一种钌卡宾催化剂及其合成方法技术

本发明专利技术提供了一种钌卡宾催化剂，其特征在于，为如下结构所示的化合物：该化合物由水合三氯化钌与配体反应获得钌络合物后，与二苯基类重氮甲烷化合物反应生成钌卡宾络合物后，与三环己基膦反应后形成目标钌卡宾催化剂。本发明专利技术选用水合三氯化钌、配体、取代二苯基重氮甲烷等作为主原料制备钌卡宾催化剂，原料简单、易得便于工业化大生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机合成领域，具体地，涉及一种钌金属卡宾催化剂及其合成方法。
技术介绍
自20世纪50年代含W、Mo或Re氧化物的多相烯烃复分解催化剂问世以来，Schrock和Grubbs等人又相继开发出了具有单一组分、活性可控、稳定性更好的Mo金属卡宾(J.Am.Chem.Soc.1998,120,9720-9721.)和Ru(J.Am.Chem.Soc.1999,121,2674-2678.)金属卡宾均相催化剂。特别是Grubbs等人开发的钌金属卡宾催化剂因其对氧和质子性溶剂的稳定性在制药及材料行业具有越来越广泛的应用。此类催化剂由于其对含质子的极性基团很好的耐受性，在各种需要利用RCM(ringclosingmetathesis)构建新的大环结构的药物分子的合成上有着重要的作用：如抗肿瘤药物Epothilone(J.Am.Chem.Soc.1997,119,7960-7973.)以及抑制HCV病毒的小分子化合物BILN2061(Org.Process.Res.Dev.2005,9,513-515.)的合成。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种新型的钌金属卡宾催化剂。本专利技术提供的一种钌卡宾催化剂，其特征在于，为如下结构所示的化合物：其中，R1为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、烷氧基及取代烷氧基、芳基及取代芳基、杂芳基及取代杂芳基、卤素、羟基、胺基、氰基、硝基；R2为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、烷氧基及取代烷氧基、芳基及取代芳基、杂芳基及取代杂芳基、卤素、羟基、胺基、氰基、硝基。此外，在本专利技术中，R1和R2优选自H、Me、Et、Ph、Cl、Br、I。此外，本专利技术还提供了上述钌卡宾催化剂的制备方法，其特征在于：由水合三氯化钌与配体反应获得钌络合物后，与二苯基类重氮甲烷化合物反应生成钌卡宾络合物后，与三环己基膦反应后形成目标钌卡宾催化剂。具体合成工艺如下所示：步骤一、将水合三氯化钌和配体L在有机溶剂中加热至40-80℃，反应3-12小时，得到钌络合物Cl2RuLn；其中，n为1-10的整数；上述配体L选自可与Ru金属发生配位反应的任意配体化合物，优选自三苯基膦(PPh3)或1,5-环辛二烯(COD)；上述水合三氯化钌和配体的质量比为1：3-8；优选为1：4-5；(配体的当量数为3-8倍。)上述步骤中的反应温度优选为50-60℃；上述步骤的反应时间优选为4-5小时；上述有机溶剂选自沸点为40-80℃的醇、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、四氢呋喃、二氧六环、苯、甲苯中的一种或几种的混合物，优选采用醇类溶剂。最优选位甲醇或乙醇。此外，在上述反应过程中，优选采用将水合三氯化钌在溶剂中低温加热溶解后再投入配体L，升温至目标温度进行配位反应，当反应体系中有固体物质产生时，可结束反应，经冷却、结晶和过滤的方式获得固体产物，其产率大于95％，一般情况下可获得几乎100％的产率。步骤二、将钌络合物Cl2RuLn溶解于有机溶剂，保持0℃的温度下，滴加二苯基类重氮甲烷化合物，生成钌卡宾络合物；上述有机溶剂选自沸点为40-80℃的醇、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、四氢呋喃、二氧六环、苯、甲苯、及其他结冰点可达到-78℃中的有机溶剂中的一种或几种的混合物，优选为二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、四氢呋喃中的一种。上述钌络合物和二苯基类重氮甲烷化合物的质量比为1-10：1(摩尔比为1：0.5-3，优选为1：1-2)；二苯基类重氮甲烷化合物的优选用量为，在滴加二苯基类重氮甲烷溶液的过程中，反应发生放热升温的现象，保持反应体系平缓的进行过程中，以体系颜色发生变化为滴加终点。上述二苯基类重氮甲烷化合物的结构如下所示：R1为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、烷氧基及取代烷氧基、芳基及取代芳基、杂芳基及取代杂芳基、卤素、羟基、胺基、氰基、硝基；R2为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、烷氧基及取代烷氧基、芳基及取代芳基、杂芳基及取代杂芳基、卤素、羟基、胺基、氰基、硝基；其制造方法如下所述:将取代的二苯甲酮腙、无水硫酸钠、乙醚、饱和氢氧化钾乙醇溶液和黄色氧化汞加入耐压瓶中，振摇反应75-120min。