BRPI0612622A2 - carbeno estável, complexo de metal de transição, e, métodos de catálise de uma reação de alfa-arilação, de catálise de uma reação de acoplamento de suzuki e de catálise de uma reação de arilação de amina - Google Patents

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Abstract

CARBENO ESTáVEL, COMPLEXO DE METAL DE TRANSIçãO, E, MéTODOS DE CATáLISE DE UMA REAçãO DE ALFA-ARILAçãO, DE CATáLISE DE UMA REAçãO DE ACOPLAMENTO DE SUZUKI E DE CATáLISE DE UMA REAçãO DE ARILAçãO DE AMINA. A invenção refere-se a ligados de carbeno estáveis que são fornecidos tendo um centro de carbeno flanqueado por um carbono quaternário e um grupo amino, e tendo utilidade na preparação de vários complexos de metal de transição.

Description

CARBENO ESTÁVEL, COMPLEXO DE METAL DE TRANSIÇÃO, E, MÉTODOS DE CATALISE DE UMA REAÇÃO DE ALFA-ARILAÇÃO, DE CATALISE DE UMA REAÇÃO DE ACOPLAMENTO DE SUZUKI E DE CATALISE DE UMA REAÇÃO DE ARILAÇÃO DE AMINA" REFERÊNCIAS CRUZADAS A PEDIDOS RELACIONADOS
Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório No. de Série 60/691.572, depositado em 17 de junho de 2005, cujo conteúdo é incorporado aqui como referência.
DECLARAÇÃO QUANTO AOS DIREITOS DAS INVENÇÕES FEITAS SOB PESQUISA E DESENVOLVIMENTO GOVERNAMENTAL Não aplicável
REFERÊNCIA A UM APÊNDICE DE "LISTAGEM DE SEQÜÊNCIA", UMA TABELA OU DE LISTAGEM DE PROGRAMA DE COMPUTADOR COLOCADO EM UM DISCO COMPACTO
Não aplicável
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
A disponibilidade de catalisadores para realizar transformações aplicáveis é crítica para a indústria e para a academia. Durante os anos, o sucesso de catálise homogênea pode ser atribuído amplamente ao desenvolvimento de uma faixa diversa de estruturas de ligando que tenham sido usados para sintonizar o comportamento de uma variedade de sistemas contendo metal. Os avanços no projeto do ligando têm permitido não somente melhoramento de processos conhecidos em termos de escopo, suavidade e carregamentos de catalisador, mas também para a verificação de novas reações seletivas. Uma boa ilustração é dada por reações de acoplamento catalisadas por paládio, que são aplicadas a uma grande área de esforços variando desde química orgânica sintética até ciência dos materiais (ver A. de Meijere, F. Diederich, Eds., Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions 2
(}Wiley-VCHi Weinheim, 2004). Ε. Negishi, Ed., Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis (Wiley, Hoboken, NJ, 2002)). Para estes processos catalíticos, que representam algumas das ferramentas mais potentes e versáteis disponíveis para produtos químicos sintéticos, maiores avanços têm sido recentemente relatados para o uso de fosfinas ricas em elétrons volumosas e diamirocarbenos cíclicos (NHCs) (soe A, F. Littke, G. C. Fu, Angew. Chein. Int. Ed. 41, 4176 (2002);A. Zapf, M. Beller, Chern, Commun. 431 (2005); and M. Muira, Angew. Chent. Int: Ed 43, 2201 (2004)). Estes ligandos estabilizam as espécies catalíticas ativas, e aceleram as etapas catalíticas importantes, isto é, adição oxidativas, transmetalação e eliminação redutiva. Por outro lado, impedimento estérico excessivo pode apresentar algumas desvantagens para o acoplamento de reagentes volumosos (ver C. W. K. Gstüitnnayr, V. P. W. Bohm, E. Herdtweck, M. Grosche, W. A. Hemmann, Angew. Citem. Int. Ed. 41, 1363 (2002)). Para superar o problema, Glorius desenvolveu com sucesso ligandos com "estérico flexível em volume" usando a flexibilidade conformacional de cicloexano (ver G. Altenhoff, R. Goddard, C. W. Lehmann, F. Glorius, J: Arn. Citem. Soe. 126, 15195 (2004)). Apesar do avanço da química de ligando de carbeno, existe uma necessidade por ligandos que sejam α-doadores fortes, mais ricos em elétrons do que as famílias de ligandos de fosflna ou diaminocarbeno, ainda forneçam a discriminação estérica dos ligandos bulk estéricos flexíveis. Surpreendentemente, a presente invenção atende estas necessidades.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Em um aspecto, a presente invenção fornece alquil amino carbenos cíclicos tendo a fórmula:
<formula>formula see original document page 3</formula> Em que o anel A é um anel com 4, 5, 6 ou 7 membros; e L é um grupo de ligação que representa de um a quatro vértices no anel consistindo de C, O, Ν, B, Al, P5 S e Si com valências disponíveis opcionalmente ocupadas por substituintes hidrogênio, oxo ou Ra. A letra R representa um membro selecionado dentre C1-C1o alquil, C2-C10 alquenil, C2- C10 alquinil e aril, em que cada um é opcionalmente substituído com substituintes Ra, preferivelmente com de um a oito, e mais preferivelmente com de um a quatro substituintes Ra. Os símbolos R1 e R2 são, cada um, membros independentemente selecionados dentre C1-Cio alquil, C2-Ci0 alquenil, C2-Ci0 alquinil, aril, C1-Ci0 alcóxi, C2-Ci0 alquenilóxi, C2-Ci0 alquinilóxi, arilóxi, C2-Ci0 alcoxicarbonil, CpCi0 alquiltio, CrCi0 alquilsulfonil e C1-Cio alquilsulfinil, ou opcionalmente são combinados para formar um anel espirocíclico com de 3 a 12 membros, mais preferivelmente um anel espirocíclico com de 3 a 7 membros, em que o anel espirocíclico é opcionalmente substituído com substituintes Rb, mais preferivelmente de um a doze substituintes Rb, e ainda mais preferivelmente de um a oito substituintes Rb. Os substituintes Ra e Rb, em cada caso, são independentemente selecionados dentre C1-Ci0 alquil, C2-Ci0 alquenil, C2-Ci0 alquinil, aril, C1-Ci0 alcóxi, C2-Ci0 alquenilóxi, C2-Ci0 alquinilóxi, arilóxi, C2-Ci0 alcoxicarbonil, C1-Ci0 alquiltio, C1-Ci0 alquilsulfonil e C1-Ci0 alquilsulfinil. Ainda outros substituintes adequados para Ra e Rb são oxo, amino (incluindo mono- ou di- alquilamino e acilamino), iminas, heterociclos de nitrogênio (e.g., piridinas), hidroxi, tiol, tiono, fósforo (como um grupo fosfina, fosfito, fosfonato, fosfinato ou fosfato) e grupos carbeno.
Em outro aspecto, a presente invenção fornece complexos de metal de transição tendo pelo menos um ligando que é um ligando de alquil amino carbeno cíclico como fornecido acima.
Em ainda outros aspectos, a presente invenção fornece métodos para a formação de ligações carbono-carbono e ligações carbono- 4
nitrogênio em várias reações de síntese orgânica. Em algumas formas de realização, complexos selecionados da presente invenção têm utilidade particular para, por exemplo, reações de arilação de amina em que a porção aril pode ser essencialmente qualquer componente aromático ou heteroaromático monocíclico ou policíclico opcionalmente substituído. Em outras formas de realização, os complexos selecionados da presente invenção têm utilidade particular em, por exemplo, reações de acoplamento de Suzuki (reações de acoplamento de aril-aril ou aril-alquil) em que cada uma das porções aril pode ser essencialmente qualquer componente aromático ou heteroaromático monocíclico ou policíclico opcionalmente substituído. Em ainda outras formas de realização, complexos selecionados da presente invenção têm utilidade na catalisação de reação de a-arilação.
BREVE SUMÁRIO DOS DESENHOS
A Figura 1 mostra uma vista esquemática dos ligandos A-C, ilustrando suas diferentes demandas estéricas.
A Figura 2 mostra uma vista molecular de Ca no estado sólido. Os comprimentos e ângulos de ligação selecionados são os seguintes: Nl-Cls 1,31,5 ± 3 Â;C1-C2, 1,516 ± 3 A; N1-C1-C2, 106,54± 18°.
A Figura 3 mostra uma vista molecular de 5a-c no estado sólido. Os comprimentos e ângulos de ligação selecionados são os seguintes: 5a: N-Cl, 1,3133 ± 11 A; C1-C2, 1,5298 ± 12Â; Cl-Pdi 2,0246 ± 9 A; N-Cl- C2, 108,5 ± 8o, Sb: N-C1, 1,310 ± 4Â; C1-C2, 1,526 ± 4Â; Cl-Pd, 2,020 ± 3Â; N-C1-C2, 108,7 ± 2o, Sc: N-Cl, 1,315 ± 5Â; C1-C2, 1,543 ± 5Â; Cl-Pd, 2,045 ± 4Â; N-C1-C2, 108,8 ± 3o. A Figura 4 mostra uma vista molecular de 6 no estado sólido. Os comprimentos e ângulos de ligação selecionados são os seguintes: N-Cl, 1,293 ± 3Â; C1-C2, 1,519 ± 3 A; Cl-Pd, 2,038 ± 3 A; Pd-Ha, 2,052; N Cl- C2, 109,4 ±2°.
A Figura 5 mostra uma vista molecular de 7 no estado sólido. 5
Os comprimentos e ângulos de ligação selecionados são os seguintes: N-C1, 1,3174 ± 14Â; C1-C2, 1,5368 ± 15Â; Cl-Rh, 1,9399 ± IOA9; Rh-Cl, 2,3740 ± 3; Rh-C3, 1,7955 ± 11 A; C3-0, 1,1433 ± 14Â; Rh-Ha, 2,183 ± 17Â; Rh-Hb, 2,231 ± 17Â; N-C1-C2, 108,704 ± 9o.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO Abreviações e Definições
As abreviações usadas aqui têm seus significados comuns e aceitos por alguém versado na técnica. Exemplos das abreviações são tBu, butil terciário; Me, metil; THF, tetraidrofurano; e cod, ciclooctadieno.
Na presente descrição, o termo "alquil", sozinho ou em combinação, se refere a um grupo alquil de cadeia reta ou ramificada tendo o número indicado de átomos de carbono. Por exemplo, CrCi0 alquil se refere a um grupo alquil tendo de um a dez átomos de carbono com as valências restantes ocupadas por átomos de hidrogênio. Os grupos alquil preferidos são aqueles com de 1 a 8 átomos de carbono, mais preferivelmente um grupo alquil de cadeia reta ou ramificada com de 1 a 6 átomos de carbono e particularmente preferidos são grupos alquil de cadeia reta ou ramificada com de 1 a 4 átomos de carbono. Exemplos de grupos alquil CrCio de cadeia reta ou ramificada são metil, metil, etil, propil, isopropil, butil, isobutil, terc-butil, as pentilas isoméricas, as hexilas isoméricas, as heptilas isoméricas, e semelhantes.
O termo "cicloalquil", sozinho ou em combinação, se refere a um grupo alquil cíclico tendo de 3 a 8 átomos de carbono como vértices do anel. Os grupos cicloalquil preferidos são aqueles que têm de 3 a 6 átomos de carbono. Exemplos de C3-C8 cicloalquil são ciclopropil, metil-ciclopropil, dimetilciclopropil, ciclobutil, metil-ciclobutil, ciclopentil, metil-ciclopentil, ciclohexil, metil-ciclohexil, dimetil-ciclohexil, cicloheptil e ciclooctil.
