JP2005510346A - オレフィンヒドロシアン化用のニッケル／リン配位子触媒の調製方法 - Google Patents

オレフィンヒドロシアン化用のニッケル／リン配位子触媒の調製方法 Download PDF

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Abstract

ニトリル溶媒とニッケルよりも陽性である還元性金属との存在下で二座リン含有配位子をモル過剰の塩化ニッケルと接触させる工程を含むヒドロシアン化触媒の調製方法。好ましくは、塩化ニッケルは使用前に乾燥される。

Description

本発明は、ニッケルと二座リン化合物との錯体であるヒドロシアン化触媒の調製方法に関する。
ニッケルとリン含有配位子との錯体がヒドロシアン化反応の触媒として有用であることは当該技術では周知である。単座ホスファイトを用いた、かかるニッケル錯体がブタジエンのヒドロシアン化を触媒してペンテンニトリルの混合物を生成することは公知である。これらの触媒はまた、ナイロンの生産で重要な中間体、アジポニトリルを生産するためのペンテンニトリルの次のヒドロシアン化においても有用である。二座ホスファイトおよびホスフィナイト配位子がかかるヒドロシアン化反応を行うためのニッケル系触媒を形成するのに使用できることはさらに公知である。
米国特許公報（特許文献１）は、元素ニッケルを式ＰＺ３（ここで、Ｚはアルキルまたはアルコキシ基、好ましくはアリールオキシ基である）の単座リン配位子と反応させることによるゼロ価ニッケル錯体の調製方法を開示している。該方法は、細分された元素ニッケルを使用し、好ましくはニトリル溶媒の存在下で実施される。反応は過剰の配位子の存在下で実施するよう教示されている。
米国特許公報（特許文献２）は、ニッケルよりも陽性である細分された還元性金属の存在下で、ならびにＮＨ３、ＮＨ４Ｘ、Ｚｎ（ＮＨ３）２Ｘ２、およびＮＨ４ＸとＺｎＸ２との混合物（ここで、Ｘはハライドである）よりなる群から選択された促進剤の存在下で、トリオルガノホスファイト化合物を塩化ニッケルと反応させることによるトリオルガノホスファイトのゼロ価ニッケル錯体の調製方法を開示している。還元性金属には、Ｎａ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、およびＴｈが含まれ、Ｚｎが好ましい。
米国特許公報（特許文献３）は、二座リン配位子を含有するニッケルヒドロシアン化触媒の調製方法を開示している。二座リン配位子によって置換され得る配位子を含有するゼロ価ニッケル化合物が好ましいニッケル源である。２つのかかる化合物は、Ｎｉ（ＣＯＤ）２（ここで、ＣＯＤは１，５−シクロオクタジエンである）、および（ｏＴＴＰ）２Ｎｉ（Ｃ２Ｈ４）（ここで、ｏＴＴＰはＰ（Ｏ−オルソ−Ｃ６Ｈ４ＣＨ３）３である）である。あるいはまた、二価ニッケル化合物が還元剤と化合して好適なニッケル源を生成してもよい。触媒調製の後の方法では、触媒調製の温度が上がるにつれて、触媒形成速度は大きくなるが、分解生成物の量もまた増加する。従って、当該技術には、高い反応速度と低い分解とを見込む方法を求める要求がある。
米国特許第３，９０３，１２０号明細書 米国特許第３，８４６，４６１号明細書 米国特許第５，５２３，４５３号明細書 米国特許第５，５１２，６９５号明細書 米国特許第５，５１２，６９６号明細書 米国特許第５，６６３，３６９号明細書 米国特許第５，７２３，６４１号明細書 米国特許第５，６９３，８４３号明細書
本発明は、二座リン含有配位子を、ニトリル溶媒とニッケルよりも陽性である還元性金属との存在下で、還元性金属に関してモル過剰である塩化ニッケルと接触させることによるヒドロシアン化触媒の調製方法である。
本発明の触媒は、還元性金属の存在下で、還元性金属に関してモル過剰である塩化ニッケルを二座リン含有配位子と接触させることによって調製されてもよい。還元性金属はニッケルよりも陽性である任意の金属であることができる。

かかる金属には、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、およびＴｈが含まれる。ＦｅおよびＺｎがもっとも好ましい。還元性金属（以下「ＭＥＴ」）は好ましくは細分されている。表現「細分された」は、金属が２０メッシュ未満の粒径のものであることを意味する。
