用于制备钌络合物的方法

文档序号:491657 发布日期:2022-01-04 浏览:450次 >En<

阅读说明:本技术 用于制备钌络合物的方法 (Method for producing ruthenium complexes ) 是由 D·J·阿诺德 T·柯拉科特 B·加德纳 C·西楚林 P·D·坦奇尼 于 2020-08-13 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于制备式(I)的络合物的方法:所述方法包括使式(II)的络合物或式RuX-(3)·H-(2)O(IV)的络合物与式(III)的二齿配位体反应的步骤,其中R-(1)、R-(2)、R-(3)、R-(4)、R-(5)、R-(6)、R-(7)、R-(8)、R-(9)、R-(10)、A、B和X描述于说明书中;式(II)的络合物:式(III)的二齿配位体的摩尔比为约1:6至约1:8或者式(IV)的络合物:式(III)的二齿配位体的摩尔比为约1:3至约1:4;并且所述方法在约80℃至110℃的范围内的一个或多个温度下,在水或水基溶剂中进行,其中所述水基溶剂包含至少60%水(按体积计)和有机溶剂。(The invention discloses a method for preparing a complex of formula (I): said method comprising reacting a complex of formula (II) or a compound of formula RuX 3 ·H 2 A step of reacting a complex of O (IV) with a bidentate ligand of formula (III), wherein R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、R 6 、R 7 、R 8 、R 9 、R 10 A, B and X are described in the specification; complexes of formula (II) bis of formula (III)A molar ratio of bidentate ligand of about 1:6 to about 1:8 or a molar ratio of complex of formula (IV) to bidentate ligand of formula (III) of about 1:3 to about 1: 4; and the process is carried out in water or an aqueous-based solvent at one or more temperatures in the range of about 80 ℃ to 110 ℃, wherein the aqueous-based solvent comprises at least 60% water (by volume) and an organic solvent.)

用于制备钌络合物的方法

技术领域

本发明涉及制备包含含氮杂环二齿配位体的均配型钌络合物。

背景技术

均配型Ru(bipy)3I2(bipy=2,2’-联吡啶)通过将RuCl3·3H2O和25%过量的2,2-联吡啶(即比率Ru:NN=1:3.75)的95%EtOH溶液在回流下加热72小时,之后过滤、蒸发、在苯中萃取,并且从KI的水溶液中沉淀获得(Palmer等人,Inorg.Chem.,1966,5(5),864)。

Goss等人报道了通过首先在LiCl存在下,在DMF中在回流下,使RuCl3·3H2O与phen-二酮以Ru:NN=1:2的比率反应来生成Ru(phen-二酮)2Cl2,之后在回流下添加1.2当量的phen-二酮在EtOH/H2O的50/50混合物中的溶液,以逐步程序合成均配型[Ru(phen-二酮)3](PF6)2·2H2O(phen-二酮=1,10-菲咯啉-5,6-二酮)。用NH4PF6的饱和水溶液沉淀PF6络合物。(Inorg.Chem.,1985,24(25),4263)。

虽然Palmer等人和Goss等人描述的方法可用于制备克规模量的均配型Ru(bipy)3I2和[Ru(phen-二酮)3](PF6)2·2H2O,但这些方法不适用于大规模制造。这些方法使用RuCl3·3H2O作为原料,其可用性取决于地理位置。此外,这些方法在回流下使用有机易燃溶剂,以及毒性溶剂如苯和DMF,所有这些在工业规模上均是不安全的。另外,这些方法表明,在钌上添加三种含氮杂环二齿配位体的容易性之间存在差异,因此需要多步合成程序。为了分离钌络合物,还需要各种处理步骤(例如,蒸发溶剂、重结晶、纯化)。需要找到一步方法,所述方法可实现具有三种含氮杂环二齿配位体的均配型钌络合物的合成,该方法适用于工业规模。

发明内容

本发明提供了用于制备具有含氮杂环二齿配位体的均配型钌络合物的改善的方法。该方法适用于大规模制造。在一些实施方案中,该方法获得高收率。在一些实施方案中,该方法获得包含少量杂质的产物,诸如[Ru(bpy)3]Cl2·6H2O或[Ru(bpy)3][PF6]2。在一些实施方案中,获得纯的产物,如通过NMR和/或元素分析所分析的。

在一个方面,本发明提供了一种用于制备式(I)的络合物的方法:

其中R1、R2、R3和R4独立地选自H、卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基、取代的C6-20-芳基、未取代的C1-20-烷氧基、取代的C1-20-烷氧基、未取代的C1-20-二烷基氨基、取代的C1-20-二烷基氨基、未取代的C1-20-杂烷基、取代的C1-20-杂烷基、未取代的C2-20-杂环烷基、取代的C2-20-杂环烷基、未取代的C4-20-杂芳基和取代的C4-20-杂芳基;

A选自:-CRaRb-、-NRa-、O、S、-CRa=CRb-、-CRa=N-;

B选自:-CRcRd-、-NRc-、O、S、-CRc=CRd-、-CRc=N-;

Ra、Rb、Rc和Rd独立地选自H、卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基、取代的C6-20-芳基、未取代的C1-20-烷氧基、取代的C1-20-烷氧基、未取代的C1-20-二烷基氨基、取代的C1-20-二烷基氨基、未取代的C1-20-杂烷基、取代的C1-20-杂烷基、未取代的C2-20-杂环烷基、取代的C2-20-杂环烷基、未取代的C4-20-杂芳基和取代的C4-20-杂芳基;

或者Ra与Rc和Rd中的一者或者Rb与Rc和Rd中的一者连同它们所键合到的原子一起形成环;并且

X为卤离子;

该方法包括使式(II)的络合物与式(III)的二齿配位体反应的步骤

其中R5、R6、R7、R8、R9和R10独立地选自H、卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基、取代的C6-20-芳基;X如上文所定义;

其中

R1、R2、R3和R4、A和B如上文所定义;

其中式(II)的络合物:式(III)的二齿配位体的摩尔比为约1:6至约1:8,

其特征在于该方法在约80℃至110℃的范围内的一个或多个温度下,在水或水基溶剂中进行,其中该水基溶剂包含至少60%水(按体积计)和有机溶剂。

本发明的另一方面提供了用于制备如上文所定义的式(I)的化合物的方法,该方法包括使式(IV)RuX3.H2O的化合物(其中X如上文所定义的)与如上文所定义的式(III)的二齿配位体反应,其中式IV的络合物:式(III)的二齿配位体的摩尔比为约1:3至约1:4,其特征在于该方法在约80℃至110℃的范围内的一个或多个温度下,在水或水基溶剂中进行,其中该水基溶剂包含至少60%水(按体积计)和有机溶剂。

