JP7433237B2 - 水素化触媒組成物及びニトリルゴムの水素化のためのその使用 - Google Patents
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Description
a)本発明による水素化触媒組成物を、錯体水素化触媒を少なくとも1つの助触媒と1:(20~550)の範囲の錯体水素化触媒対助触媒のモル比で接触させることによって調製する工程と、その後、
b)新規な前記水素化触媒組成物の存在下において水素でニトリルゴムを水素化する工程と
を含む方法に関する。
a)本発明による水素化触媒組成物を、メタセシス反応後の反応混合物中に存在する錯体水素化触媒を少なくとも1つの助触媒と1:(20~550)の範囲の錯体水素化触媒対助触媒のモル比で接触させることによって形成する工程と、その後、
b)新規な前記水素化触媒組成物の存在下において水素でニトリルゴムを水素化する工程と
を含む代替的な方法に関する。
錯体組成物及び水素化プロセスにおいて使用される錯体水素化触媒は、一般式(IA)及び(IB)
Mは、周期表の4、5、6、7、8、9、10、11及び12族からなる群から選択される金属、好ましくはルテニウム、オスミウム、鉄、モリブデン、タングステン、チタン、レニウム、銅、クロム、マンガン、ロジウム、バナジウム、亜鉛、金、銀、ニッケル及びコバルトから選択される金属であり;
zは、酸素、硫黄、セレン、NR’’’’、PR’’’’、AsR’’’’及びSbR’’’’からなる群から選択され;R’’、R’’’及びR’’’’は、それぞれ水素、C1~6アルキル、C3~8シクロアルキル、C1~6アルキル-C1~6アルコキシシリル、C1~6アルキル-アリールオキシシリル、C1~6アルキル-C3~10シクロアルコキシシリル、アリール及びヘテロアリールからなる群から独立して選択される基であるか、又はR’’及びR’’’は、一緒になってアリール若しくはヘテロアリール基を形成し、それぞれの前記基は、(水素と異なる場合)、ハロゲン原子、C1~6アルキル、C1~6アルコキシ、アリール、アルキルスルホネート、アリールスルホネート、アルキルホスホネート、アリールホスホネート、C1~6アルキル-C1~6アルコキシシリル、C1~6アルキル-アリールオキシシリル、C1~6アルキル-C3~10シクロアルコキシシリル、アルキルアンモニウム及びアリールアンモニウムからなる群からそれぞれ独立して選択される1つ以上、好ましくは1~3つの置換基R5で任意選択的に置換されており;
R’は、一般式(IA)を有する化合物に含まれる場合、R’’、R’’’及びR’’’’について定義された通りであるか、又は一般式(IB)を有する化合物に含まれる場合、C1~6アルキレン及びC3~8シクロアルキレンからなる群から選択されるかのいずれかであり、前記アルキレン又はシクロアルキレン基は、1つ以上の置換基R5で任意選択的に置換されており;
R1は、R2と結合されて環状構造を形成することができるか又は結合されることができない電子供与性の錯体配位子であり;
R2は、アニオン性配位子であり;
R3及びR4は、それぞれ水素又はC1~20アルキル、C2~20アルケニル、C2~20アルキニル、C1~20カルボキシレ-ト、C1~20アルコキシ、C2~20アルケニルオキシ、C2~20アルキニルオキシ、アリール、アリールオキシ、C1~20アルコキシカルボニル、C1~8アルキルチオ、C1~20アルキルスルホニル、C1~20アルキルスルフィニル、C1~20アルキルスルホネート、アリールスルホネート、C1~20アルキルホスホネート、アリールホスホネート、C1~20アルキルアンモニウム及びアリールアンモニウムからなる群から選択される基であり;
R’と、R3及びR4の1つとは、互いに結合されて二座配位子を形成し得;
R’’’及びR’’’’は、互いに結合されて、窒素、リン、ヒ素及びアンチモンからなる群から選択されるヘテロ原子を含む脂肪族環系を形成し得;
R3及びR4は、一緒になって縮合芳香族環系を形成し得;及び
yは、Mと、R3及びR4を有する炭素原子との間のsp2炭素原子の数を表し、且つ両端値を含めて0~3の整数である)
の錯体水素化触媒、それらの塩、溶媒和物及びエナンチオマーに関する。
一般式(IA)及び(IB)において、R1は、R2と結合されて環状構造を形成することができるか又は結合されることができない電子供与性の錯体配位子である。一般式(IA)及び(IB)の触媒の1つの実施形態では、R1は、ホスフィン、スルホン化ホスフィン、ホスフェート、ホスフィナイト、ホスホナイト、アルシン、スチビン、エーテル、アミン、アミド、スルホネート、スルホキシド、カルボキシル、ニトロシル、ピリジン、チオエーテル、イミダゾリン又はイミダゾリジン配位子(後者の2つは、合わせて「Im」配位子とも言われる)である。
R8、R9、R10及びR11は、同一であるか又は異なり、且つ水素、直鎖状又は分岐状のC1~C30-アルキル、C3~C20-シクロアルキル、C2~C20-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール、C7~C25-アルカリール、C2~C20ヘテロアリール、C2~C20ヘテロシクリル、C1~C20-アルコキシ、C2~C20-アルケニルオキシ、C2~C20-アルキニルオキシ、C6~C20-アリールオキシ、C2~C20-アルコキシカルボニル、C1~C20-アルキルチオ、C6~C20-アリールチオ、-Si(R)3、-O-Si(R)3、-O-C(=O)R、C(=O)R、-C(=O)N(R)2、-NR-C(=O)-N(R)2、-SO2N(R)2、-S(=O)R、-S(=O)2R、-O-S(=O)2R、ハロゲン、ニトロ又はシアノを表し;ここで、R8、R9、R10及びR11の意味に関連するすべての上記の場合において、基Rは、同一であるか又は異なり、且つ水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール又はヘテロアリールを表す)
