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CN109982995B - 氨基酸和氨基酸衍生物的制备 - Google Patents

氨基酸和氨基酸衍生物的制备 Download PDF

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CN109982995B CN201780071823.5A CN201780071823A CN109982995B CN 109982995 B CN109982995 B CN 109982995B CN 201780071823 A CN201780071823 A CN 201780071823A CN 109982995 B CN109982995 B CN 109982995B
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Abstract

本发明涉及用于合成氨基酸或氨基酸衍生物的方法，涉及官能化烯烃的交叉复分解和串联胺化‑还原过程。氨基酸和氨基酸衍生物存在在汽车、燃料、电子和纺织工业中的许多用途中发现的许多有趣的物理和化学性能。

Description

氨基酸和氨基酸衍生物的制备
相关申请
本申请要求2016年9月23日提交的美国临时专利申请号62/398,905的权益。
技术领域
本发明涉及用于合成氨基酸或氨基酸衍生物的方法，涉及官能化烯烃的交叉复分解和串联胺化-还原过程。氨基酸和氨基酸衍生物存在在汽车、燃料、电子和纺织工业中的许多用途中发现的许多有趣的物理和化学性能。
背景技术
烯烃复分解已经以烯烃互变的独特且有力的转化的形式出现，即由于明确定义的催化剂的发展。参见Grubbs，R.H.Handbook of Metathesis，Wiley-VCH：Weinheim，Germany(2003)。与传统的合成有机技术相比，极宽范围的底物和官能团耐受性使得烯烃复分解为一种有价值的技术，其快速且有效地产生以其他方式难以制造分子的技术。特别地，某些被称为“Grubbs催化剂”的钌和锇金属碳烯化合物已被确定为烯烃复分解反应诸如交叉复分解(CM)、闭环复分解(RCM)、开环复分解(ROM)、开环交叉复分解(ROCM)、开环复分解聚合(ROMP)和无环二烯复分解(ADMET)聚合的有效催化剂。由于有机官能团、水分和氧气的耐受性增加，使用这种钌碳烯络合物极大地扩展了烯烃复分解的范围。
聚酰胺11(PA11)或尼龙11和聚酰胺12(PA12)或尼龙12具有商业重要性。Arkema分别以商品名
Figure BDA0002066360880000011
和
Figure BDA0002066360880000012
销售PA11和PA12，而Evonik以商品名
Figure BDA0002066360880000013
销售PA12。这些高性能聚酰胺具有理想的热性能、物理性能、化学性能和机械性能组合用于工业产品，诸如电缆以及汽车气动和液压软管。
PA11由衍生自蓖麻子的10-十一碳烯酸生产，并且为少数衍生自可再生资源的可商购获得的聚合物之一。有限的蓖麻油供应限制了PA11的产生量。
PA12用作燃料的被覆物和在全球大多数乘用车上的制动系统，其衍生自环十二碳三烯(CDT)。
美国专利号8,748,651教导了由天然不饱和脂肪酸合成长链氨基酸或酯。
美国专利号8,748,651描述了在与丙烯酸酯交叉复分解中使用高催化剂负载的烯烃复分解催化剂。
国际专利申请公布号WO 2008/145941教导了通过尿素与多元醇反应释放氨来生产腈和/或脂肪胺和生产多元醇碳酸酯的共轭方法。
国际专利申请公布号WO2014/122412教导了由不饱和脂肪酸和酯与丙烯腈的交叉复分解或9-癸烯腈和丙烯酸酯的交叉复分解合成氨基酸。
美国专利申请公布号US 2014/0187808教导了从9-癸烯腈和丙烯酸酯的交叉复分解开始合成氨基酸。
美国专利申请公布号US 2014/0323684描述了用于合成具有式HOOC-Rb-CH2NH2的ω-氨基酸化合物的方法。
X.Miao；C.Fischmeister；P.H.Dixneuf；C.Bruneau；J.-L.Dubois；J.-L.Couturier Green Chem.(2012)，14，2179描述了通过10-十一碳烯酸甲酯和丙烯腈的交叉复分解合成12-氨基酸，然后氢化产生12-氨基酸。
R.Malacea；C.Fischmeister；C.Bruneau；J.-L.Dubois；J.-L.Couturier；P.H.Dixneuf Green Chem.(2009)，11，152描述了丙烯腈或富马腈和不饱和酸或酯的交叉复分解，然后氢化以产生氨基酸。
C.Bruneau；C.Fischmeister；X.Miao；R.Malacea；P.H.Dixneuf；Eur.J.LipidSci.Technol.(2010)，112，3-9为综述文章，其描述了10-十一碳烯酸甲酯和十八碳-9-烯酸二酯与丙烯腈或富马腈交叉复分解以产生式NCCH＝CH(CH2)tCO2R的不饱和酯腈。
X.Miao；R.Malacea；C.Fischmeister；C.Bruneau；P.H.Dixneuf；Green Chem.(2011)，13，2911教导了缓慢添加10-十一碳烯酸甲酯或十八碳-9-烯酸二酯与丙烯腈或富马腈的复分解催化剂以产生式NCCH＝CH(CH2)dCO2R的不饱和酯腈。
X.Miao；A.Blokhin；A.Pasynskii；S.Nefedov；S.N.Osipov；T.Roisnel；C.Bruneau；P.H.Dixneuf in Organometallics(2010)，29，5257教导了式NCCH＝CH(CH2)nCO2R的不饱和酯腈的合成。
据报道，许多文献方法产生氨基酸或氨基酸衍生物，但所有这些都使用高复分解催化剂负载以获得足够的收率或使用具有其复分解催化剂的有毒试剂。因此，需要一种环境友好的方法来在没有高催化剂负载或使用有毒试剂的情况下生产氨基酸或氨基酸衍生物。本发明解决了这种需要。
发明内容
本发明涉及用于合成氨基酸和氨基酸衍生物的有效方法，涉及官能化烯烃的交叉复分解和串联胺化-还原过程。
本发明一般涉及通过如下方法合成氨基酸或氨基酸衍生物：不饱和酸或酯与受保护的2-丁烯-1，4-二醇衍生物交叉复分解，除去醇保护基团产生醇衍生物，在由式4的结构表示的钌钳形(pincer)络合物的存在下使醇衍生物经受串联胺化-还原过程以产生相应的氨基酸或氨基酸衍生物。通常，醇保护基团的除去在室温下在醇中的碱的存在下完成。
钌钳形络合物由式4的结构表示：
Figure BDA0002066360880000031
其中：
L4和L5各自独立地选自膦(PRaRb)、胺(NRaRb)、亚胺、硫化物(SRd)、硫醇(SH)、亚砜(S(＝O)Rd)和含有选自氮和硫的至少一个杂原子的杂芳基；胂(AsRaRb)、锑(SbRaRb)和由以下结构表示的N-杂环碳烯：
Figure BDA0002066360880000041
L6为单齿双电子供体，诸如CO、PRaRbRc、NO+、AsRaRbRc、SbRaRbRc、SRaRb、腈(RdCN)、异腈(RdNC)、N2、PF3、CS、杂芳基(例如吡啶、噻吩)、四氢噻吩和N-杂环碳烯；
R6和R7各自为氢或与它们所连接的碳一起表示苯环，该苯环与由式4的结构表示的喹啉基部分稠合，从而形成吖啶基部分；
Ra、Rb、Rc、Rd、R8、R9和R10各自独立地为烷基、环烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基或烷基杂芳基；
Ya为单阴离子配体，诸如卤素、-OCORd、-OCOCF3、-OSO2Rd、-OSO2CF3、-CN、-OH、-ORd和-NRd 2；或中性溶剂分子，诸如NH3、NR3和Rd 2NSO2Rd，其中Rd如上所定义；并且当Ya为中性时，整个分子携带正电荷；并且
Xa表示位于吖啶基部分上的任何碳原子处的一个、两个、三个、四个、五个、六个或七个取代基(在R6和R7与它们所连接的碳一起表示稠合到由式4的结构表示的喹啉基部分的苯环的情况下)；或位于喹啉基部分上的任何碳原子上的一个、两个、三个、四个或五个取代基(在R6和R7各自为氢的情况下)，并且选自氢、烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基、烷基杂芳基、卤素、硝基、酰胺、酯、氰基、烷氧基、烷基氨基、芳基氨基、无机载体(例如二氧化硅)和聚合物部分(例如聚苯乙烯)。
在一个实施方案中，由式4的结构表示的钌钳形络合物为[RuHCl(A-iPr-PNP)(CO)]、氯羰基氢化[4，5-双-(二异丙基膦基甲基)吖啶]钌(II)，由以下结构表示：
Figure BDA0002066360880000042
在另一个实施方案中，由式4的结构表示的钌钳形络合物为[RuHCl(A-Cy-PNP)(CO)]、氯羰基氢化[4，5-双-(二环己基膦基甲基)吖啶]钌(II)，由以下结构表示：
Figure BDA0002066360880000051
另一方面，本发明涉及通过如下方法合成氨基酸或氨基酸衍生物：在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下不饱和酸或酯与1，4-醇保护的2-丁烯衍生物交叉复分解，然后除去醇保护基团以产生醇衍生物，并在由式4的结构表示的钌钳形络合物的存在下使醇衍生物经受串联胺化-还原过程以产生氨基酸或氨基酸衍生物。
另一方面，本发明涉及通过如下方法合成氨基酸或氨基酸衍生物：在至少一种第8族过渡金属络合物的存在下不饱和酸或酯与1，4-醇保护的2-丁烯衍生物交叉复分解，然后除去醇保护基团以产生醇衍生物，并在由式4的结构表示的钌钳形络合物的存在下使醇衍生物经受串联胺化-还原过程以产生氨基酸或氨基酸衍生物。
本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物的方法：
Figure BDA0002066360880000052
包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物
Figure BDA0002066360880000053
与由式
Figure BDA0002066360880000061
的结构表示的交叉复分解底物经受交叉复分解反应，以形成由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体：
Figure BDA0002066360880000062
(b)使由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：
Figure BDA0002066360880000063
以及，
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在氨、氢和由式4的结构表示的钌钳形络合物的存在下进行；
其中：
R为-H、任选地取代的C1-C12烷基、任选地取代的C6-C10芳基、任选地取代的杂环、或任选地取代的C5-C10环烷基；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为任选地取代的-CO(C1-C12烷基)、任选地取代的-CO(C5-C10环烷基)、任选地取代的-CO(C6-C10芳基)、或任选地取代的-CO(C5-C10杂环)；
R4为-H或-(CH2)mlOR3；
R5为-(CH2)m1OR3；
a为3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22；
m为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
m1为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
p为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
L4和L5各自独立地选自膦(PRaRb)、胺(NRaRb)、亚胺、硫化物(SRd)、硫醇(SH)、亚砜(S(＝O)Rd)、含有选自氮和硫的至少一个杂原子的杂芳基；胂(AsRaRb)、锑(SbRaRb)和由以下结构表示的N-杂环碳烯：
Figure BDA0002066360880000071
L6为单齿双电子供体，诸如CO、PRaRbRc、NO+、AsRaRbRc、SbRaRbRc、SRaRb、腈(RdCN)、异腈(RdNC)、N2、PF3、CS、杂芳基(例如吡啶、噻吩)、四氢噻吩和N-杂环碳烯；
R6和R7各自为氢或与它们所连接的碳一起表示苯环，其与由式4的结构表示的喹啉基部分稠合，从而形成吖啶基部分；
Ra、Rb、Rc、Rd、R8、R9和R10各自独立地为烷基、环烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基或烷基杂芳基；
Ya为单阴离子配体，诸如卤素、-OCORd、-OCOCF3、-OSO2Rd、-OSO2CF3、-CN、-OH、-ORd和-NRd 2；或中性溶剂分子，诸如NH3、NR3和Rd 2NSO2Rd，其中Rd如上所定义；并且当Ya为中性时，整个分子携带正电荷；
Xa表示位于吖啶基部分上的任何碳原子处的一个、两个、三个、四个、五个、六个或七个取代基(在R6和R7与它们所连接的碳一起表示稠合到由式4的结构表示的喹啉基部分的苯环的情况下)；或位于喹啉基部分上的任何碳原子上的一个、两个、三个、四个或五个取代基(在R6和R7各自为氢的情况下)，并且选自氢、烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基、烷基杂芳基、卤素、硝基、酰胺、酯、氰基、烷氧基、烷基氨基、芳基氨基、无机载体(例如二氧化硅)和聚合物部分(例如聚苯乙烯)。并且
前提条件为m1和p的任何组合的总和为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。
本发明还涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与由式
Figure BDA0002066360880000081
的结构表示的交叉复分解底物经受交叉复分解反应，以形成由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇；以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在由式4的结构表示的钌钳形络合物的存在下进行；
其中：
R为-H、任选地取代的C1-C12烷基、任选地取代的C6-C10芳基、任选地取代的杂环、或任选地取代的C5-C10环烷基；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为任选地取代的-CO(C1-C12烷基)、任选地取代的-CO(C5-C10环烷基)、任选地取代的-CO(C6-C10芳基)、或任选地取代的-CO(C5-C10杂环)；
R4为-H或-(CH2)m1OR3；
R5为-(CH2)m1OR3；
a为3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22；
m为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
m1为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
p为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
L4和L5各自独立地选自膦(PRaRb)、胺(NRaRb)、亚胺、硫化物(SRd)、硫醇(SH)、亚砜(S(＝O)Rd)和含有选自氮和硫的至少一个杂原子的杂芳基；胂(AsRaRb)、锑(SbRaRb)和由以下结构表示的N-杂环碳烯：
Figure BDA0002066360880000091
L6为单齿双电子供体，诸如CO、PRaRbRc、NO+、AsRaRbRc、SbRaRbRc、SRaRb、腈(RdCN)、异腈(RdNC)、N2、PF3、CS、杂芳基(例如吡啶、噻吩)、四氢噻吩和N-杂环碳烯；
R6和R7各自为氢或与它们所连接的碳一起表示苯环，该苯环与由式4的结构表示的喹啉基部分稠合，从而形成吖啶基部分；
Ra、Rb、Rc、Rd、R8、R9和R10各自独立地为烷基、环烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基或烷基杂芳基；
Ya为单阴离子配体，诸如卤素、-OCORd、-OCOCF3、-OSO2Rd、-OSO2CF3、-CN、-OH、-ORd和-NRd 2；或中性溶剂分子，诸如NH3、NR3和Rd 2NSO2Rd，其中Rd如上所定义；并且当Ya为中性时，整个分子携带正电荷；
Xa表示位于吖啶基部分上的任何碳原子处的一个、两个、三个、四个、五个、六个或七个取代基(在R6和R7与它们所连接的碳一起表示稠合到由式4的结构表示的喹啉基部分的苯环的情况下)；或位于喹啉基部分上的任何碳原子上的一个、两个、三个、四个或五个取代基(在R6和R7各自为氢的情况下)，并且选自氢、烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基、烷基杂芳基、卤素、硝基、酰胺、酯、氰基、烷氧基、烷基氨基、芳基氨基、无机载体(例如二氧化硅)和聚合物部分(例如聚苯乙烯)。并且
前提条件为m1和p的任何组合的总和为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。
本发明还涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与由式
Figure BDA0002066360880000101
的结构表示的交叉复分解底物进经受交叉复分解反应，以形成由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇；以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂氯羰基氢化[4，5-双-(二环己基膦基甲基)吖啶]钌(II)的存在下进行；
其中：
R为-H、任选地取代的C1-C12烷基、任选地取代的C6-C10芳基、任选地取代的杂环、或任选地取代的C5-C10环烷基；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为任选地取代的-CO(C1-C12烷基)、任选地取代的-CO(C5-C10环烷基)、任选地取代的-CO(C6-C10芳基)、或任选地取代的-CO(C5-C10杂环)；
R4为-H或-(CH2)m1OR3；
R5为-(CH2)m1OR3；
a为3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22；
m为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
m1为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
p为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；并且
前提条件为m1和p的任何组合的总和为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。
本发明还涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与由式
Figure BDA0002066360880000111
的结构表示的交叉复分解底物经受交叉复分解反应，以形成由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇；以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂氯羰基氢化[4，5-双-(二异丙基膦基甲基)吖啶]钌(II)的存在下进行；
其中：
R为-H、任选地取代的C1-C12烷基、任选地取代的C6-C10芳基、任选地取代的杂环、或任选地取代的C5-C10环烷基；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为任选地取代的-CO(C1-C12烷基)、任选地取代的-CO(C5-C10环烷基)、任选地取代的-CO(C6-C10芳基)、或任选地取代的-CO(C5-C10杂环)；
R4为-H或-(CH2)mlOR3；
R5为-(CH2)m1OR3；
a为3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22；
m为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
m1为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
p为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；并且
前提条件为m1和p的任何组合的总和为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。
本发明还涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与由式
Figure BDA0002066360880000121
的结构表示的交叉复分解底物经受交叉复分解反应，以形成由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇；以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在由式4的结构表示的钌钳形络合物的存在下进行；
其中：
R为-H、任选地取代的C1-C6烷基、任选地取代的C6芳基、或任选地取代的C5-C10环烷基；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为任选地取代的-CO(C1-C6烷基)、任选地取代的-CO(C5-C10环烷基)或任选地取代的-CO(C6芳基)；
R4为-H或-(CH2)m1OR3；
R5为-(CH2)m1OR3；