定义

部分或取代基的附接点由“-”表示。例如,-OH通过氧原子附接。

如本文所用,当A为“-CRa=N-”时,该部分可以任一顺序插入式(I)的络合物或式(III)的配体中,即作为“-CRa=N-”或“-N=CRa-”。

如本文所用,当B为“-CRc=N-”时,可将该部分以任一顺序插入式(I)络合物或式(III)配体中,即作为“-CRc=N-”或“-N=CRc-”。

“烷基”是指直链或支链的饱和烃基团。在某些实施方案中,烷基基团可具有1-20个碳原子,在某些实施方案中可具有1-15个碳原子,在某些实施方案中可具有1-8个碳原子。烷基基团可以为未取代的。另选地,烷基基团可为取代的。除非另外指明,否则烷基基团可在任何合适的碳原子处附接,并且如果被取代,则可在任何合适的原子处被取代。典型的烷基基团包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基等。

术语“环烷基”用于表示饱和的碳环烃基团。环烷基基团可具有单环或多个稠环。在某些实施方案中,环烷基基团可具有3-20个碳原子,在某些实施方案中可具有3-10个碳原子,在某些实施方案中可具有3-8个碳原子。环烷基基团可以为未取代的。另选地,环烷基基团可为取代的。除非另外指明,否则环烷基基团可在任何合适的碳原子处附接,并且如果被取代,则可在任何合适的原子处被取代。典型的环烷基基团包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。

“烷氧基”是指式烷基-O-或环烷基-O-的任选取代的基团,其中烷基和环烷基如上文所定义的。

“芳基”是指芳族碳环基团。芳基基团可具有单环或多个稠环。在某些实施方案中,芳基基团可具有6-20个碳原子,在某些实施方案中可具有6-15个碳原子,在某些实施方案中可具有6-12个碳原子。芳基基团可以为未取代的。另选地,芳基基团可为取代的。除非另外指明,否则芳基基团可在任何合适的碳原子处附接,并且如果被取代,则可在任何合适的原子处被取代。芳基基团的示例包括但不限于苯基、萘基、蒽基等。

“芳基烷基”是指式芳基-烷基-的任选取代的基团,其中芳基和烷基如上所定义。

“卤离子”是指–F、–Cl、–Br和–I。

“杂烷基”指其中一个或多个碳原子独立地被一个或多个杂原子(例如氮、氧、磷和/或硫原子)取代的直链或支链饱和烃基团。杂烷基基团可以为未取代的。另选地,杂烷基基团可为取代的。除非另外指明,否则杂烷基基团可在任何合适的原子处附接,并且如果被取代,则可在任何合适的原子处被取代。杂烷基基团的示例包括但不限于醚、硫醚、伯胺、仲胺、叔胺等。

“杂环烷基”是指其中一个或多个碳原子独立地被一个或多个杂原子(例如,氮、氧、磷和/或硫原子)取代的饱和环状烃基团。杂环烷基基团可以为未取代的。另选地,杂环烷基基团可为取代的。除非另外指明,否则杂环烷基基团可在任何合适的原子处附接,并且如果被取代,则可在任何合适的原子处被取代。杂环烷基基团的示例包括但不限于环氧化物、吗啉基、哌啶基、哌嗪基、硫杂丙环基、吡咯烷基、吡唑烷基、咪唑烷基、噻唑烷基、硫代吗啉基等。

“杂芳基”是指其中一个或多个碳原子独立地被一个或多个杂原子(例如,氮、氧、磷和/或硫原子)取代的芳族碳环基团。杂芳基基团可以为未取代的。另选地,杂芳基基团可为取代的。除非另外指明,否则杂芳基基团可在任何合适的原子处附接,并且如果被取代,则可在任何合适的原子处被取代。杂芳基基团的示例包括但不限于噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、异噻唑基、噁唑基、异噁唑基、三唑基、噻二唑基、苯硫基、噁二唑基、吡啶基、嘧啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、苯并咪唑基、吲哚基、喹啉基等。

“取代的”是指其中一个或多个氢原子各自独立地被取代基(例如1、2、3、4、5个或更多个)取代的基团,所述取代基可以相同或不同。取代基的示例包括但不限于-卤代基、-C(卤代基)3、-Rm、=O、=S、-O-Rm、-S-Rm、-NRmRn、-CN、-NO2、-C(O)-Rm、-COORm、-C(S)-Rm、-C(S)ORm、-S(O)2OH、-S(O)2-Rm、-S(O)2NRmRn、-O-S(O)-Rm和-CONRmRn,诸如-卤代基、-C(卤代基)3(例如–CF3)、-Rm、-O-Rm、-NRmRn、-CN或-NO2。Rm和Rn独立地选自H、C1-20-烷基、C6-20-芳基、C7-20-芳基烷基、C1-20-杂烷基、C4-20-杂芳基,或者Rm和Rn与它们所附接到的原子一起形成杂环烷基基团。Rm和Rn可为未取代的或进一步取代的,如本文所定义的。

“二齿配位体”是向金属原子提供两对电子的配体。

水基溶剂为包含水和有机溶剂的溶剂,其中水的体积百分比为至少60%。

非配位阴离子为与阳离子弱相互作用的阴离子。

如本文所用,缩写“bipy”和“bpy”可互换使用,是指2,2'-联吡啶。

具体实施方式

在一个方面,本发明提供了用于制备式(I)的络合物的方法:

该方法包括使式(II)的络合物

与式(III)的二齿配位体反应的步骤

其中式(II)的络合物:式(III)的二齿配位体的摩尔比为约1:6至约1:8,

其特征在于该方法在约80℃至110℃的范围内的一个或多个温度下,在水或水基溶剂中进行,其中该水基溶剂包含至少60%水(按体积计)和有机溶剂。

本发明的另一方面提供了用于制备如上文所定义的式(I)的化合物的方法,该方法包括使式RuX3.H2O(IV)的化合物(其中X如上文所定义的)与如上文所定义的式(III)的二齿配位体反应,其中式IV的络合物:式(III)的二齿配位体的摩尔比为约1:3至约1:4,其特征在于该方法在约80℃至110℃的范围内的一个或多个温度下,在水或水基溶剂中进行,其中该水基溶剂包含至少60%水(按体积计)和有机溶剂。

取代基R1、R2、R3和R4独立地选自H、卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基、取代的C6-20-芳基、未取代的C1-20-烷氧基、取代的C1-20-烷氧基、未取代的C1-20-二烷基氨基、取代的C1-20-二烷基氨基、未取代的C1-20-杂烷基、取代的C1-20-杂烷基、未取代的C2-20-杂环烷基、取代的C2-20-杂环烷基、未取代的C4-20-杂芳基和取代的C4-20-杂芳基。

在一个实施方案中,R1、R2、R3和R4独立地选自H、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C6-20-芳基或取代的C6-20-芳基。

例如,R1、R2、R3和R4独立地选自H、支链或直链烷基基团(诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、硬脂基)、芳基基团(诸如苯基、萘基和蒽基),

