JP4611282B2 - オレフィン性不飽和化合物のヒドロシアン化用触媒として好適な組成物 - Google Patents

オレフィン性不飽和化合物のヒドロシアン化用触媒として好適な組成物 Download PDF

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Description

本発明は、オレフィン性不飽和化合物のヒドロシアン化用触媒として好適な組成物であって、
a)Ni(0)
b)リガンドとしてNi(0)に配位して錯体化(キレート化)し、且つ3価のリンを含む化合物、
c)ルイス酸、及び
d)式:MRn
[但し、MがAl又はTiを表し、
Rが、同一でも異なっても良い1価のアルコキシ基(それぞれ複数のアルコキシ基が相互に結合していても良い)を表し、そしてさらにMがAlの場合、Rが同一でも異なっても良い1価のアルキル基(それぞれ複数のアルキル基が相互に結合していても良く、あるいは1個以上のアルキル基が1個以上の前述のアルコキシ基と結合していても良い)を表しも良く、そして
nがMの価数を表す。]
で表される化合物
を含むことを特徴とする組成物に関する。
さらに、このような組成物の存在下にオレフィン性不飽和化合物をヒドロシアン化する方法に関する。
オレフィン性不飽和ニトリルをヒドロシアン化する方法、特にオレフィン性不飽和化合物(例えば2−シス−ペンテンニトリル、2−トランス−ペンテンニトリル、3−シス−ペンテンニトリル、3−トランス−ペンテンニトリル、4−ペンテンニトリル、E−2−メチル−2−ブテンニトリル、Z−2−メチル−2−ブテンニトリル、2−メチル−3−ブテンニトリル又はこれらの混合物)を、ルイス酸、及びリガンドとして好適なリン化合物を含む錯体(例えば、モノデンテート、好ましくはマルチデンテート、特にビデンテートの化合物、この化合物は、ホスフィン、ホスファイト、ホスホナイト又はホスフィナイト又はこれらの混合物として存在して良いリン原子を介して中心原子に配位結合しており、この中心原子はニッケル、コバルト又はパラジウムが好ましく、特に特にニッケル、さらに好ましくはニッケル(0)の形である)を含む触媒の存在下に、ヒドロシアン化することによりアジポニトリルを製造する方法は、知られている。例えば、US3496217、US3496218、US4705881、US4774353、US4874884、US5773637、US6127567、US6171996B1、及びUS6380421B1に記載されている。
US3496217 US3496218 US4705881 US4774353 US4874884 US5773637 US6127567 US6171996B1 US6380421B1
従って、本発明の目的は、オレフィン性不飽和化合物のヒドロシアン化用触媒として好適であり、且つ公知の組成物と比べてヒドロシアン化生成物の時空収率が向上している組成物を提供することである。
本発明者等は、上記目的が、オレフィン性不飽和化合物のヒドロシアン化用触媒組成物であって、
a)Ni(0)
b)リガンドとしてNi(0)を配位して錯体化しており、且つホスファイト、ホスホナイト又はこれらの混合物を含む化合物、
c)ルイス酸、及び
d)式:MR n
[但し、MがAl又はTiを表し、
Rが、同一でも異なっても良い1価のアルコキシ基(それぞれ複数のアルコキシ基が相互に結合していても良い)を表し、そしてさらにMがAlの場合、Rが同一でも異なっても良い1価のアルキル基(それぞれ複数のアルキル基が相互に結合していても良く、あるいは1個以上のアルキル基が1個以上の前述のアルコキシ基と結合していても良い)を表しても良く、そして
nがMの価数を表す。]
で表される化合物
を含み、前記c)と前記d)とが相互に異なることを特徴とする組成物、及び
このような組成物の存在下にオレフィン性不飽和化合物をヒドロシアン化する方法により達成されることを見いだした。
Ni(0)含有触媒組成物の製造はそれ自体公知であり、本発明では、その公知の方法で製造することができる。
組成物はまた、さらにNi(0)のリガンドとして好適な化合物を含み、そして少なくとも1種の3価のリン原子、その化合物の混合物を含有している。
好ましい態様において、リガンドとして使用される化合物は、式:
Figure 0004611282
で表される化合物である。
本発明では、この化合物は、単一の化合物であっても、上述の式の異種化合物の混合物であっても良い。
1、X2、X3基は、単結合である場合、化合物(I)は、式P(R123)のホスフィン(phosphine)(R1、R2、R3はこの明細書で規定されている)である。
1、X2、X3基の2個が単結合で、1個が酸素である場合、化合物(I)は、式P(OR1)(R2)(R3)、又は式P(R1)(OR2)(R3)又は式P(R1)(R2)(OR3)のホスフィナイト(phosphinite)(R1、R2、R3はこの明細書で規定されている)である。
1、X2、X3基の1個が単結合で、2個が酸素である場合、化合物(I)は、式P(OR1)(OR2)(R3)、又は式P(R1)(OR2)(OR3)又は式P(OR1)(R2)(OR3)のホスホナイト(phosphonite)(R1、R2、R3はこの明細書で規定されている)である。
好ましい態様において、X1、X2、X3基の全てが酸素であって、これにより化合物(I)は、式P(OR1)(OR2)(OR3)のホスファイト(phosphite)(R1、R2、R3はこの明細書で規定されている)となり、有利である。
本発明によれば、R1、R2、R3はそれぞれ独立して同一又は異なっても良く、有機基である。
1、R2及びR3はそれぞれ独立してアルキル基、有利には炭素原子数1〜10個のアルキル基(例えばメチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−ブチル)、アリール基(例えば、フェニル、o−トリル、m−トリル、p−トリル、1−ナフチル、2−ナフチル)、又はヒドロカルビル、有利には炭素原子数1〜20個のヒドロカルビル(例えば、1,1’−ビフェノール、1,1’−ビナフトール)である。
