JP2009091336A - α位アルケニル置換含窒素芳香族複素環化合物の製造方法 - Google Patents

α位アルケニル置換含窒素芳香族複素環化合物の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 少量の金属触媒と温和な反応条件でα位アルケニル置換含窒素芳香族複素環化合物を製造する方法を提供すること。
【解決手段】 少なくともα位に水素原子を有する含窒素芳香族複素環化合物とアルキン化合物を、ニッケル触媒とホスフィン系配位子とルイス酸触媒の存在下で反応させ、当該α位をアルケニル化する工程を含んでなることを特徴とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は、α位アルケニル置換含窒素芳香族複素環化合物の新規な製造方法に関する。
周知の通り、ピリジンに代表される含窒素芳香族複素環化合物は、医薬品、農薬、化成品などの原料として有用である。含窒素芳香族複素環化合物を原料として多種多様な化学構造を有する有機化合物を合成するために、その芳香環に炭素側鎖を導入する手法は極めて重要である。特に、複素環の炭素−水素結合を直接的に炭素−炭素結合に変換できる手法は、原子効率の観点から望ましい。このような手法の1つとしてフリーデル-クラフツ反応が知られているが、この反応は比較的電子豊富な芳香族化合物にしか通常適用できないことから、ピリジンなどへの炭素側鎖導入には利用できない。そこで、例えば、ピリジンなどに対し、ハロゲン化や化学量論量の金属反応剤を利用したメタル化の後、炭素求核剤や炭素求電子剤を反応させる手法が提案されているが、この手法は工程数が多い上、多量の副生成物を生じる問題があった。また、ピリジンなどのα位を選択的にアルケニル化することは困難であるとされてきた。この問題を解決するため、非特許文献1では、ピリジンのα位(2位)をアルケニル化する方法として、(アルキン-1-イル)トリメチルシランとルテニウム触媒を用いる方法が提案されている。しかしながら、この方法はルテニウム触媒が(アルキン-1-イル)トリメチルシランに対して20モル%必要であり、反応条件も温度を100℃以上にまで上昇させなければならないといった制約を有している。
M. Murakami et al., J. AM. CHEM. SOC. 2003, 125, 4720-4721
そこで本発明は、少量の金属触媒と温和な反応条件でα位アルケニル置換含窒素芳香族複素環化合物を製造する方法を提供することを目的とする。
本発明者は上記の点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、ニッケル触媒とホスフィン系配位子とルイス酸触媒の存在下で、α位に水素原子を有する含窒素芳香族複素環化合物とアルキン化合物を反応させると、多量のニッケル触媒を必要とすることなく、しかも温度が100℃以下の温和な反応条件で、α位アルケニル置換含窒素芳香族複素環化合物を得ることができることを見出した。
上記の知見に基づいてなされた本発明のα位アルケニル置換含窒素芳香族複素環化合物の製造方法は、請求項1記載の通り、少なくともα位に水素原子を有する含窒素芳香族複素環化合物とアルキン化合物を、ニッケル触媒とホスフィン系配位子とルイス酸触媒の存在下で反応させ、当該α位をアルケニル化する工程を含んでなることを特徴とする。
また、請求項2記載の製造方法は、請求項1記載の製造方法において、含窒素芳香族複素環化合物がピリジンであることを特徴とする。
また、請求項3記載の製造方法は、請求項1記載の製造方法において、ニッケル触媒がNi(cod)2であることを特徴とする。
また、請求項4記載の製造方法は、請求項1記載の製造方法において、ホスフィン系配位子が一般式：P(R1)(R2)(R3)で表される単座ホスフィン系配位子(式中、R1、R2、R3は同一または異なって低級アルキル基、シクロアルキル基、アリール基のいずれかを示す)であることを特徴とする。
また、請求項5記載の製造方法は、請求項1記載の製造方法において、ルイス酸触媒が亜鉛化合物、アルミニウム化合物、ホウ素化合物から選択される少なくとも1種類であることを特徴とする。
また、請求項6記載の製造方法は、請求項1記載の製造方法において、ニッケル触媒の使用量をアルキン化合物に対して1モル%〜10モル%とすることを特徴とする。
また、請求項7記載の製造方法は、請求項1記載の製造方法において、ニッケル触媒とホスフィン系配位子の使用比率を1：2〜1：6(モル比)とすることを特徴とする。
また、請求項8記載の製造方法は、請求項1記載の製造方法において、ニッケル触媒とルイス酸触媒の使用比率を1：1〜1：4(モル比)とすることを特徴とする。
また、請求項9記載の製造方法は、請求項1記載の製造方法において、ホスフィン系配位子とルイス酸触媒の使用比率を1：0.2〜1：1(モル比)とすることを特徴とする。
本発明によれば、少量の金属触媒と温和な反応条件でα位アルケニル置換含窒素芳香族複素環化合物を製造する方法を提供することができる。