在一个实施方案中,烷基基团可任选地被一个或多个(例如,1、2、3、4或5个,取代基的数量取决于可取代的H原子的数量)取代基取代,所述取代基中的每一个可相同或不同,诸如卤离子(F、Cl、Br或I)或烷氧基基团(例如,甲氧基、乙氧基或丙氧基)。芳基基团可任选地被一个或多个(例如,1、2、3、4或5个,取代基的数量取决于可取代的H原子的数量)取代基取代,所述取代基中的每一个可相同或不同,诸如卤离子(F、Cl、Br或I)、直链或支链烷基(例如,C1-C10)、烷氧基(例如,C1-C10烷氧基)、直链或支链(二烷基)氨基(例如,C1-C10(二烷基)氨基)、杂环烷基(例如,C3-10杂环烷基基团,诸如吗啉基和哌啶基)或三(卤代基)甲基(例如,F3C-)。合适的取代的芳基基团包括但不限于4-二甲基氨基苯基、4-甲基苯基、3,5-二甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-甲氧基-3,5-二甲基苯基和3,5-二(三氟甲基)苯基。

在一个实施方案中,R1和R3是相同的。

在另一个实施方案中,R2和R4是相同的。

在另一个实施方案中,R1和R3相同,且R2和R4相同。

在一个实施方案中,R1、R2、R3和R4相同。

在一个实施方案中,R1、R2、R3和R4中的每一者为H。

A独立地选自:-CRaRb-、-NRa-、O、S、-CRa=CRb-和-CRa=N-;优选地-CRa=CRb-或-CRa=N-。

B独立地选自:-CRcRd-、-NRc-、O、S、-CRc=CRd-和-CRc=N-;优选地-CRc=CRd-或-CRc=N-。

在一个实施方案中,A和B是相同的。

在一个实施方案中,A和B分别为-CRa=CRb-和-CRc=CRd-。

在一个实施方案中,A和B各自为-CH=CH-。

Ra、Rb、Rc和Rd独立地选自H、卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基、取代的C6-20-芳基、未取代的C1-20-烷氧基、取代的C1-20-烷氧基、未取代的C1-20-二烷基氨基、取代的C1-20-二烷基氨基、未取代的C1-20-杂烷基、取代的C1-20-杂烷基、未取代的C2-20-杂环烷基、取代的C2-20-杂环烷基、未取代的C4-20-杂芳基和取代的C4-20-杂芳基;

或者Ra与Rc和Rd中的一者或者Rb与Rc和Rd中的一者连同它们所键合到的原子一起形成环,合适地为6元环。

Ra、Rb、Rc和Rd可独立地为H、未取代的支链或直链烷基基团(诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、硬脂基)、芳基基团(诸如苯基、萘基和蒽基),在另一个实施方案中,烷基基团可任选地被一个或多个(例如,1、2、3、4或5个,取代基的数量取决于可取代的H原子的数量)取代基取代,诸如卤离子(-F、-Cl、-Br或-I)或烷氧基基团(例如,甲氧基、乙氧基或丙氧基)。芳基基团可任选地被一个或多个(例如,1、2、3、4或5个,取代基的数量取决于可取代的H原子的数量)取代基取代,诸如卤离子(-F、-Cl、-Br或-I)、直链或支链C1-C10-烷基、C1-C10烷氧基、直链或支链C1-C10-(二烷基)氨基、C3-10杂环烷基基团(诸如吗啉基和哌啶基)或三(卤代基)甲基(例如F3C-)。

在一个实施方案中,Ra为H,并且Rb选自H、卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基、取代的C6-20-芳基、未取代的C1-20-烷氧基、取代的C1-20-烷氧基、未取代的C1-20-二烷基氨基、取代的C1-20-二烷基氨基、未取代的C1-20-杂烷基、取代的C1-20-杂烷基、未取代的C2-20-杂环烷基、取代的C2-20-杂环烷基、未取代的C4-20-杂芳基和取代的C4-20-杂芳基。

在一个实施方案中,Ra为甲氧基,并且Rb选自H、卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基、取代的C6-20-芳基、未取代的C1-20-烷氧基、取代的C1-20-烷氧基、未取代的C1-20-二烷基氨基、取代的C1-20-二烷基氨基、未取代的C1-20-杂烷基、取代的C1-20-杂烷基、未取代的C2-20-杂环烷基、取代的C2-20-杂环烷基、未取代的C4-20-杂芳基和取代的C4-20-杂芳基。

在另一个实施方案中,Rc为H,并且Rd选自H、卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基、取代的C6-20-芳基、未取代的C1-20-烷氧基、取代的C1-20-烷氧基、未取代的C1-20-二烷基氨基、取代的C1-20-二烷基氨基、未取代的C1-20-杂烷基、取代的C1-20-杂烷基、未取代的C2-20-杂环烷基、取代的C2-20-杂环烷基、未取代的C4-20-杂芳基和取代的C4-20-杂芳基。

在另一个实施方案中,Rc为甲氧基,并且Rd选自H、卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基、取代的C6-20-芳基、未取代的C1-20-烷氧基、取代的C1-20-烷氧基、未取代的C1-20-二烷基氨基、取代的C1-20-二烷基氨基、未取代的C1-20-杂烷基、取代的C1-20-杂烷基、未取代的C2-20-杂环烷基、取代的C2-20-杂环烷基、未取代的C4-20-杂芳基和取代的C4-20-杂芳基。

在一个实施方案中,Ra和Rc各自为H;并且Rb和Rd是相同的并且选自未取代的支链或直链烷基基团(诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、硬脂基)、芳基基团(诸如苯基、萘基和蒽基)。

在一个实施方案中,Ra和Rc各自为甲氧基;并且Rb和Rd是相同的并且选自未取代的支链或直链烷基基团(诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、硬脂基)、芳基基团(诸如苯基、萘基和蒽基)。

在另选的实施方案中,Ra和Rc各自为H;并且Rb和Rd相同并且选自取代的支链或直链烷基基团或取代的芳基基团。烷基基团可任选地被一个或多个(例如,1、2、3、4或5个,取代基的数量取决于可取代的H原子的数量)取代基取代,诸如卤离子(-F、-Cl、-Br或-I)或烷氧基基团(例如,甲氧基、乙氧基或丙氧基)。芳基基团可任选地被一个或多个(例如,1、2、3、4或5个,取代基的数量取决于可取代的H原子的数量)取代基取代,诸如卤离子(-F、-Cl、-Br或-I)、直链或支链C1-C10-烷基、C1-C10烷氧基、直链或支链C1-C10-(二烷基)氨基、C3-10杂环烷基基团(诸如吗啉基和哌啶基)或三(卤代基)甲基(例如F3C-)。

在另选的实施方案中,Ra和Rc各自为甲氧基;并且Rb和Rd相同并且选自取代的支链或直链烷基基团或取代的芳基基团。烷基基团可任选地被一个或多个(例如,1、2、3、4或5个,取代基的数量取决于可取代的H原子的数量)取代基取代,诸如卤离子(-F、-Cl、-Br或-I)或烷氧基基团(例如,甲氧基、乙氧基或丙氧基)。芳基基团可任选地被一个或多个(例如,1、2、3、4或5个,取代基的数量取决于可取代的H原子的数量)取代基取代,诸如卤离子(-F、-Cl、-Br或-I)、直链或支链C1-C10-烷基、C1-C10烷氧基、直链或支链C1-C10-(二烷基)氨基、C3-10杂环烷基基团(诸如吗啉基和哌啶基)或三(卤代基)甲基(例如F3C-)。