过滤，在室温下减压除去溶剂，将残留物溶解于石油醚，再次过滤，滤液减压蒸除溶剂，剩下的油状物为取代的二苯基重氮甲烷。在本专利技术中也不排除使用其他能用于生成取代的二苯基重氮甲烷的方式。上述钌卡宾络合物的结构如下所示：R1为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、烷氧基及取代烷氧基、芳基及取代芳基、杂芳基及取代杂芳基、卤素、羟基、胺基、氰基、硝基；R2为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、烷氧基及取代烷氧基、芳基及取代芳基、杂芳基及取代杂芳基、卤素、羟基、胺基、氰基、硝基；L选自可与Ru金属发生配位反应的任意配体化合物，优选自三苯基膦(PPh3)或1,5-环辛二烯(COD)。步骤三、升高体系温度至30-50℃，于上述钌卡宾络合物溶液中加入三环己基膦，搅拌反应至体系颜色不再变化后，经后处理得到目标钌卡宾催化剂；其产率达65％以上。上述三环己基膦和反应中钌金属的摩尔比是2-2.5:1。在该步骤中，上述经后处理得到目标钌卡宾催化剂的过程具体为：反应物经蒸除有机溶剂，在50-80℃的温度范围内加入混合溶剂打浆，纯化，过滤后得到目标钌卡宾催化剂。其中，上述混合溶剂选自碳原子数小于20的酮类、醇类、醚类、酯类等溶剂中的两种或两种以上混合物。优选自沸点小于150℃的酮类和醇类溶剂的混合物；该酮类溶剂和醇类溶剂的质量比是1:2-5。最优选自丙酮、甲基异丁酮、甲醇、乙醇中的几种。上述混合溶剂和三环己基膦的质量比为5-10:1。在上述反应步骤二和三中，优选在惰性气体保护的条件下进行，具体步骤优选为，将钌络合物中间体溶解于有机溶剂中后，降温至-78℃--30℃(优选为-50℃--40℃)后，滴加重氮化合物的溶液。升温反应，反应体系颜色发生变化后加入三环己基膦白色固体。继续反应至三环己基膦白色固体溶尽且体系颜色不再变化，蒸除反应体系中的有机溶剂，剩余物在酮类/醇类混合溶剂中打浆纯化过滤后，得到纯的催化剂固体。本专利技术的作用和效果：本专利技术选用水合三氯化钌、配体、取代二苯基重氮甲烷等作为主原料制备钌卡宾催化剂，原料简单、易得便于工业化大生产。此外，本专利技术采用的工艺，其条件简单、操作便利、反应速度快、副产物少、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钌卡宾催化剂，其特征在于，为如下结构所示的化合物：其中，R1为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、芳基及取代芳基、杂芳基及取代杂芳基、卤素、羟基、胺基、氰基、硝基；R2为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、芳基及取代芳基、杂芳基及取代杂芳基、卤素、羟基、胺基、氰基、硝基。

【技术特征摘要】
1.一种钌卡宾催化剂，其特征在于，为如下结构所示的化合物：
其中，
R1为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、芳基及取代芳基、杂芳基及
取代杂芳基、卤素、羟基、胺基、氰基、硝基；
R2为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、芳基及取代芳基、杂芳基及
取代杂芳基、卤素、羟基、胺基、氰基、硝基。
2.如权利要求1所述的一种钌卡宾催化剂的合成方法，其特征在于：
由水合三氯化钌与配体反应获得钌络合物后，与二苯基类重氮甲烷化合物反应
生成钌卡宾络合物后，与三环己基膦反应后形成目标钌卡宾催化剂。
3.如权利要求2所述的一种钌卡宾催化剂的合成方法，其特征在于：
步骤一、将水合三氯化钌和配体L在有机溶剂中加热至40-80℃，反应3-12小
时，得到钌络合物Cl2RuLn；
步骤二、将钌络合物Cl2RuLn溶解于有机溶剂，在0℃的温度下，滴加二苯基类
重氮甲烷化合物，生成钌卡宾络合物；
步骤三、升高体系温度至30-50℃，于上述钌卡宾络合物溶液中加入三环己基膦，
搅拌反应至体系颜色不再变化后，经后处理得到目标钌卡宾催化剂；
其中，n为1-10的整数；
所述二苯基类重氮甲烷化合物的结构如下所示：
R1为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、芳基及取代芳基、杂芳基及
取代杂芳基、卤素、羟基、胺基、氰基、硝基；
R2为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、芳基及取代芳基、杂芳基及
取代杂芳基、卤素、羟基、胺基、氰基、硝基；
所述钌卡宾络合物的结构如下所示：
R1为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、芳基及取代芳基、杂芳基及
取代杂芳基、卤素、羟基、胺基、氰基、硝基；
R2为苯环上单取代或多取代的氢、烷基及取代烷基、芳基及取代芳基、杂芳基及<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，吴江，
申请(专利权)人：上海克琴化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31