JP2002517473A - 二座ホスホニト配位子を基礎とする第viii副族金属錯体を含む触媒、及びニトリルの製造方法 - Google Patents
二座ホスホニト配位子を基礎とする第viii副族金属錯体を含む触媒、及びニトリルの製造方法Info
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Abstract
Description
子を含む)を含む触媒、モノオレフィン性C5−モノニトリルの混合物を製造す
る方法、及び上記触媒の存在下での接触シアン化水素化(hydrocyanation)によ
りアジポニトリルを製造する方法に関する。
キレンジアミンの世界的な需要が相当ある。α,ω−アルキレンジアミン、例え
ばヘキサメチレンジアミンは、実質上、対応するジニトリルを水素化することに
よりもっぱら得られる。従って、ヘキサメチレンジアミンを製造するための全て
の工業的手段は、実質上、一年間に全世界で約100万ミリオントン製造される
アジポニトリルの製造の変法である。
Weinheim, 266頁以降では、1,3−ブタジエンをシアン化水素と直接シアン化
水素化することを包含する、アジポニトリルを製造するための4つの基本的な異
なる手段を開示している。最後に述べられている方法では、第1段階でのモノ付
加(monoaddition)により異性ペンテンニトリルの混合物を得て、これを第2段
階で異性化して、主に3−及び4−ペンテンニトリルを得る。その後、4−ペン
テンニトリルとの反マルコフニコフ則シアン化水素付加反応により、アジポニト
リルを第三段階で形成する。
CH Weinheim, 465頁以降には、一般に、不均一系及び均一系触媒下でシアン化水
素とオレフィンとの付加反応が開示されている。特に、ニッケル及びパラジウム
のホスフィン、ホスフィト及びホスフィニト錯体を基礎とする触媒が使用される
。ブタジエンのシアン化水素化によりアジポニトリルを製造するために、主に、
ニッケル(0)ホスフィト触媒を、促進剤としてのルイス酸の存在下又は非存在
下に使用する。
子として、キラルなアリールジホスフィトを開示している。この配位子において
、ホスフィト基は、これと7員の複素環を形成する、2,2’−ビナフチル単位
の3−及び3’−位にホスフィトの酸素原子2個を介して結合されている。さら
に、これら複素環の2個は、同様に2,2’−ビナフチル単位を介して結合し、
二座キレート配位子を形成している。J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1991, 80
3頁以降において、ニッケル(0)及び白金(0)のキレートジホスフィト錯体
類似物がこの目的のために開示されており、その際、2,2’−ビナフチル単位
の代わりに、2,2’−ビフェニル単位が架橋基として使用されている。
とする担持ニッケル触媒の存在下でジオレフィンを気相シアン化水素化するため
の方法を開示し、その際、2個のホスフィト基は置換されていても良い2,2’
−ビフェニル基で架橋されている。US−A5440067では、US−A54
49807に開示されている触媒の存在下、2−アルキル−3−モノアルケンニ
トリルを気相異性化して、直鎖の3−及び/又は4−モノアルケンニトリルを得
る方法を開示している。
ィト配位子を使用しても良い、モノオレフィンのシアン化水素化法を開示してい
る。これらの配位子において、このホスフィト基とその酸素原子2個が合体して
、アリール縮合7員複素環の一部を形成する。その後、このホスフィト基の一組
は、複素環の一部ではない酸素原子を介して、アリール縮合アルキレン基により
橋架けされる。
媒の存在下でモノオレフィンをシアン化水素化する方法を開示している。
座ホスフィト配位子を基礎とするニッケル触媒の存在下にてシアン化水素化する
方法を開示している。ホスフィト基の橋架けに使用される基は、WO95/14
659に開示されているものである。
ト及びホスフィトから選択される他のリン含有基を含む二座配位子を基礎とする
ニッケル触媒の存在下にてシアン化水素化する方法を開示している。これら二座
配位子の2個のリン含有基は、それぞれアリール縮合基を介して橋架けされてい
る。
存在下で、ジオレフィンをシアン化水素化及び2−アルキル−3−モノアルケン
ニトリルを異性化する方法を開示している。
し、そして得られた、非共役2−アルキル−3−モノアルケンニトリルを異性化
する方法を開示し、その際、多座ホスフィト配位子を基礎とするニッケル(0)
触媒を、促進剤としてのルイス酸の存在下にて使用する。この多座配位子のホス
フィト基は、もう一度アリール縮合複素環の構成分となり、そしてアリール縮合
基を介して橋架けされていても良い。
開示していない。特に、二座キレートホスホニトを基礎とする触媒は開示されて
いない。
チレン性不飽和化合物を、ニッケル触媒の存在下でシアン化水素化する方法を開
示している。このニッケル触媒は、式M(X、Y、Z){但し、X、Y及びZは
相互に独立して、それぞれ基R及びORを表わし、そしてRは炭素原子数が18
個までのアルキル及びアリール基から選択される}で表される配位子を4個有し
ている。しかしながら、ホスフィン及びホスフィトだけが明確に記載されており
、そしてこれらをシアン化水素化の実施例に使用されている。一方、ホスホニト
をシアン化水素化ニッケル(0)触媒用配位子として使用することができること
が開示されていない。特に、二座キレートホスホニト配位子については開示され
ていない。
することにある。この触媒は、1,3−ブタジエン及び1,3−ブタジエン含有
炭化水素混合物のシアン化水素化において、高い選択性及び良好な触媒活性を示
すのが好ましい。これらは、モノアルケンニトリルの接触異性化、及びシアン化
水素の第二分子(second molecule)と上記モノアルケンニトリルとの、例えば
アジポニトリルを得るための付加反応に好適であるのが好ましい。
第VIII副族金属を基礎とする触媒により達成されることを、本発明者等は見
出した。
(アリール置換基は、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、トリフルオロメチル、
ニトロ、アルコキシカルボニル及びシアノから選択される置換基を1〜3個さら