Os termos "alcóxi", sozinho ou em combinação, significa um grupo da fórmula alquil-O, em que o termo "alquil" te, a definição 6
previamente dada. Exemplos de grupo alcóxi incluem metóxi, etóxi, n- propóxi, isopropóxi, n-butóxi, iso-butóxi, sec-butóxi e terc-butóxi. Os grupos alcóxi preferidos são metóxi e etóxi.
O termo "alquenil", sozinho ou em combinação, se refere a um resíduo de hidrocarboneto de cadeia reta ou ramificada compreendendo uma ligação olefínica e o número indicado de átomos de carbono. Os grupos alquenil preferidos têm até 8, preferivelmente até 6, particularmente preferivelmente até 4, átomos de carbono. Exemplos de grupos alquenil são etenil, 1-propenil, 2-propenil, isopropenil, 1-butenil, 2-butenil, 3-butenil e isobutenil.
O termo "alquinil", sozinho ou em combinação, se refere a um resíduo de hidrocarboneto de cadeia reta ou ramificada tendo uma ligação tripla de carbono-carbono e o número indicado de átomos de carbono. Os grupos alquinil preferidos têm até 8, preferivelmente até 6, particularmente preferivelmente até 4 átomos de carbono. Exemplos de grupos alquinil são etinil, 1-propinil, 1-butinil e 2- butinil.
Os termos "alquenilóxi" e alquinilóxi" se referem a grupos que têm a fórmula OR1, em que R1 é um grupo alquenil ou alquinil, respectivamente.
Os termos "alquiltio", alquilsulfonil" e "alquilsulfinil" se referem aos grupos tendo as fórmulas -S- R1 -S(O)2- R1 e -S(O)- R1, respectivamente, em que R1 é um grupo alquil previamente definido.
O termo "alcoxicarbonil" se refere a um grupo tendo a fórmula -C(O)O-R1, em que R1 é um grupo alquil como definido acima e em que o número total de átomos de carbono se refere às partes alquil e carabonil combinadas.
O termo "aril", sozinho ou em combinação, se refere a um grupo fenil ou naítil, preferivelmente um grupo fenil que opcionalmente carrega um ou mais substituintes cada, independentemente selecionadas 7
dentre halogênio, trifluorometil, amino, alquil, alcóxi, alquilcarbonil, ciano, carbamoil, alcoxicarbamoil, metilenodioxi, carboxi, alcoxicarbonil, aminocarbonil, alquilaminocarbonil, dialquilaminocarbonil, hidroxi, nitro e semelhantes, tais como fenil, clorofenil, trifluorometilfenil, clorofluorofenil, aminofenil, metilcarbonilfenil, metoxifenil, metilenodioxifenil, 1-naftil e 2- naftil.
O termo "arilóxi", sozinho ou em combinação, significa um grupo da fórmula aril-O, em que o termo "aril" tem o significado previamente dado, tal como feniloxi.
O termo "arilalquil", sozinho ou em combinação, se refere a um grupo alquil, como previamente definido em que um átomo de hidrogênio foi substituído por um grupo aril como previamente definido. Preferidos são benzil e feniletil.
O termo "heteroarü", sozinho ou em combinação, significa heterociclo com de 5 a 10 membros aromático, que contém um ou mais, preferivelmente um ou dois heteroátomos selecionados dentre nitrogênio, oxigênio e enxofre, em que nitrogênio ou oxigênio são preferidos. Se desejado, ele pode ser substituído em um ou mais átomos da cadeia por halogênio, alquil, alcóxi, ciano, haloalquil, preferivelmente trifluorometil. Ciclos de heteroaril preferidos são piridinil ou tiofenil opcionalmente substituído por um ou mais, preferivelmente um ou dois substituintes independentemente selecionados dentre halogênio, alquil, alcóxi, ciano, haloalquil, preferivelmente trifluorometil, e heterociclil, preferivelmente morfolinil ou pirrolidinil.
O termo "amino", sozinho ou em combinação, significa um grupo amino primário, secundário ou terciário ligado através do átomo de nitrogênio, com o grupo amino secundário carregando um substituinte alquil ou cicloalquil e o grupo amino terciário carregando substituintes alquil ou cicloalquil diferentes ou os dois substituintes de nitrogênio juntos formando 8
um anel, tal como, por exemplo, NH2, metilamino, etilamino, dimetilamino, dietilamino, metil-etilamino, pirrolidin-l-il ou piperidino etc., preferivelmente amino, dimetilamino e dietilamino e particularmente amino primário.
O termo "halogênio" se refere a flúor, bromo ou iodo e preferivelmente flúor, cloro ou bromo. Geral
A presente invenção fornece (alquil)(amino)carbenos cíclicos (CAACs)C estáveis (ver Figura 1). A substituição de um dos substituintes de amino eletronegativos de NHCsB por um grupo alquil α-doador forte torna os ligandos de CAAC ainda mais ricos em elétrons do que as famílias de ligandos de fosfina A ou diaminocarbeno B. Além disso, devido á presença de um carbono quaternário em uma posição α em relação ao centro de carbeno, os carbenos C caracterizam ambientes estéricos que os diferenciam dramaticamente de ambos os ligandos A e B, e aumenta o efeito de ligandos com bulk estérico flexível. Como descrito abaixo, as propriedades eletrônicas e estéricas peculiares de carbenos C permitem a síntese de espécies de metal pouco coordenadas, que não são obteníveis com outros ligandos. Adicionalmente, complexos, tais como CAAC-paládio, exibem alta eficiência para certas reações, incluindo, por exemplo, a α-arilação catalítica de compostos de carbonila.
Alquil Amino Carbenos Cíclicos
Em um aspecto, a presente invenção fornece carbenos cíclicos que são tipicamente estáveis e que podem ser isolados. Os carbenos são úteis como ligandos para uma variedade de complexos de metal de transição / catalisadores. Mais particularmente, os carbenos cíclicos são alquil amino carbenos cíclicos (CAAC) e têm um centro de carbeno que é flanqueado por uma amina terciária e um carbono quaternário.
Os alquil amino carbenos cíclicos têm a fórmula: <formula>formula see original document page 10</formula> em que o anel A é um anel com 4, 5, 6 ou 7 membros; e L é um grupo de ligação que representa um de um a quatro vértices no anel selecionados do grupo que consiste de C, O, N5 Β, Al, P, S e Si com valências disponíveis opcionalmente ocupadas por substituintes hidrogênio, oxo ou Ra.
A letra R representa um membro selecionado dentre C1-Cio alquil, C2-Ci0 alquenil, C2-Ci0 alquinil e aril, em que cada um é opcionalmente substituído com substituintes Ra, preferivelmente com de um a oito, e mais preferivelmente com de um a quatro substituintes Ra.
Os símbolos R1 e R2 são, cada um, membros independentemente selecionados dentre C1-Ci0 alquil, C2-Ci0 alquenil, C2-Ci0 alquinil, aril, C1-Ci0 alcóxi, C2-Ci0 alquenilóxi, C2-Ci0 alquinilóxi, arilóxi, C2- Ci0 alcoxicarbonil, C1-Ci0 alquiltio, C1-Ci0 alquilsulfonil e C1-Ci0 alquilsulfinil, ou opcionalmente são combinados para formar um anel espirocíclico com de 3 a 12 membros, mais preferivelmente um anel espirocíclico com de 3 a 7 membros, em que o anel espirocíclico é opcionalmente substituído com substituintes Rb, mais preferivelmente de um a doze substituintes Rb, e ainda mais preferivelmente de um a oito substituintes Rb.
Os substituintes Ra e Rb, em cada caso, são independentemente selecionados dentre C1-Ci0 alquil, C2-Ci0 alquenil, C2-Ci0 alquinil, aril, CrCi0 alcóxi, C2-Ci0 alquenilóxi, C2-Ci0 alquinilóxi, arilóxi, C2-Ci0 alcoxicarbonil, C1-Ci0 alquiltio, C1-Ci0 alquilsulfonil e C1-Ci0 alquilsulfinil. Ainda outros substituintes adequados para Ra e Rb são oxo, amino (incluindo mono- ou di- alquilamino e acilamino), iminas, heterociclos de nitrogênio (e.g., piridinas), hidroxi, tiol, tiono, fósforo (como um grupo fosfina, fosfito, fosfonato, fosfmato ou fosfato) e grupos carbeno. 10
Retornando ao anel A, os anéis preferidos são aqueles que possuem quatro, cinco ou seis membros no anel, com anéis de cinco e seis membros sendo particularmente preferidos. Na maioria das formas de realização preferidas, o anel A é um anel com cinco ou seis membros em que L representa dois ou três vértices de carbono, cada um opcionalmente suportando outros substituintes fornecidos acima.
Retornando para R, os grupos R preferidos são selecionados dentre CrC8 alquil, C2-C8 alquenil, C2-C8 alquinil, e aril, em que cada um é opcionalmente substituído com de um a quatro substituintes Ra. Mais preferivelmente, R é selecionado dentre CrC6 alquil, C2-C6 alquenil, C2-C6 alquinil e aril, em que cada um é opcionalmente substituído com de um a três substituintes Ra. Em formas de realização selecionadas, cada R é CrC6 alquil ou aril, em que cada um é opcionalmente substituído com de um a três substituintes Ra. Em algumas formas de realização particularmente preferidas, R é fenil e é opcionalmente substituído com um, dois ou três substituintes Ra. Alguns substituintes preferidos são substituintes doadores de elétrons, tais como, por exemplo, CrC6 alquil, C2-C6 alquenil, C2-C6 alquenil, CrC6 alcóxi, C2-C6 alquenilóxi e C2-C6 alquinilóxi.
Similarmente, os símbolos ReR são, cada um, preferivelmente e independentemente, selecionados dentre CrCi0 alquil, C2- Ci0 alquenil, C2-Ci0 alquinil, aril, e C2-Ci0 alcoxicarbonil, ou opcionalmente são combinados para formar um anel espirocíclico com de 3 a 7 membros, em que o anel espirocíclico é opcionalmente substituído com de um a oito substituintes Rb. Mais preferivelmente, R1 e R2 são, cada um, independentemente, selecionados dentre CrC8 alquil, C2-C8 alquenil, C2-C8 alquinil, e aril, e opcionalmente combinados para formar um anel espirocíclico com de 4 a 7 membros, ainda mais preferivelmente um anel espirocíclico com 4, 5, 6 ou 7 membros selecionado dentre espirociclobutano, espirociclopentano, espirociclohexano e espirocicloheptano, em que o anel 11
espirocíclico é opcionalmente substituído com de um a quatro substituintes Rb. Em formas de realização selecionadas, R1 e R2 são, cada um, independentemente, selecionados dentre CrC8 alquil e aril, ou opcionalmente são combinados para formar um anel de espirociclopentano ou espirociclohexano, em que o anel espirocíclico é opcionalmente substituído com de um a quatro substituintes Rb. Os substituintes Rb preferidos são CrC6 alquil, C2-C6 alquenil, C2-C6 alquinil, fenil, CrC6 alcóxi, C2-C6 alquenilóxi, C2-C6 alquinilóxi, fenóxi, C2-C6 alcoxicarbonil, CrC6 alquiltio, Ci-C6 alquilsulfonil e CrC6 alquilsulfunil. Outros substituintes Rb são CrC6 alquil, C2-C6 alquenil, C2-C6 alquenil, CrC6 alcóxi, C2-C6 alquenilóxi e C2-C6 alquinilóxi.
