專利名稱：催化制備環(huán)狀羧酸酯的制作方法
專利說明催化制備環(huán)狀羧酸酯 本發(fā)明涉及一種在均相貴金屬催化劑(所述貴金屬為銥)存在下，用氫氫化環(huán)狀二羧酸酐來制備環(huán)狀單羧酸酯的方法。
在Bull.Chem.Soc.Jpn.72(1999)，第573-580頁中，K.Nagayama等描述了在Pd[P(C6H5)3]4作為均相催化劑存在下，在氫化反應(yīng)中用氫將苯甲酸酐解離為苯甲醛和苯甲酸。
在J.Organometal.Chem.188(1980)，第109-119頁中，M.Bianchini等描述了在[Ru4H4(CO)8[P(正丁基)3]4]作為均相催化劑存在下，用氫將琥珀酸酐定量氫化為γ-戊內(nèi)酯。
在Bull.Chem.Soc.Jpn.57(1984)，第897-898頁中，T.Ikariya等描述了在均相釕催化劑存在下，用氫將2，2-二甲基戊二酸酐氫化為2，2-二甲基-δ-己內(nèi)酯。其收率低，但化學(xué)選擇性優(yōu)異。
在Tetrahedron Letters，22(43)，第4297-4300(1981)頁中，K.Osakada等描述了在三乙胺和包含手性二膦配體(此處為DIOP)的均相釕催化劑存在下，用氫將在3位被取代的前手性環(huán)烷烴-1，2-二羧酸酐或前手性戊二酸酐氫化為在3位被取代的γ-戊內(nèi)酯或δ-己內(nèi)酯。收率和化學(xué)選擇性中等，且據(jù)報(bào)道旋光收率僅最高達(dá)20％對(duì)映體過量(ee)。
因此，迄今為止描述的各種方法均不適用于工業(yè)制備方法。藥物活性化合物和農(nóng)用化學(xué)品(殺蟲劑)以及用于該目的的天然材料通常包含內(nèi)酯環(huán)，且有時(shí)包含不對(duì)稱碳原子。需要化學(xué)收率良好和旋光收率(如果適當(dāng))良好地催化制備這些活性化合物或用于這種活性化合物的中間體。
現(xiàn)已意外地發(fā)現(xiàn)當(dāng)在均相銥催化劑存在下，使用手性配體(如果適當(dāng))進(jìn)行氫化時(shí)，用氫氫化可能的前手性環(huán)狀二羧酸酐形成內(nèi)酯，化學(xué)選擇性優(yōu)異、對(duì)映體選擇性突出且化學(xué)收率和旋光收率也高。此外，發(fā)現(xiàn)在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件下，可在形成中間體(環(huán)狀羥基酯)后停止反應(yīng)，隨后形成的中間體可進(jìn)一步反應(yīng)，得到所需的環(huán)狀酯。
本發(fā)明提供了一種在均相貴金屬催化劑存在下，用氫氫化環(huán)狀二羧酸或多羧酸酸酐的至少一個(gè)酸酐基團(tuán)-C(O)-O-C(O)-中的羰基制備除下式結(jié)構(gòu)的環(huán)狀酯以外的環(huán)狀酯的方法，其特征在于使用銥催化劑在均相反應(yīng)混合物中進(jìn)行氫化，
其中R′1和R′2各自獨(dú)立為-NR′3R′4基團(tuán)，且R′3和R′4各自獨(dú)立為氫、未取代或取代的烷基、未取代或取代的烯基、未取代或取代的環(huán)烷基、未取代或取代的芳基、未取代或芳族取代的芳烷基、未取代或芳族取代的芳烯基、其中環(huán)烷基未取代或取代的環(huán)烷基烷基、雜環(huán)基、未取代或取代的烷?；?、未取代或取代的芳?；?、未取代或取代的烷基磺?；?、未取代或取代的芳基磺?；蚣坠柰榛鵖i(烷基)3、Si(芳基)3、Si(烷基)1(芳基)2或Si(烷基)2(芳基)I，或者兩個(gè)R′3一基團(tuán)起為-C(O)-，且兩個(gè)R′4基團(tuán)各自獨(dú)立如上定義。
本發(fā)明的方法可在低溫或高溫下進(jìn)行，溫度例如為-20至150℃，優(yōu)選為-10至100℃，特別優(yōu)選為10至80℃。在較低溫度下的旋光收率通常比在較高溫度下的旋光收率好，但是在較高溫度下轉(zhuǎn)化得更快。
本發(fā)明的方法可在大氣壓或超大氣壓下進(jìn)行。壓力可例如為105-2×107Pa(帕斯卡)。
催化劑的用量?jī)?yōu)選為環(huán)狀酸酐的0.0001-10％摩爾，特別優(yōu)選為0.001-10％摩爾，非常特別優(yōu)選為0.01-5％摩爾。
可在不含溶劑或在惰性溶劑存在下進(jìn)行氫化，可使用一種溶劑或多種溶劑的混合物。合適的溶劑例如為脂族、脂環(huán)族和芳族烴(戊烷、己烷、石油醚、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯)、醚(乙醚、二丁基醚、叔丁基甲基醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二甘醇二甲醚、四氫呋喃、二烷、二甘醇單甲醚或二甘醇單乙醚)、酮(丙酮、甲基異丁基酮)、羧酸酯和內(nèi)酯(乙酸乙酯或乙酸甲酯、戊內(nèi)酯)、N-取代的內(nèi)酰胺(N-甲基吡咯烷酮)、甲酰胺(二甲基酰胺、二甲基甲酰胺)、無環(huán)脲(二甲基咪唑啉)、亞砜和砜(二甲基亞砜、二甲基砜、1，4-亞丁基亞砜、1，4-亞丁基砜)、未氟化或氟化的醇(甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二甘醇單甲醚、1，1，1-三氟乙醇)和水。其他合適的溶劑為低分子量羧酸，例如乙酸。所述溶劑可單獨(dú)使用或以至少兩種溶劑的混合物形式使用。優(yōu)選的溶劑為烴、醇、醚以及至少兩種這些溶劑的混合物。
反應(yīng)可在助催化劑存在下進(jìn)行，所述助催化劑例如為堿金屬(Li、K、Na)鹵化物或鹵化銨，特別是季銨鹵化物，所述鹵離子優(yōu)選為Br或I，特別優(yōu)選為I。發(fā)現(xiàn)碘化四丁基銨特別有用。助催化劑的量可例如為銥絡(luò)合物的0.1-100當(dāng)量，優(yōu)選為10-80當(dāng)量。還可在助催化劑和質(zhì)子酸(例如無機(jī)酸、羧酸或磺酸)存在下進(jìn)行氫化，有關(guān)助催化劑和酸例如參見US-A-5,371,256、US-A-5,446,844、US-A-5,583,241和EP-A-0 691 949)。所述酸可例如作為溶劑使用，或者其量為亞胺量的0.001-50％重量，優(yōu)選為0.1-50％重量。
氟化的醇(例如1，1，1-三氟乙醇)的存在同樣可促進(jìn)催化反應(yīng)。
用作催化劑的金屬絡(luò)合物可以單獨(dú)制備的已分離的化合物形式加入，或者可在反應(yīng)之前原位形成，隨后與待氫化的反應(yīng)物混合。在使用已分離的金屬絡(luò)合物的反應(yīng)中，最好另外加入配體或者在原位制備中使用過量的配體。所述過量可例如為1-6摩爾，優(yōu)選為1-2摩爾，基于用于制備的銥化合物計(jì)算。
本發(fā)明的方法通常如下進(jìn)行，開始加入催化劑，隨后加入反應(yīng)物，適當(dāng)?shù)那闆r下，加入反應(yīng)助劑，使用氫將反應(yīng)器加壓，隨后開始反應(yīng)。所述方法可在各種類型的反應(yīng)器中連續(xù)進(jìn)行或分批進(jìn)行。
