JP2011183366A - Catalyst composition for c-c coupling reaction - Google Patents

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秀二 岡本
Akira Meguro
晃 目黒
Atsunori Mori
敦紀 森
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Kobe University NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst for C-C coupling reactions suitable for industrial applications which does not need a strict water prohibition and is problem-free in the C-C coupling reaction using the conventional silver nitrate or silver fluoride. <P>SOLUTION: A catalyst composition for C-C coupling reactions includes a palladium complex catalyst and a lithium base. In the palladium complex catalyst, a valency of a palladium atom is zero-valent or bivalent, and the ligand coordinating on the palladium atom is preferably at least one kind of compound or an atom selected from the group consisting of a phosphine compound, an aryl compound, a nitrile compound, and a carbonyl compound a halogen atom. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、新規なC−Cカップリング反応用触媒組成物に関する。   The present invention relates to a novel catalyst composition for CC coupling reaction.

従来のC−Cカップリング反応においては、遷移金属触媒の存在下、炭化水素のハロゲン化物と、有機マグネシウム試薬(グリニャール試薬)、有機亜鉛試薬(バルビエール試薬)、有機錫試薬(stille-カップリング)または有機ボロン酸(suzuki-カップリング)等とを作用させ、それによってカップリング体を得ていた(非特許文献1参照)。このカップリング反応においては、前記ハロゲン化物のC−ハロゲン結合の活性化および各種有機金属試薬の炭素−金属結合の活性化が起こっており、これによってカップリング体が生成する。   In conventional CC coupling reactions, hydrocarbon halides, organomagnesium reagents (Grignard reagents), organozinc reagents (Barbière reagents), organotin reagents (stille-coupling) in the presence of transition metal catalysts. Or an organic boronic acid (suzuki-coupling) etc. were made to act, and the coupling body was obtained by that (refer nonpatent literature 1). In this coupling reaction, activation of the C-halogen bond of the halide and activation of the carbon-metal bond of various organometallic reagents occur, thereby producing a coupling product.

しかしながら、これらのカップリング反応に用いられる前記有機金属試薬は、水分に不安定であり、高い発火性を持つため、大気中での取り扱いが難しく、窒素等の不活性雰囲気下で、厳密な監視下に取り扱う必要がある。そのため上記カップリング反応は、取扱者の安全性の観点から、また製造プロセスが煩雑になってしまう点から、工業的に好ましい反応であるとは言えない。   However, the organometallic reagents used in these coupling reactions are unstable to moisture and highly ignitable, so they are difficult to handle in the atmosphere and are strictly monitored under an inert atmosphere such as nitrogen. It needs to be handled below. Therefore, the above coupling reaction cannot be said to be an industrially preferable reaction from the viewpoint of safety of the handler and from the point that the production process becomes complicated.

一方、非特許文献2〜4および特許文献1には、パラジウム触媒の存在下、カップリング反応の反応促進剤として硝酸銀またはフッ化銀などを用いて、2−ブロモチオフェンまたは2−ホルミルチオフェンとハロゲン化アリール化合物とを作用させることにより、2−ブロモチオフェンまたは2−ホルミルチオフェンのC−H結合およびハロゲン化アリール化合物のC−ハロゲン結合の活性化を利用して、C−Cカップリング体を得ることが開示されている。   On the other hand, in Non-Patent Documents 2 to 4 and Patent Document 1, 2-bromothiophene or 2-formylthiophene and halogen are used using silver nitrate or silver fluoride as a reaction accelerator in the coupling reaction in the presence of a palladium catalyst. By reacting with a halogenated aryl compound, a C—C coupling body is obtained by utilizing the C—H bond of 2-bromothiophene or 2-formylthiophene and the activation of the C-halogen bond of the halogenated aryl compound. It is disclosed.

従来の知見から考えると、2−ブロモチオフェンのC−Br結合または2−ホルミルチオフェンのC−CHO結合の活性化が起こるはずであるのに対し、ブロモ基またはホルミル基を保持した状態で、チオフェンのC−Hの結合活性化によるカップリング体の生成が見られている。このC−Cカップリングに関しては、従来の触媒サイクルとは異なるメカニズムでカップリング反応が進行すると、上記文献の著者らは示唆している。   In view of conventional knowledge, activation of C-Br bond of 2-bromothiophene or C-CHO bond of 2-formylthiophene should occur, while The formation of a coupling body by the C—H bond activation is observed. Regarding this C—C coupling, the authors of the above literature suggest that the coupling reaction proceeds by a mechanism different from that of the conventional catalytic cycle.

