JP6089286B2 - 単核ルテニウム錯体およびそれを使用した有機合成反応 - Google Patents

単核ルテニウム錯体およびそれを使用した有機合成反応 Download PDF

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Description

本発明は、ルテニウム−ケイ素結合を有する単核ルテニウム錯体に関し、さらに詳述すると、ヒドロシリル化反応、水素化反応、カルボニル化合物の還元反応の三反応に触媒活性を有する単核ルテニウム錯体に関する。
炭素−炭素二重結合や同三重結合を有する化合物に対してSi−H官能性化合物を付加反応するヒドロシリル化反応は、有機ケイ素化合物を合成する有用な手段であり、工業的にも重要な合成反応である。
このヒドロシリル化反応の触媒としては、Pt、Pd、Rh化合物が知られており、その中でも最も多く用いられているものはSpeier触媒、Karstedt触媒に代表されるPt化合物である。
Pt化合物を触媒とする反応の問題点としては、末端オレフィンにSi−H官能性化合物を付加する際、オレフィンが内部転位する副反応が生じることが挙げられる。この系では内部オレフィンに対しては付加反応性を示さず、未反応オレフィンが付加生成物中に残留してしまうことから、反応を完結させるためには、副反応で残留する分を見込んであらかじめ過剰のオレフィンを用いる必要がある。
また、オレフィンの種類により、α付加体とβ付加体の選択性が劣るという問題もある。
最も大きな問題点は、中心金属であるPt,Pd,Rhはいずれも極めて高価な貴金属元素であるということであり、より安価に使用できる金属化合物触媒が望まれていることから、数多くの研究が進められている。特に、Ruは貴金属に属するものの、比較的安価に入手できる金属であることから、Pt,Pd,Rhの代替としての機能が求められている。
このRu化合物について、η6−アレーン基を有し、かつ中心金属であるRuにオルガノポリシロキサンが結合、あるいはビニルシロキサンが配位した化合物が報告されている(特許文献1)。この化合物は、メチルハイドロジェンポリシロキサンとメチルビニルポリシロキサンとの付加反応に有効であることが示されているものの、120℃の反応では収率が低く、高収率を得るためには160℃の高温下で反応させなければならない。
また、この特許文献1には先行文献としてRu触媒に関する多くの特許が引用されているが(特許文献2〜6)、反応性、選択性、経済性の観点からいずれも貴金属元素系触媒に勝っているとは言えない。
一方、オレフィンの水素化反応については、例えば、非特許文献1に示されるような3核ルテニウム錯体を用いたものなどがあるが、反応温度や収率等の観点から、さらに改良が望まれている。
カルボニル化合物を還元する方法としては、アルミニウムやホウ素の水素化合物や貴金属触媒存在下で水素を用いる方法がある。カルボニル化合物のうち、ケトンやアルデヒドについては温和な条件で反応を進行させ得る、安定で取り扱いやすいヒドリド反応剤や水素化用貴金属触媒が知られているが、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体の還元には、リチウムアルミニウムヒドリド、ボラン等の強力な還元剤を用いる方法が主に用いられている(非特許文献2)。しかし、これらの還元剤は発火性、禁水性物質であるため取り扱いに難がある。また、反応後のアルミニウム、あるいはホウ素化合物を目的物から除去する時にも取り扱いに注意が必要である。加えて、カルボン酸誘導体の還元には高温高圧の水素が必要である。
空気中で安定かつ取り扱いが容易なヒドロシラン化合物、メチルハイドロジェンポリシロキサンを還元剤として使用する方法が数多く報告されているが、反応には強い酸またはルイス酸の添加や、高価な貴金属触媒を必要とする。最近、比較的安価なルテニウムを触媒とするカルボニル化合物の還元反応が報告されており、そのうちの一部は、従来法では過酷な条件を必要とするアミドの還元反応に適用した例も出ている。具体的なルテニウム触媒の例として非特許文献3〜6が挙げられるが、より高いターンオーバー数を示す高活性触媒が望まれている。
特許第5032561号公報 米国特許出願公開第2004/0092759号明細書 米国特許第5559264号明細書 欧州特許出願公開第0403706号明細書 米国特許第5248802号明細書 西独国特許出願公開第2810032号明細書
G. S▲u▼ss-Fink, et al., J. Mol. Cat. 1982, 16, 231 W. R. Brown, Organic Reactions, 1941, 6, 470 K. Miyamoto, et al., Chem. Lett. 2012, 229 K. Matsubara, et al., J. Org. Chem. 2002, 67, 4985 Y. Motoyama, et al., J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13150 H. Sasakuma, et al., Chem. Commun. 2007, 4916
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ヒドロシリル化反応、水素化反応、カルボニル化合物の還元反応の三反応に優れた触媒活性を発揮し得る、ルテニウム−ケイ素結合を有する単核ルテニウム錯体、およびこの錯体を使用して温和な条件下でヒドロシリル化反応、水素化反応、カルボニル化合物の還元反応を行う方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、ルテニウム−ケイ素結合を有する所定の単核ルテニウム錯体が、ヒドロシリル化反応、水素化反応、カルボニル化合物の還元反応の三反応に優れた触媒活性を発揮し得、温和な条件下でヒドロシリル化反応、水素化反応、カルボニル化合物の還元反応が進行することを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、
1. 式(1)で表されることを特徴とする単核ルテニウム錯体、
Figure 0006089286
(式中、R1〜R6は、互いに独立して、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表すが、前記R1〜R3のいずれか1つと、R4〜R6のいずれか1つとが一緒になって、−C=C−、炭素数1〜10のアルキレン基および炭素数6〜30のアリーレン基から選ばれる架橋置換基形成し、
nおよびmは、いずれも2であり、
Lは、H−SiR789およびH−SiR101112で表され、これらR7〜R12は、互いに独立して、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表すが、R7〜R9のいずれか1つと、R10〜R12のいずれか1つとが一緒になって、−O−、炭素数1〜10のアルキレン基、およびYで置換されていてもよいo−フェニレン基(Yは、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアルコキシ基を表し、Yが複数存在する場合それらは互いに同一でも異なっていてもよい)から選ばれる架橋置換基を形成していてもよいトリオルガノヒドロシラン、
SR1314およびSR1516で表され、R13〜R16は、互いに独立して、水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表すが、R13およびR14のいずれか1つと、R15およびR16のいずれか1つとが一緒になって炭素数1〜6のアルキレン基を形成していてもよいスルフィドまたはチオール、
3級アミン、
およびエーテルから選ばれる二電子配位子を表す。)
2. 前記Lが、H−SiR789およびH−SiR101112で表され、これらR7〜R12は、互いに独立して、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表すが、R7〜R9のいずれか1つと、R10〜R12のいずれか1つとが一緒になって、−O−、炭素数1〜10のアルキレン基、およびYで置換されていてもよいo−フェニレン基(Yは、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアルコキシ基を表し、Yが複数存在する場合それらは互いに同一でも異なっていてもよい)から選ばれる架橋置換基を形成しているトリオルガノヒドロシラン、
またはSR1314およびSR1516で表され、R13〜R16は、互いに独立して、水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表すが、R13およびR14のいずれか1つと、R15およびR16のいずれか1つとが一緒になって炭素数1〜6のアルキレン基を形成しているスルフィドもしくはチオールの二電子配位子を表す1の単核ルテニウム錯体、
3. 前記Lが、H−SiR789およびH−SiR101112(式中、R7〜R12は、互いに独立して、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。)で表され、R7〜R9のいずれか1つと、R10〜R12のいずれか1つとが一緒になってYで置換されていてもよいo−フェニレン基(Yは前記を同じ意味を表す。)を形成しているトリオルガノヒドロシラン、
またはSR1314およびSR1516(式中、R13〜R16は、互いに独立して、水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。)で表され、R13およびR14のいずれか1つと、R15およびR16のいずれか1つとが一緒になって炭素数1〜6のアルキレン基を形成しているスルフィドもしくはチオールの二電子配位子を表す1または2の単核ルテニウム錯体、
4. 前記R1〜R6が、互いに独立して、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基を表すが、前記R1〜R3のいずれか1つと、R4〜R6のいずれか1つとが一緒になってo−フェニレン基を形成している3の単核ルテニウム錯体、
5. 前記Lが、前記H−SiR789およびH−SiR101112(式中、R7〜R12は、互いに独立して、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。)で表され、前記R7〜R9のいずれか1つと、R10〜R12のいずれか1つとが一緒になってo−フェニレン基を形成している2〜4のいずれかの単核ルテニウム錯体、
6. 前記R7〜R12が、互いに独立して、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基であるが、R7〜R9のいずれか1つと、R10〜R12のいずれか1つとが一緒になってo−フェニレン基を形成している5の単核ルテニウム錯体、
7. 前記Lが、前記SR1314およびSR1516(式中、R13〜R16は、互いに独立して、水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。)で表され、前記R13およびR14のいずれか1つと、R15およびR16のいずれか1つとが一緒になって炭素数1〜6のアルキレン基を形成している2〜4のいずれかの単核ルテニウム錯体、
8. 前記R13〜R16が、互いに独立して、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基を表すが、R13およびR14のいずれか1つと、R15およびR16のいずれか1つとが一緒になって炭素数2または3のアルキレン基を形成している7の単核ルテニウム錯体、
