JP2022531805A - カチオン性ゲルマニウム(ii)化合物、その製造方法、およびヒドロシリル化における触媒としての使用 - Google Patents

カチオン性ゲルマニウム(ii)化合物、その製造方法、およびヒドロシリル化における触媒としての使用 Download PDF

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Abstract

本発明の発明特定事項は、(a)(a1)一般式(I)の化合物および/または(a2)一般式(I’)の化合物から選択される少なくとも1種の化合物A、(b)(b1)一般式(II)の化合物および/または(b2)一般式(II’)の化合物および/または(b3)一般式(II’’)の化合物から選択される少なくとも1種の化合物B、および(c)(a1)一般式(III)のカチオン性ゲルマニウム(II)化合物から選択される少なくとも1種の化合物Cを含有する混合物Mである。

Description

アルケンやアルキン等の不飽和有機化合物にヒドロシリコン化合物を付加することは、技術的に重要な役割を担っている。この反応はヒドロシリル化と呼ばれ、例えばシロキサンの架橋やシランまたはシロキサンへの官能基導入に利用されている。一般に、ヒドロシリル化は触媒によってのみ進行する。先行技術では、主に白金、ロジウムまたはイリジウム錯体が触媒として使用され、このことが当該反応を非常に高価にしている。また、貴金属は原料として限られた範囲でしか入手できないため、予期できない価格変動や影響を受ける。したがって、貴金属を使用しない触媒系は、ヒドロシリル化において技術的に大きな関心を集めている。
WO2017/174290では、カチオン性ケイ素(II)化合物がヒドロシリル化を触媒することが知られている。
Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,1365には、電気的に中性のゲルマニウム中心を有する、リンおよび窒素のモアによって安定化された複素環ゲルミレンドナーの存在下でのトリフルオロアセトフェノンとCOのヒドロシリル化について記載されている。これらの化合物では、リン中心が触媒中心となって、ヒドロシリル化反応のためにケイ素-水素化合物を活性化する。
上記の貴金属フリー触媒の問題点として、空気や水分に非常に弱いことが挙げられる。そのため、使用する際には、空気や水分を遮断する特別な措置が必要となる。このため、触媒の製造や使用には、技術的な複雑さが伴う。さらに、それらまたはそれらの前駆体は、複雑な多段合成を介してのみ入手可能であり、したがって、技術的に広く適用可能ではない。
したがって、本発明の目的は、これまで知られている触媒の欠点を有しない、ヒドロシリル化のための触媒としての化合物を提供することであった。本発明のさらなる目的は、ヒドロシリル化できる新規な混合物を提供することであった。
カチオン性ゲルマニウム(II)化合物が、酸素の存在下でヒドロシリル化を触媒することが見出された。また、カチオン性ゲルマニウム(II)化合物は、空気中で数日間、固体として安定であることも見出された。このことは、対応するケイ素(II)化合物が空気中で非常に速く分解するために驚くべきことである。本発明によるゲルマニウム(II)化合物は、重要な技術的利点を有している。
無機アニオンを有するいくつかのゲルマニウム(II)化合物およびその製造方法は、JutziらによってOrganometallics 1986,5,730.に既に記載されている。CpGeBF は塩化ペンタメチルシクロペンタジエニルゲルマニウムをHBFと-80℃で反応させることにより54%の収率で得られ、CpGeAlCl は塩化ペンタメチルシクロペンタジエニルゲルマニウムを三塩化アルミニウムと反応させることにより42%の収率で得られ、CpGeGeCl は塩化ペンタメチルシクロペンタジエニルゲルマニウムをゲルマニウムジクロリドジオキサン錯体と反応させることにより92%の収率で得られている。しかし、これらの入手経路は非常に特殊であり、有機アニオンを有するカチオン性ゲルマニウム(II)化合物はこの方法では入手できない。したがって、多数の異なる化合物、特に有機アニオンを有する化合物を製造することができる一般的で単純な戦略は、現在まで知られていない。
したがって、本発明のさらなる目的は、多数のカチオン性ゲルマニウム(II)化合物を簡単な方法で入手可能な方法を提供することであった。
上記目的は、特許請求の範囲に記載された発明特定事項によって達成される。
本発明は、下記の混合物Mに関する。
(a)以下から選択される少なくとも1種の化合物A、
(a1)一般式(I):
Si-H (I)
(式中、基R、R、およびRは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)ハロゲン、(iii)非置換または置換のC~C20炭化水素基、および(iv)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、基R、R、およびRのうちの2つは互いに単環式または多環式の、非置換または置換のC~C20炭化水素基を形成してもよく、
ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基はそれぞれ独立して以下の置換:
水素原子が、ハロゲン、-C≡N、-OR、-SR、-NR 、-PR 、-O-CO-R、-NH-CO-R、-O-CO-ORまたは-COORで置き換えられ、CH基が-O-、-S-または-NR-で置き換えられ、炭素原子がSi原子で置き換えられ、ここで、Rは、それぞれの場合において独立して、水素、C~Cアルキル基、C~C14アリール基、およびC~Cアルケニル基からなる群から選択される、
のうちの少なくとも1つを有するということを意味する)
で表される化合物、および/または、
(a2)一般式(I’):
(SiO4/2(RSiO3/2(HSiO3/2b’(R SiO2/2(RHSiO2/2c’(HSiO2/2c’’(R SiO1/2(HR SiO1/2d’(HSiO1/2d’’(HSiO1/2d’’ (I’)
(式中、基R、R、およびRは、それぞれ独立して、(i)ハロゲン、(ii)非置換または置換のC~C20炭化水素基、および(iii)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、
ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基はそれぞれ独立して以下の置換:
水素原子がハロゲンで置き換えられ、CH基が-O-または-NR-で置き換えられ、ここで、Rは、それぞれの場合において独立して、水素、C~Cアルキル基、C~C14アリール基、およびC~Cアルケニル基からなる群から選択される、
のうちの少なくとも1つを有するということを意味し、
添字a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’は、化合物中の各シロキサン単位の数を示し、それぞれ独立して0~100000の範囲の整数であり、但し、添字a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’ 、d’’’の合計が少なくとも2の値を有し、b’、c’、c’’、d’、d’’またはd’’’の少なくとも1つが0ではない。)
で表される化合物、および、
(b)以下から選択される少なくとも1種の化合物B、
(b1)一般式(II):
C=CR (II)
で表される化合物、および/または、
(b2)一般式(II’):
C≡CR (II’)
(式中、基R、R、R、R、R、およびRは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)-C≡N、(iii)1~100000個のケイ素原子を有する有機ケイ素基、(iv)非置換または置換のC~C20炭化水素基、および(v)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、基R、R、R、およびRのうちの2つは互いに単環式または多環式の、非置換または置換のC~C20炭化水素基を形成してもよく、
ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基はそれぞれ独立して以下の置換:
水素原子が、ハロゲン、-C≡N、-OR、-SR、-NR 、-PR 、-O-CO-R、-NH-CO-R、-O-CO-OR、-COORまたは-[O-(CH-(CH(O)CH)(n=1~6およびo=1~100)で置き換えられ、CH基が-O-、-S-または-NR-で置き換えられ、炭素原子がSi原子で置き換えられ、ここで、Rは、それぞれの場合において独立して、水素、C~Cアルキル基、C~C14アリール基、およびC~Cアルケニル基からなる群から選択される、
のうちの少なくとも1つを有するということを意味する)
で表される化合物、および/または、
(b3)一般式(II’’):
Si-O[-SiR -O]-[Si(MB)R-O]-SiR (II’’),
(式中、基Rは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)ハロゲン、(iii)MB、(iv)非置換または置換のC~C20炭化水素基、および(v)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、
ここで、MBは、それぞれ独立して、(i)-(CH-CR=CRまたは(ii)-(CH-CR≡CRであり、式中、o=0~12であり、Rは、それぞれの場合において独立して、(i)水素、(ii)ハロゲン、(iii)非置換または置換C~C20炭化水素基、および(iv)非置換または置換C~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選ばれ、
ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基はそれぞれ独立して以下の置換:
水素原子が、ハロゲン、-C≡N、-OR、-SR、-NR 、-PR 、-O-CO-R、-NH-CO-R、-O-CO-ORまたは-COORで置き換えられ、CH基が-O-、-S-または-NR-で置き換えられ、炭素原子がSi原子で置き換えられ、ここで、Rは、それぞれの場合において独立して、水素、C~Cアルキル基、C~C14アリール基、およびC~Cアルケニル基からなる群から選択される、
