似方面。
还在这方面，第一和第二烷基锂试剂被独立选择，其独立于相互的选择。因此，可以被使用的第一烷基锂试剂是允许I以至少85％的收率制备的任何烷基锂试剂，包括但不限于MeLi、n-BuLi、t-BuLi、正己基锂、LiCH2SiMe3、LiCH2Ph、LiCH2CMe3或它们的任意组合。可以被使用的第二烷基锂试剂是允许I脱质子化而以至少85％的收率、至少90％的收率、至少95％的收率或至少98％的收率形成Li2(I)的任何烷基锂试剂。因此，可以被使用的第二烷基锂试剂是允许IV以至少85％的收率制备的任何烷基锂试剂，包括但不限于MeLi、n-BuLi、t-BuLi、正己基锂、LiCH2SiMe3、LiCH2Ph、LiCH2CMe3或它们的任意组合。尽管第一和第二烷基锂试剂被独立选择，但n-BuLi通常被选为第一烷基锂和第二烷基锂。
尽管不意欲束缚于理论，但I和至少2摩尔浓度当量的第二烷基锂试剂之间的接触时间被认为影响由该方法产生的柄型-茂金属。因此，在该方面，I和第二烷基锂试剂之间的接触时间可以为至少0.5小时、至少1小时、至少2小时、至少3小时、至少4小时、至少5小时、至少6小时、至少7小时、至少8小时、至少9小时、至少10小时、至少11小时、至少12小时、至少13小时、至少14小时、至少15小时、至少16小时、至少17小时或至少18小时。还在这方面，I和第二烷基锂试剂之间的接触时间可以为从1小时至48小时、从3小时至30小时、从6小时至24小时、从8小时至20小时或从10小时至18小时。
类似地，第一和第二醚溶剂也被独立选择，其独立于相互的选择。用在本方法的第一和第二醚溶剂可以独立选自一系列醚溶剂，包括但不限于二甲醚、乙醚、二异丙醚、二正丙醚、二正丁醚、甲基叔丁基醚、二苯醚、THF、1，2-二甲氧基乙烷或它们的任意组合。在一方面，第一和第二醚溶剂可以独立选自乙醚、THF或它们的任意组合，而在另一方面，第一和第二醚溶剂可以独立包括乙醚。
在本发明的另一方面，任选的烃助溶剂可以是一系列脂族和芳族助溶剂，但通常可以是脂族助溶剂。在一方面，任选的烃助溶剂可以是丁烷、戊烷、环戊烷、己烷、庚烷、环己烷、甲基环戊烷、辛烷或它们的任意组合。在另一方面，戊烷可以是典型的任选助溶剂。
类似第三混合物的挥发性组分，可以通过本领域普通技术人员已知的任何方法除去第五混合物的挥发性组分，包括但不限于蒸发、在减压下蒸发、在气流例如氮气流下蒸发以及类似方法。
类似地，仍在本发明的另一方面，可以用于洗涤IV的任选的非极性溶剂可以是一系列非极性溶剂，包括脂族或芳族非极性溶剂。在本方面，例如任选的非极性溶剂可以是丁烷、戊烷、环戊烷、己烷、庚烷、环己烷、甲基环戊烷、辛烷或它们的任意组合。戊烷可以是用在本发明任选的洗涤步骤中的典型非极性溶剂。
尽管不意欲束缚于理论，据相信，烃例如戊烷洗涤主要起提高IV的纯度而不牺牲其收率的作用，因为在溶剂例如戊烷中原料和副产物可溶，而IV相对不溶(参见图1和2)。如果极性溶剂例如醚溶剂被用于洗涤从反应混合物除去反应挥发物后得到的粗IV，则IV的纯度提高，但IV的收率受损，这是因为相比于戊烷，其在醚中具有较高的溶解度。尽管同样不意欲束缚于理论，据相信，从反应混合物粗IV除去反应挥发物，而不是倾析反应溶剂，有助于提高IV的总收率，原因在于在醚溶剂中IV的溶解度。
仍在本发明的另一方面，可被用于萃取IV的极性溶剂可以是一系列极性溶剂，包括脂族或芳族极性溶剂。在这方面，例如，任选的极性溶剂可以是CHCl3、CH2Cl2、1，2-二氯乙烷或它们的任意组合。在这方面，二氯甲烷(CH2Cl2)是典型的极性溶剂。
在进一步的方面，可用于结晶IV的任选的芳族溶剂可以是一系列芳族溶剂，包括但不限于苯、甲苯、二甲苯、、乙苯、苯甲醚、苯胺、吡啶、4-苯基吡啶或它们的任何组合，包括它们的任意异构体。
方案2图解说明了本发明的一方面，其使用根据本发明制备的母体配体VII合成柄型-茂金属VIII，其中举例示出典型的条件。如方案2所示，以高收率制备VIII的方法包括使用适宜长的时间脱质子化VII，以及使用适当的萃取步骤。例如，在加入四氯化锆之前将使用正丁基锂的母体配体VII的脱质子化反应时间从6小时增加到至少12小时，增加了茂金属VIII的收率。除去Li2(VII)和ZrCl4反应混合物的挥发性组分，而不是仅仅浓缩该溶液并结晶出茂金属VIII，提供了较高的VIII收率。此外，使用戊烷洗涤因除去反应挥发物而得到的所产生的残留物或固体增加了期望产物的纯度。使用非极性溶剂例如戊烷而不是乙醚来洗涤因除去反应挥发物而得到的所产生的残留物或固体，增加了期望产物的总收率。
