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JP2021115497A - Method for producing silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst - Google Patents

Method for producing silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst Download PDF

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JP2021115497A
JP2021115497A JP2020008846A JP2020008846A JP2021115497A JP 2021115497 A JP2021115497 A JP 2021115497A JP 2020008846 A JP2020008846 A JP 2020008846A JP 2020008846 A JP2020008846 A JP 2020008846A JP 2021115497 A JP2021115497 A JP 2021115497A
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康嗣 大洞
辰弥 田中
Tatsuya Tanaka
辰弥 田中
裕美子 中島
Yumiko Nakajima
裕美子 中島
一彦 佐藤
Kazuhiko Sato
一彦 佐藤
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Abstract

【課題】触媒反応後に回収でき、空気中での取り扱いが可能であり、触媒反応において多量の基質を必要とせず、かつ、トリアルコキシシラン類を用いたヒドロシリル化反応の触媒活性を有する触媒の製造方法を提供する。
【解決手段】表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子、表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子及び第1のヒドロシラン類を含有する混合物を加熱する加熱工程を含む、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法。
【選択図】図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a catalyst which can be recovered after a catalytic reaction, can be handled in air, does not require a large amount of substrate in the catalytic reaction, and has catalytic activity of a hydrosilylation reaction using trialkoxysilanes. Provide a method.
SOLUTION: A mixture containing iron nanoparticles in which a first coordinating organic solvent is coordinated on the surface, platinum nanoparticles in which a second coordinating organic solvent is coordinated on the surface, and first hydrosilanes. A method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst, which comprises a heating step of heating.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

本開示は、含ケイ素鉄−白金ナノ微粒子触媒の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst.

炭素−ケイ素結合を形成する反応は、有機ケイ素化学工業において、有用な反応である。中でも、ヒドロシリル化反応は、シリコーン樹脂、シランカップリング剤等の工業的に有用な有機ケイ素化合物を製造するための最も重要な反応の1つである。ヒドロシリル化反応の触媒としては、主に金属触媒が利用されてきた。 The reaction of forming a carbon-silicon bond is a useful reaction in the organosilicon chemical industry. Among them, the hydrosilylation reaction is one of the most important reactions for producing an industrially useful organosilicon compound such as a silicone resin and a silane coupling agent. As a catalyst for the hydrosilylation reaction, a metal catalyst has been mainly used.

例えば、非特許文献1には、Karstedt’s触媒の存在下でアルケン類とトリアルコキシシラン類とを反応させ、アルキルトリアルコキシシラン類を得る方法が開示されている。しかしながら、Karstedt’s触媒は、高価な白金錯体触媒である上に、反応後に回収することが難しいため、コストの低減が難しいという問題がある。
また、非特許文献1には、鉄錯体の存在下でアルケン類とトリアルコキシシラン類とを反応させ、アルキルトリアルコキシシラン類を得る方法が開示されている。しかしながら、前記鉄錯体は、空気中で不安定であるため、取り扱いが困難である。また、Karstedt’s触媒と同様、反応後に回収することが難しい。
For example, Non-Patent Document 1 discloses a method for obtaining alkyltrialkoxysilanes by reacting alkenes with trialkoxysilanes in the presence of a Karstedt's catalyst. However, the Karstedt's catalyst is an expensive platinum complex catalyst, and it is difficult to recover it after the reaction, so that there is a problem that it is difficult to reduce the cost.
Further, Non-Patent Document 1 discloses a method of reacting alkenes with trialkoxysilanes in the presence of an iron complex to obtain alkyltrialkoxysilanes. However, since the iron complex is unstable in air, it is difficult to handle. Also, like the Karstedt's catalyst, it is difficult to recover after the reaction.

このような事情に鑑み、本出願人は、先に、アルケン類のヒドロシリル化反応の触媒として、白金ナノ粒子触媒又は白金ナノ粒子触媒と鉄ナノ粒子触媒との混合物(特許文献1)及び鉄鉄ナノ粒子触媒(非特許文献2)を開示している。これらの触媒は、粒子状であるため、ろ過等により容易に回収可能であり、製造コストの低減が可能である。 In view of these circumstances, the applicant has previously described a platinum nanoparticle catalyst or a mixture of a platinum nanoparticle catalyst and an iron nanoparticle catalyst as a catalyst for the hydrosilylation reaction of alkenes (Patent Document 1) and iron iron. A nanoparticle catalyst (Non-Patent Document 2) is disclosed. Since these catalysts are in the form of particles, they can be easily recovered by filtration or the like, and the manufacturing cost can be reduced.

国際公開第2018/131430号International Publication No. 2018/131430

Tondreau, A. M., et. al., Science, 2012, 335, 567-570Tondreau, A.M., et. Al., Science, 2012, 335, 567-570 Yasushi Obora, et.al., ChemCatChem, 2018, 10, 2378-2382Yasushi Obora, et.al., ChemCatChem, 2018, 10, 2378-2382

しかしながら、特許文献1に記載の触媒を用いた場合、高収率でヒドロシリル化生成物を得るためには、アルケン類に対して6モル当量と過剰量のヒドロシラン類が必要であり、原料コストがかかる点に加え、過剰に用いたヒドロシラン類の不均化によってシランガスが大量に発生するため、工業スケールでの実施が難しい点において、改善の余地がある。また、非特許文献2に記載の触媒は、ヒドロシラン類としてトリアルコキシシラン類を用いると触媒反応が十分に進行しない点で、問題が残されている。 However, when the catalyst described in Patent Document 1 is used, in order to obtain a hydrosilylation product in high yield, 6 molar equivalents and an excess amount of hydrosilanes are required with respect to alkenes, and the raw material cost is high. In addition to this point, there is room for improvement in that it is difficult to implement on an industrial scale because a large amount of silane gas is generated due to the disproportionation of hydrosilanes used excessively. Further, the catalyst described in Non-Patent Document 2 has a problem in that the catalytic reaction does not proceed sufficiently when trialkoxysilanes are used as the hydrosilanes.

従って、本発明の課題は、触媒反応後に回収でき、空気中での取り扱いが可能であり、触媒反応において多量の基質を必要とせず、かつ、トリアルコキシシラン類を用いたヒドロシリル化反応においても触媒活性を有する触媒の製造方法を提供することである。 Therefore, the subject of the present invention is that it can be recovered after the catalytic reaction, can be handled in air, does not require a large amount of substrate in the catalytic reaction, and is also a catalyst in the hydrosilylation reaction using trialkoxysilanes. The purpose is to provide a method for producing an active catalyst.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子及び配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子をヒドロシラン類ととも
に加熱することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明の要旨は、以下の通りである。
The present inventors have made diligent studies to solve the above problems. As a result, they found that the above problems could be solved by heating the iron nanoparticles coordinated with the coordinating organic solvent and the platinum nanoparticles coordinated with the coordinating organic solvent together with the hydrosilanes, and completed the present invention. rice field. That is, the gist of the present invention is as follows.

[1]
表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子、表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子及び第1のヒドロシラン類を含有する混合物を加熱する加熱工程を含む、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法。
[2]
前記第1のヒドロシラン類が、式(A)で表される化合物である、[1]に記載の含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法。

Figure 2021115497
(式(A)中、Rは、それぞれ独立して、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3〜20の芳香族複素環基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表し;nは、1〜3の整数を表す。)
[3]
前記混合物が、さらに第1のアルケン類を含む、[1]又は[2]に記載の含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法。
[4]
前記第1のアルケン類が、式(B)で表される化合物である、[3]記載の含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法。
Figure 2021115497
(式(B)中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜20の芳香族複素環基を表す。)
[5]
前記第1の配位性有機溶媒及び前記第2の配位性有機溶媒が、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)である、[1]〜[4]の何れかに記載の含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法。
[6]
前記混合物において、前記表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子に対する前記表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子の金属換算での混合比(モル比)が、0.1以上10.0以下である、[1]〜[5]の何れかに記載の含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法。
[7]
[1]〜[6]の何れかに記載の製造方法により含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を製造する触媒製造工程と、
前記含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の存在下で、第2のアルケン類と第2のヒドロシラン類とを反応させるヒドロシリル化工程と、
を含む、有機ケイ素化合物の製造方法。
[8]
[1]〜[6]の何れかに記載の製造方法により得られる含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触
媒の存在下で、第2のアルケン類と第2のヒドロシラン類とを反応させるヒドロシリル化工程を含む、有機ケイ素化合物の製造方法。
[9]
前記第2のアルケン類が、式(C)で表される化合物である、[7]又は[8]に記載の有機ケイ素化合物の製造方法。
Figure 2021115497
(式(C)中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜20の芳香族複素環基を表す。)
[10]
前記第2のヒドロシラン類が、式(D)で表される化合物である、[7]〜[9]の何れかに記載の有機ケイ素化合物の製造方法。
Figure 2021115497
(式(D)中、R10は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3〜20の芳香族複素環基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表し;mは、1〜3の整数を表す。)
[11]
前記ヒドロシリル化反応が、不活性雰囲気下で行われる、[7]〜[10]の何れかに記載の有機ケイ素化合物の製造方法。
[12]
前記ヒドロシリル化工程において、前記第2のアルケン類に対する第2のヒドロシラン類の量が、1.0モル当量以上6.0モル当量未満である、[7]〜[11]の何れかに記載の有機ケイ素化合物の製造方法。 [1]
A heating step of heating a mixture containing iron nanoparticles coordinated with a first coordinating organic solvent on the surface, platinum nanoparticles coordinated with a second coordinating organic solvent on the surface, and first hydrosilanes. A method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst, which comprises.
[2]
The method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst according to [1], wherein the first hydrosilane is a compound represented by the formula (A).
Figure 2021115497
(In the formula (A), R 1 independently has a halogen atom and an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent and a carbon which may have a substituent. An aromatic hydrocarbon group having a number of 6 to 20, an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Representation; n represents an integer of 1 to 3)
[3]
The method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst according to [1] or [2], wherein the mixture further contains a first alkene.
[4]
The method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst according to [3], wherein the first alkene is a compound represented by the formula (B).
Figure 2021115497
(In the formula (B), R 2 to R 5 each independently have an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a substituent which may have a hydrogen atom, a halogen atom and a substituent. It represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
[5]
The silicon-containing iron-containing according to any one of [1] to [4], wherein the first coordinating organic solvent and the second coordinating organic solvent are N, N-dimethylformamide (DMF). A method for producing a platinum nanoparticle catalyst.
[6]
In the mixture, the mixing ratio (mol) of the iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface with respect to the platinum nanoparticles in which the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface. The method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst according to any one of [1] to [5], wherein the ratio) is 0.1 or more and 10.0 or less.
[7]
A catalyst manufacturing step of manufacturing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst by the manufacturing method according to any one of [1] to [6].
A hydrosilylation step of reacting a second alkene with a second hydrosilane in the presence of the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst.
A method for producing an organosilicon compound, which comprises.
[8]
A hydrosilylation step of reacting a second alkene with a second hydrosilane in the presence of a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst obtained by the production method according to any one of [1] to [6]. A method for producing an organosilicon compound, which comprises.
[9]
The method for producing an organosilicon compound according to [7] or [8], wherein the second alkene is a compound represented by the formula (C).
Figure 2021115497
(In the formula (C), R 6 to R 9 each independently have an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a substituent which may have a hydrogen atom, a halogen atom and a substituent. It represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
[10]
The method for producing an organosilicon compound according to any one of [7] to [9], wherein the second hydrosilane is a compound represented by the formula (D).
Figure 2021115497
In the formula (D), R 10 independently has a halogen atom and an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent and a carbon which may have a substituent. An aromatic hydrocarbon group having a number of 6 to 20, an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Representation; m represents an integer of 1 to 3)
[11]
The method for producing an organosilicon compound according to any one of [7] to [10], wherein the hydrosilylation reaction is carried out in an inert atmosphere.
[12]
The method according to any one of [7] to [11], wherein in the hydrosilylation step, the amount of the second hydrosilanes relative to the second alkenes is 1.0 molar equivalent or more and less than 6.0 molar equivalents. A method for producing an organosilicon compound.

本発明によれば、触媒反応後に回収でき、空気中での取り扱いが可能であり、触媒反応において多量の基質を必要とせず、かつ、トリアルコキシシラン類を用いたヒドロシリル化反応においても触媒活性を有する触媒の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it can be recovered after the catalytic reaction, can be handled in air, does not require a large amount of substrate in the catalytic reaction, and has catalytic activity even in a hydrosilylation reaction using trialkoxysilanes. A method for producing a catalyst having a catalyst can be provided.

合成例3で得られた含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒のSTEM画像である(図面代用写真)。It is a STEM image of the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst obtained in Synthesis Example 3 (drawing substitute photograph). 合成例3で得られた含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒における、ケイ素の元素マッピング像である(図面代用写真)。It is an element mapping image of silicon in the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst obtained in Synthesis Example 3 (drawing substitute photograph). 合成例3で得られた含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒における、鉄の元素マッピング像である(図面代用写真)。It is an element mapping image of iron in the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst obtained in Synthesis Example 3 (drawing substitute photograph). 合成例3で得られた含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒における、白金の元素マッピング像である(図面代用写真)。It is an element mapping image of platinum in the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst obtained in Synthesis Example 3 (drawing substitute photograph).

