(57)【要約】    本発明は、式（１）の触媒の存在下で脱水素的カップリングによってアルコールからエステルを合成する方法に関すると共に、エステル合成用の式（１）の触媒の使用に関するものである。本発明による合成方法は特にジハイドロジェンH2の製造に使用することができる。本発明はまた新規触媒に関すると共にその使用方法にも関するものである。 【選択図】  なし
2016537420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式１の触媒を、アルコールからのエステルの合成に使用する方法であって、
【化１６】
2016537420.tif 000026
ここで、基Rはフェニル、イソプロピルまたはシクロヘキシル基であり、基Rは同一であってもまたは異なってもよく、
・Ｒがイソプロピル基であるとき、ZはHBH3 基であり、
・Rがフェニル基であるとき、Zは水素原子またはHBH3基であり、
・R シクロヘキシル基であるとき、Zは水素原子またはHBH3基であり、
Yはカルボニル基COまたはホスフィン基PR'3であり、基R'はC1-C12アルキル基またはC6-C12 アリール基であり、
該合成は、ケトン、アルデヒド、アルケン、アルキン、水酸化ナトリウム、EtONa、MeONaまたは tBuOKの不存在下で実施される、方法。
【請求項２】
該合成はガス状ジハイドロジェンH2を製造することを特徴とする、請求項１に記載の使用方法。
【請求項３】
該アルコールは粗製アルコールであることを特徴とする、請求項１または2に記載の使用方法。
【請求項４】
該合成は水素アクセプター化合物の不存在下でおよび塩基の不存在下で実施されることを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の使用方法。
【請求項５】
該合成は溶媒の不存在下で実施されることを特徴とする、請求項１〜4のうちいずれか１つに記載の使用方法。
【請求項６】
少なくとも１つのアルコールを下記式１の触媒と反応させる工程を含む、アルコールからのエステルの合成方法であって、
【化１７】
2016537420.tif 000027
ここで、基Rはフェニル、イソプロピルまたはシクロヘキシル基であり、基Rは同一であってもまたは異なってもよく、
・Ｒがイソプロピル基であるとき、ZはHBH3 基であり、
・Rがフェニル基であるとき、Zは水素原子またはHBH3基であり、
・R シクロヘキシル基であるとき、Zは水素原子またはHBH3基であり、
Yはカルボニル基COまたはホスフィン基PR'3であり、基R'はC1-C12アルキル基またはC6-C12 アリール基であり、
該合成は、ケトン、アルデヒド、アルケン、アルキン、水酸化ナトリウム、EtONa、MeONaまたは tBuOKの不存在下で実施される、合成方法。
【請求項７】
該合成はガス状ジハイドロジェンH2を製造することを特徴とする、請求項6に記載の合成方法。
【請求項８】
該合成方法はガス状ジハイドロジェンH2を捕捉する工程を含むことを特徴とする、請求項7に記載の合成方法。
【請求項９】
該アルコールは粗製アルコールであることを特徴とする、請求項6〜8のいずれか1に記載の合成方法。
【請求項１０】
該アルコールは分枝状または非分枝状の、1〜30の範囲、有利には2〜22の範囲、特に2〜8の範囲の炭素原子数を含む第１級アルコールであることを特徴とする、請求項6〜9のいずれか1に記載の合成方法。
【請求項１１】
該アルコールと該触媒の反応は水素アクセプター化合物の不存在下でおよび塩基の不存在下で実施されることを特徴とする、請求項6〜10のうちいずれか１つに記載の合成方法。
【請求項１２】
該反応は溶媒の不存在下で実施されることを特徴とする、請求項6〜11のうちいずれか１つに記載の合成方法。
【請求項１３】
使用される触媒充填量は10000ppm〜1ppmの範囲、より特別には1000ppm〜10ppmの範囲、さらに特別には500ppm〜50ppmの範囲、最も好ましくは60ppm〜40ppmの範囲から選ばれることを特徴とする、請求項6〜12のうちいずれか１つに記載の合成方法。
【請求項１４】
反応メディアムの圧力は、大気圧または低い圧力であり、反応メディアムの温度は、200°C〜15°C、より特別には150°C〜40°C、さらに特別には130°C〜80°Cの温度範囲から選択されることを特徴とする、請求項6〜13のうちいずれか１つに記載の合成方法。
【請求項１５】
式１の触媒と反応するアルコールは、エタノール、ブタノール、オクタン−１−オール、２−エチル−１−ヘキサノール、ノナン−１−オール、デカン−１−オール、ウンデカノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ドコサノール、ポリコサノールおよびこれらの混合物からなる群から選ばれるアルコールであることを特徴とする、請求項6〜14のうちいずれか１つに記載の合成方法。
【請求項１６】
該反応は空気および痕跡の水の存在下で行われることを特徴とする、請求項6〜15のうちいずれか１つに記載の合成方法。
【請求項１７】
式1bの化合物：
【化１８】
2016537420.tif 000028
ここでiPr はイソプロピル基である。
【請求項１８】
式1cの化合物：
【化１９】
2016537420.tif 000029
ここでCyはシクロヘキシル基である。
【請求項１９】
式6cの化合物：
【化２０】
2016537420.tif 000030
ここでCyはシクロヘキシル基である。
【請求項２０】
下記式１の触媒を、水素化反応を含む触媒的合成方法の実施に使用する方法であって、
【化２１】
2016537420.tif 000031
ここで、基Rはフェニル、イソプロピルまたはシクロヘキシル基であり、基Rは同一であってもまたは異なってもよく、
・Ｒがイソプロピル基であるとき、ZはHBH3 基であり、