方案2 尽管茂金属VIII在非极性溶剂例如戊烷中稍溶，但其在极性溶剂例如CH2Cl2中更加可溶解，该极性溶剂作为合适的萃取溶剂。图1提供了在戊烷萃取即戊烷洗涤液的CDCl3溶剂中的1H NMR谱，该戊烷洗涤液用在(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆合成的过程(workup)中。尽管在该谱中可以观察到一些茂金属产物，但通过该洗涤除去的另外的副产物也被观察到。图2提供了来自在(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆合成过程(workup)期间获得的固体产物，在戊烷洗涤步骤之后进行的CH2Cl2萃取的CDCl3溶剂中的1H NMR谱。在该谱中观察到高浓度的纯茂金属VIII，说明了该方法用于制备纯VIII的适合性、戊烷作为除去不需要的副产物和未反应的原料的洗涤溶剂的适合性以及CH2Cl2作为萃取和结晶溶剂的适合性。本文中提供的实施例公开了所采用的用于以高收率提供期望茂金属的合成方法的全部细节，并说明了以较低收率提供期望化合物的比较制备。
在本发明的另外的方面，母体配体合成和茂金属制备的全部次序可以以“一锅”法(one-pot process)进行，并且在实施例中提供了该一锅合成的代表性步骤。尽管一锅法允许柄型-茂金属VIII以对于进一步使用，包括但不限于用于烯烃聚合催化而言足够高的纯度被制备，但观察到VIII的总收率相比之下低于当通过首先分离母体配体VII而进行合成时VIII的总收率。
本发明的另一方面是式 的化合物的制备，其中R1、R2、R3、M1和X如本文中限定，使用对普通技术人员已知的制备茂金属化合物的任何方法，使用根据本发明制备的母体配体。因此，制备茂金属化合物的众多方法已经被报道，其例子包括描述了此类方法的美国专利第4,939,217、5,191,132、5,210,352、5,347,026、5,399,636、5,401,817、5,420,320、5,436,305、5,451,649、5,496,781、5,498,581、5,541,272、5,554,795、5,563,284、5,565,592、5,571,880、5,594,078、5,631,203、5,631,335、5,654,454、5,668,230、5,705,579和6,509,427号，它们的每一个被全部引入于此作为参考。可以在本发明中采用的其它制备茂金属化合物的方法已经被报道在参考文献中，例如Koppl，A.Alt，H.G.J.MoI.Catal A.2001，165，23；Kajigaeshi，S.；Kadowaki，T.；Nishida，A.；Fujisaki，S.The Chemical Society of Japan，1986，59，97；Alt，H.G.；Jung，M.；Kehr，G.J.Organomet.Chem.1998，562，153-181；和Alt，H.G.；Jung，M.J.Organomet.Chem.1998，568，87-112；每一个被完整地引入于此作为参考。此外，可以在本发明中采用的制备茂金属化合物的另外的方法已经被报道在Journal of OrganometallicChemistry，1996，522，39-54中，其被全部引入于此作为参考。下面的论文也描述了此类方法Wailes，P.C；Courts，R.S.P.；Weigold，H.inOrganometallic Chemistry of Titanium，Zirconium，and Hafnium，Academic；New York，1974.；Cardin，D.J.；Lappert，M.F.；和Raston，C.L.；Chemistry of Organo-Zirconium and-Hafnium Compounds；HalsteadPress；New York，1986；每一个被全部引入于此作为参考。
对于本文中所公开的任何具体化合物，所描述的任何通用结构还包括所有构象异构体、位置异构体以及立体异构体，它们可以产生自具体取代基组。所述一般结构也包括所有的对映体、非对映体和无论是处于对映体形式或外消旋形式的其它旋光异构体，以及立体异构体的混合物，如上下文所需要。
实施例 本发明通过下面的实施例被进一步阐明，所述实施例不以任何方式被解释为对其范围加以限定。相反，应当清楚地理解，可以进行各种各样的其它方面、特征、实施方案、修改和其等价物，在阅读本文的说明书之后，其可以使本领域普通技术人员在不背离本发明的精神或者所附权利要求书的范围的情况下想到它们。
