Каталитическое действие хиральных n5-комплексов Zr в реакциях алюминийорганических соединений с терминальными алкенами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Каталитическое действие хиральных n⁵-комплексов Zr в реакциях алюминийорганических соединений с терминальными алкенами

Введение

Актуальность темы. Открытие металлоценовых соединений в середине прошлого столетия стимулировало развитие нескольких важных направлений в металлорганической химии. Одним из таких направлений стал катализ реакции полимеризации алкенов Циглера- Натта з⁵-комплексами металлов IV подгруппы в сочетании с алюминий- и борорганическими соединениями [1-4]. В результате были созданы высокоактивные и стереоселективные «одноцентровые» катализаторы полимеризации непредельных соединений, а также появилась возможность более подробного изучения механизма данного процесса. В дальнейшем в работах член-корр. РАН Джемилева У.М. и др. было показано, что металлоценовые комплексы подгруппы Ti могут быть с успехом применены в качестве катализаторов реакций гидро-, карбо- и циклометаллирования непредельных соединений, позволяющие получать в одну стадию в мягких условиях с высокой регио- и стереоселективностью как ациклические, так и циклические металлорганические соединения, которые без предварительного выделения могут быть вовлечены в реакции с электрофильными и нуклеофильными реагентами для получения широкого ассортимента важнейших мономеров и различных классов карбо-, гетероциклов и гетероатомных соединений [5-12].

Высокая активность, хемо- и стереоселективность металлоценовых комплексов в указанных выше реакциях является следствием их структурных особенностей. В з⁵-комплексах наиболее эффективно удается обеспечивать стабильность электронного и стерического окружения атома переходного металла за счет высокой энергии связи металл-лиганд, а также варьировать электрофильность и геометрию каталитически активных центров благодаря большим возможностям структурной модификации р-лиганда.

Одним из направлений изменения пространственной структуры лиганда является связывание лигандов с помощью мостика или введение заместителей, содержащих в своем составе стереогенные центры [13-18]. На основе модифицированных таким образом лигандов синтезировано ограниченное число хиральных з⁵- комплексов металлов подгруппы Ti, нашедших применение в качестве энантиоселективных катализаторов реакций функционализации алкенов с помощью магний- и алюминийорганических соединений (АОС) [3,6,9]. Таким образом, важным и актуальным является расширение круга хиральных металлоценовых катализаторов, вовлекаемых в реакции АОС с алкенами, что позволило бы получить важную информацию о вкладе структуры р- лиганда в активность, хемо- и стереоселективность каталитических систем на основе комплексов переходных металлов, предоставило дополнительные сведения о механизмах изучаемых реакций, что, в конечном итоге, создало бы научную основу для разработки новых эффективных каталитических систем для реакций гидро-, карбо- и циклоалюминирования алкенов.

Работа выполнена в соответствии с планами НИР Института нефтехимии и катализа РАН по темам «Механизмы реакций олефинов с участием алюминийорганических соединений и цирконийсодержащих металлокомплексных катализаторов» (№ гос. регистрации 01201168011), «Механизм действия биметаллических каталитических систем на основе металлоценовых комплексов и АОС в реакциях хемо- и стереоконтролируемого построения С-Н, С-С и металл-С связей» (№ гос. регистрации 01201460331); при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ (госконтракт №8426), Российского фонда фундаментальных исследований (гранты №11-03-00210-а, 12-03-33089мол_а_вед).

Целью работы являлось исследование каталитического действия хиральных конформационно жестких и конформационно лабильных з⁵- комплексов Zr в реакциях алюминийорганических соединений с алкенами.

В ходе работы решались следующие задачи:

- исследование каталитической активности и хемоселективности конформационно жестких комплексов Zr со связанными з⁵- лигандами в реакциях AlR₃ (R= Me, Et) c алкенами;

- изучение реакций гидроалюминирования алкенов изобутилаланами XAlBuⁱ₂ (X= H, Cl, Buⁱ), катализируемых бис-инденильными и бис-циклопентадиенильными анса-комплексами Zr;

- ЯМР исследование структуры и динамики активных центров реакций гидро-, карбо- и циклоалюминирования алкенов, катализируемых анса-комплексами Zr;

- синтез энантиомерно чистых конформационно жестких з⁵- комплексов Zr и исследование их каталитических свойств в реакциях AlR₃ (R= Me, Et) c алкенами в сравнении с конформационно лабильным комплексом бис--(1-неоментилинденил)цирконоцендихлорида;

- разработка методов определения энантиомерного избытка и абсолютной конфигурации стереогенных центров продуктов реакций карбо- и циклоалюминирования алкенов.

Научная новизна. Впервые изучена активность и хемоселективность анса-з⁵-комплексов L₂ZrCl₂ (L₂= Me₂Si(С₅H₅)₂, rac-Mе₂С(2-Me-4-Bu^t-C₅H₂)₂, meso-Mе₂С(2-Me-4-Bu^t-C₅H₂)₂, rac-Mе₂С(3-Bu^t-C₅H₃)₂, rac-Me₂C(Ind)₂, rac-Me₂Si(Ind)₂, rac-C₂H₄(Ind)₂, meso-C₂H₄(Ind)₂) в реакциях алюминийорганических соединений (AlMe₃, AlEt₃, HAlBuⁱ₂, AlBuⁱ₃) с терминальными алкенами.

С использованием метода ЯМР спектроскопии впервые в реакции анса-комплексов Zr с АОС (AlMe₃, AlEt₃, HAlBuⁱ₂) установлена структура Zr,Al-биметаллических комплексов, определены константы и активационные параметры динамических процессов, проходящих с участием биметаллических интермедиатов. Показано влияние динамических процессов на реакционную способность изучаемых каталитических систем.

Получены новые энантиомерно чистые анса-комплексы Zr: p-S, p-S- диметилсилил-бис-(4,5,6,7-тетрагидроинденил)цирконийдихлорид (p-S, p-S- Me₂Si(THI)₂ZrCl₂) и S, p-S, p-S- диметилсилил-бис-(4,5,6,7-тетрагидроинденил)цирконий бинафтолат (S, p-S, p-S- Me₂Si(THI)₂ZrBIN).

Энантиомерно чистые комплексы p-S, p-S- Me₂Si(THI)₂ZrCl₂, S,p-S,p-S- Me₂Si(THI)₂ZrBIN и S,p-S,p-S-С₂H₄(THI)₂ZrBIN впервые испытаны в качестве катализаторов реакций AlR₃ (R= Me, Et) с алкенами. Наибольшую активность, хемо- и энантиоселективность (~50%ее) показал комплекс p-S, p-S- Me₂Si(THI)₂ZrCl₂ в реакции карбоалюминирования гексена-1 с помощью AlEt₃. Впервые установлено, что реакция AlEt₃ с алкенами в присутствии оптически активных анса- комплексов Zr проходит с образованием энантиомерно обогащенных функционально замещенных олигомерных продуктов с числом звеньев до 6.

