JP2002201153A - 共役ジエンをテロメル化する方法 - Google Patents

共役ジエンをテロメル化する方法

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イーヴ・ショヴァン
Lionel Magna
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Gerald Peter Niccolai
ジェラール・ペーテル・ニコライ
Jean-Marie Basset
ジャン−マリー・バセ
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 共役ジエンをテロメル化する新規な方法の提
供。 【解決手段】 ブタジエン等の共役ジエンを活性水素を
含む化合物、例えばアルカノールとしてのメタノールと
少なくとも1つの遷移金属化合物、例えば酢酸パラジウ
ム、少なくとも1つのリン含有化合物、例えばトリフエ
ニルホスフィン、及びテロメル化方法の条件下で液体を
形成する少なくとも1つの塩、例えば1−n−ブチル−
2,3−ジメチルイミダゾリウムビストリフルオロメチ
ルスルホニルアミド、からなる触媒系の存在下で反応さ
せる方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は共役ジエンをテロメル化する新し
い方法及び共役ジエンのテロメル化に使用可能な新しい
組成物に関する。求核性試薬の付随する付加の下でジエ
ンの接触二量体化は1967年にShellのSmutny及び大
阪大学のTakahashiにより同時に報告された。この反応
はテロメル化という一般的用語の下で1つの二重結合同
等物への第三の分子(テロゲン)の付加とともに起こる
共役ジオレフィン(タキソゲン)の二量体化と定義され
る。テロゲンはより重い有機物(エーテル、アミン、シ
ラン、エステル、アルコールなど)を生ずる例えばアル
コール、アミン(I及びII)、メチレン基、シラン、カ
ルボン酸、水など(スキーム1を参照せよ)であること
ができる。
【0002】
【化1】
【0003】例えばUS 4,142,060は少なくとも1つのあ
る種の水溶性ホスフィン及び遷移金属、好ましくはパラ
ジウム又はパラジウム含有化合物からなる水溶性触媒系
の存在下でジエンと少なくとも1つの移動性水素原子を
有するテロメル化性化合物との反応からなるテロメル化
性化合物(例えばメタノール、水など)を使用するジエ
ンをテロメル化する方法に関する。WO 98/08794はパラ
ジウム化合物及び特定の水溶性ホスフィンの存在下で反
応性水素原子を含むテロゲンを使用してジエンをテロメ
ル化する方法を開示している。
【0004】水をテロゲンとして使用するブタジエンと
の反応は通常ヒドロ二量体化と称する。ブタジエンの水
によるテロメル化は例えばUS 5,043,487、US 5,345,00
7、US4,356,333、EP-A-0,436,226、WO 95/30636及びUS
4,17,079に記述されている。
【0005】ブタジエンのメタノール(MeOH)を使
用するテロメル化は広範囲に研究されている。種々の金
属、コバルト、ロジウム、ニッケル及び白金に若干の活
性が認められたが、パラジウムに基づく系が活性及び選
択性の両方の点で優れていた。通常の系は一般にパラジ
ウム(II)及びホスフィン配位子の混合物を伴っており
そして主としてトランス及びシス−1−メトキシ−2,
7−オクタジエン(t−I及びc−I)及び3−メトキ
シ−1,7−オクタジエン(II)並びに副生物としてオ
クタトリエンIIIの形成に導かれる(例えばUS 4,142,06
0を参照せよ)。
【0006】
【化2】
【0007】1,3−ブタジエンのアルコールによるテ
ロメル化は最近線状エーテルの合成のための関心が増大
している。これらの製造物は、残ったオレフィン性二重
結合を水素化した後、燃料添加物又は可塑剤として特別
に有用である可能性がある。
【0008】
【化3】
【0009】最近の20年間に報告された研究は均質条
件下の反応の研究に集中している。均質触媒、典型的に
はパラジウムに基づくそれの生成物からの分離はこの強
力な反応の適用の経済性における重要な要因である。現
在では一般に二相触媒系の使用が触媒相から生成物の相
分離を可能にすることにより分離の問題を解決し得る手
段であると認められている。
【0010】最近、非水性イオン性液体が多くの均質反
応の二相系への適用のため注意を引いている(例えばCl
ean Products and Processes 1(1999年)223-236ペー
ジに収載のJ.D. Holbrey, K.R. Seddonによる総説「イ
オン性液体(Ionic Liquids)」及びWelton, T. Chem.
Rev.(1999年)99巻、2071-2083ページを参照せよ)。EP
-A-0,776,880(US 5,874,638に相当する)は例えばイオ
ン性液体の存在下でオレフィン化合物のヒドロホルミル
化の方法を開示している。
【0011】J. Dupont et al.(Organometallics(199
8年)17巻、815-819ページ)はイオン性液体に溶解した
パラジウム化合物による1,3−ブタジエンのヒドロ二
量体化の接触的方法を開示している。パラジウム触媒化
合物として[(η3−C47)Pd−μ−Cl]2
[(η3−C47)Pd(1,5−シクロオクタジエ
ン)][BF4]及び酢酸パラジウムを使用しており、
このものはイオン性液体の1−n−ブチル−メチルイミ
ダゾリウム テトラフルオロボレート(BMI+・B
4 -)及び1−n−ブチル−メチルイミダゾリウム ヘ
キサフルオロホスフェート(BMI+・PF6 -)中で室
温で完全に可溶性でありそして安定であると報告されて
いる。しかしながら実行したヒドロ二量体化反応の最後
において金属パラジウムが検出され従って触媒系の再使
用が制限された。これはこれらの触媒の水に対する不安
定性に帰せられた。金属パラジウムの形成は新しい触媒
前駆物質(BMI)2PdCl4の使用により抑制するこ
とができ、このものはPdCl2をアセトニトリル中で
2モル過剰の1−n−ブチル−3−メチルイミダゾリウ
ム クロリドと還流温度で反応させることにより得られ
た。しかしながらこのものでさえ報告された安定な触媒
変換は低かった。
【0012】ブタジエンの例えばメタノールを使用する
テロメル化のため上述の1−n−ブチル−メチルイミダ
ゾリウムテトラフルオロボレート(BMI+・BF4 -
又は1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリ
フルオロメタンスルホニル)イミド(EMI+・TF2
-)のようなイオン性液体の存在下で慣用的なパラジウ
ムホスフィン触媒を使用する試みの中で、本発明者等は
驚くべきことに上述の[(η3−C47)Pd−μ−C
l]2、[(η3−C47)Pd(1,5−シクロオクタジ
エン)][BF4]又は酢酸パラジウムのような触媒化
合物と対照的にイオン性1,3−ジアルキルイミダゾリ
ウム液体の存在下で慣用的なパラジウムホスフィン触媒
系はほとんど反応性を示さず、従ってイオン性液体の存
在下でテロメル化方法に利用できないことが分かった。
【0013】本発明の基礎をなす目的は高い収率及び選
択性でジエンテロマーの形成を可能にしそして触媒系の
簡単な分離及び再使用も可能にする高度に活性且つ選択
的な触媒系を使用することができる共役ジエンのテロメ
ル化のための新しい触媒方法を見いだすことであった。
【0014】本発明により、共役ジエンを活性水素を含
む化合物と少なくとも1つの遷移金属化合物、少なくと
も1つのリン含有化合物、及びテロメル化方法の条件下
で液体を形成する少なくとも1つの塩からなる触媒系の
存在下で反応させることからなる前記共役ジエンをテロ
メル化する新しい方法が提供される。
【0015】共役ジエンは好ましくは4ないし6個の炭
素原子を有する。特に好ましくは共役ジエンはブタジエ
ン、イソプレン又は1,3−ペンタジエンから選ばれ
る。最も好ましい共役ジエンはブタジエンである。
【0016】活性水素を含む化合物をこの技術分野では
通常テロゲンと称する。好ましくは一般式(I) H−A の化合物であり、式中Aはヒドロキシ、アルコキシ、シ
クロアルコキシ、1つ又は2つのヒドロキシ基で置換さ
れたアルコキシ、ヒドロキシポリアルキレンオキシ、ア
ルケニルオキシ、アリールオキシ、アルカノイルオキ
シ、モノ又はジアルキルアミノ、トリ(アルキル及び/
又はアリール)シリル及びα−位で少なくとも1つの電
子求引基、好ましくはアルコキシカルボニル、アルカノ
イル及び/又はシアノから選ばれる基で置換されたアル
キル基からなる群より選ばれ、ここで上述のアルキル部
分は互いに独立して枝分かれ鎖又は直鎖でありそして各
々は8個までの炭素原子を持つことができ、そして上述