驚くべきことに、反応の速度はリン含有配位子の濃度または還元性金属の量とは実質的に無関係であるが、むしろ、存在するＮｉＣｌ２の量および反応温度に依存する。従って、ＮｉＣｌ２の量を増やすと、反応速度が大きくなる。望ましくない副反応、特に分解は温度と共に増加するので、触媒形成速度を大きくするために過剰の塩化ニッケルを使用することは、反応温度を低下させるかもしれず、それは望ましくない副反応を減少させるであろう。反応は通常、還元性金属が制限試薬（ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｒｅａｇｅｎｔ）であるように実施される。言い換えれば、触媒へ転化されるＮｉＣｌ２の量は、加えられた還元性金属の量によってコントロールされる。
本発明用のニッケル源は好ましくは塩化ニッケル（ＩＩ）、ＮｉＣｌ２である。ＮｉＣｌ２の水和形か無水形かのどちらかが使用されてもよい。配位子の加水分解を最小限にするために、無水ＮｉＣｌ２が好ましい。表現「無水」は、塩化ニッケルが２重量％未満の水を含有することを意味する。１％以下の水を含有する塩化ニッケルが好ましい。無水塩化ニッケルは、ＮｉＣｌ２の水和形を約２００℃〜約２４０℃の温度に加熱することによって得られてもよい。ＮｉＣｌ２を約２４０℃よりも上に加熱することは、触媒調製において反応性がより小さいＮｉＣｌ２を生み出し、好ましくない。また、ＮｉＣｌ２を長時間加熱することもまた、より低い反応性の生成物を生み出す。従って、ＮｉＣｌ２は約２００℃より上に約１２時間より長く加熱されるべきではない。
表現「水和ＮｉＣｌ２」は、２重量％以上の水を含有するＮｉＣｌ２を意味する。水和ＮｉＣｌ２の例には、ＮｉＣｌ２の二水和物、六水和物および水溶液が挙げられる。無水ＮｉＣｌ２を製造するのに好ましい源は六水和物製品および水溶液である。水溶液としてのＮｉＣｌ２が特に好ましい。水溶液は、おおよそ２９重量パーセントＮｉＣｌ２水溶液として商業的に入手可能である。しかしながら、本発明はこの重量パーセントに限定されず、異なる重量パーセントＮｉＣｌ２の水溶液がうまくいくと考えられる。実用的な理由のために、好ましい水溶液は２０〜３１重量パーセントＮｉＣｌ２を含有する。下限は、希薄溶液を脱水することの費用有効性のためである。上限は、周囲温度でのＮｉＣｌ２溶解度のため、特にＮｉＣｌ２（Ｈ２Ｏ）６の沈殿のためである。
水和ＮｉＣｌ２の好ましい乾燥方法は、ＮｉＣｌ２を噴霧またはフラッシュ乾燥によって先ず乾燥し、次に生じた生成物を熱乾燥によってさらに乾燥することである。噴霧または熱乾燥機の多数のタイプが当業者に公知である。空気輸送乾燥機とフラッシュ乾燥機とは乾燥取引では互換性の専門用語であることが知られている。使用するのにどのタイプを選択するかは決定的に重要であるわけではない。噴霧乾燥機の例は、並流、向流、および混相流である。この好ましい方法では、噴霧乾燥機は１２０〜１５０℃、好ましくは１３０〜１３５℃の出口温度を有するべきである。噴霧乾燥機での熱暴露の平均滞留時間は１〜７５秒、好ましくは１〜４５秒であるべきである。生じた生成物は、典型的には、おおよそ２２重量パーセント水を含有する二水和物生成物である。
噴霧またはフラッシュ乾燥に続いて、生成物は好ましくはさらに熱乾燥によって乾燥される。乾燥機タイプの選択は決定的に重要であるわけではない。熱乾燥は、熱が主として伝導または対流による直接または間接乾燥によってもよい。熱乾燥は、減圧下にまたは乾燥不活性ガス流れで起こってもよい。経済的理由のために、乾燥不活性ガスは好ましくは窒素である。熱乾燥は約２００℃〜約２４０℃の温度で起こるべきである。乾燥の時間は約１２時間を超えるべきではない。
触媒形成反応は、ニトリル溶媒、好ましくは３−ペンテンニトリルまたは２−メチル−ブテンニトリルの存在下で実施される。配位子の濃度は約１重量％から９０重量％の範囲であってもよい。実用的な理由のために、配位子濃度の好ましい範囲は５％〜５０％である。還元性金属（ＭＥＴ）の量は、所望のニッケル触媒生成物濃度によって決められる。還元性金属（ＭＥＴ）の好ましい量は、一般に、反応マスの０．１％〜５％の範囲に収まるであろう。ＮｉＣｌ２の量は還元性金属に対してモル過剰であろう。ＮｉＣｌ２対ＭＥＴのモル比は１．１：１から１００：１の範囲である。ＮｉＣｌ２：ＭＥＴの好ましい比は２：１〜５０：１の範囲である。反応温度は０℃から１２０℃の範囲であってもよい。好ましい温度範囲はＮｉＣｌ２形に依存する。ＮｉＣｌ２の水和形は無水ＮｉＣｌ２よりも低い温度で速く反応する。ＮｉＣｌ２・２Ｈ２Ｏについては、好ましい温度範囲は０℃〜６０℃であり、最も好ましい範囲は２５℃〜５０℃である。無水ＮｉＣｌ２については、好ましい温度範囲は３０℃〜１００℃であり、最も好ましい範囲は５０℃〜９０℃である。反応は広範な圧力範囲内で実施されてもよい。実用的な理由のために、好ましい圧力は約５ｐｓｉａ〜５０ｐｓｉａ（３４〜３４０ｋＰａ）の範囲である。反応はバッチまたは連続方式で実施されてもよい。
