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
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Abstract
Description
(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):
R1R2R3Si-H (I)
(式中、基R1、R2、およびR3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C1~C20炭化水素基、および(iv)非置換または置換のC1~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、基R1、R2、およびR3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C2~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、-ORz、-SRz、-NRz 2、-PRz 2、-O-CO-Rz、-NH-CO-Rz、-O-CO-ORzまたは-COORzで置き換えられ、CH2基が-O-、-S-または-NRz-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、Rzは、それぞれの場合において独立して、水素、C1~C6アルキル基、C6~C14アリール基、およびC2~C6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)a(RxSiO3/2)b(HSiO3/2)b’(Rx 2SiO2/2)c(RxHSiO2/2)c’(H2SiO2/2)c’’(Rx 3SiO1/2)d(HRx 2SiO1/2)d’(H2RxSiO1/2)d’’(H3SiO1/2)d’’ (I’)
(式中、基R1、R2、およびR3は、それぞれ独立して、(i)ハロゲン、(ii)非置換または置換のC1~C20炭化水素基、および(iii)非置換または置換のC1~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、CH2基が-O-または-NRz-で置き換えられ、ここで、Rzは、それぞれの場合において独立して、水素、C1~C6アルキル基、C6~C14アリール基、およびC2~C6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):
R4R5C=CR6R7 (II)
で表される化合物、および/または、
(b2)一般式(II’):
R8C≡CR9 (II’)
(式中、基R4、R5、R6、R7、R8、およびR9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C1~C20炭化水素基、および(v)非置換または置換のC1~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、基R4、R5、R6、およびR7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C2~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、-ORz、-SRz、-NRz 2、-PRz 2、-O-CO-Rz、-NH-CO-Rz、-O-CO-ORz、-COORzまたは-[O-(CH2)n]o-(CH(O)CH2)(n=1~6およびo=1~100)で置き換えられ、CH2基が-O-、-S-または-NRz-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、Rzは、それぞれの場合において独立して、水素、C1~C6アルキル基、C6~C14アリール基、およびC2~C6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’’):
Rx 3Si-O[-SiRx 2-O]m-[Si(MB)Rx-O]n-SiRx 3 (II’’),
(式中、基Rx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C1~C20炭化水素基、および(v)非置換または置換のC1~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)-(CH2)o-CR=CR2または(ii)-(CH2)o-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C1~C20炭化水素基、および(iv)非置換または置換C1~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、-ORz、-SRz、-NRz 2、-PRz 2、-O-CO-Rz、-NH-CO-Rz、-O-CO-ORzまたは-COORzで置き換えられ、CH2基が-O-、-S-または-NRz-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、Rzは、それぞれの場合において独立して、水素、C1~C6アルキル基、C6~C14アリール基、およびC2~C6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]+)aXa- (III)
{式中、Cpは一般式(IIIa)
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、
Xa-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。
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Rxは、好ましくは、それぞれ独立して、塩素、C1~C6アルキル基、C2~C6アルケニル基、フェニル、およびC1~C6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Rx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。
(SiO4/2)a(RxSiO3/2)b(HSiO3/2)b’(Rx 2SiO2/2)c(RxHSiO2/2)c’(H2SiO2/2)c’’(Rx 3SiO1/2)d(HRx 2SiO1/2)d’(H2RxSiO1/2)d’’(H3SiO1/2)d’’ (I’a)
ここで、基Rx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。
Me3SiH、Et3SiH、Me2PhSiH、MePh2SiH、Me2ClSiH、Et2ClSiH、MeCl2SiH、Cl3SiH、Me2(MeO)SiH、Me(MeO)2SiH、(MeO)3SiH、Me2(EtO)SiH、Me(EtO)2SiH、(EtO)3SiH、
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:
HSiMe2-O-SiMe2H、Me3Si-O-SiHMe2、Me3Si-O-SiHMe-O-SiMe3、H-SiMe2-(O-SiMe2)m-O-SiMe2-H(式中、mは1~20000の範囲の数である)、Me3Si-O-(SiMe2-O)n(SiHMe-O)o-SiMe3(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。
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。