Впервые показано влияние структуры алкена на хемо- и энантиоселективность реакции терминальных алкенов с AlEt₃ в присутствии конформационно лабильного комплекса бис-(1-неоментилинденил)цирконийдихлорида. Установлено, что в хлорсодержащем растворителе (CH₂Cl₂) реакция с линейными алкенами проходит преимущественно с образованием продуктов карбометаллирования с выходом ~50-90%, в которых преобладают S- энантиомеры с 47-69%ee. В случае использования винилциклоалканов или стирола в продуктах реакции увеличивалось содержание циклических АОС - замещенных алюмаланов, энантиомерная чистота которых составила 40-57%.

Впервые показана возможность применения (R)- 2-фенилселенпропионовой кислоты (R- PSPA) для установления энантиомерной чистоты и абсолютной конфигурации в- стереогенных центров 2-этил-1-алканолов и в-алкил-1,4-бутандиолов, образующихся в результате окисления и гидролиза продуктов карбо- и циклоалюминирования алкенов.

Практическая значимость. Разработаны новые каталитические системы на основе HAlBuⁱ₂ и рац-изомеров стерически затрудненных бис-циклопентадиенильных анса-комплексов Zr (rac-Mе₂С(2-Me-4-Bu^t-C₅H₂)₂ZrCl₂, rac-Mе₂С(3-Bu^t-C₅H₃)₂ZrCl₂), позволяющие проводить реакцию гидроалюминирования терминальных алкенов с высоким выходом целевых алкил-диизобутилаланов (~99%).

Осуществлен синтез новых энантиомерно чистых анса-комплексов Zr на основе Si-связанных бис-тетрагидроинденильных лигандов, перспективных катализаторов стереоселективной олигомеризации и функционализации алкенов с помощью магний- и алюминийорганических реагентов.

Разработаны каталитические методы получения энантиомерно обогащенных ациклических и циклических АОС - в- замещенных алкилаланов и алюмоланов, которые могут быть использованы в качестве синтонов для получения большого ряда практически важных соединений.

Предложены методы определения абсолютной конфигурации в- стереогенных центров и энантиомерной чистоты продуктов карбо- и циклоалюминирования алкенов путем анализа R-MTPA и R-PSPA эфиров в-этил-1-алканолов и в-алкил-1,4-бутандиолов, образующихся в результате окисления и гидролиза соответствующих ациклических и циклических АОС.

Положения, выносимые на защиту: результаты изучения каталитического действия анса-комплексов Zr в реакциях АОС с алкенами; данные ЯМР исследования структуры и динамики интермедиатов, образующихся в системах анса-L₂ZrCl₂ - АОС; синтез энантиомерно чистых анса-комплексов Zr и результаты их испытания в качестве катализаторов реакций AlR₃ (R= Me, Et) c терминальными алкенами; результаты исследования хемо- и энантиоселективности реакций алкенов с AlEt₃, катализируемых конформационно лабильным комплексом бис-(1-неоментилинденил)цирконийдихлоридом; конформационный анализ диастереомеров МТРА- и PSPA- эфиров 2-этил-1-алканолов и эффекты влияния в-заместителей в этих соединениях на параметры спектров ЯМР.

Личный вклад автора. Постановка цели и задач работы, обсуждение результатов и подготовка материалов для публикаций выполнены совместно с руководителем. Автором работы осуществлено испытание анса-комплексов Zr в качестве катализаторов реакций АОС с алкенами, обработка данных исследования структуры и динамики интермедиатов реакций методом ДЯМР, синтез энантиомерно чистых комплексов Zr и изучение их активности, хемо- и стереоселективности в реакциях карбо- и циклоалюминирования терминальных алкенов различной структуры. Автором проведена работа по планированию эксперимента и отработке методик получения исходных комплексов Zr.

металл каталитический хемоселективность алкен

1. Строение и синтез анса- з5-комплексов металлов подгруппы Ti

1.1 Особенности структуры анса- комплексов

Особенности электронного и пространственного строения анса-металлоценов предопределили их уникальные каталитические свойства в реакциях построения С-С, С-H, металл-C связей. Основными геометрическими параметрами анса- комплексов (Схема 1), как и в случае несвязанных металлоценов, являются [15, 16]:

б - угол между плоскостями колец;

в - угол между нормалями от металла к плоскостям колец;

г - угол между отрезками центроид кольца - металл - центроид кольца;

д - угол между плоскостью кольца и отрезком металл-центроид кольца;

е - угол между векторами от связывающего мостикового атома Y к ipso -углеродным атомам кольца;

ц - угол между вектором от связывающего мостикового атома Y к ipso - углеродному атому и плоскостью кольца;

d - кольцевое смещение, равное расстоянию от центроида к пересечению нормали с плоскостью кольца.

Схема 1

Углы г и в позволяют количественно оценить степень отклонения з⁵- лигандов от «идеального» случая Cp₂Fe (г = в = 180°). Угол ц показывает отклонение мостикового атома Y от плоскости циклопентадиенильного кольца и косвенно позволяет оценить кольцевое смещение. Например, в случае sp²- гибридизованного мостикового атома бора угол ц больше, чем в комплексах, связанных атомами углерода и серы, имеющих sp³- гибридизацию [19]. О кольцевом смещении также можно судить и по величине d [20], показывающей, насколько атом металла в составе комплекса открыт. Предполагается, что чем больше d, тем большей реакционной способностью обладает комплекс.

В качестве важного структурного параметра анса- комплексов Хальтерманом отмечается угол поворота лигандов относительно друг друга [21, 22], поскольку этот фактор контролирует степень открытости атома металла для субстрата. Большинство анса- комплексов обладают открытой конформацией: двугранные углы между лигандами обычно находятся в пределах 60-120⁰ (Схема 2). Закрытые конформации отличаются достаточно более острым диэдральным углом ~ 0-30⁰.

Схема 2

Из примеров, приведенных выше видно, что угол поворота лигандов относительно друг друга определяется типом мостика и заместителей в р-лиганде.

Часто для одного и того же комплекса характерно наличие разных конформаций в растворе, количество и строение которых определяется, в основном, типом мостика и природой заместителей в з⁵-лиганде. Так, например, этандиил-бис-инденильные комплексы подвержены конформационной изомерии благодаря подвижности мостика -СH₂-CH₂-. C помощью ЯМР - исследования [23] раствора рац-изомера комплекса этилиденбис(инденил)цирконий дихлорида (1a) в CD₂Cl₂ в интервале температур -80 ч 25⁰С установлено, что данное соединение существует в виде двух конформеров: рац-1a' и рац-1a'' (Схема 3). Выявлено, что в жидкой среде конформеры мало отличаются по энергии (ДG?ДH=0.945 ккал/мол) и находятся в быстром обмене, тогда как в кристаллическом виде, согласно РСА, молекулы имеют конформацию рац-1a'. Конформационное равновесие рац-1a' - рац-1a'' было также исследовано квантово-химическмими неэмпирическими методами Хартри-Фока [25]. Оказалось, что ориентация этандиильного моста в переходном состоянии рац-1a' и рац-1a'' соответствуют гош- конформации бутана, а энергетический барьер вращения составляет 20 кДж/моль.

Схема 3

Стабилизации состояния рац-1a' в растворе способствует наличие заместителей в 4,7- положении бензольного кольца инденильных фрагментов молекул комплекса, как показано в работе [24].

