TWI355375B - Carbonylation process using metal-polydentate liga - Google Patents

Description

1355375 玖、發明說明： I：發明所屬之技術領域1 本發明係關於一種醇及/或其反應衍生物之液相幾基化 方法。特別地’本發明係關於氫氣或一種由一具有多牙配 5 位基之铑或銥所構成之催化劑存在之下，令一種醇及/或其 反應衍生物進行液相羰基化之方法》 I：先前技術1 以鍺催化羰基化方法來製備羧酸是已知且被描述於 (例如）：EP-A-0632006及美國專利案編號：4,670,570。 10 EP-A-0632006揭露一種甲醇或其反應衍生物之液相叛 基化方法’該方法包含令一液體反應組成物接觸一氧化 碳’該液體反應組成物係包含：甲醇或其反應衍生物、一 種鹵素促進劑、及一種鍺催化劑系統，該铑催化劑系統係 包含：一種铑組份及一種雙牙磷硫配位基，該配位基係包 15 含磷配位中心，該碌配位中心是以一實質不具反應性之骨 架結構來連接硫配位中心（或陰離子中心），該骨架結構係包 含2個相連的碳原子或者包含丨個連接碳原子與丨個連接磷 原子。 以銀催化羰基化方法來製備羧酸是已知，且被描述於 20 (例如）：EP-A-0786447、EP-A-0643034及EP-A-0752406。 EP-A-0643034揭露一種令甲醇或其反應衍生物進行羰 基化反應來製備乙酸之方法，該方法包含：於一羰基化反 應槽内令甲醇或其反應衍生物於一種液體反應組成物内接 觸一氧化碳，其中該液體反應組成物包含：（a)乙酸、一 5 種銥催化劑、（C)碘甲烷、（d)至少一微量之水、（e)乙酸甲醋、 及(0至少一種供用為促進劑之釕及餓。 雙牙螯合磷或砷配位基的用途可參閱（例如）：GB 2,336,154 ' US 4,102,920 ' US 4,102,921 ° GB 2,336，154揭露一種令甲醇及/或其一反應衍生物於 —具有化學式R1 R2X-Z-YR5R6之雙牙配位基存在下進行液 相幾基化反應來製備一種羧酸之方法，其中X與γ係個別是 氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)、或鉍(Bi)，且Z是一個二鍵 價連接基團。 US 4，102,920揭露一種令醇、酯、醚、及有機鹵化物於 —具有多牙磷或砷螯合配位基之铑錯合物存在下進行幾基 化之方法。US 4,102,921則揭露一種進行於一具有多牙磷或 砷螯合配位基之銥錯合物存在下之類似方法。 已知：令甲醇於氫氣存在下進行羰基化製備乙酸反應 會產生不為所欲之副產物（例如：乙酸、乙醇、及丙酸）。丙 酸必須使用一種昂首且耗用能量之蒸餾塔，才能夠自乙酸 產物分離。再者乙醛會進行一系列縮合及其他反應來產生 最終之高分子量有機硤化合物。某些此等材料（特別是例 如：碘己烷)將難以藉由習知蒸餾法移除，而必須使用更進 '步之處理步驟來達到足夠之乙酸純度。 ΕΡ-Α-0 849 251揭露一種用以令甲醇進行幾基化反應 來製備乙酸之銥催化方法，該案指稱一氧化碳進料内的氫 氣數量較佳是低於1莫耳％，且反應槽内的氫氣分壓較佳是 低於1 bar。類似地，ΕΡ-Α-0 728 727揭露一種用以令曱醇進 行幾基化製備乙酸之錄催化方法，該案指稱反應槽内的氫 氣分壓較佳是低於2 bar。 亦已被發現的是：當使用某些铑催化劑來令甲醇進行 幾基化反應時，該存在於一氧化碳進料之氫氣會導致產生 乙醇及乙醛，而乙酸產物卻只有微量。 (例如)US 4,727,200描述一種醇衍生方法是使用一種 包含姥之催化劑系統來令該醇與合成氣體進行反應。使用 一合成氣體進料所形成之主要產物是乙醇，而乙酸則相對 是一種微量副產物。

Moloy等人（Organometallic，1989, 8, pp2883-2893)描述 一種以铑催化甲醇進行還原羰基化反應之方法，該方法是 於一種二膦配位基存在之下使用合成氣體來產生大量的乙 盤。催化劑添加釕會有利於進行氫化反應產生乙醇。 t發明内容1 因此，就一種醇及/或其反應衍生物進行催化羰基化反 應製備羧酸及/或該羧酸之醇酯而言，需求一種改良的方 法。特別是需求一種可容許存在之氫氣只產生少量或不產 生液體氫化反應副產物之羰基化方法。 目前已發現一種改良之羰基化方法，此改良方法是使 用一種具有多牙配位基之铑或銥催化劑，其中該配位基具 有一配位夾角是至少145°·，或者與铑或銥之配位是呈一種 剛性之結構構形。本發明人已發現使用本發明催化劑會有 利於容許該存在於羰基化製程中之氫氣只產生少量或不產 生液體氫化反應副產物。此外，較諸可撓金屬配位基錯合 物或八有配位基配位夹角小於145。之錯合物而言本發明 多牙配位基錯。物會具有較高之幾基化製程安定性。再 者本發月方法可以進行於傳統催化劑安定劑(例如：峨化 鋰)不存在之下。 5 目此，本發明係提供制以製備-賴及/或其醇醋 之方法’本發明方法係包含：令一配製於液體反應組成物 之醇及/或其反應衍生物於一幾基化反應槽内與一氧化碳 進行幾基化反應，該液體反應組成物係包含：該醇及/或其 反應衍生物、一羰基化反應催化劑、及一函烷共同催化劑、 10以及可選擇之微量的水，本發明方法之特徵是該催化劑包 含至少一種與多牙配位基配位鍵結之铑或銥，該多牙配位 基特徵是：具有一咬合角度(bite angie)是至少145。、或形成 一剛性之铑(Rh)或銥(lr)金屬配位基錯合物，且該多牙配位 基特徵是包含至少2個配位鍵結基團，該至少2個配位鍵結 15基團之配位鍵結原子係個別包含：填(P)、氮(N)、神(As)、 或銻(Sb)，且該方法之特徵是令該氫氣維持氫氣:一氧化碳 (C0)莫耳比例是至少1:100，或者令飼入羰基化反應槽之一 氧化碳包含至少1莫耳％之氫氣。 多牙配位基係包含至少2個配位基基團，其個別是以磷 20 (P)、氮(N)、砷(As)、或銻(Sb)做為該具有至少2個配位鍵結 基團之配位原子(提供配位之原子）。該至少2個配位鍵結基 團可以分別以L1及L2來表示。 當錯合物是以铑或銥做為金屬中心(原子）時，多牙配位 基會形成一種由填(P)、氮(N)、砷(As)、或銻(Sb)原子及配 8 位基骨架所構成之環狀結構 。當被使用於本案時，「剛性之 金屬配位基錯合物」係意指此環狀結構具有—剛性之構 开V熟％此項技藝人士可以依據配位基結構及預期之鍵 結構形，來推測—金屬配位基錯合物之剛性程度。剛性程 度的定義可以是考量所形成之配位基金屬錯合物的結構， 或者就更精確之定義而言，可使用數學定義術語(例如）： 配位基之「可撓範圍」。當被使用於本案時，「可撓範圍」 係意指能夠形成Ll-M-L2之角度範圍（其中L1-M-L2是由兩 個配位基基團與金屬中心Μ(其中Μ是铑或銥）所構成之角 度），例如：最低能量不超過3仟卡/莫耳(kcal/m〇1)。對—雙 牙配位基而言’咬合角度及可撓範圍可依照Casey等人 (Journal 〇f Chemistry，Vol. 3〇(1990)，p.299_3〇4)之方法以能 量圖譜來進行推算，該方法以其全部内容在此併入本案作 為參考資料。本發明催化劑之可撓範圍較佳是小於4〇。，更 佳是小於30°。可使用類似之計算來定義非雙牙配位基之可 撓範圍。 配位基基團L1與L2較佳是個別包含供用為配位鍵結原 子之磷。此種包含磷之基團（以下稱為P1與P2)較佳是具有 通式WP及R3R4P，其中R1、R2、R3、及R4係個別選自未 經取代或具有取代基之烯基基團、烷基基團、及芳基基團 (特別是苯基基團）。R1、R2、R3、及R4係個別較佳是一個苯 基基團。一個或數個苯基基團可以具有或不具有取代基。 例如：P1與P2係個別是一個二苯膦基團（pph2)。一個或數個 pl與P2基團之R1、R2、R3、及R4苯基基團係可選擇地是具 1355375 有取代基之基團。苯基基團可適宜地具有居於一個或數個 鄰位之至少一個選自烷基、芳基、及烷氧基(OR)基團取代 基。鄰位取代基特佳是甲基(Me)、CF3、乙基(Et)、異丙基、 及甲氧基(OMe)。 5 為了改善多牙配位基之安定性及藉此改善該配製於液 體反應組成物内之催化劑安定性，一個或數個配位鍵結基 團之R1、R2、R3、及R4基團可以具有一個或數個親水性及/ 或極性取代基基團❶此種基團實例係包含：_c〇2h、 籲 _c〇2Me、-OH、-S03H、-S03Na、-NH2、-NH3+、及_nr2H+。 .10 一金屬配位基錯合物之剛性構形可直接來自配位基結 構。特別是當多牙配位基是一個雙牙配位基時，配位基會 阻礙配位基骨架旋轉。配位基骨架於本案之定義是指金屬 配位基錯合物之配位基形成環部分（此部分係包含金屬原 子及配位(提供配位)軒）。例如：剛性構形是來自一居於 15配位基基團LmL2之間之乙稀或芳族骨架，此骨架會阻礙 • 物制配位基骨架旋轉。可選擇或額外地，金屬配位基錯 合物之剛性性是來自阻礙配位基骨架旋轉之立體效應。 適合之剛性雙牙含填配位基係包含下列結構通式 UH3)，其中P1與P2分別是R»R2^R3R4p，且其中 20 具有上文所述之定義： R5 R6

