JP2009155325A - 新規なホウ素化合物、それらの製造方法およびそれらを用いた機能性電子素子 - Google Patents

新規なホウ素化合物、それらの製造方法およびそれらを用いた機能性電子素子 Download PDF

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Abstract

【課題】ホウ素化合物、それらの製造方法およびそれらを用いた機能性電子素子の提供。
【解決手段】式1

で示されるホウ素化合物。該化合物は、式4

で示されるホウ素化合物を、式5

で示される化合物と反応させ、製造できる。
【選択図】なし

Description

本発明は、新規なホウ素化合物、それらの製造方法およびそれらを用いた機能性電子素子に関する。
最近、有機EL素子に用いる発光材料、電子輸送材料、電子注入材料および正孔阻止材料として、あるいは、有機薄膜トランジスタに用いる有機半導体材料として、様々なホウ素化合物が注目を集めている。例えば、特許文献1には、3個の芳香族基または複素環基を有すると共にアミン化合物またはホスフィン化合物と錯体を形成したホウ素化合物が開示されている。特許文献2には、アリーレン基を介してヘテロアリール基が結合した3個のアリール基を有するトリアリールホウ素誘導体が開示されている。特許文献3には、2個のカルバゾール基を有するトリアジン基が結合したアリール基を含めて3個のアリール基を有するトリアリールホウ素化合物が開示されている。特許文献4には、3個の芳香族炭素環基または複素環基を有するトリアリールホウ素化合物が開示されている。これらのホウ素化合物は、いずれもホウ素原子に3個のアリール基またはヘテロアリール基が結合したトリアリールホウ素化合物であり、従来、多くはこのような結合様式のホウ素化合物に限定されていた。
これに対し、ホウ素の配位化合物も検討されている。例えば、特許文献5には、3個の置換基を有するホウ素原子に第4の基が配位したホウ素化合物が開示されている。特許文献6には、2個の置換基と1個の芳香族炭素環基または複素環基とを有するホウ素原子に第4の基が配位したホウ素化合物が開示されている。非特許文献1には、2個のアリール基を有するホウ素原子にチエニルチアゾール基が結合し、さらにチアゾール環の窒素原子がホウ素原子に配位したホウ素化合物が開示されている。これらのホウ素化合物は、ホウ素の電子受容性を利用した新しい化合物群であり、非常に興味深い。特に、非特許文献1には、そこに開示されたホウ素化合物は、ホウ素原子がチアゾール環の窒素原子と配位することにより、最低非占有分子軌道(LUMO)が低下し、電子材料として好ましいと記載されている。しかし、これらのホウ素化合物は、いずれもホウ素原子に3個のアリール基またはヘテロアリール基が結合している点で、特許文献1〜4に開示されたトリアリールホウ素化合物と同じ範疇に属するものである。
特開2006−96934号公報 特開2007−70282号公報 特開2007−77033号公報 国際公開WO2005/062675号公報 特開2007−35791号公報 国際公開WO2005−062676号公報 Angew.Chem.Int.Ed.2006,45,3170−3173
上述した状況の下、本発明が解決すべき課題は、その特性に応じて、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔阻止材料または有機半導体材料として有用であり、従来公知のホウ素化合物とは全く異なる新しい分子構造を有する新規なホウ素化合物、それらの製造方法およびそれらを用いた機能性電子素子を提供することにある。
本発明者らは、種々検討の結果、片側にホウ素に配位しうる電子供与性の部位を有し、それとは反対側にトリアリールボリル基を有するアセチレン化合物の転位反応が、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒を用いることにより、立体選択的に進行し、分子内でホウ素原子が非共有電子対を供与する原子に配位してホウ素原子を含む環状構造を形成した新規なホウ素化合物が得られることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、下記式(1):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1〜4価の有機骨格であり;nは1〜4の整数であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物を提供する。
上記式(1)で示されるホウ素化合物のうち、下記式(2):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、XからBに向かう矢印は上記式(1)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Rは水素または1価の有機骨格である]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(3):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、XからBに向かう矢印は上記式(1)と同じ意味を有し;Rは2価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物が好適である。
上記式(1)、(2)または(3)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。また、上記式(1)、(2)または(3)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である。さらに、上記式(1)、(2)または(3)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である。
また、本発明は、下記式(1):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1〜4価の有機骨格であり;nは1〜4の整数であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
下記式(4):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(5):
[式中、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(1)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることを特徴とする製造方法を提供する。
上記式(1)および(5)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。また、上記式(1)および(5)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である。さらに、上記式(1)および(5)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である。
さらに、本発明は、下記式(6):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは1〜4価の有機骨格であり;nは1〜4の整数であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
下記式(7):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(6)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは、同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(8):
[式中、Rおよびnは上記式(6)と同じ意味を有し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するYは同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることを特徴とする製造方法を提供する。
上記式(6)で示されるホウ素化合物のうち、下記式(9):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、XからBに向かう矢印は上記式(6)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Rは1価の有機骨格である]
で示されるホウ素化合物は、上記式(7)で示されるホウ素化合物を、上記式(8)において、Rが1価の有機骨格を表すRであり、nが1である化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる。
また、上記式(6)で示されるホウ素化合物のうち、下記式(10):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、XからBに向かう矢印は上記式(6)と同じ意味を有し;Rは2価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物は、上記式(7)で示されるホウ素化合物を、上記式(8)において、Rが2価の有機骨格を表すRであり、nが2である化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる。
上記式(6)および(7)、(9)または(10)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。また、上記式(6)および(7)、(9)または(10)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である。さらに、上記式(6)および(7)、(9)または(10)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である。
さらに、本発明は、下記式(11):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格である]
で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
下記式(12):
[式中、R、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(11)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物を、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることを特徴とする製造方法を提供する。
上記式(11)および(12)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。
さらに、本発明は、下記式(13):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、RおよびRが互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格である]
で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
下記式(14):
[式中、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは上記式(13)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Y’は塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
で示される化合物に有機リチウム化合物を作用させて生成するリチウム化合物を、下記式(15):
[式中、RおよびRは上記式(13)と同じ意味を有し;Wはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アルコキシ基またはアリールオキシ基である]
で示されるホウ素化合物と反応させることを特徴とする製造方法を提供する。
上記式(13)および(14)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。
さらに、本発明は、上記式(1)、(2)または(3)で示されるホウ素化合物あるいはそれらの下位概念となるホウ素化合物のいずれかを発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔阻止材料または有機半導体材料として用いることを特徴とする機能性電子素子を提供する。
さらに、本発明は、下記式(1):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1〜4価の有機骨格であり;nは1〜4の整数であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
下記式(4):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(16):
[式中、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(1)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Tfはトリフルオロメタンスルホニル基である]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることを特徴とする製造方法を提供する。
上記式(1)および(16)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。
さらに、本発明は、下記式(17):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;実線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であることを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格であり;Rはp価の有機骨格であり;pは2〜6の整数であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物を提供する。
上記式(17)で示されるホウ素化合物のうち、下記式(18):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;Rは2価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(19):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;Rは3価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物が好適である。
上記式(17)、(18)または(19)において、好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。
さらに、本発明は、下記式(17):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;実線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であることを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格であり;Rはp価の有機骨格であり;pは2〜6の整数であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
下記式(20):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(21):
[式中、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;Y”はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホニルオキシ基であり;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることを特徴とする製造方法を提供する。
上記式(17)で示されるホウ素化合物のうち、下記式(18):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;Rは2価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物は、上記式(20)で示されるホウ素化合物を、上記式(21)において、Rが2価の有機骨格を表すRであり、pが2である化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる。
また、上記式(17)で示されるホウ素化合物のうち、下記式(19):