Отмечается также, что мезо-1a существует в растворе в виде двух эквивалентных заторможенных и одной заслоненной конформациях [23] (Cхема 4):

Схема 4

При рассмотрении стереохимии анса-комплексов автором обзоров [17,18] предложено исходить из пространственной структуры лигандов, которую можно описать в рамках теории симметрии [26]. Согласно данным работам, лиганды, как связанные мостиком, так и несвязанные, можно разделить на три группы: лиганды с эквивалентными или гомотопными сторонами, лиганды с энантиотопными сторонами и лиганды с диастереотопными сторонами.

Схема 5

Лиганды, координация которых атомом переходного металла не сопровождается образованием нового стереохимического элемента, - это лиганды с эквивалентными или гомотопными сторонам. Как правило, они обладают либо центром симметрии, либо осью симметрии С_n (Схема 5).

Лиганды с энантиотопными сторонами - это лиганды с двумя различными ахиральными заместителями или лиганды, для которых характерны элементы второго рода симметрии, в частности зеркально-поворотная симметрия. При координации аниона атомом переходного металла, не обладающего хиральностью, возможно образование двух энантиомеров комплекса (Схема 6). Так, первоначальный энантиотопный процесс координации одной из части дианиона связан с образованием з¹,з⁵-переходного состояния трихлоридного комплекса, который находится в виде смеси S- и R- энантиомеров. Последующая координация второй половины бисинденильного лиганда сопровождается формированием дополнительных стереогенных центров в составе комплекса. В результате образуются пространственные изомеры анса-комплекса, содержащие лиганды с разными стереогеннными центрами: оптически неактивный мезо- изомер (p-R,p-S) и рацемическая смесь рац-комплексов (dl: p-R,p-R и p-S,p-S).

На схеме 7 приведен случай, когда несимметричный лиганд содержит стереогенные центры в мостиковой группе. В результате комплекс 3a образуется в виде двух энантиомерных рац- и одного оптически неактивного мезо-изомеров в соотношении 1:2,5:4,2. Как следует из примера, наличие стереогенных центров в лиганде изменяет диастереоселективность образования конечных комплексов. Этот прием часто используют при получении энантиомерно чистых комплексов переходных металлов.

Таким образом, как отмечается в работе [15], связывание лиганда в составе металлоцена приводит к следующему:

1) фиксирование симметрии комплекса благодаря ограничению вращения лигандов;

2) возможность контроля стереохимии образования металлоцена путем определенной ориентации лигандов за счет варьирования заместителей в их составе;

Схема 6

Схема 7

3) влияние лигандов на реакционную способность атома металла путем придания сэндвичевой структуры молекуле комплекса;

4) увеличение электрофильности и доступности каталитически активного центра в результате изменения наклона р- лигандов на металле;

5) формирование каталитических центров, в которых возможно образование активных сторон, необходимых для процессов замещения лигандов, координации субстратов, обратимого образования мостиковых связей и т.д.

Таким образом, строение и свойства анса- комплексов напрямую зависят от электронной и пространственной структуры лигандов.

1.2 Способы получения оптически активных анса-комплексов металлов IV подгруппы

Основными способами получения энантиомерно обогащенных анса-металлоценов являются разделение рац- изомеров комплексов с помощью дериватизирующих реагентов или синтез, где в качестве исходного соединения используется хиральный субстрат.

Схема 8

C момента первого сообщения о синтезе рац-анса-металлоценов разрабатывались методы их разделения с помощью различных дериватизирующих реагентов. В качестве дериватизирующего реагента в основном применялся оптически активный бинафтол. Так, в 1979 году Бринтзингером с сотр. был осуществлен синтез S,S- пропандиил-бис-(трет-бутилциклопентадиенил)цирконий дихлорида (S,S-7) реакцией энантиомерно чистого бинафтолатного комплекса 6 с HCl в эфире согласно схеме 64 [125]. Энантиомерно чистый комплекс 6 предварительно выделяли с помощью колоночной хроматографии.

В работе [89] Бринтзингер с сотр. проводит дериватизацию rac-63 с помощью S,S- бинафтола в присутствии Et₃N. Разделение реакционной смеси на хроматографической колонке позволило получить комплексы S,S,S-9 и R,R-8 выходами 77% и 70%, соответственно. Энантиомерная чистота R,R-63 составила 75%. Бинафтолатный комплекс S,S,S-9 после выделения переводили в диметильное производное, которое продували хлороводородом до образования красного осадка титаноцен дихлорида S,S-8.

Схема 9

Для минимизации потерь хирального комплекса S,S,S-9 Коллинз в работе [126] предлагает реакционную смесь подвергать кипячению с натрием и S,S-бинафтолом. В этом случае выход энантиомерно чистого комплекса S,S,S-9 составил 78%. Дихлорид R,R- 8 был выделен в количестве 40%. После обработки S,S,S-9 раствором MeLi в гексане и HCl в эфире был получен S,S-8 с выходом 68% и энантиомерной чистотой 93%ее, которая определялась по спектрам ¹H ЯМР карбоксилатного комплекса S,S,R,R-10.

Схема 10

В дальнейшем Бринтзингер для разделения хиральных анса- металлоценов использовал различные оптически активные кислоты [127]. Авторы выделяют три способа получения карбоксилатов: 1) перевод дихлоридных металлоценовых комплексов в диметильные производные и последующая их реакция с кислотой в толуоле; 2) реакция хлоридов металлоценов с Li или Na солями кислот; 3) взаимодействие металлоцендихлоридов с кислотами в присутствии триэтиламина в толуоле или этаноле. Наиболее эффективным способом оказалась реакция дихлоридов металлов с R-ацетил-миндальной кислотой в присутствии Et₃N (Схема 10). Полученные комплексы 10, 12 были выделены из реакционной смеси дробной кристаллизацией с выходами 77-88%. Перевод карбоксилатов в дихлоридные комплексы S,S-8 и S,S-11 осуществляли через диметильные производные с последующей обработкой соляной кислотой в эфире (выход >50%).



Схема 11

В работе [128] был выделен энантиомерно чистый комплекс S,S-14. Для этого исходный рацемат 11 вовлекали в реакцию с литийбинафтолатом и затем реакционную смесь обрабатывали алюминиевой пудрой в дихлорметане (Схема 11). В результате получали комплекс S,S,S-13, который при взаимодействии с MeLi давал диметилпроизводное S,S-14 с выходом 63% и энантиомерной чистотой 98% ee.

Схема 12

При разделении рацематов анса- металлоценов с бифенильными мостиками 15 (Ti) и 16 (Zr) с помощью R-бинафтола получены энантиомерно чистые комплексы R,R,R-17 и R,R,R-18 (Схема 12) [129]. Реакция титаноцена 15 с R-ацетил-миндальной кислотой приводила к образованию смеси диастереомеров 19 (выход определяли по спектру ЯМР ¹Н реакционной смеси), которые не удалось разделить при помощи колоночной хроматографии.

