DE2536162A1 - Coordinate diphosphine polymers for catalyst prepn. - by reacting alkaline diphosphine alcoholate and halogenated polymer in two stages - Google Patents
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Abstract
Description
"Neue polymere Diphosphinliganden und ihre metallierten Derivate"."New polymeric diphosphine ligands and their metalated derivatives".
Die Erfindung betrifft neue polymere Liganden, die ein Diphosphin enthalten. Die Erfindung umfaßt die Herstellung dieser Liganden sowie ihre Verwendung zur Darstellung verschiedener Ubergangsmetallkomplexe; sie betrifft in gleicher Weise auch die neu erhaltenen Komplexe.The invention relates to new polymeric ligands containing a diphosphine contain. The invention includes the preparation of these ligands and their use for the representation of various transition metal complexes; it concerns in the same Way also the newly obtained complexes.
Man kennt gegenwärtig die große Bedeutung, die die Katalysatoren als Komplexe von Übergangsmetallen besitzen, bei denen die Liganden, die zwei das Metall umgebende Elektronen liefern, vergleichbare Gruppen sind, die jedoch auf eine polymere Kette aufgepPropft werden.We currently know the great importance that the catalysts as Complexes of transition metals have in which the ligands, the two the metal surrounding electrons are comparable groups, but they are based on a polymer Chain to be grafted on.
Die Katalysatoren dieses Typs bieten eine Reihe von Vorteilen bezüglich der klassischen homogenen Systeme, die aus einem Metallion bestehen, das im allgemeinen von mehreren, zwei Elektronen liefernden Donator-Liganden L umgeben ist und durch die allgemeine Formel dargestellt werden kann.The catalysts of this type offer a number of advantages over the classical homogeneous systems which consist of a metal ion which is generally surrounded by several donor ligands L which donate two electrons and which have the general formula can be represented.
Als Vorteile lassen sich vor allen Dingen anfahren: Unlöslichkeit im Reaktionsmedium, bzw. Leichtigkeit der Trennung von der Reaktionsmischung; längere Lebensdauer der Katalysatorwirkung, weil die Sekundärreaktionen blockiert sind. die Möglichkeit, die Selektivität der Reaktion durch Anwesenheit bestimmter Formen zu ändern, die von dem Träger des Polymeren bevorzugt werden. Unter diesen katalytischen Systemen kennt man jene, bei denen der Ligand ein auf ein Polymeres aufgepfropftes Phosphin darstellt, was zu einem lediglich ein Monophosphin enthaltenden Komplex führt.The main advantages can be approached: Insolubility in the reaction medium, or ease of separation from the reaction mixture; longer Lifetime of the catalyst effect because the secondary reactions are blocked. the possibility of the selectivity of the reaction due to the presence of certain forms to change which are preferred by the carrier of the polymer. Among these catalytic Systems are known in which the ligand is grafted onto a polymer Phosphine represents, resulting in a complex containing only one monophosphine leads.
Indessen laufen gewisse homogene katalytische Reaktionen nur dann ab, wenn ein Diphosphin dem Metallion koordiniert ist, das den Sitz der katalytischen Reaktion darstellt. Das ist beispielsweise der Fall bei der Dimerigierungs-Funktionalisierungsreaktion des Butadiens, bei der Codimerisierungsreaktion Butadien-Athylen oder bei der Hydrierung von «-Olefinen.However, only then do certain homogeneous catalytic reactions take place starting when a diphosphine is coordinated to the metal ion that is the seat of the catalytic Represents reaction. This is the case, for example, with the dimerigation-functionalization reaction of butadiene, in the codimerization reaction butadiene-ethylene or in the hydrogenation of «-olefins.
Daher war es von Bedeutung, katalytische Komplexe zu finden, die die Vorteile dieser beiden Katalysatortypen besitzen, das heißt Katalysatoren, bei denen ein an ein Metallion koordiniertes Diphosphin gleichzeitig auf ein Kettenpolymeres aufgepfropft ist.Therefore, it was important to find catalytic complexes that contained the Have advantages of these two types of catalysts, that is, catalysts in which a diphosphine coordinated to a metal ion simultaneously on a chain polymer is grafted on.
Unsere Versuche hierzu haben nunmehr einen Zugang zu diesen neuartigen Komplexen ergeben, und zwar mittels einfacher Verfahren, die von leicht zugänglichen Ausgangsprodukten ausgehen, wobei man zuerst die Synthese von polymeren DiphosphinKomplexen und anschließend die Metallierung dieser Polymeren durchführt. Die neuen polymeren Diphosphinkomplexe und ihre metallierten Derivate, die man durch klassische Umsetzungen zwischen dem polymeren Diphosphinkomplex und einer Übergangsmetallverbindung erhält, sind dadurch gekennzeichnet, daß man sie durch Umsetzung eines in einem geeigneten Lösungsmittel gelösten Alkalialkoholates eines Diphosphins und einem in einer geeigneten Flüssigkeit suspendierten, halogenierten Polymeren darstellt.Our attempts to do this now have access to these novel ones Complexes result from simple procedures that are readily available from Starting materials go out, whereby one first the synthesis of polymeric diphosphine complexes and then performing the metalation of these polymers. The new polymers Diphosphine complexes and their metalated derivatives, which can be obtained by classical reactions between the polymeric diphosphine complex and a transition metal compound, are characterized in that they can be achieved by implementing a in an alkali metal alcoholate of a diphosphine and dissolved in a suitable solvent represents a halogenated polymer suspended in a suitable liquid.
