JPWO2018159599A1 - 遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法 - Google Patents

遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法 Download PDF

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Abstract

V、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、PdおよびPtから選ばれる遷移金属を含む化合物と、式(1)のイソシアニド化合物とを、有機溶媒に不溶な固体物質に担持されたアルカリ金属の存在下で反応させる式(2)の遷移金属錯体の製造方法。この製造方法によれば、人体に有害な化合物を用いることなく、同一または異なるイソシアニド化合物を有した、酸化数が0価の所定の遷移金属から構成される遷移金属錯体を、簡便かつ効率的に製造できる。(CN)x−R1(1){R1は、炭素原子数1〜30の1〜3価の有機基を表し、xは1〜3の整数である。}M1a(L)b(2){M1は、V、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、またはPtであり、0価の遷移金属であり、Lは式(1)のイソシアニド化合物であり、M1,Lはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、aは1〜8の整数を表し、bは2〜12の整数を表す。}

Description

本発明は、遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法に関する。
イソシアニドまたはイソニトリル化合物(以下、併せてイソシアニド化合物という)は、炭素と窒素の3重結合で構成されるイソシアノ基を有する化合物であるが、このイソシアニド化合物は、ニトリル化合物とは異なり、炭素上に非共有電子対を、窒素上に置換基を有し、一酸化炭素配位子と等電子構造を持つことで知られている。
この特徴から、イソシアニド化合物は、古くから様々な窒素含有化合物の反応中間体として利用され、一酸化炭素と同様に遷移金属錯体の配位子として用いられている。
また、イソシアニド化合物は、ヒドロシリル化反応の触媒の配位子として使用された例が報告されている。
炭素−炭素二重結合を有する化合物に対してSi−H官能性化合物が付加反応するヒドロシリル化反応は、有機ケイ素化合物を合成する有用な手段であり、工業的にも重要な合成反応である。
このヒドロシリル化反応の触媒としては、Pt、Pd、Rh化合物が知られており、その中でも最も多く用いられているものは、Speier触媒、Karstedt触媒に代表されるPt化合物である。イソシアニド化合物を用いたヒドロシリル化反応の触媒としては、例えば、ロジウム錯体にアリールイソシアニド化合物を加えて生成した触媒を使用した例が報告されている(非特許文献1)。
最近、イソシアニド化合物を配位子として有する、安価な鉄やコバルトを用いたヒドロシリル化反応触媒が報告されている。例えば、ビスシクロオクタテトラエニル鉄とイソシアニド化合物を配位子として用いたヒドロシリル化反応触媒が報告されている(非特許文献2)。
また、ピバル酸鉄またはピバル酸コバルトとイソシアニド化合物を配位子として用いたヒドロシリル化反応触媒も報告されており(非特許文献3)、ヒドロシリル化反応の触媒の配位子としてイソシアニド化合物が有用であることが示されている。しかし、どの例も触媒活性としては未だ不十分であり、より高い触媒活性を有する触媒の開発が望まれている。
触媒活性を向上させる一般的な方法の一つとして、その反応の活性種に近い構造をもつ錯体を用いる手法が知られている。ヒドロシリル化反応においては、その反応機構としてChalk−Harrod機構と修正Chalk−Harrod機構が知られており(非特許文献4〜7)、酸化数が0価の錯体が触媒活性種に近い。すなわち、イソシアニド化合物を配位子として有する0価の遷移金属錯体を触媒として用いたほうが、触媒活性が向上すると期待される。
これまでイソシアニド化合物を配位子として有する0価の遷移金属錯体は、例えば、ハロゲン化物塩、酢酸塩、またはヘキサフルオロリン酸塩、イソシアニド化合物、および還元剤としてナトリウムアマルガムまたはカリウムアマルガムを反応させて合成されているが(非特許文献8〜14)、この手法では、毒性の高い水銀が使用されており、また反応条件によっては非特許文献15のような水銀を含む錯体が生成物に含まれる可能性がある。
また、一酸化炭素を配位子として有する0価の遷移金属錯体とイソシアニド化合物を反応させて合成する方法が報告されている(非特許文献10,16〜20)。しかし、芳香族イソシアニド化合物であれば、カルボニル配位子をすべてイソシアニド配位子に置換することは可能であるが、脂肪族イソシアニド化合物では困難であり、またこの反応では毒性の高い一酸化炭素が発生する。
この点、一酸化炭素以外の置換可能な配位子を有する0価の遷移金属錯体前駆体とイソシアニド化合物とを反応させる方法も報告されているが(非特許文献21〜26)、前駆体が空気や水に不安定であり、取扱いが困難である。
イソシアニド化合物を配位子として有するアート型(またはイオン構造)の遷移金属錯体を錯体前駆体として使用した例も報告されているが(非特許文献27,28)、この場合も、アート型遷移金属錯体を合成する際に水銀を含むナトリウムアマルガムが使用されており、上記の技術と同様に毒性の高さが問題となる。
さらに、還元剤としてカリウムナフタレニドを使用した合成例が報告されているが(非特許文献29)、反応後に生成する多量のナフタレンを処理する必要があり、錯体の精製に問題がある。
また一方で、最近、還元剤として有機溶媒に不溶な固体物質に担持したアルカリ金属およびその使用例が報告されており、取扱いの容易さ、反応性および精製の容易さ、またはその安全性の改善がされているが、ヒドロシリル化反応の触媒として有用な遷移金属とイソシアニド化合物を配位子として有する0価の遷移金属錯体の合成に使用した例はない(特許文献1〜5、非特許文献30,31)。
特許第4885730号公報 特許第5346986号公報 特許第5385358号公報 特許第5048503号公報 特開2016−160487号公報
J. M. Walters, et al., J. Molecular Catalysis, 1985, 29, 201 H. Nagashima, et al., Organometallics, 2015, 34, 2896 H. Nagashima, et al., J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 2480 M. S. Wrighton, et al., J. Organomet. Chem., 1981, 103, 975 M. S. Wrighton, et al., J. Am. Chem. Soc., 1977, 128, 345 M. S. Wrighton, et al., Inorg. Chem., 1980, 19, 3858 A. J. Chalk, et al., J. Am. Chem. Soc., 1967, 89, 1640 F. G. A.Stone, et al.,J.Chem. Soc.,Dalton Trans.,1979, 1003 M. Vivanco, et al.,Organometallics,1992, 11, 2734 Y.Yamamoto,et al.,Inorg.Chem.,1978, 17, 3111 P.Woodward, et al.,J.Chem. Soc.,Chem.Commun.,1977, 256 Y.Yamamoto,et al.,J. Organomet. Chem., 1985, 282, 191 Y.Yamamoto,et al.,Bull. Chem. Soc.Jpn. , 1984, 57, 297 Y.Yamamoto,et al.,Organometallics,1983, 2, 1377 P.Espinet, et al.,J.Chem. Soc.,Dalton Trans.,1991, 2503 F. G. A.Stone, et al.,J.Chem. Soc.,Chem.Commun.,1980, 489 N.J. Coville, et al.,J.Chem. Soc.,Dalton Trans.,1982, 1069 Y.Yamamoto,et