Фосфорпроизводные карборанов как лиганды для металлокомплексного катализа

Актуальность исследования.

К числу наиболее важных достижений последних десятилетий в области химии следует отнести открытие металлокомплексного гомогенного катализа, который способен быстро и эффективно превращать простые и дешевые соединения в полезные продукты сложного строения с минимальными затратами энергии и вещества. В настоящее время данный подход интенсивно развивается благодаря открытию новых катализаторов на основе комплексов платиновых металлов. Эффективность последних определяется не только природой металла, но и электронными и стерическими факторами лигандов. Одним из подходов к разработке катализаторов нового поколения является использование стерически объемных лигандов. Одним из перспективных объектов для создания лигандов с высоким стерическими требованиями являются дикарба-ютазо-додекабораны (карбораны). Карборановый икосаэдр можно условно рассматривать как сферу с диаметром 5 А, а электронные эффекты карборанильных групп изменяются в широком интервале: от сильно электроноакцепторных до сильно электронодонорных. Для примера, о/?/770−9-карборанильный заместитель — сильный электронодонор, в то время как орто-1-карборанильная группа — мощный акцептор электронов, кроме того, существуют и промежуточные значения электронных характеристик в зависимости от положения замещения. Учитывая, что существует 3 типа изомерных типа дикарба-клозо-додекаборанов {орто-, метаи пара-карбораны) и для каждого типа характерны индивидуальные электронные характеристики, можно представить уникальную возможность по применению данных структур в синтезе лигандов, путем замещения одного или нескольких атомов водорода в фрагменте С2В10Н12 на гетероатомы, такие как кислород, фосфор, азот, сера и т. д. Таким образом, уникальные электронные характеристики карборанов в совокупности с высокими стерическими требованиями, стабильность к окислительным процессам, а также широкая модулярность делает афосфорорганические производные карборанов одними из перспективных объектов для получения катализаторов нового поколения путем целенаправленного синтеза лигандов с заданными свойствами. Развитие этого направления способно предоставить принципиально значимые результаты как для фундаментальной стереохимии и тонкого органического синтеза, так и для прогресса отраслей, связанных с получением оптически активных соединений — фармацевтической химии, производства гербицидов, пищевых добавок и парфюмерных препаратов с использованием реакций гидрирования, гидроформилирования, аллильного замещения и кросс-сочетания. Стоит отметить, что большинство каталитических процессов в настоящее время проводится в органических растворителях, таких как хлорированные углеводороды, метанол, ацетон, представляющих значительную опасность для окружающей среды. Данный недостаток стимулирует к поиску альтернативных, безопасных сред для проведения реакций. Одной из наиболее приемлемых сред является сверхкритический диоксид углерода (скСОг) в силу доступности углекислого газа, экологической и пожарной безопасности. Кроме этого, высокое значение коэффициента самодиффузии скСОг и его способность легко смешиваться с исходными субстратами может способствовать значительному увеличению скорости прохождения реакции.

Цель исследования заключается в синтезе фосфорсодержащих карборановых лигандов и исследовании каталитической активности комплексов с этими лигандами в реакциях гидрирования, гидроформилирования, аллильного замещения и кросс-сочетания с использованием органических растворителей и скСС^.

Научная новизна и практическая значимость работы.

Синтезированы новые фосфитные и амидофосфитные лиганды с карборановыми заместителями, которые были протестированы в реакциях металлокомплексного гидрирования, гидроформилирования, аллильного замещения и кросс-сочетания арилгалогенидов с фенилборной кислотой. Установлено, что в реакции Ю> катализируемого гидрирования енамидов среда скСОг способна определять более высокие значения энантиомерного избытка продуктов реакции по сравнению с СНгСЬ при использовании карборансодержащих лигандов. Выявлено, что в реакциях Шг-катализируемого гидрирования (3-ациламидоакрилатов использование гексафтор-2-пропанола способствует достижению более высоких значений энантиоселективности по сравнению с изопропиловым спиртом. Осуществлены первые примеры по применению карборансодержащих фосфитных и амидофосфитных лигандов в реакции КЪ-катализируемого гидроформилирования алкенов. Показано, что среда скСОг способна предоставить более высокие значения региоселективности и конверсии по сравнению с органическими растворителями. Найдено, что Рс1-катализируемое аллильн ое аминирование в скСОг приводит к формированию линейных продуктов с высокой (> 99%) региоселективностью при использовании карборанилфосфитных лигандов. Экспериментально установлен ряд факторов (температура, давление углекислого газа, добавки) влияющих на скорость реакции. Показано, что в реакциях Рс1- катал и з и р у е м о го аллильного алкилирования, аминирования и сульфонилирования большую конверсионную активность и энантиомерные избытки продуктов реакции определяют лиганды, содержащие донорные карборановые заместители при одинаковых значениях стерического фактора. Изучено влияние на каталитическую активность в Рё-катализируемой реакции кросс-сочетания фенилборной кислоты с арилбромидами изомерных лигандов, содержащих донорную 9-орто-карборановую или акцепторную 1-мета-карборановую группы. Найдено, что лиганд, обладающий электронодонорным 9-о/?ото-карборановым фрагментом, обеспечивает большую конверсию при сочетании арилбромидов, несущих акцепторные заместители. В случае бромбензола и 4-бромтолуола, являющимися менее активными субстратами, карборанилфосфит с 1 -мета-карборанильным заместителем более результативен.

Публикации и апробация диссертационной работы. Основное содержание диссертационной работы изложено в девяти статьях в рецензируемых российских и иностранных журналах, а также в тезисах докладов, представленных на Российском конгрессе по катализу «Роскатализ 2011». Апробация диссертационной работы проводилась на конкурсе молодых ученых ИНЭОС РАН (Москва, 2012).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения полученных результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 120 источников. Работа изложена на 102 страницах печатного текста, содержит 50 таблиц, 11 рисунков и 46 схем.

