專利名稱：膦烷鹽及其在對映選擇性氫化中的用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及膦烷鹽，涉及使用這些膦烷鹽作為配體通過催化劑前體的絡合作用制備催化劑溶液的方法，以及此方法制備的催化劑溶液在雜原子-碳和C＝C雙鍵的不對稱催化氫化中的用途。
一類重要的不對稱氫化，尤其是銠-催化氫化的配體是手性C2-對稱雙膦烷，例如，代表DuPHOS族的1，2-雙(2，5-二甲基膦烷基)苯、1，2-雙(2，5-二甲基膦烷基)乙烷(BPE)(Burk，M.J.等，J.Am.Chem.Soc.1991，113，8518)、以及例如代表RoPHOS族的1，2-雙[3，4-雙(芐氧基)-2，5-二甲基膦烷基]乙烷(Holz，J.等J.Org.Chem.1998，63，8031)。同樣已知的是含有叔膦基的單膦烷(Kottsieper，K.W.等，TetrahedronAsymmetry 2001，12，1159)。為達到本發(fā)明的目的，膦烷是脂族的、五元的、環(huán)中含有一個磷原子的雜環(huán)化合物。
雖然一些上述的膦烷族，例如Duphos(Burk等，J.Am.Chem.Soc.1993，115，10125)，形成晶狀的、對空氣穩(wěn)定的化合物，大多數(shù)這些化合物卻以液態(tài)形式得到。很多固態(tài)和液態(tài)形式的化合物具有強的吸濕性并且對氧化非常敏感，以至于在空氣中這些膦烷迅速氧化分解。因此這些膦烷的處理和儲存由于其稠度和高的空氣敏感性而變得困難。
由于原位制備形成絡合物混合物，通過該方法不可能獲得可重復的結果，因此，具有膦烷配體的催化劑絡合物基本上是預先形成的，并且，如果適當，被純化的。然而，原位制備具有加工和經(jīng)濟優(yōu)勢。
膦烷還可能以其鹽的形式存在Kottsieper(Kottsieper，K.W.等，TetrahedronAsymmetry 2001，12，1159)描述了鹽形式的DuPHOS-類似二膦(二氫氯化鏻)的制備。此化合物是強吸濕性的。同樣已知的是RoPHOS鏻鹽(以甲磺酸鹽作為反離子)，它首先由Zhang等人制備得到但未被認可(Zhang，X.等，J.Org.Chem.2000，65，3489)，后來才被確認為上述鹽(RajanBabu，T.V.等，J.Am.Chem.Soc.2001，123，10207)。然而，這些化合物同樣是非常吸濕的并且在空氣中不穩(wěn)定。
釕絡合物同樣已經(jīng)被原位制備得到。其中，[釕(1，2:5，6-η-1，5-環(huán)辛二烯)(η3-甲代烯丙基2]和1，2-雙-(2，5-二甲基膦烷基)苯的等摩爾溶液與一當量的HBF4·Et2O和催化量的BF3·Et2O反應，得到預催化劑的混合物(Dobbs，D.A.等，Angew.Chem.2000，112，11，2080)。
令人驚奇的是，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有一個或兩個膦烷基團的二叔二膦的某些鹽適用于原位制備作為均相氫化催化劑的金屬絡合物，以確保一致的反應條件。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鹽生成中經(jīng)常形成不吸濕或僅僅輕微吸濕以及在空氣中對氧化不敏感的固體，由此處理、儲存和運輸可被大大改進。
因此，首先，本發(fā)明提供一種通過金屬絡合物與二膦在惰性有機溶劑存在下反應來制備催化劑溶液的方法，其特征在于a)具有TM8金屬作為中心原子的不帶電荷的或陽離子的金屬絡合物，和b)手性二叔二膦的鹽，它包含一個或兩個連在具有2至4個碳原子的碳鏈上的膦烷基，并包含選自RcCOO-、RcSO3-、BF4-、PF6-、AsF6-、SbF6-、B(C6F5)4-和B(3，5-雙三氟甲基苯基)4-陰離子，相互反應，其中組分a)和b)的比例是1∶1至1∶2，和Rc是C1-C6-鹵代烷基、C5-C10-鹵代環(huán)烷基或C6-C10-鹵代芳基。
正如從文獻中獲知和描述的那樣，組分a)可以是鹽或不帶電荷的或陽離子的金屬絡合物，例如，在″催化不對稱合成″(Editor I.Ojima，VCH，1993)，″有機合成中的不對稱催化作用″(R.Noyori，Wiley，1994)，和″用于有機合成的過渡金屬″(Editor M.Beller，C.Bolm，Wiley-VCH，1998)。
