JP2010095623A - Method for recovering iron complex - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for recovering a divalent or trivalent iron complex having 1,4,7-triazacyclononane compound used in a reaction as a ligand, as a trivalent iron complex reutilizable as a catalyst, in an atom transfer radical reaction. <P>SOLUTION: In an atom transfer radical reaction using, as a catalyst, a divalent or trivalent iron complex obtained by coordinating a specific cyclic amine compound to an iron compound, there is provided the method for recovering a trivalent iron complex comprising, after the reaction, subjecting a reaction mixture to the following steps (1) and (2): the step (1) in which after the reaction mixture is treated with oxygen, the iron complex and the reaction mixture are separated, or after the iron complex and the reaction mixture are separated, the iron complex is treated with oxygen; and the step (2) in which the iron complex obtained in the step (1) is treated with a halogenating agent. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、1,4,7−トリアザシクロノナン化合物を配位子に持つ2価又は3価の鉄錯体を触媒とした原子移動型ラジカル反応において、反応終了後に使用済みの鉄錯体を3価の鉄錯体として回収する方法に関する。 In the present invention, in an atom transfer radical reaction using a divalent or trivalent iron complex having a 1,4,7-triazacyclononane compound as a ligand as a catalyst, 3 The present invention relates to a method for recovering as a valent iron complex.

従来のラジカル重合と異なり、ポリマー成長末端が化学変換可能な活性を有するリビングラジカル重合は、ポリマーの分子量、モノマー残基序列、次元構造などを任意に制御できることから、この10年以来多くの注目を集めて来た。その中で、特に、金属錯体とハロゲン化合物との組み合わせによる原子移動型ラジカル重合反応(ATRP)はその広範に渡るモノマー種類の適応性が示され、それを用いるポリマーの精密制御方法は、ポリマーの合成だけではなく、基材表面・界面の化学修飾、デバイス構築にも広がるようになった。 Unlike conventional radical polymerization, living radical polymerization, which has an activity capable of chemically converting the polymer growth terminal, can control the molecular weight, monomer residue order, dimensional structure, etc. of the polymer arbitrarily. I gathered it. Among them, in particular, the atom transfer radical polymerization reaction (ATRP) based on the combination of a metal complex and a halogen compound has shown the applicability of a wide range of monomer types. Not only synthesis, but also chemical modification of the substrate surface / interface and device construction have been extended.

原子移動型ラジカル重合反応で用いられる金属触媒は、予め合成した金属錯体だけではなく、金属と配位子(例えばアミン類)とからなる化合物を重合反応系に混合してから用いる場合が多い。このような重合系では、重合後ポリマーからの金属や配位子の除去が大きな課題となっている。ある意味では、重合反応それ自体より、残留金属や配位子をポリマーから除去することがリビングラジカル重合実用化への現実的な問題でもある。 In many cases, the metal catalyst used in the atom transfer radical polymerization reaction is used after mixing a compound composed of a metal and a ligand (for example, amines) into a polymerization reaction system as well as a metal complex synthesized in advance. In such a polymerization system, removal of metals and ligands from the polymer after polymerization is a major issue. In a sense, the removal of residual metals and ligands from the polymer rather than the polymerization reaction itself is a practical problem for the practical application of living radical polymerization.

残留金属や配位子の除去に関しては、1)重合終了後の溶液をそのまま(あるいは適当な溶剤で希釈した後)アルミナやシリカカラムに通す方法、2)イオン交換樹脂による銅成分の除去方法(非特許文献1)、3)重合溶液に水や貧溶媒を添加して、固体あるいは溶液状態のポリマーと触媒含有溶液とを分離する方法(特許文献1〜4)、4)金属錯化剤を利用する方法(特許文献5)が検討されている。 Regarding removal of residual metals and ligands, 1) a method in which the solution after polymerization is completed (or diluted with a suitable solvent) is passed through an alumina or silica column, and 2) a copper component is removed by an ion exchange resin ( Non-Patent Document 1), 3) A method in which water or a poor solvent is added to a polymerization solution to separate a solid or solution polymer from a catalyst-containing solution (Patent Documents 1 to 4), and 4) a metal complexing agent. A method of use (Patent Document 5) has been studied.

一般に、原子移動型ラジカル重合反応に使用される触媒や配位子は比較的高価なものが多く、これらを効率的にポリマーから分離・回収し、触媒成分の再利用が可能となれば、製造コスト削減はもとより廃棄物削減の観点からも、工業的に優位な技術となり得る。しかしながら、該重合反応で使用する低原子価金属触媒は、一般に空気(酸素)酸化を受けやすく、不活性雰囲気での貯蔵、取扱いが必要となる。従って、上記方法では、ポリマーからの触媒成分の除去は可能であるが、それらを回収・再利用することは困難である。
本発明者により低原子価鉄触媒として、鉄(2価)−トリアザシクロノナン錯体を触媒とした重合において、重合後の簡便な操作でポリマーから鉄触媒を分離でき、更には分離した鉄触媒は重合触媒として再利用可能であることが開示されている。しかしながら2価の鉄化合物は酸化されやすく、不活性雰囲気での回収・再利用が必要となる等、工業的ポリマー合成の観点から課題も多い(特許文献6)。
In general, many of the catalysts and ligands used in atom transfer radical polymerization reactions are relatively expensive, and if they can be efficiently separated and recovered from the polymer and the catalyst components can be reused, they can be manufactured. This technology can be an industrially superior technology from the viewpoint of cost reduction as well as waste reduction. However, the low-valent metal catalyst used in the polymerization reaction is generally susceptible to air (oxygen) oxidation and needs to be stored and handled in an inert atmosphere. Therefore, in the above method, the catalyst components can be removed from the polymer, but it is difficult to recover and reuse them.
In the polymerization using an iron (divalent) -triazacyclononane complex as a low-valent iron catalyst by the present inventor, the iron catalyst can be separated from the polymer by a simple operation after polymerization, and further the separated iron catalyst Is reusable as a polymerization catalyst. However, divalent iron compounds are easily oxidized, and there are many problems from the viewpoint of industrial polymer synthesis, such as the need for recovery and reuse in an inert atmosphere (Patent Document 6).

原子移動型ラジカル重合反応での活性ハロゲン化合物を、従来のラジカル発生剤(例えば、過酸化物やアゾ系化合物)に替えて行う重合反応を逆原子移動型ラジカル反応と呼ぶ。該重合反応では、使用する触媒は高原子価金属化合物であり、空気中で安定に存在する極めて取扱い易い化合物である。従来のラジカル重合プロセスにこの高原子価触媒を加えることで、リビングラジカル重合が可能となり、重合物の末端に反応性残基を導入することができ、それによるブロック共重合体の合成も可能である。従って、逆原子移動型ラジカル重合反応は、既存生産プロセスにて構造制御されたポリマーを得ることができる有用な製造法である。鉄錯体における高原子価触媒は3価の鉄錯体であり、例えば、本発明者により上述の鉄(2価)−トリアザシクロノナン錯体に対応する鉄(3価)−トリアザシクロノナン錯体触媒による逆原子移動型ラジカル重合反応が報告されている(特許文献7)。この場合も、ポリマーからの鉄触媒の分離、分離した鉄触媒の再利用が可能であるが、重合終了後には、鉄の価数は2価となっているため、上記と同様、回収・再利用工程を不活性雰囲気で実施する必要があった。
このように低原子価、高原子価錯体のいずれを用いた原子移動型ラジカル重合反応においても、再利用可能な触媒は低原子価であるが、触媒活性を損なうことなく高原子価錯体として触媒を安定的に回収し、再利用する報告はなかった。
A polymerization reaction in which the active halogen compound in the atom transfer radical polymerization reaction is replaced with a conventional radical generator (for example, a peroxide or an azo compound) is called a reverse atom transfer radical reaction. In the polymerization reaction, the catalyst used is a high-valent metal compound, and is an extremely easy-to-handle compound that exists stably in air. By adding this high-valence catalyst to the conventional radical polymerization process, living radical polymerization is possible, and reactive residues can be introduced at the ends of the polymer, thereby making it possible to synthesize block copolymers. is there. Accordingly, the reverse atom transfer type radical polymerization reaction is a useful production method capable of obtaining a polymer whose structure is controlled by an existing production process. The high valence catalyst in the iron complex is a trivalent iron complex. For example, an iron (trivalent) -triazacyclononane complex catalyst corresponding to the above-described iron (divalent) -triazacyclononane complex by the present inventor. A reverse atom transfer type radical polymerization reaction due to is reported (Patent Document 7). In this case as well, the iron catalyst can be separated from the polymer and the separated iron catalyst can be reused. However, after the polymerization is completed, the iron valence is divalent. It was necessary to carry out the utilization process in an inert atmosphere.
As described above, in the atom transfer radical polymerization reaction using either a low valence complex or a high valence complex, a reusable catalyst has a low valence, but the catalyst can be used as a high valence complex without impairing the catalytic activity. There were no reports of stable recovery and reuse.

特開2002−356510JP 2002-356510 A 特開2002−363213JP 2002-363213 A 特開2004−002520JP2004002520 特開2008−106094JP2008-106094 特開2005−105265JP 2005-105265 A 特願2005−267584Japanese Patent Application No. 2005-267584 特開2006−257293JP 2006-257293 A Matyjaszewskiら、Macromolecules,2000,33,1476Matyjaszewski et al., Macromolecules, 2000, 33, 1476. 安藤ら、Macromolecules,1997,30,4507Ando et al., Macromolecules, 1997, 30, 4507. Rauchfussら、Inorganic Chemistry,2000,39,3029Rauchfuss et al., Inorganic Chemistry, 2000, 39, 3029. McGowanら、Inorganica Chimica Acta,2004,357,689McGowan et al., Inorganica Chimica Acta, 2004, 357, 689. Neuseら、Journal of Crystallographic and Spectroscopic Research,1986,16,483Neuse et al., Journal of Crystallographic and Spectroscopic Research, 1986, 16, 483.

本発明が解決しようとする課題は、原子移動型ラジカル反応において、反応に使用された1,4,7−トリアザシクロノナン化合物を配位子に持つ2価又は3価の鉄錯体を、再度触媒として利用が可能な3価鉄錯体として回収する方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that a divalent or trivalent iron complex having a 1,4,7-triazacyclononane compound used in the reaction as a ligand in an atom transfer radical reaction is again obtained. It is to provide a method for recovering as a trivalent iron complex that can be used as a catalyst.

本発明は、一般式(1)で表される鉄化合物 The present invention relates to an iron compound represented by the general formula (1)

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(1)中、FeはY価(Yは、2又は3の整数を表す。)であり、X1は1価のアニオン性官能基を示す。)に対して、一般式(2)で表される環状アミン化合物 (In the formula (1), Fe is Y-valent (Y represents an integer of 2 or 3) and X1 represents a monovalent anionic functional group). Cyclic amine compound represented

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(2)中、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を示す。)が配位してなるY価鉄錯体(Yは、2又は3の整数を表す。)を触媒とする原子移動型ラジカル反応において、
反応終了後、反応混合物に下記工程1)次いで工程2)を行うことにより、一般式(3)で表される鉄錯体を回収する方法を提供する。
工程1)反応混合物を酸素により処理した後鉄錯体と反応混合物とを分離する工程
又は、
鉄錯体と反応混合物を分離した後該鉄錯体を酸素により処理する工程
工程2)上記1)工程により得られる鉄錯体をハロゲン化剤により処理する工程
(In the formula (2), R1, R2 and R3 represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a benzyl group optionally having a substituent having 1 to 40 carbon atoms on the aromatic ring. In an atom transfer radical reaction using a Y-valent iron complex (Y represents an integer of 2 or 3) formed by coordination as a catalyst,
After completion of the reaction, a method for recovering the iron complex represented by the general formula (3) is provided by performing the following step 1) and then step 2) on the reaction mixture.
Step 1) A step of separating the iron complex and the reaction mixture after treating the reaction mixture with oxygen, or
Step of treating the iron complex with oxygen after separating the iron complex and the reaction mixture 2) Step of treating the iron complex obtained by the above step 1) with a halogenating agent

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式中、Feは3価であり、X1は1価のアニオン性官能基を表し、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を表す。) (Wherein Fe is trivalent, X 1 represents a monovalent anionic functional group, R 1, R 2 and R 3 are carbon atoms on a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an aromatic ring. Represents a benzyl group optionally having a substituent of 1 to 40.)

本発明によれば、原子移動型ラジカル反応において、反応に使用された1,4,7−トリアザシクロノナン化合物を配位子に持つ2価又は3価の鉄錯体を、簡便な方法で再度触媒として利用が可能な3価鉄錯体として回収することができる。 According to the present invention, in an atom transfer radical reaction, a divalent or trivalent iron complex having a 1,4,7-triazacyclononane compound used in the reaction as a ligand can be converted again by a simple method. It can be recovered as a trivalent iron complex that can be used as a catalyst.

まず、本発明の原子移動型ラジカル反応に用いられる鉄触媒について説明する。
本発明では、一般式(1)で表される鉄化合物
First, the iron catalyst used in the atom transfer radical reaction of the present invention will be described.
In the present invention, the iron compound represented by the general formula (1)

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(1)中、FeはY価(Yは、2又は3の整数を表す。)であり、X1は1価のアニオン性官能基を示す。)に対して、一般式(2) (In the formula (1), Fe is Y-valent (Y represents an integer of 2 or 3) and X1 represents a monovalent anionic functional group).