Diese Reaktion läßt sich in der folgenden allgemeinen Schreibweise veranschaulichen: Das Alkalialkoholat des Diphosphins, in obiger Gleichung dargestellt als MaO(P2), kann auch in ausführlicherer Weise so geschrieben werden: Hierbei bedeutet Ma ein Alkalimetall wie Lithium, Natrium oder Kalium; n kann Werte zwischen 1 und 4 annehmen. Wenn n = 1 ist, kann das Alkoholat durch die Einwirkung von Diphenylphosphin-Alkalimetall Ph2P-Ma auf Epichlorhydrin erhalten werden. Diese Reaktion ist in der Literatur beschrieben, Chem.Ber. 1963, 96, 407) nach der Behandlunguit Hydroxy-bis-diphenylphosphin gelangt man im ersten Reaktionsschritt zur Zwischenstufe des Alkoholats, welches man isolieren kann.This reaction can be illustrated in the following general notation: The alkali alcoholate of diphosphine, represented in the above equation as MaO (P2), can also be written in a more detailed way as follows: Here, Ma means an alkali metal such as lithium, sodium or potassium; n can have values between 1 and 4. When n = 1, the alcoholate can be obtained by the action of diphenylphosphine alkali metal Ph2P-Ma on epichlorohydrin. This reaction is described in the literature, Chem.Ber. 1963, 96, 407) after the treatment with hydroxy-bis-diphenylphosphine, the first reaction step leads to the intermediate stage of the alcoholate, which can be isolated.
Das halogenierte Polymere bzw. Harz (Pol hal), das man beim Verfahren der vorliegenden Erfindung verwenden kann, besteht aus einem Kohlenstoffgerüst, das in seiner Art sehr variabel ist: ein Polyvinylgerüst, ein Polybutadien - oder ein Polystyrolgerüst. Das an das Polymere gebundene Halogen kann Chlor, Brom oder Jod sein; aus Kostengründen wird man jedoch bevorzugt chlorierte Polymere verwenden. Eine besonders bevorzugte Gruppe von Harzen ist jene der chlormethylierten Polystyrole, was im weiteren Text durch die symbolische Schreibweise (PS) CH2 C1 ausgedrUckt wird.Letztere können zu Anfang vernetzt werden. Die Vernetzung wird durch Copolymerisation von Styrol mit unterschiedlichen Mengen an Divinylbenzol bewirkt: die so erhaltenen Produkte sind unter verschiedenen Markenzeichen am Markt erhältlich.The halogenated polymer or resin (Pol hal) that is used in the process of the present invention, consists of a carbon skeleton, which is very variable in its type: a polyvinyl frame, a polybutadiene - or a polystyrene framework. The halogen bound to the polymer can be chlorine, bromine or Be iodine; However, for reasons of cost, preference will be given to using chlorinated polymers. A particularly preferred group of resins is that of the chloromethylated polystyrenes, what in further text using the symbolic notation (PS) CH2 C1 is expressed; the latter can be networked at the beginning. The networking will by copolymerizing styrene with different amounts of divinylbenzene causes: the products obtained in this way are on the market under different trademarks available.
Die Eingliederungsrate von Divinylbenzol liegt zwischen 0,25 % und 10 %, vorzugsweise jedoch zwischen 0,5 % und 4 %, um im chlormethylierten Produkt einen relativ leichten Zugang zu den halogenierten Stellen zu haben, was deren gute Umsetzung mit dem relativ voluminösen Reaktanden MO(P2) erlaubt. Die Chlormethylierungsrate liegt zwischen 1 und 25 Z, vorzugsweise jedoch zwischen 5 % und 20 %. Hohe Chlormethylierungsraten haben notwerrfigerweise eine Vernetzung zur Folge. Die Vernetzungsrate und die Chlormethylierungsrate beeinflussen letzten Endes in der untersuchten Umsetzung die katalytische Aktivität des polymeren Liganden.The incorporation rate of divinylbenzene is between 0.25% and 10%, but preferably between 0.5% and 4%, to in the chloromethylated product to have relatively easy access to the halogenated sites, which is good Implementation with the relatively voluminous reactant MO (P2) allowed. The rate of chloromethylation is between 1 and 25%, but preferably between 5% and 20%. High chloromethylation rates necessarily result in networking. The rate of crosslinking and the rate of chloromethylation ultimately influence the catalytic activity in the reaction under investigation of the polymeric ligand.
Die Umsetzung des halogenierten Harzes mit dem Alkoholat MaO( P2) läuft in einem Lösungsmittel ab, das nicht mit diesem Alkoholat reagiert: es kann dasselbe Lösungsmittel sein wie das, worin man das Alkoholat erhält, oder alle nicht protischen und nicht halogenierten Lösungsmittel, wie aromatische Kohlenwasserstoffe (Benzol, Toluol)) cyclische Kohlenwasserstoffe (Cyclohexan), aliphatische Kohlenwasserstoffe (Hexan), Ather (Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethoxyäthan). Die Umsetzung läuft vorzugsweise bei Normaltemperatur ab, mit einer Verweilzeit zwischen 2 und 24 Stunden, vorzugsweise zwischen lt und 8 Stunden, am besten gleichbleibend bei 6 Stunden, dann bei erhöhter Temperatur, wobei man bis auf Rückflußtemperatur der Reaktionsmischung gehen und die Verweilzeit 0,5 bis 6 Stunden, vorzugsweise 1 bis 3 Stunden, betragen kann.The implementation of the halogenated resin with the alcoholate MaO (P2) runs in a solvent that does not react with this alcoholate: it can be the same solvent as that in which the alcoholate is obtained, or not all of them protic and non-halogenated solvents such as aromatic hydrocarbons (Benzene, toluene)) cyclic hydrocarbons (cyclohexane), aliphatic hydrocarbons (Hexane), ether (tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane). The implementation is preferably running at normal temperature, with a residence time between 2 and 24 hours, preferably between 1 and 8 hours, preferably constant at 6 hours, then at increased Temperature, going up to the reflux temperature of the reaction mixture and the residence time can be 0.5 to 6 hours, preferably 1 to 3 hours.
