JP6617264B2 - 単核鉄錯体およびそれを使用した有機合成反応 - Google Patents
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Description
このヒドロシリル化反応の触媒としては、Pt、Pd、Rh化合物が知られており、その中でも最も多く用いられているものはSpeier触媒、Karstedt触媒に代表されるPt化合物である。
また、オレフィンの種類により、α付加体とβ付加体の選択性が劣るという問題もある。
例えば、鉄−カルボニル錯体(Fe(CO)5、Fe3(CO)12)による反応が知られているが(非特許文献1)、この反応では160℃といった高温下での反応条件、または光照射(非特許文献2)が必要である。
シクロペンタジエニル基を配位子として有する鉄−カルボニル錯体を使用した、メチルビニルジシロキサンとメチルハイドロジェンジシロキサンの反応例も報告されているが(非特許文献3)、この反応では脱水素シリル化反応が優先して進行する。
ピリジン系配位子を有する鉄触媒の反応では(非特許文献4)、反応助剤として大過剰の還元剤(NaBHEt3)が必要であるのみならず、PhSiH3、Ph2SiH2はオレフィンに対して付加するものの、より有用性の高いトリアルキルシラン類、アルコキシシラン類、シロキサン類はオレフィンに対する付加反応性が乏しい。
非特許文献9には、有機アルミニウム化合物を反応助剤とし、鉄触媒を用いた反応例が報告されているが、ターンオーバー数が17と触媒活性は低い。
非特許文献10には、グリニャール化合物と塩化鉄触媒とを併用した反応例が報告されているが、この系では、室温下で反応するものの、高圧(20気圧)条件が必要であり、かつターンオーバー数も20と低い。
リン系化合物を配位子として有する鉄触媒も報告されており(非特許文献11)、この系では、室温下で比較的低圧(4気圧)の条件下で反応するものの、反応基質がスチレンと一部のアルケン化合物に限られ、かつターンオーバー数も十分とは言えない。
また、上記非特許文献5には、ビスイミノピリジン配位子を有するFe触媒の例も報告されており、室温下、比較的低圧(4気圧)条件下でターンオーバー数が1814と良好な反応性を有しているが、この反応では上記ビスイミノピリジン配位子を有するFe錯体と同様に合成時の安全性、化合物の安定性等の問題点がある。
また、非特許文献12には、高分子に固定化した鉄触媒が開示されており、繰り返し再使用可能な利点があるが、水の溶媒としての利用が必須であり適用範囲が狭い。
非特許文献13には、有機・無機複合体(MOF)に固定した鉄触媒が開示されており、繰り返し再使用可能な利点があるが、強い還元剤で触媒前駆体を活性化する必要がある。
これらの従来触媒は、通常困難とされている3〜4置換オレフィンの水素化反応に適用された例が報告されていない。
非特許文献14は、通常困難とされている4置換オレフィンの水素化反応に有効な単核鉄錯体が開示されているが、長時間(48時間)の反応時間を必要とし、かつターンオーバー数も20と低いものである。
空気中で安定かつ取り扱いが容易なヒドロシラン化合物、メチルハイドロジェンポリシロキサンを還元剤として使用する方法が数多く報告されているが、反応には強い酸またはルイス酸の添加や、高価な貴金属触媒を必要とする。最近、安価な鉄を触媒とするカルボニル化合物の還元反応が報告されており、そのうちの一部は、従来法では過酷な条件を必要とするアミドの還元反応に適用した例も出ている。具体的な鉄触媒の例として非特許文献16〜21が挙げられるが、より高いターンオーバー数を示す高活性触媒が望まれている。
1. 式(1)で表されることを特徴とする単核鉄二価錯体、
2. 前記L1が、イソニトリルを表す(ただし、L1が複数存在する場合、2個のL1が互いに結合していてもよい)1の単核鉄二価錯体、
3. 前記L2が、トリオルガノヒドロシランである(ただし、L2が複数存在する場合、2個のL2が互いに結合していてもよい)1または2の単核鉄二価錯体、
4. 前記m1およびm2がいずれも2である1〜3のいずれかの単核鉄二価錯体、
5. 前記R1〜R6が、互いに独立して、Xで置換されていてもよい、アルキル基、アリール基またはアラルキル基(Xは前記と同じ意味を表す。)であり、かつ、前記L2が、H−SiR7R8R9およびH−SiR10R11R12(式中、R7〜R12は、互いに独立して、Xで置換されていてもよい、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表し、Xは前記と同じ意味を表す。)で表されるトリオルガノヒドロシランであり、R1〜R3のいずれかと、R4〜R6のいずれかの少なくとも1組もしくはR7〜R9のいずれかの少なくとも1組が一緒になって、またはR10〜R12のいずれかと、R4〜R6のいずれかの少なくとも1組もしくはR7〜R9のいずれかの少なくとも1組が一緒になって架橋置換基を形成していてもよく、R1〜R3のいずれかと、R4〜R6のいずれかの少なくとも1組またはR7〜R9のいずれかの少なくとも1組が一緒になって架橋置換基を形成し、かつ、R10〜R12のいずれかと、R4〜R6のいずれかの少なくとも1組およびR7〜R9のいずれかの少なくとも1組が一緒になって架橋置換基を形成していてもよい4の単核鉄二価錯体、
6. 前記R1〜R3のいずれか1つと、R4〜R6のいずれか1つとが一緒になって架橋置換基を形成している1〜5のいずれかの単核鉄二価錯体、
