次に、本出願の特定の実施形態について説明する。しかしながら、本開示は異なる形態で具体化されてもよく、本開示に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であるように、また当業者に本主題の範囲を十分に伝えるように提供される。
化合物、配位子、錯体、金属-配位子化合物または錯体は「ホスファグアニジン化合物」と称される。しかしながら、「ホスホリルグアニジン」という用語は互換的であるとみなされ、したがって「ホスホリルグアニジン」の使用は「ホスファグアニジン」と称される化合物を除外せず、逆もまた同様である。
直鎖状ビホスファグアニジン配位子
本開示の一実施形態は、以下の構造のホスファグアニジン化合物である式Iを含む。
式Iにおいて、R2、R5、R7、およびR9は、水素化物部分、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、またはヘテロ芳香族部分から選択される同じまたは異なる部分を含み、また孤立電子対を含んでもよく、R6は、脂肪族、ヘテロ脂肪族、アリール、またはヘテロアリール部分である。R1およびR8は、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、またはヘテロ芳香族部分から選択される同じまたは異なる部分を含む。Ra1、Ra2、Rb1、およびRb2は、脂肪族部分、芳香族部分、またはヘテロ芳香族部分から選択される同じまたは異なる部分を含む。
直鎖状ビホスファグアニジン配位子の合成
式Iのホスファグアニジン化合物を製造するために種々の実施形態が企図される。一実施形態において、本方法は、ビスカルボジイミドをホスフィン、例えば、ジアルキルホスフィンまたはジアリールホスフィンと反応させることを含んでもよい。特定の実施形態において、ホスフィンは、ジフェニルホスフィン、ジシクロヘキシルホスフィン、ジシクロヘキシルホスフィン-ボラン錯体、またはそれらの組み合わせである。種々のカルボジイミド、ビスカルボジイミド、および/またはポリカルボジイミドが好適であると考えられる。制限としてではなく例として、具体的なカルボジイミドの例を以下に提供する。さらなる詳細のために、米国特許出願第62/315,897号(Dow事件整理番号78538)が、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
1つ以上の実施形態において、ビスホスファグアニジン配位子は、対応するイソチオシアネートで始まる4段階のシーケンスで得ることができる。ジアミンとの縮合によりビスチオ尿素を生成し、次いでこれをヨードメタンでジメチル化してビスメチルイソチオ尿素を高収率で提供する。トリエチルアミンの存在下で化学量論的な硝酸銀で活性化すると、触媒的塩基性条件下で二置換ホスフィンおよびホスフィン-ボランを挿入するのに適格な求電子剤であるビスカルボジイミドが生じる。最初の2つの反応は精製を必要とせず、最後の2つの反応に必要とされる唯一の精製は、固体副生成物を除去するためにヘキサンを使用するCelite(登録商標)またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターを通した濾過である。種々の合成経路のさらなる説明は、後述の実施例において提供される。
直鎖状ポリホスファグアニジン配位子
式Iのさらなる実施形態において、ポリマーポリホスファグアニジンを含むように構造を拡大することができ、式IのR8は、以下の構造の式IIの括弧内に繰り返し単位を含む。
式IIにおいて、nは2~6の整数であり、R10は、水素化物、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、またはヘテロ芳香族部分から選択される。RyおよびRzは、水素化物、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、ヘテロ芳香族部分、または孤立電子対から選択される同じまたは異なる部分を含み、nが1より大きい場合、複数の繰り返し単位が存在し、Ra、Rb、Ry、およびRzは、各々、複数の繰り返し単位内の同じまたは異なる部分であり得る。
式IIIから製造されるポリマー触媒
さらなる実施形態において、式Iを用いて、式IIIのもの等のホスファグアニジン金属-配位子錯体またはプロ触媒を作製することができる。
式IIIにおいて、R1およびR8は、水素化物、脂肪族、ヘテロ脂肪族、芳香族、およびヘテロ芳香族部分から選択される同じまたは異なる部分を含む。RbおよびRaは、脂肪族部分、芳香族部分、またはヘテロ芳香族部分から選択される同じまたは異なる部分を含み、Mは、チタン、ジルコニウム、またはハフニウムから選択され、Xは、脂肪族部分、芳香族部分、NRN
2部分またはハロゲン化物部分から選択され、RNは、アルキル、アリール、またはヘテロアリール部分から選択され、R6は、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、または芳香族部分から選択され、各点線は、任意選択的に架橋結合を定義する。用語「架橋結合」は、点線が接続するR基のうちの少なくとも2つが、同じ基もしくは部分の一部であり、式IIIに示されていない原子の鎖を介して連結されているか、または水素結合もしくは他のファンデルワールス相互作用等の非共有結合的な相互作用を形成し得ることを意味する。
本開示はさらに、R6が任意選択的に置換された5原子架橋であり、またさらなる実施形態において、R6が5原子架橋であることを除いて、本明細書に記載される任意の実施形態によるオレフィン重合触媒系を提供する。
1つ以上の実施形態において、R6は(C3-C40)ヒドロカルビレンであってもよい。用語「(C3-C40)ヒドロカルビレン」は、式I、II、およびIIIの架橋されたN原子間に3つ以上の炭素結合が生じるように、1つ以上の介在炭素原子によって隔てられたジラジカル単位の2つのラジカル担持原子を有することによって定義される。本開示はさらに、R6が1,4-、1,5-、または1,6-ジラジカルからなる群から選択されることを除いて、本明細書に記載される任意の実施形態によるオレフィン重合触媒系を提供する。特定の実施形態において、R6は1,5-ジラジカルからなる群から選択される。さらに別の実施形態において、R6は、(C6-C18)アリーレンの1,4-ジラジカル、1,5-ジラジカル、および1,6-ジラジカル;(C4-C20)シクロアルキレンの1,4-ジラジカル、1,5-ジラジカル、および1,6-ジラジカル;ならびに(C3-C20)アルキレンの1,4-ジラジカル、1,5-ジラジカル、および1,6-ジラジカル;2,6-ヘプチレン
2,6-(2,6-ジメチル)ヘプチレン;3,3-ジメチルペンチレン、ならびにオルトキシリレンからなる群から選択される。さらに別の実施形態において、R6は、(-CH2CH2Si(Me)2CH2CH2-)、(-CH2CH2Si(iPr)2CH2CH2-)、(-CH2CH2Si(Oct)2CH2CH2-)、(-CH2CH2Ge(Me)2CH2CH2-)、(-CH2CH2Ge(iPr)2CH2CH2-)、および(-CH2CH2Ge(Oct)2CH2CH2-)からなる群から選択され、「Me」はメチルを意味し、「Oct」はオクチルを意味し、「iPr」または「i-Pr」はイソプロピルを意味し、「tBu」または「t-Bu」はtert-ブチルを意味する。
1つ以上の実施形態において、R1およびR8は、独立して、置換または非置換の(C1-C20)アルキル、置換または非置換の(C3-C20)シクロアルキル、または(C6-C40)アリールから選択される。
1つ以上の実施形態において、R1およびR8は、独立して、シクロヘキシル、2-プロピル、2,6-ジイソプロピルフェニル、2,6-ジメチルフェニル、tert-ブチル、フェニル、またはアダマンチルから選択される。いくつかの実施形態において、各Xはベンジルである。1つ以上の実施形態において、各RaおよびRbは、独立して、フェニルまたはシクロヘキシルである。
ビフェニルホスファグアニジン配位子
本開示の別の実施形態によれば、ホスファグアニジン化合物は式IVの構造を含む。
G1、G2、G3、G4、G5、G7、G8、G9、G10、およびG11の各々は、独立して、水素化物、アルキル基、アリールもしくはヘテロアリール基、またはグアニジン部分から選択され、各フェニル環は、少なくとも1つのグアニジン部分を含む。グアニジン部分は式Vの構造を含む:
グアニジン部分は、Ra、Rb、Rc、Rd、およびReの5つの異なるR基を有する。RdおよびReは、水素化物、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、ヘテロ芳香族部分から選択される同じもしくは異なる部分を含むか、または孤立電子対を含んでもよい。Rcは、水素化物、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、ヘテロ芳香族部分および/または孤立電子対から選択される。RaおよびRbは、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、またはヘテロ芳香族部分から選択される同じまたは異なる部分を含む。各曲線の点線は、任意選択的に、本開示内で定義されるような架橋結合を定義する。複数のグアニジン部分が存在する場合、Ra、Rb、Rc、Rd、およびReは、複数のグアニジン部分内で同じでもまたは異なっていてもよい。
式IVの一実施形態は、各フェニル環上の少なくとも1つのG基の代わりにグアニジン部分を有し、したがって式IVが2つのグアニジン部分を有する一実施形態を作り出す。グアニジン部分の各R基(すなわち、Ra、Rb、Rc、RdおよびRe)は、各グアニジン部分に異なる置換基を有することができる。例えば、式IVに2つのグアニジン部分を有する場合、一方の部分はRc位にメチル基を有してもよく、他方のグアニジン部分はエチル基を有してもよい。さらなる実施形態において、式IVは、G1、G5、G7、およびG11が式Vのグアニジン部分を含み、G2、G3、G4、G8、G9およびG10が水素原子であり、各Rc基が異なる置換基を含むように、4つのグアニジン部分を含んでもよい。しかしながら、いくつかの実施形態は、複数のグアニジン部分全体にわたって同じ置換基を含んでもよい。式IVのさらなる実施形態は、G1、G3、G5、G7、G9、およびG11が、水素化物、アルキル、アリール、またはヘテロアリール部分であり、G2、G4、G8、およびG10が式IVのグアニジン部分を含むように、グアニジン部分に加えて他の部分を含む。
種々の配位子は、式IVのグアニジン部分も含み得る。式IVのグアニジン部分において、RdおよびRcの一方は水素原子、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、ヘテロ芳香族部分であり、RbおよびRcの他方は孤立電子対である。グアニジン部分のいくつかの実施形態において、Raは、フェニル、置換フェニル、またはシクロヘキシルもしくはシクロペンチル部分を含むがこれらに限定されないアルキル部分から選択される。他の実施形態において、Rbは、フェニル、置換フェニル、またはシクロヘキシルもしくはシクロペンチル部分を含むがこれらに限定されないアルキル部分から選択され、さらなる実施形態において、Rdは、水素化物、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、イソブチル、ベンジル、アダマンチル、tert-ブチル、フェニル、2,6-ジメチルフェニル、2,6-ジイソプロピルフェニル、および/または孤立電子対から選択され、Reは、水素化物、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、イソブチル、ベンジル、アダマンチル、tert-ブチル、フェニル、2,6-ジメチルフェニル、2,6-ジイソプロピルフェニル、および/または孤立電子対から選択される。
上記のように、RcをRbに連結する点線は、任意選択的に架橋結合である。いくつかの実施形態において、RcおよびRbは、単一の芳香族または脂肪族部分の一部である。
ナフチルホスファグアニジン化合物
したがって、本開示の別の実施形態であるホスファグアニジン化合物は、ホスファグアニジンナフタレン化合物である式VIの構造を含む。
式VIにおいて、G21、G22、G23、G24、G25、G27、およびG28は、独立して、水素化物、アルキル基、ヘテロアルキル基、アリールもしくはヘテロアリール基、またはアルキルグアニジン部分から選択され、各フェニル環は、少なくとも1つのグアニジン部分、式Vのグアニジン部分を含む。
フェニルホスファグアニジン配位子
さらなる実施形態において、ホスファグアニジン化合物は、式VIIの構造も含む。
式VIIにおいて、G31、G32、G33、G34、およびG35は、独立して、水素化物、アルキル基、ヘテロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルグアニジン部分またはグアニジン部分から選択され、フェニル環は、少なくとも1つのグアニジン部分を含み、グアニジン部分は先の段落に記載される式Vの構造を含む。
式IVのナフチルホスファグアニジン化合物、式VIのビス-フェニルホスファグアニジン化合物、および式VIIのフェニルホスファグアニジン化合物の両方を、遷移金属と個々に組み合わせて触媒、プロ触媒または金属-配位子錯体を形成することができる。遷移金属は、限定されないが、ハフニウム、ジルコニウム、チタン、パラジウム、ロジウム、銅、亜鉛、コバルト、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、ルテニウム、イリジウム、ニッケル、白金、銀、または金を含む。
「独立して選択される」という用語は、R1、R2、R3、R4、およびR5等のR基が、同じまたは異なり得ることを意味する(例えば、R1、R2、R3、R4、およびR5が全て置換アルキルであってもよいか、またはR1およびR2が置換アルキルあってもよく、R3がアリールであってもよい等)。単数形の使用には、複数形の使用が含まれ、またその逆も同様である(例えば、ヘキサン溶媒(単数形)はヘキサン(複数形)を含む)。命名されたR基は、一般に、当該技術分野においてその名称を有するR基に対応すると認識されている構造を有するであろう。これらの定義は、当業者に既知の定義を補足し、例示することを意図したものであり、排除するものではない。
「部分」、「官能基」、「基」、または「置換基」という用語は、本明細書において互換的に使用され得るが、当業者は、錯体または化合物のある特定の部分を官能基ではなく部分であると認識することができ、またその逆も同様である。さらに、「部分」という用語は、本開示のホスファグアニジン化合物または金属-配位子錯体中に存在する官能基および/または別々の結合残基を含む。本出願において使用される「部分」という用語は、式IIに記載されるように、コポリマー中の個々の単位またはポリマー配位子内の個々の単位を含む。
用語「錯体」は、一緒に配位して分子化合物を形成する金属および配位子を意味する。配位は、供与結合または共有結合を介して形成され得る。例示の目的で、本開示内である特定の代表的な基が定義される。これらの定義は、当業者に既知の定義を補足し、例示することを意図したものであり、排除するものではない。
用語「脂肪族」は、用語「アルキル」、「分岐アルキル」、「(C1-C40)ヒドロカルビル」、「置換(C1-C40)ヒドロカルビル」、「(C3-C40)ヒドロカルビレン」、および「置換(C3-C40)ヒドロカルビレン」を包含する。
用語「ヘテロ脂肪族」は、「(C1-C40)ヘテロヒドロカルビル」および「置換(C1-C40)ヘテロヒドロカルビル」、「[(C+Si)3-(C+Si)40]オルガノシリレン」、「置換[(C+Si)3-(C+Si)40]オルガノシリレン、「置換[(C+Ge)3-(C+Ge)40]オルガノゲルミレン」、ならびに置換[(C+Ge)3-(C)+Ge)40]オルガノゲルミレンを含む。
用語「芳香族」または「アリール」は、用語「(C6-C40)アリール」および「置換(C6-C40)アリール基」を包含する。用語「ヘテロ芳香族」は、「(C1-C40)ヘテロアリール」、および「(C2-C40)ヘテロアリール」を含む。
代替の実施形態において、R1、R2、R4およびR5のうちのいずれか1つ以上の(C1-C40)ヒドロカルビルおよび(C1-C40)ヘテロヒドロカルビルの各々は、独立して、非置換であるかまたは1つ以上のRS置換基で置換されており、各RSは、独立して、ハロゲン原子、ポリフルオロ置換、ペルフルオロ置換、非置換(C1-C18)アルキル、(C6-C18)アリール、(C3-C18)ヘテロアリール、F3C、FCH2O、F2HCO、F3CO、(RC)3Si、(RC)3Ge、(RC)O、(RC)S、(RC)S(O)、(RC)S(O)2、(RC)2P、(RC)2N、(RC)2C=N、NC、NO2、(RC)C(O)O、(RC)OC(O)、(RC)C(O)N(RC)、もしくは(RC)2NC(O)であるか、または2つのRSが一緒になって非置換(C1-C18)アルキレンを形成し、各RSは、独立して、非置換(C1-C18)アルキルである。
ある特定の炭素原子含有化学基(例えば、(C1-C40)アルキル)を説明するために使用される場合、括弧内の表現(C1-C40)は「(Cx-Cy)」の形式で表すことができ、これは、化学基の非置換型がx個の炭素原子~y個の炭素原子を含むことを意味し、各xおよびyは、独立して、その化学基について記載される整数である。化学基のRS置換型は、RSの性質に応じて、y個より多くの炭素原子を含み得る。したがって、例えば、非置換(C1-C40)アルキルは、1~40個の炭素原子を含有する(x=1およびy=40)。化学基が1つ以上の炭素原子含有RS置換基で置換されている場合、置換(Cx-Cy)化学基はy個より多くの総炭素原子を含んでもよく、すなわち、炭素原子含有置換基(複数可)で置換された(Cx-Cy)化学基の炭素原子の総数は、yに炭素原子含有置換基(複数可)の各々の炭素原子数の合計を加えたものに等しい。本明細書で特定されていない化学基の任意の原子は水素原子であると理解されたい。
いくつかの実施形態において、ホスファグアニジン化合物I、II、IV、V、VI、およびVIIならびに式IIIの金属錯体の化学基の各々(例えば、R1、R2、R3、R4、R5、およびR6)は、非置換であってもよく、すなわち、上記の条件が満たされる限りは、置換基RSを使用せずに定義することができる。他の実施形態において、ホスファグアニジン化合物I、II、IV、V、VI、およびVII、ならびに式IIIの金属-配位子錯体の化学基の少なくとも1つは、独立して、置換基RSのうちの1つ以上を含む。ホスファグアニジン化合物または金属-配位子錯体が2つ以上の置換基RSを含有する場合、各RSは、独立して、同じまたは異なる置換化学基に結合している。2つ以上のRSが同じ化学基に結合している場合、それらは独立して、場合によって、同じ化学基内で、化学基の過置換を含めて、同じまたは異なる炭素原子またはヘテロ原子に結合している。
「過置換」という用語は、対応する非置換の化合物または官能基の炭素原子またはヘテロ原子に結合した各水素原子(H)が、場合によって、置換基(例えば、RS)で置き換えられることを意味する。「多置換」という用語は、対応する非置換の化合物または官能基の炭素原子またはヘテロ原子に結合した、全部ではないが少なくとも2つの水素原子(H)の各々が、場合によって、置換基(例えば、RS)で置き換えられることを意味する。「一置換」という用語は、対応する非置換の化合物または官能基の炭素原子またはヘテロ原子に結合した唯一の水素原子(H)が、場合によって、置換基(例えば、RS)で置き換えられることを意味する。(C1-C18)アルキレンおよび(C1-C8)アルキレン置換基は、場合によって、対応する単環式または二環式の非置換の化学基の二環式または三環式類似体である置換された化学基を形成するのに特に有用である。
