JPWO2016024607A1 - ヒドロシリル化反応触媒 - Google Patents

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Abstract

例えば、酢酸鉄、酢酸コバルト、酢酸ニッケル等の、白金を除く周期表第8族、第9族、第10族の遷移金属化合物からなる触媒前駆体と、t−ブチルイソシアニド等のイソシアニド化合物からなる配位子とから調製されるヒドロシリル化反応触媒は、取り扱い性や保存性に優れているとともに、この触媒を用いることで、温和な条件下でヒドロシリル化反応を進行させることができる。

Description

本発明は、ヒドロシリル化反応触媒に関し、さらに詳述すると、触媒前駆体である金属化合物と、配位子成分であるイソシアニド化合物とから形成されるヒドロシリル化反応触媒に関する。
炭素−炭素二重結合や同三重結合を有する化合物に対してSi−H官能性化合物を付加反応するヒドロシリル化反応は、有機ケイ素化合物を合成する有用な手段であり、工業的にも重要な合成反応である。
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。
Pt化合物を触媒とする反応の問題点としては、末端オレフィンにSi−H官能性化合物を付加する際、オレフィンが内部転位する副反応が生じることが挙げられる。この系では内部オレフィンに対しては付加反応性を示さず、未反応オレフィンが付加生成物中に残留してしまうことから、反応を完結させるためには、副反応で残留する分を見込んであらかじめ過剰のオレフィンを用いる必要がある。
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。
最も大きな問題点は、中心金属であるPt,Pd,Rhはいずれも極めて高価な貴金属元素であるということであり、より安価に使用できる金属化合物触媒が望まれていることから、数多くの研究が進められている。
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。
また、これらの鉄−カルボニル錯体では付加反応ではなく、脱水素シリル化生成物が得られるとの報告もある(非特許文献3、特許文献1)。
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4、特許文献2)、この反応では脱水素シリル化反応も進行するため、付加反応の選択性が低い。
ター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5)、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。
同じくターピリジン系配位子とビストリメチルシリルメチル基を有する鉄触媒の反応で、収率良く付加反応物が得られることが報告されている(非特許文献6)ものの、この手法は、先ず触媒前駆体となるターピリジン−鉄錯体を合成し、さらに低温下でのビストリメチルシリルメチル基の導入と、触媒合成に至るまでが工業的に容易ではない。
ビスイミノピリジン配位子を有するFe錯体も報告されており(非特許文献7,8)、アルコキシシラン類、シロキサン類に対しても温和な条件下で優れた反応性を示すことが開示されている。
しかし、この錯体を用いた反応では、内部オレフィンに対する反応性が低いこと、錯体合成時には、禁水性のナトリウムと毒性の高い水銀からなり、取り扱いに注意を要するNaアマルガムを使用すること(もしくは禁水性のNaBEt3Hを使用すること)、錯体化合物自体の安定性が低く、取り扱いにはグローブボックス等の特殊な設備が必要となるほか、保存は不活性ガス窒素雰囲気下で低温であることが必要といった問題点がある。
コバルト−カルボニル錯体(Co2(CO)8など)による反応例も報告されているが(非特許文献9〜14)、反応収率、反応モル比の点で満足すべきものではなく、シロキサン類への付加反応性についても開示されていない。
トリアルキルシリル基を置換基として有するコバルト−カルボニル錯体によるオレフィンとトリアルキルシランの反応例も報告されているが(非特許文献15)、収率が低く、また選択性にも乏しい。
シクロペンタジエニル基を配位子として有するコバルト−ホスファイト錯体を使用することによるオレフィンとトリアルキルシランの反応(非特許文献16)、N−ヘテロ環状カルベンを配位子として有するコバルト錯体によるオレフィンとトリヒドロフェニルシランの反応(非特許文献17)が報告されているが、錯体化合物の安定性が低く、取り扱いにはグローブボックス等の特殊な設備が必要であり、保存には、不活性ガス雰囲気下、かつ、低温下が必要となる。
配位子をターピリジン、ビスイミノピリジン、ビスイミノキノリンとした、鉄、コバルト、ニッケル触媒の例も報告されているが(特許文献3〜6)、前述した非特許文献6〜8と同様に、触媒前駆体の合成、あるいは同前駆体から錯体触媒の合成に至るまでが工業的に容易ではないこと、錯体化合物自体の安定性が低く、取り扱いには特殊な設備が必要になるといった問題点がある。
また、ビスイミノキノリン配位子を有する錯体触媒による反応で、触媒の活性化剤としてMg(ブタジエン)・2THF、NaEt3BHを使用する方法が開示されているが(特許文献7)、上記と同じ問題点がある他に、目的物の収率も満足すべきものではない。
ニッケル錯体触媒も多数報告されている。例えば、ホスフィンを配位子とする触媒(非特許文献18)では選択性に劣り、触媒の保存や取り扱いに注意が必要である。
ビニルシロキサンが配位した触媒(非特許文献19)は、脱水素シリル化生成物が主成分となり、付加反応の選択性は低い。
アリルホスフィンを配位子とする触媒(非特許文献20)は収率が低く、トリヒドロフェニルシランは工業的に価値の高い反応基質ではない。
ビスアミド基を有する触媒(非特許文献21)は、触媒の保存や取り扱いに注意が必要であり、またジヒドロジフェニルシランも工業的に価値の高い反応基質ではない。
N−ヘテロ環状カルベンを配位子として有する触媒(非特許文献22)は、反応の選択性が低く、トリヒドロフェニルシランは工業的な価値が高くない。
ロジウム錯体触媒も多数報告されている。例えば、カルボニル基またはCOD基(シクロオクタジエニル基)と、N−ヘテロカルベン配位子を有する触媒(非特許文献23,24)は、いずれも錯体化合物の安定性が低いため、不活性ガス雰囲気下での取り扱いおよび保存が必要となる。
反応性を上げるためにイオン性液体存在下で反応させる方法も開示されているが(非特許文献25)、反応生成物からイオン性液体を分離する工程が必要となる。また触媒もCOD基とN−ヘテロカルベン基を配位子として有しており、上記と同じ問題点を有している。
また、脱水素シリル化反応が優先して進行する触媒例も報告されている(非特許文献26)。
さらに、錯体触媒にイソシアニド化合物を加え、生成した触媒を単離することなくヒドロシリル化を行った例も報告されている(非特許文献27)。3種類のシランとの反応性について検討され、反応性はジメチルフェニルシランが最も高収率(収率81%)であり、次いでトリエチルシラン(同66%)、トリエトキシシラン(同40%)となっており、この3種類のシランの中で最も工業的に価値の高いトリエトキシシランでの反応性は高くなく、また、シロキサンとの反応性については報告されていない。
さらに、前駆体となる触媒はCOD基を配位子とするものであり、保存や取り扱いに注意が必要である。
一方、アセチルアセトナート基またはアセテート基を有するロジウム触媒で、トリエトキシランが収率良く付加反応するとの報告もされている(非特許文献28)。
この方法は、触媒の保存および取り扱いが容易であることが利点であるものの、工業的観点からより実用性の高いシロキサンへの反応性について検討されていない。
しかも、ロジウムも高価な貴金属元素であることに変わりなく、白金に替わる触媒として実用化するには触媒機能をさらに高活性化することが要求される。
オルガノポリシロキサンへの応用を念頭に置いたものとして、ホスフィン配位子を有する触媒(特許文献8)、アリール−アルキル−トリアゼニド基を有する触媒(特許文献9)、コロイド状の触媒(特許文献10)、スルフィド基を配位子とする触媒(特許文献11)、アミノ基、ホスフィノ基、スルフィド基とオルガノシロキサン基を配位子とする触媒(特許文献12)が開示されている。
しかし、反応活性を具体的に例示しているのは高価な金属元素である白金、パラジウム、ロジウム、イリジウムのみであり、コスト的に有利な方法とはいえない。
また、特許文献13,14の実施例で効果が示されているのは公知となっている白金触媒のみであり、他の金属で触媒活性を示す構造については何も示唆していない。
カルベンを配位子として有する触媒も開示されている(特許文献15〜17)が、特許文献15ではヒドロシリル化反応への有効性についてはなんら検討されていない。
特許文献16および特許文献17にはカルベンとビニルシロキサンを配位子として有する触媒が開示されているが、実施例として記載されているのは白金触媒のみである。
しかも、カルベンを配位子として有する金属触媒は、錯体化合物の保存安定性が低く、取り扱いにも注意を要する。
η6−アレーン、η6−トリエンを配位子として有するルテニウム触媒も開示されているが(特許文献18,19)、白金触媒に較べると反応活性は劣り、また錯体化合物の保存安定性が低く、取り扱いにも注意を要するものである。
金属錯体を触媒とするのではなく、金属塩と金属に対して配位性のある化合物を混合し、それを触媒として用いる方法も開示されている(特許文献20〜26)。しかし、これらの特許文献では、数例の組み合わせでヒドロシリル化が進行したとされているが、収率の記載等が無く、反応がどの程度効果的に進行しているのかどうかは不明である。また、全ての実施例で活性化剤としてイオン性の塩、ヒドリド還元剤を使用しているが、それにもかかわらず殆どの実施例で触媒活性がない。
国際公開第2013/081794号 国際公開第2010/016416号 特表2012−532885号公報 特表2012−532884号公報 特表2013−544824号公報 特表2014−502271号公報 特表2014−503507号公報 特開平6−136126号公報 特開平6−263780号公報 特開平1−315344号公報 特許第3174616号公報 特開平7−149780号公報 特開2001−131231号公報 特許第4007467号公報 特許第3599669号公報 特許第3854151号公報 特許第4249702号公報 特許第4934190号公報 特許第5032561号公報 国際公開第2013/043846号 国際公開第2013/043783号 国際公開第2013/043912号 国際公開第2014/021908号 国際公開第2013/081794号 国際公開第2013/043785号 国際公開第2013/043787号
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本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、温和な条件下でヒドロシリル化反応を進行させ得る、取り扱い性や保存性に優れたヒドロシリル化反応触媒およびそれを用いたヒドロシリル化反応による付加化合物の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、触媒前駆体として、所定の金属化合物を用いるとともに、配位子成分としてイソシアニド化合物を用いて得られた触媒が、ヒドロシリル化反応に優れた活性を発揮し得、温和な条件下で付加反応が進行することを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、