在一个实施方案中,R1、R2、R3和R4中的每一者为H;A和B分别为-CRa=CRb-和-CRc=CRd;Ra和Rc为H;Rb和Rd相同并且为H、CH3、t-Bu或CF3。在一个优选的实施方案中,Rb和Rd为氢。

优选地,式(I)的络合物中的配体和式(III)的配体为:

bipy=2,2'-联吡啶

dmbpy=4,4'-双(甲基)-2,2'-联吡啶(其还被称为2,2'-二-4-甲基吡啶);

dtbbpy=4,4'-双(叔丁基)-2,2'-联吡啶;

4,4'-btfmb=4,4'-双(三氟甲基)-2,2'-联吡啶;

或5,5'-btfmb=5,5'-双(三氟甲基)-2,2'-联吡啶;

在另选的实施方案中,A和B分别为-CRa=CRb-和-CRc=CRd,并且Ra与Rc和Rd中的一者或者Rb与Rc和Rd中的一者连同它们所键合到的原子一起形成环,合适地为6元环;任选地,所述环为芳族的。例如,Ra与Rc或Rd连同它们所键合到的原子一起形成环,合适地为6元环。另选地,Rb与Rc或Rd连同它们所键合到的原子一起形成环,合适地为6元环。

合适地,R1、R2、R3和R4中的每一者为H;A为-CH=CRb-;B为-CH=CRd-;Rb和Rd连同它们所键合到的碳原子一起形成环;合适地为6元环。

优选地,式(I)的络合物中的配体和式(III)的配体为:

phen=1,10-菲咯啉。

合适地,R1、R2、R3和R4中的每一者为H;A为-CRa=CRb-;B为-CRc=CRd-;Rb和Rd连同它们所键合到的碳原子一起形成环,合适地为6元环。

合适地,Ra和Rc为甲氧基基团,并且Rb和Rc连同它们所键合到的碳原子一起形成环,合适地为6元环。

优选地,式(I)的络合物中的配体和式(III)的配体为:

OMe-phen=4,7-二甲氧基-1,10-菲咯啉

在另选的实施方案中,A和B相同,并且分别为-CRa=N-和-CRc=N-。在一个优选的实施方案中,Ra和Rc为H。在一个最优选的实施方案中,R1、R2、R3和R4中的每一者为H;并且Ra和Rc为H。

优选地,式(I)的络合物中的配体和式(III)的配体为:

bpz=2,2'-联吡嗪

优选地,式(I)的络合物中的配体和式(III)的配体为:

bpm=2,2'-联嘧啶

卤离子X可为氟离子、氯离子、溴离子或碘离子。优选地,卤离子为氯离子。

式(1)的络合物可以为:

(i)Ru(bipy)3Cl2

(ii)Ru(dmbpy)3Cl2

(iii)Ru(dtbbpy)3Cl2

(iv)Ru(4,4’-btfmb)3Cl2

(v)Ru(5,5’-btfmb)3Cl2

(vi)Ru(bpz)3Cl2

(vii)Ru(1,10-phen)3Cl2

(viii)Ru(OMe-phen)3Cl2

(ix)Ru(bpm)3Cl2

在一个最优选的实施方案中,式(I)的络合物为Ru(bipy)3Cl2

式(II)的络合物中的R5、R6、R7、R8、R9和R10可独立地选自H、卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基、取代的C6-20-芳基。

R5、R6、R7、R8、R9和R10可独立地选自H、支链或直链烷基基团(诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基(例如,正戊基或新戊基)、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基或硬脂基)、环烷基基团(诸如环丙基、环丁基、环戊基、环己基或金刚烷基)、芳基基团(诸如苯基、萘基或蒽基)。

在一个实施方案中,烷基基团可任选地被一个或多个(例如,1、2、3、4或5个,取代基的数量取决于可取代的H原子的数量)取代基取代,所述取代基中的每一个可相同或不同,诸如卤离子(F、Cl、Br或I)或烷氧基基团,例如甲氧基、乙氧基或丙氧基。芳基基团可任选地被一个或多个(例如,1、2、3、4或5个,取代基的数量取决于可取代的H原子的数量)取代基取代,所述取代基中的每一个可相同或不同,诸如卤离子(F、Cl、Br或I)、直链或支链烷基(例如,C1-C10)、烷氧基(例如,C1-C10烷氧基)、直链或支链(二烷基)氨基(例如,C1-C10(二烷基)氨基)、杂环烷基(例如,C3-10杂环烷基基团,诸如吗啉基和哌啶基)或三(卤代基)甲基(例如,F3C-)。合适的取代的芳基基团包括但不限于4-二甲基氨基苯基、4-甲基苯基、3,5-二甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-甲氧基-3,5-二甲基苯基和3,5-二(三氟甲基)苯基。

在一个实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10相同。优选地,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的每一者为H。

在另一个实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的至少一者选自不是–H的基团。例如,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的一者,诸如R5、R6、R7、R8、R9和R10中的两者,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的三者,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的四者,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的五者或者R5、R6、R7、R8、R9和R10中的全部可选自不是–H的基团。

在另一个实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的五者为–H,并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中的另一者选自卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代C6-20-芳基和取代的C6-20-芳基。在一个优选的实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的五者为–H,并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中的另一者为支链或直链烷基。在另一个实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的五者为–H(例如,R6、R7、R8、R9和R10),并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中的另一者(例如,R5)选自C1-5-烷基,诸如–Me、-Et、-Pr(正-或异-)、-Bu(正-、异-或叔-),例如–Me、-iPr。

在另一个实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的四者为–H,并且R5、R6、R7、R8、R9和R10的另两者独立地选自卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基和取代的C6-20-芳基。在一个优选的实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的四者为–H,并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中的另两者独立地选自支链或直链烷基。在另一个实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的四者为–H(例如,R6、R7、R9和R10),并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中的另两者(例如R5和R8)独立地选自C1-5-烷基,诸如–Me、-Et、-Pr(正-或异-)、-Bu(正-、异-或叔-),例如–Me、-iPr。

在另一个实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的三者为–H,并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中的另三者独立地选自卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基和取代的C6-20-芳基。在一个优选的实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的三者为–H,并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中的另三者独立地选自支链或直链烷基。在另一个实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的三者为–H(例如,R6、R8和R10),并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中的另三者(例如,R5、R7和R9)独立地选自C1-5-烷基,诸如–Me、-Et、-Pr(正-或异-)、-Bu(正-、异-或叔-),例如–Me、-iPr。

在另一个实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的两者为–H,并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中另四者独立地选自卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基和取代的C6-20-芳基。在一个优选的实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的两者为–H,并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中另四者独立地选自支链或直链烷基。在另一个实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的两者为–H(例如,R5和R8),并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中另四者(例如,R6、R7、R9和R10)独立地选自C1-5-烷基,诸如–Me、-Et、-Pr(正-或异-)、-Bu(正-、异-或叔-),例如–Me、-iPr。

