JP2002275104A - 4置換2−アルキルビフェニルおよび2−アルコキシビフェニルの製造法 - Google Patents

4置換2−アルキルビフェニルおよび2−アルコキシビフェニルの製造法

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JP2002275104A
JP2002275104A JP2002038015A JP2002038015A JP2002275104A JP 2002275104 A JP2002275104 A JP 2002275104A JP 2002038015 A JP2002038015 A JP 2002038015A JP 2002038015 A JP2002038015 A JP 2002038015A JP 2002275104 A JP2002275104 A JP 2002275104A
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alkylbiphenyl
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Andreas Dr Meudt
アンドレアス、モイト
Stefan Scherer
シュテファン、シェーラー
Frank Vollmueller
フランク、ホルミューラー
Heinz Georg Kautz
ハインツ、ゲオルク、カウツ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造過程の各ステップにおいて高収率が得ら
れる、4−置換2−アルキルビフェニルまたは2−アル
コキシビフェニルを製造する効率的で手短な方法の提
供。 【解決手段】 フェニルボロン酸と、4−ブロ−または
4−ヨード−アルキル−または−アルコキシ−アニリン
または−アニリドとを反応させて、ビフェニルを生成さ
せ、必要に応じて、その後で脱アシル化して、アニリン
化合物を生成させ、次いで、ジアゾ化してジアゾニウム
化合物を生成させ、ザンドマイヤー反応により求核剤
X、Cu塩、または還元剤と反応させて、4置換2−ア
ルキルビフェニルおよび2−アルコキシビフェニルを製
造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、4置換2−アルキルビフェニル
および2−アルコキシビフェニルの製造法に関するもの
である。
【0002】そのような4置換ビフェニルは、有機合成
においては多能構成単位であり、農薬および医薬産業用
の活性化合物の合成における重要な中間体である。
【0003】これらの化合物に対する経済的関心が高い
にも拘わらず、特異的置換パターンを有するこの種の化
合物の製造法が文献に記載されることはほとんど無く、
これらの方法は、例え利用できるにしても、費用がかか
り、かつ複雑である。
【0004】例えば、化合物4−ヨード−2−メチルビ
フェニル、4−ブロモ−2−メチルビフェニル、4−ク
ロロ−、4−ブロモ−および4−ヨード−2−メトキシ
ビフェニルの合成法は、これまで化学文献に記載された
ことはなかった。
【0005】4−クロロ−2−メチルビフェニルについ
ては種々の合成法が記載されているが、それらはすべて
重大な不利点を有している。
【0006】例えば、シクロヘキサン中で、基本的に製
造が難しい3−クロロ−2−メチルビフェニルを照射す
る(J. Chem. Soc. Perkin Trans., 2, 1983, 859-862)
と、アイソマー混合物としての生成物に加えて脱ハロゲ
ン化生成物が生成する。
【0007】さらに、270℃下に銅を用いて4−クロ
ロ−1−ヨード−2−メチルベンゼンとヨードベンゼン
とをカップリングする方法も知られている(de la Mare,
J.Chem. Soc., 1962, 3784-3796)。この方法の不利点
は、特に、選択性、したがって、収率が低いこと、およ
び原料のクロロヨードメチルベンゼンの製法が複雑であ
ることに加えて、この方法で得られた生成物は、医薬品
としての品質要件を満たすためには入念に精製する必要
