JP2001089402A - 多環式芳香族化合物の製造方法 - Google Patents
多環式芳香族化合物の製造方法Info
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Abstract
収率良く多環式芳香族化合物を製造する方法を提供す
る。 【解決手段】 芳香族ハロゲン化物と芳香族ホウ素化合
物をパラジウム触媒、反応溶媒、および塩基の存在下に
クロスカップリング反応させ、多環式芳香族化合物を製
造するに当り、カルボニル化合物から選ばれる化合物を
一種以上共存させる事を特徴とする多環式芳香族化合物
の製造方法。
Description
材料、非線型光学材料、写真用添加剤、増感色素、医薬
品等、またはそれらの合成中間体として有用な多環式芳
香族化合物の製造法に関する。
Gomberg-Bachmann反応、Gattermann反応、Ullmann 反
応、Wurtz-Fitti 反応等従来より多くの物が知られてい
るが、官能基に対するコンパチビリティーが低い、副生
成物としてホモカップリング体が多く生成する、反応に
高温を要する等の欠点があり、コスト的に不利なものが
多い。
下、芳香族マグネシウム、亜鉛、スズ等の有機金属化合
物、あるいは有機ホウ素化合物と芳香族ハロゲン化物と
のクロスカップリング反応が種々開発されている。(例
えば、辻 二郎,「遷移金属が拓く有機合成」,p2
5,化学同人(1997)など参照)中でも芳香族ホウ
素化合物とのカップリング反応(例えば、Synthe
tic Communications,第11巻,第
513頁,(1981)など参照)は官能基に対するコ
ンパチビリティーが高く、またホウ素類は、スズ、亜鉛
化合物等に比べ廃液の処理が容易なため広く利用されて
いる。
においては、高価なパラジウム触媒を1モル%以上用い
る場合が殆どであり、コスト的に見合わないものが多
い。特に芳香族ヨウ素化物に比べ反応性が低いとされる
芳香族臭素化物、芳香族塩素化物を出発原料に用いる場
合にこれは顕著である。一般に入手性、コストの点で
は、芳香族塩素化物が最も優れ、臭素化物、ヨウ素化物
の順に劣る。
香族塩素化物、芳香族臭素化物を用い、しかも高価なパ
ラジウム触媒の使用量の低減が可能な製造方法が望まれ
ている。
リール化合物を、安価で入手可能な原料を用いて、低触
媒量で収率良く製造する方法を提供する事にある。
い製造方法により達成された。 (1)芳香族ハロゲン化物と芳香族ホウ素化合物をパラ
ジウム触媒、反応溶媒、および塩基の存在下にクロスカ
ップリング反応させ、多環式芳香族化合物を製造するに
当り、カルボニル化合物から選ばれる化合物を一種以上
共存させる事を特徴とする多環式芳香族化合物の製造方
法。 (2)カルボニル化合物の添加量が、反応溶媒に対し
て、50重量%以下であることを特徴とする、(1)記
載の多環式芳香族化合物の製造法。 (3)反応溶媒中の水の量が有機溶媒に対して20重量
%以下であることを特徴とする、(1)または(2)記
載の多環式芳香族化合物の製造方法。 (4)カルボニル化合物が脂肪族ケトン類である事を特
徴とする、(1)、(2)または(3)記載の多環式芳
香族化合物の製造方法。 (5)芳香族ハロゲン化物がが塩素原子、または臭素原
子で置換された芳香族化合物であることを特徴とする、
(1)、(2)、(3)または(4)記載の多環式芳香
族化合物の製造方法。 (6)反応溶媒が、芳香族炭化水素類であることを特徴
とする、(1)、(2)、(3)、(4)または(5)
記載の多環式芳香族化合物の製造方法。
詳しく説明する。本明細書中、芳香族化合物とは、(4
n+2)個(但し、nは整数を表す)のπ電子を有する
環状化合物を表し、ベンゼン、ナフタレンなどの炭化水
素化合物の他、窒素原子、硫黄原子、酸素原子などから
選ばれるヘテロ原子を含む好ましくは3〜7員環、特に
好ましくは5〜6員環の複素芳香族化合物(例えば、ピ
リジン、ピリミジン、ピロール、インドール、チオフェ
ン、フラン等)をも含むものである。本発明での多環式
芳香族化合物は分子内に2個以上の芳香族環をもつ芳香