下面的实施例和比较实施例包括柄型茂金属母体配体以及从该母体配体制备的茂金属的新合成方法。具体而言，这些例子证明了可以通过适当的结合配体母体的条件提高柄型-茂金属母体配体的产品收率。使用两种反应物2，7-二叔丁基芴基锂和6-丁烯基-6-甲基富烯，并通过配体母体(ligand precursor)脱质子化方法的选择、反应溶剂的选择以及反应进行条件的选择，本发明被具体阐明。
此外，下面的实施例和比较实施例证明了通过母体配体脱质子化条件的选择、反应溶剂的选择以及反应进行条件的选择可以获得柄型-茂金属的高产物收率，同样如下。具体而言，在茂金属(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆的制备中阐述本发明的这方面。
一般性细节 使用标准方法，在氮下干燥和蒸馏在下面的实施例中所使用的溶剂。对于1H NMR，在于300MHz下操作的Varian Mercury Plus300 NMR分光计上，获得本文中报道的核磁共振(NMR)谱(CDCl3溶剂，参比在7.24ppm处残留CDCl3的峰)。
根据由Stone和Little(J.Org.Chem.1984，49，1849)所使用的方法制备6-丁烯基-6-甲基富烯。
实施例1通过2，7-二叔丁基芴基锂和6-丁烯基-6-甲基富烯的反应制备1-(甲基)-1-(3-丁烯基)-1-(环戊二烯基)-1-(2，7-二叔丁基芴基)甲烷 制备1。1升烧瓶中装有2，7-二叔丁基芴(50g，179.6mmol)和搅拌子，顶上盖有橡胶膜片，并置于氮气氛下。通过导管加入乙醚(约200mL)，并且将得到的混合物在干冰浴中冷却至-78℃。在该温度下搅拌该混合物，同时通过注射器缓慢加入正丁基锂(19.0mL，10M，于己烷中，190mmol)。在正丁基锂加入完成后，将微红的溶液缓慢温热到室温并搅拌过夜(至少12小时)。该时间之后，反应混合物被冷却至-78℃，并于该温度下迅速(1分钟以下)加入6-丁烯基-6-甲基富烯(40mL)，同时搅拌。在富烯加入完成之后，从干冰浴移出该混合物，并温热到室温，并且在从干冰浴中移出大约15分钟之后取出GC等分试样。GC分析显示85.3％收率的产物形成。
持续搅拌7小时，在该时间之后用饱和NH4Cl/H2O溶液(300mL)猝灭该反应混合物。用乙醚萃取有机层，用H2O(500mL)洗涤2次，经无水Na2SO4干燥，过滤，并且将滤液蒸发至干燥，得到固体。将甲醇(约500mL)加入该固体并且过夜搅拌该混合物，得到微细白色固体产物。在过滤后，用MeOH洗涤，并干燥过夜，分离出76g(89％)的期望母体配体1-(甲基)-1-(3-丁烯基)-1-(环戊二烯基)-1-(2，7-二叔丁基芴基)甲烷，并未经进一步纯化而使用。
制备2。在第二制备中按照上面的制备1中所描述的相同步骤，得到70g(90％)的期望化合物。
实施例21-(甲基)-1-(3-丁烯基)-1-(环戊二烯基)-1-(2，7-二叔丁基芴基)甲烷的比较制备-方法A1 制备1。1升烧瓶中装有2，7-二叔丁基芴(50g，179.6mmol)和搅拌子，顶上盖有橡胶膜片，并置于氮气氛下。通过导管加入乙醚(约300mL)，并且将得到的混合物在干冰浴中冷却至-78℃。在该温度下搅拌该混合物，同时通过注射器缓慢加入正丁基锂(21.5mL，10M，于己烷中，215mmol)。在正丁基锂加入完成后，将微红的溶液缓慢温热到室温并搅拌过夜(至少12小时)，得到2，7-二叔丁基芴基锂的醚溶液。
另一个装配有加料漏斗的1升烧瓶装有6-丁烯基-6-甲基富烯(37g，253mmol)和搅拌子，并在氮气氛下冷却至0℃。在0℃下，经过大约1小时的过程，通过加料漏斗，以逐滴加入的方式将如上制备的2，7-二叔丁基芴基锂的醚溶液加入富烯中。所得到的暗色反应混合物被温热至室温并在氮气氛下搅拌过夜(至少12小时)。然后，缓慢加入饱和NH4Cl/H2O溶液(300mL)，猝灭该反应混合物，用乙醚萃取有机层，用H2O(500mL)洗涤2次，经无水Na2SO4干燥，过滤，并且滤液蒸发至干燥。然后，将通过该方法得到的粗产物溶解于戊烷并在冰箱中保持在0℃，从而得到白色固体产物，该白色固体用冷戊烷洗涤，真空干燥，并被分离以及未经进一步纯化而使用(60.4g，79％)。可以通过浓缩母液和混合的洗涤液并将它们放回冰箱中，以较小的量分离进一步的产物。
制备2。根据在方法A1中公开的相同反应、过程以及结晶条件，母体配体1-(甲基)-1-(3-丁烯基)-1-(环戊二烯基)-1-(2，7-二叔丁基芴基)甲烷的另一个比较制备，得到34.7g(45％收率)的白色固体的期望化合物。
实施例3
