Kompleksy na bazie fosforowodoru rutenu są jednymi z najczęściej badanych i chemicznie wszechstronnych katalizatorów molekularnych. 1-9 Zazwyczaj takie katalizatory rutenowe zawierają jedno- lub dwuzębne ligandy, które dyktują elektronikę, sterykę, geometrię i rozpuszczalność kompleksu i które mają głęboki wpływ na aktywność katalityczną. Wielozębne systemy fosforowodórcze były rzadziej badane pod kątem katalizy, ponieważ wiadomo, że nadają większą stabilność na środek metalu ze względu na większy efekt chelatowy wielu donorów fosforu na środek metalu. Taka stabilizacja może być niepożądana w przypadku katalizy, jednak w trudniejszych warunkach reakcji (wyższe temperatury i ciśnienia) złożone właściwości stabilizujące takich ligandów mogą być korzystne w zapewnieniu integralności katalizatora. Jednym z takich wielozębnych systemów ligandów fosfinowych, który my10-12 i inni13-18 badaliśmy pod kątem nadawania złożonej geometrii stabilności i koordynacji twarzy, jest tak zwana seria ligandów N-trifos, w której trzy ramiona fosfiny są przyłączone do wierzchołkowego mostkującego atomu azotu, tworząc potencjalnie trójzębny ligand. Jedną z kluczowych cech tych konkretnych ligandów jest łatwy sposób, w jaki można je syntetyzować poprzez reakcję Mannicha opartą na fosforze z łatwo dostępnych fosfiny wtórne (ryc. 1), stąd fosfiny z różnymi grupami R można wytwarzać zwykle z wysoką wydajnością i przy minimalnym wysiłku. Ogólnym celem tej metodologii jest przedstawienie łatwej drogi, za pomocą której można uzyskać dostęp do kompleksów diwodorku rutenu zawierających ligandy N-trifosu do kolejnych zastosowań katalitycznych. Ostatnio kompleksy na bazie ru-trifosu przyciągnęły uwagę jako katalizatory reakcji uwodornienia produktów pochodzących z biomasy, takich jak kwas lewulinowy19,20, bioestry11,21 i dwutlenek węgla22 do chemikaliów o wyższej wartości. Korzystne byłoby rozszerzenie zakresu pochodnych Ru-trifosu, które są albo tak samo aktywne, albo bardziej aktywne niż systemy już zgłoszone, zwłaszcza jeśli są one syntetycznie łatwiej dostępne, takie jak ligand N-trifosu. Najlepiej badany analog skoncentrowany na węglu zazwyczaj cierpi na syntezę o niskiej wydajności i zawiera wysoce wrażliwe na powietrze odczynniki fosforku metalu, w przeciwieństwie do liganda N-trifosu, który jest bardziej elastyczny i łatwiejszy do przygotowania. 10-18
Ligandy N-trifosu pozostają stosunkowo słabo zbadane, z dziewięcioma publikacjami opisanymi tylko kompleksy molibdenu, wolframu, rutenu, rodu i złota. Jest to wyraźny kontrast z analogami skoncentrowanymi na borze i węglu, dla których istnieje odpowiednio około 50 i 900 artykułów z dużą liczbą unikalnych związków. Niemniej jednak kompleksy zawierające N-trifosy znalazły zastosowanie w asymetrycznym katalitycznym uwodornieniu prochiralnych olefin23, a także w asymetrycznej cyklohydroaminacji chronionych przez N γ-allenylosulfonamidów. 24 Ponadto odkryto, że kompleks rutenu koordynowany przez masywny ligand N-trifosu z ugrupowaniami koordynującymi fosfolian aktywuje silany, co stanowi kluczowy krok w rozwoju chemii krzemoorganicznej. 25
W ramach trwającego programu badawczego w dziedzinie katalizy, staraliśmy się przygotować szereg prekatalizatorów rutenowego N-trifosu Ph i zbadać ich reakcje stechiometryczne oraz potencjał katalityczny. Pomimo tego, że kompleksy molibdenowe N-trifosuPh zostały po raz pierwszy zgłoszone ponad 25 lat temu, ich zastosowanie, katalityczne lub inne, nie zostało zbadane. Praca ta pokazuje możliwość zastosowania rusztowań N-triphos, które pomimo tego, że są ogólnie słabo rozwinięte, posiadają wiele pożądanych cech, takich jak złożona stabilność. W niniejszym artykule przedstawiono drogę syntezy i charakterystykę szeregu kompleksów Ph N-trifosu rutenu, które mogą znaleźć zastosowanie w reakcjach katalitycznego uwodornienia.