[go: up one dir, main page]

RU2559322C2 - Способ получения комплексов рутения (0) с олефином - Google Patents

Способ получения комплексов рутения (0) с олефином Download PDF

Info

Publication number
RU2559322C2
RU2559322C2 RU2012124230/04A RU2012124230A RU2559322C2 RU 2559322 C2 RU2559322 C2 RU 2559322C2 RU 2012124230/04 A RU2012124230/04 A RU 2012124230/04A RU 2012124230 A RU2012124230 A RU 2012124230A RU 2559322 C2 RU2559322 C2 RU 2559322C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cyclohexadiene
ruthenium
mixture
diene
derivative
Prior art date
Application number
RU2012124230/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012124230A (ru
Inventor
ДОППЬУ Анжелино
РИВАС-НАСС Андреас
КАРХ Ральф
ВИНДЕ Роланд
ВЁРНЕР Айлен
Original Assignee
Умикоре Аг Унд Ко. Кг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Умикоре Аг Унд Ко. Кг filed Critical Умикоре Аг Унд Ко. Кг
Publication of RU2012124230A publication Critical patent/RU2012124230A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2559322C2 publication Critical patent/RU2559322C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table
    • C07F15/0006Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table compounds of the platinum group
    • C07F15/0046Ruthenium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C23C16/18Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metallo-organic compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/28Compounds containing heavy metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22Organic complexes
    • B01J31/2282Unsaturated compounds used as ligands
    • B01J31/2295Cyclic compounds, e.g. cyclopentadienyls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/26Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
    • B01J31/28Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24 of the platinum group metals, iron group metals or copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу получения комплексов рутения (0) с олефинами типа (арен)(диен)Ru(0). Способ осуществляется по реакции исходного соединения рутения формулы Ru(+II)(X)p(Y)q, в которой X представляет собой анионную группу, Y представляет собой незаряженный двухэлектронный донорный лиганд, p составляет 1 или 2, q представляет собой целое число от 1 до 6, с циклогексадиеновым производным или смесью диенов, включающей производное циклогексадиена, в присутствии основания. При этом арен, связанный с комплексом рутений(0)-олефин, образуется из этого производного циклогексадиена при окислении. Также предложена изомерная смесь соединения (η6-пара-кумол)(η4-1-изопропил-4-метилциклогексадиен)рутения(0). Изобретение позволяет получить комплексы рутения (0) с олефином с высокой чистотой, которые можно применять в качестве предшественников для гомогенных катализаторов, для получения функциональных слоев, содержащих рутений или оксид рутения, и для терапевтических целей. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 пр.

Description

Настоящее изобретение представляет собой способ получения комплексов рутения (0) с олефином типа (арен)(диен)Ru(0). Эти комплексы представляют собой металлоорганические соединения рутения, в которых центральный атом рутения имеет окислительное состояние ±0 и расположен между двумя олефиновыми лигандами с образованием соединения сэндвичного типа. В этих комплексах ареновая группа обеспечивает три двойные связи, а диеновая группа обеспечивает две двойные связи, каждая из них в пи-связанной координации, с центральным атомом рутения (0).
В способе по настоящему изобретению исходное соединение Ru(II), имеющее формулу Ru(II)Xp(Y)q, реагирует в присутствии основания с подходящим производным циклогексадиена, которое действует как восстанавитель, окисляется до аренового лиганда и координируется в этой форме с центральным атомом, который восстанавливается до Ru(0).
Соответствующие соединения Ru(0)-олефин получают с высокой чистотой и хорошим выходом.
Комплексы рутения (0) приобретают растущее значение в качестве исходных материалов для получения гомогенных катализаторов. Эти соединения также находят применение в качестве предшественников для получения функциональных покрытий с помощью тонкослойных процессов, например метода MO-CVD (металлоорганическое химическое нанесение паров), PVD (физическое нанесение паров), или ALD (нанесение атомных слоев). Комплексы Ru(0) также могут обладать терапевтическим действием и находят применение в медицине, например, в качестве цитостатических средств.
В литературе описаны разнообразные способы получения комплексов Ru(0)-олефин. Большая часть этих соединений дополнительно содержат лиганды CO. Часто применяемые комплексы этого класса, например (1,3-циклогексадиен)Ru(СО)3 или (1,5-циклооктадиен)Ru(СО)3, получают по реакции между додекакарбонилом трисрутения (Ru3(CO)12) с соответствующим диеном (по этой теме см., например, патент US 7238822).
В WO 2008/078296 A1 описаны комплексы Ru(0), которые содержат ареновую группу и диеновую группу. Их применяют для получения пленок Ru или RuO2 методами CVD или ALD. Комплексы Ru(0) получают в двухстадийном процессе, в котором циклогексадиеновый лиганд сначала реагирует с хлоридом Ru(III) в спирте. При этом образуется димерный комплекс [(арен)Ru(II)Cl2]2. Это димерное промежуточное соединение путем прибавления дополнительного количества диенового лиганда превращают в соединение типа (арен)(диен)Ru(0). Недостатком является тот факт, что процесс осуществляют в две стадии, и на второй стадии используют избыток диена, что приводит к загрязнению продуктов. Более того, выходы снижаются при использовании многостадийного процесса.
В патенте US 2009/0238970 А1 описаны комплексы Ru(0) типа (арен)(норборнадиен)Ru(0), которые в качестве диена содержат норборнадиен. Комплексы Ru(0) аналогичным образом получают в двухстадийном процессе, протекающем через образование димерного комплекса [(арен)Ru(II)Cl2]2. Димерное промежуточное соединение превращают путем добавления избытка норборнаниена и основания в соединение типа (арен)(норборнадиен)Ru(0). Здесь также процесс осуществляют в две стадии, и он осложняется упомянутыми выше недостатками.
В EP 1604964 B1 описан способ получения комплексов Ru(0) типа (арен)(диен)Ru(0), в которых димерное исходное соединение [(арен)Ru(II)Cl2]2 реагирует с соответствующим диеновым лигандом при условиях реакции. Сырой продукт очищают и выделяют путем горячей экстракции с помощью растворителя, представляющего собой предельный углеводород. Способ снова включает две стадии, и обычно его необходимо проводить в инертной атмосфере и в безводных условиях.
A.Salzer и др. (Organometallics 2000, 19, с.5471-5476) описывают способ получения (η6-бензол)(η4-1,3-циклогексадиен)рутения(0), в котором исходное соединение дихлор(2,7-диметилокта-2,6-диен-1,8-диил)рутений(IV) реагирует с избытком циклогексадиена. Недостаток способа состоит в том, что исходное соединение Ru(IV) необходимо получать в сложном процессе. В случае, когда восстановление не происходит количественно, в смеси могут оставаться остатки Ru(III) или Ru(IV) и полимерных компонентов. В результате в целом способ оказывается затратным и вряд ли подходит для промышленного применения.
P.Pertici и G.Vitulli (J.C.S.Dal ton Trans., 1980, с.1961-1964) описывают способ получения циклических комплексов рутения с олефином, конкретно (η6-бензол)(η4-1,3-циклогексадиен)рутения(0) и (г)6-циклооктатриен)(η4-1,5-циклооктадиен)рутения(0), в котором исходное соединение гидрат трихлорида рутения (III) реагирует с большим (обычно от тридцати до пятидесятикратного) избытком соответствующего диенового лиганда в присутствии избытка цинковой пыли в качестве восстановителя. Это приводит к реакции диспропорционирования диена, используемой для получения соответствующих триена и моноена. В результате и благодаря большому избытку олефина, продукт дополнительно загрязнен полимерными и олигомерными веществами. Кроме того, в продукте могут оставаться остатки цинка и загрязнять продукт.
Поэтому целью настоящего изобретения является обеспечение способа получения комплексов рутений(0)-олефин, которые позволяют получить продукт с высокой чистотой и высоким выходом и подходят для экономичного промышленного производства. Способ также должен быть одностадийным и основываться на исходных соединениях, получаемых простым способом.
Указанная цель достигается в соответствии с изобретением путем обеспечения способа, описанного в п.1 формулы изобретения. Дополнительные предпочтительные варианты описаны в зависимых пунктах.
