JP2015218173A - t−ブチルオキシカルボニル基を有する新規のモノホスフィット配位子 - Google Patents

t−ブチルオキシカルボニル基を有する新規のモノホスフィット配位子 Download PDF

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Abstract

【課題】不飽和化合物のヒドロホルミル化において、従来技術からの先に指摘した欠点を有さない新規のモノホスフィット配位子を提供する。
【解決手段】一般構造IまたはIIの2つのうち1つを有する配位子によって解決される。
【選択図】なし

Description

本発明は、t−ブチルオキシカルボニル基(BOC基)を有する新規のモノホスフィット配位子、前記配位子のヒドロホルミル化における配位子としての使用および該ヒドロホルミル化法に関する。
オレフィン化合物、一酸化炭素および水素の間で触媒の存在下に反応させて1つだけ増炭したアルデヒドを得ることは、ヒドロホルミル化またはオキソ法(Oxierung)として知られている。これらの反応における触媒としては、しばしば、元素の周期律表の第VIII族の遷移金属の化合物が使用される。公知の配位子は、例えばそれぞれ3価のリンPIIIを有するホスフィン、ホスフィットおよびホスホニットの種類からの化合物である。オレフィンのヒドロホルミル化の状況についての良好な概要は、非特許文献1(B. CORNILS, W. A. HERRMANN, 「有機金属化合物を用いた応用均一系触媒反応(Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds)」, 第1巻と第2巻, VCH, Weinheim, New York, 1996)または非特許文献2(R. Franke, D. Selent, A. Boerner, 「応用ヒドロホルミル化(Applied Hydroformylation)」, Chem. Rev., 2012, DOI:10.1021/cr3001803)に見られる。
各々の触媒活性組成物は、それらに固有の長所を有している。従って、出発物質および目的生成物に応じて、様々な触媒活性組成物が使用される。
2座以上のホスフィン配位子の欠点は、その製造に必要な費用が比較的高いことである。従って、しばしば、かかる系を工業的プロセスで使用することは採算が合わない。更には比較的低い活性を伴うため、その活性を滞留時間を長くすることによって反応工学的に補わねばならない。それは、更に望まれない生成物の二次反応をもたらす。
非特許文献3(Boerner他によるAngew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 第9号, 第1639〜1641頁)においては、1つのP−C結合と2つのP−O結合とを有する配位子、つまりホスホニットが記載されている。そこに記載されるホスホニットは、ヒドロホルミル化で使用した場合に、n/iso選択性(n/iso=直鎖状のアルデヒド(=n)の分枝鎖状のアルデヒド(=iso)に対する比率)が0.61〜1.57である。
特許文献1(DE 199 54 721)に記載されるホスホニット配位子は、良好なn/iso選択性を有する。しかし、固有の調査によって、化合物II−c(特許文献1(DE 199 54 721)の第6頁)が光化学的に誘導された分解を起こす傾向にあることが判明したため、大工業的な使用は躊躇されるべきである。
ホスホニット構造を有する配位子の一つの欠点は、非常に費用のかかる製造にある。しかし、有益かつ簡単な合成の可能性は、大工業的プロセスで配位子を使用するためには基本的に重要である。
簡単な利用可能性と、それと関連して、大工業的使用の良好な可能性は、重要な基準である。それというのも、該配位子についての製造の労力と、それと関連して、その生ずる生産コストは、該配位子が後に使用されるプロセス全体の収益がなおも保証される程度までしか高くなってはならないからである。
触媒活性組成物におけるロジウム−モノホスフィット錯体は、内部二重結合を有する分枝鎖状のオレフィンのヒドロホルミル化のために適している。1970年代から、いわゆる「嵩高いホスフィット」をヒドロホルミル化で使用することが記載されている(とりわけ、非特許文献4(van Leeuwen他, Journal of Catalysis, 2013, 298, 198-205)を参照のこと)。これらは、良好な活性の点で優れているが、末端にオキソ法が行われた化合物についてのn/i選択性は改善の余地がある。
特許文献2(EP 0 155 508)から、立体障害オレフィン、例えばイソブテンのロジウム触媒によるヒドロホルミル化に際してのビスアリーレン置換されたモノホスフィットの使用は知られている。しかしながら、この場合には、部分的に非常に高いロジウム濃度(とりわけ250ppm)が使用される。これは、目下のロジウム価格に鑑みて大工業的方法のためには許容できず、改善せねばならない。
ヒドロホルミル化反応のためには、目下、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスフィット(TDTBPP)が、市販されているモノホスフィット配位子のうちの最も性能が高いものの一つであり、それは、商品名Alkanox 240として入手できる(非特許文献2(R. Franke, D. Selent, A. Boerner, 「応用ヒドロホルミル化(Applied Hydroformylation)」, Chem. Rev., 2012, 112, 第5681頁 第3.4.2章)も参照のこと)。
DE 199 54 721 EP 0 155 508
B. CORNILS, W. A. HERRMANN, 「有機金属化合物を用いた応用均一系触媒反応」, 第1巻と第2巻, VCH, Weinheim, New York, 1996 R. Franke, D. Selent, A. Boerner, 「応用ヒドロホルミル化」, Chem. Rev., 2012, DOI:10.1021/cr3001803 Boerner他, Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 第9号, 第1639〜1641頁 van Leeuwen他, Journal of Catalysis, 2013, 298, 198-205
本発明の基礎を成す技術的課題は、不飽和化合物のヒドロホルミル化において、従来技術からの先に指摘した欠点を有さない新規のモノホスフィット配位子を提供することである。一方で、製造の費用は、上記のホスホニット配位子の場合よりも少なくなるべきであり、他方で、ヒドロホルミル化に関して良好なn−選択性が達成されるべきである。
特に、当該新規のモノホスフィット配位子は、内部二重結合を有する主に分枝鎖状のオレフィンを含む工業用オレフィン混合物のオキソ法のためにも適しているべきである。この場合に、該オキソ法では、高い割合の所望の末端ヒドロホルミル化された生成物が得られるべきである。
前記課題は、請求項1に記載の配位子によって解決される。
前記配位子は、一般構造IまたはII:
Figure 2015218173
[式中、
1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、ハロゲン(例えば、Cl、F、Br、I)、COO−C1〜C12−アルキル、CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−SO3H、−SO3Na、−NO2、−CN、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択され、
XおよびYは、それぞれ互いに独立して、−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−O−C1〜C12−アルキル、−C1〜C12−アルキル−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール−COO−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−C4〜C20−ヘテロアリール、−C4〜C20−ヘテロアリール−C1〜C12−アルキル、−C5〜C8−シクロアルキル、−C6〜C20−アリール−CO−C6〜C20−アリールから選択され、