このような、反応促進剤として硝酸銀またはフッ化銀などを用いた反応では、有機金属試薬を用いる必要がないため、厳密な禁水性は必要とされない。しかしながら、カップリング体を得るにあたって、前記硝酸銀およびフッ化銀から生じる副生成物(たとえばハロゲン化銀)の除去のプロセスが困難であること、および環境的側面から、これら銀化合物の使用は工業的に好ましいとは言えない。   In such a reaction using silver nitrate or silver fluoride as a reaction accelerator, it is not necessary to use an organometallic reagent, so that strict water prohibition is not required. However, in obtaining a coupling body, it is difficult to remove the by-product (for example, silver halide) generated from the silver nitrate and silver fluoride, and from the environmental aspect, the use of these silver compounds is industrial. This is not preferable.

なお、特許文献2には、β−ピネン単位を30質量%以上含有する重合体の主鎖および/または側鎖にある不飽和結合を飽和結合に変換し、β−ピネン系重合体を得る水素化反応において、金属を含む不均一系水素化触媒を用い、かつ、M(OR)nなどを共存させることを特徴とするβ−ピネン系重合体の「水素化方法」(nは1または2である)が開示されている。当該文献の[0042]には、前記不均一系水素化触媒中の金属はパラジウムであることが好ましいことが開示され、[0048]には、前記M(OR)nのMの例としてリチウムが挙げられ、またRの例としてt−ブチル基が挙げられている。 Patent Document 2 discloses hydrogen that obtains a β-pinene polymer by converting unsaturated bonds in the main chain and / or side chain of a polymer containing 30% by mass or more of β-pinene units into saturated bonds. In the hydrogenation reaction, a “hydrogenation method” of a β-pinene polymer, wherein a heterogeneous hydrogenation catalyst containing a metal is used and M (OR) n or the like coexists (n is 1 or 2). Is disclosed). [0042] of the document discloses that the metal in the heterogeneous hydrogenation catalyst is preferably palladium, and [0048] includes lithium as an example of M of M (OR) n. And t-butyl group is mentioned as an example of R.

特開2005−220075号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-220075 特開2009−270097号公報JP 2009-270097 A

Tetrahedron Lett. 2008, 49, 1000-1003Tetrahedron Lett. 2008, 49, 1000-1003 Org. Lett. 2005, 7, 5083-5085Org. Lett. 2005, 7, 5083-5085 J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5074-5075J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5074-5075 Bulletin of the Chemical Society of Japan Vol.81, No.5 548-561Bulletin of the Chemical Society of Japan Vol.81, No.5 548-561

そこで本発明は、厳密な禁水性を必要とせず、非特許文献2〜4および特許文献1に記載のC−Cカップリング反応のような、硝酸銀やフッ化銀を使用した場合の問題点のない、工業的利用に適したC−Cカップリング反応用の触媒を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention does not require strict water-absorptiveness, and is a problem when silver nitrate or silver fluoride is used, such as the CC coupling reaction described in Non-Patent Documents 2 to 4 and Patent Document 1. An object of the present invention is to provide a catalyst for CC coupling reaction suitable for industrial use.

本発明のC−Cカップリング反応用触媒組成物は、パラジウム錯体触媒およびリチウム塩基を含むことを特徴としている。
すなわち本発明者らは、パラジウム錯体触媒およびリチウム塩基を触媒として使用したC−Cカップリング反応では、非特許文献2〜4および特許文献1に記載のC−Cカップリング反応と同様の触媒サイクルで、C−Cカップリング体が得られ、当該反応においては、厳密な禁水性が必要とされず、かつリチウム塩基から生じる副生物の除去も困難ではなく、また前記反応は、環境的側面からも特に問題はないことを見出し、本発明を完成するにいたったのである。
The catalyst composition for CC coupling reaction of the present invention is characterized by containing a palladium complex catalyst and a lithium base.
That is, the present inventors have the same catalytic cycle as the CC coupling reaction described in Non-Patent Documents 2 to 4 and Patent Document 1 in the CC coupling reaction using a palladium complex catalyst and a lithium base as a catalyst. In this reaction, strictly water-free water is not required, and it is not difficult to remove by-products generated from the lithium base, and the reaction is environmentally friendly. However, it was found that there is no particular problem, and the present invention has been completed.