al.,J.Organomet.Chem.,1977, 137, C31 M.Minelli,et al.,Inorg.Chem.,1989, 28, 2954 D. Lentz,et al.,J.Fluorine Chem.,1998, 89, 73 D. Lentz, J.Organomet.Chem.,1989, 377, 305 W. D. Jones, et al., Inorg.Chem.,1987, 26, 2120 J. E. Ellis, et al.,J.Am.Chem. Soc.,2000, 4678 T. W. Turney, et al.,J.Chem. Soc.,Dalton Trans.,1976, 2021 S. Otsuka, et al.,J.Am.Chem. Soc.,1969, 91, 6994 A. Christofides, et al.,J.Organomet.Chem.,1983, 259, 355 J. S. Figueroa, et al.,Inorg.Chem.,2015, 54, 5579 J. S. Figueroa, et al.,J.Am.Chem. Soc.,2010, 132, 5033 N.J.Cooper, et al.,J.Am.Chem. Soc.,1994, 116,8566 W. E. Billups, et al., Angew. Chem. Int. Ed.,2007, 46, 4486 J. E. Ellis, et al.,J.Am.Chem. Soc.,2007, 129, 1141
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、人体に有害な化合物を用いることなく、同一または異なるイソシアニド化合物を有した、酸化数が0価の所定の遷移金属から構成される遷移金属錯体を、簡便かつ効率的に製造可能な方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、所定の遷移金属を含む化合物と、所定のイソシアニド化合物とを、有機溶媒に不要な固体物質に担持されたアルカリ金属の存在下で反応させることで、温和な条件下で反応が進行することを見出すとともに、固体物質に担持されたアルカリ金属が有機溶媒に不溶であるため、これをろ過のみで簡便に取り除くことができる結果、効率的にかつ安全に遷移金属−イソシアニド錯体を製造し得ることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、
1. V、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、PdおよびPtから選ばれる遷移金属を含む化合物と、下記式(1)で表されるイソシアニド化合物とを、有機溶媒に不溶な固体物質に担持されたアルカリ金属の存在下で反応させることを特徴とする下記式(2)で表される遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
(CN)x−R1 (1)
(式(1)において、R1は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、酸素、窒素、硫黄およびケイ素から選ばれる原子が1個またはそれ以上介在してもよい、炭素原子数1〜30の1〜3価の有機基を表し、xは、1〜3の整数を表す。)
1 a(L)b (2)
(式(2)において、M1は、酸化数が0価の、V、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、またはPtであり、Lは、前記式(1)で表されるイソシアニド化合物であり、M1およびLは、それぞれ同一でも異なっていてもよく、aは、1〜8の整数を表し、bは、2〜12の整数を表す。)
2. 前記遷移金属を含む化合物が、遷移金属酸化物、遷移金属酸またはその塩、並びに遷移金属のハロゲン化物塩、オキソ酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩、アルコキシド塩、β−ジケトナート塩、アミド塩、テトラフルオロホウ酸塩およびヘキサフルオロリン酸塩から選ばれる少なくとも1種である1の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
3. 前記有機溶媒に不溶な固体物質が、炭素材料、ケイ素化合物、金属酸化物、または高分子化合物から選ばれる少なくとも1種である1または2の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
4. 前記式(2)において、aが1のときbは2〜6の整数であり、aが2のときbは4〜10の整数であり、aが3〜8の整数のときbは4〜12の整数である1〜3のいずれかの遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
5. 前記式(1)において、xが1である1〜4のいずれかの遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
6. 前記式(2)において、M1が、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、またはPtである1〜5のいずれかの遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
7. 前記式(2)において、aが1のときbは2〜6の整数であり、aが2のときbは4または8〜10の整数であり、aが3〜8の整数のときbは4、6、7、10または12である1〜6のいずれかの遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
8. 前記式(2)におけるM1が、Fe、Co、Rh、Ni、PdまたはPtである1〜7のいずれかの遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
9. 前記遷移金属を含む化合物が、下記式(3)で表される遷移金属塩である1〜7のいずれかの遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
2c (3)
{式(3)において、M2は、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、またはPtを表し、Xは、同一でも異なっていてもよい、ハロゲン原子または下記式(4)で表される基であり、cは1〜6の整数である。
−OC(O)R2 (4)
(式(4)において、R2は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、酸素、窒素、硫黄、およびケイ素から選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい、炭素原子数1〜30の1価の有機基を表す。)}
10.前記式(3)において、M2が、Fe、Co、Rh、Ni、PdまたはPtである9の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
11. 前記式(4)におけるR2が、炭素原子数1〜30の1価の炭化水素基である9または10の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
12. 前記式(4)におけるR2が、メチル基である11の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
13. 前記式(3)におけるXが、塩素、臭素、およびヨウ素から選ばれる少なくとも1種である9〜12のいずれかの遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
14. 前記式(1)におけるR1が、炭素原子数1〜30の1価の炭化水素基である1〜13のいずれかの遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
15. 前記式(1)におけるR1が、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数5〜20のシクロアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基および炭素原子数7〜30のアルキルアリール基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基である1〜14のいずれかの遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