9. 前記R1〜R3のいずれか2つがメチル基であり、かつ、前記R4〜R6のいずれか2つがメチル基であり、前記R1〜R3のいずれか1つと、R4〜R6のいずれか1つとが一緒になってo−フェニレン基を形成し、
前記Lが、前記H−SiR789およびH−SiR101112で表され、R7〜R9のいずれか2つがメチル基であり、かつ、R10〜R12のいずれか2つがメチル基であり、R7〜R9のいずれか1つと、R10〜R12のいずれか1つとが一緒になってo−フェニレン基を形成している2の単核ルテニウム錯体、
10. 前記R1〜R3のいずれか2つがメチル基であり、かつ、前記R4〜R6のいずれか2つがメチル基であり、前記R1〜R3のいずれか1つと、R4〜R6のいずれか1つとが一緒になってo−フェニレン基を形成し、
前記Lが、前記SR1314およびSR1516で表され、R13およびR14のいずれか1つがメチル基であり、かつ、R15およびR16のいずれか1つがメチル基であり、R13およびR14のいずれか1つと、R15およびR16のいずれか1つとが一緒になってトリメチレン基を形成している2の単核ルテニウム錯体、
11. 1〜10のいずれかの単核ルテニウム錯体からなる、ヒドロシリル化反応、水素化反応およびカルボニル化合物の還元反応の3つの反応に活性を有する触媒、
12. 11の触媒の存在下、脂肪族不飽和結合を有する化合物と、Si−H結合を有するヒドロシランまたはオルガノヒドロポリシロキサンとをヒドロシリル化反応させることを特徴とする付加化合物の製造方法、
13. 11の触媒の存在下、脂肪族不飽和結合を有する化合物を水素化させることを特徴とするアルカン化合物の製造方法、
14. 11の触媒の存在下、アミド化合物をSi−H結合を有するシランまたはオルガノヒドロポリシロキサンで還元することを特徴とするアミン化合物の製造方法、
15. 11の触媒の存在下、アルデヒド化合物、ケトン化合物またはエステル化合物をSi−H結合を有するシランまたはオルガノヒドロポリシロキサンで還元することを特徴とするアルコール化合物の製造方法
を提供する。
本発明の単核ルテニウム錯体化合物を触媒として用い、脂肪族不飽和基含有化合物とSi−H基を有するシラン、あるいはポリシロキサンとのヒドロシリル化反応を行うと、室温〜100℃以下の条件下で付加反応が可能になる。特に工業的に有用なポリシロキサン、およびトリアルコキシシラン、ジアルコキシシランとの付加反応が良好に進行する。さらに、公知文献では同反応において、不飽和基への付加反応と、脱水素シリル化反応による不飽和基含有化合物が生成する反応がたびたび同時に進行することが示されているが、本発明の触媒を用いると選択的に不飽和基への付加反応が進行する。さらに、従来の触媒では困難であった内部オレフィンとの反応において、不飽和基の末端への移動を伴った付加反応物を得ることが可能となる。
水素化反応は、室温および水素ガス1気圧の温和な条件下で行うことができ、しかも従来の方法では困難であった多置換アルケンの水素化にも有効である。
カルボニル化合物の還元反応では、アミド化合物、アルデヒド化合物、ケトン化合物、エステル化合物を、取り扱いが容易なSi−H基を有するシラン、あるいはポリシロキサンと反応させることによって目的とする還元化合物を得ることができる。
さらに、本発明の錯体化合物の優れている点は、同じ錯体化合物が、ヒドロシリル化反応、水素化反応、カルボニル化合物の還元反応から選択される複数の反応に対して高い触媒活性を示すことにあり、有機合成反応において極めて有用性が高いものである。
実施例1で得られたルテニウム錯体Aの構造を示す図である。 実施例1で得られたルテニウム錯体Aの1H−NMRスペクトル図である。 実施例1で得られたルテニウム錯体Aの13C−NMRスペクトル図である。 実施例2で得られたルテニウム錯体Bの構造を示す図である。 実施例2で得られたルテニウム錯体Bの1H−NMRスペクトル図である。 実施例2で得られたルテニウム錯体Bの13C−NMRスペクトル図である。
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係る単核ルテニウム錯体は、式(1)で表されるように、Ru−Si結合を有し、かつ、Ruに少なくとも1つの一酸化炭素(CO)が配位しているものである。
Figure 0006089286
なお、式(1)の単核ルテニウム錯体には、例えば、COが2個、Lが2個(それらをL1、L2として区別する)の場合、下記式で示されるような配位構造異性体が存在するが、本発明の単核ルテニウム錯体はそれら全ての配位構造異性体を含む。
Figure 0006089286
本発明の単核ルテニウム錯体において、一酸化炭素(CO)は触媒活性を発現するために必須の配位化合物であり、上記nは1〜3の整数であるが、触媒活性をより高めることを考慮すると、1〜2が好ましく、2が最適である。
上記R1〜R6は、互いに独立して、水素原子、Xで置換されていてもよい、アルキル基、アリール基、アラルキル基、オルガノオキシ基、モノオルガノアミノ基、ジオルガノアミノ基、モノオルガノホスフィノ基、ジオルガノホスフィノ基、モノオルガノシリル基、ジオルガノシリル基、トリオルガノシリル基、またはオルガノチオ基を表すか、R1〜R3のいずれかとR4〜R6のいずれかの少なくとも1組が一緒になった架橋置換基を表し、Xは、ハロゲン原子、オルガノオキシ基、モノオルガノアミノ基、ジオルガノアミノ基、またはオルガノチオ基を表す。
アルキル基としては、直鎖、分岐鎖、環状のいずれでもよく、また、その炭素数も特に限定されるものではないが、好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜10のアルキル基であり、その具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−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−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−ノナデシル、n−エイコサニル基等の直鎖または分岐鎖アルキル基;シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル基等のシクロアルキル基などが挙げられる。
アリール基としても、その炭素数は特に限定されるものではないが、好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20のアリール基であり、その具体例としては、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、アントリル、フェナントリル、o−ビフェニリル、m−ビフェニリル、p−ビフェニリル基等が挙げられる。
アラルキル基としても、その炭素数は特に限定されるものではないが、好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20のアラルキル基であり、その具体例としては、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル、ナフチルメチル、ナフチルエチル、ナフチルプロピル基等が挙げられる。
オルガノオキシ基としては、特に限定されるものではないが、RO(Rは、置換もしくは非置換の、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアリール基または炭素数7〜30のアラルキル基を表す。)で示されるアルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、特に限定されるものではないが、炭素数1〜30、特に炭素数1〜10のアルコキシ基が好ましく、その具体例としては、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、i−プロポキシ、c−プロポキシ、n−ブトキシ、i−ブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、n−ペントキシ、n−ヘキソキシ、n−ヘプチルオキシ、n−オクチルオキシ、n−ノニルオキシ、n−デシルオキシ基等が挙げられる。
アリールオキシ基としては、特に限定されるものではないが、炭素数6〜30、特に炭素数6〜20のアリールオキシ基が好ましく、その具体例としては、フェノキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシ、アントリルオキシ、フェナントリルオキシ基等が挙げられる。
アラルキルオキシ基としては、特に限定されるものではないが、炭素数7〜30、特に炭素数7〜20のアラルキルオキシ基が好ましく、ベンジルオキシ基、フェニルエチルオキシ、フェニルプロピルオキシ、1または2−ナフチルメチルオキシ、1または2−ナフチルエチルオキシ、1または2−ナフチルプロピルオキシ基等が挙げられる。
オルガノチオ基としては、上記オルガノオキシ基の酸素原子を硫黄原子で置換した基等が挙げられる。
モノオルガノアミノ基としては、特に限定されるものではないが、RNH2(Rは上記と同じ意味を表す。)で示されるものが好ましく、Rにおける好ましい炭素数は上記アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ基と同様である。その具体例としては、メチルアミノ、エチルアミノ、n−プロピルアミノ、イソプロピルアミノ、n−ブチルアミノ、イソブチルアミノ、s−ブチルアミノ、t−ブチルアミノ、n−ペンチルアミノ、n−ヘキシルアミノ、n−ヘプチルアミノ、n−オクチルアミノ、n−ノニルアミノ、n−デシルアミノ、n−ウンデシルアミノ、n−ドデシルアミノ、n−トリデシルアミノ、n−テトラデシルアミノ、n−ペンタデシルアミノ、n−ヘキサデシルアミノ、n−ヘプタデシルアミノ、n−オクタデシルアミノ、n−ノナデシルアミノ、n−エイコサニルアミノ基等の直鎖または分岐鎖モノアルキルアミノ基;シクロプロピルアミノ、シクロブチルアミノ、シクロペンチルアミノ、シクロヘキシルアミノ、シクロヘプチルアミノ、シクロオクチルアミノ、シクロノニルアミノ基等のモノシクロアルキルアミノ基;アニリノ、1または2−ナフチルアミノ基等のモノアリールアミノ基;ベンジルアミノ、フェニルエチルアミノ、フェニルプロピルアミノ、1または2−ナフチルメチルアミノ基等のモノアラルキルアミノ基などが挙げられる。
ジオルガノアミノ基としては、特に限定されるものではないが、R2NH(Rは互いに独立して、上記と同じ意味を表す。)で示されるものが好ましく、Rにおける好ましい炭素数は上記アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ基と同様である。その具体例としては、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジ−n−プロピルアミノ、ジイソプロピルアミノ、ジ−n−ブチルアミノ、ジイソブチルアミノ、ジ−s−ブチルアミノ、ジ−t−ブチルアミノ、ジ−n−ペンチルアミノ、ジ−n−ヘキシルアミノ、ジ−n−ヘプチルアミノ、ジ−n−オクチルアミノ、ジ−n−ノニルアミノ、ジ−n−デシルアミノ、ジ−n−ウンデシルアミノ、ジ−n−ドデシルアミノ、ジ−n−トリデシルアミノ、ジ−n−テトラデシルアミノ、ジ−n−ペンタデシルアミノ、ジ−n−ヘキサデシルアミノ、ジ−n−ヘプタデシルアミノ、ジ−n−オクタデシルアミノ、ジ−n−ノナデシルアミノ、ジ−n−エイコサニルアミノ、N−エチルメチルアミノ、N−イソプロピルメチルアミノ、N−ブチルメチルアミノ基等の直鎖または分岐鎖ジアルキルアミノ基;ジシクロプロピルアミノ、ジシクロブチルアミノ、ジシクロペンチルアミノ、ジシクロヘキシルアミノ、ジシクロヘプチルアミノ、ジシクロオクチルアミノ、ジシクロノニルアミノ、シクロペンチルシクロヘキシルアミノ基等のジシクロアルキルアミノ基;N−メチルアニリノ、N−エチルアニリノ、N−n−プロピルアニリノ基等のアルキルアリールアミノ基;ジフェニルアミノ、4,4′−ビスナフチルアミノ、N−フェニル−1または2−ナフチルアミノ基等のジアリールアミノ基;ジベンジルアミノ、ビス(フェニルエチル)アミノ、ビス(フェニルプロピル)アミノ、ビス(1または2−ナフチルメチル)アミノ基等のジアラルキルアミノ基などが挙げられる。
