JP4057050B2 - モノオレフィンヒドロシアン化用の一座ホスファイトとニッケルの触媒組成物 - Google Patents

モノオレフィンヒドロシアン化用の一座ホスファイトとニッケルの触媒組成物 Download PDF

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Description

本発明はモノオレフィン類のヒドロシアン化をゼロ価ニッケルと一座ホスファイト配位子とルイス酸助触媒の存在下で行うことに関する。
ヒドロシアン化用触媒系、特にオレフィン類のヒドロシアン化に関する触媒系は本技術分野でよく知られている。例えば、ブタジエンのヒドロシアン化でペンテンニトリル（ＰＮ）を生じさせた後このＰＮのヒドロシアン化でアジポニトリル（ＡＤＮ）を生じさせるに有用な触媒系は、商業的ナイロン合成で幅広く用いられている。活性オレフィン類、例えば共役オレフィン類、例えばブタジエンおよびスチレンなどおよび歪みのあるオレフィン類、例えばノルボルネンなどのヒドロシアン化はルイス酸助触媒を用いなくても進行するが、不活性オレフィン類、例えば１−オクテンおよび３ＰＮなどのヒドロシアン化ではルイス酸助触媒を用いる必要がある。このヒドロシアン化反応で助触媒を用いることは例えば米国特許第３，４９６，２１７号などに記述されている。上記特許には、多様なアニオン類と一緒に多数の金属カチオン化合物から選択される助触媒を助触媒として用いてヒドロシアン化を改良することが開示されている。米国特許第３，４９６，２１８号には、トリフェニルホウ素およびアルカリ金属のボロハイドライドを含む種々のホウ素含有化合物を助触媒として伴うヒドロシアン化用ニッケル触媒が開示されている。米国特許第４，７７４，３５３号には、ゼロ価ニッケル触媒と三有機錫助触媒の存在下でペンテンニトリル類を含む不飽和ニトリル類からＡＤＮを含むジニトリル類を製造する方法が開示されている。米国特許第４，８７４，８８４号には、ＡＤＮ合成の反応速度論に従って選択される助触媒の相乗的組み合わせの存在下でゼロ価ニッケルを触媒として用いたペンテンニトリル類のヒドロシアン化でＡＤＮを製造する方法が開示されている。
ゼロ価ニッケル触媒を用いた活性オレフィン類のヒドロシアン化およびロジウム触媒を用いた活性オレフィン類のヒドロシアン化で二座ホスファイト配位子が有用な配位子であることは公知である。例えば、Baker, M. J. およびPringle, P.G.；J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1292（1991）; Baker, M. J.；Harrison, K. N.；Orpen, A. G.；Pringle, P. G.；およびShaw, G.；J. Chem. Soc.；Chem. Commun., 803（1991）; WO 93/03839（Union Carbide）; 並びにCuny, D. G.およびBuchwald, S. L., J. Am. Chem. Soc.（1993）115, 2066-2068を参照のこと。触媒として選択した二座ホスファイト配位子とゼロ価ニッケルを用いて不活性オレフィン類のヒドロシアン化をルイス酸助触媒の存在下で行うことは共通譲渡出願の米国特許連続番号０８／１９８，９６３に開示されている。
一座ホスファイト配位子と遷移金属の錯体を触媒として用いてオレフィン類のヒドロシアン化を行うことは従来技術に開示されている。例えば米国特許第３，４９６，２１０、３，６３１，１９１、３，６５５，７２３および３，７６６，２３７号およびTolman, C. A., McKinney, R. J., Seidel, W. C., Druliner, J. D.,並びにStevens, W. R., Advances in Catalysis, 33, 1（1985）を参照のこと。本発明におけるモノオレフィン類のヒドロシアン化で用いる配位子と同様な一座配位子は国際特許出願ＷＯ ９３／０３８３９に開示されており、これらはプロキラル（ｐｒｏｃｈｉｒａｌ）オレフィン系化合物の不斉ヒドロシアン化を光学活性ゼロ価ニッケル−配位子錯体触媒の存在下で行う時に用いるに有用であると述べられている。また、ニッケルカルボニル錯体に伴う一座配位子もオレフィン類のヒドロシアン化で公知である；英国特許第１，４１７，５５４号。
発明の要約
本発明はヒドロシアン化方法を提供し、この方法は、非共役で非環状の脂肪族モノオレフィンまたはエステル基に結合しているモノオレフィン、例えばペンテ−２−エン酸メチルなどとＨＣＮ源を反応させる反応を、式Ｉ
Figure 0004057050
［式中、
Ｒは、
Figure 0004057050
であり、
各Ｒ1は、独立して、Ｈ、Ｃ1-8アルキルまたはＯＲ2であり、
Ｒ2は、独立して、Ｃ1-8アルキルであり、そして
Ｒ3は、Ｈ、Ｃ1-8アルキルまたはＯＲ2である］
で表される一座ホスファイト配位子とゼロ価ニッケルを含む触媒前駆体組成物の存在下およびルイス酸助触媒の存在下で実施して末端有機ニトリル（ｔｅｒｍｉｎａｌ ｏｒｇａｎｏｎｉｔｒｉｌｅ）を生じさせることを含む方法。
本発明の方法で用いるオレフィンは、式
CH3-（CH2）y-CH＝CH-（CH2）x-R4 （II）
または
CH2＝CH-（CH2）x-R4 （III）
