CN109999913A - 用于改善镍-配体的溶解性的组合物 - Google Patents

用于改善镍-配体的溶解性的组合物 Download PDF

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Abstract

在通过戊烯腈进行到己二腈的丁二烯氢氰化反应中，由零价镍与二齿磷基配体的NiL2A型络合物产生的催化作用可以是由所述催化络合物的溶解性限速的，其中L2是二齿配体并且A是不饱和化合物。本发明涉及用于所述镍‑配体络合物的包含不饱和腈的混合物的溶剂组合物，其特别是在不存在路易斯酸促进剂的情况下提供增加的金属溶解性，从而在用于制备重要尼龙制造中间物的工业规模方法中产生更高氢氰化反应速率。所述混合腈溶剂组合物可包括戊烯腈和/或甲基丁烯腈的混合物。混合不饱和腈的所述混合物可至少部分来自使用所述镍‑二齿配体络合物作为催化剂的所述氢氰化反应的再循环物流。

Description

用于改善镍-配体的溶解性的组合物
本申请是国际申请日为2013年12月6日、国际申请号为PCT/US2013/073688、国家申请号为201380072224.7且发明名称为“用于改善镍-配体的溶解性的组合物”的申请之分案申请。
本申请要求于2012年12月7日提交的美国临时申请序列号61/734,520的优先权，所述专利申请以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及可用于通过使用催化剂形成反应环境的组合物用含磷配体制备镍-配体络合物催化剂的方法，所述催化剂形成反应环境可在其中提供镍-配体络合物的更大溶解性。所述催化剂溶液可用于进行氢氰化反应，诸如1，3-丁二烯(BD)的氢氰化以形成戊烯腈(PN)，并且用于戊烯腈的后续氢氰化以形成己二腈(ADN)，用于商业上重要的尼龙(nylon)合成领域。
背景技术
使用过渡金属与单齿亚磷酸酯配体的络合物的适合用于烯系不饱和化合物的氢氰化的氢氰化催化剂系统记录于现有技术中。参见例如美国专利号3,496,215；3,631,191；3,655,723和3,766,237，以及Tolman等人，Advances in Catalysis，1985，33，1。活化烯系不饱和化合物(诸如共轭烯系不饱和化合物(例如BD和苯乙烯)以及变形烯系不饱和化合物(例如降冰片烯)的氢氰化是在不使用路易斯酸促进剂(Lewis acid promoter)的情况下进行，而非活化烯系不饱和化合物(诸如1-辛烯和3-戊烯腈(3PN))的氢氰化通常需要使用路易斯酸促进剂。最近，已描述了用于在路易斯酸促进剂存在下使用零价镍和二齿亚磷酸酯配体的单烯系不饱和化合物的氢氰化的催化剂组合物和方法；例如在美国专利号5,512,696；5,723,641；以及6,171,996中。
美国专利号3,903,120描述了Ni(MZ3)4型(即ML4型)和Ni(MZ3)2A型(即ML2A型)零价镍络合物的制备；其中M是P、As或Sb；Z是R或OR，其中R是具有多达18个碳原子并且可以相同或不同的烷基或芳基，并且至少一个Z是OR；A是具有2至20个碳原子的单烯烃化合物；Ni(MZ3)2A的给定MZ3的R基团较佳经选择使得配体具有至少130°的锥角；它们是通过使元素镍与单齿MZ3配体在0℃-150℃范围内的温度下在单齿MZ3配体的作为催化剂的含卤素衍生物的存在下反应来制备。更快速反应是通过在有机腈溶剂中进行制备来实现。与单齿含磷配体相比，二齿含磷配体通常与以上参考文献中描述的镍金属反应得更慢。某些二齿配体，诸如那些不容易与镍金属形成NiL4络合物(即不以每一金属原子两摩尔二齿配体形成络合物)的二齿配体，在诸如ZnCl2等路易斯酸促进剂存在下将更容易反应，从而在有机反应环境中形成更高浓度的呈配体络合物形式的溶解镍。
美国专利号4,416,825也描述了用于制备包含零价镍与单齿有机磷化合物(配体)的络合物的氢氰化催化剂的改进的连续方法，它是通过相对于单齿配体的量控制反应的温度并且在氯离子和诸如己二腈等有机腈存在下进行反应来实现。
存在若干可用于使用含磷配体制备镍催化剂络合物的方法。一种方法是镍双(1，5-环辛二烯)[NI(COD)2]与亚磷酸酯配体之间反应；然而，这种方法非常不经济，因为Ni(COD)2的成本高。另一种方法涉及在亚磷酸酯配体存在下用锌粉原位还原无水氯化镍。为成功进行此反应，镍金属必须与含磷配体以足以产生镍络合物的速率反应。
美国专利号6,171,996描述了包含根据如例如美国专利号3,496,217；3,631,191；3,846,461；3,847,959；以及3,903,120中所描述的本领域熟知技术制备或产生的二齿亚磷酸酯配体的零价镍络合物。举例来说，二价镍化合物可与还原剂组合，以充当反应中的零价镍的来源。据称适合的二价镍化合物包括式NiY2化合物，其中Y是卤化物、羧酸酯或乙酰丙酮化物。据称适合的还原剂包括金属硼氢化物、金属铝氢化物、金属烷基、Zn、Fe、Al、Na或H2。元素的镍(较佳镍粉)在与如美国专利号3,903,120中所描述的卤化催化剂组合时也是适合的零价镍来源。美国专利号8,088,943也描述了包含二齿亚磷酸酯配体的零价镍络合物。
与单齿含磷配体相比，二齿含磷配体通常与以上参考文献中所描述的镍金属反应更慢，并且通常形成NiL2A型(每个金属原子一摩尔二齿配体，加上不饱和物质A)而非NiL4型(每个金属原子2摩尔二齿配体)金属络合物。
许多镍盐均可通过在高温下用氢气还原而转化成镍金属。潜在来源是氧化镍、甲酸镍、草酸镍、氢氧化镍、碳酸镍以及碱式碳酸镍(BNC)。BNC制备已公开于艮M.Mallya等，Journal of the Indian Institute of Science 1961，第43卷，第44-157页和M.A.Rhamdhani等，Metallurgical and Materials Transactions B 2008，第39B卷，第218-233和234-245页中。
适合的镍金属的一个实例是INCO型123镍金属粉末(化学文摘服务社(ChemicalAbstract)登记号7440-02-0)，它是衍生自高温下羰基镍的分解。适合用于与亚磷酸酯配体形成络合物的镍金属的制备方法公开于美国已公布的专利申请号2011/0196168中。关于氢氰化和己二腈(ADN)方法的其它背景含于USPN 8,088,943 B2和美国公布号：US 2012/0035387 A1中。
发明内容
在各个实施方案中，本发明涉及一种混合不饱和腈的组合物，已出人意料地发现与仅包含单一不饱和腈的组合物相比，所述组合物更有效地溶解镍金属与二齿含磷配体的催化络合物。溶解于不饱和腈的混合物中的镍金属与二齿磷基配体的络合物作为例如用于制备己二腈(ADN)的氢氰化催化剂是有效的。已出人意料地发现，与在仅具有例如单一戊烯腈等单一纯不饱和腈的环境中相比，镍-二齿亚磷酸酯配体的络合物在存在诸如混合戊烯腈等混合不饱和腈的情况下的溶解性更高。在各个实施方案中，本发明还涉及一种镍-配体络合物于混合不饱和腈中的催化溶液，其与类似领域组合物相比具有更高浓度的活性镍催化剂；一种制备具有增高水平的活性镍催化剂的催化溶液的方法；以及在进行氢氰化反应时使用混合腈溶剂中的催化溶液的方法。
因此，本发明可提供一种组合物，其包含催化性ML2A型镍-配体络合物，其中M是镍金属，L2是单一摩尔当量的二齿磷基配体，并且A是不饱和化合物，所述催化性ML2A型镍-配体络合物溶解于包含不饱和腈的混合物的溶剂系统中，所述混合物包含超过一种戊烯腈、超过一种甲基丁烯腈或至少一种戊烯腈与至少一种甲基丁烯腈的混合物。举例来说，A可以是诸如戊烯腈等不饱和腈。举例来说，组合物可不含路易斯酸促进剂；例如，组合物可不含ZnCl2。
不饱和腈的存在对最终镍-配体溶解性的影响在亚磷酸三芳酯的单亚磷酸酯混合物的情况下不存在，其在溶液中形成NiL4络合物种类。对于归因于空间相互作用而不能形成NiL4种类的二齿配体(例如在两摩尔二齿配体情况下的四配位Ni)来说，镍-配体络合物L2NiA(即在单一摩尔的二齿配体情况下的更低配位的Ni)的形成取决于不饱和化合物A，所述化合物A也可以与镍相互作用。反应结束时溶液中的镍的量随溶液中二齿配体的量和其它结合化合物的类型而变化。在本文中，本发明人已出人意料地发现在存在不饱和腈的混合物的情况下观测到更大金属溶解性。在使用所述组合物来催化氢氰化反应时，混合不饱和腈可来自如USPN 8,088,943 B2中所描述的使混合不饱和腈物流流向催化剂反应器的过程。因此，本发明可提供一种氢氰化反应环境，其包含容纳于适合用于进行氢氰化反应的反应器中的含本发明的ML2A催化组合物的包含不饱和腈、丁二烯以及氰化氢的混合物的溶剂系统，其中所述反应环境可不含路易斯酸促进剂，诸如氯化锌或其它金属氯化物。所述环境可在反应过程期间再装入催化性ML2A型镍-配体络合物，其中M是镍金属，L2是单一摩尔当量的二齿磷基配体，并且A是不饱和化合物，所述催化性ML2A型镍-配体络合物溶解于包含不饱和腈的混合物的溶剂系统中，所述混合物包含超过一种戊烯腈、超过一种甲基丁烯腈或至少一种戊烯腈与至少一种甲基丁烯腈的混合物；其中包含所述混合物的溶剂系统的至少一部分是来自氢氰化反应过程的再循环物流。