・Rがフェニル基であるとき、Zは水素原子またはHBH3基であり、
・R シクロヘキシル基であるとき、Zは水素原子またはHBH3基であり、
Yはカルボニル基COまたはホスフィン基PR'3であり、基R'はC1-C12アルキル基またはC6-C12 アリール基であり、方法。
【請求項２１】
水素化工程を含む触媒的合成方法であって、該工程を下記式１の触媒を用いて実施する方法であって、
【化２２】
2016537420.tif 000032
ここで、基Rはフェニル、イソプロピルまたはシクロヘキシル基であり、基Rは同一であってもまたは異なってもよく、
・Ｒがイソプロピル基であるとき、ZはHBH3 基であり、
・Rがフェニル基であるとき、Zは水素原子またはHBH3基であり、
・R シクロヘキシル基であるとき、Zは水素原子またはHBH3基であり、
Yはカルボニル基COまたはホスフィン基PR'3であり、基R'はC1-C12アルキル基またはC6-C12 アリール基であり、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出発物質、好ましくはバイオ系の出発物質から触媒の存在下で脱水素的カップリングによってエステルを合成する方法に関する。該出発物質は、油性の物質に由来する脂肪族アルコールおよび／またはポリオール（例えばグリセロール）のようなバイオアルコールであってよいし、またはバイオマスの発酵によって産生されるアルコール（例えばエタノールおよびブタノール）であってもよい。
【背景技術】
【０００２】
多くのエステル、特に酢酸エチルは、多段工程の方法を経て化石オリジンの出発物質（酢酸エチルの場合はエチレン）を用いることで工業的スケールで合成される。酢酸エチルに対する世界的な市場は、2008年には2.5 百万トン／年であった。
【０００３】
例えば、式Ａのカルボニルクロロヒドリド［ビス（２−ジフェニルホスフィノエチル）アミノ］ルテニウム(II)、品名「Ru-MACHO」（非特許文献1）、または式D (下記参照)（非特許文献2および特許文献１参照）、または式Ｂのtrans-RuCl2(PPh3)[PyCH2NH(CH2)2PPh2] （非特許文献3参照）を用いて、エタノールの脱水素的カップリングを行うために、ルテニウム系の触媒を用いることが知られている。しかし、これらの触媒ＡおよびＢは活性化のためにtBuOK または EtONaの存在を必要とする。触媒Ｄは、最高90％のエステル収率を得るには長い反応時間と高い触媒充填量(loading)を必要とする。
【０００４】
【化１】
2016537420.tif 000003
【０００５】
上記と同じ反応に用いられる他の触媒は、式Ｃのカルボニルヒドリド（テトラヒドロボラト）［ビス（２−ジフェニルホスフィノエチル）アミノ］ルテニウム（ＩＩ）触媒（非特許文献４）である。この反応は特許文献２に記載され、ここにこの合成は例えば３−ペンタノンなどのケトンのような水素アクセプターの存在を必要とするとある。３−ペンタノンは種々の化学種（触媒および基質）を溶解するのに加え、水素アクセプターとして作用する。このように、３-ペンタノンの少なくとも化学量論量が実施例において使用され、それゆえ記載された反応はガス状水素の放出を伴わない。
【０００６】
【化２】
2016537420.tif 000004
【０００７】
溶媒の存在下でかつ塩基および水素アクセプターの不存在下で、例えば式Ｄのtrans-RuH2(CO)[HN(C2H4PiPr2)2]（非特許文献５）または式Ｅの[RuH(PNN)(CO)]（非特許文献６）を用いて、ブタノールの脱水素的カップリングを行うために、ルテニウム系の触媒を用いることが知られている。しかし、これらの触媒は、最高90％のエステル収率を得るには長い反応時間と高い触媒充填量(loading)を必要とする。
【０００８】
【化３】
2016537420.tif 000005
【０００９】
さらに、工業的規模でこの方法を始動するには、多くの不利な点が存在する。その１つは、反応生成物を単離するために多数の精製工程を実施する必要があり、これはこの方法を甚だ複雑化する。もう１つの問題は、出発物質の外に溶媒のような有機物を用いることである。これらの物質の使用は、このような合成が環境に及ぼすインパクトを実質的に増すので、もちろん避けるべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】EP 2 599 544 A1
【特許文献２】WO 2012/144650
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】(CAS: 1295649-40-9), Trade Name: Ru-MACHO
【非特許文献２】M. Nielsen, H. Junge, A. Kammer and M.Beller, Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 5711-5713
【非特許文献３】D. Spasyuk and D. Gusev, Organometallics, 2012, 31, 5239-5242)
【非特許文献４】(CAS: 1295649-41-0), Trade Name:: Ru-MACHO-BH
【非特許文献５】M. Bertoli, A. Choualeb, A. J. Lough, B. Moore, D. Spasyuk and D. Gusev, Organometallics, 2011, 30, 3479-3482)
【非特許文献６】J. Zhang, G. Leitus, Y. Ben-David and D. Milstein, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127,10840-10841)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここに、これらの問題を解決し、かつ、このようにして化石資源を用いるエステルの工業的合成法に代わる現実的な代替を提供する方法が完成された。