モノオルガノホスフィノ基としては、特に限定されるものではないが、RPH(Rは上記と同じ意味を表す。)で示されるものが好ましく、Rにおける好ましい炭素数は上記アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ基と同様である。その具体例としては、メチルホスフィノ、エチルホスフィノ、n−プロピルホスフィノ、イソプロピルホスフィノ、n−ブチルホスフィノ、イソブチルホスフィノ、s−ブチルホスフィノ、t−ブチルホスフィノ、n−ペンチルホスフィノ、n−ヘキシルホスフィノ、n−ヘプチルホスフィノ、n−オクチルホスフィノ、n−ノニルホスフィノ、n−デシルホスフィノ、n−ウンデシルホスフィノ、n−ドデシルホスフィノ、n−トリデシルホスフィノ、n−テトラデシルホスフィノ、n−ペンタデシルホスフィノ、n−ヘキサデシルホスフィノ、n−ヘプタデシルホスフィノ、n−オクタデシルホスフィノ、n−ノナデシルホスフィノ、n−エイコサニルホスフィノ基等の直鎖または分岐鎖モノアルキルホスフィノ基;シクロプロピルホスフィノ、シクロブチルホスフィノ、シクロペンチルホスフィノ、シクロヘキシルホスフィノ、シクロヘプチルホスフィノ、シクロオクチルホスフィノ、シクロノニルホスフィノ基等のモノシクロアルキルホスフィノ基;フェニルホスフィノ、1または2−ナフチルホスフィノ基等のモノアリールホスフィノ基;ベンジルホスフィノ基等のモノアラルキルホスフィノ基などが挙げられる。
ジオルガノホスフィノ基としては、特に限定されるものではないが、R2P(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが好ましく、Rにおける好ましい炭素数は上記アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ基と同様である。その具体例としては、ジメチルホスフィノ、ジエチルホスフィノ、ジ−n−プロピルホスフィノ、ジイソプロピルホスフィノ、ジ−n−ブチルホスフィノ、ジイソブチルホスフィノ、ジ−s−ブチルホスフィノ、ジ−t−ブチルホスフィノ、ジ−n−ペンチルホスフィノ、ジ−n−ヘキシルホスフィノ、ジ−n−ヘプチルホスフィノ、ジ−n−オクチルホスフィノ、ジ−n−ノニルホスフィノ、ジ−n−デシルホスフィノ、ジ−n−ウンデシルホスフィノ、ジ−n−ドデシルホスフィノ、ジ−n−トリデシルホスフィノ、ジ−n−テトラデシルホスフィノ、ジ−n−ペンタデシルホスフィノ、ジ−n−ヘキサデシルホスフィノ、ジ−n−ヘプタデシルホスフィノ、ジ−n−オクタデシルホスフィノ、ジ−n−ノナデシルホスフィノ、ジ−n−エイコサニルホスフィノ基等の直鎖または分岐鎖ジアルキルホスフィノ基;ジシクロプロピルホスフィノ、ジシクロブチルホスフィノ、ジシクロペンチルホスフィノ、ジシクロヘキシルホスフィノ、ジシクロヘプチルホスフィノ、ジシクロオクチルホスフィノ、ジシクロノニルホスフィノ基等のジシクロアルキルホスフィノ基;シクロヘキシルフェニルホスフィノ基等のアルキルアリールホスフィノ基;ジフェニルホスフィノ、ビス(1または2−ナフチル)ホスフィノ基等のジアリールホスフィノ基;ジベンジルホスフィノ、ビス(フェニルエチル)ホスフィノ、ビス(1または2−ナフチルメチル)ホスフィノ基等のジアラルキルホスフィノ基などが挙げられる。
モノオルガノシリル基としては、特に限定されるものではないが、RSiH2(Rは上記と同じ意味を表す。)で示されるものが好ましく、Rにおける好ましい炭素数は上記アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ基と同様である。その具体例としては、メチルシリル、エチルシリル、n−プロピルシリル、イソプロピルシリル、n−ブチルシリル、イソブチルシリル、s−ブチルシリル、t−ブチルシリル、n−ペンチルシリル、n−ヘキシルシリル、n−ヘプチルシリル、n−オクチルシリル、n−ノニルシリル、n−デシルシリル、n−ウンデシルシリル、n−ドデシルシリル、n−トリデシルシリル、n−テトラデシルシリル、n−ペンタデシルシリル、n−ヘキサデシルシリル、n−ヘプタデシルシリル、n−オクタデシルシリル、n−ノナデシルシリル、n−エイコサニルシリル基等の直鎖または分岐鎖モノアルキルシリル基;シクロプロピルシリル、シクロブチルシリル、シクロペンチルシリル、シクロヘキシルシリル、シクロヘプチルシリル、シクロオクチルシリル、シクロノニルシリル基等のモノシクロアルキルシリル基;フェニルシリル、1または2−ナフチルシリル基等のモノアリールシリル基;ベンジルシリル、フェニルエチルシリル、フェニルプロピルシリル、1または2−ナフチルメチルシリル基等のモノアラルキルシリル基などが挙げられる。
ジオルガノシリル基としては、特に限定されるものではないが、R2SiH(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが好ましく、Rにおける好ましい炭素数は上記アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ基と同様である。その具体例としては、ジメチルシリル、ジエチルシリル、ジ−n−プロピルシリル、ジイソプロピルシリル、ジ−n−ブチルシリル、ジイソブチルシリル、ジ−s−ブチルシリル、ジ−t−ブチルシリル、ジ−n−ペンチルシリル、ジ−n−ヘキシルシリル、ジ−n−ヘプチルシリル、ジ−n−オクチルシリル、ジ−n−ノニルシリル、ジ−n−デシルシリル、ジ−n−ウンデシルシリル、ジ−n−ドデシルシリル、ジ−n−トリデシルシリル、ジ−n−テトラデシルシリル、ジ−n−ペンタデシルシリル、ジ−n−ヘキサデシルシリル、ジ−n−ヘプタデシルシリル、ジ−n−オクタデシルシリル、ジ−n−ノナデシルシリル、ジ−n−エイコサニルシリル、エチルメチルシリル、イソプロピルメチルシリル、ブチルメチルシリル基等の直鎖または分岐鎖ジアルキルシリル基;ジシクロプロピルシリル、ジシクロブチルシリル、ジシクロペンチルシリル、ジシクロヘキシルシリル、ジシクロヘプチルシリル、ジシクロオクチルシリル、ジシクロノニルシリル、シクロペンチルシクロヘキシルシリル基等のジシクロアルキルシリル基;(メチル)フェニルシリル、(エチル)フェニルシリル、(n−プロピル)フェニルシリル基等のアルキルアリールシリル基;ジフェニルシリル、ビス(1または2−ナフチル)シリル、フェニル−1または2−ナフチルシリル基等のジアリールシリル基;ジベンジルシリル、ビス(フェニルエチル)シリル、ビス(フェニルプロピル)シリル、ビス(1または2−ナフチルメチル)シリル基等のジアラルキルシリル基などが挙げられる。
トリオルガノシリル基としては、特に限定されるものではないが、R3Si(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが好ましく、Rにおける好ましい炭素数は上記アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ基と同様である。その具体例としては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリ−n−プロピルシリル、トリイソプロピルシリル、トリ−n−ブチルシリル、トリイソブチルシリル、トリ−s−ブチルシリル、トリ−t−ブチルシリル、トリ−n−ペンチルシリル、トリ−n−ヘキシルシリル、トリ−n−ヘプチルシリル、トリ−n−オクチルシリル、トリ−n−ノニルシリル、トリ−n−デシルシリル、トリ−n−ウンデシルシリル、トリ−n−ドデシルシリル、トリ−n−トリデシルシリル、トリ−n−テトラデシルシリル、トリ−n−ペンタデシルシリル、トリ−n−ヘキサデシルシリル、トリ−n−ヘプタデシルシリル、トリ−n−オクタデシルシリル、トリ−n−ノナデシルシリル、トリ−n−エイコサニルシリル、エチルジメチルシリル、ジイソプロピルメチルシリル、ジブチルメチルシリル基等の直鎖または分岐鎖トリアルキルシリル基;トリシクロプロピルシリル、トリシクロブチルシリル、トリシクロペンチルシリル、トリシクロヘキシルシリル、トリシクロヘプチルシリル、トリシクロオクチルシリル、トリシクロノニルシリル基等のトリシクロアルキルシリル基;(メチル)ジフェニルシリル、(エチル)ジフェニルシリル、(n−プロピル)ジフェニルシリル基等のアルキルアリールシリル基;トリフェニルシリル、トリ(1または2−ナフチル)シリル、ジフェニル−1または2−ナフチルシリル基等のトリアリールシリル基;トリベンジルシリル、トリ(フェニルエチル)シリル、トリ(フェニルプロピル)シリル、トリ(1または2−ナフチルメチル)シリル基等のトリアラルキルシリル基などが挙げられる。
なお、上記各置換基は、R上の少なくとも1つの水素原子が置換基Xで置換されていてもよく、Xとしては、ハロゲン原子、オルガノオキシ基、モノオルガノアミノ基、ジオルガノアミノ基、またはオルガノチオ基等が挙げられ、オルガノオキシ基、モノオルガノアミノ基、ジオルガノアミノ基、オルガノチオ基としては上記と同様のものが挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子が挙げられるが、フッ素原子が好ましく、好適なフッ素置換アルキル基として、トリフロロプロピル基、ノナフロロヘキシル基、ヘプタデシルフロロデシル基等が挙げられる。
上記各置換基の中でも、R1〜R6は、互いに独立して、Xで置換されていてもよい、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数7〜30のアラルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基がより好ましい。
また、R1〜R3のいずれかとR4〜R6のいずれかの少なくとも1組が結合した架橋置換基としては、二つのSi原子を架橋可能な置換基であれば特に限定されるものではなく、例えば、−O−、−S−、−NH−、−NR−(Rは上記と同じ。)、−PR−(Rは上記と同じ。)、−NH−(CH2k−NH−(kは1〜10の整数を表す。)、−NR−(CH2k−NR−(kは上記と同じ。Rは互いに独立して上記と同じ。)、−PH−(CH2k−PH−(kは上記と同じ。)、−PR−(CH2k−PR−(kは上記と同じ。Rは互いに独立して上記と同じ。)、−C=C−、炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数6〜30のアリーレン基、炭素数7〜30のアラルキレン基、−(CH2O)k−(kは上記と同じ。)、−(CH2k−O−(CH2k−(kは互いに独立して上記と同じ。)、−O−(CH2k−O−(kは上記と同じ。)、−R′−O−(CH2k−O−R′−(R′は、互いに独立して炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数6〜30のアリーレン基、または炭素数7〜30のアラルキレン基を表し、kは上記と同じ。)、−(CH2S)k−(kは上記と同じ。)、−(CH2k−S−(CH2k−(kは互いに独立して上記と同じ。)、−S−(CH2k−S−(kは上記と同じ。)、−R′−S−(CH2k−O−R′−(R′は、互いに独立して上記と同じ意味を表し、kは上記と同じ。)、−SiR2−(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)、−(CH2k−SiR2−(CH2k−(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表し、kは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)等が挙げられる。
