转移氢化方法和催化剂技术

本发明专利技术提供一种催化转移氢化的方法。在该方法中使用的催化剂是一种与已定义的二齿配位体配价的金属环戊二烯基配合物。优选的金属包括铑、钌和铱。优选的二齿配位体为二胺和氨基醇，特别是那些包括手性中心的二胺和氨基醇。氢给体最好为一种仲醇或一种三乙胺与甲酸的混合物。该方法可用于转移氢化优选为前手性的酮和亚胺。本发明专利技术也提供了用于这种方法中的催化剂。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具体在一种配合的过渡金属存在下的催化转移氢化，涉及用于这种氢化的催化剂和涉及制备光学活性化合物的方法。通过使用含磷或含氮配位体的催化剂的氢转移的氢化由Zassinovich等人在1992，92的Chem.Rev.的1051到1069页进行了详细地综述。作者们认为尽管取得了很好的进展，但仍有许多工作有待进行。已经有人研究探索了使用过渡金属与苯型烃类配位的催化剂的转移氢化方法。有意义的文献包括(1)Noyori等人在J.A.C.S.1995，117，7562-7563页的文章它公开了在通过丙-2-醇将乙酰苯转移氢化形成1-苯基乙醇中使用氯代-钌-1，3，5-三甲基苯-N-单甲苯磺酰基-1，2-二苯基乙二胺作为催化剂得到了高达95％的收率、具有超过97％对映体含量的产物。用其它烷基芳基酮作为原料也获得类似的结果。含苯而非含1，3，5-三甲基苯的相应催化剂的效力对所述原料酮芳基上的取代基更敏感。反应时间一般相当长，通常为15小时；显然由于逆氢化，更长的反应时间降低了立体选择性。没有报告转换数。如在其早期的文章中所述的那样，作者评论“整个催化效能不能与现有最好氢化方法相匹敌”。(2)Noyori等人在1996年的J.Chem.Soc.Chem.Commun.第233-234页的文章它公开了与上面(1)的Noyori等人的文章相类似但是包含其它烷基苯配位体和代替二苯基乙二胺的各种β-氨基醇的催化剂在乙酰苯氢化中具有不同程度效力。β-氨基醇配位体提供了更大的催化剂稳定性。优选的芳烃配位体是六甲基苯。转换数高达每小时每摩尔催化剂227摩尔产物。(3)Noyori等人在J.A.C.S.，1996 118，2521-2522页的文章它公开了为了防止上面Noyori等人(1)的方法中出现的逆向氢转移而使用甲酸-三乙胺作为氢源。使用14小时以上到90小时的主反应时间；没有报告转换数。(4)Noyori等人在J.A.C.S.1996，118，4916-4917页的文章它公开了上面Noyori等人(3)的方法对将亚胺(特别是环亚胺)还原成对映选择性胺的反应有效。这些方法看来似乎需要较长的循环时间。除了化学设备的利用不经济外，这种缓慢反应可导致催化配合物的分解和产物光学纯度的缓慢损失；它也限制了为增大对映异构上想要和不想要的反应之间速率上的差异而调节反应条件诸如温度和反应剂浓度的范围。除了磷-、氮-和苯配位的过渡金属外，基于五甲基环戊二烯基(后文简写为Cp*)的配合物也显示出具有作为游离氢烯烃均相氢化的催化剂的效力(Maitlis在1978，11，Acc.Chem.Res.第301-307页的文章；Maitlis等人在1978，J.Chem.Soc.Dalton第617-626页的文章)；没有公开在无游离氢或含螯合或手性定向配位体的催化剂下的氢转移。Grotjahn等人(在1994，116，J.A.C.S.第6969-6970页)描述了铱与Cp*和酰化或磺酰化α-氨基羧酸的配合物，但没有证实其催化活性。