Основные результаты и выводы:

1. Разработаны новые карборансодержащие фосфорорганические лиганды для использования их в процессах металлокомплексного катализа — гидрировании, гидроформилировании, аллильном замещении и кросс-сочетании.

2. Тестирование карборансодержащих хиральных амидофосфитов в реакции ЯЪ-катализируемого гидрирования енамидов показало, что среда скСОг способна обеспечить получение более высоких значений энантиомерного избытка продуктов реакции по сравнению с СН2О2.

3. Найдено, что в реакциях ЯЬ-катализируемого гидрирования Р-ациламидоакрилатов использование 1,1,1,3,3,3-гексафтор-2-пропанола в качестве растворителя способствует достижению более высоких значений энантиоселективности по сравнению с 2-пропанолом.

4. Осуществлены первые примеры применения карборансодержащих фосфитных лигандов в реакции ЯЬ-катализируемого гидроформилирования алкенов. Показано, что среда скС02 способна обеспечить более высокие значения региоселективности и конверсии по сравнению с толуолом.

5. Показано, что Рё-катализируемое аллильное аминирование в скСОг приводит к формированию линейных продуктов с высокой (> 99%) региоселективностью при использовании лигандов фосфитного типа. При этом карборанилфосфитный лиганд позволяет получить лучший результат по сравнению с трифенилфосфитом.

6. Установлено, что в реакциях Р<1-катализируемого аллильного замещения большую конверсионную активность и энантиомерные избытки продуктов реакции обеспечивают лиганды, содержащие донорные карборановые заместители с подобными стерическими требованиями.

7. В Рё-катализируемой реакции кросс-сочетания фенилборной кислоты с арилбромидами показано, что лиганд, обладающий электронодонорным карборановым фрагментом, обеспечивает большую конверсию при сочетании арилбромидов, несущих акцепторные заместители.

Экспериментальная часть.

3.1. Методы, приборы, реагенты и материалы, использованные в работе.

Инфракрасные спектры записывали на приборах Specord М80 и Nicolet 750 в таблетках КВг, в нуйоле и в органических растворителях между пластинами Csl и в полиэтиленовых кюветах. Спектры ЯМР 31Р, 13С, «В, 'Н регистрировали на приборе «Bruker AV-400»: на частотах 162.0, 100.6, 128.38, 400.13 МГц соответственно, относительно Me4Si ('H и 13С ЯМР), 85% Н3Р04 в D20 (31Р-ЯМР), BF3-Et20 (ПВ ЯМР).

Отнесение ЯМР С спектральных сигналов сделано на основании техники J-mod. Спектры ЯМР 19 °F регистрировали на приборе «Bruker WP-200-SY» на частоте 188.3 MHz (относительно CF3COOH). Масс-спектры записывали на приборе Varian МАТ 311 с прямым вводом образца (El). Элементный анализ выполнен в Лабораториях микроанализа ИНЭОС РАН. Хроматографический анализ (ВЭЖХ) проведен на хромотографе Brucker LC 41. Все реакции проводили в атмосфере сухого аргона с использованием абсолютных растворителей.

Фенилборная кислота 27, бромбензол 28, 4-бромтолуол 29, 4-бромацетофенон 30, 1-бром-4-фторбензол 31, 1-бром-3,5-бис (трифторметил)бензол 32, 2-бромтиазол 33, ацетат палладия, диметилмалонат, BSA ((7У, 0)-бис (триметилсилил)ацетамид) и натриевая соль п-толуол сульфокислоты коммерчески доступные соединения. о-Карборанилметилтрифлат 1 [100], (i?a или 5а)-2-хлординафто[2,1ч1:Г, 2'-1][1,2,3] диоксафосфепан 6 [101], [Rh (COD)2]BF4 [102], метил-(2Г)-2-ацетамидо-3-фенилакрилат 7а [103], метил-(2)-2-ацетамидо-3-(4-хлорфенил)акрилат 7Ь [103], метил-(2)-2-ацетамидо-3-(4-фторфенил)акрилат 7с [38], З-амино-ор/это-карборан 9 [104], метил-(2Г)-2-ацетамидо-3.

2-нафтил)акрилат 10 [38], этил-(2)-3-ацетамидо-2-бутеноат 13а [105], этил-(2)-3-ацетамидо-4-метилпент-2-еноат 13Ь [105], этил-(г)-3-ацетамидо-3-фенилакрилат 13с [105], (?)-диметил-2-ацетамидо-2-фенилвинилфосфонат 15 [48], [Ir (COD)2]BARF (COD.

1.5-циклооктадиен, BARF — тетраксис[3,5-бис (трифторметил)фенил]борат) [102], 2-Хлор

5.6-карборано-1,3,2-диоксафосфепан 17 [106], [Rh (acac)(CO)2] [107], [Rh (COD)Cl]2 (COD -1,5-циклооктадиен) [108], [Rh (CO)2Cl]2 [109], бис (2,6-диметилфенил)хлорфосфит 24 [110], 1 -гидрокси-л/еота-карборан 25 [111], 9-гидрокси-ор/ио-карборан 26 [112], этил-(?)-3-фенилпроп-2-енилкарбонат 43 [113], (£)-геранилэтилкарбонат 46 [114], N-(opmo-карборан-3-ил)-Л^-метиламин 51 [115], (?)-3-фенилпроп-2-енилацетат 43а [116], (2/?, 55)-1,3-диаза-2-хлор-3-фенил-2-фосфобицикло[3.3.0]октан 56 [110], 9-гидрокси-.метйг-карборан 57 [117], 1,3-дифенил-2-пропенилацетат 58 [118] были получены согласно литературным данным.

3.2. Экспериментальная часть к главе 2.1. Общий метод синтеза карборансодержащих аминов 4, 5.

