CN108473514A - 新型异腈化合物和氢化硅烷化反应催化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供新型的异腈化合物、通过使用其从而可在温和的条件下进行氢化硅烷化反应的、处置性和保存性优异的氢化硅烷化反应催化剂和使用了其的采用氢化硅烷化反应的加成化合物的制造方法。氢化硅烷化反应催化剂,其由包含铁羧酸盐、钴羧酸盐、镍羧酸盐等不包括铂的周期表第8族、第9族、第10族的过渡金属化合物的催化剂前体和包含具有有机硅氧烷基的异腈化合物的配体制备。
Description
技术领域
本发明涉及得到氢化硅烷化反应催化剂时有效的新型异腈化合物和使用了该化合物作为配体的氢化硅烷化反应催化剂,更详细地说,涉及由作为催化剂前体的金属化合物和作为配体成分的新型异腈化合物形成的氢化硅烷化反应催化剂。另外,涉及使用了该催化剂的采用氢化硅烷化反应的加成化合物的制造方法。
背景技术
对于具有碳-碳双键、碳-碳三键的化合物使Si-H官能性化合物加成反应的氢化硅烷化反应是合成有机硅化合物的有用的手段,也是工业上重要的合成反应。
作为该氢化硅烷化反应的催化剂,已知Pt、Pd、Rh化合物,其中最多使用的催化剂为以Speier催化剂、Karstedt催化剂为代表的Pt化合物。
作为以Pt化合物作为催化剂的反应的问题,可列举出使Si-H官能性化合物加成于末端烯烃时发生烯烃内部重排的副反应。该体系中,由于对于内部烯烃不显示加成反应性,未反应烯烃在加成生成物中残留,因此为了使反应完成,必须估算因副反应而残留的部分以预先使用过量的烯烃。
另外,根据烯烃的种类,也存在α加成体和β加成体的选择性差的问题。
最大的问题在于作为中心金属的Pt、Pd、Rh都为价格极高的贵金属元素,希望有能够更为低价地使用的金属化合物催化剂,因此进行了为数众多的研究。
例如,已知采用铁-羰基络合物(Fe(CO)5、Fe3(CO)12)的反应(非专利文献1),但在该反应中160℃这样的高温下的反应条件或光照射(非专利文献2)是必要的。
另外,也报道了如果是这些铁-羰基络合物,则不是加成反应而是得到脱氢硅烷化生成物(非专利文献3、专利文献1)。
也报道了使用了具有环戊二烯基作为配体的铁-羰基络合物的、甲基乙烯基二硅氧烷与甲基氢二硅氧烷的反应例(非专利文献4、专利文献2),但在该反应中脱氢硅烷化反应也进行,因此加成反应的选择性低。
在具有三联吡啶系配体的铁催化剂的反应中(非专利文献5),不仅作为反应助剂需要大量过剩的还原剂(NaBHEt3),而且虽然PhSiH3、Ph2SiH2对于烯烃进行加成,但有用性更高的三烷基硅烷类、烷氧基硅烷类、硅氧烷类对于烯烃的加成反应性缺乏。
虽然同样报道了在具有三联吡啶系配体和双(三甲基甲硅烷基)甲基的铁催化剂的反应中,收率良好地得到加成反应物(非专利文献6),但该方法首先合成成为催化剂前体的三联吡啶-铁络合物,进一步在低温下的双(三甲基甲硅烷基)甲基的引入和直至达成催化剂合成在工业上并不容易。
也报道了具有双亚氨基吡啶配体的Fe络合物(非专利文献7、8),公开了对于烷氧基硅烷类、硅氧烷类在温和的条件下也显示优异的反应性。
但是,在使用了该络合物的反应中,存在如下问题:对于内部烯烃的反应性低,络合物合成时使用由禁水性的钠和毒性高的汞构成、需要注意处置的Na汞齐(或者使用禁水性的NaBEt3H),配位化合物自身的稳定性低,在处理上需要手套箱等特殊的设备,除此以外,必须在非活性气体氮气氛下、低温下进行保存。
也报道了具有手性的亚氨基吡啶噁唑啉配体的铁络合物(非专利文献9),示出了叔烯烃与Ph2SiH2的反应例。但是,需要还原剂(NaBHEt3),二氢二苯基硅烷并不是工业上价值高的反应基质。
也报道了采用钴-羰基络合物(Co2(CO)8等)的反应例(非专利文献10~15),但在反应收率、反应摩尔比的方面并没有满足需要,对于与硅氧烷类的加成反应性也没有公开。
也报道了采用具有三烷基甲硅烷基作为取代基的钴-羰基络合物的烯烃与三烷基硅烷的反应例(非专利文献16),但收率低,另外也缺乏选择性。
报道了通过使用具有环戊二烯基作为配体的钴-亚磷酸酯络合物的烯烃与三烷基硅烷的反应(非专利文献17)、采用具有N-杂环状卡宾作为配体的钴络合物的烯烃与三氢苯基硅烷的反应(非专利文献18),但配位化合物的稳定性低,处置需要手套箱等特殊的设备,对于保存,非活性气体气氛下并且低温下变得必要。
也报道了采用具有β-二酮亚胺基作为配体的钴催化剂的反应例(非专利文献19),但反应基质如果是三氢苯基硅烷,则工业上的利用价值低。
也示出了1-己烯与三乙氧基硅烷的反应例,但催化剂量需要2摩尔%,催化活性并不高。
另外,就该催化剂而言,配位化合物的稳定性低,处置并不容易。
也报道了使配体为三联吡啶、双亚氨基吡啶、双亚氨基喹啉的、铁、钴、镍催化剂的例子(专利文献3~6),但与上述的非专利文献6~8同样地,存在如下问题:催化剂前体的合成、或者从该前体直至络合物催化剂的合成在工业上并不容易;配位化合物自身的稳定性低;处置上需要特殊的设备。
另外,公开了在采用具有双亚氨基喹啉配体的络合物催化剂的反应中使用Mg(丁二烯)·2THF、NaEt3BH作为催化剂的活化剂的方法(专利文献7),但存在与上述相同的问题,除此以外,目标物的收率也没有满足需要。
也报道了许多镍络合物催化剂。例如,对于以膦作为配体的催化剂(非专利文献20)而言,选择性差,在催化剂的保存、处置上需要注意。
就乙烯基硅氧烷配位的催化剂(非专利文献21)而言,脱氢硅烷化生成物成为主成分,加成反应的选择性低。
就以烯丙基膦作为配体的催化剂(非专利文献22)而言,收率低,三氢苯基硅烷并不是工业上价值高的反应基质。
具有双酰氨基的催化剂(非专利文献23)在催化剂的保存、处置上需要注意,另外,二氢二苯基硅烷也不是工业上价值高的反应基质。
就具有N-杂环状卡宾作为配体的催化剂(非专利文献24)而言,反应的选择性低,三氢苯基硅烷的工业上的价值不高。
也报道了具有钳型双氨基胺配体的镍醇盐催化剂的例子(非专利文献25),但反应基质只是二氢二苯基硅烷。
在具有萘啶二亚胺配体的镍二核络合物的例子(非专利文献26)中,催化剂量为5摩尔%,催化活性低,另外,反应基质为二氢二苯基硅烷,工业上的价值不高。进而,配位化合物的稳定性低,处置并不容易。
对于钛、锆络合物催化剂,公开了采用具有二氮杂丁二烯配体的催化剂的、烯烃和三氢苯基硅烷的反应例(非专利文献27),但催化剂量多达5摩尔%,并且三氢苯基硅烷的工业上的价值不高。
也报道了许多铑络合物催化剂。例如,对于具有羰基或COD基(环辛二烯基)和N-杂卡宾配体的催化剂(非专利文献28,29)而言,均是配位化合物的稳定性低,因此在非活性气体气氛下的处置和保存变得必要。
为了提高反应性,也公开了在离子性液体存在下使其反应的方法(非专利文献30),但从反应生成物中将离子性液体分离的工序变得必要。另外,催化剂也具有COD基和N-杂卡宾基作为配体,具有与上述相同的问题。
另外,也报道了脱氢硅烷化反应优先进行的催化剂例(非专利文献31)。
在采用使用了引入了官能团的膦配体的催化剂(Wilkinson络合物)的三乙氧基硅烷与苯乙烯衍生物的反应中,位置选择性低(非专利文献32)。
进而,也报道了在络合物催化剂中加入异腈化合物、在不将生成的催化剂离析的情况下进行了氢化硅烷化的例子(非专利文献33)。对于与3种硅烷的反应性进行研究,就反应性而言,二甲基苯基硅烷为最高收率(收率81%),其次为三乙基硅烷(收率66%)、三乙氧基硅烷(收率40%),在这3种硅烷中工业上价值最高的三乙氧基硅烷中的反应性不高,另外,对于与硅氧烷的反应性没有报道。
进而,成为前体的催化剂以COD基作为配体,对保存、处置需要注意。
另一方面,也报道了用具有乙酰丙酮基或乙酸酯基的铑催化剂,三乙氧基硅烷收率良好地进行加成反应(非专利文献34)。
就该方法而言,虽然催化剂的保存和处置容易是优点,但对于与从工业的观点出发实用性更高的硅氧烷的反应性没有研究。
也报道了用采用离子液体改性的使用了聚乙二醇的铑催化剂进行的苯乙烯与三乙氧基硅烷的反应例(非专利文献35)。但是,反应的位置选择性低,作为副反应,脱氢硅烷化和苯乙烯的还原也同时发生。
并且,铑也是高价的贵金属元素,这没有改变,作为代替铂的催化剂实用化时,对于催化剂功能,要求进一步高活性化。
作为钯络合物催化剂,公开了具有钳型双N-杂卡宾吡啶配体的催化剂,示出了苯乙烯与七甲基三硅氧烷的反应(非专利文献36)。但是,反应收率为43~57%,位置选择性也低。
另外,钯也是高价的贵金属元素,这没有改变。
作为考虑了向有机聚硅氧烷的应用的催化剂,公开了具有膦配体的催化剂(专利文献8)、具有芳基-烷基-三氮烯基的催化剂(专利文献9)、胶体状的催化剂(专利文献10)、以硫醚基作为配体的催化剂(专利文献11)、以氨基、膦基、硫醚基和有机硅氧烷基作为配体的催化剂(专利文献12)。
但是,具体地例示了反应活性的只是作为高价的金属元素的铂、钯、铑、铱,不能说是成本上有利的方法。
另外,在专利文献13、14的实施例中示出了效果的只是已公知的铂催化剂,对于其他的金属中显示催化活性的结构没有任何暗示。
也公开了具有卡宾作为配体的催化剂(专利文献15~17),但在专利文献15中关于对氢化硅烷化反应的有效性没有任何研究。
在专利文献16和专利文献17中公开了具有卡宾和乙烯基硅氧烷作为配体的催化剂,但作为实施例记载的催化剂只是铂催化剂。
并且,就具有卡宾作为配体的金属催化剂而言,配位化合物的保存稳定性低,处置上也需要注意。
也公开了具有η6-芳烃、η6-三烯作为配体的钌催化剂(专利文献18,19),但与铂催化剂相比,反应活性差,另外,配位化合物的保存稳定性低,处置上也需要注意。
也公开了不是将金属络合物作为催化剂而是将金属盐和对于金属具有配位性的化合物混合、将其用作催化剂的方法(专利文献20~26)。但是,在这些专利文献中,记载了用数例的组合进行了氢化硅烷化,但无收率的记载等,反应是否有效地进行到某种程度并不清楚。另外,在全部的实施例中,作为活化剂使用了离子性的盐、氢化物还原剂,尽管如此,几乎所有的实施例中都无催化活性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/081794号
专利文献2:国际公开第2010/016416号
专利文献3:日本特表2012-532885号公报
专利文献4:日本特表2012-532884号公报
专利文献5:日本特表2013-544824号公报
专利文献6:日本特表2014-502271号公报
专利文献7:日本特表2014-503507号公报
专利文献8:日本特开平6-136126号公报
专利文献9:日本特开平6-263780号公报
专利文献10:日本特开平1-315344号公
专利文献11:日本专利第3174616号公报
专利文献12:日本特开平7-149780号公报
专利文献13:日本特开2001-131231号公报
专利文献14:日本专利第4007467号公报
专利文献15:日本专利第3599669号公报
专利文献16:日本专利第3854151号公报
专利文献17:日本专利第4249702号公报
专利文献18:日本专利第4934190号公报
专利文献19:日本专利第5032561号公报
专利文献20:国际公开第2013/043846号
专利文献21:国际公开第2013/043783号
专利文献22:国际公开第2013/043912号
专利文献23:国际公开第2014/021908号
专利文献24:国际公开第2013/081794号
专利文献25:国际公开第2013/043785号
专利文献26:国际公开第2013/043787号
非专利文献
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非专利文献5:H.Nakazawa等,Organometallics,2012,31,3825
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非专利文献36:R.A.Haqie等,J.Inorg.Chem.,2015,3169
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于这样的实际情况而完成,目的在于提供可在温和的条件下进行氢化硅烷化反应的、处置性和保存性优异的氢化硅烷化反应催化剂和用于得到该氢化硅烷化反应催化剂的新型异腈化合物、以及使用了该催化剂的采用氢化硅烷化反应的加成化合物的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明人为了实现上述目的进行了认真研究,结果发现了对于氢化硅烷化反应催化剂有用的新型异腈化合物。通过使用该异腈化合物作为配体、使用规定的金属化合物作为催化剂前体而得到的催化剂可对氢化硅烷化反应发挥优异的活性,在温和的条件下加成反应进行,完成了本发明。
即,本发明提供下述的异腈化合物、氢化硅烷化反应催化剂、加成化合物的制造方法。
[1]由式(1)或式(1)’表示的异腈化合物(其中,不包括三甲基甲硅烷基甲基异腈、双(三甲基甲硅烷基)甲基异腈、三(三甲基甲硅烷基)甲基异腈)。
R1-Si(R1)a{[(OSi(R1)2)]b-R1}c (1)
[化1]
{式(1)或式(1)’中,R1相互独立地为选自可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的烷基、烷氧基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、和式(2)
-A-NC (2)
中的1价有机基团,并且全部R1基中的1~3个为由式(2)表示的有机基团,
A表示可被取代并且1个或1个以上的选自硅、氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的2价有机基团,
