JP2005535455A - 触媒系 - Google Patents

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Abstract

オレフィン性不飽和化合物のカルボニル化を触媒可能な触媒系が記載されている。その触媒系は、(a)VIB族もしくはVIIIB族の金属、またはその化合物と、(b)一般式(I):(Ad)(CR−A−(K,D)Ar(E,Z)−B−Q(Ad)(CRの二座ホスフィンと、を化合することによって得られる。Adは、第三級炭素原子のいずれか1個を介してリン原子に結合する、任意に置換されたアダマンチル基を表す。触媒の製造方法もまた例示されている。

Description

本発明は、新規な触媒系、および新規な触媒系を用いたエチレン性不飽和化合物のカルボニル化の方法に関する。
アルコールまたは水と、VIII族金属、例えばパラジウムを含む触媒系と、ホスフィンリガンド、例えばアルキルホスフィン、シクロアルキルホスフィン、アリールホスフィン、ピリジルホスフィンまたは二座ホスフィンと、の存在下で、一酸化炭素を用いるエチレン性不飽和化合物のカルボニル化が、多数の欧州特許および特許出願に記載されている(例えば特許文献1〜13参照)。特に、特許文献11、12および13には、二座ホスフィンリガンドによって、より高い反応速度を実現可能な触媒系を得ることが開示されている。特許文献14には、アリール部分の利用可能な隣接炭素原子を介してリン原子に結合した、任意に置換された前記アリール部分の形態の架橋基が開示されている。そのようなリガンドは、これまで開示されたものよりも安定で、かつ反応速度をかなり向上させているうえ、様々なオレフィン性不飽和化合物のカルボニル化での不純物をほとんど、あるいは全く生成させない。前記リガンド内の各リン原子は、2個の第三級炭素原子にも結合している。
欧州特許出願第0055875号明細書 欧州特許出願第04489472号明細書 欧州特許出願第0106379号明細書 欧州特許出願第0235864号明細書 欧州特許出願第0274795号明細書 欧州特許出願第0499329号明細書 欧州特許出願第0386833号明細書 欧州特許出願第0441447号明細書 欧州特許出願第0489472号明細書 欧州特許出願第0282142号明細書 欧州特許出願第0227160号明細書 欧州特許出願第0495547号明細書 欧州特許出願第0495548号明細書 国際公開第96/19434号パンフレット
特定の種類の第三級炭素原子が、カルボニル化反応に特に有利であることが、ここに見出された。
本発明の第一の態様によれば、オレフィン性不飽和化合物のカルボニル化を触媒可能な触媒系が提供され、その触媒系は、
(a)VIB族もしくはVIIIB族の金属、またはその化合物と、
(b)一般式(I)の二座ホスフィンと
Figure 2005535455
を化合することによって得られ、
ここで、[式中、
Arは、リン原子が利用可能な隣接炭素原子上で結合した、任意に置換されたアリール部分を含む架橋基であり;
AおよびBは、それぞれ独立して、低級アルキレンを表し;
K、D、EおよびZは、アリール部分(Ar)の置換基であり、それぞれ独立して、水素、低級アルキル、アリール、ヘト、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、C(S)R1617、SR18、C(O)SR18または−J−Q(Ad)(CR(R)(R))(式中、Jは、低級アルキレンを表す)を表すか、またはK、Z、DおよびEから選択される2個の隣接基が、結合したアリール環の炭素原子と一緒に更なるフェニル環を形成していて、そのフェニル環は、水素、低級アルキル、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、C(S)R1617、SR18またはC(O)SR18から選択される1種以上の置換基によって任意に置換されており;
〜Rは、それぞれ独立して、低級アルキル、アリールまたはヘトを表し;
Adは、それぞれ独立して、第三級炭素原子のいずれか1個を介してリン原子に結合する、任意に置換されたアダマンチル基を表し、前記任意の置換は、水素、低級アルキル、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、C(S)R1617、SR18またはC(O)SR18から選択される1種以上の置換基によって行われ;
10〜R18は、それぞれ独立して、水素、低級アルキル、アリールまたはヘトを表し;
S+Uが1以上であれば、SおよびUは、0、1または2であり;
T+Vが3以下であれば、TおよびVは、0、1または2であり;
WおよびXは、0、1または2であり;
、QおよびQ(存在する場合)は、それぞれ独立して、リン、ヒ素またはアンチモンを表し、したがって後者の2例の場合、ホスフィンまたはリンの参照を変更すべきである]
で示される。
好ましくは、VIIIB族金属は、パラジウムである。
好ましくは、K、D、EまたはZが、−J−Q(Ad)(CR(R)(R))を表す場合、各K、D、EまたはZは、AもしくはBが結合するアリール炭素に隣接するアリール炭素上にあるか、またはそのように隣接していない場合、残りのK、D、EまたはZ基に隣接していて、残りの基そのものが−J−Q(Ad)(CR(R)(R))を表す。
本明細書で用いられる用語「Ar」または「アリール」としては、5〜10員環、好ましくは6〜10員環の炭素環式芳香族基、例えばフェニルおよびナフチルが挙げられ、それらの基は、K、D、EまたはZに加え、アリール、低級アルキル(この場合、アルキル基そのものが、以下に定義するとおり任意に置換されているか、またはそのような末端基であってもよい)、ヘト、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、SR18、C(O)SR18またはC(S)NR1617から選択される1種以上の置換基によって任意に置換されており、この場合のR10〜R18は、それぞれ独立して、水素、アリールまたは低級アルキル(この場合、アルキル基そのものが、以下に定義するとおり任意に置換されているか、またはそのような末端基であってもよい)を表す。
式Iの化合物における用語「VIB族またはVIIIB族の金属」としては、Cr、Mo、W、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Os、Ir、PtおよびPdなどの金属が挙げられる。好ましくは、前記金属は、Ni、PtおよびPdから選択される。疑念を避けるために、本明細書のVIB族またはVIIIB族金属が、近代周期表の命名法の第6、8、9および10族を包含することに注意すべきである。
本明細書で用いられる用語「ヘト」としては、4〜12員環、好ましくは4〜10員環系が挙げられ、それらの環は、窒素、酸素、硫黄およびそれらの混合物から選択される1種以上のヘテロ原子を含有し、かつそれらの環は、1個以上の二重結合を含むか、または非芳香族、一部が芳香族、もしくは全体が芳香族という特徴を有していてもよい。それらの環系は、単環式もしくは二環式であるか、または縮合されていてもよい。本明細書で同定される各「ヘト」基は、ハロ、シアノ、ニトロ、オキソ、低級アルキル(この場合、アルキル基そのものが、以下に定義するとおり任意に置換されているか、またはそのような末端基であってもよい)、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、SR18、C(O)SR18またはC(S)NR1617から選択される1種以上の置換基によって任意に置換されていて、この場合のR10〜R18は、それぞれ独立して、水素、アリールまたは低級アルキル(この場合、アルキル基そのものが、以下に定義するとおり任意に置換されているか、またはそのような末端基であってもよい)を表す。こうして用語「ヘト」には、任意に置換されたアゼチジニル、ピロリジニル、イミダゾリル、インドリル、フラニル、オキサゾリル、イソキザゾリル、オキサジアゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、オキサトリアゾリル、チアトリアゾリル、ピリダジニル、モルホリニル、ピリミジニル、ピラジニル、キノリニル、イソキノリニル、ピペリジニル、ピラゾリルおよびピペラジニルのような基が含まれる。ヘトでの置換は、ヘト環の炭素原子の位置で、または適切ならば、1個以上のヘテロ原子の位置で行われていてもよい。
「ヘト」基は、窒素酸化物の形態であってもよい。
本明細書で用いられる用語「低級アルキル」は、C〜C10アルキルを意味し、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルおよびヘプチル基を含む。特に明記しない限り、十分な数の炭素原子が存在する場合のアルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、飽和もしくは不飽和であってもよく、環式、非環式もしくは部分環式/非環式であってもよく、および/または、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、SR18、C(O)SR18、C(S)NR1617、アリールもしくはヘト(式中、R10〜R18は、それぞれ独立して、水素、アリールまたは低級アルキルを表す)から選択される1種以上の置換基によって置換されているか、もしくはそのような末端基であってもよく、および/または、1個以上の酸素もしくは硫黄原子、またはシラノもしくはジアルキルシリコン基(dialkylsilcon groups)によって中断されていてもよい。加えて、アダマンチル基上の置換基の場合、1個以上の低級アルキル基の置換基そのものが一緒になって、複合基、例えば環式複合基を形成していてもよい。このようにして置換されたアダマンチルの例が、コングレッサンである。
低級アルキル基、または、R、R、R、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、K、D、EおよびZが表してもよく、かつアリールおよびヘトを置換していてもよいアルキル基は、十分な数の炭素原子が存在する場合には、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、飽和もしくは不飽和であってもよく、環式、非環式もしくは部分環式/非環式であってもよく、および/または、1種以上の酸素もしくは硫黄原子、またはシラノもしくはジアルキルシリコン基によって中断されていてもよく、および/または、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、SR18、C(O)SR18、C(S)NR1617、アリールもしくはヘト(式中、R10〜R18は、それぞれ独立して、水素、アリールまたは低級アルキルを表す)から選択される1種以上の置換基によって置換されていてもよい。
