説明

ニッケル/リン配位子触媒の製造方法

粗配位子混合物が(i)弱酸性有機樹脂、(ii)弱塩基性有機樹脂、(iii)高表面積有機樹脂、(iv)活性炭、(v)アルミノシリケートゼオライト、(vi)液−液抽出のための2相溶媒系および(vii)ルイス酸よりなる群から選択された少なくとも1つのメンバーと接触させられ、式(R1O)2POZOP(OR12の配位子を含有する溶液を回収し、ニトリル溶媒およびニッケルより電気的陽性である還元金属の存在下で該溶液を塩化ニッケルと接触させて、ニッケル/配位子触媒を生成するニッケル/配位子触媒の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ニッケルと二座リン化合物との錯体である触媒の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ニッケルとリン含有配位子との錯体がヒドロシアン化反応で触媒として有用であることは当該技術では周知である。一座ホスファイトを用いたかかるニッケル錯体がペンテンニトリルの混合物を製造するためのブタジエンのヒドロシアン化を触媒することは公知である。これらの触媒はまた、アジポニトリル、ナイロンの製造での重要な中間体を製造するためのペンテンニトリルの次のヒドロシアン化でも有用である。二座ホスファイトおよびホスフィナイト配位子がかかるヒドロシアン化反応を行うためのニッケル系触媒を形成するために使用できることはさらに公知である。
【0003】
米国特許公報(特許文献1)は、元素ニッケルを式PZ3(ここで、Zはアルキルまたはアルコキシ基、好ましくはアリールオキシ基である)の一座リン配位子と反応させることによるゼロ価ニッケル錯体の製造方法を開示している。該方法は、細分された元素ニッケルを使用し、好ましくはニトリル溶媒の存在下で実施される。反応は過剰の配位子の存在下で実施されると教示されている。
【0004】
米国特許公報(特許文献2)は、ニッケルより電気的陽性である細分された還元金属の存在下で、ならびにNH3、NH4X、Zn(NH322およびNH4XとZnX2(ここで、Xはハライドである)との混合物よりなる群から選択された促進剤の存在下で有機トリホスファイト化合物を塩化ニッケルと反応させることによる有機トリホスファイトのゼロ価ニッケル錯体の製造方法を開示している。還元金属には、Na、Li、Mg、Ca、Ba、Sr、Ti、V、Fe、Co、Cu、Zn、Cd、Al、Ga、In、Sn、Pb、およびThが含まれ、Znが好ましい。
【0005】
米国特許公報(特許文献3)は、二座リン配位子を含有するニッケル・ヒドロシアン化触媒の製造方法を開示している。二座リン配位子で置換することができる配位子を含有するゼロ価ニッケル化合物はニッケルの好ましい源である。2つのかかる化合物はNi(COD)2(ここで、CODは1,5−シクロオクタジエンである)、および(oTTP)2Ni(C24)(ここで、oTTPはP(O−オルト−C64CH33である)である。あるいはまた、二価ニッケル化合物は、好適なニッケル源を生成するために還元剤と混ぜ合わされてもよい。後者の触媒製造方法では、触媒製造の温度が上がるにつれて、触媒形成速度は上がるが、分解生成物の量もまた増える。
【0006】
米国特許公報(特許文献4)は、触媒製造での使用に好適な粗二座リン含有配位子の製造方法を記載している。しかしながら、生じた生成物は純粋な配位子ではなく、むしろ、ニッケル含有触媒の形成速度に影響を及ぼす反応の副生物を含有する粗配位子混合物である。当該方法は二座配位子の単離および精製を規定していない。本発明者らは、精製された配位子の使用と比べて、二価ニッケル化合物がニッケル触媒を製造するために還元剤と接触させられる触媒製造反応をかかる粗配位子混合物が抑制することを観察した。
【0007】
従って、配位子の高くつく精製を避けるために、粗配位子中に含有される不純物の抑制効果を無効にするニッケル触媒製造方法を求める要求が当該技術に存在する。
【0008】
【特許文献1】米国特許第3,903,120号明細書
【特許文献2】米国特許第3,846,461号明細書
【特許文献3】米国特許第5,523,453号明細書
【特許文献4】米国特許第6,069,267号明細書
【特許文献5】米国特許出願第09/994,102号明細書
【特許文献6】米国特許第5,512,695号明細書
【特許文献7】米国特許第5,512,696号明細書
【特許文献8】米国特許第5,663,369号明細書
【特許文献9】米国特許第5,688,986号明細書
【特許文献10】米国特許第5,723,641号明細書
【特許文献11】米国特許第5,847,101号明細書
【特許文献12】米国特許第5,959,135号明細書
【特許文献13】米国特許第6,120,700号明細書
【特許文献14】米国特許第6,171,996号明細書
【特許文献15】米国特許第6,171,997号明細書
【特許文献16】米国特許第6,399,534号明細書
【特許文献17】米国特許第5,693,843号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、ニッケル/配位子触媒の製造方法であって、
(a)1モル当量のPCl3を、約−25℃〜約35℃の温度で約2モル当量のR1OH(ここで、R1は置換または非置換アリール基である)、および少なくとも2モル当量の有機塩基と接触させて、式(R1O)2PClのジ(アリールオキシ)塩化リン、および有機塩基から形成された塩であって、実質的に第1反応生成物に不溶性である塩を含む第1反応生成物を生成する工程と、
(b)3モル当量未満の有機塩基が工程(a)で使用される場合、組み合わせられた工程(a)および(b)で使用される有機塩基の総量をPCl3に対して少なくとも3モル当量の有機塩基にするのに十分な有機塩基が工程(b)で使用されるという条件で、第1反応生成物を約−25℃〜約35℃の温度で約1/2モル当量のHO−Z−OH(ここで、ZはR1と異なる置換または非置換アリール基である)と接触させて、固形分内容物を含む第2反応生成物を生成する工程と、
(c)工程(a)および任意選択に工程(b)で使用された有機塩基から形成された塩を含む固形分内容物を濾過または水での抽出によって第2反応生成物から分離して、粗配位子混合物を生成する工程と、
