JP2010501617A - 新規のシクロペンタジエニル、インデニルもしくはフルオレニルで置換されたホスフィン化合物及びそれらを触媒反応において用いる使用 - Google Patents
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Abstract
Description
[式中、
R′及びR′′は、無関係に、アルキル基、シクロアルキル基及び2−フリル基から選択され、又はR′及びR′′は一緒になって結合して、リン原子(phosphorous atom)と共に、少なくとも3個の炭素原子を有する炭素−リン(carbon−phosphorous)単環もしくは炭素−リン二環を形成し、その際、前記アルキル基、シクロアルキル基及び炭素−リン単環は、非置換であるか、もしくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基及びアリールオキシ基の群から選択される少なくとも1つの基によって置換されており、
Cpsは、部分的に置換されたもしくは完全に置換されたシクロペンタジエン−1−イル基であり、それは縮合環系をもたらす置換を含み、かつシクロペンタジエン−1−イル基の1位での置換が必須なのは、該シクロペンタジエン−1−イル基が縮合環系の一部でない場合もしくはインデニル基の一部である場合であり、かつ
Y-は、アニオンを表す]
(式(A)
[式中、Meは、メチル基を表し、かつtBuは、t−ブチル基を表す]を除く)によって解決される。
Me=メチル;Et=エチル;iPr=イソプロピル;nPr=n−プロピル;tBu=t−ブチル;nBu=n−ブチル;Cy=シクロヘキシル;Neo−Pn=ネオペンチル;Ad=アダマンチル;Bn=ベンジル;Ph=フェニル;及びCp=シクロペンタジエン−1−イル。
R′及びR′′は、無関係に、アルキル、有利にはC1〜C18−アルキル、より有利にはC1〜C5−アルキル、最も有利にはC3〜C5−アルキル;シクロアルキル、有利にはC5〜C12−シクロアルキル、より有利にはC5〜C10−シクロアルキル、最も有利にはC6〜C8−シクロアルキル;及び2−フリルから選択されてよい。前記アルキル基は、分枝鎖状又は非分枝鎖状であってよい。好ましいアルキル基は、イソプロピル、n−ブチル、t−ブチル及びネオペンチルから選択される。最も好ましいのは、イソプロピルである。シクロアルキル基は、単環式もしくは多環式、例えばアダマンチル及びノルボルニルであってよい。好ましいシクロアルキル基は、シクロヘキシル及びアダマンチルである。好ましくは、R′及びR′′は、同じ基を表し、より好ましくはその両者はイソプロピルもしくはシクロヘキシルである。R′及びR′′によって表される上述の全ての基は、非置換であるか、又はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基及びアリールオキシ基の群から選択される少なくとも1つの基によって置換されていてよい。有利には、R′及びR′′によって表される基は、非置換である。
Rは、脂肪族基、複素脂肪族基、芳香族基、脂環式基、複素環式基、芳香族基か脂環式基か複素環式基と該芳香族基か脂環式基か複素環式基の原子をシクロペンタジエニル基の炭素原子と結合する付加的なヘテロ原子とを含むヘテロ原子含有基(全ての上述の基は、非置換であるか、もしくは更なる炭素原子及び/又はヘテロ原子によって置換されている)及びオルガノシリル基からなる群から選択され、
R1、R2、R3及びR4は、無関係に、水素、脂肪族基、複素脂肪族基、芳香族基、脂環式基、複素環式基、芳香族基か脂環式基か複素環式基と該芳香族基か脂環式基か複素環式基の原子をシクロペンタジエニル基の炭素原子と結合する付加的なヘテロ原子とを含むヘテロ原子含有基(全ての上述の基は、非置換であるか、もしくは更なる炭素原子及び/又はヘテロ原子によって置換されている)、ハロゲン及びヘテロ原子含有基からなる群から選択される]によって表される。
(1,2,3,4,5−ペンタメチル−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)ジシクロヘキシルホスフィン(Cp*PCy2)(14)
[式中、Cp*は、1,2,3,4,5−ペンタメチル−2,4−シクロペンタジエン−1−イル基を表す]である。
Rは、脂肪族基、複素脂肪族基、芳香族基、脂環式基、複素環式基、芳香族基か脂環式基か複素環式基と該芳香族基か脂環式基か複素環式基の原子をインデニル基の炭素原子と結合する付加的なヘテロ原子とを含むヘテロ原子含有基(全ての上述の基は、非置換であるか、もしくは更なる炭素原子あるいはヘテロ原子によって置換されている)及びオルガノシリル基からなる群から選択され、
R5、R6、R7、R8、R9及びR10は、無関係に、水素、脂肪族基、複素脂肪族基、芳香族基、脂環式基、複素環式基、芳香族基か脂環式基か複素環式基と該芳香族基か脂環式基か複素環式基の原子をインデニル基の炭素原子と結合する付加的なヘテロ原子とを含むヘテロ原子含有基(全ての上述の基は、非置換であるか、もしくは更なる炭素原子及び/又はヘテロ原子によって置換されている)、ハロゲン及びヘテロ原子含有基からなる群から選択される]によって表される。
(1,2,3−トリメチルインデ−2−エン−1−イル)ジシクロヘキシルホスフィン(1,2,3−Me3IndPCy2)(16)
1,2,3−Me3IndPCy2・H+Y-(16a)
1,2,3−Me3IndPiPr2・H+Y-(17a)
1,2,3,4,7−Me5IndPCy2・H+Y-(18a)
1,2,3,4,7−Me5IndPiPr2・H+Y-(19a)
4,7−(MeO)2−1,2,3−Me3IndPCy2・H+Y-(20a)