に対応する構造を有する。
R8、R9及びR10は、一般式(IIa)及び(IIb)に関して上記で定義されたようなすべての一般的な、好ましい、より好ましい及び最も好ましい意味を有することができ、
R12、R13及びR14は、同一であるか又は異なり、且つアルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ又はヘテロシクリック基を表すことができる)
を有するができる。
一般式(IA)又は(IB)の触媒において、R2は、アニオン性配位子である。配位子R2についてのアニオン性配位子という用語の意味は、当技術分野で慣習的であり、好ましくは米国特許第5,977,393号明細書に与えられている定義と一致する。
Mは、ルテニウム又はオスミウム、最も好ましくはルテニウムであり;
zは、酸素、硫黄、セレン、NR’’’’、PR’’’’、AsR’’’’及びSbR’’’’からなる群から選択され;R’’、R’’’及びR’’’’は、それぞれ水素、C1~6アルキル、C3~8シクロアルキル、C1~6アルキル-C1~6アルコキシシリル、C1~6アルキル-アリールオキシシリル、C1~6アルキル-C3~10シクロアルコキシシリル、アリール及びヘテロアリールからなる群から独立して選択される基であるか、又はR’’及びR’’’は、一緒になってアリール若しくはヘテロアリール基を形成し、それぞれの前記基は、(水素と異なる場合)、ハロゲン原子、C1~6アルキル、C1~6アルコキシ、アリール、アルキルスルホネート、アリールスルホネート、アルキルホスホネート、アリールホスホネート、C1~6アルキル-C1~6アルコキシシリル、C1~6アルキル-アリールオキシシリル、C1~6アルキル-C3~10シクロアルコキシシリル、アルキルアンモニウム及びアリールアンモニウムからなる群からそれぞれ独立して選択される1つ以上、好ましくは1~3つの置換基R5で任意選択的に置換されており;
R’は、一般式(IA)を有する化合物に含まれる場合、メチル、フェニル若しくは置換フェニル(例えば、ジメチルブロモフェニル若しくはジイソプロピルフェニル)であるか、又は一般式(IB)を有する化合物に含まれる場合、メチレン若しくはベンジリエンであるかのいずれかであり;
R1は、R2と結合されて環状構造を形成することができるか又は結合されることができない電子供与性の錯体配位子であり;
R2は、アニオン性配位子であり;
R3及びR4は、それぞれ水素又はC1~20アルキル、C2~20アルケニル、C2~20アルキニル、C1~20カルボキシレ-ト、C1~20アルコキシ、C2~20アルケニルオキシ、C2~20アルキニルオキシ、アリール、アリールオキシ、C1~20アルコキシカルボニル、C1~8アルキルチオ、C1~20アルキルスルホニル、C1~20アルキルスルフィニル、C1~20アルキルスルホネート、アリールスルホネート、C1~20アルキルホスホネート、アリールホスホネート、C1~20アルキルアンモニウム及びアリールアンモニウムからなる群から選択される基であり;
R’と、R3及びR4の1つとは、互いに結合されて二座配位子を形成し得;
R’’’及びR’’’’は、互いに結合されて、窒素、リン、ヒ素及びアンチモンからなる群から選択されるヘテロ原子を含む脂肪族環系を形成し得;
R3及びR4は、一緒になって式(VI)
yは、Mと、R3及びR4を有する炭素原子との間のsp2炭素原子の数を表し、且つ0又は1である)
の錯体水素化触媒に関連する。
i)[1,3-ビス(2,4,6-トリメチルフェニル)-2-イミダゾリジニリデン]-[2-[[(4-メチルフェニル)イミノ]メチル]-4-ニトロ-フェノールイル]クロロ-[3-フェニル-インデニリデン]ルテニウム(II)、又は
ii)[1,3-ビス(2,4,6-トリメチルフェニル)-2-イミダゾリジニリデン]-[2-[[(2-メチルフェニル)イミノ]メチル]-フェノールイル]-[3-フェニル-1H-インデン-1-イリデン](クロロ)ルテニウム(II)
である。
好ましい実施形態では、助触媒は、一般式(1)
CH2=CRR’ (1)
[式中、R及びR’は、同一であるか又は異なり、且つ
水素、
OR1
〔式中、R1は、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール若しくはヘテロアリール、C(=O)(R2)、-C(=O)N(R2)2、-[(CH2)n-X]mR2、-[(CH2)n-X]m-CH=CH2又は-(CH2)p-C(R3)2R4
(式中、
Xは、同一であるか又は異なり、且つ酸素(O)又はNR2を意味し、
R2は、同一であるか又は異なり、且つH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール又はヘテロアリールを表し、
R3は、同一であるか又は異なり、且つC1~C8アルキル又は-(CH2)n-O-CH=CH2を表し、
