JP4568803B2 - Production method of polymer-immobilized transition metal catalysts - Google Patents

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Description

本発明は、微小遷移金属クラスターを両親媒性の架橋性高分子中に固定することにより調整される高分子固定化クラスター組成物及びその製法に関する。   The present invention relates to a polymer-immobilized cluster composition prepared by fixing a micro transition metal cluster in an amphiphilic crosslinkable polymer and a method for producing the same.

高分子固定化触媒を用いる反応は、触媒と生成物との分離が容易であり、触媒の回収・再使用が可能になるため、経済性、資源の有効利用、環境保全の観点から近年注目を集めている。従って、より有効な高分子固定化触媒を開発するためには、触媒の新しい固定化法の開発が望まれる。
金属をナノサイズにまで微粒子化するとバルクの性質とは異なる様々な性質が発現する。このような金属クラスターと呼ばれる微粒子は通常数十個の金属で構成され、数ナノメーターのサイズを持ち特異な物性を示す。このような金属クラスターを有機合成用触媒として用いると、触媒活性が飛躍的に向上するが、金属クラスターは不安定できわめて凝集し易いため、汎用的な触媒としての利用は困難とされている。金属クラスターを安定に得るための手法の一つとして、安定剤の存在下で金属イオンを還元し、金属クラスターを得ようとする試みがある。この場合の安定化方法としては、シクロデキストリンなど空洞を持つ分子に取り込む、テトラアルキルアンモニウムハライドなどの4級アンモニウム塩で取り囲む、ポリマーミセルに担持させるなどが報告されている(非特許文献5)。しかしながら、このような手法で得られた金属クラスターの安定性は低く、化学反応における様々な条件下でその構造を保つことは困難であり、回収再使用などはほとんど不可能である。
The reaction using a polymer-immobilized catalyst is easy to separate the catalyst from the product, and can be recovered and reused. Collecting. Therefore, in order to develop a more effective polymer-immobilized catalyst, it is desired to develop a new catalyst immobilization method.
When metal is made into nano-size particles, various properties different from the bulk properties appear. Such fine particles called metal clusters are usually composed of several tens of metals, have a size of several nanometers, and exhibit unique physical properties. When such a metal cluster is used as a catalyst for organic synthesis, the catalytic activity is remarkably improved. However, since the metal cluster is unstable and very easily aggregated, it is difficult to use it as a general-purpose catalyst. One of the techniques for stably obtaining metal clusters is an attempt to obtain metal clusters by reducing metal ions in the presence of a stabilizer. As a stabilization method in this case, it has been reported that it is incorporated into a molecule having a cavity such as cyclodextrin, surrounded by a quaternary ammonium salt such as tetraalkylammonium halide, or supported on a polymer micelle (Non-patent Document 5). However, the stability of the metal cluster obtained by such a method is low, and it is difficult to maintain the structure under various conditions in the chemical reaction, and recovery and reuse are almost impossible.

一方、化学工業の分野に於いては、環境問題の深刻化やコスト削減の必性により、触媒使用量の低減化や、使用後の回収再使用が求められている。金属触媒を担体上に固定化する試みは古くから行われているが、通常、触媒を触媒活性や反応の選択性が低下、反応中の触媒金属の漏出による生成物の汚染、回収後の触媒活性の低下などを伴うため、より有効な金属触媒の固定化方法が求められている。
近年、マイクロカプセル化を利用して金属触媒をポリマーに担持させた高分子固定化触媒が開発されている(非特許文献1〜4)。しかしながら、これらの高分子固定化触媒においても、耐溶剤性が不十分であったり、反応の種類によっては担持された金属が漏れ出すという問題があった(特許文献1)。
このような中、本出願の発明者らはパラジウム触媒を、マイクロカプセル化法により架橋性官能基を有するポリスチレン系のコポリマーにナノサイズクラスターとして担持し、その後熱架橋させることで、安定に固定化する技術を開発した。この架橋高分子中のパラジウムは0価で、リン原子などのリガンドも配位していない状態でいながら極めて安定に存在している(特許文献2,3、非特許文献6,7)。しかしながら、本手法には、金属、あるいは塩や配位子の種類によっては固定化が困難な場合が残されていた。
On the other hand, in the field of chemical industry, reduction of the amount of catalyst used and recovery / reuse after use are required due to serious environmental problems and the necessity of cost reduction. Attempts to immobilize a metal catalyst on a carrier have been made for a long time, but usually the catalytic activity and selectivity of the catalyst are reduced, product contamination due to leakage of the catalyst metal during the reaction, and the catalyst after recovery Since this is accompanied by a decrease in activity, a more effective method for immobilizing a metal catalyst is required.
In recent years, polymer-immobilized catalysts in which a metal catalyst is supported on a polymer using microencapsulation have been developed (Non-Patent Documents 1 to 4). However, even in these polymer-immobilized catalysts, there are problems that the solvent resistance is insufficient or the supported metal leaks depending on the type of reaction (Patent Document 1).
Under these circumstances, the inventors of the present application stably immobilized a palladium catalyst by supporting it as a nano-sized cluster on a polystyrene-based copolymer having a crosslinkable functional group by a microencapsulation method and then thermally cross-linking it. Technology to develop. Palladium in the crosslinked polymer is zero-valent and exists extremely stably while no ligand such as a phosphorus atom is coordinated (Patent Documents 2 and 3, Non-Patent Documents 6 and 7). However, in this method, there are cases where immobilization is difficult depending on the type of metal, salt, or ligand.

特開2002-66330JP2002-66330 特開2002-253972JP2002-253972 WO2004/024323WO2004 / 024323 S.Kobayashi et al. J.Am.Chem.Soc. 120, 2985(1998).S. Kobayashi et al. J. Am. Chem. Soc. 120, 2985 (1998). S.Kobayashi et al. Org.Lett. 3, 2649(2001).S. Kobayashi et al. Org. Lett. 3, 2649 (2001). T.Ishida et al. Adv.Synth.Catal. 345, 576(2003).T. Ishida et al. Adv. Synth. Catal. 345, 576 (2003). S.Kobayashi et al. Chem.Commun. 2003, 449.S. Kobayashi et al. Chem. Commun. 2003, 449. J.Am.Chem.Soc. 119, 10116(1997).J. Am. Chem. Soc. 119, 10116 (1997). K.Okamoto et al. J.Org.Chem. 69, 2871(2004).K. Okamoto et al. J. Org. Chem. 69, 2871 (2004). K.Okamoto et al. Org.Lett. 6, 1987(2004).K. Okamoto et al. Org. Lett. 6, 1987 (2004).