a表示0~3的整数,c表示0~3的整数,并且a+c满足3,b表示1~300的整数,d表示3~20的整数。}
[2][1]所述的异腈化合物,其中,上述a为0、1或2。
[3][1]或[2]所述的异腈化合物,其中,上述式(1)或上述式(1)’中的全部R1基中的1个为由上述式(2)表示的有机基团。
[4]氢化硅烷化反应催化剂,其特征在于,包含由下述式(3)表示的金属盐化合物和由下述式(1)或下述式(1)’表示的异腈化合物的反应生成物。
Me(L)f(X)g (3)
{式(3)中,M表示除铂以外的周期表第8族、第9族或第10族的过渡金属,
X表示卤素原子,
L表示选自下述式(4)~(6)中的至少1种的1价有机基团,
e表示1或2的整数,f表示0~6的整数,g表示0~3的整数,e为1时,f+g满足2或3,e为2时,f+g满足4~6。
-O-R2 (4)
-OCO-R2 (5)
-OSO2-R2 (6)
[式(4)~(6)中,R2相互独立地表示可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的1价有机基团或由式(7)表示的1价的有机基团。
-(B)p-R3 (7)
〈式(7)中,B表示可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的2价有机基团,
p表示0或1的整数,上述L为由式(4)表示的1价有机基团时,p满足0或1,上述L为由式(5)或式(6)表示的1价有机基团时,p满足1,
R3表示由式(8)表示的基团。
-{Si(R5)2-R4}h-Si(R5)l{[(OSi(R5)2)]m-R5}n (8)
(式(8)中,R4表示可被取代并且1个或1个以上的氧原子可介于其间的碳数1~10的2价有机基团,
R5相互独立地表示可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的烷基、烷氧基、芳基或芳烷基,
h表示0或1的整数,l表示0~3的整数,m表示1~300的整数,n表示0~3的整数,并且l+n满足3。)〉]}
R1-Si(R1)a{[(OSi(R1)2)]b-R1}c (1)
[化2]
{式(1)或式(1)’中,R1相互独立地为选自可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的烷基、烷氧基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、和式(2)
-A-NC (2)
中的1价有机基团,并且全部R1基中的1~3个为由式(2)表示的有机基团,
A表示可被取代并且1个或1个以上的选自硅、氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的2价有机基团,
a表示0~3的整数,c表示0~3的整数,并且a+c满足3,b表示1~300的整数,d表示3~20的整数。}
[5][4]所述的氢化硅烷化催化剂,其中,在式(1)中,a为0、1或2。
[6][4]或[5]所述的氢化硅烷化催化剂,其中,在式(1)或式(1)’中,全部R1基中的1个为由上述式(2)表示的有机基团。
[7][4]~[6]中任一项所述的氢化硅烷化反应催化剂,其在使具有脂肪族不饱和键的化合物与具有Si-H基的氢硅烷化合物或有机氢(聚)硅氧烷化合物进行氢化硅烷化反应的体系内制备。
[8][4]~[7]中任一项所述的氢化硅烷化反应催化剂,其中,上述M为Fe、Co或Ni,e为1,f为2,g为0。
[9][4]~[7]中任一项所述的氢化硅烷化反应催化剂,其中,上述M为Rh,e为2,f为4,g为0。
[10][4]~[7]中任一项所述的氢化硅烷化反应催化剂,其中,上述M为Ru,e为2,f为4,g为1。
[11][4]~[10]中任一项所述的氢化硅烷化反应催化剂,其中,上述L为由上述式(5)表示的1价的有机基团。
[12][11]所述的氢化硅烷化反应催化剂,其中,上述R2为可被卤素原子取代的碳数1~5的烷基。
[13]氢化硅烷化反应催化剂的制造方法,其特征在于,在使具有脂肪族不饱和键的化合物与具有Si-H基的氢硅烷化合物或有机氢(聚)硅氧烷化合物进行氢化硅烷化反应的体系内使[4]所述的由式(3)表示的金属盐化合物与由式(1)或式(1)’表示的异腈化合物反应,得到氢化硅烷化反应催化剂。
[14]加成化合物的制造方法,其特征在于,在[4]~[12]中任一项所述的氢化硅烷化反应催化剂的存在下,使具有脂肪族不饱和键的化合物与具有Si-H键的氢硅烷化合物或有机氢(聚)硅氧烷化合物进行氢化硅烷化反应。
[15][14]所述的加成化合物的制造方法,其中,上述具有脂肪族不饱和键的化合物为烯烃化合物或者具有烯基的硅烷化合物或有机(聚)硅氧烷。
[16]加成化合物的制造方法,其特征在于,在使具有脂肪族不饱和键的化合物与具有Si-H基的氢硅烷化合物或有机氢(聚)硅氧烷化合物进行氢化硅烷化反应的体系内,由[4]所述的由式(3)表示的金属盐和由式(1)或式(1)’表示的异腈化合物制备氢化硅烷化反应催化剂,在该反应催化剂的存在下进行上述氢化硅烷化反应。
[17][16]所述的加成化合物的制造方法,其中,上述具有脂肪族不饱和键的化合物为烯烃化合物或者具有烯基的硅烷化合物或有机(聚)硅氧烷。
发明的效果
本发明的异腈化合物在作为催化剂前体的金属化合物、反应基质中的溶解性好,可用作用于有效地进行氢化硅烷化反应的配体。另外,可室温保存,即使在空气中也稳定,因此在处置时不必使用特别的装置。
另一方面,成为氢化硅烷化反应催化剂的原料的金属化合物作为市售品或者通过采用公知的方法进行合成,能够容易地得到。另外,该金属化合物不必在低温下、非活性气体气氛下保存或者在手套箱中进行称量等处置,是极其容易处置的化合物,具有即使在空气中长时间暴露、反应活性也高的优点。
另外,本发明的催化剂不具有羰基、η4-二烯基、η5-环戊二烯基、η6-芳烃或三烯基等配体作为配体,因此具有保存稳定性高、处置也容易、反应活性高这样的优点。
为了使用金属化合物来使反应活性种产生,通常,必须加入在体系内将高原子价金属种还原的还原剂,但在本发明中,由于将作为反应物的氢硅烷自身作为还原剂利用,因此不必加入还原剂,目标的采用氢化硅烷化的加成反应进行。
这些由金属化合物和异腈化合物制备的催化剂可作为金属配位化合物分离后使用,也可在进行氢化硅烷化反应的体系内制备、不分离就使用。
如果使用这些由金属化合物和异腈化合物制备的催化剂,进行含有脂肪族不饱和基团的化合物和具有Si-H基的硅烷或者(聚)硅氧烷的氢化硅烷化反应,则在室温~100℃以下的条件下可进行加成反应。特别是与工业上有用的(聚)硅氧烷以及三烷氧基硅烷、二烷氧基硅烷的加成反应也良好地进行。
应予说明,在公知文献中示出了在该反应中与不饱和基团的加成反应和根据脱氢硅烷化反应的含有不饱和基团的化合物生成的反应常常同时进行,如果使用本发明的催化剂,则选择性地进行与不饱和基团的加成反应。
并且,在对于现有的催化剂而言困难的与内部烯烃的反应中,得到伴有不饱和基团向末端的移动的加成反应物成为可能,在有机硅工业中有用性极高。
具体实施方式
R1-Si(R1)a{[(OSi(R1)2)]b-R1}c (1)
[化3]
{式(1)或式(1)’中,R1相互独立地为选自可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的烷基、烷氧基、烯基、炔基、芳基、芳烷基和式(2)
-A-NC (2)
中的1价有机基团,并且全部R1基中的1~3个为由式(2)表示的有机基团,
A表示可被取代并且1个或1个以上的选自硅、氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的2价有机基团,
a表示0~3的整数,c表示0~3的整数,并且a+c满足3,b表示1~300的整数,d表示3~20的整数。}
式(1)或式(1)’中,R1相互独立地为选自可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的1价有机基团、和式(2)中的1价有机基团,
-A-NC (2)
并且全部R1基中的1~3个为由式(2)表示的有机基团,A为可被取代并且1个或1个以上的选自硅、氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的2价有机基团,a为0~3的整数,c为0~3的整数,并且a+c满足3,b为1~300的整数、优选1~100、更优选1~50。d表示3~20的整数,优选为3~10、更优选为3~5的整数。
这种情况下,本发明涉及的异腈化合物即新型的异腈化合物是在由上述式(1)或式(1)’表示的化合物中将三甲基甲硅烷基甲基异腈(Me3SiCH2NC)、双(三甲基甲硅烷基)甲基异腈[(Me3Si)2CHCN]和三(三甲基甲硅烷基)甲基异腈[(Me3Si)3CNC]去除。
作为碳数1~30的1价的有机基团,并无特别限定,但优选碳数1~30的1价烃基、或烷氧基。
作为1价烃基,可列举出烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基等。
作为烷基,直链、分支链、环状的烷基均可,优选为碳数1~20的烷基,更优选为碳数1~10的烷基,作为其具体例,可列举出甲基、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、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基等直链或分支链烷基;环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、降冰片基、金刚烷基等环烷基等。
作为烯基,优选碳数2~20的烯基,作为其具体例,可列举出乙烯基、正-1-丙烯基、正-2-丙烯基、1-甲基乙烯基、正-1-丁烯基、正-2-丁烯基、正-3-丁烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、1-乙基乙烯基、1-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、正-1-戊烯基、正-1-癸烯基、正-1-二十碳烯基等。
作为炔基,优选碳数2~20的炔基,作为其具体例,可列举出乙炔基、正-1-丙炔基、正-2-丙炔基、正-1-丁炔基、正-2-丁炔基、正-3-丁炔基、1-甲基-2-丙炔基、正-1-戊炔基、正-2-戊炔基、正-3-戊炔基、正-4-戊炔基、1-甲基-正-丁炔基、2-甲基-正-丁炔基、3-甲基-正-丁炔基、1,1-二甲基-正-丙炔基、正-1-己炔基、正-1-癸炔基、正-1-十五碳炔基、正-1-二十碳炔基等。
作为芳基,优选为碳数6~30的芳基,更优选为碳数6~20的芳基,作为其具体例,可列举出苯基、1-萘基、2-萘基、蒽基、菲基、邻-联苯基、间-联苯基、对-联苯基等。
作为芳烷基,优选为碳数7~30的芳烷基,更优选为碳数7~20的芳烷基,作为其具体例,可列举出苄基、苯基乙基、苯基丙基、萘基甲基、萘基乙基、萘基丙基等。
作为烷氧基,优选碳数1~10的烷氧基,作为其具体例,可列举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基等。
作为上述R1中的取代基的具体例,可列举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子、甲氧基、乙氧基、丙氧基等烷氧基、二烷基氨基等氨基等。
式(2)中,A为可被取代并且1个或1个以上的选自硅、氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的2价有机基团,作为碳数1~30的2价有机基团,并无特别限定,优选碳数1~30的2价烃基,特别优选2~30的2价烃基。
作为2价烃基,可列举出亚烷基、亚芳基、亚芳烷基等。
作为亚烷基,直链、分支链、环状的亚烷基均可,优选为碳数1~20的亚烷基,更优选为碳数1~10的亚烷基,作为其具体例,可列举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基、亚正丁基、亚异丁基、亚仲丁基、亚正辛基、2-乙基亚己基、亚正癸基、亚正十一烷基、亚正十二烷基、亚正十三烷基、亚正十四烷基、亚正十五烷基、亚正十六烷基、亚正十七烷基、亚正十八烷基、亚正十九烷基、亚正二十烷基等直链或分支链亚烷基;1,4-亚环己基等亚环烷基等。
作为亚芳基,优选为碳数6~30的亚芳基,更优选为碳数6~20的亚芳基,作为其具体例,可列举出邻-亚苯基、间-亚苯基、对-亚苯基、1,2-亚萘基、1,8-亚萘基、2,3-亚萘基、4,4′-亚联苯基等。
作为亚芳烷基,优选为碳数7~30的亚芳烷基,更优选为碳数7~20的亚芳烷基,作为其具体例,可列举出-(CH2)k-Ar-(Ar表示碳数6~20的亚芳基,k表示1~10的整数)、-Ar-(CH2)k-(Ar和k表示与上述相同的含义)、-(CH2)k-Ar-(CH2)k-(Ar表示与上述相同的含义,k相互独立地表示与上述相同的含义)等。
作为取代基的具体例,可列举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子、甲氧基、乙氧基、丙氧基等烷氧基、二烷基氨基等氨基等。
上述式(1)中,全部R1基中的1~3个为由式(2)表示的有机基团,该异腈化合物可以为单一,也可以为多个。优选全部R1基中的1~2个使用由式(2)表示的有机基团,特别优选全部R1基中的1个从由式(2)表示的含有异腈的有机基中使用至少1个。