本明細書中で使用される場合、用語ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、ヒドロカルビレン、ヘテロヒドロカルビレン、アルキル、アルキレン、ヘテロアルキル、ヘテロアルキレン、アリール、アリーレン、ヘテロアリール、ヘテロアリーレン、シクロアルキル、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、オルガノシリレン、オルガノゲルミレンの定義は、全ての可能な立体異性体を含むことが意図される。
ヘテロアルキル基およびヘテロアルキレン基は、それぞれ、上に定義したように、(C1-C40)炭素原子と、ヘテロ原子またはヘテロ原子基O、S、N、S(O)、S(O)2、S(O)2N、Si(RC)2、Ge(RC)2、P(RC)、P(O)(RC)、およびN(RC)のうちの1つ以上とを含有する、飽和した直鎖状または分岐鎖状のラジカルまたはジラジカルであり、ヘテロアルキルおよびヘテロアルキレン基の各々は、独立して、非置換であるかまたは1つ以上のRSで置換されている。置換および非置換ヘテロアルキル基の例は、メトキシル、エトキシル、トリメチルシリル、ジメチルフェニルシリル、tert-ブチルジメチルシリル、およびジメチルアミノである。
本明細書で使用される場合、用語「(C1-C40)ヒドロカルビル」は、1~40個の炭素原子の炭化水素ラジカルを意味し、用語「(C1-C40)ヒドロカルビレン」は、1~40個の炭素原子の炭化水素ジラジカルを意味し、各炭化水素ラジカルおよびジラジカルは、独立して、芳香族(6個の炭素原子またはそれ以上)もしくは非芳香族、飽和もしくは不飽和、直鎖状もしくは分岐鎖状、環式(単環式および多環式、縮合型および非縮合型多環式、例えば、二環式;3個の炭素原子またはそれ以上を含む)もしくは非環式、またはそれらの2つ以上の組み合わせであり、各炭化水素ラジカルおよびジラジカルは、独立して、それぞれ、別の炭化水素ラジカルおよびジラジカルと同じであるかまたは異なっており、独立して、非置換であるかまたは1つ以上のRSで置換されている。
いくつかの実施形態において、(C1-C40)ヒドロカルビルは、独立して、非置換または置換の(C1-C40)アルキル、(C3-C40)シクロアルキル、(C3-C20)シクロアルキル(C1-C20)アルキレン、(C6-C40)アリール、または(C6-C20)アリール-(C1-C20)アルキレンである。さらなる実施形態において、前述の(C1-C40)ヒドロカルビル基の各々は、独立して、最大20個の炭素原子(すなわち、(C1-C20)ヒドロカルビル)を有し、他の実施形態において最大15個の炭素原子を有する。
「(C1-C40)アルキル」という用語は、非置換であるかまたは1つ以上のRSで置換されている、1~40個の炭素原子の飽和した直鎖状または分岐鎖状の炭化水素ラジカルを意味する。非置換(C1-C40)アルキルの例は、非置換(C1-C20)アルキル、非置換(C1-C10)アルキル、非置換(C1-C5)アルキル、メチル、エチル、1-プロピル、2-プロピル、2,2-ジメチルプロピル、1-ブチル、2-ブチル、2-メチルプロピル、1,1-ジメチルエチル、1-ペンチル、1-ヘキシル、2-エチルヘキシル、1-ヘプチル、1-ノニル、1-デシル、2,2,4-トリメチルペンチルであり、置換(C1-C40)アルキルの例は、置換(C1-C20)アルキル、置換(C1-C10)アルキル、トリフルオロメチル、トリメチルシリルメチル、メトキシメチル、ジメチルアミノメチル、トリメチルゲルミルメチル、フェニルメチル(ベンジル)、2-フェニル-2,2-メチルエチル、2-(ジメチルフェニルシリル)エチル、およびジメチル(t-ブチル)シリルメチルである。
用語「(C6-C40)アリール」は、6~40個の炭素原子の非置換または置換(1つ以上のRSによる)の単環式、二環式または三環式の芳香族炭化水素ラジカルを意味し、そのうち、炭素原子の少なくとも6~14個は芳香環炭素原子であり、単環式、二環式または三環式ラジカルは、それぞれ、1、2または3個の環を含み、1個の環は芳香族であり、任意選択的な第2および第3の環は、独立して、縮合または非縮合であり、第2および第3の環は、それぞれ独立して、任意選択的に芳香族である。非置換(C6-C40)アリールの例は、非置換(C6-C20)アリール、非置換(C6-C18)アリール、フェニル、ビフェニル、オルト-テルフェニル、メタ-テルフェニル、フルオレニル、テトラヒドロフルオレニル、インダセニル、ヘキサヒドロインダセニル、インデニル、ジヒドロインデニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、フェナントレニルおよびトリプチセニルである。置換(C6-C40)アリールの例は、置換(C6-C20)アリール、置換(C6-C18)アリール、2,6-ビス[(C1-C20)アルキル]-フェニル、2-(C1-C5)アルキル-フェニル、2,6-ビス(C1-C5)アルキル-フェニル、2,4,6-トリス(C1-C5)アルキル-フェニル、ポリフルオロフェニル、ペンタフルオロフェニル、2,6-ジメチルフェニル、2,6-ジイソプロピルフェニル、2,4,6-トリイソプロピルフェニル、2,4,6-トリメチルフェニル、2-メチル-6-トリメチルシリルフェニル、2-メチル-4,6-ジイソプロピルフェニル、4-メトキシフェニル、および4-メトキシ-2,6-ジメチルフェニルである。
用語「(C3-C40)シクロアルキル」は、非置換であるかまたは1つ以上のRSで置換されている、3~40個の炭素原子の飽和した環式または多環式(すなわち、融合または非融合)炭化水素ラジカルを意味する。他のシクロアルキル基(例えば、(C3-C12)アルキル)も同様に定義される。非置換(C3-C40)シクロアルキルの例は、非置換(C3-C20)シクロアルキル、非置換(C3-C10)シクロアルキル、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、シクロデシル、オクタヒドロインデニル、ビシクロ[4.4.0]デシル、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、およびトリシクロ[3.3.1.1]デシルである。置換(C3-C40)シクロアルキルの例は、置換(C3-C20)シクロアルキル、置換(C3-C10)シクロアルキル、2-メチルシクロヘキシル、およびペルフルオロシクロヘキシルである。
(C1-C40)ヒドロカルビレンの例は、非置換または置換の(C3-C40)ヒドロカルビレン、(C6-C40)アリーレン、(C3-C40)シクロアルキレン、および(C3-C40)アルキレン(例えば、(C3-C20)アルキレン)である。いくつかの実施形態において、ジラジカルは、1,3-α,ωジラジカル(例えば、-CH2CH2CH2-)または内部置換を有する1,5-α,ωジラジカル(例えば、-CH2CH2CH(CH3)CH2CH2-)の場合のようにヒドロカルビレンの末端原子上に存在する。他の実施形態において、ジラジカルは、C7 2,6-ジラジカル
または内部置換を有するC7 2,6-ジラジカル
の場合のようにヒドロカルビレンの非末端原子上に存在する。
[(C+Si)3-(C+Si)40]オルガノシリレンおよび[(C+Ge)3-(C+Ge)40]オルガノゲルミレンという用語は、ジラジカル単位の2つのラジカル担持原子が、介在する1つ以上の炭素、ケイ素および/またはゲルマニウム原子によって隔てられているため、式I、II、およびIIIの架橋N原子を結合する最短鎖中に少なくとも3個の原子が存在するジラジカルとして定義される。このような[(C+Si)3-(C+Si)40]オルガノシリレンおよび[(C+Ge)3-(C+Ge)40]オルガノゲルミレン基は、置換されていてもまたは非置換でもよい。いくつかの実施形態において、ジラジカルは、1,5α,ωジラジカル(例えば、-CH2CH2Si(C2H5)2CH2CH2-および-CH2CH2Ge(C2H5)2CH2CH2-)の場合のように、オルガノシリレンまたはオルガノゲルミレンの末端原子上に存在する。他の実施形態において、ジラジカルは、置換(C+Si)7 2,6-ジラジカル
および置換(C+Ge)7 2,6-ジラジカル
の場合のように、オルガノシリレンまたはオルガノゲルミレンの非末端原子上に存在する。
用語「(C1-C40)アルキレン」は、非置換であるかまたは1つ以上のRSで置換されている、1~40個の炭素原子の飽和または不飽和の直鎖状または分岐鎖状のジラジカルを意味する。非置換(C1-C40)アルキレンの例は、非置換(C3-C20)アルキレン、例えば、非置換1,3-(C3-C10)アルキレン、1,4-(C4-C10)アルキレン、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-(CH2)7-、-(CH2)8-、および-(CH2)4CH(CH3)-である。置換(C1-C40)アルキレンの例は、置換(C3-C20)アルキレン、-CF2CF2CF2-、および-(CH2)14C(CH3)2(CH2)5-(すなわち、6,6-ジメチル置換ノルマル-1,20-エイコシレン)である。前述のように、2つのRSが一緒になって(C1-C40)アルキレンを形成し得るため、置換(C1-C40)アルキレンの例は、1,2-ビス(メチレン)シクロペンタン、1,2-ビス(メチレン)シクロヘキサン、2,3-ビス(メチレン)-7,7-ジメチル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、および2,3-ビス(メチレン)ビシクロ[2.2.2]オクタンも含む。
「(C3-C40)シクロアルキレン」という用語は、非置換であるかまたは1つ以上のRSで置換されている、3~40個の炭素原子の環式ジラジカル(すなわち、ラジカルは環原子上に存在する)を意味する。式IおよびIIのシクロアルキレンR6基へのキレート化置換基の結合はまた、式I、IIおよびIIIの架橋N原子を結合する最短鎖中に少なくとも3個の原子が存在するという要件も満たさなければならない。非置換(C3-C40)シクロアルキレンの例は、1,3-シクロブチレン、1,3-シクロペンチレン、および1,4-シクロヘキシレンである。置換(C3-C40)シクロアルキレンの例は、2-トリメチルシリル-1,4-シクロヘキシレンおよび1,2-ジメチル-1,3-シクロヘキシレンである。
用語「(C1-C40)ヘテロヒドロカルビル」および「(C1-C40)ヘテロヒドロカルビレン」は、それぞれ、1~40個の炭素原子のヘテロ炭化水素ラジカルまたはジラジカルを意味し、各ヘテロ炭化水素は、独立して、1つ以上のヘテロ原子またはヘテロ原子基O、S、N、S(O)、S(O)2、S(O)2N、Si(RC)2、Ge(RC)2、P(RC)、P(O)(RC)、およびN(RC)を有し、独立して、各RCは、水素、非置換(C1-C18)ヒドロカルビルもしくは非置換(C1-C18)ヘテロヒドロカルビルであるか、または存在しない(例えば、Nが-N=を含む場合は存在しない)。各(C1-C40)ヘテロヒドロカルビルおよび(C1-C40)ヘテロヒドロカルビレンは、独立して、非置換もしくは置換(1つ以上のRSで)、芳香族もしくは非芳香族、飽和もしくは不飽和、直鎖状もしくは分岐鎖状、環式(単環式および多環式、縮合および非縮合の多環式を含む)もしくは非環式であるか、またはそれらの2つ以上の組み合わせであり、各々は、それぞれ、互いに同じでも異なっていてもよい。
(C1-C40)ヘテロヒドロカルビルは、独立して、置換または非置換の(C1-C40)ヘテロアルキル、(C1-C40)ヒドロカルビル-O-、(C1-C40)ヒドロカルビル-S-、(C1-C40)ヒドロカルビル-S(O)-、(C1-C40)ヒドロカルビル-S(O)2-、(C1-C40)ヒドロカルビル-Si(RC)2-、(C1-C40)ヒドロカルビル-Ge(RC)2-、(C1-C40)ヒドロカルビル-N(RC)-、(C1-C40)ヒドロカルビル-P(RC)-、(C2-C40)ヘテロシクロアルキル、(C2-C19)ヘテロシクロアルキル-(C1-C20)アルキレン、(C3-C20)シクロアルキル-(C1-C19)ヘテロアルキレン、(C2-C19)ヘテロシクロアルキル-(C1-C20)ヘテロアルキレン、(C1-C40)ヘテロアリール、(C1-C19)ヘテロアリール-(C1-C20)アルキレン、(C6-C20)アリール-(C1-C19)ヘテロアルキレン、または(C1-C19)ヘテロアリール-(C1-C20)ヘテロアルキレンである。用語「(C1-C40)ヘテロアリール」は、1~40個の総炭素原子および1~6個のヘテロ原子の、非置換または置換(1つ以上のRSによる)の単環式、二環式または三環式の、ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルを意味し、単環式、二環式または三環式ラジカルは、それぞれ、1、2または3個の環を含み、1個の環はヘテロ芳香族であり、任意選択的な第2および第3の環は、独立して、縮合または非縮合であり、第2および第3の環は、それぞれ独立して、任意選択的にヘテロ芳香族である。他のヘテロアリール基(例えば(C1-C12)ヘテロアリール)も同様に定義される。単環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、5員環または6員環である。5員環は、それぞれ、1~4個の炭素原子および4~1個のヘテロ原子を有し、各ヘテロ原子は、O、S、N、またはPである。5員環ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例は、ピロール-1-イル、ピロール-2-イル、フラン-3-イル、チオフェン-2-イル、ピラゾール-1-イル、イソオキサゾール-2-イル、イソチアゾール-5-イル、イミダゾール-2-イル、オキサゾール-4-イル、チアゾール-2-イル、1,2,4-トリアゾール-1-イル、1,3,4-オキサジアゾール-2-イル、1,3,4-チアジアゾール-2-イル、テトラゾール-1-イル、テトラゾール-2-イル、およびテトラゾール-5-イルである。6員環は、3~5個の炭素原子および1~3個のヘテロ原子を有し、ヘテロ原子はNまたはPである。6員環ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例は、ピリジン-2-イル、ピリミジン-2-イル、およびピラジン-2-イルである。二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、縮合5,6環系または6,6環系である。縮合5,6環系二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例は、インドール-1-イルおよびベンズイミダゾール-1-イルである。縮合6,6環系二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例は、キノリン-2-イルおよびイソキノリン-1-イルである。三環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、縮合5,6,5-、5,6,6-、6,5,6-、または6,6,6-環系である。縮合5,6,5-環系の例は、1,7-ジヒドロピロロ[3,2-f]インドール-1-イルである。縮合5,6,6-環系の例は、1H-ベンゾ[f]インドール-1-イルである。縮合6,5,6-環系の例は、9H-カルバゾール-9-イルである。縮合6,5,6-環系の例は、9H-カルバゾール-9-イルである。縮合6,6,6-環系の例は、アクリジン-9-イルである。
いくつかの実施形態において、(C2-C40)ヘテロアリールは、2,7-二置換カルバゾリルまたは3,6-二置換カルバゾリルであり、各RSは、独立して、フェニル、メチル、エチル、イソプロピル、または三級ブチル、2,7-ジ(三級ブチル)-カルバゾリル、3,6-ジ(三級ブチル)-カルバゾリル、2,7-ジ(三級オクチル)-カルバゾリル、3,6-ジ(三級オクチル)-カルバゾリル、2,7-ジフェニルカルバゾリル、3,6-ジフェニルカルバゾリル、2,7-ビス(2,4,6-トリメチルフェニル)-カルバゾリルまたは3,6-ビス(2,4,6-トリメチルフェニル)-カルバゾリルである。
非置換(C2-C40)ヘテロシクロアルキルの例は、非置換(C2-C20)ヘテロシクロアルキル、非置換(C2-C10)ヘテロシクロアルキル、アジリジン-1-イル、オキセタン-2-イル、テトラヒドロフラン-3-イル、ピロリジン-1-イル、テトラヒドロチオフェン-S,S-ジオキシド-2-イル、モルホリン-4-イル、1,4-ジオキサン-2-イル、ヘキサヒドロアゼピン-4-イル、3-オキサ-シクロオクチル、5-チオ-シクロノニル、および2-アザ-シクロデシルである。
用語「ハロゲン原子」は、フッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)、またはヨウ素原子(I)ラジカルを意味する。各ハロゲン原子は、独立して、Brラジカル、Fラジカル、またはClラジカルである。用語「ハロゲン化物」は、フッ化物(F-)、塩化物(Cl-)、臭化物(Br-)、またはヨウ化物(I-)アニオンを意味する。
式IIIの重合触媒には、S(O)またはS(O)2ジラジカル官能基中のO-S結合以外に、O-O、S-S、またはO-S結合は存在しない。さらに、式IIIの重合触媒には、S(O)またはS(O)2ジラジカル官能基中のO-S結合以外に、O-O、P-P、S-S、またはO-S結合は存在しない。
「飽和」という用語は、炭素-炭素二重結合、炭素-炭素三重結合、ならびに(ヘテロ原子含有基において)炭素-窒素、炭素-リン、および炭素-ケイ素二重結合を欠くことを意味する。飽和化学基が1つ以上の置換基RSで置換されている場合、1つ以上の二重および/または三重結合は、任意選択的に、置換基RS中に存在してもまたはしなくてもよい。用語「不飽和」は、1つ以上の炭素-炭素二重結合、炭素-炭素三重結合、ならびに(ヘテロ原子含有基において)炭素-窒素、炭素-リン、炭素-ケイ素二重結合、および炭素-窒素三重結合を含有することを意味し、存在する場合、置換基RS中に存在し得るか、または存在する場合、(ヘテロ)芳香環中に存在し得る、いずれのそのような二重結合も含まない。
Mは、チタン、ジルコニウム、またはハフニウムである。一実施形態において、Mはチタンである。他の実施形態において、Mはジルコニウムである。他の実施形態において、Mはハフニウムである。いくつかの実施形態において、Mは+2、+3、または+4の形式的酸化状態にある。各Xは、独立して、中性、モノアニオン性、またはジアニオン性の単座または多座配位子である。Xおよびnは、式III、VIIIおよびIXの重合触媒が全体として中性であるように選択される。いくつかの実施形態において、各Xは、独立して、単座配位子である。一実施形態において、2つ以上のX単座配位子が存在する場合、各Xは同じである。いくつかの実施形態において、単座配位子はモノアニオン性配位子である。モノアニオン性配位子は、-1の正味形式酸化状態を有する。各モノアニオン性配位子は、独立して、水素化物、(C1-C40)ヒドロカルビルカルバニオン、(C1-C40)ヘテロヒドロカルビルカルバニオン、ハロゲン化物、硝酸塩、炭酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、水素化ホウ素、硫酸塩、HC(O)O-、アルコキシドまたはアリールオキシド(RO-)、(C1-C40)ヒドロカルビルC(O)O-、HC(O)N(H)-、(C1-C40)ヒドロカルビルC(O)N(H)-、(C1-C40)ヒドロカルビルC(O)N((C1-C20)ヒドロカルビル)-、RKRLB-、RKRLN-、RKO-、RKS-、RKRLP-、またはRMRKRLSi-であってもよく、各RK、RL、およびRMは、独立して、水素、(C1-C40)ヒドロカルビル、または(C1-C40)ヘテロヒドロカルビルであるか、またはRKおよびRLは一緒になって(C2-C40)ヒドロカルビレンまたは(C1-C40)ヘテロヒドロカルビレンを形成し、RMは前に定義した通りである。
