JP5206068B2 - ルテニウム錯体化合物の製造方法 - Google Patents
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Description
最近では、遷移金属メタセシス触媒、特にルテニウム触媒が数多く開発されている。これらのルテニウム触媒には、しかし、その合成に多段階を要する、反応開始速度が遅いといった問題を有しているものも多い。
この化合物は、例えば、X=XA=Cl、L=LA=PPh3、RA=H、R=フェニル又はp−置換フェニルである場合、下記経路に示すように、RuCl2(PPh3)3と、ジアゾエタン、ジアゾプロパン又はp−置換アリールジアゾアルカン(p−C6H4XCHN2)との迅速反応によるRuCl2(=CH−p−C6H4X)(PPh3)3の合成を経て、得られている。
しかし、この合成方法で使用するジアゾ化合物は、有毒で爆発性であり、安全性の確保に費用を要する。
実施例には、RuCl2(cis,cis−1,5−シクロオクタジエン)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン及びトリ(シクロヘキシル)ホスフィンを含有する反応液に、1−ヘキシン(又は1−ペンチン)とスチレンとを添加して、Cl2(P(C6H11)3)2Ru=CH−C6H5を得たことが示されている。
しかしながら、この方法では、Ru化合物の10〜20倍モルと多量のスチレンを使用しなければならず、これが生成物中に不純物として残存するほか、コスト面で問題がある。また、スチレンの使用量を10倍モル未満とした場合、生成するルテニウムカルベン錯体が複数種の混合物となり、触媒活性の制御が困難となる問題がある。
R6―C≡C―COOR7 (3)
(式(3)中、R6及びR7は、それぞれ、水素又は有機基を表す。)
また、本発明のルテニウム錯体化合物製造方法において、化合物(3)がR6―C≡C―COOH(R6は、水素又は有機基を表す。)であることが好ましい。
更に、本発明のルテニウム錯体化合物製造方法において、化合物(3)がH―C≡C―COOHであることが特に好ましい。
R8―CN (5)
(式(5)中、R8は、1価の有機基である。)
アニオン性配位子は、特に限定されないが、その具体例としては、ハロゲン、水素、炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、炭素数1〜20のアルコキシ基、アリールオキシ基、炭素数3〜20のアルキルジケトネート基、アリールジケトネート基、炭素数1〜20のカルボキシレート基、アリールスルホネート基、炭素数1〜20のアルキルスルホネート基、炭素数1〜20のアルキルチオ基、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基、及び炭素数1〜20のアルキルスルフィニル基を示すことができる。これらの基は、炭素数1〜5のアルキル基、ハロゲン、炭素数1〜5のアルコキシ基又はフェニル基で置換されていてもよく、このフェニル基は、更に、ハロゲン、炭素数1〜5のアルキル基、又は、炭素数1〜5のアルコキシ基で置換されていてもよい。
アニオン性配位子は、更に好ましくは、Cl、Br、I、CF3CO2、CH3CO2、CFH2CO2、(CH3)3CO、(CF3)2(CH3)CO、(CF3)(CH3)2CO、PhO、MeO、EtO、トシレート、メシレート、及びトリフルオロメタンスルホネートである。
アニオン性配位子は、特に好ましくは、塩素であり、最も好ましくは、X及びYが共に塩素である。
中性配位子は、特に限定されないが、その具体例としては、ホスフィン、スルホン化ホスフィン、ホスファイト、ホスフィナイト、ホスホナイト、アルシン、スチビン、エーテル、アミン、アミド、スルホキシド、カルボキシル、ニトロシル、ピリジン及びチオエーテルを挙げることができる。
中性配位子は、好ましくは、ホスフィンであり、更に好ましくは、1つの第二級アルキル基又はシクロアルキル基と、アリール、炭素数1〜10の第一級アルキル基、第二級アルキル基及びシクロアルキル基からなる群から独立に選ばれる2つの基とを、有するホスフィンであり、特に好ましくは、トリ(シクロヘキシル)ホスフィン、トリ(シクロペンチル)ホスフィン、トリ(イソプロピル)ホスフィン及びトリ(フェニル)ホスフィンである。
本発明は、特に、R1〜R5として、ハロゲン置換アルキル基又はアシロキシ基を有するルテニウム錯体化合物の製造に好適に使用することができる。
L3は、中性配位子であり、その具体例としては、L1及びL2の具体例として挙げたものと同じものを挙げることができる。
n及びmは、それぞれ、0〜2の整数である。
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特表2001−503434号公報
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S.Jung, C.D.Brandt、 J.Wolf, H.Werner、 Dalton Trans.、2004年、p.375.