1-(甲基)-1-(3-丁烯基)-1-(环戊二烯基)-1-(2，7-二叔丁基芴基)甲烷的比较制备-方法A2 如方法A1所公开的相同方式，制备2，7-二叔丁基芴基锂的醚溶液并在大约1小时的期间内以逐滴的方式加入到纯6-丁烯基-6-甲基富烯中(于0℃)。然后，温热得到的反应混合物至室温并于氮气氛搅拌2天。在该时间之后，在室温下将另外的5mL 6-丁烯基-6-甲基富烯和另外的30mL正丁基锂溶液加入到反应混合物并在室温下搅拌该混合物过夜。
然后，缓慢加入饱和NH4Cl/H2O溶液(300mL)，猝灭该反应混合物，用乙醚萃取有机层，用H2O(500mL)洗涤2次，经无水Na2SO4干燥，过滤，并且滤液蒸发至干燥。将通过该方法得到的粗产物溶解于戊烷ET2O溶液(按体积计4∶1的混合物)并在0℃下从该溶液结晶，从而得到50.1g(66％)的白色固体产物。
实施例41-(甲基)-1-(3-丁烯基)-1-(环戊二烯基)-1-(2，7-二叔丁基芴基)甲烷的比较制备-方法A3 如方法A1所公开的相同方式，制备2，7-二叔丁基芴基锂的THF溶液并在大约1小时的期间内以逐滴的方式加入到纯6-丁烯基-6-甲基富烯溶液中(于0℃)。然后，温热得到的暗色反应混合物至室温并于氮气氛搅拌过夜(至少12小时)。然后，缓慢加入饱和NH4Cl/H2O溶液(300mL)，猝灭该THF反应混合物，用乙醚萃取有机层，用H2O(500mL)洗涤2次，经无水Na2SO4干燥，过滤，并且滤液蒸发至干燥。将通过该方法得到的粗产物溶解于戊烷并在0℃下从中结晶，从而得到76％收率的白色固体产物。
实施例5(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)己-1-烯二氯化锆的制备 下面的制备证明了在特定的条件下更高以及更可再现的茂金属产物收率得到提高，所述条件包括选择一段母体配体与丁基锂的脱质子化反应时间，以及在萃取产物之前除去反应溶剂(乙醚)。
制备1。1升烧瓶中装有母体配体1-(甲基)-1-(3-丁烯基)-1-(环戊二烯基)-1-(2，7-二叔丁基芴基)甲烷(46.3g，109.0mmol)和搅拌子，顶上盖有橡胶膜片，并置于氮气氛下。将乙醚(约500mL)加入烧瓶，搅拌混合物，并且在冰浴中冷却至0℃。在持续搅拌的同时，通过注射器将正丁基锂(23mL，10M，于己烷中，230mmol)缓慢加至该混合物。在正丁基锂加入完成后，在氮气氛下将反应混合物温热到室温并搅拌过夜(至少12小时)。
在充满氮的干箱中，1升烧瓶装有ZrCl4(25.4g，109.0mmol)和搅拌子，顶上盖有橡胶膜片，从干箱中取出，在氮气氛下装入300mL戊烷，并在冰浴中冷却至0℃。在0℃下，在30分钟的期间内，通过导管将二锂化的母体配体的乙醚混合物加入到ZrCl4浆液中，并将得到的橙色浆液温热至室温以及搅拌过夜(至少12小时)。然后，在真空下除去溶剂，得到橙色固体。将戊烷(约200mL)加入至该固体中，离心该浆液并倾析上清液。然后，用二氯甲烷萃取剩下的固体，离心，倾析上清液，并蒸发至干燥，得到55.0g(86％)的期望茂金属(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆，其未经进一步纯化而使用。
制备2。在两种独立的情况下，重复制备1的步骤，使得分别以80％和84％的产率分离茂金属(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆。
实施例6(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆的比较制备-方法B1 1升烧瓶中装有母体配体1-(甲基)-1-(3-丁烯基)-1-(环戊二烯基)-1-(2，7-二叔丁基芴基)甲烷(23.2g，54.6mmol)和搅拌子，顶上盖有橡胶膜片，并置于氮气氛下。将乙醚(约300mL)加入烧瓶，搅拌混合物，并且在干冰浴中冷却至-78℃。在持续搅拌的同时，通过注射器将正丁基锂(12mL，10M，于己烷中，120mmol)缓慢加至该混合物。在正丁基锂加入完成后，在氮气氛下将反应混合物温热到室温并搅拌6小时。
在充满氮的干箱中，1升烧瓶装有ZrCl4(12.7g，54.5mmol)和搅拌子，顶上盖有橡胶膜片，从干箱中取出，在氮气氛下装入500mL戊烷，在冰浴中冷却至0℃，并装配上加料漏斗。在0℃下，在1小时的期间内，通过加料漏斗将二锂化的母体配体的乙醚混合物加入到ZrCl4浆液中，并将得到的橙色浆液温热至室温以及搅拌过夜(至少12小时)。然后，离心得到的浆液并倾析上清液以及抽空至干燥，得到16g的固体。然后，用无水和无氧的二氯甲烷萃取残留的固体，离心，倾析上清液，并蒸发至干燥，得到13.6g(43％)的期望茂金属(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆，其不需要进一步纯化而使用。
