JP6786034B2 - ヒドロシリル化反応、水素化反応およびヒドロシラン還元反応用触媒 - Google Patents
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Description
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。
また、オレフィンの種類によっては、α付加体とβ付加体の選択性が劣るという問題もある。
例えば、鉄−カルボニル錯体(Fe(CO)5、Fe3(CO)12)による反応が知られているが(非特許文献1)、この反応では160℃といった高温下での反応条件、または光照射(非特許文献2)が必要である。
また、これらの鉄−カルボニル錯体では付加反応ではなく、脱水素シリル化生成物が得られるとの報告もある(非特許文献3,特許文献1)。
シクロペンタジエニル基を配位子として有する鉄−カルボニル錯体を使用した、メチルビニルジシロキサンとメチルハイドロジェンジシロキサンの反応例も報告されているが(非特許文献4,特許文献2)、この反応では脱水素シリル化反応も進行するため、付加反応の選択性が低い。
同じくターピリジン系配位子とビストリメチルシリルメチル基を有する鉄触媒の反応で、収率良く付加反応物が得られることが報告されている(非特許文献6)ものの、この手法は、先ず触媒前駆体となるターピリジン−鉄錯体を合成し、更に低温下でのビストリメチルシリルメチル基の導入と、触媒合成が容易ではない。
しかし、この錯体合成時には、禁水性のナトリウムと毒性の高い水銀からなり、取り扱いに注意を要するNaアマルガムを使用すること(もしくは禁水性のNaBEt3Hを使用すること)、錯体化合物自体の安定性が低く、保存は不活性ガス窒素雰囲気下で低温であることが必要といった問題点がある。
コバルト−カルボニル錯体(Co2(CO)8など)による反応例も報告されているが(非特許文献10〜15)、反応収率、反応モル比の点で満足すべきものではなく、また錯体は毒性の高い一酸化炭素を有しており、取り扱いや保存には、不活性ガス雰囲気かつ低温下である必要がある。
トリアルキルシリル基を置換基として有するコバルト−カルボニル錯体によるオレフィンとトリアルキルシランの反応例も報告されているが(非特許文献16)、収率が低く、また選択性にも乏しい。
β−ジケチミナート基を配位子として有するコバルト触媒による反応例も報告されているが(非特許文献19)、反応基質がトリヒドロフェニルシランでは工業的な利用価値は低い。1−ヘキセンとトリエトキシシランとの反応例も示されているが、触媒量が2モル%必要であり、触媒活性は高くない。
ビスシクロオクタテトラエニル鉄とイソシアニド化合物を配位子として用いたヒドロシリル化反応触媒や(非特許文献21)、ピバル酸鉄またはピバル酸コバルトとイソシアニド化合物を配位子として用いたヒドロシリル化反応触媒も報告されているが(非特許文献22)、どちらも触媒活性としてはPt触媒には及ばず、より高い触媒活性を有する触媒の開発が望まれている。
Rh触媒を用いた例では、硫黄元素に隣接した炭素にSiが結合した付加生成物が選択的に得られることを報告しているが(非特許文献25)、触媒活性は低く、またその付加物の選択性は低い。
ビニルシロキサンが配位した触媒(非特許文献27)は、脱水素シリル化生成物が主成分となり、付加反応の選択性は低い。
アリルホスフィンを配位子とする触媒(非特許文献28)は収率が低く、トリヒドロフェニルシランは工業的に価値の高い反応基質ではない。
ビスアミド基を有する触媒(非特許文献29)は、触媒の保存や取り扱いに注意が必要であり、またジヒドロジフェニルシランも工業的に価値の高い反応基質ではない。
N−ヘテロ環状カルベンを配位子として有する触媒(非特許文献30)は、反応の選択性が低く、トリヒドロフェニルシランは工業的な価値が高くない。
また、ビスイミノキノリン配位子を有する錯体触媒による反応で、触媒の活性化剤としてMg(ブタジエン)・2THF、NaEt3BHを使用する方法が開示されているが(特許文献7)、目的物の収率も満足すべきものではない。
しかし、反応活性を具体的に例示しているのは高価な金属元素である白金、パラジウム、ロジウム、イリジウムのみであり、コスト的に有利な方法とはいえない。
また、特許文献13,14の実施例で効果が示されているのは公知となっている白金触媒のみであり、他の金属で触媒活性を示す構造については何も示唆していない。
特許文献16,17にはカルベンとビニルシロキサンを配位子として有する触媒が開示されているが、実施例として記載されているのは白金触媒のみである。
しかも、カルベンを配位子として有する金属触媒は、錯体化合物の保存安定性が低く、取り扱いにも注意を要する。
リン系化合物を配位子として有する鉄触媒も報告されており(非特許文献36)、この系では、室温下で比較的低圧(4気圧)の条件下で反応するものの、ターンオーバー数も十分とは言えない。
1,2−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン配位子を有する鉄触媒の例も報告されており(非特許文献37)、室温下常圧で反応が進行するが、触媒合成が容易ではない。
また、2,6−ビス(アリールイミダゾール−2−イリデン)ピリジン配位子を有する鉄触媒が報告されているが(非特許文献38)、どちらも上記ビスイミノピリジン配位子を有するFe錯体と同様に合成時の安全性、化合物の安定性等の問題点がある。
ビス(メシチルベンズイミダゾール−2−イリデン)フェニル配位子を有するコバルト触媒が報告されているが(非特許文献40)、上記2,6−ビス(アリールイミダゾール−2−イリデン)ピリジン配位子を有するFe錯体と同様に合成時の安全性、化合物の安定性等の問題点があるうえ、TONは50であり、触媒活性も十分とは言えない。
1. 下記式(1)で示される化合物からなり、脂肪族不飽和結合に対するヒドロシリル化反応もしくは水素化反応、または炭素−酸素不飽和結合もしくは炭素−窒素不飽和結合に対するヒドロシラン還元反応から選ばれる少なくとも1種の反応に活性を有する触媒、
Mn(L)m (1)
{式中、Mは、酸化数が0価のFe、Co、またはNiを表し、Lは、下記式(2)で示されるイソシアニド配位子を表し、nは、1〜8の整数を表し、mは、2〜12の整数を表す。
(CN)x−R1 (2)
(式中、R1は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、酸素、窒素、硫黄、およびケイ素から選ばれる原子が1個またはそれ以上介在してもよい、炭素原子数1〜30の1〜3価の有機基を表し、xは、1〜3の整数を表す。)}
2. 前記式(2)において、xが1である1の触媒、
3. 前記式(1)において、n=1のときm=2、4または5であり、n=2〜4のときm=6〜10の整数である1または2の触媒、
4. 前記式(1)において、MがFeのとき、n=1、m=5であり、MがCoのとき、n=2、m=8であり、MがNiのとき、n=1、m=2もしくは4、またはn=3、4もしくは8、m=4、6、7もしくは12である1〜3のいずれかの触媒、
5. 前記式(1)におけるMが、FeまたはCoである1〜4のいずれかの触媒、
6. 前記式(2)におけるR1が、炭素原子数1〜30の1価の炭化水素基である1〜5のいずれかの触媒、