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、C1~C6アルコキシ、-NRz 2、-O-CO-Rz、-NH-CO-Rz、-O-CO-ORz、-COORzまたは-[O-(CH2)n]o-(CH(O)CH2)(n=1~3およびo=1~20)で置き換えられ、Rzはそれぞれの場合に独立して、水素、塩素、C1~C6アルキル、C2~C6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):
-(CH2)n-SiRx 3 (IIa)
(式中、基Rx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C1~C20炭化水素基、
(iv)非置換または置換のC1~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、CH2基は-O-または-NRz-で置き換えられ、Rzは水素、C1~C6アルキル、C6~C14アリールおよびC2~C6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Rxは、好ましくは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)塩素、(iii)C1~C6アルキル基、(iv)フェニル、(v)MB、および(vi)C1~C6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)-(CH2)o-CR=CR2または(ii)-(CH2)o-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)C1~C6アルキル基、(iv)フェニルおよび(v)C1~C6アルコキシ基からなる群から選択される。
(iii)一般式(IIa)から選択される有機ケイ素基であって、基Rxがそれぞれ独立して水素、塩素、C1~C6アルキル基、C2~C6アルケニル基、フェニルおよびC1~C6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C1~C6炭化水素基、および
(v)非置換または置換のC1~C6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-CH2-(CH(O)CH2)(=グリシドキシ基)、-NRz 2および-O-CO-Rzで置き換えられ、Rzは、それぞれの場合に独立して、水素およびC1~C6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Rxは、より好ましくは、それぞれ独立して、C1~C3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-(CH2)O-CR=CR2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(III)中の基Ry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。
[Cp*Ge]+[B(Ra)4]- (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Raは、それぞれ独立して、(i)フッ素、(ii)パーフルオロ化C1~C6アルキル基、および(iii)式-SiRb 3(式中、基Rbはそれぞれ独立してC1~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C6~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。
([Ge(II)Cp]+)aXa- (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):
[Cp2Ge(II)] (V)
{式中、Cpは、それぞれ独立して、一般式(Va):
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Ryは-CHR1R2基であり、R1およびR2はそれぞれ独立して(i)水素、(ii)C1~C19アルキル基および(iii)C6~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):
(Rd3C+)aXa- (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Rdは、それぞれ独立して、非置換または置換の芳香族C6~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C1~C6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。
(C6H5)3C+B[C6F4(4-TBS)]4 -(式中、TBS=SiMe2tert-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。
(C6H5)3C+B(NaphF)4 -および(C6H5)3C+B[(C6F4)3(Naph)]-(式中、NaphF=パーフルオロ-β-ナフチル:Mathur und Strickler,US2015/0259362(2017);Berris,WO2007/070770(2007)。
すべての工程をアルゴン下で実施した。2.0mg(2.3μmol)のCp*GeB(C6F5)4 -を801mgのCD2Cl2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1H-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。
アルゴン雰囲気下、701mg(2.04mmol)のデカメチルゲルマノセン(Cp* 2Ge,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(C6H5)3C+B(C6F5)4 -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。
1H-NMR(CD2Cl2):δ=2.23(メチル基)。
13C-NMR(CD2Cl2):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(CD2Cl2):δ=-16.66(s)。
19F-NMR(CD2Cl2):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)。
365.1mg(0.279mmol)の(C6H5)3C+B[C6F4(4-TBS)]4 -を965mgのCD2Cl2に溶解し、溶液を-30℃に冷却した。約350mgのCD2Cl2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(CD2Cl2):δ=0.352(s,2Si-CH3),δ=0.913s(Si-tertブチル),δ=2.17(s,15H,Cp*)。
29Si-NMR(CD2Cl2):δ=5.63(s,芳香族シリル基)。
19F-NMR(CD2Cl2):δ=-132.2(m,8F),δ=-130.4(m,8F)。
デカメチルゲルマノセンと(C6H5)3C+B(NaphF)4 -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。
1H-NMR(CD2Cl2):δ=2.22(s,15H,Cp*)。
19F-NMR(CD2Cl2):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(CD2Cl2):δ=-13.80。
デカメチルゲルマノセンと(C6H5)3C+B[(C6F4)3(NaphF)]-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。
1H-NMR(CD2Cl2):δ=2.22(s,15H,Cp*)。