[式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;Rは3価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物は、上記式(20)で示されるホウ素化合物を、上記式(21)において、Rが3価の有機骨格を表すRであり、pが3である化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる。
上記式(17)、(18)または(19)において、好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。
さらに、本発明は、下記式(22):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格であり;R13およびR14は、同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を提供する。
上記式(22)において、好ましくは、R13およびR14がメチル基である。また、上記式(22)において、好ましくは、R、RおよびRがビフェニリル基であり、Rが水素原子である。
さらに、本発明は、下記式(22):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格であり;R13およびR14は、同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
下記式(23):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(22)と同じ意味を有し;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(24):
[式中、R13およびR14は上記式(22)と同じ意味を有し;Y”はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホニルオキシ基であり;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることを特徴とする製造方法を提供する。
上記式(22)および(24)において、好ましくは、R13およびR14がメチル基であり;上記式(24)において、好ましくは、Y”が臭素原子である。また、上記式(22)および(23)において、好ましくは、R、RおよびRがビフェニリル基であり、Rが水素原子である。
さらに、本発明は、下記式(25):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
で示されるホウ素化合物を提供する。
上記式(25)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。また、上記式(25)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である。さらに、上記式(25)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である。
さらに、本発明は、下記式(25):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
下記式(26):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(25)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物にハロゲン化剤を反応させることを特徴とする製造方法を提供する。
上記式(25)および(26)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。また、上記式(25)および(26)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である。さらに、上記式(25)および(26)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である。
さらに、本発明は、上記式(17)、(18)、(19)、(22)または(25)のホウ素化合物あるいはそれらの下位概念となるホウ素化合物のいずれかを発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔阻止材料または有機半導体材料として用いることを特徴とする機能性電子素子を提供する。
本発明によれば、その特性に応じて、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔阻止材料または有機半導体材料として有用であり、従来公知のホウ素化合物とは全く異なる新しい分子構造を有する新規なホウ素化合物、これらの新規なホウ素化合物を効率よく簡便に製造することが可能な製造方法、ならびに、これらの新規なホウ素化合物を発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔阻止材料または有機半導体材料として用いた電気的特性に優れた機能性電子素子を提供することができる。
≪新規なホウ素化合物I≫
本発明の新規なホウ素化合物Iは、下記式(1):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1〜4価の有機骨格であり;nは1〜4の整数であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物である。
上記式(1)において、R、RまたはRで表される、置換基を有していてもよいアリール基における「アリール基」としては、例えば、フェニル基、ビフェニリル基(例えば、4−ビフェニリル基など)、ナフチル基(例えば、2−ナフチル基など)、テトラヒドロナフチル基(例えば、5,6,7,8−テトラヒドロナフタレン−2−イル基など)、インデニル基(例えば、1H−インデン−5−イル基など)、インダニル基(例えば、インダン−5−イル基など)などが挙げられるが、これらのアリール基に限定されるものではない。これらのアリール基のうち、フェニル基、ビフェニリル基(例えば、4−ビフェニリル基など)、ナフチル基(例えば、2−ナフチル基など)が好適である。
、RまたはRで表される、置換基を有していてもよい複素環基における「複素環基」としては、例えば、ピロリル基(例えば、2−ピロリル基など)、ピリジル基(例えば、2−ピリジル基など)、キノリル基(例えば、2−キノリル基など)、ピペリジニル基(例えば、4−ピペリジニル基など)、ピペリジノ基、フリル基(例えば、2−フリル基など)、チエニル基(例えば、2−チエニル基など)などが挙げられるが、これらの複素環基に限定されるものではない。これらの複素環基のうち、ピリジル基(例えば、2−ピリジル基など)、チエニル基(例えば、2−チエニル基など)が好適である。
これらの置換基を有していてもよいアリール基および複素環基における「置換基」としては、例えば、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)、ハロアルキル基(例えば、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基など)、炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐鎖状アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基など)、炭素数5〜7の環状アルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基など)、炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐鎖状アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基など)、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、各アルキル基が炭素数1〜4であるモノもしくはジアルキルアミノ基(例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基など)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基など)、炭素数2〜6のアルケニル基(例えば、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基など)、炭素数2〜6のアルキニル基(例えば、エチニル基、1−プロピニル基、プロパルギル基など)、フェニル基、置換フェニル基(例えば、4−フルオロフェニル基、4−クロロフェニル基、4−メチルフェニル基(p−トリル基)、4−メトキシフェニル基、4−ニトロフェニル基など)、カルバモイル基、N,N−ジアルキルカルバモイル基(例えば、N,N−ジメチルカルバモイル基、N,N−ジエチルカルバモイル基、N,N−ジプロピルカルバモイル基など)などが挙げられるが、これらの置換基に限定されるものではない。
あるいは、R、RおよびRは、いずれか2個が互いに結合して環を形成していてもよい。このような環としては、例えば、RとRとが結合した結果、ボロール環、ベンゾボロール環、ジベンゾボロール環、1,4−ジヒドロボリニン環、1,4−ジヒドロベンゾ[b]ボリニン環、5,10−ジヒドロジベンゾ[b,e]ボリニン環、4H−1,4−オキサボリニン環、4H−ベンゾ[b][1,4]オキサボリニン環、10H−ジベンゾ[b,e][1,4]オキサボリニン環、1,4−ジヒドロ−1,4−アザボリニン環、1,4−ジヒドロベンゾ[b][1,4]アザボリニン環、5,10−ジヒドロジベンゾ[b,e][1,4]アザボリニン環などを形成した場合;RとRとが結合した結果、5,6−ジヒドロジベンゾ[b,d]ボリニン環などを形成した場合;さらにこれらの環が置換基を有する場合;などが挙げられるが、これらの環に限定されるものではない。 上記式(1)において、Rで表される置換基としては、例えば、置換基を有していてもよいアリール基および複素環基における「置換基」として列挙した上記のような置換基が挙げられるが、これらの置換基に限定されるものではない。
上記式(1)において、mは、Xに結合した置換基Rの数であり、Xの原子価や、QとXとの間の結合が単結合または二重結合のいずれであるか、QとXとが共通する環の一部であるか否かなどに応じて、0〜2の整数である。なお、mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なる。
上記式(1)において、Qで表される連結基としては、例えば、=C<、=CH−、−CH<、−CH−、−CHCH−、−C−(例えば、−(1,2−C)−など)、−C10−(例えば、−(1,2−C10)−など)、−CO−、−CS−、−CHN<、−CHN=などが挙げられるが、これらの連結基に限定されるものではない。これらの連結基のうち、=C<、−CH−、−CHCH−が好適である。
上記式(1)において、Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子である。これらの原子のうち、窒素原子、酸素原子が好適である。
上記式(1)において、点線の半円弧で表されるQとXとが共通する環としては、例えば、ピロール環、ピリジン環、インドール環、イソインドール環、キノリン環、イソキノリン環、フラン環、ピラン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、クロメン環、イソクロメン環、ホスフィンドール環、イソホスフィンドール環、ホスフィノリン環、イソホスフィノリン環、チオフェン環、チオピラン環、チオクロメン環、イソチオクロメン環、セレノフェン環、セレノピラン環、セレノクロメン環、イソセレノクロメン環などが挙げられるが、これらの環に限定されるものではない。これらの環は、置換基を有していてもよい。これらの環のうち、ピリジン環、キノリン環、フラン環、チオフェン環が好適である。
上記式(1)において、Rで表される1価の有機骨格としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基、フェニル基、4−メチルフェニル基(p−トリル基)、ナフチル基(例えば、2−ナフチル基など)などが挙げられ、Rで表される2価の有機骨格としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、フェニレン基(例えば、1,4−フェニレン基など)、ナフチレン基(例えば、2,6−ナフチレン基など)などが挙げられ、Rで表される3価の有機骨格としては、例えば、メタントリイル基、エタントリイル基(例えば、エタン−1,1,2−トリイル基など)、プロパントリイル基(例えば、プロパン−1,2,3−トリイル基など)、ベンゼントリイル基(例えば、ベンゼン−1,3,5−トリイル基など)、ナフタレントリイル基(例えば、ナフタレン−1,4,6−トリイル基など)などが挙げられ、Rで表される4価の有機骨格としては、例えば、メタンテトライル基、エタンテトライル基(例えば、エタン−1,1,2,2−テトライル基など)、プロパンテトライル基(例えば、プロパン−1,1,2,3−テトライル基など)、ベンゼンテトライル基(例えば、ベンゼン−1,2,4,5−テトライル基など)、ナフタレンテトライル基(例えば、ナフタレン−1,4,5,8−テトライル基など)などが挙げられるが、これらの有機骨格に限定されるものではない。
上記式(1)において、nは、Rで表される水素または1〜4価の有機骨格に結合した含ホウ素環部分(角括弧で囲まれた部分)の数であり、Rが水素である場合、nは1であり、Rが1〜4価の有機骨格である場合、nは1〜4の整数である。なお、nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる。
上記式(1)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(27):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;ピリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(28):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;キノリン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(29):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;チオフェン環は置換基を有していてもよく;SからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物が好適である。
また、上記式(1)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である。すなわち、下記式(30):
[式中、R、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが1である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物が好適である。
さらに、上記式(1)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である。すなわち、下記式(31):
[式中、R、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;OからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物が好適である。
変数nについては、通常は1〜4の整数であるが、好ましくは1〜2の整数である。すなわち、上記式(1)で示されるホウ素化合物のうち、下記式(2):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、XからBに向かう矢印は上記式(1)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Rは水素または1価の有機骨格である]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(3):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、XからBに向かう矢印は上記式(1)と同じ意味を有し;Rは2価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物が好適である。
上記式(2)において、Rで表される1価の有機骨格としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基、フェニル基、4−メチルフェニル基(トリル基)、ナフチル基(例えば、2−ナフチル基など)などが挙げられるが、これらの有機骨格に限定されるものではない。
上記式(3)において、Rで表される2価の有機骨格としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、フェニレン基(例えば、1,4−フェニレン基など)、ナフチレン基(例えば、2,6−ナフチレン基など)などが挙げられるが、これらの有機骨格に限定されるものではない。
上記式(2)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(32):
[式中、R、RおよびRは上記式(1)と同じ意味を有し;ピリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(2)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(33):
[式中、R、RおよびRは上記式(1)と同じ意味を有し;キノリン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(2)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(34):
[式中、R、RおよびRは上記式(1)と同じ意味を有し;チオフェン環は置換基を有してもよく;SからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(2)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物が好適である。
上記式(3)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(35):
[式中、R、RおよびRは上記式(1)と同じ意味を有し;複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;ピリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(3)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(36):
[式中、R、RおよびRは上記式(1)と同じ意味を有し;複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;キノリン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(3)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(37):
[式中、R、RおよびRは上記式(1)と同じ意味を有し;複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;チオフェン環は置換基を有していてもよく;SからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(3)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物が好適である。
上記式(2)または(3)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である。すなわち、下記式(38):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(1)と同じ意味を有し;複数個存在するRは同一または相異なり;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(2)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(39):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(1)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(3)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物が好適である。
上記式(2)または(3)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である。すなわち、下記式(40):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(1)と同じ意味を有し;OからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(2)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(41):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(1)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;OからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(3)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物が好適である。
上記式(1)で示されるホウ素化合物の具体例としては、例えば、下記式(A−1)〜(A−48)、(B−1)〜(B−53)、(C−1)〜(C−46)、(D−1)〜(D−47)、(E−1)〜(E−3)、(F−1)〜(F−48)、(G−1)〜(G−47)、(H−1)〜(H−47)、(I−1)〜(I−47)、(J−1)〜(J−47)、(K−1)〜(K−48)、(L−1)〜(L−47)および(M−1)〜(M−47)で示されるホウ素化合物が挙げられるが、これらのホウ素化合物に限定されるものではない。なお、下記式(A−1)〜(A−48)、(B−1)〜(B−53)、(C−1)〜(C−46)、(D−1)〜(D−47)、(E−1)〜(E−3)、(F−1)〜(F−48)、(G−1)〜(G−47)、(H−1)〜(H−47)、(I−1)〜(I−47)、(J−1)〜(J−47)、(K−1)〜(K−48)、(L−1)〜(L−47)および(M−1)〜(M−47)において、一端に元素記号が記載されていない直線は、メチル基が結合していることを表す。
≪新規なホウ素化合物Iの製造方法≫
本発明の新規なホウ素化合物Iは、以下で説明する製造方法(1)、(2)、(3)、(4)または(5)により、効率よく簡便に製造することができる。また、その下位概念となるホウ素化合物は、以下で説明する製造方法(1−1)〜(1−5)、製造方法(2−1)〜(2−17)、製造方法(3−1)〜(3−2)、製造方法(4−1)〜(4−3)または製造方法(5−1)〜(5−4)により、効率よく簡便に製造することができる。
<製造方法(1)>
本発明の新規なホウ素化合物Iである下記式(1):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1〜4価の有機骨格であり;nは1〜4の整数であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物は、下記式(4):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(5):
[式中、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(1)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる。
上記式(5)で示される化合物の使用量は、上記式(4)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.5×nモル以上、2.0×nモル以下、より好ましくは0.65×nモル以上、1.5×nモル以下、さらに好ましくは0.8×nモル以上、1.25×nモル以下である。上記式(5)で示される化合物の使用量が少なすぎると、上記式(5)で示される化合物が不足し、最終生成物の収率が低下することがある。逆に、上記式(5)で示される化合物の使用量が多すぎると、上記式(5)で示される化合物が過剰であり、製造コストが上昇することがある。ここで、nは、上記式(1)において、Rで表される1〜4価の有機骨格に結合した含ホウ素環部分(角括弧で囲まれた部分)の数であり、1〜4の整数を表す。
触媒には、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素が含まれる。これらの金属元素のうち、パラジウム、白金が好適である。
触媒としては、例えば、上記のような金属元素を含む錯体が挙げられ、その具体例としては、例えば、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Pd(PBu)、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム、ビス(1,5−シクロオクタジエン)白金、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケルなどが挙げられる。これらの触媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの触媒のうち、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)が好適である。
触媒の使用量としては、上記式(4)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.001モル以上、0.2モル以下、より好ましくは0.005モル以上、0.15モル以下、さらに好ましくは0.01モル以上、0.1モル以下である。触媒の使用量が少なすぎると、反応速度が遅く、反応が速やかに進行しないことがある。逆に、触媒の使用量が多すぎると、必要以上に触媒を使用することになり、製造コストが上昇することがある。
上記反応には、触媒に加えて、安定化剤を用いてもよい。安定化剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン(P(o−tol))、トリ(2−フリル)ホスフィン、トリ−tert−ブチルホスフィン、トリメチルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos;別名「(オキシジ−2,1−フェニレン)ビス(ジフェニルホスフィン)」)、ビピリジンなどが挙げられる。これらの安定化剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの安定化剤のうち、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos)が好適である。
安定化剤の使用量としては、上記式(4)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.01モル以上、0.3モル以下、より好ましくは0.02モル以上、0.25モル以下、さらに好ましくは0.03モル以上、0.2モル以下である。安定化剤の使用量が少なすぎると、安定化剤の機能が充分に発揮されず、最終生成物の収率が低下することがある。逆に、安定化剤の使用量が多すぎると、必要以上に安定化剤を使用することになり、製造コストが上昇することがある。
なお、ホスフィン配位子などの安定化剤を含む触媒(例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウムなど)を用いた場合には、さらに安定化剤を用いる必要はない。
上記反応は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類;クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、1,2−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、イソペンチルアルコールなどのアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチルなどのエステル類;ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルフェニルエーテル(アニソール)などのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;エチレングリコールモノメチルエーテル(メチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(セロソルブ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(セロソルブアセテート)などのグリコールエーテル(セロソルブ)類;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類;n−ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類;などが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの有機溶媒のうち、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類が好適である。
上記反応は、好ましくは、不活性ガスの雰囲気下で行われる。不活性ガスとしては、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられる。これらの不活性ガスは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの不活性ガスのうち、窒素、アルゴンが好適である。
反応条件としては、上記反応が充分に進行する条件である限り、特に限定されるものではないが、例えば、反応温度は、好ましくは0〜100℃、より好ましくは室温〜80℃であり、また、反応時間は、好ましくは0.5〜24時間、より好ましくは1〜12時間である。反応圧力は、常圧、減圧または加圧のいずれでもよいが、好ましくは、常圧である。
反応終了後、例えば、反応溶液をそのまま濃縮または蒸発乾固し、あるいは、反応溶液に水を加え、適当な有機溶媒で抽出し、水、飽和食塩水で洗浄した後、濃縮または蒸発乾固し、必要に応じて、各種クロマトグラフィーや再結晶などの従来公知の方法で精製することにより、目的生成物が得られる。
製造方法(1)において、原料物質である上記式(4)で示されるホウ素化合物は、下記式(42):
[式中、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有する]
で示される1−アルキン化合物と、例えば、n−ブチルリチウムナトリウムアミドなどの強塩基との間の酸−塩基反応により、塩を形成させた後、この塩に、下記式(43):
[式中、R、RおよびRは上記式(1)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物またはその錯体を反応させ、さらに下記式(44):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(4)と同じ意味を有し;Tはフッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンまたは水酸化物イオンである]
で示されるアンモニウム塩を反応させてカチオン交換することにより製造することができる。なお、これらの反応は従来公知であり(例えば、Dietmar Seyferth and Michael A. Weinr,J.Am.Chem.Soc.,1961,83(17),pp.3583−3586を参照)、原料物質の使用量、有機溶媒の種類、反応条件などは適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。また、原料物質である上記式(42)で示される1−アルキン化合物、上記式(43)で示されるホウ素化合物、および、上記式(44)で示されるアンモニウム塩は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
製造方法(1)において、原料物質である上記式(5)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(1−1)〜(1−3)>
上記式(1)および(5)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(27):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;ピリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(4):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(45):
[式中、Yは上記式(5)と同じ意味を有し;ピリジン環は置換基を有してもよい]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(1−1)」ということがある。)、また、下記式(28):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;キノリン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(4):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(46):
[式中、Yは上記式(5)と同じ意味を有し;キノリン環は置換基を有していてもよい]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(1−2)」ということがある。)、また、下記式(29):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;チオフェン環は置換基を有していてもよく;SからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(4):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(47):
[式中、Yは上記式(5)と同じ意味を有し;チオフェン環は置換基を有していてもよい]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(1−3)」ということがある。)。
製造方法(1−1)、(1−2)または(1−3)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(1)と同様である。ただし、上記式(5)で示される化合物を上記式(45)、(46)または(47)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(1−1)、(1−2)または(1−3)において、原料物質である上記式(4)で示されるホウ素化合物は、上記した方法により製造することができる。また、原料物質である上記式(45)、(46)または(47)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(1−4)>
上記式(1)および(5)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である。すなわち、下記式(30):
[式中、式中、R、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが1である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物は、下記式(4):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(48):
[式中、Rは上記式(1)と同じ意味を有し;複数個存在するRは同一または相異なり;Yは上記式(5)と同じ意味を有する]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(1−4)」ということがある。)。
製造方法(1−4)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(1)と同様である。ただし、上記式(5)で示される化合物を上記式(48)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(1−4)において、原料物質である上記式(4)で示されるホウ素化合物は、上記した方法により製造することができる。また、原料物質である上記式(48)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(1−5)>
上記式(1)および(5)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である。すなわち、下記式(31):
[式中、式中、R、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;OからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物は、下記式(4):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(49):
[式中、Rは上記式(1)と同じ意味を有し;Yは上記式(5)と同じ意味を有する]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(1−5)」ということがある。)。
製造方法(1−5)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(1)と同様である。ただし、上記式(5)で示される化合物を上記式(49)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(1−5)において、原料物質である上記式(4)で示されるホウ素化合物は、上記した方法により製造することができる。また、原料物質である上記式(49)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(2)>
本発明の新規なホウ素化合物Iのうち、下記式(6):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは1〜4価の有機骨格であり;nは1〜4の整数であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物は、下記式(7):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(6)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは、同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(8):
[式中、Rおよびnは上記式(6)と同じ意味を有し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するYは同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(2)」ということがある。)。
上記式(8)で示される化合物の使用量は、上記式(7)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.5/nモル以上、2.0/nモル以下、より好ましくは0.65/nモル以上、1.5/nモル以下、さらに好ましくは0.8/nモル以上、1.25/nモル以下である。上記式(8)で示される化合物の使用量が少なすぎると、上記式(8)で示される化合物が不足し、最終生成物の収率が低下することがある。逆に、上記式(8)で示される化合物の使用量が多すぎると、上記式(8)で示される化合物が過剰であり、製造コストが上昇することがある。ここで、nは、上記式(6)において、Rで表される1〜4価の有機骨格に結合した含ホウ素環部分(角括弧で囲まれた部分)の数であり、1〜4の整数を表す。
触媒には、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素が含まれる。これらの金属元素のうち、パラジウム、白金が好適である。
触媒としては、例えば、上記のような金属元素を含む錯体が挙げられ、その具体例としては、例えば、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Pd(PBu)、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム、ビス(1,5−シクロオクタジエン)白金、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケルなどが挙げられる。これらの触媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの触媒のうち、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)が好適である。
触媒の使用量としては、上記式(7)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.001モル以上、0.2モル以下、より好ましくは0.005モル以上、0.15モル以下、さらに好ましくは0.01モル以上、0.1モル以下である。触媒の使用量が少なすぎると、反応速度が遅く、反応が速やかに進行しないことがある。逆に、触媒の使用量が多すぎると、必要以上に触媒を使用することになり、製造コストが上昇することがある。
上記反応には、触媒に加えて、安定化剤を用いてもよい。安定化剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン(P(o−tol))、トリ(2−フリル)ホスフィン、トリ−tert−ブチルホスフィン、トリメチルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos;別名「(オキシジ−2,1−フェニレン)ビス(ジフェニルホスフィン)」)、ビピリジンなどが挙げられる。これらの安定化剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの安定化剤のうち、トリ(o−トリル)ホスフィン(P(o−tol))が好適である。
安定化剤の使用量としては、上記式(7)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.01モル以上、0.3モル以下、より好ましくは0.02モル以上、0.25モル以下、さらに好ましくは0.03モル以上、0.2モル以下である。安定化剤の使用量が少なすぎると、安定化剤の機能が充分に発揮されず、最終生成物の収率が低下することがある。逆に、安定化剤の使用量が多すぎると、必要以上に安定化剤を使用することになり、製造コストが上昇することがある。
なお、ホスフィン配位子などの安定化剤を含む触媒(例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウムなど)を用いた場合には、さらに安定化剤を用いる必要はない。
上記反応は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類;クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、1,2−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、イソペンチルアルコールなどのアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチルなどのエステル類;ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルフェニルエーテル(アニソール)などのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;エチレングリコールモノメチルエーテル(メチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(セロソルブ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(セロソルブアセテート)などのグリコールエーテル(セロソルブ)類;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類;n−ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類;などが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの有機溶媒のうち、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフランなどのエーテル類が好適である。
上記反応は、好ましくは、不活性ガスの雰囲気下で行われる。不活性ガスとしては、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられる。これらの不活性ガスは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの不活性ガスのうち、窒素、アルゴンが好適である。
反応条件としては、上記反応が充分に進行する条件である限り、特に限定されるものではないが、例えば、反応温度は、好ましくは0〜100℃、より好ましくは室温〜80℃であり、また、反応時間は、好ましくは0.5〜24時間、より好ましくは1〜12時間である。反応圧力は、常圧、減圧または加圧のいずれでもよいが、好ましくは、常圧である。
反応終了後、例えば、反応溶液をそのまま濃縮または蒸発乾固し、あるいは、反応溶液に水を加え、適当な有機溶媒で抽出し、水、飽和食塩水で洗浄した後、濃縮または蒸発乾固し、必要に応じて、各種クロマトグラフィーや再結晶などの従来公知の方法で精製することにより、目的生成物が得られる。
製造方法(2)において、原料物質である上記式(7)で示されるホウ素化合物は、下記式(50):
[式中、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(6)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なる]
で示される1−アルキン化合物と、例えば、n−ブチルリチウムやナトリウムアミドなどの強塩基との間の酸−塩基反応により、塩を生成させた後、この塩に、下記式(51):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物またはその錯体を反応させ、さらに下記式(52):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有し;Tはフッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンまたは水酸化物イオンを表す]
で示されるアンモニウム塩を反応させてカチオン交換することにより製造することができる。なお、これらの反応は従来公知であり(例えば、Dietmar Seyferth and Michael A. Weinr,J.Am.Chem.Soc.,1961,83(17),pp.3583−3586を参照)、原料物質の使用量、有機溶媒の種類、反応条件などは適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。また、原料物質である上記式(50)で示される1−アルキン化合物、上記式(51)で示されるホウ素化合物、および、上記式(52)で示されるアンモニウム塩は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
製造方法(2)において、原料物質である上記式(8)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(2−1)〜(2−3)>
上記式(6)および(7)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(53):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(6)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;ピリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(54):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;ピリジン環は置換基を有していてもよく;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(8):
[式中、Rおよびnは上記式(6)と同じ意味を有し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するYは同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(2−1)」ということがある。)、また、下記式(55):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(6)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;キノリン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(56):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;キノリン環は置換基を有していてもよく;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(8):
[式中、Rおよびnは上記式(6)と同じ意味を有し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するYは同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(2−2)」ということがある。)、また、下記式(57):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(6)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;チオフェン環は置換基を有していてもよく;SからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(58):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;チオフェン環は置換基を有していてもよく;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(8):
[式中、Rおよびnは上記式(6)と同じ意味を有し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するYは同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(2−3)」ということがある。)。
製造方法(2−1)、(2−2)または(2−3)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(2)と同様である。ただし、上記式(7)で示されるホウ素化合物を上記式(54)、(56)または(58)で示されるホウ素化合物に読み替えるものとする。
