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特表2023-520144エチレンと極性コモノマーとの共重合用の立体障害ホスフィノ-尿素担持ニッケル(II)又はパラジウム(II)触媒
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-05-16
(54)【発明の名称】エチレンと極性コモノマーとの共重合用の立体障害ホスフィノ-尿素担持ニッケル(II)又はパラジウム(II)触媒
(51)【国際特許分類】
   C08F 4/26 20060101AFI20230509BHJP
   C08F 4/70 20060101ALI20230509BHJP
   C08F 210/02 20060101ALI20230509BHJP
【FI】
C08F4/26
C08F4/70
C08F210/02
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022555187
(86)(22)【出願日】2021-03-31
(85)【翻訳文提出日】2022-09-13
(86)【国際出願番号】 US2021025161
(87)【国際公開番号】W WO2021202722
(87)【国際公開日】2021-10-07
(31)【優先権主張番号】63/002,767
(32)【優先日】2020-03-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】502141050
【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100092783
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100095360
【弁理士】
【氏名又は名称】片山 英二
(74)【代理人】
【識別番号】100120134
【弁理士】
【氏名又は名称】大森 規雄
(72)【発明者】
【氏名】ネット、アレックス ジェイ.
(72)【発明者】
【氏名】スピニー、ヘザー エー.
(72)【発明者】
【氏名】セネカル、トッド ディー.
(72)【発明者】
【氏名】ウィルソン、デイヴィッド アール.
(72)【発明者】
【氏名】フローセ、ロバート ディー.ジェイ.
(72)【発明者】
【氏名】ガルツァ ゴンザレス、アレハンドロ ジェイ.
【テーマコード(参考)】
4J015
4J100
4J128
【Fターム(参考)】
4J015DA04
4J015DA05
4J015DA23
4J015DA37
4J100AA02P
4J100AL03Q
4J100CA01
4J100CA04
4J100DA01
4J100DA04
4J100DA24
4J100FA10
4J100FA19
4J128AA01
4J128AB00
4J128AC48
4J128AF02
4J128AF03
4J128BA01A
4J128BA01B
4J128BB00A
4J128BB00B
4J128BB01B
4J128BC12B
4J128BC25B
4J128EA01
4J128EB02
4J128EB25
4J128EC01
4J128EC02
4J128GA01
4J128GA06
4J128GA19
4J128GB01
(57)【要約】
触媒系を使用してオレフィンモノマーを重合するプロセス及び式(I)
【化1】
による構造を有するプロ触媒を含む触媒系。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(I)によるプロ触媒であって、
【化1】
式中、
Mが、ニッケル(II)又はパラジウム(II)であり、
Xが、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、-CHSi(R3-Q(OR、-Si(R3-Q(OR、-OSi(R3-Q(OR、-Ge(R3-Q(OR、-P(R2-W(OR、-P(O)(R2-W(OR、-N(R、-N(Si(R、-NRSi(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、-OCF、-S(O)R、-S(O)、-OS(O)、-N=C(R、-N=CH(R)、-N=CH、-N=P(R、-OC(O)R、-C(O)OR、-C(O)R、-C(O)H-N(R)C(O)R、-N(R)C(O)H、-NHC(O)R、-NHC(O)H、-C(O)N(R、-C(O)NHR、-C(O)NH、ハロゲン、又は水素から選択される配位子であり、
式中、各Rが、独立して、(C~C30)ヒドロカルビル又は(C~C30)ヘテロヒドロカルビルであり、任意選択的に1つ以上のRで置換されており、
下付き文字Qが、0、1、2、又は3であり、
下付き文字Wが、0、1、又は2であり、
Yが、任意選択的にXに共有結合したルイス塩基であり、
及びRが、(C~C40)アリール又は(C~C40)ヘテロアリールから選択され、任意選択的に1つ以上のRで置換されており、
及びRが、独立して、式(II)を有する基から選択され、
【化2】
式中、
11、R12、R13、R14、及びR15が、独立して、(C~C30)ヒドロカルビル、(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、-OR、-NR 、-SR、ハロゲン、又は-Hであり、式中、各Rが、(C~C30)ヒドロカルビルであり、但し、R11及びR15のうちの少なくとも1つが、-Hではなく、
式(I)中の各Rが、独立して、(C~C30)ヒドロカルビル、(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、又は-Hであり、
式(I)中の各Rが、独立して、(C~C20)ヒドロカルビル又はハロゲンである、プロ触媒。
【請求項2】
Yが、中性ルイス塩基性非プロトン性(C~C40)ヘテロ炭化水素である、請求項1に記載のプロ触媒。
【請求項3】
及びRが、同一である、請求項1又は2に記載のプロ触媒。
【請求項4】
11及びR15が、独立して、-O[(C~C10)アルキル]である、請求項3に記載のプロ触媒。
【請求項5】
11及びR15が、メトキシである、請求項3に記載のプロ触媒。
【請求項6】
11及びR15が、エトキシである、請求項3に記載のプロ触媒。
【請求項7】
11及びR15が、独立して、-N[(C~C10)アルキル]である、請求項3に記載のプロ触媒。
【請求項8】
とRとが、結合しており、前記プロ触媒が、式(III)による構造を有し、
【化3】
式中、R21-28の各々が、独立して、-H、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-P(O)(R、-N(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、又はハロゲンから選択され、式中、各Rが、(C~C30)ヒドロカルビル、(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、又は-Hであり、
Ni、Y、X、R、及びRが、式(I)で定義された通りである、請求項1~7のいずれか一項に記載のプロ触媒。
【請求項9】
22及びR27が、独立して、任意選択的にRで置換された(C~C40)アリールであり、Rが、(C~C30)ヒドロカルビル、-CF、又はハロゲン原子である、請求項8に記載のプロ触媒。
【請求項10】
22及びR27が、独立して、3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル又は3,5-ジ-tert-ブチルフェニルである、請求項9に記載のプロ触媒。
【請求項11】
22及びR27が、独立して、(C~C20)アルキルである、請求項8に記載のプロ触媒。
【請求項12】
23及びR26が、独立して、任意選択的にRで置換された(C~C40)アリールであり、Rが、(C~C30)ヒドロカルビル、-CF、又はハロゲン原子である、請求項8~11のいずれか一項に記載のプロ触媒。
【請求項13】
23及びR26が、独立して、(C~C20)アルキルである、請求項8~11のいずれか一項に記載のプロ触媒。
【請求項14】
23及びR26が、-CFである、請求項8~11のいずれか一項に記載のプロ触媒。
【請求項15】
21-28のすべてが、-Hである、請求項8~14のいずれか一項に記載のプロ触媒。
【請求項16】
及びRが、少なくとも1つのRで置換された(C~C40)アリールであり、各Rが、独立して、(C~C30)ヒドロカルビル、-CF、又はハロゲン原子である、請求項1~7のいずれか一項に記載のプロ触媒。
【請求項17】
及びRが、独立して、フェニル、3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル、又は3,5-ジ-tert-ブチルフェニルである、請求項1~7のいずれか一項に記載のプロ触媒。
【請求項18】
Xが、-CHSi(CHである、請求項1~17のいずれか一項に記載のプロ触媒。
【請求項19】
エチレン、及び任意選択的に1つ以上の(C~C10)α-オレフィンモノマー、又は任意選択的に1つ以上の環状オレフィンモノマーを、請求項1~18のいずれか一項に記載のプロ触媒の存在下で、重合することを含む、重合プロセス。
【請求項20】
エチレン、極性コモノマー、及び任意選択的に1つ以上の(C~C10)α-オレフィンモノマー、又は任意選択的に1つ以上の環状オレフィンモノマーを、請求項1~18のいずれか一項に記載のプロ触媒の存在下で、重合することを含む、重合プロセス。
【請求項21】
前記極性コモノマーが、アクリレート(CH=CHC(O)(OR))、グリシジルアクリレート、CH=CH(CHC(O)(OR)、CH=CHC(O)R、CH=CH(CHC(O)R、CH=CH-OC(O)R、CH=CH(CH-OC(O)R、CH=CH(OR)、CH=CH(CH(OR)、CH=CHSi(R)3-T(OR)、CH=CH(CHSi(R)3-T(OR)、CH=CH-OSi(R)3-T(OR)、CH=CH(CH-OSi(R)3-T(OR)、又はCH=CHClから選択され、式中、各Rが、-H、置換(C~C30)ヒドロカルビル、非置換(C~C30)ヒドロカルビル、置換(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、又は非置換(C~C30)ヘテロヒドロカルビルから選択され、各Tが、0、1、2、又は3であり、各nが、1~10である、請求項19に記載の重合プロセス。
【請求項22】
前記極性コモノマーが、tert-ブチルアクリレートである、請求項21に記載の重合プロセス。
【請求項23】
前記極性コモノマーが、n-ブチルアクリレートである、請求項21に記載の重合プロセス。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、2020年3月31日に出願された米国特許仮出願第63/002,767号の優先権を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示の実施形態は、概して、エチレンと極性コモノマーとの重合触媒系、及びプロセスに関し、より具体的には、立体障害ホスフィノ-尿素担持ニッケル(II)触媒を含むエチレンとアクリレートとの共重合触媒系、及び触媒系を組み込むオレフィン重合プロセスに関する。
【背景技術】
【0003】
商業的に、エチレン/アクリレートコポリマーは、高圧及び/又は高温ラジカルプロセスを通して形成され、低密度ポリエチレン(LDPE)と同様の高度に分岐した微細構造を有する。配位触媒作用は、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)と同様の構造を有する高度に直鎖状のエチレン/アクリレートコポリマーへのルートを提供する。配位触媒作用によって形成される直鎖状エチレン/アクリレートコポリマーは、ラジカルプロセスを通して形成されるコポリマーよりも優れた結晶化度及び高い耐熱性を示す。
【0004】
エチレン重合に適した一般的な有機金属配位触媒は、コモノマーとしてアクリレートを含む系との適合性がない。例えば、LLDPE(エチレン/α-オレフィンコポリマー)の工業的製造において使用されるIV族金属触媒(Ti、Zr、Hf)は、アクリレートを含む極性オレフィンモノマーとの適合性がない。アクリレートの酸素原子は、ルイス酸性IV族金属と強く配位するため、エチレン/アクリレート重合中に、金属の活性部位がアクリレートによって遮断され、更なるオレフィン重合が妨げられる。
【0005】
IV族金属触媒とアクリレートとの非適合性のため、10族金属(Pd、Ni)を含有する電子を豊富に含む金属触媒が、エチレンとアクリレートモノマーとの共重合反応において探索されてきた。しかしながら、多くの報告されているNi及びPd含有金属触媒は、(a)遅い重合速度、及び/又は(b)対称の極性モノマーの低い組み込みを欠点として持つ。
【発明の概要】
【0006】
エチレン共重合活性の高い速度及びアクリレートコモノマーの高い組み込みの両方を促進するNi及びPd触媒の配位子骨格を作成する必要性が継続的に存在する。ニッケル又はパラジウムの配位子骨格を用いて、エチレンと極性モノマーとを配位触媒作用を介して共重合して、高度に直鎖状のLLDPEのようなコポリマーを形成し得る。高度に直鎖状のコポリマーは、80℃未満の温度とは対照的に、より高い適用温度、具体的には80℃~150℃で改善された耐クリープ性及び寸法安定性を示し得る。
【0007】
本開示の実施形態は、触媒系を含む。触媒系は、式(I)による構造を有するプロ触媒を含む。
【0008】
【化1】
【0009】
式(I)中、Mは、ニッケル(II)又はパラジウム(II)であり、Xは、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、-CHSi(R3-Q(OR、-Si(R3-Q(OR、-OSi(R3-Q(OR、-Ge(R3-Q(OR、-P(R2-W(OR、-P(O)(R2-W(OR、-N(R、-N(Si(R、-NRSi(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、-OCF、-S(O)R、-S(O)、-OS(O)、-N=C(R、-N=CH(R)、-N=CH、-N=P(R、-OC(O)R、-C(O)OR、-C(O)R、-C(O)H-N(R)C(O)R、-N(R)C(O)H、-NHC(O)R、-NHC(O)H、-C(O)N(R、-C(O)NHR、-C(O)NH、ハロゲン、又は水素から選択される配位子である。式(I)中、各Rは、独立して、任意選択的に1つ以上のRで置換された(C~C30)ヒドロカルビル又は任意選択的に1つ以上のRで置換された(C~C30)ヘテロヒドロカルビルである。様々な配位子Xにおける下付き文字Qは、0、1、2、又は3である。様々な配位子Xにおける下付き文字Wは、0、1、又は2である。Yは、ルイス塩基である。任意選択的に、YとXとは、共有結合している。
【0010】
式(I)中、R及びRは、(C~C40)アリール又は(C~C40)ヘテロアリールから選択され、そのいずれかが、任意選択的に1つ以上のRで置換され得る。R及びRは、独立して、式(II)を有する基から選択される。
【0011】
【化2】
【0012】
式(II)中、R11、R12、R13、R14、及びR15は、独立して、(C~C30)ヒドロカルビル、(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、-OR、-NR 、-SR、ハロゲン、又は-Hであり、但し、R11及びR15のうちの少なくとも1つは、-Hではない。
【0013】
式(I)中、式(I)中の各Rは、独立して、(C~C20)ヒドロカルビル又はハロゲンである。
【0014】
本開示の実施形態は、重合プロセスを含む。重合プロセスは、オレフィン重合条件下、触媒系の存在下で、エチレン及び1つ以上の極性モノマーを重合して、エチレン系コポリマーを形成することを含む。触媒系は、本開示の式(I)による金属-配位子錯体を含む。
【発明を実施するための形態】
【0015】
ここで、触媒系の特定の実施形態を説明する。本開示の触媒系は、異なる形態で実施され得、本開示に記載される具体的な実施形態に限定されると解釈されるべきではないことを理解されたい。むしろ、実施形態は、本開示が、徹底的かつ完全であり、主題の範囲を当業者に完全に伝えるように提供される。
【0016】
一般的な略語を以下に列挙する。
【0017】
Me:メチル、Et:エチル、Ph:フェニル、Bn:ベンジル、i-Pr:iso-プロピル、t-Bu:tert-ブチル、t-Oct:tert-オクチル(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)、THF:テトラヒドロフラン、EtO:ジエチルエーテル、CHCl:ジクロロメタン、EtOAc:エチルアセテート、C:重水素化ベンゼン又はベンゼン-d6、CDCl:重水素化クロロホルム、NaSO:硫酸ナトリウム、MgSO:硫酸マグネシウム、HCl:塩化水素、n-BuLi:ブチルリチウム、t-BuLi:tert-ブチルリチウム、KCO:炭酸カリウム、N:窒素ガス、PhMe:トルエン、PPR:並列圧力反応器、MAO:メチルアルミノキサン、MMAO:変性メチルアルミノキサン、GC:ガスクロマトグラフィー、LC:液体クロマトグラフィー、NMR:核磁気共鳴、MS:質量分析、mmol:ミリモル、mL:ミリリットル、M:モル、min又はmins:分、h又はhrs:時間、d:日、R:保持係数、TLC:薄層クロマトグラフィー、rpm:毎分回転数。
【0018】
「独立して選択される」という用語とそれに続く複数の選択肢は、R、R、R、R、及びRなど、その用語の前に現れる個々の基が、同一であるか、又は異なってもよく、その用語の前に現れる任意の他の基の同一性についても依存関係がないことを示すために本明細書において使用される。