R4は、(CH2)p-O-CH=CH2を表し、
nは、1~5の範囲であり、
mは、1~10の範囲であり、
pは、0~5の範囲である)
を意味するか、又は
代替的に、R及びR’が両方とも基OR1を表す場合、両方のR1は、互いに結合され、一緒になって、二価基-(C(R2)2)q-(式中、qは、2、3又は4であり、R2は、同一であるか又は異なり、且つ上記で定義された意味を有する)を表すことができる〕、
SR5、SOR5、SO2R5
(式中、R5は、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール又はヘテロアリールを表す)、
N(R6R7)、P(R6R7)
〔式中、
R6及びR7は、同一であるか又は異なり、且つアルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、-C(=O)(R2)を意味するか、又は
代替的に、R6及びR7は、それらが両方とも同時に結合されているN又はP原子と一緒になって、環状構造中に4~7つの炭素原子を有する飽和、不飽和又は芳香族の環状構造を形成し得、ここで、前記炭素原子の1、2又は3つは、酸素、硫黄、窒素、N-R8又はP-R8(式中、R8は、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール又はヘテロアリールを意味するものとする)から選択される部分で置き換えられ得る〕、又は
P(=O)(OR9)2
(式中、R9は、同一であるか又は異なり、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリールを意味するものとする)
を意味し、
但し、R及びR’は、両方とも同時に水素を表してはならないことを条件とする]
を有する。
CH2=CRR’ (1)
[式中、Rは、水素であり、及びR’は、
OR1
〔式中、R1は、C1~C16-アルキル、C3~C10-シクロアルキル、C2~C16-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール、C6~C24-ヘテロアリール、-C(=O)(R2)、-C(=O)N(R2)2、-[(CH2)nX]mR2、-[(CH2)nX]m-CH=CH2又は-(CH2)p-C(R3)2R4
〔式中、
Xは、同一であるか又は異なり、且つ酸素(O)又はNR2であり、
R2は、同一であるか又は異なり、且つH、C1~C16-アルキル、C3~C10-シクロアルキル、C2~C16-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール又はC3~C20-ヘテロアリールを表し、
R3は、同一であるか又は異なり、且つC1~C4アルキル又は-(CH2)n-O-CH=CH2を表し、
R4は、(CH2)p-O-CH=CH2を表し、
nは、1~4の範囲であり、
mは、1~5の範囲であり、
pは、0~5の範囲である〕
を意味する)、
SR5、SOR5、SO2R5
(式中、R5は、C1~C16-アルキル、C3~C10-シクロアルキル、C2~C16-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール又はC6~C24-ヘテロアリールを表す)、
N(R6R7)、P(R6R7)
〔式中、
R6及びR7は、同一であるか又は異なり、且つC1~C16-アルキル、C3~C10-シクロアルキル、C2~C16-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール又はC6~C24-ヘテロアリール、-C(=O)(R2)を意味するものとするか、又は
代替的に、R6及びR7は、それらが両方とも同時に結合されているそのようなN又はP原子と一緒になって、環状構造中に4~7つの炭素原子を有する飽和、不飽和又は芳香族の環状構造を形成し得、ここで、前記炭素原子の1、2又は3つは、酸素、硫黄、窒素、N-R8又はP-R8(式中、R8は、C1~C16-アルキル、C3~C10-シクロアルキル、C2~C16-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール又はC6~C24-ヘテロアリールを意味するものとする)から選択される部分で置き換えられ得る〕、又は
P(=O)(OR9)2
(式中、R9は、同一であるか又は異なり、且つC1~C16-アルキル、C3~C10-シクロアルキル、C2~C16-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール又はC6~C24-ヘテロアリールを意味するものとする)
を意味する]
を有する少なくとも1つ、好ましくは1つの助触媒を使用して得られる。
CH2=CRR’ (1)
[式中、R及びR’は、同一であるか又は異なり、且つ
OR1
〔式中、R1は、C1~C16-アルキル、C3~C10-シクロアルキル、C2~C16-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール、C6~C24-ヘテロアリール、-C(=O)(R2)、-C(=O)N(R2)2、-[(CH2)nX]mR2、-[(CH2)nX]m-CH=CH2又は-(CH2)p-C(R3)2R4
(式中、
Xは、同一であるか又は異なり、且つ酸素(O)又はNR2であり、