前記パラジウム錯体触媒において、パラジウム原子の価数が0価もしくは2価であり、パラジウム原子に配位する配位子がホスフィン化合物、アリール化合物、ニトリル化合物、カルボニル化合物およびハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物もしくは原子であることが好ましい。   In the palladium complex catalyst, the valence of the palladium atom is zero or divalent, and the ligand coordinated to the palladium atom is selected from the group consisting of phosphine compounds, aryl compounds, nitrile compounds, carbonyl compounds, and halogen atoms. Preferably it is at least one compound or atom.

また、前記パラジウム錯体触媒において、パラジウム原子1モルに対し、前記配位子が1〜4モル配位していることが好ましい。
前記リチウム塩基の構造は通常、カチオンであるリチウムに対し、アニオンがイオン結合した構造であり、前記アニオンはカルボアニオンまたはアルコキシアニオンである。
In the palladium complex catalyst, the ligand is preferably coordinated by 1 to 4 moles per mole of palladium atoms.
The structure of the lithium base is usually a structure in which an anion is ionically bonded to lithium as a cation, and the anion is a carboanion or an alkoxy anion.

本発明のC−Cカップリング反応用触媒組成物は、アリール化合物とハロゲン化アリール化合物とのC−Cカップリング反応に好適に使用することができる。
前記アリール化合物は、置換されていてもよい複素芳香環化合物であって、該複素芳香環を構成するヘテロ原子に隣接した、前記複素芳香環を構成する炭素原子の少なくとも一つは置換されていない複素芳香環化合物であることが好ましい。
The catalyst composition for CC coupling reaction of the present invention can be suitably used for CC coupling reaction of an aryl compound and an aryl halide compound.
The aryl compound is an optionally substituted heteroaromatic ring compound, and at least one carbon atom constituting the heteroaromatic ring adjacent to the heteroatom constituting the heteroaromatic ring is not substituted. It is preferably a heteroaromatic ring compound.

前記複素芳香環化合物の例としては、下記式(1)で表されるチオフェンもしくはその誘導体が挙げられる。   Examples of the heteroaromatic ring compound include thiophene represented by the following formula (1) or a derivative thereof.

Figure 2011183366
式(1)において、R1、R2およびR3はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基または炭素数5〜10の脂環族基であり、R1およびR2は互いに結合して5もしくは6員の芳香環を形成してもよく、該芳香環はヘテロ原子を有していてもよく、該芳香環は置換されていてもよく、R2およびR3は互いに結合して5もしくは6員の脂環構造を形成してもよく、該脂環構造はヘテロ原子を有していてもよく、該脂環構造は置換されていてもよい。
Figure 2011183366
In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or an optionally substituted carbon number. An aryl group having 6 to 10 carbon atoms or an alicyclic group having 5 to 10 carbon atoms, R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered aromatic ring, and the aromatic ring is a heteroatom And the aromatic ring may be substituted, R 2 and R 3 may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered alicyclic structure, and the alicyclic structure is heterogeneous. It may have an atom and the alicyclic structure may be substituted.

また前記ハロゲン化アリール化合物の例としては、下記式(2)で表されるアリール誘導体が挙げられる。   Examples of the halogenated aryl compound include aryl derivatives represented by the following formula (2).

Figure 2011183366
式(2)において、Ra、RbおよびRcはそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基または炭素数5〜10の脂環族基であり、Xはハロゲン原子であり、置換基数を示すm1は0〜3の整数であり、m2は0〜5の整数であり、m3は0〜4の整数であり、m1が2以上の場合、複数存在するRaは同一でも異なっていてもよく、m2が2以上の場合、複数存在するRbは同一でも異なっていてもよく、m3が2以上の場合、複数存在するRcは同一でも異なっていてもよい。
Figure 2011183366
In Formula (2), Ra, Rb and Rc are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or carbon number. 5 to 10 alicyclic groups, X is a halogen atom, m1 indicating the number of substituents is an integer of 0 to 3, m2 is an integer of 0 to 5, and m3 is an integer of 0 to 4. Yes, when m1 is 2 or more, a plurality of Ra may be the same or different, and when m2 is 2 or more, a plurality of Rb may be the same or different, and when m3 is 2 or more, a plurality of Ra The Rc present may be the same or different.

