Оксоалкилиденовые комплексы вольфрама для z-селективного метатезиса олефинов

Оксоалкилиденовые комплексы вольфрама для z-селективного метатезиса олефинов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки на патент США №61/556643, поданной 7 ноября 2011 г., содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

Заявление относительно исследований или разработок, финансируемых из федерального бюджета

[0002] Изобретение было создано при поддержке правительства США по гранту № DE-FGO2-86ER13564, предоставленному Министерством энергетики США, и по гранту №. СНЕ-1111133, предоставленному Национальным научным фондом США. Правительство имеет определенные права на данное изобретение.

Область техники

[0003] Изобретение в целом относится к предшественникам катализатора метатезиса олефинов.

Уровень техники

[0004] Каталитический метатезис олефинов изменил химический синтез и обеспечивает исключительно эффективные пути синтеза алкенов. Большое количество коммерчески важных молекул содержит олефины. Такие ценные химические вещества включают биологически активные молекулы, олеохимикаты, возобновляемые источники энергии, продукты тонкого органического синтеза, полимерные материалы и многое другое. Кроме того, для многих реакций в органической химии требуются алкены в качестве исходных материалов. Соответственно, остается неудовлетворенная потребность в улучшенных способах и катализаторах для реакций метатезиса.

Краткое описание чертежей

[0005] Фигура 1. Изображение теплового эллипсоида I-1.

[0006] Фигура 2. Изображение теплового эллипсоида (50% вероятность) syn-W(O)(CH-t-Bu)(OHIPT)(Me₂Pyr) (I-2). Атомы водорода опущены для ясности. Выбранные длины связей (Å) и углы (°): W1-C1=1,886(3), W1-O2=1,695(3), W1-O1=1,868(2), W1-N1=2,001(2), W1-O1-C21=166,9(2), W1-C1-C2=136,7(3).

[0007] Фигура 3. Изображение теплового эллипсоида (50% вероятность) syn-W(O)(CH-t-Bu)(OHMT)(Me₂Pyr)(PMe₂Ph) (I-4). Атомы водорода опущены для ясности. Молекулы растворителя не показаны. Выбранные длины связей (Å) и углы (°): W1-C1=1,900(3), W1-O2=1,717(2), W1-O1=1,964(2), W1-N1=2,074(2), W1-P1=2,580(1), W1-O1-C21=159,8(2), W1-C1-C2=141,0(2).

[0008] Фигура 4. Типичный ¹H ЯМР-спектр продукта смеси гомосочетания 1-октена. Олефиновая область ¹H ЯМР (в CDCl₃) спектра неочищенного продукта гомосочетания 1-октена, активизированного с помощью I-4. Не наблюдается транспродукта (при ~5,38 ppm). Звездочкой обозначен остаточный этилен.

[0009] Фигура 5. Изображение теплового эллипсоида (50% вероятность) W(O)(B(C₆F₅)₃)(CH-t-Bu)(OHMT)(Me₂Pyr) (I-6). Атомы водорода опущены для ясности. Избранные длины связей (Å) и углы (°): W1-C1=1,868(2), W1-O2=1,759(2), W1-O1=1,860(2), W1-N1=1,968(2), B1-O2=1,571(3), W1-O1-C21=150,9(1), W1-C1-C2=155,4(2).

[0010] Фигура 6. ¹H ЯМР-спектры WO(CH-t-Bu)(Me₂Pyr)(HIPTO) раствора в C₆D₆ после добавления 1 атм этилена. Сигналы, относящиеся к предполагаемым замещенным и незамещенным металлоциклам помечены * и #, соответственно.

[0011] Фигура 7. ¹H ЯМР-спектры с переменной температурой I-2 и смеси I-2 и B(C₆F₅)₃.

[0012] Фигура 8. Изображение теплового эллипсоида (50% вероятность) W(O)(CH-t-Bu)(Ph₂Pyr)(OHMT). Атомы водорода опущены для ясности. Выбранные длины связей (Å) и углы (°): W1-C1=1,895(2), W1-O1=1,690(1), W1-O2=1,894(1), W1-N1=2,037(2); W1-C1-C2=141,1(1), W1-O2-C6=143,1(1).

[0013] Фигура 9. Изображение теплового эллипсоида (50% вероятность) W(O)(CH-t-Bu)[N(C₆F₅)₂](OHMT)(PMe₂Ph). Атомы водорода опущены для ясности. Выбранные длины связей (Å) и углы (°): W1-C1=1,898(2), W1-O1=1,710(2), W1-O2=1,965(1), W1-N1=2,127(2), W1-P1=2,564(1), W1-C1-C2=141(2), W1-O2-C6=154,0(1).