Wir haben feststellen können, daß die Reaktion zur Bildung des Äthers Pol O (P2) gemäß Gleichung (1) schneller abläuft, wenn das Halogen des Pol(hal) Jod ist. Eine besondere Form der Erfindung, die auf der Bildungsgeschwindigkeit von Äther (Pol)O (P2) beruht, besteht darin, das Alkoholat MaO(P2) in einem geeigneten Lösungsmittel mit dem Produkt der metathetischen Austauschreaktion zwischen dem halogenierten Harz und einem Alkalijodid einzusetzen, wenn dieses Harz chloriert oder bromiert ist. Im Verlauf dieser Reaktion findet ein Halogen-Jodaustausch statt.We have been able to establish that the reaction leads to the formation of the ether Pole O (P2) according to equation (1) runs faster if the halogen of the pole (hal) Iodine is. A special form of invention based on the speed of formation of ether (Pol) O (P2) is based, consists in the alcoholate MaO (P2) in a suitable Solvent with the product of the metathetic exchange reaction between the to use halogenated resin and an alkali iodide when this resin is chlorinated or is brominated. A halogen-iodine exchange takes place in the course of this reaction.
In den Fällen, wo man diesen Austausch des Chlor- bzw. Jodradikals zuerst durch das Jodradikal durchführt, wird das halogenierte Harz in dem geeigneten Lösungsmittel mit einem 10 bis 100 %igen Überschuß an Jodalkali (LiJ, NaJ, KJ,RbJ, CsJ) - bezogen auf die stöchiometrische Menge - zur Reaktion gebracht; die Reaktionsdauer erstreckt sich hierbei auf einen Zeitraum von 2 bis 24 Stunden, vorzugsweise von 2 biß 6 Stunden, wobei die Reaktionstemperatur zwischen 200 C und 1000 C, vorzugsweise zwischen 200 C und 500 C, schwanken kann.In those cases where this exchange of the chlorine or iodine radical Performing first through the iodine radical, the halogenated resin is in the appropriate Solvent with a 10 to 100% excess of iodine alkali (LiJ, NaJ, KJ, RbJ, CsJ) - based on the stoichiometric amount - brought to reaction; the reaction time extends here to a period of 2 to 24 hours, preferably from 2 to 6 hours, with the reaction temperature between 200 C and 1000 C, preferably between 200 ° C and 500 ° C.
Anhand des Reaktionsschemas der Gleichung (1) kann man erkennen, daß die eingesetzte Menge an Alkoholat MaO (P2) eine Funktion des Halogengehalts des halogenierten Polymeren ist, und unsere Untersuchungen haben gezeigt, daß die Verwendung eines überschusses an Alkoholat keine nennenswerte Verbesserung mit sich bringt.From the reaction scheme of equation (1) it can be seen that the amount of alcoholate MaO (P2) used is a function of the halogen content of the halogenated polymers, and our research has shown that the use an excess of alcoholate does not bring about any appreciable improvement.
Eine weitere, besondere und bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erlaubt die Darstellung des polymeren Diphosphinliganden in einem einzigen Schritt, ohne dabei die Zwischenprodukte abzutrennen, indem man alle Reaktionen in demselben Reaktor ausführt. Diese Durchführung ist besonders interessant in dem Fall, wo das Alkoholat aus Epichlorhydrin erhalten wird.Another, special and preferred embodiment of the present invention Invention allows the preparation of the polymeric diphosphine ligand in a single Step without separating the intermediates by doing all the reactions in the same Reactor executes. This implementation is special interesting in the case where the alcoholate is obtained from epichlorohydrin.
Bei dieser Verfahrensweise stellt man in dem Reaktionsgefäß zunächst die Alkaliverbindung des Diphenylphosphins selbst her, und zwar mittels an sich bekannter Methoden, zum Beispiel durch Einwirkung des Diphenylchlorphosphins auf ein Alkalimetall in einem geeigneten Lösungsmittel, gemäß der allgemeinen Gleichung: Als geeignete Lösungsmittel lassen sich die oben beschriebenen verwenden. Bevorzugte Lösungsmittel sind die Äther (besonders Dioxan). Ist die erste Reaktion beendet, fügt man dem Reaktionsmedium die stöchiometrische Menge an Epichlorhydrin, im selben Lösungsmittel gelöst, hinzu. Während sich das Alkalialkoholat des Diphosphins bildet, gibt man zu der Reaktionsmischung das halogenierte Harz oder dessen Reaktionsprodukt mit einem Alkalijodid, suspendiert in einem geeigneten Solvens, das im allgemeinen das gleiche wiein den beiden vorangegangenen Reaktionsschritten verwendete ist.In this procedure, the alkali compound of the diphenylphosphine itself is first produced in the reaction vessel using methods known per se, for example by the action of diphenylchlorophosphine on an alkali metal in a suitable solvent, according to the general equation: As suitable solvents, those described above can be used. Preferred solvents are the ethers (especially dioxane). When the first reaction has ended, the stoichiometric amount of epichlorohydrin, dissolved in the same solvent, is added to the reaction medium. While the alkali metal alcoholate of the diphosphine is forming, the halogenated resin or its reaction product with an alkali iodide suspended in a suitable solvent which is generally the same as that used in the two previous reaction steps is added to the reaction mixture.