があることである。
【0008】他の既知方法は、4−アミノ−2−メチル
ビフェニルをジアゾ化し、ベンゼンと共に加熱する方法
である(Huntress, J. Am. Chem. Soc., 1939, 816, 82
0)。この方法も、原料のアミノメチルビフェニルの製法
がきわめて複雑であり、さらなる不利点は、発ガン性ベ
ンゼンを用いることである。その上、得られる収率も不
十分である。
【0009】したがって、市販されている安価な出発化
合物から出発して、高収率かつ高純度で目的生成物を得
ることができる、式(I)の化合物の製造法が求められ
ている。
【0010】本発明は、この目的を達成し、式(I):
【化4】 〔式中、Xは、NH、NHAc、NH(C=O)R
(ここで、R=直鎖もしくは分枝鎖C−C−アル
キル、特に、C−C−アルキル、フッ素、塩素、臭
素、ヨウ素、Nまたはシアン化物)であり、R
は、直鎖もしくは分枝鎖C−C−アルキル、特に、
−C−アルキルまたはC−C−アルコキシ、
好ましくはC−C−アルコキシであり、R〜R
はそれぞれ独立に、H、CH、直鎖もしくは分枝鎖C
−C−アルキル、特に、C−C−アルキル、
F、Cl、CN、NO、CHO、COOH、CH
H、C(=O)CH、C−C−アルコキシ、特
に、C−C−アルコキシである〕によって表される
4置換2−アルキルビフェニルおよび2−アルコキシビ
フェニルの製造法を提供するものであり、この方法は、
式(II)のフェニルボロン酸と、式(III)の4−
ブロモ−または4−ヨード−アルキル−またはアルコキ
シ−アニリンまたはアニリドとを反応させて、式(I
V)の化合物を生成させ、
【化5】 必要に応じて、その後で脱アシル化して、式(V)の化
合物を生成させ、次いでジアゾ化して式(VI)の化合
物を生成させ、求核剤(X)または還元剤と反応させ
て、式(I)の4置換2−アルキルビフェニルおよび2
−アルコキシビフェニルを得るものである。
【化6】
【0011】本発明の方法は、各ステップにおいて高収
率が得られる、それぞれ4−置換2−アルキルビフェニ
ルまたは2−アルコキシビフェニルを得る効率的で手短
な方法を提供するものである。
【0012】上記式(III)および(IV)におい
て、Rは、水素、5炭素原子に対してn=1を有する
ホルミルまたはアシル(C(=O)−C2n+1
であってよい。
【0013】アリールボロン酸は、遊離ボロン酸(R″
=H)として、ボロン酸無水物または直鎖もしくは分枝
鎖の一価もしくは多価アルコールのエステル(R″=C
−C−アルキル、特に、C−C−アルキル−、
またはB(OR″)はボロン酸無水物ラジカルであ
る)として用い得る。出発化合物として、遊離ボロン
酸、その無水物またはメタノール、エタノールまたはグ
リコールとのエステルを用いるのが好ましい。
【0014】アシル化アニリンおよびその後の脱アシル
化を介した遠回り法を用いる理由は、カップリング反応
におけるNH基の不安定性のために、カップリング反
応において中程度の収率しか観察されないことがあるか
らである。驚くべきことには、これらの場合に、上記遠
回り法は、ステップの数が増えるにも拘わらず、より高
い収率および生成物純度が得られるために、より経済的
であることが立証された。
【0015】上述のように、上記式中のXは、NH
NHAc、NH(C=O)R(ここで、R=直鎖ま
たは分枝鎖C−C−アルキル、フッ素、塩素、臭
素、ヨウ素、Nまたはシアン化物)であってよ
く、その場合、ジアゾニウム塩からこれらの化合物を製
造するための対応反応物質は、従来技術に記載されてい
るように、例えば、X=Brの場合にはCuBr、X=
1の場合にはアルカリ金属ヨウ化物、X=CNの場合に
はCuCN、またはX=Nの場合には亜硫酸塩も
しくは二亜硫酸塩またはZnClなどの適切な還元剤
である。
【0016】ザンドマイヤー反応により、式(VI)の
対応ジアゾ化合物を介して、式(V)のアニリン誘導体
と、適切な塩化物、臭化物、ヨウ化物またはシアン化物
化合物とを反応させて、式(I)の2−アルキル−また
は2−アルコキシ−4−クロロ−、−ブロモ−、−ヨー
ド−または−シアノ−ビフェニルを生成させる。