7. 前記R1〜R3のいずれか1つと、R4〜R6のいずれか1つまたはR7〜R9のいずれか1つとが一緒になって架橋置換基を形成し、かつ、R10〜R12のいずれか1つと、R4〜R6のいずれか1つおよびR7〜R9のいずれか1つのうち前記架橋置換基の形成に関与してないSi上の置換基とが一緒になって架橋置換基を形成している5の単核鉄二価錯体、
8. 前記R1〜R3のいずれか1つと、R4〜R6のいずれか1つとが一緒になってYで置換されていてもよいo−フェニレン基を形成し(Yは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアルコキシ基を表し、Yが複数存在する場合それらは互いに同一でも異なっていてもよい)、かつ、R10〜R12のいずれか1つと、R7〜R9のいずれか1つとが一緒になってYで置換されていてもよいo−フェニレン基(Yは前記と同じ意味を表す。)を形成している7の単核鉄二価錯体、
9. 1〜8のいずれかの単核鉄二価錯体からなるヒドロシリル化反応、水素化反応およびカルボニル化合物の還元反応から選ばれる少なくとも1つの反応に活性を有する触媒、
10. 9の触媒の存在下、脂肪族不飽和結合を有する化合物と、Si−H結合を有するヒドロシランまたはオルガノヒドロポリシロキサンとをヒドロシリル化反応させることを特徴とする付加化合物の製造方法、
11. 9の触媒の存在下、脂肪族不飽和結合を有する化合物を水素化させることを特徴とするアルカン化合物の製造方法。
12. 9の触媒の存在下、アミド化合物をSi−H結合を有するシランまたはオルガノヒドロポリシロキサンで還元することを特徴とするアミン化合物の製造方法、
13. 9の触媒の存在下、アルデヒド化合物、ケトン化合物またはエステル化合物をSi−H結合を有するシランまたはオルガノヒドロポリシロキサンで還元することを特徴とするアルコール化合物の製造方法
を提供する。
水素化反応は、室温〜100℃、および水素ガス1〜20気圧程度の温和な条件下で行うことができ、しかも従来の方法では困難であった多置換アルケンの水素化にも有効である。
カルボニル化合物の還元反応では、アミド化合物、アルデヒド化合物、ケトン化合物、エステル化合物を、取り扱いが容易なSi−H基を有するシラン、あるいはポリシロキサンと反応させることによって目的とする還元化合物を得ることができる。
本発明に係る単核鉄錯体は、式(1)で表されるように、2つのFe−Si結合を有し、かつ、Feに一酸化炭素(CO)以外の二電子配位子(L1,L2)が、L1が1個以上、かつ、L1とL2の合計で3個または4個配位している二価錯体である。
アルキル基としては、直鎖、分岐鎖、環状のいずれでもよく、また、その炭素数も特に限定されるものではないが、好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜10のアルキル基であり、その具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−ノナデシル、n−エイコサニル基等の直鎖または分岐鎖アルキル基;シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル基等のシクロアルキル基などが挙げられる。
アラルキル基としても、その炭素数は特に限定されるものではないが、好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20のアラルキル基であり、その具体例としては、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル、ナフチルメチル、ナフチルエチル、ナフチルプロピル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、特に限定されるものではないが、炭素数1〜30、特に炭素数1〜10のアルコキシ基が好ましく、その具体例としては、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、i−プロポキシ、c−プロポキシ、n−ブトキシ、i−ブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、n−ペントキシ、n−ヘキソキシ、n−ヘプチルオキシ、n−オクチルオキシ、n−ノニルオキシ、n−デシルオキシ基等が挙げられる。
アリールオキシ基としては、特に限定されるものではないが、炭素数6〜30、特に炭素数6〜20のアリールオキシ基が好ましく、その具体例としては、フェノキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシ、アントリルオキシ、フェナントリルオキシ基等が挙げられる。
アラルキルオキシ基としては、特に限定されるものではないが、炭素数7〜30、特に炭素数7〜20のアラルキルオキシ基が好ましく、ベンジルオキシ、フェニルエチルオキシ、フェニルプロピルオキシ、1または2−ナフチルメチルオキシ、1または2−ナフチルエチルオキシ、1または2−ナフチルプロピルオキシ基等が挙げられる。
オルガノチオ基としては、上記オルガノオキシ基の酸素原子を硫黄原子で置換した基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子が挙げられるが、フッ素原子が好ましく、好適なフッ素置換アルキル基として、トリフロロプロピル基、ノナフロロヘキシル基、ヘプタデシルフロロデシル基等が挙げられる。