Zは、−C1〜C12−アルキル−、−C6〜C20−アリール−、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル−、−C1〜C12−アルキル−C6〜C20−アリール−、−C4〜C20−ヘテロアリール−、−C6〜C20−アリール−CO−C6〜C20−アリール−、−C6〜C20−アリール−C6〜C20−アリール−から選択され、その際、上述のアルキル基、ヘテロアルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基およびヘテロアリール基は、置換されていてよい]の2つのうち1つを有する。
1〜C12−アルキルおよびO−C1〜C12−アルキルは、それぞれ、非置換であってよく、またはC3〜C12−シクロアルキル、C3〜C12−ヘテロシクロアルキル、C6〜C20−アリール、フルオロ、クロロ、シアノ、ホルミル、アシルもしくはアルコキシカルボニルから選択される1もしくは複数の同一もしくは異なる基によって置換されていてよい。
3〜C12−シクロアルキルおよびC3〜C12−ヘテロシクロアルキルは、それぞれ、非置換であってよく、またはC1〜C12−アルキル、C1〜C12−アルコキシ、C3〜C12−シクロアルキル、C3〜C12−ヘテロシクロアルキル、C6〜C20−アリール、フルオロ、クロロ、シアノ、ホルミル、アシルもしくはアルコキシカルボニルから選択される1もしくは複数の同一もしくは異なる基によって置換されていてよい。
6〜C20−アリールおよび−C6〜C20−アリール−C6〜C20−アリール−は、それぞれ、非置換であってよく、または−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−ハロゲン(例えばCl、F、Br、I)、−COO−C1〜C12−アルキル、−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−SO3H、−SO3Na、−NO2、−CN、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される1もしくは複数の同一もしくは異なる基によって置換されていてよい。
本発明の範囲においては、−C1〜C12−アルキルという表現は、直鎖状のアルキル基および分枝鎖状のアルキル基を含む。好ましくは、前記アルキル基は、非置換の直鎖状のまたは分枝鎖状の−C1〜C8−アルキル基および更に好ましくは−C1〜C6−アルキル基である。−C1〜C12−アルキル基のための例は、特に、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、2−メチルブチル−、3−メチルブチル−、1,2−ジメチルプロピル−、1,1−ジメチルプロピル、2,2−ジメチルプロピル−、1−エチルプロピル−、n−ヘキシル−、2−ヘキシル−、2−メチルペンチル−、3−メチルペンチル−、4−メチルペンチル−、1,1−ジメチルブチル−、1,2−ジメチルブチル−、2,2−ジメチルブチル−、1,3−ジメチルブチル−、2,3−ジメチルブチル−、3,3−ジメチルブチル−、1,1,2−トリメチルプロピル−、1,2,2−トリメチルプロピル−、1−エチルブチル−、1−エチル−2−メチルプロピル−、n−ヘプチル−、2−ヘプチル−、3−ヘプチル−、2−エチルペンチル−、1−プロピルブチル−、n−オクチル−、2−エチルヘキシル−、2−プロピルヘプチル−、ノニル−、デシルである。
−C1〜C12−アルキルという表現に対する説明は、−O−C1〜C12−アルキル中の、つまり−C1〜C12−アルコキシ中のアルキル基についても当てはまる。好ましくは、前記アルコキシ基は、非置換の直鎖状のまたは分枝鎖状の−C1〜C6−アルコキシ基である。
置換された−C1〜C12−アルキル基および置換された−C1〜C12−アルコキシ基は、その鎖長に応じて、1または複数の置換基を有してよい。前記置換基は、好ましくは、互いに独立して、−C3〜C12−シクロアルキル、−C3〜C12−ヘテロシクロアルキル、−C6〜C20−アリール、フルオロ、クロロ、シアノ、ホルミル、アシルまたはアルコキシカルボニルから選択される。
−C3〜C12−シクロアルキルという表現は、本発明の範囲においては、3〜12個の、特に5〜12個の炭素原子を有する単環式の、二環式の、または三環式の炭化水素基を含む。それには、シクロプロピル−、シクロブチル−、シクロペンチル−、シクロヘキシル−、シクロヘプチル−、シクロオクチル−、シクロドデシル−、シクロペンタデシル−、ノルボニル−またはアダマンチルが該当する。
−C3〜C12−ヘテロシクロアルキル基という表現は、本発明の範囲においては、3〜12個の、特に5〜12個の炭素原子を有する非芳香族の、飽和もしくは部分不飽和の脂環式基を含む。前記−C3〜C12−ヘテロシクロアルキル基は、好ましくは、3〜8個の、特に好ましくは5または6個の環原子を有する。前記ヘテロシクロアルキル基においては、シクロアルキル基とは異なり、環炭素原子の1、2、3または4つが、ヘテロ原子またはヘテロ原子含有基によって置き換えられている。前記ヘテロ原子または前記ヘテロ原子含有基は、好ましくは、−O−、−S−、−N−、−N(=O)−、−C(=O)−または−S(=O)−から選択される。−C3〜C12−ヘテロシクロアルキル基のための例は、テトラヒドロチオフェニル、テトラヒドロフリル、テトラヒドロピラニルおよびジオキサニルである。
置換された−C3〜C12−シクロアルキル基および置換された−C3〜C12−ヘテロシクロアルキル基は、その環の大きさに応じて、1または複数の(例えば1、2、3、4または5個の)更なる置換基を有してよい。これらの置換基は、好ましくは、互いに独立して、−C1〜C12−アルキル、−C1〜C12−アルコキシ、−C3〜C12−シクロアルキル、−C3〜C12−ヘテロシクロアルキル、−C6〜C20−アリール、フルオロ、クロロ、シアノ、ホルミル、アシルまたはアルコキシカルボニルから選択される。置換された−C3〜C12−シクロアルキル基は、好ましくは1または複数の−C1〜C6−アルキル基を有する。置換された−C3〜C12−ヘテロシクロアルキル基は、好ましくは1または複数の−C1〜C6−アルキル基を有する。
−C6〜C20−アリールおよび−C6〜C20−アリール−C6〜C20−アリール−という表現は、本発明の範囲においては、単環式の、または多環式の芳香族炭化水素基を含む。これらの基は、6〜20個の環原子、特に好ましくは6〜14個の環原子、特に6〜10個の環原子を有する。アリールは、好ましくは、−C6〜C10−アリールおよび−C6〜C10−アリール−C6〜C10−アリール−を表す。アリールは、特に、フェニル、ナフチル、インデニル、フルオレニル、アントラセニル、フェナントレニル、ナフタセニル、クリセニル、ピレニル、コロネニルを表す。特に、アリールは、フェニル、ナフチルおよびアントラセニルを表す。
置換された−C6〜C20−アリール基および−C6〜C20−アリール−C6〜C20−アリール基は、その環の大きさに応じて、1または複数の(例えば1、2、3、4または5個の)置換基を有してよい。前記置換基は、好ましくは、互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−ハロゲン(例えばCl、F、Br、I)、−COO−C1〜C12−アルキル、−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−SO3H、−SO3Na、−NO2、−CN、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される。
置換された−C6〜C20−アリール基および−C6〜C20−アリール−C6〜C20−アリール基は、好ましくは、置換された−C6〜C10−アリール基および−C6〜C10−アリール−C6〜C10−アリール基、特に置換されたフェニルもしくは置換されたナフチルもしくは置換されたアントラセニルである。置換された−C6〜C20−アリール基は、好ましくは、−C1〜C12−アルキル基、−C1〜C12−アルコキシ基から選択される、1もしくは複数の、例えば1、2、3、4または5個の置換基を有する。
一実施形態においては、XおよびYは、それぞれ互いに独立して、−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−O−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−COO−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−C4〜C20−ヘテロアリール、−C4〜C20−ヘテロアリール−C1〜C12−アルキルから選択される。
