在不飽和化合物的加氫甲酰化中的亞磷酰胺衍生物的制作方法
【專利說明】在不飽和化合物的加氫甲釀化中的亞磷釀胺衍生物
[0001] 就量而言，加氫甲酰化是工業規模下最重要的均相催化作用之一。由此獲得的醛 是化學工業中重要的中間體或最終產物(Rhodium Catalyzed Hydroformylation, P. W. N. M. van Leeuwen, C. Claver, eds.; Kluver Academic Publishers: Dordrecht Netherlands; 2000. R. Franke, D. Selent, A. Borner, Chem. Rev. 2012, 112, 5675.)。使用Rh催化劑的加氫甲酰化特別重要。
[0002] 除了未官能化的烯烴的加氫甲酰化，與官能化的底物(尤其包括從可再生原材料 獲得的那些烯烴)的反應越來越重要。在本發明中，不飽和的脂肪酸的加氫甲酰化起到特別 重要的作用（厶.8〇1^，卩&13(^.了6。1111〇1.1990，92，375-388.厶.861^，八· ffestfechtel, Chem. Ing. Tech. 2007, 79, 621-636. A. Behr, A. ffestfechtel, J. Perez Gomes, Chem. Eng. Technol. 2008, 31, 700-714)〇
[0003] 為了控制該催化劑的活性和區域選擇性，通常使用三價磷的化合物作為有機配 體。特別地，亞磷酸酯，即含有P-Ο鍵的化合物已非常廣泛用于此用途（EP 0054986 ;EP 0697391；EP 213639；EP 214622；US 4769498；DE 10031493；DE 2；W0 2008124468)。
[0004] 亞磷酰胺，即具有一個或多個P-N鍵代替P-0鍵的化合物，迄今僅很少用作加氫甲 酰化中的配體。
[0005] Van Leeuwen及同事（厶.￥&111?〇〇7，0.1311找6『8，？.〇.]\1(&11161·，？.？.？^· Μ· van Leeuwen, Reel. Trav. Chim. Pays-Bas 1996，115，492)最早研究在加氛甲醜 化中的單齒亞磷酰胺。總體而言，在高達1000:1的高至極高配體/銠比率下觀察到僅中等催 化性能。在10:1的最低配體/銠比率或P/Rh比率下，發現高異構化活性和形成非加氫甲酰化 的內烯烴。只有提高P/Rh比率才能將T0F提高到適中的910 h-1并增強選擇性。在W0 2007/ 031065中提出手性亞磷酰胺用于不對稱催化的用途，沒有給出專門針對不對稱加氫甲酰化 的實施例。各自具有亞磷酰胺單元的手性雙齒配體已經以各種形式用于不對稱加氫甲酰化 (J. Mazuela, 0. Pamies, Μ. Dieguez, L. Palais, S. Rosset, A. Alexakis, Tetrahedron: Asymmetry 2010, 21, 2153-2157；Y. Yan, X. Zhang, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7198-7202；Z. Hua, V. C. Vassar, H. Choi, 1.0 jima, PNAS 2004, 13， 5411-5416)。
[0006] 對催化劑效力至關重要的是在催化之前、之中和之后（后者在有意再循環的情況 下)配體對各種化學試劑的穩定性。亞磷酸酯配體(其不同于膦，對氧非常穩定)分解的主要 原因之一是與水反應，這導致P-0鍵裂解(Homogeneous Catalysts，Activity-Stability-Deactivation， P. W. Ν· M. van Leeuwen, J. C. Chadwick, eds. ;Wiley_VCH, 2011， 第23頁及以下各頁）。水解特別產生已失去它們的大部分配體性質的五價磷化合物。水在幾 乎所有加氫甲酰化條件下通過產物醛的羥醛縮合幾乎不可避免地形成。此外，水總是伴隨 著從植物原材料獲得的官能化烯烴。
[0007] -般而言，亞磷酰胺具有比亞磷酸酯高的與親核體(例如水或醇）的反應傾向。這 種性質被廣泛用于例如由亞磷酰胺合成亞磷酸酯（e-ER0S Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, doi:10.1002/047084289X.rn00312；R. Hulst, N. K. de Vries, B. L. Feringa, Tetrahedron: Asymmetry 1994, 5, 699-708)，但同時產生關 于其作為具有長期穩定性的配體用于催化的適用性的特定問題。
[0008] 合適的磷取代基的使用可以有助于穩定會水解的磷化合物。迄今就亞磷酰胺配體 描述的唯一方法是在磷上使用N-吡咯基(W0 02/083695)。雜環上的取代基，例如2-乙基吡 咯基(WO 03018192、DE 2)或吲哚基(W0 03/018192)進一步改進水解穩定性。
[0009] 也可以通過如EP 167791UUS 2006/0224000和US 8,110,709中所教導將胺添加 到加氫甲酰化反應中來減慢亞磷酰胺配體的水解分解。