Смесь орто-карборанилметилтрифлата 1 (1.9 г, 6.2 ммоль), 4-фторфениламина (2) или циклопропиламина (3) (6.5 ммоль) и NaOAc (0.74 г, 9 ммоль) в MeCN (10 мл) кипятили в течение 4−8 ч (с контролем конверсии 1 по ТСХ, элюент гептан/EtOAc = 7/3). К реакционной массе добавляли воду (20 мл) и экстрагировали ЕЮАс (3×7 мл). Объединенную органическую фазу промывали водой, сушили над Na2S04, фильтровали и удаляли растворитель в вакууме. Продукты очищали колоночной хроматографией на силикагеле (элюент гептан/ЕЮАс = 10/1 в случае 4 или чистом гептане для 5). ЛЦо-Карборанилметил)./У-(4-фторфенил)амин (4).

Белый порошок. Выход 1.07 г (65%). Т.пл. 82−83 °С. Найдено (%): С, 40.56- Н, 6.88- N, 5.16. C9H18B10FN. Вычислено (%): С, 40.43- Н, 6.79- N, 5.24. Спектр ЯМР! Н (CDC13, 5, м.д., J/Гц): 1.38−3.17 (м, 10 Н), 3.76 (с, 1Н), 3.86 (с, 2Н), 3.92 (с, 1Н), 6.50−6.60 (м, 2Н), 6.90 (т, J= 8.4, 2Н). Спектр ЯМР ПВ {Н} (CDC13, 5, м.д.): -14.00 —10.82 (м, 4В), -11.52 (с, 2В), -9.06 (с, 2В), -5.14 (с, 1В), -2.31 (с, 1В). ИК (CHCl3,vNH): 3440 см" 1.

Д/-(о-Карборанилметил)-Аг-циклопропиламин (5).

Вязкое бесцветное масло. Выход 0.66 г (50%). Найдено (%): С, 33.84- Н, 8.94- Ы, 6.51. С6Н|9 В, оК Вычислено (%): С, 33.78- Н, 8.98- >1, 6.57. Спектр ЯМР! Н (СБС13, 5, м.д., У/Гц): 0.24−0.31 (м, 2Н), 0.41−0.49 (м, 2Н), 1.28−3.00 (м, ЮН), 2.14−2.21 (м, 1Н), 3.35 (с, 2Н), 3.94 (с, 1Н). Спектр ЯМР ПВ {Н} (СЭСЬ, 5, м.д.): -14.32 — -14.30 (м, 4В), -11.41 (с, 2В), -9.12 (с, 2В), -5.55 (с, 1В), -3.11 (с, 1В). ИК (СНС13>уШ): 3336 см-1. Общий метод синтеза карборансодержащих амидофосфитов Ы и Ь2.

К раствору 0.35 г (1.0 ммоль) (7?0)-2-хлординафто[2,1-й?:1/, 2/-/|[1,3,2]диоксафосфепана (6) в 15 мл СбНб добавляли 0.14 мл (1.0 ммоль) триэтиламина и (1.0 ммоль) соответствующего карборанового амина (4, 5), смесь перемешивали при 20 °C 10 мин, нагревали до кипения растворителя, охлаждали до комнатной температуры, осадок НИЕ^О отфильтровывали. Продукты очищали методом флеш-хроматографии на колонке с силикагелем (элюент — бензол). а)-2-[Л^-(о-Карборанилметил)-/У-(4-фторфенил)амино]динафто[2,1-</:1', 2'.

1,3>2]диоксафосфепан (1Л).

Вязкое бесцветное масло. Выход 0.49 г (85%). Найдено (%): С, 59.95- Н, 5.12- N. 2.50. СгэНгэВюПУЮгР. Вычислено (%): С, 59.89- Н, 5.03- N. 2.41. Спектр ЯМР 31Р (СБС13, 5, м.д.): 136.61. Спектр ЯМР 'Н (СОС13, 5, м.д., У/Гц): 1.36−3.18 (м, 10 Н), 3.75 (с, 1Н), 3.84 (с, 2Н), 6.49−6.58 (м, 2Н), 6.90 (т, У= 8.6, 2Н), 7.21−8.00 (м, 12Н). Спектр ЯМР «В {Н} (СБС13- 8, м.д.): -14.18—12.16 (м, 4В), -11.51 (с, 2В), -9.06 (с, 2В), -5.15 (с, 1В), -2.32 (с, 1В).

7?а)-2-[Аг-(о-Карборанилметил)-Аг-циклопропиламино]динафто[2,1-</:1', 2'-/][1,3,2]диоксафосфепан (Ь2).

Вязкое бесцветное масло. Выход 0.42 г (80%). Найдено (%): С, 59.25- Н, 5.80- N. 2.59. С2бНз<�№о02Р. Вычислено (%): С, 59.19- Н, 5.73- N. 2.65. Спектр ЯМР 31Р (СЭСЬ, 5, м.д.): 136.66. Спектр ЯМР 'Н (СЭСЬ, 5, м.д., У/Гц): 0.24−0.32 (м, 2Н), 0.41−0.49 (м, 2Н), 1.20−3.08 (м, ЮН), 2.14−2.21 (м, 1Н), 3.35 (с, 2Н), 3.95 (с, 1Н), 7.20−8.00 (м, 12Н). Спектр ЯМР МВ.

H} (CDC13, 5, м.д.): -14.32 — -12.21 (м, 4В), -11.40 (с, 2В), -9.12 (с, 2В), -5.52 (с, 1В), -3.08 (с, 1В).

Методика асимметрического гидрирования енамидов 7а-с в скСОг и CH2CI2 с участием лигандов LI, L2.