本発明にとって好適な配位子は、二座ホスファイト、二座ホスフィナイト、および二座ホスフィンよりなる群から選択された二座リン含有配位子である。最も好ましい配位子は二座ホスファイト配位子である。
最も好ましい二座ホスファイト配位子は、次の構造式のものである。
Figure 2005510346
これらの式で、Ｒ１は、非置換または１個もしくは複数個のＣ１〜Ｃ１２アルキルもしくはＣ１〜Ｃ１２アルコキシ基で置換されたフェニル；あるいは非置換または１個もしくは複数個のＣ１〜Ｃ１２アルキルもしくはＣ１〜Ｃ１２アルコキシ基で置換されたナフチルであり、かつ、ＺおよびＺ１は、構造式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、およびＩＶよりなる群から独立して選択される：
Figure 2005510346
式中、
Ｒ２およびＲ９は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、
Ｒ３およびＲ８は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、
Ｒ４およびＲ７は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、
Ｒ５およびＲ６は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択される；
Figure 2005510346
式中、
ＸはＯ、Ｓ、またはＣＨ（Ｒ１８）であり、
Ｒ１０およびＲ１７は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、
Ｒ１１およびＲ１６は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、
Ｒ１２およびＲ１５は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、
Ｒ１３およびＲ１４は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、そして
Ｒ１８はＨまたはＣ１〜Ｃ１２アルキルである；
Figure 2005510346
式中、
Ｒ１９およびＲ２０は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ、およびＣＯ２Ｒ２１から選択され、
Ｒ２１はＣ１〜Ｃ１２アルキル、または非置換のもしくはＣ１〜Ｃ４アルキル基で置換されたＣ６〜Ｃ１０アリールである。アリール基は好ましくはフェニルまたはナフチルである。
Figure 2005510346
式中、
ＡはＯ、Ｓ、またはＣＨ（Ｒ２４）であり、
Ｒ２２およびＲ２３は同じものであり、かつ、ＨおよびＣＯ２Ｒ２５から選択され、
Ｒ２４はＨまたはＣ１〜Ｃ１２アルキルであり、
Ｒ２５はＣ１〜Ｃ１２アルキルである；または
上の構造式において、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシ基は直鎖であっても分枝であってもよい。
本方法によって製造することができるジオルガノホスファイト化合物の例には、下に示される式Ｖ〜ＸＸＶＩを有するものが挙げられる。
Figure 2005510346
Figure 2005510346
Figure 2005510346
Figure 2005510346
好適な二座ホスファイトは、それらの開示が参照により本明細書に援用される米国特許公報（特許文献４）、米国特許公報（特許文献５）、米国特許公報（特許文献６）、および米国特許公報（特許文献７）に開示されているタイプのものである。好適な二座ホスフィナイトは、それらの開示が参照により本明細書に援用される米国特許公報（特許文献３）および米国特許公報（特許文献８）に開示されているタイプのものである。
反応は、未反応の過剰のＮｉＣｌ２が反応生成物から濾過または遠心分離によって分離されてもよいようなやり方で実施されてもよい。集められた過剰の塩化ニッケルは、次に触媒調製反応器へ再循環することができる。
本発明を次の非限定的な実施例によって例示する。次の実施例では、還元性金属が各反応での制限試薬であり、それゆえ、反応の程度（転化率）は反応した還元性金属の百分率として表す。特に記載のない限り、反応の程度（転化率）は、触媒合成反応で生成した活性ニッケルの量を分析することによって測定する。分析は、安定なニッケル錯体、（配位子）Ｎｉ（ＤＭＡＤ）を形成するアセチレンジカルボン酸ジメチル（ＤＭＡＤ）で反応混合物の固形分なしアリコートを処理し、この錯体について高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）により定量的に分析することによって実施する。
