JPH06316583A - ルテニウムで触媒されたβ−シアノアルキルシランの調製方法 - Google Patents
ルテニウムで触媒されたβ−シアノアルキルシランの調製方法Info
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Abstract
方法を提供する。 【構成】 トリクロロシランをα,β−不飽和オレフィ
ン性ニトリルに付加して一般式1のβ−シアノアルキル
シランを形成する。この方法はルテニウム化合物を含む
触媒を用いる。好ましい触媒は1つ以上の第三ホスフィ
ン配位子を有するルテニウム化合物である。この方法は
50〜300℃の温度で行う。 〔各Yは独立に水素及びC1〜8のアルキル基から選ば
れる。〕
Description
ノアルキルシランの調製方法である。より詳しくは、本
発明はトリクロロシランをα,β−不飽和オレフィン性
ニトリルに付加してβ−シアノアルキルシランを形成す
る方法に関する。本発明方法はルテニウム化合物を含む
触媒を用いる。本発明方法のための好ましい触媒は、少
なくとも1つの第三ホスフィン配位子を有するルテニウ
ム化合物である。この方法は50〜300℃の範囲の温
度で行われる。
を有するβ−シアノアルキルシランは、前記β−シアノ
アルキル置換基を含むポリオルガノシロキサンの製造に
有用である。ケイ素に結合したβ−シアノアルキル置換
基は熱い、湿度の高い条件下で加水分解及び開裂に対し
て非常に抵抗性が高く、それらが置換基となっているポ
リオルガノシロキサンにこれらの性質を与える。ポリオ
ルガノシロキサン上にケイ素に結合したβ−シアノアル
キル置換基があれば、このポリオルガノシロキサンを液
体炭化水素によって引き起こされる膨潤に対して安定化
する傾向がある。加えて、加水分解性の塩素を有するβ
−シアノアルキルシランは、例えば表面処理剤として有
用なγ−オルガノアミノトリアルコキシシランを形成す
るための有用な反応性中間体である。
ル、例えばアクリロニトリルと充分な温度で接触させれ
ば、α−シアノアルキルシラン及びβ−シアノアルキル
シランが形成されることは公知である。加えて、ケイ素
含有化合物及びケイ素非含有化合物の両方の形成、出発
物質であるニトリルの単独重合出発物質であるシランの
不均化のような他の反応が起こりうる。α−シアノアル
キルシランは加水分解に不安定である。従って、一般に
β−シアノアルキルシランは、α−シアノアルキルシラ
ンよりも商業的有用性が高く、β−シアノアルキルシラ
ンを高い収率で製造する方法が望まれる。
あるとして、多数の触媒が特許中に報告されている。例
えば、米国特許No.2860153、2906764、
2907784、2971970、5126468及び
5126469を参照のこと。有用な触媒は、Rajk
umar et al., Organometall
ics 8:549(1989)に記載されている。
は、次式で示されるβ−シアノアルキルシランの新しい
調製方法を提供するものである(この式において、各Y
は独立に水素及び炭素原子数1〜8のアルキル基から選
ばれる)。
示されるオレフィン性ニトリルの混合物を、
のルテニウム化合物触媒と接触させることを含む。但
し、ここに各Yは独立に水素及び炭素原子数1〜8のア
ルキル基から選ばれる。
フィン性ニトリル、トリクロロシラン及びルテニウム化
合物触媒を適当な反応器中で接触させる。反応器の種類
は本発明方法にとって重要でない。しかしながら、当業
者は、ある種の金属及び金属錯体、例えば塩化ニッケル
アミン錯体は、オレフィン性ニトリルのα−付加体の形
成を触媒しうることを知っているであろう。従って、こ
の方法を非反応性材料で形成された反応器中で行うのが
好ましい。
は連続法で実施しうる。この反応器は、例えば連続的攪
拌タンク反応器でありうる。ルテニウム化合物触媒が不
