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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】2024-10-16
(54)【発明の名称】有機チタン化合物の製造方法
(51)【国際特許分類】
   C07F 7/28 20060101AFI20241008BHJP
   C07F 17/00 20060101ALI20241008BHJP
【FI】
C07F7/28 F
C07F17/00
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024520569
(86)(22)【出願日】2022-09-30
(85)【翻訳文提出日】2024-05-29
(86)【国際出願番号】 US2022045405
(87)【国際公開番号】W WO2023059515
(87)【国際公開日】2023-04-13
(31)【優先権主張番号】63/253,752
(32)【優先日】2021-10-08
(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】505307471
【氏名又は名称】インテグリス・インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】バラサンティラン, ヴァグレジャン
(72)【発明者】
【氏名】レインマン, スコット エー.
(72)【発明者】
【氏名】カーク, シャロン
【テーマコード(参考)】
4H049
4H050
【Fターム(参考)】
4H049VN05
4H049VP01
4H049VQ05
4H049VR24
4H049VS05
4H049VS12
4H049VU33
4H049VW01
4H049VW02
4H049VW38
4H050AA02
(57)【要約】
本開示により、特定の半サンドイッチ状チタノセン化合物を製造するための簡便な方法が提供される。当該化合物は、ポリオレフィン合成のための触媒系において有用である。1つの実施態様において、高純度トリメチル(ペンタメチルシクロペンタジエニル)チタン(IV)は、トリクロロ(ペンタメチルシクロペンタジエニル)チタン(IV)と、ハロゲン化メチルマグネシウム化合物との反応から製造される。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(I)の化合物:
[式中、Rは、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、及びイソブチルから選択される]
を製造する方法であって、式(A)の化合物:
を、式RMgXの化合物[式中、Xはクロロ、ブロモ及びヨードから選択される]と接触させることを含む、方法。
【請求項2】
Xがクロロである、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
Xがブロモである、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
Xがヨードである、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
Rがメチルである、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
Rがエチルである、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
Rがn-プロピルである、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
Rがn-ブチルである、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
Rがイソブチルである、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
式(I)の化合物:
[式中、Rは、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、及びイソブチルから選択される]
を製造する方法であって、式(A)の化合物:
を、式(R)Mgの化合物[式中、Xはクロロ、ブロモ及びヨードから選択される]と接触させることを含む、方法。
【請求項11】
Xがクロロである、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
Xがブロモである、請求項10に記載の方法。
【請求項13】
Xがヨードである、請求項10に記載の方法。
【請求項14】
Rがメチルである、請求項10から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
Rがエチルである、請求項10から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
Rがn-プロピルである、請求項10から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
Rがn-ブチルである、請求項10から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項18】