本発明のα位アルケニル置換含窒素芳香族複素環化合物の製造方法は、少なくともα位に水素原子を有する含窒素芳香族複素環化合物とアルキン化合物を、ニッケル触媒とホスフィン系配位子とルイス酸触媒の存在下で反応させ、当該α位をアルケニル化する工程を含んでなることを特徴とするものである。
本発明において、含窒素芳香族複素環化合物としては、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、テトラゾールなどの5員環化合物、ベンズイミダゾール、1H-インダゾール、プリンなどの5員環を含む縮合環化合物、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジンなどの6員環化合物、キノリン、イソキノリン、フェナントリジン、1,8-ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、フタラジン、1,10-フェナントロリンなどの6員環を含む縮合環化合物などが挙げられる。
含窒素芳香族複素環化合物は置換基を有していてもよい。含窒素芳香族複素環化合物が有していてよい置換基としては、低級アルキル基(メチル基、エチル基、イソプロピル基、t-ブチル基などの炭素数が1〜6の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基)、トリフルオロメチル基、アリール基(フェニル基やナフチル基など)、低級アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基などの炭素数が1〜6の直鎖状または分岐鎖状のアルコキシ基)、ハロゲン(塩素など)、ニトロ基、水酸基、アミノ基、モノ低級アルキルアミノ基(モノメチルアミノ基などの炭素数が1〜6の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基でモノ置換されたアミノ基)、ジ低級アルキルアミノ基(ジメチルアミノ基などの炭素数が1〜6の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基でジ置換されたアミノ基)、トリ低級アルキルシリル基(トリメチルシリル基などの炭素数が1〜6の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基でトリ置換されたシリル基)、ヒドロキシ低級アルキル基(ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基などの炭素数が1〜6の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基)、低級アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などのアルコキシ部分が炭素数が1〜6の直鎖状または分岐鎖状であるアルコキシカルボニル基)、ジヒドロキシボラニル基やそのピナコールエステル体、ホルミル基、シアノ基、カルボニル基、カルバモイル基、低級アルキルカルバモイル基(メチルカルバモイル基などのアルキル部分が炭素数が1〜6の直鎖状または分岐鎖状であるアルキルカルバモイル基)、低級アルキルスルホニル基(メチルスルホニル基などのアルキル部分が炭素数が1〜6の直鎖状または分岐鎖状であるアルキルスルホニル基)、アリールスルホニル基(フェニル基スルホニル基など)、低級アルコキシスルホニル基(メトキシスルホニル基などのアルコキシ部分が炭素数が1〜6の直鎖状または分岐鎖状であるアルコキシスルホニル基)、スルファモイル基、低級アルキルスルファモイル基(メチルスルファモイル基などのアルキル部分が炭素数が1〜6の直鎖状または分岐鎖状であるアルキルスルファモイル基)、ジ低級アルキルホスホリル基(ジメチルホスホリル基など)、ジアリールホスホリル基(ジフェニルホスホリル基など)、ジ低級アルコキシホスホリル基(ジメトキシホスホリル基など)、ジアミノホスホリル基などが挙げられる。低級アルキル基、アリール基は、含窒素芳香族複素環化合物が有していてよい置換基を置換基として有していてもよい。水酸基、ヒドロキシ低級アルキル基における水酸基は、t-ブチルジメチルシリル基などのトリ低級アルキルシリル基(前記と同義)で保護されていてもよい。
アルキン化合物としては、例えば、一般式：Ra-C≡C-Rbで表される化合物が挙げられる。式中、置換基Ra、Rbとしては、同一または異なって水素原子、低級アルキル基(前記と同義)、アリール基(前記と同義)、トリ低級アルキルシリル基(前記と同義)などが挙げられる。
置換基を有していてもよいα位に水素原子を有する含窒素芳香族複素環化合物とアルキン化合物の仕込み比率は、1：0.1〜1：0.5が収率の観点から望ましい。
本発明において用いるニッケル触媒としては、有機合成において汎用される、Ni(CO)4、Ni(cod)2(ビス(1,5-シクロオクタジエン)ニッケル)、NiL4(L：配位子)などの0価のニッケル錯体や、NiX2L2(X：ハロゲン)、[Ni(π-allyl)X]2などの2価のニッケル錯体が挙げられるが、なかでも、取り扱いが容易で市販もされているNi(cod)2が好適である。