［式中、
Ｒ4は、Ｈ、ＣＮ、ＣＯ2Ｒ5またはＣz（Ｆ2z+1）であり、
ｘは、０または１−５であり、
ｙは、０または１−５であり、
Ｒ5は、Ｃ1-8アルキルであり、そして
ｚは、１−８であるが、但し
Ｒ4がＣＮの時ｘがゼロでないことを条件とする］
で表される。
本発明はＲ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ5中のアルキル基が有する炭素原子数が少なくとも１２以下でありそしてｘおよびｙが少なくとも８以下であるなるば実施可能であると考えている。
本発明は更に触媒前駆体組成物も提供し、この触媒組成物に、本明細書の上に記述した式Ｉで表される一座ホスファイト配位子とゼロ価ニッケルまたはそれの前駆体を含め、上記配位子とニッケル源をＰ：Ｎｉのｇ原子比が約１：１から１０：１の範囲になるような量で存在させる。
発明の詳細な説明
本発明のヒドロシアン化方法の生成物は、出発オレフィンが式ＩＩまたは式ＩＩＩで表される場合、それぞれ式ＩＶおよびＶ
NC-（CH2）x+y+3-R4 IV
NC-（CH2）x+2-R4 Ｖ
［式中の記号は上と同じ意味を有する］
で表される。
本発明の触媒前駆体組成物を一座ホスファイト配位子とゼロ価ニッケルまたはそれの前駆体で構成させる。存在させる配位子とニッケル源の量は、Ｐ：Ｎｉのｇ原子比が約１：１から１０：１の範囲になるような量である。このホスファイト配位子は、式Ｉ
Figure 0004057050
［式中、
Ｒは、
Figure 0004057050
であり、
各Ｒ1は、独立して、Ｈ、線状もしくは分枝していてもよいＣ1-8アルキル、またはＯＲ2であり、ここで、Ｒ2は、Ｃ1-8アルキルである］
で表される。Ｒ2もまた線状もしくは分枝していてもよく、その例にはメチル、エチル、イソプロピルおよびｔ−ブチルが含まれる。各Ｒ3は、Ｈ、線状もしくは分枝していてもよいＣ1-8アルキル、またはＯＲ2であり、ここで、Ｒ2を上と同様に定義する。
好適な配位子において、Ｒは１，１’−ビフェニルであり、Ｒ1はＨであり、そしてＲ3はＯＲ2であり、ここで、Ｒ2はメチルである。
「触媒前駆体組成物」は、ヒドロシアン化反応に参加する触媒材料の混合物を意味する。この活性触媒はヒドロシアン化中にオレフィンと錯形成し得ると考えられる。
式Ｉで表される配位子は本技術分野で知られる方法で製造可能である。適切な製造方法は例えば国際特許ＷＯ ９３，０３８３９（これは引用することによって本明細書に組み入れられる）などに記述されている。２，２’−ビフェノールまたは２，２’−ビナフトールと三塩化燐を反応させると１，１’−ビフェニル−（もしくは１，１’−ビナフチル）２，２’−ジイルホスホロクロリダイト（ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｃｈｌｏｒｉｄｉｔｅ）が生じる。このホスホロクロリダイトと２−ｔ−ブチル−４−メトキシフェノールをトリエチルアミンの存在下で反応させると、Ｒ3がメトキシルである好適な配位子が生じる。
上記ゼロ価ニッケルは本技術分野でよく知られる方法に従って製造可能であるか或は生じさせることができる［米国特許第３，４９６，２１７；３，６３１，１９１；３，８４６，４６１；３，８４７，９５９；および３，９０３，１２０号（これは引用することによって本明細書に組み入れられる）］。式Ｉで表される有機燐配位子で置換され得る配位子を有するゼロ価ニッケル化合物が好適なゼロ価ニッケル源である。このような好適なゼロ価ニッケル化合物にはＮｉ（ＣＯＤ）2［ＣＯＤは１，５−シクロオクタジエンである］およびＮｉ（Ｐ（Ｏ−ｏ−Ｃ6Ｈ4ＣＨ3）3）2（Ｃ2Ｈ4）が含まれ、これらは両方とも本技術分野で公知である。また、還元剤と組み合わせた二価のニッケル化合物もヒドロシアン化反応で用いるに適切なゼロ価ニッケル源を与える。適切な二価のニッケル化合物には、式ＮｉＹ2［式中、Ｙはハロゲン化物、カルボン酸塩またはアセチルアセトネートである］で表される化合物が含まれる。適切な還元剤には、金属のボロハイドライド、金属アルミニウムの水素化物、金属アルキル、Ｚｎ、Ｆｅ、Ａｌ、ＮａまたはＨ2が含まれる。また、米国特許第３，９０３，１２０号に記述されているように、元素状ニッケル、好適にはニッケル粉末も、ハロゲン置換されている触媒と組み合わせると、適切なゼロ価ニッケル源になる。
本発明の非共役で非環状の脂肪族モノオレフィン基質は、式ＩＩおよびＩＩＩ
CH3（CH2）y-CH＝CH-（CH2）x-R4 （II）
または
CH2＝CH（CH2）x-R4 （III）
［式中、
Ｒ4は、Ｈ、ＣＮ、ＣＯ2Ｒ5またはＣz（Ｆ2z+1）であり、
ｘは、０または１−５であり、
ｙは、０または１−５であり、
Ｒ5は、Ｃ1-8アルキルであり、そして
ｚは、１−８であるが、但し
Ｒ4がＣＮの時ｘがゼロでないことを条件とする］
で表される。
適切なモノオレフィン基質には、炭素原子数が約１８以下で非共役脂肪族炭素−炭素二重結合を少なくとも１つ有する不飽和有機化合物が含まれる。適切な不飽和化合物には、未置換のオレフィン類、並びに触媒に対して化学的に不活性な基、例えばシアノなどで置換されているオレフィン類が含まれる。このような不飽和化合物には、炭素数が約１８以下のモノオレフィン類、例えばエチレン、プロピレン、１−ブテン、２−ペンテン、２−ヘキセンなど、非共役ジオレフィン類、例えばアレンなど、並びに置換されている化合物、例えば３−ペンテンニトリル、４−ペンテンニトリルおよびペンテ−３−エン酸メチルなどが含まれる。また、このモノオレフィン類はペンテ−２−エン酸メチルなどのようにエステル基に結合していてもよい。