根據(jù)骨架的結(jié)構(gòu)和大小，環(huán)狀酸酐可包含一個(gè)或多個(gè)環(huán)狀酸酐基團(tuán)，例如1-4個(gè)，更優(yōu)選1-3個(gè)，特別優(yōu)選1個(gè)或2個(gè)環(huán)狀酸酐基團(tuán)。此外，環(huán)狀酸酐基團(tuán)可共具有4-10個(gè)，優(yōu)選5-8個(gè)，更優(yōu)選5-7個(gè)，特別優(yōu)選5個(gè)或6個(gè)環(huán)原子。環(huán)狀酸酐本身在其骨架中可共具有最高達(dá)60個(gè)，優(yōu)選最高達(dá)40個(gè)，特別優(yōu)選最高達(dá)30個(gè)碳原子，所述碳原子能被雜原子和/或雜原子基團(tuán)置換，例如-C(＝O)-、-O-、-S-、-S(＝O)-、-S(O)2-、＝N-、-HN-或-RaN-，其中Ra優(yōu)選為C1-C8-烷基、C5-C8-環(huán)烷基、C5-C8-環(huán)烷基-C1-C4-烷基、C6-C10-芳基、C7-C12-芳烷基或C1-C8-?；?br> 與至少一個(gè)酸酐基團(tuán)-C(O)-O-C(O)-相連的骨架可例如包含脂族、雜脂族、脂環(huán)族、雜脂環(huán)族、脂環(huán)族-脂族、雜脂環(huán)族-脂族、芳族、雜芳族、芳族-脂族或雜芳族-脂族基團(tuán)，所述環(huán)狀基團(tuán)例如具有3-8個(gè)，優(yōu)選5-7個(gè)，特別優(yōu)選5個(gè)或6個(gè)環(huán)原子。所述環(huán)狀基團(tuán)可為橋連的、稠合的或橋連和稠合的以形成多環(huán)基團(tuán)。這種環(huán)體系可例如包含2-6個(gè)，優(yōu)選2-4個(gè)環(huán)狀和/或雜環(huán)烴基。雜基(heteroradical)中的雜原子可例如選自-O-、-S-、＝N-、-HN-和-RaN-，其中Ra優(yōu)選為C1-C8-烷基、C5-C8-環(huán)烷基、C5-C8-環(huán)烷基-C1-C4-烷基、C6-C10-芳基、C7-C12-芳烷基或C1-C8-酰基。
環(huán)狀酸酐的骨架可未被取代或被一個(gè)或多個(gè)取代基取代，所述取代基還可未被取代或被取代。取代基的數(shù)目特別取決于分子的大小。取代基的數(shù)目可例如最高達(dá)15個(gè)，優(yōu)選最高達(dá)10個(gè)，特別優(yōu)選為1-5個(gè)。在反應(yīng)條件下各取代基最好為惰性的。
取代或未取代的取代基可例如為C1-C12-烷基，優(yōu)選為C1-C8-烷基，特別優(yōu)選為C1-C4-烷基。其實(shí)例有甲基、乙基、正丙基或異丙基、正丁基、異丁基或叔丁基、戊基、己基、庚基(hepthyl)、辛基、癸基和十二烷基。
取代或未取代的取代基可例如為C5-C8-環(huán)烷基，優(yōu)選為C5-C6-環(huán)烷基。其實(shí)例有環(huán)戊基、環(huán)己基和環(huán)辛基。
取代或未取代的取代基可例如為C5-C8-環(huán)烷基-烷基，優(yōu)選為C5-C6-環(huán)烷基-烷基。其實(shí)例有環(huán)戊基甲基、環(huán)己基甲基或環(huán)己基乙基和環(huán)辛基甲基。
取代或未取代的取代基可例如為C6-C18-芳基，優(yōu)選為C6-C10-芳基。其實(shí)例有苯基和萘基。
取代或未取代的取代基可例如為C7-C12-芳烷基(例如芐基或1-苯乙基-2-基)。
取代或未取代的取代基可例如為三(C1-C4-烷基)Si或三苯基甲硅烷基。三烷基甲硅烷基的實(shí)例有三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三正丙基甲硅烷基、三正丁基甲硅烷基和二甲基叔丁基甲硅烷基。
可能的取代基例如為鹵素。其實(shí)例有F、Cl和Br。
取代或未取代的取代基可例如為-OH、-SH、-CH(O)、-CN、-NCO、-OCN或-NR03R04，其中R03、R04各自獨(dú)立為氫、C1-C4-烷基、環(huán)戊基、環(huán)己基、苯基、芐基，或者R03和R04一起形成1，4-亞丁基、1，5-亞戊基或3-氧雜-1，5-戊二基。
取代或未取代的取代基可例如為式-OR01、-SR01、-S(O)R01或-S(O)2R01的烴氧基(oxyl)、烴硫基(thio)、亞砜或砜基團(tuán)，其中R01為氫、C1-C12-烷基，優(yōu)選為C1-C8-烷基，特別優(yōu)選為C1-C4-烷基；C5-C8-環(huán)烷基，優(yōu)選為C5-C6-環(huán)烷基；C6-C18-芳基，優(yōu)選為C6-C10-芳基；或C7-C12-芳烷基。這些烴基的實(shí)例已在取代基部分提到過。
取代或未取代的取代基可例如為-CH(O)、-C(O)-C1-C4-烷基或-C(O)-C6-C10-芳基。
取代或未取代的取代基可例如為-CO2R02或-C(O)-NR03R04基團(tuán)，其中R03、R04各自獨(dú)立為氫、C1-C4-烷基、環(huán)戊基、環(huán)己基、苯基、芐基，或者R03和R04一起形成1，4-亞丁基、1，5-亞戊基或3-氧雜-1，5-戊二基，且R02為氫、C1-C8-烷基、C5-C6-環(huán)烷基、苯基或芐基。
取代或未取代的取代基可例如為-S(O)-O-R02、-S(O)2-O-R02、-S(O)-NR03R04或-S(O)2-NR03R04基團(tuán)，其中R03、R04和R02如上定義。
取代或未取代的取代基可例如為-P(OR02)2或-P(O)(OR02)2基團(tuán)，其中R02如上定義。
取代或未取代的取代基可例如為-P(S)(R02)2或-P(S)(OR02)2基團(tuán)，其中R02如上定義。
各取代基的優(yōu)選基團(tuán)選自C1-C4-烷基、取代或未取代的苯基、三(C1-C4-烷基)Si、三苯基甲硅烷基、鹵素(特別是F、Cl和Br)、-OH、-SH、-ORb、-SRb、-CH2OH、-CH2O-Rb、-NR03R04、-CH(O)、-CO2H、-CO2Rb、-C(O)-NR03R04，其中Rb為具有1-10個(gè)碳原子的烴基，R03和R04各自獨(dú)立為氫、C1-C4-烷基、苯基、芐基，或者R03和R04一起形成1，4-亞丁基、1，5-亞戊基或3-氧雜-1，5-戊二基，所述烴基能被取代。
烴基本身或在取代基中的烴基還可被單取代或多取代，例如被以下基團(tuán)單取代至被三取代，優(yōu)選被單取代或被二取代，所述取代基例如為鹵素(F，Cl或Br，特別是F)、-OH、-SH、-CH(O)、-CN、-NR03R04、-C(O)-O-R02、-S(O)-O-R02、-S(O)2-O-R02、-P(OR02)2、-P(O)(OR02)2、-C(O)-NR03R04、-S(O)-NR03R04、-S(O)2-NR03R04、-O-(O)C-R05、-R03N(O)-C-R05、-R03N-S(O)-R05、-R03N-S(O)2-R05、C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基、C1-C4-烷硫基、C5-C6-環(huán)烷基、苯基、芐基、苯氧基或芐氧基，其中R03和R04各自獨(dú)立為氫、C1-C4-烷基、環(huán)戊基、環(huán)己基、苯基、芐基，或者R03和R04一起形成1，4-亞丁基、1，5-亞戊基或3-氧雜-1，5-戊二基，R02為氫、C1-C8-烷基、C5-C6-環(huán)烷基、苯基或芐基，R05為C1-C18-烷基、優(yōu)選為C1-C12-烷基、C1-C4-鹵代烷基、C1-C4-羥基烷基、C5-C8-環(huán)烷基(例如環(huán)戊基、環(huán)己基)、C6-C10-芳基(例如苯基或萘基)或C7-C12-芳烷基(例如芐基)。