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(2)中、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を示す。)が配位してなるY価鉄錯体(Yは、2又は3の整数を表す。)で表される環状アミン化合物を配位子として有することを特徴とし、2価又は3価の鉄イオンに、窒素原子に水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を有するトリアザシクロノナン基が配位され、かつアニオン性官能基を有することに特徴を有する。
X1であるアニオン性官能基としては、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン又はヨウ素イオン等のハロゲンイオン、R4COO−(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)、又はR4SO3−(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)のいずれかであることが好ましい。さらに、ハロゲンイオン、CH3COO−、C6H5COO−、CF3COO−、CH3SO3−、C6H5SO3−及びCF3SO3−からなる群より選ばれるいずれか一つの基を示すことがより好ましく、触媒活性の長期安定化のためには、それが塩素イオン、臭素イオンであることが特に好ましい。
(In the formula (2), R1, R2 and R3 represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a benzyl group optionally having a substituent having 1 to 40 carbon atoms on the aromatic ring. Characterized in that it has a cyclic amine compound represented by a Y-valent iron complex (Y represents an integer of 2 or 3) as a ligand. A triazacyclononane group having a hydrogen atom on the nitrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a benzyl group optionally having a substituent having 1 to 40 carbon atoms on the aromatic ring is present on the iron ion. It is characterized by being coordinated and having an anionic functional group.
Examples of the anionic functional group represented by X1 include halogen ions such as fluorine ion, chlorine ion, bromine ion or iodine ion, R4COO- (wherein R4 is a carbon atom in which a hydrogen atom on a carbon atom may be substituted with a halogen atom) -4 alkyl group, or a phenyl group in which a hydrogen atom on a carbon atom may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), or R4SO3- (R4 is a hydrogen atom on a carbon atom is a halogen atom) Or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may be substituted with an atom, or a phenyl group in which a hydrogen atom on the carbon atom may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). Preferably there is. Furthermore, it is more preferable to show any one group selected from the group consisting of halogen ions, CH3COO-, C6H5COO-, CF3COO-, CH3SO3-, C6H5SO3- and CF3SO3-, for long-term stabilization of the catalytic activity. It is particularly preferable that it is a chlorine ion or a bromine ion.

一般式(2)で表される環状アミン化合物は、置換基としてR1、R2及びR3を有するトリアザシクロノナン類である。ここで、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を示すが、具体的には、
1)水素原子、
2)炭素数1〜20のアルキル基、並びに
3)芳香環の水素原子が炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数1〜40のポリオキシアルキレン基からなる群より選ばれるいずれか一つの基以上で置換されていてもよいベンジル基
からなる群より選ばれるいずれか一つの基であることが好ましい。より好ましくは、
1)水素原子、
2)炭素数1〜8のアルキル基、並びに
3)芳香環の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されていてもよいベンジル基
からなる群より選ばれるいずれか一つの基である。特に好ましくは、炭素数1〜3のアルキル基、芳香環の水素原子が炭素数1〜2のアルコキシ基で置換されていてもよいベンジル基であり、もっとも好ましくは、メチル基、エチル基、ベンジル基、又は4−メトキシベンジル基である。R1、R2及びR3は、同一でもあっても異なっていてもよい。
The cyclic amine compound represented by the general formula (2) is a triazacyclononane having R1, R2, and R3 as substituents. Here, R1, R2 and R3 represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a benzyl group optionally having a substituent having 1 to 40 carbon atoms on the aromatic ring. In terms of
1) hydrogen atom,
2) an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and 3) a hydrogen atom of the aromatic ring is composed of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and a polyoxyalkylene group having 1 to 40 carbon atoms. It is preferably any one group selected from the group consisting of benzyl groups which may be substituted with at least one group selected from the group. More preferably,
1) hydrogen atom,
2) from a group consisting of an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and 3) a benzyl group in which the hydrogen atom of the aromatic ring may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. Any one group selected. Particularly preferably, it is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a benzyl group in which an aromatic ring hydrogen atom may be substituted with an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, or a benzyl group. Group, or 4-methoxybenzyl group. R1, R2 and R3 may be the same or different.

上記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−オクタデシル基等の直鎖状アルキル基;i−プロピル基、i−ブチル基、i−ヘキシル基、i−オクタデシル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等の分岐状アルキル基が挙げられる。上記ベンジル基としては、例えば、ベンジル基、4−メチルベンジル基、4−エチルベンジル基、4−n−プロピルベンジル基、4−イソプロピルベンジル基、4−n−ブチルベンジル基、4−イソブチルベンジル基、4−t−ブチルベンジル基、4−メトキシベンジル基、4−エトキシベンジル基、4−n−プロポキシベンジル基、4−イソプロポキシベンジル基、4−n−ブトキシベンジル基、4−イソブトキシベンジル基、4−t−ブトキシベンジル基、4−トリフルオロメチル基等が挙げられる。   Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n -Linear alkyl groups such as octadecyl group; branched alkyl groups such as i-propyl group, i-butyl group, i-hexyl group, i-octadecyl group, sec-butyl group and tert-butyl group. Examples of the benzyl group include benzyl group, 4-methylbenzyl group, 4-ethylbenzyl group, 4-n-propylbenzyl group, 4-isopropylbenzyl group, 4-n-butylbenzyl group, and 4-isobutylbenzyl group. 4-t-butylbenzyl group, 4-methoxybenzyl group, 4-ethoxybenzyl group, 4-n-propoxybenzyl group, 4-isopropoxybenzyl group, 4-n-butoxybenzyl group, 4-isobutoxybenzyl group , 4-t-butoxybenzyl group, 4-trifluoromethyl group and the like.

本発明の2価鉄錯体は、より具体的には、下記一般式(4)〜(8)で表されるものを挙げることができる。 More specifically, examples of the divalent iron complex of the present invention include those represented by the following general formulas (4) to (8).

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(4)中、Feは2価であり、X2は1価のアニオン性官能基を示し、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を、An−はアニオンを、nは1〜3の整数を示す。)
X2であるアニオン性官能基は、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン又はヨウ素イオン等のハロゲンイオン、R4COO−(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)、又はR4SO3−(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)のいずれかであることが好ましい。さらに、ハロゲンイオン、CH3COO−、C6H5COO−、CF3COO−、CH3SO3−、C6H5SO3−及びCF3SO3−からなる群より選ばれるいずれか一つの基を示すことがより好ましく、触媒活性の長期安定化のためには、それが塩素イオン、臭素イオンであることが特に好ましい。
(In the formula (4), Fe is divalent, X2 represents a monovalent anionic functional group, R1, R2 and R3 are a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an aromatic ring. A benzyl group optionally having a substituent having 1 to 40 carbon atoms, An- represents an anion, and n represents an integer of 1 to 3).
The anionic functional group represented by X2 is a halogen ion such as fluorine ion, chlorine ion, bromine ion or iodine ion, R4COO- (wherein R4 is a carbon atom having 1 to 1 carbon atoms in which a hydrogen atom on the carbon atom may be substituted with a halogen atom) An alkyl group of 4 or a phenyl group in which a hydrogen atom on a carbon atom may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), or R4SO3- (R4 is a halogen atom in which the hydrogen atom on the carbon atom is a halogen atom) Or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may be substituted with a hydrogen atom on a carbon atom or a phenyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). It is preferable. Furthermore, it is more preferable to show any one group selected from the group consisting of halogen ions, CH3COO-, C6H5COO-, CF3COO-, CH3SO3-, C6H5SO3- and CF3SO3-, for long-term stabilization of the catalytic activity. It is particularly preferable that it is a chlorine ion or a bromine ion.

また、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を示すが、具体的には、
1)水素原子、
2)炭素数1〜20のアルキル基、並びに
3)芳香環の水素原子が炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数1〜40のポリオキシアルキレン基からなる群より選ばれるいずれか一つの基以上で置換されていてもよいベンジル基
からなる群より選ばれるいずれか一つの基であることが好ましい。より好ましくは、
1)水素原子、
2)炭素数1〜8のアルキル基、並びに
3)芳香環の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されていてもよいベンジル基からなる群より選ばれるいずれか一つの基である。特に好ましくは、炭素数1〜3のアルキル基、芳香環の水素原子が炭素数1〜2のアルコキシ基で置換されていてもよいベンジル基であり、もっとも好ましくは、メチル基、エチル基、ベンジル基、又は4−メトキシベンジル基である。R1、R2及びR3は、同一でも異なっていてもよい。nは1〜3の整数を示し、1又は2であることが好ましい。
R1, R2 and R3 represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a benzyl group which may have a substituent having 1 to 40 carbon atoms on the aromatic ring. In
1) hydrogen atom,
2) an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and 3) a hydrogen atom of the aromatic ring is composed of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and a polyoxyalkylene group having 1 to 40 carbon atoms. It is preferably any one group selected from the group consisting of benzyl groups which may be substituted with at least one group selected from the group. More preferably,
1) hydrogen atom,
2) from a group consisting of an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and 3) a benzyl group in which the hydrogen atom of the aromatic ring may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. Any one group selected. Particularly preferably, it is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a benzyl group in which an aromatic ring hydrogen atom may be substituted with an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, or a benzyl group. Group, or 4-methoxybenzyl group. R1, R2 and R3 may be the same or different. n represents an integer of 1 to 3, and is preferably 1 or 2.

上記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−オクタデシル基等の直鎖状アルキル基;i−プロピル基、i−ブチル基、i−ヘキシル基、i−オクタデシル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等の分岐状アルキル基が挙げられる。上記ベンジル基としては、例えば、ベンジル基、4−メチルベンジル基、4−エチルベンジル基、4−n−プロピルベンジル基、4−イソプロピルベンジル基、4−n−ブチルベンジル基、4−イソブチルベンジル基、4−t−ブチルベンジル基、4−メトキシベンジル基、4−エトキシベンジル基、4−n−プロポキシベンジル基、4−イソプロポキシベンジル基、4−n−ブトキシベンジル基、4−イソブトキシベンジル基、4−t−ブトキシベンジル基、4−トリフルオロメチル基等が挙げられる。   Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n -Linear alkyl groups such as octadecyl group; branched alkyl groups such as i-propyl group, i-butyl group, i-hexyl group, i-octadecyl group, sec-butyl group and tert-butyl group. Examples of the benzyl group include benzyl group, 4-methylbenzyl group, 4-ethylbenzyl group, 4-n-propylbenzyl group, 4-isopropylbenzyl group, 4-n-butylbenzyl group, and 4-isobutylbenzyl group. 4-t-butylbenzyl group, 4-methoxybenzyl group, 4-ethoxybenzyl group, 4-n-propoxybenzyl group, 4-isopropoxybenzyl group, 4-n-butoxybenzyl group, 4-isobutoxybenzyl group , 4-t-butoxybenzyl group, 4-trifluoromethyl group and the like.

また、一般式(5)で表されるものが挙げられる。 Moreover, what is represented by General formula (5) is mentioned.

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(5)中、Feは2価であり、X3は1価のアニオン性官能基を示し、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を、An−はアニオンを、nは1〜3の整数を示す。)
式(5)中、X3は、ハロゲンイオン、シアノ基、フェニルチオ基、R4COO−(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)及びR4SO3−(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)からなる群より選ばれるいずれか一つの基であることが好ましく、ハロゲンイオンがより好ましく、塩素イオン、臭素イオンが特に好ましい。
R1、R2及びR3は、上記一般式(2)の場合と同様である。nは1〜3の整数を示し、1又は2であることが好ましい。
上記一般式(4)及び(5)において、An−は、アニオンを表すが、具体的には、下記一般式(6)
(In the formula (5), Fe is divalent, X3 represents a monovalent anionic functional group, R1, R2 and R3 are a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an aromatic ring. A benzyl group optionally having a substituent having 1 to 40 carbon atoms, An- represents an anion, and n represents an integer of 1 to 3).
In Formula (5), X3 is a halogen ion, a cyano group, a phenylthio group, R4COO- (R4 is a C1-C4 alkyl group in which a hydrogen atom on a carbon atom may be substituted with a halogen atom, or carbon The hydrogen atom on the atom represents a phenyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.) And R4SO3- (R4 is carbon on which the hydrogen atom on the carbon atom may be substituted with a halogen atom). An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a hydrogen atom on a carbon atom represents a phenyl group optionally substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). Of these, halogen ions are more preferable, and chlorine ions and bromine ions are particularly preferable.
R1, R2 and R3 are the same as in the case of the general formula (2). n represents an integer of 1 to 3, and is preferably 1 or 2.
In the above general formulas (4) and (5), An- represents an anion, specifically, the following general formula (6)

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(6)中、Feは2価であり、X4は1価のアニオン性官能基を示し、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を示す。)又は一般式(7) (In the formula (6), Fe is divalent, X4 represents a monovalent anionic functional group, R1, R2 and R3 are a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic ring. A benzyl group optionally having a substituent having 1 to 40 carbon atoms is shown.) Or the general formula (7)

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(7)中、X5は1価のアニオン性官能基を示し、mは0又は1であり、mが0のときnは1であり、mが1のときnは1又は2を示す。)で表される基を示す。
上記式(6)中、X4は、ハロゲンイオン、シアノ基、フェニルチオ基、R4COO−(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)及びR4SO3−(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)からなる群より選ばれるいずれか一つの基であることが好ましく、ハロゲンイオンがより好ましく、塩素イオン、臭素イオンが特に好ましい。
R1、R2及びR3は、上記一般式(2)の場合と同様である。nは1〜3の整数を示し、1又は2であることが好ましい。
上記式(7)中、X5は、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン又はヨウ素イオンであることが好ましく、塩素イオン、臭素イオンであることが特に好ましい。
(In formula (7), X5 represents a monovalent anionic functional group, m is 0 or 1, n is 1 when m is 0, and n is 1 or 2 when m is 1. .) Is represented.
In the above formula (6), X4 is a halogen ion, a cyano group, a phenylthio group, R4COO- (R4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which a hydrogen atom on the carbon atom may be substituted with a halogen atom, or A hydrogen atom on a carbon atom represents a phenyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) and R4SO3- (R4 is a hydrogen atom on the carbon atom may be substituted with a halogen atom). Any one group selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group in which a hydrogen atom on a carbon atom may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. It is preferable that a halogen ion is more preferable, and a chlorine ion and a bromine ion are particularly preferable.
R1, R2 and R3 are the same as in the case of the general formula (2). n represents an integer of 1 to 3, and is preferably 1 or 2.
In the above formula (7), X5 is preferably a fluorine ion, a chlorine ion, a bromine ion or an iodine ion, and particularly preferably a chlorine ion or a bromine ion.

