专利名称：含有亚噻唑-2-基配体的烯烃复分解反应引发剂的制作方法
优先权声明
根据35 U.S.C.§119(e)，本申请要求2006年11月21日提交的美国临时申请No.60/860,443、2007年2月13日提交的美国临时申请No.60/901,621、2007年3月23日提交的美国临时申请No.60/896,726的权益，所有这些申请在此通过引用全文并入本文。
背景技术：
对于具有良好官能团耐受性的明确定义的催化剂的开发已将烯烃复分解反应(olefin metathesis)确立为一个用于碳-碳双键形成的有力工具。参见Grubbs，R.H.Handbook of Metathesis；Wiley-VCHWeinheim，Germany，2003。对基于钌的复分解催化剂中的N-杂环卡宾配体的膦进行取代得到能保持含膦络合物的高的官能团耐受性和空气及湿气稳定性的更有效的络合物。参见例如Schwab，P.；France，M.B.；Ziller，J.W.；Grubbs，R.H.Angew.Chem.，Int.Ed.Engl 1995，34，2039-2041；Schwab，P.；Grubbs，R.H.；Ziller，J.W.J.Am.Chem.Soc.1996，118，100-110；或Scholl，M.；Ding，S.；Lee，C.W.；Grubbs，R.H.Org.Lett.1999，1，953-956。
然而，对于能有效控制交叉复分解反应中E/Z选择性或提供环合复分解反应中四取代双键产物的催化剂的开发，仍是一个主要的挑战。此外，始终对分解更稳定的催化剂寄予高度期望。
因此，本领域中需要的是能实现这些目标的催化剂。本发明解决了所述需求。
发明内容
本发明涉及通式(I)的化合物
其中M是Ru或Os；n是0、1或2；X1和X2独立地是阴离子配体；L是任意中性的2-电子供体配体；m是1或2；以及L1是式(II)的亚噻唑-2-基配体
其中R1～R7如下文所定义。
所述催化剂可用在环合复分解反应、交叉复分解反应、自身复分解反应、开环复分解聚合反应、以及非环二烯复分解聚合反应中。
本发明还涉及一种通过环合复分解反应来制备四取代环烯烃的方法。在所述方法中，使具有至少两个末端烯并且在每个末端烯的β碳上被取代的烯烃化合物与上述催化剂在复分解反应条件下相接触来形成环状四取代烯烃。
本发明还涉及一种制备通过交叉复分解反应在烯丙基碳上被进一步取代的二取代烯烃或三取代烯烃的方法。在所述方法中，使两种烯烃与上述催化剂在复分解反应条件下相接触来形成三取代烯烃。第一烯烃在β碳上被单取代并且在α-碳上未被取代或被单取代。第二烯烃在β碳上被双取代，或者在β-碳上被单取代并且在烯丙基碳上被进一步取代，以及在α-碳上被单取代或未被取代。
本发明还涉及通过使环烯烃与上述催化剂相接触来使环烯烃聚合的方法。
图1显示了催化剂1的晶体结构。
图2显示了催化剂2的晶体结构。
图3(a)-3(c)显示了催化剂3的晶体结构。
图4(a)-4(b)显示了催化剂4的晶体结构。
图5显示了利用催化剂1-5在50℃(1％催化剂负载)下二烯丙基丙二酸二乙酯转化为二取代环烯烃的环合复分解反应的结果。
图6显示了利用催化剂1-5在60℃(1％催化剂负载)下二烯丙基丙二酸二乙酯转化为二取代环烯烃的环合复分解反应的结果。
图7显示了利用催化剂1-5在60℃(1％催化剂负载)下将二烯丙基丙二酸二乙酯转化为二取代环烯烃的环合复分解反应中二烯丙基丙二酸二乙酯浓度对时间的对数图。
图8显示了利用催化剂3-5在50℃(2.5％催化剂负载)下二烯丙基丙二酸二乙酯转化为二取代环烯烃的环合复分解反应的结果。
图9显示了利用催化剂6-7在30℃(1％催化剂负载)下二烯丙基丙二酸二乙酯转化为二取代环烯烃的环合复分解反应的结果。
图10显示了利用催化剂1-5在50℃(2.5％催化剂负载)下烯丙基甲代烯丙基丙二酸二乙酯转化为三取代环烯烃的环合复分解反应的结果。
图11显示了利用催化剂6-7在30℃(1％催化剂负载)下烯丙基甲代烯丙基丙二酸二乙酯转化为三取代环烯烃的环合复分解反应的结果。
图12显示了利用催化剂3-4在25℃(1％催化剂负载)下烯丙苯与顺式-1，4-二乙酰氧基-2-丁烯的交叉复分解反应的结果。
图13显示了利用催化剂3-4在25℃(5％催化剂负载)下烯丙苯与顺式-1，4-二乙酰氧基-2-丁烯的交叉复分解反应的E/Z比对交叉产物转化率的曲线图。
图14显示了利用催化剂3-5在60℃(5％催化剂负载)下烯丙苯与顺式-1，4-二乙酰氧基-2-丁烯的交叉复分解反应的结果。
图15显示了利用催化剂3-5在60℃(5％催化剂负载)下烯丙苯与顺式-1，4-二乙酰氧基-2-丁烯的交叉复分解反应的E/Z比对交叉产物转化率的曲线图。
图16显示了利用催化剂1-5在60℃(0.8％催化剂负载)下1，5-环辛二烯的开环复分解聚合的结果。
图17显示了利用催化剂6-7在30℃(0.1％催化剂负载)下1，5-环辛二烯的开环复分解聚合的结果。
图18显示了利用催化剂1-5将内酯转化为14元产物的环合复分解反应的结果。
图19显示了利用催化剂1-5将内酯转化为14元产物的大环环合复分解反应的E/Z选择性。
具体实施例方式 本发明涉及通式(I)的N-杂环卡宾(NHC)烯烃复分解反应催化剂的合成和用途
对于通式(I)而言，M是Ru或Os，优选为Ru。
在式(I)的催化剂中，L1是式(II)的亚噻唑-2-基配体
R1、R2和R3的两种组合定义了与式(II)的亚噻唑-2-基配体的卡宾碳相邻的氮原子相键合的苯环上的取代模式。所述R1、R2和R3的组合是 a)R1各自独立地是伯或仲C1-C4烷基；R2各自独立地是H；R3独立地是H，取代或未取代的C1-C8烷基，取代或未取代的苯基，取代或未取代的萘基，或者取代或未取代的蒽基，或者选自以下的官能团卤素、羟基、巯基、氰基、氰酰基、氰硫基、氨基、硝基、亚硝基、磺基、磺酸根合(sulfonato)、硼烷基、二羟硼基、膦酰基、膦酸氢根合(phosphonato)、膦酸根合(phosphinato)、二氧磷基、膦基和甲硅烷基氧基；或者 b)R1各自是H；R2各自独立地是H、取代或未取代的C1-C8烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、或者取代或未取代的蒽基；R3是H。
在组合a)中，R1优选是甲基、乙基或异丙基。R3各自优选是H、异丁基、叔丁基、新戊基、新己基或苯基，最优选是H。在组合b)中，R2优选是仲或叔C3-C10烷基或芳基；更优选是异丁基、叔丁基、新戊基、新己基或苯基，最优选是叔丁基。R3优选是H、异丁基、叔丁基、新戊基、新己基或苯基，最优选是H。
在本发明络合物中所用的式(II)的亚噻唑-2-基配体中，R4和R5各自独立地是H、取代或未取代的C1-C8烷基、取代或未取代的芳基，或者R4和R5与其所连接的碳一起形成取代或未取代的稠合的4-8元碳环或取代或未取代的稠合的芳香环。优选地，R4和R5是H、C1-C4烷基或稠合的环己基或苯基。
X1和X2独立地是阴离子配体。优选地，X1和X2是卤化物，或者是以下基团中之一C1-C20烷基、芳基、C1-C20烷氧化物、芳族醚、C3-C20烷基二酮根、芳基二酮根、C1-C20羧酸根、芳基磺酸根、C1-C20烷基磺酸根、C1-C20烷硫基、C1-C20烷基磺酰基或C1-C20烷基亚硫酰基。任选地，X1和X2可被选自C1-C10烷基、C1-C10烷氧基和芳基中的一个或多个部分所取代，所述C1-C10烷基、C1-C10烷氧基和芳基又可各自被选自卤素、C1-C5烷基、C1-C5烷氧基和苯基的一个或多个基团进一步取代。在更优选的实施方案中，X1和X2是卤化物、苯甲酸根、C1-C5羧酸根、C1-C5烷基、苯氧基、C1-C5烷氧基、C1-C5烷硫基、芳基以及C1-C5烷基磺酸根。如下文所述，本发明的催化剂中的其它配体也可含有这些取代基(当被取代时)。在甚至更优选的实施方案中，X1和X2各自是卤化物、CF3CO2、CH3CO2、CFH2CO2、(CH3)3CO、(CF3)2(CH3)CO、(CF3)(CH3)2CO、PhO、MeO、EtO、甲苯磺酸根、甲磺酸根或三氟甲磺酸根。在最优选的实施方案中，X1和X2各自是氯化物。
