JP7065654B2 - Method for synthesizing α, β-unsaturated carboxylic acid - Google Patents

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本発明は、α,β-不飽和カルボン酸の合成方法に関する。 The present invention relates to a method for synthesizing α, β-unsaturated carboxylic acid.

近年、二酸化炭素(CO)等の温室効果ガスの低減等を目的として、COを化学合成の原料として使用する方法が数多く提案されている。その一つとして、COとアルケンを原料として、アクリル酸等の不飽和カルボン酸を製造することが提案されている。 In recent years, many methods of using CO 2 as a raw material for chemical synthesis have been proposed for the purpose of reducing greenhouse gases such as carbon dioxide (CO 2 ). As one of them, it has been proposed to produce an unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid from CO 2 and an alkene as raw materials.

例えば、ニッケル錯体を含む均一系触媒と塩基の存在下でCOとエチレンを反応させてアクリル酸塩を製造する方法が提案されている(非特許文献1)。この方法においては、テトラヒドロフラン(THF)溶媒中で、オレフィン-ニッケル錯体とCOとを反応させてニッケルラクトン錯体を形成し、次いでこれにナトリウムアルコキシド等の強塩基を加えることでラクトン環を開裂しアクリレート錯体を得、得られたアクリレート錯体のアクリレート配位子をオレフィン配位子で置換して、アクリレート(アクリル酸ナトリウム)を放出させている。 For example, a method for producing an acrylate by reacting CO 2 with ethylene in the presence of a homogeneous catalyst containing a nickel complex and a base has been proposed (Non-Patent Document 1). In this method, an olefin-nickel complex is reacted with CO 2 in a tetrahydrofuran (THF) solvent to form a nickel lactone complex, and then a strong base such as sodium alkoxide is added to cleave the lactone ring. An acrylate complex is obtained, and the acrylate ligand of the obtained acrylate complex is replaced with an olefin ligand to release acrylate (sodium acrylate).

また、均一系触媒として、トリホスフィン配位子を有するゼロ価モリブデン錯体を用いてCOとエチレンを反応させる方法も報告されている(非特許文献2)。 Further, a method of reacting CO 2 with ethylene using a zero-valent molybdenum complex having a triphosphine ligand as a homogeneous catalyst has also been reported (Non-Patent Document 2).

さらに、特許文献1には、溶媒中で、a)遷移金属-アルケン錯体をCOと反応させてメタララクトンを生じさせ、b)メタララクトンを、アルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物及びアルカリ金属強塩基又はアルカリ土類金属強塩基から選択される塩基と反応させて、α,β-不飽和カルボン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩と遷移金属錯体との付加体を生じさせ、c)付加体をアルケンと反応させて、α,β-不飽和カルボン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩を放出し遷移金属-アルケン錯体を再生する、α,β-不飽和カルボン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩を合成する方法が開示されている。
また、特許文献2には、溶媒中でメタララクトン中間体をハロゲン化物の存在下で反応させることにより、β-不飽和カルボン酸、又はその塩を合成する方法が開示されている。
Further, in Patent Document 1, a) a transition metal-alkene complex is reacted with CO 2 to generate metallalactone, and b) metallalactone is used as an alkali metal hydroxide or an alkaline earth metal hydroxide. Reaction with a base selected from a strong alkali metal base or a strong alkaline earth metal base to form an adduct of an alkali metal salt or alkaline earth metal salt of α, β-unsaturated carboxylic acid and a transition metal complex. , C) Reacting the adduct with alken to release the alkali metal salt or alkaline earth metal salt of α, β-unsaturated carboxylic acid to regenerate the transition metal-alkene complex, α, β-unsaturated carboxylic acid. A method for synthesizing an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt is disclosed.
Further, Patent Document 2 discloses a method for synthesizing a β-unsaturated carboxylic acid or a salt thereof by reacting a metallalactone intermediate in a solvent in the presence of a halide.

米国特許第8697909号明細書US Pat. No. 8,697,909 国際公開第2014/198469号International Publication No. 2014/198469

Lejkowski, M. L. et al., “The first catalytic synthesis of an acrylate from CO2 and an alkene-A rational approach”, Chem. Eur. J. 18, 14017-14025 (2012)Lejkowski, M. L. et al., “The first catalytic synthesis of an acrylate from CO2 and an alkene-A rational approach”, Chem. Eur. J. 18, 14017–14025 (2012) Hanna et al., “Ancillary Ligand Effects on Carbon Dioxide-Ethylene Coupling at Zerovalent Molybdenum”, Organometallics, 2014, 33, 3425-3432Hanna et al., “Ancillary Ligand Effects on Carbon Dioxide-Ethylene Coupling at Zerovalent Molybdenum”, Organometallics, 2014, 33, 3425-3432

前述した通り、アクリレート(アクリル酸塩)を得るためには、メタララクトン錯体を中間体として経由する。しかし、そのあとに続く、β-水素脱離反応、還元的脱水素反応は、前述したような、塩基(具体例としては、ナトリウムtert-ブトキシド(t-BuONa)、ナトリウムビス(トリメチルシリル)アミド(NaHMDS)、ヨウ化リチウム(LiI)とアンモニア(NH)の混合物、ナトリウムフェノキシド(PhONa)等)が存在しないと、反応そのものが進まないことが示されている。 As described above, in order to obtain an acrylate (acrylic acid salt), a metallalactone complex is used as an intermediate. However, the subsequent β-hydrogen desorption reaction and reductive dehydrogenation reaction are carried out as described above with bases (specific examples, sodium tert-butoxide (t-BuONa), sodium bis (trimethylsilyl) amide (specific examples). It has been shown that the reaction itself does not proceed in the absence of (NaHMDS), a mixture of lithium iodide (LiI) and ammonia (NH 3 ), sodium phenoxide (PhONa), etc.).

したがって、アクリレートとして得られる目的物は、結果としてα,β-不飽和カルボン酸と前記塩基のカチオンとの塩(上述の具体例においてはアルカリ金属塩)となる。すなわちアルカリ金属塩のカチオンは反応溶液中に存在する塩基から供給されることとなる。言い換えれば、一反応から得られる目的物の理論上の最大生成量は、反応溶液に投入した塩基量によって制限されることとなる。前述の一反応から得られる生成物の量を触媒量で割った数値を、一般的にターンオーバー数(TON=生成物のモル数/触媒のモル数)といい、触媒活性の比較に用いられる。上述したように目的物の理論上の最大生成量が塩基量によって制限されるということは、例えば、触媒を0.1mmol使用し、塩基を10mmol(触媒に対して100当量)投入した場合、得られるアクリル酸塩の量は、最大でも10mmol(TON=100)であるということを意味する。 Therefore, the target product obtained as an acrylate is a salt of α, β-unsaturated carboxylic acid and the cation of the base (alkali metal salt in the above specific example). That is, the cation of the alkali metal salt is supplied from the base existing in the reaction solution. In other words, the theoretical maximum amount of the target product obtained from one reaction is limited by the amount of base added to the reaction solution. The value obtained by dividing the amount of product obtained from the above reaction by the amount of catalyst is generally called the turnover number (TON = number of moles of product / number of moles of catalyst) and is used for comparison of catalytic activity. .. As described above, the theoretical maximum production amount of the target product is limited by the amount of base, for example, when 0.1 mmol of the catalyst is used and 10 mmol of the base is added (100 equivalents with respect to the catalyst), it is obtained. It means that the amount of acrylate to be obtained is at most 10 mmol (TON = 100).

なお、上述したように、反応とともに塩基が消費され、再生されない理由は、生成物であるα,β-不飽和カルボン酸が前記塩基の共役酸よりも高いプロトン供与性を持っているためである。すなわち、α,β-不飽和カルボン酸の酸乖離定数(pKa)は、その構造にもよるが、おおよそ3~5程度である。それに対して、塩基の共役酸の酸乖離定数は、フェノールで7以上、アルコールでおおよそ14以上にもなる。その結果、反応とともにα,β-不飽和カルボン酸塩と塩基の共役酸であるフェノールやアルコールが生成したのち、弱酸であるフェノールやアルコールがカルボン酸塩と反応し、フェノキシドやアルコキシドを再生させることは無い。 As described above, the reason why the base is consumed and not regenerated during the reaction is that the product α, β-unsaturated carboxylic acid has a higher proton donating property than the conjugate acid of the base. .. That is, the acid dissociation constant (pKa) of the α, β-unsaturated carboxylic acid is about 3 to 5 depending on the structure. On the other hand, the acid dissociation constant of the conjugate acid of the base is 7 or more for phenol and about 14 or more for alcohol. As a result, after the α, β-unsaturated carboxylate and phenol or alcohol which are conjugate acids of the base are generated with the reaction, the weak acid phenol or alcohol reacts with the carboxylate to regenerate phenoxide or alkoxide. There is no.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、反応とともに塩基がその共役酸となり消費されるのではなく、反応が進行したとしても共役酸から塩基へと再生される塩基を適用することによって、塩基の使用量を抑制しつつ、α,β-不飽和カルボン酸の生成量を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and by applying a base that is regenerated from a conjugate acid to a base even if the reaction proceeds, instead of the base becoming its conjugate acid and being consumed at the same time as the reaction. The purpose is to improve the amount of α, β-unsaturated carboxylic acid produced while suppressing the amount of base used.