同様に、本明細書で用いられ、式Iの化合物内でA、BおよびJ(存在する場合)が表す用語「低級アルキレン」は、その基の少なくとも2箇所で他の部分に結合するC〜C10基を包含し、あるいは「低級アルキル」と同様に定義される。
上述の基を置換されているか、またはそのような末端基であってもよいハロ基には、フルオロ、クロロ、ブロモおよびヨードが含まれる。
本明細書の式の化合物が、アルケニル基を含む場合、シス(E)およびトランス(Z)異性体が生じていてもよい。本発明は、本明細書に定義したいずれの式の化合物の各立体異性体も包含し、適切ならば、各互変異性体の形態を、その混合物と一緒に包含する。ジアステレオ異性体(diastereoisomers)、またはシスおよびトランス異性体の分離は、従来の技術、例えば式の1つの化合物またはその適切な塩もしくは誘導体の立体異性体混合物を分別結晶作用、クロマトグラフィーまたはHPLCにかけることよって実現可能である。1つの式の化合物の各鏡像異性体が、対応する光学的に純粋な中間体から製造されるか、または、解析法、例えば適切なキラル担体を用いた対応するラセミ化合物のHPLCによって、もしくは適宜、対応するラセミ化合物を適切な光学的に活性な酸または塩基と反応させることによって形成されるジアステレオ異性体塩の分別結晶作用によって製造されてもよい。
立体異性体は全て、本発明の方法の範囲内に含まれる。
当業者には理解されようが、式(b)Iの化合物は、VIB族もしくはVIIIB族金属、またはその化合物(a)によって配位するリガンドとして作用し、それによって本発明で用いられる化合物を形成してもよい。通常、VIB族もしくはVIIIB族金属、またはその化合物(a)は、式Iの化合物の1種以上のリン、ヒ素および/またはアンチモン原子に配位している。
好ましくは、R〜Rは、それぞれ独立して、低級アルキルまたはアリールを表す。より好ましくは、R〜Rは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜Cアルキルフェニル(この場合のフェニル基は、本明細書に定義したとおり任意に置換されている)、またはフェニル(この場合のフェニル基は、本明細書に定義したとおり任意に置換されている)を表す。より一層好ましくは、R〜Rは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル(本明細書に定義したとおり任意に置換されている)を表す。最も好ましくは、R〜Rは、それぞれ非置換のC〜Cアルキル、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、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシルおよびシクロヘキシルを表す。
別法または追加として、R〜R、R〜RおよびR〜Rの各基は、互いに独立して環状構造、例えば1−ノルボルニルまたは1−ノルボルナジエニルを形成していてもよい。複合基の更なる例としては、R−R間に形成された環状構造が挙げられる。あるいは1個以上のそれらの基が、リガンドに結合した固相を表してもよい。
本発明の特に好ましい実施形態において、R、RおよびRはそれぞれ、本明細書に定義したとおりの同じ低級アルキル、アリールまたはヘト部分を表し、R、RおよびRはそれぞれ、本明細書に定義したとおりの同じ低級アルキル、アリールまたはヘト部分を表し、R、RおよびRはそれぞれ、本明細書に定義したとおりの同じ低級アルキル、アリールまたはヘト部分を表す。より好ましくは、R、RおよびRはそれぞれ、同じC〜Cアルキル、特に非置換のC〜Cアルキル、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、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシルまたはシクロヘキシルを表し、R、RおよびRはそれぞれ独立して、先に定義したとおりの同じC〜Cアルキルを表し、R、RおよびRはそれぞれ独立して、先に定義したとおりの同じC〜Cアルキルを表す。例えばR、RおよびRは、それぞれメチルを表し、R、RおよびRは、それぞれエチルを表し、R、RおよびRは、それぞれn−ブチルまたはn−ペンチルを表す。
本発明の特に好ましい実施形態において、各R〜R基は、本明細書に定義したとおりの同じ低級アルキル、アリールまたはヘト部分を表す。好ましくは、各R〜Rは、同じC〜Cアルキル基、特に非置換のC〜Cアルキル、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、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシルおよびシクロヘキシルを表す。最も好ましくは、各R〜Rは、メチルを表す。
式Iの化合物において、好ましくは、各Q、QおよびQ(存在する場合)は、同一である。最も好ましくは、各Q、QおよびQ(存在する場合)は、リンを表す。
好ましくは、式Iの化合物において、A、BおよびJ(存在する場合)は、それぞれ独立して、本明細書に定義したとおり、例えば低級アルキル基で任意に置換されたC〜Cアルキレンを表す。好ましくは、A、BおよびJ(存在する場合)で表される低級アルキレン基は、非置換である。独立してA、BおよびJが表すことができる特に好ましい低級アルキレンは、−CH−または−C−である。最も好ましくは、A、BおよびJ(存在する場合)のそれぞれは、本明細書で定義したとおりの同じ低級アルキレン、特に−CH−を表す。
好ましくは、式Iの化合物において、K、D、EまたはZが、−J−Q(Ad)(CR(R)(R))を表さない場合、K、D、EまたはZは、水素、低級アルキル、フェニルまたは低級アルキルフェニルを表す。より好ましくは、K、D、EまたはZは、水素、フェニル、C〜CアルキルフェニルまたはC〜Cアルキル、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチルおよびヘキシルを表す。最も好ましくは、K、D、Eおよび/またはZは、水素を表す。
好ましくは、式Iの化合物において、K、D、EおよびZが、結合したアリール環の炭素原子と一緒にフェニル環を形成していない場合、K、D、EおよびZは、それぞれ独立して、水素、低級アルキル、フェニルまたは低級アルキルフェニルを表す。より好ましくは、K、D、EおよびZは、それぞれ独立して、水素、フェニル、C〜CアルキルフェニルまたはC〜Cアルキル、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチルおよびヘキシルを表す。より好ましくは、K、D、EおよびZは、同じ置換基を表す。最も好ましくは、それらは、水素を表す。
好ましくは、式Iの化合物において、K、D、EまたはZが、−J−Q(Ad)(CR(R)(R))を表さず、かつK、D、EおよびZが、結合したアリール環の炭素原子と一緒にフェニル環を形成していない場合、K、D、EおよびZのそれぞれは、本明細書に定義したとおりの水素、低級アルキル、アリールまたはヘトから選択される同じ基、特に水素またはC〜Cアルキル(より特別には置換されていないC〜Cアルキル)、特に水素を表す。
好ましくは、式Iの化合物において、K、D、EおよびZのうちの2個が、結合したアリール環の炭素原子と一緒にフェニル環を形成している場合、そのフェニル環は、アリール、低級アルキル(この場合、アルキル基そのものが、以下に定義するとおり任意に置換されているか、またはそのような末端基であってもよい)、ヘト、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、SR18、C(O)SR18またはC(S)NR1617から選択される1種以上の置換基によって任意に置換されており、この場合のR10〜R18は、それぞれ独立して、水素または低級アルキル(この場合、アルキル基そのものが、以下に定義するとおり任意に置換されているか、またはそのような末端基であってもよい)を表す。より好ましくは、フェニル環は、いずれの置換基によっても置換されておらず、即ち水素原子のみを備えている。
式Iの好ましい化合物は:
AおよびBが、それぞれ独立して、置換されていないC〜Cアルキレンを表し;
K、D、ZおよびEが、それぞれ独立して、水素、C〜Cアルキル、フェニル、C〜Cアルキルフェニルまたは−J−Q(Ad)(CR(R)(R))(式中、Jは、非置換のC〜Cアルキレンを表す)を表すか、または、K、D、ZおよびEのうちの2個が、結合したアリール環の炭素原子と一緒にフェニル環を形成し、そのフェニル環は、低級アルキル、フェニルまたは低級アルキルフェニルから選択される1種以上の置換基によって任意に置換されているもの、を包含する。
〜Rは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、フェニルまたはC〜Cアルキルフェニルを表す。
式Iの更に好ましい化合物は、
AおよびBが、両者とも−CH−または−C−、特に−CH−を表し;
K、D、ZおよびEが、それぞれ独立して、水素、C〜Cアルキルフェニル、C〜Cアルキルまたは−J−Q(Ad)(CR(R)(R))(式中、Jは、Aと同一である)を表すか、または、K、Z、DおよびEのうちの2個が、結合したアリール環の炭素原子と一緒に非置換のフェニル環を形成し;
〜R(存在する場合)が、それぞれ独立して、C〜Cアルキルを表し、S+Uが3以上であるもの、を包含する。
式Iの更に好ましい化合物は、
〜R(存在する場合)が、同一であり、それぞれC〜Cアルキル、特にメチルを表し、S+Uが3以上であるもの、を包含する。
式Iの更に好ましい化合物は、
K、D、ZおよびEが、それぞれ独立して、水素もしくはC〜Cアルキルからなる群から選択され、特にK、D、ZおよびEのそれぞれが、同じ基を表し、特にK、D、ZおよびEのそれぞれが、水素を表すか、または、Kが、−CH−Q(Ad)(CR(R)(R))を表し、D、ZおよびEが、それぞれ独立して、水素もしくはC〜Cアルキルからなる群から選択され、特にDおよびEが、両者とも同じ基を表し、特にD、ZおよびEが、水素を表すもの、を包含する。
式Iの特に好ましい具体的化合物は、
それぞれR〜Rが、同一でメチルを表すか、またはS+U=2であり;
AおよびBが、同一で−CH−を表し;
K、D、ZおよびEが、同一で水素を表すもの、を包含する。
式Iの特に好ましい具体的化合物は、Adが、それぞれの場合の同じ位置でQまたはQに結合するものを包含する。好ましくはSが1以上およびuが1以上であり、より好ましくはS=2およびuが1以上またはその逆であり、最も好ましくはSおよびUが2である。
本発明は、本発明に定義したとおりの触媒系の存在下、エチレン性不飽和化合物を、一酸化炭素およびヒドロキシル基含有化合物と接触させる工程を含む、エチレン性不飽和化合物のカルボニル化の方法を提供する。