(d)粗配位子混合物を(i)弱酸性有機樹脂、(ii)弱塩基性有機樹脂、(iii)高表面積有機樹脂、(iv)活性炭、(v)アルミノシリケートゼオライト、(vi)液−液抽出のための2相溶媒系および(vii)ルイス酸よりなる群から選択された少なくとも1つのメンバーと接触させる工程と、
(e)工程(d)の生成物から式
(R1O)2POZOP(OR12
の配位子を含有する溶液を回収する工程と、
(f)ニトリル溶媒およびニッケルより電気的陽性である還元金属の存在下で工程(e)の溶液を塩化ニッケルと接触させて、ニッケル/配位子触媒を生成する工程と
を含む方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
粗二座ホスファイト配位子の存在下で塩化ニッケルとニッケルより電気的陽性である還元金属との反応を含むニッケル/配位子触媒の製造方法において、粗配位子の様々な当該処理が粗配位子中に存在する副生物不純物の有害な速度抑制効果を克服するかもしれないことが発見された。
【0011】
米国特許公報(特許文献4)は、本方法に好適な二座ホスファイト配位子の製造方法を記載している。しかしながら、生じた生成物は純粋な配位子ではなく、むしろ、反応の副生物を含有する粗配位子混合物である。この粗配位子混合物がニッケルより電気的陽性である還元金属の存在下で塩化ニッケルと反応させられる時、反応は、精製された配位子が用いられる時のそれと比べて遅い。いかなる特定の理論に縛られることを欲することなしに、本発明者らは、遅い反応速度が粗配位子混合物中の1つまたは複数の副生物のせいであるかもしれないと考えている。
【0012】
米国特許公報(特許文献4)の方法で製造された粗配位子混合物が本発明に従って処理される場合、触媒形成の速度が上がることが発見された。好適な処理方法には、粗配位子混合物を次の1つまたは複数と接触させることが含まれる。
(1)アンバーリスト(Amberlyst)CG−50(ローム・アンド・ハース(Rohm & Haas))のような、カルボン酸官能基付き有機ポリマーをはじめとする弱酸性有機樹脂、
(2)アンバーリスト(登録商標)21(ローム・アンド・ハース)のような、アルキルアミン官能基付き有機ポリマーをはじめとする弱塩基性有機樹脂、
(3)アンバーライト(Amberlite)(登録商標)XAD−4のようなポリスチレン吸着剤、およびアンバーライト(登録商標)XAD−7(ローム・アンド・ハース)のようなポリアクリレート吸着剤をはじめとする高表面積中性有機樹脂、
(4)活性炭、
(5)3Aまたは13Xモレキュラーシーブのような、当該技術でモレキュラーシーブと一般に言われるアルミノシリケートゼオライト、
(6)1相がヘキサンまたはシクロヘキサンのような非極性の脂肪族炭化水素であり、他相がアジポニトリル、メチルグルタロニトリル、エチルスクシノニトリル、アセトニトリル、エチレングリコールまたはプロピレングリコールのような極性の有機化学種である、液−液抽出のための2相溶媒系、ならびに
(7)ルイス酸。
【0013】
溶媒が流動性および粗配位子と処理剤との接触を改善するために処理の間ずっと使用されてもよい。好適な溶媒には、脂肪族炭化水素およびニトリルが含まれる。3−ペンテンニトリルが好ましい溶媒である。
【0014】
処理のために使用された材料が次に粗配位子混合物から分離されて、処理された配位子混合物を回収し、それは次にニトリル溶媒および還元金属の存在下で塩化ニッケルと反応させられて、未処理の粗配位子混合物を使用することによって得られるものより高い反応速度でニッケル/配位子触媒を形成する。以下METと言われる還元金属は、ニッケルより電気的陽性である任意の金属であることができる。かかる金属には、Na、Li、K、Mg、Ca、Ba、Sr、Ti、V、Fe、Co、Cu、Zn、Cd、Al、Ga、In、Sn、Pb、およびThが含まれる。FeおよびZnが最も好ましい。
【0015】
本発明のためのニッケルの源は好ましくは塩化ニッケル(II)、NiCl2である。水和または無水形のNiCl2のいずれが使用されてもよい。配位子の加水分解による分解を最小限にするために無水NiCl2が好ましい。表現「無水」は、塩化ニッケルが2重量%未満の水を含有することを意味する。1%またはそれ未満の水を含有する塩化ニッケルが好ましい。無水塩化ニッケルの製造方法は、同時係属中の米国特許公報(特許文献5)に記載されている。表現「水和NiCl2」は、2重量%またはそれ以上の水を含有するNiCl2を意味する。水和NiCl2の例には、NiCl2の二水和物、六水和物および水溶液が挙げられる。無水NiCl2の製造に好ましい源は六水和物製品および水溶液である。水溶液としてのNiCl2が特に好ましい。水溶液はおおよそ29重量パーセントNiCl2水溶液として商業的に入手可能である。
【0016】
触媒形成反応は、ニトリル溶媒、好ましくは3−ペンテンニトリルまたは2−メチル−ブテンニトリルの存在下で実施される。配位子の濃度は約1重量%〜90重量%の範囲であってもよい。実用的な理由から、配位子濃度の好ましい範囲は5%〜50%である。還元金属(MET)の量は一般に反応マスの0.1%〜5%の範囲に入る。NiCl2対METのモル比は0.1:1〜100:1の範囲である。NiCl2:METの好ましい比は2:1〜50:1の範囲である。反応温度は0℃〜120℃の範囲であってもよい。好ましい温度範囲はNiCl2形に依存する。水和形のNiCl2は無水NiCl2より低い温度で速く反応する。NiCl2・2H2Oについては、好ましい温度範囲は0℃〜60℃であり、最も好ましい範囲は25℃〜50℃である。無水NiCl2については、好ましい温度範囲は30℃〜110℃であり、最も好ましい範囲は50℃〜100℃である。反応は広い圧力範囲内で行われてもよい。実用的な理由から、好ましい圧力は約5psia〜50psia(34〜340kPa)の範囲である。反応は回分または連続様式で行われてもよい。
【0017】
本発明に好適な配位子は、二座ホスファイトおよび二座ホスフィナイトよりなる群から選択された二座リン含有配位子である。好ましい配位子は二座ホスファイト配位子である。
【0018】
好ましい二座ホスファイト配位子は、次の構造式のものである。
【0019】
【化1】

【0020】
式中、R1は非置換のまたは1つまたは複数のC1〜C12アルキルもしくはC1〜C12アルコキシ基で置換されたフェニル、あるいは非置換のまたは1つまたは複数のC1〜C12アルキルもしくはC1〜C12アルコキシ基で置換されたナフチルであり、Zは構造式II、III、IV、V、およびVI
【0021】
【化2】

【0022】
(式中、
2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、およびR9はH、C1〜C12アルキル、およびC1〜C12アルコキシよりなる群から独立して選択され、
XはO、S、またはCH(R10)であり、
10はHまたはC1〜C12アルキルである)
【0023】
【化3】

【0024】
(式中、
11およびR12はH、C1〜C12アルキル、およびC1〜C12アルコキシ、ならびにCO213よりなる群から独立して選択され、
13はC1〜C12アルキルまたは非置換のもしくはC1〜C4アルキルで置換されたC6〜C10アリールであり、
YはO、S、またはCH(R14)であり、
14はHまたはC1〜C12アルキルである)
【0025】
【化4】

【0026】
(式中、
15はH、C1〜C12アルキル、およびC1〜C12アルコキシならびにCO216よりなる群から選択され、
16はC1〜C12アルキルまたは非置換のもしくはC1〜C4アルキルで置換されたC6〜C10アリールである)
よりなる群から独立して選択される。
【0027】
構造式I〜VIIIにおいて、C1〜C12アルキル、およびC1〜C12アルコキシ基は直鎖であっても分岐していてもよい、
【0028】
本方法で有用である二座ホスファイト配位子の例には、各式について、R17がメチル、エチルまたはイソプロピルよりなる群から選択され、R18およびR19がHまたはメチルから選択される下に示される、式VII〜XXIVを独立して有するものが挙げられる。
【0029】
【化5】

【0030】
【化6】

【0031】
【化7】

【0032】
【化8】

【0033】
【化9】

【0034】
追加の好適な二座ホスファイトは、それらの開示が参照により本明細書に援用される、米国特許公報(特許文献6)、米国特許公報(特許文献7)、米国特許公報(特許文献8)、米国特許公報(特許文献9)、米国特許公報(特許文献10)、米国特許公報(特許文献11)、米国特許公報(特許文献12)、米国特許公報(特許文献13)、米国特許公報(特許文献14)、米国特許公報(特許文献15)および米国特許公報(特許文献16)に開示されているタイプのものである。好適な二座ホスフィナイトは、それらの開示が参照により本明細書に援用される、米国特許公報(特許文献3)および米国特許公報(特許文献17)に開示されているタイプのものである。
【0035】
反応は、未反応NiCl2およびMETが濾過または遠心分離によって反応生成物から分離されるようなやり方で実施されてもよい。集められた過剰の塩化ニッケルは次に触媒製造反応器にリサイクルすることができる。
【実施例】
【0036】
本発明を次の非限定的な実施例によって例示する。次の実施例では、還元金属は各反応での限定試薬であり、それ故、反応の程度(転化率)は反応した還元金属の百分率として表す。反応の程度(転化率)は、触媒合成反応で生成された活性ニッケルの量について分析することによって測定する。分析は、反応液の固形分なしアリコートを、安定なニッケル錯体、(配位子)Ni(DMAD)を形成するアセチレンジカルボン酸ジメチル(DMAD)で処理し、この錯体について高圧液体クロマトグラフィ(HPLC)で定量的に分析することによって実施する。
【0037】
比較例は、粗配位子混合物が本発明に従ってされない時の典型的な反応挙動を例示する。
【0038】
実施例2、3、および5は、粗配位子を様々な樹脂で処理すると、無処理の配位子を用いた反応(比較例)に比べてより高い反応速度をもたらすことを例示する。実施例6は粗配位子を活性炭で処理することの効果を例示する。実施例4および7はアルミノシリケートゼオライト(モレキュラーシーブ)での処理の正の効果を例示する。実施例1、8、および10は液−液抽出を用いて粗配位子混合物を処理することの便益を例示する。実施例9は、触媒製造の前に粗配位子混合物を少量のルイス酸で処理することの便益を例示する。
【0039】
比較例および実施例1〜10について、「粗配位子VII」は、
a)約−5℃の反応温度を維持しながらPCl3のトルエン溶液を2モル当量のチモールおよび3モル当量のトリエチルアミンで処理して、ジ(2−イソプロピル−5−メチルフェノキシ)塩化リン、塩化トリエチルアンモニウム(それは混合物に実質的に不溶性である)、未反応トリエチルアミンおよびトルエンを含む第1反応生成物を生成する工程と、
b)反応温度を約−5℃に維持しながら1/2モル当量(PCl3を基準として)のビナフトールを反応混合物に加える工程と、
c)工程(b)の生成物を水で処理してトリエチルアンモニウム塩酸塩を抽出し、生じた水性下相を有機生成物溶液から分離し、次にトルエンの一部を有機生成物溶液から蒸留してトルエン中に約33重量%配位子VII(式中、R17はイソプロピルであり、R18はHであり、R19はメチルである)を含む混合物であって、以下「粗配位子VII」と言われる混合物を生成する工程と
によって製造した。
【0040】
「配位子VII原液」は、
(1)オーバーヘッド撹拌機、加熱マントル、蒸留ヘッド、フラスコから物質を抜き出すためのディップチューブおよび滴下ロートを備えた空気なし3リットル丸底フラスコ中で830グラムの「粗配位子VII」を1000グラムの3−ペンテンニトリルに溶解する工程と、
(2)工程(1)からの溶液を減圧下で45〜60℃に加熱してトルエンを留去し、次に溶液を周囲温度まで放冷する工程と
によって調製した。
【0041】
分析は、この「配位子VII原液」がその中に約24重量%配位子を有することを示した。
【0042】
(比較例)
「配位子VII原液」(12.067グラム)を、乾燥した20ccバイアル中へ入れた。このバイアル中へまた0.493グラムの無水NiCl2と0.096グラムの細分された亜鉛金属とを入れた。小さな磁気撹拌バーをバイアルに加えた。バイアルにキャップをし、100℃に予熱された加熱アルミニウム・ブロック中へ入れた。バイアルを加熱ブロック中へ入れた時にストップウォッチをスタートさせた。バイアルの内容物を、バイアル内部の磁気バーに連結された回転磁気バーを用いて撹拌した。1.5時間でサンプルを溶液から採取した。このサンプルの分析は溶液中に触媒として425ppmのNiを示した。
【0043】
(実施例1)
本実施例は粗配位子をアジポニトリルで抽出することの便益を示す。
【0044】
「粗配位子VII」(830グラム)を気密な3リットル丸底フラスコ中で1000グラムのアジポニトリルと混ぜ合わせた。このフラスコにオーバーヘッド撹拌機、加熱マントル、蒸留ヘッド、フラスコから物質を抜き出すためのディップチューブおよび滴下ロートを装備した。この物質を減圧下で45℃〜60℃に加熱してトルエンを留去した。この混合物を放冷し、約1000グラムのシクロヘキサンをフラスコに加えた。2つの液相が形成した。この溶液を撹拌し、そして澄ませた。アジポニトリルは廃棄物として抜き出される重い液相を形成した。約1000グラムの3−ペンテンニトリルをフラスコに加えた。フラスコを再び減圧下で約45℃に加熱し、シクロヘキサンを取り去った。生じた溶液を放冷した。サンプルは、この最終の抽出された配位子溶液がその中に約20重量%配位子を有することを示した。
【0045】
12.048グラムのこの抽出された配位子溶液を、乾燥した20ccバイアル中へ入れた。このバイアル中へまた0.494グラムの無水NiCl2と0.094グラムの細分された亜鉛金属とを入れた。小さな磁気撹拌バーをバイアルに加えた。バイアルにキャップをし、100℃に予熱された加熱アルミニウム・ブロック中へ入れた。バイアルを加熱ブロック中へ入れた時にストップウォッチをスタートさせた。バイアルの内容物を、バイアル内部の磁気バーに連結された回転磁気バーを用いて撹拌した。1.5時間でサンプルを溶液から採取した。このサンプルの分析は溶液中に触媒として5340ppmのNiを示した。これは比較例で製造された触媒の量の約13倍である。
【0046】
(実施例2)
本実施例は、粗配位子をアンバーリスト(登録商標)21塩基性樹脂(ローム・アンド・ハース)、アルキルアミン基を含有する弱塩基性樹脂で処理することの便益を示す。
【0047】
20ccのアンバーリスト(登録商標)21塩基性樹脂を50ccシリンジ本体中へ装填した。樹脂を通して50ccの3−ペンテンニトリルをフラッシュさせ、処分した。約15グラムの「配位子VII原液」を次に樹脂床を通して流出させた。配位子溶液を再分析し、その中に約12重量%配位子を有することが分かった。
【0048】
12.037グラムのこのアンバーリスト(登録商標)樹脂処理した配位子溶液を、乾燥した20ccバイアル中へ入れた。このバイアル中へまた0.498グラムの無水NiCl2と0.098グラムの細分された亜鉛金属とを入れた。小さな磁気撹拌バーをバイアルに加えた。バイアルにキャップをし、100℃に予熱された加熱アルミニウム・ブロック中へ入れた。バイアルを加熱ブロック中へ入れた時にストップウォッチをスタートさせた。バイアルの内容物を、バイアル内部の磁気バーに連結された回転磁気バーを用いて撹拌した。1.5時間でサンプルを溶液から採取した。このサンプルの分析は溶液中に触媒として2210ppmのNiを示した。これは比較例で製造された触媒の量の約5倍である。
【0049】
(実施例3)
本実施例は、粗配位子をアンバーライト(登録商標)CG−50(ローム・アンド・ハース)、カルボン酸基を含有する弱酸性樹脂で処理することの便益を示す。
【0050】
20ccのアンバーライト(登録商標)CG−50酸性樹脂(ローム・アンド・ハース)を50ccシリンジ本体中へ装填した。樹脂を通して50ccの3−ペンテンニトリルをフラッシュさせ、処分した。約15グラムの「配位子VII原液」を次に樹脂床を通して流出させた。配位子溶液を再分析し、その中に約15重量%配位子を有することが分かった。
【0051】
12.045グラムのこのアンバーライト(登録商標)CG−50樹脂処理した配位子溶液を、乾燥した20ccバイアル中へ入れた。このバイアル中へまた0.494グラムの無水NiCl2と0.098グラムの細分された亜鉛金属とを入れた。小さな磁気撹拌バーをバイアルに加えた。バイアルにキャップをし、100℃に予熱された加熱アルミニウム・ブロック中へ入れた。バイアルを加熱ブロック中へ入れた時にストップウォッチをスタートさせた。バイアルの内容物を、バイアル内部の磁気バーに連結された回転磁気バーを用いて撹拌した。1.5時間でサンプルを溶液から採取した。このサンプルの分析は溶液中に触媒として4230ppmのNiを示した。これは比較例で製造された触媒の量のほぼ10倍である。
【0052】
(実施例4)
本実施例は粗配位子を小さな孔のゼオライトで処理することの便益を示す。
【0053】
350℃で一晩乾燥することによって前もって活性化させた、5ccの3Aモレキュラーシーブ(ゼオライト)を50ccシリンジ本体中へ装填した。樹脂を通して20ccの3−ペンテンニトリルをフラッシュさせ、処分した。約15グラムの「配位子VII原液」を次に樹脂を通して流出させた。配位子溶液を再分析し、その中に約22重量%配位子を有することが分かった。
【0054】
12.012グラムのこの3Aモレキュラーシーブ処理した配位子溶液を、乾燥した20ccバイアル中へ入れた。このバイアル中へまた0.490グラムの無水NiCl2と0.092グラムの細分された亜鉛金属とを入れた。小さな磁気撹拌バーをバイアルに加えた。バイアルにキャップをし、100℃に予熱された加熱アルミニウム・ブロック中へ入れた。バイアルを加熱ブロック中へ入れた時にストップウォッチをスタートさせた。バイアルの内容物を、バイアル内部の磁気バーに連結された回転磁気バーを用いて撹拌した。1.5時間でサンプルを溶液から採取した。このサンプルの分析は溶液中に触媒として2290ppmのNiを示した。これは比較例で製造された触媒の量のほぼ5倍である。
【0055】
(実施例5)
本実施例は粗配位子を吸着剤高表面積中性有機樹脂で処理することの便益を示す。
【0056】
前もって脱イオン水で洗浄し40℃で一晩真空乾燥した、5ccのアンバーライト(登録商標)XAD−4樹脂(ローム・アンド・ハース)を50ccシリンジ本体中へ装填した。樹脂を通して20ccの3−ペンテンニトリルをフラッシュさせ、処分した。約15グラムの「配位子VII原液」を次に樹脂を通して流出させた。配位子溶液を再分析し、その中に約22重量%配位子を有することが分かった。
【0057】
12.081グラムのこのアンバーライト(登録商標)XAD−4樹脂処理した配位子溶液を、乾燥した20ccバイアル中へ入れた。このバイアル中へまた0.495グラムの無水NiCl2と0.098グラムの細分された亜鉛金属とを入れた。小さな磁気撹拌バーをバイアルに加えた。バイアルにキャップをし、100℃に予熱された加熱アルミニウム・ブロック中へ入れた。バイアルを加熱ブロック中へ入れた時にストップウォッチをスタートさせた。バイアルの内容物を、バイアル内部の磁気バーに連結された回転磁気バーを用いて撹拌した。1.5時間でサンプルを溶液から採取した。このサンプルの分析は溶液中に触媒として1360ppmのNiを示した。これは比較例で製造された触媒の量の約3倍である。
【0058】
(実施例6)
本実施例は粗配位子を活性炭で処理することの便益を示す。
【0059】
前もって脱イオン水で洗浄し40℃で一晩真空乾燥した、5ccのダーコ(DARCO)(登録商標)活性炭を50ccシリンジ本体中へ装填した。活性炭床を通して20ccの3−ペンテンニトリルをフラッシュさせ、処分した。約15グラムの「配位子VII原液」を次に活性炭床を通して流出させた。配位子溶液を再分析し、その中に約18重量%配位子を有することが分かった。
【0060】
12.055グラムのこの活性炭処理した配位子溶液を、乾燥した20ccバイアル中へ入れた。このバイアル中へまた0.497グラムの無水NiCl2と0.097グラムの細分された亜鉛金属とを入れた。小さな磁気撹拌バーをバイアルに加えた。バイアルにキャップをし、100℃に予熱された加熱アルミニウム・ブロック中へ入れた。バイアルを加熱ブロック中へ入れた時にストップウォッチをスタートさせた。バイアルの内容物を、バイアル内部の磁気バーに連結された回転磁気バーを用いて撹拌した。1.5時間でサンプルを溶液から採取した。このサンプルの分析は溶液中に触媒として3100ppmのNiを示した。これは比較例で製造された触媒の量の約7倍である。
【0061】
(実施例7)
本実施例は粗配位子を大きな孔のゼオライトで処理することの便益を示す。
【0062】
350℃で一晩乾燥することによって前もって活性化させた、5ccの13Xモレキュラーシーブを50ccシリンジ本体中へ装填した。樹脂を通して20ccの3−ペンテンニトリルをフラッシュさせ、処分した。約15グラムの「配位子VII原液」を次にシーブを通して流出させた。配位子溶液を再分析し、その中に約20重量%配位子を有することが分かった。
【0063】
12.031グラムのこの13Xモレキュラーシーブ処理した配位子溶液を、乾燥した20ccバイアル中へ入れた。このバイアル中へまた0.493グラムの無水NiCl2と0.091グラムの細分された亜鉛金属とを入れた。小さな磁気撹拌バーをバイアルに加えた。バイアルにキャップをし、100℃に予熱された加熱アルミニウム・ブロック中へ入れた。バイアルを加熱ブロック中へ入れた時にストップウォッチをスタートさせた。バイアルの内容物を、バイアル内部の磁気バーに連結された回転磁気バーを用いて撹拌した。1.5時間でサンプルを溶液から採取した。このサンプルの分析は溶液中に触媒として2490ppmのNiを示した。これは比較例で製造された触媒の量の約6倍である。
【0064】
(実施例8)
本実施例は粗配位子をメチルグルタロニトリルで抽出することの便益を示す。
【0065】
20グラムの「配位子VII原液」を気密な100ミリリットル微小反応器中で20グラムのメチルグルタロニトリルと混ぜ合わせた。この微小反応器にオーバーヘッド撹拌機、加熱マントル、蒸留ヘッド、フラスコから物質を抜き出すためのディップチューブおよび滴下ロートを装備した。この物質を減圧下で60〜80℃に加熱して3−ペンテンニトリルを取り去った。この溶液を放冷し、約20グラムのシクロヘキサンをフラスコに加えた。2つの液相が形成した。この溶液を撹拌し、そして澄ませた。メチルグルタロニトリルは、抜き出され廃棄物として捨てられる重い液相を形成した。約20グラムの3−ペンテンニトリルをフラスコに加えた。フラスコを再び減圧下で約45℃に加熱し、シクロヘキサンを取り去った。生じた溶液を放冷した。サンプルは、この最終の抽出された配位子溶液がその中に約17重量%配位子を有することを示した。
【0066】
12.093グラムのこの抽出された配位子溶液を、乾燥した20ccバイアル中へ入れた。このバイアル中へまた0.494グラムの無水NiCl2と0.095グラムの細分された亜鉛金属とを入れた。小さな磁気撹拌バーをバイアルに加えた。バイアルにキャップをし、100℃に予熱された加熱アルミニウム・ブロック中へ入れた。バイアルを加熱ブロック中へ入れた時にストップウォッチをスタートさせた。バイアルの内容物を、バイアル内部の磁気バーに連結された回転磁気バーを用いて撹拌した。1.5時間でサンプルを溶液から採取した。このサンプルの分析は溶液中に触媒として3990ppmのNiを示した。これは比較例で製造された触媒の量の約9倍である。
【0067】
(実施例9)
本実施例は粗配位子にZnCl2のようなルイス酸を添加することの便益を示す。
【0068】
12.059グラムの「配位子VII原液」を、乾燥した20ccバイアル中へ入れた。このバイアル中へまた0.495グラムの無水NiCl2と0.098グラムの細分された亜鉛金属と0.175グラムの無水ZnCl2とを入れた。小さな磁気撹拌バーをバイアルに加えた。バイアルにキャップをし、100℃に予熱された加熱アルミニウム・ブロック中へ入れた。バイアルを加熱ブロック中へ入れた時にストップウォッチをスタートさせた。バイアルの内容物を、バイアル内部の磁気バーに連結された回転磁気バーを用いて撹拌した。1.5時間でサンプルを溶液から採取した。このサンプルの分析は溶液中に触媒として5160ppmのNiを示した。これは比較例で製造された触媒の量の約12倍である。
【0069】
(実施例10)
本実施例は粗配位子をエチレングリコールで抽出することの便益を示す。
【0070】
20グラムの「配位子VII原液」を気密な100ミリリットル微小反応器中で20グラムのエチレングリコールと混ぜ合わせた。この微小反応器にオーバーヘッド撹拌機、加熱マントル、蒸留ヘッド、フラスコから物質を抜き出すためのディップチューブおよび滴下ロートを装備した。2つの液相が形成した。この溶液を撹拌し、そして澄ませた。エチレングリコールは、廃棄物として抜き出される重い液相を形成した。約20グラムの3−ペンテンニトリルをフラスコに加えた。フラスコを減圧下で約45℃に加熱し、シクロヘキサンを取り去った。生じた溶液を放冷した。サンプルは、この最終の抽出された配位子溶液がその中に約18重量%配位子を有することを示した。
【0071】
3−ペンテンニトリル中の12.015グラムのこの配位子溶液を、乾燥した20ccバイアル中へ入れた。このバイアル中へまた0.516グラムの無水NiCl2と0.095グラムの細分された亜鉛金属とを入れた。小さな磁気撹拌バーをバイアルに加えた。バイアルにキャップをし、100℃に予熱された加熱アルミニウム・ブロック中へ入れた。バイアルを加熱ブロック中へ入れた時にストップウォッチをスタートさせた。バイアルの内容物を、バイアル内部の磁気バーに連結された回転磁気バーを用いて撹拌した。1.5時間でサンプルを溶液から採取した。このサンプルの分析は溶液中に触媒として4870ppmのNiを示した。これは比較例で製造された触媒の量の約11倍である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ニッケル/配位子触媒の製造方法であって、前記方法が、
(a)1モル当量のPCl3を、約−25℃〜約35℃の温度で約2モル当量のR1OH(ここで、R1は置換または非置換アリール基である)、および少なくとも2モル当量の有機塩基と接触させて、式(R1O)2PClのジ(アリールオキシ)塩化リン、および有機塩基から形成された塩であって、第1反応生成物に実質的に不溶性である塩を含む第1反応生成物を生成する工程と、
(b)3モル当量未満の有機塩基が工程(a)で使用される場合、組み合わせられた工程(a)および(b)で使用される有機塩基の総量をPCl3に対して少なくとも3モル当量の有機塩基にするのに十分な有機塩基が工程(b)で使用されるという条件で、前記第1反応生成物を約−25℃〜約35℃の温度で約1/2モル当量のHO−Z−OH(ここで、ZはR1と異なる置換または非置換アリール基である)と接触させて、固形分内容物を含む第2反応生成物を生成する工程と、
(c)工程(a)および任意選択に工程(b)で使用された前記有機塩基から形成された塩を含む固形分内容物を濾過または水での抽出によって前記第2反応生成物から分離して、粗配位子混合物を生成する工程と、
(d)前記粗配位子混合物を(i)弱酸性有機樹脂、(ii)弱塩基性有機樹脂、(iii)高表面積有機樹脂、(iv)活性炭、(v)アルミノシリケートゼオライト、(vi)液−液抽出のための2相溶媒系および(vii)ルイス酸よりなる群から選択された少なくとも1つのメンバーと接触させる工程と、
(e)工程(d)の生成物から式
(R1O)2POZOP(OR12
の配位子を含有する溶液を回収する工程と、
(f)ニトリル溶媒およびニッケルより電気的陽性である還元金属の存在下で工程(e)の溶液を塩化ニッケルと接触させて、ニッケル/配位子触媒を生成する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項2】
前記還元金属がNa、Li、K、Mg、Ca、Ba、Sr、Ti、V、Fe、Co、Cu、Zn、Cd、Al、Ga、In、およびSnよりなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
未反応塩化ニッケルを工程(f)で生成された反応生成物から分離する工程をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記還元金属がZnまたはFeであることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項5】
工程(f)が約30〜110℃の温度でおよび約5〜50psia(34〜340kPa)の圧力で行われることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項6】
工程(f)が約50〜100℃の温度で行われることを特徴とする請求項5に記載の方法。
【請求項7】
塩化ニッケル対還元金属のモル比が0.1:1〜50:1であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項8】
塩化ニッケル対還元金属のモル比が2:1〜25:1であることを特徴とする請求項7に記載の方法。
【請求項9】
1が非置換のまたは1つまたは複数のC1〜C12アルキルもしくはC1〜C12アルコキシ基で置換されたフェニル、あるいは非置換のまたは1つまたは複数のC1〜C12アルキルもしくはC1〜C12アルコキシ基で置換されたナフチルであり、かつ、Zが構造式IV、V、VI、VII、およびVIII
【化1】