炭素数1〜10のアルキレン基としては、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン基等が挙げられる。
炭素数6〜30のアリーレン基としては、o−フェニレン(1,2−フェニレン)、1,2−ナフチレン、1,8−ナフチレン、2,3−ナフチレン基等が挙げられる。
炭素数7〜30のアラルキレン基としては、−(CH2k−Ar−(Arは、炭素数6〜20のアリーレン基を表し、kは上記と同じ意味を表す。)、−Ar−(CH2k−(Arおよびkは上記と同じ意味を表す。)、−(CH2k−Ar−(CH2k−(Arは上記と同じ意味を表し、kは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)等が挙げられる。
なお、上記アルキレン、アリーレン、アラルキレン基は、それらの水素原子の少なくとも1つが、置換基X(Xは上記と同じ。)で置換されていてもよい。
架橋置換基をZとして表記すると、2つのケイ素原子をつなぐZの数は1〜3であり、このような架橋置換基Zを有する単核ルテニウム錯体は下記式で示される。
Figure 0006089286
(式中、R1,R2,R5,R6,L、nおよびmは上記と同じ意味を表し、Zは架橋置換基を表す。)
具体的な架橋置換基を有するジシラメタラサイクル構造としては下記式で示されるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Figure 0006089286
(式中、Meはメチル基を意味する。)
式中、R1,R2,R4およびR5は、上記と同じ意味を表し、R17〜R20(置換基Y)は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアルコキシ基を表し、R25〜R30は、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜20の非置換もしくは置換の一価炭化水素基を表すが、R17〜R20およびR25〜R30が、水素原子のものが好適である。
一価炭化水素基の具体例としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、これらの具体例としては、上記と同様のものが挙げられる。
なお、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子としては、上記と同様のものが挙げられる。
一方、Lは、配位子に含まれる2つの電子がルテニウムに配位する、COおよびホスフィン以外の二電子配位子である。
二電子配位子としては、COおよびホスフィン以外であれば特に限定されるものではなく、金属錯体の二電子配位子として従来用いられているCO以外の任意の配位子を用いることができるが、典型的には、窒素、酸素、イオウ等の非共有電子対(不対電子)を含む、アミン、イミン、含窒素ヘテロ環、アルシン、アルコール、チオール、エーテル、スルフィド等の化合物;π電子を含む、アルケン、アルキン;不対電子とπ電子双方を含む、アルデヒド、ケトン、ニトリル、イソニトリル等の化合物;アゴスティック相互作用で結合する、分子状水素(H−H結合に含まれるσ電子が配位する)、ヒドロシラン(Si−H結合に含まれるσ電子が配位する)などが挙げられる。
アミンとしては、R3N(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示される3級アミンが挙げられる。
イミンとしては、RC(=NR)R(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
含窒素へテロ環としては、例えば、ピロール、イミダゾール、ピリジン、ピリミジン、オキサゾリン、イソオキサゾリン等が挙げられる。
アルシンとしては、例えば、R3As(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
アルコールとしては、例えば、ROH(Rは上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
チオールとしては、上記アルコールの酸素原子を硫黄原子で置換したものが挙げられる。
エーテルとしては、例えば、ROR(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
スルフィドとしては、上記エーテルの酸素原子を硫黄原子で置換したものが挙げられる。
ケトンとしては、例えば、RCOR(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
イソニトリルとしては、例えば、RNC(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
アルケンとしては、例えば、エテン、プロペン、1−ブテン、2−ブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、シクロペンテン、1−ヘキセン、シクロヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン等の炭素数2〜30のアルケンが挙げられる。
アルキンとしては、例えば、エチン、プロピン、1−ブチン、2−ブチン、1−ペンチン、2−ペンチン、1−ヘキシン、1−ヘプチン、1−オクチン、1−ノニン、1−デシン等の炭素数2〜30のアルケンが挙げられる。
ヒドロシランとしては、例えば、トリオルガノヒドロシランが挙げられ、具体的にはトリ炭素数1〜30オルガノヒドロシランが挙げられ、より具体的には、R123SiH(R1〜R3は上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
これらの中でも、二電子配位子Lとしては、分子状水素、アミン、イミン、含窒素ヘテロ環、アルシン、アルコール、チオール、エーテル、スルフィド、ニトリル、イソニトリル、アルデヒド、ケトン、炭素数2〜30のアルケン、炭素数2〜30のアルキン、トリオルガノヒドロシランが好ましい。
また、Lが2個存在する場合、それらは互いに結合し、2つの配位性の2電子官能基を含む配位子を構成していてもよい。その代表例としては、エチレンジアミン、エチレングリコールジメチルエーテル、1,3−ブタジエンや、下記式で示されるようなものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
なお、本発明の単核ルテニウム錯体では、Lが3個存在する場合に、それら全てが結合して3つの配位性2電子官能基を含む配位子はとらない。
Figure 0006089286
(式中、Meはメチル基を、Phはフェニル基を意味する。)
本発明の単核ルテニウム錯体において、二電子配位子Lの配位数mは、1〜3の整数を表すが、好ましくは2である。
また、COの配位数nと、Lの配位数mとの総和は3または4を満たすが、好ましくは4である。
この場合、二電子配位子Lは、ルテニウムと比較的弱く結合するものが触媒活性という点から有利であることから、上記好適なLの中でも、特に、チオール、スルフィド、トリオルガノヒドロシランがより好ましく、特に、SiHR789およびSiHR101112(R7〜R12は、互いに独立して、Xで置換されていてもよい、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表し、Xは上記と同じ意味を表す。)で表される2つのトリオルガノヒドロシランや、SR1314およびSR1516(R13〜R16は、互いに独立して、水素原子、Xで置換されていてもよい、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表し、Xは上記と同じ意味を表す。)で表される2つのスルフィドまたはチオールがより一層好ましい。
ここで、アルキル基、アリール基、アラルキル基の具体例としては、先に例示した基と同様のものが挙げられるが、それぞれ炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基がより好ましい。
なお、Lが、SiHR789およびSiHR101112(R7〜R12は上記と同じ意味を表す。)で表されるトリオルガノヒドロシランの場合、単核ルテニウム錯体を構成する4つのケイ素原子の2つ以上は、上述した架橋置換基Zにより繋がれていてもよい。ケイ素原子の組み合わせは、ケイ素−ルテニウム共有結合をもつケイ素原子どうし、Si−Hで配位しているケイ素原子どうし、ケイ素−ルテニウム共有結合と、Si−Hで配位しているケイ素原子の組み合わせのいずれでもよい。この場合、2つのケイ素原子をつなぐZの数は1〜3であり、一方、錯体全体に含まれるZの総数は、1〜12である。
このような架橋置換基Zを有する単核ルテニウム錯体を1つの配位構造を用いて表現した場合、下記式で示されるような構造が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、また、上述のとおりこれ以外の配位構造異性体も存在し、その場合にも同様の架橋置換基Zを有する構造が存在する。
Figure 0006089286
(式中、R1〜R12およびZは上記と同じ意味を表す。)
具体的なジシラメタラサイクル構造を有する単核ルテニウム錯体の構造としては下記式(COを除いて表現している)で示されるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Figure 0006089286
(式中、Meはメチル基を意味する。)
また、Lが、SR1314およびSR1516(R13〜R16は、上記と同じ。)で表される2つのスルフィドまたはチオールの場合、単核ルテニウム錯体を構成する2つの硫黄原子は、上述した架橋置換基Zにより繋がれていてもよい。
このような架橋置換基Zを有する単核ルテニウム錯体を1つの配位構造を用いて表現した場合、下記式で示されるような構造が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、また、上述のとおりこれ以外の配位構造異性体も存在し、その場合にも同様の架橋置換基Zを有する構造が存在する。
なお、この場合に、単核ルテニウム錯体を構成する2つのケイ素原子も、上述した架橋置換基Zにより繋がれていてもよい。
Figure 0006089286
(式中、R1〜R6、R13、R16およびZは上記と同じ意味を表す。)
より具体的なジチア(ジチオ)メタラサイクル構造としては、下記式で示されるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Figure 0006089286
(式中、R13,R16およびR25〜R30は、上記と同じ意味を表す。)