本発明者らが開発した、有機高分子の被膜により触媒を包み込み(マイクロカプセル化)、更に高分子を架橋させることにより触媒を固定化することにより得られた金属触媒(特許文献3、特願2004-064520等)においては、金属は微小金属クラスターとして高分子に固定化されており、種々の反応に高い活性を示し、また触媒を回収・再使用が可能である。しかし、この方法に利用できない金属や金属と配位子の組み合わせなどがあり、この方法を広範な金属や金属と配位子の組み合わせなどに応用できる手段が求められていた。
そこで本発明は、従来マイクロカプセル化法−架橋法では十分に固定できない原料を用いた場合でも、金属を微小クラスターとして高分子に固定することのでき、汎用性の高い手法を提供することを目的とする。
Metal catalyst obtained by encapsulating the catalyst with an organic polymer coating developed by the present inventors (microencapsulation) and then immobilizing the catalyst by crosslinking the polymer (Patent Document 3, Japanese Patent Application No. In 2004-064520, etc., the metal is immobilized on the polymer as a fine metal cluster, exhibits high activity in various reactions, and can recover and reuse the catalyst. However, there are metals and combinations of metals and ligands that cannot be used in this method, and there is a need for means that can apply this method to a wide range of metals and combinations of metals and ligands.
Therefore, the present invention aims to provide a highly versatile method that can fix metals to a polymer as microclusters even when using raw materials that cannot be sufficiently fixed by the conventional microencapsulation method-crosslinking method. And

本発明者らは、溶液中の金属触媒の分散が良好にすることが知られていた4級アンモニウム(M. T. Reetz et al. Chme. Commun.1996, 1921.; M. T. Reetz et al. Chme. Commun, 11, 773 (1999))を用いることを考え、金属触媒をコアセルベート化する段階でこの4級アンモニウムをその溶液又は分散液に添加したところ、金属触媒の高分子への取りこみが容易になり、上記課題を解決できることを見出した。
その理由は、4級アンモニウムは金属をナノスケールの微粒子として分散させる効果を持ち、このように分散することにより次段の架橋反応が容易に進行するようになったためと考えられる。
The present inventors have found that quaternary ammonium (MT Reetz et al. Chme. Commun. 1996, 1921 .; MT Reetz et al. Chme. Commun, 11, 773 (1999) ), and when the quaternary ammonium is added to the solution or dispersion in the step of coacervating the metal catalyst, the incorporation of the metal catalyst into the polymer is facilitated. I found that the problem could be solved.
The reason for this is considered that quaternary ammonium has the effect of dispersing the metal as nano-scale fine particles, and the subsequent crosslinking reaction easily proceeds by dispersing in this way.

得られた触媒中の金属は電子顕微鏡でも凝集したクラスターは観察されないことから、その径は数ナノメートル以下と推定される。また、この触媒を用いて接触水素化反応を行ったところ、触媒からの金属の漏出は認められず、反応は速やかに進行し目的物が定量的に得られた。
本発明の高分子固定化遷移金属触媒は、従来の固定化金属触媒に比べて、金属の漏出が少なく、回収再使用が容易で、回収後の活性低下も起こらない。更に、架橋基を利用して樹脂、ガラス、ビーズ、等の担体への固定も容易である。
The metal in the obtained catalyst is estimated to be several nanometers or less in diameter because no agglomerated clusters are observed even with an electron microscope. Further, when catalytic hydrogenation reaction was carried out using this catalyst, no metal leakage from the catalyst was observed, and the reaction proceeded rapidly and the desired product was obtained quantitatively.
The polymer-immobilized transition metal catalyst of the present invention has less metal leakage than a conventional immobilized metal catalyst, is easy to recover and reuse, and does not cause a decrease in activity after recovery. Furthermore, it is easy to fix to a carrier such as resin, glass or beads using a crosslinking group.

即ち、本発明は、芳香族側鎖、親水性側鎖及び架橋基を有する架橋性高分子と、遷移金属化合物とを、当該架橋性高分子を溶解する溶媒中で均一化させ、生じた組成物を析出させ、当該析出物中の架橋基を架橋反応させることから成る高分子固定化金属触媒の製法であって、前記溶媒が4級アンモニウム塩を含むことを特徴とする高分子固定化金属触媒の製法である。この方法において、この架橋性高分子と前記遷移金属化合物とが均一化された溶液に、極性の異なる貧溶媒を加えることにより相分離を生じさせ、生じた組成物を析出させることが好ましい。


That is, the present invention homogenizes a crosslinkable polymer having an aromatic side chain, a hydrophilic side chain and a crosslinkable group, and a transition metal compound in a solvent in which the crosslinkable polymer is dissolved. A method for producing a polymer-immobilized metal catalyst comprising precipitating a product and causing a crosslinking reaction in the precipitate, wherein the solvent contains a quaternary ammonium salt. It is a manufacturing method of a catalyst. In this method, the crosslinkable polymer and the transition metal compound is uniform solution causes a phase separation by the addition of different anti-solvent polarity, have preferably be precipitated resulting composition .


4級アンモニウム塩の存在下で、上述の高分子カルセランド化法による触媒の固定化を行ったところ、これまで固定化が困難であったパラジウム(II)塩やパラジウム(0)若しくは白金(0)のオレフィン錯体などの触媒前駆体を用いて微少金属クラスターを高分子に固定化することができた。また、この新手法で得られた固定化触媒は、種々の反応において高い活性を示すばかりでなく、金属の漏出を伴うことなく回収・再使用できる。   Immobilization of the catalyst by the above-described polymer calcelandization method in the presence of a quaternary ammonium salt revealed that palladium (II) salt, palladium (0) or platinum (0), which had been difficult to immobilize until now, was obtained. It was possible to immobilize minute metal clusters on polymers using catalyst precursors such as olefin complexes. Moreover, the immobilized catalyst obtained by this new method not only shows high activity in various reactions, but can be recovered and reused without causing metal leakage.

本発明の高分子固定化遷移金属触媒の製法においては、架橋性高分子と遷移金属化合物とを4級アンモニウム塩を含有する溶媒に均一に溶解又は分散させ、その結果遷移金属化合物が担持された高分子が生じるので、この析出物中の架橋性高分子の架橋基を架橋反応させて、高分子固定化遷移金属触媒を得る。   In the method for producing a polymer-immobilized transition metal catalyst of the present invention, a crosslinkable polymer and a transition metal compound are uniformly dissolved or dispersed in a solvent containing a quaternary ammonium salt, and as a result, the transition metal compound is supported. Since a polymer is generated, a crosslinkable group of the crosslinkable polymer in the precipitate is subjected to a crosslinking reaction to obtain a polymer-immobilized transition metal catalyst.