一実施形態においては、XおよびYは、それぞれ互いに独立して、−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−O−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−COO−C1〜C12−アルキルから選択される。
一実施形態においては、XおよびYは、それぞれ互いに独立して、−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−O−C1〜C12−アルキルから選択される。
一実施形態においては、Zは、−C1〜C12−アルキル−、−C6〜C20−アリール−、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル−、−C6〜C20−アリール−CO−C6〜C20−アリール−、−C1〜C12−アルキル−C6〜C20−アリール−、−C6〜C20−アリール−C6〜C20−アリール−から選択される。
一実施形態においては、Zは、
Figure 2015218173
を表す。
一実施形態においては、Zは、−C6〜C20−アリール−C6〜C20−アリール−を表す。
一実施形態においては、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−COO−C1〜C12−アルキル、−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される。
一実施形態においては、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−COO−C1〜C12−アルキル、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される。
一実施形態においては、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリールから選択される。
一実施形態においては、XおよびYは、同じ基を表す。
一実施形態においては、R3およびR6は、−O−C1〜C12−アルキルを表す。
一実施形態においては、R3およびR6は、−OMeを表す。
一実施形態においては、R1およびR8は、−C1〜C12−アルキルを表す。
一実施形態においては、R1およびR8は、t−ブチルを表す。
一実施形態においては、R1、R3、R6およびR8は、−C1〜C12−アルキルを表す。
一実施形態においては、R1、R3、R6およびR8は、メチルを表す。
一実施形態においては、R1、R3、R6およびR8は、t−ブチルを表す。
一実施形態においては、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7およびR8は、−Hを表す。
一実施形態においては、前記配位子は、一般構造III:
Figure 2015218173
[式中、
9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−ハロゲン(例えば、Cl、F、Br、I)、−COO−C1〜C12−アルキル、−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−SO3H、−SO3Na、−NO2、−CN、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される]を有する。
一実施形態においては、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−COO−C1〜C12−アルキル、−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される。
一実施形態においては、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−COO−C1〜C12−アルキル、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される。
一実施形態においては、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリールから選択され、その際、アルキルは、1〜12個の炭素原子、好ましくは1〜10個の炭素原子を含み、例えば第一級の、第二級の、または第三級のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、t−ブチルエチル基、t−ブチルプロピル基、n−ヘキシル基、アミル基、s−アミル基、t−アミル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、デシル基、ドデシル基およびオクタデシル基を含む。
一実施形態においては、R11およびR14は、−O−C1〜C12−アルキルを表す。
一実施形態においては、R11およびR14は、−OMeを表す。
一実施形態においては、R9およびR16は、−C1〜C12−アルキルを表す。
一実施形態においては、R9およびR16は、t−ブチルを表す。
一実施形態においては、R9、R11、R14およびR16は、−C1〜C12−アルキルを表す。
一実施形態においては、R9、R11、R14およびR16は、メチルを表す。
一実施形態においては、R9、R11、R14およびR16は、t−ブチルを表す。
一実施形態においては、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15およびR16は、−Hを表す。
一実施形態においては、前記配位子は、一般構造IV:
Figure 2015218173
[式中、
9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−ハロゲン(例えば、Cl、F、Br、I)、−COO−C1〜C12−アルキル、−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−SO3H、−SO3Na、−NO2、−CN、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される]を有する。
一実施形態においては、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−COO−C1〜C12−アルキル、−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される。
一実施形態においては、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−COO−C1〜C12−アルキル、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される。
一実施形態においては、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリールから選択され、その際、アルキルは、1〜18個の炭素原子、好ましくは1〜10個の炭素原子を含み、例えば第一級の、第二級の、または第三級のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、t−ブチルエチル基、t−ブチルプロピル基、n−ヘキシル基、アミル基、s−アミル基、t−アミル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、デシル基、ドデシル基およびオクタデシル基を含む。
一実施形態においては、R11およびR14は、−O−C1〜C12−アルキルを表す。
一実施形態においては、R11およびR14は、−OMeを表す。
一実施形態においては、R9およびR16は、−C1〜C12−アルキルを表す。
一実施形態においては、R9およびR16は、t−ブチルを表す。
一実施形態においては、R9、R11、R14およびR16は、−C1〜C12−アルキルを表す。
一実施形態においては、R9、R11、R14およびR16は、メチルを表す。
一実施形態においては、R9、R11、R14およびR16は、t−ブチルを表す。
一実施形態においては、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15およびR16は、−Hを表す。