族化合物で、2個以上の芳香族環が別々に含まれるも
の、即ち、芳香族環と芳香族環とが単に結合された化合
物を言う。芳香族環の結合は炭素原子同志であることが
好ましい。
ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原
子、ヨウ素原子)によって置換された芳香族化合物を表
し、好ましくは塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子
で置換された芳香族化合物を表し、より好ましくは、塩
素原子または臭素原子で置換された芳香族化合物を表
す。さらに好ましくは、塩素原子または臭素原子で置換
された芳香族炭化水素、特に好ましくは、塩素原子また
は臭素原子で置換されたベンゼン誘導体を表す。
は原子、置換基によって置換されていても良く、その例
としては、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原
子)、アルキル基(例えばメチル、エチル)、アリール
基(例えばフェニル、ナフチル)、シアノ基、カルボキ
シル基、アルコキシカルボニル基(例えばメトキシカル
ボニル)、アリールオキシカルボニル基(例えばフェノ
キシカルボニル)、置換又は無置換のカルバモイル基
(例えばカルバモイル、N−フェニルカルバモイル、
N,N−ジメチルカルバモイル)、アルキルカルボニル
基(例えばアセチル)、アリールカルボニル基(例えば
ベンゾイル)、ニトロ基、置換または無置換のアミノ基
(例えばアミノ、ジメチルアミノ、アニリノ)、アシル
アミノ基(例えばアセトアミド、エトキシカルボニルア
ミノ)、スルホンアミド基(例えばメタンスルホンアミ
ド)、イミド基(例えばスクシンイミド、フタルイミ
ド)、イミノ基(例えばベンジリデンアミノ)、ヒドロ
キシ基、アルコキシ基(例えばメトキシ)、アリールオ
キシ基(例えばフェノキシ)、アシルオキシ基(例えば
アセトキシ)、アルキルスルホニルオキシ基(例えばメ
タンスルホニルオキシ)、アリールスルホニルオキシ基
(例えばベンゼンスルホニルオキシ)、スルホ基、置換
または無置換のスルファモイル基(例えばスルファモイ
ル、N−フェニルスルファモイル)、アルキルチオ基
(例えばメチルチオ)、アリールチオ基(例えばフェニ
ルチオ)アルキルスルホニル基(例えばメタンスルホニ
ル)、アリールスルホニル基(例えばベンゼンスルホニ
ル)、ヘテロ環類などを挙げる事ができる。また、置換
基は更に置換されていても良く、置換基が複数ある場合
は、同じでも異なっても良い。また、置換基は、ハロゲ
ン原子が結合した芳香環と縮合環を形成しても良い。
によって芳香環と結合した、ホウ素原子を含む置換基を
少なくとも一つ含む芳香族化合物を表す。好ましくは、
ホウ素原子を含む置換基で置換された芳香族炭化水素、
さらに好ましくはフェニルボロン酸類縁体(フェニルボ
ロン酸、該酸への置換基含有物を意味し、以下の類縁体
も同様の意味である)、フェニルボロン酸無水物類縁
体、フェニルボロン酸エステル類縁体、特に好ましく
は、フェニルボロン酸類縁体(好ましくは後記の一般式
IIで表されるフェニルボロン酸及び該酸への置換基含
有物)である。
原子、置換基によって置換されていても良く、その例と
しては、芳香族ハロゲン化物の置換基として挙げたもの
が適用できる。芳香族ホウ素化合物は芳香族ハロゲン化
物1モルに対して、好ましくは0.1〜20モル、さら
に好ましくは0.5〜5モル用いられる。
り、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、
N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリジノ
ン等のアミド系溶媒、ジグライム、ジメトキシエタン、
1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、アニソール
などのエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケト
ン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ヘキサン、シ
クロヘキサン等のアルカン系溶媒、N,N−ジメチルイ
ミダゾリジノン、アセトニトリル、ピリジン等を挙げる
ことができ、また水等の他の溶媒を用いる事ができる
が、反応溶媒としては水を共存させるときは水の量は有
機溶媒に対して20重量%以下であることが好ましく、
10重量%以下であることがより好ましく、5重量%以
下であることが特に好ましい。溶媒として好ましくは芳
香族炭化水素系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒、
アセトニトリルであり、より好ましくは芳香族炭化水素
系溶媒であり、さらに好ましくはトルエン、キシレンで
あり、トルエンが特に好ましい。また、2種類以上の溶
媒を併用しても良い。
O基含有化合物)としては、ケトン類、炭酸エステル
類、カルボン酸エステル類、アミド類、カルボン酸(も
しくはその塩)等が挙げられる。好ましくはケトン類、
炭酸エステル類、カルボン酸エステル類であり、更に好
ましくはケトン類であり、特に好ましくは脂肪族ケトン
である。脂肪族ケトンとしてはアセトン、2−ブタノ
ン、4−メチル−2−ペンタノン、シクロヘキサノンな
ど飽和脂肪族ケトンが好ましく、特にアセトンが好まし
い。
加量は、好ましくは溶媒の50重量%以下、パラジウム
触媒の等モル以上であり、より好ましくは溶媒の30重
量%以下、パラジウム触媒の等モル以上であり、更に好
ましくは溶媒の20重量%以下、パラジウム触媒の等モ
ル以上である。
たは2価のパラジウム金属や塩(錯体を含む)などのパ
ラジウム化合物を用いる事ができ、活性炭などに担持さ
れても良い。好ましく用いられる物として、パラジウム
(0)/炭素、酢酸パラジウム(II)、塩化パラジウム
(II)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム
(II)クロリド、テトラキス(トリフェニルホスフィ
ン)パラジウム(0)、などを挙げる事ができる。この
中で、酢酸パラジウム(II)、塩化パラジウム(II)が
更に好ましく、酢酸パラジウム(II)が特に好ましく用
いられる。パラジウム触媒は芳香族ハロゲン化物1モル
に対して、1×10-6〜10モル、好ましくは1×10
-5〜1モル、より好ましくは5×10-5〜1×10-1モ
ル、特に好ましくは5×10-5〜1×10-2モル用いら
れる。
できる。配位子としては、トリフェニルホスフィン(PP
h3)、メチルジフェニルホスフィン(Ph2PCH3 )、トリ
フリルホスフィン(P(2-furyl)3 )、トリ(o−トリ
ル)ホスフィン(P(o-tol)3 )、トリ(シクロヘキシ
ル)ホスフィン(PCy3)、ジシクロヘキシルフェニルホ
スフィン(PhPCy2)、トリ(t−ブチル)ホスフィン
(P t Bu3 )、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィ
ノ)−1,1’−ビナフチル(BINAP )、2,2’−ビ
ス[(ジフェニルホスフィノ)ジフェニル]エーテル
(DPEphos )(テトラへドロン・レターズ(Tatrahedro
n Letters )第39巻、第5327頁(1998年)参
照)、ジフェニルホスフィノフェロセン(DPPF)、1,
1’−ビス(ジ−t−ブチルホスフィノ)フェロセン
(D t BPF )、N,N−ジメチル−1−[2−(ジフェ
ニルホスフィノ)フェロセニル]エチルアミン、1−
[2−(ジフェニルホスフィノ)フェロセニル]エチル
メチルエーテル、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−
2’−ジメチルアミノ−1,1’−ビフェニル(ジャー
ナル・オブ・ジ・アメリカン・ケミカル・ソサエティー
(Journal of the American ChemicalSociety)第12
0巻、第9722頁(1998年)参照)、スピロ型ホ
スホニウム塩(アンゲバンテ・ケミー・インターナショ