16. 前記式(1)におけるR1が、t−ブチル基、1−アダマンチル基、メシチル基、フェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、および2,6−ジイソプロピルフェニル基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基である15の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
17. 前記有機溶媒に不溶な固体物質が、グラファイトおよびシリカゲルから選ばれる少なくとも1種である1〜16のいずれかの遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法、
18. 前記アルカリ金属が、ナトリウム、カリウムおよびナトリウム−カリウム合金から選ばれる少なくとも1種である1〜17のいずれかの遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法
を提供する。
本発明の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法は、人体に有害な水銀や一酸化炭素の放出がないうえ、空気や水に不安定な前駆体を用いる必要がないため安全であり、また、ろ過のみにより有機溶媒に不溶な固体物質に担持されたアルカリ金属を除くことができるため、簡便かつ効率的な方法である。
さらに、本発明の製造方法では、アルカリ金属特有の禁水性と酸素高反応性による危険性を低減させた有機溶媒に不溶な固体物質に担持されたアルカリ金属を用いることで、遷移金属錯体の製造の際の危険性を最小限にでき、極めて有用性が高い。
実施例1で得られたCo2(CNtBu)81H−NMRスペクトル図である。 実施例5で得られたCo2(CNAd)81H−NMRスペクトル図である。 実施例6で得られたCo2(CNMes)81H−NMRスペクトル図である。 実施例10で得られたFe(CNtBu)51H−NMRスペクトル図である。 実施例11で得られたFe(CNAd)51H−NMRスペクトル図である。 実施例12で得られたFe(CNMes)51H−NMRスペクトル図である。 実施例13で得られたNi(CNtBu)41H−NMRスペクトル図である。 実施例14で得られたPd3(CNAd)61H−NMRスペクトル図である。 実施例15で得られたPt−イソシアニド錯体の1H−NMRスペクトル図である。 実施例16で得られたRh2(CNMes)81H−NMRスペクトル図である。 実施例20で得られたMo(CNtBu)61H−NMRスペクトル図である。 実施例21で得られたRu(CNtBu)51H−NMRスペクトル図である。 実施例22で得られたW(CNtBu)61H−NMRスペクトル図である。 実施例23で得られたV(CNtBu)6を含む粗生成物の1H−NMRスペクトル図である。
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係る遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法は、遷移金属を含む化合物と、式(1)
(CN)x−R1 (1)
で表されるイソシアニド化合物とを、有機溶媒に不溶な固体物質に担持されたアルカリ金属の存在下で反応させることを特徴とする。
本発明で用いる遷移金属は、V、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、またはPtであり、好ましくは、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、またはPtであり、さらに好ましくは、Fe、Co、Rh、Ni、PdまたはPtである。
これらの遷移金属を含む化合物としては、有機溶媒に不溶な固体物質に担持されたアルカリ金属と反応して還元されるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、遷移金属酸化物;塩化白金酸や塩化金酸等の遷移金属酸またはその塩;硫酸塩、炭酸塩、リン酸塩等の遷移金属オキソ酸塩;フッ化物、塩化物、臭化物塩、ヨウ化物等の遷移金属ハロゲン化物塩;メトキシド、エトキシド、イソプロポキシド等の遷移金属アルコキシド塩;酢酸塩、ピバル酸塩、2−エチルヘキサン酸塩等の遷移金属カルボン酸塩;アセチルアセトナート等の遷移金属β−ジケトナート塩;パラトルエンスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩等の遷移金属スルホン酸塩;ビストリメチルシリルアミド等の遷移金属アミド塩;遷移金属テトラフルオロボレート塩;遷移金属ヘキサフルオロリン酸塩などが挙げられるが、好ましくは下記式(3)で示される遷移金属塩である。
2c (3)
式(3)において、M2は、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、またはPtを表し、Xは、ハロゲン原子または下記式(4)で表される基であり、cは、遷移金属の酸化数に応じて変化する数であり、1〜6の整数である。
−OC(O)R2 (4)
式(4)において、R2は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、酸素、窒素、硫黄およびケイ素から選ばれる原子が1個またはそれ以上介在してもよい、炭素原子数1〜30の1価の有機基を表す。
ハロゲン原子の具体例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
炭素原子数1〜30の1〜3価の有機基としては、特に限定されるものではないが、炭素原子数1〜30の1〜3価の炭化水素基が好ましい。
1価炭化水素基の具体例としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アラルキル基等が挙げられる。
アルキル基としては、直鎖、分岐鎖、環状のいずれでもよく、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10のアルキル基であり、その具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−ノナデシル、n−エイコサニル基等の直鎖または分岐鎖アルキル基;シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、ノルボルニル、アダマンチル基等のシクロアルキル基などが挙げられる。
アルケニル基としては、炭素原子数2〜20のアルケニル基が好ましく、その具体例としては、エテニル、n−1−プロペニル、n−2−プロペニル、1−メチルエテニル、n−1−ブテニル、n−2−ブテニル、n−3−ブテニル、2−メチル−1−プロペニル、2−メチル−2−プロペニル、1−エチルエテニル、1−メチル−1−プロペニル、1−メチル−2−プロペニル、n−1−ペンテニル、n−1−デセニル、n−1−エイコセニル基等が挙げられる。
アルキニル基としては、炭素原子数2〜20のアルキニル基が好ましく、その具体例としては、エチニル、n−1−プロピニル、n−2−プロピニル、n−1−ブチニル、n−2−ブチニル、n−3−ブチニル、1−メチル−2−プロピニル、n−1−ペンチニル、n−2−ペンチニル、n−3−ペンチニル、n−4−ペンチニル、1−メチル−n−ブチニル、2−メチル−n−ブチニル、3−メチル−n−ブチニル、1,1−ジメチル−n−プロピニル、n−1−ヘキシニル、n−1−デシニル、n−1−ペンタデシニル、n−1−エイコシニル基等が挙げられる。
アリールまたはアルキルアリール基としては、好ましくは炭素原子数6〜20のアリールまたは炭素原子数7〜20のアルキルアリール基であり、その具体例としては、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、アントリル、フェナントリル、o−ビフェニリル、m−ビフェニリル、p−ビフェニリル、トリル、2,6−ジメチルフェニル、2,6−ジイソプロピルフェニル、メシチル基等が挙げられる。
アラルキル基としては、好ましくは炭素原子数7〜30、より好ましくは炭素原子数7〜20のアリールアルキル基であり、その具体例としては、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル、ナフチルメチル、ナフチルエチル、ナフチルプロピル基等が挙げられる。