かかる鉄錯体のうち、以下が最も好ましい。
(i)一般式(4)及び一般式(6)において、R1、R2及びR3がメチル基であり、X2及びX4が塩素イオンであり、nが1である鉄錯体。
(ii)一般式(4)及び一般式(6)において、R1、R2及びR3がメチル基であり、X2及びX4が臭素イオンであり、nが1である鉄錯体。
(iii)一般式(4)及び一般式(6)において、R1、R2及びR3がエチル基であり、X2及びX4が塩素イオンであり、nが1である鉄錯体。
(iv)一般式(4)において、R1、R2及びR3がエチル基であり、X2が臭素イオンであり、nが1であり、一般式(7)において、X5が臭素イオンであり、mが1であり、nが1である鉄錯体。
(v)一般式(4)において、R1、R2及びR3がベンジル基であり、X2が臭素イオンであり、nが1であり、一般式(7)において、X3が臭素イオンであり、mが1であり、nが1である鉄錯体。
(vi)一般式(4)において、R1、R2及びR3が4−メトキシベンジル基であり、X2が塩素イオンであり、nが1であり、一般式(7)において、X5が塩素イオンであり、mが0であり、nが1である鉄錯体。
(vii)一般式(4)において、R1、R2及びR3が4−メトキシベンジル基であり、X2が塩素イオンであり、nが2であり、一般式(7)において、X5が塩素イオンであり、mが1であり、nが2である鉄錯体。
(viii)一般式(4)において、R1、R2及びR3がn−ブチル基であり、X2が塩素イオンであり、nが1であり、一般式(7)において、X5が塩素イオンであり、mが1であり、nが1である鉄錯体。
Of such iron complexes, the following are most preferred.
(I) In general formula (4) and general formula (6), R1, R2 and R3 are methyl groups, X2 and X4 are chlorine ions, and n is 1.
(Ii) An iron complex in which R1, R2, and R3 are methyl groups, X2 and X4 are bromine ions, and n is 1 in general formula (4) and general formula (6).
(Iii) The iron complex in which R1, R2, and R3 are ethyl groups, X2 and X4 are chlorine ions, and n is 1 in general formula (4) and general formula (6).
(Iv) In the general formula (4), R1, R2, and R3 are ethyl groups, X2 is a bromine ion, n is 1, in the general formula (7), X5 is a bromine ion, and m is 1. An iron complex in which n is 1.
(V) In the general formula (4), R1, R2, and R3 are benzyl groups, X2 is a bromine ion, n is 1, and in the general formula (7), X3 is a bromine ion, and m is 1. An iron complex in which n is 1.
(Vi) In the general formula (4), R1, R2 and R3 are 4-methoxybenzyl groups, X2 is a chlorine ion, n is 1, and in the general formula (7), X5 is a chlorine ion. , M is 0 and n is 1.
(Vii) In the general formula (4), R1, R2 and R3 are 4-methoxybenzyl groups, X2 is a chlorine ion, n is 2, and in the general formula (7), X5 is a chlorine ion. , M is 1, and n is 2.
(Viii) In the general formula (4), R1, R2 and R3 are n-butyl groups, X2 is a chlorine ion, n is 1, and in the general formula (7), X5 is a chlorine ion, An iron complex in which m is 1 and n is 1.

本発明によれば、窒素原子上に種々の置換基を有するトリアザシクロノナン化合物と、FeCl2又はFeBr2を適宜組み合わせて使用することにより、上記一般式(4)〜(7)で表されるようなアニオン部分(A)が異なるカチオン型二核鉄錯体を良好な収率で得ることができる。かかる合成法により、上記一般式(4)〜(7)中のR1、R2及びR3の炭素数を増大させることで、重合性モノマーや有機溶剤に対して高い溶解性を有する鉄錯体を提供することができる。
さらに、一般式(8)で表される構造のものが挙げられる。
According to the present invention, the triazacyclononane compound having various substituents on the nitrogen atom and FeCl2 or FeBr2 are used in appropriate combination to be represented by the above general formulas (4) to (7). Cation type dinuclear iron complexes having different anion moieties (A) can be obtained in good yield. By such a synthesis method, an iron complex having high solubility in a polymerizable monomer or an organic solvent is provided by increasing the number of carbon atoms of R1, R2, and R3 in the general formulas (4) to (7). be able to.
Furthermore, the thing of the structure represented by General formula (8) is mentioned.

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(8)中、Feは2価であり、R1、R2及びR3は、炭素数1〜20の炭化水素基、又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を示し、X6は1価のアニオン性官能基を示す。)
R1、R2及びR3は、上記一般式(2)の場合と同様であるが、好ましくは、イソプロピル基、シクロヘプチル、又はフェニルエチル基等の2級アルキル基である置換基が特に好ましい。
X6は、ハロゲンイオン、シアノ基、フェニルチオ基、R4COO−(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)及びR4SO3−(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)からなる群より選ばれるいずれか一つの基であることが好ましく、ハロゲンイオンがより好ましく、塩素イオン、臭素イオンが特に好ましい。
さらに、一般式(9)で表される構造のものが挙げられる。
(In the formula (8), Fe is divalent, and R1, R2 and R3 may have a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a substituent having 1 to 40 carbon atoms on the aromatic ring. A good benzyl group, and X6 represents a monovalent anionic functional group.)
R1, R2 and R3 are the same as in the case of the general formula (2), but a substituent which is a secondary alkyl group such as an isopropyl group, cycloheptyl, or phenylethyl group is particularly preferable.
X6 represents a halogen ion, a cyano group, a phenylthio group, R4COO- (wherein R4 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which a hydrogen atom on the carbon atom may be substituted with a halogen atom, or a hydrogen atom on the carbon atom). Represents a phenyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) and R4SO3- (R4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which a hydrogen atom on the carbon atom may be substituted with a halogen atom); A hydrogen atom on a carbon atom or a phenyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.), Preferably a group selected from the group consisting of halogen ions Are more preferable, and chlorine ion and bromine ion are particularly preferable.
Furthermore, the thing of the structure represented by General formula (9) is mentioned.

Figure 2010095623
(式(9)中、Feは2価であり、R1、R2及びR3は、炭素数1〜20の炭化水素基又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を示し、X7は1価のアニオン性官能基を示す。)
Figure 2010095623
(In Formula (9), Fe is bivalent and R1, R2, and R3 may have a C1-C20 hydrocarbon group or a C1-C40 substituent on an aromatic ring. Represents a benzyl group, and X7 represents a monovalent anionic functional group.)

本発明で用いられる2価鉄錯体において、上記一般式(4)〜(9)のうち、2価鉄錯体がどの構造をとるかはR1、R2及びR3の種類、組み合わせによって異なるが、本発明で使用される2価鉄錯体の構造に特に制限があるわけではない。   In the divalent iron complex used in the present invention, the structure of the divalent iron complex among the above general formulas (4) to (9) varies depending on the types and combinations of R1, R2 and R3. There is no particular limitation on the structure of the divalent iron complex used in the above.

上記一般式(4)〜(9)中のR1、R2及びR3の炭素数を増大させることで、重合モノマーや有機溶剤に対して高い溶解性を有する鉄錯体を提供することができる。より具体的には、Fe(X1)2と溶媒の懸濁液にN−R1,N‘−R2,N“−R3−1,4,7−トリアザシクロノナン溶液を室温で加えて撹拌し、エーテル等を加えて静置することにより調製することができる。 By increasing the number of carbon atoms of R1, R2 and R3 in the general formulas (4) to (9), an iron complex having high solubility in a polymerization monomer or an organic solvent can be provided. More specifically, an N—R1, N′—R2, N ″ —R3-1,4,7-triazacyclononane solution is added to a suspension of Fe (X1) 2 and a solvent at room temperature and stirred. It can be prepared by adding ether or the like and allowing to stand.

具体的には、一般式(4)は、例えば、以下の一般式(4’)及び一般式(4”)で表される錯体を挙げることができる。 Specifically, examples of the general formula (4) include complexes represented by the following general formula (4 ′) and general formula (4 ″).

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(4’)中、Feはいずれも2価であり、X8はフッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン又はヨウ素イオンのいずれかを表し、X9はハロゲンイオン、シアノ基、フェニルチオ基、R4COO−(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)及びR4SO3−(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)からなる群より選ばれるいずれか一つの基を表し、R1、R2及びR3は、式(2)の場合と同じである。)。このうち、X8及びX9は塩素イオン又は臭素イオンであることが好ましい。 (In the formula (4 ′), Fe is all divalent, X8 represents any of fluorine ion, chlorine ion, bromine ion or iodine ion, and X9 represents a halogen ion, a cyano group, a phenylthio group, R 4 COO— ( In R4, a hydrogen atom on the carbon atom may be substituted with a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a hydrogen atom on the carbon atom may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Represents a phenyl group.) And R4SO3- (wherein R4 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which a hydrogen atom on the carbon atom may be substituted with a halogen atom, or a hydrogen atom on the carbon atom having 1 to 4 carbon atoms). And represents any one group selected from the group consisting of R1, R2 and R3 are the same as those in the formula (2). Of these, X8 and X9 are preferably chlorine ions or bromine ions.

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(4”)中、Feはいずれも2価であり、X8はフッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン又はヨウ素イオンのいずれかを表し、X10はハロゲンイオンを表し、R1、R2及びR3は、式(2)の場合と同じである。mは0又は1であり、mが0のときnは1であり、mが1のときnは1又は2を示す。)。このうち、X8及びX10は塩素イオン又は臭素イオンであることが好ましい。 (In the formula (4 ″), Fe is all divalent, X8 represents one of fluorine ion, chlorine ion, bromine ion or iodine ion, X10 represents a halogen ion, and R1, R2 and R3 are Same as in formula (2): m is 0 or 1, n is 1 when m is 0, and n is 1 or 2 when m is 1.) Among these, X8 and X10 is preferably a chlorine ion or a bromine ion.

一方、本発明の3価鉄錯体は、下記式(10)で表されるものが挙げられる。 On the other hand, the trivalent iron complex of the present invention includes those represented by the following formula (10).

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(10)中、Feは3価であり、X11は1価のアニオン性官能基を表し、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を表す。)
11は、アニオン性官能基のうちハロゲンイオンがより好ましく、塩素イオン、臭素イオンが特に好ましく、R1、R2及びR3は、炭化水素基の場合は、メチル基、エチル基等の低級アルキル基が好ましく、芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基の場合は、置換基を有しないベンジル基又は4−メトキシベンジル基等の低級アルコキシ基で置換されたベンジル基が特に好ましい。
(In the formula (10), Fe is trivalent, X 11 represents a monovalent anionic functional group, R 1, R 2 and R 3 are a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic ring. Represents a benzyl group optionally having a substituent having 1 to 40 carbon atoms.)
X 11 is more preferably a halogen ion among the anionic functional groups, particularly preferably a chlorine ion or a bromine ion, and R 1, R 2 and R 3 are each a hydrocarbon group having a lower alkyl group such as a methyl group or an ethyl group. Preferably, in the case of a benzyl group optionally having a substituent having 1 to 40 carbon atoms on the aromatic ring, the benzyl substituted with a lower alkoxy group such as a benzyl group having no substituent or a 4-methoxybenzyl group The group is particularly preferred.

上記一般式(4)〜(9)で示される触媒を用いて、ラジカル重合性モノマーの重合反応を行う場合、その重合反応において使用する有機ハロゲン化合物としては、例えば、α−ハロゲノカルボニル化合物、α−ハロゲノカルボン酸エステル、α−ハロゲノアルキルアレーン、ハロゲン化スルホニル、及びポリハロゲン化アルカンからなる群から選ばれる少なくとも一種の有機ハロゲン化合物であることが好ましい。より詳しくは、2−クロロアセトフェノン、2−ブロモアセトフェノン、2,2−ジクロロアセトフェノン、2,2−ジブロモアセトフェノン、1−クロロ2−2−プロパノン、1−ブロモ−2−プロパノン、1,1−ジクロロ−2−プロパノン、1,1−ジブロモ−2−プロパノン、などのカルボニル類化合物、又は2−クロロプロピオン酸メチル、2−ブロモプロピオン酸エチル、ジクロロ酢酸メチル、ジブロモ酢酸エチル、2−ブロモ−イソ酪酸エチル、1−クロロ−1−フェニル酢酸エチル、1−ブロモ−1−フェニル酢酸エチル、2−ブロモ−イソ酪酸アントラセニルメチル、2−クロロ−2,4,4−トリメチルグルタル酸ジメチル、1,2−ビス(2−ブロモイソブチリルオキシ)エタンの如くエステル類、ベンゼンスルホン酸クロリド、p−トルエンスルホン酸クロリド、p−トルエンスルホン酸ブロミドなどのハロゲン化スルホニル類、(1−クロロエチル)ベンゼン、(1−ブロモエチル)ベンゼン、(1−ヨードエチル)ベンゼン、α,α−ジクロロトルエン、α,α−ジブロモトルエン、の如くα−ハロゲノアルキルアレーン類又は四塩化炭素、四臭化炭素の如くポリハロゲン類の化合物などがあげられる。   When a polymerization reaction of a radical polymerizable monomer is performed using the catalysts represented by the general formulas (4) to (9), examples of the organic halogen compound used in the polymerization reaction include an α-halogenocarbonyl compound, α It is preferably at least one organic halogen compound selected from the group consisting of halogenocarboxylic acid esters, α-halogenoalkylarenes, sulfonyl halides, and polyhalogenated alkanes. More specifically, 2-chloroacetophenone, 2-bromoacetophenone, 2,2-dichloroacetophenone, 2,2-dibromoacetophenone, 1-chloro-2-propanone, 1-bromo-2-propanone, 1,1-dichloro Carbonyl compounds such as 2-propanone, 1,1-dibromo-2-propanone, or methyl 2-chloropropionate, ethyl 2-bromopropionate, methyl dichloroacetate, ethyl dibromoacetate, 2-bromo-isobutyric acid Ethyl, ethyl 1-chloro-1-phenylacetate, ethyl 1-bromo-1-phenylacetate, anthracenylmethyl 2-bromo-isobutyrate, dimethyl 2-chloro-2,4,4-trimethylglutarate, 1, Esters such as 2-bis (2-bromoisobutyryloxy) ethane, benzenesulfone Sulfonyl halides such as chloride, p-toluenesulfonic acid chloride, p-toluenesulfonic acid bromide, (1-chloroethyl) benzene, (1-bromoethyl) benzene, (1-iodoethyl) benzene, α, α-dichlorotoluene, Examples include α-halogenoalkylarenes such as α, α-dibromotoluene, and compounds of polyhalogens such as carbon tetrachloride and carbon tetrabromide.