本発明者らは、鋭意研究の結果、安定な反応中間体であるメタララクトン錯体をルイス酸で活性化し、さらに共役酸の酸乖離定数(pKa)がα,β-不飽和カルボン酸よりも低い(すなわち強酸性)塩基を適用することによって、α,β-不飽和カルボン酸の生成効率が向上し、また塩基が反応によって消費されず、再生することを見出した。 As a result of diligent research, the present inventors activated the metallalactone complex, which is a stable reaction intermediate, with Lewis acid, and further, the acid dissociation constant (pKa) of the conjugate acid is lower than that of α, β-unsaturated carboxylic acid (). That is, it was found that the production efficiency of α, β-unsaturated carboxylic acid was improved by applying a (strongly acidic) base, and the base was not consumed by the reaction and was regenerated.

すなわち、本発明は以下の構成を備える。
[1] α,β-不飽和カルボン酸の合成方法であって、遷移金属錯体に、ルイス酸及び塩基の存在下で、アルケンと二酸化炭素とを反応させて、中間体として下記式(1)で表される金属ラクトン化合物を形成させると共に前記金属ラクトン化合物に前記ルイス酸及び前記塩基を作用させることを含み、前記塩基の共役酸の酸乖離定数(pKa1)と前記α,β-不飽和カルボン酸の酸乖離定数(pKa2)との関係がpKa1<pKa2であるα,β-不飽和カルボン酸の合成方法。

Figure 0007065654000001
[式中、Mは、遷移金属を表し、Lはそれぞれ独立して単座配位子であるか、又はLは協働して二座配位子を形成する。]
[2] 前記塩基は窒素原子を含み、前記窒素原子が非共有電子対を有している[1]に記載のα,β-不飽和カルボン酸の合成方法。
[3] 前記塩基がアニリン化合物、N-ジメチルアニリン化合物、ピリジン化合物、及びピラジン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である[1]又は[2]に記載のα,β-不飽和カルボン酸の合成方法。
[4] 前記塩基がハロゲン化アニリン、ハロゲン化ピリジン、及び2-メチルピラジンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である[1]~[3]のいずれか1に記載のα,β-不飽和カルボン酸の合成方法。 That is, the present invention has the following configurations.
[1] A method for synthesizing α, β-unsaturated carboxylic acid, in which an alken and carbon dioxide are reacted with a transition metal complex in the presence of Lewis acid and a base, and the following formula (1) is used as an intermediate. The metal lactone compound represented by (1) is formed and the Lewis acid and the base are allowed to act on the metal lactone compound, and the acid dissociation constant (pKa1) of the conjugated acid of the base and the α, β-unsaturated carboxylic acid are included. A method for synthesizing an α, β-unsaturated carboxylic acid whose relationship with the acid dissociation constant (pKa2) of an acid is pKa1 <pKa2.
Figure 0007065654000001
[In the formula, M represents a transition metal, L is a monodentate ligand independently, or L cooperates to form a bidentate ligand. ]
[2] The method for synthesizing an α, β-unsaturated carboxylic acid according to [1], wherein the base contains a nitrogen atom and the nitrogen atom has an unshared electron pair.
[3] The α, β-unsaturated according to [1] or [2], wherein the base is at least one compound selected from the group consisting of an aniline compound, an N-dimethylaniline compound, a pyridine compound, and a pyrazine compound. Method for synthesizing carboxylic acid.
[4] The α, β- Method for synthesizing unsaturated carboxylic acid.

本発明により、反応とともに塩基がその共役酸となり消費されるのではなく、反応が進行したとしても、塩基が共役酸から塩基へと再生することによって、α,β-不飽和カルボン酸塩の生成効率を向上させることが可能になる。 According to the present invention, the base is not consumed as a conjugate acid thereof with the reaction, but even if the reaction proceeds, the base is regenerated from the conjugate acid to the base to generate α, β-unsaturated carboxylate. It is possible to improve efficiency.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、遷移金属錯体に、ルイス酸及び塩基の存在下で、アルケンと二酸化炭素とを反応させて特定の構造を有する金属ラクトン化合物を形成させると共に前記金属ラクトン化合物に前記ルイス酸及び前記塩基を作用させることを含む、α,β-不飽和カルボン酸の合成方法である。また、前記塩基の共役酸の酸乖離定数(pKa1)と前記α,β-不飽和カルボン酸の酸乖離定数(pKa2)との関係がpKa1<pKa2である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, a transition metal complex is reacted with an alkene and carbon dioxide in the presence of a Lewis acid and a base to form a metal lactone compound having a specific structure, and the metal lactone compound is made to have the Lewis acid and the base. It is a method for synthesizing α, β-unsaturated carboxylic acid, which comprises the action of. Further, the relationship between the acid divergence constant (pKa1) of the conjugate acid of the base and the acid divergence constant (pKa2) of the α, β-unsaturated carboxylic acid is pKa1 <pKa2.

(金属ラクトン化合物の形成)
<特定の構造を有する金属ラクトン化合物>
本実施形態のα,β-不飽和カルボン酸の合成方法においては、遷移金属錯体に、ルイス酸及び塩基の存在下で、アルケンと二酸化炭素とを反応させて、中間体として下記式(1)で表される特定の構造を有する金属ラクトン化合物を得る。
(Formation of metal lactone compound)
<Metal lactone compound with a specific structure>
In the method for synthesizing α, β-unsaturated carboxylic acid of the present embodiment, the transition metal complex is reacted with an alkene and carbon dioxide in the presence of Lewis acid and a base, and the following formula (1) is used as an intermediate. A metal lactone compound having a specific structure represented by is obtained.

Figure 0007065654000002
Figure 0007065654000002

式(1)中、Mは、遷移金属を表し、周期表の6族に属する元素(好ましくはCr、Mo、W)、7族に属する元素(好ましくはRe)、8族に属する元素(好ましくはFe、Ru)、9族に属する元素(好ましくはCo、Rh)、及び10族に属する元素(好ましくはNi、Pd、Pt)からなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含む。これらのうち、ニッケル、モリブデン、コバルト、鉄、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、白金、レニウム及びタングステンが好ましく、ニッケル、モリブデン、パラジウム、白金、コバルト、鉄、ロジウム、及びルテニウムがより好ましく、ニッケル、白金、及びパラジウムが特に好ましい。 In the formula (1), M represents a transition metal, and is an element belonging to Group 6 (preferably Cr, Mo, W) of the periodic table, an element belonging to Group 7 (preferably Re), and an element belonging to Group 8 (preferably). Contains at least one element selected from the group consisting of Fe, Ru), elements belonging to Group 9 (preferably Co, Rh), and elements belonging to Group 10 (preferably Ni, Pd, Pt). Of these, nickel, molybdenum, cobalt, iron, rhodium, ruthenium, palladium, platinum, renium and tungsten are preferable, nickel, molybdenum, palladium, platinum, cobalt, iron, rhodium and ruthenium are more preferable, and nickel, platinum, And palladium are particularly preferred.

式(1)中、Lは、遷移金属に配位能を持つ配位子であり、それぞれ独立して単座配位子であるか、又はLは協働して二座配位子を形成する。 In formula (1), L is a ligand having a coordinating ability to the transition metal and is a monodentate ligand independently of each other, or L cooperates to form a bidentate ligand. ..

配位子は、遷移金属に配位する原子又は原子団として、リン原子、窒素原子、酸素原子、及びカルベン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の原子、又は原子団を少なくとも1つ含んでいてもよい。配位子は、例えばホスフィン、ホスファイト、アミン、及びN-複素環カルベンから選択することができる。前記配位子において、遷移金属に配位する少なくとも1つの原子又は原子団は、リン原子、アミン及びカルベン基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、リン原子及び/又はアミンであることがより好ましい。 The ligand contains at least one atom or atomic group selected from the group consisting of a phosphorus atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, and a carben group as an atom or an atomic group coordinated to the transition metal. You may. The ligand can be selected from, for example, phosphine, phosphite, amine, and N-heterocyclic carbene. In the ligand, at least one atom or atomic group coordinated with the transition metal is preferably at least one selected from the group consisting of a phosphorus atom, an amine and a carben group, and is preferably a phosphorus atom and / or an amine. It is more preferable to have.

配位子が遷移金属に配位する少なくとも1つのリン原子を含む場合、少なくとも1つの基が第二級又は第三級炭素原子を介してリン原子に結合していることが好ましい。より好ましくは、第二級又は第三級炭素原子を介して少なくとも2つの基がリン原子に結合している。第二級又は第三級炭素原子を介してリン原子に結合している適切な基は、例えば、メチル基、アダマンチル基、tert-ブチル基、シクロヘキシル基、sec-ブチル基、イソプロピル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基、フルオレニル基、又はアントラセニル基である。これらのうち電子供与性が高い基が望ましく、具体的には、メチル基、tert-ブチル基、及びシクロヘキシル基が好ましい。 When the ligand contains at least one phosphorus atom coordinated to the transition metal, it is preferred that at least one group is attached to the phosphorus atom via a secondary or tertiary carbon atom. More preferably, at least two groups are attached to the phosphorus atom via a secondary or tertiary carbon atom. Suitable groups attached to the phosphorus atom via a secondary or tertiary carbon atom are, for example, a methyl group, an adamantyl group, a tert-butyl group, a cyclohexyl group, a sec-butyl group, an isopropyl group, a phenyl group. , Trill group, xylyl group, mesityl group, naphthyl group, fluorenyl group, or anthrasenyl group. Of these, a group having a high electron donating property is desirable, and specifically, a methyl group, a tert-butyl group, and a cyclohexyl group are preferable.