Схема 13

В работе [130] титановый комплекс рац-8 дериватизировали смесью R- бинафтола и пара-аминобензойной кислоты в толуоле при кипячении с избытком триэтиламина (Схема 13). В итоге получен бинафтолатный комплекс R,R,R-9 с выходом 34% и производное аминобензойной кислоты S,S-20, которое при продувании хлороводородом в дихлорметане дает энантиомерно чистый комплекс S,S-8 с выходом до 33%.

Схема 14

Такой же прием использовался для разделения анса- цирконоцена 11 (Схема 14) [131]. В результате получали бинафтолатный комплекс R,R,R-13 с выходом 37% и энантиомерной чистотой 97%ee. Производное аминобензойной кислоты S,S-21 обрабатывали (S)-1,1'-бифен-2-олом с получением комплекса S,S,S-22 (27%, 97%ee).

Схема 15

В работах [132, 133] описывается разделение рацемической смеси комплекса rac-22 с помощью ВЭЖХ на оптически активных колонках, в которых в качестве носителя используется нанесенный на силикагель трис(3,5-триметилфенилкарбамат) целлюлозы [134, 135]. В ходе разделения получены два энантиомера: R,R,R-22 (б²⁵₄₃₅= -1100⁰) и S,S,S-22 (б²⁵₄₃₅= +1100⁰).

В литературе имеются также сведения о синтезе хиральных комплексов переходных металлов за счет стереонаправленного действия энантиомерно чистых лигандов. Так, в работе [136] описывается получение оптически активных соединений титана S,S-26 и циркония S,S-27 c бифенильным мостиком (Схема 15). Лиганд 25 был получен из дикарбоновой кислоты R,S-23, которую предварительно разделяли на энантиомеры с помощью (+)-бруцина. Взаимодействие S-24 с димагниевым реагентом Гриньяра и последующий протонолиз приводили к энантиомерно чистому лиганду 25 с выходом 60%. Переметаллирование на атом переходного металла позволило выделить 46% комплекса S,S-26 и 20% S,S-27.

Схема 16

Хальтерман в своих работах [54-56] предложил методы синтеза энантиомерно обогащенных комплексов S,S-Ti (28a,b) (Схема 16) на основе оптически активного лиганда S-28a,b, в котором инденильные фрагменты связаны бинафтильным мостиком.

Схема 17

В работе [51] из оптически активного анса- лиганда 30 с хорошим выходом (83%) был получен транс-бис(инденильный) комплекс 31. Возможно, пространственная структура транс-бис(инденил)циклогексана 30 определила в данном случае образование только одного диастереомера 31:

Схема 18

Для разделения смеси полученных в работе [52] оптически активных комплексов 32a (Схема 17) применяли фотолиз, затем, реакционную массу смешивали с R-(+)-бинафтолом и разделяли на силанизированном силикагеле (Схема 18). Таким образом, были получены оптически чистые комплексы p-R,p-R-32a (выход 45%) и p-R,p-S-32a (выход 14%). Взаимодействие энантиомерно чистого депротонированного лиганда 33 с ZrCl₄ позволяет получать смесь диастереомеров 32b с выходом до 18% с соотношением p-R,p-S-32b:p-R,p-R-32b:p-Sp-,S-32b=18.8:1:1. Перекристаллизацией удалось выделить 9% изомеров p-R,p-R-32b и p-S,p-S-32b с соотношением 5,9:1 (схема 19).

Благодаря жесткой структуре и стерической нагруженности диизопропилзамещенного циклогександиильного мостика оптически активного лиганда 34 [53] был получен оптически чистый титаноцен 1R,2R,4R,5R-35 с выходом 76% (Схема 20):



Схема 19

Схема 20

В работе [138] энантиомерно чистый анса-лиганд S,S-39 был получен на основе бинафтола и третбутилзамещенного бисциклопентадиенилкремнийдиметила (37) (Схема 21). Синтезированный лиганд использовали для получения комплекса иттрия S,S,R-40, выход и энантиомерная чистоту которого определяли с помощью много- и одномерных 1H и 13C ЯМР-спектров в d₈-ТГФ. Авторы отмечают, что использование (R)-(+)-1,1'-би-2-нафтола приводило к образованию (R,R,S)-40 и (R,S)-40, соответственно, (S)-(?)-1,1'-би-2-нафтол - к (S,S,R)-40 и (S,R)-40.



Схема 21

Энантиомерно чистые С₁- симметричные анса-комплексы S-44a-c получены в работе [137], где в качестве синтона использовали оптически активный циклопентадиен, содержащий углеводородный заместитель со стереогенным центром (45) (Схема 22). Для придания большей жесткости молекуле комплекса лиганды связывались двумя кремниевыми мостиками.

Схема 22

Использование более объемных оптически активных заместителей в циклопентадиенильном лиганде 49a привело к образованию двух изомеров комплекса S-50a' и S-50a'' в соотношении 1:1 в случае переметаллирования ZrCl₄ и 1:10 в случае Zr(NMe₂)₄ (схема 23).



Схема 23

В качестве прекурсоров синтеза хиральных анса-комплексов могут выступать энантиомерно чистые амиды металлов. Так, Джордан в работе [139], основываясь на идее стереоконтроля в ходе образования анса- комплексов через хелатные пропандиамидные комплексы циркония (Схема 59), предложил синтез оптически чистого R,R-энантиомера амидного прекурсора 54 (выход 84%) исходя из R,R- диметилпропандиамина (51) (Схема 24).

Схема 24

Дальнейшее взаимодействие прекурсора 54 с литиевой солью лиганда с этилиденовым (61a) и силильным (77a) мостиками приводило к образованию энантиомерно чистых амидных комплексов 55 и 56 с выходами 97% и 95%, соответственно. Так, впервые был получен энантиомерно чистый этилиден-бис(инденил)цирконий дихлорид S,S-1a с выходом 91% (Схема 25).

Схема 25

Таким образом, в литературе описано достаточно большое количество методов получения энантиомерно чистых анса- комплексов металлов IV подгруппы. Интерес к подобного рода комплексам обусловлен возможностью их применения в качестве катализаторов реакций энантиоселективной функционализации непредельных соединений [1], примеры которых приведены на схеме 26.



Схема 26

2. Каталитическое действие энантиомерно чистых з5- комплексов переходных металлов подгруппы Ti в реакциях АОС с олефинами

Одним из важнейших направлений химии металлоценов стал катализ реакции полимеризации алкенов Циглера- Натта з⁵-комплексами металлов IV подгруппы в сочетании с алюминий- и борорганическими соединениями (Схема 27). Реализация этого метода в лабораторном и промышленном масштабе позволила перевести традиционный циглеровский катализ из гетерогенной в гомогенную среду. В результате были созданы высокоактивные и стереоселективные «одноцентровые» катализаторы полимеризации непредельных соединений, а также появилась возможность более подробного изучения механизма данного процесса [1, 2]. В дальнейшем было показано, что металлоценовые комплексы подгруппы титана могут быть с успехом применены в качестве катализаторов реакций функционализации алкенов и ацетиленов алюминий- и магнийорганическими соединениями (Схема 28). В результате развития этих работ разработаны методы гидро-, карбо- и циклометаллирования непредельных соединений [8-7], позволяющие получать в одну стадию в мягких условиях с высокой регио- и стереоселективностью как ациклические, так и циклические металлорганические соединения, которые без предварительного выделения могут быть вовлечены в реакции с электрофильными и нуклеофильными реагентами для получения широкого ассортимента важнейших мономеров и различных классов карбо-, гетероциклов и гетероатомных соединений.