Alguém versado na técnica vai apreciar que as formas de realização adicionais da presente invenção são aquelas em cujas combinações de cada um dos grupos preferidos e/ou selecionados acima são combinados. Em formas de realização preferidas, os carbenos têm uma fórmula selecionada de:
<formula>formula see original document page 12</formula>
em que R3 e R4 são cada um, membros independentemente selecionados de CrCi0 alquil, C2-Ci0 alquenil, C2-Ci0 alquinil e aril, cada um dos quais é opcionalmente substituído com de um a quatro Ra substituintes. Os grupos R, R1 e R2 remanescentes têm os significados fornecidos acima com relação à fórmula I.
Em algumas formas de realização preferidas, carbenos são providos tendo a fórmula (a), enquanto em outras formas de realização, carbenos são providos tendo a fórmula (b). Com relação a cada uma das fórmulas (a) e (b), carbenos preferidos são aqueles nos quais R é um grupo 12
aril substituído ou não substituído, preferivelmente um grupo fenil substituído ou não substituído e cada um de R19 R2, R3 e R4 é independentemente um grupo CrC6 alquil.
Em outras formas de realização preferidas, carbenos são providos tendo a fórmula (a) ou (b), em que R é um grupo aril substituído ou não substituído, preferivelmente um grupo fenil substituído ou não substituído; R1 e R2 são combinados para formar um anel espirociclobutano, espirociclopentano ou espirociclohexano, cada um dos quais é opcionalmente substituído com de um a quatro grupos CrC0 alquil selecionado independentemente; e cada um de R3 e R4 é independentemente um grupo Cr Ce alquil.
Substituintes preferidos para cada uma das formas de realização descritas acima são essencialmente aquelas que foram providas com relação à fórmula I acima.
Em um aspecto relacionado, a presente invenção provê sais de imino cíclico tendo a fórmula:
<formula>formula see original document page 13</formula>
em que L, R, R15 R2 e o anel A têm os significados fornecidos acima com relação à fórmula I. Adicionalmente, X" representa um ânion adequado tais como, por exemplo, um haleto, acetato, trifluoroacetato, mesilato e os semelhantes.
Em formas de realização preferidas, os sais de imínio cíclicos têm a fórmula: <formula>formula see original document page 14</formula>
em que cada um dentre R, R19 R2j R3 e R4 têm os significados fornecidos acima com relação à fórmula I, (a) e (b), e X- é um ânion como descrito acima.
Alguém versado na técnica vai apreciar que tais sais de imínio são úteis para a formação de complexos descritos aqui (se formados através de uma espécie carbenóide ou através de outra via, tal como adição oxidativa).
Complexos de Metal de Transição
Em outro aspecto, a presente invenção fornece complexos de metal de transição úteis como catalisadores em uma variedade de reações orgânicas sintéticas. Em particular, os catalisadores ou complexos compreendem um metal de transição e um ligando de carbeno selecionado dos carbenos fornecidos acima. Alguém versado na técnica vai apreciar que tais complexos podem empregar um número de metais de transição e têm uma variedade de geometrias (e.g., trigonal, planar quadrado, bipiramidal trigonal e semelhantes) dependendo da natureza do metal de transição e seu estado de oxidação e outros fatores incluindo, por exemplo, ligandos adicionais.
Em geral, qualquer metal de transição (e.g., um metal tendo elétrons d) pode ser usado para formar os complexos/catalisadores da presente invenção. Por exemplo, metais de transição adequados são aqueles selecionados de um dos Grupos 3-12 da tabela periódica ou da série dos lantanídeos. Preferivelmente, o metal vai ser selecionado dos Grupos 5-12 e ainda mais preferivelmente dos Grupos 7-11. Por exemplo, os metais adequados incluem platina, paládio, ferro, níquel, irídio, rutênio e ródio. A forma particular do metal a ser usado na reação é selecionada para fornecer, 14
sob as condições de reação, centro de metal que são coordenadamente insaturados e não em seu estado de oxidação mais alto.
Para também ilustrar, os complexos de metal de transição e catalisadores adequados incluem complexos solúveis ou insolúveis de platina, paládio, ferro, níquel, irídio, rutênio e ródio. Paládio, ródio, irídio níquel e rutênio são particularmente preferidos e paládio é mais preferido.
Como notado acima, os complexos também compreendem um ligando de carbeno como descrito acima com relação à fórmula (I) e às fórmulas (a) e (b). Os ligandos de carbeno preferidos são essencialmente aqueles que tenham sido descritos como formas de realização preferidas e/ou selecionadas acima. O complexo de catalisador pode incluir ligando adicionais quando requeridos para se obter um complexo estável. Os ligandos adicionais podem ser ligandos naturais, ligandos aniônicos e/ou ligandos doadores de elétrons. O ligando pode ser adicionado à mistura de reação na forma de um complexo de metal, ou adicionado como um reagente separado em relação à adição do metal.
Os ligandos aniônicos adequados como ligandos adicionais são preferivelmente haleto, pseudo-haleto, tetrafeni lborato, tetrafenilborato peralogenado, tetrahaloborato, hexahalofosfato, hexahaloantimonato, trihalometanesulfonato, alcóxido, carboxilato, tetrahaloaluminato, tetracarbonilcobaltato, hexa-haloferrato(III), tetra-haloferrato(III) e/ou tetra- halopaladato(II). Preferivelmente, um ligando aniônico é selecionado dentre haleto, pseudo-haleto, tetrafenilborato, tetrafenilborato perfluorado, tetrafluoroborato, hexafluorofosfato, hexafluoroantimonato, trifluorometanosulfonato, alcóxido, carboxilato, tetracloroaluminato, tetracarbonilcobaltato, hexafluoroferrato (HI), tetracloroferrato(III) e/ou tetracloropaladato(II). Pseudo-haletos preferidos são cianeto, tiocianato, cianato, isocianato e isotiocianato. Os ligandos neutros ou doadores de elétrons adequados como ligandos adicionais podem ser, por exemplo, 15
aminas, iminas, fosfinas, fosfitos, compostos de carbonila, compostos de alquenila (e.g., compostos de alil), compostos de carboxi, nitrilas, álcoois, éteres, tióis ou tioéteres. Ainda outros ligandos adequados podem ser ligandos de carbeno, tais como os ligandos de diaminocarbenos (e.g., NHCs).
Embora a presente invenção descreva uma variedade de complexos de metal de transição úteis na catálise de reações orgânicas, alguém versado na técnica vai apreciar que muitos dos complexos podem ser formados in situ. Com isso, os ligandos (ligandos de carbeno ou ligandos adicionais) podem ser adicionados a uma solução de reação como um composto separado, ou podem ser complexados ao centro de metal para formar um complexo metal-ligando antes de sua introdução na solução de reação. Os ligandos adicionais são tipicamente compostos adicionados à solução de reação que podem se ligar ao centro de metal catalítico. Em algumas formas de realização preferidas, o ligando adicional é um ligando de quelação. Embora os ligandos adicionais possam fornecer estabilidade ao complexo de metal de transição catalítico, eles podem também suprimir reações laterais indesejadas, bem como melhorar a taxa e a eficiência dos processos desejados. Ainda também, em algumas formas de realização, os ligandos adicionais podem evitar precipitação do metal de transição catalítico. Embora a presente invenção não requeira a formação de um complexo de metal-ligando adicional, tais complexos têm sido consistentes com o postulado que eles são intermediários nestas reações e tem sido observado que a seleção do ligando adicional tem um efeito no curso da reação.
Em formas de realização relacionadas, a presente invenção fornece complexos de metal, do tipo descrito acima, em que o ligando de carbeno tem uma cadeia lateral funcionalizada pendente (e.g., aminoalquil, mercaptoalquil, aciloxialquil e semelhantes) em que o grupo funcional age como um ligando para fornecer uma característica de ligando bidentado. Em ainda outras formas de realização, o ligando de carbeno forma um complexo de metal com ligandos bidentados que não são unidos à parte de carbeno cíclico.
Reações Catalisadas por Complexos de metal de transição - CAAC
Como notado acima, os complexos da presente invenção são úteis na catálise de uma variedade de reações orgânicas sintéticas incluindo reações de arilação de amina, reações de acoplamento de Suzuki (reações de acoplamento aril-aril ou aril-alquil), e reações de a-arilação. Ainda outras reações que podem se beneficiar dos complexos anotados acima incluem, por exemplo, hidroformilação (de alquenos e alquinos), hidrosililação (de alquenos, alquinos, cetonas e aldeídos), metátese (olefma(RC, CM, ROM, ROMp) eno-ino), carbonilação, hidroarilação e hidroaminação.
As reações da presente invenção podem ser realizadas sob uma grande faixa de condições, e os solventes e as faixas de temperatura citadas aqui não devem ser considerados como limitantes. Em geral, é desejável que as reações ocorram usando condições suaves que não vão afetar adversamente os reagentes, o catalisador, ou o produto. Por exemplo, a temperatura de reação influencia a velocidade de reação, bem como a estabilidade dos reagentes e do catalisador. As reações vão tipicamente ocorrer em temperaturas na faixa de 25 a 3 00°C, mais preferivelmente na faixa de 25 a .150°C.
Adicionalmente, as reações são geralmente realizadas em um meio de reação líquido, mas, em alguns exemplos, podem ocorrer sem a adição de solvente. Para aquelas reações conduzidas no solvente, um solvente inerte é preferido, particularmente aquele em que os ingredientes de reação, incluindo o catalisador, são substancialmente solúveis. Os solventes adequados incluem éteres, tais como dietil éter, 1,2-dimetoxietano, t-butil metil éter, tetraidrofurano e semelhantes; solventes halogenados, tais como clorofórmio, diclorometano, dicloroetano, clorobenzeno, e semelhantes; solventes de hidrocarboneto alifático ou aromático, tais como benzeno, 17
xileno, tolueno, hexano, pentano e semelhantes; ésteres e cetonas, tais como acetato de etila, acetona, e 2-butanona; solventes apróticos polares, tais como acetonitrila, dimetilsulfóxido, dimetilformamida e semelhantes; ou combinações de dois ou mais solventes.
Em algumas formas de realização, as reações que utilizam os complexos catalíticos da presente invenção podem ocorrer em uma mistura bifásica de solventes, em uma emulsão ou suspensão, ou em uma vesícula ou bicamada de lipídeos. Em certas formas de realização, as reações catalisadas podem ocorrer na fase sólida com um dos reagentes unidos ou ancorados a um suporte sólido.
Em certas formas de realização, é preferível se realizar as reações sob uma atmosfera inerte de um gás, tal como nitrogênio ou argônio.
Os processos de reação da presente invenção podem ser conduzidos em um modo contínuo, semi-contínuo ou em batelada e podem envolver uma operação de reciclo de líquido, quando desejado. Os processo da presente invenção são preferivelmente conduzidos em um modo em batelada. Da mesma forma, a maneira ou a ordem de adição dos ingredientes de reação, do catalisador e do solvente não são também geralmente críticas para o sucesso da reação, e podem ser realizadas em qualquer modo convencional.