のうちの少なくとも1つを有するということを意味し、
mおよびnは、それぞれ独立して、0から100000の範囲の整数であり、少なくとも1つの基MBが化合物中に存在する)
で表される化合物、および
(c)一般式(III):
([Ge(II)Cp]a- (III)
{式中、Cpは一般式(IIIa)
Figure 2022531805000001
(式中、基Ryは、それぞれ独立して、(i)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20炭化水素基である)のトリオルガノシリル基、(ii)水素、(iii)非置換または置換のC~C20炭化水素基、(iv)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、2つの基Rは互いに単環式または多環式のC~C20炭化水素基を形成してもよく、
ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基においても少なくとも1つの炭素原子がSi原子で置き換えられることを意味する。)
のπ結合シクロペンタジエニル基であり、
a-は、a価のアニオンであり、
aは、1、2または3の値を有する。}
で表されるカチオン性ゲルマニウム(II)化合物から選択される少なくとも1種の化合物C、
を含む、混合物M。
化合物A
少なくとも1種の化合物Aが、一般式(I)の化合物の混合物および/または一般式(I’)の化合物の混合物も含む混合物M中に存在する。
式(I)において、基R、R、およびRは、好ましくは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)塩素、(iii)非置換または置換のC~C12炭化水素基、および(iv)非置換または置換のC~C12ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、ここで、前記置換は前記と同様の定義を有し、
式(I’)において、基Rは、好ましくは、それぞれ独立して、塩素、C~Cアルキル基、C~Cアルケニル基、フェニル、およびC~Cアルコキシ基からなる群から選択され、添字a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’’、d’’’は、それぞれ独立して、0~1000の範囲の整数から選択される。
式(I)において、基R、R、およびRは、より好ましくは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)塩素、(iii)C~Cアルキル基、(iv)C~Cアルケニル基、(v)フェニル、および(vi)C~Cアルコキシ基からなる群から選択され、
式(I’)において、基Rは、より好ましくは、それぞれ独立して、塩素、メチル、メトキシ、エチル、エトキシ、n-プロピル、n-プロポキシ、およびフェニルからなる群から選択され、添字a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’ 、d’’’は、それぞれ独立して、0~1000の範囲の整数から選択される。
式(I)において、基R、R、およびR並びに式(I’)において基Rは、特に好ましくは、それぞれ独立して、水素、塩素、メチル、メトキシ、エチル、エトキシ、n-プロピル、およびフェニルからなる群から選ばれ、添字a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’ 、d’’’は、それぞれ独立して、0~1000の範囲の整数から選択される。
式(I’)の化合物の混合物が存在し、特にポリシロキサンの場合には、その混合物が存在する。しかし、簡単のために、ポリシロキサンの場合、混合物の個々の化合物は特定されないが、式(I’)に類似した平均式(I’a)が示される。
(SiO4/2(RSiO3/2(HSiO3/2b’(R SiO2/2(RHSiO2/2c’(HSiO2/2c’’(R SiO1/2(HR SiO1/2d’(HSiO1/2d’’(HSiO1/2d’’ (I’a)
ここで、基Rは式(I’)と同じ定義を有するが、添字a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’はそれぞれ独立して0~100000の範囲の数であり、混合物中の各シロキサン単位の平均含有量を示す。平均式(I’a)の混合物の中で、添字a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’はそれぞれ独立して0~20000の範囲の数から選択されるものが好ましい。
一般式(I)の化合物Aの例としては、以下のシラン類(Ph=フェニル、Me=メチル、Et=エチル):
MeSiH、EtSiH、MePhSiH、MePhSiH、MeClSiH、EtClSiH、MeClSiH、ClSiH、Me(MeO)SiH、Me(MeO)SiH、(MeO)SiH、Me(EtO)SiH、Me(EtO)SiH、(EtO)SiH、
を挙げることができる。
一般式(I’)の化合物Aの例としては、以下のシロキサンやポリシロキサン:
HSiMe-O-SiMeH、MeSi-O-SiHMe、MeSi-O-SiHMe-O-SiMe、H-SiMe-(O-SiMe-O-SiMe-H(式中、mは1~20000の範囲の数である)、MeSi-O-(SiMe-O)n(SiHMe-O)o-SiMe(式中、nおよびoはそれぞれ独立して1~20000の範囲の数である)、
を挙げることができる。
化合物B
少なくとも1種の化合物Bは、一般式(II)の化合物の混合物および/または一般式(II’)の化合物の混合物および/または一般式(II’’)の化合物の混合物も含む混合物Mに存在する。
一般式(II’)中の有機ケイ素基とは、分子中に少なくとも1つの直接Si-C結合を有する化合物を意味する。
式(II)および(II’)において、基R、R、R、R、R、およびRは、好ましくは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)-C≡N、(iii)非置換または置換のC~C12炭化水素基、(iv)非置換または置換のC~C12ヒドロカルボノキシ基、
ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素またはヒドロカルボノキシ基はそれぞれ独立して以下の置換:
水素原子が、ハロゲン、-C≡N、C~Cアルコキシ、-NR 、-O-CO-R、-NH-CO-R、-O-CO-OR、-COORまたは-[O-(CH-(CH(O)CH)(n=1~3およびo=1~20)で置き換えられ、Rはそれぞれの場合に独立して、水素、塩素、C~Cアルキル、C~Cアルケニルおよびフェニルからなる群から選択される、
のうちの1つを有しているということを意味し、および、
(v)一般式(IIa):
-(CH-SiR (IIa)
(式中、基Rは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)ハロゲン、(iii)非置換または置換のC~C20炭化水素基、
(iv)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基、
ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素またはヒドロカルボノキシ基はそれぞれ独立して以下の置換:
水素原子はハロゲンで置き換えられ、CH基は-O-または-NR-で置き換えられ、Rは水素、C~Cアルキル、C~C14アリールおよびC~Cアルケニルからなる群から選択される、
のうちの少なくとも1つを有しているということを意味し、および、n=0~12である)
からなる群から選択される有機ケイ素基、からなる群から選択され、
式(II’’)において、基Rは、好ましくは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)塩素、(iii)C~Cアルキル基、(iv)フェニル、(v)MB、および(vi)C~Cアルコキシ基からなる群から選択され、MBは、それぞれの場合において独立して、(i)-(CH-CR=CRまたは(ii)-(CH-CR≡CRであり、o=0~6であり、Rはそれぞれの場合において独立して、(i)水素、(ii)塩素、(iii)C~Cアルキル基、(iv)フェニルおよび(v)C~Cアルコキシ基からなる群から選択される。
式(II)および(II’)において、基R、R、R、R、R、およびRは、より好ましくは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)-C≡N、
(iii)一般式(IIa)から選択される有機ケイ素基であって、基Rがそれぞれ独立して水素、塩素、C~Cアルキル基、C~Cアルケニル基、フェニルおよびC~Cアルコキシ基からなる群から選択され、
(iv)非置換または置換のC~C炭化水素基、および
(v)非置換または置換のC~Cヒドロカルボノキシ基、
ここで、前記置換とはそれぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基がそれぞれ独立して以下の置換:
水素原子が、塩素、-C≡N、-O-CH-(CH(O)CH)(=グリシドキシ基)、-NR および-O-CO-Rで置き換えられ、Rは、それぞれの場合に独立して、水素およびC~Cアルキルからなる群から選択される、
のうちの少なくとも1つを有するということを意味する、
からなる群から選択され、
式(II’’)において、基Rは、より好ましくは、それぞれ独立して、C~Cアルキル基およびMBからなる群から選択され、MBはそれぞれの場合において-(CH)O-CR=CRであり、Rはそれぞれの場合において水素であり、o=0~6である。
式(II’’)の化合物の例は、R Si-O[-SiR -O]-[Si(MB)-O]1~100000-SiR 、R Si-O[-SiR -O]-[Si(MB)R-O]1~100000-SiR 、(MB)R Si-O[-SiR -O]-[Si(MB)R-O]-SiR 、(MB)R Si-O[-SiR -O]-[Si(MB)-O]-SiR 、(MB)R Si-O[-SiR -O]-[Si(MB)R-O]-SiR (MB)、(MB)R Si-O[-SiR -O]-[Si(MB)-O]-SiR (MB)(式中、MBは、各場合においてそれぞれ独立して、(i)-(CH-CR=CRまたは(ii)-(CH-CR≡CRであり、o=0~12であり、R、mおよびnは式(II’’)における定義と同じである。)である。