W.Stuer, B.Weberndorfer、 J.Wolf, H.Werner、 Dalton Trans.、2005年、p.1796.
これらのうち、水素酸が好適であり、その具体例としては、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素、酢酸、プロピオン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、プロピオール酸、安息香酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等を挙げることができる。
R6―C≡C―COOR7 (3)
式(3)中、R6及びR7は、それぞれ、水素又は有機基を表す。
R6及びR7で表わされる有機基の具体例としては、炭素数1〜20のアルキル基及びアリール基を挙げることができる。更に具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、フェニル基、トルイル基等を挙げることができる。
一般式(3)で表される化合物(3)は、H―C≡C―COOR7であることが好ましく、H―C≡C―COOHであることが特に好ましい。
一般式(2)で表わされる化合物(2)と一般式(3)で表される化合物(3)との比率は、通常、化合物(2)1モルに対して化合物(3)0.5〜5モルの範囲である。
また、Yの水素化物(HY)の使用量は、通常、化合物(2)1モルに対して0.5〜3モルの範囲である。
R8―CN (5)
式(5)中、R8は、1価の有機基である。
R8で表わされる1価の有機基の具体例としては、炭素数1〜20のアルキル基及びアリール基を挙げることができる。更に具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、フェニル基、トルイル基等を挙げることができる。
R8で表わされる1価の有機基としては、アルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
一般式(5)で表される化合物(5)の量は、一般式(2)で表される化合物100重量部に対して、0.5〜30重量部、好ましくは3〜10の範囲である。
反応は、不活性ガス雰囲気下で行なうのが好ましく、不活性ガスの具体例としては、アルゴン等の希ガス、窒素ガス等を示すことができる。
反応温度は、特に限定されないが、反応を−90〜10℃の範囲で行なうのが好ましく、−50〜−10℃の範囲で行なうのがより好ましい。
反応時間は、特に限定されないが、通常、1分〜12時間程度である。
工程〔2〕では、上記反応生成物(5)と、一般式(4)で表される化合物(4)とを接触させる。
反応の条件は、工程〔1〕における条件と同様でよい。
反応終了後、徐々に室温まで昇温した後、目的の化合物(1)を単離する。
化合物(1)の単離は、常法に従って行なえばよく、通常、溶媒を減圧で除去し、必要に応じて、アルコール等で洗浄した後、減圧下で乾燥を行なえばよい。
全カルベン中における各成分の比率は、1H−NMR(標準物質テトラメチルシラン:0ppm)における19ppm〜21ppmのピーク積分比によって決定した。
ビス(トリ(シクロヘキシル)ホスフィン)(p−アセトキシベンジリデン)ルテニウム(IV)ジクロリド(錯体a)の合成
ビス(トリ(シクロヘキシル)ホスフィン)(ジハイドロジェン)ヒドリドルテニウム(II)クロライド0.77部をシュレンク管にとり、アルゴン置換した。そこにアルゴン置換したテトラヒドロフラン9部を加え溶解し、−30℃に冷却した。そこに攪拌しながらプロピオール酸0.08部を添加した。溶液の色は赤褐色に変化した。その後、10分攪拌し、1mol/lのHCl/ジエチルエーテル溶液0.78部、続いてp−アセトキシスチレン0.18部を添加した。−30℃で10分攪拌後、3時間掛けて20℃まで昇温したのち溶媒を減圧除去し、暗桃色粉末1.06部を得た。
1H−NMRにより分析したところ、全カルベン中における錯体aの割合は81%であった。得られた粉末をメタノール20部で3回洗浄し、減圧乾燥して錯体aを桃色粉末0.48部として得た。この粉末を1H−NMRにより分析したところ、全カルベン中における錯体aの割合は100%であった。また、31P−NMRにより分析したところ、単一のピークを示した。
1H−NMR(CDCl3、25℃)δppm:19.90(s、1H)、8.49(d、2H)、7.04(d、2H)、2.61(brs、6H)、2.30(s、3H)、1.90−1.02(m、60H)
31P−NMR(CDCl3、25℃)δppm:36.4(s)
