TWI667245B - 用於烷氧羰基化之１，１’－雙（膦基）二茂鐵配體類 - Google Patents
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Abstract
一種非鏡像異構物混合物，其包含式(I.1)和(I.2)之非鏡像異構物：
其中R2和R4係各別獨立地選自-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基或-(C6-C20)-芳基； R1和R3各別為-(C3-C20)-雜芳基；R1和R3可各別獨立地經一或多個取代基取代，該(等)取代基選自-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基、-O-(C1-C12)-烷基、-O-(C1-C12)-烷基-(C6-C20)-芳基、-O-(C3-C12)-環烷基、-S-(C1-C12)-烷基、-S-(C3-C12)-環烷基、-COO-(C1-C12)-烷基、-COO-(C3-C12)-環烷基、-CONH-(C1-C12)-烷基、-CONH-(C3-C12)-環烷基、-CO-(C1-C12)-烷基、-CO-(C3-C12)-環烷基、-N-[(C1-C12)-烷基]2、-(C6-C20)-芳基、-(C6-C20)-芳基-(C1-C12)-烷基、-(C6-C20)-芳基-O-(C1-C12)-烷基、-(C3-C20)-雜芳基、-(C3-C20)-雜芳基-(C1-C12)-烷基、-(C3-C20)-雜芳基-O-(C1-C12)-烷基、-COOH、-OH、-SO3H、-NH2或鹵素；且R2和R4，若為-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基或-(C6-C20)-芳基，可各別獨立地經一或多個取代基取代，該(等)取代基選自-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基、-O-(C1-C12)-烷基、-O-(C1-C12)-烷基-(C6-C20)-芳基、-O-(C3-C12)-環烷基、-S-(C1-C12)-烷基、-S-(C3-C12)-環烷基、-COO-(C1-C12)-烷基、-COO-(C3-C12)-環烷基、-CONH-(C1-C12)-烷基、-CONH-(C3-C12)-環烷基、-CO-(C1-C12)-烷基、-CO-(C3-C12)-環烷基、-N-[(C1-C12)-烷基]2、-(C6-C20)-芳基、-(C6-C20)-芳基-(C1-C12)-烷基、-(C6-C20)-芳基-O-(C1-C12)-烷基、-(C3-C20)-雜芳基、-(C3-C20)-雜芳基-(C1-C12)-烷基、-(C3-C20)-雜芳基-O-(C1-C12)-烷基、-COOH、-OH、-SO3H、-NH2或 鹵素。
本發明另關於Pd錯合物混合物，其包含本發明之非鏡像異構物，且另關於該Pd錯合物混合物於烷氧羰基化製程之用途。
Description
本發明關於1,1’-雙(膦基)二茂鐵化合物類之非鏡像異構物混合物、該等化合物之金屬錯合物類及該等金屬錯合物於烷氧羰基化之用途。
烯屬不飽和化合物類之烷氧羰基化係屬重要性增加之製程。烷氧羰基化表示烯屬不飽和化合物類(烯烴)於金屬配體錯合物之存在下與一氧化碳和醇反應以生成對應之酯類。典型上，所使用之金屬係鈀。下述反應圖顯示烷氧羰基化之一般反應式：
於多種烷氧羰基化反應中，特別重要的是乙烯與甲醇以生成3-甲基丙酸酯之反應(即乙烯甲氧羰基化)，該反應係製備甲基丙烯酸甲酯之中間步驟(參閱文獻S.G. Khokarale,E.J.García-Suárez,J.Xiong,U.V.Mentzel,R.Fehrmann,A.Riisager,Catalysis Communications 2014,44,73-75)。於作為溶劑之甲醇中，於溫和條件下且藉由經膦配體改質之鈀觸媒進行乙烯甲氧羰基化。
典型上，此處使用雙牙二膦化合物作為配體。由路賽特國際公司(Lucite)(現為三菱麗陽株式會社(Mitsubishi Rayon))開發之極佳觸媒系統使用以1,2-雙(二(三級丁基)膦基甲基)苯為基礎之配體(DTBPMB)(參閱文獻W.Clegg,G.R.Eastham,M.R.J.Elsegood,R.P.Tooze,X.L.Wang,K.Whiston,Chem.Commun.1999,1877-1878)。
應用甲氧羰基化於較長鏈受質係描述於例如EP 0 662 467。該專利之說明書描述一種自3-戊烯酸甲酯製備己二酸二甲酯之方法。所使用之鈀(Pd)來源係乙酸鈀(II)。給定之適當雙牙膦配體的實例包括1,1’-雙(二苯基膦基)二茂鐵、1-(二苯基膦基)-1’-(二異丙基膦基)二茂鐵及1,1’-雙(異丙基苯基膦基)二茂鐵。然而，於烯烴(特別是長鏈烯烴，諸如2-辛烯和二-正丁烯)之甲氧羰基化，該配體僅達成不令人滿意之產率。
本發明面對之問題係提供用於烷氧羰基化之新穎配體，藉由使用該配體能達成酯類之良好產率。更特定地，本發明之配體將適用於長鏈烯屬不飽和化合物類(例如C8烯烴)和烯屬不飽和化合物類之混合物的烷氧羰基化。
該問題係藉由1,1’-雙(膦基)二茂鐵化合物類之非鏡像異構物混合物解決，該1,1’-雙(膦基)二茂鐵化合物類之每一者於彼等之2個磷原子係經至少1個雜芳基取代，該混合物包含2個特定非鏡像異構物。經發現，由本發明之非鏡像異構物混合物所形成之鈀錯合物於烯屬不飽和化合物類(特別是C8烯烴)之烷氧羰基化能導致良好產率。因此，可免除非鏡像異構物之分離和非鏡像異構性純配體之製備。基於該分離總是極不便利且花費昂貴，整體製程亦將於經濟上更為可行。甚者，得到較低量之副產物，因為於此情況下可使用非鏡像異構物之混合物且無需除去該等非鏡像異構物之一者。
本發明之非鏡像異構物混合物包含式(I.1)和(I.2)之非鏡像異構物：
其中 R2和R4係各別獨立地選自-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基或-(C6-C20)-芳基；R1和R3各別為-(C3-C20)-雜芳基；R1和R3可各別獨立地經一或多個取代基取代，該(等)取代基選自-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基、-O-(C1-C12)-烷基、-O-(C1-C12)-烷基-(C6-C20)-芳基、-O-(C3-C12)-環烷基、-S-(C1-C12)-烷基、-S-(C3-C12)-環烷基、-COO-(C1-C12)-烷基、-COO-(C3-C12)-環烷基、-CONH-(C1-C12)-烷基、-CONH-(C3-C12)-環烷基、-CO-(C1-C12)-烷基、-CO-(C3-C12)-環烷基、-N-[(C1-C12)-烷基]2、-(C6-C20)-芳基、-(C6-C20)-芳基-(C1-C12)-烷基、-(C6-C20)-芳基-O-(C1-C12)-烷基、-(C3-C20)-雜芳基、-(C3-C20)-雜芳基-(C1-C12)-烷基、-(C3-C20)-雜芳基-O-(C1-C12)-烷