2価の炭化水素基としては、アルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基等が挙げられる。
アルキレン基としては、直鎖、分岐鎖、環状のいずれでもよく、好ましくは炭素原子数1〜20のアルキレン基であり、その具体例としては、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、n−ブチレン、イソブチレン、s−ブチレン、n−オクチレン、2−エチルヘキシレン、n−デシレン、n−ウンデシレン、n−ドデシレン、n−トリデシレン、n−テトラデシレン、n−ペンタデシレン、n−ヘキサデシレン、n−ヘプタデシレン、n−オクタデシレン、n−ノナデシレン、n−エイコサニレン基等の直鎖または分岐鎖アルキレン基;1,4−シクロへキシレン基等のシクロアルキレン基などが挙げられる。
アリーレン基の具体例としては、o−フェニレン、m−フェニレン、p−フェニレン、1,2−ナフチレン、1,8−ナフチレン、2,3−ナフチレン、4,4′−ビフェニレン基等が挙げられる。
アラルキレン基の具体例としては、−(CH2y−Ar−(Arは、炭素原子数6〜20のアリーレン基を表し、yは1〜10の整数を表す。)、−Ar−(CH2y−(Arおよびyは上記と同じ意味を表す。)、−(CH2y−Ar−(CH2y−(Arは上記と同じ意味を表し、yは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)等が挙げられる。
3価の炭化水素基の具体例としては、下記式で示されるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Figure 2018159599
上記R2におけるその他の有機基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基等のアリールオキシ基;トリフルオロメチル基等のハロゲン化アルキル基;ジメチルアミノ基等のアルキルアミノ基;メチルエステル、エチルエステル等のエステル基;ニトロ基;ニトリル基;トリメチルシリル基、フェニルジメチルシリル基等のアルキルまたはアリールシリル基;トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基、ジエトキシメチルシリル基等のアルコキシシリル基;ピリジル基等の窒素含有複素環含有基;チエニル基等の硫黄含有複素環含有基などが挙げられる。
なお、以上説明した各有機基は、酸素、窒素、ケイ素、硫黄、およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよく、また、ハロゲン原子で置換されていてもよい。
これらの中でも、R2としては、メチル、エチル、n−ブチル、t−ブチル、n−ヘキシル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、ステアリル、シクロヘキシル基等のアルキル基またはシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基が好ましく、メチル基がより好ましい。
本発明で使用可能な遷移金属を含む化合物の具体例を挙げると以下のとおりである。
鉄塩としては、FeCl2、FeBr2、FeCl3、FeBr3、FeI3等のハロゲン化鉄;Fe(OAc)2、Fe(stearate)2、Fe(stearate)3等のカルボン酸鉄などが挙げられる。
コバルト塩としては、CoCl2、CoBr2、CoI2等のハロゲン化コバルト;Co(OAc)2、Co(benzoate)2、Co(2−ethylhexanoate)2、Co(stearate)2等のカルボン酸コバルトなどが挙げられる。
ニッケル塩としては、NiCl2、NiBr2、NiI2等のハロゲン化ニッケル;Ni(OAc)2等のカルボン酸ニッケルなどが挙げられる。
ルテニウム塩としては、RuCl2、RuCl3等のハロゲン化ルテニウムなどが挙げられる。
ロジウム塩としては、クロロ(1,5−シクロオクタジエン)ロジウム(ダイマー)、RhCl3等のハロゲン化ロジウム;Rh2(OAc)4等のカルボン酸ロジウムなどが挙げられる。
パラジウム塩としては、PdCl2、PdBr2、PdI2等のハロゲン化パラジウム;Pd(OAc)2等のカルボン酸パラジウムなどが挙げられる。
クロム塩としては、CrCl2、CrCl3、CrBr3等のハロゲン化クロム;Cr(OAc)2、Cr(OAc)3等のカルボン酸クロムなどが挙げられる。
モリブデン塩としては、MoCl3、MoCl5等のハロゲン化モリブデン;Mo2(OAc)4等のカルボン酸モリブデンなどが挙げられる。
タングステン塩としては、WCl6等のハロゲン化タングステンなどが挙げられる。
バナジウム塩としては、VCl2、VCl3、VBr3、VI3等のハロゲン化バナジウムなどが挙げられる。
白金塩としては、PtCl2、PtCl3等のハロゲン化白金;H2PtCl6等の塩化白金酸;K2PtCl6等の塩化白金酸塩などが挙げられる。
特に、本発明における遷移金属を含む化合物としては、還元剤との反応性の点から、塩化物、臭化物、ヨウ化物等のハロゲン化物;酢酸塩等のカルボン酸塩が好ましく、塩化物、臭化物、ヨウ化物等のハロゲン化物がより好ましい。
なお、上記式(3)において、M2上には溶媒等が配位していてもよい。この溶媒等としては、例えば、水;アンモニア;エチレンイミン、N,N−テトラメチルエチレンジアミン、ピリジン等のアミン類;ジメトキシエタン、ジグリム、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;エチレン、1,3−ブタジエン、1,3−シクロヘキサジエン、シクロオクテン、1,5−シクロオクタジエン、ノルボルナジエン等のオレフィン類;ベンゼン、トルエン、p−シメン等の芳香族炭化水素類などが挙げられる。
一方、上記式(1)において、R1は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、酸素、窒素、硫黄およびケイ素から選ばれる原子が1個またはそれ以上介在してもよい、炭素原子数1〜30の1〜3価の有機基を表し、xは、1〜3の整数を表す。
炭素原子数1〜30の1〜3価の有機基としては、上記で例示した基と同様のものが挙げられるが、中でもR1としては、t−ブチル基、1−アダマンチル基、メシチル基、フェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,6−ジイソプロピルフェニル基が好ましい。
上記式(1)におけるxは、1〜3の整数であるが、好ましくは1または2であり、さらに好ましくは1である。
上記式(1)で表されるイソシアニド化合物は、市販品として入手する、または公知の方法によって合成することができる。例えば、アミン化合物とギ酸からホルミル化物を得、次いで有機アミンの存在下、塩化ホスホリルと反応させてイソシアニド化する方法(合成方法1。Organometallics,2004,23,3976−3981参照);温和な条件下でホルミル化物を得る方法として、無水酢酸とギ酸から酢酸ギ酸無水物を形成し、これをアミン化合物と反応させてホルミル化物を得ることができる(合成方法2。Org.Synth.,2013,90,358−366参照)。得られたホルミル化物は上記と同じ合成方法1に記載されている方法によってイソシアニド化することができる。
さらに、ホルミル化を経由しない方法である、アミン化合物とジクロルカルベンを反応させてイソシアニド化する方法によっても合成することができる(合成方法3。Tetrahedron Letters,1972,17,1637−1640参照)。
イソシアニド化合物の具体例としては、メチルイソシアニド、エチルイソシアニド、n−プロピルイソシアニド、シクロプロピルイソシアニド、n−ブチルイソシアニド、イソブチルイソシアニド、sec−ブチルイソシアニド、t−ブチルイソシアニド、n−ペンチルイソシアニド、イソペンチルイソシアニド、ネオペンチルイソシアニド、n−ヘキシルイソシアニド、シクロヘキシルイソシアニド、シクロヘプチルイソシアニド、1,1−ジメチルヘキシルイソシアニド、1−アダマンチルイソシアニド、2−アダマンチルイソシアニド等のアルキルイソシアニド;フェニルイソシアニド、2−メチルフェニルイソシアニド、4−メチルフェニルイソシアニド、2,4−ジメチルフェニルイソシアニド、2,5−ジメチルフェニルイソシアニド、2,6−ジメチルフェニルイソシアニド、2,4,6−トリメチルフェニルイソシアニド、2,4,6−トリt−ブチルフェニルイソシアニド、2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアニド、1−ナフチルイソシアニド、2−ナフチルイソシアニド、2−メチル−1−ナフチルイソシアニド等のアリールイソシアニド;ベンジルイソシアニド、フェニルエチルイソシアニド等のアラルキルイソシアニドなどが挙げられる。