A reação pode ser conduzida em uma zona de reação única ou em uma pluralidade de zonas de reação, em série ou em paralelo ou pode ser conduzida em batelada ou continuamente em uma zona tubular alongada ou uma série de tais zonas. Os materiais de construção empregados devem ser inertes com os materiais iniciais durante a reação e a fabricação do equipamento deve ser capaz de suportar as temperaturas e pressões da reação. Os meios para introduzir e/ou ajustar a quantidade de materiais iniciais ou ingredientes introduzidos em batelada ou continuamente na zona de reação durante o curso da reação podem ser convenientemente utilizados nos processos especialmente para manter a relação molar desejada dos materiais
iniciais. As etapas de reação podem ser efetuadas pela adição incrementai de
um dos materiais iniciais ao outro. Também, as etapas de reação podem ser
combinadas pela adição conjunta dos materiais iniciais ao catalisador de
metal. Quando a conversão completa não for desejada ou não obtenível, os
materiais iniciais podem ser separados do produto e então reciclados de volta
para a zona de reação.
Os processos podem ser conduzidos em um equipamento de
reação revestido com vidro, de aço inoxidável ou algo similar. A zona de
reação pode ser equipada como um ou mais trocador(es) de calor interno(s) ou
externo(s), de forma a controlar flutuações de temperatura indevidas, ou para
evitar quaisquer possíveis temperaturas de reação "fugitivas".
Além disso, um ou mais reagentes podem ser imobilizados ou
incorporados em um polímero ou outra matriz insolúvel por, por exemplo,
derivação com um ou mais dos substituintes do grupo aril.
Preparação de (Alquil) (Amino) Carbenos Cíclicos
Uma abordagem retro-sintética versátil para os CAACs é
fornecida no Esquema 1. A escolha de substituintes R, R1 e R2 , bem como o
esqueleto do anel fornece flexibilidade substancial na preparação de
precursores usados na presente invenção, embora R e R são diferentes de H.
ESQUEMA 1
<formula>formula see original document page 19</formula>
Esta estratégia sintética foi primeiro avaliada como mostrado
no Esquema 2.
ESQUEMA 2 19
<formula>formula see original document page 20</formula>
A imina Ia pode ser preparada a partir de 2,6-di-iso- propilanilina e o aldeído mais simples caracterizando um substituinte de alquil secundário, 2-metilpropanal. A desprotonação com di-iso-propilamida de lítio (LDA) produziu o ânion aza-alil, que prontamente induz a abertura do anel de l,2-epoxi-2-metilpropano, levando ao alcóxido correspondentes 2a. O tratamento subseqüente com anidrido tríflico a -78°C faz surgir o derivado de triflato, que, no aquecimento até a temperatura ambiente, produz o sal de aldimínio 3a em 58% de rendimento (com base na imina). Por último, a desprotonação com LDA produz quantitativamente carbeno Ca como um sólido amarelo pálido. CAAD Ca é estável à temperatura ambiente no estado sólido e em solução, por pelo menos duas semanas.
A presença do carbono terciário próximo ao centro de carbeno oferece a capacidade de construir ligandos que caracterizam diferentes tipos de ambiente estérico. Espiro-CAAC Cb, prontamente preparado em uma maneira similar àquela usada para Ca, mas usando cicloexil carbaldeído, ilustra como o conceito de bulk estérico flexível pode ser incorporado nesta família de ligandos. De fato, comparado aos NHCs B desenvolvidos por Glorius (G. Altenhoff, R. Goddard, C. W. Lebmann, F. Glorias, J. Am. Chenz. Soe. 126, 15195 (2004)), o anel de cicloexano de Cb é mais próximo ao carbeno e ao centro de metal, e portanto os efeitos da "asa flexível" podem ser amplificados (Esquema 3).
ESQUEMA 3 20
<formula>formula see original document page 21</formula>
Em contraste, o carbeno Cc exemplifica a rigidez e o bulk estérico extremo que CAACs podem fornecer aos centros de metal aos quais eles estão ligados. Como um material inicial, a imina derivada de (-)-mentona pode ser derivada. A etapa chave da síntese é baseada na propensão bem conhecida de reagentes relativamente volumosos para aproximar a parte cicloexano da direção equatorial. Este efeito é reforçado pela presença do grupo iso-propil, e portanto da reação com o oxirano é completamente diastereoseletiva (Esquema 4). Isto leva ao diastereômero produzindo a melhor proteção para o carbeno e o centro de metal ao qual ele está ligado. Além disso, em contraste com Cb, a conformação de cadeia é travada, pois a outra conformação de cadeia colocaria ambos os grupos isopropil e metil em posições axiais desfavoráveis (ainda uma conformação de bote seria altamente adversa). E aparente da estrutura molecular, obtida por um estudo de difração de raio X de cristal único, que o ambiente estérico deste CAAC é muito diferente daquela de fosfinas (descritas como um cone) e NHCs (definidos como semelhantes a um ventilador) (J. Huang, H. J. Schanz, E. D. Stevens, S. F. Nolan, Organometallics 18, 2370 (1999)): a parte cicloexano travada constitui uma "parede de proteção" não somente para o centro de carbeno, mas também para um metal quando Cc for usado como um ligando (Fig. 2). É notável que Cc é enanciomericamente puro e foi preparado sem separação enancio- ou diastereo-seletiva de consumo de tempo.
ESQUEMA 4 <formula>formula see original document page 22</formula>
Ar = 2,6- diisopropilfenila i) ^ ii) TfOTf iii) LDA
As freqüências de estiramento de carbonila de complexos cis- [IrCl(CO)2(L)] são reconhecidas como uma excelente medida das propriedades σ-doador e π-receptor do ligando (A. R. Chianese, A. Kovacevic, Β. M. Zeglisj J. W. Faller, R. H. Crabtree, Organometallics 23, .2461 (2004)). Adição de metade de um equivalente de [IrCl(cod)]2 a uma solução de THF de carbeno Cc levou à formação [TrCl(cod)(Cc)], que no tratamento com CO à temperatura ambiente produziu cis-[IrCI(CO)2(Cc)] (4c) em alto rendimento. O valor médio das freqüências de estiramento de carbonila para complexo 4e [vav(CO): 2013 cm"1] indica que a força do doador de Cc é maior que aquela de fosfinas ricas em elétrons (PCy3: 2028 cm"1) e ainda ligandos NHC (2017-2020 cm"1); somente os NHCs ligados a C5 anormais são mais doadores mais fortes (2003 cm"1) (A. R. Chianese, A. Kovacevic, Β. M. Zeglis, J. W. FaIlers R. H. Crabtree, Organometallics 23, .2461 (2004)).
As propriedades estéricas e eletrônicas de CAACs também beneficiam os vários processos catalíticos, que requerem ligandos ricos em elétrons volumosos no centro de metal. Como um exemplo de tal processo, a α-arilação catalisada por paládio de cetonas, verificada concorrentemente em .1997 por Buchwald (Palucki, S. L. Buchwald, J. Am. Chem. Soe. 119, 11108 .(1997)); Hartwig (B. C. Hamanu, J. F. Hartwig, J. Am. Chem. Soe. 119, .12392 (1997)); e Miura (T. Satoh, Y. Kawamura, M. Miura, M. Nomura, 22
Angew. Chem. Int..Ed. 36, 1.740 (1997)) foi avaliada. Esta reação não foi ainda alcançada à temperatura ambiente com cloreto de aril não ativados; além disso não há exemplos com cloretos de aril di-orto substituídos estericamente impedidos. O uso de ligandos C de CAACj na verdade, supera estas limitações. Os complexos [PdCl(alil)(CAAC)] 5a-c (Fig. 3) foram prontamente preparados em altos rendimentos pela adição de [Pd(alil)(Cl)]2 aos carbenos correspondentes Ca-c, e isolados como cristais incolores estáveis em ar; eles podem ainda ser purificados por cromatografia em coluna em sílica gel.
A Tabela 1 (ver exemplos abaixo) sumariza os resultados obtidos usando complexos 5a-c para a α-arilação de propilfenona, o substrato clássico para tal reação (ver M. Palucki, S. L. Buchwald, J. Ain. Chem. Soe. 119, 11108 (1997); B. C. Hamam S. F. Hartwig, J. Am. Chem. Soe. 119, 12382 (1,997); M. S. Viciu, R. F. Germaneau, S. P. Nolan, Org. Lett. 4,4053 (2002); J. M. Fox, X. H. Huang, A. Chieff, S. L. Buchwald, J. Am. Chem. Soe. 122, 1360 (2000); e A. Ehrentraut, A. Zapf, M. Beller, Adv. Sint. Catai. 344, 209 (2002)). Com cloreto de aril não-impedidos, as entradas 1-8 demonstram a atividade catalítica superior do complexo CAAC 5c sobre 5a,b. Um número de virada (TON) de até 7200 tem sido obtido à temperatura ambiente. Este é extremamente favorável com o melhor TON relatado até então: 4200 a 120°C (A. Ehrentraut, A. Zapf, M. Beller, Adv. Sint. Catai. 344, 209 (2002)). Quando um cloreto de aril di-orto-substituído for usado (entradas 9-14), a atividade catalítica de 5b é maior que aquela de 5a e 5c, ainda em temperatura ambiente. As entradas 11 e 13 mostram a estabilidade térmica do catalisador.
Sem se pretender estar ligado a nenhuma teoria, as diferenças dramáticas observadas na atividade catalítica dos complexos 5a-c podem ser racionalizadas pelos ambientes estéricos diferentes criados por ligandos Ca, Cb e Ce. O carbeno Ca não é estericamente impedido o bastante para 23
favorecer eliminação redutiva à temperatura ambiente. Esta etapa é facilmente promovida, para substratos de acoplamento relativamente pequenos, pelo ligando de Cc muito rígido e volumoso. Contudo, a entrada 14 mostra que Cc faz surgir um catalisador muito sensível para impedimento estérico excessivo. As estruturas moleculares mostradas na Figura 3 claramente mostram que o ambiente estérico em torno do metal pe muito similar para 5a e 5b, e, portanto, não pode explicar a atividade catalítica superior de 5b. Contudo, em solução, a parte cicloexano de 5b pode facilmente se submeter a uma aba de anel, que leva a um ambiente estérico muito similar àquela de 5c. Esta flexibilidade também explica a superioridade de 5b sobre 5c para acomodar substratos estericamente demandantes no processo de acoplamento.
Embora a α-arilação de compostos de carbonila tenha um amplo escopo de aplicação (U. A. Culkin, J. F. Hartwig, Acc. Chem. Res. 36, 234 (2003)), muito pouco sucesso tem sido relatado com aldeídos (Y. Terão, Y. Fukuoka, T. Satoh, M. Miura, M. Nomura, Tetrahedron Lett. 43,101(2002)), principalmente por causa da condensação de aldol de competição. Usando-se as condições suaves permitidas pelos complexos de CAAC paládio, esta reação lateral pode ser reduzida. Na verdade, 2- clorotolueno é acoplado com isobutanal com alta eficiência em temperatura ambiente. Usando-se 1% molar de 5c, o aduto foi obtido após 16 h em 98% de rendimento, e nenhuma evidência para produtos de condensação de aldol foi observada. Esta é o primeiro exemplo de α-arilação de um aldeído com um cloreto de arila.
