(57)【要約】  本発明は、式ＩａまたはＩｂの環状カーボネートまたはそれらの混合物（Ｉａ）（Ｉｂ）の製造方法であって、ａ）  式ＩＩ（ＩＩ）のプロパルギルアルコールと二酸化炭素とを、少なくとも１つの遷移金属触媒ＴＭＣ１の存在下で反応させる工程段階を含み、前記遷移金属触媒が、ＩＵＰＡＣによる元素周期律表の第１０、１１および１２族の金属から選択される遷移金属と、少なくとも１つのかさ高い配位子と含む、前記方法に関する。
2020535116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式ＩａまたはＩｂ
【化１】
2020535116.tif 000061
［式中、Ｒ1は水素、または１〜４０個の炭素原子を有する有機基である］
の環状カーボネートまたはそれらの混合物の製造方法であって、
ａ）  式ＩＩ
【化２】
2020535116.tif 000062
［式中、Ｒ1は式ＩａまたはＩｂと同じ意味を有する］
のプロパルギルアルコールを二酸化炭素と、少なくとも１つの遷移金属触媒ＴＭＣ１の存在下で反応させる工程段階を含み、前記遷移金属触媒は、
ｌＵＰＡＣによる元素周期律表の第１０、１１および１２族の金属から選択される遷移金属と、
式ＩＩＩの化合物および式ＩＶの化合物
【化３】
2020535116.tif 000063
［式中、
ＤはＰ、ＡｓまたはＳｂであり、
Ｒ2は、１〜４０個の炭素原子を有する有機基であり、
Ｒ3、Ｒ4は、同一または異なり、且つ各々１〜４０個の炭素原子を有する有機基であり、且つ
Ｒ5は、１〜４０個の炭素原子を有する有機基であるか、またはＲ2と同一であり、且つ
Ｚは、−ＣＲ7＝ＣＲ8−、−ＣＲ7＝Ｎ−、−ＣＲ7Ｒ9−ＣＲ8Ｒ10−および−ＣＲ7Ｒ9−ＣＲ8Ｒ10−ＣＲ11Ｒ12−から選択される二価の橋かけ基であり、ここでＲ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11およびＲ12は互いに独立して水素またはＲ5として定義されるとおりであるか、または２つの隣接する基Ｒ7およびＲ8、および／またはＲ10およびＲ11は、それらをつなぐ原子と共に単環または多環の、置換または非置換の、脂肪族または芳香族の環系を形成し、前記環系は４〜４０個の炭素原子を有し且つ元素のＳｉ、Ｇｅ、Ｎ、Ｐ、ＯおよびＳからなる群から選択される少なくとも１つのヘテロ原子も含むことができる］
からなる配位子の群から選択される少なくとも１つのかさ高い配位子
とを含む、前記方法。
【請求項２】
Ｒ1が水素、ヒドロキシメチル（−ＣＨ2ＯＨ）、アセトキシメチレン（−ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ3）、ホルミルオキシメチレン（−ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）Ｈ）または−ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＯＣＨ3である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記遷移金属触媒ＴＭＣ１の遷移金属がＡｇである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記遷移金属触媒ＴＭＣ１が、かさ高い配位子を含まない遷移金属化合物、かさ高い配位子としての式ＩＩＩまたは式ＩＶの化合物、または式Ｖ
【化４】
2020535116.tif 000064
［式中、Ｒ2、Ｒ5およびＺは請求項１で定義されるとおりであり、Ｘ-はアニオン等価体である］
によって示されるプロトン化された形態の式ＩＶの化合物を塩基と共に使用することによって、現場で製造される、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記遷移金属化合物が、ＡｇＯＡｃ、ＡｇＦ、Ａｇ2ＯおよびＡｇ2ＣＯ3から選択される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記かさ高い配位子が、式ＩＩＩの化合物である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記かさ高い配位子が、式Ａ〜Ｐ
【化５】
2020535116.tif 000065
の化合物およびそれらの混合物から選択される、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
遷移金属触媒ＴＭＣ１の、かさ高い配位子対遷移金属のモル比が０．４〜１．２の範囲である、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
工程段階ａ）で使用される遷移金属触媒ＴＭＣ１の量が、式ＩＩのプロパルギルアルコールの量に対して、０．００５〜５ｍｏｌ％の範囲である、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
工程段階ａ）を、１〜５０ｂａｒの範囲の圧力で実施する、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
工程段階ａ）を、０℃〜１００℃の範囲の温度で実施する、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
工程段階ａ）を、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アミド、ウレア、ニトリル、スルホキシド、スルホン、エステル、カーボネート、エーテル、アルコールおよびそれらの混合物から選択される溶剤の存在下で行う、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
式ＩａまたはＩｂの環状カーボネートまたはそれらの混合物が、工程段階ａ）の後に蒸留を介して遷移金属触媒ＴＭＣ１から分離される、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
式ＩａまたはＩｂの環状カーボネートまたはそれらの混合物が蒸留を介して除去された後に、前記遷移金属触媒ＴＭＣ１が反応段階ａ）にリサイクルされる、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載の方法により製造される式ＩａまたはＩｂの環状カーボネートまたはそれらの混合物の、エポキシ樹脂の製造における反応性希釈剤としての、電気化学的貯蔵システムにおける電解質添加剤としての、または重合反応におけるモノマーとしての使用。
【請求項１６】
式Ｉａ’またはＩｂ’
【化６】
2020535116.tif 000066
［式中、Ｒ1は−ＣＨ2ＯＲ13であり、ここでＲ13は水素、ＳｉＨ3または１〜４０個の炭素原子を有する有機基である］
の環状カーボネート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、式ＩａまたはＩｂ
【化１】
2020535116.tif 000003
の環状カーボネートまたはそれらの混合物の製造方法であって、
ａ）  式ＩＩ
【化２】
2020535116.tif 000004
のプロパルギルアルコールと二酸化炭素とを、少なくとも１つの遷移金属触媒ＴＭＣ１の存在下で反応させる工程段階を含み、前記遷移金属触媒は、ＩＵＰＡＣによる元素周期律表の第１０、１１および１２族の金属から選択される遷移金属と、少なくとも１つのかさ高い配位子とを含む、前記方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エキソビニレンカーボネートは、特に、米国特許出願公開第２０１３／００５９１７８号明細書(US2013/0059178A1)内に記載されるように電池用の電解質において、または国際公開第２０１１／１５７６７１号(WO2011/157671A1)内に記載されるようにポリマー用途におけるモノマーとして使用するために価値のある化合物である。４，４−位に置換基を有するエキソビニレンカーボネートは、第二級または第三級プロパルギルアルコールとＣＯ2とを、種々の触媒、例えば金属または塩基を使用して反応させることを介して得られる。
