KR100336114B1 - Isomerization of isolated double bonds in cyclioolefin - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화 방법에 관한 것으로, 분자식 L4-nMXn(M은 타이타늄, 지르코늄 또는 하프늄이며, X는 할로겐, L은 3에서 8개의 π전자주개 리간드이며, n은 1, 2 또는 3이다.)로표현되는 제 4족 금속화합물과 일반식 RmAlX3-m(R은 C1∼C20알킬기 또는 아릴기이고, m은 1, 2 또는 3이며, X는 할로겐 또는 C1∼C10알킬기, 알콕시기 또는 m=2인 경우 X는 할로겐 또는 수소이다.)로표현되는 유기알루미늄화합물을 촉매로 하여 비공액 이중결합을 가지는 불포화 사이클로올레핀의 이중결합을 이동시킴으로써 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화 반응에 높은 활성과 선택성을 부여함과 동시에 수율을 향상시키게 된다.The present invention relates to an isomerization method of a cycloolefin having a non-conjugated double bond, wherein the molecular formula L 4-n MX n (M is titanium, zirconium or hafnium, X is halogen, and L is 3 to 8 π electron donor ligands). And n is 1, 2 or 3.) and a Group 4 metal compound represented by the general formula R m AlX 3-m (R is a C 1 to C 20 alkyl group or an aryl group, m is 1, 2 or 3). X is a halogen or a C 1 to C 10 alkyl group, an alkoxy group, or when m = 2, X is a halogen or hydrogen. By shifting the bonds, high activity and selectivity are given to the isomerization of cycloolefins having nonconjugated double bonds, and the yield is improved.

Description

비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화방법{ISOMERIZATION OF ISOLATED DOUBLE BONDS IN CYCLIOOLEFIN}Isomerization method of cycloolefin having nonconjugated double bond {ISOMERIZATION OF ISOLATED DOUBLE BONDS IN CYCLIOOLEFIN}

본 발명은 비공액(non-conjugated) 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 촉매에 의한 이성질화방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for isomerization by the catalyst of cycloolefin having a non-conjugated double bond.

일반적으로 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀은 고분자반응의 중간체 혹은 단량체로 사용되며, 또한 에폭시화반응(epoxidation), 첨가반응, 딜즈-알더반응(Diels-Alder reaction) 등 이중결합을 이용한 반응에 의하여 석유화학이나 정밀화학에 있어서 유용한 화합물을 제공한다.In general, cycloolefins having nonconjugated double bonds are used as intermediates or monomers of polymer reactions, and also by reactions using double bonds such as epoxidation, addition, and Diels-Alder reactions. Provides compounds useful in petrochemicals and fine chemistry.

따라서, 화학반응의 성격과 최종 합성목적에 따라 이중결합이 적절한 위치에 배치된 구조의 사이클로올레핀이 요구됨에 따라 이중결합의 이동반응에 의한 사이클로올레핀의 이성질화반응에 대해서 오래 전부터 많은 연구가 지속되어 왔으며, 고분자 중합반응 등에 의한 이중결합의 손상이 없으면서 높은 수율과 선택성을 제공하는 촉매를 개발하는 것이 주된 과제라 할 수 있다.Therefore, as the cycloolefin having a structure in which the double bond is disposed in an appropriate position is required according to the nature of the chemical reaction and the final synthetic purpose, many studies have been conducted for a long time about the isomerization reaction of the cycloolefin by the transfer reaction of the double bond. The main task is to develop a catalyst that provides high yield and selectivity without damaging the double bonds due to polymer polymerization.

비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀 중 4-비닐사이클로헥센(4-vinylcyclohexene;4-VCH)과 1,5-사이클로옥타다이엔(1,5-cyclooctadiene;1,5-COD)은 뷰타다이엔의 이량체로 얻어지며, 이들 화합물의 이중결합 이동반응을 일으키는 촉매계는 크게 두 종류로 나눌 수 있다.4-vinylcyclohexene (4-VCH) and 1,5-cyclooctadiene (1,5-COD) in cycloolefins having nonconjugated double bonds Obtained as a dimer, the catalyst system which causes the double bond transfer reaction of these compounds can be divided into two types.

그 첫번째는 염기에 의한 올레핀의 이성질화반응으로서, 다이메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxide) 용매 내에서 삼차-뷰톡시화 포타슘(potassiumtert-butoxide)의 염기촉매를 사용할 경우, 반응식 1 및 2와 같이 4-VCH와 1,5-COD가 각각 3-에틸리덴사이클로헥센(3-ethylidenecyclohexene;3-ECH)과 1,3-COD로의 이성질화가 일어나는 것이 S.Bank.J. Org. Chem., vol.33. 1968. p.221 과 D.Devaprabhakara.J. Am. Chem. Soc., vol.85. 1963. p.1553 에 나타나 있다. 이때, 1,5-COD는 정량적으로 1,3-COD로 전환되었으나, 4-VCH의 경우에는 3-ECH로의 전환율이 낮을 뿐더러 다른 부산물이 함께 생성되었다.The first is the isomerization of olefins with base, using 4-base catalyst of potassium tert -butoxide in dimethyl sulfoxide solvent as shown in Schemes 1 and 2 Isomerization of VCH and 1,5-COD to 3-ethylidenecyclohexene (3-ECH) and 1,3-COD, respectively, occurs in S. Bank. J. Org. Chem ., Vol. 33. 1968. p. 221 and D. Devaprabhakara. J. Am. Chem. Soc. , vol. 85. 1963. p. 1553. At this time, 1,5-COD was quantitatively converted to 1,3-COD, but in the case of 4-VCH, conversion to 3-ECH was low and other by-products were produced together.