のアリール部分は互いに独立して10個までの炭素原子
を持つことができる。
【0017】従って活性水素を含む化合物は例えば:A
がヒドロキシである場合、テロゲンは水であり:Aがア
ルコキシである場合、テロゲンはアルカノール、例えば
メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロ
パノール、n−ブタノール、イソブタノール、s−ブタ
ノールなどであり:Aがシクロアルコキシである場合、
テロゲンはシクロアルカノール、例えばシクロヘキサノ
ールなどであり:Aが1つのヒドロキシ基で置換された
アルコキシである場合、テロゲンはアルカンジオール、
例えばグリコール、1,2−又は1,3−プロパンジオー
ルなどであり:Aが2つのヒドロキシ基で置換されたア
ルコキシである場合、テロゲンはアルカントリオール、
例えば例えばグリセロールなどであり:Aがヒドロキシ
ポリアルキレンオキシの場合、式
【化4】 の化合物(式中アルキレンは独立して(異なるアルキレ
ン部分が1つの分子内にあることができる)6個までの
炭素原子を持ちそして例えばエチレン、プロピレン及び
ブチレンなどを含み、そしてxは平均して2及び10の
間である)、例えばジエチレングリコールなどであり:
Aがアルケニルオキシである場合、テロゲンはアルケノ
ール、例えばアリルアルコールなどであり:Aがアリー
ルオキシである場合、テロゲンは芳香族アルコール、例
えばフェノール、ナフトールなどであり:Aがアルカノ
イルオキシである場合、テロゲンはカルボン酸、例えば
酢酸などであり:Aがモノ又はジアルキルアミノである
場合、テロゲンはアミン、例えばメチルアミン、エチル
アミン、ジメチルアミン、ジエチルアミンなどのような
第一級又は第二級アミンであり:Aがトリ(アルキル−
及び/又はアリール)シリルである場合、テロゲンはト
リ(アルキル−及び/又はアリール)シラン、例えばト
リメチルシラン、トリエチルシラン、トリフェニルシラ
ン、フェニルジメチルシランなどであり、そしてAがα
−位で少なくとも1つの電子求引基、好ましくはアルコ
キシカルボニル、アルカノイル及び/又はシアノから選
ばれるそれで置換されたアルキル基である場合、テロゲ
ンは活性化メチレン基を有するCH−酸性化合物(いわ
ゆる「マイケル供与体」)、例えばマロン酸ジアルキル
エステル、酢酸アルキルエステルなどである。特に好ま
しいテロゲンは水、メタノール及びグリコールであり、
そして最も好ましいのはメタノールである。
【0018】本発明の触媒系の一部をなす遷移金属化合
物はリン化合物及びその塩の存在下でテロメル化反応の
触媒として適当な任意の遷移金属化合物であることがで
きる。好ましくは元素の周期系のVIIIB族(又は8、9
及び10)の元素の化合物であり、すなわち鉄、コバル
ト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オ
スミウム、イリジウム又は白金の化合物である。より好
ましい化合物はコバルト、ロジウム、ニッケル、白金及
びパラジウムの化合物から選ばれる。テロメル化方法を
実行するための可能な遷移金属化合物に関しては、「均
質触媒作用の現況、進歩の経過(Aspect of Homogeneou
s Catalysis, A Series of Advances)」、R. Ugo編
集、D. Reidel Publishing Company, 5巻、3-73ページ
(1984年)に収載のA. Behrの論文/Tsuji, J. Adv. Or
ganomet. Chem.(1979年)17巻、141ページ/「均質触
媒作用における遷移金属(Transition Mtals in Homoge
neousCatalysis)」、G.N. Schrauzer編集、Marcel Dek
ker, New York(1971年刊)、59ページに収載のW. Keim
の論文/R. Baker, Chem. Rev., 73巻、487ページ(197
3年)/及び「有機化学(Organic Chemistry)」、Acad
emic Press, New York(1973年刊)、28巻、175ページ
に収載のP.N. Rylanderの論文を参照せよ。
【0019】最も好ましいのはパラジウム化合物、例え
ば、テロメル化方法に使用される既知のパラジウム化合
物であり、例えばUS 5,043,487, US 4,356,333, US 4,1
42,060, EP-A-0,436,226, WO 98/08794, WO 96/30636及
びUS 4,417,079に記載されたそれであり、その関連する
内容は参照により本明細書に組み入れる。
【0020】これらのパラジウム化合物の例は可溶性の
パラジウム(0)及びパラジウム(II)化合物を含み、
例えば、パラジウムアセチルアセトネート、π−アリル
パラジウムアセテート、π−アリルパラジウムクロリ
ド、酢酸パラジウム、炭酸パラジウム、硝酸パラジウ
ム、塩化パラジウム、ナトリウムクロロパラデート、ビ
ス(ベンゾニトリル)パラジウム クロリド、ビス(ト
リフェニルホスフィン)パラジウム クロリド、ビス
(トリフェニルホスフィン)パラジウム アセテート、
ビス(1,5−シクロオクタジエン)パラジウム及びビ
ス(π−アリル)パラジウムである。特に好ましいパラ
ジウム化合物は酢酸パラジウム(Pd(OAc)2)であ
る。
【0021】遷移金属化合物の活性種は低原子価の遷移
金属錯体であり、このものはブタジエンの存在下での還
元により又は適当な還元剤を添加することにより作るこ
とができる。遷移金属化合物の共役ジエンに対する比率
は限界的ではないが、しかしながら共役ジエンのモル当
たり遷移金属の10-5ないし10-1、特に10-4ないし
10 -2モルが好ましい。
【0022】触媒系の一部をなすリン含有化合物は特に
限定されることはなく、遷移金属化合物と配位結合する
ことが可能な任意のリン含有化合物であることができ、
例えば疎水性又は親水性、水溶性のテロメル化方法に用
いるとして既知の単座又は二座のリン含有化合物である
(例えばUS 5043487、US 5345007、US 4356333、EP-A-0
436226、WO 98/08794、WO 95/30636、US 4417079及びUS
4142060に開示のそれであり、関連する内容は参照によ
り本明細書に組み入れる)。
【0023】適当な例はホスフィン又はホスファイト
類、好ましくは単座又は二座のアルキルホスフィン、ア
リールホスフィン、アリールアルキルホスフィン、アル
キルホスファイト、アリールホスファイト、及びアリー
ルアルキルホスファイトを含み、ここで炭化水素部分は
互いに独立して36個までの炭素原子、好ましくは24
個の炭素原子、より好ましくは10個の炭素原子を持つ
ことができ、そして1ないし3つの適当な置換基、好ま
しくはスルホン酸基又はその塩、カルボン酸基又はその
塩、場合によりによりスルホン酸基又はその塩又はカル
ボン酸基又はその塩により置換された(C1−C10)ア
ルキル基、及び場合によりによりスルホン酸基又はその
塩又はカルボン酸基又はその塩により置換された(C6
−C10)アリール基から選ばれるそれにより置換される
ことがある。スルホン酸又はカルボン酸基の塩は例えば
ナトリウム又はカリウム塩のようなアルカリ金属塩及び
アンモニウム塩を含む。前述の場合により置換された
(C1−C10)アルキル基を含むアルキル基は直鎖又は
枝分かれ鎖の1ないし10個の炭素原子(C1−C10)
を有するアルキル基を含み、例えばメチル、エチル、n
−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、
s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソ−ペンチ
ル、ネオペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−
オクチル、n−ノニル及びn−デシルである。好ましい
のは6個までの炭素原子を有するアルキル基である。前
述の場合により置換された(C6−C10)アリール基を
含むアリール基は例えばフェニル、トリル、ナフチルな
どを含む。
【0024】これらのホスフィン又はホスフェート類の
例はトリブチルホスフィン、ジメチル−n−オクチルホ
スフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニ
ルホスフィン(TPP)、トリトリルホスフィン、トリ
ス(p−メトキシフェニル)ホスフィン、ジフェニルエ
チルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、1,2
−ビス−ジフェニルホスフィノエタン、トリエチル ホ
スファイト、トリシクロヘキシル ホスファイト及びト
リフェニル ホスファイト、スルホン化又はカルボキシ
ル化アリールホスフィンのような親水性アリールホスフ