適切には、ヒドロキシル基含有化合物は、水、またはヒドロキシル官能基を有する有機分子を包含する。好ましくは、ヒドロキシル官能基を有する有機分子は、分枝鎖または直鎖であってもよく、アリールアルカノールをはじめとするアルカノール、特にC〜C30アルカノールを含み、本明細書に定義したとおりの低級アルキル、アリール、ヘト、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、C(S)R1617、SR18またはC(O)SR18から選択される1種以上の置換基で任意に置換されていてもよい。非常に好ましいアルカノールは、C〜Cアルカノール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、イソブタノール、t−ブチルアルコール、n−ブタノール、フェノールおよびクロロカプリルアルコールである。モノアルカノールが最も好ましいが、好ましくはジ〜オクタ−オール、例えばジオール、トリオール、テトラオールから選択されるポリアルカノール、および糖が使用されてもよい。通常そのようなポリアルカノールは、1,2−エタンジオール、1,3−プロパンジオール、グリセロール、1,2,4−ブタントリオール、2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール、1,2,6−トリヒドロキシヘキサン、ペンタエリトリトール、1,1,1−トリ(ヒドロキシメチル)エタン、ナンノース(nannose)、ソルベース(sorbase)、ガラクトースおよび他の糖から選択される。好ましい糖としては、スクロース、フルクトースおよびグルコースが挙げられる。特に好ましいアルカノールは、メタノールおよびエタノールである。最も好ましいアルカノールは、メタノールである。
アルコールの量は、重要ではない。一般に、カルボニル化されるエチレン性不飽和化合物の量の過剰量が用いられる。こうしてアルコールは、反応溶媒として作用してもよいが、所望なら分離溶媒として用いられてもよい。
理解されるであろうが、反応の目的生成物は、用いられたヒドロキシル基含有化合物の供給源によって、少なくとも部分的に決定される。ヒドロキシル基含有化合物として水が用いられる場合、目的生成物は対応するカルボン酸であるが、アルカノールを使用すると、対応するエステルが生成する。
本発明に係る方法において、一酸化炭素は、純粋な形態か、または、窒素、二酸化炭素、もしくはアルゴン等の希ガスのような不活性な気体で希釈されて用いられることが可能である。少量の水素、通常は5容量%未満の水素が存在してもよい。
ヒドロキシル基含有化合物に対するエチレン性不飽和化合物の比(容量/容量)は、広い限界内で変動してもよく、適切には1:0.1〜1:10の範囲内、好ましくは2:1〜1:2の間で変動可能であり、ヒドロキシル基含有化合物が反応溶媒でもある場合、ヒドロキシル基含有化合物の大過剰量、例えば最大でヒドロキシル基含有化合物の50:1を超える量まで変動可能である。
エチレン性不飽和化合物のカルボニル化法に用いられる本発明の触媒の量は、重要ではない。好ましくは、VIB族またはVIIIB族金属の量が、エチレン性不飽和化合物のモルあたり10−7〜10−1モル、より好ましくは10−6〜10−2モル、最も好ましくは10−5〜10−2モルの範囲内であれば、良好な結果が得られよう。好ましくは、不飽和化合物に対する式Iの二座化合物の量は、エチレン性不飽和化合物のモルあたり10−7〜10−1モル、より好ましくは10−6〜10−2モル、最も好ましくは10−5〜10−2モルの範囲内である。
本発明に不可欠ではないが、適切には本明細書に定義したとおりのエチレン性不飽和化合物のカルボニル化は、1種以上の非プロトン性溶媒中で実施されてもよい。適切な溶媒としては、ケトン、例えばメチルブチルケトン;エーテル、例えばアニソール(メチルフェニルエーテル)、2,5,8−トリオキサノナン(ジグリム)、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル、ジイソプロピルエーテル、およびジエチレングリコールのジメチルエーテル;エステル、例えば酢酸メチル、アジピン酸ジメチル、安息香酸メチル、フタル酸ジメチルおよびブチロラクトン;アミド、例えばジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンおよびジメチルホルムアミド;スルホキシドおよびスルホン、例えばジメチルスルホキシド、ジイソプロピルスルホン、スルホラン(テトラヒドロチオフェン−2,2−ジオキシド)、2−メチルスルホラン、ジメチルスルホン、テトラヒドロチオフェン、1,1−ジオキシドおよび2−メチル−4−エチルスルホラン;芳香族化合物およびそのような化合物のハロ類、例えばベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン;アルカンおよびそのような化合物のハロ類、例えばヘキサン、ヘプタン、2,2,3−トリメチルペンタン、塩化メチレンおよび四塩化炭素;ニトリル、例えばベンゾニトリルおよびアセトニトリルが挙げられる。
非常に適しているのは、298.15Kおよび1×10Nm−2での誘電率が50未満、より好ましくは3〜8の範囲内の非プロトン性溶媒である。この文脈において、所定の溶媒の誘電率は、通常の意味で用いており、真空を誘電体として用いたコンデンサーの静電容量に対する、その物質を誘電体として用いた同じコンデンサーの静電容量の比を表す。通常の有機の液体の誘電率の値は、一般の参考資料、例えば1995年にシーアールシープレス(CRC press)から発行されたデビッド アール. ライド他(David R. Lide et al)編集のハンドブック オブ ケミストリー アンド フィジックス、第76版(Handbook of Chemistry and Physics, 76th edition)に見出すことができ、通常は約20℃または25℃、即ち約293.15Kまたは298.15Kの温度、かつ大気圧、即ち約1×10Nm−2で引用されるか、あるいは引用された変換係数を用いてその温度および圧力に容易に変換することができる。個々の化合物の文献データが入手できない場合、確立された物理化学的方法を用いて、誘電率を容易に測定することができる。
例えばアニソールの誘電率は4.3(294.2Kで)、ジエチルエーテルの誘電率は4.3(293.2Kで)、スルホランの誘電率は43.4(303.2Kで)、ペンタン酸メチルの誘電率は5.0(293.2Kで)、ジフェニルエーテルの誘電率は3.7(283.2Kで)、アジピン酸ジメチルの誘電率は6.8(293.2Kで)、テトラヒドロフランの誘電率は7.5(295.2Kで)、ノナン酸メチルの誘電率は3.9(293.2Kで)である。好ましい溶媒は、アニソールである。
ヒドロキシル基含有化合物が、アルカノールである場合、非プロトン性溶媒は、エチレン性不飽和化合物と、一酸化炭素と、アルカノールとのエステルカルボニル化生成物が、非プロトン性溶媒になるような反応によって生成される。
その方法は、過剰の非プロトン性溶媒中で、即ちヒドロキシル基含有化合物に対する非プロトン性溶媒の比(v/v)を少なくとも1:1で実施可能である。好ましくは、この比は、1:1〜10:1、より好ましくは1:1〜5:1の範囲内である。最も好ましくは、その比(v/v)が、1.5:1〜3:1の範囲内である。
前述の事柄にもかかわらず、外部から添加された非プロトン性溶媒の非存在下で、即ち反応そのものによって生成したのではない非プロトン性溶媒の非存在下で、反応を実施することが好ましい。
本発明の触媒化合物は、「不均質」触媒または「均質」触媒として作用してもよい。
用語「均質」触媒は、好ましくは本明細書に記載した適切な溶媒中で、カルボニル化反応の反応体(例えば、酢酸ビニル化合物、ヒドロキシル含有化合物および一酸化炭素)を担持せず、単に混和するか、または反応体を用いてその場で形成させた触媒、即ち本発明の化合物を意味する。
用語「不均質」触媒は、担体に担持された触媒、即ち本発明の化合物を意味する。
こうして更なる態様によれば、本発明は、本明細書に定義したとおりのエチレン性不飽和化合物のカルボニル化の方法を提供し、本発明における前記方法は、担体、好ましくは不溶性の担体を含む触媒を用いて実施される。
好ましくは、担体は、ポリマー、例えばポリオレフィン、ポリスチレン、もしくはジビニルベンゼンコポリマーのようなポリスチレンコポリマー、または当業者に知られる他の適切なポリマーもしくはコポリマー;ケイ素誘導体、例えば官能基化シリカ(functionalized silica)、シリコーンもしくはシリコーンゴム;または他の多孔質粒状材料、例えば無機酸化物および無機塩化物を含む。
好ましくは、担体の材料は、10〜700m/gの範囲内の表面積、0.1〜4.0cc/gの範囲内の全細孔容積、かつ10〜500μmの範囲内の平均粒径を有する多孔質シリカである。より好ましくは、表面積は50〜500m/gの範囲内、細孔容積は0.5〜2.5cc/gの範囲内、かつ平均粒径は20〜200μmの範囲内である。最も望ましくは、表面積は100〜400m/gの範囲内、細孔容積は0.8〜3.0cc/gの範囲内、かつ平均粒径は30〜100μmの範囲内である。通常の多孔質担体材料の平均粒径は、10〜1000Åの範囲内である。好ましくは50〜500Åの平均孔径、最も望ましくは75〜350Åの平均孔径を有する担体材料が用いられる。100℃〜800℃の温度でおよそ3〜24時間でシリカを脱水させることが特に望ましくなり得る。
適切には、担体は、可撓性または剛性の担体であってもよく、当業者に周知の技術によって、不溶性担体が本発明の方法の化合物でコーティングおよび/または含浸されている。
あるいは、本発明の方法の化合物は、共有結合を介して、任意に、不溶性担体の表面に固定されており、かつその配置は、化合物を不溶性担体から離しておくための二官能性スペーサー分子を任意に含んでいる。
本発明の化合物は、式Iの化合物内に存在する官能基、例えばアリール部分の置換基K、D、ZおよびEと、担体上に存在するかまたは担体中にあらかじめ挿入された相補的反応基(complimentary reactive group)との反応を促進することによって、不溶性担体の表面に固定されてもよい。担体の反応基と本発明の化合物の相補的置換基との化合によって、本発明の化合物と担体とが、エーテル、エステル、アミド、アミン、尿素、ケト基のような結合物を介して結合した不均質触媒が提供される。
本発明の方法の化合物を担体に結合させるための反応条件の選択は、エチレン性不飽和化合物および担体の基に依存する。例えば、カルボジイミド、1,1’−カルボニルジイミダゾールのような試薬と、混合された無水物の使用および還元アミノ化のような方法とを用いてもよい。
更なる態様によれば、本発明は、本発明のいずれかの態様の方法の使用を提供し、本発明における前記触媒は担体に結合されている。