本発明の架橋性高分子は、芳香族側鎖と親水性側鎖を有することを要し(両親媒性高分子)、更に架橋基を有することを要する。この高分子は更に芳香族側鎖以外の疎水性側鎖を有してもよい。これらの側鎖は高分子の主鎖に直接結合する。これら側鎖を複数種有していてもよい。また架橋基はこれらの側鎖のいずれに結合していてもよく、また高分子主鎖に直接結合してもよいが、好ましくは芳香族側鎖を含む疎水性側鎖若しくは親水性側鎖又は両者に、より好ましくは芳香族側鎖に結合する。   The crosslinkable polymer of the present invention needs to have an aromatic side chain and a hydrophilic side chain (amphiphilic polymer), and further needs to have a crosslinking group. The polymer may further have a hydrophobic side chain other than the aromatic side chain. These side chains are directly bonded to the main chain of the polymer. You may have multiple types of these side chains. The bridging group may be bonded to any of these side chains, and may be directly bonded to the polymer main chain, but preferably a hydrophobic side chain or a hydrophilic side chain containing an aromatic side chain or Both are more preferably bonded to aromatic side chains.

芳香族側鎖として、アリール基及びアラルキル基が挙げられる。
アリール基としては、通常炭素数6〜10、好ましくは6のものが挙げられ、具体的には、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
尚、本明細書に於いて定義されている炭素数はその基が有する置換基の炭素数を含まないものとする。
アラルキル基としては、通常炭素数7〜12、好ましくは7〜9のものが挙げられ、具体的には、例えばベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等が挙げられる。
アリール基及びアラルキル基に於ける芳香環はアルキル基、アリール基、アラルキル基などの疎水性置換基を有していてもよい。
Aromatic side chains include aryl groups and aralkyl groups.
Examples of the aryl group include those having 6 to 10 carbon atoms, preferably 6 carbon atoms, and specific examples include a phenyl group and a naphthyl group.
In addition, the carbon number defined in this specification shall not include the carbon number of the substituent which the group has.
Examples of the aralkyl group include those having 7 to 12 carbon atoms, preferably 7 to 9 carbon atoms, and specific examples include a benzyl group, a phenylethyl group, and a phenylpropyl group.
The aromatic ring in the aryl group and aralkyl group may have a hydrophobic substituent such as an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group.

芳香環が有していてもよいアルキル基としては、直鎖状でも分枝状でも或いは環状でもよく、環状の場合には単環でも多環でもよく、通常炭素数1〜20、好ましくは1〜12のものが挙げられ、具体的には、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、sec-ヘキシル基、tert-ヘキシル基、n-ヘプチル基、イソヘプチル基、sec-ヘプチル基、tert-ヘプチル基、n-オクチル基、sec-オクチル基、tert-オクチル基、ノニル基、デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。   The alkyl group which the aromatic ring may have may be linear, branched or cyclic, and in the case of cyclic, it may be monocyclic or polycyclic and usually has 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 ˜12, specifically, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group , Isopentyl group, sec-pentyl group, tert-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, isohexyl group, sec-hexyl group, tert-hexyl group, n-heptyl group, isoheptyl group, sec-heptyl group, tert- Examples include heptyl group, n-octyl group, sec-octyl group, tert-octyl group, nonyl group, decyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like.

芳香環が有していてもよいアリール基及びアラルキル基としては、上記した如き芳香族基としてのアリール基及びアラルキル基と同様なものが挙げられる。
これら芳香環が有していてもよい置換基は、アリール基及びアラルキル基に於ける芳香環に通常1〜5個、好ましくは1〜2個置換していてもよい。
疎水性側鎖としてのアルキル基としては、上記した如き芳香環が有していてもよいアルキル基と同様のものが挙げられる。
Examples of the aryl group and aralkyl group that the aromatic ring may have include those similar to the aryl group and aralkyl group as the aromatic group as described above.
These aromatic rings optionally have 1 to 5 substituents, preferably 1 to 2 substituents on the aromatic ring in the aryl group and aralkyl group.
Examples of the alkyl group as the hydrophobic side chain include the same alkyl groups that the aromatic ring as described above may have.

芳香族側鎖以外の疎水性側鎖としては、アルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基が挙げられる。   Examples of the hydrophobic side chain other than the aromatic side chain include an alkyl group, an alkenyl group, and an alkynyl group.

親水性側鎖としては、比較的短いアルキル基、例えば、炭素数が1〜6程度のアルキレン基に−R(Rは−OH又はアルコキシ基、好ましくは−OHを表す。)が結合したものであってもよいが、−R(OR、−R(COOR又は−R(COOR(OR(式中、Rは上記と同様であり、Rは共有結合又は炭素数1〜6、好ましくは共有結合又は1〜2のアルキレン基を表し、R及びRはそれぞれ独立して炭素数2〜4、好ましくは2のアルキレン基を表し、m、n及びpは1〜10の整数、oは1又は2を表す。)で表されるものが好ましい。より好ましい親水性側鎖として、−CH(OCOHや−CO(OCOH等が挙げられる。 As the hydrophilic side chain, —R 5 (R 5 represents —OH or an alkoxy group, preferably —OH) is bonded to a relatively short alkyl group, for example, an alkylene group having about 1 to 6 carbon atoms. -R 6 (OR 7 ) m R 5 , -R 6 (COOR 7 ) n R 5 or -R 6 (COOR 7 ) o (OR 8 ) p R 5 (wherein R 4 is the same as above, R 6 represents a covalent bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, preferably a covalent bond or 1 to 2 carbon atoms, and R 7 and R 8 are each independently 2 to 4 carbon atoms, Preferably, it represents an alkylene group of 2, m, n and p are integers of 1 to 10, and o represents 1 or 2. More preferred hydrophilic side chains include —CH 2 (OC 2 H 4 ) 4 OH and —CO (OC 2 H 4 ) 4 OH.

架橋基としては、エポキシ基、カルボキシル基、イソシアネート基、チオイソシアネート基、水酸基、1級若しくは2級のアミノ基、及びチオール基、好ましくはエポキシ基、カルボキシル基、イソシアネート基、及びチオイソシアネート基が挙げられ、これらの架橋基は必要に応じて単独又は組み合わせて用いてもよい。   Examples of the crosslinking group include an epoxy group, a carboxyl group, an isocyanate group, a thioisocyanate group, a hydroxyl group, a primary or secondary amino group, and a thiol group, preferably an epoxy group, a carboxyl group, an isocyanate group, and a thioisocyanate group. These crosslinking groups may be used alone or in combination as required.