그 외에도 미국 특허 제3,340,317호에는 산화마그네슘을 사용하여 140℃에서 7시간 동안 반응시켜 4-VCH를 3-ECH로 67%의 수율로 전환하는 방법이 기재되어 있으며, 또한 미국 특허 제4,434,310호에는 수소화 나트륨/아민 화합물 촉매계를 사용하여 1,5-COD를 150℃에서 5시간 동안 반응시켜 1,3-COD로 전환하는 방법이 기재되어 있다.In addition, U. S. Patent No. 3,340, 317 describes a method for converting 4-VCH to 3-ECH in 67% yield by reacting at 140 DEG C for 7 hours using magnesium oxide, and U.S. Patent No. 4,434,310 for hydrogenation. A method of converting 1,5-COD to 1,3-COD by reaction at 150 ° C. for 5 hours using a sodium / amine compound catalyst system is described.

반면, 미국 특허 제3,523,979호에는 강산을 사용한 경우 분자내 고리화반응에 의해 반응식 3과 같이 1,5-COD를 2-바이사이클로[3.3.0]옥텐(2-bicyclo[3.3.0]octene)으로 전환하는 방법이 기재되어 있다.On the other hand, U.S. Patent No. 3,523,979 discloses 1,5-COD as 2-bicyclo [3.3.0] octene by the intramolecular cyclization reaction when strong acid is used. A method of switching to is described.

두번째는 금속화합물을 촉매로 사용한 것이다. 4-VCH의 이성질화반응에 있어서는 헥사카보닐 금속화합물, 유기산 및 트라이페닐포스핀(triphenylphosphin)을 사용하여 환류시키며, 3∼24시간 반응한 결과 3-ECH와 4-ECH의 혼합물이 80% 이상 얻어짐이 미국 특허 제3,363,014호에 나타나 있으며, 미국 특허 제3,390,193호에는 아세틸아세토네이토니켈(nickel acetylacetonate), 알킬알루미늄(alkyl aluminium) 및 아이소뷰틸렌(isobutylene)을 사용한 경우에 있어서는 150℃에서 8시간 반응한 후 감압증류한 생성물 중에서 80%의 3-ECH와 4-ECH의 혼합물이 얻어지는 것이 나타나 있다.The second is to use metal compounds as catalysts. In the isomerization of 4-VCH, the mixture was refluxed using a hexacarbonyl metal compound, an organic acid, and triphenylphosphin, and the reaction mixture of 3-ECH and 4-ECH was 80% or more after 3 to 24 hours. Obtained in U.S. Patent No. 3,363,014, and U.S. Patent No. 3,390,193 discloses 8 at 150 ° C when using acetylacetonatonickel, alkylaluminum and isobutylene. It is shown that 80% of the mixture of 3-ECH and 4-ECH is obtained in the product which was distilled under reduced pressure after reaction for some time.

한편, 1,5-COD의 이성질화 반응에 관해서는 1,5-COD가 다양한 금속과 착체를 잘 형성하므로, 이에 따른 금속화합물 촉매를 사용한 이성질화 반응에 대한 많은연구결과가 보고되어 있는데, 그 중에서 대표적인 몇 가지만 살펴보면 다음과 같다.On the other hand, as for the isomerization of 1,5-COD, since 1,5-COD forms complexes with various metals well, many studies on the isomerization reaction using a metal compound catalyst have been reported. Here are a few of the typical ones.

우선, J.E.Arnet.J. Am. Chem. Soc., vol.83. 1961. p.2954 의 펜타카보닐철[Fe(CO)5]을 촉매로 사용하여 115℃에서 7시간 반응한 경우와 미국 특허 제3,387,045호의 다이클로로비스(벤조나이트릴)팔라듐[PdCl2·2(C6H5CN)]을 사용하여 환류시키며 1시간 반응한 경우 및 미국 특허 제4,513,157호의 테트라뷰톡시화 타이타늄[Ti(OBu)4]/알킬 알루미늄 촉매계를 사용하여 환류시키며 1시간 반응시킨 경우의 반응 결과 대부분 1,3-COD를 90% 이상 얻을 수 있음이 나타나 있다.First of all, JEArnet. J. Am. Chem. Soc. , vol. 83. 1961. Using pentacarbonyl iron [Fe (CO) 5 ] of p. 2954 as a catalyst and reacting at 115 ° C. for 7 hours and dichlorobis (benzonitrile) palladium [PdCl 2 · 2 (US Patent No. 3,387,045). C 6 H 5 CN)] and reacted for 1 hour while refluxing with a tetrabutoxylated titanium [Ti (OBu) 4 ] / alkyl aluminum catalyst system of US Pat. No. 4,513,157 and reacted for 1 hour. As a result, most of 1,3-COD can be obtained more than 90%.