ィン、好ましくはモノ−、ジ−又はトリスルホン化トリ
フェニルホスフィン化合物の水溶性塩、例えばトリソジ
ウム トリス(m−スルホナトフェニル)ホスフィン
(TPPTS)、ビス(p−スルホナトフェニル)フェ
ニルホスフィン 二水和物 二カリウム塩(TPPDS)
及びジフェニルホスフィノベンゼン−3−スルホン酸
ナトリウム塩(TPPMS)である。
【0025】適当なスルホン化ホスフィン化合物は例え
ばUS 4356333に開示された次式
【化5】 のそれであり、式中R1は1ないし8個の炭素原子を有
する脂肪族、脂環式又は置換された又は置換されていな
い芳香族炭化水素基であり、R2は水素、メチル、ニト
ロ、シアノ、メトキシ又はハロゲンであり、nは0又は
1であり、xは0、1又は2であり、そしてy及びzは
それぞれ0、1、2又は3であり、但しy及びzは同時
に0に等しくなくそしてx+y+z=3であることを条
件とする;
【0026】A1
【化6】 の炭酸塩又は重炭酸塩であり、そしてBは
【化7】 の炭酸塩又は重炭酸塩であり、式中R3及びR4はそれぞ
れメチル、エチル又はn−プロピルでありそしてMはア
ルカリ金属であり、
【0027】更にUS 4142060に開示された次式
【化8】 のそれであり、式中Ar1、Ar2及びAr3はそれぞれ
6ないし10個の炭素原子を有するアリール基を表し、
前記基は互いに同じか又は異なることがあり、Y 1、Y2
及びY3は互いに同じか又は異なることがあり、それぞ
れ1ないし4個の炭素原子を含むアルキル基、1ないし
4個の炭素原子を含むアルコキシ基、ハロゲン、シアノ
−、ニトロ−又はヒドロキシ基又はアミノ基
【化9】 を表し、式中R5及びR6は互いに同じか又は異なること
があり、それぞれ1ないし4個の炭素原子を含むアルキ
ル基を表し;M1はプロトン、アルカリ金属又はアルカ
リ土類金属、アンモニウム、基N(R78910)
+(式中R7、R8、R9及びR10はそれぞれ水素又は1な
いし4個の炭素原子を含むアルキル基を表しそして互い
に同じか又は異なることがある)から得られるカチオ
ン、及びベンゼンスルホン酸と水溶性塩を形成すること
が可能な任意の他の金属のカチオンからなる群より選ば
れるカチオンを表し;m1、m2及びm3はそれぞれ0な
いし5の整数を表し、前記整数は互いに同じか又は異な
ることがあり、そしてp1、p2及びp3はそれぞれ0な
いし3の整数を表し、前記整数は互いに同じか又は異な
ることがあり、それによりこれらの数p1、p2及びp3
の少なくとも1つは少なくとも1に等しい。
【0028】適当なスルホン化アリールアルキルホスフ
ィンは例えばWO 95/30636に開示されている。適当な二
座、水溶性ホスフィン化合物は、特に、WO 98/08794に
開示された次式
【化10】 の化合物を含み、式中R基は同じか又は異なりそしてフ
ェニル、C1−C12アルキル及びC3−C10シクロアルキ
ルを表し、前記基は場合により1つ又は多数のR′基に
より置換されることがあり、このR′基はナフチル構造
に関してそれぞれの場合同じか又は異なり、−SO3 -
2、−N(CH3)3 +、−COO-2を表し、nは1ない
し6の整数であり、そしてM2はH+、Na+、K+、Cs
+及びR″4+を表し、R″基は同じか又は異なりそし
てH、C1−C12アルキル、C1−C10シクロアルキルを
表す。
【0029】通常リン含有化合物及びイオン性液体化合
物は種々の成分を形成する。しかしながら、リン含有化
合物が陰性電荷を、例えば、スルホネート又はカルボキ
シレート基の形体で担持する場合、イオン性液体化合物
のアニオンを形成することが可能であり、そしてこの事
例は本発明の範囲内に含めるものである。そのようなリ
ン含有イオン性液体化合物は前述の更に別のリン含有化
合物及びイオン性液体化合物とそれぞれ一緒に使用する
こともできる。適当なリン含有イオン性液体化合物はこ
の技術分野で既知であり、そして例えばEP-A-0924218
(US 6103908)に開示されている。EP-A-0924218は式
(Q+)aa-の非水性イオン性配位子液を開示してお
り、式中Q+は単一荷電第四級アンモニウム及び/又は
ホスホニウムカチオン又は多重荷電アンモニウム及び/
又はホスホニウムカチオンの等価物でありそしてAa-
【化11】 のトリアリールホスフィン アニオンであり、式中A
4、Ar5及びAr6は個々に6ないし14個の炭素原
子のアリールであり、置換基Y4、Y5及びY6は個々に
1ないし4個の炭素原子のアルキル及びアルコキシ、塩
素、臭素、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ及び式−NR
1112のアミノ基からなる群より選ばれ、式中R11及び
12は個々に水素又は1ないし4個の炭素原子のアルキ
ルであり、r1、r2及びr3は個々に0ないし5の整数
であり、q1、q2及びq3は個々に0ないし3の整数で
あり、ここでq1、q2及びq3の少なくとも1つは1に
等しいか又は1より大きく、そしてaはq1+q2+q3
であり、そしてQ+から誘導されるアミン及び/又はホ
スフィンは(Q+)aa-の式に対する化学量論的必要量
の5当量まで過剰に存在するか又はトリアリールホスフ
ィンAa-のアルカリ金属又はアルカリ土類金属塩は(Q
+)aa-の式に対する化学量論的必要量の5当量まで過
剰に存在する。
【0030】同様に先行して公開されたものではないド
イツ特許出願第19919494.7号(国際特許出願第PCT/EP0
0/03499号)は式(Q1 +)bA′c-の適当な非水性イオン
性配位子液を開示しており、式中Q1 +は場合により1つ
又は複数の有機基で置換された単一荷電第四級アンモニ
ウムカチオン、又は多重荷電アンモニウムカチオンの等
価物でありそしてA′c-はホスホン酸のスルホン化又は
カルボキシル化トリエステルのアニオンでありそしてc
は少なくとも1の整数である。これらのスルホン化又は
カルボキシル化ホスホン酸のアンモニウム塩は正式には
ホスホン酸から次の一般式 (Q1ac)d−Y−(OH)e のヒドロキシスルホン酸又はヒドロキシカルボン酸のア
ンモニウム塩でエステル化することにより得られ、式中
acは酸性残基、すなわち、それぞれスルホン酸残基−S
3 -及びカルボン酸残基であり、そしてQ1は既に述べ
たように場合により1つ又は複数の有機基で置換された
単一荷電第四級アンモニウムカチオン、又は多重荷電ア
ンモニウムカチオンの等価物であり、Yは有機残基を表
しそして好ましくは場合によりヒドロキシ又はC1−C1
0アルコキシで置換された全部で20個までの炭素原子
を有する枝分かれ鎖の又は枝分かれ鎖でない飽和脂肪族
炭化水素基であり、d及びeは少なくとも1の整数であ
り、eは好ましくは1又は2である。
【0031】一般に、ホスフィンはホスファイトより好
ましく、なぜなら後者は使用するテロゲンによっては加
水分解を受けそして転移反応を起こすことがあるからで
ある。特に好ましいのは上述のTPPTS、TPPDS
及びTPPMSのようなスルホン化アリールホスフィン
化合物である。これらのリン含有化合物の量は一般に遷
移金属のモル当たり1ないし100、好ましくは1ない
し10モルである。
【0032】テロメル化されるテロゲン、触媒成分とし
て使用するリン含有化合物及び反応物の相対的量の如何
によっては、ある場合単相反応系が形成されることがあ
る。これらの単相反応系は通常少なくとも1つの非極性
溶媒(通常水と非混和性である溶媒)の添加により二相
系に移行することができる。それにより溶媒及び生成物
からなる相(通常上相)及び塩(又はイオン性液体)及
び触媒の大部分からなる相(通常下相)が形成される。
場合により、使用するテロゲン及び触媒系により、触媒
の一部が生成物相にも含まれることがある。非極性溶媒
は例えば脂肪族炭化水素、例えばペンタン、ヘキサン、
ヘプタン及びオクタンなどのようなアルカン、シクロペ
ンタン、シクロヘキサンなどのようなシクロアルカン、
ベンゼン、トルエン、キシレンなどのような芳香族炭化
水素、及びジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ア
ニソール、メチルt−ブチルエーテル(MTBE)、エ
チレングリコール、ジメトキシエタンなどのような脂肪
族及び芳香族エーテルを含む。特に好ましい非極性溶媒
はn−ヘプタンである。
【0033】非極性溶媒はテロメル化反応に与えうる影
響の如何により反応の任意の段階で添加することができ
る。しかしながら好ましくは反応の後そして好ましくは
単相反応系が形成されるような場合に添加する。
【0034】本発明の反応を実行する典型的な実施態様
においては共役ジエンを活性水素を含む化合物と少なく
とも1つの遷移金属化合物、少なくとも1つのリン含有
化合物、及びテロメル化方法の条件下で液体を形成する
少なくとも1つの塩からなる触媒系の存在下で反応さ
せ、場合により少なくとも1つの非極性溶媒を反応の間