【0017】式(I)のヒドラジノ化合物(X=N
)は、式(VI)のジアゾニウム塩と、還元剤、特に
亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、二亜硫酸塩または塩化スズと
を反応させて製造するのが好ましい。
【0018】本発明の合成法の原料は、市販されている
か、または簡単かつ高収率で製造し得る。例えば、式
(III)の4−ブロモ−または4−ヨード−3−アル
キル−またはアルコキシ−アニリンまたはアニリドは、
いずれも、許容し得る価格で、しかも大量に購入し得
る。Suzukiカップリングに用いるフェニルボロン
酸(II)も市販されているが、多くの場合、当業者に
は公知の方法を用い、対応グリニャール化合物とホウ素
化合物とを反応させてより安価かつ良好な収率で製造し
得る。
【0019】式(IV)のアミノビフェニルを生成する
ための式(II)のボロン酸と式(III)のアニリン
とのSuzukiカップリングは、従来技術の方法("Me
tal-catalyzed Cross-coupling Reactions", Diederich
/Stang, Wiley-VCH, Weinheim, 1998)をベースとする方
法によって実施し得るPd触媒カップリング反応を用い
て達成し得る。このカップリング反応に適した溶媒は、
例えば、アルコール、DMSO、NMP、DMF、DM
Ac、エーテルまたは炭化水素であり;カップリング反
応は、メタノール、エタノールまたはグリコールなどの
アルコール溶媒中で実施するのが好ましい。反応は、貴
金属触媒、特に、パラジウム含有触媒の存在下に実施す
る。好ましい実施態様においては、以下の群から選択さ
れるパラジウムまたはニッケル触媒を用いる:NiCl
、PdCl、PdCl(dppf)、PdCl
(PPn、PdCl(dppe)、PdCl
(dppp)、PdCl(dppb)、Pdl、P
dBrまたはPD(OAc)など〔これらの式にお
いて、dppe=1,2−ビス(ジフェニルホスフィ
ノ)エタン、dppp=1,2−ビス(ジフェニルホス
フィノ)プロパン、dppb=1,2−ビス(ジフェニ
ルホスフィン)ブタンおよびdppf=1,2−ビス
(ジフェニルホスフィン)フェロセン、Ph=フェニ
ル〕。一般に、触媒は、初期に適切な溶媒中に装入し、
式(II)のボロン酸と式(III)のアニリンおよび
アニリドをゆっくり滴下する。添加中の反応溶液の温度
は、0〜150℃、特に、70〜135℃、に維持す
る。反応物質の添加完了後、変換率をできるだけ高くす
るために、式(II)の化合物に基づいて、さらに0.
001〜1mol%の触媒を反応溶液に添加するのが有
用であろう。次いで、溶液を1〜24時間還流させる。
【0020】カップリング完了後、反応混合物を、例え
ば、水に注いだり、抽出したり、蒸発させたりして加工
し、固化溶融物または粘性油状物として粗生成物を得
る。場合により、水中に注いで沈殿した粗生成物は濾過
により簡単に回収することができる。一般に、収率は8
5〜98%、特に90〜95%、である。
【0021】得られた粗生成物は、少量の活性炭を添加
して再結晶させることにより、容易に高収率かつ高純度
で得ることができる。しかし、大抵の場合、式IVの粗
ビフェニルは、さらに精製することなく用い得ることが
分った。
【0022】R=Hであるアニリンを用いると、ジア
ゾ化に必要なアニリン(V)(R=H)がそのまま得
られる。しかし、R=ホルミルまたはアシルであり、
かつ1〜5個の丹埜原子を有するアニリド(C(=O)
−C2n+1)(n=1〜5)を用いる場合、追加
の脱アシル化ステップが必要となる。これは、粗アニリ
ドを、後のジアゾ化ステップにも用いられる酸、例え
ば、塩酸、臭化水素酸または硫酸と共に沸騰させると有
利に実施し得る。この処置は、アニリンの開裂の結果と
して、前以てアミノビフェニルを遊離させることなくそ
のままジアゾ化し得るアンモニウム塩の溶液または懸濁
液が直接得られる(開裂時に副産物として生成されたカ
ルボン酸は干渉しない)ために、きわめて有利である。
さらに、通常、多くの時間をかけて実施される、生成し