本发明还可以提供一种制备如权利要求1所述的组合物的方法，其包括使镍金属与二齿磷基配体于混合不饱和腈溶剂系统中的溶液接触，所述混合不饱和腈溶剂系统包含超过一种戊烯腈、超过一种甲基丁烯腈或至少一种戊烯腈与至少一种甲基丁烯腈的混合物；其中溶解于混合腈溶剂组合物中的镍-配体络合物的浓度相对于在类似条件下溶解于包含单一戊烯腈或单一甲基丁烯腈的单一腈溶剂组合物中的镍-配体络合物的浓度有所增加。
本发明还可以提供一种进行氢氰化反应的方法，其包括例如在不存在路易斯酸促进剂的情况下，使不饱和氢氰化反应底物、氰化氢以及催化性ML2A型镍-配体络合物在适合于引起所述底物与所述氰化氢的反应的条件下接触，其中M是镍金属，L2是单一摩尔当量的二齿磷基配体，并且A是不饱和化合物，所述催化性ML2A型镍-配体络合物溶解于包含不饱和腈的混合物的溶剂系统中，所述混合物包含超过一种戊烯腈、超过一种甲基丁烯腈或至少一种戊烯腈与至少一种甲基丁烯腈的混合物。举例来说，在包含不饱和腈的混合物的溶剂系统中的ML2A型镍-配体络合物可使用来自氢氰化反应的再循环物流来制备。
具体实施方式
如本说明书和随附权利要求书中所用，除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一个(或一种)(a/an)”和“所述”包括复数指示物。
如本文所用的术语“约”在指数值或范围时，允许所述值或范围的一定程度，例如在所陈述的值或所陈述的范围限值的10％以内或5％以内的可变性。
除非另外说明，否则所有百分比组成均以重量百分比形式给出。
如果必然是整数的可变的值(例如烷基中碳原子的数目或环上取代基的数目)被描述为范围，例如0-4，那么意思是所述值可以是0与4之间包括0和4的任何整数，即0、1、2、3或4。
诸如用于本发明方法中的化合物或化合物集合可以是如本文所描述的元素的任何组合和/或子组合中的任一种。
提供了如实施例中的任一者中所示或在示例性化合物之中的化合物。
附带条件可适用于所公开的类别中的任一种，其中以上所公开的其它类别或种类中的任何一种或多种均可从所述类别中排除。
除非另外指出，否则本公开的态样使用在本领域技术内的化学技术等。所述技术在文献中充分解释。除非另外定义，否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域一般技术人员通常所理解相同的含义。虽然类似或等效于本文所描述的方法和材料的任何方法和材料也可用于实践或测试本公开，但现描述优选方法和材料。
在合成方法的背景下，如本文所用的诸如“在适合于提供……的条件下”或“在足以产生……的条件下”等短语是指提供适用量或产率的反应产物的反应条件，诸如时间、温度、溶剂、反应物浓度等，对于实验者来说将其改变是在一般技术内的。所需反应产物未必是仅有的反应产物或起始物质未必被完全消耗，前提条件是所需反应产物可分离或以其它方式进一步使用。
“化学可行的”意指不违反通常所了解的有机结构规则的键结布置或化合物；例如在权利要求的定义内的在某些情况下将含有本质上将不存在的五价碳原子的结构应理解为不在权利要求内。本文所公开的结构旨在仅包括“化学上可行的”结构和任何所列举的化学上不可行的结构，例如在显示具有可变原子或基团的结构中，不旨在被公开或要求于本文中。
当取代基被指定为具有指定身份的原子“或一个键”时，构造在取代基是″一个键″时是指与指定取代基紧紧相邻的基团彼此以化学上可行的键结构造直接连接。
除非具体指示特定立体化学或同分异构形式，否则意指结构的所有手性、非对映异构、外消旋形式。在若干情况下，虽然在具体要求的化合物之中描述了单个立体异构体，但立体化学命名不暗示替代同分异构形式更不优选、不理想或未要求。本发明中所用的化合物可包括如由描述显而易见的在任何或所有不对称原子处以任何程度的富集进行富集或溶解的光学异构体。外消旋与非对映异构混合物两者以及单个光学异构体均可分离或合成，使得实质上不含其对映异构或非对映异构搭配物，并且这些全部均在本发明范围内。
如本文所用，术语“稳定化合物”和“稳定结构”意在指示化合物坚固得足以经受住从反应混合物中分离至适用程度的纯度，并且配制成有效治疗剂。本文仅涵盖稳定化合物。
术语“有机基团”在用于本文中时是指能够键结至另一个原子的区段(portion)或片段或部分(moiety)，其中所述基团是基于碳的。“基于碳”意味着基团的至少一部分包含至少一个碳原子，其可共价键结至如本领域熟知的能够共价键结的其它原子，诸如氢、氮、氧、卤素、硫、磷等。
当提到例如“烷基”或“芳基”等基团而未对基团中原子的数目有任何限制时，应了解权利要求关于烷基的尺寸是有界限的并且有限制的，这是根据定义；即，诸如烷基等基团所具有的尺寸(碳原子的数目)是有限数目，其受一般技术人员关于如对于分子实体来说合理的基团尺寸的理解的限制；并且是根据官能性，即诸如烷基等基团的尺寸受基团赋予含所述基团的分子的功能性，诸如在水性或有机液体介质中的溶解性的限制。因此，叙述“烷基”或其它化学基团或部分的权利要求是有界限的并且有界的。
诸如本领域熟知的化学基团的标准缩写可用于本文中，并且在一般知识以内；例如Me＝甲基，Et＝乙基，i-Pr＝异丙基，Bu＝丁基，t-Bu＝叔丁基，Ph＝苯基，Bn＝苯甲基，Ac＝乙酰基，Bz＝苯甲酰等。
一般来说，“取代”是指如本文所定义的有机基团，其中所含的一个或多个与氢原子的键结由一个或多个诸如但不限于以下的与非氢原子的键结置换：卤素(即F、Cl、Br以及I)；诸如以下的基团中的氧原子：羟基、烷氧基、芳氧基、芳烷氧基、氧代(羰基)基团、羧基(包括羧酸、羧化物以及羧酸酯)；诸如以下的基团中的硫原子：硫醇基、烷基和芳基硫化物基团、亚砜基团、砜基、磺酰基以及磺酰胺基团；诸如以下的基团中的氮原子：胺、羟胺、腈、硝基、N-氧化物、酰肼、叠氮化物以及烯胺；以及各种其它基团中的其它杂原子。可键结至取代碳(或其它)原子的取代基J的非限制性实例包括F、Cl、Br、I、OR′、OC(O)N(R′)2、CN、NO、NO2、ONO2、叠氮基、CF3、OCF3、R′、O(氧代)、S(硫羰基)、亚甲二氧基、亚乙二氧基、N(R′)2、SR′、SOR′、SO2R′、SO2N(R′)2、SO3R′、C(O)R′、C(O)C(O)R′、C(O)CH2C(O)R′、C(S)R′、C(O)OR′、OC(O)R′、C(O)N(R′)2、OC(O)N(R′)2、C(S)N(R′)2、(CH2)0-2N(R′)C(O)R′、(CH2)0-2N(R′)N(R′)2、N(R′)N(R′)C(O)R′、N(R′)N(R′)C(O)OR′、N(R′)N(R′)CON(R′)2、N(R′)SO2R′、N(R′)SO2N(R′)2、N(R′)C(O)OR′、N(R′)C(O)R′、N(R′)C(S)R′、N(R′)C(O)N(R′)2、N(R′)C(S)N(R′)2、N(COR′)COR′、N(OR′)R′、C(＝NH)N(R′)2、C(O)N(OR′)R′或C(＝NOR′)R′，其中R′可以是氢或基于碳的部分，并且其中基于碳的部分本身可进一步取代；例如其中R可以是氢、烷基、酰基、环烷基、芳基、芳烷基、杂环基、杂芳基或杂芳基烷基，其中R′的任何烷基、酰基、环烷基、芳基、芳烷基、杂环基、杂芳基或杂芳基烷基均可独立地用J单取代或多取代；或其中键结至氮原子或相邻氮原子的两个R′基团可与氮原子一起形成杂环基，其可用J单取代或独立地多取代。
取代基团J可独立地是卤基、硝基、氰基、OR、NR2或R，或者是C(O)OR、C(O)NR2、OC(O)OR、OC(O)NR2、N(R)C(O)OR、N(R)C(O)NR2或其硫代/硫羰基类似物。关于含有O的基团的“其硫代/硫羰基类似物”意味着基团中的任何或所有O原子均可由S原子置换；例如对于基团C(O)OR，“其硫代/硫羰基类似物”包括C(S)OR、C(O)SR以及C(S)SR；例如对于基团OC(O)NR2，“其硫代/硫羰基类似物”包括SC(O)NR2、OC(S)NR2以及SC(S)NR2；等。
当取代基是诸如F或Cl等单价取代基时，其通过单键键结至其欲取代的原子。当取代基大于单价时，诸如O，其为二价，其可通过超过一个键来键结至其欲取代的原子，即二价取代基是通过双键键结；例如用O取代的C形成羰基C＝O，其还可以书写为“CO”、“C(O)”或“C(＝O)”，其中C和O是双键键结的。当碳原子用双键氧(＝O)基团取代的时，氧取代基称为“氧代”基团。当诸如NR等二价取代基双键键结至碳原子时，所得C(＝NR)基团称为“亚氨基”。当诸如S形的二价取代基双键键结至碳原子时，所得C(＝S)基团称为“硫代羰基”或“硫羰基”。
或者，诸如O或S等二价取代基可通过两个单键连接至两个不同碳原子。举例来说，二价取代基O可键结至两个相邻碳原子中的每一个以提供环氧基，或者O可在相邻或非相邻碳原子之间形成称为″氧基″的桥联醚基，例如桥联环己基的1，4-碳以形成[2.2.1]-氧杂二环系统。另外，任何取代基均可通过诸如(CH2)n或(CR′2)n等连接基键结至碳或其它原子，其中n是1、2、3或更大，并且各R’是独立选择的。
烷基包括直链和具支链烷基以及具有1至约20个碳原子并且典型地1至12个碳或1至8个碳原子的环烷基。直链烷基的实例包括具有1至8个碳原子的直链烷基，诸如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基以及正辛基。具支链烷基的实例包括但不限于异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、新戊基、异戊基以及2，2-二甲基丙基。如本文所用，术语“涵盖”正烷基、异烷基和反异烷基以及其它具支链形式的烷基。代表性取代烷基可用以上所列基团中的任一种取代一次或多次，例如氨基、羟基、氰基、羧基、硝基、硫代、烷氧基以及卤素基团。
