Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНАНТИОМЕРНО ОБОГАЩЕННЫХ η-ИМИНОАЦИЛЬНЫХ НЕОМЕНТИЛЗАМЕЩЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ С ХИРАЛЬНЫМ ЦЕНТРОМ НА Zr"

Изобретение относится к способу получения новых энантиомерно обогащенных η²-иминоацильных неоментилзамещенных комплексов с хиральным центром на атоме циркония, конкретно к способу получения циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий хлор η²-иминоацильных комплексов CpCp′ZrC(R)=N(Cy)(Cl) (R=Et, Bu) общей формулы (1a, b):

где R=Et (a), n-Bu (b).

Указанное соединение может найти применение в качестве компонента каталитических систем в процессах асимметрической стереоселективной поли- и олигомеризации непредельных соединений, а также в тонком органическом и металлорганическом синтезе ([1] L.Chen, W.Nie, J.Paradies, G.Kehr, R.Frohlich, K.Wedeking, G.Erker. Organometallics 25 (2006) 5333).

Известен способ ([2] A.Antinõlo, R.Femańdez-Galań, I.Orive, A.Otero, S.Prashar. Eur. J. Inorg. Chem. (2002) 2470) получения рацемических η²-иминоацильных комплексов (3) с хиральным центром на атоме циркония в реакции диметилцирконоцена (2) с (2,6-диметилфенил)изоцианидом в ТГФ с выходом 60% согласно следующей схеме:

Известный способ не позволяет получать энантиомерно обогащенные циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий хлор η²-иминоацильные комплексы CpCp′ZrC(R)=N(Cy)(Cl) (R=Et, Bu) (1).

Известен способ ([3] A.Antinõlo, R.Fernańdez-Galań, В.Gallego, A.Otero, S.Prashar, A.M.Rodriguez. Eur. J. Inorg. Chem. (2003) 2626) получения рацемических η²-иминоацильных комплексов (5) с хиральным центром на атоме циркония в реакции анса-комплекса. (4) с (2,6-диметилфенил)изоцианидом в ТГФ в соотношении 1:1 в течение 18 часов по схеме:

Известный способ не позволяет получать энантиомерно обогащенные циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий хлор η²-иминоацильные комплексы CpCp′ZrC(R)=N(Cy)(Cl) (R=Et, Bu) (1).

Известен способ ([4] Sebastian, P.Royo, P.Gomes-Sal, C.R. de Arellano. Eur. J. Inorg. Chem. (2004) 3814) получения рацемических η²-иминоацильных комплексов (7) с хиральным центром на атоме циркония в реакции анса-цирконоцена (6) с (2,6-диметилфенил)изоцианидом в Et₂O в соотношении 1:1 с выходом 87-91% по схеме:

Известным способом не могут быть получены энантиомерно обогащенные циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий хлор η²-иминоацильные комплексы CpCp′ZrC(R)=N(Cy)(Cl) (R=Et, Bu) (1).

Известен способ ([5] A.Antinõlo, R.Fernańdez-Galań, A.Otero, S.Prashar, I.Rivillia, A.Rodriguez. J. Organomet. Chem. (2006) 2924) получения рацемических η²-иминоацильных анод-комплексов циркония (9) с хиральным центром на атоме циркония при взаимодействии диметилцирконоцена (8) с (2,6-ксилил)изоцианидом в ТГФ в соотношении 1:1 в течение 2 часов с выходом 85-89% по схеме:

Известным способом не могут быть получены циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий хлор η²-иминоацильные комплексы CpCp′ZrC(R)=N(Cy)(Cl) (R=Et, Bu) (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по синтезу энантиомерно обогащенных циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий хлор η²-иминоацильных комплексов CpCp′ZrC(R)=N(Cy)(Cl) (R=Et, Bu) с хиральным центром на атоме циркония общей формулы (1).

Предлагается способ получения новых энантиомерно обогащенных циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий хлор η²-иминоацильных комплексов CpCp′ZrC(R)=N(Cy)(Cl) (R=Et, Bu) (1) с хиральным центром на атоме циркония.

Сущность способа заключается во взаимодействии циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий дихлорида (π-комплекс) (CpCp′ZrCl₂) с алкильными производными лития (RLi, R=Et, n-Bu), взятых в мольном соотношении CpCp′ZrCl₂:RLi=1:(0,8÷1,3), в толуоле при охлаждении до -78°С с последующим добавлением циклогексилизоцианида (CyCN), взятого в соотношении 1 моль CyCN на один моль CpCp′ZrCl₂ при комнатной температуре. Реакцию проводят при перемешивании в атмосфере аргона. Растворитель упаривают досуха. Сухой остаток растворяют в толуоле и отфильтровывают. Осадок на фильтре несколько раз промывают толуолом. Толуол упаривают в вакууме. Получают целевой продукт 1а, b с выходом 69-79% (79-80% ее). Энантиомерный избыток целевого продукта устанавливали по данным ЯМР ¹Н реакционной массы.