R2は、同一であるか又は異なり、且つH、C1~C16-アルキル、C3~C10-シクロアルキル、C2~C16-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール又はC3~C20-ヘテロアリールを表し、
R3は、同一であるか又は異なり、且つC1~C4アルキル又は-(CH2)n-O-CH=CH2を表し、
R4は、(CH2)p-O-CH=CH2を表し、
nは、1~4の範囲であり、
mは、1~5の範囲であり、
pは、0~5の範囲である)
を意味するか、又は
代替的に、R及びR’が両方とも基OR1を表す場合、両方のR1は、互いに結合され、且つ一緒になって、二価基-(C(R2)2)q-
(式中、qは、2、3又は4であり、及びR2は、同一であるか又は異なり、且つ上記で定義された意味を有する)を表すことができる)、
SR5、SOR5、SO2R5
(式中、R5は、C1~C16-アルキル、C3~C10-シクロアルキル、C2~C16-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール又はC6~C24-ヘテロアリールを表す)、
N(R6R7)、P(R6R7)
(式中、
R6及びR7は、同一であるか又は異なり、且つC1~C16-アルキル、C3~C10-シクロアルキル、C2~C16-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール又はC6~C24-ヘテロアリール、-C(=O)(R2)を意味するものとするか、又は
代替的に、R6及びR7は、それらが両方とも同時に結合されているそのようなN又はP原子と一緒になって、環状構造中に4~7つの炭素原子を有する飽和、不飽和又は芳香族の環状構造を形成し得、ここで、前記炭素原子の1、2又は3つは、酸素、硫黄、窒素、N-R8又はP-R8(式中、R8は、C1~C16-アルキル、C3~C10-シクロアルキル、C2~C16-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール又はC6~C24-ヘテロアリールを意味するものとする)から選択される部分で置き換えられ得る)、又は
P(=O)(OR9)2
(式中、R9は、同一であるか又は異なり、且つC1~C16-アルキル、C3~C10-シクロアルキル、C2~C16-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール又はC6~C24-ヘテロアリールを意味するものとする〕
を意味するものとする]
を有する少なくとも1つ、好ましくは1つの助触媒を使用して得られる。
CH2=CRR’ (1)
[式中、Rは、水素であり、及びR’は、
OR1
〔式中、R1は、C1~C12-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C12-アルケニル、C2~C12-アルキニル、C6~C14-アリール、C6~C14-ヘテロアリール、-C(=O)(R2)、-C(=O)N(R2)2、-[(CH2)nX]mR2、-[(CH2)nX]m-CH=CH2又は-(CH2)p-C(R3)2R4
(式中、
Xは、同一であるか又は異なり、且つ酸素(O)又はNR2であり、
R2は、同一であるか又は異なり、且つH、C1~C12-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C12-アルケニル、C2~C12-アルキニル、C6~C14-アリール又はC3~C14-ヘテロアリールを表し、
R3は、同一であるか又は異なり、且つメチル、エチル又は-(CH2)n-O-CH=CH2を表し、
R4は、(CH2)p-O-CH=CH2を表し、
nは、1、2又は3であり、
mは、1、2、3又は4であり、
pは、0、1、2、3又は4である)
を意味する)、
SR5、SOR5、SO2R5
(式中、R5は、C1~C12-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C12-アルケニル、C2~C12-アルキニル、C6~C14-アリール又はC3~C14-ヘテロアリールを表す)、
N(R6R7)、P(R6R7)
〔式中、
R6及びR7は、同一であるか又は異なり、且つC1~C12-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C12-アルケニル、C2~C12-アルキニル、C6~C14-アリール又はC6~C14-ヘテロアリール、-C(=O)(R2)を意味するものとするか、又は
代替的に、R6及びR7は、それらが両方とも同時に結合されているそのようなN又はP原子と一緒になって、環状構造中に4~5つの炭素原子を有する飽和、不飽和又は芳香族の環状構造を形成し得、ここで、前記炭素原子の1又は2つは、酸素、硫黄、窒素、N-R8又はP-R8(式中、R8は、C1~C12-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C12-アルケニル、C2~C12-アルキニル、C6~C14-アリール又はC3~C14-ヘテロアリールを意味するものとする)から選択される部分で置き換えられ得る〕、
P(=O)(OR9)2
(式中、R9は、同一であるか又は異なり、且つC1~C12-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C12-アルケニル、C2~C12-アルキニル、C6~C14-アリール又はC6~C14-ヘテロアリールを意味するものとする)