実施例１〜６、および１１〜１８は、実施例２０で製造されるような無水ＮｉＣｌ２を利用する。実施例７〜１０で利用されるＮｉＣｌ２・２Ｈ２Ｏは、塩化ニッケル六水和物を減圧下に約１３０℃に加熱することによって製造した。
実施例１〜６は、触媒合成反応速度が反応に装入された無水ＮｉＣｌ２の量に依存することを例示する。
（実施例１）
機械撹拌機を備えた１００ｍＬ反応容器に、一面の窒素雰囲気下に３−ペンテンニトリル（８０ｍＬ、８３０ミリモル）、配位子Ｖ（１８ｇ、１９ミリモル）、ＮｉＣｌ２（３．２２ｇ、２４．８ミリモル）、および亜鉛粉（０．６１ｇ、９．３ミリモル）を装入した。反応混合物を１００℃で３時間撹拌し、試料を分析のために３０分ごとに抜き取った。２時間後に、ＮｉＣｌ２の触媒への７０％転化が起こり、３時間後に、ＮｉＣｌ２の触媒への９５％よりも大きい転化が起こった。
（実施例２）
装入したＮｉＣｌ２の量（１．６１ｇ、１２．４ミリモル）がそれの半分であったことを除いて、実施例１のやり方で反応を行った。２時間後に、ＮｉＣｌ２の触媒への約３７％転化が起こり、３時間後に、ＮｉＣｌ２の触媒への約６０％転化が起こった。
次の実施例３〜１０では、活性ニッケルが使い果たされた触媒源、いわゆる「リサイクル触媒」を再装入した。これらの場合、「リサイクル触媒」は３−ペンテンニトリル中に１１重量パーセント（重量％）配位子Ｖを含有していた。
（実施例３）
機械撹拌機を備えた１００ｍＬ反応容器に、一面の窒素雰囲気下にリサイクル触媒（１００ｇ、１１重量％配位子Ｖを含有する）、ＮｉＣｌ２（１．２１ｇ、９．３ミリモル）、および亜鉛粉（０．６１ｇ、９．３ミリモル）を装入した。反応混合物を８０℃で４時間撹拌し、試料を分析のために３０分ごとに抜き取った。４時間後に、ＮｉＣｌ２の触媒への２％未満の転化が起こった。
（実施例４）
装入したＮｉＣｌ２の量（２．４２ｇ、１８．６ミリモル）が実施例３の２倍であったことを除いて、実施例３のやり方で反応を行った。４時間後に、ＮｉＣｌ２の触媒への３５％転化が起こった。
（実施例５）
装入したＮｉＣｌ２の量（４．８４ｇ、３７．２ミリモル）が実施例３の４倍であったことを除いて、実施例３のやり方で反応を行った。４時間後に、ＮｉＣｌ２の触媒への７５％転化が起こった。
（実施例６）
装入したＮｉＣｌ２の量（７．２６ｇ、５６．０ミリモル）が実施例３の６倍であったことを除いて、実施例３のやり方で反応を行った。２時間後に、ＮｉＣｌ２の触媒への７７％転化が起こり、４時間後に、ＮｉＣｌ２の触媒への８３％転化が起こった。
次の実施例７〜１０は、水和ＮｉＣｌ２（ＮｉＣｌ２・２Ｈ２Ｏ）の使用が、無水ＮｉＣｌ２と同じ、しかしより低い温度で、塩化ニッケル濃度への速度依存性を生み出すことを示す。
（実施例７）
機械撹拌機を備えた１００ｍＬ反応容器に、一面の窒素雰囲気下にリサイクル触媒（１００ｇ、１１重量％配位子Ｖを含有する）、ＮｉＣｌ２・２Ｈ２Ｏ（１．２１ｇ、７．３ミリモル）、および亜鉛粉（０．６１ｇ、９．３ミリモル）を装入した。反応混合物を２５℃で４時間撹拌し、試料を分析のために３０分ごとに抜き取った。４時間後に、ＮｉＣｌ２の触媒への約１３％転化が起こった。
（実施例８）
装入したＮｉＣｌ２・２Ｈ２Ｏの量（２．４２ｇ、１４．６ミリモル）が実施例７の２倍であったことを除いて、実施例７のやり方で反応を行った。４時間後に、ＮｉＣｌ２の触媒への２７％転化が起こった。
（実施例９）
装入したＮｉＣｌ２・２Ｈ２Ｏの量（４．８４ｇ、２９．２ミリモル）が実施例７の４倍であったことを除いて、実施例７のやり方で反応を行った。４時間後に、ＮｉＣｌ２の触媒への９３％転化が起こった。
（実施例１０）
装入したＮｉＣｌ２・２Ｈ２Ｏの量（７．２６ｇ、４３．８ミリモル）が実施例７の６倍であったことを除いて、実施例７のやり方で反応を行った。３０分後に、ＮｉＣｌ２の触媒への９５％よりも大きい転化が起こった。
比較例１は、ＮｉＣｌ２に関して還元性金属のモル比を大きくすることが反応速度を大きくしないことを例示する。この例では、ＮｉＣｌ２が制限試薬であり、反応の程度はＮｉＣｌ２の転化率として報告する。ＮｉＣｌ２は実施例２０でのように製造されたものであった。
（比較例１）