適合的惰性溶劑是，例如，脂族的、環(huán)脂族的和芳族的烴(戊烷、己烷、庚烷、石油醚、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯)，鹵代脂族烴(二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷和四氯乙烷)，腈(乙腈、丙腈、芐腈)，醚(二乙醚、二丁醚、叔丁基甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二甘醇二甲醚、四氫呋喃、二噁烷、二甘醇單甲醚或二甘醇單乙醚)，酮(丙酮、甲基異丁酮)，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)，羧酰胺(二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺)，無環(huán)脲(二甲基咪唑啉)，亞砜和砜(二甲亞砜、二甲砜、四亞甲基亞砜、環(huán)丁砜)和醇(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)，硝基甲烷和水。還可以使用至少兩種溶劑的混合物。
為了達到本發(fā)明的目的，TM8金屬是選自Cu、Ag、Au、Ni、Co、Rh、Pd、Ir、Ru和Pt的過渡金屬。優(yōu)選的金屬是銠和銥，也可是釕、鉑和鈀。
特別優(yōu)選的金屬是釕、銠和銥。
取決于金屬原子的氧化值和配位數(shù)，金屬絡合物可進一步包含配體和/或陰離子。它們還可以是陽離子的金屬絡合物。配體可以是單齒或雙齒的非離子或陰離子配體。
單齒非離子配體可以是，例如，選自烯烴(例如乙烯、丙烯)、烯丙基(烯丙基、2-甲代-1-烯丙基)、溶劑化物溶劑(腈、線狀或環(huán)狀醚、非烷基化或N-烷基化的酰胺和內(nèi)酰胺、胺、膦、醇、羧酸酯、磺酸酯)、一氧化二氮和CO。
單齒陰離子配體可以是，例如，選自鹵素(F、Cl、Br、I)、擬鹵化物(氰化物、氰酸鹽、異氰酸鹽)和羧酸陰離子、磺酸陰離子和膦酸陰離子(碳酸鹽、甲酸鹽、醋酸鹽、丙酸鹽、甲磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽，苯磺酸鹽、甲苯磺酸鹽)、乙酰丙酮化物。
雙齒非離子配體可以是，例如，選自線狀或環(huán)狀二烯(例如己二烯、環(huán)辛二烯、降冰片二烯)、二腈(丙二腈)、非烷基化或N-烷基化的羧酸肼、二胺、二膦、二醇、二羧酸二酯和二磺酰二酯。
雙齒陰離子配體可以是，例如，選自二羧酸、二磺酸和二膦酸(例如草酸，丙二酸，琥珀酸，馬來酸，亞甲基二磺酸和亞甲基二膦酸)的陰離子。
該配體還可以芳烴或雜芳烴(例如苯、萘、甲苯、二甲苯、異丙基苯、1，3，5-均三甲苯、吡啶、聯(lián)苯、吡咯、苯并咪唑)。
陽離子金屬絡合物可包含陰離子如Cl-、Br-、I-、ClO4-、CF3SO3-、CH3SO3-、HSO4-、BF4-、B(苯基)4-、B(C6F5)4-、B(3，5-雙三氟甲基苯基)4-、PF6-、SbCl6-、AsF6-或SbF6-。
優(yōu)選作為組分a)使用的金屬絡合物的分子式為[M(二烯)2]X、[M(烯)2A]2、[M(二烯)A]a、[M(二烯)L2]X、[MLbA]和[RuCl2B)]2、[RuL3A]X、[Ru(二烯)(羧酸鹽)2]2，其中M是Rh或Ir，二烯是線狀或環(huán)狀二烯烴，優(yōu)選具有6至12個碳原子，烯是優(yōu)選具有2至6個碳原子的烯烴，X是選自BF4-、PF6-、SbF6-、CH3COO-、CF3COO-、CH3SO3-和CF3SO3-的陰離子，A是選自環(huán)戊二烯基、取代的環(huán)戊二烯基、乙酰丙酮酸鹽、四甲基庚二酸鹽、氫化物和氯化物的陰離子配體，a是0或1，b是2、3或4，L是選自CO、CH3CN、PhCN、DMSO、吡啶、取代的吡啶和PR3的不帶電荷的配體，其中R是烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、雜芳基或取代的雜芳基，羧酸鹽是低級C1-C6羧酸的鹽，和B是苯或烷基取代的苯，吡啶、烷基、芳基和雜芳基的取代基是，例如C1-C4-烷基、C1-C4-烷氧基、F或Cl。