变量“n”定义了被R6和R7取代的亚烷基中连续双键的数目。变量“n”是0、1或2。优选地，“n”是0。
R6和R7各自独立地是氢或选自以下的取代或未取代基团C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、芳基、C1-C20羧酸基、C1-C20烷氧基、C2-C20烯氧基、C2-C20炔氧基、芳氧基、C2-C20烷氧基羰基、C1-C20烷硫基、C1-C2020烷基磺酰基和C1-C20烷基亚硫酰基。任选地，R6或R7取代基各自可被选自C1-C10烷基、C1-C10烷氧基和芳基中的一个或多个部分所取代，所述C1-C10烷基、C1-C10烷氧基和芳基各自又可被选自卤素、C1-C5烷基、C1-C15烷氧基和苯基的一个或多个基团进一步取代。此外，R6和R7以及任意其它的所述催化剂配体可进一步包含一个或多个官能团，只要它们不降低所述催化剂的活性即可。合适的官能团的实例包括但不限于羟基、硫醇、硫醚、酮、醛、酯、醚、胺、亚胺、酰胺、硝基、羧酸、二硫化物、碳酸基、异氰酸基、碳二亚胺、羧基烷氧基、氨基甲酸基和卤素。R6和R7可通过上述取代基中之一任选地连接在一起形成环状结构。
在这些催化剂的优选实施方案中，R6取代基是氢、C1-C5烷基或芳基，R7取代基选自C1-C20烷基、C2-C20烯基和芳基。在甚至更优选的实施方案中，R7取代基是任选地被选自C1-C5烷基、C1-C5烷氧基、苯基和官能团中的一个或多个部分所取代的苯基或乙烯基。在特别优选的实施方案中，R7是被选自以下的一个或多个部分所取代的苯基或乙烯基氯化物、溴化物、碘化物、氟化物、-NO2、-NMe2、甲基、甲氧基和苯基。在最优选的实施方案中，R7取代基是苯基或-C＝C(CH3)2。
L可以是本领域中已知的任意中性2-电子供体配体。变量“m”定义了中性供体配体L的数目。变量“m”是1或2，优选1。当“m”是1时，L是任意中性2-电子供体配体。当“n”是0时，L可以与R7相连形成螯合卡宾配体。当“m”是2时，L是吡啶或取代吡啶。
在一个优选实施方案中，L选自膦、磺化膦、亚磷酸基、次膦酸基(phosphinite)、亚膦酸基(phosphonite)、胂、锑化氢、醚、胺、酰胺、亚胺、砜、羧基、亚硝酰基、吡啶和硫醚。L还可以表示与L1一样的配体。在更优选的实施方案中，L是式PR’R”R”’的膦，其中R’、R”和R”’各自独立地是芳基；C1-C10烷基(尤其是伯或仲烷基)；或C3-C6环烷基。在最优选的实施方案中，L选自P(环己基)3、P(环戊基)3、P(异丙基)3和P(苯基)3。
在一个优选实施方案中，L可以与R7相连形成螯合卡宾配体。此类型的螯合卡宾是本领域中众所周知的。当形成螯合卡宾配体时，n是0。当与R7相连时，所述螯合卡宾配体的L部分仍是2-电子供体配体。L可以通过间隔基部分与R7相连，或者不与R7相连。所述间隔基部分可以是取代或未取代的。优选地，R7通过L与R7之间的长2-5个原子的间隔基团(例如通过烷基、环烷基或芳基)与L相连。优选的间隔基团是取代或未取代的苯基。
美国专利6,306,987、6,620,955、6,867,303、6,921,735和7,026,495以及公开的申请US 2003/0220512 A1、US 2004/0087438 A1和US2004/0176608描述了多种螯合卡宾配体，这些文献作为配体和卡宾上的R取代基如何通过各种间隔基部分相连的实例通过引用并入本文。含有螯合卡宾配体、连接L配体与R7取代基的配体的钌络合物的实例还描述于Kingsbury，J.S.；Harrity，J.P.A.；Bonitatebus，P.J.，Jr.；Hoveyda，A.H.J.Am.Chem.Soc.1999，121，791和Garber，S.B.；Kingsbury，J.S.；Gray，B.L.；Hoveyda，A.H.J.Am.Chem.Soc.2000，122，8168中。
其中L与R7相连的本发明优选的催化剂包括以下的催化剂
优选的式(I)催化剂包括下图1中所示的催化剂A-C。结构中的虚线表示相应的配体L可与亚苄基的苯环相连或不相连。其中L与所述亚苄基的苯环相连的催化剂代表本发明优选的实施方案。图2中的催化剂1-7是A-C类型中优选的催化剂。
图1烯烃复分解反应催化剂A、B和C的类型
图2基于钌的烯烃复分解反应催化剂1-7 还形成了1和2的PCy3类似物，但其不稳定，在反应混合物中分解。这些PCy3类似物仅在原位观察到。
复分解反应 本发明的烯烃复分解反应催化剂是特别有效的烯烃复分解反应催化剂。所述催化剂有效控制交叉复分解反应中的E/Z选择性，或者提供环合复分解反应的四取代双键产物。因此，本发明的一个实施方案是烯烃复分解反应，所述烯烃复分解反应使烯烃与本发明的N-杂环卡宾(NHC)钌烯烃复分解反应催化剂在复分解反应条件下接触。本发明的催化剂可用在例如环合复分解反应(RCM)、交叉复分解反应(CM)、自身复分解反应(其为交叉复分解反应的一种类型)、开环复分解聚合反应(ROMP)以及非环二烯复分解聚合反应(ADMET)中。另外，所述催化剂可用于通过相应α，ω-二烯的大环RCM反应来合成多种大环(7元或更大)内酯、内酰胺、酮和醚，其中的一些是生物碱、芳香成分和抗生素。
美国专利Nos5,922,863和6,111,121(在此通过引用全文并入本文)公开了利用不同复分解反应催化剂的多种RCM、CM、ROMP和ADMET反应。本领域技术人员可容易地确定利用本发明的络合物进行这些反应的合适条件。
用于本发明催化剂的复分解反应条件与其它烯烃复分解反应中所用的和利用其它已知的烯烃复分解反应催化剂的那些条件相同。一般来说，所述烯烃复分解反应在约10℃至约70℃的温度范围下进行约5分钟至约24小时。本发明催化剂可以与已知的其它烯烃复分解反应催化剂相同的量进行使用。通常，所述催化剂以约1至约10摩尔％使用，更通常以约5摩尔％使用。
本发明的烯烃复分解反应催化剂尤其可用于制备四取代环烯烃的复分解反应中。本发明的催化剂具有通过烯烃复分解反应制备四取代环烯烃的显著提高的效率/活性。为满足更高效地制备这些烯烃的需要，本发明的另一个实施方案是制备四取代环烯烃的环合复分解反应方法。所述方法使具有至少两个末端烯的烯烃化合物(其在每个末端烯的β碳上被取代)与本发明的N-杂环卡宾(NHC)烯烃复分解反应催化剂在复分解反应条件下接触来形成四取代环烯烃。
一组优选的烯烃化合物是具有通式(III)结构的那些
在通式(III)中，Q选自亚烃基、取代亚烃基、含杂原子的亚烃基、以及取代的含杂原子的亚烃基。Q1和Q2独立地选自氢、烃基、取代烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子的烃基、以及其它基团如卤化物、羟基、巯基、氰基、氰酰基、氰硫基、氨基、硝基、亚硝基、磺基、磺酸根合、硼烷基、二羟硼基、膦酰基、膦酸氢根合、膦酸根合、二氧磷基、膦基和甲硅烷基氧基。在受阻环烯烃的制备中，Q1和Q2不能都是氢，更优选地，Q1和Q2都不是氢。
所述催化剂可用在交叉复分解反应中以制备可在烯丙基碳上被进一步取代的二取代烯烃和三取代烯烃。因此，本发明的一个实施方案涉及交叉复分解反应，其中使本发明的N-杂环卡宾(NHC)钌烯烃复分解反应催化剂与两种烯烃在复分解反应条件下接触。第一烯烃在β碳上被单取代并且在α-碳上未取代或被单取代。第二烯烃在β碳上被双取代或在β碳上被单取代并且还在烯丙基碳上被进一步取代。两种烯烃在α-碳上均是单取代或未取代的。