1. 式(1)
a(L)b(X)c (1)
{式(1)中、Mは、白金を除く周期表第8族、第9族、第10族の遷移金属を表し、Xは、ハロゲン原子を表し、Lは、下記式(3)〜(5)から選ばれる少なくとも1種の1価有機基を表し、aは、1または2の整数を表し、bは0〜6の整数を表し、cは0〜3の整数を表し、aが1のとき、b+cは2または3を満たし、aが2のとき、b+cは4〜6を満たす。
−O−R1 (3)
−OCO−R1 (4)
−OSO2−R1 (5)
〔式(3)〜(5)中、R1は、互いに独立して、置換されていてもよく、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい炭素数1〜30の1価有機基または式(6)で表される1価の有機基を表す。
−(A)p−R2 (6)
〈式(6)中、Aは、置換されていてもよく、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい炭素数1〜30の2価有機基を表し、pは、0または1の整数を表し、前記Lが式(3)で表される1価有機基のとき、pは、0または1を満たし、前記Lが式(4)または式(5)で表される1価有機基のとき、pは、1を満たし、R2は、式(7)で表される基を表す。
−{Si(R32−R4s−Si(R3d{[(OSi(R32)]f−R3e (7)
(式(7)中、R3は、互いに独立して、置換されていてもよく、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基を表し、R4は、炭素数1〜10の2価炭化水素基を表し、sは、0または1の整数を表し、dは、0〜3の整数を表し、eは、0〜3の整数を表し、かつ、d+eは、3を満たし、fは、1〜300の整数を表す。)〉〕}
で表される金属塩化合物と、
式(2)
Y−(NC)q (2)
(式(2)中、Yは、置換されていてもよく、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい炭素数1〜30の1価有機基を表し、qは、1〜3の整数である。)
で表わされるイソシアニド化合物と、から調製されることを特徴とするヒドロシリル化反応触媒、
2. 前記式(2)のqが1であり、前記式(7)のsが0である1のヒドロシリル化反応触媒、
3. 脂肪族不飽和結合を有する化合物と、Si−H基を有するヒドロシラン化合物またはオルガノヒドロポリシロキサン化合物とをヒドロシリル化反応させる系内で調製される1または2のヒドロシリル化反応触媒、
4. 前記Mが、Fe、CoまたはNiであり、aが1であり、bが2であり、cが0である1〜3のいずれかのヒドロシリル化反応触媒、
5. 前記Mが、Rhであり、aが2であり、bが4であり、cが0である1〜3のいずれかのヒドロシリル化反応触媒、
6. 前記Mが、Ruであり、aが2であり、bが4であり、cが1である1〜3のいずれかのヒドロシリル化反応触媒、
7. 前記Lが、前記式(4)で表される1価の有機基である1〜6のいずれかのヒドロシリル化反応触媒、
8. 前記R1が、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜5のアルキル基である7のヒドロシリル化反応触媒、
9. 前記式(2)で表されるイソシアニド化合物が、メシチルイソシアニド、n−ブチルイソシアニド、t−ブチルイソシアニド、1,1,3,3−テトラメチルブチルイソシアニド、シクロヘキシルイソシアニド、1−イソシアノアダマンタン、4−トリルイソシアニド、1,6−ジイソシアノヘキサン、および1,8−ジイソシアノオクタンから選ばれる少なくとも1種である1〜8のいずれかのヒドロシリル化反応触媒、
10. 1〜9のいずれかのヒドロシリル化反応触媒の存在下、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化合物またはオルガノヒドロポリシロキサン化合物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. 前記脂肪族不飽和結合を有する化合物が、アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンである10の付加化合物の製造方法
を提供する。
本発明のヒドロシリル化反応触媒の原料となる金属化合物は、市販品として、または公知の方法で合成することで、容易に得ることができる。また、当該金属化合物は、低温下や不活性ガス雰囲気下中で保存したり、評量などの取り扱いをグローブボックス中で行ったりする必要がなく、極めて取り扱い易い化合物であり、空気に長時間暴露しても、反応活性が高いという利点を有する。
一方、配位子成分であるイソシアニド化合物も室温保存可能であり、取り扱い時に特別な装置を用いる必要はない。
また、本発明の触媒は配位子としてカルボニル基やη4−ジエン基、η5−シクロペンタジエニル基、η6−アレーンまたはトリエン基などの配位子を有しないため、保存安定性が高く、取り扱いも容易であって、反応活性が高いという利点を有する。
金属化合物を用いて反応活性種を発生させるためには、通常、高原子価金属種を系内で還元する還元剤を加える必要があるが、本発明においては反応物であるヒドロシラン自体を還元剤として利用するため別途還元剤を加える必要がなく、目的とするヒドロシリル化による付加反応が進行する。
これらの金属化合物とイソシアニド化合物から調製される触媒は、金属錯体化合物として単離してから使用しても、ヒドロシリル化反応させる系内で調製して単離せずに使用してもよい。
これらの金属化合物とイソシアニド化合物から調製された触媒を用い、脂肪族不飽和基含有化合物とSi−H基を有するシラン、あるいはポリシロキサンとのヒドロシリル化反応を行うと、室温〜100℃以下の条件下で付加反応が可能になる。特に工業的に有用なポリシロキサン、およびトリアルコキシシラン、ジアルコキシシランとの付加反応も良好に進行する。
なお、公知文献では同反応において、不飽和基への付加反応と、脱水素シリル化反応による不飽和基含有化合物が生成する反応がたびたび同時に進行することが示されているが、本発明の触媒を用いると選択的に不飽和基への付加反応が進行する。
しかも、従来の触媒では困難であった内部オレフィンとの反応において、不飽和基の末端への移動をともなった付加反応物を得ることが可能となり、シリコーン工業において極めて有用性が高いものである。
合成例7で得られた鉄錯体AのX線結晶構造解析結果を示す図である。 実施例6で得られた鉄錯体CのX線結晶構造解析結果を示す図である。 合成例8で得られたコバルトカルボン酸塩AのFT−IRスペクトル図である。 合成例9で得られたコバルトカルボン酸塩BのFT−IRスペクトル図である。 合成例10で得られたコバルトカルボン酸塩CのFT−IRスペクトル図である。
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係るヒドロシリル化反応触媒は、触媒前駆体である式(1)で表される金属化合物と、配位子である式(2)で表されるイソシアニド化合物とから調製されるものである。
a(L)b(X)c (1)
Y−(NC)q (2)
式(1)において、Mは、白金を除く周期表第8族、第9族、第10族の遷移金属を表すが、中でも、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Irが好ましく、金属塩の入手容易性やコスト、および触媒活性等を考慮すると、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Os、Irがより好ましく、Fe、Co、Ru、Ni、Rhがより一層好ましい。
Xは、ハロゲン原子を表し、その具体例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子が挙げられるが、塩素原子、臭素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。
Lは、遷移金属Mと酸素原子で結合する1価有機基を表し、具体的には、式(3)〜(5)から選ばれる少なくとも1種を表すが、式(4)で示される1価有機基が好ましい。
−O−R1 (3)
−OCO−R1 (4)
−OSO2−R1 (5)
式(3)〜(5)において、R1は、互いに独立して、炭素数1〜30の1価有機基、または式(6)で表される1価の有機基を表す。
−(A)p−R2 (6)
炭素数1〜30の1価の有機基としては、特に限定されるものではないが、炭素数1〜30の1価炭化水素基が好ましい。
1価炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。
アルキル基としては、直鎖、分岐鎖、環状のいずれでもよく、好ましくは炭素数1〜20、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、ノルボルニル、アダマンチル基等のシクロアルキル基などが挙げられる。
アルケニル基としては、炭素数2〜20のアルケニル基が好ましく、その具体例としては、エテニル、n−1−プロペニル、n−2−プロペニル、1−メチルエテニル、n−1−ブテニル、n−2−ブテニル、n−3−ブテニル、2−メチル−1−プロペニル、2−メチル−2−プロペニル、1−エチルエテニル、1−メチル−1−プロペニル、1−メチル−2−プロペニル、n−1−ペンテニル、n−1−デセニル、n−1−エイコセニル基等が挙げられる。
アルキニル基としては、炭素数2〜20のアルキニル基が好ましく、その具体例としては、エチニル、n−1−プロピニル、n−2−プロピニル、n−1−ブチニル、n−2−ブチニル、n−3−ブチニル、1−メチル−2−プロピニル、n−1−ペンチニル、n−2−ペンチニル、n−3−ペンチニル、n−4−ペンチニル、1−メチル−n−ブチニル、2−メチル−n−ブチニル、3−メチル−n−ブチニル、1,1−ジメチル−n−プロピニル、n−1−ヘキシニル、n−1−デシニル、n−1−ペンタデシニル、n−1−エイコシニル基等が挙げられる。
アリール基としては、好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20のアリール基であり、その具体例としては、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、アントリル、フェナントリル、o−ビフェニリル、m−ビフェニリル、p−ビフェニリル基等が挙げられる。
アラルキル基としては、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。
また、これらの基は、本発明のヒドロシリル化反応触媒の活性を損なわない範囲で、酸素、窒素、硫黄およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい。
また、炭素数1〜30の1価の有機基は置換基を有していてもよく、任意の位置に同一または異なる複数の置換基を有していてもよい。
上記置換基の具体例としては、フッ素原子、塩素原子等の上述した各種ハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基、ジアルキルアミノ基等のアミノ基などが挙げられる。
式(6)において、Aは置換されていてもよく、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい炭素数1〜30の2価有機基を表し、pは0または1の整数を表し、上記Lが式(3)で表される1価有機基のとき、pは0または1を満たし、上記Lが式(4)または式(5)で表される1価有機基のとき、pは1を満たす。
炭素数1〜30の2価有機基としては、特に限定されるものではないが、炭素数1〜30の2価炭化水素基が好ましい。