に有していていても良い)から選択される置換基を1〜3個を有していても良い
C2〜C7アルキレンブリッジを表わし、及び/又は このC2〜C7アルキレンブリッジが、1〜3個の隣接していない非置換又は置
換のヘテロ原子で遮断されていても良く、及び/又は このC2〜C7アルキレンブリッジが1〜3個のアリール及び/又はへテロアリ
ール基で縮合されていても良く、かつこの縮合アリール及びヘテロアリール基は
それぞれ、アルキル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ、シクロアルコキ
シ、アリールオキシ、アシル、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、シアノ
、カルボキシル、アルコキシカルボニル及びNE1E2(E1及びE2が同一又は異
なっていても良く、それぞれアルキル、シクロアルキル又はアリールを表す)か
ら選択される1〜3個の置換基を有していても良く; R1及びR1’が相互に独立して、それぞれアルキル、シクロアルキル、アリー
ル又はヘテロアリールを表わし、これらはそれぞれアルキル、シクロアルキル及
びアリールから選択される置換基を1〜3個有していても良く; R2及びR2’が相互に独立して、それぞれアルキル、シクロアルキル、アリー
ル又はヘテロアリールを表わし、かつこのアリール及びヘテロアリール基はそれ
ぞれアルキル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ、シクロアルコキシ、ア
リールオキシ、アシル、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、シアノ、カル
ボキシル、アルコキシカルボニル及びNE1E2(E1及びE2が上記と同義である
)から選択される置換基を1〜3個有していても良い] で表される二座ホスホニト配位子又はその塩若しくはこれらの混合物を有する、
第VIII副族金属の錯体を含む触媒に関する。
。これらは、直鎖又は分枝のC1〜C8アルキル、好ましくはC1〜C6アルキル、
特にC1〜C4アルキル基であるのが好ましい。アルキル基の例としては、特にメ
チル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、2−ブチル、sec−ブ
チル、tert−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、2−メチルブチル、3
−メチルブチル、1,2−ジメチルプロピル、1,1−ジメチルプロピル、2,
2−ジメチルプロピル、1−エチルプロピル、n−ヘキシル、2−ヘキシル、2
−メチルペンチル、3−メチルペンチル、4−メチルペンチル、1,2−ジメチ
ルブチル、1,3−ジメチルブチル、2,3−ジメチルブチル、1,1−ジメチ
ルブチル、2,2−ジメチルブチル、3,3−ジメチルブチル、1,1,2−ト
リメチルプロピル、1,2,2−トリメチルプロピル、1−エチルブチル、2−
エチルブチル、1−エチル−2−メチルプロピル、n−ヘプチル、2−ヘプチル
、3−ヘプチル、2−エチルペンチル、1−プロピルブチル及びオクチルが挙げ
られる。
ロヘキシル又はシクロヘプチルを表すのが好ましい。
ル、アルコキシ、ハロゲン又はトリフルオロメチルから選択される置換基を有し
ているのが好ましい。
ニル、フェナントレニル又はナフトアセニルを表すのが好ましく、特にフェニル
又はナフチルを表すのが好ましい。アリール基が置換されている場合、1〜5個
、好ましくは1〜3個、特に1個又は2個の置換基を任意の位置に有しているの
が好ましい。
ミジニル又はピラジニルを表すのが好ましい。
トリフルオロメチルから選択される置換基を有しているのが好ましい。
態様でアルコキシ、シクロアルコキシ及びアリールオキシ基に適用可能である。
,N−ジイソプロピル、N,N−ジ−n−ブチル、N,N−ジ−tert−ブチ
ル、N,N−ジシクロヘキシル又はN,N−ジフェニルを表すのが好ましい。
が好ましい。
相互に結合されていない。
び置換されていても良いアリールから選択される置換基をさらに有していても、
及び/又は置換されていても良いヘテロ原子でさらに遮断されていても良いC2
〜C7アルキレンブリッジを表すのが好ましい。
ンゼン環は、非置換であるか、或いは1〜3個、特に1個又は2個の、アルキル
、アルコキシ、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、カルボキシル、アルコ
キシカルボニル及びシアノから選択される置換基を有しているのが好ましい。縮
合ナフタレンは、非置換であるか、或いは非縮合環及び/又は縮合環に、それぞ
れ1〜3個、特に1個又は2個の、縮合ベンゼン環用としての上述の置換基を有
しているのが好ましい。縮合環で置換されている縮合ナフタレンは、ホスホニト
基に対してオルト位に置換基を有するのが好ましい。この置換基は、アルキル又
はアルコキシカルボニルであるのが好ましい。縮合アリールの置換基の場合、ア
ルキルは、C1〜C4アルキルを表すのが好ましく、特にメチル、イソプロピル又
はtert−ブチルを表すのが好ましい。アルコキシは、C1〜C4アルコキシを
表すのが好ましく、特にメトキシを表すのが好ましい。アルコキシカルボニルは
、C1〜C4アルコキシカルボニルを表すのが好ましい。ハロゲンは、特にフッ素
又は塩素を表す。
原子で遮断されている場合、これらはO、S又はNR5(R5はアルキル、シクロ
アルキル又はアリールを表す)から選択される。基AのC2〜C7アルキレンブリ
ッジは、置換されていても良いヘテロ原子で遮断されているのが好ましい。
個の、アルキル、シクロアルキル及びアリールから選択される置換基を有し、そ
の際、アリール基は1〜3個の、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、トリフルオ
ロメチル、ニトロ、アルコキシカルボニル及びシアノから選択される置換基をさ
らに有していても良い。アルキレンブリッジAは、メチル、エチル、イソプロピ
ル、フェニル又はp−(C1〜C4アルキル)フェニル、好ましくはp−メチルフ
ェニル若しくはp−(C1〜C4アルコキシ)フェニル、好ましくはp−メトキシ
フェニル、p−ハロフェニル、好ましくはp−クロロフェニル、及びp−トリフ