三取代烯烃的实例是具有式Q1Q2C＝CHQ3的那些。Q1、Q2和Q3独立地选自烃基、取代烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子的烃基以及其它基团比如卤化物、羟基、巯基、氰基、氰酰基、氰硫基、氨基、硝基、亚硝基、磺基、磺酸根合、硼烷基、二羟硼基、膦酰基、膦酸氢根合、膦酸根合、二氧磷基、膦基和甲硅烷基氧基。任意数目的Q1、Q2和Q3还可连接形成环烯烃的一部分。
二取代烯烃例如通过式Q1Q2C＝CH2或Q1HC＝CHQ2来表示。Q1和Q2独立地选自烃基、取代烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子的烃基、以及其它基团比如卤化物、羟基、巯基、氰基、氰酰基、氰硫基、氨基、硝基、亚硝基、磺基、磺酸根合、硼烷基、二羟硼基、膦酰基、膦酸氢根合、膦酸根合、二氧磷基、膦基和甲硅烷基氧基。Q1和Q2也可连接而作为环烯烃的一部分。
式Q1HC＝CHCQ2Q3Q4代表在烯丙基碳上被进一步取代的示例性二取代烯烃。在该式中，Q1、Q2、Q3和Q4独立地选自氢、烃基、取代烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子的烃基、以及其它基团比如卤化物、羟基、巯基、氰基、氰酰基、氰硫基、氨基、硝基、亚硝基、磺基、磺酸根合、硼烷基、二羟硼基、膦酰基、膦酸氢根合、膦酸根合、二氧磷基、膦基和甲硅烷基氧基，前提是Q2、Q3和Q4中的至少两个不同于氢。当所述烯烃是环烯烃时，Q1、Q2、Q3和Q4可连接起来。
术语“烃基”指含有1至约30个碳原子、优选1至约24个碳原子、最优选1至约12个碳原子的单价烃基，包括直链、支链、环状、饱和和不饱和的基团，比如烷基、烯基、芳基等。术语“低级烃基”意指具有1至6个碳原子、优选1至4个碳原子的烃基。术语“亚烃基”意指含有1至约30个碳原子、优选1至约24个碳原子、最优选1至约12个碳原子的二价烃基部分，包括直链、支链、环状、饱和和不饱和的基团。术语“低级亚烃基”意指具有1至6个碳原子的亚烃基。“取代烃基”意指被一个或多个例如上述的取代基所取代的烃基，术语“含杂原子的烃基”和“杂烃基”指至少一个碳原子被杂原子替代的烃基。同样，“取代亚烃基”指被一个或多个上述取代基所取代的亚烃基，术语“含杂原子的亚烃基”和“杂亚烃基”指至少一个碳原子被杂原子所替代的亚烃基。除非另外说明，术语“烃基”和“亚烃基”将分别被解释为包括取代的和/或含杂原子的烃基和亚烃基部分。
以下实施例意在举例说明本发明。这些实施例不应用来限制权利要求所限定的本发明的范围。
实施例 实施例1催化剂1-7的NHC配体的合成
实施例1(a)氯化3-苯基-4，5-二甲基噻唑鎓9a的制备 在室温和氩气气氛下将N-甲酰苯胺(8a，可商购)(3.634g，30mmol)和五硫化磷(1.351g，3.04mmol)在无水1，4-二噁烷(4mL)中的混合物搅拌15分钟。加入4-氯-2-丁酮(2.131g，20mmol)，在100℃下加热所得的浆体。将反应混合物回流50分钟，起初变为清澈黄色，最后变成深红色。在室温下冷却后，以H2O(20mL)稀释粗混合物。向反应混合物中加入Na2CO3直到pH约为7。减压下蒸发溶剂，将所得固体混悬于CH2Cl2中，通过柱色谱(硅胶填充柱)纯化，以EtOH/CH2Cl2(15/85)洗脱。在浓缩最后的淡黄色条带时，得到粘稠的橙色油。当在剧烈搅拌下用二乙醚(3×2mL)进行清洗时，此橙色油固化而得到淡粉色固体的9a(770mg，11％)。
1H NMR(CD2Cl2，300MHz)δ＝11.13(s，1H)，7.67-7.60(m，3H)，7.53-7.49(m，2H)，2.57(s，3H)，2.23(s，3H)；13C{1H}NMR(CD2Cl2，75MHz)δ＝161.03，142.08，141.75，137.19，132.10，130.84，126.34，13.10，12.86；HRMS(FAB+) C11H12NS[M]+ 计算值190.0690，实测值190.0693. 实施例1(b)氯化3-(2-甲基苯基)-4，5-二甲基噻唑鎓9b的制备 在室温和氩气气氛下搅拌甲酸(14.361g，0.312mol)和乙酸酐(12.659g，0.124mol)的混合物1小时。将此混合物以使反应混合物的温度维持在5至10℃之间的速率加入到在无水二氯甲烷(60ml)中的2-甲基苯胺(10.710g，0.1mol)的溶液中。在室温下搅拌反应16小时，然后回流4小时。减压下蒸发溶剂，将残留物溶解在CHCl3(200mL)中并以饱和NaHCO3水溶液(3×200mL)和水(200mL)清洗。将有机层以Na2SO4干燥，减压下蒸发溶剂。利用己烷/二乙醚的混合物(2×10mL)清洗残留的黄色固体，然后以己烷(3×5mL)清洗，得到白色固体的N-甲酰基-2-甲基苯胺8b(9.70g，72％)。
1H NMR(CDCl3，300MHz)δ＝9.03-8.18(m，2H，CHO，NH)，7.77-7.03(m，4H)，2.30-2.22(m，3H)；13C{1H}NMR(CDCl3，75MHz)δ＝164.41，160.32，135.50，134.99，131.45，130.82，130.50，129.87，127.25，126.80，126.34，125.84，123.75，121.32，18.05，17.99；HRMS(FAB+)C8H10NO[M]+ 计算值136.0762，实测值136.0783. 在室温和氩气气氛下将8b(4.055g，30mmol)和五硫化磷(1.351g，3.04mmol)在无水1，4-二噁烷(4mL)中的混合物搅拌15分钟。加入4-氯-2-丁酮(2.131g，20mmol)，在100℃下加热所得的浆体。将反应混合物回流50分钟，起初变为清澈黄色，最后变成深红色。在室温下冷却后，以H2O(20mL)稀释粗混合物。向反应混合物中加入Na2CO3直到pH约为7。减压下蒸发溶剂，将所得固体混悬于CH2Cl2中，通过柱色谱(硅胶填充柱)纯化，以EtOH/CH2Cl2(15/85)洗脱。在浓缩最后的淡黄色条带时，得到粘稠的橙色油。当在剧烈搅拌下用二乙醚(3×2mL)进行清洗时，此橙色油固化而得到棕褐色固体的9b(1.20g，17％)。
1H NMR(CD2Cl2，300MHz)δ＝11.09(s，1H)，7.53-7.31(m，4H)，2.57(s，3H)，2.08(s，3H)，2.04(s，3H)；13C{1H}NMR(CD2Cl2，75MHz)δ＝160.77，142.05，136.10，134.60，134.30，132.23，132.00，128.08，126.55，17.23，12.90，11.98；HRMS(FAB+).C12H14NS[M]+计算值204.0847，实测值204.0845. 实施例1(c)氯化3-(2，4，6-三甲基苯基)-4，5-二甲基噻唑鎓9c的制备 在室温和氩气气氛下搅拌甲酸(14.361g，0.312mol)和乙酸酐(12.659g，0.124mol)的混合物1小时。将此混合物以使反应混合物的温度维持在5至10℃之间的速率加入到在无水二氯甲烷(60ml)中的2，4，6-三甲基苯胺(13.521g，0.1mol)的溶液中。在室温下搅拌反应16小时，然后回流4小时。减压下蒸发溶剂，将残留物溶解在CHCl3(200mL)中并以饱和NaHCO3水溶液(3×200mL)和水(200mL)清洗。将有机层以Na2SO4干燥，减压下蒸发溶剂。利用热二乙醚(2×50mL)清洗残留的黄色固体，得到白色固体的N-甲酰基-2，4，6-三甲基苯胺8c1(11.42g，70％)。