ナル・エディション(Angewandte Chemie Internationa
l Edition)第37巻、第481頁(1998年)参照)
などのホスフィン系配位子や、イミダゾル−2−イリデ
ンカルベン類などのホスフィンミミック配位子(アンゲ
バンテ・ケミー・インターナショナル・エディション・
イン・イングリッシュ(Angewandte Chemie Internatio
nal Edition in English) 第36巻、第2163頁(1
997年)参照)などが挙げられる。パラジウムと配位
子上の置換基とで反応してパラダサイクル(アンゲバン
テ・ケミー・インターナショナル・エディション・イン
・イングリッシュ(Angewandte Chemie International
Edition in English)第34巻、第1844頁(199
5年)参照)を形成していてもよい。塩素原子を脱離基
として芳香族塩素物を反応に供する場合は、トリフリル
ホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン(パラダサ
イクルを形成してもよい)、トリ(シクロヘキシル)ホ
スフィン、トリ(t−ブチル)ホスフィン、ジシクロヘ
キシルフェニルホスフィン、1,1’−ビス(ジ−t−
ブチルホスフィノ)フェロセン、2−ジシクロヘキシル
ホスフィノ−2’−ジメチルアミノ−1,1’−ビフェ
ニル、およびイミダゾル−2−イリデンカルベン類など
のホスフィンミミック配位子などを加えることが好まし
い。配位子は芳香族ハロゲン化物1モルに対して、1×
10-6〜10モル、好ましくは1×10-5〜1モル、よ
り好ましくは5×10-5〜1×10-1モル用いられる。
ては、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化
物、炭酸塩、炭酸水素塩、リン酸塩、カルボン酸塩、ア
ルコキシドなどの他に、有機塩基である3級アミン(例
えばトリエチルアミン)等を用いる事ができる。好まし
くはアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化
物、炭酸塩、炭酸水素塩、リン酸塩、カルボン酸塩であ
り、更に好ましくはアルカリ金属もしくはアルカリ土類
金属の炭酸塩、リン酸塩、カルボン酸塩であり、特に好
ましくはアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の炭酸
塩である。アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の炭
酸塩としては炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリ
ウム、炭酸セシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウムが
好ましく、更に好ましくは炭酸リチウム、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、炭酸セシウムであり、炭酸カリウム
が特に好ましい。塩基は芳香族ハロゲン化物1モルに対
して、0.5〜50モル、好ましくは1〜10モル用い
られる。また、2種類以上の塩基を併用しても良い。
〜150℃、更に好ましくは40〜130℃である。
(I)で表される)、芳香族ホウ素化合物(一般式(I
I)で表される)、多環式芳香族化合物(一般式(III)
で表される)の具体例を示すが、本発明はこれらに限定
されるものではない。
る。
ンゾチアゾールの合成。 5−ブロモ−2−メチルベンゾチアゾール22.8g
(0.1モル)、フェニルボロン酸13.4g(0.1
1モル)および炭酸カリウム27.6g(0.2モル)
をトルエン150mlと混合し、アセトン10mlを添
加した。酢酸パラジウム2.2mg(0.01ミリモ
ル)を添加し、窒素置換した後、3時間加熱還流したと
ころ、反応は定量的に進行したことをHPLCにより確
認した。室温まで放冷後、水100mlで3回洗浄し、
有機層をゴミ取濾過した。溶媒留去後、減圧蒸留(1.