【０００３】
【化３】
2020535116.tif 000005
【０００４】
これまで、文献内に記載されるプロトコル、例えば銀、銅、コバルトまたはグアニジン触媒環化のいずれも、４，４−位に２つの水素を有する単純なエキソビニレンカーボネートに向けた、単純な第一級プロパルギルアルコールとＣＯ2との変換には適用できなかった。
【０００５】
Ｅｕｒ．  Ｊ  Ｏｒｇ．  Ｃｈｅｍ．  ２００７，  ２６０４〜２６０７において、二酸化炭素のプロパルギルアルコール中への銀触媒による取り込みが報告されており、ここでは触媒系はＡｇＯＡｃとＤＢＵとの組み合わせである。この触媒系は、第三級プロパルギルアルコールの環化のために良好に作用したが、その方法は、第一級または第二級プロパルギルアルコールの相応の環状生成物への変換のためには適用できなかった。
【０００６】
Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，  １９９７，  ５４５−５４６，  ３３７〜３４４においては、プロパルギルアルコールとＣＯ2とのＣｕ触媒環化が報告されている。四座イミン配位子を含んだ銅触媒が、種々のアミン塩基と組み合わせて使用された。それらの触媒は、第三級プロパルギルアルコールの環化のためには良好に作用したが、第一級プロパルギルアルコールからは環化生成物が形成されなかった。
【０００７】
Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ａｎｄ  Ｃａｔａｌｙｓｉｓ，  ２０１１，  ３５３，  １３３〜１４６に報告されるプロパルギルアルコールとＣＯ2とのグアニジン触媒環化のための試みでは、金属触媒は添加されなかった。それらの触媒は、第三級および第二級プロパルギルアルコールの環化のためには良好に作用したが、それらの条件下では、第一級プロパルギルアルコールからのエキソビニレンカーボネートは形成されなかった。
【０００８】
Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｊａｐａｎ，  １９８７，  ６０，  １２０４〜１２０６に報告されるプロパルギルアルコールとＣＯ2とのコバルト触媒環化のための試みにおいては、ＰＰｈ3がドナー配位子として、塩基としてのＮＥｔ3と組み合わせて添加された。この触媒は、第三級プロパルギルアルコールの環化のためには良好に作用したが、それらの条件下では、第一級プロパルギルアルコールからのエキソビニレンカーボネートは形成されなかった。
【０００９】
従来技術において、４−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オン、最も単純なエキソビニレンカーボネートへの唯一の合理的な合成方法は、Ｓｙｎｌｅｔｔ，  ２００６，  １７，  ２７２７〜２７３０およびＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ２００６，  ４７，  ８３６９〜８３７３内に記載されるプロパルギルｔｅｒｔ−ブチルカーボネートの金または水銀触媒環化である。
【００１０】
【化４】
2020535116.tif 000006
【００１１】
この経路の１つの欠点は、プロパルギルｔｅｒｔ−ブチルカーボネートをプロパルギルアルコールと比較的高価なＢＯＣ無水物とから、最初に製造しなければならないことである。
【００１２】
プロパルギルｔｅｒｔ−ブチルカーボネートの環化の他の欠点は、他のｔＢｕ基がイソブテンとして放出されることによって副生成物が形成され、それを廃棄またはリサイクルしなければならないことである。
【００１３】
４−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オンに向かう他の経路がＪ．  Ｏｒｇ．  Ｃｈｅｍ．  １９８３，  ４８（１９），  ３３４６〜３３４７内に記載されている。この方法は、塩素化されたグリセロール誘導体から出発し、試薬としてＰｈＳｅＮａを使用する。この経路では、該生成物の商業的な生産ができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／００５９１７８号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１１／１５７６７１号
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Ｅｕｒ．  Ｊ  Ｏｒｇ．  Ｃｈｅｍ．  ２００７，  ２６０４〜２６０７
【非特許文献２】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，  １９９７，  ５４５−５４６，  ３３７〜３４４
【非特許文献３】Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ａｎｄ  Ｃａｔａｌｙｓｉｓ，  ２０１１，  ３５３，  １３３〜１４６
【非特許文献４】Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｊａｐａｎ，  １９８７，  ６０，  １２０４〜１２０６
【非特許文献５】Ｓｙｎｌｅｔｔ，  ２００６，  １７，  ２７２７〜２７３０
【非特許文献６】Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ２００６，  ４７，  ８３６９〜８３７３
【非特許文献７】Ｊ．  Ｏｒｇ．  Ｃｈｅｍ．  １９８３，  ４８（１９），  ３３４６〜３３４７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、本発明の課題は、第一級プロパルギルアルコールおよびＣＯ2から、好ましくは第一級プロパルギルアルコールおよびＣＯ2から直接的に、環状カーボネートを製造するためのより経済的な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この課題は、式ＩａまたはＩｂ
【化５】
2020535116.tif 000007
［式中、Ｒ1は水素、または１〜４０個の炭素原子を有する有機基である］
の環状カーボネートまたはそれらの混合物の製造方法であって、
ａ）  式ＩＩ
【化６】
2020535116.tif 000008
［式中、Ｒ1は式ＩａまたはＩｂと同じ意味を有する］
のプロパルギルアルコールを二酸化炭素と、少なくとも１つの遷移金属触媒ＴＭＣ１の存在下で反応させる工程段階を含み、前記遷移金属触媒が、ｌＵＰＡＣによる元素周期律表の第１０、１１および１２族の金属から選択される、好ましくはＣｕ、ＡｇおよびＡｕから選択される遷移金属、より好ましくはＡｇと、
式ＩＩＩの化合物および式ＩＶの化合物、好ましくは式ＩＩＩの化合物
【化７】
2020535116.tif 000009
［式中、
ＤはＰ、ＡｓまたはＳｂ、好ましくはＰまたはＡｓ、特にＰであり、
Ｒ2は、１〜４０個の炭素原子、好ましくは２〜４０個の炭素原子を有し、好ましくは少なくとも１つの環式環を含む有機基であり、より好ましくは式ＩＩＩにおいてＲ2はＣ3〜Ｃ40−シクロアルキル基、Ｃ2〜Ｃ40−ヘテロシクロアルキル基、Ｃ6〜Ｃ40−アリール基、Ｃ2〜Ｃ40−複素環式芳香族基、Ｃ3〜Ｃ40−シクロアルコキシ基、Ｃ2〜Ｃ40−ヘテロシクロアルコキシ基、Ｃ6〜Ｃ40−アリールオキシ基またはＣ2〜Ｃ40−ヘタリールオキシ基、特にＣ6〜Ｃ40−アリール基またはＣ2〜Ｃ40−複素環式芳香族基であり、
Ｒ3、Ｒ4は、同一または異なり、且つ各々１〜４０個の炭素原子を有する有機基であり、且つ
Ｒ5は、１〜４０個の炭素原子を有する有機基であるか、またはＲ2と同一であり、且つ