实施例7(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆的比较-锅法制备-方法C 在0℃下，将一份正丁基锂(9.3mL，2.5M，于己烷中，23.3mmol)逐滴加到溶于Et2O(40mL)的2，7-二叔丁基芴(5.85g，21mmol)中。将得到的混合物温热至室温并搅拌另外的3小时，产生暗红色溶液(2，7-二叔丁基芴基锂，缩写为t-BuFluLi)。在0℃下，在30分钟的期间内，将该溶液逐滴加至在10mL Et2O中的6-丁烯基-6-甲基富烯(3.4g，23.1mmol)溶液中。在室温下搅拌所得到的混合物过夜(至少12小时)，产生暗红色溶液。然后，在室温下，将另外量的富烯(0.9g，6.2mmol)加入该溶液并搅拌所得到的混合物另外的4小时，得到暗红色溶液。在0℃下，将一部分正丁基锂(9.3mL，2.5M，于己烷中，23.3mmol)逐滴加入该溶液，其后，将所得到的混合物温热至室温并搅拌另外的3小时，得到二锂化母体配体(二锂化1-(甲基)-1-(3-丁烯基)-1-(环戊二烯基)-1-(2，7-二叔丁基芴基)甲烷)的暗红色溶液。然后，在0℃下，在20分钟的时期内，将该溶液逐滴加入到悬浮于Et2O(50mL)的ZrCl4(5.38g，23.1mmol)中。将得到的混合物温热至室温并搅拌过夜，得到橙色-褐色的浆液。离心该浆液并倾析上清液以及蒸发至干燥而得到10g暗褐色固体。用CH2Cl2(约180mL)萃取残余的固体并且蒸发该萃取液至干燥而得到橙红色固体茂金属(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆(3.5g，28.5％的收率)，其可以不需要进一步纯化而使用。
尽管与本文中所述相似或等同的任何方法、装置和物质可以被用于本发明的实践或测试，但是本文中描述了典型的方法、装置和物质。
本文中提及的所有出版物和专利在此以其全部内容并入本文作为参考，目的是描述和公开例如在所述出版物中被描述的结构和方法学，其可能结合目前所述的发明被使用。上面讨论的和贯穿全文的出版物被提供，仅仅因为它们在本申请的申请日之前公开。此处没有什么可以被解释为承认由于这些在先发明，发明人无权占先于这些公开内容。
就并入本文作为参考的任何文件所提供的任何定义或用法与本文中所提供的定义或用法相矛盾而言，以本文中所提供的定义或用法为准。
权利要求
1.制备式 (I)的化合物以及其异构体的方法，包括a)使式 (II)的化合物和烷基锂试剂在醚溶剂中接触，以形成第一混合物，其中化合物II被基本脱质子化，形成Li(II)；b)快速使所述第一混合物与式 (III)的富烯化合物合并，以形成第二混合物，其中Li(II)或化合物III任选是限制反应物，并且其中所述限制反应物，如果存在，基本参加反应；和c)使所述第二混合物与质子源接触，以形成包括 以及它的异构体的第三混合物；其中R1和R2独立为氢或具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团；和其中每一个R3独立为氢或具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团。
2.权利要求1所述方法，其中化合物I具有式 化合物II具有式 以及化合物III具有式 其中R3是H、叔丁基、异丙基、正丙基、乙基或甲基；和n是从1至6的整数。
3.权利要求1所述方法，进一步包括分离I。
4.权利要求1所述方法，进一步包括从所述第三混合物除去挥发性组分，以提供包含I的残留物。
5.权利要求1所述方法，进一步包括从所述第三混合物除去挥发性组分而提供包含I的残留物、任选地用其中I基本上不溶而III可溶的溶剂研制所述残留物以及分离I。
6.权利要求5所述方法，其中以至少85％的收率分离I。
7.权利要求5所述方法，其中所述研制溶剂包括醇。
8.权利要求5所述方法，其中所述研制溶剂包括甲醇、乙醇、它们的任意混合物或它们的任意组合。
9.权利要求1所述方法，其中所述醚溶剂包括二甲醚、乙醚、二异丙醚、二正丙醚、二正丁醚、甲基叔丁基醚、二苯醚、THF、1，2-二甲氧基乙烷或它们的任意组合。
10.权利要求1所述方法，其中所述醚溶剂包括乙醚、THF或它们的任意组合。
11.权利要求1所述方法，其中所述醚溶剂包括乙醚。