【００１３】
実際、この方法によって、高い収率と実施における簡略化された合成および精製工程とを組み合わせることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、ケトン、アルデヒド、アルケン、アルキン、水酸化ナトリウム、EtONa、MeONaまたは tBuOKの不存在下での、下記式１の触媒の使用を含む、アルコールからのエステルの合成方法に関する。
【００１５】
【化４】
2016537420.tif 000006
【００１６】
ここで、基Rは、同一かまたは異なり、アルキルまたはアリール基であり、より特別にはフェニル、イソプロピルまたはシクロヘキシル基であり、
・Ｒがイソプロピル基であるとき、Zは水素原子またはHBH3 基であり、好ましくはZはHBH3 基であり、
・Rがフェニル基であるとき、Zは水素原子またはHBH3基であり、
・Rがシクロヘキシル基であるとき、Zは水素原子またはHBH3基である。
Yはカルボニル基COである。代替として、Y はホスフィンPR'3であってもよく、ここで基R'はC1-C12アルキル基またはC6-C12 アリール基、より特別にはメチル、エチル、i-プロピルまたはフェニル基である。
【００１７】
本発明の１つの好適な実施形態によれば、該合成は水素アクセプター化合物の不存在下でおよび塩基の不存在下で実施される。したがって該合成はこれら化合物の外的添加なしに実施される。
【００１８】
このように、１つの特別な実施形態によれば、本発明は下記の工程を含む方法に関する。
【００１９】
・  アルコールと、式１で定義される触媒とを、水素アクセプター化合物の添加なしでおよび塩基の添加なしで、接触させる。
【００２０】
表現「水素アクセプター」は、エステル合成のための反応条件下に新規化合物を形成するために、水素分子H2と反応することのできる有機化合物を意味する。特に、それはケトン、アルデヒド、アルケンおよびアルキンのような化合物であってよい。
【００２１】
分子状水素と反応してこれを吸収することができる化合物の不存在は、特に好ましい。それは、特にガス状水素H2の製造を可能にし、該ガス状水素は反応メディアムから容易に単離することができ、かつ、従ってその後でこれを使用できるからである。さらに、これは、水素アクセプターの水素化生成物の化学量論量の生成を避け、その後の精製工程を容易にする。
【００２２】
このように、１つの好ましい実施形態によれば、本発明による方法はまた、ガス状の分子状水素を得ることを可能にする。これは、簡単な相分離によって反応メディアムから分離され、かつ、直接、これを放出してもよいしおよび／または回収してもよい。
【００２３】
用語「塩基」は、１または２以上のプロトンを捕捉することのできる化合物を意味する。本発明のコンテキストの範囲内において、この用語は、水酸化ナトリウムのような塩基、またはアルコキシレート化されたアルカリ金属塩、特にEtONa、 MeONaまたはtBuOKを特に意味する。
【００２４】
好ましくは、該反応はトルエンまたはキシレンの不存在下で、および特に溶媒の不存在下で実施される。用語「溶媒」は、使用温度において液体であり、かつエステル合成のための反応条件下でアルコールおよび／または場合によっては該触媒を化学的に変性させることなく、これらを溶解、希釈または抽出する特性を有する物質を意味する。場合によっては、ある溶媒はこれが関与する反応の条件下でそれ自身は変性されることがない。これは、水、無機溶媒、および、炭化水素系の、含酸素系の、および含ハロゲン系のタイプの有機溶媒であってよい。
【００２５】
この溶媒は、該反応が実施される溶媒の不存在下で、水素アクセプターおよび／または塩基であってよいことは明らかである。このように、本発明のコンテキストの範囲内において、用語「溶媒」は特に３-ペンタノン、アセトンまたはシクロヘキサノンのようなケトンを意味する。これはまた、場合によってはハロゲン化されている芳香族または脂肪族の炭化水素系の化合物、エーテルおよびアルコールを意味する。
【００２６】
表現「の不存在下で」は、当初の反応混合物中で反応に有効な役割を果たすのに十分な量の化合物の不存在の意味を含み(imply)、かつまた該反応中に該化合物の外的添加の不存在の意味を含む通常の意味で使用される。たとえば、反応メディアム中に最少量（たとえば痕跡の形で）の水素アクセプター、塩基または溶媒が存在することは、該反応に本質的に影響を及ぼさない。このように、溶媒の不存在は、（単数または複数の）出発物質（すなわち該アルコール）かつまた該触媒を溶解／希釈／抽出するのに十分な量の不存在の意味を含む。溶媒については、この量は一般に反応体のモル数より大きい。すなわち、一般に溶媒は反応メディアム中に５０％以上のモル濃度で存在する。
【００２７】
好ましくは、表現「の不存在」は、１０％未満、より特別には５％未満、または完全な不存在、すなわち0.001%未満の該化合物のモル濃度の意味を含む。
【００２８】
好ましくは、本発明による方法において用いられる該触媒の充填量は、10 000 ppm未満、より特別には1000 ppm未満、さらに特別には500 ppm未満である。該充填量は. 例えば約50 ± 10 ppmであってもよい。
【００２９】
好ましくは、本発明による方法において用いられる該触媒の充填量は、10 000 ppm 〜1 ppm、より特別には1000ppm〜10ppm、さらに特別には500ppm〜50ppmの範囲から選ばれる。該充填量は例えば約225±10ppmであってもよい。
【００３０】
上記の割合は、出発物質のモル量に対して与えられる。
【００３１】
好ましくは、反応メディアムの温度は、200°C〜15°C、より特別には150°C〜40°C、さらに特別には130°C〜80°Cの温度範囲から選択される。この温度は約130±1°Cであってもよい。