配位子が遷移金属に配位する少なくとも1つのN-複素環カルベンを含む場合、好ましくは少なくとも1つの基が第二又は第三級炭素原子を介してカルベン基の少なくとも1つのα-窒素原子に結合している。第三級炭素原子を介して窒素原子に結合している適切な基は、例えば、アダマンチル基、tert-ブチル基、イソプロピル基、フェニル基、又は2,6-ジイソプロピルフェニル基であり、アダマンチル基、tert-ブチル基、又は2,6-ジイソプロピルフェニル基であることが好ましい。 When the ligand comprises at least one N-heterocyclic carbene coordinated to the transition metal, preferably at least one group is at least one α-nitrogen atom of the carbene group via a secondary or tertiary carbon atom. Is bound to. Suitable groups attached to the nitrogen atom via the tertiary carbon atom are, for example, an adamantyl group, a tert-butyl group, an isopropyl group, a phenyl group, or a 2,6-diisopropylphenyl group, the adamantyl group. It is preferably a tert-butyl group or a 2,6-diisopropylphenyl group.

本発明で使用できる少なくとも1つのリン原子を含む配位子の具体例としては、単座配位子としては、例えば、トリメチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン;トリシクロヘキシルホスフィン(PCy3)等のトリシクロアルキルホスフィン;トリフェニルホスフィン、トリ(4-フルオロメチルフェニル)ホスフィン等のトリアリールホスフィン;トリ-2-フラニルホスフィン等のトリヘテロアリールホスフィン;トリフェニルホスフィンオキシド等のホスホラン配位子等が挙げられ、2座配位子としては、ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン(dppm)、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン(dppe)、1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン(dppp)、1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(dppb)、1,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)ペンタン(dpppe)、1,6-ビス(ジフェニルホスフィノ)ヘキサン、1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、1、2-ビス(ジペンタフルオロフェニルホスフィノ)エタン、1、2-ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)エタン、1、3-ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)プロパン、1、4-ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)ブタン、1、2-ビス(ジ-t-ブチルホスフィノ)エタン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)ベンゼン、1,2-ビス(ビス(3、5-ジメチルフェニル)ホスフィノ)エタン、1,3-ビス(ビス(3、5-ジメチルフェニル)ホスフィノ)プロパン、1,4-ビス(ビス(3、5-ジメチルフェニル)ホスフィノ)ブタン、1,2-ビス(シクロヘキシルホスフィノ)エタン、1,4-ビス(ビス(3、5-ジ-t-ブチルフェニル)ホスフィノ)ブタン、1,4-ビス(ビス(3、5-ジメトキシフェニル)ホスフィノ)ブタン、2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル、2,2’-ビス(ビス(3、5-ジメチルフェニル)ホスフィノ)-1,1’-ビナフチル、(2S,3S)-(-)-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、(S,S)-1、2-ビス[(2-メトキシフェニル)フェニルホスフィノ]エタン((S,S)-DIPAMP)、(R,R)-(-)-2,3-ビス(tert-ブチルメチルホスフィノ)キノキサリン(QuinoxP*)、(R,R)-1,2-ビス(tert-ブチルメチルホスフィノ)ベンゼン(BenzP*)、1,1,1-トリス(ジフェニルホスフィノメチル)エタン、1,1,1-トリス(ビス(3、5-ジメチルフェニル)ホスフィノメチル)エタン、1,1,1-トリス(ジフェニルホスフィノ)メタン、トリス(2-ジフェニルホスフィノエチル)ホスフィン、(オキシジ-2,1-フェニレン)ビス(ジフェニルホスフィン)、4,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)-9,9-ジメチルキサンテン、4,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)-9,9-ジメチルキサンテン、等が挙げられる。なかでも、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン(dppe)、1、2-ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)エタン、1、2-ビス(ジ-t-ブチルホスフィノ)エタン、1、3-ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)プロパン、及びBenzPが好ましい。 Specific examples of ligands containing at least one phosphorus atom that can be used in the present invention include trialkylphosphines such as trimethylphosphine and tricycloalkylphosphines such as tricyclohexylphosphine (PCy3) as monodentate ligands. Triarylphosphine such as triphenylphosphine and tri (4-fluoromethylphenyl) phosphine; triheteroarylphosphine such as tri-2-furanylphosphine; phospholan ligand such as triphenylphosphine oxide, etc. 2 As the locus ligand, bis (diphenylphosphine) methane (dppm), 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane (dppe), 1,3-bis (diphenylphosphino) propane (dpppp), 1, 4-Bis (diphenylphosphine) butane (dppb), 1,5-bis (diphenylphosphino) pentane (dpppe), 1,6-bis (diphenylphosphino) hexane, 1,1'-bis (diphenylphosphino) ) Ferrocene, 1,2-bis (dipentafluorophenylphosphine) ethane, 1,2-bis (dicyclohexylphosphine) ethane, 1,3-bis (dicyclohexylphosphine) propane, 1,4-bis (dicyclohexylphosphine) Fino) butane, 1,2-bis (di-t-butylphosphine) ethane, 1,2-bis (diphenylphosphino) benzene, 1,2-bis (bis (3,5-dimethylphenyl) phosphino) ethane , 1,3-bis (bis (3,5-dimethylphenyl) phosphine) propane, 1,4-bis (bis (3,5-dimethylphenyl) phosphino) butane, 1,2-bis (cyclohexylphosphino) ethane , 1,4-bis (bis (3,5-di-t-butylphenyl) phosphine) butane, 1,4-bis (bis (3,5-dimethoxyphenyl) phosphino) butane, 2,2'-bis ( Diphenylphosphine) -1,1'-binaphthyl, 2,2'-bis (bis (3,5-dimethylphenyl) phosphine) -1,1'-binaphthyl, (2S, 3S)-(-)-bis ( Diphenylphosphine) butane, (S, S) -1,2-bis [(2-methoxyphenyl) phenylphosphino] ethane ((S, S) -DIPAMP), (R, R)-(-)-2 , 3-Bis (tert-butylmethylphosphine) quinoxalin (QuinoxP * ), (R, R) -1,2-bis (tert-butylmethylphosphine) Fino) Benzene (BenzP * ), 1,1,1-tris (diphenylphosphinemethyl) ethane, 1,1,1-tris (bis (3,5-dimethylphenyl) phosphinomethyl) ethane, 1,1,1 1-Tris (diphenylphosphine) methane, Tris (2-diphenylphosphinoethyl) phosphine, (oxydi-2,1-phenylene) bis (diphenylphosphine), 4,5-bis (diphenylphosphine) -9,9 -Dimethylxanthene, 4,5-bis (diphenylphosphino) -9,9-dimethylxanthene, etc. may be mentioned. Among them, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane (dppe), 1,2-bis (dicyclohexylphosphino) ethane, 1,2-bis (di-t-butylphosphino) ethane, 1,3- Bis (dicyclohexylphosphino) propane and BenzP * are preferred.

上記の配位子に加えて、遷移金属錯体は、ハロゲン化物、アミン、アミド、酸化物、リン化物、カルボキシラート、アセチルアセトナート、アリールスルホナート又はアルキルスルホナート、水素化物、一酸化炭素、オレフィン、ジエン、シクロオレフィン、ニトリル、芳香族及び複素環式芳香族、エーテル、三フッ化リン、ホスホール、ホスファベンゼン、並びに単座、2座、及び多座ホスフィナイト、ホスホナイト、ホスホラミダイト、及びホスファイト配位子から選択される少なくとも1つのさらなる配位子も有していてもよい。 In addition to the above ligands, transition metal complexes include halides, amines, amides, oxides, phospholes, carboxylates, acetylacetonates, arylsulfonates or alkylsulfonates, hydrides, carbon monoxides, olefins. , Dienes, cycloolefins, nitriles, aromatics and heterocyclic aromatics, ethers, phosphorus trifluoride, phosphols, phospholebenzenes, and monodentate, bidentate, and polydentate phosphinites, phosphonite, phosphoramidite, and phosphite coordinations. It may also have at least one additional ligand selected from the offspring.

本実施形態において好適に使用できる金属ラクトン化合物の具体例としては、下記式(2)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0007065654000003
Specific examples of the metal lactone compound that can be suitably used in this embodiment include those represented by the following formula (2).
Figure 0007065654000003

式(2)中のMに関する説明は式(1)と同様である。式(2)中のXは、それぞれ独立に窒素原子、又はリン原子である。 The description of M in the formula (2) is the same as that in the formula (1). Each of X in the formula (2) is a nitrogen atom or a phosphorus atom independently.

