TWI245755B - Hydrocyanation of olefins and isomerization of nonconjugated 2-alkyl-3-monoalkenenitriles - Google Patents
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Description
1245755 A7 B7 五、發明說明(1 ) 發明領域 本發明係關於二晞烴及烯烴化合物之氫氰化作用以產 製非共輛、非環狀腈之方法,關於非共軛、非環狀腈之異 構化作用以轉換成3 -及/或4 -單烯腈之方法,及關於單晞 月青之氫氰化作用以產製線型烷基二腈之方法。本發明此等 方法係於零價鎳與雙牙有機配位子之存在下進行。該雙牙 有機配位子之特徵在於包含兩個三價磷原子,且該等磷原 无各包含至少一個P-N键。 發明背景 4隹化I*生風棄化作用系統,尤其關於缔煙之氨氨化作用, 係技藝中所已知者。舉例言之,可用於丁二烯之氫氰化作 用’以形成戊二烯(PN)之液相系統係技藝中所已知者。例 如,Drinkard之美國專利第3,496,215號所揭示丁二烯之 氯氰化作用’係使用含單牙亞磷酸根配位子之鎳觸媒。於 本專利申請案及下文中所使用之「戊烯腈」乙詞係指氰基 丁缔。同樣地,「丁烯腈」係指氰基丙晞。如Baker等人 於 J· Chem. Soc· Chem. Commun·,1991,803-804 中所述, 錯合至零價鎳與鉑之雙牙亞磷酸根配位子,已知可用於丁 二烯之液相氫氰化作用。 如此形成之戊晞腈可經進一步之氫氰化作用及/或異構 化作用以形成己二腈(AND),乙二腈係製造耐綸之重要商 用材料。舉例言之,Drinkard於美國專利第3,496,215號 中揭示於零價鎳錯合物之存在下,八甲基丁烯腈之液 相異構化作用,而Chia於美國專利第3,676,48 1號中揭示 -4 - 本紙張尺度翻悄國家標準(CNS;!a4規格(210 X 297公髮y (請先閱讀背面之注意事 壯衣—— 寫本頁) . · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1245755 A7 B7 五、發明說明(2 額外使用二(烴基)硼促進劑之改良方法。 活性烯烴,如共軛烯烴(例如丁二烯及苯乙烯)及應變烯 烴(例如降冰片烯)之氫氰化作用,可在不使用路易士酸促 進劑之h況下進行。但非活化烯烴,例如卜辛烯及戊烯 腈 < 氫氰化作用,通常需使用路易士酸促進劑。有關於氫
I 氨化反應中使用促進劑之敎示例如見於美國專利第 3,496,217 號中。 含N·鍵結吡咯基團之有機磷化合物之製備方法,係見述 於美國專利第 3,816,452 號及 j. Amer Chem s〇c 1995, 1 17, 7707中。1996年11月8日提出申請、經共同讓與之
美國專利申請序號08/745238(獲頒美國專利第5 710,344A 吕丁 號)及 j. chem.S0C.,Dalt0nTrans,1997, i83i,敎示使用 此等化合物作爲烯烴之氫甲醯化作用之配位子。雖然如此 ,先前技藝未有任何有關將此等&合物使用作爲缔煙化 物之氫氰化作用及使用作爲腈化物之異構化作用之配位 子之敎示。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 本發明提供使用零價鎳與雙牙磷醯胺配位子之二晞妒 及晞烴化合物(例如丁二烯及辛晞)之氫氰化作用、非二 扼、非環狀腈之異構化作用、以及單烯腈之氫氰化術 法。本發明其它目的及優點,在參考下文之詳細説明後, 對技藝熟悉人士而言,係顯而易知者。 發明摘要 本發明提供(1)二烯烴及烯烴化合物之氫氰化方法,其包 括將非環狀脂族二烯烴化合物,較佳爲丁 —、陡 ^ 八匕 4 一沛,或非環狀 5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1245755 A7 B7 五、發明說明(3 )
脂族稀烴與-HCN源反.應,(2)非共耗 化方法’及(3)單缔腈之氫氰化方法, 狀K異構 H C N源反應,其f,各個方法係於_/包含* =,= 雙牙磷醯胺之觸媒先質组合物之存在下谁1只.〃、至少一 胺係選自由下式!所代表之化合物所組成:群該雙牙磷酿 式I R1 R2 (請先閱讀背面之注意事 P——Q- — 1、裝 R3 R4
其中Q係選自如下所示之式π,m,Iv 式II
及V
寫本頁) 1245755 A7 B7 五、發明說明(4
式III
式IV •—ΙΙΓ:_________裝___ (請先閱讀背面之注意事寫本頁) R9
R9
式V 訂. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1245755 A7 B7 五、發明說明(5 其中 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R1及R2可爲相同或 、 , 、 U及不同之含氮雜環基團,例如吡咯基 ^抑或咪唑基圈,其係透過氮原子而連接至磷上。 β氮雖%基團可經非氫之R5基團取代,該R5基團可爲 代或未經取代之具支鏈或直㈣基或環燒基。 R3 及 R4 可良 μ、+、r> , 馬上义Rl及R2所定義者。此外,其尚可爲 基’較佳係具有6至25個碳原子者。R3&R4可爲 單饧万基,例如苯基,或含有至少一非氫之R6基團之芳 基’其中R6係包含1至10個碳原子之具支鏈或直鏈燒基 ,醋基或醚基團。^及以之其它較佳基團係具有2或多 個環之單價稠合芳香環系統。 R3及R4亦可爲氧芳基基團,例如衍生自酚或莕酚之氧 万基基團,其係經由氧原子而連結至磷原子上。R3及以 可爲含有至少一非氫之R7基團之氧芳基,其中R7係包含 1至10個碳原子之具支鏈或直鏈烷基,酯基或醚基圏。 