炭素数6〜30のアリーレン基としては、o−フェニレン(1,2−フェニレン)、1,2−ナフチレン、1,8−ナフチレン、2,3−ナフチレン基等が挙げられる。
炭素数7〜30のアラルキレン基としては、−(CH2)k−Ar−(Arは、炭素数6〜20のアリーレン基を表し、kは上記と同じ意味を表す。)、−Ar−(CH2)k−(Arおよびkは上記と同じ意味を表す。)、−(CH2)k−Ar−(CH2)k−(Arは上記と同じ意味を表し、kは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)等が挙げられる。
なお、上記アルキレン、アリーレン、アラルキレン基は、それらの水素原子の少なくとも1つが、置換基X(Xは上記と同じ。)で置換されていてもよい。
一価炭化水素基の具体例としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、これらの具体例としては、上記と同様のものが挙げられる。
なお、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子としては、上記と同様のものが挙げられる。
本発明において、二電子配位子L1の配位数m1は、1〜4の整数を表すが、2が好ましい。なお、m1が2〜4の場合、2個のL1が、互いに結合していてもよい。
アミンとしては、R3N(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示される3級アミンが挙げられる。
イミンとしては、RC(=NR)R(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
含窒素へテロ環としては、例えば、ピロール、イミダゾール、ピリジン、ピリミジン、オキサゾリン、イソオキサゾリン等が挙げられる。
ホスフィンとしては、例えば、R3P(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
ホスファイトとしては、例えば、(RO)3P(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
スルフィドとしては、例えば、RSR(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
使用可能なイソニトリルとしては、メチルイソシアニド、エチルイソシアニド、n−プロピルイソシアニド、シクロプロピルイソシアニド、n−ブチルイソシアニド、イソブチルイソシアニド、sec−ブチルイソシアニド、t−ブチルイソシアニド、n−ペンチルイソシアニド、イソペンチルイソシアニド、ネオペンチルイソシアニド、n−ヘキシルイソシアニド、シクロヘキシルイソシアニド、シクロヘプチルイソシアニド、1,1−ジメチルヘキシルイソシアニド、1−アダマンチルイソシアニド、2−アダマンチルイソシアニド等のアルキルイソシアニド;フェニルイソシアニド、2−メチルフェニルイソシアニド、4−メチルフェニルイソシアニド、2,4−ジメチルフェニルイソシアニド、2,5−ジメチルフェニルイソシアニド、2,6−ジメチルフェニルイソシアニド、2,4,6−トリメチルフェニルイソシアニド、2,4,6−トリt−ブチルフェニルイソシアニド、2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアニド、1−ナフチルイソシアニド、2−ナフチルイソシアニド、2−メチル−1−ナフチルイソシアニド等のアリールイソシアニド;ベンジルイソシアニド、フェニルエチルイソシアニド等のアラルキルイソシアニドなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
使用可能なピリジン環含有化合物としては、ピリジン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2,6−ジメチルピリジン等のピリジン類、2,2′−ビピリジン、4,4′−ジメチル−2,2′−ビピリジン、5,5′−ジメチル−2,2′−ビピリジン、4,4′−ジエチル−2,2′−ビピリジン、4,4′−ジtert−ブチル−2,2′−ビピリジン等のビピリジン類などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
使用可能なホスファイト化合物としては、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリイソプロピルホスファイト、トリn−ブチルホスファイト、トリス(2−エチルヘキシル)ホスファイト、トリn−デシルホスファイト、4−メチル−2,6,7−トリオキサ−1−ホスファビシクロ[2.2.2]オクタン(トリメチロールエタンサイクリックホスファイト)、4−エチル−2,6,7−トリオキサ−1−ホスファビシクロ[2.2.2]オクタン(トリメチロールプロパンホスファイト)等のトリアルキルホスファイト類、メチルジフェニルホスファイト等のアルキルアリールホスファイト類、トリフェニルホスファイト等のトリアリールホスファイト類などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