式(2)中、Rは、単結合又は二価の脂肪族若しくは芳香族炭化水素基、又は窒素含有基を表す。二価の脂肪族炭化水素基には、鎖状及び環状の飽和及び不飽和の炭化水素基が包含され、その炭素数は好ましくは1~12、より好ましくは1~6である。このような脂肪族炭化水素基としては、鎖状及び環状のアルキレン基及びアルケニレン基が挙げられる。二価の芳香族炭化水素基には、1つのベンゼン環を有する単環芳香族炭化水素(ベンゼン、トルエン、キシレン等)から誘導される二価炭化水素基及び2つ以上、通常、2~4個のベンゼン環を有する多環芳香族炭化水素(ナフタレン、ビフェニル、ターフェニル等)から誘導される二価炭化水素基が包含される。また、二価の芳香族炭化水素基は、複素環式芳香族化合物の二価の残基であってもよい。前記複素環式芳香族化合物の例としては、フラン、チオフェン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、イソキサゾール、チアゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、ベンゾフラン、インドール、チアナフテン、ベンズイミダゾール、ベンゾキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、チノリン、キノキサリン、ジベンゾチオフェン、アクリジン、フェナントロリン等が挙げられる。
窒素含有基としては-NR-基(式中、Rは、水素または炭素数1~4のアルキル基)などが挙げられる。
In formula (2), R 1 represents a single bond or divalent aliphatic or aromatic hydrocarbon group, or a nitrogen-containing group. The divalent aliphatic hydrocarbon group includes chain and cyclic saturated and unsaturated hydrocarbon groups, and the number of carbon atoms thereof is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 6. Examples of such an aliphatic hydrocarbon group include chain and cyclic alkylene groups and alkenylene groups. Divalent aromatic hydrocarbon groups include divalent hydrocarbon groups derived from monocyclic aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, etc.) having one benzene ring and two or more, usually 2-4. Included are divalent hydrocarbon groups derived from polycyclic aromatic hydrocarbons with benzene rings (naphthalene, biphenyl, terphenyl, etc.). Further, the divalent aromatic hydrocarbon group may be a divalent residue of the heterocyclic aromatic compound. Examples of the heterocyclic aromatic compound include furan, thiophene, pyrrol, pyrazole, imidazole, isoxazole, thiazole, thiadiazole, pyridine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, triazine, benzofuran, indol, thianaften, benzimidazole, benzoxazole. , Benzothiazole, benzotriazole, purine, quinoline, isoquinoline, thinoline, quinoxalin, dibenzothiophene, aclysine, phenanthroline and the like.
Examples of the nitrogen-containing group include a -NR- group (in the formula, R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms).

式(2)中、R、R、R及びRは、それぞれ独立して1価の脂肪族又は芳香族炭化水素基を表し、好ましくは炭素数1~6の直鎖状若しくは分岐状の脂肪族炭化水素基又は炭素数3~6の脂環式炭化水素基である。具体的な脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、t-ペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、2-ヘキシル基、ジメチルブチル基、エチルブチル基などを挙げることができる。具体的な脂環式炭化水素としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。 In formula (2), R 2 , R 3 , R 4 and R 5 each independently represent a monovalent aliphatic or aromatic hydrocarbon group, preferably linear or branched with 1 to 6 carbon atoms. It is an aliphatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms. Specific aliphatic hydrocarbon groups include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group and t. -Pentyl group, n-hexyl group, isohexyl group, 2-hexyl group, dimethylbutyl group, ethylbutyl group and the like can be mentioned. Specific examples of the alicyclic hydrocarbon include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group.

式(2)中、Xは、窒素原子又はリン原子を表すが、Xが窒素原子の場合、nは0であり、RとRとが互いに結合して、5又は6員の複素芳香環を形成し、かつ、R及びRのうち少なくとも1つが炭素数3以上の脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基あってもよい。 In formula (2), X represents a nitrogen atom or a phosphorus atom, but when X is a nitrogen atom, n is 0, and R 1 and R 4 are bonded to each other to form a 5- or 6-membered complex fragrance. It may form a ring and at least one of R 2 and R 3 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms.

≪遷移金属錯体≫
前述の特定の構造を有する金属ラクトン化合物は、遷移金属錯体に、ルイス酸及び塩基の存在下で、アルケンと二酸化炭素を反応させることに得ることができる。前記遷移金属錯体については、所望の化合物を得るために、COと他の原料化合物との反応を触媒できるものであれば特に制限は無く、例えば、上記非特許文献1及び2、並びに特許文献1及び2に記載されているような公知の遷移金属錯体を使用することができる。
≪Transition metal complex≫
The metal lactone compound having the above-mentioned specific structure can be obtained by reacting a transition metal complex with an alkene and carbon dioxide in the presence of a Lewis acid and a base. The transition metal complex is not particularly limited as long as it can catalyze the reaction between CO 2 and other raw material compounds in order to obtain a desired compound. For example, Non-Patent Documents 1 and 2 and Patent Documents described above. Known transition metal complexes as described in 1 and 2 can be used.

前述の特定の構造を有する金属ラクトン化合物を得るために使用される遷移金属錯体の具体例としては、下記式(3)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0007065654000004
Specific examples of the transition metal complex used to obtain the above-mentioned metal lactone compound having a specific structure include those represented by the following formula (3).
Figure 0007065654000004

式(3)中のM及びLに関する説明は式(1)と同様である。 The description of M and L in the formula (3) is the same as that in the formula (1).

また、本実施形態において好適に使用できる金属ラクトン化合物の具体例としては、下記式(4)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0007065654000005
Moreover, as a specific example of the metal lactone compound that can be suitably used in this embodiment, the one represented by the following formula (4) can be mentioned.
Figure 0007065654000005

式(4)中のMに関する説明は式(1)と同様である。式(4)中のR、R、R、R、Rに関する説明は式(2)と同様である。 The description of M in the formula (4) is the same as that in the formula (1). The description of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 in the formula (4) is the same as that in the formula (2).

本実施形態においては、前記遷移金属錯体以外にその他の成分が配合されていてもよい。その他の成分としては、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定されるものではない。 In the present embodiment, other components may be blended in addition to the transition metal complex. The other components are not particularly limited as long as they do not impair the effects of the present invention.

≪アルケン及びCO
本発明で使用できるアルケンは、例えば、エチレン、プロピレン、イソブテン、1,3-ブタジエン、ピペリレン、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、スチレンである。これらのうち、エチレン、プロピレン、1,3-ジエン、スチレンが好ましく、エチレンがより好ましい。これらは、その種類にもよるが、気体状であっても液体であってもよい。
COは、気体状、液体、又は超臨界状態で使用できる。工業規模で利用できる、COを含むガス混合物を使用することも可能であるが、それらが一酸化炭素を実質的に含まないことが望ましい。
「一酸化炭素を実質的に含まない」とは、ガス混合物100体積%に対して、COの含有量が100ppm(0.01体積%)体積%以下である。
≪Alkene and CO 2≫
The alkenes that can be used in the present invention are, for example, ethylene, propylene, isobutene, 1,3-butadiene, piperylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-. Decene and styrene. Of these, ethylene, propylene, 1,3-diene and styrene are preferable, and ethylene is more preferable. These may be gaseous or liquid, depending on the type.
CO 2 can be used in a gaseous, liquid, or supercritical state. Although it is possible to use gas mixtures containing CO 2 that are available on an industrial scale, it is desirable that they be substantially free of carbon monoxide.
"Substantially free of carbon monoxide" means that the CO content is 100 ppm (0.01% by volume) by volume or less with respect to 100% by volume of the gas mixture.

CO及びアルケンは、窒素又は希ガスなどの不活性ガスも含んでいてもよい。しかし、前記不活性ガスの含有量は反応器中のCO及びアルケンの総体積を基準として20体積%未満であることが好ましい。 CO 2 and alkenes may also contain an inert gas such as nitrogen or a noble gas. However, the content of the inert gas is preferably less than 20% by volume based on the total volume of CO 2 and alkene in the reactor.

(α,β-不飽和カルボン酸の生成)
本実施形態のα,β-不飽和カルボン酸の合成方法においては、中間体として形成された前記金属ラクトン化合物に前記ルイス酸及び前記塩基を作用させることにより、β-水素脱離によるラクトン環の開裂、続いて還元的脱離が起こり不飽和カルボン酸錯体が生成し、前記不飽和カルボン酸錯体がアルケンと配位子交換を行うことでα,β-不飽和カルボン酸が生成する。
(Production of α, β-unsaturated carboxylic acid)
In the method for synthesizing α, β-unsaturated carboxylic acid of the present embodiment, the Lewis acid and the base are allowed to act on the metal lactone compound formed as an intermediate to form a lactone ring by β-hydrogen desorption. Cleavage and subsequent reductive desorption occur to form an unsaturated carboxylic acid complex, and the unsaturated carboxylic acid complex exchanges a ligand with alken to generate α, β-unsaturated carboxylic acid.

≪ルイス酸≫
本発明において使用されるルイス酸は、中間体である金属ラクトン化合物(M-O(C=O)-CH-CH-)のカルボニル酸素(C=OのO)と相互作用することで、ラクトン環を活性化し、それに続くラクトン環の開裂を進行させやすくする。
≪Lewis acid≫
The Lewis acid used in the present invention interacts with the carbonyl oxygen (O of C = O) of the metal lactone compound (MO (C = O) -CH2 -CH-) which is an intermediate, thereby. It activates the lactone ring and facilitates subsequent cleavage of the lactone ring.