4,7−(MeO)2−1,2,3−Me3IndPiPr2・H+Y-(21a)
[式中、Indは、インデ−2−エン−1−イル基を表し、かつCy、iPr及びMeは、上記の意味を有する]である。
Rは、水素、脂肪族基、複素脂肪族基、芳香族基、脂環式基、複素環式基、芳香族基か脂環式基か複素環式基と該芳香族基か脂環式基か複素環式基の原子をフルオレニル基の炭素原子と結合する付加的なヘテロ原子とを含むヘテロ原子含有基(全ての上述の基は、非置換であるか、もしくは更なる炭素原子及び/又はヘテロ原子によって置換されている)及びオルガノシリル基からなる群から選択され、
R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17及びR18は、無関係に、水素、脂肪族基、複素脂肪族基、芳香族基、脂環式基、複素環式基、芳香族基か脂環式基か複素環式基と該芳香族基か脂環式基か複素環式基の原子をフルオレニル基の炭素原子と結合する付加的なヘテロ原子とを含むヘテロ原子含有基(全ての上述の基は、非置換であるか、もしくは更なる炭素原子及び/又はヘテロ原子によって置換されている)、ハロゲン及びヘテロ原子含有基からなる群から選択される]によって表される。
(9−メチルフルオレン−9−イル)ジイソプロピルホスフィン(9−MeFluPiPr2)(5)
9−MeFluPiPr2・H+Y-(5a)
9−EtFluPiPr2・H+Y-(6a)
9−BnFluPiPr2・H+Y-(26a)
9−C18H37FluPiPr2・H+Y-(7a)
9−MeFluPCy2・H+Y-(8a)
9−EtFluPCy2・H+Y-(9a)
9−BnFluPCy2・H+Y-(10a)
9−C18H37FluPCy2・H+Y-(11a)
9−Et−1−MeFluPCy2・H+Y-(12a)及び
9−Et−2−SO3HFluPCy2・H+Y-(13a)
[式中、Fluは、フルオレン−9−イル基を表し、かつEt、Bn、Cy、iPr及びMeは、上記の意味を有する]
である。
所望の置換基、一般に置換されたシクロペンタジエン、置換されたインデン又は非置換もしくは置換されたフルオレンを有する式HCpsによる化合物を、まず、強塩基、一般にn−BuLiと反応させてプロトンを引き抜き、そして共鳴安定化カルバニオンを形成させる。次いで、該アニオンを、式R′R′′PX[式中、R′及びR′′は、上記のように定義され、かつXはClもしくはBr、有利にはClである]による亜ホスフィン酸ハロゲン化物と反応させて、各Cpsで置換されたホスフィンを得て、それを、適宜、より容易な貯蔵及び取り扱いのために、それぞれのホスホニウム塩へと変換する(例えばHBF4との反応によって)。この方法は、相応の亜ホスフィン酸ハロゲン化物が容易に利用可能なので、好ましくは、式(1)もしくは(1a)中のR′及びR′′が同じ基であるホスフィン化合物の製造のために使用される。
(a)有機ホウ素化合物の、アリール、ヘテロアリールもしくはビニルハロゲン化物/擬ハロゲン化物でのスズキ−クロスカップリング(スズキ・ミヤウラ−クロスカップリングとしても知られる):一般に、有機ホウ素化合物は、式Ra−B(OH)2のホウ酸[式中、Raは、アリール基、アルケニル基もしくはアルキル基である]又はあまり好ましくはないが、相応のホウ酸エステルである。該反応は、Pd錯体及び塩基の存在下で実施される。該スズキ−クロスカップリングは、アリール及びヘテロアリールホウ酸とアリール及びヘテロアリールハロゲン化物とをそれぞれカップリングさせて、ビアリール化合物の形成をもたらすために有用である。
全ての化学薬品は、販売供給元から試薬等級として購入し、特段の記載がない限り、更なる精製をせずに使用した。THFは、アルゴン雰囲気下でカリウム及びベンゾフェノンで蒸留し、ジエチルエーテルは、アルゴン雰囲気下でナトリウム/カリウム合金及びベンゾフェノンで蒸留した。ジイソプロピルアミンは、水酸化カリウム上で乾燥させ、ジオキサンは、水素化カルシウム上で乾燥させた。プロトン(1H NMR)、炭素(13C NMR)及びリン(31P NMR)核磁気共鳴スペクトルは、Bruker DRX500において、それぞれ500MHz、125.75MHz及び202.46MHzで、又はBruker DRX300において、それぞれ300MHz及び75.07MHzで記録された。化学シフトは、デルタスケール(δ)で百万当たりの部(ppm)で示され、かつ1H NMRではテトラメチルシラン(δ=0ppm)が参照され、31P NMRでは65%水性H3PO4(δ=0ppm)が参照される。NMRデータについての略語:s=一重線;d=二重線;t=三重線;q=四重線;dd=二重線の二重線;dt=三重線の二重線;四重線の二重線;tt=三重線の三重線;m=多重線。IR−スペクトルは、Perkin Elmer 1600シリーズFT−IRにおいて記録した。質量スペクトルは、Finigan MAT95型の磁場偏向型分光器において記録した。薄層クロマトグラフィー(TLC)は、Fluka社製のシリカゲル60F254(0.2mm)をアルミニウム板上で使用して実施した。クロマトグラフィー用のシリカゲルカラムは、E.Merck社製のシリカゲル60(0.063〜0.20メッシュASTM)で調製した。フルオレンは、Aldrich社から購入し、受け取ったまま使用した。