7. 前記式(2)におけるR1が、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数3〜20のシクロアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、および炭素原子数7〜30のアルキルアリール基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基である6の触媒、
8. 前記式(2)におけるR1が、t−ブチル基、1−アダマンチル基、メシチル基、フェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、および2,6−ジイソプロピルフェニル基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基である7の触媒、
9. 1〜8のいずれかの触媒を用いることを特徴とする、脂肪族不飽和結合含有化合物とSi−H結合含有化合物とのヒドロシリル化反応物の製造方法、
10. 1〜8のいずれかの触媒を用いることを特徴とする、脂肪族不飽和結合含有化合物の水素化反応物の製造方法、
11. 前記脂肪族不飽和結合含有化合物が、オレフィン化合物、またはSi原子と結合したアルケニル基を有するシラン化合物もしくはオルガノポリシロキサンである9または10の製造方法、
12. 1〜8のいずれかの触媒を用いることを特徴とする、炭素−酸素不飽和結合または炭素−窒素不飽和結合を有する化合物のSi−H結合含有化合物による還元反応物の製造方法、
13. 前記炭素−酸素不飽和結合または炭素−窒素不飽和結合を有する化合物が、アルデヒド化合物、ケトン化合物、アミド化合物またはニトリル化合物である12の還元反応物の製造方法
を提供する。
本発明のイソシアニド錯体を触媒として用い、脂肪族不飽和結合含有化合物とSi−H基を有するシランもしくは(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も良好に進行する。なお、公知文献では同反応において、不飽和結合への付加反応と、脱水素シリル化反応による不飽和結合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結合への付加反応が進行する。
しかも、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、不飽和結合の末端への移動をともなった付加反応物を得ることが可能となる。
また、本発明の触媒を用いることで、アルケニルスルフィド等のヒドロシリル化反応において、選択的に硫黄元素に隣接した炭素にSiが結合した付加生成物が得られる。
さらに、本発明の触媒は、脂肪族不飽和結合含有化合物の水素化反応に対して高い触媒活性を有し、当該反応は温和な条件下で進行する。
また、本発明の触媒を使用した炭素−酸素不飽和結合または炭素−窒素不飽和結合に対するヒドロシラン還元反応では、アミド化合物、ケトン化合物、アミド化合物等のカルボニル化合物やニトリル化合物と、取り扱いが容易なSi−H基を有するシランまたは(ポリ)シロキサンとを反応させ、目的とする化合物を高収率で得ることができる。
このように本発明のイソシアニド錯体からなる触媒は、脂肪族不飽和結合に対するヒドロシリル化反応もしくは水素化反応、または炭素−酸素不飽和結合もしくは炭素−窒素不飽和結合に対するヒドロシラン還元反応において、一つまたは複数の反応に対して活性を有していることから、有機合成反応において極めて有用性が高い。
本発明に係る触媒は、式(1)で示される化合物からなり、脂肪族不飽和結合に対するヒドロシリル化反応もしくは水素化反応、または炭素−酸素不飽和結合もしくは炭素−窒素不飽和結合に対するヒドロシラン還元反応から選ばれる少なくとも1種の反応に活性を有することを特徴とする。
Mn(L)m (1)
(CN)x−R1 (2)
炭素原子数1〜30の1〜3価の有機基としては、特に限定されるものではないが、炭素原子数1〜30の1〜3価の炭化水素基が好ましい。
1価炭化水素基の具体例としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アラルキル基等が挙げられる。
アルキル基としては、直鎖、分岐鎖、環状のいずれでもよく、好ましくは1〜20、より好ましくは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、2−エチルヘキシル、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、ノルボルニル、アダマンチル基等のシクロアルキル基などが挙げられる。
アルキニル基としては、炭素原子数2〜20のアルキニル基が好ましく、その具体例としては、エチニル、n−1−プロピニル、n−2−プロピニル、n−1−ブチニル、n−2−ブチニル、n−3−ブチニル、1−メチル−2−プロピニル、n−1−ペンチニル、n−2−ペンチニル、n−3−ペンチニル、n−4−ペンチニル、1−メチル−n−ブチニル、2−メチル−n−ブチニル、3−メチル−n−ブチニル、1,1−ジメチル−n−プロピニル、n−1−ヘキシニル、n−1−デシニル、n−1−ペンタデシニル、n−1−エイコシニル基等が挙げられる。
アラルキル基としては、好ましくは炭素原子数7〜30、より好ましくは炭素原子数7〜20のアリールアルキル基であり、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。
アルキレン基としては、直鎖、分岐鎖、環状のいずれでもよく、好ましくは炭素原子数1〜20のアルキレン基であり、その具体例としては、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、n−ブチレン、イソブチレン、s−ブチレン、n−オクチレン、2−エチルヘキシレン、n−デシレン、n−ウンデシレン、n−ドデシレン、n−トリデシレン、n−テトラデシレン、n−ペンタデシレン、n−ヘキサデシレン、n−ヘプタデシレン、n−オクタデシレン、n−ノナデシレン、n−エイコサニレン基等の直鎖または分岐鎖アルキレン基;1,4−シクロへキシレン基等のシクロアルキレン基などが挙げられる。
アリーレン基の具体例としては、o−フェニレン、m−フェニレン、p−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、4,4′−ビフェニレン基等が挙げられる。
アラルキレン基の具体例としては、−(CH2)y−Ar−(Arは、炭素原子数6〜20のアリーレン基を表し、yは1〜10の整数を表す。)、−Ar−(CH2)y−(Arおよびyは上記と同じ意味を表す。)、−(CH2)y−Ar−(CH2)y−(Arは上記と同じ意味を表し、y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。
これらの中でもR1としては、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数3〜20のシクロアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数7〜30のアルキルアリール基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基が好ましく、t−ブチル基、1−アダマンチル基、メシチル基、フェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,6−ジイソプロピルフェニル基がより好ましい。