Настоящее изобретение представляет собой способ получения комплексов рутений(0)-олефин типа (арен)(диен)Ru(0) по реакции исходного соединения рутения, имеющего формулу Ru(+II)(X)p(Y)q, в которой X представляет собой анионную группу, Y представляет собой незаряженный двухэлектронный донорный лиганд, p составляет 1 или 2, q представляет собой целое число от 1 до 6, с циклогексадиеновым производным или смесью диенов, включающей производное циклогексадиена, в присутствии основания, причем связь с ареном в комплексе рутений(0)-олефин образуется из этого производного циклогексадиена при окислении.
Дополнительные предпочтительные варианты способа описаны в зависимых пунктах формулы изобретения. Дополнительно выделены пункты, связанные с применением. Дополнительные пункты направлены на получение комплекса Ru(0)-олефин типа (арен)(диен)Ru(0), которые состоят из смеси изомеров.
Производное циклогексадиена (или диеновая смесь, включающая производное циклогексадиена) реагирует с исходным соединением рутения (II) Ru(+II)(X)p(Y)q в присутствии неорганического и/или органического основания. Центральный атом рутения исходного соединения восстанавливается производным циклогексадиена из состояния Ru(II) до Ru(0), а производное циклогексадиена окисляется с образованием ароматического триена (ареновая или бензольная система).
Способ по настоящему изобретению можно в принципе осуществлять в двух вариантах. Первый вариант включает применение производного циклогексадиена без дополнительного диена. В этом случае производное циклогексадиена и ароматический триен (то есть арен), образующиеся при окислении диена, координируются на восстановленном Ru(0). В этом случае производное циклогексадиена действует, следовательно, как восстановитель и как диеновый лиганд для восстановленного Ru(0). Это обеспечивает получение комплексов (арен)(диен)Ru(0), которые содержат наряду с шестичленной ароматической системой также циклогексадиеновое производное. Для этой цели необходимо применять по меньшей мере 2 моля производного циклогексадиена (в расчете на содержание рутения в исходном соединении).
Второй вариант способа по настоящему изобретению включает применение диеновой смеси, которая включает производное циклогексадиена. В этом случае арен, образовавшийся при окислении, связан с центральным атомом Ru(0) совместно с диеном, присутствующим в смеси. Производное циклогексадиена действует здесь как восстановитель; так же, как и арен, полученный из него, дополнительный диен, присутствующий в смеси, связывается в качестве лиганда с восстановленным Ru(0). Это обеспечивает получение смешанных комплексов (арен)(диен)Ru(0). Для этой цели необходимо применять по меньшей мере 1 моль производного циклогексадиена и по меньшей мере 1 моль дополнительного диена (в расчете в каждом случае на содержание рутения в исходном соединении).
В обоих вариантах диен связан с центральным атомом Ru(0) четырехэлектронной пи-связью, а арен связан шестиэлектронной пи-связью. Это приводит к образованию комплексов (η6-арен)(η4-диен)рутения(0) сэндвичного типа, которые имеют устойчивую 18-электронную конфигурацию.
Комбинации или смеси различных диенов можно применять в способе по настоящему изобретению в том случае, когда по меньшей мере один из используемых диенов представляет собой замещенное или незамещенное производное циклогексадиена и может осуществлять восстановление центрального атома исходного соединения из состояния Ru(II) до Ru(0). Производное арена, образующееся из этого производного циклогексадиена при окислении, связано с комплексом рутений(0)-олефин. Диен, присутствующий в смеси, координируется с Ru(0) в качестве дополнительного лиганда. Для выбранного диена (здесь 1,3-циклогексадиен) и исходного соединения Ru(+II)Cl2(ацетонитрил)4 принципы реакции по настоящему изобретению можно иллюстративно представить следующим образом:
(1) Окисление
1,3-циклогексадиен→циклогексатриен (т.е. бензол)+2e-+2H+
(2) Восстановление
Ru(II)Cl2(CH3CN)4+2e→Ru(0)+2Cl-+4CH3CN
(3) Общая реакция (сумма реакций (1) и (2))
Ru(II)Cl2(CH3CN)4+2(1,3-циклогексадиен)→
→(η6-бензол)(η4-1,3-циклогексадиен Ru(0)+2HCl+4CH3CN
Роль используемого основания заключается в нейтрализации кислоты, которая выделяется при реакции (в данном случае HCl).
В способе по настоящему изобретению применяют исходное соединение рутения формулы Ru(+II)(X)p(Y)q, в котором рутений присутствует в окислительном состоянии +II, X представляет собой анионную группу, Y представляет собой незаряженный двухэлектронный донорный лиганд, p составляет 1 или 2, a q представляет собой целое число от 1 до 6.
Незаряженные двухэлектронные донорные лиганды Y, используемые в способе, представляют собой лиганды, которые могут быть координированы с рутением. Подходящие двухэлектронные донорные лиганды Y выбирают из группы, включающей ацетонитрил, бензонитрил, акрилонитрил, метилизонитрил (CNCH3), воду, ТГФ, диоксан, диметилсульфоксид (ДМСО), диметилформамид (ДМФ), ацетон, аммиак (NH3), амины и пиридин. В особенно предпочтительном варианте лиганды Y представляют собой молекулы растворителя или лиганды растворителя, и их выбирают из группы, включающей ацетонитрил, бензонитрил, воду, ТГФ, диоксан, диметилсульфоксид (ДМСО), диметилформамид (ДМФ), ацетон и пиридин.
Исходное соединение рутения может также содержать смеси и комбинации этих различных двухэлектронных донорных лигандов Y.
Для реакции по настоящему изобретению важна одновременная координация диена и арена, образующегося в реакции, с центральным атомом Ru(II). Такая возможность обеспечивается легким обменом незаряженных двухэлектронных донорных лигандов Y на ареновые или диеновые лиганды. Нужные комплексы (η6-арен)(η4-диен)Ru(0) получают таким образом с высокой чистотой и очень хорошим выходом.
Примерами анионных групп X в исходном соединении рутения являются однозарядные анионы, например галогениды (например, F-, Cl-, Br- или I-), псевдогалогениды (например, CN-, CNO- или SCN-), ацетилацетонаты, тозилаты ( C H 3 C 6 H 4 S O 3 )
Figure 00000001
, трифторметилсульфонаты («трифлат», C F 3 S O 3
Figure 00000002
), а также ацетаты или трифторацетаты. Если применяют однозарядные анионы, p=2. Анионная группа X может, однако, также включать двухзарядные анионы, например сульфаты ( S O 4 2 )
Figure 00000003
, гидрофосфаты ( H P O 4 2 )
Figure 00000004
, оксалаты ( C 2 O 4 2 )
Figure 00000005
и карбонаты ( C O 3 2 )
Figure 00000006
. В этом случае p=1.
Примерами подходящих исходных соединений типа Ru(+II)(X)p(Y)q служат RuC12(ацетонитрил)4, RuBr2(ацетонитрил)4, RuCl2(пиридин)4, [Ru(H2O)6]Cl2, [Ru(H2O)6](тозилат)2, [Ru(H2O)2](ацетат)2, RuCl2(ДМСО)4, [Ru(NH3)6]Cl2, RuCl2(бензонитрил)4. Такие соединения известны лицам, квалифицированным в данной области техники, и их можно получить способами, известными из литературы (см., например, W.E.Newton и J.E. Searles, Inorganica Chimica Acta, 1973, 3, с.349-352 или F.M.Lever, A.R.Powell, J. Chem. Soc. (A), 1969, c.1477-1482).
В способе по настоящему изобретению применяют производные циклогексадиена или диеновые смеси, включающие производное циклогексадиена. Производное циклогексадиена может представлять собой незамещенное, моно-алкилзамещенное, поли-алкилзамещенное производное циклогексадиена или смесь перечисленного.
Примерами незамещенных циклогексадиенов служат 1,3-циклогексадиен и 1,4-циклогексадиен или смеси перечисленного.
Примерами моно-алкилзамещенных циклогексадиенов служат 1-метил-1,3-циклогексадиен, 1-метил-1,4-циклогексадиен, 1-этил-1,3-циклогексадиен, 1-этил-1,4-циклогексадиен.
Примерами поли-алкилзамещенных циклогексадиенов служат 1-изопропил-4-метил-1,3-циклогексадиен (альфа-терпинен), 1-изопропил-4-метил-1,4-циклогексадиен (гамма-терпинен) и 2-метил-5-изопропил-1,3-циклогексадиен (альфа-фелландрен), или бицикло-[4,3,0]-нона-3,6(1)-диен, или смеси перечисленного.