特別優(yōu)選作為組分a)使用的金屬絡合物是[Rh(COD)2]X、[Rh(NBD)2]X、[Ir(COD)2]X、[Ir(NBD)2]X、[Ru(苯)Cl2]2、[Ru(1，3，5-三異丙基苯)Cl2]2、[Ru(1，3，5-三甲基苯)Cl2]2、[Ru(對異丙基苯甲烷)Cl2]2、[Ru(六甲基苯)Cl2]2、[Ru(六甲基苯)Cl2]2、[Ru(甲代烯丙基)2(二烯)]2、RuCl3.xH2O、[RuCl2(二烯)]n、[Ru(DMSO)4Cl2]、[Ru(PPh3)3H2(CO)]、[Ru(PPh3)2CpCl]、[RuCp(CO)2]2、[Ru(PPh3)Cl2]、[Ru(PPh3)3Cl2]、Ru(acac)2和Ru(二烯)acac2，其中X可以是BF4-、PF6-、SbF6-或CF3SO3-，和COD是1，5-環(huán)辛二烯和NBD是降冰片二烯。
組分b)的二膦的膦基團可以相應為分子式-PRaRb，其中Ra、Rb要么是單價烴基，要么兩個烴基可與P原子一起形成3-至8-元環(huán)。烴基可以是未取代或取代的，可包含1至22個，優(yōu)選1至12個碳原子。在這些化合物中，特別優(yōu)選的是其中兩個基團Ra和Rb是相同的并且選自線狀或支鏈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)烷基和C5-C12-環(huán)烷基-CH2-；苯基和芐基；和被鹵素(例如F、Cl或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(如-CO2CH3)取代的苯基或芐基。
膦基團還可以是如下式的基團
其中o和p各自彼此獨立地是2至10的整數(shù)，并且o+p的和是4至12，優(yōu)選5至8，和苯環(huán)是未取代或被C1-C4-烷基或C1-C4-烷氧基取代的。實例是如下式的[3.3.1]-和[4.2.1]-phobyl基團 P上烷基取代基的例子，優(yōu)選具有1至6個碳原子，是甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基，以及戊基和己基的同分異構體。P上未取代的或烷基-取代的環(huán)烷基取代基的例子是環(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上烷基-、烷氧基-、鹵代烷基-、鹵代烷氧基取代的苯基或芐基取代基的例子是甲基苯基、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、二甲基氨基苯基、3，5-二-叔-丁基-苯-1-基、3，5-二-叔-丁基-4-甲氧基苯-1-基、3，5-二-叔-丁基-4-二甲基氨基苯-1-基、3，5-二-異-丙基苯-1-基、3，5-二-異-丙基-4-甲氧基苯-1-基、3，5-二-異-丙基-4-二甲基氨基苯-1-基、3，5-二-甲基-4-甲氧基苯-1-基、3，5-二甲基-4-二甲基氨基苯-1-基和3，4，5-三甲氧基苯-1-基。
優(yōu)選的膦基團-PRaRb是其中Ra和Rb是相同的并且選自C1-C6-烷基、未取代的環(huán)戊基和環(huán)己基以及被1至3個C1-C4-烷或C1-C4-烷氧基取代的環(huán)戊基和環(huán)己基，芐基；和特別是未取代的或被1至3個C1-C4-脘基、C1-C4-烷氧基、(C1-C4-烷基)2N-、F、Cl、C1-C4-氟代烷基或C1-C4-氟代烷氧基取代的苯基。
膦烷基可以相應為式 并優(yōu)選是基本上純的對映體形式。R1至R4優(yōu)選具有下面的含義。
具有2至4個碳原子的碳鏈可以是，例如，C2-C4-亞烷基或-亞烯基、1，2-亞芳基、1，2-亞雜芳基、1，2-亞環(huán)烷基、1，2-亞雜環(huán)烷基、1，1’-亞聯(lián)芳基或1，1’-亞聯(lián)雜芳基。實例為亞乙基、1，2-或1，3-亞丙基、1，2-、1，3-和1，4-亞丁基、1，4-亞丁烯基、1，3-亞環(huán)戊基、1，2-亞環(huán)己基、3，4-亞吡咯烷基或-亞呋喃基或-亞噻吩基、1，2-亞苯基、1，2-亞吡啶基、1，2-亞萘基、1，1’-亞聯(lián)苯基和1，1’-亞聯(lián)萘基。
鹵代烷基、鹵代環(huán)烷基和鹵代芳基可含有一個或多個鹵素原子并可以是全鹵代的基團。鹵素優(yōu)選為氯并且特別優(yōu)選是氟。特別優(yōu)選的是全氟代的基團。一些例子是三氯乙基、五氯乙基、三氟甲基、五氟乙基和五氟苯基。