(式中、
2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、およびR9はH、C1〜C12アルキル、およびC1〜C12アルコキシよりなる群から独立して選択され、
XはO、S、またはCH(R10)であり、
10はHまたはC1〜C12アルキルである)
【化2】

(式中、
11およびR12はH、C1〜C12アルキル、およびC1〜C12アルコキシ、ならびにCO213よりなる群から独立して選択され、
13はC1〜C12アルキルまたは非置換のもしくはC1〜C4アルキルで置換されたC6〜C10アリールであり、
YはO、S、またはCH(R14)であり、
14はHまたはC1〜C12アルキルである)
【化3】

(式中、
15はH、C1〜C12アルキル、およびC1〜C12アルコキシならびにCO216よりなる群から選択され、
16はC1〜C12アルキルまたは非置換のもしくはC1〜C4アルキルで置換されたC6〜C10アリールである)
よりなる群から独立して選択されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項10】
液−液抽出が工程1(d)で用いられ、そして、前記2相溶媒系の1相がアジポニトリル、メチルグルタロニトリルおよびエチレングリコールよりなる群から選択される溶媒を含有し、かつ、他相が5〜25個の炭素原子を含有する環式または非環式炭化水素よりなる群から選択された溶媒であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項11】
工程1(d)での液−液抽出のための前記2相溶媒系の1相がシクロヘキサンであることを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項12】
ルイス酸が工程1(d)で使用され、かつ、ZnCl2およびFeCl2よりなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項13】
カルボン酸官能基を含有する有機ポリマーから構成される弱酸性樹脂が、工程1(d)で使用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項14】
アミン官能基を含有する有機ポリマーから構成される弱塩基性樹脂が、工程1(d)で使用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項15】
ポリスチレンまたはポリアクリレートポリマーから構成される高表面積有機樹脂が、工程1(d)で使用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項16】
活性炭が工程1(d)で使用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項17】
アルミノシリケートゼオライトが工程1(d)で使用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。

【公表番号】特表2006−523141(P2006−523141A)
【公表日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−509713(P2006−509713)
【出願日】平成16年4月6日(2004.4.6)
【国際出願番号】PCT/US2004/010472
【国際公開番号】WO2004/091780
【国際公開日】平成16年10月28日(2004.10.28)
【出願人】(505245302)インヴィスタ テクノロジー エスアエルエル (81)
【Fターム(参考)】