特に好ましいのは、有機基R、R、R、R、R、R、R、RおよびRが、それらの各炭素原子と会合した時に、t−ブチルのように少なくとも立体障害になる複合基を形成する場合である。この文脈における立体障害は、1981年にチャップマンおよびホール(Chapman and Hall)によって発行されたシー マスターズ(C Masters)による「ホモジナス トランジション メタル カタリシス − ア ゼントル アート(Homogenous Transition Metal Catalysis − A Gentle Art)」の14ページ以降に議論されているとおりである。これらの立体基は、環式、部分環式または非環式であってもよい。環式または部分環式の場合、前記立体基は、置換もしくは非置換であっても、または飽和もしくは不飽和であってもよい。環式または部分環式基は、第三級炭素原子をはじめとするC〜C30、より好ましくはC〜C20、最も好ましくはC10〜C15の炭素原子を環状構造内に含んでいてもよい。環状構造は、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、SR18、C(O)SR18、C(S)NR1617、アリールまたはヘト(この場合のR10〜R18は、それぞれ独立して、水素、アリールまたは低級アルキルを表す)から選択される1種以上の置換基によって置換されていてもよく、および/または、1個以上の酸素もしくは硫黄原子、またはシラノもしくはジアルキルシリコン基によって中断されていてもよい。
2個のリン原子が隣接する炭素原子、例えばフェニル基の1位および2位で結合しているならば、架橋基Arは、任意に置換されていてもよいアリール部分、例えばフェニル基である。更に、そのアリール部分は、縮合した多環式基、例えばナフタレン、ビフェニレンまたはインデンであってもよい。
適切な二座リガンドの例は、1,2−ビス(ジアダマンチルホスフィノメチル)ベンゼンおよび1,2−ビス(ジアダマンルホスフィノメチル)ナフタレンである。加えて、二座ホスフィンは、架橋基Ar、結合基Aまたは結合基Bの少なくとも1個を介して適切なポリマー基質に結合していてもよい。
用いられる二座リガンドの量は、広い限界内で変動してもよい。好ましくは、二座リガンドは、VIBまたはVIIIB族金属のモル数に対する、二座リガンドのモル数の比が、1〜50モル/モル金属、例えば1〜10モル/モル金属、特に1〜5モル/モル金属になるような量で存在する。より好ましくは、VIIIB族金属に対する式Iの化合物のモル:モル範囲は、1:1〜3:1の範囲内、最も好ましくは1:1〜1.25:1の範囲内である。簡便には、過剰量の式Iの化合物を使用することを避け、つまりこのような通常は高価な化合物の消費を最小限に抑えるために、これらの低モル比の適用が可能であることが有利である。適切には、本発明の触媒は、エチレン性不飽和化合物のカルボニル化反応においてそのまま使用する前に、別個のステップで製造される。
簡便には、本発明の方法は、本明細書に定義したとおりのVIB族もしくはVIIIB族金属、またはそれらの化合物を、適切な溶媒、例えば前記のヒドロキシル基含有化合物または非プロトン性溶媒(特に好ましい溶媒は、特定のカルボニル化反応のエステルまたは酸生成物であり、例えばエチレンカルボニル化ではプロピオン酸メチルである)に溶解し、続いて本明細書に定義したとおりの式Iの化合物と混和することによって実行されてもよい。
一酸化炭素は、反応に不活性な他の気体の存在下で用いられてもよい。そのような気体の例としては、水素、窒素、二酸化炭素、およびアルゴンのような希ガスが挙げられる。
式Iの化合物と化合する適切なVIB族もしくはVIIIB族金属、またはそれらの化合物としては、コバルト、ニッケル、パラジウム、ロジウムおよび白金が挙げられる。好ましくは、VIIIB族金属は、パラジウムまたはその化合物である。そのようなVIB族またはVIIIB族金属の適切な化合物は、そのような金属と、硝酸;硫酸;低級アルカノール酸(最大でC12まで)、例えば酢酸およびプロピオン酸;スルホン酸、例えばメタンスルホン酸、クロロスルホン酸、フルオロスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、トルエンスルホン酸、例えばp−トルエンスルホン酸、t−ブチルスルホン酸および2−ヒドロキシプロパンスルホン酸;スルホン化イオン交換樹脂;過ハロゲン酸(perhalic acid)、例えば過塩素酸;ハロゲン化カルボン酸、例えばトリクロロ酢酸およびトリフルオロ酢酸;オルトホスホン酸;ホスホン酸、例えばベンゼンホスホン酸;ならびにルイス酸とブレンステッド酸との相互作用から誘導される酸、との塩、または、それらの酸に由来する弱配位のアニオンを含む化合物を包含する。適切なアニオンを提供し得る他の供給源としては、任意にハロゲン化されたホウ酸テトラフェニル誘導体、例えばホウ酸ペルフルオロテトラフェニルが挙げられる。加えて、0価パラジウムは、特にそれらを不安定なリガンド、例えばジベンジリデンアセトンもしくはスチレンのようなトリフェニルホスフィンまたはアルケンによって錯化させるか、またはトリ(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムが用いられてもよい。
アニオンは、18℃未満の水溶液中で測定した4未満のpKa、より好ましくは3未満のpKaを有する1種以上の酸、反応を妨害しないカチオンでの塩、例えば金属塩またはアルキルアンモニウムのような大きな有機塩、および反応条件下で分解してその場でアニオンを生成し得るエステルのような前駆体、から誘導されるか、または、それとして導入されてもよい。適切な酸および塩としては、先に列挙した非置換のカルボキシレート以外の酸および塩が挙げられる。
存在するアニオンの量は、触媒系の触媒挙動にとって重要ではない。パラジウムに対するアニオンのモル比は、1:1〜500:1、好ましくは2:1〜100:1、特に3:1〜30:1であってもよい。酸と塩との化合によってアニオンが提供される場合、酸と塩との相対的な割合は、重要ではない。上述のように、本発明の触媒系は、均質または不均質で使用可能である。好ましくは、触媒系は、均質で用いられる。
本発明の触媒系は、好ましくは1種以上の反応体によって、または適切な溶媒を使用することによって、形成され得る液相内で構成されている。
ヒドロキシル供与化合物の量に対する、反応に用いられるエチレン性不飽和化合物の量のモル比は、重要でなく、広い限界内、例えば0.001:1〜100:1モル/モルの間で変動してもよい。
本発明のリガンドを用いたカルボニル化反応の生成物は、いずれかの適切な手段によって、他の成分から分離することができる。しかし、一般にかなり高い選択性が示され得るため、副生成物はかなり少量しか形成されず、そのため生成物の初期分離の後に更に精製する必要性が低減することが、本発明の方法の利点である。更なる利点は、触媒系を含む他の成分を更なる反応で再循環および/または再使用させ、新たな触媒の供給がわずかになることである。
好ましくは、カルボニル化は、−10〜150℃、より好ましくは0℃〜140℃、最も好ましくは20℃〜120℃の間の温度で実施される。特に好ましい温度は、80℃〜120℃の間から選択される温度である。有利には、カルボニル化は、穏やかな温度で実施することが可能であり、室温(20℃)で反応を実施可能であることが、特に有利である。
好ましくは、低温カルボニル化を操作する場合、該カルボニル化は、−30℃〜49℃、より好ましくは−10℃〜45℃、更に好ましくは0℃〜45℃、最も好ましくは10℃〜45℃の間で実施される。特に好ましいのは、10〜35℃の範囲である。
好ましくは、カルボニル化は、0.80×10N・m−2〜90×10N・m−2、より好ましくは1×10N・m−2〜65×10N・m−2、最も好ましくは1〜30×10N・m−2の間のCO分圧で実施される。特に好ましいのは、5〜20×10N・m−2のCO分圧である。
好ましくは、低圧カルボニル化もまた予想される。好ましくは、低圧カルボニル化を操作する場合、該カルボニル化は、0.1〜5×10N・m−2、より好ましくは0.2〜2×10N・m−2、最も好ましくは0.5〜1.5×10N・m−2の間のCO分圧で実施される。
エチレン性不飽和化合物は、上記の「アリール」基について、先に定義したとおりの基によって置換されているか、または置換されていなくてもよい。適切なエチレン性不飽和化合物は、エテン、プロペン、ヘキセン、酢酸ビニルのようなビニル化合物、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、その他の最大C30までのものであって、直鎖または分枝鎖であってもよく、環式、非環式または部分環式であってもよく、二重結合が炭素鎖内のいずれの適切な位置にあってもよく、およびその立体異性体全てを包含する。エチレン性不飽和化合物の範囲は、ジエンにまで及ぶ。
触媒系を含む安定化化合物の使用は、触媒系から減損した金属の回収を改善する点でも有利となり得る。触媒系が液状反応媒体中で用いられる場合、そのような安定化化合物は、VI族またはVIIIB族金属の回収を補助することができる。
それゆえ、好ましくは、触媒系は、液状担体中に溶解されたポリマー分散剤を液状反応媒体中に含み、前記ポリマー分散剤は、液状担体中の触媒系のVI族もしくはVIIIB族金属、または金属化合物の粒子のコロイド懸濁液を安定化させることができる。
液状反応媒体は、反応の溶媒であってもよく、または1種以上の反応体もしくは反応生成物そのものを含んでいてもよい。液状形態の反応体および反応生成物は、溶媒もしくは液状希釈剤に相溶性であるか、または溶解可能である。
ポリマー分散剤は、液状反応媒体中に可溶であるが、反応動力学または熱伝達に悪影響を及ぼすような方法で反応媒体の粘度を著しく増加させてはならない。温度および圧力の反応条件下での液状媒体中の分散剤の溶解度があまりに大きくなることによって、金属粒子上への分散剤分子の吸着を著しく阻止させてはならない。
ポリマー分散剤は、液体反応媒体中の前記VI族もしくはVIIIB族金属、または金属化合物の粒子のコロイド懸濁液を安定化させることができ、それによって触媒分解の結果として形成される金属粒子が、液状反応媒体中の懸濁液内に保持されるとともに、再生および任意に再使用されて更なる量の触媒を製造するための液体と一緒に反応器から排出される。金属粒子は、通常のコロイドの寸法、例えば平均粒径で5〜100nmの範囲内であるが、より大きな粒子が形成される場合もある。ポリマー分散剤の一部が金属粒子の表面に吸着され、残りの分散剤分子が少なくとも部分的に液状反応媒体によって溶媒和されたままの状態であるような場合、分散されたVI族またはVIIIB族金属粒子は安定化されているため、反応器の壁または反応器のデッドスペースに沈降することがなく、かつ粒子の衝突によって成長して遂には凝固し得る金属粒子の凝集体を形成することもない。粒子の凝集は、適切な分散剤の存在下でも起こる場合があるが、分散剤の種類および濃度が最適化されていれば、そのような凝集は比較的低レベルのはずであり、かつ凝集体はゆるく形成され得るのみであるため、それらを撹拌によって分解して粒子を再分散させることが可能である。