1、R2及びR3は直接相互に結合していても良く、即ち、中心のリン原子を介してのみ結合していなくても良い。R1、R2及びR3は直接相互に結合していないことが好ましい。
好ましい態様において、R1、R2及びR3はフェニル、o−トリル、m−トリル及びp−トリルから選択される基である。
特に好ましい態様において、R1、R2及びR3の最大2個がフェニル基である。
別の好ましい態様において、R1、R2及びR3の最大2個がo−トリル基である。
使用することができる特に好ましい化合物は、式:
(o−トリル−O−)w(m−トリル−O−)x(p−トリル−O−)y(フェニル−O−)z
[但し、w、x、yがそれぞれ自然数であり、w+x+y=3を満足し、そしてw、zがそれぞれ2以下である]
で表される化合物である。化合物の例として、(p−トリル−O−)(フェニル)2P、(m−トリル−O−)(フェニル)2P、(o−トリル−O−)(フェニル)2P、(p−トリル−O−)2(フェニル)P、(m−トリル−O−)2(フェニル)P、(o−トリル−O−)2(フェニル)P、(m−トリル−O−)(p−トリル−O−)(フェニル)P、(o−トリル−O−)(p−トリル−O−)(フェニル)P、(o−トリル−O−)(m−トリル−O−)(フェニル)P、(p−トリル−O−)3P、(m−トリル−O−)(p−トリル−O−)2P、(o−トリル−O−)(p−トリル−O−)2P、(m−トリル−O−)2(p−トリル−O−)P、(o−トリル−O−)2(p−トリル−O−)P、(o−トリル−O−)(m−トリル−O−)(p−トリル−O−)P、(m−トリル−O−)3P、(o−トリル−O−)(m−トリル−O−)2P、(o−トリル−O−)2(m−トリル−O−)P、又はこれらの化合物の混合物を挙げることができる。
例えば、(m−トリル−O−)3P、(m−トリル−O−)2(p−トリル−O−)P、(m−トリル−O−)(p−トリル−O−)2P及び(p−トリル−O−)3Pを含む混合物は、m−クレゾール及びp−クレゾールを含む混合物(特に2:1のモル比で)を反応させることにより得ることができる。このクレゾール混合物は、3塩化リン等の3ハロゲン化リンを含む原油の蒸留精製で得られる。
このような化合物及びその製造はそれ自体公知である。
さらに好ましい態様において、使用されるNi(0)のリガンドとして好適な化合物は式:
Figure 0004611282
[但し、X11、X12、X13、X21、X22、X23が、それぞれ独立して酸素又は単結合を表し、
11、R12が、それぞれ独立に同一でも異なっていても良く、個々の有機基又は架橋有機基を表し、
21、R22が、それぞれ独立に同一でも異なっていても良く、個々の有機基又は架橋有機基を表し、
Yが架橋基を表す。]
で表される化合物であり得る。
本発明では、このような化合物は、単一の化合物又は上述の式の異種の化合物との混合物である。
好ましい態様において、X11、X12、X13、X21、X22、X23がそれぞれ酸素でも良い。このような場合、架橋基Yはホスファイト基と結合している。
別の好ましい態様において、X11及びX12がそれぞれ酸素で、X13が単結合であっても、或いはX11及びX13がそれぞれ酸素で、X12が単結合であっても良く、これによりX11、X12、X13で囲まれたリン原子はホスホナイトの中心原子である。このような場合、X21、X22及びX23はそれぞれ酸素であっても、或いはX21及びX22がそれぞれ酸素でX23が単結合でも、或いはX21及びX23がそれぞれ酸素でX22が単結合でも、或いはX23が酸素でX21及びX22がそれぞれ単結合でも、或いはX21が酸素でX22及びX23がそれぞれ単結合でも、或いはX21、X22及びX23がそれぞれ単結合でもよく、これによりX21、X22、X23で囲まれたリン原子は、ホスファイト、ホスホナイト、ホスフィナイト又はホスフィン、好ましくはホスホナイトの中心原子であっても良い。
別の好ましい態様において、X13が酸素で、X11及びX12がそれぞれ単結合であっても、或いはX11が酸素で、X12及びX13がそれぞれ単結合であってもよく、これによりX11、X12、X13で囲まれたリン原子はホスフィナイトの中心原子である。このような場合、X21、X22及びX23はそれぞれ酸素であっても、或いはX23が酸素でX21及びX22がそれぞれ単結合でも、或いはX21が酸素でX22及びX23が単結合でも、或いはX21、X22及びX23がそれぞれ単結合でもよく、これによりX21、X22、X23で囲まれたリン原子は、ホスファイト、ホスフィナイト又はホスフィン、好ましくはホスフィナイトの中心原子であっても良い。
別の好ましい態様において、X11、X12及びX13がそれぞれ単結合であってもよく、これによりX11、X12、X13で囲まれたリン原子はホスフィンの中心原子である。このような場合、X21、X22及びX23はそれぞれ酸素であっても、或いはX21、X22及びX23がそれぞれ単結合でもよく、これによりX21、X22、X23で囲まれたリン原子は、ホスファイト又はホスフィン、好ましくはホスフィンの中心原子であっても良い。
架橋基Yは、例えば、C1〜C4−アルキル、ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素)、ハロゲン化アルキル(例、トリフルオロメチル)、アリール(例、フェニル)で置換されたアリール基、又は無置換のアリール基であることが有利であり、好ましくは芳香族環に炭素原子6〜20個有する基であり、特にピロカテコール、ビス(フェノール)又はビス(ナフトール)である。
11及びR12基は、それぞれ独立して同一でも異なっていても良い有機基であり得る。有利なR11及びR12基は、アリール基、好ましくは無置換、或いはC1〜C4−アルキル、ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素)、ハロゲン化アルキル(例、トリフルオロメチル)、アリール(例、フェニル)でモノ又はポリ置換されていても良い炭素原子数6〜10個のアリール基、又は無置換のアリール基である。