Использование в данных реакциях катализаторов на основе хиральных производных металлов подгруппы Ti позволило создать новые энантиоселективные методы функционализации олефинов. Так, в реакции алкенов с алюминийорганическими соединениями в качестве катализаторов были использованы как конформационно лабильные 57-59, так и конформационно жесткие R,R-11a, R,R,R-13, p-S,p-S-1a, p-S,p-S-61a, 60-64 С₂- и С₁- симметричные энантиомерно чистые комплексы (Схема 29). Результаты исследования энантиоселективного действия данных комплексов объединены в таблице 1 и 2.

Схема 27

Схема 28

Возможность применения оптически активных циркониевых катализаторов для энантиоселективной функционализации алкенов с помощью АОС впервые показал Негиши в 1995 году [141]. Так, было изучено каталитическое действие хиральных комплексов p-S,p-S-57a, p-R,p-R-57a, p-R,p-R-58, впервые синтезированных в работе [142], R,R-11a [89,128,131] и R,R,R-13 [89,128,131] в реакции олефинов с AlMe₃ в хлорсодержащих растворителях (таблица 1).

Таблица 1 - Каталитическое действие энантиомерно чистых комплексов p-S,p-S-1a, R,R-11a, R,R,R-13, p-S,p-S-61a, 57-64 в реакциях алкенов с AlR₃

Каталитическая система, ссылка	Строка	AlR3 R=	Выделенный продукт
p-S,p-S-57a +MAO, CH2Cl2, CH3CHCl2, (CH2)2Cl2, -200…250C [141-145, 150]	1	Me	R'= i-C4H9 (74%ee), n-C6H13(72%ee), Cy(65%ee), Ph(85%ee), Bn(70%ee), (CH2)4NEt2(71%ee), (CH2)4OH(75%ee), PhOCH2(75%ee)
	2	Et	R'= n-C4H9 (94%ee), i-C4H9 (90%ee), n-C8H17(92%ee), Bn(93%ee), (CH2)4NEt2(95%ee), (CH2)4OH(90%ee), PhOCH2(85%ee)
p-R,p-R-57a+ MAO [141]	3	Me	R'= C6H13
p-S,p-S-57a 2 eq.R3Al, 1.2 eq. i-BAO, CH2Cl2, 0 0C [147]	4	Me	R1=Ph, R2=R3=H (80%ee), R1=n-C6H13, R2=R3=H(78%ee), R1= R3=H, R2=n-C6H13(76%ee), R1=H, R2=n-C6H13, R3=Cl (80%ee), R1= R3=H, R2=TBS (70%ee), R1=Me, R2= TBSO(CH2)2, R3=H (84%ee), R1=H, R2=H, R3=n-C4H9 (72%ee), R1=Me3Si, R2= n-C4H9, R3=H (74%ee), R1= n-C4H9, R2=H, R3=n-C4H9 (76%ee), R1=H, R2=n-C6H13, R3=Me (78%ee)
	5	Et	R1=Ph, R2=R3=H (94%ee), R1=n-C6H13, R2=R3=H(90%ee), R1=H, R2=n-C6H13, R3=Cl (92%ee), R1=H, R2=TBS, R3=H(90%ee)
p-R,p-R-57a 2 eq.R3Al, 1.2 eq. i-BAO, CH2Cl2, 0 0C [147]	6	Me	R1=Me, R2=R3=H (74%ee), R1=H, R2=Me2C=CHCH2CH2-, R3=Me(78%ee), R1=H, R2=Me, R3=Me2C=CHCH2CH2-(80%ee)
p-R,p-R-58 [141]	7	Me	R'= C6H13
p-S,p-S-57b + B(C6F5)3 (CH2)2Cl2, -00…230C [146]	8	Me	R'= n-C4H9 (55%ee), i-C4H9 (63%ee), Bn(66%ee), TBS(CH2)7 (53%ee)
p-S,p-S-1a [149]	9	Me	R'= Bn
p-S,p-S-61a [149]	10	Me	R'= Bn
p-S,p-S-62 [149]	11	Me	R'= Bn
p-S,p-S-63 [149]	12	Me	R'= Bn
p-S,p-S-64 [149]	13	Me	R'= Ph
R,R,R-13 [141]	14	Me	R'= C6H13
R,R-11a [141]	15	Me	R'= C8H17

В результате окисления и гидролиза реакционной массы получен 2-метил-1-октанол с выходом более 40%. Оказалось, что во всем ряду испытанных комплексов наибольшей энантиоселективностью обладает комплекс p-S,p-S-57a, применение которого в реакции позволяет получать продукты метилалюминирования с энантиомерной чистотой 85%ее (R). Другие комплексы показали меньший стереодифференцирующий эффект (таблица 1, строки 3, 7, 14, 15).

Для объяснения полученных результатов Негиши с сотр. отмечает [151], что большая энантиомерная чистота продуктов карбометаллирования может быть объяснена с позиций прямого присоединения Zr-R связи к алкену, активированного с помощью АОС, по механизму, аналогичному процессам Циглера-Натта (Схема 29).

Схема 29

Ориентация олефина при подходе и внедрении молекулы олефина в каталитический центр в таком случае определяется взаимным пространственным расположением -лигандов комплекса и расположением ментильных заместителей. И в случае больших алкильных групп, например, при использовании AlEt₃, б- агостическое взаимодействие за счет стерически нагруженных ментильных групп должно оказывать дополнительное стереоиндуцирующее действие.

В ходе дальнейших исследований установлено, что добавление небольшого количества воды или МАО к каталитической системе на основе p-S,p-S-57a (таблица 1, строка 1) увеличивает выход продуктов метилалюминирования олефинов (>60%) [143-145]. Однако энантиоселективность реакции практически не изменяется и составляет 55-90%ее.

Применение каталитической системы p-S,p-S-57b?B(C₆F₅)₃ в реакции алкенов с AlMe₃ в толуоле позволяет получать продукты метилалюминирования стирола и аллилбензола с R-конфигурацией в-стереогенных центров с энантиомерным избытком 55-66%ee (таблица 1, строка 8) [146].

С целью расширения области приложения данной реакции в работе [147] асимметрическому карбоалюминированию в присутствии неоментилинденильных з⁵- комплексов p-S,p-S-57a или p-R,p-R-57a подвергались 4,5-замещенные 1,4-диены с получением оптически активных продуктов с энантиомерной чистотой 55-85%ее с выходом до 80% (таблица 1, строки 4-6).

