JP2021046365A - METHOD FOR PRODUCING α,β-UNSATURATED CARBOXYLIC ACID DERIVATIVE - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING α,β-UNSATURATED CARBOXYLIC ACID DERIVATIVE Download PDF

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Abstract

To provide a method for producing α,β-unsaturated carboxylic acid derivative that is advantageous in a cost and efficient.SOLUTION: A method for producing α,β-unsaturated carboxylic acid derivative including: a process of allowing metal lactone compound and alkyl halide having the carbon number of 1 to 6 to react to obtain α,β-unsaturated carboxylic acid derivative and either or both of hydrogen iodide and hydrogen bromide; and a process of allowing either or both of the hydrogen iodide and hydrogen bromide and alcohol having the carbon number of 1 to 6 to react to regenerate the alkyl halide.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、α,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative.

近年、二酸化炭素(CO)等の温室効果ガスの低減等を目的として、COを化学合成の原料として使用する方法が数多く提案されている。その一つとして、COとアルケンを原料として、アクリル酸誘導体等の不飽和カルボン酸誘導体を製造することが提案されている。 In recent years, many methods of using CO 2 as a raw material for chemical synthesis have been proposed for the purpose of reducing greenhouse gases such as carbon dioxide (CO 2). As one of them, it has been proposed to produce an unsaturated carboxylic acid derivative such as an acrylic acid derivative using CO 2 and an alkene as raw materials.

例えば、非特許文献1には、CO及びアルケンを原料とするα,β−不飽和カルボン酸誘導体の合成が記載されている。具体的には、ニッケル錯体とエチレンとを反応させて、エチレン−ニッケル錯体を得た後に、前記エチレン−ニッケル錯体とCOを反応させることでニッケル−ラクトン錯体を形成する。そして、前記ニッケル−ラクトン錯体と、ヨウ化メチル又はトリフルオロメタンスルホン酸を反応させることでα,β−不飽和カルボン酸誘導体であるアクリル酸メチルを合成したことが記載されている。 For example, Non-Patent Document 1 describes the synthesis of α, β-unsaturated carboxylic acid derivatives using CO 2 and alkene as raw materials. Specifically, the nickel complex is reacted with ethylene to obtain an ethylene-nickel complex, and then the ethylene-nickel complex is reacted with CO 2 to form a nickel-lactone complex. Then, it is described that methyl acrylate, which is an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative, was synthesized by reacting the nickel-lactone complex with methyl iodide or trifluoromethanesulfonic acid.

Fritz E. Kuhn et. Al., Liberation of methyl acrylate from metallalactone complexes via M-O ring opening (M = Ni, Pd) with methylation agents, New J. Chem., 2013, 37, 3512-3517Fritz E. Kuhn et. Al., Liberation of methyl acrylate from metallalactone complexes via M-O ring opening (M = Ni, Pd) with methylation agents, New J. Chem., 2013, 37, 3512-3517

非特許文献1に記載の方法によると、目的物であるアクリル酸メチルと少なくとも等モル量のヨウ化メチル又はトリフルオロメタンスルホン酸が必要となる。また、非特許文献1に記載はないものの、ニッケル−ラクトン錯体と、例えばヨウ化メチルを反応させると、目的物であるアクリル酸メチル以外に、アクリル酸メチルと等モル量のヨウ化水素が副生すると考えられる。 According to the method described in Non-Patent Document 1, at least an equimolar amount of methyl iodide or trifluoromethanesulfonic acid is required with the target product, methyl acrylate. Although not described in Non-Patent Document 1, when a nickel-lactone complex is reacted with, for example, methyl iodide, in addition to the target product, methyl acrylate, an equal molar amount of hydrogen iodide with methyl acrylate is added. It is thought to be born.

すなわち、非特許文献1の方法によると、高価なヨウ化メチル又はトリフルオロメタンスルホン酸を目的物であるアクリル酸メチルと等モル量使用する必要があり、コスト面で不利である。また、副生した有害なヨウ化水素を処理する必要があり、効率的ではない。 That is, according to the method of Non-Patent Document 1, it is necessary to use an expensive methyl iodide or trifluoromethanesulfonic acid in an equimolar amount with the target methyl acrylate, which is disadvantageous in terms of cost. In addition, it is not efficient because it is necessary to treat harmful hydrogen iodide produced as a by-product.

そこで、本発明は、コスト面で有利であり、かつ効率的なα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an efficient method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative, which is advantageous in terms of cost.

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究を行った。その結果、金属ラクトン化合物と、炭素数が1〜6のヨウ化炭化水素及び臭化炭化水素のいずれか一方、又は両方とを反応させ、α,β−不飽和カルボン酸誘導体とヨウ化水素及び臭化水素のいずれか一方、又は両方を得る工程と、前記ヨウ化水素及び前記臭化水素のいずれか一方、又は両方と炭素数が1〜6のアルコールとを反応させ前記ヨウ化炭化水素及び前記臭化炭化水素のいずれか一方、又は両方を再生させる工程と、を含む、α,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法とすることで上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The present inventors have conducted diligent research to solve the above problems. As a result, the metal lactone compound was reacted with either one or both of the hydrocarbons iodide and the hydrocarbon bromide having 1 to 6 carbon atoms, and the α, β-unsaturated carboxylic acid derivative and hydrogen iodide and The step of obtaining either one or both of hydrogen bromide and one or both of the hydrogen iodide and the hydrogen bromide are reacted with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms to cause the hydrocarbon and hydrogen bromide. We have found that the above problems can be solved by using a method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative, which comprises a step of regenerating one or both of the above-mentioned hydrogen bromide, and the present invention has been made. It came to be completed.

すなわち、本発明は以下の構成を備える。
[1] 下記式(1)で表される金属ラクトン化合物と炭素数が1〜6のヨウ化炭化水素及び臭化炭化水素のいずれか一方、又は両方とを反応させ、α,β−不飽和カルボン酸誘導体とヨウ化水素及び臭化水素のいずれか一方、又は両方を得る工程と、前記ヨウ化水素及び前記臭化水素のいずれか一方、又は両方と炭素数が1〜6のアルコールを反応させ、前記ヨウ化炭化水素及び前記臭化炭化水素のいずれか一方、又は両方を再生させる工程と、を含む、α,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
That is, the present invention has the following configurations.
[1] The metal lactone compound represented by the following formula (1) is reacted with either one or both of hydrogen iodide and hydrogen bromide having 1 to 6 carbon atoms, and α, β-unsaturated. The step of obtaining one or both of the carboxylic acid derivative and hydrogen iodide and hydrogen bromide, and the reaction of one or both of the hydrogen iodide and the hydrogen bromide with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms. A method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative, which comprises a step of regenerating one or both of the iodide hydrocarbon and the bromide hydrocarbon.

Figure 2021046365
[式中、Mは、遷移金属であり、Lは、それぞれ独立して、単座配位子であるか、又はLは共働して二座配位子を形成し、R11、R12、R21、R22はそれぞれ独立に水素原子、又は炭素数が1〜8のアルキル基である。]
[2] 遷移金属錯体と、アルケンと、二酸化炭素と、を反応させて前記金属ラクトン化合物を得る工程をさらに含む、[1]に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
[3] 前記金属ラクトン化合物が下記式(2)で表される、[1]又は[2]に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
Figure 2021046365
[In the formula, M is a transition metal and L is a monodentate ligand, respectively, or L cooperates to form a bidentate ligand, R 11 , R 12 , R 21 and R 22 are independently hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms. ]
[2] The method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative according to [1], further comprising a step of reacting a transition metal complex with an alkene and carbon dioxide to obtain the metal lactone compound.
[3] The method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative according to [1] or [2], wherein the metal lactone compound is represented by the following formula (2).

Figure 2021046365
[式中、Mは、遷移金属であり、Xは、それぞれ独立して、窒素原子、又はリン原子であり、Rは、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素芳香環基、又は窒素含有基であり、R及びRは、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であり、この際、2つのRは互いに結合して環構造を形成していてもよく、同一のX原子に結合するR、R、及びRが一体となって環構造を形成していてもよく、R11、R12、R21、R22は上記と同様である。]
[4] 前記金属ラクトン化合物が下記式(3)で表される、[3]に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
Figure 2021046365
[In the formula, M is a transition metal, X is an independent nitrogen atom or a phosphorus atom, and R 1 is an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, respectively. a heteroaromatic ring group, or a nitrogen-containing group, R 2 and R 3 are each independently an aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group or a heteroaromatic ring group, this time, two R 1 may be bonded to form a ring structure, R 1, R 2, and R 3 which bind to the same X atoms may form a ring structure together, R 11, R 12 , R 21 , and R 22 are the same as described above. ]
[4] The method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative according to [3], wherein the metal lactone compound is represented by the following formula (3).

Figure 2021046365
[式中、Mは、遷移金属であり、Xは、それぞれ独立して、窒素原子、又はリン原子であり、R、及びRは、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であり、Aは、単結合、二価の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基、又は二価の窒素含有基であり、この際、同一のX原子に結合するA、R、及びRが一体となって環構造を形成していてもよく、R11、R12、R21、R22は上記と同様である。]
[5] 前記Xの少なくとも1つが窒素原子であり、前記窒素原子に結合するA、R、及びRが一体となって複素芳香環が形成される、[4]に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
[6] 前記Xの少なくとも1つがリン原子であり、前記リン原子に結合するR及びRの少なくとも一つが、炭素数3以上の脂肪族炭化水素基、炭素数6以上の芳香族炭化水素基、又は炭素数3以上の複素芳香環基である、[4]又は[5]に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
[7] 前記金属ラクトン化合物が下記式(4)〜(6)からなる群から選択される少なくとも1つを含む[4]〜[6]のいずれか一項に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
Figure 2021046365
[In the formula, M is a transition metal, X is an independently nitrogen atom or a phosphorus atom, and R 2 and R 3 are independently aliphatic hydrocarbon groups and aromatics, respectively. It is a hydrocarbon group or a heteroaromatic ring group, and A 1 is a single bond, a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent heteroaromatic ring group, or a divalent nitrogen. It is an containing group, and at this time, A 1 , R 2 , and R 3 bonded to the same X atom may be integrally formed to form a ring structure, and R 11 , R 12 , R 21 , and R 22. Is the same as above. ]
[5] The α, according to [4], wherein at least one of the X is a nitrogen atom, and A 1 , R 2 , and R 3 bonded to the nitrogen atom are integrated to form a heteroaromatic ring. A method for producing a β-unsaturated carboxylic acid derivative.
[6] At least one of the X is a phosphorus atom, and at least one of R 2 and R 3 bonded to the phosphorus atom is an aliphatic hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms and an aromatic hydrocarbon having 6 or more carbon atoms. The method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative according to [4] or [5], which is a group or a heteroaromatic ring group having 3 or more carbon atoms.
[7] The α, β-unsaturated according to any one of [4] to [6], wherein the metal lactone compound contains at least one selected from the group consisting of the following formulas (4) to (6). A method for producing a carboxylic acid derivative.

Figure 2021046365
Figure 2021046365

Figure 2021046365
Figure 2021046365

Figure 2021046365
[式中、Mは、遷移金属であり、R及びRは、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であり、Aは、単結合、二価の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基、又は二価の窒素含有基であり、Aは、単結合、二価の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基、又は二価の窒素含有基であり、Aは、単結合、二価の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基、又は二価の窒素含有基であり、Rは、それぞれ独立して、水素原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であり、R11、R12、R21、R22は上記と同様である。]
[8] 前記金属ラクトン化合物を得る工程の反応を、10気圧以下の圧力で行う、[2]〜[7]のいずれか一項に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
Figure 2021046365
[In the formula, M is a transition metal, R 2 and R 3 are independently aliphatic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, or heteroaromatic ring groups, and A 1 is a single bond. , A divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent heteroaromatic ring group, or a divalent nitrogen-containing group, and A 2 is a single-bonded, divalent aliphatic hydrocarbon. hydrogen group, a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent heterocyclic aromatic ring group, or a divalent nitrogen-containing group, a 3 is a single bond, a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic family hydrocarbon group, a divalent heterocyclic aromatic ring group, or a divalent nitrogen-containing group, R 4 are each independently hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group, or a heteroaromatic It is a ring group, and R 11 , R 12 , R 21 , and R 22 are the same as described above. ]
[8] The method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative according to any one of [2] to [7], wherein the reaction in the step of obtaining the metal lactone compound is carried out at a pressure of 10 atm or less.

本発明によれば、コスト面で有利であり、かつ効率的なα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an efficient method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative, which is advantageous in terms of cost.

以下、本発明を詳細に説明する。
本実施形態のα,β−不飽和カルボン酸の製造方法は、下記式(1)で表される金属ラクトン化合物と炭素数が1〜6のヨウ化炭化水素及び臭化炭化水素のいずれか一方、又は両方とを反応させ、α,β−不飽和カルボン酸誘導体とヨウ化水素及び臭化水素のいずれか一方、又は両方を得る工程(以下、工程1ともいう。)と、前記ヨウ化水素及び前記臭化水素のいずれか一方、又は両方と炭素数が1〜6のアルコールを反応させ、前記ヨウ化炭化水素及び前記臭化炭化水素のいずれか一方、又は両方を再生させる工程(以下、工程2ともいう。)と、を含む。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The method for producing the α, β-unsaturated carboxylic acid of the present embodiment is one of a metal lactone compound represented by the following formula (1), a hydrogen iodide having 1 to 6 carbon atoms, and a hydrocarbon bromide. , Or both to obtain one or both of the α, β-unsaturated carboxylic acid derivative and hydrogen iodide and hydrogen bromide (hereinafter, also referred to as step 1), and the hydrogen iodide. And any one or both of the hydrogen bromide and an alcohol having 1 to 6 carbon atoms are reacted to regenerate either one or both of the hydrogen iodide and the hydrogen bromide (hereinafter, hereinafter). (Also referred to as step 2) and.