又は後で添加し、生成物相及び触媒系を含む塩相を分離
しそして触媒系を含む塩相をテロメル化反応に再使用す
る。
【0035】テロゲンの如何により所望の生成物は例え
ばメタノールの場合トランス−及びシス−1−メトキシ
−2,7−オクタジエン及び3−メトキシ−1,7−オク
タジエン、水の場合シス−及びトランス−2,7−オク
タジエン−1−オール及び1,7−オクタジエン−3−
オール、そしてグリコールの場合1−ヒドロキシ−2−
(2,7−オクタジエニル−1−オキシ)エタン、1−
ヒドロキシ−2−(1,7−オクタジエニル−3−オキ
シ)エタン、及びビス(オクタジエニル−1−オキシ)
−1,2−エタンである。
【0036】得られる不飽和生成物は既知の方法により
接触的に水素添加して対応する飽和化合物にすることが
できる。テロメル化反応は通常常圧ないし200バー
ル、好ましくは常圧ないし30バールで実行する。テロ
メル化反応の温度は通常20ないし200℃、好ましく
は30ないし180℃、より好ましくは40ないし14
0℃、そしてなお一層好ましくは50ないし120℃の
範囲である。
【0037】遷移金属の量は通常イオン性液体のリット
ル当たり1ないし200mMそしてより好ましくはイオン
性液体のリットル当たり10ないし50mMの範囲であ
る。リン含有化合物の量は通常遷移金属のモル当たり1
ないし100、好ましくは1ないし10モルの範囲であ
る。反応系の中の塩(イオン性液体)の量は通常ジオレ
フィンの100部当たり5ないし100部、好ましくは
ジオレフィンの100部当たり10ないし50部の範囲
である。テロゲン/共役ジエンのモル比は通常0.5な
いし10、好ましくは0.5ないし5の範囲である。
【0038】一般に知られているように水をテロゲンと
して使用するヒドロ二量体化は好ましくは塩基の存在下
そしてCO2圧力下で行なわれる。適当な塩基は例えば
アルカリ金属及びアルカリ土類金属及びアミンの水酸化
物を含む。適当なアミンは例えば少なくとも7の塩基性
度定数(pKa)を有する第三級アミン、例えばトリ
(C1−C6)アルキルアミン例えばトリメチルアミン、
トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−
n−ブチルアミンなど、そしてN,N−ジメチル−2−
メトキシエチルアミン、N,N−ジメチル−3−エトキ
シプロピルアミン、N−メチルピロリジン、N−メチル
ピペリジン、N−メチルモルホリン、N,N′−ジメチ
ルピペラジン、N,N,N′,N′−テトラメチル−1,3
−ブタンジアミンなどを含む。これらの中では、トリエ
チルアミンが最も好ましい。
【0039】n−オクタジエノール形成の速度を速める
ため更に炭酸及び/又は重炭酸イオンを第三級アミンと
一緒に存在させることができる。炭酸及び重炭酸イオン
は反応系にこれらのイオンを放出する二酸化炭素、重炭
酸ナトリウム又はギ酸から都合よく得ることができる。
これらの中では二酸化炭素が最も好ましい。ブタジエン
のテロメル化を促進する二酸化炭素の量は決定的ではな
く、そして共役ジエンのモル当たり約10-3ないし1、
好ましくは10-2ないし0.5モルの範囲でよい。
【0040】慣用的な方法と対照的に本発明のテロメル
化方法はテロメル化方法の条件下で液体を形成する少な
くとも1つの塩の存在下で実行する。これらの塩は一般
に「イオン性液体」と称する。そのようなイオン性液体
は主として触媒成分の溶媒の役割をする。ある場合それ
らは触媒的に活性であることも可能であり、特に、それ
がリン含有アニオンを有するイオン性液体の群に属する
場合である。本発明の方法に使用される塩は実質的に触
媒系を非活性化しないのが好ましい。
【0041】通常塩又はイオン性液体は200℃より低
い、好ましくは160℃より低い、より好ましくは14
0℃より低い、なお一層好ましくは120℃より低い、
そして最も好ましくは100℃より低い、特に90℃よ
り低い融点を有する。融点は常圧下でエレクトロサーマ
ル(Electrothermal)のようなディジタル機器で測定す
る。
【0042】本発明の方法に使用されるイオン性液体は
好ましくは1,2,3−置換イミダゾリウム塩、1,2,
3,4−置換イミダゾリウム塩、1,2,3,4,5−置換
イミダゾリウム塩及び1−置換ピリジニウム塩を含む。
適当な1−置換ピリジニウム塩は好ましくはアルキル部
分に10個までの好ましくは6個までの炭素原子を有す
る1−アルキルー置換ピリジニウム塩である。最も好ま
しい1−置換ピリジニウム塩はn−ブチルピリジニウム
ヘキサフルオロホスフェート(融点78−79℃)のよ
うなn−ブチルピリジニウム塩である。
【0043】イミダゾリウム塩の中では次式
【化12】 の化合物が好ましく、式中R13及びR15は同じか又は異
なりそしてそれぞれは10個までの、好ましくは6個ま
での炭素原子を有するアルキル基、6ないし10個の炭
素原子のアリール基、及びトリ(C1−C6)アルキルシ
リル基からなる群より選ばれ、R14は10個までの、好
ましくは6個までの炭素原子を有するアルキル基、及び
6ないし10個の炭素原子のアリール基からなる群より
選ばれ、R16及びR17は同じか又は異なりそしてそれぞ
れは水素、10個までの、好ましくは6個までの炭素原
子を有するアルキル基、6ないし10個の炭素原子のア
リール基、トリ(C1−C6)アルキルシリル基及びハロ
ゲン原子からなる群より選ばれ、そしてX-はアニオン
を表す。
【0044】R13ないしR17の定義の中で上で述べた1
0個までの、好ましくは6個までの炭素原子を有するア
ルキル基は直鎖又は枝分かれ鎖のアルキル基、例えばメ
チル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチ
ル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチ
ル、イソペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、n−
ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル及びn−デシルを
含む。好ましいのは6個までの炭素原子を有するアルキ
ル基である。前述の(C6−C10)アリール基は例えば
フェニル、トリル、ナフチルなどを含む。上述のトリ
(C1−C6)アルキルシリル基の(C1−C6)アルキル
部分に関してはR13ないしR17に関するC1−C6アルキ
ル基が参照される。
【0045】イミダゾリウム塩はこの技術分野で既知で
ある。例えばEP-A-0404179及びEP-A-0398358は電解質と
して1,2,3−トリアルキルイミダゾリウム ハライド
を開示している。組合せ材料科学に関連するWO 00/3257
2はそれぞれが一般式A+-で特徴付けられるイオン性
液体からなる多数の構成員の配列を開示しており、前記
式中A+は任意の安定な無機又は有機カチオンを表しそ
してB-は任意の安定な有機又は無機アニオンを表し、
この中でA+はイミダゾリウム カチオンを含む。
【0046】1,2,3−トリアルキルイミダゾリウム塩
の製造方法に関しては、次の2つの合成経路が追求され
た。第一は、1,2−ジアルキルイミダゾール(一般に
市販製品)を有機ハロゲン化物でアルキル化しそしてそ
の後に所望の塩はアニオン交換反応(メタセシス)によ
り得られる。第二は、1,2−ジアルキルイミダゾール
をそれ自身適当なアニオンをもたらすアルキル化剤を使
用して第四級化することにより液体を直接得ることがで
きる。
【0047】
【化13】
【0048】先行技術においては間接経路(1)が特に
最も広く研究されている(P. Bonhote, A.-P.Dias, N.
Papageorgiou, K. Kalyanasundaram, Gratzel, M. Inor
g. Chem.(1996年)35巻、1168-1178ページ)(J.S. Wi
lkes, M.J. Zaworrotko, J.Chem. Soc., Chem. Commun.
(1992年)965-967ページ)(J. Fuller, R.T. Carlin,
R.A. Osteryoung, J. Elecrochem. Soc.(1997年)144
巻、3881-3886ページ)。一般に、臭化又は塩化イミダ
ゾリウムが最終イオン性液体の合成における中間物質と
して使用される。
【0049】第二段階に包含されるアニオン交換は種々
の溶媒中で実行することができる。水(J.D. Holbrey,
K.R. Seddon, J. Chem. Soc., Dalton Trans.(1999
年)2133-2139ページ)及びアセトン(P.A. Suarez, J.
E.L. Dullius, S. Einloft, R.F.de Souza, J. Dupont,
Polyhedron(1996年)15巻、1217-1219ページ)(P.A.