を意味するものとする]
を有する少なくとも1つ、好ましくは1つの助触媒を使用して得られる。
CH2=CRR’ (1)
[式中、R及びR’は、同一であるか又は異なり、
OR1
〔式中、R1は、C1~C12-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C12-アルケニル、C2~C12-アルキニル、C6~C14-アリール、C6~C14-ヘテロアリール、-C(=O)(R2)、-C(=O)N(R2)2、-[(CH2)nX]mR2、-[(CH2)nX]m-CH=CH2又は-(CH2)p-C(R3)2R4
(式中、
Xは、同一であるか又は異なり、且つ酸素(O)又はNR2であり、
R2は、同一であるか又は異なり、且つH、C1~C12-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C12-アルケニル、C2~C12-アルキニル、C6~C14-アリール又はC3~C14-ヘテロアリールを表し、
R3は、同一であるか又は異なり、且つメチル、エチル又は-(CH2)n-O-CH=CH2を表し、
R4は、(CH2)p-O-CH=CH2を表し、
nは、1、2又は3であり、
mは、1、2、3又は4であり、
pは、0、1、2、3又は4である)
を意味するか、又は
代替において、R及びR’が両方とも基OR1を表す場合、両方のR1は、互いに結合され、且つ一緒になって、二価基-(C(R2)2)q-
(式中、qは、2又は3であり、及びR2は、同一であるか又は異なり、且つ水素又はC1~C4アルキルを表す)を表すことができる)、
SR5、SOR5、SO2R5
(式中、R5は、C1~C12-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C12-アルケニル、C2~C12-アルキニル、C6~C14-アリール又はC3~C14-ヘテロアリールを表す)、
N(R6R7)、P(R6R7)
〔式中、
R6及びR7は、同一であるか又は異なり、且つC1~C12-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C12-アルケニル、C2~C12-アルキニル、C6~C14-アリール又はC6~C14-ヘテロアリール、-C(=O)(R2)を意味するものとするか、又は
代替的に、R6及びR7は、それらが両方とも同時に結合されているそのようなN又はP原子と一緒になって、環状構造中に4~5つの炭素原子を有する飽和、不飽和又は芳香族の環状構造を形成し得、ここで、前記炭素原子の1又は2つは、酸素、硫黄、窒素、N-R8又はP-R8(式中、R8は、C1~C12-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C12-アルケニル、C2~C12-アルキニル、C6~C14-アリール又はC3~C14-ヘテロアリールを意味するものとする)から選択される部分で置き換えられ得る〕、
P(=O)(OR9)2
(式中、R9は、同一であるか又は異なり、且つC1~C12-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C12-アルケニル、C2~C12-アルキニル、C6~C14-アリール又はC6~C14-ヘテロアリールを意味するものとする)
を意味するものとする]
を有する少なくとも1つ、好ましくは1つの助触媒を使用して得られる。
CH2=CRR’ (1)
[式中、Rは、水素であり、及びR’は、
OR1
〔式中、R1は、C1~C6-アルキル、C5~C6-シクロアルキル、C2~C6-アルケニル、C2~C6-アルキニル、フェニル、イミダゾリル、トリアゾリル若しくはピリジニル、-C(=O)(R2)、-C(=O)N(R2)2、-[(CH2)nO]mR2、-[(CH2)nO]m-CH=CH2又は-(CH2)p-C(R3)2R4
(式中、
R2は、同一であるか又は異なり、且つH、C1~C6-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C8-アルケニル、C2~C8-アルキニル、フェニル、イミダゾリル、トリアゾリル又はピリジニルを表し、
R3は、同一であるか又は異なり、且つメチル、エチル又は-(CH2)n-O-CH=CH2を表し、
R4は、(CH2)p-O-CH=CH2を表し、
nは、1又は2であり,
mは、1、2又は3であり、
pは、0、1又は3である)
を意味する〕
を表す]
を有する1つの助触媒を使用して得られる。
本発明による方法の工程a):
本方法の工程a)における新規な水素化触媒組成物の調製は、適切な温度で行われる。温度の選択は、助触媒の性質及びその沸点によって影響を受ける。典型的には、この調製工程a)は、-20℃~160℃の範囲、好ましくは10℃~80℃の範囲の温度で行われる。ビニル含有物質を使用する触媒前処理のための好適な時間は、約1分~48時間の範囲である。
その後、ニトリルゴムの水素化は、ニトリルゴムを、水素及び本方法の工程a)において形成された水素化触媒組成物と接触させることによって実施される。
a)メタセシス反応後に得られた反応混合物中に存在する錯体水素化触媒を、少なくとも1つのビニル基を有する少なくとも1つの助触媒と、1:(20~550)の範囲の錯体水素化触媒対助触媒のモル比で接触させて、水素化触媒組成物を形成する工程と、その後、