a为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16或17；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1、2或3；
p为3、4、5、6、7、8、9、10、11或12；
L4和L5各自独立地选自膦(PRaRb)、胺(NRaRb)、亚胺、硫化物(SRd)、硫醇(SH)、亚砜(S(＝O)Rd)和含有选自氮和硫的至少一个杂原子的杂芳基；胂(AsRaRb)、锑(SbRaRb)和由以下结构表示的N-杂环碳烯：
Figure BDA0002066360880000131
L6为单齿双电子供体，诸如CO、PRaRbRc、NO+、AsRaRbRc、SbRaRbRc、SRaRb、腈(RdCN)、异腈(RdNC)、N2、PF3、CS、杂芳基(例如吡啶、噻吩)、四氢噻吩和N-杂环碳烯；
R6和R7各自为氢或与它们所连接的碳一起表示苯环，该苯环与由式4的结构表示的喹啉基部分稠合，从而形成吖啶基部分；
Ra、Rb、Rc、Rd、R8、R9和R10各自独立地为烷基、环烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基或烷基杂芳基；
Ya为单阴离子配体，诸如卤素、-OCORd、-OCOCF3、-OSO2Rd、-OSO2CF3、-CN、-OH、-ORd和-NRd 2；或中性溶剂分子，诸如NH3、NR3或Rd 2NSO2Rd，其中Rd如上所定义；并且当Ya为中性时，整个分子携带正电荷；
Xa表示位于吖啶基部分上的任何碳原子处的一个、两个、三个、四个、五个、六个或七个取代基(在R6和R7与它们所连接的碳一起表示稠合到由式4的结构表示的喹啉基部分的苯环的情况下)；或位于喹啉基部分上的任何碳原子上的一个、两个、三个、四个或五个取代基(在R6和R7各自为氢的情况下)，并且选自氢、烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基、烷基杂芳基、卤素、硝基、酰胺、酯、氰基、烷氧基、烷基氨基、芳基氨基、无机载体(例如二氧化硅)和聚合物部分(例如聚苯乙烯)；并且
前提条件为m1和p的任何组合的总和为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15。
本发明还涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与由式
Figure BDA0002066360880000141
的结构表示的交叉复分解底物经受交叉复分解反应，以形成由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇；以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在由式4的结构表示的钌钳形络合物的存在下进行；
其中：
R为-H或任选地取代的C1-C3烷基；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为任选地取代的-CO(C1-C3烷基)；
R4为-H或-(CH2)m1OR3；
R5为-(CH2)m1OR3；
a为9、10、11或12；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1或2；
p为6、7或8；
L4和L5各自独立地选自膦(PRaRb)、胺(NRaRb)、亚胺、硫化物(SRd)、硫醇(SH)、亚砜(S(＝O)Rd)和含有选自氮和硫的至少一个杂原子的杂芳基；胂(AsRaRb)、锑(SbRaRb)和由以下结构表示的N-杂环碳烯：
Figure BDA0002066360880000151
L6为单齿双电子供体，诸如CO、PRaRbRc、NO+、AsRaRbRc、SbRaRbRc、SRaRb、腈(RdCN)、异腈(RdNC)、N2、PF3、CS、杂芳基(例如吡啶、噻吩)、四氢噻吩和N-杂环碳烯；
R6和R7各自为氢或与它们所连接的碳一起表示苯环，该苯环与由式4的结构表示的喹啉基部分稠合，从而形成吖啶基部分；
Ra、Rb、Rc、Rd、R8、R9和R10各自独立地为烷基、环烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基或烷基杂芳基；
Ya为单阴离子配体，诸如卤素、-OCORd、-OCOCF3、-OSO2Rd、-OSO2CF3、-CN、-OH、-ORd和-NRd 2；或中性溶剂分子，诸如NH3、NR3或Rd 2NSO2Rd，其中Rd如上所定义；并且当Ya为中性时，整个分子携带正电荷；以及
Xa表示位于吖啶基部分上的任何碳原子处的一个、两个、三个、四个、五个、六个或七个取代基(在R6和R7与它们所连接的碳一起表示稠合到由式4的结构表示的喹啉基部分的苯环的情况下)；或位于喹啉基部分上的任何碳原子上的一个、两个、三个、四个或五个取代基(在R6和R7各自为氢的情况下)，并且选自氢、烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基、烷基杂芳基、卤素、硝基、酰胺、酯、氰基、烷氧基、烷基氨基、芳基氨基、无机载体(例如二氧化硅)和聚合物部分(例如聚苯乙烯)。
本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与由式
Figure BDA0002066360880000152
的结构表示的交叉复分解底物经受交叉复分解反应，以形成由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇；以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂氯羰基氢化[4，5-双-(二环己基膦基甲基)吖啶]钌(II)的存在下进行；
其中：
R为-H或任选地取代的C1-C3烷基；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为任选地取代的-CO(C1-C3烷基)；
R4为-H或-(CH2)m1OR3；
R5为-(CH2)m1OR3；
a为9、10、11或12；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1或2；并且
p为6、7或8。
本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与由式
Figure BDA0002066360880000161
的结构表示的交叉复分解底物经受交叉复分解反应，以形成由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇；以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂氯羰基氢化[4，5-双-(二异丙基膦基甲基)吖啶]钌(II)的存在下进行；
其中：
R为-H或任选地取代的C1-C3烷基；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为任选地取代的-CO(C1-C3烷基)；
R4为-H或-(CH2)m1OR3；
R5为-(CH2)m1OR3；
a为9、10、11或12；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1或2；并且
p为6、7或8。
另一方面，本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成由式2a的结构表示的不饱和中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在由式4的结构表示的钌钳形络合物的存在下进行；
其中：
R为-H；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为9、10、11或12；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1或2；
p为6、7或8；
L4和L5各自独立地选自膦(PRaRb)、胺(NRaRb)、亚胺、硫化物(SRd)、硫醇(SH)、亚砜(S(＝O)Rd)和含有选自氮和硫的至少一个杂原子的杂芳基；胂(AsRaRb)、锑(SbRaRb)和由以下结构表示的N-杂环碳烯：
Figure BDA0002066360880000181
L6为单齿双电子供体，诸如CO、PRaRbRc、NO+、AsRaRbRc、SbRaRbRc、SRaRb、腈(RdCN)、异腈(RdNC)、N2、PF3、CS、杂芳基(例如吡啶、噻吩)、四氢噻吩和N-杂环碳烯；
R6和R7各自为氢或与它们所连接的碳一起表示苯环，该苯环与由式4的结构表示的喹啉基部分稠合，从而形成吖啶基部分；
Ra、Rb、Rc、Rd、R8、R9和R10各自独立地为烷基、环烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基或烷基杂芳基；
Ya为单阴离子配体，诸如卤素、-OCORd、-OCOCF3、-OSO2Rd、-OSO2CF3、-CN、-OH、-ORd和-NRd 2；或中性溶剂分子，诸如NH3、NR3和Rd 2NSO2Rd，其中Rd如上所定义；并且当Ya为中性时，整个分子携带正电荷；以及
Xa表示位于吖啶基部分上的任何碳原子处的一个、两个、三个、四个、五个、六个或七个取代基(在R6和R7与它们所连接的碳一起表示稠合到由式4的结构表示的喹啉基部分的苯环的情况下)；或位于喹啉基部分上的任何碳原子上的一个、两个、三个、四个或五个取代基(在R6和R7各自为氢的情况下)，并且选自氢、烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基、烷基杂芳基、卤素、硝基、酰胺、酯、氰基、烷氧基、烷基氨基、芳基氨基、无机载体(例如二氧化硅)和聚合物部分(例如聚苯乙烯)。
另一方面，本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)使由式2的结构表示的烯烃底物与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应，其中交叉复分解反应在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下进行以形成由式2a的结构表示的不饱和中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在由式4的结构表示的钌钳形络合物的存在下进行；
其中：
R为-CH3；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为9、10、11或12；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1或2；
p为6、7或8；
L4和L5各自独立地选自膦(PRaRb)、胺(NRaRb)、亚胺、硫化物(SRd)、硫醇(SH)、亚砜(S(＝O)Rd)和含有选自氮和硫的至少一个杂原子的杂芳基；胂(AsRaRb)、锑(SbRaRb)和由以下结构表示的N-杂环碳烯：
Figure BDA0002066360880000191
L6为单齿双电子供体，诸如CO、PRaRbRc、NO+、AsRaRbRc、SbRaRbRc、SRaRb、腈(RdCN)、异腈(RdNC)、N2、PF3、CS、杂芳基(例如吡啶、噻吩)、四氢噻吩和N-杂环碳烯；
R6和R7各自为氢或与它们所连接的碳一起表示苯环，该苯环与由式4的结构表示的喹啉基部分稠合，从而形成吖啶基部分；
Ra、Rb、Rc、Rd、R8、R9和R10各自独立地为烷基、环烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基或烷基杂芳基；
Ya为单阴离子配体，诸如卤素、-OCORd、-OCOCF3、-OSO2Rd、-OSO2CF3、-CN、-OH、-ORd和-NRd 2；或中性溶剂分子，诸如NH3、NR3和Rd 2NSO2Rd，其中Rd如上所定义；并且当Ya为中性时，整个分子携带正电荷；以及
Xa表示位于吖啶基部分上的任何碳原子处的一个、两个、三个、四个、五个、六个或七个取代基(在R6和R7与它们所连接的碳一起表示稠合到由式4的结构表示的喹啉基部分的苯环的情况下)；或位于喹啉基部分上的任何碳原子上的一个、两个、三个、四个或五个取代基(在R6和R7各自为氢的情况下)，并且选自氢、烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基、烷基杂芳基、卤素、硝基、酰胺、酯、氰基、烷氧基、烷基氨基、芳基氨基、无机载体(例如二氧化硅)和聚合物部分(例如聚苯乙烯)。
另一方面，本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成由式2a的结构表示的不饱和中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂[RuHCl(A-iPr-PNP)(CO)]的存在下进行；
其中：
R为-H；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为9、10、11或12；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1或2；并且
p为6、7或8。
另一方面，本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成由式2a的结构表示的不饱和中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂[RuHCl(A-Cy-PNP)(CO)]的存在下进行；
其中：
R为-H；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为9、10、11或12；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1或2；并且
p为6、7或8。
另一方面，本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成由式2a的结构表示的不饱和中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂[RuHCl(A-Cy-PNP)(CO)]的存在下进行；
其中：
R为-CH3；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为9、10、11或12；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1或2；并且
p为6、7或8。
另一方面，本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成由式2a的结构表示的不饱和中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂[RuHCl(A-iPr-PNP)(CO)]的存在下进行；
其中：
R为-CH3；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为9、10、11或12；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1或2；并且
p为6、7或8。
另一方面，本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成由式2a的结构表示的不饱和中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂[RuHCl(A-iPr-PNP)(CO)]的存在下进行；
其中：
R为-CH3；
R1为-H；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为10；
m为0；
m1为1；并且
p为7。
另一方面，本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与1,4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成由式2a的结构表示的不饱和中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂[RuHCl(A-iPr-PNP)(CO)]的存在下进行；
其中：
R为-CH3；
R1为-H；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为11；
m为0；
m1为1；并且
p为8。
另一方面，本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与1,4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成由式2a的结构表示的不饱和中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂[RuHCl(A-Cy-PNP)(CO)]的存在下进行；其中：
R为-CH3；
R1为-H；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为10；
m为0；
m1为1；并且
p为7。
另一方面，本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成由式2a的结构表示的不饱和中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂[RuHCl(A-Cy-PNP)(CO)]的存在下进行；其中：
R为-CH3；
R1为-H；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为11；
m为0；
m1为1；并且
p为8。
另一方面，本发明涉及用于合成式1的氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成由式2a的结构表示的不饱和中间体；
(b)使由式2a的结构表示的不饱和中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂[RuHCl(A-iPr-PNP)(CO)]的存在下进行；其中：
R为-CH3；
R1为-H；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为10；
m为2；
m1为1；并且
p为7。
另一方面，本发明涉及用于合成由式1的结构表示的氨基酸衍生物的方法，包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使式2的烯烃底物与1,4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成由式2a的结构表示的不饱和中间体；
(b)使式2a的不饱和中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：以及
(c)通过使由式3的结构表示的不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的结构表示的不饱和醇转化为由式1的结构表示的氨基酸衍生物，其中串联胺化-还原在催化剂[RuHCl(A-Cy-PNP)(CO)]的存在下进行；其中：
R为-CH3；
R1为-H；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为10；
m为2；
m1为1；并且
p为7。
在一个方面，本发明涉及一种用于合成11-氰基十一碳-10-烯酸甲酯的一锅法，该方法包括以下步骤：
(a)使12-羟基-10-十二碳烯酸甲酯经受异丙醇并且在铜催化剂的存在下以形成12-氧代基-10-十二碳烯酸甲酯；以及
(b)在CuCl的存在下使12-氧代基-10-十二碳烯酸甲酯经受氨和过氧化氢以形成11-氰基十一碳-10-烯酸甲酯。
在另一方面，本发明涉及用于合成11-氰基十一碳-10-烯酸甲酯的一锅法，该方法包括以下步骤：
(a)在[(TMEDA)Cu(μ-OH)]2Cl2的存在下使12-羟基-10-十二碳烯酸甲酯经受异丙醇以形成12-氧代基-10-十二碳烯酸甲酯；以及
(b)在CuCl的存在下使12-氧代基-10-十二碳烯酸甲酯经受氨和过氧化氢以形成11-氰基十一碳-10-烯酸甲酯。
在另一方面，本发明涉及用于合成12-氨基-十二酸甲酯的方法，该方法包括以下步骤：
(a)使10-十一碳烯酸甲酯和顺式-1，4-二氯-2-丁烯经受交叉复分解反应，得到12-氯代-10-十二碳烯酸甲酯；
(b)使12-氯代-10-十二碳烯酸甲酯经受氨，得到12-氨基-10-十二碳烯酸甲酯；以及
(c)使12-氨基-10-十二碳烯酸甲酯经受骨架镍和氢气，得到12-氨基-十二酸甲酯。
在另一方面，本发明涉及用于合成12-氨基-十二酸甲酯的方法，该方法包括以下步骤：
(a)在金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使10-十一碳烯酸甲酯和顺式-1，4-二氯-2-丁烯经受交叉复分解反应，得到12-氯代-10-十二碳烯酸甲酯；
(b)使12-氯代-10-十二碳烯酸甲酯经受氨，得到12-氨基-10-十二碳烯酸甲酯；以及
(c)使12-氨基-10-十二碳烯酸甲酯经受骨架镍和氢气，得到12-氨基-十二酸甲酯。
在另一方面，本发明涉及用于合成12-氨基-十二酸甲酯的方法，该方法包括以下步骤：
(a)在由式(I)的结构表示的催化剂的存在下，使10-十一碳烯酸甲酯和顺式-1，4-二氯-2-丁烯经受交叉复分解反应，得到12-氯代-10-十二碳烯酸甲酯；
(b)使12-氯代-10-十二碳烯酸甲酯经受氨，得到12-氨基-10-十二碳烯酸甲酯；以及
(c)使12-氨基-10-十二碳烯酸甲酯经受骨架镍和氢气，得到12-氨基-十二酸甲酯。
