用于制備包括甲基氯化鍺的有機(jī)官能化化合物的方法
【專利摘要】本發(fā)明要求保護(hù)的是一種用于制備式RbMcXd的有機(jī)官能化化合物的方法，所述方法包括如下步驟：(i)使過渡金屬催化劑與包含氫氣和式MXa的鹵化物的混合物接觸，以形成含M過渡金屬催化劑；(ii)使所述含M過渡金屬催化劑與有機(jī)鹵化物接觸，以形成式R?McXd的所述有機(jī)官能化化合物。在上式中，M為選自銻、砷、鉍、硼、鎘、鎵、鍺、銦、鉛、汞、磷、硒、硫、碲和錫的元素。X為鹵素原子或氫原子。下標(biāo)具有與化合價(jià)相匹配的值。R為單價(jià)有機(jī)基團(tuán)。根據(jù)上述方法制備的所述有機(jī)官能化化合物的物質(zhì)的例子包括二甲基二氯鍺烷(即，(CH3)2GeCl2)、二甲基二溴鍺烷、二甲基二碘鍺烷、二甲基二氟鍺烷、二乙基二氯鍺烷、二乙基二溴鍺烷、二乙基二碘鍺烷、二環(huán)己基二氯鍺烷、以及二環(huán)己基二溴鍺烷。所述方法還可產(chǎn)生其他有機(jī)官能化化合物，諸如具有式ReHGeX3-e、RGeX3和/或R3GeX的那些化合物，其中R和X如上所定義并且下標(biāo)e為1或2。所述方法還可產(chǎn)生氫鹵代鍺化合物(即，氫鹵代鍺烷)，諸如具有式HGeX3的那些化合物，其中X如上所定義。
【專利說明】用于制備包括甲基氯化鍺的有機(jī)官能化化合物的方法
[0001]一些有機(jī)官能化化合物諸如有機(jī)磷、有機(jī)硼和其他有機(jī)官能化化合物的合成或制備可能是高耗能的、困難的和/昂貴的，和/或熱力學(xué)不利的。在工業(yè)上需要最大程度地減少一些或所有這些缺點(diǎn)的改進(jìn)方法來制備有機(jī)官能化化合物。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]用于制備有機(jī)官能化化合物的方法包括步驟(i)和(ii)，其中步驟(i)包括在200°C至1400°C范圍內(nèi)的溫度下使過渡金屬催化劑與包含氫氣和式MXa的鹵化物的混合物接觸，其中 M 為選自 Sb、As、B1、B、Cd、Ga、Ge、In、Pb、Hg、P、Se、S、Te 和 Sn 的元素;每個(gè) X獨(dú)立地為鹵素或氫原子，并且下標(biāo)a具有與為M所選的元素的化合價(jià)相匹配的值；以形成包含至少0.1% M的含M過渡金屬催化劑；并且步驟(ii)包括在100°C至600°C范圍內(nèi)的溫度下使含M過渡金屬催化劑與有機(jī)鹵化物接觸。該方法形成包含式RbMcId的有機(jī)官能化化合物的產(chǎn)物，其中每個(gè)R獨(dú)立地為單價(jià)有機(jī)基團(tuán)，下標(biāo)b為I或更大，下標(biāo)c為I或更大，下標(biāo)d為O或更大，并且數(shù)量(b+d)具有與M。的化合價(jià)相匹配的值。

【具體實(shí)施方式】
[0003]特此將
【發(fā)明內(nèi)容】
和說明書摘要以引用方式并入。除非另外指明，否則所有比率、百分比和其他量均以重量計(jì)。前綴“聚”意指不止一個(gè)。本文所用的縮寫在下表1中定義。
[0004]表1-縮寫
[0005]

【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括步驟⑴和(ii)，其中: 步驟(i)是在200°C至1400°c范圍內(nèi)的溫度下使過渡金屬催化劑與包含氫氣和式MXa的鹵化物的混合物接觸，其中M為選自銻、砷、鉍、硼、鎘、鎵、鍺、銦、鉛、汞、磷、硒、硫、碲和錫的元素；每個(gè)X獨(dú)立地為鹵素原子或氫原子，前提條件是至少一個(gè)X為鹵素原子，并且下標(biāo)a具有與M的化合價(jià)相匹配的值；以形成包含至少0.1 % M的含M過渡金屬催化劑；并且 步驟(ii)是在100°C至600°C范圍內(nèi)的溫度下使所述含M過渡金屬催化劑與式RX的有機(jī)鹵化物接觸，以形成式RbMcId的至少一種有機(jī)官能化化合物，其中M和X如上所述，每個(gè)R獨(dú)立地為單價(jià)有機(jī)基團(tuán)，下標(biāo)b為I或更大，下標(biāo)c為I或更大，下標(biāo)d為O或更大，并且數(shù)量(b+d)具有與Μ。的化合價(jià)相匹配的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(i)中使用的所述過渡金屬催化劑為銅催化劑，所述銅催化劑選自銅以及包含銅和至少一種選自金、鎂、鈣、銫、錫和硫的元素的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括單獨(dú)而連續(xù)的步驟(iii)和(iv)，其中步驟(iii)和(iv)在步驟(ii)之后進(jìn)行，并且其中 步驟(iii)是重復(fù)步驟(i)但使用額外的氫氣和額外的鹵化物，并在步驟(ii)之后回收乏含M過渡金屬催化劑，以再形成所述含M過渡金屬催化劑，并且 步驟(iv)是重復(fù)步驟(ii)但使用步驟(iii)中再形成的所述含M過渡金屬催化劑和額外的有機(jī)鹵化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括重復(fù)步驟(iii)和(iv)至少一次。