JP2022166149A - ポリオールの調製方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、式(I)の触媒、二重金属シアン化物(double metal cyanide)(DMC)触
媒及び出発化合物(starter compound)の存在下でエポキシド及び二酸化炭素を反応させる
ことによる、ポリカーボネートエーテルポリオール(polycarbonate ether polyol)の調製
方法に関する。
ポリウレタンは、ジ-またはポリイソシアネートをポリオールと反応させることによっ
て調製される。ポリウレタンは、断熱パネル、高性能接着剤、高弾性発泡シート剤(high-
resilience foam seating)、密封剤やガスケット、車輪やタイヤ、合成繊維などを含む、
数多くの様々な製品や用途に使用される。
数のヒドロキシル基)を有するポリマーである。最も一般的に使用されるポリオールは、
ポリエーテルまたはポリエステル系である。
二重金属シアン化物(DMC)触媒を用いてエポキシドを反応させることによるものがあ
る。
ポリオール中のカーボネート結合が得られるポリウレタンの特性を向上する、例えば、カ
ーボネート結合の存在により得られるポリウレタンのUV安定性、加水分解安定性、耐薬
品性および/または機械的強度を向上するため、ポリエーテルポリオールの骨格にポリカ
ーボネート結合を含ませることが望ましい。カーボネート結合の存在はまた、得られるポ
リオールの粘度を上げ、これは用途によっては使用を制限してしまう。したがって、広範
な用途に特性を合わせるためにポリオール中のカーボネート結合に対するエーテル結合の
割合を制御できることが重要である。また、得られるポリオールの有用性や加工しやすさ
に影響を与え得るため、ポリオールの分子量や多分散性を制御できることも重要である。
yによる米国特許第3427256号に最初に開示された。その後、出発化合物の存在下
でこの反応を行うことによってポリエーテルポリオールが得られることが見出された。
ル(以下、ポリカーボネートエーテルポリオール(polycarbonate ether polyol)と称する
)を調製できる。これらのタイプのポリマーを調製するためには、一般的に高圧の二酸化
炭素で反応を行う。DMC触媒では、二酸化炭素を適切に導入するために、反応を40b
ar以上の圧力で行う必要があることが、通常、知られている。ポリオールを調製するた
めの工業的な装置が一般的に10bar以下の圧力に制限されるため、これは望ましくな
い。例えば、米国特許出願公開第2013/0072602号の実施例では、50bar
のCO2での出発化合物及び添加剤の存在下でのプロピレンオキシドの重合が記載される
。得られたポリカーボネートエーテルポリオールは、17.8及び24.1wt% CO
2を取り込んでいる。同様の結果が米国特許出願公開第2013/0190462号でも
見受けられる。
触媒及び出発化合物の存在下でプロピレンオキシドの重合を行ったところ、得られたポリ
オールは10.0~15.4wt% CO2を取り込んだことが示される。
ートエーテルポリオールを調製できることが望ましい。また、低圧力下で二酸化炭素を適
切に取り込む(例えば、≧20wt% 二酸化炭素、これは、使用される出発物質の性質
によって、ポリマー骨格に~0.5のカーボネート結合の割合を必要とする)ことが望ま
しい。
omplex)永久的なリガンドセットを有する触媒の存在下で二酸化炭素及びエポキシドを共
重合することによるポリカーボネートポリオールの製造方法が開示される。実施例で調製
されるポリオールは、ポリマー骨格において≧0.95のカーボネート結合割合を有する
。これらの系は、ポリマー骨格にエーテル結合をほとんどまたはまったくもたないポリカ
ーボネートを調製するように設計される。さらに、各実施例は、300psig(約20
bar)二酸化炭素の高圧で行われる。
オールの調製方法が開示される。
、通常≧99%のカーボネート結合を有する。
される、ポリカーボネートエーテルの調製方法に関する。この公報は、ポリオールの調製
に関するものではない。WO 2012/121508号に開示される方法は、DMC触
媒及び下記式を有する金属サレン触媒の存在下でエポキシド及び二酸化炭素を共重合する
ことを必要とする。
エーテルは、様々な量のエーテル及びカーボネート結合を含む。しかしながら、上記ポリ
マーは、高分子量を有し、高多分散指数を有し(即ち、PDIが3.8以上)、末端がヒ
ドロキシル基ではない。したがって、これらのポリマーはポリウレタンの製造に使用でき
ない。
7-5184には、DMC触媒及びジカルボン酸出発物質を用いた低分子量のポリカーボネート
エーテルポリオールの調製方法が記載される。カーボネート結合の割合の高いポリオール
を調製できるには明らかに不可欠であるジカルボン酸出発物質を使用する際には、温度を
下げ(50℃)、圧力を上げる(40bar)ことによって、得られるポリオールでのカ
ーボネート結合の割合を0.75まで増加できる。これらの条件は、経済的工業的用途に
は好ましくない。Gao et alは、ポリカーボネートエーテルポリオールを調製するための
2元触媒系は好ましくないことを示唆している。
、0.75~0.9のカーボネート結合の割合を有するポリオールを調製することはでき
ないことが報告された。
本発明は、式(I)の触媒、二重金属シアン化物(DMC)触媒(double metal cyanid
e (DMC) catalyst)および出発化合物(starter compound)の存在下でエポキシドおよび二
酸化炭素を反応させることによるポリカーボネートエーテルポリオールの調製方法に関す
る。
M1およびM2は、独立して、Zn(II)、Cr(II)、Co(II)、Cu(I
I)、Mn(II)、Mg(II)、Ni(II)、Fe(II)、Ti(II)、V(
II)、Cr(III)-X、Co(III)-X、Mn(III)-X、Ni(III
)-X、Fe(III)-X、Ca(II)、Ge(II)、Al(III)-X、Ti
(III)-X、V(III)-X、Ge(IV)-(X)2またはTi(IV)-(X
)2から選択され;
R1およびR2は、独立して、水素、ハライド(halide)、ニトロ基、ニトリル基、イミ
ン、アミン、エーテル基、シリル基、シリルエーテル基、スルホキシド基、スルホニル基
、スルフィネート基(sulfinate group)もしくはアセチリド基(acetylide group)または置
換基を有してもよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロアルキル基、アリー
ル基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリール
チオ基、脂環式基もしくはヘテロ脂環式基から選択され;
R3は、独立して、置換基を有してもよいアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、
ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレン、アリーレン、ヘテロアリ
ーレンまたはシクロアルキレンから選択され、この際、アルキレン、アルケニレン、アル
キニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンおよび ヘテロアルキニレンは、アリ
ール、ヘテロアリール、脂環式またはヘテロ脂環式によって中断されて(interrupted by)
もよく;
R5は、独立して、H、または置換基を有してもよい脂肪族、ヘテロ脂肪族、脂環式、
ヘテロ脂環式、アリール、ヘテロアリール、アルキルヘテロアリールまたはアルキルアリ
ールから選択され;
E1はCであり、E2はO、SもしくはNHでありまたはE1はNでありおよびE2は
Oであり;
E3、E4、E5およびE6は、N、NR4、OおよびSから選択され、
(O)Rx、ORx、ホスフィネート(phosphinate)、ハライド(halide)、ニトレート(ni
trate)、ヒドロキシル、カーボネート(carbonate)、アミノ、アミドまたは置換基を有し
てもよい脂肪族、ヘテロ脂肪族、脂環式、ヘテロ脂環式、アリールもしくはヘテロアリー
ルから選択され;
Rxは、独立して、水素、または置換基を有してもよい脂肪族、ハロ脂肪族、ヘテロ脂
肪族、脂環式、ヘテロ脂環式、アリール、アルキルアリールもしくはヘテロアリールから
選択され;さらに
Gは、存在しないまたは独立して、ルイス塩基である中性もしくはアニオン性ドナーリ
ガンドから選択される。
and)を有する。前記DMC触媒は、有機錯化剤、水および/または金属塩を(例えば、非
化学量論量で)さらに含んでもよい。
II)、Sn(II)、Pb(II)、Fe(III)、Mo(IV)、Mo(VI)、
Al(III)、V(V)、V(VI)、Sr(II)、W(IV)、W(VI)、Cu
(II)、およびCr(III)から選択され、
M”がFe(II)、Fe(III)、Co(II)、Co(III)、Cr(II)
、Cr(III)、Mn(II)、Mn(III)、Ir(III)、Ni(II)、R
h(III)、Ru(II)、V(IV)、およびV(V)から選択され;さらに
d、e、fおよびgは整数であり、DMC触媒が電気的に中性であるように選択される
。
置換基を有してもよいアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘ
テロアルケニレン、ヘテロアルキニレン、シクロアルキレン、シクロアルケニレン、ヘテ
ロシクロアルキレン、ヘテロシクロアルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレンから選
択されても、またはZは、これらの基の組み合わせであってもよく、例えば、Zは、アル
キルアリーレン基、ヘテロアルキルアリーレン基、ヘテロアルキルヘテロアリーレン基ま
たはアルキルヘテロアリーレン基であってもよい。
)OH、-P(O)(OR’)(OH)、-PR’(O)(OH)2または-PR’(O
)OHであってもよく、さらに、R’は、H、または置換基を有してもよいアルキル、ヘ
テロアルキル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキルもしくはヘテロシクロアルキ
ルであってもよい。
0bar、約1bar~約15bar、または約1bar~約10bar 二酸化炭素の
圧力で行うことができる。また、前記反応は、約5bar以下の圧力で行うことができる
と考えられるであろう。
約110℃、例えば、約60℃~約100℃、例えば、約70℃~約100℃の温度で行
うことができる。
a.本明細書で規定される式(I)の触媒、
b.本明細書で規定されるDMC触媒、および
c.本明細書で規定される出発化合物
を有する、二酸化炭素およびエポキシドの共重合のための重合系を提供する。
は整数であり、m/(n+m)は0超1未満である、ポリカーボネートエーテルポリオー
ルを調製することが可能である。
によって調製されるポリオールを含むポリオール組成物をジ-またはポリイソシアネート
を含む組成物と反応することによって、例えば、ポリウレタンを調製することに使用され
てもよい。
本発明を目的として、脂肪族基は、直鎖または分岐鎖であってもよく、完全に飽和して
いても、または1以上の不飽和単位を有していてもよい炭化水素部分である(ただし、芳
香族ではない)。「不飽和」ということばは、1以上の二重および/または三重結合を有
する部分を意味する。したがって、「脂肪族」ということばは、アルキル基、アルケニル
基またはアルキニル基、およびこれらの組み合わせを包含するものである。脂肪族基は、
好ましくは、C1-20脂肪族基、すなわち、1、2、3、4、5、6、7、8、9、1
0、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20炭素原子を有す
る脂肪族基である。好ましくは、脂肪族基は、C1-15脂肪族であり、より好ましくは
C1-12脂肪族であり、より好ましくはC1-10脂肪族であり、さらにより好ましく
はC1-6脂肪族基等のC1-8脂肪族である。
直鎖または分岐鎖のアルキル基である。したがって、アルキル基は、1、2、3、4、5
、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19また
は20炭素原子を有する。好ましくは、アルキル基は、C1-15アルキルであり、好ま
しくはC1-12アルキルであり、より好ましくはC1-10アルキルであり、さらによ
り好ましくはC1-8アルキルであり、さらにより好ましくはC1-6アルキル基である
。具体的には、「C1-20アルキル基」の例としては、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、ter
t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n
-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n
-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n
-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-エイコシル基、1,1-ジメチルプロピル基
、1,2-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、1-エチル-2-メチルプロピル基、1,1,2-トリメチルプロピル
基、1-エチルブチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、1,1-ジメチル
ブチル基、1,2-ジメチルブチル基、2,2-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、2-エチルブチル基、2-メチルペンチル基、3-
メチルペンチル基などがある。
」および「C2-20アルキニル」、より好ましくは「C2-15アルケニル」および「
C2-15アルキニル」、さらにより好ましくは「C2-12アルケニル」および「C2
-12アルキニル」、さらにより好ましくは「C2-10アルケニル」および「C2-1
0アルキニル」、さらにより好ましくは「C2-8アルケニル」および「C2-8アルキ
ニル」、最も好ましくは「C2-6アルケニル」および「C2-6アルキニル」基である
。
、さらに1以上のヘテロ原子を有する、上記したような脂肪族基である。したがって、ヘ
テロ脂肪族基は、好ましくは、2~21原子、好ましくは2~16原子、より好ましくは
2~13原子、より好ましくは2~11原子、より好ましくは2~9原子、さらにより好
ましくは2~7原子を含み、この際、少なくとも1原子は炭素原子である。特に好ましい
ヘテロ原子は、O、S、N、PおよびSiから選択される。ヘテロ脂肪族基が2以上のヘ
テロ原子を有する場合には、これらのヘテロ原子は同じであってもまたは異なるものであ
ってもよい。
は多環(融合、架橋及びスピロ-融合を含む)環系、即ち、3、4、5、6、7、8、9