Rc特別優(yōu)選是C1-C4-全氟烷基。
優(yōu)選的陰離子是CF3COO-、CF3SO3-、BF4-、PF6-、AsF6-和SbF6-。
使用的組分b)優(yōu)選是式(I)或(II)的膦烷鹽 其中R1＝R4并且各自是OH、烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基或芳烷氧基；R2和R3各自彼此獨立地是H、OH、烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基或芳烷氧基，但優(yōu)選R2＝R3；或R2和R3一起形成環(huán)脂族的、環(huán)雜脂族的、芳族的或雜芳族的環(huán)的部分；Ra、Rb各自彼此獨立地是具有1至22個碳原子的未取代或取代的一價烴基，或者兩個烴基與P原子一起可形成3-到8-元環(huán)；Z是包含2至4個碳原子的鏈，其可以是1，2-芳基、1，2-雜芳基、1，2-環(huán)烷基、1，2-雜環(huán)烷基環(huán)或1，1’-亞聯(lián)芳基或1，1’-亞聯(lián)雜芳基的一部分；和X-是陰離子RcCOO-、RcSO3-，其中Rc＝C1-4-烷基、C5-10-環(huán)烷基或C6-10-芳基，在各種情況下被鹵素原子、BF4-、PF6-、AsF6-、SbF6-、B(C6F5)4-或B(3，5-雙三氟甲基苯基)4-取代。
至于基團R1到R4，烷基優(yōu)選是C1-4-烷基(甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基和叔丁基)；芳基優(yōu)選是苯基或稠合的苯基，芳烷基優(yōu)選是具有任何取代形式并與烷基鏈直接相連的芳環(huán)，優(yōu)選芐基；烷氧基優(yōu)選是甲氧基、乙氧基、丙氧基或異-丙氧基；芳氧基優(yōu)選是苯氧基；和芳烷氧基優(yōu)選是芐氧基。
至于Z雜芳基，優(yōu)選是任何芳香的N-、O-或S-雜環(huán)，還可以與苯基稠合；并且雜環(huán)烷基優(yōu)選是任何脂族或部分不飽和的N-、O-或S-雜環(huán)。
基團R1至R4可被例如C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、F或Cl取代。
組分b)，即(I)或(II)的膦烷，優(yōu)選是其中R1＝R4＝甲基、乙基、異丙基或苯基；和R2＝R3＝H、OH、甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基或芐氧基；或R2和R3是芳族的、雜芳族的、脂族的或雜脂族的環(huán)的一部分。
特別優(yōu)選的作為組分b)的化合物是包含上述基團的式(I)的那些。
非常特別優(yōu)選的組分b)是式(I.1a)、(I.1b)、(I.2)和(II.1)的化合物和它們的對映異構體 其中R1、R2和X-具有上面式(I)和(II)中給出的含義，包括優(yōu)選和實施方案中所述的那些；和R5是甲基、乙基、丙基或異丙基。
非常特別優(yōu)選的組分b)還包括式(I.4)和(I.5)的化合物以及它們的對映異構體 其中R1、R2和X-具有上面式(I)中給出的含義，包括優(yōu)選和實施方案中所述的那些；B是NR7或O，其中R7＝烷基，取代或未取代的；芳基，取代或未取代的；芳基、芳烷基，取代或未取代的；雜芳基，取代或未取代的；環(huán)烷基，取代或未取代的；雜環(huán)烷基，取代和未取代的，和R6是H或稠合芳基、雜芳基、環(huán)烷基或雜環(huán)烷基環(huán)；或烷基，取代或未取代的；烷氧基；芳基，取代或未取代的；NR7，其中R7如上定義；OH或鹵素。至于取代，可能的取代基是例如C1-C4-烷基或C1-C4-烷氧基。
進一步非常特別優(yōu)選的作為組分b)使用的化合物是如下膦烷鹽1，2-雙[(2S，3S，4S，5S)-3，4-二羥基-2，5-二甲基膦烷基]苯雙三氟甲磺酸鹽，1，2-雙[(2R，3S，4S，5R)-3，4-二羥基-2，5-二甲基膦烷基]苯雙三氟甲磺酸鹽，和它們的對映異構體，雙[(2R，5R)-2，5-二甲基膦烷基]乙烷雙四氟硼酸鹽和它的對映異構體。