在另一个实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的一者为–H,并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中的另五者独立地选自卤离子、未取代的支链或直链C1-20-烷基、取代的支链或直链C1-20-烷基、未取代的C3-20-环烷基、取代的C3-20-环烷基、未取代的C6-20-芳基和取代的C6-20-芳基。在一个优选的实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的一者为–H,并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中的另五者独立地选自支链或直链烷基。在另一个实施方案中,R5、R6、R7、R8、R9和R10中的一者–H(例如,R5),并且R5、R6、R7、R8、R9和R10中的另五者(例如,R6、R7、R8、R9和R10)选自C1-5-烷基,诸如–Me、-Et、-Pr(正-或异-)、-Bu(正-、异-或叔-),例如–Me、-iPr。

X如上文对于式(I)的络合物所定义的。

在一个实施方案中,式(II)的络合物为[{RuCl2(苯)}2

在另一个实施方案中,式(II)的络合物为[{RuCl2(对异丙基甲苯)}2

在另一个实施方案中,式(II)的络合物为[{RuCl2(均三甲苯)}2

该方法使用可商购获得的原料,式(II)和(IV)的络合物以及式(III)的二齿配位体,其可根据文献方法容易地制备。

将式(II)或式(IV)的络合物与式(III)的二齿配位体在水或水基溶剂中混合在一起。

在一个实施方案中,将式(II)或式(IV)的络合物与式(III)的二齿配位体在水中混合在一起。

在另选的实施方案中,将式(II)或式(IV)的络合物与式(III)的二齿配位体在水基溶剂中混合在一起,其中该水基溶剂为水和有机溶剂的混合物,其中水含量为至少60%(体积)。优选地,有机溶剂为醇或醚。合适的醇为甲醇(MeOH)、乙醇(EtOH)、正丙醇(nPrOH)、异丙醇(iPrOH)和叔戊醇(t-amylOH),优选地甲醇(MeOH)、乙醇(EtOH)、正丙醇(nPrOH)和异丙醇(iPrOH)。合适的醚为四氢呋喃(THF)、2-甲基四氢呋喃(2-Me-THF)、3-甲基四氢呋喃(3-Me-THF)和二氧杂环己烷;具体地讲THF。特别优选的有机溶剂为乙醇。

在一个实施方案中,水基溶剂的水含量为至少60%、至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%或至少95%。优选地,水基溶剂的水含量为至少90%或至少95%。

式(II)或式(IV)的络合物在水基溶剂中的浓度为约0.005mmol/mL至约5mmol/mL,优选地约0.01mmol/mL至约2.5mmol/mL,甚至更优选地0.1mmol/mL至1mmol/mL。

在本发明中,式(II)的络合物:式(III)的二齿配位体的摩尔比为约1:6至约1:8或者式(IV)的络合物:式(III)的二齿配位体的摩尔比为约1:3至约1:4。式(II)的络合物:式(III)的二齿配位体的摩尔比可以为1:6.0、1:6.1、1:6.2、1:6.3、1:6.4、1:6.5、1:6.6、1:6.7、1:6.8、1:6.9、1:7.0、1:7.1、1:7.2、1:7.3、1:7.4、1:7.5、1:7.6、1:7.7、1:7.8、1:7.9、1:8.0,优选地1:6.0、1:6.1、1:6.2、1:6.3、1:6.4、1:6.5;更优选地1:6.0或1:6.1。式(IV)的络合物:式(III)的二齿配位体的摩尔比可以为1:3.0、1:3.1、1:3.2、1:3.3、1:3.4、1:3.5、1:3.6、1:3.7、1:3.8、1:3.9、1:4.0;优选地1:3.0、1:3.1、1:3.2;更优选地1:3.0。

在使式(II)或式(IV)的络合物与式(III)的二齿配位体在水或水基溶剂中反应时,可以任何合适的顺序混合组分,但优选地首先将式(II)或式(IV)的络合物添加到水或水基溶剂中,之后添加式(III)的二齿配位体。

将式(II)或式(IV)的络合物与式(III)的二齿配位体在水或水基溶剂中混合在一起后,优选地在约80℃至约110℃,合适地约85℃至约110℃,合适地约90℃至约110℃,优选地约95℃至约105℃,甚至更优选地100℃的范围内的温度下搅拌反应混合物。

可将混合物搅拌一段时间,例如优选地约30分钟至约72小时,更优选地约5小时至约24小时,更优选地10小时至20小时,并且最优选地约16小时。

反应完成后,可任选借助反溶剂诸如丙酮、甲基叔丁基醚(MTBE),通过任何适当的方法将式(I)的络合物与反应混合物分离,所述方法取决于产物的物理形式。例如,当期望回收固体形式的式(I)的络合物时,可通过蒸馏、过滤、滗析或离心将络合物与反应混合物分离。分离的络合物优选用另外的溶剂洗涤,然后干燥。干燥可使用已知的方法进行,例如,在约10-60℃且优选地约20-40℃的范围内的温度下,在约1-30毫巴的真空下,持续约1小时至约5天。

在另一实施方案中,本发明提供了用于制备式(V)的化合物的方法,

其中R1、R2、R3、R4、A和B如上文所定义;并且

Y为非配位阴离子或卤离子,其不同于如关于式(I)的络合物所定义的X;

所述方法包括使如上文所定义的式(I)的络合物与式RY的化合物以式(I)的络合物:RY的摩尔比为至少1:2且最多1:3反应,其中R选自碱金属阳离子、Ag+和季铵阳离子,并且Y如上文所定义,其特征在于该方法在约10℃至50℃的范围内的一个或多个温度下,在水或水基溶剂中进行,其中该水基溶剂包含至少60%水(体积)和有机溶剂。

R合适地为K+、Na+、Ag+或[R’4N]+,其中R’为H或烷基。

Y合适地为PF6 -、BF4 -、BPh4 -、SbF6 -、[{3,5-(CF3)2C6H3}4B]-([BArF 4]-)、CF3SO3 -(OTf)、ArFSO3 -、[(CF3SO2)2N]-(TFSI)、F、Cl、Br或I。

合适的式RY化合物的示例包括NaI、四正丁基碘化铵、NaPF6、KPF6、AgPF6、NaBF4、KBF4、NaBArF 4,优选地,式RY的化合物为KPF6或AgPF6。最优选地,式RY的化合物为KPF6

优选地,式(V)的化合物为:

[Ru(bipy)3]Y2

[Ru(dmbpy)3]Y2

[Ru(dtbbpy)3]Y2

[Ru(4,4’-btfmb)3]Y2

[Ru(5,5’-btfmb)3]Y2

[Ru(bpz)3]Y2

[Ru(phen)3]Y2

[Ru(OMe-phen)3]Y2

[Ru(bpm)3]Y2

在一个最优选的实施方案中,式(V)的络合物为Ru(bipy)3(PF6)2

在另一个最优选的实施方案中,式(V)的络合物为Ru(1,10-菲咯啉)3(PF6)2

在另一个最优选的实施方案中,式(V)的络合物为Ru(dmbpy)3(PF6)2

在另一个最优选的实施方案中,式(V)的络合物为Ru(bpm)3(PF6)2

式(I):RY的络合物的摩尔比可以为1:2.0、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4、1:2.5、1:2.6、1:2.7、1:2.8、1:2.9或1:3.0。优选地,式(I)的络合物:RY的摩尔比为1:2.0或1:2.1。