Man führt die ReaktionKen unter denen beschriebenen Bedlngungen durch. Die Reaktionsmischung wird dann eingeengt. Man isoliert das Diphosphinpolymere durch Ausfällen mit Lösungsmitteln, vorzugsweise Methanol.The reaction is carried out under the conditions described. The reaction mixture is then concentrated. The diphosphine polymer is isolated through Precipitation with solvents, preferably methanol.
Das so erhaltene Diphosphinpolymere fällt als Pulver an; es kann an Metalle angelagert werden, die in der Lage sind, Koordinationskomplexe mit Verbindungen des dreiwertigen Phosphors zu bilden. Diese Metalle sind vor allem die der Gruppen IV bis VIII sowie der Gruppe Ib des Periodensystems, insbesondere die der Gruppe VIII. Angeführt werden können Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Iridium und Platin.The diphosphine polymer thus obtained is obtained as a powder; it can Metals are deposited, which are able to coordinate complexes with compounds of trivalent phosphorus. These metals are mainly those of the groups IV to VIII and group Ib of the periodic table, in particular that of group VIII. Titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, ruthenium, Rhodium, palladium, iridium and platinum.
Diese Komplexe werden dadurch gebildet, daß man in einem geeigneten Lösungsmittel und bei einer bestimmten Temperatur, die im allgemeinen um die 500 C beträgt, die erhaltenen Diphosphinpolymeren umsetzt, sei es mit den Salzen MtXn der oben erwähnten Obergangæmetalle, sei es mit Komplexen dieser Obergangsmetallsalze LmMtXn oder auch mit Komplexen eben dieser Obergangsmetalle in einer niederen Oxidationsstufe LpMtXq Die Liganden L sind Donatorliganden mit zwei freien Elektronen, die leicht wandern können, wie Kohlenmonoxid, stark polarisierte Lösungsmittel (alphatische und aromatische Nitrile, Sulfoxide), Olefine, Diolefine, Amine und Phosphine. Die Liganden X sind Donatorliganden mit einem Elektron, wie Halogenide und Pseudohalogenide, Carboxylate und Alkoholate. Bestimmte Liganden können auch vom Typ LX sein, wie Allyl-, l'Titrosyl-, sowie Acetylacetonatliganden. Die Indices m, n, p und q sind ganzzahlig und liegen zwischen 0 und 6 und ihre Summen m + n und p + q sind kleiner oder gleich 6. So kann man von diesen übergangsmetallverbindungen, ohne daß die nachfolgende Aufzählung eine Beschränkung darstellt, anführen: TiCl4, FeCl2, CoCl2, NiCl2, Zr(OBu)4, Pd(OAc)2, (PhCN)2 PdCl2, (Me2SO)4 NiCl2, (PhCN)2 PtCl2, V(CO)6,Cr(CO)6, Mn2 (CO)10, Fe(CO)5, Fex(CO)q, C02(CO)8, Ni(CO)4, Ni(COD)2, Ni(acetonitril)2, (C3H5NiBr)2, Mo(CO)6, (Ru(CO)2Cl2)2, (Ph3P)4Pd (Ph3P)2Pd (Maleinsäureanhydrid), RhCl(PPh3)3, (Rh(CO)2Cl)2, W(CO)6, Re(CO)1O, JrCl(CO) (PPh3)2, Pt(PPh3)3.These complexes are formed by being in a suitable Solvent and at a certain temperature, which is generally around 500 C, converts the diphosphine polymers obtained, be it with the salts MtXn of the transition metals mentioned above, be it with complexes of these transition metal salts LmMtXn or with complexes of these transition metals in a lower oxidation state LpMtXq The ligands L are donor ligands with two free electrons that easily like carbon monoxide, strongly polarized solvents (alphatic and aromatic nitriles, sulfoxides), olefins, diolefins, amines and phosphines. the Ligands X are donor ligands with one electron, such as halides and pseudohalides, Carboxylates and alcoholates. Certain ligands can also be of the LX type, such as Allyl, l'titrosyl and acetylacetonate ligands. The indices m, n, p and q are integer and lie between 0 and 6 and their sums m + n and p + q are smaller or equal to 6. So one can use these transition metal compounds without the the following list is a limitation, list: TiCl4, FeCl2, CoCl2, NiCl2, Zr (OBu) 4, Pd (OAc) 2, (PhCN) 2 PdCl2, (Me2SO) 4 NiCl2, (PhCN) 2 PtCl2, V (CO) 6, Cr (CO) 6, Mn2 (CO) 10, Fe (CO) 5, Fex (CO) q, C02 (CO) 8, Ni (CO) 4, Ni (COD) 2, Ni (acetonitrile) 2, (C3H5NiBr) 2, Mo (CO) 6, (Ru (CO) 2Cl2) 2, (Ph3P) 4Pd (Ph3P) 2Pd (maleic anhydride), RhCl (PPh3) 3, (Rh (CO) 2Cl) 2, W (CO) 6, Re (CO) 1O, JrCl (CO) (PPh3) 2, Pt (PPh3) 3.
Unter einem geeigneten Lösungsmittel versteht man ein solches, das weder mit dembinen noch dem anderen der beiden Reaktionspartner reagiert, das aber mindestens teilweise das eine von beiden löst.A suitable solvent is understood to mean one that the reacts neither with dembine nor with the other of the two reactants, but that at least partially solves one of the two.