膦烷鹽形成需要的陰離子X-優(yōu)選是陰離子RcSO3-，其中Rc＝C1-4-烷基、C5-10-環(huán)烷基或C6-10-芳基，在各種情況下可被氟原子取代，優(yōu)選全氟代、BF4-、PF6-、SbF6-或BArF-(三(五氟苯基)硼酸鹽)。
全氟代陰離子RSO3-最公認的例子是CF3SO3-(三氟甲磺酸離子)。
優(yōu)選的陰離子是CF3SO3-、BF4-、PF6-、SbF6-或BArF-，特別是CF3SO3-、BF4-和PF6-。
作為酸H+X-，可以使用對各自膦烷提供足夠酸強度的所有酸。
上述制備的催化劑溶液可被直接用于雜原子-碳和C＝C雙鍵的對映選擇性不對稱氫化反應。
因此，本發(fā)明還提供一種根據(jù)本發(fā)明制備的催化劑溶液用于雜原子-碳和C＝C雙鍵的對映選擇性不對稱氫化反應的用途。
本發(fā)明還提供前手性有機化合物的雜原子-碳和C＝C雙鍵的氫化方法，該方法使用包含TM8金屬的金屬絡合物和二叔二膦作為均相氫化反應催化劑，其中二叔二膦包含連在具有2至4個碳原子的碳鏈上的一個或兩個膦烷基團，其特征在于催化劑在氫化反應之前原位制備，通過a)具有TM8金屬作為中心原子的不帶電荷的或陽離子的金屬絡合物，和b)手性二叔二膦的鹽，它包含一個或兩個連在具有2至4個碳原子的碳鏈上的膦烷基，并包含選自RcCOO-、RcSO3-、BF4-、PF6-、AsF6-、SbF6-、B(C6F5)4-和B(3，5-雙三氟甲基苯基)4-的陰離子，反應，其中組分a)和b)的比例是1∶1至1∶2，和Rc是C1-C6-鹵代烷基、C5-C10-鹵代環(huán)烷基或C6-C10-鹵代芳基。
本發(fā)明進一步的優(yōu)勢在于，當選擇特定的陰離子時，為制備催化劑溶液而作為組分b)使用的膦烷對空氣是穩(wěn)定的。這里，對空氣是穩(wěn)定的定義如下物質(zhì)，即膦烷鹽，對氧化反應不敏感并且在正常的實驗室條件下(儲存在20-30℃和相對空氣濕度40％)在鹽離析后的前12個小時內(nèi)不發(fā)生分解。此外，本發(fā)明的鹽不吸濕或僅僅中等吸濕。后者在保護性氣體存在下儲存是有利的。本發(fā)明的鹽的長期穩(wěn)定性可以通過在制備鹽之后的一段特定時間，例如4周以后，沒有發(fā)生視覺變化(肉眼檢驗)、機械變化(固體的粉末流未被破壞)和分析變化(與初始狀態(tài)的NMR光譜比較)來證實。
本發(fā)明進一步提供作為中間體使用的基本上純的對映體形式的式(III)或(IV)的膦烷鹽 其中基團R1到R4、Ra、Rb、Z和X-具有上述式(I)和(II)下給出的含義，前提是不包括化合物1，2-雙(2，5-二甲基膦烷基)苯四氟硼酸鹽。
上面式(I)和(II)中提及的優(yōu)選和實施方案同樣適用于本發(fā)明的膦烷鹽。
式(III)和(IV)的膦烷鹽通?？捎靡阎椒ㄖ苽?，將磷雜環(huán)戊二烯溶解于對酸穩(wěn)定的有機溶劑，例如，甲醇、氯仿等中，在室溫下與每當量磷約1.1當量的稍過量的酸混合。蒸發(fā)溶劑，如此得到純化的固體，所獲得的膦烷鹽是基本上分析純的粉末。
如上所述，本發(fā)明的膦烷鹽可以作為催化劑溶液原位制備的配體。為制備催化劑溶液，現(xiàn)場的用戶可方便地使用包含兩個容器的成套器具，其中一個容器裝有TM8金屬絡合物本身或在溶液中的TM8金屬絡合物，而另一個容器裝有本發(fā)明的膦烷鹽本身或在溶液中的本發(fā)明的膦烷鹽。上面提及的TM8金屬絡合物和本發(fā)明的膦烷鹽的優(yōu)選和實施方案同樣適用于本發(fā)明的成套器具。
因此，本發(fā)明進一步提供包含兩個容器的成套器具，其中一個容器裝有TM8金屬絡合物本身或在溶液中的TM8金屬絡合物，而另一個容器裝有本發(fā)明的膦烷鹽本身或在溶液中的本發(fā)明的膦烷鹽。
使用膦烷配體用于均相催化劑時，本發(fā)明的原位制備方法提供了比預先形成的金屬絡合物相比相當大的優(yōu)勢。不需要為了避免敏感的膦烷分解而采取任何特殊的保護性措施。膦烷鹽如此穩(wěn)定，以致可以毫無問題地被儲存和運輸。原位制備的催化劑或催化劑前體創(chuàng)造了穩(wěn)定的氫化反應條件。這些優(yōu)點使得膦烷在用戶于氫化反應前剛剛制備的金屬絡合物中作為配體的工業(yè)用途變?yōu)榭赡堋?br> 下面的實施例闡述本發(fā)明。