Rがイソブチルである、請求項10から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項19】
式:
の化合物[式中、Rは、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、及びイソブチルから選択される]を少なくとも95.0重量%含み、リチウムを約100ppm未満含む、組成物。
【請求項20】
さらにマグネシウムを約600ppm未満含む、請求項19に記載の組成物。
【請求項21】
さらにリチウムを約10ppm未満、及びマグネシウムを約100ppm未満含む、請求項19に記載の組成物。
【請求項22】
さらにリチウムを約1ppm未満、及びマグネシウムを約26ppm未満含む、請求項19に記載の組成物。
【請求項23】
Rがメチルである、請求項19から22のいずれか一項に記載の記載の組成物。
【請求項24】
Rがエチルである、請求項19から22のいずれか一項に記載の記載の組成物。
【請求項25】
Rがn-プロピルである、請求項19から22のいずれか一項に記載の記載の組成物。
【請求項26】
Rがn-ブチルである、請求項19から22のいずれか一項に記載の記載の組成物。
【請求項27】
Rがイソブチルである、請求項19から22のいずれか一項に記載の記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は概して、有機金属合成の分野に属する。本開示は特に、特定の有機金属化合物を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
1つ又は2つのシクロペンタジエン基が会合したチタン(IV)化合物は、ポリオレフィン合成のための触媒系において有用である。特に、半サンドイッチ状チタノセン触媒、例えばトリメチル(ペンタメチルシクロ-ペンタジエニル)チタン(IV)(CAS No. 107333-47-1)は、とりわけ興味深い。これは、対応するトリクロロ化合物をメチルリチウムと反応させることにより、高収率で製造可能である。しかしながら、メチルリチウム試薬は自然発火するため、非常に低い温度が必要とされ、望ましくないリチウム含有量を有する製品がもたらされる。よって、このような有機チタン化合物(IV)を製造するための改善された方法が、特に興味深い深いものとなる。
【0003】
発明の概要
要約すると、本開示により、式(I)の化合物:
[式中、Rは、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、及びイソブチルから選択される]
の製造方法が提供され、当該製造方法は、
式(A)の化合物:
を、式RMgX又は(R)Mgの化合物[式中、Xはクロロ、ブロモ及びヨードから選択される]と接触させることを含む。
【0004】
式(I)の生成物、特にトリメチル(ペンタメチルシクロ-ペンタジエニル)チタン(IV)の高純度形態も提供される。
【0005】
詳細な説明
本明細書及び添付特許請求の範囲で使用されるように、単数形の「1つの(a)」、「1つの(an)」、「その(the)」には、内容として明示的に別段の定めがない限り、複数形が含まれる。本明細書及び添付特許請求の範囲で使用されるように、「又は(or)」という用語は一般的に、内容として明示的に別段の定めがない限り、「及び/又は(and/or)」を含む意味で用いられる。
【0006】
「約(about)」という用語は一般的に、言及された値と同等である(例えば、同じ機能又は結果を有する)と考えられる数値範囲をいう。多くの場合、「約」という用語には、最も近い有効数字に丸められた数字が含まれ得る。
【0007】
終点を用いて表現された数値範囲には、当該範囲内に包含されるすべての数字が含まれる(例えば1~5には、1、1.5、2、2.75、3、3.80、4及び5が含まれる)。
【0008】
第一の態様では、本開示により式(I)の化合物:
[式中、Rは、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、イソブチル、及びベンジルから選択される]
を製造する方法が提供され、当該製造方法は、
式(A)の化合物:
を、式RMgX又は(R)Mgの化合物[式中、Xはクロロ、ブロモ及びヨードから選択される]と接触させることを含む。
【0009】
本方法では、各Rが、同じであるか、又は異なっていてよい;例示的なR基には、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、イソブチル、及びベンジルから選択されるRが含まれる。
【0010】
1つの実施態様では、各Rがメチルである。
【0011】
式RMgXの試薬は一般的に、エーテル溶媒、例えばジエチルエーテル又はテトラヒドロフラン(THF)中で製造され、それから式(A)の出発材料を非プロトン性非極性溶媒(例えばヘキサン)に溶解させた溶液に、添加される。本方法は、室温で行われ得る。処理は、式MgXの副生成物のろ過を伴い、これに溶媒の真空除去が続く。こうして生じる固体材料を、非配位溶媒(例えばヘキサン、ペンタン、ヘプタン及びトルエン)中で再結晶させることにより、式(I)の所望の生成物が、より純粋な形態で得られる。
【0012】
式(R)Mgの試薬は、既知の手法により製造することができる。例えば、米国特許第3,737,393号明細書(U.S. Patent No. 3,737,393)で教示された方法は、その全体があらゆる目的のために、参照により援用される。