ジイソシアニド化合物の具体例としては、1,2−ジイソシアノエタン、1,3−ジイソシアノプロパン、1,4−ジイソシアノブタン、1,5−ジイソシアノペンタン、1,6−ジイソシアノヘキサン、1,8−ジイソシアノオクタン、1,12−ジイソシアノドデカン、1,2−ジイソシアノシクロヘキサン、1,3−ジイソシアノシクロヘキサン、1,4−ジイソシアノシクロヘキサン、1,3−ジイソシアノ−2,2−ジメチルプロパン、2,5−ジイソシアノ−2,5−ジメチルヘキサン、1,2−ビス(ジイソシアノエトキシ)エタン、1,2−ジイソシアノベンゼン、1,3−ジイソシアノベンゼン、1,4−ジイソシアノベンゼン、1,1’−メチレンビス(4−イソシアノベンゼン)、1,1’−オキシビス(4−イソシアノベンゼン)、3−(イソシアノメチル)ベンジルイソシアニド、1,2−ビス(2−イソシアノフェノキシ)エタン、ビス(2−イソシアノフェニル)フェニルホスホネート、ビス(2−イソシアノフェニル)イソフタレート、ビス(2−イソシアノフェニル)スクシネート等が挙げられる。
トリイソシアニド化合物の具体例としては、1,3−ジイソシアノ−2−(イソシアノメチル)−2−メチルプロパン、1,5−ジイソシアノ−3−(2−イソシアノエチル)ペンタン、1,7−ジイソシアノ−4−(3−イソシアノプロピル)ヘプタン、3−イソシアノ−N,N’−ビス(3−イソシアノプロピル)プロパン−1−アミン等が挙げられる。
上述した遷移金属を含む化合物と、上記式(1)で表されるイソシアニド化合物とを反応させて得られる、本発明の遷移金属−イソシアニド錯体は、式(2)で表される。
1 a(L)b (2)
式(2)において、M1は、酸化数が0価の、V、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、またはPtであり、好ましくは、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、またはPtであり、さらに好ましくは、Fe、Co、Rh、Ni、PdまたはPtである。なお、M1が複数存在するときは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
また、Lは、上記式(1)で表されるイソシアニド化合物であり、Lが複数存在するときは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
さらに、aは、1〜8の整数を表し、bは、2〜12の整数を表すが、錯体の安定性と触媒活性の観点から、好ましくはaが1のときbは2〜6の整数であり、aが2のときbは4〜10の整数であり、aが3〜8の整数のときbは4〜12の整数であり、さらに好ましくはaが1のときbは2〜6であり、aが2のときbは4または8〜10の整数であり、aが3〜8の整数のときbは6、7、10または12である。
なお、式(2)において、Lは公知の2電子供与性配位子と一部置換してもよく、また、溶媒等が配位してもよい。
2電子供与性配位子は、不対電子をもつ中性化合物を意味し、カルボニル配位子以外であれば特に限定されるものではなく、窒素分子、エーテル化合物、アミン化合物、ホスフィン化合物、ホスファイト化合物、スルフィド化合物等が挙げられるが、化合物の安定性を考慮すれば、Lはすべてイソシアニド化合物配位子であることが好ましい。
上述のとおり、本発明では、有機溶媒に不溶な固体物質に担持されたアルカリ金属の存在下で、上記遷移金属を含む化合物と、上記式(1)で表されるイソシアニド化合物とを反応させる。
ここで、有機溶媒に不溶な固体物質としては、反応に用いる有機溶媒に不溶な固体物質であれば特に限定されるものではなく、例えば、活性炭、グラファイト、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等の炭素材料;シリコン等のケイ素化合物;ゼオライト、酸化亜鉛、セリア、シリカゲル、アルミナ、酸化チタン等の金属酸化物;ポリスチレン等の高分子化合物などが挙げられる。
また、上記固体物質に担持されるアルカリ金属の具体例としては、ナトリウム、カリウム、ナトリウム−カリウム合金等が挙げられる。
上記有機溶媒に不溶な固体物質に担持されたアルカリ金属としては、特に限定されるものではなく、上記特許文献1〜5、非特許文献25,26等に記載されているような従来公知のものから適宜選択して用いることができ、例えば、シリカ、アルミナ、グラファイト、酸化チタン、ゼオライト、酸化亜鉛、酸化セリウム、ポリスチレンに担持されたナトリウム、カリウム、およびナトリウム−カリウム合金が挙げられるが、これらの中でも、反応性の点では、カリウム担持グラファイト(以下、KC8と略記)が好ましく、安全性の点では、ナトリウム担持シリカゲル(ステージ1または2)が発火性等の危険性が少ない点で好ましい。
なお、これらの有機溶媒に不溶な固体物質に担持されたアルカリ金属は市販品としても入手でき、そのような市販品としては、KC8(Strem Chemicals社製)、Naシリカゲル(アルドリッチ社製、ステージI)、Naシリカゲル(アルドリッチ社製、ステージII)、NaK2シリカゲル(アルドリッチ社製、ステージI)等が挙げられる。
本発明において、遷移金属−イソシアニド錯体を製造する際の反応条件は特に限定されるものではない。
反応温度としては、通常、10〜100℃程度であるが、好ましくは20〜80℃であり、反応時間としては、1〜48時間程度である。
反応は無溶媒で行うこともできるが、反応熱の制御や反応後の後処理工程を考慮し、有機溶媒を用いてもよい。
有機溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類などを用いることができる。
反応溶液の濃度としては、特に限定されるものではないが、有機溶媒に不溶な固体物質に担持されたアルカリ金属の反応性と反応熱の制御を考慮すると、遷移金属を含む化合物のモル濃度(M)として、0.01〜10Mが好ましく、0.01〜2Mがより好ましい。
本発明の遷移金属−イソシアニド錯体の製造において、遷移金属を含む化合物に対するイソシアニド化合物のモル比率は、特に限定されるものではないが、2〜20当量が好ましく、2〜10当量がより好ましい。
また、本発明の遷移金属−イソシアニド錯体の製造において、遷移金属を含む化合物に対する有機溶媒に不溶な固体物質に担持されたアルカリ金属のモル比率は、特に限定されるものではないが、2〜20当量が好ましく、2〜8当量がより好ましい。
反応後の後処理工程としては、ガラスフィルターやろ紙等を用いたろ過により還元剤を除き、有機溶媒を加熱および/または減圧により留去すればよい。
得られた化合物は、そのまま用いてもよく、また公知の方法で精製を行ってもよい。例えば、得られた化合物を、それが不溶または難溶の溶媒で洗浄した後に乾燥して用いてもよく、得られた化合物を良溶媒に溶解した後にそのまま冷却し、または得られた化合物を良溶媒に溶かした後、それに拡散可能な貧溶媒を加えることで、再沈殿または再結晶化による精製を行ってもよい。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
遷移金属を含む化合物の調製に用いた溶媒は、全て公知の方法で脱酸素、脱水を行った後に用いた。
得られた遷移金属を含む化合物は、25℃、窒素ガス雰囲気下で保存し、反応に用いた。
アルケンのヒドロシリル化反応および溶媒精製は、全て不活性ガス雰囲気下で行い、各種反応に用いた溶媒等は、全て予め公知の方法で精製、乾燥、脱酸素を行ったものを用いた。
1H−NMRの測定は、日本電子(株)製JNM−ECA600,JNM−LA400を、IR測定は、日本分光(株)製FT/IR−550を用いてそれぞれ行った。
なお、以下に示す化学構造式においては慣用的な表現法に従って水素原子を省略している。また、tBuはt−ブチル基、Adはアダマンチル基、Mesはメシチル基を表す。
[実施例1]ヨウ化コバルトとKC8を用いたコバルトイソシアニド錯体Co2(CNtBu)8の合成