本发明提供了制备氨基酸和氨基酸衍生物的方法。通过本文描述的方法制备的氨基酸和氨基酸衍生物可用作用于制备聚酰胺，诸如例如PA11和/或PA12的前体。此外，本发明描述了通过在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下至少一种交叉复分解底物与至少一种烯烃底物的交叉复分解制备氨基酸和氨基酸衍生物的方法，其中至少一种交叉复分解底物选自9-癸烯酸烷基酯或10-十一碳烯酸烷基酯。本发明还描述了通过在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下至少一种交叉复分解底物与至少一种烯烃底物的交叉复分解制备氨基酸和氨基酸衍生物的方法，其中至少一种交叉复分解底物为1，4-二乙酰氧基-2-丁烯。
在另一方面，本发明描述了在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，通过至少一种交叉复分解底物与至少一种烯烃底物的交叉复分解制备氨基酸和氨基酸衍生物的方法，其中至少一种交叉复分解底物为1，4-二羟基-2-丁烯，其中羟基基团被各种可接受的保护基团保护，包括但不限于甲酰基、丙酰基、丁酰基、苄基、苯甲酰基、乙基乙烯基醚、甲基、乙基、乙酰基、酰基、乙二醇和乙二醇的甲基醚、硫酸根、苄基磺酸根、次膦酸根、甲氧基甲基醚(MOM)、甲硫基甲基醚(MTM)、2-甲氧基乙氧基甲基醚(MEM)、双-2-氯乙氧基)甲基醚、四氢吡喃基醚(THP)、四氢噻喃基醚、4-甲氧基四氢吡喃基醚、4-甲氧基硫代四氢吡喃基醚、四氢呋喃基醚、四氢噻吩基醚、1-乙氧基乙基醚、1-甲基-1-甲氧基乙基醚、2-(苯基硒基)乙基醚、乙基乙烯基醚(EVE)、叔丁基醚(tBu)、烯丙基醚、苄基醚(Bn)、邻苄基醚、三苯基甲基醚、α-萘基二苯基甲基醚、对-甲氧基苯基二苯基甲基醚、9-(9-苯基-10-氧代基)蒽基醚、三甲基甲硅烷基(TMS)、异丙基二甲基甲硅烷基醚、叔丁基二甲基甲硅烷基醚(TBDMS)、叔丁基二苯基甲硅烷基醚(TBDPS)、三苄基甲硅烷基醚、三异丙基甲硅烷基醚、甲酸酯、乙酸酯、三氯乙酸酯、苯氧基乙酸酯、异丁酸酯、丙酸酯、丁酸酯、新戊酸酯(pivaloate ester)、苯甲酸酯、金刚烷酸酯、碳酸甲酯、2,2,2-三氯甲基碳酸酯、烯丙基碳酸酯、对硝基苯基碳酸酯、苄基碳酸酯、对硝基苄基碳酸酯、或S-苄基硫代碳酸酯。
在另一方面，本发明涉及用于合成11-氨基十一酸甲酯的方法，该方法包括以下步骤：
(a)在[1，3-双(2，6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)钌(II)的存在下，使9-癸烯酸甲酯和/或9-十二碳烯酸甲酯与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成11-乙酰氧基-9-十一碳烯酸甲酯
Figure BDA0002066360880000291
(b)使11-乙酰氧基-9-十一碳烯酸甲酯在碱性条件中经受水解以形成11-羟基-十一碳烯酸甲酯
Figure BDA0002066360880000292
以及，
(c)在催化剂氯羰基氢化[4，5-双-(二-异丙基膦基甲基)吖啶]钌(II)或氯羰基氢化[4，5-双-(二环己基膦基甲基)吖啶]钌(II)的存在下，使11-羟基-十一碳烯酸甲酯经受串联胺化-还原反应。
在另一方面，本发明涉及用于合成12-氨基十二酸甲酯的方法，该方法包括以下步骤：
(a)在[1，3-双(2，6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)钌(II)的存在下，使10-十一碳烯酸甲酯与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成12-乙酰氧基-10-十二碳烯酸甲酯
Figure BDA0002066360880000301
(b)使12-乙酰氧基-10-十二碳烯酸甲酯经受碱性水解以形成12-羟基-10-十二碳烯酸甲酯
Figure BDA0002066360880000302
以及，
(c)在催化剂氯羰基氢化[4，5-双-(二异丙基膦基甲基)吖啶]钌(II)或氯羰基氢化[4，5-双-(二环己基膦基甲基)吖啶]钌(II)的存在下，使12-羟基-10-十二碳烯酸甲酯经受串联胺化-还原反应。
在另一实施方案中，本发明涉及用于合成11-氨基十一酸甲酯的方法，包括：在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下使9-癸烯酸甲酯和/或9-十二碳烯酸甲酯与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯反应的步骤；在基于由式4的结构表示的钌钳形络合物的催化剂的存在下，将第一步获得的11-乙酰氧基-9-十一碳烯酸甲酯转化为11-羟基-9-十一碳烯酸甲酯的步骤，以及将11-羟基-9-十一碳烯酸甲酯转化为11-氨基十一酸甲酯的步骤。
在另一个实施方案中，本发明涉及用于合成12-氨基十一酸甲酯的方法，包括：在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下使10-十一碳烯酸甲酯与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯反应的步骤；在基于由式4的结构表示的钌钳形络合物的催化剂的存在下，将第一步获得的12-乙酰氧基-10-十二碳烯酸甲酯转化为12-羟基-10-十二碳烯酸甲酯的步骤，以及将12-羟基-10-十二碳烯酸甲酯转化为12-氨基十二酸甲酯的步骤。
在另外的实施方案中，本发明涉及用于合成式NH2-(CH2)a-COOR的氨基酸或氨基酸衍生物(例如氨基酯)的方法，其中a为介于3和22之间的整数，并且R为H，任选地取代的C1-C12烷基，任选地取代的C6-C10芳基，任选地取代的杂环或任选地取代的C5-C10环烷基；合成氨基酸或氨基酸衍生物(例如氨基酯)的方法，涉及式R1-(CH2)m-CH＝CH-(CH2)p-COOR的单不饱和脂肪酸或脂肪酯的催化交叉复分解反应，其中R1为-H、-CH3或-COOR基团，m为选自0至19的整数，并且p为选自0至19的整数；其中化合物具有式R4-CH＝CH-R5，其中R4为-H或-(CH2)m1OR3；R5为-(CH2)m1OR3；m1为选自1至19的整数；R2为-OR3，其中R3为任选地取代的-CO(C1-C12烷基)、任选地取代的-CO(C5-C10环烷基)、任选地取代的-CO(C6-C10芳基)、或任选地取代的-CO(C5-C10杂环)；产生式R2-(CH2)m1-CH＝CH-(CH2)p-COOR的产物；其中R2为-OR3，其中R3通过水解除去以产生式HO-(CH2)m1-CH＝CH-(CH2)p-COOR的产物，其通过氢化和胺化步骤的任何顺序直接转化以产生NH2-(CH2)a-COOR或通过在氨的存在下的氧化至腈和氢化的任何顺序直接转化以产生NH2-(CH2)a-COOR，如方案1中所示。
方案1
Figure BDA0002066360880000311
另一方面，本发明涉及氨基酸衍生物的合成，如方案2中所示。
方案2
Figure BDA0002066360880000312
1与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯(DAB)交叉复分解，然后脱保护(步骤a)，产生烯丙醇酯2，其可被氢化(步骤b)为羟基酯3，其在胺化后(步骤d)得到所需的氨基酸衍生物5。或者，烯丙醇酯2可直接进行串联胺化-还原(步骤c)，得到氨基酸衍生物5。烯丙醇酯2也可被氧化(步骤e)至相应的腈6，其在还原(步骤f)后得到所需的氨基酸衍生物5。在不同的设置中，羟基酯3可被氧化(步骤g)至相应的腈4，其在还原(步骤h)后得到所需的氨基酸衍生物5。
另一方面，本发明特别地涉及氨基酸衍生物11的合成，如方案3中所示。
方案3
Figure BDA0002066360880000321
根据本发明的氨基酸衍生物11的合成涉及9-癸烯酸甲酯(7)或9-十二碳烯酸甲酯(7a)与1，4-二乙酰氧基-2-丁烯(DAB)的交叉复分解(步骤a)，然后通过水解产生8，氢化(步骤b)产生9，在氨下使9经受由式4的结构表示的钌钳形络合物(步骤d)产生氨基酸衍生物11。或者，使8经受氢化(步骤b)产生9，使9与氨经受Stahl氧化条件(步骤g)产生腈酯10，氢化(步骤h)产生氨基酸衍生物11。另外，使8与氨经受Stahl氧化条件(步骤e)产生不饱和腈酯12，氢化(步骤f)产生氨基酸衍生物11。或者，氨基酸衍生物11可在由式4的结构表示的钌钳形络合物与氨和氢气的存在下由8获得(步骤c)。Stahl氧化的一个优点为腈10和12可在氢化成氨基酸衍生物11之前被蒸馏至高纯度。反应条件：a)(i)C711(10ppm)，3当量1，4-二乙酰氧基-2-丁烯，60℃(74％收率)，(ii)MeOH/MeONa，b)PtO2/H2，c)由式4的结构表示的钌钳形络合物、氨和氢气，d)由式4的结构表示的钌钳形络合物和氨，和e)氨中的Stahl氧化条件，B.L.Ryland；S.S.Stahl，Angew.Chem.Int.Ed.(2014)，53，8824-8838；J.Kim；S.S.Stahl，ACS Catal。(2013)，3，1652-1656。
另一方面，本发明特别地涉及氨基酸衍生物16的合成，如方案4中所示。
方案4
Figure BDA0002066360880000331
根据本发明的氨基酸衍生物16的合成涉及10-十一碳烯酸甲酯与DAB的交叉复分解(步骤a)，然后通过水解产生13，氢化(步骤b)产生14，在氨下使14经受由式4的结构表示的钌钳形络合物(步骤d)产生氨基酸衍生物16。或者，使14与氨经受Stahl氧化条件(步骤e)产生腈酯15，氢化(步骤b)产生氨基酸衍生物16。另外，使13与氨经受Stahl氧化条件(步骤e)产生不饱和腈酯17，氢化(步骤b)产生氨基酸衍生物16。或者，氨基酸衍生物16可在由式4的结构表示的钌钳形络合物与氨和氢气的存在下由13获得(步骤c)。Stahl氧化的一个优点为腈15和17可在氢化成氨基酸衍生物16之前被蒸馏至高纯度。反应条件：a)(i)C711(10ppm)，3当量1，4-二乙酰氧基-2-丁烯，60℃，(ii)MeOH/MeONa，b)PtO2/H2，c)由式4的结构表示的钌钳形络合物、氨和氢气，d)由式4的结构表示的钌钳形络合物和氨，和e)氨中的Stahl氧化条件。
另一方面，本发明涉及氨基酸衍生物11的合成，如方案5中所示。
方案5
Figure BDA0002066360880000341
反应条件：[H]PtO2/H2，[Ox]Stahl氧化条件。
另一方面，本发明涉及12-氨基十二碳烯酸甲酯的合成，如方案6中所示。
方案6
Figure BDA0002066360880000351
根据本发明，12-氧代基-10-十二碳烯酸甲酯的合成涉及在[(TMEDA)Cu(μ-OH)]2Cl2的存在下12-羟基-10-十二碳烯酸甲酯的氧化(步骤i)。可用于步骤(i)的其他Cu催化剂包括配体，诸如β-二酮亚胺基或1，3-双(芳基亚氨基)异吲哚啉，选自但不限于：
Figure BDA0002066360880000352
在步骤(j)中，12-氧代基-10-十二碳烯酸甲酯可经受氨和次氯酸盐或氨和CuCl以形成11-氰基-10-十一碳烯酸甲酯。在步骤(k)中，在骨架镍(H2/NH3)的存在下11-氰基-10-十一碳烯酸甲酯得到12-氨基十二碳烯酸甲酯。
另一方面，本发明涉及12-氨基-10-十二碳烯酸甲酯的合成，如方案7中所示。
方案7
Figure BDA0002066360880000361
a)C627，40℃，4托，2.5h(84.4％收率)b)CuCl催化剂，NH3(气体)(78.3％收率)c) 骨架镍，H2(99％收率)
根据方案7，12-氯代-10-十二碳烯酸甲酯的合成涉及在C627的存在下在10-十一碳烯酸甲酯和DCB之间的交叉复分解。此外，在CuCl和氨的存在下将12-氯代-10-十二碳烯酸甲酯转化为相应的胺，得到12-氨基-10-十二碳烯酸甲酯，其在骨架镍和H2的存在下转化为12-氨基-十二酸甲酯。
本文的实施方案不意味着以限制含义解释。根据以下详细描述和实施例，本领域技术人员将明白本发明实施方案的形式和细节的各种修改，以及本发明的其他方面和变化。
具体实施方式
术语和定义
除非另有说明，否则本发明不限于特定反应物、取代基、催化剂、反应条件等，因为它们可变化。还应当理解本文所用的术语仅出于描述具体实施方案的目的并且不应当被理解为限制。
除非上下文中另有明确的指示，如说明书和所附权利要求中所用，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”包括复数指代物。因此，例如，提及“α-烯烃”包括单一的α-烯烃以及两种或更多种α-烯烃的组合或混合物，提及“取代基”涵盖单个取代基以及两个或更多个取代基等。
如说明书和所附权利要求中所用，术语“例如(for example)”、“比如(forinstance)”、“诸如”或“包括”意指引入进一步阐明更一般主题的示例。除非另外指明，否则这些示例仅以有助于理解本发明的方式提供，且不意味着以任何方式限制。
本领域技术人员将认识到，当R＝-H时，由式1的结构表示的氨基酸通常主要以其两性离子形式
Figure BDA0002066360880000371
存在。为简单起见，申请人通过以下结构
Figure BDA0002066360880000372
表示由式1的结构表示的所有化合物，且认识到一些还可具有两性离子互变异构体。
本专利申请中描述的烯烃的几何形状可以具有(E)构象、或(Z)构象、或(E)和(Z)构象的混合物。申请人已通过使用波浪形键
Figure BDA0002066360880000373
表示双键异构体的混合物。例如，如本文所表示，结构
Figure BDA0002066360880000374
举例说明(E)构象
Figure BDA0002066360880000375
或(Z)构象
Figure BDA0002066360880000376
或可表示(E)和(Z)构象的混合物。
在本说明书和随后的权利要求中，将引用大量术语，这些术语应当定义为具有以下含义。
术语串联胺化-还原反应是指连续的一系列有机反应，其一次发生一次化学转化。该反应不需要后处理或分离中间体。如本文所述和使用的，串联胺化-还原反应为其中含有至少一个碳-碳双键(-CH＝CH-)的化合物的过程，其可为(E)构象或为(Z)构象或(E)和(Z)构象的混合物，并且至少一个羟基基团(-OH)在氨(NH3)和分子氢(H2)的存在下与由式4的结构所表示的钌钳形络合物接触，其中至少一个碳-碳双键(-CH＝CH-)被氢化成碳-碳单键(-CH2-CH2-)并且至少一个羟基基团(-OH)转化为氨基基团(-NH2)。
本文所用的氢化反应为在分子氢(H2)和另一种化合物之间的化学反应，通常在催化剂存在下。该反应类型也称为有机化合物的还原。氢化减少了双键。例如，碳-碳双键(-CH＝CH-)可通过用(H2)处理氢化或还原成碳-碳单键(-CH2-CH2-)，通常在催化剂(例如，氢化催化剂)存在下。术语“氢化”和“还原”在本文中可互换使用。
术语“钳形(pincer)”是指特定类型的过渡金属配体(钳形配体)，并且由于它们与过渡金属结合以提供钳形络合物的方式而得名。通常，钳形配体在三个相邻的共面位点处与过渡金属结合。例如，在一个实施方案中，钳形配体可以为三齿配体，其在以下排列中与过渡金属配位，
Figure BDA0002066360880000381
其中：Ma为过渡金属(例如Pd、Ru、Rh、Ni、Ir)，并且D为供体原子(例如，独立地选自C、O、S、N和P)。钳形配体和钳形络合物的示例为本领域已知的并且通常在文献中描述，例如在Morales-Morales，David和Jensen，Craig M.，The Chemistry of Pincer Compounds，Amsterdam，Elsevier(2007)和Gunanathan，C.，和Milstein，D.，Chem.Rev.(2014)，114，12024-12087。
如本文所用，术语“烷基”通常是指直链、支链或环状饱和烃基团，但不一定含有1至约24个碳原子，诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、辛基、癸基等，以及环烷基基团诸如环戊基、环己基等。一般来讲，但同样不是必要的，本文的烷基基团含有1至约12个碳原子。术语“低级烷基”是指具有1至6个碳原子的烷基基团，并且特定术语“环烷基”是指具有4至8个或5至7个碳原子的环状烷基基团。术语“取代的烷基”是指被一个或多个取代基基团取代的烷基，并且术语“含杂原子烷基”和“杂烷基”是指其中至少一个碳原子被杂原子替换的烷基。如果没有另外指出，那么术语“烷基”和“低级烷基”分别包括直链、支链、环状、未取代的、取代的和/或含杂原子烷基和低级烷基。
如本文所用，术语“亚烷基”是指双官能的直链、支链或环状烷基基团，其中“烷基”如上所定义。
如本文所用，术语“烯基”是指含有至少一个双键的具有2至约24个碳原子的直链、支链或环状烃基团，诸如乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、辛烯基、癸烯基、十四烯基、十六烯基、二十烯基、二十四烯基等。在另一方面，本文的烯基基团含有2至约12个碳原子。术语“低级烯基”是指具有2至6个碳原子的烯基基团，并且特定术语“环烯基”是指优选地具有5至8个碳原子的环状烯基基团。术语“取代的烯基”是指被一个或多个取代基基团取代的烯基，并且术语“含杂原子烯基”和“杂烯基”是指其中至少一个碳原子被杂原子替换的烯基。如果没有另外指出，那么术语“烯基”和“低级烯基”分别包括直链、支链、环状、未取代的、取代的和/或含杂原子烯基和低级烯基。
如本文所用，术语“亚烯基”是指双官能的直链、支链或环状烯基基团，其中“烯基”如上所定义。
如本文所用，术语“炔基”是指含有至少一个三键的具有2至约24个、或2至约12个碳原子的直链或支链烃基团，诸如乙炔基、正丙炔基等。术语“低级炔基”是指具有2至6个碳原子的炔基基团。术语“取代的炔基”是指被一个或多个取代基基团取代的炔基，并且术语“含杂原子炔基”和“杂炔基”是指其中至少一个碳原子被杂原子替换的炔基。如果没有另外指出，那么术语“炔基”和“低级炔基”分别包括直链、支链、未取代的、取代的和/或含杂原子炔基和低级炔基。
如本文所用，术语“烷氧基”是指通过单个末端醚键键合的烷基基团；即，“烷氧基”基团可表示为-O-烷基，其中烷基如上所定义。“低级烷氧基”基团是指含有1至6个碳原子的烷氧基基团。类似地，“烯氧基”和“低级烯氧基”分别是指通过单个末端醚键键合的烯基和低级烯基基团，并且“炔氧基”和“低级炔氧基”分别是指通过单个末端醚键键合的炔基和低级炔基基团。
如本文所用，并且除非另外指明，否则术语“芳基”是指含有单个芳族环或稠合在一起、直接连接的、或间接连接(使得不同的芳族环键合到共同基团诸如亚甲基或亚乙基部分)的多个芳族环的芳族取代基。芳基基团含有5至24个碳原子，或5至14个碳原子。示例性芳基基团含有一个芳族环或两个稠合的或连接的芳族环，例如苯基、萘基、联苯基、二苯醚、二苯胺、二苯甲酮等。术语“取代的芳基”是指被一个或多个取代基基团取代的芳基部分，并且术语“含杂原子芳基”和“杂芳基”是指其中至少一个碳原子被杂原子替换的芳基取代基，如将在下文中进一步详细描述的。
如本文所用，术语“芳氧基”是指通过单个末端醚键键合的芳基基团，其中“芳基”如上所定义。“芳氧基”基团可表示为-O-芳基，其中芳基如上所定义。芳氧基基团含有5至24个碳原子，或5至14个碳原子。芳氧基基团的示例包括但不限于，苯氧基、邻卤代苯氧基、间卤代苯氧基、对卤代苯氧基、邻甲氧基苯氧基、间甲氧基苯氧基、对甲氧基苯氧基、2，4-二甲氧基苯氧基、3，4，5-三甲氧基苯氧基等。
术语“烷芳基”是指具有烷基取代基的芳基基团，并且术语“芳烷基”是指具有芳基取代基的烷基基团，其中“芳基”和“烷基”如上所定义。烷芳基和芳烷基基团含有6至24个碳原子，或6至16个碳原子。烷芳基基团包括但不限于，对甲基苯基、2，4-二甲基苯基、对环己基苯基、2，7-二甲基萘基、7-环辛基萘基、3-乙基-环戊-1，4-二烯等。芳烷基基团的示例包括但不限于，苄基、2-苯基-乙基、3-苯基-丙基、4-苯基-丁基、5-苯基-戊基、4-苯基环己基、4-苄基环己基、4-苯基环己基甲基、4-苄基环己基甲基等。术语“烷芳氧基”和“芳烷氧基”是指式-OR的取代基，其中R分别为烷芳基或芳烷基，如刚刚所定义的。
术语“酰基”是指具有式-(CO)-烷基、-(CO)-芳基、-(CO)-芳烷基、-(CO)-烷芳基、-(CO)-烯基或-(CO)-炔基的取代基，并且术语“酰氧基”是指具有式-O(CO)-烷基、-O(CO)-芳基、-O(CO)-芳烷基、-O(CO)-烷芳基、-0(CO)-烯基、-O(CO)-炔基的取代基，其中“烷基”、“芳基”、“芳烷基”、“烷芳基”、“烯基”和“炔基”如上所定义。-
术语“环状”和“环”是指脂环族或芳族基团，其可或可不被取代和/或含有杂原子，并且可为单环、双环或多环。以常规含义使用的术语“脂环族”是指脂族环状部分，其与芳族环状部分相对，并且可为单环、双环或多环。
以常规含义使用的术语“卤”和“卤素”是指氯代、溴代、氟代或碘代取代基。
“烃基”是指含有1至约30个碳原子，或1至约24个碳原子，或1至约12个碳原子，包括直链、支链、环状、饱和和不饱和物质，诸如烷基基团、烯基基团、炔基基团、芳基基团等的单价烃基基团。术语“低级烃基”意指具有1至6个碳原子，或1至4个碳原子的烃基基团，并且术语“亚烃基”是指含有1至约30个碳原子，或1至约24个碳原子，或1至约12个碳原子，包括直链、支链、环状、饱和和不饱和物质的二价烃基部分。术语“低级亚烃基”是指具有1至6个碳原子的亚烃基基团。术语“取代的烃基”是指被一个或多个取代基基团取代的烃基，并且术语“含杂原子烃基”和“杂烃基”是指其中至少一个碳原子被杂原子替换的烃基。类似地，“取代的亚烃基”是指被一个或多个取代基基团取代的亚烃基，并且术语“含杂原子亚烃基”和“杂亚烃基”是指其中至少一个碳原子被杂原子替换的亚烃基。除非另外指出，否则术语“烃基”和“亚烃基”将分别被理解为包括取代的和/或含杂原子烃基和含杂原子亚烃基部分。
术语如在“含杂原子烃基基团”中的“含杂原子”是指其中一个或多个碳原子被不是碳的原子，诸如氮、氧、硫、磷或硅，通常氮、氧或硫替换的烃分子或烃基分子片段。类似地，术语“杂烷基”是指含杂原子的烷基取代基，术语“杂环”是指含杂原子的环状取代基，术语“杂芳基”和“杂芳族”分别是指含杂原子的“芳基”和“芳族”取代基等。应当注意“杂环”基团或化合物可为或可不为芳族的，并且还应当注意“杂环”可为如上文关于术语“芳基”所述的单环、双环或多环。杂芳基基团的示例包括但不限于烷氧基芳基、烷基硫烷基-取代的烷基、N-烷基化氨基烷基等。杂芳基取代基的示例包括但不限于吡咯基、吡咯烷基、吡啶基、喹啉基、吲哚基、嘧啶基、咪唑基、1，2，4-三唑基、四唑基等，并且含杂原子脂环族基团的示例包括但不限于吡咯子基、吗啉子基、哌嗪子基、哌啶子基等。