Figure 2021046365
前記式(1)中、Mは、遷移金属であり、Lは、それぞれ独立して、単座配位子であるか、又はLは共働して二座配位子を形成する。R11、R12、R21、R22はそれぞれ独立に水素原子、又は炭素数が1〜8のアルキル基である。
Figure 2021046365
In the above formula (1), M is a transition metal, L is a monodentate ligand independently of each other, or L cooperates to form a bidentate ligand. R 11 , R 12 , R 21 and R 22 are independently hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms.

前記式(1)で表される金属ラクトン化合物の製造方法は特に限定されないが、後述の遷移金属錯体と、アルケンと、二酸化炭素(CO)と、を反応させて製造する方法が好ましい。前記式(1)で表される金属ラクトン化合物の詳細については後述する。 The method for producing the metal lactone compound represented by the formula (1) is not particularly limited, but a method for producing it by reacting a transition metal complex described later with an alkene and carbon dioxide (CO 2) is preferable. Details of the metal lactone compound represented by the formula (1) will be described later.

(工程1)
工程1は、前記式(1)で表される金属ラクトン化合物と炭素数が1〜6のヨウ化炭化水素及び臭化炭化水素のいずれか一方、又は両方とを反応させ、α,β−不飽和カルボン酸誘導体であるα,β−不飽和カルボン酸エステルとヨウ化水素及び臭化水素のいずれか一方、又は両方を得る工程である。以下、炭素数1〜6のヨウ化炭化水素と臭化炭化水素を総称して、「ヨウ化(臭化)炭化水素」と表す。
ヨウ化(臭化)炭化水素の炭素数は、目的物のα,β−不飽和カルボン酸エステルに合わせ適宜選択を行えばよいが、1〜6であり、1〜5であることが好ましく、1〜4であることがより好ましい。
炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ベンジル基等が例として挙げられ、これらの基は水酸基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。中でも炭化水素基としてはアルキル基が特に好ましい。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル、tert−ブチル基等が挙げられ、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基であることが好ましく、エチル基であることが特に好ましい。
また、アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、3−ブテニル基、2−ペンテニル基、2−ヘキセニル基等が挙げられ、ビニル基、アリル基であることが好ましく、ビニル基であることが特に好ましい。
(Step 1)
In step 1, the metal lactone compound represented by the above formula (1) is reacted with either one or both of hydrogen iodide hydrocarbon and hydrogen bromide having 1 to 6 carbon atoms, and α, β-non is formed. This is a step of obtaining one or both of α, β-unsaturated carboxylic acid ester, hydrogen iodide, and hydrogen bromide, which are saturated carboxylic acid derivatives. Hereinafter, hydrocarbons having 1 to 6 carbon atoms and hydrocarbons bromide are collectively referred to as "hydrocarbons iodide (bromide)".
The carbon number of the iodide (bromide) hydrocarbon may be appropriately selected according to the target α, β-unsaturated carboxylic acid ester, but is preferably 1 to 6, preferably 1 to 5. It is more preferably 1 to 4.
Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a benzyl group and the like, and these groups may have a substituent such as a hydroxyl group and a halogen group. Of these, an alkyl group is particularly preferable as the hydrocarbon group.
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl and a tert-butyl group, and the alkyl group may be a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a tert-butyl group. It is preferably an ethyl group, especially preferably an ethyl group.
Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a 1-propenyl group, a 3-butenyl group, a 2-pentenyl group, a 2-hexenyl group and the like, and a vinyl group and an allyl group are preferable, and a vinyl group is used. Is particularly preferable.

ヨウ化(臭化)炭化水素中のヨウ素原子又は臭素原子の数は、複数でもよいが、通常は1個である。また、金属ラクトン化合物との反応が充分に進行し、α,β−不飽和カルボン酸誘導体の収率が向上する観点から、ヨウ化炭化水素を使用することが好ましい。 The number of iodine atoms or bromine atoms in the iodide (bromide) hydrocarbon may be plural, but is usually one. Further, it is preferable to use an iodide hydrocarbon from the viewpoint that the reaction with the metal lactone compound proceeds sufficiently and the yield of the α, β-unsaturated carboxylic acid derivative is improved.

すなわち、本実施形態におけるヨウ化(臭化)炭化水素としては、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、ヨウ化プロピル、ヨウ化イソプロピル、ヨウ化n−ブチル、ヨウ化イソブチル、ヨウ化tert−ブチルが好ましく、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、ヨウ化プロピル、ヨウ化tert−ブチルがより好ましく、ヨウ化エチルが特に好ましい。 That is, as the iodide (bromide) hydrocarbon in the present embodiment, methyl iodide, ethyl iodide, propyl iodide, isopropyl iodide, n-butyl iodide, isobutyl iodide, and tert-butyl iodide are preferable. , Methyl iodide, ethyl iodide, propyl iodide, tert-butyl iodide are more preferred, and ethyl iodide is particularly preferred.

ヨウ化(臭化)炭化水素の使用量は、金属ラクトン化合物1モルに対して、0.2〜10.0モルであることが好ましく、0.5〜7.0モルであることがより好ましく、1.0〜5.0モルであることがさらに好ましい。
ヨウ化(臭化)炭化水素の使用量が前記範囲の下限値以上であると、金属ラクトン化合物とヨウ化(臭化)炭化水素との反応が充分に進行し、α,β−不飽和カルボン酸誘導体の収率が向上する。ヨウ化(臭化)炭化水素の使用量が前記範囲の上限値以下であると、不純物の生成を抑制することができる。
The amount of iodide (bromide) hydrocarbon used is preferably 0.2 to 10.0 mol, more preferably 0.5 to 7.0 mol, with respect to 1 mol of the metal lactone compound. , 1.0-5.0 mol, more preferably.
When the amount of iodide (bromide) hydrocarbon used is equal to or higher than the lower limit of the above range, the reaction between the metal lactone compound and the iodide (bromide) hydrocarbon proceeds sufficiently, and the α, β-unsaturated carboxylic acid The yield of the acid derivative is improved. When the amount of iodide (bromide) hydrocarbon used is not more than the upper limit of the above range, the formation of impurities can be suppressed.

工程1の反応温度は、本発明の効果を有する限り特に限定されないが、0〜120℃であることが好ましく、20〜100℃であることがより好ましく、20〜80℃であることがさらに好ましい。
反応温度が前記範囲の下限値以上であると、金属ラクトン化合物とヨウ化(臭化)炭化水素との反応が充分に進行し、α,β−不飽和カルボン酸誘導体の収率が向上する。反応温度が前記範囲の上限値以下であると、後述する触媒である遷移金属錯体の熱分解を抑制でき、製造コストを低減することができる。
工程1の反応圧力は、本発明の効果を有する限り特に限定されないが、通常、絶対圧で10気圧以下であることが好ましく、8気圧以下であることが好ましく、1〜5気圧であることがさらに好ましい。
The reaction temperature in step 1 is not particularly limited as long as it has the effect of the present invention, but is preferably 0 to 120 ° C, more preferably 20 to 100 ° C, and even more preferably 20 to 80 ° C. ..
When the reaction temperature is at least the lower limit of the above range, the reaction between the metal lactone compound and the iodide (bromide) hydrocarbon proceeds sufficiently, and the yield of the α, β-unsaturated carboxylic acid derivative is improved. When the reaction temperature is not more than the upper limit of the above range, the thermal decomposition of the transition metal complex which is a catalyst described later can be suppressed, and the production cost can be reduced.
The reaction pressure in step 1 is not particularly limited as long as it has the effect of the present invention, but is usually preferably 10 atm or less, preferably 8 atm or less, and 1 to 5 atm in absolute pressure. More preferred.

工程1の反応は、溶媒を用いて行うことが好ましい。好ましい一実施形態において、遷移金属錯体を含む溶媒中に金属ラクトン化合物及びヨウ化(臭化)炭化水素を導入して、反応を行うことが好ましい。
溶媒としては、特に制限されないが、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;クロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素;テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル;ジメチルホルムアミド;ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらのうち、THF、トルエンを用いることが好ましい。なお、これらの溶媒は単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
The reaction of step 1 is preferably carried out using a solvent. In a preferred embodiment, it is preferable to carry out the reaction by introducing a metal lactone compound and an iodide (bromide) hydrocarbon into a solvent containing a transition metal complex.
The solvent is not particularly limited, and examples thereof include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene; ethers such as tetrahydrofuran (THF); dimethylformamide; dimethylsulfoxide and the like. Of these, THF and toluene are preferably used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

工程1の反応形式は、特に制限されず、回分式で行ってもよく、連続式で行ってもよい。
回分式で行う場合、溶媒に、金属ラクトン化合物、ヨウ化(臭化)炭化水素を導入し、反応を行うことが好ましい。連続式で行う場合、溶媒に金属ラクトン化合物を仕込んでおき、ヨウ化(臭化)炭化水素を連続的に導入することにより反応を行うことが好ましい。
また、反応装置については、採用する反応形式に応じて、適宜公知の反応装置を使用することができる。
反応の雰囲気としては、窒素、アルゴン、ヘリウム雰囲気下で行うことができる。
The reaction form of step 1 is not particularly limited, and may be carried out in a batch manner or in a continuous manner.
When the batch method is used, it is preferable to introduce a metal lactone compound and an iodide (bromide) hydrocarbon into the solvent and carry out the reaction. When the reaction is carried out in a continuous manner, it is preferable to carry out the reaction by charging a metal lactone compound in a solvent and continuously introducing an iodide (bromide) hydrocarbon.
Further, as the reaction device, a known reaction device can be appropriately used depending on the reaction type to be adopted.
The reaction atmosphere can be a nitrogen, argon, or helium atmosphere.

工程1の反応は、後述の工程1−Aで得られた反応液にヨウ化(臭化)炭化水素を添加することにより行うことが好ましい。 The reaction of step 1 is preferably carried out by adding an iodide (bromide) hydrocarbon to the reaction solution obtained in step 1-A described later.

(工程2)
工程2は、前記工程1で得られた(副生した)ヨウ化水素及び臭化水素のいずれか一方、又は両方と炭素数が1〜6のアルコールを反応させ、前記ヨウ化(臭化)炭化水素を再生させる工程である。再生したヨウ化(臭化)炭化水素は、工程1で再度金属ラクトン化合物との反応に使用することができる。以下、ヨウ化水素と臭化水素を総称して、「ヨウ化(臭化)水素」と表す。
すなわち、工程1で使用したヨウ化(臭化)炭化水素中の炭化水素基と、工程2で使用されるアルコール中の炭化水素基は同じである。例えば、工程1でヨウ化(臭化)炭化水素として、ヨウ化エチルを使用した場合、工程2で使用されるアルコールはエタノールとなる。したがって、工程2で使用されるアルコールの炭素数は、1〜6であり、1〜5であることが好ましく、1〜4であることがより好ましい。
このようなアルコールとしては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等が挙げられ、メタノール、エタノール、1−プロパノール、tert−ブチルアルコールであることが好ましく、エタノールであることが特に好ましい。
(Step 2)
In step 2, one or both of hydrogen iodide (by-product) and hydrogen bromide obtained in step 1 are reacted with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms to form the iodide (bromide). This is a process of regenerating hydrocarbons. The regenerated iodide (bromide) hydrocarbon can be used again in the reaction with the metal lactone compound in step 1. Hereinafter, hydrogen iodide and hydrogen bromide are collectively referred to as "hydrogen iodide (hydrogen bromide)".
That is, the hydrocarbon group in the iodide (bromide) hydrocarbon used in step 1 and the hydrocarbon group in the alcohol used in step 2 are the same. For example, when ethyl iodide is used as the iodide (bromide) hydrocarbon in step 1, the alcohol used in step 2 is ethanol. Therefore, the carbon number of the alcohol used in the step 2 is 1 to 6, preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 4.
Examples of such alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol and the like, and may be methanol, ethanol, 1-propanol and tert-butyl alcohol. Ethanol is preferable, and ethanol is particularly preferable.

アルコールの使用量は、ヨウ化(臭化)水素1モルに対して、1.0モルであることが好ましく、1.0〜5.0モルであることがより好ましく、1.0〜2.0モルであることがさらに好ましい。
アルコールの使用量が前記範囲の下限値以上であると、ヨウ化(臭化)水素とアルコールとの反応が充分に進行し、ヨウ化(臭化)炭化水素の収率が向上する。アルコールの使用量が前記範囲の上限値以下であると、アルコールと金属ラクトン化合物との副反応を抑制することができる。
The amount of alcohol used is preferably 1.0 mol, more preferably 1.0 to 5.0 mol, and 1.0 to 2. It is more preferably 0 mol.
When the amount of alcohol used is at least the lower limit of the above range, the reaction between hydrogen iodide (hydrogen bromide) and alcohol proceeds sufficiently, and the yield of hydrocarbon (hydrogen bromide) is improved. When the amount of alcohol used is not more than the upper limit of the above range, the side reaction between the alcohol and the metal lactone compound can be suppressed.

工程2の反応温度は、本発明の効果を有する限り特に限定されないが、0〜120℃であることが好ましく、20〜100℃であることがより好ましく、20〜90℃であることがさらに好ましい。
反応温度が前記範囲の下限値以上であると、ヨウ化(臭化)水素とアルコールとの反応が充分に進行し、ヨウ化(臭化)炭化水素の収率が向上する。反応温度が前記範囲の上限値以下であると、触媒の熱分解を抑制でき、製造コストを低減することができる。
工程2の反応圧力は、本発明の効果を有する限り特に限定されないが、通常、絶対圧で10気圧以下であることが好ましく、8気圧以下であることが好ましく、1〜5気圧であることがさらに好ましい。
The reaction temperature in step 2 is not particularly limited as long as it has the effect of the present invention, but is preferably 0 to 120 ° C, more preferably 20 to 100 ° C, and even more preferably 20 to 90 ° C. ..
When the reaction temperature is at least the lower limit of the above range, the reaction between hydrogen iodide (hydrogen bromide) and alcohol proceeds sufficiently, and the yield of hydrocarbon (hydrogen bromide) is improved. When the reaction temperature is not more than the upper limit of the above range, the thermal decomposition of the catalyst can be suppressed and the production cost can be reduced.
The reaction pressure in step 2 is not particularly limited as long as it has the effect of the present invention, but is usually preferably 10 atm or less, preferably 8 atm or less, and 1 to 5 atm in absolute pressure. More preferred.