ポリマー分散剤は、グラフトコポリマーおよびスターポリマーのようなポリマーをはじめとするホモポリマーまたはコポリマーを包含してもよい。
好ましくは、ポリマー分散剤は、十分に酸性または塩基性の官能基を有しているため、前記VI族もしくはVIIIB族金属、または金属化合物のコロイド分散液を実質的に安定化させる。
実質的に安定化させるとは、溶液相からのVI族またはVIIIB族金属の沈殿が実質的に回避されることを意味する。
この目的で特に好ましい分散剤としては、カルボン酸、スルホン酸、アミンおよびアミド、例えばポリアクリレートまたは複素環式化合物、特に含窒素複素環式化合物、ポリビニルピロリドンもしくは前述のもののコポリマーのような置換されたポリビニルポリマーをはじめとする酸性ポリマーまたは塩基性ポリマーが挙げられる。
そのようなポリマー分散剤の例は、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンイミン、ポリグリシン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ(3−ヒドロキシ酪酸)、ポリ−L−ロイシン、ポリ−L−メチオニン、ポリ−L−プロリン、ポリ−L−セリン、ポリ−L−チロシン、ポリ(ビニルベンゼンスルホン酸)およびポリ(ビニルスルホン酸)から選択可能である。
好ましくは、ポリマー分散剤は、側鎖またはポリマー骨格のいずれかに酸性または塩基性部分を組み込んでいる。好ましくは、酸性部分は、6.0未満の解離定数(pKa)、より好ましくは5.0未満の解離定数、最も好ましくは4.5未満の解離定数を有する。好ましくは、塩基性部分は、6.0未満の塩基解離定数(pKb)、より好ましくは5.0未満の塩基解離定数、最も好ましくは4.5未満の塩基解離定数を有するが、pKaおよびpKbは、25℃の希釈した水性溶液中で測定したものである。
適切なポリマー分散剤は、反応条件における反応媒体に可溶であることに加えて、ポリマー骨格または側鎖基のいずれかに、少なくとも1箇所の酸性部分または塩基性部分を含んでいる。酸部分およびアミド部分を組み込んだポリマー、例えばポリビニルピロリドン(PVP)およびポリアクリル酸(PAA)のようなポリアクリレートが、特に適していることが見出された。本発明での使用に適したポリマーの分子量は、反応媒体の性質および反応媒体へのポリマーの溶解度に依存する。平均分子量は、通常、100,000未満であることが見出された。好ましくは、平均分子量は、1,000〜200,000、より好ましくは5,000〜100,000、最も好ましくは例えば10,000〜40,000の範囲内であり、例えば、PVPを用いる場合、分子量は、好ましくは10,000〜80,000、より好ましくは20,000〜60,000の範囲内であり、PAAの場合、1,000〜10,000程度である。
反応媒体中の分散剤の効果的濃度は、用いられる各反応/触媒系に応じて決定されるべきである。
分散されたVI族またはVIIIB族金属は、例えばろ過によって、反応器から除去された液体流から回収され、その後、廃棄されるか、または触媒もしくは他の用途での再使用に向けて処理されてもよい。連続処理において、液体流は、外部熱交換器を通して循環されてもよく、そのような場合、これらの循環装置内にパラジウム粒子用のフィルターを設置すると簡便になり得る。
好ましくは、ポリマー:金属の重量比g/gが、1:1〜1000:1、より好ましくは1:1〜400:1、最も好ましくは1:1〜200:1である。好ましくは、ポリマー:金属の重量比g/gが、最大1000まで、より好ましくは最大400まで、最も好ましくは最大200までである。
以下の実施例は、本発明を更に例示するものである。
実施例1
1,2−ビス(ジアダマンチルホスフィノメチル)ベンゼンの製造
(方法1)
このリガンドの製造を、以下の通り実施した。
1.1 (1−Ad)P(O)Clの製造
カニューレを介して、三塩化リン(83cm、0.98モル)を塩化アルミニウム(25.0g、0.19モル)とアダマンタン(27.2g、0.20モル)との混合物に急速に添加することにより、淡褐色の懸濁液が得られた。反応物を加熱還流した。10分後に黄橙色の懸濁液が形成された。反応物を全体で6時間還流した。大気圧(BP75℃)下で蒸留することにより、過剰のPClを除去した。周囲温度に冷却すると、橙色の固体が形成された。クロロホルム(250cm)を添加すると、橙色の懸濁液が生成され、その懸濁液を0℃に冷却した。水(150cm)を徐々に添加すると、最初、懸濁液の粘度が増加したが、水を全て添加すると、粘度が低下した。この時点から、反応物をアルゴン雰囲気下に保持しなかった。懸濁液をブフナー漏斗でろ過することにより、黄橙色の固体の不純物を除去した。ろ液は、2相系で構成されていた。分液漏斗を用いて下相を分離し、MgSOで乾燥させて、ブフナー漏斗でろ過した。揮発物をロータリーエバポレータで除去し、最後に真空乾燥させることにより、オフホワイトの粉末を得た。収量 35.0g、99%。31=85ppm、99%純粋。FW=352.85。□P NMR:
1.2 (1−Ad)PHの製造
LiAlH(2.54g、67.0ミリモル)を、THF(120cm)中の(1−Ad)P(O)Cl(10.00g、28.3ミリモル)の冷却溶液(−10℃)に対し、90分かけて添加した。反応物を放置して周囲温度まで加温し、その後、20時間撹拌した。灰色の懸濁液を−10℃に冷却した。シリンジを介して、HCl(脱気水50cm中に濃HCl 5cmの水溶液)を徐々に添加することにより(最初は反応の発熱があるため非常に徐々に)、2相系を得たが、下相には若干の固形物質が含まれていた。更に、相の分離を改善するために、HCl(濃HCl 〜5cm)を添加した。平先のカニューレで上相を除去し、MgSOで乾燥させ、更にカニューレでろ過した。揮発物を真空除去することにより、白色粉末としての生成物を得て、グローブボックスに単離した。収量 6.00g、70%。31=17ppm、100%純粋。FW=302.44。□P NMR:
1.3 (1−Ad)PClの製造
トルエン(250cm)中のAdPH(10.5g、34.7ミリモル)およびDBU(6.12cm、40.9ミリモル)の溶液を、−10℃に冷却した。カニューレでホスゲン溶液(30.0cm、56.7ミリモル)を徐々に添加し、メスシリンダーで移し変えた。これによって、高粘性の淡黄色懸濁液が得られた。カニューレで更にトルエン(100cm)を添加すると、粘性が低下し、撹拌が容易になった。カニューレで反応物をろ過することにより、黄色のろ液が得られた。残渣を更なるトルエン(2×100cm)で洗浄し、洗浄液を最初のろ液と混合した。揮発物を真空除去することにより、淡黄色の固体が得られ、それをペンテン(100cm、洗浄液は実質的に無色)で2回洗浄した。生成物を真空乾燥し、レモンイエローの粉末としてグローブボックスに単離した。収量 7.84g、67%。31P=139ppm、99+%純粋。FW=336.88。□NMR:
1.4 1,2−ビス(ジ−1−アダマンチルホスフィノメチル)ベンゼンの製造
1.4.1 ジ−ソジオ−オルト−キシレン(DI−SODIO−ORTHO−XYLENE)(DISOD)の製造
ヘプタン(100cm)中でNaOBu(破砕したもの、2.71g、28.2ミリモル)、o−キシレン(1.15cm、9.4ミリモル)およびN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)(4.26cm、28.2ミリモル)を撹拌した懸濁液に、シリンジを介して、BuLi(ヘキサン中に2.5M、11.28cm、28.2ミリモル)を15分間かけて滴下した。反応物を60℃で2時間加熱し、その後放置して冷却/沈降させたところ、橙褐色の固体(DISOD)および淡黄色の溶液が得られた。カニューレでろ過することによって溶液を除去し、固体を更なるヘプタン(50cm)で洗浄し、真空乾燥させた。収率90%と仮定して8.47ミリモル。
1.4.2 ジ−ソジオ−オルト−キシレンと2当量の(1−Ad)PClとの反応
EtO(100cm)中のDISOD(8.47ミリモル)の懸濁液を、−78℃で調製した。EtO(120cm)中のAdPCl(5.70g、16.9ミリモル)の懸濁液を、−78℃で急速に撹拌し、広径のカニューレでDISOD懸濁液に添加した。反応物を放置して周囲温度に加温し、18時間撹拌することにより、淡黄色の濁った溶液が得られた。カニューレで水(脱気したもの、100cm)を添加することにより2相系を得たが、この物質は低溶解度であるため、多量の白色固体(生成物)が存在していた。カニューレで上相(EtO)を除去した。ジクロロメタン(200cm)を用いて水相中の固体を抽出することにより、2つの透明な相を形成させた。カニューレで下相(CHCl)を除去し、元のEtO相と混合した。揮発物を真空除去したところ、わずかに粘着性のある固体が生成された。その固体にペンタン(200cm)を加えて摩滅させながら洗浄し、カニューレでろ過することによって洗浄液を除去した。白色固体を真空乾燥させ、脆砕性の白色粉末としてグローブボックスに単離した。収量 3.5g、59%。FW=707.01。
31P{H}NMRデータ:−δ24ppm。
H NMRデータ:−(400MHz,CDCl,298K)δ7.59−7.50(m,2H,Ar−H),7.09−6.99(m、2H,Ar−H),3.01(d,4H,PH=3.2Hz,CH),2.07−1.57(m、60H,C1015)ppm。
13C{H}NMRデータ:−(100MHz,CDCl,298K)δ139.4(dd,Jpc=10.7Hz,Jpc=2.3Hz,Ar−C),131.0(d,Jpc=16.8Hz,Ar−C),125.0(s,Ar−C),41.1(d,Pc=10.7Hz,Ad−C),37.2(s,Ad−C),36.9(d,Pc=22.9Hz,Ad−C),28.8(d,Pc=7.6Hz,Ad−C),22.0(dd,Pc=22.9Hz,Pc=3.1Hz,CH)。
実施例2
1,2−ビス(ジアダマンチルホスフィノメチル)ベンゼンの製造(方法2)
2.1 ジ−1−アダマンチルホスフィニッククロリド(Di−1−adamantyl phosphinic chloride)。
カニューレを介して、三塩化リン(83cm、0.98モル)を、(新たに昇華した)AlCl(26.66g、0.2モル)とアダマンタン(27.2g、0.20モル)との混合物に急速に添加したところ、バフ色の懸濁液が得られた。その溶液を還流および撹拌すると、タンジェリン色の懸濁液になったことが観察された。更に還流すると、懸濁液は暗色になり、深橙色になった。懸濁液を全体で18時間還流した。その後、過剰の三塩化リンを蒸留(BP:75℃)によって除去したところ、橙色の固体が得られた。周囲温度に冷却し、クロロホルム(250cm)を添加することにより、橙色の懸濁液を再生した。その後、懸濁液を0℃に冷却して、シリンジで水(150cm)を徐々に添加した。この時点より以降は、不活性雰囲気を用いる必要はない。橙色懸濁液をブフナー漏斗でろ過(セライトを用いる)することにより、橙色の固体不純物を除去した。その後、ろ液の下相(クロロホルム)を分液漏斗で分離し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。2回目のブフナー漏斗でのろ過(セライトを用いる)の後、ロータリーエバポレーションにより溶媒を懸濁液から除去したところ、生成物としてオフホワイトの固体が得られた。収量:34.89g、99%、99%純粋。FW:352.85。31P NMR:δ:86ppm(s)。