b)水素化触媒組成物の存在下、水素で前記ニトリルゴムを水素化する工程と
を含むことを意味する。
タンデム方法の第1の工程としてのNBRメタセシスは、コオレフィンの不在又は存在下で実施することができる。
本発明の方法において使用されるニトリルゴムは、少なくとも1つのα,β-不飽和ニトリル、少なくとも1つの共役ジエン及び必要に応じて1つ又は複数のさらなる共重合性モノマーのコポリマー又はターポリマーである。
・マレイン酸モノアルキルエステル、好ましくはマレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノプロピル及びマレイン酸モノ-n-ブチル;
・マレイン酸モノシクロアルキルエステル、好ましくはマレイン酸モノシクロペンチル、マレイン酸モノシクロヘキシル及びマレイン酸モノシクロヘプチル;
・マレイン酸モノアルキルシクロアルキルエステル、好ましくはマレイン酸モノメチルシクロペンチル及びマレイン酸モノエチルシクロヘキシル;
・マレイン酸モノアリールエステル、好ましくはマレイン酸モノフェニル;
・マレイン酸モノベンジルエステル、好ましくはマレイン酸モノベンジル;
・フマル酸モノアルキルエステル、好ましくはフマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノプロピル及びフマル酸モノ-n-ブチル;
・フマル酸モノシクロアルキルエステル、好ましくはフマル酸モノシクロペンチル、フマル酸モノシクロヘキシル及びフマル酸モノシクロヘプチル;
・フマル酸モノアルキルシクロアルキルエステル、好ましくはフマル酸モノメチルシクロペンチル及びフマル酸モノエチルシクロヘキシル;
・フマル酸モノアリールエステル、好ましくはフマル酸モノフェニル;
・フマル酸モノベンジルエステル、好ましくはフマル酸モノベンジル;
・シトラコン酸モノアルキルエステル、好ましくはシトラコン酸モノメチル、シトラコン酸モノエチル、シトラコン酸モノプロピル及びシトラコン酸モノ-n-ブチル;
・シトラコン酸モノシクロアルキルエステル、好ましくはシトラコン酸モノシクロペンチル、シトラコン酸モノシクロヘキシル及びシトラコン酸モノシクロヘプチル;
・シトラコン酸モノアルキルシクロアルキルエステル、好ましくはシトラコン酸モノメチルシクロペンチル及びシトラコン酸モノエチルシクロヘキシル;
・シトラコン酸モノアリールエステル、好ましくはシトラコン酸モノフェニル;
・シトラコン酸モノベンジルエステル、好ましくはシトラコン酸モノベンジル;
・イタコン酸モノアルキルエステル、好ましくはイタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノプロピル及びイタコン酸モノ-n-ブチル;
・イタコン酸モノシクロアルキルエステル、好ましくはイタコン酸モノシクロペンチル、イタコン酸モノシクロヘキシル及びイタコン酸モノシクロヘプチル;
・イタコン酸モノアルキルシクロアルキルエステル、好ましくはイタコン酸モノメチルシクロペンチル及びイタコン酸モノエチルシクロヘキシル;
・イタコン酸モノアリールエステル、好ましくはイタコン酸モノフェニル;
・イタコン酸モノベンジルエステル、好ましくはイタコン酸モノベンジル。
のPEGアクリレートに由来するPEGアクリレートモノマーを使用することができる。
R1は、水素又はメチル基であり、及び
R2、R3、R4、R5は、同一であるか又は異なり、且つH、C1~C12アルキル、アルコキシアルキル、ヒドロキシアルキル、エポキシアルキル、アリール、ヘテロアリールを表し得る)
から選択されるターモノマーである。
触媒(1)~(3)は、Umicore AG&Co.KGから購入した。
実施例において使用されるニトリルブタジエンゴムは、表1に概要を示される特性を有する。
GPC試験:見かけの分子量Mn及びMwは、Waters 1515高性能液体クロマトグラフィーポンプ、Waters 717plus オートサンプラー、PLゲル10μm混合Bカラム及びWaters 2414RI検出器を備えたWaters GPCシステムによって求めた。GPC試験は、40℃において、溶出液として流速1mL/分のTHFを用いて実施し、GPCカラムは、狭い分子量分布の標準PSを用いて較正した。
phr:100ゴム当たり(重量)
rpm:1分当たりの回転
Mn:数平均分子量
Mw:重量平均分子量
PDI:Mw/Mnと定義される多分散指数
PPh3:トリフェニルホスフィン
MCB:モノクロロベンゼン
EVE:エチルビニルエーテル
RT:室温(22±2℃)
触媒(1)(10.8mg)をフラスコ中で15mLの脱ガスMCBに溶解させた。247.5gのMCB中の36gのPerbunan(登録商標)3431 Fの溶液(15重量%のPerbunan(登録商標)3431 F濃度)に30分間600mLのParrオートクレーブ中で窒素をバブリングさせ、次いで138℃に加熱した。フラスコ中の触媒溶液を注射器によって反応器中に移した。水素化を8.27MPaの水素圧力及び800rpmの撹拌速度下で行った。サンプルを、FT-IR分析のために間隔を置いて反応器から採取して水素化度を測定した。5時間の水素化後、水素化度は、85.0%に達した。最終分子量及びPDIは、Mn=59,471g/mol、Mw=178,552g/mol、PDI=3であった。