好適な基質は、線状の非共役アルケン類、線状の非共役アルケンニトリル類、線状の非共役アルケン酸エステル類、線状のアルケ−２−エン酸エステル類およびパーフルオロアルキルエチレン類である。最も好適な基質には３−および４−ペンテンニトリル、２−および３−および４−ペンテン酸アルキルおよびＣzＦ2z+1ＣＨ＝ＣＨ2［ここで、ｚは１から８である］が含まれる。３−ペンテンニトリルが特に好適である。
式ＩＩおよび式ＩＩＩで表される基質はそれぞれ式ＩＶおよび式Ｖ
NC-（CH2）x+y+3-R4 IV
NC-（CH2）x+2-R4 Ｖ
［式中の記号は上と同じ意味を有する］
で表される末端ニトリル類を生じる。
好適な生成物は線状の末端アルカンニトリル類、線状のアルカンジニトリル類、線状のアルカンニトリルエステル類および３−（パーフルオロアルキル）プロピオニトリルである。より好適な生成物はアジポニトリル、５−シアノ吉草酸アルキルおよびＣzＦ2z+1ＣＨ2ＣＨ2ＣＮ［ここで、ｚは１から８である］である。最も好適なものはアジポニトリルである。
本ヒドロシアン化方法は、該反応体の全部を反応槽にゆっくりと仕込むか、或は好適には、触媒前駆体または触媒成分、不飽和有機化合物、ルイス酸助触媒、適切な溶媒そしてシアン化水素（ＨＣＮ）を反応槽にゆっくりと仕込むことで実施可能である。ＨＣＮは液体としてか或は蒸気として反応槽に送り込み可能である。また、触媒、助触媒および溶媒を最初に反応槽に仕込んだ後、不飽和有機化合物とＨＣＮをゆっくりと送り込んでもよい。不飽和有機化合物と触媒前駆体成分のモル比は一般に約１０：１から約２０００：１の範囲である。
好適には、撹拌または振とうなどでヒドロシアン化用反応媒体を撹拌する。通常方法、例えば蒸留などでシアン化生成物を回収することができる。この反応はバッチ式または連続様式で実施可能である。
このヒドロシアン化反応は溶媒の有り無しで実施可能である。任意の溶媒は反応条件下で液状であるべきであり、そして該反応混合物の全成分に不活性でなければならない。適切な溶媒には炭化水素、例えばベンゼン、トルエンもしくはキシレンなどまたはこれらの混合物、或はニトリル類、例えばアセトニトリルもしくはベンゾニトリルなどまたはこれらの混合物が含まれる。ある場合には、該不飽和化合物を溶媒として働かせることも可能である。
好適もしくは最適な反応温度は、この反応で用いる個々の触媒および／または不飽和化合物および所望反応速度に応じて変わるであろう。一般的には−２５から２００℃の範囲の温度が適切であり、０から１５０℃が好適である。
本発明の方法を実施する時の圧力は決定的でない。経済的理由で約０．０５から１０気圧の範囲の圧力が好適であるが、約１００気圧以上の圧力を用いることも可能である。
シアン化水素は、蒸気または液体としてか、或は担体としてシアノヒドリンを利用した系に入れて、該反応混合物に添加可能である。例えば米国特許第３，６５５，７２３号（これは引用することによって本明細書に組み入れられる）を参照のこと。
本触媒系の活性と選択率に影響を与える１種以上のルイス酸を含む助触媒の存在下で本発明の方法を実施する。この助触媒は無機または有機金属化合物であってもよく、ここでは、このカチオンを、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、ホウ素、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、レニウムおよび錫から成る群から選択する。適切な助触媒は更に米国特許第３，４９６，２１７号、３，４９６，２１８号、４，７７４，３５３号に記述されている。これらには金属塩、例えばＺｎＣｌ2、ＣｏＩ2およびＳｎＣｌ2などおよび有機金属化合物、例えばＲＡｌＣｌ2、Ｒ3ＳｎＯ3ＳＣＦ3およびＲ3Ｂ（ここで、Ｒはアルキルまたはアリール基である）などが含まれる。米国特許第４，８７４，８８４号には、該触媒系の活性を高めるための相乗的助触媒組み合わせが記述されている。好適な助触媒はＣｄＣｌ2、ＺｎＣｌ2、Ｂ（Ｃ6Ｈ5）3および（Ｃ6Ｈ5）3ＳｎＸであり、ここで、ＸはＣＦ3ＳＯ3、ＣＨ3Ｃ6Ｈ5ＳＯ3または（Ｃ6Ｈ5）3ＢＣＮである。ＺｎＣｌ2が最も好適である。この助触媒とニッケルのモル比は約１：１６から５０：１、好適には約１：１０から１０：１の範囲であってもよい。
実施例
以下に示す非制限態様で本発明の方法および触媒前駆体組成物を更に示しかつそれを可能にする。
ＨＣＮ反応の一般的手順
特に明記しない限り、下記の手順を用いてヒドロシアン化反応を実施した。恒温調節オイルバスで混合物を加熱した。０℃（氷浴中で維持）の液体ＨＣＮの中に乾燥窒素ガスを吹き込むことでＨＣＮをＨＣＮ／Ｎ2ガス混合物として反応槽に送り込み、これによってＨＣＮを約３５体積％含有する蒸気流れを生じさせた。窒素ガスの流量でＨＣＮの送り込み率を決定した。ＤＢ２３カラムを用いたガスクロ（ＧＣ）でサンプルの分析を実施した。