Исследование энантиоселективности реакции карбоалюминирования стирола и аллилбензола с помощью AlMe₃ в присутствии S,S-анса-цирконоценов p-S,p-S-1a, p-S,p-S-61a, p-S,p-S-62, p-S,p-S-63, p-S,p-S-64 проведено Нортоном с сотр. [148, 149] (таблица 1, строки 9-13). В присутствии 10-13 мол.% анса-комплексов конверсия исходных алкенов в реакции метилалюминирования составила 72-89% в течение 3-6 ч. Наибольшей энантиоселективности удалось добиться при использовании в качестве субстрата стирола в присутствии 26 мол.% комплекса p-S,p-S-64, активированного [Ph₃C][B(C₆F₅)₄]. Энантиомерный избыток 2-фенил-1-пропанола, полученного после окисления продуктов реакции, составил 80%ее. Применение в качестве субстрата аллилбензола в реакции метилалюминирования после окисления реакционной массы приводило к 2-метил-3-фенил-1-пропанолу с энантиомерным избытком 25-33%ee практически во всем ряду испытанных катализаторов p-S,p-S-1a, p-S,p-S-61a, p-S,p-S-62, p-S,p-S-63, p-S,p-S-64. Интересно, что переход от этандиильного мостика к диметилсилиленовому в комплексах p-S,p-S-1a и p-S,p-S-61a, а также введение метильных групп в 4,7- или 3- положение инденильных лигандов в комплексах p-S,p-S-62 и p-S,p-S-63 не привело к значительным изменениям энантиоселективности реакции.

Для объяснения этого факта авторами [148] рассмотрен механизм метилалюминирования алкенов в присутствии энантиомерно чистых анса-цирконоценов (Схема 30). Так, согласно схеме исходный анса-комплекс S,S-1a в присутствии МАО переходит в активированное состояние - катионный комплекс S,S-1a.1. Последующая координация и внедрение олефина дает новый алкилциркониевый катион S,S-1a.3. Ассоциация молекулы AlMe₃ с катионом S,S-1a.3 приводит к образованию гетеробиметаллического комплекса S,S-1a.4. Целевой АОС образуется в результате алкильного обмена в комплексе S,S-1a.4 и его диссоциации. Выдвинуто предположение, что большая энантиоселективность реакции обуславливается стадией координации олефина к активированному комплексу по типу «side on», а меньшая по типу «head on». Отмечается, что, по-видимому, в комплексах p-S,p-S-62 и p-S,p-S-63 метильные заместители не обладают объемом, достаточным для блокировки направления «head on». Увеличение энантиоселективности метилалюминирования в случае применения стирола авторы связывают с усиливающимся взаимодействием лигандного остова комплекса с фенильным фрагментом стирола.

Схема 30

Карбометаллирование терминальных алкенов с помощью AlEt₃ в хлорсодержащих растворителях в присутствии 8 мол.% комплекса p-S,p-S-57a, как показано в работах [145, 150, 151], позволяет получать продукты этилалюминирования с энантиоселективностью 68-96%ее и общим выходом 5 8-88% (таблица 2, строка 2).

Таблица 2 - Каталитическое действие энантиомерно чистых комплексов p-S,p-S-1a, R,R-11a, R,R,R-13, p-S,p-S-61a, 57-64 в реакции циклоалюминирования алкенов с помощью AlEt₃

Строка	Каталитическая система, ссылка	Выделенный продукт
1	p-S,p-S-57a, C6H14 [150]	R'= n- C8H17
2	p-S-59 [156]	R'= SPh
3	p-S-59 [156]	R'= (CH2)3Ph
4	p-R-59 [156]a
5	R,R,R-13 [156]a
6	p-R,S-60 [154, 155]	R'= Ph (19%ee), Bn (28%ee)

^aв качестве исходного соединения использовался 2,5-дигидрофуран

В работах Негиши [152, 153] энантиомерная чистота образующихся после окисления продуктов этилалюминирования в-алкил-алканолов была повышена до 99%ee с помощью катализируемой липазой реакции ацетилирования образующихся энантиомерно обогащенных алканолов (Схема 31).

Схема 31

В работе [150] впервые сообщается об асимметрическом циклоалюминировании децена-1, катализируемым p-S,p-S-57a, в гексане (таблица 1, строка 1). Энантиомерный избыток 2-октилзамещенного бутан-1,4-диола, выделенного после окисления и гидролиза соответствующего циклического АОС, составил 33%ее, что намного меньше энантиомерной чистоты ациклических продуктов карбоалюминирования, образующейся в этой же каталитической системе при проведении реакции в хлорсодержащих растворителях (92%ее).

Последующие попытки использовать оптически активные комплексы металлов подгруппы титана в качестве катализаторов реакции циклоалюминирования алкенов триэтилалюминием предпринимались всего в двух работах. Так, Вэймауф [154, 155] осуществил циклоалюминирование аллилбензола и стирола с помощью AlEt₃ в присутствии 10 мол.% (+)-[з⁵:з¹-инденилдиметилсилил(б-метилбензил)амидо]титан дихлорида (p-R,S-60) с выходом продуктов реакции 40-60% и энантиомерным избытком на уровне 19-28%ее (таблица 1, строка 6).

Этилалюминирование проп-2-енилсульфобензола и пент-4-енилбензола с помощью AlEt₃ в присутствии 2 мол.% комплекса p-S-59, осуществленное в работе [156], приводило к образованию оптически активного 2-метилбутилсульфобензолу и 2-(3-фенилпропил)бутан-1,4-диолу с энантиоселективностью 64%ее и 30%ее, соответственно (таблица 1, строки 2-3).

Высокая энантиоселективность на уровне 90-99%ее наблюдалась в реакции 2,5-дигидрофурана с AlEt₃, катализируемой комплексами p-R-59 или R,R,R-13 (таблица 1, строки 4,5).

Таким образом, хемо- и энантиоселективность каталитических реакций АОС с алкенами зависит от многих параметров, среди которых структура катализатора является важнейшим фактором. Как следует из рассмотренных выше примеров, поиск активных и селективных каталитических систем для реакций функционализации алкенов с помощью АОС происходит путем широкого скрининга исходных реагентов, комплексов переходных металлов и условий реакции, поскольку зачастую трудно установить четкую корреляцию между эффективностью каталитической системы и электронным и пространственным строением каталитически активных центров, на которых происходит координация субстрата и его последующая трансформация. Среди исследований, посвященных поиску новых катализаторов для хемо- и энантиоселективных трансформаций алкенов под действием АОС, недостаточно внимания уделено анса-комплексам металлов подгруппы Ti. Известно, что эти соединения проявляют высокую активность и стереоселективность в реакциях полимеризации алкенов, однако, их каталитическое действие практически не изучено в реакциях гидро, карбо- и циклометаллирования алкенов, которые, в свою очередь, можно рассматривать в качестве промежуточных стадий полимеризационных процессов. Поэтому исследование каталитического действия анса-комплексов циркония в реакциях алкенов с АОС важно не только с точки зрения создания новых эффективных методов построения С-H, C-C и металл-С связей, но и в связи с возможностью получения важной информации о влиянии структуры катализатора на направление и стереоселективность реакций, а также строении каталитически активных центров, что может являться важным моментом для понимания механизмов циглеровского катализа.

3. Синтез энантиомерно чистых анса- з5-комплеков Zr

С целью разработки новых катализаторов для энантиоселективной функционализации алкенов нами синтезированы энантиомерно чистые анса-комплексы Zr p-S,p-S-65a, S,p-S,p-S-13, S,p-S,p-S-66 и изучено их действие в реакции алкенов с триалкилаланами.