製造方法(2−1)、(2−2)または(2−3)において、原料物質である上記式(54)、(56)または(58)で示されるホウ素化合物は、上記式(7)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。また、原料物質である上記式(8)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(2−4)>
上記式(6)および(7)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である。すなわち、下記式(59):
[式中、R、R、R、R、Rおよびnは上記式(6)と同じ意味を有し;nが1である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(60):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;複数個存在するRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(8):
[式中、Rおよびnは上記式(6)と同じ意味を有し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するYは同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(2−4)」ということがある。)。
製造方法(2−4)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(1)と同様である。ただし、上記式(7)で示されるホウ素化合物を上記式(60)で示されるホウ素化合物に読み替えるものとする。
製造方法(2−4)において、原料物質である上記式(60)で示されるホウ素化合物は、上記式(7)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。また、原料物質である上記式(8)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(2−5)>
また、上記式(6)および(7)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である。すなわち、下記式(61):
[式中、R、R、R、R、Rおよびnは上記式(6)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;OからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(62):
[式中、R、R、RおよびR上記式(6)と同じ意味を有し;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(8):
[式中、Rおよびnは上記式(6)と同じ意味を有し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するYは同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(2−5)」ということがある。)。
製造方法(2−5)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(1)と同様である。ただし、上記式(7)で示されるホウ素化合物を上記式(62)で示されるホウ素化合物に読み替えるものとする。
製造方法(2−5)において、原料物質である上記式(62)示されるホウ素化合物は、上記式(7)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。また、原料物質である上記式(8)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(2−6)>
上記式(6)で示されるホウ素化合物のうち、下記式(9):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、XからBに向かう矢印は上記式(6)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Rは1価の有機骨格である]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(7):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(6)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは、同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、上記式(8)において、Rが1価の有機骨格を表すRであり、nが1である化合物、すなわち、下記式(63):
[式中、Rは上記式(9)と同じ意味を有し;Yは上記式(8)と同じ意味を有する]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(2−6)」ということがある。)。
製造方法(2−6)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(1)と同様である。ただし、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の使用量については、変数nに1を代入した値とし、また、上記式(8)で示される化合物を上記式(63)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(2−6)において、原料物質である上記式(7)で示されるホウ素化合物は、上記した方法により製造することができる。また、原料物質である上記式(63)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(2−7)>
また、上記式(6)で示されるホウ素化合物のうち、下記式(3):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、XからBに向かう矢印は上記式(6)と同じ意味を有し;Rは2価の有機骨格であり:複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(7):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(6)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは、同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、上記式(8)において、Rが2価の有機骨格を表すRであり、nが2である化合物、すなわち、下記式(64):
[式中、Rは上記式(3)と同じ意味を有し;Yは上記式(8)と同じ意味を有し;複数個存在するYは同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(2−7)」ということがある。)。
製造方法(2−7)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(1)と同様である。ただし、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の使用量については、変数nに2を代入した値とし、また、上記式(8)で示される化合物を上記式(64)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(2−7)において、原料物質である上記式(7)で示されるホウ素化合物は、上記した方法により製造することができる。また、原料物質である上記式(64)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(2−8)〜(2−10)>
上記式(9)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(65):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;ピリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(9)と同じ意味を有する]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(54):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;ピリジン環は置換基を有していてもよく;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(63):
[式中、Rは上記式(9)と同じ意味を有し;Yは上記式(8)と同じ意味を有する]
と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(2−8)」ということがある。)、また、下記式(66):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;キノリン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(9)と同じ意味を有する]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(56):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;キノリン環は置換基を有していてもよく;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(63):
[式中、Rは上記式(9)と同じ意味を有し;Yは上記式(8)と同じ意味を有する]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(2−9)」ということがある。)、また、下記式(67):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;チオフェン環は置換基を有していてもよく;SからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(9)と同じ意味を有する]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(58):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;チオフェン環は置換基を有していてもよく;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(63):
[式中、Rは上記式(9)と同じ意味を有し;Yは上記式(8)と同じ意味を有する]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(2−10)」ということがある。)。
製造方法(2−8)、(2−9)または(2−10)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(2)と同様である。ただし、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の使用量については、変数nに1を代入した値とし、また、上記式(7)で示されるホウ素化合物を上記式(54)、(56)または(58)で示されるホウ素化合物に読み替え、上記式(8)で示される化合物を上記式(63)に読み替えるものとする。
製造方法(2−8)、(2−9)または(2−10)において、原料物質である上記式(54)、(56)または(58)で示されるホウ素化合物は、上記式(7)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。また、原料物質である上記式(63)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(2−11)〜(2−13)>
上記式(3)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(68):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;ピリジン環は置換基を有していてもよく;Rは上記式(3)と同じ意味を有する]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(54):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;ピリジン環は置換基を有していてもよく;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(64):
[式中、Rは上記式(3)と同じ意味を有し;Yは上記式(8)と同じ意味を有し;複数個存在するYは同一または相異なる]
と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(2−11)」ということがある。)、また、下記式(69):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;キノリン環は置換基を有していてもよく;Rは上記式(3)と同じ意味を有する]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(56):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;キノリン環は置換基を有していてもよく;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(64):
[式中、Rは上記式(3)と同じ意味を有し;Yは上記式(8)と同じ意味を有し;複数個存在するYは同一または相異なる]
と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(2−12)」ということがある。)、また、下記式(70):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;チオフェン環は置換基を有していてもよく;Rは上記式(3)と同じ意味を有する]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(58):
[式中、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;チオフェン環は置換基を有していてもよく;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(64):
[式中、Rは上記式(3)と同じ意味を有し;Yは上記式(8)と同じ意味を有し;複数個存在するYは同一または相異なる]
と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(2−13)」ということがある。)。
製造方法(2−11)、(2−12)または(2−13)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(2)と同様である。ただし、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の使用量については、変数nに2を代入した値とし、また、上記式(7)で示されるホウ素化合物を上記式(54)、(56)または(58)で示されるホウ素化合物に読み替え、上記式(8)で示される化合物を上記式(64)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(2−11)、(2−12)または(2−13)において、原料物質である上記式(54)、(56)または(58)で示されるホウ素化合物は、上記式(7)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。また、原料物質である上記式(64)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(2−14)および(2−15)>
上記式(9)または(3)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である。すなわち、下記式(71):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;複数個存在するRは同一または相異なり;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(9)と同じ意味を有する]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(60):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;複数個存在するRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(63):
[式中、Rは上記式(9)と同じ意味を有し;Yは上記式(8)と同じ意味を有する]
と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(2−14)」ということがある。)、また、下記式(72):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(3)と同じ意味を有する]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(60):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;複数個存在するRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(64):
[式中、Rは上記式(3)と同じ意味を有し;Yは上記式(8)と同じ意味を有し;複数個存在するYは同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(2−15)」ということがある。)。
製造方法(2−14)または(2−15)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(2)と同様である。ただし、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の使用量については、各々、変数nに1または2を代入した値とし、また、上記式(7)で示されるホウ素化合物を上記式(60)で示されるホウ素化合物に読み替え、上記式(8)で示される化合物を上記式(63)または(64)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(2−14)または(2−15)において、原料物質である上記式(60)で示されるホウ素化合物は、上記式(7)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。また、原料物質である上記式(63)または(64)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(2−16)および(2−17)>
上記式(9)または(3)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である。すなわち、下記式(73):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;OからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(9)と同じ意味を有する]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(62):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(63):
[式中、Rは上記式(9)と同じ意味を有し;Yは上記式(8)と同じ意味を有する]
と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(2−16)」ということがある。)、また、下記式(74):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;OからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(3)と同じ意味を有する]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(62):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(6)と同じ意味を有し;R、R、RおよびRは上記式(7)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、下記式(64):
[式中、Rは上記式(3)と同じ意味を有し;Yは上記式(8)と同じ意味を有し;複数個存在するYは同一または相異なる]
と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(2−17)」ということがある。)。
製造方法(2−16)または(2−17)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(2)と同様である。ただし、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の使用量については、各々、変数nに1または2を代入した値とし、また、上記式(7)で示されるホウ素化合物を上記式(62)で示されるホウ素化合物に読み替え、上記式(8)で示される化合物を上記式(63)または(64)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(2−16)または(2−17)において、原料物質である上記式(62)で示されるホウ素化合物は、上記式(7)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。また、原料物質である上記式(63)または(64)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(3)>
本発明の新規なホウ素化合物Iのうち、下記式(11):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格である]
で示されるホウ素化合物は、下記式(12):
[式中、R、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(11)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物を、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(3)」ということがある。)。
上記式(12)で示されるホウ素化合物の使用量は、最終生成物の必要量に応じて適宜調節すればよく、特に限定されるものではないが、例えば、有機溶媒1mLあたり、好ましくは0.01mmol以上、2mmol以下、より好ましくは0.05mmol以上、1mmol以下、さらに好ましくは0.1mmol以上、0.5mmol以下である。上記式(12)で示されるホウ素化合物の使用量が少なすぎると、反応効率が悪く、生産性が低下することがある。逆に、上記式(12)で示されるホウ素化合物の使用量が多すぎると、場合によっては、上記式(12)で示されるホウ素化合物が有機溶媒に溶解しにくく、収率が低下することがある。
触媒には、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素が含まれる。これらの金属元素のうち、パラジウム、白金が好適である。
触媒としては、例えば、上記のような金属元素を含む錯体が挙げられ、その具体例としては、例えば、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Pd(PBu)、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム、ビス(1,5−シクロオクタジエン)白金、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケルなどが挙げられる。これらの触媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの触媒のうち、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)が好適である。
触媒の使用量としては、上記式(12)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.001モル以上、0.2モル以下、より好ましくは0.005モル以上、0.15モル以下、さらに好ましくは0.01モル以上、0.1モル以下である。触媒の使用量が少なすぎると、反応速度が遅く、反応が速やかに進行しないことがある。逆に、触媒の使用量が多すぎると、必要以上に触媒を使用することになり、製造コストが上昇することがある。
上記反応には、触媒に加えて、安定化剤を用いてもよい。安定化剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン(P(o−tol))、トリ(2−フリル)ホスフィン、トリ−tert−ブチルホスフィン、トリメチルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos;別名「(オキシジ−2,1−フェニレン)ビス(ジフェニルホスフィン)」)、ビピリジンなどが挙げられる。これらの安定化剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの安定化剤のうち、トリ(o−トリル)ホスフィン(P(o−tol))が好適である。
安定化剤の使用量としては、上記式(12)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.01モル以上、0.3モル以下、より好ましくは0.02モル以上、0.25モル以下、さらに好ましくは0.03モル以上、0.2モル以下である。安定化剤の使用量が少なすぎると、安定化剤の機能が充分に発揮されず、収率が低下することがある。逆に、安定化剤の使用量が多すぎると、必要以上に安定化剤を使用することになり、製造コストが上昇することがある。
なお、ホスフィン配位子などの安定化剤を含む触媒(例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウムなど)を用いた場合には、さらに安定化剤を用いる必要はない。
上記反応は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類;クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、1,2−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、イソペンチルアルコールなどのアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチルなどのエステル類;ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルフェニルエーテル(アニソール)などのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;エチレングリコールモノメチルエーテル(メチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(セロソルブ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(セロソルブアセテート)などのグリコールエーテル(セロソルブ)類;シクロヘキサン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノールなどの脂環式炭化水素類;n−ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類;などが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの有機溶媒のうち、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフランなどのエーテル類が好適である。
上記反応は、好ましくは、不活性ガスの雰囲気下で行われる。不活性ガスとしては、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられる。これらの不活性ガスは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの不活性ガスのうち、窒素、アルゴンが好適である。
反応条件としては、上記反応が充分に進行する条件である限り、特に限定されるものではないが、例えば、反応温度は、好ましくは0〜100℃、より好ましくは室温〜80℃であり、また、反応時間は、好ましくは0.5〜24時間、より好ましくは1〜12時間である。反応圧力は、常圧、減圧または加圧のいずれでもよいが、好ましくは、常圧である。
反応終了後、例えば、反応溶液をそのまま濃縮または蒸発乾固し、あるいは、反応溶液に水を加え、適当な有機溶媒で抽出し、水、飽和食塩水で洗浄した後、濃縮または蒸発乾固し、必要に応じて、各種クロマトグラフィーや再結晶などの従来公知の方法で精製することにより、目的生成物が得られる。
製造方法(3)において、原料物質である上記式(12)で示されるホウ素化合物は、下記式(75):
[式中、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(11)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Rは上記式(12)と同じ意味を有する]
で示される1−アルキン化合物と、例えば、n−ブチルリチウムやナトリウムアミドなどの強塩基との間の酸−塩基反応により、1−アルキン化合物の塩を生成させた後、この塩に、下記式(43):
[式中、R、RおよびRは上記式(11)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物またはその錯体を反応させ、さらにカチオン交換することにより製造することができる。なお、これらの反応は従来公知であり(例えば、Dietmar Seyferth and Michael A. Weiner,J.Am.Chem.Soc.,1961,83(17),pp.3583−3586を参照)、原料物質の使用量、有機溶媒の種類、反応条件などは適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。また、原料物質である上記式(75)で示される1−アルキン化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(3−1)〜(3−2)>
上記式(11)および(12)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(76):
[式中、R、RおよびRは上記式(11)と同じ意味を有し;ピリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(12)と同じ意味を有する]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(77):
[式中、R、RおよびRは上記式(11)と同じ意味を有し;Rは上記式(12)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(3−1)」ということがある。)、また、下記式(78):
[式中、R、RおよびRは上記式(11)と同じ意味を有し;キノリン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは上記式(12)と同じ意味を有する]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(79):
[式中、R、RおよびRは上記式(11)と同じ意味を有し;キノリン環は置換基を有していてもよく;Rは上記式(12)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物を、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(3−2)」ということがある。)。
製造方法(3−1)または(3−2)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(3)と同様である。ただし、上記式(12)で示されるホウ素化合物を上記式(77)または(79)で示されるホウ素化合物に読み替えるものとする。
製造方法(3−1)または(3−2)において、原料物質である上記式(77)または(79)で示されるホウ素化合物は、上記式(12)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。
<製造方法(4)>
本発明の新規なホウ素化合物Iのうち、下記式(13):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、RおよびRが互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格である]
で示されるホウ素化合物は、下記式(14):
[式中、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは上記式(13)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Y’は塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
で示される化合物に有機リチウム化合物を作用させて生成するリチウム化合物を、下記式(15):
[式中、RおよびRは上記式(13)と同じ意味を有し;Wはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アルコキシ基またはアリールオキシ基である]
で示されるホウ素化合物と反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(4)」ということがある。)。
上記反応に用いられる有機リチウム化合物としては、例えば、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウムなどが挙げられる。これらの有機リチウム化合物は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの有機リチウム化合物のうち、n−ブチルリチウムが好適である。
有機リチウム化合物の使用量は、上記式(14)で示される化合物1モルに対して、好ましくは0.5モル以上、2.0モル以下、より好ましくは0.65モル以上、1.5モル以下、さらに好ましくは0.8モル以上、1.2モル以下である。有機リチウム化合物の使用量が少なすぎると、有機リチウム化合物が不足し、最終生成物の収率が低下することがある。逆に、有機リチウム化合物の使用量が多すぎると、有機リチウム化合物の使用量が過剰であり、上記式(15)で示されるホウ素化合物と反応し、最終生成物の収率が低下したり、製造コストが上昇したりすることがある。
上記式(15)で示されるホウ素化合物の使用量は、上記式(14)で示される化合物1モルに対して、好ましくは0.5モル以上、2.0モル以下、より好ましくは0.65モル以上、1.5モル以下、さらに好ましくは0.8モル以上、1.2モル以下である。上記式(15)で示されるホウ素化合物の使用量が少なすぎると、上記式(15)で示されるホウ素化合物が不足し、最終生成物の収率が低下することがある。逆に、上記式(15)で示されるホウ素化合物の使用量が多すぎると、上記式(15)で示されるホウ素化合物が過剰であり、製造コストが上昇することがある。
上記反応は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、メチルフェニルエーテル(アニソール)などのエーテル類;n−ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類;などが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの有機溶媒のうち、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類が好適である。
上記反応は、好ましくは、不活性ガスの雰囲気下で行われる。不活性ガスとしては、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられる。これらの不活性ガスは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの不活性ガスのうち、窒素、アルゴンが好適である。
反応条件としては、上記反応が充分に進行する条件である限り、特に限定されるものではないが、例えば、上記式(14)で示される化合物に有機リチウム化合物を作用させる工程では、反応温度は、好ましくは−150〜50℃、より好ましくは−100〜0℃であり、また、反応時間は、好ましくは0.5〜10時間、より好ましくは1〜3時間である。反応圧力は、常圧、減圧または加圧のいずれでもよいが、好ましくは、常圧である。得られたリチウム化合物を上記式(15)で示されるホウ素化合物と反応させる工程では、反応温度は、好ましくは0〜100℃、より好ましくは10〜50℃であり、また、反応時間は、好ましくは5〜30時間、より好ましくは12〜24時間である。反応圧力は、常圧、減圧または加圧のいずれでもよいが、好ましくは、常圧である。
反応終了後、例えば、反応溶液をそのまま濃縮または蒸発乾固し、あるいは、反応溶液に水を加え、適当な有機溶媒で抽出し、水、飽和食塩水で洗浄した後、濃縮または蒸発乾固し、必要に応じて、各種クロマトグラフィーや再結晶などの従来公知の方法で精製することにより、目的生成物が得られる。
製造方法(4)において、原料物質である上記式(14)で示される化合物は、下記式(80):
[式中、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(13)と同じ意味を有し;Rはシリル基、ゲルミル基またはスタンニル基である]
で示されるアセチレン化合物と金属水素化物(例えば、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ビスシクロペンタジエニルジルコニウムクロリド、カテコールボランなど)またはトリアルキルアルミニウムとのオルガノメタレーション反応を行った後、塩化亜鉛、塩化銅などとの金属交換反応により生成する下記式(81):
[式中、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは上記式(13)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Rは上記式(80)と同じ意味を有し;Mは金属原子である]
で示されるビニル金属化合物を、下記式(82):
[式中、Rは上記式(13)と同じ意味を有し;Zはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホノルオキシ基である]
で示される有機ハロゲン化合物と、パラジウムまたはニッケルを含む触媒の存在下で、反応させた後、さらにハロゲン化剤(例えば、N−ヨードスクシンイミド、N−ブロモスクシンイミド、臭素、ヨウ素など)を作用させて、置換基Rをハロゲン原子(Y)に交換することにより製造することができる。なお、これらの反応は、従来公知であり(例えば、J.Org.Chem.,1995,pp.3276−3277;J.Am.Chem.Soc.,1986,pp.3402−3408を参照)、原料物質の使用量、有機溶媒の種類、反応条件などは適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。また、上述の塩化亜鉛、塩化銅などとの金属交換反応は必ずしも必要ではない。
また、原料物質である上記式(15)で示されるホウ素化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(4−1)〜(4−3)>
上記式(13)および(14)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(83):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(13)と同じ意味を有し;ピリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(84):
[式中、RおよびRは上記式(13)と同じ意味を有し;ピリジン環は置換基を有していてもよく;Y’は塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
で示される化合物に有機リチウム化合物を作用させて生成するリチウム化合物を、下記式(15):
[式中、RおよびRは上記式(13)と同じ意味を有し;Wはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アルコキシ基またはアリールオキシ基である]
で示されるホウ素化合物と反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(4−1)」ということがある。)、また、下記式(85):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(13)を同じ意味を有し;キノリン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(86):
[式中、RおよびRは上記式(13)と同じ意味を有し;キノリン環は置換基を有していてもよく;Y’は塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
で示される化合物に有機リチウム化合物を作用させて生成するリチウム化合物を、下記式(15):
[式中、RおよびRは上記式(13)と同じ意味を有し;Wはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アルコキシ基またはアリールオキシ基である]
で示されるホウ素化合物と反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(4−2)」ということがある。)、また、下記式(87):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(13)と同じ意味を有し;チオフェン環は置換基を有していてもよく;SからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(88):
[式中、RおよびRは上記式(13)と同じ意味を有し;チオフェン環は置換基を有していてもよく;Y’は塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
で示される化合物に有機リチウム化合物を作用させて生成するリチウム化合物を、下記式(15):
[式中、RおよびRは上記式(13)と同じ意味を有し;Wはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アルコキシ基またはアリールオキシ基である]
で示されるホウ素化合物と反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(4−3)」ということがある。)。
製造方法(4−1)、(4−2)または(4−3)において、原料物質の使用量、有機リチウム化合物の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(4)と同様である。ただし、上記式(14)で示される化合物を上記式(84)、(86)または(88)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(4−1)、(4−2)または(4−3)において、原料物質である上記式(84)、(86)または(88)で示される化合物は、上記式(14)で示される化合物の製造方法に準じて、製造することができる。また、原料物質である上記式(15)で示されるホウ素化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(5)>
本発明の新規なホウ素化合物Iである下記式(1):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1〜4価の有機骨格であり;nは1〜4の整数であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物は、下記式(4):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(16):
[式中、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(1)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Tfはトリフルオロメタンスルホニル基である]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよるなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる。
なお、Tfで表されるトリフルオロメタンスルホニル基とは、トリフリル基とも呼ばれる最も強い電子求引性基の一つであり、−SOCFを意味する。
上記式(16)で示される化合物の使用量は、上記式(4)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.5×nモル以上、2.0×nモル以下、より好ましくは0.65×nモル以上、1.5×nモル以下、さらに好ましくは0.8×nモル以上、1.25×nモル以下である。上記式(16)で示される化合物の使用量が少なすぎると、上記式(16)で示される化合物が不足し、最終生成物の収率が低下することがある。逆に、上記式(16)で示される化合物の使用量が多すぎると、上記式(16)で示される化合物が過剰であり、製造コストが上昇することがある。ここで、nは、上記式(1)において、Rで表される水素または1〜4価の有機骨格に結合した含ホウ素環部分(角括弧で囲まれた部分)の数であり、1〜4の整数を表す。
触媒には、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素が含まれる。これらの金属元素のうち、パラジウム、白金が好適である。
触媒としては、例えば、上記のような金属元素を含む錯体が挙げられ、その具体例としては、例えば、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Pd(PBu)、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム、ビス(1,5−シクロオクタジエン)白金、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケルなどが挙げられる。これらの触媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの触媒のうち、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)が好適である。
触媒の使用量としては、上記式(4)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.001モル以上、0.2モル以下、より好ましくは0.005モル以上、0.15モル以下、さらに好ましくは0.01モル以上、0.1モル以下である。触媒の使用量が少なすぎると、反応速度が遅く、反応が速やかに進行しないことがある。逆に、触媒の使用量が多すぎると、必要以上に触媒を使用することになり、製造コストが上昇することがある。
上記反応には、触媒に加えて、安定化剤を用いてもよい。安定化剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン(P(o−tol))、トリ(2−フリル)ホスフィン、トリ−tert−ブチルホスフィン、トリメチルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos;別名「(オキシジ−2,1−フェニレン)ビス(ジフェニルホスフィン)」)、ビピリジンなどが挙げられる。これらの安定化剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの安定化剤のうち、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos)が好適である。
安定化剤の使用量としては、上記式(4)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.01モル以上、0.3モル以下、より好ましくは0.02モル以上、0.25モル以下、さらに好ましくは0.03モル以上、0.2モル以下である。安定化剤の使用量が少なすぎると、安定化剤の機能が充分に発揮されず、最終生成物の収率が低下することがある。逆に、安定化剤の使用量が多すぎると、必要以上に安定化剤を使用することになり、製造コストが上昇することがある。
なお、ホスフィン配位子などの安定化剤を含む触媒(例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウムなど)を用いた場合には、さらに安定化剤を用いる必要はない。
上記反応は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類;クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、1,2−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、イソペンチルアルコールなどのアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチルなどのエステル類;ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルフェニルエーテル(アニソール)などのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;エチレングリコールモノメチルエーテル(メチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(セロソルブ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(セロソルブアセテート)などのグリコールエーテル(セロソルブ)類;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類;n−ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類;アセトニトリルなどのニトリル類;などが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの有機溶媒のうち、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類が好適である。
上記反応は、好ましくは、不活性ガスの雰囲気下で行われる。不活性ガスとしては、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられる。これらの不活性ガスは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの不活性ガスのうち、窒素、アルゴンが好適である。
反応条件としては、上記反応が充分に進行する条件である限り、特に限定されるものではないが、例えば、反応温度は、好ましくは0〜100℃、より好ましくは室温〜80℃であり、また、反応時間は、好ましくは0.5〜24時間、より好ましくは1〜12時間である。反応圧力は、常圧、減圧または加圧のいずれでもよいが、好ましくは、常圧である。
反応終了後、例えば、反応溶液をそのまま濃縮または蒸発乾固し、あるいは、反応溶液に水を加え、適当な有機溶媒で抽出し、水、飽和食塩水で洗浄した後、濃縮または蒸発乾固し、必要に応じて、各種クロマトグラフィーや再結晶などの従来公知の方法で精製することにより、目的生成物が得られる。
