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Info
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Abstract
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
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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−C4H7)Pd−μ−Cl]2、
[(η3−C4H7)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
F4 -)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。
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+・TF2N
-)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−C4H7)Pd−μ−C
l]2、[(η3−C4H7)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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
ばUS 4356333に開示された次式
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;
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、
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
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(R7R8R9R10)
+(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。
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
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 -M
2、−N(CH3)3 +、−COO-M2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″4N+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。
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+)aAa-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-は
式
r4、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
11R12のアミノ基からなる群より選ばれ、式中R11及び
R12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+)aAa-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
+)aAa-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。
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
O3 -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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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+B-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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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
F6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)。
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。
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。
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 +TF2N-;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。
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。
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。
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。
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。
二相C4H6/MeOH又はC4H6/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。
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、
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。
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。
ゴン下で実行した。二塩化メチレンはP2O5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
F6、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。
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。
[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)。
ミダゾリウムブロミド)、EMI+TF2N-(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+TF2N-(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)。
[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℃。
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)
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
F4]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)
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℃。
[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
℃。
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
O2(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。
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。
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。
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。
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
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)。
ら計算する。
算する。
る。
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。
3はレシオ(A)/(B)に相当する。
は下式により評価される。
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)。
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。
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。
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。
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%)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
ための装置を示す。
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。
Claims (11)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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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