本明細書において「ルイス酸」とは、電子対を受け取ることができる物質である。
ルイス酸としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等の金属塩、ハロゲン化ホウ素、アルキル化ホウ素、アルキルハロゲン化ホウ素等のホウ素化合物、ハロゲン化アルミニウム、アルキルアルミニウム、ハロゲン化アルキルアルミニウム等のアルミニウム化合物が例として挙げられる。
ルイス酸は1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
As used herein, "Lewis acid" is a substance capable of receiving an electron pair.
Lewis acids include metal salts such as alkali metal salts and alkaline earth metal salts, boron compounds such as boron halide, boron alkylated and boron alkyl halide, and aluminum such as aluminum halide, alkyl aluminum and alkyl aluminum halide. Compounds are given as an example.
One type of Lewis acid may be used alone, or two or more types may be used in combination.

アルカリ金属塩としてはヨウ化リチウム(LiI)、ヨウ化ナトリウム(NaI)、臭化ナトリウム(NaBr)、臭化リチウム(LiBr)が例として挙げられる。アルカリ土類金属塩としては、塩化マグネシウム(MgCl)、臭化マグネシウム(MgBr)が例として挙げられる。 Examples of the alkali metal salt include lithium iodide (LiI), sodium iodide (NaI), sodium bromide (NaBr), and lithium bromide (LiBr). Examples of the alkaline earth metal salt include magnesium chloride (MgCl 2 ) and magnesium bromide (MgBr 2 ).

ホウ素化合物としては、下記式(5)で表されるものを挙げることができる。
BX 3-m (5)
[式(4)中、Rはそれぞれ独立にアルキル基を示す。mは0~3の整数を示す。Xはハロゲン基を示す]
Examples of the boron compound include those represented by the following formula (5).
BX m R 6 3-m (5)
[In formula (4), each R 6 independently represents an alkyl group. m represents an integer of 0 to 3. X indicates a halogen group]

として選択されるアルキル基は、炭素数が1~10であることが好ましく、1~5であることがより好ましい。ハロゲン基はフッ素、塩素、臭素、ヨウ素である。
ホウ素化合物としては、フッ化ホウ素が好ましい。
The alkyl group selected as R 6 preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 5 carbon atoms. Halogen groups are fluorine, chlorine, bromine and iodine.
As the boron compound, boron fluoride is preferable.

アルミニウム化合物としては、下記式(6)で表されるものを挙げることができる。
AlX 3-m (6)
[式(5)中のR、m、Xの説明は式(5)と同様である]
アルミニウム化合物としては、塩化アルミニウム、二塩化エチルアルミニウム、塩化ジエチルアルミニウムが好ましい。
Examples of the aluminum compound include those represented by the following formula (6).
AlX m R 6 3-m (6)
[The explanation of R6, m, and X in the equation ( 5 ) is the same as that of the equation (5)].
As the aluminum compound, aluminum chloride, ethyl dichloride, and diethyl aluminum chloride are preferable.

≪塩基≫
本発明の塩基(B)は、上述したラクトン環の開裂によって生成したヒドリド中間体(M-H構造を持つ)の水素を引き抜き、それに続く還元的脱離による不飽和カルボン酸錯体の生成を進行させる。その際に生成した塩基の共役酸(B-H)は、同じく生成した不飽和カルボンよりも強い酸であるために、塩基の共役酸のプロトンが不飽和カルボン酸へと供与される。その結果、塩基が再生し、その塩基が反応に再度寄与するものと推測される。
≪Base≫
The base (B) of the present invention abstracts hydrogen from the hydride intermediate (having an MH structure) generated by the cleavage of the lactone ring described above, and proceeds with the subsequent formation of an unsaturated carboxylic acid complex by reductive elimination. Let me. Since the conjugate acid (BH) of the base produced at that time is a stronger acid than the unsaturated carboxylic acid also produced, the proton of the conjugate acid of the base is donated to the unsaturated carboxylic acid. As a result, it is presumed that the base is regenerated and the base contributes to the reaction again.

本実施形態においては、塩基(B)の共役酸(B-H)の酸解離定数(pKa1)と、α,β-不飽和カルボン酸の酸解離定数(pKa2)との関係としてpKa1<pKa2が成り立つことが好ましい。
pKa1<pKa2が成り立つと、塩基(B)の共役酸(B-H)のプロトンが不飽和カルボン酸へと供与され、塩基が再生することにより、反応系の塩基の濃度を一定に保つことができる。
In the present embodiment, pKa1 <pKa2 is the relationship between the acid dissociation constant (pKa1) of the conjugate acid (BH) of the base (B) and the acid dissociation constant (pKa2) of the α, β-unsaturated carboxylic acid. It is preferable that it holds.
When pKa1 <pKa2 is established, the proton of the conjugate acid (BH) of the base (B) is donated to the unsaturated carboxylic acid, and the base is regenerated to keep the concentration of the base in the reaction system constant. can.

pKa1<pKa2である限り、pKa1の値は限定されないが、pKa1は通常-4.0~4.0であり、-3.0~3.5であることが好ましく、-2.0~3.0であることがより好ましい。
pKa1が前記範囲の下限値以上であると、ラクトン環の開裂によって生成したヒドリド中間体の水素の引き抜きが効率的に進行し、不飽和カルボン酸の収率が向上する。pKa1が前記範囲の上限値以下であると、塩基の共役酸のプロトンが不飽和カルボン酸に効率的に供与されるため、反応系の塩基の濃度を一定に保つことができ、α,β-不飽和カルボン酸の収率が向上する。
pKa1<pKa2である限り、pKa2の値は限定されないが、pKa2は通常3.0~6.0であり、3.5~5.0であることが好ましく、4.0~5.0であることがより好ましい。pKa2が前記範囲の下限値以上であると、塩基の共役酸のプロトンが不飽和カルボン酸に効率的に供与されるため、反応系の塩基の濃度を一定に保つことができる。
本明細書において「pKa」は、従来公知の方法で測定することができ、水に可溶な化合物の場合は水中で、水に不溶な化合物の場合は、ジメチルスルホキシド、又はアセトニトリル中で測定することができる。
また、既知の化合物のpKaは、例えば、Organic Chemistry Info(アメリカ ウィスコンシン大学Reichグループが提供しているデータベース)、Dissociation Constants of organic Acids and Bases(Prof. Liming Zhang@UC Santa Barbaraが公開しているpKa一覧表)に記載の値等を使用することができる。
As long as pKa1 <pKa2, the value of pKa1 is not limited, but pKa1 is usually -4.0 to 4.0, preferably -3.0 to 3.5, and -2.0 to 3. It is more preferably 0.
When pKa1 is equal to or higher than the lower limit of the above range, hydrogen extraction of the hydride intermediate produced by cleavage of the lactone ring proceeds efficiently, and the yield of unsaturated carboxylic acid is improved. When pKa1 is not more than the upper limit of the above range, the proton of the conjugate acid of the base is efficiently donated to the unsaturated carboxylic acid, so that the concentration of the base of the reaction system can be kept constant, and α, β- The yield of unsaturated carboxylic acid is improved.
As long as pKa1 <pKa2, the value of pKa2 is not limited, but pKa2 is usually 3.0 to 6.0, preferably 3.5 to 5.0, and 4.0 to 5.0. Is more preferable. When pKa2 is equal to or higher than the lower limit of the above range, the proton of the conjugate acid of the base is efficiently donated to the unsaturated carboxylic acid, so that the concentration of the base of the reaction system can be kept constant.
In the present specification, "pKa" can be measured by a conventionally known method, and is measured in water in the case of a water-soluble compound and in dimethyl sulfoxide or acetonitrile in the case of a water-insoluble compound. be able to.
The pKa of known compounds is, for example, pKa published by Organic Chemistry Info (database provided by Reich Group, University of Wisconsin, USA) and Dissociation Constants of organic Acids and Bases (Prof. Liming Zhang @ UC Santa Barbara). The values listed in the list) can be used.

本実施形態の塩基としては、窒素原子を含み、かつ窒素原子上に非共有電子対を有していることが好ましい。前記塩基は、窒素原子上の非共有電子対を介して、塩基として働き、ラクトン環の開裂によって生成したヒドリド中間体の水素を引き抜き、それに続く還元的脱離による不飽和カルボン酸錯体の生成を進行させる。 The base of the present embodiment preferably contains a nitrogen atom and has an unshared electron pair on the nitrogen atom. The base acts as a base via an unshared electron pair on the nitrogen atom, abstracts hydrogen from the hydride intermediate produced by cleavage of the lactone ring, and subsequently produces an unsaturated carboxylic acid complex by reductive desorption. To proceed.

前述の塩基の具体例としては、アニリン化合物、N-ジメチルアニリン化合物、ピリジン化合物、ピラジン化合物が例として挙げられる。
塩基は1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Specific examples of the above-mentioned base include an aniline compound, an N-dimethylaniline compound, a pyridine compound, and a pyrazine compound.
One type of base may be used alone, or two or more types may be used in combination.