环烷基是环状烷基，诸如但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基以及环辛基。环烷基可具有3至约8-12个环成员，或者环碳原子的数目在3至4、5、6或7个范围内。环烷基进一步包括多环环烷基，诸如但不限于降冰片基、金刚烷基、冰片基、莰烯基、异莰烯基以及蒈烯基；以及稠环，诸如但不限于十氢萘基等。环烷基亦包括用如上文所定义的直链或具支链烷基取代的环。代表性取代环烷基可以是单取代或取代超过一次，诸如但不限于2，2-、2，3-、2，4-、2，5-或2，6-双取代环己基或单取代、双取代或三取代降冰片基或环庚基，其可用例如以下基团取代：氨基、羟基、氰基、羧基、硝基、硫代、烷氧基以及卤素。单独或呈组合形式的术语“环烯基”表示环状烯基。
(环烷基)烷基(也表示为环烷基烷基)是如上文所定义烷基，其中烷基的氢或碳键用如上文所定义的与环烷基的键结置换。
术语“烷氧基”是指氧原子连接至如以上所定义的烷基，包括环烷基。直链烷氧基的实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基等。具支链烷氧基的实例包括但不限于异丙氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、异戊氧基、异己氧基等。环状烷氧基的实例包括但不限于环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基等。烷氧基可包括键结至氧原子的一至约12-20个碳原子，并且可进一步包括双键或三键，并且还可以包括杂原子。举例来说，烯丙氧基是本文中的含义内的烷氧基。甲氧基乙氧基也是本文中的含义内的烷氧基，在结构的两个相邻原子用其取代的背景下的亚甲基二氧基也是本文中的含义内的烷氧基。
芳基是环中不含杂原子的环状芳香族烃。因此，芳基包括但不限于苯基、薁基、庚间三烯并庚间三烯(heptalenyl)、联苯基、引达省基(indacenyl)、芴基、菲基、联三亚苯基、芘基、并四苯基、基、联二亚苯基、蒽基以及萘基。芳基在基团的环部分中可含有约6至约14个碳。芳基可以如上文所定义是未取代或取代的。代表性取代芳基可以是单取代或取代超过一次，诸如但不限于2取代、3取代、4取代、5取代或6取代的苯基或2-8取代的萘基，其可用诸如上文所列的那些碳或非碳基团取代。在本文中的含义内，芳基还可以具有稠环，诸如稠合环烷基环。举例来说，四氢萘基环是本文中的含义内的芳基的一个实例。因此，芳基环包括例如部分氢化的系统，其可未取代或取代，并且包括一个或多个用诸如烷基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、环烷基烷基、环烷氧基烷基等基团取代的芳基环，并且还与例如环烷基环稠合。
术语“戊烯腈”在用于本文中时是指具有所有可能的立体化学的直链5碳不饱和腈以及其混合物。因此，丁二烯(BD)氢氰化产生戊烯腈(PN)被理解为提供一种或多种戊烯腈异构体，诸如顺式或反式2-戊烯腈、3-戊烯腈、4-戊烯腈或其混合物。BD的氢氰化还可以产生不需要的副产物2-甲基-3-丁烯腈(2M3BN)。2M3BN异构化为PN是指具支链不饱和腈重排为直链不饱和腈。
术语“配体”在用于本文中时是指可络合诸如镍等金属原子以提供金属-配体络合物的中性含磷有机分子。在具有此类型的配体的镍络合物的情况下，如下文进一步描述，镍可由四个磷原子络合(ML4型络合物)，其中所述四个络合磷原子可由四个单齿配体分子组成(因此各配体分子含有单个能络合金属的磷原子)，或由两个二齿配体分子(因此各配体分子含有两个各自能络合金属的磷原子)。在其它络合物中，尤其在庞大二齿配体情况下，镍金属原子仅可接纳两个络合磷原子，但也许也能结合于另一种配体，诸如不饱和化合物。因此，这些称为ML2A或NiL2A(特别针对镍)络合物的络合物包含由单个二齿配体分子(或两个单齿配体分子)的两个磷原子配位且另外由包含诸如不饱和腈(例如3-戊烯腈等)等不饱和化合物(含有π键)的另一种配体配位的中心镍原子。如本文所公开并且要求的金属溶解组合物和方法涉及ML2A型催化络合物。
氢氰化催化剂的磷基配体
镍金属与磷基配体的络合物，诸如镍与式(V)：
或式(XIII)：
二齿配体的络合物是用于诸如在己二腈的制造中的丁二烯氢氰化等氢氰化反应的反应环境中的均相催化剂。其它二齿配体也可用于本发明的组合物和方法中，下文对其进行详述。二齿配体往往形成NiL2A(ML2A)型而非NiL4(ML4)型络合物，这可归因于金属原子周围二齿配体的空间体积。在具有式(V)或式(XIII)配体的镍络合物中，ML2A络合物每个镍金属原子分别包含一个配体(V)或(XIII)的分子，并且对镍金属原子的其它配位由不饱和化合物A提供，所述不饱和化合物A可以是不饱和腈，诸如戊烯腈(PN)(例如顺式或反式3-戊烯腈)、2-甲基-3-丁烯腈(2M3BN)等，或者可以是丁二烯或另一种不饱和有机化合物，即作为由金属络合物催化的氢氰化反应的底物。
镍-配体络合物在氢氰化反应环境中的溶解性可以是氢氰化反应的总速率的限制因素，因为催化性金属-配体络合物应均匀溶解于反应环境中以有效催化丁二烯氢氰化为不饱和腈或不饱和腈氢氰化为己二腈。本发明人在本文中已惊讶地发现，即使在路易斯酸促进剂不存在时，不饱和腈的混合物与包含单一不饱和腈的溶剂相比仍可以是镍-配体络合物的更佳溶剂。因此，在各个实施方案中，本发明提供如下方法和组合物，其中不饱和腈的混合物(即如美国专利号8,088,943中所定义的物流5和/或物流11和/或物流12)可有效溶解浓度比使用单组分溶剂系统可实现的更高的催化性镍-配体络合物，诸如镍金属与配体(V)的络合物。催化剂的更高溶解性可达成有价值的氢氰化产物(诸如工业规模方法中的己二腈)的更高有效速率和通量。
可用作诸如镍等金属的磷基配体的有机磷化合物包括其中存在一个或多个磷原子并且也存在一个或多个有机基团或部分的分子实体。有机磷化合物可进一步包括其它元素，诸如氧、卤素、氢、氮等。常用于各种类别的有机磷化合物的一些术语(其中P是磷原子而R指示通过碳-磷键键结至磷原子的有机部分)包括“膦”(PR3)、“氧化膦”(P(O)R3)、“次膦酸酯”(P(OR)R2)、“亚膦酸二酯”(P(OR)2R)、“亚膦酸酯”(ROP(O)R2)、“亚磷酸酯”(P(OR)3)、“膦酸酯”(RP(O)(OR)2)以及“磷酸酯”(P(O)(OR)3)。
术语“磷基配体”在用于本文中时是指含有至少一个磷原子的配体，其适合用于与诸如镍等过渡金属形成络合物，其中所述络合物可对诸如烯烃的氢氰化反应(诸如丁二烯氢氰化产生戊烯腈或戊烯腈氢氰化产生己二腈)等有机反应具有催化活性。术语“磷基”是指含有至少一个磷原子的有机化合物，无论其是否具有催化活性。
如本领域已知，含有至少一个亚磷酸酯键的磷基配体可以是氢氰化催化剂的组分，诸如在与例如镍等过渡金属组合时。诸如镍等金属可以是零价，即呈金属形式。金属与配体的反应可形成可溶于某些有机溶剂的络合物。如本文所描述，配体可以是例如亚磷酸酯、亚膦酸二酯、次膦酸酯、膦或混合磷基配体或所述成员的组合，前提条件是配体含有至少一个可水解的P-O-C键，其中P是磷原子(其另外具有其它取代基)，O是氧原子，并且C表示有机基团，诸如芳基。
一般来说，磷基配体可以是单齿或多齿，例如二齿或三齿。术语“单齿”是本领域中熟知的，并且意指各配体分子具有单个磷原子，其可键结至单个金属原子。术语“二齿”是本领域中熟知的，并且意指各配体分子具有两个磷原子(例如式(III)化合物)，并且配体的该两个磷原子均可键结至单个金属原子。二齿配体作为螯合配体也是本领域中已知的。本发明的组合物和方法涉及镍与二齿配体的ML2A型络合物。
如本文所用，术语“混合磷基配体”意指包含至少一个选自以下的组合的磷基配体：亚磷酸酯-亚膦酸二酯、亚磷酸酯-次膦酸酯、亚磷酸酯-膦、亚膦酸二酯-次膦酸酯、亚膦酸二酯-膦以及次膦酸酯-膦或所述成员的组合，前提条件是存在至少一个在酸催化下进行水解的P-O-C键，其中P是磷原子，O是氧原子，并且C表示有机基团，诸如芳基。
适合于例如镍等过渡金属的络合物的磷基配体可选自式(III)二齿配体
其中X12、X13、X14、X22、X23以及X24各自独立地是氧或一个键，前提条件是X12、X13、X14、X22、X23或X24中的至少一者是氧；
R12、R13、R22以及R23各自独立地是(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷基、(C3-C10)环烷基(C1-C10)烷基、(C6-C20)芳基或(C6-C20)芳基(C1-C10)烷基，其中对于R12、R13、R22或R23的任何(C6-C20)芳基或(C6-C20)芳基(C1-C10)烷基，其各环未取代或用1-4个独立地选自以下的取代基取代：(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷基、(C1-C10)烷氧基、(C3-C10)环烷氧基、(C3-C10)环烷基(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷氧基(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷基(C1-C10)烷氧基、(C3-C10)环烷氧基(C1-C10)烷氧基、(C6-C20)芳基以及(C6-C20)芳基(C1-C10)烷基；或者，任选地，基团对R12与R13或R22与R23中的一者或多者相互直接键结，使得R12X12和R13X13基团、或R22X22和R23X23基团、或两者与每对基团所键结的相应磷原子一起形成相应的环；并且，