さらに、本発明のC−Cカップリング反応用触媒組成物を使用したC−Cカップリング反応は、アリール化合物と、ハロゲン化アリール化合物とを接触させ、前記アリール化合物の炭素−水素原子間の結合、および前記ハロゲン化アリール化合物の炭素−ハロゲン原子間の結合を活性化させ、炭素−炭素原子間での結合を形成させるC−Cカップリング反応を実施するに際して、パラジウム錯体触媒およびリチウム塩基を含むC−Cカップリング反応用触媒組成物の存在下、極性プロトン性有機溶媒中で前記C−Cカップリング反応を実施するものであり、該反応により、多環芳香族化合物が製造される。   Furthermore, the C—C coupling reaction using the catalyst composition for C—C coupling reaction of the present invention involves contacting an aryl compound with a halogenated aryl compound, and bonding between carbon-hydrogen atoms of the aryl compound. And a carbon-halogen atom bond in the halogenated aryl compound to activate a C—C coupling reaction to form a bond between the carbon-carbon atoms, a palladium complex catalyst and a lithium base are included. The CC coupling reaction is carried out in a polar protic organic solvent in the presence of the catalyst composition for CC coupling reaction, and a polycyclic aromatic compound is produced by the reaction.

前記アリール化合物は好ましくは、置換されていてもよい複素芳香環化合物であって、該複素芳香環を構成するヘテロ原子に隣接した、前記複素芳香環を構成する炭素原子の少なくとも一つは置換されていない複素芳香環化合物である。   The aryl compound is preferably an optionally substituted heteroaromatic ring compound, and at least one carbon atom constituting the heteroaromatic ring adjacent to the heteroatom constituting the heteroaromatic ring is substituted. It is not a heteroaromatic ring compound.

前記複素芳香環化合物の例としては、下記式(1)で表されるチオフェンもしくはその誘導体が挙げられる。   Examples of the heteroaromatic ring compound include thiophene represented by the following formula (1) or a derivative thereof.

Figure 2011183366
式(1)において、R1、R2およびR3はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基または炭素数5〜10の脂環族基であり、R1およびR2は互いに結合して5もしくは6員の芳香環を形成してもよく、該芳香環はヘテロ原子を有していてもよく、該芳香環は置換されていてもよく、R2およびR3は互いに結合して5もしくは6員の脂環構造を形成してもよく、該脂環構造はヘテロ原子を有していてもよく、該脂環構造は置換されていてもよい。
Figure 2011183366
In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or an optionally substituted carbon number. An aryl group having 6 to 10 carbon atoms or an alicyclic group having 5 to 10 carbon atoms, R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered aromatic ring, and the aromatic ring is a heteroatom And the aromatic ring may be substituted, R 2 and R 3 may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered alicyclic structure, and the alicyclic structure is heterogeneous. It may have an atom and the alicyclic structure may be substituted.

前記パラジウム錯体において、パラジウム原子の価数が0価もしくは2価であり、パラジウム原子に配位する配位子がホスフィン化合物、アリール化合物、ニトリル化合物、カルボニル化合物、ハロゲン原子からなる群より選ばれる化合物もしくは原子であり、前記パラジウム原子1モルに対し、前記配位子が1〜4モル配位していることが好ましい。   In the palladium complex, a compound in which the valence of the palladium atom is 0 or 2 and the ligand coordinated to the palladium atom is selected from the group consisting of a phosphine compound, an aryl compound, a nitrile compound, a carbonyl compound, and a halogen atom Or it is an atom and it is preferable that the said ligand coordinates 1-4 mol with respect to 1 mol of said palladium atoms.

前記ハロゲン化アリール化合物の例としては、下記式(2)で表されるアリール誘導体が挙げられる。   Examples of the halogenated aryl compound include aryl derivatives represented by the following formula (2).

Figure 2011183366
式(2)においてRa、RbおよびRcはそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基または炭素数5〜10の脂環族基であり、置換基数を示すm1は0〜3の整数であり、m2は0〜5の整数であり、m3は0〜4の整数であり、m1が2以上の場合、複数存在するRaは同一でも異なっていてもよく、m2が2以上の場合、複数存在するRbは同一でも異なっていてもよく、m3が2以上の場合、複数存在するRcは同一でも異なっていてもよい。
Figure 2011183366
In formula (2), Ra, Rb and Rc are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or 5 carbon atoms. Is an alicyclic group of 10 to 10, m1 indicating the number of substituents is an integer of 0 to 3, m2 is an integer of 0 to 5, m3 is an integer of 0 to 4, and m1 is 2 or more. A plurality of Ra may be the same or different; when m2 is 2 or more, a plurality of Rb may be the same or different; and when m3 is 2 or more, a plurality of Rc are the same or different. May be.