Ｚは、−ＣＲ7＝ＣＲ8−、−ＣＲ7＝Ｎ−、−ＣＲ7Ｒ9−ＣＲ8Ｒ10−および−ＣＲ7Ｒ9−ＣＲ8Ｒ10−ＣＲ11Ｒ12−から選択される二価の橋かけ基であり、ここでＲ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11およびＲ12は互いに独立して水素またはＲ5として定義されるとおりであるか、または２つの隣接する基Ｒ7およびＲ8、および／またはＲ10およびＲ11は、それらをつなぐ原子と共に単環または多環の、置換または非置換の、脂肪族または芳香族の環系を形成し、前記環系は４〜４０個の炭素原子を有し且つ元素のＳｉ、Ｇｅ、Ｎ、Ｐ、ＯおよびＳからなる群から選択される少なくとも１つのヘテロ原子も含むことができる］
からなる配位子の群から選択される少なくとも１つのかさ高い配位子
とを含む、前記方法によって解決される。
【００１８】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、
ＤがＰであり、
Ｒ2がＣ3〜Ｃ40−シクロアルキル基、Ｃ2〜Ｃ40−ヘテロシクロアルキル基、Ｃ6〜Ｃ40−アリール基またはＣ2〜Ｃ40−複素環式芳香族基、好ましくはＣ6〜Ｃ40−アリール基またはＣ2〜Ｃ40−複素環式芳香族基であり、ここでＲ2は、ＰまたはＮに対する２つのオルト位の少なくとも１つにおいて基Ｒ6で置換されており、前記基Ｒ6は１〜４０個の炭素原子を有する有機基、ハロゲン、特にＣｌまたはＢｒ、ヒドロキシ、ＳＯ3Ｈまたはニトロであるか、またはＲ6はメタ位においてＲ2を置換している隣接する基と共に、それらをつなぐ原子と共に、単環または多環の、置換または非置換の、脂肪族または芳香族の環系を形成し、前記環系は４〜４０個の炭素原子を有し且つ元素のＳｉ、Ｇｅ、Ｎ、Ｐ、ＯおよびＳ、好ましくはＮおよびＯからなる群から選択される少なくとも１つのヘテロ原子も含むことができ、
Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5およびＺは上記で定義されたとおりである、
ことを特徴とする。
【００１９】
本発明による置換基は、さらに限定されない限り、以下のとおりに定義される：
本願の文脈において使用される「１〜４０個の炭素原子を有する有機基」との用語は、例えばＣ1〜Ｃ40−アルキル基、Ｃ1〜Ｃ10−フルオロアルキル基、Ｃ1〜Ｃ12−アルコキシ基、置換されたＣ3〜Ｃ20−複素環式基、Ｃ6〜Ｃ40−アリール基、Ｃ2〜Ｃ40−複素環式芳香族基、Ｃ6〜Ｃ10−フルオロアリール基、Ｃ6〜Ｃ10−アリールオキシ基、３〜２４個の炭素原子を有するシリル基、Ｃ2〜Ｃ20−アルケニル基、Ｃ2〜Ｃ20−アルキニル基、Ｃ7〜Ｃ40−アリールアルキル基またはＣ8〜Ｃ40−アリールアルケニル基に関する。有機基は、各々、有機化合物から誘導される。従って、有機化合物のメタノールは原則として、１つの炭素原子を有する３つの異なる有機基、つまりメチル（Ｈ3Ｃ−）、メトキシ（Ｈ3Ｃ−Ｏ−）およびヒドロキシメチル（ＨＯＣ（Ｈ2）−）をもたらす。従って、「１〜４０個の炭素原子を有する有機基」との用語は、アルコキシ基以外に、例えばジアルキルアミノ基、モノアルキルアミノ基またはアルキルチオ基も含む。
【００２０】
本明細書において、示された式において可変部Ｒxが定義される際に、基(radical)との用語は、基(group)との用語と互換的に使用される。
【００２１】
本文内で使用される「アルキル」との用語は、直鎖、または１つまたは複数分岐した飽和炭化水素（環状であってもよい）を包含する。Ｃ1〜Ｃ18−アルキル基、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、イソプロピル、イソブチル、イソペンチル、イソヘキシル、ｓｅｃ−ブチルまたはｔｅｒｔ−ブチルが好ましい。
【００２２】
本文内で使用される「アルケニル」との用語は、直鎖、または１つまたは複数分岐した炭化水素であって、集積または交互であってよい１つ以上のＣ−Ｃ二重結合を有する前記炭化水素を包含する。
【００２３】
本文内で使用される「飽和複素環式基」との用語は、例えば単環または多環の、置換または非置換の、脂肪族または部分的に不飽和の炭化水素基であって、その中で１つ以上の炭素原子、ＣＨ基および／またはＣＨ2基が、好ましくは元素のＯ、Ｓ、ＮおよびＰからなる群から選択されるヘテロ原子によって置き換えられているものに関する。置換または非置換の飽和複素環式基の好ましい例は、ピロリジニル、イミダゾリジニル、ピラゾリジニル、ピペリジル、ピペラジニル、モルホリニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロチオフェニルおよびその種のもの、およびさらにメチル置換、エチル置換、プロピル置換、イソプロピル置換およびｔｅｒｔ−ブチル置換されたそれらの誘導体である。
【００２４】
本文内で使用される「アリール」との用語は、例えば、芳香族、および任意に縮合された多環芳香族炭化水素基であって、直鎖または分枝鎖のＣ1〜Ｃ18−アルキル、Ｃ1〜Ｃ18−アルコキシ、Ｃ2〜Ｃ10−アルケニルまたはハロゲン、特にフッ素によって一置換または多置換されていてよいものに関する。置換および非置換のアリール基の好ましい例は、特に、フェニル、ペンタフルオロフェニル、４−メチルフェニル、４−エチルフェニル、４−ｎ−プロピルフェニル、４−イソプロピルフェニル、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル、４−メトキシフェニル、１−ナフチル、９−アントリル、９−フェナントリル、３，５−ジメチルフェニル、３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルまたは４−トリフルオロメチルフェニルである。
【００２５】
本文内で使用される「複素環式芳香族基」との用語は、例えば、芳香族炭化水素基であって、その中で１つ以上の炭素原子またはＣＨ基が窒素、リン、酸素または硫黄原子、またはそれらの組み合わせによって置き換えられているものに関する。それらはアリール基と同様に、直鎖または分枝鎖のＣ1〜Ｃ18−アルキル、Ｃ2〜Ｃ10−アルケニルまたはハロゲン、特にフッ素によって任意に一置換または多置換されていてよい。好ましい例は、フリル、チエニル、ピロリル、ピリジル、ピラゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、ピリミジニル、ピラジニルおよびその種のもの、およびさらにメチル置換、エチル置換、プロピル置換、イソプロピル置換およびｔｅｒｔ−ブチル置換されたそれらの誘導体である。
【００２６】
本文内で使用される「アリールアルキル」との用語は、例えば、アリール基がアルキル鎖を介して分子の残部に結合している、アリール含有置換基に関する。好ましい例は、ベンジル、置換ベンジル、フェネチル、置換フェネチルおよびその種のものである。
【００２７】
フルオロアルキルおよびフルオロアリールとの用語は、相応の基の少なくとも１つの水素原子、好ましくは１より多く且つ最大で全ての水素原子が、フッ素原子によって置き換えられていることを意味する。好ましいフッ素含有基の例は、トリフルオロメチル、２，２，２−トリフルオロエチル、ペンタフルオロフェニル、４−トリフルオロメチルフェニル、４−ペルフルオロ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルおよびその種のものである。
【００２８】
式ｌａ、ｌｂおよびＩＩにおけるＲ1は水素、または１〜４０個の炭素原子を有する有機基、好ましくは水素、非環式または環式の、置換または非置換のＣ1〜Ｃ10−アルキル、置換または非置換のＣ6〜Ｃ10−アリール、または置換または非置換のＣ7〜Ｃ12−アリールアルキル、特に水素またはヒドロキシメチルまたはそれらの相応のエステルまたはカーボネート、特にアセトキシメチレン（−ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ3）、ホルミルオキシメチレン−ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）Ｈまたは−ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＯＣＨ3である。