Os altos números de virada obtidos com 5c devem sugerir que o ligando Cc seja capaz de estabilizar poucas espécies de metal coordenadas, que exercem um papel chave em processos catalíticos. Embora o complexo de paládio(O) de 12 elétrons mono-ligado [o catalisador ativo postulado (W. A. Herrmann, inApplied Hornogeneous Catalysis wit Organometallic Compounds. A Comprehensive Handbook, B. Cornils, W. A. Herrmann, Eds. 24
(VCH, Weinheim) vol. 1, 722 (1996); e V. V. Grushin, H. Alper in Activation of Unreactive Bonds e Oganic Sinthesis5 S. Murai, Ed. (Springer, Berlin) 203 (1.999))] não tenha sido caracterizado, um complexo de paládio (II) com 14 elétrons catiônico 6 tem sido preparado por tratamento de 5c com uma quantidade estequiométrica de AgBF4. Tentativas prévias de se isolar tais espécies catiônicas usando outros ligandos falharam (Y. Ding, R. Goddard, K. R. Ptirschke, Organometallics 24, 439 (2005); e M. S. Vieiu, F. K. Zinn, E. D. Stevens, S. P. Nolan, Organometallics 22, 3175 (2003)). O estudo de difração de raio X de cristal único de 6 não mostra interação com o ânion, mas uma interação agóstica com o átomo de Ha axial (Pd-Ha: 2,05 Â) (Fig. 4). Portanto, a parte de cicloexano rígida não somente fornece uma parede de proteção (efeitos estéricos), mas também uma estabilização eletrônica para o centro de paládio, quando ela é pouco ligada como em sua forma catalítica.
As propriedades únicas de CAACs são, naturalmente, não somente aparentes com metais do grupo 10. Por exemplo, a adição do CAAC Cc rígido com [RhCl(cod)2]2, seguida por tratamento com CO em excesso, ou ainda adição direta de Cc a [RhCl(CO)2J2, não levam ao complexo RhCl(CO)2(Cc) de 16 elétrons de di-carbonil clássico (M. Mayr, K. Wurst, K. H. Ongarda, M. Buchmeiser, Chem. Eur. J. 10, 1256 (2004)), mas ao complexo RhCl(CO)(Cc) de 14 elétrons de mono-carbonil clássico 7, que é estável em ar e termicamente estável. Como para o complexo de paládio 6, o complexo 7 é estabilizado por interações agonísticas com átomos de H axiais do anel de cicloexano (Rhl-Ha: 2,18, Rh-Hb: 2,23 Â) (Fig. 5). Complexos de RhClL2 relacionados, exemplificados pela espécie ativa de catalisador de Wilkinson [RhCl(PPh3)2], são conhecidos como espécies transientes (J. P. Collman, L. S. Hegedus, J. R. Norton, R. G. Finke, Eds., Principies e Applications of Organotransition Metal Chemistry (University Science Books, Mill Valley, CA, 1957)). Eles podem somente ser gerados in situ por dissociação do ligando ou por mudanças de hapticidade, de outra forma eles prontamente formam dímeros com pontes de cloro (G. Carepa, C. D. Brandt, H. Wemerj J. Ana. Chern. Soe. 124, 9666 (2002)), mesmo quando dois ligandos muito volumosos L estiverem presentes (K. Wang, G. P. Rosini, S. P. Nolan, A. S. Goldman, J. Am. Chem. Soe. 117, 5082 (1995)).
Em anos recentes, vários tipos de carbenos estáveis têm sido preparados Y. Canac, M. Soleilhavoup, S. Conejeroj G. Bertrand, J. Organomet. Chem. 689, 3857 (2004); e W. Kinuse, Angew. Chem. Int. Ed. .43, 1767 (2004)), mas somente NHCs, quando usados como ligandos, têm levado a catalisadores robustos e altamente ativos, que competem ou ainda superam suas contra-partes de fosfina ricas em elétrons volumosas. Os CAACs prontamente disponibilizadas têm agora entrado no rol de alternativas para ambos estes ligandos. Suas propriedades estéricas e eletrônicas únicas, em adição à ampla faixa de características estruturais possíveis, que surgem como um resultado da presença de um carbono terciário em uma posição α em relação ao centro de carbeno, torna estes carbenos altamente desejáveis como ligandos para vários processos catalíticos, incluindo variantes assimétricos.
EXEMPLOS Síntese e Dados Espectroscópicos
Todas as manipulações foram realizadas sob uma atmosfera inerte de argônio usando técnicas de Schlenk padrão. Os solventes livres de oxigênio secos foram empregados. Espectros de 1H, 13C, RMN foram gravados em espectrômetros Varian Inova 300, 500 e Brucker 300. Nestes exemplos, a abreviação Ar se refere a 2,6-diisopropilfenil. Exemplo 1
Este exemplo fornece a preparação de Iminas selecionadas 1. 26
<formula>formula see original document page 27</formula>
A imina Ia já foi descrita (Brookhart, M.; Daugulis5 L7. PCT.lnt. Appl. (2003), CODEN: PDM2 WD 2003078478 Al 20030925).
Imina 1 b: Em um tubo de schlenk contendo peneiras moleculares ativadas (3 g), o aldeído (7,13 ml, 59,2 mmol) foi adicionado em gotas a uma solução de 2,6-diisopropilanilina (10,0 g, 56,4 mmol) em tolueno (60 ml). A suspensão foi agitada por 12 horas à temperatura ambiente. Após a fdtração, as peneiras moleculares foram lavadas com hexano (30 ml). A evaporação do solvente sob vácuo produziu Ib como um sólido branco, que foi recristalizado em pentano a 0°C (13,75 g, 90%, m.p. 93-95 C). 1H RMN (CDCl3, 25°C): 7,51 (d, 1,H, CH, J = 4,8), 7,04-7,14 (m, 3H, Har), 2,95 (sept, 2H, CHCH3, J= 6,9), 2,47 (m, 1H, CR), 2,00 (m, 2H, CH2), 1,87 (η, 2H, CH2), 1,75 (m, 1H, CH2), 1,20-1,50 (m, 5H, CH2), 1,17 (d, 12H, CHCH3, J - 6,9). 13C RMN (CDCl3, 25'C): 171,26 (CH), 149,28 (Car), 137,73 (C„), 123,94 (Car), 123,00 (Car), 44,45 (CH), 29,59 (CH2), 27,77 (CH), 26,23 (CH2), 25,67 (CH2)5 23,65 (CH3).
Imina C: Em um tubo de schlenk contendo peneiras moleculares ativadas (10 g), o aldeído (Spino, C.; Beaulieu, C. Angew. Chem. Int Ed 2000, 3,9, 1930) (33,77 mL, 181,2 mmol) foi adicionado em gotas a uma solução de 2,6-diisopropilanilina (30,6 g, 172,5 mmol) em tolueno (60 ml). A suspensão foi agitada por 12 horas a 100°C. Após a filtração, as peneiras moleculares foram lavadas com hexano (60 ml). A evaporação do solvente e então o aquecimento sob vácuo a 100°C, para remover todos os voláteis, produziu Ic como um sólido oleoso amarelo (52,01 g, 92%) e como uma mistura de dois diastereoisômeros (90/10). O diastereoisômero maior. 1H RMN (CDCl3, 25°C): 7,42 (d, 1H, CH, J- 6,9), 7,03-7,13 (m, 3H, Har), 2,96 (sept, 2Η, 15 CHCH3, J- 6,6), 2,50 (m, IH, CH), 1,69-1,90 (m, 41-1),1,00- .1,56 (m, 5H),-1,17 (d, 6Η, CHCH3, J= 6,6), 1,15 (d, 6H, CHCH3, J= 6,6), 0,97 (d, 3Η, CHCH3, J= 6,6), 0,94 (d, 3H, CHCH3, J = 6,6), 0,88 (d, 3H, CHCH3, J= 6,9). 13C RMN (CDCl3, 25 C): 171,60 (CH), 148,86 (C,), 138,01 (Cr), .124,01 (Car), 123,04 (Car), 48,44 (CH), 45,24 (CH), 39,18 (CH2), 34,96 (CH2), 32,30, 29,48, 27,70, 23,90, 23,70 (CH2), 23,68, 22,77, 21,62, 15,48. As iminas adicionais (ld e le) podem ser preparadas como descrito em Stevens, C. V.; Peristeropoulou, M.; DeKimpe, N. Tetrahedron .2001, 57, 7865 e Daugulis, O.; Brookhart, M. Organometallics, 2002, 21, .5926, respectivamente.
Exemplo 2
Este exemplo fornece a preparação Sais de imínio 3.
<formula>formula see original document page 28</formula> Sal de imínio 3a: Uma solução de LDA (4,66 g, 43,5 mmol) em Et2O (40 ml) foi adicionada a 0°C a uma solução agitada de imina Ia (10,05 g, 43,5 mmol) em Et2O (40 ml). A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 2 horas. Após a evaporação do solvente sob vácuo, o resíduo foi dissolvido em Et2O (80 ml), e l,2-epoxi-2- metilpropano (4,06 ml, 45,7 mmol) foi adicionado em gotas. Após agitação por 12 horas à temperatura ambiente, anidrido trifluorometanosulfônico (Tf2O) (7,68 ml, 45,7 mmol) foi adicionado a -78°C. A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 1 hora. Após a filtração, o sólido restante foi lavado com Et2O (80 ml). Extração com CH2Cl2 (40 ml) produziu 3a como um sólido branco (10,99 g, 58%, m.p. 198-200°C). 1H RMN (CDCl3, 25°C): 9,48 (s, 1H, CH), 7,53 (m, 1H, Hg), 7,34 (m, 2H, H„), 2,63
(sept, 2H, CHCH3, J- 6,9), 2,43 (s, 2H, CH2), 1,68 (s, 6H, CH3), 1,54 (s, 6H, CH3), 1,35 (d, 6H, CHCH3, J- 6,9), 1,17 (d, 6H, CHCH, J= 6,9). 13C RMN 28
(CD3CN, 25°C): 102,19 (CH), 145,64 (Car), 133,09 (Car), 130,07 (Cs), 126,58 (Car), 122,15 (q, CF3SO3, J= 321,6), 85,82 (C), 66,34 (C), 48,84 (CH2), 30,39, 28,47, 26,28, 26,18, 22,24.