【0019】
「プロ触媒」という用語は、活性化後、例えば、Ni又はPd金属中心に配位したルイス塩基の除去時に触媒活性を有する化合物を指す。
【0020】
特定の炭素原子含有化学基を記載するために使用される場合、「(C~C)」の形態を有する括弧付きの表現は、化学基の非置換形態が、x及びyを含むx個の炭素原子~y個の炭素原子を有することを意味する。例えば、(C~C50)アルキルは、その非置換形態において、1~50個の炭素原子を有するアルキル基である。いくつかの実施形態及び一般構造では、特定の化学基は、Rなどの1つ以上の置換基によって置換され得、Rは、一般的に、本明細書で定義される任意の置換基を表す。括弧付きの「(C~C)」を使用して定義される化学基のR置換版は、任意の基Rの同一性に応じて、y個を超える炭素原子を含有し得る。例えば、「Rがフェニル(-C)である、正確に1つの基Rで置換された(C~C50)アルキル」は、7~56個の炭素原子を含有し得る。したがって、一般的に、括弧付きの「(C~C)」を使用して定義される化学基が、1つ以上の炭素原子含有置換基Rによって置換される場合、化学基の炭素原子の最小及び最大合計数は、x及びyの両方にそれぞれ、炭素原子含有置換基Rのすべての炭素原子の合計数を足し合わせることによって判定される。
【0021】
「置換」という用語は、対応する非置換化合物又は官能基の炭素原子又はヘテロ原子に結合した少なくとも1つの水素原子(-H)が、置換基(例えば、R)によって置換されることを意味する。「過置換」又は「過置換された」という用語は、対応する非置換化合物又は官能基の炭素原子又はヘテロ原子に結合したすべての水素原子(H)が、置換基(例えば、R)によって置換されることを意味する。したがって、「過フッ素化アルキル」は、すべての水素原子がフッ素原子によって置換されているアルキル基である。「多置換」という用語は、対応する非置換化合物又は官能基の炭素原子又はヘテロ原子に結合した少なくとも2個、しかし、すべてよりは少ない水素原子が、置換基によって置換されることを意味する。「-H」という用語は、別の原子に共有結合した水素又は水素基を意味する。「水素」及び「-H」は、互換性があり、明記に指定されない限り、同一の意味を有する。
【0022】
「(C~C50)ヒドロカルビル」という用語は、1~50個の炭素原子の炭化水素基を意味し、「(C~C50)ヒドロカルビレン」という用語は、1~50個の炭素原子の炭化水素二価基(hydrocarbon diradical)を意味し、各炭化水素基及び各炭化水素二価基は、芳香族又は非芳香族、飽和又は不飽和、直鎖又は分岐鎖、環式(3つ以上の炭素を有し、単環式及び多環式、縮合及び非縮合の多環式、並びに二環式を含む)又は非環式であり、1つ以上のRによって置換されているか、又は置換されていない。
【0023】
本開示では、(C~C50)ヒドロカルビルは、以下の基:(C~C50)アルキル、(C~C50)シクロアルキル、(C~C20)シクロアルキル-(C~C20)アルキレン、(C~C40)アリール、又は(C~C20)アリール-(C~C20)アルキレン(ベンジル(-CH-C)など)の非置換又は置換形態が挙げられるが、これらに限定されない。
【0024】
「(C~C50)アルキル」及び「(C~C18)アルキル」という用語は、非置換、又は1つ以上のRによって置換された、それぞれ、1~50個の炭素原子の飽和直鎖又は分岐炭化水素基、及び1~18個の炭素原子の飽和直鎖又は分岐炭化水素基を意味する。基は、アルキルの任意の1つの炭素原子上に存在し得る。非置換(C~C50)アルキルの例は、非置換(C~C20)アルキル、非置換(C~C10)アルキル、非置換(C~C)アルキル、メチル、エチル、1-プロピル、2-プロピル、1-ブチル、2-ブチル、2-メチルプロピル、1,1-ジメチルエチル、1-ペンチル、2,2-ジメチルプロピル、1-ヘキシル、1-ヘプチル、1-ノニル、及び1-デシルである。置換(C~C40)アルキルの例は、置換(C~C20)アルキル、置換(C~C10)アルキル、トリフルオロメチル、及び[C]アルキルである。「[C]アルキル」という用語は、置換基を含む基が最大n個の炭素原子を含有し、nが1~45の整数であることを意味する。例えば、[C45]アルキルは、例えば、(C~C)アルキルである1つのRによって置換された(C27~C40)アルキルであるか、又は例えば、各々(C~C10)アルキルである2つのR基によって置換された(C15~C25)アルキルである。(C~C)アルキルの例としては、メチル、エチル、1-プロピル、1-メチルエチル、2,2-ジメチルプロピル、又は1,1-ジメチルエチルが挙げられる。1,1-ジメチルエチルは、三級炭素上にその基を有する4炭素アルキルである。「三級炭素原子」という用語は、3つの他の炭素原子に共有結合した炭素原子を指す。
【0025】
「(C~C50)アリール」という用語は、6~40個の炭素原子の、非置換又は(1つ以上のRによって)置換された単環式、二環式、又は三環式芳香族炭化水素基を意味し、炭素原子のうちの少なくとも6~14個は、芳香環炭素原子である。単環式芳香族炭化水素基としては、1つの芳香環が挙げられ、二環式芳香族炭化水素基は、2つの環を有し、三環式芳香族炭化水素基は、3つの環を有する。二環式又は三環式芳香族炭化水素基が存在する場合、基の環のうちの少なくとも1つは、芳香族である。芳香族基の他の1つ又は複数の環は、独立して、縮合又は非縮合、及び芳香族又は非芳香族であり得る。非置換(C~C50)アリールの例としては、非置換(C~C20)アリール、非置換(C~C18)アリール、2-(C~C)アルキル-フェニル、フェニル、フルオレニル、テトラヒドロフルオレニル、インダセニル、ヘキサヒドロインダセニル、インデニル、ジヒドロインデニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、アントラセニル、及びフェナントレニルが挙げられる。置換(C~C40)アリールの例としては、置換(C~C20)アリール、置換(C~C18)アリール、2,4-ビス([C20]アルキル)-フェニル、3,5-ビス([C20]アルキル)-フェニル、ペンタフルオロフェニル、及びフルオレン-9-オン-1-イルが挙げられる。
【0026】
「(C~C50)シクロアルキル」という用語は、非置換、又は1つ以上のRで置換された、3~50個の炭素原子の飽和環式炭化水素基を意味する。他のシクロアルキル基(例えば、(C~C)シクロアルキル)は、x~y個の炭素原子を有し、非置換であるか、又は1つ以上のRによって置換されているかのいずれかとして、同様の様式で定義される。非置換(C~C40)シクロアルキルの例は、非置換(C~C20)シクロアルキル、非置換(C~C10)シクロアルキル、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、及びシクロデシルである。置換(C~C40)シクロアルキルの例は、置換(C~C20)シクロアルキル、置換(C~C10)シクロアルキル、シクロペンタノン-2-イル、及び1-フルオロシクロヘキシルである。
【0027】
(C~C50)ヒドロカルビレンの例としては、(C~C50)アリーレン、(C~C50)シクロアルキレン、及び(C~C50)アルキレン(例えば、(C~C20)アルキレン)などの、基の非置換又は置換形態が挙げられるが、これらに限定されない。二価基は、同じ炭素原子上(例えば、-CH-)若しくは隣接する炭素原子上(すなわち、1,2-ジラジカル)に存在し得るか、又は1、2、若しくは3つ以上の介在する炭素原子によって離間されている(例えば、1,3-ジラジカル、1,4-ジラジカルなど)。いくつかの二価基としては、1,2-、1,3-、1,4-、又はα,ω-ジラジカルが挙げられ、他のものとしては1,2-ジラジカルが挙げられる。α,ω-ジラジカルは、ラジカル炭素間に最大の炭素骨格間隔を有するジラジカルである。(C~C20)アルキレンα,ω-ジラジカルのいくつかの例としては、エタン-1,2-ジイル(すなわち、-CHCH-)、プロパン-1,3-ジイル(すなわち、-CHCHCH-)、2-メチルプロパン-1,3-ジイル(すなわち、-CHCH(CH)CH-)が挙げられる。(C~C50)アリーレンα,ω-ジラジカルのいくつかの例としては、フェニル-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、又はナフタレン-3,7-ジイルが挙げられる。
【0028】
「(C~C50)アルキレン」という用語は、非置換、又は1つ以上のRによって置換された、1~50個の炭素原子の飽和直鎖又は分岐鎖二価基(すなわち、基は、環原子上にはない)を意味する。非置換(C~C50)アルキレンの例は、非置換-CHCH-、-(CH-、-(CH-、-(CH-、-(CH-、-(CH-、-(CH-、-CHC*HCH、及び-(CHC*(H)(CH)を含む、非置換(C~C20)アルキレンであり、式中、「C*」は、水素原子が除去されて、二級又は三級アルキル基を形成している炭素原子を示す。置換(C~C50)アルキレンの例は、置換(C~C20)アルキレン、-CF-、-C(O)-、及び-(CH14C(CH(CH-(すなわち、6,6-ジメチル置換1,20-エイコシレン)である。置換(C~C50)アルキレンの例としては、1,2-シクロペンタンジイルビス(メチレン)、1,2-シクロヘキサンジイルビス(メチレン)、7,7-ジメチル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジイルビス(メチレン)、及びビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3-ジイルビス(メチレン)も挙げられる。
【0029】
「(C~C50)シクロアルキレン」という用語は、非置換、又は1つ以上のRによって置換された3~50個の炭素原子の環状二価基(すなわち、基は、環原子上にある)を意味する。
【0030】
「ヘテロ原子」という用語は、水素又は炭素以外の原子を指す。1つ又は2つ以上のヘテロ原子を含有する基の例としては、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)-、-Si(R-、-P(R)-、-P(R、-P(O)(R、-N(R)-、-N(R、-N=C(R、-N=C(NR )(R)、-Ge(R-、又は-Si(Rが挙げられ、式中、各R及び各Rは、非置換(C~C18)ヒドロカルビル又は-Hであり、式中、各Rは、非置換(C~C18)ヒドロカルビルである。「ヘテロ炭化水素」という用語は、炭化水素の1個以上の炭素原子がヘテロ原子で置き換えられている分子又は分子骨格を指す。「(C-C50)ヘテロヒドロカルビル」という用語は、1~50個の炭素原子を有するヘテロ炭化水素基を意味し、「(C-C50)ヘテロヒドロカルビレン」という用語は、1~50個の炭素原子を有するヘテロ炭化水素二価基を意味する。(C-C50)ヘテロヒドロカルビル又は(C-C50)ヘテロヒドロカルビレンのヘテロ炭化水素は、1個以上のヘテロ原子を有する。ヘテロヒドロカルビルの基は、炭素原子上又はヘテロ原子上に存在し得る。ヘテロヒドロカルビレンの2つの基は、単一の炭素原子上又は単一のヘテロ原子上に存在し得る。加えて、二価基の2つの基のうちの一方は、炭素原子上に存在し得、他方の基は、異なる炭素原子上に存在し得、2つの基のうちの一方は、炭素原子上に存在し得、他方はヘテロ原子上に存在し得るか、又は2つの基のうちの一方は、ヘテロ原子上に存在し得、他方の基は、異なるヘテロ原子上に存在し得る。各(C~C50)ヘテロヒドロカルビル及び(C~C50)ヘテロヒドロカルビレンは、非置換、又は(1つ以上のRによって)置換され得、芳香族又は非芳香族、飽和又は不飽和、直鎖又は分岐鎖、環式(単環式及び多環式、縮合及び非縮合多環式を含む)又は非環式であり得る。
【0031】
(C~C50)ヘテロヒドロカルビルは、非置換又は置換され得る。(C~C50)ヘテロヒドロカルビルの非限定的な例としては、(C~C50)ヘテロアルキル、(C~C50)ヒドロカルビル-O-、(C~C50)ヒドロカルビル-S-、(C~C50)ヒドロカルビル-S(O)-、(C~C50)ヒドロカルビル-S(O)-、(C~C50)ヒドロカルビル-Si(R、(C~C50)ヒドロカルビル-N(R)-、(C~C50)ヒドロカルビル-P(R)-、(C~C50)ヘテロシクロアルキル、(C~C19)ヘテロシクロアルキル-(C~C20)アルキレン、(C~C20)シクロアルキル-(C~C19)ヘテロアルキレン、(C~C19)ヘテロシクロアルキル-(C~C20)ヘテロアルキレン、(C~C50)ヘテロアリール、(C~C19)ヘテロアリール-(C~C20)アルキレン、(C~C20)アリール-(C~C19)ヘテロアルキレン、又は(C~C19)ヘテロアリール-(C~C20)ヘテロアルキレンが挙げられる。追加の例としては、-Si(R3-Q(OR、-OSi(R3-Q(OR、-Ge(R3-Q(OR、-P(R2-W(OR、-P(O)(R2-W(OR、-N(R、-NH(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、-OCF、-S(O)R、-S(O)、-OS(O)、-N=C(R、-N=P(R、-OC(O)R、-C(O)R、-C(O)OR、-N(R)C(O)R、及び-C(O)N(Rが挙げられるが、これらに限定されない。
【0032】
「(C~C50)ヘテロアリール」という用語は、1~50個の総炭素原子及び1~10個のヘテロ原子の、非置換又は(1つ以上のRによって)置換された単環式、二環式、又は三環式ヘテロ芳香族炭化水素基を意味する。ヘテロアリールの基は、炭素原子上又はヘテロ原子上に存在し得る。単環式ヘテロ芳香族炭化水素基としては、1つのヘテロ芳香環が挙げられ、二環式ヘテロ芳香族炭化水素基は、2つの環を有し、三環式ヘテロ芳香族炭化水素基は、3つの環を有する。二環式又は三環式ヘテロ芳香族炭化水素基が存在する場合、基における環のうちの少なくとも1つは、ヘテロ芳香族である。ヘテロ芳香族基の他の1つ又は複数の環は、独立して、縮合又は非縮合、及び芳香族又は非芳香族であり得る。他のヘテロアリール基(例えば、(C~C12)ヘテロアリールなどの(C~C)ヘテロアリール全般)は、x~y個の炭素原子(4~12個の炭素原子など)を有し、かつ非置換であるか、又は1個又は2個以上のRで置換されているものとして、同様の様式で定義される。単環式ヘテロ芳香族炭化水素基は、5員環又は6員環である。5員環は、5マイナスh個の炭素原子を有し、hは、ヘテロ原子の数であり、1、2、3、又は4であり得、各ヘテロ原子は、独立して、O、S、N、又はPであり得る。5員環ヘテロ芳香族炭化水素基の例としては、ピロール-1-イル、ピロール-2-イル、フラン-3-イル、チオフェン-2-イル、ピラゾール-1-イル、イソオキサゾール-2-イル、イソチアゾール-5-イル、イミダゾール-2-イル、オキサゾール-4-イル、チアゾール-2-イル、1,2,4-トリアゾール-1-イル、1,3,4-オキサジアゾール-2-イル、1,3,4-チアジアゾール-2-イル、テトラゾール-1-イル、テトラゾール-2-イル、及びテトラゾール-5-イルが挙げられる。6員環は、6マイナスh個の炭素原子を有し、hは、ヘテロ原子の数であり、1、2、又は3であり得、ヘテロ原子は、N又はPであり得る。6員環ヘテロ芳香族炭化水素基の例としては、ピリジン-2-イル、ピリミジン-2-イル、ピラジン-2-イル、1,3,5-トリアジン-2-イルが挙げられる。二環式ヘテロ芳香族炭化水素基は、縮合5,6-又は6,6-環系であり得る。縮合5,6-環系二環式ヘテロ芳香族炭化水素基の例は、インドール-1-イル、及びベンズイミダゾール-1-イルである。縮合6,6-環系二環式ヘテロ芳香族炭化水素基の例は、キノリン-2-イル、及びイソキノリン-1-イルである。三環式ヘテロ芳香族炭化水素基は、縮合5,6,5-、5,6,6-、6,5,6-、又は6,6,6-環系であり得る。縮合5,6,5-環系の例は、1,7-ジヒドロピロロ[3,2-f]インドール-1-イルである。縮合5,6,6-環系の例は、1H-ベンゾ[f]インドール-1-イルである。縮合6,5,6-環系の例は、9H-カルバゾール-9-イルである。縮合6,6,6-環系の例は、アクリジン-9-イルである。
【0033】
「(C~C50)ヘテロアルキル」という用語は、1~50個の炭素原子及び1つ以上のヘテロ原子を含有する飽和直鎖又は分岐鎖基を意味する。「(C-C50)ヘテロアルキレン」という用語は、1~50個の炭素原子及び1個若しくは2個以上のヘテロ原子を含有する飽和直鎖又は分岐鎖二価基を意味する。ヘテロアルキル又はヘテロアルキレンのヘテロ原子としては、Si(R、Ge(R、Si(R、Ge(R、P(R、P(R)、P(O)(R、N(R、N(R)、N、O、OR、S、SR、S(O)、及びS(O)が挙げられ得るが、これらに限定されず、ヘテロアルキル基又はヘテロアルキレン基の各々は、非置換又は1つ以上のRによって置換されている。
【0034】
非置換(C~C40)ヘテロシクロアルキルの例としては、非置換(C~C20)ヘテロシクロアルキル、非置換(C~C10)ヘテロシクロアルキル、アジリジン-1-イル、オキセタン-2-イル、テトラヒドロフラン-3-イル、ピロリジン-1-イル、テトラヒドロチオフェン-S,S-ジオキシド-2-イル、モルホリン-4-イル、1,4-ジオキサン-2-イル、ヘキサヒドロアゼピン-4-イル、3-オキサ-シクロオクチル、5-チオ-シクロノニル、及び2-アザ-シクロデシルが挙げられる。
【0035】
「ハロゲン原子」又は「ハロゲン」という用語は、フッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)、又はヨウ素原子(I)の基を意味する。「ハロゲン化物」という用語は、ハロゲン原子のアニオン形態(フッ化物(F)、塩化物(Cl)、臭化物(Br)、又はヨウ化物(I))を意味する。