工程2の反応は、溶媒を用いて行うことが好ましい。好ましい一実施形態において、溶媒中にヨウ化(臭化)水素及び炭素数が1〜6のアルコールを導入して、反応を行うことが好ましい。
溶媒としては、特に制限されないが、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;クロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素;テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル;ジメチルホルムアミド;ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらのうち、THF、トルエンを用いることが好ましい。なお、これらの溶媒は単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
The reaction in step 2 is preferably carried out using a solvent. In a preferred embodiment, it is preferable to carry out the reaction by introducing hydrogen iodide (hydrogen bromide) and an alcohol having 1 to 6 carbon atoms into the solvent.
The solvent is not particularly limited, and examples thereof include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene; ethers such as tetrahydrofuran (THF); dimethylformamide; dimethylsulfoxide and the like. Of these, THF and toluene are preferably used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

工程2の反応形式は、特に制限されず、回分式で行ってもよく、連続式で行ってもよい。
回分式で行う場合、溶媒に、ヨウ化(臭化)水素及び炭素数が1〜6のアルコールを導入し、反応を行うことが好ましい。連続式で行う場合、溶媒にヨウ化(臭化)水素を仕込んでおき、炭素数が1〜6のアルコールを連続的に導入することにより反応を行うことが好ましい。
反応の雰囲気としては、窒素、アルゴン、ヘリウム雰囲気下で行うことができる。
The reaction form of step 2 is not particularly limited, and may be carried out in a batch manner or in a continuous manner.
When the batch method is used, it is preferable to introduce hydrogen iodide (hydrogen bromide) and an alcohol having 1 to 6 carbon atoms into the solvent to carry out the reaction. When the reaction is carried out in a continuous manner, it is preferable to charge hydrogen bromide in a solvent and continuously introduce an alcohol having 1 to 6 carbon atoms to carry out the reaction.
The reaction atmosphere can be a nitrogen, argon, or helium atmosphere.

工程2の反応は、前記工程1で得られた反応液に炭素数が1〜6のアルコールを添加することにより行うことが好ましい。 The reaction in step 2 is preferably carried out by adding an alcohol having 1 to 6 carbon atoms to the reaction solution obtained in step 1.

(金属ラクトン化合物の製造方法)
本実施形態のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法において、前記式(1)で表される金属ラクトン化合物は、遷移金属錯体と、アルケンと、二酸化炭素(CO)と、を反応させて得たものであることが好ましい。すなわち、本実施形態のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法は、遷移金属錯体と、アルケンと、二酸化炭素と、を反応させて前記金属ラクトン化合物を得る工程(以下、工程1−Aともいう。)をさらに含むことが好ましい。
(Method for producing metal lactone compound)
In the method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative of the present embodiment, the metal lactone compound represented by the above formula (1) reacts with a transition metal complex, an alkene, and carbon dioxide (CO 2). It is preferable that it is obtained by allowing it to be allowed to grow. That is, the method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative of the present embodiment is a step of reacting a transition metal complex, an alkene, and carbon dioxide to obtain the metal lactone compound (hereinafter, step 1-A). It is also preferable to further include).

遷移金属錯体と、アルケンと、二酸化炭素との反応順序としては、まず、遷移金属錯体と、アルケンを反応させてアルケン−金属錯体を得、前記金属錯体と、二酸化炭素を反応させて、金属ラクトン化合物を得ることが好ましい。 The reaction sequence of the transition metal complex, the alkene, and carbon dioxide is as follows: First, the transition metal complex and the alkene are reacted to obtain an alkene-metal complex, and the metal complex is reacted with carbon dioxide to obtain a metal lactone. It is preferable to obtain a compound.

(工程1−A)
工程1−Aは、遷移金属錯体と、アルケンと、二酸化炭素と、を反応させて、前記式(1)で表される金属ラクトン化合物を得る工程である。
(Step 1-A)
Step 1-A is a step of reacting a transition metal complex with an alkene and carbon dioxide to obtain a metal lactone compound represented by the above formula (1).

(遷移金属錯体)
遷移金属錯体は、通常、遷移金属と配位子とを含む。
前記遷移金属としては、本発明の効果を有する限り特に制限されないが、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)等の周期表の6族に属する元素;レニウム(Re)等の7族に属する元素;鉄(Fe)、ルテニウム(Ru)等の8族に属する元素;コバルト(Co)、ロジウム(Rh)等の9族に属する元素;ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)等の10族に属する元素等が挙げられる。これらのうち、遷移金属は、ニッケル、モリブデン、コバルト、鉄、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、白金、レニウム、タングステンであることが好ましく、ニッケル、モリブデン、パラジウム、白金、コバルト、鉄、ロジウム、ルテニウムであることがより好ましく、ニッケル、パラジウムであることがさらに好ましい。なお、上記遷移金属は単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
(Transition metal complex)
Transition metal complexes usually include transition metals and ligands.
The transition metal is not particularly limited as long as it has the effect of the present invention, but is an element belonging to Group 6 of the periodic table such as chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W); 7 such as ruthenium (Re). Elements belonging to Group 8; Elements belonging to Group 8 such as iron (Fe) and Ruthenium (Ru); Elements belonging to Group 9 such as cobalt (Co) and Rhodium (Rh); Nickel (Ni), Palladium (Pd), Platinum Examples include elements belonging to Group 10 such as (Pt). Of these, the transition metals are preferably nickel, molybdenum, cobalt, iron, rhodium, ruthenium, palladium, platinum, renium and tungsten, preferably nickel, molybdenum, palladium, platinum, cobalt, iron, rhodium and ruthenium. It is more preferable, and nickel and palladium are further preferable. The transition metal may be used alone or in combination of two or more.

配位子としては、単座又は2座、3座等の多座のいずれであってもよいが、CO及びこれと反応させる化合物のための配位部位を金属上に残すように適切な配位子を選択することが望ましい。例えば、前記活性金属が、ニッケルの場合、2座の配位子を用いることが好ましく、コバルトの場合、3座の配位子を用いることが好ましい。 The ligand may be monodentate or polydentate such as bidentate or tridentate, but an appropriate coordination is provided so as to leave a coordination site for CO 2 and the compound to react with it on the metal. It is desirable to select a position. For example, when the active metal is nickel, it is preferable to use a bidentate ligand, and when it is cobalt, it is preferable to use a tridentate ligand.

配位子は、遷移金属に配位する原子又は原子団として、リン原子、窒素原子、酸素原子、及びカルベン基からなる群より選ばれる少なくとも一種の原子又は原子団を少なくとも1つ含んでいてもよい。配位子は、例えばホスフィン、ホスファイト、アミン、及びN−複素環カルベンから選択することができる。前記配位子において、遷移金属に配位する少なくとも1つの原子又は原子団は、リン原子、アミン及びカルベン基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、リン原子及びアミンのいずれか一方又は両方であることがより好ましい。 The ligand may contain at least one atom or atomic group selected from the group consisting of a phosphorus atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, and a carben group as an atom or an atomic group coordinating with the transition metal. Good. The ligand can be selected from, for example, phosphine, phosphite, amine, and N-heterocyclic carbene. In the ligand, at least one atom or atomic group coordinating with the transition metal is preferably at least one selected from the group consisting of a phosphorus atom, an amine and a carbene group, and any one of a phosphorus atom and an amine. More preferably, one or both.

配位子が遷移金属に配位する少なくとも1つのリン原子を含む場合、少なくとも1つの基が第二級又は第三級炭素原子を介してリン原子に結合していることが好ましい。より好ましくは、第二級又は第三級炭素原子を介して少なくとも2つの基がリン原子に結合している。第二級又は第三級炭素原子を介してリン原子に結合している適切な基は、例えば、アダマンチル、tert−ブチル、シクロヘキシル、sec−ブチル、イソプロピル、フェニル、トリル、キシリル、メシチル、ナフチル、フルオレニル、アントラセニルである。これらのうち電子供与性が高い基が望ましく、具体的には、tert−ブチル、シクロヘキシルが好ましい。 When the ligand contains at least one phosphorus atom coordinated to the transition metal, it is preferred that at least one group is attached to the phosphorus atom via a secondary or tertiary carbon atom. More preferably, at least two groups are attached to the phosphorus atom via a secondary or tertiary carbon atom. Suitable groups attached to the phosphorus atom via a secondary or tertiary carbon atom include, for example, adamantyl, tert-butyl, cyclohexyl, sec-butyl, isopropyl, phenyl, trill, xylyl, mesityl, naphthyl, etc. Fluolenyl and anthracenyl. Of these, a group having a high electron donating property is desirable, and specifically, tert-butyl and cyclohexyl are preferable.

配位子が遷移金属に配位する少なくとも1つのN−複素環カルベンを含む場合、好ましくは少なくとも1つの基が第二又は第三級炭素原子を介してカルベン基の少なくとも1つのα−窒素原子に結合している。第三級炭素原子を介して窒素原子に結合している適切な基は、例えば、アダマンチル、tert−ブチル、イソプロピル、フェニル、2,6−ジイソプロピルフェニルであり、アダマンチル、tert−ブチル、2,6−ジイソプロピルフェニルであることが好ましい。 When the ligand contains at least one N-heterocyclic carbene coordinated to the transition metal, preferably at least one group is at least one α-nitrogen atom of the carbene group via a secondary or tertiary carbon atom. Is bound to. Suitable groups attached to the nitrogen atom via the tertiary carbon atom are, for example, adamantyl, tert-butyl, isopropyl, phenyl, 2,6-diisopropylphenyl, adamantyl, tert-butyl, 2,6. -Preferably diisopropylphenyl.

本発明で使用できる少なくとも1つのリン原子を含む配位子の具体例として、単座配位子としては、例えば、トリメチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン;トリシクロヘキシルホスフィン(PCy3)等のトリシクロアルキルホスフィン;トリフェニルホスフィン、トリ(4−フルオロメチルフェニル)ホスフィン等のトリアリールホスフィン;トリ−2−フラニルホスフィン等のトリヘテロアリールホスフィン;トリフェニルホスフィンオキシド等のホスホラン配位子等が挙げられる。
2座配位子としては、ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン(dppm)、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン(dppe)、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン(dppp)、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(dppb)、1,5−ビス(ジフェニルホスフィノ)ペンタン(dpppe)、1,6−ビス(ジフェニルホスフィノ)ヘキサン、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、1、2−ビス(ジペンタフルオロフェニルホスフィノ)エタン、1、2−ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)エタン、1、3−ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)プロパン、1、4−ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)ブタン、1、2−ビス(ジ−tert−ブチルホスフィノ)エタン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)ベンゼン、1,2−ビス(ビス(3、5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ビス(3、5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)プロパン、1,4−ビス(ビス(3、5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)ブタン、1,2−ビス(シクロヘキシルホスフィノ)エタン、1,4−ビス(ビス(3、5−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフィノ)ブタン、1,4−ビス(ビス(3、5−ジメトキシフェニル)ホスフィノ)ブタン、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、2,2’−ビス(ビス(3、5−ジメチルフェニル)ホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、(2S,3S)−(−)−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、(S,S)−1、2−ビス[(2−メトキシフェニル)フェニルホスフィノ]エタン((S,S)−DIPAMP)、(R,R)−(−)−2,3−ビス(tert−ブチルメチルホスフィノ)キノキサリン(QuinoxP)、(R,R)−1,2−ビス(tert−ブチルメチルホスフィノ)ベンゼン(BenzP)、1,1,1−トリス(ジフェニルホスフィノメチル)エタン、1,1,1−トリス(ビス(3、5−ジメチルフェニル)ホスフィノメチル)エタン、1,1,1−トリス(ジフェニルホスフィノ)メタン、トリス(2−ジフェニルホスフィノエチル)ホスフィン、(オキシジ−2,1−フェニレン)ビス(ジフェニルホスフィン)、4,5−ビス(ジフェニルホスフィノ)−9,9−ジメチルキサンテン、4,5−ビス(ジフェニルホスフィノ)−9,9−ジメチルキサンテン等が挙げられる。
3座配位子としては、ビス(2−ジフェニルホスフィノエチル)フェニルホスフィン、1,1,1−トリス(ジフェニルホスフィノメチル)エタン等が挙げられる。
4座配位子としては、トリス(2−ジフェニルホスフィノエチル)フェニルホスフィン等が挙げられる。
なかでも、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン(dppe)、1、2−ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)エタン、1、2−ビス(ジ−tert−ブチルホスフィノ)エタン、1、3−ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)プロパン、BenzPが好ましい。
As a specific example of a ligand containing at least one phosphorus atom that can be used in the present invention, as a monodentate ligand, for example, trialkylphosphine such as trimethylphosphine; tricycloalkylphosphine such as tricyclohexylphosphine (PCy3); Examples thereof include triarylphosphine such as triphenylphosphine and tri (4-fluoromethylphenyl) phosphine; triheteroarylphosphine such as tri-2-furanylphosphine; and a phosphorane ligand such as triphenylphosphine oxide.
The bidentate ligands include bis (diphenylphosphino) methane (dppm), 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane (dppe), 1,3-bis (diphenylphosphino) propane (dppp), and 1 , 4-bis (diphenylphosphino) butane (dppb), 1,5-bis (diphenylphosphino) pentane (dpppe), 1,6-bis (diphenylphosphino) hexane, 1,1'-bis (diphenylphos) Fino) Ferrosen, 1,2-bis (dipentafluorophenylphosphino) ethane, 1,2-bis (dicyclohexylphosphino) ethane, 1,3-bis (dicyclohexylphosphino) propane, 1,4-bis (dicyclohexyl) Phosfino) butane, 1,2-bis (di-tert-butylphosphino) ethane, 1,2-bis (diphenylphosphino) benzene, 1,2-bis (bis (3,5-dimethylphenyl) phosphino) Etan, 1,3-bis (bis (3,5-dimethylphenyl) phosphino) propane, 1,4-bis (bis (3,5-dimethylphenyl) phosphino) butane, 1,2-bis (cyclohexylphosphino) Etan, 1,4-bis (bis (3,5-di-tert-butylphenyl) phosphino) butane, 1,4-bis (bis (3,5-dimethoxyphenyl) phosphino) butane, 2,2'-bis (Diphenylphosphino) -1,1'-binaphthyl, 2,2'-bis (bis (3,5-dimethylphenyl) phosphino) -1,1'-binaphthyl, (2S, 3S)-(-)-bis (Diphenylphosphino) butane, (S, S) -1,2-bis [(2-methoxyphenyl) phenylphosphino] ethane ((S, S) -DIPAMP), (R, R)-(-)- 2,3-bis (tert-butylmethylphosphino) quinoxalin (QuinoxP * ), (R, R) -1,2-bis (tert-butylmethylphosphino) benzene (BenzaP * ), 1,1,1- Tris (diphenylphosphinomethyl) ethane, 1,1,1-tris (bis (3,5-dimethylphenyl) phosphinomethyl) ethane, 1,1,1-tris (diphenylphosphino) methane, tris (2- Diphenylphosphinoethyl) phosphine, (oxydi-2,1-phenylene) bis (diphenylphosphine), 4,5-bis (diphenylphosphino) -9,9-dimethylxanthen, 4,5-bis (diphenylphosph) Ino) -9,9-dimethylxanthene and the like can be mentioned.
Examples of the tridentate ligand include bis (2-diphenylphosphinoethyl) phenylphosphine, 1,1,1-tris (diphenylphosphinomethyl) ethane and the like.
Examples of the tetradentate ligand include tris (2-diphenylphosphinoethyl) phenylphosphine and the like.
Among them, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane (dppe), 1,2-bis (dicyclohexylphosphino) ethane, 1,2-bis (di-tert-butylphosphino) ethane, 1,3- Bis (dicyclohexylphosphino) propane and BenzP * are preferred.