Реакция протекает по схеме:

Целевой продукт (1) образуется только с участием циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий дихлорида (CpCp′ZrCl₂), алкильных производных лития (RLi, R=Et, n-Bu) и циклогексилизоцианида (CyCN).

Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения содержания алкильных производных лития (RLi, R=Et, n-Bu) по отношению к циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий дихлориду снижает выход целевого продукта (1) за счет образования побочных продуктов - диалкильных производных. Уменьшение содержания циклогексилизоцианида по сравнению с циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий алкилхлоридом уменьшает выход циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий хлор η²-иминоацильных комплексов CpCp′ZrC(R)=N(Cy)(Cl) (R=Et, n-Bu) (1). Увеличение содержания циклогексилизоцианида по отношению к циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий алкилхлориду практически не оказывает влияния на выход целевого продукта (1).

Существенные отличия предлагаемого способа

Предлагаемый способ базируется на использовании в качестве исходного комплекса циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий дихлорида (CpCp′ZrCl₂), алкильных производных лития (RLi, R=Et, n-Bu) и циклогексилизоцианида (CyCN). В известных способах в качестве исходных реагентов используются только анса-комплексы циркония и (2,6-диметилфенил)изоцианид.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами.

Способ позволяет получать новые энантиомерно обогащенные циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий хлор η²-иминоацильные комплексы CpCp′ZrC(R)=N(Cy)(Cl) (R=Et, n-Bu) (1) с хиральным центром на атоме циркония общей формулы (1), синтез которых в литературе не описан.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. В стеклянный реактор объемом 5 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 0,05 ммоль (24 мг) циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий дихлорида и 1 мл толуола. Смесь охлаждают до -78°C и по каплям добавляют 0,05 ммоль EtLi (0,3 M раствор в Et₂O). Температуру в реакторе в течение 30 минут при постоянном перемешивании доводят до комнатной. Далее к реакционной массе по каплям добавляют 0,05 ммоль (0,05 мл) циклогексилизоцианида (CyCN) и перемешивают в течение 20 мин. Растворитель упаривают досуха. Сухой остаток растворяют в толуоле и отфильтровывают. Осадок на фильтре несколько раз промывают толуолом. Толуол упаривают в вакууме. Получают мелкокристаллический комплекс 1a в количестве 24,1 мг (75%, 79% ee).

Спектральные характеристики 1a: MALDI-TOF (толуол): m/z=659 [M]⁺, 623 [M-Cl]⁺, 549 [M-Et₂O-Cl]⁺, 521 [M-Cy(Et)CN]⁺. ИК (толуол): ν(C=N) 1570 см^-1.