2価炭化水素基としては、アルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基等が挙げられる。
アルキレン基としては、直鎖、分岐鎖、環状のいずれでもよく、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10のアルキレン基であり、その具体例としては、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、n−ブチレン、イソブチレン、s−ブチレン、n−オクチレン、2−エチルヘキシレン、n−デシレン、n−ウンデシレン、n−ドデシレン、n−トリデシレン、n−テトラデシレン、n−ペンタデシレン、n−ヘキサデシレン、n−ヘプタデシレン、n−オクタデシレン、n−ノナデシレン、n−エイコサニレン基等の直鎖または分岐鎖アルキレン基;1,4−シクロへキシレン基等のシクロアルキレン基などが挙げられる。
アリーレン基としては、好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20のアリーレン基であり、その具体例としては、o−フェニレン、m−フェニレン、p−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、4,4′−ビフェニレン基等が挙げられる。
アラルキレン基としては、好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20のアラルキレン基であり、その具体例としては、−(CH2k−Ar−(Arは、炭素数6〜20のアリーレン基を表し、kは1〜10の整数を表す。)、−Ar−(CH2k−(Arおよびkは上記と同じ意味を表す。)、−(CH2k−Ar−(CH2k−(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。
2は、式(7)で示されるシリル基またはポリオルガノシロキサン基を表す。
−{Si(R32−R4s−Si(R3d{[(OSi(R32)]f−R3e (7)
式(7)において、R3は、置換されていてもよく、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい炭素数1〜30のアルキル基、アルコキシ基、アリール基、またはアラルキル基を表し、R4は、炭素数1〜10の2価炭化水素基を表す。
炭素数1〜30のアルコキシ基としては、炭素数1〜10のアルコキシが好ましく、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、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。
その他、アルキル基、アリール基、アラルキル基としては上記R1で例示した基と同様のものが挙げられる。
上記置換基の具体例としては、フッ素原子、塩素原子等の上述した各種ハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基、ジアルキルアミノ基等のアミノ基などが挙げられる。
4における炭素数1〜10の2価炭化水素基としては、エチレン基、プロピレン基等のアルキレン基が挙げられ、好ましくはエチレン基である。
上記sは、0または1の整数を表し、dは、0〜3の整数を表し、eは、0〜3の整数を表し、かつ、d+eは、3を満たし、fは、1〜300の整数を表すが、特に、sが0である式(7′)で示されるシリル基またはポリオルガノシロキサン基が好ましい。
−Si(R3d{〔(OSi(R32)〕f−R3e (7′)
式(7)で示されるシリル基またはポリオルガノシロキサン基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、フェニルジメチルシリル基、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、ペンタメチルジシロキシ基、ビストリメチルシロキシメチルシリル基、トリストリメチルシロキシシリル基、−Si(Me)2{OSi(Me)2f-1−OSiMe3(fは上記と同じ。)表されるポリジメチルシロキシ基、−Si(Me)2{OSi(Me)2f-1−OSiMe2 nBu(fは上記と同じ。)で表されるポリジメチルシロキシ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
なお、R2として、一般式(7)で表される基の他に、シルエチレン基を介して高度に分岐したデンドリマー型のシロキサン基を用いることもできる。
これらの中でも、R1としては、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜30の1価炭化水素基が好ましく、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜5のアルキル基がより好ましい。
式(1)において、aは1または2であり、bは0〜6の整数を表し、cは0〜3の整数を表し、これらは金属元素(M)の価数に合わせて選択され、aが1のとき、b+cは2または3を満たし、aが2のとき、b+cは4〜6を満たす。
より具体的には、式(1)におけるMがFe、CoまたはNiの場合、aが1であり、bが2または0であり、cが0、2または3であることが好ましく、aが1であり、bが2であり、cが0であることがより好ましい。
式(1)におけるMがRhの場合、aが2であり、bが4であり、cが0であることが好ましい。
式(1)におけるMがRuの場合、aが2であり、bが4であり、cが1であることが好ましい。
本発明において、触媒前駆体として好適に使用できる金属化合物の具体例としては、酢酸鉄(II)、ピバル酸鉄(II)、トリフルオロ酢酸鉄(II)(テトラヒドロフラン錯体、以下THF)、[Fe(mesityl)(μ−mesityl)]2と、各種アルコール、カルボン酸またはシロキサン含有カルボキシレートとから調製した鉄−酸素結合を有する鉄錯体等の鉄化合物;酢酸コバルト(II)、塩化コバルト(II)、臭化コバルト(II)、コバルト(II)イソプロポキシド、ピバル酸コバルト(II)、トリフルオロ酢酸コバルト(II)(THF)等のコバルト化合物;酢酸ニッケル(II)、ピバル酸ニッケル(II)等のニッケル化合物;Ru2(μ−OAc)4Cl等のルテニウム化合物;酢酸ロジウム(II)二量体等のロジウム化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
なお、これら金属塩は、市販品として、または公知文献(J.Cluster.Sci.,2005,16,331.Inorganic chemistry,2007,46,3378.Organometallics,1993,12,2414.Russ.Chem.Bull.,1999,48,1751.J.Inorg.Nucl.Chem.,1966,28,2285.等)記載の方法により合成して得ることができる。
一方、式(2)において、Yは置換されていてもよく、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい炭素数1〜30の1価有機基を表し、qは、1〜3の整数であるが、1が好ましい。
炭素数1〜30の1価の有機基としては、特に限定されるものではないが、炭素数1〜30の1価炭化水素基が好ましい。
1価炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、これらアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基の具体例としては、上記R1で例示した基と同様のものが挙げられる。
上記Yの置換基の具体例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基、ジアルキルアミノ基等のアミノ基などが挙げられる。
本発明において配位子として好適に使用できるイソシアニド化合物の具体例としては、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、1,1,3,3−テトラメチルブチルイソシアニド、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(4−トリルイソシアニド)、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(メシチルイソシアニド)、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。
ジイソシアニド化合物の具体例としては、1,2−ジイソシアノエタン、1,3−ジイソシアノプロパン、1,4−ジイソシアノブタン、1,5−ジイソシアノペンタン、1,6−ジイソシアノヘキサン、1,8−ジイソシアノオクタン、1,12−ジイソシアノドデカン、1,2−ジイソシアノシクロヘキサン、1,3−ジイソシアノシクロヘキサン、1,4−ジイソシアノシクロヘキサン、1,3−ジイソシアノ−2,2−ジメチルプロパン、2,5−ジイソシアノ−2,5−ジメチルヘキサン、1,2−ビス(ジイソシアノエトキシ)エタン、1,2−ジイソシアノベンゼン、1,3−ジイソシアノベンゼン、1,4−ジイソシアノベンゼン、1,1’−メチレンビス(4−イソシアノベンゼン)、1,1’−オキシビス(4−イソシアノベンゼン)、3−(イソシアノメチル)ベンジルイソシアニド、1,2−ビス(2−イソシアノフェノキシ)エタン、ビス(2−イソシアノフェニル)フェニルホスホネート、ビス(2−イソシアノフェニル)イソフタレート、ビス(2−イソシアノフェニル)スクシネート等が挙げられる。
トリイソシアニド化合物の具体例としては、1,3−ジイソシアノ−2−(イソシアノメチル)−2−メチルプロパン、1,5−ジイソシアノ−3−(2−イソシアノエチル)ペンタン、1,7−ジイソシアノ−4−(3−イソシアノプロピル)ヘプタン、3−イソシアノ−N,N’−ビス(3−イソシアノプロピル)プロパン−1−アミン等が挙げられる。
これらのイソシアニド化合物は、例えば、イソシアニドに対応するアミン化合物から、ホルミル化と脱水反応を経る方法や、ベンゾオキサゾールから、Organometallisc,2013,21,7153−7162に記載の方法等により合成することができる。
本発明のヒドロシリル化反応触媒を調製するにあたり、金属化合物とイソシアニド化合物との使用量は特に限定されるものではないが、イソシアニド化合物を、金属化合物1当量に対して0.5〜10当量程度とすることが好ましく、1〜6当量がより好ましく、2〜4当量がより一層好ましい。
また、本発明のヒドロシリル化反応触媒を用いてヒドロシリル化反応を行うにあたり、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、基質である脂肪族不飽和基含有化合物1モルに対して金属化合物として0.01モル%以上用いることが好ましく、0.05モル%以上用いることがより好ましい。
なお、金属化合物の使用量に特に上限はないが、経済的な観点から基質1モルに対して10モル%程度、好ましくは5モル%である。
なお、本発明のヒドロシリル化反応触媒では、その活性等を損なわない範囲で、公知の2電子供与性配位子を併用してもよい。2電子供与性配位子としては、特に限定されるものではないが、カルボニル基以外の配位子が好ましく、アンモニア分子、エーテル化合物、アミン化合物、ホスフィン化合物、ホスファイト化合物、スルフィド化合物等が挙げられる。