【００３２】
好ましくは、該反応は20バール〜１バールの圧力範囲で実施される。有利には特別な圧力は適用されることはなく、該反応は大気圧および／または開放系において実施される。
【００３３】
好ましくは、式１の触媒と反応するアルコールは第１級アルコールである。
【００３４】
好ましくは、式１の触媒と反応するアルコールは分枝状または非分枝状の、C1〜C30、特別にはC2〜C6またはC8〜C22、より特別にはC16〜C18の第１級アルコールである。たとえば、これはエタノール、ブタノール、オクタン−１−オール、２−エチル−１−ヘキサノール、ノナン−１−オール、デカン−１−オール、ウンデカノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ドコサノール、ポリコサノールおよびこれらの混合物からなる群から選ばれてよい。
【００３５】
好ましくは、式１の触媒と反応させられるアルコールは、下記式の直鎖状脂肪族アルコールである。
【００３６】
【化５】
2016537420.tif 000007
【００３７】
ここで、nは6以上であり、好ましくは、該脂肪族アルコールの炭素数は偶数であり、かつnは12以上である。
【００３８】
または、式１の触媒と反応させられるアルコールは、バイオマスの発酵に由来するアルコールである。ここでnは0〜5の範囲に含まれ、好ましくはエタノールまたはブタノールのようにn=0または2である。
【００３９】
本発明による方法において、出発化合物（アルコール）は、単独で存在してもよいし、他の反応物（他のアルコール）との混合物として存在してもよい。
【００４０】
さらに、該出発化合物は精製形態で用いてもよいし、またはとりわけ該化合物が植物油（例えば油脂性物質）から得られたものであるとき、粗製形態、特に未精製形態で用いてもよい。粗製アルコールは、一般に組成物、例えば蒸留物であり、これは組成物の全体積に対して90体積%以下、好ましくは80体積%以下、例えば70体積%以下のアルコールを含む。
【００４１】
このように、該出発物質は、組成物の全体積に対して95体積%未満、好ましくは8５体積%未満、例えば75体積%未満のアルコールを含む組成物であってよい。
【００４２】
本発明の特別な側面の1つによれば、該方法は、アルコールのカップリング反応に対して、および／または、分子状水素の製造に対して作用を示し得るいかなる添加剤（触媒以外）の不存在下でも実施される。
【００４３】
本発明の他の特別な側面によれば、該方法は該アルコールを乾燥および／または脱ガスする工程を含まない。これは、驚いたことに、該触媒(特に式ＣのRu-MACHO-BHのようにZがHBH3である触媒)は空気および痕跡の水の存在下で活性のままであることが分かったからである。
【００４４】
実際、予期せぬことに、これらの特定の反応条件により、反応時間の短縮と、高収率を保ちつつ触媒充填量の大幅な削減とを同時に達成することができる。上述したような添加化合物を使用しなくてもよいという事実により、製造コストを削減し、該使用に関連した腐食の問題を回避し、それゆえに該方法の環境インパクトを大幅に減少することができる。
【００４５】
これはまた、該方法の後段における反応生成物の分離および／または精製のための操作を大幅に簡略化することができる。該操作は、蒸留による反応の溶媒の除去、塩基を用いる反応メディアムの中和、または水素アクセプターの使用中の様々の反応生成物の分離のようなものである。
【００４６】
本発明の１つの特別な側面によれば、該触媒は好ましくは式１において４つのＲが同じである触媒である。
【００４７】
本発明の１つの特別な側面によれば、該触媒は好ましくは式１においてZがHBH3であり、および／または、YがCO基であり、そしてRがフェニル基である触媒である。
【００４８】
本発明の１つの特に好ましい側面によれば、該触媒は式１においてZがHであり、YがホスフィンPR'3（ここで基R'はC1-C12アルキル基またはC6-C12アリール基、特にメチル、エチル、イソプロピルまたはフェニル基である）である触媒である。
【００４９】
本発明の１つの好ましい変形種によれば、該触媒は式C(R = Ph, Z = HBH3, Y = CO)の触媒である。
【００５０】
本発明の１つの好ましい変形種によれば、該触媒は1b (R = i-Pr, Z = HBH3, Y = CO) の触媒である。
【００５１】
本発明の１つの好ましい変形種によれば、該触媒は式1c (R = Cy, Z = HBH3, Y = CO) の触媒である。
【００５２】
本発明の１つの好ましい変形種によれば、該触媒は式6a (R = Ph, Z = H, Y = CO) の触媒である。
【００５３】
本発明の１つの好ましい変形種によれば、該触媒は式6c (R = Cy, Z = H, Y = CO) の触媒である。
【００５４】
本発明はまた、上述のように本明細書に記載された触媒、およびその製造方法にも関する。特に式1c、 1b、 6a および6cの錯体、および同式において該カルボニル置換基がホスフィンによって置換されている錯体は、本発明の主題の１つである。触媒的合成法における該触媒の使用、およびこのような合成方法も本発明の主題である。触媒的合成法は水素化反応、アルコールアミノ化反応、アミド合成反応またはGuerbet 反応であってよい。
【００５５】
本発明はまた、上述した方法によって直接得られたエステルにも関する。
【００５６】
本発明は、添付の図面を参照することでよりよく理解されるであろう。ただしこれらは例として挙げたものであって、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】酢酸エチルの収率における経時変化を示すグラフ（図１ａ）、および、実施例１ａによる触媒Ｃの様々な充填量についてエタノールの脱水素的カップリングに対する時間の関数としてのターン・オーバー・ナンバー（ＴＯＮ）における経時変化を示すグラフ（図１ｂ）である。