高分子に含まれる架橋基の好ましい組み合わせとしては、エポキシ基のみ、エポキシ基と水酸基、エポキシ基とアミノ基、エポキシ基とカルボキシル基、イソシアネート基又はチオイソシアネート基のみ、イソシアネート基と水酸基、イソシアネート基とアミノ基、イソシアネート基とカルボキシル基等が挙げられる。このなかで、エポキシ基のみ、及びエポキシ基と水酸基の組み合わせが好ましい。
高分子が架橋基を複数種有する場合、架橋基の結合位置に制限はないが、異なる位置の側鎖に含まれていることが好ましい。
Preferred combinations of crosslinking groups contained in the polymer include only epoxy groups, epoxy groups and hydroxyl groups, epoxy groups and amino groups, epoxy groups and carboxyl groups, only isocyanate groups or thioisocyanate groups, isocyanate groups and hydroxyl groups, and isocyanate groups. An amino group, an isocyanate group, a carboxyl group, etc. are mentioned. Among these, only an epoxy group and a combination of an epoxy group and a hydroxyl group are preferable.
When the polymer has a plurality of types of crosslinking groups, the bonding position of the crosslinking groups is not limited, but is preferably contained in side chains at different positions.

一方、架橋性高分子はこれら側鎖を有するものであればいかなるものであってもよいが、これら側鎖を有するモノマーを重合させたものが好ましい。またこのようなモノマーとして、付加重合のための二重結合や三重結合,例えば、ビニル基、アセチレン基など、好ましくはビニル基を持つものが好ましい。   On the other hand, the crosslinkable polymer may be any polymer having these side chains, but is preferably a polymer obtained by polymerizing monomers having these side chains. Further, as such a monomer, those having a vinyl group such as a double bond or a triple bond for addition polymerization, such as a vinyl group or an acetylene group, are preferable.

本発明の架橋性高分子の例として、下記の架橋性高分子が挙げられる。
(A)1)芳香族側鎖、親水性側鎖及び重合性二重結合を有するモノマー、2)芳香族側鎖及び重合性二重結合を有するモノマー、及び3)架橋基を有する芳香族側鎖及び重合性二重結合を有するモノマーを共重合することにより得られる架橋性高分子、
(B)1)疎水性側鎖、架橋基を有する親水性側鎖又は疎水性側鎖及び重合性二重結合を有する少なくとも1種のモノマーを重合又は共重合することにより得られる架橋性高分子、又は
(C)1)疎水性側鎖、架橋基を有する親水性側鎖及び重合性二重結合を有するモノマー、2)疎水性側鎖及び重合性二重結合を有するモノマー、及び3)架橋基を有する親水性側鎖又は疎水性側鎖及び重合性二重結合を有するモノマーから成る群から選択される少なくとも2種のモノマーを共重合することにより得られる架橋性高分子であり、好ましくは(A)の架橋性高分子である。
ここで、同種のモノマーは2以上の異なるモノマーを含むものであってもよい。
Examples of the crosslinkable polymer of the present invention include the following crosslinkable polymers.
(A) 1) a monomer having an aromatic side chain, a hydrophilic side chain and a polymerizable double bond, 2) a monomer having an aromatic side chain and a polymerizable double bond, and 3) an aromatic side having a crosslinking group A crosslinkable polymer obtained by copolymerizing a monomer having a chain and a polymerizable double bond,
(B) 1) Crosslinkable polymer obtained by polymerizing or copolymerizing at least one monomer having a hydrophobic side chain, a hydrophilic side chain having a crosslinking group, or a hydrophobic side chain and a polymerizable double bond. Or (C) 1) a hydrophobic side chain, a hydrophilic side chain having a crosslinking group and a monomer having a polymerizable double bond, 2) a monomer having a hydrophobic side chain and a polymerizable double bond, and 3) a bridge A crosslinkable polymer obtained by copolymerizing at least two monomers selected from the group consisting of a monomer having a hydrophilic side chain or hydrophobic side chain having a group and a polymerizable double bond, preferably It is a crosslinkable polymer of (A).
Here, the same type of monomer may include two or more different monomers.

本発明の遷移金属化合物は、遷移金属を含む適当な化合物(例えば、酸化物、ハロゲン化物、シアン化物、水酸化物、酢酸塩などのカルボン酸塩、アセチルアセトナト塩、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、スルホン酸塩、過塩素酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、配位子との錯体等)のことをいうが、遷移金属を適当な配位子と錯体を形成させたものが好ましい。このような配位子との錯体を使用する場合、前駆体中の遷移金属は上記したごとき構造を有する高分子が有する芳香環との配位子交換により高分子に担持される。尚、遷移金属前駆体中の遷移金属が0価以外のものである場合にはミセル形成時に還元処理を行うことにより担持された遷移金属を0価とすることが出来る。担持させる遷移金属は好ましくは0価である。   The transition metal compound of the present invention is a suitable compound containing a transition metal (for example, carboxylates such as oxides, halides, cyanides, hydroxides, acetates, acetylacetonate salts, carbonates, phosphates). , Sulfates, sulfites, sulfonates, perchlorates, nitrates, nitrites, complexes with ligands, etc.), but transition metals are complexed with appropriate ligands Is preferred. When a complex with such a ligand is used, the transition metal in the precursor is supported on the polymer by ligand exchange with the aromatic ring of the polymer having the structure as described above. When the transition metal in the transition metal precursor is other than zero valent, the supported transition metal can be made zero valent by performing a reduction treatment at the time of micelle formation. The transition metal to be supported is preferably zero-valent.

ここで用いる遷移金属としては、鉄、ルテニウム、オスミウム等の第8属遷移金属、コバルト、ロジウム、イリジウム等の第9属遷移金属、ニッケル、パラジウム、白金等の第10属遷移金属、銅、銀、金等の第11属遷移金属、亜鉛、カドミウム、水銀等の第12属遷移金属などが挙げられ、このうちパラジウム、コバルト、ニッケル、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、白金等が好ましい。尚、これら遷移金属は2種以上組み合わせて用いてもよい。   Transition metals used here are Group 8 transition metals such as iron, ruthenium and osmium, Group 9 transition metals such as cobalt, rhodium and iridium, Group 10 transition metals such as nickel, palladium and platinum, copper and silver. , Group 11 transition metals such as gold, Group 12 transition metals such as zinc, cadmium and mercury, among which palladium, cobalt, nickel, rhodium, ruthenium, iridium, platinum and the like are preferable. In addition, you may use these transition metals in combination of 2 or more types.

