Инденилиденовые комплексы рутения, содержащие бис(N-алкил/N'-мезитил) гетероциклические карбеновые лиганды
https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-2-180-191
Аннотация
В работе сообщается о синтезе и исследовании характеристик новых инденилиденовых комплексов рутения с двумя несимметричными N-гетероциклическими карбеновыми лигандами (NHC), обозначаемыми как RuCl2(3-фенил-1-инденилиден)бис(1-мезитил-3-R-4,5-дигидроимидазол-2-илиден), в котором R представляет собой метил 7a и циклогексил 7b. Комплексы 7a и 7b анализировали методами рентгеноструктурного анализа монокристаллов, элементного анализа, ИК-, ЯМР-спектроскопии и HRMS. Каталитическую активность комплексов 7a и 7b оценивали в реакциях метатезиса олефинов: метатезисной полимеризации с раскрытием цикла (ROMP) цис,цис-1,5-циклооктадиена (COD) и метатезиса с замыканием цикла (RCM) диэтилдиаллилмалоната (DEDAM), а также при изомеризации аллиловых спиртов. Комплексы 7а и 7б не инициировали реакции при комнатной температуре во всех исследованных реакциях, что может быть связано с высокой термической стабильностью и низкой степенью лабильности связей Ru–CNHC. При 80 °С комплекс 7а показал наилучшие характеристики благодаря усилению инициирования и уменьшению стерической непроходимости по отношению к поступающим субстратам.
Об авторах
Б. Юй
Ключевая лаборатория городского сельского хозяйства (Северный Китай), Министерство сельского хозяйства, Колледж биологических наук и природных ресурсов Пекинского сельскохозяйственного университета
Китай
Китай
Юй Б., доцент
102206, г. Пекин, Бейнонг роад
Ф. Б. Хамад
Педагогический колледж Дар-эс-Саламского университета
Танзания
Танзания
Хамад Ф. Б., преподаватель, Химический факультет
а/я 2329, г. Дар-эс-Салам
К. Ван Хекке
Гентский университет
Бельгия
Бельгия
Ван Хекке К., доцент, кафедра химии
9000, г. Гент, Крийгслаан 281-S3
Ф. Верпоорт
Государственная ключевая лаборатория передовых технологий синтеза и обработки материалов, Уханьский технологический университет
Китай
Китай
Верпоорт Ф., профессор,
430070, г. Ухань, Люоши Лю, 122
Список литературы
1. Fürstner A. Olefin metathesis and beyond. Angewandte Chemie International Edition. 2000;39 (17):3013-3043. https://doi.org/10.1002/1521-3773(20000901)39:173.0.CO;2-G.
2. Trnka T. M., Grubbs R. H. The development of L2X2RuCHR Olefin Metathesis Catalysts: an organometallic success story. Accounts of Chemical Research. 2001;34(1):18-29. https://doi.org/10.1021/ar000114f.
3. Grubbs R. H., Wenzel A. G., O'Leary D. J., Khosravi E. Handbook of metathesis. Weinheim: Wiley-VCH; 2015. 1608 p.
4. Astruc D. The metathesis reactions: from a historical perspective to recent developments. New Journal of Chemistry. 2005;29(1):42-56. https://doi.org/10.1039/B412198H.
5. Deshmukh P. H., Blechert S. Alkene metathesis: the search for better catalysts. Dalton Transactions. 2007;(24):2479-2491. https://doi.org/10.1039/B703164P.
6. Samojłowicz C., Bieniek M., Grela K. Ruthenium-based olefin metathesis catalysts bearing
7. Dragutan I., Dragutan V., Delaude L., Demonceau A. Exploring new achievements in olefin metathesis catalysts. Part 2. Compelling innovations in ruthenium complexes. Chimica Oggichemistry Today. 2009;27:13-16.
8. Díez-González S., Marion N., Nolan S. P. N-heterocyclic carbenes in late transition metal catalysis. Chemical Reviews. 2009;109(8):3612-3676. https://doi.org/10.1021/cr900074m.
9. Vougioukalakis G. C., Grubbs R. H. Ruthenium-based heterocyclic carbene-coordinated olefin metathesis catalysts. Chemical Reviews. 2010;110 (3):1746-1787. https://doi.org/10.1021/cr9002424.
10. Lozano-Vila A. M., Monsaert S., Bajek A., Verpoort F. Ruthenium-based olefin metathesis catalysts derived from alkynes. Chemical Reviews. 2010;110(8):4865-4909. https://doi.org/10.1021/cr900346r.
11. Scholl M., Trnka T. M., Morgan J. P., Grubbs R. H. Total synthesis of (−)- and (±)-frontalin via ringclosing metathesis. Tetrahedron Letters. 1999;40(8): 2247-2250. https://doi.org/10.1016/S0040-4039(98) 02677-X.