ルオロメチルフェニルから選択される置換基を1個有するのが好ましい。
で遮断されているC4〜C7アルキレンブリッジを表すのが好ましい。特に、Aは
、1個又は2個のフェニル及び/又はナフチル基{フェニル又はナフチル基は、
1〜3個、特に1個又は2個の上述の置換基を有していても良い}で縮合されて
いるC4〜C5アルキレンブリッジを表すのが好ましい。
を表すか、或いは Xが二重結合及び/又はアルキル、シクロアルキル又はアリール置換基(アリ
ール置換基はアルキル、アルコキシ、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、
アルコキシカルボニル及びシアノから選択される置換基を1〜3個有していても
良い)を有していても良いC1〜C3アルキレンブリッジを表すか、或いは XがO、S又はNR5で遮断されているC2〜C3アルキレンブリッジを表わし
;そして R3、R3’、R3’’、R3’’’、R4、R4’、R4’’及びR4’’’が相互
に独立して、それぞれ水素、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、トリフルオロメ
チル、ニトロ、アルコキシカルボニル又はシアノを表す] で表される基である。
を表すのが好ましい。
rt−ブチルを表し、そして R4が水素、C1〜C4アルキル(好ましくは、メチル、イソプロピル又はte
rt−ブチル)、C1〜C4アルコキシ(好ましくは、メトキシ)、フッ素、塩素
又はトリフルオロメチルを表す] で表される基であるのが好ましい。
、p−(C1〜C4アルコキシ)フェニル(好ましくは、p−メトキシフェニル)
、p−フルオロフェニル、p−クロロフェニル又はp−(トリフルオロメチル)
フェニルを表す] で表される基であるのが好ましい。
それぞれ水素を表わし、R3’’及びR3’’’が相互に独立して、それぞれアル
コキシカルボニル、好ましくはメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、n−
プロポキシカルボニル又はイソプロポキシカルボニルを表す}で表される基であ
るのが好ましい。特に、R3’’及びR3’’’がホスホニト基に対してオルト位
である。
る)を表す}で表される基であるのが好ましい。
それぞれ水素を表わし、XがCR9表わし、そしてR3’’及びR3’’’が相互
に独立して、それぞれアルコキシカルボニル、好ましくはメトキシカルボニル、
エトキシカルボニル、n−プロポキシカルボニル又はイソプロポキシカルボニル
を表す}で表される基であるのが好ましい。特に、R3’’及びR3’’’がホス
ホニト基に対してオルト位である。
のが好ましく、特にフェニル、1−ナフチル又は2−ナフチルを表す。
キシ、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、シアノ、アルコキシカルボニル
又はカルボキシルから選択される置換基を有していても良いフェニルを表すのが
好ましい。
ル又はヘテロアリールを表わし、かつアリール及びヘテロアリール基はそれぞれ
アルキル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ、シクロアルコキシ、アリー
ルオキシ、アシル、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、シアノ、カルボキ
シル、アルコキシカルボニル及びNE1E2(E1及びE2が同一又は異なっていて
も良く、それぞれアルキル、シクロアルキル又はアリールを表す)から選択され
る置換基を1個又は2個有していても良い] で表されるホスホニト配位子に関する。
ていてもよいフェニルを表すのが好ましい。
。上述の式Iで表される配位子の他に、新規な触媒はシアニド、ハライド、アミ
ン、カルボキシレート、アセチルアセトン、アリールスルホネート、アルカンス
ルホネート、ヒドリド、CO、オレフィン、ジエン、シクロオレフィン、ニトリ
ル、N−含有ヘテロシクリル、芳香族及びヘテロ芳香族化合物、エーテル、PF 3 並びに単座、二座及び多座ホスフィン、ホスフィニト、ホスホニト及びホスフ
ィト配位子から選択される少なくとも1種の他の配位子をさらに有していてもよ
い。これら他の配位子も同様に、単座、二座又は多座であり、第VIII副族金
属に対する配位結合を有していても良い。好適な他のリン含有配位子は、例えば
従来技術に開示されているような、ホスフィン、ホスフィニト及びホスフィト配
位子である。
ッケルを表すのが好ましい。新規触媒をシアン化水素化に使用する場合、第VI
II副族金属は、特にニッケルである。
ジハロリン(III)化合物III{R1(又はR1’)が上記と同義である}を
、以下のスキームにより、モノアルコールIV{R2(又はR2’)が上記と同義
である}と反応させて、式Vで表される化合物を得ることができる。必要により
、この化合物Vを、さらに反応させる前に、公知の方法、例えば蒸留により単離
及び/又は精製することができる。その後、化合物Vを、式VIで表されるジオ
ールと反応させて、式(I)で表される二座ホスホニト配位子を得る。式(I)
にてR1がR1’と同一であり、R2がR2’と同一である場合、2当量の式Vを1
当量の式VIと一段階反応で反応させることができる。そうでなければ、最初に
1当量の式Vを1当量の式VIと反応させ、単縮合物(monocondensate)が形成
した後、式(V)で表される他の化合物Cl−PR1’−OR2’を添加し、そし
てさらに反応させて式(I)で表されるホスホニトを得る。
好ましい。上述の基R1を有する好適な化合物は公知である。例えばR1がフェニ
ルである場合、上記化合物はジクロロフェニルホスフィンである。
である。式HOR2で表される好適な芳香族アルコールは、例えば2−tert
−ブチル−4−メチルフェノール、2−イソプロピルフェノール、2−tert
−ブチルフェノール、4−tert−ブチルフェノール、2,6−ジ−tert
−ブチル−4−メチルフェノール、2,4−ジ−tert−ブチルフェノール、
2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,
5−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェ
ノール、3,5−ジメチルフェノール、2−エチルフェノール、3−エチルフェ
ノール、4−エチルフェノール、5−イソプロピル−2−メチルフェノール、m
−クレゾール、o−クレゾール、p−クレゾール、1−ナフトール、2−ナフト
ール、フェノール、1−ブロモ−2−ナフトール、3−ブロモフェノール、5−
クロロキン−8−オール、4−クロロ−3,5−ジメチルフェノール、2−クロ
ロ−5−メチルフェノール、4−クロロ−3−メチルフェノール、2−クロロ−
6−ニトロフェノール、2−クロロフェノール、3−クロロフェノール、4−ク
ロロフェノール、4−クロロレゾルシノール、2,3−ジクロロフェノール、2
,4−ジクロロフェノール、2,5−ジクロロフェノール、2,6−ジクロロフ
ェノール、3,4−ジクロロフェノール、2−フルオロフェノール、3−フルオ
ロフェノール、4−フルオロフェノール、3−メチル−4−ニトロフェノール、
3−イソプロピル−4−ニトロフェノール、2−ニトロアニソール、4−ニトロ
ピロカテコール、2−ニトロフェノール、3−ニトロフェノール、2−メトキシ
−3−メチルフェノール、2−メトキシ−4−メチルフェノール、2−メトキシ
フェノール、3−メトキシフェノール及び4−メトキシフェノールが挙げられる
。式HOR1で表される好ましいアルコールは、2−イソプロピルフェノール、
2,6−ジ−tert−ブチル4−メチルフェノール、2,4−ジ−tert−
ブチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、フェノール、2
−フルオロフェノール、3−フルオロフェノール、4−フルオロフェノール、4
−ニトロピロカテコール、2−メトキシ−4−メチルフェノール、2−トリフル
オロメチルフェノール、3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノール、4−
シアノフェノール、等である。
ルは公知である。これらは、例えばビフェニル−2,2’−ジオール及びジナフ
チル−2,2’−ジオールを包含している。さらに、好適なジオールが、US−
A5312996の第19欄に開示されているので、参照して明白に取り込まれ
る。
せて式(I)で表される二座ホスホニト配位子を得る反応の両方は、一般に、約
40〜約200℃の高温下で起こる。両方の反応は、塩基、例えば脂肪族アミン
(例えば、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジブチルアミン、トリメチルアミ
ン、トリプロピルアミン又は好ましくはトリエチルアミン又はピリジン)の存在
下に行われ得る。ハロゲン化水素の除去は、第1反応工程で単に熱的に行われる
のが好ましい。
ウム又は有機リチウム化合物を使用しないで行われるのが有効である。簡素な反
応順序により、配位子を広く変化させることができる。従って、製造が効果的に
、かつ経済的に、入手が容易な出発材料により行われる。
、第VIII副族金属、例えばニッケルか、或いは還元剤の存在下で金属化合物
又は不活性溶剤中の場合には金属錯体と反応させることができる。例えば、好適
なニッケル化合物は、化合物中の遷移金属の酸化状態が0を超え、そして式Iで
表されるホスホニト配位子との反応の間に好適な還元剤の存在又は非存在下にて
、その場で還元される化合物である。これらは、例えばハロゲン化物、好ましく
は塩化物、及び上述の遷移金属の酢酸塩を包含している。NiCl2を使用する
のが好ましい。好適な還元剤は、例えば金属であり、アルカリ金属(例えば、N
a及びK)、アルミニウム、亜鉛及びトリアルキルアルミニウム化合物が好まし
い。
用する場合、遷移金属は上記錯体化合物においてすでに0価の状態であるのが好
ましい。上述した、新規錯体の他の配位子に対応する配位子を有する錯体をこの
製造に使用する。この場合、製造は、上述の式(I)で表されるホスホニト配位
子と部分的に又は完全に配位子置換することにより行われる。
好ましい。
ば、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン及びクロロベンゼン)、エーテル(好
ましくは、ジエチルエーテル及びテトラヒドロフラン)、及びハロアルカン(例
えば、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン及びトリクロロエタン)
である。他の好適な溶剤は、配位子出発材料及び/又は触媒反応生成物である。
温度は、−70〜150℃の範囲、好ましくは0〜100℃の範囲、特に好まし
くは室温である。
末の状態が好ましい。ニッケルとホスホニト配位子の反応は、溶剤としての触媒
反応(例えば、シアン化水素化反応)生成物、例えばモノオレフィン性C5−モ
ノニトリルの混合物か、又は好ましくは3−ペンテンニトリル若しくは2−メチ
ル−3−ブテンニトリル中で行われるのが好ましい。必要により、配位子を溶剤
として使用しても良い。温度は、約0〜150℃であり、60〜100℃の範囲
が好ましい。
:5の範囲が好ましく、1:1〜1:3の範囲が特に好ましい。
触シアン化水素化により非共役C=C及びC≡N結合を有するモノオレフィン性
C5−モノニトリルの混合物を製造する方法であって、シアン化水素化が上述し
た少なくとも1種の新規触媒の存在下に行われることを特徴とする製造方法に関
する。
してさらに処理してアジポニトリルを得るための中間体として好適なモノオレフ
ィン性C5−モノニトリルの混合物を製造するために、純粋なブタジエン又は1
,3−ブタジエン含有炭化水素混合物を使用しても良い。
ン含有量は、10容量%以上、好ましくは25容量%以上、特に40容量%以上
である。
のため、C4留分として参照され、オレフィン留分の全量が高い炭化水素混合物
は、例えばナフサを水蒸気分解することにより鉱油の後処理において得られる。
その際、上記留分の約40%は1,3−ブタジエンで、残りはモノオレフィン及
びポリ不飽和炭化水素並びにアルカンで占められている。この流れには、常に少
量の、一般には5%までのアルキン、1,2−ジエン及びビニルアセチレンが含
まれている。
蒸留により単離することができる。
よりC4留分を1,2−ジエン(例えば、プロパジエン)及びアルケニン(例え