製造方法(5)において、原料物質である上記式(4)で示されるホウ素化合物は、製造方法(1)において説明した方法により製造することができる。
製造方法(5)において、原料物質である上記式(16)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(5−1)〜(5−4)>
上記式(1)および(16)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(27):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;ピリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(4):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(89):
[式中、Tfは上記式(16)と同じ意味を有する]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(5−1)」ということがある。)、また、下記式(28):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;キノリン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(4):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(90):
[式中、Tfは上記式(16)と同じ意味を有する]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(5−2)」ということがある。)、また、下記式(91):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;フェナントリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(4):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(92):
[式中、Tfは上記式(16)と同じ意味を有する]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(5−3)」ということがある。)、また、下記式(29):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは、各々、同一または相異なり;チオフェン環は置換基を有していてもよく;SからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(4):
[式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(93):
[式中、Tfは上記式(16)と同じ意味を有する]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(5−4)」ということがある。)。
製造方法(5−1)、(5−2)、(5−3)または(5−4)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(5)と同様である。ただし、上記式(16)で示される化合物を上記式(89)、(90)、(92)または(93)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(5−1)、(5−2)、(5−3)または(5−4)において、原料物質である上記式(4)で示されるホウ素化合物は、製造方法(1)において説明した方法により製造することができる。また、原料物質である上記式(89)、(90)、(92)または(93)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
≪新規なホウ素化合物II≫
本発明の新規なホウ素化合物IIは、下記式(17):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;実線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であることを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格であり;Rはp価の有機骨格であり;pは2〜6の整数であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物である。
上記式(17)において、R、RまたはRで表される、置換基を有していてもよいアリール基における「アリール基」としては、例えば、フェニル基、ビフェニリル基(例えば、4−ビフェニリル基など)、ナフチル基(例えば、2−ナフチル基など)、テトラヒドロナフチル基(例えば、5,6,7,8−テトラヒドロナフタレン−2−イル基など)、インデニル基(例えば、1H−インデン−5−イル基など)、インダニル基(例えば、インダン−5−イル基など)などが挙げられるが、これらのアリール基に限定されるものではない。これらのアリール基のうち、フェニル基、ビフェニリル基(例えば、4−ビフェニリル基など)、ナフチル基(例えば、2−ナフチル基など)が好適である。
、RまたはRで表される、置換基を有していてもよい複素環基における「複素環基」としては、例えば、ピロリル基(例えば、2−ピロリル基など)、ピリジル基(例えば、2−ピリジル基など)、キノリル基(例えば、2−キノリル基など)、ピペリジニル基(例えば、4−ピペリジニル基など)、ピペリジノ基、フリル基(例えば、2−フリル基など)、チエニル基(例えば、2−チエニル基など)などが挙げられるが、これらの複素環基に限定されるものではない。これらの複素環基のうち、ピリジル基(例えば、2−ピリジル基など)、チエニル基(例えば、2−チエニル基など)が好適である。
これらの置換基を有していてもよいアリール基および複素環基における「置換基」としては、例えば、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)、ハロアルキル基(例えば、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基など)、炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐鎖状アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基など)、炭素数5〜7の環状アルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基など)、炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐鎖状アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基など)、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、各アルキル基が炭素数1〜4であるモノもしくはジアルキルアミノ基(例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基など)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基など)、炭素数2〜6のアルケニル基(例えば、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基など)、炭素数2〜6のアルキニル基(例えば、エチニル基、1−プロピニル基、プロパルギル基など)、フェニル基、置換フェニル基(例えば、4−フルオロフェニル基、4−クロロフェニル基、4−メチルフェニル基(p−トリル基)、4−メトキシフェニル基、4−ニトロフェニル基など)、カルバモイル基、N,N−ジアルキルカルバモイル基(例えば、N,N−ジメチルカルバモイル基、N,N−ジエチルカルバモイル基、N,N−ジプロピルカルバモイル基など)などが挙げられるが、これらの置換基に限定されるものではない。
あるいは、R、RおよびRは、いずれか2個が互いに結合して環を形成していてもよい。このような環としては、例えば、RとRとが結合した結果、ボロール環、ベンゾボロール環、ジベンゾボロール環、1,4−ジヒドロボリニン環、1,4−ジヒドロベンゾ[b]ボリニン環、5,10−ジヒドロジベンゾ[b,e]ボリニン環、4H−1,4−オキサボリニン環、4H−ベンゾ[b][1,4]オキサボリニン環、10H−ジベンゾ[b,e][1,4]オキサボリニン環、1,4−ジヒドロ−1,4−アザボリニン環、1,4−ジヒドロベンゾ[b][1,4]アザボリニン環、5,10−ジヒドロジベンゾ[b,e][1,4]アザボリニン環などを形成した場合;RとRとが結合した結果、5,6−ジヒドロジベンゾ[b,d]ボリニン環などを形成した場合;さらにこれらの環が置換基を有する場合;などが挙げられるが、これらの環に限定されるものではない。 上記式(17)において、Rで表される置換基としては、例えば、置換基を有していてもよいアリール基および複素環基における「置換基」として列挙した上記のような置換基が挙げられるが、これらの置換基に限定されるものではない。
上記式(17)において、mは、Xに結合した置換基Rの数であり、Xの原子価や、QとXとの間の結合が単結合または二重結合のいずれであるか、QとXとが共通する環の一部であるか否かなどに応じて、0〜2の整数である。なお、mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なる。
上記式(17)において、Qで表される連結基としては、例えば、=C<、=CH−、−CH<、−CH−、−CHCH−、−C−(例えば、−(1,2−C)−など)、−C10−(例えば、−(1,2−C10)−など)、−CO−、−CS−、−CHN<、−CHN=などが挙げられるが、これらの連結基に限定されるものではない。これらの連結基のうち、=C<、−CH−、−CHCH−が好適である。
上記式(17)において、Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子である。これらの原子のうち、窒素原子、酸素原子が好適である。
上記式(17)において、点線の半円弧で表されるQとXとが共通する環としては、例えば、ピロール環、ピリジン環、インドール環、イソインドール環、キノリン環、イソキノリン環、フェナントリジン環、ピラジン環、トリアジン環、フラン環、ピラン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、クロメン環、イソクロメン環、ホスフィンドール環、イソホスフィンドール環、ホスフィノリン環、イソホスフィノリン環、チオフェン環、チオピラン環、チオクロメン環、イソチオクロメン環、セレノフェン環、セレノピラン環、セレノクロメン環、イソセレノクロメン環などが挙げられるが、これらの環に限定されるものではない。これらの環は、置換基を有していてもよい。これらの環のうち、ピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環、フラン環、チオフェン環が好適である。
上記式(17)において、Rで表される1価の有機骨格としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基、フェニル基、4−メチルフェニル基(トリル基)、ナフチル基(例えば、2−ナフチル基など)などが挙げられるが、これらの有機骨格に限定されるものではない。
上記式(17)において、Rで表される2価の有機骨格としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、フェニレン基(例えば、1,4−フェニレン基など)、ナフチレン基(例えば、2,6−ナフチレン基など)などが挙げられ、Rで表される3価の有機骨格としては、例えば、メタントリイル基、エタントリイル基(例えば、エタン−1,1,2−トリイル基など)、プロパントリイル基(例えば、プロパン−1,2,3−トリイル基など)、ベンゼントリイル基(例えば、ベンゼン−1,3,5−トリイル基など)、ナフタレントリイル基(例えば、ナフタレン−1,4,6−トリイル基など)などが挙げられ、Rで表される4価の有機骨格としては、例えば、メタンテトライル基、エタンテトライル基(例えば、エタン−1,1,2,2−テトライル基など)、プロパンテトライル基(例えば、プロパン−1,1,2,3−テトライル基など)、ベンゼンテトライル基(例えば、ベンゼン−1,2,4,5−テトライル基など)、ナフタレンテトライル基(例えば、ナフタレン−1,4,5,8−テトライル基など)などが挙げられ、Rで表される5価の有機骨格としては、例えば、エタンペンタイル基(例えば、エタン−1,1,1,2,2,−ペンタイル基など)、プロパンペンタイル基(例えば、プロパン−1,1,1,2,3−ペンタイル基など)、ベンゼンペンタイル基(例えば、ベンゼン−1,2,3,4,5−ペンタイル基など)、ナフタレンペンタイル基(例えば、ナフタレン−1,2,4,5,8−ペンタイル基など)などが挙げられ、Rで表される6価の有機骨格としては、例えば、エタンヘキサイル基、プロパンヘキサイル基(例えば、プロパン−1,1,1,2,2,3−ヘキサイル基など)、ベンゼンヘキサイル基、ナフタレンヘキサイル基(例えば、ナフタレン−1,2,3,4,5,8−ヘキサイル基など)などが挙げられるが、これらの有機骨格に限定されるものではない。
上記式(17)において、pは、Rで表される2〜6価の有機骨格に結合した含ホウ素環部分(角括弧で囲まれた部分)の数であり、2〜6の整数である。なお、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる。
上記式(17)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(96):
[式中、R、R、R、R、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rはピリジン環のどの位置に結合していてもよく;ピリジン環を構成する炭素原子上の数字はRがピリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(97):
[式中、R、R、R、R、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rはキノリン環のどの位置に結合していてもよく;キノリン環を構成する炭素原子上の数字はRがキノリン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(98):
[式中、R、R、R、R、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rはフェナントリジン環のどの位置に結合していてもよく;フェナントリジン環を構成する炭素原子上の数字はRがフェナントリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(99):
[式中、R、R、R、R、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rはチオフェン環のどの位置に結合していてもよく;チオフェン環を構成する炭素原子上の数字はRがチオフェン環に結合することができる位置を表し;SからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物が好適である。
上記式(96)、(97)、(98)および(99)において、Rで表されるp価の有機骨格は、各々、ピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環およびチオフェン環のどの位置に結合していてもよく、特に限定されるものではないが、変数pの値に応じて、ピリジン環の1番、2番および3番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、キノリン環の2番、3番、4番および5番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、フェナントリジン環の2番、3番、6番および7番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、チオフェン環の3番に結合していることが好ましい。
変数pについては、通常は2〜6の整数であるが、好ましくは2〜4の整数であり、より好ましくは2または3の整数である。すなわち、上記式(17)で示されるホウ素化合物のうち、下記式(18):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;Rは2価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(19):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;Rは3価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物が好適である。
上記式(18)において、Rで表される2価の有機骨格としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、フェニレン基(例えば、1,4−フェニレン基など)、ナフチレン基(例えば、2,6−ナフチレン基など)などが挙げられるが、これらの有機骨格に限定されるものではない。
上記式(19)において、Rで表される3価の有機骨格としては、例えば、メタントリイル基、エタントリイル基(例えば、エタン−1,1,2−トリイル基など)、プロパントリイル基(例えば、プロパン−1,2,3−トリイル基など)、ベンゼントリイル基(例えば、ベンゼン−1,3,5−トリイル基など)、ナフタレントリイル基(例えば、ナフタレン−1,4,6−トリイル基など)などが挙げられるが、これらの有機骨格に限定されるものではない。
上記式(18)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(100):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(18)と同じ意味を有し;Rはピリジン環のどの位置に結合していてもよく;ピリジン環を構成する炭素原子上の数字はRがピリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(101):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(18)と同じ意味を有し;Rはキノリン環のどの位置に結合していてもよく;キノリン環を構成する炭素原子上の数字はRがキノリン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(102):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(18)と同じ意味を有し;Rはフェナントリジン環のどの位置に結合していてもよく;フェナントリジン環を構成する炭素原子上の数字はRがフェナントリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(103):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(18)と同じ意味を有し;Rはチオフェン環のどの位置に結合していてもよく;チオフェン環を構成する炭素原子上の数字はRがチオフェン環に結合することができる位置を表し;SからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物が好適である。
上記式(100)、(101)、(102)および(103)において、Rで表される2価の有機骨格は、各々、ピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環およびチオフェン環のどの位置に結合していてもよく、特に限定されるものではないが、ピリジン環の1番、2番および3番から選択される位置、ならびに、1’番、2’番および3’番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、キノリン環の2番、3番、4番および5番から選択される位置、ならびに、2’番、3’番、4’番および5’番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、フェナントリジン環の2番、3番、6番および7番から選択される位置、ならびに、2’番、3’番、6’番および7’番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、チオフェン環の3番および3’番に結合していることが好ましい。
上記式(19)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(104):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(19)と同じ意味を有し;Rはピリジン環のどの位置に結合していてもよく;ピリジン環を構成する炭素原子上の数字はRがピリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(105):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(19)と同じ意味を有し;Rはキノリン環のどの位置に結合していてもよく;キノリン環を構成する炭素原子上の数字はRがキノリン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(106):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(19)と同じ意味を有し;Rはフェナントリジン環のどの位置に結合していてもよく;フェナントリジン環を構成する炭素原子上の数字はRがフェナントリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(107):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(19)と同じ意味を有し;Rはチオフェン環のどの位置に結合していてもよく;チオフェン環を構成する炭素原子上の数字はRがチオフェン環に結合することができる位置を表し;SからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物が好適である。
上記式(104)、(105)、(106)および(107)において、Rで表される3価の有機骨格は、各々、ピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環およびチオフェン環のどの位置に結合していてもよく、特に限定されるものではないが、ピリジン環の1番、2番および3番から選択される位置、1’番、2’番および3’番から選択される位置、ならびに、1”番、2”番および3”番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、キノリン環の2番、3番、4番および5番から選択される位置、2’番、3’番、4’番および5’番から選択される位置、ならびに、2”番、3”番、4”番および5”番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、フェナントリジン環の2番、3番、6番および7番から選択される位置、2’番、3’番、6’番および7’番から選択される位置、ならびに、2”番、3”番、6”番および7”番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、チオフェン環の3番、3’番および3”番に結合していることが好ましい。
≪新規なホウ素化合物IIの製造方法≫
本発明の新規なホウ素化合物IIは、以下で説明する製造方法(6)により、効率よく簡便に製造することができる。また、その下位概念となるホウ素化合物は、以下で説明する製造方法(6−1)〜(6−14)により、効率よく簡便に製造することができる。
<製造方法(6)>
本発明の新規なホウ素化合物IIである下記式(17):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;実線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であることを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格であり;Rはp価の有機骨格であり;pは2〜6の整数であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
で示されるホウ素化合物は、下記式(20):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(21):
[式中、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;Y”はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホニルオキシ基であり;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる。
上記式(21)で示される化合物の使用量は、上記式(20)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.5/pモル以上、2.0/pモル以下、より好ましくは0.65/pモル以上、1.5/pモル以下、さらに好ましくは0.8/pモル以上、1.25/pモル以下である。上記式(21)で示される化合物の使用量が少なすぎると、上記式(21)で示される化合物が不足し、最終生成物の収率が低下することがある。逆に、上記式(21)で示される化合物の使用量が多すぎると、上記式(21)で示される化合物が過剰であり、製造コストが上昇することがある。ここで、pは、上記式(17)において、Rで表される2〜6価の有機骨格に結合した含ホウ素環部分(角括弧で囲まれた部分)の数であり、2〜6の整数を表す。
触媒には、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素が含まれる。これらの金属元素のうち、パラジウム、白金が好適である。
触媒としては、例えば、上記のような金属元素を含む錯体が挙げられ、その具体例としては、例えば、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(Pd(PPh)、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Pd(PBu)、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロ[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)、ジクロロビス(アセトニトリル)パラジウム、ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウム、ジクロロ[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウムなどが挙げられる。これらの触媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの触媒のうち、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Pd(PBu)が好適である。
触媒の使用量としては、上記式(20)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.001モル以上、0.2モル以下、より好ましくは0.005モル以上、0.15モル以下、さらに好ましくは0.01モル以上、0.1モル以下である。触媒の使用量が少なすぎると、反応速度が遅く、反応が速やかに進行しないことがある。逆に、触媒の使用量が多すぎると、必要以上に触媒を使用することになり、製造コストが上昇することがある。
上記反応には、触媒に加えて、安定化剤を用いてもよい。安定化剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン(P(o−tol))、トリ(2−フリル)ホスフィン、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、トリ−tert−ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、2−(ジ−tert−ブチルホスフィノ)ビフェニルなどが挙げられる。これらの安定化剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの安定化剤のうち、トリ−tert−ブチルホスフィンが好適である。
安定化剤の使用量としては、上記式(20)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.01モル以上、0.3モル以下、より好ましくは0.02モル以上、0.25モル以下、さらに好ましくは0.03モル以上、0.2モル以下である。安定化剤の使用量が少なすぎると、安定化剤の機能が充分に発揮されず、最終生成物の収率が低下することがある。逆に、安定化剤の使用量が多すぎると、必要以上に安定化剤を使用することになり、製造コストが上昇することがある。
なお、ホスフィン配位子などの安定化剤を含む触媒(例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウムなど)を用いた場合には、さらに安定化剤を用いる必要はない。
上記反応は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類;クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、1,2−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、イソペンチルアルコールなどのアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチルなどのエステル類;ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルフェニルエーテル(アニソール)などのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;エチレングリコールモノメチルエーテル(メチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(セロソルブ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(セロソルブアセテート)などのグリコールエーテル(セロソルブ)類;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類;n−ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類;アセトニトリルなどのニトリル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどの非プロトン性極性溶媒;などが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの有機溶媒のうち、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフランなどエーテル類が好適である。
なお、有機溶媒として、水混和性の溶媒を用いる場合には、水を混合してもよい。水の混合割合は、混合溶媒に対する原料物質の溶解性などに応じて、適宜調節すればよく、特に限定されるものではない。
上記反応を有機溶媒と水との混合溶媒中で行う場合には、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物や炭酸塩などの塩基を用いて、反応系のpHを高くすることが好ましい。この場合、塩基の使用量は、原料物質の使用量などに応じて、適宜調節すればよく、特に限定されるものではない。
上記反応は、好ましくは、不活性ガスの雰囲気下で行われる。不活性ガスとしては、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられる。これらの不活性ガスは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの不活性ガスのうち、窒素、アルゴンが好適である。
反応条件としては、上記反応が充分に進行する条件である限り、特に限定されるものではないが、例えば、反応温度は、好ましくは0〜150℃、より好ましくは室温〜100℃であり、また、反応時間は、好ましくは0.5〜24時間、より好ましくは1〜12時間である。反応圧力は、常圧、減圧または加圧のいずれでもよいが、好ましくは、常圧である。
反応終了後、例えば、反応溶液をそのまま濃縮または蒸発乾固し、あるいは、反応溶液に水を加え、適当な有機溶媒で抽出し、水、飽和食塩水で洗浄した後、濃縮または蒸発乾固し、必要に応じて、各種クロマトグラフィーや再結晶などの従来公知の方法で精製することにより、目的生成物が得られる。
製造方法(6)において、原料物質である上記式(20)で示されるホウ素化合物は、製造方法(1)により製造することができる。ただし、上記式(1)において、mが0であり、QとXとが共通する環の一部であり、該環の何れかの位置にジオキサボロラニル基が結合しており、RがRであり、nが1である。
製造方法(6)において、原料物質である上記式(21)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(6−1)>
上記式(17)で示されるホウ素化合物のうち、下記式(18):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;Rは2価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(20):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、上記式(21)において、Rが2価の有機骨格を表すRであり、pが2である化合物、すなわち、下記式(108):
[式中、Rは上記式(18)と同じ意味を有し;Y”は上記式(21)と同じ意味を有し;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(6−1)」ということがある。)。
製造方法(6−1)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(6)と同様である。ただし、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の使用量については、変数pに2を代入した値とし、また、上記式(21)で示される化合物を上記式(108)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(6−1)において、原料物質である上記式(20)で示されるホウ素化合物は、上記した方法により製造することができる。また、原料物質である上記式(108)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(6−2)>
上記式(17)で示されるホウ素化合物のうち、下記式(19):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;Rは3価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
で示される好適なホウ素化合物は、上記式(20)で示されるホウ素化合物を、上記式(21)において、Rが3価の有機骨格を表すRであり、pが3である化合物、すなわち、下記式(109):
[式中、Rは上記式(19)と同じ意味を有し;Y”は上記式(21)と同じ意味を有し;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(6−2)」ということがある。)。
製造方法(6−2)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(6)と同様である。ただし、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の使用量については、変数pに3を代入した値とし、また、上記式(21)で示される化合物を上記式(109)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(6−2)において、原料物質である上記式(20)で示されるホウ素化合物は、上記した方法により製造することができる。また、原料物質である上記式(109)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(6−3)〜(6−6)>
上記式(17)において、QおよびXが共通する環の一部であり、好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(96):
[式中、R、R、R、R、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rはピリジン環のどの位置に結合していてもよく;ピリジン環を構成する炭素原子上の数字はRがピリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(110):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;ピリジン環を構成する炭素原子上の数字はジオキサボロラニル基がピリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(21):
[式中、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;Y”はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホニル基であり;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(6−3)」ということがある。)、また、下記式(97):
[式中、R、R、R、R、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rはキノリン環のどの位置に結合していてもよく;キノリン環を構成する炭素原子上の数字はRがキノリン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(111):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;キノリン環を構成する炭素原子上の数字はジオキサボロラニル基がキノリン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(21):
[式中、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;Y”はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホニルオキシ基であり;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(6−4)」ということがある。)、また、下記式(98):
[式中、R、R、R、R、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rはフェナントリジン環のどの位置に結合していてもよく;フェナントリジン環を構成する炭素原子上の数字はRがフェナントリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(112):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;フェナントリジン環を構成する炭素原子上の数字はジオキサボロラニル基がフェナントリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(21):
[式中、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;Y”はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホニルオキシ基であり;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(6−5)」ということがある。)、また、下記式(99):
[式中、R、R、R、R、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rはチオフェン環のどの位置に結合していてもよく;チオフェン環を構成する炭素原子上の数字はRがチオフェン環に結合することができる位置を表し;SからBに向かう矢印は配位結合を表し;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(113):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;チオフェン環を構成する炭素原子上の数字はジオキサボロラニル基がチオフェン環に結合することができる位置を表し;SからBに向かう矢印は配位結合を表し;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(21):
[式中、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;Y”はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホニルオキシ基であり;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(6−6)」ということがある。)。
上記式(96)、(97)、(98)および(99)において、Rで表されるp価の有機骨格は、各々、ピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環およびチオフェン環のどの位置に結合していてもよく、特に限定されるものではないが、ピリジン環の1番、2番および3番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、キノリン環の2番、3番、4番および5番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、フェナントリジン環の2番、3番、6番および7番から選択される位置から選択される位置に結合していることが好ましく、また、チオフェン環の3番に結合していることが好ましい。
また、上記式(110)、(111)、(112)および(113)において、ジオキサボロラニル基は、各々、ピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環およびチオフェン環のどの位置に結合していてもよく、特に限定されるものではないが、ピリジン環の1番、2番および3番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、キノリン環の2番、3番、4番および5番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、フェナントリジン環の2番、3番、6番および7番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、チオフェン環の3番に結合していることが好ましい。
製造方法(6−3)、(6−4)、(6−5)または(6−6)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(6)と同様である。ただし、上記式(20)で示されるホウ素化合物を上記式(110)、(111)、(112)または(113)で示されるホウ素化合物に読み替えるものとする。
製造方法(6−3)、(6−4)、(6−5)または(6−6)において、原料物質である上記式(110)、(111)、(112)または(113)で示されるホウ素化合物は、上記式(20)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。また、原料物質である上記式(21)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(6−7)〜(6−10)>
上記式(18)において、QおよびXが共通する環の一部であり、好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(100):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(18)と同じ意味を有し;Rはピリジン環のどの位置に結合していてもよく;ピリジン環を構成する炭素原子上の数字はRがピリジン環に結合することができる位置を表し;ピリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(110):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;ピリジン環を構成する炭素原子上の数字はジオキサボロラニル基がピリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(108):
[式中、Rは上記式(18)と同じ意味を有し;Y”は上記式(21)と同じ意味を有し;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(6−7)」ということがある。)、また、下記式(101):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(18)と同じ意味を有し;Rはキノリン環のどの位置に結合していてもよく;キノリン環を構成する炭素原子上の数字はRがキノリン環に結合することができる位置を表し;キノリン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(111):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;キノリン環を構成する炭素原子上の数字はジオキサボロラニル基がキノリン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(108):
[式中、Rは上記式(18)と同じ意味を有し;Y”は上記式(21)と同じ意味を有し;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(6−8)」ということがある。)、また、下記式(102):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(18)と同じ意味を有し;Rはフェナントリジン環のどの位置に結合していてもよく;フェナントリジン環を構成する炭素原子上の数字はRがフェナントリジン環に結合することができる位置を表し;フェナントリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(112):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;フェナントリジン環を構成する炭素原子上の数字はジオキサボロラニル基がフェナントリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(108):
[式中、Rは上記式(18)と同じ意味を有し;Y”は上記式(21)と同じ意味を有し;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(6−9)」ということがある。)、また、下記式(103):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(18)と同じ意味を有し;Rはチオフェン環のどの位置に結合していてもよく;チオフェン環を構成する炭素原子上の数字はRがチオフェン環に結合することができる位置を表し;チオフェン環は置換基を有していてもよく;SからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(113):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;チオフェン環を構成する炭素原子上の数字はジオキサボロラニル基がチオフェン環に結合することができる位置を表し;SからBに向かう矢印は配位結合を表し;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(108):
[式中、Rは上記式(18)と同じ意味を有し;Y”は上記式(21)と同じ意味を有し;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(6−10)」ということがある。)。
上記式(100)、(101)、(102)および(103)において、Rで表される2価の有機骨格は、各々、ピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環およびチオフェン環のどの位置に結合していてもよく、特に限定されるものではないが、ピリジン環の1番、2番および3番から選択される位置、ならびに、1’番、2’番および3’番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、キノリン環の2番、3番、4番および5番から選択される位置、ならびに、2’番、3’番、4’番および5’番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、フェナントリジン環の2番、3番、6番および7番から選択される位置、ならびに、2’番、3’番、6’番および7’番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、チオフェン環の3番および3’番に結合していることが好ましい。
また、上記式(110)、(111)、(112)および(113)において、ジオキサボロラニル基は、各々、ピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環およびチオフェン環のどの位置に結合していてもよく、特に限定されるものではないが、ピリジン環の1番、2番および3番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、キノリン環の2番、3番、4番および5番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、フェナントリジン環の2番、3番、6番および7番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、チオフェン環の3番に結合していることが好ましい。
製造方法(6−7)、(6−8)、(6−9)または(6−10)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(6)と同様である。ただし、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の使用量については、変数pに2を代入した値とし、また、上記式(20)で示されるホウ素化合物を上記式(110)、(111)、(112)または(113)で示されるホウ素化合物に読み替え、上記式(21)で示される化合物を上記式(108)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(6−7)、(6−8)、(6−9)または(6−10)において、原料物質である上記式(110)、(111)、(112)または(113)で示されるホウ素化合物は、上記式(20)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。また、原料物質である上記式(108)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
<製造方法(6−11)〜(6−14)>