【0036】
「飽和」という用語は、炭素-炭素二重結合、炭素-炭素三重結合、及び(ヘテロ原子含有基における)炭素-窒素、炭素-リン、窒素-窒素、窒素-リン、及び炭素-ケイ素二重結合を欠くことを意味する。飽和化学基が1つ以上の置換基Rによって置換されている場合、1つ以上の二重及び/又は三重結合は、任意選択的に、置換基R中に存在しても、しなくてもよい。「不飽和」という用語は、1つ以上の炭素-炭素二重結合若しくは炭素-炭素三重結合、又は(ヘテロ原子含有基における)1つ以上の炭素-窒素、炭素-リン、窒素-窒素、窒素-リン、若しくは炭素-ケイ素二重結合を含有することを意味し、もしある場合、置換基R中、又は、もしある場合、(ヘテロ)芳香環中に存在し得るいかなる二重結合も含まない。
【0037】
本開示の実施形態は、触媒系を含む。触媒系としては、式(I)による構造を有するプロ触媒が挙げられる。
【0038】
【化3】
【0039】
式(I)中、Mは、ニッケル(II)又はPd(II)であり、Xは、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、-CHSi(R3-Q(OR、-Si(R3-Q(OR、-OSi(R3-Q(OR、-Ge(R3-Q(OR、-P(R2-W(OR、-P(O)(R2-W(OR、-N(R、-N(Si(R、-NRSi(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、-OCF、-S(O)R、-S(O)、-OS(O)、-N=C(R、-N=CH(R)、-N=CH、-N=P(R3、-OC(O)R、-C(O)OR、-C(O)R、-C(O)H、-N(R)C(O)R、-N(R)C(O)H、-NHC(O)R、-NHC(O)H、-C(O)N(R、-C(O)NHR、-C(O)NH、ハロゲン、又は水素から選択される配位子であり、式中、各Rは、独立して、任意選択的に1つ以上のRで置換された(C~C30)ヒドロカルビル、又は任意選択的に1つ以上のRで置換された(C~C30)ヘテロヒドロカルビルであり、式中、下付き文字Qは、0、1、2、又は3であり、式中、下付き文字Wは、0、1、又は2である。Yは、ルイス塩基であり、任意選択的に、YとXとは、共有結合している。
【0040】
1つ以上の実施形態では、R及びRは、(C~C40)アリール、(C~C40)ヘテロアリールから選択され、任意選択的に1つ以上のRで置換されている。
【0041】
実施形態では、R及びRは、独立して、式(II)を有する基から選択される。
【0042】
【化4】
【0043】
式(II)中、R11、R12、R13、R14、及びR15は、独立して、(C~C30)ヒドロカルビル、(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、-OR、-NR 、又は-SRであり、式中、Rは、(C~C30)ヒドロカルビルであり、但し、R11及びR15のうちの少なくとも1つは、-Hではない。
【0044】
1つ以上の実施形態では、式(I)中、R及びRは、同一である。1つ以上の実施形態では、式(I)中、R及びRは、同一である。
【0045】
様々な実施形態では、式(I)中、R11及びR15は、独立して、-O[(C~C10)アルキル]である。いくつかの実施形態では、R11及びR15は、メトキシ又はエトキシである。他の実施形態では、R11及びR15は、独立して、-N[(C~C10)アルキル]である。
【0046】
1つ以上の実施形態では、R及びRは、少なくとも1つのRで置換された(C~C40)アリールであり、各Rは、独立して、(C~C30)ヒドロカルビル、-CF、又はハロゲン原子である。いくつかの実施形態では、R及びRは、独立して、フェニル、3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル、又は3,5-ジ-tert-ブチルフェニルである。
【0047】
様々な実施形態では、RとRとは、結合しており、プロ触媒は、式(III)による構造を有する。
【0048】
【化5】
【0049】
式(III)中、R21~28の各々は、独立して、-H、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-P(O)(R、-N(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、又はハロゲンから選択され、式中、各Rは、(C~C30)ヒドロカルビル、(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、又は-Hであり、M、Y、X、R、及びRは、式(I)で定義された通りである。
【0050】
様々な実施形態では、式(III)中、R22及びR27は、独立して、任意選択的にRで置換された(C~C40)アリールであり、Rは、(C~C30)ヒドロカルビル、-CF、又はハロゲン原子である。いくつかの実施形態では、R22及びR27は、独立して、3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル、又は3,5-ジ-tert-ブチルフェニルである。他の実施形態では、R22及びR27は、独立して、(C~C20)アルキルである。
【0051】
1つ以上の実施形態では、R23及びR26は、独立して、任意選択的にRで置換された(C~C40)アリールであり、Rは、(C~C30)ヒドロカルビル、-CF、又はハロゲン原子である。いくつかの実施形態では、R23及びR26は、独立して、(C~C20)アルキルである。他の実施形態では、R23及びR26は、-CFである。様々な実施形態では、R21~28のすべて(すなわち、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、及びR28)は、-Hである。
【0052】
式(I)中の各Rは、独立して、(C~C30)ヒドロカルビル、(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、又は-Hであり、式(I)中の各Rは、独立して、(C~C20)ヒドロカルビル又はハロゲンである。
【0053】
式(I)による金属-配位子錯体において、各Yは、供与結合、又はイオン結合を通してMと結合する。1つ以上の実施形態では、Yは、ルイス塩基である。ルイス塩基は、化合物又はイオン種であり得、但し、化合物又はイオン種は、電子対を受容体部分に供与し得る。この記載の目的のために、受容体部分は、M(式(I)の金属-配位子錯体の金属)である。いくつかの実施形態では、Yは、中性ヘテロ炭化水素又は炭化水素であるルイス塩基である。中性ヘテロ炭化水素ルイス塩基の例としては、アミン、トリアルキルアミン、エーテル、シクロエーテル、ホスフィン、又は硫化物が挙げられるが、これらに限定されない。中性炭化水素ルイス塩基の例としては、アルケン、アルキン、又はアレーンが挙げられるが、これらに限定されない。
【0054】
1つ以上の実施形態では、Yは、中性ルイス塩基性非プロトン性(C~C40)ヘテロ炭化水素である。非プロトン性(C~C40)ヘテロ炭化水素は、先に定義されたような、(C~C40)ヘテロ炭化水素のすべての水素原子が、30を超えるpKaを有し、pKaは、酸解離定数(Ka)の負の基数10の対数である、(C~C40)ヘテロ炭化水素である。いくつかの実施形態では、Yは、有機ルイス塩基である。有機ルイス塩基の例としては、ピリジン若しくは置換ピリジン、スルホキシド、トリアルキル若しくはトリアリールホスフィン、トリアルキル若しくはトリアリールホスフィンオキシド、オレフィン若しくは環状オレフィン、置換若しくは非置換のヘテロ環、脂肪族若しくは芳香族カルボン酸のアルキルエステル、脂肪族ケトン、脂肪族アミン、アルキル若しくはシクロアルキルエーテル、又はそれらの混合物が挙げられ、各電子供与体は、2~20個の炭素原子を有する。様々な実施形態では、有機ルイス塩基は、2~20個の炭素原子を有するアルキル及びシクロアルキルエーテル、並びに3~20個の炭素原子を有するジアルキル、ジアリール、及びアルキルアリールケトン、並びに2~20個の炭素原子を有するアルキルエステルから選択される。有機ルイス塩基の具体的な例としては、メチルホルメート、エチルアセテート、ブチルアセテート、エチルエーテル、ジオキサン、ジ-n-プロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルホルメート、ジメチルホルムアミド、メチルアセテート、エチルアニセート、エチレンカーボネート、テトラヒドロピラン、テトラヒドロフラン、エチルプロピオネート、ルチジン、ピコリン、ピリジン、ジメチルスルホキシド、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、シクロオクタジエン、シクロペンテン、エチレン、プロピレン、tert-ブチルエチレン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、1-メチルイミダゾール、又は1-メチルピラゾールが挙げられるが、これらに限定されない。
【0055】
1つ以上の実施形態では、式(I)のルイス塩基基Yは、中性配位子であり得る単座配位子であり得る。いくつかの実施形態では、中性配位子は、ヘテロ原子を含有し得る。特定の実施形態では、Yは、RNR、ROR、RSR、又はRPRなどの、中性基である中性配位子であり、式中、各R、R、及びRは、独立して、[(C~C10)ヒドロカルビル]Si(C~C10)ヒドロカルビル、(C~C40)ヒドロカルビル、[(C~C10)ヒドロカルビル]Si、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、又は水素である。
【0056】
いくつかの実施形態では、式(I)のルイス塩基基Yは、(C~C20)炭化水素である。いくつかの実施形態では、ルイス塩基基Yは、シクロペンタジエン、1、3-ブタジエン、又はシクロオクテンである。
【0057】
様々な実施形態では、式(I)のルイス塩基基Yは、(C~C20)ヘテロ炭化水素であり、ヘテロ炭化水素のヘテロ原子は、酸素である。いくつかの実施形態では、Yは、テトラヒドロフラン、ピレン、ジオキサン、ジエチルエーテル、又はメチルtert-ブチルエーテル(MTBE)である。
【0058】
様々な実施形態では、ルイス塩基は、(C~C20)ヘテロ炭化水素であり、ヘテロ炭化水素のヘテロ原子は、窒素である。いくつかの実施形態では、Yは、ピリジン、ピコリン、ルチジン、トリメチルアミン、又はトリエチルアミンである。
【0059】
様々な実施形態では、ルイス塩基は、(C~C20)ヘテロ炭化水素であり、ヘテロ炭化水素のヘテロ原子は、リンである。いくつかの実施形態では、Yは、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリエチルホスファイト、トリメチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、又はトリフェニルホスフィンオキシドである。
【0060】
いくつかの実施形態では、X及びYは、共有連結されている。X基と一緒に共有連結されている有機ルイス塩基Yの具体的な例としては、4-シクロオクテン-1-イル、2-ジメチルアミノベンジル、及び2-ジメチルアミノメチルフェニルが挙げられるが、これらに限定されない。
【0061】
いくつかの実施形態では、XとYとは、連結されており、以下からなる群から選択され、
【0062】
【化6】
式中、Rは、-H、又は(C~C30)ヒドロカルビル、(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、(C~C20)アルキル、又は(C~C12)アルキルである。
【0063】
式(I)による金属-配位子錯体において、Xは、共有結合、又はイオン結合を通してMと結合する。いくつかの実施形態では、Xは、-1の正味の形式酸化数を有するモノアニオン性配位子であり得る。各モノアニオン性配位子は、独立して、水素化物、(C~C40)ヒドロカルビルカルバニオン、(C~C40)ヘテロヒドロカルビルカルバニオン、ハロゲン化物、ナイトレート、ハイドロジェンカーボネート、ジハイドロジェンホスフェート、ハイドロスルフェート、HC(O)O、HC(O)N(H)、(C~C40)ヒドロカルビルC(O)O、(C~C40)ヒドロカルビルC(O)N((C~C20)ヒドロカルビル)、(C~C40)ヒドロカルビルC(O)N(H)、R、R、R、R、R、又はRSiであり得、式中、各R、R、及びRは、独立して、水素、(C~C40)ヒドロカルビル、又は(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、R及びRは、一緒になって、(C~C40)ヒドロカルビレン又は(C~C20)ヘテロヒドロカルビレンを形成し、Rは、先に定義された通りである。
【0064】
いくつかの実施形態では、Xは、ハロゲン、(C~C20)ヒドロカルビル、(C~C20)ヘテロヒドロカルビル、非置換(C~C20)ヒドロカルビルC(O)O-、又はRN-であり、式中、R及びRの各々は、独立して、非置換(C~C20)ヒドロカルビルである。いくつかの実施形態では、各単座配位子Xは、塩素原子、(C~C10)ヒドロカルビル(例えば、(C~C)アルキル若しくはベンジル)、非置換(C~C10)ヒドロカルビルC(O)O-、又はRN-であり、式中、R及びRの各々は、独立して、非置換(C~C10)ヒドロカルビルである。
【0065】
更なる実施形態では、Xは、メチル、エチル、1-プロピル、2-プロピル、1-ブチル、2,2,-ジメチルプロピル、トリメチルシリルメチル、ジメチルフェニルシリルメチル、メチルジフェニルシリルメチル、トリフェニルシリルメチル、ベンジルジメチルシリルメチル、トリメチルシリルメチルジメチルシリルメチル、フェニル、ベンジル、又はクロロから選択される。
【0066】
1つ以上の実施形態では、各Xは、独立して、-(CH)SiR であり、式中、各Rは、独立して、(C~C30)アルキル又は(C~C30)ヘテロアルキルであり、少なくとも1つのRは、(C~C30)アルキルである。いくつかの実施形態では、Rのうちの1つは、(C~C30)ヘテロアルキルであり、少なくとも1つのヘテロ原子は、ケイ素原子又は酸素原子である。いくつかの実施形態では、Rは、メチル、エチル、プロピル、2-プロピル、ブチル、1,1-ジメチルエチル(又は、tert-ブチル)、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、n-オクチル、tert-オクチル、又はノニルである。
【0067】
1つ以上の実施形態では、Xは、-(CH)Si(CH、-(CH)Si(CH(C)、-(CH)Si(CH)(C、-(CH)Si(C、-(CH)Si(CH(CH)、-(CH)Si(CH(CHCH)、-(CH)Si(CH)(CHCH、-(CH)Si(CHCH、-(CH)Si(CH(n-ブチル)、-(CH)Si(CH(n-ヘキシル)、-(CH)Si(CH)(n-オクト)R、-(CH)Si(CH、-(CH)Si(n-oct)R 、-(CH)Si(CH(2-エチルヘキシル)、-(CH)Si(CH(ドデシル)、又は-CHSi(CHCHSi(CH(本明細書では、-CHSi(CH(CHTMS)と称される)である。任意選択的に、いくつかの実施形態では、式(I)による金属-配位子錯体において、正確に2つのRが共有結合しているか、又は正確に3つのRが共有結合している。
【0068】
いくつかの実施形態では、Xは、-CHSi(R3-Q(OR、-Si(R3-Q(OR、-OSi(R3-Q(ORであり、式中、下付き文字Qは、0、1、2、又は3であり、各Rは、独立して、置換又は非置換(C~C30)ヒドロカルビル、又は置換又は非置換(C~C30)ヘテロヒドロカルビルである。いくつかの実施形態では、Xは、-CHSi(CHであり、他の実施形態では、Xは、-CHSi(CHOSi(CHである。
【0069】
いくつかの実施形態では、式(I)のプロ触媒の化学基のうちのいずれか又はすべては、R11又はR15のいずれかを除いて、非置換であり得る。R11及びR15のうちの少なくとも1つは、置換されている。他の実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体の化学基X、及びR~R、R11~15、又はR21~28のいずれも、1つ又は2つ以上のRで置換され得ないか、それらのいずれか又はすべてが1つ又は2つ以上のRで置換され得る。2つ又は3つ以上のRが式(I)のプロ触媒の同じ化学基に結合している場合、化学基の個々のRは、同じ炭素原子若しくはヘテロ原子に、又は異なる炭素原子若しくはヘテロ原子に結合し得る。いくつかの実施形態では、化学基X、及びR~R、R11~15、又はR21~28のいずれも、Rで過置換され得ないか、それらのいずれか又はすべてがRで過置換され得る。Rで過置換されている化学基では、個々のRは、すべて同じであり得るか、又は独立して選択され得る。
【0070】
本開示の実施形態は、重合プロセスを含む。いくつかの実施形態では、重合プロセスは、オレフィン重合条件下、触媒系の存在下でエチレンと1つ以上のオレフィンモノマーとを重合して、エチレン系コポリマーを形成することを含み、触媒系は、本開示に記載されるように、式(I)による金属-配位子錯体を含む。オレフィンモノマーとしては、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、4-メチル-1-ペンテン、スチレン、シクロブテン、シクロペンテン、ノルボルネン、エチリデンノルボルネン、アルキルアクリレート、グリシジルアクリレート、ビニルアセテート、CH=CHC(O)(OR)、CH=CHC(O)R、CH=CH(OR)、CH=CH(CH)(OR)、CH=CHSi(R3-Y(OR、CH=CH-OSi(R3-Y(OR、又はCH=CHClが挙げられ得るが、これらに限定されず、式中、Rは、-H、置換若しくは非置換(C~C30)ヒドロカルビル、又は置換若しくは非置換(C~C30)ヘテロヒドロカルビルから選択され、下付き文字Yは、0、1、2、又は3である。