또한, 메탈로센 촉매를 이용한 이성질화 반응에 있어서는 다이클로로비스(사이클로펜타다이엔일)타이타늄/수소화 리튬 알루미늄(LiAlH4) 촉매계를 사용하여 180℃에서 2∼5시간 반응시킨 결과 선형 1,5-다이엔(linear 1,5-diene) 화합물 및 바이닐사이클로알케인의 이성질화반응이 일어나는 것이 K.Mach.Synthrsis, 1962. p.53 에 나타나 있다.In addition, in the isomerization reaction using a metallocene catalyst, the reaction was performed for 2 to 5 hours at 180 ° C. using a dichlorobis (cyclopentadienyl) titanium / lithium aluminum hydride (LiAlH 4 ) catalyst system. Isomerization of diene (linear 1,5-diene) compounds and vinylcycloalkanes occurs in K.Mach. Synthrsis , 1962. p.53.

다이클로로비스(사이클로펜타다이엔일)타이타늄/브로민화 아이소프로필마그네슘(iC3H7MgBr) 촉매계를 사용한 경우에 있어서도 유사한 반응이 일어났다. 즉 Qian Yanlong.J. Mol. Catal., vol.34. 1986. p.31 에는 상기 촉매계에서 타이타늄에 대한 1,5-COD의 몰비가 1:200일 때 1,5-COD가 25℃에서 1시간 반응조건에서 정량적으로 1,3-COD로 전환되는 것이 나타나 있다.Similar reactions occurred in the case of using a dichlorobis (cyclopentadienyl) titanium / brominated isopropylmagnesium ( i C 3 H 7 MgBr) catalyst system. Qian Yanlong J. Mol. Catal. , vol. 34. 1986. p.31 shows that when the molar ratio of 1,5-COD to titanium in the catalyst system is 1: 200, 1,5-COD is quantitatively converted to 1,3-COD under 25 ° C for 1 hour. Is shown.

또한, 상기 촉매계를 4-VCH에 사용하였을 때에는 반응식 4와 같이, 타이타늄에 대한 4-VCH의 몰비를 20으로 하여 저온인 15℃에서 2시간 반응한 결과 88%의 4-ECH가 얻어졌으며, 고온인 50℃에서 2시간 반응했을 때는 99%의 3-ECH가 얻어지는 것이 Lu Jiaqui.Acta Chemica Sinica, vol.46. 1989. p.711 에 보고되어 있다.In addition, when the catalyst system was used for 4-VCH, as in Scheme 4, 88% of 4-ECH was obtained as a result of reacting for 2 hours at 15 ° C. at a low temperature with a molar ratio of 4-VCH to titanium of 20. When reacted at 50 ° C. for 2 hours, 99% of 3-ECH was obtained from Lu Jiaqui. Acta Chemica Sinica , vol. 46. 1989. p.711.

이와 같은 선행 기술들은 4-VCH의 이성질화반응에 있어서 고리의 이중결합보다 이중결합의 활성이 높은 바이닐기만이 반응하였을 경우에는 4-ECH가 얻어지며, 두개의 이중결합이 이동하였을 경우에는 3-ECH가 얻어짐을 보이고 있다. 그런데, 4-VCH의 여러 촉매반응에서 볼 때 저온의 반응조건에서는 수율이 떨어지고, 고온의 격렬한 반응조건에서는 수율은 향상되었으나 대체로 선택성이 떨어지며 3-ECH와 4-ECH의 혼합물이 얻어진다. 그리고 이성질체라고 할 수 있는 3-ECH와 4-ECH는 분리가 쉽지 않기 때문에 선택적인 촉매에 의하여 각각 생성되도록 하는 것이 바람직하다.In the prior art, 4-ECH is obtained when only a vinyl group having a higher double bond activity than a ring double bond is reacted in 4-VCH isomerization reaction, and 3-ECH when two double bonds are moved. It is shown that ECH is obtained. By the way, in several catalytic reactions of 4-VCH, the yield was lowered at low temperature, and the yield was improved at high temperature, but the selectivity was generally lowered, resulting in a mixture of 3-ECH and 4-ECH. In addition, since 3-ECH and 4-ECH, which may be called isomers, are not easily separated, it is preferable to generate them by a selective catalyst.

또한, 상기 메탈로센 촉매는 온도에 민감하기 때문에 메탈로센 촉매를 고온에서 반응시킬 경우에는 그 안정성이 저하되므로 과량의 촉매 사용이 불가피해지는 문제점이 있다.In addition, since the metallocene catalyst is sensitive to temperature, when the metallocene catalyst is reacted at a high temperature, the stability thereof is lowered, so that an excessive amount of catalyst is inevitable.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 활성과 선택성이 높은 촉매에 의한 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method for isomerizing a cycloolefin having a nonconjugated double bond by a catalyst having high activity and selectivity.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 분자식 L4-nMXn로표현되는 제 4족 금속화합물과 일반식 RmAlX3-m로표현되는 유기알루미늄화합물을 촉매로 하여 비공액 이중결합을 가지는 불포화 사이클로올레핀의 이중결합을 이동시키는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is an unsaturated having a non-conjugated double bond by using a Group 4 metal compound represented by the molecular formula L 4-n MX n and an organoaluminum compound represented by the general formula R m AlX 3-m as a catalyst It is characterized by moving the double bond of the cycloolefin.