実施例１、２、７、１０、１３および１６で本発明の配位子（配位子Ａ−Ｅ）の製造を説明する。実施例３−６、８、９、１１、１２、１４、１５、１７および１８で本発明のヒドロシアン化方法を説明し、ここでの不飽和化合物は３−ペンテンニトリル（３−ＰＮ）でありそしてニッケル源はＮｉ（ＣＯＤ）2であった。実施例１９では通常の配位子であるｐ−トリトリルホスファイトを用いた３−ＰＮのヒドロシアン化を説明する。
実施例１
配位子Ａの合成
Figure 0004057050
５ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に入れた１．３９４ｇの１，１’−ビフェニル−２，２’−ジイルホスホロクロリダイトに、−７８℃で、トリエチルアミンが０．５６３ｇおよび２−ｔ−ブチル−４−メトキシフェノールが１．００２ｇ入っている２０ｍＬのＴＨＦ溶液を加えた。この混合物を室温に温め、一晩撹拌した後、セライトに通して濾過してＴＨＦで洗浄した。ロータリーエバポレーターを用いて溶媒を除去した。淡黄色の油状物として得た生成物は２．２８８ｇの所望配位子Ａ｛１−（１，１’−ビフェニル−２，２’−ジイルホスファイト）−２−ｔ−ブチル−４−メトキシフェニル｝であった。31Ｐ｛1Ｈ｝ｎｍｒ（１２１．４ ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6）：１４６．６ｐｐｍ。
実施例２
配位子Ａの合成
三塩化燐（４９ｍＬ）と２−ｔ−ブチル−４−メトキシフェノール（５４．０６ｇ）を混合して２．５時間還流させることで透明な淡黄色溶液を得た。蒸留により、沸点が１４３℃（０．４ｍｍＨｇで）の所望ジクロリダイトを７１．６５９ｇ得た。31Ｐ｛1Ｈ｝（１２１．４ ＭＨｚ；Ｃ6Ｄ6）：１８５．９８ｐｐｍ。1Ｈ（３００ ＭＨｚ，Ｃ6Ｄ6）：７．３６（ｄ，Ｊ＝８．８ Ｈｚ，１Ｈ）、６．９９（ｄ，Ｊ＝３Ｈｚ，１Ｈ）、６．３８（ｄｄ，Ｊ＝３．０、８．８ Ｈｚ，１Ｈ）、３．３（ｓ，３Ｈ）、１．２７（ｓ，９Ｈ）。このジクロリダイト（２．０ｇ）を４０ｍＬのトルエンに溶解させた。このジクロリダイト溶液に、１．３２ｇの１，１’−ビフェノールと２．２ｇのトリエチルアミンが入っているトルエン溶液を滴下した後、この混合物を１時間還流させた。この混合物を室温に冷却した後、セライトに通して濾過してトルエンで洗浄した。ロータリーエバポレーターを用いて溶媒を除去することにより、配位子Ａを３．０５９ｇ得た。31Ｐ｛1Ｈ｝（１２１．４ ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6）：実施例１と同じ。1Ｈ ｎｍｒ（３００ ＭＨｚ，Ｃ6Ｄ6）：７．４（ｄ，１Ｈ）、７．３−７．０（ｍ，９Ｈ）、６．６（ｄｄ，１Ｈ）、３．６（ｓ，３Ｈ）および１．６５（ｓ，９Ｈ）。高分解能の質量スペクトル：測定ｍ／ｅ：３９４．１３１９；Ｃ23Ｈ23Ｏ4Ｐの計算値：３９４．１３３４。
実施例３
３−ＰＮのヒドロシアン化；配位子Ａ；ＺｎＣｌ 2 助触媒
実施例１で調製した配位子Ａ（３７５ｍｇ）とＮｉ（ＣＯＤ）2（４０ｍｇ、Ｎｉを０．１４ミリモル含有）を５ｍＬのＴＨＦに溶解させた（Ｐ：Ｎｉのｇ原子比、６．８）。真空下で蒸発させることで溶媒を除去した後、３−ペンテンニトリル（３−ＰＮ）を５ｍＬおよびＺｎＣｌ2を１０ｍｇ加えた。この混合物に５０℃でＨＣＮを加えた（窒素を１２ｃｃ／分にして）。２時間後、ＧＣ分析により、アジポニトリル（ＡＤＮ）が２１．３モル％、メチルグルタロニトリル（ＭＧＮ）が２．８モル％およびエチルスクシノニトリル（ＥＳＮ）が０．６モル％存在していることが示された。ＡＤＮへの選択率は８６．２％であった。
実施例４
３−ＰＮのヒドロシアン化；配位子Ａ；Ｐｈ 3 ＳｎＯＴｆ助触媒
配位子Ａを４２２ｍｇおよび（Ｃ6Ｈ5）3ＳｎＯ3ＳＣＦ3（ＺｎＣｌ2の代わりに）を１５ｍｇ用いる（Ｐ：Ｎｉ比、７．６）以外は実施例３を繰り返した。２時間後、ＧＣ分析により、ＡＤＮが７．２モル％、ＭＧＮが１．５モル％およびＥＳＮが０．７モル％存在していることが示された。ＡＤＮへの選択率は７６．６％であった。
実施例５
３−ＰＮのヒドロシアン化；配位子Ａ；ＺｎＣｌ 2 助触媒
配位子Ａを３３０ｍｇおよびＺｎＣｌ2を２０ｍｇ用い（Ｐ：Ｎｉ比、６．０）そしてヒドロシアン化を７０℃で実施する以外は実施例３を繰り返した。２時間後、ＧＣ分析により、ＡＤＮが６０．８モル％、ＭＧＮが８．６モル％およびＥＳＮが１．６モル％存在していることが示された。ＡＤＮへの選択率は８５．６％であった。
実施例６
３−ＰＮのヒドロシアン化；配位子Ａ；ＺｎＣｌ 2 助触媒
Ｎｉ（ＣＯＤ）2（４０ｍｇ）と３３０ｍｇの配位子Ａを５ｍＬのＴＨＦに溶解させた後、真空蒸発で溶媒を除去した。３−ＰＮを５ｍＬおよびＺｎＣｌ2を２０ｍｇ加えた後、ＨＣＮを用いた上記混合物の処理を５０−１００℃の温度傾斜で行った（窒素流量を１２ｃｃの窒素／分にして）。オイルバスの温度を最初５０℃にし、１５分後、その温度を６０℃に上昇させた。次に、温度を１５分の間隔で７０℃、８０℃および１００℃に設定した。温度を１００℃に設定して１５分後、ＧＣ分析により、ＡＤＮが３８．７％でＭＧＮが６．２％でＥＳＮが１．２％であることが示された。ＡＤＮへの選択率は８３．９％であった。
実施例７
配位子Ｂの合成
Figure 0004057050