反応容器に、ヨウ化コバルト(0.31g,1.0mmol)、テトラヒドロフラン(以下、THFと略す)(15mL)、t−ブチルイソシアニド(0.33g,4.0mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、0.27g,2.0mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約40mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Co2(CNtBu)8を得た(0.24g,収率61%)。得られた錯体の1H−NMRスペクトルを図1に示す。
1H−NMR(600MHz,C66)δ:1.44(s,72H).
IR(ATR):ν=1666(CN(bridge)),2093,1977,1942(CN(terminal))cm-1
Anal.Calcd.for C40H72N8Co2:C,61.36;H,9.27;N,14.31 Found:C,61.06;H,9.52;N,14.05.
[実施例2]臭化コバルトとKC8を用いたコバルトイソシアニド錯体Co2(CNtBu)8の合成
反応容器に、臭化コバルト(22mg,0.10mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(33mg,0.40mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、27mg,0.20mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約4mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Co2(CNtBu)8を得た(27mg,収率70%)。
[実施例3]塩化コバルトとKC8を用いたコバルトイソシアニド錯体Co2(CNtBu)8の合成
反応容器に、塩化コバルト(13mg,0.10mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(33mg,0.40mmol)、KC8(27mg,0.20mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約4mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、コバルトイソシアニド錯体Co2(CNtBu)8を得た(27mg,収率70%)。
[実施例4]酢酸コバルトとKC8を用いたコバルトイソシアニド錯体Co2(CNtBu)8の合成
反応容器に、酢酸コバルト(18mg、0.10mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(33mg、0.40mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、27mg、0.20mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約4mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Co2(CNtBu)8を得た(4mg,収率10%)。
[実施例5]ヨウ化コバルトとKC8を用いたコバルトイソシアニド錯体Co2(CNAd)8の合成
反応容器に、ヨウ化コバルト0.31g(1.0mmol)、アダマンチルイソシアニド0.65g(4.0mmol)、THF(15mL)、KC8(Strem Chemicals社製、0.27g、2.0mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をトルエン(約20mL)に溶解させ、再度セライトろ過した。ろ液の溶媒を減圧留去した後、乾燥物を少量のベンゼン(約3mL)で洗うことにより、Co2(CNAd)8を得た(0.33g,47%)。該錯体の1H−NMRスペクトルを図2に示す。
1H−NMR(396MHz,C66)δ:2.32(s,48H),2.06(s,24H),1.71(d,J=10.3,24H),1.58(d,J=10.3,24H).
IR(ATR):ν=1647(CN(bridge)),2101,2000,1954(CN(terminal))cm-1
Anal.Calcd.for C88H120N8Co2:C,75.08;H,8.59;N,7.96 Found:C,75.16;H,8.62;N,7.46.
[実施例6]ヨウ化コバルトとKC8を用いたコバルトイソシアニド錯体Co2(CNMes)8の合成
反応容器に、ヨウ化コバルト(13mg,0.10mmol)、メシチルイソシアニド(58mg,0.40mmol)、THF(3mL)、KC8(Strem Chemicals社製、27mg,0.20mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をトルエン(約3mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液の上からペンタン(約3mL)をゆっくり加えることにより、再結晶化させ、コバルトイソシアニド錯体Co2(CNMes)8を得た(42mg,収率66%)。得られた錯体の1H−NMRスペクトルを図3に示す。
1H−NMR(396MHz,C66)δ:6.60(s,12H),6.58(s,4H),2.46(s,36H),2.42(s,12H),2.05(s,18H),2.03(s,6H).
IR(ATR):ν=1669(CN(bridge)),2063,2026,1954(CN(terminal))cm-1
Anal.Calcd.for C80H88N8Co2:C,75.10;H,6.93;N,8.60 Found:C,75.21;H,6.90;N,8.60.
[実施例7]ヨウ化コバルトとNaシリカゲル(ステージI)を用いたコバルトイソシアニド錯体Co2(CNtBu)8の合成
反応容器に、ヨウ化コバルト(0.31g,1.0mmol)、THF(15mL)、t−ブチルイソシアニド(0.33g,4.0mmol)、Naシリカゲル(アルドリッチ社製、ステージI、0.34g,5.0mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約40mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Co2(CNtBu)8を得た(0.19g,収率48%)。
[実施例8]ヨウ化コバルトとNaシリカゲル(ステージII)を用いたコバルトイソシアニド錯体Co2(CNtBu)8の合成
反応容器に、ヨウ化コバルト(0.31g,1.0mmol)、THF(15mL)、t−ブチルイソシアニド(0.33g,4.0mmol)、Naシリカゲル(アルドリッチ社製、ステージII、0.34g,5.0mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約40mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Co2(CNtBu)8を得た(13.9mg,収率4%)。
[実施例9]ヨウ化コバルトとNaK2シリカゲル(ステージI)を用いたコバルトイソシアニド錯体Co2(CNtBu)8の合成
反応容器に、ヨウ化コバルト(0.31g,1.0mmol)、THF(15mL)、t−ブチルイソシアニド(0.33g,4.0mmol)、NaK2シリカゲル(アルドリッチ社製、ステージI、0.41g、5.0mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約40mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Co2(CNtBu)8を得た(120mg,収率31%)。
[実施例10]臭化鉄とKC8を用いた鉄イソシアニド錯体Fe(CNtBu)5の合成
反応容器に、臭化鉄(22mg,0.10mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(42mg,0.50mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、27mg,0.20mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約4mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Fe(CNtBu)5を得た(30mg,収率63%)。得られた錯体の1H−NMRスペクトルを図4に示す。
1H−NMR(600MHz,C66)δ:1.29(s,45H).