[0014] Фигура 10. Изображение теплового эллипсоида (50% вероятность) тетрагонально-пирамидального W(O)(C₃H₆)(ОНМТ)(Silox). Атомы водорода опущены для ясности, за исключением находящихся в металлоцикле. Показаны только основные компоненты разупорядочения. Выбранные длины связей (Å) и углы (°): W1-C1=2,172(3), W1-C3=2,168(3), W1-O1=1,690(2), W1-O2=1,896(2), W1-O3=1,875(3), С1-С2=1,527(4), С2-C3=1,522(4); W1-C1-C2=95,0(2), W1-C3-C2=95,4(2), С1-С2-C3=95,6(2), C1-W1-C3=62,7(1), O2-W1-O3=103,3(1), O1-W1-O2=113,6(1), O1-W1-O3=113,4(1), W1-O2-C4=148,0(1), W1-O3-Si1=161,9(4).

[0015] Фигура 11. Изображение теплового эллипсоида (вероятность 50%) тетраэдрического W(O)(CH₂)(OHMT)₂. Атомы водорода, за исключением находящихся в метилидене, опущены для ясности. Показаны только основные компоненты разупорядочения. Выбранные длины связей (Å) и углы (°): W1-C1=1,895(8), W1-O1=1,694(5), W1-O2=1,881(2), W1-O3=1,917(2); W1-C1-H1A=109(3), W1-C1-H1B=127(3), Н1А-С1-H1B=123(4), O1-W1-C1=103,1(3), W1-O2-C2=136,3(2), W1-O3-C26=138,6(2).

Подробное описание изобретения

1. Общее описание некоторых вариантов реализации изобретения

[0016] Ранее при разработке катализаторов метатезиса олефинов, содержащих вольфрам, было показано, что метатетически более активные и воспроизводимые системы получались, когда преднамеренно задействовали оксокомплексы вольфрама или данные комплексы присутствовали в качестве примесей в WCl₆ (К.J. Ivin and J.С. Mol, Olefin Metathesis and Metathesis Polymerization; Academic Press: San Diego, 1997; K.J. Ivin, Olefin Metathesis; Academic Press, 1983; Calderon, N.; Ofstead, E.A.; Ward, J.P.; Judy, W.A.; Scott, K.W.J. Am. Chem. Soc. 1968, 90, 4133; Basset, J.M.; Coudurier, G.; Praliaud, H.J. Catal. 1974, 34, 152; Mocella, M.T.; Rovner, R.; Muetterties, E.L.J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 4689; Burwell, R.L., Jr.; Brenner, A.J. Mol. Catal. 1976, 1, 77; Kress, J.R.M.; Russell, M.J.M.; Wesolek, M.G.; Osborn, J.A.J. Chem. Soc. Chem. Comm. 1980, 431; Muetterties, E.L.; Band, E. 1980, 102, 6572; Kress, J.R.M; Wesolek, M.G.; Le Ny; J.-P.; Osborn, J.A.J. Chem. Soc. Chem. Comm. 1981, 1039; Kress, J.R.M.; Wesolek, M.G.; Osborn, J.A.J. Chem. Soc. Chem. Comm. 1982, 514; Kress, J.R.M.; Osborn, J.A.J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 6346). Возможность того, что оксоалкилиденовые комплексы, например, W(O)(CHR)X₂ (где X представляет собой хлорид, алкоксид и т.д.), являются истинными катализаторами по меньшей мере некоторых из "классических" систем метатезиса олефинов становится более вероятной, когда 1 (L = PMe₃ и другие фосфины) получены и выделены с хорошим выходом (Schrock, R.R.; Rocklage, S.М; Wengrovius, J.H.; Rupprecht, G.; Fellmann, J.J. Molec. Catal. 1980, 8, 73; Wengrovius, J.H.; Schrock, R.R.; Churchill, M.R.; Missert, J.R.; Youngs, W.J.J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 4515; Wengrovius, J.H.; Schrock, R.R. Organometallics 1982, 1, 148). Соединение 1 было первым алкилиденовым комплексом вольфрама с высокой степенью окисления вольфрама в указанном комплексе, который (i) метатезировал концевые и внутренние олефины (в присутствии следов AlCl₃) и (ii) позволял получить новый алкилиден, что можно было наблюдать как следствие метатезиса олефинов. Тремя наиболее вероятными ролями AlCl₃ являются удаление галогенида с образованием монокатионных или дикатионных веществ, удаление фосфина с образованием 16-электронного монофосфинового аддукта (Wengrovius, J.Н.; Schrock, R.R.; Churchill, M.R.; Missert, J.R.; Youngs, W.J.J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 4515) или активация путем добавления AlCl₃ к оксолиганду (Schrock, R.R.; Rocklage, S.М; Wengrovius, J.H.; Rupprecht, G.; Fellmann, J.J. Molec. Catal. 1980, 8, 73; Wengrovius, J.H.; Schrock, R.R.; Churchill, M.R.; Missert, J.R.; Youngs, W.J.J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 4515; Wengrovius, J.H.; Schrock, R.R. Organometallics 1982, 1, 148).