PH P1 P2 2-乙烯骨架 結構（1) 10

1，8-萘骨架 結構(2)

1’ 1 _二茶骨架

結構(3) 了個別形成-具有剛性構形之金屬雙牙配位基錯 m具有結構通式⑴之配位基可形成-以金屬 :之5_員環’此結構之剛性性是來自乙稀骨架。結構( ==6係個別選自H、垸基、及芳基。r抓可連接形 方％，例如：—個如下列結構（la)所顯示之苯環。

p2 1，2-伸笨基骨架

結構(】.a) 該等具有結構通式(2)與⑶之配位基可分別形成剛性 之^與7員環。特別就該具有結構⑶之配位基環繞架橋單 鍵旋轉而5，據信會受到結構内由重疊氣原子所構成之立 體阻障而抑制旋轉。 該等包含P1及/或P2基團之上述結構（丨）、（la)、（2)及(3) 可適合地具有-個或數個取代基(例如：—個或數個院基基 11 特別地，該存在於上述結構（1)、（la)、（2)及(3)内之P1 與P2基團的R1、R2、R3、及R4較佳是個別選自：苯基基團 及具有取代基之苯基基團。一個或數個Ri、R2、R3、及尺4 基團更佳是具有取代基，且取代基較佳是居於一個或數個 鄰位之位置。鄰位取代基較佳是包含：烷基、芳基、或烷 氧基(OR)基團。鄰位取代基特佳是曱基(Me)、cf3、乙基 (Et)、異丙基、及甲氧基(〇Me)。 為了改善以上述結構（1)、（la)、（2)及(3)為代表之雙牙 配位基溶解度，意即該配製於液體反應組成物之催化劑溶 解度，雙牙配位基可以具有一個或數個親水性及/或極性取 代基基團。雙牙配位基之一個或數個含磷基團較佳是具有 取代基之含磷基團。適合之取代基實例係包含：-C〇2H、 -C02Mie、-OH、-S03H、-S03Na、-NH2、-NH/、及-NR2H、 雙牙It及座配位基較佳是具有以砷及銻來取代其中之 磷原子之上述結構(1)、（la)、（2)、（3)、或上述變異結構。 混合雙牙配位基較佳是具有上述結構（1)、（la)、（2)、（3)、 或上述變異結構，且包含一種由2個選自含磷、砷、銻基團 所構成之組合。 雙牙含氮配位基較佳是以氮做為予體原子(donor atom) 之芳環系統β此芳環可以具有或不具有取代基，且此環系 統亦可包含其他的雜原子(例如：氧）。適合之環系統實例係 包含具有或不具有取代基之咕啶。 本發明多牙配位基亦可以是三牙取代基。 1355375 第93113465號惠利申請案說明書替換頁

本發明三牙配位基具有3個配位鍵結铑或銥金屬之配位 鍵結基團。這3個配位鍵結基團可以是具有上述定義之[I

碳(C)做為提供配位（配位鍵結）原子。 本發明三牙配位基較佳是具有化學式 ，其中R7與R8係分別是連接以紅3及連接 L3與L2之連接基團。連接基團R7與R8係個別選自芳基及稀 基基團，較佳是乙烯或苯基基團。R7與R8二者可形成至少 10 一個包含L3之環狀結構，此環狀結構較佳是具有下列結構 通式A。

'匕2 本發明三牙配位基較佳是具有上述化學式 LI(R7)L3(R8)L2 ’且呈一種架橋構形來配位鍵結催化劑金屬 15中心鍵或銀’藉此令L1與L2分別居於金屬中心之相反兩 側。當被使用於本案時，該「居於金屬中心之相反兩側」 係意指兩個基團與金屬之L1-M-L2角度至少145。(較佳是至 少150°)[其中L1-M-L2是由2個配位基基團與金屬中心厘所 構成之角度，其中Μ是錄(Rh)或銀(Ir)]。此角度量測是使用 20 習知技術(例如:X射線結晶技術）。 本發明三牙配位基較佳是令LI、L2、及L3基團之予體 原子（donor atom)呈一種經向（mer-)配位模式來配位鍵結金 13 1355375 100年3月25臼 第93113465號專利申請案說明書替換頁 屬中心。三牙配位基之配位更佳是令Li、L2、及L3之予 原子是呈一實質平面構形來配位鍵結金屬中心。

L1與L2較佳是含磷基團且L3較佳是氧，藉此三牙配位 基疋具有化學式Pl-R -0-R8-P2之二牙配位基，其中pi盘p2 5 分別是具有通式Ι^Ι12Ρ及R3R4P之含磷基團，且其*R1、R2、 R3、及R4係個別選自不具有或具有取代基之烯基基團、燒 基基團、芳基基團，特別是苯基基團。R1、R2、R3、及尺4 之苯基基團可以個別是具有或不具有取代基。P1與P2可以 個別是一個二苯膦基團（PPh2)。一個或數個pi與P2基團之 10 R1、R2、R3、及R4苯基基團係可選擇地是具有取代基之基 團。苯基基團可適宜地具有居於一個或數個鄰位之至少一 個選自烷基、芳基、及烷氧基(OR)基團取代基。特佳之鄰 位取代基是甲基(Me) ' CF3、乙基(Et)、異丙基、及曱氧基 (OMe)。 15 為了改善三牙配位基之安定性及藉此改善該配製於液 體反應組成物内之催化劑安定性，一個或數個三牙配位基 之R1、R2、R3、R4、R7、及R8基團可以具有一個或數個親 水性及/或極性取代基基團。此種基團實例係包含：-C〇2H、 C02Me、-OH、-S03H、-S03Na、-NH2、-NH3+、及-NR2H+。 20 三牙金屬配位基錯合物之剛性構形可以直接來自配位 基之結構，或者來自金屬配位基錯合物之結構。例如：剛 性構形是來自配位基整體具有一種剛性結構，例如：山膦 (Xanphos)(下述結構4)。因此，三牙α山膦配位基錯合铑或鉉 金屬中心(原子）會形成一由金屬原子、配位磷(Ρ)、砷(As)、 14 1355375 銻（Sb)原子、及配位基骨架（第三予體原子是氧)所構成之剛 性構形。 此剛性構形可選擇地是來自R7與R8，此二者係藉由個 別具有一個乙烯或一個芳族骨架，來分別阻礙或抑制^與 5 L3之間以及L3與L2之間的配位基骨架旋轉，然而配位基整 體卻只有在配位鍵結一金屬中心時才會具有剛性性。此種 結構實例是DPEphos(下述結構5)，於此實例中，當配位基 配位鍵結鍺或銥金屬中心時，會形成一個剛性環狀結構， 此剛性環狀結構係包含2個賦予配位基金屬錯合物具有整 10 體剛性性之剛性5-員環。 可選擇或額外地，金屬配位基錯合物之剛性性可以來 自如上述結構3之阻礙配位基骨架旋轉之立體效應。 適合供用於本發明之三牙含膦配位基特例係包含下列 結構4-14 : β山膦（Xantphos)、硫°山膦（Thixantphos)、石夕°山膦 15 (Sixantphos)、升 0山膦（Homoxantphos)、鱗 〇山膦 (Phosxantphos)、異丙 β山膦（iSOpr〇pxantph〇s)、氮 σ山膦 (Nixantphos)、苯并 α山膦（Benzoxant phos)、DPEphos、 DBFphos、及 R-氮汕膦（R-Nixantphos)。R-氮 β山膦 (R-Nixantphos)之R基團較佳是選自烷基及芳基基團，更佳 20 是選自甲基、乙基、丙基、及苄基。 15 1355375