【図２】実施例１ｂの発明による合成のエステル（酪酸ブチル）収率における経時変化を示すグラフ（図２ａ）、および、時間の関数としてのターン・オーバー・ナンバー（ＴＯＮ＝触媒のモル当たり転化された基質のモル数）における経時変化を示すグラフ（図２ｂ）である。
【図３】実施例１ｃの発明による合成のエステル（酪酸ブチル）収率における経時変化を示すグラフ（図３ａ）、および、時間の関数としてのＴＯＮにおける経時変化を示すグラフ（図３ｂ）である。
【図４】実施例１ｄの発明による合成のエステル（酪酸ブチル）収率における経時変化を示すグラフ（図４ａ）、および、時間の関数としてのＴＯＮにおける経時変化を示すグラフ（図４ｂ）である。
【図５】実施例１ｅの発明による合成のエステル（酪酸ブチル）収率における経時変化を示すグラフ（図５ａ）、および、時間の関数としてのＴＯＮにおける経時変化を示すグラフ（図５ｂ）である。
【図６】実施例２の発明によるテトラデカノールの脱水素的カップリングに対する時間の関数としてのミリスチン酸ミリスチルにおける経時変化を示すグラフ（図６ａ）、および、ＴＯＮにおける経時変化を示すグラフ（図６ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
実施例 1: エタノールからの酢酸エチルの合成およびブタノールからの酪酸ブチルの合成
エタノールからの酢酸エチルの合成およびブタノールからの酪酸ブチルの合成は、下記反応式によってまとめることができる。
【００５９】
【化６】
2016537420.tif 000008
【００６０】
実施例1a: 本発明の１実施形態による、式Ｃ触媒を用いるエタノールからの酢酸エチルの合成
50.2 mg (85.61 μモル) の式Ｃの触媒 ([Ru]約500 ppm) を、攪拌バーを含むシュレンク・チューブに導入する。7.8104 g (169.53 mモル)のエタノールをアルゴン雰囲気下でシリンジを経て導入する。ついでシュレンク・チューブに、頂部にバブラー(bubbler)とアルゴン入口を備えたコンダンサーを取り付ける。この系を オイルバスによって78°C に加熱し、９時間磁気的に撹拌する。シュレンク・チューブの側部入口を経てシリンジでサンプルを時々取り出す。これらのサンプルを重量測定し、公知の量の内部スタンダード（シクロヘキサン）を加え、ついでこれらをジクロロメタンで希釈する。
【００６１】
反応の転化率および選択性さらに物質収支を決定するために、フレーム・イオン検出器(GC-FID, Agilent Technologies 7890A, GC System, Zebron ZB-Bioethanol column) を備えたガスクロマトグラフィによって、該サンプルを分析する。
【００６２】
マススペクトロメーター(MS: Agilent Technologies 5975C VL MSD)を備えたガスクロマトグラフィによって生成物を同定し、その結果をする純品の結果と比較する。得られた結果を表Ｉにまとめて示す。
【００６３】
表I:エタノールの脱水素的カップリングに対して得られたTOF (ターン・オバー頻度= 時間当たりの触媒のモル当たりの転化された基質のモル数)
【表Ｉ】
2016537420.tif 000009
【００６４】
a : 括弧内に示された時間に至るまで反応開始の時間の関数としてTONの変動の線形回帰（linear regression of the variation of the TON）によって算出。
【００６５】
b : 括弧内に示された時間の後で得られた収率。
【００６６】
触媒Ｃの存在下でエタノールのカップリングによって酢酸エチルを生じる反応は、生成物として醋酸エチルを高い割合でおよびアセトアルデヒドを痕跡(<1%)で生じるように起こる。醋酸エチルを生じるエタノールのカップリングは、触媒Ｃの２つの異なる充填量、すなわち50 および500 ppm (表II、図１)について研究された。エタノールの脱水素的カップリングは低い触媒充填量、例えば 50 ppm、で実施されてよい。これらの条件下に、500 h-1 のオーダーのTOF0 値が得られ、かつ、次に反応の２６時間後には6000 を超えるTON が観測される。
【００６７】
表II:触媒 C (T = 78°C)の異なる充填量によって触媒されたエタノールの脱水素化カップリング
【表ＩＩ】
2016537420.tif 000010
【００６８】
実施例1b: 本発明の１実施形態による、式Ｃの触媒を用いる酪酸ブチルの合成、および先行技術の方法との比較
16.1 mg (27.46 μモル)の式Ｃの触媒 ([Ru]約240 ppm)を、攪拌バーを含むシュレンク・チューブに導入する。8.5670 g (115.58 mモル) のブタノールをアルゴン雰囲気下でシリンジを経て導入する。ついでシュレンク・チューブに、頂部にバブラーとアルゴン入口を備えたコンダンサーを取り付ける。この系をオイルバスによって130°Cに加熱し、５時間磁気的に撹拌する。シュレンク・チューブの側部入口を経てシリンジでサンプルを時々取り出す。これらのサンプルを重量測定し、公知の量の内部スタンダード（シクロヘキサン）を加え、ついでこれらをジクロロメタンで希釈する。
【００６９】
上記サンプルを実施例1aと同様にして分析し、得られた結果を表IIIにまとめて示すと共に、図2aおよび図２bに示す。
【００７０】
触媒Ｃの存在下でブタノールのカップリングによって酪酸ブチルを生じる反応は、生成物として酪酸ブチルを高い割合でおよびブチルアルデヒドを痕跡(<1%)で生じるように起こる。
【００７１】
触媒としてRu-MACHO (すなわち触媒A)を用い、その他は同じ条件下で実験を繰り返した。この結果を表IIIにまとめて示す。