250mlのシュレンクフラスコ中で、ペンタメチルシクロペンタジエン(HCp*)(2.9g、21.3ミリモル)を、ジエチルエーテル無水(100ml)中に溶解させ、n−BuLi(8.1ml、ヘキサン中2.5M、20.3ミリモル)で−60℃で処理した。該混合物を、周囲温度で4時間撹拌することで、濃厚な白色の懸濁液が得られた。THF無水(100ml)を添加し、その懸濁液をCy2PCl(3.93g、16.9ミリモル)で−60℃で反応停止させた。該反応混合物を周囲温度で一晩撹拌し、次いでCelite(登録商標)濾過助剤の小パッドを介してシュレンク技術を使用して濾過した。澄明で無色の濾液を注いでHBF4・Et2O(2.7ml、19.9ミリモル)で反応停止させ、酸を添加してから約3分後に、白色の固体としてホスホニウム塩の沈殿がもたらされた。その固体を、吸引濾過により分離し、Et2Oで洗浄し、揮発物を真空中で除去することで、化合物14aが白色の固体として得られた(3.7g、52%)。
250mlのシュレンクフラスコ中で、ペンタメチルシクロペンタジエン(HCp*)(2.79g、20.5ミリモル)を、ジエチルエーテル無水(175ml)中に溶解させ、n−BuLi(7.8ml、ヘキサン中2.5M、19.5ミリモル)で−60℃で処理した。該混合物を、周囲温度で4時間撹拌(磁気撹拌子)することで、濃厚な白色の懸濁液が得られた。THF無水(50ml)を添加し、引き続き−60℃でiPr2PCl(2.48g、16.25ミリモル)を添加した。該反応混合物を、周囲温度で一晩撹拌し、Celite(登録商標)の小パッドを介して濾過した。澄明で無色の濾液を、HBF4・Et2O(2.76ml、20.3ミリモル)で反応停止させ、それによりホスホニウム塩の沈殿が白色の固体としてもたらされた。その固体を、吸引濾過により分離し、Et2Oで洗浄し、揮発物を真空中で除去することで、化合物15aが白色の固体として得られた(5.2g、94%)。
9−メチルフルオレン(40): フルオレン(15.0g、90.4ミリモル)、n−BuLi(48.1ml、120ミリモル、ヘキサン中2.5M)、RX=ヨードメタン(19.3g、136ミリモル)。化合物40は、帯黄色の蝋様の固体として単離された(16.2g、定量的)。分析データは、文献(M.A.Schmidt,H.G.Alt,W.MiliusによるJ.Organomet.Chem.1996,525,15)中のデータと同一であった。
a) 1,3−プロパンジオール、ZrCl4;n−BuLi、MeI、H2SO4;
b) Pd(OAc)2、SIMES、Cs2CO3、3,5−Me2−C6H3B(OH)2、ジオキサン;
c) NaClO2、H2O2;
d) H2SO4;
e) HI、赤リン、プロピオン酸;
f) n−BuLi、EtI、THF、−60℃
(a) 2−ブロモ−6−メチル−ベンゾアルデヒド(50): 1,3−ジブロモベンゼンをServatovski他(S.Lilinski.J.ServatowskiによるJ.Org.Chem.2003,68,5384)のプロトコールを使用してオルトリチウム化し、引き続きDMFで反応停止させることで、2,6−ジブロモベンゾアルデヒド(49)が得られ、それをアセタールとして保護し、n−BuLiで処理し、引き続きリチウム化された中間体をヨウ化メチルで反応停止させることで、所望の脱保護された2−ブロモ−6−メチルベンゾアルデヒド(50)がほぼ定量的な収率で得られた。
(i) 9−置換されたフルオレニル−ホスホニウム塩の製造
9−置換されたフルオレニル−ホスホニウム塩の合成のための一般的手順:
9−置換されたフルオレン(31ミリモル)をEt2O無水(100ml)中に溶かした溶液に、n−BuLi(29ミリモル、ヘキサン中2.5Mの溶液)を−60℃で添加した。該溶液は直ちに赤色に変わり、該溶液を−60℃で10分間にわたり撹拌し、次いで周囲温度で更に2時間にわたり撹拌した。再び−60℃に冷却した後に、ジアルキル亜ホスフィン酸塩化物R2PCl(22ミリモル)を添加した。該反応混合物を−60℃で10分にわたり撹拌し、次いで一晩室温で撹拌した。LiClをCelite(登録商標)の短いパッドを介した濾過によって除去した後に、得られた澄明な濾液を、HBF4(ジエチルエーテル錯体31.5ミリモル)で反応停止させた。吸引濾過による分離の後に、粗生成物を20mlのCHCl3中に溶解させ、そしてEt2O中に滴加した(1l、激しく撹拌)。濾過と揮発物の真空中での除去により、純粋な生成物が白色の固体として得られた。
9−MeFluPCy2・HBF4(8a): フルオレン誘導体=9−メチルフルオレン(40)(1.0g、5.55ミリモル)、n−BuLi(ヘキサン中2.0Mで2.7ml、5.4ミリモル)、R2PCl=Cy2PCl(0.95g、4.08ミリモル)、HBF4・Et2O(1.4ml、5.55ミリモル)。化合物8aが単離され、白色の固体(1.35g、71%)が得られた。
THF無水(10ml)中に溶解させたフルオレン(0.505g、3.04ミリモル)を、n−BuLi(1.5ml、ヘキサン中2.0M)で−80℃で処理した。該混合物は橙色に変化し、そして周囲温度で更に4時間にわたり撹拌した。次いでtBu2PCl(0.476g、2.6ミリモル)を−80℃で添加し、10mlのヘプタン無水を添加した。該反応混合物を一晩で還流し、シュレンク条件下でCelite(登録商標)の短いパッドを介して濾過し、そして澄明な濾液をHBF4・Et2O(0.7ml、2.8ミリモル)で反応停止することで、白色の残留物が得られ、それをエチルアセテートから結晶化させることができた。吸引濾過による固体の分離の後に、粗生成物を3mlのCHCl3中に溶解させ、そしてEt2O中に滴加した(200ml、激しく撹拌)。濾過と揮発物の真空中での除去により、純粋な化合物25a(0.54g、52%)が白色の固体として得られた。