p−アセトキシスチレンの仕込み量を0.18部から1.80部に変更した以外は実施例1と同様にして反応を行ない、赤紫色粘性液体2.75部を得た。1H−NMRにより分析したところ、全カルベン中における錯体aの割合は90%であった。得られた液をメタノール20部で3回洗浄し、減圧乾燥して錯体aを桃色粉末0.51部として得た。1H−NMRにより分析したところ、全カルベン中における錯体aの割合は100%であった。
プロピオール酸の添加の直前にアセトニトリル0.10部を添加した以外は実施例1と同様に操作を行なって、暗桃色粉末1.19部を得た。
1H−NMRにより分析したところ、全カルベン中における錯体aの割合は81%であった。得られた粉末をメタノール20部で3回洗浄し、減圧乾燥して錯体aを桃色粉末0.59部として得た。1H−NMRにより分析したところ、全カルベン中における錯体aの割合は100%であった。
p−アセトキシスチレン添加量を0.18部から0.90部に変更した以外は実施例3と同様にして反応を行ない、赤紫色粘性液1.69部を得た。
1H−NMRにより分析したところ、全カルベン中における錯体aの割合は95%であった。得られた液をメタノール20部で3回洗浄し、減圧乾燥して錯体aを桃色粉末0.69部として得た。1H−NMRにより分析したところ、全カルベン中における錯体aの割合は100%であった。
ビス(トリ(シクロヘキシル)ホスフィン)(p−クロロメチルベンジリデン)ルテニウム(IV)ジクロリド(錯体b)の合成
p−アセトキシスチレン0.18部に代えて、p−クロロメチルスチレン0.17部を用いた以外は実施例3と同様にして反応を行ない、暗桃色粉末1.10部を得た。
1H−NMRにより分析したところ、全カルベン中における錯体bの割合は75%であった。得られた粉末をメタノール20部で3回洗浄し、減圧乾燥して錯体bを桃色粉末0.51部として得た。この粉末を1H−NMRにより分析したところ、全カルベン中における錯体bの割合は100%であった。また、31P−NMRにより分析したところ、単一のピークを示した。
1H−NMR(CDCl3、25℃)δppm:20.04(s、1H)、8.44(d、2H)、7.34(d、2H)、4.41(s、2H)、2.61(brs、6H)、1.90−1.05(m、60H)
31P−NMR(CDCl3、25℃)δppm:36.6(s)
プロピオール酸0.08部に代えてフェニルアセチレン0.22部を用いた以外は実施例1と同様にして反応を行ない、赤褐色粉末1.20部を得た。
1H−NMRにより分析したところ、全カルベン中における錯体aの割合は81%であった。それ以外にビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウム(IV)ジクロリド(錯体c)12%及びビス(トリシクロヘキシルホスフィン)(2−フェニルエチリデン)ルテニウム(IV)ジクロリド(錯体d)7%が観測された。また、31P−NMRにより分析したところ、3本のピークが確認された。得られた粉末にメタノール20部を加え3回洗浄を行なったが、錯体c及び錯体dを除去することができなかった。
プロピオール酸0.08部に代えて、フェニルアセチレン0.11部を用いた以外は実施例3と同様にして反応を行ない、赤褐色粉末1.25部を得た。1H−NMRにより分析したところ、全カルベン中における錯体aの割合は80%であった。それ以外に錯体c11%及び錯体d9%が観測された。また、31P−NMRにより分析したところ、3本のピークが確認された。得られた粉末にn−ヘキサン20部を加え3回洗浄を行なったが、錯体c及び錯体dを除去することができなかった。
Claims (4)
- 一般式(2)で表される化合物(2)に、Yの水素化物(HY)及び一般式(3)で表される化合物(3)を接触させる工程〔1〕、及びその後に、一般式(4)で表される化合物(4)を接触させる工程〔2〕を含んでなる、一般式(1)で表されるルテニウム錯体化合物の製造方法。
R6―C≡C―COOR7 (3)
(式(3)中、R6及びR7は、それぞれ、水素又は有機基を表す。)
- R6が水素である、請求項1に記載のルテニウム錯体化合物製造方法。
- R7が水素である、請求項1又は2に記載のルテニウム錯体化合物製造方法。
- 工程〔1〕において一般式(5)で表される化合物(5)を存在させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のルテニウム錯体化合物製造方法。
R8―CN (5)
(式(5)中、R8は、1価の有機基である。)
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