12.权利要求1所述方法，其中在快速合并所述第一混合物和III之前，在所述第一混合物中Li(II)反应物的浓度为0.5M至1.8M。
13.权利要求1所述方法，其中在快速合并所述第一混合物和III之前，在所述第一混合物中Li(II)反应物的浓度为0.7M至1.5M。
14.权利要求1所述方法，其中所述烷基锂试剂包括MeLi、n-BuLi、t-BuLi、正己基锂、LiCH2SiMe3、LiCH2Ph、LiCH2CMe3或它们的任意组合。
15.权利要求1所述方法，其中II和所述烷基锂试剂反应，以至少95％的收率形成Li(II)。
16.权利要求1所述方法，其中所述第一混合物与III在3分钟以下的时间期间内被合并。
17.权利要求1所述方法，其中所述第一混合物与III在1分钟以下的时间期间内被合并。
18.权利要求1所述方法，其中所述第一混合物与III在30秒以下的时间期间内被合并。
19.权利要求1所述方法，其中所述质子源包括水、含水酸、含水铵盐或它们的任意组合。
20.权利要求1所述方法，其中步骤a在从0℃至-100℃下开始。
21.权利要求1所述方法，其中步骤a在-78℃下开始。
22.权利要求1所述方法，其中步骤a在从室温至-78℃下进行。
23.权利要求1所述方法，其中步骤b在从0℃至-100℃下开始。
24.权利要求1所述方法，其中步骤b在-78℃下开始。
25.权利要求1所述方法，其中步骤b在从室温至-78℃下进行。
26.权利要求1所述方法，其中步骤b的所述限制反应物以非限制反应物摩尔分数的至少50％存在。
27.权利要求1所述方法，其中步骤b的所述限制反应物的至少90％参加反应。
28.权利要求1所述方法，其中步骤b的所述限制反应物的至少95％参加反应。
29.权利要求1所述方法，其中以至少85％的收率形成化合物I。
30.权利要求1所述方法，其中以至少90％的收率形成化合物I。
31.权利要求1所述方法，其中以至少95％的收率形成化合物I。
32.制备(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯的方法，包括a)使2，7-二叔丁基芴和烷基锂试剂在醚溶剂中接触，以形成第一混合物，其中所述2，7-二叔丁基芴基本上脱质子化而形成Li(2，7-二叔丁基芴基)；b)快速合并所述Li(2，7-二叔丁基芴基)的醚溶液和6-甲基-6-(3-丁烯基)富烯 以形成第二混合物，其中限制反应物基本上参加反应；和c)使所述第二混合物与质子源接触而以至少85％的收率形成包含(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯的第三混合物。
33.权利要求32所述方法，进一步包括分离所述(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯。
34.权利要求32所述方法，进一步包括从所述第三混合物除去挥发性组分，以提供包含(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯的残留物。
35.权利要求32所述方法，进一步包括从所述第三混合物除去挥发性组分而提供包含(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯的残留物、任选地用其中(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯基本上不溶而6-甲基-6-(3-丁烯基)富烯可溶的溶剂研制所述残留物以及分离所述(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯。
36.权利要求32所述方法，其中以至少85％的收率分离(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯。
37.权利要求32所述方法，其中所述研制溶剂是醇。
38.权利要求5或32所述方法，其中所述研制溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、它们的任意混合物或它们的任意组合。
39.权利要求32所述方法，其中所述醚溶剂包括二甲醚、乙醚、二异丙醚、二正丙醚、二正丁醚、甲基叔丁基醚、二苯醚、THF、1，2-二甲氧基乙烷或它们的任意组合。
40.权利要求32所述方法，其中所述烷基锂试剂包括MeLi、n-BuLi、t-BuLi、正己基锂、LiCH2SiMe3、LiCH2Ph、LiCH2CMe3或它们的任意组合。
41.权利要求32所述方法，其中所述Li(2，7-二叔丁基芴基)的醚溶液与6-甲基-6-(3-丁烯基)富烯在3分钟以下的时间期间内被合并。