1H NMR(CDCl3，300MHz)δ＝8.39-8.03(m，1H，CHO)，7.26-6.91(m，2H)，6.75(宽 s，1H，NH)，2.29-2.21(m，9H)；13C{1H}NMR(CDCl3，75MHz)δ＝165.48，160.05，137.75，137.61，135.37，135.16，130.92，130.74，129.53，129.16，21.15，21.12，18.84，18.64；HRMS(FAB+) C10H14NO[M]+ 计算值164.1075，实测值164.1116. 在室温和氩气气氛下将8c(4.897g，30mmol)和五硫化磷(1.351g，3.04mmol)在无水1，4-二噁烷(10mL)中的混合物搅拌15分钟。加入4-氯-2-丁酮(2.131g，20mmol)，在100℃下加热所得的浆体。将反应混合物回流50分钟，起初变为清澈黄色，最后变成深红色。在室温下冷却后，以H2O(20mL)稀释粗混合物。向反应混合物中加入Na2CO3直到pH约为7。减压下蒸发溶剂，将所得固体混悬于CH2Cl2中，通过柱色谱(硅胶填充柱)纯化，以EtOH/CH2Cl2(15/85)洗脱。在浓缩最后的淡黄色条带时，得到粘稠的黄色油。当在剧烈搅拌下用二乙醚(3×2mL)进行清洗时，此黄色油固化而得到棕褐色固体的9c(1.33g，17％)。
1H NMR(CDCl3，300MHz)δ＝10.84(s，1H)，6.96(s，2H)，2.57(s，3H)，2.27(s，3H)，2.02(s，3H)，1.85(s，6H)；13C{1H}NMR(CDCl3，75MHz)δ＝160.81，142.18，141.58，134.95，133.65，132.86，130.36，21.35，17.57，13.21，11.62；HRMS(FAB+) C14H18NS[M]+ 计算值232.1160，实测值232.1158. 1(a)Arduengo，A.J.；Goerlich，J.R.；Marshall，W.J.Liebiga Ann./Recueil1997，365-374.(b)J.Liebscher，Methoden der Organischen Chemie(Houben-Weyl)4th ed.(Ed.E.Schaumann)，Georg Thieme Verlag，NewYork，1994 Band E 8b，Heratrene Ill/Part 2，p.48.(c)Hromatka，O.U.S.Patent 2160867，1939. 实施例1(d)氯化3-(2，6-二乙基苯基)-4，5-二甲基噻唑鎓9d的制备 在室温和氩气气氛下搅拌甲酸(14.361g，0.312mol)和乙酸酐(12.659g，0.124mol)的混合物1小时。将此混合物以使反应混合物的温度维持在5至10℃之间的速率加入到在无水二氯甲烷(60ml)中的2，6-二甲基苯胺(14.924g，0.1mol)的溶液中。在室温下搅拌反应16小时，然后回流4小时。减压下蒸发溶剂，将残留物溶解在CHCl3(200mL)中并以饱和NaHCO3水溶液(3×200mL)和水(200mL)清洗。将有机层以Na2SO4干燥，减压下蒸发溶剂。利用热二乙醚(2×50mL)清洗残留的黄色固体，得到白色固体的N-甲酰基-2，6-二乙基苯胺8d(13.16g，74％)。
1H NMR(CDCl3，300MHz)δ＝8.15-8.02(m，1H，CHO)，7.86(宽 s，1H，NH)，7.25-7.06(m，3H)，2.65(q，J＝7Hz，2H)，2.53(q，J＝7Hz，2H)，1.20(t，J＝7Hz，3H)，1.14(t，J＝7Hz，3H)；13C{1H}NMR(CDCl3，75MHz)δ＝165.97，161.00，142.13，141.52，132.15，131.66，128.65，128.37，127.09，126.49，25.18，25.04，15.00，14.62；HRMS(EI+) C11H15NO[M]+ 计算值177.1154，实测值177.1159. 在室温和氩气气氛下将8d(3.545g，20mmol)和五硫化磷(0.900g，2.02mmol)在无水1，4-二噁烷(5mL)中的混合物搅拌15分钟。加入4-氯-2-丁酮(1.422g，20mmol)，在100℃下加热所得的浆体。将反应混合物回流50分钟，起初变为清澈黄色，最后变成深红色。在室温下冷却后，以H2O(20mL)稀释粗混合物。向反应混合物中加入Na2CO3直到pH约为7。减压下蒸发溶剂，将所得固体混悬于CH2Cl2中，通过柱色谱(硅胶填充柱)纯化，以EtOH/CH2Cl2(15/85)洗脱。在浓缩最后的条带时，得到粘稠的淡褐色油。当在剧烈搅拌下用二乙醚(3×2mL)进行清洗时，此淡褐色油固化而得到棕褐色固体的9d(560mg，10％)。
1H NMR(CDCl3，300MHz)δ＝10.97(s，1H)，7.52(t，J＝8Hz，1H)，7.30(d，J＝8Hz，2H)，2.63(s，3H)，2.16(q，J＝8Hz，4H)，2.06(s，3H)，1.14(t，J＝8Hz，6H)；13C{1H}NMR(CDCl3，75MHz)δ＝161.92，141.63，139.62，135.04，134.20，132.30，127.65，23.97，14.18，13.16，11.82；HRMS(FAB+) C15H20NS[M]+ 计算值246.1316，实测值246.1326. 实施例1(e)氯化3-(2，6-二异丙基苯基)-4，5-二甲基噻唑鎓9e2的制备 在室温和氩气气氛下搅拌甲酸(14.361g，0.312mol)和乙酸酐(12.659g，0.124mol)的混合物1小时。将此混合物以使反应混合物的温度维持在5至10℃之间的速率加入到在无水二氯甲烷(60ml)中的2，6-二异丙基苯胺(17.729g，0.1mol)的溶液中。在室温下搅拌反应16小时，然后回流4小时。减压下蒸发溶剂，将残留物溶解在CHCl3(200mL)中并以饱和NaHCO3水溶液(3×200mL)和水(200mL)清洗。将有机层以Na2SO4干燥，减压下蒸发溶剂。利用二乙醚(500mL)重结晶残留的黄色固体，得到白色固体的N-甲酰基-2，6-二异丙基苯胺8e3(13.96g，68％)。
1H NMR(CDCl3，300MHz)δ＝8.47-8.01(m，1H，CHO)，7.36-7.18(m，3H)，6.79(宽 s，1H，NH)，3.06-3.26(m，2H)，1.21(d，J＝7Hz，12H). 2(a)Arduengo，A.J.；Goerlich，J.R.；Marshall.W.J.Liebigs Ann./Recueil1997，365-374.(b)J.Liebscher，Methoden der Organischen Chemie(Houben-Weyl)4th ed，(Ed.E.Schaumann)，Georg Thietne Verlag，NewYork，1994 Band E 8b，Heratrene Hi/Part 2，p.48.(c)Hromatka，O.U.S.Patent 2160867，1939. 3Kamer，P.C.J.；Nolte，R.J.M.；Drenth，W.J.Am.Chem.Soc，1988，HO，6818-6825. 在室温和氩气气氛下将8e(6.159g，30mmol)和五硫化磷(1.351g，3.04mmol)在无水1，4-二噁烷(10mL)中的混合物搅拌15分钟。加入4-氯-2-丁酮(2.131g，20mmol)，在100℃下加热所得的浆体。将反应混合物回流1小时，起初变为清澈黄色，最后变成深红色。在室温下冷却后，将所述粗混合物溶解在水(350mL)中并以二乙醚(3×150mL)清洗。向水相中加入Na2CO3直到pH约为7。减压下蒸发溶剂，将所得固体混悬于CH2Cl2(50mL)中并过滤以除去未溶解的无机盐。减压下蒸发所述滤液的溶剂，将所得红色固体通过乙醇-二乙醚重结晶，得到棕褐色固体的9e(690mg，11％)。