ば、ビニルアセチレン)から実質的に取り除く。そうでなければ、C=C二重結
合をC≡N結合と結合させて存在させる生成物を得ることができる。これらは、
アジピン酸の製造における第1反応工程、即ちシアン化水素のモノ付加反応を行
うための触媒毒として作用することができる。
及びその混合物を、炭化水素混合物から部分的に又は完全に取り除く。この成分
を取り除くために、シアン化水素の付加反応との前に、上記C4留分を部分接触
水素化に附する。この部分接触水素化は、アルキン及び1,2−ジエンを他のジ
エン及びモノオレフィン共に選択的に水素化し得る水素化触媒の存在下に行われ
る。
性担体上の遷移金属化合物を含んでいる。これらは、特にUS−A458736
9、US−A704492及びUS−A4493906に開示されているので、
参照して完全に取り込まれる。銅を基礎とする他の好適な触媒組成物は、KLP
触媒としてダウケミカル(Dow Chemical)社により販売されている。
物(例えば、前処理された、部分的水素化C4留分)との付加反応は、連続、半
連続又はバッチ式で行われ得る。
Enzyklopaedie der technischen Chemie, 第1巻, 第3版, 1951, 743頁以降及び
769頁以降に記載されている。撹拌器付触媒カスケード又は管状反応器を連続法
に使用するのが好ましい。
物との付加反応が半連続又はバッチ法で行われる場合、例えば、必要により撹拌
装置を備え、内部ライニングされていても良いオートクレーブを新規方法に用い
る。
水素の一部及びその場で製造し得る新規なシアン化水素化触媒、そして必要によ
り溶剤を充填する。好適な溶剤は、上述された新規触媒製造用溶剤、好ましくは
芳香族炭化水素(例えば、トルエン又はキシレン)又はテトラヒドロフランであ
る。
0℃、好ましくは50〜150℃の範囲である。圧力は、一般に約1〜200バ
ール、好ましくは1〜50バール、特に好ましくは1〜20バールの範囲である
。反応の間に、シアン化水素をその消費速度で給送する。
させるために、この反応時間に続く、次の反応時間を、シアン化水素がもはやオ
ートクレーブに給送されなくなる0分〜約5時間、好ましくは約1時間〜3.5
時間にする。温度は、この時間の間に、予め設定した反応温度で実質上、一定し
ておく。後処理は慣用法により行われ、そして、例えば洗浄又は抽出し、得られ
た反応混合物を蒸留により後処理して所望の生成物を単離し、活性状態の触媒を
回収することにより非転化1,3−ブタジエン及び非転化シアン化水素を取り除
く。
炭化水素混合物との付加反応がバッチ法で行われる。半連続法に開示されている
反応条件は、実質的に保たれ、その際シアン化水素は工程b)にさらに給送され
るが、最初に完全に取り除かれない。
物との付加反応は、連続法で行われるのが好ましい。一般的に、反応は比較的多
量の非転化シアン化水素が反応器に実質的に存在しないように行われるのが好ま
しい。この連続シアン化水素化に好適な処理は、当該技術者等に知られている。
これらは、例えば1,3−ブタジエン及びシアン化水素が消費速度で分離給送装
置により反応器に給送される供給法を包含している。触媒は、出発材料のいずれ
かと共に、或いは給送装置により供給され得る。適当な、完全混合可能な反応器
が、当該技術者等にも同様に知られている。これらは、例えば撹拌触媒、接触カ
スケード及び管状反応器(必要により、内部ライニングされている)である。反
応生成物の後処理もまた慣用の連続法で行われるのが好ましい。
アン化水素と1,3−ブタジエン又は1,3−ブタジエン含有炭化水素混合物と
のモノ付加反応において得られる3−ペンテンニトリル/2−メチル−3−ブテ
ンニトリル比は、少なくとも0.4:1である。異性化がより高い反応温度及び
/又はより長い反応時間下で新規触媒の存在下にてさらに起こる。その際、得ら
れる3−ペンテンニトリル/2−メチル−3−ブテンニトリル比は、一般的に約
2:1であり、約5:1が好ましく、約8:1が特に好ましい。
ジエン含有炭化水素混合物からのアジポニトリルの製造を、3つの工程に分ける
ことができる: 1.ニトリル官能基を有するC5−モノオレフィン混合物を製造する工程。
−ペンテンニトリルを得、そして形成した3−ペンテンニトリル及び工程1で既
に含まれている3−ペンテンニトリルを異性化して、種々のn−ペンテンニトリ
ルを得る工程。3−ペンテンニトリル又は4−ペンテンニトリルの極めて高い留
分及び触媒毒として作用し得る、共役状態の2−ペンテンニトリルと2−メチル
−2−ブテンニトリルの極めて低い留分を形成する。
りアジポニトリルを製造し、その場で予め異性化して4−ペンテンニトリルを得
る工程。
の異性化及び/又は工程3におけるシアン化水素の第二分子の付加反応に有効で
ある。
ルケンニトリルを接触異性化して、直鎖のモノアルケンニトリルを得るための方
法であって、異性化が新規触媒の存在下に行われることを特徴とする方法に関す
る。
アルキル−3−モノアルケンニトリル、そして特に2−メチル−3−ブテンニト
リルが好ましい。上述の方法により得られる、ブタジエン又は1,3−ブタジエ
ン含有炭化水素混合物の接触シアン化水素化用モノオレフィン性C5−モノニト
リルの混合物は、異性化に使用されるのが好ましい。新規触媒は、直鎖のモノア
ルケンニトリルの形成に対して、良好な活性を示すのが有効である。異性化は、
必要により慣用の促進剤、例えばルイス酸(例えば、AlCl3又はZnCl2)
の存在下に行われ得る。新規触媒は、一般的に、促進剤を添加せずに異性化を促
進する。促進剤の添加をしない異性化における新規触媒の選択性は、一般に、促
進剤を添加する場合より選択性が高い。さらに、異性化の促進剤をコストを掛け
て除去する必要がなくなる。従って、主として、シアン化水素化、異性化及び、
必要によりシアン化水素の第二分子の付加反応を行うために必要とされる触媒の
循環は1つだけとなる。促進剤を用いずに、実施可能な前記方法を簡素化するこ
とにより、一般的に、公知の方法と比較してコストを低減させることができる。
ましい。
水素化によりアジポニトリルを製造する方法であって、シアン化水素化が新規触
媒の存在下に行われることを特徴とする方法に関する。ブタジエン又は1,3−
ブタジエン含有炭化水素混合物の接触シアン化水素化用新規方法により得られ、
そして必要によりさらに後処理及び/又は上述の新規な異性化法により異性化さ