なお、以上説明した各有機基は、酸素、窒素、ケイ素、硫黄、およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよく、また、ハロゲン原子で置換されていてもよい。
さらに、ホルミル化を経由しない方法である、アミン化合物とジクロルカルベンを反応させてイソシアニド化する方法によっても合成することができる(合成方法3。Tetrahedron Letters,1972,17,1637−1640参照)。
さらに、アート型鉄−、コバルト−、またはニッケル−イソシアニド錯体と酸化剤を有機溶剤中で反応させて合成することもできる。
鉄塩の具体例としては、FeCl2、FeBr2、FeCl3、FeBr3、FeI3等のハロゲン化鉄;Fe(OAc)2、Fe(stearate)2、Fe(stearate)3等のカルボン酸鉄などが挙げられる。
コバルト塩の具体例としては、CoCl2、CoBr2、CoI2等のハロゲン化コバルト;Co(OAc)2、Co(OBz)2、Co(2−ethylhexanoate)2、Co(stearate)2等のカルボン酸コバルトなどが挙げられる。
ニッケル塩の具体例としては、NiCl2、NiBr2、NiI2等のハロゲン化ニッケル;Ni(OAc)2等のカルボン酸ニッケルなどが挙げられる。
また、置換可能な配位子としては、1,5−シクロオクタジエン、ブタジエン等のオレフィン化合物;トリメチルホスフィン等のリン配位子などが挙げられる。
その具体例としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;ナトリウム−カリウム、ナトリウムアマルガム等のアルカリ金属合金;カリウムナフタレニド等のアルカリ金属ナフタレニドなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
なお、これらの固体物質に担持されたアルカリ金属は、例えば特許第5048503号公報に記載の方法など従来公知の方法で合成されたものや、市販品としても入手でき、そのような市販品としては、KC8(Strem Chemicals社製)、Naシリカゲル(アルドリッチ社製、ステージI)、Naシリカゲル(アルドリッチ社製、ステージII)、NaK2シリカゲル(アルドリッチ社製、ステージI)等が挙げられる。
アート型鉄−、コバルト−、またはニッケル−イソシアニド錯体を用いて合成する場合の酸化剤としては、フェロセニウムトリフラート等が挙げられる。
鉄−イソシアニド錯体の具体例としては、Fe(CNMe)5、Fe(CNEt)5、Fe(CNnPr)5、Fe(CNiPr)5、Fe(CNnBu)5、Fe(CNtBu)5、Fe(CNCy)5、Fe(CNAd)5、Fe(CNCF3)5、Fe(CNPh)5、Fe(CNXylyl)5、Fe(CNMes)5、Fe(N2)[CN−(2,6−bismesitylphenyl)]4、Fe(CN−(2−methyl−6−chlorophenyl))5、Fe(CN−(3,5−dimethoxyphenyl))5、Fe2(CNEt)9等が挙げられる。
コバルト−イソシアニド錯体の具体例としては、Co2(CNtBu)8、Co2(CNCy)8、Co2(CNAd)8、Co2(CNPh)8、Co2(CNXylyl)8、Co2(CNMes)8、Co2(CN−(2−methyl−6−chlorophenyl))8、Co2(CN−(3,5−dimethoxyphenyl))8、Co[CN−(2,6−bismesitylphenyl)]4等が挙げられる。
なお、上記において、nPrはn−プロピル基、iPrはイソプロピル基、nBuはn−ブチル基、tBuはt−ブチル基、Cyはシクロヘキシリル基、Adはアダマンチル基、Phはフェニル基、Mesはメシチル基、Xylylは2,6−ジメチルフェニル基を示す。
なお、本発明の触媒を用いる反応では、その活性等を損なわない範囲で、公知の2電子供与性配位子を併用してもよい。2電子供与性配位子としては、特に限定されるものではないが、カルボニル基以外の配位子が好ましく、アンモニア分子、エーテル化合物、アミン化合物、ホスフィン化合物、ホスファイト化合物、スルフィド化合物等が挙げられる。
また、イソシアニド化合物をその活性等を損なわない範囲で、さらに添加してもよく、その場合の添加量は本発明の触媒に対して0.1〜5モル当量程度が好ましい。
反応は無溶媒で行うこともできるが、必要に応じて有機溶媒を用いてもよい。
有機溶媒を用いる場合、その種類としては、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が挙げられる。
有機溶媒を用いる場合、触媒の濃度としては、触媒活性と経済性を考慮すると、モル濃度(M)として、0.01〜10Mが好ましく、0.1〜5Mがより好ましい、。
本発明の触媒を用いる反応においては、全ての成分を一括して添加してもよく、いくつかの成分ずつに分けて添加してもよい。
ヒドロシリル化反応における、脂肪族不飽和結合含有化合物とSi−H結合含有化合物との使用比率は、脂肪族不飽和結合/Si−H結合のモル比が1/10〜10/1、好ましくは、1/5〜5/1、より好ましくは1/3〜3/1である。
(1)炭素−炭素不飽和結合含有炭化水素化合物
エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、ヘキセン、オクテン、デセン、ドデセン、n−ヘキサデセン、イソヘキサデセン、n−オクタデセン、イソオクタデセン、ノルボルネン、トリフロロプロペン等のアルケン類;エチン、プロピン、ブチン、ペンチン、ヘキシン、オクチン、デシン、ドデシン、ヘキサデシン、オクタデシン等のアルキン類;スチレン、2−メチルスチレン、4−クロロスチレン、4−メトキシスチレン、α−メチルスチレン、4−メチル−αメチルスチレン、アリルベンゼン等の芳香族基含有アルケン類
(2)アリルエーテル化合物
アリルグリシジルエーテル、アリルグリコール、アリルベンジルエーテル、ジエチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールアリルメチルエーテル、ポリオキシエチレンモノアリルエーテル、ポリオキシプロピレンモノアリルエーテル、ポリ(オキシエチレン・オキシプロピレン)モノアリルエーテル、ポリオキシエチレンジアリルエーテル、ポリオキシプロピレンジアリルエーテル、ポリ(オキシエチレン・オキシプロピレン)ジアリルエーテル等
(3)窒素含有アルケン化合物
アリルアミン、N,N−ジメチルアリルアミン、N,N−ジエチルアリルアミン、N,N−ジ(n−プロピル)アリルアミン、N,N−ジイソプロピルアリルアミン、N,N−ジ(n−ブチル)アリルアミン、N,N−ジイソブチルアリルアミン、N−t−ブチルアリルアミン、N−アリルシクロヘキシルアミン、N−アリルモルホリン、N,N−ジアリルアミン、トリアリルアミン、N−アリルアニリン、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルフタルイミド等