如在“取代的烃基”、“取代的烷基”、“取代的芳基”等中的所谓的“取代的”，如在前述定义中的一些中顺便提及的，意指在烃基、烷基、芳基、或其他部分中，键合到碳(或其他)原子的至少一个氢原子被一个或多个非氢取代基替换。此类取代基的示例包括但不限于：本文被称为“Fn”的官能团，诸如卤、羟基、巯基、C1-C24烷氧基、C2-C24烯氧基、C2-C24炔氧基、C5-C24芳氧基、C6-C24芳烷氧基、C6-C24烷芳氧基、酰基(包括C2-C24烷基羰基(-CO-烷基)和C6-C24芳基羰基(-CO-芳基)、酰氧基(-O-酰基，包括C2-C24烷基羰基氧基(-O-CO-烷基)和C6-C24芳基羰基氧基(-O-CO-芳基))、C2-C24烷氧基羰基(-(CO)-O-烷基)、C6-C24芳氧基羰基(-(CO)-O-芳基)、卤代羰基(-CO)-X，其中X为卤)、C2-C24烷基碳酸根(C2-C24alkylcarbonato)(-O-(CO)-O-烷基)、C6-C24芳基碳酸根(-O-(CO)-O-芳基)、羧基(-COOH)、羧酸根(-COO-)、氨基甲酰基(-(CO)-NH2)、单-(C1-C24烷基)-取代的氨基甲酰基(-(CO)-NH(C1-C24烷基))、二-(C1-C24烷基)-取代的氨基甲酰基(-(CO)-N(C1-C24烷基)2)、单-(C1-C24卤代烷基)-取代的氨基甲酰基(-(CO)-NH(C1-C24卤代烷基))、二-(C1-C24卤代烷基)-取代的氨基甲酰基(-(CO)-N(C1-C24卤代烷基)2)、单-(C5-C24芳基)-取代的氨基甲酰基(-(CO)-NH-芳基)、二-(C5-C24芳基)-取代的氨基甲酰基(-(CO)-N(C5-C24芳基)2)、二-N-(C1-C24烷基)，N-(C5-C24芳基)-取代的氨基甲酰基(-(CO)-N(C1-C24烷基)(C5-C24芳基))、硫代氨基甲酰基(-(CS)-NH2)、单-(C1-C24烷基)-取代的硫代氨基甲酰基(-(CS)-NH(C1-C24烷基))、二-(C1-C24烷基)-取代的硫代氨基甲酰基(-(CS)-N(C1-C24烷基)2)、单-(C5-C24芳基)-取代的硫代氨基甲酰基(-(CS)-NH-芳基)、二-(C5-C24芳基)-取代的硫代氨基甲酰基(-(CS)-N(C5-C24芳基)2)、二-N-(C1-C24烷基)、N-(C5-C24芳基)-取代的硫代氨基甲酰基(-(CS)-N(C1-C24烷基)(C5-C24芳基))、脲基(-NH-(CO)-NH2)、氰基(-C≡N)、氰酸基(-O-C≡N)、硫代氰酸基(-S-C≡N)、异氰酸酯(-N＝C＝O)、硫代异氰酸酯(-N＝C＝S)、甲酰基(-(CO)-H)、硫代甲酰基(-(CS)-H)、氨基(-NH2)、单-(C1-C24烷基)-取代的氨基(-NH(C1-C24烷基)、二-(C1-C24烷基)取代的氨基(-N(C1-C24烷基)2)、单-(C5-C24芳基)-取代的氨基(-NH(C5-C24芳基)、二-(C5-C24芳基)-取代的氨基(-N(C5-C24芳基)2)、C2-C24烷基酰氨基(-NH-(CO)-烷基)、C6-C24芳基酰胺基(-NH--(CO)-芳基)、亚氨基(-CR＝NH，其中R包括但不限于氢、C1-C24烷基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)、C2-C20烷基亚氨基(-CR＝N(烷基)，其中R包括但不限于氢、C1-C24烷基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)、芳基亚氨基(-CR＝N(芳基)，其中R包括但不限于氢、C1-C20烷基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)、硝基(-NO2)、亚硝基(-NO)、磺基(-SO2-OH)、磺酸根(-SO2-O-)、C1-C24烷基硫烷基(-S-烷基；-也被称为“烷硫基”)、C5-C24芳基硫烷基(-S-芳基；也被称为“芳硫基”)、C1-C24烷基亚磺酰基(-(SO)-烷基)、C5-C24芳基亚磺酰基(-(SO)-芳基)、C1-C24烷基磺酰基(-SO2-烷基)、C1-C24单烷基氨基磺酰基(-SO2-N(H)烷基)、C1-C24二烷基氨基磺酰基(-SO2-N(烷基)2)、C5-C24芳基磺酰基(-SO2-芳基)、硼基(-BH2)、二羟硼基(-B(OH)2)、硼酸根合(boronato)(-B(OR)2，其中R包括但不限于烷基或其他烃基)、膦酰基(-P(O)(OH)2)、膦酰氧基(phosphonato)(-P(O)(O-)2)、次膦酸酯基(phosphinato)(-P(O)(O-))、二氧磷基(-PO2)和膦基(-PH2)；以及烃基部分C1-C24烷基(优选地C1-C12烷基，更优选地C1-C6烷基)、C2-C24烯基(优选地C2-C12烯基、更优选地C2-C6烯基)、C2-C24炔基(优选地C2-C12炔基、更优选地C2-C6炔基)、C5-C24芳基(优选地C5-C14芳基)、C6-C24烷芳基(优选地C6-C16烷芳基)、和C6-C24芳烷基(优选地C6-C16芳烷基)。
如在“官能化烃基”、“官能化烷基”、“官能化烯烃”、“官能化环状烯烃”等中的所谓的“官能化”意指在烃基、烷基、烯烃、环状烯烃、或其他部分中，至少一个键合到碳(或其他)原子的氢原子被一个或多个官能团诸如上文所述的那些替换。术语“官能团”意指包括适于本文所述用途的任何官能物质。
此外，如果特定基团允许，那么上述官能团可进一步被一个或多个另外的官能团或一个或多个烃基部分诸如上文具体提到的那些取代。类似地，上述烃基部分可进一步被如上所述的一个或多个官能团或另外的烃基部分取代。
“任选的”或“任选地”意指随后描述的情况可或可不发生，使得说明包括其中情况发生的实例和情况不发生的实例。例如，短语“任选地取代的”意指非氢取代基可存在或可不存在于给定原子上，并且因此，该描述包括其中存在非氢取代基的结构和其中不存在非氢取代基的结构。--
为了本发明的目的，不饱和脂肪酸酯应定义为不饱和脂肪酸和醇的酯产物。醇可以为任何一元醇、二元醇或多元醇，其能够与不饱和脂肪酸缩合以形成相应的不饱和脂肪酸酯。通常，醇含有至少一个碳原子。通常，醇含有少于约20个碳原子、少于约12个碳原子、和少于约8个碳原子。碳原子可以直链或支链结构排列，并且可被各种取代基取代，诸如先前在上文中公开的与脂肪酸有关的取代基，包括上述烷基、环烷基、单环芳族、芳烷基、烷芳基、羟基、卤素、醚、酯、醛和酮取代基。醇为直链或支链C1-12烷醇。醇为三元醇甘油，其脂肪酸酯被称为“甘油酯”。其他醇包括甲醇和乙醇。
合适的不饱和脂肪酸的非限制性示例包括3-己烯酸(氢化山梨酸)、反式-2-庚烯酸、2-辛烯酸、2-壬烯酸、顺式-和反式-4-癸烯酸、9-癸烯酸(癸烯酸(caproleic))、10-十一碳烯酸(十一烯酸)、顺式-5-十二碳烯酸、顺式-4-十二碳烯酸(天台乌药酸(linderic))、十三碳烯酸、顺式-9-十四碳烯酸(肉豆蔻脑酸)、顺式-5-十四碳烯酸、顺式-4-十四碳烯酸、十五碳烯酸、顺式-9-十六碳烯酸(顺式-9-棕榈油酸)、反式-9-十六碳烯酸(反式-9-棕榈油酸)、9-十七碳烯酸、顺式-6-十八碳烯酸(岩芹酸)、反式-6-十八碳烯酸(十八碳烯酸(petroselaidic))、顺式-9-十八碳烯酸(油酸)、反式-9-十八碳烯酸(反油酸)、顺式-11-十八碳烯酸、反式-11-十八碳烯酸、顺式-5-二十碳烯酸、顺式-9-二十碳烯酸(鳕油酸)、顺式-11-二十二碳烯酸(鲸蜡烯酸)、顺式-13-二十二碳烯酸(芥酸)、反式-13-二十二碳烯酸(巴西烯酸)、顺式-15-二十四碳烯酸(鲨鱼酸)、顺式-17-二十六碳烯酸(ximenic)和顺式-21-三十碳烯(lumequeic)酸、以及2,4-己二烯酸(山梨酸)、顺式-9-顺式-12-十八碳二烯酸(亚油酸)、顺式-9-顺式-12-顺式-15-十八碳三烯酸(亚麻酸)、桐油酸、12-羟基-顺式-9-十八碳烯酸(蓖麻油酸)、14-羟基-顺式-11-二十碳烯酸(lesquerolic)和类似的酸。不饱和脂肪酸可商购获得或通过皂化脂肪酸酯合成，该方法为本领域技术人员已知的。
环状烯烃复分解催化剂
可用于本发明的环状烯烃复分解催化剂优选地为第8族过渡金属络合物，由式(I)的结构表示：
Figure BDA0002066360880000441
其中：
M为第8族过渡金属；
L1、L2和L3为中性电子供体配体；
n为0或1，使得L3可存在或不存在；
m为0、1或2
k为0或1；
X1和X2为阴离子配体；并且
R1和R2独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子烃基、取代的含杂原子烃基和官能团，其中X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2中的任何两个或更多个可合在一起形成一个或多个环状基团，并且另外其中X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2中的任何一个或多个可任选地连接到载体。
另外，在式(I)中，R1和R2中的一个或两个可具有结构-(W)n-U+V-，其中W选自亚烃基、取代的亚烃基、含杂原子亚烃基或取代的含杂原子亚烃基；U为由氢、烃基、取代的烃基、含杂原子烃基或取代的含杂原子烃基取代的带正电的第15族或第16族元素；V为带负电的反离子；并且n为零或1。此外，R1和R2可合在一起形成亚茚基部分，优选地苯基亚茚基。优选的环状烯烃复分解催化剂含有Ru或Os作为第8族过渡金属，特别优选Ru。
第一组环状烯烃复分解催化剂，通常称为第一代Grubbs型催化剂，由式(I)的结构表示。对于第一组环状烯烃复分解催化剂，M为第8族过渡金属，m为0、1或2，并且n、X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2如下所述。对于第一组环状烯烃复分解催化剂，n为0，并且L1和L2独立地选自膦、磺化膦、亚磷酸盐、单氧亚膦盐、亚膦酸盐、胂、锑、醚(包括环状醚)、胺、酰胺、亚胺、亚砜、羧基、亚硝酰基、吡啶、取代的吡啶、咪唑、取代的咪唑、吡嗪、取代的吡嗪和硫醚。示例性配体为三取代的膦。优选的三取代的膦具有式PRH1RH2RH3，其中RH1、RH2和RH3各自独立地为取代的或未取代的芳基或C1-C10烷基，特别是伯烷基、仲烷基或环烷基。在最优选的中，L1和L2独立地选自三甲基膦(PMe3)、三乙基膦(PEt3)、三正丁基膦(PBu3)、三(邻甲苯基)膦(Po-tolyl3)、三-叔丁基膦(P-tert-Bu3)、三环戊基膦(PCyclopentyl3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(Pi-Pr3)、三辛基膦(POct3)、三异丁基膦(Pi-Bu3)、三苯基膦(PPh3)、三(五氟苯基)膦(P(C6F5)3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)和二乙基苯基膦(PEt2Ph)。或者，L1和L2可独立地选自磷杂双环烷(例如，单取代的9-磷杂双环[3.3.1]壬烷、或单取代的9-磷杂双环[4.2.1]壬烷]，诸如环己基膦、异丙基膦、乙基膦、甲基膦、丁基膦、戊基膦等。X1和X2为阴离子配体，并且可相同或不同，或连接在一起形成环状基团，通常但不一定为五元至八元环。在优选的实施方案中，X1和X2各自独立地为氢、卤化物或下列基团之一：C1-C20烷基、C5-C24芳基、C1-C20烷氧基、C5-C24芳氧基、C2-C20烷氧基羰基、C6-C24芳氧基羰基、C2-C24酰基、C2-C24酰氧基、C1-C20烷基磺酸基、C5-C24芳基磺酸基、C1-C20烷基硫烷基、C5-C24芳基硫烷基、C1-C20烷基亚磺酰基、NO3、-N＝C＝O、-N＝C＝S或C5-C24芳基亚磺酰基。任选地，X1和X2可被一个或多个选自C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C5-C24芳基和卤化物的部分取代，除了卤化物之外，其还可被一个或多个选自卤化物、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基和苯基的基团取代。在更优选的实施方案中，X1和X2为卤化物、苯甲酸酯、C2-C6酰基、C2-C6烷氧基羰基、C1-C6烷基、苯氧基、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基硫烷基、芳基或C1-C6烷基磺酰基。在甚至更优选的实施方案中，X1和X2各自为卤化物、CF3CO2、CH3CO2、CFH2CO2、(CH3)3CO、(CF3)2(CH3)CO、(CF3)(CH3)2CO、PhO、MeO、EtO、甲苯磺酸酯、甲磺酸酯、或三氟甲磺酸酯。在最优选的实施方案中，X1和X2各自为氯化物。R1和R2独立地选自氢、烃基(例如，C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)、取代的烃基(例如，取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)、含杂原子烃基(例如含杂原子C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)和取代的含杂原子烃基(例如，取代的含杂原子C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)和官能团。R1和R2也可连接形成环状基团，该环状基团可以为脂族或芳族的，并且可含有取代基和/或杂原子。通常，这种环状基团将含有4至12个，优选地5、6、7或8个环原子。
在优选的环状烯烃复分解催化剂中，R1为氢，并且R2选自C1-C20烷基、C2-C20烯基和C5-C24芳基，更优选地C1-C6烷基、C2-C6烯基和C5-C14芳基。还更优选地，R2为苯基、乙烯基、甲基、异丙基或叔丁基，任选地被一个或多个选自C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、苯基和如本文前面定义的官能团Fn的部分取代。最优选地，R2为被一个或多个选自甲基、乙基、氯代、溴代、碘代、氟代、硝基、二甲基氨基、甲基、甲氧基和苯基的部分取代的苯基或乙烯基。最佳地，R2为苯基或-CH＝C(CH3)2。
X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2中任何两个或更多个(通常为两个、三个或四个)可合在一起形成环状基团，包括双齿或多齿配体，例如，如在美国专利号5,312,940中所公开的。当X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2中的任何一个连接形成环状基团时，那些环状基团可含有4至12个，优选地4、5、6、7或8个原子，或者可包含两个或三个这样的环，可以为稠合的或连接的。环状基团可以为脂族或芳族的，并且可以为含杂原子和/或取代的。在一些情况下，环状基团可形成双齿配体或三齿配体。双齿配体的示例包括但不限于双膦、二烷氧基化物、烷基二酮酸盐和芳基二酮酸盐。
第二组环状烯烃复分解催化剂，通常是指第二代Grubbs型催化剂，其中L1为碳烯配体，由式(II)的结构表示：
Figure BDA0002066360880000471
使得该络合物可以由式(III)的结构表示：
Figure BDA0002066360880000472
其中，M、m、n、X1、X2、L2、L3、R1和R2如第一组环状烯烃复分解催化剂所定义，并且其余取代基如下：
X和Y为通常选自N、O、S和P的杂原子。由于O和S为二价的，当X为O或S时p必须为零，当Y为O或S时q必须为零，并且k为零或1。然而，当X为N或P时，则p为1，并且当Y为N或P时，则q为1。
在优选的实施方案中，X和Y均为N；Q1、Q2、Q3和Q4为连接基，例如亚烃基(包括取代的亚烃基、含杂原子亚烃基、和取代的含杂原子亚烃基，诸如取代的和/或含杂原子亚烷基)或-(CO)-；并且w、x、y和z独立地为零或1，意味着每个连接基为任选的。优选地，w、x、y和z都为零。此外，Q1、Q2、Q3和Q4内的相邻的原子上的两个或更多个取代基可连接形成另外的环状基团；并且R3、R3A、R4和R4A独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子烃基和取代的含杂原子烃基。另外，X和Y可独立地选自碳和上述杂原子之一，优选地X或Y中不超过一个为碳。另外，L2和L3可合在一起形成单个双齿供电子杂环配体。此外，R1和R2可合在一起形成亚茚基部分，优选地苯基亚茚基。此外，X1、X2、L2、L3、X和Y还可与硼或羧酸盐配位。
另外，X1、X2、L1、L2、L3、R1、R2、R3、R3A、R4、R4A、Q1、Q2、Q3和Q4中的任何两个或更多个可合在一起形成环状基团，并且X1、X2、L2、L3、Q1、Q2、Q3、Q4、R1、R2、R3、R3A、R4和R4A中的任何一个或多个可任选地连接到载体。X1、X2、L1、L2、L3、R1、R2、R3、R3A、R4和R4A中的任何两个或多个也可被看作为-A-Fn，其中“A”为选自亚烷基和芳基亚烷基的二价烃部分，其中亚烷基和芳基亚烷基基团的烷基部分可以为直链或支链的、饱和或不饱和、环状或无环的、和取代的或未取代的，其中芳基亚烷基的芳基部分可以为取代的或未取代的，并且其中杂原子和/或官能团可存在于亚烷基和芳基亚烷基基团的芳基或烷基部分中，并且Fn为官能团，或者一起形成环状基团，并且X1、X2、L2、L3、Q1、Q2、Q3、Q4、R1、R2、R3、R3A、R4和R4A中的任何一个或多个可任选地连接到载体。
由式(II)的结构表示的特定类型的碳烯配体，其中R3A和R4A连接形成环状基团并且X或Y中的至少一个为氮，或者Q3或Q4中的至少一个为含杂原子亚烃基或取代的含杂原子亚烃基，其中至少一个杂原子为氮，通常称为N-杂环碳烯(NHC)配体。优选地，R3A和R4A连接形成环状基团，使得碳烯配体由式(IV)的结构表示：
Figure BDA0002066360880000481
其中：R3和R4如上述第二组环状烯烃复分解催化剂所定义，优选地R3和R4中的至少一个，并且更优选地R3和R4两者为一个至约五个环的脂环族或芳族，并且任选地含有一个或多个杂原子和/或取代基。Q为连接基，通常为亚烃基连接基，包括取代的亚烃基、含杂原子亚烃基和取代的含杂原子亚烃基连接基，其中Q内的相邻的原子上的两个或多个取代基也可连接形成另外的环状结构，其可类似地取代以提供两至约五个环状基团的稠合的多环结构。Q通常(尽管不是必需的)为双原子键或三原子键。
因此，适合作为L1的N-杂环碳烯(NHC)配体和无环二氨基碳烯配体的示例包括但不限于以下，其中DIPP或DiPP为二异丙基苯基，并且Mes为2，4，6-三甲基苯基。
Figure BDA0002066360880000491
因此，适合作为L1的N-杂环碳烯(NHC)配体和无环二氨基碳烯配体的另外的示例包括但不限于以下：
Figure BDA0002066360880000492
其中：RW1、RW2、RW3、RW4独立地为氢、未取代的烃基、取代的烃基或含有杂原子的烃基，并且其中Rw3和RW4中的一个或两个可独立地选自卤素、硝基、酰氨基、羧基、烷氧基、芳氧基、磺酰基、羰基、硫代或亚硝基基团。适合作为L1的N-杂环碳烯(NHC)配体的另外的示例还描述于美国专利号7,378,528；7,652,145；7,294,717；6,787,620；6,635,768；和6,552,139中。另外，美国专利号6,838,489中公开的热活化N-杂环碳烯前体也可用于本发明。
然后当M为钌时，优选的络合物由式(V)的结构表示：
Figure BDA0002066360880000501
在更优选的实施方案中，Q为具有结构-CR11R12-CR13R14-或-CR11＝CR13-，优选地-CR11R12-CR13R14-的双原子键，其中R11、R12、R13和R14独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子烃基、取代的含杂原子烃基和官能团。此处官能团的示例包括但不限于羧基、C1-C20烷氧基、C5-C24芳氧基、C2-C20烷氧基羰基、C5-C24烷氧基羰基、C2-C24酰氧基、C1-C20烷硫基、C5-C24芳硫基、C1-C20烷基磺酰基，和C1-C20烷基亚磺酰基，任选地被一个或多个选自C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C5-C14芳基、羟基、巯基、甲酰基和卤化物的部分取代。R11、R12、R13和R14优选地独立地选自氢、C1-C12烷基、取代的C1-C12烷基、C1-C12杂烷基、取代的C1-C12杂烷基、苯基和取代的苯基。或者，R11、R12、R13和R14中的任何两个可连接在一起形成取代的或未取代的、饱和或不饱和环结构，例如C4-C12脂环族基团或者C5或C6芳基基团，其本身可以为例如，用连接的或稠合的脂环族或芳族基团取代，或由其他取代基取代。
在另一个方面，R11、R12、R13和R14中的任何一个或多个包含一个或多个连接基。另外，R3和R4可以为未取代的苯基或被一个或多个选自C1-C20烷基、取代的C1-C20烷基、C1-C20杂烷基、取代的C1-C20杂烷基、C5-C24芳基、取代的C5-C24芳基、C5-C24杂芳基、C6-C24芳烷基、C6-C24烷芳基或卤化物的取代基取代。此外，X1和X2可以为卤素。当R3和R4为芳族时，它们通常虽然不一定由一个或两个芳族环组成，其可被取代或不被取代，例如R3和R4可以为苯基、取代的苯基、联苯基、取代的联苯基等。在一个优选的实施方案中，R3和R4相同并且各自为未取代的苯基或被至多三个选自C1-C20烷基、取代的C1-C20烷基、C1-C20杂烷基、取代的C1-C20杂烷基、C5-C24芳基、取代的C5-C24芳基、C5-C24杂芳基、C6-C24芳烷基、C6-C24烷芳基或卤化物的取代基取代。优选地，存在的任何取代基为氢、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C5-C14芳基、取代的C5-C14芳基或卤化物。例如，R3和R4为均三甲苯基(即，如本文所定义的Mes)。