Sal de Imínio 3b: Uma solução de LDA (3,87 g, 36,1 mmol) em Et2O (40 ml) foi adicionada a 0°C a uma solução agitada de imina Ib (9,79 g, 36,1 mmol) in Et20 (40 mL). A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 2 horas. Após a evaporação do solvente sob vácuo, o resíduo foi dissolvido em Et2O (100 ml), e l,2-epoxi-2-metilpropano (3,37 ml, 37,9 mmol) foi adicionado em gotas. Após agitação por 12 horas à temperatura ambiente, Tf2O (6,38 ml, 37,9 mmol) foi adicionado a -78°C. A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 1 hora. Após a filtração, o sólido restante foi lavado com Et2O (80 ml) para dar 3b como um sólido branco (8,25 g, 48%, m.p. 268-270°C). 1H RMN (CD3CN, 25 C): 8,91 (s, 1H, CH), 7,67 (m, 1H, Har), 7,52 (m, 2H, Ha,), 2,78 (sept, 2H, CHCH3, J= 6,9), 2,53 (s, 2H, CH2), 1,19-2,11 (m, 10H, CH2), 1,59 (s, 6H, CH3), 1,40 (d, 6H, CHCH3, J= 6,9), 1,15 (d, 6H, CHCH3, J= 6,9). 13CRMN (CD3CN, 25°C): 191,27 (CH), 145,45 (Car), 132,88 (Car), 130,04 (Car), 126,37 (Car), 122,17 (9, CF3SO3, J = 321,2), 84,98 (C), 53,63 (C)i 45,87 (CH2), 34,56 (CH2), 30,22, 28,74, 26,06, 25,27 (CH2), 22,07. Sal de imínio 3c: Uma solução do sal de lítio de dimetilamina (1,56 g, 30,5 mmol) em THF (40 ml) foi adicionada a 0°C a uma solução agitada de imina Ic (10,00 g, 30,5 mmol) em THF (40 ml). A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 18 horas. Após a evaporação do solvente e então aquecimento sob vácuo em cerca de 200°C por 10 minutos para remover o THF complexado ao lítio, o resíduo foi dissolvido em tolueno (100 ml). Após a adição em gotas de l,2-epoxi-2- metilpropano (2,85 ml, 32,0 mmol), a solução foi agitada por 12 horas à temperatura ambiente. Então, Tf2O (5,39 ml, 32,0 mmol) foi adicionado a - 78°C e a suspensão foi deixada aquecer até a temperatura ambiente e agitada 29
por 2 horas. Após a filtração, o resíduo oleoso foi lavado com tolueno em ebulição (90 ml). Extração com CH2Cl2 (60 ml) produziu 3c como um sólido branco (6,65 g, 41%), que foi recristalizado em CH2Cl2 / Et2O a -20°C (m.p. 258-260°C). [a]d23 = -38° (CHC13). 1H RMN (CDCl3, 25°C): 9,73 (s, 1H, CH), 7,53 (m, 1H, Har), 7,34 (m, 2H, Har), 2,64 (m, 3H, CH), 2,20 (m, 2H), 2,04 (m, 2H), 1,90 (m, 2H), 1,78 (m, 2H), 1,59 (s, 3H, CH3), 1,55 (S, 3H, CH3), 1,35 (d, 3H, CHCH3, J = 7,0), 1,34 (d, 3H, CHCH3, J- 6,0), 1,21 (d, 3H, CHCH3, J= 6,5), 1,17 (d, 3H, CHCH3, J= 6,0), 1,06 (d, 3H, CHCH3, J= 7,0), 1,00-1,10 (m, 2H), 0,94 (d, 3H, CHCH3, J- 6,5), 0,83 (d, 3H, CHCH3, J= 6,5). 13CRMN (CDCl3, 25°C): 192,64 (CH), 144,71 (Car), 144,54 (Car), 131,74 (Car), 128,97 (Car), 125,59 (Car), 125,06 (Car), 120,57 (q, CF3SO3", J= 321,6), 81.65 (C), 58,51 (C), 52,16 (CH2), 50,97 (CH), 45,43 (CH2), 34,68 (CH2), 29,91, 29,48, 29,17, 28,13, 27,10, 26,69, 25,52, 22,82, 22,67, 22,30 (CH2), 22,24, 22,11, 18,66.
Sal de imínio 3d: Uma solução de LDA (8,43 g, 78,7 mmol) em Et20 (60 ml) foi adicionada a 0 °C a uma solução agitada de imina Id (10,00 g, 78,7 mmol) em Et2O (60 ml). A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 2 horas. Após a evaporação do solvente sob vácuo, o resíduo foi dissolvido em Et2O (150 ml), e l,2-epoxi-2- metilpropano (7,34 ml, 82,7 mmol) foi adicionado em gotas. Após agitação por 12 horas à temperatura ambiente, Tf2O (13,91 ml, 82,7 mmol) foi adicionado a -78°C. A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 1 hora. Após a filtração, o sólido restante foi lavado com Et2O (100 ml) para dar 3d como um sólido branco (15,39 g, 59%). 1H RMN (CD3CN, 25 C): 8,64 (s, 1H, CR), 2,17 (s, 2H, CH2), 1,74 (s, 6H, CH3), 1,65 (s, 9H, CH3), 1,40 (s, 6H, CH3). 13C RMN (CD3CN, 25°C): 185,22 (CH), 120,58 (q, CF3S03, J= 319,3), 82,67 (C), 67,61 (C), 51,97 (CH2), 44,72 (C), 29,77 (CH3), 29,41 (CH3), 24,96 (CH3).
Sal de imínio 3e: Uma solução de LDA (4,82 g, 45,0 mmol) 30
em Et20 (50 ml) foi adicionada aO Ca uma solução agitada de imina Ie (8,50 g, 45,0 mmol) em Et2O (50 ml). A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 2 horas. Após a evaporação do solvente sob vácuo, o resíduo foi dissolvido em Et2O (100 ml), e l,2-epoxi-2- metilpropano (4,19 ml, 47,2 mmol) foi adicionado em gotas. Após agitação por 12 horas à temperatura ambiente, Tf2O (7,94 ml, 47,2 mmol) foi adicionado a -78°C. A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 1 hora. Após a filtração, o sólido restante foi lavado com Et2O (60 ml) para dar 3e como um sólido branco (10,79 g, 61%). 1H RMN (CDCl3, 25°C): 9,15 (s, 1H, CR), 7,00 (s, 2H, Har), 2,38 (s, 2H, CH2), 2,30 (s, 3H, CH3), 2,20 (s, 6H, CH3), 1,63 (s, 6H, CH3), 1,54 (s, 6H, CH3). 13C RMN ÍCDCk 25°C): 192,77 (CH), 141,21(Car), 133,30 (Car), 130,75 (Car), 130,31 (Car), 120,88 (d, CF3S03", J- 319,0), 84,39 (C) 49,19 (CH2), 48,11 (C), 28,60 (CH3), 26,54 (CH3), 2103 (CH3), 19,27 (CH3).
<formula>formula see original document page 31</formula>
Sal de Imínio 3f: Uma solução de LDA (2,80 g, 26,2 mmol) em Et20 (30 ml) foi adicionada a 0 °C a uma solução agitada de imina Ia (6,05 g, 26,2 mmol) em Et2O (30 ml). A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 2 horas. Após a evaporação do solvente sob vácuo, o resíduo foi dissolvido em Et2O (50 ml), e 1,3-dibromobutano 20 (3,30 ml, 27,5 mmol) foi adicionado em gotas. A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 12 horas. Após a filtração do solvente sob vácuo, o resíduo foi dissolvido em tolueno (40 ml). Então, o aquecimento a IlO0C por 1 hora e filtração produziram 3f como um sólido branco (7,58 g, 79%). 1H RMN. CDCl3, 25°C: 9,54 (s, 1H, CR), 7,32 (m, 1H, H.), 7,12 (m,
25 2H, Har), 4,09 (m, 1H, CHCH3), 2,47 (sept, 1E, CHCH3, J= 6,9), 2,33 (sept, 31
IH5 CHCH3, J= 6,9), 2,23 (m, 1Η, CH2), 1,65-2,00 (m, 3Η, CH2), 1,45 (s, 3Η, CH3), 1,44 (s, 3Η, CH), 1,14-1,19 (m, 9Η, CHCH3), 1,11 (d, 3Η, CHCH, J = 6,9), 1,03 (d, 3Η, CHCH3, J= 6,9). 13C RMN (CDCl3, 25'C): 190,67 (CH), 142,49 (Car), 141,88 (Car), 136,06 (Car), 131,38 (Car), 125,11 (Car), 124,79 (Car), 62,45 (CH), 38,31 (C), 28,86, 28,81, 28,32 (CH2), 25,79 (CH2), 25,59, 25,42, 25,12, 22,86, 22,38, 17,63.
Exemplo 3
Este exemplo fornece a preparação carbenos representativos.
Carbeno Ca: Uma mistura 1/1 de LDA e sal de imínio 3a (5,0 mmol) foi resfriada até -78°C e 30 ml de THF foram adicionados. A suspensão foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 30 min. Após a evaporação do solvente sob vácuo, um resíduo sólido contendo Ca e LiOTf foi obtido e usado para a reação de complexação sem outra purificação. 13C RMN (thf-d8, 25°C): 304,22 (C), 145,81(Car), 137,51 (Car), 128,05 (Car), 123,77 (Car), 82,47 (C), 57,75 (C), 50,35 (CH2), 29,09, 28,89, 27,49, 21,75.
Carbeno Cb: Uma mistura 1/1 de LDA e sal de imínio 3b (5,0 mmol) foi resfriada até -78°C e 30 ml de THF foram adicionados. A suspensão foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 30 min. Após a evaporação do solvente sob vácuo, um resíduo sólido contendo Cb e LiOTf foi obtido e usado para a reação de complexação sem outra purificação. C RMN (thf-d8, 25°C): 309,43 (C), 145,80 (Car), 137,84 (Car), 127,87 (Car), 123,57 (Car), 81,23 (C), 63,29 (C) 47,70 (CH2), 35,85 (CH2), 29,33, 29,15, 26,42 (CH2), 22,99 (CH2), 21,55.
Carbeno Ce: Uma mistura 1/1 de LDA e sal de imínio 3c (1,40 g, 2,6 mmol) foi resfriada até -78°C e 30 ml de tolueno foram adicionados. A suspensão foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 30 min. Após a evaporação do solvente sob vácuo, um resíduo sólido foi extraído com hexano (30 ml). A evaporação do solvente sob vácuo produziu Cc como um sólido microcristalino branco (0,92 g, 92%, m.p. 115 C)., [a]D J = +113 32
(hexano). 1H RMN (C6D6j 25°C): 7,13-7,25 (m, 3H, Har), 3,18 (sept, 2H, CHCH3, J- 6,9), 2,54-2,78 (m, 2H), 2,11 (m, 1H), 1,72-1,97 (m, 4H), 1,41 (dd, 1H, J=I2,3 e J- 3,3), 1,11-1;27 (m, 21 H), 1,06 (d, 3H, CHCH3, J= 6,9), 1,02 (d, 3H, CHCH3, J= 6,9), 0,96 (3H, CHCH3, J- 6,6). 13C RMN (thf-d8, 25C): 319,00 (C), 146,60 (Car), 145,70 (Car), 1,38,10 (Car), 127,64 (Car), 123,78 (Car), 123,31 (Car), 79,67 (C), 69,45 (C), 53,09 (CH2), 52,03 (CH), 47,98 (CH2), 36,90 (CH2), 30,19, 29,76, 29,11, 29,02, 28,61, 27,75, 26,96, 25,44, 24,12 (CH2), 23,62, 22,85, 21,97, 21,23, 18,70.
<formula>formula see original document page 33</formula>
Carbeno Cd: Uma mistura 1/1 de LDA e sal de imínio 3d (5,0 mmol) foi resfriada até -78°C e 30 ml de THF foram adicionados. A suspensão foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 30 min. Após a evaporação do solvente sob vácuo, um resíduo sólido contendo Cd e LiOTf foi obtido (quantitativamente por 13C RMN). 13C RMN (thf-d8, 25 C): 301,94 (C), 80,58 (C), 61,35 (C), 55,92 (CH2)5 53,25 (C), 32,89 (CH3), 31,45 (CH3), 27,25 (CH3).