Синтез исходных рац- анса- цирконоцендихлоридов rac-65a, rac-11a осуществляли согласно методам, описанным в работах [89, 92]. Связанные Me₂Si или Н₄С₂ - мостиками бисиндены подвергали депротонированию с помощью бутиллития в ТГФ, затем раствор литиевой соли аниона лиганда смешивался с суспензией ZrCl₄ в ТГФ, в результате чего получали рац- и мезо-изомеры комплексов 1a с выходом до 50% и 61а с выходом до 30% (Схема 32). Каталитическое гидрирование комплексов rac-1a и rac-61а приводило к rac-11а (23%) и rac-65а (15%), соответственно.

Схема 32

Впервые для комплекса с диметилсилиленовым мостиком рац-65а проведен рентгеноструктурный анализ и получены параметры длин связей и углов в комплексе (Рис. 1, Таблица 3).

Кристаллографические данные для рац-65a: брутто-формула C₂₀H₃₀SiZrCl_0.2 (M =365.31), моноклинная сингония, пространственная группа P2₁/c, a = 10.4029(2) Е, b = 16.3369(7) Е, c = 11.31606 (19) Е, в = 92.4796(17)°, V = 1921.38(9) Е³, Z = 5, T = 200.2 K, м= 0.913 мм^-1, d_выч = 1.5785 мг/мм³, F(000)= 925.7, число независимых отражений 3469 (R_int = 0.0138), собрано отражений 5685 (4.64 ? 2И ? 62.26), R₁= 0.026925 (I>=2у(I)), wR₂= 0.096142.

Рисунок 1. Структура комплекса rac-65a согласно данным РСА.

В результате гидрирования структура Si-содержащего комплекса рац-65a незначительно отклоняется от структуры бис-инденильного аналога рац-71a по таким параметрам как длины связей, диэдральный угол между плоскостями циклопентадиенильных колец, угол Cl-Zr-Cl и углами при атоме Si. Наибольшие изменения претерпевает угол центроид-Zr-центроид от 119,04° до 126,36°(г согласно схеме 1). Структура полученных комплексов была также подтверждена с помощью методов одно- и двумерной ЯМР спектроскопии.

Таблица 3 - Длины связей и углы между ними в соединении рац- 65a

Связь	Длина, Е	Связь/ угол	Длина, Е/ Угол, 0
Zr1-Cl2	2.4430(6)	CE-Zr	2,2194(9)
Zr1-Si3	3.3308(8)	C11-C17	1.527(5)
Zr1-Cl4	2.4326(8)	C6-C7	1.528(4)
Zr1-C1	2.622(2)	C17-C18	1.503(5)
Zr1-C3	2.476(3)	C15-C6	1.535(4)
Zr1-C4	2.449(3)	C2-C7	1.523(5)
Zr1-C5	2.4372(19)	Cl4-Zr1-Cl2	97.41(3)
Zr1-C8	2.554(2)	C14-Si3-C3	94.01(11)
C1-C2	1.499(4)	C19-Si3-C14	112.98(14)
C3-C4	1.432(3)	C1A-Si3-C19	110.61(19)
C5-C8	1.409(4)	C15-C10-C14	128.7(3)
Si3-C3	1.873(2)	C7-C2-C1	109.1(3)
Si3-C19	1.839(4)	C6-C7-C2	111.9(2)
C1-C8	1.407(4)	CE-Zr-CE	126.36(5)
C1-C10	1.421(4)	PL-PL	61.45(9)

Из известных испытанных нами способов разделения рацемических смесей анса-комплексов на индивидуальные энантиомеры [89, 126-131, 139] наиболее эффективным оказалось взаимодействие литиевой соли (S)-2,2'-бинафтола с рац-анса-L₂ZrCl₂ (rac-11a, rac-65a) (Схема 33).

В этом случае происходило кинетическое разделение стереоизомеров с образованием смеси S,p-S,p-S-13 (S,p-S,p-S-66) и p-R,p-R-11a (p-R,p-R-65a), аналогично титаноценовым комплексам [89] (Рис. 2). Энантиомерная чистота комплексов оценивалась с помощью спектроскопии ЯМР ¹Н.

Схема 33

В спектрах ЯМР ¹Н реакционной массы наблюдались пары дублетных сигналов вицинальных протонов Н_а и H_b циклопентадиенильных колец дихлоридного комплекса при д_Н 5.46 и 6.69 м.д. и бинафтолатного производного при д_Н 5.53 и 5.92 м.д. (Рис. 9), которые давали соответствующие кросс-пики в спектрах COSY HH.

Рисунок 2. а) Сигналы протонов H_a и H_b в спектре ЯМР ¹Н смеси p-R,p-R- 65а и S,p-S,p-S-66; б) спектр ЯМР ¹Н выделенного S,p-S,p-S-66; в) спектр ЯМР ¹Н рац-65a.

В NOESY спектре бинафтолатных комплексов S,p-S,p-S-66, S,p-S,p-S-13 обнаружено пространственное взаимодействие протонов циклопентадиенильных фрагментов р-лиганда H_b и бинафтолатной части комплексов (Рис. 3).



Рисунок 3. Слабопольная часть спектра NOESY смеси S,p-S,p-S-66 и p-R,p-R-65a

4. Каталитическое действие энантиомерно чистых з5-комплексов Zr в реакциях терминальных алкенов с AlR3

С целью разработки новых катализаторов для энантиоселективной функционализации алкенов нами синтезированы энантиомерно чистые анса-комплексы Zr p-S,p-S-65a, S,p-S,p-S-13, S,p-S,p-S-66, и изучено их действие в реакции AlR₃ (R= Me, Et) c алкенами [177].

Применение как бинафтолатного (S,p-S,p-S-66), так и дихлоридного (p-S,p-S-65a) комплексов с Si-связанными лигандами в реакции октена-1 с AlMe₃ не привело к образованию продуктов реакции. Активирование каталитической системы с помощью МАО позволило получить ациклическое АОС (68с) с выходом ~66% при использовании в качестве катализатора p-S,p-S-65a (Схема 34). Энантиомерный избыток продуктов метилалюминирования составил ~ 58%,S. В этом случае также наблюдалось образование функционально замещенных олигомеров 69с с выходом до 34%.

Схема 34

В реакции AlEt₃ с гексеном-1 наибольшую энантиоселективность в направлении карбоалюминирования (72) на уровне 50%ее,S проявляет комплекс p-S,p-S-65a (Схема 35). Энантиомерная чистота циклических АОС (73) в результате применения катализаторов p-S,p-S-65a, S,p-S,p-S-13, S,p-S,p-S-66 составила 12-26%ee,S. В реакции гексена-1 с AlEt₃, катализируемой этими комплексами, также происходит региоселективное образование энантиомерно обогащенных функционально замещенных олигомеров 74a с числом звеньев до 6 (Таблица 1).

Таким образом, наибольшую энантиоселективность в реакциях AlEt₃ с терминальными алкенами показал конформационно лабильный комплекс бис(1-неоментилинденил)цирконий дихлорид. Комплексы с жесткой структурой проявили меньшую активность и энантиоселективность.