本発明のヒドロシリル化反応触媒は、脂肪族不飽和結合を有する化合物と、Si−H基を有するヒドロシラン化合物またはオルガノヒドロポリシロキサン化合物とをヒドロシリル化反応させる系内で、金属化合物およびイソシアニド化合物から調製して用いることが好ましい。
この際、一旦、金属化合物とイソシアニド化合物から触媒を調製した後に、脂肪族不飽和結合を有する化合物と、Si−H基を有するヒドロシラン化合物またはオルガノヒドロポリシロキサン化合物を加えても、いくつかの成分ずつに分けて仕込んでも、全ての成分を一括して仕込んでもよい。
金属化合物とイソシアニド化合物との反応条件は、特に限定されるものではないが、通常、反応温度が10〜100℃程度、が好ましくは30〜80℃であり、反応時間は、1〜48時間程度である。
触媒調製時およびヒドロシリル化反応時に有機溶媒を用いることもできるが、本発明では無溶媒で行うことが好ましい。
有機溶媒を用いる場合、その種類としては反応に影響を及ぼさない限り任意であり、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。
本発明のヒドロシリル化反応触媒を用いるヒドロシリル化反応では、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の組み合わせであれば、それら各化合物の構造はなんら制限なく使用できる。
また、本発明のヒドロシリル化反応触媒を用いるヒドロシリル化反応は、脂肪族不飽和結合を有するオレフィン化合物とSi−H結合を有するシラン化合物から得られるシランカップリング剤、脂肪族不飽和結合を有するオレフィン化合物とSi−H結合を有するオルガノポリシロキサンから得られる変性シリコーンオイル類等の他、脂肪族不飽和結合を有するオルガノポリシロキサン化合物とSi−H結合を有するオルガノポリシロキサンから得られるシリコーン硬化物など、従来の白金触媒を用いて工業的に行われていた全ての用途に使用できる。
以下、合成例、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
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。
得られた金属化合物は、25℃、窒素ガス雰囲気下で保存し、反応に用いた。
アルケンのヒドロシリル化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,19F−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、OAcは酢酸アニオンを、iPrはイソプロピル基を表す。
(1)金属化合物の合成
[合成例1]ピバル酸鉄の合成
文献J.Cluster.Sci.,2005,16,331.を参考にし、以下の手法により合成した。
還流管を付けた50mL二口ナスフラスコに、還元鉄0.86g(15.4mmol)、ピバル酸3.50g(34.3mmol)を加え、160℃で12時間撹拌した。この際、反応溶液は無色透明から緑色へと変化した。さらに、ピバル酸2.50g(24.5mmol)を加え、160℃で19時間撹拌した。その後、反応溶液をろ過し、回収した上澄みと合わせて80℃で減圧乾燥した。得られた固体をヘキサンで洗浄し、緑色固体を得た(2.66g、収率67%)。
FT−IR(KBr)ν:2963,2930,2868,1583,1523,1485,1457,1427,1379,1362,1229,1031,938,900,790,608,576,457cm-1
[合成例2]トリフルオロ酢酸鉄(THF)の合成
文献Inorganic chemistry,2007,46,3378.を参考にし、下記手法により合成した。
20mLシュレンクチューブに酢酸鉄1.00g(5.7mmol)、THF30mL、トリフルオロ酢酸1.0mL(13.1mmol)を加え、25℃で2時間撹拌した。この際、反応液は、懸濁していた茶褐色の酢酸鉄が徐々に溶解し、濃赤色の溶液へと変化した。その後、減圧乾燥し、再度THFに溶かした後にペンタンを加えて再結晶化により精製し、白色固体を得た(0.29mg)。配位したTHFを1分子とした場合の収率は15%であった。
FT−IR(KBr)ν:3160,3112,2992,2906,1698,1666,1531,1463,1410,1204,1145,1039,916,881,845,795,723,688,612,524cm-1
[合成例3][Fe(mesityl)(μ−mesityl)]2を用いた鉄−酸素結合をもつ鉄前駆体の調製
文献Organometallics,1993,12,2414.を参考にし、下記手法により合成した。
50mL二口ナスフラスコにマグネシウムリボン1.08g(44.3mmol)、THF35mLを加え、そこにブロモメシチレン8.49g(42.6mmol)をゆっくり滴下しながら加えた。滴下後、発熱がおさまったことを確認した後、60℃で3時間撹拌した。得られた溶液をガラスフィルターでろ過し、臭化メシチルマグネシウムグリニャール試薬のTHF溶液を調製した。
100mLシュレンクチューブにFeCl22.63g(20.7mmol)、THF30mL、1,4−ジオキサン10mLを加え、−78℃まで冷却した。そこに、上記で調製した臭化メシチルマグネシウムグリニャール試薬のTHF溶液をゆっくり加え、25℃で2時間撹拌した。この際、反応液は、茶色懸濁液から赤色懸濁液へと変化した。その後、析出した固体を遠心分離で除き、減圧乾燥した。得られた赤色固体をジエチルエーテルに溶かし、再度遠心分離で固体を除去後、−30℃で再結晶させて結晶を得た(4.36g、収率72%)。得られた結晶は、C66中で1H−NMRを測定し、同定した。
1H−NMR(600MHz,C66)δ:23.68(s,2H)、23.17(s,2H)、21.44(s,3H)、17.94(s,3H)、10.19(s,6H)、−6.66(s,6H).
20mLシュレンクチューブに、上記で得られた[Fe(mesityl)(μ−mesityl)]23mg(0.01mmol)または9mg(0.015mmol)を加え、THF1mLに溶解した。そこに、表2記載のカルボン酸またはアルコール(以下、ROHと略記する)を2倍当量の0.02mmolまたは0.06mmol加え、25℃で30分撹拌した。その後、減圧乾燥して鉄−酸素結合をもつ鉄前駆体(Fe(OR)2)を調製した。
[合成例4]ピバル酸コバルトの合成
文献Russ.Chem.Bull.,1999,48,1751.を参考にし、以下の手法により合成した。
還流管を付けた50mL二口ナスフラスコに酢酸コバルト1.15g(6.5mmol)、ピバル酸1.55g(15.2mmol)、無水ピバル酸0.5mL(2.5mmol)を加え、160℃で1時間撹拌した。この際、反応溶液は薄紫色から紫色へと変化した。その後、80℃で減圧乾燥し、得られた固体をペンタンとジエチルエーテルで洗浄し、乾燥して紫色固体を得た(1.15g、収率68%)。
FT−IR(KBr)ν:2963,2929,2868,1599,1524,1485,1457,1420,1379,1363,1229,1032,938,900,792,613,585,460cm-1
[合成例5]トリフルオロ酢酸コバルト(THF)の合成
文献Russ.J.Inorg.Chem.,1993,38,571.を参考にし、以下の手法により合成した。
還流管を付けた30mL二口ナスフラスコに炭酸コバルト1.05g(8.8mmol)、トリフルオロ酢酸1.3mL(17.3mmol)、無水トリフルオロ酢酸1.2mL(8.8mmol)を加え、80℃で6時間撹拌した。この際、反応溶液は薄紫色から濃紫色へと変化した。冷却後、一度減圧乾燥し、THFに溶かし、溶け残った固体を遠心分離により除去した。得られた紫色の液体を減圧濃縮後、ペンタンを加えて再結晶し、紫色結晶を得た(0.80g)。配位したTHFを1分子とした場合の収率は26%であった。
FT−IR(KBr)ν:3133,2991,2900,1722,1584,1460,1412,1205,1144,1037,922,882,839,793,719,676,618cm-1
[合成例6]Ru2(μ−OAc)4Clの合成
文献J.Inorg.Nucl.Chem.,1966,28,2285を参考にし、以下の手法により合成した。
200mL二口ナスフラスコに、RuCl33水和物1.09g(4.18mmol)、氷酢酸35mL、無水酢酸7mLを加え、145℃で2時間撹拌した。冷却後、一旦ろ過し、再度145℃で6時間撹拌した。その後、−30℃で結晶化させ、氷酢酸、メタノール、ジエチルエーテルで洗浄し、赤茶色の固体を得た(61mg、収率6%)。
FT−IR(KBr)ν:3023,2991,2934,1643,1444,1401,1356,1041,1015,944,691,625,606cm-1
[合成例7]鉄錯体Aの合成
撹拌子を入れた100mL二口ナスフラスコに、パラフィンと混合させたNaH(55%)550mg(12.6mmol)、ジエチルエーテル20mLを加え、0℃まで冷却した。そこに、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロパノール2.50mL(24.1mmol)をゆっくりと滴下し、滴下後25℃で1時間撹拌した。その後、減圧乾燥し、ヘキサンで3回洗浄してナトリウム1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロポキシド(以下、NaHFIP)2.45gを得た。
窒素で満たしたグローブボックス内で、撹拌子を入れたスクリューバイアルにFeCl20.10g(0.79mmol)、トルエン5mLを加えた。そこに、1mLのTHFにNaHFIP0.33g(1.71mmol)を溶かした溶液を滴下し、25℃で1週間撹拌した。その後、遠心分離で固体を除き、−30℃で再結晶させて鉄錯体Aを得た(78mg、収率15%)。得られた鉄錯体AのX線結晶構造解析結果を図1に示す。
(2)鉄化合物とイソシアニド配位子を用いたスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化
Figure 2016024607
[実施例1]酢酸鉄および1−イソシアノアダマンタンを用いたヒドロシリル化反応
20mLシュレンクチューブに、触媒前駆体として酢酸鉄5mg(市販品、0.03mmol)、配位子として1−イソシアノアダマンタン10mg(0.06mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)加え、80℃で1時間撹拌し、触媒の活性化を行った。
冷却後、基質としてスチレン115μL(1.0mmol)を加え、再び80℃で3時間撹拌した。冷却後、内部標準となるアニソールを反応溶液に1.0mmol加えて撹拌した後に、極少量を重クロロホルムに溶解させ、アルミナカラムを通して触媒を除き、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した(なお、以降に示す実施例は、同様にこの手順で測定用サンプルを調製し、1H−NMRスペクトルを測定した。)。
その結果、原料となるスチレンのエチレン部位のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1,1,3,3,3−ペンタメチル−3−フェネチルジシロキサンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppmの多重線を確認した。得られた結果を表1に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:0.07(s,6H)、0.09(s,9H)、0.86−0.92(m,2H)、2.61−2.68(m,2H)、7.13−7.33(m,5H).