また、配位子としては、上記配位子の他、ハロゲン化物、アミン、アミド、酸化物、リン化物、カルボキシラート、アセチルアセトナート、アリールスルホナート、アルキルスルホナート、水素化物、一酸化炭素、アルケン(エチレン、プロペン、ブタン等)、ジエン(1,3−ブタジエン、1.6−ヘキサジエン等)、シクロアルケン(シクロヘキセン等)、シクロアルカジエン(1,5−シクロオクタジエン(COD)等)、ニトリル、芳香族、複素環式芳香族、エーテル、三フッ化リン、ホスホール、ホスファベンゼン、並びに単座、2座、及び多座ホスフィナイト、ホスホナイト、ホスホラミダイト、及びホスファイト配位子から選択される少なくとも1つのさらなる配位子も有していてもよい。
上述の配位子は単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
In addition to the above-mentioned ligands, the ligands include halides, amines, amides, oxides, phosphates, carboxylates, acetylacetonates, arylsulfonates, alkylsulfonates, hydrides, carbon monoxides, etc. Alkenes (ethylene, propene, butane, etc.), dienes (1,3-butadiene, 1.6-hexadiene, etc.), cycloalkenes (cyclohexene, etc.), cycloalkazienes (1,5-cyclooctadiene (COD), etc.), At least selected from nitriles, aromatics, heterocyclic aromatics, ethers, phosphorus trifluoride, phosphors, phosphabenzenes, and monodentate, bidentate, and polydentate phosphinites, phosphonite, phosphoramidite, and phosphite ligands. It may also have one additional ligand.
The above-mentioned ligands may be used alone or in combination of two or more.

一実施形態において、遷移金属錯体の具体例としては、下記式(7)で表されるものを挙げることができる。 In one embodiment, specific examples of the transition metal complex include those represented by the following formula (7).

Figure 2021046365
Mは遷移金属であり、具体例としては上述の通りである。このうち、Mとしては、ニッケル原子、パラジウム原子であることが好ましい。
Xは、それぞれ独立して、窒素原子、又はリン原子である。
Yは、一酸化炭素、炭素数2〜20のアルケン、炭素数4〜20のジエン、炭素数3〜20のシクロアルケン、又は炭素数4〜20のシクロアルカジエンである。
前記炭素数2〜20のアルケンとしては、特に制限されないが、エチレン、プロピレン、イソブテン、1,3−ブタジエン、ピペリレン、1−ブテン、2−ブテン、1−ペンテン、3−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン等が挙げられる。
前記炭素数4〜20のジエンとしては、特に制限されないが、1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン等が挙げられる。
前記炭素数3〜20のシクロアルケンとしては、特に制限されないが、シクロプロぺン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、メチルシクロペンテン、エチルシクロペンテン、シクロヘキセン等が挙げられる。
前記炭素数4〜20のシクロアルカジエンとしては、1,5−シクロオクタジエン(COD)等が挙げられる。
Figure 2021046365
M is a transition metal, and specific examples thereof are as described above. Of these, M is preferably a nickel atom or a palladium atom.
X is independently a nitrogen atom or a phosphorus atom.
Y is carbon monoxide, an alkene having 2 to 20 carbon atoms, a diene having 4 to 20 carbon atoms, a cycloalkene having 3 to 20 carbon atoms, or a cycloalkene having 4 to 20 carbon atoms.
The alkene having 2 to 20 carbon atoms is not particularly limited, but is limited to ethylene, propylene, isobutene, 1,3-butadiene, piperylene, 1-butene, 2-butene, 1-pentene, 3-pentene, 1-hexene, and the like. Examples thereof include 1-heptene, 1-octene, 1-nonene and 1-decene.
The diene having 4 to 20 carbon atoms is not particularly limited, but is 1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 1,4-pentadiene, 1,4-hexadiene, 1,5-hexadiene, 2-methyl-. Examples thereof include 1,3-butadiene.
The cycloalkene having 3 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include cyclopropene, cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, methylcyclopentene, ethylcyclopentene, and cyclohexene.
Examples of the cyclooctadiene having 4 to 20 carbon atoms include 1,5-cyclooctadiene (COD) and the like.

上述のうち、Yは、一酸化炭素、炭素数2〜20のアルケン、炭素数4〜20のシクロアルカジエンであることが好ましく、一酸化炭素、炭素数2〜10のアルケン、炭素数4〜10のシクロアルカジエンであることがより好ましく、一酸化炭素、エチレン、1,5−シクロオクタジエン(COD)であることがさらに好ましく、エチレン、1,5−シクロオクタジエン(COD)であることが特に好ましい。 Of the above, Y is preferably carbon monoxide, an alkene having 2 to 20 carbon atoms, and a cyclooctadiene having 4 to 20 carbon atoms, preferably carbon monoxide, an alkene having 2 to 10 carbon atoms, and 4 to 4 carbon atoms. It is more preferably 10 cycloalkadiene, more preferably carbon monoxide, ethylene, 1,5-cyclooctadiene (COD), and even more preferably ethylene, 1,5-cyclooctadiene (COD). Is particularly preferable.

は、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素芳香環基、又は窒素含有基である。また、R及びRは、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基である。この際、2つのRは互いに結合して環構造を形成していてもよく、同一のX原子に結合するR、R、及びRが一体となって環構造を形成していてもよい。 R 1 is independently an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, a heteroaromatic ring group, or a nitrogen-containing group. Further, R 2 and R 3 are independently aliphatic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, or heteroaromatic ring groups. At this time, the two R 1s may be bonded to each other to form a ring structure, and R 1 , R 2 , and R 3 bonded to the same X atom are integrally formed to form a ring structure. May be good.

前記脂肪族炭化水素基としては、炭素数2〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基等が挙げられる。 Examples of the aliphatic hydrocarbon group include an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.

前記炭素数2〜20のアルキル基としては、特に制限されないが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、2−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、2−ペンチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1,1−ジメチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、n−ヘキシル基、2−ヘキシル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、1,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、1,2,2−トリメチルプロピル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−エチル−2−メチルプロピル基、n−へプチル基、2−ヘプチル基、3−ヘプチル基、2−エチルペンチル基、1−プロピルブチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、2−プロピルヘプチル基、ノニル基、デシル基が挙げられる。 The alkyl group having 2 to 20 carbon atoms is not particularly limited, but is limited to methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, 2-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group and n. -Pentyl group, 2-pentyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 1-ethylpropyl group, n -Hexyl group, 2-hexyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, 1,2-dimethylbutyl group, 1,3-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group , 1,1-dimethylbutyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 1,1,2-trimethylpropyl group, 1,2,2-trimethylpropyl group, 1-ethylbutyl group, 2-Ethylbutyl group, 1-ethyl-2-methylpropyl group, n-heptyl group, 2-heptyl group, 3-heptyl group, 2-ethylpentyl group, 1-propylbutyl group, n-octyl group, 2- Examples thereof include ethylhexyl group, 2-propylheptyl group, nonyl group and decyl group.

前記炭素数3〜20のシクロアルキル基としては、特に制限されないが、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンチル基等が挙げられる。 The cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, and an adamantyl group.

前記脂肪族炭化水素基は置換基を有していてもよい。当該置換基としては、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基等)、アリール基(フェニル基等)、ヘテロアリール基(ピリジニル基等)、ヒドロキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、ニトロ基、ニトリル基、NE基、NE3+基、カルボン酸誘導体基(メチルオキシカルボニル基等のカルボン酸エステル基等)、スルホン酸誘導体基(スルホン酸エステル基、スルホンアミド基等)等が挙げられる。なお、前記E、E、Eは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数2〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基である。これらの置換基は単独で有していても、2種以上組み合わせて有していてもよい。 The aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. Examples of the substituent include an alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, etc.), an aryl group (phenyl group, etc.), a heteroaryl group (pyridinyl group, etc.), a hydroxy group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, etc.). Bromine atom, etc.), nitro group, nitrile group, NE 1 E 2 group, NE 1 E 2 E 3+ group, carboxylic acid derivative group (carboxylic acid ester group such as methyloxycarbonyl group), sulfonic acid derivative group (sulfonic acid) (Ester group, sulfonamide group, etc.) and the like can be mentioned. The E 1 , E 2 , and E 3 are independently hydrogen atoms, alkyl groups having 2 to 20 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 20 carbon atoms, and aryl groups having 6 to 30 carbon atoms. .. These substituents may be contained alone or in combination of two or more.

前記芳香族炭化水素基としては、炭素数6〜30のアリール基等が挙げられる。前記炭素数6〜30のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル、ビフェニル基等が挙げられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon group include an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. Examples of the aryl group having 6 to 30 carbon atoms include a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, a biphenyl group and the like.

前記複素芳香環基としては、炭素数1〜30、好ましくは炭素数3〜30のヘテロアリール基等が挙げられる。前記炭素数1〜30のヘテロアリール基としては、フラニル基、チオフェニル基、ピロリル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、イソキサゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、インドリル基、チアナフテニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾトリアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、チノリル基、キノキサリル基、ジベンゾチオフェニル基、アクリジル基、フェナントロリル基等が挙げられる。 Examples of the heteroaromatic ring group include heteroaryl groups having 1 to 30 carbon atoms, preferably 3 to 30 carbon atoms. Examples of the heteroaryl group having 1 to 30 carbon atoms include a furanyl group, a thiophenyl group, a pyrrolyl group, a pyrazolyl group, an imidazolyl group, an isoxazolyl group, a thiazolyl group, a thiadiazolyl group, a pyridyl group, a pyridazinyl group, a pyrimidinyl group, a pyrazinyl group and a triazinyl group. Group, benzofuranyl group, indolyl group, thianaftenyl group, benzimidazolyl group, benzoxazolyl group, benzothiazolyl group, benzotriazolyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, tynoryl group, quinoxalyl group, dibenzothiophenyl group, acrizyl group, phenanthrolyl group, etc. Can be mentioned.

前記芳香族炭化水素基、前記複素芳香環基は置換基を有していてもよい。前記置換基としては、特に制限されないが、炭素数2〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、NE基、NE3+基、カルボキシ基、スルホ基等が挙げられる。 The aromatic hydrocarbon group and the heteroaromatic ring group may have a substituent. The substituent is not particularly limited, but is an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an alkoxy group, a hydroxy group, a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, and NE 1 E 2 groups. , NE 1 E 2 E 3+ group, carboxy group, sulfo group and the like.

前記窒素含有基は、前記複素芳香環基とは異なるものであり、その例としては、NE基、NE3+基が挙げられる。NE基、NE3+基の具体例としては、アミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等が挙げられる。 The nitrogen-containing group is different from the heteroaromatic ring group, and examples thereof include NE 1 E 2 group and NE 1 E 2 E 3+ group. Specific examples of the NE 1 E 2 group and the NE 1 E 2 E 3+ group include an amino group, a methylamino group, an ethylamino group, a dimethylamino group, a diethylamino group and the like.

なお、「Rが互いに結合して環構造を形成」とは、2つのRが互いに結合して、結果的に2価の基を形成し、2つのX及びMとともに環構造を形成することを意味する。また、「同一のX原子に結合するR、R、及びRが一体となって環構造を形成」とは、典型的には、同一のX原子に結合するR、R、及びRによって二重結合を含む環構造を形成することを意味する。例えば、R及びRがXとともに6員環構造を形成するとともに、Rの結合手が6員環の二重結合を形成する場合等が挙げられる。 The expression "bonded to form a cyclic structure R 1 each other" combines two of R 1 each other, resulting in forming a divalent radical, with two X and M to form a ring structure Means that. In addition, "R 1 , R 2 , and R 3 bonded to the same X atom together form a ring structure" typically means R 1 , R 2 , which are bonded to the same X atom. and the R 3 means to form a ring structure containing a double bond. For example, there is a case where R 1 and R 2 form a 6-membered ring structure together with X, and a bond of R 3 forms a double bond of a 6-membered ring.