いくつかの実施形態において、Xの少なくとも1つの単座配位子は、独立して、中性配位子である。一実施形態において、中性配位子は、RXNRKRL、RKORL、RKSRL、またはRXPRKRLである中性ルイス塩基基であり、各RXは、独立して、水素、(C1-C40)ヒドロカルビル、[(C1-C10)ヒドロカルビル]3Si、[(C1-C10)ヒドロカルビル]3Si(C1-C10)ヒドロカルビル、または(C1-C40)ヘテロヒドロカルビルであり、各RKおよびRLは、独立して、前に定義した通りである。
いくつかの実施形態において、各Xは、独立して、ハロゲン原子、非置換(C1-C20)ヒドロカルビル、非置換(C1-C20)ヒドロカルビルC(O)O-、またはRKRLN-である単座配位子であり、RKおよびRLの各々は、独立して、非置換(C1-C20)ヒドロカルビルである。いくつかの実施形態において、各単座配位子Xは、塩素原子、(C1-C10)ヒドロカルビル(例えば、(C1-C6)アルキルまたはベンジル)、非置換(C1-C10)ヒドロカルビルC(O)O-、またはRKRLN-であり、RKおよびRLの各々は、独立して、非置換(C1-C10)ヒドロカルビルである。
いくつかの実施形態において、少なくとも2つのX基が存在し、2つのX基は、一緒になって二座配位子を形成する。いくつかの実施形態において、二座配位子は中性二座配位子である。一実施形態において、中性二座配位子は、式(RD)2C=C(RD)-C(RD)=C(RD)2のジエンであり、各RDは、独立してH、非置換(C1-C6)アルキル、フェニル、またはナフチルである。いくつかの実施形態において、二座配位子は、モノアニオン-モノ(ルイス塩基)配位子である。モノアニオン性モノ(ルイス塩基)配位子は、式(D)の1,3-ジオネートであってもよく、(RE-C(O-)=CH-C(=O)-RE(D))、各RDは、独立して、H、非置換(C1-C6)アルキル、フェニル、またはナフチルである。いくつかの実施形態において、二座配位子は、ジアニオン性配位子である。ジアニオン性配位子は、-2の正味の形式酸化状態を有する。一実施形態において、各ジアニオン性配位子は、独立して、炭酸、シュウ酸(すなわち、-O2CC(O)O-)、(C2-C40)ヒドロカルビジカルバニオン、(C1-C40)ヘテロヒドロカルビレンジカルボアニオン、リン酸塩、または硫酸塩である。
前述のように、Xの数および電荷(中性、モノアニオン性、ジアニオン性)は、式IIIの重合触媒が全体として中性になるように、Mの形式的酸化状態に応じて選択される。
いくつかの実施形態において、各Xは同じであり、各Xは、独立して、メチル、イソブチル、ネオペンチル、ネオフィル、トリメチルシリルメチル、フェニル、ベンジル、ジメチルアミド、またはクロロ部分から選択される。他の実施形態において、少なくとも2つのX基が異なり、さらなる実施形態において、各Xは、メチル、イソブチル、ネオペンチル、ネオフィル、トリメチルシリルメチル、フェニル、ベンジル、およびクロロのうちの異なる1つである。
式I、II、III、IV、V、VIおよびVIIにおいて任意選択的である「架橋結合」は、あるR基を異なるR基に結合する。例えば、式IIIにおいて、R2は、示されるように、式IIIとは別の架橋結合を介してR1に任意選択的に結合することができる。架橋結合は、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、アリール部分またはヘテロアリール部分であり得る。任意選択的な架橋結合は、少なくとも3つの原子である。式IIIおよびVにおいて、架橋結合を形成することができるR基はヘテロ原子に結合しているため、「架橋結合」中の原子は、一方のヘテロ原子から他方のヘテロ原子への最も少ない数の原子である。架橋結合を表す点線は式IおよびIIには描かれていないが、式IIIは前述のように式Iを遷移金属と組み合わせることによって生成されるため、架橋結合が存在してもよい。
この開示内には1種類の重合触媒がある。重合触媒は、式IIIから得られる。これらの化合物は全てホスファグアニジン化合物を含む「重合触媒」として分類されるが、これらの重合触媒は「金属-配位子錯体」であり、そのように称されてもよいことに留意されたい。
一実施形態において、式IIIの重合触媒は、単核金属錯体である。別の実施形態において、式IIIの重合触媒は、四座配位ビス-アミジン配位子を含む。別の実施形態において、架橋単位が中央の窒素供与体に結合しているため、テザー構造は、触媒作用に最も適した金属錯体形状を強化する。
一実施形態において、オレフィン重合触媒系は、式IIIによる金属-配位子錯体を含み、これは、狭い多分散性および特に低いオクテン組み込みを有する高分子量(Mw)ポリオレフィンの製造を容易にする。
以下のMCI-#という名称の構造は、式IIIの特定の実施態様である。
式IIIの金属-配位子錯体の実施形態
本開示内で企図される種々のホスファグアニジン配位子が存在し、それらは金属の添加により先に列挙した金属-配位子錯体を形成する。
用語「金属-配位子錯体(複数可)」、「触媒(複数可)」、「プロ触媒」または「重合触媒」は、互換的に使用され得る。追加の金属-配位子錯体は、配位子L1~L134のいずれかから形成することができる。配位子から形成される金属-配位子錯体は、触媒またはプロ触媒であり得る。本明細書に開示される金属-配位子錯体は、複数の反応部位を有することができる一方で、いくつかは単一部位反応を有する。
共触媒
式IIIの金属-配位子錯体によるプロ触媒は、該プロ触媒を活性化共触媒と接触させるかもしくは組み合わせることによって、または当該技術分野で既知のもの等の活性化技術を用いることによって、金属系オレフィン重合反応に使用するために触媒的に活性になる。本明細書に使用するのに好適な活性化共触媒として、アルキルアルミニウム、ポリマーまたはオリゴマーアルモキサン(アルミノキサンとしても知られる)、中性ルイス酸、および非ポリマー性、非配位性のイオン形成化合物が挙げられる(酸化条件下でのそのような化合物の使用を含む)。好適な活性化技術は、バルク電気分解である。前述の活性化共触媒および技術のうちの1つ以上の組み合わせもまた企図される。「アルキルアルミニウム」という用語は、モノアルキルアルミニウムジヒドリドもしくはモノアルキルアルミニウムジハロゲン化物、ジアルキルアルミニウムヒドリドもしくはジアルキルアルミニウムハロゲン化物、またはトリアルキルアルミニウムを意味する。アルミノキサンおよびそれらの製造は、例えば、米国特許番号(USPN)米国特許第6,103,657号において既知である。ポリマーまたはオリゴマーアルモキサンの例は、メチルアルモキサン、トリイソブチルアルミニウム変性メチルアルモキサン、およびイソブチルアルモキサンである。
例示的なルイス酸活性化共触媒は、本明細書に記載されるような1~3つのヒドロカルビル置換基を含有する第13族金属化合物である。いくつかの実施形態において、例示的な13族金属化合物は、トリ(ヒドロカルビル)-置換-アルミニウムまたはトリ(ヒドロカルビル)-ホウ素化合物である。いくつかの他の実施形態において、例示的な第13族金属化合物は、トリ(ヒドロカルビル)置換アルミニウムまたはトリ(ヒドロカルビル)ホウ素化合物であり、それらはトリ((C1-C10)アルキル)アルミニウムまたはトリ((C6-C18)アリール)ホウ素化合物、およびそれらのハロゲン化(過ハロゲン化を含む)誘導体である。いくつかの他の実施形態において、例示的な第13族金属化合物は、トリス(フルオロ置換フェニル)ボラン、他の実施形態において、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランである。いくつかの実施形態において、活性化共触媒は、トリス((C1-C20)ヒドロカルビル)ボレート(例えば、トリチルテトラフルオロボレート)またはトリ((C1-C20)ヒドロカルビル)アンモニウムテトラ((C1-C20))ヒドロカルビル)ボラン(例えば、ビス(オクタデシル)メチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)である。本明細書で使用される場合、用語「アンモニウム」は、((C1-C20)ヒドロカルビル)4N+、((C1-C20)ヒドロカルビル)3N(H)+、(C1-C20)ヒドロカルビル)2N(H)2
+、(C1-C20)ヒドロカルビルN(H)3
+、またはN(H)4
+である窒素カチオンを意味し、各(C1-C20)ヒドロカルビルは同じでもまたは異なっていてもよい。
中性ルイス酸活性化共触媒の例示的な組み合わせとして、トリ((C1-C4)アルキル)アルミニウムおよびハロゲン化トリ((C6-C18)アリール)ホウ素化合物、特にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランの組み合わせを含む混合物が挙げられる。他の例示的な実施形態は、そのような中性ルイス酸混合物とポリマーまたはオリゴマーアルモキサンとの組み合わせ、および単一の中性ルイス酸、特にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとポリマーまたはオリゴマーアルモキサンとの組み合わせである。(金属-配位子錯体):(トリス(ペンタフルオロ-フェニルボラン):(アルモキサン)[例えば(第4族金属-配位子錯体):(トリス(ペンタフルオロ-フェニルボラン):(アルモキサン)])の例示的なモル数比は、1:1:1~1:10:30であり、他の例示的な実施形態は、1:1:1.5~1:5:10である。
以下のUSPNにおいて、多くの活性化共触媒および活性化技術が異なる金属-配位子錯体に関して以前に教示されている:米国特許第5,064,802号、米国特許第5,153,157号、米国特許第5,296,433号、米国特許第5,321,106号、米国特許第5,350,723号、米国特許第5,425,872号、米国特許第5,625,087号、米国特許第5,721,185号、米国特許第5,783,512号、米国特許第5,883,204号、米国特許第5,919,983号、米国特許第6,696,379号、および米国特許第7,163,907号。好適なヒドロカルビルオキシドの例は、米国特許第5,296,433号に開示されている。付加重合触媒に好適なブレンステッド酸塩の例は、米国特許第5,064,802号、米国特許第5,919,983号、米国特許第5,783,512号に開示されている。付加重合触媒用の活性化共触媒としてのカチオン性酸化剤および非配位相溶性アニオンの好適な塩の例は、米国特許第5,321,106号に開示されている。付加重合触媒用の活性化共触媒としての好適なカルベニウム塩の例は、米国特許第5,350,723号に開示されている。付加重合触媒用の活性化共触媒としての好適なシリリウム塩の例は、米国特許第5,625,087号に開示されている。アルコール、メルカプタン、シラノール、およびオキシムとトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとの好適な錯体の例は、米国特許第5,296,433号に開示されている。これらの触媒のいくつかは、米国特許第6,515,155B1号の一部、第50欄の第39行~第56欄の第55行にかけても記載されており、その一部のみが参照により本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態において、式IIIの金属-配位子錯体を含むプロ触媒は、1つ以上の共触媒と組み合わせることによって活性化されて活性触媒組成物を形成し得る。可能性のある共触媒の非限定的なリストには以下が含まれる:強ルイス酸;相溶性、非配位性のイオン形成化合物、例えば、カチオン形成共触媒ビス(水素化タローアルキル)メチルアンモニウムおよびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(1-)アミンカチオン形成共触媒;ポリマーまたはオリゴマーアルミノキサン、特にメチルアルミノキサンおよび変性メチルアルミノキサン(MMAO);有機アルミニウム化合物、例えば、トリエチルアルミニウム(TEA);およびそれらの任意の組み合わせ。
いくつかの実施形態において、前述の活性化共触媒のうちの1つ以上は、互いに組み合わせて使用される。組み合わせの別の実施形態は、トリ((C1-C4)ヒドロカルビル)アルミニウム、トリ((C1-C4)ヒドロカルビル)ボラン、またはホウ酸アンモニウムとオリゴマーもしくはポリマーアルモキサン化合物との混合物である。
一般的な金属錯体1の1つ以上の金属-配位子錯体の総モル数と、活性化共触媒のうちの1つ以上の総モル数との比は、1:10,000~100:1である。いくつかの実施形態において、この比は、少なくとも1:5000であり、いくつかの他の実施形態において少なくとも1:1000であり、ならびに10:1以下、およびいくつかの他の実施形態において1:1以下である。アルモキサンが単独で活性化共触媒として使用される場合、使用されるアルモキサンのモル数は、一般的な金属錯体1の金属-配位子錯体のモル数の少なくとも100倍である。トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランが単独で活性化共触媒として使用される場合、いくつかの他の実施形態において、一般的な金属錯体1の1つ以上の金属-配位子錯体の総モル数に対して用いられるトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランのモル数は、0.5:1~10:1であり、いくつかの他の実施形態において1:1~6:1であり、いくつかの他の実施形態において1:1~5:1である。残りの活性化共触媒は、一般に、式IIIの1つ以上の金属-配位子錯体の総モル量に等しいおよそのモル量で使用される。
ポリオレフィン組成物
本発明の触媒から製造されるポリオレフィン組成物は、重合条件下、かつ1つ以上の共触媒および/または捕捉剤の存在下での、1つ以上のオレフィンモノマーと本開示によるオレフィン重合触媒系との反応生成物を含む。
本開示によるポリオレフィン組成物は、例えば、エチレン系ポリマー、例えばエチレンのホモポリマーおよび/またはインターポリマー(コポリマーを含む)、および任意選択的にα-オレフィン等の1つ以上のコモノマーであり得る。そのようなエチレン系ポリマーは、0.860~0.973g/cm3の範囲の密度を有し得る。0.860~0.973g/cm3の全ての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、かつ本明細書に開示され、例えば、密度は、下限値0.860、0.880、0.885、0.900、0.905、0.910、0.915、または0.920g/cm3~上限値0.973、0.963、0.960、0.955、0.950、0.925、0.920、0.915、0.910、または0.905g/cm3であってもよい。
本明細書で使用される場合、用語「エチレン系ポリマー」は、エチレンモノマーに由来する50モル%超の単位を有するポリマーを意味する。
一実施形態において、エチレン系ポリマーは、1000個の炭素原子当たり0.0~3個の長鎖分岐(LCB)の範囲の長鎖分岐頻度を有することができる。一実施形態において、エチレン系ポリマーは、2.0以上の範囲の分子量分布(Mw/Mn)(従来のGPC法に従って測定)を有することができる。2以上の全ての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、かつ本明細書に開示され、例えば、エチレン/α-オレフィンコポリマーは、2~20の範囲の分子量分布(Mw/Mn)を有し得るか、または代替として、エチレン/α-オレフィンインターポリマーは、2~5の範囲の分子量分布(Mw/Mn)を有し得る。
一実施形態において、エチレン系ポリマーは、20,000g/モル以上の範囲、例えば、20,000~1,000,000g/モル、または代替として、20,000~350,000g/モル、または代替として、100,000~750,000g/モルの範囲の分子量(Mw)を有することができる。
一実施形態において、エチレン系ポリマーは、0.02~200g/10分の範囲のメルトインデックス(I2)を有することができる。0.02~200g/10分の全ての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、かつ本明細書に開示され、例えば、メルトインデックス(I2)は、下限値0.1、0.2、0.5、0.6、0.8、1、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、10、15、20、30、40、50、60、80、90、100、または150g/10分~上限値0.9、1、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、10、15、20、30、40、50、60、80、90、100、150、または200g/10分であってもよい。
一実施形態において、エチレン系ポリマーは、5~30の範囲のメルトフロー比(I10/I2)を有することができる。5~30の全ての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、かつ本明細書に開示され、例えば、メルトフロー比(I10/I2)は、下限値5、5.5、6、6.5、8、10、12、15、20、または25~5.5、6、6.5、8、10、12、15、20、25、または30の上限値であってもよい。
エチレン系ポリマーは、1つ以上のα-オレフィンコモノマーに由来する50モルパーセント未満の単位を含んでもよい。50モルパーセント未満の全ての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、かつ本明細書に開示され、例えば、エチレン系ポリマーは、1つ以上のα-オレフィンコモノマーに由来する30モルパーセント未満の単位、または代替として1つ以上のα-オレフィンコモノマーに由来する20モルパーセント未満の単位、または代替として、1つ以上のα-オレフィンコモノマーに由来する1~20モルパーセントの単位、または代替として、1つ以上のα-オレフィンコモノマーに由来する1~10モルパーセントの単位を含んでもよい。
αオレフィンコモノマーは、20個以下の炭素原子を有するC3-C20部分を含む。例えば、α-オレフィンコモノマーは、3~10個の炭素原子を有してもよく、他の実施形態において3~8個の炭素原子を有してもよい。例示的なα-オレフィンコモノマーとしては、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、および4-メチル-1-ペンテンが挙げられるが、それらに限定されない。1つ以上のα-オレフィンコモノマーは、例えば、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、および1-オクテンからなる群から選択され得るか、または代替的に1-ヘキセンおよび1-オクテンからなる群から選択され得る。
本明細書に記載される重合触媒は、典型的にはコポリマーを製造するが、それらはホモポリマーを製造するために使用することができる。ホモポリマーは、ベースモノマーとしてもしくは別のポリマー鎖中にエチレンを含み得るか、またはホモポリマーは、先の段落に記載されるα-オレフィン等のα-オレフィンを含み得る。
エチレン系ポリマーは、エチレンに由来する50モルパーセントより多くの単位を含んでもよい。50モルパーセントより多くの全ての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、かつ本明細書に開示され、例えば、エチレン系ポリマーは、エチレンに由来する少なくとも52モルパーセントの単位、または代替として、エチレンに由来する少なくとも65重量パーセントの単位、または代替として、エチレンに由来する少なくとも85モルパーセントの単位、または代替として、エチレンに由来する50~100モルパーセントの単位、または代替として、エチレンに由来する80~100モルパーセントの単位を含んでもよい。
重合プロセス
任意の従来の重合プロセスが、本開示によるポリオレフィン組成物を製造するために用いられ得る。そのような従来の重合プロセスは、限定されないが、1つ以上の従来の反応器、例えば、ループ反応器、等温反応器、流動層反応器、撹拌槽反応器、バッチ式反応器を、並列、直列、および/またはそれらの任意の組み合わせで使用する、溶液重合プロセス、粒子形成重合プロセス、およびそれらの組み合わせを含む。