有機ハロゲン化合物として、三つ以上の活性点を有する活性ハロゲン化合物を用いることで、星型ポリマーを簡単に合成することできる。例としては、1,3,5−トリス(クロロメチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(ブロモメチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(1−クロロエチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(1−ブロモエチル)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(クロロメチル)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン、1,2,3,4,5,6−ヘキサキス(クロロメチル)ベンゼン、1,2,3,4,5,6−ヘキサキス(ブロモメチル)ベンゼンの如くα−ハロゲノアルキルアレーン類化合物などがあげられる。   By using an active halogen compound having three or more active sites as the organic halogen compound, a star polymer can be easily synthesized. Examples include 1,3,5-tris (chloromethyl) benzene, 1,3,5-tris (bromomethyl) benzene, 1,3,5-tris (1-chloroethyl) benzene, 1,3,5-tris. (1-bromoethyl) benzene, 1,2,4,5-tetrakis (chloromethyl) benzene, 1,2,4,5-tetrakis (bromomethyl) benzene, 1,2,3,4,5,6-hexakis ( And α-halogenoalkylarenes compounds such as chloromethyl) benzene and 1,2,3,4,5,6-hexakis (bromomethyl) benzene.

また、上記ハロゲン化合物残基をポリマーの末端又は側鎖に有するポリマーを重合開始剤として用いることもできる。例えば、ポリメタアクリレート類、ポリアクリレート類、ポリアクリルアミド類、ポリスチレン類、ポリビニルピリジン類、ポリエチレングリコール類、ポリエーテル類ポリマーの片末端又は両末端に上記ハロゲン化合物残基、例えば、α−ハロゲノカルボニル、α−ハロゲノカルボン酸エステル残基が結合したポリマーを好適に用いることができる。また、例えば、エポキシ樹脂類、ポリビニルアルコール類、多糖類などポリマーの如く側鎖に水酸基を持ち、その水酸基にハロゲン化合物残基、例えばα−ハロゲノカルボン酸残基が結合したポリマーを用いることもできる。このようなポリマーをハロゲン化合物として用いた場合、ブロックポリマー又は櫛型ポリマーを容易に得ることができる。 Moreover, the polymer which has the said halogen compound residue in the terminal or side chain of a polymer can also be used as a polymerization initiator. For example, polyhaloacrylates, polyacrylates, polyacrylamides, polystyrenes, polyvinyl pyridines, polyethylene glycols, polyethers The above halogen compound residues at one or both ends of the polymer, for example, α-halogenocarbonyl, A polymer to which an α-halogenocarboxylic acid ester residue is bonded can be suitably used. In addition, for example, a polymer having a hydroxyl group in a side chain and a halogen compound residue, for example, an α-halogenocarboxylic acid residue, can be used, such as a polymer such as epoxy resins, polyvinyl alcohols, and polysaccharides. . When such a polymer is used as a halogen compound, a block polymer or a comb polymer can be easily obtained.

上記一般式(4)〜(9)で示される鉄錯体と、有機ハロゲン化合物とを組み合わせて使用する場合には、錯体/有機ハロゲン化合物で表されるモル比が0.1〜1の範囲での割合で使用することができるが、鉄触媒活性の高さから考えた場合、有機ハロゲン化合物が錯体より過剰であることが好ましい。   When the iron complex represented by the general formulas (4) to (9) and the organic halogen compound are used in combination, the molar ratio represented by the complex / organic halogen compound is in the range of 0.1 to 1. However, in view of high iron catalyst activity, it is preferable that the organic halogen compound is in excess of the complex.

本発明での上記一般式(10)で示される鉄錯体を用いる重合反応では、ラジカル発生剤としては、通常、ビニル系単量体類のラジカル重合に際して用いられているようなものであれば、いずれをも使用し得ることは勿論ではあるが、それらのうちでも特に代表的なものを例示すれば、t−ブチルパーオキシ(2−エチルヘキサノエート)、t−ブチルパーオキシベンゾエートなどのパーオキシエステル、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンなどのパーオキシケタール等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、2,2´−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物等があげられる。   In the polymerization reaction using the iron complex represented by the general formula (10) in the present invention, as a radical generator, if it is usually used in radical polymerization of vinyl monomers, Of course, any one of them can be used, and a typical example of them can be used as a perme such as t-butyl peroxy (2-ethylhexanoate) and t-butyl peroxybenzoate. Organic compounds such as oxyesters, dialkyl peroxides such as di-t-butyl peroxide and dicumyl peroxide, and peroxyketals such as 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane Peroxides: azobisisobutyronitrile, azobiscyclohexanecarbonitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethyl Reronitoriru) azo compounds such as and the like.

また、ラジカル発生剤として、水溶性過酸化物、水溶性アゾ化合物を用いることもできる。例えば、ヒドロキシ−t−ブチルパーオキサイド、過酸化硫酸アンモニウム、過酸化硫酸カリウム、過酸化水素如く過酸化物、また例えば、アゾ系重合開始剤であるVA−046B,VA−057,VA−060,VA−067,VA−086,VA−044,V−50,VA−061,VA−080などを挙げることができる。特にアゾ系水溶性開始剤を用いることで、ポリマーの片末端に、開始剤残基由来の有用な官能基を導入することができる。   Moreover, a water-soluble peroxide and a water-soluble azo compound can also be used as a radical generator. For example, hydroxy-t-butyl peroxide, ammonium peroxide sulfate, potassium peroxide sulfate, peroxides such as hydrogen peroxide, and azo polymerization initiators such as VA-046B, VA-057, VA-060, VA -067, VA-086, VA-044, V-50, VA-061, VA-080, and the like. In particular, by using an azo-based water-soluble initiator, a useful functional group derived from an initiator residue can be introduced at one end of the polymer.

本発明の鉄錯体による原子移動型ラジカル反応は、ラジカル重合性モノマー全般に適応できる。重合性モノマーの例としては、(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリアミド類、スチレン類、ビニルピリジン類などを取りあげることができる。より詳しくは、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ジメチルアミノエチルメタクリレートなどのメタクリレート類モノマー、又は、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ジメチルアミノエチルアクリレートなどのアクリレート類モノマー、又は、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミドなどアクリルアミド類モノマー、又は、スチレン、2−クロロメチルスチレン、3−クロロメチルスチレン、4−クロロメチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−ビニル安息香酸エステル、p−ビニルフェニルスルホン酸エステルなどスチレン類モノマー、又はp−ビニルピリジン、o−ビニルピリジンなどのビニルピリジン類モノマーを用いることができる。   The atom transfer radical reaction by the iron complex of the present invention can be applied to radical polymerizable monomers in general. Examples of the polymerizable monomer include (meth) acrylates, (meth) acrylamides, styrenes, vinyl pyridines and the like. More specifically, methacrylate monomers such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-dimethylaminoethyl methacrylate, or methyl acrylate, Acrylate monomers such as ethyl acrylate, butyl acrylate, t-butyl acrylate, hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-dimethylaminoethyl acrylate, or N, N-dimethylacrylamide, N, N -Acrylic acid such as diethyl acrylamide and N-isopropyl acrylamide Styrene monomers such as styrene, 2-chloromethyl styrene, 3-chloromethyl styrene, 4-chloromethyl styrene, p-methoxy styrene, p-vinyl benzoate, p-vinyl phenyl sulfonate, Alternatively, vinyl pyridine monomers such as p-vinyl pyridine and o-vinyl pyridine can be used.

これらのモノマーは単独又は二種類以上のモノマーを同時に用いることもできる。また、二種類以上のモノマーを重合反応の一定時間毎に加えて使用することもできる。第一モノマーが消費されてから次のモノマーを加えることで、得られるポリマーをジブロック、又はトリブロック、あるいはそれ以上のブロック共重合体の構造とすることができる。 These monomers can be used alone or in combination of two or more kinds. Two or more types of monomers can be added and used at regular intervals of the polymerization reaction. By adding the next monomer after the first monomer is consumed, the resulting polymer can be made into a diblock, triblock, or higher block copolymer structure.

ブロック共重合体での合成において、重合性モノマーをスチレン系と(メタ)アクリレート系から選定することで、その二つのポリマー骨格からなるブロック共重合体を得ることができる。また、親水性モノマーと疎水性モノマーを用いることで、親水性ポリマー骨格と疎水性ポリマー骨格からなる両親媒性ブロック共重合体を得ることができる。   In the synthesis with a block copolymer, a block copolymer composed of the two polymer skeletons can be obtained by selecting a polymerizable monomer from styrene and (meth) acrylate. Further, by using a hydrophilic monomer and a hydrophobic monomer, an amphiphilic block copolymer comprising a hydrophilic polymer skeleton and a hydrophobic polymer skeleton can be obtained.

また、ブロック共重合体を得る方法として、末端にハロゲン残基を有するポリマーをマクロ開始剤として用いることで、重合性モノマーを重合させることもできる。   Moreover, as a method for obtaining a block copolymer, a polymerizable monomer can be polymerized by using a polymer having a halogen residue at the terminal as a macroinitiator.

ブロック共重合体を得る際に、重合性モノマーとして塩基性モノマーを用いた場合、塩基性ポリマー骨格と他のポリマー骨格から構成されるブロック共重合体を得ることができる。   When obtaining a block copolymer, when a basic monomer is used as a polymerizable monomer, a block copolymer composed of a basic polymer skeleton and another polymer skeleton can be obtained.

重合性モノマーと有機ハロゲン化合物もしくはラジカル発生剤を混合し、重合を行う際、重合性モノマー/ハロゲン化合物もしくはラジカル発生剤で表されるモル比は10〜10000であればよく、重合度をよりよく制御するためには、そのモル比50〜1000であれば更に好ましい。   When a polymerizable monomer and an organic halogen compound or radical generator are mixed and polymerized, the molar ratio represented by the polymerizable monomer / halogen compound or radical generator should be 10 to 10,000, and the degree of polymerization can be improved. In order to control, the molar ratio is more preferably 50 to 1000.

本発明での重合開始剤系を用いて重合反応を行う際、反応温度を室温以上に設定できるが、30〜120度の温度範囲で反応を行うことが好ましい。   When performing a polymerization reaction using the polymerization initiator system in the present invention, the reaction temperature can be set to room temperature or higher, but it is preferable to perform the reaction in a temperature range of 30 to 120 degrees.

反応時間は、1〜48時間の範囲で十分であるが、ハロゲン化合物やラジカル発生剤の種類、オレフィンモノマーの種類及び反応温度によりその反応時間を短く又は長く設定することができる。更に、反応時間の設定は、得られる共重合体の分子量制御に合わせて、設定することが望ましい。   The reaction time is sufficient in the range of 1 to 48 hours, but the reaction time can be set shorter or longer depending on the type of halogen compound or radical generator, the type of olefin monomer, and the reaction temperature. Furthermore, it is desirable to set the reaction time according to the molecular weight control of the obtained copolymer.

本発明における共重合反応においては、溶媒なしでのバルク重合、又は溶媒存在下での溶液重合、又はアルコール類溶剤、水性媒体中の重合などの異なる重合方法が適用できる。   In the copolymerization reaction in the present invention, different polymerization methods such as bulk polymerization without a solvent, solution polymerization in the presence of a solvent, or polymerization in an alcohol solvent or an aqueous medium can be applied.

本発明の重合反応に用いることができる溶剤としては、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、酢酸ブチル、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、シアノベンゼン、ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール等が挙げられるが、アセトニトリル、酢酸ブチル、トルエン、アニソールが好ましい。   Solvents that can be used in the polymerization reaction of the present invention include dichloromethane, 1,2-dichloroethane, tetrahydrofuran, acetonitrile, butyl acetate, benzene, toluene, chlorobenzene, dichlorobenzene, anisole, cyanobenzene, dimethylformamide, N, N- Examples include dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol and the like, and acetonitrile, butyl acetate, toluene, and anisole are preferable.

また、水性媒体中での重合では、水と任意の割合で混合できる有機溶剤類であることが好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、アセトン、アセトニトリル、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフランなどを用いることができる。   In the polymerization in an aqueous medium, organic solvents that can be mixed with water at an arbitrary ratio are preferable. Specifically, methanol, ethanol, acetone, acetonitrile, dimethylacetamide, dimethylformamide, tetrahydrofuran and the like can be used.

さらに、完全水中にて、水溶性モノマーの重合を行うこともできる。また、水中にて疎水性モノマーを分散して重合を行うこともできる。   Furthermore, the water-soluble monomer can be polymerized in complete water. Alternatively, the polymerization can be carried out by dispersing a hydrophobic monomer in water.

次に、原子移動型ラジカル反応終了後の鉄錯体の回収方法について説明する。   Next, a method for recovering the iron complex after completion of the atom transfer radical reaction will be described.

本発明の回収方法では、一般式(1)で表される鉄化合物 In the recovery method of the present invention, the iron compound represented by the general formula (1)

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(1)中、FeはY価(Yは、2又は3の整数を表す。)であり、X1は1価のアニオン性官能基を示す。)に対して、一般式(2)で表される環状アミン化合物 (In the formula (1), Fe is Y-valent (Y represents an integer of 2 or 3) and X1 represents a monovalent anionic functional group). Cyclic amine compound represented

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式(2)中、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を示す。)が配位してなるY価鉄錯体(Yは、2又は3の整数を表す。)を触媒とする原子移動型ラジカル反応において、
反応終了後、反応混合物に下記工程1)次いで工程2)を行うことにより、一般式(3)で表される鉄錯体を回収することに特徴を有する。
工程1)反応混合物を酸素により処理した後鉄錯体と反応混合物とを分離する工程
又は、
鉄錯体と反応混合物を分離した後該鉄錯体を酸素により処理する工程
工程2)上記1)工程により得られる鉄錯体をハロゲン化剤により処理する工程
(In the formula (2), R1, R2 and R3 represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a benzyl group optionally having a substituent having 1 to 40 carbon atoms on the aromatic ring. In an atom transfer radical reaction using a Y-valent iron complex (Y represents an integer of 2 or 3) formed by coordination as a catalyst,
After completion of the reaction, the reaction mixture is characterized by recovering the iron complex represented by the general formula (3) by performing the following step 1) and then step 2).
Step 1) A step of separating the iron complex and the reaction mixture after treating the reaction mixture with oxygen, or
Step of treating the iron complex with oxygen after separating the iron complex and the reaction mixture 2) Step of treating the iron complex obtained by the above step 1) with a halogenating agent

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(式中、Feは3価であり、X1は1価のアニオン性官能基を表し、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を表す。) (Wherein Fe is trivalent, X 1 represents a monovalent anionic functional group, R 1, R 2 and R 3 are carbon atoms on a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an aromatic ring. Represents a benzyl group optionally having a substituent of 1 to 40.)