表III：触媒Ｃに対して得られたイニシアルTOF値
【表ＩＩＩ】
2016537420.tif 000011
【００７２】
a :時間の関数としてTONの変動の線形回帰によって算出。
【００７３】
驚いたことに、触媒Ｃの存在下で、かつ添加剤の不存在下で、特に塩基および溶媒の不存在下で、酪酸ブチルを生じるブタノールのカップリングは、生成物として酪酸ブチルを高い割合でおよびブチルアルデヒドを痕跡で生じるように起こる。
【００７４】
表IV：国際特許出願公報WO 2012／144650の実施例31に開示された結果と酪酸ブチル製造のための上記方法の結果との比較
【表ＩＶ】
2016537420.tif 000012
【００７５】
3-ペンタノンは、種々の化学種(触媒および基質)を溶解する上に、水素アクセプターとして作用する。このように、上記公知文献における実施例では少なくとも化学量論量の水素アクセプター（溶媒）が使用される。従って、該反応は、反応メディアムからガス状水素が放出される本発明の方法のように、生成エステルのモル当たり水素２モルの放出を随伴することはない。
【００７６】
この重要な差異に加えて、本発明方法による触媒系の成績は顕著に優れている。これらの条件によって、時間は３倍短縮され、触媒充填量は４倍削減され、酪酸ブチルの収率は遜色ない。
【００７７】
実施例1c: 本発明の１実施形態による、式6cの触媒を用いる上記反応式2による酪酸ブチルの合成
【００７８】
【化７】
2016537420.tif 000013
【００７９】
17 mg (28 μモル)の式6cの触媒([Ru]約250 ppm)を、攪拌バーを含むシュレンク・チューブに導入する。8.0450 g (108.54 mモル)のブタノールをアルゴン雰囲気下でシリンジを経て導入する。ついでシュレンク・チューブに、頂部にバブラーとアルゴン入口を備えたコンダンサーを取り付ける。この系をオイルバスによって130°Cに加熱し、５時間磁気的に撹拌する。シュレンク・チューブの側部入口を経てシリンジでサンプルを時々取り出す。ついでサンプルを重水素化クロロホルム（CDCl3）で希釈する。
【００８０】
該収率をBruker Avance 1, 300 MHz, 5 mm プローブNMR スペクトロメーターで決定する。得られた結果を表Ｖにまとめて示すと共に、図3aおよび図3bに示す。
【００８１】
表V：得られたイニシアルTOF値
【表Ｖ】
2016537420.tif 000014
【００８２】
a :時間の関数としてTONの変動の線形回帰によって算出。
結論として、触媒6c は、塩基および水素アクセプターの不存在下でブタノールの脱水素的エステル化に対し活性である。
【００８３】
実施例1d: 本発明の１実施形態による、式1bの触媒を用いる上記反応式2による酪酸ブチルの合成
【００８４】
【化８】
2016537420.tif 000015
【００８５】
13 mg (25 μモル)の式1bの触媒([Ru]約260 ppm)を、攪拌バーを含むシュレンク・チューブに導入する。8.1580 g (110.06 mモル)のブタノールをアルゴン雰囲気下でシリンジを経て導入する。ついでシュレンク・チューブに、頂部にバブラーとアルゴン入口を備えたコンダンサーを取り付ける。この系をオイルバスによって130°Cに加熱し、５時間磁気的に撹拌する。シュレンク・チューブの側部入口を経てシリンジでサンプルを時々取り出す。これらのサンプルを重量測定し、公知の量の内部スタンダード（シクロヘキサン）を加え、ついでこれらをジクロロメタンで希釈する。
【００８６】
上記サンプルを実施例1aと同様にして分析し、得られた結果を純品の結果と比較する。
【００８７】
得られた結果を表VIにまとめて示すと共に、図4aおよび図4bに示す。
【００８８】
表VI：得られたイニシアルTOF値
【表ＶＩ】
2016537420.tif 000016
【００８９】
a :時間の関数としてTONの変動の線形回帰によって算出。
結論として、触媒1bは、溶媒、塩基および水素アクセプターの不存在下でブタノールの脱水素的エステル化に対し活性である。
【００９０】
実施例1e: 本発明の１実施形態による、式1cの触媒を用いる上記反応式2による酪酸ブチルの合成
【００９１】
【化９】
2016537420.tif 000017
【００９２】
16 mg (26 μモル)の式1cの触媒([Ru]約240 ppm)を、攪拌バーを含むシュレンク・チューブに導入する。8.013 g (108.11 mモル)のブタノールをアルゴン雰囲気下でシリンジを経て導入する。ついでシュレンク・チューブに、頂部にバブラーとアルゴン入口を備えたコンダンサーを取り付ける。この系をオイルバスによって130°Cに加熱し、５時間磁気的に撹拌する。シュレンク・チューブの側部入口を経てシリンジでサンプルを時々取り出す。ついでサンプルを重水素化クロロホルム（CDCl3）で希釈する。
【００９３】
該収率をBruker Avance 1, 300 MHz, 5 mm プローブNMR スペクトロメーターで決定する。得られた結果を表VIIにまとめて示すと共に、図5aおよび図5bに示す。
【００９４】
表VII：得られたイニシアルTOF値
【表ＶＩＩ】
2016537420.tif 000018
【００９５】
a :時間の関数としてTONの変動の線形回帰によって算出。
結論として、触媒1cは、溶媒、塩基および水素アクセプターの不存在下でブタノールの脱水素的エステル化に対し活性である。
【００９６】
実施例2: テトラデカノールからのミリスチン酸ミリスチルの合成
【００９７】
【化１０】
2016537420.tif 000019
【００９８】