一実施形態において、本開示によるポリオレフィン組成物は、例えば、1つ以上のループ反応器、等温反応器、およびそれらの組み合わせを使用する溶液相重合プロセスによって製造されてもよい。
一般に、溶液相重合プロセスは、120~300℃、例えば、160~215℃の範囲の温度で、かつ300~1500psi、例えば400~750psiの範囲の圧力で、1つ以上の十分に撹拌された反応器、例えば、1つ以上のループ反応器または1つ以上の球形等温反応器中で行われる。溶液相重合プロセスにおける滞留時間は、典型的には、2~30分、例えば、5~15分の範囲である。エチレン、1つ以上の溶媒、1つ以上の高温オレフィン重合触媒系、1つ以上の共触媒および/または捕捉剤、ならびに任意選択的に1つ以上のコモノマーが、1つ以上の反応器に連続的に供給される。例示的な溶媒としては、イソパラフィンが挙げられるが、これに限定されない。例えば、そのような溶媒は、ExxonMobil Chemical Co.,Houston,TexasからISOPAR Eの名称で市販されている。次いで、得られたエチレン系組成物と溶媒との混合物が反応器から取り出され、エチレン系ポリマーが単離される。溶媒は、典型的には、溶媒回収ユニット、すなわち熱交換器および気液分離器ドラムを介して回収され、次いで、重合システムに再循環される。
一実施形態において、エチレン系ポリマーは、単一反応器システム、例えば単一ループ反応器システムにおける溶液重合によって製造することができ、エチレンおよび任意選択的に1つ以上のα-オレフィンが、1つ以上の高温オレフィン重合触媒系、任意選択的に1つ以上の他の触媒、および任意選択的に1つ以上の共触媒の存在下で重合される。一実施形態において、エチレン系ポリマーは、二重反応器システム、例えば二重ループ反応器システムにおける溶液重合によって製造することができ、エチレンおよび任意選択的に1つ以上のα-オレフィンが、1つ以上のオレフィン重合触媒系、任意選択的に1つ以上の他の触媒、および任意選択的に1つ以上の共触媒の存在下で重合される。一実施形態において、エチレン系ポリマーは、二重反応器システム、例えば二重ループ反応器システムにおける溶液重合によって製造することができ、エチレンおよび任意選択的に1つ以上のα-オレフィンが、両方の反応器において、本明細書に記載されるような1つ以上の高温オレフィン重合触媒系の存在下で重合される。
一実施形態において、エチレン系ポリマーは、気相重合プロセス、例えば流動床反応器を利用して製造することができる。この種類の反応器および反応器を操作するための手段は周知であり、例えば、米国特許第3,709,853号、同第4,003,712号、同第4,011,382号、同第4,302,566号、同第4,543,399号、同第4,882,400号、同第5,352,749号、同第5,541,270号、欧州特許第A-0802202号およびベルギー特許第839,380号に開示されている。これらの特許は、気相重合プロセスを開示しており、重合媒体が、気体モノマーおよび希釈剤の連続流によって機械的に撹拌されるかまたは流動化される。
重合プロセスは、流動床プロセス等の連続気相プロセスとして影響を受けることがある。流動床反応器は、反応域およびいわゆる減速域を含み得る。反応域は、反応域を通って重合熱を除去するガス状モノマーおよび希釈剤の連続流によって流動化される、成長するポリマー粒子、形成されるポリマー粒子、および少量の触媒粒子の床を含み得る。任意選択的に、再循環されたガスの一部は、冷却および圧縮されて液体を形成し、該液体は、再び反応域に入る際の循環ガスストリームの熱除去能を増大させる。ガス流の好適な速度は、簡単な実験によって容易に決定され得る。循環ガスストリームへのガス状モノマーの補給は、粒状ポリマー生成物およびそれに付随するモノマーが反応器から取り出される速度に等しい速度であり、反応器を通過するガスの組成は、反応域内で本質的に定常状態のガス状組成が維持されるように調節される。反応域を出たガスは、減速域に送られ、そこで同伴粒子が除去される。より微細な同伴粒子およびダストは、サイクロンおよび/または細目フィルターで任意選択的に除去されてもよい。ガスは、熱交換器を通過し、そこで重合熱が除去され、圧縮機内で圧縮され、次いで反応域に戻される。
本明細書における流動床プロセスの反応器温度は、30℃または40℃または50℃~90℃または100℃または110℃または120℃の範囲である。一般に、反応器温度は、反応器内のポリマー生成物の焼結温度を考慮に入れて実現可能な最高温度で操作される。この流動床プロセスでは、重合温度または反応温度は、形成されるポリマーの溶融温度または「焼結」温度より低くなければならない。したがって、一実施形態における上限温度は、反応器内で製造されるポリオレフィンの溶融温度である。
スラリー重合プロセスも使用することができる。スラリー重合プロセスは、一般に、1~50気圧以上の範囲およびさらにはそれ以上の圧力、ならびに0℃~120℃の範囲の温度、より具体的には30℃~100℃の温度を使用する。スラリー重合では、固体の粒状ポリマーの懸濁液が液体重合希釈媒体中に形成され、これにエチレンおよびコモノマー、ならびにしばしば水素が触媒とともに加えられる。希釈剤を含む懸濁液は、反応器から断続的にまたは連続的に除去され、そこで揮発性成分がポリマーから分離され、任意選択的に蒸留後に、反応器に再循環される。重合媒体中に用いられる液体希釈剤は、典型的には、3~7個の炭素原子を有するアルカンであり、一実施形態において分岐状アルカンである。用いられる媒体は、重合条件下で液体であるべきであり、比較的不活性であるべきである。プロパン媒体が使用される場合、プロセスは反応希釈剤の臨界温度および圧力以上で操作されなければならない。一実施形態において、ヘキサン、イソペンタンまたはイソブタン媒体が用いられる。
ポリマーが溶液になる温度よりも低く温度が保たれるプロセスである粒子形態重合も有用である。他のスラリープロセスは、ループ反応器を用いるもの、および複数の撹拌反応器を直列、並列、またはそれらの組み合わせで用いるものを含む。スラリープロセスの非限定的な例として、連続ループプロセスまたは撹拌槽プロセスが挙げられる。また、スラリープロセスの他の例は、米国特許第4,613,484号およびMetallocene-Based Polyolefins Vol.2 pp.322-332(2000)に記載されており、その開示は許容される範囲で本明細書に組み込まれる。
エチレン系ポリマーは、1つ以上の添加剤をさらに含み得る。そのような添加剤としては、帯電防止剤、色増強剤、染料、滑沢剤、顔料、一次酸化防止剤、二次酸化防止剤、加工助剤、紫外線安定剤、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。本発明のエチレン系ポリマーは、任意の量の添加剤を含み得る。エチレン系ポリマーは、エチレン系ポリマーおよび1つ以上の添加剤の重量を基準にして、合計でそのような添加剤の約0~約10重量パーセント妥協してもよい。エチレン系ポリマーはさらに充填剤を妥協してもよく、それは限定されないが、有機または無機充填剤を含み得る。そのような充填剤、例えば、炭酸カルシウム、タルク、Mg(OH)2は、本発明のエチレン系ポリマーならびに1つ以上の添加剤および/または充填剤の重量を基準にして約0~約20パーセントの量で存在し得る。エチレン系ポリマーは、1つ以上のポリマーとブレンドを形成するようにさらに混合されてもよい。
本開示の1つ以上の特徴を、以下の実施例を考慮して説明する。
実施例の項を通して、以下の略語が使用される。Me:メチル、Ph:フェニル、i-Pr:イソプロピル、t-Bu:tert-ブチル、Ts:トルエンスルホネート、THF:テトラヒドロフラン、Et2O:ジエチルエーテル、CH2Cl2:ジクロロメタン、CHCl3:クロロホルム、CCl4:四塩化炭素、EtOH:エタノール、CH3CN:アセトニトリル、MeCN:アセトニトリル、EtOAc:酢酸エチル、C6D6:重水素化ベンゼン、ベンゼン-d6:重水素化ベンゼン、CDCl3:重水素化クロロホルム、DMSO-d6:重水素化ジメチルスルホキシド、PPh3:トリフェニルホスフィン、NEt3:トリエチルアミン、MeI:ヨウ化メチルまたはヨードメタン、NaOH:水酸化ナトリウム、NaOCl:次亜塩素酸ナトリウム、NaHCO3:重炭酸ナトリウム、塩水:飽和塩化ナトリウム水、Na2SO4:硫酸ナトリウム、MgSO4:硫酸マグネシウム、PCl5:五塩化リン、Ph3PBr2:トリフェニルホスフィンジブロミド、Ph3PCl2:塩化トリフェニルホスフィン、SOCl2:塩化チオニル、KHMDS:カリウムヘキサメチルジシラジド、n-BuLi:n-ブチルリチウム、AgNO3:硝酸銀、N2:窒素ガス、PhMe:トルエン、NMR:核磁気共鳴、HRMS:高分解能質量分析、LRMS:低分解能質量分析、ESI:エレクトロスプレーイオン化、mmol:ミリモル、mL:ミリリットル、M:モル、min:分、h:時間、d:日。NMRスペクトルは、Varian400-MRおよびVNMRS-500分光計で記録した。1H NMR(プロトンNMR)データは以下のように報告される。化学シフト(多重度(br=幅広線、s=一重線、d=二重線、t=三重線、q=四重線、p=五重線、sex=六重線、sept=七重線、およびm=多重線)、積分、および代入)。1H NMRデータの化学シフトは、基準として重水素化溶媒中の残留プロトンを用いて、内部標準テトラメチルシラン(TMS、δスケール)からの低磁場シフト(ppm)として報告する。13C NMR(カーボンNMR)データは、1Hデカップリングを用いて決定し、化学シフトはテトラメチルシランに対するppmで報告する。
グローブボックス内の窒素パージ雰囲気下で、27℃のKHMDS(234.0μl、0.1168mmol、0.20当量、トルエン中0.5M)の溶液を、ジフェニルホスフィン(217.4mg、203.0μL、1.1678mmol、2.00当量)の溶液および5mLのTHFに加えた。KHMDSを加えると、溶液の色が濃い赤橙色に変化した。ビスカルボジイミド(184.8mg、0.5839mmol、1.00当量)をTHF(4.5mL)中の溶液として赤橙色の溶液に素早く滴下して加えた。48時間後、溶液は無色透明の溶液になり、それを真空中で濃縮して金黄色の残渣を得、それを10mLのヘキサンで希釈し、5分間激しく撹拌し(1000rpm)、重力濾過し、次いで濃縮した。淡黄色の混合物を10mLのヘキサンに再懸濁し、0.45μmサブミクロンフィルターを通して濾過し、濃縮して401.0mgのビスホスホリルグアニジンを透明な淡黄色の粘稠油として得た(0.5821mmol、収率99%)。NMRスペクトルは、3つの可能な異性体の混合物が存在するという証拠を提供する:アスタリスク(*)はNMRデータ中の異性体を示す。
1H NMR(400MHz,ベンゼン-d6)δ 7.48-7.39(m,8H)、7.00(qd,J=8.4、3.8Hz、12H)、4.10(ddtd,J=24.1、12.9、8.8、8.1、4.0Hz、2H)、3.85-3.76(m,2H)、3.74(dt,J=6.7、3.7Hz、1H)、3.65(td,J=6.9、4.2Hz、1H)、3.28(q,J=6.6Hz、1H)、3.19(td,J=7.1、5.2Hz、1H)、1.83(dtd,J=16.0、12.8、11.5、6.2Hz、4H)、1.68(qq,J=17.4、6.3、5.3Hz、4H),(1.56(q,J=7.1Hz、2H)*)1.48-1.39(m,1H)、1.35-1.06(m,10H)、0.98-0.76(m,4H)。
31P NMR(162MHz,ベンゼン-d6)δ-17.35,-17.52,-18.06,-18.09。
13C NMR(101MHz,ベンゼン-d6)δ 153.95(d,J=31.3Hz)、153.69(d,J=31.3Hz)*152.99(d,J=31.4Hz)*152.89(d,J=31.0Hz)*,135.32(d,J=12.2Hz)、135.24、135.07(d,J=11.5Hz)*,134.87、134.74(d,J=13.6Hz),(134.14*)134.12(134.09*)(134.05*),(133.94*)133.93(133.89*)133.85*)、129.01、128.89(d,J=5.2Hz)*,128.74(d,J=3.5Hz)*,128.65(d,J=6.8Hz)、60.07(59.74*),(52.24*)(51.99*)(51.91*)51.65、48.83、41.91(41.77*)、35.50,(32.55*)32.42(32.16*)、31.55、28.93(28.62*)、26.06(26.03*)(25.84*)(25.77*)、24.89(24.84*)、24.25、22.64,(20.49*)。
窒素を充填した27℃のグローブボックス内のTHF(11.0mL)中のジフェニルホスフィン(246.2mg、0.23mL、1.322mmol、2.00当量)の溶液に、KHMDS(0.27mL、0.1322mmol、0.20当量、トルエン中0.5M)を素早く滴下して加えた。KHMDSをジフェニルホスフィン溶液に加えると、溶液は赤橙色に変化した。赤橙色の溶液を2分間撹拌し(300rpm)、その後、THF(2.0mL)中のビスカルボジイミド(200.0mg、0.6612mmol、1.00当量)の溶液を加えると、溶液が金褐色に変化した。金黄色の溶液を24時間撹拌(300rpm)した後、アリコートのNMRは、出発ホスフィンから生成物への完全な変換を示した。金黄色の混合物を濃縮し、ヘキサン(5mL)に懸濁し、濃縮し、これをさらに2回繰り返して残留THFを除去し、ヘキサン(10mL)に再懸濁し、5分間激しく撹拌し(1000rpm)、重力濾過し、濃縮して、わずかに淡黄色の固体を得た。淡黄色の粗混合物を5mLのトルエンと20mLの無水脱酸素ペンタンとの混合物に溶解し、次いで約5mLに濃縮した。さらに20mLのペンタンを加え、透明な淡黄色の溶液を約5mLに濃縮した。この手順をさらに2回繰り返して残留トルエンを除去し、ペンタン中に白色の不均一混合物を得た。白色混合物を冷凍庫(-35℃)に48時間入れ、ペンタン層をデカントして白色固体を得た。残留する白色固体を5mLの冷ペンタンで3回洗浄し、真空中で乾燥させて、ビスホスホリルグアニジンまたはホスファグアニジン化合物を異性体混合物として得た(398.5mg、0.5905mmol、89%)。NMRスペクトルは、3つの可能な異性体の混合物が存在するという証拠を提供する:アスタリスク(*)はNMRデータ中の異性体を示す。
1H NMR(500MHz,ベンゼン-d6)δ 7.50-7.37(m,8H)、7.06-6.95(m,12H)、4.19-4.02(m,2H),(3.88(t,J=5.2Hz、2H)*),(3.80(m,1H)*),(3.80(m,4H)*),(3.73(t,J=5.3Hz、2H)*),(3.65(qd,J=6.2、5.1、3.0Hz、2H)*),(3.37(qd,J=6.4、5.7、3.2Hz、2H)*),(3.18(qd,J=6.3、5.6、3.0Hz、1H)*)、1.98-1.89(m,2H)、1.83(ddq,J=13.1、8.3、4.4Hz、6H)、1.67(dqd,J=24.8、12.8、12.3、3.6Hz、5H)、1.52(p,J=3.4Hz、2H)、1.45(dd,J=11.0、4.3Hz、1H)、1.37-1.08(m,5H)、1.00-0.87(m,3H)。
31P NMR(202MHz,ベンゼン-d6)δ-17.30*,-17.50*,-18.11*,-18.14。
13C NMR(126MHz,ベンゼン-d6)δ 154.05(d,J=31.5Hz),(153.74(d,J=31.7Hz)*),(152.93(d,J=31.5Hz)*),(152.89(d,J=31.4Hz)*),(135.37(d,J=13.9Hz)*),(135.23(d,J=14.3Hz)*),(135.00(d,J=14.3Hz)*)、134.70(d,J=13.5Hz)、134.11(d,J=3.6Hz),(134.00(d,J=7.9Hz)*),(133.90(d,J=7.7Hz)*)、128.98、128.84(d,J=3.7Hz),(128.72(d,J=3.9Hz)*),(128.66*),(128.60*)、60.02(d,J=7.0Hz)、59.76(d,J=7.3Hz)、51.98(d,J=34.2Hz)、51.38(d,J=33.7Hz)、48.81(d,J=6.2Hz),(41.98*),(41.53*)、35.48,(32.44*),(32.41*),(30.52*),(29.78*)、27.09,(26.57*),(26.09*),(26.03*),(25.85*)、25.82、24.89、24.25。
23℃のグローブボックス内の窒素パージ雰囲気下で、KHMDS(60.0μL、30.0μmol、0.20当量、トルエン中0.5M)を、THF(1.0mL)中のジフェニルホスフィン(56.2mg、52.6μL、0.302mmol、2.00当量)の溶液に加えた。溶液は透明な淡橙色に変化し、それを1分間撹拌した(500rpm)。THF(2.0mL)中のビスカルボジイミド(40.0mg、0.151mmol、1.00当量)の溶液を、透明な淡橙色の溶液に素早く滴下して加えた。24時間撹拌した後にアリコートを取り出したところ、31P-NMRは、ジフェニルホスフィンから生成物への完全な変換を示した。THFを真空中で除去し、淡金黄色のガムをヘキサン(5mL)に懸濁し、5分間撹拌し(300rpm)、重力濾過し、真空中で濃縮して、ビスホスホリルグアニジンを無色透明のアモルファス油として得た(92.6mg、0.145mmol、96%)。
1H NMR(400MHz,ベンゼン-d6)δ 7.45-7.36(m,8H)、7.04-6.93(m,12H)、3.72-3.66(m,6H)、1.69(h,J=7.9、7.5Hz、4H)、1.65-1.53(m,2H)、1.29(s,18H)。
31P NMR(162MHz,ベンゼン-d6)δ-16.30。
13C NMR(101MHz,ベンゼン-d6)δ 153.34(d,J=33.6Hz)、135.17(d,J=14.5Hz)、133.98(d,J=19.7Hz)、128.74(d,J=12.2Hz)、128.61、52.19(d,J=35.1Hz)、51.72、32.50、28.51、25.67。
窒素を充填した27℃のグローブボックス内のTHF(1.0mL)中のジフェニルホスフィン(41.5μl、0.238mmol、2.00当量)の溶液に、KHMDS(48.0μl、0.024mmol、0.20当量、トルエン中0.5M)を加えた。赤橙色になった溶液を2分間撹拌(300rpm)した後、THF(1.5mL)中のビスカルボジイミド(50.0mg、0.119mmol、1.00当量)の溶液を素早く滴下して加えた。24時間後にアリコートを取り出したところ、NMRは生成物への完全な変換を示した。黄橙色の混合物を真空中で濃縮し、ヘキサン(5mL)に懸濁し、5分間激しく撹拌し(1000rpm)、重力濾過し、濃縮した。わずかに不透明な油性ガムをヘキサン(5mL)に再度懸濁し、重力濾過して残留する白色微粒子を除去し、真空中で濃縮して、ビスホスホリルグアニジンを白色のアモルファス泡状物として得た(97.0mg、0.122mmol、98%)。NMRは純粋な生成物を示した。
1H NMR(400MHz,ベンゼン-d6)δ 7.45(td,J=7.8、1.6Hz、8H)、7.06-6.94(m,12H)、3.71(td,J=6.6、4.4Hz、4H)、3.65(s,2H)、2.06(d,J=2.8Hz、12H)、1.93-1.85(m,8H)、1.73(p,J=7.0Hz、4H)、1.62(dd,J=8.9、5.5Hz、1H)、1.59-1.44(m,13H)。
31P NMR(162MHz,ベンゼン-d6)δ-16.59。
13C NMR(101MHz,ベンゼン-d6)δ 152.87(d,J=33.6Hz)、135.30(d,J=14.5Hz)、134.04(d,J=19.8Hz)、128.79、128.64(d,J=6.9Hz)、52.46、52.27(d,J=35.7Hz)、41.63、36.66、32.39、29.72、25.65。
