DE10297356B4 - Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung - Google Patents

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Abstract

Verwendung mindestens einer Verbindung ausgewählt aus folgenden Formeln (1) und (2): [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)N]nM (1), und [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)(Rf 3SO2)C]nM (2) worin:
Rf 1 bis Rf 3 jeweils unabhängig voneinander einen Substituenten (α) oder ein teilweise substituiertes Derivat davon darstellt,
wobei der Substituent (α) aus einer perfluorierten, gesättigten oder ungesättigten C7-C20-Kohlenwasserstoffgruppe, die in ihrem Grundgerüst mindestens ein Stickstoffatom oder ein Sauerstoffatom enthält, besteht, und
wobei das teilsubstituierte Derivat des Substituenten (α) erhalten wird durch Austauschen von 40% oder weniger der Fluoratome in der perfluorierten Kohlenwasserstoffgruppe durch mindestens ein Mitglied aus der Gruppe, die aus einem Wasserstoffatom, einem Chloratom, einem Bromatom und einem Iodatom besteht, mit der Maßgabe, dass ein Fluoratom, das an das Kohlenstoffatom gebunden ist, welches direkt an die SO2-Gruppe gebunden ist, nicht durch ein Wasserstoffatom ersetzt ist;
M ein Atom darstellt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Übergangsmetallatomen, einschließlich Seltenerdmetallatomen besteht, oder ein Galliumatom, Indiumatom, Thalliumatom, Siliciumatom, Germaniumatom, Zinnatom, Bleiatom, Antimonatom oder Bismutatom...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, die ein spezifisches Mischmedium und einen Lewis-Säure-Katalysator enthält, der eine Verbindung ist, die einen spezifischen Liganden enthält, wobei der Ligand einen Substituenten enthält, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer perfluorierten, gesättigten oder ungesättigten C7-C20-Kohlenwasserstoffgruppe, die in ihrem Grundgerüst mindestens ein Stickstoffatom oder Sauerstoffatom enthält, und ein teilsubstituiertes Derivat der vorstehend genannten C7-C20-Kohlenwasserstoffgruppe enthält. Die erfindungsgemäße Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung zeigt hohe katalytische Aktivität durch ihre verbesserte Löslichkeit. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung für eine durch eine Lewis-Säure katalysierte Reaktion kann nach der Reaktion nicht nur der Lewis-Säure-Katalysator aus dem katalytischen Reaktionsgemisch, das denselben enthält, leicht abgetrennt und gewonnen werden, es kann auch die Wiederverwendung des Lewis-Säure-Katalysators ohne Beeinträchtigung der katalytischen Aktivität durchgeführt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum kontinuierlichen Durchführen einer Reaktion, die in Anwesenheit des vorstehend genannten Lewis-Säure-Katalysators unter Einsatz des vorstehend genannten spezifischen Mischlösungsmittels und des Lewis-Säure-Katalysators fortschreitet. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Verbindungen als Lewis-Säure-Katalysator.
  • Stand der Technik
  • Ein Lewis-Säure-Katalysator ist in verschiedenen Säurekatalysierten Reaktionen für die Synthese organischer Verbindungen eingesetzt worden. Bekannte Lewis-Säure-Katalysatoren, wie Aluminiumchlorid, Bortrifluorid und Titantetrachlorid, haben jedoch dahingehend Probleme, dass die katalytischen Reaktionssysteme nur auf solche, worin die Reaktionen stöchiometrisch ablaufen, und auf solche beschränkt sind, worin die eingesetzten Reaktionslösungsmittelarten beschränkt sind.
  • Als Lewis-Säure-Verbindung wird ein Metallsalz eines Sulfonylimids oder eines Sulfonylmethids, das eine Fluor-substituierte Verbindung enthält, die im Wesentlichen eine polymerisationsaktive Spezies hat, in dem Kanadischen Patent Nr. CA 2 236 196 A1 offenbart, und diese Lewis-Säure-Verbindung wird als Ausgangsmaterial für eine Membran einer Kraftstoffzelle eingesetzt. Außerdem wird ein Alkalimetallsalz oder ein Erdalkalimetallsalz eines Sulfonylimids oder Sulfonylmethids, das eine Perfluoralkylgruppe enthält, in der Internationalen Patentanmeldung Nr. WO 99/45048 A1 offenbart. Zusätzlich wird ein Alkalimetallsalz oder ein Erdalkalimetallsalz einer Fluor-substituierten Verbindung, die eine Kohlenstoff-KohlenstoffDoppelbindung enthält, in US-Patent Nr. 5 463 005 A offenbart.
  • Ein Metallsalz eines Sulfonylimids, das eine Perfluoralkylgruppe enthält, wird in der ungeprüften offengelegten Japanischen Patentanmeldung (Tokuhyo) JP 2001 526 451 A offenbart. Keines der vorstehend genannten Patentdokumente beschreibt jedoch, dass die darin offenbarten Metallsalze, die Lewis-Säure-Verbindungen sind, als hervorragende Lewis-Säure-Katalysatoren mit hoher katalytischer Aktivität eingesetzt werden können.
  • Außerdem beschreiben diese Patentdokumente nicht eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, welche die Lewis-Säure-Verbindung und ein Medium einer fluorierten Verbindung in Kombination einsetzt.
  • Kürzlich haben die ungeprüften offengelegten Japanischen Patentanmeldungen Nrn. JP 7-246338 A und JP 10-230167 A offenbart, dass ein Metallsalz eines Bis(perfluoralkansulfonyl)imids ein hervorragender Lewis-Säure-Katalysator mit hoher katalytischer Aktivität ist. Außerdem offenbart die ungeprüfte offengelegte Japanische Patentanmeldung JP 2000-219692 A dass Tris(perfluoralkansulfonyl)methid ein hervorragender Lewis-Säure-Katalysator ist.
  • Im Allgemeinen werden Organometallkomplex-Katalysatoren so eingesetzt, dass sie Reaktionen katalysieren, die in einem homogenen Reaktionssystem fortschreiten, und deshalb hat die Verwendung solcher Katalysatoren in dem katalytischen Reaktionssystem ein Problem dahingehend, dass im kommerziellen Einsatz der katalytischen Reaktion die Abtrennung und Gewinnung des Katalysators aus dem Reaktionsgemisch und die Wiederverwendung des gewonnenen Katalysators mit Schwierigkeiten verbunden sind.
  • Zur Lösung dieses Problems sind eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden, die sich auf die Verfahren zum Abtrennen und Wiedergewinnen eines in einer Reaktion eingesetzten Lewis-Säure-Katalysators beziehen. Als ein Beispiel dieser Verfahren kann ein Verfahren genannt werden, bei dem ein Lewis-Säure-Katalysator immobilisiert wird. Beispielsweise ist eine Untersuchung über das Verfahren durchgeführt worden, welches das Fixieren eines Katalysators an einen anorganischen oder makromolekularen Träger, um einen immobilisierten Katalysator zu erhalten, und das Bewirken einer Festphasensynthesereaktion durch Dispergieren des erhaltenen Katalysators in dem Reaktionssystem umfasst.
  • Obwohl der immobilisierte Katalysator aus dem Synthesereaktionssystem leicht wiedergewonnen werden kann, hat die Festphasensynthesereaktion dahingehend Probleme, dass nicht nur die katalytische Aktivität verringert wird, sondern auch die Festphasensynthesereaktion nicht auf alle organischen Synthesen anwendbar ist, die im Allgemeinen in einer homogenen flüssigen Phase durchgeführt werden. Deshalb ist es wünschenswert, eine Technik zu entwickeln, die nicht nur dahingehend vorteilhaft ist, dass die Reaktionseffizienz in einer flüssigen Phase erhöht wird und die Nachbehandlung des Reaktionsgemisches einfach durchgeführt werden kann, sondern auch dahingehend, dass der eingesetzte Katalysator leicht wiedergewonnen und wiederverwertet werden kann. Es ist insbesondere wünschenswert, ein Verfahren zum Abtrennen, Wiedergewinnen und Wiederverwerten eines Lewis-Säure-Katalysators zu entwickeln, das für verschiedene Säurekatalysierte Reaktionen breite Anwendung finden kann.
  • Vor diesem Hintergrund haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung in der ungeprüften offengelegten Japanischen Patentanmeldung JP 2001-190962 A eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung für den Einsatz in einer Säurekatalysierten Reaktion offenbart. In diesem Patentdokument wird eine Lewis-Säurekatalysierte Reaktion in einem Mischmedium durchgeführt, das einen perfluorierten Kohlenwasserstoff und einen nicht-fluorierten Kohlenwasserstoff enthält, und dann wird der Lewis-Säure-Katalysator durch die Phasentrennung des erhaltenen Reaktionsgemisches wiedergewonnen und wiederverwertet. Obwohl dieses Verfahren die Wiedergewinnung und Wiederverwertung des eingesetzten Katalysators ermöglicht, hat dieses Verfahren die folgenden Probleme. Wenn eine Lewis-Säure-Katalysatorreaktion unter Einsatz der Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung des vorstehend genannten Patentdokuments durchgeführt wird, verringert sich aufgrund der relativ niedrigen Rate der Phasentrennung des Reaktionsgemisches die Produktivität, sodass komplizierte Vorrichtungen erforderlich sind, um die Reaktion in kontinuierlicher Weise durchzuführen, wobei die Kosten für diese Vorrichtungen hoch sind. Deshalb ist es wünschenswert, eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung und einen Lewis-Säure-Katalysator zu entwickeln, die im Hinblick auf die Verbesserung sowohl der Wiedergewinnung des eingesetzten Katalysators als auch der Ausbeute des Reaktionsprodukts vorteilhaft sind.
  • WO 97/23448 A1 offenbart Verbindungen der Formel (Z-Rf-SO2)(Z-R'f-SO2)N–H+, die zu den entsprechenden Metallverbindungen umgesetzt werden können, wobei Rf und R'f perfluorierte, gesättigte oder ungesättigte C1-C12-Kohlenwasserstofgruppen sein können, die in ihrem Grundgerüst auch ein Stickstoff- oder Sauerstoffatom enthalten können. Diese Verbindungen sind als Katalysator verwendbar.
  • WO 01/40174 A1 betrifft die Herstellung von Imiden aus Verbindungen mit einer funktionalen Sulfonylfluoridgruppe, welche als Katalysatoren geeignet sind.
  • EP 0 731 518 A1 offenbart perfluorierte Sulfonylimide und -methide.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Vor diesem Hintergrund haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf eine Lösung der vorstehend genannten Probleme eingehende und umfangreiche Untersuchungen über das gegenseitige Verhalten von Rohmaterialien, eines Lewis-Säure-Katalysators, eines Reaktionsmediums und eines Reaktionsprodukts in einem Reaktionssystem, das diese Substanzen enthält, durchgeführt. Es wurde unerwarteterweise gefunden, dass wenn eine Säurekatalysierte Reaktion unter Einsatz einer spezifischen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, die einem Lewis-Säure-Katalysator, der einen spezifischen Substituenten enthält, und ein Mischmedium umfasst, das ein spezifisches Medium einer fluorierten Verbindung und ein spezifisches Medium einer nicht-fluorierten Verbindung enthält, der Lewis-Säure-Katalysator hohe katalytische Aktivität aufgrund der verbesserten Löslichkeit in dem Medium einer fluorierten Verbindung zeigt. Außerdem kann das erhaltene Reaktionsgemisch in eine Katalysatorphase mit dem darin ausgelösten Katalysator und eine Produktphase mit dem dadurch aufgelösten Reaktionsprodukt rasch aufgetrennt werden, und deshalb kann der Lewis-Säure-Katalysator einerseits leicht wiedergewonnen werden, und das Katalysator-Wiedergewinnungsverhältnis kann andererseits verbessert werden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben auch gefunden, dass aufgrund der sehr hohen Phasenabtrennrate die vorstehend genannte Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung vorteilhaft eingesetzt werden kann, um eine kontinuierliche Reaktion durchzuführen.
  • Dementsprechend ist eine erfindungsgemäße Aufgabe, eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung bereitzustellen, die beim Einsatz in einer Reaktion in Anwesenheit eines Ausgangsmaterials oder mehrerer Ausgangsmaterialien ermöglicht, einen Katalysator und ein Reaktionsprodukt leicht aus dem erhaltenen Reaktionsgemisch abzutrennen und wiederzugewinnen, sodass eine Wiederverwertung des Katalysators möglich wird.
  • Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe ist es, ein Verfahren zum kontinuierlichen Durchführen einer Reaktion, die in Anwesenheit eines Lewis-Säure-Katalysators fortschreitet, bereitzustellen.
  • Die vorstehend genannten und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden eingehenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen ersichtlich.
  • EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung bereitgestellt, die ein Mischmedium und einen Lewis-Säure-Katalysator umfasst, wobei der Lewis-Säure-Katalysator mindestens eine Verbindung ist, die aus den folgenden Formeln (1) und (2) ausgewählt ist: [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)N]nM (1), und [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)(Rf 3SO2)C]nM (2) worin:
    Rf 1 bis Rf 3 jeweils unabhängig voneinander einen Substituenten (α) oder ein teilweise substituiertes Derivat darstellt, wobei der Substituent (α) aus einer perfluorierten, gesättigten oder ungesättigten C7-C20-Kohlenwasserstoffgruppe, die in ihrem Grundgerüst mindestens ein Stickstoffatom oder ein Sauerstoffatom enthält, besteht, und
    wobei das teilsubstituierte Derivat des Substituenten (α) erhalten wird durch Austauschen von 40% oder weniger der Fluoratome in der perfluorierten Kohlenwasserstoffgruppe durch mindestens ein Mitglied aus der Gruppe, die aus einem Wasserstoffatom, einem Chloratom, einem Bromatom und einem Iodatom besteht, mit der Maßgabe, dass ein Fluoratom, das an das Kohlenstoffatom gebunden ist, welches direkt an die -SO2-Gruppe gebunden ist, nicht durch ein Wasserstoffatom ersetzt ist;
    M ein Atom darstellt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Übergangsmetallen, einschließlich Seltenerdmetallen besteht, oder ein Galliumatom, Indiumatom, Thalliumatom, Sillciumatom, Germaniumatom, Zinnatom, Bleiatom, Antimonatom und Bismutatom darstellt; und
    n ein ganzzahliges Äquivalent der Wertigkeit von M ist, und das Mischmedium umfasst:
    (A) ein Medium einer fluorierten Verbindung, welches bei Raumtemperatur in einer flüssigen Form vorliegt und mit dem Lewis-Säure-Katalysator eine homogene Lösung bildet, wobei das Medium der fluorierten Verbindung (A) aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem perfluorierten, gesättigten oder ungesättigten C6-C30-Kohlenwasserstoff und einem perfluorierten, gesättigten oder ungesättigten C6-C30-Kohlenwasserstoff, welcher in seinem Gerüst mindestens ein Stickstoffatom oder ein Sauerstoffatom aufweist, und
    (B) ein Medium einer nicht-fluorierten Verbindung, welches bei Raumtemperatur in einer flüssigen Form vorliegt und von dem Medium (A) phasengetrennt vorliegt und die Lewis-Säure-Katalysator nicht löst, wobei das Medium der nicht-fluorierten Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem alicyclischen C5-C16-Kohlenwasserstoff, einem aliphatischen C5-C20-Kohlenwasserstoff, einem halogenierten aliphatischen C1-C10-Kohlenwasserstoff, einem aromatischen C6-C15-Kohlenwasserstoff, einem aromatischen halogenierten C6-C10-Kohlenwasserstoff, einer C5-C20-Esterverbindung und einer C3-C15-Etherverbindung.
  • Die wesentlichen Eigenschaften und verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Patentansprüchen aufgeführt.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung eingehender beschrieben.
  • Die erfindungsgemäße Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung umfasst ein Mischmedium und einen Lewis-Säure-Katalysator. Der Lewis-Säure-Katalysator, der in der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung enthalten ist, ist mindestens eine Verbindung, die aus den Verbindungen der folgenden Formeln (1) und (2) ausgewählt ist: [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)N]nM (1), und (Rf 1SO2)(Rf 2SO2)(Rf 3SO2)C]nM (2) worin:
    Rf 1 bis Rf 3 jeweils unabhängig voneinander einen Substituenten (α) oder ein teilweise substituiertes Derivat davon darstellen, wobei der Substituent (α) aus einer perfluorierten, gesättigten oder ungesättigten C7-C20-Kohlenwasserstoffgruppe, die in ihrem Grundgerüst mindestens ein Stickstoffatom oder Sauerstoffatom enthält, besteht, und
    wobei das teilsubstituierte Derivat des Substituenten (α) erhalten wird durch Austauschen von 40% oder weniger der Fluoratome in der perfluorierten Kohlenwasserstoffgruppe durch mindestens ein Mitglied aus der Gruppe, die aus einem Wasserstoffatom, einem Chloratom, einem Bromatom und einem Iodatom besteht, mit der Maßgabe, dass ein Fluoratom, das an das Kohlenstoffatom gebunden ist, welches direkt an die -SO2-Gruppe gebunden ist, nicht durch ein Wasserstoffatom ersetzt ist;
    M ein Atom darstellt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Übergangsmetallen, einschließlich Seltenerdmetallatomen besteht, oder ein Galliumatom, Indiumatom, Thalliumatom, Siliciumatom, Germaniumatom, Zinnatom, Bleiatom, Antimonatom oder Bismutatom darstellt; und
    n ein ganzzahliges Äquivalent der Wertigkeit von M ist.
  • Jede der Verbindungen, die durch die folgende Formel (1) beziehungsweise (2) dargestellt ist, die Lewis-Säure-Katalysatoren sind, die in der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung enthalten sind, enthalten mindestens einen Substituenten (α). Der Substituent (α) ist ein Substituent, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer perfluorierten, gesättigten oder ungesättigten C7-C20-Kohlenwasserstoffgruppe, die in ihrem Grundgerüst mindestens ein Stickstoffatom oder Sauerstoffatom enthält und einem teilsubstituierten Derivat der vorstehend genannten C7-C20-Kohlenwasserstoffgruppe besteht. Die Anzahl der Kohlenstoffatome des Substituenten (α) ist 7 bis 20, wobei die Untergrenze der Anzahl der Kohlenstoffatome vorzugsweise 8, stärker bevorzugt 9, am stärksten bevorzugt 10 ist, und die Obergrenze der Anzahl der Kohlenstoffatome vorzugsweise 18, stärker bevorzugt 16, am stärksten bevorzugt 13 ist. Wenn der Substituent (α) 7 bis 20 Kohlenstoffatome hat, ist ein Lewis-Säure-Katalysator, der einen solchen Substituenten α enthält, in einem Medium (A) einer fluorierten Verbindung gut löslich, und er wird darin ohne Auflösen in einem Medium (B) einer nicht-fluorierten Verbindung fixiert. Deshalb kann nach dem Durchführen einer Reaktion in Anwesenheit eines solchen Lewis-Säure-Katalysators der eingesetzte Lewis-Säure-Katalysator aus dem Reaktionssystem leicht abgetrennt werden.
  • Wenn der Lewis-Säure-Katalysator eine Verbindung der vorstehenden Formel (1) ist, ist es außerdem bevorzugt, dass die Substituenten Rf 1 und Rf 2 nicht gleichzeitig eine ungesättigte perfluorierte Kohlenwasserstoffgruppe oder ein teilsubstituiertes Derivat davon sind. Wenn der Lewis-Säure-Katalysator eine Verbindung der vorstehenden Formel (2) ist, ist es bevorzugt, dass die Substituenten Rf 1 bis Rf 3 nicht gleichzeitig eine ungesättigte perfluorierte Kohlenwasserstoffgruppe oder ein teilsubstituiertes Derivat davon sind.