パートＡ：Ｔａｓｈｉｒｏ，Ｍ．；Ｆｕｋａｔａ，Ｇ．およびＹｍａｔｏ，Ｔ．がＯｒｇａｎｉｃ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ Ｉｎｔ．、８、２６３（１９７６）で記述した手順を用いて２，２’−ジヒドロキシ−３，３’−ジ−ｔ−ブチル−５，５’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニルの脱アルキル化を行うことで２，２’−ジヒドロキシ−５，５’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニルを調製した。１２５ｍＬのベンゼン中でＡｌＣｌ3（１０ｇ）と１０ｇの２，２’−ジヒドロキシ−３，３’−ジ−ｔ−ブチル−５，５’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニルを混合した後、４０℃で３時間加熱した。この混合物を氷中で冷却した後、１２５ｍＬの１０％ＨＣｌ溶液をゆっくりと加えた。有機層を分離して３ｘ１２５ｍＬの１０％ＮａＯＨで洗浄した。この塩基性溶液を濃ＨＣｌで中和した後、３ｘ１００ｍＬのエーテルで抽出した。このエーテル層をＮａ2ＳＯ4で乾燥させた。濾過して真空蒸発で溶媒を除去した後、その褐色油状物をヘキサンで洗浄し、そして次に、その生成物をＣＨ2Ｃｌ2／ヘキサンから結晶化させた。２．２０２ｇの２，２’−ジヒドロキシル−５，５’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニルを白色固体として得た。1Ｈ ｎｍｒ（３００ ＭＨｚ，ＣＤ2Ｃｌ2）：６．９−６．８（ｍ，６Ｈ）、５．７１（ｓ，２Ｈ）、３．７８（ｓ，６Ｈ）。
パートＢ：ＰＣｌ3と２−ｔ−ブチル−４−メトキシフェノールを反応させることで調製したジクロリダイト２．０ｇを４０ｍＬのトルエンに入れ、これに、パートＡで調製した２，２’−ジヒドロキシル−５，５’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニル１．７５ｇおよびトリエチルアミン２．２ｇを２０ｍＬのトルエンに入れて加えた。この混合物を１時間還流させた後、その濾液をセライトに通して濾過してトルエンで洗浄した。真空蒸発で溶媒を除去することで白色のペーストを３．４７５ｇ得、これを測定した結果、配位子Ｂ｛１−（５，５’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニル−２，２’−ジイルホスファイト）−２−ｔ−ブチル−４−メトキシフェニル｝であった。31Ｐ｛1Ｈ｝（１２１．４ ＭＨｚ，Ｃ6Ｄ6）：１４４．９４；1Ｈ ｎｍｒ（３００ ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6）：７．５（ｄ，１Ｈ）、７．１（ｄ、２Ｈ；残存ベンゼンと重なり合った二重線の一部）、７．０９（ｄ，１Ｈ）、６．９（ｄ，２Ｈ）、６．７（ｄｄ，２Ｈ）、６．５（ｄｄ，１Ｈ）、３．３（ｓ，３Ｈ）、３．２（ｓ，６Ｈ）、１．４（ｓ，９Ｈ）；トルエンを少量伴う。高分解能の質量スペクトル：Ｃ25Ｈ27Ｏ6Ｐの計算値：４５４．１５４５；測定値：４５４．１５６５。
実施例８
３−ＰＮのヒドロシアン化；配位子Ｂ；ＺｎＣｌ 2 助触媒
Ｎｉ（ＣＯＤ）2（４０ｍｇ）と３８８ｍｇの配位子Ｂを５ｍＬのＴＨＦに溶解させた後、真空蒸発で溶媒を除去した。３−ＰＮを５ｍＬおよびＺｎＣｌ2を２０ｍｇ加えた後、ＨＣＮを用いた上記混合物の処理を５０℃で行った（窒素流量を１２ｃｃの窒素／分にして）。２時間後、ＧＣ分析により、ＡＤＮが４４．４％、ＭＧＮが４．６％およびＥＳＮが１．１％存在していることが示された。ＡＤＮへの選択率は８８．６％であった。
実施例９
３−ＰＮのヒドロシアン化；配位子Ｂ；ＺｎＣｌ 2 助触媒
Ｎｉ（ＣＯＤ）2（４０ｍｇ）と３８８ｍｇの配位子Ｂを５ｍＬのＴＨＦに溶解させた後、真空蒸発で溶媒を除去した。３−ＰＮを５ｍＬおよびＺｎＣｌ2を２０ｍｇ加えた後、ＨＣＮを用いた上記混合物の処理を５０−１００℃の温度傾斜で行った（窒素流量を１２ｃｃの窒素／分にして）。オイルバスの温度を最初５０℃にし、１５分後、その温度を６０℃に設定した。次に、温度を１５分の間隔で７０℃、８０℃および１００℃に設定した。温度を１００℃に設定して１５分後、ＧＣ分析により、ＡＤＮが２６．２％でＭＧＮが２．８％でＥＳＮが０．６％であることが示された。ＡＤＮへの選択率は８８．５％であった。
実施例１０
配位子Ｃの合成
Figure 0004057050
ＰＣｌ3と２−ｔ−ブチル−４−メトキシフェノールを反応させることで調製したジクロリダイト２．０ｇを４０ｍＬのトルエンに入れ、これに、２０ｍＬのトルエンに入れた２．０４ｇの１，１’−ビ−２−ナフトールと２．２ｇのトリエチルアミンを加えた。この混合物を１時間還流させた後、セライトに通して濾過してトルエンで洗浄した。真空蒸発で溶媒を除去することで白色の固体／透明な液体を３．８４４ｇ得、これを測定した結果、所望の配位子Ｃ｛１−（１，１’−ビナフチル−２，２’−ジイルホスファイト）−２−ｔ−ブチル−４−メトキシフェニル｝であった。31Ｐ｛1Ｈ｝（１２１．４ ＭＨｚ，Ｃ6Ｄ6）：１４６．２２；1Ｈ ｎｍｒ（３００ ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6）：７．６−７．４（ｍ，９Ｈ）、７．０−６．８（ｍ，４Ｈ）、６．５（ｄｄ，１Ｈ）、３．３（ｓ，３Ｈ）、１．３（ｓ，９Ｈ）；トルエンを少量伴う。高分解能の質量スペクトル：Ｃ31Ｈ27Ｏ4Ｐの計算値：４９４．１６４７；測定値：４９４．１６６０。