触媒(1)(10.8mg)をフラスコ中で15gの脱ガスMCBに溶解させた。エチルビニルエーテル(0.375mL)をフラスコ中に注入し、溶液を20℃で12時間撹拌した。247.5gのMCB中の36gのPerbunan(登録商標)3431 Fの溶液(15重量%のPerbunan(登録商標)3431 F濃度)に30分間600mLのParrオートクレーブ中で窒素をバブリングさせ、次いで138℃に加熱した。フラスコ中の触媒溶液を注射器によって反応器中に移した。水素化を8.27MPaの水素圧力及び800rpmの撹拌速度下で行った。サンプルを、FT-IR分析のために間隔を置いて反応器から採取して水素化度を測定した。5時間の水素化後、水素化度は、98.1%に達した。最終分子量及びPDIは、Mn=64,283g/mol、Mw=186,381g/mol、PDI=2.9であった。
触媒(2)(10.8mg)をフラスコ中で15gの脱ガスMCBに溶解させた。エチルビニルエーテル(0.375mL)をフラスコ中に注入し、溶液を12時間撹拌した。247.5gのMCB中の36gのPerbunan(登録商標)3431 Fの溶液(15重量%のPerbunan(登録商標)3431 F濃度)に30分間600mLのParrオートクレーブ中で窒素をバブリングさせ、次いで138℃に加熱した。フラスコ中の触媒溶液を注射器によって反応器中に移した。水素化を8.27MPaの水素圧力及び800rpmの撹拌速度下で行った。サンプルを、FT-IR分析のために間隔を置いて反応器から採取して水素化度を測定した。3時間の水素化後、水素化度は、98.9%に達した。最終分子量及びPDIは、Mn=57,556g/mol、Mw=170,413g/mol、PDI=2.95であった。
触媒(1)(10.8mg)をフラスコ中で15mLの脱ガスMCBに溶解させた。247.5gのMCB中の36gのPerbunan(登録商標)3431 Fの溶液(15重量%のPerbunan(登録商標)3431 F濃度)に30分間600mLのParrオートクレーブ中で窒素をバブリングさせ、フラスコ中の触媒溶液を注射器によって反応器中に移した。30分後、EVE(0.375mL)を注入し、溶液を0.5時間撹拌した。その後、反応器を138℃に加熱した。水素化を8.27MPaの水素圧力及び800rpmの撹拌速度下で行った。サンプルを、FT-IR分析のために間隔を置いて反応器から採取して水素化度を測定した。5時間の水素化後、水素化度は、96.6%に達した。最終分子量及びPDIは、Mn=63,095g/mol、Mw=161,141g/mol、PDI=2.76であった。
247.5gのMCB中の36gのPerbunan(登録商標)3431 Fの溶液(15重量%のPerbunan(登録商標)3431 F濃度)に30分間600mLのParrオートクレーブ中で窒素をバブリングさせ、次いで138℃に加熱した。ウィルキンソン触媒(21.6mg)及びPPh3(0.36g)を別の15gの脱ガスMCBに溶解させ、次いで反応器中に添加した。水素化を8.27MPaの水素圧力及び800rpmの撹拌速度下で行った。サンプルを、FT-IR分析のために間隔を置いて反応器から採取して水素化度を測定した。5時間の水素化後、水素化度は96.6%に達し、反応器を室温に冷却し、圧力を解いた。
Claims (8)
- ニトリルゴムを水素化するための方法であって、
a)一般式(IA)又は(IB)
〔式中、
Mは、ルテニウムであり;
zは、酸素であり;
R II 及びR III は、一緒になってアリール若しくはヘテロアリール基を形成し、前記R II 及びR III はそれぞれ、(水素と異なる場合には)、ハロゲン原子、C1~6アルキル、C1~6アルコキシ、アリール、アルキルスルホネート、アリールスルホネート、アルキルホスホネート、アリールホスホネート、C1~6アルキル-C1~6アルコキシシリル、C1~6アルキル-アリールオキシシリル、C1~6アルキル-C3~10シクロアルコキシシリル、アルキルアンモニウム及びアリールアンモニウムからなる群からそれぞれ独立して選択される1つ以上の置換基R5で任意選択的に置換されていてよく;
R I は、前記一般式(IA)を有する化合物に含まれる場合、メチル、フェニル若しくは置換フェニル(例えば、ジメチルブロモフェニル若しくはジイソプロピルフェニル)であるか、又は前記一般式(IB)を有する化合物に含まれる場合、メチレン若しくはベンジリデンであるかのいずれかであり;
R1は、一般式(IIa)又は(IIb)
(式中、
R8、R9、R10及びR11は、同一であるか又は異なり、且つ水素、直鎖状又は分岐状のC1~C30-アルキル、C3~C20-シクロアルキル、C2~C20-アルケニル、C2~C20-アルキニル、C6~C24-アリール、C7~C25-アルカリール、C2~C20ヘテロアリール、C2~C20ヘテロシクリル、C1~C20-アルコキシ、C2~C20-アルケニルオキシ、C2~C20-アルキニルオキシ、C6~C20-アリールオキシ、C2~C20-アルコキシカルボニル、C1~C20-アルキルチオ、C6~C20-アリールチオ、-Si(R)3、-O-Si(R)3、-O-C(=O)R、C(=O)R、-C(=O)N(R)2、-NR-C(=O)-N(R)2、-SO2N(R)2、-S(=O)R、-S(=O)2R、-O-S(=O)2R、ハロゲン、ニトロ又はシアノを表し;ここで、R8、R9、R10及びR11の意義に関連する前記場合の全てにおいて、基Rは、同一であるか又は異なり、且つ水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール又はヘテロアリールを表す)