이하, 본 발명에 의한 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method for isomerizing a cycloolefin having a nonconjugated double bond according to the present invention will be described.

본 발명에 적용되는 사이클로올레핀은 비공액 이중결합을 가지며 6개 이상 12개 이하의 탄소로 이루어지는 고리를 가지고 있으며, 선택적으로 도입된 치환기가 있는 불포화 사이클로올레핀이다. 이러한 올레핀으로는 4-바이닐사이클로헥센, 다이펜텐, 4-아이소프로펜일사이클로헥센 및 이들의 알킬기 치환체, 1,5-사이클로옥타다이엔과 1,4-사이클로옥타다이엔 및 이들 각각의 알킬기 치환체, 1,5,9-사이클로도데카트라이엔(1,5,9-cyclododecatriene) 등이 포함된다.The cycloolefin applied to the present invention is an unsaturated cycloolefin having a non-conjugated double bond, a ring composed of 6 or more and 12 or less carbons, and optionally having a substituent introduced. Such olefins include 4-vinylcyclohexene, dipentene, 4-isopropenylcyclohexene and their alkyl group substituents, 1,5-cyclooctadiene and 1,4-cyclooctadiene and their respective alkyl group substituents, 1,5,9-cyclododecatriene and the like.

이러한 사이클로올레핀의 이중결합은 이성질화 촉매를 사용한 반응에 의하여 이동될 수 있으며, 본 발명에서의 이성질화반응은 제 4족 금속화합물과 유기알루미늄화합물로 구성된 촉매계의 존재하에서 진행된다.The double bond of the cycloolefin can be moved by a reaction using an isomerization catalyst, and the isomerization reaction in the present invention is carried out in the presence of a catalyst system composed of a Group 4 metal compound and an organoaluminum compound.

상기 제 4족 금속화합물은 분자식 L4-nMXn로 표현되는 금속화합물로서, M은 타이타늄, 지르코늄 또는 하프늄이며, X는 할로겐, L은 3에서 8개의 π전자주개의 리간드이며, n은 1, 2 또는 3이다.The Group 4 metal compound is a metal compound represented by the molecular formula L 4-n MX n , M is titanium, zirconium or hafnium, X is halogen, L is a ligand of 3 to 8 π electron donors, n is 1 , 2 or 3.

이때, 상기 리간드 L은 η3-알릴(η3-allyl), η5-사이클로펜타다이엔일(η5-cyclopentadienyl), η7-사이클로헵타다이엔일(η7-cycloheptatrienyl)과 이들의 유도체 및 η6-벤젠(η6-benzene)과 이들의 유도체를 포함하는 η6-방향족(η6-aromatics)이다.In this case, the ligand L is η 3 - allyl (η 3 -allyl), η 5 - cyclopentadienyl (η 5 -cyclopentadienyl), η 7 - cycloheptane-butadiene days (η 7 -cycloheptatrienyl) and derivatives thereof and η 6 - is an aromatic (η 6 -aromatics) - benzene (η 6 -benzene) and η 6 containing derivatives thereof.

이러한 제 4족 금속화합물로는 트라이클로로사이클로펜타다이엔일타이타늄 (cyclopentadienyltitanium trichloride), 다이클로로비스(사이클로펜타다이엔일)타이타늄(biscyclopentadienyltitanium dichloride), 트라이클로로인덴일타이타늄 (indenyltitanium trichloride), 트라이클로로펜타메틸사이클로펜타다이엔일타이타늄(pentametylcyclopentadienyltitanium trichloride), 다이클로로비스(사이클로펜타다이엔일)지르코늄(biscyclopentadienylzirconium dichloride), 다이클로로비스(인덴일)지르코늄(bisindenylzirconium dichloride), 다이클로로비스(펜타메틸사이클로펜타다이엔일)타이타늄(bispentametylcyclooentadienyltitanium dichloride), 트라이클로로사이클로펜타다이엔일지르코늄(cyclopentadienylzirconium trichloride), 트라이클로로펜타메틸사이클로펜타다이엔일지르코늄 (pentametylcyclopentadienylzirconium trichloride), 다이클로로비스(사이클로펜타다이엔일)하프늄(biscyclopentadienylhafnium dichloride) 등이 포함된다.These Group 4 metal compounds include trichlorocyclopentadienyltitanium trichloride, dichlorobis (cyclopentadienyltitanium dichloride), trichloroindentitanium trichloride, and trichloropentatan trichloride. Methylcyclopentadienyl titanium (pentametylcyclopentadienyltitanium trichloride), dichlorobis (cyclopentadienyl) zirconium (biscyclopentadienylzirconium dichloride), dichlorobis (indenyl) zirconium (bisindenylzirconium dichloride), dichlorobis (pentamethyl cyclopenta dipentane) Nyl) titanium (bispentametylcyclooentadienyltitanium dichloride), trichlorocyclopentadienyl zirconium (cyclopentadienylzirconium trichloride), trichloropentamethylcyclopentadienyl zirconium (pentametylcyclopentadienylzirconium trichloride), dichlorobi Biscyclopentadienyl hafnium dichloride and the like.

