钌配合物催化氢化CO_2生成甲酸反应中的醇促进效应

在水合钌配合物[TpRu（PPh3）2（H2O）]BF4[Tp=hydrotris（pyrazolyl）borate]催化氢化二氧化碳生成甲酸的反应中观察到醇对反应的促进作用．利用原位高压核磁共振跟踪催化反应过程的结果表明，在甲醇溶液中，[TpRu（PPh3）2（H2O）-BF4在三乙胺和H2作用下转化为TpRu（PPh3）2H．二氧化碳插入Ru—H生成甲酸根配合物TpRu（PPh3）2（η^1-OCHO）·HOCH3，其中的甲酸根配体与醇分子间形成分子间氢键．该甲酸根配合物随即转化为另一个甲酸根配合物TpRu（PPh3）（CH3OH）（η^1-OCHO）并与之达成平衡，后者由于存在分子内氢键而稳定．考虑到这两个甲酸根配合物在催化反应中的稳定性，它们应该不在主要的催化循环内．提出了配合物[TpRu（PPh3）2（H2O）]BF4在几种醇溶液中催化氢化二氧化碳生成甲酸的催化循环机理，催化循环的关键中间体可能是TpRu（PPh3）（ROH）H．该中间体能同时转移负氢及醇配体中的氢质子到接近的二氧化碳分子上生成甲酸，并吸收H2生成过渡态TpRu（PPh3）（OR）（H2）．该过渡态经过争复分解反应重新生成TpRu（PPh3）（ROH）H完成催化循环．

单氢钌配合物与水和2,2,2-三氟乙醇的作用机理

利用原位1H和31PNMR对单氢钌配合物TpRu(PPh3)(CH3CN)H[Tp=hydrotris(pyrazolyl)borate]与H2O和酸性HOCH2CF3的反应进行了研究,结果显示相应的反应产物分别是TpRu(PPh3)(CH3CN)(OH)和TpRu(PPh3)(CH3CN)(OCH2CF3).观察到反应过程中Ru—H…HOH和Ru—H…HOCH2CF3分子间的氢键作用.提出了生成TpRu(PPh3)(CH3CN)(OH)和TpRu(PPh3)(CH3CN)(OCH2CF3)的不同作用机理.在水存在下,TpRu(PPh3)(CH3CN)H与H2O反应,经过中间体TpRu(PPh3)(H2O)H和TpRu(PPh3)(OH)(η2-H2)生成产物TpRu(PPh3)(CH3CN)(OH).而TpRu(PPh3)(CH3CN)H与酸性HOCH2CF3反应时,单氢配体被质子化形成中间体[TpRu(PPh3)(CH3CN)-(η2-H2)](OCH2CF3),进而转变成产物TpRu(PPh3)(CH3CN)(OCH2CF3).TpRu(PPh3)(CH3CN)(OCH2CF3)与H2作用,经中间体TpRu(PPh3)(HOCH2CF3)H生成TpRu(PPh3)(η2-H2)H.

过渡金属钌配合物催化氢化CO_2生成甲酸的反应

催化氢化CO2生成甲酸是固定二氧化碳生成C1有机物的重要反应之一,其中过渡金属二价钌配合物催化氢化CO2生成甲酸的反应引起了人们的极大兴趣.对含手臂胺配体、三甲基膦配体和Tp[tris(pyrazolyl)borate]配体的二价钌配合物催化氢化CO2生成甲酸的机理分别进行了讨论.

一种新的手性单氢钌配合物的合成

Ru(PPh3)3HCl与(R,R)-1,2-二苯基乙二胺反应生成配合物RuH((R,R)-PhCHNH2CHNH2Ph)(PPh3)2Cl,通过该配合物与三(1-吡唑基)硼氢化钾反应合成了一种新的手性单氢钌配合物TpRuH((R,R)-PhCHNH2CHNH2Ph).合成的钌配合物分子结构经FT-IR、NMR和EA证实.

BMN-673类似物的合成

以6-氟-4-硝基-3H-异苯并呋喃-1-酮为原料,与醛R1=1-methyl-1H-1,2,4-triazol-5-yl,4-flurophenyl,phenyl,4-(4-cyclopropanecarbonyl-piperazine-1-carbonyl)phenyl(R1CHO)经亲核加成、内酯开环反应得到4个酮酯化合物,随后与醛R2=3-bromophenyl,benzofuran-6-yl,1H-indole-6-yl,7-bromobenzo[1,3]dioxole-5-yl,1,4-benzodioxin-6-yl,benzo[d][1,3]dioxol-5-yl(R2CHO)经羟醛缩合、环化反应得到九个新的BMN-673类似物,反应总收率为33%～48%。所有化合物结构经核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、质谱和元素分析进行表征并得到确认。优化了亲核加成反应条件,结果表明,以1,4-二氧六环为溶剂,反应时间从10 h缩短至4 h,收率达80%～90%。