トリメチルビニルシラン、トリエチルビニルシラン、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、ジエトキシメチルビニルシラン、メトキシジメチルビニルシラン、エトキシジメチルビニルシラン、トリメトキシアリルシラン、トリエトキシアリルシラン、トリイソプロポキシビニルシラン、フェニルジメトキシビニルシラン、フェニルジエトキシビニルシラン、ジフェニルメトキシビニルシラン、ジフェニルエトキシビニルシラン、トリフェニルビニルシラン、トリフェニルビニルシラン等
(5)炭素−炭素不飽和結合含有シロキサン化合物
ペンタメチルビニルジシロキサン、テトラメチルジビニルジシロキサン、ヘプタメチルビニルトリシロキサン、ジメチルジフェニルジビニルジシロキサン、ジメチルビニルシロキシ基末端封鎖ジメチルポリシロキサン、ジメチルビニルシロキシ基末端封鎖(ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン)共重合体。トリメチルシロキシ基末端封鎖(ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン)共重合体、トリメチルシロキシ基末端封鎖(ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン、メチルビニルシロキサン)共重合体、ジメチルビニルシロキシ基末端封鎖(ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン)共重合体、ジメチルビニルシロキシ基末端封鎖(ジメチルシロキサン、メチルビニルシロキサン、ジフェニルシロキサン)共重合体、末端ヒドロキシ基封鎖(ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン)共重合体、α−ビニルジメチルポリシロキサン等
また、脂肪族不飽和結合含有化合物として、以下に示されるようなスルフィド基を有するアルケン化合物も使用できる。この場合、白金触媒を用いた場合で知られているアルケン末端の炭素に対してケイ素が結合したケイ素化合物とは異なり、アルケンの異性化反応を伴い、硫黄元素に隣接した炭素上にケイ素が結合したケイ素化合物が選択的に得られる。
(6)スルフィド基を有するアルケン化合物
メチルビニルスルフィド、エチルビニルスルフィド、n−プロピルビニルスルフィド、イソプロピルビニルスルフィド、n−ブチルビニルスルフィド、フェニルビニルスルフィド、ベンジルビニルスルフィド、メチルアリルスルフィド、エチルアリルスルフィド、n−プロピルアリルスルフィド、イソプロピルアリルスルフィド、n−ブチルアリルスルフィド、イソブチルアリルスルフィド、フェニルアリルスルフィド、ベンジルアリルスルフィド、アリル(n−プロピル)ジスルフィド、ジアリルスルフィド、ジアリルジスルフィド等
(1)シラン類
トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリイソプロポキシシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシメチルシラン、ジメトキシフェニルシラン、ジエトキシフェニルシラン、メトキシジメチルシラン、エトキシジメチルシラン、トリフェニルシラン、ジフェニルジシラン、フェニルトリシラン、ジフェニルメチルシラン、フェニルジメチルシラン、ジフェニルメトキシシラン、ジフェニルエトキシシラン等
(2)シロキサン類
ペンタメチルジシロキサン、テトラメチルジシロキサン、ヘプタメチルトリシロキサン、オクタメチルテトラシロキサン、ジメチルハイドロジェンシロキシ基末端封鎖ジメチルポリシロキサン、ジメチルハイドロジェンシロキシ基末端封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、トリメチルシロキシ基末端封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、ジメチルハイドロジェンシロキシ基末端封鎖(ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン)共重合体、トリメチルシロキシ基末端封鎖(ジメチルシロキサン・メチルヒドロシロキサン)共重合体、トリメチルシロキシ基末端封鎖(ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン)共重合体、ジメチルハイドロジェンシロキシ基末端封鎖(ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン)共重合体、ジメチルハイドロジェンシロキシ基末端封鎖(ジメチルシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン、ジフェニルシロキサン)共重合体、末端ヒドロキシ基封鎖(ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン)共重合体、片末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基末端封鎖ジメチルポリシロキサン等
脂肪族不飽和結合含有化合物の具体例としては、上記ヒドロシリル化反応で例示した化合物と同様のものが挙げられる。
水素化反応における反応系内への水素分子の導入手段は、水素分子を含む気体を反応容器内にフローまたはバブリングしながら導入してもよく、水素分子を含む気体を封入した耐圧容器内で反応を行ってもよい。その際の圧力としては特に制限するものではないが、安全性の観点から、0.1〜3MPaが好ましく、0.1〜2MPaがより好ましい。
この場合、炭素−酸素不飽和結合または炭素−窒素不飽和結合を有する化合物と、Si−H結合含有化合物の使用比率は、特に限定されるものではないが、モル比として、(炭素−酸素不飽和結合または炭素−窒素不飽和結合)/(Si−H結合)=1/10〜1/1が好ましく、1/5〜1/1がより好ましく、1/3〜1/1がより好ましい。
炭素−酸素不飽和結合または炭素−窒素不飽和結合を有する化合物の具体例としては、例えば、アセトフェノン、N,N−ジメチルベンズアミド、アセトニトリル等が挙げられる。
触媒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。
得られた触媒は、25℃、窒素ガス雰囲気下で保存し、反応に用いた。
ヒドロシリル化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−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を用いて行った。
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。
反応容器に、ヨウ化コバルト(0.31g,1.0mmol)、テトラヒドロフラン(以下、THFと略す)(15mL)、t−ブチルイソシアニド(0.33g,4.0mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、0.27g,2.0mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約40mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Co2(CNtBu)8を得た(0.24g,61%)。
1H−NMR(600MHz,C6D6)δ:1.44(s,72H).