前記配位子の他に、これらの配位子を含む錯体も特許請求の範囲に記載されている。
前記錯体は、
− 上記の配位子、
− Rh、Ru、Co、Irから選択される金属原子
を含んでいる。
好ましい一実施形態においては、金属はRhである。
これについては、R. Franke, D. Selent, A. Boerner, 「応用ヒドロホルミル化(Applied Hydroformylation)」, Chem. Rev., 2012, DOI:10.1021/cr3001803; 第5688頁 図12 「P変性Rh前駆触媒の一般的製造方法(General Method for the Preparation of a P-Modified Rh precatalyst)」およびそこで引用される文献箇所ならびにP. W. N. M. van Leeuwen, ロジウム触媒ヒドロホルミル化(Rhodium Catalyzed Hydroformylation), P. W. N. M. van Leeuwen, C. Claver (編集), Kluwer, Dordrecht, 2000、とりわけ第48頁以降, 第233頁以降およびそこで引用される文献箇所ならびにK.D. WieseとD. Obst, Top. Organomet. Chem. 2006, 18, 1〜13; Springer出版社 ベルリン ハイデルベルク 2006 第6頁以降およびそこで引用される文献箇所を参照のこと。
更に、前記配位子の、ヒドロホルミル化反応の触媒反応のための配位子−金属錯体における配位子としての使用が特許請求の範囲に記載されている。
前記配位子は、ヒドロホルミル化反応の触媒反応のための配位子−金属錯体において使用される。
前記配位子が、オレフィンをアルデヒドへと反応させるための配位子−金属錯体における配位子として使用される方法も同様に特許請求の範囲に記載されている。
前記方法は、
a)オレフィンを供するプロセスステップ、
b)上記の錯体、または上記の配位子とRh、Ru、Co、Irから選択される金属原子を有する化合物とを添加するプロセスステップ、
c)H2およびCOを供給するプロセスステップ、
d)該反応混合物を加熱することで、前記オレフィンを反応させてアルデヒドにするプロセスステップ、
を含む。
この場合に、前記プロセスステップa)〜d)は、任意の順序で行うことができる。
反応は、通常の条件で実施される。
好ましくは、温度は80℃〜160℃であり、かつ圧力は1〜300バールである。特に好ましくは、温度は100℃〜160℃であり、かつ圧力は15〜250バールである。
好ましい一実施形態においては、金属はRhである。
本発明の方法によるヒドロホルミル化のための出発材料は、オレフィンまたはオレフィンの混合物、特に2〜24個の、好ましくは3〜16個の、特に好ましくは3〜12個の炭素原子を有し、末端C−C二重結合または内部C−C二重結合を有するモノオレフィン、例えば1−プロペン、1−ブテン、2−ブテン、1−もしくは2−ペンテン、2−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−、2−もしくは3−ヘキセン、プロペンの二量体化に際して生ずるC6−オレフィン混合物(ジプロペン)、ヘプテン、2−もしくは3−メチル−1−ヘキセン、オクテン、2−メチルヘプテン、3−メチルヘプテン、5−メチル−2−ヘプテン、6−メチル−2−ヘプテン、2−エチル−1−ヘキセン、複数のブテンの二量体化に際して生ずるC8−オレフィン混合物(ジ−n−ブテン、ジ−イソブテン)、ノネン、2−もしくは3−メチルオクテン、プロペンの三量体化に際して生ずるC9−オレフィン混合物(トリプロペン)、デセン、2−エチル−1−オクテン、ドデセン、プロペンの四量体化もしくは複数のブテンの三量体化に際して生ずるC12−オレフィン混合物(テトラプロペンもしくはトリブテン)、テトラデセン、ヘキサデセン、複数のブテンの四量体化に際して生ずるC16−オレフィン混合物(テトラブテン)ならびに様々な炭素原子数(好ましくは2〜4)を有するオレフィンのコオリゴマー化によって製造されるオレフィン混合物である。
本発明による方法では、本発明による配位子を使用して、α−オレフィン、末端分岐オレフィン、内部オレフィン、および内部分岐オレフィンをヒドロホルミル化することができる。その際に、出発材料中に末端二重結合を有するオレフィンの割合が僅かしか存在しなかった場合でさえも、末端ヒドロホルミル化されたオレフィンの割合が高いことは注目すべきことである。
以下に、本発明を、実施例をもとにより詳細に説明する。
以下の70種の構造(1〜70)は、該配位子の可能な実施例を示している。
Figure 2015218173
Figure 2015218173
Figure 2015218173
Figure 2015218173
Figure 2015218173
Figure 2015218173
Figure 2015218173
Figure 2015218173
Figure 2015218173
Figure 2015218173
Figure 2015218173
Figure 2015218173
一般的な作業手順
以下の全ての調製は、標準的シュレンク技術で保護ガス下に実施した。溶剤は、使用する前に好適な乾燥剤を介して乾燥させた(研究室用化学物質の精製(Purification of Laboratory Chemicals), W. L. F. Armarego, Christina Chai, Butterworth Heinemann (Elsevier), 第6版, Oxford 2009)。全ての調製作業は、加熱乾燥させた容器中で実施した。生成物の特性決定は、NMR分光法によって実施した。化学シフト(δ)は、ppmで示される。31P−NMRシグナルのリファレンシングは、SR31P=SR1H*(BF31P/BF1H)=SR1H*0.4048に従って行った(Robin K. Harris, Edwin D. Becker, Sonia M. Cabral de Menezes, Robin Goodfellow, およびPierre Granger, Pure Appl. Chem., 2001, 73, 1795-1818;Robin K. Harris, Edwin D. Becker, Sonia M. Cabral de Menezes, Pierre Granger, Roy E. HoffmanおよびKurt W. Zilm, Pure Appl. Chem., 2008, 80, 59-84)。核共鳴スペクトルの記録は、Bruker Avance 300またはBruker Avance 400によって行い、ガスクロマトグラフィー分析は、Agilent GC 7890Aで行った。
この場合に、本発明による配位子は、種々の経路で製造できる。3種の可能な経路を、以下のスキーム(A〜C)で概説する。概説された反応経路は、例示的なものにすぎず、かなり単純化された形で表されている。このように、必要に応じて、全てのステップにおいて追加的に塩基を使用してよい。更に、個々の合成段階で挙げられる塩基は、当業者に公知かつ市販されている別の塩基によって置き換えることもできる。
反応経路A:
Figure 2015218173
反応経路B:
Figure 2015218173
反応経路C:
Figure 2015218173
配位子1の合成
反応スキーム
Figure 2015218173
BOC基の導入
Figure 2015218173
2Lのシュレンクフラスコにおいて、400ミリモル(143.8g)の3,3’−ジ−t−ブチル−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2,2’−ジオールおよび40ミリモル(4.8g)のN,N−ジメチルアミノピリジン(DMAP)を900mLのCH2Cl2中に溶解する。引き続き、室温で400ミリモル(88g)のジ−t−ブチルジカーボネートを280mlのCH2Cl2中に溶解させ、500mlの滴下漏斗に移し、1時間以内で32℃においてビフェノール/DMAP溶液に滴加した。該溶液を、一晩室温で撹拌した。翌朝に、溶剤を低減された圧力下で除去する。多少ワックス様の帯赤色の残留物に、800mlのn−ヘプタンを加え、それを一晩撹拌した。その際に、白色の残留物が得られ、それを濾別し、後に50mlのn−ヘプタンで2回洗浄し、次いで乾燥させた。目的生成物は、白色の固体(161.6g、84%)として得ることができた。1H−NMR(トルエン−d8):95%と、更なる不純物。