本発明の詳細を説明するにあたり、具体例を挙げて説明するが、本発明の趣旨を逸脱し
ない限り以下の内容に限定されるものではなく、適宜変更して実施することができる。
In explaining the details of the present invention, specific examples will be given, but the present invention is not limited to the following contents as long as it does not deviate from the gist of the present invention, and can be appropriately modified and carried out.

1.含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法
本発明の第1の実施形態は、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法であり、表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子、表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子及び第1のヒドロシラン類を含有する混合物を加熱する加熱工程を含む。
1. 1. Method for Producing Silicon-Containing Iron-Platinum Nanoparticle Catalyst The first embodiment of the present invention is a method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst, wherein a first coordinating organic solvent is coordinated on the surface of iron. It comprises a heating step of heating a mixture containing nanoparticles, platinum nanoparticles having a second coordinating organic solvent coordinated on the surface, and first hydrosilanes.

本実施形態に係る製造方法により得られる含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒は、アルキン類又はアルケン類のヒドロシリル化反応;ハロゲン化アリール類とヒドロシラン類とのカップリング反応;等の炭素−ケイ素結合形成反応の触媒として有効に利用し得る。また、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒は、反応後に回収して触媒として再利用し得る。さらに、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒は、酸素及び湿気に対する安定性が高く、空気雰囲気下で容易に取り扱うことができる。 The silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst obtained by the production method according to the present embodiment can form a carbon-silicon bond such as a hydrosilylation reaction of alkynes or alkenes; a coupling reaction between aryl halides and hydrosilanes; It can be effectively used as a catalyst for the reaction. In addition, the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst can be recovered after the reaction and reused as a catalyst. Furthermore, the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst is highly stable against oxygen and moisture and can be easily handled in an air atmosphere.

1−1.加熱工程
[表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子]
本明細書において、「鉄ナノ粒子」とは、鉄元素を構成元素として含む粒子を意味する。従って、鉄を含むものであれば具体的な組成は特に限定されず、鉄単体のナノ粒子の他、鉄合金のナノ粒子;鉄単体のナノ粒子に酸素原子、炭素原子等のその他の原子がドープされているナノ粒子;酸化鉄等の無機鉄化合物のナノ粒子;等も含まれる。
1-1. Heating step [Iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface]
As used herein, the term "iron nanoparticles" means particles containing an iron element as a constituent element. Therefore, the specific composition is not particularly limited as long as it contains iron, and in addition to the nanoparticles of elemental iron, the nanoparticles of iron alloy; the nanoparticles of elemental iron contain other atoms such as oxygen atoms and carbon atoms. Dope nanoparticles; nanoparticles of inorganic iron compounds such as iron oxide; and the like are also included.

鉄ナノ粒子は、鉄の他に酸素原子を含むことが好ましい。具体的には、酸素原子がドープされている鉄ナノ粒子、酸素原子がドープされている鉄ナノ粒子又は酸化鉄ナノ粒子が好ましく、α−Fe粒子であることがより好ましい。 The iron nanoparticles preferably contain oxygen atoms in addition to iron. Specifically, iron nanoparticles doped with oxygen atoms, iron nanoparticles doped with oxygen atoms, or iron oxide nanoparticles are preferable, and α-Fe 2 O 3 particles are more preferable.

鉄ナノ粒子の粒子径(累積中位径(Median径))は、0.3nm以上200nm以下の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは0.5nm以上、さらに好ましくは1nm以上であり、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは10nm以下である。なお、累積中位径(Median径)は、透過型電子顕微鏡(TEM)で測定することができる。 The particle size (cumulative median diameter) of the iron nanoparticles is not particularly limited as long as it is in the range of 0.3 nm or more and 200 nm or less, but is preferably 0.5 nm or more, more preferably 1 nm or more, and is preferable. Is 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, still more preferably 10 nm or less. The cumulative median diameter can be measured with a transmission electron microscope (TEM).

また、「表面に第1の配位性有機溶媒が配位した」とは、鉄ナノ粒子の表面に第1の配位性有機溶媒の分子が配位していることを意味する。
鉄ナノ粒子に配位する第1の配位性有機溶媒は、目的の触媒反応に応じて適宜選択することができる。また、第1の配位性有機溶媒が鉄ナノ粒子に配位しているか否かについては、分散剤等による表面処理を施すことなく、鉄ナノ粒子触媒が第1の配位性有機溶媒中に安定的に分散するか否かで判断することができる。即ち、例えば第1配位性有機溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)が配位した鉄ナノ粒子触媒は、DMFと親和性のある配位性有機溶媒に安定的に分散させることができる。
Further, "the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface" means that the molecules of the first coordinating organic solvent are coordinated on the surface of the iron nanoparticles.
The first coordinating organic solvent that coordinates the iron nanoparticles can be appropriately selected according to the desired catalytic reaction. Regarding whether or not the first coordinating organic solvent is coordinated to the iron nanoparticles, the iron nanoparticles catalyst is contained in the first coordinating organic solvent without surface treatment with a dispersant or the like. It can be judged whether or not it is stably dispersed. That is, for example, the iron nanoparticle catalyst in which N, N-dimethylformamide (DMF) is coordinated as the first coordinating organic solvent can be stably dispersed in the coordinating organic solvent having an affinity for DMF. ..

第1の配位性有機溶媒としては、例えばジメチルアセトアミド(DMA)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルピロリドン(NMP)等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド(DMSO)等のスルホキシド系溶媒;1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル系溶媒;エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール系溶媒;等が挙げられる。これらの中でも、DMFは、表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子の製造において、第1の配位性有機溶媒、反応溶媒及び還元剤として作用し、1ステップでの製造が可能であるため、特に好適である。 Examples of the first coordinating organic solvent include amide solvents such as dimethylacetamide (DMA), N, N-dimethylformamide (DMF) and N-methylpyrrolidone (NMP); and sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO). Solvents; ether solvents such as 1,4-dioxane and tetrahydrofuran (THF); alcohol solvents such as ethylene glycol and propylene glycol; and the like. Among these, DMF acts as a first coordinating organic solvent, a reaction solvent and a reducing agent in the production of iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface, and in one step. It is particularly suitable because it can be manufactured.

表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子の製造方法は、特に限定されないが、公知の製造方法に従って製造することができる。公知の製造方法としては、例えば、特
開2015−129103、国際公開第2018/131430号等に記載されているように、鉄元素を含んだ前駆体を第1の配位性有機溶媒中で加熱還流する方法が挙げられる。
The method for producing the iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface is not particularly limited, but the iron nanoparticles can be produced according to a known production method. As a known production method, for example, as described in JP-A-2015-129103, International Publication No. 2018/131430, etc., a precursor containing an iron element is heated in a first coordinating organic solvent. A method of refluxing can be mentioned.

[表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子]
本明細書において、「白金ナノ粒子」とは、白金元素を構成元素として含む粒子を意味する。従って、白金を含むものであれば具体的な組成は特に限定されず、白金単体のナノ粒子の他、白金合金のナノ粒子;白金単体のナノ粒子に酸素原子、炭素原子等のその他の原子がドープされているナノ粒子;酸化白金等の無機白金化合物のナノ粒子;等も含まれる。
[Platinum nanoparticles coordinated with a second coordinating organic solvent on the surface]
As used herein, the term "platinum nanoparticles" means particles containing a platinum element as a constituent element. Therefore, the specific composition is not particularly limited as long as it contains platinum, and in addition to the nanoparticles of platinum alone, the nanoparticles of platinum alloy; the nanoparticles of elemental platinum contain other atoms such as oxygen atoms and carbon atoms. Dope nanoparticles; nanoparticles of inorganic platinum compounds such as platinum oxide; and the like are also included.

白金ナノ粒子の粒子径(累積中位径(Median径))は、0.3nm以上200nm以下の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは0.5nm以上、さらに好ましくは1nm以上であり、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは10nm以下である。なお、累積中位径(Median径)は、透過型電子顕微鏡(TEM)で測定することができる。 The particle size (cumulative median diameter) of the platinum nanoparticles is not particularly limited as long as it is in the range of 0.3 nm or more and 200 nm or less, but is preferably 0.5 nm or more, more preferably 1 nm or more, and is preferable. Is 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, still more preferably 10 nm or less. The cumulative median diameter can be measured with a transmission electron microscope (TEM).

また、「表面に第2の配位性有機溶媒が配位した」とは、白金ナノ粒子の表面に第2の配位性有機溶媒の分子が配位していることを意味する。
白金ナノ粒子に配位する第2の配位性有機溶媒は、目的の触媒反応に応じて適宜選択することができる。また、第2の配位性有機溶媒が白金ナノ粒子に配位しているか否かは、第1の配位性有機溶媒が鉄ナノ粒子に配位しているか否かの判断と同様の手法により判断することができる。
Further, "the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface" means that the molecule of the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface of the platinum nanoparticles.
The second coordinating organic solvent that coordinates the platinum nanoparticles can be appropriately selected according to the desired catalytic reaction. Further, whether or not the second coordinating organic solvent is coordinated to the platinum nanoparticles is the same method as determining whether or not the first coordinating organic solvent is coordinated to the iron nanoparticles. Can be judged by.

第2の配位性有機溶媒としては、第1の配位性有機溶媒と同様の溶媒が挙げられ、好ましい態様も同様である。第2の配位性有機溶媒は、第1の配位性有機溶媒と同一であってもよく、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。 Examples of the second coordinating organic solvent include the same solvent as the first coordinating organic solvent, and the preferred embodiment is also the same. The second coordinating organic solvent may be the same as or different from the first coordinating organic solvent, but is preferably the same.

表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子の製造方法は、特に限定されないが、公知の製造方法に従って製造することができる。公知の製造方法としては、例えば、国際公開第2018/131430号に記載されているように、白金元素を含んだ前駆体を第2の配位性有機溶媒中で加熱還流する方法が挙げられる。 The method for producing the platinum nanoparticles in which the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface is not particularly limited, but the platinum nanoparticles can be produced according to a known production method. As a known production method, for example, as described in International Publication No. 2018/131430, a method of heating and refluxing a precursor containing a platinum element in a second coordinating organic solvent can be mentioned.

[第1のヒドロシラン類]
第1のヒドロシラン類の具体的種類は、特に限定されず、例えば下記式(A)で表される化合物(以下、「ヒドロシラン類(A)」と称することがある。)が挙げられる。なお、第1のヒドロシラン類は、公知であるか、公知の製造方法に準じた方法により容易に製造し得るものである。
[First hydrosilanes]
The specific type of the first hydrosilanes is not particularly limited, and examples thereof include compounds represented by the following formula (A) (hereinafter, may be referred to as "hydrosilanes (A)"). The first hydrosilanes are known or can be easily produced by a method according to a known production method.

Figure 2021115497
Figure 2021115497

(R
式(A)中、Rは、それぞれ独立して、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3〜20の芳香族複素環基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表す。
(R 1 )
In the formula (A), R 1 independently has a halogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and a carbon number which may have a substituent. It represents an aromatic hydrocarbon group of 6 to 20, an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. ..

で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子
が挙げられる。これらのうち、ハロゲン原子は、好ましくはフッ素原子又は塩素原子である。
Examples of the halogen atom represented by R 1 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. Of these, the halogen atom is preferably a fluorine atom or a chlorine atom.

で表される炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−ヘキサデシル基、n−オクタデシル基、n−エイコシル基等の直鎖又は分岐のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基等のシクロアルキル基;等が挙げられる。
これらのうち、脂肪族炭化水素基は、好ましくは直鎖又は分岐のアルキル基であり、より好ましくは直鎖アルキル基である。また、脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは10以下、より好ましくは5以下、さらに好ましくは3以下である。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, an isobutyl group and a tert-butyl. Group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tetradecyl group, n-hexadecyl group, n- Linear or branched alkyl groups such as octadecyl group and n-eicosyl group; cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, 1-adamantyl group and 2-adamantyl group; and the like.
Of these, the aliphatic hydrocarbon group is preferably a linear or branched alkyl group, and more preferably a linear alkyl group. The number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group is preferably 10 or less, more preferably 5 or less, still more preferably 3 or less.

で表される炭素数6〜20の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ペリレニル基等が挙げられる。なお、芳香族炭化水素基の炭素数は、好ましくは18以下、より好ましくは16以下、さらに好ましくは10以下である。 Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms represented by R 1 include a phenyl group, a biphenylyl group, a terphenylyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, a phenanthrenyl group, a fluorenyl group, an indenyl group, a pyrenyl group and a fluoranthenyl group. Examples thereof include a group, a triphenylenyl group, a peryleneyl group and the like. The number of carbon atoms of the aromatic hydrocarbon group is preferably 18 or less, more preferably 16 or less, and further preferably 10 or less.