実施例１１
３−ＰＮのヒドロシアン化；配位子Ｃ；ＺｎＣｌ 2 助触媒
Ｎｉ（ＣＯＤ）2（４０ｍｇ）と４２２ｍｇの配位子Ｃを５ｍＬのＴＨＦに溶解させた後、真空蒸発で溶媒を除去した。３−ＰＮを５ｍＬおよびＺｎＣｌ2を２０ｍｇ加えた後、ＨＣＮを用いた上記混合物の処理を５０−１００℃の温度傾斜で行った（窒素流量を１２ｃｃの窒素／分にして）。オイルバスの温度を最初５０℃にし、１５分後、その温度を６０℃に設定した。温度を１５分の間隔で７０℃、８０℃および１００℃に設定した。温度を１００℃に設定して１５分後、ＧＣ分析により、ＡＤＮが３０．０％でＭＧＮが５．０％でＥＳＮが０．９％であることが示された。ＡＤＮへの選択率は８３．６％であった。
実施例１２
３−ＰＮのヒドロシアン化；配位子Ｃ；ＺｎＣｌ 2 助触媒
Ｎｉ（ＣＯＤ）2（４０ｍｇ）と４２０ｍｇの配位子Ｃを５ｍＬのＴＨＦに溶解させた後、真空蒸発で溶媒を除去した。Ｎｉは０．１４ミリモルでＰ：Ｎｉ比は６：１。３−ＰＮを５ｍＬおよびＺｎＣｌ2を２０ｍｇ加えた後、ＨＣＮを用いた上記混合物の処理を７０℃で２時間行った（窒素流量を１２ｃｃの窒素／分にして）。ＧＣ分析により、ＡＤＮが４１．７％でＭＧＮが７．９％でＥＳＮが１．３％であることが示された。ＡＤＮへの選択率は８１．８％であった。
実施例１３
配位子Ｄの合成
Figure 0004057050
２０ｍＬのトルエンに入れた２．０ｇの１，１’−ビフェニル−２，２’−ジイルホスホロクロリダイトに、室温で、２０ｍＬのトルエンに入れた２．４３ｇのトリエチルアミンと１．３１ｇの２−ｔ−ブチル−４−メチルフェノールを加えた。この混合物を一晩撹拌した。この混合物をセライトに通して濾過し、２０ｍＬのトルエンで洗浄した後、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒を除去した。このようにして所望の配位子Ｄ｛１−（１，１’−ビフェニル−２，２’−ジイルホスファイト）−２−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル｝を無色液体として３．０１５ｇ得た。31Ｐ｛1Ｈ｝ｎｍｒ（１２１．４ ＭＨｚ，Ｃ6Ｄ6）：１４６．４。1Ｈ ｎｍｒ（３００ ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6）：７．４（ｄ，１Ｈ）、７．０−６．８（ｍ，９Ｈ）、６．８（ｄｄ，１Ｈ）、２．１（ｓ，３Ｈ）、１．４（ｓ，９Ｈ）；トルエンを少量伴う。高分解能の質量スペクトル：Ｃ23Ｈ23Ｏ3Ｐの計算値：３７８．１３８５；測定値：３７８．１３８２。
実施例１４
３−ＰＮのヒドロシアン化；配位子Ｄ；ＺｎＣｌ 2 助触媒
Ｎｉ（ＣＯＤ）2（４０ｍｇ）と３１９ｍｇの配位子Ｄを５ｍＬのＴＨＦに溶解させた後、真空蒸発で溶媒を除去した。３−ＰＮを５ｍＬおよびＺｎＣｌ2を２０ｍｇ加えた後、ＨＣＮを用いた上記混合物の処理を５０−１００℃の温度傾斜で行った（窒素流量を１２ｃｃの窒素／分にして）。オイルバスの温度を最初５０℃にし、１５分後、その温度を６０℃に設定した。温度を１５分の間隔で７０℃、８０℃および１００℃に設定した。温度を１００℃に設定して１５分後、ＧＣ分析により、ＡＤＮが４４．６％でＭＧＮが８．４％でＥＳＮが１．６％であることが示された。ＡＤＮへの選択率は８１．７％であった。
実施例１５
３−ＰＮのヒドロシアン化；配位子Ｄ；ＺｎＣｌ 2 助触媒
Ｎｉ（ＣＯＤ）2（４０ｍｇ）と３７０ｍｇの配位子Ｄを５ｍＬのＴＨＦに溶解させた後、真空蒸発で溶媒を除去した（Ｎｉは０．１４ミリモルでＰ：Ｎｉ比は７：１）。３−ＰＮを５ｍＬおよびＺｎＣｌ2を２０ｍｇ加えた後、ＨＣＮを用いた上記混合物の処理を７０℃で２時間行った（窒素流量を１２ｃｃの窒素／分にして）。ＧＣ分析により、ＡＤＮが４７．０％でＭＧＮが７．４％でＥＳＮが１．３％であることが示された。ＡＤＮへの選択率は８４．４％であった。
実施例１６
配位子Ｅの合成
Figure 0004057050
パートＡ：ＰＣｌ3と２−ｔ−ブチルフェノールを反応させることで調製したジクロリダイト１．３５４ｇを５ｍＬのＴＨＦに入れ、これに−７８℃で、１０ｍＬのＴＨＦに入れた１．００４ｇの２，２’−ビフェノールと１．０９１ｇのトリエチルアミンを加えた。この混合物を一晩撹拌した後、セライトに通して濾過してＴＨＦで洗浄した。真空蒸発で溶媒を除去することで無色液体を得、これを測定した結果、所望の配位子Ｄ｛１−（１，１’−ビフェニル−２，２’−ジイルホスファイト）−２−ｔ−ブチルフェニル｝であった。31Ｐ｛1Ｈ｝（１２１．４ ＭＨｚ，Ｃ6Ｄ6）：１４６．４３；1Ｈ ｎｍｒ（３００ ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6）；芳香族共鳴と一緒に１．３ｐｐｍの所に一重線。
パートＢ：２０ｍＬのトルエンに入れた２．０ｇの１，１’−ビフェニル−２，２’−ジイルホスホロクロリダイトに、室温で、１．０ｇのトリエチルアミンと１．２ｇの２−ｔ−ブチルフェノールを加えた。この混合物を一晩撹拌した。この混合物をセライトに通して濾過し、トルエンで洗浄した後、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒を除去した。このようにして所望の配位子Ｅを明黄色液体として３．１９８ｇ得た。