Кроме того, можно применять дополнительно замещенные производные циклогексадиена; допустимые заместители включают, каждый из них независимо, арильные группы, галогены, ацильные группы, алкоксильные группы, алкоксикарбонильные группы, силильные группы, силоксановые группы, а также смеси и комбинации перечисленного.
Как описано выше, в способе по настоящему изобретению можно эффективно применять комбинации или смеси различных диенов. Их применение приводит к получению смешанных комплексов (арен)(диен)Ru(0). В этом втором варианте способа, описанном выше, применяют смесь диенов, которая также, как и незамещенное или замещенное производное циклогексадиена, дополнительно включает замещенный или незамещенный, циклический или нециклический диен (по этому вопросу см. пример 8).
Примерами подходящих циклических диенов служат 1,3-циклооктадиен, 1,5-циклооктадиен, норборнадиен, дициклопентадиен и спиро[2,4]гепта-4,6-диен или смеси перечисленного.
Примерами нециклических диенов служат бутадиен, изопрен, 2,3-диметил-1,3-бутадиен, 1,3-пентадиен, 1,4-пентадиен и 2,4-диметил-1,3-пентадиен, а также смеси перечисленного.
Кроме того, можно применять дополнительные замещенные производные диена или аналоги диена; дополнительные подходящие заместители включают, каждый из них независимо, арильные группы, галогены, ацильные группы, алкоксильные группы, алкоксикарбонильные группы, силильные группы, силоксановые группы, а также смеси и комбинации перечисленного. Под выражением «аналоги диена» в настоящем описании понимают соединения, которые включают по меньшей мере две двойные связи C=C, которые не обязательно являются сопряженными. Примерами подходящих аналогов диенов служат 1,3-дивинилтетраметилдисилоксан (ВТС) или 1,3-дивинилтетраметилдисилазан. Аналог диена обеспечивает две двойные связи, в каждом случае в пи-связанной координации, с центральным атомом Ru(0).
Если применяют замещенное или незамещенное производное 1,4-циклогексадиена, их обычно превращают по реакции по настоящему изобретению в 1,3-циклогексадиеновые системы, которые более устойчивы, поскольку они являются сопряженными, и связаны в этом виде с Ru(0) (по этому вопросу см. примеры 9, 10 и 11).
Неожиданно оказалось, что в реакции 1-изопропил-4-метил-1,3-циклогексадиена (альфа-терпинена), 1-изопропил-4-метил-1,4-циклогексадиена (гамма-терпинена) или 2-метил-5-изопропил-1,3-циклогексадиена (альфа-фелландрена) с исходным соединением рутения формулы Ru(+II)(X)p(Y)q с образованием (η6-пара-кумол)(η4-1-изопропил-4-метилциклогексадиен)рутения(О) образуется во всех случаях смесь трех структурных изомеров, каждый из которых включает систему 1,3-сопряженных двойных связей, и которым можно приписать следующие структурные формулы:
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
1-изопропил-4-метил-1-изопропил-4-метил-1-изопропил-4-метил-1,3-циклогексадиен 1,5-циклогексадиен 3,5-циклогексадиен
Это соединение получают в виде смеси изомеров, в которой по меньшей мере два изомера присутствуют в отношении от 1:5 до 5:1, предпочтительно от 1:2 до 2:1. Полученное таким образом соединение при комнатной температуре (20°C) является жидким и обладает преимуществами при применении, например, когда его прибавляют в отмеренных количествах в методах CVD и ALD.
Типичные количества добавляемых диена или смеси диенов составляют от 2 до 5 эквивалентов, предпочтительно от 2 до 4 эквивалентов, и более предпочтительно от 2 до 3 эквивалентов, в расчете в каждом случае на количество исходного рутениевого комплекса. В случае применения двух различных диенов общее добавляемое количество делят в подходящем соотношении, в этом случае добавление можно проводить параллельно или последовательно.
Можно использовать неорганические и/или органические основания. Примерами неорганических оснований служат гидроксиды щелочных или щелочноземельных металлов, например NaOH, КОН или Са(ОН)2, карбонаты щелочных или щелочноземельных металлов, например карбонат лития (Li2CO3), карбонат натрия (Na2CO3), гидрокарбонат натрия (NaHCO3) или карбонат кальция (CaCO3), фосфаты щелочных или щелочноземельных металлов, например Na3PO4, оксалаты щелочных или щелочноземельных металлов, например оксалат натрия (Na2C2O4), ацетаты щелочных или щелочноземельных металлов, например ацетат натрия (CH3COONa), ацетилацетонаты щелочных или щелочноземельных металлов, например ацетилацетонат натрия (CH3COCHCOCH3Na), а также основные оксиды, например оксид кальция (CaO) или оксид алюминия (Al2O3). Примерами органических оснований служат аммиак, диэтиламин, триэтиламин, триметиламин, уротропин, этаноламин, пиридин, триэтаноламин, ДБУ (1,8-диазабицикло-[5,4,0]-ундека-7-ен), ДБН (диазабициклононан), ДАБКО (1,4-диазабицикло[2,2,2]-октан), имидазол или этилендиамин. Другие основания, конкретно металлоорганические основания, которые содержат карбанион (например, н-бутиллитий, метиллитий, трет-бутиллитий, циклопентадиенид натрия или реагенты Гриньяра) не применяют. Они чувствительны к воде, и поэтому неустойчивы в условиях способа по настоящему изобретению.
Также можно применять смеси органических и неорганических оснований, упомянутых выше. Предпочтение отдается неорганическим основаниям, конкретно карбонату лития (Li2CO3), фосфату натрия (Na3PO4) и карбонату натрия (Na2CO3). Количества добавляемого основания составляют от 1 до 20 эквивалентов предпочтительно от 2 до 5 эквивалентов, в расчете в каждом случае на исходный комплекс рутения.
Способ по настоящему изобретению можно в принципе осуществлять во всех обычных полярных протонных или апротонных органических растворителях. Выгодно применять полярные органические растворители из классов спиртов, кетонов, простых эфиров, амидов или сложных эфиров. Примерами подходящих полярных апротонных органических растворителей являются ацетон, ТГФ, диметилформамид (ДМФ), диметиловый эфир этиленгликоля, диоксан и смеси перечисленного. Примерами подходящих полярных протонных органических растворителей служат метанол, этанол, изопропанол, трет-бутанол, метоксиэтанол, этиленгликоль и смеси перечисленного. Нет необходимости в осушке органических растворителей перед применением. Способ по настоящему изобретению в отличие от способов, которые ранее применяли в данной области техники, можно также осуществлять в неспиртовых растворителях и в водных смесях растворителей (по этому вопросу см. примеры 3 и 4). Способ предпочтительно осуществляют в смеси полярного органического растворителя с водой (т.е. в водной смеси растворителей). Примерами подходящих смесей полярных органических растворителей с водой служат смеси изопропанол/вода, этанол/вода, ацетон/вода, ТГФ/вода или диоксан/вода, в каждом случае применяют деминерализованную, т.е. деионизированную воду. Объемное отношение в смеси органического растворителя и деионизированной воды составляет от 1:20 до 20:1, предпочтительно от 1:10 до 10:1 и более предпочтительно от 1:5 до 5:1.
Реакция по настоящему изобретению проходит при температурах от -30 до 120°C, предпочтительно от 20 до 100°C, и более предпочтительно от 30 до 90°C, причем выгодно проводить реакцию при кипячении с обратным холодильником.
Чтобы осуществить процесс по настоящему изобретению, исходное соединение Ru(+II), полученное известными из литературы методами, сначала помещают в полярный органический растворитель или водную смесь растворителей. Затем порциями добавляют соответствующий диен или смесь диенов, а также основание. Смесь нагревают при температурах в интервале от -30 до 120°C, предпочтительно при кипячении с обратным холодильником, в течение периода времени от 0,5 до 10 часов, предпочтительно от 2 до 5 часов, и затем охлаждают. Затем продукт можно экстрагировать неполярными органическими растворителями, например гексаном, пентаном, циклогексаном или толуолом. После удаления растворителя полученный таким образом продукт сушат. В альтернативной стадии выделения продукта продукт можно также осадить из реакционной смеси путем добавления полярного протонного растворителя (например, воды или этиленгликоля), а затем выделить фильтрованием и затем высушить.