錯体を形成させるための配位子として、例えば、ジメチルフェニルホスフィン(P(CH3)2Ph)、ジフェニルホスフィノフェロセン(dPPf)、トリメチルホスフィン(P(CH3)3)、トリエチルホスフィン(P(Et)3)、トリtert-ブチルホスフィン(P(tBu)3)、トリシクロヘキシルホスフィン(PCy3)、トリメトキシホスフィン(P(OCH3)3)、トリエトキシホスフィン(P(OEt)3)、トリtert-ブトキシホスフィン(P(OtBu)3)、トリフェニルホスフィン(PPh3)、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン(DPPE)、トリフェノキシホスフィン(P(OPh)3)、トリ−o−トリルホスフィン、トリ−m−トリルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン等の有機ホスフィン配位子、1,5−シクロオクタジエン(COD)、ジベンジリデンアセトン(DBA)、ビピリジン(BPY)、フェナントロリン(PHE)、ベンゾニトリル(PhCN)、イソシアニド(RNC)、トリエチルアルシン(As(Et)3)、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、アセチルアセトナト、シクロオクタジエン、シクロペンタジエン、ペンタメチルシクロペンタジエン、エチレン、カルボニル、アセテート、トリフルオロアセテート、ビフェニルホスフィン、エチレンジアミン、1,2-ジフェニルエチレンジアミン、1,2-ジアミノシクロヘキサン、アセトニトリル、ヘキサフルオロアセチルアセトナト、スルホネート、カーボネート、ハイドロオキサイド、ナイトレート、パークロレート、サルフェート等が挙げられる。これらの中で、有機ホスフィン配位子、1,5−シクロオクタジエン(COD)、ジベンジリデンアセトン(DBA)、ビピリジン(BPY)、フェナントロリン(PHE)、ベンゾニトリル(PhCN)、イソシアニド(RNC)、及びトリエチルアルシン(As(Et)3)が好ましく、トリフェニルホスフィン、トリtert−ブチルホスフィン、及びトリ−o−トリルホスフィンがより好ましく、トリフェニルホスフィンが特に好ましい。
配位子の数は、調製の際に使用する高分子の種類や架橋反応条件等にもよるが、通常1〜4個である。
Examples of a ligand for forming a complex include dimethylphenylphosphine (P (CH 3 ) 2 Ph), diphenylphosphinoferrocene (dPPf), trimethylphosphine (P (CH 3 ) 3 ), triethylphosphine (P ( Et) 3), tri-tert- butylphosphine (P (t Bu) 3) , tricyclohexylphosphine (PCy 3), trimethoxy phosphine (P (OCH 3) 3) , triethoxy phosphine (P (OEt) 3), Tri-tert-butoxyphosphine (P (O t Bu) 3 ), triphenylphosphine (PPh 3 ), 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane (DPPE), triphenoxyphosphine (P (OPh) 3 ), tri Organic phosphine ligands such as -o-tolylphosphine, tri-m-tolylphosphine, tri-p-tolylphosphine, 1,5-cyclooctadiene (COD), dibenzylideneacetone (DBA), bipi Lysine (BPY), phenanthroline (PHE), benzonitrile (PhCN), isocyanide (RNC), triethylarsine (As (Et) 3 ), halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, acetylacetonato , Cyclooctadiene, cyclopentadiene, pentamethylcyclopentadiene, ethylene, carbonyl, acetate, trifluoroacetate, biphenylphosphine, ethylenediamine, 1,2-diphenylethylenediamine, 1,2-diaminocyclohexane, acetonitrile, hexafluoroacetylacetonate, Examples thereof include sulfonate, carbonate, hydroxide, nitrate, perchlorate, sulfate and the like. Among these, organic phosphine ligands, 1,5-cyclooctadiene (COD), dibenzylideneacetone (DBA), bipyridine (BPY), phenanthroline (PHE), benzonitrile (PhCN), isocyanide (RNC), And triethylarsine (As (Et) 3 ) are preferable, triphenylphosphine, tritert-butylphosphine, and tri-o-tolylphosphine are more preferable, and triphenylphosphine is particularly preferable.
The number of ligands is usually 1 to 4, although it depends on the type of polymer used in the preparation and the crosslinking reaction conditions.

このような架橋性高分子と遷移金属化合物とを、4級アンモニウム塩を含有する溶媒に均一に溶解又は分散させる。
この4級アンモニウム塩は一般式 R で表される。式中、Rは、それぞれ同じであっても異なってもよく、炭素数が1〜16の炭化水素基、好ましくはメチル、エチル、ベンジル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−ドデシル又はn−ヘキサデシルを表す。Xはハロゲン原子を表す。
この4級アンモニウム塩は一般式 R=N(式中、Rは炭素数が1〜16の2価の炭化水素基、RはRと同様を表す。)で表される塩を含む。このような4級アンモニウム塩として次式で表されるN−アルキルピリジニウム塩が挙げられる。

Figure 0004568803
式中、Rは、アルキル基を表し、Xはハロゲン原子を表す。 Such a crosslinkable polymer and a transition metal compound are uniformly dissolved or dispersed in a solvent containing a quaternary ammonium salt.
The quaternary ammonium salts have the general formula R 1 4 N + X - is represented by. In the formula, each R 1 may be the same or different and is a hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, preferably methyl, ethyl, benzyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n -Hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, n-dodecyl or n-hexadecyl. X represents a halogen atom.
This quaternary ammonium salt has the general formula R 2 = N + R 3 X (wherein R 2 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, and R 3 is the same as R 1 ). Contains the salt represented. Examples of such quaternary ammonium salts include N-alkylpyridinium salts represented by the following formula.
Figure 0004568803
In the formula, R 4 represents an alkyl group, and X represents a halogen atom.