窒素を充填した27℃のグローブボックス内のTHF(1.0mL)中のジフェニルホスフィン(73.6μl、0.423mmol、2.00当量)の溶液に、KHMDS(85.0μl、0.042mmol、0.20当量、トルエン中0.5M)を加えた。赤橙色の溶液を2分間撹拌(300rpm)した後、THF(1.50mL)中のビスカルボジイミド(50.0mg、0.212mmol、1.00当量)の溶液を素早く滴下して加えた。24時間後にアリコートを取り出したところ、NMRはジフェニルホスフィンの完全な変換を示した。橙色の不均一混合物を真空中で濃縮し、ヘキサン(5mL)で希釈し、5分間激しく撹拌し(1000rpm)、黄色の混合物を重力濾過し、真空中で濃縮して生成物をわずかに白色の不透明な混合物として得、それをヘキサン(5mL)で希釈し、残留する白色微粒子を重力濾過により除去した。ヘキサン溶液を真空中で濃縮して、ビスホスホリルグアニジン(126.6mg、0.208mmol、1H-NMRおよび31P-NMRにより98%、98%の純度)を無色透明のアモルファス油として得た。1H NMRおよび31P NMRは、生成物が、アスタリスク(*)で示される3つの異なる可能な異性体の異性体混合物からなることを示した。
1H NMR(400MHz,ベンゼン-d6)δ 7.40(ddqd,J=7.4、4.4、2.5、1.7Hz、8H)、7.00(tdt,J=6.8、4.0、1.5Hz、12H)、4.37(dh,J=7.7、5.8Hz、2H)*,4.27(ddd,J=13.0、10.0、6.5Hz、2H)*,3.80-3.56(m,4H)、3.28(td,J=6.8、5.1Hz、2H)*,3.17(td,J=7.1、5.2Hz、2H)*,1.75(dq,J=14.3、7.2Hz、2H)*,1.56(tt,J=14.3、6.9Hz、4H)*,1.32-1.23(m,2H)*,1.21(d,J=4.4Hz、3H)*,1.20(d,J=4.5Hz、3H)*,1.18-1.04(m,2H)*,0.90(d,J=4.2Hz、3H)*,0.89(d,J=4.2Hz、3H)*。
31P NMR(162MHz,ベンゼン-d6)δ-17.68,-17.81*,-18.03*,-18.05*。
13C NMR(101MHz,ベンゼン-d6)δ 154.22(d,J=31.3Hz)、153.98(d,J=31.8Hz)*,152.95(d,J=7.5Hz)*,152.63(d,J=7.6Hz)*,135.16(d,J=13.8Hz)、134.92(d,J=6.9Hz)*,134.72(d,J=6.8Hz)*,134.47(d,J=16.6Hz)*,134.45(d,J=13.0Hz)*,134.32(d,J=12.9Hz)*,134.10(d,J=4.6Hz)、133.91(d,J=5.2Hz)*,128.99(d,J=8.3Hz)*,128.98(d,J=5.8Hz)*,128.91(d,J=8.0Hz)*,128.72(d,J=5.9Hz)*,128.71(d,J=4.1Hz)、128.66(d,J=6.5Hz)*,128.65(d,J=3.9Hz)*,52.03(d,J=14.9Hz)、51.90(d,J=11.0Hz)*,51.86(d,J=18.7Hz)*,51.56(d,J=9.9Hz)*,42.55、41.88*,41.68*,32.56、32.13*,28.99、28.65*,25.13、25.11*,24.83*,24.23、22.28*,22.24*。
窒素を充填した29℃のグローブボックス内のTHF(1.0mL)中のジフェニルホスフィン(48.0μl、0.277mmol、2.00当量)の溶液に、KHMDS(0.11mL、0.055mmol、0.40当量、トルエン中0.5M)を素早く滴下して加えた。透明な赤橙色の溶液を2分間撹拌(300rpm)した後、THF(1.5mL)中のビスカルボジイミド(50.0mg、0.139mmol、1.00当量)の溶液を素早く滴下して加え、溶液を淡黄色のわずかに不均一な混合物に変化させた。48時間撹拌した後、無色でわずかに不透明になった混合物を真空中で濃縮して白色固体を得た。白色固体をヘキサン(10mL)に懸濁し、1000rpmで5分間激しく撹拌し、次いで重力濾過した。得られた無色透明の濾液を真空中で濃縮して白色固体を得た。固体をヘキサン(5mL)に溶解し、約1.0mLに濃縮した。ペンタン(10mL)を加え、透明な溶液を約0.5mLに濃縮した。ペンタン(10mL)を加え、わずかに白色の不均一混合物を約0.5mLに濃縮した。このプロセスをもう1回繰り返して、ペンタン中にわずかに白色の混合物を約0.5mL得た。混合物を冷凍庫(-30℃)に2時間入れ、次いで液体を低温でデカントして白色固体を得た。固体をさらに10mLのペンタンに完全に溶解し、約0.5mLに濃縮し、得られた白色混合物を冷凍庫(-30℃)に2時間入れた。液体を低温でデカントし、このプロセスをもう1回繰り返し、次いで真空中で完全に濃縮して、ビスホスホリルグアニジンを白色固体として得た(87.5mg、0.119mmol、86%)。
1H NMR(400MHz,ベンゼン-d6)δ 7.34(t,J=7.2Hz、8H)、6.98(d,J=7.5Hz、16H)、6.90(dd,J=8.2、6.5Hz、2H)、4.41(t,J=5.6Hz、2H)、3.34-3.10(m,4H)、2.09(s,12H)、1.30(m,4H)、0.95(m,2H)。
31P NMR(162MHz,ベンゼン-d6)δ-12.85。
13C NMR(101MHz,ベンゼン-d6)δ 157.25(d,J=34.3Hz)、148.71(d,J=12.7Hz)、134.26(d,J=15.6Hz)、133.98(d,J=20.5Hz)、129.22、128.83、128.67(d,J=6.9Hz)、127.73、122.21、42.05、28.92、24.29、18.86、18.81。
窒素を充填した27℃のグローブボックス内のTHF(3.0mL)中のジフェニルホスフィン(262.0μL、1.5037mmol、2.00当量)の溶液に、KHMDS(1.20mL、0.6014mmol、0.80当量、トルエン中0.5M)を素早く滴下して加えた。赤橙色の溶液を2分間撹拌した後、THF(1.5mL)中のビスカルボジイミドの溶液を素早く滴下して加えた。赤橙色の溶液を300rpmで72時間撹拌し、真空中で濃縮し、ヘキサン(3.0mL)中に懸濁し、濃縮した。懸濁/濃縮プロセスをさらに2回繰り返した後、赤橙色の混合物をヘキサン(10mL)に再懸濁し、5分間激しく撹拌し(1000rpm)、混合物を重力濾過し、淡黄色の濾液を濃縮して、ビスホスホリルグアニジンを透明な淡黄色の泡状物として得た(549.5mg、0.6502mmol、86%)。
1H NMR(500MHz、ベンゼン-d6)δ 7.37(s,9H),7.13(t,J=3.6Hz,2H),7.06-6.95(m,15H),4.45(br s,2H),3.25(m,4H),3.13(ヘプタン、J=6.9Hz,4H),1.40-1.27(m,4H),1.26(d,J=6.8Hz,12H),1.11(d,J=6.9Hz,12H),1.02-0.91(m,2H)。
13C NMR(126MHz,ベンゼン-d6)δ 146.07(d,J=10.2Hz)、138.60、134.47(d,J=15.6Hz)、133.98(d,J=20.9Hz)、129.16、128.70(d,J=5.3Hz)、123.10、122.51、42.19、29.08、28.52、24.30、24.00、21.63。
31P NMR(162MHz,ベンゼン-d6)δ-17.71。
窒素を充填した27℃のグローブボックス内のTHF(1.0mL)中のジフェニルホスフィン(0.13mL、0.76mmol、2.00当量)の溶液に、KHMDS(15.2μl、7.6μmol、0.02当量、トルエン中0.5M)を加えた。2分間撹拌(300rpm)した後、THF(2.0mL)中のビスカルボジイミド(115.8mg、0.38mmol、1.00当量)の溶液を赤橙色の溶液に加えた。14時間後、透明な淡黄色の溶液を真空中で濃縮して淡黄色の油を得、それをヘキサン(5mL)で希釈し、濃縮し、トルエン(0.3mL)で希釈し、次いで撹拌しながらヘキサン(10mL)を加えた。白色になった混合物を冷凍庫(-35℃)に2時間入れ、使い捨てPTFEフィルターを用いて重力濾過して、生成物を粘稠な白色泡状物として得た。濾液を約2mLに濃縮し、冷凍庫(-35℃)に16時間入れ、次いで低温でデカントして生成物を固体の白色泡状物として得、それを真空中で完全に乾燥させた。濾液を約5mLに濃縮し、冷凍庫(-35℃)で16時間冷却し、デカントして生成物を白色固体として得た。濾過およびデカントした白色固体を合わせてビスホスホリルグアニジンを得た(123.4mg、0.191mmol、49%)。
1H NMR(400MHz,ベンゼン-d6)δ 7.35(td,J=6.7、5.7、2.2Hz、8H)、7.07-6.92(m,20H)、6.83-6.76(m,2H)、4.30(t,J=5.3Hz、2H)、3.23(q,J=6.7Hz、4H)、1.13(p,J=7.5Hz、4H)、0.82(ddd,J=9.6、7.6、4.4Hz、2H)。
31P NMR(162MHz,ベンゼン-d6)δ-14.28。
13C NMR(126MHz,ベンゼン-d6)δ 157.03(d,J=36.8Hz)、151.48(d,J=12.2Hz)、134.69(d,J=15.6Hz)、134.09(d,J=20.7Hz)、129.14、128.65(d,J=7.3Hz)、128.22、127.94、127.74、127.54、122.87、121.96、41.93、28.54、24.21。
窒素を充填したグローブボックス内の無水脱酸素エーテル(5.0mL)中のジシクロヘキシルホスフィン(0.500g、0.51mL、2.522mmol、1.00当量)の溶液を、冷凍庫(-35℃)に1時間置いた。次いで、ニートなボラン-ジメチルスルフィド(0.287g、0.36mL、3.783mmol、1.50当量)を素早く滴下して加えた。30分後、溶液を冷凍庫から取り出し、2時間かけて27℃まで徐々に加温させ、冷凍庫に4時間入れた。次いで、エーテルを白色の結晶性固体から低温でデカントし、それを1.5mlの冷エーテルで3回洗浄し、真空中で乾燥させて、ジシクロヘキシルホスフィンボラン錯体を白色の結晶性固体として得た(0.377g、1.769mmol、70%)。NMRスペクトルは生成物が純粋であることを示した。
KHMDS(0.14mL、0.0669mmol、0.20当量、トルエン中0.5M)の溶液を、窒素を充填した27℃のグローブボックス内でジシクロヘキシルホスフィンボラン(142.1mg、0.6674mmol、2.00当量)および無水脱酸素THF(2.0mL)の溶液に加えた。2分間撹拌した後、THF(2.0mL)中のビスカルボジイミド(78.9mg、0.3337mmol、1.00当量)の溶液を素早く滴下して加えた。24時間撹拌した後にアリコートを取り出したところ、NMRは、出発ホスフィンからビスホスホリルグアニジンボラン錯体への完全な変換を示した。わずかに淡黄色の混合物を濃縮し、ヘキサン(3.0mL)に懸濁し、濃縮し、このプロセスを3回繰り返して、残留THFを除去した。混合物をヘキサン(10mL)に再懸濁し、2分間激しく撹拌し(1000rpm)、0.45μmサブミクロンフィルターを通して濾過し、ヘキサン(3mL)ですすぎ、濃縮した。無水脱酸素Et2NH(10mL)を加えた。わずかに白色の不均一混合物をマントルに入れ、65℃に加熱し、48時間撹拌し、加熱マントルから取り出し、27℃まで徐々に冷却させた。混合物を濃縮し、ヘキサン(3mL)に懸濁し、濃縮した。これを3回繰り返して残留Et2NHおよびEt2NH-BH3を除去し、混合物をヘキサン(10mL)に再懸濁し、2分間激しく撹拌し(1000rpm)、0.45μmサブミクロンPTFEフィルターを通して濾過し、ヘキサン(3mL)ですすぎ、濃縮して、ビスホスホリルグアニジンを透明な粘稠泡状物として得た(199.7mg、0.3155mmol、95%)。1H-および31P-NMRは、生成物が約98%純粋であり、アスタリスク(*)で示される3つの可能な異性体およびそれらの互変異性体の複雑な混合物として存在することを示した。
1H NMR(500MHz,ベンゼン-d6)δ 4.66(h,J=6.1Hz、1H)、4.39(dtt,J=13.1、9.6、4.4Hz、1H),(4.04(t,J=6.3Hz、2H)*)、3.97(q,J=6.3Hz、2H),(3.76(m,2H)*)、3.71(d,J=6.7Hz、2H)、3.44(q,J=6.6Hz、1H)、3.36(q,J=6.8Hz、1H),(2.27-2.14(m,4H)*)、1.95(d,J=11.3Hz、4H)、1.86-1.38(m,30H)、1.38-1.32(m,6H)、1.32-1.10(m,10H)、1.08(d,J=6.4Hz、3H)、1.00-0.91(m,2H)。
31P NMR(162MHz,ベンゼン-d6)δ(-4.98*),(-7.78*)、-21.12,(-22.19*),(-28.15*)。
13C NMR(126MHz,ベンゼン-d6)δ(155.57(d,J=38.2Hz)*)154.70(d,J=37.5Hz)(154.63(d,J=38.8Hz)*),(52.29(d,J=20.3Hz)*),(52.04(d,J=36.9Hz)*)、51.17(d,J=38.9Hz),(48.40(d,J=42.1Hz)*),(47.07(d,J=36.0Hz)*),(46.24*),(45.00(d,J=22.4Hz)*)、41.80,(41.63*),(41.56*),(41.34*)、34.19(d,J=14.0Hz),(34.06(d,J=10.0Hz)*),(32.93(d,J=41.1Hz)*),(32.22(d,J=18.9Hz)*),(31.27(d,J=18.2Hz)*)、30.07(d,J=9.6Hz),(29.94(d,J=9.0Hz)*),(29.79(d,J=9.6Hz)*),(29.38(d,J=30.6Hz)*),(27.31(d,J=6.1Hz)*),(27.25*)、27.00(d,J=7.9Hz),(26.85(d,J=11.7Hz)*)、26.30,(25.61*),(25.44*),(25.36*)、25.01、24.36,(23.62*)、22.62。
窒素を充填した27℃のグローブボックス内のTHF(1.5mL)中のジシクロヘキシルホスフィンボラン錯体(181.2mg、0.8504mmol、2.00当量)の溶液に、KHMDS(0.17mL、0.0850mmol、0.20当量、トルエン中未滴定の0.5M)の溶液を加えた。2分間撹拌(300rpm)した後、THF(1.5mL)中のビスカルボジイミド(201.0mg、0.4252mmol、1.00当量)の溶液を素早く滴下して加えた。36時間撹拌した後、淡黄色の溶液を濃縮し、ヘキサン(3mL)に懸濁し、濃縮し、これを3回繰り返して残留THFを除去し、淡黄色の混合物をヘキサン(10mL)に懸濁し、2分間激しく撹拌し(1000rpm)、0.45μmサブミクロンフィルターを通して濾過し、ヘキサンですすぎ(3×3mL)、濃縮して、ホスファグアニジンボラン錯体を白色固体として得た。粗固体を無水脱酸素Et2NH(8mL)に溶解し、65℃に加熱したマントルに入れ、48時間撹拌し、加熱マントルから取り出し、27℃まで徐々に冷却させ、濃縮し、ヘキサン(3mL)に懸濁し、再度濃縮し、このプロセスを3回繰り返して残留するEt2NHおよびEt2NH-BH3を除去した。生成物をヘキサン(10mL)に懸濁し、2分間激しく撹拌し(1000rpm)、0.45μmサブミクロンフィルターを通して濾過し、ヘキサンですすぎ(3×3mL)、濃縮して、ビスホスファグアニジンを白色固体として得た(369.3mg、0.4248mmol、99%)。NMRスペクトルは、アスタリスク(*)で示される3つの異なる可能な異性体の混合物として純粋な生成物を示した。
1H NMR(400MHz,ベンゼン-d6)δ 7.19(d,J=7.6Hz,4H),7.11-7.05(m,2H),4.26(dt,J=11.7,6.4Hz,2H),3.20(ヘプタン,J=6.8Hz,4H),3.00(d,J=7.9Hz,4H),2.30(m,4H),2.05(m,8H),1.75-1.61(m,24H),1.47-1.29(m,4H),1.26(d,J=6.8Hz,12H),1.24(d,J=6.8Hz,12H),1.27-1.22(m,2H),1.01-0.71(m,8H)。
31P NMR(162MHz,ベンゼン-d6)δ-5.87。
13C NMR(101MHz,ベンゼン-d6)δ 160.08、145.18、138.66、123.33、123.14、48.19、43.79(d,J=20.5Hz)、33.80(d,J=12.2Hz),(31.33*),(31.17*)、30.65(d,J=13.7Hz)、29.60(d,J=11.4Hz)、27.93、27.36(d,J=7.0Hz)、27.26(d,J=7.8Hz)、26.59,(23.89*)、23.53,(23.32*)、13.93、10.98。
窒素を充填した22℃のグローブボックス内の無水脱酸素THF(5mL)中のジフェニルホスフィンの無色透明な溶液(0.112g、0.10mL、0.6016mmol、2.00当量)に、KHMDS(0.30mL、0.1504mmol、0.50等量、PhMe中未滴定の0.5M)を加え、溶液を濃い赤橙色の溶液に変化させた。2分間撹拌(500rpm)した後、PhH(1.0mL)中のビスカルボジイミド(0.100g、0.3008mmol、1.00当量)の溶液を素早く滴下して加えた。48時間撹拌した後、溶液をヘキサン(5mL)で希釈し、濃縮し、ヘキサン(5mL)に懸濁し、濃縮し、この懸濁/濃縮プロセスをさらに3回行って残留THFを除去して不溶性不純物を粉砕し、得られた淡橙色の固体混合物をヘキサン(5mL)に懸濁し、2分間激しく撹拌し(1000rpm)、0.45μmのPTFEフィルターを通して濾過し、ヘキサンですすぎ(3×3mL)、濃縮して不透明な淡黄色の油を得、それをヘキサン(3mL)に懸濁し、0.45μmのPTFEフィルターを通して濾過し、ヘキサンですすぎ(3×3mL)、濃縮して透明な淡黄色油を得た(0.157g、0.4455mmol、74%)。NMRは、異性体の複雑な混合物として存在し、かつ残留ジフェニルホスフィンを含有する生成物を示した:可能な異性体はアスタリスク(*)で示される。
1H NMR(500MHz,ベンゼン-d6)δ 7.53-7.30(m,20H)、7.18(td,J=7.7、2.4Hz、2H)、7.08-6.88(m,24H),(5.03(d,J=4.5Hz、2H)*)5.01(d,J=4.6Hz、4H),(4.47(d,J=5.4Hz、2H)*)(4.44(d,J=5.3Hz、4H)*)、4.24-4.20(m,2H)(4.19-4.17(m,1H)*)(3.97(t,J=5.1Hz、1H)*)(3.92(t,J=5.2Hz、2H)*),(3.76(td,J=6.8、4.1Hz、2H)*)(3.65(td,J=6.8、4.0Hz、4H)*)3.35(td,J=6.9、5.1Hz、2H)*)3.24(td,J=7.1、5.3Hz、4H),(1.76(p,J=7.1Hz、2H)*)(1.56(p,J=6.9Hz、4H)*)(1.29(h,J=8.4、7.6Hz、2H)*)1.14(dq,J=14.8、7.3Hz、4H),(1.14(dq,J=14.8、7.3Hz、2H)*)0.83(tt,J=9.2、6.2Hz、2H)。
31P NMR(202MHz,ベンゼン-d6)δ(-14.96*)、-16.53,(-17.36*),(-17.48*)。
13Cについて主な化学シフトのみを列挙する。
13C NMR(126MHz,ベンゼン-d6)δ 156.16(d,J=7.0Hz)、142.75(d,J=16.0Hz)、134.05(d,J=19.1Hz)、129.14(d,J=11.7Hz)、128.81、128.16(d,J=5.8Hz)、127.94、127.58、125.95、55.17(d,J=34.2Hz)、41.85、28.77、24.77。