アニリン化合物としては、下記式(7)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0007065654000006
[式(7)中のXの説明は式(5)と同様であり、xは0~5の整数を表す]
アニリン化合物としては、2-ブロモアニリン、3-ブロモアニリン、4-ブロモアニリン、2-クロロアニリン、3-クロロアニリン、4-クロロアニリン、2-フッ化アニリン、3-フッ化アニリン、4-フッ化アニリン、2-ヨードアニリン等が例として挙げられ、2-クロロアニリン、2-ブロモアニリン、2-フッ化アニリン、2-ヨードアニリンが好ましい。 Examples of the aniline compound include those represented by the following formula (7).
Figure 0007065654000006
[The explanation of X in the equation (7) is the same as that of the equation (5), and x represents an integer of 0 to 5].
Examples of aniline compounds include 2-bromoaniline, 3-bromoaniline, 4-bromoaniline, 2-chloroaniline, 3-chloroaniline, 4-chloroaniline, 2-fluorinated aniline, 3-fluorinated aniline, and 4-huh. Examples include chemical aniline, 2-iodoaniline and the like, with 2-chloroaniline, 2-bromoaniline, 2-fluorinated aniline and 2-iodoaniline being preferred.

N-ジメチルアニリン化合物としては、下記式(8)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0007065654000007
[式(8)中のXの説明は式(5)と同様であり、xの説明は式(7)と同様である。]
N-ジメチルアニリン化合物としては、3-ブロモ-N,N-ジメチルアニリン、4-ブロモ-N,N-ジメチルアニリン、3-クロロ-N,N-ジメチルアニリン、4-クロロ-N,N-ジメチルアニリン等が例として挙げられる。 Examples of the N-dimethylaniline compound include those represented by the following formula (8).
Figure 0007065654000007
[The explanation of X in the equation (8) is the same as that of the equation (5), and the explanation of x is the same as that of the equation (7). ]
Examples of the N-dimethylaniline compound include 3-bromo-N, N-dimethylaniline, 4-bromo-N, N-dimethylaniline, 3-chloro-N, N-dimethylaniline, 4-chloro-N, N-dimethyl. Aniline and the like are examples.

ピリジン化合物としては、下記式(9)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0007065654000008
[式(9)中のXの説明は式(5)と同様であり、xの説明は式(7)と同様である。]
ピリジン化合物としては、2-クロロピリジン、3-クロロピリジン、4-クロロピリジン、2-ブロモピリジン、3-ブロモピリジン、4-ブロモピリジン、2,6-クロロピリジン、2,6-フッ化ピリジン等が例として挙げられ、2-クロロピリジン、3-クロロピリジン、4-クロロピリジン、2-ブロモピリジン、3-ブロモピリジン、4-ブロモピリジン、2,6-ブロモピリジン、2,6-クロロピリジンが好ましい。 Examples of the pyridine compound include those represented by the following formula (9).
Figure 0007065654000008
[The explanation of X in the equation (9) is the same as that of the equation (5), and the explanation of x is the same as that of the equation (7). ]
Examples of the pyridine compound include 2-chloropyridine, 3-chloropyridine, 4-chloropyridine, 2-bromopyridine, 3-bromopyridine, 4-bromopyridine, 2,6-chloropyridine, 2,6-fluoropyridine and the like. Examples include 2-chloropyridine, 3-chloropyridine, 4-chloropyridine, 2-bromopyridine, 3-bromopyridine, 4-bromopyridine, 2,6-bromopyridine and 2,6-chloropyridine. preferable.

ピラジン合物としては、下記式(10)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0007065654000009
[式(10)中、Rはそれぞれ独立に炭素数が1~4のアルキル基を示す。yは0~4の整数を示す。]
として選択されるアルキル基は、炭素数が1~4であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。
ピラジン化合物としては、2-メチルピラジン、2-エチルピリジン、2-イソプロピルピラジン、2-メチル-3-エチルピラジン等が例として挙げられ、2-メチルピラジン、2-エチルピリジン、2-イソプロピルピラジンが好ましい。 Examples of the pyrazine compound include those represented by the following formula (10).
Figure 0007065654000009
[In formula (10), R 7 independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. y indicates an integer from 0 to 4. ]
The alkyl group selected as R 7 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and more preferably 1 to 3 carbon atoms.
Examples of the pyrazine compound include 2-methylpyrazine, 2-ethylpyridine, 2-isopropylpyrazine, 2-methyl-3-ethylpyrazine and the like, and 2-methylpyrazine, 2-ethylpyridine and 2-isopropylpyrazine are examples. preferable.

≪反応条件≫
本実施形態のα,β-カルボン酸の合成方法は、遷移金属錯体に、ルイス酸及び塩基の存在下で、アルケンと二酸化炭素とを反応させて、中間体として特定の構造を有する金属ラクトン化合物を形成させると共に前記金属ラクトン化合物に前記ルイス酸及び前記塩基を作用させることを含む、α,β-カルボン酸の合成方法である。
本反応は、溶媒を用いて行うことが好ましい。すなわち、溶媒中に遷移金属錯体、塩基、及びルイス酸を存在させ、そこにアルケン及びCOを導入して、遷移金属錯体と接触させることにより反応を行うことが好ましい。溶媒としては、ベンゼン、トルエン及びキシレンなどの芳香族炭化水素、クロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素、テトラヒドロフラン(THF)などのエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。好ましい溶媒は、THF及びトルエンである。
≪Reaction conditions≫
In the method for synthesizing α, β-carboxylic acid of the present embodiment, a metal lactone compound having a specific structure as an intermediate is obtained by reacting alken and carbon dioxide with a transition metal complex in the presence of Lewis acid and a base. It is a method for synthesizing α, β-carboxylic acid, which comprises forming the metal lactone compound and allowing the Lewis acid and the base to act on the metal lactone compound.
This reaction is preferably carried out using a solvent. That is, it is preferable to carry out the reaction by allowing the transition metal complex, the base and the Lewis acid to be present in the solvent, introducing alken and CO 2 into them, and contacting them with the transition metal complex. Examples of the solvent include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene, ethers such as tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide, dimethylsulfoxide and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Preferred solvents are THF and toluene.

反応方式については、回分式で行ってもよく、半回分式で行ってもよく、連続式で行ってもよく、回分式、半回分式及び連続式の組み合わせで行ってもよい。回分式の場合、反応器中の溶媒に、遷移金属錯体、塩基、ルイス酸、アルケン、次いでCOを導入し、反応を行う。半回分式の場合、反応器中の溶媒に遷移金属錯体、塩基、ルイス酸、及びアルケンを予め仕込んでおき、COを連続的に反応器に導入することにより反応を行う。連続式の場合、反応器中の溶媒に遷移金属錯体を仕込んでおき、塩基、ルイス酸、アルケン、及びCOを連続的に反応器に導入することにより反応を行う。また、連続式で行う場合、固定床方式、流動床方式、移動床方式、懸濁床方式や、撹拌混合式又はループ式の反応器内に反応原料を供給しながら、反応混合物の液相を抜き出す方式等の各種の方式で実施することができる。ループ式の反応器を使用する場合、塩基、ルイス酸、アルケン、及びCOの循環を行う循環式が好ましい。撹拌混合式の反応器内で、液相条件下、気体状のアルケン及びCOを使用して回分式又は連続式で実施する場合には、アルケン及びCOを、反応器の気相部及び液相部の何れか一方に供給してもよいし、反応器の気相部及び液相部の両方に供給してもよい。
また、反応装置については、採用する反応形式に応じて、適宜公知の反応装置を使用することができる。
The reaction method may be carried out in a batch system, a semi-batch system, a continuous system, or a combination of a batch system, a semi-batch system and a continuous system. In the case of the batch type, a transition metal complex, a base, a Lewis acid, an alkene, and then CO 2 are introduced into the solvent in the reactor to carry out the reaction. In the case of the half-batch type, the transition metal complex, the base, the Lewis acid, and the alkene are preliminarily charged in the solvent in the reactor, and the reaction is carried out by continuously introducing CO 2 into the reactor. In the case of the continuous type, the transition metal complex is charged in the solvent in the reactor, and the reaction is carried out by continuously introducing the base, Lewis acid, alkene, and CO 2 into the reactor. In the case of continuous type, the liquid phase of the reaction mixture is mixed while supplying the reaction raw material into a fixed bed method, a fluidized bed method, a moving bed method, a suspension bed method, a stirring mixture type or a loop type reactor. It can be carried out by various methods such as a extraction method. When a loop reactor is used, a circulation system that circulates a base, a Lewis acid, an alkene, and CO 2 is preferable. In a stirring and mixing reactor, under liquid phase conditions, gaseous alken and CO 2 are used in batch or continuous mode, and the alken and CO 2 are used in the gas phase portion of the reactor and in the reactor. It may be supplied to either one of the liquid phase portions, or may be supplied to both the gas phase portion and the liquid phase portion of the reactor.
Further, as the reaction device, a known reaction device can be appropriately used depending on the reaction type to be adopted.