4. Xantphos 8. Phosxantphos

5. DPEphos

10. Nixantphos

Ph2P PPh2 14. DBFphos

PPh2 PPh2 7. Homoxantphos

11. R-Nixantphos 類似地，上述結構4-14可以具有一個或數個取代基， 例如：一個或數個烷基基團。例如：下述結構15之三級丁 基山膦（/-Bu-xantphos)。 16 1355375

於該等具有結構4-15之三牙含膦配位基中，二笨膦基 團可以上述定義之？1與!>2來取代吓丨與^基團特佳是R» 及R3R4P基團，其中…^、及作個別選自笨基基團 5及具有取代基之笨基基團，且一個或數個R1、R2、R3、及 R4可以具有取代基。較佳是具有居於一個或數個鄰位之至 少一個選自烷基、芳基、及烷氧基(0R)基團取代基。特佳 之鄰位取代基是甲基(Me)、CF3、乙基(Et)、異丙基、及甲 氧基(OMe)。 10 為了改善該等具有結構4-15之三牙配位基之安定性及 藉此改善該配製於液體反應組成物内之催化劑安定性，該 等三牙配位基（特別是三牙配位基之一個或數個膦基團）可 以具有一個或數個親水性及/或極性取代基基團。適合之取

代基實例係包含：-C〇2H、-C02Me、-OH、-S03H、-S03Na、 15 -NH2、-NH3+、及-NR2H+。 所有具有上述結構4-15或具有上述取代變異結構之三 牙含膦配位基皆可以一硫原子或氮原子來取代L3之氧原 子0 三牙含进_及显配位基（其中磷原子被砷或銻取代_較佳 20 是具有上述結構4-15或具有本案所述之取代變異結構。由 上述結構4-15或其上述變異結構所構成之混合三牙配位基 17 較佳是包含：一種由2個選自含磷、砷、銻基團所構成之組 合。 例如：下述結構16與17所分別顯示之砷，砷_三級丁美 咄膦（As，As-i-Bu-xantphos)以及磷，砷-三級丁義 (P，As-i-Bu- xant phos)。

三牙含氮配位基較佳是以氮做為予體原子之芳環系 統。此芳環可以具有或不具有取代基，且此環系統亦可包 含其他的雜原子(例如：氧）。適合之環系統實例係包含：諸 等具有或不具有取代基之三°比唆。 二牙或三牙配位基可商業購買或者可依照本技藝所已 知之方法來予以合成。更特定而言，該具有上述結構4_17 或具有上述取代變異結構之三牙配位基可依照van der Veen etal.，Chem. Commun.，2000, 333所述或類似之方法來 予以合成，在此以其全部内容併入本案作為參考資料。 本發明催化劑之多牙配位基是呈一種剛性構形或具有 一咬合角度(bite angle)是至少145°來配位鍵結铑或銥，已發 現本發明催化劑之用途是藉由降低氫氣存在下之液體氫化 1355375 副產物(例如：醇及醛)選擇性來改善羧酸產物的選擇性。 本發明催化劑較佳是包含铑。铑催化羰基化反應及铑 催化還原羰基化反應之推測機構可參閱（例如”M〇l〇yetal，