В дополнительном особенно предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению исходное соединение рутения типа Ru(+II)(X)p(Y)q получают на предшествующей стадии in situ и применяют в процессе непосредственно, без промежуточного выделения (по этому вопросу см. пример 6, реакция «в одном реакторе»). В этом случае объединено получение исходного соединения рутения и получение комплекса (арен)(диен)Ru(0). Этот вариант особенно экономичен по времени и затратам, поскольку в нем применяют легко получаемые исходные соединения рутения (например, гидрохлорид рутения (III), раствор хлорида рутения (III) или раствор сульфата рутения (III)). Применяемый растворитель представляет собой смесь полярного органического растворителя или водной смеси растворителей с небольшим избытком лиганда Y; используемый восстановитель представляет собой водород/платиновую чернь или гидразин. Было обнаружено, что для этого предпочтительного варианта способа наиболее подходящими являются исходные соединения рутения, в которых лигандами Y служат ацетонитрил (CH3CN) или ДМСО.
Неожиданно было найдено, что способ по настоящему изобретению обеспечивает получение комплексов (арен)(диен)Ru(0) высокой чистоты с очень хорошим выходом. В общем, можно достичь выходов, составляющих от 60 до 95%. Благодаря применению исходных соединений рутения (II), содержащих незаряженные лиганды, которые служат донорами 2 электронов, или лиганды растворителя, обмен лигандов на диеновые и ареновые лиганды протекает в очень мягких условиях и практически количественно. Поскольку в способе применяются нечувствительные к действию воды, устойчивые на воздухе неорганические и/или органические основания, можно применять экологически безопасные водные смеси растворителей. По этим причинам способ по настоящему изобретению особенно хорошо подходит для промышленных условий.
После экстракции или осаждения чистота комплексов (арен)(диен)Ru(0) составляет более 90%, предпочтительно более 95% и более предпочтительно более 98%. Чтобы достичь более высокой чистоты, продукт можно подвергнуть стадиям сублимации или дистилляции. Таким образом можно достичь чистоты более чем 99%.
Комплексы (арен)(диен)Ru(0) по настоящему изобретению можно применять в качестве исходных материалов для получения гомогенных катализаторов. Кроме того, их можно применять как предшественники для получения функциональных слоев, содержащих рутений или оксид рутения, например, в промышленности полупроводников (например, в качестве материала электродов при изготовлении чипов на основе комплементарных металл-оксидных полупроводников (КМОП), или чипов динамического запоминающего устройства с произвольной выборкой (ДОЗУ). Слои, содержащие рутений или оксид рутения, наносят в виде тонких пленок с использованием различных способов нанесения, например, CVD (химическое нанесение паров), MO-CVD (металлоорганическое химическое нанесение паров), PVD (физическое нанесение паров), или ALD (нанесение атомных слоев). В процессе нанесения (арен)(диен)Ru(0) комплексы разлагаются. Комплексы по настоящему изобретению также оказывают терапевтическое воздействие и находят применение в медицине, например, в качестве цитостатиков.
Примеры, приведенные ниже, служат для иллюстрации и направлены на описание изобретения в подробностях без ограничения сферы защиты настоящего изобретения.
Пример 1
Получение (η6-бензол)(η4-1,3-циклогексадиен)рутения(0) из 1,3-циклогексадиена в смеси изопропанол/вода
Формула соединения:
Figure 00000010
Уравнение реакции:
RuCl2(CH3CN)4+2С6Н8+Li2CO3→Ru(C6H6)(C6H8)+2LiCl+CO2+H2O+4CH3CN
Сначала в реактор загружают RuCl2(CH3CN)4 (фирма Umicore Hanau, 29,3 мас.% Ru, 5 г, 15 ммоль) и Li2CO3 (4,4 г, 59 ммоль). Добавляют изопропанол (100 мл), деионизированную воду (50 мл) и 1,3-циклогексадиен (фирмы Aldrich, 5,8 мл, 59 ммоль, 4 эквивалента). Суспензию доводят до кипения с обратным холодильником (температура масляной бани 90°C). Светло-коричнево-оранжевую смесь перемешивают при кипячении с обратным холодильником в течение четырех часов и затем охлаждают до комнатной температуры.
Реакционную смесь экстрагируют н-гексаном до получения бесцветного экстракта. Соединенные органические фазы промывают однократно деионизированной водой, сушат над MgSO4 и затем фильтруют. Прозрачный желтый раствор выпаривают на роторном испарителе и полученный кристаллический светло-желтый продукт сушат до постоянной массы при пониженном давлении при комнатной температуре.
Выход: 3,2 г, 82%; температура плавления 112°C; чистота: ≥98% (1H-ЯМР)
1H ЯМР (CD2Cl2), δ (м.д.): 1,3 (m, 4Н, СН2), 2,9 (m, 2Н, CH), 4,6 (m, 2Н, CH), 5,2 (s, 6Н, CH).
1H ЯМР (C6D6), δ (м.д.): 1,7 (m, 2Н, CH2), 1,8 (m, 2Н, CH2), 3,2 (m, 2Н, CH), 4,85 (m, 2Н, CH), 4,91 (s, 6Н, CH).
Пример 2
Получение (η6-бензол)(η4-1,3-циклогексадиен)рутения(0) из 1,4-циклогексадиена в смеси этанол/вода
Уравнение реакции:
RuCl2(CH3CN)4+2С6Н8+Na2CO3→Ru(C6H6)(C6H8)+2NaCl+CO2+H2O+4CH3CN
Сначала в реактор загружают RuCl2(ацетонитрил)4 (фирма Umicore Hanau, 29.3 мас.% Ru, 10 г, 29 ммоль) и Na2CO3 (12,3 г, 0,12 моль). Добавляют этанол (100 мл), деионизированную воду (50 мл) и 1,4-циклогексадиен (фирмы Aldrich, 11.4 мл, 116 ммоль, 4 эквивалента). Суспензию помещают в атмосферу защитного газа и доводят до кипения с обратным холодильником (температура масляной бани 90°C). Коричневую смесь перемешивают при кипячении с обратным холодильником в течение 2 часов и затем охлаждают до комнатной температуры. Добавляют 100 мл деионизированной воды. Реакционную смесь фильтруют через стеклянный фильтр D4, затем осадок на фильтре промывают водой. Полученный продукт в виде желтых иголок сушат до постоянной массы под вакуумом при комнатной температуре.
Выход: 6,5 г, 87%. Чистота: ≥98% (1H ЯМР)
1H ЯМР (C6D6), δ (м.д.): 1,7 (m, 2Н, CH2), 1,8 (m, 2Н, CH2), 3,2 (m, 2Н, CH), 4,85 (m, 2Н, CH), 4,91 (s, 6Н, CH).
Пример 3
Получение (η6-бензол)( η4-1,3-циклогексадиен)рутения(0) из 1,4-циклогексадиена в смеси ацетон/вода Уравнение реакции: см. пример 2
Сначала в колбу Шленка загружают Ru(II)Cl2(ацетонитрил)4 (фирма Umicore Hanau, 29,3 мас.% Ru, 10 г, 29 ммоль) и Na2CO3 (9,2 г, 0,09 моль). Добавляют ацетон (100 мл), деионизированную воду (100 мл) и 1,4-циклогексадиен (фирмы Aldrich, 10 мл, 0,1 моль, 3,5 эквивалента). Суспензию помещают в атмосферу защитного газа и доводят до кипения с обратным холодильником (температура масляной бани 90°C). Коричневую смесь перемешивают при кипячении с обратным холодильником в течение 2 часов и затем охлаждают до комнатной температуры. Добавляют 100 мл деионизированной воды. Реакционную смесь фильтруют через стеклянный фильтр D4, затем осадок на фильтре промывают водой. Полученный продукт в виде желтых иголок сушат до постоянной массы под вакуумом при комнатной температуре. Выход: 6,5 г, 87%.
Пример 4
Получение (η6-бензол)(η4-1,3-циклогексадиен)рутения(0) из 1,4-циклогексадиена в смеси диоксан/вода
Уравнение реакции: см. пример 2
Сначала в колбу Шленка загружают Ru(II)Cl2(ацетонитрил)4 (фирма Umicore Hanau, 29,3 мас.% Ru, 10 г, 29 ммоль) и Na2CO3 (6,1 г, 0,06 моль). Добавляют 1,4-диоксан (60 мл), деионизированную воду (30 мл) и 1,4-циклогексадиен (фирмы Aldrich, 8,5 мл, 90 ммоль, 3 эквивалента). Суспензию помещают в атмосферу защитного газа и доводят до кипения с обратным холодильником (температура масляной бани 105°C). Коричневую смесь перемешивают при кипячении с обратным холодильником в течение 1 часа и затем охлаждают до комнатной температуры. Добавляют 100 мл деионизированной воды. Реакционную смесь фильтруют через стеклянный фильтр D4. Затем осадок на фильтре промывают водой. Полученный продукт в виде желтых иголок сушат до постоянной массы под вакуумом при комнатной температуре. Выход: 5,25 г, 70%.