[0017] К тому времени, когда было обнаружено 1, алкилиденовые комплексы тантала стали применять в качестве функциональных катализаторов метатезиса олефинов с применением алкоксидов в качестве лигандов (Rocklage, S.М.; Fellmann, J.D.; Rupprecht, G.A.; Messerle, L.W.; Schrock, R.R.J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 1440; Schrock, R.R. Polyhedron 1995, 14, 3177). Таким образом, было предпринято несколько попыток получать вещества W(O)(CH-t-Bu)(OR)₂ из 1, но такие вещества не были выделены и охарактеризованы. Ввиду проблем синтеза, обнаруженных при попытке алкилирования оксокомплексов, включая удаление оксолиганда целиком (Kress, J.R. М.; Wesolek, М.G.; Osborn, J.A.J. Chem. Soc. Chem. Comm. 1982, 514; Kress, J.R.M.; Osborn, J.A.J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 6346), а также для защиты алкилиденов от бимолекулярного разложения, внимание привлек синтез имидоалкилиденовых комплексов W и Mo, особенно тех, которые содержали фенилимидолиганд, такой как N(2,6-i-Pr₂C₆H₃) (Schrock, R.R. Chem. Rev. 2002, 102, 145-180; Schrock, R.R. в Braterman, P.R., Ed. Reactions of Coordinated Ligands, Plenum: New York, 1986, p. 221). Учитывая успешность применения имидоалкилиденовых комплексов при метатезисе олефинов, за последние 25 лет к оксоалкилиденовым комплексам не проявлялось достаточно интереса (Bryan, J.С.; Mayer, J.С.J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 2298; Blosch, L.L.; Abboud, K.; Boncella, J.M.J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 7066; Ahn, S.; Mayr, A.J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7408; De la Mata, F.J.; Grubbs, R.H. Organometallics 1996,15, 577; O'Donoghue, M.В.; Schrock, R.R.; LaPointe, A.M.; Davis. W.M. Organometallics 1996, 15, 1334; Crane, Т.W.; White, P.S.; Templeton, J.L. Organometallics 1999, 18, 1897).

[0018] Новейшей разработкой в химии имидоалкилиденов Mo и W являются моноарилоксидмонопирролидные (MAP) комплексы (Schrock, R.R. Chem. Rev. 2009, 109, 3211). Одним из наиболее интересных обнаруженных фактов является способность некоторых MAP-катализаторов способствовать протеканию Z-селективных реакций метатезиса вследствие присутствия относительно «большой» арилоксидной группы и «маленькой» имидогруппы (Ibrahem, I; Yu, М.; Schrock, R.R.; Hoveyda, A.H. J. Am. Chem. Soc, 2009, 131, 3844; Flook, M.M.; Jiang, A.J.; Schrock, R.R.; Miiller, P.; Hoveyda, A.H.J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7962; Flook, M.M.; Gerber, L.С.H.; Debelouchina, G.Т.; Schrock, R.R. Macromolecules 2010, 43, 7515; Flook, M.M.; Ng, V.W.L.; Schrock, R.R.J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1784; Jiang, A.J.; Zhao, Y.; Schrock, R.R.; Hoveyda, A.H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16630; Marinescu, S.C.; Schrock, R.R.; Muller, P.; Takase, M.K.; Hoveyda, A.H. Organometallics, 2011, 30, 1780; Marinescu, S.C.; Levine, D.S.; Zhao, Y.; Schrock, R.R.; Hoveyda, A.H.J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11512; Malcolmson, S.J.; Meek, S.J.; Sattely, E.S.; Schrock, R.R.; Hoveyda, A.H. Nature 2008, 456, 933; Meek, S.J.; O'Brien, R.V.; Llaveria, J.; Schrock, R.R.; Hoveyda, A.H. Nature 2011, 471, 461; Yu, M.; Wang, C.; Kyle, A.F.; Jakubec, P.; Dixon, D.J.; Schrock, R.R.; Hoveyda, A.H. Nature 2011, 479, 88). Предпочтительным металлом для Z-селективных сочетаний концевых олефинов в настоящее время, как представляется, является вольфрам, и наиболее успешный арилоксидный лиганд представляет собой O-2,6-(2,4,6-триизопропилфенил)₂C₆H₃ или OHIPT. Более активные молибденовые комплексы (Schrock, R.R., King, A.J.; Marinescu, S.С; Simpson, J.H.; Muller, P. Organometallics 2010, 29, 5241), как оказалось, изомеризуют Z-продукт в E. Было высказано предположение, что необычные пространственные требования OHIPT лиганда направляют все металлциклобутановые заместители на одну сторону кольца металлоцикла, благодаря чему образуются только Z-продукты. Поскольку оксолиганд меньше, чем любой NR-лиганд (R не является H), возник вопрос относительно возможности применения MAP-вариантов оксоалкилиденовых комплексов вольфрама в качестве подходящих Z-селективных катализаторов.