그리고 상기 유기알루미늄화합물은 일반식 RmAlX3-m으로 표현되며, 여기서 R은 C1∼C20알킬기(alkyl group) 또는 아릴기(aryl group)이고, m은 1, 2 또는 3이며, X는 할로겐 또는 C1∼C10알킬기, 알콕시기(alkoxy group) 또는 m=2인 경우 X는 할로겐 또는 수소이다.And the organoaluminum compound is represented by the general formula R m AlX 3-m , where R is C 1 ~ C 20 Alkyl group or aryl group, m is 1, 2 or 3, X Is halogen or C 1 -C 10 alkyl group, alkoxy group or m = 2, X is halogen or hydrogen.

상기 유기알루미늄화합물로는 트라이에틸알루미늄(triethylaluminum), 트라이아이소뷰틸알루미늄(triisobutylaluminum), 트라이헥실알루미늄 (trihexylaluminum), 트라이옥틸알루미늄(trioctylaluminum), 염화다이에틸알루미늄(diethylaluminum chloride), 에톡시화 다이에틸알루미늄(diethylaluminum ethoxide), 세스퀴염화 에틸알루미늄(ethylaluminum sesquichloride), 수소화 다이에틸알루미늄(diethylaluminum hydride), 수소화 다이아이소뷰틸알루미늄 (diisobutylaluminum hydride), 플루오르화 다이에틸알루미늄(diethylaluminum fluorid), 플루오르화 다이아이소뷰틸알루미늄 (diisobutylaluminum fluoride) 등이 포함된다.The organoaluminum compound is triethylaluminum, triisobutylaluminum, trihexylaluminum, trioctylaluminum, diethylaluminum chloride, ethoxylated diethylaluminum ( diethylaluminum ethoxide, ethylaluminum sesquichloride, diethylaluminum hydride, diisobutylaluminum hydride, diethylaluminum fluorid, diisobutylaluminum fluoride diisobutylaluminum fluoride).

한편, 상기와 같은 화합물을 이용하여 사이클로올레핀을 이성질화시킬 때 상기 사이클로올레핀에 대한 제 4족 금속화합물의 몰비(mole ratio)는 10-3∼10-1이 적당하고, 상기 제 4족 금속화합물에 대한 유기알루미늄화합물의 몰비는 0.5∼25가 적당하며, 1∼10이 보다 바람직하다.On the other hand, when isomerizing cycloolefin using such a compound, the mole ratio of the Group 4 metal compound to the cycloolefin is preferably 10 −3 to 10 −1 , and the Group 4 metal compound. 0.5-25 are suitable and, as for the molar ratio of the organoaluminum compound with respect to, 1-10 are more preferable.

본 발명에서 반응계에 촉매를 투입하는 방법에 있어서는 제 4족 금속화합물을 유기알루미늄화합물과 분리하여 투입하거나, 상기 제 4족 금속화합물과 유기알루미늄화합물을 미리 용매에서 혼합한 후 이 혼합물을 반응계에 투입할 수 있는데, 후자의 경우에는 촉매의 보관 및 주입시의 취급이 용이하다.In the method of adding a catalyst to the reaction system in the present invention, the Group 4 metal compound is separately added to the organoaluminum compound, or the Group 4 metal compound and the organoaluminum compound are mixed in a solvent in advance, and then the mixture is added to the reaction system. In the latter case, the catalyst can be easily stored and handled during injection.

한편, 본 발명에 따르는 사이클로올레핀의 이성질화반응에 있어서는 용매를 사용할 수도 있으며, 이때 사용되는 반응 용매는 촉매계 또는 반응물에 대하여 반응성이 없는 방향족 탄화수소, 포화지방족 탄화수소 등이 사용될 수 있다. 즉, 이러한 반응 용매로는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌 등의 알킬 벤젠류와, 헥산, 사이클로 헥산, 옥테인, 아이소옥테인 등의 알케인류 또는 사이클로 알케인류 및 다이글라임, 다이옥세인(dioxane), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran) 등의 에터류(ethers)가 포함된다.On the other hand, in the isomerization of cycloolefin according to the present invention, a solvent may be used, and the reaction solvent used may be an aromatic hydrocarbon, a saturated aliphatic hydrocarbon, or the like, which is not reactive toward the catalyst or the reactant. That is, such reaction solvents include alkyl benzenes such as benzene, toluene, xylene and mesitylene, alkanes such as hexane, cyclohexane, octane and isooctane or cyclo alkanes and diglyme, dioxane ( ethers such as dioxane, tetrahydrofuran and the like.

본 발명을 진행하기 위한 반응온도는 50∼200℃이며, 80∼160℃ 사이에서 진행하는 것이 보다 바람직하다.Reaction temperature for advancing this invention is 50-200 degreeC, and it is more preferable to advance between 80-160 degreeC.