100mlのシュレンクフラスコ中で、ジイソプロピルアミン(1.03ml、7.4ミリモル)をTHF無水(20ml)中に溶解させた。−60℃でn−BuLi(ヘキサン中2.0モラー溶液2.7ml、6.8ミリモル)を添加した。該溶液を−60℃で10分間撹拌し、次いで0℃で更に30分撹拌した。形成されたLDA溶液を、9−エチル−2,7−ジブロモフルオレン(56)(2.5g、7.08ミリモル)をEt2O(40ml)中に溶かした溶液に−60℃で添加した。赤色の反応混合物を−60℃で30分間撹拌し、次いで周囲温度で1.5時間にわたり撹拌した(より低い温度で、濃厚な帯赤色の沈殿物が形成される)。次いで、iPr2PCl(0.9ml、5.66ミリモル)を−60℃で添加した。該反応混合物を周囲温度で2時間にわたり撹拌し(色は赤から黄色に変化する)、そして少ないCelite(登録商標)パッドを通じて濾過した。澄明で僅かに黄色の濾液を、HBF4・Et2O(1.80ml、13.2ミリモル)で反応停止させ、それによりホスホニウム塩の沈殿が白色の固体としてもたらされた。該固体を吸引濾過により分離し、H2O中にスラリー化し(15ml、残留アンモニウム塩を除去するため)、そして再び濾過した。回収した白色の固体を、10mlのクロロホルム及び1mlのアセトニトリル中に溶解させ、そして該溶液を激しく撹拌したEt2O(400ml)に滴加することで、無色の沈殿物が得られた。濾過及び揮発物の真空中での除去により、化合物31aが白色の固体として得られた(2.82g、90%)。
BnFluP(nButBu)・HBF4(27a): 9−ベンジルフルオレン(45)(9.24g、35.7ミリモル)をTHF無水(75ml)中に溶かした溶液に、n−BuLi(13.8ml、ヘキサン中2.5M、34.7ミリモル)を−60℃で添加した。その溶液は直ちに赤色になった。周囲温度で1時間にわたり撹拌した後に、該反応混合物を、tBuPCl2の溶液(5.2g 32.7ミリモル、50mlのEt2O無水中に溶解)に−80℃で添加した。添加が完了した時点で、赤色が保持された。周囲温度で一晩撹拌した後に、n−BuLi(16.8ml、ヘキサン中2.5M、41.9ミリモル)を−60℃で添加した。該反応混合物を−60℃で10分間にわたり撹拌し、次いで周囲温度で2時間にわたり撹拌した。その懸濁液を小さいCelite(登録商標)のパッドを介して濾過し、そして澄明な帯赤色の濾液をHBF4・Et2O(4.0ml、29.3ミリモル)でクエンチして、ホスホニウム塩を沈殿させた。吸引濾過による分離後に、粗生成物をアセトニトリル(20ml)中に溶解させ、その溶液を激しく撹拌されたEt2O(1l)に滴加することで、無色の沈殿物が得られた。濾過及び揮発物の真空中での除去により、化合物27aが白色の固体として得られた(2.65g、17%)。
EtFluPCy2 HBF4(9a)(2.35g、4.92ミリモル)を1mlのCH2Cl2無水中に溶かした溶液に、2.3mlの濃硫酸を0℃で添加した。該溶液を40℃で一晩撹拌した後に、5gの氷を添加した。該反応混合物をクロロホルム(3×10ml)で抽出した。合した有機層をMgSO4上で乾燥させた。濾過後に、澄明な濾液を、真空中で最終容量5mlにまで減らした。その濃縮物をジエチルエーテル(500ml、激しく撹拌されている)に滴加することで、生成物が沈殿した。濾過と揮発物の真空中での除去により、純粋な生成物13a(1.8g、67%)が白色の固体として得られた。
幾つかの合成されたホスフィン化合物を、様々なクロスカップリング反応での触媒として作用するPd錯体中の配位子として使用した。全てのクロスカップリング反応は、アルゴン雰囲気下で脱ガスされた溶剤(凍結と融解)中で実施した。TONは、触媒ターンオーバー数を意味し、生成物のモル数と触媒のモル数との比率として定義される。
(i)アリール臭化物(ジイソプロピルアミン中)のソノガシラ−カップリング
無水ジイソプロピルアミン(10ml)と、アリール臭化物(10ミリモル)と、アセチレン(11ミリモル)をシュレンク管中に入れた。次いで、触媒を、所定の濃度で、Na2PdCl4/配位子(ホスホニウム塩)/CuI(4:8:3)の出来合いの混合物としてアルゴン下で添加した。特段の記載がない限り、反応混合物は、アルミニウムブロック中で50℃で撹拌した。室温に冷却した後に、該反応混合物をエーテル(15ml)で希釈し、水(10ml)で洗浄し、有機相をMgSO4上で乾燥させ、濾過し、そして真空中で濃縮した。生成物を、カラムクロマトグラフィー(シリカ、シクロヘキサン/エチルアセテート(100:1))によって単離した。選択的に、収率は、内部標準としてヘキサデカンもしくはジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテルを用いたガスクロマトグラフィーによるか、又は単離されたiPr2NH2 +Br-の質量の測定によって測定した。
[b] 2回実行の平均
(ii)アリール塩化物(DMSO中)のソノガシラ−カップリング
無水DMSO(5ml、王冠)、アリール塩化物(1.5ミリモル)、アセチレン(2.1ミリモル)及びNa2CO3(3ミリモル)を、シュレンク管中に入れた。次いで、触媒を、所定の濃度で、Na2PdCl4/配位子(ホスホニウム塩)/CuI(4:8:3)としてアルゴン下で添加した。該反応混合物をアルミニウムブロック中で100〜120℃で12〜20時間にわたり撹拌した。室温に冷却した後に、該反応混合物をエーテル(15ml)で希釈し、水(10ml)で洗浄し、有機相をMgSO4上で乾燥させ、濾過し、そして真空中で濃縮した。生成物を、カラムクロマトグラフィー(シリカ、シクロヘキサン/エチルアセテート(100:1))によって単離した。選択的に、収率は、内部標準としてヘキサデカン又はジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテルを用いたガスクロマトグラフィーによって測定した。
[c] 配位子: BnFluPCy2(10a)
[d] 配位子: Ad2PBn(比較例)
