JPH072703A - ジエンとオレフィンの共二量化方法 - Google Patents
ジエンとオレフィンの共二量化方法Info
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- C07C2531/22—Organic complexes
Abstract
ドイオンまたはSO4 --、SO3 - 、OR- または
R- 、Xの少なくとも一つはハライドイオン、Yは窒素
原子または燐原子、およびRはアルキル基、シクロアル
キル基、アルケニル基、アリール基、アルキルアリル
基、ポリスチリル基、アルキルポリスチリル基またはア
シル基)で表されるロジウム化合物および第四級塩を含
む触媒システムの存在下に、少なくとも二つのエチレン
結合を有する共役または非共役化合物に、少なくとも一
つのモノオレフィン化合物を付加することを特徴とす
る、共二量体を得る方法である。 【効果】 脂肪族ジエン、特に共役されたジエンにオレ
フィン付加を促進させることが可能な方法が提案せられ
る。
Description
エン、特に脂肪族(corps gras)ジエン、に付加すること
により共二量体を得る方法を対象としたものである。
エン、ロジウム錯化合物とを反応させることは知られて
いる。このような反応は、例えば次ぎの従来技術に記述
されている:米国特許US-A-3013066号およびUS-A-36361
22号、ここでは、シクロペンタジエン配位子で形成され
るロジウム錯化合物(1) の使用が記述されている。
ウム塩または二量体およびアミドまたはアミド化された
酸化ホスフィンから化合された、ロジウム錯化合物の使
用を記述している。
ジウムの二量化錯化合物の使用が知られており、この錯
化合物中、逆イオン(contre-ion)はアルカリ塩、水素原
子H+または置換されていないアンモニウムNH4 + で
ある。最後に、ごく最近、国際特許出願 WO-A-91/11428
号 は、リノールエステルまたはそれらのエチレン結合
の共役を受けたリノールエステルにエチレン付加を行う
ための、一連のロジウムを有する錯化合物またはロジウ
ム塩の使用を記述している。
い難い二重結合を有するとき、 WO-A-91/11428号でエチ
レンとリノールエステルとの間の反応を行うための実施
時間 24 時間が示しているように、反応は極めて遅い。
従って、脂肪族のジエン誘導体にエチレンを経済的に付
加することは難しいようである。
ステムを使用することによって、脂肪族ジエン、特に共
役されたジエンにオレフィン付加を促進させることが可
能な方法を提案している。
ム化合物および第四級塩を含む触媒システムの存在下に
おけるモノオレフィン化合物とジオレフィン(またはジ
エン)化合物との反応を含んでいる。上記触媒システム
は一般式 [ RhX4 ][ YR4 ] で示すことができる。
団SO4 --、SO3 - 、OR- またはR- を表し、Xの
少なくとも一つはハライドイオン、Yは窒素原子または
燐原子を示し、およびRはアルキル、シクロアルキル、
アルケニル、アリール、アルキルアリール、ポリスチリ
ルまたはアシル基を示し、R基は互いに異なっていても
よい。
は、あらゆる反応モノオレフィンによって成り立ってい
てもよい。反応モノオレフィンは、例えばエチレン、プ
ロピレンまたはブテン-1のような普通のモノオレフィン
(モノオレフィン炭化水素)、例えば塩化ビニールのよ
うなハロゲン化モノオレフィン、および、例えばアクリ
ル酸アルキル、殊にアクリル酸メチル、アクリルニトリ
ル、酢酸アリルまたは酢酸ビニールのような、様々な官
能基(特にカルボキシル基またはニトリル基)を有する
モノオレフィン化合物の中から選択される。
るいわゆる“ジエン”化合物は一般に、少なくとも二つ
のエチレン結合を含む化合物であって、これらのエチレ
ン結合は共役されていてもよく、または二つずつ共役可
能であってもよい。ジエン化合物は以下のような化合物
からなり立っていてもよい。例えばブタジエン-1,3、ピ
ペリレンまたはイソプレンのような共役された普通のジ
エン化合物(ジエン炭化水素)、または、例えば特に
(ひまわり油、紅花油、魚油、亜麻油、等の、または多
不飽和オイルの中によりわずかな濃度で含まれる、例え
ば菜種油、落花生油、くるみ油、等のような)植物性ま
たは動物性天然オイルから由来するかまたはそれらに含
まれる、14〜26 個好ましくは18〜24 個の炭素原子を
有する脂肪酸またはそれらのエステルのような、カルボ
キシル官能基を有する、少なくとも一つのジエン化合
物、トリエン化合物またはポリエン化合物である。
ばシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオ
クタジエン、シクロドデカトリエンまたはノルボルナジ
エン、またさらにジシクロペンタジエン)から成り立っ
ていてもよい。
またはテトラエンの)は共役されていてもよく、または
共役可能でもよく、そのまま、または脂肪酸が炭素原子
1 〜18個のアルコール、例えば(メタノールまたはエタ
ノールのような)単官能アルコール、(ネオペンチルグ
リコールのような)二官能アルコールまたは(トリメチ
ロールプロパンまたはグリセロールのような)三官能ア
ルコールと共に形成するエステルの形態下で使用されて
もよい。
化合物とは、1 つまたは2 つの炭素原子によって互いに
分離されている少なくとも二つのエチレン二重結合を含
んでいる化合物を意味する。
ム化合物は、好ましくは水和塩化ロジウムで、およびそ
の第四級塩は以下のタイプであってよい: NR4 X または PR4 X RおよびXは上記ように定義される。好ましくはRはメ
チル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシ
ル、オクチル、デシル、ドデシル、ヘクサデシル、オク
タデシル、ベンジル、ポリスチリルまたはメチルポリス
チリル基であり、Xは好ましくはハロゲンアニオンまた
は硫酸アニオン(SO4 --)、または樹脂のスルホン酸
アニオン(SO3 - ) 、さらにまたはヒドロキルアニオ
ン(OH- )を示す。
る溶剤の中で行われる。例えば、クロロホルム、ジクロ
ロエタン、(メタノール、エタノールのような)アルコ
ール、(ヘプタンまたはドデカンのような)飽和炭化水
素または(ベンゼン、トルエンまたはキシレンのよう
な)芳香族炭化水素またはアルキル芳香族炭化水素およ
びこれら溶剤の混合物である。
は0.4 〜3 MPa の圧力下、20〜160℃好ましくは80〜1
20 ℃の温度で行われる。
共二量体または共二量体の混合物である。これらの二量
体はそのジエン鎖上に、例えばリノレン酸またはこの酸
のエステルのような3つのエチレン結合をもつ化合物を
使用する時、1または2分岐(ramification)または3分
岐を呈している。
肪酸またはそのエステルのようなカルボン官能基を有す
る化合物である本発明の方法は、とくに潤滑剤および乳
化剤の調製に適用される。
触媒システムを使用することによって、脂肪族ジエン、
特に共役されたジエンにオレフィン付加を促進させるこ
とが可能な方法が提案せられる。
々な第4級塩の効果をテストした。第4級塩の効果は明
らかである。付加物質1:1 の選択性(エステル1に対し
てエチレン1)が優れていること、また第四級塩の無い
システムに比べてはるかに速いことを示している。。し
かし、第四級塩間で差がある。
ルム15 ml 中にRhCl3 , 3H2 O0.37ミリモルおよ
び第四級塩 0.37 ミリモルによって構成されている。
エステル 176.8ミリモルはヘプタン50 ml 中に導入さ
れ、圧力2 MPa は温度100 ℃で生ぜしめられる。反応
は圧力を変えずに行われる。
はおよそ480 である。しかし、ヘプタンなしで行われた
テスト10に対しては、比率は780 である。
ウム TePB A :テトラプロピル臭化アンモニウム TeBuB A :テトラブチル臭化アンモニウム TeHB A :テトラヘキシル臭化アンモニウム TeHI A :テトラヘキシル沃化アンモニウム TeOF A :テトラオクチル弗化アンモニウム BDSCI A :ベンジルジメチルステアリル塩化ア
ンモニウム一水和物 TeBuCIP :テトラブチル塩化ホスホニウム TePhBrP :テトラフェニール臭化ホスホニウム
ある。
応性に対して効果がある。これはアルキル基の長さ、ハ
ロゲンの種類、および第四級塩の中心に位置する原子の
種類である。
キル基の炭素の数によって増大する。従ってテトラメチ
ル臭化アンモニウムでは、テトラプロピル臭化アンモニ
ウムよりも不活性なシステムを得ることになる。もし一
つのメチル基だけをより長い鎖によって代えるならば
(テスト2 )、メチル基のマイナス効果が触媒に影響し
続けることになる。もし、二つのメチル基をより多数の
炭素鎖によって代えるならば( テスト8 )、優勢になる
のは長い鎖のプラス効果である。すべてのメチル基をフ
ェニール基によって代えてしまうと( テスト10) 、恐ら
くかさばりのために、ほとんど不活性なシステムになっ
てしまう。
級塩のハロゲンの種類であると思われる。塩化物をベー
スにした第四級塩が最も活性であり( テスト8 および
9)、次いで、臭素、次にフッ素がそれに続く。ヨード
(ヨウ素)はほとんど不活性である。
ウムの化学量論混合物1:1 から形成された)一方で[R
hCl3 Br][NBu4 ]をベースに、および他方で