取代或未取代的取代基的實(shí)例有甲基、乙基、正丙基和異丙基、正丁基、異丁基和叔丁基、戊基、己基、環(huán)己基、環(huán)己基甲基、苯基、芐基、三甲基甲硅烷基、F、Cl、Br、甲硫基、甲基磺?；?、甲基磺酰氧基(sulphoxyl)、苯硫基、苯基磺?；?、苯基磺酰氧基、-CH(O)、-C(O)OH、-C(O)-OCH3、-C(O)-OC2H5、-C(O)-NH2、-C(O)-NHCH3、-C(O)-N(CH3)2、-SO3H、-S(O)-OCH3、-S(O)-OC2H5、-S(O)2-OCH3、-S(O)2-OC2H5、-S(O)-NH2、-S(O)-NHCH3、-S(O)-N(CH3)2、-S(O)-NH2、-S(O)2-NHCH3、-S(O)2-N(CH3)2、-P(OH)2、-PO(OH)2、-P(OCH3)2、-P(OC2H5)2、-PO(OCH3)2、-PO(OC2H5)2、三氟甲基、甲基環(huán)己基、 甲基環(huán)己基甲基、甲基苯基、二甲基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、羥甲基、β-羥乙基、γ-羥丙基、-CH2NH2、-CH2N(CH3)2、-CH2CH2NH2、-CH2CH2N(CH3)2、甲氧基甲基、乙氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、HS-CH2-、HS-CH2CH2-、CH3S-CH2-、CH3S-CH2CH2-、-CH2-C(O)OH、-CH2CH2-C(O)OH、-CH2-C(O)OCH3、-CH2CH2-C(O)OCH3、-CH2-C(O)NH2、-CH2CH2-C(O)NH2、-CH2-C(O)-N(CH3)2、-CH2CH2-C(O)-N(CH3)2、-CH2-SO3H、-CH2CH2-SO3H、-CH2-SO3CH3、-CH2CH2-SO3CH3、-CH2-SO2NH2、-CH2-SO2N(CH3)2、-CH2-PO3H2、-CH2CH2-PO3H2、-CH2-PO(OCH3)、-CH2CH2-PO(OCH3)2、-C6H4-C(O)OH、-C6H4-C(O)OCH3、-C6H4-S(O)2OH、-C6H4-S(O)2OCH3、-CH2-O-C(O)CH3、-CH2CH2-O-C(O)CH3、-CH2-NH-C(O)CH3、-CH2CH2-NH-C(O)CH3、-CH2-O-S(O)2CH3、-CH2CH2-O-S(O)2CH3、-CH2-NH-S(O)2CH3、-CH2CH2-NH-S(O)2CH3、-P(O)(C1-C8-烷基)2、-P(S)(C1-C8-烷基)2、-P(O)(C6-C10-芳基)2、-P(S)(C6-C10-芳基)2、-C(O)-C1-C8-烷基、-C(O)-C6-C10-芳基、-OH、-SH、-NHCH3、-N(CH3)2、-NH2、吡咯烷基、哌啶基、嗎啉基、甲氧基、乙氧基和羥基乙氧基。
就本發(fā)明的目的而言，以下定義的各取代基為上述(包括各實(shí)施方案和優(yōu)選值)優(yōu)選的取代基。
為了說明可能的酸酐的骨架，下式的環(huán)狀酸酐用于舉例說明。具有脂族或雜脂族基團(tuán)的環(huán)狀酸酐的實(shí)例有式I和II的酸酐，
其中R06、R07、R08和R09各自獨(dú)立為氫或取代基，在式I中，R06和R09如上定義，且R07和R08表示鍵或者R06和R09如上定義，且在式I中的R07和R08一起為-C(O)-O-C(O)-、-O-CR010R011(O)-、-O-CyH2y-O-、-NRaCR010R011NRa-或-C(O)-CyH2y-(O)-，R06和R07或R08和R09各自一起形成取代或未取代的1，4-亞丁基或1，5-亞戊基，X01為-O-、-NH-、-NRa-或-CyH2y-，優(yōu)選為-CR010R011-，y為1-5，優(yōu)選為1-3，特別優(yōu)選為1或2，R010和R011各自獨(dú)立為氫或取代基，R07和/或R08與基團(tuán)-CyH2y-的末端碳原子一起表示鍵，或者R07和R010表示鍵。取代基R06和R09的實(shí)例有HO-、被保護(hù)的HO-、C1-C6-烷氧基、-NR03R04，其中R03和R04各自獨(dú)立為氫、C1-C6-烷基、苯基或芐基。
具有脂環(huán)族或雜脂環(huán)族基團(tuán)的環(huán)狀酸酐的實(shí)例有式III的酸酐，
其中R06和R09各自獨(dú)立為氫或取代基，或者R06和R09一起表示鍵，R012和R013與它們相連的碳原子一起形成包含基團(tuán)-O-、S-、-N＝、-NH-和-NRa-的未取代或取代的單環(huán)或多環(huán)的飽和或烯屬不飽和的烴環(huán)體系和/或雜烴環(huán)體系。R012和R013例如可一起形成選自以下的未取代或取代的二價(jià)基團(tuán)-CrH2r-(其中r為2-5)、-HC＝CH-、-HC＝CH-CH2-、-HC＝CH-CH2-CH2、CH2-HC＝CH-CH2-、-HC＝CH-CH＝CH-、＝CH-CH2-CH＝、＝CH-CH2-CH2CH＝、-O-CH2-O-、-O-CH(CH3)-O-、-O-C(CH3)2-O-、-CH2-O-CH2-、-CH2-O-CH2-CH2-、-CH2-O-CH＝CH-、-CH2-S-CH2-、-CH2-S-CH2-CH2-、-CH2-NH-CH2-、-CH2-NRa-CH2-、-CH2-NH-CH2-CH2-、-CH2-NRa-CH2-、-CH2-NRa-CH2-CH2-、-NRa-CH(CH)3-NRa-、-NRa-C(CH3)2-NRa-和-NRa-CH2-NRa-。在酸酐基團(tuán)的碳原子為雙鍵的情況下，R06和/或R09表示與基團(tuán)R012和/或R013相連的鍵。二價(jià)基團(tuán)的各H原子可被取代，且脂族和/或芳族烴環(huán)或雜烴環(huán)可稠合，所述脂族環(huán)還能橋連。
具有脂環(huán)族-脂族和雜脂環(huán)族-脂族基團(tuán)的環(huán)狀酸酐的實(shí)例有式IV的酸酐，
其中R06和R09各自獨(dú)立為氫或取代基，或者R06和R09一起表示鍵，且R014和R015與它們相連的碳原子一起形成包含基團(tuán)-O-、S-、-NH-、-N＝和-NRa-的未取代或取代的單環(huán)或多環(huán)的飽和或烯屬不飽和烴環(huán)體系和/或雜烴環(huán)體系，一個(gè)或兩個(gè)羰基通過-CH2-或-CH2-CH2-基團(tuán)與環(huán)相連。二價(jià)基團(tuán)的各H原子可被取代，且脂族和/或芳族烴環(huán)或雜烴環(huán)可稠合，所述環(huán)還能橋連。R014和R015一起可例如形成環(huán)丁烷、環(huán)丁烯、環(huán)戊烷、環(huán)戊烯、環(huán)己烷、環(huán)己烯、環(huán)庚烷、環(huán)庚烯、環(huán)庚二烯、環(huán)辛烷、環(huán)辛烯、環(huán)辛二烯、二氫呋喃、四氫呋喃、二氫噻吩和四氫噻吩、吡咯啉、吡咯烷、N-甲基吡咯啉、N-甲基吡咯烷、哌啶、哌嗪、嗎啉、二氫苯并呋喃或二氫吲哚，在1，2位包含一個(gè)或多個(gè)相連的-CH2-或-CH2-CH2-基團(tuán)。
具有芳族和雜芳族基團(tuán)的環(huán)狀酸酐的實(shí)例有式V的酸酐，
其中R06和R09一起表示鍵，R016和R017與它們相連的碳原子一起形成未取代或取代的單環(huán)或多環(huán)的芳族或雜芳族的5-或6-元環(huán)。脂族橋連或非橋連的烴環(huán)或雜烴環(huán)與這些環(huán)稠合。這種環(huán)的某些實(shí)例有亞苯基、亞萘基、呋喃-2，3-或-3，4-二基、噻吩-2，3-或-3，4-二基、吡咯-2，3-或-3，4-二基、苯并呋喃二基、苯并噻吩二基、亞吡啶基、亞嘧啶基、亞吡嗪基、喹啉二基。
具有芳族-脂族和雜芳族-脂族基團(tuán)的環(huán)狀酸酐的實(shí)例有式VI的酸酐，
其中R06和R09一起表示鍵，R018和R019與它們相連的碳原子一起形成未取代或取代的單環(huán)或多環(huán)的芳族或雜芳族的5-或6-元環(huán)，一個(gè)或兩個(gè)羰基通過-CH2-或-CH2-CH2-基團(tuán)與環(huán)相連。脂族橋連或非橋連的烴環(huán)或雜烴環(huán)與這些環(huán)稠合。這種環(huán)的某些實(shí)例有-C6H4- CH2-、-CH2-C6H4-CH2-、-C6H4-CH2-CH2-、-CH2-C5H3N-、-CH2-C4H3O-和-C4H3NH-CH2-。