<formula>formula see original document page 33</formula>
Carbeno Ce: Uma mistura 1/1 de LDA e sal de imínio 3e (5,0 mmol) foi resfriada até -78°C e 30 ml de THF foram adicionados. A suspensão foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 30 min. Após a evaporação do solvente sob vácuo, um resíduo sólido contendo Ce e LiOTf foi obtido 13C RMN (thf-d8, 25 C): 288,00 (C). 33
<formula>formula see original document page 34</formula>
Carbeno Cf: Me3Si0Tf (0,90 ml, 5,0 mmol) foi adicionado a - 78°C a uma solução de brometo de imínio 3f (1,83 g, 5,0 mmol) em CH2Cl2 (30 ml). A suspensão foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 1 hora. Após a evaporação do solvente, um resíduo sólido foi obtido. Então, a uma mistura 1/1 de LDA e triflato de imídio (5,0 mmol), 30 ml de THF foram adicionados a -78°C. A suspensão foi aquecida à temperatura ambiente e agitada por 30 minutos. Após a evaporação do solvente sob vácuo, um resíduo sólido contendo carbeno Cf e LiOf foi obtido. 1H RMN (tf dg, 25°C): 7,00- 7,20 (m, 3H, H,), 3,34 (m, 1H, CHCH3), 2,85 (sept, 2H, CHCH3, J- 6,9),
1,85-1,96 (m, 1H, CH2), 1,29-1,62 (m, 311, CH2), 1,18 (d, 3H, CHCH3, J= 6,9), 1,14 (d, 3E, CHCH3, J- 6,9), 1,11 (s, 3H, CH3), 1,04 (s, 3H, CH3), 1,00 (d, 3H, CHCH3, J= 6,6), 0,98 (d, 3H, CHCH3, J= 6,3), 0,94 (d, 3H, CHCH3, J- 6,3). '3C RMN (thf-d8, 25 C): 322,00 (C), 144,45 (Car)5 144,02 (Car), 142,35 (Car), 126,86 (Car), 123,44 (Car), 123,37 (Car), 56,15 (Car), 41,88 (C), 28,39, 28,26, 27,95, 27,12 (CH2), 26,88 (CH2), 26,47, 24,64, 23,91, 22,21, 21,70, 18,34.
Exemplo 4
Este exemplo ilustra a preparação de complexos de metal de transição representativos da presente invenção. Complexo IrCl(CO)2(Cc) (4c)
Uma solução de carbeno Cc Ce (0,34 g, 0,90 mmol) em THF (5 mL) foi adicionado a -78 C a uma solução de THF agitada (5 mL) de bis^-cloro(l,5-ciclooctadieno)irídio(l)] (0,27 g, 0,41, mmol). A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 3 horas. Após a evaporação do solvente sob vácuo, o resíduo foi lavado com hexano (15 ml). Então, ele foi dissolvido em THF (5 ml) e monóxido de carbono foi borbulhado na solução (45 min) à temperatura ambiente. Após a evaporação do solvente sob vácuo, complexo de carbeno 4c foi obtido como um pó marrom (0,42 g, .71%). 1H RMN (CDCl3, 25°C): 7,55 (m, 1H, Har), 7,36 (m, 2E1, Har), 2,61- .2,76 (m, 3H), 2,38 (d, 1H, J-14,4), 2,06-2,24 (m, 3H), 1,67-1,95 (m, 6H), .1,64 (s, 3H), 1,60 (s, 3H), 1,36 (d, 6H, CHCH3, J = 6,6), 1,19-1,27 (m, 6H), .1,08 (d, 3H, CHCH3, J= 6,9), 0,97 (d, 3H, CHCH3, J = 5,4), 0,85 (d, 3H, CHCH3, J- 6,9). 13C RMN (CDCl3, 25°C):19-1,32 (CO), 190,86 (C), 167,80 (CO), 144,83 (Car), 144,67 (Car), 132,28 (Car), 129,03 (Car), 126,12 (Car)5 .125,58 (Car), 82,36 (C), 58,74, 58,62, 52,32, 51,08, 45,78, 34,59, 30,38, .30,12, 29,71, 28,64, 27,58, 27,39, 26,60, 23,28, 23,02, 22,90, 22,50, 22,20, .19,36. IR (CH2Cl2): v(CO) 2055, 1971 cm-1. Complexos de PdCl(AIil)(C) (5)
Complexo PdCl(Alil)(C) 5a: Uma solução de carbeno Ca (5,2 mmol) em THF (15 ml) foi adicionada a -78°C a uma solução agitada de dímero de cloreto de alilpaládio (0,95 g, 2,6 mmol) em THF (15 ml). A solução foi aquecida à temperatura ambiente e agitada por 3 horas. Após a evaporação do solvente sob vácuo, o resíduo sólido foi lavado com hexano (40 ml). A extração com CH2C12 (20 ml) produziu um sólido cinza, que foi recristalizado em THF a -20°C e complexo de carbeno 5a foi obtido como cristais incolores (1,73 g, 71%, m.p. 162-163°C). 1H RMN (CDCl3, 25 C: .7,27-7,42 (m, 3H, Har), 5,05 (m, 1H, Halil), 4,18 (d, 1H, Halil, J- 7,5), 3,19 (m, 3H, CHCH3 e 2 Halil), 3,01 (m, 1H, CHCH3), 2,02 (s, 3H, Halil, CH2), l,64,(s, 6H, CH3), 1,23-1,40 (Μ, 18H, CH3). 13CRMN (CDCl3, 25 C: 267,44 (C), .146,54 (Car), 135,76 (Car), 129,07 (CaiT)9 125,12 (Car), 115,48 (CH), 81,46 (C), .76,78 (CH2), 57,48 (C), 50,54 (CH2), 48,62 (CH2), 31,66, 30,63, 29,35, 28,63, .28,15,27,51,25,08.
Complexo PdCl(Alil)(C) 5b: Uma solução de carbeno Cb (3,9 mmol) em THF (10 ml) foi adicionada a -78°C a uma solução agitada de 35
dímero de cloreto de alilpaládio (0,71 g, 1,9 mmol) em THF (10 ml). A solução foi aquecida à temperatura ambiente e agitada por 2 horas. Após a evaporação do solvente sob vácuo, o resíduo sólido foi lavado com hexano (20 ml). A extração com CH2CI2 (20 ml) produziu 5b como um sólido marrom pálido (1,46 g, 74%), que foi recristalizado em hexano a ~20°C (m.p. 176-178°C). 1H RMN (CDCl3j 25°C): 7,21-7,63 (m, 3H, Har), 5,04 (m, 1H, Halil), 4,18 (d, 1H, Halil, J- 7,5), 3,29 (m, 1H, CHCH3), 3,15 (m, 2H, Halil), 2,98 (m, 1H, CHCH3), 2,45 (m, 2H, CH2), 1,22-2,05 (m, 17H, Halil, CH2, CH3), 1,30 (d, 12H, CHCH3, J- 6,9). 13C RMN (CDCl3, 25C): 267,84 (C), 146,55 (Car), 136,27 (Car), 129,04 (Car), 125,12 (Car), 115,58 (CH), 80,55 (C), 76,98 (CH2), 62,93 (C), 48,36 (CH2), 45,66 (CH2), 38,78 (CH2), 37,23 (CH2), 31,31, 29,50, 28,62, 28,07, 27,08, 25,42 (CH2), 25,27, 22,90 (CH2), 22,42 (CH2).
Complexo PdCl(Alil)(Cc) 5c: Uma solução de carbeno Cc (0,57 g, 1,5 mmol) em THF (5 ml) foi adicionada a -78°C a uma solução agitada de dímero de cloreto de alilpaládio (0,27 g, 0,75 mmol) em THF (5 ml). A solução foi aquecida à temperatura ambiente e agitada por 2 horas. Após a evaporação do solvente sob vácuo, o resíduo sólido foi lavado com hexano (15 ml), produzindo 5c como um sólido marrom pálido (0,59 g, 70%), que foi recristalizado em hexano a (CHCl3). 1H RMN (CDCl3, 25'C): 7,20-7,38 (m, 314, Har), 5,04 (m, 114, Halll), 4,21, (d, 114, Halil, J= 7,5), 3,70 (sept, 1H, CHCH3, J= 6,3), 3,15 (d,1 114, Halil, J=14,l), 2,82-2,98 (m, 414), 2,32 (m, 114), 1,70-2,09 (m, 714), 1,35-1,45 (m, 8H), 1,30 (d, 614, CHCH3, J= 6,6), 1,29 (s, 3H), 1,20 (d, 314, CHCH3, J= 25 6,9), 0,99 (t, 6H, CHCHa, J= 6,9), 0,93 (d, 314, CHCH3, J= 6,6). 13C RMN (CDCl3, 25°C): 272,03 (C), 148,31 (Car), 145,61 (Car), 137,49 (Car), 128,99 (Car), 1,26,40 (Car), 124,75 (Car), 1,14,97 (CH), 78,69 (C), 77,99 (CH2), 67,38 (C), 54,18 (CH), 52,01 (CH2), 51,24 (CH2), 48,08 (CH2), 33,68 (CH2), 33,60, 30,66, 30,09, 29,23, 29,05, 28,63, 27,98, 27,21, 26,00, 25,66, 23,84 (CH2), 36
22,43, 20,92.
Complexo de Paládio Catiônico 6: Uma mistura 1/1 de complexo de carbeno 5c (0,50 g, 0,9 mmol) e tetrafluoroborato de prata foi resfriada até -40°C e 5 ml de fluorobenzeno foram adicionados. A suspensão foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 30 min. Após a filtração, evaporação do solvente sob vácuo e lavagem com hexano (10 ml), um resíduo sólido foi obtido (0,48 g, 88%). A recristalização em tolueno/fluorobenzeno a -20°C produziu 6 como cristais amarelos (m.p. 157- 159°C). [a]D23 - -6° (C6H5F). 1H RMN (C6D5F, 25°C): 6,78-7,15 (m, 314, Har), 5,00 (m, 114, Halil), 3,34-3,48 (m, 214, Ham), 2,90 (m, 214), 2,59 (m, 214), 2,36-2,41 (m, 114), 1,91-2,17 (m, 3H), 1,65-1,82 (m, 3H), 1,13-1,22 (m, 12H), 1,06 (d, 314, CHCH3, J= 6,3), 1,05 (d, 314, CHCH3, J= 6,9), 0,99 (d, 314, CHCH3, J- 6,9), 0,98 (s, 314, CH3), 0,88 (d, 314, CHCH3, J- 6,9), 0,73 (d, 314, CHCH3, J= 6,9),-0,17 (m, 114). 13C RMN (C6D5F, 25°C): 251,46 (C), 145,54 (Car), 145,33 (Car), 1,33,42 (Car)5 130,92 (Car), 126,33 (Car), 126,17 (Car), 118,76 (CH), 81,45 (C), 70,74 (C), 51,49 (CH2), 50,60 (CH), 45,86 (CH2), 40,19, 35,20 (CH2), 33,95 (CH2), 29,87, 29,17, 28,93, 26,86, 26,16, 25,44, 23,88,23,60,22,94, 22,55, 18,58.