Organometallics，Vol· 8, No. 12, 1989,在此以其全部内容併 5入本案作為參考資料。在不欲受限於理論之下，據信本發 明金屬配位基錯合物之剛性構形可避免或至少抑制金屬配 位基錯合物改變構形，藉此可避免或至少抑制氫加成至金 屬配位基錯合物，或者避免一醛(例如：乙醛）自一形成於羰 基化反應期間之金屬醯基化合物（例如：M_C〇CH3)脫去[此 鲁 10種脫去反應需要鼠氣(H2)進入一個與醯基基團呈順式(cz\) 之空隙位置]’或者避免一金屬氫化物配位基(經由氫氣(H^) 加成反應所形成）與一呈順式(Cb)之金屬酿基化合物進行還 原性脫去反應。例如：於下列金屬錯合物的情形中，金屬 錯合物具有一種由一剛性雙牙配位基所構成之方形金字塔 15結構，該剛性雙牙配位基具有1個頂點醯基基團（例如： COMe)及2個鹵素配位基(例如：碘⑴），此金屬錯合物之空 隙位置會固定居於與醯基基團呈反式之位置，藉此可避免 · 或抑制氫氣加成至金屬錯合物。 此外，再次於不欲受限於理論之下，據信三牙配位基 會因為3個予體原子形成配位，而具有一種額外之立體阻障 效應，此效應可避免三牙配位基與氫氣反應形成醛。 本發明催化劑可以一多牙配位基配位鍵結一含银或錢 之化合物來進行製備。本發明催化劑可藉由將一含銥或铑 _之化合物及一多牙配位基分別添加入液體反應組成物來 19 1355375 予以形成於液體反應組成物内。添加之含銥或鍺之化合物 可以呈任何一種適合的形態’俾以能夠溶解於液體反應組 成物或可轉變成一種溶解形態。然而，該添加入液體反應 組成物之本發明催化劑較佳是呈一種預先形成之多牙配位 5 基錯合物形態，此種多牙配位基錯合物之配位基係配位鍵 結該含銥或铑之化合物。此種多牙配位基錯合物係於添加 入液體反應組成物之前預先予以形成，且其製備可以令一 多牙配位基與一適合且具有可置換基團之含銀或錢之化合 物於一適合溶劑(例如：甲醇）中進行攙合。 10 預先形成之銀三牙配位基錯合物實例係包含： [{Ll(R7)L3(R8)L2}Ir(COMe)I2]、[{Ll(R7)L3(R8)L2}Ir(CO)I]、 [{Ll(R7)L3(R8)L2}Ir(CO)]+、及[{U(R7)L3(R8)L2}IrI(CO)Me]+， 其中L1(R7)L3(R8)L2是上文所述之三牙配位基。 δ玄預先形成之錢二牙配位基錯合物的實例係包含： 15 [{Ll(R7)L3(R8)L2}Rh(COMe)I2]、[{Ll(R7)L3(R8)L2}Rh(CO)I]、 [{Ll(R7)L3(R8)L2}Rh(CO)]+、及[丨U(r7)L3⑽L2}RhI(c〇)Me]+， 其中L1(R7)L3(R8)L2是上文所述之三牙配位基，例如： [{Xantphos}Rh(COMe)]。 該等含銥或铑之化合物較佳是一種不含氣之化合物 20 (例如：一種乙酸鹽），此種化合物可溶解於一種或數種液體 反應組成物之組份，且藉此可以呈一種組成物溶液來予以 添加入反應》 適合之含銥化合物實例係包含：氣化銥(IrCl3)、碘化銥 (Iris)、溴化銥(IrBrs) ' 雙[碘化二羰銥]([Ir(c〇)2l]2)、雙[氯 20 1355375 化二羰銥]([Ir(CO)2Cl]2)、雙[漠化二羰銥]([Ir(CO)2Br]2)、二 碘四羰銥酸（[Ir(CO)4I2rH+) ' 二溴二羰銥酸（[Ir(CO)2Br2r H+)、二碘二羰銥酸([Ir(CO)2I2]_H+)、三碘甲基二羰銥酸 ([Ir(CH3)I3(CO)2rH+)、十二羰四銥（Ir4(CO)12)、四水三氣銥 5 (IrCl3-4H20)、四水三溴銥（IrBr3-4H20)、十二羰三銥 (Ir3(CO)12)、銥金屬、二羰乙醯丙酮酸銥(Ir(acac)(CO)2)、三 乙醯丙酮酸銥(Ir(acac)3)、乙酸銥、乙酸三水六乙酸氧化三 銥([Ir30(0Ac)6(H20)3][0Ac])、六氯銥酸(H2[IrCl6])，不含 氣之銥錯合物較佳是(例如）：乙酶根、草酸根、及乙醯乙酸 10 根。 適合之含铑化合物實例係包含：雙[氯化二羰铑] ([Rh(CO)2 Cl]2)、雙[碘化二羰铑]([Rh(CO)2I]2)、 ([Rh(Cod)Cl]2)、氣化铑(III)、三水合氯化铑（III)、溴化铑 (III)、碘化铑（III)、乙酸铑（III)、二羰基乙醯丙酮酸铑、三（三 15 苯膦）氣铑（RhCl(PPh3)3)、二（三苯膦）羰氣铑 (RhCl(CO)(PPh3)2)。 液體反應組成物之銥濃度較佳是以銥重量計居於範圍 100-6000 ppm，更佳是400-5000 ppm ’ 例如：500-3000 ppm。 液體反應組成物之铑濃度較佳是以铑重量計居於範圍 20 25-5000 ppm，更佳是250-3500 ppm。 特別就使用一預先形成金屬配位基錯合物之情形而 言，反應槽内铑或銥金屬對比多牙配位基之莫耳比例較佳 是大約1:1。特別就(例如）於液體反應組成物内形成金屬配 位基錯合物之情形而言，液體反應組成物可選擇地具有過 21 1355375 量的配位基。因此，錢或銀金屬對比多牙配位基之莫耳比 例可以小於1:1，或適宜地居於1:1至1:2之範圍内。 液體反應組成物亦可包含一促進劑金屬。適合之促進 劑是選自：釕 '锇、銖、鎘、汞、鋅、鎵、銦、及鶴。促 5 進劑較佳是選自釕及餓’最佳是釘。促進劑可以包含任何 一種適合溶解於液體反應組成物之促進劑金屬化合物。添 加之促進劑可以呈任何一種適合的形態，俾以能夠溶解於 幾基化反應液體反應組成物或可轉變成一種溶解形態。 適合供用為促進劑之含釕化合物實例係包含：氣化釕 10 (m)、三水合氣化釕（hi)、氣化釕(iv)、溴化釕（in)、釕金 屬、氧化釕、甲酸釘（III)、三碘三幾釘酸([Rh(C〇)3I3]-H+)、 二碘二羰釕酸([Rh(CO)2I2]n)、二碘四羰釕（[Rh(CO)4I2])、雙 [二破三羰釕酸]([Rh(CO)3I2]2)、四（乙醯)氯釕(ΠΙΠ)、乙酸 釕(III)、丙酸釕(ΙΠ)、丁酸釕(ΠΙ)、五羰釕、十二羰三釕、 15及混合之釕鹵羰基[例如：雙[二氣三羰釕（II)]、雙[二溴三 羰釕(II)]、以及其他的有機釕錯合物[例如：四氯二(4_異丙 基甲苯)二釕(II)、四氣二（苯)二釕(11)、二氣(環辛_15·二烯) 釕（II)聚合物、以及三（乙醯丙酮根)釕（HI)]。 適合供用為促進劑之含餓化合物實例係包含：水合或 20無水氣化锇(III)、鐵金屬、四氧化餓、十二幾三餓、二峨四 羰餓([Os(CO)4I2])、雙[二蛾三幾餓K[0s(C0)3l2]2)、三蛾三 羰鐵酸（[Os(CO)3I3rH+)、五氯_μ_硝酸二餓、及混合之锇鹵 羰基[例如：雙[三羰二氯餓(II)]、以及其他的有機餓錯合物。 適合供用為促進劑之含銖化合物實例係包含：十羰二 22 1355375 銖[Re2(C0)i。]、五羰氯銖（Re(CO)5Cl)、五羰溴銖 (Re(CO)5Br)、五羰碘銖（Re(c〇)5l)、水合三氣銖 (ReClyxHaO)、雙[四羰碘銖见Re(c〇)4l]2)、四羰二碘酸銖 ([Re(CO)4I2]_H+)、及水合五氣銖(ReCl5.yH2〇)。 5 適合供用為促進劑之含鎘化合物實例係包含：乙酸鎘 (Cd(0Ac)2)、蛾化録(Cdl2)、溴化鎘(CdBr2)、氣化鎘(CdCl2)、 氫氧化锡(Cd(OH)2)、及乙醯丙酮酸鎘。 適合供用為促進劑之含汞化合物實例係包含：乙酸汞

Hg(〇Ac)2、蛾化汞(邮2)、漠化锡(HgBr2)、氣化汞(HgCl2)、 10碘化亞汞(HgA)、氣化亞汞(Hg2ci2)。 適合供用為促進劑之含鋅化合物實例係包含：乙酸鋅 (Zn(OAc)2)、氫氧化辞(Zn(〇H)2)、峨化辞咖2)、演化辞 (ΖηΒι*2)、氣化辞(ZnCl2)、及乙醯丙酮酸鋅。 適合供用為促進劑之含鎵化合物實例係包含：氣化嫁 15 (GaCl3)、演化鎵(GaBr3)、峨化鎵(Gal3)、氣化亞鎵(Ga2Cl4)、 及氫氧化鎵(Zn(〇H)3)。 適合供用為促進劑之含銦化合物實例係包含：氯化銦 (InCl3)、漠化銦（ΙηβΓ3)、4化銦（ini3)、及氣氧化姻 20

