JP6751751B2 - ジイソブテンのPd触媒によるヒドロキシカルボニル化工程(硫酸/配位子の比) - Google Patents

ジイソブテンのPd触媒によるヒドロキシカルボニル化工程(硫酸/配位子の比) Download PDF

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Description

本発明は、ジイソブテンのPd触媒によるヒドロキシカルボニル化工程(硫酸/配位子の比)に関する。
プロピオン酸、アジピン酸、脂肪酸を含むカルボン酸は、ポリマー、医薬品、溶媒、食品添加物の調製に用いられる。カルボン酸の入手手段としては、一般的に炭化水素、アルコール又はアルデヒドの酸化、オゾン分解によるオレフィンの酸化開裂、トリグリセリド、ニトリル、エステル又はアミドの加水分解、グリニャール試薬や有機リチウム試薬のカルボキシル化、ハロホルム反応におけるメチルケトンのハロゲン化とそれに次ぐ加水分解が挙げられる。
オレフィンのヒドロカルボキシル化は、カルボン酸を得るための方法として非常に有望且つ環境に優しい。ヨウ化物の存在下、メタノールをカルボニル化すると酢酸が生成される。コッホ反応では、水と一酸化炭素をアルケンに添加し、強塩基により触媒されて反応が進行する。この方法は、第二級又は第三級カルボカチオンを形成するアルケン、例えばイソブチレンからピバル酸を得る際に効果的である。COとHOをアルケン/アルキンに同時添加して生じるヒドロカルボキシル化は、直接的且つ簡便なカルボン酸の合成方法となる。
本発明の目的は、ジイソブテン(DIBN)のPd触媒によるヒドロキシカルボニル化において、良好な転換率をもたらす工程を提供することとした。この反応は、単一のステップで行われるべきである。
請求項1に記載の工程により、この目的を達成する。
工程は、以下のステップを含む:
ジイソブテンを添加するステップa)と、
錯体を形成できるPdを含む化合物を添加するステップb)と、
下記の配位子L1を添加するステップc)と、

酢酸を添加するステップd)と、
1モルの配位子L1当たり少なくとも3.5molの硫酸を添加するステップe)と、
COを供給するステップf)と、
反応混合物を加熱してジイソブテンを下記の化合物P1に転換させるステップg)。
工程の一形態において、ステップb)の化合物は、PdCl、PdBr、Pd(acac)、Pd(dba)(dbaはジベンジリデンアセトン)、PdCl(CHCN)から選択される。
工程の一形態において、ステップb)の化合物はPd(acac)である。
工程の一形態において、硫酸は、1モルの配位子L1当たり3.5mol〜5molの範囲の量で添加される。
工程の一形態において、硫酸は、1モルの配位子L1当たり3.5mol〜4.5molの範囲の量で添加される。
工程の一形態において、ステップg)では、反応混合物を80℃〜160℃の温度、好ましくは100℃〜140℃の温度に加熱する。
工程の一形態において、ステップf)では、反応が10バール〜40バール、好ましくは10バール〜30バールのCO圧下で進むようにCOを供給する。
本発明を、以下の実施例によってより詳しく説明する。
4mlのバイアルに、[Pd(acac)](1.75mg、0.25mol%)、L1(11.83mg、1.0mol%)、HSO(3.1mg、1.4mol%)、及びオーブンで乾燥済みの撹拌子を充填した。次いで、バイアルをセプタム(PTFE被覆スチレン−ブタジエンゴム)とフェノール樹脂キャップで密封した。その後、バイアルの排気とアルゴンの補充を3回繰り返した。さらに、HO(0.29ml)、酢酸(0.85ml)、ジイソブテン(DIBN)(2.3mmol)をシリンジによりバイアルに添加した。バイアルを合金板に載置し、アルゴン雰囲気下でParr Instrument社の4560シリーズのオートクレーブ(300ml)に移した。オートクレーブをCOにより3回フラッシュした後、CO圧を室温下15バールまで上昇させ、続いてNと共にCO圧を25バールまで上昇させた。反応は120℃で3時間続いた。反応の終了時に、オートクレーブを室温まで冷却し、注意深く減圧した。その後、イソオクタン(100μl)を内部標準として添加した。GC分析により転換率を測定した。
SO/L1の比を調整しながら前述の実験を繰り返した。それ以外のパラメータは全てそのまま維持した。
結果を次の表にまとめる。
以上の実験結果からも分かるように、本発明の工程によれば、前述の目的が達成される。

Claims (5)

  1. ジイソブテンを添加するステップa)と、
    錯体を形成できるPdを含む化合物を添加するステップb)と、
    下記の配位子L1を添加するステップc)と、
    酢酸を添加するステップd)と、
    1モルの配位子L1当たり少なくとも3.5molの硫酸を添加するステップe)と、
    COを供給するステップf)と、
    反応混合物を加熱して前記ジイソブテンを下記の化合物P1に転換させるステップg)と、
    を含む、ジイソブテンのヒドロキシカルボニル化工程。
  2. ステップb)の前記化合物は、PdCl、PdBr、Pd(acac)、Pd(dba)(dbaはジベンジリデンアセトン)、PdCl(CHCN)から選択される、請求項1に記載のジイソブテンのヒドロキシカルボニル化工程。
  3. 前記硫酸は、1モルの配位子L1当たり3.5mol〜5molの範囲の量で添加される、請求項1又は2に記載のジイソブテンのヒドロキシカルボニル化工程。
  4. 前記ステップg)において、前記反応混合物を80℃〜160℃の温度に加熱する、請求項1〜3のいずれかに記載のジイソブテンのヒドロキシカルボニル化工程。
  5. 前記ステップf)において、前記反応が10バール〜40バールのCO圧下で進むようにCOを供給する、請求項1〜4のいずれかに記載のジイソブテンのヒドロキシカルボニル化工程。
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