a为0~3的整数,a为3时表示四有机硅烷,a为0~2时表示在分子内具有硅氧烷基的有机(聚)硅氧烷化合物。另外,a为0~2时,由式(2)表示的1价有机基团与有机(聚)硅氧烷骨架的末端、侧链均可结合。应予说明,本发明中,所谓(聚)硅氧烷,将甲硅烷氧基1个的情形表示为硅氧烷,将甲硅烷氧基为2个以上的情形表示为聚硅氧烷。
作为去除了由式(2)表示的1价有机基团的残基即甲硅烷基或(聚)有机硅氧烷基的具体例,可列举出三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、苯基二甲基甲硅烷基、三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基、五甲基二甲硅烷氧基、双(三甲基甲硅烷氧基)甲基甲硅烷基、三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基、由-Si(Me)2{OSi(Me)2}(b-1)OSiMe3(b与上述相同)表示的聚二甲基甲硅烷氧基、由-Si(Me)2{OSi(Me)2}(b-1)OSiMe2 nBu(b与上述相同)表示的(聚)二甲基甲硅烷氧基、由-Si(Me)2{OSi(Me)2}(b-1)OSiMe2-表示的(聚)二甲基甲硅烷氧基等,但并不限定于这些。另外,也可以是含有经由硅亚乙基高度地分支的树枝状高分子型的硅氧烷基的聚有机甲硅烷氧基。
该异腈化合物能够采用公知的方法合成。例如,由胺化合物和甲酸得到甲酰化物,接下来,在有机胺的存在下与磷酰氯反应而异腈化的方法(合成方法1。参照Organometallics,2004,23,3976-3981);作为在温和的条件下得到甲酰化物的方法,能够由醋酸酐和甲酸形成醋酸甲酸酐,使其与胺化合物反应而得到甲酰化物(合成方法2。参照Org.Synth.,2013,90,358-366)。得到的甲酰化物能够采用与上述相同的合成方法1中记载的方法异腈化。
或者,也能够用氢化钠使甲酰胺阴离子化,与卤素化合物反应而得到甲酰化物(合成方法3。参照Synthetic Communications,1986,16,865-869)。得到的甲酰化物能够采用与上述相同的合成方法1中记载的方法异腈化。
进而,作为不经由甲酰化的方法,也能够采用使胺化合物与二氯卡宾反应而异腈化的方法合成(合成方法4。参照Tetrahedron Letters,1972,17,1637-1640)。
在目标的异腈化合物具有硅氧烷骨架的情况下,优选在根据上述合成方法2的温和的条件下使含有氨基的硅氧烷化合物甲酰化后,采用合成方法1中记载的方法异腈化,或者采用根据合成方法4的方法得到。
这种情况下,作为胺化合物或卤素化合物,能够使用由下述式(1’)
R0-Si(R0)a{[(OSi(R0)2)]b-R0}c (1’)
表示的化合物。
式(1’)中,R0相互独立地为选自可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的1价有机基团和式(2’)
-A-X (2’)
中的1价有机基团,并且全部R0基中的1~3个为由式(2’)表示的有机基团,A为可被取代并且1个或1个以上的选自硅、氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的2价有机基团。X在胺化合物的情况下为NH2,在卤素化合物的情况下为卤素原子。a、b、c如上所述。
以下示出由胺化合物的合成条件的概略情况。
(i)根据合成方法1的甲酰化:在胺化合物中加入过量的甲酸,在回流下脱水而甲酰化。
(ii)根据合成方法1的甲酰体的异腈化:将甲酰体和二异丙胺溶解于二氯甲烷,冷却到0℃,滴入磷酰氯,进而搅拌2小时。加入碳酸钠水溶液,在室温下放置1晚,进行后处理,得到目标物。根据需要进行蒸馏或升华精制。
(iii)根据合成方法2的甲酰化:在醋酸酐中加入甲酸(相对于醋酸酐,为2当量),得到甲酰化剂(醋酸甲酸酐)。另一方面,将胺化合物溶解于THF(四氢呋喃),冷却到-15℃。以内温不超过-5℃的方式滴入甲酰化剂,进一步搅拌2小时。进行后处理,得到了目标物后异腈化。
(iv)根据合成方法4的异腈化:将胺化合物、氯仿、相转移催化剂(苄基三乙基氯化铵)、二氯甲烷混合。加入50质量%氢氧化钠水溶液,在二氯甲烷的回流下搅拌2小时。进行后处理,得到异腈化合物。
或者由卤素化合物合成的情况下,能够如下所述进行根据合成方法3的甲酰化。即,将氢化钠(60%石蜡分散体)分散于DMF,加入甲酰胺,在120℃下搅拌45分钟。冷却到60℃后,加入卤素化合物,在120℃下搅拌24小时。将盐过滤后,将溶剂(DMF)馏除,得到甲酰化物。应予说明,异腈化与合成方法1相同。
本发明的异腈化合物如果与下述所示的金属化合物一起使用,则作为对于氢化硅烷化反应有效的配体发挥作用。与不具有硅原子、特别是不具有硅氧烷骨架的异腈化合物相比,能够极其有效地提高催化活性。
进行氢化硅烷化反应时,可在不损害本发明的范围加入到本发明的异腈化合物中,同时使用不含硅原子或有机硅氧烷基的异腈化合物。此时,除了公知的异腈化合物以外,也可以是可采用前面所示的方法合成的异腈化合物。
作为这样的不含硅原子的异腈化合物的具体例,可列举出甲基异腈、乙基异腈、正丙基异腈、环丙基异腈、正丁基异腈、异丁基异腈、仲丁基异腈、叔丁基异腈、正戊基异腈、异戊基异腈、新戊基异腈、正己基异腈、环己基异腈、环庚基异腈、1,1-二甲基己基异腈、1-金刚烷基异腈、2-金刚烷基异腈等烷基异腈;苯基异腈、2-甲基苯基异腈、4-甲基苯基异腈、2,4-二甲基苯基异腈、2,5-二甲基苯基异腈、2,6-二甲基苯基异腈、2,4,6-三甲基苯基异腈、2,4,6-三叔丁基苯基异腈、2,6-二异丙基苯基异腈、1-萘基异腈、2-萘基异腈、2-甲基-1-萘基异腈等芳基异腈;苄基异腈、苯基乙基异腈等芳烷基异腈等,但并不限定于这些。
本发明涉及的氢化硅烷化反应催化剂由上述的异腈化合物和由式(3)表示的金属化合物制备。
Me(L)f(X)g (3)
式(3)中,M表示除铂以外的周期表第8族、第9族、第10族的过渡金属,其中,优选Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir,如果考虑金属盐的获得容易性、成本和催化活性等,更优选Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Os、Ir,进一步优选Fe、Co、Ru、Ni、Rh。
X表示卤素原子,作为其具体例,可列举出氟、氯、溴、碘原子,优选氯原子、溴原子,更优选氯原子。
e表示1或2的整数,f表示0~6的整数,g表示0~3的整数,e为1时,f+g满足2或3,e为2时,f+g满足4~6。
L表示与过渡金属M用氧原子结合的1价有机基团,具体地,表示选自式(4)~(6)中的至少1种,优选由式(5)表示的1价有机基团。
-O-R2 (4)
-OCO-R2 (5)
-OSO2-R2 (6)
式(4)~(6)中,R2相互独立地表示可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的1价有机基团、或由式(7)表示的1价的有机基团。
-(B)p-R3 (7)
作为碳数1~30的1价的有机基团,并无特别限定,优选碳数1~30的1价烃基。
作为1价烃基,可列举出烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基等。
作为烷基,直链、分支链、环状的烷基均可,优选为碳数1~20的烷基,更优选为碳数1~10的烷基,作为其具体例,可列举出甲基、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、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基等直链或分支链烷基;环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、降冰片基、金刚烷基等环烷基等。
作为烯基,优选碳数2~20的烯基,作为其具体例,可列举出乙烯基、正-1-丙烯基、正-2-丙烯基、1-甲基乙烯基、正-1-丁烯基、正-2-丁烯基、正-3-丁烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、1-乙基乙烯基、1-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、正-1-戊烯基、正-1-癸烯基、正-1-二十碳烯基等。
作为炔基,优选碳数2~20的炔基,作为其具体例,可列举出乙炔基、正-1-丙炔基、正-2-丙炔基、正-1-丁炔基、正-2-丁炔基、正-3-丁炔基、1-甲基-2-丙炔基、正-1-戊炔基、正-2-戊炔基、正-3-戊炔基、正-4-戊炔基、1-甲基-正-丁炔基、2-甲基-正-丁炔基、3-甲基-正-丁炔基、1,1-二甲基-正-丙炔基、正-1-己炔基、正-1-癸炔基、正-1-十五碳炔基、正-1-二十碳炔基等。
作为芳基,优选为碳数6~30的芳基,更优选为碳数6~20的芳基,作为其具体例,可列举出苯基、1-萘基、2-萘基、蒽基、菲基、邻-联苯基、间-联苯基、对-联苯基等。
作为芳烷基,优选为碳数7~30的芳烷基,更优选为碳数7~20的芳烷基,作为其具体例,可列举出苄基、苯基乙基、苯基丙基、萘基甲基、萘基乙基、萘基丙基等。
另外,就这些基团而言,在不损害本发明的氢化硅烷化反应催化剂的活性的范围内,1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间。
另外,碳数1~30的1价的有机基团可具有取代基,可在任意的位置具有相同或不同的多个取代基。
作为上述取代基的具体例,可列举出氟原子、氯原子等上述的各种卤素原子、甲氧基、乙氧基、丙氧基等烷氧基、二烷基氨基等氨基等。
式(7)中,B表示可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的2价有机基团,p表示0或1的整数,上述L为由式(4)表示的1价有机基团时,p满足0或1,上述L为由式(5)或式(6)表示的1价有机基团时,p满足1。
作为碳数1~30的2价有机基团,并无特别限定,但优选碳数1~30的2价烃基。
作为2价烃基,可列举出亚烷基、亚芳基、亚芳烷基等。
作为亚烷基,直链、分支链、环状的亚烷基均可,优选为碳数1~20、更优选为碳数1~10的亚烷基,作为其具体例,可列举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基、亚正丁基、亚异丁基、亚仲丁基、亚正辛基、2-乙基亚己基、亚正癸基、亚正十一烷基、亚正十二烷基、亚正十三烷基、亚正十四烷基、亚正十五烷基、亚正十六烷基、亚正十七烷基、亚正十八烷基、亚正十九烷基、亚正二十烷基等直链或分支链亚烷基;1,4-亚环己基等亚环烷基等。
作为亚芳基,优选为碳数6~30的亚芳基,更优选为碳数6~20的亚芳基,作为其具体例,可列举出邻-亚苯基、间-亚苯基、对-亚苯基、1,2-亚萘基、1,8-亚萘基、2,3-亚萘基、4,4′-亚联苯基等。
作为亚芳烷基,优选为碳数7~30的亚芳烷基,更优选为碳数7~20的亚芳烷基,作为其具体例,可列举出-(CH2)k-Ar-(Ar表示碳数6~20的亚芳基,k表示1~10的整数)、-Ar-(CH2)k-(Ar和k表示与上述相同的含义)、-(CH2)k-Ar-(CH2)k-(Ar表示与上述相同的含义,k相互独立地表示与上述相同的含义)等。
R3表示由式(8)表示的甲硅烷基或(聚)有机硅氧烷基。
-{Si(R5)2-R4}h-Si(R5)l{[(OSi(R5)2)]m-R5}n (8)
R4表示可被取代并且1个或1个以上的氧原子可介于其间的碳数1~10的2价烃基,R5相互独立地表示可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的1价有机基团,h为0或1,l表示0~3的整数,m表示1~300的整数、优选1~100、更优选1~50,n表示0~3的整数,并且l+n满足3。
作为碳数1~10的2价烃基,并无特别限定,优选碳数1~10的亚烷基,直链、分支链、环状的亚烷基均可。作为具体例,可列举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基、亚正丁基、亚异丁基、亚仲丁基、亚正辛基、2-乙基亚己基、亚正癸基等直链或分支链亚烷基;1,4-亚环己基等亚环烷基等。特别优选为亚乙基、亚丙基。
作为碳数1~30的1价的有机基团,并无特别限定,优选碳数1~30的1价烃基。
作为1价烃基,可列举出烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基等,其具体例与上述相同。
优选为h是0的式(9)所示的甲硅烷基或(聚)有机硅氧烷基。
-Si(R5)l{[(OSi(R5)2)]m-R5}n (9)
作为由式(9)表示的甲硅烷基或(聚)有机硅氧烷基的具体例,可列举出三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、苯基二甲基甲硅烷基、三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基、五甲基二甲硅烷氧基、双(三甲基甲硅烷氧基)甲基甲硅烷基、三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基、由-Si(Me)2{OSi(Me)2}(m-1)-OSiMe3(m与上述相同)表示的(聚)二甲基甲硅烷氧基、由-Si(Me)2{OSi(Me)2}(m-1)-OSiMe2 nBu(m与上述相同)表示的(聚)二甲基甲硅烷氧基等,但并不限定于这些。
再有,作为R3,除了由通式(8)表示的基团以外,可使用经由硅亚乙基高度地分支的树枝状高分子型的硅氧烷基。