基、-COOH、-OH、-SO3H、-NH2或鹵素；且R2和R4，若為-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基或-(C6-C20)-芳基，可各別獨立地經一或多個取代基取代，該(等)取代基選自-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基、-O-(C1-C12)-烷基、-O-(C1-C12)-烷基-(C6-C20)-芳基、-O-(C3-C12)-環烷基、-S-(C1-C12)-烷基、-S-(C3-C12)-環烷基、-COO-(C1-C12)-烷基、-COO-(C3-C12)-環烷基、-CONH-(C1-C12)-烷基、-CONH-(C3-C12)-環烷基、-CO-(C1-C12)-烷基、-CO-(C3-C12)-環烷基、-N-[(C1-C12)-烷基]2、-(C6-C20)-芳基、-(C6-C20)-芳基-(C1-C12)-烷基、-(C6-C20)-芳基-O-(C1-C12)-烷基、 -(C3-C20)-雜芳基、-(C3-C20)-雜芳基-(C1-C12)-烷基、-(C3-C20)-雜芳基-O-(C1-C12)-烷基、-COOH、-OH、-SO3H、-NH2或鹵素。
業已發現，本發明之非鏡像異構物混合物能導致生成有效之觸媒，特別是當該2個非鏡像異構物係以特定莫耳比存在時。因此，該式(I.1)與(I.2)之莫耳比較佳地介於10：90至70：30，特別地介於20：80至60：40，甚佳地介於30：70至50：50且最佳地介於35：65至45：55。
術語(C1-C12)-烷基包含具有1至12個碳原子之直鏈和支鏈烷基。該等烷基較佳地為(C1-C8)-烷基、甚佳地(C1-C6)-烷基且最佳地(C1-C4)-烷基。
適當之(C1-C12)-烷基特別地為甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、2-戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,2-二甲基丙基、1,1-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、2-己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基丁基、1-乙基-2-甲基丙基、正庚基、2-庚基、3-庚基、2-乙基戊基、1-丙基丁基、正辛基、2-乙基己基、2-丙基庚基、壬基及癸基。
有關該術語(C1-C12)-烷基之說明亦可特別地適用於-O-(C1-C12)-烷基、-S-(C1-C12)-烷基、-COO-(C1-C12)-烷基、-CONH-(C1-C12)-烷基、-CO-(C1-C12)-烷基及-N-[(C1-C12)- 烷基]2之烷基。
術語(C3-C12)-環烷基包含具有3至12個碳原子之單環、雙環或三環烴基。較佳地，該等基團係(C5-C12)-環烷基。
該(C3-C12)-環烷基較佳地具有3至8個環原子且甚佳地具有5或6個環原子。
適當之(C3-C12)-環烷基特別地為環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環十二烷基、環十五烷基、原冰片烷基及金剛烷基。
有關該術語(C3-C12)-環烷基之說明亦可特別地適用於-O-(C3-C12)-環烷基、-S-(C3-C12)-環烷基、-COO-(C3-C12)-環烷基、-CONH-(C3-C12)-環烷基及-CO-(C3-C12)-環烷基之環烷基。
術語(C3-C12)-雜環烷基包含具有3至12個碳原子之非芳香族飽和或部分未飽和的環脂肪族基，其中該等環碳原子之一或多者係經雜原子替代。該(C3-C12)-雜環烷基較佳地具有3至8個(甚佳地具有5或6個)環原子且可選擇地經脂肪族側鏈取代。與該環烷基相反的是，於該雜環烷基中，該等環碳原子之一或多者係經雜原子或含有雜原子之基團替代。該雜原子或含有雜原子之基團較佳地選自O、S、N、N(=O)、C(=O)或S(=O)。於本發明中，(C3-C12)-雜環烷基亦為環氧乙烷。
適當之(C3-C12)-雜環烷基特別地為四氫噻吩基、四氫呋喃基、四氫哌喃基及二噁烷基。
術語(C6-C20)-芳基包含具有6至20個碳原子之單環或多環芳香族烴基。該(C6-C20)-芳基較佳地為(C6-C14)-芳基且甚佳地為(C6-C10)-芳基。
適當之(C6-C20)-芳基特別地為苯基、萘基、茚基、茀基、蒽基、菲基、稠四苯基、1,2-苯並菲基、芘基及蔻基。較佳之(C6-C20)-芳基係苯基、萘基及蒽基。
術語(C3-C20)-雜芳基包含具有3至20個碳原子之單環或多環芳香族烴基，其中該等碳原子之一或多者係經雜原子替代。較佳之雜原子係N、O及S。該(C3-C20)-雜芳基具有3至20個，較佳地6至14個且甚佳地6至10個環原子。因此，例如，於本發明中，吡啶基係C6-雜芳基且呋喃基係C5-雜芳基。
適當之(C3-C20)-雜芳基特別地為呋喃基、噻吩基、吡咯基、噁唑基、異噁唑基、噻唑基、異噻唑基、咪唑基、吡唑基、呋呫基、四唑基、吡啶基、噠嗪基、嘧啶基、吡嗪基、苯並呋喃基、吲哚基、異吲哚基、苯並咪唑基、喹啉基及異喹啉基。
鹵素特別地包含氟、氯、溴及碘。特別較佳的是氟和氯。
於一實施態樣中，該R1和R3可各別獨立地經一或多個取代基取代，該(等)取代基選自-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基、-O-(C1-C12)-烷基、-O-(C1-C12)-烷基-(C6-C20)-芳基、-O-(C3-C12)-環烷基、-S-(C1-C12)-烷基、-S-(C3-C12)-環烷基、-(C6-C20)-芳基、-(C6-C20)-芳基 -(C1-C12)-烷基、-(C6-C20)-芳基-O-(C1-C12)-烷基、-(C3-C20)-雜芳基、-(C3-C20)-雜芳基-(C1-C12)-烷基、-(C3-C20)-雜芳基-O-(C1-C12)-烷基、-COOH、-OH、-SO3H、-NH2或鹵素。
於一實施態樣中，該R1和R3可各別獨立地經一或多個取代基取代，該(等)取代基選自-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-O-(C1-C12)-烷基、-O-(C1-C12)-烷基-(C6-C20)-芳基、-O-(C3-C12)-環烷基、-(C6-C20)-芳基、-(C6-C20)-芳基-(C1-C12)-烷基、-(C6-C20)-芳基-O-(C1-C12)-烷基、-(C3-C20)-雜芳基、-(C3-C20)-雜芳基-(C1-C12)-烷基或-(C3-C20)-雜芳基-O-(C1-C12)-烷基。
於一實施態樣中，該R1和R3可各別獨立地經一或多個取代基取代，該(等)取代基選自-(C1-C12)-烷基、-O-(C1-C12)-烷基-(C6-C20)-芳基、-(C3-C20)-雜芳基、-(C3-C20)-雜芳基-(C1-C12)-烷基或-(C3-C20)-雜芳基-O-(C1-C12)-烷基。