Suarez, S. Einloft, J.E.L. Dullius, R.F.de Souza,
J. Dupont, J. Chim. Phys.(1998年)95巻、1626-163
9ページ)を使用することができる。
【0050】一方、直接合成経路(スキーム2)はN−
アルキルイミダゾールの適当なアルキル化剤との反応に
よりハロゲン化物を何も添加することなくイオン性液体
を得る方法を可能にする。このアルキル化剤はイミダゾ
ール環の第四級化及び非配位子アニオンの導入の両方を
実現しなければならない。
【0051】先行技術においてはアルキルトリフレート
(メチル及びエトルトリフレート)から得られるアルキ
ル化剤が最近に至るまでもっぱら記述されていた(P. B
onhote, A.-P.Dias, N. Papageorgiou, K. Kalyanasund
aram, Gratzel, M. Inorg. Chem.(1996年)35巻、1168
-1178ページ)。反応は1,1,1−トリクロロエタンの
還流下で実行され、この溶媒は強力なアルキル化剤に対
するその安定性及びこの媒質中でのイミダゾリウム塩の
不溶解性により選ばれた。アルキルトリフレートの加水
分解を防ぐため反応は乾燥アルゴン中で実施しなければ
ならない。ほとんど定量的な収率を得ることができる。
【0052】[BF4]及び[PF6]塩の合成は通常第
一経路を使用してなされたが、この方法は対応する塩化
物又は臭化物から水(J.D. Holbrey, K.R. Seddon, J.
Chem. Soc., Dalton Trans.(1999年)2133-2139ペー
ジ)、メタノール(J.S. Wilkes, M.J. Zaworrotko, J.
Chem. Soc., Chem. Commun.(1992年)965-967ペー
ジ)、又はアセトン(P.A. Suarez, J.E.L. Dullius, S.
Einloft, R.F.de Souza,J. Dupont, Polyhedron(1996
年)15巻、1217-1219ページ)中のNaBF4及びNaP
6を使用するメタセシス反応を包含する。それらは他
のアルキル化剤を使用して得ることもできる。これらは
トリエチルオキソニウムテトラフルオロボレート及びト
リエチルオキソニウムヘキサフルオロホスフェートであ
る。エチルトリフレートの場合のように、オキソニウム
塩[Et3O][BF4]は1当量の1,2−ジアルキル
イミダゾールと塩化メチレンの還流下で極めて高収率で
反応する(H. Olivier, F. Favre. IFP, FR 2.779.143,
1998年)。
【0053】製造したすべてのイミダゾリウムイオン性
液体は周囲条件下で空気安定でありそして標準の研究室
条件下で取り扱うことができる。
【0054】適当なイミダゾリウム塩は例えば以下のカ
チオン;1,2,3,4,5−ペンタメチルイミダゾリウ
ム、1,2,3,5−テトラメチル−4H−イミダゾリウ
ム、1,2,3,4−テトラメチル−5H−イミダゾリウ
ム、1−トリメチルシリル−2,3,5−トリメチル−4
H−イミダゾリウム、2,4,5−トリクロロ−1,3−
ジメチルイミダゾリウム、2,4,5−トリブロモ−1,
3−ジメチルイミダゾリウム、1,2,3−トリメチルイ
ミダゾリウム、1,2−ジメチル−3−エチルイミダゾ
リウム及び1,2−ジメチル−3−n−ブチルイミダゾ
リウムの塩を含む。好ましいイミダゾリウム塩は1,2,
3−トリアルキルイミダゾリウムカチオンを有する。
【0055】これらのカチオンの中で最も好ましいカチ
オンは1−n−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウ
ムであり、そして最も好ましい塩は1−n−ブチル−
2,3−ジメチルイミダゾリウムビストリフルオロメチ
ルスルホニルアミド(BMMI +TF2-;室温で液
体)、及び1−n−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾ
リウム テトラフルオロボレート(BMMI+BF4 -;室
温で液体)である。
【0056】適当なアニオンX-は例えばフルオリド、
クロリド、又はブロミド、ヘキサフルオロホスフェー
ト、ヘキサフルオロアンチモネート、ヘキサフルオロア
ルセネート、フルオロスルホネート、テトラフルオロボ
レート、ビス−ペルフルオロアルキルスルホニルアミド
(特にメチル、ブチル及びノニル)、及びペルフルオロ
アルキルスルホネート(特にメチル)を含む。テトラク
ロロボレート、テトラクロロアルミネート、ヘプタクロ
ロジアルミネート(Al2Cl7)、及びトリクロロジン
ケートアニオンも使用することができる。好ましいアニ
オンはテトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフ
ェート及びビス−トリフルオロメチルスルホニルアミド
である。
【0057】上で述べたようにリン含有化合物はイオン
性液体のアニオンを形成することも可能である。適当な
アニオンは既に述べたようにスルホン化又はカルボキシ
ル化アルキル又はアリールホスフィン又はホスフェート
であり、スルホン化ホスフィンが好ましい。
【0058】本発明は更に共役ジエンをテロメル化する
方法において少なくとも1つの遷移金属化合物、少なく
とも1つのリン含有化合物、及び少なくとも1つの1,
2,3−、1,2,3,4−又は1,2,3,4,5−置換イミ
ダゾリウム塩及び1−置換ピリジニウム塩からなる群よ
り選ばれる少なくとも1つの塩からなる組成物の使用に
も関する。この組成物の成分の好ましい実施態様に関し
ては上の記述が参照される。好ましくは組成物は下記の
通りである。
【0059】遷移金属の濃度は通常イオン性液体のリッ
トル当たり1ないし200mMそしてより好ましくは10
ないし50mMの範囲である。リン含有化合物の量は通常
遷移金属のモル当たり1ないし100、好ましくは1な
いし10モルである。反応系の中の塩の量は通常ジオレ
フィンの100部当たり5ないし100部、好ましくは
10ないし50部である。テロゲン/共役ジエンのモル
比は通常0.5ないし10、好ましくは0.5ないし5の
範囲である。
【0060】本発明の最も好ましい実施態様に関して、
二相C46/MeOH又はC46/グリコールテロメル
化における特に好ましい結果は - 遷移金属化合物としてパラジウム遷移金属化合物、好
ましくはPd(OAc)2、 - リン含有化合物としてスルホン化アリールホスフィ
ン、好ましくはTPPMS、 - テロメル化方法の条件下で液体を形成する塩として1
−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム[BMM
I]塩、好ましくは[BMMI][TF2N]、及び - 共溶媒として非極性溶媒、好ましくはn−アルカン、
より好ましくはn−ヘプタンを使用し、好ましくは - 70ないし100℃、好ましくは80ないし90℃、
より好ましくは約85℃のテロメル化温度、 - 単座リン含有化合物、好ましくはスルホン化アリール
ホスフィンの場合、1/1ないし1/5、好ましくは1
/2ないし1/4、より好ましくは約1/3の遷移金属
(好ましくはPd)のリン含有化合物に対するモル比、 - 1/500ないし1/5000、好ましくは1/10
00ないし1/4000、より好ましくは約1/280
0の遷移金属(好ましくはPd)のブタジエンに対する
モル比、及び - 約2/1のブタジエンのMeOH又はグリコールに対
するモル比の条件下で得られた。
【0061】二相C46/H2Oテロメル化における特
に好ましい結果は - 遷移金属化合物としてパラジウム遷移金属化合物、好
ましくはPd(OAc)2、 - リン含有化合物としてスルホン化アリールホスフィ
ン、好ましくはTPPMS、 - テロメル化方法の条件下で液体を形成する塩として1
−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム[BMM
I]塩、好ましくは[BMMI][BF4]、及び - 共溶媒として非極性溶媒、好ましくはn−アルカン、
より好ましくはn−ヘプタンを使用し、好ましくは - 70ないし100℃、好ましくは80ないし90℃、
より好ましくは約85℃のテロメル化温度、
【0062】- 10/1ないし100/1、好ましくは
40/1ないし60/1、より好ましくは約50/1の
アミンの遷移金属化合物中の遷移金属、好ましくはパラ
ジウムに対する比で第三級アミン、好ましくはトリエチ
ルアミンの存在下、 - 1ないし10、好ましくは3ないし7、より好ましく
は約5バールのCO2−圧力P(CO2)、 - 単座リン含有化合物、好ましくはスルホン化アリール
ホスフィンの場合、1/1ないし1/7、好ましくは1
/2ないし1/6、より好ましくは約1/4の遷移金属
(好ましくはPd)のリン含有化合物に対するモル比、 - 1/500ないし1/4000、好ましくは1/10
00ないし1/3000、より好ましくは約1/120
0の遷移金属(好ましくはPd)のブタジエンに対する
モル比、及び - 約1/1のブタジエンのH2Oに対するモル比の条件
下で得られた。
【0063】これらの好ましい結果は二相触媒系で達成
された。この技術分野の熟練者にとってそれらが異なる
条件下で(例えば変更された反応温度及び/又はホスフ
ィン比で)拡大できることは明らかなことである。
【0064】