上記式(19)において、QおよびXが共通する環の一部であり、好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(104):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(19)と同じ意味を有し;Rはピリジン環のどの位置に結合していてもよく;ピリジン環を構成する炭素原子上の数字はRがピリジン環に結合することができる位置を表し;ピリジン環は置換基を有していてもよい;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(110):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;ピリジン環を構成する炭素原子上の数字はジオキサボロラニル基がピリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(109):
[式中、Rは上記式(19)と同じ意味を有し;Y”は上記式(21)と同じ意味を有し;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(6−11)」ということがある。)、また、下記式(105):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(19)と同じ意味を有し;Rはキノリン環のどの位置に結合していてもよく;キノリン環を構成する炭素原子上の数字はRがキノリン環に結合することができる位置を表し;キノリン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(111):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;キノリン環を構成する炭素原子上の数字はジオキサボロラニル基がキノリン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(109):
[式中、Rは上記式(19)と同じ意味を有し;Y”は上記式(21)と同じ意味を有し;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(6−12)」ということがある。)、また、下記式(106):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(19)と同じ意味を有し;Rはフェナントリジン環のどの位置に結合していてもよく;フェナントリジン環を構成する炭素原子上の数字はRがフェナントリジン環に結合することができる位置を表し;フェナントリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(112):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;フェナントリジン環を構成する炭素原子上の数字はジオキサボロラニル基がフェナントリジン環に結合することができる位置を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(109):
[式中、Rは上記式(19)と同じ意味を有し;Y”は上記式(21)と同じ意味を有し;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(6−13)」ということがある。)、また、下記式(107):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;複数個存在するR、R、RおよびRは、各々、同一または相異なり;Rは上記式(19)と同じ意味を有し;Rはチオフェン環のどの位置に結合していてもよく;チオフェン環を構成する炭素原子上の数字はRがチオフェン環に結合することができる位置を表し;チオフェン環は置換基を有していてもよく;SからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示される好適なホウ素化合物は、下記式(113):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(17)と同じ意味を有し;チオフェン環を構成する炭素原子上の数字はジオキサボロラニル基がチオフェン環に結合することができる位置を表し;SからBに向かう矢印は配位結合を表し;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(109):
[式中、Rは上記式(19)と同じ意味を有し;Y”は上記式(21)と同じ意味を有し;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(6−14)」ということがある。)。
上記式(104)、(105)、(106)および(107)において、Rで表される3価の有機骨格は、各々、ピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環およびチオフェン環のどの位置に結合していてもよく、特に限定されるものではないが、ピリジン環の1番、2番および3番から選択される位置、1’番、2’番および3’番から選択される位置、ならびに、1”番、2”番および3”番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、キノリン環の2番、3番、4番および5番から選択される位置、2’番、3’番、4’番および5’番から選択される位置、ならびに、2”番、3”番、4”番および5”番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、フェナントリジン環の2番、3番、6番および7番から選択される位置、2’番、3’番、6’番および7’番から選択される位置、ならびに、2”番、3”番、6”番および7”番から選択される位置に結合していることが好ましく、また、チオフェン環の3番、3’番および3”番に結合していることが好ましい。
また、上記式(110)、(111)、(112)および(113)において、ジオキサボロラニル基は、各々、ピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環およびチオフェン環のどの位置に結合していてもよく、特に限定されるものではないが、ピリジン環の1位および3位から選択される位置に結合していることが好ましく、また、キノリン環の2位、4位および5位から選択される位置に結合していることが好ましく、また、フェナントリジン環の2位、3位、6位および7位から選択される位置に結合していることが好ましく、また、チオフェン環の3位に結合していることが好ましい。
製造方法(6−11)、(6−12)、(6−13)または(6−14)において、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の種類や使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(6)と同様である。ただし、原料物質の使用量、触媒や安定化剤の使用量については、変数pに3を代入した値とし、また、上記式(20)で示されるホウ素化合物を上記式(110)、(111)、(112)または(113)で示されるホウ素化合物に読み替え、上記式(21)で示される化合物を上記式(109)で示される化合物に読み替えるものとする。
製造方法(6−11)、(6−12)、(6−13)または(6−14)において、原料物質である上記式(110)、(111)、(112)または(113)で示されるホウ素化合物は、上記式(20)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。また、原料物質である上記式(109)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
≪新規なホウ素化合物III≫
本発明の新規なホウ素化合物IIIは、下記式(22):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格であり;R13およびR14は、同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物である。
上記式(22)において、R、RまたはRで表される、置換基を有していてもよいアリール基における「アリール基」としては、例えば、フェニル基、ビフェニリル基(例えば、4−ビフェニリル基など)、ナフチル基(例えば、2−ナフチル基など)、テトラヒドロナフチル基(例えば、5,6,7,8−テトラヒドロナフタレン−2−イル基など)、インデニル基(例えば、1H−インデン−5−イル基など)、インダニル基(例えば、インダン−5−イル基など)などが挙げられるが、これらのアリール基に限定されるものではない。これらのアリール基のうち、フェニル基、ビフェニリル基(例えば、4−ビフェニリル基など)、ナフチル基(例えば、2−ナフチル基など)が好適である。
、RまたはRで表される、置換基を有していてもよい複素環基における「複素環基」としては、例えば、ピロリル基(例えば、2−ピロリル基など)、ピリジル基(例えば、2−ピリジル基など)、キノリル基(例えば、2−キノリル基など)、ピペリジニル基(例えば、4−ピペリジニル基など)、ピペリジノ基、フリル基(例えば、2−フリル基など)、チエニル基(例えば、2−チエニル基など)などが挙げられるが、これらの複素環基に限定されるものではない。これらの複素環基のうち、ピリジル基(例えば、2−ピリジル基など)、チエニル基(例えば、2−チエニル基など)が好適である。
これらの置換基を有していてもよいアリール基および複素環基における「置換基」としては、例えば、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)、ハロアルキル基(例えば、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基など)、炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐鎖状アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基など)、炭素数5〜7の環状アルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基など)、炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐鎖状アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基など)、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、各アルキル基が炭素数1〜4であるモノもしくはジアルキルアミノ基(例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基など)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基など)、炭素数2〜6のアルケニル基(例えば、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基など)、炭素数2〜6のアルキニル基(例えば、エチニル基、1−プロピニル基、プロパルギル基など)、フェニル基、置換フェニル基(例えば、4−フルオロフェニル基、4−クロロフェニル基、4−メチルフェニル基(p−トリル基)、4−メトキシフェニル基、4−ニトロフェニル基など)、カルバモイル基、N,N−ジアルキルカルバモイル基(例えば、N,N−ジメチルカルバモイル基、N,N−ジエチルカルバモイル基、N,N−ジプロピルカルバモイル基など)などが挙げられるが、これらの置換基に限定されるものではない。
あるいは、R、RおよびRは、いずれか2個が互いに結合して環を形成していてもよい。このような環としては、例えば、RとRとが結合した結果、ボロール環、ベンゾボロール環、ジベンゾボロール環、1,4−ジヒドロボリニン環、1,4−ジヒドロベンゾ[b]ボリニン環、5,10−ジヒドロジベンゾ[b,e]ボリニン環、4H−1,4−オキサボリニン環、4H−ベンゾ[b][1,4]オキサボリニン環、10H−ジベンゾ[b,e][1,4]オキサボリニン環、1,4−ジヒドロ−1,4−アザボリニン環、1,4−ジヒドロベンゾ[b][1,4]アザボリニン環、5,10−ジヒドロジベンゾ[b,e][1,4]アザボリニン環などを形成した場合;RとRとが結合した結果、5,6−ジヒドロジベンゾ[b,d]ボリニン環などを形成した場合;さらにこれらの環が置換基を有する場合;などが挙げられるが、これらの環に限定されるものではない。 上記式(22)において、R13またはR14で表される置換基としては、例えば、置換基を有していてもよいアリール基および複素環基における「置換基」として列挙した上記のような置換基が挙げられるが、これらの置換基に限定されるものではない。
上記式(22)において、Rで表される1価の有機骨格としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基、フェニル基、4−メチルフェニル基(トリル基)、ナフチル基(例えば、2−ナフチル基など)などが挙げられるが、これらの有機骨格に限定されるものではない。
上記式(22)において、好ましくは、R13およびR14がメチル基であり、また、好ましくは、R、RおよびRがビフェニリル基であり、Rが水素原子である。
≪新規なホウ素化合物IIIの製造方法≫
本発明の新規なホウ素化合物IIIは、以下で説明する製造方法(7)により、効率よく簡便に製造することができる。
<製造方法(7)>
本発明の新規なホウ素化合物IIIである下記式(22):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格であり;R13およびR14は、同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物は、下記式(23):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(22)と同じ意味を有し;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物を、下記式(24):
[式中、R13およびR14は上記式(22)と同じ意味を有し;Y”はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホニルオキシ基であり;複数個存在するY”は同一または相異なる]
で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(7)」ということがある。)。
上記式(24)で示される化合物の使用量は、上記式(23)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.2モル以上、1.0モル以下、より好ましくは0.3モル以上、0.8モル以下、さらに好ましくは0.4モル以上、0.6モル以下である。上記式(24)で示される化合物の使用量が少なすぎると、上記式(24)で示される化合物が不足し、最終生成物の収率が低下することがある。逆に、上記式(24)で示される化合物の使用量が多すぎると、上記式(24)で示される化合物が過剰であり、製造コストが上昇することがある。
触媒には、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素が含まれる。これらの金属元素のうち、パラジウム、白金が好適である。
触媒としては、例えば、上記のような金属元素を含む錯体が挙げられ、その具体例としては、例えば、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Pd(PBu)、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム、ビス(1,5−シクロオクタジエン)白金、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケルなどが挙げられる。これらの触媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの触媒のうち、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)が好適である。
触媒の使用量としては、上記式(23)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.001モル以上、0.2モル以下、より好ましくは0.005モル以上、0.15モル以下、さらに好ましくは0.01モル以上、0.1モル以下である。触媒の使用量が少なすぎると、反応速度が遅く、反応が速やかに進行しないことがある。逆に、触媒の使用量が多すぎると、必要以上に触媒を使用することになり、製造コストが上昇することがある。
上記反応には、触媒に加えて、安定化剤を用いてもよい。安定化剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン(P(o−tol))、トリ(2−フリル)ホスフィン、トリ−tert−ブチルホスフィン、トリメチルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos;別名「(オキシジ−2,1−フェニレン)ビス(ジフェニルホスフィン)」)、ビピリジンなどが挙げられる。これらの安定化剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの安定化剤のうち、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos)が好適である。
安定化剤の使用量としては、上記式(23)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.01モル以上、0.3モル以下、より好ましくは0.02モル以上、0.25モル以下、さらに好ましくは0.03モル以上、0.2モル以下である。安定化剤の使用量が少なすぎると、安定化剤の機能が充分に発揮されず、最終生成物の収率が低下することがある。逆に、安定化剤の使用量が多すぎると、必要以上に安定化剤を使用することになり、製造コストが上昇することがある。
なお、ホスフィン配位子などの安定化剤を含む触媒(例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウムなど)を用いた場合には、さらに安定化剤を用いる必要はない。
上記反応は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類;クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、1,2−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、イソペンチルアルコールなどのアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチルなどのエステル類;ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルフェニルエーテル(アニソール)などのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;エチレングリコールモノメチルエーテル(メチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(セロソルブ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(セロソルブアセテート)などのグリコールエーテル(セロソルブ)類;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類;n−ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類;アセトニトリルなどのニトリル類;などが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの有機溶媒のうち、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類が好適である。
上記反応は、好ましくは、不活性ガスの雰囲気下で行われる。不活性ガスとしては、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられる。これらの不活性ガスは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの不活性ガスのうち、窒素、アルゴンが好適である。
反応条件としては、上記反応が充分に進行する条件である限り、特に限定されるものではないが、例えば、反応温度は、好ましくは0〜100℃、より好ましくは室温〜80℃であり、また、反応時間は、好ましくは0.5〜24時間、より好ましくは1〜12時間である。反応圧力は、常圧、減圧または加圧のいずれでもよいが、好ましくは、常圧である。
反応終了後、例えば、反応溶液をそのまま濃縮または蒸発乾固し、あるいは、反応溶液に水を加え、適当な有機溶媒で抽出し、水、飽和食塩水で洗浄した後、濃縮または蒸発乾固し、必要に応じて、各種クロマトグラフィーや再結晶などの従来公知の方法で精製することにより、目的生成物が得られる。
製造方法(7)において、原料物質である上記式(23)で示されるホウ素化合物は、上記式(4)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。
製造方法(7)において、原料物質である上記式(24)で示される化合物は、従来公知の方法により製造するか、あるいは、市販品を利用することができる。
上記式(22)および(24)において、好ましくは、R13およびR14がメチル基であり、上記式(24)において、好ましくは、Y”が臭素原子であり、また、上記式(22)および(23)において、好ましくは、R、RおよびRがビフェニリル基であり、Rが水素原子である。
≪新規なホウ素化合物IV≫
本発明の新規なホウ素化合物IVは、下記式(25):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
で示されるホウ素化合物である。
上記式(25)において、R、RまたはRで表される、置換基を有していてもよいアリール基における「アリール基」としては、例えば、フェニル基、ビフェニリル基(例えば、4−ビフェニリル基など)、ナフチル基(例えば、2−ナフチル基など)、テトラヒドロナフチル基(例えば、5,6,7,8−テトラヒドロナフタレン−2−イル基など)、インデニル基(例えば、1H−インデン−5−イル基など)、インダニル基(例えば、インダン−5−イル基など)などが挙げられるが、これらのアリール基に限定されるものではない。これらのアリール基のうち、フェニル基、ビフェニリル基(例えば、4−ビフェニリル基など)、ナフチル基(例えば、2−ナフチル基など)が好適である。
、RまたはRで表される、置換基を有していてもよい複素環基における「複素環基」としては、例えば、ピロリル基(例えば、2−ピロリル基など)、ピリジル基(例えば、2−ピリジル基など)、キノリル基(例えば、2−キノリル基など)、ピペリジニル基(例えば、4−ピペリジニル基など)、ピペリジノ基、フリル基(例えば、2−フリル基など)、チエニル基(例えば、2−チエニル基など)などが挙げられるが、これらの複素環基に限定されるものではない。これらの複素環基のうち、ピリジル基(例えば、2−ピリジル基など)、チエニル基(例えば、2−チエニル基など)が好適である。
これらの置換基を有していてもよいアリール基および複素環基における「置換基」としては、例えば、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)、ハロアルキル基(例えば、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基など)、炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐鎖状アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基など)、炭素数5〜7の環状アルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基など)、炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐鎖状アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基など)、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、各アルキル基が炭素数1〜4であるモノもしくはジアルキルアミノ基(例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基など)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基など)、炭素数2〜6のアルケニル基(例えば、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基など)、炭素数2〜6のアルキニル基(例えば、エチニル基、1−プロピニル基、プロパルギル基など)、フェニル基、置換フェニル基(例えば、4−フルオロフェニル基、4−クロロフェニル基、4−メチルフェニル基(p−トリル基)、4−メトキシフェニル基、4−ニトロフェニル基など)、カルバモイル基、N,N−ジアルキルカルバモイル基(例えば、N,N−ジメチルカルバモイル基、N,N−ジエチルカルバモイル基、N,N−ジプロピルカルバモイル基など)などが挙げられるが、これらの置換基に限定されるものではない。
あるいは、R、RおよびRは、いずれか2個が互いに結合して環を形成していてもよい。このような環としては、例えば、RとRとが結合した結果、ボロール環、ベンゾボロール環、ジベンゾボロール環、1,4−ジヒドロボリニン環、1,4−ジヒドロベンゾ[b]ボリニン環、5,10−ジヒドロジベンゾ[b,e]ボリニン環、4H−1,4−オキサボリニン環、4H−ベンゾ[b][1,4]オキサボリニン環、10H−ジベンゾ[b,e][1,4]オキサボリニン環、1,4−ジヒドロ−1,4−アザボリニン環、1,4−ジヒドロベンゾ[b][1,4]アザボリニン環、5,10−ジヒドロジベンゾ[b,e][1,4]アザボリニン環などを形成した場合;RとRとが結合した結果、5,6−ジヒドロジベンゾ[b,d]ボリニン環などを形成した場合;さらにこれらの環が置換基を有する場合;などが挙げられるが、これらの環に限定されるものではない。 上記式(25)において、Rで表される置換基としては、例えば、置換基を有していてもよいアリール基および複素環基における「置換基」として列挙した上記のような置換基が挙げられるが、これらの置換基に限定されるものではない。
上記式(25)において、mは、Xに結合した置換基Rの数であり、Xの原子価や、QとXとの間の結合が単結合または二重結合のいずれであるか、QとXとが共通する環の一部であるか否かなどに応じて、0〜2の整数である。なお、mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なる。
上記式(25)において、Qで表される連結基としては、例えば、=C<、=CH−、−CH<、−CH−、−CHCH−、−C−(例えば、−(1,2−C)−など)、−C10−(例えば、−(1,2−C10)−など)、−CO−、−CS−、−CHN<、−CHN=などが挙げられるが、これらの連結基に限定されるものではない。これらの連結基のうち、=C<、−CH−、−CHCH−が好適である。
上記式(25)において、Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子である。これらの原子のうち、窒素原子、酸素原子が好適である。
上記式(25)において、点線の半円弧で表されるQとXとが共通する環としては、例えば、ピロール環、ピリジン環、インドール環、イソインドール環、キノリン環、イソキノリン環、フェナントリジン環、ピラジン環、トリアジン環、フラン環、ピラン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、クロメン環、イソクロメン環、ホスフィンドール環、イソホスフィンドール環、ホスフィノリン環、イソホスフィノリン環、チオフェン環、チオピラン環、チオクロメン環、イソチオクロメン環、セレノフェン環、セレノピラン環、セレノクロメン環、イソセレノクロメン環などが挙げられるが、これらの環に限定されるものではない。ただし、1,3−ベンゾジチオール環は除く。これらの環は、置換基を有していてもよい。これらの環のうち、ピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環、フラン環、チオフェン環が好適である。
上記式(25)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(114):
[式中、R、R、RおよびYは上記式(25)と同じ意味を有し;ピリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(115):
[式中、R、R、RおよびYは上記式(25)と同じ意味を有し;キノリン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(116):
[式中、R、R、RおよびYは上記式(25)と同じ意味を有し;フェナントリジン環は置換基を有していもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物、および、下記式(117):
[式中、R、R、RおよびYは上記式(25)と同じ意味を有し;チオフェン環は置換基を有していてもよく;SからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物が好適である。
また、上記式(25)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である。すなわち、下記式(118):
[式中、R、R、R、RおよびYは上記式(25)と同じ意味を有し;複数個存在するRは同一または相異なり;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物が好適である。
さらに、上記式(25)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である。すなわち、下記式(119):
[式中、R、R、R、RおよびYは上記式(25)と同じ意味を有し;OからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物が好適である。
≪新規なホウ素化合物IVの製造方法≫
本発明の新規なホウ素化合物IVは、以下で説明する製造方法(8)により、効率よく簡便に製造することができる。また、その下位概念となるホウ素化合物は、以下で説明する製造方法(8−1)〜(8−6)により、効率よく簡便に製造することができる。
<製造方法(8)>
本発明の新規なホウ素化合物IVである下記式(25):
[式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
で示されるホウ素化合物は、下記式(120):
[式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(25)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
で示されるホウ素化合物にハロゲン化剤を反応させることより、製造することができる(以下「製造方法(8)」ということがある。)。
ハロゲン化剤としては、上記式(25)において、Yで表されるハロゲン原子の種類に応じて、従来公知のハロゲン化剤の中から適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。特に、上記式(25)において、Yがフッ素原子である場合、フッ化剤としては、例えば、下記式(121):
で示される1−クロロメチル−4−フルオロ−1,4−ジアゾニア−ビシクロ[2,2,2]オクタン−ビス(テトラフルオロボレート)(Air Products and Chemicals,Inc.製、商品名「SelectFluor(登録商標)」)、および、下記式(122):
で示されるビス(2−メトキシエチル)アミノサルファー トリフルオリド(Air Products and Chemicals,Inc.製、商品名「Deoxo−Fluor(登録商標)」)などが挙げられる。これらのフッ化剤のうち、上記式(121)で示される1−クロロメチル−4−フルオロ−1,4−ジアゾニア−ビシクロ[2,2,2]オクタン−ビス(テトラフルオロボレート)(Air Products and Chemicals,Inc.製、商品名「SelectFluor(登録商標)」)が好適である。
ハロゲン化剤の使用量は、上記式(120)で示されるホウ素化合物1モルに対して、好ましくは0.2モル以上、2.0モル以下、より好ましくは0.4モル以上、1.8モル以下、さらに好ましくは0.6モル以上、1.6モル以下である。ハロゲン化剤の使用量が少なすぎると、ハロゲン化剤が不足し、最終生成物の収率が低下することがある。逆に、ハロゲン化剤の使用量が多すぎると、ハロゲン化剤が過剰であり、製造コストが上昇することがある。
上記反応は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類;クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、1,2−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、イソペンチルアルコールなどのアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチルなどのエステル類;ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルフェニルエーテル(アニソール)などのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;エチレングリコールモノメチルエーテル(メチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(セロソルブ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(セロソルブアセテート)などのグリコールエーテル(セロソルブ)類;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類;n−ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類;アセトニトリルなどのニトリル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶媒;などが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの有機溶媒のうち、アセトニトリルなどのニトリル類が好適である。
上記反応は、好ましくは、不活性ガスの雰囲気下で行われる。不活性ガスとしては、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられる。これらの不活性ガスは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの不活性ガスのうち、窒素、アルゴンが好適である。
反応条件としては、上記反応が充分に進行する条件である限り、特に限定されるものではないが、例えば、反応温度は、好ましくは0〜100℃、より好ましくは室温〜80℃であり、また、反応時間は、好ましくは0.5〜24時間、より好ましくは1〜12時間である。反応圧力は、常圧、減圧または加圧のいずれでもよいが、好ましくは、常圧である。
反応終了後、例えば、反応溶液をそのまま濃縮または蒸発乾固し、あるいは、反応溶液に水を加え、適当な有機溶媒で抽出し、水、飽和食塩水で洗浄した後、濃縮または蒸発乾固し、必要に応じて、各種クロマトグラフィーや再結晶などの従来公知の方法で精製することにより、目的生成物が得られる。
製造方法(8)において、原料物質である上記式(120)で示されるホウ素化合物は、上記式(7)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。
<製造方法(8−1)〜(8−4)>
上記式(25)および(120)において、好ましくは、QおよびXが共通する環の一部であり、より好ましくは、上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である。すなわち、下記式(114):
[式中、R、R、RおよびYは上記式(25)と同じ意味を有し;ピリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物は、下記式(123):
[式中、R、RおよびRは上記式(25)と同じ意味を有し;ピリジン環は置換基を有していてもよく;R、R、RおよびRは上記式(120)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物をハロゲン化剤と反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(8−1)」ということがある。)、また、下記式(115):
[式中、R、R、RおよびYは上記式(25)と同じ意味を有し;キノリン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物は、下記式(124):
[式中、R、RおよびRは上記式(25)と同じ意味を有し;キノリン環は置換基を有していてもよく;R、R、RおよびRは上記式(120)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物をハロゲン化剤と反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(8−2)」ということがある。)、また、下記式(116):
[式中、R、R、RおよびYは上記式(25)と同じ意味を有し;フェナントリジン環は置換基を有していてもよく;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物は、下記式(125):
[式中、R、RおよびRは上記式(25)と同じ意味を有し;フェナントリジン環は置換基を有していてもよく;R、R、RおよびRは上記式(120)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物をハロゲン化剤と反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(8−3)」ということがある。)、また、下記式(117):
[式中、R、R、RおよびYは上記式(25)と同じ意味を有し;チオフェン環は置換基を有していてもよく;SからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物は、下記式(126):
[式中、R、RおよびRは上記式(25)と同じ意味を有し;チオフェン環は置換基を有していてもよく;R、R、RおよびRは上記式(120)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物をハロゲン化剤と反応させることにより、製造することができ(以下「製造方法(8−4)」ということがある。)。
製造方法(8−1)〜(8−4)において、原料物質やハロゲン化剤の使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(8)と同様である。ただし、上記式(120)で示されるホウ素化合物を上記式(123)、(124)、(125)または(126)で示されるホウ素化合物に読み替えるものとする。
製造方法(8−1)〜(8−4)において、原料物質である上記式(123)、(124)、(125)または(126)で示されるホウ素化合物は、上記式(7)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。
<製造方法(8−5)>
上記式(25)および(120)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である。すなわち、下記式(118):
[式中、R、R、R、RおよびYは上記式(25)と同じ意味を有し;複数個存在するRは同一または相異なり;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物は、下記式(127):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(25)と同じ意味を有し;複数個存在するRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは上記式(120)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物をハロゲン化剤と反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(8−5)」ということがある。)。
製造方法(8−5)において、原料物質やハロゲン化剤の使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(8)と同様である。ただし、上記式(120)で示されるホウ素化合物を上記式(127)で示されるホウ素化合物に読み替えるものとする。
製造方法(8−5)において、原料物質である上記式(127)で示されるホウ素化合物は、上記式(7)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。
<製造方法(8−6)>
上記式(25)および(120)において、好ましくは、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である。すなわち、下記式(119):
[式中、R、R、R、RおよびYは上記式(25)と同じ意味を有し;OからBに向かう矢印は配位結合を表す]
で示されるホウ素化合物は、下記式(128):
[式中、R、R、RおよびRは上記式(25)と同じ意味を有し;R、R、RおよびRは上記式(120)と同じ意味を有する]
で示されるホウ素化合物をハロゲン化剤と反応させることにより、製造することができる(以下「製造方法(8−6)」ということがある。)。
製造方法(8−6)において、原料物質やハロゲン化剤の使用量、有機溶媒や不活性ガスの種類、反応条件、反応終了後の後処理などは、製造方法(8)と同様である。ただし、上記式(120)で示されるホウ素化合物を上記式(128)で示されるホウ素化合物に読み替えるものとする。
製造方法(8−5)において、原料物質である上記式(128)で示されるホウ素化合物は、上記式(7)で示されるホウ素化合物の製造方法に準じて、製造することができる。
≪新規なホウ素化合物I〜IVの用途≫
本発明の新規なホウ素化合物I〜IVは、従来公知のホウ素化合物とは全く異なる新しい分子構造を有し、その特性に応じて、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔阻止材料または有機半導体材料として有用である。それゆえ、本発明の新規なホウ素化合物I〜IVを様々な機能性電子素子に用いれば、得られた機能性電子素子は、優れた電気的特性を発揮する。
また、本発明の新規なホウ素化合物I〜IVは、太陽電池の有機半導体材料、フィルムコンデンサ、CMOSなどのゲート絶縁膜、高周波回路基板におけるインピーダンスマッチング用層間絶縁膜、平面(フィルム)アンテナのベース基板、レンズ材料、光学記録ディスク媒体の保護層、薄膜光学フィルター、光ファイバー、光導波路、光学接着剤、光学封止材などとしても有用である。
≪機能性電子素子≫
本発明の機能性電子素子は、上記式(1)、(2)、(3)、(15)、(16)、(17)、(20)または(23)で示されるホウ素化合物あるいはそれらの下位概念となるホウ素化合物のいずれかを発光材料、電子輸送材料または正孔阻止材料として用いることを特徴とする。ここで、機能性電子素子としては、例えば、有機EL素子、有機薄膜トランジスタなどが挙げられるが、これらの電子素子に限定されるものではない。
本発明の機能性電子素子のうち、有機EL素子は、一般に、透明基板上に、陽極、発光層、陰極を順次形成させた単層構造;陽極、発光性正孔輸送層、電子輸送層、陰極を順次形成させた2層構造;陽極、正孔輸送層、発光性電子輸送層、陰極を順次形成させた2層構造;陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極を順次形成させた3層構造;などを有する。これらの構造において、各層を機能面から見ると、発光層(発光性正孔輸送層、発光性電子輸送層を含む)は、有機EL素子の発光色を決める部分であり、特にディスプレイ用途では、光の三原色(赤(R)、緑(G)、青(B))のいずれかに対応した発光色を高い効率で発光することが求められる。
正孔輸送層は、陽極から注入された正孔を発光層まで輸送する働きを担うが、効率の良い正孔注入のために陽極材料の仕事関数と近い最高被占軌道(HOMO)を有する材料であること、正孔を効率よく輸送するために弱いドナー性を有する材料であること、発光層の材料と励起錯体(エキシプレックス)や電荷移動錯体といった分子間相互作用を形成しないことが求められる。
電子輸送層は、陰極から注入された電子を発光層まで輸送する働きを担うが、効率の良い電子注入のために弱いアクセプター性を有する材料であること、発光層の材料と励起錯体(エキシプレックス)や電荷移動錯体といった分子間相互作用を形成しないことが求められる。
正孔輸送層または電子輸送層については、このような複合的な条件を同時に満たす材料は限られている。そこで、素子の高効率化と低駆動電圧化のために各輸送層での機能を細分化し、各輸送層をさらに多層構造にした有機EL素子が検討されている。電子輸送層を細分化した例としては、例えば、通常の電子輸送層(主に電子輸送の役割を担う)と陰極との間に、電子注入を効率よく行うことを主目的とする電子注入層を設けたり、通常の電子輸送層と発光層との間に、正孔を発光層に留めて置くことを主目的とする正孔阻止層を設けたりすることなどが挙げられる。
本発明の機能性電子素子が有機EL素子である場合、上記式(1)、(2)、(3)、(15)、(16)、(17)、(20)または(23)で示されるホウ素化合物あるいはそれらの下位概念となるホウ素化合物は、その特性に応じて、発光層を構成する発光材料として用いられるか、電子輸送層を構成する電子輸送材料として用いられるか、電子注入層を構成する電子注入材料として用いられるか、あるいは、正孔阻止層を構成する正孔阻止材料として用いられる。
本発明の機能性電子素子のうち、有機薄膜トランジスタは、一般に、基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース/ドレイン電極、有機半導体層を形成した構造を有し、ソース/ドレイン電極上に有機半導体層を形成したボトムコンタクト型と、有機半導体層上にソース/ドレイン電極を形成したトップコンタクト型とに分類される。ここで、有機半導体層に用いられる材料としては、主に正孔をキャリアとして輸送するp型半導体と、主に電子をキャリアとして輸送するn型半導体と、さらには、その両方の性質を兼ね備えた両極性(ambipolar)半導体とが挙げられる。
本発明の機能性電子素子が有機薄膜トランジスタである場合、上記式(1)、(2)、(3)、(15)、(16)、(17)、(20)または(23)で示されるホウ素化合物あるいはそれらの下位概念となるホウ素化合物は、その特性に応じて、有機半導体層を構成する有機半導体材料として用いられる。
本発明の機能性電子素子は、上記式(1)、(2)、(3)、(15)、(16)、(17)、(20)または(23)で示されるホウ素化合物あるいはそれらの下位概念となるホウ素化合物のいずれかを発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔阻止材料または有機半導体材料として用いているので、優れた電気的特性を示す。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例により制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
まず、合成例で製造した原料物質および実施例で製造した新規なホウ素化合物の物性値の測定方法、ならびに、実施例で製造した新規なホウ素化合物の蛍光スペクトル、蛍光量子収率、ガラス転移温度およびHOMO−LUMO準位の測定方法について説明する。
H−NMRスペクトル>
得られた原料物質またはホウ素化合物を、重水素化クロロホルム、重水素化ジクロロメタン、重水素化アセトニトリル、重水素化ジメチルスルホキシドのいずれかの溶液とし、高分解能核磁気共鳴装置(製品名:Gemini 2000、Varian,Inc.製;300MHz)を用いて測定した。化学シフトは、テトラメチルシランから低磁場側における100万分の1(ppm;δスケール)として記録し、テトラメチルシランの水素核(δ0.00)を参照とした。
13C−NMRスペクトル>
得られた原料物質またはホウ素化合物を、重水素化クロロホルム、重水素化ジクロロメタン、重水素化アセトニトリル、重水素化ジメチルスルホキシドのいずれかの溶液とし、高分解能核磁気共鳴装置(製品名:Gemini 2000、Varian,Inc.製;75MHz)を用いて測定した。化学シフトは、テトラメチルシランから低磁場側における100万分の1(ppm;δスケール)として記録し、NMR溶媒中の炭素核(CDCl:δ=77.0、CDCl:δ=53.1、CDCN:δ=1.32、DMSO−d:δ=39.52)を参照とした。
11B−NMRスペクトル>
得られた原料物質またはホウ素化合物を、重水素化クロロホルム、重水素化アセトニトリル、重水素化ジメチルスルホキシドのいずれかの溶液とし、高分解能核磁気共鳴装置(製品名:Mercury−400、Varian,Inc.製;128MHz)を用いて測定した。化学シフトは、三フッ化ホウ素・ジエチルエーテル錯体のホウ素核(δ=0.00)を基準とする100万分の1(ppm;δスケール)として記録した。
<高分解能質量分析スペクトル>
高分解能質量分析計(製品名:JMS−SX101A、JMS−MS700、JMS−BU250、日本電子株式会社製)を用いて、電子イオン化法(EI)または高速電子衝撃法(FAB)により測定した。
<蛍光スペクトル>
得られたホウ素化合物をジクロロメタンの希薄溶液とし、蛍光分光光度計(製品名:FP−777、日本分光株式会社製)を用いて、蛍光スペクトルを測定した。測定温度は常温、励起光の波長は280nm、測定波長の範囲は290〜600nmとした。なお、測定結果として、蛍光最大波長(λPL)を示す。
<蛍光量子収率>
まず、得られたホウ素化合物について、濃度が異なる数種類のジクロロメタン溶液を調製した。次いで、紫外可視分光光度計(製品名:8453型、アジレント・テクノロジー株式会社製)を用いて、各溶液の波長280nmにおける吸光度を測定した。また、各溶液の蛍光スペクトルから蛍光強度(波数積分値)を求めた。得られた吸光度および蛍光強度に関するデータから、横軸が吸光度、縦軸が蛍光強度であるグラフを作成した。標準試料として、2−アミノピリジンの0.1M硫酸溶液と、トリプトファン水溶液(pH7.2)について、同様の測定を行い、それぞれのグラフを作成した。ある試料(ホウ素化合物)のグラフ(右上がりの直線となる)の傾きをG、2−アミノピリジンのグラフの傾きをGR1、トリプトファンのグラフの傾きをGR2、ジクロロメタンの屈折率をn、0.1M硫酸の屈折率をnR1、水の屈折率をnR2、2−アミノピリジンの蛍光量子収率(文献値)をYR1、トリプトファンの蛍光量子収率(文献値)をYR2として、試料(ホウ素化合物)の蛍光量子収率Yを下記の式で求めた。ここで、n=1.4242、nR1=1.333、nR2=1.333、YR1=0.60、YR2=0.14である。
<ガラス転移温度(Tg)>
示差走査熱量分析装置(製品名:DSC6220、セイコー・インスツル株式会社製)を用いて、約5mgの試料(ホウ素化合物)を密封式アルミニウムパンに封入して測定した。測定温度の範囲は0〜250℃、昇温(降温)速度は10℃/minとした。昇降温を3回繰り返し、得られたDSC曲線の2サイクル目、3サイクル目の昇温過程部分において、ベースラインがシフトしたところをガラス転移温度(Tg)とした。
<HOMO−LUMO準位>
本発明の新規なホウ素化合物のエネルギー準位を調べるために、以下のようにして、最高被占軌道(HOMO)および最低空軌道(LUMO)の準位を測定した。