ジチアメタラサイクル構造を有する単核ルテニウム錯体の構造としては下記式で示されるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Figure 0006089286
(式中、R1〜R6は上記と同じ意味を表し、Meはメチル基を意味する。)
特に、本発明においては、COが2つ配位するとともに、二電子配位子であるトリオルガノヒドロシランのSi−Hがアゴスティック配位している単核ルテニウム錯体が好ましい。このようなルテニウム錯体を、1つの配位構造を用いて便宜的に表現すると、式(2)で示されるような構造が挙げられるが、上述のとおり、本発明ではこれ以外の配位構造異性体であってもよい。
Figure 0006089286
1〜R12は上記と同じ意味を表すが、R1〜R6は、互いに独立して、Xで置換されていてもよい、アルキル基、アリール基またはアラルキル基(Xは上記と同じ意。)が好ましい。
ここで、アルキル基、アリール基、アラルキル基の具体例としては、先に例示した基と同様のものが挙げられるが、それぞれ炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基がより好ましい。
上記式(2)においても、単核ルテニウム錯体を構成する4つのケイ素原子の2つ以上は架橋置換基により繋がれていてもよく、具体的には、R1〜R3のいずれかと、R4〜R6のいずれかの少なくとも1組もしくはR7〜R9のいずれかの少なくとも1組が一緒になって、またはR10〜R12のいずれかと、R4〜R6のいずれかの少なくとも1組もしくはR7〜R9のいずれかの少なくとも1組が一緒になってアルキレン基、アリーレン基やアラルキレン基といった架橋置換基を形成していてもよく、またはR1〜R3のいずれかと、R4〜R6のいずれかの少なくとも1組またはR7〜R9のいずれかの少なくとも1組が一緒になってアルキレン基、アリーレン基やアラルキレン基といった架橋置換基を形成し、かつ、R10〜R12のいずれかと、R4〜R6のいずれかの少なくとも1組およびR7〜R9のいずれかの少なくとも1組が一緒になってアルキレン基、アリーレン基やアラルキレン基といった架橋置換基を形成していてもよい。
ここで、アルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基の具体例としては、先に例示した基と同様のものが挙げられるが、それぞれ炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数7〜20のアリーレン基、炭素数7〜20のアラルキレン基が好ましく、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数7〜20のアリーレン基がより好ましい。
また、COが2つ配位するとともに、二電子配位子であるスルフィドやチオールが2つ配位している単核ルテニウム錯体も好適に用いることができる。このようなルテニウム錯体を、1つの配位構造を用いて便宜的に表現すると、式(3)で示されるような構造が挙げられるが、上述のとおり、本発明ではこれ以外の配位構造異性体であってもよい。
Figure 0006089286
式(3)において、R1〜R6およびR13〜R16は上記と同じ意味を表すが、R13〜R16は、互いに独立して、Xで置換されていてもよい、アルキル基、アリール基またはアラルキル基(Xは前記と同じ意味を表す。)が好ましい。
ここで、アルキル基、アリール基、アラルキル基の具体例としては、先に例示した基と同様のものが挙げられるが、それぞれ炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基がより好ましい。
上記式(3)においても、単核ルテニウム錯体を構成する2つの硫黄原子は架橋置換基により繋がれていてもよく、具体的には、R13およびR14のいずれかと、R15およびR16のいずれかの少なくとも1組が一緒になってアルキレン基、アリーレン基やアラルキレン基といった架橋置換基を形成していてもよい。
また、この場合に、単核ルテニウム錯体を構成する2つのケイ素原子も架橋置換基により繋がれていてもよく、具体的には、R1〜R3のいずれかと、R4〜R6のいずれかの少なくとも1組が一緒になってアルキレン基、アリーレン基やアラルキレン基といった架橋置換基を形成していてもよい。
ここで、アルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基の具体例としては、先に例示した基と同様のものが挙げられるが、それぞれ炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数7〜20のアリーレン基、炭素数7〜20のアラルキレン基が好ましく、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数7〜20のアリーレン基がより好ましい。
本発明で好適に用いることのできる単核ルテニウム錯体を1つの配位構造を用いて表すと、式(4)および(5)で示されるものが挙げられ、より具体的には式(6)および(7)で示されるものが挙げられるが、上述のとおり、これらの配位構造異性体も好適に用いることができる。
Figure 0006089286
(式中、R1、R2、R4、R5、R7、R8、R10、R11、R13およびR16〜R20は、上記と同じ意味を表し、R21〜R24は、R17と同じ意味を表す。)
式(5)において、aは1〜6の整数を表すが、2または3が好ましい。
Figure 0006089286
(式中、Meはメチル基を意味する。)
本発明の単核ルテニウム錯体は、公知の有機合成反応を組み合わせて製造できる。
例えば、上記式(4),(6)で示されるようなルテニウム錯体は、シクロヘキサジエニル基やシクロオクタジエニル基等のシクロアルカジエニル基を配位子として有するルテニウム−カルボニル錯体と、1,2−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン等のビスシリル化合物とを、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下、光照射して得ることができる。
この場合、ビスシリル化合物の使用量は、ルテニウム−カルボニル錯体に対して、1〜10モル倍程度とすることができるが、2〜5モル倍が好ましい。
また、有機溶媒としては、反応に影響を及ぼさない限りにおいて各種の溶媒類が使用でき、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類などを用いることができる。
反応温度は、有機溶媒の融点から沸点の範囲で適宜設定すればよいが、10〜50℃が好ましく、15〜30℃がより好ましい。
反応時間は、通常、1〜48時間程度である。
反応終了後は、溶媒を留去した後、再結晶法等の公知の精製法にて目的物を得ることができるが、調製したルテニウム錯体を単離せずに目的とする反応の触媒として用いてもよい。
また、上記式(5),(7)で示されるようなスルフィド配位子を有するルテニウム錯体は、例えば、上述の方法で得られた式(4),(6)で示されるルテニウム錯体を原料とし、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下、上で例示したような有機溶媒中で2,6−ジチアヘプタン等のジチア炭化水素化合物や、1,3−プロパンジチオール等のチオール化合物と反応させて得ることができる。
この場合、ジチア炭化水素化合物の使用量は、ルテニウム錯体に対して、1〜3モル倍程度とすることができるが、1〜1.5モル倍が好ましく、1〜1.2モル倍がより好ましい。
反応温度は、0℃から有機溶媒の沸点の範囲で適宜設定すればよいが、10〜50℃が好ましく、15〜30℃が好ましい。
反応時間は、通常、1〜48時間程度である。
反応終了後は、溶媒を留去した後、再結晶法等の公知の精製法にて目的物を得ることができるが、調製したルテニウム錯体を単離せずに目的とする反応の触媒として用いてもよい。
本発明の単核ルテニウム錯体は、既に述べたとおり、ヒドロシリル化反応、水素化反応、カルボニル化合物の還元反応の三反応に触媒活性を発揮し得る。
本発明の単核ルテニウム錯体を触媒として使用し、脂肪族不飽和結合を含有する、オレフィン化合物、シラン化合物またはオルガノポリシロキサン化合物等の脂肪族不飽和結合を有する化合物と、Si−H結合を有する、シラン化合物またはオルガノポリシロキサン化合物とのヒドロシリル化反応を行う場合、触媒の使用量は特に限定されるものではないが、室温〜100℃程度の温和な条件下で反応を進行させて収率よく目的物を得ることを考慮すると、触媒の使用量は0.5モル%以上とすることが好ましい。
本発明の単核ルテニウム錯体を触媒として使用し、脂肪族不飽和結合を含有するオレフィン化合物を水素ガスによって還元し、飽和化合物を得る反応を行う場合も、触媒の使用量は特に限定されるものではないが、室温下、かつ、水素圧が1気圧程度の温和な条件下で反応を進行させて収率よく目的物を得ることを考慮すると、触媒の使用量は1モル%以上とすることが好ましい。
なお、いずれの反応においても、触媒使用量の上限は特に制限はないが、経済的な観点から10モル%程度である。
本発明の単核ルテニウム錯体を触媒として使用し、カルボニル化合物をSi−H基を含有するシランまたはシロキサンで還元する場合も、触媒の使用量は特に限定されるものではないが、温和な条件下で反応を進行させて収率よく目的物を得ることを考慮すると、触媒の使用量は0.01モル%以上とすることが好ましい。この場合、触媒使用量の上限は特に制限はないが、経済的な観点から5モル%程度である。
還元反応に供し得るカルボニル化合物としては、アミド、アルデヒド、ケトン、エステル、カルボン酸、カルボン酸塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等)基等を有する化合物が挙げられ、これらを本発明のルテニウム錯体触媒の存在下、Si−H基を含有するシランまたはシロキサンと反応させることによって、それぞれ対応するアミンやアルコール化合物へと導くことができる。
以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
ルテニウム錯体の合成は、シュレンクテクニックもしくはグローブボックスを用いてすべての操作を窒素またはアルゴン雰囲気下で行い、遷移金属化合物の調製に用いた溶媒は、全て公知の方法で脱酸素、脱水を行った後に用いた。
アルケンのヒドロシリル化反応、アミドの還元反応および溶媒精製は、全て不活性ガス雰囲気下で行い、各種反応に用いた溶媒等は、全て予め公知の方法で精製、乾燥、脱酸素を行ったものを用いた。
1H,13C,29Si−NMRの測定は日本電子(株)製JNM−ECA600,JNM−LA400を、IR測定は日本分光(株)製FT/IR−550を、元素分析はPerkin Elmer製2400II/CHNを、X線結晶構造解析は(株)リガク製VariMax、MoKα線0.71069オングストロームを用いてそれぞれ行った。
なお、以下に示す化学構造式においては慣用的な表現法に従って水素原子を省略している。また、Meはメチル基を表す。
(1)ルテニウム錯体の合成
[実施例1]ルテニウム錯体Aの合成