(iii)アリール臭化物(水中)のソノガシラ−カップリング
触媒原液の調製: Na2PdCl4(0.05ミリモル)、9−Et−2−SO3HFlu−PCy2・HBF4(13a)(0.1ミリモル)及びCs2CO3(0.4ミリモル)を、アルゴン下でシュレンク管中に入れた。脱ガスされた水(5.0ml)を添加し、該混合物を、その溶液が白色に変わるまで45℃で2時間にわたり撹拌した。該原液は、1モル%(ml ミリモル アリールハロゲン化物)の濃度を有している。クロスカップリング反応: アリール臭化物(1ミリモル)、アセチレン(1.1ミリモル)及びCs2CO3(2ミリモル)を、シュレンク管中に装入し、そして水(2ml)及びイソプロパノール(2ml)並びに触媒原液を添加した。該反応混合物をアルミニウムブロック中で100℃で1.5〜4時間にわたり撹拌した。室温に冷却した後に、該反応混合物をエーテル(15ml)で希釈し、水(10ml)で洗浄し、有機相をMgSO4上で乾燥させ、濾過し、そして真空中で濃縮した。生成物を、カラムクロマトグラフィー(シリカ、シクロヘキサン/エチルアセテート(100:1))によって単離した。選択的に、収率は、内部標準としてヘキサデカン又はジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテルを用いたガスクロマトグラフィーによって測定した。
(i)アリールハロゲン化物(ジオキサン中)のスズキ反応
触媒原液の調製: Na2PdCl4(0.05ミリモル)、ホスホニウム塩(0.1ミリモル)及びCs2CO3(0.2ミリモル)を、シュレンク管中に入れた。ジオキサン(5.0ml)を添加し、該混合物を、その溶液が白色に変わるまで45℃で2時間にわたり撹拌した。こうして調製された原液は、1モル%(ml*ミリモル アリールハロゲン化物)の濃度を有している。クロスカップリング反応: ジオキサン(5ml)及び触媒原液を、アリールハロゲン化物(1ミリモル)、ホウ酸(1.5ミリモル)及びCsCO3(2ミリモル)に添加した。該反応混合物を、アルミニウムブロック中で100℃で撹拌した。室温に冷却した後に、該反応混合物をエーテル(15ml)で希釈し、水(10ml)で洗浄し、有機相をMgSO4上で乾燥させ、濾過し、そして真空中で濃縮した。生成物を、カラムクロマトグラフィー(シリカ、シクロヘキサン/エチルアセテート(100:1))によって単離した。選択的に、収率は、内部標準としてヘキサデカン又はジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテルを用いたガスクロマトグラフィーによって測定した。
[b] 2回実行の平均、内部標準としてヘキサデカンを用いたGCにより測定した。
[b] 触媒: Na2PdCl4/配位子(1:2)
[c] 2回実行の平均、内部標準としてヘキサデカンを用いたGCにより測定した。
触媒原液の調製: 触媒原液は、水性のソノガシラ反応について記載したのと同様に9−Et−2−SO3HFlu−PCy2・HBF4(13a)を使用して調製した。クロスカップリング反応: アリールハロゲン化物(1ミリモル)、ホウ酸(1.2ミリモル)及びK2CO3(3.2ミリモル)を、まず水(4ml)に添加し、次いでその触媒原液及び2滴のLabrasol(カプリロカプロイルマクロゴール−8グリセリドブレンド、ポリエチレングリコール(PEG)の一価脂肪酸及び二価脂肪酸のモノグリセリド、ジグリセリド及びトリグリセリドからなる飽和ポリグリコール化グリセリド)を添加した。該反応混合物を、それぞれの温度(第8表を参照)で0.5〜20時間にわたって撹拌した(第8表を参照)。室温に冷却した後に、該反応混合物をエーテル(15ml)で希釈し、水(10ml)で洗浄し、有機相をMgSO4上で乾燥させ、濾過し、そして真空中で濃縮した。生成物を、カラムクロマトグラフィー(シリカ、シクロヘキサン/エチルアセテート(100:1))によって単離した。選択的に、収率は、内部標準としてヘキサデカン又はジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテルを用いたガスクロマトグラフィーによって測定した。
5mlの無水トルエン、5ミリモルのアリールハロゲン化物、6ミリモルのアミン及び6ミリモルのNaOtBuを、シュレンク管中に入れた。次いで、触媒Na2PdCl4/EtFluPCy2(9)(ホスホニウム塩(9a)として)(1:2)を所定の濃度で添加した。該反応混合物を、アルミニウムブロック中で120℃で撹拌した。室温に冷却した後に、該反応混合物をエーテル(15ml)で希釈し、水(10ml)で洗浄し、有機相をMgSO4上で乾燥させ、濾過し、そして真空中で濃縮した。生成物を、カラムクロマトグラフィー(シリカ、シクロヘキサン/エチルアセテート(90:10))によって単離した。選択的に、収率は、内部標準としてヘキサデカン又はジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテルを用いたガスクロマトグラフィーによって測定した。
(i)種々のホスホニウム塩を使用した種々のアリール臭化物のアルコキシカルボニル化反応
0.0025ミリモルのPd(OAc)2、0.0075ミリモルの配位子(ホスホニウム塩)及び0.385ミリモルのTMEDAを、n−ブタノールで希釈して、全容量を10mlにした。0.5ミリモルのそれぞれの基質をオートクレーブ中で直接的に導入し、次いで1mlの触媒溶液をオートクレーブに添加した。一酸化炭素でパージした後に、圧力を25バールのCOに調整し、そしてオートクレーブを115℃にまで加温しながら撹拌した。該反応を115℃で20時間にわたって保持した。冷却しそして圧力を解放した後に、原料混合物を短路のAl2O3を通じて濾過し、そして転化率をGCにより測定した。
