JPH09194398A - 触媒としてのビス−およびトリス−(μ−オキソ)−ジマンガン錯体塩の存在中における有機化合物の酸化のための方法 - Google Patents

触媒としてのビス−およびトリス−(μ−オキソ)−ジマンガン錯体塩の存在中における有機化合物の酸化のための方法

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JPH09194398A
JPH09194398A JP9000242A JP24297A JPH09194398A JP H09194398 A JPH09194398 A JP H09194398A JP 9000242 A JP9000242 A JP 9000242A JP 24297 A JP24297 A JP 24297A JP H09194398 A JPH09194398 A JP H09194398A
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Ahmed Tafesh
アーメド・タフェシュ
Matthias Beller
マティアス・ベラー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に入手可能なリガンドを含む新規かつ非
自明なマンガン錯体塩を提供すること。 【解決手段】 式I: [LMn(μ−O)a(μ−OAc)bMnL]xy (I) (式中、AcはC2−C8−アシル基であり、aは1、2
または3であり、bはaが2または3である場合は0で
あり、またはbはaが1である場合は2であり、xは正
電荷の数を示し、2または3であり、Aは1重または2
重に負に帯電したアニオンであり、yは正電荷を均衡化
するのに必要なアニオンAの数であり、そしてLはN,
N−ビス(2−ピリジルメチル)−N−メチルアミンま
たはN,N,N',N'−テトラキス(2−ピリジルメチ
ル)−N−メチルアミンまたはN111,N1−テトラ
キス(2−ピリジルメチル)−1,2−エチレンジアミ
ンなどのリガンドである)のビス−および/またはトリ
ス−(μ−オキソ)−ジマンガン錯体塩を、触媒として
含む酸化反応が開示および特許請求の範囲に記載され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒としての、式
I(下記)のビス−および/またはトリス−(μ−オキ
ソ)−ジマンガン錯体塩の存在中において酸化を行うこ
とを含む有機化合物の酸化のための方法に関する。即
ち、本発明は、少なくとも1種の有機化合物を酸化する
ための方法であって、当該化合物を酸化的条件下で式I
の塩と接触させ、それによって式Iの塩が当該化合物の
酸化を触媒することを含む上記方法に関する。
【0002】
【従来技術】一連のビス−およびトリス−(μ−オキ
ソ)−ジマンガン錯体塩は、例えば、WO93/255
62;Inorg. Chem. 1989, 28, p.3606-3608;J. Chem.
Soc.Chem. Comm. 1995, p.949-950 ;Inorg. Chem. 19
94, 33, p.4105-4111;およびNature, Vol.369, p.637-
639などに既に記載されている。この種のマンガン錯体
塩はEP−A−0458397;EP−A−04583
98;およびEP−A−0544519にも既に記載さ
れている。これらのマンガン錯体塩は酸化漂白剤のため
の触媒として作用することができる。これらのマンガン
錯体塩はトリアザシクロノナン型のリガンドを含む。こ
のリガンド並びに従って従来のマンガン錯体塩は多段階
工程においてのみ製造することができ、従って入手およ
び使用が困難で費用がかかる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】触媒として有用な新規
なマンガン塩であって、当該塩の入手および使用がより
容易で費用が安く、従って、当該塩が従来のマンガン錯
体塩よりも産業上の利点などの利点を有しているよう
な、より容易に入手可能なリガンドを有している、マン
ガン塩が提供されれば、それは当該技術分野の現状に対
する有意な進歩であろう。
【0004】今回意外なことに、新規かつ非自明である
マンガン錯体塩(即ち、以前に記載も示唆もされてない
塩)であって、酸化反応のための触媒として同様に非常
に好適であるが、より容易に入手可能なリガンドを意外
なことに含み、従って従来のマンガン錯体塩に対して有
意な利点を提供をする、マンガン錯体塩が存在すること
が見出された。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、有機化合物、