【0071】
1つ以上の実施形態では、重合プロセスは、エチレン、1つ以上の極性モノマー、及び任意選択的に1つ以上のα-オレフィンモノマーを、オレフィン重合条件下、触媒系の存在下で重合して、エチレン/極性モノマーコポリマーを形成することを含み、触媒系は、本開示の式(I)によるプロ触媒を含む。1つ以上の実施形態では、重合プロセスは、エチレン、1つ以上のアルキルアクリレートモノマー、及び任意選択的に1つ以上のα-オレフィンモノマーを、オレフィン重合条件下、触媒系の存在下で重合して、エチレン/アルキルアクリレートコポリマーを形成することを含み、触媒系は、本開示の式(I)によるプロ触媒を含む。
【0072】
1つ以上の実施形態では、重合プロセスは、エチレン、1つ以上の極性モノマー、及び任意選択的に1つ以上の環状オレフィンモノマーを、オレフィン重合条件下、触媒系の存在下で重合して、エチレン/極性モノマーコポリマーを形成することを含み、触媒系は、本開示の式(I)によるプロ触媒を含む。環状オレフィンモノマーは、分子の環状部分にエチレン性不飽和を含有する環状化合物である。これらの例としては、5位及び6位において(C~C20)ヒドロカルビルで置換されている、シクロブテン、シクロペンテン、ノルボルネン、及びノルボルネン誘導体が挙げられる。1つ以上の実施形態では、重合プロセスは、エチレン、1つ以上のアルキルアクリレートモノマー、及び任意選択的に1つ以上の環状オレフィンモノマーを、オレフィン重合条件下、触媒系の存在下で重合して、エチレン/アルキルアクリレートコポリマーを形成することを含み、触媒系は、本開示の式(I)によるプロ触媒を含む。
【0073】
重合プロセスの様々な実施形態では、極性コモノマーとしては、アルキルアクリレート(CH=CHC(O)(OR))、グリシジルアクリレート、CH=CH(CHC(O)(OR)、CH=CHC(O)R、CH=CH(CHC(O)R、CH=CH-OC(O)R、CH=CH(CH-OC(O)R、CH=CH(OR)、CH=CH(CH(OR)、CH=CHSi(R)3-T(OR)、CH=CH(CHSi(R)3-T(OR)、CH=CH-OSi(R)3-T(OR)、CH=CH(CH-OSi(R)3-T(OR)、又はCH=CHClが挙げられる。各Rは、-H、置換(C~C30)ヒドロカルビル、非置換(C~C30)ヒドロカルビル、置換(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、又は非置換(C~C30)ヘテロヒドロカルビルから選択される。下付き文字Tは、0、1、2、又は3である。下付き文字nは、1~10である。極性モノマーが、アルキルアクリレート、置換(C~C30)ヒドロカルビルアクリレート、非置換(C~C30)ヒドロカルビルアクリレート、置換(C~C30)ヘテロヒドロカルビルアクリレート、又は非置換(C~C30)ヘテロヒドロカルビルアクリレートである実施形態では、極性エチレン系コポリマーは、脱エステル化されて、アクリル酸エチレン系コポリマーを形成し得る。
【0074】
重合プロセスのいくつかの実施形態では、極性コモノマーは、例示であって限定するものではないが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-ブチルアクリレート、iso-ブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、又はそれらの組み合わせなどの、アルキルアクリレートであり得る。様々な実施形態では、アルキルアクリレートは、C~Cアルキルアクリレート、すなわち、アルキルが1~8個の炭素原子を有する、アクリル酸のアルキルエステルである。特定の実施形態では、極性コモノマーは、t-ブチルアクリレート又はn-ブチルアクリレートから選択されるアルキルアクリレートである。
【0075】
重合プロセスのいくつかの実施形態では、任意選択的なα-オレフィンモノマーは、例として、かつ限定されないが、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、4-メチル-1-ペンテン、スチレン、又はそれらの組み合わせであり得る。重合プロセスの1つ以上の実施形態では、プロセスは、5位及び6位において(C~C20)ヒドロカルビルで置換されている、シクロブテン、シクロペンテン、ノルボルネン、及びノルボルネン誘導体などの、環状オレフィンを含み得る。
【0076】
例示的な実施形態では、触媒系としては、以下に列挙されるプロ触媒1~6の構造を有する式(I)によるプロ触媒が挙げられ得る:
【0077】
【化7】
式中、TMSは、トリメチルシリルであり、Meは、メチルであり、Etは、エチルであり、tBuは、t-ブチルである。
【0078】
エチレン/アクリレートコポリマー
様々な実施形態では、本開示の重合プロセスは、極性エチレン系コポリマーが、極性エチレン系コポリマーの重量に基づいて、少なくとも50重量パーセント(重量%)のエチレンを含有する、極性エチレン系コポリマーを生成し得る。いくつかの実施形態では、極性エチレン系コポリマーは、エチレン単位及び極性コモノマー単位の合計に基づいて、70重量%~99.9重量%のエチレン単位及び0.1重量%~30重量%の極性コモノマー単位の反応生成物である。
【0079】
1つ以上の実施形態では、本開示の重合プロセスは、エチレンモノマー、アルキルアクリレートモノマー、及び任意選択的に1つ以上のα-オレフィンを含み得る。α-オレフィンを含む重合プロセスのいくつかの実施形態では、α-オレフィンは、エチレン系コポリマーの重量に基づいて、0.01~49.9重量%の量で、生成されたポリマーに組み込まれ得る。
【0080】
様々な実施形態では、本開示の重合プロセスは、2,000g/mol~1,000,000g/molの分子量を有するエチレン系コポリマーを生成し得る。いくつかの実施形態では、生成されたポリマーは、25,000g/モル~900,000g/モル、30,000g/モル~800,000g/モル、又は10,000g/モル~300,000g/モルの分子量を有する。
【0081】
PPRスクリーニング実験の一般手順
ポリオレフィン触媒作用スクリーニングを、ハイスループット並列重合反応器(PPR)システムで実施した。PPRシステムは、不活性雰囲気グローブボックス内の48個の単一セル(6×8マトリックス)反応器の配列から構成されていた。各セルには、およそ5mLの内部作業液体体積を有するガラスインサート(反応器管)が装備されていた。各セルは、独立した圧力制御を有し、500Hzで連続的に撹拌した。触媒、配位子、及び金属前駆体溶液、並びに任意選択的な活性剤溶液(使用する場合)を、別途記述のない限り、トルエン中で調製した。別段の指示がない限り、配位子は、金属前駆体の溶液と配位子の溶液とを事前混合することによって、1:1の配位子:金属(L:M)比で金属化される。多くの場合、PPR反応器に導入する前に、金属化反応から得られるプロ触媒錯体を単離し、精製した。すべての液体(すなわち、溶媒、t-ブチルアクリレート、及び触媒溶液、並びに任意選択的な活性剤溶液(使用する場合))を、ロボットシリンジを介して添加した。ガス試薬(すなわち、エチレン)を、ガス注入口を介して添加した。各実行の前に、反応器を50℃に加熱し、エチレンでパージし、排気した。Tert-ブチルアクリレートを、使用前に活性アルミナの短いカラムを通して濾過して、いずれの重合阻害剤(例えば、4-メトキシフェノール)も除去した。
【0082】
すべての所望のセルにt-ブチルアクリレートを注入し、続いてトルエンの一部分を注入した。反応器を実行温度に加熱し、次いで、エチレンで適切な圧力に加圧した。次いで、単離されたプロ触媒錯体又はその場で金属化された配位子、及び任意選択的な活性剤溶液(使用する場合)を、セルに添加した。最終添加後に合計反応体積が5mLに達するように、各触媒添加を少量のトルエンでチェイスした。触媒を添加すると、PPRソフトウェアは、各セルの圧力を監視し始めた。設定点マイナス1psiでバルブを開き、圧力が2psi高く達したときにバルブを閉じて、エチレンガスを補充して添加することによって、所望の圧力(およそ2~6psig以内)を維持した。すべての圧力低下を、エチレンの「取り込み」又は「変換」として、実行期間中、又は取り込み又は変換の要求値に達するまで、どちらか先に起こった方を累積して記録した。次いで、各反応を、窒素中1%の酸素を反応器圧力より40psi高い圧力で30秒間添加することによってクエンチした(実行開始からクエンチが開始される時点までの経過時間を「クエンチ時間」とする)。「クエンチ時間」が短いほど、触媒はより活性である。いかなる所与のセルにおける過剰なポリマーの形成も防止するために、80psigの既定の取り込みレベルに達した際に反応をクエンチした。すべての反応器をクエンチした後、約60℃に冷却させた。次いで、それらを排気し、反応器管を取り外し、遠心蒸発器に入れた。次いで、ポリマー試料を遠心蒸発器で、60℃で12時間乾燥させ、秤量して、ポリマー収量を判定し、IR(t-ブチルアクリレート組み込み)、GPC(分子量、多分散性(PDI))、及びDSC(融点)分析に供した。
【0083】
バッチ反応器実験の一般手順
注:tert-ブチルアクリレートとの接触は、アクリレートが感作剤であるため、例えば、蓋つきダンプポット及び十分に換気されたドラフトを使用して最小化されるべきである。反応器の内容物をダンプポットに移す場合、及びドラフト内でダンプポットを空にする場合に、注意を払う必要がある。
【0084】
重合反応は、2LのParrバッチ反応器内で実行される。反応器を電気加熱マントルによって加熱し、冷却水を含有する内部螺旋状冷却コイルによって冷却する。水を、Evoqua水精製システムに通すことによって、前処理した。反応器と加熱/冷却システムとの両方は、Camile TGプロセスコンピュータによって制御及び監視する。反応器の底部には、反応器内容物を蓋つきダンプポット内に排出するダンプ弁が装備されている。ダンプポットには、触媒失活溶液(典型的には、5mLのIrgafos/Irganox/トルエン混合物)が事前充填されている。蓋つきダンプポットは、15ガロンのブローダウンタンクに排気され、ポット及びタンクの両方がNパージされている。重合又は触媒組成のために使用されるすべての化学物質を、重合に影響を及ぼし得るいかなる不純物も除去するために、精製カラムに通過させた。トルエンを、A2アルミナを含有する第1のカラム及びQ5反応物を含有する第2のカラムである2つのカラムに通した。tert-ブチルアクリレートを、活性化アルミナを通して濾過した。エチレンを、A204アルミナ及び4Å分子篩を含有する第1のカラム、並びにQ5反応物を含有する第2のカラムである2つのカラムに通した。移すために使用されるNを、A204アルミナ、4Å分子篩、及びQ5反応物を含有する単一のカラムに通した。
【0085】
反応器は、最初に、トルエン及びtert-ブチルアクリレートを含有するショットタンクから充填された。ショットタンクを、差圧変換器を使用することによって、充填量設定値まで充填した。溶媒/アクリレートの添加後、ショットタンクをトルエンで2回すすぎ、すすぎ液を反応器に移した。次いで、反応器を所望の重合温度設定点に加熱した。温度設定点に到達すると、所望の圧力設定点に到達させるために、エチレンを反応器に添加した。エチレンの反応器への添加量は、マイクロモーション流量計によって監視される。
【0086】
プロ触媒を不活性雰囲気グローブボックス内で取り扱い、トルエン中の溶液として反応器に導入した。プロ触媒溶液を注射器に吸引し、触媒ショットタンクに圧送する。次いで、シリンジを5mLのトルエンで3回すすぐ。プロ触媒を、反応器圧力設定点が達成された後にのみ添加した。
【0087】
プロ触媒添加直後に、実行タイマーを開始した。次いで、圧力設定点を維持するために、エチレンを(Camile制御器を介して)反応器に供給した。エチレン/tert-ブチルアクリレート共重合反応を、75分間、又は40gのエチレン取り込みが起こるまでのいずれかより短い方で実行した。次いで、撹拌機を停止し、底部ダンプ弁を開いて、反応器内容物を蓋付きダンプポットに移した。蓋付きダンプポット上の弁を閉じ、封止されたダンプポットを反応器から切り離し、ドラフトに取り出した。ドラフト内に入ると、蓋をダンプポットから取り出し、内容物をトレイに注いだ。トレイを最低36時間フードに放置して、溶媒及びtert-ブチルアクリレートを蒸発させた。次いで、残りのコポリマーを含有するトレイを真空オーブンに移し、そこでそれらを真空下で140℃に加熱して、いかなる残留揮発性物質も除去した。トレイを周囲温度に冷却した後、コポリマーを収量/効率について秤量し、所望される場合、ポリマー試験に供した。
【0088】
GPC手順
Polymer Charの赤外線検出器(IR5)及びAgilentのPL-gel Mixed Aカラムを装備したDow Robot Assisted Delivery(RAD)システムを使用して、高温GPC分析を実施した。内部フローマーカとして使用するために、デカン(10μL)を各試料に添加した。最初に、ポリマーを、300ppmのブチル化ヒドロキシルトルエン(BHT)で安定化させた1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)中に、10mgのポリマー/mLのTCBの濃度に希釈し、160℃で120分間撹拌することによって溶解した。器具に注入する前に、試料を、BHT安定化TCBで、3mgのポリマー/mLのTCBの濃度に更に希釈する。試料(250μL)を、1.0mL/分の流速で、BHTで安定化させたTCBで160℃に維持された、1つのPL-gel 20μm(50mm×7.5mm)ガードカラム、続いて2つのPL-gel 20μm(300mm×7.5mm)Mixed-Aカラムを通して溶出した。合計実行時間は、24分間である。分子量(MW)を較正するために、AgilentのEasiCalポリスチレン標準物(PS-1及びPS-2)を、BHTで安定化させた1.5mLのTCBで希釈し、160℃で15分間撹拌することによって溶解する。これらの標準物を分析して、三次MW較正曲線を作成した。5つのDowlex 2045参照試料の平均を使用して、約0.4であると計算される1日のQ因子を使用して、分子量単位を、ポリスチレン(PS)単位からポリエチレン(PE)単位に変換した。
【0089】
FT-IR手順
GPC分析のために調製された10mg/mLの試料も利用して、フーリエ変換赤外分光法(FTIR)によるtert-ブチルアクリレート(tBA)の組み込みを定量化した。Dowのロボット調製ステーションは、160℃で60分間試料を加熱、撹拌し、次いで、シリコンウェハ上に促進されたステンレスウェルに130μLの部分を堆積させた。窒素パージ下、160℃でTCBを蒸発させた。解像度4cm-1の128スキャンを利用する4000~400cm-1のDTGS KBr検出器が装備されたNexus 6700 FT-IRを使用して、IRスペクトルを収集した。tBA(C=O:1762~1704cm-1)とエチレン(CH:736~709cm-1)とのピーク面積比を計算し、線形較正曲線に適合させて、総tBAを判定した。
【0090】
DSC手順
固体ポリマー試料の溶融温度(Tm)、ガラス転移温度(Tg)、結晶化温度(Tc)、及び溶融熱を、加熱-冷却-加熱温度プロファイルを使用して、示差走査熱量測定法(DSC Q2000、TA Instruments,Inc.)によって測定する。3~6mgのポリマーのオープンパンDSC試料を以下の温度プロファイルに供し、TA Universal Analysisソフトウェア又はTA Instruments TRIOSソフトウェアを使用してトレースを個別に分析した。
175.00℃で平衡化する
3分間等温
30.00℃/分で0.00℃まで上昇
10.00℃/分で175.00℃まで上昇
【実施例
【0091】
実施例1~17は、配位子中間体及び配位子のための合成手順である。実施例18~24は、単離されたプロ触媒のための合成手順である。実施例25及び26では、プロ触媒1~6の重合反応の結果を要約及び考察する。本開示の1つ以上の特徴は、以下の実施例を考慮して例示される。
【0092】
一般手順
すべての反応を、別途記述のない限り、窒素パージされたグローブボックス内で実施した。すべての溶媒及び試薬を、商業的供給源から入手し、別途記述のない限り、受領したままで使用した。無水トルエン、ヘキサン、テトラヒドロフラン、及びジエチルエーテルを、活性アルミナ及び場合によってはQ-5反応物への通過を介して精製した。溶媒精製のためのアルミナを、窒素流をアルミナに300℃で8時間通すことによって活性化した。Q-5反応物を窒素流下200℃で4時間加熱し、続いて窒素中5%水素流下200℃で3時間加熱し、最後に窒素ガスでフラッシングすることにより活性化した。窒素充填グローブボックス内で実施される実験に使用される溶媒を、活性化4Å分子篩上での貯蔵によって更に乾燥させた。湿気に敏感な反応用ガラス器具を、使用前に一晩オーブン内で乾燥させた。HRMS分析を、エレクトロスプレーイオン化を備え、Agilent 6230 TOF質量分析計と連結された、Zorbax Eclipse Plus C18 1.8μm 2.1×50mmカラムを備えたAgilent 1290 Infinity LCを使用して実施した。NMRスペクトルを、Varian 400-MR及びVNMRS-500分光計で記録した。H NMRデータを、次のように報告する:化学シフト(多重度(br=幅広線、s=一重項、d=二重項、t=三重項、q=四重項、p=五重項、sex=六重項、sept=七重項、及びm=多重項)、積分値、及び割り当て)。標準物質として、重水素化溶媒中の残留プロトンを使用して、H NMRデータの化学シフトをテトラメチルシラン(TMS、δスケール)からの低磁場をppmで報告する。13C NMRデータを、Hデカップリングを用いて判定し、化学シフトをテトラメチルシランに対するppmで報告する。ホスフィンの13C NMRスペクトルは、C-Pカップリングに起因して複雑であった。31P NMRデータの化学シフトを、外部のニートHPOに対するppmで報告する。NMR分析用の重水素化溶媒をCambridge Isotope Laboratoriesから購入し、窒素パージされたグローブボックス内で活性化4Å分子篩上で保存した。クロロビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスフィン、クロロビス(2,6-ジエトキシフェニル)ホスフィン、及びビス((トリメチルシリル)メチル)ビス(ピリジン)ニッケル(II)を文献手順に従って調製した。