Steckhan等人(在1990年29卷第4期的Angew.Chem.Int.Ed.Engl.第388-390页)描述了铑与Cp*和2，2-联吡啶类的配合物和其与甲酸酯在将菸酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)氢化成NADH的用途。它报告了100次催化循环后高达每小时67.5的转换率，但没有报告活性。现在我们已经发现立体选择性转移氢化可有效地通过一种包括过渡金属配合物、螯合配位体和环戊二烯基基团的催化剂来进行。按照本专利技术的第一方面，提供了将式(1)化合物转移氢化而产生式(2)化合物的方法 其中X代表CR3R4、NR5、(NR5R6)+Q-、O或S；R1、R2、R3、R4、R5和R6各独立地代表氢原子、任选取代的烃基、全卤代烃基或任选取代的杂环基，R1和R2、R1和R3、R2和R4、R3和R4、R1和R5、R2和R6及R5和R6中的一对或多对任选连接形成任选取代的环；和Q-代表一个阴离子；所述方法包括将式(1)化合物在一种催化剂的存在下与一种氢给体反应，特征在于所述催化剂具有通式 其中R7代表一个任选取代的环戊二烯基；A代表-NR8-、-NR9-、-NHR8或-NR8R9，其中R8为H、C(O)R10、SO2R10、C(O)NR10R14、C(S)NR10R14、C(＝NR14)SR15或C(＝NR14)OR15，R9和R10各独立地代表任选取代的烃基、全卤代烃基或任选取代的杂环基，R14和R15各独立地代表氢或作为R10定义的基团；B代表-O-、-OH、OR11、-S-、-SH、SR11、-NR11-、-NR12、-NHR12或-NR11R12，其中R12为H、C(O)R13、SO2R13、C(O)NR13R16、C(S)NR13R16、C(＝NR16)SR17或C(＝NR16)OR17，R11和R13各独立地代表任选取代的烃基、全卤代烃基或任选取代的杂环基，R16和R17各独立地代表氢或作为R13定义的基团；E代表一个连接基团；M代表一种能催化转移氢化的金属；和Y代表一个阴离子基团、一个碱性配位体或一个空位；条件是当Y不是一个空位时，A或B的至少一个带有一个氢原子。所述催化剂相信基本上以上式表示。它可导入到固体载体上。由R1-6、R9、R10、R11和R13-17表示的烃基独立地包括烷基、链烯基和芳基和其任何组合诸如芳烷基和烷芳基如苄基。由R1-6、R9、R10、R11和R13-17表示的烷基包括含至多20个碳原子、特别是1-7个碳原子以及优选1-5个碳原子的线性和分支烷基基团。当所述烷基基团分支时，所述基团通常包括至多10个支链碳原子、优选至多4个支链碳原子。在一些实施方案中，所述烷基可以为环状，在最大的环中通常包括3到10个碳原子并且任选具有一个或多个桥连环的特征。可由R1-6、R9、R10、R11和R13-17表示的烷基基团的例子包括甲基、乙基、丙基、2-丙基、丁基、2-丁基、叔丁基和环己基。可由R1-6、R9、R10、R11和R13-17表示的链烯基基团包括C2-20链烯基基团并且优选C2-6链烯基基团。可存在一个或多个碳-碳双键。所述链烯基基团可带有一个或多个取代基、特别是苯基取代基。链烯基基团的例子包括乙烯基、苯乙烯基和茚基。当R1或R2中任一个代表链烯基时，碳-碳双键优选位于C＝X部分的β位。当R1或R2中任一个代表链烯基时，式(1)的化合物优选为一种α，β-不饱和酮。