0.0025ミリモルのPd(OAc)2、0.0075ミリモルの配位子(ホスホニウム塩)及び0.385ミリモルのTMEDAを、トルエン中で希釈して、全容量を10mlにした。0.5ミリモルの4−ブロモ安息香酸エチルをオートクレーブ中で直接的に導入し、次いで1mlの触媒溶液をオートクレーブに添加した。合成ガス(CO/H2 1:1)でパージした後に、圧力を25バールのCO/H2に調整し、そしてオートクレーブを115℃にまで加温しながら撹拌した。該反応を115℃で20時間にわたって保持した。冷却しそして圧力を解放した後に、原料混合物を短路のAl2O3を通じて濾過し、そして転化率をGCにより測定した。
Claims (38)
- 一般式(1)
[式中、
R′及びR′′は、無関係に、アルキル基、シクロアルキル基及び2−フリル基から選択され、又はR′及びR′′は一緒になって結合して、リン原子と共に、少なくとも3個の炭素原子を有する炭素−リン単環もしくは炭素−リン二環を形成し、その際、前記アルキル基、シクロアルキル基及び炭素−リン単環は、非置換であるか、もしくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基及びアリールオキシ基の群から選択される少なくとも1つの基によって置換されており、
Cpsは、部分的に置換されたもしくは完全に置換されたシクロペンタジエン−1−イル基であり、それは縮合環系をもたらす置換を含み、かつシクロペンタジエン−1−イル基の1位での置換が必須なのは、該シクロペンタジエン−1−イル基が縮合環系の一部でない場合もしくはインデニル基の一部である場合であり、かつ
Y-は、アニオンを表す]
(式(A)
[式中、Meは、メチル基を表し、かつtBuは、t−ブチル基を表す]を除く)。 - Cpsが部分的に置換もしくは完全に置換されたインデ−2−エン−1−イル基もしくはインデ−2−エン−2−イル基、有利には部分的に置換もしくは完全に置換されたインデ−2−エン−1−イル基であって、拡大された縮合環系をもたらす置換基を含む基である、請求項1に記載のホスフィン化合物又はその相応のホスホニウム塩。
- Cpsが非置換、部分的に置換もしくは完全に置換されたフルオレン−9−イル基であって、拡大された縮合環系をもたらす置換基を含む基である、請求項2に記載のホスフィン化合物又はその相応のホスホニウム塩。
- 一般式(2)によって表される、請求項1に記載のホスフィン化合物。
- 一般式(2)
[式中、
Rは、脂肪族基、複素脂肪族基、芳香族基、脂環式基、複素環式基、芳香族基か脂環式基か複素環式基と該芳香族基か脂環式基か複素環式基の原子をシクロペンタジエニル基の炭素原子と結合する追加のヘテロ原子とを含むヘテロ原子含有基(全ての上述の基は、非置換であるか、もしくは更なる炭素原子及び/又はヘテロ原子によって置換されている)及びオルガノシリル基からなる群から選択され、
R1、R2、R3及びR4は、無関係に、水素、脂肪族基、複素脂肪族基、芳香族基、脂環式基、複素環式基、芳香族基か脂環式基か複素環式基と該芳香族基か脂環式基か複素環式基の原子をシクロペンタジエニル基の炭素原子と結合する追加のヘテロ原子とを含むヘテロ原子含有基(全ての上述の基は、非置換であるか、もしくは更なる炭素原子及び/又はヘテロ原子によって置換されている)、ハロゲン及びヘテロ原子含有基からなる群から選択される;又はR1、R2、R3及びR4から選択される隣接する基は、一緒になって二価の基を形成し、それにより縮合環系を形成する]。 - 一般式(3)
[式中、
Rは、脂肪族基、複素脂肪族基、芳香族基、脂環式基、複素環式基、芳香族基か脂環式基か複素環式基と該芳香族基か脂環式基か複素環式基の原子をインデニル基の炭素原子と結合する追加のヘテロ原子とを含むヘテロ原子含有基(全ての上述の基は、非置換であるか、もしくは更なる炭素原子及び/又はヘテロ原子によって置換されている)及びオルガノシリル基からなる群から選択され、
R5、R6、R7、R8、R9及びR10は、無関係に、水素、脂肪族基、複素脂肪族基、芳香族基、脂環式基、複素環式基、芳香族基か脂環式基か複素環式基と該芳香族基か脂環式基か複素環式基の原子をインデニル基の炭素原子と結合する追加のヘテロ原子とを含むヘテロ原子含有基(全ての上述の基は、非置換であるか、もしくは更なる炭素原子及び/又はヘテロ原子によって置換されている)、ハロゲン及びヘテロ原子含有基からなる群から選択される;又はR5、R6、R7、R8、R9及びR10から選択される隣接する基は、一緒になって二価の基を形成し、それにより縮合環系を形成する]。 - 一般式(4)
[式中、
Rは、水素、脂肪族基、複素脂肪族基、芳香族基、脂環式基、複素環式基、芳香族基か脂環式基か複素環式基と該芳香族基か脂環式基か複素環式基の原子をフルオレニル基の炭素原子と結合する付加的なヘテロ原子とを含むヘテロ原子含有基(全ての上述の基は、非置換であるか、もしくは更なる炭素原子及び/又はヘテロ原子によって置換されている)及びオルガノシリル基からなる群から選択され、