鹽的制備實施例A11，2-雙[(2S，3S，4S，5S)-3，4-二羥基-2，5-二甲基膦烷基]苯雙三氟甲磺酸鹽將500mg(1.1mmol)1，2-雙[(2S，3S，4S，5S)-3，4-異亞丙基-2，5-二甲基膦烷基]苯懸浮于2ml甲醇和0.5ml水中?；旌衔锢鋮s至0℃，逐滴加入200μL(2.25mmol)的三氟甲磺酸，得到澄清溶液。在室溫下攪拌15分鐘，然后在冷肼中除去溶劑。殘留物用苯共沸蒸發(fā)干燥，得到620mg(83％理論產(chǎn)量)的標題化合物的對空氣穩(wěn)定的、非吸濕性的白色粉末。
1H NMR0.86(dd，6H)；1.30(dd，6H)；2.94-3.12(m，2H)；3.18-3.34(m，2H)；4.06-4.24(m，4H)；7.66-7.78(m，2H)；8.02-8.18(m，2H)31P NMR10.6(bs)計算值C20H30F6O10P2S2C35.83；H4.51；S9.56；實測值C35.37；H4.36；S9.59。
實施例A21，2-雙[2S，3S，4S，5S)-3，4-二羥基-2，5-二甲基膦烷基]苯雙六氟磷酸鹽將500mg(1.11mmol)1，2-雙[(2S，3S，4S，5S)-3，4-異亞丙基-2，5-二甲基膦烷基]苯懸浮于2ml甲醇和0.5ml水中。混合物冷卻至0℃，逐滴加入517(2.30mmol)的六氟磷酸(含水65％)，得到澄清微黃溶液。在室溫下攪拌15分鐘，然后在冷肼中除去溶劑。殘留物用苯共沸蒸發(fā)干燥，得到690mg(94％理論產(chǎn)量)的標題化合物的對空氣穩(wěn)定的、非吸濕性的白色粉末。
1H NMR0.87(dd，6H)；1.32(dd，6H)；2.95-3.17(m，2H)；3.20-3.38(m，2H)；4.00-4.25(m，4H)；7.67-7.82(m，2H)；8.03-8.18(m，2H)31P NMR-143.0(Septet，PF6)；11.0(bs)計算值C18H30F12O4P4C32.64；H4.57；P18.71；實測值C32.68；H4.67；P18.1。
實施例A3雙[(2R，5R)-2，5-二甲基膦烷基]乙烷雙四氟硼酸鹽將200mg(0.77mmol)雙[(2R，5R)-2，5-二甲基膦烷基]乙烷溶解在2ml甲醇中。溶液冷卻至0℃，逐滴加入221μL(2.30mmol)的四氟硼酸(含水50％)，于是觀察到形成白色沉淀。在冷肼中除去溶劑并用THF洗滌得到的固體。殘留的水分用苯共沸蒸發(fā)除去，得到390mg(90％)的標題化合物的對空氣穩(wěn)定的、非吸濕性的白色粉末。
1H NMR1.18-1.32(2xdd，12H)；1.40-1.62(m，4H)；1.85-2.25(m，8H)；2.30-2.60(m，4H)31P NMR23.0(bs)計算值C14H30B2F8P2C38.75；H6.97；P14.28；實測值C38.67；H6.81；S14.3。
至于1，2-雙(2，5-二甲基膦烷基)乙烷(BPE，對應于上述式(I1.1)中R1＝甲基和R2＝H)，雙四氟硼酸鹽的形成將液態(tài)的、對氧化極為敏感的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆€(wěn)定的固體。這對涉及的配體的對映異構純度沒有負面影響。
實施例A41，2-雙[(2S，3S，4S，5S)-3，4-二羥基-2，5-二甲基膦烷基]苯雙四氟硼酸鹽將5g(11.10mmol)的1，2-雙[(2S，3S，4S，5S)-3，4-異亞丙基-2，5-二甲基膦烷基]苯懸浮于50ml甲醇和10ml水中。混合物冷卻至0℃，逐滴加入2.8mL(22.20mmol)的四氟硼酸(含水50％)，混合物回流30分鐘。蒸發(fā)得到的澄清溶液，殘留物用苯共沸蒸發(fā)干燥，得到5.7g(94％理論產(chǎn)量)的標題化合物的稍微吸濕性的白色粉末。
1H NMR0.87(dd，6H)；1.32(dd，6H)；3.03-3.18(m，2H)；3.22-3.38(m，2H)；4.06-4.20(m，4H)；7.70-7.80(m，2H)；8，05-8.18(m，2H)31P NMR10.9(bs)
實施例A5(比較例)1，2-雙[(2S，3S，4S，5S)-3，4-二羥基-2，5-二甲基膦烷基]苯雙甲磺酸鹽將6g(13.32mmol)的1，2-雙[(2S，3S，4S，5S)-3，4-異亞丙基-2，5-二甲基膦烷基]苯懸浮于120ml甲醇和6ml水中。逐滴加入1.8mL(27.97mmol)的甲磺酸，回流混合物。反應過程中初始的懸浮液變?yōu)槌吻濉?0分鐘后，在冷肼中除去溶劑并用二乙醚洗滌得到的白色粉末。用苯共沸蒸發(fā)干燥，得到4.1g(86％理論產(chǎn)量)的標題化合物的高度吸濕性的白色粉末。