於一實施態樣中，該R1和R3可各別獨立地經一或多個取代基取代，該(等)取代基選自-(C1-C12)-烷基或-(C3-C20)-雜芳基。
於一實施態樣中，該R1和R3係未經取代。
於一實施態樣中，該R2和R4，若為-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基或-(C6-C20)-芳基，可各別獨立地經一或多個取代基取代，該(等)取代基選自-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基、-O-(C1-C12)-烷基、-O-(C1-C12)-烷基-(C6-C20)-芳基、 -O-(C3-C12)-環烷基、-S-(C1-C12)-烷基、-S-(C3-C12)-環烷基、-(C6-C20)-芳基、-(C6-C20)-芳基-(C1-C12)-烷基、-(C6-C20)-芳基-O-(C1-C12)-烷基、-(C3-C20)-雜芳基、-(C3-C20)-雜芳基-(C1-C12)-烷基、-(C3-C20)-雜芳基-O-(C1-C12)-烷基、-COOH、-OH、-SO3H、-NH2或鹵素。
於一實施態樣中，該R2和R4，若為-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基或-(C6-C20)-芳基，可各別獨立地經一或多個取代基取代，該(等)取代基選自-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-O-(C1-C12)-烷基、-O-(C1-C12)-烷基-(C6-C20)-芳基、-O-(C3-C12)-環烷基、-(C6-C20)-芳基、-(C6-C20)-芳基-(C1-C12)-烷基、-(C6-C20)-芳基-O-(C1-C12)-烷基、-(C3-C20)-雜芳基、-(C3-C20)-雜芳基-(C1-C12)-烷基或-(C3-C20)-雜芳基-O-(C1-C12)-烷基。
於一實施態樣中，該R2和R4，若為-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基或-(C6-C20)-芳基，可各別獨立地經一或多個取代基取代，該(等)取代基選自-(C1-C12)-烷基、-O-(C1-C12)-烷基-(C6-C20)-芳基、-(C3-C20)-雜芳基、-(C3-C20)-雜芳基-(C1-C12)-烷基或-(C3-C20)-雜芳基-O-(C1-C12)-烷基。
於一實施態樣中，該R2和R4，若為-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基或-(C6-C20)-芳基，可各別獨立地經一或多個取代基取代，該(等)取代基選自-(C1-C12)-烷基或-(C3-C20)-雜芳基。
於一實施態樣中，該R2和R4，若為-(C1-C12)-烷基、 -(C3-C12)-環烷基或-(C3-C12)-雜環烷基，係未經取代，且若為-(C6-C20)-芳基，可如上述般經取代。
於一實施態樣中，該R2和R4，若為-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基、-(C3-C12)-雜環烷基或-(C6-C20)-芳基，係未經取代。
R2和R4係各別獨立地較佳地選自-(C1-C12)-烷基、-(C3-C12)-環烷基或-(C6-C20)-芳基且甚佳地選自-(C1-C12)-烷基、環己基或苯基。最佳地，R2和R4各別為-(C1-C12)-烷基。此處，R2和R4可如上述般經取代。然而，R2和R4較佳地係未經取代。
較佳地，R1和R3係各別獨立地選自具有5至10個(較佳地5或6個)環原子之雜芳基。
於一實施態樣中，該R1和R3各別為具有5個環原子之雜芳基。
於一實施態樣中，該R1和R3係各別獨立地選自具有6至10個環原子之雜芳基。
於一實施態樣中，該R1和R3各別為具有6個環原子之雜芳基。
於一實施態樣中，該R1和R3選自呋喃基、噻吩基、吡咯基、噁唑基、異噁唑基、噻唑基、異噻唑基、咪唑基、吡唑基、呋呫基、四唑基、吡啶基、噠嗪基、嘧啶基、吡嗪基、苯並呋喃基、吲哚基、異吲哚基、苯並咪唑基、喹啉基或異喹啉基，其中該雜芳基可如上述般經取代。
於一實施態樣中，該R1和R3選自呋喃基、噻吩基、吡 咯基、咪唑基、吡啶基、嘧啶基或吲哚基，其中該雜芳基可如上述般經取代。
於一實施態樣中，該R1和R3選自2-呋喃基、2-噻吩基、2-吡咯基、2-咪唑基、2-吡啶基、2-嘧啶基或2-吲哚基，其中該雜芳基可如上述般經取代。
於一實施態樣中，該R1和R3選自2-呋喃基、2-噻吩基、N-甲基-2-吡咯基、N-苯基-2-吡咯基、N-(2-甲氧基苯基)-2-吡咯基、2-吡咯基、N-甲基-2-咪唑基、2-咪唑基、2-吡啶基、2-嘧啶基、N-苯基-2-吲哚基或2-吲哚基，其中該雜芳基未經進一步取代。
較佳地，該R1和R3係吡啶基，特別地2-吡啶基。
於一實施態樣中，該R1和R3係吡啶基，較佳地2-吡啶基，且R2和R4係-(C1-C12)-烷基，其中R1、R2、R3及R4各別可如上述般經取代。
於一實施態樣中，該R1和R3彼此相同。於此實施態樣中，該R2和R4同樣地彼此相同。
於一實施態樣中，本發明之非鏡像異構物I.1和I.2係式(8.1)和(8.2)之化合物：
本發明另關於錯合物混合物，其包含第一錯合物和第二錯合物，該第一錯合物包含Pd和本發明之式(I.1)非鏡像異構物且該第二錯合物包含Pd和本發明之式(I.2)非鏡像異構物。於該等錯合物中，本發明之非鏡像異構物I.1和I.2作為該金屬原子之雙牙配體。該等錯合物作為例如烷氧羰基化之觸媒。對於多種不同之烯屬不飽和化合物類的烷氧羰基化，使用本發明之錯合物可達成高產率。
該第一錯合物與該第二錯合物之莫耳比較佳地介於10：90至70：30，特別地介於20：80至60：40，甚佳地介於30：70至50：50且最佳地介於35：65至45：55。
本發明之錯合物亦可包含配位該金屬原子之其他配 體。該等其他配體係例如烯屬不飽和化合物類或陰離子。適當之額外配體係例如苯乙烯、乙酸鹽陰離子、順丁烯二醯亞胺類(例如N-甲基順丁烯二醯亞胺)、1,4-萘醌、三氟乙酸鹽陰離子或氯化物陰離子。
本發明另關於本發明之非鏡像異構物混合物於催化烷氧羰基化反應之用途。本發明之非鏡像異構物可特別地用於本發明之金屬錯合物混合物。
本發明亦關於一種方法，其包含下述之製程步驟：a)起初載入烯屬不飽和化合物；b)加入本發明之非鏡像異構物混合物和包含Pd之化合物或加入本發明之錯合物混合物；c)加入醇；d)饋入CO；及e)加熱該反應混合物以轉化該烯屬不飽和化合物為酯。
於該方法中，製程步驟a)、b)、c)及d)可以任何所欲之順序進行。典型上，然而，於共反應物業已起初載入步驟a)至c)後，進行加入CO。步驟d)和e)可同時或依序進行。此外，亦可經2或多個步驟饋入CO，使得例如首先饋入一部分CO，隨後加熱該混合物且再隨後饋入另一部分CO。
用於本發明之方法作為反應物的烯屬不飽和化合物類含有一或多個碳碳雙鍵。該等化合物於下文中亦簡稱為烯烴。該等雙鍵可位於終端或內部。
較佳的是具有2至30個碳原子，較佳地2至22個碳原子且甚佳地2至12個碳原子之烯屬不飽和化合物類。