【００２９】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、Ｒ1が水素、ヒドロキシメチル（−ＣＨ2ＯＨ）、アセトキシメチレン（−ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ3）、ホルミルオキシメチレン（−ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）Ｈ）または−ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＯＣＨ3であることを特徴とする。
【００３０】
疑義を避けるために、本明細書内で使用される「式ＩＩのプロパルギルアルコール」との用語は、２−プロピン−１−オールだけに限定されるのではなく、プロプ−２−イン−１−オール基を含む全ての化合物を記載する。
【００３１】
【化８】
2020535116.tif 000010
【００３２】
本発明の方法において、式ＩＩのプロパルギルアルコールを、少なくとも１つの遷移金属触媒ＴＭＣ１の存在下で、二酸化炭素と反応させる。遷移金属触媒ＴＭＣ１は、ｌＵＰＡＣによる元素周期律表の第１０、１１および１２族の金属、例えばＮｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、ＣｄおよびＨｇから選択される、好ましくはＣｕ、ＡｇおよびＡｕから選択される、より好ましくはＣｕまたはＡｇから選択される遷移金属、特にＡｇを含む。
【００３３】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、遷移金属触媒ＴＭＣ１の遷移金属がＡｇであることを特徴とする。
【００３４】
本発明の方法の遷移金属触媒ＴＭＣ１を、遷移金属と、上記の式ＩＩＩの化合物および式ＩＶの化合物、好ましくは式ＩＩＩの化合物からなる配位子の群から選択される少なくとも１つのかさ高い配位子とを含む予め形成された金属錯体の形態で用いることができる。選択的に、遷移金属触媒ＴＭＣ１を、反応媒体中で現場で、かさ高い配位子を含まない金属化合物（本願内でプレ触媒とも称される）と、１つ以上の適したかさ高い配位子とを化合して、触媒活性な金属錯体、遷移金属触媒ＴＭＣ１を形成することによって、反応媒体中で形成する。かさ高い配位子が式ＩＶのＮ−複素環式カルベン錯体（ＮＨＣ配位子）である場合、遷移金属触媒ＴＭＣ１を、反応媒体中で現場で、プレ触媒と、式ＩＶの相応のＮＨＣ配位子へと現場で変換される１つ以上のＮＨＣ前駆体、特にプロトン化された形態のＮＨＣ配位子とを化合して、触媒活性の金属錯体を反応媒体中で形成することにより、形成することも可能である。
【００３５】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、前記遷移金属触媒ＴＭＣ１が、かさ高い配位子を含まない遷移金属化合物、かさ高い配位子としての式ＩＩＩまたは式ＩＶの化合物、または式Ｖ
【化９】
2020535116.tif 000011
［式中、Ｒ2、Ｒ5およびＺは上記で定義されるとおりであり、Ｘ-はアニオン等価体である］
によって示されるプロトン化された形態の式ＩＶの化合物を、塩基と共に使用することによって現場で製造されることを特徴とする。
【００３６】
式Ｖによるプロトン化された形態の種々のＮＨＣ配位子を脱プロトン化するために適した塩基は、ｄｅ  Ｆｒｅｍｏｎｔ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  ２５３  （２００９）  ８７６〜８８１によって記載されている。プロトン化された形態のＮＨＣ配位子の脱プロトン化を、アンモニアまたは非プロトン溶媒、例えばＴＨＦまたはエーテル中で行うことができる。脱プロトン化は、無水条件、および１４を上回るｐＫa値を有する強塩基の使用を必要とする。通常、水素化カリウムまたはナトリウムが触媒量のｔｅｒｔ−ブトキシドと共に用いられるが、ｔｅｒｔ−ブトキシド自体、水素化アルミニウムリチウム、ｎ−ブチリチウム、ＭｅＬｉ、ｔ−ＢｕＬｉ、カリウムヘキサメチルジシラジド（ＫＨＭＤＳ）および１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン（ＤＢＵ）も有効な代替物である。
【００３７】
適したプレ触媒は、元素周期律表の第１０、１１および１２族の金属の、中性の金属錯体、酸化物および塩から選択される。好ましいプレ触媒は、銅、銀および金、特に銀の金属錯体、酸化物および塩から選択される。
【００３８】
プレ触媒として有用な銀化合物は例えば、Ａｇ（ＯＡｃ）、ＡｇＦ、ＡｇＮＯ3、トリフルオロ酢酸銀、Ａｇ2Ｏ、Ａｇ2ＣＯ3である。
【００３９】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、プレ触媒とも称される遷移金属化合物がＡｇ（ＯＡｃ）、ＡｇＦ、Ａｇ2ＯおよびＡｇ2ＣＯ3から選択されることを特徴とする。
【００４０】
遷移金属のほかに、遷移金属触媒ＴＭＣ１は、式ＩＩＩの化合物および式ＩＶの化合物、好ましくは式ＩＩＩの化合物
【化１０】
2020535116.tif 000012
からなる配位子の群から選択される少なくとも１つのかさ高い配位子を含む。
【００４１】
かさ高い配位子が式ＩＩＩ
【化１１】
2020535116.tif 000013
の化合物である場合、可変部は好ましくは以下のとおりに定義される：
ＤはＰ、ＡｓまたはＳｂ、好ましくはＰまたはＡｓ、特にＰであり、
Ｒ2は、１〜４０個の炭素原子、好ましくは２〜４０個の炭素原子を有し、好ましくは少なくとも１つの環式環を含む有機基であり、
より好ましくは、Ｒ2は、Ｃ3〜Ｃ40−シクロアルキル基、Ｃ2〜Ｃ40−ヘテロシクロアルキル基、Ｃ6〜Ｃ40−アリール基、Ｃ2〜Ｃ40−複素環式芳香族基、Ｃ3〜Ｃ40−シクロアルコキシ基、Ｃ2〜Ｃ40−ヘテロシクロアルコキシ基、Ｃ6〜Ｃ40−アリールオキシ基、Ｃ2〜Ｃ40−ヘタリールオキシ基であり、
さらにより好ましくは、Ｒ2は、Ｃ3〜Ｃ40−シクロアルキル基、Ｃ2〜Ｃ40−ヘテロシクロアルキル基、Ｃ6〜Ｃ40−アリール基またはＣ2〜Ｃ40−複素環式芳香族基、好ましくはＣ6〜Ｃ40−アリール基またはＣ2〜Ｃ40−複素環式芳香族基であり、ここでＲ2は、Ｄに対する２つのオルト位の少なくとも１つにおいて基Ｒ6で置換されており、前記基Ｒ6は１〜４０個の炭素原子を有する有機基、好ましくはＣ6〜Ｃ40−アリール基、Ｃ1〜Ｃ10−アルコキシ基またはＣ2〜Ｃ12−ジアルキルアミノ基であるか、またはＲ6はメタ位におけるＲ2を置換している隣接する基と共に、それらをつなぐ原子と共に、単環または多環の、置換または非置換の、脂肪族または芳香族の環系を形成し、前記環系は４〜４０個の炭素原子を有し且つ元素のＳｉ、Ｇｅ、Ｎ、Ｐ、ＯおよびＳ、好ましくはＮ、ＯおよびＳからなる群から選択される少なくとも１つのヘテロ原子も含むことができ、且つ
Ｒ3、Ｒ4は、同一または異なり、好ましくは同一であり、且つ各々１〜４０個の炭素原子を有する有機基、好ましくはＣ3〜Ｃ20−環式または非環式アルキル、特にｔｅｒｔ−ブチルまたはシクロヘキシル、またはＣ6〜Ｃ14−アリール、特にフェニルである。
【００４２】
かさ高い配位子が式ＩＶ
【化１２】
2020535116.tif 000014
の化合物である場合、可変部は好ましくは以下のとおりに定義される：
Ｒ2は、１〜４０個の炭素原子、好ましくは２〜４０個の炭素原子を有し、好ましくは少なくとも１つの環式環を含む有機基であり、より好ましくは、Ｒ2は、Ｃ6〜Ｃ40−アリール基またはＣ2〜Ｃ40−複素環式芳香族基であり、好ましくは、ここでＲ2は、Ｎに対して２つのオルト位の少なくとも１つにおいて基Ｒ6で置換されており、前記基Ｒ6は１〜４０個の炭素原子を有する有機基、好ましくはＣ1〜Ｃ10−アルキル基、特にイソプロピルであり、