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的方法，還包括在步驟(iv)中所述再形成的含M過渡金屬催化劑與所述另外的有機(jī)鹵化物在反應(yīng)器中的所述接觸之前，吹掃所述反應(yīng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述吹掃是使用氬氣或所述額外的鹵化物進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在步驟(ii)中所述含M過渡金屬催化劑與所述有機(jī)鹵化物接觸之前進(jìn)行吹掃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述吹掃是使用氬氣或式MXa的所述鹵化物進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(i)中所述過渡金屬催化劑為有支撐型。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述過渡金屬催化劑為包含0.1至35%的所述混合物的銅催化劑，并且所述混合物包含銅、金和鎂。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中所述過渡金屬催化劑負(fù)載在活性炭上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的方法，其中由步驟(i)形成的所述含M過渡金屬催化劑包含I %至5 %的M。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述氫氣與所述鹵化物的摩爾比在20:1至5:1的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的方法，其中每個(gè)X為Cl。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述有機(jī)鹵化物具有式RX，其中R為I至10個(gè)碳原子的烷基或4至10個(gè)碳原子的環(huán)烷基，并且X為F、Cl、Br或I。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(ii)中的所述接觸是在不存在氫的情況下進(jìn)行。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述有機(jī)官能化化合物包括SR2MX2的物質(zhì)，其中R為I至10個(gè)碳原子的烷基或4至10個(gè)碳原子的環(huán)烷基，并且X為F、Cl、Br或I。
18.根據(jù)權(quán)利要求15或權(quán)利要求17所述的方法，其中R為甲基并且X為Cl。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的方法，其中M為Ge。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的方法，還包括回收所述有機(jī)官能化化合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述氫和所述鹵化物的停留時(shí)間在0.5秒至10秒的范圍內(nèi)，并且所述有機(jī)鹵化物的停留時(shí)間在I秒至10秒的范圍內(nèi)。
22.一種通過前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法制備的有機(jī)官能化化合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的有機(jī)官能化化合物，其中所述有機(jī)官能化化合物包括式R2MX2的物質(zhì)，其中R為I至10個(gè)碳原子的烷基或4至10個(gè)碳原子的環(huán)烷基，并且X為F、Cl.Br 或 I。
24.根據(jù)權(quán)利要求2 2或權(quán)利要求23所述的有機(jī)官能化化合物，其中M為Ge。
【文檔編號(hào)】C07F7/30GK104185637SQ201380015572
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年2月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月5日
【發(fā)明者】D·卡佐利斯, 羅伯特·托馬斯·拉森 申請(qǐng)人:道康寧公司