エーテル(50mL)中のシクロヘキシルイソチオシアネート(2.000g、2.0mL、14.161mmol、2.00当量)の激しく撹拌した(700rpm)溶液を、氷水浴に20分間入れた後、1,4-ジアミノブタン(0.624g、0.71mL、7.081mmol、1.00当量)をシリンジでそのまま加えた。白色になった不均一混合物を12時間激しく撹拌させ、23℃まで徐々に加温した。次いで、白色の不均一混合物を氷水浴に1時間入れ、低温で吸引濾過し、冷ジエチルエーテルで洗浄し(3×20mL)、白色粉末を回収し、真空中で乾燥させてビスチオ尿素を得た(2.064g、4.598mmol、76%)。NMRは純粋な生成物を示した。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ 7.23(s,2H)、7.17(s,2H)、3.91(s,2H)、3.46-3.23(m,4H)、1.88-1.71(m,4H)、1.63(dt,J=13.0、3.9Hz、4H)、1.52(dt,J=12.8、3.9Hz、2H)、1.49-1.29(m,4H)、1.24(qt,J=12.4、3.3Hz、4H)、1.18-1.00(m,6H)。
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ 181.50、43.59、40.48、32.76、26.87、25.64、25.00。
EtOHおよびCH2Cl2(40mL、1:1)中のビスチオ尿素(1.0373g、2.799mmol、1.00当量)の白色の不均一混合物に、MeI(1.589g、0.70mL、11.20mmol、4.00当量)を加えた。混合物を23℃で12時間撹拌(500rpm)させた後、透明な淡黄色の溶液をNaHCO3の飽和水性混合物(50mL)、次いでNaOH水溶液(10mL、1N)で希釈し、二相混合物を5分間激しく撹拌し(1000rpm)、分液漏斗に注ぎ入れ、分配し、有機層をNaHCO3の水性混合物で洗浄し(3×25mL)、CH2Cl2を用いて水層から残留有機物を逆抽出し(2×25mL)、合わせ、塩水で洗浄し(2×20mL)、固体Na2SO4上で乾燥させ、デカントし、濃縮した。NMRは少量の不純物とともに生成物を示したが、多数の互変異性体の存在に起因してシグナルは幅広い。この材料を、さらに精製することなく次の反応に粗製のまま用いる。
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ:4.18(d,J=82.0Hz、2H)、3.45(d,J=38.8Hz、2H)、3.26(s,4H)、2.35(s,6H)、1.85(s,4H)、1.70(dq,J=13.1、3.9Hz、4H)、1.66-1.51(m,6H)、1.41-1.24(m,6H)、1.18(dq,J=15.7、11.8Hz、6H)。
13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ:157.88、33.98、28.42、25.75、24.96、22.51、14.40、14.32。
オーブン乾燥した光を遮蔽する褐色瓶内のアセトニトリル-CH2Cl2(27.0mL、1:1)中の粗イソチオ尿素(1.0785g、2.705mmol、1.00当量)およびEt3N(0.575g、0.79mL、5.681mmol、2.10当量)の溶液を氷水冷却浴に入れ、30分間撹拌(300rpm)した後、固体AgNO3(0.942g、5.545mmol、2.05当量)を一度に全部加えた。2時間後、黄色の不均一混合物をヘキサン(20mL)で希釈し、5分間激しく撹拌し(1000rpm)、ヘキサンを用いてセライトパッド上で低温で吸引濾過し、~5mLに濃縮した。混合物をヘキサン(20mL)で希釈し、~5mLに濃縮した。このプロセスをさらに2回繰り返し、次いでヘキサンを用いてセライトパッド上でヘキサン混合物を吸引濾過し、真空中で濃縮して、ビスカルボジイミド(0.544g、1.799mmol、66%)を無色透明の油として得た。真空中でPhMeを用いて(4×3mL)、あらゆる残留水分を共沸的に除去する。NMRは純粋な生成物を示した。
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 3.26-3.13(m,6H)、1.92-1.82(m,4H)、1.76-1.67(m,4H)、1.67-1.57(m,4H)、1.57-1.49(m,2H)、1.36-1.12(m,10H)。
13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ 139.87、55.61、46.39、34.83、28.64、25.40、24.54。
窒素下にあるジエチルエーテル(25.0mL)中のシクロヘキシルイソチオシアネート(2.000g、2.01mL、14.16mol、2.00当量)の激しく撹拌した(700rpm)無色透明な溶液を20分間氷浴に入れた後、カダベリン(0.724g、0.83mL、7.08mmol、1.00当量)をシリンジでそのまま加えた。白色になった不均一混合物を、23℃まで徐々に加温しながら12時間激しく撹拌させた。次いで、白色混合物を氷水浴に1時間入れ、低温で吸引濾過し、白色フィルターケークを冷エチルエーテルで洗浄し(3×20mL)、得られた白色ペーストを真空中で乾燥させて、ビスチオ尿素生成物を流動性の白色粉末として得た(2.277g、5.920mmol、84%)。1H-NMRは、微量のエチルエーテル不純物を含む生成物、ならびにシス/トランス異性体および互変異性体が存在することを示した。異性体および互変異性体はアスタリスク(*)で示される。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ 7.20(br s,2H)、7.14(br d,J=8.0Hz、2H)、3.91(m,2H)、3.32(m,4H)、1.80(dt,J=12.2、4.0Hz、4H)、1.63(dq,J=13.0、3.9Hz、4H)、1.52(dt,J=12.7、3.9Hz、2H)、1.44(p,J=7.4Hz、4H)、1.30-1.18(m,6H)、1.18-1.05(m,6H)。
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ 181.39、52.04、43.78、32.77、29.06、25.65、24.99、24.33。
エタノールおよびCH2Cl2(40mL、1:1)中のビスチオ尿素(1.862g、4.841mmol、1.00当量)の白色の不均一混合物に、ヨードメタン(2.95g、1.29mL、20.80mmol、4.30当量)を加えた。混合物は、10分後に透明な淡黄色の溶液に変化し、次いでそれを23℃で12時間撹拌させた(300rpm)。次いで、無色透明の溶液をNaHCO3の飽和水性混合物(60mL)で中和し、CH2Cl2(20mL)で希釈し、2分間激しく撹拌し(1000rpm)、NaOH水溶液(10mL、1N)を加え、二相混合物を分液漏斗に注ぎ入れ、分配し、有機層をNaHCO3の飽和水性混合物で洗浄した(3×20mL)。CH2Cl2を用いて水層から残留有機物を逆抽出し(3×10ml)、合わせ、塩水で洗浄し(1×20mL)、固体Na2SO4上で乾燥させ、固体Na2SO4パッド上で吸引濾過し、濃縮した。NMRは、少量の不純物および残留溶媒とともに生成物を示したため、粗材料を真空中でさらに乾燥させて、ビスイソチオ尿素を金黄色の粘稠油として得た(1.945g、4.713mmol、97%)。この生成物をさらに精製することなく次の反応にキャリーオーバーした。
オーブン乾燥した光を遮蔽する褐色バイアル内のアセトニトリル-CH2Cl2(25.0mL、1:1)中のビスメチルイソチオ尿素(1.000g、2.423mmol、1.00当量)およびEt3N(0.515g、0.71mL、5.088mmol、2.10当量)の溶液を氷水冷却浴に入れ、30分間撹拌(300rpm)した後、固体AgNO3(0.844g、4.967mmol、2.05当量)を一度に全部加えた。1時間後、黄色の不均一混合物をヘキサン(20mL)で希釈し、5分間激しく撹拌し(1000rpm)、ヘキサンを用いてセライトパッド上で低温で吸引濾過し、~5mLに濃縮した。混合物をヘキサン(20mL)で希釈し、~5mLに濃縮した。このプロセスをさらに2回繰り返し、次いでヘキサンを用いてセライトパッド上でヘキサン混合物を吸引濾過し、真空中で濃縮して、ビスカルボジイミド(0.520g、1.643mmol、68%)を無色透明の油として得た。真空中でPhMeを用いて(4×3mL)、あらゆる残留水分を共沸的に除去する。NMRは純粋な生成物を示した。
ビスカルボジイミドの化学シフト
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ:3.21(t,J=6.8Hz、6H)、1.94-1.84(m,5H)、1.80-1.69(m,5H)、1.64-1.52(m,7H)、1.48-1.40(m,2H)、1.37-1.15(m,10H)。
13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ:140.01、55.64、46.68、34.85、30.92、25.42、24.56、24.14。
ビスイソチオ尿素の化学シフト
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 3.25(s,4H)、2.35(s,6H)、1.88(s,2H)、1.71(d,J=13.3Hz、4H)、1.66-1.54(m,8H)、1.47-1.29(m,6H)、1.29-1.12(m,6H)。
窒素下にある23℃の無水エチルエーテル(20mL)中のチオイソシアネート(2.000g、2.20mL、17.36mmol、2.00当量)の激しく撹拌した(1000rpm)溶液に、無水エチルエーテル(10mL)中のカダベリン(0.887g、1.02mL、8.68mmol、1.00当量)の溶液を加えた。無色透明の溶液を23℃で12時間急速に撹拌すると、その過程で白色の不均一混合物になる。反応のアリコートのNMRは反応の完了を示し、エーテルを真空中で除去してビスチオ尿素を白色固体として得た(2.880g、17.31mmol、100%)。
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 6.23-6.05(m,2H)、5.93(s,2H)、3.54(q,J=7.1Hz、4H)、1.64(p,J=7.3Hz、5H)、1.42(s,18H)、1.41-1.36(m,2H)。
13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ 181.02、52.95、44.91、29.54、28.61、23.92。
23℃のエタノール(6.0mL)中のビスチオ尿素(800.0mg、2.40mmol、1.00当量)の溶液に、ヨードメタン(1.36g、0.60mL、9.60mmol、4.00当量)を加えた。無色透明の溶液を12時間激しく撹拌した(500rpm)。白色になった混合物をNaHCO3の飽和水性混合物(50mL)で希釈し、エチルエーテル(30mL)で希釈した。わずかに不透明な混合物を2分間激しく撹拌(1000rpm)した後、NaOH水溶液(5mL、1N)を加えた。無色透明になった二相混合物を分液漏斗に注ぎ入れ、分配し、有機物をNaHCO3の飽和水性混合物で洗浄した(3×20mL)。エチルエーテルで残留有機物を水層から逆抽出し(3×10mL)、固体Na2SO4上で乾燥させ、デカントし、濃縮して淡黄金色の油を得た(822.0mg、2.28mol、95%)。油のNMRは生成物を示した。
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 3.77(s,2H)、3.32(t,J=6.8Hz、4H)、2.31(s,6H)、1.57(p,J=7.1Hz、4H)、1.44(td,J=7.7、4.7Hz、2H)、1.34(s,18H)。
13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ 146.44、52.28、51.52、31.91、28.88、25.59、15.36。
MeCN(75mL)中の粗ビスメチルイソチオ尿素(2.701g、7.499mmol、1.00当量)およびEt3N(1.594g、2.20mL、15.748mmol、2.10当量)の溶液を、30分間氷水浴に入れた後、固体AgNO3(2.611g、15.373mmol、2.05当量)を一度に加えた。2時間激しく撹拌(500rpm)した後、ヘキサン(100mL)を加え、黄色の二相不均一混合物をセライト上で吸引濾過し、~10mLに濃縮し、ヘキサン(50mL)を加え、混合物を~10mLに濃縮し、これをさらに3回繰り返し、得られた黄色の不均一混合物を次いでヘキサン(50mL)で希釈し、セライトパッド上で吸引濾過し、濃縮して、ビスカルボジイミドを無色透明の油として得た(1.698g、6.422mmol、86%)。
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 3.21(t,J=6.9Hz、4H)、1.63-1.54(m,4H)、1.50-1.41(m,2H)、1.27(s,18H)。
13C NMR(101MHz,クロロホルム-d)δ 139.90、55.03、46.76、31.32、31.00、24.18。
エーテル(55mL)中のアダマンチルイソチオシアネート(2.00g、10.35mmol、2.00当量)の溶液を23℃の水浴に入れ、激しく撹拌(700rpm)した後、カダベリン(0.529g、0.61mL、5.18mmol、1.00当量)をシリンジでそのまま徐々に加えた。12時間後、粗アリコートのNMRは他の不純物とともに生成物を示した。白色になった混合物を氷水冷却浴に30分間入れ、冷エーテルを用いて低温で吸引濾過した。得られた白色固体を冷エーテルで洗浄し(3×20mL)、次いで真空中で乾燥させて、ビスチオ尿素を白色粉末として得た(1.901g、3.89mmol、76%)。白色粉末のNMRは、微量のジエチルエーテルが残っている純粋な生成物およびシス/トランス異性体の混合物を示し、それらはアスタリスク(*)で示される。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 7.15(t,J=5.2Hz、2H)、6.82(s,2H)、3.27(q,J=6.1Hz、4H)、2.09(d,J=2.9Hz、12H)、2.06-1.91(m,6H)、1.58(d,J=3.1Hz、12H)、1.39(h,J=7.5Hz、4H)、1.34-1.16(m,2H)。
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ 181.02、52.98,(43.41*)43.30,(42.05*)41.69、36.44(33.52*)、29.48,(29.09*)28.97、24.45(24.38*)。
23℃のエタノールおよびCH2Cl2(30.0mL、1:1)中のビスチオ尿素(633.0mg、1.30mmol、1.00当量)の溶液に、ヨードメタン(738.0mg、0.33mL、5.20mmol、4.00当量)を加えた。無色透明の溶液を12時間撹拌(300rpm)した後、それをNaHCO3の飽和水性混合物(60mL)で中和し、さらにCH2Cl2(20mL)で希釈した。白色混合物を2分間激しく撹拌し(1000rpm)、次いでNaOH水溶液(15mL、1N)を加えた。2分間撹拌した後、無色透明になった二相混合物を分液漏斗に注ぎ入れ、分配し、有機物をNaHCO3の飽和水性混合物で洗浄した(3×20mL)。CH2Cl2を用いて水層から残留有機物を逆抽出し(3×10mL)、合わせ、塩水(20mL)で洗浄し、固体Na2SO4上で乾燥させ、デカントし、濃縮して、ビスイソチオ尿素を灰白色の固体として得た(660.9mg、1.28mmol、99%)。固体のNMRは生成物を示した。
1H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 3.70(s,2H)、3.29(t,J=7.0Hz、4H)、2.30(s,6H)、2.03(s,6H)、1.99(d,J=2.5Hz、12H)、1.64(d,J=3.1Hz、12H)、1.55(t,J=7.3Hz、4H)、1.48-1.37(m,2H)。
13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ 146.13、52.90、51.54、41.97、36.63、31.78、29.70、25.51、24.73、15.48。
オーブン乾燥した光を遮蔽する褐色瓶内のアセトニトリル-CH2Cl2(32.0mL、1:1)中のビスメチルイソチオ尿素(392.0mg、0.7585mmol、1.00当量)およびEt3N(160.7mg、222.0μl、1.594mmol、2.10当量)の溶液を氷水冷却浴に入れ、30分間撹拌(300rpm)した後、固体AgNO3(265.0mg、1.554mmol、2.05当量)を一度に全部加えた。1時間後、黄色の不均一混合物をヘキサン(20mL)で希釈し、5分間激しく撹拌し(1000rpm)、ヘキサンを用いてセライトパッド上で吸引濾過し、~5mLに濃縮した。混合物をヘキサン(20mL)で希釈し、~5mLに濃縮した。このプロセスをさらに2回繰り返し、次いでヘキサン混合物をヘキサン(20mL)で希釈し、セライトパッド上で吸引濾過し、真空中で濃縮して、ビスカルボジイミド(255.9mg、0.6084mmol、80%)を無色透明の粘稠油として得た。使用前に真空中でPhMe(4×3mL)を用いて生成物を共沸的に乾燥させる。
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 3.21(t,J=6.8Hz、4H)、2.09(s,6H)、1.78(d,J=2.8Hz、12H)、1.70-1.55(m,16H)、1.46(tt,J=9.5、5.8Hz、2H)。
13C NMR(101MHz,クロロホルム-d)δ 140.06、55.13、46.83、44.78、35.98、30.95、29.81。
窒素下にある23℃の無水エチルエーテル(50mL)中のチオイソシアネート(2.000g、2.11mL、19.77mmol、2.00当量)の激しく撹拌(1000rpm)した溶液に、カダベリン(1.010g、1.16mL、9.88mmol、1.00当量)の溶液を2分かけてシリンジでそのまま滴下して加えた。無色透明の溶液は即座に白色の不均一混合物に変化し、それを12時間激しく撹拌した。NMRアリコートは純粋な生成物を示した。白色混合物を十分に濃縮して、ビスチオ尿素(3.01g、9.88mmol、100%)を得た。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 7.16(s,2H)、7.09(d,J=7.9Hz、2H)、4.18(s,2H)、3.33-3.24(m,4H)、1.43(p,J=7.3Hz、4H)、1.21(tt,J=8.2、6.0Hz、2H)、1.05(dd,J=6.5、0.9Hz、12H)。
13C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ 181.25、45.21、43.72、29.03、24.29、22.79。HRMS(ESI):C13H28N4S2[M+H]+の計算値305.2255、実測値305.2285。