【0013】
よって本開示による方法により、式(I)の化合物を高収率及び異例な純度で製造するための改善された方法が提供される。概して、生じる反応生成物の純度は一般的に、式(I)の所望の化合物について、少なくとも約95.0%、少なくとも約96.0%、少なくとも約97.0%、少なくとも約98.0%、若しくは少なくとも約99.0%又はそれより高く、マグネシウムについては、約600ppm未満、約500ppm未満、約400ppm未満、約300ppm未満、約200ppm未満、約100ppm未満、又は約50ppm未満である。さらに、アルキルリチウム試薬を利用する方法とは異なり、本方法による生成物は、二次的なレベルのリチウム、すなわち約100ppm未満、約10ppm未満、又は約1ppm未満のリチウムしか有さない。式(I)の結晶生成物は、約25ppm以下のマグネシウム(すなわち、26ppm未満のマグネシウム)を含むように再結晶させることができる。特定の態様において、式(I)の化合物を含む反応生成物は、約1ppm未満のリチウム、及び約26ppm未満のマグネシウムを有する。1つの実施態様において、式(I)の化合物(式中、各Rがメチルのもの)は、これらのレベルの純度で製造される。
【0014】
1つの実施態様において、式(I)の化合物は、トリメチル(ペンタメチルシクロ-ペンタジエニル)チタン(IV)である(CAS No. 107333-47-1)。式(I)の化合物は一般的に、ポリオレフィン触媒(一般に半サンドイッチ状チタノセンとして知られる)のクラスの合成において有用である。
【実施例
【0015】
実施例1:Cp*TiMeを、メチルマグネシウムブロミド(MeMgBr)から合成
MeMgBr[エーテル中で3M、34.5mL、103.6mmol]を、0~5℃で、シュレンクフラスコ内で窒素雰囲気下にて、ヘキサン100mL中のCp*TiCl[10.0g、34.5mmol]の攪拌溶液に滴加した。添加後、反応混合物を室温まで温めた。それから、この溶液を12時間、室温で攪拌した。エーテル中で3MのMeMgBr溶液は、室温で滴加することができ、このことは、反応結果に影響しないであろう。すべての揮発性物質は、真空下で除去した。得られた粗混合物をヘキサン中に溶解させ、窒素圧下で第2のシュレンクフラスコにカニューレを挿入した。ヘキサンは真空下で蒸発させて、薄黄色の固体を得た。生成した薄黄色の固体を、H-NMRで分析した。純度(NMR積分による)は約99.1%、合計収率は7.4g(94%)。(Cp*は、ペンタメチルシクロペンタジエンを表す)。
【0016】
注:この反応は、ヘキサンの代わりに、テトラヒドロフラン(THF)中でも行うことができる。MeMgBrの添加中には、THF中のCp*TiCl溶液を、0~5℃に保つ必要があった。反応は一時間で完了した。
H-NMR(C,δ-ppm):1.75(s,15H,CpMe)及び0.99(s,9H,Ti-Me)
Mg含有量:480ppm
再結晶:ヘキサンからCp*TiMeを再結晶させることにより、Mg含有量は480ppmから25ppmに、リチウム含有量は1ppm未満に減少した(ICP-OES:Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry(誘導結合プラズマ発光分析)により決定)。
【0017】
実施例2:Cp*TiMeを、メチル塩化マグネシウム(MeMgCl)から合成
MeMgCl(THF中で3M、34.5mL、103.6mmol)を、0~5℃で、シュレンクフラスコ内で窒素雰囲気下にて、ヘキサン100mL中のCp*TiCl[10.0g、34.5mmol]の攪拌溶液に滴加した。添加後、反応混合物を室温まで温めた。この溶液を3時間、室温で攪拌した。すべての揮発性物質は、真空下で除去した。得られた粗混合物をヘキサン中に溶解させ、窒素圧下で第2のシュレンクフラスコにカニューレを挿入した。ヘキサンは真空下で蒸発させて、薄黄色の固体を得た。生成した薄黄色の固体を、H-NMRで分析した。純度(NMR積分による)は約98.8%、合計収率は6.2g(78.6%)。
【0018】
注:この反応は、ヘキサンの代わりに、テトラヒドロフラン(THF)中でも行うことができる。H-NMR(C,δ-ppm):1.75(s,15H,CpMe)及び0.99(s,9H,Ti-Me)
【0019】
実施例3:Cp*TiMeを、メチルヨウ化マグネシウム(MeMgI)から合成
MeMgI(ジエチルエーテル中で3M、34.5mL、103.6mmol)を、0~5℃で、シュレンクフラスコ内で窒素雰囲気下にて、ヘキサン100mL中のCp*TiCl[10.0g、34.5mmol]の攪拌溶液に滴加した。添加後、反応混合物を室温まで温めた。この溶液を12時間、室温で攪拌した。すべての揮発性物質は、真空下で除去した。得られた粗混合物をヘキサン中に溶解させ、窒素圧下で第2のシュレンクフラスコにカニューレを挿入した。ヘキサンは真空下で蒸発させて、薄黄色の固体を得た。生成した薄黄色の固体を、H-NMRで分析した。純度(NMR積分による)は約98.2%、合計収率は4.7g(60%)。
【0020】
注:この反応は、ヘキサンの代わりに、テトラヒドロフラン(THF)中でも行うことができる。H-NMR(C,δ-ppm):1.75(s,15H,CpMe)及び0.99(s,9H,Ti-Me)