【0093】
配位子の調製
実施例1-2,7-ビス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)-9H-カルバゾール
【0094】
【化8】
【0095】
ドラフト内で、2,7-ジブロモカルバゾール(1.06g、3.27mmol)、3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニルボロン酸(2.53g、9.80mmol)、Pd(PPh(755mg、0.65mmol)、及びKPO(6.24g、29.4mmol)の混合物を、100mLのシュレンクフラスコに添加した。フラスコを減圧下で排気し、窒素で3回パージした。正の窒素雰囲気下で、30mLのジオキサン及び5mLの脱気水を添加した。フラスコに還流冷却器を装備し、続いて100℃に72時間加熱した。反応物を冷却し、シリカパッドを通して濾過し、ジクロロメタンですすいだ。濾液をセライト上で濃縮し、生成物を20%ジクロロメタン/ヘキサンを用いたカラムクロマトグラフィーによって精製した。生成物を白色粉末として単離した。反応によって、1.652g(2.78mmol、85%収率)の生成物が得られた。
【0096】
H NMR(400Mhz、クロロホルム-d)δ 8.34(s、1H、N-H)、8.25(d、J=8.1Hz、2H)、8.16(s、4H)、7.91(s、2H)、7.75(d、J=1.6Hz、2H)、7.56(dd、J=8.1、1.6Hz、2H)ppm。13C NMR(101MHz、クロロホルム-d)δ 143.81、140.67、136.70、132.18(q、J=33.3Hz)、127.51、124.80、123.30、121.49、121.23-120.62(m)、119.50、109.56ppm。
【0097】
実施例2-2,7-ビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)-9H-カルバゾール
【0098】
【化9】
【0099】
ドラフト内で、2,7-ジブロモカルバゾール(1.06g、3.27mmol)、3,5-ジ-t-ブチルフェニルボロン酸(2.30g、9.80mmol)、Pd(PPh(755mg、0.65mmol)、及びKPO(6.24g、29.4mmol)の混合物を、100mLのシュレンクフラスコに添加した。フラスコを減圧下で排気し、窒素で3回パージした。正の窒素雰囲気下で、30mLのジオキサン及び5mLの脱気水を添加した。フラスコに還流冷却器を装備し、続いて100℃に24時間加熱した。反応物を冷却し、シリカパッドを通して濾過し、ジクロロメタンですすいだ。濾液をセライト上で濃縮し、生成物をヘキサン/エチルアセテートを用いたカラムクロマトグラフィーによって精製した。生成物を、カラム精製中に溶液から沈殿させ、プロセスにおいて有意な量の生成物が失われた。反応によって、1.017g(1.86mmol、57%収率)の生成物が得られた。
【0100】
H NMR(400MHz、クロロホルム-d)δ 8.17(s、1H)、8.15(d、J=8.1Hz、2H)、7.67(d、J=1.6Hz、2H)、7.57(d、J=1.8Hz、4H)、7.53(dd、J=8.1、1.5Hz、2H)、7.49(t、J=1.8Hz、2H)、1.45(s、36H)ppm。13C NMR(101MHz、クロロホルム-d)δ 151.12、141.35、140.55(d、J=5.6Hz)、122.34、122.07、121.29、120.40、119.71、109.34、35.04、31.60ppm。
【0101】
実施例3-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド
【0102】
【化10】
【0103】
グローブボックス内で、250mLの丸底シュレンクフラスコに、9H-カルバゾール-9-塩化カルボニル(500mg、2.18mmol)、撹拌バー、及び30mLのジエチルエーテルを充填した。フラスコをボックスから取り出し、シュレンクライン上で窒素流下に置いた。激しく撹拌しながら、イソプロパノール中のアンモニアの溶液(2.0M)を、フラスコの内容物に添加した(16.3mL、32.66mmol)。白色沈殿物が直ちに形成され、溶液を室温で18時間撹拌した。次いで、すべての揮発性物質を真空下で除去し、フラスコの壁に白色固体が残った。水(100mL)を添加し、得られた沈殿物を濾過によって回収し、過剰の水で洗浄して、NHClを除去した。最終洗浄をヘキサンで行い、得られた白色固体を真空下で乾燥させた。反応によって、445mg(2.11mmol、97%収率)の生成物が得られた。
【0104】
H NMR(400MHz、クロロホルム-d)δ 8.15(d、J=8.4Hz、2H)、8.07(d、J=7.7Hz、2H)、7.53(t、J=7.7Hz、2H)、7.40(t、J=7.5Hz、2H)、5.61(s、2H)ppm。13C NMR(126MHz、クロロホルム-d)δ 178.67、127.16、122.73、120.16、114.14、95.81、95.77ppm。
【0105】
実施例4-2,7-ビス(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド
【0106】
【化11】
【0107】
グローブボックス内で、2,7-ビス(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)-9H-カルバゾール(515mg、1.31mmol)、撹拌バー、及び10mLのTHFを、20mLのバイアルに添加した。溶液をグローブボックス冷凍庫内で-35℃に冷却した。バイアルを冷凍庫から取り出し、固体NaN(SiMe(265mg、1.45mmol、1.1当量)をゆっくりと添加した。反応混合物を、1.5時間撹拌しながら室温までゆっくりと加温した。別個のバイアルに、4-ニトロフェニルクロロホルメート(268mg、1.45mmol、1.1当量)、撹拌バー、及び3mLのTHFを添加した。撹拌しながら、カルバゾール含有溶液を、4-ニトロフェニルクロロホルメートを含有する溶液に滴下した。添加が完了すると、溶液は、同時に生じる沈殿物の形成とともに、明るいオレンジ色になった。反応混合物を18時間撹拌し、次いで、グローブボックスから取り出し、水でクエンチした。水性混合物をジクロロメタン(3×15mL)で抽出し、有機画分を分離し、MgSOで乾燥させ、濾過した。すべての揮発性物質をロータリーエバポレーターで除去し、淡黄色固体が残った。固体をヘキサンで洗浄し、濾過により収集した。濾過中に合計501mg(67%)の沈殿物を収集し、主成分が所望の生成物であることをH NMR分光法によって確認した。粗固体(100%純度に基づき、501mg、0.90mmol)をDMF(2mL)に溶解し、20mLバイアルに移した。炭酸アンモニウム(32mg、30%NH、1.85mmol、2.0当量)を添加し、バイアルを封止し、混合物を周囲温度で18時間撹拌した。キャップを注意深く取り除き、反応を水(15mL)の添加でクエンチした。白色沈殿物が形成され、濾過を介して収集した。沈殿物を水で洗浄し、真空下で乾燥させた。粗反応混合物をカラムクロマトグラフィーによって精製した。化合物の構造及び純度を、H及び13C NMR分光法によって確認した。反応によって、213mg(0.49mmol、37%収率、2工程にわたって)の生成物が得られた。
【0108】
H NMR(500MHz、クロロホルム-d)δ 8.13(d、J=1.6Hz、2H)、7.87(d、J=8.2Hz、2H)、7.40(dd、J=8.2、1.6Hz、2H)、5.67(s、2H)、1.85(s、4H)、1.47(s、12H)、0.73(s、18H)ppm。13C NMR(126MHz、クロロホルム-d)δ 154.05、149.43、138.91、122.97、121.38、118.96、111.69、57.20、39.24、32.43、32.00、31.83ppm。
【0109】
実施例5-3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド
【0110】
【化12】
【0111】
グローブボックス内で、3,6-ジ-t-ブチルカルバゾール(735mg、2.63mmol)、撹拌バー、及び10mLのTHFを、20mLのバイアルに添加し、冷凍庫内-35℃で一晩冷却した。バイアルを冷凍庫から取り出し、n-ブチルリチウム(2.0M、1.45mL、2.89mmol、1.1当量)をゆっくりと添加し、バイアルを冷凍庫に30分間戻した。次いで、バイアルを冷凍庫から取り出し、反応混合物を室温で1.5時間撹拌させた。4-ニトロフェニルクロロホルメート(537mg、2.89mmol、1.1当量)を、撹拌バー及び15mLのTHFとともに120mLのジャーに添加した。撹拌しながら、リチウムカルバゾール含有溶液を、4-ニトロフェニルクロロホルメートを含有する溶液に滴下した。添加が完了すると、反応混合物を室温で1時間撹拌した。次いで、すべての揮発性物質を真空下で溶液から除去し、粘着性黄色固体が残った。H NMRスペクトルは、カルバメート中間体と一致した。DMF(8mL)を粗反応混合物に添加し、材料をグローブボックスの外側に取り出した。ドラフト内で、炭酸アンモニウム(179mg、30%NH、3.16mmol)を混合物に添加し、ジャーを封止し、内容物を室温で18時間撹拌した。溶液を100mLの脱イオン水で希釈し、形成された沈殿物を濾過によって回収し、水で数回洗浄し、真空下で乾燥させた。反応によって、768mg(2.39mmol、91%収率)が得られた。
【0112】
H NMR(400MHz、CDCl)δ 8.18-7.98(m、4H)、7.55(dd、J=8.6、2.1Hz、2H)、5.55(s、2H)、1.48(s、18H)ppm。13C NMR(126MHz、CDCl)δ 153.78、145.82、136.70、125.58、124.70、116.20、113.72、34.74、31.77ppm。
【0113】
実施例6-2,7-ビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド
【0114】
【化13】
【0115】
グローブボックス内で、2,7-ビス(3、5-ジ-tert-ブチルフェニル)-9H-カルバゾール(545mg、1.00mmol)、撹拌バー、及び15mLのTHFを、20mLのバイアルに添加し、冷凍庫内-35℃で2時間冷却した。バイアルを冷凍庫から取り出し、n-ブチルリチウム(2.0M、0.55mL、1.10mmol、1.1当量)をゆっくりと添加し、バイアルを冷凍庫に30分間戻した。次いで、バイアルを冷凍庫から取り出し、反応混合物を室温で1.5時間撹拌させた。4-ニトロフェニルクロロホルメート(205mg、1.10mmol、1.1当量)を、撹拌バー及び15mLのTHFとともに120mLのジャーに添加した。撹拌しながら、リチウムカルバゾール含有溶液を、4-ニトロフェニルクロロホルメートを含有する溶液に滴下した。添加が完了すると、反応混合物を室温で1時間撹拌した。次いで、すべての揮発性物質を真空下で溶液から除去し、粘着性黄色固体が残った。H NMRスペクトルは、カルバメート中間体と一致した。反応からの粗材料を8mLのDMFに溶解し、材料を含有するジャーを封止し、グローブボックスの外側に取り出した。ドラフト内で、炭酸アンモニウム(67mg、30%NH、1.20mmol)を混合物に添加し、ジャーを封止し、内容物を室温で18時間撹拌した。溶液を100mLの脱イオン水で希釈し、形成された沈殿物を濾過によって回収し、水で数回洗浄し、真空下で乾燥させた。沈殿物のH NMRスペクトルは、所望の生成物と一致した。反応によって、511mg(0.87mmol、87%収率)が得られた。
【0116】
H NMR(400MHz、クロロホルム-d)δ 8.36(d、J=1.4Hz、2H)、8.11(d、J=8.0Hz、2H)、7.64(dd、J=8.0、1.5Hz、2H)、7.55(d、J=1.8Hz、4H)、7.51(d、J=1.8Hz、2H)、5.69(s、2H)、1.45(s、36H)ppm。13C NMR(101MHz、クロロホルム-d)δ 153.59、151.29、141.94、141.04、139.34、124.25、122.81、122.11、121.65、120.19、113.12、35.05、31.59ppm。
【0117】
実施例7-2,7-ビス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド
【0118】
【化14】
【0119】
グローブボックス内で、2,7-ビス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)-9H-カルバゾール(770mg、1.30mmol)、撹拌バー、及び15mLのTHFを20mLのバイアルに添加し、冷凍庫内-35℃で2時間冷却した。バイアルを冷凍庫から取り出し、n-ブチルリチウム(2.0M、0.72mL、1.43mmol、1.1当量)をゆっくりと添加し、反応混合物を冷凍庫に30分間戻した。次いで、反応混合物を冷凍庫から取り出し、室温で1.5時間撹拌させた。4-ニトロフェニルクロロホルメート(289mg、1.43mmol、1.1当量)を、撹拌バー及び15mLのTHFとともに120mLのジャーに添加した。撹拌しながら、リチウムカルバゾール含有溶液を、4-ニトロフェニルクロロホルメートを含有する溶液に滴下した。添加が完了すると、反応混合物を室温で1時間撹拌した。次いで、すべての揮発性物質を真空下で溶液から除去し、粘着性黄色固体が残った。H NMRスペクトルは、カルバメート中間体と一致した。DMF(8mL)を粗反応混合物に添加し、材料をグローブボックスの外側に取り出した。ドラフト内で、炭酸アンモニウム(88mg、30%NH、1.56mmol)を混合物に添加し、ジャーを封止し、内容物を室温で18時間撹拌した。溶液を100mLの脱イオン水で希釈し、形成された沈殿物を濾過によって回収し、水で数回洗浄し、真空下で乾燥させた。生成物を高温エチルアセテートから再結晶させ、2℃で一晩冷却した。生成物を白色粉末として濾過によって単離した。生成物を単離し、768mg(1.21mmol、93%収率)を得た。
【0120】
H NMR(500MHz、クロロホルム-d)δ 8.37(d、J=1.5Hz、2H)、8.20(d、J=8.1Hz、2H)、8.12(s、4H)、7.91(s、2H)、7.65(dd、J=8.1、1.5Hz、2H)、5.70(s、2H)ppm。19F NMR(376MHz、クロロホルム-d)δ-62.75ppm。
【0121】
実施例8-N-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド
【0122】
【化15】
【0123】
グローブボックス内で、20mLのバイアルに、9H-カルバゾール-9-カルボキサミド(300mg、1.43mmol)、8mLのTHF、及び撹拌バーを充填した。溶液を-35℃で1.5時間冷凍庫内に入れた。冷凍庫から取り出した後、撹拌しながら、2.0Mのn-ブチルリチウム(0.79mL、1.57mmol、1.1当量)を滴下し、溶液を直ちに冷凍庫に戻した。10分後、反応混合物を冷凍庫から取り出し、4mLのTHF中のビス(2,6-ジメトキシフェニル)クロロホスフィン(487mg、1.43mmol)のスラリーを添加した。次いで、反応混合物を室温まで加温し、1時間撹拌した。1時間後、反応物を真空下で乾燥させ、15mLのジクロロメタンを添加した。反応混合物を50/50のセライトとシリカとのプラグを通して濾過して、LiClを除去した。すべての揮発性物質を濾液から除去し、生成物をジエチルエーテルで粉砕し、濾過によって収集した。副生成物がジエチルエーテル可溶画分中にのみ存在し、収集された沈殿物は純粋な生成物であることがNMR分光法によって確認された。反応によって、378mg(0.73mmol、51%収率)が得られた。
【0124】
H NMR(400MHz、ベンゼン-d)δ 8.70(d、J=5.5Hz、2H)、8.35(dt、J=8.2、0.9Hz、4H)、7.83-7.72(m、4H)、7.19-7.13(m、4H)、7.12-7.06(m、8H)、6.93(t、J=8.3Hz、5H)、6.14(dd、J=8.3、2.6Hz、8H)、3.12(s、20H)ppm。13C NMR(126MHz、ベンゼン-d)δ 162.04(d、J=10.0Hz)、153.73(d、J=22.4Hz)、139.11、130.25、126.55、125.11、121.74、119.65、116.21(d、J=30.8Hz)、114.62、104.53、55.24ppm。31P NMR(162MHz、ベンゼン-d)δ-1.44ppm。HRMS(ESI+)(m/z):[M+H]C2928Pの計算値:515.1730、実測値:515.1752。