2.2 ジ−1−アダマンチルホスフィン。
LiAlH(3.5g、74ミリモル)を、THF(250cm)中のジ−1−アダマンチルホスフィニッククロリド(16g、45ミリモル)の冷却溶液(0℃)に2時間かけて添加した。その後、反応物を放置して周囲温度まで加温し、20時間撹拌した。その後、灰色の懸濁液を冷却(0℃)し、シリンジを介してHCl(75cm、1M)を徐々に添加して2相系を得たが、下相には若干の固体が存在していた。その後、濃HCl(8cm、11M)を添加することにより、2相の分離を改善した。カニューレで(上の)THF相を除去し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。カニューレでろ過した後、揮発物を真空除去したところ、白色固体としての生成物が得られた。収量:9.1g、67%、95%純粋。FW:302.44。31P NMR:δ:18ppm(s)。
2.3 (ジ−1−アダマンチルホスフィン)トリヒドロボロン。
ボラン(THF)付加物(10cm、10ミリモル)を、THF(30cm)中のジ−1−アダマンチルホスフィン(1.36g、4.5ミリモル)の撹拌した溶液に添加した。更に5時間撹拌したところ、わずかに濁った溶液が得られた。その後、揮発物を真空除去したところ、純白色の固体としての生成物が得られた。収量:1.39g、98%、99%純粋。FW:315.25。31P NMR:δ41ppm(d、JPB 64Hz)。
2.4 secBuLiを用いた脱プロトン化と、ααジクロロ−o−キシレンを用いた反応と、による1,2−ビス(ジ−1−アダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンの合成。
ジ−1−アダマンチルホスフィントリヒドロボロン(5g、15.8ミリモル)の撹拌した冷却THF溶液(−78℃、60cm)に、secBuLi(12.3cm、16.6ミリモル)を徐々に(シリンジで)添加した。完全に添加したところで、溶液は、顕著な黄色になった。溶液を−78℃で30分間撹拌し、その後、放置して室温まで加温し、更に120分間撹拌した。その後、溶液を−78℃に冷却し、カニューレを介してααジクロロ−o−キシレンのTHF溶液(20cm)を添加した。その後、溶液を放置して室温まで加温し、15時間撹拌した。その後、揮発物を真空除去した。LiClおよび過剰の有機物は、脱プロトン化工程の際に除去されるため、更に仕上げる必要はなかった。収率:100%、85%純粋。
31P{H}NMR(CDCl,298K)δ(d,br)41ppm。
11B{H}NMR δ−43ppm(d,JBP44Hz)
H NMR (CDCl,298K)δ7.8−7.50ppm(m,br,Ar−H),δ7.49−7.00ppm(m、br,Ar−H),δ3.3ppm(d,CH),δ2.2−1.2ppm(m,C1015
2.5 HBF O(ME)を用いた1,2−ビス(ジアダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンの脱保護化による1,2−ビス(ジアダマンチルホスフィノメチル)ベンゼンの合成。
テトラフルオロホウ酸ジメチルエーテル錯体(5当量、12.5ミリモル、1.5cm)を、シリンジで1,2−ビス(ジ−アダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼン(70cmジクロロメタン)の撹拌した冷却溶液(0℃)に徐々に添加した。溶液を0℃で1時間撹拌し、その後放置して周囲温度まで加温し、更に12時間撹拌した。その後、反応混合物を冷却(0℃)した飽和の(脱気した)NaHCO溶液(5倍過剰なNaHCO)に添加し、50分間激しく撹拌した。その後、有機相をジエチルエーテル30cmで2回抽出し、DCM抽出物に添加した。その後、有機相を脱気水30cmで2回洗浄し、MgSOで乾燥させた。その後、揮発物を真空除去した。
31P{H}NMR:δ26.4ppm(s)。
H NMR (CDCl,298K)δ7.54ppm(q,Ar−H,JHH3.4Hz),7.0ppm(q,Ar−H,JHH3.4Hz),3.0ppm(d,br CH)1.6−2.1ppm(m,br C1015)。
実施例3
1,2−ビス(ジ−3,5−ジメチルアダマンチルホスフィノメチル)ベンゼンの製造(方法2)
3.1 アダマンタンの代わりの1,3−ジメチルアダマンタン21.7g(0.132モル)と、AlCl(18.5g、0.14モル)とを用いたこと以外は、実施例2.1の方法により、ジ−1−(3,5−ジメチルアダマンチル)ホスホニッククロリドを製造した。収量 23.5g FW:409.08。31P NMR:δ:87ppm(s)。
3.2 ジ−1−アダマンチルホスホニッククロリドの代わりにジ−1−(3,5−ジメチルアダマンチル)ホスフィニッククロリド25.0gを用いたこと以外は、上記2.2のように、ジ−1−(3,5−ジメチルアダマンチル)ホスフィンを製造した。収量 15.7g FW:358.58。31P NMR:δ:15.7ppm(s)。
3.3 ジ−1−アダマンチルホスフィンの代わりにジ−1−(3,5−ジメチルアダマンチル)ホスフィン10.0gを用いたこと以外は、上記2.3のように、ジ−1−(3,5−ジメチルアダマンチル)ホスフィントリヒドロボロンを製造した。収量 9.5g 31P NMR:δ:40.5ppm(br)。
3.4 ジ−1−アダマンチルホスフィントリヒドロボロンの代わりに等モル量のジ−3,5−ジメチルアダマンチルホスフィントリヒドロボロンを用いたこと以外は、上記2.4のように、secBuLiを用いた脱プロトン化と、ααジクロロ−o−キシレンを用いた反応と、による1,2−ビス(ジ−3,5−ジメチルアダマンチル(ボラン)メチル)ベンゼンの合成を実施した。
3.5 1,2−ビス(ジ−アダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンの代わりに等モル量の1,2−ビス(ジ−3,5−ジメチルアダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンを用いたこと以外は、上記の1,2−ビス(ジ−1−アダマンチルホスフィノメチル)ベンゼン(2.5)のように、HBF O(ME)を用いた1,2−ビス(ジ−3,5−ジメチルアダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンの脱保護化による1,2−ビス(ジ−3,5−ジメチルアダマンチルホスフィノメチル)ベンゼンの合成を実施した。
実施例4
1,2−ビス(ジ−4−tert−ブチルアダマンチルホスフィノメチル)ベンゼンの製造(方法2)
4.1 アダマンタンの代わりの4−tert−ブチルアダマンタン25.37g(0.132モル)と、AlCl(18.5g、0.14モル)とを用いたこと以外は、上記のジ−1−アダマンチルホスフィニッククロリドのように、ジ−1−(4−tert−ブチルアダマンチル)ホスフィニッククロリドを製造した。収量 22.6g FW:464.98。 31P NMR:δ:87ppm(s)。
4.2.1 ジ−1−アダマンチルホスフィニッククロリドの代わりにジ−1−(4−tert−ブチルアダマンチル)ホスフィニッククロリド13.5gを用いたこと以外は、上記のジ−1−アダマンチルホスフィンのように、ジ−1−(4−tert−ブチルアダマンチル)ホスフィンを製造した。収量 9.4g FW:414.48。31P NMR:δ:18.62ppm(s)。
4.2.2 ジ−1−アダマンチルホスフィンの代わりにジ−1−(4−tert−ブチルアダマンチル)ホスフィン10.0gを用いたこと以外は、上記のジ−1−アダマンチルホスフィンのように、ジ−1−(4−tert−ブチルアダマンチル)ホスフィントリヒドロボロンを製造した。収量 9.5g 31P NMR:δ:41.6ppm(br)。
4.2.3 ジ−1−アダマンチルホスフィントリヒドロボロンの代わりに等モル量のジ−1−(4−tert−ブチルアダマンチル)ホスフィントリヒドロボロンを用いたこと以外は、上記の1,2−ビス(ジ−1−アダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンのように、secBuLiを用いた脱プロトン化と、ααジクロロ−o−キシレンを用いた反応と、による1,2−ビス(ジ−4−tert−ブチルアダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンの合成を実施した。
4.3 1,2−ビス(ジ−4−tert−ブチルアダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンの代わりに等モル量の1,2−ビス(ジ−4−tert−ブチルアダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンを用いたこと以外は、上記の1,2−ビス(ジ−1−アダマンチルホスフィノメチル)ベンゼンのように、HBF O(ME)を用いた1,2−ビス(ジ−4−tert−ブチルアダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンの脱保護化による1,2−ビス(ジ−4−tert−ブチルアダマンチルホスフィノメチル)ベンゼンの合成を実施した。
実施例5
1,2−ビス(1−アダマンチル−tert−ブチルホスフィノメチル)ベンゼンの製造(方法2)
5.1 1−アダマンチルホスホン酸ジクロリド。
この化合物を、オラ他(Olah et al)の方法(ザ ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー、1990年、第55巻、p1224〜1227(J. Org. Chem. 1990, 55, 1224−1227))により合成した。
5.2 1−アダマンチルホスフィン。
LiAlH(3.5g、74ミリモル)を、THF(250cm)中の1−アダマンチルホスホン酸ジクロリド(15g、59ミリモル)の冷却溶液(0℃)に2時間かけて添加した。その後、反応物を放置して周囲温度まで加温し、20時間撹拌した。その後、灰色の懸濁液を冷却(0℃)し、シリンジでHCl(75cm、1M)を徐々に添加して2相系を得たが、下相には若干の固体が存在していた。その後、濃HCl(8cm、11M)を添加することにより、2相の分離を改善した。カニューレで(上の)THF相を除去し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。カニューレでろ過した後、揮発物を真空除去することにより、生成物を得た。