IR(ATR):ν=2119,2000,1943,1826(CN)cm-1
[実施例11]臭化鉄とKC8を用いた鉄イソシアニド錯体Fe(CNAd)5の合成
反応容器に、臭化鉄(216mg,1.0mmol)、THF(20mL)、アダマンチルイソシアニド(806mg,5.0mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、270mg,2.0mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をベンゼン(約5mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液にペンタンを加えた後、−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Fe(CNAd)5を得た(601mg,収率70%)。得られた錯体の1H−NMRスペクトルを図5に示す。
1H−NMR(396MHz,C66)δ:2.15(s,30H),1.88(s,15H),1.50(d,J=11.5,15H),1.42(d,J=11.5,15H).
IR(ATR):ν=2106(CN)cm-1
[実施例12]臭化鉄とKC8を用いた鉄イソシアニド錯体Fe(CNMes)5の合成
反応容器に、臭化鉄(22mg,0.10mmol)、THF(3mL)、メシチルイソシアニド(73mg,0.50mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、27mg,0.20mmol)の順に加え、25℃で12時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をトルエン(約3mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液の上からペンタン(約3mL)をゆっくり加えることにより、再結晶化させてFe(CNMes)5を得た(18mg,収率23%)。得られた錯体の1H−NMRスペクトルを図6に示す。
1H−NMR(600MHz,C66)δ:6.60(s,10H),2.48(s,30H),2.05(s,15H).
IR(ATR):ν=1971,1940(CN)cm-1
[実施例13]臭化ニッケル(ジメトキシエタン付加物)とKC8を用いたニッケルイソシアニド錯体Ni(CNtBu)4の合成
反応容器に、臭化ニッケル(ジメトキシエタン付加物)(31mg,0.1mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(0.33g,0.4mmol)、KC8(270mg,2.0mmol)の順に加え、室温で30分間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をベンゼン(約5mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液にエーテルを加えた後、−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Ni(CNtBu)4を得た(21mg,収率54%)。得られた錯体の1H−NMRスペクトルを図7に示す。
1H−NMR(396MHz,C66)δ:1.09(s,36H).
IR(ATR):ν=2002(CN)cm-1
[実施例14]塩化パラジウムとKC8を用いたパラジウムイソシアニド錯体Pd3(CNMes)6の合成
反応容器に、塩化パラジウム(18mg,0.10mmol)、THF(3mL)、メシチルイソシアニド(29mg,0.20mmol)を加え、60℃で1時間攪拌した。次にKC8(27mg,0.20mmol)を加え、室温で30分間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をエーテル(約2mL)で2回洗浄することにより、Pd3(CNMes)6を得た(25mg,収率63%)。該錯体の1H−NMRスペクトルを図8に示す。
1H−NMR(600MHz,C66)δ:6.45(br,10H),2.29(br,30H),1.87(s,15H).
IR(ATR):ν=2089,1979,1755(CN)cm-1
[実施例15]塩化白金とKC8を用いたPt−イソシアニド錯体の合成
反応容器に、塩化白金(27mg,0.10mmol)、THF(3mL)、メシチルイソシアニド(29mg,0.20mmol)を加え、室温で1時間攪拌した。次にKC8(27mg,0.20mmol)を加え、室温で30分間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をトルエン(約5mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で除いた。次に、ろ液の溶媒を減圧留去し、得られた乾燥物をジエチルエーテル(約1mL)に溶解させ、再び不溶物をセライトろ過で除いた。そのろ液を−30℃で冷却し、再結晶化させることにより、Pt−イソシアニド錯体を得た(7.7mg,収率16%)。得られた錯体の1H−NMRスペクトルを図9に示す。
IR(ATR):ν=2087,1649,1603(CN)cm-1
[実施例16]クロロ(1,5−シクロオクタジエン)ロジウム(I)ダイマーとKC8を用いたロジウムイソシアニド錯体Rh2(CNMes)8の合成
反応容器に、クロロ(1,5−シクロオクタジエン)ロジウム(I)ダイマー(25mg,0.05mmol)、メシチルイソシアニド(58mg,0.40mmol)、THF(3mL)、KC8(Strem Chemicals社製、14mg,0.10mmol)の順に加え、25℃で1時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をベンゼン(約3mL)に溶解させ、ろ液の上からペンタン(約10mL)を加えることにより、再沈殿させ、ロジウムイソシアニド錯体Rh2(CNMes)8を得た(11mg,収率16%)。得られた錯体の1H−NMRスペクトルを図10に示す。
1H−NMR(396MHz,C66)δ:6.57(br,16H),2.44(br,48H),2.01(br,24H).
IR(ATR):ν=1645,1601(CN(bridge)),2051(CN(terminal))cm-1
[実施例17]ビス(2,4−ペンタンジオナト)コバルト(II)とKC8を用いたコバルトイソシアニド錯体Co2(CNtBu)8の合成
反応容器に、ビス(2,4−ペンタンジオナト)コバルト(II)(26mg、0.10mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(33mg、0.40mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、27mg、0.20mmol)の順に加え、25℃で3時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約4mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Co2(CNtBu)8を得た(6mg,15%)。
[実施例18]コバルト(II)イソプロポキシドとKC8を用いたコバルトイソシアニド錯体Co2(CNtBu)8の合成
反応容器に、コバルト(II)イソプロポキシド(18mg、0.10mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(33mg、0.40mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、27mg、0.20mmol)の順に加え、25℃で3時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約4mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Co2(CNtBu)8を得た(3mg,8%)。
[実施例19]トリフルオロメタンスルホン酸鉄(II)とKC8を用いた鉄イソシアニド錯体Fe(CNtBu)5の合成
反応容器に、トリフルオロメタンスルホン酸鉄(II)(35mg,0.10mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(42mg,0.50mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、27mg,0.20mmol)の順に加え、25℃で3時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約4mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Fe(CNtBu)5を得た(11mg,23%)。
[実施例20]酢酸モリブデン(II)二量体とKC8を用いたモリブデンイソシアニド錯体Mo(CNtBu)6の合成
反応容器に、酢酸モリブデン(II)二量体(21mg,0.05mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(50mg,0.60mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、27mg,0.20mmol)の順に加え、25℃で3時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約4mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Mo(CNtBu)6を得た(3mg,2%)。得られた錯体の1H−NMRスペクトルを図11に示す。
1H−NMR(400MHz,C66)δ:1.33(s,54H).