Im allgemeinen setzt man das polymere Diphosphin in fein verteilter Form in einer Flüssigkeit suspendiert ein, die das Polymere nicht löst, die aber ein Lösungsmittel für die oben definierte Metallverbindung ist. Diese Lösungsmittel können aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe sein oder Äther sowie Alkohole. Die Metallverbindung wird der Suspension zugefügt, und man rührt die Reaktionsmischung bis die Metallverbindung mit dem polymeren Diphosphin reagiert hat. Die Dauer dieser Umsetzung und die Temperatur, bei der sie durchgeführt wird, sind zwei Faktoren, die die Eingliederungsrate des Metallions in das Polymere beeinflussen. Die Gegenwart eines Überschusses der Metallverbindung hat lediglich sekundären Einfluß.In general, the polymeric diphosphine is used in finely divided form Form suspended in a liquid one that does not dissolve the polymer, but that does is a solvent for the metal compound defined above. These solvents can be aliphatic and aromatic hydrocarbons or ethers and alcohols. The metal compound is added to the suspension and the reaction mixture is stirred until the metal compound has reacted with the polymeric diphosphine. The duration of this Implementation and the temperature at which it is carried out are two factors which affect the rate of incorporation of the metal ion into the polymer. The presence an excess of the metal compound has only a secondary influence.
In bestimmten Fällen ist es vorzuziehen, die Reaktion bei zwei verschiedenen Temperaturen durchzuführen, besonders wenn das metallische Derivat zwei verschiedene Umwandlungen erfährt.In certain cases it is preferable to react on two different ones Temperatures to carry out, especially if the metallic derivative is two different Undergoes transformations.
So ist beispielsweise bekannt, daß beim C02(CO)8 in einem ersten Schritt die Einwirkung eines phosphorierten Liganden L die Verbindung CCo(CO)4)4) gGo(CO)42 liefert, aus der sich sodann, durch Verlust von Kohlenmonoxid, Co2(CO)7L usw. bildet. Die Temperatu-0 ren zwischen 0 und 100 C sind im allgemeinen bequem, aber man zieht doch Reaktionstemperaturen zwischen 20 und 600 C vor.It is known, for example, that with C02 (CO) 8 in a first step the action of a phosphorous ligand L the compound CCo (CO) 4) 4) gGo (CO) 42 supplies, from which, through the loss of carbon monoxide, Co2 (CO) 7L etc. is formed. Temperatures between 0 and 100 C are generally comfortable, but one draws but reaction temperatures between 20 and 600 C before.
Die Verweilzeit kann zwischen 0,5 und 72 Stunden liegerind hängt meistens von der Reaktionstemperatur ab. Arbeitet man bei Normaltemperatur, zieht man im allgemeinen eine Reaktionszeit zwi schen 2 und 24 Stunden vor. Eine Erhöhung der Temperatur verkürzt im allgemeinen diesen Zeitraum, da sie die Abspaltung bestimmter labiler Liganden aus der Metallverbindung erleichtert.The dwell time can be between 0.5 and 72 hours, mostly depending on the situation on the reaction temperature. If you work at normal temperature, you pull in generally a reaction time between 2 and 24 hours before. An increase in Temperature generally shortens this period, as it causes the cleavage of certain substances unstable ligands from the metal compound facilitated.
Da einige Metallverbindungen empfindlich gegen Sauerstoff und gegen Luftfeuchtigkeit sind, werden die Umsetzungen im allgemeinen unter Inertgasatmosphäre durchgeführt, wobei man als Inertgas Argon oder Stickstoff verwendet.Since some metal compounds are sensitive to oxygen and to The reactions are generally carried out under an inert gas atmosphere carried out using argon or nitrogen as the inert gas.
Die so erhaltenen metallierten Polymere können als Katalysatoren bei verschiedenen bereits beschriebenen, mittels homogener Katalysatoren durchgeführten Reaktionen eingesetzt werden.The metalated polymers obtained in this way can be used as catalysts various already described, carried out by means of homogeneous catalysts Reactions are used.
Daher kann man die mit Co, Ni, Rh oder Pd metallierten Polymere verwenden, um Reaktionen der Hydroformylierung, Carbonylierung oder Carboxylierung zu katalysieren, die Derivate des Fe, Co, Ni und Pd, um Oligomerisationsreaktionen der Mono- und Diolefine zu katalysieren, die Derivate des Fe, Co, Pd und Pt endlich bei der Hydrierung von Olefinen und Diolefinen.Therefore one can use the polymers metallized with Co, Ni, Rh or Pd, to catalyze hydroformylation, carbonylation or carboxylation reactions, the derivatives of Fe, Co, Ni and Pd to carry out oligomerization reactions of the mono- and To catalyze diolefins, the derivatives of Fe, Co, Pd and Pt finally in the hydrogenation of olefins and diolefins.
Der Wirkungsgrad der neuen Komplexe der vorliegenden Erfindung in einer vorgegebenen Reaktion hängt von der Wahl des Metalls und der expeiimentellen Bedingung ab.The efficiency of the new complexes of the present invention in A given reaction depends on the choice of metal and the experimental one Condition.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung, ohne sie jedoch einzuschränken.The following examples illustrate the possibilities of the present Invention without, however, limiting it.
B e i s p i e 1 1: Darstellung eines polymeren Diphosphins in mehreren Stufen.B e i s p i e 1 1: Representation of a polymeric diphosphine in several Stages.