たアニリドまたはアニリンと酸との沸騰ステップによ
り、きわめて純度の高い生成物が生成するために、ジア
ゾ化はきわめて短い反応時間で容量的に進行する。
【0023】生成されたジアゾニウム塩から式(I)の
生成物を得るためのその後の反応は、従来技術の方法を
ベースとする方法を用いて実施するが、これらの方法
は、溶解度が低いことが多いビフェニルに合わせて適切
に改変する必要がある。亜硫酸塩、亜硫酸水素塩もしく
は二亜硫酸塩溶液またはSnClなどの通常の還元剤
を用いて還元することにより、高収率のヒドラジノビフ
ェニルが得られ、CuCN、CuBrまたはCuClを
用いたザンドマイヤー反応により、X=CN、Brまた
はClである対応化合物が80〜95%の収率で得ら
れ、ヨウ化物溶液と反応させると、4−ヨード−2−ア
ルキル/アルコキシビフェニルがきわめて良好な収率で
得られる。
【0024】本発明の方法を以下の諸例により例示する
が、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【0025】
【実施例】例1 2−メチル−4−アセトアミノビフェニルの調製 450mlのメタノール中225gの炭酸ナトリウムお
よび0.15gのPdCl(PPhを還流温度
に加熱する。50℃に加熱しておいた、225mlのメ
タノールに溶かした342gの4−ブロモ−3−メチル
アセトアニリドおよび270gのフェニルボロン酸エチ
レングリコールエステルの溶液を60分かけて滴下す
る。滴下中、内部温度を少なくとも85℃に維持し得る
ような量でメタノールを蒸留して除去する。滴下完了
後、さらに0.1gのPd触媒を添加し、反応混合物を
さらに6時間還流させる。この後、HPLCにより反応
をモニターすると、99.9%の変換率を示す。反応混
合物は攪拌可能状態に維持した状態で、残留メタノール
を出来るかぎり完全に蒸留して除去する(620m
l)。次いで、1250mlのクロロベンゼンを加え
る。85mlの水を添加して加水分解を行う。70〜8
0℃で相を分離し、水性相を廃棄する。有機相を50m
lの水で1回洗浄し、次いで、厚さ0.5cmの酸化ア
ルミニウム層を介して濾過する。300〜500mba
rでクロロベンゼンを蒸留して除去する。残った粗2−
メチル−4−アセトアミノビフェニル残留物はさらに精
製することなく次ぎの反応に用いる。収率は定量的であ
る。
【0026】アシル化されなかった4−ブロモ−3−メ
チルアニリンとアミノ窒素との直接カップリングは、約
55%の収率で進行し、残りは、脱アミノ化により2−
メチルビフェニルに変換させたが、これも、所望反応生
成物から分離しにくかった。
【0027】例2 2−メチル−4−アミノビフェニルヒドロクロリドの調
製 例1に記載のように調製した2−メチル−4−アセトア
ミノビフェニルに、300gの水と296gのHCl
(37%)を加える。まだ存在しているすべてのクロロ
ベンゼンを共沸蒸留して除去した後、HPLCのモニタ
ーにより、完全に変換されたことが示されるまで(約4
時間)、混合物を還流させた。得られた懸濁液は、さら
に精製することなく、かつ開裂時に副生成物として生成
した酢酸を除去することなく、次ぎの反応に用いること
ができる。(HPLC面積%から計算した)収率は99
%である。
【0028】例3 4−ヨード−2−メチルビフェニルの調製 例2由来の反応混合物を、300mlの水および100
mlのトルエンと混合し、0℃に冷却する。20%比強
度の硝酸ナトリウム溶液517.5gを0〜3℃下に2
時間かけて滴下する。さらに15分間攪拌した後、亜硝
酸塩の定量を行う。亜硝酸塩がもはや検出されなくなっ
たら、さらに2gの亜硝酸塩溶液を加え、混合物をさら
に15分間攪拌し、亜硝酸塩を再度定量する。15分
後、亜硝酸塩テストがまだ陽性であるときに変換は完了
し、反応しなかった亜硝酸塩は、0.5gのアミノスル
ホン酸を加えて分解(destroy)することができ
る。水中50%比強度のKl溶液516gを30分かけ
て滴下する。反応しなかったジアゾニウム塩を分解する
ために、混合物を15分間60℃で加熱し、次いで、5
0℃に冷やす。750mlのトルエンを添加した後、相