本発明の回収方法では、まず、反応混合物を酸素による処理を行う。酸素は、酸素ガスを用いることもできるし、酸素を含むガス、例えば空気を用いることもできる。酸素による処理は、反応終了後の反応混合物と酸素を接触させることによって行うことができる。接触させる方法としては、反応混合物を含む反応容器内に酸素を導入し酸素雰囲気下とした後に、反応混合物を混合することによっても行うことができるが、酸素を導入する管を反応混合物に投入し、管を通じて酸素を反応混合物に注入させることによっても行うことができる。
酸素による処理を行うことにより、例えば、下記錯体1を用いた場合には、下記錯体3で表される酸化架橋錯体とすることができる。
In the recovery method of the present invention, first, the reaction mixture is treated with oxygen. As oxygen, an oxygen gas can be used, or a gas containing oxygen, for example, air can be used. The treatment with oxygen can be performed by bringing oxygen into contact with the reaction mixture after completion of the reaction. As a method of contacting, oxygen can be introduced into the reaction vessel containing the reaction mixture and the reaction mixture can be mixed after the oxygen atmosphere is brought into an oxygen atmosphere. However, a tube for introducing oxygen is introduced into the reaction mixture. Alternatively, oxygen can be injected into the reaction mixture through a tube.
By performing the treatment with oxygen, for example, when the following complex 1 is used, an oxidized crosslinked complex represented by the following complex 3 can be obtained.

Figure 2010095623
Figure 2010095623

本工程における酸素処理における好ましい温度は20〜40℃であり、処理時間は、通常0.5〜1時間である。
酸化架橋錯体は通常反応混合物から析出するので、ろ過或いは遠心分離等の通常公知の方法により容易に単離することが可能である。
また、反応混合物と鉄錯体の分離を行った後、酸素処理を実施しても良く、例えば、重合終了後、再沈殿操作により、重合物と2価鉄錯体を含む溶液を分離した後、この溶液を酸素雰囲気下にし、酸化を行ってもよい。
次に、酸素処理により得られた酸化架橋錯体をハロゲン化剤により処理することにより、前記一般式(3)で表される鉄錯体とする。
用いられるハロゲン化剤としては、トリメチルクロロシランやトリメチルブロモシラン等のトリアルキルシリルハライドや、塩化水素や臭化水素等のハロゲン化水素を使用することができる。ハロゲン化水素としては、塩化水素又は臭化水素等のハロゲン化水素が好ましい。該ハロゲン化水素は含水でも無水でも好ましく用いることができるが、無水である方が得られる前記一般式(3)で表される3価鉄錯体が高収率であることからより好ましい。
無水ハロゲン化水素を用いる場合には、アルコール、エーテル、ハロアルカン等に溶解させ、溶液の状態で使用することが望ましい。塩化水素を用いる場合には、塩化水素メタノール溶液や塩化水素ジエチルエーテル溶液を用いても良いし、ハロゲン化水素として臭化水素を用いる場合には、臭化水素クロロホルム溶液を用いることもできる。
本工程におけるハロゲン化水素処理における好ましい温度は、20〜40℃であり、処理時間は、通常0.5〜1時間である。
処理後、一般式(3)で表される3価鉄錯体は通常反応混合物から析出するので、ろ過或いは遠心分離等の通常公知の方法により容易に単離することが可能である。その際、回収率の向上のために、一般式(3)で表される3価鉄錯体に対する貧溶媒である有機溶媒を添加してもよい。
本発明の回収方法により得られた3価鉄錯体は、原子移動型ラジカル反応における重合触媒として、調整後反応に未使用の3価鉄触媒と同等の触媒能を有する。
The preferable temperature in the oxygen treatment in this step is 20 to 40 ° C., and the treatment time is usually 0.5 to 1 hour.
Since the oxidized crosslinked complex usually precipitates from the reaction mixture, it can be easily isolated by a generally known method such as filtration or centrifugation.
Further, after the reaction mixture and the iron complex are separated, oxygen treatment may be performed. For example, after the polymerization is completed, the solution containing the polymer and the divalent iron complex is separated by a reprecipitation operation. The solution may be placed in an oxygen atmosphere and oxidized.
Next, the oxidized cross-linked complex obtained by the oxygen treatment is treated with a halogenating agent to obtain an iron complex represented by the general formula (3).
As the halogenating agent used, trialkylsilyl halides such as trimethylchlorosilane and trimethylbromosilane, and hydrogen halides such as hydrogen chloride and hydrogen bromide can be used. As the hydrogen halide, hydrogen halide such as hydrogen chloride or hydrogen bromide is preferable. The hydrogen halide can be preferably used either water-containing or anhydrous, but it is more preferable because the trivalent iron complex represented by the general formula (3) obtained in an anhydrous manner is high in yield.
When anhydrous hydrogen halide is used, it is desirable to use it in the form of a solution by dissolving it in alcohol, ether, haloalkane or the like. When hydrogen chloride is used, a hydrogen chloride methanol solution or a hydrogen chloride diethyl ether solution may be used. When hydrogen bromide is used as the hydrogen halide, a hydrogen bromide chloroform solution may be used.
The preferable temperature in the hydrogen halide treatment in this step is 20 to 40 ° C., and the treatment time is usually 0.5 to 1 hour.
After the treatment, the trivalent iron complex represented by the general formula (3) usually precipitates from the reaction mixture and can be easily isolated by a generally known method such as filtration or centrifugation. At that time, an organic solvent which is a poor solvent for the trivalent iron complex represented by the general formula (3) may be added to improve the recovery rate.
The trivalent iron complex obtained by the recovery method of the present invention has a catalytic ability equivalent to that of an unused trivalent iron catalyst for the post-adjustment reaction as a polymerization catalyst in an atom transfer radical reaction.

本発明の製造方法により得られた重合体及びブロック共重合体は、種々の用途、例えばインキ、顔料分散、カラーフィルター、フィルム、塗料、成形材料、接着剤、電気・電子品部材、医療用部材など広範に使用することができる。 The polymer and block copolymer obtained by the production method of the present invention are used in various applications such as ink, pigment dispersion, color filter, film, paint, molding material, adhesive, electrical / electronic product member, medical member. It can be used widely.

以下に実施例および比較例を持って本発明をより詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with examples and comparative examples.

実施例中における測定は、以下の方法で行った。
(GPC測定法)
高速液体クロマトグラフィー(Waters社製GPC610示差屈折計システム)、UV及びRI検出器、使用カラム:Showdex KF802×1本+KF803×1本+KF804×2本、溶媒THF、流速:1.0mL/min、温調:40℃にて測定した。
(NMR測定)
H−NMRの測定は、日本電子(株)製のLambda300にて行った。
Measurements in the examples were performed by the following methods.
(GPC measurement method)
High-performance liquid chromatography (Waters GPC610 differential refractometer system), UV and RI detector, columns used: Showdex KF802 × 1 + KF803 × 1 + KF804 × 2, solvent THF, flow rate: 1.0 mL / min, temperature Tuning: Measured at 40 ° C.
(NMR measurement)
The measurement of 1 H-NMR was performed with Lambda 300 manufactured by JEOL.

(合成例1)鉄錯体1の合成
(参考文献:Inorganic Chemistry 2000年、39巻、3029頁)
100mLシュレンク管に、FeCl(317mg、2.50mmol)とアセトニトリル20mLを加えて懸濁させた反応溶液に1,4,7−トリメチル−1,4,7−トリアザシクロノナン(441.1mg、2.58mmol)を加え、2時間撹拌した後、濾過で不溶物を除去した。減圧下で反応溶液の体積が5mL程度になるまで濃縮した後、50mLのエーテルを添加すると、白色の固体が沈殿した。この固体をアセトニトリル/エーテルから再結晶して、664mgの鉄錯体1を得た(収率89%)。
(Synthesis Example 1) Synthesis of Iron Complex 1 (Reference: Inorganic Chemistry 2000, 39, 3029)
In a reaction solution in which FeCl 2 (317 mg, 2.50 mmol) and 20 mL of acetonitrile were suspended in a 100 mL Schlenk tube and suspended, 1,4,7-trimethyl-1,4,7-triazacyclononane (441.1 mg, 441.1 mg, 2.58 mmol) was added, and the mixture was stirred for 2 hours, and then insoluble matters were removed by filtration. After concentration under reduced pressure until the volume of the reaction solution reached about 5 mL, 50 mL of ether was added to precipitate a white solid. This solid was recrystallized from acetonitrile / ether to obtain 664 mg of iron complex 1 (yield 89%).

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(合成例2)鉄錯体2の合成
攪拌器、滴下漏斗、還流管を備えた500mLの4ツ口フラスコに、アルゴン雰囲気下、無水FeCl(2.43g、15mmol)と無水ジエチルエーテル200mLを加え、完全に溶解させた後、1,4,7−トリメチル−1,4,7−トリアザシクロノナン(3.08g、18mmol)の無水ジエチルエーテル溶液50mLを室温でゆっくり滴下し、1時間撹拌した後、鉄錯体1を含む粗生成物をろ過により分離した。この固体をアセトニトリル500mLに加熱溶解させ不溶物をろ過により除去した後、ろ液を濃縮して、橙色の鉄錯体2を得た。(収量:4.50g、収率90%)。錯体の構造は単結晶X線構造解析により確認した。
(Synthesis Example 2) Synthesis of Iron Complex 2 To a 500 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a dropping funnel and a reflux tube, anhydrous FeCl 3 (2.43 g, 15 mmol) and 200 mL of anhydrous diethyl ether were added under an argon atmosphere. After complete dissolution, 50 mL of 1,4,7-trimethyl-1,4,7-triazacyclononane (3.08 g, 18 mmol) in anhydrous diethyl ether was slowly added dropwise at room temperature and stirred for 1 hour. Thereafter, the crude product containing the iron complex 1 was separated by filtration. This solid was dissolved in 500 mL of acetonitrile with heating and insoluble matters were removed by filtration, and then the filtrate was concentrated to obtain orange iron complex 2. (Yield: 4.50 g, 90% yield). The structure of the complex was confirmed by single crystal X-ray structural analysis.

Figure 2010095623
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(実施例1)
<工程1:2価の鉄錯体の酸素処理による酸素架橋鉄錯体3の生成>
上記合成例1にて合成した2価鉄錯体1(260mg、0.261mmol)を、アルゴン雰囲気下、50mLのシュレンク管に仕込み、脱水アセトニトリル20mLに溶解させた。この時、溶液の様子は淡黄色均一溶液であった。この溶液を減圧脱気した後、室温下でバルーンを用いて1気圧の酸素雰囲気下にすると直ちに溶液は暗緑色へと変化し、さらに5分程度攪拌すると、橙色の結晶性粉末が析出した。このときの上澄みの色も橙色であった。15分攪拌した後、溶液を静置し、上澄みをシリンジで抜き取った後、残った粉末をジエチルエーテル20mLで二回洗浄し、減圧乾燥させると茶色粉末状の鉄錯体3を収率86%(220mg、0.359mmol)で得た。鉄錯体3のIRスペクトルを図1に示す。
(参考文献:Inorganic Chemistry 2000年、39巻、3029頁)
Example 1
<Step 1: Formation of oxygen-bridged iron complex 3 by oxygen treatment of divalent iron complex>
The divalent iron complex 1 (260 mg, 0.261 mmol) synthesized in Synthesis Example 1 was charged into a 50 mL Schlenk tube under an argon atmosphere and dissolved in 20 mL of dehydrated acetonitrile. At this time, the state of the solution was a pale yellow uniform solution. This solution was degassed under reduced pressure, and immediately after being brought to an atmosphere of oxygen at 1 atm using a balloon at room temperature, the solution immediately turned dark green, and when stirred for about 5 minutes, an orange crystalline powder was precipitated. The supernatant color at this time was also orange. After stirring for 15 minutes, the solution was allowed to stand, the supernatant was taken out with a syringe, the remaining powder was washed twice with 20 mL of diethyl ether, and dried under reduced pressure to obtain a brown powdered iron complex 3 in a yield of 86% ( 220 mg, 0.359 mmol). The IR spectrum of the iron complex 3 is shown in FIG.
(Reference: Inorganic Chemistry 2000, 39, 3029)

Figure 2010095623
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<工程2:鉄錯体3の塩化水素処理による鉄錯体2の合成>
20mLのシュレンク管に、上記鉄錯体3(30mg、0.049mmol)と脱水メタノール8mLを加え、10分間攪拌し、均一溶液とした。この時、溶液の色は橙色であった。この溶液に1mol/Lの塩化水素ジエチルエーテル溶液0.5mL(0.5mmol)を室温下で加えると、直ちに溶液の色が黄色へ変色し、少量の黄色粉末が析出した。10分間攪拌した後、反応溶媒を減圧留去した。得られた黄色粉末のIR測定を行い、鉄錯体2が定量的に生成していることを確認した後、この黄色粉末を5mLのジエチルエーテルで二回洗浄し、減圧乾燥させ、30mgの鉄錯体2を得た(収率92%、0.09mmol)。鉄錯体2のIRスペクトルを図1に示す。
<Step 2: Synthesis of iron complex 2 by hydrogen chloride treatment of iron complex 3>
The iron complex 3 (30 mg, 0.049 mmol) and 8 mL of dehydrated methanol were added to a 20 mL Schlenk tube and stirred for 10 minutes to obtain a uniform solution. At this time, the color of the solution was orange. When 0.5 mL (0.5 mmol) of a 1 mol / L hydrogen chloride diethyl ether solution was added to this solution at room temperature, the color of the solution immediately changed to yellow, and a small amount of yellow powder was precipitated. After stirring for 10 minutes, the reaction solvent was distilled off under reduced pressure. The obtained yellow powder was subjected to IR measurement to confirm that iron complex 2 was quantitatively formed, and then this yellow powder was washed twice with 5 mL of diethyl ether, dried under reduced pressure, and 30 mg of iron complex. 2 was obtained (yield 92%, 0.09 mmol). The IR spectrum of the iron complex 2 is shown in FIG.

Figure 2010095623
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(実施例2)
1mol/Lの塩化水素ジエチルエーテル溶液の代わりに、クロロトリメチルシラン(Me
SiCl)(54.3mg、0.5mmol)を用いた以外は、実施例1と同様に実施した。鉄錯体2は定量的に生成し、29mgの鉄錯体2を得た(収率89%、0.087mmol)。得られた鉄錯体2のIRスペクトルの比較を図2に示す。
(Example 2)
Instead of 1 mol / L hydrogen chloride diethyl ether solution, chlorotrimethylsilane (Me 3
The same procedure as in Example 1 was performed except that (SiCl) (54.3 mg, 0.5 mmol) was used. Iron complex 2 was produced quantitatively, yielding 29 mg of iron complex 2 (yield 89%, 0.087 mmol). A comparison of the IR spectra of the obtained iron complex 2 is shown in FIG.