Y是(C6-C20)亚芳基，其中其各环独立地未取代或用1-4个以下基团取代：(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷基、(C1-C10)烷氧基、(C3-C10)环烷氧基、(C3-C10)环烷基(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷氧基(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷基(C1-C10)烷氧基、(C3-C10)环烷氧基(C1-C10)烷氧基、(C6-C20)芳基、(C6-C20)芳基(C1-C10)烷基、氟、氯、溴或(C1-C10)卤代烷基。
适合用于现今的工艺的二齿亚磷酸酯配体，即以上式(III)化合物的一个实例是具有式(V)的配体，显示如下：
另一个实例是式(XIII)配体：
以下更详细描述这些配体的用途。
适合用于现今工艺的二齿亚磷酸酯配体的其它实例包括具有下文所示式(VI)至(IX)的二齿亚磷酸酯配体，其中对于各式，R17可选自：甲基、乙基以及异丙基，并且R18和R19可独立地选自H和甲基。或者，R17、R18以及R19各自可独立地是高碳烷基、环烷基、烷氧基或环烷氧基。
适合用于现今工艺的二齿亚磷酸酯配体的其它实例包括选自由式(X)和(XI)表示的群组的成员的配体，其中除非在进一步明确限制时，否则所有类似参考字母具有相同含义：
其中R41和R45可独立地选自：C1-C10烷基、C3-C10环烷基、C1-C10烷氧基以及C3-C10环烷氧基，并且R42、R43、R44、R46、R47以及R48各自独立地选自：H、C1-C10烷基以及C3-C10环烷基。
举例来说，二齿亚磷酸酯配体可由式(X)或式(XI)表示，其中
R41是甲基、乙基、异丙基或环戊基；
R42是H或甲基；
R43是H或C1-C10烷基、C3-C10环烷基、C1-C10烷氧基或C3-C10环烷氧基；
R44是H或甲基；
R45是甲基、乙基或异丙基；并且
R46、R47以及R48各自独立地选自：H、C1-C10烷基、C3-C10环烷基、C1-C10烷氧基以及C3-C10环烷氧基。
举例来说，二齿亚磷酸酯配体可由式(X)或(XI)表示，其中
R41、R44以及R45是甲基；
R42、R46、R47以及R48是H；并且，
R43是C1-C10烷基、C3-C10环烷基、C1-C10烷氧基或C3-C10环烷氧基；
或者，由式(X)或(XI)表示，其中
R41是异丙基；
R42是H；
R43是C1-C10烷基、C3-C10环烷基、C1-C10烷氧基或C3-C10环烷氧基；
R44是H或甲基；
R45是甲基或乙基；
R46和R48各自独立地是H或甲基；并且
R47是H、甲基或叔丁基。
或者，二齿亚磷酸酯配体可由式(X)或(XI)表示，其中
R41是异丙基或环戊基；
R45是甲基或异丙基；并且
R46、R47以及R48是H。
作为另一个实例，二齿亚磷酸酯配体可由式(X)或(XI)表示，其中R41是异丙基；R42、R46以及R48是H；并且R43、R44、R45以及R47是甲基。
作为另一个实例，式(III)配体可具有式(XII)：
其中R12、R13、R22以及R23各自独立地是未取代或取代的单价芳基；并且RY3-RY10各自独立地选自：氢、(C1-C10)烷基以及(C1-C10)烷氧基；或其中两个包含RY3-RY10中的任一者的相邻基团一起形成任选取代的稠合芳基环。“单价芳基”意指键结至多一个亚磷酸酯基的芳基，其可为原本未取代或取代的。“任选取代的稠合芳基环”意指RY3-RY10的任何相邻基团对本身可与其所键结的环的原子一起形成另一个可为未取代或取代的芳基环。
更具体地说，例如对于式(XII)配体，R12、R13、R22以及R23各自独立地是在相应单个邻位处用(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基取代的苯基，其中所述R12、R13、R22以及R23苯基的相应间位和对位可各自独立地未取代或独立地用以下基团取代：(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷基、(C1-C10)烷氧基、(C3-C10)环烷氧基、(C3-C10)环烷基(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷氧基(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷基(C1-C10)烷氧基或(C3-C10)环烷氧基(C1-C10)烷氧基；
RY6和RY10独立地是(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基，并且RY3、RY4、RY5、RY7、RY8以及RY9独立地是H、(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基，前提条件是RY3、RY4或RY5中的至少一者，并且RY7、RY8或RY9中的至少一者是(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基。
应认识到，式(V)至(XIII)是三维分子的二维表示并且分子中可发生围绕化学键的旋转，以得到不同于所示构造的构造。举例来说，围绕式(V)至(XIII)的联苯基、八氢联萘基和/或联萘桥联基团的2位与2′位之间的碳-碳键旋转分别可使得各式中的两个磷原子彼此更靠近并且可允许亚磷酸酯配体以二齿方式结合于镍。此外，使用诸如R41的仲丁基的光学活性部分可产生光学活性催化剂。
丁二烯的氢氰化
下文所阐述的BD直接或间接通过异构化来氢氰化和/或再通过在存在现代含磷催化剂的情况下的中间物的氢氰化产生ADN是本领域中熟知的，如由美国专利7,977,502；7,659,422；以及美国已公布申请2009/0182164和2010/0267990所证明。可单独或组合使用各种修改以用反应的所选组分实现所需效率。因此，分离步骤、温度、精炼、蒸馏、异构化区、压力、组分沿通道消除、柱尺寸和配置、物流速率、再循环以及其它过程变量可被调节以按需要改变总ADN产量。
催化剂组合物可溶解于对氢氰化反应混合物不具反应性并且与氢氰化反应混合物可混溶的溶剂中。适合的溶剂包括例如具有1至10个碳原子的脂肪族和芳香族烃以及诸如乙腈等腈溶剂。或者，同分异构戊烯腈的混合物、同分异构甲基丁烯腈的混合物、同分异构戊烯腈与同分异构甲基丁烯腈的混合物或前一反应活动的反应产物可用于溶解催化剂组合物。
含HCN馈料、含BD馈料以及催化剂组合物在反应区中接触，所述反应区可含于本领域技术人员已知的任何适合的设备中。一件或多件常规设备可用于提供反应区，例如连续搅拌釜反应器、回路式鼓泡塔反应器、气体循环反应器、鼓泡塔反应器、管式反应器或其组合，其任选具有用于移除反应的热量的至少一部分的装置。
反应温度典型地维持在约80℃至约140℃范围内，例如在约100℃至约130℃范围内。一般来说，反应压力应足以维持试剂呈液态，并且所述压力至少部分随反应混合物中所存在的未反应BD的量而变化。
虽然本发明不受压力上限的限制，但出于实用的目的压力通常在约15psia至约300psia(约103kPa至约30 2068kPa)范围内。
可以蒸气、液体或其混合物的形式将大体上不含一氧化碳、氧气、氨水以及水的HCN引入反应中。作为替代方案，可使用氰醇作为HCN来源。参见例如美国专利号3,655,723。
馈料中的HCN与馈料中的BD的摩尔比在约0.90∶1.00至约1.04∶1.00范围内，例如在约0.92∶1.00至约0.98∶1.00范围内。
此范围的摩尔比可比那些BD明显更大过量于HCN情况下的40有利，因为可存在更少的未反应BD回收和再循环至工艺中，并且变成2-甲基戊二腈(MGN)和BD二聚体、寡聚物以及相关物质的产量损失可减少。馈料中的零价镍与馈料中的BD的摩尔比在约0.00005∶1.00至约0.0050∶1.00范围内，例如在约0.0001∶1.00至约0.0010∶1.00范围内。
在反应区中的停留时间(例如组合馈料在连续搅拌槽反应器(CSTR)中移位一个反应器体积所需要的时间)通常按维持2M3BN浓度低于反应混合物的总质量的约15重量％，例如等于或低于反应混合物的总质量的约10重量％的要求确定，并且还与催化剂浓度和反应温度有关。一般来说，停留时间将在约0.5至约15小时范围内，例如在约1至约10小时范围内。
路易斯酸促进剂