这些中,作为R5,优选可被卤素原子取代的碳数1~30的1价烃基,更优选可被卤素原子取代的碳数1~10的烷基,特别优选可被卤素原子取代的碳数1~5的烷基。
式(3)中,e为1或2,f表示0~6的整数,g表示0~3的整数,它们根据金属元素(M)的价数来选择,在e为1时,f+g满足2或3,在e为2时,f+g满足4~6。
更具体地,式(3)中的M为Fe、Co或Ni的情况下,优选e为1,f为2或0,g为0、2或3,更优选e为1,f为2,g为0。
式(3)中的M为Rh的情况下,优选e为2,f为4,g为0。
式(3)中的M为Ru的情况下,优选e为2,f为4,g为1。
本发明中,作为能够适合作为催化剂前体使用的金属化合物的具体例,可列举出醋酸铁(II)、新戊酸铁(II)、三氟醋酸铁(II)(四氢呋喃络合物,以下记为THF)、由[Fe(均三甲苯基)(μ-均三甲苯基)]2与各种醇、羧酸或含有硅氧烷的羧酸酯制备的具有铁-氧键的铁络合物等铁化合物;醋酸钴(II)、氯化钴(II)、溴化钴(II)、异丙醇钴(II)、新戊酸钴(II)、三氟醋酸钴(II)(THF)等钴化合物;醋酸镍(II)、新戊酸镍(II)等镍化合物;Ru2(μ-OAc)4Cl等钌化合物;醋酸铑(II)二聚体等铑化合物等,但并不限定于这些。
再有,这些金属盐能够作为市售品或者采用公知文献(J.Cluster.Sci.,2005,16,331.Inorganic chemistry,2007,46,3378.Organometallics,1993,12,2414.Russ.Chem.Bull.,1999,48,1751.J.Inorg.Nucl.Chem.,1966,28,2285.等)记载的方法合成而得到。
制备本发明的氢化硅烷化反应催化剂时,对金属化合物与异腈化合物的使用量并无特别限定,相对于金属化合物1当量,优选使异腈化合物成为0.5~15当量左右,更优选1~10当量,进一步优选2~8当量。
再有,将作为配体的本发明的异腈化合物与公知的不含硅基的异腈化合物并用时,优选使它们的使用量的合计成为上述的范围内。
另外,在使用本发明的氢化硅烷化反应催化剂进行氢化硅烷化反应时,对催化剂的使用量并无特别限定,如果考虑在室温~100℃左右的温和的条件下进行反应、高收率地得到目标物,相对于作为基质的含有脂肪族不饱和基的化合物1摩尔,以金属化合物计,优选使用0.001摩尔%以上,更优选使用0.01摩尔%以上,特别优选为0.05摩尔%以上。
再有,对金属化合物的使用量并无特别的上限,但从经济的观点出发,相对于基质1摩尔,为10摩尔%左右,优选为5摩尔%。
再有,在本发明的氢化硅烷化反应催化剂中,在不损害其活性等的范围内可将公知的2电子给予性配体并用。作为2电子给予性配体,并无特别限定,优选羰基以外的配体,可列举出氨分子、醚化合物、胺化合物、膦化合物、亚磷酸酯化合物、硫醚化合物等。
本发明的氢化硅烷化反应催化剂优选在使具有脂肪族不饱和键的化合物与具有Si-H基的氢硅烷化合物或有机氢(聚)硅氧烷化合物进行氢化硅烷化反应的体系内,由金属化合物和异腈化合物制备来使用。
此时,一旦由金属化合物与异腈化合物制备了催化剂后,可加入具有脂肪族不饱和键的化合物和具有Si-H基的氢硅烷化合物或有机氢(聚)硅氧烷化合物,也可分成几个成分逐次进料,还可将全部成分一齐进料。
就具有脂肪族不饱和基的化合物与具有Si-H基的氢硅烷化合物或有机氢(聚)硅氧烷化合物的使用比率而言,脂肪族不饱和基/Si-H基的摩尔比为1/10~10/1,优选为1/5~5/1,特别优选为1/3~3/1。
对金属化合物与异腈化合物的反应条件并无特别限定,通常,反应温度为10~100℃左右,更优选为30~80℃,反应时间为1~48小时左右。另外,在催化剂制备时和氢化硅烷化反应时可根据需要使用有机溶剂。
在使用有机溶剂的情况下,作为其种类,只要不对反应产生影响,则是任意的,例如能够使用戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环己烷等脂肪族烃类;二乙基醚、二异丙基醚、二丁基醚、环戊基甲基醚、四氢呋喃、1,4-二噁烷等醚类;苯、甲苯、二甲苯、均三甲基苯等芳香族烃类等。本发明的氢化硅烷化反应催化剂根据金属化合物与异腈化合物的组合、其他条件,可得到各种结构的催化剂。
在使用本发明的氢化硅烷化反应催化剂的氢化硅烷化反应中,只要是具有脂肪族不饱和键的化合物例如烯烃化合物、硅烷化合物或有机(聚)硅氧烷化合物等具有脂肪族不饱和键的化合物与具有Si-H键的、氢硅烷化合物或有机氢(聚)硅氧烷化合物的组合,则能够对这些各化合物的结构无任何限制地使用。
如果例示具有脂肪族不饱和键的化合物,则如以下所述。
烯烃化合物:
乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、己烯、辛烯、癸烯、十二碳烯、正十六碳烯、异十六碳烯、正十八碳烯、异十八碳烯、降冰片烯、三氟丙烯等烯烃类。
乙炔、丙炔、丁炔、戊炔、己炔、辛炔、癸炔、十二碳炔、十六碳炔、十八碳炔等炔烃类。
除了不饱和基存在于末端的化合物以外,可存在于内部。
如己二烯、辛二烯那样可在分子内具有多个不饱和基团。
苯乙烯、2-甲基苯乙烯、4-氯苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基-α-甲基苯乙烯、烯丙基苯等含有芳香族基团的烯烃类。
烯丙基缩水甘油基醚、烯丙基乙二醇、烯丙基苄基醚、二甘醇单烯丙基醚、二甘醇烯丙基甲基醚、聚氧乙烯单烯丙基醚、聚氧丙烯单烯丙基醚、聚(氧化乙烯-氧化丙烯)单烯丙基醚、聚氧乙烯二烯丙基醚、聚氧丙烯二烯丙基醚、聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二烯丙基醚等烯烃类。
硅烷化合物:
三甲基乙烯基硅烷、三乙基乙烯基硅烷、三甲氧基乙烯基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷、甲氧基二甲基乙烯基硅烷、乙氧基二甲基乙烯基硅烷、三甲氧基烯丙基硅烷、三乙氧基烯丙基硅烷、三异丙氧基乙烯基硅烷、苯基二甲氧基乙烯基硅烷、苯基二乙氧基乙烯基硅烷、二苯基甲氧基乙烯基硅烷、二苯基乙氧基乙烯基硅烷、三苯基乙烯基硅烷、三苯基乙烯基硅烷等。
硅氧烷类:
五甲基乙烯基二硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷、七甲基乙烯基三硅氧烷、二甲基二苯基二乙烯基二硅氧烷、二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端二甲基聚硅氧烷、二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端(二甲基硅氧烷-二苯基硅氧烷)共聚物、三甲基甲硅烷氧基封端(二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷)共聚物、三甲基甲硅烷氧基封端(二甲基硅氧烷-二苯基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷)共聚物、二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端(二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷)共聚物、二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端(二甲基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷、二苯基硅氧烷)共聚物、末端羟基封端(二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷)共聚物、α乙烯基二甲基聚硅氧烷等。
作为含有Si-H基的化合物,可例示以下的硅烷类、硅氧烷类。
硅烷类:
三甲氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷、三异丙氧基氢硅烷、二甲氧基甲基氢硅烷、二乙氧基甲基氢硅烷、二甲氧基苯基氢硅烷、二乙氧基苯基氢硅烷、甲氧基二甲基氢硅烷、乙氧基二甲基氢硅烷、三苯基氢硅烷、二苯基二氢硅烷、苯基三氢硅烷、二苯基甲基氢硅烷、苯基二甲基氢硅烷、二苯基甲氧基氢硅烷、二苯基乙氧基氢硅烷等。
硅氧烷类:
五甲基氢二硅氧烷、四甲基二氢二硅氧烷、七甲基氢三硅氧烷、八甲基二氢四硅氧烷、二甲基氢甲硅烷氧基封端二甲基聚硅氧烷、二甲基氢甲硅烷氧基封端甲基聚硅氧烷、二甲基氢甲硅烷氧基封端(二甲基硅氧烷-二苯基硅氧烷)共聚物、三甲基甲硅烷氧基封端(二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷)共聚物、三甲基甲硅烷氧基封端(二甲基硅氧烷-二苯基硅氧烷、甲基氢硅氧烷)共聚物、二甲基氢甲硅烷氧基封端(二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷)共聚物、二甲基氢甲硅烷氧基封端(二甲基硅氧烷、甲基氢硅氧烷、二苯基硅氧烷)共聚物、末端羟基封端(二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷)共聚物、单末端二甲基氢甲硅烷氧基封端二甲基聚硅氧烷等。
另外,使用本发明的氢化硅烷化反应催化剂的氢化硅烷化反应除了由具有脂肪族不饱和键的烯烃化合物与具有Si-H键的硅烷化合物得到的硅烷偶联剂、由具有脂肪族不饱和键的烯烃化合物与具有Si-H键的有机聚硅氧烷得到的改性硅油类等以外,也能够在由具有脂肪族不饱和键的有机聚硅氧烷化合物和具有Si-H键的有机聚硅氧烷得到的有机硅固化物等以往的使用铂催化剂在工业上进行的全部用途中使用。
实施例
以下列举合成例、实施例和比较例,对本发明更具体地说明,但本发明并不受下述的实施例限制。
金属化合物的制备中使用的溶剂全部采用公知的方法进行了脱氧、脱水后使用。
得到的金属化合物在25℃、氮气气氛下保存,在反应中使用。
烯烃的氢化硅烷化反应和溶剂精制全部在非活性气体气氛下进行,各种反应中使用的溶剂等全部使用了预先采用公知的方法进行了精制、干燥、脱氧的溶剂。
1H、13C、19F-NMR的测定使用日本电子(株)制JNM-ECA600、JNM-LA400进行,IR测定使用日本分光(株)制FT/IR-550进行。
应予说明,以下所示的化学结构式中按照惯用的表示法省略了氢原子。另外,OAc表示醋酸阴离子,iPr表示异丙基。
[合成例1]新戊酸铁的合成
参考文献J.Cluster.Sci.,2005,16,331.,采用以下的方法合成。
在带有回流管的50mL两口茄形烧瓶中加入还原铁0.86g(15.4毫摩尔)、新戊酸3.50g(34.3毫摩尔),在160℃下搅拌了12小时。此时,反应溶液从无色透明变化为绿色。进而,加入新戊酸2.50g(24.5毫摩尔),在160℃下搅拌了19小时。然后,将反应溶液过滤,与回收的上清液合并,在80℃下减压干燥。将得到的固体用己烷洗净,得到了绿色固体(2.66g、收率67%)。
FT-IR(KBr)ν:2963,2930,2868,1583,1523,1485,1457,1427,1379,1362,1229,1031,938,900,790,608,576,457cm-1
[合成例2]新戊酸钴的合成
以文献Russ.Chem.Bull.,1999,48,1751.为参考,采用以下的方法合成。
在带有回流管的50mL两口茄形烧瓶中加入醋酸钴1.15g(6.5毫摩尔)、新戊酸1.55g(15.2毫摩尔)、新戊酸酐0.5mL(2.5毫摩尔),在160℃下搅拌了1小时。此时,反应溶液从浅紫色变化为紫色。然后,在80℃下减压干燥,将得到的固体用戊烷和二乙醚洗净,干燥,得到了紫色固体(1.15g、收率68%)。
FT-IR(KBr)ν:2963,2929,2868,1599,1524,1485,1457,1420,1379,1363,1229,1032,938,900,792,613,585,460cm-1
[合成例3]钴羧酸盐A的合成
在带有回流管的1L的烧瓶中装入10-十一碳烯酸184.0g(1.0摩尔)、甲苯150.0g,加热到80℃。向其中滴入六甲基二硅氮烷100.6g(0.625摩尔),滴入结束后,在80℃下进一步加热3小时。在减压下加热到100℃,将挥发成分除去,得到了CH2=CH(CH2)8COOSiMe3(硅烷化物A)(254.4g、收率99.4%)。
在带有回流管的1L的烧瓶中装入上述硅烷化物A254.4g(0.99摩尔)、甲苯100.0g,加热到90℃。向其中加入氯铂酸0.5质量%的甲苯溶液0.5g,滴入1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷264.7g(1.19摩尔)。滴入结束后,在100℃下进一步加热了2小时。在减压下加热到120℃,将挥发成分除去,得到了(Me3SiO)2MeSi(CH2)10COOSiMe3(加成物B)(451.2g、收率95.0%)。
在1L的烧瓶中装入加成物B239.0g(0.5摩尔)、甲醇140.0g,在室温下搅拌了14小时。蒸馏而得到目标物(Me3SiO)2MeSi(CH2)10COOH(沸点175.0~176.0℃/0.3kPa、162.4g、收率80.0%)。采用气相色谱得到的纯度为99.5%。
接下来,在20mL茄形烧瓶中加入醋酸钴0.43g(2.41毫摩尔)、上述合成的(Me3SiO)2MeSi(CH2)10COOH2.0g(4.92毫摩尔),在180℃下搅拌了1小时。然后,在这样的温度下减压干燥1小时,制备了钴羧酸盐A。
FT-IR(KBr)ν:2958,2924,2583,1555,1413,1257,1078,1049,842,799,783,754,687.