で表される炭素数3〜20の芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基等が挙げられる。なお、芳香族複素環基の炭素数は、好ましくは15以下、より好ましくは10以下、さらに好ましくは5以下である。 Examples of the aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms represented by R 1 include a pyridyl group, a pyrimidinyl group, a triazinyl group, a thienyl group, a furyl group, a pyrrolyl group, a quinolyl group, an isoquinolyl group, a benzofuranyl group and a benzothienyl group. , Indrill group, carbazolyl group, benzoxazolyl group, benzothiazolyl group, quinoxalinyl group, benzoimidazolyl group, pyrazolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothienyl group, carborinyl group and the like. The number of carbon atoms of the aromatic heterocyclic group is preferably 15 or less, more preferably 10 or less, and further preferably 5 or less.

で表される炭素数1〜20のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−テトラデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基、n−エイコシルオキシ基等の直鎖又は分岐のアルコキシ基が挙げられる。
これらのうち、アルコキシ基は、好ましくは直鎖アルキル基である。また、アルコキシ基の炭素数は、好ましくは10以下、より好ましくは5以下、さらに好ましくは3以下である。
Examples of the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propyloxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, an isobutoxy group, and a tert-butoxy group. , N-pentyloxy group, isopentyloxy group, neopentyloxy group, n-hexyloxy group, n-octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, n-decyloxy group, n-dodecyloxy group, n-tetradecyl Examples thereof include linear or branched alkoxy groups such as an oxy group, an n-hexadecyloxy group, an n-octadecyloxy group and an n-eicosyloxy group.
Of these, the alkoxy group is preferably a linear alkyl group. The number of carbon atoms of the alkoxy group is preferably 10 or less, more preferably 5 or less, still more preferably 3 or less.

で表される炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、炭素数3〜20の芳香族複素環基又は炭素数1〜20のアルコキシ基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。置換基としては、重水素原子;ヒドロキシル基;カルボキシル基;ビニル基;メルカプト基;アミノ基;ウレイド基;イソシアネート基;チオイソシアネート基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、グリシジルオキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ヘキシルオキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基等のアルケニルカルボニルオキシ基;オキシラニル基、オキセタニル基、テトラヒドロフリル基等の環状エーテル基;フェニルオキシ基、トリルオキシ基等のアリールオキシ基;ベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基等のアリールアルキルオ
キシ基;ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基等のジアルキルアミノ基;ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、キノリル基、イソキノリル基、インドリル基、カルバゾリル基等の炭素数3〜12の芳香族複素環基;等が挙げられる。
なお、Rで表される炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、炭素数3〜20の芳香族複素環基又は炭素数1〜20のアルコキシ基が置換基を有する場合、前記炭素数は、置換基の炭素数と脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基又はアルコキシ基の炭素数との合計の炭素数を意味する。
An aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 , an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. May have a substituent or may be unsubstituted. Substituents include dear hydrogen atom; hydroxyl group; carboxyl group; vinyl group; mercapto group; amino group; ureido group; isocyanate group; thioisocyanate group; halogen atom such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom; 1 to 6 carbon atoms of methoxy group, ethoxy group, n-propyloxy group, isopropyloxy group, glycidyloxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group, n-hexyloxy group, etc. Alkoxy group; alkenylcarbonyloxy group such as methacryloyloxy group, acryloyloxy group; cyclic ether group such as oxylanyl group, oxetanyl group and tetrahydrofuryl group; aryloxy group such as phenyloxy group and triloxy group; benzyloxy group and phenethyl Arylalkyloxy groups such as oxy groups; dialkylamino groups such as dimethylamino group, diethylamino group, dibutylamino group; pyridyl group, pyrimidinyl group, triazinyl group, thienyl group, frill group, pyrrolyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, indrill An aromatic heterocyclic group having 3 to 12 carbon atoms such as a group and a carbazolyl group; and the like can be mentioned.
An aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 , an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 1 to 20 carbon atoms. When the alkoxy group has a substituent, the carbon number is the total carbon number of the carbon number of the substituent and the carbon number of the aliphatic hydrocarbon group, the aromatic hydrocarbon group, the aromatic heterocyclic group or the alkoxy group. means.

(n)
式(A)中、nは、1〜3の整数を表す。nは、好ましくは2又は3であり、より好ましくは3である。
(N)
In the formula (A), n represents an integer of 1 to 3. n is preferably 2 or 3, and more preferably 3.

含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒は、ヒドロシラン類とアルケン類、アルキン類、ハロゲン化アリール類等との反応において活性を示すものである。ここで、第1のヒドロシラン類は、触媒反応の基質であるヒドロシラン類と同一の化合物であってもよく、異なる化合物であってもよいが、同一の化合物を選択することが好ましい。
従って、具体的なヒドロシラン類(A)としては、例えば本発明の第2の実施形態に係る有機ケイ素化合物の製造方法の説明において例示する第2のヒドロシラン類と同様の化合物が挙げられる。
The silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst exhibits activity in the reaction of hydrosilanes with alkenes, alkynes, aryl halides and the like. Here, the first hydrosilanes may be the same compound as the hydrosilanes which are the substrates of the catalytic reaction, or may be different compounds, but it is preferable to select the same compound.
Therefore, specific examples of the hydrosilanes (A) include compounds similar to the second hydrosilanes exemplified in the description of the method for producing an organosilicon compound according to the second embodiment of the present invention.

[第1のアルケン類]
本工程では、混合物は、さらに第1のアルケン類を含有していてもよい。例えば、アルケン類のヒドロシリル化反応に用いる含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を製造する場合には、触媒活性の向上、反応中の触媒の安定化等の観点から、混合物に第1のアルケン類を含有させることが好ましい。
第1のアルケン類の具体的種類は、特に限定されず、例えば下記式(B)で表される化合物(以下、「アルケン類(B)」と称することがある。)が挙げられる。なお、第1のアルケン類は、公知であるか、公知の製造方法に準じた方法により容易に製造し得るものである。
[First alkenes]
In this step, the mixture may further contain the first alkenes. For example, in the case of producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst used for the hydrosilylation reaction of alkenes, the first alkenes are added to the mixture from the viewpoints of improving catalytic activity and stabilizing the catalyst during the reaction. It is preferable to include it.
The specific type of the first alkene is not particularly limited, and examples thereof include a compound represented by the following formula (B) (hereinafter, may be referred to as "alkene (B)"). The first alkenes are known or can be easily produced by a method according to a known production method.

Figure 2021115497
Figure 2021115497

(R〜R
式(B)中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜20の芳香族複素環基を表す。
(R 2 to R 5 )
In the formula (B), R 2 to R 5 each independently have an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a substituent which may have a hydrogen atom, a halogen atom and a substituent. It represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent.

〜Rで表されるハロゲン原子、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は炭素数3〜20の芳香族複素環基としては、それぞれ、Rで表されるハロゲン原子、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は炭素数3〜20の芳香族複素環基と同様のものが挙げられる。 Halogen atom represented by R 2 to R 5, the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and aromatic heterocyclic group of aromatic hydrocarbon group or a 3 to 20 carbon atoms having 6 to 20 carbon atoms, Similar to the halogen atom represented by R 1 , the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, the aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, or the aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms, respectively. Can be mentioned.

〜Rが炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基である場合、その炭素数は、好ましく
は2以上、より好ましくは4以上、さらに好ましくは6以上、また、好ましくは18以下、より好ましくは15以下、さらに好ましくは12以下である。
〜Rが炭素数6〜20の芳香族炭化水素基である場合、その炭素数は、好ましくは18以下、より好ましくは16以下、さらに好ましくは10以下である。
〜Rが炭素数3〜20の芳香族複素環基である場合、その炭素数は、好ましくは15以下、より好ましくは10以下、さらに好ましくは5以下である。
If R 2 to R 5 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, the number of carbon atoms is preferably 2 or more, more preferably 4 or more, more preferably 6 or more, preferably 18 or less, It is more preferably 15 or less, still more preferably 12 or less.
If R 2 to R 5 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, the number of carbon atoms is preferably 18 or less, more preferably 16 or less, more preferably 10 or less.
When R 2 to R 5 are aromatic heterocyclic groups having 3 to 20 carbon atoms, the carbon number thereof is preferably 15 or less, more preferably 10 or less, still more preferably 5 or less.

〜Rで表される炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は炭素数3〜20の芳香族複素環基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。置換基としては、Rで表される炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、炭素数3〜20の芳香族複素環基又は炭素数1〜20のアルコキシ基が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
なお、R〜Rで表される炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は炭素数3〜20の芳香族複素環基が置換基を有する場合、前記炭素数は、置換基の炭素数と脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基の炭素数との合計の炭素数を意味する。
R 2 to R 5 carbon atoms represented by 1-20 aliphatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group of the aromatic hydrocarbon group or a 3 to 20 carbon atoms having 6 to 20 carbon atoms, have a substituent It may be or is not substituted. Examples of the substituent include an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 , an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms, or 1 carbon group. Examples thereof include substituents that may be possessed by ~ 20 alkoxy groups.
An aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 2 to R 5 , an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms serves as a substituent. When possessed, the carbon number means the total carbon number of the carbon number of the substituent and the carbon number of the aliphatic hydrocarbon group, the aromatic hydrocarbon group or the aromatic heterocyclic group.

含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を、アルケン類のヒドロシリル化反応に用いる場合、第1のアルケン類は、基質であるアルケン類と同一の化合物であってもよく、異なる化合物であってもよいが、同一の化合物であることが好ましい。
従って、具体的なアルケン類(B)としては、例えば本発明の第2の実施形態に係る有機ケイ素化合物の製造方法の説明において例示する第2のアルケン類と同様の化合物が挙げられる。
When a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst is used for the hydrosilylation reaction of alkenes, the first alkenes may be the same compound as the substrate alkenes or may be different compounds. , It is preferable that they are the same compound.
Therefore, specific alkenes (B) include, for example, compounds similar to the second alkenes exemplified in the description of the method for producing an organosilicon compound according to the second embodiment of the present invention.

[有機溶媒]
本工程では、混合物は、さらに有機溶媒を含有していてもよい。ここで、有機溶媒とは、加熱工程における加熱温度において液体の状態で存在する有機化合物であって、第1のヒドロシラン類及び第1のアルケン類を含まないものとする。
第1のヒドロシラン類及び第1のアルケン類が、何れも加熱工程において液体の状態で存在しない場合は、混合物に有機溶媒を含有させることが好ましい。
[Organic solvent]
In this step, the mixture may further contain an organic solvent. Here, the organic solvent is an organic compound that exists in a liquid state at the heating temperature in the heating step, and does not contain the first hydrosilanes and the first alkenes.
When neither the first hydrosilanes nor the first alkenes are present in the liquid state in the heating step, it is preferable to include an organic solvent in the mixture.

有機溶媒は、特に限定されず、加熱温度等に応じて適宜選択することができる。有機溶媒は、例えば不活性溶媒であってよく、第3の配位性有機溶媒であってもよい。
不活性溶媒としては、n−ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素溶媒が挙げられる。
第3の配位性有機溶媒としては、第1の配位性有機溶媒又は第2の配位性有機溶媒と同様の有機溶媒が挙げられ、好ましい態様も同様である。第3の配位性有機溶媒は、第1の配位性有機溶媒又は第2の配位性有機溶媒と同一であってもよく、異なっていてもよいが、各ナノ粒子の分散性の観点から、第1〜第3の配位性有機溶媒が全て同一の配位性有機溶媒であることが好ましい。
なお、これらの有機溶媒は、1種類に限られず、2種類以上を組み合わせた混合溶媒であってもよい。
The organic solvent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the heating temperature and the like. The organic solvent may be, for example, an inert solvent or a third coordinating organic solvent.
Examples of the inert solvent include hydrocarbon solvents such as n-hexane, benzene, toluene and xylene.
Examples of the third coordinating organic solvent include the first coordinating organic solvent and the same organic solvent as the second coordinating organic solvent, and the preferred embodiment is also the same. The third coordinating organic solvent may be the same as or different from the first coordinating organic solvent or the second coordinating organic solvent, but from the viewpoint of dispersibility of each nanoparticle. Therefore, it is preferable that the first to third coordinating organic solvents are all the same coordinating organic solvent.
The organic solvent is not limited to one type, and may be a mixed solvent in which two or more types are combined.

[混合割合]
表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子と表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子との混合比は、特に限定されないが、表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子に対する表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子の金属換算での混合比(モル比)は、通常0.1以上10.0以下である。混合比は、前記範囲内において、目的の触媒反応、基質等に応じて適宜選択すればよい。例えば0.2以上、0.5以上又は1.0以上であってよく、5.0以下、3.0以下又は2.0以下であっ
てもよい。
[Mixing ratio]
The mixing ratio of the iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface and the platinum nanoparticles in which the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface is not particularly limited, but the second on the surface. The metal-equivalent mixing ratio (molar ratio) of the iron nanoparticles coordinated with the first coordinating organic solvent on the surface with respect to the platinum nanoparticles coordinated with the coordinating organic solvent is usually 0.1 or more and 10 It is less than or equal to 0.0. The mixing ratio may be appropriately selected within the above range according to the desired catalytic reaction, substrate and the like. For example, it may be 0.2 or more, 0.5 or more or 1.0 or more, and may be 5.0 or less, 3.0 or less or 2.0 or less.