用于氢氰化3-戊烯腈以产生己二腈的反应可在促进剂存在下进行，所述促进剂用于促进此反应，诸如路易斯酸，诸如无机化合物、有机金属化合物或其组合。典型地，在氢氰化反应中，路易斯酸的阳离子或电子接收原子选自：钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、铜、锌、硼、铝、钇、锆、铌、钼、镉、铼、镧、铒、镱、钐、钽以及锡。然而，诸如在用于氢氰化1，3-丁二烯的第一反应区和用于异构化2-甲基-3-丁烯腈的第二反应区中进行的那些反应的反应优选可在不存在或大体上不存在所述促进剂的情况下进行。更具体地说，所述反应可在不存在路易斯酸促进剂的情况下(诸如在不存在ZnCl2的情况下)进行。
二腈可通过3-戊烯腈(3PN)或2-甲基-3-丁烯腈(2M3BN)与HCN的反应产生于第一反应区中。路易斯酸能够促进第一反应区中二腈的形成，但在本发明的一个实施方案中，路易斯酸优选不以可检测量引入第一反应区。
路易斯酸可因元件失常或操作者误差而无意地引入第一反应区。然而，3-戊烯腈的连续产生可使用本发明的方法来维持，前提条件是在产生至少95％3-戊烯腈的过程中第一反应区中Ni的原子当量与路易斯酸的摩尔数的比率小于10∶1。
混合腈溶剂用于增加催化剂溶解性的用途
在以全文引用的方式并入本文中的美国专利申请公布号2011/0196168中，描述了在形成镍与二齿磷基配体(例如三芳基亚磷酸酯，诸如配体(V))的络合物的溶液时，反应混合物可进一步包含选自以下中的一个或多个成员的有机腈：2-戊烯腈、3-戊烯腈、4-戊烯腈、2-甲基-3-丁烯腈、2-甲基-2-丁烯腈、己二腈、2-甲基戊二腈以及乙基琥珀腈。‘168申请进一步描述由单齿配体和二齿配体与本发明的含镍固体的反应制备镍络合物可如其中所描述来进行；举例来说，可使进一步包含如ZnCl2等路易斯酸的二齿含磷配体于戊烯腈溶剂中的5重量％溶液(每摩尔二齿含磷配体0.5至2.5摩尔路易斯酸)与本发明的含镍固体(例如4.0重量％含镍固体)接触。60℃与80℃之间的温度提供可接受的反应速率。‘168申请公开额外的ZnCl2将促成更高的镍催化剂浓度，但这不是优选的，因为催化剂和配体的液-液萃取回收使大部分的ZnCl2不再循环，而使得在戊烯腈氢氰化的工艺中使用更高量的ZnCl2。因此，本发明的组合物和方法在本文所描述的氢氰化反应中避免了路易斯酸促进剂的使用。
在一个实施方案中，本发明提供如下方法和组合物，其中使用戊烯腈的混合物来促成更高镍催化剂浓度，而不是使用路易斯酸促进剂来达到此目的。此外，其它链烯化合物A在其能够结合于L-Ni化合物以形成L-NiA时可增加镍配体溶解性。
如以下实施例中更详细描述，我们评估了含有单一和混合不饱和有机腈的组合物溶解镍的能力，其在实施例1-29和表2中在存在和不存在ZnCl2的存在下进行。
二亚磷酸酯配体是根据公布于国际申请号PCT/US10/60381、国际申请号PCT/US10/60388、国际申请号PCT/US11/40193中的程序制备。所述形成方法还会形成相对微小量的下文所示的单齿配体(7)和(8)。
典型地，在工业氢氰化工艺中，诸如(V)等二齿配体可在微小杂质水平的由磷酸酯间的平衡作用产生的诸如(7)和(8)等单齿配体存在下使用。显而易见的是单齿配体(7)和(8)含有与(V)中相同的酚部分。配体(V)溶液可以是于甲苯中的混合物，其中主要组分(除溶剂外)是(V)，但还包括(7)、(8)；以及(V)、(7)或(8)的水解产物；以及衍生自用于(V)合成的化合物的其它产物。
还在通过移除甲苯溶液并且将配体(V)用甲醇溶剂结晶来将单亚磷酸酯杂质进一步移除之后对二齿配体(V)进行评估。将固体配体(V)通过从甲苯与乙腈的混合物中结晶来进一步纯化。在没有任何单亚磷酸酯的情况下配体(V)与表2中所示的混合物具有相同化学性质和结果。
本发明可提供一种制备用于氢氰化反应环境的含催化性镍-配体络合物的溶剂组合物的方法，其包括使镍金属与磷基配体于混合腈溶剂组合物中的溶液接触，所述混合腈溶剂组合物包含超过一种戊烯腈、超过一种甲基丁烯腈或至少一种戊烯腈与至少一种甲基丁烯腈的混合物；其中溶解于混合腈溶剂组合物中的镍-配体络合物的浓度相对于在类似条件下溶解于包含单一戊烯腈或单一甲基丁烯腈的单一腈溶剂组合物中的镍-配体络合物的浓度有所增加。举例来说，超过一种腈的混合物可包含2-戊烯腈和3-戊烯腈。如上文所论述，磷基配体可以是式(V)：
或式(XIII)的配体：
使用混合腈溶剂组合物可提供一种系统，其中混合腈溶剂组合物中镍-配体络合物的浓度是比在类似条件下单一腈溶剂组合物中镍-配体络合物的浓度高约10％。
使用本发明的方法，可获得并且使用一种包含催化性镍-配体络合物的组合物，其包含镍金属和磷基配体于混合腈溶剂组合物中的溶液，所述混合腈溶剂组合物包含一种混合物，所述混合物包含超过一种戊烯腈、超过一种甲基丁烯腈或至少一种戊烯腈与至少一种甲基丁烯腈的混合物。混合腈溶剂可包含2-戊烯腈和3-戊烯腈，这两者均可获自丁二烯的氢氰化。同样，磷基配体可以是配体(V)或配体(XIII)。
使用已溶解镍-配体络合物的混合腈溶剂组合物，可通过包括以下的方法来进行氢氰化反应：使氢氰化反应底物、氰化氢以及本发明的或通过本发明方法制备的组合物在适合于引起所述底物与所述氰化氢的反应的条件下接触。
镍-配体络合物于腈溶液中的溶解性的评估
在用于评估在适合用于工业规模氢氰化催化作用的纯度水平下的配体(V)的反应的示例性程序中，可将甲苯的一部分蒸馏并且随后将(V)配体混合物溶解于环己烷中。(V)配体溶液于环己烷中的组合物可通过高效液相色谱(HPLC)分析来分析。所获得的一个结果在下表1中给出。
表1：配体(V)的组合物
还在通过移除甲苯溶液并且将配体(V)用甲醇溶剂结晶来将单亚磷酸酯杂质进一步移除之后对二齿配体(V)进行评估。将固体配体(V)通过从甲苯与和乙腈的混合物中结晶来进一步纯化。过滤并且干燥之后配体(V)大于99％纯度。
二亚磷酸酯配体(XIII)是根据公布于国际申请号PCT/US10/60381、国际申请号PCT/US10/60388、国际申请号PCT/US11/40193中的程序以与二亚磷酸酯配体(V)混合物类似的方式来制备。所述形成方法还会形成相对微小量的下文所示的单齿配体(9)和(10)。二亚磷酸酯配体(XIII)混合物的纯度类似于二亚磷酸酯配体(V)混合物。此外，以与上文所描述的配体(V)类似的方式将二亚磷酸酯配体(XIII)纯化为固体。
单齿亚磷酸酯配体记录于现有技术中并且一种特定单齿亚磷酸酯配体是由摩尔比分别为1∶5∶4的苯酚、间甲酚以及对甲酚合成。如现有技术中所描述，使芳香族醇的此混合物与PCl3反应以形成亚磷酸三芳酯(TTP)的混合物。
不同的五碳不饱和腈异构体，即反-3-戊烯腈、顺-2-戊烯腈、2-甲基-3-丁烯腈等是通过蒸馏获得。腈的浓度是通过气相色谱法(GC)测定。ZnCl2是购自Aldrich供应商的ACS试剂级材料。
适合用于镍催化剂制备的Ni金属可如国际申请号PCT/US10/60381、国际申请号PCT/US10/60388、国际申请号PCT/US11/40193中所描述由碱式碳酸镍制备。
镍-配体催化剂在如在实施例部分中关于实施例1-29所描述制备的各种混合物中的溶解性可通过用如下文所规定的组合物通过如上文所论述的适合用于工业规模氢氰化反应的程序处理所获得的镍金属来测定。结果显示于表2中。在使如下文所公开的组分接触之后，可通过HPLC测定所得溶解镍-配体水平。可将含镍样品的过滤样品用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以稳定镍络合物并且移出配体(V)用于高效液相色谱(HPLC)分析。
呈现于表2中的数据表明甚至在不存在路易斯酸促进剂的情况下，在相同条件下，由戊烯腈异构体的混合物制成的催化剂溶液可提供与纯材料相比具有更高浓度的镍催化剂的溶液。实施例3和4分别溶解约4660和4640ppm水平下的呈配体络合物形式的镍，而单一腈溶剂组合物镍水平分别在约4220和4140ppm下，溶解性增加大于10％。关于配体(XIII)的实施例8和14以及关于配体V的实施例1和27表明纯二齿配体或与单亚磷酸酯的混合物在溶解的镍-配体方面不引起改变。与实施例1-7相比，实施例24-26表明对不饱和烯烃的决定性依赖，所述不饱和烯烃可结合于镍以形成配体-Ni-π-烯丙基-CN-ZnCl2、配体-Ni-π-烯丙基-CN以及配体-Ni-烯烃络合物以及具有不饱和键以增加配体-催化剂溶解性的另外的其它镍络合物。实施例15-23显示能够形成NiL4络合物的单齿亚磷酸酯配体如何对不饱和或饱和的腈类型以及对为在溶液中形成镍配体络合物而存在的路易斯酸的量不具有相同依赖。
对含有含混合戊烯腈的组合物且不含路易斯酸促进剂的组合物与含有路易斯酸促进剂氯化锌的类似组合物之间的镍增溶作用的水平的比较可见于各种混合戊烯腈溶剂中的实施例1-11和21-24(具有路易斯酸)与实施例15-20(不存在路易斯酸)中。实施例15-20表明高水平的溶解的Ni-配体络合物可在混合戊烯腈溶剂中获得。令人惊讶地，在不存在路易斯酸促进剂ZnCl2的情况下在混合戊烯腈系统中实现的溶解镍的水平至少类似于在路易斯酸ZnCl2存在下观测到的溶解镍水平。举例来说，使用类似戊烯腈混合物对实施例20(没有路易斯酸)与21(具有路易斯酸)的比较表明可在其中不存在路易斯酸的混合戊烯腈溶剂中实现镍的高程度的增溶作用。
实施例
实施例1：催化剂制备：(V)配体溶液加上3-戊烯腈和ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(V)配体溶液(1.05g)、ZnCl2(0.05g)以及97％纯3-戊烯腈(3.90g)在用特氟隆(Teflon)衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例2：催化剂制备：(V)配体溶液加上顺-2-戊烯腈和ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(V)配体溶液(1.05g)、ZnCl2(0.05g)以及99％纯顺-2-戊烯腈(3.90g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例3：催化剂制备：(V)配体溶液加上3-戊烯腈与顺-2-戊烯腈的混合物和 ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(V)配体溶液(1.05g)、ZnCl2(0.05g)、99％纯顺-2-戊烯腈(1.96g)以及97％3-戊烯腈(1.96g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例4：催化剂制备：(V)配体溶液加上3-戊烯腈与顺-2-戊烯腈的混合物和 ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(V)配体溶液(1.05g)、ZnCl2(0.05g)、99％纯顺-2-戊烯腈(2.65g)以及97％3-戊烯腈(1.25g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例5：催化剂制备：(V)配体溶液加上反-2-戊烯腈和ZnCl2 。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(V)配体溶液(1.05g)、ZnCl2(0.05g)、99％纯反-2-戊烯腈(3.90g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例6：催化剂制备：(V)配体溶液加上3-戊烯腈与反-2-戊烯腈的混合物和 ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(V)配体溶液(1.05g)、ZnCl2(0.05g)、99％纯反-2-戊烯腈(1.95g)以及97％3-戊烯腈(1.95g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例7：催化剂制备：(V)配体溶液加上3-戊烯腈与反-2-戊烯腈的混合物和 ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(V)配体溶液(1.05g)、ZnCl2(0.05g)、99％纯反-2-戊烯腈(2.65g)以及97％3-戊烯腈(1.26g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例8：催化剂制备：(XIII)配体溶液加上3-戊烯腈和ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(XIII)配体溶液(1.05g)、ZnCl2(0.05g)以及97％3-戊烯腈(3.90g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例9：催化剂制备：(XIII)配体溶液加上反-2-戊烯腈和ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(XIII)配体溶液(1.05g)、ZnCl2(0.05g)以及99％纯顺-2-戊烯腈(3.92g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例10：催化剂制备：(XIII)配体溶液加上3-戊烯腈与顺-2-戊烯腈的混合物和 ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(XIII)配体溶液(1.05g)、ZnCl2(0.05g)、99％纯顺-2-戊烯腈(1.62g)以及97％3-戊烯腈(2.07g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例11：催化剂制备：(XIII)配体溶液加上3-戊烯腈与顺-2-戊烯腈的混合物和 ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(XIII)配体溶液(1.05g)、ZnCl2(0.05g)、99％纯顺-2-戊烯腈(2.65g)以及97％3-戊烯腈(1.25g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例12：催化剂制备：(XIII)配体溶液加上3-戊烯腈。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(XIII)配体溶液(1.05g)以及97％3-戊烯腈(3.91g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例13：催化剂制备：(XIII)配体溶液加上顺-2-戊烯腈。
在氮气手套箱中，镍金属(0.40g)、(XIII)配体溶液(1.05g)以及99％纯顺-2-戊烯腈(3.96g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例14：催化剂制备：(XIII)配体加上3-戊烯腈和ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、98％纯(XIII)配体(0.37g)、ZnCl2(0.05g)、97％3-戊烯腈(4.60g)以及99％戊腈(0.35g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例15：催化剂制备：TTP配体加上3-戊烯腈。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、99％TTP配体(1.72g)以及97％3-戊烯腈(3.32g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例16：催化剂制备：TTP配体加上3-戊烯腈与反-2-戊烯腈的混合物。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、TTP配体(1.72g)以及99％纯反-2-戊烯腈(1.11g)以及97％3-戊烯腈(2.20g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例17：催化剂制备：TTP配体加上3-戊烯腈与顺-2-戊烯腈的混合物。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、TTP配体(1.72g)以及99％纯顺-2-戊烯腈(1.11g)以及97％3-戊烯腈(2.21g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例18：催化剂制备：TTP配体加上戊腈。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、TTP配体(1.72g)以及99％戊腈(3.30g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例19：催化剂制备：TTP配体加上顺-2-戊烯腈。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、TTP配体(1.71g)以及99％纯顺-2-戊烯腈(3.31g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例20：催化剂制备：TTP配体加上顺-2-戊烯腈与3-戊烯腈的混合物。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、TTP配体(1.71g)以及99％纯顺-2-戊烯腈(2.22g)以及97％3-戊烯腈(1.10g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例21：催化剂制备：TTP配体加上顺-2-戊烯腈与3-戊烯腈的混合物和ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、TTP配体(1.71g)、ZnCl2(0.05g)、99％纯顺-2-戊烯腈(2.22g)以及97％3-戊烯腈(1.06g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例22：催化剂制备：TTP配体加上3-戊烯腈垂ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、TTP配体(1.71g)、ZnCl2(0.05g)以及97％3-戊烯腈(3.25g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例23：催化剂制备：TTP配体加上顺-2-戊烯腈和ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、TTP配体(1.71g)、ZnCl2(0.05g)以及99％纯顺-2-戊烯腈(3.25g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例24：催化剂制备：(V)配体溶液加上戊腈和ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(V)配体溶液(1.06g)、ZnCl2(0.05g)以及99％纯戊腈(3.91g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例25：催化剂制备：(V)配体溶液加上戊腈。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(V)配体溶液(1.05g)以及99％纯戊腈(3.96g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例26：催化剂制备：(V)配体加上戊腈。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、99％纯(V)配体溶液(0.37g)、ZnCl2(0.05g)以及99％纯戊腈(4.65g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例27：催化剂制备：(V)配体溶液边上3-戊烯腈和ZnCl2。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、99％纯(V)配体(0.36g)、ZnCl2(0.05g)以及97％3-戊烯腈(4.61g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例28：催化剂制备：(V)配体溶液加上顺-2-戊烯腈。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(V)配体溶液(1.05g)以及99％纯顺-2-戊烯腈(3.95g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
实施例29：催化剂制备：(V)配体溶液加上3-戊烯腈。
在氮气手套箱中，将镍金属(0.40g)、(V)配体溶液(1.05g)以及97％3-戊烯腈(3.95g)在用特氟隆衬里隔膜密封的10ml血清瓶中组合。将溶液在65℃下用磁性搅拌器搅拌24小时以获得镍催化剂溶液。在用过量三(双苯酚)二亚磷酸酯预处理并且加热以使镍络合物在通过LC分析期间稳定之后，通过高效液相色谱测量溶液中镍的量，表2。
本文所提到的所有专利和出版物以引用的方式并入本文中，所达到的程度与好象指示每个单个出版物特定地并且单个地以全文引用的方式并入一样。
已使用的术语和表述是用作说明术语而不是限制术语，并且在使用所述术语和表述时不意在排除所展示和描述的特征的任何等效物或其部分，但应认识到，在本发明所要求的范围内各种修改均是可能的。因此，应了解，虽然已通过优选实施方案和任选特征具体公开了本发明，但本领域技术人员可对本文公开的概念作出修改和变更，并且所述修改和变更视为在如随附权利要求书所定义的本发明范围内。

Claims (15)

1.一种组合物，其包含催化性ML2A型镍-配体络合物，其中M是镍金属，L2是单一摩尔当量的二齿磷基配体，并且A是戊烯腈，所述催化性ML2A型镍-配体络合物溶解于混合戊烯腈的组合物中，所述混合戊烯腈包含约一重量份2-戊烯腈与两重量份3-戊烯腈的混合物；所述组合物不含路易斯酸促进剂，
其中所述二齿配体具有式(XII)
其中R12、R13、R22以及R23各自独立地是未取代或取代的单价芳基，并且RY3-RY10各自独立地选自：氢、(C1-C10)烷基以及(C1-C10)烷氧基，或其中两个相邻的RY3-RY10基团一起形成任选取代的稠合芳基环。
2.如权利要求1所述的组合物，其中R12、R13、R22以及R23各自独立地是在相应单个邻位处用(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基取代的苯基，其中所述R12、R13、R22以及R23苯基的相应间位和对位可各自独立地未取代或独立地用以下基团取代：(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷基、(C1-C10)烷氧基、(C3-C10)环烷氧基、(C3-C10)环烷基(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷氧基(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷基(C1-C10)烷氧基或(C3-C10)环烷氧基(C1-C10)烷氧基；
RY6和RY10独立地是(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基，并且RY3、RY4、RY5、RY7、RY8以及RY9独立地是H、(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基，前提条件是RY3、RY4或RY5中的至少一者以及RY7、RY8或RY9中的至少一者是(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基。
3.如权利要求1所述的组合物，其中所述二齿配体具有式(V)：
或具有式(XIII)：
4.一种氢氰化反应环境，其包含容纳于适合用于进行氢氰化反应的反应器中的如权利要求1所述的ML2A催化组合物、丁二烯以及氰化氢；所述反应环境不含路易斯酸促进剂。
5.一种制备如权利要求1所述的组合物的方法，其包括在不存在路易斯酸促进剂的情况下使镍金属与所述二齿磷基配体于所述混合戊烯腈的组合物中的溶液接触，所述混合戊烯腈包含约一重量份2-戊烯腈与两重量份3-戊烯腈的混合物；其中溶解于所述混合戊烯腈的组合物中的所述镍-配体络合物的浓度相对于在类似条件下溶解于包含单一戊烯腈或单一甲基丁烯腈的单一腈溶剂组合物中的所述镍-配体络合物的浓度有所增加，
其中所述二齿配体具有式(XII)
其中R12、R13、R22以及R23各自独立地是未取代或取代的单价芳基，并且RY3-RY10各自独立地选自：氢、(C1-C10)烷基以及(C1-C10)烷氧基，或其中两个相邻的RY3-RY10基团一起形成任选取代的稠合芳基环。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述混合戊烯腈的组合物至少部分来自用于己二腈制备的氢氰化反应过程的再循环物流。
7.如权利要求6所述的方法，其中R12、R13、R22以及R23各自独立地是在相应单个邻位处用(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基取代的苯基，其中所述R12、R13、R22以及R23苯基的相应间位和对位可各自独立地未取代或独立地用以下基团取代：(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷基、(C1-C10)烷氧基、(C3-C10)环烷氧基、(C3-C10)环烷基(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷氧基(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷基(C1-C10)烷氧基或(C3-C10)环烷氧基(C1-C10)烷氧基；
RY6和RY10独立地是(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基，并且RY3、RY4、RY5、RY7、RY8以及RY9独立地是H、(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基，前提条件是RY3、RY4或RY5中的至少一者以及RY7、RY8或RY9中的至少一者是(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基。
8.如权利要求5所述的方法，其中所述二齿配体具有式(V)：
或具有式(XIII)：
9.如权利要求5所述的方法，其中在所述混合不饱和腈溶剂组合物中的所述镍金属与所述二齿磷基配体是在25-70℃的温度下接触的。
10.一种进行氢氰化反应的方法，其包括在不存在路易斯酸促进剂的情况下，使不饱和氢氰化反应底物、氰化氢以及催化性ML2A型镍-配体络合物在适合于引起所述底物与所述氰化氢的反应的条件下接触，其中M是镍金属，L2是单一摩尔当量的二齿磷基配体，并且A是戊烯腈，所述催化性ML2A型镍-配体络合物溶解于混合戊烯腈的组合物中，所述混合戊烯腈包含约一重量份2-戊烯腈与两重量份3-戊烯腈的混合物，
其中所述二齿配体具有式(XII)