好ましくは少なくとも1個の電子密集(electron dens
e)結合、例えば少なくとも1個の2重または3重炭素
−炭素結合を有する有機化合物、例えば、ビニルまたは
スチレン化合物の酸化のための方法を提供する。本方法
は、触媒として、式I: [LMn(μ−O)a(μ−OAc)bMnL]xy (I) (式中、AcはC2−C8−アシル基であり、aは1、2
または3であり、bはaが2または3である場合は0で
あり、またはbはaが1である場合は2であり、xは正
電荷の数を示し、2または3であり、Aは1重または2
重に負に帯電したアニオンであり、yは正電荷を均衡化
するのに必要なアニオンAの数であり、そしてLは式I
IまたはIII:
【化2】 (式中、RはC1−C12−アルキル、C5−C10−シクロ
アルキル、フェニル、NH2 、NHR2、N(R22
OH、OR2、またはCOOHであり、R1は水素、C1
−C12−アルキル、C5−C10−シクロアルキル、NH2
、NHR2、N(R22、OH、OR2、COOH、C
OOR2、Cl、Br、F、IまたはCNであり、R2
1−C12−アルキルまたはC5−C10−シクロアルキル
であり、gは2または3であり、mおよびnは0または
1から4の整数である。)のリガンドである)からなる
ビス−および/またはトリス−(μ−オキソ)−ジマン
ガン錯体塩の存在中において酸化を実施することを含
む。
【0006】
【発明の実施の形態】従って、本発明は、触媒として
の、式Iの塩の存在中において実施される有機化合物の
酸化反応に関する。
【0007】式Iの好ましい塩は、置換基R1 が水素で
あり、n=1である塩である。a=3であり、b=0で
ある場合、Lは好ましくは式IIのリガンドである。式
Iの好ましい塩はまた、a=1およびb=2で、Lが式
IIIのリガンドである塩である。Lが式IIのリガン
ドである式Iの塩の場合、Rは好ましくはC1−C4−ア
ルキル、さらに好ましくはメチルである。好適なアニオ
ンAは、F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、ClO4 -
NCS-、PF6 -、RSO3 -、RSO4 -、SO4 2-、BP
4 -、および有機化合物、例えば脂肪族および芳香族ア
ルコールおよびカルボン酸、例えばトシレート、アセテ
ートおよびベンゾエートなどのアニオンである。脂肪族
および芳香族カルボン酸などのアニオン化合物に関して
は一般に、Streitweiser & Heathcock, Introduction t
o Organic Chemistry (1976)、例えばChapter 17, App.
IVが引用される。この中に開示されるアニオンはいず
れも本発明において使用できる。好ましいアニオンは、
PF6 -、ClO4 - 、トシレート、アセテートおよびベ
ンゾエートである。
【0008】本発明のマンガン錯体塩中に存在する式I
IIのリガンドは、例えば、相転換触媒の存在中で2−
(クロロメチル)−ピリジニウムクロライドをエチレン
ジアミンと反応させることにより(Synthesis,1992
年6月, pp. 539-540)、あるいは式IIIの置換され
た他のリガンドについては同様の方法において、製造さ
れる。同様の方法において、式IIのリガンドは、2−
(クロロメチル)ピリジニウムクロライドまたは同類の
ピリジニウム化合物をアミンR−NH2 と反応させるこ
とにより製造される。式Iを有する本発明のマンガン錯
体塩は、MnCl2およびリガンドを含む水性溶液をH2
2で酸化することにより、Inorg. Chem. 1989, 28, 36
06-3608に記載された方法によって、あるいは酸化がア
ンモニウムペルオキソジスルフェートを使用して実施さ
れる、Inorg. Chem. 1994, 33, 4105-4111に記載された
方法と同様の方法によって、製造される。
【0009】従って、式Iの塩の製造方法は、Mn2+
よびLを含む溶液を酸化することを含むことができる。
酸化は、過酸化物またはペルオキシジスルフェートで行
うことができ、過酸化物としてはH22が可能であり、
ペルオキシジスルフェートとしてはアンモニウムペルオ
キソジスルフェートが可能である。溶液としては水性溶
液が可能である。そして、Mn2+は、MnAy、例えば
MnCl2の形態が可能である。
【0010】本発明によれば、式Iの得られたマンガン
錯体塩は、有機化合物の酸化のための触媒として使用さ
れる。酸化反応における有機化合物は、任意の有機化合
物であればよい;しかしながら、少なくとも1個の電子
密集結合、例えば少なくとも1個の2重または3重炭素
−炭素結合、例えば少なくとも1個の不飽和結合を有す
る化合物、例えばアルケンまたはアルキンが好ましい。