アルシンとしては、例えば、R3As(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
アルコールとしては、例えば、ROH(Rは上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
チオールとしては、上記アルコールの酸素原子を硫黄原子で置換したものが挙げられる。
ケトンとしては、例えば、RCOR(Rは互いに独立して上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
アルケンとしては、例えば、エテン、プロペン、1−ブテン、2−ブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、シクロペンテン、1−ヘキセン、シクロヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン等の炭素数2〜30のアルケンが挙げられる。
アルキンとしては、例えば、エチン、プロピン、1−ブチン、2−ブチン、1−ペンチン、2−ペンチン、1−ヘキシン、1−ヘプチン、1−オクチン、1−ノニン、1−デシン等の炭素数2〜30のアルケンが挙げられる。
ヒドロシランとしては、例えば、トリオルガノヒドロシランが挙げられ、具体的にはトリ炭素数1〜30オルガノヒドロシランが挙げられ、より具体的には、R1R2R3SiH(R1〜R3は上記と同じ意味を表す。)で示されるものが挙げられる。
ここで、アルキル基、アリール基、アラルキル基の具体例としては、先に例示した基と同様のものが挙げられるが、それぞれ炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基がより好ましい。
ただし、本発明の単核鉄錯体では、L1およびL2の中の3個が結合して3つの配位性2電子官能基を含む配位子、例えば、η6−アリーレン構造はとらない。
このような架橋置換基Zを有する単核鉄錯体を1つの配位構造を用いて表現した場合、下記式で示されるような構造が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、また、上述のとおりこれ以外の配位構造異性体も存在し、その場合にも同様の架橋置換基Zを有する構造が存在する。
ここで、アルキル基、アリール基、アラルキル基の具体例としては、先に例示した基と同様のものが挙げられるが、それぞれ炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基がより好ましい。
上記式(2)においても、単核鉄錯体を構成する4つのケイ素原子の2つ以上は架橋置換基により繋がれていてもよく、具体的には、R1〜R3のいずれかと、R4〜R6のいずれかの少なくとも1組もしくはR7〜R9のいずれかの少なくとも1組が一緒になって、またはR10〜R12のいずれかと、R4〜R6のいずれかの少なくとも1組もしくはR7〜R9のいずれかの少なくとも1組が一緒になってアルキレン基、アリーレン基やアラルキレン基といった架橋置換基を形成していてもよく、またはR1〜R3のいずれかと、R4〜R6のいずれかの少なくとも1組またはR7〜R9のいずれかの少なくとも1組が一緒になってアルキレン基、アリーレン基やアラルキレン基といった架橋置換基を形成し、かつ、R10〜R12のいずれかと、R4〜R6のいずれかの少なくとも1組およびR7〜R9のいずれかの少なくとも1組が一緒になってアルキレン基、アリーレン基やアラルキレン基といった架橋置換基を形成していてもよい。
ここで、アルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基の具体例としては、先に例示した基と同様のものが挙げられるが、それぞれ炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数7〜20のアリーレン基、炭素数7〜20のアラルキレン基が好ましく、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数7〜20のアリーレン基がより好ましい。
例えば、上記鉄錯体A〜Cは、シクロヘキサジエニル基やシクロオクタジエニル基等のシクロアルカジエニル基およびアリル基や2−メチルアリル基等のアルケニル基を配位子として有する鉄−オレフィン錯体と、1,2−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン等のビスシリル化合物およびt−ブチルイソシアニド等のイソニトリル化合物、ホスファイト化合物、またはビピリジン化合物とを、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下、有機溶媒中で反応させて得ることができる。
この場合、ビスシリル化合物の使用量は、鉄−オレフィン錯体に対して、1〜10モル倍程度とすることができるが、2〜5モル倍が好ましい。
イソニトリル化合物、ホスファイト化合物、ビピリジン化合物の使用量は、鉄−オレフィン錯体に対して、1〜10モル倍程度とすることができるが、2〜5モル倍が好ましい。
また、有機溶媒としては、反応に影響を及ぼさない限りにおいて各種の溶媒類が使用でき、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類などを用いることができる。