在由式(I)的结构表示的第三组环状烯烃复分解催化剂中，M、m、n、X1、X2、R1和R2如对于第一组环状烯烃复分解催化剂所定义，L1为强的配位中性电子供体配体，诸如对第一组环烯烃复分解催化剂和第二组环状烯烃复分解催化剂所述的那些中的任何中性电子供体配体，并且L2和L3为任选地取代的杂环基团形式的弱配位中性电子供体配体。同样，n为零或1，使得L3可存在或不存在；通常，在第三组环状烯烃复分解催化剂中，L2和L3为任选地取代的含有1至4个、优选地1至3个、最优选地1至2个杂原子的五元或六元单环基团，或者为由2至5个这样的五元或六元单环基团组成的任选地取代的双环或多环结构。如果杂环基团被取代，则它不应在配位杂原子上被取代，并且杂环基团内的任何一个环状部分将通常不会被超过3个取代基取代。
对于第三组环状烯烃复分解催化剂，L2和L3的示例包括但不限于含有氮、硫、氧或它们的混合物的杂环。
适用于L2和L3的含氮杂环的示例包括吡啶、联吡啶、哒嗪、嘧啶、联吡胺(bipyridamine)、吡嗪、1，3，5-三嗪、1，2，4-三嗪、1，2，3-三嗪、吡咯、2H-吡咯、3H-吡咯、吡唑、2H-咪唑、1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、吲哚、3H-吲哚、1H-异吲哚、环戊(b)吡啶、吲唑、喹啉、双喹啉、异喹啉、双异喹啉、噌啉、喹唑啉、萘啶、哌啶、哌嗪、吡咯烷、吡唑烷、奎宁环、咪唑烷、吡啶亚胺(picolylimine)、嘌呤、苯并咪唑、双咪唑、吩嗪、吖啶和咔唑。另外，含氮杂环可在非配位杂原子上任选地被非氢取代基取代。
适用于L2和L3的含硫杂环的示例包括噻吩、1，2-二硫醇、1，3-二硫醇、硫杂卓、苯并(b)噻吩、苯并(c)噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩、2H-噻喃、4H-噻喃和硫代蒽(thioanthrene)。
适用于L2和L3的含氧杂环的示例包括2H-吡喃、4H-吡喃、2-吡喃酮、4-吡喃酮、1，2-二噁英、1，3-二噁英、氧杂环庚烷、呋喃、2H-1-苯并吡喃、香豆素、古马隆、色烯、苯并二氢吡喃-4-酮、异色烯-1-酮、异色烯-3-酮、(夹)氧杂蒽、四氢呋喃、1，4-二氧杂环己烷和二苯并呋喃。
适用于L2和L3的混合杂环的示例包括异噁唑、噁唑、噻唑、异噻唑、1，2，3-噁二唑、1，2，4-噁二唑、1，3，4-噁二唑、1，2，3，4-噁三唑、1，2，3，5-噁三唑、3H-1，2，3-二噁唑、3H-1，2-氧硫杂环戊二烯、1，3-氧硫杂环戊二烯、4H-1，2-噁嗪、2H-1，3-噁嗪、1，4-噁嗪、1，2，5-噁噻嗪、邻异噁嗪、吩噁嗪、吩噻嗪、吡喃并[3，4-b]吡咯、茚噁嗪(indoxazine)、苯并噁唑、蒽醌(anthranil)和吗啉。优选的L2和L3配体为芳族含氮和含氧杂环，并且特别优选的L2和L3配体为单环N-杂芳基配体，其任选地被1至3个、优选地1或2个取代基取代。特别优选的L2和L3配体的特定示例为吡啶和取代的吡啶，诸如3-溴吡啶、4-溴吡啶、3，5-二溴吡啶、2，4，6-三溴吡啶、2，6-二溴吡啶、3-氯吡啶、4-氯吡啶、3，5-二氯吡啶、2，4，6-三氯吡啶、2，6-二氯吡啶、4-碘吡啶、3，5-二碘吡啶、3，5-二溴-4-甲基吡啶、3，5-二氯-4-甲基吡啶、3，5-二甲基-4-溴吡啶、3，5-二甲基吡啶、4-甲基吡啶、3，5-二异丙基吡啶、2，4，6-三甲基吡啶、2，4，6-三异丙基吡啶、4-(叔-丁基)吡啶、4-苯基吡啶、3，5-二苯基吡啶、3，5-二氯-4-苯基吡啶等。
通常，存在于L2和/或L3上的任何取代基选自卤、C1-C20烷基、取代的C1-C20烷基、C1-C20杂烷基、取代的C1-C20杂烷基、C5-C24芳基、取代的C5-C24芳基、C5-C24杂芳基、取代的C5-C24杂芳基、C6-C24烷芳基、取代的C6-C24烷芳基、C6-C24杂烷芳基、取代的C6-C24杂烷芳基、C6-C24芳烷基、取代的C6-C24芳烷基、C6-C24杂芳烷基、取代的C6-C24杂芳烷基和官能团，其中合适的官能团包括但不限于C1-C20烷氧基、C5-C24芳氧基、C2-C20烷基羰基、C6-C24芳基羰基、C2-C20烷基羰氧基、C6-C24芳基羰氧基、C2-C20烷氧基羰基、C6-C24芳氧基羰基、卤代羰基、C2-C20烷基碳酸根、C6-C24芳基碳酸根、羧基、羧酸根、氨基甲酰基、单-(C1-C20烷基)-取代的氨基甲酰基、二-(C1-C20烷基)-取代的氨基甲酰基、二-N-(C1-C20烷基)、N-(C5-C24芳基)-取代的氨基甲酰基、单-(C5-C24芳基)-取代的氨基甲酰基、二-(C6-C24芳基)-取代的氨基甲酰基、硫代氨基甲酰基、单-(C1-C20烷基)-取代的硫代氨基甲酰基、二-(C1-C20烷基)-取代的硫代氨基甲酰基、二-N-(C1-C20烷基)-N-(C6-C24芳基)-取代的硫代氨基甲酰基、单-(C6-C24芳基)-取代的硫代氨基甲酰基、二-(C6-C24芳基)-取代的硫代氨基甲酰基、脲基、甲酰基、硫代甲酰基、氨基、单-(C1-C20烷基)-取代的氨基、二-(C1-C20烷基)-取代的氨基、单-(C5-C24芳基)-取代的氨基、二-(C5-C24芳基)-取代的氨基、二-N-(C1-C20烷基)、N-(C5-C24芳基)-取代的氨基、C2-C20烷基酰氨基、C6-C24芳基酰氨基、亚氨基、C1-C20烷基亚氨基、C5-C24芳基亚氨基、硝基和亚硝基。另外，两个相邻的取代基可合在一起形成环，通常为五元或六元脂环族，或者芳环，任选地含有1至3个杂原子和1至3个如上所述的取代基。
L2和L3上的优选取代基包括但不限于卤、C1-C12烷基、取代的C1-C12烷基、C1-C12杂烷基、取代的C1-C12杂烷基、C5-C14芳基、取代的C5-C14芳基、C5-C14杂芳基、取代的C5-C14杂芳基、C6-C16烷芳基、取代的C6-C16烷芳基、C6-C16杂芳基、取代的C6-C16杂芳基、C6-C16芳烷基、取代的C6-C16芳烷基、C6-C16杂芳烷基、取代的C6-C16杂芳烷基、C1-C12烷氧基、C5-C14芳氧基、C2-C12烷基羰基、C6-C14芳基羰基、C2-C12烷基羰氧基、C6-C14芳基羰基氧基、C2-C12烷氧基羰基、C6-C14芳氧基羰基、卤代羰基、甲酰基、氨基、单-(C1-C12烷基)-取代的氨基、二-(C1-C12烷基)-取代的氨基、单-(C5-C14芳基)-取代的氨基、二-(C5-C14芳基)-取代的氨基和硝基。
在前述中，最优选的取代基为卤、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、C1-C6烷氧基、苯基、取代的苯基、甲酰基、N，N-二(C1-C6烷基)氨基、硝基和如上所述的氮杂环(包括，例如，吡咯烷、哌啶、哌嗪、吡嗪、嘧啶、吡啶、哒嗪等)。
在某些实施方案中，L2和L3也可合在一起形成双齿或多齿配体，其含有两个或更多个，通常为两个配位的杂原子，诸如N、O、S或P，优选的这种配体为Brookhart型的二亚胺配体。一种代表性的双齿配体由式(VI)的结构表示：
Figure BDA0002066360880000541
其中：R15、R16、R17和R18烃基(例如，C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基或C6-C24芳烷基)、取代的烃基(例如、取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基或C6-C24芳烷基)、含杂原子烃基(例如，C1-C20杂烷基、C5-C24杂芳基、含杂原子C6-C24芳烷基、或含杂原子C6-C24烷芳基)、或取代的含杂原子烃基(例如、取代的C1-C20杂烷基、C5-C24杂芳基、含杂原子C6-C24芳烷基或含杂原子C6-C24烷芳基)、或(1)R15和R16、(2)R17和R18、(3)R16和R17、或(4)R15和R16两者以及R17和R18，可合在一起形成环，即N-杂环。在这种情况下，优选的环状基团为五元和六元环，通常为芳族环。
在由式(I)的结构表示的第四组环状烯烃复分解催化剂中，取代基中两个合在一起形成双齿配体或三齿配体。双齿配体的示例包括但不限于双膦、二烷氧基化物、烷基二酮酸盐和芳基二酮酸盐。特定示例包括-P(Ph)2CH2CH2P(Ph)2-、-As(Ph)2CH2CH2As(Ph2)-、-P(Ph)2CH2CH2C(CF3)2O-、联萘二甲酸二价阴离子(binaphtholate dianions)、频哪醇盐二价阴离子、-P(CH3)2(CH2)2P(CH3)2-和-OC(CH3)2(CH3)2CO-。优选的双齿配体为-P(Ph)2CH2CH2P(Ph)2-和-P(CH3)2(CH2)2P(CH3)2-。三齿配体包括但不限于(CH3)2NCH2CH2P(Ph)CH2CH2N(CH3)2。其他优选的三齿配体为其中X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2中的任何三个(例如，X1、L1和L2)合在一起成为环戊二烯基、茚基或芴基的那些，各自任选地被C2-C20烯基、C2-C20炔基、C1-C20烷基、C5-C20芳基、C1-C20烷氧基、C2-C20烯氧基、C2-C20炔氧基、C5-C20芳氧基、C2-C20烷氧基羰基、C1-C20烷硫基、C1-C20烷基磺酰基或C1-C20烷基亚磺酰基，它们各自可进一步被C1-C6烷基、卤化物、C1-C6烷氧基或任选地被卤化物、C1-C6烷基或C1-C6烷氧基取代的苯基基团取代取代。更优选地，在这种类型的化合物中，X、L1和L2合在一起成为环戊二烯基或茚基，各自任选地被乙烯基、C1-C10烷基、C5-C20芳基、C1-C10羧酸酯、C2-C10烷氧基羰基、C1-C10烷氧基或C5-C20芳氧基，各自任选地被C1-C6烷基、卤化物、C1-C6烷氧基或任选地被卤化物、C1-C6烷基或C1-C6烷氧基取代的苯基基团取代。最优选地，X、L1和L2可合在一起成为环戊二烯基，任选地被乙烯基、氢、甲基或苯基取代。四齿配体包括但不限于O2C(CH2)2P(Ph)(CH2)2P(Ph)(CH2)2CO2、酞菁和卟啉。
第五组环状烯烃复分解催化剂，通常称为“Grubbs-Hoveyda”催化剂，可由式(VII)描述：
Figure BDA0002066360880000551
其中：M为第8族过渡金属，特别是Ru或Os，或更特别是Ru；X1、X2和L1如本文先前所定义用于第一组催化剂和第二组催化剂；Y为选自N、O、S和P的杂原子；优选地Y为O或N；R5、R6、R7和R8各自独立地选自氢、卤素、烷基、烯基、炔基，芳基、杂烷基、含有杂原子的烯基、杂烯基、杂芳基、烷氧基、烯氧基、芳氧基、烷氧基羰基、羰基、烷基氨基、烷硫基、氨基磺酰基、单烷基氨基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基、腈基、硝基、烷基亚磺酰基、三卤代烷基、全氟烷基、羧酸、酮、醛、硝酸盐、氰基，异氰酸酯、羟基、酯、醚、胺、亚胺、酰胺、卤素-取代的酰胺、三氟酰胺、硫化物、二硫化物、磺酸盐、氨基甲酸盐、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸盐、硼酸盐或-A-Fn，其中“A”和Fn如上所定义；并且Y、Z、R5、R6、R7和R8的任何组合可连接形成一个或多个环状基团；n为0、1或2，使得对于二价杂原子O或S，n为1，并且对于三价杂原子N或P，n为2；并且Z为选自氢、烷基、芳基、官能化烷基、官能化芳基的基团，其中官能团可独立地为一个或多个或以下：烷氧基、芳氧基、卤素、羧酸、酮、醛、硝酸盐、氰基、异氰酸酯、羟基、酯、醚、胺、亚胺、酰胺、三氟乙酰胺、硫化物、二硫化物、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸盐或硼酸盐；甲基、异丙基、仲丁基、叔丁基、新戊基、苄基、苯基和三甲基甲硅烷基；并且其中X1、X2、L1、Y、Z、R5、R6、R7和R8的任何一个或多个组合可任选地与载体连接。另外，R5、R6、R7、R8和Z可独立地为硫代异氰酸酯、氰酸基或硫代氰酸基。
包含适用于本发明的Grubbs-Hoveyda配体的络合物的示例包括：
Figure BDA0002066360880000561
其中：L1、X1、X2和M如对任何其他催化剂组所述。合适的螯合碳烯和碳烯前体还描述于Pederson等人(美国专利号7,026,495和6,620,955)和Hoveyda等人(美国专利号6,921,735和国际专利申请公布号WO0214376)中。
其他有用的络合物包括其中根据式(I)、(III)或(V)的L2和R2连接的结构，诸如苯乙烯类化合物，其还包括用于连接到载体的官能团，如国际专利申请WO2011069134中所述。
国际专利申请WO2005121158中描述的含有阳离子取代基的环状烯烃复分解催化剂也可用于本文公开的发明中。
另外，可用于本文公开的发明的另一组环状烯烃复分解催化剂为由式(XIII)的结构表示的第8族过渡金属络合物：
Figure BDA0002066360880000571
其中：M为第8族过渡金属，特别是钌或锇，或更特别是钌；X1、X2、L1和L2如上面定义的第一组催化剂和第二组催化剂所定义；并且RG1、RG2、RG3、RG4、RG5和RG6各自独立地选自氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、杂烷基、含杂原子的烯基、杂烯基、杂芳基、烷氧基、烯氧基、芳氧基、烷氧基羰基、羰基、烷基氨基、烷硫基、氨基磺酰基、单烷基氨基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基、腈基、硝基、烷基亚磺酰基、三卤代烷基、全氟烷基、羧酸、酮、醛、硝酸盐、氰基、异氰酸酯、硫代异氰酸酯、氰酸基、硫代氰酸基、羟基、酯、醚、硫醚、胺、烷基胺、亚胺、酰胺、卤素取代的酰胺、三氟酰胺、硫化物、二硫化物、磺酸盐、氨基甲酸盐、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸盐、硼酸盐或-A-Fn，其中“A”为选自亚烷基和芳基亚烷基的二价烃部分，其中亚烷基和芳基亚烷基基团的烷基部分可以为直链或支链的、饱和或不饱和、环状或无环的，以及取代的或未取代的，其中芳基亚烷基的芳基部分可以为取代的或未取代的，并且其中杂原子和/或官能团可存在于亚烷基和芳基亚烷基的芳基或烷基部分中，并且Fn为官能团，或者RG1、RG2、RG3、RG4、RG5和RG6中的任何一个或多个可连接在一起形成环状基团，或者RG1、RG2、RG3、RG4、RG5和RG6中的任何一个或多个可以连接至载体。
另外，式(XIII)的第8族过渡金属络合物的一个优选实施方案为由式(XIV)的结构表示的第8族过渡金属络合物：
Figure BDA0002066360880000581
其中：M、X1、X2、L1和L2如上对式(XIII)的第8族过渡金属络合物所定义；并且RG7、RG8、RG9、RG10、RG11、RG12、RG13、RG14、RG15和RG16如上对于RG1、RG2、RG3、RG4、RG5和RG6的对于由式(XIII)的结构表示的第8族过渡金属络合物所定义，或者RG7、RG8、RG9、RG10、RG11、RG12、RG13、RG14、RG15和RG16中的任何一个或多个可连接在一起形成环状基团，或者RG7、RG8、RG9、RG10、RG11、RG12、RG13、RG14、RG15和RG16中的任何一个或多个可连接到载体。
另外，由式(XIII)的结构表示的第8族过渡金属络合物的另一个优选实施方案为由式(XV)的结构表示的第8族过渡金属络合物：
Figure BDA0002066360880000582
其中：M、X1、X2、L1、L2如上对于由式(XIII)的结构表示的第8族过渡金属络合物所定义。
此外，可与本发明一起使用的催化剂的其他示例位于以下公开中：美国专利号7,687,635；7,671,224；6,284,852；6,486,279；和5,977,393；国际专利申请公布号WO2010/037550；和美国专利申请号12/303,615；10/590,380；11/465,651(公布号：US 2007/0043188)；和11/465,651(公布号：US 2008/0293905更正的公布)；和欧洲专利号EP1757613B1和EP1577282B1。
在上述分子结构和式中，Ph表示苯基，Cy表示环己基，Cp表示环戊基，Me表示甲基，Bu表示正丁基，t-Bu表示叔丁基，i-Pr表示异丙基，py表示吡啶(通过N原子配位)，Mes表示均三甲苯基(即2，4，6-三甲基苯基)，DiPP和DIPP表示2，6-二异丙基苯基，并且MiPP表示2-异丙基苯基。
可用于制备本文公开的ROMP组合物的环状烯烃复分解催化剂的非限制性示例包括以下，为方便起见，其中一些通过参考其分子量在整个本公开中确定：
Figure BDA0002066360880000591
Figure BDA0002066360880000601
Figure BDA0002066360880000611
Figure BDA0002066360880000621
可用于制备本文公开的ROMP组合物的环状烯烃复分解催化剂的其他非限制性示例包括以下：二氯(3-甲基-2-丁烯亚基)双(三环戊基膦)钌(II)(C716)；二氯(3-甲基-2-丁烯亚基)双(三环己基膦)钌(II)(C801)；二氯(苯基亚甲基)双(三环己基膦)钌(II)(C823)；(1，3-双-(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基)二氯(苯基亚甲基)(三苯基膦)钌(II)(C830)；二氯(苯基亚乙烯基)双(三环己基膦)钌(II)(C835)；二氯(三环己基膦)(邻异丙氧基苯基亚甲基)钌(II)(C601)；(1，3-双-(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基)二氯(苯基亚甲基)双(3-溴吡啶)钌(II)(C884)；[1，3-双-(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)钌(II)(C627)；[1，3-双-(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(亚苄基)(三苯基膦)钌(II)(C831)；[1，3-双-(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(亚苄基)(甲基二苯基膦)钌(II)(C769)；[1，3-双-(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(亚苄基)(三环己基膦)钌(II)(C848)；[1，3-双-(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(亚苄基)(二乙基苯基膦)钌(II)(C735)；[1，3-双-(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(亚苄基)(三正丁基膦)钌(II)(C771)；[1,3-双-(2，4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(3-甲基-2-丁烯亚基)(三苯基膦)钌(II)(C809)；[1，3-双-(2，4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(3-甲基-2-丁烯亚基)(甲基二苯基膦)钌(II)(C747)；[1，3-双-(2，4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(3-甲基-2-丁烯亚基)(三环己基膦)钌(II)(C827)；[1,3-双-(2，4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(3-甲基-2-丁烯亚基)(二乙基苯基膦)钌(II)(C713)；[1,3-双-(2，4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(3-甲基-2-丁烯亚基)(三正丁基膦)钌(II)(C749)；[1，3-双-(2，4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(苯基亚茚基)(三苯基膦)钌(II)(C931)；[1，3-双-(2，4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(苯基亚茚基)(甲基苯基膦)钌(II)(C869)；[1，3-双-(2，4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(苯基亚茚基)(三环己基膦)钌(II)(C949)；[1，3-双-(2，4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(苯基亚茚基)(二乙基苯基膦)钌(II)(C835)；[1，3-双-(2，4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(苯基亚茚基)(三正丁基膦)钌(II)(C871)。
通常，本文使用的环状烯烃复分解催化剂可通过几种不同的方法制备，诸如Schwab等人，J.Am.Chem.。Soc.(1996)，118：100-110，Scholl等人，Org.Lett.(1999)，6，953-956，Sanford等人，J.Am.Chem.Soc.(2001)，123，749-750，美国专利号5,312,940和美国专利号5,342,909中描述的那些。还参见Grubbs等人的美国专利申请公布号2003/0055262、国际专利申请公布号WO 02/079208和Grubbs等人的美国专利号6,613,910。优选的合成方法描述于Grubbs等人的国际专利申请公布号WO03/11455A1中。
优选的环状烯烃复分解催化剂的示例为由通称为“第一代Grubbs”催化剂的式(I)的结构表示的、通称为“第二代Grubbs”催化剂的式(III)的结构表示的或通称为“Grubbs-Hoveyda”的催化剂的式(VII)的结构表示的第8族过渡金属络合物。