【0021】
態様
第1の態様では、本開示により、式(I)の化合物:
[式中、Rは、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、イソブチル、及びベンジルから選択される]
を製造する方法が提供され、当該方法は、式(A)の化合物:
を、式RMgXの化合物[式中、Xはクロロ、ブロモ及びヨードから選択される]と接触させることを含むものである。
【0022】
第2の態様では、本開示により、Xがクロロである、第1の態様の方法が提供される。
【0023】
第3の態様では、本開示により、Xがブロモである、第1の態様の方法が提供される。
【0024】
第4の態様では、本開示により、Xがヨードである、第1の態様の方法が提供される。
【0025】
第5の態様では、本開示により、Rがメチルである、第1から第4のいずれかの態様の方法が提供される。
【0026】
第6の態様では、本開示により、Rがエチルである、第1から第4のいずれかの態様の方法が提供される。
【0027】
第7の態様では、本開示により、Rがn-プロピルである、第1から第4のいずれかの態様の方法が提供される。
【0028】
第8の態様では、本開示により、Rがn-ブチルである、第1から第4のいずれかの態様の方法が提供される。
【0029】
第9の態様では、本開示により、Rがイソブチルである、第1から第4のいずれかの態様の方法が提供される。
【0030】
第10の態様では、本開示により、Rがベンジルである、第1から第4のいずれかの態様の方法が提供される。
【0031】
第11の態様では、本開示により、
式(I)の化合物:
[式中、Rは、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、イソブチル、及びベンジルから選択される]
を製造する方法が提供され、当該方法は、式(A)の化合物:
を、式(R)Mgの化合物[式中、Xはクロロ、ブロモ及びヨードから選択される]と接触させることを含むものである。
【0032】
第12の態様では、本開示により、Xがクロロである、第11の態様の方法が提供される。
【0033】
第13の態様では、本開示により、Xがブロモである、第11の態様の方法が提供される。
【0034】
第14の態様では、本開示により、Xがヨードである、第11の態様の方法が提供される。
【0035】
第15の態様では、本開示により、Rがメチルである、第11~第14の態様の方法が提供される。
【0036】
第16の態様では、本開示により、Rがエチルである、第11~第14の態様の方法が提供される。
【0037】
第17の態様では、本開示により、Rがn-プロピルである、第11~第14の態様の方法が提供される。
【0038】
第18の態様では、本開示により、Rがn-ブチルである、第11~第14の態様の方法が提供される。
【0039】
第19の態様では、本開示により、Rがイソブチルである、第11~第14の態様の方法が提供される。
【0040】
第20の態様では、本開示により、Rがベンジルである、第11~第14の態様の方法が提供される。
【0041】
第21の態様では、本開示により、式:
の化合物[式中、Rは、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、イソブチル、及びベンジルから選択される]を少なくとも95.0重量%含み、リチウムを約100ppm未満含む、組成物が提供される。
【0042】
第22の態様では、本開示により、さらにマグネシウムを約600ppm未満含む、第21の態様の組成物が提供される。
【0043】
第23の態様では、本開示により、さらにリチウムを約10ppm未満、及びマグネシウムを約100ppm未満含む、第21の態様の組成物が提供される。
【0044】
第24の態様では、本開示により、さらにリチウムを約1ppm未満、及びマグネシウムを約26ppm未満含む、第21の態様の組成物が提供される。
【0045】
第25の態様では、本開示により、Rがメチルである、第21~第24のいずれかの態様の組成物が提供される。
【0046】
第26の態様では、本開示により、Rがエチルである、第21~第24のいずれかの態様の組成物が提供される。
【0047】
第27の態様では、本開示により、Rがn-プロピルである、第21~第24のいずれかの態様の組成物が提供される。
【0048】
第28の態様では、本開示により、Rがn-ブチルである、第21~第24のいずれかの態様の組成物が提供される。
【0049】
第29の態様では、本開示により、Rがイソブチルである、第21~第24のいずれかの態様の組成物が提供される。
【0050】
第30の態様では、本開示により、Rがベンジルである、第21~第24のいずれかの態様の組成物が提供される。
【0051】
このように本開示について、いくつかの例示的な実施態様を説明したので、当業者であれば、さらに別の実施態様を、添付された特許請求の範囲において行い、使用することが可能なことを、直ちに理解するであろう。本文書によりカバーされる開示の多くの利点については、先に述べたとおりである。しかしながら本開示は、多くの点で説明的なものに過ぎないことが、理解されるだろう。本開示の範囲はもちろん、添付された特許請求の範囲が表現される言語において、規定される。
【国際調査報告】