또한, 본 발명의 반응은 질소, 아르곤 등의 비활성 기체 존재하의 무수 분위기에서 진행된다.In addition, the reaction of the present invention proceeds in anhydrous atmosphere in the presence of an inert gas such as nitrogen and argon.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하되, 다음 실시예들로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to the following Examples.

다음의 모든 실시예의 이성질화반응은 진공라인을 사용하여 질소 기체 존재하의 무수 분위기에서 진행하였다.The isomerization of all the following examples was carried out in anhydrous atmosphere in the presence of nitrogen gas using a vacuum line.

<실시예 1><Example 1>

드라이 박스 내에서 다이클로로비스(사이클로펜타다이엔일)타이타늄(Cp2TiCl2) 0.001몰(mol)을 플라스크에 넣은 후, 외부로 반출하여 진공라인과 연결한다. 질소 기체 존재하의 무수 분위기에서 1,5-COD 0.100몰을 가하여 15분 정도 교반한다. 이 용액에 트라이에틸알루미늄(AlEt3)을 가하면 Cp2TiCl2이 용해되면서 반응용액의 색이 푸른색으로 변한다. 100℃에서 2시간 반응시킨 후, 시료를 채취하여 기체 크로마토그래피(Gas Chromatography)로 분석한 결과 1,3-COD로 99% 이상 전환되었다.In a dry box, 0.001 mol (mol) of dichlorobis (cyclopentadienyl) titanium (Cp 2 TiCl 2 ) is placed in a flask, and then taken out to be connected to a vacuum line. In anhydrous atmosphere in the presence of nitrogen gas, 0.100 mol of 1,5-COD is added and stirred for about 15 minutes. When triethylaluminum (AlEt 3 ) is added to this solution, the color of the reaction solution turns blue while Cp 2 TiCl 2 is dissolved. After reacting at 100 ° C. for 2 hours, a sample was taken and analyzed by gas chromatography (Gas Chromatography).

<비교예 1>Comparative Example 1

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되 AlEt3를 첨가하지 않고 반응시켜, 시료를 채취하여 기체 크로마토그래피로 분석한 결과 반응하지 않은 1,5-COD만 검출되었다.The reaction was carried out in the same manner as in Example 1, but without addition of AlEt 3 , and a sample was taken and analyzed by gas chromatography. Only unreacted 1,5-COD was detected.

<실시예 2∼5><Examples 2-5>

유기알루미늄화합물의 종류와 양을 달리하여 실시예 1과 같은 조건으로 100℃에서 반응한 후, 시료를 채취하여 기체 크로마토그래피로 분석한 결과를 표 1에 나타내었다. 이때 사용된 유기알루미늄화합물은 AlEt3,수소화 다이아이소뷰틸알루미늄(DIBAL-H) 및 트라이메틸알루미늄(AlMe3)이다.After varying the type and amount of the organoaluminum compound, the reaction was carried out at 100 ° C. under the same conditions as in Example 1, and the samples were taken and analyzed by gas chromatography. The organoaluminum compound used at this time is AlEt 3 , hydrogenated diisobutylaluminum (DIBAL-H) and trimethylaluminum (AlMe 3 ).

실시예Example Al촉매Al catalyst 1,5-COD:Cp2TiCl2:Al(mol)1,5-COD: Cp 2 TiCl 2 : Al (mol) 반응시간(h)Response time (h) 수율(%)yield(%) 1,5-COD1,5-COD 1,4-COD1,4-COD 1,3-COD1,3-COD 22 AlEt3 AlEt 3 100:1:5100: 1: 5 2.02.0 3131 2828 4040 33 DIBAL-HDIBAL-H 100:1:2100: 1: 2 2.02.0 99 1212 8080 44 DIBAL-HDIBAL-H 100:1:5100: 1: 5 2.02.0 -- tracetrace 100100 55 AlMe3 AlMe 3 100:1:2100: 1: 2 4.04.0 7474 2121 55

<실시예 6∼11><Examples 6-11>

제 4족 금속화합물의 종류와 양을 변화시키며, 실시예 1과 같은 조건으로 100℃에서 반응한 후, 시료를 채취하여 기체 크로마토그래피로 분석한 결과를 표 2에 나타내었다. 이때 사용된 제 4족 금속화합물은 다이클로로비스(사이클로펜타다이엔일)지르코늄(Cp2ZrCl2)및 다이클로로비스(사이클로펜타다이엔일)하프늄 (Cp2HfCl2)이며, 유기알루미늄화합물을 첨가하면 제 4족 금속화합물이 용해되면서 반응용액의 색은 노란색으로 바뀌었다.The type and amount of the Group 4 metal compound were varied, and the reaction was carried out at 100 ° C. under the same conditions as in Example 1, and then the samples were taken and analyzed by gas chromatography. The Group 4 metal compounds used at this time are dichlorobis (cyclopentadienyl) zirconium (Cp 2 ZrCl 2 ) and dichlorobis (cyclopentadienyl) hafnium (Cp 2 HfCl 2 ). When added, the Group 4 metal compound was dissolved, and the reaction solution turned yellow.