t−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−ヒドロキシ−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートと三塩化リンとの反応
Figure 2015218173
不活性ガスで置き換え(Sekurieren)られた250mlのシュレンクフラスコにおいて、12g(0.026モル)のt−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−ヒドロキシ−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートを、撹拌しながら120mlの乾燥トルエンおよび12.8ml(0.091モル)のトリエチルアミン中に溶解させた。二番目の500mlのシュレンクフラスコにおいて、まず100mlの乾燥トルエンを8.1ml(0.091モル)の三塩化リンと撹拌により混ぜ合わせた。引き続き、その三塩化リン−トルエン溶液を、予め製造された前記カーボネート−アミン−トルエン溶液に30分以内で室温において滴加した。完全に添加した後に、30分にわたり80℃に加温し、一晩かけて室温に冷却した。翌朝に、該混合物を濾過し、後に50mlの乾燥トルエンで洗浄し、そして濾液を濃縮乾涸させた。目的生成物は、固体(13.1g、89%)として得ることができた。31P−NMR(202.4MHz,トルエン−d8):203.2および203.3ppm(100%)。
t−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−((ジクロロホスフィノ)オキシ)−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートと3,3’,5,5’−テトラメチル−(1,1’−ビフェニル)−2,2’−ジオールとの反応
Figure 2015218173
不活性ガスで置き換えられた1Lのシュレンクフラスコにおいて、24.7g(0.044モル)のt−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−((ジクロロホスフィノ)オキシ)−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートを、400mlのアセトニトリル中に溶解させた。二番目の不活性ガスで置き換えられたシュレンクフラスコ(1L)において、10.8g(0.044モル)の3,3’,5,5’−テトラメチル−(1,1’−ビフェニル)−2,2’−ジオールを、200mlのアセトニトリルおよび13.1ml(0.011モル)の乾燥トリエチルアミン中に撹拌しながら溶解させた。引き続き、前記ビフェノール−トリエチルアミン溶液にゆっくりとクロロホスフィット溶液を加え、そして一晩撹拌した。前記バッチを、こうして濾過し、そして残留物を15mlのアセトニトリルで2回洗浄した。濾液を、低減された圧力下で沈殿物が生ずるまで濃縮した。この沈殿物を濾過し、そして乾燥させた。目的生成物は、白色の固体(28.5g、87%)として得ることができた。31P−NMR(202.4MHz,トルエン−d8):139.4ppm(98.5%)。
Figure 2015218173
分光計:Bruker Avance 500 MHz FT-分光計
溶剤:1,1,2,2−テトラクロロエタン(TCE)
温度:353K(80℃)
リファレンシング:1H−NMR、13C−NMR:TMS=0、31P−NMR:SR31P=SR1H*(BF31P/BF1H)=SR1H*0.404807。
第1表:配位子1の1H化学シフトの帰属
Figure 2015218173
第2表:配位子1の13C化学シフトの帰属
Figure 2015218173
Figure 2015218173
配位子2の合成
t−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−ヒドロキシ−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートと2−クロロ−4,4,5,5−テトラフェニル−1,3,2−ジオキサホスホランとの反応
Figure 2015218173
不活性ガスで置き換えられた250mlのシュレンクフラスコにおいて、9.1g(0.021モル)の2−クロロ−4,4,5,5−テトラフェニル−1,3,2−ジオキサホスホランを75mlの乾燥トルエン中に溶解させた。二番目の不活性ガスで置き換えられたシュレンクフラスコ(250ml)において、9.2g(0.02モル)のt−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−ヒドロキシ−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートおよび2.3g(0.02モル)のカリウム−t−ブチレートを、撹拌しながら75mlの乾燥トルエン中に溶解させた。引き続き、前記クロロホスフィット溶液に、ゆっくりと室温にて前記カーボネート−カリウム−t−ブチレート−トルエン混合物を滴加し、そして室温で一晩撹拌した。引き続き、溶剤を低減された圧力下で除去した。得られた残留物を、75mlの乾燥アセトニトリル中で5時間にわたり撹拌した。固体を濾過し、後に乾燥アセトニトリルで洗浄し、そして乾燥させた。目的生成物は、白色の固体(15.3g、90%)として得ることができた。31P−NMR(202.4MHz,トルエン−d8):147.0ppm(99%)。
Figure 2015218173
リファレンシング:
1H−NMR:TMS=0ppm、31P−NMR:SR31P=SR1H*(BF31P/BF1H)=SR1H*0.404807
第3表:配位子2の13C化学シフトの帰属
Figure 2015218173
第4表:配位子2の1H化学シフトの帰属
Figure 2015218173
配位子3の合成
t−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−((ジクロロホスフィノ)オキシ)−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートと2,2’−ビフェノールとの反応
Figure 2015218173
不活性ガスで置き換えられた250mlのシュレンクフラスコにおいて、10.5g(0.019モル)のt−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−((ジクロロホスフィノ)オキシ)−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートを、撹拌しながら50mlの脱気したアセトニトリル中に溶解させた。二番目の不活性ガスで置き換えられたシュレンクフラスコ(250ml)において、3.6g(0.019モル)の2,2’−ビフェノールを40mlの脱気したアセトニトリルおよび6.3ml(0.045モル)の乾燥トリエチルアミン中に撹拌しながら溶解させた。引き続き、前記ビフェノール−トリエチルアミン溶液に、ゆっくりと室温にてクロロホスフィット溶液を滴加し、そして室温で一晩撹拌した。得られた固体を濾過し、そして乾燥させた。目的生成物は、白色の固体(11.5g、90%)として得ることができた。31P−NMR(202.4MHz,トルエン−d8):146.2ppm(100%)。
Figure 2015218173
第5表:配位子3の13C化学シフトの帰属
Figure 2015218173
第6表:配位子3の1H化学シフトの帰属
Figure 2015218173
配位子4の合成
t−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−((ジクロロホスフィノ)オキシ)−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートと3,3,5,5−テトラ−t−ブチル−ビフェノールとの反応
Figure 2015218173