実施例１７
３−ＰＮのヒドロシアン化；配位子Ｅ；ＺｎＣｌ 2 助触媒
Ｎｉ（ＣＯＤ）2（４０ｍｇ）と３６６ｍｇの配位子Ｅを５ｍＬのＴＨＦに溶解させた後、真空蒸発で溶媒を除去した。３−ＰＮを５ｍＬおよびＺｎＣｌ2を１０ｍｇ加えた後、ＨＣＮを用いた上記混合物の処理を５０℃で行った（窒素流量を１２ｃｃの窒素／分にして）。２時間後、ＧＣ分析により、ＡＤＮが７．２％でＭＧＮが１．１％でＥＳＮが０．２％であることが示された。ＡＤＮへの選択率は８４．７％であった。
実施例１８
３−ＰＮのヒドロシアン化；配位子Ｅ；ＺｎＣｌ 2 助触媒
Ｎｉ（ＣＯＤ）2（４０ｍｇ）と３０６ｍｇの配位子Ｅを５ｍＬのＴＨＦに溶解させた後、真空蒸発で溶媒を除去した。３−ＰＮを５ｍＬおよびＺｎＣｌ2を２０ｍｇ加えた後、ＨＣＮを用いた上記混合物の処理を５０−１００℃の温度傾斜で行った（窒素流量を１２ｃｃの窒素／分にして）。オイルバスの温度を最初５０℃にし、１５分後、その温度を６０℃に設定した。温度を１５分の間隔で７０℃、８０℃および１００℃に設定した。温度調節装置を１００℃に設定して１５分後、ＧＣ分析により、ＡＤＮが６．５％でＭＧＮが１．２％でＥＳＮが０．３％であることが示された。ＡＤＮへの選択率は８１．２５％であった。
実施例１９
比較実施例
３−ＰＮのヒドロシアン化；ｐ−トリトリルホスファイト；ＺｎＣｌ 2 助触媒
２０５ｍｇのテトラキス（ｐ−トリルホスファイト）ニッケルと９９ｍｇのｐ−トリトリルホスファイト（Ｎｉは０．１４ミリモルでＰ：Ｎｉ比は６）と２０ｍｇのＺｎＣｌ2に３−ＰＮを５ｍＬ加えた。ＨＣＮを用いた上記混合物の処理を実施例５と同じ条件下で行った。２時間後、ＧＣ分析により、ＡＤＮが２７．６％、ＭＧＮが６．１％およびＥＳＮが０．９％存在していることが示された。ＡＤＮへの選択率は８０．０％であった。
以下に本発明の主な特徴および態様を列挙する。
１． ヒドロシアン化方法であって、エステル基に結合しているか或は結合していない非環状の脂肪族モノオレフインとシアン化水素源を反応させる反応を、式Ｉ
Figure 0004057050
［式中、
Ｒは、
Figure 0004057050
であり、
各Ｒ 1 は、独立して、Ｈ、Ｃ 1-8 アルキルまたはＯＲ 2 であり、
Ｒ 2 は、独立して、Ｃ 1-8 アルキルであり、そして
Ｒ 3 は、Ｈ、Ｃ 1-8 アルキルまたはＯＲ 2 である］
で表される一座ホスファイト配位子とゼロ価ニッケルを含む触媒前駆体組成物の存在下およびルイス酸助触媒の存在下で実施して末端有機ニトリルを生じさせることを含む方法。
２． 該非環状の脂肪族モノオレフィンが、式
CH 3 -（CH 2 ） y -CH＝CH-（CH 2 ） x -R 4 （II）
［式中、
Ｒ 4 は、Ｈ、ＣＮ、ＣＯ 2 Ｒ 5 またはＣ z （Ｆ 2z+1 ）であり、
ｘは、０または１−５であり、
ｙは、０または１−５であり、
Ｒ 5 は、Ｃ 1-8 アルキルであり、そして
ｚは、１−８であるが、但し
Ｒ 4 がＣＮの時ｘがゼロでないことを条件とする］
で表される化合物であり、そして該末端有機ニトリル生成物が、式
NC-（CH 2 ） x+y+3 -R 4 （IV）
［式中の記号は上で定義した通りである］
で表される化合物である第１項の方法。
３． 該非環状の脂肪族モノオレフィンが、式
CH 2 ＝（CH 2 ） x -R 4 （III）
［式中、
Ｒ 4 は、Ｈ、ＣＮ、ＣＯ 2 Ｒ 5 またはＣ z （Ｆ 2z+1 ）であり、
ｘは、０または１−５であり、
Ｒ 5 は、Ｃ 1-8 アルキルであり、そして
ｚは、１−８であるが、但し
Ｒ 4 がＣＮの時ｘがゼロでないことを条件とする］
で表される化合物であり、そして該末端有機ニトリル生成物が、式
NC（CH 2 ） x+2 -R 4 （Ｖ）
［式中の記号は上で定義した通りである］
で表される化合物である第１項の方法。
４． Ｒが
Figure 0004057050
でありそして各Ｒ 1 が独立してＨ、Ｃ 1-8 アルキルまたはＯＲ 2 であり、ここで、Ｒ 2 がＣ 1-8 アルキルである第１項の方法。
５． 各Ｒ 1 がＨである第４項の方法。
６． Ｒ 3 がＯＲ 2 であり、ここで、Ｒ 2 がＣ 1-4 アルキルである第１項の方法。
７． Ｒ 2 がメチルである第６項の方法。
８． 該非環状の脂肪族モノオレフィンが３−ペンテンニトリルまたは４−ペンテンニトリルである第１項の方法。
９． 該末端有機ニトリル生成物がアジポニトリルである第１項の方法。
１０． 該ルイス酸助触媒が無機もしくは有機金属化合物であり、ここで、このカチオンを原子番号が５、１３、２１−３０、３９−４２、４８−５０および７５の元素から成る群から選択する第１項の方法。
１１． 該ルイス酸助触媒がＺｎＣｌ 2 である第１０項の方法。
１２． 該反応温度が約０から１５０℃の範囲である第１項の方法。
１３． Ｒ 3 がメチルでありそして該モノオレフィンが３−ペンテンニトリルである第１項の方法。
１４． 式Ｉ
Figure 0004057050
［式中、
Ｒは、
Figure 0004057050
であり、