式III-VI的化合物在1，2位還可包含-C(O)-O-C(O)-基團(tuán)。
合適的均相銥催化劑例如對(duì)應(yīng)于式VII和VIII， [A1Me1YZ](VII)，[A1Me1Y]+E1-(VIII)， 其中 A1表示兩個(gè)叔單膦或一個(gè)二叔二膦，所述二叔二膦與Ir原子一起形成5-10元環(huán)，優(yōu)選為5-8元環(huán)，特別優(yōu)選為5-7元環(huán)； Me1為銥； Y表示兩個(gè)烯烴或一個(gè)二烯； Z為Cl、Br或I；和 E1-為含氧酸或絡(luò)酸的陰離子。
烯烴Y可為C2-C12-，優(yōu)選為C2-C6-，特別優(yōu)選為C2-C4-烯烴。其實(shí)例有丙烯、1-丁烯，特別是乙烯。所述二烯可具有5-12個(gè)，優(yōu)選5-8個(gè)碳原子，可為開鏈、環(huán)狀或多環(huán)二烯。優(yōu)選二烯的兩個(gè)烯基通過一個(gè)或兩個(gè)CH2-基團(tuán)相連。其實(shí)例有1，3-戊二烯、環(huán)戊二烯、1，5-己二烯、1，4-環(huán)己二烯、1，4-或1，5-庚二烯、1，4-或1，5-環(huán)庚二烯、1，4-或1，5-辛二烯、1，4-或1，5-環(huán)辛二烯和降冰片二烯。優(yōu)選Y表示兩個(gè)乙烯或1，5-己二烯、1，5-環(huán)辛二烯或降冰片二烯。
在式VII中，Z優(yōu)選為Cl或Br。E1-的實(shí)例有ClO4-、CF3SO3-、CH3SO3-、HSO4-、BF4-、B(苯基)4-、B(3，5-雙(三氟甲基)苯基)4-、PF6-、SbCl6-、AsF6-或SbF6-。
就本發(fā)明的目的而言，叔單膦為這樣的配體，其中三個(gè)與O相連的取代基與一個(gè)P原子相連(亞磷酸酯)、兩個(gè)與O相連的取代基和一個(gè)與N相連的取代基與一個(gè)P原子相連、或者三個(gè)與C相連的取代基與一個(gè)P原子相連。就本發(fā)明的目的而言，二叔二膦為這樣的配體，其中兩個(gè)P原子通過橋連基團(tuán)相連，各P原子通過O、N或C原子與橋連基團(tuán)相連，且各P原子還可攜帶兩個(gè)與O相連的或與C相連的取代基。以下描述和說明具有三個(gè)與C相連的取代基的叔單膦以及膦基X1和X2的合適的取代基。優(yōu)選兩個(gè)與O相連的取代基表示二醇的基團(tuán)，因此存在環(huán)狀亞膦酸酯基團(tuán)。二醇優(yōu)選為2，2′-二羥基-1，1′-聯(lián)苯或-聯(lián)萘，可被單取代或多取代，特別是在6和/或6′位，例如被以下基團(tuán)取代C1-C8-烷基、C5-C8-環(huán)烷基、C5-C8-環(huán)烷基-C1-C4-烷基、C6-C10-芳基、C7-C12-芳烷基、C1-C8-烷氧基、C5-C8-環(huán)烷氧基、C5-C8-環(huán)烷基-C1-C4-烷氧基、C6-C10-芳氧基或C7-C12-芳烷氧基。某些實(shí)例有甲基、乙基、丙基、丁基、環(huán)己基、環(huán)己基甲基、苯基、芐基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、環(huán)己氧基、苯氧基和芐氧基。
許多叔單膦和叔二膦為已知的，且在文獻(xiàn)中有描述。單膦和二膦可為手性的，以便在氫化前手性環(huán)狀酸酐中誘導(dǎo)主要形成各種旋光異構(gòu)體。
具有三個(gè)與O相連的或兩個(gè)與O相連的和一個(gè)與N相連的取代基的合適的叔單膦可例如具有下式結(jié)構(gòu)
其中 R5、R6、R7和R8各自獨(dú)立為一價(jià)的未取代或取代的脂族、雜脂族、脂環(huán)族、雜脂環(huán)族、脂環(huán)族-脂族、雜脂環(huán)族-脂族、芳族、雜芳族、芳族-脂族或雜芳族-脂族基團(tuán)，R5和R6一起形成二價(jià)的未取代或取代的脂族、雜脂族、脂環(huán)族、雜脂環(huán)族、脂環(huán)族-脂族、雜脂環(huán)族-脂族、芳族、雜芳族、芳族-脂族或雜芳族-脂族基團(tuán)，R7和R8與N原子一起形成5-或6-元環(huán)。合適的取代基如上所述，一價(jià)和二價(jià)基團(tuán)的各實(shí)施方案和優(yōu)選值在以下具有與C相連的取代基的膦中描述。優(yōu)選R5和R6一起形成二價(jià)基團(tuán)，特別優(yōu)選為未取代或取代的1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二基或1，1′-聯(lián)苯-2，2′-二基。后者的實(shí)例有下式的配體
其中R7和R8如上定義。
合適的叔單膦包含三個(gè)選自以下的與C相連的取代基未取代或取代的脂族、雜脂族、脂環(huán)族、雜脂環(huán)族、脂環(huán)族-脂族、雜脂環(huán)族-脂族、芳族、雜芳族、芳族-脂族和雜芳族-脂族基團(tuán)，例如共包含1-18個(gè)，優(yōu)選1-12個(gè)，特別優(yōu)選1-8個(gè)碳原子和/或雜原子，且共包含4-8個(gè)，優(yōu)選5-7個(gè)，特別優(yōu)選5個(gè)或6個(gè)環(huán)原子。所述環(huán)狀基團(tuán)可為橋連的、稠合的或橋連和稠合的以形成多環(huán)基團(tuán)。這種環(huán)體系可例如包含2-6個(gè)，優(yōu)選2-4個(gè)環(huán)狀或雜環(huán)烴基。雜基中的雜原子可例如選自-O-、-S-、＝N-、-HN-和-RaN-，其中Ra優(yōu)選為C1-C8-烷基、C5-C8-環(huán)烷基、C5-C8-環(huán)烷基-C1-C4-烷基、C6-C10-芳基、C7-C12-芳烷基或C1-C8-?；?。脂族或雜脂族基團(tuán)可例如為可被-O-或-S-間隔的直鏈或支鏈的C1-C12-烷基，優(yōu)選為C3-C8-烷基。脂環(huán)族或雜脂環(huán)族基團(tuán)可例如為可被-O-、-S-或-NRa-間隔的C5-C8-環(huán)烷基。脂環(huán)族-脂族或雜脂環(huán)族-脂族基團(tuán)可例如為其環(huán)可被-O-、-S-或-NRa-間隔的C5-C8-環(huán)烷基-C1-C4-烷基。芳族或雜芳族基團(tuán)可例如為包含選自-O-、-S-、＝N-、-HN-和-RaN-的雜原子的C6-C12-芳基或C5-C11雜芳基。芳族-脂族或雜芳族-脂族基團(tuán)可例如為包含選自-O-、-S-、＝N-、-HN-和-RaN-的雜原子的C6-C12-芳基-C1-C4-烷基或C5-C11-雜芳基-C1-C4-烷基。叔膦還可為被P取代的P-環(huán)，例如共具有4-6個(gè)環(huán)原子(磷雜環(huán)丁烷、磷雜環(huán)戊烷、磷雜環(huán)己烷(phosphanes))。叔膦的P取代基可被取代，例如在以下二叔二膦中所述。叔二膦可攜帶相同或不同的取代基。叔單膦的某些實(shí)例有三甲基膦、三叔丁基膦、三己基膦、三環(huán)己基膦、三降冰片烷基膦、三金剛烷基膦、三苯基膦、三甲苯基膦、三(二甲苯基)膦、苯基磷雜環(huán)戊烷和二苯基叔丁基膦。
非手性和手性二叔二膦可為這樣的二膦，其中兩個(gè)膦基與直鏈或環(huán)狀橋連基團(tuán)的不同的碳原子相連，優(yōu)選 (a)與具有2-6個(gè)碳原子的碳鏈的不同的碳原子相連，其中所述碳鏈可為單環(huán)的一部分或雙環(huán)體系(例如聯(lián)苯基、聯(lián)萘基或二茂鐵中的環(huán)戊二烯基苯基、環(huán)戊二烯基-CH2-苯基、環(huán)戊二烯基-CH(OCH3)-苯基)的一部分，或者 (b)各自與取代或未取代的二茂鐵的環(huán)戊二烯基環(huán)相連。