CpCp'ZrC(Et)=N(Cy)(Cl)·Et₂O (1a) Основной диастереомер ¹H ЯМР (C₇D₈, 298 K): δ 0.53 (д, 3H, ³J_HH=7.6 Гц, CH₃CHCH₃); 0.79 (д, 3H, ³J_HH=6.7 Гц, CH₃CHCH₃); 1.03-1.15 (м, 1H, CH₂CHHCHCH₃), 1.09-1.30 (м, 2H, CNCH(CH₂)₂(CH_axH)₂CH₂), 1.13-1.27 (м, 1H, CHHCH₂CHCH₃); 1.14-1.27, 1.64-1.73 (м, 2H, CNCH(CH_axH)₂(CH₂)₂CH₂), 1.18 (д, 3H, ³J_HH=6.7 Гц, CH₃CH); 1.21-1.33, 1.78-1.84 (м, 2H, CHCCH₂CH₂); 1.22-1.28, 1.43-1.53 (м, 2H, CCCH₂CH₂); 1.26 (т, 3H, ³J_HH=7.6 Гц, ZrCCH₂CH₃); 1.36-1.52 (м, 2H, CNCH(CH₂)₂(CH₂)₂CH₂), 1.44-1.54; 2.09-2.20 (м, 2H, CHCCH₂); 1.46-1.55 (м, 1H, CHCHHCH), 1.50-1.59 (м, 1H, CHHCH₂CHCH₃); 1.51-1.60 (м, 1H, CHCHCH); 1.67-1.80 (м, 2H, CNCH(CH₂)₂(CHH_eq)₂CH₂), 1.69-1.81 (м, 1H, CH₃CHCH₃), 1.89-2.00 (м, 1H, CH₃CH); 1.80-1.88 (м, 1H, CH₂CHHCHCH₃); 1.90-2.03; 2.19-2.31 (м, 2H, CNCH(CHH_eq)₂(CH₂)₂CH₂), 1.98-2.12 (м, 1H, ZrCCHH); 2.31-2.44 (м, 1H, CHCHHCH); 2.31-2.44 (м, 1H, ZrCCHH); 2.40-2.52 (м, 1H, CCCHH); 3.11 (дт, ²J_HH=16.0 Гц, ³J_HH=5.4 Гц, 1H, CCCHH); 3.26-3.35 (м, 1H, CHCHCHCH₂); 3.65 (тт, ³J_(eq,ax)=4.0 Гц; ³J_(ax,ax)=11.0 Гц, 1H, CNCH), 5.22 (д, AX, ³J_HH=3.0 Hz, 1H, CH (Cp')); 5.58 (д, AX, ³J_HH=3.0 Hz, 1H, CH (Ср′)); 5.72 (s, 5H, Cp); ¹³С ЯМР (C₇D₈, 298 K): δ 11.6 (ZrCCH₂CH₃), 21.2 (C₁₉), 22.5, 22.7 (C₇, С₆), 23.7, 18.3 (C₁₇, C₁₈), 22.7 (С₂₃), 24.5, 24.4 (C₅, C₈), 25.2 (C₁₂), 25.3, 25.2 (C₂₂, C₂₄), 26.5 (ZrCCH₂), 29.1 (C₁₄), 28.5 (C₁₆), 31.5, 32.1 (C₂₁, C₂₅), 33.4 (C₁₃), 35.5 (С₁₀), 39.3 (C₁₅), 46.9 (С₁₁), 60.4 (CNCH), 93.1 (С₃), 108.2 (C₂), 107.4 (Cp), 126.2, 126.8, 124.1 (C₁, C₄, C₉), 241.6 (C=N).

СрСр′ZrС(Еt)=(Сy)(Сl)·Еt₂O (1′а) Минорный диастереомер ¹Н ЯМР (C₇D₈, 298 K): δ 0.43 (д, 3Н, ³J_HH = 7.6 Гц, СH₃СНСН₃); 0.79 (д, 3Н, ³J_HH = 6.7 Гц, СН₃СНСH₃); 0.95-1.05 (м, 1Н, СН₂СHНСНСН₃), 1.05 (т, 3Н, ³J_HH = 7.2 Гц, ZrССН₂СH₃); 1.07 (д, 3Н, ³J_HH = 6.7 Гц, СH₃СН); 1.13-1.27 (м, 1Н, СHНСН₂СНСН₃); 1.19-1.37; 1.59-1.75 (м, 2Н, СNСН(СH_axH)₂(СН₂)₂СН₂), 1.30-1.34 (м, 1Н, СНСHНСН), 1.36-1.52 (м, 2Н, СNСН(СН₂)₂(СН₂)₂CH₂), 1.38-1.50, 1.43-1.55 (м, 4Н, ССН₂СH₂); 1.45-1.50 (м, 1Н, СНСHСН); 1.47-1.53; 2.33-2.47 (м, 2Н, СНССH₂); 2.41-2.51; 2.83-2.90 (м, 2Н, ССCH₂); 1.50-1.59 (м, 1Н, СНHСН₂СНСН₃); 1.56-1.64 (м, 1Н, СН₃СHСН₃, 1.80-1.85 (м, 1Н, СН₃СH); 1.68-1.78 (м, 1Н, СН₂СНHСНСН₃); 1.95-2.09 (м, 1Н, СНСНHСН); 2.08-2.22; 2.32-2.44 (м, 2Н, СNСН(СНH_eq)₂(СН₂)₂СН₂), 2.35-2.43 (м, 1Н, ZrССHН); 2.46-2.54 (м, 1Н, ZrССНH); 2.91-2.95 (м, 1Н, СНСНСHСН₂); 3.76 (тт, ³J_(eq,ax) = 4.0 Гц; ³J_(ax,ax) = 11.0 Гц, 1Н, СNСH), 5.16 (д, AX, ³J_HH = 3.0 Гц, 1Н, CH (Cp′)); 5.74 (д, AX, ³J_HH = 3.0 Гц, 1Н, CH (Cp′)); 5.76 (с, 5H, Ср); ¹³С ЯМР (C₇D₈, 298 K): δ 11.2 (ZrССН₂СН₃), 21.5 (С₁₉), 22.5, 22.7 (С₇, С₆), 23.7, 18.1 (C₁₇, C₁₈), 24.5, 23.7 (C₅, C₈), 22.7 (С₂₃), 25.2 (C₁₂), 26.4 (ZrCCH₂), 29.1 (C₁₄), 28.8 (C₁₆), 32.1, 31.5 (C₂₁, C₂₅), 33.9 (C₁₃), 35.9 (С₁₀), 39.9 (C₁₅), 47.2 (С₁₁), 60.6 (CNCH), 96.4 (С₃), 109.4 (C₂), 107.9 (Cp), 125.2, 127.4, 122.0 (C₁, C₄, C₉), 238.4 (C=N).