R8及R9可相同或不同,且係選自氫及包含1至1〇個碳 原子之具支鏈或直鏈烷基,酯基或醚基團。 R10可爲包含1至6個碳原子之具支鏈或直鏈烷基。 反應可由二烯烴起始物經氫氰化作用形成最終之3_及/ 或4-單烯線型腈’然後再形成線型垸基二腈而持續進行。 然而’該等反應方法較佳係分步進行,亦即,氫氰化作用 所形成之非共軛、非環狀腈可在異構化作用之前,各別予 以單離,及在經氫氰化作用及/或異構化作用形成線型垸 基二腈之前,將所形成之單烯線型腈先予單離。此外,以 ----------^——裝 (請先閱讀背面S意事 寫本頁) 0. 8- 1245755 A7 五、發明說明(6 ) 任何方法所製備之非共軛、非環狀腈,均可用於本發明異 構化反應中作爲起始物質。 ·---------I----裝 i — (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 本發明亦提供某些可用於此等方法中之雙牙嶙醯胺配 位子及由該等配位子所製得之觸媒先質組合物。 本案亦涵蓋由零價鎳與至少一種如式ΐ-v之雙牙磷醯胺 配位子所組成之觸媒先質組合物。 較佳具體實施例之詳細説明 本發明方法中所使用之觸媒先質組合物係包含雙牙磷 醯胺配位子與零價鎳。 該觸媒組合物之所以稱爲「先質」,僅爲指明幾乎在所 有情況下,活性觸媒組合物之結構,在氫氰化作用及異構 化作用期間,事實上可能係錯合至晞烴上。 本發明配位子包含兩個三價磷原子,其中各個三價嶙原 子係鍵結至三個有機基團。此等配位子可稱之爲磷醯胺化 合物’而磷醯胺化合物之特徵在於,該三價磷原子係以至 少一個P-N鍵及至少一個p-ο或p_c键而連結至有機基團 上。此等化合物被稱之爲磷二醯胺化物 (phosphorodiamidites)或磷醯胺化物(phosphoramidites:)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,可用於本發明中之配位子爲雙牙配位子,其係指分 子中之兩個三價磷原子,分別鍵結至相同之有機基團,因 而,該有機基團將該等三價磷原子經由架橋相連在一起者。 包含經P-N鍵結之吡咯基團之雙牙磷化合物,可藉由在 三乙胺存在下,將三氣化磷與兩當量吡咯反應,製得 C1P(R1)2形式之二吡咯氣化膦中間物(其中ri係…鍵 -9-
1245755 A7 --------Β7__ 五、發明說明(7 ) I n ϋ I H ϋ ϋ ϋ H ϋ n ϋ ϋ I · ^1 I (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 〜至嶙之吡洛),此中間化合物再進一步於璘氯鍵上與二 醇及二乙胺反應而製得雙牙化合物。吲哚基及咪唑基配位 子,可以相似方式製備 包含兩個P-N鍵及四個P_〇键之對稱性雙牙磷化合物, 可藉由將一經選定之N-吡咯芳基氣化亞磷酸酯與二醇及 二乙胺反應而製得。反應混合物於室溫下攪拌,然後過濾 考夕除二乙胺氫氣化物,之後,於減壓下移除溶劑以離析產 物’如果需要’產物可藉由結晶作用而予純化。N_吡咯基 -方基氣化亞磷酸酯可於低溫下,自芳基二氣化亞磷酸酯 /、N-p比哈及二乙胺之反應而製得。巧嗓基與咪峻基之配位 子,可以相似方式製備。 同樣地’包含兩個ρ·Ν鍵、兩個p_c鍵與兩個P-Ο键之 對稱性雙牙磷化合物,可藉由將一經選定之N_吡咯芳基氣 化膦與二醇及三乙胺反應而製得。吡咯芳基氣化膦可 於低溫下’自芳基二氣膦與N-吡咯及三乙胺之反應而製得 。巧嗓基與咪唑基之配位子,可以相似方式製備。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 非對稱性配位子可以相同方式製備。先將第一種二 π比17各基氣化膦(較佳爲較具立體位阻者)加入二醇與三乙胺 又甲苯溶液中,一旦反應完成,便加入第二種二-N_吡咯 基氣化膦。過濾移除三乙胺氫氣化物,並於減壓下移除溶 劑以獲得產物。其它非對稱性配位子,可將二-N-吡咯基 氯化膦以N-吡咯芳基氯化亞磷酸酯或二吡咯基氯化膦 取代而製得。 零價鎳可根據技藝(美國專利第3,496,217號;第 -10-本紙張尺度適用(CNS)A4規格咖x 297公髮) 五、發明說明(8 ) 3,631,191 號;第 3,846,461 號;第 3 847 959 號;及第 3,903,120號,此等專利茲併入本文作參考)中所已知之技 術製備或生成。含有配位子可被有機磷配位子所取代之零 價鎳化合物,係較佳之零價鎳來源。兩種此等較佳零價鎳 化合物爲Ni(C0D)2(C0D爲155_環辛二烯)及Ni(p((>〇- C6H4CH3)3)2(C2H4),此二化合物均爲技藝中所已知者。或 者,可將二價鎳化合物與一還原劑結合,然後其可反應中 作爲零價鎳之適當來源。適合之二價鎳化合物包括化學式 ΝιΥ2之化合物’其中γ係鹵素、幾酸根或乙醯丙酮基。適 合之還原劑包括金屬硼氫化物、金屬鋁氫化物、金屬燒基 化物、Zn、Fe、Al、Na或H2。元素鎳(較佳爲鎳粉)當 如美國專利第3,903,120號所述與鹵化觸媒結合時,亦爲 合適之零價鎳來源。 具實之觸媒先質,係零價鎳與雙牙磷醯胺配位子結合時 所形成之錯合物。有效之觸媒,基本上每莫耳零價鎳需要 至少兩莫耳磷原子。 使用於本發明中之二晞烴化合物,主要包括含有4至1 〇 個碳原子之共軛二烯烴,例如i,弘丁二烯及順-及反·2,4· 己二烯。基於可用於產製己二腈之商業重要性理由,丁二 晞係特別佳的二烯烴。其它合適之二烯烴化合物,包括經 不會使觸媒去活化之基團所取代之二烯烴化合物,例如順 •及反-1,3 -戊二烯化物。 以下式VI及VII説明具代表性之合適二烯烴起始化合 物;式VIII、IX及X代表由i,3-丁二烯與HCN所獲得之 -11 - 本紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格(21G X 297公爱) 1245755 A7
