TW480265B - Method of manufacturing phosphine compound - Google Patents

Description

480265 經淆部中次標绛局兵Jr.消费告竹社印f A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明係關於膦化合物，其可作爲可用於烯烴羰基化作 用之觸(媒系統之成份使用，且特別關於製造此種膦化合物 之方法。 WO 96/19434揭示一種乙錦τ羰基化作用之方法，及一種在 其中使用之觸媒系統。在該文件中所述之觸媒系統，包含 通式（Rs -X-L2 -P_(C-R3 )2之二齒螯合膦配位體，其中各 R係獨立爲懸垂、視情況經取代之有機基團，經過此基團 連接至三級碳原子C ; L1、L2係獨立爲連結基團，選自視 情況經取代之低碳次燒基鏈，連接個別鳞原子至X基團， 而X爲橋接基團，包含視情況經取代之芳基部份，轉原子 係連接於其上，位在可採用之相鄰碳原子上；及其_族 金屬或化合物。此種二齒螯合膦配位體之一項實例，係爲 雙（二-第三丁基膦基）-鄰-二甲苯。 此種觸媒可經由將膦配位體與鈀之適當來源（譬如酷酸 鈀）混合而製成。WO %/19434係描述該配位體之一種形式經 由鳞鹽之製備法，該銹鹽係製自適當二級膦與相應芳族二 鹵化物之反應。在WO 96/19434之膦配位體之較佳形式中， R爲低碳坑基’特別是甲基。關於藉上述途徑製造此配位 體之一項問題，係爲所使用之二級膦（例如二_第三_ 丁基 膦）爲有毒性、高度反應性、有難聞氣味及易燃性。吾人 亦已發現此反應爲低產率’並使一部份二-第三-丁基騰轉 化成不可再用之廢棄物，其必須經處置。 M.F· Lappert & T.R. Martin 之論文（J. Chem. Soc·，Dalton Trans 1982 第1952頁）係描述各種金屬環狀化合物經由二-Grignard合成 _____ -4- 本紙張尺度適用中國國家標净（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） ^ ^ 裝 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 卿265 A7 B7 五、 發明説明（2) 經消部中决標準局負J消费告竹如印繁 途徑之製法。 吾人目前已發現在W0 96/19434中所述類型之膦配位體， 可藉南產率途控’使用較溫和物質製成，該物質係比 W0 96/19434中所述之途徑產生較少廢棄物。 根據本發明，一種製造具有通式（RrChPd-X-I^-P-CC-RA 之化合物（I)之方法，於該式中各R係獨立爲懸垂、視情況 經取代之有機基團，經過此基團連接至三級碳原子C ; L1 、L2係獨立爲連結基團，選自視情況經取代之低碳次烷基 鏈，連接個別磷原子至X基團，而X爲橋接基團，包含視 情況經取代之芳基部份，磷原子係連接於其上，位在可採 用之相鄰碳原子上，該方法包括以下步驟 i) 使式A-L1 -X-L2 -A化合物（Π)，其中A爲鹵原子，與金屬Μ ，在適當溶劑中一起反應，以形成式A-M-L1 -X-L2-M-A中間 化合物（m)， ii) 使該中間化合物（m)與式（R3 -OJ-A1化合物（IV)反應，其 中A1爲鹵原子，其可與A相同或不同，以形成該化合物①。 具通式讲3七)21)-^1-\-1^2_?-((^3)2之化合物（1)，可作爲觸媒 化合物之成份使用。特定言之，wo 96/19434描述使用此種 化合物作爲二齒螯合配位體，當其與胃族金屬（譬如鈀） 一起使用時，係爲烯烴羰基化作用之有效觸媒。 此懸垂、視情況經取代之有機基團r可獨立選自廣範圍 成份。此懸垂基團較佳爲視情況經取代之低碳燒基，例如 Cn，且可爲分枝狀或線性。各R基團可與每一個其他R基 團相同或不同。（Ι13·〇2Ρ-ΐΛΧ-Ε2-Ρ-((Μ13)2較佳爲對稱，其中 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1· 、一\'口 Γ .—I. 卿265 A7 '-— ______ B7 五、發明酬（3 )~" ~ —-- 兩個（C-R3)2基團爲相同。 特佳者爲當有機基團R與其個別碳原子結合而形成複合 基團時，其係、至少如第三丁基一樣具有立體阻礙性。就 此而論，位阻現象係如在CMasters所著，由Chapman&Haii於 1981出版之"均質過渡金屬催化作用-溫和技藝"之第μ頁 及其後文中所討論者。 連結基團Li與L2係獨立選自視情況經取代，特別是低碳 烷基，例如^至(：4，經取代之低碳次烷基，例如^至^鏈 。特佳者爲當L1與L2爲亞甲基時。 橋接基團X爲芳基部份，例如苯基，其可視情況經取代 ，其條件是兩個磷原子係連接至相鄰碳原子，例如在苯基 义1與2位置上。芳基部份可被其他有機基團視情況取代， 例如烷基，特別是q-8，芳基、烷氧基、烷氧羰基、卣基 、硝基、三_甲基及氰基。再者，芳基部份可爲稠合多環 狀基團’例如次莕基、次聯苯基或次茚基。 經濟部中次摞绛局萸_τ消費合竹社印來 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 可有利地根據本發明方法製成之化合物（I)之實例，係描 述於W0 96/19434中，其係併於本文供參考，且包括雙（二_ 第二-丁基膦基）_鄰-二甲苯（亦稱爲1，2雙（二-第三-丁基膦 基甲基）苯）、雙（二-第三-新戊基膦基）_鄰_二甲苯及雙^2( 二-第三·丁基膦基）茬。 Μ可爲任何適當金屬，在與烷基卣化物反應時，其係形 成極性有機金屬。適當金屬包括第Π族與第ΠΒ族，例如鎂 、約、鋅、鎘、汞、鋁、鎵、銦、錫及鉛。較佳金屬爲鎂 。當使用鍰時，化合物（ΙΠ)被稱爲二_ Grignard化合物。鎂可 本紙張尺度適用中國國家榡準（^JS_) A_4規格（210X 297公釐) '~ 獨265