11B-NMR(CD2Cl2):δ=-16.45。
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CD2Cl2と共にアルゴン下で反応容器に秤量し、160mgのCD2Cl2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Cp*Ge+ B(C6F5)4 -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(CH3)-CH2-Si(CH3)2Phが得られた。
生成物の純度(GC)>90%。
1H-NMR(CD2Cl2):δ=0.43および0.49(s,2CH3),δ=1.52(mc,CH2),δ=1.56(d,CH3),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。
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CD2Cl2400mgと共にアルゴン下で反応容器に量り、130mgのCD2Cl2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Cp*Ge+B(C6F5)4 -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(CH3)-CH2-Si(CH3)2Phが得られた。
生成物の純度(GC)>90%。
1H-NMR(CD2Cl2):δ=0.43および0.49(s,2CH3)、δ=1.52(mc,CH2),δ=1.56(d,CH3)、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)。
1.7mg(1.9μmol)のCp*Ge+B(C6F5)4 -を890mgのCD2Cl2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(CH3)-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)3であり、これはCD2Cl2中の1H-NMR調査および真正試料との比較によって確認された。
1.7mg(1.9μmol)のCp*Ge+B(C6F5)4 -を890mgのCD2Cl2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(CH3)-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)3であり、これはCD2Cl2中の1H-NMR調査および真正試料との比較によって確認された。
1.6mg(1.8μmol)のCp*Ge+B(C6F5)4 -を900mgのCD2Cl2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(CH3)-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)3であり、これはCD2Cl2中の1H-NMR調査および真正試料との比較によって確認された。
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CD2Cl2に2.5mg(2.03μmol、0.1mol%)のCp*Ge+B(NaphF)4 -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1H-NMR分光法によって監視し、転化率は6時間後に35%である。
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CD2Cl2、および170mgCD2Cl2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Cp*Ge+B(C6F5)4 -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O2、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CH3-(CH2)5-Si(CH3)2-O-Si(CH3)3である。同定は、真正物質サンプルとの比較により行った。
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*Ge+B[C6F4(4-TBS)]4 -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(CH3)-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)3であり、これはCD2Cl2中の1H-NMR調査および真正試料との比較によって確認した。
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CD2Cl2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Cp*Ge+B[C6F4(4-TBS)]4 -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CD2Cl2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(CH3)-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)3であり、これはCD2Cl2中の1H-NMR調査および真正試料との比較によって確認した。
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CD2Cl2gを添加し、922mgのCD2Cl2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Cp*Ge+B[C6F4(4-TBS)]4 -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(CH3)-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)3であり、これはCD2Cl2中の1H-NMR調査および真正試料との比較によって確認した。
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*Ge+B(C6F5)4 -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(CH3)-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)3であり、これはd8-トルエンの1H-NMR調査および真正試料との比較によって確認された。
d8-トルエンの代わりにCD2Cl2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(CH3)-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)3であり、これはCD2Cl2中の1H-NMR調査および真正試料との比較によって確認した。
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CD2Cl2をアルゴン下で反応容器中で混合し、100mgのCD2Cl2中1.4mg(1.58μmol、反応物を基準として0.11mol%)のCp*Ge+B(C6F5)4 -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O2、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-SiEt3、10%:Ph-CH2-CH(SiEt3)2.