「リサイクル触媒」溶液（９グラムの３０重量％配位子Ｖ）をＮｉＣｌ２（０．１１グラム）と亜鉛（０．１０ｇ）とで処理した。混合物を撹拌して約１００℃に加熱した。２時間後の透明な液体試料の分析はＮｉＣｌ２の５４％転化率を示した。装入した亜鉛が０．２０グラムおよび０．４０グラムであったことを除いて、同様なやり方で行った反応は、それぞれ、５４％および５０％の転化率をもたらした。
次の実施例１１〜１７は、本発明の方法が追加のリン含有配位子にも適用できること、および鉄が還元剤として使用された場合に同じ結果が観察されることを示す。これらの実施例では、反応の程度は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）によって溶液中のニッケルを測定することによって求めた。
（実施例１１）
２４．００８グラムの乾燥３−ペンテンニトリルに２．４９７グラムの配位子ＸＸＩＶを溶解することによって配位子ＸＸＩＶの溶液を調製した。この溶液のアリコート（１３．０グラム）を無水ＮｉＣｌ２（１．２２グラム）および亜鉛（０．１０２グラム）と混合した。混合物を撹拌して約８０℃の温度で加熱した。２時間後に採取した透明な液体のみの試料の分析は５６％転化率を示し、たったの０．２０グラムのＮｉＣｌ２が混合物に装入されたことを除いて、同様な反応で、たったの１０％転化率が２時間後に見出された。
（実施例１２）
２４．１６グラムの乾燥３−ペンテンニトリルに３．０３グラムの配位子ＸＸＩを溶解することによって配位子ＸＸＩの溶液を調製した。この溶液のアリコート（１３．３８グラム）を１．２０グラムの無水ＮｉＣｌ２および０．１０グラムの亜鉛と混合した。混合物を撹拌して約８１℃の温度で加熱した。２時間後に採取した透明な液体のみの試料の分析は４１％転化率を示した。たったの０．２０グラムのＮｉＣｌ２を混合物に装入したことを除いて、同様な反応で、たったの１０％転化率が２時間後に見出された。
（実施例１３）
２４．０グラムの乾燥３−ペンテンニトリルに２．５９グラムの配位子ＸＶＩＩＩを溶解することによって配位子ＸＶＩＩＩの溶液を調製した。この溶液のアリコート（１３．３８グラム）を１．２０グラムの無水ＮｉＣｌ２および０．１０グラムの亜鉛と混合した。混合物を撹拌して約８０℃の温度で加熱した。２時間後に採取した透明な液体のみの試料の分析は７３％転化率を示した。たったの０．２０グラムのＮｉＣｌ２を混合物に装入したことを除いて、同様な反応で、たったの１４％転化率が２時間後に見出された。
（実施例１４）
２４．０グラムの乾燥３−ペンテンニトリルに２．８５グラムの配位子ＸＩＸを溶解することによって配位子ＸＩＸの溶液を調製した。この溶液のアリコート（１３．４グラム）を１．２０グラムの無水ＮｉＣｌ２および０．１０グラムの亜鉛と混合した。混合物を撹拌して約７８℃の温度で加熱した。２時間後に採取した透明な液体のみの試料の分析は３８％転化率を示した。たったの０．２０グラムのＮｉＣｌ２を混合物に装入したことを除いて、同様な反応で、たったの１０％転化率が２時間後に見出された。
（実施例１５）
２４．０グラムの乾燥３−ペンテンニトリルに２．６７グラムの配位子ＸＸを溶解することによって配位子ＸＸの溶液を調製した。この溶液のアリコート（１３．０グラム）を１．２３グラムの無水ＮｉＣｌ２および０．１０グラムの亜鉛と混合した。混合物を撹拌して約８１℃の温度で加熱した。２時間後に採取した透明な液体のみの試料の分析は５９％転化率を示した。たったの０．２０グラムのＮｉＣｌ２を混合物に装入したことを除いて、同様な反応で、たったの１０％転化率が２時間後に見出された。
（実施例１６）
２４．０グラムの乾燥３−ペンテンニトリルに２．６８グラムの配位子ＸＸＶを溶解することによって配位子ＸＸＶの溶液を調製した。この溶液のアリコート（１３．１グラム）を１．２０グラムの無水ＮｉＣｌ２および０．１０グラムの亜鉛と混合した。混合物を撹拌して約８１℃の温度で加熱した。２時間後に採取した透明な液体のみの試料の分析は４５％転化率を示した。鉄粉（０．４３グラム）を亜鉛の代わりに混合物に装入したことを除いて、同様な反応で、３４％転化率が２時間後に見出された。
（実施例１７）
２４．０グラムの乾燥３−ペンテンニトリルに２．７７グラムの配位子ＸＸＶＩを溶解することによって配位子ＸＸＶＩの溶液を調製した。この溶液のアリコート（１２．６グラム）を１．２０グラムの無水ＮｉＣｌ２および０．１０グラムの亜鉛と混合した。混合物を撹拌して約８０℃の温度で加熱した。２時間後に採取した透明な液体のみの試料の分析は３７％転化率を示した。鉄粉（０．４２グラム）を亜鉛の代わりに混合物に装入したことを除いて、同様な反応で、３８％転化率が２時間後に見出された。