このうち、Rは互いに結合して環構造を形成することが好ましく、3員環構造、4員環構造、5員環構造、又は6員環構造を形成することがより好ましく、5員環構造、又は6員環構造を形成することがさらに好ましい。Rが互いに結合して環構造を形成することで、二座配位子となり錯体が化学的に安定となり、また、環構造により金属−二座配位子間のコンホメーションが制限され、金属ラクトン化合物が生成した際にラクトン環構造を歪ませて工程1におけるラクトン環の開裂が進行しやすくなることから好ましい。 Of these, R 1 preferably combines with each other to form a ring structure, more preferably a 3-membered ring structure, a 4-membered ring structure, a 5-membered ring structure, or a 6-membered ring structure. It is more preferable to form a structure or a 6-membered ring structure. By R 1 are combined to form a ring structure, the complex becomes a bidentate ligand becomes chemically stable, also, the metal by ring - conformation between the bidentate ligand is limited, When the metal lactone compound is produced, the lactone ring structure is distorted, and the cleavage of the lactone ring in step 1 is likely to proceed, which is preferable.

また、R、Rは炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であることが好ましく、炭素数6〜20のシクロアルキル基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であることがより好ましく、炭素数3〜10のアルキル基、又は炭素数6〜20のシクロアルキル基であることがさらに好ましい。R、Rが炭素数3〜10のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であると、立体障害が大きく、かつ、電子供与性を有することで、Yにおける錯体反応が生じやすくなることから好ましい。 Further, R 2 and R 3 are preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group, or a heteroaromatic ring group, and preferably have 6 to 20 carbon atoms. It is more preferably a cycloalkyl group, an aromatic hydrocarbon group, or a heteroaromatic ring group, and even more preferably an alkyl group having 3 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms. When R 2 and R 3 are an alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group, or a heteroaromatic ring group, the steric hindrance is large and the electron donating property is large. Is preferable because the complex reaction in Y is likely to occur.

一実施形態において、好ましい遷移金属錯体は下記式(8)で表される。 In one embodiment, the preferred transition metal complex is represented by the following formula (8).

Figure 2021046365
すなわち、前記式(7)において、Rが互いに結合して環構造を形成している構造である。
M、X、Yは、前記式(7)と同様である。
また、R、Rは、前記式(7)と同様である。
は、単結合、二価の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基、又は二価の窒素含有基である。この際、同一のX原子に結合するA、R、及びRが一体となって環構造を形成していてもよい。
Figure 2021046365
That is, in the above formula (7), R 1 is bonded to each other to form a ring structure.
M, X, and Y are the same as in the above formula (7).
Further, R 2 and R 3 are the same as those in the above formula (7).
A 1 is a single bond, a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent heteroaromatic ring group, or a divalent nitrogen-containing group. At this time, A 1 , R 2 , and R 3 bonded to the same X atom may be integrated to form a ring structure.

前記二価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数3〜20のシクロアルキレン基、炭素数2〜20のアルケニレン基等が挙げられる。 Examples of the divalent aliphatic hydrocarbon group include an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, and an alkenylene group having 2 to 20 carbon atoms.

炭素数1〜20のアルキレン基としては、メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、2−メチルプロピレン、ペンチレン等が挙げられる。
炭素数3〜20のシクロアルキレン基としては、シクロプロピレン、シクロブチレン、シクロペンチレン、シクロへキシレン、メチルシクロへキシレン等が挙げられる。
炭素数2〜20のアルケニレン基としては、ビニレン基、プロぺニレン基、ブテニレン基が挙げられる。
Examples of the alkylene group having 1 to 20 carbon atoms include methylene, ethylene, propylene, isopropylene, butylene, 2-methylpropylene, pentylene and the like.
Examples of the cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms include cyclopropylene, cyclobutylene, cyclopentylene, cyclohexylene, methylcyclohexylene and the like.
Examples of the alkenylene group having 2 to 20 carbon atoms include a vinylene group, a propenylene group and a butenylene group.

上述の二価の脂肪族炭化水素基は置換基を有していてもよい。前記置換基としては、上述の脂肪族炭化水素基と同様のものが挙げられる。なお、二価の脂肪族炭化水素基は置換基を単独で有していても、2種以上組み合わせて有していてもよい。 The above-mentioned divalent aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. Examples of the substituent include those similar to the above-mentioned aliphatic hydrocarbon group. The divalent aliphatic hydrocarbon group may have a substituent alone or in combination of two or more.

前記二価の芳香族炭化水素基としては、炭素数6〜30のアリーレンから誘導される二価の基が挙げられる。当該炭素数6〜30のアリーレン基としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、ビフェニル、ターフェニルから誘導される二価の基が挙げられる。 Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group include a divalent group derived from an arylene having 6 to 30 carbon atoms. Examples of the arylene group having 6 to 30 carbon atoms include a divalent group derived from benzene, toluene, xylene, naphthalene, biphenyl and terphenyl.

前記二価の複素芳香環基としては、炭素数1〜30のヘテロアリーレンから誘導される二価の基が挙げられる。当該炭素数1〜30のヘテロアリーレン基としては、フラン、チオフェン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、イソキサゾール、チアゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、ベンゾフラン、インドール、チアナフテン、ベンズイミダゾール、ベンゾキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、チノリン、キノキサリン、ジベンゾチオフェン、アクリジン、フェナントロリンから誘導される二価の基が挙げられる。 Examples of the divalent heteroaromatic ring group include a divalent group derived from a heteroarylene having 1 to 30 carbon atoms. Examples of the heteroarylene group having 1 to 30 carbon atoms include furan, thiophene, pyrrole, pyrazole, imidazole, isoxazole, thiazole, thiazylazole, pyridine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, triazine, benzofuran, indol, thianaften, benzimidazole and benzoxa. Examples include divalent groups derived from sol, benzothiazole, benzotriazole, purine, quinoline, isoquinoline, tynoline, quinoxalin, dibenzothiophene, acrydin, phenanthroline.

上述の二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基は置換基を有していてもよい。前記置換基としては、上述の前記式(7)のR〜Rとしての二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基において説明したものと同様のものが挙げられる。なお、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基は、それぞれ置換基を単独で有していても、2種以上組み合わせて有していてもよい。 The above-mentioned divalent aromatic hydrocarbon group and divalent heteroaromatic ring group may have a substituent. Examples of the substituent include those described in the divalent aromatic hydrocarbon group as R 1 to R 3 of the above formula (7) and the divalent heteroaromatic ring group. The divalent aromatic hydrocarbon group and the divalent heteroaromatic ring group may each have a substituent alone or in combination of two or more.

前記二価の窒素含有基としては、−NE−が挙げられる。この際、前記Eは、水素原子、炭素数2〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数1〜30のヘテロアリール基である。
なお、「同一のX原子に結合するA、R、及びRが一体となって環構造を形成」とは、典型的には、同一のX原子に結合するA、R、及びRによって二重結合を含む環構造を形成することを意味する。
Examples of the divalent nitrogen-containing group, -NE 4 - and the like. At this time, the E 4 is hydrogen atom, an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, is a heteroaryl group having 1 to 30 carbon atoms ..
In addition, "A 1 , R 2 and R 3 bonded to the same X atom together form a ring structure" typically means that A 1 , R 2 bonded to the same X atom. and the R 3 means to form a ring structure containing a double bond.

前記式(8)において、Xの少なくとも1つが窒素原子であり、この際、前記窒素原子に結合するA、R、及びRが一体となって複素芳香環が形成されるものを含むことが好ましい。なお、前記複素芳香環としては、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環等挙げられる。これらのうち、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環であることが好ましく、ピリジン環であることがより好ましい。この際、前記複素芳香環は置換基を有していてもよい。前記置換基としては、炭素数2〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、NE基、NE3+基、カルボキシ基、スルホ基等が挙げられる。これらの置換基は単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。前記式(8)が有する複素芳香環は一定の立体障害を有し、かつ、窒素原子等のヘテロ原子に基づく高い電子供与性を有するため、Yにおける錯体反応が生じやすくなることから好ましい。 In the above formula (8), at least one of X is a nitrogen atom, and at this time, A 1 , R 2 and R 3 bonded to the nitrogen atom are integrated to form a complex aromatic ring. Is preferable. Examples of the heteroaromatic ring include a pyrrole ring, a pyrazole ring, an imidazole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, and a triazine ring. Of these, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, and a triazine ring are preferable, and a pyridine ring is more preferable. At this time, the heteroaromatic ring may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an alkoxy group, hydroxy group, a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, NE 1 E 2 group, NE 1 E 2 Examples thereof include an E3 + group, a carboxy group and a sulfo group. These substituents may be used alone or in combination of two or more. Since the heteroaromatic ring of the formula (8) has a certain steric hindrance and has a high electron donating property based on a hetero atom such as a nitrogen atom, it is preferable because a complex reaction in Y is likely to occur.

また、前記式(8)において、Xの少なくとも1つがリン原子であり、この際、前記リン原子に結合するR及びRの少なくとも一つが、炭素数3以上の脂肪族炭化水素基、炭素数6以上の芳香族炭化水素基、又は炭素数3以上の複素芳香環基であるものを含むことが好ましい。 Further, in the above formula (8), at least one of X is a phosphorus atom, and at this time, at least one of R 2 and R 3 bonded to the phosphorus atom is an aliphatic hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms and carbon. It is preferable to include an aromatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms or a heteroaromatic ring group having 3 or more carbon atoms.

なお、前記炭素数3以上の脂肪族炭化水素基としては、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、2−エチルブチル基、ヘキシル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、へプチル基、2−メチルヘキシル基等の炭素数3〜20のアルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロへプチル基等の炭素数3〜20のシクロアルキル基等が挙げられる。この際、前記炭素数3以上の脂肪族炭化水素基は置換基を有していてもよい。当該置換基としては、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、NE基、NE3+基、カルボン酸誘導体基、スルホン酸誘導体基等が挙げられる。これらの置換基は単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。 The aliphatic hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms includes a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a 2-ethylbutyl group and a hexyl. Alkyl group having 3 to 20 carbon atoms such as group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, heptyl group, 2-methylhexyl group; cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclo Examples thereof include a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms such as a heptyl group. At this time, the aliphatic hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms may have a substituent. Examples of the substituent include an alkoxy group, an aryl group, a heteroaryl group, a hydroxy group, a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, a NE 1 E 2 group, a NE 1 E 2 E 3+ group, a carboxylic acid derivative group, and a sulfonic acid derivative. The group etc. can be mentioned. These substituents may be used alone or in combination of two or more.

また、炭素数6以上の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル、ビフェニル基等の炭素数6〜30のヘテロアリール基等が挙げられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms include heteroaryl groups having 6 to 30 carbon atoms such as a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl, and a biphenyl group.

さらに、炭素数3以上の複素芳香環基としては、フラニル基、チオフェニル基、ピロリル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、イソキサゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、インドリル基、チアナフテニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾトリアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、チノリル基、キノキサリル基、ジベンゾチオフェニル基、アクリジル基、フェナントロリル基等の炭素数1〜30のヘテロアリール基が挙げられる。 Further, examples of the heteroaromatic ring group having 3 or more carbon atoms include a furanyl group, a thiophenyl group, a pyrrolyl group, a pyrazolyl group, an imidazolyl group, an isoxazolyl group, a thiazolyl group, a thiadiazolyl group, a pyridyl group, a pyridazinyl group, a pyrimidinyl group and a pyrazinyl group. Triazinyl group, benzofuranyl group, indolyl group, thianaftenyl group, benzimidazolyl group, benzoxazolyl group, benzothiazolyl group, benzotriazolyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, tynoryl group, quinoxalyl group, dibenzothiophenyl group, acrizyl group, phenanthrolyl group Examples thereof include heteroaryl groups having 1 to 30 carbon atoms.

この際、炭素数6以上の芳香族炭化水素基、複素芳香環基は置換基を有していてもよい。前記置換基としては、炭素数2〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、NE基、NE3+基、カルボキシ基、スルホ基等が挙げられる。これらの置換基は単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。 At this time, the aromatic hydrocarbon group and the heteroaromatic ring group having 6 or more carbon atoms may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an alkoxy group, hydroxy group, a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, NE 1 E 2 group, NE 1 E 2 Examples thereof include an E3 + group, a carboxy group and a sulfo group. These substituents may be used alone or in combination of two or more.

上述のうち、前記式(8)において、Xの少なくとも1つがリン原子である場合、前記リン原子に結合するR及びRの少なくとも一つは、炭素数4〜8のアルキル基、炭素数4〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜7のヘテロアリール基であることが好ましく、炭素数4〜8のアルキル基、炭素数4〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基であることがより好ましく、炭素数4〜8のアルキル基、炭素数4〜8のシクロアルキル基がさらに好ましく、炭素数4〜8のシクロアルキル基であることが特に好ましい。 Of the above, in the above formula (8), when at least one of X is a phosphorus atom, at least one of R 2 and R 3 bonded to the phosphorus atom is an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms and a carbon number of carbon atoms. It is preferably a cycloalkyl group having 4 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and a heteroaryl group having 1 to 7 carbon atoms, and an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms and a cycloalkyl group having 4 to 8 carbon atoms. , An aryl group having 6 to 10 carbon atoms is more preferable, an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms and a cycloalkyl group having 4 to 8 carbon atoms are further preferable, and a cycloalkyl group having 4 to 8 carbon atoms is used. Is particularly preferable.

一実施形態において、より好ましい遷移金属錯体は下記式(9)〜(11)で表される。 In one embodiment, more preferred transition metal complexes are represented by the following formulas (9) to (11).

Figure 2021046365
Figure 2021046365

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すなわち、前記式(9)は前記式(8)において2つのXがリン原子(P)である構造である。また、前記式(10)は前記式(7)において一方のXがリン原子であり、他方のXが窒素原子であり、かつ、窒素原子に結合する、R、R、及びRが一体となってピリジン環を形成した構造である。さらに、前記式(11)は前記式(7)において2つのXが窒素原子であり、かつ、窒素原子に結合するR、R、及びRが一体となってピリジン環を形成した構造である。 That is, the formula (9) has a structure in which two Xs are phosphorus atoms (P) in the formula (8). Further, in the above formula (10), in the above formula (7), one X is a phosphorus atom, the other X is a nitrogen atom, and R 1 , R 2 , and R 3 bonded to the nitrogen atom are present. It is a structure in which a pyridine ring is formed as a unit. Further, the above formula (11) has a structure in which two Xs are nitrogen atoms in the above formula (7), and R 1 , R 2 , and R 3 bonded to the nitrogen atom are integrally formed to form a pyridine ring. Is.