第1のヒドロシラン類の混合量は、表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子及び表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子の表面の一部又は全体に第1のヒドロシラン類又は第1のヒドロシラン類由来の含ケイ素化合物が物理的又は化学的に結合し得る限り特に制限されない。通常、表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子及び表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子の総金属換算(鉄換算及び白金換算の合計)に対して等量、好ましくは過剰量、例えば10モル当量以上、100モル当量以上、200モル当量又は300モル当量以上の第1のヒドロシラン類を混合する。或いは、第1のヒドロシラン類を基準に、表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子及び表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子が、総金属換算(鉄換算及び白金換算の合計)で、通常1.7mmol%以上、好ましくは5.0mmol%以上、より好ましくは8.3mmol%以上、さらに好ましくは17mmol%以上、また、通常833mmol%以下、好ましくは333mmol%以下、より好ましくは167mmol%以下、さらに好ましくは83mmol%以下となるよう混合する。 The mixed amount of the first hydrosilanes is a part of the surface of the iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface and the platinum nanoparticles in which the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface. Alternatively, there is no particular limitation as long as the first hydrosilanes or the silicon-containing compound derived from the first hydrosilanes can be physically or chemically bonded to the whole. Usually, the total metal equivalent of iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface and platinum nanoparticles in which the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface (total of iron equivalent and platinum equivalent). An equal amount, preferably an excess amount, for example, 10 molar equivalents or more, 100 molar equivalents or more, 200 molar equivalents or 300 molar equivalents or more of the first hydrosilanes are mixed. Alternatively, the iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface and the platinum nanoparticles in which the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface are all metals based on the first hydrosilanes. In terms of conversion (total of iron conversion and platinum conversion), it is usually 1.7 mmol% or more, preferably 5.0 mmol% or more, more preferably 8.3 mmol% or more, still more preferably 17 mmol% or more, and usually 833 mmol% or less. Mixing is preferably 333 mmol% or less, more preferably 167 mmol% or less, still more preferably 83 mmol% or less.

第1のアルケン類の混合量は、特に限定されず、例えば第1のアルケン類を基準に、表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子及び表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子が、総金属換算(鉄換算及び白金換算の合計)で、通常0.01mol%以上、好ましくは0.03mol%以上、より好ましくは0.05mol%以上、さらに好ましくは0.1mol%以上、また、通常5.0mol%以下、好ましくは2.0mol%以下、より好ましくは1.0mol%以下、さらに好ましくは0.5mol%以下となる量である。なお、第1のアルケン類が加熱条件下において気体として存在する場合は、反応系内に第1のアルケン類を流通させることで、混合物に含有させればよい。 The mixing amount of the first alkene is not particularly limited, and for example, based on the first alkene, the iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface and the second coordination on the surface. Platinum nanoparticles coordinated with a sex organic solvent are usually 0.01 mol% or more, preferably 0.03 mol% or more, more preferably 0.05 mol% or more, in terms of total metal (total of iron equivalent and platinum equivalent). The amount is more preferably 0.1 mol% or more, usually 5.0 mol% or less, preferably 2.0 mol% or less, more preferably 1.0 mol% or less, still more preferably 0.5 mol% or less. When the first alkenes are present as a gas under heating conditions, the first alkenes may be contained in the mixture by circulating the first alkenes in the reaction system.

[加熱温度及び加熱時間]
加熱温度は、混合物の組成、加熱時間等に応じて適宜選択すればよく、通常70℃以上、好ましくは80℃以上、より好ましくは90℃以上、さらに好ましくは100℃以上であり、また、通常150℃以下、好ましくは140℃以下、より好ましくは130℃以下、さらに好ましくは120℃以下である。
加熱時間は、混合物の組成、加熱温度等に応じて適宜選択すればよく、通常1時間以上、好ましくは5時間以上、より好ましくは10時間以上、さらに好ましくは15時間以上、また、通常48時間以下、好ましくは42時間以下、より好ましくは36時間以下、さらに好ましくは30時間以下である。
加熱温度及び加熱時間を上記範囲内とすることにより、表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子と表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子との混合物とは異なる触媒活性種を効率よく生じさせることができる。
[Heating temperature and heating time]
The heating temperature may be appropriately selected according to the composition of the mixture, the heating time, etc., and is usually 70 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, more preferably 90 ° C. or higher, still more preferably 100 ° C. or higher, and usually. It is 150 ° C. or lower, preferably 140 ° C. or lower, more preferably 130 ° C. or lower, still more preferably 120 ° C. or lower.
The heating time may be appropriately selected according to the composition of the mixture, the heating temperature, etc., and is usually 1 hour or longer, preferably 5 hours or longer, more preferably 10 hours or longer, still more preferably 15 hours or longer, and usually 48 hours or longer. Below, it is preferably 42 hours or less, more preferably 36 hours or less, still more preferably 30 hours or less.
By setting the heating temperature and heating time within the above ranges, iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface and platinum nanoparticles in which the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface can be obtained. It is possible to efficiently generate a catalytically active species different from the mixture of.

[雰囲気ガス等]
本工程は、常圧下で行ってもよく、加圧下で行ってもよい。
また、本実施形態においては、表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子及び表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子だけでなく、製造される含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒もまた、酸素及び湿気に対する安定性が高いため、本工程は、空気雰囲気下で行うことができる。本工程は、空気雰囲気以外にも、酸素又は湿気を含む雰囲気下で行ってもよく、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気下で行ってもよい。
[Atmospheric gas, etc.]
This step may be performed under normal pressure or under pressure.
Further, in the present embodiment, not only iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface and platinum nanoparticles in which the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface are produced. Since the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst is also highly stable against oxygen and moisture, this step can be performed in an air atmosphere. In addition to the air atmosphere, this step may be performed in an atmosphere containing oxygen or humidity, or may be performed in an inert atmosphere such as nitrogen or argon.

1−2.その他工程
本実施態様に係る含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法においては、上記触媒加熱工程の他、精製工程等の任意の工程を含んでいてもよい。具体的な精製方法としては、ろ過、洗浄、減圧乾燥等により有機溶媒、未反応の第1のヒドロシラン類、第1のヒドロシ
ラン類の不均化物等を除去する方法が挙げられる。
1-2. Other Steps The method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst according to the present embodiment may include an arbitrary step such as a purification step in addition to the above catalyst heating step. Specific examples of the purification method include a method of removing an organic solvent, unreacted first hydrosilanes, disproportionates of the first hydrosilanes, and the like by filtration, washing, drying under reduced pressure, and the like.

2.有機ケイ素化合物の製造方法
次に、本発明の第2の実施形態に係る有機ケイ素化合物の製造方法について説明する。本実施形態に係る有機ケイ素化合物の製造方法は、本発明の第1の実施形態に係る製造方法により得られるケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の存在下で、第2のアルケン類と第2のヒドロシラン類とを反応させるヒドロシリル化工程を含む。
本実施形態に係る製造方法は、本発明の第1の実施形態に係る製造方法によりケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を得る触媒製造工程を含んでいてもよい。
2. Method for Producing Organosilicon Compound Next, a method for producing the organosilicon compound according to the second embodiment of the present invention will be described. The method for producing an organosilicon compound according to the present embodiment is a second alkene and a second hydrosilane in the presence of the silicon iron-platinum nanoparticle catalyst obtained by the production method according to the first embodiment of the present invention. Includes a hydrosilylation step that reacts with the class.
The production method according to the present embodiment may include a catalyst production step for obtaining a silicon iron-platinum nanoparticle catalyst by the production method according to the first embodiment of the present invention.

2−1.有機ケイ素化合物
本実施形態に係る製造方法により製造される有機ケイ素化合物は、アルケン類とヒドロシラン類とを反応させて得られる化合物であって、分子中の少なくとも1つのケイ素原子に少なくとも1つのアルキル基が結合した化合物であれば、具体的な構造は特に限定されず、幅広い有機ケイ素化合物であってよい。具体的には、式(E1)又は(E2)で表される有機ケイ素化合物(以下、「有機ケイ素化合物(E1)」又は「有機ケイ素化合物(E2)」と称することがある。)が挙げられる。
2-1. Organosilicon compound The organosilicon compound produced by the production method according to the present embodiment is a compound obtained by reacting alkens with hydrosilanes, and has at least one alkyl group on at least one silicon atom in the molecule. As long as it is a compound to which is bonded, the specific structure is not particularly limited, and a wide range of organosilicon compounds may be used. Specific examples thereof include an organosilicon compound represented by the formula (E1) or (E2) (hereinafter, may be referred to as "organosilicon compound (E1)" or "organosilicon compound (E2)"). ..

Figure 2021115497
Figure 2021115497

(R〜R
式(E1)及び(E2)中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜20の芳香族複素環基を表す。
(R 6 to R 9 )
In formulas (E1) and (E2), R 6 to R 9 are independently substituted with an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a halogen atom and a substituent. It represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms which may have a group or an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent.

〜Rで表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。これらのうち、ハロゲン原子は、好ましくはフッ素原子又は塩素原子である。 Examples of the halogen atom represented by R 6 to R 9 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. Of these, the halogen atom is preferably a fluorine atom or a chlorine atom.

〜Rで表される炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−ヘキサデシル基、n−オクタデシル基、n−エイコシル基等の直鎖又は分岐のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基等のシクロアルキル基;等が挙げられる。
これらのうち、脂肪族炭化水素基は、好ましくは直鎖又は分岐のアルキル基であり、より好ましくは直鎖アルキル基である。また、脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、さらに好ましくは6以上、また、好ましくは18以下、より好ましくは15以下、さらに好ましくは12以下である。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 6 to R 9 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group and an isobutyl group. tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tetradecyl group, n-hexadecyl group , N-octadecyl group, n-eicosyl group and other linear or branched alkyl groups; cyclopentyl group, cyclohexyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group and other cycloalkyl groups; and the like.
Of these, the aliphatic hydrocarbon group is preferably a linear or branched alkyl group, and more preferably a linear alkyl group. The number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group is preferably 2 or more, more preferably 4 or more, further preferably 6 or more, preferably 18 or less, more preferably 15 or less, still more preferably 12 or less.

〜Rで表される炭素数6〜20の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基
、ペリレニル基等が挙げられる。なお、芳香族炭化水素基の炭素数は、好ましくは18以下、より好ましくは16以下、さらに好ましくは10以下である。
Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms represented by R 6 to R 9 include a phenyl group, a biphenylyl group, a terphenylyl group, a naphthyl group, an anthrasenyl group, a phenanthrenyl group, a fluorenyl group, an indenyl group and a pyrenyl group. Examples thereof include a fluoranthenyl group, a triphenylenyl group, a peryleneyl group and the like. The number of carbon atoms of the aromatic hydrocarbon group is preferably 18 or less, more preferably 16 or less, and further preferably 10 or less.

〜Rで表される炭素数3〜20の芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基等が挙げられる。なお、芳香族複素環基の炭素数は、好ましくは15以下、より好ましくは10以下、さらに好ましくは5以下である。 Examples of the aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms represented by R 6 to R 9 include a pyridyl group, a pyrimidinyl group, a triazinyl group, a thienyl group, a furyl group, a pyrrolyl group, a quinolyl group, an isoquinolyl group and a benzofuranyl group. Examples thereof include a benzothienyl group, an indrill group, a carbazolyl group, a benzoxazolyl group, a benzothiazolyl group, a quinoxalinyl group, a benzoimidazolyl group, a pyrazolyl group, a dibenzofuranyl group, a dibenzothienyl group and a carborinyl group. The number of carbon atoms of the aromatic heterocyclic group is preferably 15 or less, more preferably 10 or less, and further preferably 5 or less.

〜Rで表される炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は炭素数3〜20の芳香族複素環基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。置換基としては、重水素原子;ヒドロキシル基;カルボキシル基;ビニル基;メルカプト基;アミノ基;ウレイド基;イソシアネート基;チオイソシアネート基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、グリシジルオキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ヘキシルオキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基等のアルケニルカルボニルオキシ基;オキシラニル基、オキセタニル基、テトラヒドロフリル基等の環状エーテル基;フェニルオキシ基、トリルオキシ基等のアリールオキシ基;ベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基等のアリールアルキルオキシ基;ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基等のジアルキルアミノ基;ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、キノリル基、イソキノリル基、インドリル基、カルバゾリル基等の炭素数3〜12の芳香族複素環基;等が挙げられる。
なお、R〜Rで表される炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は炭素数3〜20の芳香族複素環基が置換基を有する場合、前記炭素数は、置換基の炭素数と脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基の炭素数との合計の炭素数を意味する。
The aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 6 to R 9 , the aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, or the aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms has a substituent. It may be or is not substituted. Substituents include dear hydrogen atom; hydroxyl group; carboxyl group; vinyl group; mercapto group; amino group; ureido group; isocyanate group; thioisocyanate group; halogen atom such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom; 1 to 6 carbon atoms of methoxy group, ethoxy group, n-propyloxy group, isopropyloxy group, glycidyloxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group, n-hexyloxy group, etc. Alkoxy group; alkenylcarbonyloxy group such as methacryloyloxy group, acryloyloxy group; cyclic ether group such as oxylanyl group, oxetanyl group and tetrahydrofuryl group; aryloxy group such as phenyloxy group and triloxy group; benzyloxy group and phenethyl Arylalkyloxy groups such as oxy groups; dialkylamino groups such as dimethylamino group, diethylamino group, dibutylamino group; pyridyl group, pyrimidinyl group, triazinyl group, thienyl group, frill group, pyrrolyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, indrill An aromatic heterocyclic group having 3 to 12 carbon atoms such as a group and a carbazolyl group; and the like can be mentioned.
An aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 6 to R 9 , an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms serves as a substituent. When possessed, the carbon number means the total carbon number of the carbon number of the substituent and the carbon number of the aliphatic hydrocarbon group, the aromatic hydrocarbon group or the aromatic heterocyclic group.

〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜20の芳香族炭化水素基であることが好ましく、水素原子又は炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基であることがより好ましい。
また、R〜Rの特に好適な態様としては、R〜Rが何れも水素原子である態様;及びRが炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基であり、かつ、R〜Rが何れも水素原子である態様;が挙げられる。
Each of R 6 to R 9 is preferably a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and is preferably a hydrogen atom or an aromatic hydrocarbon group having 1 carbon atom. More preferably, it is an aliphatic hydrocarbon group of ~ 20.
Further, as a particularly preferable embodiment of R 6 to R 9 , all of R 7 to R 9 are hydrogen atoms; and R 6 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and R. An embodiment in which all 7 to R 9 are hydrogen atoms; can be mentioned.

(R10
式(E1)及び(E2)中、R10は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3〜20の芳香族複素環基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表す。
(R 10 )
In the formulas (E1) and (E2), R 10 independently has a halogen atom and an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent and a substituent. It may have an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or an aromatic heterocyclic group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Represents an alkoxy group.

10で表されるハロゲン原子、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は炭素数3〜20の芳香族複素環基としては、それぞれ、R〜Rで表されるハロゲン原子、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は炭素数3〜20の芳香族複素環基と同様のものが挙げられる。 The halogen atom represented by R 10 , the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, the aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, or the aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms are R. Similar to halogen atoms represented by 6 to R 9 , aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, aromatic hydrocarbon groups having 6 to 20 carbon atoms, or aromatic heterocyclic groups having 3 to 20 carbon atoms. Can be mentioned.

10が炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基である場合、その炭素数は、好ましくは1
0以下、より好ましくは5以下、さらに好ましくは3以下である。
10が炭素数6〜20の芳香族炭化水素基である場合、その炭素数は、好ましくは18以下、より好ましくは16以下、さらに好ましくは10以下である。
10が炭素数3〜20の芳香族複素環基である場合、その炭素数は、好ましくは15以下、より好ましくは10以下、さらに好ましくは5以下である。
When R 10 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, the carbon number is preferably 1.
It is 0 or less, more preferably 5 or less, and even more preferably 3 or less.
When R 10 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, the carbon number thereof is preferably 18 or less, more preferably 16 or less, still more preferably 10 or less.
When R 10 is an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms, the carbon number is preferably 15 or less, more preferably 10 or less, still more preferably 5 or less.

10で表される炭素数1〜20のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−テトラデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基、n−エイコシルオキシ基等の直鎖又は分岐のアルコキシ基が挙げられる。
これらのうち、アルコキシ基は、好ましくは直鎖アルキル基である。また、アルコキシ基の炭素数は、好ましくは10以下、より好ましくは5以下、さらに好ましくは3以下である。
The alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 10 includes a methoxy group, an ethoxy group, an n-propyloxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, an isobutoxy group, and a tert-butoxy group. , N-pentyloxy group, isopentyloxy group, neopentyloxy group, n-hexyloxy group, n-octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, n-decyloxy group, n-dodecyloxy group, n-tetradecyl Examples thereof include linear or branched alkoxy groups such as an oxy group, an n-hexadecyloxy group, an n-octadecyloxy group and an n-eicosyloxy group.
Of these, the alkoxy group is preferably a linear alkyl group. The number of carbon atoms of the alkoxy group is preferably 10 or less, more preferably 5 or less, still more preferably 3 or less.

10で表される炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、炭素数3〜20の芳香族複素環基又は炭素数1〜20のアルコキシ基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。置換基としては、R〜Rで表される炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は炭素数3〜20の芳香族複素環基が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
なお、R10で表される炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、炭素数3〜20の芳香族複素環基又は炭素数1〜20のアルコキシ基が置換基を有する場合、前記炭素数は、置換基の炭素数と脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基又はアルコキシ基の炭素数との合計の炭素数を意味する。
An aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 10 , an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. May have a substituent or may be unsubstituted. Examples of the substituent include an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 6 to R 9 , an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms. Examples include those similar to the substituents that may have.
An aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 10 , an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 1 to 20 carbon atoms. When the alkoxy group has a substituent, the carbon number is the total carbon number of the carbon number of the substituent and the carbon number of the aliphatic hydrocarbon group, the aromatic hydrocarbon group, the aromatic heterocyclic group or the alkoxy group. means.

10は、それぞれ独立して、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基又は炭素数1〜20のアルコキシ基であることが好ましく、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基又は炭素数1〜20のアルコキシ基であることがより好ましく、炭素数1〜20のアルコキシ基であることがさらに好ましい。
また、式(E1)及び(E2)中にR10が複数ある場合、R10は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
Each of R 10 is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or 1 carbon atom. It is more preferably an alkoxy group of ~ 20, and even more preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms.
Also, if there are a plurality of R 10 s in the formula (E1) and (E2), R 10 may be identical to each other, may be different, but are preferably the same.

(m)
式(E1)及び(E2)中、mは、1〜3の整数を表す。mは、好ましくは2又は3であり、より好ましくは3である。
(M)
In the formulas (E1) and (E2), m represents an integer of 1 to 3. m is preferably 2 or 3, and more preferably 3.

本実施形態において、ヒドロシリル化反応の触媒として用いる含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒は、従来触媒(例えば非特許文献2に記載の触媒)では活性が得られにくかったアルケン類とジアルコキシシラン類やトリアルコキシシラン類との反応においても高い触媒活性を示す。従って、本実施形態に係る製造方法は、mが2、かつ、2つのR10がアルコキシ基である有機ケイ素化合物(E1)若しくは(E2);mが3、かつ、3つのR10がアルコキシ基である有機ケイ素化合物(E1)若しくは(E2);又はmが3、かつ、R10のうち2つがアルコキシ基であり1つがアルキル基である有機ケイ素化合物(E1)若しくは(E2);の製造に適している。工業的には、ジアルコキシ型又はトリアルコキシ型のシランカップリング剤の製造に有用である。本実施形態に係る製造方法により、シランカップリング剤、その原料又はその中間体を製造する場合には、好ましいR10として、メチル基、メトキシ基又はエトキシ基が挙げられる。 In the present embodiment, the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst used as a catalyst for the hydrosilylation reaction includes alkenes and dialkoxysilanes whose activity has been difficult to obtain with conventional catalysts (for example, the catalyst described in Non-Patent Document 2). It also exhibits high catalytic activity in the reaction with trialkoxysilanes. Therefore, in the production method according to the present embodiment, the organosilicon compound (E1) or (E2) in which m is 2 and two R 10s are alkoxy groups; m is 3, and three R 10s are alkoxy groups. For the production of an organosilicon compound (E1) or (E2); or an organosilicon compound (E1) or (E2) in which m is 3 and two of R 10 are alkoxy groups and one is an alkyl group. Is suitable. Industrially, it is useful for producing dialkoxy-type or trialkoxy-type silane coupling agents. The manufacturing method according to this embodiment, silane coupling agent, when producing the raw material or the intermediate is a preferred R 10, a methyl group, a methoxy group or an ethoxy group.

2−2.触媒製造工程
触媒製造工程は、本発明の第1の実施形態に係る製造方法により、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を製造する工程である。
本工程において、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造に用いる第1のアルケン類又は第1のヒドロシラン類は、それぞれ、後述する第2のアルケン類又は第2のヒドロシラン類と同一であってもよく、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
2-2. Catalyst manufacturing step The catalyst manufacturing step is a step of manufacturing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst by the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
In this step, even if the first alkene or the first hydrosilane used for producing the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst is the same as the second alkene or the second hydrosilane described later, respectively. It may be different, but preferably the same.

本実施形態においては、表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子に対する表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子の金属換算での混合比(モル比)は、通常0.1以上、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.5以上、さらに好ましくは1.0以上、また、通常10.0以下、好ましくは5.0以下、より好ましくは3.0以下、さらに好ましくは2.0以下である。 In the present embodiment, the mixing ratio (molar) of the iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface with respect to the platinum nanoparticles in which the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface in terms of metal. The ratio) is usually 0.1 or more, preferably 0.2 or more, more preferably 0.5 or more, still more preferably 1.0 or more, and usually 10.0 or less, preferably 5.0 or less, more preferably. Is 3.0 or less, more preferably 2.0 or less.

本工程で製造される含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒は、アルケン類のヒドロシリル化反応において高い触媒活性を示し、ヒドロシラン類としてトリアルコキシシラン類を使用した場合においても反応も円滑に進行させることができる。本発明者等は、トリアルコキシシラン類を用いた場合に十分な活性の得られない従来触媒と含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒との触媒活性の違いについて、以下のように推測している。すなわち、表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子及び表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子の表面にヒドロシラン類が物理的又は化学的に結合することによって、表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子及び表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子の単なる混合物とは異なる触媒活性種が生じているものと推測される。 The silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst produced in this step shows high catalytic activity in the hydrosilylation reaction of alkenes, and the reaction can proceed smoothly even when trialkoxysilanes are used as hydrosilanes. can. The present inventors speculate the difference in catalytic activity between the conventional catalyst in which sufficient activity cannot be obtained when trialkoxysilanes are used and the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst as follows. That is, hydrosilanes are physically or chemically bonded to the surfaces of iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface and platinum nanoparticles in which the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface. By doing so, a catalytically active species different from a simple mixture of iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface and platinum nanoparticles in which the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface is generated. It is presumed that it is.

2−3.ヒドロシリル化工程
ヒドロシリル化工程は、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の存在下、第2のアルケン類と第2のヒドロシラン類とを反応させることにより、有機ケイ素化合物を得る工程である。
以下に、本工程におけるヒドロシリル化反応の基質及び反応条件について詳細に述べる。
2-3. Hydrosilylation Step The hydrosilylation step is a step of obtaining an organosilicon compound by reacting a second alkene with a second hydrosilane in the presence of a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst.
The substrate and reaction conditions for the hydrosilylation reaction in this step will be described in detail below.

[含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒]
含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒は、本発明の第1の実施形態に係る製造方法により得られるものであり、その詳細な説明は、本発明の第1の実施形態に係る製造方法の説明及び本実施形態における触媒製造工程の説明を援用する。
[Silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst]
The silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst is obtained by the production method according to the first embodiment of the present invention, and detailed description thereof includes the description of the production method according to the first embodiment of the present invention and the detailed description thereof. The description of the catalyst manufacturing process in this embodiment is incorporated.

[第2のアルケン類]
基質として用いられるアルケン類の具体的種類は、特に限定されず、製造目的である有機ケイ素化合物に応じて適宜選択することができる。第2のアルケン類としては、例えば下記式(C)で表される化合物(以下、「アルケン類(C)」と称することがある。)が挙げられる。なお、第2のアルケン類は、公知であるか、公知の製造方法に準じた方法により容易に製造し得るものである。
[Second alkenes]
The specific types of alkenes used as the substrate are not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the organosilicon compound to be produced. Examples of the second alkene include a compound represented by the following formula (C) (hereinafter, may be referred to as "alkene (C)"). The second alkenes are known or can be easily produced by a method according to a known production method.

Figure 2021115497
Figure 2021115497

式(C)中、R〜Rは、式(E1)又は(E2)におけるR〜Rと同様に定義され、好ましい態様も同様である。 In formula (C), R 6 to R 9 are defined in the same manner as R 6 to R 9 in formula (E1) or (E2), and so are preferred embodiments.