[0019] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения предложено соединение формулы I:

,

где каждый из R¹ и R² независимо представляет собой R, -OR, -SR, -N(R)₂, -OC(O)R, -SOR, -SO₂R, -SO₂N(R)₂, -C(O)N(R)₂, -NRC(O)R или -NRSO₂R;

каждый R³ и R⁴ представляет собой галоген, R, -N(R)₂, -NRC(O)R, -NRC(O)OR, -NRC(O)N(R)₂, -NRSO₂R, -NRSO₂N(R)₂, -NROR, NR₃, -OR, O(R)₂, фосфорсодержащий лиганд или необязательно замещенную группу, выбранную из 5-6-членного моноциклического гетероарильного кольца, содержащего по меньшей мере один атом азота и 0-3 дополнительных гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы, 4-7-членного насыщенного или частично ненасыщенного гетероциклического кольца, содержащего по меньшей мере один атом азота и 0-2 дополнительных гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы, 7-10-членного бициклического насыщенного или частично ненасыщенного гетероциклического кольца, содержащего по меньшей мере один атом азота и 0-4 дополнительных гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы, или 8-10-членного бициклического гетероарильного кольца, содержащего по меньшей мере один атом азота и 0-4 дополнительных гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы;

каждый R независимо представляет собой водород или необязательно замещенную группу, выбранную из C_1-20 алифатической группы, C_1-20 гетероалифатической группы, содержащей 1-3 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы, фенила, ферроцена, 3-7-членного насыщенного или частично ненасыщенного карбоциклического кольца, 8-10-членного бициклического насыщенного, частично ненасыщенного или арильного кольца, 5-6-членного моноциклического гетероарильного кольца, содержащего 1-4 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы, 4-7-членного насыщенного или частично ненасыщенного гетероциклического кольца, содержащего 1-3 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы, 7-10-членного бициклического насыщенного или частично ненасыщенного гетероциклического кольца, содержащего 1-5 гетероатомов, независимо выбранных из азота, кислорода или серы, или 8-10-членного бициклического гетероарильного кольца, содержащего 1-5 гетероатомов, независимо выбранных из азота, кислорода или серы, или

две или три группы R при одном и том же атоме азота совместно с указанным атомом азота образуют необязательно замещенное 3-12-членное насыщенное, частично ненасыщенное или арильное кольцо, содержащее 0-5 дополнительных гетероатомов, не включая указанный атом азота, независимо выбранных из азота, кислорода или серы; или

две группы R при одном и том же атоме кислорода совместно с указанным атомом кислорода образуют необязательно замещенное 3-12-членное насыщенное, частично ненасыщенное или арильное кольцо, содержащее 0-5 дополнительных гетероатомов, не включая указанный атом кислорода, независимо выбранных из азота, кислорода или серы;

n представляет собой 0, 1 или 2;

каждый R⁵ независимо представляет собой монодентатный лиганд, или два R⁵ совместно с расположенными между ними атомами образуют необязательно замещенную бидентатную группу; и

два или более из R¹, R², R³, R⁴ и R⁵ могут совместно с расположенными между ними атомами образовывать необязательно замещенный полидентатный лиганд.

[0020] Другие аспекты соединений формулы I подробно описаны ниже.

2. Определения

[0021] Соединения согласно настоящему изобретению включают те, которые в общем описаны в настоящем документе, и дополнительно проиллюстрированы классами, подклассами и разновидностями предложенных в настоящем документе веществ. В настоящем документе, если не указано иное, применяются следующие определения. Для целей настоящего изобретения химические элементы обозначатся в соответствии с периодической таблицей элементов, версией CAS, Справочником по химии и физике (Handbook of Chemistry and Physics), 75-е изд. Кроме того, общие принципы органической химии описаны в источниках "Organic Chemistry", Thomas Sorrell, University Science Books, Sausalito: 1999 и "March's Advanced Organic Chemistry", 5th Ed., Ed.: Smith, M.B. and March, J., John Wiley & Sons, New York: 2001, при этом полное содержание указанных источников включено в настоящее описание посредством ссылки.

[0022] Термин «алифатический» или «алифатическая группа» в настоящем документе означает линейную (то есть неразветвленную) или разветвленную, замещенную или незамещенную углеводородную цепь, которая полностью насыщена или содержит одно или более ненасыщенных звеньев, или моноциклический углеводород, бициклический углеводород, или трициклический углеводород, который полностью насыщен или содержит одно или более ненасыщенных звеньев, но который не является ароматическим (также называемый в настоящем документе «карбоцикл», «циклоалифатический» или «циклоалкил»), который имеет одну место присоединения к остальной части молекулы. Если не указано иное, алифатические группы содержат 1-30 алифатических атомов углерода. В некоторых вариантах реализации алифатические группы содержат 1-20 алифатических атомов углерода. В других вариантах реализации алифатические группы содержат 1-10 алифатических атомов углерода. Еще в других вариантах реализации алифатические группы содержат 1-5 алифатических атомов углерода, и еще в других вариантах реализации алифатические группы содержат 1, 2, 3, и 4 алифатических атома углерода. Подходящие алифатические группы включают, но не ограничиваются ими, линейные или разветвленные, замещенные или незамещенные алкильные, алкенильные, алкинильные группы и их гибриды, такие как (циклоалкил)алкил, (циклоалкенил)алкил или (циклоалкил)алкенил.