R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17及びR18は、無関係に、水素、脂肪族基、複素脂肪族基、芳香族基、脂環式基、複素環式基、芳香族基か脂環式基か複素環式基と該芳香族基か脂環式基か複素環式基の原子をフルオレニル基の炭素原子と結合する付加的なヘテロ原子とを含むヘテロ原子含有基(全ての上述の基は、非置換であるか、もしくは更なる炭素原子及び/又はヘテロ原子によって置換されている)、ハロゲン及びヘテロ原子含有基からなる群から選択される;又はR11、R12、R13、R14、R15、R16、R17及びR18から選択される隣接する基は、一緒になって二価の基を形成し、それにより縮合環系を形成する]。 - Rが、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基及びアルキルシリル基からなる群から選択され、前記基は、非置換もしくは更なる炭素原子及び/又はヘテロ原子によって置換されており、かつR1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17及びR18は、無関係に、H、非置換もしくは置換されたアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアルコキシ基、ハロゲン及び水溶性を付与するヘテロ原子含有基からなる群から選択される、請求項4から6までのいずれか1項に記載のホスフィン化合物又はその相応のホスホニウム塩。
- Rが、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−オクタデシル基、ベンジル基及びフェニル基からなる群から選択され、前記基は、非置換もしくは置換されており、好ましくは非置換であり、かつR1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17及びR18は、無関係に、H、メチル基、メトキシ基及び−SO3Hからなる群から選択される、請求項7に記載のホスフィン化合物又はその相応のホスホニウム塩。
- R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17及びR18が、水素である、請求項1から9までのいずれか1項に記載のホスフィン化合物又はその相応のホスホニウム塩。
- Rが、非分枝鎖状のアルキル基もしくはベンジル基である、請求項1から10までのいずれか1項に記載のホスフィン化合物又はその相応のホスホニウム塩。
- Rがメチル基もしくはエチル基である、請求項10に記載のホスフィン化合物又はその相応のホスホニウム塩。
- R′及びR′′が、無関係に、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、ネオペンチル基、シクロヘキシル基及びアダマンチル基からなる群から選択され、又はR′及びR′′は一緒になって結合されて、リン原子と共に、[3.3.1]ホビル基もしくは[4.2.1]ホビル基を形成する、請求項1から12までのいずれか1項に記載のホスフィン化合物又はその相応のホスホニウム塩。
- R′及びR′′が、無関係に、イソプロピル基及びシクロヘキシル基からなる群から選択される、請求項12に記載のホスフィン化合物又はその相応のホスホニウム塩。
- R′及びR′′が同じ基である、請求項1から14までのいずれか1項に記載のホスフィン化合物又はその相応のホスホニウム塩。
- (9−メチルフルオレン−9−イル)ジイソプロピルホスフィン(9−MeFluPiPr2)(5)
9−MeFluPiPr2・H+Y-(5a)
9−EtFluPiPr2・H+Y-(6a)
9−BnFluPiPr2・H+Y-(26a)
9−C18H37FluPiPr2・H+Y-(7a)
9−MeFluPCy2・H+Y-(8a)
9−EtFluPCy2・H+Y-(9a)
9−BnFluPCy2・H+Y-(10a)
9−C18H37FluPCy2・H+Y-(11a)
9−Et−1−MeFluPCy2・H+Y-(12a)及び
9−Et−2−SO3HFluPCy2・H+Y-(13a)
[式中、Fluは、フルオレン−9−イル基を表し、かつMeは、メチル基を表し、Etは、エチル基を表し、Bnは、ベンジル基を表し、iPrは、イソプロピル基を表し、かつCyは、シクロヘキシル基を表す]からなる群から選択される、請求項6に記載のホスフィン化合物又はその相応のホスホニウム塩。 - Y-がBF4 -である、請求項1から16までのいずれか1項に記載のホスホニウム塩。
- (i)一般式(1)
R′及びR′′は、無関係に、アルキル基、シクロアルキル基及び2−フリル基から選択され、又はR′及びR′′は一緒になって結合して、リン原子と共に、少なくとも3個の炭素原子を有する炭素−リン単環もしくは炭素−リン二環を形成し、その際、前記アルキル基、シクロアルキル基及び炭素−リン単環は、非置換であるか、もしくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基及びアリールオキシ基の群から選択される少なくとも1つの基によって置換されており、
Cpsは、部分的に置換されたもしくは完全に置換されたシクロペンタジエン−1−イル基であり、それは縮合環系をもたらす置換を含み、かつシクロペンタジエン−1−イル基の1位での置換が必須なのは、該シクロペンタジエン−1−イル基が縮合環系の一部でない場合もしくはインデニル基の一部である場合である]で表されるホスフィン化合物と、
(ii)元素の周期律表の第8族、第9族、第10族及び第11族から選択される遷移金属と
を含む配位化合物。 - 遷移金属が、Pd、Ni、Pt、Rh、Ir、Ru、Co、Fe、Cu及びAuから選択される、請求項17又は18に記載の配位化合物。
- 遷移金属が、PdもしくはNi、有利にはPdである、請求項18に記載の配位化合物。
- ホスフィン化合物が、請求項2から15までのいずれか1項で定義したものである、請求項17から19までのいずれか1項に記載の配位化合物。
- 請求項17から20までのいずれか1項に記載の配位化合物を、有機化合物の製造のための触媒として又は触媒系の一部として用いる使用。
- 一般式(1)
[式中、