反応温度は、有機溶媒の融点から沸点の範囲で適宜設定すればよいが、10〜100℃が好ましく、30〜80℃がより好ましい。
反応時間は、通常、1〜48時間程度である。
反応終了後は、溶媒を留去した後、再結晶法等の公知の精製法にて目的物を得ることができるが、調製した鉄錯体を単離せずに目的とする反応の触媒として用いてもよい。
本発明の単核鉄錯体を触媒として使用し、脂肪族不飽和結合を含有する、オレフィン化合物、シラン化合物またはオルガノポリシロキサン化合物等の脂肪族不飽和結合を有する化合物と、Si−H結合を有する、シラン化合物またはオルガノポリシロキサン化合物とのヒドロシリル化反応を行う場合、触媒の使用量は特に限定されるものではないが、室温〜100℃程度の温和な条件下で反応を進行させて収率よく目的物を得ることを考慮すると、触媒の使用量は0.005モル%以上とすることが好ましい。
本発明の単核鉄錯体を触媒として使用し、脂肪族不飽和結合を含有するオレフィン化合物を水素ガスによって還元し、飽和化合物を得る反応を行う場合も、触媒の使用量は特に限定されるものではないが、室温下、かつ、水素圧が1気圧程度の温和な条件下で反応を進行させて収率よく目的物を得ることを考慮すると、触媒の使用量は0.05モル%以上とすることが好ましい。
還元反応に供し得るカルボニル化合物としては、アミド、アルデヒド、ケトン、エステル、カルボン酸、カルボン酸塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等)基等を有する化合物が挙げられ、これらを本発明の鉄錯体触媒の存在下、Si−H基を含有するシランまたはシロキサンと反応させることによって、それぞれ対応するアミンやアルコール化合物へと導くことができる。
なお、いずれの反応においても、触媒使用量の上限は特に制限はないが、経済的な観点から5モル%程度である。
鉄錯体の合成は、シュレンクテクニックまたはグローブボックスを用いてすべての操作をアルゴン雰囲気下で行い、遷移金属化合物の調製に用いた溶媒は、全て公知の方法で脱酸素、脱水を行った後に用いた。
アルケンのヒドロシリル化反応、水素化反応、およびアミドの還元反応および溶媒精製は、全て不活性ガス雰囲気下で行い、各種反応に用いた溶媒等は、全て予め公知の方法で精製、乾燥、脱酸素を行ったものを用いた。
1H,13C−NMRの測定は日本電子(株)製JNM−ECA600,JNM−LA400を、IR測定は日本分光(株)製FT/IR−550を、元素分析はPerkin Elmer製2400II/CHNを、X線結晶構造解析は(株)リガク製VariMax、MoKα線0.71069オングストロームを用いてそれぞれ行った。
なお、以下に示す化学構造式においては慣用的な表現法に従って水素原子を省略している。また、Meはメチル基を表す。
得られた鉄錯体Aの1H−NMRの測定結果を図1に、13C−NMRの測定結果を図2にそれぞれ示す。
13C−NMR(C6D6,150MHz)δ=9.70(s,SiMe2),19.2(s,C6H2Me3),20.7(s,C6H2Me3),129.0(s,Ph),129.3(s,Ph),131.1(s,Ph),131.6(s,Ph),134.6(s,Ph),136.8(s,Ph),156.6(s,ipso of C6H4),177.5(s,CN−Mes).
IR(KBr pellet):ν=1958(νSi-H),2056(νFe-CN)cm-1
Anal.Calcd.for C40H56N2FeSi4:C,65.54;H,7.70;N,3.82 Found:C,65.32;H,7.48;N,3.67
得られた鉄錯体Bの構造を図3に、1H−NMRの測定結果を図4にそれぞれ示す。
IR(KBr pellet):ν=1960(νSi-H),2052(νFe-CN)cm-1
Anal.Calcd.for C38H52N2FeSi4:C,64.74;H,7.43;N,3.97 Found:C,64.56;H,7.24;N,3.87
得られた鉄錯体Cの1H−NMRの測定結果を図5に示す。
IR(KBr pellet):ν=1987(νSi-H),2073(νRu-CN)cm-1
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加え、5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体A(7.3mg,0.01mmol)を加えた。ここにスチレン(104mg,1.0mmol)を加え、さらに1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(163mg,1.1mmol)を加えた後、溶液を50℃で23時間撹拌した。冷却後、内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。これらの結果をエントリー1として表1に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ=0.11(s,6H,Si(CH3)2),0.22(s,9H,Si(CH3)3),6.42(d,JH-H=19.3Hz,1H,−CH=CH−),6.93(d,JH-H=19.3Hz,1H,−CH=CH−),7.24−7.29(m,1H,C6H5),7.31−7.39(m,2H,C6H5),7.43−7.47(m,2H,C6H5).