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CD2Cl2中1.3mg(1.41μmol)のCp*Ge+B(C6F5)4 -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C4H9-CH=CH-SiEt3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)
- (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):
R1R2R3Si-H (I)
(式中、基R1、R2、およびR3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C1~C20炭化水素基、および(iv)非置換または置換のC1~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、基R1、R2、およびR3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C2~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、-ORz、-SRz、-NRz 2、-PRz 2、-O-CO-Rz、-NH-CO-Rz、-O-CO-ORzまたは-COORzで置き換えられ、CH2基が-O-、-S-または-NRz-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、Rzは、それぞれの場合において独立して、水素、C1~C6アルキル基、C6~C14アリール基、およびC2~C6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)a(RxSiO3/2)b(HSiO3/2)b’(Rx 2SiO2/2)c(RxHSiO2/2)c’(H2SiO2/2)c’’(Rx 3SiO1/2)d(HRx 2SiO1/2)d’(H2RxSiO1/2)d’’(H3SiO1/2)d’’ (I’)
(式中、基R1、R2、およびR3は、それぞれ独立して、(i)ハロゲン、(ii)非置換または置換のC1~C20炭化水素基、および(iii)非置換または置換のC1~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、CH2基が-O-または-NRz-で置き換えられ、ここで、Rzは、それぞれの場合において独立して、水素、C1~C6アルキル基、C6~C14アリール基、およびC2~C6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):
R4R5C=CR6R7 (II)
で表される化合物、および/または、
(b2)一般式(II’):
R8C≡CR9 (II’)
(式中、基R4、R5、R6、R7、R8、およびR9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C1~C20炭化水素基、および(v)非置換または置換のC1~C20ヒドロカルボノキシ基からなる群から選択され、基R4、R5、R6、およびR7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C2~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、-ORz、-SRz、-NRz 2、-PRz 2、-O-CO-Rz、-NH-CO-Rz、-O-CO-ORz、-COORzまたは-[O-(CH2)n]o-(CH(O)CH2)(n=1~6およびo=1~100)で置き換えられ、CH2基が-O-、-S-または-NRz-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、Rzは、それぞれの場合において独立して、水素、C1~C6アルキル基、C6~C14アリール基、およびC2~C6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’’):
Rx 3Si-O[-SiRx 2-O]m-[Si(MB)Rx-O]n-SiRx 3 (II’’),
(式中、基Rx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C1~C20炭化水素基、および(v)非置換または置換のC1~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)-(CH2)o-CR=CR2または(ii)-(CH2)o-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C1~C20炭化水素基、および(iv)非置換または置換C1~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、-ORz、-SRz、-NRz 2、-PRz 2、-O-CO-Rz、-NH-CO-Rz、-O-CO-ORzまたは-COORzで置き換えられ、CH2基が-O-、-S-または-NRz-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、Rzは、それぞれの場合において独立して、水素、C1~C6アルキル基、C6~C14アリール基、およびC2~C6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]+)aXa- (III)
{式中、Cpは一般式(IIIa)
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、
Xa-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。 - 式(I)において、基R1、R2、およびR3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C1~C12炭化水素基、および(iv)非置換または置換のC1~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Rxは、それぞれ独立して、塩素、C1~C6アルキル基、C2~C6アルケニル基、フェニル、およびC1~C6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。 - 式(I)において、基R1、R2、およびR3は、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)塩素、(iii)C1~C6アルキル基、(iv)C2~C6アルケニル基、(v)フェニル、および(vi)C1~C6アルコキシ基からなる群から選択され、
式(I’)において、基Rx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。 - 式(I)において、基R1、R2、およびR3並びに式(I’)において基Rx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。
- 式(II)および(II’)において、基R4、R5、R6、R7、R8、およびR9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C1~C12炭化水素基、
(iv)非置換または置換のC1~C12ヒドロカルボノキシ基、ここで、基R4、R5、R6、およびR7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C2~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、C1~C6アルコキシ、-NRz 2、-O-CO-Rz、-NH-CO-Rz、-O-CO-ORz、-COORzまたは-[O-(CH2)n]o-(CH(O)CH2)(n=1~3およびo=1~20)で置き換えられ、Rzはそれぞれの場合に独立して、水素、塩素、C1~C6アルキル、C2~C6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):