【0125】
実施例9-N-(ビス(2,6-ジエトキシフェニル)ホスファニル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド
【0126】
【化16】
【0127】
グローブボックス内で、ガラス製ジャーに、撹拌バー、9H-カルバゾール-9-カルボキサミド(1.0g、4.76mmol)、及び乾燥THF(25mL)を装備した。白色スラリーをグローブボックス冷凍庫内に-35℃で30分間入れた。30分後、ジャーを冷凍庫から取り出し、内容物を撹拌しながら、ヘキサン中の2.5Mのn-ブチルリチウム(2.1mL、5.25mmol)を滴下した。得られた濁った黄色溶液を冷凍庫に戻し入れ、10分後に、反応混合物を冷凍庫から取り出し、THF(10mL)中のビス(2,6-ジエトキシフェニル)クロロホスフィン(1.982g、5.00mmol)の冷却スラリーを添加した。得られた混合物を、室温までゆっくりと加温しながら、30時間撹拌した。30分後、反応混合物(白色スラリー)のアリコートを、31P NMR分光法によって分析して、クロロホスフィンの変換を確認した。31P NMRスペクトルに従い、反応は、完了した。反応混合物を真空下で濃縮して、白色固体を得、ジクロロメタン(55mL)を添加した。濁った溶液をセライトのプラグを通して濾過し、真空下で濃縮して、白色固体を得た。固体をジエチルエーテルで粉砕した。スラリーを室温で5分間撹拌し、固体を濾過によって収集し、ジエチルエーテルで洗浄し、真空下で乾燥させた。固体を、H NMR及び31P NMR分光法によって分析し、いくつかの不純物の存在を明らかにした。生成物を、ヘキサン中0~20%のエチルアセテートの勾配を使用したカラムクロマトグラフィーによって精製した。カラムからの画分を、HRMSによって分析した。生成物を含有する画分を組み合わせ、回転蒸発によって濃縮して、白色固体を得た。固体を高真空下で乾燥させて、0.844g(1.48mmol、31%収率)の白色固体を得た。
【0128】
H NMR(400MHz、クロロホルム-d)δ 8.43(d、J=5.6Hz、1H)、8.11(d、J=8.3Hz、2H)、8.00(d、J=7.7Hz、2H)、7.39(t、J=7.7Hz、3H)、7.30(t、J=7.4Hz、2H)、7.18(t、J=8.3Hz、2H)、6.46(dd、J=8.3、2.7Hz、4H)、4.05-3.54(m、8H)、1.01(t、J=7.0Hz、12H)ppm。13C NMR(101MHz、クロロホルム-d)δ 161.16(d、J=9.8Hz)、153.92(d、J=24.2Hz)、138.87、130.46、126.66、125.11、122.02、119.85、115.81(d、J=25.2Hz)、114.52、104.99、64.38、14.28ppm。31P NMR(162MHz、クロロホルム-d)δ-2.85ppm。
【0129】
実施例10-N-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-2,7-ビス(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド
【0130】
【化17】
【0131】
グローブボックス内で、2,7-ビス(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド(213mg、0.49mmol)、撹拌バー、及び5mLのTHFを、20mLのバイアルに添加し、冷凍庫内-35℃で一晩冷却した。溶液を冷凍庫から取り出し、n-ブチルリチウム(2.0M、0.27mL、0.54mmol、1.1当量)をゆっくりと添加し、反応混合物を冷凍庫に20分間戻した。反応混合液を冷凍庫から取り出し、3mLのTHF中のクロロビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスフィン(149mg、0.49mmol)のスラリーを添加した。反応混合物を室温まで加温し、追加の時間撹拌した。次いで、すべての揮発性物質を真空下で除去し、得られた残渣に10mLのジクロロメタンを添加した。ジクロロメタン溶液をセライトのプラグを通して濾過して、LiClを除去した。次いで、すべての揮発性物質を真空下で濾液から除去し、白色固体が残った。H及び31P NMR分光法によって、主成分が所望の生成物であることが確認された。粗反応混合物を、ヘキサン及びエチルアセテートを用いたカラムクロマトグラフィーによって精製した。反応によって、193mg(0.26mmol、53%収率)の白色粉末として単離された生成物が得られた。
【0132】
H NMR(400MHz、ベンゼン-d)δ 8.47(d、J=1.6Hz、2H)、8.29(d、J=6.7Hz、1H)、7.85(d、J=8.2Hz、2H)、7.33(dd、J=8.2、1.6Hz、2H)、7.00(td、J=8.2、0.8Hz、2H)、6.23(dd、J=8.3、2.6Hz、4H)、3.17(s、12H)、1.76(s、4H)、1.33(s、12H)、0.75(s、18H)ppm。13C NMR(126MHz、ベンゼン-d)δ 162.25(d、J=10.0Hz)、154.35(d、J=21.3Hz)、148.74、139.72、130.19、122.68、120.68、118.76、116.75(d、J=29.6Hz)、112.02、104.90、56.77、55.48、38.95、32.11、31.78、31.68ppm。31P NMR(162MHz、ベンゼン-d)δ-2.71ppm。HRMS(ESI+)(m/z):[M+H]C4560Pの計算値:739.4239、実測値:739.424。
【0133】
実施例11-N-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド
【0134】
【化18】
【0135】
グローブボックス内で、20mLのバイアルに、3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド(50mg、0.16mmol)、ビス(2,6-ジメトキシフェニル)クロロホスフィン(68mg、0.20mmol、1.28当量)、4-ピロリジノピリジン(37mg、0.25mmol、1.6当量)、THF(3mL)、及び撹拌バーを充填した。溶液を60℃で18時間撹拌しながら加熱した。溶液を冷却し、濾過して、所望されない塩を除去した。次いで、濾液を真空下で約1mLの体積まで濃縮し、ヘキサン(10mL)を添加した。多量の白色沈殿物が形成され、続いて濾過によって収集し、ヘキサンで洗浄し、真空下で乾燥させた。H NMR分光法によって、白色固体がほとんど所望の生成物であることが明らかになったが、いくらかのリン酸化副生成物が存在するようであった。生成物を、20%エチルアセテート/ヘキサン中でカラムクロマトグラフィーによって精製した。反応によって、81mg(0.13mmol、83%収率)の白色粉末として単離された生成物が得られた。
【0136】
H NMR(500MHz、ベンゼン-d)δ 8.27(s、2H)、8.16(s、2H)、7.42(d、J=8.7Hz、2H)、6.96(tt、J=8.2、1.5Hz、2H)、6.14(ddd、J=8.3、3.2、1.1Hz、4H)、2.93(d、J=1.2Hz、12H)、1.36(s、18H)ppm。13C NMR(101MHz、ベンゼン-d)δ 151.51、151.36、138.00、129.31、128.51、125.61、122.94、122.33、111.21(d、J=13.9Hz)、109.36(d、J=3.1Hz)、46.45、35.20、31.80(d、J=1.6Hz)、21.63ppm。31P NMR(202MHz、ベンゼン-d)δ-1.75ppm。HRMS(ESI+)(m/z):[M+H]C3744Pの計算値:627.2987、実測値:627.291。
【0137】
実施例12-N-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-2,7-ビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド
【0138】
【化19】
【0139】
グローブボックス内で、2,7-ビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド(287mg、0.49mmol)、撹拌バー、及び5mLのTHFを、20mLのバイアルに添加し、冷凍庫内-35℃で一晩冷却した。バイアルを冷凍庫から取り出し、n-ブチルリチウム(2.0M、0.27mL、0.54mmol、1.1当量)をゆっくりと添加し、反応混合物を15分間冷凍庫に戻した。反応混合液を冷凍庫から取り出し、3mLのTHF中のクロロビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスフィン(170mg、0.50mmol)のスラリーを添加した。反応混合物を室温まで加温し、追加の時間撹拌した。次いで、すべての揮発性物質を真空下で除去し、得られた残渣に10mLのジクロロメタンを添加した。ジクロロメタン溶液をセライトのプラグを通して濾過して、LiClを除去したが、この場合、濾液は依然として濁っていた。濾液溶液を4μmシリンジフィルタを通して押し、得られた溶液は透明であった。反応物を真空下で約2mLの体積まで濃縮し、生成物をヘキサンで粉砕して、オフホワイト色の固体を得た。生成物を濾過により収集し、真空下で乾燥させた。合計87mgの材料を濾過中に単離し、H及び31P NMR分光法によって所望の生成物であることが確認された。すべての揮発性物質を濾液から除去し、得られた粗固体を最小量のヘキサンに溶解した。ヘキサン溶液を冷凍庫内に-35℃で一晩入れた。翌日、白色粉末が沈殿し、濾過により迅速に収集し、乾燥させた。粉末の第2のクロップもまた、NMR分光法によって所望の生成物(98mg)であることが確認された。収量:185mg(2つのクロップ、0.21mmol、42%収率)の生成物を単離した。
【0140】
H NMR(400MHz、ベンゼン-d)δ 8.93(d、J=5.5Hz、1H)、8.90(d、J=1.4Hz、2H)、8.01(d、J=8.0Hz、2H)、7.71(dd、J=8.0、1.5Hz、2H)、7.66(d、J=1.8Hz、4H)、7.55(t、J=1.8Hz、2H)、6.89(td、J=8.2、0.8Hz、2H)、6.08(dd、J=8.3、2.6Hz、4H)、3.07(s、12H)、1.32(s、36H)ppm。13C NMR(101MHz、ベンゼン-d)δ 162.03(d、J=10.1Hz)、151.09、142.10(d、J=23.6Hz)、140.28、130.22、124.12、122.40、122.25、120.95、119.96、116.19(d、J=30.2Hz)、114.01、104.57、55.19、34.71、31.36、25.27、20.51ppm。31P NMR(162MHz、ベンゼン-d)δ-1.35ppm。HRMS(ESI+)(m/z):[M+H]C5768Pの計算値:891.486、実測値:891.481。
【0141】
実施例13-N-(ビス(2,6-ジエトキシフェニル)ホスファニル)-2,7-ビス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド
【0142】
【化20】
【0143】
グローブボックス内で、2,7-ビス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド(187mg、0.30mmol)、撹拌バー、及び5mLのTHFを、20mLのバイアルに添加し、冷凍庫内-35℃で一晩冷却した。反応混合物を冷凍庫から取り出し、n-ブチルリチウム(2.0M、0.16mL、0.32mmol、1.1当量)をゆっくりと添加し、反応混合物を15分間冷凍庫に戻した。反応混合液を冷凍庫から取り出し、3mLのTHF中のクロロビス(2,6-ジエトキシフェニル)ホスフィン(123mg、0.31mmol、1.05当量)のスラリーを添加した。反応物を室温まで加温し、追加の時間撹拌した。次いで、すべての揮発性物質を真空下で除去し、得られた残渣に10mLのジクロロメタンを添加した。ジクロロメタン溶液をセライトのプラグを通して濾過して、LiClを除去した。濾液を真空下で2mLの体積まで濃縮し、得られた残渣をヘキサンで粉砕して、白色固体を得た。生成物を濾過により収集し、真空下で乾燥させた。生成物を、カラムクロマトグラフィー(20%エチルアセテート/ヘキサン)によって更に精製した。反応によって、44mg(0.05mmol、18%収率)の白色粉末として単離された生成物が得られた。
【0144】
H NMR(500MHz、ベンゼン-d)δ 8.59(d、J=5.2Hz、2H)、8.43(s、2H)、7.83(d、J=8.0Hz、2H)、7.79(s、4H)、7.73(s、2H)、7.07(dd、J=8.0、1.6Hz、2H)、6.97(t、J=8.2Hz、2H)、6.08(dd、J=8.4、2.7Hz、4H)、3.54-3.01(m、8H)、0.70(t、J=7.0Hz、11H)ppm。31P NMR(202MHz、ベンゼン-d)δ-1.57ppm。
【0145】
実施例14-N-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-3,5-ジメチル-1H-ピラゾール-1-カルボキサミド
【0146】
【化21】
【0147】
グローブボックス内で、3,5-ジメチル-1H-ピラゾール-1-カルボキサミド(460mg、3.13mmol)、撹拌バー、及び12mLのTHFを、60mLのジャーに添加し、冷凍庫内-35℃で一晩冷却した。溶液を冷凍庫から取り出し、n-ブチルリチウム(2.0M、1.82mL、3.64mmol、1.1当量)をゆっくりと添加した。反応混合物を15分間冷凍庫に戻した。次いで、8mLのTHF中のクロロビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスフィン(1.183g、3.47mmol)の懸濁液を、冷えた反応混合物に添加した。混合物を2時間撹拌しながら室温までゆっくりと加温した。この時間中に多量の沈殿物が形成され、濾過によって回収した。固体を少量のTHFで洗浄して、LiClを除去し、ヘキサンで更に洗浄し、次いで真空下で乾燥させた。単離された白色粉末は、ほとんど所望の生成物(95%純粋)であり、少量の酸化ホスフィンが存在する(約5%)ことが判明した。すべての揮発性物質を真空下で濾液から除去し、ジエチルエーテルを添加し、追加の生成物の沈殿をもたらした。沈殿物を濾過により収集し、過剰のジエチルエーテルで洗浄し、乾燥させた。粉末の第2のバッチは、31P NMR分光法によって、98%を超えて純粋であり、粉末の第1のバッチと組み合わされて、983mg(2.10mmol、67%収率)の混合質量を得た。
【0148】
H NMR(400MHz、クロロホルム-d)δ 10.02(d、J=5.9Hz、1H)、7.21(t、J=8.3Hz、2H)、6.50(dd、J=8.4、2.7Hz、4H)、5.89(s、1H)、3.80(s、12H)、2.58(s、3H)、2.26(s、3H)ppm。13C NMR(101MHz、クロロホルム-d)δ 161.97(d、J=9.8Hz)、149.18、143.54、130.50、115.19(d、J=25.6Hz)、109.24、104.32、55.92、25.62、14.19、13.78ppm。31P NMR(162MHz、クロロホルム-d)δ-4.46ppm。
【0149】
実施例15-N-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-5H-ジベンゾ[b,f]アゼピン-5-カルボキサミド
【0150】
【化22】
【0151】
グローブボックス内で、20mLのバイアルに、9H-カルバゾール-9-カルボキサミド(104mg、0.44mmol)、THF(5mL)、及び撹拌バーを充填した。得られた溶液を冷凍庫内で-35Cに2時間冷却した。溶液を冷凍庫から取り出し、撹拌しながら、n-ブチルリチウム(272μL、0.54mmol)を滴下した。反応混合物を2時間冷凍庫に戻した。反応混合物の冷凍庫からの取り出し後、ビス(2,6-(ジメトキシフェニル)クロロホスフィン(185mg、0.54mmol)を、固体として、冷えた溶液に添加した。溶液を18時間撹拌しながら室温までゆっくりと加温した。この時間中に多量の白色沈殿物が形成され、濾過によって回収し、ヘキサンで洗浄し、真空下で乾燥させた。H NMRスペクトルは、THF不溶性材料が所望の生成物であることを示した。LiClは、おそらく濾液にすすがれた。収量:152mg(0.25mmol、57%収率)の生成物を単離した。
【0152】
H NMR(500MHz、クロロホルム-d)δ 7.43(dd、J=8.0、1.3Hz、2H)、7.36(ddd、J=7.9、7.0、1.7Hz、2H)、7.31(dd、J=7.7、1.8Hz、2H)、7.27(ddd、J=7.7、4.8、2.2Hz、3H)、7.12(t、J=8.2Hz、2H)、6.39(dd、J=8.3、2.6Hz、4H)、3.71(d、J=12.8Hz、1H)、3.55(s、12H)ppm。13C NMR(126MHz、ベンゼン-d)δ 161.61(d、J=9.6Hz)、156.28(d、J=21.6Hz)、141.01、135.02、132.01、130.96、130.45(d、J=17.6Hz)、129.91、129.03、128.89、126.82、104.14、55.74ppm。31P NMR(202MHz、クロロホルム-d)δ-3.89ppm。HRMS(ESI+)(m/z):[M+H]C3130Pの計算値:541.189、実測値:541.179。