不活性ガスで置き換えられた250mlのシュレンクフラスコにおいて、7.0g(0.0125モル)のt−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−((ジクロロホスフィノ)オキシ)−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートを、100mlの乾燥アセトニトリル中に溶解させた。二番目の不活性ガスで置き換えられたシュレンクフラスコ(100ml)において、5.1g(0.0125モル)の3,3’,5,5’−テトラ−t−ブチル−ビフェノールを60mlの乾燥アセトニトリルおよび4.2ml(0.03モル)の乾燥トリエチルアミン中に撹拌しながら溶解させた。引き続き、前記ビフェノール−トリエチルアミン溶液を、ゆっくりと室温にてクロロホスフィット溶液に滴加し、そして一晩撹拌した。溶剤の一部を低減された圧力下で除去した。沈殿した固体を濾過し、そして乾燥させた。目的生成物は、白色の固体(10.2g、91%)として得ることができた。31P−NMR(202.4MHz,トルエン−d8):142.7ppm(100%)。
Figure 2015218173
第7表:配位子4の化学シフトの帰属
Figure 2015218173
Figure 2015218173
配位子5の合成
t−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−((ジクロロホスフィノ)オキシ)−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートと3,3−ジ−t−ブチル−5,5−ジメトキシ−ビフェノールとの反応
Figure 2015218173
不活性ガスで置き換えられた250mlのシュレンクフラスコにおいて、7g(0.0125モル)のt−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−((ジクロロホスフィノ)オキシ)−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートを、100mlの乾燥アセトニトリル中に溶解させた。二番目の不活性ガスで置き換えられたシュレンクフラスコ(100ml)において、4.5g(0.0125モル)の3,3−ジ−t−ブチル−5,5−ジメトキシ−ビフェノールを、60mlの乾燥アセトニトリルおよび4.2ml(0.03モル)の脱気したトリエチルアミン中に溶解させた。引き続き、前記ビフェノール−トリエチルアミン溶液を、ゆっくりと室温にてクロロホスフィット溶液に滴加し、そして室温で一晩撹拌した。溶剤の一部を低減された圧力下で除去した。沈殿した固体を濾過し、そして乾燥させた。目的生成物は、白色の固体(10.5g、96%)として得ることができた。31P−NMR(202.4MHz,トルエン−d8):140.9(95.2%)と、更なる不純物(更なる不純物は、P−H化合物、酸化物化合物、まだ完全に反応していないクロロホスフィットである)。
配位子11の合成
t−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−((ジクロロホスフィノ)オキシ)−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートと2,4−ジメチルフェノールとの反応
Figure 2015218173
不活性ガスで置き換えられた500mlのシュレンクフラスコにおいて、6.8g(0.012モル)のt−ブチル−(3,3’−ジ−t−ブチル−2’−((ジクロロホスフィノ)オキシ)−5,5’−ジメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)−カーボネートを、100mlの乾燥アセトニトリル中に溶解させた。二番目の不活性ガスで置き換えられたシュレンクフラスコ(250ml)において、6g(6ml、0.048モル)の2,4−ジ−メチルフェノールを、100mlの乾燥アセトニトリルおよび5g(7ml、0.059モル)の脱気したトリエチルアミン中に溶解させた。引き続き、前記ビフェノール−トリエチルアミン溶液を、ゆっくりと室温にてクロロホスフィット溶液に滴加し、そして室温で一晩撹拌し、そして翌朝に、氷浴中で冷却した。溶剤の一部を低減された圧力下で除去した。このとき粘液状の溶液が生じ、それはより長期の乾燥の後に固体となった。目的生成物は、白色の固体(11.8g、62%)として得ることができた。31P−NMR(202.4MHz,トルエン−d8):139.1(92.8%)と、更なる不純物(更なる不純物は、P−H化合物、酸化物化合物、まだ完全に反応していないクロロホスフィットである)。
触媒反応試験の実施
試験の一般的説明
Parr Instruments社製の100mlオートクレーブにおいて、様々な温度で、20バールおよび50バールの合成ガス圧(CO/H2=1:1(体積%))で様々なオレフィンをヒドロホルミル化した。前駆体として、全反応混合物に対して40ppmのRhの触媒濃度で0.005gのRh(acac)(CO)2を装入し、100ppmのRhの濃度で相応して、0.0123gのRh(acac)(CO)2を装入した。溶剤として、それぞれ40〜46gのトルエンを使用した。配位子1を、ロジウムに対して様々なモル過剰量で使用した。更に、GC標準として、約0.5gのテトライソプロピルベンゼン(TIPB)を加えた。約6gの出発材料は、予定された反応温度に達した後に計量供給した。反応の間に、圧力は、質量流量計および圧力調節器を有する合成ガス配量装置を介して一定に保った。撹拌回転数は、1200分-1であった。試料は、反応混合物から12時間後に抜き出した。その試験結果は、第8表にまとめられている(収率は、アルデヒドとアルコールの全収率である;Sは、直鎖状生成物に対する選択性である)。前記のacacは、アセチルアセトネートである。
第8表
Figure 2015218173
1行目と2行目には、出発材料をシス−2−ブテンとする配位子1を用いたロジウム触媒によるヒドロホルミル化のための試験が列挙されている。20バールの合成ガスの圧力で、試験1では、58.0モル%のペンタナールが、45.3%のペンタナール選択性で形成される。そのアルカンへの水素化の割合は、約1.3〜1.5%と低い。ペンタノールの形成は観察されない。合成ガス圧の増加は、95.1モル%までのペンタナール収率の増大をもたらすが、レジオ選択性は、約40%にまで低下する。3行目から5行目に、1−ブテンのヒドロホルミル化が列挙されている。20バール(3行目)の場合には、4:1の配位子過剰で、約49%の収率と約52%のn−ペンタナールに対する選択性が達成される。50バールの合成ガス圧で、ほぼ完全な転化において50%のn−ペンタナール選択性が得られる(4行目および5行目)。アルカンの形成は少ない。4行目の試験において、配位子のモル過剰を約2:1にまで低下させた。収率は97.4%にまで高まり、ペンタナール選択性は46.8%にまで軽く低下する。5行目では、Rh濃度は約100ppmにまで高められ、そして配位子過剰は、ロジウムに対して8:1にまで高められた。アルデヒド収率は、99.5%まで高まり、レジオ選択性も同様に50.3%にまで高まる。1−オクテンなどの長鎖オレフィンも、生成物の良好なn−選択性でヒドロホルミル化できる(6行目)。
第9表は、約2%の1−オクテン、40%の2−オクテン、36%の3−オクテンおよび23%の4−オクテンを有するn−オクテン混合物のヒドロホルミル化のための試験を内容として含んでいる(収率は、アルデヒドとアルコールの全収率である;Sは、直鎖状生成物のn−ペンタナールに対する選択性である)。この場合に、これらの試験は、本発明による配位子1と、比較配位子TDTBPPを用いて実施される。
Figure 2015218173
第9表
Figure 2015218173
Figure 2015218173
項目1〜14は、それぞれ、80℃〜140℃の範囲における一定の温度での、特にそれぞれ本発明による配位子1についてと、比較配位子(TDTBPP)についての試験の結果を示している。明らかに分かるように、本発明による配位子1は、全ての場合において、非常に良好な全収率において、所望の生成物に対する明らかにより高いn−選択性の点で優れている。アルカンおよびアルコールの形成は、わずかである。項目13と14とを比較すると、配位子1は、市販の比較配位子と比較して、8%弱だけ高められた選択性を示している。項目15〜17は、ロジウムに対する様々なモル過剰での配位子1の使用を示している。全ての場合において、非常に良好なn−選択性を達成できた。
第10表においては、ジ−n−ブテンのヒドロホルミル化についての結果が示されている。ジ−n−ブテンは、n−オクテン(約16%)と、3−メチル−ヘプテン(約65%)と、3,4−ジメチルヘキセン(約19%)の異性体からなる混合物である(収率は、アルデヒドとアルコールの全収率である;Sは、直鎖状生成物に対する選択性である)。