【実施例】A) 非水性イオン性液体の製造 a−材料 すべての合成は標準のシュレンク法を使用して乾燥アル
ゴン下で実行した。二塩化メチレンはP25で蒸留しそ
して3Åモレキュラーシーブで貯蔵した。すべての他の
試薬(1,2−ジメチルイミダゾール、ピリジン、HP
6、1−クロロブタン)はAldrichから購入しそして別
記しない限りそのまま使用した。
【0065】b−物理化学的測定 プロトン及び炭素NMRを溶媒としてCD2Cl2(SD
Sから入手)そして内部標準としてSiMe4(Aldrich
から入手)を使用して、Bruker AC 300MHzを使用して記
録した。固体塩の融点はElectrothermalのディジタル
機器を使用して測定した。
【0066】b−合成 次の塩を既知の方法により製造した(例えば[EMI]
[Br]、[EMI][TF2N]、[EMI][CF3
SO3]、[BMI][TF2N]については《P. Bonho
te, A.-P.Dias, N. Papageorgiou, K. Kalyanasundara
m, Gratzel, M.Inorg. Chem.(1996年)35巻、1168-117
8ページ》;[BMI][BF4]については《J.D. Hol
brey, K.R. Seddon, J. Chem. Soc., Dalton Trans.(1
999年)2133-2139ページ》;[BMI][PF6]につ
いては《P.A. Suarez, J.E.L. Dullius, S. Einloft,
R.F.de Souza, J. Dupont, Polyhedron(1996年)15
巻、1217-1219ページ》を参照せよ)。
【0067】EMI+Br-(1−エチル−3−メチルイ
ミダゾリウムブロミド)、EMI+TF2-(1−エチ
ル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチル
スルホニルアミド)、EMI+CF3SO3 -(1−エチル
−3−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホ
ネート)、BMI+Cl-(1−n−ブチル−3−メチル
イミダゾリウムクロリド)、BMI+PF6 -(1−n−
ブチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホス
フェート)、BMI+TF2-(1−n−ブチル−3−
メチルイミダゾリウムビスフルオロメチルスルホニルア
ミド)、及びBMI+BF4 -(1−n−ブチル−3−メ
チルイミダゾリウムテトラフルオルボレート)。
【0068】製造実施例1 1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムクロリド
[BMMI][Cl] 新しく蒸留した1−クロロブタン(88g,0.96モ
ル)を磁気撹拌機を備え1,2−ジメチルイミダゾール
(65g,0.68モル)を含む500mlの肉厚ガラス
反応容器に一度に添加した。反応器を密閉しそして溶液
を100℃で16時間撹拌した(注意:反応圧は2気圧
を超えた)。反応器を脱気しそして熱溶液をアセトニト
リル(95ml)を含む丸底フラスコに移した(アルゴン
下で)。溶液をトルエン(500ml)に激しく撹拌しな
がら滴加した。沈殿が形成されそして濾過し、トルエン
(3×100ml)で洗浄しそして一晩真空下で乾燥させ
た。[BMMI][Cl]を白色吸湿性固体として得た
(89.73g,70%収率)。1H NMR (CD2Cl2): δ
0.97〔t, 3J=7.15Hz, NCH2CH2CH2CH 3〕; 1.39〔sext,3J
=7.5Hz, NCH2CH2CH 2CH3〕; 1.80〔quint, 3J=7.4Hz, NC
H2CH 2CH2CH3〕; 2.75〔s, CCH 3〕; 4.00〔s, NCH 3〕;
4.19〔t, 3J=7.1Hz, NCH 2CH2CH2CH3〕; 7.52〔s, CH〕;
7.84〔s, CH〕; 13C NMR (CD2Cl2): δ 10.70〔NCH2CH
2CH2 CH3〕; 13.74〔NCH2CH2 CH2CH3〕; 19.96〔NCH2 CH2C
H2CH3〕; 32.26〔CCH3〕; 36.09〔NCH3〕, 48.94〔NCH2
CH2CH2CH3〕; 121.72〔CH〕; 123.64〔CH〕; 144.03〔C
CH3〕;元素分析(計算値): %C=57.14(57.29), %H
=9.08(9.80), %N=14.85(14.85)。Mp=104〜105℃。
【0069】製造実施例2 1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムビストリ
フルオロメチルスルホニルアミド[BMMI][TF2
N] 100mlのH2O中のリチウムビス((トリフルオロメ
チル)スルホニル)アミド(41.9g,0.149mo
l)の溶液を150mlのH2O中の[BMMI][Cl]
(24.32g,0.129mol)の溶液に滴加した。こ
の溶液を70℃で2時間撹拌し、その後室温に冷却し
た。二塩化メチレン(50ml)を添加し、そして全部を
分離漏斗に移した。下相(イオン性液体+CH2Cl2
を集めた。イオン性液体を短いアルミナカラムを通して
精製し、そしてCH2Cl2をロータリーエバポレータで
除いた。得られた疎水性液体を150mlのH2Oで3回
洗浄しそして50℃、真空下で3時間乾燥させて[BM
MI][TF2N](44.1g,78.9%収率)を無
色液体として得た。1H NMR (CD2Cl2): δ 0.97〔t, 3J=
7.15Hz, NCH2CH2CH2CH 3〕; 1.37〔sext, 3J=7.5Hz, NCH
2CH2CH 2CH3〕; 1.78〔quint, 3J=7.4Hz, NCH2CH 2CH2C
H3〕; 2.59〔s, CCH 3〕; 3.79〔s, NCH 3〕; 4.04〔t, 3
J=7.1Hz, NCH 2CH2CH2CH3〕; 7.19〔s, CH〕; 7.21〔s,
CH〕; 13C NMR (CD2Cl2): δ 9.78〔NCH2CH2CH2 CH3〕;
13.53〔NCH2CH2 CH2CH3〕; 19.86〔NCH2 CH2CH2CH3〕; 3
1.90〔CCH3〕; 35.60〔NCH3〕; 49.00〔NCH2CH2CH2C
H3〕; 121.37〔CH〕; 122.91〔CH〕; 144.21〔CCH3〕;
120.50〔q, JC-F=321.4Hz, (CF3SO2)2N〕; 元素分析
(計算値): %C=30.68(30.49), %H=3.96(3.95),
%N=9.66(9.70), %Cl<250 ppm(0)
【0070】製造実施例3 1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムテトラフ
ルオロボレート[BMMI][BF4] [BMMI][TF2N]の合成に関して前に記述した
方法を使用した(水で洗浄を除く)。22.23g(0.
118mol)の[BMMI][Cl]及び15.52g
(0.141mol)のナトリウムテトラフルオロボレート
から25.33g(90%収率)の[BMMI][B
4]を無色の極めて粘性且つ親水性の液体として得
た。1H NMR (CD2Cl2): δ 0.96〔t, 3J=7.15Hz, NCH2CH
2CH2CH 3〕; 1.38〔sext, 3J=7.5Hz, NCH2CH2CH 2CH3〕;
1.78〔quint, 3J=7.4Hz, NCH2CH 2CH2CH3〕; 2.60〔s, C
CH 3〕; 3.80〔s, NCH 3〕; 4.06〔t, 3J=7.1Hz, NCH 2CH2
CH2CH3〕; 7.25〔dd, CH〕; 7.30〔dd, CH〕; 13C NMR
(CD2Cl2): δ 9.58〔NCH2CH2CH2 CH3〕; 13.61〔NCH2CH2
CH2CH3〕; 19.79〔NCH2 CH2CH2CH3〕; 31.94〔CCH3〕; 3
5.36〔NCH3〕; 48.70〔NCH2CH2CH2CH3〕; 121.30〔C
H〕; 122.88〔CH〕; 144.31〔CCH3〕; 元素分析(計算
値): %C=45.09(45.03), %H=7.25(7.14), %N=
11.52(11.67), %Cl=0.11(0)
【0071】製造実施例4 1−ブチル−ピリジニウムクロリド[BuPy][C
l] [BMMI][Cl]の合成に関して前に記述した方法
を使用した。48.9g(0.618mol)のピリジン及
び57.4g(0.62mol)の1−クロロブタンから、
[BuPy][Cl](85.4g,80.5%収率)を
白色固体として得た。1H NMR (CD2Cl2): δ 0.97〔t, 3
J=7.4Hz, NCH2CH2CH2CH 3〕; 1.42〔sext, 3J=7.5Hz, NC
H2CH2CH 2CH3〕; 2.04〔quint, 3J=7.6Hz, NCH2CH 2CH2CH
3〕; 5.06〔t, 3J=7.4Hz, NCH 2CH2CH2CH3〕; 8.14〔t,
3J=7.2Hz, 2 CH ar〕; 8.51〔t, 3J=7.7Hz, 1CH ar〕; 9.
76〔d, 3J=5.5Hz, 2NCH ar〕; 13C NMR (CD2Cl2): δ 1
3.62〔NCH2CH2CH2 CH3〕; 19.46〔NCH2CH2 CH2CH3〕; 34.