二叔二膦包含兩個(gè)仲膦基X1和X2，X1和X2可攜帶兩個(gè)相同或兩個(gè)不同的烴基。優(yōu)選仲膦基X1和X2各自攜帶兩個(gè)相同的烴基。此外，仲膦基X1和X2可相同或不同。
所述烴基可為未取代或取代的和/或包含選自O(shè)、S和N的雜原子。所述烴基可具有1-22個(gè)，優(yōu)選1-12個(gè)，特別優(yōu)選1-8個(gè)碳原子。優(yōu)選的仲膦為其中膦基攜帶兩個(gè)相同或不同的選自以下的基團(tuán)的任一種仲膦直鏈或支鏈的C1-C12-烷基；未取代或被C1-C6-烷基或C1-C6-烷氧基取代的C5-C12-環(huán)烷基或C5-C12-環(huán)烷基-CH2-；苯基、萘基、呋喃基或芐基；和被鹵素(例如F、Cl和Br)、C1-C6-烷基、C1-C6-鹵代烷基(例如三氟甲基)、C1-C6-烷氧基、C1-C6-鹵代烷氧基(例如三氟甲氧基)、(C6H5)3Si、(C1-C12-烷基)3Si、仲氨基或-CO2-C1-C6-烷基(例如-CO2CH3)取代的苯基或芐基。
優(yōu)選包含1-6個(gè)碳原子的P上的烷基取代基的實(shí)例有甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基以及戊基和己基的各種異構(gòu)體。P上的未取代或烷基取代的環(huán)烷基取代基的實(shí)例有環(huán)戊基、環(huán)己基、甲基環(huán)己基、乙基環(huán)己基和二甲基環(huán)己基。P上的被烷基、烷氧基、鹵代烷基、鹵代烷氧基和鹵素取代的苯基和芐基取代基的實(shí)例有鄰-、間-或?qū)?氟苯基、鄰-、間-或?qū)?氯苯基、二氟苯基或二氯苯基、五氟苯基、甲基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、甲基芐基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、三氟甲基苯基、雙(三氟甲基)苯基、三(三氟甲基)苯基、三氟甲氧基苯基、雙(三氟甲氧基)苯基和3，5-二甲基-4-甲氧基苯基。
優(yōu)選的仲膦基為其中所述相同的基團(tuán)選自以下的那些仲膦基C1-C6-烷基、未取代的環(huán)戊基或環(huán)己基以及被1-3個(gè)C1-C4-烷基或C1-C4-烷氧基取代的環(huán)戊基或環(huán)己基、芐基特別是未取代或被1-3個(gè)C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基、F、Cl、C1-C4-氟烷基或C1-C4-氟烷氧基取代的苯基。
優(yōu)選仲膦基對(duì)應(yīng)于式-PR1R2，其中R1和R2各自獨(dú)立為具有1-18個(gè)碳原子且未取代或被以下基團(tuán)取代和/或包含雜原子O的烴基鹵素、C1-C6-烷基、C1-C6-鹵代烷基、C1-C6-烷氧基、C1-C6-鹵代烷氧基、(C1-C4-烷基)2氨基、(C6H5)3Si、(C1-C12-烷基)3Si或-CO2-C1-C6-烷基。
優(yōu)選R1和R2為選自以下的相同的基團(tuán)直鏈或支鏈的C1-C6-烷基、未取代的環(huán)戊基或環(huán)己基以及被1-3個(gè)C1-C4-烷基或C1-C4-烷氧基取代的環(huán)戊基或環(huán)己基、呋喃基、未取代的芐基或被1-3個(gè)C1-C4-烷基或C1-C4-烷氧基取代的芐基，特別是未取代的苯基或被1-3個(gè)C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基、-NH2、-N(C1-C6-烷基)2、OH、F、Cl、C1-C4-氟烷基或C1-C4-氟烷氧基取代的苯基。
特別優(yōu)選R1和R2為選自以下的相同的基團(tuán)C1-C6-烷基、環(huán)戊基、環(huán)己基、呋喃基和未取代的苯基或被1-3個(gè)C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基和/或C1-C4-氟烷基取代的苯基。
仲膦基X1和X2可為環(huán)狀仲膦基，例如具有下式結(jié)構(gòu)的基團(tuán)
所述基團(tuán)未取代或被一個(gè)或多個(gè)-OH、C1-C8-烷基、C4-C8-環(huán)烷基、C1-C6-烷氧基、C1-C4-烷氧基-C1-C4-烷基、苯基、C1-C4-烷基苯基或C1-C4-烷氧基苯基、芐基、C1-C4-烷基芐基或C1-C4-烷氧基芐基、芐氧基、C1-C4-烷基芐氧基或C1-C4-烷氧基芐氧基或C1-C4-烷叉基二氧基取代。
各取代基可與一個(gè)或兩個(gè)α位中的P原子相連，以便引入手性碳原子。一個(gè)或兩個(gè)α位的取代基優(yōu)選為C1-C4-烷基或芐基，例如甲基、乙基、正丙基或異丙基、芐基或-CH2-O-C1-C4-烷基或-CH2-O-C6-C10-芳基。
B、γ位的取代基可例如為C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基、芐氧基或-O-CH2-O-、-O-CH(C1-C4-烷基)-O-和-O-C(C1-C4-烷基)2-O-。某些實(shí)例有甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、-O-CH(甲基)-O-和-O-C(甲基)2-O-。
其他已知和合適的仲膦基為那些衍生自環(huán)中具有7個(gè)碳原子的環(huán)狀和手性磷雜環(huán)戊烷的基團(tuán)，例如具有下式結(jié)構(gòu)的那些基團(tuán)
其中所述芳環(huán)可被以下基團(tuán)取代C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基、C1-C4-烷氧基-C1-C2-烷基、苯基、芐基、芐氧基或C1-C4-烷叉基二氧基或C1-C4-烷撐基二氧基(參考US 2003/0073868 A1和WO02/048161)。
根據(jù)取代的類型和取代基的數(shù)目，所述環(huán)狀膦基可為C-手性、P-手性或C-和P-手性的。
脂族5-或6-元環(huán)或苯可稠合在上式基團(tuán)的兩個(gè)相鄰的碳原子上。
環(huán)狀仲膦基可例如相應(yīng)于下式結(jié)構(gòu)(僅表示可能的非對(duì)映異構(gòu)體中的一種)，
其中 基團(tuán)R′和R″各自為C1-C4-烷基，例如甲基、乙基、正丙基或異丙基、芐基或-CH2-O-C1-C4-烷基或-CH2-O-C6-C10-芳基，且R′和R″相同或不同。當(dāng)R′和R″與相同的碳原子相連時(shí)，還可一起形成C4-C5-亞烷基。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，優(yōu)選X1和X2為選自以下的相同或不同的無環(huán)仲膦基-P(C1-C6-烷基)2、-P(C5-C8-環(huán)烷基)2、-P(C7-C8-雙環(huán)烷基)2、-P(鄰-呋喃基)2、-P(C6H5)2、-P[2-(C1-C6-烷基)C6H4]2、-P[3-(C1-C6-烷基)C6H4]2、-P[4-(C1-C6-烷基)C6H4]2、-P[2-(C1-C6-烷氧基)C6H4]2、-P[3-(C1-C6-烷氧基)C6H4]2、-P[4-(C1-C6-烷氧基)C6H4]2、-P[2-(三氟甲基)C6H4]2、-P[3-(三氟甲基)C6H4]2、-P[4-(三氟甲基)C6H4]2、-P[3，5-雙(三氟甲基)C6H3]2、-P[3，5-雙(C1-C6-烷基)2C6H3]2、-P[3，5-雙(C1-C6-烷氧基)2C6H3]2和-P[3，5-雙(C1-C6-烷基)2-4-(C1-C6-烷氧基)C6H2]2；或選自下式的環(huán)狀膦基