具体的なアルケン類(C)としては、1−プロペン、1−ヘプテン、3−メチル−1−ブテン、3,3−ジメチル−1−ブテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、4−フェニル−1−ブテン、6,6−ジメチル−1−ヘプテン、4,4−ジメチル−1−ヘキセン、スチレン、アリルグリシジルエーテル、メタクリル酸アリル、アクリル酸アリル、アリルアミン、アリル尿素、アリルメルカプタン等のα−オレフィンが挙げられる。これらのうち、1−ドデセンが好ましい。また、アリルグリシジルエーテル、メタクリル酸アリル、アクリル酸アリル、アリルアミン、アリル尿素、アリルメルカプタン等のシランカップリング剤の原料となり得るアルケン類も好ましい。
なお、上述のアリルグリシジルエーテル、メタクリル酸アリル、アクリル酸アリル等のように、一分子中に複数のアルケニル基を有するアルケン類(C)に関しては、何れのアルケニル基においてもヒドロシリル化は進行し得るが、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の高い触媒活性に起因して、相当程度の収率で目的のヒドロシリル化生成物(アリル基のみがヒドロシリル化された化合物)が得られる。
Specific alkenes (C) include 1-propene, 1-heptene, 3-methyl-1-butene, 3,3-dimethyl-1-butene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 4 -Phenyl-1-butene, 6,6-dimethyl-1-heptene, 4,4-dimethyl-1-hexene, styrene, allylglycidyl ether, allyl methacrylate, allyl acrylate, allylamine, allylurea, allyl mercaptan, etc. Examples include α-olefins. Of these, 1-dodecene is preferable. Alkenes that can be used as raw materials for silane coupling agents such as allyl glycidyl ether, allyl methacrylate, allyl acrylate, allylamine, allyl urea, and allyl mercaptan are also preferable.
For alkenes (C) having a plurality of alkenyl groups in one molecule, such as the above-mentioned allyl glycidyl ether, allyl methacrylate, allyl acrylate, etc., hydrosilylation can proceed in any of the alkenyl groups. However, due to the high catalytic activity of the silicon-containing iron-platinum nanoparticles catalyst, the desired hydrosilylation product (a compound in which only the allyl group is hydrosilylated) can be obtained in a considerable yield.

[第2のヒドロシラン類]
基質として用いられる第2のヒドロシラン類の具体的種類は、特に限定されず、製造目的である有機ケイ素化合物に応じて適宜選択することができる。第2のヒドロシラン類としては、例えば下記式(D)で表される化合物(以下、「ヒドロシラン類(D)」と称することがある。)が挙げられる。なお、第2のヒドロシラン類は、公知であるか、公知の製造方法に準じた方法により容易に製造し得るものである。
[Second hydrosilanes]
The specific type of the second hydrosilanes used as the substrate is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the organosilicon compound to be produced. Examples of the second hydrosilanes include compounds represented by the following formula (D) (hereinafter, may be referred to as “hydrosilanes (D)”). The second hydrosilanes are known or can be easily produced by a method according to a known production method.

Figure 2021115497
Figure 2021115497

式(D)中、R10及びmは、それぞれ、式(E1)又は(E2)におけるR10及びmと同様に定義され、好ましい態様も同様である。 In formula (D), R 10 and m are defined in the same manner as R 10 and m in formula (E1) or (E2), respectively, and preferred embodiments are also the same.

具体的なヒドロシラン類(D)としては、メチルシラン、エチルシラン、プロピルシラン等のモノアルキルシラン類;ジメチルシラン、ジエチルシラン、エチルメチルシラン等のジアルキルシラン類;トリメチルシラン、トリエチルシラン等のトリアルキルシラン類;フェニルシラン、ナフチルシラン等のモノアリールシラン類;ジフェニルシラン、ジナフチルシラン等のジアリールシラン類;トリフェニルシラン、トリナフチルシラン等のトリアリールシラン類;メトキシシラン、エトキシシラン、プロポキシシラン等のモノアルコキシシラン類;ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、エトキシメトキシシラン、ジプロポキシシラン等のジアルコキシシラン類;トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジエトキシメトキシシラン等のトリアルコキシシラン類;メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン等のアルキルジアルコキシシラン類;ジメチルメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン等のジアルキルアルコキシシラン類;等が挙げられる。 Specific hydrosilanes (D) include monoalkylsilanes such as methylsilane, ethylsilane and propylsilane; dialkylsilanes such as dimethylsilane, diethylsilane and ethylmethylsilane; trialkylsilanes such as trimethylsilane and triethylsilane. Monoarylsilanes such as phenylsilane and naphthylsilane; Diarylsilanes such as diphenylsilane and dinaphthylsilane; Triarylsilanes such as triphenylsilane and trinaphthylsilane; Alkoxysilanes; Dialkoxysilanes such as dimethoxysilane, diethoxysilane, ethoxymethoxysilane, dipropoxysilane; Trialkoxysilanes such as trimethoxysilane, triethoxysilane, diethoxymethoxysilane; methyldimethoxysilane, methyldi Alkyldialkoxysilanes such as ethoxysilane; dialkylalkoxysilanes such as dimethylmethoxysilane and dimethylethoxysilane; and the like.

これらのうち、ヒドロシラン類(D)は、ジアルコキシシラン類、トリアルコキシシラン類又はアルキルジアルコキシシラン類であることが好ましく、トリアルコキシシラン類であることがより好ましい。すなわち、ヒドロシラン類(D)は、mが2、かつ、2つのR10がアルコキシ基である態様;mが3、かつ、3つのR10がアルコキシ基である態様;又はmが3、かつ、R10のうち2つがアルコキシ基であり1つがアルキル基である態様;であることが好ましく、3つのR10がアルコキシ基である態様であることがより好ましい。 Of these, the hydrosilanes (D) are preferably dialkoxysilanes, trialkoxysilanes or alkyldialkoxysilanes, and more preferably trialkoxysilanes. That is, the hydrosilanes (D) have an embodiment in which m is 2 and two R 10s are alkoxy groups; or an embodiment in which m is 3 and three R 10s are alkoxy groups; or m is 3 and. two of R 10 one alkoxy group but embodiments an alkyl group; is preferably, and more preferably three R 10 is embodiment is an alkoxy group.

[含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の量]
ヒドロシリル化反応に用いる含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の量は、特に限定されないが、アルケン類に対して総金属換算(鉄換算及び白金換算の合計)で通常0.01mol%以上、好ましくは0.03mol%以上、より好ましくは0.05mol%以上、さら
に好ましくは0.1mol%以上、また、通常5.0mol%以下、好ましくは2.0mol%以下、より好ましくは1.0mol%以下、さらに好ましくは0.5mol%以下で
ある。触媒量を上記範囲内とすることにより、基質の転化率、有機ケイ素化合物の収率、有機ケイ素化合物精製の容易性等を向上させることができる。
[Amount of silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst]
The amount of the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst used in the hydrosilylation reaction is not particularly limited, but is usually 0.01 mol% or more, preferably 0 in total metal equivalent (total of iron equivalent and platinum equivalent) with respect to alkenes. 0.03 mol% or more, more preferably 0.05 mol% or more, further preferably 0.1 mol% or more, and usually 5.0 mol% or less, preferably 2.0 mol% or less, more preferably 1.0 mol% or less, further It is preferably 0.5 mol% or less. By setting the amount of the catalyst within the above range, the conversion rate of the substrate, the yield of the organosilicon compound, the ease of purification of the organosilicon compound and the like can be improved.

[基質のモル比]
ヒドロシリル化工程において、第2のアルケン類に対する第2のヒドロシラン類の量は、特に制限されないが、通常1.0モル当量以上6.0モル当量未満である。シランガスの生成量抑制の観点からは、第2のアルケン類に対する第2のヒドロシラン類の量は、好ましくは5.0モル当量以下、より好ましくは4.0モル当量以下、さらに好ましくは3.0モル当量以下である。また、有機ケイ素化合物の収率向上の観点からは、第2のアルケン類に対する第2のヒドロシラン類の量は、好ましくは1.5モル当量以上、より好ましくは2.0モル当量以上である。
本実施形態においては、ヒドロシリル化反応の触媒として含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を用いることにより、従来触媒を用いる場合よりもヒドロシラン類の量(仕込み量)が少なくても円滑にヒドロシリル化反応を進行させることができ、効率よく有機ケイ素化合物を製造することができる。
[Mole ratio of substrate]
In the hydrosilylation step, the amount of the second hydrosilanes relative to the second alkenes is not particularly limited, but is usually 1.0 molar equivalent or more and less than 6.0 molar equivalents. From the viewpoint of suppressing the amount of silane gas produced, the amount of the second hydrosilanes relative to the second alkenes is preferably 5.0 molar equivalents or less, more preferably 4.0 molar equivalents or less, still more preferably 3.0. It is less than or equal to the molar equivalent. From the viewpoint of improving the yield of the organosilicon compound, the amount of the second hydrosilanes relative to the second alkenes is preferably 1.5 molar equivalents or more, more preferably 2.0 molar equivalents or more.
In the present embodiment, by using a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst as a catalyst for the hydrosilylation reaction, the hydrosilylation reaction can be smoothly carried out even if the amount of hydrosilanes (charged amount) is smaller than that when a conventional catalyst is used. It can be advanced and an organosilicon compound can be efficiently produced.

[雰囲気ガス等]
ヒドロシリル化工程は、常圧下で行ってもよく、加圧下で行ってもよい。
また、ヒドロシリル化反応の従来触媒(特許文献1に記載の触媒)は、活性化に酸素を要し、不活性雰囲気下では十分な触媒活性が得られないところ、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒は、不活性雰囲気下でも高い触媒活性を示す。従って、本実施形態に係る製造方法では、ヒドロシリル化反応は、酸素、空気等の酸素含有雰囲気下で行うことができるのは勿論のこと、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気下でも行うことができる。
本実施形態においては、ヒドロシリル化反応は、不活性雰囲気下で行うことが好ましい。不活性雰囲気下でヒドロシリル化反応を行うことにより、ヒドロシラン類の不均化が抑制される結果、シランガスの発生が抑制されるという利点がある。
[Atmospheric gas, etc.]
The hydrosilylation step may be carried out under normal pressure or under pressure.
Further, the conventional catalyst for the hydrosilylation reaction (catalyst described in Patent Document 1) requires oxygen for activation, and sufficient catalytic activity cannot be obtained in an inert atmosphere. Therefore, a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst is used. Shows high catalytic activity even in an inert atmosphere. Therefore, in the production method according to the present embodiment, the hydrosilylation reaction can be carried out not only in an oxygen-containing atmosphere such as oxygen and air, but also in an inert atmosphere such as nitrogen and argon. ..
In the present embodiment, the hydrosilylation reaction is preferably carried out in an inert atmosphere. By carrying out the hydrosilylation reaction in an inert atmosphere, the disproportionation of hydrosilanes is suppressed, and as a result, the generation of silane gas is suppressed.

[反応溶媒]
ヒドロシリル化工程は、無溶媒で行ってもよく、反応溶媒中で行ってもよいが、無溶媒で行うことが好ましい。なお、本明細書において「無溶媒」とは、反応溶媒を意図的に反応系内に加えないことを意味し、反応系内に一切の溶媒が存在しないことを意味するものではない。
反応溶媒としては、特に限定されず、例えばヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素溶媒;ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、ジグリム、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル溶媒;1,2−ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル溶媒;酢酸、エタノール、ブタノール、エチレングリコール、グリセリン等のプロトン性極性溶媒;アセトン、ジメチルアセトアミド(DMA)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の非プロトン性極性溶媒;等が挙げられる。これらの反応溶媒は、1種類に限られず、2種類以上を組み合わせた混合溶媒であってもよい。また、反応溶媒は、脱水脱酸素化して用いることが好ましい。
[Reaction solvent]
The hydrosilylation step may be carried out without a solvent or in a reaction solvent, but is preferably carried out without a solvent. In the present specification, "solvent-free" means that the reaction solvent is not intentionally added to the reaction system, and does not mean that no solvent is present in the reaction system.
The reaction solvent is not particularly limited, and is, for example, a hydrocarbon solvent such as hexane, benzene, toluene; an ether solvent such as diethyl ether, 1,4-dioxane, diglyme, cyclopentylmethyl ether (CPME), tetrahydrofuran (THF); acetic acid. Ester solvents such as ethyl and butyl acetate; halogenated hydrocarbon solvents such as 1,2-dichloroethane and chloroform; nitrile solvents such as acetonitrile and benzonitrile; protonic polar solvents such as acetic acid, ethanol, butanol, ethylene glycol and glycerin; Aprotic polar solvents such as acetone, dimethylacetamide (DMA), N, N-dimethylformamide (DMF), N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylsulfoxide (DMSO); and the like. These reaction solvents are not limited to one type, and may be a mixed solvent in which two or more types are combined. Moreover, it is preferable that the reaction solvent is dehydrated and deoxidized before use.

[反応温度]
反応温度は、触媒の種類、基質の反応性、反応溶媒の種類、反応時間等の反応条件に応
じて適宜選択すればよく、通常70℃以上150℃以下である。反応温度の下限は、反応速度の観点から、好ましくは80℃以上、より好ましくは90℃以上、さらに好ましくは100℃以上である。また、反応温度の上限は、ヒドロシラン類の不均化抑制の観点から、好ましくは140℃以下、より好ましくは130℃以下、さらに好ましくは120℃以下である。
[Reaction temperature]
The reaction temperature may be appropriately selected depending on the reaction conditions such as the type of catalyst, the reactivity of the substrate, the type of reaction solvent, and the reaction time, and is usually 70 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. From the viewpoint of the reaction rate, the lower limit of the reaction temperature is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 90 ° C. or higher, still more preferably 100 ° C. or higher. The upper limit of the reaction temperature is preferably 140 ° C. or lower, more preferably 130 ° C. or lower, still more preferably 120 ° C. or lower, from the viewpoint of suppressing disproportionation of hydrosilanes.