より好ましくは、式Iの塩を使用する反応は、式R−C
H=CH2 (式中、Rは芳香族基、好ましくはフェニル、またはC
1−C10−アルキル(これは未置換でも、あるいは、例
えばハロゲン、例えばF、Cl、I、Br、OH、OR
2、CN、NH2、NHR2、N(R2)(式中、R2は上
記定義の通りである)などにより置換されていてもよ
い)である)のビニル化合物の酸化である。従って、触
媒としての式Iの塩の存在中において酸化される有機化
合物としては、スチレンまたは置換スチレンが可能であ
る。以下の非限定的実施例は例示のためのみに示される
ものであり、本発明を限定することは意図されない。
【0011】
【実施例】製造実施例 実施例1: トリス−(μ−オキソ)−ビス[N,N−ビス(2−ピ
リジルメチル)−N−メチルアミン]−ジマンガン(I
V、IV)ヘキサフルオロホスフェート 1.74g(8.8mmol)のMnCl2 ・4H2
O、1.88g(8.8mmol)のN,N−ビス(2
−ピリジルメチル)−N−メチルアミンおよび1.75
g(9.5mmol)のKPF6を、600mlのエタ
ノールおよび水(2:1)の混合物中に溶解した。溶液
を室温で20分間攪拌し、次いで、5℃に氷浴中で冷却
した。10mlのH22(3%強度)および2.6ml
の20%強度NaOH水性溶液を添加すると、温度が1
0℃まで上昇し、沈殿が形成した。この混合物を5℃で
1時間、そして20℃でさらに1時間攪拌した。沈殿を
濾去し、水で洗浄した。粗収量6.1g。乾燥後、固体
をアセトンで処理し、MnO2が固体として得られた。
アセトン溶液を不溶性MnO2から濾過し、アセトンを
留去した。これにより1.25gの灰緑色固体が得られ
た。 分析: 計算値:C 40.9% H 3.8% N 10.9% 実測値:C 39.5% H 3.6% N 10.4%
【0012】実施例2: トリス−(μ−オキソ)−ビス[N,N,N’,N’−
テトラキス(2−ピリジルメチル)−1,2−エチレン
ジアミン]ジマンガン(IV、IV)ヘキサフルオロホ
スフェート 25.5mlのエタノールおよび4.5mlの水の混合
物に3回減圧を適用することによって脱ガスし、次い
で、除去しなければMn(II)をMn(IV)に酸化
させてしまう残留酸素を全て除去するために、アルゴン
で処理した。この混合物に、2.47g(5.82mm
ol)のN,N,N’,N’−テトラキス(2−ピリジ
ルメチル)エチレンジアミンを添加した。これにより、
pH8.8を有する黄色溶液が得られた。0.96g
(3.6mmol)のマンガントリアセテート(Mn
(OAc)3・3H2O)を次いで添加した。溶液は茶色
になり、pH6.2を有していた。続いて、2g(1
4.58mmol)の酢酸ナトリウムを添加し(pH
6.5)、次いでpH5になるまで過塩素酸(55滴)
を添加した。3g(24.48mmol)の過塩素酸ナ
トリウムの添加の後、pH6.1で沈殿が形成した。こ
の反応混合物を4時間放置した。沈殿した結晶を窒素の
下で濾去した。これにより、化合物(μ−オキソ)−ビ
ス−(μ−アセタト)−ビス[N,N,N’,N’−
(2−ピリジルメチル)エチレンジアミン]ジマンガン
(III、III)ペルクロレートの粗生成物3.08
gが得られた。
【0013】1.15g(0.823mmol)のこの
化合物をエタノールと水との40mlの1:1混合物中
に溶解した。半時間後、4mlのトリエチルアミンを添
加した。反応混合物のpHは11であった。次いで、
3.89g(21.12mmol)のKPF6を添加し
た。15分後、反応混合物を濾過して、不溶性の二酸化
マンガンを除去した。溶媒を濾液から留去し、残渣を、
二酸化マンガンの残存量を除去するためにアセトンで処
理したが、その理由は所望の錯体塩は、二酸化マンガン
とは異なり、アセトン中に容易に可溶であるからであ
る。二酸化マンガンを分離除去した後、アセトンを蒸留
によって除去した。これにより、白色粉末の形態で表題
化合物が得られた。
【0014】実施例3: (μ−オキソ)−ビス−(μ−ブチラト)−ビス[N,
N,N’,N’−テトラキス(2−ピリジルメチル)−
1,2−エチレンジアミン]ジマンガン(III、I
V)ペルクロレート 2.47g(5.82mmol)のN,N,N’,N’
−テトラキス(2−ピリジルメチル)−1,2−エチレ
ンジアミンをエタノールと水(5:1)との混合物30
mlに溶解し、次いで、それにMn(OAc)3・2H2
O(0.96g;3.6mmol)を添加した。続い
て、2.2g(20mmol)の酪酸ナトリウムを添加
し、次いで2mlのHClO4(70%強度)を添加し
た。pH7.5を確立した。次いで、3g(24.48