本発明において用いるホスフィン系配位子としては、一般式：P(R1)(R2)(R3)で表される単座ホスフィン系配位子(式中、R1、R2、R3は同一または異なって低級アルキル基、シクロアルキル基、アリール基のいずれかを示す)が挙げられる。なお、低級アルキル基、アリール基は前記と同義である。シクロアルキル基としては、シクロヘキシル基などの炭素数が5〜7のものが挙げられる。具体的には、P(i-Pr)3、P(t-Bu)2Me、PMe2Ph、PMePh2、PPh3、PCy3、PPh2(4-Me2NC6H4)、P(4-MeOC6H4)3、P(4-CF3C6H4)3、2-(2'-Me2NC6H4)C6H4PCy2などが例示される。単座ホスフィン系配位子の代わりに、Me2P(CH2)2PMe2や2,2'-bipyridylなどの2座配位子を用いてもよいが、単座ホスフィン系配位子を用いる方が触媒性能に優れる。
本発明において用いるルイス酸触媒としては、亜鉛化合物、アルミニウム化合物、ホウ素化合物が挙げられる。亜鉛化合物としては、一般式：Zn(R4)(R5)で表される化合物が挙げられる。アルミニウム化合物としては、一般式：Al(R6)(R7)(R8)で表される化合物が挙げられる。ホウ素化合物としては、一般式：B(R9)(R10)(R11)で表される化合物が挙げられる。これらの一般式中、R4〜R11は同一または異なって低級アルキル基(前記と同義)、アリール基(前記と同義)、ハロゲン(塩素、臭素など)などを示す。R4とR5の少なくとも1つ、R6とR7とR8の少なくとも1つ、R9とR10とR11の少なくとも1つは、低級アルキル基またはアリール基が望ましい。
ニッケル触媒の使用量は、アルキン化合物に対して1モル%〜10モル%が望ましく、2モル%〜5モル%がより望ましい。ニッケル触媒の使用量が1モル%未満であると反応効率が劣る恐れがある一方、10モル%を越えるニッケル触媒を使用しても反応効率はそれほど向上せず、コストアップを招来するだけである。また、ニッケル触媒とホスフィン系配位子の使用比率は、1：2〜1：6(モル比)が望ましい。ニッケル触媒とルイス酸触媒の使用比率は、1：1〜1：4(モル比)が望ましい。ホスフィン系配位子とルイス酸触媒の使用比率は、1：0.2〜1：1(モル比)が望ましい。
なお、反応条件の一例としては、有機溶媒として非極性有機溶媒、具体的には、トルエンやキシレンのような芳香族炭化水素、望ましくはトルエンを用い、室温〜100℃の温度条件下、望ましくは40℃〜70℃の温度条件下で反応時間が1時間〜10日間といった条件が挙げられる。
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定して解釈されるものではない。
（実験１）
以下の反応式で示す反応条件でピリジンのα位のアルケニル化を行った。
Figure 2009091336
ルイス酸(Lewis Acid)触媒として亜鉛化合物を用いた場合、ピリジンのα位にアルケニル基(4-オクテン-4-イル基)を効率よく導入することができた。また、ルイス酸触媒としてアルミニウム化合物を用いた場合、ピリジンのα位に導入されたアルケニル基にさらにアルケニル基が導入された化合物を得ることができた。亜鉛化合物もアルミニウム化合物も、有機置換基を有している方が反応効率に優れていた。なお、収率はアルキン化合物(4-オクチン)を基準とした数値を意味する(化合物3aa,化合物4aaの物性データは実験2において示す)。
（実験２）
実験1と同様の実験条件で(特記した場合を除く)、下記の含窒素芳香族複素環化合物(1)とアルキン化合物(2)を用い、含窒素芳香族複素環化合物のα位のアルケニル化を行った。結果を表1に示す。
Figure 2009091336
Figure 2009091336
Figure 2009091336
表1から明らかなように、本発明によれば、種々の化学構造を有する含窒素芳香族複素環化合物のα位のアルケニル化を効率よく行えることがわかった。以下に代表的な生成物(major product)の物性データを示す。
(E)-2-(4-オクテン-4-イル)ピリジン：(E)-3aa
物性データ：A colorless oil, Rf 0.60 (hexane-ethyl acetate = 9/1), 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.54 (ddd, J = 4.8, 1.8, 0.9 Hz, 1H), 7.58 (ddd, J = 8.0, 6.8, 1.9 Hz, 1H), 7.35 (ddd, J = 8.0, 2.0, 1.0 Hz, 1H), 7.08 (ddd, J = 7.4, 4.9, 1.1 Hz, 1H), 6.21 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 2.61 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 2.24 (q, J = 7.4 Hz, 2H), 1.51 (sext, J = 7.4 Hz, 2H), 1.42 (sext, J = 7.5 Hz, 2H), 0.98 (t, J = 7.3 Hz, 3H), 0.92 (t, J = 7.3 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 159.8, 148.6, 139.5, 136.0, 132.1, 121.0, 120.2, 30.9, 30.2, 22.9, 22.2, 14.22, 14.18; HMRS (FAB+) Calcdfor C13H19N: M+, 189.1517. Found: m/z 189.1525.