[0023] Термин «циклоалифатический» в настоящем документе относится к насыщенной или частично ненасыщенной циклической алифатической моноциклической, бициклической или полициклической кольцевым системам, описанным в настоящем документе, содержащим от 3 до 14 членов, где указанная алифатическая кольцевая система необязательно замещена, как определено выше и описано в настоящем документе. Циклоалифатические группы включают, но не ограничиваются ими, циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклопентенил, циклогексил, циклогексенил, циклогептил, циклогептенил, циклооктил, циклооктенил, норборнил, адамантил и циклооктадиенил. В некоторых вариантах реализации циклоалкил содержит 3-6 атомов углерода. Термин «циклоалифатические» может также включать алифатические кольца, которые конденсированы с одним или более ароматическим или неароматическим кольцом, таким как декагидронафтил или тетрагидронафтил, где радикал или точка присоединения находится на алифатическом кольце. В некоторых вариантах реализации карбоциклическая группа является бициклической. В некоторых вариантах реализации карбоциклическая группа является трициклической. В некоторых вариантах реализации карбоциклическая группа является полициклической. В некоторых вариантах реализации «циклоалифатический» (или «карбоцикл» или «циклоалкил») относится к моноциклическому C₃-C₆ углеводороду или C₈-C₁₀ бициклическому углеводороду, который является полностью насыщенным или который содержит одно или более ненасыщенных звеньев, но который не является ароматическим, который имеет одну место присоединения к остальной части молекулы, или С₉-С₁₆ трициклическому углеводороду, который полностью насыщен или который содержит одно или более ненасыщенных звеньев, но который не является ароматическим, который имеет одну место присоединения к остальной части молекулы.

[0024] В настоящем документе термин «алкил» имеет обычное для данной области значение и может включать насыщенные алифатические группы, включая линейные алкильные группы, разветвленные алкильные группы, циклоалкильные (алициклические) группы, алкилзамещенные циклоалкильные группы, и циклоалкилзамещенные алкильные группы. В некоторых вариантах реализации линейный или разветвленный алкил содержит примерно 1-20 атомов углерода в основной цепи (например, С₁-С₂₀ для линейной цепи, С₂-С₂₀ для разветвленной цепи), и как альтернативный вариант примерно 1-10. В некоторых вариантах реализации циклоалкильное кольцо содержит примерно от 3-10 атомов углерода в своей кольцевой структуре, где такие кольца являются моноциклическими или бициклическими, и как альтернативный вариант примерно 5, 6 или 7 атомов углерода в кольцевой структуре. В некоторых вариантах реализации алкильная группа может представлять собой низшую алкильную группу, где низшая алкильная группа включает 1-4 атома углерода (например, С₁-С₄ для линейных низших алкилов).

[0025] Используемый в настоящем документе термин «алкенил» относится к алкильной группе, как определено в настоящем документе, имеющей одну или более двойных связей.

[0026] Используемый в настоящем документе термин «алкинил» относится к алкильной группе, как определено в настоящем документе, имеющей одну или более тройных связей.

[0027] Термин «гетероалкил» имеет обычное для данной области значение и относится к алкильным группам, как описано в настоящем документе, в которых один или более атомов углерода заменены гетероатомом (например, кислородом, азотом, серой т.п.). Примеры гетероалкильных групп включают, но не ограничиваются ими, алкокси, поли(этиленгликоль)-, алкил-замещенный амино, тетрагидрофуранил, пиперидинил, морфолинил и т.д.

[0028] Термин «арил», используемый отдельно или как часть более крупного фрагмента, как в случае «аралкила», "аралкокси" или "арилоксиалкила", относится к моноциклическим или бициклическим кольцевым системам, содержащим суммарно от пяти до четырнадцати членов кольца, где по меньшей мере одно кольцо в системе является ароматическим, и где каждое кольцо в системе содержит от 3 до 7 членов кольца. Термин "арил" может использоваться взаимозаменяемо с термином "арильное кольцо". В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения, "арил" относится к ароматической кольцевой системе, которая включает, но не ограничиваются ими, фенил, бифенил, нафтил, бинафтил, антрацил и т.п., которые могут нести один или более заместителей. Также в рамки термина «арил», использованном в настоящем документе, включена группа, в которой ароматическое кольцо конденсировано с одним или более неароматических колец, таких как инданил, фталимидил, нафтимидил, фенантридинил или тетрагидронафтил, и тому подобное.