無アルカリガラス上にインジウム・スズ酸化物(ITO)を厚さ150nmで成膜した基板(旭硝子株式会社製;シート抵抗10Ω)を2cm×2cmに切断し、イソプロパノール中で10分間超音波洗浄した後、イソプロパノールで煮沸洗浄し、乾燥させた。この基板をアルゴン雰囲気のグローブボックスに連結された真空蒸着装置(株式会社アルバック製)の基板ホルダーに固定した。測定する試料を石英製のルツボに入れ、約1×10−3Paまで減圧し、膜厚50nmになるように蒸着した。作成した試料薄膜について、複合電子分光分析装置(製品名:ESCA−5800、アルバック・ファイ株式会社製)を用いて、イオン化ポテンシャルを測定した。測定値を試料のHOMO準位とした。
同時に作成した別の試料薄膜について、アジレント・テクノロジー株式会社製の8453型紫外可視分光光度計を用いて、吸収スペクトルを測定した。得られたスペクトルから、吸収ピークの長波長側吸収端λ(単位:nm)を読み取り、次式により、HOMO−LUMOギャップ(B.G.)を求めた。
B.G.=1240/λ
さらに、上で求めたHOMO準位とHOMO−LUMOギャップ(B.G.)とから、次式により、LUMO準位を求めた。
LUMO=HOMO−B.G.。
次に、本発明の新規なホウ素化合物Iおよびその製造方法(1)〜(4)に関する実施例に用いる原料物質の合成例1〜13について説明する。
≪合成例1≫
下記式で示されるトリフェニル(2−ピリジニオエチニル)ボラートの合成
[式中、Phはフェニル基を表す]
アルゴン雰囲気下、2−エチニルピリジン(250mg、2.4mmol)を含むテトラヒドロフラン溶液(8mL)に、−78℃でn−ブチルリチウム(1.6M、1.4mL、2.2mmol)を滴下した。−78℃に保持したまま、30分間攪拌した後、トリフェニルボラン・ピリジン錯体(642mg、2.0mmol)を加え、さらに室温で1時間攪拌した。少量のメタノールを加えて反応を停止させ、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した後、得られた残渣をメタノールに溶解させ、塩化ピリジニウム(280mg、2.2mmol)を加えた。生成した白色固体を濾取し、テトラヒドロフランおよびメタノールで洗浄することにより、トリフェニル(2−ピリジニオエチニル)ボラート(390mg、1.1mmol)を収率56%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCN):δ6.94−7.00(m,3H)、7.08−7.12(m,6H)、7.37(d,J=6.9Hz,6H)、7.62−7.67(m,1H)、7.82−7.85(m,1H)、8.28−8.34(m,2H);
13C−NMR(CDCN):δ122.6、123.9、127.1、128.8、135.2、142.0、142.7、145.9;
11B−NMR(CDCN):δ−6.5;
HRMS(EI)C2520BN(M):理論値345.1689、実測値345.1692。
≪合成例2≫
下記式で示されるトリス(2−ナフチル)(2−ピリジニオエチニル)ボラートの合成
[式中、2−Npは2−ナフチル基を表す]
トリフェニルボラン・ピリジン錯体をトリス(2−ナフチル)ボラン・ピリジン錯体(945mg、2mmol)に変更したこと以外は、合成例1に準じて、合成を行い、ジクロロメタンで洗浄することにより、トリス(2−ナフチル)(2−ピリジニオエチニル)ボラート(820mg、1.7mmol)を収率83%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(DMSO−d):δ7.27−7.33(m,6H)、7.58−7.81(m,16H)、8.01(d,J=8.4Hz,1H)、8.39(pseudo t,J=7.8Hz,1H)、8.62(d,J=5.1Hz,1H);
11B−NMR(DMSO−d):δ−7.1;
HRMS(EI)C3726BN(M):理論値495.2158、実測値495.2157。
≪合成例3≫
下記式で示されるトリフェニル(2−キノリニオエチニル)ボラートの合成
[式中、Phはフェニル基を表す]
2−エチニルピリジンを2−エチニルキノリン(363mg、2.4mmol)に変更したこと以外は、合成例1に準じて、合成を行い、ジクロロメタンで洗浄することにより、トリフェニル(2−キノリニオエチニル)ボラート(208mg、0.53mmol)を収率26%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(DMSO−d):δ6.90−6.95(m,3H)、7.05(pseudo t,J=7.2Hz,6H)、7.33(d,J=6.6Hz,6H)、7.80−7.85(m,1H)、7.94(d,J=9.0Hz,1H)、8.03−8.12(m,2H)、8.26(d,J=8.7Hz,1H)、8.94(d,J=8.7Hz,1H);
13C−NMR(DMSO−d):δ119.8、122.9、125.8、126.0、128.5、128.7、134.1、137.8、140.3、144.4;
11B−NMR(DMSO−d):δ−7.0;
HRMS(EI)C2922BN(M):理論値395.1845、実測値395.1847。
≪合成例4≫
下記式で示されるテトラメチルアンモニウム=3−メトキシ−1−プロピニルトリフェニルボラートの合成
[式中、Phはフェニル基を表す]
アルゴン雰囲気下、メチルプロパルギルエーテル(510μL、6mmol)を含むテトラヒドロフラン溶液(20mL)に、−78℃でn−ブチルリチウム(1.6M、3.4mL、5.5mmol)を滴下した。−78℃に保持したまま、30分間攪拌した後、トリフェニルボラン・ピリジン錯体(1.6g、5mmol)を加え、さらに室温で1時間攪拌した。少量のメタノールを加えて反応を停止させ、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した後、得られた残渣をメタノールに溶解させ、塩化テトラメチルアンモニウム(600mg、5.5mmol)を加えた。生成した白色固体を濾取することにより、テトラメチルアンモニウム=3−メトキシ−1−プロピニルトリフェニルボラート(1.78g、4.6mmol)を収率92%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCN):δ2.96(s,12H)、3.36(s,3H)、4.14(s,2H)、6.89(tt,J=7.4,1.7Hz,3H)、7.00−7.06(m,6H)、7.3−7.4(br,6H);
13C−NMR(CDCN):δ56.0、56.8、62.1、123.2、126.7、135.3;
HRMS(FAB)C2220BO[M−N(CH:理論値311.1607、実測値311.1595。
≪合成例5≫
下記式で示されるテトラメチルアンモニウム=3−メトキシ−1−プロピニルトリス(2−ナフチル)ボラートの合成
[式中、2−Npは2−ナフチル基を表す]
トリフェニルボラン・ピリジン錯体をトリス(2−ナフチル)ボラン・ピリジン錯体(2.34g、5mmol)に変更したこと以外は、合成例4に準じて、合成および精製を行うことにより、テトラメチルアンモニウム=3−メトキシ−1−プロピニルトリス(2−ナフチル)ボラート(2.43g、4.5mmol)を収率90%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCN):δ2.72(s,12H)、3.47(s,3H)、4.27(s,2H)、7.27−7.34(m,6H)、7.60−7.65(m,6H)、7.73−7.78(m,6H)、7.87(s,3H);
13C−NMR(CDCN):δ55.8、56.9、62.2、124.1、125.1、125.2、127.9、132.2、132.6、134.3、135.8;
HRMS(FAB)C3426BO[M−N(CH:理論値461.2077、実測値461.2073。
≪合成例6≫
下記式で示される3−(N,N−ジメチルアンモニオ)−1−プロピニルトリフェニルボラートの合成
[式中、Phはフェニル基を表す]
2−エチニルピリジンを3−(N,N−ジメチルアミノ)−1−プロピンに変更したこと以外は、合成例1に準じて、3−(N,N−ジメチルアンモニオ)−1−プロピニルトリフェニルボラートを合成した。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCN):δ2.83(s,6H)、3.92(s,2H)、6.91−6.97(m,3H)、7.05−7.10(m,6H)、7.35(d,J=6.6Hz,6H);
13C−NMR(CDCN):δ42.5、50.8、123.6、126.9、135.1;
11B−NMR(CDCN):δ−7.0;
HRMS(EI)C2324BN(M):理論値325.2002、実測値325.2001。
≪合成例7≫
下記式で示されるトリス(4−メトキシフェニル){3−(N,N−ジメチルアンモニオ)−1−プロピニル}ボレートの合成
トリフェニルボラン・ピリジン錯体をトリ(4−メトキシフェニル)ボラン・ピリジン錯体に変更したこと以外は、合成例6に準じて、トリス(4−メトキシフェニル){3−(N,N−ジメチルアンモニオ)−1−プロピニル}ボレートを合成した。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCN):2.86(s,6H)、3.69(s,9H)、3.92(s,2H)、6.62−6.67(m,6H)、7.18(d,J=8.4Hz,6H);
13C−NMR(CDCN):δ42.6、50.9、55.3、112,5、125.7、156.9;
11B−NMR(CDCN):δ−7.8;
HRMS(EI)C2630BNO(M):理論値415.2319、実測値415.2319。
≪合成例8≫
下記式で示されるトリス(4−フルオロフェニル)−{3−(N,N−ジメチルアンモニオ)−1−プロピニル}ボラートの合成
トリフェニルボラン・ピリジン錯体をトリス(4−フルオロフェニル)ボラン・ピリジン錯体に変更したこと以外は、合成例6に準じて、トリス(4−フルオロフェニル)−{3−(N,N−ジメチルアンモニオ)−1−プロピニル}ボラートを合成した。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCN):2.77(s,6H)、3.88(s,2H)、6.75−6.83(m,6H)、7.26(pseudo t,J=7.5Hz,6H);
13C−NMR(CDCN):δ41.8、49.5、113.2(d,J=18.2Hz)、136.1(d,J=6.6Hz)、161.1(d,J=235.1Hz);
11B−NMR(CDCN):δ−7.7;
HRMS(EI)C2321BNF(M):理論値379.1719、実測値379.1715。
≪合成例9≫
下記式で示される3−(N,N−ジベンジルアンモニオ)−1−プロピニルトリフェニルボラートの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Bnはベンジル基を表す]
2−エチニルピリジンを3−(N,N−ジベンジルアミノ)−1−プロピンに変更したこと以外は、合成例1に準じて、3−(N,N−ジベンジルアンモニオ)−1−プロピニルトリフェニルボラートを合成した。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(DMSO−d):3.58(s,2H)、4.25−4.45(m,4H)、6.88(t,J=7.2Hz,3H)、7.03(pseudo t,J=7.2Hz,6H)、7.36−7.51(m,16H);
13C−NMR(DMSO−d):δ42.3、55.2、122.4、125.7、128.7、129,5、131.1、134.1;
11B−NMR(DMSO−d):δ−7.4;
HRMS(EI)C3532BN(M):理論値477.2628、実測値477.2626。
≪合成例10≫
下記式で示される{2−(N,N−ジメチルアンモニオ)フェニル}エチニルトリフェニルボラートの合成
[式中、Phはフェニル基を表す]
2−エチニルピリジンを2−エチニルアニリンに変更したこと以外は、合成例1に準じて、{2−(N,N−ジメチルアンモニオ)フェニル}エチニルトリフェニルボラートを合成した。
その物性値は、以下のとおりであった。
HRMS(EI)C2826BN(M):理論値387.2158、実測値387.2152。
≪合成例11≫
下記式で示されるトリス(4−クロロフェニル)ピリジニオエチニルボラートの合成
トリフェニルボラン・ピリジン錯体をトリス(4−クロロフェニル)ボラン・ピリジン錯体に変更したこと以外は、合成例1に準じて、トリス(4−クロロフェニル)ピリジニオエチニルボラートを合成した。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCN):7.09−7.14(m,6H)、7.30(d,J=8.1Hz,6H)、7.69(ddd,J=7.7,6.2,1.4Hz,1H)、7.85(dd,J=8.6,1.1Hz,1H)、8.31−8.37(m,2H);
13C−NMR(CDCN):δ124.1、127.1、129.8、130.6、136.5、141.3、147.0;
11B−NMR(CDCN):δ−7.1;
HRMS(EI)C2517BNCl(M):理論値447.0520、実測値447.0525。
≪合成例12≫
下記式で示されるトリフェニル{2−(3−メチルピリジニオ)エチニル}ボラートの合成
[式中、Phはフェニル基を表す]
2−エチニルピリジンを2−エチニル−3−メチルピリジンに変更したこと以外は、合成例1に準じて、トリフェニル{2−(3−メチルピリジニオ)エチニル}ボラートを合成した。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCN):2.57(s,3H)、6.94−7.00(m,3H)、7.07−7.13(m,6H)、7.38(d,J=7.2Hz,6H)、7.54(pseudo t,J=6.8Hz,1H)、8.14(d,J=6.0Hz,1H)、8.20−8.24(m,1H);
13C−NMR(CDCN):δ19.7、123.2、124.0、127.1、135.1、138.3、140.9、146.4;
11B−NMR(CDCN):δ−6.3;
HRMS(EI)C2622BN(M):理論値359.1845、実測値359.1839。
≪合成例13≫
(Z)−(1−(4−メトキシフェニル)−2−(5−メチル−2−チエニル)エテニル)トリメチルシランの合成
[式中、BuAlHは水素化ジイソブチルアルミニウムを表し;Pd(PPhはテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを表す]
窒素雰囲気下、ジイソブチルアルミニウム(6.0ml、6.0mmol)を含むヘキサン溶液(1.0mol/L)に、室温で(5−メチル−2−チエニルエチニルトリメチルシラン)(1.0g、5.2mmol)を加え、24時間攪拌した。これを別の容器に調製しておいたPd(PPh(0.3g、0.26mmol)、塩化亜鉛(1.0g、7.3mmol)、p−メトキシヨードベンゼン(1.7g、7.3mmol)を含むテトラヒドロフラン溶液に加え、窒素雰囲気下、65℃で24時間攪拌した。室温まで冷却した後、水を加え、クロロホルムで抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過した。濾液をロータリーエバポレーターで濃縮した後、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=5:1)で精製することにより、(Z)−(1−(4−メトキシフェニル)−2−(5−メチル−2−チエニル)エテニル)トリメチルシラン(1.0g、3.44mmol)を収率66%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ0.10(s,9H)、2.29(s,3H)、3.86(s,3H)、6.49−6.51(m,1H)、6.71(d,J=3.6Hz,1H)、6.90−6.96(m,5H)。
次に、合成例1〜13で得られた原料物質を用いた本発明の新規なホウ素化合物Iおよびその製造方法(1)〜(4)の実施例1〜18について説明する。
≪実施例1≫
下記式で示される反応による(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
アルゴン雰囲気下、トリフェニル(2−ピリジニオエチニル)ボラート(34.7mg、0.10mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)(2.6mg、0.0025mmol)およびトリ(o−トリル)ホスフィン(P(o−tol))(1.8mg、0.006mmol)をテトラヒドロフラン(0.5mL)中、70℃で1時間攪拌した。ロータリーエバポレーターで濃縮した後、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=1:1)で精製することにより、(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジン(33.8mg、0.097mmol)を収率97%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.04(ddd,J=7.2,6.1,1.4Hz,1H)、7.11−7.31(m,14H)、7.48(pseudo dt,J=8.4,1.5Hz,1H)、7.58−7.61(m,2H)、7.79(ddd,J=8.3,7.3,1.6Hz,1H)、8.23(d,J=5.7Hz,1H);
13C−NMR(CDCl):δ119.32、119.34、120.9、125.7、127.4、128.0、128.2、128.3、133.6、138.5、139.9、143.0、160.1;
11B−NMR(CDCl):δ3.5;
HRMS(EI)C2520BN(M):理論値345.1689、実測値345.1689。
≪実施例2≫
下記式で示される反応による(E)−2−{2−(2−ナフチル)−2−ビス(2−ナフチル)ボリルエテニル}ピリジンの合成
[式中、2−Npは2−ナフチル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
トリフェニル(2−ピリジニオエチニル)ボラートをトリス(2−ナフチル)(2−ピリジニオエチニル)ボラート(49.5mg、0.10mmol)に変更したこと以外は、実施例1に準じて、合成および精製を行うことにより、(E)−2−{2−(2−ナフチル)−2−ビス(2−ナフチル)ボリルエテニル}ピリジン(48.3mg、0.097mmol)を収率97%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.06(ddd,J=7.5,6.0,1.1Hz,1H)、7.28−7.38(m,7H)、7.49−7.87(m,16H)、8.13(s,1H)、8.33(d,J=5.7Hz,1H);
13C−NMR(CDCl):δ119.4、119.6、121.7、124.7、125.0、125.7、126.0、126.4、127.30、127.34、127.5、127.7、128.6、128.7、132.0、132.4、132.7、133.2、133.3、133.5、136.0、140.1、143.2、160.3;
11B−NMR(CDCl):δ3.9;
HRMS(EI)C3726BN(M):理論値495.2158、実測値495.2158。
≪実施例3≫
下記式で示される反応による(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)キノリンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
トリフェニル(2−ピリジニオエチニル)ボラートをトリフェニル(2−キノリニオエチニル)ボラート(39.6mg、0.10mmol)に変更したこと以外は、実施例1に準じて、合成および精製を行うことにより、(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)キノリン(38.0mg、0.96mmol)を収率96%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.07−7.16(m,7H)、7.18−7.23(m,3H)、7.28−7.32(m,4H)、7.36−7.45(m,4H)、7.70(d,J=8.7Hz,1H)、7.81−7.90(m,2H)、8.35(d,J=8.7Hz,1H);
13C−NMR(CDCl):δ118.2、122.1、123.1、125.3、125.7、126.2、127.3、128.0、128.1、128.3、128.5、131.3、133.2、139.3、141.1、141.5、161.9;
11B−NMR(CDCl):δ3.9;
HRMS(EI)C2922BN(M):理論値395.1845、実測値395.1849。
≪実施例4≫
下記式で示される反応による(E)−4−(1−メトキシメチル−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)トルエンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;OからBに向かう矢印は配位結合を表す]
アルゴン雰囲気下、テトラメチルアンモニウム=3−メトキシ−1−プロピニルトリフェニルボラート(77.0mg、0.20mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)(5.2mg、0.005mmol)およびトリ(o−トリル)ホスフィン(P(o−tol))(3.6mg、0.012mmol)をジクロロメタン(0.5mL)中、室温で30分間攪拌した後、4−ブロモトルエン(34.2mg、0.20mmol)のジクロロメタン溶液(0.5mL)を加え、さらに室温で3時間攪拌した。反応溶液に水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄した後、ロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=20:1)で精製することにより、(E)−4−(1−メトキシメチル−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)トルエン(75.2mg、0.187mmol)を収率93%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ2.26(s,3H)、3.41(s,3H)、5.02(s,2H)、6.75−6.78(m,2H)、6.95−6.98(m,7H)、7.21−7.32(m,6H)、7.46(dd,J=8.0,1.7Hz,4H);
13C−NMR(CDCl):δ21.2、59.3、83.4、125.2、126.5、127.2、127.4、127.9、128.4、128.5、128.8、132.3、134.0、136.4、140.2;
HRMS(EI)C2927BO(M):理論値402.2155、実測値402.2154。
≪実施例5≫
下記式で示される反応による(E,E)−1,4−ビス(1−メトキシメチル−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ベンゼンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;OからBに向かう矢印は配位結合を表す]
アルゴン雰囲気下、テトラメチルアンモニウム=3−メトキシ−1−プロピニルトリフェニルボラート(385mg、1.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)(25.5mg、0.025mmol)およびトリ(o−トリル)ホスフィン(P(o−tol))(18.2mg、0.06mmol)をジクロロメタン(2.5mL)中、室温で30分間攪拌した後、1,4−ジブロモベンゼン(116mg、0.50mmol)のジクロロメタン溶液(2.5mL)を加え、さらに室温で5時間攪拌した。反応溶液に水を加え、ジクロロメタンで抽出した。有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄した後、ロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン)および再結晶(ジクロロメタン−エーテル)で精製することにより、(E,E)−1,4−ビス(1−メトキシメチル−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ベンゼン(287mg、0.41mmol)を収率82%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ3.44(s,6H)、5.06(s,4H)、6.72−6.76(m,4H)、6.96−7.01(m,10H)、7.20−7.31(m,12H)、7.41−7.45(m,8H);
13C−NMR(CDCl):δ59.1、83.0、125.0、126.2、126.8、127.1、127.6、128.0、128.4、133.5、133.7、140.0;
HRMS(FAB)C5044(M):理論値698.3527、実測値698.3528。
≪実施例6≫
下記式で示される反応による(E,E)−1,4−ビス{1−メトキシメチル−2−(2−ナフチル)−2−ビス(2−ナフチル)ボリルエテニル}ベンゼンの合成
[式中、2−Npは2−ナフチル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;OからBに向かう矢印は配位結合を表す]
テトラメチルアンモニウム=3−メトキシ−1−プロピニルトリフェニルボラートをテトラメチルアンモニウム=3−メトキシ−1−プロピニルトリス(2−ナフチル)ボラート(218mg、0.40mmol)に変更したこと以外は、実施例5に準じて、合成および精製を行うことにより、(E,E)−1,4−ビス{1−メトキシメチル−2−(2−ナフチル)−2−ビス(2−ナフチル)ボリルエテニル}ベンゼン(155mg、0.16mmol)を収率77%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ3.56(s,6H)、5.24(s,4H)、6.97(d,J=8.6,1.7Hz、2H)、7.06(s,4H)、7.22−7.32(m,6H)、7.35−7.50(m,12H)、7.60−7.65(m,6H)、7.75−7.87(m,12H)、8.00(s,4H);
HRMS(FAB)C7456(M):理論値996.4539、実測値996.4566。
≪実施例7≫
下記式で示される反応による(E,E)−2,6−ビス(1−メトキシメチル−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ナフタレンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;OからBに向かう矢印は配位結合を表す]
1,4−ジブロモベンゼンを2,6−ジブロモナフタレン(57.5mg、0.20mmol)に変更したこと以外は、実施例5に準じて、合成および精製を行うことにより、(E,E)−2,6−ビス(1−メトキシメチル−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ナフタレン(123.7mg、0.17mmol)を収率83%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ3.48(s,6H)、5.14(s,4H)、6.77−6.80(m,4H)、6.96−6.98(m,6H)、7.09(d,J=8.7Hz,2H)、7.23−7.33(m,12H)、7.41(d,J=8.7Hz,2H)、7.47−7.50(m,10H);
13C−NMR(CDCl):δ59.4、83.3、125.5、125.8、126.7、127.2、127.3、127.6、128.4、128.5、132.0、133.1、134.1、140.1、144.6;
HRMS(FAB)C5446(M):理論値748.3684、実測値748.3686。
≪実施例8≫
下記式で示される反応によるジメチル{(E)−3−フェニル−3−ジフェニルボリル−2−プロペニル}アミンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
トリフェニル(2−ピリジニオエチニル)ボラートを3−(N,N−ジメチルアンモニオ)−1−プロピニルトリフェニルボラート(32.4mg、0.10mmol)に変更したこと以外は、実施例1に準じて、合成および精製を行うことにより、ジメチル{(E)−3−フェニル−3−ジフェニルボリル−2−プロペニル}アミン(29.5mg、0.091mmol)を収率91%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):2.39(s,6H)、3.82(d,J=2.1Hz,2H)、6.18(t,J=2.0Hz,1H)、7.06−7.26(m,11H)、7.58(dd,J=8.1,1.7Hz,4H);
13C−NMR(CDCl):δ50.1、70.0、120.4、125.8、125.9、126.7、127.2、127.7、135.2、142.2;
11B−NMR(CDCl):δ6.6;
HRMS(EI)C2324BN(M):理論値325.2002、実測値325.2003。
≪実施例9≫
下記式で示される反応による(E)−3−(4−メトキシフェニル)−3−ビス(4−メトキシフェニル)ボリル−2−プロペニルジメチルアミンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
トリフェニル(2−ピリジニオエチニル)ボラートをトリス(4−メトキシフェニル){3−(N,N−ジメチルアンモニオ)−1−プロピニル}ボレート(38.9mg、0.10mmol)に変更したこと以外は、実施例1に準じて、合成および精製を行うことにより、(E)−3−(4−メトキシフェニル)−3−ビス(4−メトキシフェニル)ボリル−2−プロペニルジメチルアミン(33.2mg、0.085mmol)を収率85%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):2.33(s,6H)、3.71(s,3H)、3.75(d,J=2.1Hz,2H)、3.77(s,6H)、6.07(t,J=2.1Hz,1H)、6.67(d,8.7Hz,2H)、6.80(d,J=8.7Hz,4H)、7.11(d,J=9.0Hz,2H)、7.50(d,J=8.7Hz,4H);
13C−NMR(CDCl):δ49.9、54.9、55.1、69.7、112.7、113.2、118.2、127.9、134.7、136.3、157.8;
11B−NMR(CDCl):δ6.4;
HRMS(EI)C2630BNO(M):理論値415.2319、実測値415.2314。
≪実施例10≫
下記式で示される反応による(E)−3−(4−フルオロフェニル)−3−ビス(4−フルオロフェニル)ボリル−2−プロペニルジメチルアミンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
トリフェニル(2−ピリジニオエチニル)ボラートをトリス(4−フルオロフェニル)−{3−(N,N−ジメチルアンモニオ)−1−プロピニル}ボラート(42.0mg、0.10mmol)に変更したこと以外は、実施例1に準じて、合成および精製を行うことにより、(E)−3−(4−フルオロフェニル)−3−ビス(4−フルオロフェニル)ボリル−2−プロペニルジメチルアミン(38.6mg、0.092mmol)を収率92%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):2.35(s,6H)、3.79(d,J=1.8Hz,2H)、6.12(br,1H)、6.80(pseudo t,J=8.9Hz,2H)、6.93(pseudo t,J=9.0Hz,4H)、7.07(dd,J=8.7,5.7Hz,2H)、7.48(dd,J=8.6,6.3Hz,4H);
13C−NMR(CDCl):δ50.1、69.9、114.2(d,J=18.2Hz)、114.7(d,J=21.2Hz)、120.2(d,J=1.4Hz)、128.1(d,J=8.0Hz)、136.5(d,J=6.6Hz)、137.7(d,J=2.9Hz)、161.5(d,J=242.5Hz)、161.8(d,J=243.2Hz);
11B−NMR(CDCl):δ5.9;
HRMS(EI)C2321BNF(M):理論値379.1719、実測値379.1722。
≪実施例11≫
下記式で示される反応によるジベンジル{(E)−3−フェニル−3−ジフェニルボリル−2−プロペニル}アミンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Bnはベンジル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
トリフェニル(2−ピリジニオエチニル)ボラートを3−(N,N−ジベンジルアンモニオ)−1−プロピニルトリフェニルボラート(37.1mg、0.10mmol)に変更したこと以外は、実施例1に準じて、合成および精製を行うことにより、ジベンジル{(E)−3−フェニル−3−ジフェニルボリル−2−プロペニル}アミン(25.0mg、0.067mmol)を収率67%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):3.62(d,J=2.1Hz,2H)、3.8−4.4(br,4H)、6.01(t,J=2.0Hz,1H)、6.70−6.73(m,4H)、7.06−7.31(m,17H)、7.71(dd,J=8.0,1.7Hz,4H);
13C−NMR(CDCl):δ59.2、61.2、123.0、125.7、126.2、126.6、127.5、127.8、128.1、128.4、131.8、133.4、135.6、143.5;
11B−NMR(CDCl):δ10.3;
HRMS(EI)C3532BN(M):理論値477.2628、実測値477.2626。
≪実施例12≫
下記式で示される反応によるジメチル[2−{(E)−3−フェニル−3−ジフェニルボリルエテニル}フェニルアミンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
トリフェニル(2−ピリジニオエチニル)ボラートを{2−(N,N−ジメチルアンモニオ)フェニル}エチニルトリフェニルボラート(43.4mg、0.10mmol)に変更したこと以外は、実施例1に準じて、合成および精製を行うことにより、ジメチル[2−{(E)−3−フェニル−3−ジフェニルボリルエテニル}フェニルアミン(43.4mg、0.089mmol)を収率89%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):2.83(s,6H)、6.95(s,1H)、7.02−7.13(m,9H)、7.20−7.24(m,3H)、7.31−7.34(m,3H)、7.55−7.58(m,4H);
13C−NMR(CDCl):δ48.9、117.9、125.6、125.9、126.6、126.8、127.2、127.4、128.0、128.1、129.7、133.4、136.7、144.7、147.1;
11B−NMR(CDCl):δ4.2;
HRMS(EI)C2826BN(M):理論値386.2158、実測値387.2161。
≪実施例13≫
下記式で示される反応による2−{(E)−2−(4−クロロフェニル)−2−ビス(4−クロロフェニル)ボリルエテニル}ピリジンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
トリフェニル(2−ピリジニオエチニル)ボラートをトリス(4−クロロフェニル)ピリジニオエチニルボラート(45.1mg、0.10mmol)に変更したこと以外は、実施例1に準じて、合成および精製を行うことにより、2−{(E)−2−(4−クロロフェニル)−2−ビス(4−クロロフェニル)ボリルエテニル}ピリジン(43.3mg、0.096mmol)を収率96%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):7.11−7.22(m,12H)、7.45(d,J=8.4Hz,2H)、7.54(d,J=8.1Hz,1H)、7.88(pseudo dt,J=7.8,1.2Hz,1H)、8.14(d,J=5.7Hz,1H);
13C−NMR(CDCl):δ119.8、119.9、121.5、127.7、128.4、129.3、132.0、134.4、134.8、136.5、140.5、142.7、159.9;
11B−NMR(CDCl):δ3.1;
HRMS(EI)C2517BNCl(M):理論値447.0520、実測値447.0517。
≪実施例14≫
下記式で示される反応による3―メチル−2−{(E)−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;o−tolはo−トリル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
トリフェニル(2−ピリジニオエチニル)ボラートをトリフェニル{2−(3−メチルピリジニオ)エチニル}ボラート(35.9mg、0.10mmol)に変更したこと以外は、実施例1に準じて、合成および精製を行うことにより、3−メチル−2−{(E)−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジン(33.0mg、0.092mmol)を収率92%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):2.55(s,3H)、7.00(pseudo t,J=6.5Hz,1H)、7.10−7.30(m,14H)、7.58−7.63(m,3H)、8.08(d,J=5.4Hz,1H);
13C−NMR(CDCl):δ18.1、119.1、119.2、125.6、127.3、128.0、128.19、128.22、128.8、133.6、138.9、140.3、140.5、159.1;
11B−NMR(CDCl):δ3.9;
HRMS(EI)C2622BN(M):理論値359.1845、実測値359.1845。
≪実施例15≫
下記式で示される反応による3―メチル−5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}−2−{(E)−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Meはメチル基を表し;codは1,5−シクロオクタジエンを表し;dtbpyは4,4’−ジ(tert−ブチル)−2,2’−ビピリジンを表し;(Bpin)はビス(ピナコラート)ジボロンを表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
アルゴン雰囲気下、3―メチル−2−{(E)−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジン(71.8mg、0.20mmol)、ビス(ピナコラート)ジボロン((Bpin))(25.38mg、0.10mmol)、ジ−μ−メトキソビス(1,5−シクロオクタジエン)ジイリジウム([Ir(OMe)(cod)])(3.3mg、0.005mmol)、4,4’−ジ(tert−ブチル)−2,2’−ビピリジン(dtbpy)(2.7mg、0.01mmol)をp−キシレン(1.0mL)中、100℃で3時間攪拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、シリカゲルショートカラムに通した。さらにゲル浸透カラムクロマトグラフィーで精製することにより、3―メチル−5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}−2−{(E)−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジン(79.3mg、0.16mmol)を収率82%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):1.27(s,12H)、2.53(s,3H)、7.11−7.33(m,14H)、7.58−7.63(m,2H)、7.98(s,1H)、8.43(s,1H);
13C−NMR(CDCl):δ17.8、24.9、84.4、119.2、125.5、127.3、127.9、128.0、128.3、128.4、133.8、138.7、146.1、146.2、160.8;
11B−NMR(CDCl):δ3.5、30.1;
HRMS(EI)C3233BNO(M+):理論値485.2697、実測値485.2691。
≪実施例16≫
下記式で示される反応による5−(4−メトキシフェニル)−3−メチル−2−{(E)−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Buはtert−ブチル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
アルゴン雰囲気下、3―メチル−5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}−2−{(E)−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジン(48.5mg、0.10mmol)、p−ブロモアニソール(22.0mg、0.12mmol)、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Pd(PtBu)(2.6mg、0.005mmol)、水酸化ナトリウム(12.0mg、0.30mmol)、水(5μL)を含むテトラヒドロフラン溶液を、60℃で1時間攪拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、水を加えた。有機層を分離し、水層を酢酸エチルで抽出した。有機層同士を合わせたものを水、飽和食塩水で順次洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。溶媒を減圧留去した後、ゲル浸透カラムクロマトグラフィーで精製することにより、5−(4−メトキシフェニル)−3−メチル−2−{(E)−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジン(44.0mg、0.095mmol)を収率95%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):2.60(s,3H)、3.80(s,3H)、6.89−6.94(m,2H)、7.11−7.26(m,10H)、7.31−7.37(m,6H)、7.60−7.64(m,2H)、7.775−7.784(m,1H)、8.26(d,J=1.8Hz,1H);
13C−NMR(CDCl):δ18.2、55.4、114.5、118.9、125.6、127.4、127.8、128.0、128.1、128.2、128.3、128.6、132.8、133.7、138.2、138.4、138.9、157.2、159.8;
11B−NMR(CDCl):δ3.9;
HRMS(EI)C3328BN(M):理論値465.2264、実測値465.2259。
≪実施例17≫
下記式で示される反応による(E)−2−(1−メチル−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;DPEphosはビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテルを表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
アルゴン雰囲気下、テトラメチルアンモニウム=トリフェニル(1−プロピニル)ボラート(35.7mg、0.10mmol)、2−ブロモピリジン(15.8mg、0.1mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(2.7mg、0.0025mmol)、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos)(3.2mg、0.006mmol)のトルエン溶液を60℃で12時間攪拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、水を加えた。有機層を分離し、水層を酢酸エチルで抽出した。有機層同士を合わせたものを水、飽和食塩水で順次洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。溶媒を留去し得た粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=1:1)で精製することにより、純粋な(E)−2−(1−メチル−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジン(27.9mg、0.078mmol)を収率78%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):2.18(s,3H)、7.03−7.05(m,2H)、7.13−7.22(m,14H)、7.55(d,J=8Hz,1H)、7.93−7.97(m,1H)、8.24(d,5.2Hz,1H)。
≪実施例18≫
(E)-(1−(4-メトキシフェニル)−2−(5−メチル−2−チエニル)エテニル)−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)ボランの合成
[式中、NISはN−ヨードスクシンイミドを表し;BuLiはn−ブチルリチウムを表し;Mesは2,4,6−トリメチルフェニル基を表し;SからBに向かう矢印は配位結合を表す]
窒素雰囲気下、(Z)−(1−(4−メトキシフェニル)−2−(5−メチル−2−チエニル)エテニル)トリメチルシラン(0.3g、1.0mmol)を含むアセトニトリル溶液に、0℃でN−ヨードスクシンイミド(1.1g、5.0mmol)を加えた。0℃に保持したまま、5時間攪拌した後、アルミナカラムに通し、濃縮した。得られた残渣を、窒素雰囲気下、ジエチルエーテルに溶解させ、−78℃でn−ブチルリチウム(0.9mL、1.4mmol)を滴下した。−78℃に保持したまま、1時間攪拌した後、フッ化ジメシチルホウ素(0.37g、1.56mmol)を加えた。室温で12時間攪拌した後、水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、濾過した。濾液を濃縮した後、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン)および再結晶(ジエチルエーテル)で精製することにより、(E)−(1−(4-メトキシフェニル)−2−(5−メチル−2−チエニル)エテニル)−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)ボランを得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ2.15(s,12H)、2.21(s,6H)、2.29(s,3H)、3.74(s,3H)、6.39−6.40(m,1H)、6.63−6.66(m,5H)、6.70−6.72(m,2H)、7.10−7.26(m,3H)。
次に、本発明の新規なホウ素化合物Iの製造方法(5)に関する実施例に用いる原料物質の合成例14〜19について説明する。
≪合成例14≫
下記式で示されるテトラメチルアンモニウム=トリフェニルエチニルボラートの合成
[式中、Phはフェニル基を表す]
窒素雰囲気下、トリフェニルボラン・ピリジン錯体(15.3g、47.5mmol)をテトラヒドロフラン(67mL)に溶解させ、室温で臭化エチニルマグネシウム(100mL、50.0mmol)を滴下した。この溶液を2時間攪拌した後、少量のメタノールを加えて反応を停止させた。ロータリーエバポレーターで溶媒を除去した後、得られた残渣をメタノールに溶解させ、室温で塩化テトラメチルアンモニウム(5.5g、50mmol)を加えた。1時間攪拌した後、生成した白色固体を濾取し、メタノールで洗浄することにより、テトラメチルアンモニウム=トリフェニルエチニルボラート(7.0g、20.5mmol)を収率43%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(DMSO):δ2.16(s,1H)、3.06(s,12H)、6.83(t,J=6.8Hz,6H)、6.95(t,J=5.6Hz,6H)、7.29(d,J=7.2Hz,6H)。
≪合成例15≫
下記式で示される反応による4−フェニル−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナートの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Etはエチル基を表し;Tfはトリフルオロメタンスルホニル基を表す]
まず、Tetrahedron,2004,60(13),pp.2993−3000に記載された方法に従って、4−フェニル−2−キノリノンを合成した。
次に、窒素雰囲気下、4−フェニル−2−キノリノン(16.90g、76.4mmol)を塩化メチレン(191mL)に溶解させ、0℃に冷却して、トリエチルアミン(19.1mL、137.5mmol)、無水トリフルオロメタンスルホン酸(14.1mL、84.0mmol)を順次加えた。1時間攪拌し、炭酸水素ナトリウム水溶液を1滴ずつ加えて反応を停止させた。反応溶液を塩化メチレンで抽出した後、有機層を水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した。濾液をロータリーエバポレーターで濃縮した後、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1)で精製することにより、4−フェニル−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナート(25.4g、71.8mmol)を収率94%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.19(s,1H)、7.50−7.61(m,6H)、7.79−7.83(m,1H)、7.95(d,J=8.2Hz,1H)、8.12(d,J=8.8Hz,1H)。
≪合成例16≫
下記式で示される反応による3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)−2−アミノベンゾフェノンの合成
[式中、n−Buはn−ブチル基を表す]
および、下記式で示される反応による4−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}−2−キノリノンの合成
[式中、Acはアセチル基を表し;Buはtert−ブチル基を表し;DMEはエチレングリコールジメチルエーテルを表す]
および、下記式で示される反応による4−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナートの合成
[式中、Tfはトリフルオロメタンスルホニル基を表し;Etはエチル基を表す]
まず、Org.Chem.,1991,56(11),pp.3750−3752に記載された方法に従って、N−メトキシ−N−メチル−アントラニル酸アミドを合成した。
次いで、窒素雰囲気下、N−メトキシ−N−メチル−アントラニル酸アミド(0.62g、3.4mmol)、3,5−ビス(トリフルオロメチル)−1−ブロモベンゼン(1.00g、3.4mmol)をテトラヒドロフラン(20mL)に溶解させ、−78℃で攪拌した。この溶液に1.66mol/Lのn−ブチルリチウム(4.11mL,6.8mmol)を徐々に滴下し、30分間攪拌した。1mol/Lの塩酸を加えて反応を停止させた。反応溶液を酢酸エチルで抽出した後、有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過した。濾液をロータリーエバポレーターで濃縮した後、得られた残渣を再結晶(ヘキサン)で精製することにより、3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)−2−アミノベンゾフェノン(1.1g、3.3mmol)を収率96%で得た。