五、發明説明（4) 主任何合宜形式，譬如镟屑、碎片、顆粒、帶狀物等，但 較佳係(使用鎂粉末。 化合物⑻之性質係依所需要產物化合物①之性質而定。 當L1與L2均爲亞甲基且X爲未經取代苯基時，較佳起始物 貝爲- 一鼠_鄭_二甲苯。Α爲鹵原子。較佳鹵素爲氯 ’惟其他自素，例如溴，可爲有效的。 吾人已發現可有利地將化合物（Π)慢慢地添加至金屬中， 例如逐滴或利用另一種裝置以達成緩慢添加，例如可控制 泵。 二-Grignard化合物，例如鄰_c6H4(CH2MgCl)2之形成，係由 M.F. Lapper 等人描述於 j chem· Soc· Dalton Trans. (1982)第 1959 頁 中。此論文係描述金屬環狀化合物經由二·反應之 製備，但二-Grignard化合物之實際製備係經充分地描述， 並可用於本發明化合物（m)之製備。因此，按照此文件之 陳述内容’其係併於本文作爲參考，則若使用THp作爲溶 劑’且當化合物（Π)及因此是所形成二-化合物（m)在 各劑中之濃度相對較低，例如低於約01莫耳/升，較佳爲 約0.075莫耳/升時，二 化合物之產率可增加。 經滴部中决掠埤局萸_τ消费告竹私印f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 膦化合物（IV)之性質係依欲被製備之產物化合物而定。 懸垂、視情況經取代之有機基團R，可獨立選自廣範圍成 份。此懸垂基團較佳爲視情況經取代之低碳烷基，例如q _ 8 ’且可爲分枝狀或線性。各R基團可與每一個其他r基團 相同或不同。（r3-C)2P_li_x丄2_p_(c_R3)2較佳爲對稱，其中兩 個（C-Rs h基團係爲相同。Αι較佳爲氯或溴或碘原子。以下 本紙張尺㈣财關家縣「CNS ) Λ4^ ( 21GX 297公釐） 480265 A7 B7 5 五、發明説明（ ：I-:-#批衣—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 述作爲-項實例，當各R基團爲甲基時，冑即當(c_从爲 第三基時，則膦化合物（Ιγ)可爲二_第三-丁基氯基膦。 化合物（IV)可藉合成獲得，例如經由反應，其中（化_ C)MgCl係與PCI3反應，或藉此項技藝中已知之其他合成方 法。一些適當物質亦可市購而得。 可將膦化合物（w)添加至化合物（m)中，其量係超過所需 要i化學计量。化合物（IV)對化合物（m)之比例較佳爲至少 2 : 1，惟若此比例較大，例如至少4 : i，則可達成較快 反應速率。但是，在此等較高比例下所達成反應速率上之 增加，必定會因使用較多膦化合物之經濟效益而被抵銷。 通常化合物（IV)對化合物（m)之比例係低於20 : i，較佳係 低於約10 : 1。 所使用之/谷劑不得含有任何會與中間化合物反應之成份 ，且通當之此種溶劑係爲熟練化學師所習知。有利之溶劑 包括抶水醚性溶劑，譬如四氫呋喃（THF)、二氧陸圜及二甲 氧基乙較佳溶劑爲THF。二_ Grignard化合物之形成必須 在操水狀悲中進行，因爲水會與沉职ard化合物反應而在副 反應中產生。 經满部中决摞準局員Vi消费告竹社印粼 在化合物（m)與化合物（IV)間之反應，若需要可經加熱以 增加反應速率。但是，若反應特別快速，則反應可更容易 地方;另外加熱不存在下或以冷卻加以控制。反應速率依此 方式降低’可有利地降低某些系統中之副反應。以下述作 爲實例，吾人已發現當化合物（IV)爲氯基膦時，此反應可 谷易地加以控制，且若稍微地加熱則達成令人滿意之速率 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標毕別 480265 A7 __________B7 五、發明説明（6 ) -----:—— (請先閱讀背面之注意事項存填寫本百〇 ，例如將此反應在約50。(：之溫度下進行。但是，當使用相 應I溴基膦代替氯基膦時，此反應在室溫下可極快速，立 因此無需另外加熱，而冷卻此反應混合物可能是有利的。 化合物（I)可自反應混合物單離，其方式是餾出過量溶劑 及過1反應物（若存在時），較佳係在眞空下，然後在溶劑 中萃取產物化合物，該溶劑例如己烷或甲醇（較佳爲熱的） ，產物可自其中沉澱或再結晶。熟諳有機化學技藝者取 得之用以分離產物之其他技術與試劑，可參考合適者採用 〇 僅以實例方式進一步於下文説明本發明。 實例1化合物（III)之備 1·, 經由在90°C及眞空下加熱30分鐘，使135克（55亳莫耳）粉 末狀鎂活化，接著冷卻及與碘之單晶在約4〇毫升ΤΗρ中一 起攪掉，該THF已預先在&下於鈉上蒸餾，直到碘染色被 移除爲止。將碘化鎂溶液過濾，並將金屬再懸浮於約毫 升已悉餾ITHF中。於其中添加242克（13 8毫莫耳）昇華之 πβ’·二氯_鄰_二甲苯在THF(140毫升）中之溶液，歷經3_4 小時，並將反應混合物攪拌過夜。將所形成之二_ 溶液過濾，並以2毫升脱氣之水驟冷，以產生鄰_二甲苯。 然後，將所製成之鄰·二甲苯藉氣相層析法分析，並與實 驗室中配成之標準溶液比較，以測定產率。以“^二氯 鄰-二甲苯起始物質爲基準，此產率經估計係爲9ι%，確認 此反應係產生尚產率之二-化合物。 實例2 . ——· 1 一—— —— —Q — 本紙張尺度適用中國國家標準（（、NS ) Λ4規格（210Χ297公董） 經滴部中决摞缚局貞_T消费告作社印來 480265 A7 B7 -----— ~~ - —- 五、發明説明（7 ) 重複實例1，惟使用α，α 二溴-鄰-二甲苯代替實例1之 二氯化:合物。產率經測定係爲15%。與實例1比較，此降 低之產率可能是由於溴化物二-Grignard增加之反應性，促 進Grignard分子之快速偶合。