mmol)のNaClO4 を添加し、この混合物を室温
で4時間攪拌した。沈殿が形成し、これを濾去し、エタ
ノール/水の混合物(85%のエタノール/15%のH
2O)で洗浄し、乾燥した。粗収量:2.3g。固体を
70mlのアセトンで処理し、アセトン溶液を不溶性無
機塩から濾過した。アセトンを留去し、エタノール/水
(5:1)から再結晶することにより、上記の錯体塩が
得られた。 分析: 計算値:Mn 7.5% C 49.17% H 4.95% N 11.47% 実測値:Mn 8.0% C 44.8% H 4.5% N 12.1%
【0015】実施例4: ビス−(μ−オキソ)−ビス[N,N,N’,N’−テ
トラキス(2−ピリジルメチル)−1,2−エチレンジ
アミン]ジマンガン(III、IV)ペルクロレート 0.425g(1mmol)のN,N,N’,N’−テ
トラキス(2−ピリジルメチル)−1,2−エチレンジ
アミンおよび0.198g(1mmol)のMnCl2
・4H2Oを6mlの水に溶解した。溶液を室温で30
分間攪拌した。次いで、4滴のH22を添加し、混合物
を室温で1時間攪拌した。続いて、0.13g(1mm
ol)のNaClO4を添加し、混合物を室温で3.5
時間攪拌した。沈殿したマンガン錯体塩を濾去し、Na
ClO4の1モル溶液で洗浄した。 分析: 計算値:Mn 8.4% C 47.77% H 4.47% Cl 8.14% N 12.86% 実測値:Mn 8.4% C 45.1% H 4.3% Cl 8.6% N 11.9%
【0016】上記実施例で使用したリガンドN,N,
N’,N’−テトラキス(2−ピリジルメチル)エチレ
ンジアミンは、Synthesis, 1992, p.539に記載されてい
るように製造した。
【0017】実施例5: ビス−(μ−オキソ)−ビス[N,N,N’,N’−テ
トラキス(2−ピリジルメチル)−1,2−エチレンジ
アミン]ジマンガン(III、IV)ペルオキソジスル
フェート 4.6g(10.5mmol)のN,N,N’,N’−
テトラキス−(2−ピリジルメチル)−1,2−エチレ
ンジアミンおよび1.98gのMnCl2−4H2Oの混
合物を15ml(1.5mmol)の0.1MのHCl
中で1時間攪拌した。次いで、水を留去し、20mlの
水中の7.5g(32.8mmol)の(NH422
8の溶液を添加した。混合物を室温で1時間攪拌し
た。沈殿が形成し、これを濾去し水で洗浄した。減圧下
で乾燥して、7.9gの粗生成物が得られた。この粗生
成物を100mlのアセトンで30分間処理した。固体
として残存する二酸化マンガンを濾去し、アセトン溶液
を減圧下で蒸発した。減圧下で乾燥すると、6.30g
の上記マンガン錯体塩が得られた。 分析: 計算値:Mn 8.47% C 48.15% H 4.5% N 12.96% 実測値:Mn 8.1% C 43.9% H 3.7% N 11.9%
【0018】使用実施例 実施例1: スチレンの酸化 製造実施例1に記載したような0.0178g(0.0
2mmol)の錯体塩を、20mlのCH2 Cl2 中の
0.208g(2mmol)のスチレンおよび20ml
の水中の1.68g(20mmol)の炭酸水素ナトリ
ウムの混合物に添加した。室温で10分間の反応時間後
に、20mlのH22(30%強度)を2.5時間の時
間をかけてゆっくり添加すると、温度が28℃まで上昇
した。さらに22時間後に、反応は完結した。層が分離
し、有機相を減圧下で蒸発させた。得られた生成物をカ
ラムクロマトグラフィーで精製すると、スチレン基準で
54%の収量で酸化スチレンが得られた。
【0019】実施例2: 3−クロロスチレンの酸化 20mlのCH2Cl2中の2mmolの3−クロロスチ
レンを、使用実施例1の方法と同様の方法を使用して、
製造実施例1に記載したような0.0178g(0.0
2mmol)の錯体塩と、1.68g(20mmol)
の炭酸水素ナトリウムの存在中で酸化した。これによ
り、3−クロロスチレン基準で49%の収量で酸化3−
クロロスチレンが得られた。
【0020】実施例3: スチレンからの1−クロロ−2−フェニルエタノールの
製造 製造実施例1に記載したような0.0178g(0.0
2mmol)の錯体塩を、20mlのCH2Cl2中の
0.208g(2mmol)のスチレンおよび20ml
の水中の1.68g(20mmol)の炭酸水素ナトリ
ウムの混合物に添加した。室温で10分間の反応時間後
に、1.5g(20mmol)のNaOClを15分間
の時間をかけてゆっくり添加すると、温度が28℃まで
上昇した。さらに6時間後に、反応は完結した。層が分
離し、有機相を減圧下で蒸発させた。得られた生成物を
カラムクロマトグラフィーで精製した。これにより、ス
チレン基準で40%の収量で1−クロロ−2−フェニル