さらに、窒素雰囲気下、3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)−2−アミノベンゾフェノン(1.1g、3.3mmol)をトルエン(13mL)に溶解させ、室温で無水酢酸(0.62mL,6.5mL)を加え、加熱還流しながら攪拌した。これを室温まで冷却し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた残渣をエチレングリコールジメチルエーテル(13mL)に溶解させ、室温でカリウムtert−ブトキシド(1.5mL、13mmol)を加え、2時間攪拌した。反応溶液に水を加え、塩化メチレンで抽出した。有機層を乾燥させた後、ロータリーエバポレーターで濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル)で精製することにより、4−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}−2−キノリノン(372mg、1.04mmol)を収率32%で得た。
さらに、4−フェニル−2−キノリノンを4−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}−2−キノリノンに変更したこと以外は、合成例15に準じて、合成および精製を行うことにより、4−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナート(371mg、0.76mmol)を収率76%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.23(s,1H)、7.65−7.70(m,1H)、7.72−7.43(dd,J=8.4,1.2Hz,1H)、7.87−7,91(m,1H)、8.98(s,2H)、8.09(s,1H)、8.28(d,J=8.8Hz,1H)。
≪合成例17≫
下記式で示される反応による4−トリフルオロメチル−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナートの合成
[式中、DMAPはN,N−ジメチルアミノピリジンを表し;Tfはトリフルオロメタンスルホニル基を表す]
まず、Eur.Org.Chem.,2004,2004(1),pp.54−63に記載された方法に従って、4−トリフルオロメチル−2−キノリノンを合成した。
次いで、窒素雰囲気下、4−トリフルオロメチル−2−キノリノン(3.0g、14mmol)を塩化メチレン(200mL)に溶解させ、0℃に冷却した。この溶液にN,N−ジメチルアミノピリジン(0.17g、1.4mmol)、ピリジン(2.0g、25mmol)、無水トリフルオロメタンスルホン酸(4.4g、16mmol)を順次加え、室温に戻して12時間攪拌した。反応溶液に炭酸水素ナトリウム水溶液を1滴ずつ加えて反応を停止させ、クロロホルムで抽出した。有機層を水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、濾過した。濾液をロータリーエバポレーターで濃縮することにより、4−トリフルオロメチル−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナート(4.48g、13.0mmol)を収率92%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(DMSO):δ7.96−8.00(m,1H)、8.07−8.10(m,1H)、8.18−8.23(m,2H)、8.29(s,1H)。
≪合成例18≫
下記式で示される反応による6−メチル−4−トリフルオロメチル−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナートの合成
[式中、DMAPはN,N−ジメチルアミノピリジンを表し;Tfはトリフルオロメタンスルホニル基を表す]
まず、Eur.Org.Chem.,2004,2004(1),pp.54−63に記載された方法に従って、6−メチル−4−トリフルオロメチル−2−キノリノンを合成した。
次いで、4−トリフルオロメチル−2−キノリノンを6−メチル−4−トリフルオロメチル−2−キノリノンに変更したこと以外は、合成例16に準じて、合成および精製を行うことにより、6−メチル−4−トリフルオロメチル−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナート(7.89g、22.0mmol)を収率76%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ2.62(s,3H)、7.52(s,1H)、7.73−7.75(m,1H)、7.93(s,1H)、8.03−8.05(m,1H)。
≪合成例19≫
下記式で示される反応による6−フェナントリジノンの合成
[式中、Acはアセチル基を表し;DMAはジメチルアセトアミドを表す]
および、下記式で示される反応による6−フェナントリジニルトリフルオロメタンスルホナートの合成
[式中、DMAPはN,N−ジメチルアミノピリジンを表し;Tfはトリフルオロメタンスルホニル基を表す]
まず、J.Org.Chem.,2006,71(5),pp.1802−1808に記載された方法に従って、2−ブロモ−N−フェニルベンズアミドを合成した。
次いで、窒素雰囲気下、2−ブロモ−N−フェニルベンズアミド(17.3g、62.7mmol)、酢酸パラジウム(0.70g、3.1mmol)、炭酸ナトリウム(13.3g、125mmol)をジメチルアセトアミド(300mL)に溶解させ、160℃で6時間加熱攪拌し、反応させた。室温まで冷却し、反応溶液を冷水に注ぎ込み、酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した。濾液をロータリーエバポレーターで濃縮し、得られた残渣を濾過した後、ヘキサン、水で順次洗浄することにより、6−フェナントリジノン(6.36g、32.6mmol)を収率52%で得た。
次いで、4−トリフルオロメチル−2−キノリノンを6−フェナントリジノンに変更したこと以外は、合成例16に準じて、合成および精製を行うことにより、6−フェナントリジニルトリフルオロメタンスルホナート(2.95g、9.0mmol)を収率90%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.72−7.82(m,3H)、7.96−8.00(m,1H)、8.07−8.10(m,1H)、8.23−8.25(m,1H)、8.55−8.57(m,1H)、8.64−8.66(m,1H)。
次に、合成例14〜19で得られた原料物質を用いた本発明の新規なホウ素化合物Iの製造方法(5)に関する実施例19〜23について説明する。
≪実施例19≫
下記式で示される反応による(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)−4−フェニルキノリンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Tfはトリフルオロメタンスルホニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;DPEphosはビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテルを表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
窒素雰囲気下、テトラメチルアンモニウム=トリフェニルエチニルボラート(0.5g、1.46mmol)、4−フェニル−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナート(0.5g、1.61mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)(0.08g、0.08mmol)、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos)(0.10g、0.19mmol)をトルエン(142mL)中、70℃で攪拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、シリカゲルショートカラム(クロロホルム)に通し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた残渣をメタノールで洗浄することにより、(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)−4−フェニルキノリン(446mg、0.95mmol)を収率65%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.10−7.19(m,7H)、7.20−7.23(m,3H)、7.32−7.44(m,8H)、7.58−7.61(m,5H)、7.64(s,1H)、7.88(dd,J=8.2,1.6,1.2Hz,1H)、7.96(d,J=8.0Hz,1H)。
≪実施例20≫
下記式で示される反応による(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)−4−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}キノリンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Tfはトリフルオロメタンスルホニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;DPEphosはビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテルを表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
窒素雰囲気下、テトラメチルアンモニウム=トリフェニルエチニルボラート(0.31g、0.91mmol)、4−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナート(0.37g、0.76mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)(0.02g、0.2mmol)、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos)(0.02g、0.04mmol)をトルエン(2.5mL)中、60℃で攪拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、シリカゲルショートカラム(塩化メチレン)に通し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた残渣をメタノールで洗浄することにより、(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)−4−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}キノリン(302mg、0.49mmol)を収率65%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.23(s,1H)、7.65−7.70(m,1H)、7.72−7.43(dd,J=8.4,1.2Hz,1H)、7.87−7,91(m,1H)、8.98(s,2H)、8.09(s,1H)、8.28(d,J=8.8Hz,1H)。
≪実施例21≫
下記式で示される反応による(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)−4−トリフルオロメチルキノリンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Tfはトリフルオロメタンスルホニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;DPEphosはビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテルを表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
窒素雰囲気下、4−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナートを4−トリフルオロメチル−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナートに変更したこと以外は、実施例20に準じて、合成および精製を行うことにより、(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)−4−トリフルオロメチルキノリン(4.22g、9.1mmol)を収率91%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.10−7.17(m,6H)、7.20−7.29(m,8H)、7.39−7.41(m,2H)、7.48−7.54(m,2H)、8.00−8.02(m,1H)、8.05(s,1H)、8.12−8.15(m,1H)。
≪実施例22≫
下記式で示される反応による(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)−4−トリフルオロメチル−6−メチル−キノリンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Tfはトリフルオロメタンスルホニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;DPEphosはビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテルを表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
4−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナートを6−メチル−4−トリフルオロメチル−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナートに変更したこと以外は、実施例20に準じて、合成および精製を行うことにより、(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)−4−トリフルオロメチル−6−メチル−キノリン(2.39g、5.0mmol)を収率90%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ2.46(s,3H)、7.11−7.24(m,10H)、7.25−7.29(m,4H)、7.30−7.33(m,1H)、7.37−7.40(m,2H)、7.87−7.90(m,2H)、8.01(s,1H)。
≪実施例23≫
下記式で示される反応による(E)−6−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)フェナントリジンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Tfはトリフルオロメタンスルホニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;DPEphosはビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテルを表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
4−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}−2−キノリニルトリフルオロメタンスルホナートを6−フェナントリジニルトリフルオロメタンスルホナートに変更したこと以外は、実施例20に準じて、合成および精製を行うことにより、(E)−6−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)フェナントリジン(2.37g、5.3mmol)を収率82%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.07−7.16(m,6H)、7.23−7.26(m,3H)、7.34−7.36(m,5H)、7.44−7.50(m,3H)、7.79(s,1H)、7.84−7.87(m,1H)、7.96−7.98(m,1H)、8.00−8.04(m,1H)、8.52−8.54(m,1H)、8.64−8.69(m,2H)。
次に、本発明の新規なホウ素化合物IIおよびその製造方法(6)に関する実施例に用いる原料物質の合成例20〜22について説明する。
≪合成例20≫
下記式で示される5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}−2−{(E)−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;DPEphosはビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテルを表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
まず、J.Org.Chem.,2002,67(15),pp.5394−5397に記載された方法に従って、2−ブロモ−5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}ピリジンを合成した。
次いで、窒素雰囲気下、2−ブロモ−5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}ピリジン(3.62g、12.8mmol)、テトラメチルアンモニウム=トリフェニルエチニルボラート(4.57g、13.4mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)(0.25g、0.24mmol)、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos)(0.31g、0.58mmol)をトルエン(64mL)中、70℃で5時間攪拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、シリカゲルショートカラム(塩化メチレン)に通し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた残渣をメタノールで洗浄することにより、5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}−2−{(E)−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジン(4.23g、8.98mmol)を収率70%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ1.29(s,12H)、7.14−7.25(m,10H)、7.31−7.34(m,4H)、7.50(d,J=8Hz,1H)、7.59−7.61(m,2H)、8.19(d,J=8Hz,1H)、8.57(s,1H)。
≪合成例21≫
下記式で示される反応によるテトラメチルアンモニウム=トリ(4−メチルフェニル)エチニルボラートの合成
[式中、4−tolは4−メチルフェニル基を表す]
ナトリウムトリ(4−メチルフェニル)ボレート(6.1g,15.4mmol)をアセトニトリルに溶解させ、ピリジン塩酸塩(1.86g,16.1mmol)を加えて攪拌した。ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、得られた固体を水に懸濁させ、110℃で3時間加熱攪拌した後、水を除去して減圧下で乾燥させた。得られた残渣を再結晶(塩化メチレン−ヘキサン)で精製することにより、トリ(4−メチルフェニル)ボラン・ピリジン錯体(3.09g、8.51mmol)を収率55%で得た。
窒素雰囲気下、トリ(4−メチルフェニル)ボラン・ピリジン錯体(3.0g、8.3mmol)をテトラヒドロフラン(10mL)に溶解させ、−78℃で臭化エチニルマグネシウム(0.5Mのテトラヒドロフラン溶液、17.3mL、8.7mmol)を滴下した。この溶液を室温で1時間攪拌した後、少量のメタノールを加えて反応を停止させた。ロータリーエバポレーターで溶媒を除去した後、得られた残渣をメタノール(28mL)に溶解させ、室温で塩化テトラメチルアンモニウム(0,95g、8.7mmol)を加えた。1時間攪拌した後、生成した白色固体を濾取し、メタノールで洗浄することにより、テトラメチルアンモニウム=トリ(4−メチルフェニル)エチニルボラート(2.74g、7.15mmol)を収率86%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCN):δ2.04(s,1H)、2.16(s,12H)、2.19(s,3H)、6.82(d,J=7.2Hz,6H)、7.20(d,J=6.4Hz,6H)。
≪合成例22≫
下記式で示される反応による5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}−2−{(E)−2−(4−メチルフェニル)−2−ジ(4−メチルフェニル)ボリルエテニル}ピリジンの合成
[式中、4−tolは4−メチルフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;DPEphosはビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテルを表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
まず、J.Org.Chem.,2002,67(15),pp.5394−5397に記載された方法に従って、2−ブロモ−5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}ピリジンを合成した。
次いで、窒素雰囲気下、2−ブロモ−5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}ピリジン(2.7g、7.0mmol)、テトラメチルアンモニウム=トリ(4−メチルフェニル)エチニルボラート(1.91g、6.7mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)(0.17g、0.17mmol)、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos)(0.22g、0.40mmol)をトルエン(34mL)中、65℃で3時間攪拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、セライトで濾過した。濾液をロータリーエバポレーターで濃縮した後、得られた残渣にメタノールを加えた。析出した固体を濾取し、メタノールで洗浄することにより、5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}−2−{(E)−2−(4−メチルフェニル)−2−ジ(4−メチルフェニル)ボリルエテニル}ピリジン(2.89g、5.63mmol)を収率84%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ1.27(s,12H)、2.27(s,3H)、2.28(s,6H)、7.02(d,J=7.8Hz,6H)、7.17(s,1H)、7.21(d,J=7.6Hz,4H)、7.44(dd,J=8.0,0.8,0.4Hz)、7.54(d,J=8.0Hz,2H)、8.13(dd,J=8.0,1.2Hz,1H)、8.58(s,1H)。
次に、合成例20〜22で得られた原料物質を用いた本発明の新規なホウ素化合物IIおよびその製造方法(6)に関する実施例24〜30について説明する。
≪実施例24≫
下記式で示される反応による1,3−ビス[5−{(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジル}]ベンゼンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Buはtert−ブチル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
窒素雰囲気下、5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}−2−{(E)−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジン(2.00g、4.24mmol)、1,3−ジブロモベンゼン(0.50g、2.12mmol)、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Pd(PBu)(0.02g、0.04mmol)、5mol/L水酸化ナトリウム水溶液(5.1mL、25.5mmol)をテトラヒドロフラン(42mL)中、60℃で12時間攪拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を1N塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で順次洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、濾過した。ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、得られた残渣をメタノールで洗浄することにより、1,3−ビス[5−{(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジル}]ベンゼン(1.62g、2.12mmol)を収率100%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.15−7.28(m,20H)、7.34−7.36(m,8H)、7.40−7.50(m,4H)、7.60−7.65(m,6H)、8.04(dd,J=8.4,2.0Hz,2H)、8.45(d,J=2.0Hz,1.6H)。
≪実施例25≫
下記式で示される反応による1,4−ビス[5−{(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジル}]ベンゼンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Buはtert−ブチル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
窒素雰囲気下、5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}−2−{(E)−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジン(0.44g、0.94mmol)、1,4−ジブロモベンゼン(0.10g、0.42mmol)、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Pd(PBu)(0.024g、0.047mmol)、水酸化ナトリウム(0.25g、6.28mmol)をテトラヒドロフラン(11mL)と水(0.1mL)との混合溶媒中、60℃で4時間攪拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、シリカゲルショートカラム(酢酸エチル)に通し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた残渣を80℃のトルエン80mLに溶解させた後、ヘキサン80mLを加えると黄色固体が析出した。溶液を室温まで冷却した後、析出した固体を濾取し、メタノールで洗浄することにより、1,4−ビス[5−{(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジル}]ベンゼン(0.216g、0.28mmol)を収率67%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.12−7.25(m,20H)、7.33(dd,J=8.0,1.6Hz,8H)、7.49(s,4H)、7.58−7.64(m,6H)、8.05(dd,J=8.4,2.0Hz,2H)、8.46(d,J=1.6Hz,2H)。
≪実施例26≫
下記式で示される反応による4,4’−ビス[5−{(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジル}]ビフェニルの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Buはtert−ブチル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
1,4−ジブロモベンゼンを4,4’−ジブロモビフェニルに変更したこと以外は、実施例25に準じて、合成および精製を行うことにより、4,4’−ビス[5−{(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジル}]ビフェニル(0.251g、0.30mmol)を収率65%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.16−7.24(m,20H)、7.25−7.36(dd,J=,1.6Hz,8H)、7.52(d,J=8.4Hz,4H)、7.58−7.64(m,10H)、8.10(dd,J=8.4,2.0Hz,2H)、8.50(s,2H)。
≪実施例27≫
下記式で示される反応による1,1−ジオクチル−2,7−ビス[5−{(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジル}]フルオレンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Buはtert−ブチル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
1,4−ジブロモベンゼンを1,1−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレンに変更したこと以外は、実施例25に準じて、合成および精製を行うことにより、1,1−ジオクチル−2,7−ビス[5−{(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジル}]フルオレン(0.190g、0.18mmol)を収率38%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ0.62(m,4H)、0.79(t,7.6Hz,6H)、0.96−1.22(m,20H)、1.95−2.08(m,4H)、7.14−7.30(m,XH)、7.36−7.34(m,12H)、8.12(dd,J=8.6,2.2Hz,2H)、8.53(s,2H)。
≪実施例28≫
下記式で示される反応による2,5−ビス[5−{(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジル}]−3−ヘキシルチオフェンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Buはtert−ブチル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
1,4−ジブロモベンゼンを2,5−ジブロモ−3−ヘキシルチオフェンに変更したこと以外は、実施例25に準じて、合成および精製を行うことにより、2,5−ビス[5−{(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジル}]−3−ヘキシルチオフェン(0.385g、0.45mmol)を収率95%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ0.86(t,J=7.6Hz,3H)、1.09−1.18(m,6H)、1.433(m,2H)、2.38(t,J=8.0Hz,2H)、7.04(s,1H)、7.12−7.35(m,28H)、7.51−7.63(m,6H)、7.85(dd,J=8.4,2.0Hz,1H)、7.89(dd,J=8.4,2.0Hz,1H)、8.27(d,J=1.6Hz,1H)、8.41(d,J=2.0Hz,1H)。
≪実施例29≫
下記式で示される反応による2,6−ビス[5−{(E)−2−(2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル)ピリジル}]−ピリジンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;Buはtert−ブチル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
窒素雰囲気下、5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}−2−{(E)−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジン(0.50g、1.06mmol)、2,6−ジブロモピリジン(0.12g、0.52mmol)、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Pd(PBu)(0.005g、0.01mmol)、5mol/L水酸化ナトリウム水溶液(0.42mL、2.1mmol)をテトラヒドロフラン(11mL)中、60℃で12時間攪拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を1N塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で順次洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、濾過した。ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、得られた残渣をメタノールで洗浄することにより、5−(4−ジフェニルアミノフェニル)−2−{(E)−2−フェニル−2−ジフェニルボリルエテニル}ピリジン(367mg、0.48mmol)を収率92%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.11−7.24(m,22H)、7.31−7.34(m,8H)、7.50(d,J=8.0Hz,2H)、7.60−7.63(m,6H)、7.74(t,J=8.0,7.6Hz,1H)、8.55(dd,J=8.4,2.0Hz,2H)、8.84(d,J=2.0Hz,2H)。
≪実施例30≫
下記式で示される反応による1,3,5−トリス[5−{(E)−2−(2−(4−メチルフェニル)−2−ジ(4−メチルフェニル)ボリルエテニル)ピリジル}]ベンゼンの合成
[式中、4−tolは4−メチルフェニル基を表し;Buはtert−ブチル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
窒素雰囲気下、5−{4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−(2−ジオキサボロラニル)}−2−{(E)−2−(4−メチルフェニル)−2−ジ(4−メチルフェニル)ボリルエテニル}ピリジン(0.50g、0.97mmol)、1,3,5−トリブロモベンゼン(0.092g、0.29mmol)、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Pd(PBu)(0.010g、0.02mmol)、5mol/L水酸化ナトリウム水溶液(1.2mL、5.8mmol)をテトラヒドロフラン(10mL)中、70℃で5時間攪拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を1N塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で順次洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、濾過した。ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、得られた残渣をメタノールで洗浄することにより、1,3,5−トリス[5−{(E)−2−(2−(4−メチルフェニル)−2−ジ(4−メチルフェニル)ボリルエテニル)ピリジル}]ベンゼン(225mg、0.18mmol)を収率63%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ2.27(s,6H)、2.29(s,3H)、7.00(d,J=7.6Hz,4H)、7.05(d,J=7.6Hz,2H)、7.22−7.24(m,5H)、7.39(s,1H)、7.55−7.58(m,3H)、7.97(dd,J=8.0,2.0,1.6Hz,1H)、8.42(d,J=2.0Hz,1H)。
次に、本発明の新規なホウ素化合物IIIおよびその製造方法(7)に関する実施例に用いる原料物質の合成例23について説明する。
≪合成例23≫
下記式で示される反応によるテトラメチルアンモニウム=トリ(4−ビフェニリル)エチニルボラートの合成
[式中、Phはフェニル基を表す]
まず、Chemistry−A European Journal,2005,11,pp.2071−2080に記載された方法に従って、ナトリウム=テトラキス(4−ビフェニリル)ボレートを合成した。
次いで、容量300mLのナスフラスコに、ナトリウム=テトラキス(4−ビフェニリル)ボレート(9.8g、15.1mmol)、アセトニトリル(50mL)、水(100mL)を入れ、攪拌しながら、ピリジン塩酸塩(2.10g、18.2mmol)を室温で加え、室温で1時間攪拌した。アセトニトリルをロータリーエバポレーターで除去した後、析出した固体を濾取し、乾燥させた。得られた固体をトルエン中、100℃に加熱しながら、4時間攪拌した後、濃縮し、クロロホルムを加えて、不溶物を濾過により除去した。再度濃縮し、得られた残渣を再結晶(ヘキサン−塩化メチレン)で精製することにより、トリ(4−ビフェニリル)ボラン・ピリジン錯体(5.08g、9.24mmol)を収率61%で得た。
さらに、窒素雰囲気下、トリ(4−ビフェニリル)ボラン・ピリジン錯体(5.00g、9.1mmol)をテトラヒドロフラン(11mL)に溶解させ、−78℃に冷却しながら、臭化エチニルマグネシウム(19mL、9.6mmol)を滴下した。滴下後、この溶液を室温で1時間攪拌した。少量のメタノールに加えて反応を停止させ、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した後、得られた残渣をメタノール(30mL)に溶解させ、室温で塩化テトラメチルアンモニウム(1.05g、9.6mmol)を加えた。1時間攪拌した後、析出した固体を濾取し、メタノールで洗浄することにより、テトラメチルアンモニウム=トリ(4−ビフェニリル)エチニルボラート(4.22g、7.41mmol)を収率81%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCN):δ3.04(s,12H)、7.26(tt,J=3.6,3.2,1.6,1.2Hz,3H)、7.36−7.42(m,12H)、7.52(d,J=7.6Hz,6H)、7.60−7.63(m,6H)。
次に、合成例23で得られた原料物質を用いた本発明の新規なホウ素化合物IIIおよびその製造方法(7)に関する実施例31について説明する。
≪実施例31≫
下記式で示される反応による2,5−ビス{(E)−2−(4−ビフェニリル)−2−ジ(4−ビフェニリル)ボリルエテニル}−3,6−ジメチルピラジンの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;dbaはジベンジリデンアセトン配位子を表し;DPEphosはビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテルを表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
窒素雰囲気下、テトラメチルアンモニウム=トリ(4−ビフェニリル)エチニルボラート(104mg、0.20mmol)、2,5−ジブロモ−3,6−ジメチルピラジン(28mg、0.1mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム・クロロホルム錯体(Pddba・CHCl)(15.8mg、0.01mmol)、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEphos)(19.3mg、0.024mmol)をトルエン(1.0mL)中、60℃で12時間攪拌した。室温まで冷却してから水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、濾過した。濾液をロータリーエバポレーターで濃縮した後、得られた残渣に塩化メチレンを加え、不溶物を濾別し、濾液を濃縮した。得られた残渣をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(塩化メチレン:ヘキサン=1:1)で精製することにより、2,5−ビス{(E)−2−(4−ビフェニリル)−2−ジ(4−ビフェニリル)ボリルエテニル}−3,6−ジメチルピラジン(39.7mg、0.036mmol)を収率36%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ3.68(s,6H)、7.17(s,1H)、7.28−7.66(m,54H)。
次に、本発明の新規なホウ素化合物IVおよびその製造方法(8)に関する実施例に用いる原料物質の合成例24について説明する。
≪合成例24≫
下記式で示される反応によるテトラメチルアンモニウム=トリフェニル(2−ピリジニルエチニル)ボラートの合成
アルゴン雰囲気下、2−エチニルピリジン(613mg,6.0mmol)を溶解させたテトラヒドロフラン(20ml)溶液を−78℃に冷却し、1.6Mのn−ブチルリチウム(3.4ml,5.5mmol)を滴下し、30分攪拌した。次いで、トリフェニルボラン・ピリジン錯体を一度に加え、攪拌しながら、室温まで昇温した。室温で1時間攪拌した後、数滴のメタノールを加えて反応を停止させ、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去した。得られた残渣をメタノールに溶解させ、塩化テトラメチルアンモニウムを加えた。生成した固体を濾取し、減圧下で乾燥させることにより、テトラメチルアンモニウム=トリフェニル(2−ピリジニルエチニル)ボラート(1.86g、4.45mmol)を収率89%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCN):δ3.0(s,12H)、6.89−6.95(m,3H)、7.03−7.11(m,7H)、7.35(ddd,J=10.4,1.2,0.9Hz,1H)、7.41(d,J=6.9Hz,6H)、7.59(dt,J=1.8,2.1,7.5,7.7Hz,1H)、8.44(ddd,J=4.8,1.8,1.2Hz,1H)。
次に、合成例24で得られた原料物質を用いた本発明の新規なホウ素化合物IVおよびその製造方法(8)に関する実施例32について説明する。
≪実施例32≫
下記式で示される反応による2−{(E)−2−フェニル−(1−フルオロ−2−ジフェニルボリル)エテニル}ピリジンのの合成
[式中、Phはフェニル基を表し;NからBに向かう矢印は配位結合を表す]
窒素雰囲気下、テトラメチルアンモニウム=トリフェニル(2−ピリジニルエチニル)ボラート(41.7mg,0.1mmol)をアセトニトリル(0.5mL)に溶解させた。1−クロロメチル−4−フルオロ−1,4−ジアゾニア−ビシクロ[2,2,2]オクタン−ビス(テトラフルオロボレート)(Air Products and Chemicals,Inc.製、商品名「SelectFluor(登録商標)」)(35.8mg,0.1mmol)を加え、70℃で1時間攪拌した後、水を加えて反応を停止させ、酢酸エチルで抽出した。有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、濾過した。濾液をロータリーエバポレーターで濃縮した後、得られた残渣をシリカゲル薄層クロマトグラフィー(塩化メチレン:ヘキサン=1:1)で精製することにより、2−{(E)−2−フェニル−(1−フルオロ−2−ジフェニルボリル)エテニル}ピリジン(7.3mg、0.02mmol)を収率20%で得た。
その物性値は、以下のとおりであった。
H−NMR(CDCl):δ7.02−7.6(m,11H)、7.20−7.26(m,4H)、7.55(d,J=7.8Hz)、7.60(d,J=8.4,1.5,1.2Hz,1H)、7.78(m,1H)、8.17(d,J=5.4Hz,1H)。
≪新規なホウ素化合物の特性評価≫
本発明の新規なホウ素化合物が、その特性に応じて、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔阻止材料または有機半導体材料として有用であることを示すために、下記の評価を行った。
例えば、発光材料については、一般に、発光色は、例えば、有機EL素子でカラー表示する場合や白色EL素子で照明する場合、R(赤)、G(緑)、B(青)のいずれかの発光色(波長)となることが特に好ましいとされている。そこで、本発明では、蛍光スペクトルにより、発光材料の発光色を調べた。また、蛍光量子収率(発光材料が吸収した光子数に対する放出された光子数の割合)により、発光材料の発光効率を調べた。
また、一般に、有機EL素子などの機能性電子素子は、環境温度の変化や動作時の発熱に起因して、温度上昇によるモルフォロジーの変化、それに伴うピンホールの形成や、発光層における発光効率の低下、電子輸送層における電子移動度の低下などが起こらないことが求められる。そこで、本発明では、発光材料の熱特性、具体的には、ガラス転移温度により、それを用いた機能性電子素子が安定に動作する可能性を調べた。なお、発光材料は、ガラス転移温度が高いほど、それを用いた機能性電子素子の安定な動作に対して有利となる。
さらに、電子輸送材料、電子注入材料、正孔阻止材料または有機半導体材料としての有用性を調べるために、HOMO−LUMO準位を測定した。電子輸送材料、電子注入材料および有機半導体材料(特に、n型半導体材料)は、LUMOが低い(準位を表す数値の絶対値が大きい)ことが求められる。LUMOが低いということは、電子を受け取ったときの安定性が高いことを示す。特に、有機EL素子に用いられる電子注入材料は、陰極に用いられる材料の仕事関数に近い数値で表されるLUMOを有することが好ましい。陰極に用いられる材料(括弧内の数値は仕事関数の値)としては、一般的には、Mg(3.7eV)、Al(4.0eV)などが挙げられる。また、有機EL素子に用いられる正孔阻止材料は、発光層から漏れ出た正孔の通過を妨げるために、HOMOが低い(準位を表す数値の絶対値が大きい)ことが求められる。発光材料または発光ホスト材料としてよく用いられるトリス(8−キノリノール)アルミニウム錯体(Alq)のHOMOが6.0eV程度であるので、これよりもさらにHOMOが低いことが好ましい。
まず、実施例で製造した新規なホウ素化合物の一部を選んで、蛍光スペクトルおよび蛍光最大収率を測定した。その結果、ホウ素化合物(B−21)の蛍光最大波長は422nm(青色)、蛍光量子収率は0.44であり、ホウ素化合物(B−44)の蛍光最大波長は431nm(青色)、蛍光量子収率は0.32であり、ホウ素化合物(E−1)の蛍光最大波長は473nm(水色)、蛍光量子収率は0.26であった。これらの新規なホウ素化合物は、いずれも光の三原色のうち青色系統の蛍光を常温で発光することや、蛍光量子収率が高く、ひいては発光効率が高いことから、本発明の新規なホウ素化合物は、例えば、有機EL素子の発光層を構成する発光材料として有用であることがわかる。
次に、実施例で製造した新規なホウ素化合物の一部を選んで、ガラス転移温度を測定した。その結果、ホウ素化合物(B−21)のガラス転移温度は49℃であり、ホウ素化合物(B−44)のガラス転移温度は71℃であり、ホウ素化合物(E−1)のガラス転移温度は76℃であり、ホウ素化合物(F−12)のガラス転移温度は43℃であった。これらの新規なホウ素化合物は、いずれもガラス転移温度が高いことから、本発明の新規なホウ素化合物を、例えば、有機EL素子の発光層を構成する発光材料として用いれば、得られた有機EL素子は温度変化に対して安定に動作する可能性を有することがわかる。
次に、実施例で製造した新規なホウ素化合物の一部を選んで、HOMO−LUMO準位を測定した。その結果、ホウ素化合物(B−52)のHOMOは6.2eV、LUMOは3.4eV、HOMO−LUMOギャップ(B.G.)は2.8eVであり、ホウ素化合物(E−1)のHOMOは6.8eV、LUMOは4.0eV、HOMO−LUMOギャップ(B.G.)は2.8eVであった。これらの新規なホウ素化合物は、いずれもLUMOが非常に低い(準位を表す数値の絶対値が大きい)ことから、電子輸送材料、電子注入材料および有機半導体材料(特に、n型半導体材料)として優れており、さらにHOMOが非常に低い(準位を表す数値の絶対値が大きい)ことから、正孔阻止材料として優れていることがわかる。
≪機能性電子素子の作製≫
本発明の新規なホウ素化合物を用いた機能性電子素子の代表例として、有機EL素子を作製した。
無アルカリガラス上にインジウム・スズ酸化物(ITO)を厚さ150nmで成膜した基板(旭ガラス株式会社製;シート抵抗10Ω)を29mm×25mmに切断し、ITO部分が幅2mmの長方形になるようにエッチングを行った。得られた基板をイソプロパノール中で10分間超音波洗浄した後、イソプロパノールで煮沸洗浄し、乾燥させた。この基板にUV−オゾン処理を施して、透明導電性支持基板として用いた。
透明導電性支持基板をアルゴン雰囲気のグローブボックスに連結された真空蒸着装置(株式会社アルバック製)の基板ホルダーに固定した。正孔注入層として銅フタロシアニンを石英製のルツボに入れ、約1×10−3Paまで減圧し、膜厚10nmになるように蒸着した。次に、正孔輸送層としてビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル]ベンジジン(α−NPD)を別のルツボに入れ、約1×10−3Paまで減圧し、膜厚60nmになるように蒸着した。次に、発光層としてトリス(8−キノリノール)アルミニウム錯体(Alq)を別のルツボに入れ、約1×10−3Paまで減圧し、膜厚35nmになるように蒸着した。次に、電子輸送層としてホウ素化合物(B−52)、ホウ素化合物(E−1)またはトリス(8−キノリノール)アルミニウム錯体(Alq)のいずれかを別のルツボに入れ、約1×10−3Paまで減圧し、膜厚15nmになるように蒸着した。次に、対向電極としてマグネシウム(Mg)と銀(Ag)をそれぞれ別のタングステン製ボートに入れ、約1×10−3Paまで減圧し、マグネシウムと銀とが体積比で約10:1となるように同時に蒸着した。このとき、Mg:Ag電極の幅は2mmの長方形とし、ITO電極と直交するように配置した。すなわち、この有機EL素子の発光面積は、4mmとした。
このようにして作製した素子に、ITO電極を陽極、Mg:Ag電極を陰極として、0〜20Vまでの電圧を印加して、発光輝度を測定した。その結果を図1に示す。
図1から明らかなように、本発明の新規なホウ素化合物を用いた有機EL素子は、発光開始電圧(輝度が0.1cd/mを超えた電圧)を比較すると、トリス(8−キノリノール)アルミニウム錯体(Alq)を用いた場合が13Vであるのに対して、ホウ素化合物(B−52)を用いた場合が8V、ホウ素化合物(E−1)を用いた場合が7Vと非常に低く、しかも発光輝度を比較すると、トリス(8−キノリノール)アルミニウム錯体(Alq)を用いた場合より低い電圧で極めて高い輝度を示すという優れた電気的特性を発揮することがわかる。
本発明は、新規なホウ素化合物が、その特性に応じて、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔阻止材料または有機半導体材料として有用であり、それらの製造方法が収率良く簡便であり、かつ、それらを用いた機能性電子素子が優れた電気的特性を発揮するので、エレクトロニクス分野で多大の貢献をなすものである。
図1は、本発明の新規なホウ素化合物を用いた有機EL素子および比較用有機EL素子について、印加した電圧と発光輝度との関係を示すグラフである。