(Z)-2-(4-オクテン-4-イル)ピリジン：(Z)-3aa
物性データ：A colorless oil, Rf 0.50 (hexane-ethyl acetate = 9:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.54 (ddd, J = 4.8, 1.6, 0.7 Hz, 1H), 7.53 (td, J = 7.6, 0.9 Hz, 1H), 7.11-7.00 (m, 2H), 5.51 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 2.39 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 1.93 (q, J = 7.3 Hz, 2H), 1.38-1.20 (m, 4H), 0.81 (t, J = 7.3 Hz, 3H), 0.78 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 159.5, 148.9, 140.1, 135.2, 129.0, 123.6, 120.9, 39.6, 30.8, 23.1, 21.3, 13.7, 13.6; Anal. Calcd for C13H19N; C, 82.48; H, 10.12. Found: C, 82.23; H, 10.11.
(4E,6E)-5,6-ジプロピル-4-(2-ピリジル)デカ-4,6-ジエン：4aa
物性データ：A colorless oil, Rf 0.75 (hexane-ethyl acetate = 9:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.50 (dq, J = 4.8, 1.0 Hz, 1H), 7.44 (td, J = 7.6, 1.9 Hz, 1H), 7.03-6.96 (m, 2H), 4.91 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 2.53 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 2.23 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 1.91 (t, J = 8.2 Hz, 2H), 1.73 (q, J = 7.3 Hz, 2H), 1.47-1.20 (m, 6H), 1.04-0.78 (m, 11H), 0.65 (J = 7.3 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 162.8, 148.2, 142.7, 138.9, 136.4, 134.7, 132.0, 125.1, 120.1, 34.7, 33.0, 32.6, 30.9, 22.6, 22.3, 21.7, 21.6, 14.9, 14.3, 14.1, 13.9.
(E)-2-(4-オクテン-4-イル)-4-フェニルピリジン：3ba
物性データ：A colorless oil, Rf 0.30 (hexane-ethyl acetate = 9:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.61 (dd, J = 5.1, 0.7 Hz, 1H), 7.69-7.61 (m, 2H), 7.58 (d, J = 1.9 Hz, 1H), 7.52-7.40 (m, 3H), 7.32 (dd, J = 5.1, 1.8 Hz, 1H), 6.30 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 2.70 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 2.29 (q, J = 7.4 Hz, 2H), 1.56 (sext, J = 7.4 Hz, 2H), 1.49 (sext, J = 7.5 Hz, 2H), 1.02 (t, J = 7.4 Hz, 3H), 0.97 (t, J = 7.3 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 160.4, 149.0, 148.4, 139.7, 138.6, 132.2, 128.8, 128.6, 126.8, 119.2, 118.3, 30.9, 30.3, 22.9, 22.2, 14.22, 14.17.