12. Scholl M., Ding S., Lee C. W., Grubbs R. H. Synthesis and activity of a new generation of ruthenium-based olefin metathesis catalysts coordinated with 1,3-dimesityl-4,5-dihydroimidazol-2-ylidene ligands. Organic Letters. 1999;1(6):953-956. https://doi.org/10.1021/ol990909q.
13. Hu X., Castro-Rodriguez I., Olsen K., Meyer K. Group 11 metal complexes of N-heterocyclic carbene ligands: nature of the metal–carbene bond. Organometallics. 2004;23(4);755-764. https://doi.org/10.1021/om0341855.
14. Cavallo L., Correa A., Costabile C., Jacobsen H. Steric and electronic effects in the bonding of N-heterocyclic ligands to transition metals. Journal of Organometallic Chemistry. 2005;690(24-25): 5407-5413. https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2005.07.012.
15. Jacobsen H., Correa A., Costabile C., Cavallo L. π-Acidity and π-basicity of N-heterocyclic carbene ligands. A computational assessment. Journal of Organometallic Chemistry. 2006;691(21): 4350-4358. https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2006.01.026.
16. Jacobsen H., Correa A., Poater A., Costabile C., Cavallo L. Understanding the M–(NHC) (NHC = = N-heterocyclic carbene) bond. Coordination Chemistry Reviews. 2009;253(5-6):687-703. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2008.06.006.
17. Hamad F. B., Sun T., Xiao S., Verpoort F. Olefin metathesis ruthenium catalysts bearing unsymmetrical heterocylic carbenes. Coordination Chemistry Reviews. 2013;257(15-16):2274-2292. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2013.04.015.
18. Montgomery T. P., Johns A. M., Grubbs R. H. Recent advancements in stereoselective olefin metathesis using ruthenium catalysts. Catalysts. 2017; 7(3):87-125. https://doi.org/10.3390/catal7030087.
19. Paradiso V., Bertolasi V., Costabile C., Grisi F. Ruthenium olefin metathesis catalysts featuring unsymmetrical N-heterocyclic carbenes. Dalton Transactions. 2016;45:561-571. https://doi.org/10.1039/C5DT03758A.
20. Dinger M. B., Nieczypor P., Mol J. C. Adamantyl-substituted N-heterocyclic carbene ligands in second-generation grubbs-type metathesis catalysts. Organometallics. 2003;22(25):5291-5296. https://doi.org/10.1021/om034062k.
21. Ledoux N., Allaert B., Pattyn S., Mierde H. V., Vercaemst C., Verpoort F. N,N′-dialkyl- and N-alkylN-mesityl-substituted N-heterocyclic carbenes as ligands in grubbs catalysts. Chemistry – A European Journal. 2006;12(17):4654-4661. https://doi.org/10.1002/chem.200600064.
22. Ledoux N., Allaert B., Linden A., Van Der Voort P., Verpoort F. Bis-coordination of N-(alkyl)- N‘-(2,6-diisopropylphenyl) heterocyclic carbenes to Grubbs catalysts. Organometallics. 2007;26(4): 1052-1056. https://doi.org/10.1021/om060937u.
23. Cadot C., Dalko P. I., Cossy J. Olefin isomerization by a ruthenium carbenoid complex. Cleavage of allyl and homoallyl groups. Tetrahedron Letters. 2002;43(10):1839-1841. https://doi.org/10.1016/S0040-4039(02)00141-7.
24. Alcaide B., Almendros P., Alonso J. M., Aly M. F. A novel use of Grubbs' carbene. Application to the catalytic deprotection of tertiary allylamines. Organic Letters. 2001;3(23):3781-3784. https://doi.org/10.1021/ol0167412.
25. Kinderman S. S., van Maarseveen J. H., Schoemaker H. E., Hiemstra H., Rutjes F. P. J. T. Enamide-olefin ring-closing metathesis. Organic Letters. 2001;(3):2045-2048. https://doi.org/10.1021/ol016013e.
26. Malinowska M., Hryniewicka A. Ruthenium indenylidene metathesis catalysts. Current Organic Synthesis. 2017;(14):1022-1035.
27. Rouen M., Borré E., Falivene L., Toupet L., Berthod M., Cavallo L., et al. Cycloalkyl-based unsymmetrical unsaturated (U2)-NHC ligands: flexibility and dissymmetry in ruthenium-catalysed olefin metathesis. Dalton Transactions. 2014;43(19): 7044-7049. https://doi.org/10.1039/C4DT00142G.
28. Ablialimov O., Kedziorek M., Torborg C., Malinska M., Wozniak K., Grela K. New ruthenium(II) indenylidene complexes bearing unsymmetrical N-heterocyclic carbenes. Organometallics. 2012;31:7316- 7319. https://doi.org/10.1021/om300783g.