[合成例4]钴羧酸盐B的合成
在带有回流管的500mL的烧瓶中装入3-丁烯酸100.0g(1.16摩尔)、己烷80.0g,加热到70℃。向其中滴入六甲基二硅氮烷117.0g(0.73摩尔),滴入结束后在70℃下进一步加热了3小时。对反应液进行蒸馏,得到了目标物CH2=CHCH2COOSiMe3(硅烷化物B)(沸点60.0~62.0℃/5.3kPa、产量155.1g、收率84.6%)。采用气相色谱得到的纯度为94.4%。
接下来,在带有回流管的500mL的烧瓶中装入上述硅烷化物B155.1g(0.98摩尔)、甲苯150.0g,加热到90℃。向其中加入氯铂酸0.5质量%的甲苯溶液0.5g,滴入1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷239.8g(1.08摩尔)。滴入结束后,在100℃下进一步加热了2小时。对反应液进行蒸馏,得到了目标物(Me3SiO)2MeSi(CH2)3COOSiMe3(加成物B)(沸点97.0~98.5℃/0.3kPa、产量253.8g、收率68.1%)。采用气相色谱得到的纯度为98.7%。
接下来,在500mL的烧瓶中装入加成物B207.5g(0.55摩尔)、甲醇100.0g,在室温下搅拌了14小时。蒸馏而得到目标物(Me3SiO)2MeSi(CH2)3COOH(沸点119.5~121.0℃/0.3kPa、产量109.5g、收率64.6%)。采用气相色谱得到的纯度为98.9%。
接下来,在20mL茄形烧瓶中加入醋酸钴0.20g(1.13毫摩尔)、(Me3SiO)2MeSi(CH2)3COOH 0.70g(2.28毫摩尔),在160℃下搅拌了1小时。然后,通过在这样的温度下减压干燥1小时,从而制备了钴羧酸盐B。
FT-IR(KBr)ν:2958,2901,2880,1686,1561,1413,1259,1176,1078,1041,842,797,755.
[合成例5]钴羧酸盐C的合成
在带有回流管的1L的烧瓶中装入10-十一碳烯酸184.0g(1.0摩尔)、甲苯150.0g,加热到80℃。向其中滴入六甲基二硅氮烷100.6g(0.625摩尔),滴入结束后在80℃下进一步加热3小时。在减压下加热到100℃,将挥发成分除去,得到了CH2=CH(CH2)8COOSiMe3(与上述硅烷化物A相同)(产量254.3g、收率99.3%)。
在带有回流管的1L的烧瓶中装入硅烷化物A51.2g(0.20摩尔),加热到90℃。向其中加入氯铂酸0.5质量%的甲苯溶液0.2g,滴入nBu(Me2)SiO(Me2SiO)3Si(Me2)H94.5g(0.23摩尔)。滴入结束后,在100℃下进一步加热2小时。在减压下加热到200℃,将未反应物除去,得到了目标物nBu(Me2)SiO(Me2SiO)3Si(Me2)(CH2)10COOSiMe3(加成物C)(产量127.0g、收率95.0%)。
在500mL的烧瓶中装入加成物C127.0g(0.19摩尔)、甲醇100.0g,在室温下搅拌了14小时。在减压下加热到100℃,将挥发成分除去,得到了目标物nBu(Me2)SiO(Me2SiO)3Si(Me2)(CH2)10COOH(产量111.0g、收率98.0%)。采用气相色谱得到的纯度为99.8%。
接下来,在20mL茄形烧瓶中加入醋酸钴0.20g(1.13毫摩尔)、nBu(Me2)SiO(Me2SiO)3Si(Me2)(CH2)10COOH1.35g(2.26毫摩尔),在160℃下搅拌了1小时。然后,通过在这样的温度下减压干燥1小时,从而制备了钴羧酸盐C。
FT-IR(KBr)ν:2960,2924,2854,1560,1457,1412,1259,1088,1037,840,798.
[合成例6]双(三甲基甲硅烷基)甲基异腈和三(三甲基甲硅烷基)甲基异腈的合成
以非专利文献(J.Organomet.Chem.,1970,25,385.)为参考,采用以下的步骤进行了合成。
在50mL Schlenk管中加入以市售品获得的三甲基甲硅烷基甲基异腈500mg(4.42毫摩尔),使其溶解于THF(25mL)。将该溶液冷却到-78℃,加入1.11M的二异丙胺锂的THF/己烷混合溶液4.10mL(4.55毫摩尔),搅拌了10分钟。向其中加入氯三甲基硅烷0.58mL(4.59毫摩尔),在-78℃下搅拌了2小时。然后,返回到室温,溶剂馏除后加入己烷25mL,通过过滤将沉淀物除去,再次在减压下将溶剂和未反应的异腈馏除。然后,首先在减压下(10Pa)60℃下蒸馏,得到了双(三甲基甲硅烷基)甲基异腈[87mg(11%)]。然后,通过在减压下(10Pa)80℃下进行升华精制,从而得到了三(三甲基甲硅烷基)甲基异腈[440mg(38%)]。
双(三甲基甲硅烷基)甲基异腈
1H-NMR(396MHz、CDCl3)δ:0.18(s,18H),2.52(t,J=2.4Hz,1H).13C-NMR(151MHz、CDCl3)δ:13.8,43.7,137.8(t,J=4.6Hz).29Si-NMR(119MHz、CDCl3)δ:4.82.FT-IR(neat)ν:2116(CN-)cm-1
三(三甲基甲硅烷基)甲基异腈
1H-NMR(396MHz、CDCl3)δ:0.22(s,27H).13C-NMR(151MHz、CDCl3)δ:0.08,33.4,151.6(t,J=4.6Hz).29Si-NMR(119MHz、CDCl3)δ:5.55.FT-IR(KBr)ν:2090(CN-)cm-1
[合成例7]Ru2(μ-OAc)4Cl的合成
以文献J.Inorg.Nucl.Chem.,1966,28,2285为参考,采用以下的方法合成。
在200mL两口茄形烧瓶中加入RuCl3三水合物1.09g(4.18毫摩尔)、冰醋酸35mL、醋酸酐7mL,在145℃下搅拌了2小时。冷却后,暂且过滤,再次在145℃下搅拌了6小时。然后,在-30℃下使其结晶化,用冰醋酸、甲醇、二乙醚洗净,得到了红茶色的固体(61mg、收率6%)。
FT-IR(KBr)ν:3023,2991,2934,1643,1444,1401,1356,1041,1015,944,691,625,606cm-1
[实施例1]异腈L-1的合成
胺化合物的N-甲酰化以文献Org.Synth.,2013,90,358-366为参考,由N-甲酰化物的异腈化以文献Organometallics,2004,23,3976-3981为参考,采用以下的方法合成。
在300mL的烧瓶中装入醋酸酐57.1g(0.56摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入甲酸51.5g(1.12摩尔)。在冷却的状态下进一步搅拌30分钟,接下来将内温提高到40℃,搅拌了2小时后,冷却到室温。
在500mL的烧瓶中装入3-氨基丙基-三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷106.0g(0.30摩尔)和THF120.0g,将内温冷却到-15℃。以内温不超过-5℃的速度向其中滴入上述的反应液。滴入结束后,在-15℃下进一步搅拌了2小时。接下来,用蒸发器将挥发分除去,得到了N-甲酰化的粗生成物118.2g。
在2L的烧瓶中装入上述的N-甲酰化生成物118.2g、二氯甲烷120.0g、二异丙胺109.5g(1.08摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入磷酰氯52.3g(0.34摩尔)。然后,在冷却的状态下搅拌了2小时。滴入碳酸钠20质量%水溶液750.0g以使内温不超过20℃,滴入结束后在室温下搅拌了15小时。将生成的盐过滤除去,将水层分离。将有机层水洗3次,加入硫酸镁,脱水、过滤后蒸馏,得到了目标物(Me3SiO)3SiCH2CH2CH2NC。产量62.7g、收率57.6%。沸点95.5~96.0℃/0.3kPa。采用气相色谱得到的纯度为99.6%。
[实施例2]异腈L-2的合成
采用与实施例1相同的方法合成。
在300mL的烧瓶中装入醋酸酐26.5g(0.26摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入甲酸23.9g(0.52摩尔)。在冷却的状态下进一步搅拌30分钟,接下来,将内温提高到40℃,搅拌了2小时后,冷却到室温。
在500mL的烧瓶中装入nBu(Me2)SiO(Me2SiO)3Si(Me2)CH2CH2CH2NH265.4g(0.14摩尔)和四氢呋喃100.0g,将内温冷却到-15℃。以内温不超过-5℃的速度向其中滴入上述的反应液。滴入结束后,在-15℃下进一步搅拌了2小时。接下来,用蒸发器将挥发分除去,得到了N-甲酰化的粗生成物69.1g。
在1L的烧瓶中装入上述的N-甲酰化生成物69.1g、二氯甲烷120.0g、二异丙胺49.3g(0.49摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入磷酰氯23.6g(0.15摩尔)。然后,在冷却的状态下搅拌了2小时。滴入碳酸钠20质量%水溶液350.0g以使内温不超过20℃,滴入结束后在室温下搅拌了15小时。将生成的盐过滤除去,将水层分离。将有机层水洗3次,加入硫酸镁,脱水、过滤后蒸馏,得到了目标物nBu(Me2)SiO(Me2SiO)3Si(Me2)CH2CH2CH2NC。产量52.2g、收率77.8%。沸点145~147℃/0.3kPa。采用气相色谱得到的纯度为97.2%。
[实施例3]异腈L-3的合成
采用与实施例1相同的方法合成。
在300mL的烧瓶中装入醋酸酐57.1g(0.56摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入甲酸51.5g(1.12摩尔)。在冷却的状态下进一步搅拌30分钟,接下来,将内温提高到40℃,搅拌了2小时后,冷却到室温。
在500mL的烧瓶中装入H2NCH2CH2CH2(Me2)SiOSi(Me2)CH2CH2CH2NH237.2g(0.15摩尔)和四氢呋喃100.0g,将内温冷却到-15℃。以内温不超过-5℃的速度向其中滴入上述的反应液。滴入结束后,在-15℃下进一步搅拌了2小时。接下来,用蒸发器将挥发分除去,得到了N-甲酰化的粗生成物46.7g。
在2L的烧瓶中装入上述的N-甲酰化生成物46.7g、二氯甲烷120.0g、二异丙胺106.1g(1.05摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入磷酰氯50.7g(0.33摩尔)。然后,在冷却的状态下搅拌了2小时。滴入碳酸钠20质量%水溶液750.0g以使内温不超过20℃,滴入结束后在室温下搅拌了15小时。将生成的盐过滤除去,将水层分离。将有机层水洗3次,加入硫酸镁,脱水、过滤后蒸馏,得到了目标物CNCH2CH2CH2(Me2)SiOSi(Me2)CH2CH2CH2NC。产量17.4g、收率43.3%。沸点133~134℃/0.3kPa。采用气相色谱得到的纯度为97.8%。
[1]五甲基二硅氧烷与苯乙烯的反应
[化4]
[实施例4]
在螺旋瓶中加入作为催化剂的合成例1中得到的新戊酸铁3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的异腈L-1 7mg(0.02毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、苯乙烯115μL(1.0毫摩尔),在50℃下搅拌了3小时。冷却后,将成为内标的茴香醚加入反应溶液中1.0毫摩尔,搅拌后,使极少量溶解于重氯仿,通过氧化铝柱将催化剂除去,测定1H-NMR波谱,确定了生成物的结构和收率(应予说明,以后所示的实施例中采用1H-NMR波谱的收率确定同样地以该步骤进行)。其结果,确认了原料的信号完全地消失。而且,确认了目标生成物中的与硅邻接的碳上的质子的信号即0.89ppm的多重线,求出了其收率。其结果,收率为70%。
1H-NMR(396MHz、CDCl3)δ:0.07(s,6H),0.09(s,9H),0.86-0.92(m,2H),2.61-2.68(m,2H),7.13-7.33(m,5H)
[实施例5]
在螺旋瓶中加入作为催化剂的合成例1中得到的新戊酸铁3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例2中得到的异腈L-2 9mg(0.02毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、苯乙烯115μL(1.0毫摩尔),在50℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为>99%。
[实施例6]
在螺旋瓶中加入作为催化剂的合成例1中得到的新戊酸铁3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例3中得到的异腈L-3 3mg(0.01毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、苯乙烯115μL(1.0毫摩尔),在50℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为>99%。
[实施例7]
在螺旋瓶中加入作为催化剂的合成例1中得到的新戊酸铁3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的以市售品得到的三甲基甲硅烷基甲基异腈2mg(0.02毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、苯乙烯115μL(1.0毫摩尔),在50℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为95%。
[实施例8]
在反应容器中加入醋酸铱(Alfa Aesar公司制造)12mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 22mg(0.06毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、苯乙烯115μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,氢化硅烷化生成物的收率为9%。
[实施例9]
在反应容器中加入作为市售品得到的醋酸钯7mg(0.03毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 22mg(0.06毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、苯乙烯115μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,氢化硅烷化生成物的收率为30%。
[实施例10]
在反应容器中加入合成例7中得到的Ru2(μ-OAc)4Cl 7mg(0.005毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 22mg(0.06毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、苯乙烯115μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,氢化硅烷化生成物的收率为10%。
[2]五甲基二硅氧烷与α-甲基苯乙烯的反应
[化5]
[实施例11]
在螺旋瓶中加入作为催化剂的合成例2中得到的新戊酸钴3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的异腈L-1 11mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、α-甲基苯乙烯130μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,确定了生成物的结构和收率。其结果,确认了原料的信号完全消失。而且,确认了目标生成物中的与硅邻接的碳上的质子的信号即0.95ppm附近的多重线,求出了其收率。其结果,收率为>99%。
1H-NMR(396MHz、CDCl3)δ:-0.07(s,3H),-0.06(s,3H),0.05(s,9H),0.89-1.00(m,2H),1.28(d,J=7.3Hz,3H),2.91(tq,J=6.8Hz,J=7.3Hz,1H),7.13-7.32(m,5H).