化合物Bの例は、エチレン、プロピレン、1-ブチレン、2-ブチレン、イソプレン、1,5-ヘキサジエン、シクロヘキセン、ドデセン、シクロヘプテン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、インデン、シクロオクタジエン、スチレン、α-メチルスチレン、1,1-ジフェニルエチレン、シス-スチルベン、トランス-スチルベン、1,4-ジビニルベンゼン、アリルベンゼン、塩化アリル、アリルアミン、ジメチルアリルアミン、アクリロニトリル、アリルグリシジルエーテル、酢酸ビニル、ビニル-Si(CHOMe、ビニル-SiCH(OMe)、ビニル-Si(OMe)、ビニル-Si(CH-O-[Si(CH-O]-Si(CH-ビニル(式中、n=0~10000)、MeSi-O-(SiMe-O)-[Si(ビニル)Me-O]O-SiMe(式中、n=1~20000、o=1~20000)、アセチレン、プロピン、1-ブチン、2-ブチン、およびフェニルアセチレンである。
特定の実施形態では、化合物Aおよび化合物Bは、1つの分子に存在する。そのような分子の例は、ビニルジメチルシラン、アリルジメチルシラン、ビニルメチルクロロシラン、およびビニルジクロロシランである。
化合物C
式(III)中の基Rの例は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、sec-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tertペンチル等のアルキル基、n-ヘキシル等のヘキシル基、n-ヘプチル等のヘプチル基、n-オクチル基等のオクチル基、2,4,4-トリメチルペンチル基等のイソオクチル基、n-ノニル基等のノニル基、n-デシル等のデシル基、n-ドデシル基等のドデシル基、n-ヘキサデシル基等のヘキサデシル基、n-オクタデシル基等のオクタデシル基、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル基、メチルシクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル、ナフチル、アントラセン、フェナントレン基等のアリール基、o-、m-およびp-トリル、キシリル、メシチレニルおよびo-、m-およびp-エチルフェニル基等のアルカリール基;ベンジル基、α-およびβ-フェニルエチル基等のアルカリール基、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、ジメチルエチルシリル、ジメチルtert-ブチルシリルおよびジエチルメチルシリル基等のアルキルシリル基である。
式(III)において、基Rは、好ましくは、それぞれ独立して(i)C~Cアルキル基、(ii)水素、および(iii)式-SiR (式中、基Rは、それぞれ独立してC~C20アルキル基である。)のトリオルガノシリル基からなる群から選択される。基Rは、より好ましくは、それぞれ独立して、メチル基およびトリメチルシリル基から選択される。全ての基Rは、特に好ましくは、メチル基である。
式(III)中の添字aは、Xが1価のアニオンであるように、好ましくは1である。
アニオンXの例は、ハロゲン化物、クロレートClO 、テトラクロロメタレート[MCl(式中、M=Al、Ga)、テトラフルオロボレート[BF、トリクロロメタレート[MCl(式中、M=Sn、Ge)、ヘキサフルオロメタレート[MF(式中、M=As、Sb、Ir、Pt)、パーフルオロアンチモネート[Sb11、[Sb16、[Sb21、トリフラート(=トリフルオロメタンスルホネート)[OSOCF、テトラキス(トリフルオロメチル)ボレート[B(CF、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)メタレート[M(C(式中、M=Al、Ga)、テトラキス(ペンタクロロフェニル)ボレート[B(CCl、テトラキス[(2,4,6-トリフルオロメチル(フェニル))]ボレート{B[C(CF]}、ビス[トリス(ペンタフルオロフェニル)]ヒドロキシド{HO[B(C、クロソカルボレート[CHB11Cl、[CHB11Br、[CHB11(CHBr、[CHB1111、[C(Et)B1111、[CB11(CF12、B12Cl11N(CH、テトラ(パーフルオロアルコキシ)アルミネート[Al(ORPF(式中、RPFは、それぞれ独立してパーフルオロ化C~C14炭化水素基である)、トリス(パーフルオロアルコキシ)フルオロアルミネート[FAl(ORPF(式中、RPFは、それぞれ独立してパーフルオロ化C~C14炭化水素基である)、ヘキサキス(オキシペンタフルオロオキシテルラート)アンチモネート[Sb(OTeF、式[B(Rおよび[Al(R{基Rは、それぞれ独立して、(i)フッ素、(ii)パーフルオロ化C~Cアルキル基および(iii)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20アルキル基)からなる群から選択される基によって少なくとも1つの水素原子が相互に独立して置換された芳香族C~C14炭化水素基より選択される}のボレートおよびアルミネートである。
式(III)において、アニオンXは、好ましくは、式[B(Rおよび[Al(R{基Rは、それぞれ独立して、(i)フッ素、(ii)パーフルオロ化C~Cアルキル基および(iii)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20アルキル基)からなる群から選択される基によって少なくとも1つの水素原子が相互に独立して置換された芳香族C~C14炭化水素基より選択される}の化合物からなる群から選択される。基Rの例は、m-ジフルオロフェニル基、2,2,4,4-テトラフルオロフェニル基、パーフルオロ化1-ナフチル基、パーフルオロ化2-ナフチル基、パーフルオロビフェニル基、-C、-C(m-CF、-C(p-CF)、-C(2,4,6-CF、-C(m-SiMe、-C(p-SiMe)、-C(p-SiMet-ブチル)である。
式(III)において、アニオンXは、より好ましくは、式[B(R{式中、基Rは、それぞれ独立して、(i)フッ素および(ii)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20アルキル基である)のトリオルガノシリル基からなる群から選択される基によって全ての水素原子が相互に独立して置換された芳香族C~C14炭化水素基からなる群から選択される}の化合物からなる群から選択される。
式(III)において、アニオンXは、特に好ましくは、式[B(R{式中、基Rは、それぞれ独立して、-C、パーフルオロ化1-および2-ナフチル基、-C(SiR およびC(SiR )(式中、基Rはそれぞれの場合、独立してC~C20アルキル基である)からなる群から選択される}の化合物からなる群から選択される。
式(III)において、アニオンXは、最も好ましくは、[B(C、[B(C(4-TBS)(式中、TBS=SiMetert-ブチル)、[B(2-NaphF)(式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)および[B(C(2-NaphF)](式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)からなる群から選択される。
式(III)の好ましい化合物は、全ての基Rはメチルであり、アニオンXは、式[B(R{式中、基Rは、それぞれ独立して、(i)フッ素、(ii)パーフルオロ化C~Cアルキル基、および(iii)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20アルキル基である)のトリオルガノシリル基からなる群から選択される基によって全ての水素原子が相互に独立して置換された芳香族C~C14炭化水素基から選択される}の化合物からなる群から選択される。
式(III)の化合物は、より好ましくは、CpGeB(C 、CpGeB[C(4-TBS)] (式中、TBS=SiMet-ブチル)、CpGeB(2-NaphF) (式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)、およびCpGeB[(C(2-NaphF)](式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)からなる群から選択される。
本発明による混合物Mは、例えば、乳化剤等の加工助剤、高分散シリカまたは石英等の充填剤、遊離基抑制剤等の安定剤、染料等の顔料、例えばチョークまたは二酸化チタン等の白色顔料等の任意の追加化合物を含んでもよい。さらなる化合物の量は、混合物Mの総重量を基準にして、それぞれの場合において、好ましくは0.1重量%~95重量%、より好ましくは1重量%~80重量%、非常に好ましくは5重量%~30重量%である。
本発明はさらに、本発明による混合物Mのヒドロシリル化の方法に関し、少なくとも1種の化合物Aを、少なくとも1種の化合物Cの存在下および酸素の存在下で、少なくとも1種の化合物Bと反応させる。
ヒドロシリル化において酸素の量は重要ではなく、当業者に公知の任意の酸素含有ガス混合物、例えば、周囲空気、希薄空気等を使用することが可能である。酸素は、好ましくは、0.1~100体積%の酸素含有量を有する酸素含有ガス混合物から由来する。また、酸素がいつ、どのように添加されるかは重要ではない。酸素含有ガスは、例えば、ガス空間に一度だけ添加することができ、または連続的に導入することができ、またはその添加前に、カチオン性ゲルマニウム(II)化合物の上を通過させることができ、またはカチオン性ゲルマニウム(II)化合物の溶液中に導入することができ、または当業者に知られている他の方法を介して反応混合物と接触させることができる。