可由R1-6、R9、R10、R11和R13-17表示的芳基可包含一个环或两个或多个稠合环，其可包括环烷基、芳基或杂环的环。可由R1-6、R9、R10、R11和R13-17表示的芳基的例子包括苯基、甲苯基、氟苯基、氯苯基、溴苯基、三氟甲基苯基、甲氧苯基、萘基和二茂铁基。可由R1-6、R9、R10、R11和R13-17表示的全卤代烃基基团独立地包括全卤代烷基和芳基和其任何组合诸如芳烷基和烷芳基。可由R1-6、R9、R10、R11和R13-17表示的全卤代烷基基团的例子包括-CF3和-C2F5。可由R1-6、R9、R10、R11和R13-17表示的杂环基团独立地包括芳族、饱和和部分不饱和环系统并且可包含一个环或两个或多个稠合环，其可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将式（１）化合物转移氢化形成式（２）化合物的方法； ＊＊＊ 其中： Ｘ代表ＣＲ↑［３］Ｒ↑［４］、ＮＲ↑［５］、（ＮＲ↑［５］Ｒ↑［６］）↑［＋］Ｑ↑［－］、Ｏ或Ｓ； Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］、Ｒ↑［４］、Ｒ↑［５］和Ｒ↑［６］各独立地代表氢原子、任选取代的烃基、全卤代烃基或任选取代的杂环基，Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］、Ｒ↑［１］和Ｒ↑［３］、Ｒ↑［２］和Ｒ↑［４］、Ｒ↑［３］和Ｒ↑［４］、Ｒ↑［１］和Ｒ↑［５］、Ｒ↑［２］和Ｒ↑［６］及Ｒ↑［５］和Ｒ↑［６］中的一对或多对任选连接形成任选取代的环；和 Ｑ↑［－］代表一个阴离子； 所述方法包括将式（１）化合物在一种催化剂的存在下与一种氢给体反应，特征在于所述催化剂具有通式： ＊＊＊ 其中： Ｒ↑［７］代表一个任选取代的环戊二烯基； Ａ代表－ＮＲ↑［８］－、－ＮＲ↑［９］－、－ＮＨＲ↑［８］或－ＮＲ↑［８］Ｒ↑［９］，其中Ｒ↑［８］为Ｈ、Ｃ（Ｏ）Ｒ↑［１０］、ＳＯ↓［２］Ｒ↑［１０］、Ｃ（Ｏ）ＮＲ↑［１０］Ｒ↑［１４］、Ｃ（Ｓ）ＮＲ↑［１０］Ｒ↑［１４］、Ｃ（＝ＮＲ↑［１４］）ＳＲ↑［１５］或Ｃ（＝ＮＲ↑［１４］）ＯＲ↑［１５］，Ｒ↑［９］和Ｒ↑［１０］各独立地代表任选取代的烃基、全卤代烃基或任选取代的杂环基，Ｒ↑［１４］和Ｒ↑［１５］各独立地代表氢或作为Ｒ↑［１０］定义的基团； Ｂ代表－Ｏ－、－ＯＨ、ＯＲ↑［１１］、－Ｓ－、－ＳＨ、ＳＲ↑［１１］、－ＮＲ↑［１１］－、－ＮＲ↑［１２］－、－ＮＨＲ↑［１２］或－ＮＲ↑［１１］Ｒ↑［１２］，其中Ｒ↑［１２］为Ｈ、Ｃ（Ｏ）Ｒ↑［１３］、ＳＯ↓［２］Ｒ↑［１３］、Ｃ（Ｏ）ＮＲ↑［１３］Ｒ↑［１６］、Ｃ（Ｓ）ＮＲ↑［１３］Ｒ↑［１６］、Ｃ（＝ＮＲ↑［１６］）ＳＲ↑［１７］或Ｃ（＝ＮＲ↑［１６］）ＯＲ↑［１７］，Ｒ↑［１１］和Ｒ↑［１３］各独立地代表任选取代的烃基、全卤代烃基或任选取代的杂环基，Ｒ↑［１６］和Ｒ↑［１７］各独立地代表氢或作为Ｒ↑［１３］定义的基团； Ｅ代表一个连接基团； Ｍ代表一种能催化转移氢化的金属；和 Ｙ代表一个阴离子基团、一个碱性配位体或一个空位； 条件是当Ｙ不是一个空位时，Ａ或Ｂ的至少一个带有一个氢原子。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AJ布莱克，BJ梅勒，
申请(专利权)人：艾夫西亚有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]