實例3化合物（I)之塞A 一種二-Grignard化合物，係按實例1中所述，製自αα，_ 二氯-鄰-二甲苯與鍰粉。此二-Grignard之產率，藉由過攄 後之反應混合物之水驟冷試樣之GC分析測定，係爲94%。 使所形成經過濾之二_ Grignard化合物官能基化，其方式是 逐滴添加二-Grignard至兩倍過量之二·第三-丁基氯基膦（由 Aldrich提供）之激烈攪:拌之THF溶液中，接著在添加完成後 回流8小時。雙（二·第三-丁基膦基）-鄰-二甲苯之產率，藉 3 4核磁共振測定係爲55%，以存在之二_ Grignard爲基準。 許多其他未經確認之含磷化合物亦在此反應混合物中發現 〇 實例4化合物（IV):化合物（III)比例之蠻異 將6.73克（0.277莫耳）錢粉’使用破之單晶，在125毫升經 蒸餾之THF中活化。將12.11克（0.069莫耳）“ 4，-二氯-鄰-二 甲苯，在875毫升經蒸餾之THF中，逐滴添加至鎂混合物中 ，歷經4小時，使用Gilson泵以控制添加速率，並將混合物 攪拌過夜。將所形成之二_ Grignard溶液過濾，並將少量試 、 # \ 一 樣以水驟冷’以藉氣相色層分析測定鄰二甲苯之產率。然 後’按表1中所不’以不同比例’將二-化合物添加 至二-第二-丁基氯基膦中，並在50°C下擾拌高達約24小時 ------_____ -10- 本紙张尺度適用中國國豕標準（（、NS ) Λ4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝 °^65 五 、發明説明（8) A7 B7 。藉31PNMR測定反應終點，以監控產物之形成。在眞空 下移¥溶劑，並使所形成之蠟狀固體自熱甲醇再結晶 二-Grignard爲基準，計算產率，並示於表1中。 以