を分離し、再度250mlのトルエンで水性相を抽出す
る。合わせた有機相を脱酸性化し、11gの二亜硫酸ナ
トリウムをさらに溶解させた189gの2M Na
溶液を加えて攪拌脱色する。相分離を繰返し、暗色
溶液を濾過して、455gの粗4−ヨード−2−メチル
ビフェニルをトルエン溶液として得る。33mbar/
60℃でトルエンを蒸留して除去し、粗4−ヨード−2
−メチルビフェニルが茶色っぽい透明な液体を得、これ
を蒸留して(しかし、これは部分的熱分解を伴い、収率
が低下する)純粋で無色のきわめて感光性の4−ヨード
−2−メチルビフェニル(b.p.140〜150℃/
2mbar、粗生成物収率=95%、蒸留後=90%)
に変換することができる。この生成物は、暗所で0〜5
℃下に貯蔵する必要がある。
【0029】例4 4−シアノ−2−メチルビフェニルの調製 例3に記載のように調製したジアゾニウム塩の懸濁液
を、従来技術に記載の方法(Organikum,17
th edition,VEB,1988)に従って新
たに調製したKCN溶液中のCuCN溶液と反応させ
る。この反応により、黄色っぽい油状物として4−シア
ノ−2−メチルビフェニルを収率83%で得る。
【0030】例5 4−クロロ−2−メチルビフェニルの調製 例3に記載のように調製したジアゾニウム塩の懸濁液
を、従来技術に記載の方法(Organikum,17
th edition,VEB,1988)に従って新
たに調製したCuClの濃塩酸溶液と反応させる。これ
によって、黄色っぽい固体として4−クロロ−2−メチ
ルビフェニルを収率86%で得る。
【0031】例6 4−ブロモ−2−メチルビフェニルの調製 例3に記載のように調製したジアゾニウム塩の懸濁液
を、従来技術に記載の方法(Organikum,17
th edition,VEB,1988)に従って新
たに調製したCuBrの濃臭化水素酸溶液と反応させ
る。これによって、黄色っぽい固体として4−ブロモ−
2−メチルビフェニルを収率92%で得る。
【0032】例7 4−クロロ−2−メチルビフェニルの調製 例3に記載のように調製したジアゾニウム塩の懸濁液
を、従来技術に記載の方法(Organikum,17
th edition,VEB,1988)に従って新
たに調製したCuClの濃塩酸溶液と反応させる。これ
によって、わずかに茶色がかった油状物として4−クロ
ロ−2−メチルビフェニルを収率84%で得る。
【0033】例8 4−ヒドラジノ−2−メチルビフェニルの調製 例3に記載のように調製したジアゾニウム塩の懸濁液
を、従来技術に記載の方法(Organikum,17
th edition,VEB,1988)に従って、
亜硫酸ナトリウム溶液と反応させる。これによって、黄
色っぽい固体として4−ヒドラジノ−2−メチルビフェ
ニルを得るが、これはきわめて容易に分解するので、−
20℃で貯蔵するか、直ぐに次ぎの反応に用いる必要が
ある。ヒドラジノビフェニルヒドロクロリド気密下に室
温で数日保持し得る。
【0034】例9 4−アセトアミノ−2,4′−ジメチルビフェニルの調
製 この化合物の調製は、例1と類似の方法を用いて実施し
たが、この例では、等量のp−トリルボロン酸のエチレ
ングリコールエステルを用いた。クロロベンゼンを蒸留
して除去し、薄茶色の粘性油状物として生成物を収率9
5%で得た。この油状物は、エタノールから結晶化する
ことにより、さらに精製することができる。
【0035】例10 4−アセトアミノ−2−メチル−4′−クロロビフェニ
ルの調製 この化合物の調製は、例1と類似の方法を用いて実施し
たが、この例では、等量のp−クロロフェニルボロン酸
のエチレングリコールエステルを用いた。クロロベンゼ
ンを蒸留して除去し、生成物を薄茶色の固体として得