れるモノオレフィン性C5−モノニトリルの混合物は、シアン化水素化に使用さ
れる。新規方法の好適な態様において、モノオレフィン性C5−モノニトリルの
シアン化水素化は、促進剤、例えばルイス酸(例えば、AlCl3、ZnCl2、
BF3、B(C6H5)3、SnCl4、Sn(C6H5)3OSO2CF3、等)の存在
下に行われる。
ン又は1,3−ブタジエン含有炭化水素混合物の接触シアン化水素化(工程1)
及び異性化(工程2)は、シアン化水素化生成物を単離することなくワンポット
反応法で行われる。シアン化水素化及び異性化は、例えば1つの反応器で行うこ
とができ、その際、シアン化水素を添加した後、必要により反応温度を上昇させ
る。シアン化水素化及び異性化は、分離反応器においても行われる。この反応器
では、例えば第1反応器においてシアン化水素をモノ付加反応させた後、触媒含
有反応混合物を、単離及び後処理することなく第2反応器に移送し、そしてそこ
で異性化する。
全ての工程、即ちモノオレフィン性C5−モノニトリルを製造し、異性化し、そ
してシアン化水素の第二分子を付加する工程は、ワンポット反応法により行われ
る。
素化により、非共役C=C及びC≡N結合を有するモノオレフィン性C5−モノ
ニトリルの混合物を製造する工程、 b)a)の混合物を接触異性化する工程、及び c)b)の異性化混合物を接触シアン化水素化する工程 を含むアジポニトリルの製造方法であって、各工程a)、b)及びc)が少なく
とも1種の触媒の存在下、工程a)及び/又はb)の生成物を単離することなく
行われることを特徴とする方法に関する。
、そのため経済的に製造することができる。この触媒は、1,3−ブタジエン含
有炭化水素混合物のシアン化水素化で得られるモノ付加物又は異性化生成物に対
して、高い活性及び良好な選択性を示す。一般に、これら触媒は、シアン化水素
に対する安定性が慣用のシアン化水素化触媒より高く、そしてシアン化水素化に
おいて、不活性なニッケル(II)化合物、例えばシアン化ニッケル(II)の
標的付着(marked deposition)がもたらされることなく、過剰のシアン化水素
を上記触媒に添加することができる。従って、非複合ホスホフィン及びホスフィ
ト配位子を基礎とする公知のシアン化水素化触媒とは対照的に、新規触媒は、反
応混合物中の過剰のシアン化水素が一般的に効果的に避けられ得る連続シアン化
水素化法だけではなく、大過剰のシアン化水素を一般的に存在させる半連続法及
びバッチ法にも適当である。そのため、本発明で使用される触媒及びこれらを基
礎とするシアン化水素法では、一般的に、公知の方法より触媒の再生利用割合が
高く、触媒のオンストリーム時間が長い。このことは、良好なコスト有効性を得
るばかりでなく、生態上の見地からも有効である。なぜなら、シアン化水素を用
いて活性触媒から形成されるシアン化ニッケルは、毒性が高く、そしてコストを
掛けて後処理又は取り除かれなければならないからである。さらに、新規触媒の
製造において、一般的に過剰又は僅かに過剰の配位子が、第VIII副族金属に
ついては、慣用の触媒の場合より必要とならない。
的に、慣用のシアン化水素化法全てに好適である。特に、非活性化オレフィン、
例えばスチレン及び3−ペンテンニトリルのシアン化水素化を挙げることができ
る。
ン化水素化に好適である。
用した:
ケル(0)、2.14gの配位子I及び10mlのトルエンをアルゴン下に室温
で、ガラスオートクレーブに最初に導入し、10分間撹拌し、その際に反応バッ
チが赤褐色になった。その後、7.9g(146ミリモル)の1,3−ブタジエ
ン及び40gのトルエンの混合物を添加した。ガラスオートクレーブを密閉し、
そして反応混合物を70℃に加熱し、その際、1.2バールの初期圧を得た。3
.2g(118ミリモル)の、新たに蒸留したシアン化水素と40gのトルエン
の混合物を、90分間に亘り、連続して計量導入した。その後、圧力が0.5バ
ールに低下した。反応を約70℃で、さらに120分で終了させた。トルエンを
反応排出物の洗浄に使用した。反応の経過を、圧力及び温度を測定してモニター
した。
率が測定された。
ヴァクス(Stabil-Wachs);温度プログラム:50℃にて5分間一定の温度で、
次いで5℃/分の速度で240℃にて加熱した;ガスクロマトグラフィ:HP5
890(ヒューレッドパッカード(Hewlett Packard)社製)):使用されるシ
アン化水素に対して、99.4%の3−ペンテンニトリル、4−ペンテンニトリ
ル及び2−メチル−3−ブテンニトリル。
テンニトリルに対する比が、シアン化水素付加後に反応時間を延長することによ
り3−ペンテンニトリルに有利にシフトした。促進剤の添加は必要とされなかっ
た。
化水素化 0.41g(1.5ミリモル)のビス(1,5−シクロオクタジエニル)ニッ
ケル(0)、2.9gの配位子II及び10gのトルエンをアルゴン下に室温で
、ガラスオートクレーブに最初に導入し、10分間撹拌し、その際に反応バッチ
が赤褐色になった。その後、8.1g(150ミリモル)の1,3−ブタジエン
及び40gのトルエンの混合物を添加した。ガラスオートクレーブを密閉し、そ
して反応混合物を90℃に加熱した。4.0gの、新たに蒸留したシアン化水素
と40gのトルエンの混合物を、90分間に亘り、連続して計量導入した。添加
後、温度が110℃に上昇した。異性化の経過(3−ペンテンニトリルの2−メ
チル−3−ブテンニトリルに対する比)を、実施例1のGC解析により一定の間
隔(0、3、6、22時間)を置いて調査した。結果を表1に示す。
なかったので、同じバッチをサンプリングすることなく再度処理した。
比=0.22:1(収率の測定:実施例1を参照されたい)。
ニトリルへの異性化 0.72gの配位子I、15mlのトルエン及び0.14g(0.5ミリモル
)のビス(1,5−シクロオクタジエニル)ニッケル(0)をアルゴン雰囲気下
にて最初に導入し、そして室温で45分間撹拌した。形成した触媒錯体を、最初
の均一溶液から沈殿させた。揮発成分を、高過圧下に除去した。40.5g(5
00ミリモル)の2−メチル−3−ブテンニトリルを、残った固体に添加した。
この溶液を110℃に加熱した。反応の経過を、ガスクロマトグラフィにより一
定の間隔で調査した。300分の反応時間後の生成物比を、以下の表2に示す。