、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20炭素原子を
有する脂環式基である。好ましくは、脂環式基は、3~15、より好ましくは3~12、
さらにより好ましくは3~10、さらにより好ましくは3~8炭素原子、さらにより好ま
しくは3~6炭素原子を有する。「脂環式」ということばは、シクロアルキル基、シクロ
アルケニル基及びシクロアルキニル基を包含する。脂環式基は、-CH2-シクロヘキシ
ル等の、1以上のアルキル置換基が連結しているまたは連結していない脂環式環を包含し
てもよいと解されるであろう。具体的には、C3-20シクロアルキル基の例としては、
シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、ア
ダマンチル及びシクロオクチルがある。
れる、1以上の環ヘテロ原子を有する、上記したような脂環式基である。ヘテロ脂環式基
は、好ましくは、1~4ヘテロ原子を含み、この際、ヘテロ原子は同じであってもまたは
異なるものであってもよい。ヘテロ脂環式基は、好ましくは、5~20原子、より好まし
くは5~14原子、さらにより好ましくは5~12原子を有する。
、好ましくは、「C6-12アリール基」であり、6、7、8、9、10、11または1
2炭素原子によって構成されるアリール基であり、単環の環基等の縮合環、または2重環
の環基などを包含する。具体的には、「C6-10アリール基」の例としては、フェニル
基、ビフェニル基、インデニル基、ナフチル基またはアズレニル基などがある。インダン
やテトラヒドロナフタレン等の縮合環もまたアリール基に包含されるものと解されるべき
である。
される1~4個の環ヘテロ原子を有するアリール基である。ヘテロアリール基は、好まし
くは、5~20、より好ましくは5~14環原子を有する。具体的には、ヘテロアリール
基の例としては、ピリジン、イミダゾール、メチルイミダゾール及びジメチルアミノピリ
ジンがある。
限されないが、シクロヘキシル、フェニル、アクリジン、ベンズイミダゾール、ベンゾフ
ラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾオチアゾール、カルバゾール、シ
ンノリン、ダイオキシン、ジオキサン、ジオキソラン、ジチアン、ジチアジン、ジチアゾ
ール、ジチオラン、フラン、イミダゾール、イミダゾリン、イミダゾリジン、インドール
、インドリン、インドリジン、インダゾール、イソインドール、イソキノリン、イソオキ
サゾール、イソチアゾール、モルホリン、ナフチリジン、オキサゾール、オキサジアゾー
ル、オキサチアゾール、オキサチアゾリジン、オキサジン、オキサジアジン、フェナジン
、フェノチアジン、フェノキサジン、フタラジン、ピペラジン、ピペリジン、プテリジン
、プリン、ピラン、ピラジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピラゾリジン、ピリダジン、ピ
リジン、ピリミジン、ピロール、ピロリジン、ピロリン、キノリン、キノキサリン、キナ
ゾリン、キノリジン、テトラヒドロフラン、テトラジン、テトラゾール、チオフェン、チ
アジアジン、チアジアゾール、チアトリアゾール、チアジン、チアゾール、チオモルホリ
ン、チアナフタレン、チオピラン、チアジン、トリアゾール、及びトリチアンがある。
明細書で使用される場合には、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などを意味
し、好ましくはフッ素原子、臭素原子または塩素原子、より好ましくはフッ素原子を意味
する。
1-15ハロアルキル基」、より好ましくは「C1-12ハロアルキル基」、より好まし
くは「C1-10ハロアルキル基」、さらにより好ましくは「C1-8ハロアルキル基」
、さらにより好ましくは「C1-6ハロアルキル基」であり、少なくとも1個のハロゲン
原子、好ましくは1、2または3個のハロゲン原子で置換された、それぞれ、上記したよ
うなC1-20アルキル基、C1-15アルキル基、C1-12アルキル基、C1-10
アルキル基、C1-8アルキル基、またはC1-6アルキル基である。具体的には、「C
1-20 ハロアルキル基」の例としては、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、ト
リフルオロメチル基、フルオロエチル基、ジフルオロエチル基、トリフルオロエチル基、
クロロメチル基、ブロモメチル基、ヨードメチル基などがある。
15アルコキシ基」、より好ましくは「C1-12アルコキシ基」、より好ましくは「C
1-10アルコキシ基」、さらにより好ましくは「C1-8アルコキシ基」、さらにより
好ましくは「C1-6アルコキシ基」であり、前記したC1-20アルキル基、C1-1
5アルキル基、C1-12アルキル基、C1-10アルキル基、C1-8アルキル基、ま
たはC1-6アルキル基にそれぞれ結合したオキシ基である。具体的には、「C1-20
アルコキシ基」の例としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プ
ロポキシ基、n-ブトキシ基、iso-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブ
トキシ基、n-ペンチルオキシ基、iso-ペンチルオキシ基、sec-ペンチルオキシ
基、n-ヘキシルオキシ基、iso-ヘキシルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-ヘ
プチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、n-ノニルオキシ基、n-デシルオキシ基、n
-ウンデシルオキシ基、n-ドデシルオキシ基、n-トリデシルオキシ基、n-テトラデ
シルオキシ基、n-ペンタデシルオキシ基、n-ヘキサデシルオキシ基、n-ヘプタデシ
ルオキシ基、n-オクタデシルオキシ基、n-ノナデシルオキシ基、n-エイコシルオキ
シ基、1,1-ジメチルプロポキシ基、1,2-ジメチルプロポキシ基、2,2-ジメチ
ルプロポキシ基、2-メチルブトキシ基、1-エチル-2-メチルプロポキシ基、1,1
,2-トリメチルプロポキシ基、1,1-ジメチルブトキシ基、1,2-ジメチルブトキ
シ基、2,2-ジメチルブトキシ基、2,3-ジメチルブトキシ基、1,3-ジメチルブ
トキシ基、2-エチルブトキシ基、2-メチルペンチルオキシ基、3-メチルペンチルオ
キシ基などがある。
「C6-12アリールオキシ基」、さらにより好ましくは「C6-10アリールオキシ基
」であり、前記したC5-20アリール基、C6-12アリール基、またはC6-10ア
リール基にそれぞれ結合したオキシ基である。
-15アルキルチオ基」、より好ましくは「C1-12アルキルチオ基」、より好ましく
は「C1-10アルキルチオ基」、さらにより好ましくは「C1-8アルキルチオ」、さ
らにより好ましくは「C1-6アルキルチオ基」であり、前記したC1-20アルキル基
、C1-15アルキル基、C1-12アルキル基、C1-10アルキル基、C1-8アル
キル基、またはC1-6アルキル基にそれぞれ結合したチオ(-S-)基である。
6-12アリールチオ」、さらにより好ましくは「C6-10アリールチオ基」であり、
前記したC5-20アリール基、C6-12アリール基、またはC6-10アリール基に
それぞれ結合したチオ基(-S-)である。
より好ましくは「C6-12アリールC1-16アルキル基」、さらにより好ましくは「
C6-12アリールC1-6アルキル基」であり、上記にて規定したようなアルキル基の
いずれかの位置で結合した上記にて規定したようなアリール基である。アルキルアリール
基の分子への結合点はアルキル部分を介してもよく、好ましくは、アルキルアリール基は
、-CH2-Phまたは-CH2CH2-Phである。アルキルアリール基はまた、「ア
ラルキル」とも称される。
、上記にて規定したような脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、ヘテロ脂環式基、アリ
ール基またはヘテロアリール基であってもよい。特定の実施形態では、各Rsは、独立し
て、非置換の脂肪族、脂環式またはアリールである。好ましくは、各Rsは、メチル、エ
チルまたはプロピルから選択されるアルキル基である。
独立して、上記にて規定したような脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、ヘテロ脂環式
基、アリール基またはヘテロアリール基であってもよい。特定の実施形態では、各R6は
、独立して、非置換の脂肪族、脂環式またはアリールであってもよい。好ましくは、各R
6は、置換基を有してもよいフェニル基または置換基を有してもよいメチル、エチル、プ
ロピルまたはブチル(n-ブチルもしくはtert-ブチル(tBu)など)から選択さ
れるアルキル基である。シリルエーテル基の具体例としては、OSi(Me)3、OSi
(Et)3、OSi(Ph)3、OSi(Me)2(tBu)、OSi(tBu)3およ
びOSi(Ph)2(tBu)がある。
上記にて規定したような脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、ヘテロ脂環式基、アリー
ル基またはヘテロアリール基である。特定の実施形態では、R7は、非置換の脂肪族、脂
環式またはアリールである。好ましくは、R7は、メチル、エチルまたはプロピルから選
択されるアルキル基である。
基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、ヘテロ脂環式基、アリール基またはヘテロアリール基で
あってもよい。本発明を目的として、R9がアルキルである際には、三重結合は、アルキ
ル鎖のいずれの位置に存在してもよい。特定の実施形態では、R9は、非置換の脂肪族、
脂環式またはアリールである。好ましくは、R9は、メチル、エチル、プロピルまたはフ
ェニルである。
際、R10は、上記にて規定したような脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、ヘテロ脂
環式基、シリル基、アリール基またはヘテロアリール基であってもよい。アミノ基がN(
R10)2である際、各R10基は、同じであってまたは異なるものであってもよいと解
されるであろう。特定の実施形態では、各R10は、独立して、非置換の脂肪族、脂環式
、シリルまたはアリールである。好ましくは、R10は、メチル、エチル、プロピル、S
iMe3またはフェニルである。
、この際、R11は、水素、上記にて規定したような脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式
基、ヘテロ脂環式基、アリール基またはヘテロアリール基であってもよい。特定の実施形
態では、R11は、非置換の脂肪族、脂環式またはアリールである。好ましくは、R11
は、水素、メチル、エチル、プロピルまたはフェニルである。アミド基は、水素、脂肪族
基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、ヘテロ脂環式基、アリール基またはヘテロアリール基で
終わってもよい。
、この際、R12は、上記にて規定したような脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、ヘ
テロ脂環式基、アリール基またはヘテロアリール基であってもよい。特定の実施形態では
、R12は、非置換の脂肪族、脂環式またはアリールである。好ましくは、R12は、メ
チル、エチル、プロピルまたはフェニルである。エステル基は、脂肪族基、ヘテロ脂肪族
基、脂環式基、ヘテロ脂環式基、アリール基またはヘテロアリール基で終わってもよい。
R12が水素である際には、-OC(O)R12-または-C(O)OR12-で規定さ
れる基はカルボン酸基であると解されるであろう。
sulfonyl group)は、好ましくは、-S(O)2R13であり、この際、R13は、上記
にて規定したような脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、ヘテロ脂環式基、アリール基
またはヘテロアリール基であってもよい。特定の実施形態では、R13は、非置換の脂肪
族、脂環式またはアリールである。好ましくは、R13は、メチル、エチル、プロピルま
たはフェニルである。
水素、上記にて規定したような脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、ヘテロ脂環式基、
アリール基またはヘテロアリール基であってもよい。特定の実施形態では、R14は、非
置換の脂肪族、脂環式またはアリールである。好ましくは、R14は、水素、メチル、エ
チル、プロピル、ブチル(例えば、n-ブチル、イソブチルまたはtert-ブチル)、
フェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル
、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデ
シル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、トリフルオロメチルまた
はアダマンチルである。
の際、R15は、水素、上記にて規定したような脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、
ヘテロ脂環式基、アリール基またはヘテロアリール基であってもよい。特定の実施形態で
は、R15は、非置換の脂肪族、脂環式またはアリールである。好ましくは、R15は、
水素、メチル、エチル、プロピルまたはフェニルである。
P(O)(OR16)(R16)の基であり、この際、各R16は、独立して、水素、ま
たは上記にて規定したような脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、ヘテロ脂環式基、ア
リール基もしくはヘテロアリール基から選択される。特定の実施形態では、R16は、脂
肪族、脂環式、アリールまたはC1-6アルコキシで置換されてもよい、脂肪族、脂環式
またはアリールである。好ましくは、R16は、置換基を有してもよいアリールまたはC
1-20アルキル、より好ましくはC1-6アルコキシ(好ましくは、メトキシ)で置換
されてもよいフェニルまたは非置換のC1-20アルキル(ヘキシル、オクチル、デシル
、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、ステアリル等)である。ホスホネート基(pho
sphonate group)は、好ましくは、-P(O)(OR16)2の基であり、この際、R1
6は上記と同様の定義である。-P(O)(OR16)2でいずれかのまたは双方のR1
6が水素である際は、-P(O)(OR16)2で規定される基はリン酸基であると解さ
れるであろう。
S(O)R17であり、この際、R17は、水素、上記にて規定したような脂肪族基、ヘ
テロ脂肪族基、ハロ脂肪族基、脂環式基、ヘテロ脂環式基、アリール基またはヘテロアリ
ール基であってもよい。特定の実施形態では、R17は、非置換の脂肪族、脂環式または