前記C−Cカップリング反応用触媒組成物の使用量は、前記パラジウム錯体触媒換算で、前記ハロゲン化アリール化合物の仕込みモル量に対し、0.1〜50モル%であることが好ましい。   The amount of the C—C coupling reaction catalyst composition used is preferably 0.1 to 50 mol% with respect to the charged molar amount of the halogenated aryl compound in terms of the palladium complex catalyst.

また、前記C−Cカップリング反応用触媒組成物において、前記リチウム塩基の構造が、カチオンであるリチウムに対し、アニオンがイオン結合した構造であり、前記アニオンはカルボアニオンまたはアルコキシアニオンであり、前記C−Cカップリング反応用触媒組成物の使用量が、前記リチウム塩基換算で、前記アリール化合物の仕込み量一当量に対し、0.1〜50当量であることが好ましい。
前記C−Cカップリング反応の反応温度は、通常40〜150℃である。
Also, in the catalyst composition for CC coupling reaction, the structure of the lithium base is a structure in which an anion is ionically bonded to lithium as a cation, and the anion is a carbanion or an alkoxy anion, It is preferable that the usage-amount of the catalyst composition for CC coupling reaction is 0.1-50 equivalent with respect to 1 equivalent of preparation amount of the said aryl compound in conversion of the said lithium base.
The reaction temperature of the C—C coupling reaction is usually 40 to 150 ° C.

本発明のC−Cカップリング反応用触媒組成物によれば、厳密な禁水性を必要とせず、環境的側面から問題なく、副生成物の除去が困難となることなく、C−Cカップリング反応を実施することができる。   According to the catalyst composition for CC coupling reaction of the present invention, no strict water prohibition is required, there is no problem from an environmental aspect, and it is difficult to remove a by-product. The reaction can be carried out.

以下、本発明のC−Cカップリング反応用触媒組成物(以下単に「本発明の触媒組成物」ともいう)を構成する各成分および該触媒組成物の使用方法について詳細に説明する。   Hereinafter, each component which comprises the catalyst composition for CC coupling reaction of this invention (henceforth only "the catalyst composition of this invention"), and the usage method of this catalyst composition are demonstrated in detail.

[パラジウム錯体触媒]
本発明の触媒組成物を構成するパラジウム錯体触媒は、パラジウム原子に、配位子となる任意の化合物または原子が反応して(配位して)得られた化合物であれば、特に限定されない。パラジウム錯体触媒は、C−Cカップリング反応において、二つの化合物または構造の間に炭素−炭素結合を生じさせる作用を有すると考えられる。
[Palladium complex catalyst]
The palladium complex catalyst constituting the catalyst composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a compound obtained by reacting (coordinating) an arbitrary compound or atom serving as a ligand to a palladium atom. The palladium complex catalyst is considered to have an action of generating a carbon-carbon bond between two compounds or structures in the CC coupling reaction.

前記パラジウム原子の価数は、通常0価もしくは2価である。
前記配位子となる化合物の例としては、ホスフィン化合物、アリール化合物、ニトリル化合物、カルボニル化合物およびハロゲン原子が挙げられる。前記ホスフィン化合物はリン原子による配位をし、前記アリール化合物はπ電子による炭素原子のハプト配位をし、前記ニトリル化合物は窒素原子による配位をし、前記カルボニル化合物は酸素原子−炭素原子−酸素原子によるハプト3配位をする。
The valence of the palladium atom is usually zero or divalent.
Examples of the compound serving as the ligand include phosphine compounds, aryl compounds, nitrile compounds, carbonyl compounds, and halogen atoms. The phosphine compound is coordinated by a phosphorus atom, the aryl compound is haptocoordinated by a carbon atom by π electrons, the nitrile compound is coordinated by a nitrogen atom, and the carbonyl compound is oxygen atom-carbon atom- Hapto 3 coordination by oxygen atom.