[反応時間]
反応時間は、触媒の種類、基質の反応性、反応溶媒の種類、反応温度等の反応条件に応じて適宜選択すればよく、通常1時間以上48時間以下である。有機ケイ素化合物の収率向上の観点から、反応時間の下限は、好ましくは4時間以上、より好ましくは10時間以上、さらに好ましくは15時間以上である。また、精製が容易となる点で、反応時間の上限は、好ましくは42時間以下、より好ましくは36時間以下、さらに好ましくは30時間以下である。
[Reaction time]
The reaction time may be appropriately selected according to the reaction conditions such as the type of catalyst, the reactivity of the substrate, the type of reaction solvent, and the reaction temperature, and is usually 1 hour or more and 48 hours or less. From the viewpoint of improving the yield of the organosilicon compound, the lower limit of the reaction time is preferably 4 hours or more, more preferably 10 hours or more, still more preferably 15 hours or more. Further, in terms of facilitating purification, the upper limit of the reaction time is preferably 42 hours or less, more preferably 36 hours or less, still more preferably 30 hours or less.

2−4.その他工程
本実施態様に係る有機ケイ素化合物の製造方法においては、上記触媒製造工程及びヒドロシリル化工程の他、任意の工程を含んでいてもよい。任意の工程としては、有機ケイ素化合物の純度を高めるための精製工程が挙げられる。精製工程においては、ろ過、吸着、カラムクロマトグラフィー、蒸留等の有機合成分野で通常行われる精製方法を採用することができる。
2-4. Other Steps The method for producing an organosilicon compound according to the present embodiment may include any step in addition to the catalyst manufacturing step and the hydrosilylation step. An optional step includes a purification step for increasing the purity of the organosilicon compound. In the purification step, purification methods usually performed in the field of organic synthesis such as filtration, adsorption, column chromatography, and distillation can be adopted.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
なお、実施例におけるガスクロマトグラフィー(GC)の測定方法は、以下の通りである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention can be appropriately modified as long as it does not deviate from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited by the specific examples shown below.
The method for measuring gas chromatography (GC) in the examples is as follows.

<GC測定条件>
装置名:GC−2025(株式会社島津製作所)
カラム:BP−5(Trajan Scientific and Medical)
キャリアガス:窒素
<GC measurement conditions>
Device name: GC-2025 (Shimadzu Corporation)
Column: BP-5 (Trajan Scientific and Medical)
Carrier gas: Nitrogen

<含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の合成>
(合成例1:表面にDMFが配位した鉄ナノ粒子の分散液の調製)
スクリュー管にFe(OAc)0.1mmol及びエタノール1mLを加え、Fe
(OAc)が高分散状態になるまで静置することで、Fe(OAc)分散液を得た。次いで、DMFで共洗いした三ツ口丸底フラスコに、空気雰囲気下で量り取ったDMF50mLを加え、1500rpmで攪拌しながらDMFを140℃で10分間予備加熱した。続いて、この三ツ口丸底フラスコにFe(OAc)分散液500μLを加え、8時間加熱還流することにより、表面にDMFが配位した鉄ナノ粒子(以下、「FeNPs」と称することがある。)の分散液を得た。
Fe(OAc)が全て酸化鉄ナノ粒子に変換されたと仮定すると、得られた分散液の鉄元素の濃度は、1.0mmol/Lとなる。
<Synthesis of silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst>
(Synthesis Example 1: Preparation of dispersion of iron nanoparticles with DMF coordinated on the surface)
The Fe (OAc) 2 0.1mmol and ethanol 1mL in addition to a screw tube, Fe
(OAc) 2 is that to stand until a highly dispersed state, to give a Fe (OAc) 2 dispersion. Next, 50 mL of DMF weighed in an air atmosphere was added to a three-necked round bottom flask co-washed with DMF, and the DMF was preheated at 140 ° C. for 10 minutes while stirring at 1500 rpm. Subsequently, 500 μL of Fe (OAc) 2 dispersion liquid is added to the three-necked round-bottom flask, and the mixture is heated under reflux for 8 hours, whereby iron nanoparticles in which DMF is coordinated on the surface (hereinafter, referred to as “FeNPs”) may be referred to. ) Was obtained.
Assuming that all Fe (OAc) 2 is converted into iron oxide nanoparticles, the concentration of iron element in the obtained dispersion is 1.0 mmol / L.

(合成例2:表面にDMFが配位した白金ナノ粒子の分散液の調製)
スクリュー管にHPtCl・6HO 0.1mmol及びDMF1mLを加え、
PtCl・6HOが高分散状態になるまで静置することで、HPtCl・6HO分散液を得た。次いで、DMFで共洗いした三ツ口丸底フラスコに、空気雰囲気下で量り取ったDMF50mLを加え、1500rpmで攪拌しながらDMFを140℃で
10分間予備加熱した。続いて、この三ツ口丸底フラスコにHPtCl・6HO分散液500μLを加え、10時間加熱還流することにより、表面にDMFが配位した白金ナノ粒子(以下、「PtNPs」と称することがある。)の分散液を得た。
PtClが全て金属白金ナノ粒子に変換されたと仮定すると、得られた分散液の白金元素の濃度は、1.0mmol/Lとなる。
(Synthesis Example 2: Preparation of dispersion of platinum nanoparticles with DMF coordinated on the surface)
The H 2 PtCl 6 · 6H 2 O 0.1mmol and DMF1mL addition to a screw tube,
By H 2 PtCl 6 · 6H 2 O is allowed to stand until a highly dispersed state, to obtain a H 2 PtCl 6 · 6H 2 O dispersion. Next, 50 mL of DMF weighed in an air atmosphere was added to a three-necked round bottom flask co-washed with DMF, and the DMF was preheated at 140 ° C. for 10 minutes while stirring at 1500 rpm. Then, the H 2 PtCl 6 · 6H 2 O dispersion 500μL was added to the three-necked round-bottomed flask by heating under reflux for 10 hours, the platinum nanoparticles DMF on the surface is coordinated (hereinafter referred to as "PtNPs" ) Was obtained.
Assuming that all of H 2 PtCl 6 has been converted into metallic platinum nanoparticles, the concentration of platinum element in the obtained dispersion is 1.0 mmol / L.

(合成例3:含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の合成)
シュレンク管に合成例1で得た分散液250μL(Fe換算で0.25μmol)及び合成例2で得た分散液250μL(Pt換算で0.25μmol)を加え、真空下でDMFを留去した。次いで、シュレンク管に1−ドデセン0.5mmol及びトリエトキシシラン3.0mmolを入れ、空気雰囲気下、100℃で24時間撹拌した。得られた反応液を室温まで冷却した。続いて、シュレンク管にヘキサン8mL及びDMF2mLを加えて撹拌し、静置した後に上澄み液をパスツールピペットで取り除いた。さらにシュレンク管にヘキサン8mLを加えて撹拌し、静置した後に上澄み液をパスツールピペットで取り除いた。沈殿物を真空下で乾燥することにより、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒(以下、「Fe−Pt−Si」と称することがある。)を得た。
(Synthesis Example 3: Synthesis of Silicon-Containing Iron-Platinum Nanoparticle Catalyst)
250 μL of the dispersion obtained in Synthesis Example 1 (0.25 μmol in terms of Fe) and 250 μL of the dispersion obtained in Synthesis Example 2 (0.25 μmol in terms of Pt) were added to the Schlenk tube, and DMF was distilled off under vacuum. Next, 0.5 mmol of 1-dodecene and 3.0 mmol of triethoxysilane were placed in a Schlenk tube, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 24 hours under an air atmosphere. The obtained reaction solution was cooled to room temperature. Subsequently, 8 mL of hexane and 2 mL of DMF were added to the Schlenk tube, stirred, allowed to stand, and then the supernatant was removed with a Pasteur pipette. Further, 8 mL of hexane was added to the Schlenk tube, and the mixture was stirred, allowed to stand, and then the supernatant was removed with a Pasteur pipette. The precipitate was dried under vacuum to obtain a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst (hereinafter, may be referred to as "Fe-Pt-Si").

得られた含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を走査型透過電子顕微鏡(STEM)により観察した。結果を図1に示す。また、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒におけるケイ素(Si)、鉄(Fe)及び白金(Pt)の元素マッピング像を、それぞれ、図2〜4に示した。 The obtained silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst was observed with a scanning transmission electron microscope (STEM). The results are shown in FIG. In addition, elemental mapping images of silicon (Si), iron (Fe), and platinum (Pt) in the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst are shown in FIGS. 2 to 4, respectively.

(合成例4:含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の合成)
シュレンク管に合成例1で得た分散液500μL(Fe換算で0.5μmol)及び合成例2で得た分散液500μL(Pt換算で0.5μmol)を加え、真空下でDMFを留去した。次いで、シュレンク管にトリエトキシシラン3.0mmolを加え、空気雰囲気下、100℃で10時間撹拌した。その後、真空下で、反応液から未反応のトリエトキシシラン等の揮発性成分を留去することにより、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒(以下、「Fe−Pt−[Si]」と称することがある。)を得た。
(Synthesis Example 4: Synthesis of Silicon-Containing Iron-Platinum Nanoparticle Catalyst)
500 μL of the dispersion obtained in Synthesis Example 1 (0.5 μmol in terms of Fe) and 500 μL of the dispersion obtained in Synthesis Example 2 (0.5 μmol in terms of Pt) were added to the Schlenk tube, and DMF was distilled off under vacuum. Next, 3.0 mmol of triethoxysilane was added to the Schlenk tube, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 10 hours in an air atmosphere. Then, by distilling off unreacted volatile components such as triethoxysilane from the reaction solution under vacuum, it is referred to as a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst (hereinafter referred to as "Fe-Pt- [Si]"). There is.)

<有機ケイ素化合物の製造1>

Figure 2021115497
<Manufacturing of organosilicon compounds 1>
Figure 2021115497

(実施例1)
合成例3で得た含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒(Fe換算で0.25μmol、Pt換算で0.25μmol)が入ったシュレンク管内をアルゴンで置換した。シュレンク管に1−ドデセン1.0mmol(0.168g)及びトリエトキシシラン1.0mmol(0.164g)を加え、100℃に設定したオイルバスで加熱しながら、24時間攪拌した。反応液を氷浴にて冷却した後、反応液にヘキサン約10mL及び内部基準物質としてノナンを加え、GC測定を行った。GC測定結果より算出した基質の転化率及び生成物の収率を表1に示す。
(Example 1)
The inside of the Schlenk tube containing the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst (0.25 μmol in Fe conversion and 0.25 μmol in Pt conversion) obtained in Synthesis Example 3 was replaced with argon. 1.0 mmol (0.168 g) of 1-dodecene and 1.0 mmol (0.164 g) of triethoxysilane were added to the Schlenk tube, and the mixture was stirred for 24 hours while heating in an oil bath set at 100 ° C. After cooling the reaction solution in an ice bath, about 10 mL of hexane and nonane as an internal reference substance were added to the reaction solution, and GC measurement was performed. Table 1 shows the conversion rate of the substrate and the yield of the product calculated from the GC measurement results.

(実施例2)
反応条件を表1の通りとした以外は、実施例1と同様の方法でヒドロシリル化反応を行った。GC−MSの測定結果より算出した基質の転化率及び生成物の収率を表1に示す。
(Example 2)
The hydrosilylation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction conditions were as shown in Table 1. Table 1 shows the conversion rate of the substrate and the yield of the product calculated from the measurement results of GC-MS.

(比較例1)
シュレンク管に合成例1で得た分散液250μL(Fe換算で0.25μmol)及び合成例2で得た分散液250μL(Pt換算で0.25μmol)を加え、真空下で攪拌しながら分散媒を留去することで、FeNPs−PtNPs混合触媒を得た。
触媒をFeNPs−PtNPs混合触媒(Fe換算で0.25μmol、Pt換算で0.25μmol)に代えた以外は実施例1と同様の方法でヒドロシリル化反応を行った。GC−MSの測定結果より算出した基質の転化率及び生成物の収率を表1に示す。
(Comparative Example 1)
250 μL of the dispersion obtained in Synthesis Example 1 (0.25 μmol in Fe conversion) and 250 μL of the dispersion obtained in Synthesis Example 2 (0.25 μmol in terms of Pt) were added to the Schlenk tube, and the dispersion medium was added while stirring under vacuum. By distilling off, a FeNPs-PtNPs mixed catalyst was obtained.
The hydrosilylation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was replaced with a FeNPs-PtNPs mixed catalyst (0.25 μmol in terms of Fe and 0.25 μmol in terms of Pt). Table 1 shows the conversion rate of the substrate and the yield of the product calculated from the measurement results of GC-MS.