IR(ATR):ν=1666(CN(bridge)),2093,1977,1942(CN(terminal))cm-1
Anal.Calcd.for C40H72N8Co2:C,61.36;H,9.27;N,14.31 Found:C,61.06;H,9.52;N,14.05.
反応容器に、ヨウ化コバルト0.31g(1.0mmol)、1−イソシアノアダマンタン(以下、CNAdと略す)0.65g(4.0mmol)、THF(15mL)、KC8(0.27g,2.0mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をトルエン(約20ml)に溶解させ、再度セライトろ過した。ろ液の溶媒を減圧留去した後、乾燥物を少量のベンゼン(約3ml)で洗うことにより、Co2(CNAd)8を得た(0.33g,47%)。
1H−NMR(396MHz,C6D6)δ:2.32(s,48H),2.06(s,24H),1.71(d,J=10.3,24H),1.58(d,J=10.3,24H).
IR(ATR):ν=1647(CN(bridge)),2101,2000,1954(CN(terminal))cm-1
Anal.Calcd.for C88H120N8Co2:C,75.08;H,8.59;N,7.96 Found:C,75.16;H,8.62;N,7.46.
反応容器に、ヨウ化コバルト(13mg,0.10mmol)、メシチルイソシアニド(58mg,0.40mmol)、THF(3mL)、KC8(27mg,0.20mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をトルエン(約3mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液の上からペンタン(約3mL)をゆっくり加えることにより、再結晶化させ、コバルトイソシアニド錯体Co2(CNMes)8を得た(42mg,66%)。
1H−NMR(396MHz,C6D6)δ:6.60(s,12H),6.58(s,4H),2.46(s,36H),2.42(s,12H),2.05(s,18H),2.03(s,6H).
IR(ATR):ν=1669(CN(bridge)),2063,2026,1954(CN(terminal))cm-1
Anal.Calcd.for C80H88N8Co2:C,75.10;H,6.93;N,8.60 Found:C,75.21;H,6.90;N,8.60.
反応容器に、臭化鉄(22mg,0.10mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(42mg,0.50mmol)、KC8(27mg,0.20mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約4mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Fe(CNtBu)5を得た(30mg,63%)。
1H−NMR(600MHz,C6D6)δ:1.29(s,45H).
IR(ATR):ν=2119,2000,1943,1826(CN)cm-1
反応容器に、臭化鉄(216mg,1.0mmol)、THF(20mL)、アダマンチルイソシアニド(806mg,5.0mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、270mg,2.0mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をベンゼン(約5mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液にペンタンを加えた後、−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Fe(CNAd)5を得た(601mg,収率70%)。
1H−NMR(396MHz,C6D6)δ:2.15(s,30H),1.88(s,15H),1.50(d,J=11.5,15H),1.42(d,J=11.5,15H).
IR(ATR):ν=2106(CN)cm-1
反応容器に、臭化ニッケル(ジメトキシエタン付加物)(31mg,0.1mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(0.33g,0.4mmol)、KC8(270mg,2.0mmol)の順に加え、室温で30分間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をベンゼン(約5mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液にエーテルを加えた後、−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Ni(CNtBu)4を得た(21mg,収率54%)。
1H−NMR(396MHz、C6D6)δ:1.09(s,36H).
IR(ATR):ν=2002(CN)cm-1
[実施例1]触媒としてCo2(CNtBu)8を用いたα−メチルスチレンの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反応
反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(3.4mg,0.005mmol)、α−メチルスチレン(129μL,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.94ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表1に示す。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:7.27(t,J=6.8,2H),7.21(d,J=6.8,2H),7.15(t,J=6.8,1H),2.91(sext,J=6.8,1H),1.28(d,J=6.8,3H),0.90−0.98(m,2H),0.05(s,9H),−0.05(s,3H),−0.07(s,3H).
Co2(CNtBu)8の代わりに、触媒として表1に記載したコバルト−イソシアニド錯体(0.005mmol)をそれぞれ用いた以外は、実施例1と同様に反応を行った。その結果を以下の表1に示す。
反応容器に、ピバル酸コバルト3mg(0.01mmol)、CNAd5mg(0.03mmol)、THF100μLを加え、溶解させた。そこに、ジエトキシメチルシラン5.3mg(0.04mmol)を加え、25℃で1時間撹拌した。その後、α−メチルスチレン(129μL,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加えて、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.94ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表1に示す。
反応容器に、合成例2で得られたCo2(CNAd)8(6.4mg,0.0005mmol)、α−メチルスチレン(1.29mL,10mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(2.54mL,13mmol)を加え、80℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.94ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表2に示す。
反応容器に、Co2(CO)8(1.7mg,0.0005mmol)、α−メチルスチレン(1.29mL,10mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(2.54mL,13mmol)を加え、80℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.94ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表2に示す。
反応容器に、合成例4で得られたFe(CNtBu)5(4.7mg,0.01mmol)、スチレン(114μL,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.90ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表3に示す。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:7.24−7.29(m,2H),7.13−7.22(m,3H),2.61−2.68(m,2H),0.86−0.92(m,2H),0.08(s,9H),0.07(s,6H).