Ethylbenzene(表1,(III)の化合物)
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.26(t,2H,JH-H=7.7Hz,CH3),2.67(q,2H,JH-H=7.7Hz,CH2),7.16−7.24(m,3H,C6H5),7.27−7.33(m,2H,C6H5).
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加え、5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体B(7.1mg,0.01mmol)を加えた。ここにスチレン(104mg,1.0mmol)を加え、さらに1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(163mg,1.1mmol)を加えた後、溶液を50℃で23時間撹拌した。冷却後、内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。これらの結果をエントリー2として表1に示す。
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加え、5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体C(7.7mg,0.01mmol)を加えた。ここにスチレン(104mg,1.0mmol)を加え、さらに1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサン(163mg,1.1mmol)、ジメトキシエタン(3.6mg,0.04mmol)を加えた後、溶液を80℃で24時間撹拌した。冷却後、内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。これらの結果をエントリー3として表1に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ=−0.03(s,6H,Si(CH 3)2),−0.02(s,9H,Si(CH 3)3),0.775−0.81(m,2H,SiCH 2),2.52−2.57(m,2H,CH 2 C6H5),7.09−7.13(m,2H,C6H5),7.17−7.22(m,3H,C6H5).
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体A(3.7mg,0.005mmol)を加え、ジメトキシエタン(2mL)に溶解させた。この溶液に、1−オクテン(112mg,1.0mmol)を加えた。その後、シュレンク内を水素で置換し、溶液を1気圧の水素雰囲気下、80℃で2時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー1として表2に示す。
13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ=14.27,22.86,29.48,32.10.
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体A(3.7mg,0.005mmol)を加え、ジメトキシエタン(2mL)に溶解させた。この溶液に、1−オクテン(1.12g,10mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を20気圧の水素雰囲気下、80℃で6時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー2として表2に示す。
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体B(3.5mg,0.005mmol)を加え、ジメトキシエタン(2mL)に溶解させた。この溶液に、1−オクテン(112mg,1.0mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を10気圧の水素雰囲気下、80℃で30分間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー3として表2に示す。
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体A(3.7mg,0.005mmol)を加え、ジメトキシエタン(2mL)に溶解させた。この溶液に、スチレン(114μL,1.0mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を10気圧の水素雰囲気下、80℃で10時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー1として表3に示す。
13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ=15.6,28.8,125.6,127.8,128.3,144.3.
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体B(3.5mg,0.005mmol)を加え、ジメトキシエタン(2mL)に溶解させた。この溶液に、スチレン(114μL,1.0mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を10気圧の水素雰囲気下、80℃で10時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー2として表3に示す。
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体C(3.8mg,0.005mmol)を加え、ジメトキシエタン(2mL)に溶解させた。この溶液に、スチレン(114μL,1.0mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を10気圧の水素雰囲気下、80℃で24時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー3として表3に示す。
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体A(7.3mg,0.01mmol)を加え、ジメトキシエタン(2mL)に溶解させた。この溶液に、メチル−10−ウンデセノエート(198mg,1.0mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を10気圧の水素雰囲気下、80℃で2時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー1として表4に示す。
13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ=14.25,22.83,25.12,29.31,29.40,29.45,29.60,29.70,32.04,34.28,51.57,174.50
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体A(7.3mg,0.01mmol)を加え、ジメトキシエタン(2mL)に溶解させた。この溶液に、トランス−スチルベン(180mg,1.0mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を10気圧の水素雰囲気下、80℃で2時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー2として表4に示す。
13C−NMR(CDCl3,100MHz)δ=37.9,125.9,128.3,128.5,141.8.
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体A(7.3mg,0.01mmol)を加え、ジメトキシエタン(2mL)に溶解させた。この溶液に、シクロペンテン(88.4μL,1.0mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を10気圧の水素雰囲気下、80℃で2時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー3として表4に示す。
13C−NMR(CDCl3,100MHz)δ=25.9.
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体A(7.3mg,0.01mmol)を加え、ジメトキシエタン(2mL)に溶解させた。この溶液に、1−メチル−1−シクロヘキセン(118μL,1.0mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を10気圧の水素雰囲気下、80℃で2時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー4として表4に示す。
13C−NMR(CDCl3,100MHz)δ=22.9,26.3,26.4,32.7,35.4.