Zu einer Suspension von Ph2RK 2 Dioxan (50 mM) in 250 ml absolutem Äther gibt man tropfenweise bei 0° C unter Argonatmosphäre eine Lösung von 2,3 g (50 mM) friseh destilliertes Epichlorhydrins in 25 ml absolutem Äther. Nach der Entfärbung der Reaktionsmischung rührt man eine zusätzliche Stunde bei 250 C und filtriert das entstandene Kaliumchlorid ab. Das Filtrat wird einer Suspension von chlormethyliertem Polystyrol mit einem Chlorgehalt von 16 % (5 g) in 100 ml Tolnol zugegeben. Nach zwei Stunden Kontakt bei 250 C erwärmt man eine Stunde auf 500 C und engt daraufhin das Reaktionsvolumen im Vakuum auf 50 ml ein. Dann gibt man 200 ml Methanol zu, um das Polymere auszufällen und wäscht anschließend 5 mal mit je 20 ml Methanol nach und dann noch 5 mal mit je 20 ml Petroläther. So erhält man 6,8 g eines Polymeren, das 6,9 % Phosphor und Spuren an Chlor enthält. Der theoretische maximale Phosphorgehalt beträgt 7,8 %.To a suspension of Ph2RK 2 dioxane (50 mM) in 250 ml of absolute Ether is added dropwise to a solution of 2.3 g at 0 ° C. under an argon atmosphere (50 mM) freshly distilled epichlorohydrin in 25 ml of absolute ether. After The reaction mixture is discolored and stirred for an additional hour at 250.degree the potassium chloride formed is filtered off. The filtrate is a suspension of chloromethylated polystyrene with a chlorine content of 16% (5 g) in 100 ml of tolnol admitted. To Two hours of contact at 250 C is heated one Hour to 500 ° C. and then the reaction volume is reduced to 50 ml in vacuo. 200 ml of methanol are then added in order to precipitate the polymer and then washed 5 times with 20 ml of methanol each time and then 5 more times with 20 ml of petroleum ether each time. So 6.8 g of a polymer are obtained which contain 6.9% phosphorus and traces of chlorine. The theoretical maximum phosphorus content is 7.8%.
B e i s p i e 1 2: Darstellung eines polymeren Diphosphins ohne Isolierung der Zwischenprodukte: Zu einer Suspension von Kalium (0,2 at.g.) in 200 ml trockenem Dioxan fügt man tropfenweise bei 500 C unter Argonatmosphäre eine Lösung von 22,05 g(lOOmM) Chlordiphenylphosphin in 50 ml Dioxan hinzu. Nachdem alles Ph2PCl zugegeben ist, rührt man eine Stunde bei 1000 C und kühlt dann die Lösung auf etwa 100 C ab. Sodann gibt man tropfenweise eine Lösung von 50 mM Epichlorhydrin in 25 ml Dioxan und rührt nach der Zugdabe noch eine weitere Stunde bei 250 C. Daraufhin gibt man eine Lösung von chlormethyliertem Polystyrol (Chlorgehalt: 5,5 % (10 g) in 50 ml Dioxan hinzu und führt zwei weitere Stunden bei 25° C und eine Stunde bei 50° C.B e i s p i e 1 2: Representation of a polymeric diphosphine without isolation of intermediate products: To a suspension of potassium (0.2 at.g.) in 200 ml of dry A solution of 22.05 is added dropwise to dioxane at 500 ° C. under an argon atmosphere g (100 mM) chlorodiphenylphosphine in 50 ml of dioxane are added. After all Ph2PCl has been added is, the mixture is stirred for one hour at 1000 C and then the solution is cooled to about 100 C. A solution of 50 mM epichlorohydrin in 25 ml of dioxane is then added dropwise and stir after the addition for another hour at 250 C. Then add a solution of chloromethylated polystyrene (chlorine content: 5.5% (10 g) in 50 ml Dioxane is added and two more hours at 25 ° C and one hour at 50 ° C.
Die Reaktionsmischung wird auf 50 ml eingeengt und mit 250 ml Methanol behandelt; der Niederschlag wird filtriert, 5 mal mit je 20 ml Methanol und fünfmal mit je 20 ml Petroläther gewaschen. So erhält man 10,3 g eines Polymeren, das 1,95 % Phosphor und Spuren an Chlor enthält. Der theoretische Maximalgehalt an Phosphor beträgt 2,7 % B e i s p i e 1 e 3 - 5 : Diese Beispiele, die dieselbe Verfahrensweise wie im vorangegangenen Beispiel zur Grandlage haben, zeigen, daß die Anwesenheit eines überschusses an Phosphorreagens nur einen schwachen Einfluß auf den Phosphorgehalt des Polymeren besitzt.The reaction mixture is concentrated to 50 ml and mixed with 250 ml of methanol treated; the precipitate is filtered, 5 times with 20 ml of methanol each time and five times washed with 20 ml of petroleum ether each time. This gives 10.3 g of a polymer which is 1.95 % Phosphorus and traces of chlorine. The theoretical maximum content of phosphorus is 2.7% Example 1 e 3 - 5: These examples follow the same procedure how in the previous example for the grand location show that the presence of a excess of phosphorus reagent has only a weak influence on the phosphorus content of the polymer.
Beispiel Eingesetztes Ausbeute an Poly- Phosphorgeh. Example Yield of poly-phosphorus used.
KPPh2 (mM) meren (g) (%) 2 50 10,3 1,95 3 100 10 2,30 4 150 9,95 2,25 5 25 9,6 1,70 B e i s p i e 1 6: Dieses Beispiel zeigt, daß der Austausch von Chlor durch Jod im chlormethylierten Polystyrol die Verweilzeit verringert und den endgültigen Phosphorgehalt des Polymeren leicht erhöht. KPPh2 (mM) mers (g) (%) 2 50 10.3 1.95 3 100 10 2.30 4 150 9.95 2.25 5 25 9.6 1.70 Example 1 6: This example shows that the exchange of Chlorine by iodine in the chloromethylated polystyrene reduces the residence time and the slightly increased final phosphorus content of the polymer.