Ｒ5は、１〜４０個の炭素原子を有する有機基であるか、またはＲ2と同一であり、好ましくは、Ｒ5はＲ2と同一であり、且つ
Ｚは、−ＣＲ7＝ＣＲ8−、−ＣＲ7=Ｎ−、−ＣＲ7Ｒ9−ＣＲ8Ｒ10−および−ＣＲ7Ｒ9−ＣＲ8Ｒ10−ＣＲ11Ｒ12−、好ましくは−ＣＲ7＝ＣＲ8−および−ＣＲ7Ｒ9−ＣＲ8Ｒ10−から選択される二価の橋かけ基であり、ここでＲ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11およびＲ12は互いに独立して水素またはＲ5として定義されるとおり、好ましくはＨであるか、または２つの隣接する基Ｒ7およびＲ8、および／またはＲ10およびＲ11は、それらをつなぐ原子と共に単環または多環の、置換または非置換の、脂肪族または芳香族の、４〜４０個の炭素原子を有する環系を形成し、且つ元素のＳｉ、Ｇｅ、Ｎ、Ｐ、ＯおよびＳからなる群から選択される少なくとも１つのヘテロ原子も含むことができる。
【００４３】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、かさ高い配位子が式ＩＩＩの化合物であることを特徴とする。
【００４４】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、かさ高い配位子が式ＩＩＩ
【化１３】
2020535116.tif 000015
の化合物であって、可変部が以下のとおりに定義されることを特徴とする：
ＤはＰであり、
Ｒ2は、Ｃ6〜Ｃ40−アリール基またはＣ2〜Ｃ40−複素環式芳香族基であり、ここでＲ2は、Ｄに対する２つのオルト位の少なくとも１つにおいて基Ｒ6で置換されており、前記基Ｒ6はＣ6〜Ｃ40−アリール基、Ｃ1〜Ｃ10−アルコキシ基、特にメトキシ、エトキシ、イソプロポキシまたはシクロヘキシルオキシ、またはＣ2〜Ｃ12−ジアルキルアミノ基、特にジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジイソプロピルアミノ、Ｎ−モルホリニルまたはＮ−ピペリジルであるか、またはＲ6はメタ位においてＲ2を置換している隣接する基と共に、それらをつなぐ原子と共に、単環または多環の、置換または非置換の、脂肪族または芳香族の環系を形成し、前記環系は４〜４０個の炭素原子を有し且つ元素のＳｉ、Ｇｅ、Ｎ、Ｐ、ＯおよびＳ、好ましくはＮ、ＯおよびＳからなる群から選択される少なくとも１つのヘテロ原子も含むことができ、且つ
Ｒ3、Ｒ4は、同一または異なり、好ましくは同一であり、且つ各々１〜４０個の炭素原子を有する有機基、好ましくはＣ3〜Ｃ20−環式または非環式アルキル、特にｔｅｒｔ−ブチル、アダマンチルまたはシクロヘキシル、またはＣ6〜Ｃ14−アリール、特にフェニルである。
【００４５】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、かさ高い配位子が式Ａ〜Ｐの化合物およびそれらの混合物、好ましくは式Ａ〜Ｄの化合物およびそれらの混合物から選択されることを特徴とする。
【００４６】
【化１４】
2020535116.tif 000016
【００４７】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、遷移金属触媒ＴＭＣ１が以下の式の化合物から選択されることを特徴とする。
【００４８】
【化１５】
2020535116.tif 000017
【００４９】
遷移金属触媒ＴＭＣ１の、かさ高い配位子対遷移金属のモル比は、広い範囲で変化し得る。好ましくは、かさ高い配位子対遷移金属のモル比は２未満である。より好ましくは、かさ高い配位子対遷移金属の比は０．２〜１．８の範囲、さらにより好ましくは０．３〜１．５の範囲、特に０．４〜１．２の範囲である。
【００５０】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、遷移金属触媒ＴＭＣ１の、かさ高い配位子対遷移金属のモル比が０．４〜１．２の範囲であることを特徴とする。
【００５１】
本発明の方法において、工程段階ａ）で使用される遷移金属触媒ＴＭＣ１の量は、式ＩＩのプロパルギルアルコールの量に対して、広い範囲で変化し得る。通常、遷移金属触媒ＴＭＣ１は、式ＩＩのプロパルギルアルコールに対して化学量論組成を下回る量で使用される。典型的には、遷移金属触媒ＴＭＣ１の量は、式ＩＩのプロパルギルアルコールの量に対して５０ｍｏｌ％以下、多くの場合、２０ｍｏｌ％以下、特に１０ｍｏｌ％以下、または５ｍｏｌ％以下である。式ＩＩのプロパルギルアルコールの量に対して０．００１〜５０ｍｏｌ％、多くの場合、０．００１ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％、および特に０．００５〜５ｍｏｌ％の量の遷移金属触媒ＴＭＣ１が、本発明の方法において好ましく使用される。０．０１〜５ｍｏｌ％の量の遷移金属触媒ＴＭＣ１を使用することが好ましい。示された遷移金属触媒の量の全ては、遷移金属として計算され且つプロパルギルアルコールの量に基づく。
【００５２】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、工程段階ａ）で使用される遷移金属触媒ＴＭＣ１の量が、式ＩＩのプロパルギルアルコールの量に対して、０．００５〜５ｍｏｌ％の範囲であることを特徴とする。
【００５３】
前記反応を主に、第一級プロパルギルアルコールとＣＯ2との反応のために適した当業者に公知の全ての方法に従って実施できる。
【００５４】
カルボキシル化・環化反応のために使用されるＣＯ2を、純粋な形態で、または適宜、他のもの、好ましくは不活性ガス、例えば窒素またはアルゴンとの混合物の形態でも使用できる。希釈されていない形態のＣＯ2を使用することが好ましい。
【００５５】
前記反応は典型的には、０．１〜２００ｂａｒの範囲、好ましくは１〜５０ｂａｒの範囲、より好ましくは１〜４０ｂａｒの範囲のＣＯ2圧力で行われる。
【００５６】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、工程段階ａ）が１〜５０ｂａｒの範囲、より好ましくは１〜４０ｂａｒの範囲の圧力で実施されることを特徴とする。
【００５７】
前記反応を主に、連続式、半連続式、断続式に実施できる。連続式の方法が好ましい。
【００５８】
前記反応を主に、この種の反応のために当業者に公知の全ての反応器内で実施でき、従って反応器は相応に選択される。適した反応器は関連する先行技術、例えば適切なモノグラフおよび関連研究に記載され且つ概説されており、例えば米国特許第６６３９１１４号明細書(US6639114B2)、第１６欄、４５〜４９行目に記載されるものである。好ましくは、反応のために、内部攪拌機と内張とを有し得るオートクレーブが用いられる。
【００５９】
本発明のカルボキシル化・環化反応において得られた組成物は、式ＩａまたはＩｂの環状カーボネートである非置換のエキソビニレンカーボネートを含む。
【００６０】
本発明の方法の工程段階ａ）を広い温度範囲において実施できる。好ましくは工程段階ａ）を、好ましくは０℃〜１５０℃の範囲、および特に好ましくは１０℃〜８０℃の範囲の温度で実施する。意外なことに、１００℃未満の温度が特に有利であることが判明した。
【００６１】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、工程段階ａ）が０℃〜１００℃の範囲、好ましくは１０℃〜８０℃の範囲の温度で実施されることを特徴とする。
【００６２】
本発明の方法を、溶剤の存在中で行うことができる。適した溶剤は、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アミド、ウレア、ニトリル、スルホキシド、スルホン、エステル、カーボネート、エーテル、アルコールおよびそれらの混合物から選択される。好ましい溶剤は、
・  脂肪族炭化水素、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンまたはシクロヘキサン、