^----- -裝--- (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由上可知,化合物VI係式VII中Ri5&Ri6各爲氫之特 殊例子。 根據本發明,在實施二烯烴之氫氰化反應時,可利用 以下説明: 氫氰化反應可在溶劑存在或不存在之情況下進行。溶 劑需爲在反應溫度下呈液態者,且其需對不飽和化合物及 觸媒呈鈍性。一般而言,此種溶劑爲烴類,例如苯、二甲 幕或腈類,例如乙腈、苯甲腈或己二腈。 所使用之確實溫度,就某些程度而言,係視所使用之 -12-
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐 1245755 A7 B7 五、發明說明(10) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 特定觸媒、所使用之特定不飽和化合物及所需之速率而定 。一般而言,可使用-25Ό至200Ό,較佳使用 °C之溫度。 可將所有反應物饋入反應器中以進行反應,或較佳地 ’將觸媒或觸媒成份、不飽和化合物及所使用之溶巧馈入 反應器中,氰化氫氣體吹過反應混合物之表面或二二^過 該反應混合物。當使用氣體不飽和有機化合物時,如果需 要,可將氰化氫與該不飽和有機化合物一同飼入反應介質 中。HCN對觸媒之莫耳比,通常爲約1〇 · 1至1〇〇〇⑼ :1,對批次操作而言,較佳爲1〇〇 ·· 1至5 〇〇〇 · i。在 例如使用固定床觸媒類型之連續操作中,可使用較高比例 之觸媒,例如可使用5 ·· 1至1〇〇,〇〇〇 : 1,較佳爲1〇〇 :1至5,000 : 1之HCN對觸媒之莫耳比例。 反應混合物較佳係經攪動,例如經攪拌或搖動。氰化 產物可以傳統之方式回收,例如自溶液中將產物結晶出來 ,或藉由蒸餾作用回收產物。 二烯烴之氫氰化作用所生成之2·烷基·3_單烯烴可予以 單離,或於相似反應條件下,繼續進行異構化作用。 本發明異構化作用中所使用之2_烷基單晞烴起始物 質,可由上述二烯烴之氫氰化作用所獲得,或可得自任何 其它易得之來源。於本發明異構化作用中作爲起始物質之 2-垅基單烯烴,其中之烯烴雙鍵不可與氰基之三鍵共軛 。合適< 2-烷基-3-單烯烴起始物質亦可帶有不影響觸媒 4基團,例如帶有另一個氰基。2_烷基單烯烴起始物質 -13-
(請先閱讀背面之注意事 裝—— 寫本頁) · I — I · 1245755 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 --______ 五、發明說明(11 ) 較佳包含5纟8個碳原子(不包含任何額外的取代基)。就 產製己二腈而言,2-曱基丁烯腈特別地重要。其它具代 表性之腈尚包括2-乙基丁烯腈及2_丙基_3_丁烯腈。 本發明兴構化方法例如可於大氣壓力及1〇·2〇〇乇範圍 ,較佳爲60-150 C範圍内之任何溫度下進行。壓力大小並 不具關键性,若需要,可使用高於或低於大氣壓之壓力。 可於液相或氣相中,使用任何傳統的批次或連續流動步驟 (就車父具揮發性t 2·甲基·3-丁婦骑反應物與線型戊缔產物 而Τ )。反應器可由任何抗機械性及抗化學性材料所構成 ,且通常爲玻璃或鈍性金屬或合金,例如鎳、銅、銀、金 、鉑、不銹鋼、Monel®、Hastell〇y@等所構成。 本發明方法通常係以Γ純的」方式進行,即在不添加 稀釋劑或;容劑之情況下進行。雖然如此,仍可使用任何對 觸媒不具破壞性之稀釋劑或溶劑。合適之溶劑包括脂族或 芳族烴類(己烷、環己烷、苯),醚類(乙醚、四氫呋喃、二 呤烷、乙二醇二曱醚、苯基甲基醚),酯類(乙酸乙酯、曱 苯酸曱酯),腈類(乙腈、苯甲腈)等。 爲避免觸媒之氧化性去活化作用,反應較佳係於非氧 化環境下進行。因此,一般及較佳係於鈍性氣氛,例如氮 氣中進行,惟若需要,仍可在因氧化作用而犧牲部份觸媒 之情況下,於空氣中進行。 當製程爲溶劑存在或不存在之典型液相批次操作時, 催化性鎳錯合物,在可操作範圍之溫度條件下,具有某一 程度之溶解性,且其在最佳操作溫度下,通常可完全溶解 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱)
I----•、裝--- (請先閱讀背面之注意事寫本頁) · 1245755 五、 發明說明(12 0鎳錯合物基本上不具揮發炊 ::線:蝴腈產物確較具揮發性。因二 驟中’觸媒可爲完全液相操作中流動系統之組份,或在半 2相㈣中’呈可移動之非流動液體狀態,或在傳統之流 乳相㈣中呈固^床狀態(通常係負載於固態載體上)。 、/I月方法中,時間因素並不具關鍵性,其通常可基 二了際之考里而決足。2_甲基_3· 丁烯腈轉換成線型戊烯 膀之有用轉換率所需時間,係視反應溫度而定,亦即,在 較低之/皿度下操作,通常比在較高之溫度下操作需要更長 <時間。視特定條件及操作方法而定,可使用之反應時間 係在數秒至多小時之間。 訂 就批次或連續操作而言,2_甲基丁烯腈對觸媒之莫 耳比’通常大於1 ·· 1,一般係在約5 : 1至20,000 : 1 之範圍内,較佳爲1〇〇 : i至5 〇〇〇 ·· 1。 凝·、銅 、鉬、鎘、銖、及錫。實例包 ZnS04、CuCl2、CuCl、 CoI2 、 Fel2 、 FeCl3 、 、TiCl4、TiCh、ClTi(OiPr)3 (C8H17)2A1C12、(c8h17)2aici 、PhAlCl2、ReCl5、ZrCl4、 根據本發明,單烯腈之氫氰化作用及/或異構化作用, 係在一或多種同時影響觸媒活性及選擇性之路易士酸促 進劑之存在下進行。此種促進劑可爲無機或有機金屬化合 物’其中陽離子係選自钪、鈦、釩、鉻、錳、鐵 、鋅、硼、鋁、釔、錐、鈮 括 ZnBr2、Znl2、ZnCl2