  • Das ”teilsubstituierte Derivat davon” des Substituenten (α) ist ein Substituent, worin ein Teil der Fluoratome in der perfluorierten Kohlenwasserstoffgruppe durch mindestens ein Mitglied ersetzt ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoffatom, einem Chloratom, einem Bromatom und einem Iodatom besteht, mit der Maßgabe, dass Fluoratome, die an ein Kohlenstoffatom gebunden sind, das direkt an die -SO2-Gruppe gebunden ist, nicht durch ein Wasserstoffatom ersetzt sind. Bevorzugt ist ein Chloratom oder ein Bromatom, am stärksten bevorzugt ein Chloratom.
  • Die Menge der Fluoratome, die durch ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom, außer einem Fluoratoms, ersetzt sind, ist 40% oder weniger, bevorzugt 30% oder weniger, stärker bevorzugt 20% oder weniger und am stärksten bevorzugt 10% oder weniger, bezogen auf die Anzahl der Fluoratome, die in der korrespondierenden perfluorierten, gesättigten Kohlenwasserstoffgruppe enthalten sind.
  • Es ist bevorzugt, dass der Substituent (α) eine perfluorierte ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe ist, die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen in einer Menge von 40% oder weniger, stärker bevorzugt 30% oder weniger, noch stärker bevorzugt 20% oder weniger, und am stärksten bevorzugt 10% oder weniger aufweist, bezogen auf die Anzahl der Fluoratome, die in der korrespondierenden perfluorierten gesättigten Kohlenwasserstoffgruppe enthalten sind.
  • Im Hinblick auf die als Lewis-Säure-Katalysator in der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung eingesetzten Verbindung ist es bevorzugt, dass jede der Gruppen Rf 1 bis Rf 3 in den Formeln (1) und (2) unabhängig voneinander einen Substituenten (α) darstellen, der durch eine beliebige der folgenden Formeln (3) und (4) dargestellt ist: CF2X1CFX2-[OCF2CF(CF3)]t-O-[CF2]u- (3), und CF2=CF-[OCF2CF(CF3)]t-O-[CF2]u- (4) worin X1 und X2 in Formel (3) jeweils unabhängig voneinander ein Atom darstellen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Halogenatom und einem Wasserstoffatom besteht; t eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist; und u eine ganze Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise 2 bis 4 und stärker bevorzugt 2 bis 3 ist.
  • Die Verbindungen mit einer spezifischen Struktur, die durch die Formel (3) oder (4) dargestellt ist, sind in einem Medium (A) einer fluorierten Verbindung gut löslich und zeigen des halb hohe katalytische Aktivität im Vergleich zu bekannten Lewis-Säure-Katalysatoren (beispielsweise Aluminiumchlorid, Titantetrachlorid und Bortrifluorid).
  • Im Hinblick auf die Verbindungen, die durch die vorstehenden Formeln (1) oder (2) dargestellt sind, ist es bevorzugt, dass jede der Gruppen Rf 1 bis Rf 3 7 bis 16 Kohlenstoffatome, stärker bevorzugt 9 bis 16 Kohlenstoffatome hat.
  • Spezifische Beispiele der Substituenten (α), die mindestens ein Sauerstoff- oder Stickstoffatom enthalten, umfassen:
    -CF2CHFCF2OC4F9, -C4F8N(C4F9)2,
    -CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2,
    -CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2,
    -CF2CF2OCF(CF3)CF2OCHFCF3,
    -CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CF2OCHFCF3,
    -CF2CF2O-CF(CF3)-CF2-OCF(CF3)-CF2OCF2CF3,
    -CF2CF2OCF(CF3)CF2OCFClCF3 und
    -CF2CF2OCF(CF3)CF2OCFClCF2Cl.
  • Wenn der Lewis-Säure-Katalysator, der in der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung enthalten ist, eine Verbindung der vorstehenden Formel (1) ist, ist die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome von Rf 1 und Rf 2 vorzugsweise 14 bis 32, wobei die Untergrenze der Anzahl der Kohlenstoffatome stärker bevorzugt 16, noch stärker bevorzugt 18 und am stärksten bevorzugt 20 ist, und die Obergrenze der Anzahl der Kohlenstoffatome stärker bevorzugt 26 und am stärksten bevorzugt 23 ist.
  • Wenn der Lewis-Säure-Katalysator, der in der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung enthalten ist, eine Verbindung der vorstehenden Formel (2) ist, ist die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome von Rf 1, Rf 2 und Rf 3 vorzugsweise 21 bis 48, wobei die Untergrenze der Anzahl der Kohlenstoffatome stärker bevorzugt 23, noch stärker bevorzugt 25, am stärksten bevorzugt 27 ist, und die Obergrenze der Anzahl der Kohlenstoffatome stärker bevorzugt 38 und am stärksten bevorzugt 34 ist.
  • In den vorstehenden Formeln (1) und (2) stellt M ein Atom dar, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Übergangsmetallen, einschließlich Seltenerdmetallatomen besteht, oder ein Galliumatom, Indiumatom, Thalliumatom, Siliciumatom, Germaniumatom, Zinnatom, Bleiatom, Antimonatom und Bismutatom besteht. Im Hinblick auf die als Lewis-Säure-Katalysator in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Verbindung sind Seltenerdmetallatome, ein Hafniumatom, Bismutatom, Zinnatom und Galliumatom bevorzugt, und ein Scandiumatom, Ytterbiumatom, Lanthanatom, Yttriumatom, Hafniumatom, Bismutatom, Zinnatom und Galliumatom sind stärker bevorzugt.
  • Die nachstehend erwähnten erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatoren können als Lewis-Säure-Katalysator in der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung vorteilhaft eingesetzt werden.
  • Das Mischmedium, das in der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung enthalten ist, umfasst ein Medium (A) einer fluorierten Verbindung und ein Medium (B) einer nicht-fluorierten Verbindung. Medium (A) einer fluorierten Verbindung, das in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus einem perfluorierten, gesättigten oder ungesättigten C6-C30-Kohlenwasserstoff und einem perfluorierten, gesättigten oder ungesättigten C6-C30-Kohlenwasserstoff, der in seinem Grundgerüst mindestens ein Stickstoffatom oder ein Sauerstoffatom aufweist. Wenn der perfluorierte Kohlenwasserstoff in seinem Grundgerüst eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung, ein Sauerstoffatom und/oder ein Stickstoffatom enthält, ist die Gesamtanzahl der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen, der Sauerstoffatome und der Stickstoffatome vorzugsweise 40% oder weniger, stärker bevorzugt 30% oder weniger, noch stärker bevorzugt 20% oder weniger und am stärksten bevorzugt 10% oder weniger, bezogen auf die Anzahl der Fluoratome, die in dem korrespondierenden perfluorierten gesättigten Kohlenwasserstoff enthalten sind.
  • Im Hinblick auf die perfluorierte Verbindung, die als Medium (A) einer fluorierten Verbindung eingesetzt wird, gibt es keine besondere Einschränkung, solange die perfluorierte Verbindung bei Raumtemperatur in flüssiger Form ist. Das Medium (A) einer perfluorierten Verbindung hat 6 bis 30 Kohlenstoffatome, bevorzugt 6 bis 20 Kohlenstoffatome und am stärksten bevorzugt 6 bis 15 Kohlenstoffatome.
  • Spezifische Beispiele von perfluorierten gesättigten Verbindungen, die als Medium (A) einer fluorierten Verbindung eingesetzt werden, umfassen Perfluorhexan, Perfluorheptan, Perfluoroctan, Perfluornonan, Perfluordecan, Perfluorundecan, Perfluordodecan, Perfluorcyclohexan, Perfluormethylcyclohexan, Perfluordecalin und Perfluormethyldecalin.
  • Spezifische Beispiele von perfluorierten Verbindungen, die in ihrem Grundgerüst mindestens ein Sauerstoffatom, ein Stickstoffatom oder eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung aufweisen, umfassen Perfluor-2-butyltetrahydrofuran, Perfluortributylamin, Perfluortriethylamin, Perfluor-5-methyl-3,6-dioxanonan, 2H-Perfluor-5-methyl-3,6-dioxanonan, Perfluor-2,3,5-trimethylhexen und ein niedermolekulares Polymer von Hexafluorpropylenoxid.
  • Als Medium (A) einer fluorierten Verbindung können diese Medien einzeln oder in Kombination eingesetzt werden.
  • Das Medium (B) einer nicht-fluorierten Verbindung ist bei Raumtemperatur in flüssiger Form und liegt von dem Medium (A) einer fluorierten Verbindung phasengetrennt vor. Das Medium (B) ist aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus einem alicyclischen C5-C16-Kohlenwasserstoff und einem aliphatischen C5-C20-Kohlenwasserstoff; einem halogenierten aliphatischen C1-C10-Kohlenwasserstoff, einem aromatischen C6-C15-Kohlenwasserstoff; einem halogenierten aromatischen C6-C10-Kohlenwasserstoff; einer C5-C20-Esterverbindung und einer C3-C15-Etherverbindung.
  • Im Hinblick auf den aliphatischen Kohlenwasserstoff, der als Medium (B) einer nicht-fluorierten Verbindung eingesetzt wird, werden solche, die 5 bis 20 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 5 bis 16 Kohlenstoffatome enthalten, eingesetzt. Bevorzugt sind lineare oder verzweigte Kohlenwasserstoffe mit 8 bis 16 Kohlenstoffatomen. Die alicyclischen Kohlenwasserstoffe weisen 5 bis 16 Kohlenstoffatome auf. Spezifische Beispiele solcher aliphatischer oder alicyclischer Kohlenwasserstoffe umfassen n-Heptan, n-Octan, n-Nonan, n-Decan, n-Do-decan, n-Hexadecan, Cyclopentan, Cyclohexan und Methylcyclohexan.
  • Der halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoff weist 1-10 Kohlenstoffatome auf, wobei die Anzahl der Wasserstoffatome, die durch Halogenatome ersetzt sind, keiner besonderen Einschränkung unterliegt, solange der halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoff bei Raumtemperatur in flüssiger Form vorliegt. Spezifische Beispiele solcher halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffe umfassen Dichlormethan, Dichlorethan und Dibromethan.
  • Im Hinblick auf den aromatischen Kohlenwasserstoff, der als Medium (B) einer nicht-fluorierten Verbindung eingesetzt wird, weist diese 6 bis 15 Kohlenstoffatome auf. Spezifische Beispiele solcher aromatischen Kohlenwasserstoffe umfassen Benzol und Benzol, das mit einer Alkylgruppe oder mehreren Alkylgruppen substituiert ist, wie Toluol, o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol und Ethylbenzol.
  • Im Hinblick auf den halogenierten aromatischen C6-C10-Kohlenwasserstoff gibt es bezüglich der Anzahl der Wasserstoffatome, die durch Halogenatome ersetzt sind, keine besondere Einschränkung. Spezifische Beispiele solcher halogenierten aromatischen Kohlenwasserstoffe umfassen Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Brombenzol und Chlortoluol.
  • Im Hinblick auf die Esterverbindung, die als Medium (B) einer nicht-fluorierten Verbindung eingesetzt wird, weist diese 5 bis 20 Kohlenstoffatome, außer den Kohlenstoffatomen der Carbonylgruppe, auf. Bevorzugt sind Esterverbindungen, die einem gesättigten Kohlenwasserstoff mit 5 bis 16 Kohlenstoffatomen entsprechen. Stärker bevorzugt sind Esterverbindungen, die einem linearen, verzweigten oder cyclischen gesättigten Kohlenwasserstoff oder einem aromatischen Kohlenwasserstoff mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, stärker bevorzugt 7 bis 16 Kohlenstoffatomen entsprechen. Spezifische Beispiele solcher Esterverbindungen umfassen n-Butylacetat, Isobutylacetat, tert-Butylacetat, n-Pentylacetat, Isopentylacetat, n-Hexylacetat, n-Heptylacetat, n-Octylacetat, n-Nonylacetat, n-Decylacetat, n-Dodecylacetat, Cyclohexylacetat, Benzylacetat, n-Butylpropionat, Isobutylpropionat, tert-Butyl-propionat, n-Pentylpropionat, Isopentylpropionat, n-Hexyl-propionat, n-Heptylpropionat, n-Octylpropionat, n-Nonylpro-pionat, n-Decylpropionat, n-Dodecylpropionat, Cyclohexylpro-pionat, Benzylpropionat, n-Propylbutyrat, n-Butylbutyrat, Isobutylbutyrat, tert-Butylbutyrat, n-Pentylbutyrat, Isopentylbutyrat, n-Hexylbutyrat, n-Heptylbutyrat, n-Octylbutyrat, n-Nonylbutyrat, n-Decylbutyrat, n-Dodecylbutyrat, Cyclohexylbutyrat, Methylbenzoat, Ethylbenzoat und Propylbenzoat.
  • Im Hinblick auf die Etherverbindung, die als Medium (B) einer nicht-fluorierten Verbindung eingesetzt wird, werden Etherverbindungen eingesetzt, die linearen oder verzweigten gesättigten Kohlenwasserstoffen mit 3 bis 15 Kohlenstoffatomen entsprechen. Bevorzugt sind Etherverbindungen, die Kohlenwasserstoffen mit 4 bis 15 Kohlenstoffatomen, stärker bevorzugt 6 bis 15 Kohlenstoffatomen entsprechen. Zusätzlich können cyclische Etherverbindungen mit 4 bis 15 Kohlenstoffatomen und Etherverbindungen eingesetzt werden, die aromatischen Kohlenwasserstoffen mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen entsprechen. Spezifische Beispiele solcher Etherverbindungen umfassen Dipropylether, tert-Butylmethylether, Dibutylether, Dipentylether, Dihexylether, Diheptylether, Dioctylether, Dioxan, Furan und Anisol.
  • Diese Medien (B) einer nicht-fluorierten Verbindung können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden.
  • Als nächstes wird die Formulierung der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung beschrieben.
  • Das Volumenverhältnis des Mediums (A) einer fluorierten Verbindung zu dem Medium (B) einer nicht-fluorierten Verbindung ((A):(B)) ist vorzugsweise 5:95 bis 95:5, stärker bevorzugt 10:90 bis 90:10, am stärksten bevorzugt 30:70 bis 70:30. Wenn die erfindungsgemäße Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung zum Durchführen einer Säurekatalysierten Reaktion eingesetzt wird, kann ein Ausgangsmaterial für die Reaktion auch als nicht-fluorierte Verbindung (B) eingesetzt werden.
  • Im Hinblick auf die Menge des Mischmediums (Gesamtmenge des Mediums (A) einer fluorierten Verbindung und des Mediums (B) einer nicht-fluorierten Verbindung in der Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung) ist das Gewichtsverhältnis des Mischmediums zu dem Lewis-Säure-Katalysator vorzugsweise nicht weniger als 1, stärker bevorzugt 2 bis 100.000, noch stärker bevorzugt 2 bis 10.000 und am stärksten bevorzugt 5 bis 1.000. Wenn die erfindungsgemäße Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung für Säurekatalysierte Reaktionen eingesetzt wird, ist das Molverhältnis des Lewis-Säure-Katalysators zu dem Ausgangsmaterial im Bereich von 0,0001 bis 10. vorzugsweise 0,001 bis 1.
  • Wenn eine Säurekatalysierte Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, ist die Reaktionstemperatur im Allgemeinen 200°C oder niedriger, vorzugsweise –10 bis 170°C, stärker bevorzugt 0 bis 140°C. In der vorliegenden Erfindung variiert die Reaktionsdauer in Abhängigkeit von der Art des Lewis-Säure-Katalysators, der Menge des Lewis-Säure-Katalysators (bezogen auf die Menge des Ausgangsmaterials) und der Reaktionstemperatur; eine Reaktionsdauer von mehreren Minuten bis 72 Stunden ist jedoch im Allgemeinen bevorzugt.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zum Wiedergewinnen des Lewis-Säure-Katalysators nach Durchführen einer Säurekatalysierten Reaktion unter Einsatz einer erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung beschrieben.
  • Der Lewis-Säure-Katalysator, der in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist ein spezifischer, ein polares Segment enthaltender Metallkomplex, und deshalb ist der Lewis-Säure-Katalysator in dem Medium (A) einer fluorierten Verbindung gut löslich und bildet eine homogene Lösung. Folglich wird, wenn eine Säurekatalysierte Reaktion mit der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, die Reaktionsausbeute verbessert. Ein Reaktionsgemisch, das nach der Reaktion erhalten wird, umfasst eine in der Reaktion gebildete Phase eines Mediums (A) einer fluorierten Verbindung, welche den Lewis-Säure-Katalysator enthält, und die in der Reaktion gebildete Phase eines Mediums (B) einer nicht-fluorierten Verbindung, welche ein Reaktionsprodukt enthält. Aufgrund einer Phasentrennung zwischen diesen Phasen in dem Reaktionsgemisch bilden die in der Reaktion gebildete Phase eines Mediums (B) einer nicht-fluorierten Verbindung, welche ein Reaktionsprodukt enthält, und die in der Reaktion gebildete Phase eines Mediums (A) einer fluorierten Verbindung, welche den Lewis-Säure-Katalysator enthält, eine obere Phase beziehungsweise eine untere Phase. Diese Phasentrennung dauert nicht länger als 10 Sekunden. Eine solche rasche Phasentrennung ist nicht nur sehr vorteilhaft für die kommerzielle Anwendung der katalytischen Reaktion, die ein Verfahren zur Abtrennung und Wiedergewinnung des Katalysators aus dem Reaktionssystem umfasst, sondern verbessert auch das Katalysator-Wiedergewinnungsverhältnis und ermöglicht die Verwendung einfacher Apparate.
  • Im Allgemeinen ist es bevorzugt, dass ein Ausgangsmaterial einer Lewis-Säurekatalysierten Reaktion, die unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Zusammensetzung durchgeführt wird, ein nukleophiles Reagens ist. In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck ”nukleophiles Reagens” eine Verbindung, die eine Affinität zu einem in der Lewis-Säure vorhandenen Kation hat und welches eine Koordinationsbindung zu dem Kation ausbilden kann. Als Beispiel eines solchen nukleophilen Reagenses kann eine Verbindung genannt werden, die ein Element, wie Sauerstoff oder Stickstoff, enthält. Beispiele für nukleophile Reagenzien umfassen Ketone, Aldehyde, Nitrile, Ketene, Säureanhydride, Säurehalogenide, Ester, Thioester, Lactone, Ether, Alkohole, Phenole, Carbonsäuren und Nitroverbindungen. Ein weiteres Beispiel des nukleophilen Reagenses ist ein nicht-gesättigter Kohlenwasserstoff, der eine Affinität zu einem in der Lewis-Säure vorhandenen Kation hat und mit dem Kation eine Koordinationsbindung ausbilden kann. Beispiele solcher ungesättigten Kohlenwasserstoffe umfassen nukleophile Olefine.
  • Die erfindungsgemäße Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung kann zum Durchführen einer Reaktion eingesetzt werden, welche die vorstehend genannte Verbindung oder Verbindungen als Ausgangsmaterial oder Ausgangsmaterialien einsetzt. Die Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung kann in Reaktionen eingesetzt werden, wie der Diels-Alder-Reaktion, der Michael-Reaktion, der Friedel-Crafts-Reaktion, einer synthetischen Reaktion einer Schiff'schen Base, der Fries-Umlagerungsreaktion, einer Methylolierungsreaktion eines Benzolkerns, einer Meerwein-Ponndorf-Verley-Reduktionsreaktion, einer Aldolreaktion, einer Veresterungsreaktion, einer Umesterungsreaktion, der Mannich-Reaktion, einer Oxidationsreaktion mit Wasserstoffperoxid, einem organischen Peroxid oder molekularem Sauerstoff, einer Entwässerungsreaktion eines Alkohols, einer O-Glykosidierungsreaktion und einer Polymerisationsreaktion eines Olefins.