优选的环状烯烃复分解催化剂的示例由式(I)的结构表示，其中：M为第8族过渡金属；L1、L2和L3为中性电子供体配体；n为0或1；m为0、1或2k为0或1；X1和X2为阴离子配体；R1和R2独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子烃基、取代的含杂原子烃基和官能团，其中X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2中的任何两个或更多个可合在一起形成一个或多个环状基团，并且另外其中X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2中的任何一个或多个可任选地连接到载体。
优选的环状烯烃复分解催化剂的示例由式(VII)的结构表示，其中：M为第8族过渡金属；L1为中性电子供体配体；X1和X2为阴离子配体；Y为选自O或N的杂原子；R5、R6、R7和R8独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子烃基、取代的含杂原子烃基和官能团。n为0、1或2并且Z选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子烃基、取代的含杂原子烃基和官能团，其中Y、Z、R5、R6、R7和R8的任何组合可连接形成一个或多个的环状基团，并且另外其中X1、X2、L1、Y、Z、R5、R6、R7和R8的任何组合可任选地连接到载体。
优选的环状烯烃复分解催化剂的示例由式(I)的结构表示，其中：M为钌；n为0；m为0；k为1；L1和L2为三取代的膦，独立地选自三正丁基膦(Pn-Bu3)、三环戊基膦(PCp3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(P-i-Pr3)、三苯基膦(PPh3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)和二乙基苯基膦(PEt2Ph)；或者L1为N-杂环碳烯，选自1，3-双(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基、1，3-双(2，4，6-三甲基苯基)咪唑-2-亚基、1，3-双(2，6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基和1，3-双(2，6-二异丙基苯基)咪唑-2-亚基，并且L2为三取代的膦，选自三正丁基膦(Pn-Bu3)、三环戊基膦(PCp3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(P-i-Pr3)、三苯基膦(PPh3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)和二乙基苯基膦(PEt2Ph)；X1和X2为氯化物；R1为氢，并且R2为苯基-CH＝C(CH3)2或噻吩基；或者R1和R2合在一起形成苯基亚茚基。
优选的环状烯烃复分解催化剂的示例由式(VII)的结构表示，其中：M为钌；L1为三取代的膦，选自三正丁基膦(Pn-Bu3)、三环戊基膦(PCp3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(P-i-Pr3)、三苯基膦(PPh3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)和二乙基苯基膦(PEt2Ph)；或者L1为N-杂环碳烯，选自1，3-双(2，4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基、1，3-双(2，4，6-三甲基苯基)咪唑-2-亚基、1，3-双(2，6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基和1,3-双(2，6-二异丙基苯基)咪唑-2-亚基；X1和X2为氯化物；Y为氧；R5、R6、R7和R8各自为氢；n为1；并且Z为异丙基。
优选的环状烯烃复分解催化剂的示例由式(I)的结构表示，其中：M为钌；n为0；m为0；k为1；L2为三取代的膦，独立地选自三正丁基膦(Pn-Bu3)、三环戊基膦(PCp3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(P-i-Pr3)、三苯基膦(PPh3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)和二乙基苯基膦(PEt2Ph)；L1为N-杂环碳烯，选自1，3-双(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基和1，3-双(2，6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基；X1和X2为氯化物；R1为氢，并且R2为苯基或-CH＝C(CH3)2或噻吩基；或者R1和R2合在一起形成苯基亚茚基。
优选的环状烯烃复分解催化剂的示例由式(I)的结构表示，其中：M为钌；n为0；m为0；k为1；L2为三取代的膦，独立地选自三正丁基膦(Pn-Bu3)、三环戊基膦(PCp3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(P-i-Pr3)、三苯基膦(PPh3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)和二乙基苯基膦(PEt2Ph)；L1为N-杂环碳烯1，3-双(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基；X1和X2为氯化物；R1为氢，并且R2为苯基或-CH＝C(CH3)2或噻吩基；或者R1和R2合在一起形成苯基亚茚基。
优选的环状烯烃复分解催化剂的示例由式(I)的结构表示，其中：M为钌；n为0；m为0；k为1；L2为三取代的膦，独立地选自三正丁基膦(Pn-Bu3)、三环戊基膦(PCp3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(P-i-Pr3)、三苯基膦(PPh3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)和二乙基苯基膦(PEt2Ph)；L1为N-杂环碳烯，选自1，3-双(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基和1，3-双(2，6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基；X1和X2为氯化物；R1为氢，并且R2为苯基或-CH＝C(CH3)2；或者R1和R2合在一起形成苯基亚茚基。
优选的环状烯烃复分解催化剂的示例由式(I)的结构表示，其中：M为钌；n为0；m为0；k为1；L2为三取代的膦，独立地选自三正丁基膦(Pn-Bu3)、三环戊基膦(PCp3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(P-i-Pr3)、三苯基膦(PPh3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)和二乙基苯基膦(PEt2Ph)；L1为N-杂环碳烯1，3-双(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基；X1和X2为氯化物；R1为氢，并且R2为苯基或-CH＝C(CH3)2；或者R1和R2合在一起形成苯基亚茚基。
优选的环状烯烃复分解催化剂的示例由式(I)的结构表示，其中：M为钌；n为0；m为0；k为1；L2为三取代的膦，独立地选自三正丁基膦(Pn-Bu3)、三环戊基膦(PCp3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(P-i-Pr3)、三苯基膦(PPh3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)和二乙基苯基膦(PEt2Ph)；L1为N-杂环碳烯，选自1，3-双(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基和1，3-双(2，6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基；X1和X2为氯化物；R1为氢，并且R2为苯基或-CH＝C(CH3)2；
优选的环状烯烃复分解催化剂的示例由式(I)的结构表示，其中：M为钌；n为0；m为0；k为1；L2为三取代的膦，独立地选自三正丁基膦(Pn-Bu3)、三环戊基膦(PCp3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(P-i-Pr3)、三苯基膦(PPh3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)和二乙基苯基膦(PEt2Ph)；L1为N-杂环碳烯1，3-双(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基；X1和X2为氯化物；R1为氢，并且R2为苯基或-CH＝C(CH3)2；
优选的环状烯烃复分解催化剂的示例由式(VII)的结构表示，其中：M为钌；L1为N-杂环碳烯，选自1，3-双(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基、1，3-双(2，4，6-三甲基苯基)咪唑-2-亚基、1，3-双(2，6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基和1，3-双(2，6-二异丙基苯基)咪唑-2-亚基；X1和X2为氯化物；Y为氧；R5、R6、R7和R8各自为氢；n为1；并且Z为异丙基。
优选的环状烯烃复分解催化剂的示例由式(VII)的结构表示，其中：M为钌；L1为N-杂环碳烯，选自1，3-双(2，4，6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基和1，3-双(2，6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基；X1和X2为氯化物；Y为氧；R5、R6、R7和R8各自为氢；n为1；并且Z为异丙基。
适用于本文所述的任何金属碳烯烯烃复分解催化剂的载体可以为合成的、半合成的或天然存在的物质，其可以为有机的或无机的，例如聚合物、陶瓷或金属。通常(尽管不是必需的)与载体的连接将为共价的，并且共价连接可以为直接或间接的。间接共价连接通常(但不为必须)通过载体表面上的官能团。离子连接也为合适的，包括金属络合物上与含有阳离子基团的载体偶接的一个或多个阴离子基团的组合，或金属络合物上与含有阴离子基团的载体偶接的一个或多个阳离子基团的组合。
当利用时，合适的载体可选自二氧化硅、硅酸盐、氧化铝、铝氧化物、二氧化硅-氧化铝、硅铝酸盐、沸石、氧化钛、二氧化钛、磁铁矿、氧化镁、氧化硼、粘土、氧化锆、二氧化锆、碳、聚合物、纤维素、纤维素聚合物直链淀粉、淀粉(amylosic)聚合物或它们的组合。载体优选地包含二氧化硅、硅酸盐或它们的组合。
在某些实施方案中，还可使用已经处理的载体包括官能团、惰性部分和/或过量配体。本文所述的任何官能团都适于结合在载体上，并且通常可通过本领域已知技术完成。惰性部分也可结合在载体上以通常减少载体上的可用连接位点，例如，以便控制与载体连接的络合物的放置或量。
根据本领域已知技术，至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂可用于烯烃复分解反应。至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂通常用作固体、溶液或悬浮液。当至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂用作悬浮液时，将至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂悬浮在分散载体中，诸如矿物油、石蜡油、大豆油、三异丙基苯或任何疏水性液体，其具有足够高粘度从而允许(一种或多种)催化剂的有效分散，并且为足够惰性的并且具有足够高的沸点使得在烯烃复分解反应中不充当低沸点杂质。应理解，在反应中使用的催化剂的量(即“催化剂负载”)取决于多种因素，诸如反应物的特性和采用的反应条件。因此，应当理解，对于每种反应，可最佳并且独立地选择催化剂负载。然而，一般来讲，相对于烯烃底物的量，催化剂将以在从低的约0.1ppm、1ppm或5ppm到高的约10ppm、15ppm、25ppm、50ppm、100ppm、200ppm、500ppm或1000ppm的范围内的量存在。
相对于烯烃底物，催化剂通常将以在从低的约0.00001mol％、0.0001mol％或0.0005mol％到高的约0.001mol％、0.0015mol％、0.0025mol％、0.005mol％、0.01mol％、0.02mol％、0.05mol％或0.1mol％的范围内的量存在。
当表达为单体与催化剂摩尔比时，催化剂(“单体与催化剂比率”)负载通常将以在从低的约10,000,000∶1、1,000,000∶1、或200,00∶1到高的约100,000∶1、66,667∶1、40,000∶1、20,000∶1、10,000∶1、5,000∶1或1,000∶1的范围内的量存在。
氢化催化剂
可用于本发明的氢化催化剂包括但不限于：金属氧化物，诸如铂、钌、铑和氧化锌；铑催化剂，诸如：三(三苯基膦)卤代铑(I)催化剂、叔膦和铑的水溶性络合物(I)作为均相催化剂，共价固定的超细铑颗粒、聚合物负载的钯和铑氢化催化剂、铑(I)乙酰丙酮络合物；或钌催化剂，诸如：氢化(膦)钌酸盐、钌柱撑层状粘土、水溶性钌(II)-N-杂环碳烯络合物、钌(II)催化剂[{RuCl(μ-Cl)(η6-C6Me6)}2]；Pt和Pd催化剂，诸如：Pt和Pd-Ag的酸性水溶液，氯化钯和硼氢化钠，聚合物结合的钯(II)络合物，固定在蒙脱石中的钯络合物，聚合物负载的钯和铂物质，铂胶体，Pd(0)纳米颗粒，肽模板Pd和Pt纳米材料；镍催化剂，诸如：骨架镍、硼化镍、磷酸铝(AlPO4)-负载的镍催化剂，镍(0)纳米颗粒；铱催化剂，诸如：Cp*IrIII(H2O)3]2+(Cp*＝η5-C5Me5)催化剂，由6，6′-二羟基-2，2′-联吡啶负载的铱(III)五甲基环戊二烯基催化剂，[Ir(NHC)(h4-cod)(L)]Xn络合物[4-9，11；NHC＝1-丁基-3-甲基-2-咪唑亚基(bmim)，1-乙基-3-甲基-2-咪唑亚基(emim)，L＝Cl-、H2O、(3-NaO3SC6H4)PPh2(mtppms-Na)，(3-NaO3SC6H4)3P(mtppts-Na3)，1，3，5-三氮杂-7-磷杂金刚烷(PTA)；X＝Cl、BF4，n＝0、1]；银催化剂。
在串联胺化-还原过程期间使用的催化剂
在串联胺化-还原过程期间可用于本发明的催化剂为由式4的结构表示的钌钳形络合物，其中：
L4和L5各自独立地选自膦(PRaRb)、胺(NRaRb)、亚胺、硫化物(SRd)、硫醇(SH)、亚砜(S(＝O)Rd)和含有选自氮和硫的至少一个杂原子的杂芳基；胂(AsRaRb)、锑(SbRaRb)和由以下结构表示的N-杂环碳烯：
Figure BDA0002066360880000691
L6为单齿双电子供体，诸如CO、PRaRbRc、NO+、AsRaRbRc、SbRaRbRc、SRaRb、腈(RdCN)、异腈(RdNC)、N2、PF3、CS、杂芳基(例如吡啶、噻吩)、四氢噻吩和N-杂环碳烯；
R6和R7各自为氢或与它们所连接的碳一起表示苯环，其与由式4的结构表示的喹啉基部分稠合，从而形成吖啶基部分；
Ra、Rb、Rc、Rd、R8、R9和R10各自独立地为烷基、环烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基或烷基杂芳基；
Ya为单阴离子配体，诸如卤素、-OCORd、-OCOCF3、-OSO2Rd、-OSO2CF3、-CN、-OH、-ORd和-NRd 2；或中性溶剂分子，诸如NH3、NR3和Rd 2NSO2Rd，其中Rd如上所定义；并且当Ya为中性时，整个分子携带正电荷；并且
Xa表示位于吖啶基部分上的任何碳原子处的一个、两个、三个、四个、五个、六个或七个取代基(在R6和R7与它们所连接的碳一起表示稠合到由式4的结构表示的喹啉基部分的苯环的情况下)；或位于喹啉基部分上的任何碳原子上的一个、两个、三个、四个或五个取代基(在R6和R7各自为氢的情况下)，并且选自氢、烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烷基环烷基、烷芳基、烷基杂环基、烷基杂芳基、卤素、硝基、酰胺、酯、氰基、烷氧基、烷基氨基、芳基氨基、无机载体(例如二氧化硅)和聚合物部分(例如聚苯乙烯)。
由式4的结构表示的钌钳形络合物有时被称为Milstein催化剂，如Milstein等人，Angew.Chem.Int.Ed.(2008)，47，8661-86644(和支持信息)和国际专利申请公布号WO2010/018570中描述的。
在一个实施方案中，由式4的结构表示的钌钳形络合物为[RuHCl(A-iPr-PNP)(CO)]、氯羰基氢化[4，5-双-(二异丙基膦基甲基)吖啶]钌(II)。
在另一个实施方案中，由式4的结构表示的钌钳形络合物为[RuHCl(A-Cy-PNP)(CO)]、氯羰基氢化[4，5-双-(二环己基膦基甲基)吖啶]钌(II)。
烯烃底物
可用于本文公开的发明的烯烃底物由式2的结构表示，其中：R为-H，任选地取代的C1-C12烷基，任选地取代的C6-C10芳基，任选地取代的杂环或任选地取代的C5-C10环烷基；R1为-H、-CH3或-COOR；m为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；并且p为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
另一方面，可用于本发明的烯烃底物由式2的结构表示，其中：R为-H，任选地取代的C1、C2、C3、C4、C5或C6烷基，任选地取代的C6芳基，任选地取代的杂环，或任选地取代的C5、C6、C7、C8、C9或C10环烷基；R1为-H、-CH3或-COOR；m为0、1、2、3、4、5、6或7；并且p为3、4、5、6、7、8、9、10、11或12；
在另一方面，可用于本发明的烯烃底物由式2的结构表示，其中：R为-H，任选地取代的C1、C2或C3烷基，任选地取代的C6芳基，或任选地取代的C5、C6、C7、C8、C9或C10环烷基；R1为-H、-CH3或-COOR；rn为0、1、2、3、4、5、6或7；并且p为3、4、5、6、7、8、9、10、11或12；
在另一方面，可用于本发明的烯烃底物由式2的结构表示，其中：R为任选地取代的C1、C2或C3烷基；R1为-H；m为0；并且p为6、7或8。
在另一方面，可用于本发明的烯烃底物由式2的结构表示，其中：R为C1烷基；R1为-H；m为0；并且p为7。
在又一方面，可用于本发明的烯烃底物由式2的结构表示，其中：R为C1烷基；R1为-H；m为0；并且p为8。
在又一方面，可用于本发明的烯烃底物由式2的结构表示，其中：R为C1烷基；R1为-H；m为2；并且p为7。
交叉复分解反应底物
可用于本文公开的发明中的交叉复分解底物由式
Figure BDA0002066360880000701
的结构表示，其中：R4为-H或-(CH2)m1OR3；R5为-(CH2)m1OR3；R3为任选地取代的-CO(C1-C12烷基)、任选地取代的-CO(C5-C10环烷基)、任选地取代的-CO(C6-C10芳基)、或任选地取代的-CO(C5-C10杂环)；并且m1为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19。
在另一方面，可用于本发明中的交叉复分解底物由式
Figure BDA0002066360880000711
的结构表示，其中：R4为-H或-(CH2)m1OR3；R5为-(CH2)m1OR3；R3为任选地取代的-CO(C1-C12烷基)、任选地取代的-CO(C5-C10环烷基)、任选地取代的-CO(C6-C10芳基)、或任选地取代的-CO(C5-C10杂环)；并且m1为1、2或3。
在又一方面，可用于本发明中的交叉复分解底物由式
Figure BDA0002066360880000712
的结构表示，其中：R4为-(CH2)m1OR3；R5为-(CH2)m1OR3；R3为任选地取代的-CO(C1-C12烷基)；并且m1为1、2或3。
在又一方面，可用于本发明中的交叉复分解底物由式
Figure BDA0002066360880000713
的结构表示，其中：R4为-(CH2)m1OR3；R5为-(CH2)m1OR3；R3为任选地取代的-CO(C1、C2、C3烷基)；并且m1为1、2或3。
在又一方面，可用于本发明中的交叉复分解底物由式
Figure BDA0002066360880000714
的结构表示，其中：R4为-(CH2)m1OR3；R5为-(CH2)m1OR3；R3为任选地取代的-CO(C1烷基)；并且m1为1、2或3。
在又一方面，可用于本发明中的交叉复分解底物由式
Figure BDA0002066360880000715
的结构表示，其中：R4为-(CH2)m1OR3；R5为-(CH2)m1OR3；R3为-CO(C1烷基)；并且m1为1。
在本发明的另一实施方案中，可用于本发明中的交叉复分解底物由式
Figure BDA0002066360880000716
的结构表示，其中：R4为H、OH或-(CH2)xPg；并且R5为-(CH2)xPg；x为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12，13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30；并且Pg为醇保护基团，独立地选自甲氧基甲基醚(MOM)、甲硫基甲基醚(MTM)、2-甲氧基乙氧基甲基醚(MEM)、双-2-氯乙氧基)甲基醚、四氢吡喃基醚(THP)、四氢硫代吡喃基醚、4-甲氧基四氢吡喃基醚、4-甲氧基硫代四氢吡喃基醚、四氢呋喃基醚、四氢硫代呋喃基醚、1-乙氧基乙基醚、1-甲基-1-甲氧基乙基醚、2-(苯基氢硒基)乙基醚、乙基乙烯基醚(EVE)、叔丁基醚(tBu)、烯丙基醚、苄基醚(Bn)、邻苄基醚、三苯基甲基醚、α-萘基二苯基甲基醚、对甲氧基苯基二苯基甲基醚、9-(9-苯基-10-氧代基)蒽基醚、三甲基甲硅烷基(TMS)、异丙基二甲基甲硅烷基醚、叔丁基二甲基甲硅烷基醚(TBDMS)、叔丁基二苯基甲硅烷基醚(TBDPS)、三苄基甲硅烷基醚、三异丙基甲硅烷基醚、甲酸酯、乙酸酯、三氯乙酸酯、苯氧基乙酸酯、异丁酸酯、丙酸酯、丁酸酯、新戊酸酸酯、苯甲酸酯、金刚烷酸酯、碳酸甲酯、2，2，2-三氯甲基碳酸酯、烯丙基碳酸酯、对硝基苯基碳酸酯、苄基碳酸酯、对硝基苄基碳酸酯或S-苄基硫代碳酸酯。