29. Ablialimov O., Kedziorek M., Malinska M., Wozniak K., Grela K. Synthesis, structure, and catalytic activity of new ruthenium(II) indenylidene complexes bearing unsymmetrical N-heterocyclic carbenes. Organometallics. 2014;33:2160-2171. https://doi.org/10.1021/om4009197.
30. Yu B., Hamad F. B., Sels B., Van Hecke K., Verpoort F. Ruthenium indenylidene complexes bearing N-alkyl/N-mesityl-substituted N-heterocyclic carbene ligands. Dalton Transactions. 2015;44(26): 11835-11842. https://doi.org/10.1039/c5dt00967g.
31. Peeck L. H., Plenio H. Synthesis and RCM activity of [(NHC)(NHCewg)RuCl2(3-phenylindenylid1-ene)] complexes. Organometallics. 2010;29(12): 2761-2766. https://doi.org/10.1021/om1002717.
32. Smolen M., Kosnik W., Gajda R., Wozniak K., Skoczen A., Kajetanowicz A., et al. Ruthenium complexes bearing thiophene-based unsymmetrical N-heterocyclic carbene ligands as selective catalysts for olefin metathesis in toluene and environmentally friendly 2-methyltetrahydrofuran. Chemistry – A European Journal. 2018;24(57):15372-15379. https://doi.org/10.1002/chem.201803460.
33. Harlow K., Hill A., Wilton-Ely J. E. The first co-ordinatively unsaturated Group 8 allenylidene complexes: insights into Grubbs’ vs. Dixneuf– Fürstner olefin metathesis catalysts. Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions. 1999;(3):285-292. https://doi.org/10.1039/A808817I.
34. Fürstner A., Guth O., Düffels A., Seidel G., Liebl M., Gabor B., et al. Indenylidene complexes of ruthenium: optimized synthesis, structure elucidation, and performance as catalysts for olefin metathesis– application to the synthesis of the ADE-ring system of nakadomarin A. Chemistry – A European Journal. 2001;7(22):4811-4820. https://doi.org/10.1002/1521-3765(20011119)7:223.0.co;2-p.
35. Fürstner A., Grabowski J., Lehmann C. W. Total synthesis and structural refinement of the cyclic tripyrrole pigment nonylprodigiosin. Journal of Organic Chemistry. 1999;64(22):8275-8280. https://doi.org/10.1021/jo991021i.
36. Schanz H.-J., Jafarpour L., Stevens E. D., Nolan S. P. Coordinatively unsaturated 16-electron ruthenium allenylidene complexes: synthetic, structural, and catalytic studies. Organometallics. 1999;18(24): 5187-5190. https://doi.org/10.1021/om9906316.
37. Monsaert S., De Canck E., Drozdzak R., Van Der Voort P., Verpoort F., Martins J. C., et al. Indenylidene complexes of ruthenium bearing NHC ligands – structure elucidation and performance as catalysts for olefin metathesis. European Journal of Organic Chemistry. 2009;(5):655-665. https://doi.org/10.1002/ejoc.200800973.
38. Opstal T., Verpoort F. Synthesis of highly active ruthenium indenylidene complexes for atomtransfer radical polymerization and ring-openingmetathesis polymerization. Angewandte Chemie International Edition. 2003;42(25):2876-2879. https://doi.org/10.1002/anie.200250840.
39. Vehlow K., Maechling S., Blechert S. Ruthenium metathesis catalysts with saturated unsymmetrical N-heterocyclic carbene ligands. Organometallics. 2006;25(1):25-28. https://doi.org/10.1021/om0508233.
40. van der Drift R. C., Bouwman E., Drent E. J. Homogeneously catalysed isomerisation of allylic alcohols to carbonyl compounds. Journal of Organometallic Chemistry. 2002;650(1-2):1-24.
Дополнительные файлы
|
1. Приложение А. Вспомогательная информация | |
| Тема | ||
| Тип | Исследовательские инструменты | |
Скачать
(2MB)
|
Метаданные ▾ | |
Рецензия
Для цитирования:
Юй Б., Хамад Ф., Ван Хекке К., Верпоорт Ф. Инденилиденовые комплексы рутения, содержащие бис(N-алкил/N'-мезитил) гетероциклические карбеновые лиганды. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022;12(2):180-191. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-2-180-191
For citation:
Yu B., Hamad F., Van Hecke K., Verpoort F. Ruthenium indenylidene complexes bearing bis(N-Alkyl/N’-Mesityl)-sided heterocyclic carbene ligands. Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2022;12(2):180-191. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-2-180-191
Просмотров:
449
Послать статью по эл. почте 