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 233/07 C07C 233/07 241/04 241/04 243/22 243/22 253/02 253/02 255/50 255/50 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 シュテファン、シェーラー ドイツ連邦共和国ビュッテルボルン、レル ヒェンベーク、5 (72)発明者 フランク、ホルミューラー ドイツ連邦共和国フランクフルト、アム、 マイン、フュルシュテンベルガー、シュト ラーセ、168ゲー (72)発明者 ハインツ、ゲオルク、カウツ ドイツ連邦共和国ビアシュタイン、ボーン ビーセンウェーク、19 Fターム(参考) 4H006 AA02 AB84 AC24 AC30 AC52 AC54 AC59 BA21 BA25 BA37 BA48 BB14 BD70 BE61 BE90 4H039 CA41 CD20 CD90

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式(I) 【化1】 〔式中、Xは、NH、NHAc、NH(C=O)R
    (ここで、R=直鎖もしくは分枝鎖C−C−アル
    キル、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、Nまたはシ
    アン化物である)であり、 Rは、直鎖もしくは分枝鎖C−C−アルキルまたは
    −C−アルコキシであり、 R〜Rはそれぞれ独立に、H、CH、直鎖もしく
    は分枝鎖C−C−アルキル、F、Cl、CN、NO
    、CHO、COOH、CHOH、C(=O)C
    、C−C−アルコキシである〕によって表され
    る4置換2−アルキルビフェニルおよび2−アルコキシ
    ビフェニルの製造法であって、式(II)のフェニルボ
    ロン酸と、式(III)の4−ブロ−または4−ヨード
    −アルキル−または−アルコキシ−アニリンまたは−ア
    ニリドとを反応させて、式(IV)の化合物を生成さ
    せ、 【化2】 〔式中、Rは、水素、1〜5個の炭素原子を有するホ
    ルミルまたはアシル(C(=O)−C2n+1
    (n=1〜5)であり、 R″は、HもしくはC−C−アルキル、またはB
    (OR″)はボロン酸無水物ラジカルである〕、 【化3】 必要に応じて、その後で脱アシル化して、式(V)の化
    合物を生成させ、次いで、ジアゾ化して式(VI)の化
    合物を生成させ、ザンドマイヤー反応により求核剤X、
    Cu塩、または還元剤と反応させて、式(I)の4置換
    2−アルキルビフェニルおよび2−アルコキシビフェニ
    ルを得る方法。
  2. 【請求項2】式(II)のフェニルボロン酸と式(II
    I)のアニリンまたはアニリドとのカップリング反応を
    アルコール溶媒中で実施する、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】カップリング反応を貴金属触媒の存在下に
    実施する、請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】ニッケルまたはパラジウムを含んでなる触
    媒を用いる、請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】X=Cl、Br、IまたはCNであり、か
    つザンドマイヤー反応により、式(V)のアニリン誘導
    体を、式(VI)の対応ジアゾ化合物を介して、適切な
    塩化物、臭化物、ヨウ化物またはシアン化物化合物と反
    応させる、請求項1から4のいずれか1項に記載の式
    (I)の4置換2−アルキルビフェニルおよび2−アル
    コキシビフェニルの製造法。
  6. 【請求項6】X=Nであり、かつ、式(I)の化
    合物が、式(VI)のジアゾニウム塩を、還元剤、特
    に、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩もしくは二亜硫酸塩または
    塩化スズ、で還元して得られる、請求項1から5のいず
    れか1項に記載の式(I)の4置換2−アルキルビフェ
    ニルおよびアルコキシビフェニルの製造法。
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