5.4 mg (9.21 μモル)の式Ｃの触媒([Ru]約225 ppm)を、攪拌バーを含むシュレンク・チューブに導入する。8.7662 g (40.89 mモル)のテトラデカノールをアルゴン雰囲気下でシリンジを経て導入する。ついでシュレンク・チューブに、頂部にバブラーとアルゴン入口を備えたコンダンサーを取り付ける。この系をオイルバスによって130°Cに加熱し、6時間磁気的に撹拌する。シュレンク・チューブの側部入口を経てシリンジでサンプルを時々取り出す。ついでサンプルを重水素化クロロホルム（CDCl3）で希釈する。
【００９９】
該収率をBruker Avance 1, 300 MHz, 5 mm プローブNMR スペクトロメーターで決定する。得られた結果を表VIIIにまとめて示すと共に、図6aおよび図6bに示す。
【０１００】
表VIII：得られたイニシアルTOF値
【表ＶＩＩＩ】
2016537420.tif 000020
【０１０１】
a :時間の関数としてTONの変動の線形回帰によって算出。
【０１０２】
実施例 3: 化合物1bの合成のための出発物質であるカルボニルクロロヒドリド［ビス（２−ジイソプロピルホスフィノエチル）アミノ］ルテニウム(II) (2b) の合成
この反応のための反応スキムは下記のとおりである:
【０１０３】
【化１１】
2016537420.tif 000021
【０１０４】
合成: シュレンク・チューブに入れた、カルボニルクロロヒドリド［トリス（トリフェニルホスフィン］ルテニウム(II) (Strem Chemicals, 0.999 g; 1.04 mモル) とNH(C2H4PiPr2)2, 3a (0.357 g; 1.17 mモル)のdiglyme (10 ml)中のサスペンションを、165°Cに予備加熱されたオイルバス中に入れ、２時間攪拌し続け、透明な黄色い溶液を得る。この溶液を室温に１８時間保ち、沈殿物を得る。10 ml のペンタンを加え、サスペンジョンを１時間で0°Cに冷却する。ついで上澄み液を除き、結晶をジエチルエーテル(3 x 5 ml)で洗浄し、そのあと減圧下で乾燥すると、目的物質がごく淡黄色の粉体の形態で得られる。収率: 64% (0.317 g)。
【０１０５】
31P-{1H} NMR (CD2Cl2, 121.5 MHz): δ. 74.7 ppm. 1H and 31P NMR 文献からのスペクトルデータに一致。参照: Bertoli, M.; Choualeb, A.; Lough, A. J.; MooreB.; Spasyuk, D.; Gusev D. G. Organometallics, 2011, 30, 3479。
【０１０６】
実施例 4: 化合物1ｃおよび化合物6cの合成のための出発物質であるカルボニルクロロヒドリド［ビス（２−ジシクロヘキシルホスフィノエチル）アミノ］ルテニウム(II) (2c) の合成
この反応のための反応スキムは下記のとおりである:
【０１０７】
【化１２】
2016537420.tif 000022
【０１０８】
合成: シュレンク・チューブに入れた、カルボニルクロロヒドリド［トリス（トリフェニルホスフィン］ルテニウム(II) (Strem Chemicals, 1.000 g; 1.05 mモル)とNH(C2H4PCy2)2, 3b (0.498 g; 1.07 mモル)のdiglyme (10 ml)中のサスペンションを、165°Cに予備加熱されたオイルバス中に入れ、19時間攪拌し続け、サスペンジョンを得る。ついでこの反応メディアムを室温に冷却し、上澄み液を除き、沈殿物をジエチルエーテル(3 x 5 ml)で洗浄し、そのあと減圧下で乾燥すると、目的物質がごく淡黄色の粉体の形態で得られる。収率: 78% (0.518 g)。31P-{1H} NMR (CD2Cl2, 121.5 MHz): δ. 65.6 ppm. 1H and 31P NMR文献からのスペクトルデータに一致。参照: Nielsen, M.; Alberico, E.; Baumann, W.; Drexler H.-J.; Junge, H.; Gladiali, S.; Beller, M. Nature, 2013, in press (doi:10.1038/nature11891)。
【０１０９】
実施例5:カルボニルヒドリド（テトラヒドロボラト［ビス（２−ジ- i-プロピルホスフィノエチル）アミノ］ルテニウム(II)（1b ) の合成
この反応のための反応スキムは下記のとおりである:
【０１１０】
【化１３】
2016537420.tif 000023
【０１１１】
合成: シュレンク・チューブ内において、アルゴン流下で、NaBH4(5 mg; 0.24 mモル) のエタノール(2 ml)中溶液をカルボニルクロロヒドリド［ビス（２−ジ- i-プロピルホスフィノエチル）アミノ］ルテニウム(II)（2b ) (50 mg; 0.08 mモル)のトルエン(8 ml)中サスペンジョンに加える。ついでシュレンク・チューブを密封し、65°Cに予備加熱されたオイルバス中に浸漬し、2時間３０分間攪拌し続けると、乳白光の溶液が生じる。その後、
この溶媒を減圧下(室温、 1x10-3mバール)に蒸留によって除去する。得られた白色残渣をジクロロメタン(3 x 5 ml)で抽出し、焼結ガラスで濾過する。ついで濾液を減圧下に(室温、1x10-3mバール)濃縮すると、目的物質が白色粉体の形態で得られる(30 mg; 収率: 62%)。
【０１１２】
1H NMR (CD2Cl2, 300 MHz): δ. 3.90 (broad; 1H; NH); 3.30-3.12 (m; 2H); 2.56-2.44 (m; 2H); 2.30-2.21 (m; 2H); 1.94 - 1.82 (m; 2H); 1.38 (dd; JHP=16.2 Hz; JHH=7.5 Hz; 6H); 1.28-1.14 (m; 18 H); -1.92 - -2.69 (broad; 4H; RuHBH3); -13.53 (t, JHP=17.7 Hz; 1H; RuH). 31P-{1H} NMR (CD2Cl2, 121.5 MHz): δ. 77.7 ppm.