5.3 (1−アダマンチル−tert−ブチルホスフィン)トリヒドロボロン。
n−BuLi(20cm、32ミリモル、1.6M溶液)を、THF(100cm)中の1−アダマンチルホスフィン(5.0g、30ミリモル)の冷却溶液に1時間かけて添加した。その溶液を放置して室温まで加温し、更に2時間撹拌した。溶液を再度、0℃に冷却して、tert−ブチルクロリド(2.78g、30ミリモル)を添加し、室温で更に16時間撹拌し続けた。ボラン(THF)付加物(30cm、30ミリモル)を添加し、その後、溶媒を除去することによって、その物質をボラン付加物として単離した。その物質は、異性体の混合物である白色固体として単離された。
5.4 secBuLiを用いた脱プロトン化と、ααジクロロ−o−キシレンを用いた反応と、による1,2−ビス(1−アダマンチル−tert−ブチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンの合成。
ジ−1−アダマンチルホスフィントリヒドロボロンの代わりに等モル量の1−アダマンチル−tert−ブチル(ホスフィン)トリヒドロボロンを用いたこと以外は、上記の1,2ビス(ジ−1−アダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンのように合成を実施した。
5.5 HBF O(ME)を用いた1,2−ビス(1−アダマンチル−tert−ブチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンの脱保護化による1,2−ビス(1−アダマンチル−tert−ブチルホスフィノメチル)ベンゼンの合成。
1,2−ビス(ジアダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンの代わりに等モル量の1,2−ビス(1−アダマンチル−tert−ブチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンを用いたこと以外は、1,2−ビス(ジ−アダマンチルホスホリノメチル)ベンゼンのように実施した。
実施例6
1,2−ビス(ジ−1−ジアマンタンホスフィノメチル)ベンゼンの製造。ジアマンタン=コングレッサン
6.1 ジアマンタン。
ジアマンタンを、タマラ他(Tamara et al.)によるオーガニック シンセシス、CV 6、378(Organic Syntheses, CV 6,378)の方法により合成した。
6.2 ジ−1−(ジアマンタン)ホスフィニッククロリド。
ジアマンタン20.0g(0.106モル)およびAlCl(16.0g、0.12モル)を用いたこと以外は、ジ−1−アダマンチルホスフィニッククロリドのように製造した。収量 25.5g FW:456.5。31P NMR:δ:87ppm(s)。
6.3 ジ−1−(ジアマンタン)ホスフィン。
ジ−1−(ジアマンタン)ホスフィニッククロリド 25.0gを用いたこと以外は、ジ−1−アダマンチルホスフィンのように製造した。収量 14.0g FW:406。31P NMR:δ:16.5ppm(s)。
6.4 ジ−1−(ジアマンタン)ホスフィントリヒドロボロン。
ジ−1−(ジアマンタン)ホスフィン 15.0gを用いたこと以外は、ジ−1−アダマンチルホスフィントリヒドロボロンのように製造した。収量 14.5g。31P NMR:δ:42.1ppm(br)。
6.5 secBuLiを用いた脱プロトン化と、ααジクロロ−o−キシレンを用いた反応と、による1,2−ビス(ジアマンタンホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンの合成。
ジ−1−アダマンチルホスフィントリヒドロボロンの代わりに等モル量のジアマンタンホスフィントリヒドロボロンを用いたこと以外は、1,2ビス(ジ−1−アダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンのように製造した。
6.6 HBF O(ME)を用いた1,2−ビス(ジアマンタン(ボラン)メチル)ベンゼンの脱保護化による1,2−ビス(ジアマンタンホスフィノメチル)ベンゼンの合成。
1,2−ビス(ジ−アダマンチルホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンの代わりに等モル量の1,2−ビス(ジアマンチンホスホル(ボラン)メチル)ベンゼンを用いたこと以外は、1,2−ビス(ジ−1−アダマンチルホスフィノメチル)ベンゼンのように製造した。
実施例7(比較)
1,2−ビス−(ジ−tert−ブチルホスフィノメチル)ベンゼンの製造
このリガンドの製造は、国際公開第99/47528号パンフレットに開示された実施例18に対応する手法で実施した。
実施例8(比較)
1,3−ビス(ジアダマンチルホスフィノ)プロパンの製造
1,3−ビス−(ジ−1−アダマンチルホスフィノ)プロパンの製造(2)
8.1 (1−Ad)PLiの製造
シリンジを介して、BuLi(ヘキサン中に2.5M、42.02cm、105.1ミリモル)を、THF(150cm)中でAdPH(10.59g、35.0ミリモル)を撹拌した懸濁液に滴下した。この結果、穏やかな発熱反応で、溶液が濃い黄色になり多量の黄色固体が沈殿した。反応物を周囲温度で3時間撹拌した。揮発物を真空除去したところ、非常に淡い橙色の固体が得られた。過剰のBuLiを除去するために、固体をペンタン(50cm)で2回洗浄したところ、白色粉末(洗浄液は橙色)が単離され、該粉末を真空乾燥させた。この工程の生成物は、これまでのNMR実験に基づいて定量的であると推測された。
8.2 2当量の(1−Ad)PLiによる1,3−ジブロモプロパンの製造
シリンジを介して、1,3−ジブロモプロパン(脱気したもの、1.78cm、17.5ミリモル)を、THF(150cm)中でAdPLi(35.0ミリモル、上記のとおり製造)を撹拌した懸濁液に滴下した。最初に黄色の溶液が形成され、その後、多量の白色固体(生成物)がクラッシュアウトした。揮発物を真空除去し、カニューレでジクロロメタン(300cm)を添加したところ、濁った溶液が得られた。水(脱気したのもの、100cm)を添加すると濁りが消え、2相系が形成された。カニューレでろ過することによって下相を除去した。揮発物を真空除去したところ、白色粉末が得られた。該粉末をペンタン(100cm)で洗浄および乾燥させ、グローブボックスに単離した。収量 6.45g、57%。31=24ppm、95+%純粋。FW=□P NMR:644.94。
実施例9
1,2−ビス(ジ−1−アダマンチルホスフィノメチル)ベンゼンパラジウム(dba)の製造
リガンド(2.05g、2.90ミリモル)およびパラジウムdba(1.61g、2.90ミリモル[Pd])の混合物にTHF(100cm)を添加したところ、深赤橙色の濁った溶液が得られた。反応物を3時間撹拌した。カニューレで反応物をろ過したところ、深赤橙色のろ液および少量の[Pd]残渣が生成した。揮発物を真空除去したところ、深赤色の粉末固体が得られた。カニューレを介してペンタン(50cm)を添加し、スパチュラで摩滅させることにより、橙色粉末を分別した。琥珀色のペンタン洗浄液をカニューレでろ過することによって除去し、固体を−10℃のEtO(50cm)で3回洗浄した。得られた橙色粉末を真空乾燥し、グローブボックスに単離した。収量 2.68g、88%。31=46、42□P NMR: ppm(1:1比)、原則的にリンは純粋。FW:1047.73。
実施例10
1,3−ビス(ジ−1−アダマンチルホスフィノ)プロパンパラジウム(dba)の製造
THF(70cm)中のリガンド(1.96g、3.04ミリモル)およびパラジウムdba(1.69g、3.04ミリモル[Pd])を用いたこと以外は、実施例4のように実施した。3時間後、深い赤橙色の溶液がやや濁って見えた。生成物を更に溶解させるために、更なるTHF 50cmを添加した。周囲温度でEtO洗浄を実施したこと以外は、反応物を上記の通り仕上げた。橙色粉末としての固体をグローブボックスに単離した。収量 2.08g、69%。31=42、□P NMR: 38ppm(1:1比、ノイズが多い)。FW=985.66。
実験
他に記述しない限り、触媒試験は、磁気的に撹拌された300mlのガラス製のビュッヒ(Buchi)のオートクレーブ内で実施された。化合物の活性は、最初、メタノール(100ml)中で2当量のリガンドをパラジウムdba(50mg)と反応させてその場で触媒を生成させ、その後、MeSOH(10当量)を添加することによってテストされた。この溶液を、不活性雰囲気下でオートクレーブに入れた。その後、溶液を所望の温度に加熱した後、CO/エテンを所望の圧力になるまで添加した。50/50 CO−エチレンを用いて10バール、80℃で2時間、触媒反応を実行させた。キシレンおよびプロピレン骨格のアダマンチル化合物の活性を比較した。結果を、表2に集める。
Figure 2005535455
このようにキシレン触媒系は、活性が高く、MeP生成への選択性があるため、原則的にGCにより一種の生成物しか供与しない。その後、オートクレーブ内で1,2−ビス(ジ−tert−ブチルホスフィノメチル)ベンゼン系と最初の比較を、最初のテストと類似の条件下で同じモル量にて実施した。しかし、過剰のリガンドを含まずに、予め形成させた触媒[L^L]Pd(dba)を用いて、反応を3時間実施した。結果を、表3に集める。
Figure 2005535455
これらの条件下では、アダマンチルで置換した触媒が、t−ブチル触媒よりも活性/安定性に優れていることが明らかである。
この出願に関連して本明細書と同時または本明細書の前に提出され、この明細書の公的検閲を受ける文書および文献の全てに注意を向けるべきであり、そしてそのような文書および文献の全ての内容が、参考資料として本明細書に援用される。
本明細書(添付の特許請求の範囲、要約書および図面のいずれも含む)に開示された特徴の全て、および/またはそのように開示された方法またはプロセスの工程の全ては、そのような特徴および/または工程の少なくとも一部が互いに排他的であるような組み合わせを除いて、いずれの組み合わせを行ってもよい。
本明細書(添付の特許請求の範囲、要約書および図面のいずれも含む)に開示された各特徴は、他に説明しない限りは、同様、同一または類似の目的に適う代替の特徴に置き換えてもよい。つまり他に説明しない限りは、開示された各特徴は、包括的な一連の同等または類似の特徴の一例に過ぎない。
本発明は、前述の実施形態の詳細に限定されない。本発明は、本明細書(添付の特許請求の範囲、要約書および図面のいずれも含む)に開示された特徴の新規なもの、もしくは新規な組み合わせ、またはそのように開示された方法またはプロセスの工程の新規なもの、もしくは新規な組み合わせに及ぶ。

Claims (30)