(E)-2-(4-オクテン-4-イル)-4-(トリフルオロメチル)ピリジン：3ca
物性データ：A colorless oil, Rf 0.60 (hexane-ethyl acetate = 9:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.71 (d, J = 4.9 Hz, 1H), 7.56 (t, J = 0.8 Hz, 1H), 7.30 (dd, J = 5.0, 1.0 Hz, 1H), 6.30 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 2.64 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 2.27 (q, J = 7.4 Hz, 2H), 1.53 (sext, J = 7.5 Hz, 2H), 1.43 (sext, J = 7.5 Hz, 2H), 0.99 (t, J = 7.4 Hz, 3H), 0.93 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 161.2, 149.5, 139.0, 138.2 (q, J = 33.2 Hz), 134.1, 123.0 (q, J = 272.4 Hz), 116.4 (q, J = 3.3 Hz), 115.6 (q, J = 3.6 Hz), 31.0, 30.1, 22.8, 22.1, 14.21, 14.18; Anal. Calcdfor C14H18F3N; C, 82.48; H, 10.12. Found: C, 82.20; H, 10.04.
(E)-4-[(tert-ブチルジメチルシリロキシ)メチル]-2-(4-オクテン-4-イル)ピリジン：3da
物性データ：A colorless oil, Rf 0.50 (hexane-ethyl acetate = 9:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.48 (d, J = 5.1 Hz, 1H), 7.34 (s, 1H), 7.04 (dd, J = 5.0, 0.6 Hz, 1H), 6.24 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 4.73 (s, 2H), 2.60 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 2.24 (q, J = 7.4 Hz, 2H), 1.51 (sext, J = 7.4 Hz, 2H), 1.42 (sext, J = 7.3 Hz, 2H), 0.98 (t, J = 7.4 Hz, 3H), 0.97 (s, 9H), 0.92 (t, J = 7.2 Hz, 3H), 0.12 (s, 6H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 159.7, 150.4, 148.5, 139.5, 132.0, 118.2, 117.0, 63.7, 30.9, 30.3, 26.0, 23.0, 22.2, 18.5, 14.25, 14.18, -5.2.
(E)-4-メトキシ-2-(4-オクテン-4-イル)ピリジン：3ea
物性データ：A colorless oil, Rf 0.60 (hexane-ethyl acetate = 1:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.37 (d, J = 5.6 Hz, 1H), 6.86 (d, J = 2.6 Hz, 1H), 6.64 (dd, J = 5.7, 2.4 Hz, 1H), 6.19 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 3.89 (s, 3H), 2.57 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 2.22 (q, J = 7.4 Hz, 2H), 1.49 (sext, J = 7.4 Hz, 2H), 1.40 (sext, J = 7.3 Hz, 2H), 0.97 (t, J = 7.3 Hz, 3H), 0.91 (t, J = 7.4 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 165.8, 161.6, 149.8, 139.5, 132.0, 107.0, 106.6, 55.0, 30.8, 30.4, 22.9, 22.1, 14.21, 14.17.
(4E,6E)-5,6-ジプロピル-4-[2-(4-メトキシピリジン-2-イル)]デカ-4,6-ジエン：4ea
物性データ：A colorless oil, Rf 0.75 (hexane-ethyl acetate = 1:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.32 (dd, J = 5.5, 0.7 Hz, 1H), 6.58-6.53 (m, 2H), 4.95 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 3.77 (s, 3H), 2.50 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 2.22 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 1.92 (t, J = 8.3 Hz, 2H), 1.76 (q, J = 7.3 Hz, 2H), 1.46-1.20 (m, 6H), 1.08-0.75 (m, 11H), 0.66 (t, J =7.3 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 164.7, 164.3, 149.4, 142.4, 139.0, 136.5, 131.5, 110.8, 106.8, 54.9, 34.6, 33.1, 32.6, 30.1, 22.7, 22.4, 21.71, 21.65, 14.9, 14.3, 14.1, 13.9.