5mmHg、167−170℃)にて白色結晶を得た。
収量:21g、収率:93%。
ンゾチアゾールの合成。 アセトンを添加しないこと以外は実施例1と同様に反応
を行った。3時間加熱還流後の収率をHPLCにより求
めた。収率:75%
ンゾチアゾールの合成。 5−ブロモ−2−メチルベンゾチアゾール22.8g
(0.1モル)、フェニルボロン酸13.4g(0.1
1モル)、2M炭酸ナトリウム水溶液150ml、およ
びトルエン150ml混合した。ビス(トリフェニルホ
スフィン)パラジウム(II)クロリド7mg(0.01
ミリモル)を添加し、窒素置換した後、3時間加熱還流
しHPLCにより収率を求めた。収率:43%
ンゾチアゾールの合成。 5−クロロ−2−メチルベンゾチアゾール1.84g
(0.01mol)、フェニルボロン酸1.34g(0.
011mol )、炭酸カリウム2.76g(0.02mo
l)、アセトン1ml、およびトルエン5mlを混合し
て攪拌し、トルエン5mlに溶解した酢酸パラジウム2
2.5mg(0.1mmol)を添加した。これを窒素置換
したのち、トルエン5mlに溶解したジシクロヘキシル
フェニルホスフィン84.1mg(0.3mmol)を添加
した。これを窒素雰囲気下、8時間還流下加熱したの
ち、HPLCにて反応の進行を確認した。収率:91
%。
ンゾチアゾールの合成。 アセトンを添加しないこと以外は実施例2と同様に反応
を行った。8時間加熱還流後の収率をHPLCにより求
めた。収率:70%。
物(0.1モル)、フェニルボロン酸13.4g(0.
11モル)および炭酸カリウム27.6g(0.2モ
ル)をトルエン150mlと混合し、アセトン10ml
を添加した。酢酸パラジウム2.2mg(0.01ミリ
モル)を添加し、窒素置換した後、3時間加熱還流しH
PLCにより生成物の収率を確認、比較した結果を表1
8に示した。
非線型光学材料、写真用添加剤、増感色素、医薬品等、
またはそれらの合成中間体として有用な多環式芳香族化
合物を低触媒量で収率良く製造することが可能になっ
た。
Claims (6)
- 【請求項1】 芳香族ハロゲン化物と芳香族ホウ素化合
物をパラジウム触媒、反応溶媒、および塩基の存在下に
クロスカップリング反応させ、多環式芳香族化合物を製
造するに当り、カルボニル化合物から選ばれる化合物を
一種以上共存させる事を特徴とする多環式芳香族化合物
の製造方法。 - 【請求項2】 カルボニル化合物の添加量が、反応溶媒
に対して、50重量%以下であることを特徴とする、請
求項1記載の多環式芳香族化合物の製造法。 - 【請求項3】 反応溶媒中の水の量が有機溶媒に対して
20重量%以下であることを特徴とする、請求項1また
は2記載の多環式芳香族化合物の製造方法。 - 【請求項4】 カルボニル化合物が脂肪族ケトン類であ
る事を特徴とする、請求項1、2または3記載の多環式
芳香族化合物の製造方法。 - 【請求項5】 芳香族ハロゲン化物が塩素原子、または
臭素原子で置換された芳香族化合物であることを特徴と
する、請求項1、2、3または4記載の多環式芳香族化
合物の製造方法。 - 【請求項6】 反応溶媒が、芳香族炭化水素類であるこ
とを特徴とする、請求項1、2、3、4または5記載の
多環式芳香族化合物の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
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WO2007094313A1 (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | 2-(置換フェニル)-3,3,3-トリフルオロプロペン化合物の製造方法 |
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- 1999-09-22 JP JP26883999A patent/JP4070370B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2012184223A (ja) * | 2011-02-14 | 2012-09-27 | Asahi Kasei E-Materials Corp | 多環式芳香族化合物の製造方法 |
JP2012184222A (ja) * | 2011-02-14 | 2012-09-27 | Asahi Kasei E-Materials Corp | ハロゲン原子を有する多環式芳香族化合物の製造方法 |
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