[実施例2]ピバル酸鉄およびt−ブチルイソシアニドを用いたヒドロシリル化反応
窒素で満たしたグローブボックス内で、撹拌子を入れたスクリューバイアルに合成例1で得られたピバル酸鉄8mg(0.03mmol)、t−ブチルイソシアニド5mg(0.06mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、スチレン115μL(1.0mmol)加え、密閉後80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表1に示す。
[実施例3]トリフルオロ酢酸鉄およびt−ブチルイソシアニドを用いたヒドロシリル化反応
ピバル酸鉄の代わりに合成例2で得られたトリフルオロ酢酸鉄12mg(0.03mmol)を用いた以外は、実施例2と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となるスチレンのエチレン部位のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表1に示す。
[実施例4]鉄錯体Aおよびt−ブチルイソシアニドを用いたヒドロシリル化反応
ピバル酸鉄の代わりに合成例7で得られた鉄錯体A20mg(0.03mmol)を用いた以外は、実施例2と同様の手順で反応を行った。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物のシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表1に示す。
[実施例5]鉄錯体Bを用いたヒドロシリル化反応
20mLシュレンクチューブに、合成例1にて合成したピバル酸鉄205mg(0.79mmol)を加え、5mLのTHFに溶解させた。そこに、t−ブチルイソシアニド0.36mL(3.22mmol)を加え、25℃で30分撹拌した。溶液の色は緑色から橙色へと変化した。その後、減圧乾燥させ、鉄錯体Bの黄色粉末を212mg(収率43%)得た。
FT−IR(KBr)ν:2977,2869,2178[ν(CNR)],2151[ショルダーピーク、ν(CNR)],1613[ν(COCtBu3−κ1)],1565,1550,1536,1484,1462,1423,1373,1326,1207,1044,896,808,793,607,581,572cm-1
1H−NMR(600MHz、CDCl3)δ:−3.83(br、36H),21.43(br、18H).
上記鉄錯体B18mg(0.03mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、スチレン115μL(1.0mmol)を加え、密閉後80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表1に示す。
[実施例6]鉄錯体Cを用いたヒドロシリル化反応
合成例3に示した手順に沿って、[Fe(mesityl)(μ−mesityl)]241mg(0.07mmol)を加え、4mLのTHFに溶解させた。そこに、トリフルオロ酢酸21μL(0.28mmol)を加え、25℃で30分撹拌した。さらに、そこにメシチルイソシアニド43mg(0.30mmol)を加え、25℃で30分撹拌した。溶液の色は褐色から橙色へと変化した。その後、減圧乾燥させ、トルエン/ペンタン混合溶液より再結晶させて鉄錯体Cの赤色結晶9mg(収率14%)を得た。得られた結晶のX線結晶構造解析結果を図2に示した。
FT−IR(KBr)ν:3083,3025,2979,2953,2920,2859,2149[ν(CNAr)],1684[ν(COCF3−κ1)],1606,1581,1475,1449,1404,1384,1309,1194,1136,1035,852,791,727,714,601,548,526cm-1
1H−NMR(600MHz、CDCl3)δ:1.90(br,trans−cis),2.34(s,cis),2.48(s,cis),2.54(s,trans),6.41(s,cis),6.42(s,cis),6.45(s,trans).
trans:cis比=2.7:1
19F−NMR(565MHz、CDCl3)δ:−74.2(br),−73.5.
上記鉄錯体C9mg(0.01mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、スチレン115μL(1.0mmol)を加え、密閉後80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表1に示す。
[実施例7]空気中保存のピバル酸鉄および1−イソシアノアダマンタンを用いたヒドロシリル化反応
撹拌子を入れたスクリューバイアルに合成例1で得たピバル酸鉄8mg(0.03mmol)を1日間空気中(25℃、60%RH)に暴露し、その後1−イソシアノアダマンタン10mg(0.06mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、スチレン115μL(1.0mmol)を加えた。その容器内を窒素で置換後、50℃で24時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表1に示す。
Figure 2016024607
[実施例8〜15]鉄−酸素結合をもつ鉄錯体およびt−ブチルイソシアニドを用いたヒドロシリル化反応
Figure 2016024607
まず、合成例3に示した手順に沿って、[Fe(mesityl)(μ−mesityl)]29mg(0.015mmol)と表2記載の各ROH0.06mmolとから鉄−酸素結合をもつ鉄触媒前駆体(Fe(OR)2)を調製した。そこに、配位子としてt−ブチルイソシアニド5mg(0.06mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、スチレン115μL(1.0mmol)を加え、密閉後80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが減少または完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物のシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。それらの結果を表2に示す。
Figure 2016024607
[実施例16,17]実施例9,14の反応条件変更
反応温度を80℃から50℃に下げ、反応時間を23時間に延長した以外は、それぞれ実施例9,14と同様の手順で反応を行った。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物のシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。それらの結果を表3に示す。
[実施例18]実施例16の触媒量低減
合成例3に示した手順に沿って、[Fe(mesityl)(μ−mesityl)]23mg(0.005mmol)と1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロパノール16mg(0.09mmol)とから鉄−酸素結合をもつ鉄触媒前駆体(Fe(OR)2)を調製した。そこに、t−ブチルイソシアニド2mg(0.06mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン1.94g(13.0mmol)、スチレン1.05g(10.0mmol)を加え、密閉後50℃で23時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物のシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表3に示す。
Figure 2016024607
[実施例19]鉄−酸素結合をもつ鉄錯体およびt−ブチルイソシアニドを用いたヒドロシリル化反応
Figure 2016024607
合成例3に示した手順に沿って、[Fe(mesityl)(μ−mesityl)]23mg(0.005mmol)と(Me3SiO)2MeSi(CH210COOH8mg(0.02mmol)から鉄−酸素結合をもつ鉄前駆体(Fe(OCOR)2)を調製した。そこに、t−ブチルイソシアニド2mg(0.02mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、スチレン115μL(1.0mmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。それらの結果を表4に示す。
[実施例20]鉄−酸素結合をもつ鉄錯体および1−イソシアノアダマンタンを用いたヒドロシリル化反応
t−ブチルイソシアニドの代わりに1−イソシアノアダマンタン3mg(0.02mmol)を用いた以外は、実施例19と同様の手順で反応を行った。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物のシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。それらの結果を表4に示す。
[比較例1]
t−ブチルイソシアニドを用いなかった以外は、実施例19と同様の手順で反応を行った結果、反応は進行しなかった。結果を表4に示す。
Figure 2016024607
(3)鉄化合物とイソシアニド配位子を用いたスチレンの1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンによるヒドロシリル化
[実施例21]酢酸鉄および1−イソシアノアダマンタンを用いたヒドロシリル化反応
Figure 2016024607
1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンの代わりに1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン115μL(0.65mmol)を用いた以外は、実施例1と同様の手順で反応を行った。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表5に示す。
Figure 2016024607
(4)酢酸コバルトとイソシアニド配位子を用いたアルケンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化
Figure 2016024607
[実施例22]1−オクテンのヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに触媒として酢酸コバルト5mg(市販品、0.03mmol)、配位子としてt−ブチルイソシアニド5mg(0.06mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、1−オクテン157μL(1.0mmol)を加え、密閉後80℃で24時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料となる1−オクテンのエチレン部位のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−オクチルジシロキサンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.51ppmの3重線を確認し、その収率を求めた。結果を表6に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:0.03(s,6H),0.06(s,9H),0.50(t,J=7.7Hz,2H)、0.88(t,J=6.8Hz,3H)、1.19−1.34(br,12H).
[実施例23]2−オクテンのヒドロシリル化反応
1−オクテンの代わりに2−オクテン157μL(1.0mmol)を用いた以外は、実施例22と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となる2−オクテンのエチレン部位のシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−オクチルジシロキサンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.51ppmの3重線を確認し、その収率を求めた。結果を表6に示す。
[実施例24]スチレンのヒドロシリル化反応
1−オクテンの代わりにスチレン115μL(1.0mmol)を用いた以外は、実施例22と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となるスチレンのエチレン部位のシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−フェネチルジシロキサンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表6に示す。
[実施例25]α−メチルスチレンのヒドロシリル化反応
1−オクテンの代わりにα−メチルスチレン130μL(1.0mmol)を用いた以外は、実施例22と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となるα−メチルスチレンのエチレン部位のシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−(2−フェニルプロピル)ジシロキサンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.95ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表6に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:−0.07(s,3H),−0.06(s,3H),0.05(s,9H),0.89−1.00(m,2H),1.28(d,J=7.3Hz,3H),2.91(tq,J=6.8Hz,J=7.3Hz,1H),7.13−7.32(m,5H).
[実施例26]1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−ビニルトリシロキサンのヒドロシリル化反応
1−オクテンの代わりに1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−ビニルトリシロキサン249mg(1.0mmol)を用いた以外は、実施例22と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となる1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−ビニルトリシロキサンのエチレン部位のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−(2−(1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサニル)エチル)トリシロキサンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.38ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表6に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:0.00(s,3H),0.03(s,6H),0.06(s,9H),0.09(s,18H),0.38(m,4H).
Figure 2016024607
(5)酢酸コバルトとイソシアニド配位子を用いた1−オクテンの各種ヒドロシランによるヒドロシリル化
Figure 2016024607
[実施例27]ジメチルフェニルシランによるヒドロシリル化反応
1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンの代わりにジメチルフェニルシラン202μL(1.3mmol)を用いた以外は、実施例22と同様の手順で反応を行った。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物ジメチルオクチルフェニルシランにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.73ppmの3重線を確認し、その収率を求めた。結果を表7に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:0.25(s,6H),0.06(s,9H),0.73(t,J=7.7Hz,2H),0.87(t,J=6.8Hz,3H),1.16−1.35(br,12H),7.32−7.36(m,2H),7.47−7.57(m,3H).
[実施例28]1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサンによるヒドロシリル化反応
1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンの代わりに1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン353μL(1.3mmol)を用いた以外は、実施例22と同様の手順で反応を行った。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−オクチルトリシロキサンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.44ppmの3重線を確認し、その収率を求めた。結果を表7に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:1.35−1.23(m,12H),0.90(t,J=6.9Hz,3H),0.48−0.44(m,2H),0.10(s,18H),0.01(s,3H).
[実施例29]フェニルシランによるヒドロシリル化反応
1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンの代わりにフェニルシラン214mg(1.3mmol)を用いた以外は、実施例22と同様の手順で反応を行った。その結果、原料のシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物フェニルオクチルシランにおけるケイ素上のプロトンのシグナルである4.28ppmの3重線およびフェニル基のメタ位に相当するプロトンのシグナルである7.57ppmの2重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表7に示す。
1H−NMR(396MHz、C66)δ:7.58−7.54(m,2H),7.24−7.19(m,3H),4.52(t,J=5.5Hz,2H),1.45−1.37(m,2H),0.98(t,J=7.2Hz,3H),0.83−0.80(m,2H).