反応温度は、50~250℃が好ましく、より好ましくは80~200℃である。また、圧力は、通常、絶対圧で1~10MPa、好ましくは2~8MPaである。
また、反応器に供給するアルケンとCOのモル比(アルケン/CO)は、通常0.5~8であり、好ましくは1~4である。
反応器に供給するアルケンと遷移金属錯体のモル比(アルケン/遷移金属錯体)は通常1~100であり、好ましくは2~50である。
反応器に供給するCOと遷移金属錯体のモル比(CO/遷移金属錯体)は通常1~100であり、好ましくは1~25である。
The reaction temperature is preferably 50 to 250 ° C, more preferably 80 to 200 ° C. The pressure is usually 1 to 10 MPa, preferably 2 to 8 MPa in absolute pressure.
The molar ratio of alkene to CO 2 (alkene / CO 2 ) supplied to the reactor is usually 0.5 to 8, preferably 1 to 4.
The molar ratio of the alkene to the transition metal complex (alkene / transition metal complex) supplied to the reactor is usually 1 to 100, preferably 2 to 50.
The molar ratio of CO 2 to the transition metal complex (CO 2 / transition metal complex) supplied to the reactor is usually 1 to 100, preferably 1 to 25.

反応を回分式、半回分式、及び上述の連続式でかつ循環式で行う場合のルイス酸の添加量は、遷移金属錯体のモル数100モル%に対して、20~2000モル%が好ましく、50~1500モル%がより好ましく、100~1000モル%がさらに好ましい。ルイス酸の添加量が前記範囲の下限値以上であると、ラクトン環の開裂が効率的に進行し、α,β-不飽和カルボン酸の生成効率が高まる。ルイス酸の添加量が前記範囲の上限値以下であると、ルイス酸の使用量を抑制することができ、経済的である。 When the reaction is carried out in a batch system, a semi-batch system, and the above-mentioned continuous system and circulation system, the amount of Lewis acid added is preferably 20 to 2000 mol% with respect to 100 mol% of the number of moles of the transition metal complex. 50 to 1500 mol% is more preferable, and 100 to 1000 mol% is even more preferable. When the amount of Lewis acid added is not less than the lower limit of the above range, cleavage of the lactone ring proceeds efficiently, and the efficiency of producing α, β-unsaturated carboxylic acid is increased. When the amount of Lewis acid added is not more than the upper limit of the above range, the amount of Lewis acid used can be suppressed, which is economical.

反応を回分式、半回分式、及び上述の連続式でかつ循環式で行う場合の塩基の添加量は、遷移金属錯体のモル数100モル%に対して、20~2000モル%が好ましく、50~1500モル%がより好ましく、100~1000モル%がさらに好ましい。塩基の添加量が前記範囲の下限値以上であると、ラクトン環の開裂が効率的に進行し、α,β-不飽和カルボン酸の生成効率が高まる。塩基の添加量が前記範囲の上限値以下であると、塩基の使用量を抑制することができ、経済的である。 When the reaction is carried out in a batch system, a semi-batch system, and the above-mentioned continuous system and circulation system, the amount of the base added is preferably 20 to 2000 mol% with respect to 100 mol% of the number of moles of the transition metal complex, and is 50. It is more preferably ~ 1500 mol%, still more preferably 100-1000 mol%. When the amount of the base added is not less than the lower limit of the above range, the cleavage of the lactone ring proceeds efficiently, and the efficiency of producing α, β-unsaturated carboxylic acid is increased. When the amount of the base added is not more than the upper limit of the above range, the amount of the base used can be suppressed, which is economical.

(塩基の添加モル数/ルイス酸の添加モル数)で表されるルイス酸の添加モル数に対する塩基の添加モル数は、0.2~5が好ましく、0.5~3がより好ましく、0.8~2がさらに好ましい。ルイス酸の添加モル数に対する塩基の添加モル数が前記範囲の下限値以上であると、ラクトン環の開裂によって生成したヒドリド中間体の水素を引き抜き、それに続く還元的脱離が効率的に進行し、α,β-不飽和カルボン酸の生成効率が高まる。。ルイス酸の添加モル数に対する塩基の添加モル数が前記範囲の上限値以下であると、塩基の量を相対的に減らせるため経済的である。 The number of moles of base added is preferably 0.2 to 5, more preferably 0.5 to 3, and 0, with respect to the number of moles of Lewis acid added, which is represented by (number of moles of base added / number of moles of Lewis acid added). .8 to 2 is more preferable. When the number of moles of base added to the number of moles of Lewis acid added is equal to or greater than the lower limit of the above range, hydrogen in the hydride intermediate produced by cleavage of the lactone ring is extracted, and subsequent reductive desorption efficiently proceeds. , Α, β-Unsaturated carboxylic acid production efficiency is increased. .. When the number of moles of base added is equal to or less than the upper limit of the above range with respect to the number of moles of Lewis acid added, the amount of base can be relatively reduced, which is economical.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

[実施例1]
(1)BenzP配位子の合成
窒素雰囲気下において、1,2-(ジクロロホスフィノ)ベンゼン(1.6g、5.92mmol)をテトラヒドロフラン(THF)30mLに溶解させ、-78℃に冷却した。t-ブチルマグネシウムクロリドのTHF溶液(1.7M、7.38mL、12.6mmol)を、これに徐々に滴下し、室温にて4時間撹拌した。これを、さらにマグネシウム粒子(40メッシュ、1.12g、46mmol)のTHF(30mL)分散溶液に徐々に滴下し、室温にて18時間撹拌した。その後、THFを真空中にて留去し、ジエチルエーテル20mLに分散後、珪藻土(Celite Corporation製「Celite」(登録商標))上にて、得られた懸濁液をろ過した。真空中にてジエチルエーテルを留去し、目的物の中間体である下式(11)で表されるオイル状のホスファサイクル(1.09g、59%)を得た。
[Example 1]
(1) Synthesis of BenzP Ligand Under a nitrogen atmosphere, 1,2- (dichlorophosphino) benzene (1.6 g, 5.92 mmol) was dissolved in 30 mL of tetrahydrofuran (THF) and cooled to −78 ° C. A THF solution of t-butylmagnesium chloride (1.7 M, 7.38 mL, 12.6 mmol) was gradually added dropwise thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 4 hours. This was further gradually added dropwise to a THF (30 mL) dispersion solution of magnesium particles (40 mesh, 1.12 g, 46 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 18 hours. Then, THF was distilled off in vacuum, dispersed in 20 mL of diethyl ether, and then the obtained suspension was filtered on diatomaceous earth (“Celite” (registered trademark) manufactured by Celite Corporation). Diethyl ether was distilled off in vacuum to obtain an oily phospha cycle (1.09 g, 59%) represented by the following formula (11), which is an intermediate of the target product.

Figure 0007065654000010
Figure 0007065654000010

窒素雰囲気下において、ホスファサイクル(528mg、2.1mmol)をジクロロメタン20mLに溶解させ、これにトリフルオロメタンスルホン酸メチル(MeOTf)(360mg、2.2mmol)を加え、室温にて4時間撹拌した。その後、ジクロメタンを真空中にてジクロロメタンを留去し、ジエチルエーテル30mLに分散後、-35℃に冷却した。これにメチルマグネシウムブロミド(MeMgBr)のジエチルエーテル溶液(3.0M、740μL、2.2mmol)を徐々に滴下し、室温にて18時間撹拌した。その後、得られた懸濁液をCelite(登録商標)上にて、ろ過した。ジエチルエーテルを真空中にて留去し、析出した白色固体をペンタン30mLに分散後、再度、Celite(登録商標)上にて、懸濁液をろ過した。真空中にてペンタンを留去し、目的物である下式(12)で表される1,2ビス(t-ブチルメチルホスフィノ)ベンゼン(BenzP)(388mg、66%)を得た。 In a nitrogen atmosphere, phospha cycle (528 mg, 2.1 mmol) was dissolved in 20 mL of dichloromethane, methyl trifluoromethanesulfonate (MeOTf) (360 mg, 2.2 mmol) was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 4 hours. Then, dichloromethane was distilled off from dichloromethane in vacuum, dispersed in 30 mL of diethyl ether, and then cooled to −35 ° C. A diethyl ether solution (3.0 M, 740 μL, 2.2 mmol) of methyl magnesium bromide (MeMgBr) was gradually added dropwise thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 18 hours. Then, the obtained suspension was filtered on Celite®. Diethyl ether was distilled off in vacuum, the precipitated white solid was dispersed in 30 mL of pentane, and the suspension was filtered again on Celite®. Pentane was distilled off in vacuum to obtain 1,2 bis (t-butylmethylphosphino) benzene (BenzP) (388 mg, 66%) represented by the following formula (12), which is the target product.