Cu(03SCF3)2、c〇Cl2、 FeCl2(THF)2、TiCl4(THF)2 、MnCl2、ScCl3、A1C13 、(i-C3H7)2AlCl、Ph2AlCl -15 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 1245755 A7 五、發明說明(13 ) NbCl5、VC13、CrCl2、M〇Cl5、YC13、CdCl2、LaCl3 、Er(03SCF3)3、Yb(02CCF3)3、SmCl3、BPh3、及 TaCh 。合適之促進劑進一步見述於美國專利第3,496,217號; 美國專利第3,496,218號;及美國專利第4,774,353號中。 此等促進劑包括金屬鹽(例如ZnCl2、CoI2、及SnCl2)及有 機金屬化合物(例如RA1C12、R3Sn〇3SCF3、及R3b,其中 R爲烷基或芳基)。美國專利第4,874,884號描述可選擇使 用具協乘效應之促進劑結合物,以增加觸媒系統之催化活 性。較佳之促進劑爲CdCl2、ZnCl2、B(c6h5)3及 (C6H5)3SnX,其中 X=CF3S〇3、CH3C6H5S〇3 或(C6H5)3BCn 、。反應中’促進劑對鎳之相對含量可在1:16至5〇:1之範 圍内 實例 本發明將以下述實例説明其特定之具體實施例。除非特 別指明,其中所有份數、比例及百分率均以重量計。 盥位子之製備 實例1 (請先閱讀背面之注意事
— I I --- 寫本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 [C十、
2 含537愛克(8毫莫耳)吡咯之20毫升曱苯中,加入549 耄克(4耄莫耳)於1〇毫升甲苯中之?(::13。再將12克(119 -16 本紙張尺度適用中國國家標準 x 297公釐) 1245755 A7
五、發明說明(14 ) 毫莫耳)於15毫升甲苯中之三乙胺逐滴加入此混合物中。 擾拌過夜後,再加入另外650毫克之三乙胺,混合物再授 摔過夜。在所得淤漿中加入於2〇毫升THF(四氫呋喃)中之 3 72毫克(2毫莫耳)2,2,-雙酚及750毫克(7.4毫莫耳)三乙胺 。在授拌過夜後,過濾混合物,以THF清洗,及以旋轉蒸 發法將溶劑移除,以獲得985毫克之褐色糊狀物。31p NMR(C6D6) : 110.5 ppm,於 147.3 及 126.4 ppm 有雜質之 微量共振。APCI MS(大氣壓化學離子化質譜術): C28H24N4〇2p2 之計算値:51〇 137 ;實測値:510.9。實例2
(請先閱讀背面之注意事填寫本頁} -裝--------訂--------- #, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用與實例1相似步驟,但以,-雙莕酚取代2,2,-雙酚 。31P NMR(C6D6) : 110.4 ppm,於 137.1 及 128.5 ppm 有 雜質之微量共振。APCIMS : C36H28N402p2之計算値: 610· 17 ;實測値:610.9。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1245755 A7 -----------B7五、發明說明(15 ) 實例.3
此配位子之製備方式與實例1配位子之製備方式相似, 但以2,2’-亞乙基雙(4,6-二曱酚)[其係根據Yamada等人於 Bull. Chem· Soc· Jpn· 1989, 62, 3 603 中所述方式製備]取代 雙驗。31p nmr(c6d6) : 110 83 ppm。APCI MS : C34H36N402P2 · c4H4N 之計算値:528.197 ;實測値: 528.1 〇實例4 ..--------1---^裝—— (請先閱讀背面之注意事寫本頁) val. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
含973毫克(8毫莫耳)吲哚及549毫克(4毫莫耳)pci3之 40毫升THF中,逐滴加入i.60克(15 8毫莫耳)於1〇毫升 THF中之二乙胺。混合物攪摔過夜後,於其中加入於
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X -18- 1245755
、發明說明(16) J升THF中之372毫克(2毫莫耳)2,2、雙紛及“Ο毫克(64 毛莫耳)三乙胺。混合物_ 3小時1後將混合物過滤, 、THF β洗’及以具生洛發法將落劑移除,獲得[Μ克 之黃色固體產物。3lpNMR(C6D6): i()6 7ppm,於 137 4 、1〇5·1、69.8ppm有雜質之微量共振。ApciMS : c44h32n4o2p2之計算値:710 20 ;實測値:7ΐι 〇。 實例5
2
此配位子之製備方式與實例4相似,但以1,Γ-雙莕酚取 代 2,2’-雙酚。3ip NMR(C6D6) : 107.3 ppm,於 136.2、 69.5 ppm 有雜質之微量共振。APCI MS : C52H36N4〇2P2-C8H7N之計算値:693.17 ;實測値:693.9。 II---— — — — — — — — · I I (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) I245755 A7
此配位子之製備方式與實例4相似,但以2,2,-亞乙基雙 (4,6_二甲酚)取代 2,2,-雙酚。31PNMR(C6D6): 1064ppm 於126.7、ΐ〇7·9及69·6ρριη有雜質之微量共振。Apci Ms : C5〇H44N4〇2P2-C8H7N之計算値:678.24 ;實測値: 677.8 〇 實例7