1H NMR(CDCl3，300MHz)δ＝11.08(s，1H)，7.59(t，J＝8Hz，1H)，7.36(d，J＝8Hz，2H)，2.65(s，3H)，2.09(s，3H)，2.03(七重峰，J＝7Hz，2H)，1.20(d，J＝7Hz，6H)，1.17(d，J＝7Hz，6H). 实施例2催化剂1-7的合成 实施例2(a)[RuCl2(3-苯基-4，5-二甲基亚噻唑-2-基)(＝CH-o-iPrO-Ph)]催化剂1的制备
于黑暗中在手套箱中将氯化3-苯基-4，5-二甲基噻唑鎓(9a)(113.0mg，0.50mmol，1当量)、氧化银(I)(58.0mg，0.025mmol，0.5当量)和4
分子筛(113mg)混悬在CH2Cl2(7mL)中。在室温下搅拌反应混合物1小时。一次性加入固体的催化剂10(270mg，0.45mmol，0.9当量)，从手套箱中取出反应烧瓶并在室温和氮气气氛下于黑暗中搅拌1.5小时。真空下除去溶剂，将残留固体溶解在尽可能少量的C6H6中，并倾倒于填装有TSI Scientific硅胶的柱上。利用戊烷/二乙醚(1/1)洗脱作为褐绿色条带的络合物。将此络合物在真空下浓缩，转移到手套箱中，溶解在尽可能少量的苯中并冷冻干燥，得到褐黄色固体的所期望的络合物(75mg，0.147mmol，产率32％)。此固体在空气中在固体状态下是稳定的，并且可溶于CH2Cl2、CHCl3、苯、甲苯和THF中。
1H NMR(CD2Cl2，500MHz)δ＝17.93(s，1H)，7.90-7.88(m，2H)，7.79-7.77(m，1H)，7.70-7.58(m，4H)，7.15-7.08(m，2H)，5.14(七重峰，J＝6Hz，1H)，2.42(s，3H)，2-12(s，3H)，1.52(d，J＝6Hz，6H)；13C{1H}NMR(CD2Cl2，125MHz)δ＝287.26，215.05，154.90，143.80，142.49，139.96，130.36，129.71，129.57，129.18，122.95，122.26，113.68，75.67，21.72，12.97，12.71. 催化剂1的晶体结构示于图1中，其通过下表1中所示的X射线晶体学结果而得以确证 表1支持催化剂1的晶体结构的数据
实施例2(b)[RuCl2(3-(2-甲基苯基)-4，5-二甲基亚噻唑-2-基)(＝CH-o-iPrO-Ph)]催化剂2的制备
于黑暗中在手套箱中将氯化3-(2-甲基苯基)-4，5-二甲基噻唑鎓(9b)(120.0mg，0.50mmol，1当量)、氧化银(I)(58.0mg，0.025mmol，0.5当量)和4
分子筛(113mg)混悬在CH2Cl2(7mL)中。在室温下搅拌反应混合物1小时。一次性加入固体的催化剂10(270mg，0.45mmol，0.9当量)，从手套箱中取出反应烧瓶并在室温和氮气气氛下于黑暗中搅拌1.5小时。真空下除去溶剂，将残留固体溶解在尽可能少量的C6H6中，并倾倒于填装有TSI Scientific硅胶的柱上。利用戊烷/二乙醚(1/1)洗脱作为褐色条带的络合物。将此络合物在真空下浓缩，转移到手套箱中，溶解在尽可能少量的苯中并冷冻干燥，得到褐色固体的所期望的络合物(125mg，0.239mmol，产率53％)。此固体在空气中在固体状态下是稳定的，并且可溶于CH2Cl2、CHCl3、苯、甲苯和THF中。
1H NMR(CD2Cl2，500MHz)δ＝17.92(s，1H)，8.09-8.07(m，1H)，7.79-7.77(m，1H)，7.70-7.67(m，1H)，7.53-7.49(m，2H)，7.44-7.42(m，1H)，7.15-7.07(m，2H)，5.12(七重峰，J＝6Hz，1H)，2.42(s，3H)，2.16(s，3H)，2.01(s，3H)，1.53(d，J＝6Hz，3H)，1.44(d，J＝6Hz，3H)；13C{1H}NMR(CD2Cl2，125MHz)δ＝287.59，215.39，155.23，144.13，142.82，140.29，130.70，130.04，129.90，129.52，123.29，122.59，114.02，76.01，22.06，13.31，13.05. 催化剂2的晶体结构示于图2中，其通过下表2中所示的X射线晶体学结果而得以确证 表2支持催化剂2的晶体结构的数据
实施例2(c)[RuCl2(3-(2，4，6-三甲基苯基)-4，5-二甲基亚噻唑-2-基)(＝CH-o-iPrO-Ph)]催化剂3的制备
于黑暗中在手套箱中将氯化3-(2，4，6-三甲基苯基)-4，5-二甲基噻唑鎓(9c)(93.8mg，0.35mmol，1当量)、氧化银(I)(40.6mg，0.175mmol，0.5当量)和4
分子筛(95mg)混悬在CH2Cl2(5mL)中。在室温下搅拌反应混合物1小时。一次性加入固体的催化剂10(189mg，0.315mmol，0.9当量)，从手套箱中取出反应烧瓶并在室温和氮气气氛下于黑暗中搅拌1小时。真空下除去溶剂，将残留固体溶解在尽可能少量的C6H6中，并倾倒于填装有TSI Scientific硅胶的柱上。利用戊烷/二乙醚(1/1)洗脱作为棕色条带的络合物。将此络合物在真空下浓缩，转移到手套箱中，溶解在尽可能少量的苯中并冷冻干燥，得到棕色固体的所期望的络合物(93mg，0.168mmol，产率54％)。此固体在空气中在固体状态下是稳定的，并且可溶于CH2Cl2、CHCl3、苯、甲苯和THF中。通过使己烷缓慢扩散到3在苯中的溶液中而使适于X射线晶体学的晶体在室温下生长。
1H NMR(CD2Cl2，500MHz)δ＝17.27(s，1H)，7.67-7.59(m，2H)，7.12-7.07(m，4H)，5.17(七重峰，J＝6Hz，1H)，2.43(s，6H)，2.09(s，6H)，1.87(s，3H)，1.61(d，J＝6Hz，6H)；13C{1H}NMR(CD2Cl2，125MHz)δ＝284.03，211.33，154.36，143.92，140.58，139.78，138.08，137.00，130.82，130.10，129.31，122.81，122.43，113.62，75.93，21.74，21.19，18.71，12.69，11.90；HRMS(FAB+) C24H329Cl2NORuS[M]+ 计算值551.0391，实测值551.0382. 催化剂3的晶体结构示于图3(a)、3(b)和3(c)中，其通过下表3中所示的X射线晶体学结果而得以确证 表3支持催化剂3的晶体结构的数据
实施例2(d)[RuCl2(3-(2，6-二乙基苯基)-4，5-二甲基亚噻唑-2-基)(＝CH-o-iPrO-Ph)]催化剂4的制备
于黑暗中在手套箱中将氯化3-(2，6-二乙基苯基)-4，5-二甲基噻唑鎓(9d)(70.5mg，0,25mmol，1当量)、氧化银(I)(29.0mg，0.125mmol，0.5当量)和4
分子筛(71mg)混悬在CH2Cl2(3.5mL)中。在室温下搅拌反应混合物1小时。一次性加入固体的催化剂10(135mg，0.225mmol，0.9当量)，从手套箱中取出反应烧瓶并在室温和氮气气氛下于黑暗中搅拌16小时。真空下除去溶剂，将残留固体溶解在尽可能少量的C6H6中，并倾倒于填装有TSI Scientific硅胶的柱上。利用戊烷/二乙醚(1/1)洗脱作为棕色条带的络合物。将此络合物在真空下浓缩，转移到手套箱中，溶解在尽可能少量的苯中并冷冻干燥，得到棕色固体的所期望的络合物(74mg，0.131mmol，产率58％)。此固体在空气中在固体状态下是稳定的，并且可溶于CH2Cl2、CHCl3、苯、甲苯和THF中。通过使己烷缓慢扩散到4在苯中的溶液中而使适于X射线晶体学的晶体在室温下生长。