・  芳香族炭化水素、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレンまたはベンゾトリフルオリド、
・  ハロゲン化炭化水素、例えばジクロロメタン、
・  アミド、例えばジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−エチルピロリドンまたはジメチルアセトアミド、
・  ウレア、例えばテトラメチルウレア、Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリノン（ＤＭＩ）およびＮ，Ｎ−ジメチルプロピレンウレア（ＤＭＰＵ）、
・  ニトリル、例えばアセトニトリルまたはプロピオニトリル、
・  スルホキシド、例えばジメチルスルホキシド、
・  スルホン、例えばスルホラン、
・  エステル、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｔ−ブチル、
・  カーボネート、例えばジエチルカーボネート、エチレンカーボネートおよびプロピレンカーボネート、および
・  エーテル、例えばジオキサン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、メチルｔ−ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテルまたはジエチレングリコールジメチルエーテル
である。
【００６３】
適宜、上述の溶剤の２つ以上の混合物も使用できる。
【００６４】
ジクロロメタン、アセトン、ジメチルホルムアミドまたはアセトニトリルを溶剤として使用することが好ましい。
【００６５】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、反応を脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アミド、ウレア、ニトリル、スルホキシド、スルホキシド、スルホン、エステル、カーボネート、エーテル、アルコール、およびそれらの混合物から選択される、好ましくはジクロロメタン、アセトン、ジメチルホルムアミドまたはアセトニトリルから選択される溶剤の存在下で行うことを特徴とする。
【００６６】
選択的に、本発明の方法を、上述の有機溶剤のいずれも不在、いわゆるニート条件下で、好ましくは液体または超臨界二酸化炭素の存在下で、特に超臨界二酸化炭素の存在下で行うことができる。
【００６７】
選択的に、本発明の方法を、上述の有機溶剤の１つと混合された液体または超臨界二酸化炭素の存在下で、特に超臨界二酸化炭素、いわゆるＣＯ2膨張溶剤の存在下で行うことができる。
【００６８】
本発明のカルボキシル化・環化において得られた組成物は、非置換のエキソビニレンカーボネート、式ＩａまたはＩｂの環状カーボネートを含む。
【００６９】
本発明の方法の反応混合物のワークアップおよび式ＩａまたはＩｂの環状カーボネートの単離を、慣例の方式で、例えばろ過、水抽出ワークアップによって、または蒸留によって、例えば減圧下で行う。式ＩａまたはＩｂの環状カーボネートは、そのような手段またはそれらの組み合わせを適用することにより、追加的な精製段階を行うことなく、十分な純度で得ることができる。選択的に、さらなる精製を、当該技術分野において慣例的に使用される方法、例えばクロマトグラフィーによって実施できる。
【００７０】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、式ＩａまたはＩｂの環状カーボネートまたはそれらの混合物が、工程段階ａ）の後に蒸留を介して遷移金属触媒ＴＭＣ１から分離されることを特徴とする。
【００７１】
蒸留の残留分は通常、遷移金属触媒ＴＭＣ１を活性な形でまだ含んでおり、それを、新たな工程段階ａである新たなカルボキシル化・環化反応段階において再使用できる。蒸留条件、特に温度処理が過酷過ぎない限り、遷移金属触媒ＴＭＣ１は活性なままである。
【００７２】
本発明の１つの実施態様において、本発明の方法は、遷移金属触媒ＴＭＣ１が、式ＩａまたはＩｂの環状カーボネートまたはそれらの混合物が蒸留を介して除去された後に、反応段階ａ）にリサイクルされることを特徴とする。
【００７３】
本発明の方法により製造される、式ＩａまたはＩｂの環状カーボネートまたはそれらの混合物は、高い純度を示し、且つ、例えばエポキシ樹脂の製造における反応性希釈剤として、電気化学的貯蔵システムにおける電解質添加剤として、または重合反応におけるモノマーとしての用途において有利に使用される。
【００７４】
本発明のさらなる態様は、上述の本発明の方法により製造される、式ＩａまたはＩｂの環状カーボネートまたはそれらの混合物の、エポキシ樹脂の製造における反応性希釈剤として、電気化学的貯蔵システムにおける電解質添加剤として、または重合反応におけるモノマーとしての使用である。
【００７５】
上述の式ＩａまたはＩｂの環状カーボネートまたはそれらの混合物を製造するための本発明の方法は、公知の化合物（例えばＲ1＝Ｈ）の製造だけでなく、エポキシ樹脂の製造における反応性希釈剤として、電気化学的貯蔵システムにおける電解質添加剤として、重合反応におけるモノマーとして、または薬学的または農業用途のための活性化合物の合成における構成ブロックとして使用できる新規の化合物の製造も可能にする。
【００７６】
本発明のさらなる態様は、式Ｉａ’またはＩｂ’の環状カーボネートである：
【化１６】
2020535116.tif 000018
前記式中、
Ｒ1は−ＣＨ2ＯＲ13であり、ここでＲ13は水素、ＳｉＨ3または１〜４０個の炭素原子を有する有機基、好ましくは水素、ＳｉＲ14aＲ14bＲ14c、Ｃ（Ｏ）Ｒ15またはＣ（Ｏ）ＯＲ16、より好ましくは水素、Ｃ（Ｏ）Ｒ15またはＣ（Ｏ）ＯＲ16であり、
ここで、
Ｒ14aＲ14bＲ14cは同一または異なり、且つ各々独立して水素または１〜４０個の炭素原子を有する有機基、好ましくはＣ1〜Ｃ6−アルキルまたはＣ6〜Ｃ14−アリール、より好ましくはメチル、エチル、ｉ−プロピル、ｔｅｒｔ−ブチルまたはフェニルであり、
Ｒ15は水素、または１〜４０個の炭素原子を有する有機基、好ましくは水素、Ｃ1〜Ｃ6−アルキルまたはＣ6〜Ｃ14−アリール、より好ましくは水素、メチル、エチル、−プロピルまたはフェニルであり、且つ
Ｒ16は１〜４０個の炭素原子を有する有機基、好ましくはＣ1〜Ｃ6−アルキルまたはＣ6〜Ｃ14−アリール、より好ましくはメチル、エチル、−プロピルまたはフェニルである。
【００７７】
式Ｉａ’またはＩｂ’の本発明の環状カーボネートは、（ＥまたはＺ）−４−（２−ヒドロキシエチリデン）−１，３−ジオキソラン−２−オンの誘導体であってヒドロキシル基が好ましくは相応のエステルまたはカーボネートとして保護されているものか、または（ＥまたはＺ）−４−（２−ヒドロキシエチリデン）−１，３−ジオキソラン−２−オン自体である。
【００７８】
式Ｉａ’またはＩｂ’の本発明の環状カーボネートの好ましい例は下記である：
【化１７】
2020535116.tif 000019
【００７９】
式Ｉａ’またはＩｂ’の環状カーボネートの好ましい例は、Ｒ１が水素、Ｃ（Ｏ）Ｒ15またはＣ（Ｏ）ＯＲ16であり、Ｒ15が水素またはメチルであり、且つＲ16がメチルであるものである。
【実施例】
【００８０】
本発明を以下の実施例によって説明するが、それらは本発明を限定するものではない。
【００８１】
パーセントでの数値は、特段記載されない限り、質量％に基づく。
【００８２】
一般
全ての化学物質および溶剤はＳｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈまたはＡＢＣＲから購入され、さらなる精製を行わずに使用された。
【００８３】
1Ｈおよび13Ｃ  ＮＭＲスペクトルは、Ｂｒｕｋｅｒ  Ａｖａｎｃｅ  ２００ＭＨｚ分光器において記録され、溶剤の残留プロトン（1Ｈ）または炭素（13Ｃ）共鳴のピークに関した。ケミカルシフト（δ）はｐｐｍで記録された。