Zu einer Lösung des Alkoholats (KO(P2), dargestellt nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1, setzt man eine Suspension von chlormethyliertem Polystyrol (Chlorgehalt 5,5 % (5 g) in 100 ml Dioxan zu, die vorher zwei Stunden mit 10 g Kaliumjodid versetzt worden ist. Die Reaktionsmischung wird zwei Stunden bei Raumtemperatur gerührt und nachfolgend, wie oben beschrieben, aufgearbeitet. Man erhält 6,2 g eines Polymeren, das 2,35 % Phosphor enthält.To a solution of the alcoholate (KO (P2), shown according to the procedure According to Example 1, a suspension of chloromethylated polystyrene (chlorine content 5.5% (5 g) in 100 ml of dioxane, which was previously mixed with 10 g of potassium iodide for two hours has been. The reaction mixture is stirred for two hours at room temperature and subsequently worked up as described above. 6.2 g of a polymer are obtained which contains 2.35% phosphorus.
B e i s p i e 1 7: Zu einer Lösung von Alkoholat, die gemäß Beispiel 1 hergestellt wird, gibt man eine Suspension von Polymeren Merrifield Fluka, einem Polystyrol, vernetzt mit 2 % Divinylbenzol und Chloromethylen mit 2,5 % (5 g) in Dioxan (50 ml). Man rührt 2 Stunden bei 250 C, dann 2 Stunden bei 500 C. Das wie oben behandelte Reaktionsgemisch führt zu 5,2 g eines Polymeren, das 1,2 % Phosphor enthält. Der theoretische Höchstgehalt an Phosphor beträgt 1,22 %.B e i s p i e 1 7: To a solution of alcoholate, which according to example 1 is prepared, a suspension of polymer Merrifield Fluka is added, one Polystyrene crosslinked with 2% divinylbenzene and chloromethylene with 2.5% (5 g) in Dioxane (50 ml). The mixture is stirred at 250 ° C. for 2 hours, then at 500 ° C. for 2 hours The reaction mixture treated above leads to 5.2 g of a polymer containing 1.2% phosphorus contains. The theoretical maximum content of phosphorus is 1.22%.
B e i s p i e 1 e 8 - 10: Polymere mit Kobalt (II) Eine Suspension des vom chlormethylierten Polystyrol abgeleiteten Phosphinpolymeren (Phosphorgehalt 2 % (2,5 g) in 50 ml Methanol versetzt man mit einer Lösung von x mM trockenem Kobaltchlorid in lOx ml Methanol. Nach einer Stunde bei 500 C wird der Niederschlag abfiltriert und fünfmal mit je 10 ml Methanol gewaschen. Nach dem Trocknen erhält man ein blaßblaues Produkt mit je nach der eingesetzten Menge an Kobaltchlorid schwankendem Kobaltgehalt.Example 1 e 8-10: Polymers with cobalt (II) A suspension of the phosphine polymer derived from chloromethylated polystyrene (phosphorus content 2% (2.5 g) in 50 ml of methanol are mixed with a solution of x mM dry cobalt chloride in lOx ml of methanol. After one hour at 500 ° C., the precipitate is filtered off and washed five times with 10 ml of methanol each time. After drying, a pale blue color is obtained Product with varying cobalt content depending on the amount of cobalt chloride used.
Beispiel x (mM) Ausbeute (g) Co (%) 8 10 2,55 0,28 9 25 2,60 0,58 10 50 2,55 0,22 B e i s p i e 1 e 11 - 13: Polymere mit Nickel (II) Eine Suspension von 2,5 g desselben Phosphinpolymeren in 50 ml Äthanol versetzt man mit einer Lösung von x mM Nickelchlorid in 10x ml Äthanol. Nach einer Stunde bei 500 C wird abfiltriert und der Niederschlag 5mal mit je 10 ml Äthanol gewaschen. Nach dem Trocknen erhält man ein blaßrosa Produkt mit je nach der eingesetzten Menge an Nickelchlorid schwankendem Nickelgehalt. Example x (mM) Yield (g) Co (%) 8 10 2.55 0.28 9 25 2.60 0.58 10 50 2.55 0.22 Examples 1 e 11 - 13: Polymers with nickel (II) A suspension 2.5 g of the same phosphine polymer in 50 ml of ethanol are mixed with a solution of x mM nickel chloride in 10x ml of ethanol. After one hour at 500 ° C., it is filtered off and the precipitate was washed 5 times with 10 ml of ethanol each time. Receives after drying you get a pale pink product with varying depending on the amount of nickel chloride used Nickel content.
Beispiel X (mM) Ausbeute (g) Ni (%) 11 10 2,50 o,38 12 25 2,55 0,53 13 50 2,60 0,42 B e i s p i e 1 14: Polymeres mit Palladium (II) Eine Suspension von 2,5 g desselben Phosphinpolymeren in 50 ml Benzol wird mit einer Lösung von 10 mM Bis-(benzonitril) palladiumdichlorid in 20 ml Benzol versetzt. Man rührt 48 Stunden bei Raumtemperatur, engt daraufhin die Reaktionsmischung im Vakuum auf etwa die Hälfte ein, gibt 100 ml Methanol hinzu und filtriert den ausgefallenen Niederschlag ab; man wäscht fünfmal mit je 10 ml Methanol und fünfmal mit je 10 ml Hexan. Nach dem Trocknen erhält man 2,7 g eines hellbraunen Polymeren mit einem Palladiumgehalt von 3,75 %. Example X (mM) Yield (g) Ni (%) 11 10 2.50 o, 38 12 25 2.55 0.53 13 50 2.60 0.42 Example 1 14: Polymer with palladium (II) A suspension of 2.5 g of the same phosphine polymer in 50 ml of benzene is with a solution of 10 mM bis (benzonitrile) palladium dichloride in 20 ml of benzene were added. Stir 48 Hours at room temperature, then the reaction mixture is concentrated in vacuo to about half a, 100 ml of methanol are added and the precipitate is filtered off away; it is washed five times with 10 ml of methanol each time and five times with 10 ml of hexane each time. To after drying, 2.7 g of a light brown polymer with a palladium content are obtained of 3.75%.