在本发明的另一实施方案中，可用于本发明中的交叉复分解底物由式
Figure BDA0002066360880000721
的结构表示，其中：R4为-H、-OH或-(CH2)xPg；R5为-(CH2)xPg；x为1、2、3、4、5或6；并且Pg为醇保护基团，独立地选自甲氧基甲基醚(MOM)、2-甲氧基乙氧基甲基醚(MEM)、四氢吡喃基醚(THP)、4-甲氧基四氢吡喃基醚、四氢呋喃基醚、1-乙氧基乙基醚、1-甲基-1-甲氧基乙基醚、乙基乙烯基醚(EVE)、叔丁基醚(tBu)、烯丙基醚、苄基醚(Bn)、三甲基甲硅烷基(TMS)、异丙基二甲基甲硅烷基醚、叔丁基二甲基甲硅烷基醚(TBDMS)、叔丁基二苯基甲硅烷基醚(TBDPS)、三苄基甲硅烷基醚、三异丙基甲硅烷基醚、乙酸酯、苯氧基乙酸酯和苯甲酸酯。
在本发明的另一实施方案中，可用于本发明中的交叉复分解底物由式
Figure BDA0002066360880000722
的结构表示，其中：R4为-H、-OH或-(CH2)xPg；R5为-(CH2)xPg；x为1、2、3或4；并且Pg为醇保护基团，独立地选自四氢吡喃基醚(THP)、乙基乙烯基醚(EVE)、叔丁基醚(tBu)、苄基醚(Bn)、三甲基甲硅烷基(TMS)、叔丁基二甲基甲硅烷基醚(TBDMS)、叔丁基二苯基甲硅烷基醚(TBDPS)、乙酸酯和苯甲酸酯。
在本发明的另一实施方案中，可用于本发明中的交叉复分解底物由式
Figure BDA0002066360880000723
的结构表示，其中：R4为-H、-OH或-(CH2)xPg；并且R5为-(CH2)xPg；x为1或2；并且Pg为醇保护基团，独立地选自四氢吡喃基醚(THP)、苄基醚(Bn)、三甲基甲硅烷基(TMS)、叔丁基二甲基甲硅烷基醚(TBDMS)、乙酸酯和苯甲酸酯。
在本发明的另一实施方案中，可用于本发明中的交叉复分解底物由式
Figure BDA0002066360880000724
的结构表示，其中：R4为-H、-OH或-(CH2)xPg；并且R5为-(CH2)xPg；x为1或2；并且Pg为醇保护基团，独立地选自四氢吡喃基醚(THP)、苄基醚(Bn)、三甲基甲硅烷基(TMS)和乙酸酯。
在本发明的另一实施方案中，可用于本发明中的交叉复分解底物由式
Figure BDA0002066360880000731
的结构表示，其中：R4为-H、-OH或-(CH2)xPg；R5为-(CH2)xPg；x为1或2；并且Pg为乙酸酯(CH3C(O)O-)。
可用于本发明的式
Figure BDA0002066360880000732
的交叉复分解底物可以为不饱和醇或受保护的不饱和醇或α，ω-不饱和二醇或受保护的α，ω-不饱和二醇，或它们的混合物。
在本发明的另一方面，可用于本发明的由式
Figure BDA0002066360880000733
的结构表示的交叉复分解底物可以为乙酸烯丙酯、1，4-二乙酰氧基-2-丁烯、3-丁烯醇、3-丁烯基乙酸酯、3-戊烯醇、3-戊烯基乙酸酯、3-己烯醇、3-己烯基乙酸酯、3-己烯-1，6-二醇或1，6-二乙酰氧基-3-己烯。
在本发明的又一方面，可用于本发明的由式
Figure BDA0002066360880000734
的结构表示的交叉复分解底物可以为1，4-二乙酰氧基-2-丁烯或1，6-二乙酰氧基-3-己烯。
不饱和保护的醇中间体
可用于本文公开的发明的不饱和保护的醇中间体由式2a
Figure BDA0002066360880000735
的结构表示，其中：R为-H，任选地取代的C1-C12烷基，任选地取代的C6-C10芳基，任选地取代的杂环或任选地取代的C5-C10环烷基；R2为-OR3；R3为任选地取代的-CO(C1-C12烷基)、任选地取代的-CO(C5-C10环烷基)、任选地取代的-CO(C6-C10芳基)、或任选地取代的-CO(C5-C10杂环)；m1为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；p为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；并且前提条件为m1和p的任何组合的总和为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。
在另一方面，可用于本发明的不饱和保护的醇中间体由式2a的结构表示，其中：R为-H，任选地取代的C1、C2、C3、C4、C5或C6烷基，任选地取代的C6芳基，任选地取代的杂环，或任选地取代的C5、C6、C7、C8、C9或C10环烷基；R2为-OR3；R3为任选地取代的-CO(C1、C2、C3、C4、C5、C6烷基)、任选地取代的-CO(C5、C6、C7、C8、C9、C10环烷基)、任选地取代的-CO(C6芳基)；m1为1、2、3；p为3、4、5、6、7、8、9、10、11或12；并且前提条件为m1和p的任何组合的总和为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15。
在另一方面，可用于本发明的不饱和保护的醇中间体由式2a的结构表示，其中：R为-H，任选地取代的C1、C2或C3烷基；R2为-OR3；R3为任选地取代的-CO(C1、C2、C3烷基)；m1为1或2；并且p为6、7或8。
在另一方面，可用于本发明的不饱和保护的醇中间体由式2a的结构表示，其中：R为C1烷基；R2为-OR3；R3为-CO(C1烷基)；m1为1或2；并且p为6、7或8。
在另一方面，可用于本发明的不饱和保护的醇中间体由式2a的结构表示，其中：R为C1烷基；R2为-OR3；R3为-CO(C1烷基)；m1为1；并且p为7。
在另一方面，可用于本发明的不饱和保护的醇中间体由式2a的结构表示，其中：R为C1烷基；R2为-OR3；R3为-CO(C1烷基)；m1为1；并且p为8。
不饱和醇
可用于本文公开的发明的不饱和醇由式3
Figure BDA0002066360880000741
的结构表示，其中：R为-H，任选地取代的C1-C12烷基，任选地取代的C6-C10芳基，任选地取代的杂环或任选地取代的C5-C10环烷基；m1为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；p为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；并且前提条件为m1和p的任何组合的总和为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。
在另一方面，可用于本发明的不饱和醇由式3的结构表示，其中：R为-H，任选地取代的C1、C2、C3、C4、C5或C6烷基，任选地取代的C6芳基，任选地取代的杂环，或任选地取代的C5、C6、C7、C8、C9或C10环烷基；m1为1、2或3；p为3、4、5、6、7、8、9、10、11或12；并且前提条件为m1和p的任何组合的总和为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15。
在另一方面，可用于本发明的不饱和醇中间体由式3的结构表示，其中：R为-H，任选地取代的C1、C2或C3烷基；m1为1或2；并且p为6、7或8。
在另一方面，可用于本发明的不饱和醇由式3的结构表示，其中：R为C1烷基；m1为1或2；并且p为6、7或8。
在另一方面，可用于本发明的不饱和醇由式3的结构表示，其中：R为C1烷基；m1为1；并且p为7。
在另一方面，可用于本发明的不饱和醇由式3的结构表示，其中：R为C1烷基；m1为1；并且p为8。
术语“任选地取代的”已如上在术语和定义部分中定义。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述和实验性实施例都仅为示例性和说明性的，并不是对要求保护的本发明的限制。如本文所用，除非另外特别说明，否则单数的使用包括复数。
实验
以下实施例仅用于说明目的而非意图，也不应被解释为以任何方式限制本发明。本领域技术人员将理解，可在不超出本发明的精神或范围的情况下对以下实施例进行变化和修改。
使用标准Schlenk技术，在氩气或氮气气氛下在烘箱干燥的玻璃器具中进行涉及金属络合物的所有反应。化学品和溶剂可获得自西格玛奥德里奇(Sigma Aldrich)、Strem、阿法埃莎(Alfa Aesar)、纳新塑化(Nexeo)、布伦塔格(Brenntag)、AG Layne和TCI。除非另外指明，否则按所接收的原样使用可商购获得的试剂。硅胶购自费舍尔(Fisher)(0.040μm-0.063μm，EMD微孔)。使用已知方法制备催化剂原料C711、C627、C705和C827。使用已知方法制备钌钳形络合物氯羰基氢化[4，5-双-(二异丙基膦基甲基)吖啶]钌(II)(可从Strem商购获得)和氯羰基氢化[4，5-双-(二环己基膦基甲基)吖啶]钌(II)。
1H和13C NMR光谱记录在Varian400MHz光谱仪上。通过使用残余溶剂峰作为内标CDCl3-(δ7.24ppm)、CD2Cl2-(δ5.32ppm)，以Me4Si的低场ppm报告化学位移。使用Vnmr J4.0软件分析和处理光谱。
在一些情况下，使用具有火焰离子化检测器(FID)的Agilent 6850气相色谱(GC)仪分析挥发性产物。使用以下条件和设备：
Figure BDA0002066360880000761
在其他情况下，使用具有火焰离子化检测器(FID)的Agilent 5890气相色谱(GC)仪分析挥发性产物。使用以下条件和设备：
Figure BDA0002066360880000762
通过结合来自质谱分析(GCMS-Agilent 5973N)的支持数据将峰与已知标准进行比较来表征产物。使用与上述相同的方法，用第二HP-5,30m×0.25mm(ID)×0.25μm膜厚度GC柱完成GCMS分析。
在实施例中使用以下缩写：
Figure BDA0002066360880000763
Figure BDA0002066360880000771
Figure BDA0002066360880000781
Figure BDA0002066360880000791
以下实验方法说明了如何制备根据本发明的化合物。本领域技术人员将通常能够修改和/或调整以下方法以合成本发明的任何化合物。
步骤a：用于筛选10-十一碳烯酸甲酯和1，4-二乙酰氧基-2-丁烯的交叉复分解的 一般条件
在填充氩气的手套箱中，向配备有磁力搅拌棒的20mL闪烁小瓶中装入10-十一碳烯酸甲酯(0.50g，2.5mmol)和1，4-二乙酰氧基-2-丁烯(1.30g，7.6mmol，3当量)。随后添加钌催化剂(500ppm，0.25mL的0.0050M二氯甲烷溶液)，将小瓶密封，放置在高真空下并在45℃下搅拌4小时。将反应快速搅拌2小时，然后用氢氧化钾(1.41g，25.2mmol)的甲醇(50mL)溶液稀释，并在RT下搅拌过夜。随后将反应混合物在水和二氯甲烷(1∶1v/v，600mL)之间分配，分离有机相，并且用二氯甲烷(2×150mL)萃取水相。合并有机萃取物，在MgSO4上干燥，过滤，并且在减压下蒸发溶剂。通过柱色谱纯化产物，得到12-羟基十二碳-10-烯酸甲酯，如下所示。
Figure BDA0002066360880000801
Figure BDA0002066360880000802
步骤b：制备12-羟基十二酸甲酯
Figure BDA0002066360880000803
向配备有磁力搅拌棒的250mL圆底烧瓶中装入12-羟基十二碳-10-烯酸甲酯(3.50g，15.3mmol)、PtO2(230mg，1.0mmol)、NaHCO3(4.51g，53.7mmol)和THF(60mL)。反应配备有橡胶隔膜，用氢气喷射，然后在氢气气氛下搅拌过夜。然后通过硅藻土过滤反应物，并且在减压下蒸发溶剂。通过柱色谱纯化所得的残余物，得到12-羟基十二酸甲酯(2.83g，80.0％收率，＞98％纯度)。
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ1.19-1.38(m，14H)，1.42(br s，1H)，1.50-1.68(m，4H)，2.30(t，J＝7.5Hz，2H)，3.63(t，J＝6.6Hz，2H)，3.66(s，3H)。
13C NMR(101MHz，CDCl3)δ25.1，25.9，29.3，29.3，29.5，29.5，29.6，29.7，32.9，34.2，51.6，63.2，174.5。
步骤c：用于串联胺化-还原12-羟基十二碳-10-烯酸甲酯的一般条件
在填充氩气的手套箱中，向配备有玻璃衬里和磁力搅拌棒的60mL Parr反应器中装入12-羟基十二碳-10-烯酸甲酯(0.250g，1.09mmol)、[RuHCl(A-iPr-PNP)(CO)](1.3mg，0.0021mmol)和甲苯(3mL)。将反应器密封，吹扫并用氨(100psi)加压。随后用氢气(75-150psi)对反应器加压并密封。在搅拌下将反应器加热至155℃持续18h。产物分布由GC确定。
Figure BDA0002066360880000811
Figure BDA0002066360880000812
1在27℃下的psi
步骤d：用于12-羟基十二酸甲酯的胺化的一般条件
在填充氩气的手套箱中，向配备有玻璃衬里和磁力搅拌棒的60mL Parr反应器中装入12-羟基十二酸甲酯(0.20g，0.87mmol)、钌钳形络合物A或B(0.0018mmol)和溶剂(2mL)。将反应器密封，吹扫并用氨加压。在搅拌下将反应器加热至155℃，并且随后通过GC确定产物分布。
Figure BDA0002066360880000813
Figure BDA0002066360880000814
1A：[RuHCI(A-iPr-PNP)(CO)] B：[RuHCI(A-Cy-PNP)(CO)]
2未检测到
3在27℃下的psi
步骤e：用氢氧化铵氧化12-羟基十二碳-10-烯酸甲酯成11-氰基十一碳-10-烯酸 甲酯的一般条件
向配备有玻璃衬里和磁力搅拌棒的60mL Parr反应器中装入铜催化剂(0.0218mmol)、2，2′-联吡啶(3.4mg，0.0218mmol)、TEMPO(3.4mg，0.0218mmol)，乙腈(1.4mL)、氢氧化铵(0.066mL，0.870mmol)和12-羟基十二碳-10-烯酸甲酯(0.100g，0.435mmol)。密封反应器并用压缩空气(110psi)加压。在搅拌下将反应器加热至50℃持续24h。产物分布由GC确定。
Figure BDA0002066360880000821
一锅法合成11-氰基十一碳-10-烯酸甲酯
Figure BDA0002066360880000822
在空气中，向配备有搅拌棒的40mL闪烁小瓶中装入TEMPO(4.00mg，0.022mmol)、[(TMEDA)Cu(μ-OH)]2Cl2(500mg，0.022mmol)、12-羟基-10-十二碳烯酸甲酯(500mg，2.20mmol)和异丙醇(4mL)。通过针用空气喷射反应物。15h后，通过1H NMR光谱分析反应混合物以定量12-氧代基-10-十二碳烯酸甲酯。向粗反应混合物中添加作为固体的CuCl(11mg，0.11mmol)和30％氨水溶液(528mg，2.20mmol)。在15分钟的时段内小心地且缓慢地向该反应中添加50％过氧化氢水溶液(1.05g，7.70mmol)。过氧化氢的添加导致与气体逸出的放热反应。在完全添加过氧化氢后，允许反应在室温下搅拌30分钟。将第二当量的30％氨水溶液和另外3.5当量的50％过氧化氢水溶液添加到反应中并允许以相同的方式进行。通过气相色谱分析产物的分布。
Figure BDA0002066360880000831
110mol％催化剂负载
为了处理反应，在旋转蒸发器上除去异丙醇。小心滗析所得的水层，留下油状残余物。将粗产物接纳到二乙基乙基中，并通过高二氧化硅垫过滤以除去铜物质。将滤液浓缩至干，得到黄色油。1H NMR(400MHz，CDCl3，反式)：δ6.75-6.67(m，1H)，5.31(d，J＝16Hz，1H)，3.66(s，3H)，2.32-2.28(t，J＝7.2Hz，2H)，2.24-2.18(m，2H)，1.63-1.59(m，2H)，1.44-1.41(m，1H)，1.29(br s，9H)。13C NMR(101MHz，CDCl3,反式)：δ173.7，155.8，117.3，99.5，51.1，33.7，33.0，28.9，28.8，28.7，28.6，27.4，24.6。
由12-氧代基-10-十二碳烯酸甲酯合成11-氰基-10-十一碳烯酸甲酯
Figure BDA0002066360880000832
过程1：在空气中，向配备有搅拌棒的40mL小瓶中装入12-氧代基-10-十二碳烯酸甲酯(250mg，1.10mmol)、30％氨水溶液(300μL，2.20mmol)和异丙醇(2mL)。在5分钟内向反应混合物中添加1.1M次氯酸钠(2.00mL，2.20mmol)。将反应混合物在室温下搅拌0.5h。通过气相色谱分析产物的分布。
Figure BDA0002066360880000841
过程2：在空气中，向配备有搅拌棒的40mL闪烁小瓶中装入CuCl(5.00mg，0.11mmol)、12-氧代基-10-十二碳烯酸甲酯(250mg，1.10mmol)、30％氨水溶液(300μL，2.20mmol)和异丙醇(2mL)。在10分钟内向该反应混合物中滴加1.1M次氯酸钠(4.00mL，4.40mmol)。将反应混合物在室温下搅拌0.5h。通过气相色谱分析产物的分布。
Figure BDA0002066360880000842
过程3：在空气中，向配备有搅拌棒的60mL Parr反应器中装入12-氧代基-10-十二碳烯酸甲酯(250mg，1.10mmol)、30％氨水溶液(300μL，2.20mmol)和异丙醇(2mL)。将反应器密封并用氧气(100psi)加压。将反应器加热至75℃持续6h。通过气相色谱分析产物的分布。
步骤f：由11-氰基-10-十一碳烯酸甲酯制备12-氨基十二酸甲酯
Figure BDA0002066360880000843
向配备有玻璃衬里和磁力搅拌棒的60mL Parr反应器中装入11-氰基-10-十一碳烯酸甲酯(0.100g，0.448mmol)、PtO2(15.2mg，0.066mmol)、乙酰氯(0.031mL，0.448mmol)和甲醇(13mL)。将反应器密封并用氢气(20巴)加压。将反应在RT下搅拌24h。随后将反应混合物通过硅藻土过滤，并且在减压下蒸发溶剂。通过GC确定产物分布(98.7mg，96.1％收率，＞98％纯度)。
Figure BDA0002066360880000851
在填充氩气的手套箱中，向配备有玻璃磁力搅拌棒的60mL Parr反应器中装入骨架镍(12mg，0.18mmol)、11-氰基-10-十一碳烯酸甲酯(410mg，1.80mmol)和甲醇(3mL)。从手套箱中取出反应器，并向反应器中添加500μL NH3(7N甲醇溶液)。将反应器密封，吹扫并用氢气(120psi)加压。在搅拌下将反应器加热至100℃持续24h。通过气相色谱分析产物的分布。
步骤g：用氢氧化铵氧化12-羟基十二酸甲酯成11-氰基十一酸甲酯的一般条件
Figure BDA0002066360880000852
向配备有玻璃衬里和磁力搅拌棒的60mL Parr反应器中装入铜催化剂(0.022mmol)、2，2′-联吡啶(3.4mg，0.022mmol)、TEMPO(3.4mg，0.022mmol)，乙腈(1.4mL)、氢氧化铵(0.066mL，0.87mmol)和12-羟基十二酸甲酯(0.100g，0.435mmol)。密封反应器，用压缩空气(110psi)加压，并且随后在搅拌下加热至50℃持续24h。由GC确定产物分布。
Figure BDA0002066360880000861
1在120℃下进行的反应
步骤h：由11-氰基十一碳-10-烯酸甲酯制备12-氨基十二酸甲酯
Figure BDA0002066360880000862
向配备有玻璃衬里和磁力搅拌棒的60mL Parr反应器中装入11-氰基十一碳-10-烯酸甲酯(0.100g，0.444mmol)、PtO2(15.2mg，0.066mmol)、乙酰氯(0.031mL，0.444mmol)和甲醇(13mL)。将反应器密封并用氢气(20巴)加压。将反应在RT下搅拌24h。随后将反应混合物通过硅藻土过滤，并且在减压下蒸发溶剂。不需要进一步纯化(0.101g，＞99.9％，＞98％纯度)。
12-羟基十二碳-10-烯酸甲酯的合成
Figure BDA0002066360880000863
向配备有磁力搅拌棒的烘箱干燥的双颈500mL圆底烧瓶中装入10-十一碳烯酸甲酯(25.0g，126mmol)和1，4-二乙酰氧基-2-丁烯(65.9g，189mmol)。将烧瓶配备真空适配器和橡胶隔膜，然后放置在高真空下，然后通过注射器添加C711(2.7mg，0.0038mmol，溶解的0.25mL二氯甲烷)。将反应物在碱性条件中经受水解，快速搅拌2小时，然后用氢氧化钾(1.41g，25.2mmol)的甲醇(50mL)溶液稀释，并在室温下搅拌过夜。随后将反应混合物在水和二氯甲烷(1∶1v/v，600mL)之间分配，分离有机相，并且用二氯甲烷(2×150mL)萃取水相。合并有机萃取物，在MgSO4上干燥，过滤，并且在减压下蒸发溶剂。通过柱色谱纯化产物，得到12-羟基十二碳-10-烯酸甲酯(18.0g，62.4％收率，82.9％反式，＞98％纯度)。
1H NMR(400MHz，CDCl3，反式)δ1.16-1.41(m，10H)，1.50-1.65(m，2H)，1.76(br s，1H)，1.92-2.09(m，2H)，2.27(t，J＝7.5Hz，2H)，3.63(s，3H)，4.04(d，J＝5.2Hz，2H)，4.15(对于顺式异构体，d，J＝6.3Hz)，5.42-5.74(m，2H)。
13C NMR(101MHz，CDCl3，反式)δ25.0，29.1，29.2，29.2，29.2，29.3，32.2，34.2，51.5，63.8，129.0，133.3，174.4。
13C NMR(101MHz，CDCl3，顺式，所选择的共振)δ58.6，128.6，133.0.