（実施例１８）
２４．０グラムの乾燥３−ペンテンニトリルに３．０３グラムの配位子Ｖを溶解することによって配位子Ｖの溶液を調製した。この溶液のアリコート（１３．３グラム）を１．２０グラムの無水ＮｉＣｌ２および０．４４グラムの鉄と混合した。混合物を撹拌して約８１℃の温度で加熱した。２時間後に採取した透明な液体のみの試料の分析は１６％転化率を示した。たったの０．２グラムのＮｉＣｌ２を混合物に装入したことを除いて、同様な反応で、たったの７％転化率が２時間後に見出された。
実施例１９〜２４はＮｉＣｌ２の好ましい乾燥方法を例証する。比較例２〜３は、本発明との比較のために提示され、乾燥中の過熱がより反応性の小さい材料をもたらすであろうことを示す。「ＢＥＴ表面積」分析は、当業者に周知の、固体材料の表面積を測定するための分析技法を意味する。文字「ＢＥＴ」は、固体表面上への多層ガス吸着／吸収の理論を開発したブルナウアー・エメット・テラー（Ｂｒｕｎａｕｅｒ Ｅｍｍｅｔｔ Ｔｅｌｌｅｒ）に関係する。例えば、７７°Ｋで窒素ガスを用いて、固体材料の表面積は所与重量の固体についてガスの分圧の関数として吸着された窒素のモル数を測定することによって推定されるかもしれない。ＢＥＴの収着理論を得られた等温吸収曲線に適用することによって、固体について有効表面積を測定することは容易である。
（実施例１９）
１０ｇの塩化ニッケル六水和物を、１００ｍＬ／分乾燥窒素の流れを備えた石英内張り管状炉中の清浄な石英ボートの中に薄く広げた。出口窒素流れを鉱油バブラーに通してフードへ排出した。次に試料を１５分にわたって２４０℃へ加熱し、その温度に合計６０分間保持した。次に試料を冷却してシールし、触媒調製実験前の集積および貯蔵用の窒素フラッシュされるグローブボックス中へ移した。該材料の小部分を１０℃／分で４００℃へ加熱することによる熱重量分析（ＴＧＡ）によって含水率について分析した。おおよそ２００℃での減量は試料中の水の量目を提供した。
この試料は０．３重量パーセントの水を含有し、３５ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積と９ｎｍの推定結晶子サイズとを有した。実施例１のそれと同様な触媒調製に使用した時、この材料は７６％転化率をもたらした。
（比較例２）
塩化ニッケルを窒素中で３５０℃に３０分間さらに加熱したことを除いて、実施例１９の手順を繰り返した。回収した試料は０．０５重量パーセント未満の水、１３ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および２２ｎｍの推定結晶子サイズを有した。実施例１のそれと同様な触媒調製に使用した時、この材料は３６％転化率をもたらした。
（比較例３）
塩化ニッケルを窒素中で５００℃に３０分間さらに加熱したことを除いて、実施例１９の手順を繰り返した。回収した試料は０．０５重量パーセント未満の水、２ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および４４ｎｍの推定結晶子サイズを有した。実施例１のそれと同様な触媒調製に使用した時、この材料は１％転化率をもたらした。
（実施例２０）
１０．９重量パーセントＨ２Ｏを含有する９．１ｋｇのＮｉＣｌ２水和物を回転真空乾燥機中へ供給した。２０ｋｇのＮｉＣｌ２六水和物を乾燥機に加え、３４．７重量パーセントＨ２Ｏを含有するのに相当するＮｉＣｌ２装入という結果になった。乾燥機中の圧力を１００トル（６９０ｋＰａ）に下げ、乾燥機中の温度を５時間にわたって１００℃へ徐々に上げた。表現「乾燥機中の温度」はバルク内容物の温度を意味する。真空乾燥機は、測定されたバルク温度よりも２０℃以下高い温度の熱油供給で間接的に加熱した。ＴＧＡ試験は、乾燥機内容物が二水和物状態に同等の２１．５重量パーセントＨ２Ｏの残留水分に脱水されたことを確認した。次に乾燥機中の温度を４時間にわたって２００℃へ上げ、続いて２時間にわたって２４０℃へ上げた。ＴＧＡ試験は、残留水分が０．１重量パーセント未満のＨ２Ｏに低下したことを示した。それは、２４ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有し、１７ｎｍの推定結晶子サイズを有した。おおよそ１７ｋｇの無水ＮｉＣｌ２生成物を回収した。実施例１のそれと同様な触媒調製に使用した時、この材料は７９％転化率をもたらした。
（実施例２１）