反応容器に、合成例3で得られたCo2(CNMes)8(6.4mg,0.005mmol)、1−オクテン(157μL,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.50ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表3に示す。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:1.21−1.37(m,12H),0.88(t,J=6.8,3H),0.50(m,2H),0.06(s,9H),0.03(s,6H).
反応容器に、合成例3で得られたCo2(CNMes)8(6.4mg,0.005mmol)、スチレン(114μL,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.90ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表3に示す。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:7.24−7.29(m,2H),7.13−7.22(m,3H),2.61−2.68(m,2H),0.86−0.92(m,2H),0.08(s,9H),0.07(s,6H).
反応容器に、合成例2で得られたCo2(CNAd)8(6.4mg,0.005mmol)、アリルグリシジルエーテル(118μL,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.51ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表3に示す。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:3.71(dd,J=11.6,J=3.9,1H)3.37−3.51(m,3H),3.26(dt,J=2.9,J=6.3,1H),2.62(t,J=4.4,1H),2.62(q,J=2.9,1H),1.59−1.65(m,2H),0.49−0.53(m,2H),0.06(s,9H).
反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(3.4mg,0.005mmol)、α−メチルスチレン(129μL,1.0mmol)、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン(351μL,1.3mmol)を加え、80℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.88ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表4に示す。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:7.27(t,J=6.8,2H),7.21(d,J=6.8,2H),7.16(t,J=6.8,1H),2.92(sext,J=6.8,1H),1.28(d,J=6.8,3H),0.82−0.94(m,2H),0.09(s,9H),0.07(s,9H),−0.12(s,3H).
反応容器に、合成例2で得られたCo2(CNAd)8(6.4mg,0.005mmol)、α−メチルスチレン(129μL,1.0mmol)、トリエトキシシラン(213mg,1.3mmol)を加え、80℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるフェニル基に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである3.00ppmの6重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表4に示す。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:7.27(t,J=6.8,2H),7.21(d,J=6.8,2H),7.15(t,J=6.8,1H),3.73(q,J=6.8,6H),2.96(sext,J=6.8,1H),1.31(d,J=6.8,3H),1.18(m,J=6.8,9H),1.03(d,J=6.8,2H).
反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(3.4mg,0.005mmol)、α−メチルスチレン(129μL,1.0mmol)、ジエトキシ(メチル)シラン(175mg,1.3mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるフェニル基に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.96ppmの6重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表4に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:7.27(t,J=6.8,2H),7.21(d,J=6.8,2H),7.15(t,J=6.8,1H),3.63−3.70(m,4H),3.00(sext,J=6.8,1H),1.32(d,J=6.8,3H),1.21(t,J=6.8,3H),1.15(t,J=6.8,3H),1.03(d,J=6.8,2H),−0.08(s,3H).
反応容器に、合成例2で得られたCo2(CNAd)8(6.4mg,0.005mmol)、アリルグリシジルエーテル(154μL,1.3mmol)、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ポリジメチルシロキサン(重合度18)(0.74g,0.50mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.54ppmの多重線を確認し、その収率を求めた(収率>99%)。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:3.70(m,1H),2.95−2.90(m,2H),3.45(m,3H),3.15(m,1H),2.80(m,1H),2.61(m,1H),1.62(m,2H),0.54(m,2H),0.08(br),0.05(s),−0.08(s).
反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(3.4mg,0.005mmol)、エチルビニルスルフィド(88mg,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、シリカゲルクロマトグラフィーより分離精製を行い、目的生成物を239mg得た。その収率を表5に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:0.08(s,9H,−SiMe3),0.12(s,3H),0.16(s,3H),0.98(t,J=7.32Hz,3H),1.50−1.65(m,3H),1.68−1.71(m,1H),1.75−1.81(m,1H),2.49(t,2H).
反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(6.0mg,0.0075mmol)、フェニルビニルスルフィド(68mg,0.5mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(223mg,1.5mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、クーゲルロール蒸留により分離精製を行い、目的生成物を129mg得た。その収率を表5に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:0.11(s,9H),0.18(s,3H),0.20(s,3H),1.31(d,J=7.73Hz,3H),2.54(q,J=7.09Hz,1H),7.28(dd,J=7.73,9.67Hz,1H),7.28(d,J=7.73Hz,2H),7.35(d,J=9.67Hz,2H).
反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(3.4mg,0.005mmol)、メチルアリルスルフィド(88mg,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、シリカゲルクロマトグラフィーより分離精製を行い、目的生成物を209mg得た。その収率を表5に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:0.08(s,9H),0.13(s,3H),0.16(s,3H),1.06(t,J=7.14Hz,3H),1.57−1.62(m,2H),1.75−1.81(m,1H),2.09(s,3H).
反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(3.4mg,0.005mmol)、n−プロピルアリルスルフィド(116mg,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、シリカゲルクロマトグラフィーより分離精製を行い、目的生成物を239mg得た。その収率を表5に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:0.08(s,9H),0.12(s,3H),0.16(s,3H),0.98(t,J=7.32Hz,3H),1.50−1.65(m,3H),1.68−1.71(m,1H),1.75−1.81(m,1H),2.49(t,2H).
反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(9.7mg,0.0125mmol)、フェニルアリルスルフィド(75mg,0.5mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(127μL,0.65mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、クーゲルロール蒸留により分離精製を行い、目的生成物を142mg得た。その収率を表5に示す。
1H−NMR(600MHz,CDCl3)δ:0.10(s,9H),0.19(s,3H),0.19(s,3H),1.31(t,J=7.42Hz,3H),1.67(dqd,J=6.04,7.42,13.74Hz,1H),1.81(dqd,6.04,7.42,13.74Hz,1H),7.14(td,J=7.42,2.75Hz,1H),7.25−7.26(m,2H),7.35(dd,J=8.24,1.10Hz,2H).