反応物は、任意の順序で互いに混合することができ、その混合は当業者に公知の方法で行われる。例えば、化合物A、BおよびCは、ヒドロシリル化が酸素との接触によって開始されるように混合することができる。また、最初に化合物AとB、またはAとC、またはBとCを混合し、その後、不足する化合物を添加することも可能である。
特定の実施形態において、本発明による化合物A、BおよびCの混合物のヒドロシリル化は、空気、希薄空気または酸素雰囲気下で実施される。
さらなる特定の実施形態では、化合物Cの溶液を酸素と接触させ、後の時点で化合物Aおよび化合物Bと混合する。
化合物AおよびBのモル比は、存在するSi-H基または不飽和炭素部分に対して、典型的には1:10~10:1の範囲内であり、モル比は好ましくは1:5~5:1の範囲内であり、より好ましくは1:2~2:1の範囲内である。
化合物Cと化合物A中に存在するSi-H基との間のモル比は、典型的には1:10~1:1の範囲内であり、好ましくは1:10~1:10の範囲内であり、より好ましくは1:10~1:500の範囲内である。
ヒドロシリル化は、無溶媒で、または1種以上の溶媒を加えて実施することができる。溶媒または溶媒混合物の割合は、化合物AおよびBの合計を基準として、好ましくは0.1重量%~1000倍量の範囲内であり、より好ましくは10重量%~100倍量の範囲内であり、非常に好ましくは30重量%~10倍量の範囲内である。
使用される溶媒は、好ましくは、アプロティック溶媒、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンまたはトルエン等の炭化水素、ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼンまたは1,2-ジクロロエタン等の塩素化炭化水素、ジエチルエーテル、メチルtert-ブチルエーテル、アニソール、テトラヒドロフランまたはジオキサン等のエーテル、例えばアセトニトリルまたはプロピオンニトリル等のニトリルである。
ヒドロシリル化における圧力は、当業者であれば自由に選択することができ、常圧下、または減圧もしくは昇圧下で実施することが可能である。圧力は、好ましくは0.01bar~100barの範囲内であり、より好ましくは0.1bar~10barの範囲内であり、ヒドロシリル化は、特に好ましくは周囲圧力で実施される。しかしながら、反応温度でガス状で存在する化合物がヒドロシリル化に関与する場合、反応は好ましくは昇圧で、より好ましくは系全体の蒸気圧で実施される。
当業者は、ヒドロシリル化の温度を自由に選択することができる。ヒドロシリル化は、典型的には-100℃~+250℃の範囲内の温度、好ましくは-20℃~+150℃の範囲内の温度、より好ましくは0℃~100℃の範囲内の温度で実施される。
本発明は、さらに、式(IV):
[CpGe][B(R (IV)
(式中、Cpは、π結合したペンタメチルシクロペンタジエニル基であり、基Rは、それぞれ独立して、(i)フッ素、(ii)パーフルオロ化C~Cアルキル基、および(iii)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20アルキル基である)からなる群から選択される基によって少なくとも1つの水素原子が相互に独立して置換された芳香族C~C14炭化水素基から選択される)
で表される、カチオン性ゲルマニウム(II)化合物に関する。
式(IV)中の基Rの例は、m-ジフルオロフェニル基、2,2,4,4-テトラフルオロフェニル基、パーフルオロ化1-ナフチル基、パーフルオロ化2-ナフチル基、パーフルオロビフェニル基、-C、-C(m-CF、-C(p-CF)、-C(2,4,6-CF、-C(m-SiMe、-C(p-SiMe)、-C(p-SiMet-ブチル)である。
式(IV)において、基Rは、それぞれ独立して、(i)フッ素、および(ii)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20アルキル基である)のトリオルガノシリル基からなる群から選択される基によって全ての水素原子が相互に独立して置換された芳香族C~C14炭化水素基から選択される。
式(IV)において、基Rは、より好ましくは、それぞれ独立して、-C、パーフルオロ化1-および2-ナフチル基、-C(SiR およびC(SiR )(式中、基Rは、それぞれ独立して、C~Cアルキル基である)からなる群から選択される。
式(IV)において、基Rは、最も好ましくは、それぞれ独立して、-C、パーフルオロ化2-ナフチル基および-C(4-SiMetert-ブチル)からなる群から選択される。
式(IV)の好ましい化合物は、CpGeB(C 、CpGeB[C(4-TBS)] (式中、TBS=SiMet-ブチル)、CpGeB(2-NaphF) (式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)、およびCpGeB[(C(2-NaphF)](式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)である。
本発明はさらに、一般式(III):
([Ge(II)Cp]a- (III)
で示されるカチオン性ゲルマニウム(II)化合物の製造方法に関する。
当該製造方法は、
(a)一般式(V):
[CpGe(II)] (V)
{式中、Cpは、それぞれ独立して、一般式(Va):
Figure 2022531805000002
(式中、基Rは、それぞれ独立して、(i)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20炭化水素基である)のトリオルガノシリル基、(ii)水素、(iii)非置換または置換のC~C20炭化水素基、(iv)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、2つの基Rは互いに単環式または多環式のC~C20炭化水素基を形成してもよく、
ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基においても少なくとも1つの炭素原子がSi原子で置き換えられることを意味し、
但し、少なくとも1つの基Cpにおいて、少なくとも1つの基Rは-CHR基であり、RおよびRはそれぞれ独立して(i)水素、(ii)C~C19アルキル基および(iii)C~C19アリール基からなる群から選択される)
のπ結合シクロペンタジエニル基である}
で表される化合物を、
(b)一般式(VI):
(Rda- (VI)
(式中、aは値1、2または3であり、Xa-はa価のアニオンであり、基Rは、それぞれ独立して、非置換または置換の芳香族C~C14炭化水素基から選択され、
ここで、前記置換とは、炭化水素基が少なくとも一つの以下の置換:
水素原子がハロゲンまたはC~Cアルキル基により置換される、
を有することを意味する)
で表されるカルボカチオン性化合物と反応させる。
式(VI)中の添字aは、Xが1価のアニオンであるように、好ましくは1である。
式(VI)において、アニオンXは、好ましくは、式[B(R{基Rは、それぞれ独立して、(i)フッ素、(ii)パーフルオロ化C~Cアルキル基および(iii)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20アルキル基)からなる群から選択される基によって少なくとも1つの水素原子が相互に独立して置換された芳香族C~C14炭化水素基より選択される}の化合物からなる群から選択される。
式(VI)において、アニオンXは、より好ましくは、式[B(R{基Rは、それぞれ独立して、(i)フッ素、(ii)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20アルキル基)からなる群から選択される基によって全ての水素原子が相互に独立して置換された芳香族C~C14炭化水素基より選択される}の化合物からなる群から選択される。
式(VI)において、アニオンXは、特に好ましくは、式[B(R{式中、基Rは、それぞれ独立して、-C、パーフルオロ化1-および2-ナフチル基、-C(SiR およびC(SiR )(式中、基Rはそれぞれの場合、独立してC~C20アルキル基である)からなる群から選択される}の化合物からなる群から選択される。
式(VI)において、アニオンXは、最も好ましくは、[B(C、[B(C(4-TBS)(式中、TBS=SiMetert-ブチル)、[B(2-NaphF)(式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)および[B(C(2-NaphF)](式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)からなる群から選択される。
式(VI)において、基Rは、好ましくは、それぞれ独立して、非置換のフェニル、またはハロゲン原子、トリル、キシリル、メシチレニルおよびエチルフェニル基で置換されたフェニルからなる群から選択される。
式(VI)において、基Rは、より好ましくは、それぞれ独立して、フェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンタクロロフェニル、o-トリル、m-トリル、p-トリル、キシリル、メシチレニル、m-エチルフェニル、o-エチルフェニルおよびp-エチルフェニル基からなる群から選択される。
式(VI)の好ましい化合物は、全ての基Rがフェニルであり、アニオンXが式[B(R{式中、基Rは、それぞれ独立して、-C、パーフルオロ化ナフチル基、-C(SiR )(式中、基Rはそれぞれの場合、独立してC~C20アルキル基である)からなる群から選択される}の化合物からなる群から選択される。
式(V)の化合物の例は、デカメチルゲルマノセン、デカイソプロピルゲルマノセン、オクタメチルビス(トリメチルシリル)ゲルマノセン、ビス[(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル)]ゲルマニウム、ビス[ビス(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル]ゲルマニウム、ビス[トリス(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル]ゲルマニウムである。