21及びR22基は、それぞれ独立して同一でも異なっていても良い有機基であり得る。有利なR21及びR22基は、アリール基、好ましくは無置換、或いはC1〜C4−アルキル、ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素)、ハロゲン化アルキル(例、トリフルオロメチル)、アリール(例、フェニル)又は無置換のアリール基でモノ又はポリ置換されていても良い炭素原子数6〜10個のアリール基である。
11及びR12基は、それぞれ分離されていても又は架橋されていても良い。
21及びR22基は、それぞれ分離されていても又は架橋されていても良い。
11、R12、R21及びR22基は、それぞれ分離されていても、2個が架橋され、2個が分離されていても、或いは全ての4個が、記載されたように架橋されていても良い。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、US5723641で規定された式I、II、III、IV及びVで表される化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、US5512696で規定された式I、II、III、IV、V、VI及びVIIで表される化合物、特にその実施例1〜31で使用された化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、US5821378で規定された式I、II、III、IV、V、VI、VII、VIII、IX、X、XI、XII、XIII、XIV及びXVで表される化合物、特にその実施例1〜73で使用された化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、US5512695で規定された式I、II、III、IV、V及びVIで表される化合物、特にその実施例1〜6で使用された化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、US5981772で規定された式I、II、III、IV、V、VI、VII、VIII、IX、X、XI、XII、XIII及びXIVで表される化合物、特にその実施例1〜66で使用された化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、US6127567で規定された化合物、特にその実施例1〜29で使用された化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、US6020516で規定された式I、II、III、IV、V、VI、VII、VIII、IX及びXで表される化合物、特にその実施例1〜33で使用された化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、US5959135で規定された化合物、特にその実施例1〜13で使用された化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、US5847191で規定された式I、II及びIIIで表される化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、US5523453で規定された化合物、特にその式1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20及び21で示された化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、WO01/14392で規定された化合物、好ましくはその式V、VI、VII、VIII、IX、X、XI、XII、XIII、XIV、XV、XVI、XVII、XXI、XXII、XXIIIで示された化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、WO98/27054で規定された化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、WO99/13983で規定された化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、WO99/64155で規定された化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、独国公開明細書DE10038037で規定された化合物である。
特に好ましい態様において、有用な化合物は、独国公開明細書DE10046025で規定された化合物である。
このような化合物及びその製造は、それ自体公知である。
さらに好ましい態様において、Ni(0)のリガンドとして好適であり、1個のリン原子を含有する1種以上の上述の化合物と、Ni(0)のリガンドとして好適であり、2個のリン原子を含有する1種以上の化合物との混合物を使用することができる。
この場合、第1の化合物の第2の化合物に対する比は、4/1〜1/1(モル/モル)の範囲とすることができる。
特に好ましい態様において、有用な組成物は、国際特許出願PCT/EP02/07888に規定され、Ni(0)及びこのような混合物を含むものである。
さらに、組成物は、ルイス酸を含んでいる。
本発明において、ルイス酸は単一のルイス酸であるか、或いは複数の、例えば2、3又は4種のルイス酸の混合物である。
有用なルイス酸としては、カチオンが、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、レニウム及びスズから選択されるものである無機又は有機の金属化合物である。例えば、ZnBr2、ZnI2、ZnCl2、ZnSO4、CuCl2、CuCl、Cu(O3SCF32、CoCl2、CoI2、FeI2、FeCl3、FeCl2、FeCl2(THF)2、TiCl4(THF)2、TiCl4、TiCl3、ClTi(O−i−プロピル)3、MnCl2、ScCl3、AlCl3、(C817)AlCl2、(C8172AlCl、(i−C492AlCl、(C652AlCl、(C65)AlCl2、ReCl5、ZrCl4、NbCl5、VCl3、CrCl2、MoCl5、YCl3、CdCl2、LaCl3、Er(O3SCF33、Yb(O2CCF33、SmCl3、B(C653、TaCl5を挙げることができ、これらは例えば、US6127567、US6171996及びUS6380421に記載されている。金属塩、例えばZnCl2、CoI2及びSnCl2、及び有機金属化合物、例えばRAlCl2、R2AlCl、RSnO3SCF3及びR3B[但し、Rがアルキル又はアリールを表す]も有用であり、例えばUS3496217、US3496218及びUS4774353に記載されている。US3773809によれば、使用される促進剤は、カチオン形態の金属でも良く、その金属は、亜鉛、カドミウム、ベリリウム、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、エルビウム、ゲルマニウム、スズ、バナジウム、ニオブ、スカンジウム、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、パラジウム、トリウム、鉄及びコバルト、好ましくは亜鉛、カドミウム、チタン、スズ、クロム、鉄、アルミニウム及びコバルトから選択されるものであり、そして化合物のアニオン部分は、ハライド(例、フッ化物、塩化物、臭化物及びヨウ化物)、炭素原子数2〜7個の低級脂肪酸のアニオン、HPO3 2-、H3PO2-、CF3COO-、C715OSO2 -、又はSO4 2-から選択され得る。US3773809に開示されているさらに好適な促進剤は、ホウ化水素、有機ホウ化水素、及び式R3B及びB(OR)3[但し、Rは、水素、炭素原子数6〜18個のアリール基、炭素原子数1〜7個のアルキル基で置換されたアリール基、及びシアノ置換された炭素原子数1〜7個のアルキル基で置換されたアリール基から選択される基である。]であり、トリフェニルホウ素が有利である。さらに、US4874884に記載されているように、触媒組成物の活性を増加させるためにルイス酸との相乗的組合せで使用することが可能である。好適な促進剤は、例えば、CdCl2、FeCl2、ZnCl2、B(C653、及び(C653SnX(X=CF3SO3、CH364SO3、又は(C653BCN)から選択され、そして好ましい促進剤のニッケルに対する特定比は、約1:16〜約50:1である。
本発明において、用語ルイス酸は、US3496217、US3496218、US4774353、US4874884、US6127567、US6171996及びUS6380421で規定された促進剤を包含する。
前述の中で特に好ましいルイス酸は、中でも金属塩であり、さらに好ましくはフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物等の金属ハロゲン化物で、特に塩化物(好ましくは塩化亜鉛、塩化鉄(II)、塩化鉄(III))である。
本発明によれば、組成物は、式:MRn
[但し、MがAl又はTiを表し、
Rが、同一でも異なっても良い1価のアルコキシ基(それぞれ複数のアルコキシ基が相互に結合していても良い)を表し、そしてさらにMがAlの場合、Rが同一でも異なっても良い1価のアルキル基(それぞれ複数のアルキル基が相互に結合していても良く、あるいは1個以上のアルキル基が1個以上の前述のアルコキシ基と結合していても良い)を表しても良く、そして
nがMの価数を表す。]
で表される化合物d)を包含する。
本発明では、化合物d)は、単一の化合物でも、この種類の異なる化合物の混合物でも良く、異なる化合物はMが異なっていても、Rが異なっていても、或いは両方異なっていても良い。
本発明によれば、Mはアルミニウム又はチタンであり、化合物d)のアルミニウムの価数は3が有利であり、化合物d)のチタンの価数は3又は4、特に4が有利である。本発明のnの規定では、化合物d)の特定の構造MRnを計算することがきるMの酸化数に拘わらず、価数はMのR基の数である。
Mがチタンの時、Rは同一でも異なっても良く(好ましくは同一であり)、1価のアルコキシ基であり、この場合、複数のアルコキシ基が相互に結合していても良く、好ましくはC1〜C4−アルコキシ基、例えばメトキシ、エトキシ、1−プロポキシ、2−プロポキシ、1−n−ブトキシ、2−n−ブトキシ、1−イソブトキシ又は2−イソブトキシであり、Ti(OMe)4、Ti(OEt)4、Ti(O−i−Pr)4、Ti(O−n−Pr)4、特にTi(O−i−Pr)4が好ましい。
好適態様では、化合物d)は、チタンテトラアルコキシド、特にTi(O−i−Pr)4である。
Mがアルミニウムの時、Rは同一でも異なっても良く(好ましくは同一であり)、1価のアルコキシ基であり、この場合、複数のアルコキシ基が相互に結合していても良く、好ましくはC1〜C4−アルコキシ基、例えばメトキシ、エトキシ、1−プロポキシ、2−プロポキシ、1−n−ブトキシ、2−n−ブトキシ、1−イソブトキシ又は2−イソブトキシであり、Al(OMe)3、Al(OEt)3、Al(O−i−Pr)3、Al(O−s−Bu)3、特にAl(O−s−Bu)3が好ましく;或いはRは同一でも異なっても良く(好ましくは同一であり)、1価のアルキル基であり、この場合、複数のアルキル基が相互に結合していても良く、或いは1種以上のアルキル基が1種以上の上述のアルコキシ基に結合していても良く、好ましくはC1〜C4−アルキル基、例えばメチル、エチル、1−プロピル、2−プロピル、1−n−ブチル、2−n−ブチル、1−イソブチル又は2−イソブチルであり、Me3Al、Et3Al、i−Pr3Al、Bu3Al、特にEt3Al、或いはこのようなアルコキシ基の混合が好ましい。
好ましい態様において、化合物d)はアルミニウムトリアルコシド、Al(O−s−Bu)3でも良い。
好ましい態様において、化合物d)はトリアルキルアルミニウム、Et3Alでも良い。
さらに好ましい態様において、Niを基礎とする化合物d)は、0.01〜2、好ましくは0.01〜1.5、特に0.01〜1モル/モル(w/w)の量で使用することができる。
成分a)、b)及びc)を含む触媒組成物の製造は、それ自体公知である;本発明の組成物は、それ自体公知の方法に従い製造することができる。
Ni(0)含有触媒組成物の存在下にオレフィン性不飽和化合物をヒドロシアン化する方法において、Ni(0)含有触媒組成物として、成分a)、b)、c)及びd)を含む本発明の組成物を使用することが有利である。
本発明において、オレフィン性不飽和化合物とは、単一のオレフィン性不飽和化合物、或いはこのようなオレフィン性不飽和化合物の混合物を言う。
有用なオレフィン性不飽和化合物は、1個以上、例えば2、3又は4個の、好ましくは1又は2個の、特に1個の炭素炭素2重結合を有する化合物である。オレフィン性不飽和化合物は、分岐又は非分岐アルケン、好ましくは炭素原子数2〜10個の分岐又は非分岐アルケン、又はアリールアルケン(例、モノアリールアルケン又はビスアリールアルケン)、好ましくは炭素原子数2〜10個のアルケン骨格を有するアリールアルケンであることが有利である。
このようなオレフィン性不飽和化合物は、無置換でも良い。
好ましい態様において、置換オレフィン性不飽和化合物が使用され、好ましくは、−CN、―COOR31及び−CONR3233から選択される官能基を含むオレフィン性不飽和化合物である。
上記官能基における、R31、R32及びR33が、それぞれ独立して、R32及びR33が同一であるか異なっている場合、H又はアルキルを表し、好ましくはC1〜C4−アルキル基、例えばメチル、エチル、1−プロピル、2−プロピル、1−n−ブチル、2−n−ブチル、1−イソブチル又は2−イソブチルを表す。
さらに好ましい態様において、置換オレフィン性不飽和化合物は、式(C47)−X[但し、Xが、−CN、―COOR41及び−CONR4243から選択される官能基である。]で表される化合物を使用しても良い。
上記官能基における、R41、R42及びR43が、それぞれ独立して、R42及びR43が同一であるか異なっている場合、H又はアルキルを表し、好ましくはC1〜C4−アルキル基、例えばメチル、エチル、1−プロピル、2−プロピル、1−n−ブチル、2−n−ブチル、1−イソブチル又は2−イソブチルを表す。
さらに好ましい態様において、使用されるオレフィン性不飽和化合物としては、直鎖又は分岐、好ましくは直鎖のペンテンニトリル、例えば2−シス−ペンテンニトリル、2−トランス−ペンテンニトリル、3−シス−ペンテンニトリル、3−トランス−ペンテンニトリル、4−ペンテンニトリル、E−2−メチル−2−ブテンニトリル、Z−2−メチル−2−ブテンニトリル、2−メチル−3−ブテンニトリル、又はこれらの混合物を挙げることができる。
特に好ましい態様において、使用されるオレフィン性不飽和化合物としては、3−ペンテンニトリル、例えば3−シス−ペンテンニトリル又は3−トランス−ペンテンニトリル、4−ペンテンニトリル、又はこれらの混合物を挙げることができる。
このようなペンテンニトリルは、それ自体公知の方法、例えばブタジエンをNi(0)−含有触媒の存在下にヒドロシアン化することにより得ることができる。
Ni(0)−含有触媒組成物の存在下におけるオレフィン性不飽和化合物のヒドロシアン化の方法はそれ自体公知である。本発明の方法は、公知の方法に従い行うことができる。
このようなヒドロシアン化で生成物として得られるアジポニトリル(ADN)、又はACN、6−アミノカプロニトリル(ACN)及びヘキサメチレンジアミン(HMD)を水素化することにより得られる化合物は、ポリアミド、特にナイロン−6及びナイロン−6,6を製造するために使用することができる。
本発明を、下記の実施例により説明するが、これらの実施例に限定されるものではない。
全ての実施例及び比較例は、アルゴンの保護ガス雰囲気中で行った。
ニッケル(0)(m−/p−トリルホスファイト)5-7(NTP)は、2.35質量%のニッケル(0)と19質量%の3−ペンテンニトリル(3PN)及び78.65質量%のm−/p−トリルホスファイト(m/p比:2:1)との溶液である。
リガンドは下記のものである:
Figure 0004611282
Figure 0004611282
Figure 0004611282
さらに、ADNはアジポニトリルを意味し、4PNは4−ペンテンニトリルを意味し、そしてNi(COD)2はNi(0)−ビス(シクロオクタジエン)錯体を意味する。
3PNからADNへのヒドロシアン化
実施例1(比較例)、(0.42ミリモルのNi(0))
1当量(eq.)のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド1と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして73℃に加熱した。Arキャリアガス流中で、277当量のHCN/h*Niをその後注入した。10分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例2(比較例)、(0.42ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド1と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして73℃に加熱した。1当量のEt3Alをこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、276当量のHCN/h*Niをその後注入した。20分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例3(比較例)、(0.42ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド1と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして60℃に加熱した。1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、351当量のHCN/h*Niをその後注入した。65分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例4(本発明)、(0.47ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド1と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして60℃に加熱した。1当量のEt3Alと1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、303当量のHCN/h*Niをその後注入した。140分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例5(比較例)、(0.42ミリモルのNi(0))
1当量のNi(COD)2を、3当量のリガンド1及び1000当量の3PNと混合し、25℃で1時間撹拌し、そして73℃に加熱した。1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、271当量のHCN/h*Niをその後注入した。120分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例6(本発明)、(0.47ミリモルのNi(0))
1当量のNi(COD)2を、3当量のリガンド1及び1000当量の3PNと混合し、25℃で1時間撹拌し、そして73℃に加熱した。1当量のEt3Alと1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、268当量のHCN/h*Niをその後注入した。150分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例7(比較例)、(0.38ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド1と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして73℃に加熱した。1当量のFeCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、319当量のHCN/h*Niをその後注入した。60分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例8(本発明)、(0.38ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド1と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして73℃に加熱した。0.35当量のEt3Alと1当量のFeCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、324当量のHCN/h*Niをその後注入した。110分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例9(比較例)、(0.46ミリモルのNi(0))
1当量のNi(COD)2を、3当量のリガンド1及び1000当量の3PNと混合し、25℃で1時間撹拌し、そして73℃に加熱した。1当量のFeCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、256当量のHCN/h*Niをその後注入した。140分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例10(本発明)、(0.4ミリモルのNi(0))
1当量のNi(COD)2を、3当量のリガンド1及び1000当量の3PNと混合し、25℃で1時間撹拌し、そして73℃に加熱した。0.35当量のEt3Alと1当量のFeCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、300当量のHCN/h*Niをその後注入した。150分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例11(比較例)、(0.43ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド1と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして73℃に加熱した。10当量のAl(O−s−Bu)3と1当量のFeCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、294当量のHCN/h*Niをその後注入した。15分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例12(本発明)、(0.42ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド1と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして73℃に加熱した。0.5当量のAl(O−s−Bu)3と1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、361当量のHCN/h*Niをその後注入した。80分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例13(本発明)、(0.42ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド1と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして73℃に加熱した。1当量のTi(O−Bu)4と1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、296当量のHCN/h*Niをその後注入した。100分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例14(比較例)、(0.3ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、300当量の3PN及び2当量のリガンド1と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして70℃に加熱した。1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、260当量のHCN/h*Niをその後注入した。