於一實施態樣中，該烯屬不飽和化合物包含2至30個碳原子，較佳地6至22個碳原子且甚佳地8至12個碳原子。於一特別較佳實施態樣中，該烯屬不飽和化合物包含8個碳原子。
該烯屬不飽和化合物類可含有，除了該一或多個雙鍵外，其他官能基。較佳地，該烯屬不飽和化合物包含一或多個官能基，該(等)官能基選自羧基、硫羧基、磺基、亞磺醯基、羧酸酐、醯亞胺、羧酸酯、磺酸酯、胺甲醯基、胺磺醯基、氰基、羰基、硫酮甲基、羥基、巰基、胺基、醚、硫醚、芳基、雜芳基、矽基及/或鹵素取代基。同時，該烯屬不飽和化合物較佳地包含總計2至30個碳原子，較佳地2至22個碳原子且甚佳地2至12個碳原子。
於一實施態樣中，該烯屬不飽和化合物不包含，除了碳碳雙鍵以外，任何其他官能基。
於一特定較佳實施態樣中，該烯屬不飽和化合物係具有至少一個雙鍵和2至30個碳原子(較佳地6至22個碳原子，甚佳地8至12個碳原子且最佳地8個碳原子)之非官能化烯。
適當之烯屬不飽和化合物類係例如：乙烯；丙烯；C4烯烴，諸如1-丁烯、順式-2-丁烯、反式-2-丁烯、 順式-和反式-2-丁烯之混合物、異丁烯、1,3-丁二烯、萃餘物I至III及C4裂解物；C5烯烴，諸如1-戊烯、2-戊烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、2-甲基-1,3-丁二烯(異戊二烯)及1,3-戊二烯；C6烯烴，諸如四甲基乙烯、1,3-己二烯及1,3-環己二烯；C7烯烴，諸如1-甲基環己烯、2,4-庚二烯及原冰片二烯；C8烯烴，諸如1-辛烯、2-辛烯、環辛烯、二正丁烯、二異丁烯、1,5-環辛二烯及1,7-辛二烯；C9烯烴，諸如三丙烯；C10烯烴，諸如二環戊二烯；十一烯；十二烯；內部C14烯烴；內部C15至C18烯烴；直鏈或支鏈、環狀、非環狀或部分環狀之內部C15至C30烯烴；三異丁烯或三正丁烯；萜烯，諸如檸檬烯、香葉草醇、菌綠烯醇、蒎烯、月桂油烯、香旱芹酮及3-蒈烯；具有18個碳原子之多不飽和化合物，諸如亞麻油酸或次亞麻油酸；不飽和羧酸之酯，諸如乙酸或丙酸之乙烯酯、不飽和 羧酸之烷酯、丙烯酸和甲基丙烯酸之甲酯或乙酯、油酸酯(諸如油酸甲酯或乙酯)及亞麻油酸或次亞麻油酸之酯；乙烯基化合物，諸如乙酸乙烯酯、乙烯基環己烯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯及2-異丙烯基萘；及2-甲基-2-戊烯醛、3-戊酸甲酯及甲基丙烯酸酐。
於該方法之一變體中，該烯屬不飽和化合物選自丙烯、1-丁烯、順式-及/或反式-2-丁烯或彼等之混合物。
於該方法之一變體中，該烯屬不飽和化合物選自1-戊烯、順式-及/或反式-2-戊烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、3-甲基-1-丁烯或彼等之混合物。
於一較佳實施態樣中，該烯屬不飽和化合物選自乙烯、丙烯、1-丁烯、順式-及/或反式-2-丁烯、異丁烯、1,3-丁二烯、1-戊烯、順式-及/或反式-2-戊烯、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、己烯、四甲基乙烯、庚烯、正辛烯、1-辛烯、2-辛烯或彼等之混合物。
於一變體中，使用烯屬不飽和化合物類之混合物。於本發明中，該混合物係指包含至少2種烯屬不飽和化合物之組成物，其中基於該混合物之總重，每一各別烯屬不飽和化合物所佔之比例較佳地為至少5重量%。
較佳的是使用烯屬不飽和化合物類之混合物，該等烯屬不飽和化合物各別具有2至30個碳原子，較佳地4至22個碳原子，甚佳地6至12個碳原子且最佳地8至10個碳原子。
烯屬不飽和化合物類之適當混合物係稱為萃餘物I至III者。萃餘物I包含40%至50%異丁烯、20%至30%1-丁 烯、10%至20%順式-和反式-2-丁烯、達至1%1,3-丁二烯及10%至20%正丁烷和異丁烷。萃餘物II係輕油裂解所產生之C4級分的一部分，該部分係自萃餘物I除去異丁烯後實質上由異構性正丁烯、異丁烷及正丁烷所組成。萃餘物III係輕油裂解所產生之C4級分的一部分，該部分實質上係由異構性正丁烯和正丁烷所組成。
另一適當之混合物係二正丁烯，其亦稱為二丁烯、DNB或DnB。二正丁烯係C8烯烴之異構物混合物，該異構物混合物係由1-丁烯、順式-2-丁烯及反式-2-丁烯之混合物的二聚合反應所產生。於產業上，萃餘物II或萃餘物III流通常係經觸媒催化性寡聚合反應，其中存在之(正/異)丁烷類未改變且存在之烯烴經完全或部分轉化。通常亦生成較高碳寡聚物(三丁烯C12和四丁烯C16)及二聚體二正丁烯，彼等於反應後藉由蒸餾除去。該等化合物同樣地可作為反應物。
於一較佳變體中，使用包含異丁烯、1-丁烯、順式-及反式-2-丁烯之混合物。較佳地，該混合物包含1-丁烯、順式-及反式-2-丁烯。
藉由本發明之Pd錯合物催化本發明之烷氧羰基化反應。該Pd錯合物可以包含Pd和本發明之非鏡像異構物混合物的實施錯合物加入至製程步驟b)或自包含Pd之化合物和該游離非鏡像異構物混合物於原位生成。於本發明中，該包含Pd之化合物亦稱為觸媒前驅物。
於該觸媒於原位生成之情況下，該非鏡像異構物混合 物可過量加入，使得未鍵結之配體亦存在於反應混合物中。
於一變體中，該包含Pd之化合物選自氯化鈀(PdCl2)、乙醯丙酮鈀(II)[Pd(acac)2]、乙酸鈀(II)[Pd(OAc)2]、二氯(1,5-環辛二烯)鈀(II)[Pd(cod)2Cl2]、雙(二亞苄基丙酮)鈀[Pd(dba)2]、雙(乙腈)二氯鈀(II)[Pd(CH3CN)2Cl2]及(桂醯基)二氯鈀[Pd(桂醯基)Cl2]。
較佳地，該包含Pd之化合物係PdCl2、Pd(acac)2或Pd(OAc)2。PdCl2係特別適當的。
該製程步驟c)之醇可為支鏈或直鏈、環狀、非環狀、部分環狀或脂肪族且特別地為C1-C30烷醇。可使用單元醇或多元醇。
該製程步驟c)之醇較佳地包含1至30個碳原子，甚佳地1至22個碳原子且特別較佳地1至12個碳原子。該醇可為單元醇或多元醇。
該醇可含有，除了該一或多個羥基外，其他官能基。較佳地，該醇可額外包含一或多個官能基，該(等)官能基選自羧基、硫羧基、磺基、亞磺醯基、羧酸酐、醯亞胺、羧酸酯、磺酸酯、胺甲醯基、胺磺醯基、氰基、羰基、硫酮甲基、巰基、胺基、醚、硫醚、芳基、雜芳基、矽基及/或鹵素取代基。
於一實施態樣中，該醇不包含任何其他官能基，除了羥基以外。
該醇可含有未飽和芳香族基團。然而，該醇較佳地為 脂肪族醇。
於本發明中，脂肪族醇係指不包含任何芳香族基團之醇，即例如烷醇、烯醇或炔醇。因此，亦允許未飽和非芳香族醇。
於一實施態樣中，該醇係具有一或多個羥基和1至30個碳原子(較佳地1至22個碳原子，甚佳地1至12個碳原子且最佳地1至6個碳原子)之烷醇。
於該方法之一變體中，該製程步驟c)之醇選自單元醇。
於該方法之一變體中，該製程步驟c)之醇選自：甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、異丁醇、三級丁醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、環己醇、酚、2-乙基己醇、異壬醇及2-丙基庚醇。