反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(3.4mg,0.005mmol)、ベンジルアリルスルフィド(164mg,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、クーゲルロール蒸留により分離精製を行い、目的生成物を245mg得た。その収率を表5に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:0.05(s,9H),0.06(s,3H),1.01(t,J=7.32Hz,3H),1.53−1.62(m,1H),1.63−1.67(m,1H),1.69−1.80(m,1H),3.66−3.75(m,2H),7.22−7.30(m,5H).
反応容器に、合成例1で得たCo2(CNtBu)8(3.4mg,0.005mmol)、メチルアリルスルフィド(88mg,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定した結果、原料のみが確認され、生成物は見られなかった(0%収率)。
反応容器に、合成例2で得られたCo2(CNAd)8(6.4mg,0.005mmol)、N−アリルアニリン(133mg,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.59ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表6に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:0.07(s,15H),0.59(m,2H),1.63(m,2H),3.10(q,J=5.8,2H),3.66(br,1H),6.60(d,J=7.7,2H),6.68(t,J=7.7,1H),7.17(t,J=7.2,2H).
反応容器に、合成例2で得られたCo2(CNAd)8(6.4mg,0.005mmol)、N,N−ジエチルアリルアミン(113mg,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.46ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表6に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:0.03(s,9H),0.04(s,3H),0.05(s,3H),0.46(m,2H),1.02(t,J=7.4,6H),1.47(m,2H),2.40(t,J=8.0,2H),2.52(q,J=7.4,4H).
反応容器に、合成例3で得られたCo2(CNMes)8(6.4mg,0.005mmol)、溶媒としてのN−メチルピロリドン(100μL)、9−ビニルカルバゾール(193mg,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである1.16ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表6に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:0.15(s,6H),0.17(s,9H),1.16(m,2H),4.38(m,2H),7.23(t,J=7.7Hz,2H),7.39(d,J=7.7Hz,2H),7.47(t,J=7.7Hz,2H),8.11(d,J=7.7Hz,2H).
反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(3.4mg,0.005mmol)、溶媒としてのDME(100μL)、N−ビニルフタルイミド(173mg,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである1.03ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表6に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:0.07(s,9H),0.14(s,6H),1.03(m,2H),3.75(m,2H),7.69−7.80(m,4H).
反応容器に、合成例2で得られたCo2(CNAd)8(6.4mg,0.005mmol)、N−ビニル−2−ピロリドン(111mg,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.81ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表6に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:0.08(s,9H),0.10(s,6H),0.82(m,2H),2.00(quint,J=7.2,2H),2.36(t,J=7.7,2H),3.36(m,4H).
反応容器に、Co2(CO)8(1.7mg,0.005mmol)、N−ビニル−2−ピロリドン(111mg,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.81ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表6に示す。
[実施例24]触媒としてCo2(CNtBu)8を用いたアセトフェノンのジメチルフェニルシランによるヒドロシラン還元反応
1H−NMR(400MHz,CDCl3):0.28(s,3H),0.33(s,3H),1.42(d,J=6.4Hz),4.85(q,6.4Hz,1H),7.16−7.41(m,8H),7.53−7.59(m,2H).
1:1付加体(a);1H−NMR(400MHz,CDCl3):0.02(s,3H),0.10(s,3H),0.13(d,J=3.0,3H),0.14(d,J=3.0,3H),1.46(d,J=6.5Hz,3H),4.66(m,1H),4.98(q,6.4Hz,1H),7.19−7.37(m,5H).
1:2付加体(b);1H−NMR(400MHz,CDCl3):0.05−0.17(m,12H),1.44(d,J=6.5Hz,6H),4.94(q,6.4Hz,2H),7.19−7.37(m,10H).
反応容器に、Fe2(CO)5(1.8mg,0.005mmol)、アセトフェノン(120mg,1.0mmol)、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン(147mg,1.3mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果を表7に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3):2.24(s,6H),3.42(s,2H),7.30−7.38(m,5H).
反応容器に、Co2(CO)8(1.7mg,0.005mmol)、N,N−ジメチルベンズアミド(149mg,1.0mmol)、ジフェニルシラン(239mg,1.3mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果を表8に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3):0.18(s,6H),0.19(s,6H),1.02(t,J=6.4,3H),2.88(q,J=6.4,2H).
反応容器に、Co2(CO)8(1.7mg,0.005mmol)、アセトニトリル(41mg,1.0mmol)、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン(147mg,1.3mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果を表9に示す。
[実施例29]触媒としてCo2(CNtBu)8を用いた1−オクテンの水素化反応
オートクレーブ用反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(6.4mg,0.005mmol)、1−オクテン(1.12g,10mmol)を加え、10atm水素を導入し、80℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果を表10に示す。
1H−NMR(CDCl3,400MHz)δ=0.88(t,J=7.2Hz,6H),1.16−1.36(m,12H).
オートクレーブ用反応容器に、合成例4で得られたFe(CNtBu)5(4.7mg,0.01mmol)、スチレン(1.04g,10mmol)を加え、10atm水素を導入し、80℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果を表10に示す。
1H−NMR(CDCl3,400MHz)δ=1.13(t,J=7.2Hz,3H),2.54(q,J=7.2Hz,2H),7.02−7.20(m,5H).
反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(3.4mg,0.005mmol)、α−メチルスチレン(129μL,1.0mmol)、トリエチルシラン(151mg,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物における2.86ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表11に示す。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:7.21−7.27(m,4H),7.15−7.17(m,1H),2.86(sext,J=6.8,1H),1.27(d,J=6.8,3H),0.98(dd,J=14.8,6.8Hz,1H),0.90(dd,J=14.8,6.8Hz,1H),0.86(t,J=8.0,9H),0.34−0.48(m,6H).