アリールである。好ましくは、R17は、水素、メチル、エチル、プロピルまたはフェニ
ルである。R17が水素である際には、-S(O)OR17で規定される基はスルホン酸
基であると解されるであろう。
R18は、水素、上記にて規定したような脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、ヘテロ
脂環式基、アリール基またはヘテロアリール基であってもよい。特定の実施形態では、R
18は、置換基を有してもよい脂肪族、脂環式またはアリールである。好ましくは、R1
8は、水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル(例えば、n-ブチル、イソブチルまた
はtert-ブチル)、フェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンチル、ヘキシル、ヘプ
チル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、
ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、
トリフルオロメチル、シクロヘキシル、ベンジルまたはアダマンチルである。R17が水
素である際には、-OC(O)OR18で規定される基は炭酸基であると解されるであろ
う。
、水素、上記にて規定したような脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、ヘテロ脂環式基
、アリール基またはヘテロアリール基であってもよい。特定の実施形態では、R19は、
非置換の脂肪族、脂環式またはアリールである。好ましくは、R19は、水素、メチル、
エチル、プロピル、ブチル(例えば、n-ブチル、イソブチルもしくはtert-ブチル
)、フェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノ
ニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキ
サデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、トリフルオロメチル
またはアダマンチルである。
応じて、価数をあわせるために、存在してもよいと解されるであろう。例えば、アミノ基
の場合には、別のR基が存在して、RNHR10を生じてもよく、この際、Rは水素、上
記にて規定したような置換基を有してもよい脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基、ヘテ
ロ脂環式基、アリール基またはヘテロアリール基である。好ましくは、Rは水素または脂
肪族、脂環式もしくはアリールである。
ル基、ヘテロアリール基、ハロアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキル
チオ基、アリールチオ基、アルキルアリール基、シリル基、シリルエーテル基、エステル
基、スルホキシド基、スルホニル基、カルボキシレート基、カーボネート(carbonate)基
、イミン基、アセチリド(acetylide)基、アミノ基、ホスフィネート(phosphinate)基、ス
ルホネート(sulfonate)基またはアミド基のいずれかがハロゲン、ヒドロキシ、ニトロ、
カルボキシレート、カーボネート、アルコキシ、アリールオキシ、アルキルチオ、アリー
ルチオ、ヘテロアリールオキシ、アルキルアリール、アミノ、アミド、イミン、ニトリル
、シリル、シリルエーテル、エステル、スルホキシド、スルホニル、アセチリド、ホスフ
ィネート、スルホネートまたは置換基を有してもよい(例えば、ハロゲン、ヒドロキシ、
ニトロ、カーボネート、アルコキシ、アリールオキシ、アルキルチオ、アリールチオ、ア
ミノ、イミン、ニトリル、シリル、スルホキシド、スルホニル、ホスフィネート、スルホ
ニルまたはアセチリドによって置換されてもよい)脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、脂環式基
、ヘテロ脂環式基、アリール基もしくはヘテロアリール基によって置換されてもよい。
に示されていたとしても、一以上のXおよびGの基がM1またはM2金属中心間の架橋を
形成してもよいと、解されるであろう。
ことばは、エポキシド部分を有する化合物に関するものである。本発明で使用されてもよ
いエポキシドの例としては、以下に制限されないが、シクロヘキセンオキシド、スチレン
オキシド、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、置換基を有する
シクロヘキセンオキシド(リモネンオキシド、C10H16Oまたは2-(3,4-エポ
キシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、C11H22Oなど)、アルキレンオ
キシド(エチレンオキシドや置換基を有するエチレンオキシドなど)、非置換のまたは置
換基を有するオキシラン(オキシラン、エピクロルヒドリン、2-(2-メトキシエトキ
シ)メチルオキシラン(MEMO)、2-(2-(2-メトキシエトキシ)エトキシ)メ
チルオキシラン(ME2MO)、2-(2-(2-(2-メトキシエトキシ)エトキシ)
エトキシ)メチルオキシラン(ME3MO)、1,2-エポキシブタン、グリシジルエー
テル、ビニル-シクロヘキセンオキシド、3-フェニル-1,2-エポキシプロパン、1
,2-及び2,3-エポキシブタン、イソブチレンオキシド、シクロペンテンオキシド、
2,3-エポキシ-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン、インデンオキシド、なら
びに官能基を有する(functionalized)3,5-ジオキサエポキシド(dioxaepoxide)がある
。官能基を有する3,5-ジオキサエポキシドの例としては、下記がある。
ネートであってもよい。グリシジルエーテル、グリシジルエステル グリシジルカーボネ
ートの例としては、下記がある。
ポキシド、tris-エポキシド、またはmulti-エポキシド含有部分であってもよ
い。1個を超えるエポキシド部分を含む化合物の例としては、ビスフェノールAジグリシ
ジルエーテルや3,4-エポキシシクロヘキシルメチル3,4-エポキシシクロヘキサン
カルボキシレートがある。1個を超えるエポキシド部分を含む1以上の化合物の存在下で
行われる反応により得られるポリマーで架橋が起こってもよいと理解されるであろう。
理解するであろう。エポキシドは、標準的な酸化化学を用いて得られる、脂肪酸および/
またはテルペン由来のものなどの、(ポリ)不飽和((poly)unsaturated)化合物から得ら
れてもよい。
部分は適当な保護基で保護されてもよい。適当な保護基としては、メチルまたは他のアル
キル基、ベンジル、アリル、tert-ブチル、テトラヒドロピラニル(THP)、メト
キシメチル(MOM)、アセチル(C(O)アルキル)、ベンゾイル(C(O)Ph)、
ジメトキシトリチル(DMT)、メトキシエトキシメチル(MEM)、p-メトキシベン
ジル(PMB)、トリチル、シリル(トリメチルシリル(TMS)、t-ブチルジメチル
シリル(TBDMS)、t-ブチルジフェニルシリル(TBDPS)、トリ-イソ-プロ
ピルシリルオキシメチル(TOM)、及びトリイソプロピルシリル(TIPS)など)、
(4-メトキシフェニル)ジフェニルメチル(MMT)、テトラヒドロフラニル(THF
)、ならびにテトラヒドロピラニル(THP)がある。
。
されるであろう。換言すると、「エポキシド(an epoxide)」ということばは、単一のエポ
キシド、または2以上の異なるエポキシドの混合物を意味する。例えば、エポキシド基質
は、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの混合物、シクロヘキセンオキシド及びプ
ロピレンオキシドの混合物、エチレンオキシド及びシクロヘキセンオキシドの混合物、ま
たはエチレンオキシド、プロピレンオキシド及びシクロヘキセンオキシドの混合物であっ
てもよい。
本発明は、式(I)の触媒、二重金属シアン化物(DMC)触媒、及び出発化合物の存
在下でエポキシを二酸化炭素と反応する方法を提供する。
式(I)の触媒は、下記構造を有する。
Cu(II)、Mn(II)、Mg(II)、Ni(II)、Fe(II)、Ti(II
)、V(II)、Cr(III)-X、Co(III)-X、Mn(III)-X、 N
i(III)-X、Fe(III)-X、Ca(II)、Ge(II)、Al(III)
-X、Ti(III)-X、V(III)-X、Ge(IV)-(X)2またはTi(I
V)-(X)2から選択され;
R1およびR2は、独立して、水素、ハライド、ニトロ基、ニトリル基、イミン、アミ
ン、エーテル基、シリル基、シリルエーテル基、スルホキシド基、スルホニル基、スルフ
ィネート基もしくはアセチリド基または置換基を有してもよいアルキル基、アルケニル基
、アルキニル基、ハロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリ
ールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、脂環式基もしくはヘテロ脂環式基から
選択され;
R3は、独立して、置換基を有してもよいアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、
ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレン、アリーレン、ヘテロアリ
ーレンまたはシクロアルキレンから選択され、この際、アルキレン、アルケニレン、アル
キニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンおよびヘテロアルキニレンは、アリー
ル、ヘテロアリール、脂環式またはヘテロ脂環式によって中断されてもよく(may optiona
lly be interrupted by);
R5は、独立して、H、または置換を有してもよい脂肪族、ヘテロ脂肪族、脂環式、ヘ
テロ脂環式、アリール、ヘテロアリール、アルキルヘテロアリールもしくはアルキルアリ
ールから選択され;
E1がCでありかつE2がO、SもしくはNHでありまたはE1がNでありかつE2が
Oであり;
E3、E4、E5およびE6は、N、NR4、OおよびSから選択され、
、ORx、ホスフィネート、ハライド、ニトレート、ヒドロキシル、カーボネート、アミ
ノ、アミドまたは置換を有してもよい脂肪族、ヘテロ脂肪族、脂環式、ヘテロ脂環式、ア
リールもしくはヘテロアリールから選択され;
Rxは、独立して、水素、または置換基を有してもよい脂肪族、ハロ脂肪族、ヘテロ脂
肪族、脂環式、ヘテロ脂環式、アリール、アルキルアリールまたはヘテロアリールから選
択され;さらに
Gは、存在しないまたは独立して、ルイス塩基である中性もしくはアニオン性ドナーリ
ガンドから選択される。
ってもよく、さらにR1及びR2は同じであってもまたは異なるものであってもよい。
キシド、スルホニル、スルフィネート、および置換基を有してもよいアルキル、アルケニ
ル、アリール、ヘテロアリール、シリル、シリルエーテル、アルコキシ、アリールオキシ
またはアルキルチオから選択される。好ましくは、R2の存在(occurrence)はそれぞれは
同じである。好ましくは、R2の存在(occurrence)はそれぞれは同じであり、水素である
。
シド、スルホニル、スルフィネート、シリル、シリルエーテルおよび置換基を有してもよ
いアルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシまた
はアルキルチオから選択されてもよい。例えば、R1の双方の存在は同じであってもよく
、水素、ハライド、スルホキシド、および置換基を有してもよいアルキル、ヘテロアリー
ル、シリル、アルキルチオまたはアルコキシから選択されてもよい。R1に関するオプシ
ョン(双方とも同じであってもよい)としては、水素、メチル、t-ブチル、メトキシ、
エトキシ、アルキルチオ、トリメチルシリルまたはトリエチルシリル等のトリアルキルシ
リル、臭化物、メタンスルホニル、またはピペリジニルがあり、例えば、R1の双方の存
在は同じであってもよく、メチル、t-ブチルまたはトリアルキルシリルから選択されて
もよい。
ノ、ニトロ、スルホキシド、スルホニル、スルフィネート、および置換基を有してもよい
アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、シリル、シリルエーテル、アルコキ
シ、アリールオキシ、アルキルチオ、アリールチオから選択され、水素、C1-6アルキ
ル(例えば、ハロアルキル)、アルコキシ、アリール、ハライド、ニトロ、スルホニル、
シリル及びアルキルチオ、例えば、tBu、iPr、Me、OMe、H、ニトロ、SO2
Me、SiEt3、SiMe3、SMe、ハロゲンまたはフェニルなどがある。
はR2とは異なってもよいと理解されるであろう。
てもよい2置換の2価のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、
ヘテロアルケニル基もしくはヘテロアルキニル基であってもよい、または式(I)の触媒
内で2個の窒素中心間で架橋基として作用する2置換のアリール基もしくはシクロアルキ
ル基であってもよいと解されるであろう。ゆえに、R3がジメチルプロピレニル等のアル
キレン基である場合には、R3基は-CH2-C(CH3)2-CH2-の構造を有する
。したがって、上記したアルキル基、アリール基、シクロアルキル基等の定義はまたR3
について列挙した2価のアルキレン基、アリーレン基、シクロアルキレン基などにそれぞ
れ関連し、必要であれば置換されてもよい。R3に関する具体的なオプションとしては、
エチレニル、2,2-フルオロプロピレニル、2,2-ジメチルプロピレニル、プロピレ
ニル、ブチレニル、フェニレニル、シクロヘキシレニルまたはビフェニレニルがある。R
3がシクロヘキシレニルである際には、R3はラセミ、RR-またはSS-形態であって
もよい。
たは非置換のアリーレン、好ましくはプロピレニルや2,2-ジメチルプロピレニル等の
置換基を有するまたは非置換のプロピレニル、ならびに置換基を有するまたは非置換のフ
ェニレニルまたはビフェニレニルから選択されてもよい。好ましくは、R3の双方の存在
は同じである。さらにより好ましくは、R3は、2,2-ジ(アルキル)プロピレニル、
特に2,2-ジ(メチル)プロピレニル等の置換基を有するプロピレニルである。
ニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンもしくはヘテロアルキニレン、アリーレ
ンまたはシクロアルキレンから選択されてもよい。好ましくは、R3は、置換基を有する
または非置換のアルキレン、シクロアルキレン、アルケニレン、ヘテロアルキレンおよび
アリーレンから選択される。より好ましくは、R3は、2,2-ジメチルプロピレニル、
-CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-、-CH2C(CH2C6H