Figure 2016024607
(6)酢酸コバルトとイソシアニド配位子を用いたα−メチルスチレンの1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサンによるヒドロシリル化
[実施例30]
Figure 2016024607
1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンの代わりに1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン353μL(1.3mmol)を用いた以外は、実施例25と同様の手順で反応を行った。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−(2−フェニルプロピル)トリシロキサンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.88ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表8に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:7.32−7.12(m,5H),2.91(tq,J=6.8Hz,J=7.3Hz,1H),1.27(d,J=7.3Hz,3H),0.94−0.81(m,2H),0.08(s,9H),0.07(s,9H),−0.12(s,3H).
Figure 2016024607
(7)酢酸コバルトと1−イソシアノアダマンタンを用いた1−オクテンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化
[実施例31]
Figure 2016024607
t−ブチルイソシアニドの代わりに1−イソシアノアダマンタン15mg(0.09mmol)を用いた以外は、実施例22と同様の手順で反応を行った。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物のシグナルである0.51ppmの3重線を確認し、その収率を求めた。結果を表9に示す。
Figure 2016024607
(8)酢酸コバルトと1−イソシアノアダマンタンを用いた1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−ビニルトリシロキサンの1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサンによるヒドロシリル化
[実施例32]
Figure 2016024607
スクリューバイアルに触媒として酢酸コバルト5mg(0.03mmol)、1−イソシアノアダマンタン10mg(0.06mmol)、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン353μL(1.3mmol)、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−ビニルトリシロキサン249mg(1.0mmol)を加え、密閉後80℃で24時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料となる1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチル−3−ビニルトリシロキサンのエチレン部位のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1,2−ビス(1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサ−3−ニル)エタンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.35ppmの1重線を確認し、その収率を求めた。結果を表10に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:0.00(s,12H),0.09(s,36H),0.35(s,4H).
Figure 2016024607
(9)ピバル酸コバルトと1−イソシアノアダマンタンを用いた1−オクテンの各種ヒドロシランによるヒドロシリル化
Figure 2016024607
[実施例33]1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
酢酸コバルトの代わりに合成例4で合成したピバル酸コバルト8mg(0.03mmol)を用いた以外は、実施例31と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となる1−オクテンのエチレン部位のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物のシグナルである0.51ppmの3重線を確認し、その収率を求めた。結果を表11に示す。
その後、アルミナカラムを通して触媒を除去し、減圧下(3Pa)、40℃で蒸留し、目的物を得た(188mg,収率67%)。
13C−NMR(99MHz、CDCl3)δ:0.4,2.0,14.1,18.4,22.7,23.3,29.3,29.4,32.0,33.4.
[実施例34]トリエチルシランによるヒドロシリル化反応
1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンの代わりにトリエチルシラン151mg(1.3mmol)を用いた以外は、実施例33と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となる1−オクテンのエチレン部位のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物トリエチルオクチルシランにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.50ppmの4重線を確認し、その収率を求めた。結果を表11に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:0.50(q,J=7.7Hz,8H),0.89(t,J=7.7Hz,3H),0.93(t,J=7.7Hz,9H),1.17−1.40(m,12H).
[実施例35]トリエトキシシランによるヒドロシリル化反応
1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンの代わりにトリエトキシシラン214mg(1.3mmol)を用いた以外は、実施例33と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となる1−オクテンのエチレン部位のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物トリエトキシオクチルシランにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.64ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表11に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:0.64(m,2H),0.84−0.93(m,9H),1.18−1.35(m,12H).
Figure 2016024607
(10)ピバル酸コバルトと1−イソシアノアダマンタンを用いたアルケンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化
Figure 2016024607
[実施例36]ビニルトリメチルシランのヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例4で合成したピバル酸コバルト8mg(0.03mmol)、配位子として1−イソシアノアダマンタン15mg(0.09mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、ビニルトリメチルシラン145μL(1.0mmol)を加え、80℃で24時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料となるビニルトリメチルシランのエチレン部位のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−(2−トリメチルシリルエチル)ジシロキサン由来のシグナルから、その収率を求めた。結果を表12に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:−0.03(s,9H),0.03(s,6H),0.06(s,9H),0.38(s,4H).
[実施例37]2−ノルボルネンのヒドロシリル化反応
ビニルトリメチルシランの代わりに2−ノルボルネン94mg(1.0mmol)を用いた以外は、実施例36と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となる2−ノルボルネンの2重結合部位のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1−(1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサニル)ノルボルナン由来のシグナルから、その収率を求めた。結果を表12に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:2.23−2.19(m,2H),1.55−1.50(m,2H),1.37−1.32(m,1H),1.25−1.17(m,4H),1.11−1.07(m,1H),0.52−0.46(m,1H),0.06(s,9H),0.00(s,3H)、−0.01(s,3H).
[実施例38]アリルベンゼンのヒドロシリル化反応
ビニルトリメチルシランの代わりにアリルベンゼン133μL(1.0mmol)を用いた以外は、実施例36と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となるアリルベンゼンのエチレン部位のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−(3−フェニルプロピル)ジシロキサン由来のシグナルから、その収率を求めた。結果を表12に示す。また、異性化物であるβ−メチルスチレンが収率17%、プロピルベンゼンが収率7%で得られたことがわかった。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:7.27−7.21(m,2H),7.21−7.13(m,3H),2.62(t,J=6.8Hz,2H),1.69−1.58(m,2H),0.59−0.53(m,2H),0.05(s,9H),0.04(s,6H).
[実施例39]1,7−オクタジエンのヒドロシリル化反応
ビニルトリメチルシランの代わりに1,7−オクタジエン151μL(1.0mmol)を用いた以外は、実施例36と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となる1,7−オクタジエンのエチレン部位のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1,8−ビス(1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサニル)オクタン由来のシグナルから、その収率を求めた。結果を表12に示す。
1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:1.34−1.19(m,8H),0.89(d,J=7.2Hz,4H),0.50(m,4H),0.06(s,18H),0.03(s,12H).
Figure 2016024607
(11)ハロゲン化コバルトとイソシアニド配位子を用いたスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化
Figure 2016024607
[実施例40]塩化コバルトを用いたヒドロシリル化反応
酢酸コバルトの代わりに塩化コバルト4mg(市販品、0.03mmol)を用いた以外は、実施例24と同様の手順で反応を行った。その結果、原料であるスチレンのシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物のシグナルである0.89ppm付近の多重線を確認し、それぞれの収率を求めた。結果を表13に示す。
[実施例41]臭化コバルトを用いたヒドロシリル化反応
酢酸コバルトの代わりに臭化コバルト7mg(市販品、0.03mmol)を用いた以外は、実施例24の手順と同様の手順で反応を行った。その結果、原料であるスチレンのシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物のシグナルである0.89ppm付近の多重線を確認し、それぞれの収率を求めた。結果を表13に示す。
Figure 2016024607
(12)ニッケル−酸素結合をもつ化合物とイソシアニド配位子を用いたアルケンのヒドロシリル化
Figure 2016024607
[実施例42]酢酸ニッケルおよびt−ブチルイソシアニドを用いたスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに酢酸ニッケル5mg(市販品、0.03mmol)、t−ブチルイソシアニド5mg(0.06mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、スチレン115μL(1.0mmol)を加え、密閉後80℃で24時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが減少したことを確認した。そして、1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−フェネチルジシロキサンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppm付近の多重線と、α位にケイ素が付加した1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−(1−フェニルエチル)ジシロキサンにおけるβ位炭素上のプロトンのシグナルである1.36ppmの2重線およびケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.16ppmの4重線を確認し、それぞれの収率を求めた。結果を表14に示す。
α位付加体:1H−NMR(396MHz、CDCl3)δ:−0.01(s,3H),0.00(s,3H),0.02(s,9H),1.36(d,J=7.6Hz,2H),2.16(q,J=7.6Hz,2H),7.06−7.11(m,3H),7.17(t,J=7.6Hz,2H).