13〔NCH2 CH2CH2CH3〕; 61.21〔NCH2CH2CH2CH3〕; 128.5
3〔2CHar〕; 145.48〔1CHar〕; 145.87〔2NCHar〕;元素
分析(計算値): %C=59.47(62.97), %H=8.62(8.2
2), %N=7.91(8.16)。 Mp=137〜138℃。
【0072】製造実施例5 1−ブチルピリジニウムヘキサフルオロホスフェート
[BuPy][PF6] ヘキサフルオロリン酸(水中60重量%)(10cm3
を100mlの蒸留水中の[BuPy][Cl](5.7
7g,33.6mmol)の溶液を滴加した。溶液を室温で
1時間撹拌した。形成された白色沈殿を濾別し、50ml
のH2Oで数回洗浄しそして室温、真空下で一晩乾燥さ
せて[BuPy][PF6](4.45g,47.1%収
率)を白色固体として得た。1H NMR (CD2Cl2): δ 0.99
〔t, 3J=7.4Hz, NCH2CH2CH2CH 3〕; 1.41〔sext, 3J=7.5
Hz, NCH2CH2CH 2CH3〕; 2.01〔quint,3J=7.6Hz, NCH2CH 2
CH2CH3〕; 4.58〔t, 3J=7.4Hz, NCH 2CH2CH2CH3〕; 8.08
〔t,3J=6.9Hz, 2 CH ar〕; 8.51〔t, 3J=7.7Hz, 1C
H ar〕; 8.68〔d, 3J=5.5Hz, 2NCH ar〕; 13C NMR (CD2Cl
2): δ 13.38〔NCH2CH2CH2 CH3〕; 19.58〔NCH2CH2 CH2CH
3〕; 33.56〔NCH2 CH2CH2CH3〕; 62.81〔NCH2CH2CH2C
H3〕; 129.06〔2 CHar〕; 144.34〔1 CHar〕; 146.05
〔2 NCHar〕; 元素分析(計算値): %C=38.70(38.4
4), %H=5.09(5.02), %N=5.06(4.98)。 Mp=78〜79
℃。
【0073】B)触媒作用 a−材料 Pd(OAc)2(98%)をStrem Chemicalsから購入
し、アルゴン下で貯蔵しそして更に精製することなく使
用した。トリフェニルホスフィン(PPh3)はAldrich
から入手し、トリナトリウムトリ(m−スルホナトフェ
ニル)ホスフィン)(TPPTS)は研究室貯蔵物(こ
の塩は米国特許4,142,060により製造することができ
る)から、ビス(p−スルホナトフェニル)フェニルホ
スフィン二水和物二カリウム塩(TPPDS)はStrem
Chemicalからそしてジフェニルホスフィンベンゼン−3
−スルホン酸ナトリウム塩(TPPMS)はTCIから
入手した。これらのホスフィン類はアルゴン下で貯蔵し
そしてそのまま使用した。ブタジエン(N25)及びC
2(N25)はAir-liquideから入手しそしてシリンダ
ーから直接使用した。すべての実験に使用したメタノー
ルはMg/I2で還流することにより得られそして3Å
モレキュラーシーブで貯蔵した。ヘプタンはNa/Kで
蒸留しそしてアルゴン下、3Åモレキュラーシーブで貯
蔵した。
【0074】b−触媒実験及び分析 触媒反応:すべての触媒反応は図1に示すように内部ガ
ラスビーカー及び内部熱電対を備えた100ml磁気撹拌
ステンレス鋼高圧釜の中でアルゴン雰囲気下で実行し
た。代表的な反応では、Pd(OAc)2、ホスフィン、
イオン性液体、アルコールそして最後にヘプタンをシュ
レンクに導入しそして次にパージした高圧釜にボールバ
ルブを経て送り込む。高圧釜をT<<−10℃に冷却し
そして所望の量のブタジエンをスケールの上に置かれた
レクチュアーボトル(lecture bottle)から移す。水を
使用するテロメル化の場合(触媒作用実施例17及び1
8)、5バールの圧力のCO2を導入した。次いで反応
器を所望の反応温度まで加熱した。選択した反応時間の
後、高圧釜を40℃に冷却しそしてブタジエンを−78
℃に冷却した容量測定可能なシリンダーの中で凝縮させ
る。シリンダー中で凝縮した液体の量(ほとんど純粋な
ブタジエンであることが測定された)を記録する。次い
で高圧釜を室温に温める。高圧釜に残った液相を回収
し、秤量しそして更に分析する(GC、GC−MS、N
MRなど)。従って未反応ブタジエンの量(目盛りを付
したシリンダー中で凝縮した)及び高圧釜の中の液体溶
液の重量増加における変化からブタジエン変換の2つの
測定がなされた。
【0075】後処理:反応の最後に単一の液相のみが存
在する場合、試料は更に処理することなく分析した。多
相が存在する場合、上相のみを生成物につき分析した。
【0076】分析:テロメル化生成物の同定はヒューレ
ットパッカード GCD及びNMR分析により実行し
た。最後にそれらはFID検出器及びHPIカラム(L
=30m、φint=0.32mm、膜厚=0.25μm)を備
えたHP6890クロマトグラフを使用するガスクロマ
トグラフィーにより定量分析した。注入温度は170℃
そして検出器温度は180℃であった。温度プログラム
は10℃/分の加熱速度で60℃(3mn(分))ないし
100℃(0mn)から5℃/分の加熱速度で220℃
(30mn)であった。
【0077】c−データ提示 略語: OT: 1,3,7−オクタトリエン及び1,3,
6−オクタトリエン VCH: 4−ビニルーシクロヘキセン Oligo: 3つ又はそれより多いブタジエンの単
位を含む生成物 1−OMe: (cis+trans)−1−メトキシ−2,7
−オクタジエン 3−OMe: 3−メトキシ−1,7−オクタジエン 1−Ol: 1−ヒドロキシ−2,7−オクタジエン 3−Ol: 3−ヒドロキシ−2,7−オクタジエン 1−OGly: (cis+trans)−1−ヒドロキシ−2−
(2,7−オクタジエニル−1−オキシ)エタン 3−OGly: 1−ヒドロキシ−2−(1,7−オクタ
ジエニル−3−オキシ)エタン
【0078】変換及び選択性は次の式により定義され
る:(ブタジエン以外のジエンが反応する場合ブタジエ
ンを対応する共役ジエンに置き換えることが必要であ
る)。
【0079】変換A%は反応後残る未反応ブタジエンか
ら計算する。
【数1】
【0080】変換B%は反応器の量における増加から計
算する。
【数2】
【0081】生成物への選択性は下式により評価され
る。
【数3】
【0082】更に、線状テロマーへの選択性(表では包
括的にレシオ1/3と記録されている)は下式により評価
される。
【数4】
【0083】例えば次の反応スキームにおいてレシオ1/
3はレシオ(A)/(B)に相当する。
【化14】
【0084】C46分子/Pd分子における代謝回転数
は下式により評価される。
【数5】
【0085】物質収支
【数6】
【0086】物質収支は80−100%の範囲で変動す
る。特に二相液−液系が得られる場合完全な物質収支が
得られることはなく、恐らく系の二相の間の反応生成物
の関与によるのであろう(有機相のみを分析した)。
【0087】有機相に浸出するパラジウムの測定:
【数7】
【0088】分析方法は有機生成物を蒸発させそして残
留物をHNO3/HClのメルト中で可溶化する。この
混合物中に含まれるパラジウムをICP/SMにより定
量する。
【0089】d−触媒作用実施例(Cat.Ex.)及び比較触
媒作用実施例(Comp.Cat.Ex.) 上に記述したテロメル化装置を使用して触媒作用実施例
及び比較触媒作用を下記に示す条件の下で実行した。
【0090】触媒作用実施例1〜3 メタノールを使用する1,3−ブタジエンのテロメル化
の触媒作用実施例1ないし3をPd(OAc)2/PPh3
を触媒系として使用して反応を実行した。表1にその結
果を示す。
【0091】
【表1】
【0092】ピリジニウム塩(触媒作用実施例1)に関
しては、反応は5時間後完了した。テロマーへの選択性
は比較的低く(56.8%)そしてパラジウム黒の形成
が認められた。一方1−OMe/3−OMe比によって
示される位置選択性は高かった(18.2%)。
【0093】変換率及び反応速度に関して最良の結果が
1,2,3−トリアルキルイミダゾリウムイオン性液体に
ついて認められた(触媒作用実施例2及び3)。研究し
た2つの溶媒について定量的な変換が1時間後に達成さ
れた。テロマーへの選択性はおよそ83%でありそし
て、再び、8を超える1−OMe/3−OMe比と、テ
ロメル化反応の位置選択性に対する好ましい効果が認め
られる。塩のアニオンの性質により(疎水性TF2N−
及び親水性BF4 -の間における)活性及び選択性の点で
何らかの顕著な差異が生ずることはないように思われ
る。
【0094】更にその上、これらの反応の最後におい
て、パラジウム黒は全く認められなかった。二相液−液
系は残る。下相はイオン性液体に一致し、一方上相は生
成物及び未反応メタノールの混合物である。
【0095】触媒作用実施例4〜6 触媒作用実施例4ないし6をPd(OAc)2及び水溶性
TPPMSを触媒系として使用して反応を実行した。そ
の結果を表2に示す。
【0096】
【表2】
【0097】TPPMSの使用は93%の変換率で単相
系を生ずる(触媒作用実施例4)。テロマーへの選択性
はTPPMS使用はTPP使用より低く、84.0に対
して77.9であった。しかしながらTPPMS使用は