所述基團(tuán)未取代或被一個(gè)或多個(gè)C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基、C1-C4-烷氧基-C1-C2-烷基、苯基、芐基、芐氧基或C1-C4-烷叉基二氧基取代。
某些具體的實(shí)例為-P(CH3)2、-P(i-C3H7)2、-P(n-C4H9)2、-P(i-C4H9)2、-P(C6H11)2、-P(降冰片烷基)2、-P(鄰-呋喃基)2、-P(C6H5)2、P[2-(甲基)C6H4]2、P[3-(甲基)C6H4]2、-P[4-(甲基)C6H4]2、-P[2-(甲氧基)C6H4]2、-P[3-(甲氧基)C6H4]2、-P[4-(甲氧基)C6H4]2、-P[3-(三氟甲基)C6H4]2、-P[4-(三氟甲基)C6H4]2、-P[3，5-雙(三氟甲基)C6H3]2、-P[3，5-雙(甲基)2C6H3]2、-P[3，5-雙(甲氧基)2C6H3]2和-P[3，5-雙(甲基)2-4-(甲氧基)C6H2]2以及下式的基團(tuán)
其中 R′為甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、苯氧基、芐氧基、甲氧基甲基、乙氧基甲基或芐氧基甲基，且R″具有與R′相同的含義。
優(yōu)選二叔二膦相應(yīng)于下式IX的結(jié)構(gòu)， X1-R3-X2(IX)， 其中 R3為未取代或被C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、C4-或C6-環(huán)烷基、苯基、萘基或芐基取代的C2-C4-亞烷基；具有4-10個(gè)碳原子的未取代或被C1-C6-烷基、苯基或芐基取代的1，2-或1，3-亞環(huán)烷基、1，2-或1，3-亞環(huán)烯基、1，2-或1，3-亞雙環(huán)烷基或1，2-或1，3-亞雙環(huán)烯基；具有4-10個(gè)碳原子且具有與其1和/或2位或與其3位相連的亞甲基或C2-C4-烷叉基的未取代或被C1-C6-烷基、苯基或芐基取代的1，2-或1，3-亞環(huán)烷基、1，2-或1，3-亞環(huán)烯基、1，2-或1，3-亞雙環(huán)烷基或1，2-或1，3-亞雙環(huán)烯基；在2，3位被RbRcC(O-)2取代且在1和/或4位未取代或被C1-C6-烷基、苯基或芐基取代的1，4-亞丁基，其中Rb和Rc各自獨(dú)立為氫、C1-C6-烷基、苯基或芐基；3，4-或2，4-亞吡咯烷基或亞甲基-4-吡咯烷-4-基，其N原子被氫、C1-C12-烷基、苯基、芐基、C1-C12-烷氧基羰基、C1-C8-?；?、C1-C12-烷基氨基羰基取代；或未取代或被鹵素、HO、C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、苯基、芐基、苯氧基或芐氧基取代的1，2-亞苯基、2-亞芐基、1，2-亞二甲苯基、1，8-亞萘基、1，1′-亞聯(lián)萘基或1，1′-亞聯(lián)苯基；或者R3為下式之一的基團(tuán)
其中R4為氫、C1-C8-烷基、C1-C4-氟烷基、未取代的苯基或被1-3個(gè)F、Cl、Br、C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基或氟甲基取代的苯基，n為0或1-4的整數(shù)，R′為選自C1-C4-烷基、C1-C4-氟烷基和C1-C4-烷氧基的相同或不同的取代基； T為C6-C20-亞芳基或C3-C16-雜亞芳基； 游離鍵(free bond)位于T-環(huán)戊二烯基鍵的鄰位， R″為氫、被R000R002R003Si、鹵素、羥基、C1-C8-烷氧基或R004R005N取代的C1-C18-?；蛘邽镽006-X001-C(O)-； R001、R002和R003各自獨(dú)立為C1-C12-烷基、未取代或被C1-C4-烷基或C1-C4-烷氧基取代的C6-C10-芳基或C7-C12-芳烷基； R004和R005各自獨(dú)立為氫、C1-C12-烷基、C3-C8-環(huán)烷基、C6-C10-芳基或C7-C12-芳烷基，或者R004和R005一起形成1，3-亞丙基、1，4-亞丁基、1，5-亞戊基或3-氧雜亞戊基； R006為C1-C18-烷基、未取代或被C1-C4-烷基或C1-C4-烷氧基取代的C3-C8-環(huán)烷基、C6-C10-芳基或C7-C12-芳烷基；和 X001為-O-或-NH-。
上式中的環(huán)戊二烯基環(huán)可各自獨(dú)立例如被C1-C4-烷基取代。叔單膦和二叔二膦可以外消旋物、各種非對(duì)映異構(gòu)體的混合物或基本以純對(duì)映異構(gòu)體形式使用。
非手性和手性二膦的優(yōu)選的基團(tuán)為下式X-XXIX的那些基團(tuán)

其中R4、T、R′、R″、X1和X2具有以上給出的含義，包括各優(yōu)選值， R10和R11各自獨(dú)立為氫、C1-C4-烷基或未取代的芐基或苯基或被1-3個(gè)C1-C4-烷基或C1-C4-烷氧基取代的芐基或苯基， R12和R13各自獨(dú)立為氫、C1-C4-烷基、苯基或芐基， R14和R15各自獨(dú)立為氫、C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基或未取代的芐基或苯基或被1-3個(gè)C1-C4-烷基或C1-C4-烷氧基取代的芐基或苯基， R16為氫、C1-C12-烷基、未取代的芐基或苯基或被1-3個(gè)C1-C4-烷基或C1-C4-烷氧基、C1-C12-烷氧基-C(O)-取代的芐基或苯基、未取代的苯基-C(O)-或芐基-C(O)-或被1-3個(gè)C1-C4-烷基或C1-C4-烷氧基、C1-C12-烷基-NH-C(O)取代的苯基-C(O)-或芐基-C(O)、或者未取代的苯基-NH-C(O)-或芐基-NH-C(O)-或被1-3個(gè)C1-C4-烷基或C1-C4-烷氧基取代的苯基-NH-C(O)-或芐基-NH-C(O)， n為0、1或2， R17和R18各自為C1-C4-烷基或C1-C4-烷氧基，或者R17和R18一起形成氧二亞甲基(oxadimethylene)， R19、R20、R21、R22、R23和R24各自獨(dú)立為H、C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基、C5-或C6-環(huán)烷基或-烷氧基、苯基、芐基、苯氧基、芐氧基、鹵素、OH、-(CH2)3-C(O)-O-C1-C4-烷基、-(CH2)3-C(O)-N(C1-C4-烷基)2或-N(C1-C4-烷基)2，或者R19和R21、和/或R17和R21、和/或R20和R22、和/或R18和R22、或者R21和R23和/或R22和R24各自一起形成稠合的5-或6-元的單環(huán)或雙環(huán)烴環(huán)體系，和 R25為氫、C1-C6-烷基、環(huán)己基或苯基。
手性二叔二膦的某些優(yōu)選的實(shí)例有具有下式結(jié)構(gòu)的物質(zhì)