42.权利要求32所述方法，其中所述Li(2，7-二叔丁基芴基)的醚溶液与6-甲基-6-(3-丁烯基)富烯在1分钟以下的时间期间内被合并。
43.权利要求32所述方法，其中所述质子源包括水、含水酸、含水铵盐或它们的任意组合。
44.制备式 (IV)的化合物的方法，包括a)使式 (II)的化合物和第一烷基锂试剂在第一醚溶剂中接触，以形成第一混合物，其中化合物II被基本脱质子化，形成Li(II)；b)快速使所述第一混合物与式 (III)的富烯化合物合并，以形成第二混合物，其中所述限制反应物基本参加反应；c)使所述第二混合物与质子源接触而以至少85％的收率形成包括 (I)的第三混合物，I包括其异构体；d)从所述第三混合物除去挥发性组分，以提供包括I的残留物；e)任选地，用其中I基本不溶而III可溶的溶剂研制所述残留物以提供I，随后分离I；f)使I与2至2.5摩尔浓度当量的第二烷基锂试剂在第二醚溶剂中接触，以形成第四混合物，其中所述I被基本脱质子化而形成Li2(I)；g)使所述第四混合物与M1X4和任选的烃助溶剂接触，以形成包括 (IV)的第五混合物；h)从所述第五混合物除去挥发性组分而以至少80％的收率提供IV；i)任选地，在非极性溶剂中洗涤所述IV；j)任选地，用极性溶剂萃取所述IV，随后从所述极性溶剂溶液中除去挥发物以提供IV；和k)任选地，从芳族溶剂结晶所述IV；其中R1和R2独立选自具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团或氢；和在每一种情况下，R3独立选自具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团或氢；M1是Zr或Hf；和X是Cl、Br或I。
45.权利要求44所述的方法，其中化合物I具有式 化合物II具有式 以及化合物III具有式 其中R3是H、叔丁基、异丙基、正丙基、乙基或甲基，n是从1至6的整数；M1是Zr；和X是Cl。
46.权利要求44所述方法，其中所述任选的研制溶剂是醇。
47.权利要求44所述方法，其中所述第一和第二烷基锂试剂独立包括MeLi、n-BuLi、t-BuLi、正己基锂、LiCH2SiMe3、LiCH2Ph、LiCH2CMe3或它们的任意组合。
48.权利要求44所述方法，其中所述第一和第二醚溶剂独立包括二甲醚、乙醚、二异丙醚、二正丙醚、二正丁醚、甲基叔丁基醚、二苯醚、THF、1，2-二甲氧基乙烷或它们的任意组合。
49.权利要求44所述方法，其中所述第四混合物包括至少90％收率的Li2(I)。
50.权利要求44所述方法，其中所述烃助溶剂包括丁烷、戊烷、环戊烷、己烷、庚烷、环己烷、甲基环戊烷、辛烷或它们的任意组合。
51.权利要求44所述方法，其中所述非极性溶剂包括丁烷、戊烷、环戊烷、己烷、庚烷、环己烷、甲基环戊烷、辛烷或它们的任意组合。
52.权利要求44所述方法，其中所述极性溶剂包括CHCl3、CH2Cl2、1，2-二氯乙烷或它们的任意组合。
53.权利要求44所述方法，其中所述芳族溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、、乙苯、苯甲醚、苯胺或它们的任何组合。
54.权利要求44所述方法，其中II与所述第一烷基锂试剂反应而以至少95％的收率形成Li(II)。
55.权利要求44所述方法，其中所述第一混合物与III在3分钟以下的时间期间内合并。
56.权利要求44所述方法，其中所述第一混合物与III在1分钟以下的时间期间内合并。
57.权利要求44所述方法，其中所述第一混合物与III在30秒以下的时间期间内合并。
58.分离(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆的方法，包括a)使2，7-二叔丁基芴和第一烷基锂试剂在第一醚溶剂中接触，以形成第一混合物，其中2，7-二叔丁基芴被基本脱质子化，形成Li(2，7-二叔丁基芴基)；b)快速使所述Li(2，7-二叔丁基芴基)的第一醚溶液与6-甲基-6-(3-丁烯基)富烯 