おおよそ２９重量パーセントＮｉＣｌ２を含有する水溶液を、３３．５ｋｇ／時の平均質量流量で噴霧乾燥機中へポンプ送液した。濾過した周囲空気を４００℃に間接的に加熱し、３２７ｋｇ／時の平均質量流量で同時に注入した。これらの条件下では、噴霧乾燥機を出る空気の平均出口温度は１３５℃であった。４時間試験の間に、約２２重量パーセント水を含有する５０ｋｇのＮｉＣｌ２二水和物を製造した。
約３０ｋｇの噴霧乾燥生成物を、実施例２０でのものと同じ回転真空乾燥機中へ供給した。回転乾燥機中の圧力を５０トル（３４５ｋＰａ）に下げ、乾燥機中の温度を２時間にわたって２２０℃へ上げてさらに３時間維持した。ＴＧＡ試験は、残留水分が０．１重量パーセント未満のＨ２Ｏに低下し、１８ｎｍの推定結晶子サイズを有することを示した。実施例１のそれと同様な触媒調製に使用した時、この材料は８２％転化率をもたらした。約８０℃の反応温度でを除いて、同様な触媒調製に使用した時、転化率は２時間後に６４％であった。
（実施例２２）
この実施例２２は、噴霧乾燥機生成物が連続的に熱処理機に供給されてもよいこと、および熱処理機中の低圧が満足のいく結果を得るのに必要ではないことを示す。
噴霧乾燥機から単離したＮｉＣｌ２二水和物を次に、熱油供給によって２４４℃に間接的に加熱して、それより約１０℃低いバルク温度をもたらす熱処理機中へ連続的に供給したことを除いて、実施例２１の手順を繰り返した。熱処理機中の圧力を大気圧よりもわずかに下に維持した。熱処理機から排出された無水生成物は、１重量パーセント未満Ｈ２Ｏの残留水分を含有した。約８０℃の反応温度でを除いて、実施例１のそれと同様な触媒調製に使用した時、この材料は６２％転化率をもたらした。

Claims (20)

  1. 二座ホスファイト、二座ホスフィナイト、および二座ホスフィンよりなる群から選択された少なくとも１種の二座リン含有配位子を、ニトリル溶媒とニッケルよりも陽性である還元性金属との存在下で、塩化ニッケルと接触させる工程を含み、前記塩化ニッケルは前記還元性金属に関してモル過剰であることを特徴とするヒドロシアン化触媒の調製方法。
  2. 前記還元性金属がＮａ、Ｌｉ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、およびＳｎよりなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記ヒドロシアン化触媒から未反応塩化ニッケルを分離する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 前記還元性金属がＺｎまたはＦｅであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
  5. 前記触媒調製が３０〜１００℃の温度で、および５〜５０ｐｓｉａ（３４〜３４０ｋＰａ）の圧力で実施されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 前記触媒調製が５０〜９０℃の温度で実施されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 塩化ニッケル対還元性金属のモル比が１．１：１〜５０：１であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 塩化ニッケル対還元性金属の前記モル比が２：１〜２５：１であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
  9. 前記二座リン含有配位子が式
    Figure 2005510346
     （式中、
    Ｒ１は、非置換または１個もしくは複数個のＣ１〜Ｃ１２アルキルもしくはＣ１〜Ｃ１２アルコキシ基で置換されたフェニル、非置換または１個もしくは複数個のＣ１〜Ｃ１２アルキルもしくはＣ１〜Ｃ１２アルコキシ基で置換されたナフチルであり、
    ＺおよびＺ１は、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶを有する基よりなる群から独立して選択される：
    Figure 2005510346
     式中、
    Ｒ２およびＲ９は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、
    Ｒ３およびＲ８は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、
    Ｒ４およびＲ７は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、
    Ｒ５およびＲ６は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択される；