Пример 5
Получение (η6-бензол)(η4-1,3-циклогексадиен)рутения(0) из 1,4-циклогексадиена в смеси этанол/вода с использованием NEt3 в качестве основания
Уравнение реакции:
RuCl2(CH3CN)4+2С6Н8+2NEt3→Ru(C6H6)(C6H8)+2Cl-(HNEt3)++4CH3CN
Сначала в реактор загружают Ru(II)Cl2(ацетонитрил)4 (фирма Umicore Hanau, 29,3 мас.% Ru, 10 г, 29 ммоль) и NEt3 (12,3 мл, 90 моль, 3 эквивалента). Добавляют этанол (100 мл), деионизированную воду (50 мл) и 1,4-циклогексадиен (фирмы Aldrich, 11,4 мл, 116 ммоль, 4 эквивалента). Реакционную смесь помещают в атмосферу защитного газа и доводят до кипения с обратным холодильником (температура масляной бани 90°C). Полученный красно-коричневый раствор перемешивают при кипячении с обратным холодильником в течение 3 часов и затем охлаждают до комнатной температуры. Добавляют 100 мл деионизированной воды. Реакционную смесь фильтруют через стеклянный фильтр D4. Осадок на фильтре промывают водой. Полученный продукт в виде желтых иголок сушат до постоянной массы под вакуумом при комнатной температуре. Выход: 6,35 г, 85%.
Пример 6
Получение (η6-бензол)(η4-1,3-циклогексадиен)рутения(0) из 1,4-циклогексадиена в смеси этанол/вода (реакция в одном сосуде)
Уравнения реакции:
Стадия 1:
H2/Pt чернь или гидразин
Ru(III)Cl3 гидрат+CH3CN==========>RUCl2(CH3CN)4
Стадия 2:
RuCl2(CH3CN)4+2С6Н8+Na2CO3→Ru(C6H6)(C6H8)+2NaCl+CO2+H2O+4CH3CN
На стадии 1 в сосуд сначала загружают гидрат Ru(III)Cl3 (фирмы Umicore Hanau, 40,1 мас.% Ru, 60 г, 0,24 моль) или раствор хлорида Ru(III)(фирмы Umicore Hanau, 20 мас.% Ru, 121 г, 0,24 моль), и затем растворяют в этаноле (500 мл) и ацетонитриле (70 мл). Коричнево-оранжевую суспензию смешивают при кипячении с обратным холодильником с восстановителем (водород/платиновая чернь или гидразин); таким образом восстанавливают Ru(IH)Cl3 до Ru(II) и превращают в Ru(II)Cl2(CH3CN)4.
На стадии 2 деионизированную воду (200 мл), Na2CO3 (76 г, 0,71 моль, 3 экв.) и 1,4-циклогексадиен (фирмы Aldrich, 78 мл, 0,83 моль, 3,5 экв.) добавляют к полученной желто-оранжевой суспензии. Смесь перемешивают при кипячении с обратным холодильником в течение 3 часов. Затем отгоняют 300 мл смеси растворителей. Продукт экстрагируют гексаном или толуолом и органическую фазу промывают деионизированной водой, сушат над MgSO4 и активированным углем, фильтруют и затем упаривают до сухости. Полученный продукт в виде желтых иголок сушат до постоянной массы под вакуумом при комнатной температуре. Выход: 40 г, 65%. Чистота: ≥98% (1H ЯМР).
Пример 7
Получение (η6-бензол)(η4-1,3-циклогексадиен)рутения(0) из 1,4-циклогексадиена и RuCl2(ДМСО)4 в смеси этанол/вода
Уравнение реакции:
RuCl2(ДМСО)4+2С6Н8+Na2CO3→Ru(C6H6)(C6H8)+2NaCl+CO2+H2O+4 ДМСО
Сначала в колбу загружают Ru(II)Cl2(диметилсульфоксид)4 (фирмы Umicore Hanau, 20,8 мас.% Ru, 5 г, 10 ммоль) и Na2CO3 (4,3 г, 40 ммоль, 4 экв.). Добавляют этанол (50 мл), деионизированную воду (25 мл) и 1,4-циклогексадиен (фирмы Aldrich, 4 мл, 40 ммоль, 4 экв.). Суспензию помещают в атмосферу защитного газа и доводят до кипения с обратным холодильником (температура масляной бани 90°C). Коричневую смесь перемешивают при кипячении с обратным холодильником в течение 3 часов и затем охлаждают до комнатной температуры. Добавляют 100 мл деионизированной воды. Реакционную смесь фильтруют через стеклянный фильтр D4, затем осадок на фильтре промывают водой. Полученный продукт в виде желтых иголок сушат до постоянной массы под вакуумом при комнатной температуре. Выход: 1,9 г, 72%. Чистота ≥98% (1H ЯМР).
Пример 8
Получение (η6-бензол)(η4-1,5-циклооктадиен)рутения(0) из 1,4-циклогексадиена и 1,5-циклооктадиена в смеси этанол/вода Структурная формула:
Figure 00000011
Уравнение реакции:
RuCl2(CH3CN)46Н88Н12+Na2CO3→Ru(C6H6)(C8H12)+2NaCl+CO2+H2O+4CH3CN
Сначала в колбу загружают Ru(II)Cl2(ацетонитрил)4 (фирмы Umicore Hanau, 29,3 мас.% Ru, 10 г, 29 ммоль) и Na2CO3 (12,3 г, 120 ммоль, 4 экв.). Добавляют этанол (100 мл), воду (50 мл), 1,4-циклогексадиен (2,9 мл, 29 ммоль, 1 экв.) и 1,5-циклооктадиен (10,8 мл, 87 ммоль, 3 экв.). Суспензию помещают в атмосферу защитного газа и доводят до кипения с обратным холодильником (температура масляной бани 90°C). Светлую коричнево-оранжевую смесь перемешивают при кипячении с обратным холодильником в течение 4 часов и затем охлаждают до комнатной температуры. Реакционную смесь экстрагируют н-гексаном. Органическую фазу однократно промывают водой и сушат над MgSO4 и активированным углем, затем фильтруют. Прозрачный желтый раствор упаривают на роторном испарителе, полученный кристаллический светло-желтый продукт промывают этанолом и затем сушат до постоянной массы под вакуумом при комнатной температуре. Выход: 5 г, 60%. Чистота ≥98% (1H ЯМР).
1H ЯМР (CD2Cl2), δ (м.д.): 1,8-2,2 (m, 12Н, СН2), 3,35 (m, 4Н, CH, 1,5-циклооктадиен), 5,25 (m, 6Н, CH, бензол).
Пример 9
Получение (η6-пара-кумол)(η4-1-изопропил-4-метилциклогексадиен)рутения(0) в виде смеси изомеров из альфа-терпинена
Структурные формулы:
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
Изопропил-4-метил-1-изопропил-4-метил-1-изопропил-4-метил-1,3-циклогексадиен 1,5-циклогексадиен 3,5-циклогексадиен
Уравнение реакции:
RuCl2(CH3CN)4+2C10H16+Na2CO3→Ru(C10H14)(C10H16)+2NaCl+CO2+H2O+4CH3CN
Сначала в колбу загружают Ru(II)Cl2(ацетонитрил)4 (фирмы Umicore Hanau, 29,3 мас.% Ru, 10 г, 29 ммоль) и Na2CO3 (12,4 г, 120 ммоль, 4 экв.). Добавляют этанол (100 мл), деионизированную воду (50 мл), 1-изопропил-4-метил-1,3-циклогексадиен (альфа-терпинен фирмы Aldrich, 17,4 мл, 102 ммоль, 3,5 экв.). Суспензию помещают в атмосферу защитного газа и доводят до кипения с обратным холодильником (температура масляной бани 85°C). Светло-коричнево-оранжевую смесь перемешивают при кипячении с обратным холодильником в течение трех часов и затем охлаждают до комнатной температуры. Продукт экстрагируют гексаном или толуолом. Органическую фазу промывают водой, сушат над MgSO4, фильтруют и затем упаривают до сухого состояния. Полученное желто-оранжевое масло сушат до постоянной массы под высоким вакуумом при 90°C. Из данных ЯМР 13C и ЯМР 1H следует, что продукт состоит из смеси трех изомеров A, B и C. Выход: 9,1 г, 85%. Чистота: ≥90% (1H ЯМР).