1H NMR(CD2Cl2，500MHz)δ＝17.27(s，1H)，7.66-7.62(m，2H)，7.54(t，J＝8Hz，1H)，7.34(d，J＝8Hz，2H)，7.11-7.06(m，2H)，5.16(七重峰，J＝6Hz，1H)，2.62(m，2H)，2.43(s，3H)，2.24(m，2H)，1.88(s，3H)，1.59(d，J＝6Hz，6H)，1.17(t，J＝7Hz，6H)13C{1H}NMR(CD2Cl2，125MHz)δ＝282.90，210.53，154.52，143.77，142.20，140.93，139.54，131.26，130.09，130.00，125.80，122.79，122.42，113.65，75.91，31.52，27.39，27.30，26.08，24.06，21.76，13.23，12.71，12.28；HRMS(FAB+) C25H30Cl2NORuS[M]+计算值564.0469，实测值564.0461. 催化剂4的晶体结构示于图4(a)和4(b)中，其通过下表4中所示的X射线晶体学结果而得以确证 表4支持催化剂4的结构的数据
实施例2(e)[RuCl2(3-(2，6-二异丙基苯基)-4，5-二甲基噻唑-2-亚基)(＝CH-o-iPrO-Ph)]催化剂5的制备
在室温下于手套箱中将氯化3-(2，6-二异丙基苯基)-4，5-二甲基噻唑鎓(9e)(190.8mg，0.616mmol，2.2当量)与等摩尔量的KHMDS(122.8mg，0.616mmol)在苯(15mL)中搅拌30分钟。一次性加入固体的催化剂10(168.2mg，0.28mmol，1.0当量)，从手套箱中取出反应烧瓶并在室温和氮气气氛下搅拌1小时。在真空下将溶液浓缩至2mL并倾倒于填装有TSIScientific硅胶的柱上。利用己烷/二乙醚(1/1)洗脱作为棕色条带的络合物。将此络合物在真空下浓缩，转移到手套箱中，溶解在尽可能少量的苯中并冷冻干燥，得到棕色固体的所期望的络合物(66mg，0.11mmol，产率40％)。此固体在空气中在固体状态下是稳定的，并且可溶于CH2Cl2、CHCl3、苯、甲苯和THF中。通过使己烷缓慢扩散到5在甲苯中的溶液中而使适于X射线晶体学的晶体在室温下生长。
1H NMR(CD2Cl2，500MHz)δ＝16.60(s，1H)，7.63-7.57(m，2H)，7.38(d，J＝8Hz，2H)，7.07-7.02(m，3H)，5.19(七重峰，J＝6Hz，1H)，2.50(七重峰，J＝7Hz，2H)，2.42(s，3H)，1.91(s，3H)，1.70(d，J＝6Hz，6H)，1.12(d，J＝7Hz，6H)，1.03(d，J＝7Hz，6H)；13C{1H}NMR(CD2Cl2，125MHz)280.83(d，J＝52Hz)，209.03，162.87，154.15，147.58，146.64，143.30，141.88，138.53，130.42，129.81，124.75，122.63，122.29，113.50，75.93，28.41，24.46，24.12，22.02，12.99，12.58；HRMS(FAB+) C27H35NOCl2RuS[M]+ 计算值593.0860，实测值593.0875. C27H35Cl2NORuS的分析计算值54.63C，5.94H，2.36N.实测值56.65C，5.72H，2.70N. 实施例2(f)[RuCl2(3-(2，4，6-三甲基苯基)-4，5-二甲基亚噻唑-2-基)(＝CH-Ph)(PCy3)]催化剂6的制备
于黑暗中在手套箱中将氯化3-(2，4，6-三甲基苯基)-4，5-二甲基噻唑鎓(9c)(134mg，0.5mmol，1当量)、氧化银(I)(58mg，0.25mmol，0.5当量)和4
分子筛(135mg)混悬在CH2Cl2(2.5mL)中。在室温下搅拌反应混合物1小时。一次性加入固体的催化剂11(370mg，0.45mmol，0.9当量)，从手套箱中取出反应烧瓶并在室温和氮气气氛下于黑暗中搅拌30分钟。真空下除去溶剂，将残留固体溶解在尽可能少量的C6H6中，并倾倒于填装有TSI Scientific硅胶的柱上。利用二乙醚/戊烷(15/85)洗脱作为绿色条带的络合物。将此络合物在真空下浓缩，转移到手套箱中，溶解在尽可能少量的苯中并冷冻干燥，得到棕色固体的所期望的络合物(105mg，0.136mmol，产率30％)。此固体在空气中在固体状态下是稳定的，并且可溶于CH2Cl2、CHCl3、苯、甲苯和THF中。
1H NMR(CD2Cl2，500MHz)δ＝19.61(d，J＝6Hz，1H)，8.16(d，J＝8Hz，2H)，7.59(t，J＝8Hz，1H)，7.29(t，J＝8Hz，2H)，6.84(s，2H)，2.34-2.24(m，9H)，2.11(s，6H)，1.77(s，3H)，1.71-1.12(m，30H)；13C{1H}NMR(CD2Cl2，125MHz)δ＝299.80，220.39，152.21，140.31，139.14，137.94，136.21，131.24，129.71，129.46，128.44，32.53，32.40，29.96，28.08，28.00，27.21，26.66，21.08，18.88，12.35，11.67；HRMS(FAB+) C39H56Cl2NPSRu[M]+ 计算值773.2292，实测值773.2316. 实施例2(g)[RuCl2(3-(2，6-二乙基苯基)-4，5-二甲基亚噻唑-2-基)(＝CH-Ph)(PCy3)]催化剂7的制备
于黑暗中在手套箱中，将氯化3-(2，6-二乙基苯基)-4，5-二甲基噻唑鎓(9d)(70.5mg，0.25mmol，1当量)、氧化银(I)(29.0mg，0.125mmol，0.5当量)和4
分子筛(71mg)混悬在CH2Cl2(3.5mL)中。在室温下搅拌反应混合物1小时。一次性加入固体的催化剂11(185mg，0.225mmol，0.9当量)，从手套箱中取出反应烧瓶并在室温和氮气气氛下于黑暗中搅拌1.5小时。真空下除去溶剂，将残留固体溶解在尽可能少量的C6H6中，并倾倒于填装有TSI Scientific硅胶的柱上。利用二乙醚/戊烷(15/85)洗脱作为棕色条带的络合物。将此络合物在真空下浓缩，转移到手套箱中，溶解在尽可能少量的苯中并冷冻干燥，得到棕色固体的所期望的络合物(72mg，0.091mmol，产率41％)。此固体在空气中在固体状态下是稳定的，并且可溶于CH2Cl2、CHCl3、苯、甲苯和THF中。
1H NMR(CD2Cl2，500MHz)δ＝19.67(d，J＝7Hz，1H)，8.16-8.14(m，2H)，7.60(t，J＝7Hz，1H)，7.36-7.27(m，3H)，7.19-7.17(m，2H)，2.92(m，2H)，2.33-2.22(m，6H)，2.19-2.07(m，2H)，1.80(s，3H)，1.67-1.09(m，36H)；13C{1H}NMR(CD2Cl2，125MHz)δ＝301.65，219.36，152.36，141.37，140.42，140.39，139.31，131.28，129.82，129.78，128.88，128.52，127.84，126.65，125.58，32.53，32.41，31.16，29.90，28.08，28.00，27.63，27.59，26.65，26.40，24.19，12.74，12.35，12.03；HRMS(FAB+) C40H58RuNPSCl2[M]+ 计算值787.2449，实测值787.2460. 实施例3催化剂1-7的催化活性 制备储备溶液的一般方法可制备含有足够催化剂的两种储备溶液用于所有反应。在手套箱内，向容量瓶中加入催化剂(0.016mmol)，加入C6D6(或CD2Cl2)以制备1.0mL储备溶液A(0.016M)。然后将0.5mlA转移到另一个2ml容量瓶中并用C6D6(或CD2Cl2)稀释至2ml以制备储备溶液B(0.004M)。利用该方法制备用于环合复分解反应(RCM)、开环复分解聚合反应(ROMP)和交叉复分解反应(CM)标准活性测试4的催化剂1-7的储备溶液。