[实施例12]
在螺旋瓶中加入作为催化剂的合成例2中得到的新戊酸钴3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例2中得到的异腈L-2 14mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、α-甲基苯乙烯130μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为>99%。
[实施例13]使用了新戊酸钴和异腈L-3的氢化硅烷化反应
在螺旋瓶中加入作为催化剂的合成例2中得到的新戊酸钴3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例3中得到的异腈L-3 4mg(0.015毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、α-甲基苯乙烯130μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为63%。
[实施例14]
在螺旋瓶中加入作为催化剂的合成例2中得到的新戊酸钴3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的以市售品获得的三甲基甲硅烷基甲基异腈3mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、α-甲基苯乙烯130μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为51%。
[实施例15]
在螺旋瓶中加入作为催化剂的合成例2中得到的新戊酸钴3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的合成例6中得到的双(三甲基甲硅烷基)甲基异腈6mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、α-甲基苯乙烯130μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为94%。
[实施例16]
在螺旋瓶中加入作为催化剂的合成例2中得到的新戊酸钴3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的合成例6中得到的三(三甲基甲硅烷基)甲基异腈8mg(0.04毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、α-甲基苯乙烯130μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为63%。
[实施例17]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例4中得到的钴羧酸B 7mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的异腈L-1 11mg(0.03毫摩尔)、DME(100μL),搅拌了15分钟后,加入作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、α-甲基苯乙烯130μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了43小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为>99%。
[3]甲基氢聚硅氧烷与α-甲基苯乙烯的反应
[化6]
[实施例18]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例2中得到的新戊酸钴3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的异腈L-1 11mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔)、α-甲基苯乙烯130μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为95%。
[实施例19]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例3中得到的钴羧酸A 9mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的异腈L-1 11mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度18)1.47g(1.0毫摩尔)、α-甲基苯乙烯169μL(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为46%。
[实施例20]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例3中得到的钴羧酸A 9mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例2中得到的异腈L-2 14mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度18)1.47g(1.0毫摩尔)、α-甲基苯乙烯169μL(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为46%。
[实施例21]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例3中得到的钴羧酸A 9mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例3中得到的异腈L-3 4mg(0.015毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度18)1.47g(1.0毫摩尔)、α-甲基苯乙烯169μL(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为20%。
[实施例22]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例5中得到的钴羧酸C 12mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的异腈L-1 11mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度18)1.47g(1.0毫摩尔)、α-甲基苯乙烯169μL(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为42%。
[实施例23]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例5中得到的钴羧酸C 12mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例2中得到的异腈L-2 14mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度18)1.47g(1.0毫摩尔)、α-甲基苯乙烯169μL(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为76%。
[实施例24]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例5中得到的钴羧酸C 12mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例3中得到的异腈L-3 4mg(0.015毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度18)1.47g(1.0毫摩尔)、α-甲基苯乙烯169μL(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为29%。
[实施例25]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例2中得到的新戊酸钴3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的以市售品得到的三甲基甲硅烷基甲基异腈3mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔)、α-甲基苯乙烯169μL(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为25%。
[实施例26]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例2中得到的新戊酸钴3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的合成例6中得到的双(三甲基甲硅烷基)甲基异腈6mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔)、α-甲基苯乙烯169μL(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为80%。
[实施例27]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例2中得到的新戊酸钴3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的合成例6中得到的三(三甲基甲硅烷基)甲基异腈8mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔)、α-甲基苯乙烯169μL(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为20%。
[比较例1]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例2中得到的新戊酸钴3mg(0.01毫摩尔)、1-异氰基金刚烷5mg(0.03毫摩尔)、α-甲基苯乙烯130μL(1.0毫摩尔)、两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为0%。
[4]甲基氢聚硅氧烷与苯乙烯的反应
[化7]
[实施例28]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例1中得到的新戊酸铁3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的异腈L-1 7mg(0.02毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔)、苯乙烯149μL(1.3毫摩尔),在50℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为75%。
[实施例29]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例1中得到的新戊酸铁3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例2中得到的异腈L-2 10mg(0.02毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔)、苯乙烯149μL(1.3毫摩尔),在50℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为12%。
[实施例30]
在反应容器加入作为催化剂的合成例1中得到的新戊酸铁3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例3中得到的异腈L-3 3mg(0.01毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔)、苯乙烯149μL(1.3毫摩尔),在25℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为11%。
[实施例31]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例1中得到的新戊酸铁3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的以市售品得到的三甲基甲硅烷基甲基异腈2mg(0.02毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔)、苯乙烯149μL(1.3毫摩尔),在50℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为74%。
[实施例32]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例1中得到的新戊酸铁3mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的合成例6中得到的双(三甲基甲硅烷基)甲基异腈4mg(0.02毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔)、苯乙烯149μL(1.3毫摩尔),在50℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为6%。
[比较例2]
在反应容器中加入作为催化剂的合成例1中得到的新戊酸铁3mg(0.01毫摩尔)、1-异氰基金刚烷3mg(0.02毫摩尔)、苯乙烯115μL(1.0毫摩尔)、两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔),在50℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为0%。
[5]七甲基三硅氧烷与1-辛烯的反应
[化8]
[实施例33]
在反应容器中加入合成例3中得到的钴羧酸盐A 435mg(0.5毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 545mg(1.5毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。进行气相色谱分析,根据以下的计算式求出了反应率。
[数1]
其结果,反应率为91%。再有,就目标物成分而言,确认了蒸馏离析后的1H-NMR分析以及气相色谱分析中的保留时间与另外使用铂催化剂合成的生成物相同(应予说明,以后所示的实施例中采用气相色谱的反应率确定同样地按照该步骤进行)。
[实施例34]
在反应容器中加入合成例3中得到的钴羧酸盐A 217mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 545mg(1.5毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50毫摩尔),在80℃下搅拌了7.5小时。采用气相色谱分析的反应率为95%。
[实施例35]
在反应容器中加入合成例5中得到的钴羧酸盐C 312mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 545mg(1.5毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50毫摩尔),在80℃下搅拌了7小时。采用气相色谱分析的反应率为94%。
[实施例36]
在反应容器中加入合成例5中得到的钴羧酸盐C 125mg(0.10毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 436mg(1.2毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50毫摩尔),在80℃下搅拌了10小时。采用气相色谱分析的反应率为77%。
[实施例37]
在反应容器中加入合成例2中得到的新戊酸钴65mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 545mg(1.5毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50毫摩尔),在80℃下搅拌了4.5小时。采用气相色谱分析的反应率为91%。
[实施例38]
在反应容器中加入作为市售品得到的醋酸钴(Co(OAc)2)44mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 545mg(1.5毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50毫摩尔),在80℃下搅拌了6小时。采用气相色谱分析得到的反应率为82%。
[比较例3]
在反应容器中加入作为市售品得到的醋酸钴(Co(OAc)2)2mg(0.01毫摩尔)、1-异氰基金刚烷10mg(0.06毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷777mg(3.5毫摩尔)、1-辛烯224mg(2毫摩尔),在80℃下搅拌了6小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为0%。
[实施例39]
在反应容器中加入作为市售品得到的醋酸钴4水合物(Co(OAc)2·4H2O)62mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 545mg(1.5毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50毫摩尔),在80℃下搅拌了7小时。采用气相色谱分析得到的反应率为42%。
[实施例40]
在反应容器中加入合成例3中得到的钴羧酸盐A 217mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例2中得到的L-2 718mg(1.5毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50毫摩尔),在80℃下搅拌了3.5小时。采用气相色谱分析得到的反应率为68%。
[实施例41]
在反应容器中加入合成例3中得到的钴羧酸盐A 217mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例3中得到的L-3 201mg(0.75毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50毫摩尔),在80℃下搅拌了6.5小时。采用气相色谱分析得到的反应率为34%。
[实施例42]
在反应容器中加入合成例3中得到的钴羧酸盐A 217mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的1-异氰基金刚烷121mg(0.75毫摩尔)、实施例1中得到的L-1 272mg(0.75毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65毫摩尔)、3-辛烯5.60g(50毫摩尔)、甲苯3mL,在80℃下搅拌了8.5小时。采用气相色谱分析得到的反应率为85%。
[6]七甲基三硅氧烷与2-辛烯的反应
[化9]
[实施例43]
在反应容器中加入合成例3中得到的钴羧酸盐A 217mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 545mg(1.5毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65毫摩尔)、2-辛烯5.60g(50毫摩尔),在80℃下搅拌了7小时。只得到与1-辛烯的加成物相同的生成物,采用气相色谱分析得到的反应率为77%。
[7]七甲基三硅氧烷与3-辛烯的反应
[化10]
[实施例44]