Анализ спектров ЯМР 1H подтверждает присутствие смеси изомеров. В спектре 1H имеются семь сигналов в интервале 8 от 4,5 до 5,2 м.д., которые можно отнести к протонам при олефиновых углеродах диена или арена; их суммарное отношение 2,8:1:0,8:0,8:1,6:1:1 доказывает присутствие смеси изомеров.
Для изомера A можно ожидать присутствия четырех сигналов в этом интервале (два из арена и два из диена в соотношении 2:2:1:1). Для каждого из изомеров B и C можно ожидать присутствия трех сигналов в этом диапазоне (два из арена и один из диена, в отношении 2:2:1). Сигналы олефиновых протонов при углеродных атомах С2 и С5 (в изомере B) и при углеродных атомах C3 и С6 (в изомере C) находятся в диапазоне δ от 2,6 до 2,9 м.д. Точное отнесение невозможно вследствие наложения нескольких сигналов; однако оценка их интенсивностей показывает, что по меньшей мере два изомера присутствуют в отношении примерно 1:0,8 (т.е. 1,25:1).
1H ЯМР: (бензол-(d6): δ=5,01-5,07 (m), 4,97 (d, J=5,l Гц), 4,88 (d, J=5,7 Гц), 4,86 (d, J=5,4 Гц), 4,72-4,77 (m), 4,68 (d, J=5,4 Гц), 4,58 (d, J=5,7 Гц), 2,77 -2,84 (m), 2,67 (m), 2,35 (dq), 2,05-2,24 (m), 1,93 (s), 1,89-1,99 (m), 1,86-1,88 (m), 1,84 (s), 1,44-1,55 (m), 1,31 (ddd, J=13,0, 4,0, 1,9 Гц), 1,20 (dd, J=6,9, 2,5 Гц), 1,07-1,17 (m), 1,02 (d, J=6,9 Гц), 0,96 м.д. (d, J=6,6 Гц). 13C ЯМР (бензол-d6): δ=105,5(C), 105,2 (C), 103,0 (C), 93,4 (C), 93,2 (C), 90,1 (C), 81,9 (СН), 81,7 (СН), 81,5 (СН), 81,2 (СН), 79,7 (СН), 79,6 (СН), 79,5 (СН), 79,3 (СН), 77,4 (СН), 72,6 (СН), 60,8 (СН), 55,4 (СН), 53,0 (СН), 49,5 (СН), 38,9 (СН), 38,5 (СН2), 34,3 (СН), 33,2 (СН), 33,1 (СН2), 26,0 (СН3), 24,8 (СН3), 24,6 (СН3), 24,4 (СН3), 24,4 (СН3), 24,2 (СН3), 22,9 (СН3), 21,7 (СН3), 21,6 (СН3), 20,5 (СН3), 20,2 (СН3) м.д.
Масс-спектр (МС): Наиболее интенсивный пик принадлежит иону [М-Н]+, для которого m/z=371,1309, он соответствует моноизотопной эмпирической формуле C 20 H 29 102 R u
Figure 00000015
с отклонением 0,37 м.д.
Пример 10
Получение (η6-пара-кумол)(η4-1-изопропил-4-метилциклогексадиен)рутения(О) в виде смеси изомеров из гамма-терпинена в присутствии NEt3 в качестве основания
Структурная формула: см. пример 9
Уравнение реакции:
RuCl2(CH3CN)4+2C10H16+2NEt3==>Ru(C10H14)(C10H16)+2Cl[HNEt3]+4CH3CN
Сначала в колбу загружают Ru(II)Cl2(ацетонитрил)4 (фирмы Umicore Hanau, 29,3 мас.% Ru, 10 г, 29 ммоль). Добавляют ацетон (150 мл), воду (60 мл), NEt3 (12,3 мл, 90 ммоль, 3 экв.) и 1-изопропил-4-метил-1,4-циклогексадиен (гамма-терпинен фирмы Aldrich, 11 мл, 67 ммоль, 2,3 экв.). Суспензию помещают в атмосферу защитного газа и доводят до кипения с обратным холодильником (температура масляной бани 75°C). Коричнево-оранжевую смесь перемешивают при кипячении с обратным холодильником в течение трех часов и затем охлаждают до комнатной температуры. Продукт экстрагируют гексаном или толуолом. Органическую фазу промывают водой, сушат над MgSO4 и активированным углем, фильтруют и затем упаривают до сухого состояния. Полученное желто-оранжевое масло сушат до постоянной массы под высоким вакуумом при 90°C. Продукт исследовали методами ЯМР 13С и ЯМР 1H и установили, что он соответствует продукту из примера 9. Выход: 9,7 г, 90%. Чистота: ≥90% (1H ЯМР).
Пример 11
Получение (η6-пара-кумол)(η4-1-изопропил-4-метилциклогексадиен)рутения(0) в виде смеси изомеров из альфа-фелландрена
Структурная формула: см. пример 9
Уравнение реакции: см. пример 9
Сначала в колбу загружают Ru(II)Cl2(ацетонитрил)4 (фирмы Umicore Hanau, 29,3 мас.% Ru, 10 г, 29 ммоль) и Na2CO3 (12,4 г, 120 ммоль, 4 экв.). Добавляют этанол (100 мл), воду (50 мл), 2-метил-5-изопропил-1,3-циклогексадиен (альфа-фелландрен фирмы Aldrich, 9,6 мл, 58 ммоль, 2 экв.). Суспензию помещают в атмосферу защитного газа и доводят до кипения с обратным холодильником (температура масляной бани 85°C). Светло-коричнево-оранжевую смесь перемешивают при кипячении с обратным холодильником в течение трех часов и затем охлаждают до комнатной температуры. Продукт экстрагируют гексаном или толуолом. Органическую фазу промывают водой, сушат над MgSO4, фильтруют и затем упаривают до сухого состояния. Полученное желто-оранжевое масло сушат до постоянной массы под высоким вакуумом при 90°C. Из данных ЯМР следует, что продукт соответствует продуктам, полученным в примерах 9 и 10. Выход: 8,6 г, 80%. Чистота: ≥90% (1H ЯМР).

Claims (19)

1. Способ получения комплексов рутения (0) с олефинами типа (арен)(диен) Ru(0) по реакции исходного соединения рутения формулы Ru(+II)(X)p(Y)q, в которой X представляет собой анионную группу, Y представляет собой незаряженный двухэлектронный донорный лиганд, p составляет 1 или 2, q представляет собой целое число от 1 до 6, с циклогексадиеновым производным или смесью диенов, включающей производное циклогексадиена, в присутствии основания, причем арен, связанный с комплексом рутений(0)-олефин, образуется из этого производного циклогексадиена при окислении.
2. Способ по п.1, в котором производное циклогексадиена представляет собой незамещенное производное циклогексадиена из группы, включающей 1,3-циклогексадиен или 1,4-циклогексадиен, или смеси перечисленного.
3. Способ по п.1, в котором производное циклогексадиена представляет собой моно- или полиалкилзамещенный циклогексадиен, и его выбирают из группы, включающей 1-метил-1,3-циклогексадиен, 1-метил-1,4-циклогексадиен, 1-этил-1,3-циклогексадиен, 1-этил-1,4-циклогексадиен, 1-изопропил-4-метил-1,3-циклогексадиен (альфа-терпинен), 1-изопропил-4-метил-1,4-циклогексадиен (гамма-терпинен) и 2-метил-5-изопропил-1,3-циклогексадиен (альфа-фелландрен), или бицикло-[4,3,0]-нона-3,6(1)-диен, или смеси перечисленного.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором смесь диенов, а также циклогексадиеновое производное включает замещенный или незамещенный циклический диен из группы, включающей 1,3-циклооктадиен, 1,5-циклооктадиен, норборнадиен, дициклопентадиен, спиро[2,4]гепта-4,6-диен, или смеси перечисленного.