M、X、Yは、前記式(7)と同様である。
また、Aは、前記式(8)と同様である。
は、単結合、二価の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基、又は二価の窒素含有基である。なお、通常、「Aの炭素原子数−1」の炭素原子数を有しうる。
は、単結合、二価の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基、又は二価の窒素含有基である。なお、通常、「Aの炭素原子数−2」の炭素原子数を有しうる。
M, X, and Y are the same as in the above formula (7).
Further, A 1 is the same as the above formula (8).
A 2 is a single bond, a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent heteroaromatic ring group, or a divalent nitrogen-containing group. Normally, it may have a carbon atom number of "A 1 carbon atom number -1".
A 3 is a single bond, a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent heteroaromatic ring group, or a divalent nitrogen-containing group. Normally, it may have a carbon atom number of "A 1 carbon atom number-2".

は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数2〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数1〜30のヘテロアリール基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、NE基、NE3+基、カルボン酸誘導体基、スルホン酸誘導体基等が挙げられる。これらのうち、水素原子、炭素数2〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基であることが好ましく、水素原子、炭素数2〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基であることがより好ましい。 R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, heteroaryl group having 1 to 30 carbon atoms, Examples thereof include an alkoxy group, a hydroxy group, a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, a NE 1 E 2 group, a NE 1 E 2 E 3+ group, a carboxylic acid derivative group, and a sulfonic acid derivative group. Of these, a hydrogen atom, an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an alkoxy group, a halogen atom, and a nitro group are preferable, and a hydrogen atom and an alkyl having 2 to 20 carbon atoms are preferable. More preferably, it is a group, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.

上述のうち、遷移金属錯体は、前記式(10)で表されるものを含むことが好ましく、前記式(10)において、R及びRがそれぞれ独立してtert−ブチル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基であるものを含むことがより好ましく、前記式(10)において、R及びRが炭素数5〜8のシクロアルキル基であるものを含むことがさらに好ましい。また、この際、Rは水素原子であることが特に好ましい。
上述の遷移金属錯体は、単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
Among the above, the transition metal complex preferably contains the one represented by the above formula (10), and in the above formula (10), R 2 and R 3 are independently tert-butyl groups and have 3 carbon atoms, respectively. It is more preferable to include those having a cycloalkyl group of ~ 20, and it is further preferable to include those in which R 2 and R 3 are cycloalkyl groups having 5 to 8 carbon atoms in the above formula (10). At this time, it is particularly preferable that R 4 is a hydrogen atom.
The above-mentioned transition metal complex may be used alone or in combination of two or more.

(アルケン)
アルケンとしては、特に制限されないが、エチレン、プロピレン、イソブテン、1,3−ブタジエン、ピペリレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、スチレン等が挙げられる。これらのうち、エチレン、プロピレン、1,3−ジエン、スチレンであることが好ましく、エチレンであることがより好ましい。
なお、これらのアルケンは単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
また、アルケンの性状は、その種類にもよっても異なるが、気体状であっても液体であってもよい。
なお、使用するアルケンの種類によって、通常、得られるα,β−不飽和カルボン酸誘導体の種類が異なる。例えば、エチレンを用いると通常アクリル酸誘導体(アクリル酸エステル)が得られる。また、プロピレンを用いると通常2−ブテン酸誘導体(2−ブテン酸エステル)が得られる。さらに、1−ブテンを用いると通常2−エチルプロペン酸誘導体(2−エチルプロペン酸エステル)が得られる。
(Alkene)
The alkene is not particularly limited, but is limited to ethylene, propylene, isobutene, 1,3-butadiene, piperylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene. , Styrene and the like. Of these, ethylene, propylene, 1,3-diene, and styrene are preferable, and ethylene is more preferable.
These alkenes may be used alone or in combination of two or more.
The properties of the alkene may be gaseous or liquid, although it depends on the type of alkene.
The type of α, β-unsaturated carboxylic acid derivative usually obtained differs depending on the type of alkene used. For example, when ethylene is used, an acrylic acid derivative (acrylic acid ester) is usually obtained. Further, when propylene is used, a 2-butenoic acid derivative (2-butenoic acid ester) is usually obtained. Further, when 1-butene is used, a 2-ethylpropenoic acid derivative (2-ethylpropene acid ester) is usually obtained.

アルケンの使用量は、遷移金属錯体1モルに対して、1〜50モルであることが好ましく、1.2〜20モルであることがより好ましく、1.5〜15モルであることがさらに好ましく、2〜10モルであることが特に好ましい。アルケンの使用量が前記範囲の下限値以上であると、遷移金属錯体とアルケンとの反応を効率的に進めることができることから好ましい。なお、アルケンの使用量が1モル超であると(遷移金属錯体1モルに対して過剰量であると)、工程1において効率的に反応が進行することから好ましい。具体的には、工程1−Aの反応で残存したアルケンは、前記工程1において金属ラクトン化合物からα,β−不飽和カルボン酸が脱離すると同時に遷移金属錯体に配位する。その結果、α,β−不飽和カルボン酸エステルが得られるとともに、遷移金属錯体にアルケンが配位した遷移金属錯体が再生し連続反応が可能となりうる。一方、アルケンの使用量が50モル以下であると、反応圧力を下げることができることから好ましい。 The amount of the alkene used is preferably 1 to 50 mol, more preferably 1.2 to 20 mol, still more preferably 1.5 to 15 mol, relative to 1 mol of the transition metal complex. It is particularly preferably 2 to 10 mol. When the amount of the alkene used is not less than the lower limit of the above range, the reaction between the transition metal complex and the alkene can be efficiently promoted, which is preferable. When the amount of alkene used is more than 1 mol (excess amount with respect to 1 mol of the transition metal complex), the reaction proceeds efficiently in step 1, which is preferable. Specifically, the alkene remaining in the reaction of step 1-A is coordinated to the transition metal complex at the same time as the α, β-unsaturated carboxylic acid is desorbed from the metal lactone compound in the step 1. As a result, an α, β-unsaturated carboxylic acid ester can be obtained, and a transition metal complex in which an alkene is coordinated with the transition metal complex can be regenerated to enable a continuous reaction. On the other hand, when the amount of alkene used is 50 mol or less, the reaction pressure can be lowered, which is preferable.

(二酸化炭素(CO))
COは、気体状、液体、又は超臨界状態で使用できる。工業規模で利用できるCOを含むガス混合物を使用することも可能であるが、それらが一酸化炭素を実質的に含まないことが好ましい。なお、「一酸化炭素を実質的に含まない」とは、ガス混合物100体積%に対して、COの含有量が100ppm(0.01体積%)以下であることを意味する。
(Carbon dioxide (CO 2 ))
CO 2 can be used in a gaseous, liquid, or supercritical state. Although it is possible to use gas mixtures containing CO 2 that are available on an industrial scale, it is preferred that they are substantially free of carbon monoxide. In addition, "substantially free of carbon monoxide" means that the CO content is 100 ppm (0.01% by volume) or less with respect to 100% by volume of the gas mixture.

COの使用量は、遷移金属錯体1モルに対して、0.1〜10モルであり、好ましくは0.1〜3モルであり、より好ましくは0.1〜1.75モルであり、さらに好ましくは0.1〜1.2モルであり、特に好ましくは0.5〜1.2モルであり、最も好ましくは0.5〜1.0モルである。COの使用量が前記範囲の下限値以上であると、効率的に金属ラクトン化合物を生成することができる。また、COの使用量が前記範囲の上限値以下であると、未反応のCOの発生を防止することができる。
また、一実施形態において、COの使用量は、遷移金属錯体1モルに対して、1モル以下であることが好ましく、0.1〜1モルであることがより好ましく、0.1〜0.95モルであることがさらに好ましい。
The amount of CO 2 used is 0.1 to 10 mol, preferably 0.1 to 3 mol, and more preferably 0.1 to 1.75 mol, based on 1 mol of the transition metal complex. It is more preferably 0.1 to 1.2 mol, particularly preferably 0.5 to 1.2 mol, and most preferably 0.5 to 1.0 mol. When the amount of CO 2 used is not less than the lower limit of the above range, the metal lactone compound can be efficiently produced. Further, when the amount of CO 2 used is not more than the upper limit of the above range, the generation of unreacted CO 2 can be prevented.
Further, in one embodiment, the amount of CO 2 used is preferably 1 mol or less, more preferably 0.1 to 1 mol, and 0.1 to 0 mol with respect to 1 mol of the transition metal complex. It is more preferably .95 mol.

(不活性ガス)
工程1−Aの反応は、不活性ガスの雰囲気下で行うことが好ましい。
当該不活性ガスとしては、特に制限されないが、窒素ガス、希ガス(ヘリウムガス、アルゴンガス、クリプトンガス等)等が挙げられる。これらの不活性ガスは、単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
不活性ガスは、通常、COが気体である場合に、COとともに添加される。また、アルケンが気体である場合には、アルケンとともに添加されることもある。
不活性ガスの使用量は、不活性ガス、CO、及びアルケンの総体積に対して、50体積%未満であることが好ましい。
(Inert gas)
The reaction of Step 1-A is preferably carried out in an atmosphere of an inert gas.
The inert gas is not particularly limited, and examples thereof include nitrogen gas, rare gas (helium gas, argon gas, krypton gas, etc.) and the like. These inert gases may be used alone or in combination of two or more.
The inert gas is usually added together with CO 2 when CO 2 is a gas. If the alkene is a gas, it may be added together with the alkene.
The amount of the inert gas used is preferably less than 50% by volume with respect to the total volume of the inert gas, CO 2 and the alkene.

(溶媒)
工程1−Aの反応は、溶媒を用いて行うことが好ましい。好ましい一実施形態において、遷移金属錯体を含む溶媒中にアルケン及びCOを導入して、遷移金属錯体と接触させることにより反応を行うことが好ましい。
溶媒としては、特に制限されないが、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;クロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素;テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル;ジメチルホルムアミド;ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらのうち、THF、トルエンを用いることが好ましい。なお、これらの溶媒は単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
(solvent)
The reaction of step 1-A is preferably carried out using a solvent. In a preferred embodiment, it is preferable to carry out the reaction by introducing an alkene and CO 2 into a solvent containing a transition metal complex and bringing them into contact with the transition metal complex.
The solvent is not particularly limited, and examples thereof include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene; ethers such as tetrahydrofuran (THF); dimethylformamide; dimethylsulfoxide and the like. Of these, THF and toluene are preferably used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

(反応形式)
工程1−Aの反応形式は、特に制限されず、回分式で行ってもよく、半回分式で行ってもよく、連続式で行ってもよく、回分式、半回分式、及び連続式の組み合わせで行ってもよい。
回分式で行う場合、溶媒に、遷移金属錯体、アルケン、COを導入し、反応を行うことが好ましい。また、半回分式で行う場合、溶媒に遷移金属錯体とアルケンとを予め仕込んでおき、COを連続的に導入することにより反応を行うことが好ましい。連続式で行う場合、溶媒に遷移金属錯体を仕込んでおき、アルケン及びCOを連続的に導入することにより反応を行うことが好ましい。
なお、連続式で行う場合、固定床方式、流動床方式、移動床方式、懸濁床方式や、撹拌混合式又はループ式の反応器内に反応原料を供給しながら、反応混合物の液相を抜き出す方式等の各種の方式で実施することができる。撹拌混合式の反応器内において、液相条件下、気体状のアルケン及びCOを使用して回分式又は連続式で実施する場合には、アルケン及びCOを、反応器の気相部及び液相部の何れか一方に供給してもよいし、反応器の気相部及び液相部の両方に供給してもよい。
また、反応装置については、採用する反応形式に応じて、適宜公知の反応装置を使用することができる。
(Reaction type)
The reaction form of step 1-A is not particularly limited, and may be carried out in a batch system, a semi-batch system, a continuous system, a batch system, a semi-batch system, and a continuous system. It may be done in combination.
When the batch method is used, it is preferable to introduce a transition metal complex, an alkene, and CO 2 into a solvent to carry out the reaction. Further, in the case of performing the semi-batch method, it is preferable to prepare the transition metal complex and the alkene in the solvent in advance and continuously introduce CO 2 to carry out the reaction. When the continuous method is used, it is preferable to charge the transition metal complex in the solvent and continuously introduce the alkene and CO 2 to carry out the reaction.
In the case of continuous operation, the liquid phase of the reaction mixture is mixed while supplying the reaction raw material into a fixed bed method, a fluidized bed method, a moving bed method, a suspension bed method, a stirring mixture type or a loop type reactor. It can be carried out by various methods such as a extraction method. In the reactor of the stirred-mixed, under liquid phase conditions, when carried out in using gaseous alkenes and CO 2 batch or continuous system, the alkene and CO 2, the reactor vapor phase and It may be supplied to either one of the liquid phase parts, or may be supplied to both the gas phase part and the liquid phase part of the reactor.
Further, as the reaction device, a known reaction device can be appropriately used depending on the reaction type to be adopted.

工程1−Aの反応温度は、50〜250℃であることが好ましく、80〜200℃であることがより好ましい。
工程1−Aの反応圧力は、通常、絶対圧で50気圧以下であることが好ましく、10気圧以下であることがより好ましく、2〜10気圧であることがさらに好ましく、3〜10気圧であることが特に好ましい。
The reaction temperature in step 1-A is preferably 50 to 250 ° C, more preferably 80 to 200 ° C.
The reaction pressure in step 1-A is usually preferably 50 atm or less, more preferably 10 atm or less, further preferably 2 to 10 atm, and 3 to 10 atm in absolute pressure. Is particularly preferred.