[RhCl3 Br][PBu4 ]をベースにした二つの
触媒システムを反応させた。
わずかな優位性が確認された。少なくとも二つのシステ
ムは等価値である。反応時間が 4 時間にも拘らず、付
加物質2:1 の形成は二つのどちらの場合でもごくわずか
であり、これは臭素の使用に起因する。
ロジウム1 )の塩化ロジウムおよび臭化テトラブチルア
ンモニウムからなるシステムを使用する。
従って、臭化物をベースにした第四級塩は、付加物質1:
1 の選択合成の為に使用されてもよい。さらに溶液は反
応の後であってもとりわけ均質であることが、確認され
た。
1に従う。
た。1/4 のRh/P比で、触媒の不活性化が確認され
た。しかしこのシステムは付加物質1:1 では著しく選択
的である。ただし、二量体の形成は、長時間(4-5時間)
の反応において奨励される。触媒の不活性化はロジウム
に対するホスホニウム塩の増加と共に増大する。従っ
て、Rh/P比が1/10であるとき、ほとんど不活性なシ
ステムを得ることになる。ホスホニウム塩は臭化テトラ
ブチルホスホニウムである。
ができるということを示している。
ロジウムのモル比は1917であり、エステル/Rh重量比
は5500である。
移行するのとで、ほとんど同じ時間が必要であるという
ことが確認され、これは反応は反応次数1であることを
証明している。触媒は破壊されない。1/2 反応の時間は
およそ90分である。
う、本発明による触媒システムの柔軟性を示している。
3H2 O 0.74 ミリモル、PBu4 Cl 0.74 ミリモ
ル、 CHCl3 25 ml 、共役されたC18:2 290ミリモ
ル圧力は0.3 〜0.4 MPa、および温度は96℃である。
の後、付加物質1:1 を29% を得る。
先行する各実施例と同じように、触媒が合成される。
し、THF中の[RhCl4 ][PBu4 ]システム
は、クロロホルム中のRhCl3 ・3 H2 Oだけのシス
テムよりもよい効率のままである。ここで、このシステ
ムは反応次数1に従わないことが確かめられた。触媒は
徐々に不活性化する。
反応性の差を示している。塩化ロジウムの反応性はあま
りにも弱いので、比較するには普通よりも多くのロジウ
ムを使用する必要がある。
分の反応の後には、もはやシス- トランス化合物の8.4
%しか残存しない。
テムでは104 分必要であり、塩化ロジウムでは1200分以
上必要である。実際は、基質に対して反応次数1を考慮
するならば、表7の反応は15倍速く行われ、ジエンを完
全に消滅させる。
ムの結果と類似した結果を示すことが分かった。
これは、正確にこのケースではないが、触媒のための反
応次数を認めて、毎時ロジウム1モル当たりで形成され
る物質310 モルに相当する。塩化ロジウムでは前実施例
によると、全転換を得るには1200分必要である。これは
毎時ロジウム1モルあたりで形成される物質3モルに相
当する。活性の比率はおよそ100 である。
0.1グラム(0.37 ミルモル) および(Flucka社によって
販売されている物質)トリブチルポリスチレン塩化アン
モニウム1 グラム(0.85 ミリモル) をクロロホルム20 m
l 中で撹拌する。このようにして5時間撹拌させてお
く。ロジウムを固定している樹脂は濾過され、クロロホ
ルムで洗浄され、次に乾燥される。濾過液は無色であ
る。
テル149 ミリモルおよびn-ヘプタン60ミルモルが使用さ
れる。エチレン2 MPで加圧し、110 ℃に熱する。第四
級塩/Rh比はここでは2.29である。
とが確かめれらた。速度は係数(factor)3 で漸減する。
ル塩化ホスホニウム1.48ミリモルから触媒溶液を合成す
る。52%共役されたひまわり油のメチルエステル299 ミ
リモルを仕込み、80℃の温度でエチレン2 MPaで加圧
する。195 分間反応させておき、付加物質1:1 を3.4 重
量%を得る。水の二相システムはこの場合それほど活性
ではないように思われる。
あるいはリノール酸メチルとでも特に活性であることが
確認された。
に存在するジエンに相当する。
エチレンが付加される前に、シス/トランスに、次いで
異性体トランス/トランスに共役されることが分かる。
共役は反応の最初の部分で支配的である。反応の終わり
に、反応溶液の色の変化が認められる。色は赤から黒に
変化する。しかし、共役されたエステルとでは、色は赤
いままである。共役の段階は反応の遅い段階であると言
うことができ、かつ最初に共役されたジエンの存在が触
媒を安定させるかのように、触媒は反応が進むにつれて
不活性化すると言うことができる。
システムの反応性(反応効率)を示している。従って、
ピペリレンとエチレンとを反応させる。
ル当たり三塩化ロジウム三水和物0.74ミルモル、テトラ