5)2CH2-、フェニレン、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2-、-C
H2CH2N(CH3)CH2CH2-、1,4-シクロヘキサンジイルまたは-CH2
CH2CH(C2H5)-から選択される。さらにより好ましくは、R3は、2,2-ジ
メチルプロピレニル、-CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-、-C
H2C(CH2C6H5)2CH2-、-CH2CH2CH(C2H5)-、-CH2C
H2CH2CH2-から選択される。さらにより好ましくは、R3は、2,2-ジメチル
プロピレニル、-CH2C(CH2C6H5)2CH2-、CH2CH(CH3)CH2
及び-CH2C(C2H5)2CH2-から選択される。
ロピレニルであり、より好ましくは、2,2-ジメチルプロピレニルである。
およびSから選択される。
リールから選択される。より好ましくは、各R5は、独立して、水素、および置換基を有
してもよいアルキルまたはアリールから選択される。さらにより好ましくは、各R5は同
じであり、水素、および置換基を有してもよいアルキルまたはアリールから選択される。
具体的なR5基としては、水素、メチル、エチル、フェニル及びトリフルオロメチルがあ
り、好ましくは水素、メチルまたはトリフルオロメチルである。さらにより好ましくは各
R5は水素である。
SまたはNHから選択される。さらにより好ましくは、E1の双方の存在はCでありかつ
E2の双方の存在はOである。
当業者は理解するであろう。
あると解されるであろう。例えば、E3、E4、E5及びE6の各存在はNR4であって
もよい(かつ各R4は同じであってもよい)。E3、E4、E5及びE6は同じであり、
NHであってもよいと理解されるであろう。換言すると、式(I)の触媒は下記構造を有
してもよい。
に同じである必要はないが)R1の各存在は同じであってもよく、R2の各存在は同じで
あってもよく、R3の各存在は同じであってもよく、R5の各存在は同じであってもよく
、E1の各存在は同じであってもよく、さらにE2の各存在は同じであってもよく、さら
にE3、E4、E5およびE6は同じであると解されるであろう。
各存在はNR4であり、さらに各R4は水素またはアルキルであり、R3の各存在は置換
基を有するまたは非置換のアルキレン、シクロアルキレン、アルケニレン、ヘテロアルキ
レン及びアリーレンであってもよく、R1の各存在は水素、ハロゲン、スルホキシドまた
は置換基を有するもしくは非置換のアルキル、ヘテロアリール、シリル、アルキルチオま
たはアルコキシから選択されてもよく、E1の双方の存在はCであってもよく、およびE
2の双方の存在はOであってもよい。
、E1またはE2の少なくとも1つの存在が同じ基の残りの存在と異なっていてもよい、
またはE3、E4、E5及びE6の少なくとも1つの存在がE3、E4、E5及びE6の
残りの存在と異なってもよいと解されるであろう。例えば、R3の各存在が異なってもよ
い、またはR1の各存在が異なってもよい。
3及びE5はE4及びE6とは異なると解されるであろう。また、E3及びE4は同じで
あってもよく、E5及びE6は同じであってもよいが、E3及びE4はE5及びE6とは
異なると解されるであろう。または、E3、E4、E5及びE6の一つの存在がE3、E
4、E5及びE6の残りの存在とは異なる(さらに、残りの3つの存在が同じである)。
4がアルキルであるNR4であってよい。さらに、E3及びE5はR4がHであるNR4
であってもよく、さらにE4及びE6はR4がアルキルであるNR4であってもよく、ま
たはE3及びE4はR4がHであるNR4であってもよく、さらにE5及びE6はR4が
アルキルであるNR4であってもよい。ゆえに、好ましくは、各E3、E4、E5及びE
6はNR4であり、この際、R4の少なくとも1つの存在はR4の残りの存在とは異なる
と解されるであろう。
OSO2Rx、OS(O)Rx、OSO(Rx)2、S(O)Rx、ORx、ホスフィネ
ート、ハライド、ニトロ、ヒドロキシル、カーボネート、アミノ、ニトレート、アミドお
よび置換基を有してもよい脂肪族、ヘテロ脂肪族(例えば、シリル)、脂環式、ヘテロ脂
環式、アリールまたはヘテロアリールから選択される。好ましくは、各Xは、独立して、
OC(O)Rx、OSO2Rx、OS(O)Rx、OSO(Rx)2、S(O)Rx、O
Rx、ハライド、ニトレート、ヒドロキシル、カーボネート、アミノ、ニトロ、アミド、
アルキル(例えば、分岐鎖アルキル)、ヘテロアルキル、(例えば、シリル)、アリール
またはヘテロアリールから選択される。さらにより好ましくは、各Xは、独立して、OC
(O)Rx、ORx、ハライド、カーボネート、アミノ、ニトロ、アルキル、アリール、
ヘテロアリール、ホスフィネートまたはOSO2Rxから選択される。Xが脂肪族、ヘテ
ロ脂肪族、脂環式、ヘテロ脂環式、アリールまたはヘテロアリールである際の好ましい任
意の置換基としては、ハロゲン、ヒドロキシル、ニトロ、シアノ、アミノ、または置換基
を有するもしくは非置換の脂肪族、ヘテロ脂肪族、脂環式、ヘテロ脂環式、アリールまた
はヘテロアリールがある。各Xは、同じであってもまたは異なるものであってもよく、好
ましくは、各Xは同じである。また、Xは2つの金属中心間の架橋を形成してもよいと解
されるであろう。
肪族、脂環式、ヘテロ脂環式、アリール、アルキルアリール、もしくはヘテロアリールで
ある。好ましくは、Rxは、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアルキル、アリ
ール、ヘテロアリール、シクロアルキル、またはアルキルアリールである。Rxの好まし
い任意の置換基としては、ハロゲン、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、アミノ、アルコキ
シ、アルキルチオ、または置換基を有するもしくは非置換の脂肪族、ヘテロ脂肪族、脂環
式、ヘテロ脂環式、アリールまたはヘテロアリール(例えば、置換基を有してもよいアル
キル、アリール、またはヘテロアリール)がある。
H3)2、Et、Me、OMe、OiPr、OtBu、Cl、Br、I、F、N(iPr
)2またはN(SiMe3)2、OPh、OBn、サリチレート(salicylate)、ジオクチ
ル ホスフィネートなどがある。
アミノ、ニトロ、アルキル、アリール、ヘテロアリール、ホスフィネートまたはOSO2
Rxから選択され、Rxはアルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアルキル、アリー
ル、ヘテロアリールまたはアルキルアリールである。より好ましくは、各Xは同じであり
、OC(O)Rx、ORx、ハライド、アルキル、アリール、ヘテロアリール、ホスフィ
ネートまたはOSO2Rxである。さらにより好ましくは、各Xは同じであり、OC(O
)Rxである。さらにより好ましくは、各Xは同じであり、OAc、O2CCF3、また
はO2C(CH2)3Cyから選択される。最も好ましくは、各Xは同じであり、OAc
である。
キニル、ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキルまたはアルキルア
リールから選択される。より好ましくは、各Rxは同じであり、置換基を有してもよいア
ルキル、アルケニル、ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキルまた
はアルキルアリールである。さらにより好ましくは、各Rxは同じであり、置換基を有し
てもよいアルキル、アルケニル、ヘテロアルキル;またはシクロアルキルである。より好
ましくは、Rxは置換基を有してもよいアルキル、ヘテロアルキルまたはシクロアルキル
である。最も好ましくは、Rxは置換基を有してもよいアルキルである。
れるであろう。例えば、各Xは独立してOC(O)Rx、OSO2Rx、OS(O)Rx
、OSO(Rx)2、S(O)Rx、ORx、ハライド、ニトレート、ヒドロキシル、カ
ーボネート、アミノ、ニトロ、アミド、アルキル(例えば、分岐鎖アルキル)、ヘテロア
ルキル、(例えば、シリル)、アリールまたはヘテロアリールであってもよい、例えば、
それぞれが独立して、OC(O)Rx、ORx、ハライド、カーボネート、アミノ、ニト
ロ、アルキル、アリール、ヘテロアリール、ホスフィネートまたはOSO2Rxであって
もよく、Rxが置換基を有してもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアルキ
ル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、またはアルキルアリールであってもよ
い。
Cr(II)、Co(III)-X、Co(II)、Cu(II)、Mn(III)-X
、Mn(II)、Mg(II)、Ni(II)、Ni(III)-X、Fe(II)、F
e(III)-X、Ca(II)、Ge(II)、Ti(II)、Al(III)-X、
Ti(III)-X、V(II)、V(III)-X、Ge(IV)-(X)2またはT
i(IV)-(X)2のいずれかから選択される。
、Co(II)、Mn(II)、Mg(II)、Ni(II)、Fe(II)、およびF
e(III)-Xから選択され、より好ましくは、M1およびM2の少なくとも一方は、
Mg(II)、Zn(II)、およびNi(II)から選択され、例えば、M1およびM
2の少なくとも一方は、Ni(II)である。
。例えば、M1および/またはM2は、Zn(II)、Cr(III)-X、Co(II
)、Mn(II)、Mg(II)、Ni(II)、Fe(II)、およびFe(III)
-Xから選択されてもよく、より好ましくは、M1および/またはM2は、Mg(II)
、Zn(II)及びNi(II)から選択され、例えば、M1および/またはM2はNi
(II)である。
II)及びZn(II)、Ni(II)及びNi(II)、Mg(II)及びZn(II
)、Mg(II)及びNi(II)、Zn(II)及びCo(II)、Co(II)及び
Co(III)、Fe(III)及びFe(III)、Zn(II)及びFe(II)、
またはZn(II)及びNi(II)がある。
II)、Fe(III)、Al(III)、Ti(III)またはV(III)である際
には、式(I)の触媒は金属中心に配位する(co-ordinated to)別のX基(Xは上記と同
じ定義である)を含むと解されるであろう。また、M1またはM2の一方がGe(IV)
またはTi(IV)である場合には、式(I)の触媒は金属中心に配位する(co-ordinate
d to)別の2個のX基(Xは上記と同じ定義である)を含むと解されるであろう。特定の
実施形態では、M1またはM2の一方がGe(IV)-(X)2またはTi(IV)-(
X)2である場合には、双方のGは存在しなくてもよい。
定の実施形態では、Gは窒素含有ルイス塩基である。各Gは、中性であってもまたは負に
帯電していてもよい。Gが負に帯電している場合には、1以上の正のカウンターイオンが
錯体のチャージのバランスをとるために必要であろう。適当な正のカウンターイオンとし
ては、1価金属イオンの基(Na+、K+、etc)、2価金属イオンの基(Mg2+、
Ca2+等)、イミダゾリウムイオン、正に帯電した置換基を有してもよいヘテロアリー
ル基、ヘテロ脂肪族基またはヘテロ脂環式基、アンモニウムイオン(即ち、N(R12)
4 +)、イミニウムイオン(即ち、ビス(トリフェニルホスフィン)イミニウムイオン等
の、(R12)2C=N(R12)2 +)またはホスホニウムイオン(P(R12)4 +
)(この際、各R12は、独立して、水素または置換基を有してもよい脂肪族、ヘテロ脂
肪族、脂環式、ヘテロ脂環式、アリールまたはヘテロアリールから選択される)がある。
具体的なカウンターイオンとしては、[H-B]+(この際、Bは、トリエチルアミン、
1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセ-7-ン及び7-メチル-1,5,7-
トリアザビシクロ[4.4.0]デセ-5-ンから選択される)がある。
もよいヘテロ脂環式基、置換基を有してもよいヘテロアリール基、ハライド、ヒドロキシ
ド、ヒドライド、カルボキシレート及び水から選択される。より好ましくは、Gは、独立
して、水、アルコール(例えば、メタノール)、置換基を有するまたは非置換のヘテロア
リール(イミダゾール、メチルイミダゾール(例えば、N-メチルイミダゾール)、ピリ
ジン、4-ジメチルアミノピリジン、ピロール、ピラゾール等)、エーテル(ジメチルエ
ーテル、ジエチルエーテル、環状エーテル等)、チオエーテル、カルベン、ホスフィン、
ホスフィンオキシド、置換基を有するまたは非置換のヘテロ脂環式(モルホリン、ピペリ
ジン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロチオフェン等)、アミン、アルキルアミントリ
メチルアミン、トリエチルアミン等)、アセトニトリル、エステル(酢酸エチル等)、ア
セトアミド(ジメチルアセトアミド等)、スルホキシド(ジメチルスルホキシド等)、カ
ルボキシレート、ヒドロキシド、ヒドライド、ハライド、ニトレート、スルホネートなど
から選択される。実施形態によっては、Gの一方または双方が、独立して、置換基を有し
てもよいヘテロアリール、置換基を有してもよいヘテロ脂肪族、置換基を有してもよいヘ
テロ脂環式、ハライド、ヒドロキシド、ヒドライド、エーテル、チオエーテル、カルベン
、ホスフィン、ホスフィンオキシド、アミン、アルキルアミン、アセトニトリル、エステ
ル、アセトアミド、スルホキシド、カルボキシレート、ニトレートまたはスルホネートか
ら選択される。特定の実施形態では、Gは、ハライド;ヒドロキシド;ヒドライド;水;
アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、ハロゲン、ヒドロキシル、ニトロまた
はニトリルで置換されてもよいヘテロアリール基、ヘテロ脂環式基またはカルボキシレー
ト基であってもよい。好ましい実施形態では、Gは、独立して、ハライド;水;アルキル
(例えば、メチル、エチル等)、アルケニル、アルキニル、アルコキシ(好ましくは、メ
トキシ)、ハロゲン、ヒドロキシル、ニトロまたはニトリルで置換されてもよいヘテロア
リールである。実施形態によっては、Gの一方または双方が負に帯電している(例えば、
ハライド)。さらなる実施形態では、Gの一方または双方が置換基を有してもよいヘテロ
アリールである。具体的なG基としては、塩化物、臭化物、ピリジン、メチルイミダゾー
ル(例えば、N-メチルイミダゾール)およびジメチルアミノピリジン(例えば、4-メ
チルアミノピリジン)がある。
よい、またはG基は、以下の式(IIa)に示されるように、双方の金属中心と結合して
、2個の金属中心間に架橋を形成してもよいと解されるであろう。
(I)および式(II)の定義と同様である。
はエタノール)等の溶媒分子と結合してもよいことを、当業者は理解するであろう。溶媒
分子は、第一の態様の触媒の分子に対して1:1未満の割合(即ち、0.2:1、0.2
5:1、0.5:1)で、第一の態様の触媒の分子に対して1:1の割合で、または第一