23℃のCH2Cl2およびエタノール(40.0mL、1:1)中のビスチオ尿素(850.0mg、2.79mmol、1.00当量)の混合物に、ヨードメタン(1.58g、0.70mL、11.16mmol、4.00当量)を加えた。白色混合物を12時間撹拌した(300rpm)。無色透明になった均一溶液をNaHCO3(60mL)およびCH2Cl2(20mL)の飽和水性混合物で中和した。白色混合物を5分間激しく撹拌し(1000rpm)、次いでNaOH水溶液(10mL、1N)を加えた。無色透明になった二相混合物を分液漏斗に注ぎ入れ、分配し、有機物をNaHCO3の飽和水性混合物(3×20mL)で洗浄した。CH2Cl2を用いて水層から残留有機物を逆抽出し(3×10mL)、合わせ、塩水(20mL)で洗浄し、固体Na2SO4上で乾燥させ、デカントし、濃縮して、イソチオ尿素を灰白色の固体として得た(866.7mg、2.61mmol、94%)。固体のNMRスペクトルは純粋な生成物を示した。
1H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 3.82(bs,3H)、3.23(bs,5H)、2.32(s,6H)、1.57(p,J=7.3Hz、4H)、1.47-1.34(m,2H)、1.11(d,J=6.3Hz、12H)。
13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ 149.84、46.11、30.63、24.95、23.78、23.59、14.35。HRMS(ESI):C15H32N4S2[M+H]+の計算値333.2630、実測値333.2634。
光を遮蔽する褐色瓶内の非無水アセトニトリル(140mL)中のビスメチルイソチオ尿素(2.363g、7.105mmol、1.00当量)およびEt3N(1.510g、2.10mL、14.921mmol、2.10当量)の溶液を20分間氷水浴に入れた後、固体AgNO3(2.474g、14.565mmol、2.05当量)を一度に全部加えた。2時間後、黄色の不均一混合物をヘキサン(100mL)で希釈し、2分間激しく撹拌し(1000rpm)、セライトパッドを通して低温で吸引濾過し、~10mLに濃縮し、ヘキサン(50mL)を加え、~10mLに濃縮し、このプロセスをさらに3回繰り返し、ヘキサン(50mL)を加え、セライトパッドを通して混合物を吸引濾過し、濃縮して、ビスカルボジイミドを無色透明の油として得た(1.558g、6.590mmol、93%)。NMRスペクトルは純粋な生成物を示した。
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 3.56(ヘプタン、J=6.4Hz,2H),3.22(t,J=6.8Hz,4H),1.68-1.51(m,4H),1.51-1.37(m,2H),1.22(d,J=6.4Hz,12H)。
13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ 140.12、48.91、46.65、30.90、24.59、24.11。HRMS(ESI):C13H24N4[M+H]+の計算値237.2035、実測値237.2027。
オーブン乾燥したフラスコ中、窒素下にあるエチルエーテル(50mL)中の2,6-ジイソプロピルイソチオシアネート(2.000g、1.98mL、9.118mmol、2.00当量)の溶液を氷水浴に入れ、30分間激しく撹拌(700rpm)した後、カダベリン(0.466g、0.54mL、4.559mmol、1.00当量)をそのまま加えた無色透明の溶液が即座に白色の不均一混合物に変化し、それを12時間撹拌させ、そのプロセスで25℃まで徐々に加温した。白色混合物を次いで30分間氷水浴に入れ、その後低温で吸引濾過した。白色固体を冷エーテルで洗浄し(3×20mL)、次いで真空中で乾燥させてビスチオ尿素を得た(1.880g、3.476mmol、76%)。NMRスペクトルは純粋な生成物を示した。
EtOH(20mL)中のビスチオ尿素(1.000g、1.849mmol、1.00当量)の溶液に、ヨードメタン(1.050g、0.46mL、7.395mmol、4.00当量)を加えた。淡黄色の溶液を12時間撹拌(300rpm)させた後、無色透明の溶液をNaHCO3の飽和水性混合物(60mL)、次いでCH2Cl2(20mL)、次いでNaOH水溶液(20mL、1N)で希釈した。二相混合物を2分間激しく撹拌し(1000rpm)、分液漏斗に注ぎ入れ、分配し、有機層をNaHCO3の飽和水性混合物(3×20mL)で洗浄し、CH2Cl2を用いて水層から残留有機物を逆抽出し(3×20mL)、合わせ、塩水で洗浄し(1×20mL)、固体Na2SO4上で乾燥させ、Na2SO4のパッド上で吸引濾過し、濃縮してビスチオ尿素を金黄色の油として得た(1.031g、1.812mmol、98%)。
ビスチオ尿素の特徴付け
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 7.16(m,5H)、7.09(d,J=7.9Hz、3H)、4.18(m,4H)、3.38-3.16(m,4H)、1.43(p,J=7.3Hz、4H)、1.21(tt,J=8.3、6.0Hz、2H)、1.05(dd,J=6.5、0.9Hz、24H)。
ビスメチルイソチオ尿素の特徴付け
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ7.13(d,J=8.0Hz,4H),7.05(dd,J=8.4,6.8Hz,2H),4.20(m,2H),3.27(m,4H),2.97(ヘプタン,J=6.9Hz,4H),2.44(br s,6H),1.55(s,4H),1.40-1.27(m,2H),1.22(d,J=6.9Hz,12H),1.18(d,J=6.9Hz,12H)。
13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ 153.06、144.37、139.53、123.10、123.06、43.03、30.11、28.14、24.04、23.53、23.38、13.59。ESI-MS:C33H53N4S2[M+H]+の計算値=569.3721、実測値569.3721。
23℃のアセトニトリル(30.0mL)中のビスメチルイソチオ尿素(1.5956g、2.805mmol、1.00当量)およびEt3N(1.192g、1.64mL、11.781mmol、4.20当量)の溶液に、固体AgNO3(1.906g、11.220mmol、4.00当量)を一度に全部加えた。3時間撹拌した後、黄色の不均一混合物をヘキサン(100mL)で希釈し、5分間激しく撹拌し(1000rpm)、ヘキサンを用いてセライトパッド上で低温で吸引濾過し、~5mLに濃縮した。混合物をヘキサン(20mL)で希釈し、~5mLに濃縮した。このプロセスをさらに2回繰り返し、次いでヘキサンを用いてセライトパッド上でヘキサン混合物を吸引濾過し、真空中で濃縮して、ビスカルボジイミド(1.212g、2.564mmol、91%)を透明な金黄色の油として得た。ビスカルボジイミドは、使用前に真空中でPhMe(4×3mL)を用いて共沸的に乾燥させる。
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 7.09(s,6H)、3.40(d,J=6.8Hz、4H)、3.38-3.30(m,4H)、1.75-1.63(m,4H)、1.61-1.47(m,2H)、1.24(d,J=6.9Hz、21H)。
13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ 142.03、134.34、132.65、124.64、123.10、46.54、30.98、28.89、24.28、23.22。
Et2O(65mL)中の2,6-ジメチルフェニルイソチオシアネート(2.000g、1.85mL、12.252mmol、2.00当量)の激しく撹拌した(1000rpm)溶液に、カダベリン(0.626g、0.72mL、6.126mmol、1.00当量)を1分かけて徐々に滴下して加えた。無色透明の溶液を12時間激しく撹拌させた後、白色の不均一混合物を氷水浴に1時間入れ、低温で吸引濾過し、白色の濾過した固体を冷Et2O(3×20mL)で洗浄し、真空中で乾燥させて、ビスチオ尿素を白色粉末として得た(2.331g、5.438mmol、89%)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ 7.05(s,6H)、3.49-3.20(m,4H)、2.09(s,12H)、1.45(s,4H)、1.20(s,2H)。
1H NMR(500MHz,アセトン-d6)δ 8.33(s,1H)、7.11(d,J=7.4Hz、5H)、6.47(s,1H)、3.55(q,J=7.4、6.7Hz、4H)、2.22(s,12H)、1.57(s,4H)、1.27(s,2H)。
13C NMR(126MHz,アセトン-d6)δ 181.31、137.25、137.22、128.31、44.28、23.82、17.40。LCMS(ESI):C23H32N4S2[M+H]+の計算値429.3、実測値429.3。
23℃のEtOH-CH2Cl2(100mL、1:1)中のビスチオ尿素(2.331g、5.438mmol、1.00当量)の溶液に、ヨードメタン(3.087g、1.40mL、21.752mmol、4.00当量)を加えた。12時間撹拌(500rpm)した後、透明な淡黄色の溶液をNaHCO3の飽和水性混合物(100mL)で中和し、次いでNaOH水溶液(15mL、1N)を徐々に加え、白色の二相不均一混合物を2分間激しく撹拌し(1000rpm)、分液漏斗に注ぎ入れ、分配し、有機物をNaHCO3の飽和水性混合物(3×50mL)で洗浄し、CH2Cl2(2×25mL)を用いて水層から残留有機物を抽出し、合わせ、塩水(1×50mL)で洗浄し、固体Na2SO4上で乾燥させ、デカントし、濃縮してビスメチルイソチオ尿素を得た(2.483g、5.438mmol、100%)。NMRは少量の不純物とともに異性体/互変異性体の混合物として生成物を示した。この粗材料をさらに精製することなく次の反応に使用した。
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 7.00(d,J=7.5Hz、4H)、6.86(t,J=7.5Hz、2H)、4.24(s,2H)、3.31(s,4H)、2.37(s,6H)、2.10(s,12H)、1.59(s,4H)、1.36(s,2H)。
13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ 152.52、146.60、129.25、127.89、122.52、43.01、29.90、24.07、18.01、13.66。LCMS(ESI):C25H36N4S2[M+H]+の計算値457.3、実測値457.3。
光を遮蔽する褐色瓶内の非無水CH2Cl2-アセトニトリル(110mL、1:1)中のビスメチルイソチオ尿素(2.493g、5.459mmol、1.00当量)およびEt3N(2.320g、3.20mL、22.928mmol、4.20当量)の撹拌(500rpm)溶液に、固体AgNO3(3.709g、21.836mmol、4.00当量)を一度に全部加えた。3.5時間後、黄金色の不均一混合物をヘキサン(100mL)で希釈し、2分間激しく撹拌し(1000rpm)、セライトパッドを通して吸引濾過し、~10mLに濃縮し、ヘキサン(50mL)を加え、~10mLに濃縮し、このプロセスをさらに3回繰り返し、ヘキサン(50mL)を加え、セライトパッドを通して混合物を吸引濾過し、濃縮してビスカルボジイミドを淡金黄色の油として得た(1.575g、4.370mmol、80%)NMRは純粋な生成物を示した。
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 7.01(dq,J=7.3、0.7Hz、4H)、6.93(dd,J=8.2、6.8Hz、2H)、3.40(t,J=6.8Hz、4H)、2.34(br s,12H)、1.74-1.66(m,4H)、1.59-1.51(m,2H)。
13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ 136.80、133.75、132.19、128.12、124.11、46.67、30.72、24.27、18.93。HRMS(ESI):C23H28N4[M+H]+の計算値361.2314、実測値361.2299。
Et2O(100mL)中のベンジルイソチオシアネート(2.000g、1.78mL、13.404mmol、2.00当量)の溶液に、カダベリン(0.685g、0.79mL、6.702mmol、1.00当量)をシリンジで徐々に滴下して加えた。20時間激しく撹拌(1000rpm)した後、白色の不均一混合物を~20mLに濃縮し、2時間氷水浴に入れ、低温で吸引濾過し、白色の濾過した固体を冷Et2Oで洗浄し(3×20mL)、回収し、真空中で乾燥させて、ビスチオ尿素を白色固体として得た(2.465g、6.153mmol、92%)。NMRは純粋な生成物を示した。
1H NMR(500MHz,アセトン-d6)δ 7.38-7.20(m,12H)、7.03(d,J=5.7Hz、2H)、4.77(d,J=5.7Hz、4H)、3.51(s,4H)、1.59(p,J=7.3Hz、4H)、1.34(p,J=7.6Hz、2H)。
13C NMR(126MHz,アセトン-d6)δ 183.39、139.34、128.28、127.43、126.91、47.46、43.94、28.75、23.91。HRMS(ESI):計算値[M+H]+401.1789、実測値401.1840。
23℃のEtOH-CH2Cl2(100mL)中のビスチオグアニジン(2.421g、6.043mmol、1.00当量)の溶液に、ヨードメタン(3.431g、1.50mL、24.174mmol、4.00当量)を加えた。無色透明の溶液を12時間撹拌(500rpm)した後、透明になった淡黄色の溶液を飽和NaHCO3の飽和水性混合物(50mL)で中和し、2分間激しく撹拌し(1000rpm)、二相混合物を分液漏斗に注ぎ入れ、分配し、有機物をNaHCO3の飽和水性混合物で洗浄し(3×50mL)、CH2Cl2(2×20mL)を用いて水層から残留有機物を抽出し、合わせ、固体Na2SO4上で乾燥させ、デカントし、濃縮して、ビスイソチオ尿素を透明な淡金黄色の粘稠油として得た(2.590g、6.042mmol、100%)。NMRは異性体の複雑な混合物として存在する生成物を示した。
1H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 7.37-7.28(m,8H)、7.28-7.20(m,2H)、4.52(s,4H)、4.44-4.31(m,3H)、3.34(t,J=7.1Hz、4H)、2.40(s,6H)、1.62(p,J=7.3Hz、4H)、1.41(qd,J=8.8、6.6Hz、2H)。
13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ 153.56、140.19、128.37、127.51、126.78、50.75、45.69、29.91、24.53、14.48。HRMS(ESI):計算値[M+H]+429.2002、実測値429.1992。
MeCN-CH2Cl2(100mL)中のビスチオグアニジン(2.739g、3.600mmol、1.00当量)およびEt3N(0.801g、1.10mL、7.917mmol、2.20当量)の溶液を30分間氷水浴に入れた後、固体AgNO3(1.284g、7.560mmol、2.10当量)を一度に全部加えた。鮮黄色になった不均一混合物を0℃で2時間撹拌(500rpm)した後、今度は黄色くなった混合物をPhMe(100mL)で希釈し、1分間激しく撹拌し(1000rpm)、セライトパッド上で吸引濾過し、PhMeですすぎ(3×20mL)、~10mLに濃縮し、PhMe(50mL)で希釈し、~10mLに濃縮し、この希釈/濃縮プロセスをさらに3回行って残留するMeCNおよびCH2Cl2を除去して残りの不溶性銀およびアンモニウム塩を粉砕し、得られた金黄色の不均一混合物をセライトパッド上で吸引濾過し、PhMeですすぎ(3×20mL)、濃縮してビスカルボジイミドを透明な淡金黄色の粘稠油として得た(0.403g、1.212mmol、34%)。NMRは純粋な生成物を示した。
1H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 7.44-7.11(m,11H)、4.33(s,4H)、3.09(t,J=6.8Hz、4H)、1.44-1.33(m,4H)、1.29-1.13(m,2H)。
13C NMR(101MHz,クロロホルム-d)δ 140.66、138.62、128.58、127.50、127.46、50.50、46.32、30.71、23.83。HRMS(ESI):計算値[M+H]+333.2035、実測値333.2052。
MCI-1:窒素を充填したグローブボックス内の無水脱酸素トルエン(1.0mL)中のビスホスファグアニジン(28.0mg、0.0407mmol、1.00当量)の溶液を、-30℃に冷却した冷凍庫に1時間入れた。次いで、トルエン(1.0mL)中の18.5mgのZrBn4(18.5mg、0.0407mmol、1.00当量)の予冷溶液を素早く滴下して加えた。2時間後、金黄色の溶液を十分に濃縮し、メチルシクロヘキサン(1.5mL)に懸濁し、濃縮した。このプロセスをさらに2回繰り返してあらゆる残留トルエンを除去し、混合物をメチルシクロヘキサン(1.0mL)に懸濁し、ヘキサン(5mL)を徐々に加え、混合物を冷凍庫(-30℃)に14時間入れ、0.45μmサブミクロンフィルターを通して混合物を低温で濾過し、金黄色の液体を濃縮し、このプロセスをさらに2回繰り返して、MCI-1を黄褐色の粘稠油として得た(18.4mg、0.0191mmol、47%)。
1H NMR(500MHz,ベンゼン-d6)δ 7.58-7.52(m,8H)、7.41-7.36(m,4H)、7.36-7.31(m,4H)、7.11-7.06(m,8H)、7.02-6.96(m,6H)、3.83-3.71(m,2H)、3.45-3.32(m,4H)、2.79(s,4H)、1.71(dt,J=10.3、5.1Hz、9H)、1.54(d,J=13.1Hz、4H)、1.38(dt,J=12.9、3.4Hz、2H)、1.30-1.22(m,5H)、0.99(tt,J=11.6、2.9Hz、1H)、0.95-0.78(m,5H)。
31P NMR(202MHz,ベンゼン-d6)δ-18.34。
13C NMR(126MHz,ベンゼン-d6)δ 180.66(d,J=59.3Hz)、148.05、133.76(d,J=14.2Hz)、133.34(d,J=20.0Hz)、128.78、128.72、128.43、127.22、121.04、74.57、58.35(d,J=13.0Hz)、47.87(d,J=16.7Hz)、35.42、29.65、25.68、25.46、21.12。
MCI-2:23℃の窒素を充填したグローブボックス内で、固体ZrBn4(33.0mg、0.0724mmol、1.00当量)をトルエン中のビスホスファグアニジン配位子(44.0mg、0.0724mmol、1.00当量)の溶液に加えた。得られた明黄色の溶液を20時間撹拌し(300rpm)、溶媒を蒸発させ、得られた橙色の残渣をメチルシクロヘキサン(2mL)に懸濁し、ペンタン(5mL)で層状にし、溶液を-30℃に冷却した冷凍庫に入れた。24時間後、懸濁液が形成され、これを0.45μmのPTFEサブミクロンシリンジフィルターを通して濾過し、濾液を濃縮し、メチルシクロヘキサン(1mL)に懸濁し、ペンタン(5mL)で層状にし、上記プロセスを繰り返し、濾液を濃縮してMCI-2を得た(31.0mg、0.0348mmol、48%)。
1H NMR(400MHz,d6-ベンゼン)7.51-7.36(m),7.15-6.83(m),4.31(セプテット,J=6.4Hz),4.07(セプテット,J=6.4Hz),3.23(m),2.69(s),2.45(s),1.12(d,J=6.42),0.84-0.76(m)。
31P NMR(202MHz,d6-ベンゼン)-19.73(メジャー)。