均一触媒であるときは、反応器は、例えば充填床、攪拌
床、振動床又は流動床型反応器でありうる。この方法は
バッチ法又は連続法で運転するのが好ましい。
レフィン性ニトリルをルテニウム化合物触媒と接触させ
る。この混合物はトリクロロシラン及びオレフィン性ニ
トリルを適当な反応器に別々に供給しても良く、又はこ
の混合物を予め作って反応器に供給してもよい。
ルの混合物をルテニウム化合物触媒と接触させること
は、ルテニウム化合物触媒を含む反応器に、この混合物
を供給することにより行いうる。ルテニウム化合物触媒
が均一触媒であるときは、このルテニウム触媒は、トリ
クロロシラン及びオレフィン性ニトリルの混合物を形成
する1又はそれ以上の成分と混合し、次いで加熱された
反応器に供給することができる。均一なルテニウム化合
物触媒と、トリクロロシラン及びオレフィン性ニトリル
の混合物とは、反応器に別々に供給しうる。
(2)に記載されている。この式において、各Yは独立
に水素及び炭素原子数1〜8のアルキル基から選ばれ
る。この置換基Yは、例えば水素、メチル、エチル、プ
ロピル、ブチル、tert−ブチル及びオクチルであり
うる。好ましいのは、各置換基Yが独立に水素及びメチ
ルから選ばれるときである。前記オレフィン性ニトリル
は、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、ク
ロトニトリル、エチルアクリロニトリル、1−シアノブ
テン−1及び2−シアノオクテン−1でありうる。好ま
しいのは、このオレフィン性ニトリルがアクリロニトリ
ルであるときである。
リルに対して0.9:1〜100:1の範囲のモル比で
反応器に供給される。より少ない量のトリクロロシラン
を用いうるが、望みのβ−シアノアルキルシランの収率
が減ることになる。この方法においてより多くのモル比
のトリクロロシランを用いることもできるが、その場合
は、オレフィン性ニトリルの希釈のためプロセス収率が
減ることになろう。トリクロロシラン対オレフィン性ニ
トリルの比は1:1〜50:1の範囲内であることが好
ましい。
リルの混合物をルテニウム化合物触媒と接触させる。
「ルテニウム化合物触媒」とは、式(2)で示されるオ
レフィン性ニトリルのトリクロロシランによるβ−シリ
ル化を触媒するルテニウムの化合物をいう。好ましいの
は、ルテニウム化合物触媒がハロゲン化ルテニウム及び
少なくとも第三ホスフィン配位子を有するルテニウム化
合物から選ばれるときである。本発明方法における触媒
として有用なハロゲン化ルテニウム化合物の例として
は、RuCl3 、RuCl3 ・H2 O、RuI3 及びR
uBr3 水和物が挙げられる。好ましいハロゲン化ルテ
ニウムはRuCl3 である。本発明方法における触媒と
して有用な少なくとも1つの第三ホスフィン配位子を有
するルテニウム化合物の例としては、RuCl2 (PP
h3 )3 、Ru(CO)3 (PPh3)2 、RuCl2
(CO)2 (PPh3 )2 、RuCl2 (PP
h3 )4 、RuH2 (PPh3 )4 、Ru(CH2 =C
H2 )(PPh3 )3 、RuHCl(PPh3 )3 ・C
7 H8 錯体及びRuHCl(PPh3 )3 が挙げられ
る。好ましい少なくとも1つの第三ホスフィン配位子を
有するルテニウム化合物は、トリス(トリフェニルホス
フィン)ルテニウム(II)クロライド、即ちRuCl2
(PPh3 )3 である。
媒の有効濃度は、触媒されていない方法に較べて、β−
シアノアルキルシランの形成速度を増大させるか、β−
シアノアルキルシランの収率を改善するか、又はこの両
者を実現するものである。好ましいルテニウム化合物触
媒の有効濃度は、この方法に0.001〜10モル%の
範囲のルテニウム濃度を与えるものである。より好まし
いルテニウム化合物触媒の有効濃度は、この方法に0.