在反应容器中加入合成例3中得到的钴羧酸盐A 217mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 545mg(1.5毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65毫摩尔)、3-辛烯5.60g(50毫摩尔),在80℃下搅拌了7小时。只得到与1-辛烯的加成物相同的生成物,采用气相色谱分析得到的反应率为38%。
[8]五甲基二硅氧烷与1-辛烯的反应
[化11]
[实施例45]
在反应容器中加入醋酸铱(Alfa Aesar公司制造)12mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 22mg(0.06毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、1-辛烯157μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,氢化硅烷化生成物的收率为50%。
[实施例46]
在反应容器中加入作为市售品得到的醋酸锌6mg(0.03毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 22mg(0.06毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、1-辛烯157μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,氢化硅烷化生成物的收率为4%。
[实施例47]
在反应容器中加入作为市售品得到的醋酸银5mg(0.03毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 22mg(0.06毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷254μL(1.3毫摩尔)、1-辛烯157μL(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,氢化硅烷化生成物的收率为5%。
[合成例8]钴羧酸盐D的合成
在20mL茄形烧瓶中加入醋酸钴0.50g(2.87毫摩尔)、棕榈酸1.47g(5.74毫摩尔),在170℃下搅拌了1小时。然后,通过在这样的温度下减压干燥1小时,从而制备了钴羧酸盐D(1.50g)。
FT-IR(KBr)ν:2915,2849,1543,1467,141,1317,720cm-1
[合成例9]钴羧酸盐E的合成
在20mL茄形烧瓶中加入醋酸钴0.50g(2.84毫摩尔)、异棕榈酸1.46g(5.70毫摩尔),在170℃下搅拌了1小时。然后,通过在这样的温度下减压干燥1小时,从而制备了钴羧酸盐E(1.50g)。
FT-IR(KBr)ν:2954,1922,2853,1603,1577,1457,1417,1260,1276,765cm-1
[合成例10]钴羧酸盐F的合成
在20mL茄形烧瓶中加入醋酸钴0.51g(2.89毫摩尔)、异硬脂酸(异构体混合物:日产化学工业株式会社制造)1.62g(5.71毫摩尔),在170℃下搅拌了1小时。然后,通过在这样的温度下减压干燥1小时,从而制备了钴羧酸盐F(1.50g)。
FT-IR(KBr)ν:2952,2867,1618,1576,1457,1424,1363,1276,765cm-1
[合成例11]2-乙基己酸钴的合成
在20mL茄形烧瓶中加入醋酸钴1.00g(5.65毫摩尔)、2-乙基己酸1.63g(11.3毫摩尔),在170℃下搅拌了2小时。然后,在这样的温度下减压干燥1小时,进而在190℃下减压干燥2小时,制备了2-乙基己酸钴。产量为1.93g。
[合成例12]辛酸钴的合成
在20mL茄形烧瓶中加入醋酸钴1.00g(5.65毫摩尔)、辛酸1.63g(11.3毫摩尔),在170℃下搅拌了2小时。然后,在这样的温度下减压干燥1小时,进而在190℃下减压干燥2小时,制备了辛酸钴。产量为1.93g。
[合成例13]月桂酸钴的合成
在20mL茄形烧瓶中加入醋酸钴1.00g(5.65毫摩尔)、月桂酸2.26g(11.3毫摩尔),在170℃下搅拌了2小时。然后,在这样的温度下减压干燥1小时,进而在190℃下减压干燥2小时,制备了月桂酸钴。产量为2.57g。
[合成例14]铁羧酸盐A的合成
在50mL二口茄形烧瓶中加入镁带1.08g(44.3毫摩尔)、THF35mL,向其中缓慢地滴加溴均三甲基苯8.49g(42.6毫摩尔)。滴入后,确认了发热回复后,在60℃下搅拌了3小时。将得到的溶液用玻璃过滤器过滤,制备了均三甲基苯基溴化镁格利雅试剂的THF溶液。
在100mL Schlenk管中加入FeCl2 2.63g(20.7毫摩尔)、THF30mL、1,4-二噁烷10mL,冷却到-78℃。向其中缓慢地加入上述制备的均三甲基苯基溴化镁格利雅试剂的THF溶液,在25℃下搅拌了2小时。此时,反应液从茶色悬浮液变化为红色悬浮液。然后,通过离心分离将析出的固体除去,减压干燥。将得到的红色固体溶解于二乙醚,再次通过离心分离将固体除去后,在-30℃下使其重结晶,得到了结晶(产量4.36g、收率72%)。
接下来,将得到的[Fe(均三甲苯基)(μ-均三甲苯基)]20.20g(0.34毫摩尔)加入小瓶,溶解于Et2O(10mL)后,边搅拌边缓慢地滴加(Me3SiO)2MeSi(CH2)10COOH0.56g(1.37毫摩尔)。然后,通过减压馏除,从而制备了茶褐色的铁羧酸盐A(0.72g)。
FT-IR(KBr)ν:2958,2923,2854,1524,1441,1257,1050,843,783,754cm-1
[合成例15]铁羧酸盐B的合成
在小瓶中加入合成例14中合成的[Fe(均三甲苯基)(μ-均三甲苯基)]20.20g(0.34毫摩尔),溶解于Et2O(10mL)后,边搅拌边缓慢地滴加(Me3SiO)2MeSi(CH2)3COOH0.42g(1.37毫摩尔)。然后,通过减压馏除,从而制备了茶褐色的铁羧酸盐B(0.60g)。
FT-IR(KBr)ν:2957,1609,1576,1542,1457,1406,1257,1038,835,795,780,751cm-1
[合成例16]铁羧酸盐C的合成
在小瓶中加入合成例14中合成的[Fe(均三甲苯基)(μ-均三甲苯基)]20.20g(0.34毫摩尔),溶解于Et2O(10mL)后,边搅拌边缓慢地滴加异棕榈酸0.35g(1.37毫摩尔)。然后,通过减压馏除,从而制备了茶褐色的铁羧酸盐D(0.52g)。
FT-IR(KBr)ν:2954,2922,2853,1560,1523,1456,1418,1276,1260,764,723cm-1
[合成例17]2-乙基己酸铁的合成
在带有酯捕集器的100mL3口烧瓶中加入醋酸铁(1.02g、5.86毫摩尔)、2-乙基己酸(3.68g、25.52毫摩尔)、二甲苯(15.8g),在170℃下使其反应1小时,利用酯捕集器将溶剂类馏除。然后,通过减压干燥,从而制备了深绿色的2-乙基己酸铁(1.87g)。
[实施例48]异腈L-4的合成
在100mL的烧瓶中装入醋酸酐9.15g(0.090摩尔),将内温冷却到-10℃。向其中滴入甲酸8.23g(0.179摩尔)。在冷却的状态下进一步搅拌30分钟,接下来,将内温升高到40℃,搅拌了3小时后,冷却到室温。
在100mL的烧瓶中装入(Me3SiO)2Si(Me)CH2CH2CH2NH221.0g(0.075摩尔)和四氢呋喃35mL,将内温冷却到-20℃。以内温不超过-5℃的速度向其中滴入上述的反应液。滴入结束后,在-15℃下进一步搅拌了2小时。接下来,用蒸发器将挥发分除去,得到了N-甲酰化的粗生成物22.75g。
在100mL的烧瓶中装入上述的N-甲酰化生成物22.75g(0.074摩尔)、二氯甲烷90.0g、二异丙胺22.77g(0.225摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入磷酰氯15.00g(0.098摩尔)。然后,在冷却的状态下搅拌了2小时。滴入碳酸钠20质量%水溶液120.0g,滴入结束后在5℃下搅拌了1小时。将生成的盐过滤除去,将水层分离。将有机层水洗3次,加入硫酸钠,脱水,过滤后蒸馏,得到了目标物(Me2SiO)2Si(Me)CH2CH2CH2NC。产量12.25g、收率55.9%。
[实施例49]异腈L-5的合成
在100mL的烧瓶中装入醋酸酐13.54g(0.133摩尔),将内温冷却到-10℃。向其中滴入甲酸12.26g(0.266摩尔)。在冷却的状态下进一步搅拌30分钟,接下来,使内温上升到40℃,搅拌了3小时后,冷却到室温。
在200mL的烧瓶中装入[(Me3SiO)2Si(Me)O]2Si(Me)CH2CH2CH2NH263.29g(0.110摩尔)和四氢呋喃100.0g,将内温冷却到-20℃。以内温不超过-5℃的速度向其中滴入上述的反应液。滴入结束后,在-15℃下进一步搅拌了2小时。接下来,用蒸发器将挥发分除去,得到了N-甲酰化的粗生成物56.36g。
在100mL的烧瓶中装入上述的N-甲酰化生成物55.46g、二氯甲烷151.6g、二异丙胺34.25g(0.339摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入磷酰氯19.84g(0.130摩尔)。然后,在冷却的状态下搅拌了2小时。滴入碳酸钠20质量%水溶液175.0g,滴入结束后在5℃下搅拌了1小时。将生成的盐过滤除去,将水层分离。将有机层水洗3次,加入硫酸钠,脱水、过滤后蒸馏,得到了目标物[(Me3SiO)2Si(Me)O]2Si(Me)CH2CH2CH2NC。产量36.75g、收率57.8%。沸点115℃/0.3kPa。
[实施例50]异腈L-6的合成
在300mL的烧瓶中装入醋酸酐60.9g(0.60摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入甲酸55.0g(1.20摩尔)。在冷却的状态下进一步搅拌30分钟,接下来,使内温上升到40℃,搅拌了2小时后,冷却到室温。
在500mL的烧瓶中装入1,3,5,7-四甲基-3,5,7-三丙基-3-氨基丙基环四硅氧烷135.6g(0.32摩尔)和四氢呋喃200mL,将内温冷却到-20℃。以内温不超过-5℃的速度向其中滴入上述的反应液。滴入结束后,在-15℃下进一步搅拌了2小时。接下来,用蒸发器将挥发分除去,得到了N-甲酰化的粗生成物145.7g。
在2L的烧瓶中装入上述的N-甲酰化生成物145.7g、二氯甲烷200mL、二异丙胺113.1g(1.12摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入磷酰氯54.0g(0.35摩尔)。然后,在冷却的状态下搅拌了2小时。滴入碳酸钠20质量%水溶液802.0g,滴入结束后在室温下搅拌了15小时。将生成的盐过滤除去,将水层分离。将有机层水洗3次,加入硫酸钠,脱水、过滤后蒸馏,得到了1,3,5,7-四甲基-3,5,7-三丙基-3-异腈基丙基环四硅氧烷。产量92.8g、收率67.0%。沸点132.0~133.5℃/0.3kPa。采用气相色谱得到的纯度为99.4%。
[化12]
[实施例51]异腈L-7的合成
在1L的烧瓶中装入氢化钠24.5g(60质量%、液体石蜡分散物、0.61摩尔)、二甲基甲酰胺400ml、甲酰胺24.4g(0.54摩尔),将内温升温到120℃。进而搅拌2小时,将内温降低至100℃,滴入tBu(Me)2SiOSi(Me)2CH2Cl120.9g(0.51摩尔)。滴入结束后,将内温提高到120℃,进而搅拌了5小时。冷却到室温,将盐过滤,水洗后在减压下将溶剂和未反应物除去,得到了tBu(Me)2SiOSi(Me)2CH2NHCHO粗生成物29.0g。
在500mL的烧瓶中装入tBu(Me)2SiOSi(Me)2CH2NHCHO粗生成物29.0g(0.117摩尔)、二氯甲烷60mL、二异丙胺41.4g(0.410摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入磷酰氯19.8g(0.129摩尔)。然后,在冷却的状态下搅拌了2小时。滴入碳酸钠20质量%水溶液293.3g,滴入结束后在室温下搅拌了15小时。将生成的盐过滤除去,将水层分离。将有机层水洗3次,加入硫酸钠,脱水、过滤后蒸馏,得到了目标物tBu(Me)2SiOSi(Me)2CH2NC。产量7.66g、收率28.6%。沸点88.0~91.0℃/0.9kPa。采用气相色谱得到的纯度为84.0%。
[实施例52]异腈L-8的合成
在1L的烧瓶中装入氢化钠51.0g(60%、液体石蜡分散物、1.275摩尔)、二甲基甲酰胺600mL、甲酰胺49.5g(1.10摩尔),将内温升温到120℃。进而搅拌2小时,将内温降低到60℃,滴入CH2=CH(Me)2SiCH2Cl143.2g(1.06摩尔)。滴入结束后,将内温提高到120℃,进而搅拌了5小时。冷却到室温,将盐过滤,水洗后在减压下将溶剂和未反应物除去,得到了CH2=CH(Me)2SiCH2NHCHO粗生成物60.3g。
在500mL的烧瓶中装入CH2=CH(Me)2SiCH2NHCHO60.3g(0.42摩尔),使内温成为80℃后,滴入了1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷112.3g(0.51摩尔)和氯铂酸3质量%的乙醇溶液3.0g。滴入结束后使内温成为100℃,进而搅拌了5小时。在减压下将未反应物除去,得到了(Me3SiO)2Si(Me)CH2CH2Si(Me)2CH2NHCHO粗生成物61.8g。
在500mL的烧瓶中装入(Me3SiO)2Si(Me)CH2CH2Si(Me)2CH2NHCHO粗生成物45.7g(0.125摩尔)、二氯甲烷50mL、二异丙胺44.2g(0.438摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入了磷酰氯21.1g(0.137摩尔)。然后,在冷却的状态下搅拌了2小时。滴入碳酸钠20质量%水溶液376g,滴入结束后在室温下搅拌了15小时。将生成的盐过滤除去,将水层分离。将有机层水洗3次,加入硫酸钠,脱水、过滤后蒸馏,得到了目标物(Me3SiO)2Si(Me)CH2CH2Si(Me)2CH2NC。产量12.0g、收率27.6%。沸点97.0~99.0℃/0.3kPa。采用气相色谱得到的纯度为96.5%。
[实施例53]异腈L-9的合成
在500mL的烧瓶中装入醋酸酐123.1g(1.21摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入甲酸111.0g(2.41摩尔)。在冷却的状态下进一步搅拌30分钟,接下来,将内温提高到40℃,搅拌了2小时后,冷却到室温。
在1L的烧瓶中装入1,1,3-三甲基-3,3-二苯基-3-氨基丙基二硅氧烷212.4g(0.65摩尔)和四氢呋喃250mL,将内温冷却到-20℃。以内温不超过-5℃的速度向其中滴入上述的反应液。滴入结束后,在-15℃下进一步搅拌了2小时。接下来,用蒸发器将挥发分除去,得到了N-甲酰化的粗生成物230.0g。
在3L的烧瓶中装入上述的N-甲酰化生成物230.0g、二氯甲烷230mL、二异丙胺228.1g(2.26摩尔),将内温冷却到5℃。向其中滴入磷酰氯108.9g(0.71摩尔)。然后,在冷却的状态下搅拌了2小时。滴入碳酸钠20质量%水溶液1620g,滴入结束后在室温下搅拌了15小时。将生成的盐过滤除去,将水层分离。将有机层水洗3次,加入硫酸钠,脱水、过滤后蒸馏,得到了Me(Ph)2SiOSi(Me)2CH2CH2CH2NC。产量118.7g、收率53.9%。沸点166.0~169.0℃/0.2kPa。采用气相色谱得到的纯度为99.0%。
[化13]
[实施例54]
在反应容器中加入合成例8中合成的钴羧酸盐D 5.7mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 10.9mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷223mg(1.0毫摩尔)、1-辛烯146mg(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为65%。
[实施例55]
在反应容器中加入合成例9中合成的钴羧酸盐E 142.3mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 544.5mg(1.50毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65.0毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50.0毫摩尔),在80℃下搅拌了6小时。采用气相色谱分析得到的反应率为90.6%。
[实施例56]
在反应容器中加入合成例10中合成的钴羧酸盐F 149.3mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 544.5mg(1.50毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65.0毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50.0毫摩尔),在80℃下搅拌了4小时。采用气相色谱分析得到的反应率为88.7%。
[实施例57]
在反应容器中加入合成例11中合成的2-乙基己酸钴86.3mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 544.5mg(1.50毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65.0毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50.0毫摩尔),在80℃下搅拌了6小时。采用气相色谱分析得到的反应率为92.0%。
[实施例58]
在反应容器中加入合成例12中合成的辛酸钴86.3mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 544.5mg(1.50毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65.0毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50.0毫摩尔),在80℃下搅拌了4.5小时。采用气相色谱分析得到的反应率为91.3%。
[实施例59]
在反应容器中加入合成例13中合成的月桂酸钴114.3mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 544.5mg(1.50毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65.0毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50.0毫摩尔),在80℃下搅拌了4.5小时。采用气相色谱分析得到的反应率为87.8%。
[实施例60]
在反应容器中加入合成例9中合成的钴羧酸盐E 57mg(0.10毫摩尔)、作为异腈配体的实施例48中得到的L-4 173mg(0.60毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷5.76g(26毫摩尔)、1-辛烯2.24g(20毫摩尔),在80℃下搅拌了4小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为54%。
[实施例61]
在反应容器中加入合成例9中合成的钴羧酸盐E 57mg(0.10毫摩尔)、作为异腈配体的实施例49中得到的L-5 357mg(0.61毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷5.77g(26毫摩尔)、1-辛烯2.24g(20毫摩尔),在80℃下搅拌了4小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为66%。
[实施例62]