式(VI)の化合物の例は、(CB(C 、(CB[C(4-TBS)] (式中、TBS=SiMetert-ブチル)、(CB(2-NaphF) (式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)、および(CB[(C(2-NaphF)](式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)である。
一般式(V)の化合物と一般式(VI)のカルボカチオン性化合物のモル比は、好ましくは少なくとも1:10、最大で10:1であり、より好ましくは少なくとも1:5、最大で5:1であり、特に好ましくは少なくとも1:3、最大で3:1である。2種の成分は任意の順序で混合することができ、混合は当業者に公知の方法で実施される。一般式(VI)のカルボカチオン性化合物は、好ましくは一般式(V)の化合物に添加される。
本反応は、1種以上のさらなる成分の存在下、例えば、溶媒または2種以上の溶媒の混合物の存在下で実施することができる。一般式(V)の化合物または一般式(VI)のカルボカチオン性化合物のいずれか一方、あるいは両成分を溶媒または溶媒の混合物に溶解することができる。一般式(V)および(VI)の化合物の合計に対する溶媒又は溶媒の混合物の割合は、好ましくは少なくとも0.1重量%、最大で1000倍重量であり、より好ましくは少なくとも10重量%、最大で100倍重量であり、特に好ましくは少なくとも30重量%、最大で10倍重量である。
使用される溶媒は、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンまたはトルエン等の炭化水素、ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼンまたは1,2-ジクロロエタン等の塩素化炭化水素、ジエチルエーテル、メチルtert-ブチルエーテル、アニソール、テトラヒドロフランまたはジオキサン等のエーテルまたはアセトニトリルまたはプロピオンニトリル等のニトリル等でも良い。
反応における圧力は、当業者であれば自由に選択することができ、常圧下、減圧下または昇圧下で実施することができる。圧力は、好ましくは0.01bar以上100bar以下であり、より好ましくは0.1bar以上10bar以下であり、最も好ましくは、反応は周囲圧力で実施される。
当業者は、反応温度を自由に選択することができる。反応は、典型的には-100℃~+250℃の範囲内の温度、好ましくは-20℃~+150℃の範囲内の温度、より好ましくは0℃~+100℃の範囲内の温度で実施される。
特定の実施形態において、一般式(III)のカチオン性ゲルマニウム(II)化合物は、化合物A中もしくは化合物B中、または2つの化合物AおよびBの混合物中で生成される。この方法では、カチオン性ゲルマニウム(II)化合物を単離する必要はない。ヒドロシリル化反応では、酸素が存在すれば、化合物Aと化合物Bの反応は、カチオン性ゲルマニウム(II)化合物の形成から直接始まるので、これは反応段階の数の減少を意味する。
本発明はさらに、少なくとも1種の一般式(III)のカチオン性ゲルマニウム(II)化合物と酸素とを含む、触媒系に関する。
本発明はさらに、触媒として、特にヒドロシリル化のための触媒としての、式(III)のカチオン性ゲルマニウム(II)化合物の使用に関する。触媒として式(IV)のカチオン性ゲルマニウム(II)化合物を使用することがより好ましい。
以下のトリチウム塩を、以下の文献に準じて調製した。
(CB[C(4-TBS)] (式中、TBS=SiMetert-ブチル):Marksら、Organometallics 1997、16、842-857)。
デカメチルゲルマノセン:Weidenbruchら、J.Organomet.Chem.2006、691、809-810。
(CB(Naph および(CB[(C(Naph)](式中、Naph=パーフルオロ-β-ナフチル:Mathur und Strickler,US2015/0259362(2017);Berris,WO2007/070770(2007)。
比較例1(酸素除去)-本発明ではない
すべての工程をアルゴン下で実施した。2.0mg(2.3μmol)のCpGeB(C を801mgのCDClに溶解し、238mg(2.01mmol)のα-メチルスチレンと303mg(2.03mmol)の1,1,3,3-ペンタメチルジシロキサンの混合物に加え、混合物を振とうさせた。9日後に溶液をH-NMR 分光法で分析した。ヒドロシリル化は検出されなかった。
実施例1:Cp*Ge B(C の調製
アルゴン雰囲気下、701mg(2.04mmol)のデカメチルゲルマノセン(Cp Ge,Cp=ペンタメチルシクロペンタジエニル)をジクロロメタン5mlに溶解し、1.70g(1.83mmol)の(CB(C のジクロロメタン5ml溶液を室温で振りながらゆっくりと添加した。その後、生成物の沈殿が起こらなくなるまで、沈殿剤として十分な量のヘプタンを添加した。上澄み液をデカンテーションし、沈殿物をジクロロメタンに再溶解し、再びヘプタンを加えて沈殿させた。沈殿した生成物を吸引下で濾過し、乾燥させ、最後に高真空下で乾燥させた。
収量:1.63g(97%)、淡いピンク色の固体。
H-NMR(CDCl):δ=2.23(メチル基)。
13C-NMR(CDCl):δ=8.82(メチル基)、δ=123.1(CのCp環)、δ=124(ブロード)、δ=135.3(m)、δ=137.3(m)、δ=139.2(m)、δ=149.1(m):芳香族C-F。
11B-NMR(CDCl):δ=-16.66(s)。
19F-NMR(CDCl):δ=-167.4(mc、8オルト-F)、δ=-163.5(mc、4パラ-F)、δ=-132.9(m、ブロード、8メタ-F)。
この結晶性固体を空気中で4日間保存したが、目に見える変化は見られなかった。NMRスペクトルは、調製したばかりの純物質のものと同一であった。
実施例2:Cp*Ge B[C (4-TBS)] の調製
365.1mg(0.279mmol)の(CB[C(4-TBS)] を965mgのCDClに溶解し、溶液を-30℃に冷却した。約350mgのCDClに溶解した114.8mg(0.335mmol)のデカメチルゲルマノセン(空気に敏感!) をアルゴン下でゆっくりと添加した。最初は濃いオレンジ色だった溶液は、淡い黄色に明るくなった。4mlのペンタンを添加し、生成物はベージュ色の固体として析出し、小分けしたペンタンで洗浄した。この固体を真空中で乾燥させた。
収量:300mg(85%)、ベージュ色の固体。
1H-NMR(CDCl):δ=0.352(s,2Si-CH),δ=0.913s(Si-tertブチル),δ=2.17(s,15H,Cp)。
29Si-NMR(CDCl):δ=5.63(s,芳香族シリル基)。
19F-NMR(CDCl):δ=-132.2(m,8F),δ=-130.4(m,8F)。
実施例3:Cp*Ge B(Naph (Naph =ヘプタフルオロ-β-ナフチル)の調製
デカメチルゲルマノセンと(CB(Naph を反応させ、実施例2と同様に調製を行なった。
収率:92%、ベージュ色の固体。
H-NMR(CDCl):δ=2.22(s,15H,Cp)。
19F-NMR(CDCl):δ=-161.3~-160.9(m,4F)、-159.8~-159.4(4F)、-155.8~-154.7(4F)、-150.2~-149.8(4F)、-146.4~-145.7(4F)、-125.9~-124.4(4F)、-109.8(mc,1F)、-109.3(mc,1F),-108.6~-107.7(m,1F),-106.5(mc,1F)。
11B-NMR(CDCl):δ=-13.80。
実施例4:Cp*Ge B[(C (Naph)] (Naph =パーフルオロ-β-ナフチル)の調製
デカメチルゲルマノセンと(CB[(C(Naph)]を反応させ、実施例2と同様に調製を行った。
収率:70%、ベージュ色の固体。
H-NMR(CDCl):δ=2.22(s,15H,Cp)。
11B-NMR(CDCl):δ=-16.45。
実施例5:ジメチルフェニルシランを用いたα-メチルスチレンのヒドロシリル化反応
207mg(1.75mmol)のα-メチルスチレンと229mg(1.68mmol)のジメチルフェニルシランを650mgのCDClと共にアルゴン下で反応容器に秤量し、160mgのCDCl中の1.7 mg(1.92μmol、ジメチルフェニルシランを基準として0.11mol%)のCpGe B(C を添加した。シリンジを用いて3mlの空気を混合物に注入した。室温で24時間後、反応は完了した。これにより、フェニル-CH(CH)-CH-Si(CHPhが得られた。
生成物の純度(GC)>90%。
H-NMR(CDCl):δ=0.43および0.49(s,2CH),δ=1.52(mc,CH),δ=1.56(d,CH),δ=3.20(mc,CH),δ=7.40-7.50(mc,3芳香族H),δ=7.50-7.58(m,2芳香族H),δ=7.59-7.66(m,3芳香族H),δ=7.76-7.82(m,2芳香族H)となる。
実施例6:ジメチルフェニルシランを用いたα-メチルスチレンのヒドロシリル化反応
120mg(1.0mmol)のα-メチルスチレンと137mg(1.01mmol)のジメチルフェニルシランをCDCl400mgと共にアルゴン下で反応容器に量り、130mgのCDCl中の1.2mg(0.94μmol、ジメチルフェニルシランを基準として0.09mol%)のCpGeB(C を添加した。シリンジを用いて3mlの空気を混合物に注入した。室温で24時間後、反応は完了した。これにより、フェニル-CH(CH)-CH-Si(CHPhが得られた。
生成物の純度(GC)>90%。
H-NMR(CDCl):δ=0.43および0.49(s,2CH)、δ=1.52(mc,CH),δ=1.56(d,CH)、δ=3.20(mc,CH)、δ=7.40-7.50(m,3芳香族H)、δ=7.50-7.58(m,2芳香族H)、δ=7.59-7.66(m,3芳香族H)、δ=7.76-7.82(m,2芳香族H)。
実施例7:ペンタメチルジシロキサンによるα-メチルスチレンのヒドロシリル化反応