2 膦：二 Gignard 經滴部中次標準局貝J-消费合作社印^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —膦：二 Gignard 55.3 膦：二 Gignard 61.8 雙（二-第三一二 基膦基)_鄰-二 y苯之產率 一種二_ Grignard化合物，係按實例J中所述，製自從，q L 一氯-鄰-二甲苯與鎂粉，並將其添加至包含8〇0/。w/w二-第 三-丁基溴基膦與20% w/w二-第三. 丁基氯基膦之混合物之溶液中。藉萃取自混合物之試樣 之3 ip NMR分析，監控反應，以監測當時間進展時產物之 形成。溴基膦在混合物中之量，係極迅速地隨著因而造成 之雙（二-第三-丁基膦基）_鄰-二甲苯產物之快速形成而降 低，但氯基膦之含量降得較爲缓慢。因此，溴基膦比氣基 膦較迅速地反應以獲得所要之產物。在約8小時後，於混 合物中未檢出溴基膦，然而一部份氯基膦，於24小時後仍 然存在。以二-Grignard反應物爲基準，產物之產率爲23%。 42.8 11 - 本紙張尺度4 /种_家_.(。叫—/\4規格（210父297公釐 >裝· -訂 ···

Claims (1)

1. 第 87113302 號 申請專利範圍修 ^ 申請專利範圍

   I 一種製造具有通式（R3 -C)2 P-Li -X-L2 -P-(C-R3 )2之化合物（1) 之方法，於該式中各R係獨立為懸垂、視情況經取代 之有機基團，經過此基團連接至三級碳原子C ; L1、L2 係獨立為連結基團，選自視情況經取代之低碳次烷基 鏈，連接個別磷原子至X基團，而X為橋接基團，包含 視情況經取代之芳基部份，磷原子係連接於其上，位 在可採用之相鄰碳原子上，該方法包括以下步驟 i) 使式A-L1 -X-L2 -A化合物（II) ’其中a為鹵原子，與金 屬Μ，在適當溶劑中一起反應，以形成式A-M-L1 -X-L2 -Μ-A中間化合物（ΠΙ)， ii) 使該中間化合物（ΠΙ)與式（R^-ChP-A1化合物（IV)反 應，其中A1為鹵原子，其可與A相同或不同，以形成 該化合物①。 2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中μ為鎂。 3. 根據申請專利範圍第1或2項之方法，其中a為氯。 4. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中A1為氯、溴或琪 原子。 5. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中各R基團包含視 情況經取代之低碳烷基，例如Ci ·8，且各R係與每一個 其他R基團相同或不同。 6. 根據申請專利範圍第5項之方法，其中化合物（I)包含雙 (二-第三-丁基膦基）-鄰-二甲苯、雙（二-第三-新戊基 膦基）-鄰-二甲苯或雙1，2(二-第三-丁基膦基）莕。 7. —種製造觸媒系統之方法，其包含結合 本紙张尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ297公董） 請 先 閱 讀 背 ιδ 之 注 意 事 項

   訂 經濟部中央標準局貞工消費合作社印策 480265 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 (a) 藉由根據申請專利範圍第1項之方法所製成之化合 物（I)， I (b) 第VIII族金屬或其化合物，及 (c) 陰離子來源。 請 先 閲 讀 背 ιέ 之 注 意 事 項 再

   訂

   經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）