其中R12、R13、R22以及R23各自独立地是未取代或取代的单价芳基，并且RY3-RY10各自独立地选自：氢、(C1-C10)烷基以及(C1-C10)烷氧基，或其中两个相邻的RY3-RY10基团一起形成任选取代的稠合芳基环。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述不饱和氢氰化反应底物是催化性ML2A型镍-配体络合物中的A。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述条件包括80-140℃的反应温度。
13.如权利要求10所述的方法，其中在混合戊烯腈的组合物中的所述ML2A型镍-配体络合物是使用来自氢氰化反应的再循环物流制备的。
14.如权利要求10所述的方法，其中R12、R13、R22以及R23各自独立地是在相应单个邻位处用(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基取代的苯基，其中所述R12、R13、R22以及R23苯基的相应间位和对位可各自独立地未取代或独立地用以下基团取代：(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷基、(C1-C10)烷氧基、(C3-C10)环烷氧基、(C3-C10)环烷基(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷氧基(C1-C10)烷基、(C3-C10)环烷基(C1-C10)烷氧基或(C3-C10)环烷氧基(C1-C10)烷氧基；并且，
RY6和RY10独立地是(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基，并且RY3、RY4、RY5、RY7、RY8以及RY9独立地是H、(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基，前提条件是RY3、RY4或RY5中的至少一者以及RY7、RY8或RY9中的至少一者是(C1-C10)烷基或(C1-C10)烷氧基。
15.如权利要求10所述的方法，其中所述二齿配体具有式(V)：
或具有式(XIII)：
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109999913A (zh) 2012-12-07 2019-07-12 英威达纺织（英国）有限公司 用于改善镍-配体的溶解性的组合物
CN113912516B (zh) * 2021-10-15 2023-06-27 浙江新和成股份有限公司 一种多齿亚磷酸酯配体在催化合成己二腈中的应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1735460A (zh) * 2003-01-14 2006-02-15 因维斯塔技术有限公司 制备用于烯烃氢氰化反应的镍/含磷配体催化剂的方法
CN101489992A (zh) * 2006-07-14 2009-07-22 因温斯特技术公司 通过丁二烯的氢氰化制备3-戊烯腈的方法
CN101910119A (zh) * 2008-01-15 2010-12-08 因温斯特技术公司 用于制备和精制3-戊烯腈，和用于精制2-甲基-3-丁烯腈的方法
CN101918356A (zh) * 2008-01-15 2010-12-15 因温斯特技术公司 戊烯腈的氢氰化
CN102655936A (zh) * 2009-12-18 2012-09-05 因温斯特技术公司 衍生自碱式碳酸镍的镍金属组合物和镍配合物

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3496215A (en) 1965-11-23 1970-02-17 Du Pont Hydrocyanation of olefins using selected nickel phosphite catalysts
US3496217A (en) 1967-05-23 1970-02-17 Du Pont Hydrocyanation of olefins
US3655723A (en) 1969-10-31 1972-04-11 Du Pont Hydrocyanation of olefins
US3631191A (en) 1970-04-08 1971-12-28 Du Pont Synthesis of zero valent nickel-tetrakis triaryl phosphite complexes
US3766237A (en) 1972-01-25 1973-10-16 Du Pont Hydrocyanation of olefins
US3847959A (en) 1972-10-25 1974-11-12 Du Pont Process of preparing a zerovalent nickel complex with organic phosphorus compounds
US3846461A (en) 1972-10-25 1974-11-05 Du Pont Process of preparing a zerovalent nickel complex with organic phosphorus compounds
US3903120A (en) 1973-06-19 1975-09-02 Du Pont Preparation of zerovalent nickel complexes from elemental nickel
US4416825A (en) * 1982-02-23 1983-11-22 E. I. Du Pont De Nemours & Co. Preparation of zerovalent nickel complexes
DK0730574T3 (da) 1993-11-23 1999-05-25 Du Pont Fremgangsmåder og katalysatorsammensætninger til hydrocyanering af monoolefiner
US5512696A (en) 1995-07-21 1996-04-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Hydrocyanation process and multidentate phosphite and nickel catalyst composition therefor
MY124170A (en) 1997-07-29 2006-06-30 Invista Tech Sarl Hydrocyanation processes and multidentate phosphite ligand and nickel catalyst compositions therefor
US7919646B2 (en) * 2006-07-14 2011-04-05 Invista North America S.A R.L. Hydrocyanation of 2-pentenenitrile
US7659422B2 (en) 2006-07-14 2010-02-09 Invista North America S.A.R.L. Hydrocyanation process with reduced yield losses
CN102405225A (zh) 2009-04-21 2012-04-04 因温斯特技术公司 用于制备有机二亚磷酸酯的高选择性方法
EP2614070B1 (en) 2010-09-07 2017-07-26 Invista Technologies S.à r.l. Nickel compositions for preparing nickel metal and nickel complexes
CN109999913A (zh) 2012-12-07 2019-07-12 英威达纺织（英国）有限公司 用于改善镍-配体的溶解性的组合物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1735460A (zh) * 2003-01-14 2006-02-15 因维斯塔技术有限公司 制备用于烯烃氢氰化反应的镍/含磷配体催化剂的方法
CN101489992A (zh) * 2006-07-14 2009-07-22 因温斯特技术公司 通过丁二烯的氢氰化制备3-戊烯腈的方法
CN101910119A (zh) * 2008-01-15 2010-12-08 因温斯特技术公司 用于制备和精制3-戊烯腈，和用于精制2-甲基-3-丁烯腈的方法
CN101918356A (zh) * 2008-01-15 2010-12-15 因温斯特技术公司 戊烯腈的氢氰化
CN102655936A (zh) * 2009-12-18 2012-09-05 因温斯特技术公司 衍生自碱式碳酸镍的镍金属组合物和镍配合物

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