の態様の触媒の分子に対して、1:1を超える割合で、存在してもよいと解されるであろ
う。
であろう。例えば、第一の態様の触媒は、ダイマー、トリマー、テトラマー、ペンタマー
、またはより高次の凝集体であってもよい。
方が存在しなくてもよいと解されるであろう。
(II)、Mn(II)、Mg(II)、Ni(II)、Fe(II)、及びFe(II
I)-Xから選択されてもよく、例えば、M1及びM2の少なくとも一方は、Mg(II
)、Zn(II)及びNi(II)から選択されてもよく、例えば、M1及びM2の少な
くとも一方はNi(II)であってもよい。
例えば、M1および/またはM2は、Zn(II)、Cr(III)-X、Co(II)
、Mn(II)、Mg(II)、Ni(II)、Fe(II)、及びFe(III)-X
から選択されてもよく、好ましくは、M1および/またはM2は、Mg(II)、Zn(
II)及びNi(II)から選択され、例えば、M1および/またはM2はNi(II)
である。M1及びM2の具体的な組み合わせとしては、Mg(II)/Mg(II)、Z
n(II)/Zn(II)、Ni(II)/Ni(II)、Mg(II)/Zn(II)
、Mg(II)/Ni(II)、Zn(II)/Ni(II)がある。
(Rx)2、S(O)Rx、ORx、ハライド、ニトレート、ヒドロキシル、カーボネー
ト、アミノ、ニトロ、アミド、アルキル(例えば、分岐鎖アルキル)、ヘテロアルキル(
例えば、シリル)、アリールまたはヘテロアリールであってもよく、例えば、それぞれは
、独立して、OC(O)Rx、ORx、ハライド、カーボネート、アミノ、ニトロ、アル
キル、アリール、ヘテロアリール、ホスフィネートまたはOSO2Rxであってもよい。
例えば、Rxは、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアルキル、アリール、ヘテ
ロアリール、シクロアルキル、またはアルキルアリールであってもよい。
(例えば、メチル、エチル等)、アルケニル、アルキニル、アルコキシ(好ましくは、メ
トキシ)、ハロゲン、ヒドロキシル、ニトロまたはニトリルで置換されてもよいヘテロア
リールから選択され、例えば、Gの一方または双方(存在する場合には)は、塩化物、臭
化物、ピリジン、メチルイミダゾール(例えば、N-メチルイミダゾール)及びジメチル
アミノピリジン(例えば、4-メチルアミノ基ピリジン)であってもよい。
、M1およびM2は、同じであってもまたは異なるものであってもよく、Zn(II)、
Cr(III)-X、Co(II)、Mn(II)、Mg(II)、Ni(II)、Fe
(II)、及びFe(III)-Xから選択されてもよい;各Xは、独立して、OC(O
)Rx、OSO2Rx、OS(O)Rx、OSO(Rx)2、S(O)Rx、ORx、ハ
ライド、ニトレート、ヒドロキシル、カーボネート、アミノ、ニトロ、アミド、アルキル
(例えば、分岐鎖アルキル)、ヘテロアルキル(例えば、シリル)、アリールまたはヘテ
ロアリールであってもよく、例えば、それぞれが、独立して、OC(O)Rx、ORx、
ハライド、カーボネート、アミノ、ニトロ、アルキル、アリール、ヘテロアリール、ホス
フィネートまたはOSO2Rxであってもよい;Rxは、アルキル、アルケニル、アルキ
ニル、ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、またはアルキルア
リールであってもよい;Gは、存在しなくてもよいまたは存在する場合には、独立して、
ハライド;水;アルキル(例えば、メチル、エチル等)、アルケニル、アルキニル、アル
コキシ(好ましくは、メトキシ)、ハロゲン、ヒドロキシル、ニトロまたはニトリルで置
換されてもよいヘテロアリールから選択されてもよい。
と、当業者は理解するであろう。
によって規定される他のリガンドに置換されてもよいことを、当業者は理解するであろう
。例えば、L1に言及する際の錯体では、このリガンドはL2~L22によって規定され
るリガンドに置換されてもよい。
DMC触媒は、少なくとも2個の金属中心及びシアナイドリガンドを有する複雑な化合
物である。DMC触媒は、(例えば、非化学量論量で)有機錯化剤、水および/または金
属塩をさらに含んでもよい。
国特許第5536883号、米国特許第6291388号、米国特許第6486361号
、米国特許第6608231号、US7008900号、米国特許第5482908号、
米国特許第5780584号、米国特許第5158922号、米国特許第5693584
号、米国特許第7811958号、米国特許第6835687号、米国特許第66999
61号、米国特許第6716788号、米国特許第6977236号、米国特許第796
8754号、米国特許第7034103号、米国特許第4826953号、米国特許第4
500704号、米国特許第7977501号、EP-A-1568414号、EP-A
-1529566v、及びWO 2015/022290号に記載されるものがあり、こ
れらの全内容は参考で引用される。
金属シアン化物塩の溶液(水溶液等)で処理することによって製造されてもよい。適当な
金属塩としては、式:M’(X’)pの化合物があり、この際、M’は、Zn(II)、
Fe(II)、Ni(II)、Mn(II)、Co(II)、Sn(II)、Pb(II
)、Fe(III)、Mo(IV)、Mo(VI)、Al(III)、V(V)、V(V
I)、Sr(II)、W(IV)、W(VI)、Cu(II)、及びCr(III)から
選択され、およびM’は、好ましくは、Zn(II)、Fe(II)、Co(II) 及
びNi(II)から選択され、さらにより好ましくは、M’はZn(II)である。X’
は、ハライド、ヒドロキシド、スルフェート、カーボネート、シアナイド、オキサレート
、チオシアネート、イソシアネート、イソチオシアネート、カルボキシレート及びニトレ
ートから選択されるアニオンであり、好ましくは、X’はハライドである。pは、1以上
の整数であり、pを乗じたアニオンのチャージがM’の価数を満たす。適当な金属塩の例
としては、塩化亜鉛、臭化亜鉛、酢酸亜鉛、亜鉛アセトニルアセトネート(zinc acetonyl
acetonate)、安息香酸亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸鉄(II)、臭化鉄(II)、塩化コバルト
(II)、チオシアン酸コバルト(II)、ギ酸ニッケル(II)、硝酸ニッケル(II
)、およびこれらの混合物がある。
があり、この際、M”は、Fe(II)、Fe(III)、Co(II)、Co(III
)、Cr(II)、Cr(III)、Mn(II)、Mn(III)、Ir(III)、
Ni(II)、Rh(III)、Ru(II)、V(IV)、及びV(V)から選択され
、好ましくは、M”は、Co(II)、Co(III)、Fe(II)、Fe(III)
、Cr(III)、Ir(III)及びNi(II)から選択され、より好ましくは、M
”は、Co(II)及びCo(III)から選択される。Yは、アルカリ金属イオンまた
はアルカリ土類金属イオン(K+等)であり、Aは、ハライド、ヒドロキシド、スルフェ
ート、シアナイドオキサレート、チオシアネート、イソシアネート、イソチオシアネート
、カルボキシレート及びニトレートから選択されるアニオンである。q及びbは、1以上
の整数であり、好ましくは、bは4または6である。cは、0または1以上の整数であっ
てもよい。q、bおよびcをそれぞれ乗じたイオンY、CNおよびAのチャージの合計(
例えば、Y×q+CN×b+A×c)はM”の価数を満たす。適当な金属シアン化物塩の
例としては、ヘキサシアノコバルト(III)酸カリウム、ヘキサシアノ鉄(II)酸カ
リウム、ヘキサシアノ鉄(III)酸カリウム、ヘキサシアノコバルト(III)酸カル
シウム、ヘキサシアノコバルト(III)酸リチウム、およびこれらの混合物がある。
リコールモノメチルエーテル、ジグリム、トリグリム、エタノール、イソプロピルアルコ
ール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、sec-ブチルアルコール等の、
エーテル、ケトン、エステル、アミド、アルコール、尿素などがある。
リウムの水溶液と混合し、さらに有機錯化剤(ジメトキシエタン等)を得られるスラリー
に添加する。触媒を濾過および錯化剤の水溶液(例えば、ジメトキシエタン水溶液)で洗
った後、活性触媒が得られる。
MC触媒が電気的に中性であるように選択される。好ましくは、dは3である。好ましく
は、eは1である。好ましくは、fは6である。好ましくは、gは2である。好ましくは
、M’は、Zn(II)、Fe(II)、Co(II)及びNi(II)から選択され、
より好ましくは、M’はZn(II)である。好ましくは、M”は、Co(III)、F
e(III)、Cr(III)及びIr(III)から選択され、より好ましくは、M”
はCo(III)である。
り、eが1であり、fが6であり、かつgが2であり、M’がZn(II)であり、かつ
M”がCo(III)である。
シアノ鉄(III)酸亜鉛、ヘキサシアノ鉄(II)酸ニッケル、及びヘキサシアノコバ
ルト(III)酸コバルトがある。
媒の活性を促進する添加剤をさらに含んでもよいことを、当業者は理解するであろう。ゆ
えに、上記式はDMC触媒の「コア」を形成するものの、DMC触媒は、化学量論量のま
たは非化学量論量の1以上の別の成分(有機錯化剤、金属塩、および/または水等)をさ
らに含んでもよい。
、スルフェート、カーボネート、シアナイド、オキサレート、チオシアネート、イソシア
ネート、イソチオシアネート、カルボキシレート及びニトレートから選択されるアニオン
であり、好ましくは、X’はハライドである。iは1以上の整数であり、iを乗じたアニ
オンX”のチャージがM”’の価数を満たす。
トキシエタン、tert-ブチルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、
ジグリム、トリグリム、エタノール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、
イソブチルアルコール、sec-ブチルアルコール等の、エーテル、ケトン、エステル、
アミド、アルコール(例えば、C1-6アルコール)、尿素などであってもよく、例えば
、Rcはtert-ブチルアルコールであってもよい。
/またはkはそれぞれ0であることは理解されるであろう。水、錯化剤および/または金
属塩が存在する場合には、h、jおよび/またはkは、正の数であり、例えば、0~20
であってもよい。例えば、hは、0.1~4であってもよい。jは、0.1~6であって
もよい。kは、0~20、例えば、0.1~5等の、0.1~10であってもよい。
制限されないものである。代わりに、この定義は本発明で使用できるDMC触媒を限定す
るものではない(not exhaustive of)ことを、当業者は理解するであろう。
O・2[(CH3)3COH]を有する。
本発明の方法に使用されてもよい出発化合物は、ヒドロキシル基(-OH)、チオール
(-SH)、少なくとも1個のN-結合を有するアミン(-NHR’)、少なくとも1個
のP-OH結合を有する基(例えば、-PR’(O)OH、PR’(O)(OH)2また
は-P(O)(OR’)(OH))、またはカルボン酸基(-C(O)OH)から選択さ
れる少なくとも2個の基を有する。
い。
もよいアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレ
ン、ヘテロアルキニレン、シクロアルキレン、シクロアルケニレン、ヘテロシクロアルキ
レン、ヘテロシクロアルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレンから選択されてもよい
、またはZは、これらの基の組み合わせであってもよく、例えば、Zは、アルキルアリー
レン基、ヘテロアルキルアリーレン基、ヘテロアルキルヘテロアリーレン基またはアルキ
ルヘテロアリーレン基であってもよい。好ましくは、Zは、アルキレン、ヘテロアルキレ
ン、アリーレン、またはヘテロアリーレンである。
、aは2~6の整数であると解されるであろう。
H)、-PR’(O)(OH)2または-PR’(O)OHであってもよく、好ましくは
、RZは、-OH、-NHR’または-C(O)OHから選択され、より好ましくは、各
Rzは、-OH、-C(O)OHまたはこれらの組み合わせ(例えば、各Rzは-OH)
である。
ロアリール、シクロアルキルもしくはヘテロシクロアルキルであってもよく、好ましくは
、R’はHまたは置換基を有してもよいアルキルである。
よく、各RZは-OH、-C(O)OHまたはこれらの組み合わせであってもよく、さら
にZはアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、またはヘテロアリーレンから選択さ
れてもよい。
2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,2-
ブタンジオール、1-3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタン
ジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジ
オール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,2-ジフェノール、1,3-ジフェノー
ル、1,4-ジフェノール、ネオペンチルグリコール、カテコール、シクロヘキセンジオ
ール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリ
コール、トリプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコー
ル、PPG425、PPG725、PPG1000等の約1500g/mol以下のMn
を有するポリプロピレングリコール(PPG)もしくはポリエチレングリコール(PEG
)などの、ジオール、グリセロール、ベンゼントリオール、1,2,4-ブタントリオー
ル、1,2,6-ヘキサントリオール、トリス(メチルアルコール)プロパン、トリス(
メチルアルコール)エタン、トリス(メチルアルコール)ニトロプロパン、トリメチロー
ルプロパン、ポリプロピレンオキサイドトリオール及びポリエステルトリオールなどの、
トリオール、カリックス[4]アレーン、2,2-ビス(メチルアルコール)-1,3-
プロパンジオール、エリトリトール、ペンタエリトリトールもしくは4個の-OH基を有
するポリアルキレングリコール(PEGもしくはPPG)などの、テトラオール、ソルビ
トールもしくは5個以上の-OH基を有するポリアルキレングリコール(PEGもしくは
PPG)などの、ポリオール、またはエタノールアミン、ジエタノールアミン、メチルジ
エタノールアミン、ジフェニルジエタノールアミンを含む混合官能基を有する化合物があ
る。
ロパンジオール、1,3-プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,2-ブタン
ジオール、1-3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオー
ル、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール
、1,12-ドデカンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,2-ジフェノー
ル、1,3-ジフェノール、1,4-ジフェノール、ネオペンチルグリコール、カテコー
ル、シクロヘキセンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ポリ(カプロラク
トン)ジオール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリプロピレングリ
コール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、PPG425、PPG7
25、PPG1000等の約1500g/mol以下のMnを有するポリプロピレングリ
コール(PPG)またはポリエチレングリコール(PEG)などのジオールであってもよ
い。出発化合物は1,6-ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1
,12-ドデカンジオール、ポリ(カプロラクトン)ジオール、PPG425、PPG7
25、またはPPG1000であってもよいと解されるであろう。
アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ド
デカン二酸等の二酸または乳酸、グリコール酸、3-ヒドロキシプロピオン酸、4-ヒド
ロキシ酪酸、5-ヒドロキシペンタン酸等の混合官能基を有する他の化合物がある。
本発明の方法は、約1bar~約60bar 二酸化炭素、例えば、約1bar~約3
0bar 二酸化炭素、例えば、約1~約15bar 二酸化炭素等の、約1~約20b
arの圧力で行ってもよい。
圧力(例えば、10bar以下)でポリカーボネートエーテルポリオールを調製すること
ができる。したがって、本発明の方法は、約1bar~約10barの圧力で行うことが
でき、例えば、反応を、約5bar以下の二酸化炭素の圧力で行うことができる。さらに
、これらの条件下で、本発明の方法は、様々な量のカーボネート結合を有するポリカーボ
ネートエーテルポリオールを製造することが可能であり、高含有量のカーボネート結合を
有するポリオールを製造してもよい。
と解されるであろう。溶媒が存在する際には、溶媒は、トルエン、ジエチルカーボネート
、ジメチルカーボネート、ジオキサン、ジクロロベンゼン、塩化メチレン、プロピレンカ
ーボネート、エチレンカーボネート、アセトン、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸n-ブ
チル、テトラヒドロフラン(THF)などであってもよい。
。具体的なエポキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキ
シド及びシクロヘキセンオキシドがある。
留によって)精製されてもよい。例えば、エポキシドを蒸留した後、触媒を含む反応混合
物に添加してもよい。
約110℃、約60℃~約100℃など、例えば、約70℃~約100℃の温度で行われ
てもよい。本方法の期間は、約168時間以下、約1分~約24時間等、例えば、約5分
~約12時間、例えば、約1~約6時間であってもよい。
ば、式(I)の触媒の触媒ローディング量は、約1:1,000~300,000の[式
(I)の触媒]:[エポキシド]、約1:1,000~100,000の[式(I)の触
媒]:[エポキシド]など、例えば、約1:10000~50,000の[式(I)の触
媒]:[エポキシド]の範囲、例えば、約1:10,000の[式(I)の触媒]:[エ
ポキシド]の範囲であってもよい。上記割合はモル比である。
えば、約120:1~約0.25:1、約40:1~約0.5:1など、例えば、約30
:1~約0.75:1、約20:1~約1:1など、例えば、約10:1~約2:1、例
えば、約5:1~約3:1であってもよい。上記割合は質量比である。
:1~約5:1、約150:1~約10:1など、例えば、約125:1~約20:1、
例えば、約50:1~約20:1の量で存在してもよい。上記割合はモル比である。
件を組み合わせてもよいと理解されるであろう。例えば、反応を、20bar以下(例え
ば、10bar以下)でかつ約50℃~約130℃、例えば、約50℃~約110℃、約
60℃~約100℃など、例えば、約70℃~約100℃の温度で行ってもよい。
発明の方法は、例えば、ポリウレタンを調製するのに使用できる、ポリカーボネートエ
ーテルポリオールを調製することが可能である。
トエーテルポリオールを製造することが可能である。ゆえに、本発明は、n個のエーテル
結合及びm個のカーボネート結合を有し、この際、n及びmは整数であり、m/(n+m
)は0を超え1未満であるポリカーボネートエーテルポリオールを提供する。
ポリオールを調製することが可能である。m/(n+m)は、約0.05、約0.10、
約0.15、約0.20、約0.25、約0.25、約0.30、約0.35、約0.4
0、約0.45、約0.50、約0.55、約0.60、約0.65、約0.70、約0
.75、約0.80、約0.85、約0.90、約0.95、または上記特定の値から導
き出されるいずれかの範囲内であってもよいと、理解されるであろう。例えば、m/(n
+m)は、約0.05~約0.95、約0.10~約0.90、約0.15~約0.85
、約0.20~約0.80、または約0.25~約0.75などであってもよい。
ルポリオールを調製することが可能であり、例えば、m/(n+m)は、約0.50超、
約0.55を超え約0.95未満など、例えば、約0.65~約0.90、例えば、約0
.75~約0.90であってもよい。本発明の方法は、緩やかな条件、例えば、約20b
ar以下、10bar以下等の圧力下で、m/(n+m)の割合の高いポリオールを調製
することが可能である。
記式(IV)を有してもいてもよい。
何であるかはポリカーボネートエーテルポリオールを調製するのに使用されるエポキシド
の性質に依存すると解されるであろう。mおよびnは、ポリカーボネートエーテルポリオ
ール内のカーボネート結合及びエーテル結合の量を規定する。
ead-to-tail結合、head-to-head結合またはtail-to-t
ail結合であってもよいことは、当業者は理解するであろう。
の2つの異なる「ブロック」中に存在することは必要としないが、かわりにカーボネート
及びエーテル繰り返し単位がポリマー骨格に沿って統計的に分布していてもよい、または
カーボネート結合及びエーテル結合が2つの異なるブロックに存在しないように配置され
てもよいと解されるであろう。
ば、式(IV)のポリマー)は、ランダムコポリマー、統計コポリマー(statistical cop
olymer)、交互コポリマー、または周期コポリマー(periodic copolymer)と称されるもの
であってもよい。
を決定するのに正確に使用することはできないと、当業者は理解するであろう。例えば、
同じ二酸化炭素wt%を取り込んだ2つのポリマーの、エーテル結合に対するカーボネー
ト結合の割合が非常に異なる。これは、二酸化炭素の「取り込み(incorporation)wt%
」が出発化合物の長さや性質を考慮していないためである。例えば、1つのポリマー(M
n 2000g/mol)を100g/molのモル質量を有する出発化合物を用いて調
製し、他のポリマー(Mn 2000g/mol)を500g/molのモル質量を有す
る出発化合物を用いて調製すると、得られるポリマーは双方とも、同じm/nの割合を有
するが、全ポリマー分子量(Mn)での出発化合物の質量の割合が異なるため、ポリマー
内の二酸化炭素wt%は異なるであろう。例えば、m/(m+n)が0.5である場合に
は、上記の2つのポリオールは、それぞれ、26.1wt%及び20.6wt%の二酸化
炭素含有量を有するであろう。
t%以下の二酸化炭素の取り込みに相当する、広範なエーテル結合に対するカーボネート
結合の割合を有する(例えば、m/(n+m)が0を超えて1未満でありえる)ポリオー
ルを調製することが可能である。従来報告されてきたDMC触媒が通常エーテル結合に対
するカーボネート結合の割合が0.75以下であるポリオールを調製することができるの
みであり、これらの量が一般的に30bar以上、より一般的には40bar以上という
高圧の二酸化炭素でしか達成することができないため、これは驚くべきことである。
、約0.95以上(一般的に、約0.98以上)のエーテル結合に対するカーボネート結
合の割合を達成できるため、高いwt%の二酸化炭素を導入することができる。しかしな
がら、これらの触媒は、0.95未満のエーテル結合に対するカーボネート結合の割合を
有するポリオールを調製することができない。二酸化炭素wt%は出発化合物の質量を変
更することによって調節することができる:得られるポリオールはポリカーボネートのブ
ロックを有する。エポキシド及び二酸化炭素から製造されるポリカーボネートはポリエー
テルに比べて熱に安定でなく、ブロックコポリマーはランダムまたは統計コポリマーとは
非常に異なる性質を有してしまうため、多くの用途でこれは望ましくない。
造されるポリカーボネートより分解温度が高い。したがって、エーテル結合及びカーボネ
ート結合が統計的にまたはランダムに分布するポリオールは、ポリカーボネートポリオー
ル、またはカーボネート結合のブロックを有するポリオールより分解温度が高い。熱分解
温度は、熱重量分析(thermal gravimetric analysis)(TGA)を用いて測定できる。
ical copolymer)、交互コポリマー、または周期コポリマー(periodic copolymer)が調製
される。ゆえに、カーボネート結合が1つのブロックに存在しないため、ポリカーボネー
トポリオールに比べて、熱分解等の特性が向上したポリマーが提供される。好ましくは、
本発明の方法によって調製されるポリマーはランダムコポリマーまたは統計コポリマーで
ある。
を有してもよい、この際、n及びmは1以上の整数であり、すべてのm及びnの合計は4
~200であり、さらにm/(m+n)は0を超えて1.00未満の範囲である。上述し
たように、m/(n+m)は、約0.05、約0.10、約0.15、約0.20、約0
.25、約0.25、約0.30、約0.35、約0.40、約0.45、約0.50、
約0.55、約0.60、約0.65、約0.70、約0.75、約0.80、約0.8
5、約0.90、約0.95、またはこれらの特定の値から導き出されるいずれかの範囲
内であってもよい。例えば、m/(n+m)は、約0.05~約0.95、約0.10~
約0.90、約0.15~約0.85、約0.20~約0.80、または約0.25~約
0.75などであってもよい。
結合を有さなければならないことは、当業者が理解するであろう。したがって、ポリオー
ルにおけるエーテル結合とカーボネート結合との合計(n+m)はa以上であると、理解
されるであろう。n+mの合計は、a以上でなければならない。
ルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、
ヘテロアリール、ヘテロアルキルもしくはヘテロアルケニルから選択されてもよい。好ま
しくは、Re1は、Hまたは置換基を有してもよいアルキルから選択されてもよい。
ルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、
ヘテロアリール、ヘテロアルキルもしくはヘテロアルケニルから選択されてもよい。好ま
しくは、Re2は、Hまたは置換基を有してもよいアルキから選択されてもよい。
のヘテロ原子(例えば、O、NまたはS)を含む飽和の、一部不飽和のまたは不飽和の環
を形成してもよいと、解されるであろう。例えば、Re1およびRe2は共に、5員環ま
たは6員環を形成してもよい。
。エポキシドがシクロヘキセンオキシド(CHO)である場合には、Re1及びRe2は
共に6員環のアルキル環(例えば、シクロヘキシル環)を形成するであろう。エポキシド
がエチレンオキシドである場合には、Re1及びRe2は双方ともHであろう。エポキシ
ドがプロピレンオキシドである場合には、Re1はHでありかつRe2はメチルであろう
(または、エポキシドをポリマーの骨格に添加するやり方によっては、Re1がメチルで
ありかつRe2がHであろう)。エポキシドがブチレンオキシドである場合には、Re1
がHでありかつRe2がエチルであろう(またはその逆もまた同様である)。エポキシド
がスチレンオキシドである場合には、Re1が水素でありかつRe2がフェニルであって
もよい(またはその逆もまた同様である)。
同一でなくてもよく、例えば、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの混合物を使用
する際には、Re1が独立して水素またはメチルであり、かつRe2が独立して水素また
はメチルであってもよいと解されるであろう。
れ、かつRe1およびRe2は共にシクロヘキシル環を形成してもよく、好ましくは、R
e1およびRe2は独立して、水素、メチル、エチルまたはフェニルから選択されてもよ
く、またはRe1およびRe2は共にシクロヘキシル環を形成してもよい。
’が何であるかは出発化合物のRZの定義に依存する。ゆえに、各Z’は-O-、-NR
’-、-S-、-C(O)O-、-P(O)(OR’)O-、-PR’(O)(O-)2
または-PR’(O)O-(この際、R’はH、または置換基を有してもよいアルキル、
ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキルもしくはヘテロシクロアル
キルであってもよく、好ましくは、R’はHまたは置換基を有してもよいアルキルである
)であってもよく、好ましくは、Z’は-C(O)O-、-NR’-または-O-であっ
てもよく、より好ましくは各Z’は-O-、-C(O)O-またはこれらの組み合わせで
あってもよく、より好ましくは、Z’は-O-であってもよいと解されるであろう。
レン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロア
ルキニレン、シクロアルキレン、シクロアルケニレン、ヘテロシクロアルキレン、ヘテロ
シクロアルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレンから選択されてもよい、またはZは
、これらの基の組み合わせてであってもよく、例えば、Zは、アルキルアリーレン基、ヘ
テロアルキルアリーレン基、ヘテロアルキルヘテロアリーレン基またはアルキルヘテロア
リーレン基であってもよい。好ましくは、Zは、アルキレン、ヘテロアルキレン、アリー
レン、またはヘテロアリーレンであり、例えば、アルキレンまたはヘテロアルキレンであ
る。上記基のそれぞれは必要であれば、例えば、アルキルによって置換されてもよいと解
されるであろう。
のaと同じであると、当業者は考えるであろう。したがって、式(IV)では、aは少な
くとも2の整数であり、好ましくは、aは2~8の範囲であり、好ましくは、aは2~6
の範囲である。
当業者は考えるであろう。例えば、aが2である場合には、式(IV)のポリオールは下