【００８４】
使用される略記：  ＤａｖｅＰｈｏｓ配位子Ａ＝２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ビフェニル  ＝Ｌ１；  ＤＣＭ＝ジクロロメタン；  ＤＩＰＥＡ＝Ν，Ν−ジイソプロピルエチルアミン；  ＤＭＡＰ＝４−ジメチルアミノピリジン；  ＤＭＦ＝ジメチルホルムアミド；  ＰＥ＝石油エーテル；  ＴＨＦ＝テトラヒドロフラン；  ＴＭＥＤＡ＝テトラメチルエチレンジアミン。
【００８５】
配位子
【化１８】
2020535116.tif 000020
【００８６】
カルボキシル化反応のためのプロトコル
標準的な手順Ａ
反応のスクリーニングを、ＣｈｅｍＳｐｅｅｄ  Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ  ＳＬＴ  １０６ハイスループットロボットシシテムにおいて実施した。アルコール１（１ｍｍｏｌ）、［Ｍ］−触媒（０．０５ｍｍｏｌ）および配位子（０．０５ｍｍｏｌ）を有機溶剤（２ｍＬ）中で、ＣＯ2（２０ｂａｒ）を用いて加圧し、室温で１２時間攪拌した。ＣＯ2の過圧を解放した後、アニソール（１ｍｍｏｌ）およびＣＤＣｌ3（１ｍＬ）を反応混合物に添加し、且つ５分間攪拌した。生じる混合物を、1Ｈ  ＮＭＲによって分析して収率を測定した。
【００８７】
標準的な手順Ｂ
Ｔｅｆｌｏｎで被覆された攪拌棒を備えたＦｉｓｈｅｒ−Ｐｏｒｔｅｒ管に、アルコール（５ｍｍｏｌ）、［Ｍ］−触媒（０．２５ｍｍｏｌ）、および配位子（０．２５ｍｍｏｌ）および溶剤（５ｍＬ）を装入した。反応混合物を、ＣＯ2（８ｂａｒ）を用いて加圧し、且つ室温で１６時間攪拌した。次にＣＯ2の過圧を注意深く解放し、溶剤が蒸発した。生じる粗製混合物をクーゲルロール（０．５ｍｂａｒ、１００℃）によって蒸留した。相応の環状カーボネート生成物が純粋に得られた。
【００８８】
１．  配位子の変化
【化１９】
2020535116.tif 000021
【００８９】
金属・配位子の比２対１を使用して、標準条件Ａと同様に行われた実験の結果を表１に要約する。
【００９０】
【表１】
2020535116.tif 000022
【００９１】
２．  配位子の変化および触媒組成物の変化
【化２０】
2020535116.tif 000023
【００９２】
種々の量の金属および配位子を使用して、標準条件Ｂと同様に行われた本発明の実験および比較実験の結果を表２に要約する。プロパルギルアルコール１（５ｍｍｏｌ）、ＡｇＯＡｃ（０．５ｍｍｏｌ）および配位子Ｌ（０．５ｍｍｏｌ）を無水ＤＣＭ（２ｍＬ）中で、ＣＯ2（８ｂａｒ）を用いて加圧し、且つ１６時間攪拌した。収率を1Ｈ  ＮＭＲ分光法によって、内部標準としてのアニソールを使用して測定した。単離された収率を括弧内に示す。
【００９３】
【表２】
2020535116.tif 000024
【００９４】
３．  遷移金属化合物（プレ触媒）および配位子の変化
【化２１】
2020535116.tif 000025
【００９５】
標準条件Ａと同様に行われた本発明の実験および比較実験の結果を表３に要約する。プロパルギルアルコール１（１ｍｍｏｌ）、遷移金属化合物［Ｍ］（０．０５ｍｍｏｌ）および配位子Ｌ（０．０５ｍｍｏｌ）を無水ＤＣＭ（２ｍＬ）中で、ＣＯ2（２０ｂａｒ）を用いて加圧し、且つ１２時間攪拌した。収率を1Ｈ  ＮＭＲ分光法によって、内部標準としてのアニソールを使用して測定した。
【００９６】
【表３】
2020535116.tif 000026
【００９７】
ａ）  ０．０３５ｍｍｏｌのプロパルギルアルコール、１ｍｏｌ％のＩＰｒＡｇＯＡｃ、０．７ｍＬのＣＤ3ＣＮ、２０ｂａｒのＣＯ2；
ＩＰｒＡｇＯＡｃは、文献の手順：  Ｄ．Ｖ．Ｐａｒｔｙｋａ，  Ｔ．Ｊ．Ｒｏｂｉｌｏｔｔｏ，  Ｊ．Ｂ．Ｕｐｄｅｇｒａｆｆ  ＩＩＩ，  Ｍ．Ｚｅｌｌｅｒ，  Ａ．Ｄ．Ｈｕｎｔｅｒ，  Ｔ．Ｇ．Ｇｒａｙ，  Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ  ２００９，  ２８，  ７９５〜８０１に従って製造された。
【００９８】
【化２２】
2020535116.tif 000027
【００９９】
４．  溶剤の変化
【化２３】
2020535116.tif 000028
【０１００】
標準条件Ｂと同様に行われた本発明の実験の結果を表４に要約する。プロパルギルアルコール１（５ｍｍｏｌ）、ＡｇＯＡｃ（０．２５ｍｍｏｌ）およびＬ１（０．２５ｍｍｏｌ）を溶剤（５ｍＬ）中で、ＣＯ2（８ｂａｒ）を用いて加圧し、且つ１６時間攪拌した。収率を1Ｈ  ＮＭＲ分光法によって、内部標準としてのアニソールを使用して測定した。
【０１０１】
【表４】
2020535116.tif 000029
【０１０２】
５．  触媒系のリサイクル
【化２４】
2020535116.tif 000030
【０１０３】
触媒系がリサイクルされ、且つ標準条件Ｂと同様に行われた本発明の実験の結果を表５に要約する。プロパルギルアルコール１（５ｍｍｏｌ）、ＡｇＯＡｃ（０．２５ｍｍｏｌ）およびＬ１（０．２５ｍｍｏｌ）を溶剤（５ｍＬ）中で、ＣＯ2（８ｂａｒ）を用いて加圧し、且つ１６時間攪拌した。収率を1Ｈ  ＮＭＲ分光法によって、内部標準としてのアニソールを使用して測定した。クーゲルロール蒸留（１００℃、０．５ｍｂａｒ）後、生成物を単離し、残留粗製物をさらなる反応に使用した。
【０１０４】
【表５】
2020535116.tif 000031
【０１０５】
６．  式ＩＩのプロパルギルアルコールの変化
６．１  式ＩＩのプロパルギルアルコールとしての１，４−ブチンジオールの使用
【化２５】
2020535116.tif 000032
【０１０６】
ＣｈｅｍＳｐｅｅｄ  Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ  ＳＬＴ  １０６ハイスループットロボットシステムにおいて、１，４−ブチンジオール（１ｍｍｏｌ）、ＡｇＯＡｃ（０．０５ｍｍｏｌ）およびＬ１（０．０５ｍｍｏｌ）をＭｅＣＮ（２ｍＬ）中で、ＣＯ2（２０ｂａｒ）を用いて加圧し、且つ室温で１２時間攪拌した。ＣＯ2の過圧を解放した後、アニソール（１ｍｍｏｌ）およびＣＤＣｌ3（１ｍＬ）を反応混合物に添加し、且つ５分間攪拌した。生じる混合物を、1Ｈ  ＮＭＲによって分析して収率を測定した。カラムクロマトグラフィー（シリカ、ＥｔＯＡｃ／ヘキサン勾配）によって単離を行った。
【０１０７】
（Ｅ）−４−（２−ヒドロキシエチリデン）−１，３−ジオキソラン−２−オン  ２ａ
【数１】
2020535116.tif 000033
【０１０８】
（Ｚ）−４−（２−ヒドロキシエチリデン）−１，３−ジオキソラン−２−オン
【化２６】
2020535116.tif 000034
【０１０９】
無色のオイル、４２３ｍｇ（６５％）。Ｒf（ＥｔＯＡｃ／ＰＥ  １：１）＝０．６２。
【０１１０】
【数２】
2020535116.tif 000035
【０１１１】
６．２  式ＩＩのプロパルギルアルコールとしての４−ヒドロキシブト−２−イン−１−イルアセテートの使用
６．２．１  ４−ヒドロキシブト−２−イン−１−イルアセテートの合成
【化２７】
2020535116.tif 000036
【０１１２】
蒸留されたＥｔ3Ｎ（１０．２ｍＬ、８１．２ｍｍｏｌ、１．４ｅｑ．）を、ブト−２−イン−１，４−ジオール（５．０ｇ、５８．０ｍｍｏｌ、１．０ｅｑ．）の無水ＤＣＭ／ＴＨＦ（２４ｍＬ／８ｍＬ）中の溶液に添加し、生じる懸濁液を室温で、溶解が完了するまで攪拌した。次に、無水酢酸（６．０ｍＬ、６３．５ｍｍｏｌ、１．１ｅｑ．）をその反応混合物に、０℃で３０分にわたって滴下した。次に、その反応混合物を室温へと温め、且つ終夜撹拌した。水を添加し、その反応混合物をＤＣＭ（３０４４×４ｍＬ）で抽出した。収集された有機層を乾燥させ、溶剤を真空下で蒸発させた。粗製生成物のフラッシュクロマトグラフィー（シリカゲル、ＥｔＯＡｃ／ＰＥ  ２：３）により純粋な生成物が無色のオイルとしてもたらされた（３．３４ｇ、４５％）。