1.7mg(1.9μmol)のCp*GeB(C を890mgのCDClに溶解し、空気を排除しながら室温で15分かけて合計約0.6ml(約30μmol)の酸素を導入した。この溶液を、208mg(1.76mmol)のα-メチルスチレンと260mg(1.75mmol)の1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンの混合物に添加し、その混合物を振とうした。3時間後に転化率は約35%であり、24時間後に転化は完了した。生成したヒドロシリル化生成物はフェニル-CH(CH)-CH-Si(CH-O-Si(CHであり、これはCDCl中のH-NMR調査および真正試料との比較によって確認された。
実施例8:ペンタメチルジシロキサンによるα-メチルスチレンのヒドロシリル化反応
1.7mg(1.9μmol)のCp*GeB(C を890mgのCDClに溶解し、空気を排除しながら室温で3時間かけて合計約0.8ml(約0.4mmol)の酸素を導入した。ヒドロシリル化は実施例5と同様に行った。4時間後の転化率は約83%であり、6時間後に転化は完了した。生成したヒドロシリル化生成物はフェニル-CH(CH)-CH-Si(CH-O-Si(CHであり、これはCDCl中のH-NMR調査および真正試料との比較によって確認された。
実施例9:ペンタメチルジシロキサンによるα-メチルスチレンのヒドロシリル化反応
1.6mg(1.8μmol)のCp*GeB(C を900mgのCDClに溶解し、空気を排除しながら室温で30分かけて合計約1.2ml(約60μmol)の酸素を導入した。23時間の静置時間後、この溶液を用いて実施例5と同様にヒドロシリル化を行った。3時間後の転化率は約65%であり、15時間後に転化が完了した。生成したヒドロシリル化生成物はフェニル-CH(CH)-CH-Si(CH-O-Si(CHであり、これはCDCl中のH-NMR調査および真正試料との比較によって確認された。
実施例10:ペンタメチルジシロキサンによるα-メチルスチレンのヒドロシリル化反応
299mg(2.01mmol)のペンタメチルジシロキサンと248mg(2.10 mmol)のα-メチルスチレンを混合し、アルゴン下で361mgのCDClに2.5mg(2.03μmol、0.1mol%)のCpGeB(Naph を入れた溶液を添加した。1mlの空気を溶液の上のガス空間に3回連続して加え、混合物をその度に30秒振とうした。ヒドロシリル化は、室温でH-NMR分光法によって監視し、転化率は6時間後に35%である。
実施例11:1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンによる1-ヘキセンのヒドロシリル化反応
139mg(1.66mmol)の1-ヘキセン、203mg(1,37mmol)の 1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサン、500mgのCDCl、および170mgCDCl中の2.8mg(3.16μmol、1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンを基準として0.23mol%)のCpGeB(C の溶液を反応器中でアルゴン下で混合した。3mlの空気(約0.8mgのO、約25μmolに相当)をシリンジでガス空間に加え、容器を密閉し、45℃で4時間加熱した。ガスクロマトグラフィー分析により、90%の転化率を示した。この反応の主生成物はCH-(CH-Si(CH-O-Si(CHである。同定は、真正物質サンプルとの比較により行った。
実施例12:1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンによるα-メチルスチレンのヒドロシリル化反応
作業工程は、空気中、室温で実施した。815mg(6.90mmol)のα-メチルスチレンと1116mg(7.52mmol)の1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンを混合し、1.1mg(0.865 mmol、α-メチルスチレンを基準として0.0125mol%)のCp*GeB[C(4-TBS)] を添加した。24時間後に転化は完了した。生成したヒドロシリル化生成物はフェニル-CH(CH)-CH-Si(CH-O-Si(CHであり、これはCDCl中のH-NMR調査および真正試料との比較によって確認した。
実施例13:1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンによるα-メチルスチレンのヒドロシリル化反応
作業工程は、空気中、室温で実施した。805mg(6.81mmol)のα-メチルスチレンと1009mg(6.80 mmol)の1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンを混合し、941mgのCDCl中に9.2mg(7.23μmol、1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンを基準として0.106mol%)のCpGeB[C(4-TBS)] を溶解した溶液を撹拌しながら添加した。混合物をさらに924mgのCDClで希釈した。3時間後の転化率は91%であり、24時間後に転化は完了した。生成したヒドロシリル化生成物はフェニル-CH(CH)-CH-Si(CH-O-Si(CHであり、これはCDCl中のH-NMR調査および真正試料との比較によって確認した。
301mg(2.55mmol)のα-メチルスチレンと376mg(2.53mmol)の1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンの混合物をさらに加えた後、24時間後に再び転化が完了した。すなわち、生成溶液には活性ゲルマニウム(II)種がまだ含まれていた。806mg(6.82mmol)のα-メチルスチレンと1003mg(6.76mmol)の1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンの混合物をさらに添加した後、24時間後に転化は再び完了した。すなわち、生成溶液には活性ゲルマニウム(II)種がまだ含まれていた。
実施例14:1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンによるα-メチルスチレンのヒドロシリル化反応
作業工程は、空気中、室温で実施した。801mg(6.78mmol)のα-メチルスチレンと1005mg(6.78mmol)の1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンを混合し、900mのCDClgを添加し、922mgのCDClに溶解した9mg(0.708μmol、1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンを基準として0.010mol%)のCpGeB[C(4-TBS)] を撹拌しながら添加した。24時間後に反応は完了した。生成したヒドロシリル化生成物はフェニル-CH(CH)-CH-Si(CH-O-Si(CHであり、これはCDCl中のH-NMR調査および真正試料との比較によって確認した。
実施例15:1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンによるα-メチルスチレンのヒドロシリル化反応
グローブボックス中、アルゴン雰囲気下、300mg(2.02mmol)の1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンと242mg(2.05mmol)のα-メチルスチレンをNMR管内で混合し、807mgのd8-トルエン中1.9mg(2.1μmol)のCp*GeB(C 溶液を添加した。アルゴン下で9日間保管した後、反応は起こらなかった。チューブを開け、1mlの空気(約9μmolの酸素)を添加した。24時間後に転化率は53%であった。さらに3日後、ヒドロシリル化が完了した。生成したヒドロシリル化生成物はフェニル-CH(CH)-CH-Si(CH-O-Si(CHであり、これはd8-トルエンのH-NMR調査および真正試料との比較によって確認された。
実施例16:1,1,3,3,3-ペンタメチルジシロキサンによるα-メチルスチレンのヒドロシリル化反応
d8-トルエンの代わりにCDClを用いて、実施例15による実験を繰り返した。アルゴン下で9日間保管した後、反応は起こらなかった。チューブを開け、1mlの空気(約9μmolの酸素)を加えた。24時間後に転化率は33%になり、2日後に転化は完了した。生成したヒドロシリル化生成物はフェニル-CH(CH)-CH-Si(CH-O-Si(CHであり、これはCDCl中のH-NMR調査および真正試料との比較によって確認した。
実施例17:トリエチルシランを用いたフェニルアセチレンのヒドロシリル化反応
150mg(1.47mmol)のフェニルアセチレン、171mg(1.47mmol)のトリエチルシランおよび616 mgのCDClをアルゴン下で反応容器中で混合し、100mgのCDCl中1.4mg(1.58μmol、反応物を基準として0.11mol%)のCpGeB(C 溶液を追加した。シリンジを用いてガス空間に空気3ml(約0.8mgのO、約25μmolに相当)を添加し、容器を密閉し、50℃で40時間加熱した。ガスクロマトグラフィーおよびGC/MS分析により、以下のヒドロシリル化生成物が所定の割合で検出された。60%:Ph-CH=CH-SiEt、10%:Ph-CH-CH(SiEt
実施例18:トリエチルシランを用いた1-ヘキシンのヒドロシリル化反応
103mg(1.26mmol)の1-ヘキシン、142mg(1.22mmol)のトリエチルシラン、1.2gのジクロロメタンおよび100mgのCDCl中1.3mg(1.41μmol)のCp*GeB(C を用いて実施例17と同様に50℃で反応を行なった。反応時間は19時間であった。約30%のC-CH=CH-SiEtがガスクロマトグラフィーおよびGC/MS分析により検出された。

Claims (23)

  1. (a)以下から選択される少なくとも1種の化合物A、
    (a1)一般式(I):
    Si-H (I)
    (式中、基R、R、およびRは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)ハロゲン、(iii)非置換または置換のC~C20炭化水素基、および(iv)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、基R、R、およびRのうちの2つは互いに単環式または多環式の、非置換または置換のC~C20炭化水素基を形成してもよく、
    ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基はそれぞれ独立して以下の置換:
    水素原子が、ハロゲン、-C≡N、-OR、-SR、-NR 、-PR 、-O-CO-R、-NH-CO-R、-O-CO-ORまたは-COORで置き換えられ、CH基が-O-、-S-または-NR-で置き換えられ、炭素原子がSi原子で置き換えられ、ここで、Rは、それぞれの場合において独立して、水素、C~Cアルキル基、C~C14アリール基、およびC~Cアルケニル基からなる群から選択される、
    のうちの少なくとも1つを有するということを意味する)
    で表される化合物、および/または、
    (a2)一般式(I’):
    (SiO4/2(RSiO3/2(HSiO3/2b’(R SiO2/2(RHSiO2/2c’(HSiO2/2c’’(R SiO1/2(HR SiO1/2d’(HSiO1/2d’’(HSiO1/2d’’ (I’)
    (式中、基R、R、およびRは、それぞれ独立して、(i)ハロゲン、(ii)非置換または置換のC~C20炭化水素基、および(iii)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、
    ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基はそれぞれ独立して以下の置換:
    水素原子がハロゲンで置き換えられ、CH基が-O-または-NR-で置き換えられ、ここで、Rは、それぞれの場合において独立して、水素、C~Cアルキル基、C~C14アリール基、およびC~Cアルケニル基からなる群から選択される、
    のうちの少なくとも1つを有するということを意味し、
    添字a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’は、化合物中の各シロキサン単位の数を示し、それぞれ独立して0~100000の範囲の整数であり、但し、添字a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’の合計が少なくとも2の値を有し、b’、c’、c’’、d’、d’’またはd’’’の少なくとも1つが0ではない。)
    で表される化合物、および、
    (b)以下から選択される少なくとも1種の化合物B、
    (b1)一般式(II):
    C=CR (II)
    で表される化合物、および/または、
    (b2)一般式(II’):
    C≡CR (II’)
    (式中、基R、R、R、R、R、およびRは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)-C≡N、(iii)1~100000個のケイ素原子を有する有機ケイ素基、(iv)非置換または置換のC~C20炭化水素基、および(v)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、基R、R、R、およびRのうちの2つは互いに単環式または多環式の、非置換または置換のC~C20炭化水素基を形成してもよく、
    ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基はそれぞれ独立して以下の置換:
    水素原子が、ハロゲン、-C≡N、-OR、-SR、-NR 、-PR 、-O-CO-R、-NH-CO-R、-O-CO-OR、-COORまたは-[O-(CH-(CH(O)CH)(n=1~6およびo=1~100)で置き換えられ、CH基が-O-、-S-または-NR-で置き換えられ、炭素原子がSi原子で置き換えられ、ここで、Rは、それぞれの場合において独立して、水素、C~Cアルキル基、C~C14アリール基、およびC~Cアルケニル基からなる群から選択される、
    のうちの少なくとも1つを有するということを意味する)
    で表される化合物、および/または、
    (b3)一般式(II’’):
    Si-O[-SiR -O]-[Si(MB)R-O]-SiR (II’’),
    (式中、基Rは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)ハロゲン、(iii)MB、(iv)非置換または置換のC~C20炭化水素基、および(v)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、
    ここで、MBは、それぞれ独立して、(i)-(CH-CR=CRまたは(ii)-(CH-CR≡CRであり、式中、o=0~12であり、Rは、それぞれの場合において独立して、(i)水素、(ii)ハロゲン、(iii)非置換または置換C~C20炭化水素基、および(iv)非置換または置換C~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選ばれ、
    ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基はそれぞれ独立して以下の置換:
    水素原子が、ハロゲン、-C≡N、-OR、-SR、-NR 、-PR 、-O-CO-R、-NH-CO-R、-O-CO-ORまたは-COORで置き換えられ、CH基が-O-、-S-または-NR-で置き換えられ、炭素原子がSi原子で置き換えられ、ここで、Rは、それぞれの場合において独立して、水素、C~Cアルキル基、C~C14アリール基、およびC~Cアルケニル基からなる群から選択される、
    のうちの少なくとも1つを有するということを意味し、
    mおよびnは、それぞれ独立して、0から100000の範囲の整数であり、少なくとも1つの基MBが化合物中に存在する)
    で表される化合物(または化合物の混合物)、および
    (c)一般式(III):
    ([Ge(II)Cp]a- (III)
    {式中、Cpは一般式(IIIa)
    Figure 2022531805000003
    (式中、基Ryは、それぞれ独立して、(i)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20炭化水素基である)のトリオルガノシリル基、(ii)水素、(iii)非置換または置換のC~C20炭化水素基、(iv)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、2つの基Rは互いに単環式または多環式のC~C20炭化水素基を形成してもよく、
    ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基においても少なくとも1つの炭素原子がSi原子で置き換えられることを意味する。)
    のπ結合シクロペンタジエニル基であり、
    a-は、a価のアニオンであり、
    aは、1、2または3の値を有する。}
    で表されるカチオン性ゲルマニウム(II)化合物から選択される少なくとも1種の化合物C、
    を含む、混合物M。
  2. 式(I)において、基R、R、およびRは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)塩素、(iii)非置換または置換のC~C12炭化水素基、および(iv)非置換または置換のC~C12ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、ここで、前記置換は前記と同様の定義を有し、
    式(I’)において、基Rは、それぞれ独立して、塩素、C~Cアルキル基、C~Cアルケニル基、フェニル、およびC~Cアルコキシ基からなる群から選択され、添字a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’’、d’’’は、それぞれ独立して、0~1の範囲の整数から選択される、請求項1に記載の混合物M。
  3. 式(I)において、基R、R、およびRは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)塩素、(iii)C~Cアルキル基、(iv)C~Cアルケニル基、(v)フェニル、および(vi)C~Cアルコキシ基からなる群から選択され、
    式(I’)において、基Rは、それぞれ独立して、塩素、メチル、メトキシ、エチル、エトキシ、n-プロピル、n-プロポキシ、およびフェニルからなる群から選択され、添字a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’ 、d’’’は、それぞれ独立して、0~1000の範囲の整数から選択される、請求項2に記載の混合物M。
  4. 式(I)において、基R、R、およびR並びに式(I’)において基Rは、それぞれ独立して、水素、塩素、メチル、メトキシ、エチル、エトキシ、n-プロピル、およびフェニルからなる群から選ばれ、添字a、b、b’、c、c’、c’’、d、d’、d’’、d’’’は、それぞれ独立して、0~1000の範囲の整数から選択される、請求項3に記載の混合物M。
  5. 式(II)および(II’)において、基R、R、R、R、R、およびRは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)-C≡N、(iii)非置換または置換のC~C12炭化水素基、
    (iv)非置換または置換のC~C12ヒドロカルボノキシ基、ここで、基R、R、R、およびRのうちの2つは互いに単環式または多環式の、非置換または置換のC~C20炭化水素基を形成してもよく、
    ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素またはヒドロカルボノキシ基はそれぞれ独立して以下の置換:
    水素原子が、ハロゲン、-C≡N、C~Cアルコキシ、-NR 、-O-CO-R、-NH-CO-R、-O-CO-OR、-COORまたは-[O-(CH-(CH(O)CH)(n=1~3およびo=1~20)で置き換えられ、Rはそれぞれの場合に独立して、水素、塩素、C~Cアルキル、C~Cアルケニルおよびフェニルからなる群から選択される、