に相当する構造を有する、電子供与性の錯体配位子であり;
R2は、水素、ハロゲン、擬ハロゲン、直鎖状又は分岐状のC1~C30-アルキル、C6~C24-アリール、C1~C20-アルコキシ、C6~C24-アリールオキシ、C3~C20-アルキルジケトネート、C6~C24-アリールジケトネート、C1~C20-カルボキシレ-ト、C1~C20-アルキルスルホネート、C6~C24-アリールスルホネート、C1~C20-アルキルチオール、C6~C24-アリールチオール、C1~C20-アルキルスルホニル又はC1~C20-アルキルスルフィニルからなる群から選択される、アニオン性配位子であり;
R3及びR4は、それぞれ、水素、又はC1~20アルキル、C2~20アルケニル、C2~20アルキニル、C1~20カルボキシレ-ト、C1~20アルコキシ、C2~20アルケニルオキシ、C2~20アルキニルオキシ、アリール、アリールオキシ、C1~20アルコキシカルボニル、C1~8アルキルチオ、C1~20アルキルスルホニル、C1~20アルキルスルフィニル、C1~20アルキルスルホネート、アリールスルホネート、C1~20アルキルホスホネート、アリールホスホネート、C1~20アルキルアンモニウム及びアリールアンモニウムからなる群から選択される基であるか;又は
R3及びR4は、一緒になって、式(VI)
を有する縮合芳香族環系を形成し;及び
yは、0である〕
の錯体水素化触媒を、一般式(1)
CH2=CRR’ (1)
[式中、Rは、水素であり、R’は、OR1
〔式中、
R1は、C1~C6-アルキル、C5~C6-シクロアルキル、C2~C6-アルケニル、C2~C6-アルキニル、フェニル、イミダゾリル、トリアゾリル若しくはピリジニル、-C(=O)(R2)、-C(=O)N(R2)2、-[(CH2)nO]mR2、-[(CH2)nO]m-CH=CH2又は-(CH2)p-C(R3)2R4
(式中
R2は、同一であるか又は異なり、且つH、C1~C6-アルキル、C5~C8-シクロアルキル、C2~C8-アルケニル、C2~C8-アルキニル、フェニル、イミダゾリル、トリアゾリル又はピリジニルを表し、
R3は、同一であるか又は異なり、且つメチル、エチル又は-(CH2)n-O-CH=CH2を表し、
R4は、-(CH2)p-O-CH=CH2を表し、
nは、1又は2であり、
mは、1、2又は3であり、及び
pは、0、1又は3である)
を意味する〕
を表す]
の少なくとも1つの助触媒と、1:(20~550)の範囲の前記錯体水素化触媒対前記助触媒のモル比で接触させることによって、水素化触媒組成物を調製する工程と、その後、
b)工程a)において形成された前記水素化触媒組成物の存在下で、水素で前記ニトリルゴムを水素化する工程と
を含む方法。 - 前記助触媒が、式(助触媒-1)~(助触媒-7)及び(助触媒-10)~(助触媒-12)
からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。 - R3及びR4は、一緒になって、式(VI)
を有する縮合芳香族環系を形成する、請求項1又は2のいずれか一項に記載の方法。 - 工程a)において、
(i)[1,3-ビス(2,4,6-トリメチルフェニル)-2-イミダゾリジニリデン]-[2-[[(4-メチルフェニル)イミノ]メチル]-4-ニトロ-フェノールイル]クロロ-[3-フェニル-インデニリデン]ルテニウム(II)、又は
(ii)[1,3-ビス(2,4,6-トリメチルフェニル)-2-イミダゾリジニリデン]-[2-[[(2-メチルフェニル)イミノ]メチル]-フェノールイル]-[3-フェニル-1H-インデン-1-イリデン](クロロ)ルテニウム(II)
が、錯体水素化触媒として使用される、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 - 工程a)が、-20℃~160℃の範囲の温度で行われる、請求項1~4のいずれか一項に記載のニトリルゴムを水素化するための方法。
- 工程a)における錯体水素化触媒対助触媒の前記モル比が、1:(20~500)である、請求項1~5のいずれか一項に記載のニトリルゴムを水素化するための方法。
- 工程b)における前記水素化が、60℃~200℃の範囲の温度、及び0.5MPa~35MPaの範囲の水素圧力で実施される、請求項1~6のいずれか一項に記載のニトリルゴムを水素化するための方法。
- 前記ニトリルゴムが、まず、前記ニトリルゴムをコオレフィンの不在又は存在下で前記一般式(IA)又は(IB)の錯体水素化触媒と接触させることを含む、メタセシス反応における分子量低下にかけられ、次いで、
a)前記メタセシス反応後に得られた反応混合物中に存在する前記錯体水素化触媒を、前記一般式(1)の少なくとも1つの助触媒と、1:(20~550)の範囲の前記錯体水素化触媒対前記助触媒のモル比で接触させて、水素化触媒組成物を形成する工程と、その後、
b)工程a)で形成された前記水素化触媒組成物の存在下において水素で前記ニトリルゴムを水素化する工程と
にかけられる、請求項1~7のいずれか一項に記載のニトリルゴムを水素化するための方法。
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