(試験例)ポリスチレンの重合における鉄錯体の価数の変化の確認
スリ付き試験管に攪拌子、合成例2より合成した鉄錯体2(16mg,0.048mmol)、AIBN(4mg,0.024mmol)、スチレンモノマー(1g,9.6mmol)を加え、アルゴンガスを1時間吹き込んだ後、容器を密閉して100℃の油浴で30時間攪拌した。このときの転化率は95%であった。このポリマーを、アルゴン雰囲気下、予め脱気したTHF(2mL)に溶解させて、予め脱気したメタノール(20mL)に滴下して再沈殿精製を行った。沈澱したポリマーと、触媒を含む溶液部分をそれぞれ減圧下で乾燥させ、ほぼ無色のポリスチレン980mg(Mn=23000、Mw/Mn=1.3)と、鉄錯体を含有する黄色固体18mgを回収した。この黄色固体の1H−NMRを測定したところ、鉄錯体1に類似したカチオン性の2価の鉄錯体であった。H−NMRスペクトルの比較を図3に示す。
アルゴン雰囲気下、スリ付き試験管に攪拌子、上記で回収した触媒含有固体18mg、予め脱気したスチレンモノマー(1.04g,10mmol)、1−クロロエチルベンゼン(5.6mg,0.04mmol)を加えた。容器を密閉して120℃の油浴で20時間攪拌した。転化率は90%であり、生成したポリスチレンはMn=25000、Mw/Mn=1.4であった。
本試験例により、反応終了後、鉄錯体は2価で存在することが確認された。
(Test example) Confirmation of change in valence of iron complex in polymerization of polystyrene Iron tube 2 (16 mg, 0.048 mmol), AIBN (4 mg, 0.024 mmol) synthesized from Stirrer, Synthetic Example 2 in a test tube with a thread Styrene monomer (1 g, 9.6 mmol) was added, and argon gas was blown in for 1 hour, and then the vessel was sealed and stirred in an oil bath at 100 ° C. for 30 hours. The conversion rate at this time was 95%. This polymer was dissolved in THF (2 mL) degassed in advance under an argon atmosphere and dropped into methanol (20 mL) degassed in advance for reprecipitation purification. The precipitated polymer and the solution portion containing the catalyst were each dried under reduced pressure to recover 980 mg of nearly colorless polystyrene (Mn = 23000, Mw / Mn = 1.3) and 18 mg of a yellow solid containing an iron complex. When 1H-NMR of this yellow solid was measured, it was a cationic divalent iron complex similar to iron complex 1. A comparison of 1 H-NMR spectra is shown in FIG.
In an argon atmosphere, add a stir bar, 18 mg of the catalyst-containing solid recovered above, a previously degassed styrene monomer (1.04 g, 10 mmol), and 1-chloroethylbenzene (5.6 mg, 0.04 mmol) to a test tube with a thread. It was. The vessel was sealed and stirred in an oil bath at 120 ° C. for 20 hours. The conversion was 90%, and the produced polystyrene had Mn = 25000 and Mw / Mn = 1.4.
According to this test example, it was confirmed that the iron complex was divalent after the reaction.

3価の鉄錯体を触媒とした重合反応では、重合終了後には、2価の鉄錯体として反応系中に存在しており、該2価鉄錯体は、次の重合触媒として再利用できることを確認した。 In the polymerization reaction using a trivalent iron complex as a catalyst, it is confirmed that the divalent iron complex exists in the reaction system after the polymerization is completed, and the divalent iron complex can be reused as the next polymerization catalyst. did.

(実施例3)重合反応における3価の鉄錯体2の回収
(スチレンモノマーの重合反応)
攪拌器、還流管を備えた200mLの反応容器に、合成例2より合成した鉄錯体2(1.0g、3.0mmol)、スチレンモノマー(62.4g、0.6mol)、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル(367mg、1.5mmol)を仕込み、アルゴンガスを1時間吹き込んだ後、アルゴン雰囲気下、120℃で16時間攪拌した。このときの転化率は95%以上であり、反応混合物をGPC解析に供したところ、Mn=22600、Mw/Mn=1.28であった。
(Example 3) Recovery of trivalent iron complex 2 in polymerization reaction (polymerization reaction of styrene monomer)
In a 200 mL reaction vessel equipped with a stirrer and a reflux tube, iron complex 2 (1.0 g, 3.0 mmol) synthesized from Synthesis Example 2, styrene monomer (62.4 g, 0.6 mol), azobiscyclohexanecarbonitrile. (367 mg, 1.5 mmol) was charged, and argon gas was blown for 1 hour, followed by stirring at 120 ° C. for 16 hours in an argon atmosphere. The conversion rate at this time was 95% or more, and when the reaction mixture was subjected to GPC analysis, Mn = 22600 and Mw / Mn = 1.28.

Figure 2010095623
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(工程1:空気処理による酸素架橋鉄錯体3の分離)
上記反応混合物を100℃まで冷却した後、予めアルゴンガスを吹き込んだトルエン(240g)を追加し、ポリマーを溶解させた。次いで、このトルエン溶液を室温まで冷却し、攪拌下、空気を2時間吹き込んだ。このとき、トルエン溶液は黄色均一溶液から茶色不均一溶液へと変化した。この溶液をろ過し、茶色固体と黄色溶液に分離した。得られた茶色固体を少量のトルエンで洗浄した後、減圧下で乾燥し、877mgの茶色粉末を得た。この茶色粉末のIRスペクトルを測定したところ、実施例1における酸素架橋鉄錯体3とほぼ一致した。酸素架橋錯体としての鉄錯体の回収率は95%であった。IRスペクトルを図4に示す。
(Step 1: Separation of oxygen-bridged iron complex 3 by air treatment)
After cooling the reaction mixture to 100 ° C., toluene (240 g) into which argon gas had been previously blown was added to dissolve the polymer. Subsequently, this toluene solution was cooled to room temperature, and air was blown in for 2 hours with stirring. At this time, the toluene solution changed from a yellow uniform solution to a brown heterogeneous solution. The solution was filtered and separated into a brown solid and a yellow solution. The obtained brown solid was washed with a small amount of toluene and then dried under reduced pressure to obtain 877 mg of a brown powder. When the IR spectrum of this brown powder was measured, it almost coincided with the oxygen-bridged iron complex 3 in Example 1. The recovery rate of the iron complex as an oxygen bridged complex was 95%. The IR spectrum is shown in FIG.

(工程2:鉄錯体3の塩化水素処理による鉄錯体2の再生)
50mLのシュレンク中に、上記鉄錯体2(92mg、0.15mmol)と脱水メタノール24mLを加え、30分間攪拌した。この時、溶液の色は橙色であった。この溶液に1.25mol/Lの塩化水素メタノール溶液1.2mL(1.5mmol)を室温下で加え、一晩攪拌したところ、黄色不均一系溶液となった。この溶液をろ過し、得られた固体を20mLのジエチルエーテルで2回洗浄し、減圧乾燥させ、76mgの黄色粉末を得た。IRスペクトルを測定したところ、3価の鉄錯体4とほぼ一致し、鉄錯体2が再生できることが判明した。(収率76%、0.23mmol)。再生前後の鉄錯体2のIRスペクトルを図4に示す。
(Step 2: Regeneration of iron complex 2 by treatment of iron complex 3 with hydrogen chloride)
In 50 mL of Schlenk, the iron complex 2 (92 mg, 0.15 mmol) and 24 mL of dehydrated methanol were added and stirred for 30 minutes. At this time, the color of the solution was orange. To this solution, 1.2 mL (1.5 mmol) of a 1.25 mol / L hydrogen chloride methanol solution was added at room temperature and stirred overnight, resulting in a yellow heterogeneous solution. This solution was filtered, and the resulting solid was washed twice with 20 mL of diethyl ether and dried under reduced pressure to obtain 76 mg of a yellow powder. When the IR spectrum was measured, it was found that it almost coincided with the trivalent iron complex 4 and that the iron complex 2 could be regenerated. (Yield 76%, 0.23 mmol). The IR spectrum of the iron complex 2 before and after regeneration is shown in FIG.

(再生した3価の鉄錯体を用いたスチレンモノマーの重合反応)
50mLの反応容器に、上記で得られた再生鉄錯体2(83.3mg、0.25mmol)、スチレンモノマー(5.12g、50mmol)、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル(30.5mg、0.125mmol)を仕込み、アルゴンガスを1時間吹き込んだ後、アルゴン雰囲気下、120℃で16時間攪拌した。このときの転化率は95%以上であり、反応混合物をGPC解析に供したところ、Mn=23600、Mw/Mn=1.29であった。
(Polymerization reaction of styrene monomer using regenerated trivalent iron complex)
In a 50 mL reaction vessel, the regenerated iron complex 2 obtained above (83.3 mg, 0.25 mmol), styrene monomer (5.12 g, 50 mmol), azobiscyclohexanecarbonitrile (30.5 mg, 0.125 mmol) were added. After charging and blowing in argon gas for 1 hour, the mixture was stirred at 120 ° C. for 16 hours in an argon atmosphere. The conversion rate at this time was 95% or more. When the reaction mixture was subjected to GPC analysis, Mn = 23600 and Mw / Mn = 1.29.

Figure 2010095623
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図5に、合成した鉄錯体2を用いた重合(上)と再生した鉄錯体2を用いた重合(下)のGPCチャートを示す。このように、再生した鉄錯体を再度重合に使用でき、再利用したものであっても好適に重合反応が可能であった。 FIG. 5 shows a GPC chart of the polymerization using the synthesized iron complex 2 (upper) and the polymerization using the regenerated iron complex 2 (lower). In this way, the regenerated iron complex can be used again for polymerization, and a polymerization reaction can be suitably performed even if it is reused.

(実施例4)メタクリル酸メチルの重合反応における3価の鉄錯体2の回収
アルゴン雰囲気下で、スリ付き試験管に攪拌子、鉄錯体2(33.3mg,0.1mmol)、AIBN(8.2mg、0.05mmol)を入れ、メタクリル酸メチル(2.0g,20mmol)、アセトニトリル2mLを加えた。アルゴンガスを1時間吹き込んだ後、容器を密閉して80℃で14時間攪拌した。このときの転化率は95%以上であり、反応混合物をGPC解析に供したところ、Mn=29300、Mw/Mn=1.42であった。反応混合物をトルエン15mLで希釈し、攪拌下、空気を1時間吹き込んだ。このとき、トルエン溶液は茶色不均一溶液へと変化した。この溶液をろ過し、茶色固体と黄色溶液に分離した。得られた茶色固体を少量のトルエンで洗浄した後、減圧下で乾燥し、32mgの茶色粉末を得た。
次いで、50mLのシュレンク中に、この茶色固体全量と脱水メタノール10mLを加え、30分間攪拌した。この時、溶液の色は橙色であった。この溶液に1.25mol/Lの塩化水素メタノール溶液0.4mL(0.5mmol)を室温下で加え、一晩攪拌したところ、黄色不均一系溶液となった。この溶液をろ過し、得られた固体を20mLのジエチルエーテルで2回洗浄し、減圧乾燥させ、28mgの黄色粉末を得た。IRスペクトルを測定したところ、3価の鉄錯体2とほぼ一致した。
(Example 4) Recovery of trivalent iron complex 2 in polymerization reaction of methyl methacrylate Under argon atmosphere, stir bar, iron complex 2 (33.3 mg, 0.1 mmol), AIBN (8. 2 mg, 0.05 mmol) was added, and methyl methacrylate (2.0 g, 20 mmol) and acetonitrile 2 mL were added. After blowing argon gas for 1 hour, the container was sealed and stirred at 80 ° C. for 14 hours. The conversion rate at this time was 95% or more, and when the reaction mixture was subjected to GPC analysis, Mn = 29300 and Mw / Mn = 1.42. The reaction mixture was diluted with 15 mL of toluene, and air was blown for 1 hour with stirring. At this time, the toluene solution changed to a brown heterogeneous solution. The solution was filtered and separated into a brown solid and a yellow solution. The obtained brown solid was washed with a small amount of toluene and dried under reduced pressure to obtain 32 mg of a brown powder.
Subsequently, this brown solid whole quantity and dehydrated methanol 10mL were added in 50 mL Schlenk, and it stirred for 30 minutes. At this time, the color of the solution was orange. To this solution, 0.4 mL (0.5 mmol) of a 1.25 mol / L hydrogen chloride methanol solution was added at room temperature and stirred overnight, resulting in a yellow heterogeneous solution. This solution was filtered, and the resulting solid was washed twice with 20 mL of diethyl ether and dried under reduced pressure to obtain 28 mg of a yellow powder. When the IR spectrum was measured, it almost coincided with the trivalent iron complex 2.

(合成例3)鉄錯体4の合成
20mLシュレンク管に、無水FeCl26mg(0.2mmol)とアセトニトリル10mLを加えて懸濁させた反応溶液に1,4,7−トリス(4−メトキシベンジル)−1,4,7−トリアザシクロノナン100mg(0.2mmol)を加え、14時間撹拌した。減圧下で反応溶液の体積が5mL程度になるまで濃縮した後、15mLのジエチルエーテルを加えると、白色の固体が沈殿した。この固体をアセトニトリル/ジエチルエーテルから再結晶して、2種類の混合物として鉄錯体4(化32、化33の錯体の混合物)を得た(86mg)。錯体の構造は単結晶X線構造解析により確認した。それを図6、図7に示す。
(Synthesis Example 3) Synthesis of Iron Complex 4 1,4,7-Tris (4-methoxybenzyl) was suspended in a reaction solution in which 26 mg (0.2 mmol) of anhydrous FeCl 2 and 10 mL of acetonitrile were added and suspended in a 20 mL Schlenk tube. -1,4,7-Triazacyclononane 100 mg (0.2 mmol) was added and stirred for 14 hours. After concentration under reduced pressure until the volume of the reaction solution reached about 5 mL, 15 mL of diethyl ether was added to precipitate a white solid. This solid was recrystallized from acetonitrile / diethyl ether to obtain iron complex 4 (mixture of complexes of Chemical Formulas 32 and 33) as a mixture of two types (86 mg). The structure of the complex was confirmed by single crystal X-ray structural analysis. This is shown in FIGS.