其中 R為支鏈C1-C8-烷基、環(huán)己基、降冰片烷基、金剛烷基或未取代的苯基或被1-3個(gè)C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基或三氟甲基取代或被1個(gè)-NH2、(C1-C4-烷基)NH-或(C1-C4-烷基)2N-基團(tuán)取代的苯基， R4為氫或C1-C4-烷基， T為1，2-亞苯基、R′為氫、R″為C1-C4-烷基， R26和R27各自獨(dú)立為C1-C4-烷基、苯基或芐基，特別優(yōu)選為甲基， R28為C1-C8-烷基、C1-C8-?；駽1-C8-烷氧基羰基， R29為氫或獨(dú)立地具有R30中給出的含義中的一種，R30為C1-C4-烷基、苯基或芐基， R31為甲基、甲氧基，或者兩個(gè)R31基團(tuán)一起形成氧二亞甲基， R32和R33各自獨(dú)立為H、C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基或(C1-C4-烷基)2N-， R34和R35各自獨(dú)立為H、C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基、-(CH2)3-C(O)-O-C1-C4-烷基、-(CH2)3-C(O)-N(C1-C4-烷基)2，和 R36為C1-C4-烷基，特別優(yōu)選為甲基。
具有雜環(huán)骨架的合適的二叔二膦見述于EP-A-0 770 085(T.Benincori等)；J.of Organomet.Chem.529(1997)，第445-453頁和J.Org.Chem.，61，第6244頁，(1996)(F.Bonifacio等)；Chiratech 1997年11月11-13日，1997，Philadelphia，Pennsylvania，USA；以及L.F.Tietze等的Chem.Commun.，第1811-1812頁(1999)。某些實(shí)例為

合適的二叔二膦例如見述于Comprehensive AsymmetricCatalysis(不對(duì)稱催化綜述)，E.N.Jacobsen，A.Pfaltz和H.Yamamoto(編輯)，第I-III卷，Springer Verlag，Berlin，1999。
氫化反應(yīng)為化學(xué)選擇性的，因此可在其他可氫化基團(tuán)(例如碳碳雙鍵和叁鍵、酮和醛基)存在下進(jìn)行。反應(yīng)時(shí)間短，且化學(xué)收率高。當(dāng)使用具有手性配體的銥催化劑時(shí)，當(dāng)使用前手性環(huán)狀酸酐時(shí)，也可獲得高立體選擇性。發(fā)現(xiàn)在氫化過程中羰基可在第一步被氫化為-CH-OH基團(tuán)。該單羥基產(chǎn)物在反應(yīng)產(chǎn)物純化中作為副產(chǎn)物，可通過色譜法檢測(cè)。
金屬絡(luò)合物可通過文獻(xiàn)中已知的方法制備，參見US-A-5,371,256、US-A-5,446,844、US-A-5,583,241以及E.Jacobsen、 A.Pfaltz、H.Yamamoto(編輯)，Comprehensive Asymmetric Catalysis(不對(duì)稱催化綜述)，I-III，Springer Verlag，Berlin，1999及其參考文獻(xiàn)。
以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明。配體L1至L5相應(yīng)于下式結(jié)構(gòu)(CH3與各游離鍵相連)

實(shí)施例1氫化順式-環(huán)己烷-1，2-二羧酸酐
將0.25g(1.62mmol)順式-環(huán)己烷-1，2-二羧酸酐和5ml脫氣的二氯甲烷依次引入填充氬氣的Schlenk容器中。在第二個(gè)填充氬氣的Schlenk容器中，制備包含10.9(0.0165mmol)[Ir(1，5-環(huán)辛二烯)Cl]2、30.5mg(0.036mmol)(R)-2，2′-苯基膦基-6，6′-二甲氧基-1，1′-聯(lián)苯和5ml脫氣的二氯甲烷的催化劑溶液。隨后通過鋼毛細(xì)管將該溶液和催化劑溶液轉(zhuǎn)移至50ml填充氬氣的鋼高壓釜中。s/c(反應(yīng)物與催化劑的比率)比為50。將高壓釜關(guān)閉，隨后通過4次沖洗周期(氫加壓至20巴)將壓力設(shè)定為80巴。將高壓釜加熱至60℃，接通攪拌器，開始反應(yīng)。將反應(yīng)器攪拌15小時(shí)。冷卻和打開反應(yīng)器后，分離帶紅色的反應(yīng)溶液。定量轉(zhuǎn)化(通過GC和1H-NMR測(cè)定)。在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上除去溶劑，以定量收率得到對(duì)映異構(gòu)體純度為62％ee(ee為對(duì)映體過量)(通過GC測(cè)定；柱Beta-Dex.)的內(nèi)酯。
實(shí)施例2制備具有下式結(jié)構(gòu)的3-甲基-δ-戊內(nèi)酯
在氬氣氣氛下，將6.72mg(0.01mmol)[Ir(1，5-環(huán)辛二烯)Cl]2和25.94mg(0.021mmol)(R)-L1和5ml四氫呋喃依次引入10ml Schlenk容器中。將該溶液在室溫下攪拌15分鐘。在氬氣氣氛下，將256.26mg(2mmol)外消旋的3-甲基戊二酸酐和5ml四氫呋喃引入第二個(gè)Schlenk容器中。將反應(yīng)物溶液攪拌5分鐘。酸酐/Ir比率為100。隨后在氬氣氣氛下，通過鋼毛細(xì)管將催化劑溶液和反應(yīng)物溶液依次轉(zhuǎn)移至50ml鋼高壓釜中。將高壓釜關(guān)閉，隨后在4次沖洗周期(20巴/1巴)中用氫氣氣氛置換氬氣氣氛。氫壓設(shè)定為70巴，隨后攪拌下將高壓釜加熱至60℃。15小時(shí)后，將高壓釜冷卻并減壓。通過氣相色譜測(cè)定轉(zhuǎn)化率和對(duì)映異構(gòu)體純度。轉(zhuǎn)化率為100％，對(duì)映異構(gòu)體純度為形成的3-甲基-δ-戊內(nèi)酯為51％ee。
實(shí)施例3制備3-甲基-δ-戊內(nèi)酯 使用14.02mg(0.021mmol)(R)-L2代替(R)-L1，重復(fù)實(shí)施例2的方法。氫壓為70巴，反應(yīng)溫度為110℃。轉(zhuǎn)化率為74％，ee為16％。
實(shí)施例4制備具有下式結(jié)構(gòu)的3-氧雜雙環(huán)[3.1.0]-2-己酮
在氬氣氣氛下，將13.43mg(0.02mmol)[Ir(1，5-環(huán)辛二烯)Cl]2和25.94mg(0.042mmol)(S)-(S)-L3和5ml四氫呋喃依次引入10mlSchlenk容器中。將該溶液在室溫下攪拌15分鐘。在氬氣氣氛下，將222.16mg(2mmol)順式-3-氧雜雙環(huán)[3.1.0]-2，4-己二酮和5ml四氫呋喃引入第二個(gè)Schlenk容器中。將反應(yīng)物溶液攪拌5分鐘。酸酐/Ir比率為50。隨后通過鋼毛細(xì)管將催化劑溶液和反應(yīng)物溶液依次轉(zhuǎn)移至50ml填充氬氣氣氛的鋼高壓釜中。將高壓釜關(guān)閉，隨后在4次沖洗周期(20巴/1巴)中用氫氣氣氛置換氬氣氣氛。氫壓設(shè)定為80巴，隨后攪拌下將高壓釜加熱至100℃。20小時(shí)后，將高壓釜冷卻并減壓。通過氣相色譜測(cè)定轉(zhuǎn)化率和對(duì)映異構(gòu)體純度。轉(zhuǎn)化率為62％，對(duì)映異構(gòu)體純度為形成的雙環(huán)γ-內(nèi)酯(3-氧雜雙環(huán)[3.1.0]-2-己酮)為21％ee。
實(shí)施例5制備3-氧雜雙環(huán)[3.1.0]-2-己酮 使用13.43mg(0.021mmol)(R)-2，2′-二苯基膦基-6，6′-二甲氧基-1，1′-聯(lián)苯代替(S)-(S)-L3，重復(fù)實(shí)施例4的方法。氫壓為80巴，反應(yīng)溫度為100℃。轉(zhuǎn)化率為92％，ee為24％。
實(shí)施例6制備具有下式結(jié)構(gòu)的3-氧雜雙環(huán)[3.4.0]-2-壬酮