適合供用為促進劑之含鶴化合物實例係包含··六幾鶴 H)6)、吨蝴Wa4)、六細—、五漠化鶴 〇 -魏鶴(Wl2)、C9Hi2W(C0)3、以及任何一種鶴 氣_、溴-、或碘-羰基化合物。 促進劑較佳是呈—不超過其溶解度之有效劑量來存在 23 1355375 於液體反應組成物及/或任何一種自緩酸回收階段再循環 入幾基化反應槽之㈣製餘流。該存在於㈣反應組成 物内之促進劑可適合地呈一種促進劑對比錢或銥之莫耳比 例疋0.1:1·20:卜較佳是0.5:1-10:1，更佳是2:1-10:1。一適 5 。之促進劑濃度是低於8000 ppm，例如：400-700 ppm。 液體反應組成物亦可包含一有效劑量之安定劑及/或 促進劑化合物是選自：鹼金屬碘化物、鹼土金屬碘化物、 月b夠產生峨化(I-)之金屬錯合物、能夠產生蛾化（I)之鹽、 以及由2種或數種此等化合物所構成之混合物。適合之鹼金 10屬碘化物實例係包含：碘化鋰、碘化鈉、及碘化鉀，較佳 是碘化鋰。適合之鹼土金屬碘化物實例係包含：碘化鈣。 適合之能夠產生碘化(㈠之金屬錯合物實例係包含：鑭系金 屬錯合物，例如：釤、釓、鈽、及其他金屬（例如：鉬、鎳、 鐵、鋁、及鉻）。能夠產生破化(Ι·)之鹽係包含(例如）：乙酸 15鹽[其本身能夠進行碘化(Ι-)轉變，其典型是乙酸鋰(Li〇Ac)] 以及有機鹽[例如：碘化季銨及碘化鱗]。 所使用之安定劑化合物數量是呈適合提供一種可增加 催化劑系統溶解度之有效數量，且此數量較佳是不會顯著 降低羰基化反應速率。 20 由於銹蝕性金屬（例如：鉻、鐵、及鉬）具有不利於反應 速率之作用’因此可使用適合之具有銹蝕抗性金屬來取 代。就減少錄银性金屬及其他攙雜物而言，可使用一種適 合之離子交換樹脂基床來處理液體反應組成物（或較佳是 一催化劑再循環液流）。此種方法被描述於US 4007130。 24 1355375 適合之鹵烧共同催化劑是一種低分子量（例如：crc4) 鹵烷。鹵烷較佳是一種碘烷’例如：碘甲烷。配製於液體 反應組成物之鹵烷共同催化劑濃度可適宜地是l-30wt%，例 如：l-20wt%。 5 於本發明方法中，一種選自一醇及/或其反應衍生物之 反應物是以一氧化碳來予以羰基化，藉此產生一種羧酸及/ 或該缓酸之醇酯。 適合之醉反應物疋'具有1 -20個碳原子及至少·個經 基基團之醇。醇較佳是一單官能基脂肪醇，且此醇較佳是 10 具有1-8個複原子。最佳之醇是甲醇、乙醇、及/或丙醇。可 使用一種由超過一種醇所構成之混合物。醇之羰基化產物 可以是：一具有較諸該醇增加1個碳原子數目之後酸、及/ 或該醇或叛酸產物之S旨。一特佳之反應物是甲醇，甲醇之 羰基化產物是乙酸及/或乙酸甲酯。 15 適合之醇反應衍生物係包含：醋、_化物、及喊。 適合之酯反應物是任何一種醇酿及緩酸酯。酯反應物 較佳是一種由一羧酸與一具有UO個碳原子之醇所構成之 酯。酯反應物更佳是一種由一羧酸與一具有丨_8個碳原子之 單官能基醇所構成之酯。最佳之酯反應物是一種由—羧酸 2〇與曱醇、乙醇、或丙醇所構成之酯。酯反應物較佳是一種 由一醇與羧酸產物所構成之酯。酯反應物較佳是具有高達 2〇個碳原子。可使用一種由醋反應物所構成之混合物。酿 反應物之羧酸羰基化反應產物是一種具有較諸該酯反應物 之醇組份增加1個碳原子數目之羧酸。一特佳之酯反應物是 25 乙酸甲酯，乙酸甲酯之羰基化反應產物是乙酸。 一適合之鹵化物反應物是任何一種具有高達20個碳原 子之碳氫鹵化物。鹵素較佳是一個蛾或一個溴。破氫鹵化 物反應物更佳是具有與齒烷共同催化劑相同之鹵素組份。 碳氫自化物最佳是碳氫化蛾，最佳是蛾甲烧、破乙烧、或 峨丙院。可使用一種由碳氫齒化物反應物所構成之混合 物。碳氫函化物反應物之羧酸產物是一具有較諸該碳氫鹵 化物反應物增加1個碳原子數目之羧酸。碳氫鹵化物反應物 之酷叛基化產物是一種由該碳氫齒化物與一具有較諸該碳 氫鹵化物增加1個碳原子數目之叛酸所構成之醋。 一適合之醚反應物是任何一種具有高達20個碳原子之 碳氫醚。醚反應物較佳是一種二炫基醚，最佳是二曱喊、 二乙醚、或二丙醚。可使用一種由醚所構成之混合物。趟 反應物之羰及化產物是一具有較諸個別之該醚之移除1個 氫原子之碳氫化合物基團增加1個碳原子數目之羧酸。特佳 之醚反應物是二曱醚，二甲醚之羧酸產物是乙酸。 於本發明幾基化製程中可使用一種由一醇、醋 '齒化 物、及醚反應物所構成之混合物。可使用超過1種醇、g盲、 鹵化物、及/或醚。一特佳之反應物是甲醇及/或乙酸甲酯， 其羰基化反應產物是乙酸。 液體反應組成物可以是無水組成物，但較佳是包含微 量的水。當被使用於本案時，「無水」係意指該液體反應組 成物實質不包含水，意即該液體反應組成物包含低於 O.lwt%之水。當被使用於本案時，「微量的水」係意指該液 1355375 體反應組成物包含至少o.lwt0/。之水。水的濃度較佳是以液 體反應組成物之重量計居於範園〇·卜30 Wt%，例如：1-15 wt%，更佳是 1-1〇 wt%。 若為所需可將水添加入液體反應組成物，或者令水形 5成於液體反應組成物内。例如：於曱醇之羰基化反應中， 水可藉由甲醇反應物與乙酸產物進行酯化反應來予以形 成0 水可分別或與其他反應物（例如：酯（例如：乙酸甲鲳） 一併被導入羰基化反應槽。就自反應槽抽取而言，水可與 10 液體反應組成物分開進行，且呈維持液體反應組成物所％ 々需 濃度之控制數量來進行再循環。 羧酸產物（例如：乙酸)可供用為一種配製於本發明夜 反應組成物之溶劑。

15 本發明所使用（當與氫氣進料分開飼入）之一氧化 以實質疋純的一氧化碳，或者包含惰性攙雜物（例如： 化碳、甲烷、氮氣、惰性氣體、水、及(^胃^^鏈烷蛵嗖 合物）。 氣化 20 反應槽内之一氧化碳分壓可適宜地是17〇barg。 氮氣可與-氧化碳進料分開飼入反應槽，但較佳q 一氧化碳形成一種飼入反應槽之混合物。由一氧化护弋與 氧所構成之混合物較佳是—種商業產品(例如：錢2氣 之再製產物）。碳氫化合物之商業再製產物是一種由」物 碳(CO)、氫氣、及二氧化碳(c〇2)所構成 乳化 合物通常被稱為合成氣體(syngas)。合成氣體:典型

27 1355375 一氫氣對比一氧化碳(CO)之莫耳比例是ι·5:1·5:1。 攙合之氫氣/一氧化碳進料可以包含至少1莫耳％之氫 氣，例如：至少2莫耳％之氫氣’更佳是至少5莫耳％之氫氣。 進料之氫氣對比一氧化碳（C0)之莫耳比例最佳是 5 1:100-10:1，例如：1:20-5:1。 當氫氣與一氧化碳(C0)被同時飼入反應槽時，反應槽 内一氧化碳(C0)耗用會導致反應槽具有一個較諸反應槽進 料更高之氫氣對比一氧化碳(C0)莫耳比例❶除了飼入反應 氫氣之外’水-氣體轉移反應亦會於反應槽内產生氫氣。因 10 此就飼入反應槽氫氣以及特別是以高度一氧化碳(C0)轉化 來進行運作之羰基化製程（例如：批次製程）而言，反應槽之 一氧化碳(C0)位准會下降至相當低，而導致反應槽之氫氣 對比一氧化碳（C0)莫耳比例相對上升至相當高（例如： 100 : 1或更高）。然而，反應槽較佳是令氫氣維持氫氣對比 15 一氧化碳(C0)莫耳比例是低於100:1。羰基化反應槽較佳是 令氫氣維持氫氣對比一氧化碳（Co)莫耳比例是至少 1:100。羰基化反應槽更佳是令氫氣對比一氧化碳(C0)莫耳 比例是1:10，最佳是至少i:i。反應槽之氫氣分壓較佳是高 於1 bar ’最佳是高於2 bar。 20 羰基化反應可進行於總壓力10-100 barg之下。溫度可 適宜地是50-250°C，典型是120-200。(：。 本發明方法可以進行批次運作或連續運作，較佳是連 續運作。 就自液體反應組成物回收羧酸產物而言，可以自幾基 28 1355375 化反應槽抽取氣體及/或液體，其後自抽取材料回收羧酸β 自液體反應組成物回收羧酸產物較佳是自羰基化反應槽連 續柚取液體反應組成物，且其後使用一個或數個突沸蒸餾 及/或分德步驟’俾以令酸自該抽取之液體反應組成物與其 5他可再循壞入反應槽之組份(例如：铑或銥催化劑、鹵烷共 同催化劑、任擇之促進劑、羧酸酯、未反應之醇、水及羧 酸溶劑）分離。 於一傳統製備羧酸之方法中，通常會使用一清除氣流 來維持低的反應槽氫氣分壓（氫氣之增加是由於一氧化碳 10進料及反應槽内形成氫氣）。由於只能夠容許低的氫氣位 准’因此排放之清除氣流通常會包含低的氫氣位准及顯著 之一氧化碳位准。由於現在已發現本發明方法可以於反應 槽内以較高的氣氣位准來進行運作，因此必需排放之清除 氣流將會包含較高之氫氣位准及顯著較低之 一氧化碳位 15准，藉此可改善—氧化碳(CO)之總產率。 本發明方法更進一步之優點對所欲之液體產物具有高選擇 性’此南選擇性是在氫氣存在之下，藉由容許减化反應 製程使用包含較多量氫氣之一氧化碳進料流來予以達成。 本發明方法可顯著節省成本。特別就使用一具有高於1%氫 20氣(Η2)之一氡化碳進料而言，可容許使用便宜且低溫之合成 氟體分離方法(例如：遽膜分離技術）。 C資施方式】 現在本發明將參照下列僅供例示之實施例來進行闡 釋。 29 1355375 實施例 基本反應方法 甲醇、碘甲烷、水合三氣化釕（RuCl3)及二-1，3-二苯膦 丙烷（dppp)是購自：Aldrich。二羰乙醯丙酮酸錢 5 (Rh(acac)(CO)2)、》山膦(Xantphos)、及BINAP是購自：Strem Chemicals。三氯化釕(RuC13)是購自：Johnson Matthey 〇 進行試驗是使用一部配備一磁驅動攪拌器、一氣體分 散驅動系統、液體催化劑注射裝置、及冷卻迴路之3〇〇毫升 锆高壓釜(autoclave)。供應高壓蒼之氣體是來自一鋼瓶，於