Пример 2. В стеклянный реактор объемом 5 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 0,05 ммоль (24 мг) циклопентадиенил-1-неоментил-4,5,6,7-тетрагидроинденилцирконий дихлорида и 1 мл толуола. Смесь охлаждают до -78°С и по каплям добавляют 0,05 ммоль BuLi (2,5 M раствор в гексане). Температуру в реакторе в течение 30 минут при постоянном перемешивании доводят до комнатной. Далее к реакционной массе по каплям добавляют 0,05 ммоль (0,05 мл) циклогексилизоцианида (CyCN) и перемешивают в течение 20 мин. Растворитель упаривают досуха. Сухой остаток растворяют в толуоле и отфильтровывают. Осадок на фильтре несколько раз промывают толуолом. Толуол упаривают в вакууме. Получают мелкокристаллический комплекс 1b в количестве 24,2 мг (79%, 80% ee).

Спектральные характеристики 1b: MALDI-TOF (толуол): m/z=615 [M]⁺, 579 [M-Cl]⁺. ИК (толуол): ν(C=N) 1572 см^-1.

CpCp'ZrC(Bu)=N(Cy)(Cl) (1b) Основной диастереомер ¹H ЯМР (C₇D₈, 298 K): δ 0.55 (д, 3H, ³J_HH=6.8 Гц, CH₃CHCH₃); 0.80 (д, 3H, ³J_HH=6.6 Гц, CH₃CHCH₃); 1.01-1.08 (м, 1H, CH₂CHHCHCH₃); 1.06 (т, ³J_HH=7.4 Гц, 3H, CH₃); 1.14-1.23 (м, 2H, CNCH(CH₂)₂(CH_axH)₂CH₂), 1.19 (т, 3H, ³J_HH=6.6 Гц, CH₃CH); 1.19-1.23, 1.49-1.58 (м, 2H, CCCH₂CH₂); 1.33-1.40; 1.80-1.91 (м, 2H, CHCCH₂CH₂); 1.29-1.35; 1.69-1.77 (м, 2H, CNCH(CH_axH)₂(CH₂)₂CH₂), 1.33-1.46 (м, 1H, CH₂CH₂CHCH₃); 1.36-1.59 (м, 2H, CNCH(CH₂)₂(CH₂)₂CH₂), 1.37-1.45, 2.19-2.29 (м, 2H, CHCCH₂); 2.42-2.54 (м, 1H, CCCHH); 1.40-1.49 (м, 2H, ZrCCH₂CH₂CH₂); 1.48-1.61 (м, 1H, CHCHHCH), 1.52-1.62 (м, 1H, CHCHCH), 1.69-1.77 (м, 2H, CNCH(CH₂)₂(CHH_eq)₂CH₂), 1.71-1.82 (м, 1H, CH₃CHCH₃), 1.97-2.04 (м, 1H, CH₃CH); 1.75-1.87 (м, 2H, ZrCCH₂CH₂); 1.82-1.88 (м, 1H, CH₂CHHCHCH₃); 1.91-2.05; 2.25-2.39 (м, 2H, CNCH(CHH_eq)₂(CH₂)₂CH₂), 2.21-2.33 (м, 1H, ZrCCHH); 2.34-2.46 (м, 1H, CHCHHCH); 2.45-2.58 (м, 1H, ZrCCHH); 2.91 (дт, ²J_HH=16.0 Гц, ³J_HH=5.5 Гц, 1H, CCH₂); 3.22-3.31 (м, 1H, CHCHCHCH₂); 3.67 (тт, ³J_(eq,ax)=3.9 Гц; ³J_(ax,ax)=11.4 Гц; 1H, CNCHCH₂CH₂CH₂), 5.13 (д, AX, ³J_HH=3.0 Гц, 1H, CH (Cp')), 5.65 (д, AX, ³J_HH=2.9 Гц, 1H, CH (Cp')), 5.77 (c, 5H, Cp). ¹³C ЯМР (C₇D₈, 298 K): δ 13.9 (CH₃), 21.4 (C₁₉), 22.6 (C₂₃), 22.8 (C₇, C₆), 23.2 (ZrCCH₂CH₂CH₂), 23.7 (C₅, C₈), 18.3, 23.8 (C₁₇, C₁₈), 25.2 (C₂₂, C₂₄), 25.3 (C₁₂), 28.3 (C₁₄), 29.0 (C₁₆), 29.4 (ZrCCH₂CH₂), 31.6 (C₂₁, C₂₅), 33.2 (C₁₃), 33.8 (ZrCCH₂), 35.3 (C₁₀), 38.7 (C₁₅), 46.9 (C₁₁), 60.1 (CNCH), 107.9 (Cp), 94.1 (C₃), 108.2 (C₂), 123.7, 120.9, 127.6 (C₁, C₄, C₉), 239.9 (C=N).