실시예Example Cp2MCl2 Cp 2 MCl 2 Al촉매Al catalyst 1,5-COD:Cp2TiCl2:Al(mol)1,5-COD: Cp 2 TiCl 2 : Al (mol) 시간(h)Hours (h) 수율(%)yield(%) 1,5-COD1,5-COD 1,4-COD1,4-COD 1,3-COD1,3-COD 66 Cp2ZrCl2 Cp 2 ZrCl 2 AlEt3 AlEt 3 100:1:2100: 1: 2 1.01.0 tracetrace tracetrace 100100 77 Cp2ZrCl2 Cp 2 ZrCl 2 DIBAL-HDIBAL-H 100:1:5100: 1: 5 1.01.0 tracetrace tracetrace 100100 88 Cp2ZrCl2 Cp 2 ZrCl 2 DIBAL-HDIBAL-H 100:0.4:2100: 0.4: 2 2.02.0 tracetrace tracetrace 100100 99 Cp2ZrCl2 Cp 2 ZrCl 2 DIBAL-HDIBAL-H 100:0.2:1100: 0.2: 1 2.02.0 33 44 9393 1010 Cp2HfCl2 Cp 2 HfCl 2 AlMe3 AlMe 3 100:1:2100: 1: 2 4.04.0 8585 1414 22 1111 Cp2HfCl2 Cp 2 HfCl 2 DIBAL-HDIBAL-H 100:1:5100: 1: 5 4.04.0 1616 1818 6666

<실시예 12∼14><Examples 12-14>

드라이 박스 내에서 정량의 Cp2TiCl2을 플라스크에 넣어서 외부로 반출하여 진공라인에 연결한다. 질소 분위기 하에서 감압 증류한 후 냉동 보관된 4-VCH 0.100몰을 가하여 15분 정도 교반한다. 이 용액에 AlEt3또는 DIBAL-H을 가하면Cp2TiCl2이 용해되면서 반응용액의 색이 푸른색으로 변한다. 이 반응용액을 교반하면서 100℃에서 4시간 정도 반응시킨 후, 시료를 채취하여 기체 크로마토그래피로 분석한 결과 4-VCH의 바이닐기의 이중결합만이 이동된 4-ECH가 주생성물로 얻어진다. 이러한 반응조건 및 생성물 분석을 표 3에 나타내었다.In a dry box, a quantity of Cp 2 TiCl 2 is put into a flask and taken out to a vacuum line. After distillation under reduced pressure under a nitrogen atmosphere, 0.100 mol of 4-VCH, which was stored frozen, was added and stirred for about 15 minutes. Addition of AlEt 3 or DIBAL-H to this solution dissolves Cp 2 TiCl 2 and changes the color of the reaction solution to blue. After reacting the reaction solution at 100 DEG C for about 4 hours with stirring, a sample was taken and analyzed by gas chromatography to obtain 4-ECH as a main product, in which only a double bond of 4-VCH vinyl group was transferred. These reaction conditions and product analysis are shown in Table 3.

실시예Example Al촉매Al catalyst 4-VCH:Ti:Al(mol)4-VCH: Ti: Al (mol) 반응시간(h)Response time (h) 수율(%)yield(%) 4-VCH4-VCH 4-ECH4-ECH 3-ECH3-ECH 1212 AlEt3 AlEt 3 100:1:2100: 1: 2 4.04.0 5252 4040 33 1313 AlEt3 AlEt 3 100:2:5100: 2: 5 4.04.0 3333 4747 99 1414 DIBAL-HDIBAL-H 100:2:5100: 2: 5 4.54.5 4848 3030 99

상기와 같은 실시예의 결과로부터 본 발명의 촉매가 올레핀의 이성질화반응에 높은 활성 및 선택성을 보임을 알 수 있다.It can be seen from the results of the above examples that the catalyst of the present invention exhibits high activity and selectivity for the isomerization of olefins.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 촉매를 사용하면 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화반응에 높은 활성과 선택성을 부여함으로써 이중결합에 손상이 발생하는 것을 방지함과 아울러 수율을 향상시키게 된다.As described above, the use of the catalyst according to the present invention provides high activity and selectivity to isomerization of cycloolefins having nonconjugated double bonds, thereby preventing damage to the double bonds and improving yield. do.

Claims (8)