合并，以形成第二混合物，其中所述限制反应物基本参加反应；c)使所述第二混合物与质子源接触而以至少85％的收率形成包括(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯的第三混合物；d)从所述第三混合物除去挥发性组分，以提供包括(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯的残留物；e)任选地，用其中(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯基本不溶而6-甲基-6-(3-丁烯基)富烯可溶的溶剂研制所述残留物，并分离所述(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯；f)使所述(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯与2至2.5摩尔浓度当量的第二烷基锂试剂在第二醚溶剂中接触，以形成第四混合物，其中所述(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯被基本脱质子化而形成Li2(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯；g)使所述第四混合物与ZrCl4和任选的烃助溶剂接触，以形成包括(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆的第五混合物；h)从所述第五混合物除去挥发性组分而以至少80％的收率提供(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆；i)任选地，在非极性溶剂中洗涤所述(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆；j)任选地，用极性溶剂萃取所述(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆，随后从所述极性溶剂溶液中除去挥发物以提供(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆；和k)任选地，从芳族溶剂结晶所述(5-环戊二烯基)[5-(2，7-二叔丁基芴基)]己-1-烯二氯化锆。
59.权利要求58所述方法，其中所述Li(2，7-二叔丁基芴基)的第一醚溶液与6-甲基-6-(3-丁烯基)富烯在3分钟以下的时间期间被合并。
60.权利要求58所述方法，其中所述Li(2，7-二叔丁基芴基)的醚溶液与6-甲基-6-(3-丁烯基)富烯在1分钟以下的时间期间被合并。
61.权利要求32或58所述方法，其中所述Li(2，7-二叔丁基芴基)的醚溶液与6-甲基-6-(3-丁烯基)富烯在30秒以下的时间期间被合并。
62.制备式 (I)的化合物以及其异构体的方法，包括a)提供具有式 的芴基阴离子源；b)快速使所述芴基阴离子源与式 (III)的富烯化合物合并，以形成混合物，其中所述芴基阴离子源或化合物III任选是限制反应物，并且其中所述限制反应物，如果存在，基本参加反应；和c)使所述混合物与质子源接触，以形成 (I)和它的异构体；其中R1和R2独立为氢或具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团；和其中每一个R3独立为氢或具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团。
63.权利要求62所述方法，其中所述芴基阴离子源是包括锂、钠、钾、镁、钙或它们的组合的化合物。
64.制备式 (I)的化合物以及其异构体的方法，包括a)提供具有式 的芴基阴离子的盐；b)快速使所述芴基阴离子源与式 (III)的富烯化合物合并，以形成混合物，其中所述芴基阴离子源或化合物III任选是限制反应物，并且其中所述限制反应物，如果存在，基本参加反应；和c)使所述混合物与质子源接触，以形成 (I)和它的异构体；其中R1和R2独立为氢或具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团；和其中每一个R3独立为氢或具有1至20个碳原子的脂族基团或取代的脂族基团。
65.权利要求64所述方法，其中所述芴基阴离子的盐是包括锂、钠、钾、镁、钙或它们的组合的化合物。
全文摘要
本发明提供制备含有连接的环戊二烯基和芴基基团的化合物，包括其取代类似物的方法，所述化合物是含有桥连的环戊二烯基和芴基配体的柄型－茂金属的母体。在一方面，本发明提供(5－环戊二烯基)[5－(2，7－二叔丁基芴基)]己－1－烯的制备方法，以及包含该配体的柄型－茂金属的制备方法。
文档编号C07C15/067GK1993373SQ200580025505
公开日2007年7月4日 申请日期2005年6月24日 优先权日2004年6月25日
发明者M·G·索恩, J·L·马丁, 杨清, A·P·马西诺 申请人:切弗朗菲利浦化学公司