  1. オレフィン性不飽和化合物のカルボニル化を触媒可能な触媒系であって、該触媒系は、
    (c)VIB族もしくはVIIIB族の金属、またはその化合物と、
    (d)一般式(I)の二座ホスフィンと
    Figure 2005535455
    を化合することによって得られ、
    ここで、[式中、
    Arは、リン原子が利用可能な隣接炭素原子上で結合した、任意に置換されたアリール部分を含む架橋基であり;
    AおよびBは、それぞれ独立して、低級アルキレンを表し;
    K、D、EおよびZは、アリール部分(Ar)の置換基であり、それぞれ独立して、水素、低級アルキル、アリール、ヘト(Het)、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、C(S)R1617、SR18、C(O)SR18または−J−Q(Ad)(CR(R)(R))(式中、Jは、低級アルキレンを表す)を表すか、またはK、Z、DおよびEから選択される2個の隣接基が、結合したアリール環の炭素原子と一緒に更なるフェニル環を形成していて、そのフェニル環は、水素、低級アルキル、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、C(S)R1617、SR18またはC(O)SR18から選択される1種以上の置換基によって任意に置換されており;
    〜Rは、それぞれ独立して、低級アルキル、アリールまたはヘトを表し;
    Adは、それぞれ独立して、第三級炭素原子のいずれか1個を介してリン原子に結合する、任意に置換されたアダマンチル基を表し、前記任意の置換は、水素、低級アルキル、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、C(S)R1617、SR18またはC(O)SR18から選択される1種以上の置換基によって行われ;
    10〜R18は、それぞれ独立して、水素、低級アルキル、アリールまたはヘトを表し;
    S+Uが1以上であれば、SおよびUは、0、1または2であり;
    T+Vが3以下であれば、TおよびVは、0、1または2であり;
    WおよびXは、0、1または2であり;
    、QおよびQ(存在する場合)は、それぞれ独立して、リン、ヒ素またはアンチモンを表し、したがって後者の2例の場合、ホスフィンまたはリンの参照を変更すべきである]
    で示される、触媒系。
  2. 前記VIIIB族金属が、パラジウムである、請求項1に記載の触媒系。
  3. 〜Rが、それぞれ独立して、低級アルキル、アラルキルまたはアリールを表す、請求項1または2に記載の触媒系。
  4. 〜Rが、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜Cアルキルフェニル(この場合のフェニル基は、本明細書に定義したとおり任意に置換されている)またはフェニル(この場合のフェニル基は、本明細書に定義したとおり任意に置換されている)を表す、請求項1〜3のいずれかに記載の触媒系。
  5. それぞれQ、QおよびQ(存在する場合)が、同一である、請求項1〜4のいずれかに記載の触媒系。
  6. それぞれQ、QおよびQ(存在する場合)が、リンを表す、請求項1〜5のいずれかに記載の触媒系。
  7. A、BおよびJ(存在する場合)が、それぞれ独立して、本明細書に定義したとおり、例えば低級アルキル基によって、任意に置換されたC〜Cアルキレンを表す、請求項1〜6のいずれかに記載の触媒系。
  8. K、D、EまたはZが、−J−Q(Ad)(CR(R)(R))を表さない場合、K、D、EまたはZが、水素、低級アルキル、フェニルまたは低級アルキルフェニルを表す、請求項1〜7のいずれかに記載の触媒系。
  9. K、D、EおよびZが、結合したアリール環の炭素原子と一緒にフェニル環を形成していない場合、K、D、EおよびZが、それぞれ独立して、水素、低級アルキル、フェニルまたは低級アルキルフェニルを表す、請求項1〜8のいずれかに記載の触媒系。
  10. K、D、EおよびZのうちの2個が、結合したアリール環の炭素原子と一緒にフェニル環を形成している場合、そのフェニル環が、アリール、低級アルキル(この場合、アルキル基そのものが、以下に定義するとおり任意に置換されているか、またはそのような末端基であってもよい)、ヘト、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、SR18、C(O)SR18またはC(S)NR1617から選択される1種以上の置換基によって任意に置換されており、この場合のR10〜R18が、それぞれ独立して、水素または低級アルキル(この場合、アルキル基そのものが、本明細書に定義するとおり任意に置換されているか、またはそのような末端基であってもよい)を表す、請求項1〜8のいずれかに記載の触媒系。
  11. Sが1以上であり、uが1以上である、請求項1〜10のいずれかに記載の触媒系。
  12. エチレン性不飽和化合物のカルボニル化の方法であって、該方法は、
    請求項1〜11のいずれかに記載の触媒系の存在下、エチレン性不飽和化合物を、一酸化炭素およびヒドロキシル基含有化合物と接触させる工程を含む、エチレン性不飽和化合物のカルボニル化の方法。
  13. 前記ヒドロキシル基含有化合物が、水、またはヒドロキシル官能基を有する有機分子を含む、請求項12に記載の方法。
  14. ヒドロキシル官能基を有する前記有機分子が、分枝鎖または直鎖であってもよく、かつアリールアルカノールをはじめとするアルカノール、特にC〜C30アルカノールを含み、本明細書に定義したとおりの低級アルキル、アリール、ヘト、ハロ、シアノ、ニトロ、OR10、OC(O)R11、C(O)R12、C(O)OR13、NR1415、C(O)NR1617、C(S)R1617、SR18またはC(O)SR18から選択される1種以上の置換基で任意に置換されていてもよい、請求項13に記載の方法。
  15. エチレン性不飽和化合物のカルボニル化が、1種以上の非プロトン性溶媒中で実施される、請求項12〜14のいずれかに記載の方法。
  16. 前記反応が、外部から添加された非プロトン性溶媒中、即ち反応そのものから生成していない非プロトン性溶媒中で実行される、請求項12〜14のいずれかに記載の方法。
  17. 前記アニオンが、18℃の水性溶液中で測定されたpKaが4未満である1種以上の酸から誘導されるか、またはそのような酸として導入されてもよい、請求項12〜16のいずれかに記載の方法。
  18. 適切なエチレン性不飽和化合物は、エテン、プロペン、ヘキセン、酢酸ビニルのようなビニル化合物、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、その他の最大C30までのものであって、直鎖または分枝鎖であってもよく、環式、非環式または部分環式であってもよく、二重結合が炭素鎖内のいずれの適切な位置にあってもよく、およびその立体異性体全てを包含する、請求項12〜17のいずれかに記載の方法。
  19. 前記触媒系が、液体反応媒体中で、液体担体に溶解したポリマー分散剤を含み、前記ポリマー分散剤が、前記液体担体中の触媒系のVI族もしくはVIIIB族金属または金属化合物の粒子のコロイド懸濁液を安定化させることができる、請求項1〜11のいずれかに記載の触媒系。
  20. 基R〜R、R〜RおよびR〜Rのそれぞれが、互いに独立して、1−ノルボルニルまたは1−ノルボルナジエニルのような環状構造を形成していてもよい、請求項1〜11または19のいずれかに記載の触媒系。
  21. 請求項1〜11のいずれかに記載の一般式(I)の二座ホスフィンの中間体を製造する方法であって、該方法は、
    式(II)のボランで保護された部分を、
    Figure 2005535455
    (式中、Ad、R、R、R、Q、SおよびTは、前記のとおりであり、Hは、水素原子である)
    式(IIIa)または式(IIIb)の化合物と反応させて、
    Figure 2005535455
    Figure 2005535455
    (式中、R40は、第二級または第三級炭素で金属Mに結合した分枝したC〜Cアルキル基であり、Mは、IA族アルカリ金属を表し、
    41−Mは、R41−LiとKOR42またはNaOR42との間の交換反応によってその場で生成され、R41およびR42は、独立してC〜Cアルキル、アリールまたはアラルキル基であり、直鎖または分枝鎖であってもよい)
    式(IV)を生成させる工程
    Figure 2005535455
    を含む方法。
  22. 40が、sec−ブチルまたはtert−ブチルである、請求項21に記載の方法。
  23. Mが、リチウムである、請求項21または22に記載の方法。
  24. 式IVの中間体を、架橋部分Vと反応させて、
    Figure 2005535455
    (式中、A、K、D、Ar、E、ZおよびBは、既に定義したとおりであり、Gは、ハロゲン基、好ましくは塩素である)
    式(VI)を生成させる、
    Figure 2005535455
    (式中、Qは、Qと同一または異なっていてもよい)
    請求項21〜23のいずれかに記載の方法。
  25. ボラン脱保護の更なるステップを包含する、請求項24に記載の方法。
  26. 前記ボラン脱保護が、テトラフルオロホウ酸ジメチルエーテル錯体を用いて実行される、請求項25に記載に方法。
  27. 前記反応が、80℃未満、好ましくは50℃未満で起こる、請求項21〜23のいずれかに記載の方法。
  28. 前記反応が、80℃未満、好ましくは50℃未満で起こる、請求項24に記載の方法。
  29. 請求項1〜11のいずれかに記載の一般式(I)の二座ホスフィンの中間体を製造する方法であって、該方法は、
    式(II)のボランで保護された部分を、
    Figure 2005535455
    (式中、Ad、R、R、R、Q、SおよびTは、前記のとおりであり、Hは、水素原子である)
    式(IIIa)または式(IIIb)の化合物と反応させる工程
    Figure 2005535455
    Figure 2005535455
    (式中、R40は、C〜Cアルキル、アリールまたはアラルキル基であり、Mは、IA族アルカリ金属を表し、R40−Hは、pKaがn−ブタンよりも大きく、
    41−Mは、R41−LiとKOR42またはNaOR42との間の交換反応によってその場で生成され、R41およびR42は、独立してC〜Cアルキル、アリールまたはアラルキル基であり、直鎖または分枝鎖であってもよい)
    を含む方法。
  30. 40、R41およびR42が、独立してC〜Cアルキルまたはアラルキル基から選択される、請求項29に記載の方法。
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