    Figure 2005510346
     式中、
    ＸはＯ、Ｓ、またはＣＨ（Ｒ１８）であり、
    Ｒ１０およびＲ１７は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、
    Ｒ１１およびＲ１６は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、
    Ｒ１２およびＲ１５は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、
    Ｒ１３およびＲ１４は同じものであり、かつ、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、およびＣ１〜Ｃ１２アルコキシから選択され、そして
    Ｒ１８はＨまたはＣ１〜Ｃ１２アルキルである；
    Figure 2005510346
     式中、
    Ｒ１９およびＲ２０は同じものであり、かつ、ＨおよびＣＯ２Ｒ２１から選択され、
    Ｒ２１はＣ１〜Ｃ１２アルキル、または非置換もしくはＣ１〜Ｃ４アルキル基で置換されたＣ６〜Ｃ１０アリールである；
    Figure 2005510346
     式中、
    ＡはＯ、Ｓ、またはＣＨ（Ｒ２４）であり、
    Ｒ２２およびＲ２３は同じものであり、かつ、ＨおよびＣＯ２Ｒ２５から選択され、
    Ｒ２４はＨまたはＣ１〜Ｃ１２アルキルであり、
    Ｒ２５はＣ１〜Ｃ１２アルキルである；または）
    の化合物であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 前記塩化ニッケルが請求項３に従って調製されたヒドロシアン化触媒から分離された未反応塩化ニッケルであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. 前記塩化ニッケルが無水であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
  12. 前記無水塩化ニッケルが水和塩化ニッケルを約２００〜約２４０℃の温度で１２時間未満にわたって処理する工程を含む方法によって製造されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 前記水和塩化ニッケルがＮｉＣｌ２・６Ｈ２ＯまたはＮｉＣｌ２・２Ｈ２Ｏであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  14. 前記無水塩化ニッケルが
    （ａ）約１２０〜約１５０℃の出口温度で塩化ニッケルの水溶液を噴霧乾燥する工程と、
    （ｂ）工程（ａ）の前記生成物を約２００〜約２４０℃の温度で１２時間未満にわたって熱乾燥する工程と
    を含む方法によって製造されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  15. 前記噴霧乾燥出口温度が１〜４５秒の熱暴露の平均滞留時間で約１３０〜約１３５℃であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
  16. 前記還元性金属が２０メッシュ以下の粒径を有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
  17. 水和塩化ニッケルを約２００〜約２４０℃で１２時間未満にわたって処理する工程を含むことを特徴とする無水塩化ニッケルの製造方法。
  18. 前記水和塩化ニッケルがＮｉＣｌ２・６Ｈ２ＯまたはＮｉＣｌ２・２Ｈ２Ｏであることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
  19. （ａ）塩化ニッケルの水溶液を約１２０〜約１５０℃の出口温度で噴霧乾燥する工程と、
    （ｂ）工程（ａ）の前記生成物を約２００〜約２４０℃の温度で１２時間未満にわたって熱乾燥する工程と
    を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
  20. 前記噴霧乾燥出口温度が、１〜４５秒の全暴露時間で、約１３０〜約１３５℃であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
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