10運作期間導入進料氣體，俾以令高壓釜維持一固定之壓力。 比較實施例A 本試驗操作是令甲醇與一氧化碳於氫氣、一铑催化劑、 dppp、及一釕促進劑存在下進行歷時2小時之反應。二_丨，3_ 二苯膦丙烷(dppp)是一種雙牙膦配位基。使用之合成氣體係 15包含呈一^: C〇莫耳比例是2:1之氫氣及一氧化碳(合成氣 體不包含一氧化碳）。將2.031 克（dppp)Rh(c〇Me)l2&2 115 克二氯化釕(RuCl3)散浮於一部分之甲醇進料中，然後予以 飼入尚壓爸。其後以氮氣、管路經由一氣體取樣系統、及 填注3次合絲體來進行反應槽壓力測試j應組成物之其 2〇餘的液體組份（剩餘之甲醇及碘甲烷）是經由 一液體添加入 口奸以導入高壓爸。其後以5 barg合成氣體及缓慢排氣來 令南壓爸進行升壓。其後以合成氣體(大約加㈣）及授拌 (1220 rpm)加熱至反應溫度14代來令高壓爸進行升壓。於 安定居於該恤度之下（歷時大約15分鐘），令合成氣體自钢瓶 30 1355375 飼入，俾使總壓力上升達到所欲之運作壓力。於試驗全程 是以合成氣體自鋼瓶飼入來令反應槽壓力維持在一固定數 值(±0.5barg)。於試驗全程使用數據採集裝置來量測耗用之 來自鋼瓶的氣體。反應溫度是藉由一連接Eurotherm™控制 5 系統之加熱器來予以維持在所欲反應溫度之±rc範圍内。 於經歷一適宜之時間（T)(參閱表lb)之後，停止來自鋼瓶之 進料，然後使用冷卻迴路來令反應槽進行快速冷卻。 產物分佈數據列述於表2，產物選擇性列述於表3。主 要的液體產物是乙醇及其衍生物（乙基甲基醚(EtOMe)及二 10 乙鍵(段2〇))以及其前驅物乙搭。乙酸及其其衍生物（乙酸甲 酯（MeOAc))之形成則呈相當少量。

比較實施例B 本試驗操作是令甲醇與一氧化碳於氫氣、一铑催化 劑、二-1，3-二苯鱗丙烧(dppp)、及一舒促進劑存在下進行歷 15 時分鐘之反應。使用之合成氣體係包含呈一 h2:c〇莫耳比 例疋2.1之虱氣及一氧化碳(合成氣體不包含二氧化碳）。 於本試驗中’鱗-姥錯合物是產生於反應槽内。將丨114 克一-1，3-二苯膦丙院(dppp)載入一部分之具有ο'%克之二 羰乙醯丙酮酸铑((acac)Rh(CO)2)的甲醇進料中，藉此形成一 20催化劑前驅物散浮液。將2.590克三水合三氣化釕 (RuC13.3H2〇)以及大約5克甲醇一併添加入高壓爸，其後令 高壓爸進行壓力測試。接續於催化劑前驅物散浮液之後， 將蛾曱烧(Mel)共同催化劑添加入高壓釜。於添加剩餘之曱 醇之後，以合成氣體（大約20 barg)來令高壓釜進行升壓。其 31 1355375 後依照比較實施例A來進行本試驗。試驗條件列述於表U 產物分佈麟舰於表2，錢鄉心W表3。主要 的液體產物是乙醇以及其前驅物乙駿。己酸及其並衍生物

(乙酸甲酯（MeOAc))之形成則呈相當少量 比鮫實施例C 本試驗操作是令甲醇與-氧化碳於氫氣一錢催化 劑、二-1，3-二苯膦丙烧(dPPP)、但不包含_舒促進劑存在下 進行歷時2小時之反應。使用之合成氣體係包含呈__H2:c〇 莫耳比例疋2:1之氫氣及-氧化碳(合成氣體不包含二氧化 10 碳）。 本試驗是依照比較實施例B的方法來進行反應，使用之 進料組成物及反應條件列述於下列表“及化。產物分佈數 據列述於表2，產物選擇性列述於表3。在不包含釕的情形 下，主要液體產物是乙醛。本試驗亦可形成乙酸及其其衍 15 生物（乙酸甲酯(MeOAc))。 實施例1 本試驗操作是令曱醇與一氧化碳於氫氣、一以铑^山膦 (Xantphos)為主之催化劑、及一釕促進劑存在下進行反應。 使用之合成氣體係包含呈一H2:CO莫耳比例是2:1之氫氣及 2〇 一氧化碳(合成氣體不包含二氧化碳）。 於本試驗中，膦-铑錯合物是產生於反應槽内。將1571 克0山膦（Xantphos)載入一部分之具有〇646克之二羰乙醯丙 酮酸錢((acac)Rh(CO)2)的甲醇進料（大約6〇克）中，藉此形成 一催化劑前驅物散浮液。將碘曱烷(Mel)共同催化劑與一少 32 里（約克}之曱醇併添加入添加入該催化劑注射系統， 繼之添加職之f醇’錢以合錢體(大約Μ barg)來令高 壓爸進行升壓。其後依照啸實施例絲精本試驗，使用 之進料組成物及反應條件列述於下列表MB。產物分佈 5數據列述於表2，產物選擇性則列述於表3。 實施例2 本試驗操作是令甲醇與—氧化碳於氣氣、 一以铑°山膦 (Xam—)為主之催化劑、及—釕促進劑存在下進行反應。 使用之合成氣體係包含呈一 h2:co莫耳比例是2:1之氮氣及 10 一氧化碳(合成氣體不包含二氧化碳）。 本試驗是依照比較實施例C的方法來進行反應，使用之 進料組成物及反應條件列述於下列表13及11?。產物分佈數 據列述於表2 ’產物選擇性則列述於表3。 實施例3-13 15 實施例3-13是依照比較實施例B的方法來進行反應，使 用之進料組成物及反應條件是顯示於表1 a及1 b。產物分佈 數據列述於表2，產物選擇性則列述於表3。 表la供用於一 300毫升鍅批次高壓釜進行之铑催化劑反應 進料組成物 實施 例 配位基 配位基 (克） 錯合物 (克） 二羰乙醯 丙鲷酸錢 ((acac)RhiCO'M 三氯 化釕 (RuCl,) 甲醇 (MeOH) (克） 碘甲烷 (Mel) (克） A 2.031 0 2.115 80.05 14.50 B Dppp 1.114 0.658 2.590(*) 79.35 14.36 C Dppp 1.215 0.637 0 79.75 14.58 1 Xantphos 1.571 0.646 2.084 79.48 14.58 2 Xantphos 1.571 0.651 0 78.47 14.49 33 1355375 3 BINAP 1.692 0.651 2.032 79.62 14.40 4 OTol- Xantphos 0.711 0.267 0.860 79.42 14.87 5 Nixantphos 0.749 0.318 1.079 79.37 7.62 6 Dpp-Benz 1.215 0.650 2.079 79.99 10.13 7 TRIPHOS 1.468 0.659 2.102 80.85 14.46 8 BIPHEP 1.436 0.646 2.114 80.02 14.53 9 TERPHOS 1.742 0.656 2.135 79.36 14.46 10 PNP-Phos 1.136 0.606 1.975 81.15 15.07 11 TERPY 0.662 0.659 2.112 79.89 14.65 12 BISBI 1.153 0.652 2.109 79.90 14.46 13 Dpp-eae 1.519 0.512 1.684 80.26 14.32