组分可以任何合适的顺序组合,但优选的是将式(I)的络合物在水或水基溶剂中的溶液与式RY的化合物在水或水基溶剂中的溶液组合。

水基溶剂通常如上所述。

本发明的方法可在约10℃至约50℃,优选地约15℃至约30℃,例如约20℃至约25℃的范围内的一个或多个温度下进行。

在一个实施方案中,式(V)的络合物在不预先分离式(I)的络合物的情况下制备。

然后可如上文关于式(I)的络合物的一般描述来分离式(V)的络合物。

式(I)或(V)的化合物示出在药物和农用化学品化合物的合成中作为用于碳-碳或碳-杂原子键形成的光氧化还原催化剂的特别实用性,如例如在Org.Process.Res.Dev.2016,20,1134-1147中所述的。

将参考以下非限制性实施例来进一步说明本发明。

实施例

一般信息

所有反应均在氮气氛下在溶剂中使用可商购获得的试剂进行,所述试剂可购买并按原样使用。没有关注溶剂的干燥。1,10-菲咯啉购自Sigma Aldrich,并按原样使用。2,2'-双-4-甲基吡啶(dmbpy)和2,2'-联嘧啶购自Oakwood Chemicals,并按原样使用。就千克规模的反应而言,2,2'-联吡啶和KPF6购自RennoTech,并按原样使用。[Ru(Cl)2(对异丙基甲苯)]2由Johnson Matthey提供。在Chemglass 30L带夹套反应器中进行千克规模的实验,其使用(Huber Unistat 510)进行加热和冷却。所有1H NMR、13C NMR、31P NMR和19F NMR光谱在Bruker Avance DRX-400光谱仪上于环境温度下记录;化学位移(δ)以ppm给出。1H和13C NMR光谱参考NMR溶剂峰或内部TMS。将31P NMR光谱校准至外部磷酸标准(在D2O溶液中为85%,如Sigma Aldrich所提供的)。耦合常数(J)以Hz为单位记录,并且明显分裂模式使用以下缩写表示:s(单峰)、d(双峰)、t(三重峰)、q(四重峰)、sept(七重峰)、m(多重峰)、br(宽峰)、app.(明显)和适当的组合。所有反应均在氮气气氛下进行。已知的分离产物的种类通过与文献光谱数据的比较来确认。如通过1H NMR或元素分析所测定的,分离产物的纯度>为95%。

实施例1:随着EtOH:H2O溶剂组成的变化,向[Ru(bpy)3][Cl]2的转化率

在作为唯一溶剂的EtOH中,进行反应以得到仅约5%的期望产物[Ru(bpy)3][Cl]2(实施例1A)。10:1的EtOH:H2O比率以11%转化率提供[Ru(bpy)3][Cl]2(实施例1B)。首先将水含量增加至2:1,然后增加至1:2EtOH:H2O比率,获得向[Ru(bpy)3][Cl]2的改善的转化率(分别为47%和97%;实施例1C和1D)。将EtOH:H2O进一步逐步改变成1:2.5和1:3以接近定量转化率产生期望的产物[Ru(bpy)3][Cl]2,并且分离收率分别为78%和80%(实施例1E和1F)。将乙醇含量甚至进一步降低至1:10的EtOH:H2O比率,将分离收率提高至92%(实施例1G)。从反应混合物中完全除去乙醇获得[Ru(bpy)3][Cl]2的100%转化率和94%分离收率(实施例1H)。结果在表1中示出。

表1:随着EtOH:H2O溶剂组成的变化,向[Ru(bpy)3][Cl]2的转化率

[a]在列出的温度下观察到混合物回流;[b]括号中的分离收率;[c]5次反应的平均值;[d]不是根据本发明

用于制备[Ru(bpy)3][Cl]2·x H2O的溶剂筛选(实施例2-7)

向配备有冷凝器、氮气入口接头和涂覆有特氟隆的搅拌棒的100mL双颈圆底烧瓶中装入Ru前体和2,2'-联吡啶。将烧瓶密封,然后抽真空并用氮气回填三次。经由注射器添加溶剂,并且将反应在指示温度下搅拌16小时。将反应混合物冷却至环境温度,并且添加反溶剂(如果适用的话)。将所得混合物搅拌30分钟,并且通过过滤分离固体。固体用指定的溶剂洗涤,并且真空干燥。在某些情况下,所得的固体通过NMR光谱法和元素分析来表征。结果在表2中示出。

实施例2:[Ru(Cl)2(对异丙基甲苯)]2(0.61g,1mmol);2,2'-联吡啶(0.94g,6.02mmol);H2O(4.5mL)和THF(0.45mL),100℃,16小时;丙酮(15mL)作为反溶剂;丙酮(2×10mL)以洗涤最终产物。获得亮橙色固体形式的标题化合物(1.27g,85%)。

实施例3:[Ru(Cl)2(对异丙基甲苯)]2(0.61g,1.00mmol);2,2'-联吡啶(0.94g,6.02mmol);H2O(4.5mL)和iPrOH(0.45mL);100℃,16小时;丙酮(15mL)作为反溶剂;丙酮(2×10mL)以洗涤最终产物。获得亮橙色固体形式的标题化合物(1.36g,91%)。

实施例4:[Ru(Cl)2(对异丙基甲苯)]2(1.00g,1.63mmol);2,2'-联吡啶(1.53g,9.77mmol);MeOH(2.7mL)和H2O(27mL);100℃,16小时;添加丙酮(120mL)作为反溶剂;丙酮(3×10mL)用于洗涤最终产物。获得亮橙色固体形式的标题化合物(1.51g,72%)。

实施例5:[Ru(Cl)2(对异丙基甲苯)]2(1.00g,1.63mmol);2,2'-联吡啶(1.53g,9.77mmol);EtOH(2.7mL)和H2O(27mL);100℃,16小时;获得亮橙色固体形式的标题化合物(2.25g,92%)。

实施例6:[Ru(Cl)2(对异丙基甲苯)]2(1.00g,1.63mmol);2,2'-联吡啶(1.53g,9.77mmol);H2O(30mL);100℃,16小时;添加THF(150mL)作为反溶剂;THF(20mL)用于洗涤最终产物。获得亮橙色固体形式的标题化合物(1.82g,87%)。

实施例7:[Ru(bpy)3][Cl]2的中间放大合成的代表性程序(表2,条目6)