第10表
Figure 2015218173
前出の第10表は、配位子1を用いたジ−n−ブテンのロジウム触媒によるヒドロホルミル化についての試験結果を内容として含んでいる。項目1〜5は、120℃および50バールで実施し、項目8は、40バールで実施した。項目2および3は、ロジウムに対して7の配位子過剰および全反応混合物に対して80ppmのロジウム濃度での二重測定であり、項目1は、約10:1の過剰および40ppmのRh濃度で行った。項目4は、項目2および3に対して5:1までの過剰の低下を記載している。項目5〜8は、約20:1の高い配位子過剰での試験である。項目5〜7は、様々な温度で実施した。項目8は、項目5とは圧力の点で異なっている。n−オクテン混合物を用いた試験と同様に、項目1〜6および項目8においては、例外なく28〜36モル%の間の高いn−選択性を特徴としている。より低い温度(項目7)では、そのn−選択性は、約24%にまで低下する。n−オクテンは、12時間の試験時間において、ほぼ定量的に転化し、3−メチル−ヘプテンの転化率は、96%を上回る。3,4−ジメチルヘキセンは、73〜86%まで転化する。これをもって、上記実施例を用いて、新規触媒系が、主として内部二重結合を有する分枝鎖状のオレフィンを含有する工業用オレフィン混合物のオキソ法のためにも適しており、かつ所望される末端ヒドロホルミル化された生成物が高い割合で得られることを示すことができた。
第11表においては、n−オクテンの配位子3によるヒドロホルミル化についての結果が示されている(収率は、アルデヒドとアルコールの全収率である;Sは、直鎖状生成物に対する選択性である)。
第11表
Figure 2015218173
前出の表は、80℃から120℃までの温度列の形での、50バールの合成ガス圧と、約100ppmのRh濃度と、約20:1の配位子過剰とにおける配位子3を用いたn−オクテンのヒドロホルミル化についての試験データの一覧を内容として含んでいる。n−ノナナール選択性は、この試験列においては4.9〜11.9モル%と低いが、アルデヒド収率は、より高い温度ではほぼ定量的であり、かつ非常に良好である。アルカン形成は、1%未満と低く、アルコールへの水素化は観察されない。
第12表においては、ジ−n−ブテンのヒドロホルミル化についての結果が示されている。ジ−n−ブテンは、n−オクテン(約16%)と、3−メチル−ヘプテン(約65%)と、3,4−ジメチルヘキセン(約19%)の異性体からなる混合物である(収率は、アルデヒドとアルコールの全収率である;Sは、直鎖状生成物に対する選択性である)。
第12表
Figure 2015218173
前出の第12表は、配位子3、4および5を用いたジ−n−ブテンのロジウム触媒によるヒドロホルミル化についての試験結果を内容として含んでいる。配位子4(項目1)はアルデヒドおよびアルコールの中程度の全収率をもたらす一方で、配位子3および4は非常に良好な収率の点で優れている。特に、配位子5は、高められた温度(140℃)でほぼ定量的な転化を示す(項目5〜7)。
これをもって、上記実施例を用いて、新規触媒系が、主として内部二重結合を有する分枝鎖状のオレフィンを含有する工業用オレフィン混合物のオキソ法のためにも適しており、かつ所望されるヒドロホルミル化生成物が高い割合で得られることを示すことができた。
本発明によるモノホスフィット配位子は、ヒドロホルミル化に対して非常に良好なn−選択性を示す。この場合に、所望の直鎖状アルデヒドに対する選択性は、例えば市場で入手できる配位子TDTBPPの場合よりも明らかにより高い。これをもって、前記課された課題は、新規の本発明による配位子によって解決される。
[本発明の態様]
1. 一般構造IまたはII:
Figure 2015218173
[式中、
1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、ハロゲン、COO−C1〜C12−アルキル、CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−SO3H、−SO3Na、−NO2、−CN、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択され、
XおよびYは、それぞれ互いに独立して、−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−O−C1〜C12−アルキル、−C1〜C12−アルキル−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール−COO−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−C4〜C20−ヘテロアリール、−C4〜C20−ヘテロアリール−C1〜C12−アルキル、−C5〜C8−シクロアルキル−C4〜C20−アリール−CO−C6〜C20−アリールから選択され、
Zは、−C1〜C12−アルキル−、−C6〜C20−アリール−、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル−、−C1〜C12−アルキル−C6〜C20−アリール−、−C4〜C20−ヘテロアリール−、−C6〜C20−アリール−CO−C6〜C20−アリール−、−C6〜C20−アリール−C6〜C20−アリール−から選択され、その際、上述のアルキル基、ヘテロアルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基およびヘテロアリール基は、置換されていてよい]の2つのうち1つを有する配位子。
2. XおよびYが、それぞれ互いに独立して、−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−O−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−COO−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−C4〜C20−ヘテロアリール、−C4〜C20−ヘテロアリール−C1〜C12−アルキルから選択される、1に記載の配位子。
3. XおよびYが、それぞれ互いに独立して、−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−O−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−COO−C1〜C12−アルキルから選択される、1または2に記載の配位子。
4. Zが、−C1〜C12−アルキル−、−C6〜C20−アリール−、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル−、−C6〜C20−アリール−CO−C6〜C20−アリール−、−C1〜C12−アルキル−C6〜C20−アリール−、−C6〜C20−アリール−C6〜C20−アリール−から選択される、1から3までのいずれかに記載の配位子。
5. R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8が、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−COO−C1〜C12−アルキル、−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される、1から4までのいずれかに記載の配位子。
6. XおよびYが、同じ基を表す、1から5までのいずれかに記載の配位子。
7. R3およびR6が、−O−C1〜C12−アルキルを表す、1から6までのいずれかに記載の配位子。
8. R3およびR6が、−OMeを表す、1から7までのいずれかに記載の配位子。
9. R1およびR8が、−C1〜C12−アルキルを表す、1から8までのいずれかに記載の配位子。
10. R1およびR8が、t−ブチルを表す、1から9までのいずれかに記載の配位子。
11. 一般構造III:
Figure 2015218173
[式中、
9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−ハロゲン、−COO−C1〜C12−アルキル、−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−SO3H、−SO3Na、−NO2、−CN、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される]を有する、1から10までのいずれかに記載の配位子。