これらの配位子の中でも、C−Cカップリング反応の触媒活性に影響する立体障害性と、パラジウム原子上の電子密度を調整するための配位子の立体障害性や配位子の電子ドナー性の調整など、分子設計の拡張性の高さとの観点から、ホスフィン化合物が好ましい。   Among these ligands, steric hindrance affecting the catalytic activity of the C—C coupling reaction, steric hindrance of the ligand for adjusting the electron density on the palladium atom, and electron donor of the ligand A phosphine compound is preferable from the viewpoint of high extensibility of molecular design, such as adjustment of properties.

前記ホスフィン化合物の例としては、トリ−tert−ブチルホスフィン, トリフェニルホスフィンが挙げられる。
前記アリール化合物の例としては、シクロペンタジエニル、1,2,3,4,5−ペンタメチルシクロペンタジエニルが挙げられる。
Examples of the phosphine compound include tri-tert-butylphosphine and triphenylphosphine.
Examples of the aryl compound include cyclopentadienyl and 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadienyl.

前記ニトリル化合物の例としては、アセトニトリル、ベンゾニトリルが挙げられる。
前記カルボニル化合物の例としては、アセチルアセトン、ジベンジリデンアセトンが挙げられる。
Examples of the nitrile compound include acetonitrile and benzonitrile.
Examples of the carbonyl compound include acetylacetone and dibenzylideneacetone.

前記ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。
このような配位子を有するパラジウム錯体触媒においては、パラジウム原子1モルに対し、前記配位子が1〜4モル配位していることが好ましい。前記比率は、より好ましくは2モル配位(パラジウム原子1モルに対して配位子が2モル配位)である。
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
In the palladium complex catalyst having such a ligand, it is preferable that 1 to 4 mol of the ligand is coordinated with respect to 1 mol of the palladium atom. The ratio is more preferably 2 molar coordination (2 molar coordination of ligand to 1 molar palladium atom).

このような配位子を有するパラジウム錯体触媒には、商業的に入手可能なものもあるが、別途パラジウム前駆体原料から配位子交換反応等で合成することも可能である。また、カップリング反応系にてパラジウム前駆体と配位子のそれぞれを添加することで、前記反応系中でパラジウム錯体触媒を形成させ、C−Cカップリング反応を行うことも可能である。そのような反応系中で合成されたパラジウム錯体触媒を含む本発明の触媒組成物の触媒活性は、前記反応系の外で合成して得られるパラジウム錯体触媒とほぼ同程度である。本発明の触媒組成物におけるパラジウム錯体触媒の含有量については、後述の〔多環芳香族化合物の製造方法〕における<反応条件等>の項にて説明する。
本発明の触媒組成物において、パラジウム錯体触媒は、1種単独で含まれても、2種以上が含まれてもよい。
Some palladium complex catalysts having such a ligand are commercially available, but can be separately synthesized from a palladium precursor raw material by a ligand exchange reaction or the like. Further, by adding each of the palladium precursor and the ligand in the coupling reaction system, it is possible to form a palladium complex catalyst in the reaction system and perform the CC coupling reaction. The catalytic activity of the catalyst composition of the present invention containing a palladium complex catalyst synthesized in such a reaction system is almost the same as that of a palladium complex catalyst obtained by synthesis outside the reaction system. The content of the palladium complex catalyst in the catalyst composition of the present invention will be described in the section <Reaction conditions, etc.> in [Method for producing polycyclic aromatic compound] described later.
In the catalyst composition of the present invention, the palladium complex catalyst may be included singly or in combination of two or more.

[リチウム塩基]
本発明の触媒組成物に含まれるリチウム塩基は、C−Cカップリング反応を促進する強塩基である。前記リチウム塩基は、カチオンであるリチウムに対し、アニオンがイオン結合した構造をとっている。前記アニオンの例としては、カルボアニオンおよびアルコキシアニオンが挙げられる。前記アルコキシアニオンにおけるアルコキシの炭素数は、通常1〜10である。
[Lithium base]
The lithium base contained in the catalyst composition of the present invention is a strong base that promotes the C—C coupling reaction. The lithium base has a structure in which an anion is ionically bonded to lithium as a cation. Examples of the anion include a carbanion and an alkoxy anion. The carbon number of alkoxy in the alkoxy anion is usually 1-10.