Claims (54)

  1. 下記式(1):

    [式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1〜4価の有機骨格であり;nは1〜4の整数であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
    で示されるホウ素化合物。
  2. 下記式(2):

    [式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、XからBに向かう矢印は上記式(1)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Rは水素または1価の有機骨格である]
    で示される請求項1記載のホウ素化合物。
  3. 下記式(3):

    [式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、XからBに向かう矢印は上記式(1)と同じ意味を有し;Rは2価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
    で示される請求項1記載のホウ素化合物。
  4. 上記式(1)、(2)または(3)において、QおよびXが共通する環の一部である請求項1〜3のいずれか1項記載のホウ素化合物。
  5. 上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である請求項4記載のホウ素化合物。
  6. 上記式(1)、(2)または(3)において、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である請求項1〜3のいずれか1項記載のホウ素化合物。
  7. 上記式(1)、(2)または(3)において、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である請求項1〜3のいずれか1項記載のホウ素化合物。
  8. 下記式(1):

    [式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1〜4価の有機骨格であり;nは1〜4の整数であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
    で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
    下記式(4):

    [式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
    で示されるホウ素化合物を、下記式(5):

    [式中、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(1)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
    で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることを特徴とする製造方法。
  9. 上記式(1)および(5)において、QおよびXが共通する環の一部である請求項8記載の製造方法。
  10. 上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である請求項9記載の製造方法。
  11. 上記式(1)および(5)において、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である請求項8記載の製造方法。
  12. 上記式(1)および(5)において、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である請求項8記載の製造方法。
  13. 下記式(6):

    [式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは1〜4価の有機骨格であり;nは1〜4の整数であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
    で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
    下記式(7):

    [式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(6)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
    で示されるホウ素化合物を、下記式(8):

    [式中、Rおよびnは上記式(6)と同じ意味を有し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するYは同一または相異なる]
    で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることを特徴とする製造方法。
  14. 上記式(7)で示されるホウ素化合物を、上記式(8)において、Rが1価の有機骨格を表すRであり、nが1である化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、下記式(9):

    [式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、XからBに向かう矢印は上記式(6)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Rは1価の有機骨格である]
    で示されるホウ素化合物を製造する請求項13記載の製造方法。
  15. 上記式(7)で示されるホウ素化合物を、上記式(8)において、Rが2価の有機骨格を表すRであり、nが2である化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、下記式(10):

    [式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、XからBに向かう矢印は上記式(6)と同じ意味を有し;Rは2価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
    で示されるホウ素化合物を製造する請求項13記載の製造方法。
  16. 上記式(6)および(7)、(9)または(10)において、QおよびXが共通する環の一部である請求項13〜15のいずれか1項記載の製造方法。
  17. 上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である請求項16記載の製造方法。
  18. 上記式(6)および(7)、(9)または(10)において、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である請求項13〜15のいずれか1項記載の製造方法。
  19. 上記式(6)および(7)、(9)または(10)において、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である請求項13〜15のいずれか1項記載の製造方法。
  20. 下記式(11):

    [式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格である]
    で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
    下記式(12):

    [式中、R、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(11)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なる]
    で示されるホウ素化合物を、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることを特徴とする製造方法。
  21. 上記式(11)および(12)において、QおよびXが共通する環の一部である請求項20記載の製造方法。
  22. 上記共通する環がピリジン環またはキノリン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子であり、mが0である請求項21記載の製造方法。
  23. 下記式(13):

    [式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、RおよびRが互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格である]
    で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
    下記式(14):

    [式中、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは上記式(13)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Y’は塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
    で示される化合物に有機リチウム化合物を作用させて生成するリチウム化合物を、下記式(15):

    [式中、RおよびRは上記式(13)と同じ意味を有し;Wはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アルコキシ基またはアリールオキシ基である]
    で示されるホウ素化合物と反応させることを特徴とする製造方法。
  24. 上記式(13)および(14)において、QおよびXが共通する環の一部である請求項23記載の製造方法。
  25. 上記共通する環がピリジン環、キノリン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環または該キノリン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である請求項24記載の製造方法。
  26. 請求項1〜7のいずれか1項記載のホウ素化合物を発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔阻止材料または有機半導体材料として用いることを特徴とする機能性電子素子。
  27. 下記式(1):

    [式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1〜4価の有機骨格であり;nは1〜4の整数であり;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は、各々、同一または相異なる]
    で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
    下記式(4):

    [式中、R、R、R、Rおよびnは上記式(1)と同じ意味を有し;nが2〜4の整数である場合、複数個存在するR、RおよびRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
    で示されるホウ素化合物を、下記式(16):

    [式中、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(1)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Tfはトリフルオロメタンスルホニル基である]
    で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることを特徴とする製造方法。
  28. 上記式(1)および(16)において、QおよびXが共通する環の一部である請求項27記載の製造方法。
  29. 上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である請求項28記載の製造方法。
  30. 下記式(17):

    [式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;実線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であることを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格であり;Rはp価の有機骨格であり;pは2〜6の整数であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
    で示されるホウ素化合物。
  31. 下記式(18):

    [式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;Rは2価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
    で示される請求項30記載のホウ素化合物。
  32. 下記式(19):

    [式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;Rは3価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
    で示される請求項30記載のホウ素化合物。
  33. 上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である請求項30〜32のいずれか1項記載のホウ素化合物。
  34. 下記式(17):

    [式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;実線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であることを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格であり;Rはp価の有機骨格であり;pは2〜6の整数であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
    で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
    下記式(20):

    [式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;R、R10、R11およびR12は同一または相異なり、水素原子または置換基である]
    で示されるホウ素化合物を、下記式(21):

    [式中、Rおよびpは上記式(17)と同じ意味を有し;Y”はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホニルオキシ基であり;複数個存在するY”は同一または相異なる]
    で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることを特徴とする製造方法。
  35. 上記式(20)で示されるホウ素化合物を、上記式(21)において、Rが2価の有機骨格を表すRであり、pが2である化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、下記式(18):

    [式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;Rは2価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
    で示されるホウ素化合物を製造する請求項34記載の製造方法。
  36. 上記式(20)で示されるホウ素化合物を、上記式(21)において、Rが3価の有機骨格を表すRであり、pが3である化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることにより、下記式(19):


    [式中、R、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、XからBに向かう矢印、ならびに、Rは上記式(17)と同じ意味を有し;Rは3価の有機骨格であり;複数個存在するR、R、R、R、m、Q、X、実線の半円弧、QとXとの間の点線および実線、ならびに、Rは、各々、同一または相異なる]
    で示されるホウ素化合物を製造する請求項34記載の製造方法。
  37. 上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である請求項34〜36のいずれか1項記載の製造方法。
  38. 下記式(22):

    [式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格であり;R13およびR14は、同一または相異なり、水素原子または置換基である]
    で示されるホウ素化合物。
  39. 上記式(22)において、R13およびR14がメチル基である請求項38記載のホウ素化合物。
  40. 上記式(22)において、R、RおよびRがビフェニリル基であり、Rが水素原子である請求項38または39記載のホウ素化合物。
  41. 下記式(22):

    [式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;NからBに向かう矢印は配位結合を表し;Rは水素または1価の有機骨格であり;R13およびR14は、同一または相異なり、水素原子または置換基である]
    で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
    下記式(23):

    [式中、R、R、RおよびRは上記式(22)と同じ意味を有し;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
    で示されるホウ素化合物を、下記式(24):

    [式中、R13およびR14は上記式(22)と同じ意味を有し;Y”はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホニルオキシ基であり;複数個存在するY”は同一または相異なる]
    で示される化合物と、パラジウム、白金およびニッケルよりなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む触媒の存在下で、反応させることを特徴とする製造方法。
  42. 上記式(22)および(24)において、R13およびR14がメチル基であり;上記式(24)において、Y”が臭素原子である請求項41記載の製造方法。
  43. 上記式(22)および(23)において、R、RおよびRがビフェニリル基であり、Rが水素原子である請求項41または42記載の製造方法。
  44. 下記式(25):

    [式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
    で示されるホウ素化合物。
  45. 上記式(25)において、QおよびXが共通する環の一部である請求項44記載のホウ素化合物。
  46. 上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である請求項45記載のホウ素化合物。
  47. 上記式(25)において、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である請求項44記載のホウ素化合物。
  48. 上記式(25)において、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である請求項44記載のホウ素化合物。
  49. 下記式(25):

    [式中、R、RおよびRは、同一または相異なり、置換基を有していてもよいアリール基または複素環基であるか、あるいは、R、RおよびRのいずれか2個が互いに結合して環を形成しており;Rは水素原子または置換基であり;mは0〜2の整数であり;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;Qは連結基であり;Xは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子またはセレン原子であり;点線の半円弧はQとXとが共通する環の一部であってもよいことを表し;QとXとの間の点線および実線は単結合または二重結合を表し;XからBに向かう矢印は配位結合を表し;Yはフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である]
    で示されるホウ素化合物を製造する方法であって、
    下記式(26):

    [式中、R、R、R、R、m、Q、X、点線の半円弧、ならびに、QとXとの間の点線および実線は上記式(25)と同じ意味を有し;mが2である場合、複数個存在するRは同一または相異なり;R、R、RおよびRは同一または相異なり、水素原子または置換基である]
    で示されるホウ素化合物にハロゲン化剤を反応させることを特徴とする製造方法。
  50. 上記式(25)および(26)において、QおよびXが共通する環の一部である請求項49記載の製造方法。
  51. 上記共通する環がピリジン環、キノリン環、フェナントリジン環またはチオフェン環であり、Xが該ピリジン環、該キノリン環または該フェナントリジン環の窒素原子あるいは該チオフェン環の硫黄原子であり、mが0である請求項50記載の製造方法。
  52. 上記式(25)および(26)において、Qがメチレン基であり、Xが窒素原子であり、mが2である請求項49記載の製造方法。
  53. 上記式(25)および(26)において、Qがメチレン基であり、Xが酸素原子であり、mが1である請求項49記載の製造方法。
  54. 請求項30〜33、38〜40および44〜48のいずれか1項記載のホウ素化合物を発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔阻止材料または有機半導体材料として用いることを特徴とする機能性電子素子。
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