23℃の窒素を充填したグローブボックス内で、ZrBn4(27.0mg、0.0592mmol、1.00当量)を無水脱酸素トルエン(15.0mL)中のビスホスファグアニジン(50.0mg、0.0592mmol、1.00当量)の溶液に加えた。得られた明黄色の溶液を23℃で20時間撹拌し、溶液を濃縮し、得られた残渣をベンゼン/メチルシクロヘキサン(2mL、1:1)に懸濁し、ペンタン(5mL)で層状にし、-30℃に冷却した冷凍庫内に溶液を入れた。24時間後、得られた懸濁液を0.45μmのPTFEサブミクロンシリンジフィルターを通して低温で濾過し、濾液を濃縮した。このプロセスをもう1回繰り返して、MCI-3を暗黄色の油として得た(31.0mg、0.0272mmol、46%)。
1H NMR(400MHz,d6-ベンゼン)7.40-6.75(m,36H)、3.20-3.10(m,4H)、1.65(br s,4H)、1.22(d,6H)、1.08(d,6H)、1.20-1.10(m,6H)、1.00-0.95(m,2H)。
31P NMR(202MHz,d6-ベンゼン)-17.67。
23℃の窒素を充填したグローブボックス内で、固体ZrBn4(27.0mg、0.0592mmol、1.00当量)を無水脱酸素トルエン(15.0mL)中のビスホスホリルグアニジン(0.0592mmol、1.00当量)の溶液に加えた。得られた明黄色の溶液を20時間撹拌し(300rpm)、溶媒を蒸発させ、残渣をベンゼン(1mL)に懸濁し、ペンタン(10mL)で層状にし、二相溶液を-30℃に冷却した冷凍庫に入れた。20時間後、橙色の固体沈殿物を0.45μmのPTFEサブミクロンフィルターを通して低温で濾過し、濾液を真空中で濃縮してMCI-4を暗橙色の油として得た(22.0mg、0.0243mmol、41%)。
1H NMR(400MHz,d6-ベンゼン)7.41(m,8H)、7.29(m,8H)、7.10(m,8H)、7.00(m,6H)、3.24(m,4H)、2.78(br s,4H)、1.82(s,18H)、0.67(m,2H)。
31P NMR(202MHz,d6-ベンゼン)-12.96。
全ての溶媒および試薬は、商業的供給源から入手し、特記しない限り、受け取ったまま使用した。無水トルエン、ヘキサン、テトラヒドロフラン、およびジエチルエーテルを、活性アルミナ、および場合によってはQ-5反応物に通過させることによって精製した。窒素を充填したグローブボックス内で行われた実験に使用した溶媒は、活性化3Åモレキュラーシーブ上で保存することによりさらに乾燥させた。感湿反応用のガラス器具は、使用前に一晩オーブン内で乾燥させた。NMRスペクトルは、Varian 400-MRおよびVNMRS-500分光計で記録した。LC-MS分析は、Waters 2424 ELS検出器、Waters 2998 PDA検出器、およびWaters 3100 ESI質量検出器と連結したWaters e2695分離モジュールを使用して行った。LC-MS分離は、イオン化剤として0.1%ギ酸を用いて、5:95~100:0のアセトニトリル:水勾配を使用して、XBridge C18 3.5μm 2.1×50mmカラムで行った。HRMS分析は、エレクトロスプレーイオン化を備えたAgilent 6230 TOF質量分析計と連結したZorbax Eclipse Plus C18 1.8μm2.1×50mmカラムを用いて、Agilent 1290 Infinity LCを使用して行った。1H NMRデータは以下のように報告される:化学シフト(多重度(br=幅広線、s=一重線、d=二重線、t=三重線、q=四重線、p=五重線、sex=六重線、sept=七重線、およびm=多重線)、積分、および代入)。1H NMRデータの化学シフトは、基準として重水素化溶媒中の残留プロトンを用いて、内部標準テトラメチルシラン(TMS、δスケール)からの低磁場シフト(ppm)として報告する。13C NMRデータは、1Hデカップリングを用いて決定し、化学シフトは、基準として重水素化溶媒中の残留炭素を用いて、テトラメチルシラン(TMS、δスケール)からの低磁場シフト(ppm)として報告する。
PPRスクリーニング実験の一般的手順
ポリオレフィン触媒スクリーニングは、ハイスループット並列重合反応器(PPR)システムで行われた。PPRシステムは、不活性雰囲気下にあるグローブボックス内の48個の単一セル(6×8マトリックス)反応器のアレイから構成されていた。各セルは、約5mLの内部作動液体積を有するガラスインサートを備えていた。各セルは、独立した圧力制御を有しており、800rpmで連続的に撹拌した。特記しない限り、触媒溶液はトルエン中で調製した。全ての液体(すなわち、溶媒、1-オクテン、および触媒溶液)は、ロボットシリンジを介して加えた。ガス状試薬(すなわち、エチレン、H2)は、ガス注入口から加えた。各実験の前に、反応器を80℃に加熱し、エチレンでパージし、通気した。
Isopar-Eの一部を加え、反応器を運転温度に加熱し、次いでエチレンで適切なpsigに加圧した。次いで、試薬のトルエン溶液を以下の順序で加えた:(1)500nmolの捕捉剤MMAO-3Aとともに1-オクテン、(2)活性剤(共触媒-1、共触媒-2等)、および(3)触媒。共触媒-1は、N-メチルN,N-ジオクタデシルアンモニウムテトラフルオロボレートである溶液活性剤である。
各液体を加えた後に少量のIsopar-Eを加え、最終的な添加後に総反応体積が5mLになるようにした。触媒を加えると、PPRソフトウェアは各セルの圧力を監視し始めた。設定点から1psi低い時点でバルブを開き、圧力が2psi以上に達したときにそれを閉じることによるエチレンガスの追加添加によって圧力(約2~6psig以内)を維持した。全ての圧力低下は、運転期間中の、または取り込みもしくは変換要求値に達するまで(いずれか早く起こる方)の、エチレンの「取り込み」または「変換」として累積的に記録した。次いで、反応器圧力より40~50psi高い圧力で4分間、アルゴン中で10%一酸化炭素を加えることによって各反応をクエンチした。「クエンチ時間」が短いほど、触媒はより活性である。任意の所与のセルにおける過剰なポリマーの形成を防止するために、所定の取り込みレベル(120℃の運転で50psig、150℃の運転で75psig)に達したときに反応をクエンチした。全ての反応器をクエンチした後、それらを70℃に冷却させた。次いでそれらに通気し、窒素で5分間パージして一酸化炭素を除去し、管を取り出した。次いで、ポリマー試料を遠心蒸発器内で12時間70℃で乾燥させ、秤量してポリマー収率を決定し、IR(1-オクテン取り込み)およびGPC(分子量)分析に供した。
SymRAD HT-GPC分析
分子量データは、ハイブリッドのSymyx/Dow built Robot-Assisted Dilution High-Temperature Gel Permeation Chromatographer(Sym-RAD-GPC)における分析によって決定した。160℃で120分間加熱することによって、300ppmのブチル化ヒドロキシルトルエン(BHT)で安定化した濃度10mg/mLの1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)中にポリマー試料を溶解した。次いで、250μLアリコートの試料を注入する直前に、各試料を1mg/mLに希釈した。160℃で流速2.0mL/分の2つのPolymer Labs PLgel 10μm MIXED-Bカラム(300×10mm)をGPCに装備した。試料検出は、濃縮モードでPolyChar IR4検出器を使用して行った。狭いポリスチレン(PS)標準の従来の較正を利用し、この温度でのTCB中のPSおよびPEについての既知のマーク・ホーウィンク係数を用いて、ホモ-ポリエチレン(PE)に対して見掛けの単位を調整した。
1-オクテン組み込みIR分析
HT-GPC分析用の試料の実行がIR分析に先行した。試料の堆積および1-オクテン組み込みの分析には、48ウェルHTシリコンウエハを用いた。このプロセスでは、試料が供される全ての追加の熱は160℃であり、持続時間は210分以下であった:試料を再加熱して磁気GPC撹拌子を除去するとともに、J-KEM Scientific加熱式ロボット振盪機上でガラス製の棒状撹拌子で振盪しなければならなかった。次いで、Tecan MiniPrep 75堆積ステーションを使用して加熱している間に試料を堆積させ、窒素パージ下160℃でウエハの堆積ウェルから1,2,4-トリクロロベンゼンを蒸発させた。1-オクテンの分析は、NEXUS 670 ESP FT-IRを使用してHTシリコンウエハ上で行った。
バッチ反応器重合手順
バッチ反応器重合は、2LのParr(商標)バッチ反応器中で行った。反応器は、電気加熱マントルによって加熱され、冷却水を含む内部蛇行冷却コイルによって冷却される。反応器および加熱/冷却システムの両方を、Camile(商標)TGプロセスコンピュータにより制御および監視した。反応器の底部をダンプ弁と嵌合させ、これにより反応器の内容物を、触媒失活溶液(catalyst kill solution)(典型的には、5mLのIrgafos/Irganox/トルエン混合物)で事前に充填したステンレス鋼ダンプポット内に出す。ポットおよびタンクの両方を窒素でパージして、ダンプポットを30ガロンのブローダウンタンクに通気した。重合または触媒補給のために使用した全ての溶媒を溶媒精製カラムに通過させて、重合に影響を及ぼし得るあらゆる不純物を除去した。1-オクテンおよびIsoparEは、A2アルミナを含む第1のカラム、Q5を含む第2のカラムの2つのカラムに通過させた。エチレンは、A204アルミナおよび
Q5反応物を含む第2のカラムの2つのカラムに通過させた。移動に使用したN2は、A204アルミナ、
反応器負荷に応じて、IsoparE溶媒および/または1-オクテンを含み得るショットタンクから最初に反応器が充填されるショットタンクは、ショットタンクが取り付けられているラボスケールを使用して負荷設定点まで充填される。液体供給物の添加後、反応器を重合温度設定点まで加熱する。エチレンが使用される場合、反応圧力設定点を維持するための反応温度になったときに、エチレンが反応器に添加される。エチレン添加量は、微動流量計によって監視される。
触媒および活性剤を適量の精製トルエンと混合してモル濃度溶液を得た。触媒および活性剤は、不活性グローブボックス内で取り扱い、シリンジ内に引き入れ、触媒ショットタンク内に圧力で移動させた。その後、各5mLのトルエンでそれを3回すすいだ。触媒添加直後に運転タイマーが開始する。エチレンを使用した場合、次いでそれをCamileにより加えて反応器の反応圧力設定点を維持した。これらの重合を10分間行い、次いで撹拌機を停止し、底部ダンプ弁を開放して反応器内容物をダンプポットに出した。ダンプポットの内容物をラボフード内に配置したトレイに注ぎ入れ、そこで溶媒を一晩蒸発させた。次いで、残りのポリマーを含むトレイを真空オーブンに移し、そこでそれらを真空下で140℃まで加熱してあらゆる残りの溶媒を除去する。トレイが周囲温度まで冷却した後、ポリマーを収率/効率について秤量し、ポリマー試験に供した。
式IIIによる先に開示されたホスファグアニジン重合触媒は、一般に、MCI-1~5、MCI-8、MCI-11、MCI-13、およびMCI-17で観察されるように、120℃以上の温度で高い天然分子量(300,000g/mol超)を有するポリオレフィンを生成する。非連結/結合窒素上にイソプロピルまたは2,6-ジメチルフェニル置換基を有する触媒は、120℃および150℃で最も高い活性を示した(MCI-2およびMCI-11)。全体として、ジルコニウム触媒はハフニウム触媒よりも活性が高く、より高い天然分子を有するポリマーを生成するが、一般に、多分散性が広い(5以上)。
特記しない限り、本明細書および特許請求の範囲におけるいかなる範囲の開示は、その範囲自体、およびその中に包含されるあらゆるもの、ならびに終点も含むものとして理解されるべきである。
当業者には、特許請求の範囲に記載される主題の趣旨および範囲から逸脱することなく、記載される実施形態に修正および変更を加えることができることが明白であろう。したがって、そのような修正および変更が添付の特許請求の範囲およびそれらの同等物の範囲内に属する限り、本明細書は、本明細書に説明される種々の実施形態の修正例および変更例を包含することが意図される。
本願発明には以下の態様が含まれる。
項1.
式Iの構造を含むホスファグアニジン化合物であって、
式中、
R
2、R
5、R
7、およびR
9は、独立して、水素化物、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、もしくはヘテロ芳香族部分から選択されるか、または孤立電子対を含んでもよく、R
6は、脂肪族、ヘテロ脂肪族、芳香族、またはヘテロ芳香族部分であり、R
1およびR
8は、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、もしくはヘテロ芳香族部分から選択される同じもしくは異なる部分を含み、かつ/または孤立電子対を含んでもよく、
R
a1、R
a2、R
b1、およびR
b2は、独立して、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、またはヘテロ芳香族部分から選択される、ホスファグアニジン化合物。
項2.
R
2およびR
5の一方は孤立電子対であり、R
2およびR
5の他方は、水素化物、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、ヘテロ芳香族部分であり、R
9およびR
7の一方は孤立電子対であり、R
9およびR
7の他方は、水素化物、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、ヘテロ芳香族部分である、項1に記載のホスファグアニジン化合物。
項3.
R
6は(C
3-C
6)ヒドロカルビル部分である、項1~2のいずれか一項に記載のホスファグアニジン化合物。
項4.
R
a1、R
a2、R
b1、およびR
b2は、置換および非置換のフェニル環を含む、項1~3に記載のホスファグアニジン化合物。
項5.
R
a1、R
a2、R
b1、およびR
b2は、(C
5-C
6)シクロヒドロカルビル基を含む、項1~3に記載のホスファグアニジン化合物。
項6.
R
1またはR
2およびR
7またはR
8は、アダマンチル基を含む、項1~3に記載のホスファグアニジン化合物。
項7.
R
1またはR
2およびR
7またはR
8は、独立して、メチル、エチル、シクロヘキシル、イソプロピル、イソブチル、またはtert-ブチル部分から選択される、項1~3に記載のホスファグアニジン化合物。
項8.
R
8は繰り返し単位であり、式IIのホスファグアニジン化合物は以下を含み、
式中、
nは2~6の整数であり、R
10は、水素原子、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、またはヘテロ芳香族部分から選択され、
R
yおよびR
zは、水素化物、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、ヘテロ芳香族部分、または孤立電子対から選択される同じまたは異なる部分を含み、
nが1より大きい場合、複数の繰り返し単位が存在し、R
a、R
b、R
y、およびR
zは、前記複数の繰り返し単位内で同じでもまたは異なっていてもよい、項1に記載のホスファグアニジン化合物。
項9.
式IIIのホスファグアニジン化合物を含む金属-配位子錯体であって、
式中、
R
1およびR
8は、水素化物、脂肪族、ヘテロ脂肪族、芳香族、およびヘテロ芳香族部分から選択される同じまたは異なる部分を含み、
R
a1、R
a2、R
b1、およびR
b2は、脂肪族部分、芳香族部分、またはヘテロ芳香族部分から選択される同じまたは異なる部分を含み、
Mは、チタン、ジルコニウム、またはハフニウムから選択され、各Xは、独立して、脂肪族部分、芳香族部分、NR
N
2部分またはハロゲン化物部分から選択され、R
Nは、アルキル、アリール、またはヘテロアリール部分から選択され、
R
6は、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、またはヘテロ原子から選択され、
各点線は、任意選択的に架橋接続を定義する、金属-配位子錯体。
項10.
式IVの構造を含むビフェニル-ホスファグアニジン化合物であって、
式中、
G
1、G
2、G
3、G
4、G
5、G
7、G
8、G
9、G
10、およびG
11は、独立して、水素化物、アルキル基、アリールもしくはヘテロアリール基、またはグアニジン部分から選択され、
各フェニル環は、少なくとも1つのグアニジン部分を含み、前記グアニジン部分は、式Vの構造を含み、
式中、
R
dおよびR
eは、独立して、水素化物、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、ヘテロ芳香族部分から選択され、かつ/または孤立電子対を含んでもよく、
R
cは、水素化物、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、ヘテロ芳香族部分、および/または孤立電子対から選択され、
R
aおよびR
bは、独立して、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、またはヘテロ芳香族部分から選択され、
各曲線の点線は、任意選択的に、架橋結合を定義し、
複数のグアニジン部分が存在する場合、R
a、R
b、R
c、R
d、およびR
eは、前記複数のグアニジン部分内で同じでもまたは異なっていてもよい、ビフェニル-ホスファグアニジン化合物。
項11.
G
1、G
5、G
7、およびG
11は、式IVのグアニジン部分を含み、G
2、G
3、G
4、G
8、G
9、およびG
10は水素原子である、項10に記載のビフェニル-ホスファグアニジン化合物。
項12.
R
dは、水素化物、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、イソブチル、ベンジル、アダマンチル、tert-ブチル、フェニル、2,6-ジメチルフェニル、2,6-ジイソプロピルフェニル、および/または孤立電子対から選択される、項10または項11に記載のビフェニル-ホスファグアニジン化合物。
項13.
項10、項11、または項12に記載のビフェニル-ホスファグアニジン化合物と、前記ビフェニル-ホスファグアニジン化合物に結合した遷移金属触媒と、を含む、重合触媒であって、前記遷移金属触媒は、ハフニウム、ジルコニウム、またはチタンを含む、重合触媒。
項14.
(出願当初)式VIの構造を含むホスファグアニジンナフタレン化合物であって、:
式中、
G
21、G
22、G
23、G
24、G
25、G
27、およびG
28は、独立して、水素化物、アルキル基、アリールもしくはヘテロアリール基、またはアルキルグアニジン部分から選択され、各フェニル環は、少なくとも1つのグアニジン部分を含み、
前記グアニジン部分は式Vの構造を含み、
式中、
R
dおよびR
eは、水素化物、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、ヘテロ芳香族部分から選択される同じもしくは異なる部分を含み、かつ/または孤立電子対を含んでもよく、
R
cは、水素化物、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、ヘテロ芳香族部分、または孤立電子対から選択され、
R
aおよびR
bは、脂肪族部分、ヘテロ脂肪族部分、芳香族部分、またはヘテロ芳香族部分から選択される同じまたは異なる部分を含み、
各曲線の点線は、任意選択的に、架橋結合を定義し、
複数のグアニジン部分が存在する場合、R
a、R
b、R
c、R
d、およびR
eは、前記複数のグアニジン部分内で同じでもまたは異なっていてもよい、ホスファグアニジンナフタレン化合物。
項15.
項14に記載のホスファグアニジンナフタレン化合物と、前記ホスファグアニジンナフタレン化合物に結合した遷移金属触媒と、を含む、重合触媒であって、前記遷移金属触媒は、ハフニウム、ジルコニウム、またはチタンを含む、重合触媒。