於一較佳變體中，該製程步驟c)之醇選自：甲醇、乙醇、1-丙醇、1-丁醇、1-戊醇、1-己醇、2-丙醇、三級丁醇、3-戊醇、環己醇、酚及彼等之混合物。
於該方法之一變體中，該製程步驟c)之醇選自多元醇。
於該方法之一變體中，該製程步驟c)之醇選自二醇、三醇或四醇。
於該方法之一變體中，該製程步驟c)之醇選自：環己烷-1,2-二醇、乙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、甘油、丁烷-1,2,4-三醇、2-羥基甲基丙烷-1,3-二醇、1,2,6-三羥基己烷、新戊四醇、1,1,1-三(羥基甲基)乙烷、兒茶酚、間苯 二酚及羥基氫醌。
於該方法之一變體中，該製程步驟c)之醇選自：蔗糖、果糖、甘露糖、山梨糖、半乳糖及葡萄糖。
於該方法之一較佳實施態樣中，該製程步驟c)之醇選自：甲醇、乙醇、1-丙醇、1-丁醇、1-戊醇及1-己醇。
於該方法之一特別較佳變體中，該製程步驟c)之醇選自甲醇或乙醇。
於該方法之一特別較佳變體中，該製程步驟c)之醇係甲醇。
於該方法之一變體中，過量使用該製程步驟c)之醇。
於該方法之一變體中，同時使用該製程步驟c)之醇作為溶劑。
於該方法之一變體中，使用其他溶劑，該溶劑選自：甲苯、二甲苯、四氫呋喃(THF)及二氯甲烷(CH2Cl2)。
較佳地於介於0.1至10MPa(1至100巴)、較佳地1至8MPa(10至80巴)及甚佳地2至4MPa(20至40巴)之CO分壓下，於製程步驟d)饋入CO。
於本發明之方法的製程步驟e)中加熱反應混合物較佳地至介於10℃至180℃、較佳地20至160℃及甚佳地40至120℃之溫度以轉化該烯屬不飽和化合物為酯。
起初載入製程步驟a)之烯屬不飽和化合物與於製程步驟c)加入之醇的莫耳比係較佳地介於1：1至1：20，更佳地介於1：2至1：10且甚佳地介於1：3至1：4。
Pd與起初載入製程步驟a)之烯屬不飽和化合物的質量 比係較佳地介於0.001至0.5重量%，較佳地0.01至0.1重量%且甚佳地0.01至0.05重量%。
本發明之非鏡像異構物混合物與Pd的莫耳比係較佳地介於0.1：1至400：1，較佳地0.5：1至400：1，甚佳地1：1至100：1且最佳地2：1至50：1。該莫耳比對應該非鏡像異構物I.1和I.2二者之總莫耳量與Pd之莫耳量的比。
較佳地，經由加入酸實施該方法。於一變體中，該方法因此額外包含製程步驟c')：對反應混合物加入酸。該酸可較佳地為布忍斯特(Brønsted)酸或路易(Lewis)氏酸。
適當之布忍斯特酸較佳地具有pKa 5之酸強度和較佳地pKa 3之酸強度。報告之酸強度pKa係基於標準條件(25℃,1.01325巴)下測量之pKa。於多質子酸之情況下，本發明之酸強度pKa係第一質子解離步驟之pKa。
較佳地，該酸不是羧酸。
適當之布忍斯特酸係例如過氯酸、硫酸、磷酸、甲基膦酸及磺酸。較佳地，該酸係硫酸或磺酸。適當之磺酸係例如甲烷磺酸、三氟甲烷磺酸、三級丁烷磺酸、對甲苯磺酸(PTSA)、2-羥基丙烷-2-磺酸、2,4,6-三甲基苯磺酸及十二烷基磺酸。特別較佳之酸係硫酸、甲烷磺酸、三氟甲烷磺酸及對甲苯磺酸。
所使用之路易氏酸可為例如三氟甲烷磺酸鋁。
於一實施態樣中，於該製程步驟c')加入之酸的量係基於該製程步驟a)所使用之烯屬不飽和化合物的莫耳量為0.3至40莫耳%，較佳地0.4至15莫耳%，甚佳地0.5至5莫耳% 且最佳地0.6至3莫耳%。
下述實施例說明本發明。
於保護性氣體下，使用標準舒倫克(Schlenk)技術進行所有下述之製備。溶劑於使用前經適當之乾燥劑乾燥(參閱文獻Purification of Laboratory Chemicals,W.L.F.Armarego(作者),Christina Chai(作者),Butterworth Heinemann(Elsevier)，第6版，Oxford 2009)。
令三氯化磷(Aldrich)在使用前於氬氣下經蒸餾。所有製備性操作係於經烘烤之容器內進行。藉由NMR光譜儀對產物進行特徵界定。化學位移(δ)係以ppm報告。31P NMR訊號參照如下：SR31P=SR1H * (BF31P/BF1H)=SR1H * 0.4048(參閱文獻Robin K.Harris,Edwin D.Becker,Sonia M.Cabral de Menezes,Robin Goodfellow,and Pierre Granger,Pure Appl.Chem.,2001,73,1795-1818；Robin K.Harris,Edwin D.Becker,Sonia M.Cabral de Menezes,Pierre Granger,Roy E.Hoffman and Kurt W.Zilm,Pure Appl.Chem.,2008,80,59-84)。
使用Bruker Avance 300或Bruker Avance 400記錄核共振光譜，使用Agilent GC 7890A進行氣相層析分析，使用Leco TruSpec CHNS和Varian ICP-OES 715進行元素分析且 使用Thermo Electron Finnigan MAT 95-XP和Agilent 6890 N/5973儀器進行ESI-TOF質譜分析。
藉由克內歇(Knochel)法且使用異丙基氯化鎂以製備用於合成氯-2-吡啶基-三級丁基膦之格任亞(Grignard)試劑(參閱文獻Angew.Chem.2004,43,2222-2226)。依據Budzelaar之方法進行製備(參閱文獻Organometallics 1990,9,1222-1227)。
將異丙基氯化鎂溶液(Knochel氏反應劑，1.3M,8.07ml)導入至配備磁攪拌棒和隔板之圓底燒瓶(50ml)並經冷卻至-15℃。隨後，迅速地逐滴加入2-溴吡啶(953.5μl,10毫莫耳)。該溶液立即呈現黃色。令該溶液回溫至-10℃。依據下述方法測定反應轉化率：抽取該溶液(約100μl)並導入至飽和氯化銨溶液(1ml)。若該溶液產生氣泡，則已生成不多的格任亞試劑。令該水溶液經***吸管萃取並令有機相置於Na2SO4上乾燥。記錄該***溶液之氣相層析(GC)。當與2-溴吡啶相比較已生成大量之吡啶時，轉化為高。於-10℃下，已有少量轉化。經回溫至室溫並進行攪 拌1至2小時後，該反應溶液呈現褐黃色。GC檢測顯示完全轉化。現在可使用注射泵緩慢逐滴加入該格任亞試劑溶液至先前業已經冷卻至-15℃之二氯三級丁基膦(1.748g,11毫莫耳)的THF(10ml)溶液。重要的是該二氯三級丁基膦溶液經冷卻。於室溫下，將得到相當數量之二吡啶基-三級丁基膦。起初生成澄清黃色溶液，其隨後呈現霧狀。令該混合物靜置回溫至室溫並經隔夜攪拌。依據GC-MS分析，已生成大量產物。於高真空下除去溶劑並得到於數處呈現褐色之帶白色固體。令該固體懸浮於庚烷(20ml)並藉由超音波浴粉碎該固體。經令該白色固體沉降後，傾析該溶液。重複該操作2次，其中每次使用庚烷10至20ml。於該庚烷溶液於高真空下經濃縮後，令該溶液經減壓下蒸餾。於4.6毫巴、油浴120℃及蒸餾溫度98℃下，可蒸餾產物。得到無色油(1.08g,50%)。