(比較例2)
反応条件を表1の通りとした以外は、比較例1と同様の方法でヒドロシリル化反応を行った。GC−MSの測定結果より算出した基質の転化率及び生成物の収率を表1に示す。
なお、表1には、参考のため、国際公開第2018/131430号の実施例18の結果を併せて示す。
(Comparative Example 2)
The hydrosilylation reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that the reaction conditions were as shown in Table 1. Table 1 shows the conversion rate of the substrate and the yield of the product calculated from the measurement results of GC-MS.
Table 1 also shows the results of Example 18 of International Publication No. 2018/131430 for reference.

Figure 2021115497
Figure 2021115497

表1に示した結果から、触媒としてFeNPs−PtNPs混合触媒を用いた場合(比較例1、2)には、アルケン類に対するヒドロシラン類の量を1.0モル当量又は2.0モル当量とすると、目的の有機ケイ素化合物は低収率でしか得られなかった。従って、高収率で有機ケイ素化合物を得るためには、国際公開第2018/131430号の実施例18に示されるように、アルケン類に対して6モル当量程度の多量のヒドロシラン類を使用する必要があるといえる。 From the results shown in Table 1, when a FeNPs-PtNPs mixed catalyst is used as the catalyst (Comparative Examples 1 and 2), the amount of hydrosilanes relative to alkenes is assumed to be 1.0 molar equivalent or 2.0 molar equivalent. , The desired organosilicon compound was obtained only in low yield. Therefore, in order to obtain an organosilicon compound in a high yield, it is necessary to use a large amount of hydrosilanes of about 6 molar equivalents with respect to alkenes, as shown in Example 18 of International Publication No. 2018/131430. It can be said that there is.

一方、触媒として含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を用いた場合(実施例1、2)には、アルケン類に対するヒドロシラン類の量を1.0モル当量とすると、33%の収率で有機ケイ素化合物が得られ、2.0モル当量とすると、82%の高収率で有機ケイ素化合物が得られることがわかった。すなわち、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の存在下では、ヒドロシラン類の使用量を、従来の触媒を用いた場合の6分の1〜3分の1程度としても、アルケン類のヒドロシリル化反応が円滑に進行することが示された。
また、触媒として含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を用いることで、不活性雰囲気下でもヒドロシリル化は円滑に進行することも示された。
さらに、実施例1、2では、GC測定においてシランガスは検出されなかった。
On the other hand, when a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst is used as the catalyst (Examples 1 and 2), if the amount of hydrosilanes relative to alkenes is 1.0 molar equivalent, the yield of organosilicon is 33%. It was found that an organosilicon compound was obtained in a high yield of 82% when the compound was obtained and the equivalent was 2.0 molar equivalents. That is, in the presence of a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst, the hydrosilylation reaction of alkenes can be carried out even if the amount of hydrosilanes used is about 1/6 to 1/6 of that when a conventional catalyst is used. It was shown to proceed smoothly.
It was also shown that by using a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst as a catalyst, hydrosilylation proceeds smoothly even in an inert atmosphere.
Furthermore, in Examples 1 and 2, no silane gas was detected in the GC measurement.

<有機ケイ素化合物の製造2>

Figure 2021115497
<Manufacturing of organosilicon compounds 2>
Figure 2021115497

(実施例3)
合成例4で得た含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒(Fe換算で0.25μmol、Pt換算で0.25μmol)が入ったシュレンク管内をアルゴンで置換した。シュレンク管に1−ドデセン0.5mmol(0.084g)及びトリエトキシシラン3.0mmol(0.493g)を加え、100℃に設定したオイルバスで加熱しながら、14時間攪拌した。反応液を氷浴にて冷却した後、反応液にヘキサン約10mL及び内部基準物質としてノナンを加え、GC測定を行った。GC測定結果より算出した基質の転化率及び生成物の収率を表2に示す。
(Example 3)
The inside of the Schlenk tube containing the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst (0.25 μmol in Fe conversion and 0.25 μmol in Pt conversion) obtained in Synthesis Example 4 was replaced with argon. 0.5 mmol (0.084 g) of 1-dodecene and 3.0 mmol (0.493 g) of triethoxysilane were added to the Schlenk tube, and the mixture was stirred for 14 hours while heating in an oil bath set at 100 ° C. After cooling the reaction solution in an ice bath, about 10 mL of hexane and nonane as an internal reference substance were added to the reaction solution, and GC measurement was performed. Table 2 shows the conversion rate of the substrate and the yield of the product calculated from the GC measurement results.

(実施例4)
トリエトキシシランの量を表2の通りとした以外は、実施例3と同様の方法でヒドロシリル化反応を行った。GC−MSの測定結果より算出した基質の転化率及び生成物の収率を表2に示す。
(Example 4)
The hydrosilylation reaction was carried out in the same manner as in Example 3 except that the amount of triethoxysilane was as shown in Table 2. Table 2 shows the conversion rate of the substrate and the yield of the product calculated from the measurement results of GC-MS.

Figure 2021115497
Figure 2021115497

実施例3及び4において用いた含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒は、第1のアルケン類の非存在下で合成された点において、実施例1及び2で用いた触媒とは異なるものである。実施例3及び4より、この含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を用いることによっても、不活性雰囲気下でアルケン類のヒドロシリル化が速やかに進行することがわかった。
また、当該含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を用いることで、アルケン類に対するヒドロシラン類の量を6.0モル当量とした場合(実施例3)は勿論のこと、5.0モル当量に低減した場合(実施例4)であっても、高収率で目的の有機ケイ素化合物が得られることが示された。
The silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalysts used in Examples 3 and 4 are different from the catalysts used in Examples 1 and 2 in that they were synthesized in the absence of the first alkenes. From Examples 3 and 4, it was found that the hydrosilylation of alkenes proceeded rapidly in an inert atmosphere also by using this silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst.
Further, by using the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst, the amount of hydrosilanes relative to alkenes was reduced to 5.0 molar equivalents, not to mention the case of 6.0 molar equivalents (Example 3). Even in the case (Example 4), it was shown that the desired organosilicon compound can be obtained in a high yield.

本発明によれば、触媒反応後に回収でき、空気中での取り扱いが可能であり、触媒反応において多量の基質を必要とせず、かつ、トリアルコキシシラン類を用いたヒドロシリル化反応の触媒活性を有する含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を製造することができる。
また、本発明によれば、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を利用することにより、過剰量のヒドロシラン類を要することなく、不活性雰囲気下でもアルケン類とヒドロシラン類との反応が進行し、効率的に所望の有機ケイ素化合物を製造することができる。この触媒反応では、多量のヒドロシラン類を使用しないため、反応の原子効率が高く、ヒドロシラン類の不均化物であるシランガスの発生も少ないため、工業的実施に有用である。さらには、当該触媒反応は、ヒドロシラン類としてトリアルコキシシラン類を用いた場合にも反応が円滑に進行するため、トリアルコキシ型のシランカップリング剤、その原料又はその中
間体の製造に特に有効に利用し得る。
According to the present invention, it can be recovered after the catalytic reaction, can be handled in air, does not require a large amount of substrate in the catalytic reaction, and has catalytic activity for a hydrosilylation reaction using trialkoxysilanes. A silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst can be produced.
Further, according to the present invention, by using the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst, the reaction between the alkenes and the hydrosilanes proceeds even in an inert atmosphere without requiring an excessive amount of hydrosilanes, and the efficiency is increased. The desired organosilicon compound can be produced. Since a large amount of hydrosilanes is not used in this catalytic reaction, the atomic efficiency of the reaction is high and the generation of silane gas, which is a disproportionate of hydrosilanes, is small, which is useful for industrial implementation. Furthermore, since the catalytic reaction proceeds smoothly even when trialkoxysilanes are used as the hydrosilanes, it is particularly effective in producing a trialkoxy-type silane coupling agent, a raw material thereof, or an intermediate thereof. Can be used.

Claims (12)

表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子、表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子及び第1のヒドロシラン類を含有する混合物を加熱する加熱工程を含む、含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法。 A heating step of heating a mixture containing iron nanoparticles coordinated with a first coordinating organic solvent on the surface, platinum nanoparticles coordinated with a second coordinating organic solvent on the surface, and first hydrosilanes. A method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst, which comprises. 前記第1のヒドロシラン類が、式(A)で表される化合物である、請求項1に記載の含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法。
Figure 2021115497
(式(A)中、Rは、それぞれ独立して、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3〜20の芳香族複素環基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表し;nは、1〜3の整数を表す。)
The method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst according to claim 1, wherein the first hydrosilane is a compound represented by the formula (A).
Figure 2021115497
(In the formula (A), R 1 independently has a halogen atom and an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent and a carbon which may have a substituent. An aromatic hydrocarbon group having a number of 6 to 20, an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Representation; n represents an integer of 1 to 3)
前記混合物が、さらに第1のアルケン類を含む、請求項1又は2に記載の含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法。 The method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst according to claim 1 or 2, wherein the mixture further contains the first alkene. 前記第1のアルケン類が、式(B)で表される化合物である、請求項3記載の含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法。
Figure 2021115497
(式(B)中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜20の芳香族複素環基を表す。)
The method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst according to claim 3, wherein the first alkene is a compound represented by the formula (B).
Figure 2021115497
(In the formula (B), R 2 to R 5 each independently have an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a substituent which may have a hydrogen atom, a halogen atom and a substituent. It represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
前記第1の配位性有機溶媒及び前記第2の配位性有機溶媒が、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)である、請求項1〜4の何れか1項に記載の含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法。 The silicon-containing iron-containing according to any one of claims 1 to 4, wherein the first coordinating organic solvent and the second coordinating organic solvent are N, N-dimethylformamide (DMF). A method for producing a platinum nanoparticle catalyst. 前記混合物において、前記表面に第2の配位性有機溶媒が配位した白金ナノ粒子に対する前記表面に第1の配位性有機溶媒が配位した鉄ナノ粒子の金属換算での混合比(モル比)が、0.1以上10.0以下である、請求項1〜5の何れか1項に記載の含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の製造方法。 In the mixture, the mixing ratio (mol) of the iron nanoparticles in which the first coordinating organic solvent is coordinated on the surface with respect to the platinum nanoparticles in which the second coordinating organic solvent is coordinated on the surface. The method for producing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst according to any one of claims 1 to 5, wherein the ratio) is 0.1 or more and 10.0 or less. 請求項1〜6の何れか1項に記載の製造方法により含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒を製造する触媒製造工程と、
前記含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の存在下で、第2のアルケン類と第2のヒドロシラン類とを反応させるヒドロシリル化工程と、
を含む、有機ケイ素化合物の製造方法。
A catalyst manufacturing step of manufacturing a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 6.
A hydrosilylation step of reacting a second alkene with a second hydrosilane in the presence of the silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst.
A method for producing an organosilicon compound, which comprises.
請求項1〜6の何れか1項に記載の製造方法により得られる含ケイ素鉄−白金ナノ粒子触媒の存在下で、第2のアルケン類と第2のヒドロシラン類とを反応させるヒドロシリル化工程を含む、有機ケイ素化合物の製造方法。 A hydrosilylation step of reacting a second alkene with a second hydrosilane in the presence of a silicon-containing iron-platinum nanoparticle catalyst obtained by the production method according to any one of claims 1 to 6. A method for producing an organosilicon compound, which comprises. 前記第2のアルケン類が、式(C)で表される化合物である、請求項7又は8に記載の有機ケイ素化合物の製造方法。
Figure 2021115497
(式(C)中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜20の芳香族複素環基を表す。)
The method for producing an organosilicon compound according to claim 7 or 8, wherein the second alkene is a compound represented by the formula (C).
Figure 2021115497
(In the formula (C), R 6 to R 9 each independently have an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a substituent which may have a hydrogen atom, a halogen atom and a substituent. It represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
前記第2のヒドロシラン類が、式(D)で表される化合物である、請求項7〜9の何れか1項に記載の有機ケイ素化合物の製造方法。
Figure 2021115497
(式(D)中、R10は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3〜20の芳香族複素環基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表し;mは、1〜3の整数を表す。)
The method for producing an organosilicon compound according to any one of claims 7 to 9, wherein the second hydrosilane is a compound represented by the formula (D).
Figure 2021115497
In the formula (D), R 10 independently has a halogen atom and an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent and a carbon which may have a substituent. An aromatic hydrocarbon group having a number of 6 to 20, an aromatic heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Representation; m represents an integer of 1 to 3)
前記ヒドロシリル化反応が、不活性雰囲気下で行われる、請求項7〜10の何れか1項に記載の有機ケイ素化合物の製造方法。 The method for producing an organosilicon compound according to any one of claims 7 to 10, wherein the hydrosilylation reaction is carried out in an inert atmosphere. 前記ヒドロシリル化工程において、前記第2のアルケン類に対する第2のヒドロシラン類の量が、1.0モル当量以上6.0モル当量未満である、請求項7〜11の何れか1項に記載の有機ケイ素化合物の製造方法。 The method according to any one of claims 7 to 11, wherein in the hydrosilylation step, the amount of the second hydrosilanes relative to the second alkenes is 1.0 molar equivalent or more and less than 6.0 molar equivalents. A method for producing an organosilicon compound.
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