ブチル塩化ホスホニウム0.74ミルモルである。ピペリレ
ン501ミルモルを仕込み、エチレン2 MPa で加圧す
る。60分間80℃で反応させておき、3-メチル-1,4- へキ
サジエン96%、ピペリレン3 %およびより重質な物質の
痕跡を得る。
を触媒から分離する。このようにして蒸留の残りは新た
な付加反応における触媒溶液として再利用される。前反
応と同じ条件で、ピペリレン501 ミリモルとエチレンと
を215 分間反応させる。42%転換率のために、3 メチル
-1,4- ヘキサジエン42%を得る。
ジウム 1.1 ミルモルおよびテトラブチル塩化ホスホニ
ウム 1.1ミルモで調製された触媒溶液の存在下に、57%
共役されたひまわり油の酸 299ミルモルとエチレンとを
反応させる。反応はエチレン2 MPa の圧力下に90℃で
行われる。7 時間30分の反応の後、水素化された以下に
示す物質の混合物を得る。
エチル)19重量%および付加物質2:1(イソブチル)5
重量%。
Claims (11)
- 【請求項1】 一般式 [RhX4 ][YR4 ] (式中、Xはハライドイオンまたは原子団SO4 --、S
O3 - 、OR- またはR- を表し、Xの少なくとも一つ
はハライドイオン、Yは窒素原子または燐原子を表し、
およびRはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル
基、アリール基、アルキルアリル基、ポリスチリル基、
アルキルポリスチリル基またはアシル基を表す)で表さ
れるロジウム化合物および第四級塩を含む触媒システム
の存在下に、少なくとも二つのエチレン結合を有する共
役または非共役化合物に、少なくとも一つのモノオレフ
ィン化合物を付加することを特徴とする、共二量体を得
る方法。 - 【請求項2】 前記モノオレフィン化合物は、モノオレ
フィン炭化水素、ハロゲン化モノオレフィン、およびカ
ルボキシル基またはニトリル基を持つモノオレフィン化
合物の中から選択されることを特徴とする、請求項1に
よる方法。 - 【請求項3】 前記モノオレフィン化合物は、エチレ
ン、プロピレン、ブテン−1、塩化ビニール、アクリル
酸メチル、アクリロニトリル、酢酸アリルおよび酢酸ビ
ニールの中から選択されることを特徴とする、請求項2
による方法。 - 【請求項4】 少なくとも二つのエチレン結合を有する
前記化合物は、共役されたまたは共役可能なジエン、脂
肪族ジエンまたは環状ジエン、およびカルボキシル機能
を有するジエン化合物、トリエン化合物またはテトラエ
ン化合物の中から選択され、そのエチレン結合は共役さ
れているか、または共役可能であることを特徴とする、
請求項1〜3のうちの一つによる方法。 - 【請求項5】 少なくとも二つのエチレン結合を有する
前記化合物は、ブタジエン-1,3、ピペリレンおよびイソ
プレンから選択されることを特徴とする、請求項4によ
る方法。 - 【請求項6】 少なくとも二つのエチレン結合を有する
前記化合物は、炭素原子14〜26個のモノカルボン酸、お
よびモノカルボン酸が、炭素原子1 〜18個のモノ- 、ジ
- 、またはトリ- 官能の脂肪族アルコールと共に形成す
るエステルから選択されることを特徴とする、請求項4
による方法。 - 【請求項7】 前記アルコールは、メタノール、エタノ
ール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパ
ンおよびグリセロルの中から選択されることを特徴とす
る、請求項6による方法。 - 【請求項8】 前記モノカルボン酸および前記エステル
は、植物性または動物性天然オイルより由来することを
特徴とする、請求項6および7のうちの一つによる方
法。 - 【請求項9】 触媒システムは、ロジウム化合物として
塩化ロジウム水和物を、第四級塩としてNR4 Xまたは
PR4 X型(ここでRはメチル、エチル、プロピル、ブ
チル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシ
ル、ヘクサデシル、オクタデシル、ベンジル、ポリスチ
リルまたはメチルポリスチレン基である)の化合物を含
むことを特徴とする、請求項1〜8のうちの一つによる
方法。 - 【請求項10】 反応は少なくとも一つの溶剤の中で、
0.1 〜30MPa の圧力下に、温度20〜160 ℃で行われる
ことを特徴とする、請求項1〜9のうちの一つによる方
法。 - 【請求項11】 ジエン鎖上に付加された 1〜3 の分岐
を有する、請求項1〜10のうちの一つによる方法で得
られる共二量体。
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