В 10 мл автоклав помещали 2 мг (0.005 ммоль) [Rh (COD)2]BF4, лиганда (0.01 ммоль) и добавляли 0.3 мл CH2CI2. Смесь перемешивали 2 мин, растворитель удаляли в вакууме и добавляли 1 ммоль соответствующего енамида (7а-с) и 4 мл CH2CI2, если последний использовали в качестве реакционной среды. Закрытый автоклав продували СО2, наполняли водородом до нужного давления и затем добавляли диоксид углерода при помощи пресса «High Pressure Equipment» до 250 атм. Реактор нагревали до соответствующей температуры (45 °С) в течение 5 мин и проводили процесс при перемешивании с помощью магнитной мешалки. По окончании реакции СО2 и Н2 медленно выпускали, конверсию контролировали с помощью спектроскопии ЯМР 'Н. Энантиомерные соотношения продуктов 8а-с определяли методом ВЭЖХ с использованием колонки Kromasil 5-AmyCoat согласно методике, приведенной в литературе. [38].

5)-2-(о/)то-карборан-3-иламино)динафто[2,1^:1/, 2/-1][1−3]диоксафосфепан (L3).

3-Амино-о/?ото-карборан (9) 0.202 г (1.27 ммоль) был добавлен к энергично перемешивающемуся раствору (5'а)-2-хлординафто[2,1-с1:Г, 2'-1:][1,2,3]диоксафосфепана.

6) 0.45 г (1.27 ммоль) и NEt3 (0.212 мл, 1.90 ммоль) в бензоле (25 мл). Смесь перемешивалась в течение 10 минут. Затем реакционную смесь нагревали до кипения в течение 5 мин, после чего охладили и отфильтровали. Фильтрат упарили, продукт промыли смесью гексан/хлороформ (1/1, 10 мл) и сушили в вакууме (1 мм Hg) в течение 1 часа. Белое кристаллическое вещество. Выход 0.361 г (60%), Т.пл. 226 °C. C22H24B10O2PN. Найдено (%):С, 55.87- Н, 5.19- N, 2.84. Вычислено (%): С, 55.80- Н, 5.11- N, 2.96. Спектр ЯМР 'Н (CDCI3, 5, м.д., У/Гц): = 1.44−3.64 (м, 9Н, В-Нкарборан), 2.28 (с, 1Н, СНкарборан), 2.69 с, 1Н, СНкарб0ран), 3.12 (с, 1Н, NH), 7.01−7.81 (м, 12Н, Аг). Спектр ЯМР ПВ (CDC13): = -17.12 — -12.25 (м, 6В), -9.51 (с, 1В), -4.81 — -1.86 (м, ЗВ). Спектр ЯМР 31Р{'Н} (CDC13): = 153.89.

Синтез родиевого комплекса [Rh (COD)2(L3)2]BF4 (12).

К раствору 0.015 г (0.037 ммоль) [Rh (COD)2]BF4 в 2 мл CH2CI2 прикапали раствор 0.035 г (0.074 ммоль) лиганда L3 в 8 мл CH2CI2, перемешивали 10 минут, после чего раствор упарили до 0.5 мл и добавили к 8 мл гексана. Твердый остаток отделили при помощи центрифугирования и сушили в вакууме (1 мм Hg) в течение 0.5 часа. Желтый порошок. Т.пл. 134−136 °С. 31Р{Н} ЯМР (CDC13) = 141.60 (уш. д., JP-Rh = 242 Гц). Вычислено для C52H60B21F4N2O4P2RI1 (%): С, 50.17- Н, 4.86- N, 2.25- найдено (%): С, 50.26- Н, 4.78- N, 2.16.

Методика каталитического гидрирования производных аи Р-дегидроаминокислот 7Ь, 7с, 10 и 13а-с с участием лиганда L3.

К 0.3 мл CH2CI2 добавили 2.4 мг (0.006 ммоль) [Rh (COD)2]BF4 и 5.6 мг лиганда L3 (0.012 ммоль). Раствор перемешивали в течение 5 минут, после чего растворитель был удален в вакууме. К полученному катализатору, приготовленному in situ, или комплексу 12 (0.006 ммоль) прибавляли (0.6 ммоль) субстрата и 2 мл соответствующего растворителя, затем раствор помещали в 10 мл автоклав, который продували аргоном, после чего запускали водород (40 атм). Реакционная смесь перемешивалась при требуемой температуре. После окончания реакции водород был выпущен, реакционная смесь разбавлена 2 мл СН2СЬ, и отфильтрована через тонкий слой силикагеля. Растворитель удаляли в вакууме.

Методика асимметрического гидрирования (?)-диметил-2-ацетамидо-2-фенилвинилфосфоната 15 с участием лиганда L4.

Гидрирование в скС02 проведено на установке фирмы «High Pressure Equipment», оснащенной 10 мл автоклавом. В 0.2 мл СН2С12 растворяли (0.0037 ммоль) [Rh (COD)2]BF4 или [Ir (COD)2]BARF и (0.0074 ммоль) лиганда L4, раствор перемешивали 5 мин, растворитель удаляли в вакууме из раствора, помещенного в автоклав. Затем добавляли 100 мг (0.37 ммоль) (?)-диметил-2-ацетамидо-2-фенилвинилфосфоната 15. Закрытый автоклав продували С02, наполняли водородом до нужного давления и, затем, углекислым газом. Реактор нагревали до соответствующей температуры (10 мин) и проводили эксперименты при перемешивании с помощью магнитной мешалки. По окончании реакции С02 и Н2 были медленно выпущены, реакционная смесь анализировалась при.

31 помощи Р{Н} ЯМР, оптические выходы диметил-2-ацетамидо-2-фенилэтилфосфоната (16) определяли методом ВЭЖХ с использованием колонки Chiralcel OD-H. Гидрирование в СН2С12 проводили с использованием 5 мл растворителя.

3.3. Экспериментальная часть к главе 2.2. Общий метод синтеза карборансодержащих фосфитных лигандов L5-L7.

К раствору 0.537 г (2.0 ммоль) 2-хлор-5,6-карборано-1,3,2-диоксафосфепана 17 в 15 мл толуола добавляли 0.28 мл (2.0 ммоль) триэтиламина и 2.0 ммоль соответствующего спирта или фенола, смесь перемешивали при 20 °C 5 мин, нагревали до кипения растворителя, охлаждали до комнатной температуры, осадок HNEt3Cl отфильтровывали. Продукты очищали методом флеш-хроматографии на колонке с силикагелем (элюентбензол).

2-Изопропилокси-5,6-карборано-1,3,2-диоксафосфепан (L5).

Вязкое бесцветное масло. Выход 0.49 г (84%). Найдено (%): С, 28.86- Н, 7.29- Р, 10.52. C7H21PO3Bi0. Вычислено (%): С, 28.76- Н, 7.24- Р, 10.60. Спектр ЯМР 31Р{Н} (CDC13, 5, м.д.): 135.11. Спектр ЯМР 'Н (CDC13, 5, м.д.): 1.27 (д, J = 6.2 Гц, 6Н), 1.50−3.46 (м, ЮН),.

4.20 (дд, J = 13.0 Гц, 9.0 Гц, 2Н), 4.20 (м, 1Н), 4.73 (т, J= 13.1 Гц, 2Н). Спектр ЯМР ПВ {Н} (CDCI3, 8, м.д.): -3.88 (с, 2В), -(9.04 — 13.25) (м, 8В).

2-(1,1,1,3,3,3-Гексафторизопропилокси)-5,6-карборано-1,3,2-диоксафосфепан (L6).

Вязкое бесцветное масло. Выход 0.688 г (86%). Найдено (%): С, 21.08- Н, 3.87- Р, 7.65. C7H15PO3B10F6. Вычислено (%): С, 21.00- Н, 3.78- Р, 7.74. Спектр ЯМР 3|Р{Н} (CDCI3, 8, м.д.): 134.03. Спектр ЯМР 'Н (CDC13, 8, м.д.): 1.44−3.48 (м, ЮН), 4.32 (дд, J= 13.3 Гц, 10.3 Гц, 2Н), 4.67 (м, 1Н), 4.84 (т, J= 13.2 Гц, 2Н). Спектр ЯМР ПВ {Н} (CDCI3, 8, м.д.): -3.26 (с, 2В), -7.84 — 12.7 (м, 8В). Спектр ЯМР 19 °F (CDCI3, 8, м.д.): -74.46 (д, J= 6.9 Гц). 2-(2,6-Диметилфенокси)-5,6-карборано-1,3,2-диоксафосфепан (L7).

Вязкое бесцветное масло. Выход 0.573 г (81%). Найдено (%): С, 40.74- Н, 6.63- Р, 8.67. С12Н23РО3В10. Вычислено (%): С, 40.67- Н, 6.54- Р, 8.74. Спектр ЯМР 31Р{Н} (CDCI3, 8, м.д.): 132.39. Спектр ЯМР 'Н (CDCI3, 8, м.д.): 1.43−3.49 (м, ЮН), 2.23 (с, 6Н), 4.32 (дд, У = 13.0 Гц, 8.9 Гц, 2Н), 4.93 (т, J = 13.12 Гц, 2Н), 6.93−7.05 (м, ЗН). Спектр ЯМР nB {Н} (CDCI3, 8, м.д.): -3.82 (с, 2В), -(8.21 — 12.63) (м, 8В).

Методика Rh-катализируемого гидроформилироваиия стирола, гептена-1 и октена-1 с участием лигаидов L5-L7.

Смесь, содержащую 2.5 мг (0.01 ммоль) [Rh (acac)(CO)2] и 0.01 ммоля соответствующего лиганда помещали в автоклав объемом 10 мл и растворяли в 0.2 мл толуола. Смесь перемешивали 5 мин, растворитель удаляли в вакууме, добавляли 2 ммоля соответствующего субстрата. Автоклав наполняли синтез-газом (35 атм, Рнг/Рсо = 1/1) и затем углекислым газом до нужного давления при помощи ручного пресса фирмы «High Pressure Equipment». Реактор нагревали до необходимой температуры за 5 мин и проводили эксперименты при перемешивании с помощью магнитной мешалки. По истечении заданного времени автоклав охлаждали до 5 °C за 10 мин, давление сбрасывали в атмосферу, реакционную смесь анализировали при помощи спектроскопии 'Н ЯМР. Опыты в толуоле проводились аналогично с использованием 2 мл растворителя.

Общий метод синтеза амидофосфитных лигандов Ь8, Ь9.

К раствору 0.537 г (2.0 ммоль) 2-хлор-5,6-карборано-1,3,2-диоксафосфепана 17 в 15 мл СбНб добавляли 0.56 мл (4.0 ммоль) триэтиламина и 0.086 г (1.0 ммоль) пиперазина в случае синтеза лиганда Ь8. Синтез амидофосфита Ь9 проводился с использованием 0.537 г (2.0 ммоль) 2-хлор-5,6-карборано-1,3,2-диоксафосфепана 17з растворенного в 15 мл СбНб, с добавлением 0.34 г (4.0 ммоль) пирролидина. Смесь перемешивали при 20 °C в течение 10 мин, нагревали до кипения растворителя, охлаждали до комнатной температуры в течение 10 минут, осадок соответствующего гидрохлорида амина отфильтровывали. Продукты очищали методом флеш-хроматографии на колонке с силикагелем (элюент — бензол).

1,4-бис-(5,6-(ор/"о-кл.

Белый порошок, т. пл. 193−194 °С. Выход 0.456 г (83%). Найдено (%): С, 26.24- Н, 6.63;

И, 5.01. С, 2НзбН204В2оР2. Вычислено (%): С, 26.18- Н, 6.59- N. 5.09. Спектр ЯМР 31Р{Н} (СОС13, 5, м.д.): 139.73. Спектр ЯМР 'Н (СЭСЬ, 5, м.д.): 1.31 — 3.25 (м, 20Н), 3.16 (уш. с, 8Н), 4.30 — 4.52 (м, 8Н). Спектр ЯМР ПВ {Н} (СОС13, 8, м.д.): -3.68 (с, 4В), -6.24 — 16.07 (м, 16В).

2-(Пиперидин-1-ил)-5,6-(орто-/<�лозо-карборано)-1,352-диоксафосфепан (Ь9).

Белый порошок, т. пл. 125−127 °С. Выход 0.571 г (90%). Найдено (%): С, 34.09- Н, 7.66- N. 4.36. С^ВюКОгР. Вычислено (%): С, 34.06- Н, 7.62- Ы, 4.41. Спектр ЯМР 31Р{Н} (СОС13, 5, м.д.): 139.15. Спектр ЯМР ]Н (СОС13, 8, м.д.): 1.37−3.07 (м, ЮН), 1.42−1.51 (м, 4Н), 1.57 — 1.64 (м, 2Н), 3.10 — 3.22 (м, 4Н), 4.34 и 4.44 (АВ-система, 3= 13.2 Гц, 2Н), 4.38 и 4.48 (АВ-система, 13.2 Гц, 2Н). Спектр ЯМР ПВ {Н} (СОС13, 8, м.д.): -3.91 (с, 2В), -8.33 — 13.04 (м, 8В).

Методика Rh-катализируемого гидроформилирования стирола, 3,3-диметилбут-1-ена, гепт-1-ена, окт-1-ена и (/?)-лимонена 21 с участием лигандов L8, L9.

Гидроформилирование в скС02 проводили на установке фирмы «High Pressure Equipment», оснащенной 10 мл автоклавом из нержавеющей стали. Навески катализаторов брались на аналитических весах Ohaus Adventurer Pro с точностью 10~4 г. Соединение родия — предшественник катализатора ([(acac)Rh (CO)2], [Rh (COD)Cl]2, [Rh (CO)2Cl]2) в количестве 0.625 ммоль и лиганд (0.625 ммоль или 0.0125 ммоль в случае [Rh (CO)2Cl]2 и [Rh (COD)Cl]2) помещали в 10 мл автоклав и растворяли в 0.1 мл CH2CI2. Смесь перемешивали 5 мин, растворитель удаляли в вакууме, добавляли 2.5 ммоль соответствующего алкена. Автоклав наполняли синтез-газом (25 атм, Рнг/Рсо = 1/1) и затем углекислым газом до нужного давления при помощи ручного пресса фирмы High Pressure Equipment. Реактор нагревали до соответствующей температуры в течение 5 мин, по прошествии которых начинался отсчет времени реакции. Эксперименты проводили при перемешивании с помощью магнитной мешалки с контролем температуры (±2 °С) в водяной бане. По истечении заданного времени автоклав охлаждали до 5 °C в течение 10 мин, и после сброса давления (выпуска газов) реакционную смесь анализировали методом 'Н ЯМР без выделения катализатора. Опыты в толуоле проводились аналогично с использованием 2 мл растворителя.

3.4. Экспериментальная часть к главе 2.3. Общий метод синтеза карборансодержащих фосфитных лигандов L10 и L11.

К раствору 309 мг (1 ммоль) фосфорилирующего реагента 24 в 20 мл бензола добавляли при перемешивании 160 мг (1 ммоль) гидроксикарборана 25 или 26 и 0.135 мл (1 ммоль) триэтиламина при перемешивании. Реакционную смесь нагревали до кипения, охлаждали до 20 °C. Осадок HNEtsCl удаляли фильтрованием. Полученный раствор подвергали флэш-хроматографии на силикагеле (элюент — бензол). Растворитель удаляли в вакууме. Получали лиганд L10 или L11 в виде твердеющих при стоянии масел.

Бис (2,6-диметилфенил)-ж-карборан-1-илфосфит (L10).

Выход 380 мг (88%). Найдено (%): С, 49.80- Н, 6.92- Р, 7.02. С18Н29Вю03Р. Вычислено (%): С, 49.99- Н, 6.78- Р, 7.16. Спектр ЯМР 'Н (CDC13, 5, м.д.): 7.12−6.91 (м, 6Н, Аг), 2.72 (с, 1Н, СНкарб), 2.30 (с, 12Н, 4СН3), 3.74−1.02 (м, ЮН, ВН) — Спектр ЯМР 31Р{'Н} (CDC13, 8, м.д.): 141.8. Спектр ЯМР ИВ{Н} (CDC13, 5, м.д.): -4.89 (с, 1В) — -11.67 (с, 1В) — -12.93 (с, 2В), -14.70 (с, 1В),-15.98 (м, 5В).

Бис (2,6-диметилфенил)-е>-карборан-9-илфосфит (LI 1).

Выход 302 мг (70%). Найдено (%): С, 50.12- Н, 6.85- Р, 7.06. Ci8H29Bio03P. Вычислено (%): С, 49.99- Н, 6.78- Р, 7.16. Спектр ЯМР 'Н (CDC13, 5, м.д.): 7.02−6.85 (м, 6Н, Аг), 3.25 (с, 2Н, СНкарб), 2.29 (с, 12Н, 4СН3), 3.11−0.98 (м, 9Н, ВН) — Спектр ЯМР 31Р{'Н} (CDC13, 5, м.д.): 141.8 (кв, JPiB = 16.7 Гц). Спектр ЯМР nB{H} (CDC13, 5, м.д.): 12.14 (с, 1В) — -3.80 (с, 1В), -10.51 (с, 2В), -13.45 — 19.50 (м, 6В).

Реакция кросс-сочетания по Сузуки-Мияура с использованием лигандов L10 и L11.

В сосуд Шленка помещали 2 мг (0.01 ммоль) Pd (OAc)2, 8 мг (0.02 ммоль) лиганда L10 или L11 и 5 мл толуола. Затем вносили 1 ммоль соответствующего галогенарена (2833), 171 мг (1.4 ммоль) фенилборной кислоты 27 и 637 мг (3 ммоль) К3Р04. Смесь перемешивали при 100 °C в течение 4 ч, охлаждали до 20 °C и разбавляли 10 мл гексана, фильтровали через слой силикагеля и анализировали методом ГХ и ЯМР 'н спектроскопии после выделения продуктов синтеза при помощи колоночной хроматографии.

3.5. Экспериментальная часть к главе 2.4. Методика Pd-катализируемого аллильного аминирования этил-(?)-3-фенилпроп-2-енилкарбоната 43, (£)-геранилэтилкарбоната 46 пирролидином и (£)-геранилэтилкарбоната 46 морфолином в скСОг с использованием лигандов L5 и L12. Аллилирование в скС02 проведено на установке фирмы «High Pressure Equipment», оснащенной 10 мл автоклавом. В автоклав наливали 0.2 мл СН2С12, растворяли 3.6 мг (0.01 ммоль) [Pd (allyl)Cl]2 и лиганд (0.02 ммоль), раствор перемешивали 2 мин, растворитель удаляли в вакууме. Затем добавляли 0.5 ммоля соответствующего аллильного карбоната, 1.5 ммоля свежеперегнанного пирролидина или морфолина и, в ряде случаев, 1.0 ммоль NaHCOa. Закрытый автоклав наполняли С02 до 170 атм, нагревали до 50 °C и оставляли при перемешивании на 5 или 20 ч. По окончании реакции автоклав охлаждали до комнатной температуры (10 мин), С02 медленно выпускали. Реакционную смесь вымывали 4 мл СН2С12, раствор пропускали через тонкий слой силикагеля, растворитель и избыток амина удаляли в вакууме, конверсию и региоселективность реакции определяли при помощи 'Н ЯМР.

Методика Pd-катализируемого аллильного алкилирования этил-(?)-3-фенилпроп-2-енилкарбоната 43 и (?)-3-фенилироп-2-енилацетата 43а диметилмалонатом в скС02 с использованием лигандов L5 и L12.

К катализаторам, полученным исходя из 3.6 мг (0.01 ммоль) [Pd (allyl)Cl]2 и 0.02 ммоль лиганда согласно вышеприведенной методике аллильного аминирования, добавляли 0.5 ммоля соответствующего аллильного карбоната (или ацетата), 0.1 мл (0.87 ммоль) диметилмалоната, 0.75 ммоля неорганического карбоната или 0.87 ммоля BSA (уУ,(7-бис (триметилсилил)ацетамид). Закрытый автоклав наполняли С02 до 170 атм, нагревали до 50 °C и оставляли при перемешивании на 20 ч. По окончании реакции автоклав охлаждали до комнатной температуры (10 мин), С02 медленно выпускали. Реакционную смесь вымывали 4 мл СН2С12, раствор пропускали через тонкий слой силикагеля, растворитель удаляли в вакууме, конверсию и региоселективность реакции определяли при помощи 'Н ЯМР.

Синтез карборансодержащих терпеноидов 52 и 53.

Соответствующий лиганд (0.02 ммоль) был добавлен к раствору [Pd (allyl)Cl]2 (3.6 мг, 0.01 ммоль) в СН2С12 (0.4 мл). Смесь перемешивали в течение 5 мин, после чего растворитель удаляли в вакууме. Предварительно сформированный катализатор (0.01 ммоль), соответствующий аллилкарбонат 43 или 46, Н-(ор/ио-карборан-3-ил)-Ы-метиламин 51 (0.5 ммоль), и в ряде случаев, ЫаНС03 (1ммоль) помещали в автоклав объемом 10 мл. Автоклав наполняли углекислым газом до нужного давления при помощи ручного пресса. Реактор нагревали до соответствующей температуры за 15 мин и проводили эксперименты при перемешивании с помощью магнитной мешалки в течение 14−20 часов. По окончании реакции автоклав охлаждали до 10 °C и С02 медленно выпускали. Реакционную смесь вымывали 3 мл СН2С12, раствор пропускали через тонкий слой силикагеля, растворитель удаляли в вакууме, конверсию и региоселективность реакции определяли при помощи 'Н ЯМР. Дг-Цинамил-7У-(ор/"о-карборан-3-ил)метиламин (52).

Белый порошок. Тпл: 86−88 °С. 'Н ЯМР (СБСЬ, 400.13 МГц): 6 = 7.44−7.22 (м, 5Н, Аг), 6.50 (д, 3 = 15.9 Гц, 1Н, СН=), 6.19 (дт, 15.8 Гц, 6.0 Гц, 1Н, =СН-СН2), 3.69 (д, 3 = 6.0 Гц, 2Н, СН2^), 3.52 (уш. с, 2Н, 2СНкарб), 2.68 (с, ЗН, СН3), 3.07−1.25 (м, 9Н, ВНкарб). 13С {Н}ЯМР (СЭСЬ, 100.6 МГц): 8 = 136.61 (с, С, Аг), 131.34 (с, СН, а11у1), 128.48 (с, 2 СН, Аг), 127.44 (с, СН, а11у1), 126.79 (с, СН, Аг), 126.19 (с, 2 СН, Аг), 55.90 (с, 2СНкарб), 55.60 (с, СН2, а11у1), 38.33 (с, СН3, Ме). ПВ {Н} ЯМР (СЭС13, 128.38 МГц): 5 = -18.54 (с, 1В), -15.46 (с, 4В), -14.13 (с, 1В), -10.38 (с, 1В), -4.82 (с, 2В), 2.56 (с, 1В). Вычислено для С, 2Н23НВ, 0(%): С, 49.80- Н, 8.01- N. 4.84. Найдено (%): С, 49.71- Н, 8.13- И, 4.71. (?)-Л^-(3,7-Диметилокта-2,6-диенил)-7У-(ор/ио-карборан-3-ил)метиламин (53). Бесцветное масло. !Н ЯМР (СБСЬ, 400.13 МГц): 5 = 5.16−5.09 (м, 1Н, =СН), 5.09−5.03 (м, 1Н, =СН), 3.51 (уш. с, 2Н, СНкарб), 3.49 (д, 3 = 6.3 Гц, 2Н, СН2-И), 2.58 (с, ЗН, СН3Ы), 2.11−2.00 (м, 4Н, (СН2)2), 1.66 (с, СН3, Ме), 1.62 (с, СН3, Ме), 1.59 (с, СН3, Ме)., 3С {Н}ЯМР (СБС13, 100.6 МГц): 5 = 137.99 (с, С=СН), 131.51 (с, С=СН), 123.80 (с, С=СН), 121.56 (с, С=СН), 55.81 (с, 2СНкарб), 50.78 (с, СН2К), 39.49 (с, СН2), 38.02 (с, СН3, ИМе), 26.19 (с, СН2), 25.56 (с, СН3, Ме), 17.55 (с, СН3, Ме), 15.93 (с, СН3, Ме). МГц): 8 = -18.75 (с, 1В), -15.58 (с, 4В), -14.20 (с, 1В), -10.49 (с, 1В), -5.02 (с, 2В), 2.73 (с, 1В). «В {Н}ЯМР.

СОС13, 128.38 МГц): 5 = -18.62 (с, 1В), -15.49 (с, 4В), -14.19 (с, 1В), -10.47 (с, 1В), -5.04 (с, 2В), 2.66 (с, 1В). Вычислено для С, зН31МВ, о (%): С, 50.45- Н, 10.10- И, 4.53 Найдено (%): С, 50.58- Н, 9.95- И, 4.61.

Общий метод синтеза карборансодержащих диамидофосфитных лигандов Ь13 и Ь14.

Раствор 0.27 мл (1.9 ммоль) и 0.291 г соответствующего спирта 57 или 25 (1.8 ммоль) в 8 мл бензола был медленно добавлен при перемешивании к фосфорилирующему реагенту 56 0.433 г (1.8 ммоль) в том же растворителе (8 мл). Реакционную смесь нагревали до кипения, охлаждали до 20 °C, осадок НЫЕ1зС1 отфильтровывали. Полученный раствор пропускали через тонкий слой силикагеля, растворитель удаляли в вакууме. Полученный остаток вакуумировали (1 мм Н§-) в течение 1 часа. (27?, 55)-2-(л1еАиа-карборан-9-илокси)-3-фенил-1,3-Диаза-2-фосфобицикло[3.3.0]октан (Ь13).

Белый порошок, выход 0.57 г (87%). 31Р {Н} ЯМР (162.0 МГц, СБС13, 25 °С): 5Р = 128.5. 13С {Н} ЯМР (100.6 МГц, СОС1з] 25 °С): 5С = 26.2 [д, 3У = 4.0 Гц, С (7)], 31.5 [с, С (6)], 47.6 [д, 27= 35.7 Гц, С (8)], 49.6 (с, 2СНсагЬ), 53.2 [д, ^= 6.9 Гц, С (4)], 62.5 [д, 2У= 8.4 Гц, С (5)], 115.1 (д, 3У= 12.8 Гц, СНАг), 118.4 (с, СНАг), 128.8 (с, СНАг), 145.6 (д, 2J = 15.3 Гц, Саг). «В {Н} ЯМР (128.4 МГц, СБС13- 25 °С): 8 В = 6.7 (с, 1В), -7.9 (с, 2В), -11.8 (с, 1В), -14.8 (с, 2В), -16.6 (с, 2В), -20.3 (с, 1В), -25.9 (с, 1В). МБ (Е1, 70 еУ): т/г (%) = 364 (17) [М]+, 259 (100). Вычислено для Со^В^ОР (%): С, 42.84, Н, 6.91, И, 7.69- найдено (%): С, 43.03, Н, 7.0, N. 7.64.

2/?, 55)-2-(л1е"1а-карборан-1-илокси)-3-фенил-1,3-Диаза-2-фосфобицикло[3.3.0]октан (Ь14).

Белый порошок, выход 0.50 г (76%). 31Р {Н} ЯМР (162.0 МГц, СБС13, 25 °С): 5Р = 133.5. 13С {Н} ЯМР (100.6 МГц, СОС13,25 °С): 6С = 26.5 [д, 3У= 4.0 Гц, С (7)], 31.2 [с, С (6)], 46.8 [д, 2У = 40.8 Гц, С (8)], 50.8 (с, 2СНсагЬ), 53.1 [д, 2У = 6.0 Гц, С (4)], 62.3 [д, 2/= 9.4 Гц, С (5)], 115.1 (д, ЪJ= 17.4 Гц, СНаг), 119.6 (с, СНАг), 129.0 (с, СНАг), 144.5 (д, 2У= 19.6 Гц,.

Сдг). «В {Н} ЯМР (128.4 МГц, CDC13,25 °С): 5 В = -4.7 (с, 1В), -11.4 (с, 2В), -13.2 (с, 2В), -15.5 (с, ЗВ), -16.2 (с, 2В). MS (EI, 70 eV): m/z (%) = 364 (23) [M]+, 259 (100). Вычислено для C13H25B10N2OP (%): С, 42.84, Н, 6.91, N, 7.69- найдено (%): С, 42.96, Н, 7.08, N, 7.60. Pd-катализируемое аллильное алкилирование 1,3-дифенил-2-пропенилацетата 58 диметилмалонатом, аллильное сульфонилирование 58 п-толилсульфинатом натрия и аллильное аминирование 58 ди-н-пропиламином с использованием лигандов L13 и L14 проводилось по известным методикам. [119, 110, 120].