(*)是使用三水合三氣化釕（RuC13_3H20)來提供釕。 實施例3-4及6-13之配位基結構如下：

34 1355375

ΒΓΝΑΡ

h3c o-Tolyl group

dpp-Benz

Ph2P

^ PPh 2

TRIPHOS

PNP-Phos

35 1355375

Dpp-eae 表lb.反應運n間之反應條件及盡艘_用 實施例 反應溫度 TfCl 反應壓力 P(bar) 反應時f /分鐘 A 140 67 120 61.8 B 140 ----— 67 30 13.4~~~~ (26.84 C 140 70 120 ’ 17.9 1 140 68.7 17 5.8 2 140 68.4 21 ---— 7.3 3 140 68.9 45 0.7 4 140 68 80 10.2~ 5 140 67 120 11.1 6 140 67 120 ~~ 14.8 7 140 68 120 16.4 8 140 67.7 120 15.4 9 140 68 120 25.1 10 140 67 120 11.6 11 140 65.9 10. 16.1 12 140 66.8 51 9.0 13 140 66.9 33 10.0 算之氣體耗用數量26.8bar來與其他試驗進行比& 表2.產物分佈 實施 例 甲醇 (MeOH) 乙酸 (AcOH) 乙醆 甲酯 (MeOAc) 乙醇 (EtOH) 二乙 (Et20) 甲基 乙基醚 (EtOMel 二甲醚 (MeOH) 乙醛 (AcH) A 28.6 1.1 4.5 14.2 「0.4 3.5 8.2 0.9 36 B 54.0 0.3 3.7 5.3 0.1 ND 7.7 1.9 C 35.1 0.4 2.8 <0.05 0.1 <0.05 10.8 3.1 1 51.7 0.9 14.15 0.1 0.0 0.8 2.9 0.1 2 50.8 1.0 15.4 0.0 0.0 0.0 4.1 0.1 3 60.2 0.1 4.3 0.1 0.1 0.7 7.4 0.1 4 40.7 0.8 9.0 1.1 0.1 ND 9.7 0.4 5 48.5 1.1 13.1 1.3 0.1 ND 7.7 0.3 6 41.7 1.7 13.4 2.5 0.2 ND 8.4 0.1 7 34.4 2.0 11.2 2.1 0.1 ND 10.0 0.7 8 35.9 1.6 10.6 1.9 0.3 ND 8.9 1.0 9 41.6 0.8 7.2 6.0 0.2 ND 9.4 0.4 10 44.7 0.5 5.9 3.2 0.1 ND 12.4 0.2 11 32.9 1.6 9.3 3.2 0.1 ND 10.8 0.7 12 40.0 2.1 13.6 0.3 0.1 ND 7.4 0.3 13 39.8 1.3 11.9 0.6 0.1 ND 7.2 0.7 ND=無檢測 1355375 表3.產物選擇性 實施例 甲醇(MeOH) 轉化率％(a) 乙醇(EtOH) 及其衍生才&、 之選擇性％(1)) 乙酸(AcOH) 及其衍生抑 之選擇性％(e) 乙醛(AcH)之 選擇性 甲烷(ch4) 之選擇性 A 40.5 66.4 15.7 3.4 14.4 B 16.8 42.7 20.0 15.3 21.9 C 38.8 1.2 28.1 42.9 26.9 1 31.1 2.6 35.7 0.5 60.7 2 29.2 0 38.3 0.3 60.9 3 28.7 17.4 71.3 1.4 9.0 4 29 10.6 54.7 3.7 30.7 5 25 6.5 38.8 1.4 52.7 6 34 10.9 36.6 0.4 52.0 7 40 9.9 35.3 3.0 51.9 8 34 10.6 34.8 4.6 49.9 9 34 46.9 38.5 3.0 11.6 10 23 40.3 48.9 2.5 6.7 11 57 15.2 30.6 3.1 50.8 12 38 1.7 37.6 1.2 59.3 13 36 3.3 35.3 3.1 58.2 37 1355375 ⑻率是严自液體產物回收之甲醇來進行計算(轉化率％=ι〇〇*(最初的甲 J數-回收曱醇莫耳數y最初的甲醇(Me〇Hinit)莫耳 ί) ° ίίί質s平衡是大約8〇-90%，主要損失是來自逸散離開高壓釜之揮發 S二基乙院(DME)。為了將二甲氧基乙烧(DME)列入計算’因此下列化合 物之甲氧基(OMe)基團皆判定為未反應之甲醇：甲表乙基醚fMe〇Et)、乙酸甲 酯(MeOAc)、及二甲氧基乙烷》 ίο 15 (b) &醇及其衍生物之選擇性是以所有下列回收自液體產物之選擇性總和來計 哥：乙醇(EtOH)、具有乙基基團之二乙醚既〇)、甲基乙基醚(MeOEt)、及乙 酸乙醋(EtOAc)。 (C)会，及其衍生物之選擇性是以所有下列回收自液體產物之選擇性總和來計 算：乙酸、具有乙酸根基團之乙酸(AcOH)、乙酸曱酯(MeOAc)、及乙酸乙酯 (EtOAc)« (d) &醛及其衍生物之選擇性是以所有下列回收自液體產物之選擇性總和來計 算··乙醛及具有亞乙基基困之二甲氧基乙烷。 (e) 甲烷之選擇性是以反應結束時高壓爸頂空分析甲烷數量來計算。 檢視表2與表3可清楚瞭解：較諸比較實施例A與B所獲 付結果而s ’該等使用剛性金屬配位基催化劑之實施例 1-11以及使用催化劑具有咬合角度至少145°之實施例12-13 20 皆會實質減少乙醇及乙醇衍生物。再者，實施例1-13之液 體羰基化主要產物是一種由乙酸與乙酸甲酯所構成之混合 物0 亦可瞭解的是：較諸該等使用。山膦(xantph〇s)催化劑之 實施例1與2而言，該等使用BINAP與OTol-Xanphos之實施 25 例3與4會實質減少甲醇形成。 L圖式簡單說明 (無） 【圖式之主要元件代表符號表】 (無） 38

Claims (1)