4至少以一式两份进行所有反应以确认重现性。
在某些图(图9、11和17-19)中，将本发明的催化剂与常规催化剂进行了比较。常规催化剂显示如下催化剂A(又称为第一代Grubbs催化剂)；催化剂B(又称为第一代Hoveyda催化剂)；催化剂C(又称为第二代Grubbs催化剂)；以及催化剂D(又称为第二代Hoveyda催化剂)。
实施例3(a)二烯丙基丙二酸二乙酯(12)的RCM
在手套箱内向带有螺旋帽隔膜顶部的NMR管中加入催化剂储备溶液B(200μL，0.80μmol，1.0摩尔％或500μL，2μmol，2.5摩尔％)和C6D6(或CD2Cl2)(分别为600或300μL)。将样品在NMR探头中于30、50或60℃下平衡，然后通过注射器加入12(19.3μL，19.2mg，0.080mmol，0.1M)。利用Varian阵列功能采集适当时间段的数据点。通过比较初始原料中亚甲基质子δ2.83(dt)与产物中亚甲基质子δ3.13(s)(这些是在C6D6中的化学位移。在CD2Cl2中相应的化学位移是δ2.61(dt)和δ2.98(s))的积分比而确定向13的转化率。图5-8显示了利用催化剂1-5的二烯丙基丙二酸二乙酯(12)的RCM结果，图9显示了利用催化剂6-7的二烯丙基丙二酸二乙酯(12)的RCM结果。
实施例3(b)烯丙基甲代烯丙基丙二酸二乙酯(14)的RCM
在手套箱内向带有螺旋帽隔膜顶部的NMR管中加入催化剂储备溶液B(200μL，0.80μmol，1.0摩尔％或500μL，2μmol，2.5摩尔％)和C6D6(或CD2Cl2)(分别为600或300μL)。将样品在NMR探头中于30、50或60℃下平衡，然后通过注射器加入14(20.5μL，20.4mg，0.080mmol，0.1M)。利用Varian阵列功能采集适当时间段的数据点。通过比较起始原料中亚甲基质子δ2.91(s)、2.88(dt)与产物中亚甲基质子δ3.15(s)3.05(m)(这些是在C6D6中的化学位移。在CD2Cl2中相应的化学位移是起始原料是δ2.67(s)、2.64(dt)，产物是δ2.93(s)、2.88(m))的积分比而确定向15的转化率。图10显示了利用催化剂1-5的烯丙基甲代烯丙基丙二酸二乙酯(14)的RCM结果，图11显示了利用催化剂6-7的烯丙基甲代烯丙基丙二酸二乙酯(14)的RCM结果。
实施例3(c)烯丙苯(16)与顺式-1，4-二乙酰氧基-2-丁烯(17)的交叉复分解反应
在氩气气氛下，将烯丙苯(1.00mL，7.55mmol)和十三烷(内标物，0.920mL，3.77mmol)在火焰烘干的4mL瓶中进行合并。在进行t0时间点记时之前搅拌混合物。在手套箱内向4mL瓶中加入催化剂(10μmol)和CDCl3(1mL)。从手套箱中取出瓶，然后同时通过注射器加入顺式-1，4-二乙酰氧基-2-丁烯(64μL，0.40mmol)和烯丙苯/十三烷混合物(51μL；0.20mmol 14+0.10mmol十三烷)。使反应在25或60℃下搅拌。在规定的时间段取出等分试样。通过将30μL反应等分试样加入到乙基乙烯基醚在二氯甲烷中的500μL 3M溶液中而得到用于GC分析的样品。振摇样品，静置5分钟，然后通过GC进行分析。
图12-15显示了利用催化剂3-5催化烯丙苯(16)与顺式-1，4-二乙酰氧基-2-丁烯(17)的CM的结果。如图14所见，催化剂2和4表明了大约相同的反应性，而催化剂3则显示出稍微更有效，其得到更高产率的所期望的交叉产物。如图15所示，当增加所述亚噻唑-2-基配体的N-芳基取代基的体积时，所述催化剂也产生更多的Z式烯烃。增加所述亚噻唑-2-基配体上的N-芳基的体积，所述催化剂对Z的选择性变得更强，络合物5是所有当中选择性最强的，在高达50％产物产率中，其得到比4小的E/Z比。
实施例3(d)1，5-环辛二烯(19)的ROMP
在手套箱内向带有螺旋帽隔膜顶部的NMR管中加入在CD2Cl2或CDCl3中的催化剂储备溶液(0.004M，800μL，3.2μmol，0.8摩尔％或100μL 0.004M的储备溶液，0.1摩尔％，连同700μL溶剂)。将样品在NMR探头中于30或60℃下平衡，然后通过注射器加入19(49.1μL，43.3mg，0.40mmol，0.5M)。利用Varian阵列功能采集适当时间段的数据点。通过比较起始原料中亚甲基质子δ2.31(m)与产物中亚甲基质子δ2.05(br，m)、2.00(br，m)的积分比而确定向20的转化率。图16显示了在30℃时利用催化剂1-5的1，5-环辛二烯(19)的ROMP。图17显示了在60℃时利用催化剂6-7的1，5-环辛二烯(19)的ROMP。
实施例3(e)二烯21的大环环合复分解反应
在氩气气氛下，将14元内酯21(410μL，1.5mmol)和十三烷(内标物，500μL，2.05mmol)在火焰烘干的4mL瓶中进行合并。在进行t0时间点记时之前搅拌混合物。在手套箱内向20mL瓶中加入催化剂(1.5μmol)和脱气的无水ClCH2CH2Cl(6mL)。从手套箱中取出瓶并在50℃和氩气下平衡5分钟，然后通过注射器加入所述14元内酯/十三烷混合物(18μL)。使反应在50℃下搅拌。通过将400μL反应等分试样加入到乙基乙烯基醚在二氯甲烷中的100μL 3M溶液中而得到用于GC分析的样品。振摇样品，静置至少5分钟，然后通过GC进行分析。
在图18和19中分析了催化剂1-5在14元内酯21的大环环合中的催化活性。如图18所示，催化剂2-4是该家族中反应活性最强的催化剂，表现出可与常规催化剂C和D相比的反应活性。如图19所示，催化剂1-5在该反应中表现出几乎相等的立体选择性，产生的大环产物22的E/Z比在开始时为约3，最终在85％的转化率下达到约6的值。有趣的是，催化剂1-5的E/Z特性不同于催化剂C和D的，而是更类似于催化剂A在同一反应中所表现出来的立体选择性。对于催化剂A的分析可见于Lee等，Org.Lett.，2，2145-2147，其通过引用全文并入本文。
本发明的催化剂已显示出有效催化多种复分解反应。实施例显示了二烯丙基丙二酸二乙酯(12，图5-9)和烯丙基甲代烯丙基丙二酸二乙酯(14，图10-11)的RCM反应；烯丙苯(16)与顺式-1，4-二乙酰氧基-2-丁烯(17)的CM反应(图12-15)；1，5-环辛二烯(19)的ROMP(图16-17)；以及二烯21的大环RCM(图18-19)。更明显的是，如催化剂3-5(1％催化剂负载，60℃)所催化的12的RCM反应中二烯浓度对时间的线性对数图所示(图7)，这些RCM反应遵循假一级动力学，即催化剂3-5出乎意料地稳定。
权利要求
1.通式(I)的化合物
其中
M是Ru或Os；
n是0、1或2；
X1和X2独立地是阴离子配体；
L是任意中性的2-电子供体配体；
m是1或2；
R6和R7各自独立地是氢或选自以下的取代或未取代基团C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、芳基、C1-C20羧酸酯、C1-C20烷氧基、C2-C20烯氧基、C2-C20炔氧基、芳氧基、C2-C20烷氧基羰基、C1-C20烷硫基、C1-C20烷基磺酰基和C1-C20烷基亚硫酰基；以及
L1是式(II)的亚噻唑-2-基配体
其中
R4和R5各自独立地是H、取代或未取代的C1-C8烷基、取代或未取代的芳基，或者R4和R5与其所连接的碳一起形成取代或未取代的稠合4-8元碳环或者取代或未取代的稠合的芳香环；以及
R1、R2和R3共同定义为如下组合(a)或组合(b)