在氬氣氣氛下，將6.74mg(0.01mmol)[Ir(1，5-環(huán)辛二烯)Cl]2和24.21mg(0.021mmol)(S)-L4和5ml四氫呋喃依次引入10ml Schlenk容器中。將該溶液在室溫下攪拌15分鐘。在氬氣氣氛下，將順式-3-氧雜雙環(huán)[3.4.0]-2，4-壬二酮和5ml四氫呋喃引入第二個(gè)Schlenk容器中。將反應(yīng)物溶液攪拌5分鐘。酸酐/Ir比率為100。隨后在氬氣氣氛下，通過鋼毛細(xì)管將催化劑溶液和反應(yīng)物溶液依次轉(zhuǎn)移至50ml鋼高壓釜中。將高壓釜關(guān)閉，在4次沖洗周期(20巴/1巴)中用氫氣氣氛置換氬氣氣氛。氫壓設(shè)定為80巴，隨后攪拌下將高壓釜加熱至100℃。15小時(shí)后，將高壓釜冷卻并減壓。通過氣相色譜測(cè)定轉(zhuǎn)化率和對(duì)映異構(gòu)體純度。轉(zhuǎn)化率為100％，對(duì)映異構(gòu)體純度為形成的3-氧雜雙環(huán)[3.4.0]-2-壬酮為87％ee。
實(shí)施例7制備3-氧雜雙環(huán)[3.4.0]-2-壬酮 使用13.45mg(0.02mmol)[Ir(1，5-環(huán)辛二烯)Cl]2和35.78mg(0.042mmol)(S)-(S)-L3代替(S)-L4，重復(fù)實(shí)施例6的方法。酸酐/Ir比率為50，氫壓為80巴，反應(yīng)溫度為100℃。轉(zhuǎn)化率為99％，ee為13％。
實(shí)施例8制備具有下式結(jié)構(gòu)的γ-丁內(nèi)酯
在氬氣氣氛下，將6.74mg(0.01mmol)[Ir(1，5-環(huán)辛二烯)Cl]2和13.41mg(0.021mmol)(R)-2，2′-二苯基膦基-6，6′-二甲氧基-1，1′-聯(lián)苯和5ml四氫呋喃依次引入10ml Schlenk容器中。將該溶液在室溫下攪拌15分鐘。在氬氣氣氛下，將200.3mg(2mmol)琥珀酸酐和5ml四氫呋喃引入第二個(gè)Schlenk容器中。將反應(yīng)物溶液攪拌5分鐘。酸酐/Ir比率為100。隨后通過鋼毛細(xì)管將催化劑溶液和反應(yīng)物溶液依次轉(zhuǎn)移至50ml填充氬氣氣氛的鋼高壓釜中。將高壓釜關(guān)閉，隨后在4次沖洗周期(20巴/1巴)中用氫氣氣氛置換氬氣氣氛。氫壓設(shè)定為80巴，將攪拌器接通，隨后將高壓釜加熱至100℃。15小時(shí)后，將高壓釜冷卻并減壓。通過氣相色譜測(cè)定轉(zhuǎn)化率。轉(zhuǎn)化率為100％。
實(shí)施例9制備3-氧雜雙環(huán)[3.4.0]-2-壬酮 使用13.45mg(0.02mmol)[Ir(1，5-環(huán)辛二烯)Cl]2和44.23mg(0.042mmol)(R)-(S)-L5代替(S)-L4，重復(fù)實(shí)施例6的方法。酸酐/Ir比率為50，氫壓為80巴，反應(yīng)溫度為100℃。轉(zhuǎn)化率為98％，ee為7％。
實(shí)施例10制備3-甲基-δ-戊內(nèi)酯 使用22.02mg(0.021mmol)(R)-(S)-L5代替(R)-L1，重復(fù)實(shí)施例2的方法。氫壓為70巴，反應(yīng)溫度為110℃。轉(zhuǎn)化率為91％，ee為13％。
權(quán)利要求
1.一種在均相貴金屬催化劑存在下，用氫氫化環(huán)狀二羧酸或多羧酸酸酐的至少一個(gè)酸酐基團(tuán)-C(O)-O-C(O)-中的羰基制備除下式結(jié)構(gòu)的環(huán)狀酯以外的環(huán)狀酯的方法，其特征在于使用銥催化劑在均相反應(yīng)混合物中進(jìn)行氫化，
其中R′1和R′2各自獨(dú)立為-NR′3R′4基團(tuán)，且R′3和R′4各自獨(dú)立為氫、未取代或取代的烷基、未取代或取代的烯基、未取代或取代的環(huán)烷基、未取代或取代的芳基、未取代或芳族取代的芳烷基、未取代或芳族取代的芳烯基、其中環(huán)烷基未取代或取代的環(huán)烷基烷基、雜環(huán)基、未取代或取代的烷?；?、未取代或取代的芳?；?、未取代或取代的烷基磺酰基、未取代或取代的芳基磺酰基或甲硅烷基Si(烷基)3、Si(芳基)3、Si(烷基)1(芳基)2或Si(烷基)2(芳基)1，或者兩個(gè)R′3基團(tuán)一起為-C(O)-，且兩個(gè)R′4基團(tuán)各自獨(dú)立如上定義。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述方法在-20至150℃下進(jìn)行。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述方法在105-2×107Pa(帕斯卡)壓力下進(jìn)行。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述催化劑的用量為所述環(huán)狀酸酐的0.0001-10％摩爾。
5.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述方法在不含溶劑或在惰性溶劑存在下進(jìn)行。
6.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述環(huán)狀酸酐包含1-4個(gè)環(huán)狀酸酐基團(tuán)。
7.權(quán)利要求6的方法，其特征在于所述環(huán)狀酸酐基團(tuán)共具有4-10個(gè)環(huán)原子。
8.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述環(huán)狀酸酐在其骨架中共具有最高達(dá)60個(gè)原子，所述碳原子能被選自以下的雜原子和/或雜原子基團(tuán)置換-C(＝O)-、-O-、-S-、-S(＝O)-、-S(O)2-、＝N-、-HN-和-RaN-，其中Ra為C1-C8-烷基、C5-C8-環(huán)烷基、C5-C8-環(huán)烷基-C1-C4-烷基、C6-C10-芳基、C7-C12-芳烷基或C1-C8-?；?。
9.權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述與至少一個(gè)酸酐基團(tuán)-C(O)-O-C(O)-相連的骨架包含脂族、雜脂族、脂環(huán)族、雜脂環(huán)族、脂環(huán)族-脂族、雜脂環(huán)族-脂族、芳族、雜芳族、芳族-脂族或雜芳族-脂族基團(tuán)，所述環(huán)狀基團(tuán)具有3-8個(gè)環(huán)原子，且所述環(huán)狀基團(tuán)可為橋連的、稠合的或橋連和稠合的以形成多環(huán)基團(tuán)。
10.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述均相銥催化劑對(duì)應(yīng)于式VII和VIII，
[A1Me1YZ](VII)，[A1Me1Y]+E1-(VIII)，
其中
A1表示兩個(gè)叔單膦或一個(gè)二叔二膦，所述二叔二膦與Ir原子一起形成5-10元環(huán)；
Me1為銥；
Y表示兩個(gè)烯烴或一個(gè)二烯；
Z為Cl、Br或I；和
E1-為含氧酸或絡(luò)酸的陰離子。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在均相貴金屬催化劑存在下，用氫氫化環(huán)狀二羧酸或多羧酸酸酐的至少一個(gè)酸酐基團(tuán)-C(O)-O-C(O)-中的羰基來制備環(huán)狀酯的方法，其特征在于使用銥催化劑在均相反應(yīng)混合物中進(jìn)行氫化。當(dāng)前手性酸酐與手性銥催化劑一起使用時(shí)，制得的環(huán)狀酯化學(xué)收率和旋光收率高。
文檔編號(hào)C07D307/32GK101193879SQ200680020426
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者F·斯品德勒 申請(qǐng)人:索爾維亞斯股份公司