そこに示された全ての生成物及び副生成物を、予めガスクロマトグラフィ、GC
−MS、GC−MS−IR及びNMRにより帰属した。全ての値は、GCの面積
%単位である。
trans−2−メチル−2−ブテンニトリルを含んでいる)。
なく可能である。
ニトリルへの異性化 0.39gの配位子II、8mlのトルエン及び0.07g(0.25ミリモ
ル)のビス(1,5−シクロオクタジエニル)ニッケル(0)をアルゴン雰囲気
下にて最初に導入し、そして室温で30分間撹拌した。形成した触媒錯体の一部
を、最初の赤色均一溶液から沈殿させた。揮発成分を、高過圧下に除去した。2
0.2g(250ミリモル)の2−メチル−3−ブテンニトリルを、残った固体
に添加した。この溶液を125℃に加熱した。反応の経過を、ガスクロマトグラ
フィにより一定の間隔で調査した。300分の反応時間後の生成物比を、以下の
表3に示す。そこに示された全ての生成物及び副生成物を、予めガスクロマトグ
ラフィ、GC−MS、GC−MS−IR及びNMRにより帰属した。全ての値は
、GCの面積%単位である。
(アルキル、アルコキシ、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、アルコキシ
カルボニル及びアミノから選択される置換基を1〜3個さらに有していていても
良い)から選択される置換基を1〜3個を有していても良いC2〜C7アルキレン
ブリッジを表わし、及び/又は このC2〜C7アルキレンブリッジが隣接していない非置換又は置換の1〜3個
のヘテロ原子で遮断されていても良く、及び/又は このC2〜C7アルキレンブリッジが1〜3個のアリール及び/又はへテロアリ
ール基で縮合されていても良く、かつこの縮合アリール及びヘテロアリール基は
それぞれ、アルキル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ、シクロアルコキ
シ、アリールオキシ、アシル、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、シアノ
、カルボキシル、アルコキシカルボニル及びNE1E2(E1及びE2が同一又は異
なっていても良く、それぞれアルキル、シクロアルキル又はアリールを表す)か
ら選択される1〜3個の置換基を有していても良く; R1及びR1 'が相互に独立して、それぞれアルキル、シクロアルキル、アリー
ル又はヘテロアリールを表わし、これらはそれぞれアルキル、シクロアルキル及
びアリールから選択される置換基を1〜3個有していても良く; R2及びR2 'が相互に独立して、それぞれアルキル、シクロアルキル、アリー
ル又はヘテロアリールを表わし、かつこのアリール及びヘテロアリール基はそれ
ぞれアルキル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ、シクロアルコキシ、ア
リールオキシ、アシル、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、シアノ、カル
ボキシル、アルコキシカルボニル及びNE1E2(E1及びE2が上記と同義である
)から選択される置換基を1〜3個有していても良い] で表される二座ホスホニト配位子又はその塩若しくはこれらの混合物を有する、
第VIII副族金属の錯体を含む触媒。
を表すか、或いは Xが二重結合及び/又はアルキル、シクロアルキル又はアリール置換基(アリ
ール置換基はアルキル、アルコキシ、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、
アルコキシカルボニル及びシアノから選択される置換基を1〜3個有していても
良い)を有していても良いC1〜C3アルキレンブリッジを表すか、或いは XがO、S又はNR5で遮断されているC2〜C3アルキレンブリッジを表わし
;そして R3、R3’、R3’’、R3’’’、R4、R4’、R4’’及びR4’’’が相互
に独立して、それぞれ水素、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、トリフルオロメ
チル、ニトロ、アルコキシカルボニル又はシアノを表す] で表される基である請求項1に記載の触媒。
ル又はヘテロアリールを表わし、かつこのアリール及びヘテロアリール基はそれ
ぞれアルキル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ、シクロアルコキシ、ア
リールオキシ、アシル、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、シアノ、カル
ボキシル、アルコキシカルボニル及びNE1E2(E1及びE2が同一又は異なって
いても良く、それぞれアルキル、シクロアルキル又はアリールを表す)から選択
される置換基を1個又は2個有していても良い] で表されるホスホニト配位子。
Claims (13)
- 【請求項1】 式I: 【化1】 [但し、 Aが、1〜3個の二重結合及び/又はアルキル、シクロアルキル及びアリール
(アリール置換基は、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、トリフルオロメチル、
ニトロ、アルコキシカルボニル及びシアノから選択される置換基を1〜3個さら
に有していていても良い)から選択される置換基を1〜3個を有していても良い
C2〜C7アルキレンブリッジを表わし、及び/又は このC2〜C7アルキレンブリッジが隣接していない非置換又は置換の1〜3個
のヘテロ原子で遮断されていても良く、及び/又は このC2〜C7アルキレンブリッジが1〜3個のアリール及び/又はへテロアリ
ール基で縮合されていても良く、かつこの縮合アリール及びヘテロアリール基は
それぞれ、アルキル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ、シクロアルコキ
シ、アリールオキシ、アシル、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、シアノ
、カルボキシル、アルコキシカルボニル及びNE1E2(E1及びE2が同一又は異
なっていても良く、それぞれアルキル、シクロアルキル又はアリールを表す)か