自2 -異丙基-5-甲基苯基二氧亞鱗酸g旨、p比p各、及NEt3 製備(N-吡咯基)-2-異丙基-5-曱基苯基氣化亞磷酸酯溶液 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事寫本頁) %! 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1245755 A7 B7 五、發明說明(18 ) 。含5.022克(20毫莫耳)2_異丙基甲基苯基二氯亞磷酸 酯與1.342克(20毫莫耳)吡咯之THF溶液中,加入含6〇 克NEts( THF溶液,攪拌過夜後,反應混合物之3ipNMR 顯示於147.61)1)111之主要共振,及186 7及16511)]?111之小 共振。然後將混合物過濾。 將雙(2_羥基_1_莕基)曱烷u 828毫莫耳)(使用1(:1^111· Soc· Perkin· Trans· I,1984, 2275 中所述步驟製備)與 NEt3(780毫克)於15毫升thF中之溶液冷卻至-3 0 °C,於 此混合物中加入含有3.65毫莫耳如上述製得之(N-吡咯基 )-2-異丙基-5-甲基苯基氣化亞磷酸酯之THF預冷(-30 °C) 溶液。混合物攪拌五小時後予以過濾,移除溶劑後,獲得 呈黏稠黃色油狀之所需產物。3ip NMR(C6D6) : 127.18及 126.95 ppm。APCI MS : C49H48N204P2 之計算値: 790.309 ;實測値:791.0。 實例8 (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) I --------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
自苯基二氣亞磷酸酯、吡咯、及NEt3製備(N-吡咯基' 苯基氯化亞磷酸酯溶液。於250毫升燒瓶中,饋入3.58克 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1245755 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(19 ) (20¾莫耳)苯基二氣亞嶙酸醋與1342克(20毫莫耳)吨哈 之80耄升THF溶液,於此混合物中,加入6 〇克(6〇毫莫 耳)NEh之1〇毫升thF溶液。反應混合物之NMR顯示 於108.4 ppm之主要共振,及於163.1 ppm之微小共振。 將溶液過濾。
將雙(2_羥基-1-萘基)甲烷(1·953毫莫耳)與NEt3(780毫 克)於15毫升THF中之溶液冷卻至-30 °C,於此混合物中 加入含有3.91毫莫耳如上述製得之(N-吡咯基)苯基氯化亞 磷酸酯之THF預冷(-30 °C)溶液。混合物攪拌五小時後予 以過濾,移除溶劑後,獲得1.195克呈黃色固體狀之所需 產物。31PNMR(C6D6) : 119.04 及 118.22 ppm。APCI MS :C41H32N202P2t計算値:646.194 ;實測値:647.0。 實例9
此配位子之製備方法與實例7相似,除了以2,2’-二羥基 -3,3,-二甲氧基·5,5,_二甲基雙伸苯基(使用 Phytochemistry,1988,27,3008 所述步驟’藉由偶合 2 -甲 氧基-4-甲基酚而製得)取代雙(2-羥基-卜莕基)甲烷之外。 -22 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) f請先閱讀背面之注意事 —.5 寫太 寫本頁)
1245755 A7 B7 五、發明說明(20 ) 3ip NMR(C6D6) : 130.73 及 130.37 ppm,以及於 146.24、 139·05、135·41、135.40、130.58 ppm 之雜質微量共振 。APCI MS : C44H5〇N206P2 之計算値:764.3 14 ;實測値 :765.1 。 實例10
(請先閱讀背面之注意事 裝 寫本頁) 於氮氣下,將(2-甲氧苯基)(2,·吡咯)甲烷(1 66克,8.9 毫莫耳;J· Org· Chem· 1981,46, 5060)於無水二甲基甲醯 胺(6毫升)中之溶液,逐滴加入經攪拌之乙基亞硫酸鈉(2 j 克,22.2毫莫耳)於無水二甲基甲醯胺(1〇毫升)中之溶液 ,歷時2分鐘。所得溶液加熱至145-150 X:達三小時,在 冷卻至10 °C之後,產物溶液小心地以5% hci水溶液酸化 至PH=4-5,然後以乙醚(2〇〇毫升)萃取。乙醚層以水X 100毫升)然後以3% NaOH水溶液(2 X 200毫升)清洗,驗 性層以5%HC1酸化至pH爲4-5,然後以乙醚(2 毫 升)萃取。在以水(2 X 200毫升)清洗後,乙醚層通過 乾燥,然後經蒸發以生成粗製固體(i .48克)。閃芙層析術1 (Si02,3/1 CH2C12/己烷)獲得(2-羥基苯基)(2,·吡咯)曱烷 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- 1245755