アルゴン雰囲気下、100mLのシュレンク管に(η4−1,3−シクロヘキサジエン)ルテニウム(0)トリカルボニル錯体(500mg,1.87mmol)と1,2−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン(800mg,4.11mmol)を仕込み、ここへ脱気・脱水処理したヘキサン(50mL)を加え、高圧水銀灯(ウシオ電機(株)製,UM−453B−A(450W))を用いて光照射をしながら室温下で22時間撹拌した。反応終了後、減圧乾燥し、得られた乾燥物をヘキサン(40mL)に溶解させ、遠心分離にて副生した少量の褐色不溶物を取り除いた。その後、ヘキサン溶液を減圧下で約25mLになるまで濃縮し、−35℃で再結晶して式(6)で代表的に示されるルテニウム錯体A(274mg/0.50mmol/27%)を得た。得られたルテニウム錯体Aの構造を図1に、1H−NMRの測定結果を図2に、13C−NMRの測定結果を図3にそれぞれ示す。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = -7.3 (s, Jsi-H = 16.8 Hz, 2H, Si-H), 0.75 (s, 24H, SiMe2), 7.23-7.28 (m, 4H, C6H4), 7.53-7.58 (m, 4H, C6H4).
13C NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 8.4, 128.9, 131.4, 152.5, 198.4.
IR (KBr pellet): ν = 1975 (νSi-H), 1978 (νRu-CO) cm-1
Anal. Calcd. for C22H34O2RuSi4: C, 48.58; H, 6.30 Found: C, 48.34; H, 6.29
[実施例2]ルテニウム錯体Bの合成
アルゴン雰囲気下、50mLのシュレンク管内で、ルテニウム錯体A(100mg,0.18mmol)を脱気・脱水処理したトルエン(20mL)に溶解させ、ここへ2,6−ジチアヘプタン(26mg,0.19mmol)を加え、室温下で12時間撹拌した。反応終了後、減圧乾燥し、得られた乾燥物をジエチルエーテル(10mL)に溶解させた後、溶液を減圧下で約5mLになるまで濃縮し、−35℃で再結晶をして式(7)で代表的に示されるルテニウム錯体B(82mg/0.17mmol/94%)を得た。得られたルテニウム錯体Bの構造を図4に、1H−NMRの測定結果を図5に、13C−NMRの測定結果を図6にそれぞれ示す。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 0.82 (s, 12H, SiMe2), 1.24 (quint, 2H, -CH2CH2CH2-), 1.81 (t, 4H, -CH2CH2CH2-), 1.87 (s, 6H, Sme), 7.32-7.38 (m, 2H, C6H4), 7.83-7.87 (m, 2H, C6H4).
13C NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 1.53, 6.39, 23.1, 25.6, 37.4, 127.5, 131.6, 157.5.
Anal. Calcd. for C17H28O2RuSi2S2: C, 42.03; H, 5.81 Found: C, 42.21; H, 5.69
(2)ルテニウム錯体Aを用いたヒドロシリル化反応
[実施例3]2−オクテンの1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加え、5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体A(8mg,0.015mmol)を加えた。ここに1−オクテン(78.2μL,0.5mmol)を加え、さらに1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(97.6μL,0.5mmol)を加えた後、溶液を80℃で3時間撹拌した。冷却後、内標としてアニソール(108.6μL,1.0mmol、使用量は以下同じ。)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。これらの結果をエントリー1として表1に示す。
1H NMR (400MHz, CDCl3) δ= 0.03(s, 6H, Si(CH 3)2), 0.06(s, 9H, Si(CH 3)3), 0.45-0.55(m, 2H, SiCH 2), 0.88(t, JHH = 7.2 Hz, 3H, CH2CH 3), 1.20-1.34(m, 12H, (CH 2)6).
[実施例4]2−オクテンの1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサンによるヒドロシリル化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加え、5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体A(8mg,0.015mmol)を加えた。ここに2−オクテン(78.2μL,0.5mmol)を加え、さらに1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン(135.7μL,0.5mmol)を加えた後、溶液を80℃で3時間撹拌した。冷却後、内標としてアニソールを加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。これらの結果をエントリー2として表1に示す。
1H NMR (600MHz, CDCl3) δ= -0.01(s, 3H, SiCH 3), 0.09(s, 18H, (Si(CH 3)3)2), 0.42-0.47(m, 2H, SiCH 2), 0.88(t, JHH = 6.8 Hz, 3H, CH2CH 3), 1.23-1.33(m, 12H, (CH 2)6).
[実施例5]2−オクテンのトリエトキシシランによるヒドロシリル化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加え、5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体A(8mg,0.015mmol)を加えた。ここに2−オクテン(78.2μL,0.5mmol)を加え、さらにトリエトキシシラン(92.3μL,0.5mmol)を加えた後、溶液を80℃で3時間撹拌した。冷却後、内標としてアニソールを加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。これらの結果をエントリー3として表1に示す。
1H NMR (400MHz, CDCl3) δ= 0.63(m, 2H, Si(CH 2)), 0.72(t, 3H, CH 3), 1.15(t, JHH = 7.2 Hz, 9H, Si(OCH2CH 3)), 1.29(m, 12H, CH 2), 3.73(q, JHH = 7.2 Hz, 9H, Si(OCH 2CH3)).
[実施例6]2−オクテンのトリエチルシランによるヒドロシリル化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加え、5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体A(8mg,0.015mmol)を加えた。ここに2−オクテン(78.2μL,0.5mmol)を加え、さらにトリエチルシラン(79.8μL,0.5mmol)を加えた後、溶液を80℃で3時間撹拌した。冷却後、内標としてアニソールを加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。これらの結果をエントリー4として表1に示す。
1H NMR (400MHz, CDCl3) δ= 0.51(m, 8H, Si(CH 2)4), 0.84-1.04(m, 12H, Si(CH2CH 3) and CH 3), 1.18-1.38(m, 12H, CH 2).
Figure 0006089286
[実施例7]1−オクテンの1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加え、5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体A(8mg,0.015mmol)を加えた。ここに1−オクテン(78.2μL,0.5mmol)を加え、さらに1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(97.6μL,1.0mmol)を加えた後、溶液を80℃で3時間撹拌した。冷却後、内標としてアニソールを加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。これらの結果をエントリー1として表2に示す。
1H NMR (400MHz, CDCl3) δ= 0.03(s, 6H, Si(CH 3)2), 0.06(s, 9H, Si(CH 3)3), 0.45-0.55(m, 2H, SiCH 2), 0.88(t, JHH = 7.2 Hz, 3H, CH2CH 3), 1.20-1.34(m, 12H, (CH 2)6).
[実施例8]1−オクテンの1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサンによるヒドロシリル化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加え、5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体A(8mg,0.015mmol)を加えた。ここに1−オクテン(78.2μL,0.5mmol)を加え、さらに1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン(135.7μL,0.5mmol)を加えた後、溶液を80℃で3時間撹拌した。冷却後、内標としてアニソールを加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。これらの結果をエントリー2として表2に示す。
1H NMR (600MHz, CDCl3) δ= -0.01(s, 3H, SiCH 3), 0.09(s, 18H, (Si(CH 3)3)2), 0.42-0.47(m, 2H, SiCH 2), 0.88(t, JHH = 6.8 Hz, 3H, CH2CH 3), 1.23-1.33(m, 12H, (CH 2)6).
[実施例9]シクロペンテンの1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加え、5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体A(8mg,0.015mmol)を加えた。ここにシクロペンテン(44.2μL,0.5mmol)を加え、さらに1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(97.6μL,0.5mmol)を加えた後、溶液を80℃で3時間撹拌した。冷却後、内標としてアニソールを加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。これらの結果をエントリー3として表2に示す。
1H NMR (400MHz, C6D6) δ= 0.10(s, 6H, SiCH 3), 0.13(s, 9H, (Si(CH 3)3), 0.81-0.93(m, 1H, SiCH(CH2)2), 1.28-1.40(m, 2H, CH2), 1.46-1.63(m, 4H, CH2), 1.65-1.79(m, 2H, CH2).