向配备有冷凝器、氮气入口接头和涂覆有特氟隆的搅拌棒的1L多颈圆底烧瓶中装入[Ru(Cl)2(对异丙基甲苯)]2(125.00g,203.46mmol)和2,2'-联吡啶(190.66g,1.22mol)。将烧瓶密封,然后抽真空并用氮气回填三次。添加水(320mL),并且在油浴中将反应混合物加热至100℃。将混合物在该温度下搅拌16小时。将反应混合物冷却至环境温度,并转移至5L鱼缸中。添加丙酮(2L),将所得红色浆液搅拌30分钟。通过过滤分离固体并用丙酮(3×300mL)洗涤。真空干燥产物以获得标题化合物,其以亮橙色固体形式(300g,99%)获得。表征数据与先前在文献中报道的那些数据一致(参见,例如,Inorg.Chem.2008,47,14,6427-6434)。1H NMR(DMSO-d6,400MHz):δ8.91(d,J 8.4,6H),8.18(t,J 6.4,6H),7.74(d,J 5.2,6H),7.57-7.53(m,6H);C30H36Cl2N6O6Ru的分析计算值:C,48.13;H,4.85;N,11.23;Ru,13.50。实测值:C,47.58;H,4.49;N,10.98;Ru,13.25。

表2:根据本发明制备[Ru(bpy)3][Cl]2

[a]括号中的分离收率;[b]作为反溶剂添加的THF

制备[Ru(bpy)3][PF6]2的程序

实施例8:在不分离中间体[Ru(bpy)3][Cl]2.6H2O的情况下制备[Ru(bpy)3][PF6]2向250mL双颈圆底烧瓶中装入[Ru(Cl)2(对异丙基甲苯)]2(5.00g,8.14mmol)和2,2-联吡啶(7.63g,48.83mmol)。烧瓶配备有附接到氮气入口的冷凝器并且用N2吹扫。H2O(100mL)通过烧瓶的第二口添加。然后用玻璃塞将其密封,并且反应在回流温度下搅拌。16小时后,使反应混合物冷却至环境温度。然后添加NH4PF6(2.79g,17.1mmol)的H2O(50mL)溶液,用另外30mL H2O冲洗烧瓶,然后将橙色浆液搅拌30分钟。然后通过过滤分离固体,并用H2O(2×25mL)和Et2O(2×25mL)洗涤。将亮橙色产物真空干燥并称重(7.29g)。需要附加的NH4PF6,因此将产物与母液重新组合,在N2气氛下添加NH4PF6(2.79g,17.1mmol)的H2O(50mL)溶液,用另外30mL H2O冲洗烧瓶,然后将橙色浆液搅拌30分钟。然后通过过滤分离固体,并用H2O(3×50mL)和Et2O(2×50mL)洗涤。将亮橙色产物真空干燥并称重(13.60g,97%)。

实施例9:在分离中间体[Ru(bpy)3][Cl]2·6H2O的情况下制备[Ru(bpy)3][PF6]2向250mL双颈圆底烧瓶中装入[Ru(Cl)2(对异丙基甲苯)]2(10.0g,16.33mmol)和2,2-联吡啶(15.30g,97.98mmol)。烧瓶配备有附接到N2入口的冷凝器并且用N2吹扫。H2O(50mL)通过烧瓶的第二口添加。然后用玻璃塞将其密封,并且反应在回流温度下搅拌。16小时后,使反应混合物冷却至环境温度。然后将反应混合物滗析到500mL圆底烧瓶中,并且添加丙酮(300mL)。将其搅拌20分钟,然后通过过滤分离橙色固体,并用丙酮(2×50mL)洗涤。将所得固体干燥10分钟,然后装入具有磁力搅拌器的500mL圆底烧瓶中,并添加H2O(200mL)以形成红色悬浮液。然后添加NH4PF6(11.71g,71.85mml)的H2O(50mL)溶液,用另外50mL H20冲洗烧瓶,然后将橙色浆液搅拌1小时25分钟。然后通过过滤分离固体,并用H2O(3×100mL)和Et2O(2×50mL)洗涤。真空干燥亮橙色产物并称重(25.67g,得自2次反应的平均收率:85%)。

实施例10:在不分离中间体[Ru(bpy)3][Cl]2.6H2O的情况下制备[Ru(bpy)3] [PF6]2向250mL双颈圆底烧瓶中装入[Ru(Cl)2(对异丙基甲苯)]2(5.00g,8.14mmol)和2,2-联吡啶(7.63g,48.83mmol)。烧瓶配备有附接到氮气入口的冷凝器并且用N2吹扫。添加H2O(100mL),用玻璃塞密封烧瓶,并且将反应混合物在100℃下搅拌。16小时后,将反应混合物冷却至环境温度。添加KPF6(6.59g,35.81mmol)的H2O(60mL)溶液,并且将橙色浆液搅拌1小时。通过过滤分离固体并用H2O(3×150mL)洗涤。将产物真空干燥以获得亮橙色固体形式的标题化合物(13.78g,98%)。

实施例11:在分离中间体[Ru(bpy)3][Cl]2·6H2O的情况下制备[Ru(bpy)3][PF6]2

向1000mL双颈圆底烧瓶中装入[Ru(Cl)2(对异丙基甲苯)]2(125g,203.46mmol)和2,2-联吡啶(190.66g,1.221mol)。烧瓶配备有附接到氮气入口的冷凝器并且用氮气吹扫。H2O(320mL)通过烧瓶的第二口添加。然后用玻璃塞将其密封,并且反应在回流温度下(100℃)搅拌。16小时后,将反应混合物冷却至环境温度。然后将反应混合物滗析到5L鱼缸中,并且添加丙酮(1950mL)。将其搅拌20分钟,然后通过过滤分离橙色固体,并用丙酮(3×300mL)洗涤。将所得固体装入5L鱼缸中,并且添加H2O(2.5L)。插入顶置式搅拌器,然后添加KPF6(164.76g,895.15mmol)的H2O(650mL)溶液,并且将橙色浆液搅拌1小时。然后通过过滤分离固体并用H2O(2×750mL)洗涤。将亮橙色产物真空干燥并称重(328.89g,94%)。

1H NMR(dmso-d6,298K):δ7.54(t,6H);7.73(d,6H);8.18(t,6H);8.84(d,6H)ppm。31P{1H}NMR(dmso-d6,298K):δ-144.21(sept,1JPF=710Hz)ppm。19F{1H}NMR(dmso-d6,298K):δ72.51(d,1JFP=710Hz)ppm。C30H24F12N6P2Ru的分析计算值:C 41.92%;H 2.81%;N 9.78%;P 7.21%;实测值:C 41.94%;H 2.75%;N 9.71%;P 7.29%