Complexo RhCl(cod)(Cc): Uma solução de carbeno Cc( 0,45 g, 1,18 mmol) em THF (10 ml) foi adicionada a -78°C a uma solução de THF agitada (5 ml) de bis^-cloro(l,5-ciclooctadieno)ródio(I)] (0,26 g, 0,53 mmol). A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 3 horas. Após a evaporação do solvente sob vácuo e lavagem com hexano (15 ml), o complexo RhCl(cod)(Cc) foi obtido como um pó marrom (0,58, 79%). [a]D23 = +189° (CHCl3). 1H RMN (CDCl3, 25 C): 7,41-7,54 (m, 2H, Har), 7,17-7,20 (m, 1H, Har), 5,44 (m, 1H, CHcod), 4,65 (m, 1H, CH„d), 4,21 (M, 1H, CHcod), 3,23 (m, 2H), 3,06 (m, 3H), 2,68 (m, 2H), 2,51 (d, 1H, J = 12,9), 1,99-2,13 (m, 4H), 1,77 (d, 3H, CHCH3, J - 6,0), 1,45 -1,71 (m, 10H), 1,29 (d, 3H, CHCH3, J= 6,6), 1,24 (d, 3H, CHCH3, J = 6,6), 1,20 (s, 6H), 1,11 (d, 37
3Η, CHCH3, J - 6,3), 1,04 (d, 3Η, CHCH3, J - 6,3), 0,97 (d, 3H, CHCH3, J= 6,6), 0,92 (d, 31-1, CHCH3, J = 6,3). 13C RMN (CDC13, 25°C): 278,26 (d, J= 44,5, C), 148,76 (Car), 146,13 (Car), 138,42 (Car), 128,94 (Car), 127,28 (Car), 124,30 (Car), 100,03 (d, J= 6,0, CHcod), 99,72 (d, J= 5,3, CHcod), 76,62 (C), 72,44 (d, J= 16,2, CHcod), 70,69 (C), 60,43 (d, J- 14,5, CHcod), 54,96, 51,34 (CH2), 49,81 (CH2), 36,42 (CH2), 35,53 (CH2), 33,69, 32,93, 31,63 (CH2), 29,63 (CH2), 29,34, 29,13, 29,03, 28,48, 27,97, 27,70, 26,71, 25,78, 25,59, 24,90 (CH2), 22,35, 22,27. Complexo de RhCl(CO)(Cc) (7)
Etapa a) Monóxido de carbono foi borbulhado (60 min) em uma solução de complexo de RhCl(cod)(Cc) (0,58 g, 0,92 mmol) em THF (15 ml). Após a evaporação do solvente sob vácuo e lavagem com hexano (10 ml), complexo 7 foi obtido como um pó laranja (0,48 g, 95%).
Etapa b) Uma solução de carbeno Cc (0,40 g, 1,04 mmol) em THF (5 ml) foi adicionada a -78°C a uma solução de THF agitada (5 ml) de bis^-cloro(l,5-dicarbonil)ródio(I)] (0,18 g, 0,47 mmol). A solução foi aquecida até a temperatura ambiente e agitada por 2 horas. Após a evaporação do solvente sob vácuo, e lavagem com hexano (20 ml), um resíduo sólido foi obtido (0,46 g, 80%). A recristalização em clorofórmio por evaporação vagarosa à temperatura ambiente produziu 7 como cristais laranjas (m.p. 251°C). [a]D23 = -0,1° (CHCl3). 1H RMN (CDCl3, 25'C): 7,45 (m, 1H, Har), 7,28 (m, 2H, Har), 2,83 (sept, 2H, CHCH3, J= 6,6), 2,60 (m, 1H), 2,47 (d, 1H, J = 13,5), 2,27 (m, 1H), 1,89-2,12 (m, 5H), 1,61 (d, 3H, CHCH3, J- 6,6), 1,241,44 (m, 20H), 1, 13 (d, 3H, CHCH3, J= 5,7), 1,06 (d, 3H, CHCH3, J= 6,9), 0,08 (m, 1H). 13C RMN (CDCl3, 25°C): 248,47 (d, J= 48,8, C), 181,21 (d, J = 134,3, CO), 146,20 (Car), 145,72 (Car), 136,90 (Car), 130,28 (Car), 125,82 (Car), 125,70 (Car), 77,67, 71,85, 51,85, 50,39, 46,26, 40,60, 35,13, 34,78, 30,58, 30,38, 29,13, 27,11, 26,43, 26,26, 24,29, 24,16, 22,63, 20J9, IR (CH2Cl2): v(CO) 1989 cm-1. Exemplo 5
Este exemplo ilustra um procedimento de α-arilação usando complexos da presente invenção.
Os frascos de vidro foram carregados sob atmosfera inerte na caixa de luva com 1,1 mmol de NaOt-Bu em 0,5 ml de THF. Então, uma mistura do catalisador de paládio (ver Tabela 1 para quantidades), haleto de aril (1,0 mmol) e propiofenona ou isobutanal (1,0 mmol) em 0,5 ml de THF foi adicionado à temperatura ambiente. Então, a reação foi agitada na temperatura e pelo período de tempo indicado na Tabela 1. As reações foram extintas com solução aquosa de NH4Cl e extraídas com Et2O. A camada orgânica foi seca sobre MgSO4. Todos os compostos foram identificados por 1H RMN. Os rendimentos relatados são rendimentos de RMN. TABELA 1
<formula>formula see original document page 39</formula>
<table>table see original document page 39</column></row><table> Condições: THF, 1 ml, NaOtBu, 1,1 mmol; propiofenona, 1,0 mmol; cloreto de aril, 1,0 mmol; todos os reagentes (Aldrich) foram usados como recebidos. a) rendimentos de RMN

Claims (16)

1. Carbeno estável, caracterizado pelo fato de que tem a fórmula: <formula>formula see original document page 40</formula> em que o anel A é um anel com 4, 5, 6 ou 7 membros; L é um grupo de ligação de um a quatro vértices no anel selecionados do grupo que consiste de C, O, Ν, B, Al, P, S e Si com valências disponíveis opcionalmente ocupadas por substituintes hidrogênio, oxo ou Ra; R representa um membro selecionado dentre CrCi0 alquil, C2- C10 alquenil, C2-Ci0 alquinil e aril, em que cada um é opcionalmente substituído com substituintes Ra; R1 e R2 são membros independentemente selecionados dentre C1-C10 alquil, C2-C10 alquenil, C2-C10 alquinil, aril, C1-C10 alcóxi, C2-C20alquenilóxi, C2-C10 alquinilóxi, arilóxi, C2-C20 alcoxicarbonil, C1-C1015 alquiltio, CrCi0 alquilsulfonil e CrC,0 alquilsulfinil, ou opcionalmente são combinados para formar um anel espirocíclico com de 3 a 12 membros, em que o anel espirocíclico é opcionalmente substituído com substituintes Rb; em que cada um dentre Ra e Rb é independentemente selecionado dentre CrCu, alquil, C2-Cto alquenil, C2-Ci0 alquinil, aril, CrCi0 alcóxi, C2-Ci0 alquenilóxi, C2-Ci0 alquinilóxi, arilóxi, C2-Ci0 alcoxicarbonil, CrCi0 alquiltio, CrCi0 alquilsulfonil, CrCi0 alquilsulfinil, oxo, amino, iminas, heterociclos de nitrogênio, hidroxi, tiol, tiono, fósforo e grupos carbeno.
1 REIVINDICAÇÕES
2. Carbeno de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o anel A é um anel com 4, 5 ou 6 membros; L é um grupo de ligação de um a três vértices do anel selecionados do grupo que consiste de C, O, N, S e Si com valências disponíveis opcionalmente ocupadas por substituintes Η, οχο ou Ra; e R é um membro selecionado do grupo que consiste de C1-Cio alquil, C2-C10 alquenil, C2-Ci0 alquinil e aril, em que cada um é opcionalmente substituído por de um a quatro substituintes Ra.
3. Carbeno de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que tem uma fórmula selecionada do grupo que consiste de: <formula>formula see original document page 41</formula> em que R3 e R4 são, cada um, membros independentemente selecionados do grupo que consiste de Ci-Ci0 alquil, C2-Ci0 alquenil, C2-Ci0 alquinil e aril, cada um dos quais é opcionalmente substituído com de um a quatro substituintes Ra.
4.Carbeno de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que tem a fórmula (a).
5.Carbeno de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que tem a fórmula (b).
6. Carbeno de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que R é um grupo aril substituído ou não substituído, e cada um dentre R1, R2, R3 e R4 é independentemente um grupo CrC6 alquil.
7.Carbeno de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que R é um grupo aril substituído ou não substituído; ReR são combinados para formar um anel espirociclobutano, espirociclopentano ou espirociclohexano, cada um dos quais é opcionalmente substituído com de um a quatro grupos Ci-Cg alquil independentemente selecionados; e cada um dentre R3 e R4 é independentemente um grupo CrCe alquil.
8.Complexo de metal de transição, caracterizado pelo fato de que compreende um ligando de carbeno tendo a fórmula: 3 <formula>formula see original document page 42</formula> em que o anel A é um anel com 4, 5, 6 ou 7 membros; L é um grupo de ligação de um a quatro vértices no anel selecionados do grupo que consiste de C5 O, Ν, B, Al, P, S e Si com valências disponíveis opcionalmente ocupadas por substituintes hidrogênio, oxo ou Ra; R representa um membro selecionado dentre CrCi0 alquil, C2- C1-c10 alquenil, C2-C10 alquinil e aril, em que cada um é opcionalmente substituído com substituintes Ra; R1 e R2 são membros independentemente selecionados dentre C1-C10 alquil, C2-C10 alquenil, C2-Ci0 alquinil, aril, CrCi0 alcóxi, C2-Ci0 alquenilóxi, C2-Ci0 alquinilóxi, arilóxi, C2-Ci0 alcoxicarbonil, CrCi0 alquiltio, CrCi0 alquilsulfonil e CrC!0 alquilsulfmil, ou opcionalmente são combinados para formar um anel espirocíclico com de 3 a 12 membros, em que o anel espirocíclico é opcionalmente substituído com substituintes Rb; em que cada um dentre Ra e Rb é independentemente selecionado dentre CrC)0 alquil, C2-Ci0 alquenil, C2-Ci0 alquinil, aril, CrCi0 alcóxi, C2-Ci0 alquenilóxi, C2-Ci0 alquinilóxi, arilóxi, C2-Ci0 alcoxicarbonil, CrCi0 alquiltio, CrCi0 alquilsulfonil, CrC]0 alquilsulfmil, oxo, amino, iminas, heterociclos de nitrogênio, hidroxi, tiol, tiono, fósforo e grupos carbeno.
9. Complexo de metal de transição de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dito ligando de carbeno tem uma fórmula selecionada do grupo que consiste de: 4 <formula>formula see original document page 43</formula> em que R3 e R4 são, cada um, membros independentemente selecionados do grupo que consiste de Cj-Cio alquil, C2-Cio alquenil, C2-Ci0 alquinil e aril, cada um dos quais é opcionalmente substituído com de um a quatro substituintes Ra.
10.Complexo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dito ligando de carbeno tem a fórmula (a).
11.Complexo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dito complexo compreende um metal de transição selecionado do grupo que consiste de Ir, Pd, Rh e Ru.
12.Complexo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que R é um grupo aril substituído ou não substituído, e cada um dentre R1, R2, R3 e R4 é independentemente um grupo Q-Có alquil.
13.Complexo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que R é um grupo aril substituído ou não substituído; ReR são combinados para formar um anel espirociclobutano, espirociclopentano ou espirociclohexano, cada um dos quais é opcionalmente substituído com de um a quatro grupos C\-Ce alquil independentemente selecionados; e cada um dentre R3 e R4 é independentemente um grupo CrC6 alquil.
14.Método de catálise de uma reação de a-arilação, caracterizado pelo fato de que compreende a combinação de reagentes de a- arilação com um complexo de metal de transição como definido em qualquer das reivindicações 8 a 13, sob condições suficientes para a catálise ocorrer.
15.Método de catálise de uma reação de acoplamento de Suzuki, caracterizado pelo fato de que compreende a combinação de reagentes de acoplamento de Suzuki com um complexo de metal de transição como definido em qualquer das reivindicações 8 a 13 sob condições suficientes para a catálise ocorrer.
16. Método de catálise de uma reação de arilação de amina, caracterizado pelo fato de que compreende a combinação de reagentes de acoplamento de Suzuki com um complexo de metal de transição como definido em qualquer das reivindicações 8 a 13 sob condições suficientes para a catálise ocorrer.
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