【0153】
実施例16-N-(ビス(4-(トリフルオロメチル)フェニル)ホスファニル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド
【0154】
【化23】
【0155】
グローブボックス内で、20mLのバイアルに、9H-カルバゾール-9-カルボキサミド(173mg、0.825mmol)、撹拌バー、及びTHF(8mL)を充填した。溶液を冷凍庫(-35℃)内に2時間入れて、冷却した。溶液を冷凍庫から取り出し、n-ブチルリチウム(2.0M、0.45mL、0.91mmol、1.1当量)を撹拌しながらゆっくりと添加した。反応混合物を15分間冷凍庫に戻した。冷凍庫から取り出すと、3mLのTHF中のビス(4-トリフルオロメチルフェニル)クロロホスフィン(281mg、0.82mmol、1当量)の溶液をゆっくりと添加した。溶液を室温に加温し、2時間撹拌した。次いで、すべての揮発性物質を真空下で除去し、得られた粗固体をジクロロメタンに溶解し、セライトプラグを通して濾過して、LiClを除去した。濾液を約2mLの体積まで真空下で濃縮し、生成物をヘキサンで粉砕した。得られた白色沈殿物を濾過により回収し、真空下で乾燥させた。H NMR分光法によって、白色固体が所望の生成物であることが明らかになった。収量:355mg(0.67mmol、81%収率)の生成物を単離した。
【0156】
H NMR(400MHz、クロロホルム-d)δ 8.14-8.00(m、4H)、7.93(d、J=8.2Hz、2H)、7.77-7.67(m、8H)、7.55-7.35(m、8H)、7.26-7.21(m、1H)、6.33(d、J=3.0Hz、1H)ppm。13C NMR(101MHz、クロロホルム-d)δ 153.50-152.84(m)、141.43(d、J=17.1Hz)、139.49、138.23、132.13(d、J=22.2Hz)、127.37、126.55-125.38(m)、123.30(d、J=14.4Hz)、120.40(d、J=12.2Hz)、119.45、113.78、110.57ppm。19F NMR(376MHz、クロロホルム-d)δ-63.01ppm。31P NMR(162MHz、クロロホルム-d)δ 26.70ppm。HRMS(ESI+)(m/z):[M+H]C2718OPの計算値:531.1055、実測値:531.109。
【0157】
実施例17-3-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-1,1-ジメチル尿素
【0158】
【化24】
【0159】
グローブボックス内で、撹拌バーを装備したガラス製ジャーに、1,1-ジメチル尿素(0.500g、5.67mmol)及び冷却乾燥THF(30mL)を充填した。出発材料のすべてが溶液に溶解したわけではない。反応混合物をグローブボックス冷凍庫内に-35℃で30分間入れた。30分後、それを冷凍庫から取り出し、撹拌しながら、ヘキサン中のn-BuLi(2.5M、2.50mL、6.25mmol)を滴下し、得られた白濁溶液を冷凍庫(-35℃)に戻し入れた。反応混合物を、-35℃で3時間維持したが、定期的に取り出して撹拌した。3時間後、反応混合物を冷凍庫から取り出し、乾燥THF(10mL)中のビス(2,6-ジメトキシフェニル)クロロホスフィン(2.03g、5.96mmol)の冷却懸濁液を添加した。得られた淡黄色溶液を、室温までゆっくりと加温しながら、1時間撹拌した。1時間後、反応混合物(得られた淡黄色スラリー)のアリコートの31P NMR分光法による分析によって、反応が完了したことが示された。反応混合物を真空下で濃縮して、淡黄色粘着性固体を得、ジクロロメタン(45mL)を添加した。濁った溶液をセライトのプラグを通して濾過し、真空下で濃縮して、オフホワイト色の結晶性固体を得た。固体をジエチルエーテルで粉砕した。スラリーを室温で5分間撹拌し、固体を濾過によって収集し、ジエチルエーテルで洗浄した。固体を真空下で乾燥させて、1.059g(2.72mmol、48%収率)の所望の生成物を白色固体として得た。31P NMRスペクトルにおいて、少量の酸化副生成物の証拠が存在した。
【0160】
H NMR(400MHz、CDCl)δ 7.52(d、J=6.0Hz、1H)、7.15(t、J=8.3Hz、2H)、6.47(dt、J=8.4、4.4Hz、5H)、3.71(s、12H)、2.92(s、6H)ppm。13C NMR(101MHz、CDCl)δ 161.83、131.09、130.33(d、J=3.7Hz)、116.59(d、J=26.5Hz)、104.88-104.66(m)、104.19、56.12、36.42ppm。31P NMR(162MHz、CDCl)δ-2.82ppm。
【0161】
Ni錯体の調製
実施例18-プロ触媒1の合成
((Z)-N-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-9H-カルバゾール-9-カルビミデート)(ピリジン)(トリメチルシリルメチル)ニッケル(II)
【0162】
【化25】
【0163】
グローブボックス内で、20mLバイアルに、ビス(トリメチルシリルメチル)ビス(ピリジン)ニッケル(86mg、0.22mmol、1.0当量)、撹拌バー、及び2mLのトルエンを充填した。次いで、8mLのトルエン中のN-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド(113mg、0.22mmol)の溶液を、撹拌しながらゆっくりと添加した。溶液は、オレンジ色で透明であった。溶液をゆっくりと45℃に加熱し、1時間撹拌した。次いで、すべての揮発性物質を真空下で除去した。ヘキサン(3mL)を添加し、続いて真空下で除去し、オレンジ色の粘着性固体が残った。生成物をヘキサン中で懸濁し、15分間撹拌した。次いで、生成物を濾過によって収集し、真空下で乾燥させた。収量:147mg(0.20mmol、89%収率)の生成物を単離した。
【0164】
H NMR(400MHz、ベンゼン-d)δ 9.11-8.89(m、4H)、7.92(dd、J=7.8、1.4Hz、2H)、7.30(ddd、J=8.5、7.2、1.4Hz、2H)、7.25-7.05(m、4H+CDCl)、6.97-6.83(m、1H)、6.67-6.53(m、2H)、6.37(dd、J=8.3、3.7Hz、4H)、3.40(s、12H)、-0.12(s、9H)、-0.38(d、J=8.9Hz、2H)ppm。13C NMR(126MHz、ベンゼン-d)δ 167.07(d、J=14.5Hz)、161.47(d、J=2.1Hz)、151.02、140.77、136.30、130.31、125.61、125.11、123.38(d、J=1.8Hz)、120.75、118.91、117.78、114.39(d、J=58.8Hz)、104.79(d、J=4.4Hz)、55.47、1.93、-16.02(d、J=28.9Hz)ppm。31P NMR(202MHz、ベンゼン-d)δ 46.84ppm。
【0165】
実施例19-プロ触媒2の合成
((Z)-N-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-2,7-ビス(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)-9H-カルバゾール-9-カルビミデート)(トリメチルシリルメチル)(ピリジン)ニッケル(II)
【0166】
【化26】
【0167】
グローブボックス内で、20mLバイアルに、ビス(トリメチルシリルメチル)ビス(ピリジン)ニッケル(56mg、0.14mmol、1.05当量)、撹拌バー、及び1mLのトルエンを充填した。次いで、3mLのトルエン中のN-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-2,7-ビス(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド(100mg、0.14mmol)の溶液を、撹拌しながらゆっくりと添加した。溶液は、オレンジ色で透明であった。反応混合物を60℃で1時間撹拌した。反応混合物のアリコートの31P NMRの分光分析によって、所望の錯体への完全な変換が示された。次いで、反応混合物を冷却し、すべての揮発性物質を真空下で除去した。得られた粗材料を最小量のヘキサンに溶解し、冷凍庫に-35℃で一晩入れた。この時間中、所望の生成物が溶液から沈殿した。オレンジ色の沈殿物を濾過によって収集し、真空下で乾燥させた。単離されたオレンジ色の固体は、NMR分光法によって所望の生成物であることが確認された。反応によって、71mg(0.08mmol、54%収率)の生成物が得られた。
【0168】
H NMR(400MHz、ベンゼン-d)δ 9.12(dd、J=4.7、1.7Hz、2H)、9.01(s、2H)、7.88(d、J=8.1Hz、2H)、7.28(dd、J=8.2、1.7Hz、2H)、7.15-7.10(m、2H+CDCl)、6.98(tt、J=7.6、1.7Hz、2H)、6.79-6.63(m、2H)、6.38(dd、J=8.3、3.7Hz、4H)、3.41(s、12H)、1.72(s、4H)、1.33(s、12H)、0.72(s、18H)、-0.16(s、9H)、-0.40(d、J=8.8Hz、2H)ppm。13C NMR(126MHz、ベンゼン-d)δ 167.59(d、J=14.2Hz)、161.39(d、J=1.8Hz)、150.93、146.80、141.29、136.04、130.18、124.00(d、J=1.8Hz)、122.70、119.33、117.81、115.50、114.40(d、J=59.3Hz)、104.54(d、J=4.3Hz)、57.13、55.41、38.90、32.14、32.12、31.69、1.82、-16.46(d、J=29.5Hz)ppm。31P NMR(162MHz、ベンゼン-d)δ 47.27ppm。
【0169】
実施例20-プロ触媒6の合成
((Z)-N-(ビス(2,6-ジエトキシフェニル)ホスファニル)-2,7-ビス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)-9H-カルバゾール-9-カルビミデート)(ピリジン)(トリメチルシリルメチル)ニッケル(II)
【0170】
【化27】
【0171】
グローブボックス内で、20mLバイアルに、ビス(トリメチルシリルメチル)ビス(ピリジン)ニッケル(39mg、0.10mmol、1.0当量)、撹拌バー、及び1mLのトルエンを充填した。次いで、ピリジン(8μL、0.10mmol、1.0当量)を添加し、続いて3mLのトルエン中のN-(ビス(2,6-ジエトキシフェニル)ホスファニル)-2,7-ビス(3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド(100mg、0.10mmol)の溶液を添加した。得られた溶液は、オレンジ色で透明であり、45℃で1時間撹拌した。反応混合物のアリコートの31P NMRの分光分析によって、所望のニッケル錯体への遊離配位子の完全な変換が示された。混合物をセライトのパッドを通して濾過し、すべての揮発性物質を真空下で濾液から除去した。得られた残渣にヘキサン(5mL)を添加し、次いで真空下で除去し、明黄色粘着性固体が残った。生成物をヘキサンで粉砕し、15分間撹拌させた。生成物を濾過によって収集し、ペンタンですすぎ、真空下で乾燥させた。反応によって、60mg(0.07mmol、71%収率)の生成物が得られた。
【0172】
H NMR(500MHz、C)δ 10.49-8.19(m、4H)、7.90(d、J=8.0Hz、2H)、7.78(d、J=16.4Hz、5H)、7.17-7.10(m、6H)、7.08(d、J=7.8Hz、3H)、6.84(t、J=7.7Hz、1H)、6.45(t、J=6.6Hz、2H)、6.38-6.32(m、4H)、3.70(s、8H)、0.92(s、12H)、-0.15--0.38(m、11H)ppm。13C NMR(126MHz、C)δ 163.48(d、J=14.5Hz)、158.14、148.21、142.95、139.15、134.09、133.88、129.08(q、J=32.9Hz)、127.94、122.29、121.95、120.87、120.12、118.21、117.81-117.30(m)、114.30、111.27、110.80、102.18、61.09、11.65、-0.66、-18.76(d、J=28.9Hz)ppm。31P NMR(202MHz、C)δ 43.96ppm。19F NMR(376MHz、C)δ-62.23ppm。
【0173】
実施例21-プロ触媒4の合成
((Z)-N-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-カルビミデート)(トリメチルシリルメチル)(ピリジン)ニッケル(II)
【0174】
【化28】
【0175】
グローブボックス内で、20mLバイアルに、ビス(トリメチルシリルメチル)ビス(ピリジン)ニッケル(66mg、0.17mmol、1.05当量)、撹拌バー、及び1mLのトルエンを充填した。5mLのトルエン中のN-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド(100mg、0.16mmol)の溶液を撹拌しながらゆっくりと添加した。溶液は、赤色透明であった。反応混合物を室温で2時間撹拌し、アリコートの31P NMRの分光分析によって、所望のニッケル錯体への遊離配位子の完全な変換が示された。反応混合物をセライトのパッドを通して濾過し、すべての揮発性物質を真空下で濾液から除去した。ヘキサン(5mL)を添加し、次いで、真空下で除去し、オレンジ色の粘着性固体が残った。生成物をペンタンで粉砕し、15分間撹拌させた。生成物を濾過によって収集し、ペンタンですすぎ、真空下で乾燥させた。反応によって、52mg(0.10mmol、61%収率)の生成物が得られた。
【0176】
H NMR(400MHz、ベンゼン-d)δ 9.26-9.06(m、2H)、8.95(d、J=8.9Hz、2H)、8.20(d、J=2.1Hz、2H)、7.41(dd、J=8.9、2.1Hz、2H)、7.19-7.08(m、14H)、7.02(t、J=8.4Hz、1H)、6.94-6.89(m、1H)、6.61(t、J=6.7Hz、2H)、6.38(dd、J=8.3、3.7Hz、4H)、3.42(s、12H)、2.10(s、2H)、1.38(s、19H)、-0.11(s、8H)、-0.39(d、J=8.8Hz、2H)ppm。13C NMR(101MHz、ベンゼン-d)δ 167.30、161.55(d、J=2.0Hz)、151.10、143.11、139.32、136.34、130.27、128.96、125.27(d、J=10.9Hz)、123.45、117.52、114.89(d、J=4.4Hz)、114.33、104.85(d、J=4.5Hz)、55.54、34.31、31.72、1.98、-16.17(d、J=28.9Hz)ppm31P NMR(162MHz、ベンゼン-d)δ 47.05ppm。
【0177】
実施例22-プロ触媒5の合成
((Z)-N-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-2,7-ビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)-9H-カルバゾール-9-カルビミデート)(ピリジン)(トリメチルシリルメチル)ニッケル(II)
【0178】
【化29】
【0179】
グローブボックス内で、20mLバイアルに、ビス(トリメチルシリルメチル)ビス(ピリジン)ニッケル(46mg、0.12mmol、1.05当量)、撹拌バー、及び1mLのトルエンを充填した。5mLのトルエン中のN-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-2,7-ビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)-9H-カルバゾール-9-カルボキサミド(100mg、0.11mmol)の溶液を、撹拌しながらゆっくりと添加した。得られた溶液は、赤色透明であった。反応混合物を室温で90分間撹拌し、アリコートの31P NMRの分光分析によって、所望のニッケル錯体への部分的な変換のみが示された。溶液を45℃に20分間加熱し、アリコートの31P NMR分光分析は、反応が所望のニッケル錯体への完全な変換を達成したことを示した。反応混合物をセライトのパッドを通して濾過し、すべての揮発性物質を真空下で濾液から除去した。得られた残渣にヘキサン(5mL)を添加し、次いで真空下で除去し、オレンジ色の粘着性固体が残った。生成物をペンタンで粉砕し、15分間撹拌させた。生成物を濾過によって収集し、ペンタンですすぎ、真空下で乾燥させた。生成物のH NMRスペクトルによって、いくつかの残留ヘキサンの存在が明らかになった。反応によって、42mg(0.04mmol、34%収率)の生成物が得られた。
【0180】