4-ジメチルアミノ-2-(4-オクテン-4-イル)ピリジン：3fa, E/Z = 97:3
物性データ：A colorless oil, Rf 0.70 (hexane-ethyl acetate = 1:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.22 (dd, J = 5.8, 0.7 Hz, 0.03H), 8.18 (d, J = 6.0 Hz, 0.97H), 6.54 (d, J = 2.6 Hz, 1H), 6.35 (dd, J = 6.1, 2.6 Hz, 1H), 6.08 (t, J = 7.4 Hz, 0.97H), 5.48 (t, J = 7.5 Hz, 0.03H), 2.99 (s, 5.82 H), 2.98 (s, 0.18 H), 2.57 (t, J = 7.6 Hz, 1.94H), 2.40 (t, J = 7.3 Hz, 0.06H), 2.19 (q, J = 7.3 Hz, 1.94H), 2.01 (q, J = 7.4 Hz, 0.06H), 1.55-1.31 (m, 4H), 1.01-0.84 (m, 6H); 13C NMR [for (E)-3ga, 101 MHz, CDCl3] δ 160.4, 154.6, 148.6, 140.6, 130.8, 104.6, 103.3, 39.2, 30.8, 30.6, 23.0, 22.1, 14.23, 14.17.
(E)-6-(4-オクテン-4-イル)ニコチン酸メチル：3ga
物性データ：A colorless oil, Rf 0.70 (hexane-ethyl acetate = 9:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.12 (q, J = 1.0 Hz, 1H), 8.17 (dt, J = 8.4, 1.1 Hz, 1H), 7.42 (dd, J = 8.3, 0.8 Hz, 1H), 6.40 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 3.93 (s, 3H), 2.62 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 2.60 (q, J = 7.4 Hz, 2H), 1.59-1.21 (m, 4H), 1.04-0.81(m, 6H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 165.8, 163.3, 150.0, 139.1, 137.1, 134.9, 123.1, 119.4, 52.2, 31.0, 30.0, 22.8, 22.2, 14.20, 14.17; Anal. Calcd for C15H21NO2; C, 72.84; H, 8.56. Found: C, 72.82; H, 8.47.
2-(4-オクテン-4-イル)-5-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)ピリジン：3ha, E/Z = 98:2
物性データ：A colorless oil, Rf 0.70 (hexane-ethyl acetate = 9:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.94 (q, J = 0.9 Hz, 0.02H), 8.87 (q, J = 0.9 Hz, 0.98H), 8.00 (dd, J = 7.8, 1.9 Hz, 0.02H), 7.97 (dd, J = 7.8, 1.8 Hz, 0.98H), 7.34 (dd, J = 7.8, 0.9 Hz, 0.98H), 7.13 (dd, J = 7.8, 1.0 Hz, 0.02H), 6.27 (t, J = 7.4 Hz, 0.98H), 5.58 (t, J =7.4 Hz, 0.02H), 2.62 (t, J = 7.6 Hz, 1.96H), 2.44 (t, J = 7.5 Hz, 0.04H), 2.24 (q, J = 7.4 Hz, 1.96H), 1.98 (q, J = 7.5 Hz, 0.04H), 1.56-1.17 (m, 16H), 1.02-0.80 (m, 6H); 13C NMR [for (E)-3ha, 101 MHz, CDCl3] δ 161.7, 154.3, 142.6, 139.4, 133.5, 119.6, 84.0, 31.0, 30.2, 24.9, 22.9, 22.1, 14.21, 14.19; Anal. Calcd for C19H30BNO2; C, 72.39; H, 9.59. Found: C, 72.35; H, 9.66.
(E)-2-(4-オクテン-4-イル)-6-メチルピリジン：3ia
物性データ：A colorless oil, Rf 0.40 (hexane-ethyl acetate = 9:1), 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.48 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.13 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 6.95 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 6.22 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 2.60 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 2.54 (s, 3H), 2.23 (q, J = 7.4 Hz, 2H), 1.50 (sext, J = 7.4 Hz, 2H), 1.41 (sext, J = 7.5 Hz, 2H), 0.98 (t, J = 7.4 Hz, 3H), 0.92 (t, J = 7.3 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 159.3, 157.1, 139.7, 136.1, 131.6, 120.5, 117.2, 30.9, 30.5, 24.9, 23.0, 22.2, 14.3, 14.2; HMRS (FAB+) Calcd for C14H21N: M+, 203.1674. Found: m/z 203.1676.