本実施形態においては、工程1−Aで得られた金属ラクトン化合物を溶媒から単離せず、工程1−Aの反応溶液にヨウ化(臭化)炭化水素を添加し、引き続き工程1を実施することが好ましい。上述の非特許文献1には、ニッケル−ラクトン化合物を溶媒から一度単離したのちに、当該ニッケル−ラクトン化合物を溶媒である重水素化ジクロロメタンに分散させ、得られた分散液に、ヨウ化メチル又はトリフルオロメタンスルホン酸を加えることでα,β−不飽和カルボン酸誘導体であるアクリル酸メチルを合成したことが記載されている。ニッケル−ラクトン化合物を一度単離し、溶媒に再分散させた場合、ニッケル−ラクトン化合物は溶媒中に懸濁した状態となる。一方、上述のように、工程1−A、工程1を連続で行った場合、金属ラクトン化合物が工程1において溶媒によく溶解し、析出しづらいため、ヨウ化(臭化)炭化水素との反応性が向上し、得られるα,β−不飽和カルボン酸誘導体の収率が向上する。 In the present embodiment, the metal lactone compound obtained in step 1-A is not isolated from the solvent, iodide (bromide) hydrocarbon is added to the reaction solution of step 1-A, and step 1 is subsequently carried out. Is preferable. In Non-Patent Document 1 described above, a nickel-lactone compound is once isolated from a solvent, the nickel-lactone compound is dispersed in dichloromethane as a solvent, and methyl iodide is added to the obtained dispersion. Alternatively, it is described that methyl acrylate, which is an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative, was synthesized by adding trifluoromethanesulfonic acid. When the nickel-lactone compound is isolated once and redispersed in the solvent, the nickel-lactone compound is suspended in the solvent. On the other hand, as described above, when Step 1-A and Step 1 are carried out continuously, the metal lactone compound dissolves well in the solvent in Step 1 and is difficult to precipitate, so that it reacts with iodide (bromed) hydrocarbons. The properties are improved, and the yield of the obtained α, β-unsaturated carboxylic acid derivative is improved.

(金属ラクトン化合物)
工程1−Aの反応により得られる金属ラクトン化合物は、下記式(1)で表される。
(Metal lactone compound)
The metal lactone compound obtained by the reaction of Step 1-A is represented by the following formula (1).

Figure 2021046365
前記式(1)中、Mは、遷移金属であり、Lは、それぞれ独立して、単座配位子であるか、又はLは共働して二座配位子を形成する。遷移金属、配位子(単座配位子、二座配位子)は上述したものが挙げられる。
11、R12、R21、R22はそれぞれ独立に水素原子、又は炭素数が1〜8のアルキル基である。炭素数が1〜8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、n−ヘキシル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、n−ヘプチル基、2−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、2,2−ジメチルペンチル基、2,3−ジメチルペンチル基、2,4−ジメチルペンチル基、3,3−ジメチルペンチル基、3−エチルペンチル基、2,2,3−トリメチルブチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基等が例として挙げられる。R11、R12、R21、R22の少なくとも1つがアルキルである場合、R11、R12、R21、R22の合計の炭素数は1〜8であることが好ましく、1〜6であることがより好ましく、1〜4であることがさらに好ましい。また、R11、R12、R21、R22が全て水素原子である場合、上述の工程1における炭素数が1〜6のヨウ化(臭化)炭化水素との反応によって、アクリル酸エステルを得ることできる。
11、R12、R21、R22は、工程1−Aで使用するアルケンを適切に選択することによって調整することができる。例えば、R11、R12、R21、R22の全てが水素原子である金属ラクトン化合物は、遷移金属錯体と、エチレンと、二酸化炭素を反応させることにより得ることができる。
Figure 2021046365
In the above formula (1), M is a transition metal, L is a monodentate ligand independently of each other, or L cooperates to form a bidentate ligand. Examples of the transition metal and the ligand (monodentate ligand, bidentate ligand) include those described above.
R 11 , R 12 , R 21 and R 22 are independently hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms. The alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group and isopentyl. Group, neopentyl group, tert-pentyl group, 1-methylbutyl group, n-hexyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, n- Heptyl group, 2-methylhexyl group, 3-methylhexyl group, 2,2-dimethylpentyl group, 2,3-dimethylpentyl group, 2,4-dimethylpentyl group, 3,3-dimethylpentyl group, 3-ethyl Examples include a pentyl group, a 2,2,3-trimethylbutyl group, an n-octyl group, an isooctyl group, a 2-ethylhexyl group and the like. When at least one of R 11 , R 12 , R 21 , and R 22 is alkyl, the total carbon number of R 11 , R 12 , R 21 , and R 22 is preferably 1 to 8, preferably 1 to 6. It is more preferable that there is, and it is further preferable that it is 1 to 4. When R 11 , R 12 , R 21 , and R 22 are all hydrogen atoms, the acrylic acid ester is produced by the reaction with the iodide (bromide) hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms in the above step 1. You can get it.
R 11 , R 12 , R 21 , and R 22 can be adjusted by appropriately selecting the alkene used in step 1-A. For example, a metal lactone compound in which all of R 11 , R 12 , R 21 , and R 22 are hydrogen atoms can be obtained by reacting a transition metal complex with ethylene and carbon dioxide.

一実施形態において、金属ラクトン化合物は、下記式(2)で表されるものであることが好ましい。 In one embodiment, the metal lactone compound is preferably represented by the following formula (2).

Figure 2021046365
前記式(2)中、Mは、遷移金属であり、Xは、それぞれ独立して、窒素原子、又はリン原子であり、Rは、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素芳香環基、又は窒素含有基であり、R及びRは、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であり、この際、2つのRは互いに結合して環構造を形成していてもよく、同一のX原子に結合するR、R、及びRが一体となって環構造を形成していてもよい。
M、X、R、R、Rは上述の前記式(7)における例示と同様である。R11、R12、R21、R22は、前記式(1)における例示と同様である。
Figure 2021046365
In the above formula (2), M is a transition metal, X is an independent nitrogen atom or a phosphorus atom, and R 1 is an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon, respectively. hydrogen group, a heteroaromatic ring group, or a nitrogen-containing group, R 2 and R 3 are each independently an aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group or a heteroaromatic ring group, this time, The two R 1s may be bonded to each other to form a ring structure, or R 1 , R 2 and R 3 bonded to the same X atom may be integrally formed to form a ring structure.
M, X, R 1 , R 2 , and R 3 are the same as those in the above-mentioned equation (7). R 11 , R 12 , R 21 , and R 22 are the same as those in the above equation (1).

一実施形態において、金属ラクトン化合物は、下記式(3)で表されるものであることがより好ましい。 In one embodiment, the metal lactone compound is more preferably represented by the following formula (3).

Figure 2021046365
前記式(3)中、Mは、遷移金属であり、Xは、それぞれ独立して、窒素原子、又はリン原子であり、R、及びRは、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であり、Aは、単結合、二価の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基、又は二価の窒素含有基であり、この際、同一のX原子に結合するA、R、及びRが一体となって環構造を形成していてもよい。
M、X、R、R、Aは、上述の前記式(8)における例示と同様である。R11、R12、R21、R22は、前記式(1)における例示と同様である。
Figure 2021046365
In the above formula (3), M is a transition metal, X is an independent nitrogen atom or a phosphorus atom, and R 2 and R 3 are independent aliphatic hydrocarbon groups. , aromatic hydrocarbon group or a heteroaromatic ring group, a 1 represents a single bond, a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent heterocyclic aromatic ring group or a, It is a valent nitrogen-containing group, and at this time, A 1 , R 2 , and R 3 bonded to the same X atom may be integrally formed to form a ring structure.
M, X, R 2 , R 3 , and A 1 are the same as those in the above-mentioned equation (8). R 11 , R 12 , R 21 , and R 22 are the same as those in the above equation (1).

前記式(3)において、Xの少なくとも1つが窒素原子であり、この際、前記窒素原子に結合するA、R、及びRが一体となって複素芳香環が形成されることが好ましい。この際、前記複素芳香環は前記式(8)において記載したものと同様のものが挙げられる。 In the above formula (3), at least one of X is a nitrogen atom, and at this time, it is preferable that A 1 , R 2 and R 3 bonded to the nitrogen atom are integrated to form a complex aromatic ring. .. At this time, examples of the heteroaromatic ring are the same as those described in the above formula (8).

また、前記式(3)において、Xの少なくとも1つがリン原子であり、この際、前記リン原子に結合するR及びRの少なくとも一つが、炭素数3以上の脂肪族炭化水素基、炭素数6以上の芳香族炭化水素基、炭素数3以上の複素芳香環基であるものを含むことが好ましい。この際、前記炭素数3以上の脂肪族炭化水素基、炭素数6以上の芳香族炭化水素基、炭素数3以上の複素芳香環基は前記式(8)において記載したものと同様のものが挙げられる。 Further, in the above formula (3), at least one of X is a phosphorus atom, and at this time, at least one of R 2 and R 3 bonded to the phosphorus atom is an aliphatic hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms and carbon. It is preferable to include an aromatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms and a heteroaromatic ring group having 3 or more carbon atoms. At this time, the aliphatic hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms, the aromatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, and the heteroaromatic ring group having 3 or more carbon atoms are the same as those described in the above formula (8). Can be mentioned.

一実施形態において、金属ラクトン化合物は、下記式(4)〜(6)からなる群から選択される少なくとも1種であることがさらに好ましい。 In one embodiment, the metal lactone compound is more preferably at least one selected from the group consisting of the following formulas (4) to (6).

Figure 2021046365
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Figure 2021046365
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Figure 2021046365
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式中、Mは、遷移金属であり、R及びRは、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であり、A、A及びAは、それぞれ独立して、単結合、二価の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基、又は二価の窒素含有基であり、Rは、それぞれ独立して、水素原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基である。
M、R、R、A、A、A、Rは、上述の前記式(9)〜(11)における例示と同様である。R11、R12、R21、R22は、前記式(1)における例示と同様である。
In the formula, M is a transition metal and R 2 and R 3 are independently aliphatic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, or heteroaromatic ring groups, A 1 , A 2 and A, respectively. 3 are each independently a single bond, a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent heterocyclic aromatic ring group, or a divalent nitrogen-containing group, R 4 is , Independently, hydrogen atoms, aliphatic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, or heteroaromatic ring groups.
M, R 2 , R 3 , A 1 , A 2 , A 3 , and R 4 are the same as those in the above equations (9) to (11). R 11 , R 12 , R 21 , and R 22 are the same as those in the above equation (1).

上述のうち、金属ラクトン化合物は、前記式(5)で表されるものであることが好ましく、前記式(5)において、R及びRがそれぞれ独立してtert−ブチル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基であるものを含むことがより好ましく、前記式(5)において、R及びRが炭素数5〜8のシクロアルキル基であるものを含むことがさらに好ましい。また、この際、Rは水素原子であることが特に好ましい。
上述の金属ラクトン化合物は単独で生成しても、2種以上が混合して生成していてもよい。
Of the above, the metal lactone compound is preferably represented by the above formula (5), and in the above formula (5), R 2 and R 3 are independently tert-butyl groups and have 3 carbon atoms, respectively. It is more preferable to include one having a cycloalkyl group of ~ 20, and further preferably to contain one in which R 2 and R 3 are cycloalkyl groups having 5 to 8 carbon atoms in the above formula (5). At this time, it is particularly preferable that R 4 is a hydrogen atom.
The above-mentioned metal lactone compound may be produced alone or in combination of two or more.

本発明の一つの側面としては、工程1−Aにおいてアルケンとしてエチレンを使用し、遷移金属錯体と、エチレンと、二酸化炭素を反応させて、R11、R12、R21、R22が全て水素原子である前記式(1)で表される金属ラクトン化合物を得、工程1においてヨウ化(臭化)炭化水素としてヨウ化エチルを使用し、前記金属ラクトン化合物とヨウ化エチルを反応させ、アクリル酸エチルとヨウ化水素を得、工程2においてアルコールとしてエタノールを使用し、前記ヨウ化水素とエタノールを反応させ、ヨウ化エチルを再生させ、前記ヨウ化エチルを工程1において再利用することが特に好ましい。
この実施形態において、工程1−Aで使用されるエチレンはエタノールを脱水反応することにより得ることができる。したがって、一定量の遷移金属錯体と、一定量ヨウ化エチルを準備すれば、後はエタノールと二酸化炭素を供給することにより、アクリル酸エチルを連続的に製造することが可能となる。
One aspect of the present invention is that in step 1-A, ethylene is used as an alkene, and the transition metal complex, ethylene, and carbon dioxide are reacted to make R 11 , R 12 , R 21 , and R 22 all hydrogen. An atomic metal lactone compound represented by the formula (1) is obtained, ethyl iodide is used as an iodide (bromide) hydrocarbon in step 1, and the metal lactone compound is reacted with ethyl iodide to form acrylic. It is particularly preferable to obtain ethyl iodide and hydrogen iodide, use ethanol as an alcohol in step 2, react the hydrogen iodide with ethanol, regenerate ethyl iodide, and reuse the ethyl iodide in step 1. preferable.
In this embodiment, the ethylene used in step 1-A can be obtained by dehydrating ethanol. Therefore, if a certain amount of the transition metal complex and a certain amount of ethyl iodide are prepared, it is possible to continuously produce ethyl acrylate by supplying ethanol and carbon dioxide.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

[実施例1]
(1)MAP配位子の合成
2−(メチルアミノ)ピリジン(0.459g、4.16mmol)をトルエン15mLに溶解し、得られた溶液を−35℃に冷却した。冷却した溶液にn−ブチルリチウム(1.6M、2.75mL、4.37mmol)を徐々に滴下した。滴下後、室温にて3時間撹拌した。−35℃に再度、冷却後、シクロヘキシルホスフィン(0.967g、4.16mmol)を滴下し、80℃にて8時間撹拌した。その後、トルエンを真空中にて留去し、ペンタンに溶解後、Celite上にて、溶液をろ過した。真空中にてペンタンを留去し、目的物である下記式(12)で表される(ジヘキシルホスフィノ)−2−メチルアミノピリジン(MAP)(870mg、69%)を得た。
[Example 1]
(1) Synthesis of MAP Ligand 2- (Methylamino) pyridine (0.459 g, 4.16 mmol) was dissolved in 15 mL of toluene, and the obtained solution was cooled to −35 ° C. N-Butyllithium (1.6 M, 2.75 mL, 4.37 mmol) was gradually added dropwise to the cooled solution. After the dropping, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. After cooling to −35 ° C. again, cyclohexylphosphine (0.967 g, 4.16 mmol) was added dropwise, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 8 hours. Then, toluene was distilled off in vacuum, dissolved in pentane, and then the solution was filtered on Celite. Pentane was distilled off in vacuum to obtain the desired product (dihexylphosphino) -2-methylaminopyridine (MAP) (870 mg, 69%) represented by the following formula (12).