12. 一般構造IV:
Figure 2015218173
[式中、
9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−ハロゲン、−COO−C1〜C12−アルキル、−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−SO3H、−SO3Na、−NO2、−CN、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される]を有する、1から11までのいずれかに記載の配位子。
13. 錯体であって、
− 1から12までのいずれかに記載の配位子、
− Rh、Ru、Co、Irから選択される金属原子
を含む錯体。
14. 1から12までのいずれかに記載の配位子の、ヒドロホルミル化反応の触媒反応のための配位子−金属錯体における使用。
15. 以下のプロセスステップ:
a)オレフィンを供するプロセスステップ、
b)13に記載の錯体、または1から12までのいずれかに記載の配位子とRh、Ru、Co、Irから選択される金属原子を有する化合物とを添加するプロセスステップ、
c)H2およびCOを供給するプロセスステップ、
d)該反応混合物を加熱することで、前記オレフィンを反応させてアルデヒドにするプロセスステップ、
を含む方法。

Claims (15)

  1. 一般構造IまたはII:
    Figure 2015218173
    [式中、
    1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、ハロゲン、COO−C1〜C12−アルキル、CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−SO3H、−SO3Na、−NO2、−CN、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択され、
    XおよびYは、それぞれ互いに独立して、−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−O−C1〜C12−アルキル、−C1〜C12−アルキル−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール−COO−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−C4〜C20−ヘテロアリール、−C4〜C20−ヘテロアリール−C1〜C12−アルキル、−C5〜C8−シクロアルキル−C4〜C20−アリール−CO−C6〜C20−アリールから選択され、
    Zは、−C1〜C12−アルキル−、−C6〜C20−アリール−、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル−、−C1〜C12−アルキル−C6〜C20−アリール−、−C4〜C20−ヘテロアリール−、−C6〜C20−アリール−CO−C6〜C20−アリール−、−C6〜C20−アリール−C6〜C20−アリール−から選択され、その際、上述のアルキル基、ヘテロアルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基およびヘテロアリール基は、置換されていてよい]の2つのうち1つを有する配位子。
  2. XおよびYが、それぞれ互いに独立して、−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−O−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−COO−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−C4〜C20−ヘテロアリール、−C4〜C20−ヘテロアリール−C1〜C12−アルキルから選択される、請求項1に記載の配位子。
  3. XおよびYが、それぞれ互いに独立して、−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−O−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−COO−C1〜C12−アルキルから選択される、請求項1または2に記載の配位子。
  4. Zが、−C1〜C12−アルキル−、−C6〜C20−アリール−、−C6〜C20−アリール−C1〜C12−アルキル−、−C6〜C20−アリール−CO−C6〜C20−アリール−、−C1〜C12−アルキル−C6〜C20−アリール−、−C6〜C20−アリール−C6〜C20−アリール−から選択される、請求項1から3までのいずれか1項に記載の配位子。
  5. 1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8が、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−COO−C1〜C12−アルキル、−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される、請求項1から4までのいずれか1項に記載の配位子。
  6. XおよびYが、同じ基を表す、請求項1から5までのいずれか1項に記載の配位子。
  7. 3およびR6が、−O−C1〜C12−アルキルを表す、請求項1から6までのいずれか1項に記載の配位子。
  8. 3およびR6が、−OMeを表す、請求項1から7までのいずれか1項に記載の配位子。
  9. 1およびR8が、−C1〜C12−アルキルを表す、請求項1から8までのいずれか1項に記載の配位子。
  10. 1およびR8が、t−ブチルを表す、請求項1から9までのいずれか1項に記載の配位子。
  11. 一般構造III:
    Figure 2015218173
    [式中、
    9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−ハロゲン、−COO−C1〜C12−アルキル、−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−SO3H、−SO3Na、−NO2、−CN、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される]を有する、請求項1から10までのいずれか1項に記載の配位子。
  12. 一般構造IV:
    Figure 2015218173
    [式中、
    9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は、それぞれ互いに独立して、−H、−C1〜C12−アルキル、−O−C1〜C12−アルキル、−O−C6〜C20−アリール、−C6〜C20−アリール、−ハロゲン、−COO−C1〜C12−アルキル、−CONH−C1〜C12−アルキル、−C6〜C20−アリール−CON(C1〜C12−アルキル)2、−CO−C1〜C12−アルキル、−CO−C6〜C20−アリール、−COOH、−OH、−SO3H、−SO3Na、−NO2、−CN、−NH2、−N(C1〜C12−アルキル)2から選択される]を有する、請求項1から11までのいずれか1項に記載の配位子。
  13. 錯体であって、
    − 請求項1から12までのいずれか1項に記載の配位子、
    − Rh、Ru、Co、Irから選択される金属原子
    を含む錯体。
  14. 請求項1から12までのいずれか1項に記載の配位子の、ヒドロホルミル化反応の触媒反応のための配位子−金属錯体における使用。
  15. 以下のプロセスステップ:
    a)オレフィンを供するプロセスステップ、
    b)請求項13に記載の錯体、または請求項1から12までのいずれか1項に記載の配位子とRh、Ru、Co、Irから選択される金属原子を有する化合物とを添加するプロセスステップ、
    c)H2およびCOを供給するプロセスステップ、
    d)該反応混合物を加熱することで、前記オレフィンを反応させてアルデヒドにするプロセスステップ、
    を含む方法。
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