实施例12:[Ru(bpy)3][PF6]2的中间放大合成的代表性程序

向配备有顶置式搅拌器、热电偶、冷凝器和氮气入口接头的30L带夹套反应器中装入[Ru(Cl)2(对异丙基甲苯)]2(1155g,1.88mol)、2,2'-联吡啶(1760g,11.25mol)和水(7L)。在搅拌下将容器抽真空2分钟,然后用氮气回填。将该过程重复三次。将反应器夹套设为115℃,并且将冷凝器夹套设为20℃。将反应混合物加热至101℃的内部温度,并且在该温度下搅拌5小时,以获得深红色均匀溶液。将反应器夹套设为25℃,并且将混合物冷却至低于30℃,以获得亮红色异质浆液。向配备有顶置式搅拌器的22L多颈圆底烧瓶中装入KPF6(1553g,8.44mol)和水(15L)。在搅拌下将烧瓶抽真空2分钟,然后用氮气回填。将该过程重复三次。在环境温度下搅拌混合物,直到KPF6溶解(大约15分钟)。经由蠕动泵在30分钟内将KPF6溶液添加到反应混合物中,并且将所得亮橙色浆液在环境温度下搅拌18小时。将浆液在15L过滤箱中过滤,并依次用水(2×4L)和MTBE(7L)洗涤所得橙色固体。在氮气吹扫下,在环境温度下,使固体在过滤箱上干燥16小时,然后转移到45℃下的真空炉中并持续48小时以获得亮橙色固体形式的标题化合物(3.25kg,99%收率)。表征数据与文献中报道的那些数据一致。1H NMR(丙酮d-6,400MHz):δppm 8.81(d,6H),8.20(t,6H),8.04(d,6H),7.57(m,6H);31P NMR(丙酮d-6,160MHz):δppm-142.01(sept,J 700Hz);C30H24F12N6P2Ru的分析计算值:C,41.92;H,2.81;N,9.78;。实测值:C,41.76;H,2.94;N,9.96。

表3:在H2O中制备[Ru(bpy)3][PF6]2

实施例 PF<sub>6</sub>盐 步骤(i)的温度(℃) 收率[Ru(bpy)<sub>3</sub>][PF<sub>6</sub>]<sub>2</sub>(%)
8<sup>[a]</sup> NH<sub>4</sub>PF<sub>6</sub> 100 97
9 NH<sub>4</sub>PF<sub>6</sub> 100 85
10<sup>[a]</sup> KPF<sub>6</sub> 100 98
11 KPF<sub>6</sub> 100 94
12<sup>[a]</sup> KPF<sub>6</sub> 100 99

[a]在不分离[Ru(bpy)3][Cl]2.6H2O的情况下

实施例13:在不分离中间体[Ru(phen)3][Cl]2.6H2O的情况下制备[Ru(phen)3] [PF6]2

向配备有涂覆特氟隆的搅拌器的20mL闪烁小瓶中装入[Ru(对异丙基甲苯)Cl2]2(612mg,1.0mmol)、1,10-菲咯啉(1.08g,6.0mmol)、水(5.5mL)和iPrOH(0.5mL)。用螺帽隔膜密封小瓶,并在搅拌下抽真空,直到实现软沸,用N2回填。将该过程重复三次。将小瓶置于预热至100℃的铝小瓶块中并在该温度下搅拌16小时。将反应混合物冷却至环境温度,在空气中转移至100mL圆底烧瓶并用水(25mL)稀释。向配备有涂覆特氟隆的搅拌棒的单独的20mL闪烁小瓶中装入KPF6(370mg,4.0mmol)和水(5mL)。搅拌混合物,直到所有KPF6已溶解(大约5分钟)。在10分钟内,经由注射器滴加而将KPF6溶液转移到反应混合物中。将所得浆液在环境温度下搅拌30分钟。将固体在烧结玻璃漏斗上过滤,用水(3×10mL)洗涤,并且在40℃下真空干燥16小时,以获得橙色固体形式的产物(1.60g,86%)。

1H NMR(DMSO-d6)400MHz:δppm 8.78(d,6H,J=8.2Hz),δ8.39(s,6H),δ8.09(d,6HJ=5.2Hz),δ7.76(dd,6H,J=5.2Hz,8.2Hz)。31P NMR(DMSO-d6)160MHz:δppm-143.3(sept,JP-F=711Hz)。19F NMR(DMSO-d6)375MHz:δppm-70.13(d,JP-F=711Hz)。

实施例14:在不分离中间体[Ru(dmbpy)3][Cl]2.6H2O的情况下制备[Ru(dmbpy)3] [PF6]2

向配备有涂覆特氟隆的搅拌器的20mL闪烁小瓶中装入[Ru(对异丙基甲苯)Cl2]2(612mg,1.0mmol)、4,4′-二甲基-2,2′-二吡啶基(1.11g,6.0mmol)、水(5.5mL)和iPrOH(0.5mL)。用螺帽隔膜密封小瓶,并在搅拌下抽真空,直到实现软沸,用N2回填。将该过程重复三次。将小瓶置于预热至100℃的铝小瓶块中并在该温度下搅拌16小时。将反应混合物冷却至环境温度,在空气中转移至100mL圆底烧瓶并用水(25mL)稀释。向配备有涂覆特氟隆的搅拌棒的单独的20mL闪烁小瓶中装入KPF6(370mg,4.0mmol)和水(5mL)。搅拌混合物,直到所有KPF6已溶解(大约5分钟)。在10分钟内,经由注射器滴加而将KPF6溶液转移到反应混合物中。将所得浆液在环境温度下搅拌30分钟。将固体在烧结玻璃漏斗上过滤,用水(3×10mL)洗涤,并且在40℃下真空干燥16小时,以获得橙色固体形式的产物(1.71g,90%)。

1H NMR(DMSO-d6):δppm 8.68(s,6H),δ7.54(d,6H,J=5.8Hz),δ7.33(d,6H,J=5.7Hz),δ2.51(s,18H)。31P NMR(DMSO-d6)160MHz:δppm-143.3(m,JP-F=711Hz)。19F NMR(DMSO-d6)375MHz:δppm-70.10(d,JP-F=711Hz)。

实施例15:在不分离中间体[Ru(bpm)3][Cl]2.6H2O的情况下制备[Ru(bpm)3][PF6]2

向配备有涂覆特氟隆的搅拌器的8mL闪烁小瓶中装入[Ru(对异丙基甲苯)Cl2]2(150mg,0.25mmol)、2,2'-联嘧啶(240mg,1.5mmol)和水(2.5mL)。用螺帽隔膜密封小瓶,并在搅拌下抽真空,直到实现软沸,用N2回填。将该过程重复三次。将小瓶置于预热至100℃的铝小瓶块中并在该温度下搅拌16小时。将反应混合物冷却至环境温度。向配备有涂覆特氟隆的搅拌棒的单独的8mL闪烁小瓶中装入KPF6(185mg,1.0mmol)和水(2.5mL)。搅拌混合物,直到所有KPF6已溶解(大约5分钟)。在5分钟内,经由注射器滴加而将KPF6溶液转移到反应混合物中。将所得浆液在环境温度下搅拌30分钟。将固体在玻璃烧结的玻璃料上过滤,并且依次用水(10mL)和甲醇(2×10mL)洗涤。将所得固体在40℃下真空干燥16小时,以获得浅橙色固体形式的产物(320mg,74%)。

1H NMR(DMSO-d6):δppm 9.20(d,6H,J=3.1Hz),δ8.34(d,6H,J=4.9Hz),δ7.71(t,6H,J=5.2Hz)。31P NMR(DMSO-d6)160MHz:δppm-143.3(m,JP-F=711Hz)。19F NMR(DMSO-d6)375MHz:δppm-70.12(d,JP-F=711Hz)。

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