反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(3.4mg,0.005mmol)、α−メチルスチレン(129μL,1.0mmol)、ジメチルフェニルシラン(177mg,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物における2.85ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表11に示す。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:7.44−7.47(2H,m),7.31−7.34(3H,m),7.21−7.26(2H,m),7.11−7.17(3H,m),2.85(sext,J=6.8,1H),1.23(d,J=6.8,3H),1.22(dd,J=14.8,6.8Hz,1H),1.15(dd,J=14.8,6.8Hz,1H),0.15(s,3H),0.09(s,3H).
反応容器に、合成例2で得られたCo2(CNAd)8(6.4mg,0.005mmol)、α−メチルスチレン(1.53mg,13mmol)、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ポリジメチルシロキサン(重合度18)(7.4g,5.0mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.98ppmの多重線を確認し、その収率を求めた(収率>99%)。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:7.27(t,J=6.8,2H),7.21(d,J=6.8,2H),7.15(t,J=6.8,1H),2.92(sext,J=6.8,1H),1.28(d,J=6.8,3H),0.90−0.98(m,2H),0.05(s),−0.05(s),−0.07(s).
グローブボックス内で、反応容器に、合成例3で得られたCo2(CNMes)8(6.4mg,0.005mmol)を加えた。その反応容器をグローブボックスの外へ出し、空気中室温で24時間放置した。その後、反応容器をグローブボックス内に持ち込みα−メチルスチレン(129μL,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、25℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.94ppmの多重線を確認し、その収率を求めた(収率>99%)。
反応容器に、合成例5で得られたFe(CNAd)5(8.6mg,0.01mmol)、スチレン(114μL,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.90ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表12に示す。
反応容器に、合成例5で得られたFe(CNAd)5(8.6mg,0.01mmol)、スチレン(114μL,1.0mmol)、ジエトキシ(メチル)シラン(175mg,1.3mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.90ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表12に示す。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:7.20(m,5H),3.80(m,4H)2.68−2.72(m,2H),1.23(t,J=6.8,6H),0.97−1.01(m,2H),0.12(s,3H).
反応容器に、合成例5で得られたFe(CNAd)5(8.6mg,0.01mmol)、スチレン(154μL,1.3mmol)、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ポリジメチルシロキサン(重合度18)(0.74g,0.50mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.90ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表13に示す。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:7.24−7.29(m,2H),7.13−7.22(m,3H),2.61−2.68(m,2H),0.86−0.92(m,2H),0.08(s),0.07(s).
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:7.22−7.29(m,5H),2.65(q,J=7.6Hz,1H),1.35(d,J=7.6Hz,2H),0.01(s,9H),−0.01(s,3H),−0.02(s,3H).
反応容器に、合成例3で得られたCo2(CNMes)8(6.4mg,0.005mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−ビニルジシロキサン(174mg,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、80℃で3時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.40ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表14に示す。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:0.03(s,12H),0.06(s,18H),0.40(s,4H).
反応容器に、合成例1で得られたCo2(CNtBu)8(3.4mg,0.005mmol)、ビニルトリエトキシシラン(190mg,1.0mmol)、1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(254μL,1.3mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.50ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表14に示す。
1H−NMR(396MHz,CDCl3)δ:3.78(6H,q,J=7.0Hz),1.19(9H,t,J=7.0Hz),0.47−0.53(4H,m),0.02(9H,s),0.00(6H,s).
Claims (8)
- 下記式(1)で示される化合物からなり、脂肪族不飽和結合に対するヒドロシリル化反応もしくは水素化反応、または炭素−酸素不飽和結合もしくは炭素−窒素不飽和結合に対するヒドロシラン還元反応から選ばれる少なくとも1種の反応用触媒。
Mn(L)m (1)
{式中、Mは、酸化数が0価のFeまたはCoを表し、Lは、下記式(2)で示されるイソシアニド配位子を表し、nおよびmは、MがFeのとき、n=1、m=5であり、MがCoのとき、n=2、m=8である。
(CN)x−R1 (2)
(式中、R1は、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数3〜20のシクロアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、および炭素原子数7〜30のアルキルアリール基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基であり、xは、1の整数を表す。)} - 下記式(1)で示される化合物からなり、脂肪族不飽和結合に対するヒドロシリル化反応、または炭素−酸素不飽和結合もしくは炭素−窒素不飽和結合に対するヒドロシラン還元反応から選ばれる少なくとも1種の反応用触媒。
Mn(L)m (1)
{式中、Mは、酸化数が0価のNiを表し、Lは、下記式(2)で示されるイソシアニド配位子を表し、nおよびmは、n=1、m=2もしくは4、またはn=3、4もしくは8、m=4、6、7もしくは12である。
(CN)x−R1 (2)
(式中、R1は、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数3〜20のシクロアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、および炭素原子数7〜30のアルキルアリール基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基であり、xは、1の整数を表す。)} - 前記式(2)におけるR1が、t−ブチル基、1−アダマンチル基、メシチル基、フェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、および2,6−ジイソプロピルフェニル基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基である請求項1または2記載の触媒。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載の触媒を用いることを特徴とする、脂肪族不飽和結合含有化合物とSi−H結合含有化合物とのヒドロシリル化反応物の製造方法。
- 請求項1記載の触媒を用いることを特徴とする、脂肪族不飽和結合含有化合物の水素化反応物の製造方法。
- 前記脂肪族不飽和結合含有化合物が、オレフィン化合物、またはSi原子と結合したアルケニル基を有するシラン化合物もしくはオルガノポリシロキサンである請求項4または5記載の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載の触媒を用いることを特徴とする、炭素−酸素不飽和結合または炭素−窒素不飽和結合を有する化合物のSi−H結合含有化合物による還元反応物の製造方法。
- 前記炭素−酸素不飽和結合または炭素−窒素不飽和結合を有する化合物が、アルデヒド化合物、ケトン化合物、アミド化合物またはニトリル化合物である請求項7記載の還元反応物の製造方法。
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