R′及びR′′は、無関係に、アルキル基、シクロアルキル基及び2−フリル基から選択され、又はR′及びR′′は一緒になって結合して、リン原子と共に、少なくとも3個の炭素原子を有する炭素−リン単環もしくは炭素−リン二環を形成し、その際、前記アルキル基、シクロアルキル基及び炭素−リン単環は、非置換であるか、もしくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基及びアリールオキシ基の群から選択される少なくとも1つの基によって置換されており、
Cpsは、部分的に置換されたもしくは完全に置換されたシクロペンタジエン−1−イル基であり、それは縮合環系をもたらす置換を含み、かつシクロペンタジエン−1−イル基の1位での置換が必須なのは、該シクロペンタジエン−1−イル基が縮合環系の一部でない場合もしくはインデニル基の一部である場合であり、かつ
Y-は、アニオンを表す]を、遷移金属化合物と組み合わせて、有機化合物の製造のための触媒として又は触媒系の一部として用いる使用であって、該遷移金属が、請求項17から19までのいずれか1項で定義したものである使用。 - ホスフィン化合物及びその相応のホスホニウム塩が、請求項2から16までのいずれか1項で定義したものである、請求項22に記載の使用。
- 有機化合物の製造が、C−C結合もしくはC−ヘテロ原子結合の形成を含む、請求項21から23までのいずれか1項に記載の使用。
- 遷移金属がPdであり、かつ有機化合物の製造である、請求項24に記載の使用。
- C−C結合の形成を含み、その際、有機化合物が、
(k)有機ホウ素化合物と、アリール、ヘテロアリールもしくはビニルのハロゲン化物もしくは擬ハロゲン化物とのスズキ−クロスカップリング;
(l)有機スズ化合物と、離脱基としてハロゲンもしくは擬ハロゲンを有する炭素求電子体とのスティル−クロスカップリング;
(m)オルガノシランと、アリール、ヘテロアリールもしくはビニルのハロゲン化物もしくは擬ハロゲン化物とのヒヤマ−クロスカップリング;
(n)有機亜鉛化合物と、アリール、ヘテロアリールもしくはビニルのハロゲン化物もしくは擬ハロゲン化物とのネギシ−クロスカップリング;
(o)グリニャール化合物と、アリール、ヘテロアリールもしくはビニルのハロゲン化物もしくは擬ハロゲン化物とのクマダ−クロスカップリング;
(p)末端アルキンと、アリール、ヘテロアリールもしくはビニルのハロゲン化物もしくは擬ハロゲン化物とのソノガシラ−クロスカップリング;
(q)エノレート及び他の安定化されたカルバニオンのアリールもしくはヘテロアリールのハロゲン化物もしくは擬ハロゲン化物によるα−アリール化;
(r)アリールもしくはヘテロアリールのハロゲン化物もしくは擬ハロゲン化物のシアノ化;
(s)アリールもしくはヘテロアリールのハロゲン化物もしくは擬ハロゲン化物のカルボニル化;及び
(t)アリール、ヘテロアリールもしくはビニルのハロゲン化物もしくは擬ハロゲン化物のオレフィンへのヘック−カップリング
からなる群から選択される反応によって製造される使用。 - 遷移金属がPdであり、かつ有機化合物の製造がC−N結合の形成を含み、その際、有機化合物は、アリールもしくはヘテロアリールのハロゲン化物もしくは擬ハロゲン化物のアミンによるブッフヴァルト・ハルトヴィッヒ−カップリング(ブッフヴァルト・ハルトヴィッヒ−アミノ化)によって製造される、請求項24に記載の使用。
- 遷移金属がPdであり、かつ有機化合物の製造である、請求項24に記載の使用。
- C−O結合の形成を含み、その有機化合物が、アリールもしくはヘテロアリールのハロゲン化物もしくは擬ハロゲン化物とアルコールとのカップリングによって製造される使用。
- 有機化合物が、アリールハロゲン化物もしくはヘテロアリールハロゲン化物のヒドロ脱ハロゲン化によって製造される、請求項21から23までのいずれか1項に記載の使用。
- 擬ハロゲンもしくは擬ハロゲン化物が、−COCl、−SO2Cl、−N2X、−OP(O)(OR)2、トリフレート及びトシレートから選択される、請求項25から27までのいずれか1項に記載の使用。
- 擬ハロゲンもしくは擬ハロゲン化物がトリフレートである、請求項29に記載の使用。
- ハロゲンもしくはハロゲン化物が−Clもしくは−Brである、請求項25から28までのいずれか1項に記載の使用。
- 請求項1から15までのいずれか1項に記載のホスフィン化合物の製造方法において、式HCpsによる化合物を強塩基の使用により脱プロトン化する工程と、得られたアニオンを式R′R′′PXによる亜ホスフィン酸ハロゲン化物とを反応させて、ホスフィン化合物R′R′PCps[式中、Cps、R′及びR′′は請求項1から15までのいずれか1項で定義されたものであり、かつXはClもしくはBrである]を得る工程を含む方法。
- 請求項1から15までのいずれか1項に記載のホスフィン化合物の製造方法において、式HCpsによる化合物を、強塩基の使用によって脱プロトン化する工程と、得られたアニオンと、式R′PX2による亜ホスホン酸ジハロゲン化物とを反応させて、式CpsR′PXによる亜ホスフィン酸ハロゲン化物を形成させる工程と、アルキル化する工程を含む方法。
- 亜ホスフィン酸ハロゲン化物を好適な有機金属アルキル化剤でR′′基を導入してホスフィン化合物R′R′′PCps[式中、Cps、R′及びR′′は、請求項1から15のいずれかで定義されたものであり、かつXはClもしくはBrである]を形成する方法。
- 請求項1から16までのいずれか1項に記載のホスホニウム塩の製造方法において、請求項32もしくは33に記載のホスフィン化合物を製造する工程と、該ホスフィン化合物を、H+Y-[式中、Y-は請求項1又は16に定義されるものである]との反応により転化させて、相応のホスホニウム塩にする工程を含む方法。
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