実施例6:カルボニルヒドリド（テトラヒドロボラト［ビス（２−ジシクロヘキシルホスフィノエチル）アミノ］ルテニウム(II)（1ｃ) の合成
この反応のための反応スキムは下記のとおりである:
【０１１３】
【化１４】
2016537420.tif 000024
【０１１４】
合成: シュレンク・チューブ内において、アルゴン流下で、NaBH4  (48 mg; 1.37 mモル)のエタノール(12 ml)中溶液をカルボニルクロロヒドリド［ビス（２−ジシクロヘキシルホスフィノエチル）アミノ］ルテニウム(II)（2ｃ ) (200 mg; 0.43 mモル) のトルエン(16 ml)中サスペンジョンに加える。ついでシュレンク・チューブを密封し、65°Cに予備加熱されたオイルバス中に浸漬し、4時間攪拌し続けると、乳白光の溶液が生じる。その後、この溶媒を減圧下(室温、 1x10-3mバール)に蒸留によって除去する。得られた白色残渣をジクロロメタン(3 x 5 ml)で抽出し、焼結ガラスで濾過する。ついで濾液を減圧下に(室温、1x10-3mバール)濃縮すると、目的物質が白色粉体の形態で得られる(171 mg; 収率: 88%)。
【０１１５】
1H NMR (CD2Cl2, 300 MHz): δ. 3.85 (broad; 1H; NH); 3.27-3.09 (m; 2H); 2.27-2.10 (m; 8H); 1.96-1.68 (m; 20H); 1.61-1.20 (m; 22H); -2.19 - -2.50 (broad; 4H; RuHBH3); -13.60 (t, JHP=17.9 Hz; 1H; RuH). 31P-{1H} NMR (CD2Cl2, 121.5 MHz): δ. 68.9 ppm.
実施例 7: カルボニル（ジヒドリド）［ビス（２−ジシクロヘキシルホスフィノエチル）アミノ］ルテニウム(II)（6ｃ) の合成
この反応のための反応スキムは下記のとおりである:
【０１１６】
【化１５】
2016537420.tif 000025
【０１１７】
合成: シュレンク・チューブ内において、カルボニルヒドリドクロロ［ビス（２−ジシクロヘキシルホスフィノエチル）アミノ］ルテニウム(II)（2ｃ) (63 mg; 0.1 mモル) のTHF (2 ml)中の白色系サスペンジョンを1 M のNaHBEt3 のトルエン(0.12 ml; 0.12 mモル)中溶液（市販）で処理する。次に該反応メディアムをアルゴン雰囲気下に室温で１８時間攪拌し続けると、乳白光系の淡黄色溶液が生じる。その後、この溶液を減圧下に濃縮すると、トルエン(2 ml)に溶解する黄色の固形残渣が生じる。この新たな溶液を焼結ガラスで濾過し、ついで濾液を減圧下に濃縮すると、黄色粉体が得られる。収率: 80% (48 mg)。
【０１１８】
1H NMR (C6D6, 300 MHz): δ. 2.32 - 2.07 (m; 6H); 1.90 - 1.60 (m; 31H); 1.34 - 1.03 (m; 16H); -6.18 - -6.34 (m; 2H; RuH2).
31P-{1H} NMR (C6D6, 121.5 MHz): δ. 80.4 ppm.
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その外の実施例は当業者に明らかであろう。
【図１ａ】
2016537420.tif 000033
【図１ｂ】
2016537420.tif 000034
【図２ａ】
2016537420.tif 000035
【図２ｂ】
2016537420.tif 000036
【図３ａ】
2016537420.tif 000037
【図３ｂ】
2016537420.tif 000038
【図４ａ】
2016537420.tif 000039
【図４ｂ】
2016537420.tif 000040
【図５ａ】
2016537420.tif 000041
【図５ｂ】
2016537420.tif 000042
【図６ａ】
2016537420.tif 000043
【図６ｂ】
2016537420.tif 000044
【国際調査報告】
2016537420.tif 000045
2016537420.tif 000046
2016537420.tif 000047
2016537420.tif 000048
2016537420.tif 000049
2016537420.tif 000050