[実施例43]酢酸ニッケルおよび1−イソシアノアダマンタンを用いたスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
t−ブチルイソシアニドの代わりに1−イソシアノアダマンタン10mg(0.06mmol)を用いた以外は、実施例42と同様の手順で反応を行った。その結果、原料であるスチレンのシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−フェネチルジシロキサンのシグナルである0.89ppmの多重線と、α位にケイ素が付加した1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−(1−フェニルエチル)ジシロキサンのシグナルである1.36ppmの2重線および2.16ppmの4重線を確認し、それぞれの収率を求めた。結果を表14に示す。
Figure 2016024607
(13)ルテニウム−酸素結合をもつ化合物とイソシアニド配位子を用いたアルケンのヒドロシリル化
Figure 2016024607
Figure 2016024607
[実施例44]Ru2(μ−OAc)4Clおよびt−ブチルイソシアニドを用いた1−オクテンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに合成例6で得られたRu2(μ−OAc)4Cl7mg(0.015mmol)、t−ブチルイソシアニド5mg(0.06mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、1−オクテン157μL(1.0mmol)を加え、密閉後80℃で24時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料となる1−オクテンのエチレン部位のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−オクチルジシロキサンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.51ppmの3重線を確認し、その収率を求めた。結果を表15に示す。
[実施例45]Ru2(μ−OAc)4Clおよび1−イソシアノアダマンタンを用いた1−オクテンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
t−ブチルイソシアニドの代わりに1−イソシアノアダマンタン10mg(0.06mmol)を用いた以外は、実施例44と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となる1−オクテンのシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−オクチルジシロキサンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.51ppmの3重線を確認し、その収率を求めた。結果を表15に示す。
Figure 2016024607
[実施例46]Ru2(μ−OAc)4Clおよびt−ブチルイソシアニドを用いたスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
1−オクテンの代わりにスチレン115μL(1.0mmol)を用いた以外は、実施例44と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となるスチレンのシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−オクチルジシロキサンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.90ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表16に示す。
[実施例47]Ru2(μ−OAc)4Clおよび1−イソシアノアダマンタンを用いたスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
1−オクテンの代わりにスチレン115μL(1.0mmol)を用いるとともに、反応時間を3時間とした以外は、実施例45と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となるスチレンのシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物1,1,1,3,3−ペンタメチル−3−オクチルジシロキサンにおけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.90ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表16に示す。
Figure 2016024607
(14)ロジウム−酸素結合をもつロジウム化合物とイソシアニド配位子を用いたアルケンのヒドロシリル化
Figure 2016024607
[実施例48]酢酸ロジウム2量体およびt−ブチルイソシアニドを用いたスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに酢酸ロジウム2量体2mg(市販品、0.005mmol)、t−ブチルイソシアニド2mg(0.02mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン1.94g(13.0mmol)、スチレン1.04g(10.0mmol)を加え、密閉後80℃で24時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料であるスチレンのシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物のシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。結果を表17に示す。
[実施例49]実施例48の反応温度変更
反応温度を50℃へ下げた以外は、実施例48と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となるスチレンのシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物のシグナルである0.89ppm付近の3重線を確認し、その収率を求めた。結果を表17に示す。
[実施例50]酢酸ロジウム2量体と1−イソシアノアダマンタン配位子を用いたスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
t−ブチルイソシアニドの代わりに1−イソシアノアダマンタン3mg(0.02mmol)を用いた以外は、実施例49と同様の手順で反応を行った。その結果、原料となるスチレンのシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物のシグナルである0.89ppm付近の3重線を確認し、その収率を求めた。結果を表17に示す。
Figure 2016024607
[比較例2]酢酸ロジウム2量体のみを用いたスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに酢酸ロジウム2量体8mg(0.015mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンを254μL(1.3mmol)、スチレン115μL(1.0mmol)を加え、密閉後80℃で24時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料であるスチレンのシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、生成物のシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果、目的物の収率は51%であった。副生成物としてケイ素がα位に付加した生成物が37%、エチルベンゼンが12%確認された。
これらの結果によって、酢酸ロジウム2量体にイソシアニド配位子を加えることで、上記目的生成物を選択的に得ることできることが示された。
(15)ピバル酸鉄と各種イソシアニド配位子を用いたスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
Figure 2016024607
[実施例51]ピバル酸鉄とn−ブチルイソシアニドを用いたヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例1で得られたピバル酸鉄3mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子としてn−ブチルイソシアニド2μL(0.02mmol)、ヒドロシランとして1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、スチレン115μL(1.0mmol)を加え、80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表18に示す。
[実施例52]ピバル酸鉄と1,1,3,3−テトラメチルブチルイソシアニドを用いたヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例1で得られたピバル酸鉄3mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子として1,1,3,3−テトラメチルブチルイソシアニド4μL(0.02mmol)、ヒドロシランとして1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、スチレン115μL(1.0mmol)を加え、80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表18に示す。
[実施例53]ピバル酸鉄とシクロヘキシルイソシアニドを用いたヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例1で得られたピバル酸鉄3mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子としてシクロヘキシルイソシアニド2μL(0.02mmol)、ヒドロシランとして1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、スチレン115μL(1.0mmol)を加え、80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表18に示す。
[実施例54]ピバル酸鉄と4−トリルイソシアニドを用いたヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例1で得られたピバル酸鉄3mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子として4−トリルイソシアニド2mg(0.02mmol)、ヒドロシランとして1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、スチレン115μL(1.0mmol)を加え、80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表18に示す。
Figure 2016024607
(16)ピバル酸コバルトと各種イソシアニド配位子を用いたα−メチルスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
Figure 2016024607
[実施例55]ピバル酸コバルトとn−ブチルイソシアニドを用いたヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例4で得られたピバル酸コバルト3mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子としてn−ブチルイソシアニド3μL(0.03mmol)、ヒドロシランとして1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、α−メチルスチレン130μL(1.0mmol)を加え、80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.92ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表19に示す。
[実施例56]ピバル酸コバルトと1,1,3,3−テトラメチルブチルイソシアニドを用いたヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例4で得られたピバル酸コバルト3mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子として1,1,3,3−テトラメチルブチルイソシアニド6μL(0.03mmol)、ヒドロシランとして1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、α−メチルスチレン130μL(1.0mmol)を加え、80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.92ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表19に示す。
[実施例57]ピバル酸コバルトとシクロヘキシルイソシアニドを用いたヒドロシリル化
スクリューバイアルに、触媒として合成例4で得られたピバル酸コバルト3mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子としてシクロヘキシルイソシアニド3μL(0.03mmol)、ヒドロシランとして1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、α−メチルスチレン130μL(1.0mmol)を加え、80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.92ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表19に示す。
[実施例58]ピバル酸コバルトと4−トリルイソシアニドを用いたヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例4で得られたピバル酸コバルト3mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子として4−トリルイソシアニド3mg(0.03mmol)、ヒドロシランとして1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、α−メチルスチレン130μL(1.0mmol)を加え、80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.92ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表19に示す。
[実施例59]ピバル酸コバルトとメシチルイソシアニドを用いたヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例4で得られたピバル酸コバルト9mg(0.03mmol)、イソシアニド配位子としてメシチルイソシアニド13mg(0.09mmol)、ヒドロシランとして1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、α−メチルスチレン130μL(1.0mmol)を加え、80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.92ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表19に示す。
Figure 2016024607
[合成例8]コバルトカルボン酸塩Aの合成
還流管を付けた1Lのフラスコに、10−ウンデシレン酸184.0g(1.0mol)、トルエン150.0gを仕込み、80℃に加熱した。これにヘキサメチルジシラザン100.6g(0.625mol)を滴下し、滴下終了後、80℃でさらに3時間加熱した。減圧下で100℃に加熱して揮発成分を除去し、CH2=CH(CH28COOSiMe3(シリル化物A)を得た(254.4g、収率99.4%)。
還流管を付けた1Lのフラスコに、上記シリル化物A254.4g(0.99mol)、トルエン100.0gを仕込み、90℃に加熱した。これに塩化白金酸0.5質量%のトルエン溶液0.5gを加え、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン264.7g(1.19mol)を滴下した。滴下終了後、100℃でさらに2時間加熱した。減圧下で120℃に加熱して揮発成分を除去し、(Me3SiO)2MeSi(CH210COOSiMe3(付加物A)を得た(451.2g、収率95.0%)。
1Lのフラスコに、付加物A239.0g(0.5mol)、メタノール140.0gを仕込み、室温で14時間撹拌した。蒸留して目的物(Me3SiO)2MeSi(CH210COOHを得た(沸点175.0〜176.0℃/0.3kPa、収量162.4g、収率80.0%)。ガスクロマトグラフィーによる純度は99.5%であった。
次に、20mLナスフラスコに、酢酸コバルト0.43g(2.41mmol)、上記で得られた(Me3SiO)2MeSi(CH210COOH2.0g(4.92mmol)を加え、180℃で1時間撹拌した。その後、そのままの温度で1時間減圧乾燥させてコバルトカルボン酸塩Aを調製した。コバルトカルボン酸塩AのFT−IRスペクトルを図3に示す。
FT−IR(KBr)ν:2958,2924,2583,1555,1413,1257,1078,1049,842,799,783,754,687.
(17)コバルトカルボン酸塩Aと1−イソシアノアダマンタンを用いたα−メチルスチレンのヒドロシリル化反応
Figure 2016024607
[実施例60]コバルトカルボン酸塩Aと1−イソシアノアダマンタンを用いたα−メチルスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例8で得られたコバルトカルボン酸塩A9mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子として1−イソシアノアダマンタン5mg(0.03mmol)、ヒドロシランとして1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、α−メチルスチレン130μL(1.0mmol)を加え、80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.92ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表20に示す。
[実施例61]コバルトカルボン酸塩Aと1−イソシアノアダマンタンを用いたα−メチルスチレンのヒドロシラン両末端ポリジメチルシロキサンによるヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例8で得られたコバルトカルボン酸塩A9mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子として1−イソシアノアダマンタン5mg(0.03mmol)、ヒドロシランとしてヒドロシラン両末端ポリジメチルシロキサン(重合度27)1.39g(0.65mmol)、α−メチルスチレン130μL(1.0mmol)を加え、80℃で24時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.92ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表20に示す。
Figure 2016024607
(18)コバルトカルボン酸塩Aと1−イソシアノアダマンタンを用いた1−オクテンのヒドロシリル化反応
Figure 2016024607
[実施例62]コバルトカルボン酸塩Aと1−イソシアノアダマンタンを用いた1−オクテンの両末端ヒドロジメチルシロキシ基封鎖ポリジメチルシロキサンによるヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例8で得られたコバルトカルボン酸塩A9mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子として1−イソシアノアダマンタン5mg(0.03mmol)、ヒドロシランとしてヒドロシラン両末端ポリジメチルシロキサン(重合度27)1.39g(0.65mmol)、1−オクテン157μL(1.0mmol)を加え、80℃で25時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.51ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表21に示す。
Figure 2016024607
(19)ピバル酸金属塩を用いたアルケンの両末端ヒドロジメチルシロキシ基封鎖ポリジメチルシロキサンによるヒドロシリル化反応
Figure 2016024607
[実施例63]
スクリューバイアルに、触媒として合成例1で得られたピバル酸鉄8mg(0.03mmol)、イソシアニド配位子として1−イソシアノアダマンタン10mg(0.06mmol)、ヒドロシランとして両末端ヒドロジメチルシロキシ基封鎖ポリジメチルシロキサン(重合度27)1.39g(0.65mmol)、スチレン115μL(1.0mmol)を加え、80℃で24時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである0.89ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表22に示す。
[実施例64]
スクリューバイアルに、触媒として合成例4で得られたピバル酸コバルト3mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子として1−イソシアノアダマンタン5mg(0.03mmol)、ヒドロシランとして両末端ヒドロジメチルシロキシ基封鎖ポリジメチルシロキサン(重合度27)1.39g(0.65mmol)、α−メチルスチレン130μL(1.0mmol)を加え、80℃で24時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.92ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表22に示す。
Figure 2016024607
[合成例9]コバルトカルボン酸塩Bの合成
還流管を付けた500mLのフラスコに、3−ブテン酸100.0g(1.16mol)、ヘキサン80.0gを仕込み、70℃に加熱した。これにヘキサメチルジシラザン117.0g(0.73mol)を滴下し、滴下終了後、70℃でさらに3時間加熱した。反応液を蒸留し、目的物CH2=CHCH2COOSiMe3(シリル化物B)を得た(沸点60.0〜62.0℃/5.3kPa、収量155.1g、収率84.6%)。ガスクロマトグラフィーによる純度は94.4%であった。
次に、還流管を付けた500mLのフラスコに、上記シリル化物B155.1g(0.98mol)、トルエン150.0gを仕込み、90℃に加熱した。これに塩化白金酸0.5質量%のトルエン溶液0.5gを加え、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン239.8g(1.08mol)を滴下した。滴下終了後、100℃でさらに2時間加熱した。反応液を蒸留し、目的物(Me3SiO)2MeSi(CH23COOSiMe3(付加物B)を得た(沸点97.0〜98.5℃/0.3kPa、収量253.8g、収率68.1%)。ガスクロマトグラフィーによる純度は98.7%であった。
次に、500mLのフラスコに付加物B207.5g(0.55mol)、メタノール100.0gを仕込み、室温で14時間撹拌した。蒸留して目的物(Me3SiO)2MeSi(CH23COOHを得た(沸点119.5〜121.0℃/0.3kPa、収量109.5g、収率64.6%)。ガスクロマトグラフィーによる純度は98.9%であった。
20mLナスフラスコに、酢酸コバルト0.20g(1.13mmol)、(Me3SiO)2MeSi(CH23COOH0.70g(2.28mmol)を加え、160℃で1時間撹拌した。その後、そのままの温度で1時間減圧乾燥させて、コバルトカルボン酸塩Bを調製した。コバルトカルボン酸塩BのFT−IRスペクトルを図4に示す。
FT−IR(KBr)ν:2958,2901,2880,1686,1561,1413,1259,1176,1078,1041,842,797,755.