Figure 0007065654000011
Figure 0007065654000011

(2)(BenzP)Ni(COD)金属錯体の合成
1,2ビス(t-ブチルメチルホスフィノ)ベンゼン(BenzP)(338mg、1.20mmol)のTHF溶液10mLを、ニッケルビス1,5-シクロオクタジエン(Ni(COD))(362.7mg、1.32mmol)のTHF溶液15mLに徐々に滴下し、室温にて18時間撹拌した。その後、THFを真空中にて留去し、-35℃に冷却したペンテン10mLを加え、すばやく溶液を分取した(ここで、未反応(過剰)のNi(COD)が沈殿物として残る)。これを、Celite(登録商標)上にて、ろ過した。真空中にてペンタンを留去し、得られた黄色固体を可能な限り少量(約3~4mL)のジエチルエーテルに溶解させ、-35℃にて24時間静置した。析出した黄色の針状結晶と上澄みを分離し、結晶を真空中にて3時間乾燥させた。これにより、下式(13)で表される遷移金属錯体(BenzP)Ni(COD)を得た。
(2) Synthesis of (BenzP) Ni (COD) Metal Complex 1 and 2 bis (t-butylmethylphosphino) benzene (BenzP) (338 mg, 1.20 mmol) in THF 10 mL is added to nickel bis 1,5-cyclo. It was gradually added dropwise to 15 mL of a THF solution of octadiene (Ni (COD) 2 ) (362.7 mg, 1.32 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 18 hours. Then, THF was distilled off in vacuum, 10 mL of pentene cooled to −35 ° C. was added, and the solution was quickly separated (where unreacted (excessive) Ni (COD) 2 remains as a precipitate). .. This was filtered on Celite®. Pentane was distilled off in vacuum, and the obtained yellow solid was dissolved in as small amount (about 3 to 4 mL) of diethyl ether as possible, and allowed to stand at −35 ° C. for 24 hours. The precipitated yellow acicular crystals and the supernatant were separated, and the crystals were dried in vacuum for 3 hours. As a result, a transition metal complex (BenzP) Ni (COD) represented by the following formula (13) was obtained.

Figure 0007065654000012
Figure 0007065654000012

(3)アクリル酸合成反応
窒素雰囲気下にて(BenzP)Ni(COD)(0.01mmol、4.5mg)、2-ブロモピリジン(0.02mmol、遷移金属錯体に対して2当量)、アルミニウムトリクロライド(AlCl、0.02mmol、遷移金属錯体に対して2当量)を耐圧NMR管に量り取り、d8-THFに懸濁させた。真空ラインに耐圧NMR管を接続し、NMR管を液体窒素で冷却後、内部のガス(おもにN)を脱気した(冷却はそのまま)。その後、真空ラインにエチレンガスが封入されたガスボンベを接続し、エチレンガスをNMR管に導入した(遷移金属錯体に対して4等量)。
(3) Acrylic acid synthesis reaction Under a nitrogen atmosphere, (BenzP) Ni (COD) (0.01 mmol, 4.5 mg), 2-bromopyridine (0.02 mmol, 2 equivalents with respect to the transition metal complex), aluminum tri. Chloride (AlCl 3 , 0.02 mmol, 2 equivalents to the transition metal complex) was weighed into a pressure resistant NMR tube and suspended in d8-THF. A pressure-resistant NMR tube was connected to the vacuum line, and after cooling the NMR tube with liquid nitrogen, the internal gas (mainly N 2 ) was degassed (cooling remained unchanged). Then, a gas cylinder filled with ethylene gas was connected to the vacuum line, and ethylene gas was introduced into the NMR tube (4 equal volumes with respect to the transition metal complex).

一旦、耐圧NMR管を室温に戻し、10分間静置したのち、エチレンガスの導入と同様の方法で、二酸化炭素が封入されたガスボンベを用いて、耐圧NMR管に二酸化炭素(遷移金属錯体に対して4等量)を導入した。耐圧NMR管を50℃で加熱し、31P-NMRならびにH-NMRにて生成物を分析した。24時間後のアクリル酸の収率は21.0%であった。また反応後における塩基である2-ブロモピリジンの残存率(プロトン化されていない塩基の比率)は100%であった(NMRにおける検出限界以下)。
アクリル酸のpKaは4.25であり、2-ブロモピリジンの共役酸のpKaは0.79である。
Once the pressure-resistant NMR tube was returned to room temperature and allowed to stand for 10 minutes, carbon dioxide (for transition metal complexes) was placed in the pressure-resistant NMR tube using a gas cylinder filled with carbon dioxide in the same manner as in the introduction of ethylene gas. 4 equal doses) were introduced. The pressure resistant NMR tube was heated at 50 ° C. and the product was analyzed by 31 P-NMR and 1 H-NMR. The yield of acrylic acid after 24 hours was 21.0%. The residual ratio of 2-bromopyridine, which is a base after the reaction (ratio of non-protonated bases), was 100% (below the detection limit in NMR).
The pKa of acrylic acid is 4.25 and the pKa of the conjugate acid of 2-bromopyridine is 0.79.

[比較例1]
塩基にナトリウム2-クロロフェノキシド(2Cl-PhONa)を使用したこと以外は実施例1と同様の方法で実施した。24時間後のアクリル酸の収率は9.0%であった。一方でナトリウム2-クロロフェノキシドは、COと反応してしまい、残存率は0%であった。
ナトリウム2-クロロフェノキシドの共役酸のpKaは8.49である。
[Comparative Example 1]
The procedure was the same as in Example 1 except that sodium 2-chlorophenoxide (2Cl-PhONa) was used as the base. The yield of acrylic acid after 24 hours was 9.0%. On the other hand, sodium 2-chlorophenoxide reacted with CO 2 and the residual rate was 0%.
The pKa of the conjugate acid of sodium 2-chlorophenoxide is 8.49.

[比較例2]
塩基にナトリウム2-クロロフェノキシド(2Cl-PhONa)、ルイス酸にLiIを使用したこと以外は実施例1と同様の方法で実施した。24時間後のアクリル酸の収率は4.9%であった。一方でナトリウム2-クロロフェノキシドは、COと反応してしまい、残存率は0%であった。
[Comparative Example 2]
The procedure was the same as in Example 1 except that sodium 2-chlorophenoxide (2Cl-PhONa) was used as the base and LiI was used as the Lewis acid. The yield of acrylic acid after 24 hours was 4.9%. On the other hand, sodium 2-chlorophenoxide reacted with CO 2 and the residual rate was 0%.

[比較例3]
塩基にナトリウム2-クロロフェノキシド(2Cl-PhONa)、ルイス酸を加えなかったこと以外は実施例1と同様の方法で実施した。24時間後のアクリル酸の収率は0%であった。また、ナトリウム2-クロロフェノキシドは、COと反応してしまい、残存率は0%であった。
[Comparative Example 3]
The procedure was the same as in Example 1 except that sodium 2-chlorophenoxide (2Cl-PhONa) and Lewis acid were not added to the base. The yield of acrylic acid after 24 hours was 0%. In addition, sodium 2-chlorophenoxide reacted with CO 2 and the residual rate was 0%.

[比較例4]
ルイス酸を加えなかったこと以外は実施例1と同様の方法で実施した。24時間後のアクリル酸の収率は0%であり、2-ブロモピリジンの残存率は100%であった。
[Comparative Example 4]
The procedure was the same as in Example 1 except that Lewis acid was not added. The yield of acrylic acid after 24 hours was 0%, and the residual ratio of 2-bromopyridine was 100%.

実施例1、及び比較例1~4のアクリル酸の収率、及び塩基の残存率を表1に示す。 Table 1 shows the yields of acrylic acids of Examples 1 and Comparative Examples 1 to 4 and the residual ratio of bases.

Figure 0007065654000013
Figure 0007065654000013

表1に示すように、本発明を適用した実施例1は、塩基の残存率が100%であり、それに伴い、アクリル酸を高収率で得られることが分かった。 As shown in Table 1, it was found that in Example 1 to which the present invention was applied, the residual ratio of the base was 100%, and acrylic acid could be obtained in a high yield accordingly.

Claims (2)

α,β-不飽和カルボン酸の合成方法であって、遷移金属錯体に、ルイス酸及び塩基の存在下で、アルケンと二酸化炭素とを反応させて、中間体として下記式(1)で表される金属ラクトン化合物を形成させると共に前記金属ラクトン化合物に前記ルイス酸及び前記塩基を作用させることを含み、前記塩基の共役酸の酸乖離定数(pKa1)と前記α,β-不飽和カルボン酸の酸乖離定数(pKa2)との関係がpKa1<pKa2であり、
前記塩基がアニリン化合物、N-ジメチルアニリン化合物、ピリジン化合物、及びピラジン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であるα,β-不飽和カルボン酸の合成方法。
Figure 0007065654000014
[式中、Mは、遷移金属を表し、Lはそれぞれ独立して単座配位子であるか、又はLは協働して二座配位子を形成する。]
It is a method for synthesizing α, β-unsaturated carboxylic acid, and is represented by the following formula (1) as an intermediate by reacting alken and carbon dioxide with a transition metal complex in the presence of Lewis acid and a base. The metal lactone compound is formed and the Lewis acid and the base are allowed to act on the metal lactone compound, and the acid dissociation constant (pKa1) of the conjugated acid of the base and the acid of the α, β-unsaturated carboxylic acid are included. The relationship with the deviation constant (pKa2) is pKa1 <pKa2, and
A method for synthesizing α, β-unsaturated carboxylic acid, wherein the base is at least one compound selected from the group consisting of an aniline compound, an N-dimethylaniline compound, a pyridine compound, and a pyrazine compound .
Figure 0007065654000014
[In the formula, M represents a transition metal, L is a monodentate ligand independently, or L cooperates to form a bidentate ligand. ]
前記塩基がハロゲン化アニリン、ハロゲン化ピリジン、及び2-メチルピラジンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項1に記載のα,β-不飽和カルボン酸の合成方法。 The method for synthesizing an α, β-unsaturated carboxylic acid according to claim 1, wherein the base is at least one compound selected from the group consisting of halogenated aniline, halogenated pyridine, and 2-methylpyrazine.
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