Figure 2021046365
Figure 2021046365

(2)遷移金属錯体である(MAP)Ni(COD)金属錯体の合成
(ジヘキシルホスフィノ)−2−メチルアミノピリジン(MAP)(64.6mg、0.212mmol)のテトラヒドロフラン(THF)溶液を、ニッケルビス1,5−シクロオクタジエン(Ni(COD))(58.4mg、0.212mmol)のTHF溶液に徐々に滴下した。室温にて3時間撹拌後、THFを真空中にて留去した。これにより、下記式(13)で表される遷移金属錯体((MAP)Ni(COD))を得た。得られた遷移金属錯体は、前記式(10)において、Mがニッケルであり、Yが1,5−シクロオクタジエンであり、R及びRがシクロヘキシル基であり、Rが水素原子であり、Aが−N(CH)−である遷移金属錯体である。
(2) Synthesis of (MAP) Ni (COD) metal complex which is a transition metal complex
A solution of (dihexylphosphino) -2-methylaminopyridine (MAP) (64.6 mg, 0.212 mmol) in tetrahydrofuran (THF) was added to nickel bis 1,5-cyclooctadiene (Ni (COD) 2 ) (58. It was gradually added dropwise to a solution of 4 mg (0.212 mmol) in THF. After stirring at room temperature for 3 hours, THF was distilled off in vacuum. As a result, a transition metal complex ((MAP) Ni (COD)) represented by the following formula (13) was obtained. In the obtained transition metal complex, in the above formula (10), M is nickel, Y is 1,5-cyclooctadiene, R 2 and R 3 are cyclohexyl groups, and R 4 is a hydrogen atom. Yes, it is a transition metal complex in which A 2 is −N (CH 3) −.

Figure 2021046365
Figure 2021046365

(3)工程1−A
窒素雰囲気下にて(MAP)Ni(COD)(0.1mmol、47.1mg)を耐圧NMR管に量り取り、d8−THFに懸濁させた。真空ラインに耐圧NMR管を接続し、NMR管を液体窒素で冷却後、内部のガス(おもにN)を脱気した(冷却はそのまま)。その後、真空ラインにエチレンガスが封入されたガスボンベを接続し、エチレンガスをNMR管に導入した(遷移金属錯体に対して4等量)。
一旦、耐圧NMR管を室温に戻し、10分間静置したのち、エチレンガスの導入と同様の方法で、二酸化炭素が封入されたガスボンベを用いて、耐圧NMR管に二酸化炭素(遷移金属錯体に対して1等量)を導入した。耐圧NMR管を90℃で加熱し、31P−NMRならびにH−NMRにて生成物を分析した。24時間後のニッケルラクトン化合物の収率は93.0%であった。得られたニッケルラクトン化合物は、前記式(5)において、Mがニッケルであり、R及びRがシクロヘキシル基であり、Rが水素原子であり、Aが−N(CH)−であり、R11、R12、R21、及びR22が水素原子であるニッケルラクトン化合物である。
(3) Step 1-A
Under a nitrogen atmosphere, (MAP) Ni (COD) (0.1 mmol, 47.1 mg) was weighed in a pressure-resistant NMR tube and suspended in d8-THF. A pressure-resistant NMR tube was connected to the vacuum line, and after cooling the NMR tube with liquid nitrogen, the internal gas (mainly N 2 ) was degassed (cooling remained unchanged). Then, a gas cylinder filled with ethylene gas was connected to the vacuum line, and ethylene gas was introduced into the NMR tube (4 equivalents with respect to the transition metal complex).
Once the pressure-resistant NMR tube was returned to room temperature and allowed to stand for 10 minutes, carbon dioxide (for the transition metal complex) was placed in the pressure-resistant NMR tube using a gas cylinder filled with carbon dioxide in the same manner as in the introduction of ethylene gas. 1 equal amount) was introduced. The pressure resistant NMR tube was heated at 90 ° C. and the products were analyzed by 31 P-NMR and 1 H-NMR. The yield of the nickel lactone compound after 24 hours was 93.0%. In the obtained nickel lactone compound, in the above formula (5), M is nickel, R 2 and R 3 are cyclohexyl groups, R 4 is a hydrogen atom, and A 2 is -N (CH 3 )-. Is a nickel lactone compound in which R 11 , R 12 , R 21 and R 22 are hydrogen atoms.

(4)工程1
工程1−Aで得られた反応液に、ヨウ化エチル(15.6mg、0.1mmol、ニッケルラクトン化合物に対して1当量)を導入した。80℃にて24時間反応後、H−NMRにて生成物を分析したところ、アクリル酸エチルの生成が確認された。
(4) Step 1
Ethyl iodide (15.6 mg, 0.1 mmol, 1 equivalent with respect to the nickel lactone compound) was introduced into the reaction solution obtained in Step 1-A. After the reaction at 80 ° C. for 24 hours, the product was analyzed by 1 H-NMR, and the formation of ethyl acrylate was confirmed.

(5)工程2
反応後の溶液にエタノール(4.6mg、0.1mmol)を加え、耐圧NMR管を密封し、90℃で3時間攪拌した。反応後の溶液をH−NMRにて分析したところ、ヨウ化エチルの生成が確認された。
(5) Step 2
Ethanol (4.6 mg, 0.1 mmol) was added to the solution after the reaction, the pressure-resistant NMR tube was sealed, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 3 hours. When the solution after the reaction was analyzed by 1 H-NMR, the formation of ethyl iodide was confirmed.

[実施例2]
ヨウ化エチルに代えて臭化エチルを使用したこと以外は実施例1と同様の方法で反応を行った。工程1においてアクリル酸エチルの生成が、工程2において臭化エチルの生成が確認された。なお、アクリル酸エチルの生成量は、実施例1よりも少なかった。
[Example 2]
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that ethyl bromide was used instead of ethyl iodide. The formation of ethyl acrylate was confirmed in step 1, and the formation of ethyl bromide was confirmed in step 2. The amount of ethyl acrylate produced was smaller than that of Example 1.

[比較例1]
ヨウ化エチルに代えて塩化エチルを使用したこと以外は実施例1と同様の方法で、アクリル酸エチルの合成を試みたが、アクリル酸エチルの生成は確認されなかった。
[Comparative Example 1]
An attempt was made to synthesize ethyl acrylate in the same manner as in Example 1 except that ethyl chloride was used instead of ethyl iodide, but the formation of ethyl acrylate was not confirmed.

Claims (8)

下記式(1)で表される金属ラクトン化合物と炭素数が1〜6のヨウ化炭化水素及び臭化炭化水素のいずれか一方、又は両方とを反応させ、α,β−不飽和カルボン酸誘導体とヨウ化水素及び臭化水素のいずれか一方、又は両方を得る工程と、前記ヨウ化水素及び前記臭化水素のいずれか一方、又は両方と炭素数が1〜6のアルコールを反応させ、前記ヨウ化炭化水素及び前記臭化炭化水素のいずれか一方、又は両方を再生させる工程と、を含む、α,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
Figure 2021046365
[式中、Mは、遷移金属であり、Lは、それぞれ独立して、単座配位子であるか、又はLは共働して二座配位子を形成し、R11、R12、R21、R22はそれぞれ独立に水素原子、又は炭素数が1〜8のアルキル基である。]
An α, β-unsaturated carboxylic acid derivative is obtained by reacting a metal lactone compound represented by the following formula (1) with one or both of hydrogen iodide and hydrogen bromide having 1 to 6 carbon atoms. The step of obtaining one or both of hydrogen iodide and hydrogen bromide, and the reaction of one or both of the hydrogen iodide and the hydrogen bromide with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms are carried out. A method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative, which comprises a step of regenerating one or both of a hydrogen iodide hydrocarbon and the bromide hydrocarbon.
Figure 2021046365
[In the formula, M is a transition metal and L is a monodentate ligand, respectively, or L cooperates to form a bidentate ligand, R 11 , R 12 , R 21 and R 22 are independently hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms. ]
遷移金属錯体と、アルケンと、二酸化炭素と、を反応させて前記金属ラクトン化合物を得る工程をさらに含む、請求項1に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。 The method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative according to claim 1, further comprising a step of reacting a transition metal complex with an alkene and carbon dioxide to obtain the metal lactone compound. 前記金属ラクトン化合物が下記式(2)で表される、請求項1又は2に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
Figure 2021046365
[式中、Mは、遷移金属であり、Xは、それぞれ独立して、窒素原子、又はリン原子であり、Rは、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素芳香環基、又は窒素含有基であり、R及びRは、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であり、この際、2つのRは互いに結合して環構造を形成していてもよく、同一のX原子に結合するR、R、及びRが一体となって環構造を形成していてもよく、R11、R12、R21、R22は上記と同様である。]
The method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative according to claim 1 or 2, wherein the metal lactone compound is represented by the following formula (2).
Figure 2021046365
[In the formula, M is a transition metal, X is an independent nitrogen atom or a phosphorus atom, and R 1 is an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, respectively. a heteroaromatic ring group, or a nitrogen-containing group, R 2 and R 3 are each independently an aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group or a heteroaromatic ring group, this time, two R 1 may be bonded to form a ring structure, R 1, R 2, and R 3 which bind to the same X atoms may form a ring structure together, R 11, R 12 , R 21 , and R 22 are the same as described above. ]
前記金属ラクトン化合物が下記式(3)で表される、請求項3に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
Figure 2021046365
[式中、Mは、遷移金属であり、Xは、それぞれ独立して、窒素原子、又はリン原子であり、R、及びRは、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であり、Aは、単結合、二価の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基、又は二価の窒素含有基であり、この際、同一のX原子に結合するA、R、及びRが一体となって環構造を形成していてもよく、R11、R12、R21、R22は上記と同様である。]
The method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative according to claim 3, wherein the metal lactone compound is represented by the following formula (3).
Figure 2021046365
[In the formula, M is a transition metal, X is an independently nitrogen atom or a phosphorus atom, and R 2 and R 3 are independently aliphatic hydrocarbon groups and aromatics, respectively. It is a hydrocarbon group or a heteroaromatic ring group, and A 1 is a single bond, a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent heteroaromatic ring group, or a divalent nitrogen. It is an containing group, and at this time, A 1 , R 2 , and R 3 bonded to the same X atom may be integrally formed to form a ring structure, and R 11 , R 12 , R 21 , and R 22. Is the same as above. ]
前記Xの少なくとも1つが窒素原子であり、
前記窒素原子に結合するA、R、及びRが一体となって複素芳香環が形成される、請求項4に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
At least one of the Xs is a nitrogen atom
The method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative according to claim 4, wherein a heteroaromatic ring is formed by integrating A 1 , R 2 , and R 3 bonded to the nitrogen atom.
前記Xの少なくとも1つがリン原子であり、
前記リン原子に結合するR及びRの少なくとも一つが、炭素数3以上の脂肪族炭化水素基、炭素数6以上の芳香族炭化水素基、又は炭素数3以上の複素芳香環基である、請求項4又は5に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
At least one of the X is a phosphorus atom
At least one of R 2 and R 3 bonded to the phosphorus atom is an aliphatic hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, or a heteroaromatic ring group having 3 or more carbon atoms. The method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative according to claim 4 or 5.
前記金属ラクトン化合物が下記式(4)〜(6)からなる群から選択される少なくとも1つを含む請求項4〜6のいずれか一項に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。
Figure 2021046365
Figure 2021046365
Figure 2021046365
[式中、Mは、遷移金属であり、R及びRは、それぞれ独立して、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であり、Aは、単結合、二価の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基、又は二価の窒素含有基であり、Aは、単結合、二価の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基、又は二価の窒素含有基であり、Aは、単結合、二価の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基、二価の複素芳香環基、又は二価の窒素含有基であり、Rは、それぞれ独立して、水素原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は複素芳香環基であり、R11、R12、R21、R22は上記と同様である。]
Production of the α, β-unsaturated carboxylic acid derivative according to any one of claims 4 to 6, wherein the metal lactone compound contains at least one selected from the group consisting of the following formulas (4) to (6). Method.
Figure 2021046365
Figure 2021046365
Figure 2021046365
[In the formula, M is a transition metal, R 2 and R 3 are independently aliphatic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, or heteroaromatic ring groups, and A 1 is a single bond. , A divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent heteroaromatic ring group, or a divalent nitrogen-containing group, and A 2 is a single-bonded, divalent aliphatic hydrocarbon. hydrogen group, a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent heterocyclic aromatic ring group, or a divalent nitrogen-containing group, a 3 is a single bond, a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic family hydrocarbon group, a divalent heterocyclic aromatic ring group, or a divalent nitrogen-containing group, R 4 are each independently hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group, or a heteroaromatic It is a ring group, and R 11 , R 12 , R 21 , and R 22 are the same as described above. ]
前記金属ラクトン化合物を得る工程の反応を、10気圧以下の圧力で行う、請求項2〜7のいずれか一項に記載のα,β−不飽和カルボン酸誘導体の製造方法。 The method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid derivative according to any one of claims 2 to 7, wherein the reaction in the step of obtaining the metal lactone compound is carried out at a pressure of 10 atm or less.
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