(E)-2-(4-オクテン-4-イル)キノリン：3ja
物性データ：A colorless oil, Rf 0.50 (hexane-ethyl acetate = 9:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.05 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.75 (dd, J = 8.2, 1.6 Hz, 1H), 7.66 (ddd, J = 8.3, 7.0, 1.4 Hz, 1H), 7.56 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.46 (ddd, J = 8.1, 6.9, 1.2 Hz, 1H), 6.32 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 2.79 (t, J = 7.7, 2H), 2.32 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 1.62-1.40 (m, 4H), 1.01 (t, J = 7.3 Hz, 3H), 0.95 (t, J = 7.3 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 159.8, 147.5, 140.6, 135.7, 133.7, 129.3, 129.0, 127.1, 126.7, 125.5, 119.1, 31.1, 30.4, 22.9, 22.4, 14.3, 14.2.
2-(4-オクテン-4-イル)ピラジン：3ka, E/Z =99:1
物性データ：A colorless oil, Rf 0.30 (hexane-ethyl acetate = 9:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.88 (d, J = 1.5 Hz, 0.01H), 8.66 (d, J = 1.5 Hz, 0.99H), 8.56 (dd, J = 1.3 Hz, 0.01H), 8.46 (dd, J = 2.5, 1.6 Hz, 0.99H), 8.39 (d, J = 2.4 Hz, 0.01H), 8.34 (d, J = 2.5 Hz, 0.99H), 6.28 (t, J = 7.3 Hz, 0.99H), 5.71 (t, J = 7.4 Hz, 0.01H), 2.61 (t, J = 7.7 Hz, 1.98H), 2.46 (t, J = 7.0 Hz, 0.02H), 2.26 (q, J = 7.4 Hz, 1.98H), 2.03 (q, J = 7.4 Hz, 0.02H), 1.58-1.31 (m, 4H), 1.03-0.80 (m, 6H); 13C NMR [for (E)-3ka, 101 MHz, CDCl3] δ 155.2, 143.1, 142.0, 141.7, 137.1, 137.1, 134.3, 30.9, 29.8, 22.8, 22.1, 14.2, 14.1.
(Z)-2-(1,4-ビス(トリメチルシリル)-2-ブテン-2-イル)ピリジン：3ab
物性データ：A colorless oil, Rf 0.45 (hexane-ethyl acetate = 9:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.50 (dt, J = 4.9, 0.9 Hz, 1H), 7.56 (td, J = 7.8, 1.8 Hz, 1H), 7.35 (dd, J = 8.0, 0.9, 1H), 7.05 (dd, J = 7.4, 4.9 Hz, 1H), 6.09 (t, J = 8.7 Hz, 1H), 2.14 (s, 2H), 1.63 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 0.06 (d, J = 0.6, 9H), -0.12 (s, 9H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 161.1, 148.2, 135.7, 124.9, 120.5, 120.0, 20.8, 18.5, -0.7, -1.3.
(Z)-2-(1,2-ジフェニルエテニル)ピリジン：3ac
物性データ：A colorless oil, Rf 0.50 (hexane-ethyl acetate = 9:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.67 (d, J = 4.1 Hz, 1H), 7.89 (s, 1H), 7.57 (td, J = 7.8, 1.8 Hz, 1H), 7.46-7.33 (m, 3H), 7.32-7.01 (m, 8H), 6.98 (d, J = 8.1 Hz, 1H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 158.7, 149.0, 140.3, 139.0, 136.6, 136.2, 130.7, 130.1, 129.9, 128.9, 127.8, 127.5, 127.1, 122.3, 121.8.