Figure 2010095623
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(合成例4)鉄錯体5の合成
攪拌機、滴下漏斗を備えた200mLの反応容器に、アルゴン雰囲気下、無水FeCl422mg(2.6mmol)と無水ジエチルエーテル80mLを加え、完全に溶解させたのち、1,4,7−トリス(4−メトキシベンジル)−1,4,7−トリアザシクロノナン978mg(2.0mmol)の無水ジエチルエーテル溶液15mLを室温でゆっくり滴下し、1時間撹拌した後、錯体5を含む粗生成物をろ過により分離した。この固体を塩化メチレン130mLに溶解させ不溶物をろ過により除去した後、ろ液を濃縮して、山吹色の鉄錯体5(化35)を得た(1.22g、収率94%)。錯体の構造は単結晶X線構造解析により確認した。それを図8に示す。
(Synthesis Example 4) Synthesis of iron complex 5 To a 200 mL reaction vessel equipped with a stirrer and a dropping funnel, 422 mg (2.6 mmol) of anhydrous FeCl 3 and 80 mL of anhydrous diethyl ether were added and dissolved completely in an argon atmosphere. 15 mL of 1,4,7-tris (4-methoxybenzyl) -1,4,7-triazacyclononane 978 mg (2.0 mmol) in anhydrous diethyl ether was slowly added dropwise at room temperature and stirred for 1 hour, The crude product containing complex 5 was isolated by filtration. This solid was dissolved in 130 mL of methylene chloride and insoluble matters were removed by filtration, and then the filtrate was concentrated to obtain Yamabuki-colored iron complex 5 (Chemical Formula 35) (1.22 g, yield 94%). The structure of the complex was confirmed by single crystal X-ray structural analysis. This is shown in FIG.

Figure 2010095623
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Figure 2010095623
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(実施例5)2価の鉄錯体から3価の鉄錯体への変換
(工程1:2価の鉄錯体の酸素処理による酸素架橋鉄錯体6の合成)
合成例3にて合成した鉄錯体4(50mg)をアセトニトリル(5mL)に溶解し、酸素雰囲気下とし、15分間撹拌を続けた。その間に溶液の色が赤褐色へと変化し、さらに5分程撹拌を続けると、沈殿が析出し始めた。上澄み溶液を抜き取り、固体をジエチルエーテルにて2回程洗浄を行った後、乾燥させ、鉄錯体6を得た(25mg)。得られた錯体の構造はX線結晶構造解析により明らかとした。その構造を図9に示す。
(Example 5) Conversion from divalent iron complex to trivalent iron complex (Step 1: Synthesis of oxygen-bridged iron complex 6 by oxygen treatment of divalent iron complex)
The iron complex 4 (50 mg) synthesized in Synthesis Example 3 was dissolved in acetonitrile (5 mL), placed in an oxygen atmosphere, and stirred for 15 minutes. In the meantime, the color of the solution changed to reddish brown, and when stirring was continued for about 5 minutes, a precipitate started to precipitate. The supernatant solution was extracted, and the solid was washed twice with diethyl ether and then dried to obtain iron complex 6 (25 mg). The structure of the obtained complex was clarified by X-ray crystal structure analysis. The structure is shown in FIG.

Figure 2010095623
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(工程2:鉄錯体6の塩酸処理による鉄錯体5の合成)
20mLシュレンク管に、鉄錯体6(25mg、0.02mmol)、メタノール(5mL)、ベンゼン(6mL)を加えて溶解させた。得られた黄色溶液に1mol/Lの塩化水素ジエチルエーテル溶液0.1mL(0.1mmol)を室温にて加えると直ちに色が変化した。10分間、撹拌を続けたのち、溶媒を留去すると、黄色固体として鉄錯体5が定量的に得られた(26mg)。得られた錯体の構造は、塩化メチレン、トルエン、エーテルによる再結晶の後、X線結晶構造解析により明らかとした。酸素架橋鉄錯体6、並びに、再生前後の鉄錯体5のIRスペクトルを図10に示す。
(Step 2: Synthesis of iron complex 5 by treatment of iron complex 6 with hydrochloric acid)
In a 20 mL Schlenk tube, iron complex 6 (25 mg, 0.02 mmol), methanol (5 mL), and benzene (6 mL) were added and dissolved. When 0.1 mL (0.1 mmol) of a 1 mol / L hydrogen chloride diethyl ether solution was added to the obtained yellow solution at room temperature, the color immediately changed. After stirring for 10 minutes, the solvent was distilled off to obtain iron complex 5 quantitatively as a yellow solid (26 mg). The structure of the obtained complex was clarified by X-ray crystal structure analysis after recrystallization with methylene chloride, toluene, and ether. FIG. 10 shows the IR spectra of the oxygen-bridged iron complex 6 and the iron complex 5 before and after the regeneration.

Figure 2010095623
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(実施例6)2価の鉄錯体4を用いた重合反応における3価の鉄錯体5の回収
(ポリスチレンの合成)
窒素雰囲気下で、シュレンク管に攪拌子、合成例3にて合成した鉄錯体4(24mg,0.02mmol)、1−クロロエチルベンゼン(5.6mg,0.04mmol)を入れ、スチレン(1.04g,10mmol)を加えた。容器を密閉して120℃の油浴で26時間攪拌した。転化率は95%以上であり、生成したポリスチレンはMn=23000、Mw/Mn=1.27であった。
Example 6 Recovery of trivalent iron complex 5 in a polymerization reaction using divalent iron complex 4 (polystyrene synthesis)
Under a nitrogen atmosphere, a Schlenk tube was charged with a stirrer, the iron complex 4 synthesized in Synthesis Example 3 (24 mg, 0.02 mmol), 1-chloroethylbenzene (5.6 mg, 0.04 mmol), and styrene (1.04 g). , 10 mmol). The vessel was sealed and stirred in an oil bath at 120 ° C. for 26 hours. The conversion was 95% or more, and the produced polystyrene had Mn = 23000 and Mw / Mn = 1.27.

(工程1:空気処理による酸素架橋鉄錯体6の分離)
上記反応混合物を100℃まで冷却した後、予めアルゴンガスを吹き込んだトルエン(4g)を追加し、ポリマーを溶解させた。次いで、このトルエン溶液を室温まで冷却し、攪拌下、空気を1時間吹き込んだ。このとき、トルエン溶液は黄色均一溶液から茶色不均一溶液へと変化した。この溶液をろ過し、茶色固体と黄色溶液に分離した。得られた茶色固体を少量のトルエンで洗浄した後、減圧下で乾燥し、14mgの茶色粉末を得た。一方、ポリスチレンを含む黄色溶液を攪拌下にメタノール24gに滴下し、沈殿したポリスチレンをろ過により分離した後、このろ液を濃縮し、茶色固体を得た。これをジエチルエーテルで洗浄後、減圧乾燥し、9mgの茶色粉末を得た。これらの茶色粉末のIRスペクトルを測定したところ、実施例3における酸素架橋鉄錯体6とほぼ一致した。酸素架橋錯体としての鉄錯体の回収率は95%であった。
(Step 1: Separation of oxygen-bridged iron complex 6 by air treatment)
After cooling the reaction mixture to 100 ° C., toluene (4 g) into which argon gas had been previously blown was added to dissolve the polymer. Subsequently, this toluene solution was cooled to room temperature, and air was blown in for 1 hour with stirring. At this time, the toluene solution changed from a yellow uniform solution to a brown heterogeneous solution. The solution was filtered and separated into a brown solid and a yellow solution. The obtained brown solid was washed with a small amount of toluene and then dried under reduced pressure to obtain 14 mg of a brown powder. On the other hand, a yellow solution containing polystyrene was dropped into 24 g of methanol with stirring, and the precipitated polystyrene was separated by filtration, and then the filtrate was concentrated to obtain a brown solid. This was washed with diethyl ether and then dried under reduced pressure to obtain 9 mg of brown powder. When the IR spectrum of these brown powders was measured, it almost coincided with the oxygen-bridged iron complex 6 in Example 3. The recovery rate of the iron complex as an oxygen bridged complex was 95%.

(工程2:鉄錯体6の塩酸処理による鉄錯体5の再生)
実施例5において鉄錯体6の代わりに、この茶色固体を用いた以外は、実施例5と同様に実施したところ、黄色固体が得られた(25mg)。得られた固体のIRスペクトルを測定したところ、実施例5における鉄錯体5とほぼ一致した。
(再生した3価の鉄錯体を用いたスチレンモノマーの重合反応)
アルゴン雰囲気下で、シュレンク管に攪拌子、上記の再生鉄錯体5(25mg,0.02mmol)、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル(2.4mg、0.01mmol)、予め脱気したスチレンモノマー(832mg、8mmol)を仕込み、アルゴン雰囲気下、120℃で16時間攪拌した。このときの転化率は95%以上であり、反応混合物をGPC解析に供したところ、Mn=23000、Mw/Mn=1.21であった。
(Step 2: Regeneration of iron complex 5 by treatment of iron complex 6 with hydrochloric acid)
A yellow solid was obtained in the same manner as in Example 5 except that this brown solid was used instead of the iron complex 6 in Example 5 (25 mg). When the IR spectrum of the obtained solid was measured, it almost coincided with the iron complex 5 in Example 5.
(Polymerization reaction of styrene monomer using regenerated trivalent iron complex)
Under argon atmosphere, a Schlenk tube was mixed with a stirrer, the regenerated iron complex 5 (25 mg, 0.02 mmol), azobiscyclohexanecarbonitrile (2.4 mg, 0.01 mmol), pre-degassed styrene monomer (832 mg, 8 mmol). And stirred at 120 ° C. for 16 hours under an argon atmosphere. The conversion rate at this time was 95% or more. When the reaction mixture was subjected to GPC analysis, Mn = 23000 and Mw / Mn = 1.21.

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(実施例7)重合反応における3価の鉄錯体5の回収
(スチレンモノマーの重合反応)
攪拌機、還流管を備えた200mLの反応容器に、合成例4より合成した鉄錯体5(652mg、1.0mmol)、スチレンモノマー(20.8g、0.2mol)、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル(122mg、0.5mmol)を仕込み、アルゴンガスを1時間吹き込んだ後、アルゴン雰囲気下、120℃で16時間攪拌した。このときの転化率は95%以上であり、反応混合物をGPC解析に供したところ、Mn=22600、Mw/Mn=1.22であった。
(Example 7) Recovery of trivalent iron complex 5 in polymerization reaction (polymerization reaction of styrene monomer)
In a 200 mL reaction vessel equipped with a stirrer and a reflux tube, iron complex 5 (652 mg, 1.0 mmol) synthesized from Synthesis Example 4, styrene monomer (20.8 g, 0.2 mol), azobiscyclohexanecarbonitrile (122 mg, 0.5 mmol) was added, and argon gas was blown in for 1 hour, followed by stirring at 120 ° C. for 16 hours in an argon atmosphere. The conversion rate at this time was 95% or more. When the reaction mixture was subjected to GPC analysis, Mn = 22600 and Mw / Mn = 1.22.

Figure 2010095623
Figure 2010095623

(鉄錯体5の回収)
上記反応混合物を100℃まで冷却した後、予めアルゴンガスを吹き込んだトルエン(80g)を追加し、ポリマーを溶解させた。次いで、このトルエン溶液を室温まで冷却し、攪拌下、空気を2時間吹き込んだ。このとき、トルエン溶液は黄色均一溶液から茶色不均一溶液へと変化した。この溶液をろ過し、茶色固体と黄色溶液に分離した。得られた茶色固体を少量のトルエンで洗浄した後、減圧下で乾燥し、367mgの茶色粉末を得た。一方、ポリスチレンを含む黄色溶液を攪拌下にメタノール800gに滴下し、沈殿したポリスチレンをろ過により分離した後、このろ液を濃縮し、茶色固体290mgを得た。これをメタノールとジエチルエーテルで洗浄した後、減圧乾燥し、230mgの茶色粉末を得た。これらの茶色粉末のIRスペクトルを測定したところ、実施例3における酸素架橋鉄錯体6とほぼ一致した。酸素架橋錯体としての鉄錯体の回収率は定量的であった。
100mLのシュレンク中に、上記茶色粉末(187mg、0.15mmol)と脱水メタノール30mLを加え、30分間攪拌した。この時、溶液の色は茶色であった。この溶液に1.25mol/Lの塩化水素メタノール溶液1.2mL(1.5mmol)を室温下で加え、一晩攪拌したところ、黄色不均一系溶液となった。この溶液をろ過し、得られた固体を20mLのジエチルエーテルで2回洗浄し、減圧乾燥させ、160mgの黄色粉末を得た。IRスペクトルを測定したところ、3価の鉄錯体5とほぼ一致し、鉄錯体5が再生できることが判明した。(収率80%)。
(Recovery of iron complex 5)
After the reaction mixture was cooled to 100 ° C., toluene (80 g) into which argon gas had been previously blown was added to dissolve the polymer. Subsequently, this toluene solution was cooled to room temperature, and air was blown in for 2 hours with stirring. At this time, the toluene solution changed from a yellow uniform solution to a brown heterogeneous solution. The solution was filtered and separated into a brown solid and a yellow solution. The obtained brown solid was washed with a small amount of toluene and then dried under reduced pressure to obtain 367 mg of brown powder. On the other hand, a yellow solution containing polystyrene was added dropwise to 800 g of methanol with stirring, and the precipitated polystyrene was separated by filtration, and then the filtrate was concentrated to obtain 290 mg of a brown solid. This was washed with methanol and diethyl ether and then dried under reduced pressure to obtain 230 mg of a brown powder. When the IR spectrum of these brown powders was measured, it almost coincided with the oxygen-bridged iron complex 6 in Example 3. The recovery rate of iron complex as oxygen bridge complex was quantitative.
The brown powder (187 mg, 0.15 mmol) and 30 mL of dehydrated methanol were added to 100 mL of Schlenk, and stirred for 30 minutes. At this time, the color of the solution was brown. To this solution, 1.2 mL (1.5 mmol) of a 1.25 mol / L hydrogen chloride methanol solution was added at room temperature and stirred overnight, resulting in a yellow heterogeneous solution. This solution was filtered, and the resulting solid was washed twice with 20 mL of diethyl ether and dried under reduced pressure to obtain 160 mg of a yellow powder. When the IR spectrum was measured, it almost coincided with the trivalent iron complex 5, and it was found that the iron complex 5 could be regenerated. (Yield 80%).