ら選択される1〜3個の置換基を有していても良く; R1及びR1’が相互に独立して、それぞれアルキル、シクロアルキル、アリー
ル又はヘテロアリールを表わし、これらはそれぞれアルキル、シクロアルキル及
びアリールから選択される置換基を1〜3個有していても良く; R2及びR2’が相互に独立して、それぞれアルキル、シクロアルキル、アリー
ル又はヘテロアリールを表わし、かつこのアリール及びヘテロアリール基はそれ
ぞれアルキル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ、シクロアルコキシ、ア
リールオキシ、アシル、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、シアノ、カル
ボキシル、アルコキシカルボニル及びNE1E2(E1及びE2が上記と同義である
)から選択される置換基を1〜3個有していても良い] で表される二座ホスホニト配位子又はその塩若しくはこれらの混合物を有する、
第VIII副族金属の錯体を含む触媒。 - 【請求項2】 Aが、式II.1〜II.5: 【化2】 [但し、 XがO、S又はNR5(R5がアルキル、シクロアルキル又はアリールを表す)
を表すか、或いは Xが二重結合及び/又はアルキル、シクロアルキル又はアリール置換基(アリ
ール置換基はアルキル、アルコキシ、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、
アルコキシカルボニル及びシアノから選択される置換基を1〜3個有していても
良い)を有していても良いC1〜C3アルキレンブリッジを表すか、或いは XがO、S又はNR5で遮断されているC2〜C3アルキレンブリッジを表わし
;そして R3、R3’、R3’’、R3’’’、R4、R4’、R4’’及びR4’’’が相互
に独立して、それぞれ水素、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、トリフルオロメ
チル、ニトロ、アルコキシカルボニル又はシアノを表す] で表される基である請求項1に記載の触媒。 - 【請求項3】 R1及びR1’が相互に独立して、それぞれアルキル又はアリ
ールを表わし、好ましくはフェニル、1−ナフチル又は2−ナフチルを表す請求
項1又は2に記載の触媒。 - 【請求項4】 R2及びR2’が相互に独立して、それぞれアルキル、アルコ
キシ、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、シアノ、アルコキシカルボニル
及びカルボキシルから選択される置換基を1個又は2個有していても良いフェニ
ル置換基である請求項1〜3のいずれかに記載の触媒。 - 【請求項5】 式Iで表されるホスホニト配位子が、式Ia〜Ic: 【化3】 【化4】 【化5】 [但し、 式Ia中のR3、R4、R7及びR8が以下の意味を有する: 【表1】 式Ib中のR4、R7、R8及びR9が以下の意味を有する: 【表2】 式Ic中のR7及びR8が以下の意味を有する: 【表3】 ] で表される配位子から選択される請求項1〜4のいずれかに記載の触媒。
- 【請求項6】 さらにシアニド、ハライド、アミン、カルボキシレート、ア
セチルアセトン、アリールスルホネート、アルカンスルホネート、ヒドリド、C
O、オレフィン、ジエン、シクロオレフィン、ニトリル、N−含有ヘテロシクリ
ル、芳香族及びヘテロ芳香族化合物、エーテル、PF3並びに単座、二座及び多
座ホスフィン、ホスフィニト及びホスフィト配位子から選択される少なくとも1
種の他の配位子を有する請求項1〜5のいずれかに記載の触媒。 - 【請求項7】 第VIII副族金属がコバルト、ロジウム、ルテニウム、パ
ラジウム又はニッケルである請求項1〜6のいずれかに記載の触媒。 - 【請求項8】 請求項1〜5のいずれかに記載の式I: 【化6】 [但し、 R2及びR2’が相互に独立して、それぞれアルキル、シクロアルキル、アリー
ル又はヘテロアリールを表わし、かつこのアリール及びヘテロアリール基はそれ
ぞれアルキル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ、シクロアルコキシ、ア
リールオキシ、アシル、ハロゲン、トリフルオロメチル、ニトロ、シアノ、カル
ボキシル、アルコキシカルボニル及びNE1E2(E1及びE2が同一又は異なって
いても良く、それぞれアルキル、シクロアルキル又はアリールを表す)から選択
される置換基を1個又は2個有していても良い] で表されるホスホニト配位子。 - 【請求項9】 ブタジエン又は1,3−ブタジエン含有炭化水素混合物の接
触シアン化水素化により、非共役C=C及びC≡N結合を有するモノオレフィン
性C5−モノニトリルの混合物を製造する方法であって、 シアン化水素化が請求項1〜7のいずれかに記載の触媒の存在下に行われるこ
とを特徴とする製造方法。 - 【請求項10】 非共役C=C及びC≡N結合を有する分枝の脂肪族モノア
ルケンニトリルを接触異性化して、直鎖のモノアルケンニトリルを得るための方
法であって、 異性化が請求項1〜7のいずれかに記載の触媒の存在下に行われることを特徴
とする製造方法。 - 【請求項11】 直鎖のモノオレフィン性C5−モノニトリルの接触シアン
化水素化によりアジポニトリルを製造する方法であって、 シアン化水素化が請求項1〜7のいずれかに記載の触媒の存在下に行われるこ
とを特徴とする製造方法。 - 【請求項12】 以下の工程: a)ブタジエン又は1,3−ブタジエン含有炭化水素混合物の接触シアン化水
素化により、非共役C=C及びC≡N結合を有するモノオレフィン性C5−モノ
ニトリルの混合物を製造する工程、 b)a)の混合物を接触異性化する工程、及び c)b)の異性化混合物を接触シアン化水素化する工程 を含むアジポニトリルの製造方法であって、 各工程a)、b)及びc)が請求項1〜7のいずれかに記載の少なくとも1種
の触媒の存在下、工程a)及び/又はb)の生成物を単離することなく行われる
ことを特徴とする製造方法。 - 【請求項13】 請求項1〜7のいずれかに記載の触媒の、オレフィンのシ
アン化水素化及び/又は位置及び二重結合異性化用としての使用法。
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