분자식 L4-nMXn(M은 타이타늄, 지르코늄 또는 하프늄이며, X는 할로겐, L은 3에서 8개의 π전자주개의 리간드이며, n은 1, 2 또는 3)로표현되는 제 4족 금속화합물과 일반식 RmAlX3-m(R은 C1∼C20알킬기 또는 아릴기이고, m은 1, 2 또는 3이며, X는 할로겐 또는 C1∼C10알킬기, 알콕시기 또는 m=2인 경우 X는 할로겐 또는 수소)로표현되는 유기알루미늄화합물을 촉매로 하여 탄소수 6개 이상 12개 이하로 구성되는 고리를 가지고 있으며, 비공액 이중결합을 가지고 있는 불포화 사이클로올레핀의 이중결합을 이동시키는 것을 특징으로 하는 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화방법.Group 4 metal compound represented by the molecular formula L 4-n MX n (M is titanium, zirconium or hafnium, X is halogen, L is 3 to 8 π electron donor ligands, and n is 1, 2 or 3) And general formula R m AlX 3-m (R is C 1 -C 20 alkyl group or aryl group, m is 1, 2 or 3, X is halogen or C 1 -C 10 alkyl group, alkoxy group or m = 2) In this case, X is an organoaluminum compound represented by halogen or hydrogen) and has a ring composed of 6 or more carbon atoms and 12 or less carbon atoms, and transfers double bonds of unsaturated cycloolefins having non-conjugated double bonds. Isomerization method of cycloolefin which has a non-conjugated double bond to be. 제1항에 있어서, 상기 사이클로올레핀에 투여되는 제 4족 금속화합물에 대한 유기알루미늄화합물의 몰비는 0.5∼25인 것을 특징으로 하는 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화방법.The method for isomerizing cycloolefins having non-conjugated double bonds according to claim 1, wherein the molar ratio of the organoaluminum compound to the Group 4 metal compound administered to the cycloolefin is 0.5 to 25. 제1항에 있어서, 상기 사이클로올레핀에 대한 제 4족 금속화합물의 몰비는 10-3∼10-1인 것을 특징으로 하는 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화방법.The method of claim 1, wherein the molar ratio of the Group 4 metal compound to the cycloolefin is 10 -3 to 10 -1 . 제1항에 있어서, 상기 이성질화반응의 반응 온도는 50∼200℃ 범위인 것을 특징으로 하는 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화방법.The isomerization method of cycloolefin having a non-conjugated double bond according to claim 1, wherein the reaction temperature of the isomerization reaction is in the range of 50 to 200 ° C. 제1항에 있어서, 상기 사이클로올레핀은 4-바이닐사이클로헥센, 다이펜텐, 4-아이소프로펜일 사이클로헥센 및 이들의 알킬기 치환체 중에서 선택됨을 특징으로 하는 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화방법.The method of claim 1, wherein the cycloolefin is selected from 4-vinylcyclohexene, dipentene, 4-isopropenyl cyclohexene, and an alkyl group substituent thereof. 제 1항에 있어서, 상기 사이클로올레핀은 1,5-사이클로 옥타다이엔, 1,4-사이클로 옥타다이엔 및 이들의 알킬기 치환체 중에서 선택됨을 특징으로 하는 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화방법.The method of claim 1, wherein the cycloolefin is 1,5-cyclo octadiene, 1,4-cyclo octadiene and alkyl group substituents thereof, isomerization method of cycloolefin having a non-conjugated double bond . 제1항에 있어서, 상기 제 4족 금속화합물은 트라이클로로사이클로펜타다이엔일타이타늄, 다이클로로비스(사이클로펜타다이엔일)타이타늄, 트라이클로로인덴일타이타늄, 트라이클로로펜타메틸사이클로펜타다이엔일타이타늄, 다이클로로비스(사이클로펜타다이엔일)지르코늄, 다이클로로비스(인덴일)지르코늄, 다이클로로비스(펜타메틸사이클로펜타다이엔일)타이타늄, 트라이클로로사이클로펜타다이엔일지르코늄, 트라이클로로펜타메틸사이클로펜타다이엔일지르코늄, 다이클로로비스(사이클로펜타다이엔일)하프늄 중에서 선택됨을 특징으로 하는 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화방법.The method of claim 1, wherein the Group 4 metal compound is trichlorocyclopentadienyl titanium, dichlorobis (cyclopentadienyl) titanium, trichloroindenyl titanium, trichloropentamethylcyclopentadienyl titanium , Dichlorobis (cyclopentadienyl) zirconium, dichlorobis (indenyl) zirconium, dichlorobis (pentamethylcyclopentadienyl) titanium, trichlorocyclopentadienylzirconium, trichloropentamethylcyclo A method for isomerizing a cycloolefin having a non-conjugated double bond, characterized in that it is selected from pentadienyl zirconium and dichlorobis (cyclopentadienyl) hafnium. 제1항에 있어서, 상기 유기알루미늄화합물은 트라이에틸알루미늄, 트라이아이소뷰틸알루미늄, 트라이헥실알루미늄, 트라이옥틸알루미늄, 염화 다이에틸알루미늄, 에톡시화 다이에틸알루미늄, 세스퀴염화 에틸알루미늄, 수소화 다이에틸알루미늄, 수소화 다이아이소뷰틸알루미늄, 플루오르화 다이에틸알루미늄, 플루오르화 다이아이소뷰틸알루미늄 중에서 선택됨을 특징으로 하는 비공액 이중결합을 가지는 사이클로올레핀의 이성질화방법.The method of claim 1, wherein the organoaluminum compound is triethylaluminum, triisobutylaluminum, trihexyl aluminum, trioctyl aluminum, diethylaluminum chloride, ethoxylated diethylaluminum, sesquichloride hydrochloride aluminum, diethylaluminum hydride, A method for isomerizing a cycloolefin having a non-conjugated double bond, characterized in that it is selected from hydrogenated diisobutylaluminum, diethylaluminum fluoride, and diisobutylaluminum fluoride.
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