[(TMEDA)Cu(μ-OH)]2Cl2的合成
(二-μ-羟基-双[(N，N，N′，N′-四甲基乙二胺)铜]氯化物)
Figure BDA0002066360880000871
根据公布的过程合成[(TMEDA)Cu(μ-OH)]2Cl2：Collman，J.P.；Zhong，M.；Zhang，C.；Costanzo，S.J.Org.Chem.2001，66，7892。也可按照公布的方案在丙酮或异丙醇中合成[(TMEDA)Cu(μ-OH)]2Cl2。
10-十二碳烯酸，12-氧代基-，甲酯的合成
Figure BDA0002066360880000872
过程1：向配备有搅拌棒的60mL Parr反应器中装入[(TMEDA)Cu(μ-OH)]2Cl2(2.5mg，0.0055mmol)、TEMPO(2.0mg，0.011mmol)、12-羟基-10-十二碳烯酸甲酯(250mg，1.10mmol)和异丙醇(3mL)。将反应器密封并用氧气(80psi)加压。将反应器在室温下搅拌8h。通过1H NMR光谱确定产物(99％)。使用己烷和10％乙酸乙酯，通过柱色谱分离12-氧代基-10-十二碳烯酸甲酯。1H NMR(400MHz，CDCl3，反式)：δ9.50(d，J＝7.6Hz，1H)，6.87-6.83(m，1H)，6.15-6.10(m，1H)，3.67(s，3H)，2.34-2.29(m，4H)，1.62-1.59(m，2H)，1.51-1.49(m，1H)，1.31(br s，9H)。
过程2
Figure BDA0002066360880000881
向配备有搅拌棒的40mL闪烁小瓶中装入[(TMEDA)Cu(μ-OH)]2Cl2(5.0mg，0.011mmol)、TEMPO(4.0mg，0.022mmol)、12-羟基-10-十二碳烯酸甲酯(500mg，2.20mmol)和异丙醇(3mL)。通过针用空气喷射反应混合物。将反应在室温下搅拌15h。通过1H NMR光谱确定产物(99％)。
顺式-1，4-二氯-2-丁烯
Figure BDA0002066360880000882
的合成
由顺式-2-丁烯-1，4-二醇制备顺式-1,4-二氯-2-丁烯改编自醇转化为氯化物的过程(Snyder，D.C.J.Org.Chem.1995，60，2638)。在填充氩气的手套箱内，向配备有大磁力搅拌棒的烘箱干燥的500mL圆底烧瓶中添加三甲基甲硅烷基氯化物(129g，150mL，1.18mol)。用橡胶隔膜盖住反应并从手套箱中取出。将烧瓶放置在水冰浴中。通过注射器向反应混合物中添加顺式-2-丁烯-1，4-二醇(50.0g，46.4mL，0.565mol)。搅拌15分钟后，向反应混合物中添加相对于三甲基甲硅烷基氯化物的10mol％的DMSO(8.20mL，0.237mol)。在有力的搅拌1h后，允许反应混合物沉降，导致双相体系。从粘性油中滗析出含有TMS2O的顶层。通过气相色谱分析产物分布，并与顺式-1，4-二氯-2-丁烯的真实样品进行比较。
12-氯代-10-十二碳烯酸甲酯
Figure BDA0002066360880000883
在填充氩气的手套箱中，在闪烁小瓶中的10-十一碳烯酸甲酯(20.0g；101mmol)和DCB(15.9mL；151mmol)的溶液中添加C627(3.2mg；5.0微摩尔)。允许反应在40℃和4托真空下进行2.5小时。然后，将反应冷却至室温，真空除去，并且通过色谱纯化产物，得到12-氯代-10-十二碳烯酸甲酯(21.0g；85.1mmol；84.4％收率)。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ1.23-1.32(br s，8H)，1.32-1.41(m，2H)，1.56-1.66(m，2H)，2.04(q，J＝7.0Hz，2H)[cis 2.10(q，J＝6.5Hz)]，2.30(t，J＝7.5Hz，2H)，3.66(s，3H)，4.03(d，J＝7.0Hz，2H)[顺式4.09(d，J＝5.3Hz)]，5.54-5.65(m，1H)，5.71-5.81(m，1H)；
13C NMR(101MHz，CDCl3)δ24.9，28.8，29.0，29.1，29.1，29.2，32.0，34.1，45.5，51.4，125.8，136.2，174.3。
12-氨基-10-十二碳烯酸甲酯
Figure BDA0002066360880000891
在填充氩气的手套箱中，向配备有磁力搅拌棒的玻璃衬里和Parr反应器中添加氯化铜(I)(5.0mg；0.051mmol)、甲醇(100mL)和12-氯代-10-十二碳烯酸酯(5.00g；20.3mmol)。将反应器从手套箱中取出，连接到氨源，用氨喷射3次，并且然后用氨加压至100psig。将反应混合物在60℃下搅拌2小时，冷却至室温，并将氨气完全排出。将反应混合物在水和二氯甲烷(1∶1v/v300mL)之间分配并分离有机相。用二氯甲烷(2×70mL)萃取水相。将合并的有机物用盐水洗涤，并且然后用硫酸钠干燥。将有机相通过烧结漏斗过滤，并在减压下蒸发有机溶剂。将粗物质溶解于乙醚(150mL)中，并将10.1mL HCl(2M在乙醚中)缓慢添加到反应混合物中。将反应混合物搅拌30分钟，过滤沉淀物，并用乙醚(2×50mL)洗涤沉淀物。将沉淀物重新溶解在二氯甲烷(150mL)中并在饱和碳酸氢钠水溶液中搅拌。分离有机相，并且用二氯甲烷(2×60mL)萃取水溶液。将合并的有机相用盐水洗涤一次，并且然后用硫酸钠干燥。过滤有机物，并且蒸发溶剂至干，得到12-氨基-10-十二碳烯酸甲酯(3.6g；15.8mmol；78.3％收率)。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ1.16-1.28(br s，8H)，1.24-1.36(m，2H)，1.44(s，2H)，1.52-1.64(m，2H)，1.91-2.04(m，2H)，2.27(t，J＝7.5Hz，2H)，3.13-3.29(m，2H)，3.63(s，3H)，5.32-5.64(m，2H)；
13C NMR(101MHz，CDCl3)δ24.9，29.0，29.0，29.1，29.2，29.2，32.2，34.0，44.0，51.4，130.8，130.9，174.2。
12-氨基-十二酸甲酯
Figure BDA0002066360880000901
在填充氩气的手套箱中，向配备有搅拌棒的40mL玻璃衬里和Parr反应器中添加12-氨基-10-十二碳烯酸酯(0.50g，2.2mmol)、骨架镍(6.2mg；0.22mmol)和甲醇(9.0mL)。将反应混合物用氢气喷射3次，并且然后用氢气加压至60psig。允许反应在60℃下进行9小时。将反应混合物冷却至室温，氢气完全排出，用氩气吹扫反应器，并且通过硅藻土塞过滤粗产物。用甲醇(2×10mL)和二氯甲烷(2×5mL)洗涤硅藻土饼。在减压下蒸发合并的有机层，得到12-氨基-十二酸甲酯(500mg；2.18mmol；99％收率)。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ1.09-1.24(br，14H)，1.26-1.36(m，2H)，1.34(s，2H)，1.42-1.54(m，2H)，2.17(t，J＝7.5Hz，2H)，2.55(t，J＝7.0Hz，2H)，3.52(s，3H)；
13C NMR(101MHz，CDCl3)δ24.6，26.6，28.8，29.0，29.1，29.2，29.2，29.3，33.4，33.8，41.9，51.1，173.9。
十二酸，12-氧代基-，甲酯的合成
Figure BDA0002066360880000902
将12-羟基十二酸酯化合物溶解于缓冲的二氯甲烷(0.2M)中。分批(portionwise)添加四丁基溴化铵(0.05当量)、TEMPO(0.1当量)和NCS(1.6当量)。通过TLC监测反应直至完成。添加盐水并分离有机层，用MgSO4干燥，浓缩并通过柱色谱纯化。
十二酸，12-氨基-，甲酯的合成
Figure BDA0002066360880000903
在有力的搅拌下，用甲酸铵(9当量)处理10-十二碳烯酸-12-氧代基-甲酯或十二酸-12-氧代基-甲酯在MeOH(0.4M)中的溶液。完全溶解后，添加10％Pd/C(5.1g，4.8mmol)并将反应混合物在室温下搅拌过夜。反应完成后，将催化剂在硅藻土上滤出，并且将溶液在减压下浓缩。通过GC确定产物分布。
9-十二碳烯-1-醇的合成
Figure BDA0002066360880000904
将9-十二碳烯基乙酸酯添加到氢氧化钾(0.2当量)的甲醇(2.5M)溶液中并在室温下搅拌过夜。随后将反应混合物在水和二氯甲烷之间分配，分离有机相，并且用二氯甲烷萃取水相。合并有机萃取物，在MgSO4上干燥，过滤并且在减压下蒸发溶剂，得到标题化合物。
9-十二碳烯腈的合成
Figure BDA0002066360880000911
向配备有玻璃衬里和机械搅拌的2L Parr反应器中装入铜催化剂(5.0mol％)、2，2′-联吡啶(5.0mol％)、TEMPO(5.0mol％)、乙腈(0.5M)、氢氧化铵(2当量)和9-十二碳烯-1-醇。密封反应器并用压缩空气(110psi)加压。在搅拌下将反应器加热至50℃持续24h。随后将反应混合物在水和己烷之间分配，分离有机相，并且用己烷萃取水相。合并有机萃取物，在MgSO4上干燥，过滤，并且在减压下蒸发溶剂。通过分馏纯化9-十二碳烯腈。
2-癸烯酸，10-氰基-甲酯的合成
Figure BDA0002066360880000912
向配备有磁力搅拌棒的圆底烧瓶中装入9-十二碳烯腈和丙烯酸甲酯(1.5当量)或巴豆酸乙酯(1.5当量)。在通过注射器添加第8族过渡金属络合物复分解催化剂之前，将烧瓶配备真空适配器和橡胶隔膜并放置在高真空下。将反应快速搅拌2小时。通过柱色谱纯化产物，得到标题化合物。
11-羟基十一碳-9-烯腈的合成
Figure BDA0002066360880000913
向配备有磁力搅拌棒的烘箱干燥的圆底烧瓶中装入9-十二碳烯腈和1，4-二乙酰氧基-2-丁烯(1.5当量)。在通过注射器添加第8族过渡金属络合物复分解催化剂之前，将烧瓶配备真空适配器和橡胶隔膜并放置在高真空下。将反应快速搅拌2小时，然后用氢氧化钾(0.2当量)的甲醇(2.5M)溶液稀释，并在室温下搅拌过夜。随后将反应混合物在水和二氯甲烷之间分配，分离有机相，并且用二氯甲烷萃取水相。合并有机萃取物，在MgSO4上干燥，过滤，并且在减压下蒸发溶剂。通过柱色谱纯化产物，得到标题化合物。
十一酸，11-氨基-，甲酯的合成
Figure BDA0002066360880000914
向配备有玻璃衬里和磁力搅拌棒的60mL Parr反应器中装入甲基2-癸烯酸、10-氰基-甲酯、PtO2(15mol％)、乙酰氯(1当量)和甲醇(0.05M)。将反应器密封并用氢气(20巴)加压。将反应在室温下搅拌24h。完成后，然后将反应混合物通过硅藻土过滤，并且在减压下蒸发溶剂。无需进一步纯化。
11-氨基-1-十一醇的合成
Figure BDA0002066360880000921
向配备有玻璃衬里和磁力搅拌棒的60mL Parr反应器中装入甲基2-癸烯酸、10-氰基-甲酯、PtO2(15mol％)、乙酰氯(1当量)和甲醇(0.05M)。将反应器密封并用氢气(20巴)加压。将反应在室温下搅拌24h。完成后，然后将反应混合物通过硅藻土过滤，并且在减压下蒸发溶剂。无需进一步纯化。
11-氨基-十一酸的合成
Figure BDA0002066360880000922
将氨基醇和三乙胺(1当量)的THF(2.0M)溶液冷却至0℃，并且分批添加二碳酸二叔丁酯(1当量)。将混合物搅拌10min，温热至室温，并且然后搅拌15小时。将混合物用水稀释，并用乙醚萃取。将有机层在MgSO4上干燥，并且然后浓缩，得到粗产物，其无需进一步纯化即可使用。将KBr(4.5mol％)溶解在水中。在搅拌下将THF、AA-TEMPO(2.5mol％)和Boc-氨基醇添加到KBr溶液中。将次氯酸钠(11.5％水溶液，6.5当量)和NaOH(2当量)混合并在1.5h的时段内滴加到反应溶液中。在反应完成时，将混合物用1N HCl酸化至pH3.0。分离所得的有机物和水溶液。用THF萃取水层，并且然后将合并的THF层浓缩至干，得到标题化合物。

Claims (18)

1.一种用于合成由式1的结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物的方法：
Figure FDA0003764346690000011
包括：
(a)在至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂的存在下，使由式2的结构表示的烯烃底物
Figure FDA0003764346690000012
与由式
Figure FDA0003764346690000013
的结构表示的交叉复分解底物经受交叉复分解反应，以形成由式2a的结构表示的不饱和保护的醇中间体：
Figure FDA0003764346690000014
(b)使由式2a的所述结构表示的所述不饱和保护的醇中间体在碱性条件中经受水解以产生由式3的结构表示的不饱和醇：
Figure FDA0003764346690000015
Figure FDA0003764346690000021
以及，
(c)通过使由式3的所述结构表示的所述不饱和醇经受串联胺化-还原，将由式3的所述结构表示的所述不饱和醇转化为由式1的所述结构表示的氨基酸或氨基酸衍生物，其中所述串联胺化-还原是连续的一系列有机反应，其一次发生一次化学转化，并且所述串联胺化-还原在由式4的所述结构表示的钌钳形络合物的存在下进行：
Figure FDA0003764346690000022
其中：
R为-H、C1-C12烷基、C6-C10芳基、杂环、或C5-C10环烷基；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为-CO(C1-C12烷基)、-CO(C5-C10环烷基)、-CO(C6-C10芳基)、或-CO(C5-C10杂环)；
R4为-H或-(CH2)m1OR3；
R5为-(CH2)m1OR3；
a为3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22；
m为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
m1为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
p为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19；
L4和L5各自独立地为由PRaRb结构表示的膦；
L6为CO；
R6和R7与它们所连接的碳一起表示苯环，所述苯环与由式4的结构表示的喹啉基部分稠合，从而形成吖啶基部分；
Ra和Rb各自独立地为烷基或环烷基；
Ya为卤素；
Xa表示位于所述吖啶基部分上的任何碳原子处的一个、两个、三个、四个、五个、六个或七个取代基，其中R6和R7与它们所连接的碳一起表示稠合到由式4的所述结构表示的所述喹啉基部分的苯环，并且Xa选自氢、烷基、卤素、硝基、氰基、烷氧基；并且
前提条件为m1和p的任何组合的总和为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。
2.根据权利要求1所述的方法，其中Ra和Rb各自独立地选自异丙基和环己基；
Ya为氯或溴；
Xa在存在的任何数目中为氢，从而形成未取代的吖啶基部分。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂为第8族过渡金属络合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述串联胺化-还原还在氨和氢气的存在下进行。
5.根据权利要求1所述的方法，其中由式
Figure FDA0003764346690000031
的所述结构表示的所述交叉复分解底物为1,4-二乙酰氧基-2-丁烯。
6.根据权利要求5所述的方法，其中由式4的所述结构表示的所述钌钳形络合物为氯羰基氢化[4,5-双-(二异丙基膦基甲基)吖啶]钌(II)或氯羰基氢化[4,5-双-(二环己基膦基甲基)吖啶]钌(II)。
7.根据权利要求1所述的方法，其中：
R为-H、C1-C6烷基、C6芳基、或C5-C10环烷基；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为-CO(C1-C6烷基)、-CO(C5-C10环烷基)或-CO(C6芳基)；
R4为-H或-(CH2)m1OR3；
R5为-(CH2)m1OR3；
a为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16或17；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1、2或3；
p为3、4、5、6、7、8、9、10、11或12；并且
前提条件为m1和p的任何组合的所述总和为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15。
8.根据权利要求7所述的方法，其中：
R为-H或C1-C3烷基；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为-CO(C1-C3烷基)；
R4为-H或-(CH2)m1OR3；
R5为-(CH2)m1OR3；
a为9、10、11或12；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1或2；并且
p为6、7或8。
9.根据权利要求7所述的方法，其中：
R为-CH3；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为9、10、11或12；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1或2；
p为6、7或8；并且
由式
Figure FDA0003764346690000051
的所述结构表示的所述交叉复分解底物为1,4-二乙酰氧基-2-丁烯。
10.根据权利要求9所述的方法，其中：
a为10；
m为0；
m1为1；并且
p为7。
11.根据权利要求9所述的方法，其中：
a为11；
m为0；
m1为1；并且
p为8。
12.根据权利要求1所述的方法，其中：
由式
Figure FDA0003764346690000052
的所述结构表示的所述交叉复分解底物为1,4-二乙酰氧基-2-丁烯；
所述至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂为[1,3-双(2,6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)钌(II)、[1,3-双-(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)钌(II)、[1,3-双-(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(3-甲基-2-丁烯亚基)双(吡啶)钌(II)、或[1,3-双-(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(3-甲基-2-丁烯亚基)(三环己基膦)钌(II)；
由式4的所述结构表示的所述钌钳形络合物为氯羰基氢化[4,5-双-(二异丙基膦基甲基)吖啶]钌(II)或氯羰基氢化[4,5-双-(二环己基膦基甲基)吖啶]钌(II)；
R为-CH3；
R1为-H、-CH3或-COOR；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为9、10、11或12；
m为0、1、2、3、4、5、6或7；
m1为1或2；并且
p为6、7或8。
13.根据权利要求12所述的方法，其中：
所述至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂为[1,3-双(2,6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)钌(II)；
由式4的所述结构表示的所述钌钳形络合物为氯羰基氢化[4,5-双-(二异丙基膦基甲基)吖啶]钌(II)；
R为-CH3；
R1为-H；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为10；
m为0；
m1为1；并且
p为7。
14.根据权利要求12所述的方法，其中：
所述至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂为[1,3-双(2,6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)钌(II)；
由式4的所述结构表示的所述钌钳形络合物为氯羰基氢化[4,5-双-(二环己基膦甲基)吖啶]钌(II)；
R为-CH3；
R1为-H；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为10；
m为0；
m1为1；并且
p为7。
15.根据权利要求12所述的方法，其中：
所述至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂为[1,3-双(2,6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)钌(II)；
由式4的所述结构表示的所述钌钳形络合物为氯羰基氢化[4,5-双-(二异丙基膦基甲基)吖啶]钌(II)；
R为-CH3；
R1为-H；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为11；
m为0；
m1为1；并且
p为8。
16.根据权利要求12所述的方法，其中：
所述至少一种金属碳烯烯烃复分解催化剂为[1,3-双(2,6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)钌(II)；
由式4的所述结构表示的所述钌钳形络合物为氯羰基氢化[4,5-双-(二环己基膦基甲基)吖啶]钌(II)；
R为-CH3；
R1为-H；
R2为-OR3；
R3为CH3(CO)-；
a为11；
m为0；
m1为1；并且
p为8。
17.一种用于合成11-氨基十一酸甲酯的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)在[1,3-双(2,6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)钌(II)的存在下，使9-癸烯酸甲酯与1,4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成11-乙酰氧基-9-十一碳烯酸甲酯；
(b)使11-乙酰氧基-9-十一碳烯酸甲酯在碱性条件中经受水解以形成11-羟基-十一碳烯酸甲酯；以及
(c)在催化剂氯羰基氢化[4,5-双-(二-异丙基膦基甲基)吖啶]钌(II)或氯羰基氢化[4,5-双-(二环己基膦基甲基)吖啶]钌(II)的存在下，使11-羟基-十一碳烯酸甲酯经受串联胺化-还原反应。
18.一种用于合成12-氨基十一酸甲酯的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)在[1,3-双(2,6-二异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)钌(II)的存在下，使10-癸烯酸甲酯与1,4-二乙酰氧基-2-丁烯经受交叉复分解反应以形成12-乙酰氧基-10-十一碳烯酸甲酯；
(b)使12-乙酰氧基-10-十一碳烯酸甲酯经受碱性水解以形成12-羟基-10-十一碳烯酸甲酯；以及
(c)在催化剂氯羰基氢化[4,5-双-(二异丙基膦基甲基)吖啶]钌(II)或氯羰基氢化[4,5-双-(二环己基膦基甲基)吖啶]钌(II)的存在下，使12-羟基-10-十一碳烯酸甲酯经受串联胺化-还原反应。
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