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体A(7.3mg,0.01mmol)を加え、ジメトキシエタン(2mL)に溶解させた。この溶液に、エチル−2,3−ジメチルアクリレート(128mg,1.0mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を10気圧の水素雰囲気下、80℃で2時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー5として表4に示す。
13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ=14.6,22.9,26.0,43.6,60.3,173.5.
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体A(7.3mg,0.01mmol)を加え、ジメトキシエタン(2mL)に溶解させた。この溶液に、(±)−リモネン(136mg,1.0mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を10気圧の水素雰囲気下、80℃で10時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した(trans:cis=1:1)。これらの結果をエントリー6として表4に示す。
13C−NMR(CDCl3,100MHz)δ=19.5.20.0,20.4,22.9,25.5,29.3,29.7,31.6,33.0,33.1,35.8,43.2,44.0.
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体A(7.3mg,0.01mmol)を加え、DME(2mL)に溶解させた。この溶液に、α−メチルスチルベン(194mg,1.0mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を10気圧の水素雰囲気下、80℃で10時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー7として表4に示す。
13C−NMR(CDCl3,100MHz)δ=21.2,42.0,45.1,125.9,126.1,127.0,128.1,128.3,129.4,141.0,147.2.
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体A(7.3mg,0.01mmol)を加え、ジメトキシエタン(2mL)に溶解させた。この溶液に、2,3−ジメチル−2−ブテン(84mg,1.0mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を10気圧の水素雰囲気下、80℃で6時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー8として表4に示す。
13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ=19.4,33.7.
20mLのシュレンクチューブに磁気撹拌子を加えて5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、シュレンクチューブ内をアルゴン雰囲気に置換した。そのシュレンクチューブに、触媒として鉄錯体A(7.3mg,0.01mmol)を加え、DME(2mL)に溶解させた。この溶液に、2,3−ジメチル−1H−インデン(144mg,1.0mmol)を加えた。得られた溶液をオートクレーブ内に移し、オートクレーブ内を水素で置換した。その後、溶液を20気圧の水素雰囲気下、80℃で10時間撹拌した。内標としてアニソール(108mg,1.0mmol)を加え、1H−NMRスペクトルを測定し、生成物の構造および収率を決定した。得られた化合物は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。これらの結果をエントリー9として表4に示す。
13C−NMR(CDCl3,100MHz)δ=14.5,15.0,37.8,39.2,42.6,123.5,124.3,126.0,126.1,142.8,149.0.
NMRチューブを5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、触媒として鉄錯体A(18mg,0.025mmol)を加え、重ベンゼン0.4mLをシリンジで加えた。その後、ジメチルフェニルシラン(30mg,0.22mmol)を加え、N,N−ジメチルホルムアミド(36.5mg,0.5mmol)を加えた後、減圧下でNMRチューブを焼き切り真空封管した。溶液を120℃で10時間撹拌した後、1H−NMRスペクトルによりアミンの生成を確認した。これらの結果をエントリー1として表5に示す。
NMRチューブを5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、触媒として鉄錯体B(18mg,0.025mmol)を加え、重ベンゼン0.4mLをシリンジで加えた。その後、ジメチルフェニルシラン(30mg,0.22mmol)を加え、N,N−ジメチルホルムアミド(36.5mg,0.5mmol)を加えた後、減圧下でNMRチューブを焼き切り真空封管した。溶液を120℃で10時間撹拌した後、1H−NMRスペクトルによりアミンの生成を確認した。これらの結果をエントリー2として表5に示す。
[実施例24]4−メトキシベンズアルデヒドの還元
NMRチューブを5Paに減圧しながら加熱乾燥した後、触媒として鉄錯体B(18mg,0.025mmol)を加え、重ベンゼン0.4mLをシリンジで加えた。その後、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン(101mg,0.75mmol)、4−メトキシベンズアルデヒド(68mg,0.5mmol)、内部標準物質としてヘキサメチルベンゼン(32.4mg,0.05mmol)を加えた後、減圧下でNMRチューブを焼き切り真空封管した。溶液を60℃で10時間撹拌した後、1H−NMRスペクトルによりアルコールのシリルエーテル体の生成を確認した(収率94%)。得られたアルコールのシリルエーテル体は、1H,13C−NMRスペクトルによりその構造を確認した。
13C−NMR(CDCl3,99.5MHz)δ=−0.99,0.74,55.21,64.01,113.76,128.20,132.91,158.95.