1H NMR0.86(dd，6H)；1.31(dd，6H)；3.00-3.15(m，2H)；3.20-3.36(m，2H)；4.06-4.22(m，4H)；7.68-7.78(m，2H)；8.06-8.17(m，2H)31P NMR10.9(bs)根據(jù)上述Zhang，X等人的文獻該比較例的甲烷磺酸鹽(甲磺酸鹽)是高度吸濕性。選擇四氟硼酸鹽(實施例A4)得到中等吸濕性的鹽，而當選擇三氟甲磺酸鹽(實施例A1)或六氟磷酸鹽(實施例A2)時得到的類似鹽在各種情況下使獲得非吸濕性的、非常穩(wěn)定的配體形式成為可能。
A)應用實施例實施例B1使用1，2-雙[2S，3S，4S，5S)-3，4-二羥基-2，5-二甲基膦烷基]苯雙三氟甲磺酸鹽時衣康酸二甲酯的催化氫化在帶有磁性攪拌棒的玻璃加壓釜中裝入實施例A1中的配體(2.78mg，4.15×10-6mmol)，抽至高真空，并用氬氣充滿，重復三次上述操作。攪拌下相繼加入[銠(降冰片二烯)2]BF4(0.74ml，3.0M，3.95×10-6mmol在甲醇中)、衣康酸二甲酯(1.25ml，0.79mmol，0.63M在甲醇中)和三乙胺1.3ml，4.7×10-2mmol，3.6×10-2M在甲醇中)的溶液?；旌衔锒虝褐糜谡婵障虏霘鍤狻４诉^程隨后使用氫(1.1bar)代替氬氣再重復三次，混合物攪拌一小時。
反應混合物(澄清、黃色溶液)在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上蒸發(fā)。等分的氣相色譜(Lipodex E，50cm×0.25mm，190kPa H2，80℃等溫)表示轉(zhuǎn)化是定量的，并且獲得的對映體(R)超過99.8％。
權利要求
1.一種通過金屬絡合物與二膦在惰性有機溶劑存在下反應來制備催化劑溶液的方法，其特征在于a)具有TM8金屬作為中心原子的不帶電荷的或陽離子的金屬絡合物，和b)手性二叔二膦的鹽，它包含一個或兩個連在具有2至4個碳原子的碳鏈上的膦烷基，并包含選自RcCOO-、RcSO3-、BF4-、PF6-、AsF6-、SbF6-、B(C6F5)4-和B(3，5-雙三氟甲基苯基)4-的陰離子，相互反應，其中組分a)和b)的比例是1∶1至1∶2，和Rc是C1-C6-鹵代烷基、C5-C10-鹵代環(huán)烷基或C6-C10-鹵代芳基。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中作為組分a)使用的金屬絡合物對應于分子式[M(二烯)2]X、[M(烯)2A]2、[M(二烯)A]a、[M(二烯)L2]X、[MLbA]和[RuCl2B)]2、[RuL3A]X、[Ru(二烯)(羧酸鹽)2]2之一，其中M是Rh或Ir，二烯是線狀或環(huán)狀二烯烴，優(yōu)選具有6至12個碳原子，烯是優(yōu)選具有2至6個碳原子的烯烴，X是選自BF4-、PF6-、SbF6-、CH3COO-、CF3COO-、CH3SO3-和CF3SO3-的陰離子，A是選自環(huán)戊二烯基、取代的環(huán)戊二烯基、乙酰丙酮酸鹽、四甲基庚二酸鹽、氫化物和氯化物的陰離子配體，a是0或1，b是2、3或4，L是選自CO、CH3CN、PhCN、DMSO、吡啶、取代的吡啶和PR3的不帶電荷的配體，其中R是烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、雜芳基或取代的雜芳基，羧酸鹽是低級C1-C8羧酸的鹽，和B是苯或烷基-取代的苯。