1、2、3、4、5及び10分後、サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例15a(本発明)、(0.3ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、300当量の3PN及び2当量のリガンド1と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして73℃に加熱した。1当量のEt3Alと1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、260当量のHCN/h*Niをその後注入した。1、2、3、4、5及び10分後、サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例15b(本発明)、(0.3ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、300当量の3PN及び2当量のリガンド1と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして70℃に加熱した。1当量のAl(O−s−Bu)3と1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、265当量のHCN/h*Niをその後注入した。1、2、3、4、5及び10分後、サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
Figure 0004611282
従って、本発明の添加剤は、測定精度内において、US4874884に記載の意味での異性化活性を示していない。
Figure 0004611282
従って、本発明の添加剤は、測定精度内において、US4874884に記載の意味でのヒドロシアン化反応速度に影響を与えていない。
実施例16(比較例)、(0.29ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド2と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして60℃に加熱した。1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、314当量のHCN/h*Niをその後注入した。50分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例17(本発明)、(0.29ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド2と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして60℃に加熱した。1当量のEt3Alと1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、340当量のHCN/h*Niをその後注入した。135分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例18(比較例)、(0.43ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド3と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして60℃に加熱した。1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、297当量のHCN/h*Niをその後注入した。65分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例19(本発明)、(0.43ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド3と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして60℃に加熱した。1当量のEt3Alと1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、335当量のHCN/h*Niをその後注入した。160分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例20(比較例)、(0.22ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド4と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして60℃に加熱した。1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、272当量のHCN/h*Niをその後注入した。30分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例21(本発明)、(0.23ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び2当量のリガンド4と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして60℃に加熱した。1当量のEt3Alと1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、298当量のHCN/h*Niをその後注入した。100分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例22(比較例)、(0.4ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び3当量のリガンド5と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして70℃に加熱した。1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、337当量のHCN/h*Niをその後注入した。150分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例23(本発明)、(0.4ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び3当量のリガンド5と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして70℃に加熱した。