    のうちの少なくとも1つを有しているということを意味し、および、
    (v)一般式(IIa):
    -(CH-SiR (IIa)
    (式中、基Rは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)ハロゲン、(iii)非置換または置換のC~C20炭化水素基、
    (iv)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基、
    ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素またはヒドロカルボノキシ基はそれぞれ独立して以下の置換:
    水素原子はハロゲンで置き換えられ、CH基は-O-または-NR-で置き換えられ、Rは水素、C~Cアルキル、C~C14アリールおよびC~Cアルケニルからなる群から選択される、
    のうちの少なくとも1つを有しているということを意味し、および、n=0~12である)
    からなる群から選択される有機ケイ素基、からなる群から選択され、
    式(II’’)において、基Rは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)塩素、(iii)C~Cアルキル基、(iv)フェニル、(v)MB、および(vi)C~Cアルコキシ基からなる群から選択され、MBは、それぞれの場合において独立して、(i)-(CH-CR=CRまたは(ii)-(CH-CR≡CRであり、o=0~6であり、Rはそれぞれの場合において独立して、(i)水素、(ii)塩素、(iii)C~Cアルキル基、(iv)フェニルおよび(v)C~Cアルコキシ基からなる群から選択される、請求項1~4のいずれか一項に記載の混合物M。
  6. 式(II)および(II’)において、基R、R、R、R、R、およびRは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)-C≡N、
    (iii)一般式(IIa)から選択される1~100000個のケイ素原子を有する有機ケイ素基であって、基Rがそれぞれ独立して水素、塩素、C~Cアルキル基、C~Cアルケニル基、フェニルおよびC~Cアルコキシ基からなる群から選択され、
    (iv)非置換または置換のC~C炭化水素、および
    (v)非置換または置換のC~Cヒドロカルボノキシ基、
    ここで、前記置換とはそれぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基がそれぞれ独立して以下の置換:
    水素原子が、塩素、-C≡N、-O-CH-(CH(O)CH)(=グリシドキシ基)、-NR および-O-CO-Rで置き換えられ、Rは、それぞれの場合に独立して、水素およびC~Cアルキルからなる群から選択される、
    のうちの少なくとも1つを有するということを意味する、
    からなる群から選択され、
    式(II’’)において、基Rは、それぞれ独立して、C~Cアルキル基およびMBからなる群から選択され、MBはそれぞれの場合において-(CH)O-CR=CRであり、Rはそれぞれの場合において水素であり、o=0~6である、請求項5に記載の混合物M。
  7. 式(III)において、基Rは、それぞれ独立して、(i)C~Cアルキル基および(ii)式-SiR のトリオルガノシリル基からなる群から選択され、式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20アルキル基である、請求項1~6のいずれか一項に記載の混合物M。
  8. 式(III)において、アニオンXが、式[B(Rおよび[Al(R{基Rは、それぞれの場合に、(i)フッ素、(ii)パーフルオロ化C~Cアルキル基、および(iii)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20アルキル基である)からなる群から選択される基によって少なくとも1つの水素原子が相互に独立して置換された芳香族C~C14炭化水素基から選択される}の化合物からなる群から選択される、請求項7に記載の混合物M。
  9. 式(III)において、全ての基Rはメチルであり、アニオンXは、式[B(R{式中、基Rは、それぞれ独立して、(i)フッ素、(ii)パーフルオロ化C~Cアルキル基、および(iii)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20アルキル基である)のトリオルガノシリル基からなる群から選択される基によって全ての水素原子が相互に独立して置換された芳香族C~C14炭化水素基から選択される}の化合物からなる群から選択される、請求項8に記載の混合物M。
  10. 化合物Cが、CpGeB(C 、CpGeB[C(4-TBS)] (式中、TBS=SiMet-ブチル)、CpGeB(2-NaphF) (式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)、およびCpGeB[(C(2-NaphF)](式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)からなる群から選択される、請求項9に記載の混合物M。
  11. 請求項1~10のいずれか一項に記載の混合物Mのヒドロシリル化の方法であって、
    少なくとも1種の化合物Aを、少なくとも1種の化合物Cの存在下および酸素の存在下で、少なくとも1種の化合物Bと反応させる、方法。
  12. 温度が-100℃~+250℃の範囲にあり、圧力が0.01bar~100barの範囲にある、請求項11に記載の方法。
  13. 前記酸素が、0.1~100体積%の酸素含有量を有する酸素含有ガス混合物から由来する、請求項11または12に記載の方法。
  14. 前記反応が、空気、希薄空気、または酸素雰囲気下で行われる、請求項13に記載の方法。
  15. 化合物Cと化合物A中に存在するSi-H基とのモル比が、1:10~1:1の範囲である、請求項11~14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 一般式(IV):
    [CpGe][B(R (IV)
    (式中、Cpは、π結合したペンタメチルシクロペンタジエニル基であり、基Rは、それぞれ独立して、(i)フッ素、(ii)パーフルオロ化C~Cアルキル基、および(iii)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20アルキル基である)からなる群から選択される基によって少なくとも1つの水素原子が相互に独立して置換された芳香族C~C14炭化水素基から選択される)
    で表される、カチオン性ゲルマニウム(II)化合物。
  17. 基Rは、それぞれ独立して、(i)フッ素、および(ii)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20アルキル基である)のトリオルガノシリル基からなる群から選択される基によって全ての水素原子が相互に独立して置換された芳香族C~C14炭化水素基から選択される、請求項16に記載のカチオン性ゲルマニウム(II)化合物。
  18. 化合物が、CpGeB(C 、CpGeB[C(4-TBS)] (式中、TBS=SiMet-ブチル)、CpGeB(2-NaphF) (式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)、およびCpGeB[(C(2-NaphF)](式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)からなる群から選択される、請求項17に記載のカチオン性ゲルマニウム(II)化合物。
  19. 一般式(III):
    ([Ge(II)Cp]a- (III)
    で示されるカチオン性ゲルマニウム(II)化合物の製造方法であって、
    (a)[CpGe(II)] (V)
    {式中、Cpは、それぞれ独立して、一般式(Va):
    Figure 2022531805000004
    (式中、基Rは、それぞれ独立して、(i)式-SiR (式中、基Rはそれぞれ独立してC~C20炭化水素基である)のトリオルガノシリル基、(ii)水素、(iii)非置換または置換のC~C20炭化水素基、(iv)非置換または置換のC~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、2つの基Rは互いに単環式または多環式のC~C20炭化水素基を形成してもよく、
    ここで、前記置換とは、それぞれの場合において、炭化水素基またはヒドロカルボノキシ基においても少なくとも1つの炭素原子がSi原子で置き換えられることを意味し、
    但し、少なくとも1つの基Cpにおいて、少なくとも1つの基Rは-CHR基であり、RおよびRはそれぞれ独立して(i)水素、(ii)C~C19アルキル基および(iii)C~C19アリール基からなる群から選択される)
    のπ結合シクロペンタジエニル基である}を、
    (b)一般式(VI):
    (Rda- (VI)
    (式中、aは値1、2または3であり、Xa-はa価のアニオンであり、基Rは、それぞれ独立して、非置換または置換の芳香族C~C14炭化水素基から選択され、
    ここで、前記置換とは、炭化水素基が少なくとも一つの以下の置換:
    水素原子がハロゲンまたはC~Cアルキル基により置換される、
    を有することを意味する)
    で表されるカルボカチオン性化合物と反応させる、製造方法。
  20. 少なくとも1種の一般式(III)のカチオン性ゲルマニウム(II)化合物と酸素とを含む、触媒系。
  21. 前記カチオン性ゲルマニウム(II)化合物が一般式(IV)の1種である、請求項20に記載の触媒系。
  22. 一般式(III)のカチオン性ゲルマニウム(II)化合物の触媒としての使用。
  23. カチオン性ゲルマニウム(II)化合物が一般式(IV)の1種である、請求項22に記載の使用。
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