H NMR(400MHz、ベンゼン-d)δ 9.18(s、2H)、8.89(d、J=5.3Hz、2H)、7.97(d、J=8.0Hz、2H)、7.60(dd、J=7.9、1.6Hz、2H)、7.54(d、J=1.8Hz、4H)、7.48(t、J=1.8Hz、2H)、7.07(t、J=8.4Hz、2H)、6.67(t、J=7.6Hz、1H)、6.35-6.22(m、6H)、3.33(s、12H)、1.29(d、J=0.9Hz、36H)、-0.18(s、9H)、-0.48(d、J=8.8Hz、2H)ppm。13C NMR(126MHz、C)δ 166.91(d、J=14.5Hz)、161.41(d、J=2.2Hz)、150.82、150.41、143.27、141.65、140.76、136.24、130.33、123.93、123.22、122.46、121.10、120.16、119.14、116.78、114.09(d、J=58.3Hz)、104.79(d、J=4.6Hz)、55.40、34.67、31.48、1.94、-15.82(d、J=28.8Hz)。31P NMR(202MHz、C)δ 46.53。
【0181】
実施例23-プロ触媒3の合成
N-(ビス(2,6-ジエトキシフェニル)ホスファニル)-カルバゾール-9-カルボキサミド(トリメチルシリルメチル)(ピリジン)ニッケル
【0182】
【化30】
【0183】
窒素充填グローブボックス内で、ビス(トリメチルシリルメチル)ビス(ピリジン)ニッケル(0.7100g、1.81mmol)の結晶を、トルエン(8mL)中のN-(ビス(2,6-ジエトキシフェニル)ホスファニル)-カルバゾール-9-カルボキサミド(1.00g、2.18mmol)の溶液に添加して、瞬時に赤褐色溶液を得た。数分以内に、色は、より淡い褐色になり、次いで黄色沈殿の形成が開始された。混合物を室温で1時間攪拌した。次いで、揮発性物質を減圧下で反応混合物から除去した。得られた固体をヘキサンで粉砕し、濾過し、ヘキサンで洗浄し、減圧下で乾燥させて、生成物を黄色粉末として得た。反応によって、1.20g(1.56mmol、86%収率)の生成物が得られた。
【0184】
H NMR(400MHz、ベンゼン-d)δ 9.12(dd、J=4.8、1.8Hz、2H)、9.03(s、2H)、7.91(d、J=7.6Hz、2H)、7.33(t、J=7.8Hz、2H)、7.19(t、J=7.4Hz、2H)、7.12(d、J=8.3Hz、2H)、6.90(tt、J=7.6、1.7Hz、1H)、6.61(t、J=6.6Hz、2H)、6.36(dd、J=8.3、3.7Hz、4H)、3.76(dp、J=22.9、7.8Hz、8H)、1.04(t、J=7.0Hz、12H)、-0.16(s、9H)、-0.27(d、J=8.1Hz、2H)。13C NMR(101MHz、ベンゼン-d)δ 167.27(d、J=14.1Hz)、161.12(d、J=1.9Hz)、151.41(d、J=1.4Hz)、141.15、136.78、130.37、125.90、125.42、123.74(d、J=1.9Hz)、121.07、119.27、118.16、115.05(d、J=59.2Hz)、105.12(d、J=4.6Hz)、64.04、14.59、2.31、-15.97(d、J=29.2Hz)。31P NMR(162MHz、ベンゼン-d)δ 46.29。
【0185】
実施例24-比較例-3-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-1,1-ジメチル尿素ビス(トリメチルシリルメチル)ニッケル(化合物(2))
【0186】
【化31】
【0187】
化合物(3)などのN-アルキルホスフィノ-尿素配位子は、重合活性に必要であるカルバミミドニッケル錯体(1)に進行しなかった。上記の反応に例示されるように、化合物(3)の場合、3-(ビス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスファニル)-1,1-ジメチル尿素、化合物(2)、対応するアミド錯体は、急速に形成される。しかしながら、化合物(1)、カルバミミデート錯体、を形成するための配位子の脱プロトン化は、起こらなかった。理論に拘束されるつもりはないが、N-アルキルホスフィノ-尿素配位子よりもN-アリールホスフィノ-尿素配位子の方が、(1)と類似のNi錯体を形成しやすいと考えられる。Niカルバミミデート錯体(1)は、オレフィン重合触媒作用において有意により活性である。
【0188】
実施例25-エチレン/tert-ブチルアクリレート共重合-並列圧力反応器研究
触媒活性(クエンチ時間及びポリマー収率の観点から)並びに得られたポリマー特性を、プロ触媒1~6について評価した。重合反応を、前述のように並列圧力反応器(PPR)で実行した。
【0189】
これらの実験のために、触媒の原液をトルエン中で調製し(1~2mM)、直ちにPPR反応器に供給した。重合実験を、0.25~0.75μmolの触媒充填量で400psiのエチレン圧力で実行した。共重合のために、tert-ブチルアクリレート(t-BA)を、活性化アルミナのカラムを通して濾過することによって精製し、PPRに供給するために、精製されたt-BAの溶液をトルエン中で調製した。表1に示されるように、反応器温度及びtert-ブチルアクリレート充填量を変動させた。表1の各エントリは、少なくとも2回の反復実行の平均を表す。
【0190】
【表1】
【0191】
プロ触媒1~6の各々は、エチレンとt-BAとを、(活性が20kg/mol・時を超えるような)高活性で共重合することができる。加えて、触媒の各々は、有意な量のアクリレート、具体的には1.0重量パーセント超を組み込むポリマーを生成した。重合反応の各々では、本開示のプロ触媒は、狭い多分散指数(PDI)(2.04~2.86)、及び7,180g/mol~158,000g/molの範囲の分子量(MW)を有するポリマーを生成した。
【0192】
別の一連の実験では、ホスフィノ-尿素配位子とビス(トリメチルシリルメチル)ビス(ピリジン)ニッケル(II)とをトルエン中で1:1の比で組み合わせ、PPRに供給される前に混合物を50℃で1時間加熱することによって、プロ触媒錯体をその場で調製した。PPR共重合の結果を表2に要約する。表2における値は、エントリ5を除いて、少なくとも2回の反復実験の平均である。
【0193】
ホスフィノ-尿素配位子は、以下の通りである。
【0194】
【化32】
【0195】
【表2】
【0196】
表2に要約された結果は、P原子上のR及びR環が2位と6位において置換された金属-配位子錯体が、R及びR位が未置換のままである金属-配位子触媒(すなわち、L1)よりも有意に高い活性(すなわち、L2及びL3)を有し、高いMWを有するポリマーを生成することを示す。例えば、配位子L1をニッケル前駆体と錯化することによって生成される触媒は、55kg/mol・時の活性を有し、483g/molの分子量(MW)を有するポリマーを生成した。配位子L1は、R及びR位に、4-トリフルオロメチルフェニル基を含む。4-トリフルオロメチルフェニル基は、フェニル環の2位及び6位にバルク置換基を持たない。比較すると、配位子L3とニッケルとの錯化から形成される触媒は、600kg/mol・時の活性を有し、18,300g/molの分子量を有するポリマーを生成した。配位子L3は、R及びR位に、2,6-ジメトキシフェニル基を含む。表2におけるエントリ3(L3)及び4(L2)は、R及びR位における、アリール環の2位及び6位に位置する立体的なバルク基を有する金属-配位子錯体を用いた場合に、エチレンホモ重合に対して高い活性を示す。
【0197】
実施例26-エチレン/n-ブチルアクリレート共重合-並列圧力反応器研究
これらの実験のために、触媒の原液をトルエン中で調製し(1~2mM)、直ちにPPR反応器に供給した。重合実験を、0.25μmolの触媒充填量で400psiのエチレン圧力で実行した。共重合のために、n-ブチルアクリレートを、活性化アルミナのカラムを通して濾過することによって精製し、PPRに供給するために、精製されたn-ブチルアクリレートの溶液をトルエン中で調製した。表3に示されるように、反応器温度及びn-ブチルアクリレート充填量を変動させた。表3における各エントリは、少なくとも2回の反復実行の平均を表す。
【0198】
【表3】
【0199】
表3のエントリは、主にアクリレート充填量によって整理されているが、特定の実行の温度は変動し得る。
【0200】
tert-ブチルアクリレート共重合についての反応性の相対的な傾向(表1)は、n-ブチルアクリレートについても観察される(表3)。触媒活性及び得られたコポリマー分子量は、アクリレート充填量に反比例するが、組み込みは、アクリレート充填量に直接関連する。
【0201】
同一のアクリレート充填量では、n-ブチルアクリレートの方が、tert-ブチルアクリレートよりもコポリマーへのアクリレート組み込みが高いことが観察されることに留意すべきである。例えば、250μmolのn-ブチルアクリレートを用いるプロ触媒1は、1.9mol%のアクリレートが組み込まれたポリマーを生成する(エントリ2、表3)が、一方、同様の条件で、250μmolのtert-ブチルアクリレートでは、1.0mol%の組み込み(エントリ1、表1)が観測される。これらの結果は、これらのNi触媒が、低い立体的なバルク(n-BA)及び高い立体的なバルク(t-BA)の両方のアクリレートを用いたエチレン/アクリレートコポリマーの形成に容易に触媒作用を及ぼすことを示す。
【0202】
実施例27-エチレン/アクリレート共重合-バッチ反応器データ
エチレン/tert-ブチルアクリレート共重合反応は、先に記載された一般的なバッチ反応器手順に従い、2Lのバッチ反応器でより大規模にNi(II)ホスフィノ-尿素錯体(プロ触媒3)を用いた触媒作用が及ぼされた。共重合実験を、400psiのエチレン圧力で実行した。表4に示されるように、反応器温度及びtert-ブチルアクリレート充填量を変動させた。tert-ブチルアクリレート(t-BA)を、反応器に添加する前に活性アルミナのカラムを通して濾過することによって精製した。反応器へのトルエンの初期充填は、640g(740mL)であった。エチレン/tert-ブチルアクリレート共重合反応を、75分間、又は40gのエチレン取り込みが起こるまでのいずれかより短い方で実行した。
【0203】
性能データを表4に要約する。
【0204】
【表4】
【0205】
表4に示されるように、プロ触媒3を、2つの異なる温度(90℃及び110℃)及び2つの異なるt-BA充填量(74mmol又は222mmolのtert-ブチルアクリレート)で、バッチ反応器内で実行した。エントリ1では、90℃で、74mmolのt-BAが反応器中に存在する状態で、プロ触媒3は、1,300kg/mol・時の活性を有し、60,700g/molの分子量及び0.9mol%のアクリレート組み込みを有する39.2gのコポリマーを生成した。エントリ2では、222mmolのt-BAを反応器に添加した場合、エントリ1と比較した場合、アクリレート組み込みは2倍を超えた。しかしながら、ポリマーに組み込まれたアクリレートの量が増加すると、ポリマーの分子量に影響を及ぼす。エントリ2に反映されるように、エントリ1の結果と比較する場合、分子量は35,100g/molに減少し、490kg/mol・時の活性を有した。

【手続補正書】
【提出日】2022-10-03
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(I)によるプロ触媒であって、
【化1】
式中、
Mが、ニッケル(II)又はパラジウム(II)であり、
Xが、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、-CHSi(R3-Q(OR、-Si(R3-Q(OR、-OSi(R3-Q(OR、-Ge(R3-Q(OR、-P(R2-W(OR、-P(O)(R2-W(OR、-N(R、-N(Si(R、-NRSi(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、-OCF、-S(O)R、-S(O)、-OS(O)、-N=C(R、-N=CH(R)、-N=CH、-N=P(R、-OC(O)R、-C(O)OR、-C(O)R、-C(O)H-N(R)C(O)R、-N(R)C(O)H、-NHC(O)R、-NHC(O)H、-C(O)N(R、-C(O)NHR、-C(O)NH、ハロゲン、又は水素から選択される配位子であり、
式中、各Rが、独立して、(C~C30)ヒドロカルビル又は(C~C30)ヘテロヒドロカルビルであり、任意選択的に1つ以上のRで置換されており、
下付き文字Qが、0、1、2、又は3であり、
下付き文字Wが、0、1、又は2であり、
Yが、任意選択的にXに共有結合したルイス塩基であり、
及びRが、(C~C40)アリール又は(C~C40)ヘテロアリールから選択され、任意選択的に1つ以上のRで置換されており、
及びRが、独立して、式(II)を有する基から選択され、
【化2】
式中、
11、R12、R13、R14、及びR15が、独立して、(C~C30)ヒドロカルビル、(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、-OR、-NR 、-SR、ハロゲン、又は-Hであり、式中、各Rが、(C~C30)ヒドロカルビルであり、但し、R11及びR15のうちの少なくとも1つが、-Hではなく、
式(I)中の各Rが、独立して、(C~C30)ヒドロカルビル、(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、又は-Hであり、
式(I)中の各Rが、独立して、(C~C20)ヒドロカルビル又はハロゲンである、プロ触媒。
【請求項2】
Yが、中性ルイス塩基性非プロトン性(C~C40)ヘテロ炭化水素である、請求項1に記載のプロ触媒。
【請求項3】
及びRが、同一である、請求項1又は2に記載のプロ触媒。
【請求項4】
11及びR15が、独立して、-O[(C~C10)アルキル]である、請求項3に記載のプロ触媒。
【請求項5】
11及びR15が、メトキシである、請求項3に記載のプロ触媒。
【請求項6】
11及びR15が、エトキシである、請求項3に記載のプロ触媒。
【請求項7】
11及びR15が、独立して、-N[(C~C10)アルキル]である、請求項3に記載のプロ触媒。
【請求項8】
とRとが、結合しており、前記プロ触媒が、式(III)による構造を有し、
【化3】
式中、R21-28の各々が、独立して、-H、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-P(O)(R、-N(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、又はハロゲンから選択され、式中、各Rが、(C~C30)ヒドロカルビル、(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、又は-Hであり、
Ni、Y、X、R、及びRが、式(I)で定義された通りである、請求項1~7のいずれか一項に記載のプロ触媒。
【請求項9】
22及びR27が、独立して、任意選択的にRで置換された(C~C40)アリールであり、Rが、(C~C30)ヒドロカルビル、-CF、又はハロゲン原子である、請求項8に記載のプロ触媒。
【請求項10】
22及びR27が、独立して、3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル又は3,5-ジ-tert-ブチルフェニルである、請求項9に記載のプロ触媒。
【請求項11】
22及びR27が、独立して、(C~C20)アルキルである、請求項8に記載のプロ触媒。
【請求項12】
23及びR26が、独立して、任意選択的にRで置換された(C~C40)アリールであり、Rが、(C~C30)ヒドロカルビル、-CF、又はハロゲン原子である、請求項8~11のいずれか一項に記載のプロ触媒。
【請求項13】
及びRが、少なくとも1つのRで置換された(C~C40)アリールであり、各Rが、独立して、(C~C30)ヒドロカルビル、-CF、又はハロゲン原子である、請求項1~7のいずれか一項に記載のプロ触媒。
【請求項14】
及びRが、独立して、フェニル、3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル、又は3,5-ジ-tert-ブチルフェニルである、請求項1~7のいずれか一項に記載のプロ触媒。
【請求項15】
Xが、-CHSi(CHである、請求項1~14のいずれか一項に記載のプロ触媒。
【請求項16】
エチレン、及び任意選択的に1つ以上の(C~C10)α-オレフィンモノマー、又は任意選択的に1つ以上の環状オレフィンモノマーを、請求項1~15のいずれか一項に記載のプロ触媒の存在下で、重合することを含む、重合プロセス。
【請求項17】
エチレン、極性コモノマー、及び任意選択的に1つ以上の(C~C10)α-オレフィンモノマー、又は任意選択的に1つ以上の環状オレフィンモノマーを、請求項1~15のいずれか一項に記載のプロ触媒の存在下で、重合することを含む、重合プロセス。
【請求項18】
前記極性コモノマーが、アクリレート(CH=CHC(O)(OR))、グリシジルアクリレート、CH=CH(CHC(O)(OR)、CH=CHC(O)R、CH=CH(CHC(O)R、CH=CH-OC(O)R、CH=CH(CH-OC(O)R、CH=CH(OR)、CH=CH(CH(OR)、CH=CHSi(R)3-T(OR)、CH=CH(CHSi(R)3-T(OR)、CH=CH-OSi(R)3-T(OR)、CH=CH(CH-OSi(R)3-T(OR)、又はCH=CHClから選択され、式中、各Rが、-H、置換(C~C30)ヒドロカルビル、非置換(C~C30)ヒドロカルビル、置換(C~C30)ヘテロヒドロカルビル、又は非置換(C~C30)ヘテロヒドロカルビルから選択され、各Tが、0、1、2、又は3であり、各nが、1~10である、請求項16に記載の重合プロセス。
【請求項19】
前記極性コモノマーが、tert-ブチルアクリレートである、請求項18に記載の重合プロセス。
【請求項20】
前記極性コモノマーが、n-ブチルアクリレートである、請求項18に記載の重合プロセス。

【国際調査報告】