B e i s p i e 1 15: Polymeres mit Rhodium (I) Eine Suspension von 2,5 g desselben Phosphinpolymeren in 50 ml Benzol wird unter Argon mit einer Lösung von 2 mM Dichlortetracarbonyldirhodium (I) in 20 ml Benzol versetzt. Man rührt 72 Stunden bei Raumtemperatur, engt die Reaktionsmischung im Vakuum auf die Hälfte ein, setzt 100 ml Methanol hinzu und filtriert den ausgefallenen Niederschlag ab. Man wäscht fünfmal mit je 10 ml Methanol und fünfmal mit 10 ml Hexan. Nach dem Trocknen erhält man 2,45 g eines rotbraunen Polymeren mit einem Rhodiumgehalt von 6,8 %. Das JR-Spektrum des Produktes weist CO-Banden bei 2075 und 1985 cm 1 auf, wobei letztere Bande außerordentlich stark ist.EXAMPLE 1 15: Polymer with Rhodium (I) A suspension of 2.5 g of the same phosphine polymer in 50 ml of benzene is mixed with a solution under argon of 2 mM dichlorotetracarbonyldirhodium (I) in 20 ml of benzene. One stirs 72 Hours at room temperature, the reaction mixture is reduced to half in vacuo a, 100 ml of methanol is added and the precipitate is filtered off. It is washed five times with 10 ml of methanol each time and five times with 10 ml of hexane. After drying 2.45 g of a red-brown polymer with a rhodium content of 6.8% are obtained. The JR spectrum of the product shows CO bands at 2075 and 1985 cm 1, where the latter bond is extraordinarily strong.
B e i s p i e 1 16: Polymeres mit Kobalt (O) Eine Suspension von 2,5 g desselben Phosphinpolymeren in 50 ml Benzol wird unter Argon mit einer Lösung von 10 mM Dikobaltoktacarbonyl in 20 ml Benzol versetzt. Man rührt 4 Stunden bei Raumtemperatur und zwei Stunden bei 600 O C. Die Reaktionsmischung wird daraufhin im Vakuum eingeengt und mit 100 ml Hexan behandelt. Der ausgefallene Niederschlag wird abfiltriert, fünfmal mit je 10 ml Hexan und fünfmal mit je 10 ml Äther gewaschen. Nach dem Trocknen erhält man 2,8 g Polymeres mit einem Kobaltgehalt von etwa 5,8 %. Das JR-Spektrum des Produktes weist CO-Banden bei 2080, 2060 sowie 1960 cm 1 auf, wobei letztere Bande außerordentlich stark ist.EXAMPLE 1 16: Polymer with Cobalt (O) A suspension of 2.5 g of the same phosphine polymer in 50 ml of benzene is mixed with a solution under argon of 10 mM dicobalt octacarbonyl in 20 ml of benzene. The mixture is stirred for 4 hours Room temperature and two hours at 600 O C. The reaction mixture is then concentrated in vacuo and treated with 100 ml of hexane. The precipitate formed is filtered off, washed five times with 10 ml of hexane each time and five times with 10 ml of ether each time. After drying, 2.8 g of polymer with a cobalt content of about 5.8 are obtained %. The JR spectrum of the product shows CO bands at 2080, 2060 and 1960 cm 1 on, the latter band being extraordinarily strong.
Bei s p i e 1 17: Polymeres mit Nickel (o) Eine Suspension von Phosphinpolymeren (Phosphorgehalt 1,5 % (2,5 g) in 50 ml Benzol wird unter Argon mit einer Lösung von 10 mM Nickeltetracarbonyl in 20 ml Benzol versetzt. Man rührt zunächst vier Stunden bei Raumtemperatur und dann zwei Stunden bei 40° C. Dann wird die Reaktionsmischung im Vakuum eingedampft und mit 100 ml Hexan behandelt. Der ausgefallene Niederschlag wird filtriert, fünfmal mit je 10 ml Hexan und fünfmal mit je 10 ml Äther gewaschen. Nach dem Trocknen erhält man 2,5 g eines hellgrauen Polymeren mit einem Nickelgehalt von etwa 1,96 %. Das JR-Spektrum des Produktes weist Banden bei 2070, 1955 sowie l940 cm auf.At s p i e 1 17: Polymeres mit Nickel (o) A suspension of phosphine polymers (Phosphorus content 1.5% (2.5 g) in 50 ml of benzene is mixed with a solution under argon of 10 mM nickel tetracarbonyl in 20 ml of benzene. First stir four Hours at room temperature and then two hours at 40 ° C. Then the reaction mixture evaporated in vacuo and treated with 100 ml of hexane. The precipitate formed is filtered, washed five times with 10 ml of hexane each time and five times with 10 ml of ether each time. After drying, 2.5 g of a light gray polymer with a nickel content are obtained of about 1.96%. The JR spectrum of the product shows bands at 2070, 1955 as well l940 cm.
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Cited By (1)
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EP0728768A2 (en) * | 1995-02-24 | 1996-08-28 | Ciba-Geigy Ag | Phosphine groups linked to polymer side chains and their metal complexes |
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1975
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