5. Способ по любому из пп.1-3, в котором смесь диенов, а также циклогексадиеновое производное включает замещенный или незамещенный нециклический диен из группы, включающей бутадиен, изопрен, 2,3-диметил-1,3-бутадиен, 1,3-пентадиен, 1,4-пентадиен или 2,4-диметил-1,3-пентадиен, или смеси перечисленного.
6. Способ по любому из пп.1-3, в котором смесь диенов включает аналоги диенов, например 1,3-дивинилтетраметилдисилоксан (ВТС) или 1,3-дивинилтетраметилдисилазан.
7. Способ по любому из пп.1-3, в котором добавляемое количество циклогексадиенового производного или смеси диенов составляет от 2 до 5 эквивалентов, предпочтительно от 2 до 4 эквивалентов (в расчете на исходное соединение рутения).
8. Способ по любому из пп.1-3, в котором незаряженный двухэлектронный донорный лиганд Y выбирают из группы, включающей ацетонитрил, бензонитрил, акрилонитрил, метилизонитрил (CNCH3), воду, ТГФ, диоксан, диметилсульфоксид (ДМСО), диметилформамид (ДМФ), ацетон, аммиак (NH3), амины и пиридин, а также смеси и комбинации перечисленного.
9. Способ по любому из пп.1-3, в котором незаряженный двухэлектронный донорный лиганд Y представляет собой лиганд растворителя, и его выбирают из группы, включающей ацетонитрил, бензонитрил, воду, ТГФ, диоксан, диметилсульфоксид (ДМСО), диметилформамид (ДМФ), ацетон и пиридин, а также смесей и комбинаций перечисленного.
10. Способ по любому из пп.1-3, в котором анионная группа X исходного соединения рутения (II) включает галогениды (например, F-, Cl-, Br- или I-), псевдогалогениды (например, CN-, CNO- или SCN-), ацетилацетонаты, тозилаты (CH3C6H4SO3-), трифторметилсульфонаты («трифлат», CF3SO3-), ацетаты и трифторацетаты, а также двухвалентные анионы, например сульфаты (SO42-), гидрофосфаты (HPO42-), оксалаты (C2O42-) или карбонаты (CO32-).
11. Способ по любому из пп.1-3, в котором исходное соединение рутения (II) представляет собой RuCl2(ацетонитрил)4, RuBr2(ацетонитрил)4, RuCl2(пиридин)4, [Ru(H2O)6]Cl2, [Ru(H2O)6](трифлат)2, RuCl2(ДМСО)4, [Ru(NH3)6]Cl2, или RuCl2(бензонитрил)4 или смеси перечисленного.
12. Способ по любому из пп.1-3, в котором применяемое основание включает неорганические основания, например гидроксиды щелочных металлов, гидроксиды щелочноземельных металлов, основные оксиды, карбонаты щелочных металлов, карбонаты щелочноземельных металлов, гидрокарбонаты щелочных металлов, гидрокарбонаты щелочноземельных металлов, оксалаты щелочных металлов, оксалаты щелочноземельных металлов, ацетаты щелочных металлов, ацетаты щелочноземельных металлов, фосфаты щелочных металлов, фосфаты щелочноземельных металлов или смеси перечисленного.
13. Способ по любому из пп.1-3, в котором применяемое основание включает органические основания, например диэтиламин, триметиламин, триэтиламин, уротропин, этаноламин, имидазол, пиридин, этилендиамин или смеси перечисленного.
14. Способ по любому из пп.1-3, в котором количество добавляемого неорганического и/или органического основания составляет от 1 до 10 эквивалентов, предпочтительно от 2 до 5 эквивалентов (в расчете на соединение рутения).
15. Способ по любому из пп.1-3, в котором применяют полярные органические растворители или смеси этих полярных органических растворителей с водой.
16. Способ по любому из пп.1-3, в котором исходное соединение Ru(II) формулы Ru(+II)(X)p(Y)q получено на предшествующей стадии и применяется без промежуточного выделения.
17. Способ по п.16, в котором исходное соединение Ru(II) представляет собой Ru(II)Cl2(CH3CN)4 или Ru(II)Cl2(ДМСО)4, и оно получено восстановлением гидрата хлорида рутения (III).
18. Изомерная смесь соединения (η6-пара-кумол)(η4-1-изопропил-4-метилциклогексадиен)рутения(0), включающая по меньшей мере два из трех изомеров: (η6-пара-кумол)(η4-1-изопропил-4-метил-1,3-циклогексадиен)рутений(0), (η6-пара-кумол)(η4-1-изопропил-4-метил-1,5-циклогексадиен)рутений(0) и (η6-пара-кумол)(η4-1-изопропил-4-метил-3,5-циклогексадиен)рутений(0).
19. Изомерная смесь по п.18, в которой по меньшей мере два из изомеров присутствуют в отношении от 1:5 до 5:1.
RU2012124230/04A 2009-11-14 2010-11-11 Способ получения комплексов рутения (0) с олефином RU2559322C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009053392.3 2009-11-14
DE102009053392A DE102009053392A1 (de) 2009-11-14 2009-11-14 Verfahren zur Herstellung von Ru(0) Olefin-Komplexen
PCT/EP2010/006858 WO2011057780A2 (en) 2009-11-14 2010-11-11 Process for preparing ruthenium(0)-olefin complexes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012124230A RU2012124230A (ru) 2013-12-20
RU2559322C2 true RU2559322C2 (ru) 2015-08-10

Family

ID=43431051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012124230/04A RU2559322C2 (ru) 2009-11-14 2010-11-11 Способ получения комплексов рутения (0) с олефином

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8716509B2 (ru)
EP (2) EP3348668B1 (ru)
JP (1) JP5748762B2 (ru)
KR (1) KR101775409B1 (ru)
CN (1) CN102639548B (ru)
BR (1) BR112012011421A2 (ru)
DE (1) DE102009053392A1 (ru)
RU (1) RU2559322C2 (ru)
WO (1) WO2011057780A2 (ru)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102013841B1 (ko) 2012-08-06 2019-08-23 삼성전자주식회사 데이터의 안전한 저장을 위한 키 관리 방법 및 그 장치
EP2719455A1 (en) 2012-10-09 2014-04-16 Fundació Institut Català d'Investigació Química A compound comprising ruthenium nanoparticles supported on a porous solid support for the hydrogenation of aromatic compounds.