分析數據：1H NMR(300MHz,C6D6)：δ 8.36(m,1H,Py),7.67(m,1H,Py),7.03-6.93(m,1H,Py),6.55-6.46(m,1H,Py),1.07(d,J=13.3Hz,9H，三級丁基)。
13C NMR(75MHz,C6D6)：δ 162.9,162.6,148.8,135.5,125.8,125.7,122.8,35.3,34.8,25.9及25.8。
31P NMR(121MHz,C6D6)：δ 97.9。
MS(EI)m：z(相對強度)201(M+,2),147(32),145(100),109(17),78(8),57.1(17)。
使用之化學品：二茂鐵(6.4g,34.4毫莫耳)
TMEDA(11ml,8g,68.9毫莫耳，2當量)
1.6N丁基鋰(己烷溶液)(44.1ml,70.6毫莫耳，2.05當量)
氯(三級丁基-2-吡啶基)膦(12.5ml,13.7g,68毫莫耳)
無水庚烷、純水及Na2SO4(無水)
於配備低溫溫度計、磁攪拌棒及回流冷凝器之三頸燒瓶(250ml)內且於氬氣下稱重二茂鐵(6.4g)並加入無水庚烷(70ml)。令該二茂鐵完全溶解。隨後對該溶液先後加入TMEDA(11ml)和1.6N n-BuLi(44.1ml)。令反應溶液於室溫下經隔夜靜置。生成固體(大橙色結晶)。除去上清液。對該固體加入庚烷(100ml)，藉由冰浴令混合物冷卻至約5℃且隨後於半小時內緩慢逐滴加入已溶解於庚烷(10ml)之氯(三級丁基-2-吡啶基)膦(12.5ml)。該大結晶逐漸溶解並生成氯化鋰沉澱。令懸浮液於5℃下經攪拌半小時並隨後於室溫下再經攪拌1小時。令有機相經脫氣水沖洗3次(每次20ml)。隨後令該有機相置於Na2SO4(無水)乾燥，過濾除去該硫酸鈉，令該硫酸鈉經庚烷沖洗3次(每次20ml)且令結合之溶液於減壓下經乾燥。生成橙色油，其於冰箱內經隔夜完全結晶。產率：17.1g(96%)。 分析數據： 1H NMR(300MHz,C6D6)：δ 8.66-8.56(m,2H,Py),7.76-7.69(m,2H,Py),7.08-6.97(m,2H,Py),6.69-6.61 (m,2H,Py),5.17(m,1H，二茂鐵基),4.94(m,1H，二茂鐵基),4.37(m,1H，二茂鐵基),4.17(m,1H，二茂鐵基),4.05(m,1H，二茂鐵基),3.98-3.93(m,3H，二茂鐵基),1.14(d,J=12.7Hz,9H，三級丁基),1.12(d,J=12.7Hz,9H，三級丁基)。
13C NMR(75MHz,C6D6)：δ 163.6,163.5,149.8,149.8,149.6,134.6,134.4,132.5,132.4,132.0,132.0,122.7,78.4,78.0,77.9,77.6,74.2,74.1,74.0,74.0,73.8,72.6,72.4,71.7,71.6,71.5,31.8,31.7,31.7,31.6,28.3及28.2。
31P NMR(121MHz,C6D6)：δ 7.3和7.1。
由δ 7.3和7.1ppm之2個緊密相鄰的膦訊號明顯可知，該化合物8存有2種非鏡像異構物形式。如下述分離該2種非鏡像異構物。
首先製備該非鏡像異構物混合物之各別硼烷加成物並隨後經管柱層析分離。可分離3種產物：該各別之非鏡像異構性硼烷加成物和經單取代之副產物。
於氬氣下對配備氮氣頭和磁攪拌棒之圓底燒瓶(50ml)起初載入呈紅褐色之雙(2-吡啶基-三級丁基膦基)二茂鐵配體(700mg,1.36毫莫耳)並經隔板封閉。經加入THF(10 ml)後，生成呈橙紅色之澄清溶液。現在於室溫下迅速地加入1M硼烷溶液(2.99ml,2.2當量，2.99毫莫耳)。經攪拌2天後，仍呈現呈橙紅色之澄清溶液。薄層層析清楚地顯示2個產物，該等產物可經由KMnO4溶液染色。Rf1=0.15且Rf2=0.31(乙酸乙酯：庚烷=1：7)。令該硼烷加成物經Combiflash裝置(CombiFlash® Rf,TELEDYNE ISCO,Teledyne科技公司)層析2次(純庚烷5分鐘且隨後於40分鐘內乙烯含量增加至5%)。於第一次操作，可分離經快速洗提的經單取代之硼烷加成物。產率：28mg(5.6%)。於第二次操作，得到非鏡像異構物1-BH3(132mg,17.9%產率)和經些微緩慢洗提之非鏡像異構物2-BH3(376mg,51%產率)。該2個化合物為橙褐色固體。
經單取代之副產物：1H NMR(300MHz,CDCl3)：δ 8.87(m,1H,py),8.30(m,1H,py),7.83(m,1H,py),7.43(m,1H,py),5.21(m,1H，二茂鐵基),4.74(m,1H，二茂鐵基),4.43(m,1H，二茂鐵基),3.82(s,5H,Cp-),1.01(d,J=14.5Hz,9H，三級丁基),1.60-0.36(br,BH3)。
13C NMR(75MHz,CDCl3)：δ 149.4,149.3,135.7,135.5,130.5,130.2(Py),75.8,75.6,74.1,71.9,71.8,70.6,70.4(二茂鐵基),69.5(Cp-),31.5,31.1及25.9(三級丁基)。
31P NMR(121MHz,C6D6)：δ 30.3(m(br),P-BH3)，產率：28mg(5.6%)(黃色油)。
非鏡像異構物1-BH3(Cs)：1H NMR(300MHz, CDCl3)：δ 8.91(m,2H,py),8.26(m,2H,py),7.83(m,2H,py),7.44(m,2H,py),5.25(m,2H，二茂鐵基),4.24(m,2H，二茂鐵基),4.07(m,2H，二茂鐵基),3.62(m,2H，二茂鐵基),0.99(d,J=14.0Hz,18H，三級丁基),1.54-0.19(br,BH3，難解析)。
13C NMR(75MHz,CDCl3)：δ 154.7,153.7,149.7,149.6,135.6,135.4,130.3,130.0,124.8,124.7(Py),76.1,75.6,75.9,75.2,74.7,74.6,72.9,72.7,66.3和65.5(二茂鐵基),31.4,30.9,25.8和25.7(三級丁基)。
31P NMR(121MHz,C6D6)：δ 29.9(d(br),J=68.1Hz,P-BH3)，產率：132mg(17.9%)(橙色固體)。
非鏡像異構物2-BH3(C2)：1H NMR(300MHz,CDCl3)：δ 8.88(m,2H,py),8.28(m,2H,py),7.85(m,2H,py),7.47(m,2H,py),4.73(m,2H，二茂鐵基),4.67(m,2H，二茂鐵基),4.29(m,2H，二茂鐵基),3.57(m,2H，二茂鐵基),0.98(d,J=14.6Hz,18H，三級丁基),1.61-0.25(br,BH3，難解析)。
13C NMR(75MHz,CDCl3)：δ 154.8,153.9,149.3,149.2,135.7,135.6,130.5,130.2,124.8(Py),76.3,74.8,74.7,74.6,73.2,73.1,66.1和65.3(二茂鐵基),31.4,31.0和25.8(三級丁基)。