CpCp'ZrC(Bu)=N(Cy)(Cl) (1'b) Минорный диастереомер δ 0.39 (д, 3H, ³J_HH=6.6 Гц, CH₃CHCH₃); 0.85 (д, 3H, ³J_HH=6.6 Гц, CH₃CHCH₃); 0.99 (т, ³J_HH =7.3 Гц, 3H, СН₃); 1.05 (д, 3H, ³J_HH = 6.6 Гц, СH₃СН); 1.14-1.23 (м, 2Н, СNСН(СН₂)₂(СH_axH)₂СН₂), 1.19-1.23, 1.45-1.58 (м, 2Н, ССCH₂CH₂); 1.33-1.40; 1.80-1.91 (м, 2Н, СНССН₂СH₂); 1.27-1.43; 1.63-1.77 (м, 2Н, СNСН(СН_axH)₂(СН₂)₂СН₂), 1.33-1.46 (м, 1Н, CH₂CH₂СНСН₃); 1.36-1.59 (м, 2Н, СNСНСН₂СН₂СH₂), 1.36-1.43 (м, 2Н, 2 ZrССН₂СН₂СH₂); 1.36-1.44 (м, 1Н, СНСHНСН), 1.43-1.51 (м, 1Н, СНСHСН), 1.47-1.55, 2.39-2.48 (м, 2Н, СНCCH₂); 2.47-2.51, 2.86-2.97 (м, 2Н, СССH₂); 1.61-1.71 (м, 2Н, ZrCCH₂CH₂); 1.62-1.69, 1.81-1.87 (м, 2Н, СН₃СHСН₃, СН₃СH); 1.69-1.77 (м, 2Н, CNCH(CH₂)₂(CHH_eq)₂CH₂), 1.77-1.86 (м, 1Н, СН₂СНHСНСН₃); 2.08-2.16 (м. 1Н, СНСНHСН); 2.16-2.26; 2.34-2.46 (м, 2Н, СNCH(CHHeq)₂(CH₂)₂CH₂), 2.53-2.87 (м, 1Н, ZrССHН); 2.68-2.75 (м, 1Н, ZrССНH); 3.05-3.12 (д, 1Н, СНСНСHСН₂); 3.79 (тт, ³J_(eq,ax) = 3.9 ГЦ; ³J_(ax,ax) = 11.4 Гц; 1Н, СNCHCH₂CH₂CH₂), 5.19 (д, AX, ³J_HH = 2.7 Гц, 1Н, СН (Ср′)), 5.75 (д, AX, ³J_HH = 2.9 Гц, 1Н, СН (Ср′)), 5.81 (с, 5Н, Ср). ¹³С ЯМР (C₇,D₈, 298 K): δ 13.7 (СН₃), 22.6 (С₂₃), 25.3 (C₁₂), 22.1 (C₁₉), 22.8 (С₇ С₆), 17.6, 23.8 (С₁₇, C₁₈), 23.2 (ZrCCH₂CH₂CH₂), 23.7 (C₅, C₈), 28.8 (ZrCCH₂CH₂), 29.4 (C₁₄₎, 29.0 (C₁₆), 25.2 (C₂₂, C₂₄), 32.3 (C₂₁, C₂₅), 34.1 (C₁₃), 60.3 (CNCH), 35.5 (C₁₀), 41.2 (C₁₅), 47.8 (С₁₁), 33.8 (ZrCCH₂), 108.1 (Ср), 96.2 (С₃) 109.1 (C₂), 125.1, 120.9, 129.2 (C₁, C₄, C₉), 236.0 (C=N).

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.