發明說明(21 之純固體(0.84克)。 在乾燥氮氣氛下,將(2-羥基苯基)(2,_吡咯)甲烷 ,4.2毫莫耳)與無水三乙胺(1 23克,i 7毫升,$其一 耳)加入無水乙醚(60毫升)中。於攪拌時,將剛經蒸餾 <三氣化磷(1.1克,0·71毫升,8 3毫莫耳)加入並中,然 後將溶液迴流2天。所得溶液之npNMR分析顯示於 Ppm有一寬廣吸收峰。溶液過濾後,於眞空下蒸發乙醚及 過剩之三氣化磷,然後將殘留物再溶解於無水曱苯(15毫 升)中。將無水三乙胺(0·46克,〇·64毫升,4 6毫莫耳)二 2,2’-二羥基-1,1’-雙莕_3,3、二羧酸二甲酯(〇61克,15毫 莫耳)加入其中,攪拌過夜後,所得溶液之nmr分析 顯示主要訊號位於112、114、115.8及116.1ppm。過濾 混合物,然後將遽液予以蒸發。 實例11 此配位子之製備方法與實例1〇相似,但以2,2,_二羥基 -1,卜雙莕_3,3、二羧酸二異丙酯取代2,2,-二羥基- 雙 蒸-3,3’-二羧酸二甲酯。主要311>>^^111訊號位於113.5、 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) rli;--------裝_丨丨 (請先閱讀背面之注意事寫本頁) .訂·
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1245755 A7 B7 五、發明說明(22 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 114.5、114.8、116.0、及 121 ppm。 氰化作用及異構化作用 以下實例中’所使用之反應物與觸媒辟存溶液係以下述 方式製得: 丁二烯溶液(BD):將已知量丁二烯眞空傳送至三倍量 之曱苯中’以製得25wt%丁二烯溶液。所得溶液貯存於_ 3 5 °C下之密封容器中,直到用於實驗爲止。 n :於手套箱中,將2.00克之液態HCN稱重加入 6.00克之戊腈中,以製備25wt%之HCN溶液。所得溶液貯 存於-35 °C下直到用於實驗爲止。 歷-媒溶液:就一具代表性之雙牙磷醯胺配位子而言,將0.84 毫莫耳P原子與0.03 9克Ni(COD)2(0.14毫莫耳)於曱苯或 四氫呋喃中混合,以使總溶液重爲5.00克。所得觸媒溶液 基本上係在混合之後便立刻使用。 2-甲基-3-丁烯腈混合物(2M3BN) : 2M3BN樣本係以戊烯 腈異構物之混合物形式獲得,其包含81-82%購自Fluka Chemical Corp.(Ronkonkoma, NY)且於氮氣下經蒸餘之 2M3BN。將戊腈以8wt%之量加入其中作爲内標準品,基 本上係將0.80克戊腈與9.20克經蒸餾之2M3BN混合。 促進劑溶液:使用於3PN中之ZnCl2作爲促進劑(ZnCl2/Ni 之莫耳比爲2.4),典型溶液係將2.772克3PN添加至0.228 克ZnCh中而製得。 供3PN氫氰化作用使用之3PN溶液:三級3PN於氮氣下蒸 餾。一典型貯液係藉由將12>168克t-3PN與1.210克(乙二 -25- 表紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 請先閲讀背面之江意事 — 寫本頁) · 1245755 A7 五、發明說明(23 ) 醇)一乙基酸稱重加入一小破殖a制p 、、 圾塥瓶而製侍。孩玻璃瓶與液 體預冷至-20X:,然後加入1 、 八丄.622克HCN。溶液貯存於_2〇 °C下直到用於實驗爲止。 表1中所TFg例中,丁二晞氫氰化實驗之進行方式如下 。表1實例中,實例1-24代表本發明實例。 將0.064克Ni觸媒溶液(1 8微莫耳犯)、〇 〇9〇克hcn 貯存溶液(830微莫耳HCN)、與0·200克仙貯存溶液(925 微莫耳BD)加入4耄升經隔板密封及以螺旋帽蓋住之管形 瓶中,密封管形瓶,並將其置於8〇之熱線圈反應器組 中。於適當時間點移出樣品,並驟冷至_35乇。然後將反 應混合物於作爲GC溶劑之乙醚(Et2〇)中稀釋,以進行以 戊腈爲内部標準品作測量之產物分析。 表2所示實例中,2M3BN異構化實驗之進行方式如下 。表2實例中,實例25_4〇代表本發明之實例。 將0.070克Ni觸媒溶液(2·〇微莫耳Ni)及〇·1〇〇克含 2 Μ 3 Β Ν之混合物(9 3 0微莫耳2 Μ 3 Β Ν)加入4毫升經隔板密 封及以螺旋帽蓋住之管形瓶中,密封管形瓶,並將其置於 12 5 C之熱線圈反應器組中。於適當時間點移出樣品,然 後於作爲GC溶劑之Et2〇中稀釋。於分析中使用戊骑作爲 内邵標準品’以計算反應產物混合物中之3PN及2M3BN。 表3所示實例中,3PN氫氰化實驗係以如下方式進行。 表3實例中,實例41-56代表本發明之實例。 將0.100克Ni觸媒溶液(2.8微莫耳Ni)、0.099克於3PN 中之1^1^溶液(3 96微莫耳1^1^)、及0.012克211(:12溶液(6.7 (請先閱讀背面之注意事'ίΛΓ填寫本頁) %, 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -26 1245755 Α7 Β7 五、發明說明(24 ) 微莫耳ZnCh)混合於GC管形瓶中。混合物包含990毫莫 耳之3PN。密封管形瓶並將反應混合物維持於25 °C下達 24小時。反應混合物然後於作爲GC溶劑之乙醚(EhQ)中 稀釋,使用二(乙二醇)二乙基醚作爲内部標準品,以進行 產物分析。 表1:丁二烯之氫氰化作用
寫本頁) . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
-27- 1:40 3:〇〇 1:30 3:〇〇 镫 15.0 12.2 2j.j 25.0 28.4 24.9 54.3 54.5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1245755 A7 B7 五、發明說明(25 ) 實例
^化作用_, 反應時間 j己位予__時)0/〇3PN %2M3
1:30 3:00 18.9 20.2 51.7 55.6 1:3〇 12.3 25.2 3:〇〇 13.4 27.6 1:30 3:00 6.6 18.4 7.5 20.9 (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 訂--