1−OMe/3−OMe比は13.7と大きく良好であ
った。触媒作用実施例4で得られた溶液へ16重量%
(10ml)のヘプタンの添加はイオン性液体相の生成物
/MeOH/ヘプタン相からの完全な分離を生ずる。
【0098】触媒作用実施例7〜9 触媒作用実施例7ないし9をPd(OAc)2及び種々の
ホスフィンを使用してn−ヘプタンの存在下で反応を実
行した。その結果を表3に示す。
【0099】
【表3】
【0100】触媒作用実施例10〜14 触媒作用実施例8の生成物相を傾瀉しそしてイオン性液
体相に含まれるパラジウムを新しい反応物及び共溶媒と
一緒に反応器に再導入した。触媒作用実施例10ないし
14のそれぞれの終わりにおける有機相の微量分析は一
般にパラジウムの有機相への1〜4%の浸出を示す。活
性の僅かな変化が各周期について観察された。最初は、
活性は実際にいっそう高く(触媒作用実施例10ないし
12)、多分開始反応(Pd(OAc)2の活性種への変
換)は完了に至っているからであろう。活性は触媒作用
実施例13微量14において徐々に低下するが、一部分
は多分、イオン性液体相の定量的な回復が機械的に困難
であること(液滴が傾瀉に使用すシュレンク管及び/又
は注射筒に残ることがある)、パラジウム浸出、又はパ
ラジウムの一部の非活性化によるのであろう。パラジウ
ム黒の形成の明白な証拠のある事例はなかった。その結
果を表4に示す。
【0101】
【表4】
【0102】比較触媒作用実施例1〜4 比較触媒作用実施例1ないし4を1,3−ジアルキルイ
ミダゾリウム塩を使用して反応を実行した。その結果を
表5に示す。
【0103】
【表5】
【0104】実際には何の変換も全く起こらないという
ものではないが、変換率は極端に低かった。反応なしで
はパラジウム黒の形成は付随しなかった。反応の最後に
おいて系は均質の極めて無色の液体の外観を呈した。あ
るかも知れないイオン性液体からのハロゲン化物不純物
の汚染は全く排除してよく、何故ならイオン性液体のハ
ロゲン化物含量が常に検出限界(50ppm)を下回って
おり、このことは触媒の全体の汚染に対して過度に小さ
くしか寄与しないからである。
【0105】比較触媒作用実施例5〜8 比較触媒作用実施例5ないし8を1,3−ジアルキルイ
ミダゾリウム塩を使用しそして種々のホスフィン/パラ
ジウム比をそれらの変換率及び選択性に対する影響を測
定するために使用して反応を実行した。その結果を表6
に示す。
【0106】
【表6】
【0107】大過剰のPPh3を使用してさえ触媒系の
性能は極めて低い状態にとどまる。パラジウム当たり2
0当量のホスフィンを使用して、変換率は26%を超え
なかった(比較触媒作用実施例8)。
【0108】触媒作用実施例15及び16 ヘプタンの存在下でグリコールによる1,3−ブタジエ
ンのテロメル化の触媒作用実施例15ないし16をPd
(OAc)2/TPPMSを触媒系として使用して反応を
実行した。その結果を表7に示す。
【0109】
【表7】
【0110】触媒作用実施例17及び18 水による1,3−ブタジエンのテロメル化の触媒作用実
施例17ないし18をPd(OAc)2/TPPMSを触
媒系として使用して反応を実行した。その結果を表8に
示す。
【0111】
【表8】
【0112】本発明により簡単な方法で分離しそして再
使用することができる高度に活性且つ選択的な触媒を使
用することを可能にする共役ジエンをテロメル化する新
しい方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で使用したブタジエンをテロメル化する
ための装置を示す。
【図2】イオン性液体の中でブタジエン(C46)のM
eOH又はエチレングリコールを使用するテロメル化の
二相方法の具体例を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 43/15 C07C 43/15 43/178 43/178 A C08F 4/26 C08F 4/26 36/04 36/04 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 リヨネル・マグナ フランス国エフ−83400イエール.レジュ キーユ.ルフヌーイエ・セ1 (72)発明者 ジェラール・ペーテル・ニコライ フランス国エフ−69100ヴィリュールバン. リュー・ドュプロフェスールカルメト1 (72)発明者 ジャン−マリー・バセ フランス国エフ−69300カリュイール.シ ュマン・ジ・ベ・ジリアール18 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC21 AC41 AC43 BA25 BA32 BA48 BA51 BA82 BB11 BB43 BC40 BD36 BE60 FE11 GN24 GP01 4H039 CA29 CA60 CA66 CL11 CL19 4J015 DA23

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 共役ジエンを活性水素を含む化合物と少
    なくとも1つの遷移金属化合物、少なくとも1つのリン
    含有化合物、及びテロメル化方法の条件下で液体を形成
    する少なくとも1つの塩からなる触媒系の存在下で反応
    させることからなる共役ジエンをテロメル化する方法。
  2. 【請求項2】 活性水素を含む化合物が一般式(I) H−A (I) の化合物である請求項1に記載の方法。式中Aはヒドロ
    キシ、アルコキシ、シクロアルコキシ、1つ又は2つの
    ヒドロキシ基で置換されたアルコキシ、ヒドロキシポリ
    アルキレンオキシ、アルケニルオキシ、アリールオキ
    シ、アルカノイルオキシ、モノ又はジアルキルアミノ、
    トリ(アルキル及び/又はアリール)シリル及びα−位
    で少なくとも1つの電子求引基で置換されたアルキル基
    からなる群より選ばれ、ここで上述のアルキル部分は互
    いに独立して枝分かれ鎖又は直鎖でありそして各々は8
    個までの炭素原子を持つことができ、そして上述のアリ
    ール部分は互いに独立して10個までの炭素原子を持つ
    ことができる。
  3. 【請求項3】 遷移金属化合物が元素の周期系のVIIIB
    族の少なくとも1つの元素から選ばれる請求項1又は2
    に記載の方法。
  4. 【請求項4】 遷移金属化合物がパラジウム化合物であ
    る請求項1ないし3のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項5】 リン含有化合物が単座又は二座のアルキ
    ルホスフィン、アリールホスフィン、アリールアルキル
    ホスフィン、アルキルホスファイト、アリールホスファ
    イト、及びアリールアルキルホスファイトからなる群よ
    り選ばれ、ここで炭化水素部分は互いに独立して36個
    までの炭素原子を持つことができそして1つないし3つ
    の適当な置換基により置換されることができる請求項1
    ないし4のいずれかの項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 リン含有化合物がスルホン化アリールホ
    スフィン及びそれらの塩から選ばれる請求項1ないし5
    のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項7】 方法の任意の段階で少なくとも1つの非
    極性溶媒を添加することからなる請求項1ないし6のい
    ずれかに記載の方法。
  8. 【請求項8】 共役ジエンを活性水素を含む化合物と少
    なくとも1つの遷移金属化合物、少なくとも1つのリン
    含有化合物、及びテロメル化方法の条件下で液体を形成
    する少なくとも1つの塩からなる触媒系の存在下で反応
    させ、場合により少なくとも1つの非極性溶媒を反応の
    間又は後で添加し、生成物相及び触媒系を含む塩相を分
    離しそして触媒系を含む塩相をテロメル化反応において
    再使用することからなる請求項1ないし7のいずれかに
    記載の方法。
  9. 【請求項9】 塩が200℃より低い融点を有する請求
    項1ないし8のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項10】 塩が1,2,3−、1,2,3,4−又は
    1,2,3,4,5−置換イミダゾリウム塩及び1−置換ピ
    リジニウム塩からなる群より選ばれる請求項1ないし9
    のいずれかに記載の方法。
  11. 【請求項11】 共役ジエンをテロメル化する方法のた
    め少なくとも1つの遷移金属化合物、少なくとも1つの
    リン含有化合物、及び1,2,3−、1,2,3,4−又は
    1,2,3,4,5−置換イミダゾリウム塩及び1−置換ピ
    リジニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1つの
    塩からなる組成物の使用。
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