Figure 0006089286
(3)ルテニウム錯体Aを用いた水素化反応
[実施例10]スチレンの水素化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体A(14mg,0.02mmol)を加え、トルエン(1mL)に溶解させた。この溶液に、スチレン(57μL,0.5mmol)を加えた。得られた溶液を凍結脱気し、シュレンクチューブ内を水素雰囲気に置換した後、溶液を室温で3時間撹拌した。内標としてアニソールを加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー1として表3に示す。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ= 1.13(t, JHH = 7.2 Hz, 3H, CH2CH 3), 2.54(q, JHH = 7.2 Hz, 2H, CH 2CH3), 7.02-7.11(m, 3H, C6H5), 7.11-7.20(m, 2H, C6H5).
13C NMR (100MHz, CDCl3) δ= 15.6, 28.8, 125.6, 127.8, 128.3, 144.3.
[実施例11]トランス−スチルベンの水素化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体A(14mg,0.025mmol)を加え、トルエン(1mL)に溶解させた。この溶液に、トランス−スチルベン(90mg,0.5mmol)を加えた。得られた溶液を凍結脱気し、シュレンクチューブ内を水素雰囲気に置換した後、溶液を室温で6時間撹拌した。内標としてアニソールを加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー2として表3に示す。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ= 2.93 (s, 4H, CH2), 7.12-7.23 (m, 6H, C6H5), 7.24-7.32 (m, 4H, C6H5).
13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ= 37.9, 125.9, 128.3, 128.5, 141.8.
[実施例12]シクロヘキセンの水素化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体A(14mg,0.025mmol)を加え、トルエン(1mL)に溶解させた。この溶液に、シクロヘキセン(54μL,0.5mmol)を加えた。得られた溶液を凍結脱気し、シュレンクチューブ内を水素雰囲気に置換した後、溶液を室温で6時間撹拌した。内標としてアニソールを加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー3として表3に示す。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ= 1.43 (s, 12H, CH2).
13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ= 27.0.
[実施例13]シクロペンテンの水素化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体A(14mg,0.025mmol)を加え、トルエン(2mL)に溶解させた。この溶液に、シクロペンテン(44.2μL,0.5mmol)を加えた。得られた溶液を凍結脱気し、シュレンクチューブ内を水素雰囲気に置換した後、溶液を室温で6時間撹拌した。内標としてアニソールを加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー4として表3に示す。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ= 1.52 (s, 10H, CH2).
13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ= 25.9.
[実施例14]1−メチル−1−シクロヘキセンの水素化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体A(14mg,0.025mmol)を加え、トルエン(1mL)に溶解させた。この溶液に、1−メチル−1−シクロヘキセン(54μL,1.0mmol)を加えた。得られた溶液を凍結脱気し、シュレンクチューブ内を水素雰囲気に置換した後、溶液を室温で6時間撹拌した。内標としてアニソールを加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー5として表3に示す。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ= 0.86 (d, JHH = 5.8 Hz, 3H, CH3), 1.04-1.28 (m, 4H, CH2), 1.28-1.39 (m, 1H, CH), 1.54-1.72(m, 6H, CH2).
13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ= 22.9, 26.3, 26.4, 32.7, 35.4.
[実施例15]2,3−ジメチル−2−ブテンの水素化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体A(14mg,0.025mmol)を加え、トルエン(1mL)に溶解させた。この溶液に、2,3−ジメチル−2−ブテン(54μL,1.0mmol)を加えた。得られた溶液を凍結脱気し、シュレンクチューブ内を水素雰囲気に置換した後、溶液を室温で6時間撹拌した。内標としてアニソールを加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー6として表3に示す。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ= 0.84 (d, JHH = 6.7 Hz, 12H, CH3), 1.40 (septet, JHH = 6.7 Hz, 2H, CH).
13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ= 19.4, 33.7.
Figure 0006089286
(4)ルテニウム錯体Aを用いたアミドの還元反応
[実施例16]N,N−ジメチル−4−メトキシベンズアミドの還元
20mLのナスフラスコに三方コックを付け、磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、フラスコ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのフラスコに、触媒としてルテニウム錯体A(0.27mg,5.0×10-4mmol)を加えた。ここへ、ジメチルフェニルシラン(681μL)をシリンジで加えた後、N,N−ジメチル−4−メトキシベンズアミド(179mg,1.0mmol)を加えた。溶液を25℃で5時間撹拌した後、残ったジメチルフェニルシランを減圧下で留去した。得られた粗生成物をヘキサン/酢酸エチル(10/1)を展開溶媒としたシリカゲル充填カラムクロマトグラフィーにて精製し、N,N−ジメチル−4−メトキシベンジルアミン149mg(0.90mmol、90%)を得た。これらの結果をエントリー1として表4に示す。得られたアミンは、1H,13C−NMRスペクトル、IRスペクトルによりその構造を確認した。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 2.22 (s, 6H, NMe2), 3.35 (s, 2H, CH2), 3.80 (s, 3H, OMe), 6.85 (d, J = 8.7 Hz, 2H, C6H4), 7.21 (d, J = 8.7 Hz, 2H, C6H4).
13C NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 45.22, 55.07, 63.74, 130.23, 113.58, 131.15, 158.71.
IR (neat): ν = 1038, 1241, 1510, 2766, 2813,2941 cm-1
[実施例17]N,N−ジメチル−4−ブロモベンズアミドの還元
20mLのナスフラスコに三方コックを付け、磁気撹拌子を加えて5Paで減圧しながら加熱乾燥した後、フラスコ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのフラスコに、触媒としてルテニウム錯体A(2.4mg,4.5×10-3mmol)を加えた。ここへ、ジメチルフェニルシラン(681μL)をシリンジで加えた後、N,N−ジメチル−4−ブロモベンズアミド(228mg,1.0mmol)を加えた。溶液を25℃で23時間撹拌した後、残ったジメチルフェニルシランを減圧下で留去した。得られた粗生成物をヘキサン/酢酸エチル(20/1)を展開溶媒としたシリカゲル充填カラムクロマトグラフィーにて精製し、N,N−ジメチル−4−ブロモベンジルアミン184mg(0.86mmol、86%)を得た。これらの結果をエントリー2として表4に示す。得られたアミンは、1H,13C−NMRスペクトル、IRスペクトルによりその構造を確認した。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 2.22 (s, 6H, NMe2), 3.36 (s, 2H, CH2), 7.18 (d, J = 8.70 Hz, 2H, C6H4),7.44 (d, J = 8.70 Hz, 5H, C6H4).
13C NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 45.97, 64.30, 121.45, 131.33, 131.97,138.67.
IR (neat): ν = 1011, 1487, 2767, 2815,2941 cm-1.
[実施例18]N,N−ジメチル−3−フェニルプロパンアミドの還元
20mLのナスフラスコに三方コックを付け、磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、フラスコ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのフラスコに、触媒としてルテニウム錯体A(0.27mg,5.0×10-4mmol)を加えた。ここへ、ジメチルフェニルシラン(681μL)をシリンジで加えた後、N,N−ジメチル−3−フェニルプロパンアミド(177mg,1.0mmol)を加えた。溶液を25℃で7時間撹拌した後、残ったジメチルフェニルシランを減圧下で留去した。得られた粗生成物をヘキサン/酢酸エチル(10/1)を展開溶媒としたシリカゲル充填カラムクロマトグラフィーにて精製し、N,N−ジメチル−3−フェニルプロピルアミン151mg(0.79mmol、79%)を得た。これらの結果をエントリー3として表4に示す。得られたアミンは、1H,13C−NMRスペクトル、IRスペクトルによりその構造を確認した。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 1.80 (quint, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 2.23 (s, 6H, NMe2), 2.30 (t, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 2.65 (t, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 7.24-7.16 (m, 3H, C6H4), 7.35-7.25 (m, 2H, C6H4).
13C NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 29.57, 33.79, 45.60, 59.41, 125.84, 128.42, 128.50,142.40.
IR (neat): ν = 1030, 1496, 2764, 2942, 3025, 3060 cm-1.
[実施例19]N−ベンジル−ε−カプロラクタムの還元
20mLのナスフラスコに三方コックを付け、磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、フラスコ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのフラスコに、触媒としてルテニウム錯体A(0.27mg,5.0×10-4mmol)を加えた。ここへ、ジメチルフェニルシラン(681μL)をシリンジで加えた後、N−ベンジル−ε−カプロラクタム(203mg,1.0mmol)を加えた。溶液を25℃で7時間撹拌した後、残ったジメチルフェニルシランを減圧下で留去した。得られた粗生成物をヘキサン/酢酸エチル(10/1)を展開溶媒としたシリカゲル充填カラムクロマトグラフィーで精製し、1−ベンジルアゼパン165mg(0.87mmol、87%)を得た。これらの結果をエントリー4として表4に示す。得られたアミンは、1H,13C−NMRスペクトル、IRスペクトルによりその構造を確認した。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 1.58 (br, 8H, CH2), 2.57 (d, J = 5.8 Hz, 2H, CH2), 3.60 (s, 2H, PhCH2), 7.22-7.13 (m, 2H, C6H4),7.33-7.22 (m, 3H, C6H4).
13C NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 27.19, 28.40, 55.76, 62.90, 126.79, 128.22, 128.90,140.30.
IR (neat): ν = 1071, 1354, 1452, 2851,2923 cm-1.