31P NMR(121MHz,C6D6)：δ 30.1(d(br),J=63.7Hz,P-BH3)，產率：376mg(51%)(橙色固體)。
藉由下述方法可自該等硼烷加成物製備該等游離膦配 體(非鏡像異構物1(Cs)8.1和非鏡像異構物2(C2)8.2)：
於業已藉由抽真空並經充填惰性氣體惰性化之配備磁攪拌棒的圓底燒瓶(50ml)內且於氬氣下稱重非鏡像異構物2-BH3(C2)(376mg)並令該燒瓶經隔板封閉。隨後加入無水嗎啉(7ml)並生成橙色懸浮液，令該固體於50℃下且於水浴上逐漸溶解以生成橙色澄清溶液。經4小時後，依據薄層層析和31P NMR，該硼烷加成物業已完全轉化為游離膦。於該橙色澄清溶液冷卻後，於油泵真空下除去嗎啉並令橙色殘餘物經層析。為使產物與嗎啉-硼烷加成物分離，該層析係必要的。首先，令溶析液(庚烷：乙酸乙酯，2：1)經氬氣通過達1小時以除去溶氧。令配備隔板、氮氣連接及填充矽膠60之管柱的三頸燒瓶(250ml)之頂部經另 一隔板封閉，藉由重複抽真空和填充氬氣進行惰性化處理且經該溶析液洗提。令橙色殘餘物溶解於該溶析液(2至3ml)並載入該管柱。於氬氣下藉由轉移針施加該溶析液至該管柱可使該膦經層析。藉由產物之橙色，易於觀察該層析終了。藉由注射器將經層析之橙色溶液轉移至氮氣燒瓶並於高真空下除去該溶劑。得到黏稠黃色油，其逐漸固化。產率：312mg(87.3%)。
非鏡像異構物2(C2)8.2：1H NMR(300MHz,C6D6)：δ 8.58(m,2H,py),7.72(t,t,J=7.8Hz,1.3Hz,2H,py),7.02(t,t,J=7.6Hz,J=2.1Hz,2H,py),6.68-6.62(m,2H,py),4.93(m,2H，二茂鐵基),4.37(m,2H，二茂鐵基),3.95(m,4H，二茂鐵基),1.13(d,J=12.0Hz,18H，三級丁基)。
13C NMR(75MHz,CDCl3)：δ 163.6和163.4(C),149.6,149.5,134.6,134.4,132.6,131.9,122.7(py),78.5,77.9,74.0,73.9,73.7,72.5,71.7,71.5(二茂鐵基),31.831.6,28.3和28.1(三級丁基)。
31P NMR(121MHz,C6D6)：δ 7.1。
HRMS(ESI)m/z+計算C28H34FeN2P2(M+H)+ 517.16197；發現：517.16221。
藉由類似之方法，亦可製備其他非鏡像異構物1(Cs)8.1。此處，使用該硼烷加成物(318mg)並經層析後得到呈紅橙色之非鏡像異構物1(Cs)8.1(219mg,73%)。
非鏡像異構物1(Cs)8.1：1H NMR(300MHz,C6D6)： δ 8.63(m,2H,py),7.72(t,t,J=7.8Hz,1.1Hz,2H,py),7.04(t,t,J=7.6Hz,J=2.1Hz,2H,py),6.66(m,2H,py),5.17(m,2H，二茂鐵基),4.17(m,2H，二茂鐵基),4.05(m,2H，二茂鐵基),3.95(m,2H，二茂鐵基),1.11(d,J=12.3Hz,18H，三級丁基)。
13C NMR(75MHz,C6D6)：δ 163.5和163.3(C),149.7,149.6,134.5,134.3,132.4,131.8和122.6(py),77.9,77.4,74.1,74.0,73.8,72.3,71.5和71.4(二茂鐵基),31.7,31.5,28.2和28.0(三級丁基)。
31P NMR(121MHz,C6D6)：δ 7.2。
HRMS(ESI)m/z+計算C28H34FeN2P2(M+H)+ 517.16197；發現：517.16221。
由該非鏡像異構物混合物可測定該等非鏡像異構物之異構物比8.2：8.1(C2：Cs)為56：43(NMR光譜)。
製備鈀錯合物K5.1和K5.2
如下述，於庚烷中且於順丁烯二醯亞胺之存在下，自該非鏡像異構性純膦配體8.1和8.2製備具有Cs對稱之對應鈀錯合物K5.1a和K5.1b和具有C1對稱之錯合物K5.2：錯合物K5.2：於舒倫克(Schlenk)容器(10ml)內稱重鈀前驅物(環戊二烯基烯丙基鈀)(58.1mg,0.274毫莫耳)並溶解於經解凍之庚烷(5ml)。令該紅色澄清溶液經通過寅氏鹽(Celite)過濾至業已經氮氣惰性化之燒瓶(25ml)。於氬氣下，於第二個舒倫克(Schlenk)容器內，令非鏡像異構物8.2(C2)(150mg,0.29毫莫耳)和N-甲基順丁烯二醯亞胺(30.4mg,0.274毫莫耳)溶解於庚烷(6ml)。藉由僅於60℃下且於水浴上加熱，使該N-甲基順丁烯二醯亞胺完全溶解。於室溫下藉由注射器泵令該澄清黃橙色溶液緩慢逐滴加入至該紅色鈀前驅物溶液。該溶液之顏色變淡且生成黃色沉澱物。隔天，該沉澱物經靜置沉降並傾析上清液。經庚烷(1至2ml)沖洗3次後，藉由油泵抽氣使黃色沉澱物乾燥。得到黃色固體(200mg,95%)。依據31P NMR，如2個特徵性雙峰所示，C1對稱性錯合物必須由該C2對稱性配 體生成。
1H NMR(300MHz,C6D6)：δ 8.48(m,2H,py),8.12(m,2H,py),7.13(m,1H,py),7.02(t,t,J=7.6Hz,J=2.3Hz,1H,py),6.63(m,2H,py),5.32(m,1H，二茂鐵基),4.89(m,1H，二茂鐵基),4.45(m,2H，二茂鐵基),3.95(m,1H，二茂鐵基),3.92(m,2H，二茂鐵基),3.85(m,2H，二茂鐵基),3.44(m,1H，二茂鐵基),3.03(s,3H,NMe),1.36(d,J=14.9Hz,9H，三級丁基),1.32(d,J=14.6Hz,9H，三級丁基)。
13C NMR(75MHz,C6D6)：δ 175.9和175.8(CO),160.2,159.7,158.5和158(C),149.5,149.4,135.6,135.4,135.1,135.0,134.8,134.5,133.9,124.3,123.9(py),78.6,78.3,76.8,76.5,75.0,74.8,74.4,74.2,73.8,73.4,72.7,72.6,72.5,71.0,70.5,70.4(二茂鐵基),52.6,52.5,52.2,52.1,51.1,51.0,50.7,50.6(順丁烯二醯亞胺),35.5,35.3,35.1,28.1,28.0,27.4,27.3(三級丁基),23.5(NMe)。
31P NMR(121MHz,C6D6)：δ 47.3(d,J=16Hz),46.4(d,J=16Hz)。
錯合物K5.1：類似於製備鈀錯合物K5.2之方法，自該非鏡像異構物8.1製備鈀錯合物K5.1。
1H NMR(300MHz,C6D6)：δ 8.27(m,2.77H,py),7.74(t,J=7.3Hz,2H,py),7.62(m,0.77H,py),6.81(t,t,J=7.7Hz,J=2.2Hz,2H,py),6.66(t,t,J=7.7Hz,J=2.1Hz,0.77H,py),6.39(m,2.77H,py),4.66(m,0.77H, 次甲基),4.49(m,2H，次甲基),4.42(m,0.77H，次甲基),4.33(m,2H，次甲基),4.27(m,2H，次甲基),4.19(m,0.77H，次甲基),4.05(m,2.77H，次甲基),3.95(m,2.77H，次甲基),3.10(s,3H,NMe),3.03(s,1.21H,NMe),1.36(d,J=13.9Hz,25.26H，三級丁基)。