1当量のAl(O−s−Bu)3と1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、299当量のHCN/h*Niをその後注入した。195分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例24(比較例)、(0.4ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び3当量のリガンド6と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして70℃に加熱した。1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、313当量のHCN/h*Niをその後注入した。95分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例25(本発明)、(0.4ミリモルのNi(0))
1当量のNTPを、1000当量の3PN及び3当量のリガンド6と混合し、25℃で1時間撹拌し、そして70℃に加熱した。1当量のAl(O−s−Bu)3と1当量のZnCl2をこの混合物に添加し、さらに5分間撹拌した。Arキャリアガス流中で、303当量のHCN/h*Niをその後注入した。130分後、混合物はもうHCNを吸収しなくなった;サンプルを反応混合物から採取し、ガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例26(比較例)
実施例14の手順を、30当量の4PN及び270当量の3PNを用いて、繰り返した。1、2、3、4、5及び10分後、サンプルを反応混合物から採取し、そして4PNの含有量をガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により測定し、本発明の添加剤のADNへのヒドロシアン化の反応速度への影響を決定し、下記の結果を得た。
Figure 0004611282
実施例27(本発明)
実施例15の手順を、30当量の4PN及び270当量の3PNを用いて、繰り返した。1、2、3、4、5及び10分後、サンプルを反応混合物から採取し、そして4PNの含有量をガス・クロマトグラフィ(GC質量%、内部標準:エチルベンゼン)により測定し、本発明の添加剤の、ADNを得るためのヒドロシアン化の反応速度への影響を決定し、下記の結果を得た。
Figure 0004611282
Figure 0004611282
従って、本発明の添加剤は、測定精度内において、US4874884に記載の意味での異性化活性を示していない。
Figure 0004611282
従って、本発明の添加剤は、測定精度内において、US4874884に記載の意味でのヒドロシアン化反応速度に影響を与えていない。

Claims (12)

  1. オレフィン性不飽和化合物のヒドロシアン化用触媒組成物であって、
    a)Ni(0)
    b)リガンドとしてNi(0)を配位して錯体化しており、且つホスファイト、ホスホナイト又はこれらの混合物を含む化合物、
    c)ルイス酸、及び
    d)式:MRn
    [但し、MがAl又はTiを表し、
    Rが、同一でも異なっても良い1価のアルコキシ基(それぞれ複数のアルコキシ基が相互に結合していても良い)を表し、そしてさらにMがAlの場合、Rが同一でも異なっても良い1価のアルキル基(それぞれ複数のアルキル基が相互に結合していても良く、あるいは1個以上のアルキル基が1個以上の前述のアルコキシ基と結合していても良い)を表しも良く、そして
    nがMの価数を表す。]
    で表される化合物
    を含み、前記c)と前記d)とが相互に異なることを特徴とする組成物。
  2. Rが、アルコキシ基の場合、メトキシ、エトキシ、1−プロポキシ、2−プロポキシ、1−n−ブトキシ、2−n−ブトキシ、1−イソブトキシ又は2−イソブトキシを表す請求項1に記載の組成物。
  3. Rが、アルキル基の場合、メチル、エチル、1−プロピル、2−プロピル、1−n−ブチル、2−n−ブチル、1−イソブチル又は2−イソブチルを表す請求項1に記載の組成物。
  4. 化合物d)が、チタンテトラアルコキシドである請求項1又は2に記載の組成物。
  5. 化合物d)が、アルミニウムトリアルコキシドである請求項1又は2に記載の組成物。
  6. 化合物d)が、トリアルキルアルミニウムである請求項1又は3に記載の組成物。
  7. 化合物d)のR基が同一である請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。
  8. Ni(0)含有触媒組成物の存在下にオレフィン性不飽和化合物をヒドロシアン化する方法であって、Ni(0)含有触媒組成物として請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成物を用いることを特徴とする方法。
  9. オレフィン性不飽和化合物が、−CN、−COOR1及び−CONR23[但し、R1、R2及びR3が、それぞれ独立して、R2及びR3が同一であるか異なっている場合に、H又はアルキルを表す。]からなる群から選択される官能基を含む請求項8に記載の方法。
  10. オレフィン性不飽和化合物として、式:(C47)−X[但し、Xが、−CN、−COOR1及び−CONR23{但し、R1、R2及びR3が、それぞれ独立して、R2及びR3が同一であるか異なっている場合に、H又はアルキルを表す。}からなる群から選択される官能基を表す。]で表される化合物を用いる請求項8に記載の方法。
  11. オレフィン性不飽和化合物が、直鎖状のペンテンニトリルである請求項8に記載の方法。
  12. オレフィン性不飽和化合物が、3−ペンテンニトリル又は4−ペンテンニトリルである請求項8に記載の方法。
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