(E)-2-(4,4-ジメチル-2-ペンテン-2-イル)ピリジン：3ad
物性データ：A colorless oil, Rf 0.65 (hexane-ethyl acetate = 1:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.53 (ddd, J = 4.8, 1.9, 0.8 Hz, 1H), 7.58 (td, J = 7.7, 1.9 Hz, 1H), 7.35 (dt, J = 8.0, 1.0 Hz, 1H), 7.07 (ddd, J = 7.5, 4.8, 1.0 Hz, 1H), 6.31 (q, J = 1.3 Hz, 1H), 2.22 (d, J = 1.3 Hz, 3H), 1.25 (s, 9H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 161.6, 148.3, 141.8, 136.0, 133.8, 121.0, 119.7, 32.8, 30.8, 15.6.
(E)-2-(1-フェニル-2-(トリメチルシリル)エテニル)ピリジン：(E)-3af
物性データ：A colorless oil, Rf 0.30 (hexane-ethyl acetate = 9:1). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.63 (ddd, J = 4.8, 1.8, 0.9 Hz, 1H), 7.52 (td, J = 7.6, 1.8, 1H), 7.42-7.31 (m, 3H), 7.30-7.20 (m, 2H), 7.17 (s, 1H), 7.13 (ddd, J = 7.5, 4.7, 1.1 Hz, 1H), 6.93 (dt, J = 8.1, 1.1 Hz, 1H), -0.10 (s, 9H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 157.8, 155.0, 149.0, 141.2, 136.2, 133.1, 129.6, 127.9, 127.3, 122.1, 122.0, -0.04; Anal. Calcd for C16H19NSi; C, 75.83; H, 7.56. Found: C, 75.59; H, 7.57.
（実験３）
以下の反応式で示す反応条件で1,3-ジメチルイミダゾールのα位のアルケニル化を行った。
Figure 2009091336
(E)-1,3-ジメチル-5-(4-オクテン-4-イル)イミダゾール：5
物性データ：A colorless oil, Rf 0.10 (hexane-ethyl acetate = 1/1), 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.68 (s, 1H), 5.43 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 3.41 (s, 3H), 2.36 (s, 3H), 2.26 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 2.15 (q, J = 7.3 Hz, 2H), 1.44 (sext, J = 7.3 Hz, 2H), 1.33 (sext, J = 7.5 Hz, 2H), 0.95 (t, J = 7.3 Hz, 3H), 0.86 (t, J = 7.3 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 144.6, 134.9, 132.4, 129.6, 124.6, 33.3, 31.2, 30.3, 23.0, 21.8, 14.00, 13.97, 13.8.
実験1〜実験3により、本発明のα位アルケニル置換含窒素芳香族複素環化合物の製造方法は、多種多様の含窒素芳香族複素環化合物に対して適用可能な汎用性に優れたものであることがわかった。
本発明は、少量の金属触媒と温和な反応条件でα位アルケニル置換含窒素芳香族複素環化合物を製造する方法を提供することができる点において産業上の利用可能性を有する。

Claims (9)

  1. 少なくともα位に水素原子を有する含窒素芳香族複素環化合物とアルキン化合物を、ニッケル触媒とホスフィン系配位子とルイス酸触媒の存在下で反応させ、当該α位をアルケニル化する工程を含んでなることを特徴とするα位アルケニル置換含窒素芳香族複素環化合物の製造方法。
  2. 含窒素芳香族複素環化合物がピリジンであることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
  3. ニッケル触媒がNi(cod)2であることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
  4. ホスフィン系配位子が一般式：P(R1)(R2)(R3)で表される単座ホスフィン系配位子(式中、R1、R2、R3は同一または異なって低級アルキル基、シクロアルキル基、アリール基のいずれかを示す)であることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
  5. ルイス酸触媒が亜鉛化合物、アルミニウム化合物、ホウ素化合物から選択される少なくとも1種類であることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
  6. ニッケル触媒の使用量をアルキン化合物に対して1モル%〜10モル%とすることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
  7. ニッケル触媒とホスフィン系配位子の使用比率を1：2〜1：6(モル比)とすることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
  8. ニッケル触媒とルイス酸触媒の使用比率を1：1〜1：4(モル比)とすることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
  9. ホスフィン系配位子とルイス酸触媒の使用比率を1：0.2〜1：1(モル比)とすることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112624969A (zh) * 2019-09-24 2021-04-09 南开大学 喹啉衍生物及其制备方法和在防治植物病毒、杀菌方面的应用

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