記構造を有してもよい。
ある。
ある。
e1およびRe2は、独立して、水素、アルキルもしくはアリールから選択されてもよく
、またはRe1およびRe2は一緒にシクロヘキシル環を形成してもよく、各Z’は-O
-、-C(O)O-もしくはこれらの組み合わせであってもよく(好ましくは、各Z’は
-O-であってもよく)、さらにZは置換基を有してもよいアルキレン、ヘテロアルキレ
ン、アリーレン、もしくはヘテロアリーレン、例えば、アルキレンもしくはヘテロアルキ
レンであってもよく、さらにaは2~8であってもよい。
ある。ポリカーボネートエーテルポリオールの調製に使用されるエポキシドの性質は得ら
れる製品の分子量に影響を与えると解されるであろう。ゆえに、n+mの上限は、本明細
書では本発明の「低分子量」ポリマーを規定するのに使用される。
できる。換言すると、ポリカーボネートエーテルポリオールは低い多分散指数(PDI)
を有してもよい。ポリマーのPDIは、ポリマーの重量平均分子量(Mw)を数平均分子
量(Mn)で除することによって決定されるため、ポリマー製品の鎖長の分布を示す。双
方のポリマーが同じPDIを有しても、ポリマー鎖長の変動率(%)は、鎖長の長いポリ
マーに比して鎖長の短いポリマーの方が大きくなるため、ポリマーの分子量が小さくなる
ほどPDIが重要になると解されるであろう。
くは、約1以上約1.75未満、より好ましくは、約1以上約1.5未満、さらにより好
ましくは、約1以上約1.3未満のPDIを有する。
、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて測定されてもよい。例えば、GPCは
、2本のAgilent PLgel μ-m mixed-Eカラムを直列に備えたA
gilent 1260 Infinity機械を用いて測定されてもよい。サンプルは
、狭いポリスチレン標準物質(例えば、Mnが405~49,450g/molであるAg
ilent Technologiesにより供給されるポリスチレン低イージバイアル(low easivial))に
対して1mL/分の流速でTHF中で室温(293K)で測定されてもよい。必要であれ
ば、サンプルを、Agilent Technologiesにより供給されるポリエチレングリコールイージ
バイアル(easivial))等のポリ(エチレングリコール)標準物質に対して測定されてもよ
い。
Da、好ましくは約700~約5,000Da、好ましくは約800~約2,000Da
の範囲の分子量を有してもよい。
d.本明細書で規定される式(I)の触媒、
e.本明細書で規定されるDMC触媒、および
f.本明細書で規定される出発化合物
を有する、二酸化炭素およびエポキシドの共重合のための重合系を提供する。
調製されるポリオールを含むポリオール組成物をジ-またはポリイソシアネートを含む組
成物と反応させることにより、例えば、ポリウレタンを調製する、さらなる反応に使用さ
れてもよいと、解されるであろう。
の反応によりポリカーボネートを調製することが知られている他の触媒を使用することが
可能であることを、当業者は理解するであろう。例えば、WO 2010/028362
号に規定される触媒がこの目的で考慮される。
I)の定義と同様である。
b)に同様に適用されてもよいと解されるであろう。
素及びエポキシド、(ii)エポキシド及び無水物、および/または(iii)ラクチド
および/またはラクトンの反応方法に使用されてもよい。エポキシドは本明細書に記載さ
れるのと同様のものであってもよく、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシドま
たはシクロヘキセンオキシドであってもよい。
方法
1H NMR分析
ポリエーテルカーボネートポリオールのポリエーテ及びポリカーボネートの内容の評価
は、数多くの様々な方法で報告されている。ポリエーテルカーボネートポリオール中のカ
ーボネートモル含有量およびCO2 wt%を計算するために、US 2014/032
3670号に記載される方法を本明細書では使用した。上記方法は下記のようにして行わ
れる。
した。(1,6-ヘキサンジオールを出発化合物として使用する場合には)演算に使用さ
れる1H-NMRスペクトルでの関連する共鳴(relevant resonance)は、下記のとおりで
あった。
割合のカーボネート結合を含むポリエーテルカーボネートで既に規定されている。高カー
ボネート含有量のポリエーテルカーボネートで有意な量で存在するのみである、別の共鳴
(B、1.18-1.25ppm)が同定された。共鳴Bは、カーボネート単位とヒドロ
キシル末端基との間の末端プロピレンCH3基によって割り当てられている。したがって
、共鳴Bは、US 2014/0323670号に記載されるのと同様にして、全カーボ
ネート単位(C)に加えられる。
質量であり、102はポリカーボネート単位の質量であり、および118はヘキサンジオ
ール出発化合物の質量である(ヘキサンジオール共鳴が4プロトンに相当し、他の共鳴が
すべて3に相当するので、0.75の倍数を加える)。これは、全ポリオールに存在する
全CO2率である。他の出発化合物を使用する場合には、関連するNMRシグナル、相対
的な積分(relative integration)および分子量が計算に使用されると考えられる。
)はカーボネート結合とエーテル結合(ポリエーテルカーボネート、PEC結合)との間
のポリマー単位中のプロピレン CH3に相当し、その一方、1.32-1.38ppm
(C2)の共鳴は2つのカーボネート結合(ポリカーボネート、PC結合)間のポリマー
単位中のプロピレン CH3に由来する。PEC、PC及びPE結合の割合は、ポリマー
の構造の指標となる。完全にブロックされた構造はほとんどPEC結合を持たない(ブロ
ック界面でのもののみ)一方で、よりランダムな構造では、ポリエーテル単位及びポリカ
ーボネート単位が双方ともポリマー骨格中で相互に隣接するPEC結合の割合がかなり高
いであろう。これらの2つの単位の割合が構造の指標となる。
GPC測定は、Agilent PLgel Mixed-Eカラムを備えたAgil
ent 1260 Infinity機械を用いてTHF中で狭い多分散性ポリ(エチレ
ングリコール)またはポリスチレン標準物質に対して行った。
ポリオールサンプルの粘度は、10~400s-1の剪断速度(sheer rate)でLamy
RM200 Rheometerを用いてASTMスタンダード D4878-15に
従って測定した。
OH値は、Mettler Toledo T50M手動滴定装置を用いてASTM
D4274-11に従ってNaOHに対する滴定によって測定した。
DMC触媒の合成
本実施例で使用されるDMC触媒は、Journal of Polymer Science; Part A: Polymer
Chemistry, 2002, 40, 1142に報告される方法に従って調製した。簡潔にいうと、1.0
gのK3Co(CN)6を13gの蒸留水及び2gのtert-ブチルアルコールの混合
溶媒に溶解した。6gのZnCl2を13gの水及び4gのtert-ブチルアルコール
の混合溶媒に溶解した後、この混合物を撹拌しながら20分間かけてK3Co(CN)6
溶液にゆっくり添加した。次に、この混合物をさらに40分間撹拌した後、遠心分離を行
い、白色の沈殿物を得た。この沈殿物を16gの水及び16gのtert-ブチルアルコ
ールの混合溶媒に分散し、20分間撹拌した後、沈殿物を遠心によって分離した。この洗
浄工程を3回繰り返した。次に、白色の沈殿物を50gのtert-ブチルアルコールに
分散した後、20分間撹拌した後、遠心分離を行い、白色の沈殿物を得た。次に、このt
ert-ブチルアルコールによる洗浄をもう1回繰り返した。次に、溶媒を、60℃で8
時間、減圧下で除去した。得られた化合物は、式:Zn3[Co(CN)6]2・hZn
Cl2・0.5H2O・2[(CH3)3COH]を有していると理解される。
リガンドH2L1を、Kember et al, Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 931-933に従
来記載される方法によって合成した。
H2O(0.498g、4mmol)を少しずつ15分かけて添加し、溶液を一晩撹拌し
た。溶媒を真空下で除去し、過剰な水/AcOHをトルエンと共沸することによって除去
した(3×40mL)。
XmgのDMC触媒、必要であれば165mgの[L1Ni2(OAc)2]、及び3
gのPPG-425(ポリプロピレングリコール)出発化合物を100mlのオーブン乾
燥リアクターに入れた。この反応容器を密閉し、リアクターコントローラーにセットした
。触媒及び出発化合物を、1~2時間-1.0barの真空下で110℃~120℃で乾
燥した。この後、リアクターを室温まで冷却し、プロピレンオキシド(PO)(15ml
)を、1bar CO2ガス下でシリンジでこの容器に注入し、反応混合物を80℃に加
熱した。その温度になった時点で、所望のCO2圧力を加え、所望の時間反応し続けた。
終了後、リアクターを10℃未満にまで冷却し、圧力を非常にゆっくり解放した。すぐに
、NMR及びGPCを測定した。未精製反応混合物をCH2Cl2で希釈し、HCl/M
eOHに注いだ。
いCO2含有量を含むものの、低いCO2圧力下で鎖長が短いポリオールを調製できるこ
とが示される。DMC触媒及び[L1Ni2(OAc)2]の双方を5~10barの圧
力下で組み合わせることによって、単にDMC触媒単独を使用することによる場合に比し
て有意により多いCO2を導入することができることが明らかにわかる。また、低多分散
性(<1.2)が好ましく得られるため、ポリウレタン製品の性能を向上するであろう。
様の方法を用いて反応を行った。
の低いポリオールを製造するのに良好に使用できることが示される。
[L23Ni2(OAc)2]-触媒2-の合成
触媒[L23Ni2(OAc)2]-2を、メチル化大環状リガンドを使用する以外は
触媒1と同様にして調製した。
すべての重合を、使用する前に1時間オーブンで140℃で乾燥した100mL Pa
rr反応容器中で行った。実施例1で調製したのと同様のDMC触媒(15mg)及び1
,6-ヘキサンジオール(2.28g、19.32mmol)を、容器の温度を80℃未
満にしながら、反応容器内に入れた。このリアクターを組み立て、120℃で30分間真
空下においた。この容器を室温まで冷却した。触媒2(270mg、0.321mmol
)を、約30~40分間真空下でSchlenk管中で乾燥した後、プロピレンオキシド
(45ml、643.08mmol)を添加した。この触媒溶液を、大気圧でCO2下で
シリンジでParr反応容器に移した。容器を60℃に加熱しながら、反応物を大気圧C
O2下で撹拌した。温度が反応温度に達したら、反応容器に5bar CO2をチャージ
した。16時間後、リアクターを5~6℃に冷却し、通気し(vent)、さらに生成物をリア
クターから取り除いた。未精製産物を1H NMR及びGPCによって分析した。p-ト
ルエンスルホン酸、12%酢酸(5mol/mol c.f.触媒2)を用いて、未精製
産物を安定化した。
リオールが形成された。粘度/OH数の測定を目的として、環状プロピレンカーボネート
副生成物を、3時間、100℃で真空蒸留することによって、Kugelrohrで除去
した。
64時間(週末にかけて)55℃の反応温度で、128mgの触媒2を使用する以外は
、実施例2aと同様にして、実施例2bを行った。
られたポリオールが形成された。
64時間(週末にかけて)60℃の反応温度を使用する以外は、実施例2aと同様にし
て、実施例2cを行った。
、ポリオールが形成された。
16時間80℃の反応温度を使用する以外は、実施例2aと同様にして、実施例2dを
行った。
択率で、得られたポリオールが形成された。
16時間85℃の反応温度を使用する以外は、実施例2aと同様にして、実施例2eを
行った。
られたポリオールが形成された。
%)から高い(33wt%)CO2取り込み率を有する一連のポリオールを製造するのに
使用できることが示される。ポリオールを、良好なポリオール選択率で高収率で作製でき
、いずれかの触媒を選択することにより好ましい方法および製品パラメーターで性能を調
整できる。
いてあることが示される。分子量が若干変動することを考慮すると、ポリオール粘度及び
CO2含有量の間には明らかな相関がみられる。CO2含有量は、高圧操作を必要とする
ことなく所望の用途の必要条件を満たすように本発明の方法を用いて調整できる。また、
本発明の方法は、特許請求の範囲の発明を用いて必要ではないポリエーテルを製造するの
みであるCO2の不存在下で重合前(または活性化)段階として高いCO2含有量を有す
る鎖長が比較的短いポリオール(<2000g/mol)を作製するように調整できる。
マーの粘度を示し、使用されるベンチマークは、B1 PPG-2000(米国特許第3
054755号の75℃での粘度、Sigma Aldrichの25℃での粘度)およ
びB2-高CO2取り込みを優先する条件下でポリ(プロピレングリコール)-425出
発化合物を用いて触媒2を用いて製造したポリオール(ポリオールは、本質的に、Rcが
0.80でRPECが0.16であるポリカーボネート-ポリエーテル-ポリカーボネー
トトリブロックである)であった。すべてのポリマーは約2000のMwを有する。
接することが、PEC/PCの割合であるRPECからわかり、これから非常にランダム
な構造を有しかつ明確に定義されたブロック構造ではないポリマーが形成されることが示
される。比較として、2a及びB2は、同様のRc値(0.71vs.0.80)を有し
ているがRPEC値が非常に異なる(0.35および0.16)ことから、2aのランダ
ム構造が有意に増加していることが示される。図8及び9は、実施例2a及び2bの1H
NMRスペクトルを示し、これからPEC結合及びPC結合の量の変化が示される。
00℃付近で有意な分解を示し、250℃で明らかな第2の分解があり、これはポリエー
テルブロック部分に対応すると理解される。比較して、実施例2aのポリオールは、同様
の開始を示すが、分解がよりゆっくりで、さらに規定される2段階の分解がかなりより少
ないことから、ポリオール構造内でエーテル単位及びカーボネート単位がランダムに混在
していることが示される。実施例2b~eで製造されるポリオールは、かなり高い分解温
度および1段階の分解を示すことから、ポリオールがランダムな構造であり、ポリカーボ
ネートのかなりのブロックを含まないことが示される(高いRPEC値によって示される
ように)。
様々な出発化合物を使用する以外は実施例2と同様にして、幾つかの実験を行った。
1,4-シクロヘキサンジメタノール(2.77g、19.3mmol)を出発化合物
として使用し、反応を75℃で10bar CO2圧力で行ったこと以外は、実施例2a
と同様にして、実施例3aを行った。
、得られたポリオールが形成された。
1,12-ドデカンジオール(3.88g、19.3mmol)を出発化合物として使
用したこと以外は、実施例3aと同様にして、実施例3bを行った。
率で、得られたポリオールが形成された。
ポリ(カプロラクトン)ジオール(Mn 530、10.1g、19.3mmol)を