3.根據(jù)權利要求1的方法，其中組分b)是式(I)或(II)的膦烷鹽 其中R1＝R4并且各自是OH、烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基或芳烷氧基；R2和R3各自彼此獨立地是H、OH、烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基或芳烷氧基，但優(yōu)選R2＝R3；或R2和R3一起形成環(huán)脂族的、環(huán)雜脂族的、芳族的或雜芳族的環(huán)的一部分；Ra、Rb各自彼此獨立地是具有1至22個碳原子的未取代或取代的一價烴基，或者兩個烴基與P原子一起可形成3-到8-元環(huán)；Z是包含2至4個碳原子的鏈，其可以是1，2-芳基、1，2-雜芳基、1，2-環(huán)烷基、1，2-雜環(huán)烷基環(huán)或1，1’-亞聯(lián)芳基或1，1’-亞聯(lián)雜芳基的一部分；和X-是陰離子RcCOO-、RcSO3-，其中Rc＝C1-4-烷基、C5-10-環(huán)烷基或C6-10-芳基，在各種情況下被鹵素原子、BF4-、PF6-、AsF6-、SbF6-、B(C6F5)4-或B(3，5-雙三氟甲基苯基)4-取代。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其中使用的成分b)是式(I.1a)、(I.1b)、(I.2)和(II.1)的膦烷鹽或它們的對映異構體 其中R1、R2和X-如權利要求3中定義和R5是甲基、乙基、丙基或異丙基。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其中組分b)是分子式(I.4)或(I.5)的膦烷鹽或它們的對映異構體 其中R1、R2和X-如權利要求3中定義；B是NR7，其中R7＝烷基，取代或未取代的；芳基，取代或未取代的；芳基、芳烷基，取代或未取代的；雜芳基，取代或未取代的；環(huán)烷基，取代或未取代的；雜環(huán)烷基，取代和未取代的，或O；和R6是H或稠和芳基、雜芳基、環(huán)烷基或雜環(huán)烷基環(huán)；或烷基，取代或未取代的；烷氧基；芳基，取代或未取代的；NR7，其中R7如上定義；OH或鹵素。
6.根據(jù)權利要求1至5任一項的方法，其中膦烷鹽形成需要的陰離子X-選自陰離子RcSO3-，其中Rc＝C1-4-烷基、C5-10-環(huán)烷基或C6-10-芳基，在各種情況下可被氟原子優(yōu)選全氟代、BF4-、PF6-、SbF6-或BArF-取代。
7.式(III)或(IV)的膦烷鹽 其中基團R1到R4、Ra、Rb、Z和X-具有權利要求3中式(I)和(II)中給出的含義，前提是不包括化合物1，2-雙(2，5-二甲基膦烷基)苯四氟硼酸鹽和1，2-雙(2，5-二甲基膦烷基)苯雙四氟硼酸鹽。
8.膦烷鹽1，2-雙[(2S，3S，4S，5S)-3，4-二羥基-2，5-二甲基膦烷基]苯雙三氟甲磺酸鹽，1，2-雙[(2R，3S，4S，5R)-3，4-二羥基-2，5-二甲基膦烷基]苯雙三氟甲磺酸鹽和它們的對映異構體，雙[(2R，5R)-2，5-二甲基膦烷基]乙烷雙四氟硼酸鹽和它的對映異構體。
9.進行根據(jù)權利要求1至6任一項的方法的包含兩個容器的成套器具，其中一個容器裝有如權利要求1定義的組分a)本身或在溶液中的如權利要求1定義的組分a)，而另一個容器裝有如權利要求1定義的組分b)本身或在溶液中的如權利要求1定義的組分b)。
10.根據(jù)權利要求1至6任一項的催化劑溶液用于雜原子-碳和C＝C雙鍵的對映選擇性不對稱氫化反應的用途。
11.前手性有機化合物的雜原子-碳和C＝C雙鍵的氫化方法，該方法使用包含TM8金屬的金屬絡合物和二叔二膦作為均相氫化反應催化劑，其中二叔二膦具有連在具有2至4個碳原子的碳鏈上的一個或兩個膦烷基團，其特征在于催化劑在氫化反應之前原位制備，通過a)具有TM8金屬作為中心原子的不帶電荷的或陽離子的金屬絡合物，和b)手性二叔二膦的鹽，它包含一個或兩個連在具有2至4個碳原子的碳鏈上的膦烷基，并包含選自RcCOO-、RcSO3-、BF4-、PF6-、AsF6-、SbF6-、B(C6F5)4-和B(3，5-雙三氟甲基苯基)4-的陰離子，相互反應，其中組分a)和b)的比例是1∶1至1∶2，和Rc是C1-C6-鹵代烷基、C5-C10-鹵代環(huán)烷基或C6-C10-鹵代芳基。
全文摘要
一種通過金屬絡合物與二膦在惰性有機溶劑存在下反應來制備催化劑溶液的方法，其特征在于a)具有TM8金屬作為中心原子的不帶電荷的或陽離子的金屬絡合物，和b)手性二叔二膦的鹽，它包含一個或兩個連在具有2至4個碳原子的碳鏈上的膦烷基，并包含選自R
文檔編號C07F9/6574GK1784414SQ200480012411
公開日2006年6月7日 申請日期2004年5月7日 優(yōu)先權日2003年5月9日
發(fā)明者M·凱塞爾格魯伯, M·托門 申請人:索爾維亞斯股份公司