Claims (13)
- 式(1)で表されることを特徴とする単核鉄二価錯体。
L1は、RNC(Rは、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基または炭素数7〜30のアラルキル基を表す。)で示されるイソニトリルからなる二電子配位子を表し、
L2は、H−SiR7R8R9およびH−SiR10R11R12で表され、これらR7〜R12は、互いに独立して、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表すが、R7〜R9のいずれかと、R10〜R12のいずれかの1組は一緒になって、−C=C−、炭素数1〜10のアルキレン基および炭素数6〜30のアリーレン基から選ばれる架橋置換基を形成しているトリオルガノヒドロシランからなる二電子配位子を表し、
m1は2の整数を表し、m2は2の整数を表す。) - 前記R1〜R6は、互いに独立して、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表すが、R1〜R3のいずれかと、R4〜R6のいずれかの1組は一緒になって炭素数6〜30のアリーレン基を形成している請求項1記載の単核鉄二価錯体。
- 前記R1〜R6は、互いに独立してアルキル基を表すが、R1〜R3のいずれかと、R4〜R6のいずれかの1組は一緒になってo−フェニレン基を形成している請求項2記載の単核鉄二価錯体。
- 前記L1が、RNC(Rは、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基または炭素数6〜20のアリール基を表す。)で示されるイソニトリルからなる二電子配位子である請求項1または2記載の単核鉄二価錯体。
- 前記Rが、炭素数1〜10のアルキル基を置換基として有するフェニル基、またはアダマンチル基である請求項4記載の単核鉄二価錯体。
- 前記L1が、メチルイソシアニド、エチルイソシアニド、n−プロピルイソシアニド、シクロプロピルイソシアニド、n−ブチルイソシアニド、イソブチルイソシアニド、sec−ブチルイソシアニド、t−ブチルイソシアニド、n−ペンチルイソシアニド、イソペンチルイソシアニド、ネオペンチルイソシアニド、n−ヘキシルイソシアニド、シクロヘキシルイソシアニド、シクロヘプチルイソシアニド、1,1−ジメチルヘキシルイソシアニド、1−アダマンチルイソシアニド、2−アダマンチルイソシアニド、フェニルイソシアニド、2−メチルフェニルイソシアニド、4−メチルフェニルイソシアニド、2,4−ジメチルフェニルイソシアニド、2,5−ジメチルフェニルイソシアニド、2,6−ジメチルフェニルイソシアニド、2,4,6−トリメチルフェニルイソシアニド、2,4,6−トリt−ブチルフェニルイソシアニド、2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアニド、1−ナフチルイソシアニド、2−ナフチルイソシアニド、および2−メチル−1−ナフチルイソシアニドから選ばれる少なくとも1種の二電子配位子である請求項4記載の単核鉄二価錯体。
- 前記L2が、H−SiR7R8R9およびH−SiR10R11R12で表され、これらR7〜R12は、互いに独立して、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表すが、R7〜R9のいずれかと、R10〜R12のいずれかの1組は一緒になって炭素数6〜30のアリーレン基を形成しているトリオルガノヒドロシランからなる二電子配位子である請求項1〜6のいずれか1項記載の単核鉄二価錯体。
- 前記L2が、H−SiR7R8R9およびH−SiR10R11R12で表され、これらR7〜R12は、互いに独立してアルキル基を表すが、R7〜R9のいずれかと、R10〜R12のいずれかの1組は一緒になってo−フェニレン基を形成しているトリオルガノヒドロシランからなる二電子配位子である請求項7記載の単核鉄二価錯体。
- 請求項1〜8のいずれか1項記載の単核鉄二価錯体からなるヒドロシリル化反応、水素化反応およびカルボニル化合物の還元反応から選ばれる少なくとも1つの反応に活性を有する触媒。
- 請求項9記載の触媒の存在下、脂肪族不飽和結合を有する化合物と、Si−H結合を有するヒドロシランまたはオルガノヒドロポリシロキサンとをヒドロシリル化反応させることを特徴とする付加化合物の製造方法。
- 請求項9記載の触媒の存在下、脂肪族不飽和結合を有する化合物を水素化させることを特徴とするアルカン化合物の製造方法。
- 請求項9記載の触媒の存在下、アミド化合物をSi−H結合を有するシランまたはオルガノヒドロポリシロキサンで還元することを特徴とするアミン化合物の製造方法。
- 請求項9記載の触媒の存在下、アルデヒド化合物、ケトン化合物またはエステル化合物をSi−H結合を有するシランまたはオルガノヒドロポリシロキサンで還元することを特徴とするアルコール化合物の製造方法。
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