Схема 35

Таблица 3 - Реакция гексена-1 с AlEt₃, катализируемая комплексами p-S,p-S-65a, S,p-S,p-S-13, S,p-S,p-S-66, (мольное соотношение [Zr] : алкен: AlEt₃ = 1 : 50 : 60, CH₂Cl₂, время реакции 72 ч, 20єC).

Катализатор	Конверсия алкена, %	Выход продукта,a % (ee%, R/S)
		72a	73a	74a
p-S, p-S-65a	99	65 (50, S)	20 (12, S)	15, n=2-6, [б]D25(78а)= +3,30
S,p-S,p-S-13	98	60 (30, S)	23 (26, S)	20, n=2, [б]D25(78а) = -1,50
S,p-S,p-S-66	99	15 (15, S)	30 (20, S)	54, n=2

5. Экспериментальная часть

Синтез R-МТРА эфиров одно- и двухатомных спиртов 239a-j и 240a-j

Полученные спирты 76a-j и 77a-j вовлекали в реакцию с реагентом Мошера (S-МТРАCl) согласно методике, описанной в литературе [178, 179]. В стеклянный реактор объемом 5 мл, установленный на магнитной мешалке, заполненный аргоном, загружали 2 мкл одно- (76a-j) или двухатомного спирта (77a-j), 10 мкл пиридина-d₅, 0,2 мл CDCl₃ и 4 мкл реагента Мошера (S-МТРАCl) (для двухатомных спиртов значения объемов пиридина и реагента Мошера увеличиваются вдвое). Реакцию проводили при температуре 22^оC при непрерывном перемешивании в течение 24 ч. К реакционной массе добавили 0,5 мл d₆-бензола или d₈-толуола и полученные (R)-МТРА эфиры анализировали с помощью ЯМР спектроскопии ¹³С и 2D гомо- (HH COSY) и гетероядерной спектроскопии (HSQC, HMBС).

Синтез R-PSPA эфиров одно- и двухатомных спиртов 240a-j и 242a-j

Полученные спирты 76a-j и 77a-j вовлекали в реакцию с реагентом R-PSPA согласно методике, описанной в литературе [180]. Полученные R-PSPA эфиры анализировали с помощью ЯМР спектроскопии ⁷⁷Se.

Рисунок 4

(R)-PSPA эфир (2R,S)-этил-1-гексанола (240a). ¹H ЯМР (CDCl₃) д 0.86 (т, 3H, ³J= 7.5 Гц, CH₃CH₂CH), 0.91 (т, 3H, ³J= 6.5 Гц, CH₃), 1.21-1.41 (м, 8H, CH₂), 1.45-1.54 (м, 1H, CH₂CH), 1.56 (д, 3H, ³J= 7.0 Гц, CH₃CH), 3.80 (кварт, 1H, ³J= 7.0 Гц, CHSe), 3.95 (дд, 1H, ²J= 10.8 Гц, ³J= 5.8 Гц, CHHO), 4.00 (дд, 1H, ²J= 10.8 Гц, ³J= 5.8 Гц, CHHO), 7.24-7.36 (м, 3H, Ph), 7.60 (д, 2H, ³J= 7.0 Гц, o-H(Ph)). ¹³C ЯМР (CDCl₃) д 11.0 (C₄), 14.1 (C₈), 17.8 (CH₃CHSe), 22.9 (C₇), 23.7 (C₃), 28.9 (C₅), 30.3 (C₆), 38.7 (C₂), 37.5 (CHSe), 67.4 (C₁), 128.1, 128.4, 129.0, 135.4 (Ph), 173.7 (C=O). ⁷⁷Se ЯМР (CDCl₃) д 452.13 (SR), 452.22 (RR).

Рисунок 5

(R)-PSPA эфир (2R,S)-бутил-1,4-бутандиола (242a). ¹H ЯМР (CDCl₃) д 0.89 (т, 3H, CH₃CH₂, ³J=6.8 Гц), 1.20-1.29 (м, 4H, (CH₂)₂), 1.22-1.31 (м, 2H, CH₃CH₂), 1.54 (д, 3H, CH₃CH, ³J=7.2 Гц), 1.55 (д, 3H, CH₃CH, ³J= 7.2 Гц), 1.51 (пент, 2H, CHCH₂CH₂O, ³J=6.8 Гц), 1.58-1.67 (м, 1H, CH₂CHCH₂O), 3.73-3.83 (м, 2H, CH₃CH), 3.91 (дд, 1H, CHCHHO, ²J= 11.2 Гц, ³J= 5.6 Гц), 3.97 (дд, 1H, CHCHHO, ²J= 11.2 Гц, ³J= 5.6 Hz), 3.98-4.09 (м, 2H, CH₂CH₂O), 7.25-7.35 (м, 6H, Ph), 7.55-7.62 (м, 4H, Ph). ¹³C ЯМР (CDCl₃) д_C 14.0 (C₈), 17.65, 17.70, 17.73 (CH₃CH), 22.8 (C₇), 28.8 (C₆), 30.7 (C₅), 30.10 (RRR), 30.17 (SRR) (C₃), 34.39 (RRR), 34.42 (SRR) (C₂), 37.6 (SeCH), 63.0 (C₄), 67.13 (RRR), 67.16 (SRR) (C₁), 173.4, 173.5 (C=O), 127.90, 127.94, 127.99, 128.42, 128.45, 129.00, 129.02, 135.4, 135.6, 135.97 (Ph). ⁷⁷Se ЯМР (CDCl₃) д_Se 453.50 (RRR), 453.89 (RRR), 454.08 (SRR), 454.25 (SRR).

Синтез анса-комплекса рац-81.

Синтез rac-Me₂Si(Ind)₂ZrCl₂ осуществляли на основе методик, описанных в работе [36]. В 250 мл трехгорлую колбу, снабженную магнитной мешалкой, заполненную аргоном, помещали 12.1 ммоль (3.5 г) диметилбис(инденил)силана и 100 мл сухого ТГФ. Смесь охлаждали до -78°С и добавляли 24.2 ммоль (2.5 М в гексане, 10 мл) BuⁿLi. Температуру реакционной смеси доводили до комнатной (20С) и перемешивали в течение 4 часов. Затем полученный раствор охлаждали до -78°С и добавляли 12.1 ммоль (2.83 г) возогнанного ZrCl₄ при перемешивании. В течение 2 часов температуру смеси выдерживали -30°С. Затем полученный раствор перемешивали 24 часа при комнатной температуре (20С). Образование комплекса и выход и соотношение рац: мезо определяли по ЯМР ¹Н. Реакционную смесь упаривали и сухой остаток переносили в автоклав, добавляли 65 мл дихлорметана, 100 мг PtO₂. Гидрирование осуществляли при 100 атм Н₂ в течение 24 часов при постоянном перемешивании. Затем реакционная смесь фильтровали. Фильтрат упаривали и сухой осадок экстрагировали горячим толуолом. Комплекс рац-81 выделяли в виде светло-зеленых кристаллов в результате перекристаллизации из горячего толуола при температуре - 18°С с выходом 1.0 г (15%).