出発化合物として使用したこと以外は、実施例3aと同様にして、実施例3cを行った。
率で、得られたポリオールが形成された。
ポリ(プロピレングリコール)(Mn 425、8.17g、19.3mmol)を出
発化合物として使用したこと以外は、実施例3aと同様にして、実施例3dを行った。
率で、得られたポリオールが形成された。
り低圧で様々な分子量を有しかなりの量のCO2を取り込むポリオールを製造することが
できることが示される。
実施例4a
75℃及び10 barで6時間、1.08gの1,6-ヘキサンジオールを使用する
以外は、実施例2aに従って、実施例4aを行った。
触媒2を不存在にする以外は、実施例4aに従って、実施例4bを行った。
DMC触媒を不存在にする以外は、実施例4aに従って、実施例4cを行った。
品および性能が提供され、変換率、分子量が増加し、Rcのバランスをとれることが示さ
れる。DMC単独ではこれらの条件下ではまあまあのカーボネート含有量が得られるが、
モノマーがポリマーにほとんど変換せず、または分子量の伸展(molecular weight develo
pment)がほとんどない。
Claims (21)
- 二重金属シアン化物(DMC)触媒、式(I)の触媒、および出発化合物の存在下で二
酸化炭素およびエポキシドを反応させることを有する、ポリカーボネートエーテルポリオ
ールの調製方法であって、
前記式(I)の触媒が下記構造:
Cu(II)、Mn(II)、Mg(II)、Ni(II)、Fe(II)、Ti(II
)、V(II)、Cr(III)-X、Co(III)-X、Mn(III)-X、Ni
(III)-X、Fe(III)-X、Ca(II)、Ge(II)、Al(III)-
X、Ti(III)-X、V(III)-X、Ge(IV)-(X)2またはTi(IV
)-(X)2から選択され;
R1およびR2は、独立して、水素、ハライド、ニトロ基、ニトリル基、イミン、アミ
ン、エーテル基、シリル基、シリルエーテル基、スルホキシド基、スルホニル基、スルフ
ィネート基もしくはアセチリド基または置換基を有してもよいアルキル基、アルケニル基
、アルキニル基、ハロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリ
ールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、脂環式基もしくはヘテロ脂環式基から
選択され;
R3は、独立して、置換基を有してもよいアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、
ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレン、アリーレン、ヘテロアリ
ーレンまたはシクロアルキレンから選択され、この際、アルキレン、アルケニレン、アル
キニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンおよびヘテロアルキニレンは、アリー
ル、ヘテロアリール、脂環式またはヘテロ脂環式によって中断されてもよく;
R5は、独立して、H、または置換基を有してもよい脂肪族、ヘテロ脂肪族、脂環式、
ヘテロ脂環式、アリール、ヘテロアリール、アルキルヘテロアリールまたはアルキルアリ
ールから選択され;
E1はCであり、E2はO、SもしくはNHでありまたはE1はNでありおよびE2は
Oであり;
E3、E4、E5およびE6は、N、NR4、OおよびSから選択され、
(O)Rx、ORx、ホスフィネート、ハライド、ニトレート、ヒドロキシル、カーボネ
ート、アミノ、アミドまたは置換基を有してもよい脂肪族、ヘテロ脂肪族、脂環式、ヘテ
ロ脂環式、アリールもしくはヘテロアリールから選択され;
Rxは、独立して、水素、または置換基を有してもよい脂肪族、ハロ脂肪族、ヘテロ脂
肪族、脂環式、ヘテロ脂環式、アリール、アルキルアリールもしくはヘテロアリールから
選択され;さらに
Gは、存在しないまたは独立して、ルイス塩基である中性もしくはアニオン性ドナーリ
ガンドから選択され;さらに
前記出発化合物は、下記構造を有する化合物であり:
レン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレン、シクロアルキレン、シクロアルケニレ
ン、ヘテロシクロアルキレン、ヘテロシクロアルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレ
ンから選択され、またはZは、アルキルアリーレン基、ヘテロアルキルアリーレン基、ヘ
テロアルキルヘテロアリーレン基もしくはアルキルヘテロアリーレン基などの、これらの
基の組み合わせであってもよく;
aは、少なくとも2の整数であり;さらに
各RZは、-OH、-NHR’、-SH、-C(O)OH、PR’(O)(OH)2、
-P(O)(OR’)(OH)または-PR’(O)OHであってもよく、好ましくはR
zは、-OH、-C(O)OHまたは-NHR’であってもよく、より好ましくは各RZ
は、-OH、-C(O)OHまたはこれらの組み合わせであってもよい、
を有する、方法。 - 前記反応は、約1bar~約60bar 二酸化炭素、好ましくは約1bar~約30
bar 二酸化炭素、より好ましくは約1bar~約20bar 二酸化炭素、より好ま
しくは約1bar~約15bar 二酸化炭素、より好ましくは約1bar~約10ba
r 二酸化炭素の圧力で行われる、請求項1に記載の方法。 - M1および/またはM2は、Mg(II)、Zn(II)、またはNi(II)から選
択され、好ましくは、M1およびM2は、Mg(II)、Zn(II)、またはNi(I
I)から選択される、請求項1または2に記載の方法。 - Xは、独立して、OC(O)Rx、OSO2Rx、OS(O)Rx、OSO(Rx)2
、S(O)Rx、ORx、ハライド、ニトレート、ヒドロキシル、カーボネート、アミノ
、ニトロ、アミド、アルキル、ヘテロアルキル、アリールもしくはヘテロアリールから選
択され、および/またはRxは、置換基を有してもよいアルキル、アルケニル、アルキニ
ル、ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、もしくはアルキルア
リールであってもよい、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。 - 式(I)の触媒が対称大環状リガンドを有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の
方法。 - 式(I)の触媒が非対称大環状リガンドを有する、請求項1~4のいずれか1項に記載
の方法。 - E3、E4、E5およびE6がNR4であり、この際、E3、E4、E5およびE6の
少なくとも1つの存在がE3、E4、E5およびE6の残りの存在と異なり、この際、好
ましくは、R4はHまたはアルキルである、請求項6に記載の方法。 - 前記反応が、約50℃~約110℃、好ましくは約60℃~約100℃の範囲の温度で
行われる、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。 - RZの各存在が-OHであってもよい、請求項1~10のいずれか1項に記載の方法。
- aが約2~約8の範囲、好ましくは約2~約6の範囲の整数である、請求項1~11の
いずれか1項に記載の方法。 - 前記出発化合物が、1,2-エタンジオール(エチレングリコール)、1-2-プロパ
ンジオール、1,3-プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,2-ブタンジオ
ール、1-3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、
1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、1
,4-シクロヘキサンジオール、1,2-ジフェノール、1,3-ジフェノール、1,4
-ジフェノール、ネオペンチルグリコール、カテコール、シクロヘキセンジオール、1,
4-シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、PPG
425、PPG 725、PPG 1000等の、約1500g/mol以下のMnを
有するポリプロピレングリコール(PPG)もしくはポリエチレングリコール(PEG)
等のジオール、グリセロール、ベンゼントリオール、1,2,4-ブタントリオール、1
,2,6-ヘキサントリオール、トリス(メチルアルコール)プロパン、トリス(メチル
アルコール)エタン、トリス(メチルアルコール)ニトロプロパン、トリメチロールプロ
パン、ポリプロピレンオキサイドトリオールおよびポリエステルトリオール等のトリオー
ル、カリックス[4]アレーン、2,2-ビス(メチルアルコール)-1,3-プロパン
ジオール、エリトリトール、ペンタエリトリトールもしくは4つの-OH基を有するポリ
アルキレングリコール(PEGもしくはPPG)等のテトラオール、ソルビトールもしく
は5つ以上の-OH基を有するポリアルキレングリコール(PEGもしくはPPG)等の
ポリオール、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、ス
ベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等の二酸、または
乳酸、グリコール酸、3-ヒドロキシプロピオン酸、4-ヒドロキシ酪酸、5-ヒドロキ
シペンタン酸等の混合官能基を有する他の化合物由来である、請求項1~10のいずれか
1項に記載の方法。 - 前記出発化合物が、1,2-エタンジオール(エチレングリコール)、1-2-プロパ
ンジオール、1,3-プロパンジオール (プロピレングリコール)、1,2-ブタンジ
オール、1-3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール
、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、
1,12-ドデカンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,2-ジフェノール
、1,3-ジフェノール、1,4-ジフェノール、ネオペンチルグリコール、カテコール
、シクロヘキセンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ポリ(カプロラクト
ン)ジオール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリプロピレングリコ
ール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、PPG 425、PPG
725、PPG 1000等の、約1500g/mol以下のMnを有するポリプロピレ
ングリコール(PPG)またはポリエチレングリコール(PEG)などの、ジオールであ
り、好ましくは、前記出発化合物が、1,6-ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサ
ンジメタノール、1,12-ドデカンジオール、ポリ(カプロラクトン)ジオール、PP
G 425、PPG 725、またはPPG 1000である、請求項1~10のいずれ
か1項に記載の方法。 - 前記DMC触媒は、有機錯化剤の存在下で金属塩の水溶液を金属シアン化物塩の水溶液
で処理することによって調製され、好ましくは、前記金属塩は、式:M’(X’)pを有
し、この際、M’は、Zn(II)、Fe(II)、Ni(II)、Mn(II)、Co
(II)、Sn(II)、Pb(II)、Fe(III)、Mo(IV)、Mo(VI)
、Al(III)、V(V)、V(VI)、Sr(II)、W(IV)、W(VI)、C
u(II)、およびCr(III)から選択され、
X’は、ハライド、ヒドロキシド、スルフェート、カーボネート、シアナイド、オキサレ
ート、チオシアネート、イソシアネート、イソチオシアネート、カルボキシレートおよび
ニトレートから選択されるアニオンであり、
pは1以上の整数であり、pを乗じたアニオンのチャージがM’の価数を満たし;
前記金属シアン化物塩が、式:(Y)qM”(CN)b(A)cを有し、この際、M”が
Fe(II)、Fe(III)、Co(II)、Co(III)、Cr(II)、Cr(
III)、Mn(II)、Mn(III)、Ir(III)、Ni(II)、Rh(II
I)、Ru(II)、V(IV)、およびV(V)から選択され、
Yは、アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオン(K+等)であり、
Aは、ハライド、ヒドロキシド、スルフェート、シアナイド オキサレート、チオシアネ
ート、イソシアネート、イソチオシアネート、カルボキシレートおよびニトレートから選
択されるアニオンであり;
qおよびbは、1以上の整数であり;
cは、0または1以上の整数であってもよく;
q、bおよびcをそれぞれ乗じたアニオンY、CNおよびAのチャージの合計(例えば、
Y×q+CN×b+A×c)はM”の価数を満たし;さらに
前記錯化剤は、エーテル、ケトン、エステル、アミド、アルコール、尿素またはこれらの
組み合わせであり、好ましくは、前記錯化剤は、ジメトキシエタン、tert-ブチルア
ルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジグリム、トリグリム、エタノール
、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、またはse
c-ブチルアルコールである、
請求項1~14のいずれか1項に記載の方法。 - 前記DMC触媒は、式:M’d[M”e(CN)f]g
ただし、M’およびM”は、請求項15と同様の定義であり、ならびにd、e、fおよび
gは整数であり、DMC触媒が電気的に中性であるように選択され、好ましくは、dが3
であり、eが1であり、fが6であり、およびgが2である、
を有する、請求項1~15のいずれか1項に記載の方法。 - M’は、Zn(II)、Fe(II)、Co(II)およびNi(II)から選択され
および/またはM”はCo(II)、Co(III)、Fe(II)、Fe(III)、
Cr(III)、Ir(III)およびNi(II)から選択され、好ましくは、M’が
Zn(II)でありかつM”がCo(III)である、請求項15または16に記載の方
法。 - 前記DMC触媒は、水、有機錯化剤および/または金属塩をさらに含む、請求項15~
18のいずれか1項に記載の方法。 - a.請求項1~18のいずれか1項で規定される式(I)の触媒、
b.請求項1~18のいずれか1項で規定されるDMC触媒、および
c.請求項1~18のいずれか1項で規定される出発化合物
を有する、二酸化炭素およびエポキシドの共重合のための重合系。 - 請求項1~18のいずれか1項に記載の方法によって調製されるポリオール。
- 請求項20で規定されるポリカーボネートエーテルポリオールから調製されるポリウレ
タンまたは他のより高級なポリマー。
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