RDEA3170合成工艺优化

以1,4-二溴萘为起始原料,经溴-镁交换、羧基化、酰胺化和脱水反应,优化了4-溴-1-萘甲腈(Ⅳ)合成方法。通过连续反应法,以Pd(PPh3)2Cl2催化实现了4-溴-1-萘甲腈的Miyaura硼烷基化及其产物(4-氰基萘-1-基)硼酸频那醇酯(Ⅴ)与2-((3-溴吡啶-4-基)硫)-2-甲基丙酸乙酯(Ⅰ)的Suzuki偶联,得到2-((3-(4-氰基萘-1-基)吡啶-4-基)硫)-2-甲基丙酸乙酯(Ⅵ)。连续反应的最佳工艺条件为:n(联硼酸频那醇酯)∶n(Ⅳ)∶n(Ⅰ)∶n[Pd(PPh3)2Cl2]∶n(KOAc)∶n(K2CO3)=1.1∶1∶1∶0.06∶3∶3;KOAc和K2CO3分别作为Miyaura硼烷基化和Suzuki偶联反应的碱依次加入,相应的反应温度分别为80和110℃,反应时间分别为2和12 h。化合物Ⅵ水解得到产品RDEA3170[2-((3-(4-氰基萘-1-基)吡啶-4-基)硫)-2-甲基丙酸],其结构经1HNMR和13CNMR表征。该合成工艺RDEA3170的总收率达到42%,适合工业化生产。

磷酸吡哆醛的合成工艺

以盐酸吡哆醇(VB6)为起始原料,经氧化反应、醛基保护、磷酸酯化和水解反应合成了磷酸吡哆醛。对MnO2氧化VB6、吡哆醛席夫碱磷酸酯化,以及水解后磷酸吡哆醛结晶等条件进行了研究。结果表明:MnO2氧化VB6的最优条件反应是在质量分数6%盐酸溶液中进行,VB6和MnO2的摩尔比为1∶2,反应温度15℃,反应时间6 h。吡哆醛席夫碱的最优磷酸酯化试剂为加入了少量水(质量分数3%)的多聚磷酸。磷酸吡哆醛席夫碱的水解溶液经强酸性阳离子交换树脂酸化后,冷冻干燥得到磷酸吡哆醛,解决了磷酸吡哆醛结晶难的问题。整个工艺路线易于工业化生产,磷酸吡哆醛的总收率达到61.6%。

CDK4/6抑制剂abemaciclib合成工艺的优化

对采用异丙胺和6-溴-3-吡啶甲醛为原料合成肿瘤抑制剂abemaciclib的工艺路线进行了优化,结果表明:在合成中间体6-(2-氯-5-氟嘧啶-4-基)-4-氟-1-异丙基-2-甲基-1H-苯并[d]咪唑的过程中,苯环亲核取代反应采用t-Bu ONa为碱,产率为83.0%;Suzuki偶联反应中硼酸酯化和脱硼酸酯,催化剂均可采用Pd Cl2(PPh3)2。在合成中间体5-((4-乙基哌嗪-1-基)甲基)吡啶-2-胺的过程中,还原胺化反应时加入催化量的乙酸,反应可完全进行;氨基取代吡啶环上溴原子的反应中以乙二醇为溶剂,N,N′-二甲基乙二胺(DMEDA)为配体,收率达90.0%。两中间体发生Buchwald-Hart wig偶联反应时,以K2CO3为碱,收率达92.4%。优化后总收率为44.6%,较原工艺提高19.6%,且反应条件温和,适合工业化生产。

单氢钌配合物催化氢化苯乙烯的位阻效应

研究了溶剂分别为THF,H2O/THF,CH3CN/THF以及ROH/THF(R=Me,Et,iso-Pr,tert-Bu)条件下TpRuH(PPh3)-(CH3CN)[Tp=hydrotris(pyrazolyl)borate]催化氢化苯乙烯生成乙基苯的反应,发现向干燥THF体系中添加微量H2O,CH3CN或ROH对催化反应都具有显著的促进作用.催化机理研究表明,小分子添加物首先取代TpRuH(PPh3)(CH3CN)中的PPh3配体形成中间体TpRuH(CH3CN)L(L=H2O,CH3CN或ROH),降低空间位阻,CH3CN配体随后被苯乙烯取代生成中间体TpRuH(H2C=CHPh)L;η2-苯乙烯插入Ru—H键后形成的Ru-烷基中间物与H2反应生成η2-H2配合物TpRu(CH2CH2Ph)(H2)L或TpRu[CH(CH3)Ph](H2)L,进而发生σ-复分解反应生成乙基苯完成催化循环.