(a)R1各自独立地为伯或仲C1-C4烷基；R2各自独立地为H；R3独立地为H，取代或未取代的C1-C8烷基，取代或未取代的苯基，取代或未取代的萘基，或者取代或未取代的蒽基，或者选自以下的官能团卤素、羟基、巯基、氰基、氰酰基、氰硫基、氨基、硝基、亚硝基、磺基、磺酸根合、硼烷基、二羟硼基、膦酰基、膦酸氢根合、膦酸根合、二氧磷基、膦基和甲硅烷基氧基；或者
(b)R1各自是H；R2各自独立地为H、取代或未取代的C1-C8烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、或者取代或未取代的蒽基；R3是H。
2.权利要求1的化合物，其中L1中的R1、R2和R3如组合(a)所定义，其中R1各自是甲基、乙基或异丙基；R3是H、异丁基、叔丁基、新戊基、新己基或苯基。
3.权利要求2的化合物，其中R1各自是甲基或乙基；R3是H。
4.权利要求1的化合物，其中L1中的R1、R2和R3如组合(b)所定义，其中R2各自是仲或叔C3-C10烷基或芳基；R3是H、异丁基、叔丁基、新戊基、新己基或苯基。
5.权利要求4的化合物，其中R2各自是异丁基、叔丁基、新戊基、新己基或苯基；R3是H。
6.权利要求1的化合物，其中R4和R5独立地是H或C1-C4烷基、或稠合的环己基或苯基。
7.权利要求1的化合物，其中X1和X2独立地选自卤化物、C1-C20烷基、芳基、C1-C20烷氧化物、芳族醚、C3-C20烷基二酮根、芳基二酮根、C1-C20羧酸根、芳基磺酸根、C1-C20烷基磺酸根、C1-C20烷硫基、C1-C20烷基磺酰基和C1-C20烷基亚硫酰基。
8.权利要求7的化合物，其中X1和X2独立地选自卤化物、苯甲酸根、C1-C5羧酸根、C1-C5烷基、苯氧基、C1-C5烷氧基、C1-C5烷硫基、芳基和C1-C5烷基磺酸根。
9.权利要求8的化合物，其中X1和X2独立地选自卤素、CF3CO2、CH3CO2、CFH2CO2、(CH3)3CO、(CF3)2(CH3)CO、(CF3)(CH3)2CO、PhO、MeO、EtO、甲苯磺酸根、甲磺酸根和三氟甲磺酸根。
10.权利要求9的化合物，其中X1和X2各自为氯化物。
11.权利要求1的化合物，其中R6是氢、取代或未取代的C1-C5烷基、或者取代或未取代的芳基；R7是取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C20烯基、或者取代或未取代的芳基。
12.权利要求11的化合物，其中R6是氢，R7是苯基或乙烯基，所述苯基或乙烯基任选地被选自以下的一个或多个部分所取代C1-C5烷基、C1-C5烷氧基、苯基、氯化物、溴化物、碘化物、氟化物、-NO2和-NMe2。
13.权利要求12的化合物，其中R7是苯基或者-C＝C(CH3)2。
14.权利要求1的化合物，其中m是1，n是0，L与R7相连接形成螯合卡宾配体。
15.权利要求14的化合物，其中L通过间隔基部分与R7相连，其中所述间隔基部分是取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、或者取代或未取代的芳基。
16.权利要求14的化合物，其中M是Ru，L和R7相连形成选自以下的络合物
17.权利要求1的化合物，其中m是2，L配体各自独立地是吡啶或取代吡啶。
18.权利要求1的化合物，其中L选自膦、磺化膦、亚磷酸根、单烷氧基膦根、亚膦酸根、胂、锑化氢、醚、胺、酰胺、亚胺、亚砜、羧根、亚硝酰根、吡啶、硫醚和L1。
19.权利要求18的化合物，其中L是式PR’R”R”’的膦，其中R’、R”和R”’各自独立地是芳基、C1-C10烷基或C3-C6环烷基。
20.权利要求19的化合物，其中L选自P(环己基)3、P(环戊基)3和P(异丙基)3和P(苯基)3。
21.权利要求1的化合物，其具有下式
其中，R1、R2、R3、R4和R5的定义如权利要求1。
22.权利要求1的化合物，其具有下式
其中，R1、R2、R3、R4和R5的定义如权利要求1，其中R6是C1-C4烷基。
23.权利要求1的化合物，其中所述化合物选自以下化合物
24.一种通过环合复分解反应来制备四取代环烯烃的方法，所述方法包括使烯烃化合物与权利要求1的化合物在复分解反应条件下反应以形成四取代环烯烃，其中所述烯烃化合物具有至少两个末端烯，每个所述末端烯均在β碳上被取代。
25.权利要求24的方法，其中所述烯烃化合物具有以下通式(III)的结构
其中
Q选自亚烃基、取代亚烃基、含杂原子的亚烃基和取代的含杂原子的亚烃基；
Q1和Q2独立地选自氢、烃基、取代烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子的烃基、卤化物、羟基、巯基、氰基、氰酰基、氰硫基、氨基、硝基、亚硝基、磺基、磺酸根合、硼烷基、二羟硼基、膦酰基、膦酸氢根合、磷酸根合、二氧磷基、膦基和甲硅烷基氧基，
前提是Q1和Q2不都是氢。
26.权利要求25的方法，其中Q1和Q2均不是氢。
27.一种通过交叉复分解反应来制备在烯丙基碳上进一步被取代的二取代烯烃或三取代烯烃的方法，所述方法包括使两种烯烃与权利要求1的化合物在复分解反应条件下接触而形成三取代烯烃，其中第一烯烃在β碳上被单取代并且在α-碳上未取代或被单取代，第二烯烃在β碳上被双取代或在β碳上被单取代并且在烯丙基碳上被进一步取代，以及在α-碳上被单取代或未取代。
28.权利要求27的方法，其中所述三取代烯烃具有式Q1Q2C＝CHQ3，其中Q1、Q2和Q3独立地选自烃基、取代烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子的烃基、卤化物、羟基、巯基、氰基、氰酰基、氰硫基、氨基、硝基、亚硝基、磺基、磺酸根合、硼烷基、二羟硼基、膦酰基、膦酸氢根合、磷酸根合、二氧磷基、膦基和甲硅烷基氧基，其中Q1、Q2和/或Q3可连接成环烯烃的一部分。
29.权利要求27的方法，其中所述二取代烯烃具有式Q1Q2C＝CH2或Q1HC＝CHQ2，其中Q1和Q2独立地选自烃基、取代烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子的烃基、卤化物、羟基、巯基、氰基、氰酰基、氰硫基、氨基、硝基、亚硝基、磺基、磺酸根合、硼烷基、二羟硼基、膦酰基、膦酸氢根合、磷酸根合、二氧磷基、膦基和甲硅烷基氧基，其中Q1和Q2可连接作为环烯烃的一部分。
30.权利要求27的方法，其中在所述烯丙基碳上具有额外取代的所述二取代烯烃具有式Q1HC＝CHCQ2Q3Q4，其中Q1、Q2、Q3和Q4独立地选自烃基、取代烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子的烃基、卤化物、羟基、巯基、氰基、氰酰基、氰硫基、氨基、硝基、亚硝基、磺基、磺酸根合、硼烷基、二羟硼基、膦酰基、膦酸氢根合、磷酸根合、二氧磷基、膦基和甲硅烷基氧基，其中Q1、Q2、Q3和/或Q4可连接作为环烯烃的一部分。
31.一种利用开环复分解聚合反应合成聚合物的方法，所述方法包括使环烯烃与权利要求1的化合物接触。
32.一种通过环合复分解反应合成环烯烃的方法，所述方法包括在权利要求1的化合物存在下使非环二烯接触而形成环烯烃。
33.权利要求32的方法，其中所述环烯烃是大环烯烃。
全文摘要
本发明涉及通式(I)的烯烃复分解反应催化剂，其具有通式(II)的亚噻唑-2-基配体。已发现所述催化剂是以下反应的特别好的引发剂(a)用于制备四取代环烯烃的环合复分解反应，以及(b)用于制备三取代和二取代烯烃的交叉复分解反应。
文档编号C07F15/00GK101594937SQ200780050108
公开日2009年12月2日 申请日期2007年11月20日 优先权日2006年11月21日
发明者乔治·C·武吉乌卡亚基斯, 罗伯特·H·格拉布斯 申请人:加州理工学院