31P NMR(121MHz,C6D6)：δ 46.9和46.3。產率：46mg(90%)，黃色固體。
由該1H NMR光譜可知，該配體8.1(Cs)反應生成2個非鏡像異構性Cs對稱性鈀錯合物K5.1a和K5.1b(Cs)(比例為72：28)，因為該順丁烯二醯亞胺可承擔2個可區分之位置。藉由該1H NMR光譜於3.10和3.03ppm處之N-甲基的面積積分可測定該比例。該31P NMR光譜同樣地顯示2個單峰，該2個單峰可被指定給2個具有Cs對稱之可能的非鏡像異構性錯合物。
相對地，該配體非鏡像異構物8.2(C2)導致生成具有C1對稱之均質錯合物。由於順丁烯二醯亞胺與該金屬中心之牢固結合的結果，該C2對稱性喪失，但是相對於該非鏡像異構物8.1(Cs)，該順丁烯二醯亞胺旋轉180°將不會導致生成新異構物。此處，於該1H NMR光譜之3.03ppm處，該順丁烯二醯亞胺僅顯示1個單峰，且基於該C1對稱性，該順丁烯二醯亞胺於該31P NMR光譜顯示2個雙峰。
於玻璃小瓶進行熱壓器實驗之一般實驗方法： 使用Parr反應器(300ml)。與該Parr反應器相配的是具有對應大小之鋁塊，該鋁塊業已經內部製造且適合於藉由慣用之磁攪拌棒(例如購自Heidolph者)進行加熱。於該熱壓器內部，設置厚度約1.5cm之圓金屬盤，其含有對應該等玻璃小管之外部直徑的6個孔洞。配置於該等玻璃小管的是小磁攪拌棒。該等玻璃小管配備螺絲帽和適當之隔板且使用藉由玻璃鼓風機製造之特殊裝置於氬氣下載入適當之反應物、溶劑、觸媒及添加劑。對此，同時充填6個容器，其允許於相同溫度和相同壓力下於一次實驗進行6個反應。隨後該等玻璃小管經螺絲帽和隔板封閉且使用適當大小之小注射器插管以刺穿每一個該隔板。此操作允許隨後於反應之氣體交換。隨後將該等玻璃小管置於該金屬盤並於氬氣下經轉移至該熱壓器。令該熱壓器經CO清洗並於室溫下充填所欲之CO壓力。隨後，藉由該磁攪拌棒且於磁性攪拌下，加熱該熱壓器至反應溫度並使反應進行適當之時間。隨後，令該熱壓器冷卻至室溫並緩慢地釋放壓力。隨後，令該熱壓器經氮氣清洗。自該熱壓器取出該等玻璃小管並加入預定量之適當標準物。完成GC分析且使用其結果以測定產率和選擇性。
GC分析：對於該GC分析，使用Agilent 7890A氣相層析儀，其含有30m HP5管柱。溫度輪廓：35℃,10分鐘；10℃/分鐘至200℃；注射體積1μl且分流50：1。
異C9酯之滯留時間：19.502至20.439分鐘(主峰19.990分鐘)
正C9酯之滯留時間：20.669,20.730,20.884,21.266分鐘
此處報告之正選擇性關於基於甲氧羰基化產物之總產率終端甲氧羰基化之比例。
為檢驗該錯合物[Pd(Cp2Fe)(P(2-吡啶基)(三級丁基))2 η2-(N-甲基順丁烯二醯亞胺)]之非鏡像異構物K5.1和K5.2的活性，使用莫耳比為40：60之非鏡像異構物K5.1和K5.2的混合物。
所使用之基準反應係1-辛烯之甲氧羰基化以生成壬酸甲酯。
於此等實驗中，選擇反應條件(40巴CO,60℃,時間T=變數)以使完全轉化不能發生。為進行該等實驗，製備2個儲存溶液。該等儲存溶液之一者係由錯合物混合物(2.93 mg[Pd]之MeOH(5ml)溶液)組成且另一者係由酸(22.8mg對甲苯磺酸之MeOH(10ml)溶液)組成。將該等儲存溶液(各1ml)於氬氣下加入至配備隔板、插管及小磁攪拌棒之4ml小管並將該小管置入圓盤傳送帶且隨後將該圓盤傳送帶置入Parr熱壓器(300ml)。經氬氣和CO清洗後，注入CO至40巴並隨後將該熱壓器置入業已預先加熱至60℃之鋁塊。
藉由反應時間15、30及40分鐘之變化，進行3個該實驗。經該反應後，令該熱壓器置於室溫下並小心地進行減壓。隨後加入異辛烷(300μl)以作為進行定量GC測定之標準物並充分混合。結果整理於下表：
由表3可知，本發明之非鏡像異構物混合物對烯屬不飽和化合物類(特別是長鏈烯烴)之烷氧羰基化具有極佳之催化性質。因此，免除非鏡像異構物分離係可能的。
Claims (14)
- 一種非鏡像異構物混合物，其包含式(I.1)和(I.2)之非鏡像異構物：
- 如請求項1之非鏡像異構物混合物，其中該式(I.1)與(I.2)之莫耳比係介於10：90至70：30。
- 如請求項1或2之非鏡像異構物混合物，其中R1和R3各別為具有5至10個環原子之雜芳基。
- 如請求項1或2之非鏡像異構物混合物，其中R1和R3各別為吡啶基。
- 如請求項1或2之非鏡像異構物混合物，其中R1和R3係相同之基團且R2和R4係相同之基團。
- 如請求項1或2之非鏡像異構物混合物，其中該非鏡像異構物I.1和I.2係式(8.1)和(8.2)之化合物：
- 一種錯合物混合物，其包含第一錯合物和第二錯合物，該第一錯合物包含Pd和如請求項1至6中任一項之式(I.1)之非鏡像異構物且該第二錯合物包含Pd和如請求項1 至6中任一項之式(I.2)之非鏡像異構物。
- 一種方法，其包含下述之製程步驟：a)起初載入烯屬不飽和化合物；b)加入如請求項1至6中任一項之非鏡像異構物混合物和包含Pd之化合物或加入如請求項7之錯合物混合物；c)加入醇；d)饋入CO；及e)加熱該反應混合物以轉化該烯屬不飽和化合物為酯。
- 如請求項8之方法，其中該烯屬不飽和化合物包含2至30個碳原子和可選擇地一或多個官能基，該(等)官能基選自羧基、硫羧基、磺基、亞磺醯基、羧酸酐、醯亞胺、羧酸酯、磺酸酯、胺甲醯基、胺磺醯基、氰基、羰基、硫酮甲基、羥基、巰基、胺基、醚、硫醚、芳基、雜芳基、矽基及/或鹵素取代基。
- 如請求項8或9之方法，其中該烯屬不飽和化合物選自乙烯、丙烯、1-丁烯、順式-及/或反式-2-丁烯、異丁烯、1,3-丁二烯、1-戊烯、順式-及/或反式-2-戊烯、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、己烯、四甲基乙烯、庚烯、1-辛烯、2-辛烯、二正丁烯或彼等之混合物。
- 如請求項8或9之方法，其中該烯屬不飽和化合物包含6至22個碳原子。
- 如請求項8或9之方法，其中於製程步驟b)中該包含Pd之化合物選自氯化鈀、乙醯丙酮鈀(II)、乙酸鈀(II)、二氯(1,5-環辛二烯)鈀(II)、雙(二亞苄基丙酮)鈀、雙(乙腈)二氯鈀(II)或(桂醯基)二氯鈀。
- 如請求項8或9之方法，其中於製程步驟c)中該醇選自甲醇、乙醇、1-丙醇、1-丁醇、1-戊醇、1-己醇、2-丙醇、三級丁醇、3-戊醇、環己醇、酚或彼等之混合物。
- 一種如請求項1至6中任一項之非鏡像異構物混合物或如請求項7之錯合物混合物於催化烷氧羰基化反應之用途。
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| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |