Инденилиденовые комплексы рутения, содержащие бис(N-алкил/N'-мезитил) гетероциклические карбеновые лиганды

Обложка
  • Авторы: Юй Б.1, Хамад Ф.Б.2, Ван Хекке К.3, Верпоорт Ф.4
  • Учреждения:
    1. Ключевая лаборатория городского сельского хозяйства (Северный Китай), Министерство сельского хозяйства, Колледж биологических наук и природных ресурсов Пекинского сельскохозяйственного университета
    2. Педагогический колледж Дар-эс-Саламского университета
    3. Гентский университет
    4. Государственная ключевая лаборатория передовых технологий синтеза и обработки материалов, Уханьский технологический университет
  • Выпуск: Том 12, № 2 (2022)
  • Страницы: 180-191
  • Раздел: Химические науки
  • URL: https://bakhtiniada.ru/2227-2925/article/view/301162
  • DOI: https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-2-180-191
  • ID: 301162

Цитировать

Полный текст

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

Email: yubaoyi123@hotmail.com

Ф. Б. Хамад

Педагогический колледж Дар-эс-Саламского университета

Email: hamadfatma@yahoo.com

К. Ван Хекке

Гентский университет

Email: Kristof.VanHecke@UGent.be

Ф. Верпоорт

Государственная ключевая лаборатория передовых технологий синтеза и обработки материалов, Уханьский технологический университет

Email: francis@whut.edu.cn

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 ofcomplexes. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».