(再生した3価の鉄錯体を用いたスチレンモノマーの重合反応)
50mLの反応容器に、上記で得られた再生鉄錯体5(163mg、0.25mmol)、スチレンモノマー(5.12g、50mmol)、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル(30.5mg、0.125mmol)を仕込み、アルゴンガスを1時間吹き込んだ後、アルゴン雰囲気下、120℃で16時間攪拌した。このときの転化率は95%以上であり、反応混合物をGPC解析に供したところ、Mn=23600、Mw/Mn=1.23であった。
(Polymerization reaction of styrene monomer using regenerated trivalent iron complex)
A 50 mL reaction vessel was charged with the regenerated iron complex 5 obtained above (163 mg, 0.25 mmol), styrene monomer (5.12 g, 50 mmol), azobiscyclohexanecarbonitrile (30.5 mg, 0.125 mmol), After blowing argon gas for 1 hour, the mixture was stirred at 120 ° C. for 16 hours in an argon atmosphere. The conversion rate at this time was 95% or more. When the reaction mixture was subjected to GPC analysis, Mn = 23600 and Mw / Mn = 1.23.

Figure 2010095623
Figure 2010095623

表1に、再生前後の3価に鉄錯体を用いたスチレンモノマーの重合結果を示す。下記の如く、再生鉄錯体を使用しても触媒活性を損なうことなく重合反応が進行し、触媒の再利用したものであっても好適に重合が可能であった。
(スチレンモノマー:鉄触媒:ラジカル開始剤=200:1:0.5(モル比))
Table 1 shows the polymerization results of styrene monomers using trivalent iron complexes before and after regeneration. As described below, even when the regenerated iron complex was used, the polymerization reaction proceeded without impairing the catalyst activity, and even when the catalyst was reused, the polymerization could be suitably performed.
(Styrene monomer: iron catalyst: radical initiator = 200: 1: 0.5 (molar ratio))

Figure 2010095623
Figure 2010095623

実施例1におけるIRスペクトルの比較Comparison of IR spectra in Example 1 実施例2における鉄錯体のH−NMRの比較 1 H-NMR comparison of the iron complex in Example 2 実施例3におけるIRスペクトルの比較Comparison of IR spectra in Example 3 実施例3におけるGPCスペクトルの比較Comparison of GPC spectra in Example 3 合成例3における鉄錯体(化1)のORTEP図ORTEP diagram of the iron complex (Formula 1) in Synthesis Example 3 合成例3における鉄錯体(化2)のORTEP図ORTEP diagram of the iron complex (Chemical Formula 2) in Synthesis Example 3 合成例4における鉄錯体(化3)のORTEP図ORTEP diagram of the iron complex (Formula 3) in Synthesis Example 4 実施例6における酸素架橋鉄錯体5のORTEP図ORTEP diagram of oxygen-bridged iron complex 5 in Example 6 実施例6におけるIRスペクトルの比較Comparison of IR spectra in Example 6

Claims (17)

一般式(1)で表される鉄化合物
Figure 2010095623
(式(1)中、FeはY価(Yは、2又は3の整数を表す。)であり、X1は1価のアニオン性官能基を示す。)に対して、一般式(2)で表される環状アミン化合物
Figure 2010095623
(式(2)中、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を示す。)が配位してなるY価鉄錯体(Yは、2又は3の整数を表す。)を触媒とする原子移動型ラジカル反応において、
反応終了後、下記工程1)次いで工程2)を行うことにより、下記一般式(3)で表される鉄錯体を回収する方法。
工程1)反応混合物を酸素により処理した後鉄錯体と反応混合物とを分離する工程
又は、
鉄錯体と反応混合物を分離した後該鉄錯体を酸素により処理する工程
工程2)上記1)工程により得られる鉄錯体をハロゲン化剤により処理する工程
Figure 2010095623
(式中、Feは3価であり、Xは1価のアニオン性官能基を表し、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を表す。)
Iron compound represented by general formula (1)
Figure 2010095623
(In the formula (1), Fe is Y-valent (Y represents an integer of 2 or 3) and X1 represents a monovalent anionic functional group). Cyclic amine compound represented
Figure 2010095623
(In the formula (2), R1, R2 and R3 represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a benzyl group optionally having a substituent having 1 to 40 carbon atoms on the aromatic ring. .) In an atom transfer radical reaction using a Y-valent iron complex (Y represents an integer of 2 or 3) as a catalyst.
A method of recovering the iron complex represented by the following general formula (3) by performing the following step 1) and then step 2) after the reaction is completed.
Step 1) A step of separating the iron complex and the reaction mixture after treating the reaction mixture with oxygen, or
Step of treating the iron complex with oxygen after separating the iron complex and the reaction mixture 2) Step of treating the iron complex obtained by the above step 1) with a halogenating agent
Figure 2010095623
(In the formula, Fe is trivalent, X represents a monovalent anionic functional group, and R2 and R3 are each a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an aromatic ring having 1 to 40 carbon atoms. Represents a benzyl group optionally having a substituent.
前記Y価鉄錯体が、一般式(4)
Figure 2010095623
(式(4)中、Feは2価であり、X2は1価のアニオン性官能基、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基、An−はアニオン、nは1〜3の整数を示す。)
で表される請求項1に記載の鉄錯体を回収する方法。
The Y-valent iron complex has the general formula (4)
Figure 2010095623
(In the formula (4), Fe is divalent, X2 is a monovalent anionic functional group, R1, R2 and R3 are hydrogen atoms, hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms or carbon atoms on the aromatic ring. A benzyl group optionally having 1 to 40 substituents, An- represents an anion, and n represents an integer of 1 to 3)
The method of collect | recovering the iron complex of Claim 1 represented by these.
前記Y価鉄錯体が、一般式(5)
Figure 2010095623
(式(5)中、Feは2価であり、X3は1価のアニオン性官能基、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基、An−はアニオン、nは1〜3の整数を示す。)
で表される請求項1に記載の鉄錯体を回収する方法。
The Y-valent iron complex has the general formula (5)
Figure 2010095623
(In the formula (5), Fe is divalent, X3 is a monovalent anionic functional group, R1, R2 and R3 are carbon atoms on a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic ring. A benzyl group optionally having 1 to 40 substituents, An- represents an anion, and n represents an integer of 1 to 3)
The method of collect | recovering the iron complex of Claim 1 represented by these.
An−が、一般式(6)
Figure 2010095623
(式(6)中、Feは2価であり、X4は1価のアニオン性官能基、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を示す。)
又は一般式(7)
Figure 2010095623
(式(7)中、X5は1価のアニオン性官能基を示し、mは0又は1であり、mが0のときnは1であり、mが1のときnは1又は2を表す。)
で表される請求項2又は3に記載の鉄錯体を回収する方法。
An- is represented by the general formula (6)
Figure 2010095623
(In the formula (6), Fe is divalent, X4 is a monovalent anionic functional group, R1, R2 and R3 are hydrogen atoms, hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms or carbon atoms on the aromatic ring. (The benzyl group which may have 1 to 40 substituents is shown.)
Or general formula (7)
Figure 2010095623
(In formula (7), X5 represents a monovalent anionic functional group, m is 0 or 1, n is 1 when m is 0, and n is 1 or 2 when m is 1. .)
The method of collect | recovering the iron complex of Claim 2 or 3 represented by these.
一般式(1)において、X1は、ハロゲンイオン、R4COO(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)及びR4SO3(R4は炭素原子上の水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素原子上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を示す。)からなる群より選ばれるいずれか一つの基を示し、一般式(2)において、R1、R2及びR3は、
1)水素原子、
2)炭素数1〜20のアルキル基、並びに
3)芳香環の水素原子が炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数1〜40のポリオキシアルキレン基からなる群より選ばれるいずれか一つの基以上で置換されていてもよいベンジル基
からなる群より選ばれるいずれか一つの基を示す、請求項1に記載の鉄錯体を回収する方法。
In the general formula (1), X1 is a halogen ion, R4COO - (R4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may be substituted by a halogen atom is a hydrogen atom on a carbon atom, or a hydrogen atom on a carbon atom Represents a phenyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.) And R 4 SO 3 (wherein R 4 is a carbon atom having 1 to 4 carbon atoms in which a hydrogen atom on the carbon atom may be substituted with a halogen atom). An alkyl group or a hydrogen atom on a carbon atom represents a phenyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), and represents any one group selected from the group represented by the general formula (2 ), R1, R2 and R3 are
1) hydrogen atom,
2) an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and 3) a hydrogen atom of the aromatic ring is composed of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and a polyoxyalkylene group having 1 to 40 carbon atoms. The method for recovering an iron complex according to claim 1, which shows any one group selected from the group consisting of a benzyl group optionally substituted with at least one group selected from the group.
一般式(1)において、X1は、ハロゲンイオン、CH3COO、C6H5COO、CF3COO、CH3SO3、C6H5SO3及びCF3SO3からなる群より選ばれるいずれか一つの基を示し、一般式(2)において、R1、R2及びR3は、
1)水素原子、
2)炭素数1〜8のアルキル基、並びに
3)芳香環の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されていてもよいベンジル基
からなる群より選ばれるいずれか一つの基を示す、請求項1に記載の鉄錯体を回収する方法。
In the general formula (1), X1 is a halogen ion, CH3COO -, C6H5COO -, CF3COO -, CH3SO3 -, C6H5SO3 - and CF3 SO3 - indicates any one group selected from the group consisting of, in the general formula (2) , R1, R2 and R3 are
1) hydrogen atom,
2) from a group consisting of an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and 3) a benzyl group in which the hydrogen atom of the aromatic ring may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. The method for recovering an iron complex according to claim 1, which shows any one group selected.
一般式(4)において、X2が塩素原子又は臭素原子であり、R1、R2及びR3が同一であって、メチル基、エチル基、n−ブチル基、ベンジル基及び4−メトキシベンジル基からなる群より選ばれるいずれか一つの基を表し、nが1である請求項2に記載の鉄錯体を回収する方法。 In the general formula (4), X2 is a chlorine atom or a bromine atom, R1, R2 and R3 are the same, and a group consisting of a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, a benzyl group and a 4-methoxybenzyl group The method for recovering an iron complex according to claim 2, wherein any one group selected from the group consisting of 1 and n is 1. 一般式(5)において、X3が塩素原子又は臭素原子であり、R1、R2及びR3が同一であって、メチル基、エチル基、n−ブチル基、ベンジル基及び4−メトキシベンジル基からなる群より選ばれるいずれか一つの基を表し、nが1である請求項3に記載の鉄錯体を回収する方法。 In the general formula (5), X3 is a chlorine atom or a bromine atom, R1, R2 and R3 are the same, and a group consisting of a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, a benzyl group and a 4-methoxybenzyl group The method for recovering an iron complex according to claim 3, which represents any one group selected from the group consisting of 1 and n is 1. 一般式(6)において、X4が塩素原子又は臭素原子であり、R1、R2及びR3がメチル基又はエチル基であり、nが1である請求項4に記載の鉄錯体を回収する方法。 The method for recovering an iron complex according to claim 4, wherein in the general formula (6), X4 is a chlorine atom or a bromine atom, R1, R2 and R3 are a methyl group or an ethyl group, and n is 1. 一般式(7)において、X5が塩素原子又は臭素原子であり、mが1であり、nが1である請求項4に記載の鉄錯体を回収する方法。 The method for recovering an iron complex according to claim 4, wherein in the general formula (7), X5 is a chlorine atom or a bromine atom, m is 1, and n is 1. 前記Y価鉄錯体が、一般式(8)
Figure 2010095623
(式(8)中、Feは2価であり、R1、R2及びR3は、炭素数1〜20の炭化水素基又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基、X6は1価のアニオン性官能基を示す。)
で表される請求項1に記載の鉄錯体を回収する方法。
The Y-valent iron complex has the general formula (8)
Figure 2010095623
(In Formula (8), Fe is bivalent and R1, R2, and R3 may have a C1-C20 hydrocarbon group or a C1-C40 substituent on an aromatic ring. Benzyl group, X6 represents a monovalent anionic functional group.)
The method of collect | recovering the iron complex of Claim 1 represented by these.
前記Y価鉄錯体が、一般式(9)
Figure 2010095623
(式(9)中、Feは2価であり、R1、及びR2は、炭素数1〜20の炭化水素基又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基、X7は1価のアニオン性官能基を示す。)
で表される請求項1に記載の鉄錯体を回収する方法。
The Y-valent iron complex has the general formula (9)
Figure 2010095623
(In Formula (9), Fe is bivalent, and R1 and R2 are benzyl optionally having a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a substituent having 1 to 40 carbon atoms on the aromatic ring. Group X7 represents a monovalent anionic functional group.)
The method of collect | recovering the iron complex of Claim 1 represented by these.
前記Y価鉄錯体が、一般式(10)
Figure 2010095623
(式(10)中、Feは3価であり、Xは1価のアニオン性官能基を表し、R、R及びRは、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基又は芳香環上に炭素数1〜40の置換基を有していてもよいベンジル基を示す。)
で表される請求項1に記載の鉄錯体を回収する方法。
The Y-valent iron complex has the general formula (10)
Figure 2010095623
(In the formula (10), Fe is trivalent, X represents a monovalent anionic functional group, R 1 , R 2 and R 3 are a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic group. (The benzyl group which may have a C1-C40 substituent on a ring is shown.)
The method of collect | recovering the iron complex of Claim 1 represented by these.
前記一般式(10)中のR、R及びRが、ベンゼン環上の4位に炭素数1〜8の置換基を有するベンジル基である請求項13に記載の鉄錯体を回収する方法。 14. The iron complex according to claim 13, wherein R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (10) are benzyl groups having a substituent having 1 to 8 carbon atoms at the 4-position on the benzene ring. Method. 前記置換基が炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基又は炭素数1〜8のフッ素化アルキル基である請求項14に記載の鉄錯体を回収する方法。 The method for recovering an iron complex according to claim 14, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. 前記アニオン性官能基が、塩素イオン又は臭素イオンである請求項13乃至15のいずれか一項に記載の鉄錯体を回収する方法。 The method for recovering an iron complex according to any one of claims 13 to 15, wherein the anionic functional group is a chlorine ion or a bromine ion. 前記ハロゲン化剤が、トリメチルクロロシラン、塩化水素又は臭化水素である請求項1乃至16のいずれか一項に記載の鉄錯体を回収する方法。 The method for recovering an iron complex according to any one of claims 1 to 16, wherein the halogenating agent is trimethylchlorosilane, hydrogen chloride, or hydrogen bromide.
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