[0010] 水解穩定的吡咯基膦的使用或堿性穩定劑的添加將加氫甲酰化反應的應用范圍 極大縮小至這些實施例。
[0011] 本發明的一個目的是提供用于有機化合物的化學合成，尤其是不飽和化合物的加 氫甲酰化、氫氰化和氫化的催化活性組合物的水解穩定的配體。除了亞磷酰胺的易合成性 和它們作為配體的用途之外，還應在加氫甲酰化中實現產物的高收率和高的n/i選擇性。
[0012] 該目的通過式（I)的亞磷酰胺實現： 出乎意料地，小的內酰胺環特別是賦予亞磷酰胺極高的水解穩定性。該水解穩定性通 過長時間的31P NMR測量確認。
[0013] 本發明提供了式(I)的亞磷酰胺，其中Q是二價的取代或未取代的芳族基團； 其中R1不同于R2且它們彼此獨立地選自烷基、芳基、羧酰胺基或有機磺酰基； 或者R1和R2與N-起形成選自內酰胺、二羧酰亞胺的雜環結構。
[0014] 優選地，Q選自取代或未取代的1，Γ -聯苯基、1，Γ -聯萘基或鄰-苯基。
[0015] 更優選地，Q選自取代或未取代的1，Γ -聯苯基。
[0016] 優選地，取代的1，Γ -聯苯基在1，Γ -聯苯-2，2 ' -二醇基礎骨架的3，3 '和/或5，5 ' 位置具有烷基和/或烷氧基，優選Ci-Cf烷基，更優選叔丁基（t-Bu)和/或優選Ci-C5_燒氧 基，更優選甲氧基。
[0017] 有利地，R1不同于R2且它們彼此獨立地選自d-Cnj-烷基，優選&-C5-烷基、芳基、 羧酰胺基或對甲苯磺酰基。
[0018] 特別優選地，式（I)的化合物選自：
[0019] 本發明還提供了式Me(acaC)(C0)L的含過渡金屬化合物，其中Me =過渡金屬，其 中L選自： 其中Q是二價的取代或未取代的芳族基團； 其中R1不同于R2且它們彼此獨立地選自烷基、芳基、羧酰胺基或有機磺酰基； 或者R1和R2與N-起形成選自內酰胺、二羧酰亞胺的雜環結構。
[0020] 優選地，Q選自取代或未取代的1，Γ -聯苯基、1，Γ -聯萘基或鄰-苯基。
[0021 ]更優選地，Q選自取代或未取代的1，Γ -聯苯基。
[0022] 優選地，取代的1，Γ -聯苯基在1，Γ -聯苯-2，2 ' -二醇基礎骨架的3，3 '和/或5，5 ' 位置具有烷基和/或烷氧基，優選Ci-Cf烷基，更優選叔丁基（t-Bu)和/或優選Ci-C5_燒氧 基，更優選甲氧基。
[0023] 有利地，R1不同于R2且它們彼此獨立地選gCi-Cnj烷基，優選&-C5烷基、芳基、 羧酰胺基或對甲苯磺酰基。
[0024] 在特別優選的式Me(acaC)(C0)L的含過渡金屬化合物中，其中Me =過渡金屬，L選 自：
[0025] 優選地，所述過渡金屬Me選自f了、鈷、銘、銥;尤其優選地，Me =銘。
[0026]使過渡金屬以其鹽形式，例如鹵化物、羧酸鹽(例如乙酸鹽)或市售配合物，例如乙 酰丙酮化物、羰基化物(carbonyl s )、環聚稀(例如1，5-環辛二稀）或它們的混合形式，例如 Rh(acac)(C0)2(其中acac =乙酰丙酮陰離子）、Rh(acac)(C0D)(其中⑶D = 1，5_環辛二 烯)作為前體與本發明亞磷酰胺接觸，其中這一反應可以在在先反應中或在含氫氣和一氧 化碳的氣體混合物存在下進行。
[0027]本發明還提供在加氫甲酰化中起到催化活性的組合物，其包含： a)式Me(acac)(C0)L的含過渡金屬化合物，其中Me =過渡金屬，其中L選自： 其中Q是二價的取代或未取代的芳族基團； 其中R1不同于R2且它們彼此獨立地選自烷基、芳基、羧酰胺基或有機磺酰基； 或者R1和R2與N-起形成選自內酰胺、二羧酰亞胺的雜環結構； 優選地，Q選自取代或未取代的1，Γ -聯苯基、1，Γ -聯萘基或鄰-苯基； 更優選地，Q選自取代或未取代的1，Γ -聯苯基； 優選地，取代的1，Γ -聯苯基在1，Γ-聯苯-2，2 ' -二醇基礎骨架的3，3 '和/或5，5 '位置 具有烷基和/或烷氧基，優選&-C4-烷基，更優選叔丁基（t-Bu)和/或優選Q-C5-烷氧基， 更優選甲氧基； 同時，有利地，R1不同于R2且它們彼此獨立地選自烷基，優選&-C5-烷基、芳基、 羧酰胺基或對甲苯磺酰基； 在特別優選的式Me(acac)(CO)L的含過渡金屬化合物中，其中Me =過渡金屬，L選自： 優選地，所述過渡金屬Me選自舒、鈷、銘、銥;尤其優選地，Me =銘； b)式(I)的游離配體： 其中Q是二價的取代或未取代的芳族基團； 其中R1不同于R2且它們彼此獨立地選自烷基、芳基、羧酰胺基或有機磺酰基； 或者R1和R2與N-起形成選自內酰胺、二羧酰亞胺的雜環結構； 優選地，Q選自取代或未取代的1，Γ -聯苯基、1，Γ -聯萘基或鄰-苯基； 更優選地，Q選自取代或未取代的1，Γ -聯苯基； 優選地，取代的1，Γ -聯苯基在1，Γ-聯苯-2，2 ' -二醇基礎骨架的3，3 '和/或5，5 '位置 具有烷基和/或烷氧基，優選&-C4-烷基，更優選叔丁基（t-Bu)和/或優選Q-C5-烷氧基， 更優選甲氧基； 同時，有利地，R1不同于R2且它們彼此獨立地選自烷基，優選&-C5-烷基、芳基、 羧酰胺基或對甲苯磺酰基； 特別優選地，式(I)的化合物選自： C)溶劑。
[0028] 在本發明中，