[0029] Термины "гетероарил" и "гетероар-", используемый отдельно или как часть более крупного фрагмента, например, "гетероаралкил" или "гетероаралкокси", относятся к группам, имеющим от 5 до 10 атомов в кольце (то есть моноциклическим или бициклическим), в некоторых вариантах реализации 5, 6, 9 или 10 атомов в кольце. В некоторых вариантах реализации такие кольца имеют 6, 10 или 14 π электронов, распределенных в матрице цикла; и содержащих, в дополнение к атомам углерода, от одного до пяти гетероатомов. Термин "гетероатом" относится к атомам азота, кислорода или серы, и включает любую окисленную форму азота или серы, и любую четвертичную форму основного азота. Гетероарильные группы включают, но не ограничиваются ими, тиенил, фуранил, пирролил, имидазолил, пиразолил, триазолил, тетразолил, оксазолил, изоксазолил, оксадиазолил, тиазолил, изотиазолил, тиадиазолил, пиридил, пиридазинил, пиримидинил, пиразинил, индолизинил, пуринил, нафтиридинил и птеридинил. В некоторых вариантах реализации гетероарил представляет собой гетеробиарильную группу, такую как бипиридил и тому подобное. Термины "гетероарил" и "гетероар-", использованные в настоящем документе, также включают группы, в которых гетероароматическое кольцо конденсировано с одним или более арилом, циклоалифатическими, гетероциклическими кольцами или, где радикал или точка присоединения находятся на гетероароматическом кольце. Неограничивающие примеры включают индолил, изоиндолил, бензотиенил, бензофуранил, дибензофуранил, индазолил, бензимидазолил, бензтиазолил, хинолил, изохинолил, циннолинил, фталазинил, хиназолинил, хиноксалинил, 4H-хинолизинил, карбазолил, акридинил, феназинил, фенотиазинил, феноксазинил, тетрагидрохинолинил, тетрагидроизохинолинил, и пиридо[2,3-b]-1,4-оксазин-3(4H)-он. Гетероарильная группа может быть моно- или бициклической. Термин "гетероарил" может быть использован взаимозаменяемо с терминами "гетероарильное кольцо", "гетероарильная группа" или "гетероароматический", любой из терминов включает кольца, которые являются необязательно замещенными. Термин "гетероаралкил" относится к алкильной группе, замещенной гетероарилом, где алкильные и гетероарильные части независимо необязательно замещены.

[0030] Используемые в настоящем документе термины «гетероцикл», «гетероциклил», «гетероциклический радикал» и «гетероциклическое кольцо» используются взаимозаменяемо и относятся к стабильному 5-7-членному моноциклическому или 7-10-членному бициклическому гетероциклическому фрагменту, который является либо насыщенным, либо частично ненасыщенным, и содержащему в дополнение к атомам углерода, один или более, предпочтительно, от одного до четырех гетероатомов, определенных в настоящем документе. Когда термин используется в отношении атома кольца гетероцикла, термин "азот" включает в себя замещенный азот. В качестве примера в насыщенном или частично ненасыщенном кольце, содержащем 0-3 гетероатома, выбранных из кислорода, серы или азота, азот может представлять собой N (как в 3,4-дигидро-2H-пирролиле), NH (как в пирролидиниле) или ⁺NR (как в N -замещенном пирролидиниле).

[0031] Гетероциклическое кольцо может быть присоединено к его боковой группе на любом гетероатоме или атоме углерода, что приводит к образованию стабильной структуры и любой из атомов кольца может быть необязательно замещенным. Примеры таких насыщенный или частично ненасыщенный гетероциклических радикалов включают, но не ограничиваются ими, тетрагидрофуранил, тетрагидротиофенил пирролидинил, пиперидинил, пирролинил, тетрагидрохинолинил, тетрагидроизохинолинил, декагидрохинолинил, оксазолидинил, пиперазинил, диоксанил, диоксоланил, диазепинил, оксазепинил, тиазепинил, морфолинил, и хинуклидинил. Термины «гетероцикл», «гетероциклил», «гетероциклическое кольцо», «гетероциклическая группа», «гетероциклический фрагмент» и «гетероциклический радикал» используются в настоящем документе взаимозаменяемо и также включают группы, в которых гетероциклическое кольцо конденсировано с одним или более арильными, гетероарильными или циклоалифатическими кольцами, такие как индолинил, 3H-индолил, хроманил, фенантридинил или тетрагидрохинолинил. Гетероциклическая группа может быть моно- или бициклической. Термин «гетероциклилалкил» относится к алкильной группе, замещенной гетероциклилом, где алкильные и гетероциклические части независимо необязательно замещены.

[0032] Используемый в настоящем документе термин «частично ненасыщенный» относится к кольцевому фрагменту, который включает по меньшей мере одну двойную или тройную связь. Термин «частично ненасыщенный», как предполагается, охватывает кольца, содержащие несколько ненасыщенных сайтов, но не предполагает включение арильных или гетероарильных фрагментов, определенных в настоящем документе.