IR(ATR):ν=2101、1959(CN)cm-1
[実施例21]Ru2(OAc)4ClとKC8を用いたルテニウムイソシアニド錯体Ru(CNtBu)5の合成
反応容器に、Ru2(OAc)4Cl(22mg,0.05mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(42mg,0.50mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、34mg,0.25mmol)の順に加え、25℃で3時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約4mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、Ru(CNtBu)5を得た(5mg,10%)。得られた錯体の1H−NMRスペクトルを図12に示す。
1H−NMR(400MHz,C66)δ:1.27(s,45H).
IR(ATR):ν=2070、2034、1815(CN)cm-1
[実施例22]塩化タングステン(IV)とKC8を用いたタングステンイソシアニド錯体W(CNtBu)6の合成
反応容器に、塩化タングステン(IV)(33mg,0.05mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(50mg,0.60mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、54mg,0.50mmol)の順に加え、25℃で3時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約4mL)に溶解させ、不溶物をセライトろ過で取り除いた。ろ液を−35℃に冷却し、再結晶化することにより、W(CNtBu)6を得た(10mg,15%)。得られた錯体の1H−NMRスペクトルを図13に示す。
1H−NMR(400MHz,C66)δ:1.34(s,54H).
IR(ATR):ν=1960(CN)cm-1
[実施例23]臭化バナジウム(III)とKC8を用いたバナジウムイソシアニド錯体V(CNtBu)6の合成
反応容器に、臭化バナジウム(III)(33mg,0.05mmol)、THF(3mL)、t−ブチルイソシアニド(50mg,0.60mmol)、KC8(Strem Chemicals社製、41mg,0.30mmol)の順に加え、25℃で3時間撹拌した。その後、反応溶液をセライトろ過し、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた乾燥物をペンタン(約4mL)で抽出することによって、V(CNtBu)6を含む粗生成物を9mg得た。得られた粗生成物の1H−NMRスペクトルを図14に示す。
1H−NMR(400MHz,C66)δ:1.38(s,54H).

Claims (18)

  1. V、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、PdおよびPtから選ばれる遷移金属を含む化合物と、下記式(1)で表されるイソシアニド化合物とを、有機溶媒に不溶な固体物質に担持されたアルカリ金属の存在下で反応させることを特徴とする下記式(2)で表される遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
    (CN)x−R1 (1)
    (式(1)において、R1は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、酸素、窒素、硫黄およびケイ素から選ばれる原子が1個またはそれ以上介在してもよい、炭素原子数1〜30の1〜3価の有機基を表し、xは、1〜3の整数を表す。)
    1 a(L)b (2)
    (式(2)において、M1は、酸化数が0価の、V、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、またはPtであり、Lは、前記式(1)で表されるイソシアニド化合物であり、M1およびLは、それぞれ同一でも異なっていてもよく、aは、1〜8の整数を表し、bは、2〜12の整数を表す。)
  2. 前記遷移金属を含む化合物が、遷移金属酸化物、遷移金属酸またはその塩、並びに遷移金属のハロゲン化物塩、オキソ酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩、アルコキシド塩、β−ジケトナート塩、アミド塩、テトラフルオロホウ酸塩およびヘキサフルオロリン酸塩から選ばれる少なくとも1種である請求項1記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  3. 前記有機溶媒に不溶な固体物質が、炭素材料、ケイ素化合物、金属酸化物、または高分子化合物から選ばれる少なくとも1種である請求項1または2記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  4. 前記式(2)において、aが1のときbは2〜6の整数であり、aが2のときbは4〜10の整数であり、aが3〜8の整数のときbは4〜12の整数である請求項1〜3のいずれか1項記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  5. 前記式(1)において、xが1である請求項1〜4のいずれか1項記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  6. 前記式(2)において、M1が、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、またはPtである請求項1〜5のいずれか1項記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  7. 前記式(2)において、aが1のときbは2〜6の整数であり、aが2のときbは4または8〜10の整数であり、aが3〜8の整数のときbは4、6、7、10または12である請求項1〜6のいずれか1項記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  8. 前記式(2)におけるM1が、Fe、Co、Rh、Ni、PdまたはPtである請求項1〜7のいずれか1項記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  9. 前記遷移金属を含む化合物が、下記式(3)で表される遷移金属塩である請求項1〜7のいずれか1項記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
    2c (3)
    {式(3)において、M2は、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、またはPtを表し、Xは、同一でも異なっていてもよい、ハロゲン原子または下記式(4)で表される基であり、cは1〜6の整数である。
    −OC(O)R2 (4)
    (式(4)において、R2は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、酸素、窒素、硫黄、およびケイ素から選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい、炭素原子数1〜30の1価の有機基を表す。)}
  10. 前記式(3)において、M2が、Fe、Co、Rh、Ni、PdまたはPtである請求項9記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  11. 前記式(4)におけるR2が、炭素原子数1〜30の1価の炭化水素基である請求項9または10記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  12. 前記式(4)におけるR2が、メチル基である請求項11記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  13. 前記式(3)におけるXが、塩素、臭素、およびヨウ素から選ばれる少なくとも1種である請求項9〜12のいずれか1項記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  14. 前記式(1)におけるR1が、炭素原子数1〜30の1価の炭化水素基である請求項1〜13のいずれか1項記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  15. 前記式(1)におけるR1が、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数5〜20のシクロアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素数7〜30のアルキルアリール基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基である請求項1〜14のいずれか1項記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  16. 前記式(1)におけるR1が、t−ブチル基、1−アダマンチル基、メシチル基、フェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、および2,6−ジイソプロピルフェニル基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基である請求項15記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  17. 前記有機溶媒に不溶な固体物質が、グラファイトおよびシリカゲルから選ばれる少なくとも1種である請求項1〜16のいずれか1項記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
  18. 前記アルカリ金属が、ナトリウム、カリウムおよびナトリウム−カリウム合金から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜17のいずれか1項記載の遷移金属−イソシアニド錯体の製造方法。
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