【０１１３】
【数３】
2020535116.tif 000037
【０１１４】
６．２．２  （Ｅ）−２−（２−オキソ−１，３−ジオキソラン−４−イリデン）エチルアセテート２ｂの合成
【化２８】
2020535116.tif 000038
【０１１５】
ＣｈｅｍＳｐｅｅｄ  Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ  ＳＬＴ  １０６ハイスループットロボットシステムにおいて、４−ヒドロキシブト−２−イン−１−イルアセテート（１ｂ、１ｍｍｏｌ）、ＡｇＯＡｃ（０．０５ｍｍｏｌ）およびＬ１（０．０５ｍｍｏｌ）をＭｅＣＮ（２ｍＬ）中で、ＣＯ2（２０ｂａｒ）を用いて加圧し、且つ室温で１２時間攪拌した。ＣＯ2の過圧を解放した後、アニソール（１ｍｍｏｌ）およびＣＤＣｌ3（１ｍＬ）を反応混合物に添加し、且つ５分間攪拌した。生じる混合物を、1Ｈ  ＮＭＲによって分析して収率を測定した。カラムクロマトグラフィー（シリカ、ＥｔＯＡｃ／ヘキサン勾配）によって単離を行った。
【０１１６】
（Ｅ）−２−（２−オキソ−１，３−ジオキソラン−４−イリデン）エチルアセテート２ｂ
【０１１７】
【数４】
2020535116.tif 000039
【０１１８】
６．２．３  （Ｚ）−２−（２−オキソ−１，３−ジオキソラン−４−イリデン）エチルアセテート
【化２９】
2020535116.tif 000040
【０１１９】
無色のオイル、６８８ｍｇ（８０％）。Ｒf（ＥｔＯＡｃ／ＰＥ  ３：７）＝０．３５。
【０１２０】
【数５】
2020535116.tif 000041
【０１２１】
６．３  式ＩＩの種々のアルコールの合成
６．３．１  ４−（ベンジルオキシ）ブト−２−イン−１−オールの合成
【化３０】
2020535116.tif 000042
【０１２２】
ブト−２−イン−１，４−ジオール（３．９ｇ、４５．２ｍｍｏｌ、２．０ｅｑ．）を、ＫＯＨ（２．５ｇ、４４．５ｍｍｏｌ、２．０ｅｑ．）の水中（４０ｍＬ）の溶液に添加した。その混合物を１０分間、室温で撹拌した。次に、臭化ベンジル（３．９ｇ、２２．８ｍｍｏｌ、１．０ｅｑ．）を、前記の溶液中に滴下し、その混合物を２日間、室温で攪拌した。反応混合物をＤＣＭで抽出し、合わせられた有機相をブラインで洗浄し、ＭｇＳＯ4上で乾燥させた。有機層を真空中で濃縮した。シリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー（ＥｔＯＡｃ／ＰＥ  ２：３）により、所望のモノベンジル化アルコールが無色のオイルとしてもたらされた（３．０ｇ、７５％）。
【０１２３】
【数６】
2020535116.tif 000043
【０１２４】
６．３．２  ４−ヒドロキシブト−２−イン−１−イルメチルカーボネートの合成
【化３１】
2020535116.tif 000044
【０１２５】
無水ＤＣＭ（３５０ｍＬ）中に溶解されたブト−２−イン−１，４−ジオール（１５ｇ、１７４ｍｍｏｌ、３ｅｑ．）を０℃に冷却した。次に、ＤＩＰＥＡ（３３．５ｍＬ、１８１．７ｍｍｏｌ、３．３ｅｑ．）およびＤＭＡＰ（７０８ｍｇ、５．８ｍｍｏｌ、０．１ｅｑ．）を上記の溶液に添加し、次いでクロロギ酸メチル（４．４９ｍＬ、５８．１ｍｍｏｌ、１．０ｅｑ．）を、シリンジを介して滴下した。反応混合物を０℃で２時間攪拌し、次いでそれを終夜、室温で攪拌した。その反応混合物を、元の体積の半分まで濃縮し、次いでＥｔ2ＯおよびＮａＨＣＯ3を添加した。相を分離し、有機相を３回、飽和ＮａＨＣＯ3で洗浄した後、それをＭｇＳＯ4上で乾燥させた。溶剤を減圧下で除去し、粗製物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル、ＥｔＯＡｃ／ＰＥ  ３：７）で精製して、生成物が無色のオイルとしてもたらされた（７．３ｇ、８７％）。
【０１２６】
【数７】
2020535116.tif 000045
【０１２７】
６．４  種々の１，３−ジオキソラン−２−オンの合成
ブト−２−イノール誘導体のカルボキシル化環化のための一般的な手順
鋼のオートクレーブに、アルキノール（５．０ｍｍｏｌ）、ＡｇＯＡｃ（１または２ｍｏｌ％）、ＤａｖｅＰｈｏｓ配位子（１または２ｍｏｌ％）および溶剤（１０ｍＬ）を大気条件下で装入した。反応混合物を、ＣＯ2（２０ｂａｒ）を用いて加圧し、且つ室温で１８時間攪拌した。次にＣＯ2の過圧を注意深く解放し、溶剤が蒸発した。生じる粗製混合物をフラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製した。
【０１２８】
【化３２】
2020535116.tif 000046
【０１２９】
６．４．１  単離されたエキソビニレンカーボネート生成物の評価
６．４．１．１  ４−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オン
【化３３】
2020535116.tif 000047
【０１３０】
白色の固体、４５０ｍｇ（９０％）、ｍｐ：  ２８．３〜２９．０℃。Ｒf（ＥｔＯＡｃ／ＰＥ  ３：７）＝０．３８。
【０１３１】
【数８】
2020535116.tif 000048
【０１３２】
６．４．１．２  （Ｚ）−５−（２−ヒドロキシ−２−メチルプロピリデン）−４，４−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン（比較）
【化３４】
2020535116.tif 000049
【０１３３】
無色のオイル、８３７ｍｇ（９０％）。Ｒf（ＥｔＯＡｃ／ＰＥ  ３：７）＝０．２６。
【０１３４】
【数９】
2020535116.tif 000050
【０１３５】
６．４．１．３  ４−メチル−５−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オン（比較）
【化３５】
2020535116.tif 000051
【０１３６】
明るい黄色のオイル、５２４ｍｇ（９２％）。Ｒf（ＥｔＯＡｃ／ＰＥ  ３：７）＝０．５７。
【０１３７】
【数１０】
2020535116.tif 000052
【０１３８】
６．４．１．４  ４，４−ジメチル−５−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オン（比較）
【化３６】
2020535116.tif 000053
【０１３９】
粘性のオイル、５５７ｍｇ（８７％）。Ｒf（ＥｔＯＡｃ／ＰＥ  ３：７）＝０．６５。
【０１４０】
【数１１】
2020535116.tif 000054
【０１４１】
６．４．１．５  （Ｚ）−メチル（２−（２−オキソ−１，３−ジオキソラン−４−イリデン）エチル）カーボネート
【化３７】
2020535116.tif 000055
【０１４２】
無色のオイル、６１１ｍｇ（６５％）。Ｒf（ＥｔＯＡｃ／ＰＥ  ３：７）＝０．２４。
【０１４３】
【数１２】
2020535116.tif 000056
【０１４４】
６．４．１．６  （（Ｚ）−４−（２−（ベンジルオキシ）エチリデン）−１，３−ジオキソラン−２−オン
【化３８】
2020535116.tif 000057
【０１４５】
無色のオイル、７７０ｍｇ（７０％）。Ｒf（ＥｔＯＡｃ／ＰＥ  ３：７）＝０．４４。
【０１４６】
【数１３】
2020535116.tif 000058
【０１４７】
６．４．１．７  ４−メチル−５−メチレン−４−（４−メチルペント−３−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−２−オン（比較）
【化３９】
2020535116.tif 000059
【０１４８】
無色のオイル、９２２ｍｇ（９４％）。Ｒf（ＥｔＯＡｃ／ＰＥ  ３：７）＝０．８１。
【０１４９】
【数１４】
2020535116.tif 000060
【国際調査報告】
2020535116.tif 000067
2020535116.tif 000068