JP6345189B2 (ja) * 2013-01-23 2018-06-20 フイルメニツヒ ソシエテ アノニムFirmenich Sa 4−メチルペント−3−エン−1−オール誘導体の製造方法
KR20140131219A (ko) * 2013-05-03 2014-11-12 한국화학연구원 루테늄 전구체, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 형성하는 방법
WO2015182946A1 (ko) * 2014-05-30 2015-12-03 주식회사 유피케미칼 신규 루테늄 화합물, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 막 증착용 전구체 조성물, 및 이를 이용하는 막의 증착 방법
KR101703871B1 (ko) 2014-05-30 2017-02-08 주식회사 유피케미칼 신규 루테늄 화합물, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 막 증착용 전구체 조성물, 및 이를 이용하는 막의 증착 방법
TW201715070A (zh) * 2015-08-03 2017-05-01 韋恩州立大學 作為用於藉由氣相沉積進行的元素膜成長之強還原前驅物的六員環二烯
KR102374140B1 (ko) 2017-11-01 2022-03-17 (주)디엔에프 루테늄함유 박막의 제조방법 및 이로부터 제조된 루테늄함유 박막
JP2021531315A (ja) * 2018-07-27 2021-11-18 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフトUmicore AG & Co.KG 半導体素子又は電子メモリの製造のための有機金属化合物
JP2022031988A (ja) * 2018-11-08 2022-02-24 株式会社Adeka 原子層堆積法による金属ルテニウム薄膜の製造方法
KR102686799B1 (ko) 2018-11-08 2024-07-22 엔테그리스, 아이엔씨. 루테늄 전구체 및 환원 가스를 사용하는 화학 증착 공정
KR20210059791A (ko) * 2018-11-15 2021-05-25 엔테그리스, 아이엔씨. 루테늄 전구체를 사용하는 peald 공정
JP7148377B2 (ja) * 2018-12-03 2022-10-05 田中貴金属工業株式会社 ルテニウム錯体からなる化学蒸着用原料及び該化学蒸着用原料を用いた化学蒸着法
EP3680247A1 (de) * 2019-01-08 2020-07-15 Umicore Ag & Co. Kg Metallorganische verbindungen
CN110759954A (zh) * 2019-11-12 2020-02-07 西安凯立新材料股份有限公司 一种制备氯(五甲基环戊二烯基)(环辛二烯)钌(ii)的方法
KR102844500B1 (ko) * 2020-10-12 2025-08-11 주식회사 유피케미칼 열적으로 안정한 루테늄 전구체 조성물 및 루테늄 함유 막 형성 방법
CN117020220A (zh) * 2023-08-14 2023-11-10 广州鲁比生物科技有限公司 一种微波辅助制备单质钌的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030002015A (ko) * 2001-06-30 2003-01-08 한국화학연구원 벤젠 및 1,3-시클로헥사디엔이 배위결합된 루테늄 착화합물의 제조방법
EP1604964A1 (en) * 2003-02-17 2005-12-14 Sekisui Chemical Co., Ltd. Zero-valence transition metal complex and method of synthesizing organometallic compound from the same as starting material
RU2006109546A (ru) * 2003-08-28 2007-10-10 Умикоре Аг Энд Ко. Кг (De) Комплексы диенбисаквородия (1), способ их получения и их применение
WO2008078296A1 (en) * 2006-12-22 2008-07-03 L'air Liquide-Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for the deposition of a ruthenium containing film with aryl and diene containing complexes
JP2009046440A (ja) * 2007-08-22 2009-03-05 Tosoh Corp ルテニウム化合物、その製造方法、ルテニウム含有薄膜及びその製造方法
US20090238970A1 (en) * 2006-10-06 2009-09-24 Junichi Taniuchi Organic ruthenium compound for chemical vapor deposition, and chemical vapor deposition method using the organic ruthenium compound

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2976011B2 (ja) * 1992-11-16 1999-11-10 工業技術院長 3―クロロプロピルトリアルコキシシラン類の製造方法
JPH1135544A (ja) * 1997-07-23 1999-02-09 Showa Denko Kk アクリロニトリルの直鎖二量体の製造法
DE19854869A1 (de) * 1998-11-27 2000-05-31 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Rutheniumkomplexen
JP4714955B2 (ja) * 1999-09-29 2011-07-06 日本ゼオン株式会社 環状オレフィン系付加重合体およびその製造方法
JP4138417B2 (ja) * 2001-09-28 2008-08-27 積水化学工業株式会社 有機金属化合物の合成方法
GB0215526D0 (en) * 2002-07-05 2002-08-14 Univ Edinburgh Anticancer compounds
KR100997557B1 (ko) 2002-12-03 2010-11-30 제이에스알 가부시끼가이샤 루테늄 화합물 및 금속 루테늄막의 제조 방법
CN1747913A (zh) * 2003-02-17 2006-03-15 积水化学工业株式会社 零价过渡金属络合物及使用其作为起始原料制备有机金属化合物的方法
DE102006017594A1 (de) * 2006-04-13 2007-10-18 Wacker Chemie Ag Neuartige Ru-Komplexe, deren Herstellung und Verwendung
WO2007128158A1 (en) * 2006-05-09 2007-11-15 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Transition metal complexes for inhibiting resistance in the treatment of cancer and metastasis
CN101215298B (zh) * 2007-12-29 2011-08-17 清华大学 钌多吡啶配合物及其衍生物的合成方法
US8092721B2 (en) * 2008-03-26 2012-01-10 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Deposition of ternary oxide films containing ruthenium and alkali earth metals
DE102008026284A1 (de) * 2008-06-02 2009-12-03 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Ruthenium-Dienyl-Komplexen
JP5276043B2 (ja) * 2009-05-19 2013-08-28 高砂香料工業株式会社 含ケイ素置換基で置換された芳香環を配位子とするルテニウム錯体及びその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030002015A (ko) * 2001-06-30 2003-01-08 한국화학연구원 벤젠 및 1,3-시클로헥사디엔이 배위결합된 루테늄 착화합물의 제조방법
EP1604964A1 (en) * 2003-02-17 2005-12-14 Sekisui Chemical Co., Ltd. Zero-valence transition metal complex and method of synthesizing organometallic compound from the same as starting material
RU2006109546A (ru) * 2003-08-28 2007-10-10 Умикоре Аг Энд Ко. Кг (De) Комплексы диенбисаквородия (1), способ их получения и их применение
US20090238970A1 (en) * 2006-10-06 2009-09-24 Junichi Taniuchi Organic ruthenium compound for chemical vapor deposition, and chemical vapor deposition method using the organic ruthenium compound
WO2008078296A1 (en) * 2006-12-22 2008-07-03 L'air Liquide-Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for the deposition of a ruthenium containing film with aryl and diene containing complexes
JP2009046440A (ja) * 2007-08-22 2009-03-05 Tosoh Corp ルテニウム化合物、その製造方法、ルテニウム含有薄膜及びその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAUER A. et al, Efficient synthesis of ruthenium(II) eta-5-dienyl compounds starting from di-mu-chlorodichlorobis[(1-3eta:6-8eta)-2,7-dimethyloctadienyl]diruthenium(IV).Versatile precursors for enantioselective hydrogenation catalysts, Organometallics, 2000, p.5471-5476. PERTICI P. et al, A new synthetic method for the preparetion of cyclo-olefin ruthenium complexes, J.Chem. Soc., Dalton Transactions, 1980, p. 1961-1964. *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2499149B1 (en) 2018-02-21
WO2011057780A2 (en) 2011-05-19
CN102639548A (zh) 2012-08-15
EP2499149A2 (en) 2012-09-19
BR112012011421A2 (pt) 2016-05-03
KR101775409B1 (ko) 2017-09-06
KR20120085892A (ko) 2012-08-01
EP3348668A2 (en) 2018-07-18
JP2013510807A (ja) 2013-03-28
US8716509B2 (en) 2014-05-06
DE102009053392A1 (de) 2011-06-22
US20120277456A1 (en) 2012-11-01
EP3348668B1 (en) 2021-04-28
RU2012124230A (ru) 2013-12-20
JP5748762B2 (ja) 2015-07-15
EP3348668A3 (en) 2018-10-24
CN102639548B (zh) 2015-08-26
WO2011057780A3 (en) 2011-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2559322C2 (ru) Способ получения комплексов рутения (0) с олефином
US12448404B2 (en) Process for producing ruthenium complexes and intermediates thereof and their use in olefin metathesis
Paonessa et al. Photochemical generation of bis (phosphine) palladium and bis (phosphine) platinum equivalents
Albeniz et al. Facile reversible metalation in an agostic complex and hydrogenolysis of a metal aryl complex via a dihydrogen complex
US8829220B2 (en) Process for preparing dienyl-ruthenium complexes
JP5931046B2 (ja) オレフィンメタセシスで使用するためのルテニウム錯体
WO2002085920A2 (en) Alkane and alkane group dehydrogenation with organometallic catalysts
EP3665178B1 (de) Ylid-funktionalisierte phosphane zur verwendung in metallkomplexen und der homogenen katalyse
Dimauro et al. Carbon-carbon bond activation via formal β-methyl-elimination from [η5-6, 6-dimethylcyclohexadienyl) Ru (DPPE)(CH2Cl2)] PF6
Espinal-Viguri et al. Heterobimetallic ruthenium–zinc complexes with bulky N-heterocyclic carbenes: syntheses, structures and reactivity
Wick et al. Synthesis, characterization, and C–H/C–C cleavage reactions of two rhodium–trispyrazolylborate dihydrides
Touchard et al. Electron transfer from borohydride and selective reductions of iron cations. Synthesis or tetrathiooxalate iron derivatives
Li et al. Synthesis and characterization of ruthenium complexes of 1, 8-bis (diphenylphosphinomethyl) naphthalene (BDNA) and their catalytic hydrogenation reactions to α, β-unsaturated aldehydes
EP4047003A1 (de) Metallkomplexe mit 4-h-, 6-h- oder 8-h-dihydroazulenyl-liganden und deren verwendung
EP2760581B1 (en) Ruthenium complex, method for its preparation and use thereof
Grigg et al. Cyclometallated Ir (III), Rh (III) and Ru (II) complexes as catalysts for the cyclotrimerisation of 1, 6-diynes with monoynes
Jiménez et al. Mechanistic Insights in Transfer Hydrogenation Catalysis by [Ir (cod)(NHC) 2] Complexes with Functionalized N-Heterocyclic Carbene ligands.