-(CH2)n-SiRx 3 (IIa)
(式中、基Rx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C1~C20炭化水素基、
(iv)非置換または置換のC1~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、CH2基は-O-または-NRz-で置き換えられ、Rzは水素、C1~C6アルキル、C6~C14アリールおよびC2~C6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Rxは、それぞれ独立して、(i)水素、(ii)塩素、(iii)C1~C6アルキル基、(iv)フェニル、(v)MB、および(vi)C1~C6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)-(CH2)o-CR=CR2または(ii)-(CH2)o-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)C1~C6アルキル基、(iv)フェニルおよび(v)C1~C6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。 - 式(II)および(II’)において、基R4、R5、R6、R7、R8、およびR9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Rxがそれぞれ独立して水素、塩素、C1~C6アルキル基、C2~C6アルケニル基、フェニルおよびC1~C6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C1~C6炭化水素、および
(v)非置換または置換のC1~C6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-CH2-(CH(O)CH2)(=グリシドキシ基)、-NRz 2および-O-CO-Rzで置き換えられ、Rzは、それぞれの場合に独立して、水素およびC1~C6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Rxは、それぞれ独立して、C1~C3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-(CH2)O-CR=CR2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。 - 式(III)において、基Ryは、それぞれ独立して、(i)C1~C3アルキル基および(ii)式-SiRb 3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Rbはそれぞれ独立してC1~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。
- 式(III)において、アニオンX-が、式[B(Ra)4]-および[Al(Ra)4]-{基Raは、それぞれの場合に、(i)フッ素、(ii)パーフルオロ化C1~C6アルキル基、および(iii)式-SiRb 3(式中、基Rbはそれぞれ独立してC1~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C6~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。
- 式(III)において、全ての基Ryはメチルであり、アニオンX-は、式[B(Ra)4]-{式中、基Raは、それぞれ独立して、(i)フッ素、(ii)パーフルオロ化C1~C6アルキル基、および(iii)式-SiRb 3(式中、基Rbはそれぞれ独立してC1~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C6~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。
- 化合物Cが、Cp*Ge+B(C6F5)4 -、Cp*Ge+B[C6F4(4-TBS)]4 -(式中、TBS=SiMe2t-ブチル)、Cp*Ge+B(2-NaphF)4 -(式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)、およびCp*Ge+B[(C6F5)3(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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 化合物Cと化合物A中に存在するSi-H基とのモル比が、1:107~1:1の範囲である、請求項11~14のいずれか一項に記載の方法。
- 一般式(IV):
[Cp*Ge]+[B(Ra)4]- (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Raは、それぞれ独立して、(i)フッ素、(ii)パーフルオロ化C1~C6アルキル基、および(iii)式-SiRb 3(式中、基Rbはそれぞれ独立してC1~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C6~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。 - 基Raは、それぞれ独立して、(i)フッ素、および(ii)式-SiRb 3(式中、基Rbはそれぞれ独立してC1~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C6~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。
- 化合物が、Cp*Ge+B(C6F5)4 -、Cp*Ge+B[C6F4(4-TBS)]4 -(式中、TBS=SiMe2t-ブチル)、Cp*Ge+B(2-NaphF)4 -(式中、2-NaphF=パーフルオロ化2-ナフチル基)、およびCp*Ge+B[(C6F5)3(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。
- 一般式(III):
([Ge(II)Cp]+)aXa- (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)[Cp2Ge(II)] (V)
{式中、Cpは、それぞれ独立して、一般式(Va):
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Ryは-CHR1R2基であり、R1およびR2はそれぞれ独立して(i)水素、(ii)C1~C19アルキル基および(iii)C6~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):
(Rd3C+)aXa- (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Rdは、それぞれ独立して、非置換または置換の芳香族C6~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C1~C6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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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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