この架橋性高分子と遷移金属化合物とを、良溶媒に溶解した後、適当な貧溶媒を加えて相分離を起こすことにより、遷移金属をポリマー凝集物又はミセル様集合体に取り込むことができる。
その方法は、例えば、a)適当な極性の良溶媒に溶解させた後適当な極性の貧溶媒で凝集させる、b)極性の良溶媒に溶解した後適当な非極性溶媒を加えて遷移金属担持ミセル様集合体を形成させ、更に極性の貧溶媒で凝集させる、c)適当な非極性の良溶媒に溶解させた後適当な非極性の貧溶媒で凝集させる、d)非極性の良溶媒に溶解した後適当な極性溶媒を加えて遷移金属担持ミセル様凝集体を形成させ、更に非極性の貧溶媒で凝集させる、ことにより行われる。この場合、a)及びb)の方法では、形成されたミセル様凝集体の内方向に疎水性側鎖が、外方向に親水性側鎖が位置することになり、c)及びd)の方法では、形成されたミセル様凝集体の外方向に疎水性側鎖が内方向に親水性側鎖が位置することになる。
After this crosslinkable polymer and the transition metal compound are dissolved in a good solvent, a transition metal can be incorporated into the polymer aggregate or micelle-like aggregate by adding a suitable poor solvent and causing phase separation.
The method is, for example, a) dissolving in an appropriate polar good solvent and then aggregating with an appropriate polar poor solvent, b) adding an appropriate nonpolar solvent after dissolving in the polar good solvent and carrying a transition metal Form micelle-like aggregates, and further agglomerate with a polar poor solvent, c) dissolve in a suitable nonpolar good solvent and then agglomerate with a suitable nonpolar poor solvent, d) a nonpolar good solvent After dissolution, an appropriate polar solvent is added to form transition metal-supported micelle-like aggregates, and further aggregated with a nonpolar poor solvent. In this case, in the methods a) and b), the hydrophobic side chains are located in the inner direction and the hydrophilic side chains are located in the outer direction of the formed micelle-like aggregates, and the methods c) and d) Then, the hydrophobic side chain is located in the outward direction of the formed micelle-like aggregate, and the hydrophilic side chain is located in the inward direction.

極性の良溶媒としてはTHF、ジオキサン、アセトン、DMF、NMPなどがあり、非極性の良溶媒としてはトルエン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、クロロホルムなどが使用できる。極性の貧溶媒としてはメタノール、エタノール、ブタノール、アミルアルコールなどがあり、非極性の貧溶媒としてはヘキサン、ヘプタン、オクタンなどが使用できる。   Examples of polar good solvents include THF, dioxane, acetone, DMF, and NMP. Nonpolar good solvents include toluene, cyclohexane, dichloromethane, and chloroform. Examples of the polar poor solvent include methanol, ethanol, butanol, and amyl alcohol, and examples of the nonpolar poor solvent include hexane, heptane, and octane.

この際、遷移金属化合物の配位子の一部若しくは全てが脱離する現象が認められる。遷移金属超微粒子は夫々のミセル様凝集体に於いて芳香族側鎖との相互作用により担持される。また、遷移金属は通常0価で固定されるが、遷移金属化合物がイオンの場合は相分離の際に還元処理することにより0価の遷移金属として固定できる。ここで、良溶媒中のポリマーの濃度は約1〜100 mg/ml、遷移金属化合物の量はポリマーに対して0.01〜0.5(w/w)、貧溶媒の量は良溶媒に対して0.2〜10(v/v)用いられ、貧溶媒の添加時間は通常10分〜2時間かけて行われる。相分離の際の温度は特に制限はないが、通常室温で行われる。   At this time, a phenomenon in which some or all of the ligand of the transition metal compound is eliminated is observed. Transition metal ultrafine particles are supported in each micelle-like aggregate by interaction with aromatic side chains. In addition, the transition metal is usually fixed at zero valence, but when the transition metal compound is an ion, it can be fixed as a zero-valent transition metal by reduction treatment during phase separation. Here, the concentration of the polymer in the good solvent is about 1 to 100 mg / ml, the amount of the transition metal compound is 0.01 to 0.5 (w / w) with respect to the polymer, and the amount of the poor solvent is 0.2 to 0.2 with respect to the good solvent. 10 (v / v) is used, and the addition time of the poor solvent is usually 10 minutes to 2 hours. The temperature at the time of phase separation is not particularly limited, but is usually performed at room temperature.

次に、架橋性高分子の架橋基を架橋反応させる。
架橋反応は、架橋性官能基の種類により、加熱や紫外線照射により反応させることができる。架橋反応は、これらの方法以外にも、使用する直鎖型有機高分子化合物を架橋するための従来公知の方法である、例えば架橋剤を用いる方法、縮合剤を用いる方法、過酸化物やアゾ化合物等のラジカル重合触媒を用いる方法、酸又は塩基を添加して加熱する方法、例えばカルボジイミド類のような脱水縮合剤と適当な架橋剤を組み合わせて反応させる方法等に準じても行うことができる。
架橋基を加熱により架橋させる際の温度は、通常50〜200℃、好ましくは70〜180℃、より好ましくは100〜160℃である。
加熱架橋反応させる際の反応時間は、通常0.1〜100時間、好ましくは1〜50時間、より好ましくは2〜10時間である。
Next, the crosslinking group of the crosslinkable polymer is subjected to a crosslinking reaction.
The crosslinking reaction can be caused to react by heating or ultraviolet irradiation depending on the type of the crosslinkable functional group. In addition to these methods, the crosslinking reaction is a conventionally known method for crosslinking a linear organic polymer compound to be used. For example, a method using a crosslinking agent, a method using a condensing agent, a peroxide or an azo compound. A method using a radical polymerization catalyst such as a compound, a method in which an acid or a base is added and heated, for example, a method in which a dehydrating condensing agent such as carbodiimides is combined with an appropriate crosslinking agent, a reaction method, or the like can be performed. .
The temperature at which the crosslinking group is crosslinked by heating is usually 50 to 200 ° C, preferably 70 to 180 ° C, more preferably 100 to 160 ° C.
The reaction time for the heat crosslinking reaction is usually 0.1 to 100 hours, preferably 1 to 50 hours, more preferably 2 to 10 hours.

このようにして得られた高分子固定化遷移金属触媒は、遷移金属がポリマー中の芳香環との相互作用により超微粒子として担持された形態を有していると考えられ、各種の反応、例えば、オレフィンやケトンの水素化反応やオレフィンへのヒドロシリル化反応などに対して高い触媒活性を示す。

以下、実施例にて本発明を例証するが本発明を限定することを意図するものではない。
The polymer-immobilized transition metal catalyst thus obtained is considered to have a form in which the transition metal is supported as ultrafine particles by interaction with the aromatic ring in the polymer. High catalytic activity for hydrogenation reaction of olefins and ketones and hydrosilylation reaction to olefins.

The following examples illustrate the invention but are not intended to limit the invention.

製造例1
スチレン(13.42 g, 128.9 mmol)、4-ビニルベンジルグリシジルエーテル(3.06 g, 16.1 mmol)、テトラエチレングリコール モノ-2-フェニル-2-プロペニルエーテル(5.0 g, 16.1 mmol)、AIBN(189.6 mg, 1.15 mmol)をクロロホルム(20 mL)に溶解しアルゴン雰囲気下で48時間、還流条件下で加熱攪拌した。冷却後反応混合物をメタノール(600 mL)中に注いでポリマーを固化させた。デカントして上澄みを取り除いた後、少量のテトラヒドロフランに溶解し再びメタノールに注いだ。沈殿したポリマーを濾過し室温減圧下で乾燥した。16.2 gのポリマーを得た(収率76%)。
Production Example 1
Styrene (13.42 g, 128.9 mmol), 4-vinylbenzylglycidyl ether (3.06 g, 16.1 mmol), tetraethylene glycol mono-2-phenyl-2-propenyl ether (5.0 g, 16.1 mmol), AIBN (189.6 mg, 1.15 mmol) was dissolved in chloroform (20 mL) and heated and stirred under reflux conditions for 48 hours under an argon atmosphere. After cooling, the reaction mixture was poured into methanol (600 mL) to solidify the polymer. After decanting and removing the supernatant, the residue was dissolved in a small amount of tetrahydrofuran and poured again into methanol. The precipitated polymer was filtered and dried at room temperature under reduced pressure. 16.2 g of polymer was obtained (76% yield).

1H-NMRの測定により、得られたポリマーの比は(スチレン/4-ビニルベンジルグリシジルエーテル/テトラエチレングリコール モノ-2-フェニル-2-プロペニルエーテル)の各モノマー単位の比(x/y/z)=83/11/6であった。また、重量平均分子量(Mw) は68434であった。得られたポリマーの構造は下式で表される。

Figure 0004568803
From the measurement of 1 H-NMR, the ratio of the obtained polymer was (styrene / 4-vinylbenzylglycidyl ether / tetraethylene glycol mono-2-phenyl-2-propenyl ether) ratio of each monomer unit (x / y / z) = 83/11/6. The weight average molecular weight (Mw) was 68434. The structure of the obtained polymer is represented by the following formula.
Figure 0004568803

製造例1で得たコポリマー(200 mg)及び臭化テトラブチルアンモニウム(21.3 mg, 0.066 mmol)、Pt(dba)2(44 mg, 0.066 mmol)をTHF(3 mL)中、室温にて24時間撹拌した。ここでdbaは下式で表されるジベンジリデンアセトンである。

Figure 0004568803
この混合液に、空気雰囲気下、ヘキサンを加えコアセルベート化を行い、析出したマイクロカプセル化白金をろ別、ヘキサン洗浄、減圧乾燥を行った。その後、無溶媒条件下120℃で2時間加熱して高分子を架橋させた。得られた固体を、THF、水、THFで洗浄し、減圧乾燥することで、高分子固定化白金触媒(以下「PI Pt」という。)(0.15 mmol/g)を146 mg得た。白金クラスターの粒子サイズを透過型電子顕微鏡(TEM)にて観測したところ、大きなクラスターの形成は認められず、<1 nmと推定された。また、PI Ptの元素分析から、窒素原子は含まれていない(誤差0.3%以内である)ことが分った(すなわちアンモニウム塩は取り込まれていない)。更に、全てのろ液と洗浄液を集め、dbaの回収を行ったところ、dbaは定量的に回収された。 Copolymer (200 mg) obtained in Production Example 1, tetrabutylammonium bromide (21.3 mg, 0.066 mmol), and Pt (dba) 2 (44 mg, 0.066 mmol) in THF (3 mL) at room temperature for 24 hours. Stir. Here, dba is dibenzylideneacetone represented by the following formula.
Figure 0004568803
The mixture was coacervated by adding hexane in an air atmosphere, and the precipitated microencapsulated platinum was filtered, washed with hexane, and dried under reduced pressure. Thereafter, the polymer was crosslinked by heating at 120 ° C. for 2 hours under solvent-free conditions. The obtained solid was washed with THF, water, and THF, and dried under reduced pressure to obtain 146 mg of a polymer-immobilized platinum catalyst (hereinafter referred to as “PI Pt”) (0.15 mmol / g). When the particle size of the platinum cluster was observed with a transmission electron microscope (TEM), the formation of a large cluster was not observed, and it was estimated to be <1 nm. In addition, from the elemental analysis of PIPt, it was found that nitrogen atoms were not contained (the error was within 0.3%) (that is, no ammonium salt was incorporated). Furthermore, when all the filtrates and washings were collected and dba was recovered, dba was recovered quantitatively.

製造例1で得たコポリマー(200 mg)、臭化テトラブチルアンモニウム(43 mg, 0.13 mmol)及びパラジウム(II)アセテートPd(OAc)2(29 mg, 0.13 mmol)をTHF(3 mL)中、66℃にて5時間撹拌を行った。この混合液を室温に冷却後、空気雰囲気下、ヘキサンを加えコアセルベート化を行い、析出したマイクロカプセル化パラジウムをろ別、ヘキサン洗浄、減圧乾燥を行った。その後、無溶媒条件下120℃で2時間加熱して高分子を架橋させた。得られた固体を、THF、水、THF、塩化メチレンで洗浄し、減圧乾燥することで、高分子固定化パラジウム触媒(以下「PI Pd」という。)(0.45 mmol/g)を206 mg得た。パラジウムクラスターの粒子サイズを透過型電子顕微鏡(TEM)にて観測したところ、大きなクラスターの形成は認められなかった。 Copolymer (200 mg) obtained in Production Example 1, tetrabutylammonium bromide (43 mg, 0.13 mmol) and palladium (II) acetate Pd (OAc) 2 (29 mg, 0.13 mmol) in THF (3 mL). Stirring was carried out at 66 ° C. for 5 hours. After cooling the mixed solution to room temperature, hexane was added to form a coacervate in an air atmosphere, and the precipitated microencapsulated palladium was separated by filtration, washed with hexane, and dried under reduced pressure. Thereafter, the polymer was crosslinked by heating at 120 ° C. for 2 hours under solvent-free conditions. The obtained solid was washed with THF, water, THF, methylene chloride, and dried under reduced pressure to obtain 206 mg of a polymer-immobilized palladium catalyst (hereinafter referred to as “PI Pd”) (0.45 mmol / g). . When the particle size of the palladium cluster was observed with a transmission electron microscope (TEM), formation of a large cluster was not observed.

アルゴン雰囲気下、PI Pt(0.15 mmol/g, 1 mol%)に、4-フェニル-1-ブテン(0.5 mmol)、HSiMe2OSiMe3(1.0 mmol)、水(1.66 mL)、ヘキサン(0.83 mL)をこの順序で加え、40℃にて1時間撹拌を行った。室温に冷却後、反応混合物をヘキサンで希釈し、触媒をろ別した。ろ液は、水で洗浄後、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後、減圧濃縮し、内部標準物質として1,2,4,5-テトラメチルベンゼンを加え、1H NMR分析により生成物を定量した。その結果、ヒドロシリル化生成物を95%の収率で得た。なお、蛍光X線分析により白金の漏出量を測定した結果、漏出は認められなかった。

Figure 0004568803
Under argon atmosphere, PI Pt (0.15 mmol / g, 1 mol%), 4-phenyl-1-butene (0.5 mmol), HSiMe 2 OSiMe 3 (1.0 mmol), water (1.66 mL), hexane (0.83 mL) Were added in this order, and the mixture was stirred at 40 ° C. for 1 hour. After cooling to room temperature, the reaction mixture was diluted with hexane and the catalyst was filtered off. The filtrate was washed with water, and the organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate. After filtration, the filtrate was concentrated under reduced pressure, 1,2,4,5-tetramethylbenzene was added as an internal standard substance, and the product was quantified by 1 H NMR analysis. As a result, the hydrosilylation product was obtained in a yield of 95%. As a result of measuring the amount of platinum leakage by fluorescent X-ray analysis, no leakage was observed.
Figure 0004568803

PI Pd(0.45 mmol/g, 5 mol%)と2,4-ジフェニル-2-メチル-4-ペンテン(0.25 mmol)に、THF(3 mL)を加え、水素雰囲気下(風船を使用)、室温にて1時間撹拌した。その後、反応混合物をヘキサンで希釈し、触媒をろ別した。ろ液を減圧濃縮し、内部標準物質として1,2,4,5-テトラメチルベンゼンを加え、1H NMR分析により生成物を定量した。その結果、水素化生成物を定量的な収率で得た。なお、蛍光X線分析によりパラジウムの漏出量を測定した結果、漏出は認められなかった。

Figure 0004568803
To PI Pd (0.45 mmol / g, 5 mol%) and 2,4-diphenyl-2-methyl-4-pentene (0.25 mmol), add THF (3 mL), in a hydrogen atmosphere (using balloons), at room temperature For 1 hour. Thereafter, the reaction mixture was diluted with hexane, and the catalyst was filtered off. The filtrate was concentrated under reduced pressure, 1,2,4,5-tetramethylbenzene was added as an internal standard substance, and the product was quantified by 1 H NMR analysis. As a result, the hydrogenated product was obtained in a quantitative yield. In addition, as a result of measuring the amount of leakage of palladium by fluorescent X-ray analysis, no leakage was observed.
Figure 0004568803

比較例1
実施例2における臭化テトラブチルアンモニウムを用いずに実施例2と同様の実験を行った。しかし目的物(高分子にパラジウムが固定化された触媒)は全く得られなかった。
その理由は、金属がナノスケールの微粒子となって分散しないため、架橋反応が進行しないためと考えられる。この例のような酢酸塩のような疎水性の小さな配位子を持つ金属種は分散しにくいため、4級アンモニウム塩を添加することにより金属が分散して架橋が可能になるものと考えられる。
Comparative Example 1
The same experiment as in Example 2 was performed without using tetrabutylammonium bromide in Example 2. However, the target product (catalyst in which palladium was immobilized on a polymer) was not obtained at all.
The reason is considered to be that the metal does not disperse in the form of nanoscale fine particles, and therefore the crosslinking reaction does not proceed. Since metal species having a small hydrophobic ligand such as acetate in this example are difficult to disperse, it is considered that the addition of a quaternary ammonium salt allows the metal to disperse and crosslink. .

Claims (4)

芳香族側鎖、親水性側鎖及び架橋基を有する架橋性高分子と、遷移金属化合物とを、当該架橋性高分子を溶解する溶媒中で均一化させ、生じた組成物を析出させ、当該析出物中の架橋基を架橋反応させることから成る高分子固定化金属触媒の製法であって、前記溶媒が4級アンモニウム塩を含むことを特徴とする高分子固定化金属触媒の製法。 A crosslinkable polymer having an aromatic side chain, a hydrophilic side chain and a crosslinkable group, and a transition metal compound are homogenized in a solvent that dissolves the crosslinkable polymer, and the resulting composition is precipitated, A method for producing a polymer-immobilized metal catalyst, comprising a crosslinking reaction in a precipitate, wherein the solvent contains a quaternary ammonium salt. 前記架橋性高分子と前記遷移金属化合物とが均一化された溶液に、極性の異なる貧溶媒を加えることにより相分離を生じさせ、生じた組成物を析出させることから成る請求項1に記載の製法。 2. The method according to claim 1, wherein phase separation is caused by adding a poor solvent having different polarity to a solution in which the crosslinkable polymer and the transition metal compound are homogenized, and the resulting composition is precipitated. Manufacturing method. 前記遷移金属化合物が、遷移金属と配位子との錯体、又は遷移金属の酸化物、ハロゲン化物、シアン化物、水酸化物、カルボン酸塩、アセチルアセトナト塩、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、スルホン酸塩、過塩素酸塩、硝酸塩若しくは亜硝酸塩である請求項1又は2に記載の製法。 The transition metal compound is a complex of a transition metal and a ligand, or an oxide, halide, cyanide, hydroxide, carboxylate, acetylacetonate, carbonate, phosphate, sulfuric acid of a transition metal The process according to claim 1 or 2, which is a salt, sulfite, sulfonate, perchlorate, nitrate or nitrite. 前記4級アンモニウム塩がR (式中、Rは、それぞれ同じであっても異なってもよく、炭素数が1〜16の炭化水素基を表し、Xはハロゲンを表す。)で表される請求項1〜3のいずれか一項に記載の製法。 The quaternary ammonium salt R 1 4 N + X - (In the formula, R 1 may each be the same or different, represent a hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, X represents a halogen The manufacturing method as described in any one of Claims 1-3 represented by this.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09263556A (en) * 1996-03-29 1997-10-07 Kuraray Co Ltd Production of unsaturated alcohol
JPH1133412A (en) * 1997-07-23 1999-02-09 Unitika Ltd Production of metal-supporting catalyst
JP2002066330A (en) * 2000-06-15 2002-03-05 Wako Pure Chem Ind Ltd Metal compound composition
WO2004024323A1 (en) * 2002-09-13 2004-03-25 Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Palladium catalyst composition

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09263556A (en) * 1996-03-29 1997-10-07 Kuraray Co Ltd Production of unsaturated alcohol
JPH1133412A (en) * 1997-07-23 1999-02-09 Unitika Ltd Production of metal-supporting catalyst
JP2002066330A (en) * 2000-06-15 2002-03-05 Wako Pure Chem Ind Ltd Metal compound composition
WO2004024323A1 (en) * 2002-09-13 2004-03-25 Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Palladium catalyst composition

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