1. 93113465 號

   享利本 修(更)正本 99.09.01 申請專利範圍： 1. 一種用以製備一綾酸及/或其醇酯之方法，該方法包 含：令一配製於液體反應組成物之醇及/或其反應衍生 物於一羰基化反應槽内與一氧化碳進行羰基化反應，該 液體反應組成物係包含：該醇及/或其反應衍生物、一 叛基化反應催化劑、及一函烧共同催化劑、以及可選擇 之微量的水，其中該催化劑包含與多牙配位基配位鍵結 之铑或銥中至少一者，其中該多牙配位基具有一至少 145°之咬合角度(bite angle)、或形成一剛性之铑(Rh)或 銀(Ir)金屬配位基錯合物，且其中該多牙配位基包含至 少2個配位鍵結基團，其個別包含磷(p)、氮(n)、珅(As)、 或銻（Sb)作為該至少2個配位鍵結基團之配位鍵結原 子，其中在該方法中是將氫氣維持在氫氣:一氧化碳(c〇) 莫耳比例是至少1:100，且/或者令飼入羰基化反應槽之 一氧化碳包含至少1莫耳％之氫氣。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該催化劑之可撓範 圍係少於40°。 3.如申請專利範圍第1項之方法，其中該多牙配位基是一 種雙牙配位基或一種三牙配位基。 20 4.如申請專利範圍第3項之方法，其中該多牙配位基是一 種雙牙配位基且具有2個個別以磷為配位鍵結原子之配 位鍵結基團。 5.如申請專利範圍第4項之方法，其中該2個配位鍵結基團 具有化學式I^R2?及R3R4P，其中R1、R2、R3及R4係個別 39 1355375 獨立地選自經取代或未經取代之烯基基團、烷基基團及 芳基基團。 6.如申請專利範圍第5項之方法，其中一或數個芳基基團 是經取代或未經取代之苯基基團。 5 7.如申請專利範圍第5項或第6項之方法，其中該R1至R4 係個別是經取代或未經取代之苯基基團。 8.如申請專利範圍第1至5項中任一項之方法，其中該多牙 配位基是選自該具有化學式1至3及la之結構：

   結構（1)

   結搆（]a)

   40 1355375 其中ρι與p2分別是R〗R2P及R3R4P，且其中R1、R2、R3及 R4係個別獨立地選自未經取代或經取代之烯基基團、烷 基基團及芳基基團；心與心係個別選自：氫、一烷基基 團、—芳基基團、一芳基基團，或者可連接形成一芳環。 5 9.如申請專利範圍第8項之方法，其中R1至R4中至少一個 是一經取代或未經取代之苯基基團。 10. 如申請專利範圍第丨或2項中任一項之方法，其中該多牙 配位基是一個三牙配位基。 11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該配位鍵結基團之 10 配位鍵結原子對於該铑或銥金屬中心係呈經向配位模 式。 12. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該配位鍵結基團之 配位鍵結原子對於該鍺或銥金屬中心是呈一實質平面 構形。 15 13.如申請專利範圍第10項之方法，其中該第三配位鍵結基 團具有一選自下列之配位鍵結原子：磷(P)、砷(As)、銻 (Sb)、氧、氮、硫及碳稀(carbene)。 14·如申請專利範圍第13項之方法，其中2個配位鍵結基團 係如申請專利範圍第5至7項中任一項所定義。 2〇 15.如申請專利範圍第1〇項之方法，其中該三牙配位基具有 化學式L1(R7)L3(R8)L2，其中L1至L3係個別是一配位鍵 結基團，L1與L2之配位鍵結原子係個別包含：磷(P)、 氮(N)、砷(As)、或銻(Sb)，其中R7與R8係獨立地選自一 芳基基團或一烯基基團，或者共同形成一環狀結構。 41 1355375 16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中R7與R8係獨立地選 自一乙稀及一苯基基團。 17. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該三牙配位基是呈 一種架橋構形來配位鍵結該铑或銥金屬中心，藉此令L1 5 與L2居於該金屬中心之相反兩側。 18. 如申請專利範圍第15項之方法，其中L1與L2係個別包含 磷(P)作為配位鍵結原子，且L3具有一選自氧、氮及硫 之配位鍵結原子。 19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該L3之配位鍵結原 10 子是氧。 20. 如申請專利範圍第18項或第19項之方法，其中L1與L2 是分別具有化學式與R3R4P之基團，其中R^R2、 R3及R4係個別選自未經取代或經取代之烯基基團、烷基 基團及芳基基團。 15 21.如申請專利範圍第20項之方法，其中R1至R4係個別是一 經取代或未經取代之苯基基團。 22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中R1至R4係個別是一 未經取代之苯基基團。 23. 如申請專利範圍第15項之方法，其中LI、L2、及L3係 20 個別是一個氮原子。 24. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該三牙配位基是選 自由下列所構成群組：°山膦（Xantphos)、硫σ山膦 (Thixantphos)、石夕 β山膦（Sixantphos)、升 °山膦 (Homoxantphos)、填0山膦（Phosxant phos)、異丙0山膦 42 1355375 (Isopropxantphos)、氮 °山膦（Nixantphos)、苯并 °山膦 (Benzoxantphos)、DPEphos、DBFphos、及此等之烧基 及芳基衍生物。 25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該三牙配位基之氧 5 原子被氮或硫取代。 26. 如申請專利範圍第25項之方法，其中至少一磷配位鍵結 原子被一神或銻原子取代。 27. 如申請專利範圍第23項之方法，其中該三牙配位基是一 經取代或未經取代之三11比啶。 10 28.如申請專利範圍第1或2項中任一項之方法，其中該催化 劑包含铑。 29. 如申請專利範圍第1或2項中任一項之方法，其中該催化 劑是以一預先形成之金屬多牙配位基錯合物形式加入 該液體反應組成物，或者是原位（in-situ)形成於該液體 15 反應組成物内。 30. 如申請專利範圍第1或2項中任一項之方法，其中該銥或 铑金屬對多牙配位基之莫耳比例係在1:1至1:2之範圍 内。 31. 如申請專利範圍第1或2項中任一項之方法，其中該液體 20 反應組成物又包含一催化劑促進劑。 32. 如申請專利範圍第31項之方法，其中該促進劑是選自該 由下列所構成之群組：釕、锇、銖、鎘、汞、鋅、鎵、 姻、及嫣。 33. 如申請專利範圍第1或2項中任一項之方法，其中該液體 43 1355375 反應組成物亦包含一有效劑量之選自由下列所構成群 組之化合物：鹼金屬碘化物、鹼土金屬碘化物、能夠產 生碘基(I-)之金屬錯合物、能夠產生碘基(I-)之鹽、以及 此等之混合物。 5 34.如申請專利範圍第1或2項中任一項之方法，其中該鹵烷 共同催化劑是一 (^至(：4鹵烷。 35. 如申請專利範圍第1或2項中任一項之方法，其中該醇是 一 (^至(：8脂肪醇。 36. 如申請專利範圍第35項之方法，其中該醇是選自甲醇、 10 乙醇、丙醇類及此等之混合物。 37. 如申請專利範圍第1或2項中任一項之方法，其中該醇之 反應衍生物是選自醋、鹵化物、醚、及此等之混合物。 38. 如申請專利範圍第1或2項中任一項之方法，其中該液體 反應組成物包含濃度範圍落在0.1-30 wt%之水。 15 39.如申請專利範圍第38項之方法，其中該水濃度是在 l-10wt%範圍内。 40. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該一氧化碳及氫氣 是被分別地或以一混合物形式飼入該反應槽。 41. 如申請專利範圍第40項之方法，其中一氧化碳及氫氣係 20 以一混合物形式被飼入該反應槽。 42. 如申請專利範圍第41項之方法，其中該氫氣及一氧化碳 之混合物係自碳氫化合物之重組而獲得。 43. 如申請專利範圍第42項之方法，其中該氫氣對比一氧化 碳的比例係落在1.5:1至5:1的範圍内。 44 1355375 44. 如申請專利範圍第41項或第42項之方法，其中該混合物 包含至少2莫耳％之氫氣。 45. 如申請專利範圍第41項之方法，其中該氫氣對一氧化碳 莫耳比例係落在1:100至10:1範圍内。 5 46. 如申請專利範圍第1或2項中任一項之方法，其中在該方 法中令該氫氣維持在一至少1:10之氫氣一氧化碳的莫 耳比例。 47. 如申請專利範圍第46項之方法，其中氫氣對一氧化碳的 莫耳比例是至少1:1。 10 48. 如申請專利範圍第1或2項中任一項之方法，其中該氫氣 分壓是高於1 bar。 49. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該咬合角度是至少 150。。 50. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該羰基化反應方 法之產物是選自乙酸、乙酸曱酯、及此等之混合物。 51. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該多牙配位基是一 種雙牙配位基或一種三牙配位基。 45