[0033] Термин «гетероатом» обозначает один или более из атомов кислорода, серы, азота, фосфора или кремния (включая любую окисленную форму азота, серы, фосфора или кремния; четвертичную форму любого основного азота или замещаемый азот гетероциклического кольца, например N (как в 3,4-дигидро-2H-пирролиле), NH (как в пирролидиниле) или ⁺NR (как в N-замещенном пирролидиниле).

[0034] Термин «ненасыщенный», используемый в настоящем документе, означает, что фрагмент имеет одно или более звеньев ненасыщенности.

[0035] Термин «галоген» обозначает F, Cl, Br или I.

[0036] Как описано в настоящем документе, соединения согласно настоящему изобретению могут содержать «необязательно замещенные» фрагменты. В общем, термин «замещенный», вне зависимости от того, предшествует ли ему термин «необязательно» или нет, означает, что один или более атомов водорода из указанного фрагмента заменены подходящим заместителем. Если не указано иное, «необязательно замещенная» группа может содержать подходящий заместитель в каждом замещаемом положении группы, и когда более чем одно положение в любой данной структуре может быть замещено более чем одним заместителем, выбранным из указанной группы, такие заместители в каждом положении могут быть одинаковыми или различными. Комбинации заместителей, предусмотренных настоящим изобретением, предпочтительно являются такими, которые приводят к образованию стабильных или химически возможных соединений. Термин «стабильный», используемый в настоящем документе, относится к соединениям, которые по существу не изменяются под воздействием условий, обеспечивающих их получение, обнаружение и, в некоторых вариантах реализации, их выделение, очистку и применение для одной или более из целей, представленных в настоящем документе.

[0037] Подходящие одновалентные заместители для замещаемого атома углерода в «необязательно замещенной» группе независимо представляют собой галоген; -(CH₂)_0-4R°; -(CH₂)_0-4OR°; -O(CH₂)_0-4R°, -O-(CH₂)_0-4C(O)OR°; -(CH₂)_0-4CH(OR°)₂; -(CH₂)_0-4Ph, который может быть замещен R°; -(CH₂)_0-4O(CH₂)_0-1Ph который может быть замещен R°; -CH=CHPh который может быть замещен R°; -(CH₂)_0-4O(CH₂)_0-1-пиридил который может быть замещен R°; -NO₂; -CN; -N₃; -(CH₂)_0-4N(R°)₂; -(CH₂)_0-4N(R°)C(O)R°; -N(R°)C(S)R°; ; ; -(CH₂)_0-4N(R°)C(O)OR°; -N(R°)N(R°)C(O)R°; ; -N(R°)N(R°)C(O)OR°; -(CH₂)_0-4C(O)R°; -C(S)R°; -(CH₂)_0-4C(O)OR°; -(CH₂)_0-4C(O)SR°; ; -(CH₂)_0-4OC(O)R°; -OC(O)(CH₂)_0-4SR- SC(S)SR°; -(CH₂)_0-4SC(O)R°; ; ; -C(S)SR°; -SC(S)SR°, -; -C(O)N(OR°)R°; -C(O)C(O)R°; -C(O)CH₂C(O)R°; -C(NOR°)R°; -(CH₂)_0-4SSR°; -(CH₂)_0-4S(O)₂R°; -(CH₂)_0-4S(O)₂OR°; -(CH₂)_0-4OS(O)₂R°; ; -(CH₂)_0-4S(O)R°; ; -N(R°)S(O)₂R°; -N(OR°)R°; ; -P(O)₂R°; ; ; -OP(O)(OR°)₂; ; ; -(C_1-4 линейный или разветвленный алкилен)O-N(R°)₂; или -(C_1-4 линейный или разветвленный алкилен)C(O)0-N(R°)₂, где каждый R° может быть замещен, как определено ниже, и независимо представляет собой водород, С_1-6 алифатическую группу, -CH₂Ph, -O(CH₂)_0-1Ph, -CH₂-(5-6-членное гетероарильное кольцо) или 5-6-членное насыщенное, частично ненасыщенное или арильное кольцо, содержащее 0-4 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы, или, несмотря на приведенное выше определение, два независимых R° совместно с расположенными между ними атомами образуют 3-12-членное насыщенное, частично ненасыщенное или арильное моно- или бициклическое кольцо, содержащее 0-4 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы, которое может содержать заместители, как определено ниже.

[0038] Подходящие одновалентные заместители при R° (или кольце, образованном двумя независимыми R° совместно с расположенными между ними атомами), независимо представляют собой галоген, -(CH₂)_0-2R^•, -(галогенR^•), -(CH₂)_0-2ОН, -(CH₂)_0-2OR^•, -(CH₂)_0-2CH(OR^•)₂; -O(галогенR^•), -CN, -N₃, -(CH₂)_0-2C(O)R^•, -(CH₂)_0-2C(O)OH, -(CH₂)_0-2C(O)OR^•, -(CH₂)_0-2SR^•, -(CH₂)_0-2SH, -(CH₂)_0-2NH₂, -(CH₂)_0-2NHR^•, , -NO₂, , , -C(O)SR^•, -(C_1-4 линейный или разветвленный алкилен)C(O)OR^• или -SSR^•, где каждый R^• не замещен или, если ему предшествует «галоген», замещен только одним или более галогенами, и независимо выбран из C_1-4 алифатической группы, -CH₂Ph, -0(CH₂)_0-1Ph или 5-6-членного насыщенного, частично ненасыщенного или арильного кольца, содержащего 0-4 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы. Подходящие двухвалентные заместители при насыщенном атоме углерода в R° включают =O и =S.

[0039] Подходящие двухвалентные заместители при насыщенном атоме углерода в "необязательно замещенной" группе включают следующие: =O, =S, , =NNHC(O)R^*, =NNHC(O)OR^*, =NNHS(O)₂R^*, =NR^*, =NOR^*, или , где каждый независимый R^* выбран из водорода, C_1-6 алифатической группы, который может быть замещен, как определено ниже, или незамещенного 5-6-членного насыщенного, частично ненасыщенного или арильного кольца, содержащего 0-4 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы. Подходящие двухвалентные заместители, которые связаны с вицинальными замещаемыми углеродами в «необязательно замещенной» группе, включают: , где в каждом случае R^* независимо выбран из водорода, C_1-6 алифатической группы, которая может быть замещена, как определено ниже, или незамещенного 5-6-членного насыщенного, частично ненасыщенного или арильного кольца, содержащего 0-4 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы.

[0040] Подходящие заместители в алифатической группе R^* включают галоген, -R^•, -(галогенR^•), -OH, -OR^•, -O(галогенR^•), -CN, -С(O)OH, -C(O)OR^•, -NH₂, -NHR^•, или -NO₂, где каждый R^• не замещен, или, если ему предшествует «галоген» замещен только одним или более галогенами, и независимо представляет собой C_1-4 алифатическую группу, -CH₂Ph, -O(CH₂)_0-1Ph или 5-6-членное насыщенное, частично ненасыщенное или арильное кольцо, содержащее 0-4 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы.

[0041] Подходящие заместители для замещаемого азота в «необязательно замещенной» группе включают или где каждый независимо представляет собой водород, C_1-6 алифатическую группу, которая может быть замещена, как определено ниже, незамещенный -OPh или незамещенное 5-6-членное насыщенное, частично ненасыщенное или арильное кольцо, содержащее 0-4 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы, или, несмотря на приведенное выше определение, два независимых совместно с расположенными между ними атомами образуют незамещенное 3-12-членное насыщенное, частично ненасыщенное или арильное моно- или бициклическое кольцо, содержащее 0-4 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы.

[0042] Подходящие заместители в алифатической группе представляют собой независимо друг от друга галоген, -R^•, -(галогенR^•), -OH, -OR^•, -O(галогенR^•), -CN, -С(O)OH, -C(O)OR^•, -NH₂, -NHR^•, или -NO₂, где каждый R^• не замещен или, если ему предшествует «галоген», замещен только одним или более галогенами и независимо представляет собой C_1-4 алифатическую группу, -CH₂Ph, -O(CH₂)_0-1Ph или 5-6-членное насыщенное, частично ненасыщенное или арильное кольцо, содержащее 0-4 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы.

[0043] В настоящем документе термин «стереогенный атом металла» применятся в его обычном смысле, и относится к атому металла, координированному по меньшей мере с двумя лигандами (например, по меньшей мере четырьмя лигандами), где лиганды расположены около атома металла таким образом, что общая структура (например, металлосодержащий комплекс) не имеет плоскости симметрии по отношению к атому металла. В некоторых случаях стереогенный атом металла может координироваться с по меньшей мере тремя лигандами, по меньшей мере четырьмя лигандами, по меньшей мере пятью лигандами, по меньшей мере шестью лигандами или более. В некоторых вариантах реализации стереогенный атом металла может координироваться с четырьмя лигандами. Металлосодержащие комплексы, содержащие стереогенный металлический центр, могут обеспечивать достаточную такую специфичность пространства в реакционном центре металлосодержащего комплекса, что молекулярный субстрат, имеющий плоскость симметрии, может подвергаться взаимодействию в реакционном центре с получением продукта без плоскости симметрии. То есть стереогенный металлический центр металлосодержащего комплекса может придать достаточную специфичность по форме, эффективно индуцируя стереогенность с получением хирального продукта. Такие металлосодержащие комплексы могут проявлять повышенную каталитическую активность и стереоселективность по сравнению с предыдущими системами и могут уменьшать нежелательные побочные реакции (например, димеризацию или олигомеризацию комплекса металла).

[0044] Термин «хиральный» имеет обычное для данной области значение и относится к молекуле, которая не накладывается на свое зеркальное изображение, где получен