[合成例10]コバルトカルボン酸塩Cの合成
還流管を付けた1Lのフラスコに、10−ウンデシレン酸184.0g(1.0mol)、トルエン150.0gを仕込み、80℃に加熱した。これにヘキサメチルジシラザン100.6g(0.625mol)を滴下し、滴下終了後80℃でさらに3時間加熱した。減圧下で100℃に加熱して揮発成分を除去し、CH2=CH(CH28COOSiMe3(合成例8のシリル化物Aに同じ)を得た(収量254.3g、収率99.3%)。
還流管を付けた1Lのフラスコに、シリル化物A51.2g(0.20mol)を仕込み、90℃に加熱した。これに塩化白金酸0.5質量%のトルエン溶液0.2gを加え、nBu(Me2)SiO(Me2SiO)3Si(Me2)H94.5g(0.23mol)を滴下した。滴下終了後、100℃でさらに2時間加熱した。減圧下で200℃に加熱して未反応物を除去し、目的物nBu(Me2)SiO(Me2SiO)3Si(Me2)(CH210COOSiMe3(付加物C)を得た(収量127.0g、収率95.0%)。
500mLのフラスコに、付加物C127.0g(0.19mol)、メタノール100.0gを仕込み、室温で14時間撹拌した。減圧下で100℃に加熱して揮発成分を除去し、目的物nBu(Me2)SiO(Me2SiO)3Si(Me2)(CH210COOHを得た(収量111.0g、収率98.0%)。ガスクロマトグラフィーによる純度は99.8%であった。
20mLナスフラスコに、酢酸コバルト0.20g(1.13mmol)、nBu(Me2)SiO(Me2SiO)3Si(Me2)(CH210COOH1.35g(2.26mmol)を加え、160℃で1時間撹拌した。その後、そのままの温度で1時間減圧乾燥させて、コバルトカルボン酸塩Cを調製した。コバルトカルボン酸塩CのFT−IRスペクトルを図5に示す。
FT−IR(KBr)ν:2960,2924,2854,1560,1457,1412,1259,1088,1037,840,798.
(20)コバルトカルボン酸塩Bまたはコバルトカルボン酸塩Cと1−イソシアノアダマンタンを用いたα−メチルスチレンの1,1,1,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
Figure 2016024607
[実施例65]コバルトカルボン酸塩Bと1−イソシアノアダマンタンを用いたα−メチルスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例9で得られたコバルトカルボン酸塩B7mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子として1−イソシアノアダマンタン5mg(0.03mmol)、ヒドロシランとして1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、α−メチルスチレン130μL(1.0mmol)を加え、80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.92ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表23に示す。
[実施例66]コバルトカルボン酸塩Cと1−イソシアノアダマンタンを用いたα−メチルスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
スクリューバイアルに、触媒として合成例10で得られたコバルトカルボン酸塩C13mg(0.01mmol)、イソシアニド配位子として1−イソシアノアダマンタン5mg(0.03mmol)、ヒドロシランとして1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン254μL(1.3mmol)、α−メチルスチレン130μL(1.0mmol)を加え、80℃で3時間撹拌した。冷却後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.92ppm付近の多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表23に示す。
Figure 2016024607
(21)コバルトカルボン酸塩Aと各種ジイソシアニド配位子を用いたα−メチルスチレンの1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサンによるヒドロシリル化反応
Figure 2016024607
[実施例67]ジイソシアニド配位子として、1,6−ジイソシアノヘキサンを用いたヒドロシリル化反応
反応容器に、合成例8で得られたコバルトカルボン酸塩A9mg(0.01mmol)、1,6−ジイソシアノヘキサン1mg(0.01mmol)、α−メチルスチレン130μL(1.0mmol)、1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン255μL(1.3mmol)を加えて、80℃で3時間撹拌した。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが減少したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.92ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表24に示す。
[実施例68]ジイソシアニド配位子として、1,8−ジイソシアノオクタンを用いたヒドロシリル化反応
ジイソシアニド配位子として1,8−ジイソシアノオクタン2mg(0.01mmol)を用いた以外は、実施例67と同様の手順で反応を行った。反応終了後、1H−NMRスペクトルを測定して生成物の構造と収率を決定した。その結果、原料のシグナルが完全に消失したことを確認した。そして、目的生成物におけるケイ素に隣接する炭素上のプロトンのシグナルである2.92ppmの多重線を確認し、その収率を求めた。その結果を表24に示す。
Figure 2016024607

Claims (11)

  1. 式(1)
    a(L)b(X)c (1)
    {式(1)中、Mは、白金を除く周期表第8族、第9族、第10族の遷移金属を表し、
    Xは、ハロゲン原子を表し、
    Lは、下記式(3)〜(5)から選ばれる少なくとも1種の1価有機基を表し、
    aは、1または2の整数を表し、bは0〜6の整数を表し、cは0〜3の整数を表し、aが1のとき、b+cは2または3を満たし、aが2のとき、b+cは4〜6を満たす。
    −O−R1 (3)
    −OCO−R1 (4)
    −OSO2−R1 (5)
    〔式(3)〜(5)中、R1は、互いに独立して、置換されていてもよく、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい炭素数1〜30の1価有機基または式(6)で表される1価の有機基を表す。
    −(A)p−R2 (6)
    〈式(6)中、Aは、置換されていてもよく、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい炭素数1〜30の2価有機基を表し、
    pは、0または1の整数を表し、前記Lが式(3)で表される1価有機基のとき、pは、0または1を満たし、前記Lが式(4)または式(5)で表される1価有機基のとき、pは、1を満たし、
    2は、式(7)で表される基を表す。
    −{Si(R32−R4s−Si(R3d{[(OSi(R32)]f−R3e (7)
    (式(7)中、R3は、互いに独立して、置換されていてもよく、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基を表し、R4は、炭素数1〜10の2価炭化水素基を表し、sは、0または1の整数を表し、dは、0〜3の整数を表し、eは、0〜3の整数を表し、かつ、d+eは、3を満たし、fは、1〜300の整数を表す。)〉〕}
    で表される金属塩化合物と、
    式(2)
    Y−(NC)q (2)
    (式(2)中、Yは、置換されていてもよく、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリンから選ばれる原子が1個またはそれ以上介在していてもよい炭素数1〜30の1価有機基を表し、qは、1〜3の整数である。)
    で表わされるイソシアニド化合物と、から調製されることを特徴とするヒドロシリル化反応触媒。
  2. 前記式(2)のqが1であり、前記式(7)のsが0である請求項1記載のヒドロシリル化反応触媒。
  3. 脂肪族不飽和結合を有する化合物と、Si−H基を有するヒドロシラン化合物またはオルガノヒドロポリシロキサン化合物とをヒドロシリル化反応させる系内で調製される請求項1または2記載のヒドロシリル化反応触媒。
  4. 前記Mが、Fe、CoまたはNiであり、aが1であり、bが2であり、cが0である請求項1〜3のいずれか1項記載のヒドロシリル化反応触媒。
  5. 前記Mが、Rhであり、aが2であり、bが4であり、cが0である請求項1〜3のいずれか1項記載のヒドロシリル化反応触媒。
  6. 前記Mが、Ruであり、aが2であり、bが4であり、cが1である請求項1〜3のいずれか1項記載のヒドロシリル化反応触媒。
  7. 前記Lが、前記式(4)で表される1価の有機基である請求項1〜6のいずれか1項記載のヒドロシリル化反応触媒。
  8. 前記R1が、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜5のアルキル基である請求項7記載のヒドロシリル化反応触媒。
  9. 前記式(2)で表されるイソシアニド化合物が、メシチルイソシアニド、n−ブチルイソシアニド、t−ブチルイソシアニド、1,1,3,3−テトラメチルブチルイソシアニド、シクロヘキシルイソシアニド、1−イソシアノアダマンタン、4−トリルイソシアニド、1,6−ジイソシアノヘキサン、および1,8−ジイソシアノオクタンから選ばれる少なくとも1種である請求項1〜8のいずれか1項記載のヒドロシリル化反応触媒。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項記載のヒドロシリル化反応触媒の存在下、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化合物またはオルガノヒドロポリシロキサン化合物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. 前記脂肪族不飽和結合を有する化合物が、アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンである請求項10記載の付加化合物の製造方法。
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