各Ｒ 1 は、独立して、Ｈ、Ｃ 1-8 アルキルまたはＯＲ 2 であり、
Ｒ 2 は、Ｃ 1-8 アルキルであり、
Ｒ 3 は、Ｃ 1-8 アルキルまたはＯＲ 2 である］
で表される一座ホスファイト配位子とゼロ価ニッケルもしくはゼロ価ニッケル源を含んでいてＰ：Ｎｉのｇ原子比が約１：１から１０：１の範囲である触媒組成物。
１５． Ｒ 3 がＯＲ 2 でありそしてＲ 2 がメチルである第１４項の組成物。
１６． Ｒが
Figure 0004057050
でありそして各Ｒ 1 が独立してＨ、Ｃ 1-8 アルキルまたはＯＲ 2 であり、ここで、Ｒ 2 がメチルである第１４項の組成物。
１７． 各Ｒ 1 がＨである第１６項の組成物。
１８． 該配位子が
Figure 0004057050
から成る群から選択される第１４項の組成物。

Claims (17)

  1. ヒドロシアン化方法であって、エステル基に結合しているか或は結合していない非環状の脂肪族モノオレフィンとシアン化水素源を反応させる反応を、式Ｉ
    Figure 0004057050
    ［式中、
    Ｒは、
    Figure 0004057050
    であり、
    各Ｒ1は、独立して、Ｈ、Ｃ1-8アルキルまたはＯＲ2であり、
    Ｒ2は、独立して、Ｃ1-8アルキルであり、そして
    Ｒ3は、Ｈ、Ｃ1-8アルキルまたはＯＲ2である］
    で表される一座ホスファイト配位子とゼロ価ニッケルを含む触媒前駆体組成物の存在下で且つ無機もしくは有機金属ルイス酸助触媒の存在下で実施して末端有機ニトリルを生じさせることを含んでなり、ここでカチオンが原子番号が５、１３、２１−３０、３９−４２、４８−４９および７５の元素から成る群から選択される上記方法。
  2. 該非環状の脂肪族モノオレフィンが、式
    CH3-（CH2）y-CH＝CH-（CH2）x-R4 （II）
    ［式中、
    Ｒ4は、Ｈ、ＣＮ、ＣＯ2Ｒ5またはＣz（Ｆ2z+1）であり、
    ｘは、０または１−５であり、
    ｙは、０または１−５であり、
    Ｒ5は、Ｃ1-8アルキルであり、そして
    ｚは、１−８であるが、但し
    Ｒ4がＣＮの時ｘがゼロでないことを条件とする］
    で表される化合物であり、そして該末端有機ニトリル生成物が、式
    NC-（CH2）x+y+3-R4 （IV）
    ［式中の記号は上で定義した通りである］
    で表される化合物である請求の範囲第１項の方法。
  3. 該非環状の脂肪族モノオレフィンが、式
    CH2＝CH-（CH2）x-R4 （III）
    ［式中、
    Ｒ4は、Ｈ、ＣＮ、ＣＯ2Ｒ5またはＣz（Ｆ2z+1）であり、
    ｘは、０または１−５であり、
    Ｒ5は、Ｃ1-8アルキルであり、そして
    ｚは、１−８であるが、但し
    Ｒ4がＣＮの時ｘがゼロでないことを条件とする］
    で表される化合物であり、そして該末端有機ニトリル生成物が、式
    NC-（CH2）x+2-R4 （Ｖ）
    ［式中の記号は上で定義した通りである］
    で表される化合物である請求の範囲第１項の方法。
  4. Ｒが
    Figure 0004057050
    でありそして各Ｒ1が独立してＨ、Ｃ1-8アルキルまたはＯＲ2であり、ここで、Ｒ2がＣ1-8アルキルである請求の範囲第１項の方法。
  5. 各Ｒ1がＨである請求の範囲第４項の方法。
  6. Ｒ3がＯＲ2であり、ここで、Ｒ2がＣ1-4アルキルである請求の範囲第１項の方法。
  7. Ｒ2がメチルである請求の範囲第６項の方法。
  8. 該非環状の脂肪族モノオレフィンが３−ペンテンニトリルまたは４−ペンテンニトリルである請求の範囲第１項の方法。
  9. 該末端有機ニトリル生成物がアジポニトリルである請求の範囲第１項の方法。
  10. 該ルイス酸助触媒がＺｎＣｌ2である請求の範囲第９項の方法。
  11. 該反応温度が約０から１５０℃の範囲である請求の範囲第１項の方法。
  12. Ｒ3がメチルでありそして該モノオレフインが３−ペンテンニトリルである請求の範囲第１項の方法。
  13. 式Ｉ
    Figure 0004057050
    ［式中、
    Ｒは、
    Figure 0004057050
    であり、
    各Ｒ1は、独立して、Ｈ、Ｃ1-8アルキルまたはＯＲ2であり、
    Ｒ2は、Ｃ1-8アルキルであり、
    Ｒ3は、Ｃ1-8アルキルまたはＯＲ2である］
    で表される一座ホスファイト配位子とゼロ価ニッケルもしくはゼロ価ニッケル源を含んでいてＰ：Ｎｉのｇ原子比が約１：１から１０：１の範囲である触媒組成物。
  14. Ｒ3がＯＲ2でありそしてＲ2がメチルである請求の範囲第１３項の組成物。
  15. Ｒが
    Figure 0004057050
    でありそして各Ｒ1が独立してＨ、Ｃ1-8アルキルまたはＯＲ2であり、ここで、Ｒ2がメチルである請求の範囲第１３項の組成物。
  16. 各Ｒ1がＨである請求の範囲第１５項の組成物。
  17. 該配位子が
    Figure 0004057050
    から成る群から選択される請求の範囲第１３項の組成物。
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