  • Wie vorstehend eingehend erklärt wurde, können nach dem Durchführen einer Säurekatalysierten Reaktion mit der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung der Lewis-Säure-Katalysator und ein Reaktionsprodukt, die in dem erhaltenen Reaktionsgemisch enthalten sind, innerhalb kurzer Zeit, nämlich 10 Sekunden oder weniger, voneinander abgetrennt werden. Aufgrund dieser hervorragenden Eigenschaft kann die erfindungsgemäße Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung zum Durchführen einer Reaktion nicht nur im Chargenbetrieb, sondern auch im kontinuierlichen Betrieb eingesetzt werden. Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum kontinuierlichen Durchführen einer Reaktion bereit, die in Anwesenheit eines Lewis-Säure-Katalysators fortschreitet, wobei das Verfahren umfasst:
    Bereitstellen einer Reaktionszone, die einen Lewis-Säure-Katalysator und ein Medium (A), beides wie erfindungsgemäß definiert, enthält,
    kontinuierliches Einspeisen eines Gemisches mindestens eines Reaktanden und eines erfindungsgemäß definierten Mediums (B) einer nicht-fluorierten Verbindung und Mischen des Mediums (A), die den Lewis-Säure-Katalysator enthält, und des Mediums (B), das mindestens einen Reaktanden enthält, um eine Reaktion in Anwesenheit des Lewis-Säure-Katalysators zu bewirken und ein Reaktionsgemisch zu erhalten, das eine durch die Reaktion gebildete Phase des Mediums (A), eine durch die Reaktion gebildete Phase des Mediums (B), den Lewis-Säure-Katalysator und ein Reaktionsprodukt enthält,
    kontinuierliche Abtrennung einer bei der Reaktion gebildeten Phase eines Mediums (B), enthaltend das Reaktionsprodukt, von einer in der Reaktion gebildeten Phase des Mediums (A), enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, in einer Phasentrennzone, die in Verbindung mit der Reaktionszone vorliegt, und
    kontinuierliche Entnahme der während der Reaktion gebildeten Phase des Mediums (B), enthaltend das Reaktionsprodukt, aus der Phasentrennzone.
  • Im Hinblick auf den Lewis-Säure-Katalysator, das Medium (A) einer fluorierten Verbindung und das Medium (B) einer nicht-fluorierten Verbindung, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum kontinuierlichen Durchführen einer Reaktion eingesetzt werden, werden die Verbindungen eingesetzt, die in Bezug auf die erfindungsgemäße Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung beschrieben sind.
  • In dem Verfahren zum kontinuierlichen Durchführen einer Reaktion, die in Anwesenheit eines Lewis-Säure-Katalysators fortschreitet, bildet das Medium (A) einer fluorierten Verbindung, das einen Lewis-Säure-Katalysator enthält, eine stationäre Phase, und ein Medium (B) einer nicht-fluorierten Verbindung, das ein Ausgangsmaterial oder Ausgangsmaterialien (Recktand oder Reaktanden) enthält, bildet eine mobile Phase. Die Reaktion wird durch Kontaktieren der stationären Phase mit der mobilen Phase durchgeführt, wodurch ein Reaktionsgemisch erhalten wird, das eine in der Reaktion gebildete Phase eines Mediums (A) einer fluorierten Verbindung, enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, und eine in der Reaktion gebildete Phase eines Mediums (B) einer nicht-fluorierten Verbindung, enthaltend ein Reaktionsprodukt, enthält. Nach der Reaktion wird die in der Reaktion gebildete Phase eines Mediums (B) (d. h. die mobile Phase), enthaltend das Reaktionsprodukt, von der in der Reaktion gebildeten Phase eines Mediums (A) (d. h. die stationäre Phase), enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, phasengetrennt, und nur die mobile Phase wird gewonnen, wodurch das gewünschte Reaktionsprodukt leicht erhalten wird. Die Phase eines Mediums (A), welche die stationäre Phase ist und in der Reaktionszone verbleibt, kann zum Durchführen der Reaktion wiederverwendet werden. Die Phasentrennung wird in einer Phasentrennzone durchgeführt, und die Phasentrennzone kann im Innern des Reaktors (in diesem Fall stellt der Reaktor sowohl die Reaktionszone als auch die Phasentrennzone bereit) angeordnet sein, oder alternativ dazu kann die Phasentrennzone ein Phasentrennapparat sein, der getrennt vom Reaktor, der als Reaktionszone eingesetzt wird, bereitgestellt wird. In dem erfindungsgemäßen Verfahren können eine in der Reaktion gebildete Phase eines Mediums (A), enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, und eine in der Reaktion gebildete Phase eines Mediums (B), enthaltend ein Reaktionsprodukt, sehr rasch innerhalb von 10 Sekunden phasengetrennt werden. Durch diese hervorragende Eigenschaft kann eine Reaktion, die in Anwesenheit eines Lewis-Säure-Katalysators fortschreitet, kontinuierlich ohne Einsatz aufwendiger Apparate oder Wiederholen eines Phasentrennvorgangs durchgeführt werden, sodass die kontinuierliche Reaktion ohne das Erfordernis aufwendiger Vorgehensweisen leicht durchgeführt werden kann.
  • Beispielsweise wird, wenn ein röhrenförmiger Reaktor (eine Reaktionssäule) als Reaktionszone eingesetzt wird, ein Medium (A) einer fluorierten Verbindung, enthaltend einen Lewis-Säure-Katalysator (d. h. eine stationäre Phase), in den Reaktor eingespeist. Ein Medium (B) einer nicht-fluorierten Verbindung, enthaltend einen Reaktanden (d. h. eine mobile Phase), wird kontinuierlich in die stationäre Phase im Reaktor vom Boden der stationären Phase eingespeist, während das Medium (A), enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, und das Medium (B), enthaltend den Reaktanden, gemischt werden, sodass eine Reaktion in Anwesenheit des Lewis-Säure-Katalysators bewirkt wird. Während der Reaktion kommt das Medium (B), enthaltend den Reaktanden, in Kontakt mit dem Medium (A), enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, welches über dem Medium (B) angeordnet ist, wobei jedoch der Lewis-Säure-Katalysator nicht in das Medium (B) wandert. Außerdem ist das Reaktionsprodukt in dem Medium (A) kaum löslich, und deshalb kann das gewünschte Reaktionsprodukt durch kontinuierliches Entnehmen der in der Reaktion gebildeten Phase eines Mediums (B), enthaltend das Reaktionsprodukt, aus der Phasentrennzone wiedergewonnen werden.
  • Wenn eine kontinuierliche Reaktion unter Einsatz eines Röhrenreaktors durchgeführt wird, kann der Reaktor mit einer Trennplatte ausgestattet sein, wobei die Oberfläche der Trennplatte senkrecht zur Fließrichtung des Reaktors ist. Die Trennplatte kann für das effektive Durchführen der Phasentrennung der Phase des Mediums (A) einer fluorierten Verbindung und der Phase des Mediums (B) einer nicht-fluorierten Verbindung eingesetzt werden. Außerdem kann ein Reaktionsgefäß, das mit einem Rührer ausgestattet ist, zum Erhöhen der Reaktionseffizienz ausgestattet sein, und in diesem Fall kann das Reaktionsgemisch kontinuierlich aus dem oberen Teil des Reaktionsgefäßes entnommen werden, und das entnommene Reaktionsgemisch kann in einen Dekanter eingespeist werden, um die Phasentrennung des Reaktionsgemisches in eine in der Reaktion gebildete Phase des Mediums (A), enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, und eine in der Reaktion gebildete Phase eines Mediums (B), enthaltend das Reaktionsprodukt, getrennt werden. Die abgetrennte mobile Phase (die Phase des Mediums (B)), enthaltend das Reaktionsprodukt, kann aus dem Dekanter kontinuierlich entnommen werden, und die abgetrennte stationäre Phase (die Phase des Mediums (A)), enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, kann in das Reaktionsgefäß zurückgeführt werden. Zusätzlich kann eine Lewis-Säurekatalysierte Reaktion auf die folgende Weise durchgeführt werden. Anstelle des Einsatzes einer Phase des Mediums (A), enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, als stationäre Phase wird ein Medium (A), enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, in einen Röhrenreaktor (Leitungsreaktor) oder einen Mikroreaktor (ein Reaktor mit einem Durchmesser der Fluidleitung von nicht mehr als 1.000 μm, vorzugsweise 500 μm) gleichzeitig mit einem Medium (B), enthaltend einen Reaktanden (d. h. mobile Phase) eingespeist werden, wodurch die Reaktion durchgeführt wird. Nach der Reaktion wird das Reaktionsgemisch in eine in der Reaktion gebildete Phase des Mediums (A), enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, und eine in der Reaktion gebildete Phase eines Mediums (B), enthaltend ein Reaktionsprodukt, getrennt, und die in der Reaktion gebildete Phase des Mediums (B), enthaltend ein Reaktionsprodukt, wird gewonnen, wodurch das Reaktionsprodukt in vorteilhafter Weise erhalten wird. Wenn ein Mikroreaktor als Reaktionszone eingesetzt wird, kommt es zu einer raschen Diffusion des Reaktanden, des Lewis-Säure-Katalysators und des Reaktionsprodukts zwischen der Phase des Mediums (A) und der Phase des Mediums (B), wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht wird.
  • In dem erfindungsgemäßen kontinuierlichen Reaktionsverfahren kann die Fließgeschwindigkeit der mobilen Phase auf der Grundlage der Aktivität des Lewis-Säure-Katalysators und der Menge des Reaktanden oder der Reaktanden, die in der mobilen Phase enthalten sind, ausgewählt werden. Wenn nicht-umgesetzter Recktand oder nicht-umgesetzte Reaktanden in der in der Reaktion gebildeten mobilen Phase verbleiben, kann die mobile Phase, die aus der stationären Phase abgetrennt wird, außerdem in den Reaktor zurückgeführt werden, sodass die Reaktion durch erneutes Kontaktieren der mobilen Phase mit der stationären Phase durchgeführt wird.
  • Hinsichtlich der Reaktion, die durch das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird, gibt es keine besondere Einschränkung, solange die Verbindung der Formel (1) oder (2) die Reaktion katalysieren kann. Beispiele solcher Reaktionen umfassen eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungsbildungsreaktion, eine Oxidationsreaktion, eine Reduktionsreaktion, eine Dehydrierungsreaktion, eine Veresterungsreaktion und eine Umesterungsreaktion. Genauer gesagt können die Diels-Alder-Reaktion, die Michael-Reaktion, die Friedel-Crafts-Reaktion, eine synthetische Reaktion einer Schiff'schen Base, die Fries-Umlagerungsreaktion, eine Methylolierungsreaktion eines Benzolkerns, die Meerwein-Ponndorf-Verley-Reduktionsreaktion, eine Aldolreaktion, eine Veresterungsreaktion, eine Umesterungsreaktion, die Mannich-Reaktion, eine Oxidationsreaktion mit Wasserstoffperoxid, einem organischen Peroxid oder molekularem Sauerstoff, eine Dehydratationsreaktion eines Alkohols, eine O-Glykosidierungsreaktion und eine Polymerisationsreaktion eines Olefins genannt werden.
  • Wie vorstehend beispielhaft genannt, kann in der vorliegenden Erfindung die Lewis-Säurekatalysierte Reaktion kontinuierlich durch Einsatz eines Reaktionsgefäßes oder eines Röhrenreaktors durchgeführt werden.
  • Außerdem wird erfindungsgemäß die Verwendung von Verbindungen als Lewis-Säure-Katalysator bereitgestellt, der in der vorstehend genannten Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung und dem kontinuierlichen Reaktionsverfahren vorteilhaft eingesetzt werden kann. Genauer gesagt werden erfindungsgemäß die folgenden Lewis-Säure-Katalysatoren (i) bis (v) verwendet:
    • (i) Ein Lewis-Säure-Katalysator, der eine Verbindung der folgenden Formel (1') ist: [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)N]nM (1') worin: Rf 1 und Rf 2 jeweils unabhängig voneinander einen Substituenten (a) oder ein teilweise substituiertes Derivat davon darstellen, wobei der Substituent (a) aus einer perfluorierten, gesättigten C9-C16 Kohlenwasserstoffgruppe, die in ihrem Grundgerüst mindestens ein Stickstoffatom oder Sauerstoffatom aufweist, besteht, wobei das teilsubstituierte Derivat des Substituenten (α) erhalten wird durch Austauschen von 40% oder weniger der Fluoratome in der perfluorierten Kohlenwasserstoffgruppe durch mindestens ein Mitglied aus der Gruppe, die aus einem Wasserstoffatom, einem Chloratom, einem Bromatom und einem Iodatom besteht, mit der Maßgabe, dass in dem Substituenten ein Fluoratom, das an das Kohlenstoffatom gebunden ist, das direkt an die -SO2-Gruppe gebunden ist, nicht durch ein Wasserstoffatom ersetzt ist; M wie oben für Formel (1) definiert ist; und n ein ganzzahliges Äquivalent der Wertigkeit von M ist;
    • (ii) ein Lewis-Säure-Katalysator, der eine Verbindung der vorstehenden Formel (1') ist, worin Rf 1 und Rf 2 in der Formel (1') jeweils einen Substituenten der folgenden Formel (3) darstellen: CF2X1CFX2-[OCF2CF(CF3)]t-O-[CF2]u- (3), und worin X1 und X2 jeweils unabhängig voneinander ein Atom darstellen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Halogenatom und einem Wasserstoffatom besteht; t eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist; und u eine ganze Zahl von 1 bis 4; und u eine ganze Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise 2 bis 4 und stärker bevorzugt 2 oder 3 ist;
    • (iii) ein Lewis-Säure-Katalysator, der eine Verbindung der folgenden Formel (2') ist: [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)(Rf 3SO2)C]nM (2') worin: Rf 1 bis Rf 3 in der Formel (2') jeweils einen Substituenten der folgenden Formel (3) darstellen: CF2X1CFX2-[OCF2CF(CF3)]t-O-[CF2]u- (3), und worin X1 und X2 jeweils unabhängig voneinander ein Atom darstellen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Halogenatom und einem Wasserstoffatom besteht; t eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist; und u eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist; M wie für Formel (1) definiert ist; und n ein ganzzahliges Äquivalent der Wertigkeit von M ist.
    • (iv) ein Lewis-Säure-Katalysator, der mindestens eine Verbindung ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Verbindungen der folgenden Formeln (5) und (6) besteht: [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)N]nSn (5), und [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)(Rf 3SO2)C]nSn (6) worin: Rf 1 bis Rf 3 wie in Anspruch 7 definiert sind; und n ein ganzzahliges Äquivalent der Wertigkeit von Sn ist; und
    • (v) ein Lewis-Säure-Katalysator, der mindestens eine Verbindung ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Verbindungen der folgenden Formeln (7) und (8) besteht: [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)N]nHf (7), und [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)(Rf 3SO2)C]nHf (8) worin: Rf 1 bis Rf 3 wie in Anspruch 7 definiert sind; und n ein ganzzahliges Äquivalent der Wertigkeit von Hf ist.
  • Die erfindungsgemäß verwendeten Lewis-Säure-Katalysatoren sind spezifische Beispiele für Verbindungen der vorstehenden Formeln (1) oder (2). Deshalb sind die Eigenschaften des Substituenten (α) und des teilsubstituierten Derivats davon dieselben wie diejenigen, die in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung beschrieben sind, wenn nichts anderes angegeben ist.
  • Außerdem können die Reaktionen unter Einsatz der erfindungsgemäß verwendeten Lewis-Säure-Katalysatoren durchgeführt werden, und die Reaktionsbedingungen zum Durchführen solcher Reaktionen sind dieselben wie diejenigen, die in Zusammenhang mit dem Lewis-Säure-Katalysator, der in der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung enthalten ist, und dem erfindungsgemäßen kontinuierlichen Reaktionsverfahren beschrieben sind.
  • Wenn der Lewis-Säure-Katalysator eine Verbindung ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus den Verbindungen der Formeln (1), (2), (1') und (2') besteht, worin M Zinn (Sn) darstellt, ist der Lewis-Säure-Katalysator für den Einsatz in der Katalyse einer Oxidationsreaktion einer Ketonverbindung unter Verwendung von Wasserstoffperoxid vorteilhaft. Ein solcher Lewis-Säure-Katalysator hat hohe katalytische Aktivität und, selbst wenn die Wasserstoffperoxidkonzentration des Reaktionssystems nur 10 bis 30 Gew.-% ist, bezogen auf das Gewicht des Reaktionssystems, behält der Lewis-Säure-Katalysator seine hohe katalytische Aktivität und ermöglicht ein Fortschreiten der Reaktion mit hoher Selektivität. Spezifische Beispiele von Ketonverbindungen, die als Ausgangsmaterial für eine Lewis-Säurekatalysierte Reaktion eingesetzt werden, umfassen gesättigte oder ungesättigte aliphatische Ketone mit linearer oder verzweigter Konfiguration, alicyclische Ketone und aromatische Ketone. Spezifische Beispiele von aliphatischen Ketonen umfassen solche mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, wie Aceton, Methylethylketon, Diethylketon, Dipropylketon, Dibutylketon, Dipentylketon, Dihexylketon und Dioctylketon. Spezifische Beispiele von alicyclischen Ketonen umfassen solche mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie Cyclopentanon, Cyclohexanon, Cycloheptanon und Cyclooctanon. Spezifische Beispiele von aromatischen Ketonen umfassen solche mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie Acetophenon, Propiophenon, Butyrophenon, Pentanophenon, Heptanophenon, Octanophenon und Nonanophenon. Eine herkömmliche Wasserstoffperoxidlösung, nämlich eine 10 bis 60 Gew.-%ige wässrige Wasserstoffperoxidlösung, kann als Oxidationsmittel eingesetzt werden, jedoch ist es im Hinblick auf die Sicherheit bevorzugt, 30 bis 40 Gew.-%iges wässriges Wasserstoffperoxid einzusetzen. Das Molverhältnis des Wasserstoffperoxids zu der Ketonverbindung ist 0,1 bis 2, vorzugsweise 0,3 bis 1,5, stärker bevorzugt 0,5 bis 1,2.
  • Wenn ein Lewis-Säure-Katalysator eine Verbindung ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Verbindungen der Formeln (1), (2), (1') und (2') besteht, worin M Zinn darstellt, zeigt der Lewis-Säure-Katalysator hohe katalytische Aktivität in der Katalyse einer Umesterungsreaktion. Beispiele von Esterverbindungen, die als Ausgangsmaterial für eine Lewis-Säurekatalysierte Reaktion eingesetzt werden, umfassen gesättigte oder ungesättigte C2-C30-aliphatische Ester mit einer linearen oder verzweigten Konfiguration, alicyclische Ester und aromatische Ester. Beispiele von Alkoholen, die als Ausgangsmaterial für eine Lewis-Säurekatalysierte Reaktion eingesetzt werden, umfassen gesättigte oder ungesättigte C1-C30-aliphatische Alkohole mit einer linearen oder verzweigten Konfiguration und alicyclische Alkohole.
  • Wenn ein Lewis-Säure-Katalysator eine Verbindung ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Verbindungen der Formeln (1), (2), (1') und (2') besteht, worin M Hafnium darstellt, kann der Lewis-Säure-Katalysator für die Katalyse einer Reaktion eingesetzt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungsbildungsreaktion, einer Dehydrierungsreaktion und einer Oxidationsreaktion mit Wasserstoffperoxid besteht. Ein solcher Lewis-Säure-Katalysator zeigt sehr hohe katalytische Aktivität, wenn er in Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungsbildungsreaktionen eingesetzt wird, wie der Diels-Alder-Reaktion, Michael-Reaktion, Friedel-Crafts-Reaktion, Fries-Umlagerungsreaktion, Methylolierungsreaktion eines Benzolkerns, Aldolreaktion, Veresterungsreaktion durch Entwässerung eines Alkohols und einer Carbonsäure, Veretherungsreaktion durch Dehydratation eines Alkohols, Oxidationsreaktion mit Wasserstoffperoxid und Polymerisationsreaktion eines Olefins.
  • Die Vorteile der Phasentrennung werden in dem vorstehend genannten erfindungsgemäßen kontinuierlichen Reaktionsverfahren ausgenutzt. Alternativ dazu kann der erfindungsgemäß verwendete Lewis-Säure-Katalysator an einem anorganischen oder makromolekularen Träger immobilisiert sein, wodurch ein immobilisierter Katalysator erhalten wird. In einer Festphasen-Flüssigphasen-Reaktion kann eine kontinuierliche Reaktion auf einfache Weise durch einfaches Passieren der mobilen Phase in flüssiger Form durch eine stationäre Phase in fester Form durchgeführt werden. Beispielsweise beschreiben die offengelegten Japanischen Patentanmeldungen Nr. JP 11-322758 A und JP 2000-264903 A dass der erfindungsgemäß verwendete Lewis-Säure-Katalysator an Cyclodextrin oder einem Derivat davon immobilisiert werden kann, wodurch ein immobilisierter Katalysator erhalten wird, und ein solcher immobilisierter Katalysator kann zum Durchführen einer kontinuierlichen Reaktion auf die vorstehend beschriebene Weise eingesetzt werden.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines Lewis-Säure-Katalysators, der in der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung und dem erfindungsgemäßen kontinuierlichen Reaktionsverfahren eingesetzt wird, beschrieben.
  • Im Hinblick auf die Herstellung des Lewis-Säure-Katalysators, der in der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung und dem erfindungsgemäßen kontinuierlichen Reaktionsverfahren eingesetzt wird, wobei der Lewis-Säure-Katalysator eine Verbindung ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus den Verbindungen der vorstehenden Formeln (1) und (2) besteht, und im Hinblick auf die Herstellung der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatoren (i) bis (v), kann im Wesentlichen dasselbe Verfahren eingesetzt werden. Im Hinblick auf die Liganden, die die Ausgangsmaterialien für den Lewis-Säure-Katalysator sind, können sowohl eine perfluorierte Kohlenwasserstoffgruppe, die in ihrem Grundgerüst ein Stickstoffatom und/oder ein Sauerstoffatom enthält, als auch ein teilsubstituiertes Derivat davon unter den Bedingungen synthetisiert werden, die im Wesentlichen dieselben sind wie diejenigen für die Synthese einer perfluorierten Kohlenwasserstoffgruppe.
  • Ein Verfahren zum Synthetisieren eines Metallsalzes eines so genannten C10-Imids wird als Beispiel eines Verfahrens zum Synthetisieren einer Verbindung der vorstehenden Formel (1) beschrieben.
  • In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck ”C10-Imid” eine Verbindung der folgenden Formel: [CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2]2NH.
  • Zunächst wird CF3CF(COF)OCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F in Anwesenheit von Natriumcarbonat zum Durchführen einer Hitzedecarboxylierungsreaktion in Wasser erhitzt, wodurch CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F erhalten wird. Dann wird die erhaltene Verbindung mit einer Tetrahydrofuranlösung von Natrium-bis(trimethylsilyl)amid bei etwa Raumtemperatur umgesetzt, und dann wird das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck konzentriert, wodurch ein festes Produkt 1 erhalten wird. Das erhaltene feste Produkt 1 wird mit CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F in Anwesenheit von Dioxan (als Lösungsmittel) bei 80°C bis 130°C umgesetzt. Danach wird das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck konzentriert, wodurch das feste Produkt 2 erhalten wird. Das so erhaltene feste Produkt 2 wird entweder mit Schwefelsäure oder einem stark sauren Ionenaustauscherharz behandelt, wodurch ein C10-Imid erhalten wird.
  • Andere Imidverbindungen, die sich in der Anzahl der Kohlenstoffatome unterscheiden, können im Wesentlichen unter denselben Bedingungen synthetisiert werden.
  • Das C10-Imid, das auf die vorstehend beschriebene Weise synthetisiert wird, wird mit einer Metallverbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Metallcarbonat, Metalloxid, Metallhydroxid oder Metallacetat besteht, bei einer Temperatur im Bereich von Raumtemperatur bis 100°C in einem Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Wasser, einem organischen Lösungsmittel und einem Gemisch von Wasser und einem organischen Lösungsmittel besteht, umgesetzt. Danach wird Wasser und/oder das organische Lösungsmittel aus dem erhaltenen Reaktionsgemisch durch Erwärmen oder Trocknen unter vermindertem Druck entfernt, wodurch ein Metallsalz des C10-Imids erhalten wird.
  • Ein Verfahren zum Synthetisieren eines Metallsalzes eines so genannten C10-Methids wird als Beispiel eines Verfahrens zum Synthetisieren einer Verbindung der vorstehenden Formel (2) beschrieben.
  • In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck ”C10-Methid” eine Verbindung der folgenden Formel: [CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2]3CH.
  • Die Synthese eines C10-Methids kann beispielsweise gemäß dem Verfahren durchgeführt werden, das in dem US-Patent Nr. US 5 554 664 A beschrieben ist. Genauer gesagt wird CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F zu einer Lösung von Methylmagnesiumchlorid in Tetrahydrofuran gegeben, wodurch eine Reaktion bewirkt wird. Danach wird das erhaltene Reaktionsgemisch mit Schwefelsäure behandelt, danach erfolgt eine Behandlung mit Cäsiumcarbonat, wodurch ein Reaktionsprodukt (C10-Methid) aus dem Reaktionsgemisch in der Form eines Cäsiumsalzes davon isoliert wird. Das so erhaltene Cäsiumsalz des C10-Methids wird mit Schwefelsäure behandelt, um eine protonische Säure zu bilden, wodurch das C10-Methid erhalten wird.
  • Beispielsweise kann ein Verfahren, das in der ungeprüften offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2000-219692 A beschrieben ist, zum Synthetisieren eines Seltenerdmetallsalzes eines C10-Methids eingesetzt werden. Im Allgemeinen wird das C10-Methid mit einer gewünschten Metallverbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Metallcarbonat, Metalloxid, Metallhydroxid und einem Metallacetat besteht, bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis 100°C in einem Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Wasser, einem organischen Lösungsmittel und einem Gemisch von Wasser und einem organischen Lösungsmittel besteht, umgesetzt. Danach wird das Wasser und/oder das organische Lösungsmittel aus dem erhaltenen Reaktionsgemisch durch Erwärmen oder Trocknen unter vermindertem Druck entfernt, wodurch ein Metallsalz des C10-Methids erhalten wird.
  • BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Beispiele und Vergleichsbeispiele, die jedoch für den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht einschränkend ausgelegt werden sollten, eingehender beschrieben.
  • Beispiel 1
  • <Synthese einer Verbindung der Formel (1)>
  • 1) Synthese von CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F
  • 500 g CF3CF(COF)OCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F wurden tropfenweise zu einer Aufschlämmung, enthaltend 86,3 g Natriumcarbonat und 500 ml Tetraethylenglykoldimethylether, bei 70°C unter einem Stickstoffgasstrom zugegeben, danach wurde 2 Stunden bei 70°C gerührt, wodurch eine Reaktion durchgeführt wurde. 13 ml Wasser wurden zu dem erhaltenen Reaktionsgemisch gegeben, und das Gemisch wurde eine weitere Stunde bei 70°C gerührt. Danach wurde das Reaktionsgemisch bei 160°C während 2 Stunden erhitzt, wodurch eine Decarboxylierungsreaktion durchgeführt wurde. Nach der Decarboxylierungsreaktion wurde das decarboxylierte Reaktionsgemisch einer Vakuumdestillation (unter einem Druck von 2,7 kPa) unterworfen, und der erzeugte Dampf wurde kondensiert und als Destillat gewonnen. Das Destillat wurde mit Wasser gewaschen und danach getrocknet. Das getrocknete Destillat wurde dann einer Vakuumdestillation (unter einem Druck von 2,7 kPa) unterworfen, und ein Destillat mit einem Siedepunkt im Bereich von 95 bis 96°C wurde gewonnen, wodurch 184,71 g einer transparenten Flüssigkeit erhalten wurden. Die Ergebnisse der 19F-NMR- und 1H-NMR-Analysen der erhaltenen Flüssigkeit sind nachstehend gezeigt:
    19F-NMR: δ (ppm, Standardsubstanz: CFCl3, Lösungsmittel: deuteriertes Chloroform (CDCl3)) = -148,3 (1F), -147,0 (1F), -146,6 (1F), -114,6 (2F), -88,4 (1F), -87,0 (3F), -85,9 (1F) -81,2 bis -82,7 (10F) und 42,6 (1F); und
    1H-NMR: δ (ppm, Standardsubstanz: (CH3)4Si Lösungsmittel: CDCl3) = 5,9.
  • Diese Ergebnisse bestätigten, dass die erhaltene Flüssigkeit CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F war.
  • 2) Synthese einer Imidverbindung
  • Ein 500 ml-Dreihalskolben wurde mit Stickstoffgas gewaschen, und es wurden 20,6 g CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F, hergestellt im vorstehenden Punkt 1, zugegeben, und danach wurde in einem Eisbad gerührt (10°C oder niedriger). Dann wurden 21,6 ml einer Tetrahydrofuranlösung, enthaltend 0,0216 mol Natrium-bis(trimethylsilyl)amid tropfenweise zu dem CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F in den Kolben während 30 Minuten gegeben, wodurch eine Reaktion zwischen diesen Verbindungen in zwei Stufen durchgeführt wurde. Anschaulich ausgedrückt wurde eine Reaktion zwischen CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F und Natrium-bis(trimethylsilyl)amid zuerst bei 10°C oder niedriger während 3 Stunden durchgeführt, und dann bei Raumtemperatur während 19 Stunden. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde unter vermindertem Druck (133 bis 4000 Pa) bei 60°C kondensiert, wodurch ein festes Produkt erhalten wurde. 15,6 g des erhaltenen festen Produkts wurden zu einem Gemisch von 50 ml Dioxan und 27,3 g CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F gegeben, und das erhaltene Gemisch wurde in einen Autoklaven gegeben, um eine Reaktion bei 120°C während 13 Stunden zu bewirken.
  • Nach der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch unter einem verminderten Druck (133 Pa) bei 60°C konzentriert, wodurch eine flüssige Substanz (a) erhalten wurde. Die erhaltene flüssige Substanz (a) wurde zu 100 ml 6 N Chlorwasserstoffsäure gegeben, und danach wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Daraus wurde eine Ölphase abgetrennt, und die abgetrennte Öl-Phase wurde mit Wasser gewaschen und mit 50 ml Isopropylether extrahiert. Der verbleibende Isopropylether wurde aus der Ölphase unter einem verminderten Druck (1330 Pa) bei 50°C destilliert, wodurch 14 g einer flüssigen Substanz (b) erhalten wurden. Die so erhaltene flüssige Substanz (b) wurde dann einer Destillation bei einer Temperatur von 120 bis 160°C unter einem verminderten Druck (2,7 Pa) unterworfen, wodurch 7,3 g eines flüssigen Produkts erhalten wurden. Die Ergebnisse der 19F-NMR- und 1H-NMR-Analysen des erhaltenen flüssigen Produkts sind nachstehend gezeigt:
    19F-NMR: δ (ppm, Standardsubstanz: CF3C6H5, Lösungsmittel: CDCl3) = -148,3 (2F), -148,0 bis -147,0 (2F), -147,0 bis -146,0 (2F), -113,7 (4F), -89,0 bis -88,0 (2F), -86,9 (6F), -86,0 bis -85,0 (2F), -82,4 (6F), -82,2 (6F), -83,0 bis -82,0 (2F), -81,6 (2F), -79,8 (2F) und -79,2 (2F); und
    1H-NMR: δ (ppm, Standardsubstanz: (CH3)4Si Lösungsmittel: CDCl3) = 5,87 (2H) und 7,84 (1H).
  • Diese Ergebnisse bestätigten, dass das vorstehend genannte flüssige Produkt ein so genanntes C10-Imid der folgenden Formel war: (CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2)2NH.
  • Außerdem wurde ein so genanntes C10,8-Imid und ein so genanntes C10*,10-Imid, die Verbindungen der folgenden Formeln sind, einzeln im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben synthetisiert, mit der Ausnahme, dass korrespondierende Ausgangsmaterialien eingesetzt wurden.
    C10,8-Imid: CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2NHSO2C8F17, und C10*,10-Imid: (CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2)-(CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2NH.
  • 3) Synthese eines Metallsalzes
  • 5 g des vorstehend in Punkt 2 synthetisierten C10-Imids wurden in einem Mischlösungsmittel aus 10 ml Wasser und 15 ml Acetonitril gelöst, und danach wurden 0,45 g Ytterbiumcarbonat zugegeben, wodurch eine zweistufige Reaktion bewirkt wurde. Anschaulich ausgedrückt wurde zuerst eine Reaktion zwischen dem C10-Imid und Ytterbiumcarbonat bei 20°C während 5 Stunden durchgeführt, und dann 1 Stunde bei 50°C durchgeführt. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur filtriert, um ein darin erhaltenes Präzipitat zu entfernen, wodurch ein Filtrat erhalten wurde. Das erhaltene Filtrat wurde durch Vakuumdestillation bei 50°C unter einem Druck von 133 bis 1330 Pa bis zum Eintrocknen eingedampft und dann bei 90°C unter einem Druck von 1,3 Pa während 24 Stunden getrocknet, wodurch 4,7 g eines Ytterbiumsalzes des C10-Imids (im Folgenden als ”Ytterbiumtris[bis(C10)imid]” bezeichnet) als weißer Feststoff erhalten wurde.
  • Die Ergebnisse der Elementaranalyse des erhaltenen Ytterbiumsalzes des C10-Imids sind nachstehend gezeigt (theoretische Werte sind in Klammern angegeben):
    Yb = 4,3% (4,4%) C = 18,2% (18,5%).
  • Außerdem wurden andere Metallsalze des C10-Imids wie folgt synthetisiert.
  • Ein Scandiumsalz des C10-Imids (im Folgenden als ”Scandiumtris[bis(C10)imid]” bezeichnet) wurde im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben synthetisiert, mit der Ausnahme, dass Scandiumacetat anstelle von Ytterbiumcarbonat eingesetzt wurde.
  • Ein Lanthansalz und ein Yttriumsalz des C10-Imids wurden im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben einzeln synthetisiert, mit der Ausnahme, dass Lanthancarbonat beziehungsweise Yttriumcarbonat anstelle von Ytterbiumcarbonat eingesetzt wurde.
  • Ein Zinnsalz und ein Hafniumsalz des C10-Imids wurden im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben einzeln synthetisiert, mit der Ausnahme, dass Zinn(IV)-acetat und Hafniumchlorid mit dem C10-Imid in Anwesenheit von Acetonitril (als Lösungsmittel) bei 60°C während 15 Stunden einzeln umgesetzt wurden.
  • Zusätzlich wurden Metallsalze des C10*,10-Imids und Metallsalze des C10,8-Imids im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben unter Einsatz geeigneter Metallverbindungen synthetisiert. Die Ergebnisse der Elementaranalyse der repräsentativen Beispiele der Metallsalze des C10-Imids, C10*,10-Imids und C10,8-Imids sind nachstehend gezeigt (die theoretischen Werte sind in Klammern angegeben):
    • (1) Scandiumtris[bis(C10)imid]
    Sc = 1,1% (1,2%) C = 18,9% (19,1%)
    • (2) Lanthantris[bis(C10*,10)imid]
    La = 3,6% (3,7%) C = 18,8% (19,0%) und
    • (3) Ytterbiumtris[bis(C10,8)imid]
    Yb = 4,7% (4,9%) C = 18,6% (18,5%).
  • Beispiel 2
  • <Synthese einer Verbindung der Formel (2)>
  • 5,0 g eines so genannten C10-Methids der folgenden Formel: (CF3CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2)3CH wurden in einem Mischlösungsmittel von 10 ml Wasser und 10 ml Acetonitril gelöst, danach wurde 0,20 g Scandiumacetat zugegeben, um eine zweistufige Reaktion zu bewirken. Anschaulich ausgedrückt wurde zuerst eine Reaktion zwischen dem C10-Methid und Scandiumacetat bei 20°C während 5 Stunden durchgeführt, und dann 1 Stunde bei 50°C durchgeführt. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde durch Vakuumdestillation bei 50°C unter einem Druck von 133 bis 1330 Pa bis zum Eintrocknen eingedampft und dann bei 90°C unter einem Druck von 1,3 Pa während 24 Stunden getrocknet, wodurch 4,5 g eines Scandiumsalzes des C10-Methids (im Folgenden als ”Scandiumtris[tris(C10)methid]” bezeichnet) als weiße Feststoffe erhalten wurden.
  • Die Ergebnisse der Elementaranalyse des erhaltenen Scandiumsalzes des C10-Methids sind nachstehend gezeigt (die theoretischen Werte sind in Klammern angegeben):
    Sc = 0,8% (0,8%) C = 20,0% (19,9%).
  • Ein Ytterbiumsalz des C10-Methids (im Folgenden als ”Ytterbiumtris[tris(C10)methid]” bezeichnet) wurde im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben synthetisiert, mit der Ausnahme, dass Ytterbiumcarbonat anstelle von Scandiumacetat eingesetzt wurde. Die Ergebnisse der Elementaranalyse des erhaltenen Ytterbiumtris[tris(C10)methids] sind nachstehend gezeigt (die theoretischen Werte sind in Klammern angegeben):
    Yb = 2,9% (3,0%) C = 19,3% (19,5%).
  • Außerdem wurden andere Metallsalze des C10-Methids wie nachfolgend beschrieben synthetisiert.
  • Ein Lanthansalz des C10-Methids wurde im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben synthetisiert, mit der Ausnahme, dass Lanthancarbonat anstelle von Ytterbiumcarbonat eingesetzt wurde.
  • Ein Zinnsalz und ein Hafniumsalz des C10-Methids wurden im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben einzeln synthetisiert, mit der Ausnahme, dass Zinn(IV)-acetat und Hafniumchlorid einzeln mit dem C10-Methid in Anwesenheit von Acetonitril (als Lösungsmittel) 15 Stunden bei 60°C umgesetzt wurden.
  • Zusätzlich wurden andere Metallsalze des C10-Methids im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben unter Einsatz geeigneter Metallverbindungen synthetisiert.
  • Beispiel 3
  • Als Lewis-Säure-Katalysator wurde Ytterbiumtris[bis(C10)imid] zu einem Mischmedium von 4 ml Perfluormethylcyclohexan und 4 ml Dichlorethan gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung erhalten wurde. Die Menge des zugegebenen Lewis-Säure-Katalysators wurde so eingestellt, dass sie 3 mol-% war, bezogen auf die Molmenge von 2,3-Dimethylbutadien, das als Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung zugegeben wurde. Zu der erhaltenen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung wurden 224 μl 2,3-Dimethylbutadien und 248 μl Methylvinylketon unter Bildung eines Gemisches gegeben. Dann wurde das Gemisch gerührt, um eine Reaktion zwischen dem 2,3-Dimethylbutadien und dem Methylvinylketon 10 Stunden bei 30°C durchzuführen. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich rasch innerhalb von 10 Sekunden in zwei Phasen trennte. Die für die Phasentrennung erforderliche Zeit (d. h. die Zeit, in der sich das gerührte Reaktionsgemisch in zwei Phasen trennt, wie im Fall des Gemisches vor dem Rühren zur Durchführung der Reaktion) wurde durch visuelles Beobachten des Reaktionsgemisches und Messen der Dauer vom Beenden des Rührens des Reaktionsgemisches bis zur Bildung von zwei Phasen in dem Reaktionsgemisch mit einer Stoppuhr gemessen.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert (GC-1700 AF Typ Gaschromatograph; hergestellt und verkauft von Shimadzu Corporation, Japan). Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexen) in der oberen und der unteren Phase 94% war, wobei 98% des hergestellten 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexens in der oberen Phase vorhanden waren und 2% des hergestellten 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexens in der unteren Phase vorhanden waren. Dann wurden die Mengen des Ytterbiumtris[bis(C10)imids], die in der oberen Phase und in der unteren Phase vorhanden waren, durch Plasmaemissionsspektrometrie (IRIS/AP Typ Plasmaemissionsspektrometer; hergestellt und verkauft von Nippon Jarrell Ash, Japan) einzeln hinsichtlich der Mengen an Ytterbium gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99,9% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, das Produkt und der Katalysator getrennt voneinander in Dichlorethan beziehungsweise Perfluormethylcyclohexan gelöst sind, sodass die Trennung der beiden leicht durchgeführt werden konnte.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Eine Reaktion wurde im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass Ytterbiumtris[bis-(perfluoroctansulfonyl)imid] als Lewis-Säure-Katalysator eingesetzt wurde. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. 5-Acetyl-2,3-dimethylcyclohexa-2-en) in der oberen und der unteren Phase nur 84% war. Wenn das Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen wurde, dauerte die Phasentrennung des Reaktionsgemisches in zwei Phasen etwa 40 Sekunden. Die Mengen des Ytterbiumtris[bis-(perfluoroctansulfonyl)imids], die in der oberen und der unteren Phase vorhanden waren, wurden hinsichtlich der Mengen von Ytterbium durch Plasmaemissionsspektrometrie einzeln gemessen. Im Ergebnis wurde gefunden, dass 99,3% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Beispiel 4
  • 224 μl 2,3-Dimethylbutadien und 248 μl Methylvinylketon wurden zu einem Mischmedium von 3 ml Perfluormethylcyclohexan und 3 ml Dichlormethan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 2 mol-% Scandiumtris[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge von 2,3-Dimethylbutadien, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend 2,3-Dimethylbutadien und Methylvinylketon, erhalten wurde. Dann wurde die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend 2,3-Dimethylbutadien und Methylvinylketon, gerührt, wodurch eine Reaktion zwischen dem 2,3-Dimethylbutadien und dem Methylvinylketon 8 Stunden bei 30°C durchgeführt wurde. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich rasch innerhalb von 10 Sekunden in zwei Phasen trennte.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexen) in der oberen und der unteren Phase 95% war, wobei 99% des hergestellten 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexens in der oberen Phase vorhanden waren und 1% des hergestellten 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexens in der unteren Phase vorhanden war. Dann wurden die Mengen des Scandiumtris[bis(C10)imids], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, hinsichtlich der Mengen an Scandium durch Plasmaemissionsspektrometrie einzeln gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99,9% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, das Produkt und der Katalysator getrennt voneinander in Dichlormethan beziehungsweise Perfluormethylcyclohexan gelöst wurden, sodass die Trennung zwischen ihnen leicht durchgeführt werden konnte.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Eine Reaktion wurde im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass Scandiumtris[bis-(perfluoroctansulfonyl)imid] als Lewis-Säure-Katalysator eingesetzt wurde. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexen) in der oberen und der unteren Phase nur 82% war. Wenn das Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen wurde, dauerte die Phasentrennung des Reaktionsgemisches in zwei Phasen etwa 40 Sekunden. Die Mengen des Scandiumtris[bis-(perfluoroctansulfonyl)imids], die in der oberen und der unteren Phase vorhanden waren, wurden hinsichtlich der Mengen an Scandium durch Plasmaemissionsspektrometrie einzeln gemessen. Im Ergebnis wurde gefunden, dass 99,3% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Beispiel 5
  • 224 μl 2,3-Dimethylbutadien und 248 μl Methylvinylketon wurden zu einem Mischmedium von 4 ml Perfluoroctan und 5 ml Dioxan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 5 mol Lanthantris[bis(C10*,10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge von 2,3-Dimethylbutadien, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das 2,3-Dimethylbutadien und das Methylvinylketon, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das 2,3-Dimethylbutadien und das Methylvinylketon, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zwischen dem 2,3-Dimethylbutadien und dem Methylvinylketon 11 Stunden bei 30°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich innerhalb von 10 Sekunden rasch in zwei Phasen trennte.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexen) in der oberen und der unteren Phase 93% war, wobei 99% des hergestellten 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexens in der oberen Phase und 1% des hergestellten 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexens in der unteren Phase vorhanden waren. Danach wurden die Mengen des Lanthantris[bis(C10*,10)imids], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, hinsichtlich der Mengen an Lanthan durch Plasmaemissionsspektrometrie einzeln gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99,9% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, das Produkt und der Katalysator getrennt voneinander in Dioxan beziehungsweise Perfluoroctan gelöst werden, sodass eine Trennung der beiden leicht durchgeführt werden kann.
  • Beispiel 6
  • 216 mg Anisol und 410 mg Essigsäureanhydrid wurden zu einem Mischmedium von 4 ml Perfluormethylcyclohexan und 5 ml Chlorbenzol gegeben. Zudem erhaltenen Gemisch wurden 10 mol-% Ytterbiumtris[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Anisols, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Anisol und das Essigsäureanhydrid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Anisol und das Essigsäureanhydrid, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zwischen dem Anisol und dem Essigsäureanhydrid 8 Stunden bei 70°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur gekühlt, und das gekühlte Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich innerhalb von 10 Sekunden rasch in zwei Phasen trennte.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. p-Methoxyacetophenon) in der oberen und der unteren Phase 93% war, wobei 98% des hergestellten p-Methoxyacetophenons in der oberen Phase vorhanden waren und 2% des hergestellten p-Methoxyacetophenons in der unteren Phase vorhanden waren. Danach wurden die Mengen des Ytterbiumtris[bis(C10)imids], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, hinsichtlich der Mengen an Ytterbium durch Plasmaemissionsspektrometrie einzeln gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99,9% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, das Produkt und der Katalysator getrennt voneinander in Chlorbenzol beziehungsweise Perfluormethylcylohexan gelöst werden, sodass eine Trennung der beiden leicht durchgeführt werden kann.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Eine Reaktion wurde im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, außer dass Ytterbiumtris[bis(perfluoroctansulfonyl)imid] als Lewis-Säure-Katalysator eingesetzt wurde. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. p-Methoxyacetophenon) in der oberen Phase und der unteren Phase nur 79% war. Wenn das Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen wurde, dauerte die Phasentrennung des Reaktionsgemisches in zwei Phasen etwa 45 Sekunden. Die Mengen des Ytterbiumtris[bis(perfluoroctansulfonyl)imids], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, wurden hinsichtlich der Mengen an Ytterbium durch Plasmaemissionsspektrometrie einzeln gemessen. Im Ergebnis wurde gefunden, dass 99,1% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Beispiel 7
  • 216 mg Anisol und 410 mg Essigsäureanhydrid wurden zu einem Mischmedium von 5 ml Perfluormethylcyclohexan und 5 ml Chlorbenzol gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 6 mol Scandiumtris[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Anisols, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Anisol und das Essigsäureanhydrid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Anisol und das Essigsäureanhydrid, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zwischen dem Anisol und dem Essigsäureanhydrid 5 Stunden bei 70°C durchgeführt. Dann wurde das erhaltene Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur gekühlt, und das gekühlte Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich innerhalb von 10 Sekunden rasch in zwei Phasen trennte.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. p-Methoxyacetophenon) in der oberen und der unteren Phase 90% war, wobei 98% des hergestellten p-Methoxyacetophenons in der oberen Phase vorhanden waren und 2% des hergestellten p-Methoxyacetophenons in der unteren Phase vorhanden waren. Dann wurden die Mengen an Scandumtris[bis(C10)imid], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, hinsichtlich der Mengen an Scandium durch Plasmaemissionsspektrometrie einzeln gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99,9% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, das Produkt und der Katalysator getrennt voneinander in Chlorbenzol beziehungsweise Perfluormethylcyclohexan gelöst werden, sodass eine Trennung der beiden leicht durchgeführt werden kann.
  • Vergleichsbeispiel 4
  • Eine Reaktion wurde im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie in Beispiel 7 durchgeführt, außer dass Scandiumtris[bis(perfluoroctansulfonyl)imid] als Lewis-Säure-Katalysator eingesetzt wurde. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. p-Methoxyacetophenon) in der oberen Phase und der unteren Phase nur 74% war. Wenn das Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen wurde, dauerte die Phasentrennung des Reaktionsgemisches in zwei Phasen etwa 45 Sekunden. Die Mengen des Scandiumtris[bis(perfluoroctansulfonyl)imids], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, wurden hinsichtlich der Mengen an Scandium durch Plasmaemissionsspektrometrie einzeln gemessen. Im Ergebnis wurde gefunden, dass 99,1% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Beispiel 8
  • 204 mg Cyclohexanol und 232 mg Essigsäureanhydrid wurden zu einem Mischmedium von 4 ml Perfluordecalin und 5 ml Toluol gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurde 1 mol Yttriumtris[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Cyclohexanols, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanol und das Essigsäureanhydrid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanol und das Essigsäureanhydrid, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zwischen dem Cyclohexanol und dem Essigsäureanhydrid 20 Minuten bei 25°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich innerhalb von 10 Sekunden rasch in zwei Phasen trennte.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) in der oberen Phase und der unteren Phase 99% war, wobei 99% des hergestellten Cyclohexylacetats in der oberen Phase vorhanden waren und 1% des hergestellten Cyclohexylacetats in der unteren Phase vorhanden war. Dann wurden die Mengen des Yttriumtris[bis(C10)imids], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, hinsichtlich der Mengen an Yttrium durch Plasmaemissionsspektrometrie einzeln gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99,9% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, das Produkt und der Katalysator getrennt voneinander in Toluol beziehungsweise Perfluordecalin gelöst werden, sodass eine Trennung der beiden leicht durchgeführt werden kann.
  • Als nächstes wurden Reaktionen im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Metallsalze des C10-Imids, die in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben sind, einzeln als Lewis-Säure-Katalysator eingesetzt wurden. Die Ergebnisse sind auch in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
    Metallspezies des Metallsalzes des C10-Imids Ausbeute an Cyclohexylacetat (%)
    Hafnium 99
    Zinn(IV) 94
    Blei 41
    Cadmium 53
    Zink 51
    Silber 42
    Bismut 79
  • Vergleichsbeispiel 5
  • Eine Reaktion wurde im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie in Beispiel 8 durchgeführt, außer dass Yttriumtris[bis-(perfluoroctansulfonyl)imid] als Lewis-Säure-Katalysator eingesetzt wurde. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) in der oberen Phase und der unteren Phase nur 94% war. Wenn das Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen wurde, dauerte die Phasentrennung des Reaktionsgemisches in zwei Phasen etwa 40 Sekunden. Die Mengen an Yttriumtris[bis-(perfluoroctansulfonyl)imid], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, wurden hinsichtlich der Mengen an Yttrium durch Plasmaemissionsspektrometrie einzeln gemessen. Im Ergebnis wurde gefunden, dass 99,2% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Beispiel 9
  • 81 mg Benzaldehyd und 165 mg Dimethylketenmethyltrimethylsilylacetal wurden zu einem Mischmedium von 5 ml Perfluoroctan und 4 ml Toluol gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurde 1 mol-% Ytterbiumtris[tris(C10)methid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Benzaldehyds, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Benzaldehyd und das Dimethylketenmethyltrimethylsilylacetal, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Benzaldehyd und das Dimethylketenmethyltrimethylsilylacetal, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zwischen dem Benzaldehyd und dem Dimethyketenmethyltrimethylsilylacetal 10 Minuten bei 25°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich innerhalb von 10 Sekunden rasch in zwei Phasen trennte.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionat) in der oberen Phase und der unteren Phase 88% war, wobei 99% des hergestellten Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionat in der oberen Phase vorhanden waren und 1% des hergestellten Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionat in der unteren Phase vorhanden waren. Dann wurden die Mengen an Ytterbiumtris[tris(C10)methid], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, hinsichtlich der Mengen an Ytterbium durch Plasmaemissionsspektrometrie einzeln gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99,9% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, das Produkt und der Katalysator getrennt voneinander in Toluol beziehungsweise Perfluoroctan gelöst werden, sodass eine Trennung der beiden leicht durchgeführt werden kann.
  • Vergleichsbeispiel 6
  • Eine Reaktion wurde im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie in Beispiel 9 durchgeführt, außer dass Ytterbiumtris[tris(perfluoroctansulfonyl)methid] als Lewis-Säure-Katalysator eingesetzt wurde. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionat) in der oberen Phase und der unteren Phase nur 74% war. Wenn das Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen wurde, dauerte die Phasentrennung des Reaktionsgemisches in zwei Phasen etwa 40 Sekunden. Die Mengen an Ytterbiumtris[tris(perfluoroctansulfonyl)methid], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, wurden hinsichtlich der Mengen an Ytterbium durch Plasmaemissionsspektrometrie einzeln gemessen. Als Ergebnis wurde gefunden, dass 99,3% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Beispiel 10
  • 81 mg Benzaldehyd und 165 mg Methyldimethylketentrimethylsilylacetal wurden zu einem Mischmedium von 2 ml Perfluordecalin und 4 ml Dichlorethan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurde 0,5 mol-% Scandiumtris[tris(C10)methid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Benzaldehyds, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend den Benzaldehyd und das Dimethylketenmethyltrimethylsilylacetal, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend den Benzaldehyd und das Dimethylketenmethyltrimethylsilylacetal, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zwischen dem Benzaldehyd und dem Dimethylketenmethyltrimethylsilylacetal bei 25°C während 10 Minuten durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich innerhalb von 10 Sekunden rasch in zwei Phasen trennte.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionat) in der oberen und unteren Phase 86% war, wobei 99% des hergestellten Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionat in der oberen Phase vorhanden waren und 1% des hergestellten Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionat in der unteren Phase vorhanden waren. Dann wurden die Mengen an Scandiumtris[tris(C10)methid], das in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden war, hinsichtlich der Mengen an Scandium durch Plasmaemissionsspektrometrie einzeln gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99,9% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, das Produkt und der Katalysator getrennt voneinander in Dichlorethan beziehungsweise Perfluordecalin gelöst werden können, sodass eine Trennung der beiden leicht durchgeführt werden kann.
  • Als nächstes wurden Reaktionen im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Metallsalze des C10-Methids, die in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt sind, individuell als Lewis-Säure-Katalysator eingesetzt wurden. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
    Metallspezies der Metallsalze des C10-Methids Ausbeute an Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionat (%)
    Hafnium 93
    Zinn(IV) 79
    Blei 51
    Cadmium 46
    Gallium 72
  • Beispiel 11
  • 81 mg Benzaldehyd und 165 mg Dimethylketenmethyltrimethylsilylacetal wurden zu einem Mischmedium aus 4 ml Perfluorhexan und 4 ml Dioxan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurde 1 mol-% Lanthantris[tris(C10)methid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Benzaldehyds, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend den Benzaldehyd und das Dimethylketenmethyltrimethylsilylacetal, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend den Benzaldehyd und das Dimethylketenmethyltrimethylsilylacetal, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zwischen dem Benzaldehyd und dem Dimethylketenmethyltrimethylsilylacetal 10 Minuten bei 25°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich innerhalb von 10 Sekunden rasch in zwei Phasen trennte.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionat) in der oberen und der unteren Phase 81% war, wobei 99% des hergestellten Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionat in der oberen Phase vorhanden waren und 1% des hergestellten Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionat in der unteren Phase vorhanden war. Dann wurden die Mengen an Lanthantris[tris(C10)methid], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, hinsichtlich der Mengen an Lanthan durch Plasmaemissionsspektrometrie individuell gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99,9% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz einer erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, das Produkt und der Katalysator getrennt voneinander in Dioxan beziehungsweise Perfluorhexan gelöst werden, sodass eine Trennung der beiden leicht durchgeführt werden kann.
  • Beispiel 12
  • Als Lewis-Säure-Katalysator wurde Ytterbiumtris[bis(C10)imid zu einem Mischmedium aus 4 ml Perfluordecalin und 4 ml Dichlormethan gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung erhalten wurde. Die Menge des zugegebenen Lewis-Säure-Katalysators wurde so eingestellt, dass er 1 mol war, bezogen auf die Gesamtmenge an Benzaldehyd, der zu dem Lewis-Säure-Katalysator zuzugeben war. Zu der erhaltenen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung wurden 81 mg Benzaldehyd und 165 mg Dimethylketenmethyltrimethylsilylacetal gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde. Dann wurde das Gemisch gerührt, und es wurde eine Reaktion zwischen dem Benzaldehyd und dem Dimethylketenmethyltrimethylsilylacetal 10 Minuten bei 25°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich innerhalb von 10 Sekunden rasch in zwei Phasen trennte.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionat) in der oberen und der unteren Phase 86% war, wobei 99% des hergestellten Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionats in der oberen Phase vorhanden waren und 1% des hergestellten Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionats in der unteren Phase vorhanden war. Danach wurden die Mengen an Ytterbiumtris[bis(C10)imid], die in der oberen und der unteren Phase vorhanden waren, hinsichtlich der Mengen an Ytterbium durch Plasmaemissionsspektrometrie individuell gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99,9% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, das Produkt und der Katalysator getrennt voneinander in Dichlormethan beziehungsweise Perfluordecalin gelöst werden, sodass eine Trennung der beiden leicht durchgeführt werden kann.
  • Vergleichsbeispiel 7
  • Eine Reaktion wurde im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie in Beispiel 12 durchgeführt, außer dass Ytterbiumtris[bis-(perfluoroctansulfonyl)imid] als Lewis-Säure-Katalysator eingesetzt wurde. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Methyl-3-trimethylsilyloxy-2,2-dimethyl-3-phenylpropionat) in der oberen Phase und der unteren Phase nur 74% war. Wenn das Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen wurde, dauerte die Phasentrennung des Reaktionsgemisches in zwei Phasen etwa 40 Sekunden. Die Mengen an Ytterbiumtris[bis-(perfluoroctansulfonyl)imid], die in der oberen und der unteren Phase vorhanden waren, wurden hinsichtlich der Mengen an Ytterbium durch Plasmaemissionsspektrometrie individuell gemessen. Im Ergebnis wurde gefunden, dass 99,3% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Beispiel 13
  • 216 mg Anisol und 410 mg Essigsäureanhydrid wurden zu einem Mischmedium aus 4 ml Perfluormethylcyclohexan und 7 ml Chlorbenzol gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 10 mol Ytterbiumtris[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Anisols, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Anisol und das Essigsäureanhydrid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Anisol und das Essigsäureanhydrid, wurde gerührt, wodurch eine Reaktion zwischen dem Anisol und dem Essigsäureanhydrid 8 Stunden bei 70°C durchgeführt wurde. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur gekühlt, und das gekühlte Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich innerhalb von 10 Sekunden rasch in zwei Phasen trennte (ober Chlorbenzolphase und untere Perfluormethylcyclohexanphase).
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. p-Methoxyacetophenon) in der oberen und der unteren Phase 93% war. Danach wurde die obere Chlorbenzolphase, enthaltend das Produkt, aus dem Reaktionsgemisch entfernt, und dann wurden 7 ml Chlorbenzol, 216 mg Anisol und 410 mg Essigsäureanhydrid zu dem Rest des Reaktionsgemisches (d. h. Perfluormethylcyclohexan, enthaltend den Katalysator) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde. Dann wurde das Gemisch gerührt, und es wurde eine Reaktion 8 Stunden bei 70°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass das Reaktionsgemisch sich in eine obere Phase und eine untere Phase trennte. Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. p-Methoxyacetophenon) in der oberen und der unteren Phase 92% war. Im Wesentlichen dasselbe Verfahren wie vorstehend beschrieben wurde zwei weitere Male wiederholt. Die Ausbeuten an p-Methoxyacetophenon in den zweimal wiederholten Reaktionen war 94% beziehungsweise 93%.
  • Beispiel 14
  • 204 mg Cyclohexanol und 232 mg Essigsäureanhydrid wurden zu einem Mischmedium aus 4 ml Perfluormethylcyclohexan und 4 ml Toluol gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurde 1 mol-% Ytterbiumtris[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Gesamtmenge des Cyclohexanols, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanol und das Essigsäureanhydrid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanol und das Essigsäureanhydrid, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zwischen dem Cyclohexanol und dem Essigsäureanhydrid 15 Minuten bei 30°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich innerhalb von 10 Sekunden rasch in zwei Phasen (obere Toluolphase und untere Perfluormethylcyclohexanphase) trennte.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) in der oberen und der unteren Phase 99% war. Danach wurde die obere Toluolphase, enthaltend das Produkt, aus dem Reaktionsgemisch entfernt, und dann wurden 4 ml Toluol, 204 mg Cyclohexanol und 232 mg Essigsäureanhydrid zu dem Rest des Reaktionsgemisches (d. h. Perfluormethylcyclohexan, enthaltend den Katalysator) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde. Dann wurde das Gemisch gerührt, und es wurde eine Reaktion 15 Minuten bei 30°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass das Reaktionsgemisch sich in eine obere Phase und eine untere Phase trennte. Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) in der oberen und der unteren Phase 99% war. Im Wesentlichen dasselbe Verfahren wie vorstehend beschrieben wurde weitere Viermale wiederholt. Die Ausbeuten an hergestelltem Cyclohexylacetat in den viermal wiederholten Reaktionen war 99%, 100%, 99% beziehungsweise 100%.
  • Beispiel 15
  • 224 μl 2,3-Dimethylbutadien und 248 μl Methylvinylketon wurden zu einem Mischmedium aus 4 ml Perfluormethylcyclohexan und 4 ml Cyclohexan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 3 mol-Ytterbiumtris[bis(C10*,10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des 2,3-Dimethylbutadiens, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das 2,3-Dimethylbutadien und das Methylvinylketon, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das 2,3-Dimethylbutadien und das Methylvinylketon, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zwischen dem 2,3-Dimethylbutadien und dem Methylvinylketon 12 Stunden bei 30°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich innerhalb von 10 Sekunden rasch in zwei Phasen trennte.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexen) in der oberen und der unteren Phase 94% war, wobei 98% des hergestellten 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexens in der oberen Phase vorhanden waren und 2% des hergestellten 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexens in der unteren Phase vorhanden waren. Danach wurden die Mengen an Ytterbiumtris[bis(C10*,10)imid], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, hinsichtlich der Mengen an Ytterbium durch Plasmaemissionsspektrometrie individuell gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99,9% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, das Produkt und der Katalysator getrennt voneinander in Cyclohexan beziehungsweise Perfluormethylcyclohexan gelöst werden können, sodass eine Trennung der beiden leicht durchgeführt werden kann.
  • Beispiel 16
  • 224 μl 2,3-Dimethylbutadien und 248 μl Methylvinylketon wurden zu einem Mischmedium aus 3 ml Perfluormethylcyclohexan und 3 ml n-Decan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 4 mol-% Ytterbiumtris[bis(C10,8)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des 2,3-Dimethylbutadiens, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das 2,3-Dimethylbutadien und das Methylvinylketon, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das 2,3-Dimethylbutadien und das Methylvinylketon, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zwischen dem 2,3-Dimethylbutadien und dem Methylvinylketon 12 Stunden bei 30°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich innerhalb von 10 Sekunden rasch in zwei Phasen trennte.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexen) in der oberen und der unteren Phase 92% war, wobei 99% des hergestellten 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexens in der oberen Phase vorhanden waren und 1% des hergestellten 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexens in der unteren Phase vorhanden war. Dann wurden die Mengen an Ytterbiumtris[bis(C10,8)imid], die in der oberen und der unteren Phase vorhanden waren, hinsichtlich der Mengen an Ytterbium durch Plasmaemissionsspektrometrie individuell gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99,9% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, das Produkt und der Katalysator getrennt voneinander in n-Decan beziehungsweise Perfluormethylcyclohexan gelöst werden, sodass eine Trennung der beiden leicht durchgeführt werden kann.
  • Beispiel 17
  • 216 mg Anisol und 480 mg Essigsäureanhydrid wurden zu einem Mischmedium aus 6 ml Perfluormethylcyclohexan und 6 ml Dichlorethan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 10 mol-% Scandiumtris[tris(C10)methid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Anisols, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Anisol und das Essigsäureanhydrid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Anisol und das Essigsäureanhydrid, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zwischen dem Anisol und dem Essigsäureanhydrid 6 Stunden bei 60°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur gekühlt, und das gekühlte Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Reaktionsgemisch sich innerhalb von 10 Sekunden rasch in zwei Phasen (obere Dichlorethanphase und untere Perfluormethylcyclohexanphase) trennte.
  • Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. p-Methoxyacetophenon) in der oberen und unteren Phase 95% war. Dann wurde die obere Dichlorethanphase, enthaltend das Produkt, aus dem Reaktionsgemisch entfernt, und dann wurden 6 ml Dichlorethan, 216 mg Anisol und 480 mg Essigsäureanhydrid zu dem Rest des Reaktionsgemisches (d. h. Perfluormethylcyclohexan, enthaltend den Katalysator) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde. Dann wurde das Gemisch gerührt, und es wurde eine Reaktion 7 Stunden bei 60°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass das Reaktionsgemisch sich in eine obere Phase und eine untere Phase trennte. Das Reaktionsgemisch wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Gesamtausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. p-Methoxyacetophenon) in der oberen und unteren Phase 95% war.
  • Beispiel 18
  • 1 mmol Adamantanon und 1 mmol eines 33 Gew.-%igen wässrigen Wasserstoffperoxids wurden zu einem Mischmedium aus 1,5 ml Perfluormethylcyclohexan und 1,5 ml Dichlorethan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurde 1 mol-% Zinntetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Adamantanons, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Adamantanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Adamantanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, wurde gerührt, wodurch eine Reaktion zur Herstellung eines Lactons (entsprechend dem Adamantanon) 1 Stunde bei 25°C durchgeführt wurde. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde stehengelassen, sodass das Reaktionsgemisch sich in eine obere Dichlorethanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute an und die Selektivität für das Reaktionsprodukt (d. h. ein Lacton, der dem Adamantanon entspricht) 89% beziehungsweise 98% waren. Danach wurden die Mengen des Zinntetrakis[bis(C10)imids], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, hinsichtlich der Mengen an Zinn durch Plasmaemissionsspektrometrie individuell gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Perfluormethylcyclohexanphase vorhanden waren.
  • Beispiel 19
  • 1 mmol Adamantanon und 0,5 mmol eines 33 Gew.-%igen wässrigen Wasserstoffperoxids wurden zu einem Mischmedium aus 2,0 ml Perfluoroctan und 1,5 ml Dichlorethan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurde 1 mol Zinntetrakis[tris(C10)methid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Adamantanons, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Adamantanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Adamantanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zur Herstellung eines Lactons (entsprechend dem Adamantanon) 40 Minuten bei 25°C durchgeführt. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde stehengelassen, sodass das Reaktionsgemisch sich in eine obere Dichlorethanphase und eine untere Perfluoroctanphase trennte. Die obere Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute an und die Selektivität für das Reaktionsprodukt (d. h. ein Lacton, entsprechend dem Adamantanon) 50% beziehungsweise 100% waren. Danach wurden die Mengen an Zinntetrakis[tris(C10)methid], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, hinsichtlich der Mengen an Zinn durch Plasmaemissionsspektrometrie individuell gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Perfluoroctanphase vorhanden waren.
  • Beispiel 20
  • 1 mmol Cyclohexanon und 0,6 mmol eines 33 Gew.-%igen wässrigen Wasserstoffperoxids wurden zu einem Mischmedium aus 2,0 ml Perfluormethylcyclohexan und 1,0 ml Dioxan gegeben. Zu dem erhaltenen Reaktionsgemisch wurde 1 mol Zinntetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Cyclohexanons, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, wurden gerührt, und es wurde eine Reaktion zur Herstellung von ε-Caprolacton 40 Minuten bei 25°C durchgeführt. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde stehengelassen, sodass das Reaktionsgemisch sich in eine obere Dioxanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dioxanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute an und die Selektivität für das Reaktionsprodukt (d. h. ε-Caprolacton) 53% beziehungsweise 100% waren. Danach wurden die Mengen an Zinntetrakis[bis(C10)imid], die in der oberen Phase und der unteren Phase vorhanden waren, hinsichtlich der Mengen an Zinn durch Plasmaemissionsspektrometrie individuell gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99% des Lewis-Säure-Katalysators in der oberen Perfluormethylcyclohexanphase vorhanden waren.
  • Beispiel 21
  • 1 mmol Cyclohexanon und 0,6 mmol eines 33 Gew.-%igen wässrigen Wasserstoffperoxids wurden zu einem Mischmedium aus 2,0 ml Perfluormethylcyclohexan und 1,0 ml Dioxan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurde 1 mol-% Zinntetrakis[bis(C10*,10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Cyclohexanons, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zur Herstellung von ε-Caprolacton 40 Minuten bei 25°C durchgeführt. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde stehengelassen, sodass das Reaktionsgemisch sich in eine obere Dioxanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dioxanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute an und die Selektivität für das Reaktionsprodukt (d. h. ε-Caprolacton) 53% beziehungsweise 100% waren. Danach wurde die obere Dioxanphase, enthaltend das Produkt, aus dem Reaktionsgemisch entfernt, und dann wurde 1 mmol Cyclohexanon, 0,6 mmol eines 33 Gew.-%igen wässrigen Wasserstoffperoxids und 1,0 ml Dioxan zu dem Rest des Reaktionsgemisches (d. h. Perfluormethylcyclohexan, enthaltend den Katalysator) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde. Dann wurde das Gemisch gerührt, und es wurde 40 Minuten eine Reaktion bei 25°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass das Reaktionsgemisch sich in eine obere Phase und eine untere Phase trennte. Die obere Phase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute an und die Selektivität für das Reaktionsprodukt. (d. h. ε-Caprolacton) 54% beziehungsweise 100% waren. Im Wesentlichen dasselbe Verfahren wie vorstehend beschrieben wurde zwei weitere Male wiederholt. Die Ausbeuten des hergestellten ε-Caprolactons in den zweimal wiederholten Reaktionen waren 53% beziehungsweise 52%, und die Selektivitäten waren in beiden der zweimal wiederholten Reaktionen 100%.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, der Lewis-Säure-Katalysator ohne eine Verringerung der katalytischen Aktivität wiederverwendet werden kann.
  • Beispiel 22
  • 1 mmol Adamantanon und 0,8 mmol eines 33 Gew.-%igen wässrigen Wasserstoffperoxids wurden zu einem Mischmedium von 2,0 ml Perfluormethylcyclohexan und 1,0 ml Dichlorethan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurde 1 mol Zinntetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Adamantanons, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Adamantanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Adamantanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, wurde gerührt, und es wurde eine Reaktion zur Herstellung eines Lactons (entsprechend dem Adamantanon) 40 Minuten bei 25°C durchgeführt. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde stehengelassen, sodass das Reaktionsgemisch sich in eine obere Dichlorethanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute an und die Selektivität für das Reaktionsprodukt (d. h. ein Lacton, entsprechend dem Adamantanon) 77% beziehungsweise 97% waren. Dann wurde die obere Dichlorethanphase, enthaltend das Produkt, aus dem Reaktionsgemisch entfernt, und dann wurden 1 mmol Adamantanon, 0,8 mmol eines 33 Gew.-%igen wässrigen Wasserstoffperoxids und 1,0 ml Dichlorethan zu dem Rest des Reaktionsgemisches (d. h. Perfluormethylcyclohexan, enthaltend den Katalysator) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde. Dann wurde das Gemisch gerührt, und es wurde eine Reaktion 1 Stunde bei 25°C durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass das Reaktionsgemisch sich in eine obere Dichlorethanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute an und die Selektivität für das Reaktionsprodukt (d. h. ein Lacton, entsprechend dem Adamantanon) 76% beziehungsweise 98% war. Im Wesentlichen dasselbe Verfahren wie vorstehend beschrieben wurde zwei weitere Male wiederholt. In jeder der zweimal wiederholten Reaktionen war die Ausbeute an und die Selektivität für das hergestellte Lacton 77% beziehungsweise 98%. Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, der Lewis-Säure-Katalysator ohne Verringerung der katalytischen Aktivität wiederverwendet werden kann.
  • Beispiel 23
  • 1 mmol Dibutylketon und 1,1 mmol eines 33 Gew.-%igen wässrigen Wasserstoffperoxids wurden zu einem Mischmedium aus 2,0 ml Perfluormethylcyclohexan und 1,0 ml Dichlorethan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 2,0 mol Zinntetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge des Dibutylketons, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Dibutylketon und das wässrige Wasserstoffperoxid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Dibutylketon und das wässrige Wasserstoffperoxid, wurde gerührt, und es wurde 4 Stunden bei 80°C eine Reaktion durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Dichlorethanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute an und die Selektivität für das Reaktionsprodukt (d. h. ein Ester, entsprechend dem Dibutylketon) 76% beziehungsweise 98% war.
  • Beispiel 24
  • 2 mmol Methylbutyrat und 2 mmol Octanol wurden zu einem Mischmedium aus 3 ml Perfluordecalin und 1,0 ml Toluol gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 3 mol Zinntetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Methylbutyrat und das Octanol, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Methylbutyrat und das Octanol, wurde gerührt, und es wurde 10 Stunden bei 80°C eine Reaktion durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Toluolphase und eine untere Perfluordecalinphase trennte. Die obere Toluolphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Octylbutyrat) 91% war. Dann wurde die Menge an Zinntetrakis[bis(C10)imid], die in der unteren Perfluordecalinphase vorhanden war, hinsichtlich der Menge an Zinn durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Perfluordecalinphase vorhanden waren.
  • Vergleichsbeispiel 8
  • Eine Reaktion wurde im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie in Beispiel 24 durchgeführt, außer dass 3 mol Zinn(IV)-chlorid als Lewis-Säure-Katalysator eingesetzt wurden. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Toluolphase und eine untere Perfluordecalinphase trennte. Die obere Toluolphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Octylbutyrat) nur 8% war.
  • Beispiel 25
  • 2 mmol Methylbutyrat und 2 mmol Octanol wurden zu einem Mischmedium aus 3 ml Perfluordecalin und 1 ml Toluol gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 3 mol Zinntetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Methylbutyrat und das Octanol, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Methylbutyrat und das Octanol, wurde gerührt, und es wurde 10 Stunden bei 80°C eine Reaktion durchgeführt. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Toluolphase und eine untere Perfluordecalinphase trennte. Die obere Toluolphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Octylbutyrat) 91% war. Danach wurde die obere Toluolphase, enthaltend das Produkt, aus dem Reaktionsgemisch entfernt, und dann wurden 2 mmol Methylbutyrat, 2 mmol Octanol und 1 ml Toluol zu dem Rest des Reaktionsgemisches (d. h. Perfluordecalin, enthaltend den Katalysator) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde. Dann wurde das Gemisch gerührt, und es wurde 10 Stunden bei 80°C eine Reaktion durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass das Reaktionsgemisch sich in eine obere Toluolphase und eine untere Perfluordecalinphase trennte. Die obere Toluolphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Octylbutyrat) 92% war. Im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben wurde die Reaktion weitere zwei Male wiederholt. In jeder der zweimal wiederholten Reaktionen war die Ausbeute des hergestellten Octylbutyrats 91%. Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, der Lewis-Säure-Katalysator ohne Verringerung der katalytischen Aktivität selbst in Anwesenheit von Wasser wiederverwendet werden kann.
  • Beispiel 26
  • 2 mmol Methylbenzoat und 4 mmol Octanol wurden zu einem Mischmedium aus 3 ml Perfluordecalin und 1 ml Toluol gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 3 mol Zinntetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Methylbenzoat und das Octanol, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Methylbenzoat und das Octanol, wurde gerührt, und es wurde 13 Stunden bei 80°C eine Reaktion durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Toluolphase und eine untere Perfluordecalinphase trennte. Die obere Toluolphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Somit wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Octylbenzoat) 80% war. Dann wurde die Menge an Zinntetrakis[bis(C10)imid], die in der unteren Perfluordecalinphase vorhanden war, hinsichtlich der Menge an Zinn durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Perfluordecalinphase vorhanden war.
  • Beispiel 27
  • 2 mmol Methylcyclohexancarboxylat und 2 mmol Octanol wurden zu einem Mischmedium aus 3 ml Perfluordecalin und 1 ml Toluol gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 3 mol Zinntetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Methylcyclohexancarboxylat und das Octanol, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Methylcyclohexancarboxylat und das Octanol, wurde gerührt, und es wurde 11 Stunden bei 80°C eine Reaktion durchgeführt. Dann wurde das Reaktionsgemisch stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Toluolphase und eine untere Perfluordecalinphase trennte. Die obere Toluolphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Octylcyclohexancarboxylat) 85% war. Dann wurde die Menge an Zinntetrakis[bis(C10)imid], die in der unteren Perfluordecalinphase vorhanden war, hinsichtlich der Menge an Zinn durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Perfluordecalinphase vorhanden waren.
  • Beispiel 28
  • 1 mmol Cyclohexanol und 1 mmol Essigsäure wurden zu einem Mischmedium aus 3 ml Perfluormethylcyclohexan und 3 ml Dichlorethan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 5 mol Hafniumtetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanol und die Essigsäure, erhalten wurde.
  • Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanol und die Essigsäure, wurde gerührt, und es wurde 6 Stunden bei 50°C eine Reaktion zwischen dem Cyclohexanol und der Essigsäure durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Dichlorethanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) 85% war. Dann wurde die Menge an Hafniumtetrakis[bis(C10)imid], die in der unteren Perfluormethylcyclohexanphase vorhanden war, hinsichtlich der Menge an Hafnium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Perfluormethylcyclohexanphase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, der Lewis-Säure-Katalysator nicht nur hohe katalytische Aktivität selbst in Anwesenheit von Wasser zeigt, sondern auch in der Perfluormethylcyclohexanphase immobilisiert wird.
  • Beispiel 29
  • 1 mmol Cyclohexanol und 1 mmol Essigsäure wurden zu einem Mischmedium aus 3 ml Perfluoroctan und 3 ml Toluol gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 3 mol Hafniumtetrakis[tris(C10)methid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanol und die Essigsäure, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanol und die Essigsäure, wurde gerührt, und es wurde 6 Stunden bei 50°C eine Reaktion zwischen dem Cyclohexanol und der Essigsäure durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Toluolphase und eine untere Perfluoroctanphase trennte. Die obere Toluolphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) 85% war. Danach wurde die Menge an Hafniumtetrakis[tris(C10)methid], die in der unteren Perfluoroctanphase vorhanden war, hinsichtlich der Menge an Hafnium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99% des Lewis-Säure-Katalysators in der Perfluoroctanphase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, der Lewis-Säure-Katalysator nicht nur hohe katalytische Aktivität selbst in Anwesenheit von Wasser zeigt, sondern auch in der Perfluoroctanphase immobilisiert wird.
  • Beispiel 30
  • 2 mmol Methacrylsäure und 3 mmol Methanol wurden zu einem Mischmedium aus 5 ml Perfluormethylcyclohexan und 5 ml Dichlorethan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 5 mol Hafniumtetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend die Methacrylsäure und das Methanol, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend die Methacrylsäure und das Methanol, wurde gerührt, und es wurde 6 Stunden bei 60°C eine Reaktion zwischen der Methacrylsäure und dem Methanol durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Dichlorethanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Methylmethacrylat) 87% war. Dann wurde die Menge an Hafniumtetrakis[bis(C10)imid], die in der unteren Perfluormethylcyclohexanphase vorhanden war, hinsichtlich der Menge an Hafnium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Perfluormethylcyclohexanphase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, der Lewis-Säure-Katalysator nicht nur hohe katalytische Aktivität selbst in Anwesenheit von Wasser zeigt, sondern auch in der Perfluormethylcyclohexanphase immobilisiert wird.
  • Beispiel 31
  • 2 mmol Adamantanon und 1 mmol 35 Gew.-%iges wässriges Wasserstoffperoxid wurden zu einem Mischmedium aus 3 ml Perfluormethylcyclohexan und 3 ml Dichlorethan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurde 1 mol-% Hafniumtetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend Adamantanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Adamantanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, wurde gerührt, und es wurde 30 Minuten bei 25°C eine Reaktion zur Herstellung eines Lactons durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Dichlorethanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. ein Lacton, entsprechend dem Adamantanon) 93% war. Dann wurde die Menge an Hafniumtetrakis[bis(C10)imid], die in der unteren Perfluormethylcyclohexanphase vorhanden war, hinsichtlich der Menge an Hafnium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Perfluormethylcyclohexanphase vorhanden waren.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, der Lewis-Säure-Katalysator nicht nur hohe katalytische Aktivität selbst in Anwesenheit von Wasser zeigt, sondern auch in der Perfluormethylcyclohexanphase immobilisiert wird.
  • Beispiel 32
  • 1 mmol Cyclohexanol und 1 mmol Essigsäure wurden zu einem Mischmedium aus 3 ml Perfluormethylcyclohexan und 3 ml Dichlorethan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 5 mol-% Hafniumtetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanol und die Essigsäure, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Cyclohexanol und die Essigsäure, wurde gerührt, und es wurde 6 Stunden bei 50°C eine Reaktion zwischen dem Cyclohexanol und der Essigsäure durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Dichlorethanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) 85% war.
  • Dann wurde die obere. Dichlorethanphase, enthaltend das Produkt, aus dem Reaktionsgemisch entfernt, und dann wurden 1 mmol Cyclohexanol, 1 mmol Essigsäure und 3 ml Dichlorethan zu dem restlichen Reaktionsgemisch (d. h. Perfluormethylcyclohexan, enthaltend den Katalysator) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde. Dann wurde das Gemisch gerührt, und es wurde 6 Stunden bei 50°C eine Reaktion durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Dichlorethanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) 83% war.
  • Im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben wurde die Reaktion weitere drei Male wiederholt. Die Ausbeuten des Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) in der dreimal wiederholten Reaktion waren 85%, 84% beziehungsweise 86%. Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, die Säurekatalysierte Reaktion ohne Verringerung der katalytischen Aktivität selbst in Anwesenheit von Wasser durchgeführt werden kann und der Katalysator aus dem Reaktionsgemisch leicht wiedergewonnen und wiederverwendet werden kann.
  • Beispiel 33
  • 2 mmol Adamantanon und 1 mmol eines 35 Gew.-%igen wässrigen Wasserstoffperoxids wurden zu einem Mischmedium aus 3 ml Perfluormethylcyclohexan und 3 ml Dichlorethan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurde 1 mol-% Hafniumtetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator), bezogen auf die Molmenge an Adamantanon, gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Adamantanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das Adamantanon und das wässrige Wasserstoffperoxid, wurde gerührt, und es wurde 30 Minuten bei 25°C eine Reaktion zur Herstellung eines Lactons (entsprechend dem Adamantanon) durchgeführt. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Dichlorethanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. ein Lacton, entsprechend dem Adamantanon) 91%, bezogen auf die Menge des eingesetzten Wasserstoffperoxids, war.
  • Die obere Dichlorethanphase wurde aus dem Reaktionsgemisch entfernt, und dann wurden 2 mmol Adamantanon, 1 mmol eines 35 Gew.-%igen wässrigen Wasserstoffperoxids und 3 ml Dichlorethan zu dem restlichen Reaktionsgemisch (d. h. Perfluormethylcyclohexan, enthaltend den Katalysator) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde. Dann wurde das Gemisch gerührt, und es wurde 1 Stunde bei 25°C eine Reaktion zur Herstellung eines Lactons (entsprechend dem Adamantanon) durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch stehengelassen, so dass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Dichlorethanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Lactons 92% war. Im Wesentlichen dasselbe Verfahren wie vorstehend beschrieben wurde weitere zwei Male wiederholt. Die Ausbeuten des Lactons in der dreimal wiederholten Reaktion waren 91% beziehungsweise 91°.
  • Somit wurde bestätigt, dass wenn die Reaktion unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung durchgeführt wird, die Säurekatalysierte Reaktion ohne Verringerung der katalytischen Aktivität selbst in Anwesenheit von Wasser durchgeführt werden kann und der Katalysator aus dem Reaktionsgemisch leicht wiedergewonnen und wiederverwendet werden kann.
  • Beispiel 34
  • 166 mg 2,3-Dimethylbutadien und 200 mg Methylvinylketon wurden zu einem Mischmedium aus 4 ml Perfluormethylcyclohexan und 3 ml Dichlorethan gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 3 mol Hafniumtetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das 2,3-Dimethylbutadien und das Methylvinylketon, erhalten wurde. Die erhaltene Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, enthaltend das 2,3-Dimethylbutadien und das Methylvinylketon, wurde gerührt, und es wurde 1 Stunde bei 30°C eine Reaktion zwischen dem 2,3-Dimethylbutadien und dem Methylvinylketon durchgeführt. Dann wurde das gerührte Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass sich das Reaktionsgemisch in eine obere Dichlorethanphase und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase trennte. Die obere Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexen) 90% war. Dann wurde die Menge an Hafniumtetrakis[bis(C10)imid], das in der unteren Perfluormethylcyclohexanphase vorhanden war, hinsichtlich der Menge an Hafnium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Perfluormethylcyclohexanphase vorhanden waren.
  • Beispiel 35
  • Zwei Glasröhrchen (erstes und zweites Glasröhrchen, jeweils mit einem Innendurchmesser von 7 mm) wurden mit einem Reaktionsgefäß (Innenvolumen: 70 ml) verbunden, wobei das erste Glasröhrchen mit einem Bereich, der sich 10 mm unter der Oberseite des Reaktionsgefäßes befand, verbunden wurde und das zweite Glasröhrchen mit einem Bereich, der sich 10 mm über dem Boden des Reaktionsgefäßes befand, verbunden wurde, und es wurde ein 10 ml Dekanter (als Phasenseparator) an das Reaktionsgefäß durch die zwei Glasröhrchen verbunden. 25 ml Perfluormethylcyclohexan und 0,25 mmol Ytterbiumtris[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) wurden in das Reaktionsgefäß gegeben. Dann wurden 300 ml einer Toluollösung, enthaltend 0,51 mol Cyclohexanol und 0,56 mol Essigsäureanhydrid, in das Reaktionsgefäß von einem unteren Bereich bei einer Fließgeschwindigkeit von 23 ml/Stunde unter Einsatz einer Einspeisungspumpe eingeführt, während das erhaltene Gemisch heftig gerührt wurde, wodurch eine Reaktion durchgeführt wurde. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wurde bei Raumtemperatur gehalten, und die Reaktion wurde 100 Stunden kontinuierlich durchgeführt. Während der Reaktion wurde ein Teil des Reaktionsgemisches aus dem Reaktionsgefäß entnommen und durch das erste Glasröhrchen in den Dekanter eingeführt. In dem Dekanter wurde das Reaktionsgemisch in eine obere Toluolphase, enthaltend das gewünschte Reaktionsprodukt, und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase, enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, getrennt, und die obere Toluolphase, enthaltend das Reaktionsprodukt, wurde aus dem oberen Bereich des Dekanters kontinuierlich abgetrennt und gewonnen, während die untere Perfluormethylcyclohexanphase, enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, aus dem Bodenbereich des Dekanters entnommen wurde und durch das zweite Glasröhrchen in das Reaktionsgefäß zurückgeführt wurde.
  • Die wiedergewonnene Toluolphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des gewünschten Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) selbst 100 Stunden nach dem Start der Reaktion nicht weniger als 98% war. Die Menge an Ytterbiumtris[bis(C10)imid] (Lewis-Säure-Katalysator), die in der Toluolphase vorhanden war, wurde hinsichtlich der Menge an Ytterbium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen und war nicht höher als 1 ppm.
  • In der vorstehend beschriebenen kontinuierlichen Reaktion fand keine Wanderung des Katalysators in die Toluolphase, enthaltend das Produkt, statt, wobei diese Wanderung zu einem Verlust des Katalysators führen würde. Außerdem wurde die katalytische Aktivität des Katalysators während einer kontinuierlichen Durchführung der Reaktion über 100 Stunden nicht verringert.
  • Beispiel 36
  • Zwei Glasröhrchen (erstes und zweites Glasröhrchen, mit einem jeweiligen Innendurchmesser von 7 mm) wurden mit einem Reaktionsgefäß (Innenvolumen: 70 ml) verbunden, wobei das erste Glasröhrchen mit einem Bereich, der sich 10 mm unter dem Oberteil des Reaktionsgefäßes befand, verbunden wurde und das zweite Glasröhrchen mit einem Bereich, der 10 mm über dem Boden des Reaktionsgefäßes war, verbunden wurde, und es wurde ein 10 ml Dekanter (als Phasenseparator) über die zwei Glasröhrchen mit dem Reaktionsgefäß verbunden. 25 ml Perfluormethylcyclohexan und 0,25 mmol Hafniumtetrakis[bis(C10*,10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) wurden in das Reaktionsgefäß gegeben. Dann wurden 300 ml einer Toluollösung, enthaltend 0,51 mol Cyclohexanol und 0,56 mol Essigsäureanhydrid, aus dem Bodenbereich des Reaktionsgefäßes bei einer Fließgeschwindigkeit von 40 ml/Stunde unter Einsatz einer Einspeisungspumpe in das Reaktionsgefäß eingeführt, während das erhaltene Gemisch heftig gerührt wurde, wodurch eine Reaktion durchgeführt wurde. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wurde bei Raumtemperatur gehalten, und die Reaktion wurde 100 Stunden kontinuierlich durchgeführt. Während der Reaktion wurde ein Teil des Reaktionsgemisches aus dem Reaktionsgefäß entnommen und über das erste Glasröhrchen in den Dekanter eingeführt. In dem Dekanter wurde das Reaktionsgemisch in eine obere Toluolphase, enthaltend das gewünschte Reaktionsprodukt, und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase, enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, getrennt, und die obere Toluolphase, enthaltend das Reaktionsprodukt, wurde kontinuierlich aus dem oberen Bereich des Dekanters abgetrennt und gewonnen, während die untere Perfluormethylcyclohexanphase, enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, aus dem Bodenbereich des Dekanters entnommen wurde und durch das zweite Glasröhrchen in das Reaktionsgefäß zurückgeführt wurde. Die wiedergewonnene Toluolphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des gewünschten Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) selbst 100 Stunden nach dem Start der Reaktion nicht weniger als 98% war. Die Menge an Hafniumtris[bis(C10*,10)imid] (Lewis-Säure-Katalysator), die in der Toluolphase vorhanden war, wurde hinsichtlich der Menge an Hafnium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen und war nicht höher als 1 ppm.
  • In der vorstehend beschriebenen kontinuierlichen Reaktion fand keine Wanderung des Katalysators in die Toluolphase, enthaltend das Produkt, statt, wobei diese Wanderung einen Verlust des Katalysators bedeuten würde. Außerdem wurde die katalytische Aktivität des Katalysators nicht verringert.
  • Beispiel 37
  • Eine Trennplatte wurde im Innern einer vertikalen Reaktionssäule (Durchmesser: 20 mm, Höhe: 85 mm) an einer Position, die 20 mm unter dem Säulenoberteil war, angebracht, sodass zwischen der Trennplatte und der Innenwand der Säule ein Spalt gebildet wurde. In die Reaktionssäule wurden 4 ml Perfluormethylcyclohexan und 0,03 mol Scandiumtris[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wobei eine stationäre Phase gebildet wurde. Als mobile Phase wurden 100 ml Dichlorethan, enthaltend 15 mmol Cyclohexanol und 16 mmol Essigsäureanhydrid, von dem Bodenteil der Säule bei einer Fließgeschwindigkeit von 9 ml/Stunde unter Einsatz einer Einspeisungspumpe in die Reaktionssäule gegeben, während die stationäre Phase im Bodenbereich der Säule gerührt wurde. Die Temperatur der Reaktionszone in der Reaktionssäule wurde bei 35°C gehalten, und die Reaktion wurde 100 Stunden durchgeführt. Während der Reaktion wurde ein Teil der oberen Dichlorethanphase, enthaltend das gewünschte Reaktionsprodukt, wobei dieser Teil sich über der Trennplatte befand, aus dem Reaktionsgemisch kontinuierlich entnommen. Die entnommene Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Ausbeute des gewünschten Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) 99% war. Die Menge an Scandiumtris[bis(C10)imid] (Lewis-Säure-Katalysator), die in der Dichlorethanphase vorhanden war, wurde hinsichtlich der Menge an Scandium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen und war nicht höher als 1 ppm.
  • Beispiel 38
  • Es wurde eine Reaktionssäule, die im Wesentlichen dieselbe wie in Beispiel 37 war, verwendet, mit der Ausnahme, dass die Reaktionssäule nicht mit einer Trennplatte ausgestattet war. In die Reaktionssäule wurden 4 ml Perfluoroctan und 0,03 mmol Scandiumtris[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine stationäre Phase gebildet wurde. Als mobile Phase wurden 100 ml Toluol, enthaltend 15 mmol Cyclohexanol und 16 mmol Essigsäureanhydrid, von dem Bodenbereich der Säule bei einer Fließgeschwindigkeit von 8 ml/Stunde unter Einsatz einer Einspeisungspumpe in die Reaktionssäule gegeben, während die stationäre Phase im Bodenbereich der Säule gerührt wurde. Die Temperatur der Reaktionszone in der Reaktionssäule wurde bei 35°C gehalten, und die Reaktion wurde 100 Stunden durchgeführt. Während der Reaktion wurde ein oberer Teil des Reaktionsgemisches, welcher die phasengetrennte, in der Reaktion gebildete Toluolphase, enthaltend das gewünschte Reaktionsprodukt, ist, aus dem Reaktionsgemisch kontinuierlich entnommen. Die entnommene Toluolphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Ausbeute des gewünschten Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) 99% war. Die Menge an Scandiumtris[bis(C10)imid] (Lewis-Säure-Katalysator), die in der Dichlorethanphase vorhanden war, wurde hinsichtlich der Menge an Scandium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen und war nicht höher als 1 ppm.
  • Beispiel 39
  • Es wurde eine Reaktionssäule, die mit einer Trennplatte ausgestattet war und dieselbe Reaktionssäule wie die in Beispiel 37 war, eingesetzt. In die Reaktionssäule wurden 4 ml Perfluormethylcyclohexan und 0,03 mmol Scandiumtris[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine stationäre Phase gebildet wurde. Als mobile Phase wurden 100 ml Chlorbenzol, enthaltend 15 mmol Cyclohexanol und 16 mmol Essigsäureanhydrid, in die Reaktionssäule von dem Bodenbereich der Säule bei einer Fließgeschwindigkeit von 8 ml/Stunde unter Einsatz einer Einspeisungspumpe gegeben, während die stationäre Phase im Bodenbereich der Säule gerührt wurde. Die Temperatur der Reaktionszone in der Reaktionssäule wurde bei 30°C gehalten, und die Reaktion wurde 100 Stunden durchgeführt. Während der Reaktion wurde ein Teil der oberen Chlorbenzolphase, enthaltend das gewünschte Reaktionsprodukt, wobei sich dieser Teil über der Trennplatte befand, aus dem Reaktionsgemisch kontinuierlich entnommen. Die entnommene Chlorbenzolphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Ausbeute des gewünschten Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) 98% war. Die Menge an Scandiumtris[bis(C10)imid] (Lewis-Säure-Katalysator), die in der Chlorbenzolphase vorhanden war, wurde hinsichtlich der Menge an Scandium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen und war nicht höher als 1 ppm.
  • Beispiel 40
  • Es wurde eine Reaktionssäule, die mit einer Trennplatte ausgestattet war und dieselbe Reaktionssäule wie die in Beispiel 37 war, verwendet. In die Reaktionssäule wurden 4 ml Perfluormethylcyclohexan und 0,03 mmol Hafniumtetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine stationäre Phase gebildet wurde. Als mobile Phase wurden 100 ml Dichlorethan, enthaltend 15 mmol Cyclohexanol und 16 mmol Essigsäureanhydrid, in die Reaktionssäule von dem Bodenbereich der Säule bei einer Fließgeschwindigkeit von 12 ml/Stunde unter Einsatz einer Einspeisungspumpe gegeben, während die stationäre Phase im Bodenbereich der Säule gerührt wurde. Die Temperatur der Reaktionszone in der Reaktionssäule wurde bei 35°C gehalten, und die Reaktion wurde 100 Stunden durchgeführt. Während der Reaktion wurde ein Teil der oberen Dichlorethanphase, enthaltend das gewünschte Reaktionsprodukt, wobei sich dieser Teil über der Trennplatte befand, aus dem Reaktionsgemisch kontinuierlich entnommen. Die entnommene Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Ausbeute des gewünschten Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) 99% war. Die Menge an Hafniumtetrakis[bis(C10)imid] (Lewis-Säure-Katalysator), die in der Dichlorethanphase vorhanden war, wurde hinsichtlich der Menge an Hafnium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen und war nicht höher als 1 ppm.
  • Beispiel 41
  • Es wurde eine Reaktionssäule eingesetzt, die mit einer Trennplatte ausgestattet war und dieselbe Reaktionssäule wie die in Beispiel 37 war. In die Reaktionssäule wurden 4 ml Perfluormethylcyclohexan und 0,03 mmol Hafniumtetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine stationäre Phase gebildet wurde. Als mobile Phase wurden 100 ml Dioxan, enthaltend 15 mmol Cyclohexanol und 16 mmol Essigsäureanhydrid, in die Reaktionssäule von dem Bodenbereich der Säule bei einer Fließgeschwindigkeit von 12 ml/Stunde unter Einsatz einer Einspeisungspumpe gegeben, während die stationäre Phase im Bodenbereich der Säule gerührt wurde. Die Temperatur der Reaktionszone in der Reaktionssäule wurde bei 35°C gehalten, und die Reaktion wurde 100 Stunden durchgeführt. Während der Reaktion wurde ein Teil der oberen Dioxanphase, enthaltend das gewünschte Reaktionsprodukt, wobei dieser Teil sich über der Trennplatte befand, aus dem Reaktionsgemisch kontinuierlich entnommen. Die entnommene Dioxanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Ausbeute des gewünschten Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) 99% war. Die Menge an Hafniumtetrakis[bis(C10)imid] (Lewis-Säure-Katalysator), die in der Dioxanphase vorhanden war, wurde hinsichtlich der Menge an Hafnium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen und war nicht höher als 1 ppm.
  • Beispiel 42
  • Es wurde eine Reaktionssäule eingesetzt, die mit einer Trennplatte ausgestattet war und dieselbe Reaktionssäule wie die in Beispiel 37 war. In die Reaktionssäule wurden 4 ml Perfluoroctan und 0,03 mmol Hafniumtetrakis[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine stationäre Phase gebildet wurde. Als mobile Phase wurden 100 ml Dichlorethan, enthaltend 15 mmol 2,3-Methylbutadien und 18 mmol Essigsäureanhydrid, in die Reaktionssäule von dem Bodenbereich der Säule bei einer Fließgeschwindigkeit von 5 ml/Stunde unter Einsatz einer Einspeisungspumpe gegeben, während die stationäre Phase im Bodenbereich der Säule gerührt wurde. Die Temperatur der Reaktionszone in der Reaktionssäule wurde bei 40°C gehalten, und die Reaktion wurde 50 Stunden durchgeführt. Während der Reaktion wurde ein Teil der oberen Dichlorethanphase, enthaltend das gewünschte Reaktionsprodukt, wobei dieser Teil sich über der Trennplatte befand, aus dem Reaktionsgemisch kontinuierlich entnommen. Die entnommene Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Ausbeute des gewünschten Reaktionsprodukts (d. h. 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexen) 76% war. Die Menge an Hafniumtetrakis[bis(C10)imid] (Lewis-Säure-Katalysator), die in der Dichlorethanphase vorhanden war, wurde hinsichtlich der Menge an Hafnium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen und war nicht höher als 1 ppm.
  • Beispiel 43
  • In ein 50 ml-Reaktionsgefäß wurden 4 ml Perfluoroctan und 0,05 mmol Ytterbiumtris[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) gegeben, wodurch eine stationäre Phase gebildet wurde. Als mobile Phase wurden 100 ml Dichlorethan, enthaltend 15 mmol 2,3-Dimethylbutadien und 18 mmol Methylvinylketon in das Reaktionsgefäß bei einer Fließgeschwindigkeit von 5 ml/Stunde unter Einsatz einer Einspeisungspumpe gegeben, während die stationäre Phase im Bodenbereich des Reaktionsgefäßes gerührt wurde. Die Temperatur der Reaktionszone in dem Reaktionsgefäß wurde bei 35°C gehalten, und die Reaktion wurde 40 Stunden durchgeführt. Während der Reaktion wurde ein oberer Teil des Reaktionsgemisches, welcher die phasengetrennte, in der Reaktion gebildete Dichlorethanphase, enthaltend das gewünschte Reaktionsprodukt, ist, aus dem Reaktionsgefäß kontinuierlich entnommen. Die entnommene Dichlorethanphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurden gefunden, dass die Ausbeute des gewünschten Reaktionsprodukts (d. h. 4-Acetyl-1,2-dimethylcyclohexen) 75% war. Die Menge an Ytterbiumtris[bis(C10)imid] (Lewis-Säure-Katalysator) in der Dichlorethanphase wurde hinsichtlich der Menge an Ytterbium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen und war nicht höher als 1 ppm.
  • Beispiel 44
  • Ein statischer Mischer (Innendurchmesser: 15 mm, Länge: 300 mm), der mit einer Ummantelung ausgestattet war, wurde als Röhrenreaktor eingesetzt. Der statische Mischer (als Röhrenreaktor) wurde gleichzeitig mit 500 ml Perfluoroctan, enthaltend 0,5 mmol Scandiumtris[bis(C10)imid] (als Lewis-Säure-Katalysator) und 500 ml Dioxan, enthaltend 100 mmol Cyclohexanol und 200 mmol Essigsäureanhydrid, beladen, wobei das Perfluoroctan und das Dioxan bei einer Fließgeschwindigkeit von 30 ml/Stunde unter Einsatz von Einspeisungspumpen individuell in den Röhrenreaktor eingespeist wurden, wodurch eine Reaktion zwischen dem Cyclohexanol und dem Essigsäureanhydrid durchgeführt wurde. Erwärmtes Wasser bei etwa 35°C wurde in der Ummantelung zirkuliert, um den Röhrenreaktor zu erwärmen. Während der Reaktion wurde ein Teil des Reaktionsgemisches, das aus dem Röhrenreaktor floss, kontinuierlich in ein Phasentrenngefäß eingespeist und einer Phasentrennung unterzogen, wodurch eine in der Reaktion gebildete obere Dioxanphase, enthaltend die nicht-umgesetzten Reaktanden und ein gewünschtes Reaktionsprodukt, und eine in der Reaktion gebildete untere Perfluoroctanphase, enthaltend den Katalysator, erhalten wurde. Die untere Perfluoroctanphase, enthaltend den Katalysator, wurde in den Röhrenreaktor zurückgeführt. Die obere Dioxanphase wurde aus dem Phasentrenngefäß entnommen und durch Gaschromatografie analysiert. Wenn die Menge des gewünschten Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat), die in der Dioxanphase vorhanden war, niedriger als die vorbestimmte Menge war, wurde die Dioxanphase in den Röhrenreaktor zurückgeführt, um die Reaktion unter Einsatz der nicht-umgesetzten Reaktanden, die darin enthalten waren, durchzuführen. Die Endausbeute des Produkts war 99%.
  • Beispiel 45
  • Eine Reaktion wurde im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie in Beispiel 24 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass 3 mol-% Zinntetrakis[tris(C10)methid] als Lewis-Säure-Katalysator eingesetzt wurden. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur stehengelassen, sodass das Reaktionsgemisch sich in eine obere Toluolphase und eine untere Perfluordecalinphase trennte. Die obere Toluolphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Es wurde gefunden, dass die Ausbeute des Reaktionsprodukts (d. h. Octylbutyrat) 92% war. Dann wurde die Menge an Zinntetrakis[tris(C10)methid] (Lewis-Säure-Katalysator), die in der unteren Perfluordecalinphase vorhanden war, hinsichtlich der Menge an Zinn durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen. Es wurde gefunden, dass nicht weniger als 99% des Lewis-Säure-Katalysators in der unteren Phase vorhanden waren.
  • Beispiel 46
  • Zwei Glasröhrchen (erstes und zweites Glasröhrchen, jeweils mit einem Innendurchmesser von 7 mm) wurden mit einem Reaktionsgefäß (Innenvolumen: 70 ml) verbunden, wobei das erste Glasröhrchen mit einem Bereich, der 10 mm unter der Oberseite des Reaktionsgefäßes war, verbunden wurde und das zweite Glasröhrchen mit einem Bereich, der 10 mm über dem Boden des Reaktionsgefäßes war, verbunden wurde, und es wurde ein 10 ml Dekanter (als Phasenseparator) mit dem Reaktionsgefäß über die zwei Glasröhrchen verbunden. 25 ml Perfluormethylcyclohexan, enthaltend 0,25 mmol Scandiumtris[tris(C10)methid] (als Lewis-Säure-Katalysator) wurden in das Reaktionsgefäß auf dieselbe Weise wie in Beispiel 35 gegeben. Dann wurden 300 ml Toluol, enthaltend 0,51 mol Cyclohexanol und 0,56 mol Essigsäureanhydrid, in das Reaktionsgefäß von der Unterseite des Gefäßes bei einer Fließgeschwindigkeit von 23 ml/Stunde unter Einsatz einer Einspeisungspumpe in das Reaktionsgefäß eingeführt, während das erhaltene Gemisch heftig gerührt wurde, wobei eine Reaktion durchgeführt wurde. Die Temperatur des Reaktionsgefäßes wurde bei Raumtemperatur gehalten, und die Reaktion wurde 100 Stunden kontinuierlich durchgeführt. Während der Reaktion wurde ein Teil des Reaktionsgemisches aus dem Reaktionsgefäß entnommen und über das erste Glasröhrchen in den Dekanter eingeführt. In dem Dekanter wurde das Reaktionsgemisch in eine obere Toluolphase, enthaltend das gewünschte Reaktionsprodukt, und eine untere Perfluormethylcyclohexanphase, enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, getrennt, und die obere Toluolphase, enthaltend das Reaktionsprodukt, wurde von dem oberen Bereich des Dekanters kontinuierlich abgetrennt und wiedergewonnen, während die untere Perfluormethylcyclohexanphase, enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, von dem Bodenbereich des Dekanters entnommen und über das zweite Glasröhrchen in das Reaktionsgefäß zurückgeführt wurde. Die wiedergewonnene Toluolphase wurde durch Gaschromatografie analysiert. Im Ergebnis wurde gefunden, dass die Ausbeute des gewünschten Reaktionsprodukts (d. h. Cyclohexylacetat) selbst 100 Stunden nach dem Start der Reaktion nicht weniger als 99% war. Die Menge an Scandiumtris[tris(C10)methid] (Lewis-Säure-Katalysator), die in der Toluolphase vorhanden war, wurde hinsichtlich der Menge an Scandium durch Plasmaemissionsspektrometrie gemessen und war nicht höher als 1 ppm.
  • In der vorstehend beschriebenen kontinuierlichen Reaktion kam es zu keiner Wanderung des Katalysators in die Toluolphase, enthaltend das Produkt, wobei eine solche Wanderung zu einem Verlust des Katalysators führen würde. Außerdem wurde die katalytische Aktivität des Katalysators während der Reaktion, die 100 Stunden kontinuierlich durchgeführt wurde, nicht verringert.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung für eine Lewis-Säurekatalysierte Reaktion kann nach der Reaktion der Lewis-Säure-Katalysator nicht nur leicht aus dem Säurekatalysierten Reaktionsgemisch, das den Katalysator enthält, abgetrennt und wiedergewonnen werden, sondern auch ohne Verlust der katalytischen Aktivität wiederverwertet werden. Außerdem kann, wenn eine Reaktion, die in Anwesenheit eines Lewis-Säure-Katalysators auf kontinuierliche Weise gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt wird, aufgrund der sehr hohen Phasentrenngeschwindigkeit des Reaktionsgemisches die Reaktion ohne komplizierte Apparate und ohne ein Wiederholen des Phasentrennvorgangs einfach durchgeführt werden. Zusätzlich hat der erfindungsgemäß verwendete Lewis-Säure-Katalysator in einem Medium einer fluorierten Verbindung hohe Löslichkeit und hat im Vergleich zu herkömmlichen Lewis-Säure-Katalysatoren hohe katalytische Aktivität, sodass der erfindungsgemäße Lewis-Säure-Katalysator für eine Säurekatalysierte Reaktion ohne Verringerung der katalytischen Aktivität vorteilhaft eingesetzt werden kann.

Claims (10)

  1. Verwendung mindestens einer Verbindung ausgewählt aus folgenden Formeln (1) und (2): [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)N]nM (1), und [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)(Rf 3SO2)C]nM (2) worin: Rf 1 bis Rf 3 jeweils unabhängig voneinander einen Substituenten (α) oder ein teilweise substituiertes Derivat davon darstellt, wobei der Substituent (α) aus einer perfluorierten, gesättigten oder ungesättigten C7-C20-Kohlenwasserstoffgruppe, die in ihrem Grundgerüst mindestens ein Stickstoffatom oder ein Sauerstoffatom enthält, besteht, und wobei das teilsubstituierte Derivat des Substituenten (α) erhalten wird durch Austauschen von 40% oder weniger der Fluoratome in der perfluorierten Kohlenwasserstoffgruppe durch mindestens ein Mitglied aus der Gruppe, die aus einem Wasserstoffatom, einem Chloratom, einem Bromatom und einem Iodatom besteht, mit der Maßgabe, dass ein Fluoratom, das an das Kohlenstoffatom gebunden ist, welches direkt an die SO2-Gruppe gebunden ist, nicht durch ein Wasserstoffatom ersetzt ist; M ein Atom darstellt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Übergangsmetallatomen, einschließlich Seltenerdmetallatomen besteht, oder ein Galliumatom, Indiumatom, Thalliumatom, Siliciumatom, Germaniumatom, Zinnatom, Bleiatom, Antimonatom oder Bismutatom darstellt; und n ein ganzzahliges Äquivalent der Wertigkeit von M ist, als Lewis-Säure-Katalysator.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei der Substituent (α) 9 bis 16 Kohlenstoffatome aufweist.
  3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, worin das teilweise substituierte Derivat des Substituenten (α) durch Formel (3) dargestellt ist: CF2X1CFX2-[OCF2CF(CF3)]t-O-[CF2]u- (3) worin X1 und X2 jeweils unabhängig voneinander ein Atom darstellen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Halogenatom und einem Wasserstoffatom besteht; t eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist; und u eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist.
  4. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, worin der Substituent (α) durch Formel (4) dargestellt ist: CF2=CF-[OCF2CF(CF3)]t-O-[CF2]u- (4) worin t eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist; und u eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist.
  5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin M in den Formeln (1) und (2) Zinn darstellt, und der Lewis-Säure-Katalysator für die Verwendung in der Katalyse einer Reaktion bestimmt ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Oxidationsreaktion einer Ketonverbindung unter Einsatz von Wasserstoffperoxid und einer Umesterungsreaktion.
  6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin M in den Formeln (1) und (2) Hafnium darstellt, und der Lewis-Säure-Katalysator für die Verwendung in der Katalyse einer Reaktion vorgesehen ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungsbildungsreaktion, einer Dehydratisierungsreaktion und einer Oxidationsreaktion unter Einsatz von Wasserstoffperoxid besteht.
  7. Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung, umfassend einen Lewis-Säure-Katalysator und ein Mischmedium, wobei der Lewis-Säure-Katalysator mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus folgenden Formeln (1) und (2), ist: [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)N]nM (1), und [(Rf 1SO2)(Rf 2SO2)(Rf 3SO2)C]nM (2) worin: Rf 1 bis Rf 3 jeweils unabhängig voneinander einen Substituenten (α) oder ein teilweise substituiertes Derivat davon darstellt, wobei der Substituent (α) aus einer perfluorierten, gesättigten oder ungesättigten C7-C20-Kohlenwasserstoffgruppe, die in ihrem Grundgerüst mindestens ein Stickstoffatom oder ein Sauerstoffatom enthält, besteht, und wobei das teilsubstituierte Derivat des Substituenten (α) erhalten wird durch Austauschen von 40 oder weniger der Fluoratome in der perfluorierten Kohlenwasserstoffgruppe durch mindestens ein Mitglied aus der Gruppe, die aus einem Wasserstoffatom, einem Chloratom, einem Bromatom und einem Iodatom besteht, mit der Maßgabe, dass ein Fluoratom, das an das Kohlenstoffatom gebunden ist, welches direkt an die SO2-Gruppe gebunden ist, nicht durch ein Wasserstoffatom ersetzt ist; M ein Atom darstellt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Übergangsmetallatomen, einschließlich Seltenerdmetallatomen besteht, oder ein Galliumatom, Indiumatom, Thalliumatom, Siliciumatom, Germaniumatom, Zinnatom, Bleiatom, Antimonatom oder Bismutatom darstellt; und n ein ganzzahliges Äquivalent der Wertigkeit von M ist, und das Mischmedium umfasst: ein Medium (A) einer fluorierten Verbindung, welches bei Raumtemperatur in einer flüssigen Form vorliegt und mit dem Lewis-Säure-Katalysator eine homogene Lösung bildet, wobei das Medium der fluorierten Verbindung (A) aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem perfluorierten, gesättigten oder ungesättigten C6-C30-Kohlenwasserstoff und einem perfluorierten, gesättigten oder ungesättigten C6-C30-Kohlenwasserstoff, welcher in seinem Gerüst mindestens ein Stickstoffatom oder ein Sauerstoffatom aufweist, und ein Medium (B) einer nicht-fluorierten Verbindung, welches bei Raumtemperatur in einer flüssigen Form vorliegt und von dem Medium (A) phasengetrennt vorliegt und den Lewis-Säure-Katalysator nicht löst, wobei das Medium der nicht-fluorierten Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem alicyclischen C5-C16-Kohlenwasserstoff, einem aliphatischen C5-C20-Kohlenwasserstoff, einem halogenierten aliphatischen C1-C10-Kohlenwasserstoff, einem aromatischen C6-C15-Kohlenwasserstoff, einem aromatischen halogenierten C6-C10-Kohlenwasserstoff, einer C5-C20-Esterverbindung und einer C3-C15-Etherverbindung.
  8. Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung nach Anspruch 7, worin das teilweise substituierte Derivat des Substituenten (α) durch Formel (3) dargestellt ist: CF2X1CFX2-[OCF2CF(CF3)]t-O-[CF2]u- (3) worin X1 und X2 jeweils unabhängig voneinander ein Atom darstellen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Halogenatom und einem Wasserstoffatom besteht; t eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist; und u eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist.
  9. Lewis-Säure-Katalysatorzusammensetzung nach Anspruch 7, worin der Substituent (α) durch Formel (4) dargestellt ist: CF2=CF-[OCF2CF(CF3)]t-O-[CF2]u- (4) worin t eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist; und u eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist.
  10. Verfahren zum kontinuierlichen Durchführen einer Reaktion, die in Anwesenheit eines Lewis-Säure-Katalysators fortschreitet, welches umfasst: – Bereitstellen einer Reaktionszone, die einen Lewis-Säure-Katalysator und ein Medium (A), beides wie in Anspruch 7 definiert, enthält, – kontinuierliches Einspeisen eines Gemisches mindestens eines Reaktanden und eines Mediums (B) einer nicht-fluorierten Verbindung, wie in Anspruch 7 definiert, und – Mischen des Mediums (A), welches den Lewis-Säure-Katalysator enthält, und des Mediums (B), das mindestens einen Reaktanden enthält, um eine Reaktion in Anwesenheit des Lewis-Säure-Katalysators zu bewirken und ein Reaktionsgemisch zu erhalten, welches das Medium (A), das Medium (B), den Lewis-Säure-Katalysator und ein Reaktionsprodukt enthält, – kontinuierliche Abtrennung einer bei der Reaktion gebildeten Phase eines Mediums (B), enthaltend das Reaktionsprodukt, von einer in der Reaktion gebildeten Phase des Mediums (A), enthaltend den Lewis-Säure-Katalysator, in einer Phasentrennzone, die in Verbindung mit der Reaktionszone vorliegt, und – kontinuierliche Entnahme der während der Reaktion gebildeten Phase des Mediums (B), enthaltend das Reaktionsprodukt, aus der Phasentrennzone.
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