1:30 3:00 5.4 6.0 14.9 16.5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10
1:30 3:00 1:3〇 18.2 64.8 3:00 18.4 65.6
32.0 η ^ η JZ.J 54.9 55.4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1245755 A7 B7 五、發明說明(26 查1 ·· 丁二烯之氫氰化作用. — 、反應時間
(請先閱讀背面之注意事填寫本頁) -裝 « <3 0
5 11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 ^—1
29 1:3〇 29.3 56.6 3:〇〇 29.3 56.5 ο ο 3 0 ο ο 3 0 4 5 5.6· 11 11 4 5 7.9. 2 2 .4CJ 7.7. 2 2 8 6 88. 5 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1245755 A7 B7 五、發明說明(27 實例 表1:丁二烯之氫氰化作用 配位子
反應時間 (小時) %3PN %2M3 17 0 0
1:30 3:00 13.7 15.5 31.3 35.9 (請先閱讀背面之注意事 18
1:30 17.8 48.7 3:00 23.7 67.6 寫本頁) 19 20 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 21 0 0
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) 1:30 3:00 1:30 3:00 1:30 3:00 14.4 15.5 10.0 11.3 22.2 25.2 37.4 39.8 22.5 25.8 31.6 36.8 1245755 A7 B7 五、發明說明(28 實例 表1:丁二烯之氫氰化作用 ,反應時間配^子 (小時)%3ΡΝ %2Μ3 22 3 2 24
ο ο :3:0 n ο J ο ο :3-0 13 ο ο :3:0 13
8 1 3.4. 11 IX 11 5.5. 2 2 7 9 6.0. 4- 5 8.od 3 8 6.9. 8 5 2.3. 3 3 (請先閱讀背面之注意事項^$寫本頁) 裝— .' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1245755 A7 B7 五、發明說明(29) 表2 : 2M3BN之異構化作用 反應時間
26
1:30 3:00 87.4 83.9 12.0 15.5 0.14 0.19 (請先閱讀背面之注意事項 _填寫本頁) 27
•1:30 3:00 50.3 38.8 46.7 57.8 0.93 1.49 8 2 9 2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ο 3
ο ο 3 0 ο ο :3:0 1 3 ο 3 J-0 6 0 4.0. 5 3 ο 1 5.9. 2 1 .6.4 .2. 4 9 8 14.VO 4 6 8 5 11 7/ 7 7 4 2 7 .5.2 -—>3 2 5 77 ./.2 7 5 8 0 2.4. 9 6 2 2
· an n ϋ I «ϋ ϋ —ϋ 一口,I ϋ ϋ n m n ϋ n I #. 32 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 1245755 Α7 Β7 五、發明說明(30) 卷2 ·· 2M:3BN之異構化作用 反應時間
η 〇 J J
1:30 3:00 60.5 39.9 35.1 56.6 0.58 1.42 34
1:30 3:00 6.0 5.9 90.5 92.9 14.97 15.71 « ϋ ϋ— ·ϋ ϋ —ϋ an ·ϋ ϋ n 1_1 n I ^3^^^· ϋ· —ϋ ϋ_ι ϋ ϋ Hal ·_ϋ ^ ^ I ί H. ·1· ϋ 1_§ ·ϋ 1_1 I (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 35 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 36
1:30 51.8 44.3 〇·85 3:00 47.2 48.6 l.〇3 1:30 51.8 44.0 〇.85 33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1245755 A7 B7 五、發明說明(31 表2 : 2M3BN之異構化作用 實例 配位子 反應時間 ___(小時)°/〇2Μ3 %3ΡΝ 3ΡΝ/2Μ3 37
1:30 3:00 11.1 74.8 14.5 83.7 6.73 5.75 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 38 39
1:3〇 77.0 21.1 0.27 3:〇〇 79.1 19.5 0.25 1:30 25.9 73.8 2.85 3:00 13.3 85.9 6.44 訂 曹 40 3:00 74.4 19.6 0.26 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Q Ο
34- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1245755 A7 B7 五、發明說明(32 實例 產3 ·· 3~戊烯腊之氫氣化作用 配位子
% Tot PN conv. DN 41 42 43 44 45 〇'、。 2〇 〇7
、p 2〇
%ADN dist 61.8 7.1 58 5.5 93.6 19.8 69.1 --------訂---------· (請先閱讀背面之注意事項#<填寫本頁) 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46
25.5 79.6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1245755 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1245755 A7 B7 五、發明說明(34 實例 表3 : 3-戊烯腈之氫氰化作用 配位子
% Tot PN conv. DN 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 %ADN dist
-37- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項寫本頁)
以 · ·ϋ I ·ϋ ·ϋ n —ϋ n 一「t,I n I— n· ϋ a·^— an i^i I #·
Claims (1)
- 8 8 8 8 A BCD 1245755 六、申請專利範圍其中, R1及R2分別為p比洛基、W嗓基或叶吐基; R3及R4分別為吡咯基、啕哚基、咔唑基、苯基、苯氧 基,經一或二個(^至匕烷基取代之苯氧基,或莕氧基; 5 7 9 8 9.DOC -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1245755 申請專利範園 R8為氫,Cl至Q烷基,Cl至G烷氣基或a】至g烷 氧基幾基; R9為氫,(^至Q烷基,或可為(^至h烷氧美 苯基; A R/o為氫,Cls c0烷基,或可為(^至h烷氧基取代 之苯基;或該觸媒先質組合物包含零價鎳與至少一雙牙磷 醯胺配位子且該雙牙磷醯胺配位子係選自由下式χπ所代 表之化合物所組成之群: 式XII Q Λ 2. 3. 其中Q為S IV且R84 C6烧氧基幾基且R9為氯。 :種非共軛非環狀腈之異構化方法,其包括含2_烷基-% 單烯腈反應,其中該方法係於一包含零價鎳與至少:^牙 磷醯胺配位子之觸媒先質組合物之存在下進行’該雙牙磷 醯胺配位子係選自由如申請專利範圍帛】項所示:+ XII化合物所組成之群。 -種單烯腈之氫氰化方法’丨包括將單婦腸與—HCN源 反應’其中該方法係於—包含零價錄與至少-雙牙嶙醯胺' 配位子之觸媒先質組合物與路易士酸促進劑之存在下 行’該雙牙磷酿胺配位子係選自由如申請專利範圍第】項 5 7 9 8 9-DOC 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2i^X297公登)一 ㈣755'申請專利範 4. 與式XI1化合物所組成之群。 申睛專利範圍第1、2 $ q s 分別為Pt卜夂I 〆項之方法,其中R1及R2 為比各基、吲哚基、或吟 至磷上。 下主丞其係經由氮原子連結 5·根據申請專利範圍第 係包含6 $ m 或 方法,其中R3及R4 I 3 6至18個碳原子。 •根據申請專利範圍 7·根擔由咬击」 弟5項之方法’其中R3及R4為苯基。 二 =清專利範圍第卜2或3項之方 請 =為吼嘻基、+朵基、询或苯基。 其中R3及R4 八申睛專利範圍第1、2或3項之方法 9为別為•朵基、咔唑基或萘氧基。 • ^申請專利範圍第1 ' 2或3項之方法,其中R3及R4 氧基’經_或二個以Q院基取代之苯氧基, 10 L奈氧基’其係經由氧原子連結至磷原子上。 t種式I之雙牙峨醯胺配位子,其中Q係式Η或式, /、中Rl R2 ’ R3與R4係分別為苯氧基,經一或二個Ci C0烷基取代之苯氧基,或具至少二個且至多三個分別 :各基,啕哚基,咔唑基之蓁氧基其中r8與r9具有如 明專利範圍第1項所述之相同定義;且式j巾q係式 111 或式 V,其中 ,R2,R3,R4,R8,R9 與 R1〇 具有 如申請專利範圍第丨項所述之相同定義。 種觸媒先質組合物,其係由零價鎳與至少一種根據申請 專利範圍第1項之式I與式ΧΙΙ之雙牙磷醯胺配位子所構 成。 12.根據申請專利範圍第i項之方法,其中該脂族二烯烴化合 -4 5 7 9 8 9.DOC 本紙張尺度適财® 8家標準(CNS) A4規格(21GX297公 1245755 A8 B8 C8 六、申請專利範圍 物為丁二稀。 13·:=7Γ鱗醯胺配位子’ *中Q係式1V,而R8 係C〗至c0烧氧基羰基且R9係氫。 14. 根據申請專利範圍第i 〇或丨3 φ R 之雙牙磷醯胺配位子,其 乳片子遠1為峨略基、•朵基、或作哇基,其係經由 氮原子連結至磷上。 15. 根據申睛專利範圍第1 〇 $ ,Ώ /固弟或13項之雙牙磷醯胺配位子,其 中及R4係包含6至1 8個碳原子。 16. =申請專利範圍第10或13項之雙牙 中R3及R4為苯基。 * 17·=申請專利範圍第10或13項之雙牙鱗醯胺配位子,复 …诚由及R4分別為°比咯基、+朵基、…圭基、或苯基。 8.:據申睛專利範圍第1〇或13項之雙牙碟酿胺配位子,复 KW Γ由及W分別為♦朵基、㈣基、或萘氧基。 ^晴專利範圍第10或13項之雙牙碌醯胺配位子,其 —^及R4分別為苯氧基\經—或二個CJ-C6烧基取代之 本氧基,或萘氧基。 5 7 9 8 9.D0C -5-
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