Figure 0006089286
(5)ルテニウム錯体Bを用いたヒドロシリル化反応
[実施例20]エチレンの1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加え、5Paで減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒としてルテニウム錯体B(14mg,0.03mmol)を加えた。ここに1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(195.2μL,1.0mmol)を加えた。得られた溶液を凍結脱気した後、シュレンクチューブ内をエチレン雰囲気に置換した。その後、溶液を80℃で16時間撹拌した。冷却後、内標としてアニソールを加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した(収率55%)。得られた化合物は、1H,13C,29Si−NMRスペクトルによりその構造を確認した。
1H NMR (600MHz, CDCl3) δ = 0.03(s, 6H, Si(CH 3)2), 0.06(s, 9H, Si(CH 3)3), 0.49(q, JHH = 8.2 Hz, 2H, SiCH 2CH3), 0.92(t, JHH = 8.2 Hz, 3H, CH2CH 3).
13C NMR (100MHz, CDCl3) δ = -0.28, 1.93, 6.72, 10.03.
29Si NMR (119MHz, CDCl3) δ = 7.05, 8.60.
(6)ルテニウム錯体Bを用いた水素化反応
[実施例21]スチレンの水素化
20mLのシュレンクチューブに、磁気撹拌子を加えて5Paで減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブ内に、触媒としてルテニウム錯体B(12mg,0.025mmol)を加え、トルエン(1mL)に溶解させた。この溶液に、スチレン(57μL,0.5mmol)を加えた。得られた溶液を凍結脱気した後、シュレンクチューブ内を水素雰囲気に置換した。その後、溶液を100℃で16時間撹拌した。内標としてアニソール(108.6μL,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した(収率71%)。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 1.13(t, JHH = 7.2 Hz, 3H, CH2CH 3), 2.54(q, JHH = 7.2 Hz, 2H, CH 2CH3), 7.02-7.11(m, 3H, C6H5), 7.11-7.20(m, 2H, C6H5).
13C NMR (100MHz, CDCl3) δ = 15.6, 28.8, 125.6, 127.8, 128.3, 144.3.
(7)ルテニウム錯体Bを用いたアミドの還元反応
[実施例22]N,N−ジメチル−4−メトキシベンズアミドの還元
20mLのナスフラスコに三方コックを付け、磁気撹拌子を加えて5Paで減圧しながら加熱乾燥した後、フラスコ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのフラスコに、触媒としてルテニウム錯体B(12mg,0.025mmol)を加え、トルエン(0.25mL)に溶解させた。この溶液に、1,2−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン(238μL)をシリンジで加え、次に、N,N−ジメチル−4−メトキシベンズアミド(90mg,0.5mmol)を加えた。その後、溶液を100℃で16時間撹拌した。冷却後、内標としてフェロセン(18.6mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した(収率99%)。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトル、IRスペクトルによりその構造を確認した。
1H NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 2.22 (s, 6H, NMe2), 3.35 (s, 2H, CH2), 3.80 (s, 3H, OMe), 6.85 (d, J = 8.7 Hz, 2H, C6H4), 7.21 (d, J = 8.7 Hz, 2H, C6H4).
13C NMR (CDCl3, 395 MHz) δ = 45.22, 55.07, 63.74, 130.23,113.58, 131.15,158.71.
IR (neat): ν = 1038, 1241, 1510, 2766, 2813,2941 cm-1

Claims (15)

  1. 式(1)で表されることを特徴とする単核ルテニウム錯体。
    Figure 0006089286
    (式中、R1〜R6は、互いに独立して、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表すが、前記R1〜R3のいずれか1つと、R4〜R6のいずれか1つとが一緒になって、−C=C−、炭素数1〜10のアルキレン基および炭素数6〜30のアリーレン基から選ばれる架橋置換基形成し、
    nおよびmは、いずれも2であり、
    Lは、H−SiR789およびH−SiR101112で表され、これらR7〜R12は、互いに独立して、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表すが、R7〜R9のいずれか1つと、R10〜R12のいずれか1つとが一緒になって、−O−、炭素数1〜10のアルキレン基、およびYで置換されていてもよいo−フェニレン基(Yは、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアルコキシ基を表し、Yが複数存在する場合それらは互いに同一でも異なっていてもよい)から選ばれる架橋置換基を形成していてもよいトリオルガノヒドロシラン、
    SR1314およびSR1516で表され、R13〜R16は、互いに独立して、水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表すが、R13およびR14のいずれか1つと、R15およびR16のいずれか1つとが一緒になって炭素数1〜6のアルキレン基を形成していてもよいスルフィドまたはチオール、
    3級アミン、
    およびエーテルから選ばれる二電子配位子を表す。)
  2. 前記Lが、H−SiR789およびH−SiR101112で表され、これらR7〜R12は、互いに独立して、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表すが、R7〜R9のいずれか1つと、R10〜R12のいずれか1つとが一緒になって、−O−、炭素数1〜10のアルキレン基、およびYで置換されていてもよいo−フェニレン基(Yは、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアルコキシ基を表し、Yが複数存在する場合それらは互いに同一でも異なっていてもよい)から選ばれる架橋置換基を形成しているトリオルガノヒドロシラン、
    またはSR1314およびSR1516で表され、R13〜R16は、互いに独立して、水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表すが、R13およびR14のいずれか1つと、R15およびR16のいずれか1つとが一緒になって炭素数1〜6のアルキレン基を形成しているスルフィドもしくはチオールの二電子配位子を表す請求項1記載の単核ルテニウム錯体。
  3. 前記Lが、H−SiR789およびH−SiR101112(式中、R7〜R12は、互いに独立して、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。)で表され、R7〜R9のいずれか1つと、R10〜R12のいずれか1つとが一緒になってYで置換されていてもよいo−フェニレン基(Yは前記を同じ意味を表す。)を形成しているトリオルガノヒドロシラン、
    またはSR1314およびSR1516(式中、R13〜R16は、互いに独立して、水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。)で表され、R13およびR14のいずれか1つと、R15およびR16のいずれか1つとが一緒になって炭素数1〜6のアルキレン基を形成しているスルフィドもしくはチオールの二電子配位子を表す請求項1記載の単核ルテニウム錯体。
  4. 前記R1〜R6が、互いに独立して、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基を表すが、前記R1〜R3のいずれか1つと、R4〜R6のいずれか1つとが一緒になってo−フェニレン基を形成している請求項1〜3のいずれか1項記載の単核ルテニウム錯体。
  5. 前記Lが、前記H−SiR789およびH−SiR101112(式中、R7〜R12は、互いに独立して、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。)で表され、前記R7〜R9のいずれか1つと、R10〜R12のいずれか1つとが一緒になってo−フェニレン基を形成している請求項2〜4のいずれか1項記載の単核ルテニウム錯体。
  6. 前記R7〜R12が、互いに独立して、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基であるが、R7〜R9のいずれか1つと、R10〜R12のいずれか1つとが一緒になってo−フェニレン基を形成している請求項5記載の単核ルテニウム錯体。
  7. 前記Lが、前記SR1314およびSR1516(式中、R13〜R16は、互いに独立して、水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。)で表され、前記R13およびR14のいずれか1つと、R15およびR16のいずれか1つとが一緒になって炭素数1〜6のアルキレン基を形成している請求項2〜4のいずれか1項記載の単核ルテニウム錯体。
  8. 前記R13〜R16が、互いに独立して、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数6〜20のアリール基を表すが、R13およびR14のいずれか1つと、R15およびR16のいずれか1つとが一緒になって炭素数2または3のアルキレン基を形成している請求項7記載の単核ルテニウム錯体。
  9. 前記R1〜R3のいずれか2つがメチル基であり、かつ、前記R4〜R6のいずれか2つがメチル基であり、前記R1〜R3のいずれか1つと、R4〜R6のいずれか1つとが一緒になってo−フェニレン基を形成し、
    前記Lが、前記H−SiR789およびH−SiR101112で表され、R7〜R9のいずれか2つがメチル基であり、かつ、R10〜R12のいずれか2つがメチル基であり、R7〜R9のいずれか1つと、R10〜R12のいずれか1つとが一緒になってo−フェニレン基を形成している請求項3記載の単核ルテニウム錯体。
  10. 前記R1〜R3のいずれか2つがメチル基であり、かつ、前記R4〜R6のいずれか2つがメチル基であり、前記R1〜R3のいずれか1つと、R4〜R6のいずれか1つとが一緒になってo−フェニレン基を形成し、
    前記Lが、前記SR1314およびSR1516で表され、R13およびR14のいずれか1つがメチル基であり、かつ、R15およびR16のいずれか1つがメチル基であり、R13およびR14のいずれか1つと、R15およびR16のいずれか1つとが一緒になってトリメチレン基を形成している請求項3記載の単核ルテニウム錯体。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項記載の単核ルテニウム錯体からなる、ヒドロシリル化反応、水素化反応およびカルボニル化合物の還元反応の3つの反応に活性を有する触媒。
  12. 請求項11記載の触媒の存在下、脂肪族不飽和結合を有する化合物と、Si−H結合を有するヒドロシランまたはオルガノヒドロポリシロキサンとをヒドロシリル化反応させることを特徴とする付加化合物の製造方法。
  13. 請求項11記載の触媒の存在下、脂肪族不飽和結合を有する化合物を水素化させることを特徴とするアルカン化合物の製造方法。
  14. 請求項11記載の触媒の存在下、アミド化合物をSi−H結合を有するシランまたはオルガノヒドロポリシロキサンで還元することを特徴とするアミン化合物の製造方法。
  15. 請求項11記載の触媒の存在下、アルデヒド化合物、ケトン化合物またはエステル化合物をSi−H結合を有するシランまたはオルガノヒドロポリシロキサンで還元することを特徴とするアルコール化合物の製造方法。
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