エタノールが得られた。
【0021】実施例4: 酸化スチレンの製造 製造実施例5に記載したような0.026g(0.02
mmol)の錯体塩を含む、10mlのCH2Cl2中の
0.208g(2mmol)のスチレンおよび20ml
の水中の1.68g(20mmol)の炭酸水素ナトリ
ウムの混合物を室温で10分間攪拌した。20ml(2
00mmol)のH22(30%強度)を2.5時間の
時間をかけてゆっくり添加すると、温度が28℃まで上
昇した。反応混合物をさらに22時間攪拌し、次いで有
機相を水相から分離した。有機相を減圧下で蒸発させ、
残渣をカラムクロマトグラフィーで精製した。これによ
り、49.6%の収量で酸化スチレンが得られた。
【0022】実施例5: ベンズアルデヒドの製造 2mlのメタノール中の0.208gのスチレンおよび
40mlの炭酸ナトリウムの水性溶液の混合物を、製造
実施例5に記載した0.26g(0.2mmol)の錯
体塩とともに、室温で10分間攪拌した。炭酸ナトリウ
ムの量は、反応混合物のpHが6.5になるようなもの
であった。次いで、20ml(200mmol)のH2
2(30%強度)を5時間の時間をかけてゆっくり添
加すると、温度は28℃まで上昇した。反応混合物をさ
らに24時間攪拌し、次いで水相を有機相から分離し
た。有機相を減圧下で蒸発させ、残渣をカラムクロマト
グラフィーで精製した。これにより、48%の収量でベ
ンズアルデヒドが得られた。
【0023】本発明の好ましい態様を詳細に記載してき
たが、それらの多くの自明な改良は本発明の精神または
範囲から離れることなく可能であるため、添付した特許
請求の範囲によって定義される本発明は上記の説明に記
載した特別の詳細点によって決して限定されるものでは
ないものと理解するべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式I: [LMn(μ−O)a(μ−OAc)bMnL]xy (I) (式中、AcはC2−C8−アシル基であり、aは1、2
    または3であり、bはaが2または3である場合は0で
    あり、またはbはaが1である場合は2であり、xは正
    電荷の数を示し、2または3であり、Aは1重または2
    重に負に帯電したアニオンであり、yは正電荷を均衡化
    するのに必要なアニオンAの数であり、そしてLは式I
    IまたはIII: 【化1】 (式中、RはC1−C12−アルキル、C5−C10−シクロ
    アルキル、フェニル、NH2 、NHR2、N(R22
    OH、OR2またはCOOHであり、R1は水素、C1
    12−アルキル、C5−C10−シクロアルキル、NH2
    NHR2、N(R22 、OH、OR2、COOH、CO
    OR2、Cl、Br、F、IまたはCNであり、R2はC
    1−C12−アルキルまたはC5−C10−シクロアルキルで
    あり、gは2または3であり、mおよびnは0または1
    から4の整数である。)のリガンドである)のビス−お
    よび/またはトリス−(μ−オキソ)−ジマンガン錯体
    塩の存在中において酸化を実施することを含む、有機化
    合物の酸化のための方法。
  2. 【請求項2】 Lが式IIまたはIII(式中、R1
    水素である)のリガンドである式Iのマンガン錯体塩の
    存在中で酸化が実施される、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 Lが式II(式中、RがC1−C4−アル
    キルである)のリガンドである式Iのマンガン錯体塩の
    存在中で酸化が実施される、請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 式:R−CH=CH2 (式中、Rは芳香族基またはC1−C10−アルキルであ
    る)のビニル化合物が酸化される、請求項1に記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 スチレンまたは置換スチレンが酸化され
    る、請求項1に記載の方法。
JP9000242A 1996-01-04 1997-01-06 触媒としてのビス−およびトリス−(μ−オキソ)−ジマンガン錯体塩の存在中における有機化合物の酸化のための方法 Pending JPH09194398A (ja)

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DE19600160.9 1996-01-04

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