在反应容器中加入合成例9中合成的钴羧酸盐E 142.3mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例50中得到的L-6 649.5mg(1.50毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65.0毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50.0毫摩尔),在80℃下搅拌了4小时。采用气相色谱分析得到的反应率为82.0%。
[实施例63]
在反应容器中加入合成例9中合成的钴羧酸盐E 142.3mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例51中得到的L-7 343.5mg(1.50毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65.0毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50.0毫摩尔),在80℃下搅拌了8小时。采用气相色谱分析得到的反应率为35.5%。
[实施例64]
在反应容器中加入合成例9中合成的钴羧酸盐E 142.3mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例52中得到的L-8 520.5mg(1.50毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65.0毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50.0毫摩尔),在80℃下搅拌了9小时。采用气相色谱分析得到的反应率为64.8%。
[实施例65]
在反应容器中加入合成例9中合成的钴羧酸盐E 142.3mg(0.25毫摩尔)、作为异腈配体的实施例53中得到的L-9 508.5mg(1.50毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65.0毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50.0毫摩尔),在80℃下搅拌了8小时。采用气相色谱分析得到的反应率为50.9%。
[9]各种氢硅烷与α-甲基苯乙烯的反应
[化14]
[实施例66]
在反应容器中加入二异丙氧基钴(Aldrich公司制造)1.8mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 10.9mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1-3,3,3-五甲基二硅氧烷192mg(1.3毫摩尔)、α-甲基苯乙烯118mg(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为97%。
[实施例67]
在反应容器中加入合成例2中得到的新戊酸钴7.8mg(0.03毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 32.7mg(0.09毫摩尔)、作为氢硅氧烷的三乙氧基硅烷214mg(1.3毫摩尔)、α-甲基苯乙烯118mg(1毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为33%。
[实施例68]
在反应容器中加入合成例2中得到的新戊酸钴2.6mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 10.9mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔)、α-甲基苯乙烯153mg(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了6小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为82%。
[实施例69]
在反应容器中加入合成例3中得到的钴羧酸盐A 8.9mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 10.9mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔)、α-甲基苯乙烯153mg(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为46%。
[实施例70]
在反应容器中加入合成例9中合成的钴羧酸盐E 5.7mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 10.9mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.5毫摩尔)、α-甲基苯乙烯153mg(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为62%。
[10]两末端三甲基甲硅烷基封端聚(二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷)共聚物与烯烃
的反应
[化15]
[实施例71]
在反应容器中加入合成例3中得到的钴羧酸盐A 8.7mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 10.9mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端三甲基甲硅烷基封端聚(二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷)共聚物1.14g(0.5毫摩尔)、α-甲基苯乙烯153mg(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出生成物的收率。其结果,收率为57%。
[实施例72]
在反应容器中加入合成例9中得到的钴羧酸盐E 5.7mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 10.9mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端三甲基甲硅烷基封端聚(二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷)共聚物1.14g(0.5毫摩尔)、α-甲基苯乙烯153mg(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为53%。
[实施例73]
在反应容器中加入合成例3中得到的钴羧酸盐A 8.7mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 10.9mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端三甲基甲硅烷基封端聚(二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷)共聚物1.14g(0.50毫摩尔)、烯丙基缩水甘油基醚148mg(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为18%。
[实施例74]
在反应容器中加入合成例9中得到的钴羧酸盐E 5.7mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 10.9mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端三甲基甲硅烷基封端聚(二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷)共聚物1.14g(0.50毫摩尔)、烯丙基缩水甘油基醚148mg(1.3毫摩尔),在80℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为50%。
[11]氢硅氧烷与乙烯基硅氧烷的反应
[化16]
[实施例75]
在反应容器中加入合成例2中得到的新戊酸钴2.6mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 10.9mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷192mg(1.3毫摩尔)、1-乙烯基-1,1,3,3,3-五甲基二硅氧烷174mg(1毫摩尔),在80℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为22%。
[实施例76]
在反应容器中加入合成例2中得到的新戊酸钴2.6mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 10.9mg(0.03毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷289mg(1.3毫摩尔)、1-乙烯基-1,1,3,3,3-五甲基二硅氧烷174mg(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为21%。
[12]五甲基二硅氧烷与苯乙烯的反应
[化17]
[实施例77]
在反应容器中加入合成例14中得到的铁羧酸盐A 8.7mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 7.3mg(0.02毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷192mg(1.3毫摩尔)、苯乙烯104mg(1.0毫摩尔),在室温下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为88%。
[实施例78]
在反应容器中加入合成例16中得到的铁羧酸盐C 113mg(0.20毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 295mg(0.81毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷7.75g(52毫摩尔)、苯乙烯4.16g(40毫摩尔),在50℃下搅拌了6小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为90%。
[实施例79]
在反应容器中加入合成例17中得到的2-乙基己酸铁68mg(0.20毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 295mg(0.81毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷7.75g(52毫摩尔)、苯乙烯4.16g(40毫摩尔),在50℃下搅拌了6小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为94%。
[实施例80]
在反应容器中加入三氟甲磺酸铁(Aldrich公司制造)3.5mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 7.3mg(0.02毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,3-五甲基二硅氧烷192mg(1.3毫摩尔)、苯乙烯104mg(1.0毫摩尔),在50℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为23%。
[13]各种氢硅烷与α-甲基苯乙烯的反应
[化18]
[实施例81]
在反应容器中加入合成例1中得到的新戊酸铁7.7mg(0.03毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 22mg(0.06毫摩尔)、作为氢硅氧烷的三乙氧基硅烷214g(1.3毫摩尔)、苯乙烯104mg(1.0毫摩尔),在80℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为8%。
[实施例82]
在反应容器中加入合成例1中得到的新戊酸铁2.6mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 7.3mg(0.02毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.50毫摩尔)、苯乙烯135mg(1.3毫摩尔),在50℃下搅拌了3小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为75%。
[实施例83]
在反应容器中加入合成例15中得到的铁羧酸盐B 6.7mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 7.3mg(0.02毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.50毫摩尔)、苯乙烯135g(1.3毫摩尔),在50℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为20%。
[实施例84]
在反应容器中加入合成例16中得到的铁羧酸盐C 5.7mg(0.01毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 7.3mg(0.02毫摩尔)、作为氢硅氧烷的两末端氢二甲基甲硅烷基封端聚二甲基硅氧烷(平均聚合度27)1.07g(0.50毫摩尔)、苯乙烯135mg(1,3毫摩尔),在50℃下搅拌了24小时。冷却后,测定1H-NMR波谱,求出了生成物的收率。其结果,收率为84%。
[实施例85]
在反应容器中加入合成例9中合成的钴羧酸盐E 56.9mg(0.10毫摩尔)、作为异腈配体的实施例1中得到的L-1 217.8mg(0.60毫摩尔)、1-氰基金刚烷48.3mg(0.30毫摩尔)、作为氢硅氧烷的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷14.43g(65.0毫摩尔)、1-辛烯5.60g(50.0毫摩尔),在80℃下搅拌了4小时。采用气相色谱分析得到的反应率为71.7%。
Claims (17)
1.由式(1)或式(1)’表示的异腈化合物,其中,不包括三甲基甲硅烷基甲基异腈、双(三甲基甲硅烷基)甲基异腈、三(三甲基甲硅烷基)甲基异腈,
R1-Si(R1)a{[(OSi(R1)2)]b-R1}c (1)
[化1]
式(1)或式(1)’中,R1相互独立地为选自可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的烷基、烷氧基、烯基、炔基、芳基、芳烷基和式(2)
-A-NC (2)
中的1价有机基团,并且全部R1基中的1~3个为由式(2)表示的有机基团,
A表示可被取代并且1个或1个以上的选自硅、氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的2价有机基团,
a表示0~3的整数,c表示0~3的整数,并且a+c满足3,b表示1~300的整数,d表示3~20的整数。
2.根据权利要求1所述的异腈化合物,其中,所述a为0、1或2。
3.根据权利要求1或2所述的异腈化合物,其中,所述式(1)或所述式(1)’中的全部R1基中的1个为由所述式(2)表示的有机基团。
4.氢化硅烷化反应催化剂,其特征在于,包含由下述式(3)表示的金属盐化合物与由下述式(1)或下述式(1)’表示的异腈化合物的反应生成物:
Me(L)f(X)g (3)
式(3)中,M表示不包括铂的周期表第8族、第9族或第10族的过渡金属,
X表示卤素原子,
L表示选自下述式(4)~(6)中的至少1种的1价有机基团,
e表示1或2的整数,f表示0~6的整数,g表示0~3的整数,e为1时,f+g满足2或3,e为2时,f+g满足4~6,
-O-R2 (4)
-OCO-R2 (5)
-OSO2-R2 (6)
式(4)~(6)中,R2相互独立地表示可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的1价有机基团或由式(7)表示的1价的有机基团,
-(B)p-R3 (7)
式(7)中,B表示可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的2价有机基团,
p表示0或1的整数,所述L为由式(4)表示的1价有机基团时,p满足0或1,所述L为由式(5)或式(6)表示的1价有机基团时,p满足1,
R3表示由式(8)表示的基团,
-{Si(R5)2-R4}h-Si(R5)l{[(OSi(R5)2)]m-R5}n (8)
式(8)中,R4表示可被取代并且1个或1个以上的氧原子可介于其间的碳数1~10的2价有机基团,
R5相互独立地表示可被取代并且1个或1个以上选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的烷基、烷氧基、芳基或芳烷基,
h表示0或1的整数,l表示0~3的整数,m表示1~300的整数,n表示0~3的整数,并且l+n满足3,
R1-Si(R1)a{[(OSi(R1)2)]b-R1}c (1)
[化2]
式(1)或式(1)’中,R1相互独立为选自可被取代并且1个或1个以上的选自氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的烷基、烷氧基、烯基、炔基、芳基、芳烷基和式(2)
-A-NC (2)
中的1价有机基团,并且全部R1基中的1~3个为由式(2)表示的有机基团,
A表示可被取代并且1个或1个以上的选自硅、氧、氮、硫和磷中的原子可介于其间的碳数1~30的2价有机基团,
a表示0~3的整数,c表示0~3的整数,并且a+c满足3,b表示1~300的整数,d表示3~20的整数。
5.根据权利要求4所述的氢化硅烷化催化剂,其中,式(1)中,a为0、1或2。
6.根据权利要求4或5所述的氢化硅烷化催化剂,其中,式(1)或式(1)’中,全部R1基中的1个为由所述式(2)表示的有机基团。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的氢化硅烷化反应催化剂,其在使具有脂肪族不饱和键的化合物与具有Si-H基的氢硅烷化合物或有机氢(聚)硅氧烷化合物进行氢化硅烷化反应的体系内制备。
8.根据权利要求4~7中任一项所述的氢化硅烷化反应催化剂,其中,所述M为Fe、Co或Ni,e为1,f为2,g为0。
9.根据权利要求4~7中任一项所述的氢化硅烷化反应催化剂,其中,所述M为Rh,e为2,f为4,g为0。
10.根据权利要求4~7中任一项所述的氢化硅烷化反应催化剂,其中,所述M为Ru,e为2,f为4,g为1。
11.根据权利要求4~10中任一项所述的氢化硅烷化反应催化剂,其中,所述L为由上述式(5)表示的1价的有机基团。
12.根据权利要求11所述的氢化硅烷化反应催化剂,其中,所述R2为可被卤素原子取代的碳数1~5的烷基。
13.氢化硅烷化反应催化剂的制造方法,其特征在于,在使具有脂肪族不饱和键的化合物与具有Si-H基的氢硅烷化合物或有机氢(聚)硅氧烷化合物进行氢化硅烷化反应的体系内,使根据权利要求4所述的由式(3)表示的金属盐化合物与由式(1)表示的异腈化合物反应,得到氢化硅烷化反应催化剂。
14.加成化合物的制造方法,其特征在于,在根据权利要求4~12中任一项所述的氢化硅烷化反应催化剂的存在下,使具有脂肪族不饱和键的化合物与具有Si-H键的氢硅烷化合物或有机氢(聚)硅氧烷化合物进行氢化硅烷化反应。
15.根据权利要求14所述的加成化合物的制造方法,其中,上述具有脂肪族不饱和键的化合物为烯烃化合物或者具有烯基的硅烷化合物或有机(聚)硅氧烷。
16.加成化合物的制造方法,其特征在于,由根据权利要求4所述的由式(3)表示的金属盐和由式(1)或式(1)’表示的异腈化合物,在使具有脂肪族不饱和键的化合物与具有Si-H基的氢硅烷化合物或有机氢(聚)硅氧烷化合物进行氢化硅烷化反应的体系内制备氢化硅烷化反应催化剂,在该反应催化剂的存在下进行所述氢化硅烷化反应。
17.根据权利要求16所述的加成化合物的制造方法,其中,所述具有脂肪族不饱和键的化合物为烯烃化合物或者具有烯基的硅烷化合物或有机(聚)硅氧烷。
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