05〜1.0モル%の範囲のルテニウム濃度を与えるも
のである。
度で行われる。本発明方法を行う好ましい温度は100
℃〜170℃である。
ン、例えばβ−シアノトリクロロシラン、β−シアノ
(α−メチル)エチルトリクロロシラン、β−シアノ
(α−エチル)エチルトリクロロシラン及びβ−シアノ
(β−エチル)エチルトリクロロシランである。
る。
リルの反応を触媒してβ−シアノアルキルシランを形成
させるトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム
(II)クロライドの能力を評価した。加熱乾燥し、アル
ゴンでパージした、シールした8mm×35cmのガラス管
中で行った。0.01gのRuCl2 (PPh3 )3 を
管中に加えた。次いで、アクリロニトリル(AN)及び
5.0モル%過剰のトリクロロシランの混合物約2.0
mLをこの管に入れた。この管を120℃で、2時間加熱
した。管内容物を冷却し、次いで熱伝導度(TC)検出
器を用いてガス液クロマトグラフィー(GLC)により
分析した。その結果を、表1に記載した化合物のそれぞ
れについて読み出し曲線の下の面積%(GLC−TC面
積%)として表1に示す。
リルの反応を触媒してβ−シアノアルキルシランを形成
させるルテニウムトリクロライドの能力を評価した。こ
の方法を例1で述べたように、シールしたガラス管中で
行った。0.0175gのRuCl3を管中に加えた。
次いで、アクリロニトリル(AN)及び等モルのトリク
ロロシランの混合物約2.0mLをこの管に入れた。この
管を120℃で、2時間加熱した。加熱した後、琥珀色
の溶液は黒い固体を含んでおり、触媒が完全に溶解して
いなかったことを示していた。管内容物を冷却し、琥珀
色の液体をGLC−TCにより分析した。その結果を、
表2に記載した化合物のそれぞれについて読み出し曲線
の下の面積%(GLC−TC面積%)として表2に示
す。
Claims (7)
- 【請求項1】 次式で示されるβ−シアノアルキルシラ
ンの調製方法であって: 【化1】 トリクロロシラン及び次式で示されるオレフィン性ニト
リルの混合物を、 【化2】 50℃〜300℃の範囲の温度で有効濃度のルテニウム
化合物触媒と接触させる方法。但し、ここに各Yは独立
に水素及び炭素原子数1〜8のアルキル基から選ばれ
る。 - 【請求項2】 前記トリクロロシランを、オレフィン性
ニトリルに対して0.9:1〜100:1の範囲のモル
比で、反応器に仕込む請求項1の方法。 - 【請求項3】 前記ルテニウム化合物触媒がハロゲン化
ルテニウム及び少なくとも1つの第三ホスフィン配位子
を有するルテニウム化合物から選ばれる請求項1又は2
の方法。 - 【請求項4】 前記ルテニウム化合物触媒がRuC
l3 、RuCl3 ・H2O、RuI3 及びRuBr3 水
和物から選ばれる請求項3の方法。 - 【請求項5】 前記ルテニウム化合物触媒が少なくとも
1つの第三ホスフィン配位子を有するルテニウム化合物
であり、RuCl2 (PPh3 )3 、Ru(CO)
3 (PPh3 )2 、RuCl2 (CO)2 (PPh3 )
2 、RuCl2 (PPh3 )4 、RuH2 (PPh3 )
4 、Ru(CH2 =CH2 )(PPh3 ) 3 、RuHC
l(PPh3 )3 ・C7 H8 錯体及びRuHCl(PP
h3 )3 から選ばれる請求項3の方法。 - 【請求項6】 ルテニウム化合物触媒の濃度が、0.0
01〜10モル%の範囲のルテニウム濃度を与えるもの
である請求項1〜5のいずれかの方法。 - 【請求項7】 前記オレフィン性ニトリルがアクリロニ
トリル、メタクリルニトリル、クロトノニトリル、エチ
ルアクリロニトリル、1−シアノブテン−1、及び2−
シアノオクテン−1から選ばれ;前記トリクロロシラン
が、オレフィン性ニトリルに対して1:1〜50:1の
範囲のモル比で反応器に仕込まれ;前記ルテニウム化合
物触媒がRuCl3 及びRuCl2 (PPh3 )3 から
選ばれ;この方法におけるルテニウム濃度が0.05モ
ル%の範囲にあり;そして温度が100℃〜170℃の
範囲にある請求項1〜6のいずれかの方法。
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