前記リチウム塩基の具体例としては、tBuOLi、n-BuLi、t-BuLi、sec-BuLi、LiNH2およびリチウムペンタメチルシクロペンタジエニドが挙げられる。C−Cカップリング反応においてこの特定の強塩基を存在させることにより、たとえば本発明の触媒組成物を後述するアリール化合物とハロゲン化アリール化合物とのC−Cカップリング反応に使用する場合には、アリール化合物の炭素−水素間の結合活性化、生成する多環芳香族化合物のカルボアニオンの安定化、アリール化合物から脱離するプロトンの捕捉によりC−Cカップリング反応が促進されるものと考えられる。本発明の触媒組成物におけるリチウム塩基の含有量については、後述の〔多環芳香族化合物の製造方法〕における<反応条件等>の項にて説明する。 Specific examples of the lithium base include tBuOLi, n-BuLi, t-BuLi, sec-BuLi, LiNH 2 and lithium pentamethylcyclopentadienide. When this specific strong base is present in the CC coupling reaction, for example, when the catalyst composition of the present invention is used for the CC coupling reaction of an aryl compound and an aryl halide compound described later, It is considered that the C—C coupling reaction is promoted by carbon-hydrogen bond activation of the aryl compound, stabilization of the carbanion of the polycyclic aromatic compound to be generated, and capture of protons desorbed from the aryl compound. . The content of the lithium base in the catalyst composition of the present invention will be described in the section <Reaction conditions, etc.> in [Method for producing polycyclic aromatic compound] described later.

本発明の触媒組成物において、リチウム塩基は、1種単独で含まれても、2種以上が含まれてもよい。   In the catalyst composition of the present invention, the lithium base may be included singly or in combination of two or more.

[その他の成分]
本発明の触媒組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、パラジウム錯体触媒の反応活性の向上などの目的で、支持配位子等を含んでいてもよい。
前記支持配位子の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
[Other ingredients]
The catalyst composition of the present invention may contain a supporting ligand or the like for the purpose of improving the reaction activity of the palladium complex catalyst within a range not impairing the effects of the present invention.
Specific examples of the supporting ligand include the following compounds.

Figure 2011183366
Figure 2011183366

Figure 2011183366
Figure 2011183366

Figure 2011183366
Figure 2011183366

Figure 2011183366
これらの支持配位子を使用する場合、その含有量は、本発明の触媒組成物に含まれるパラジウム錯体触媒1当量あたり、0.1〜10当量となる量が好ましい。
Figure 2011183366
When using these supporting ligands, the content thereof is preferably 0.1 to 10 equivalents per equivalent of the palladium complex catalyst contained in the catalyst composition of the present invention.

本発明の触媒組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、パラジウム触媒サイクルを促進するための目的で炭酸カリウムや第3級アミン等のハロゲントラップ剤を含んでもよい。これらのハロゲントラップ剤を使用する場合は、その好ましい使用量は、本発明の触媒組成物を後述するアリール化合物とハロゲン化アリール化合物とのC−Cカップリング反応に使用する場合には、反応基質であるハロゲン化アリール化合物もしくはアリール化合物の仕込み量一当量に対し、通常0.1〜50当量であり、より好ましくは1〜10当量である。   The catalyst composition of the present invention may contain a halogen trap agent such as potassium carbonate or a tertiary amine for the purpose of accelerating the palladium catalyst cycle as long as the effects of the present invention are not impaired. When these halogen trapping agents are used, the preferred amount used is a reaction substrate when the catalyst composition of the present invention is used for a CC coupling reaction between an aryl compound and a halogenated aryl compound described later. Is usually from 0.1 to 50 equivalents, more preferably from 1 to 10 equivalents, per equivalent of the charged amount of the halogenated aryl compound or aryl compound.

[本発明の触媒組成物の調製方法]
本発明の触媒組成物は、たとえば、以上説明した各構成成分を物理的に混合することによって調製することができる。混合を容易にするため、パラジウム錯体触媒またはリチウム塩基などは、それらが可溶の溶媒に溶解した状態で混合に供してもよい。前記溶媒の例としては、後述する〔多環芳香族化合物の製造方法〕の<反応条件等>の項で説明する、多環芳香族化合物の製造において使用することのできる反応溶媒が挙げられる。前記溶媒は、1種単独で使用しても、2種類以上を混合して使用してもよい。
[Method for Preparing the Catalyst Composition of the Present Invention]
The catalyst composition of the present invention can be prepared, for example, by physically mixing the constituent components described above. In order to facilitate mixing, the palladium complex catalyst or the lithium base may be subjected to mixing in a state where they are dissolved in a soluble solvent. Examples of the solvent include a reaction solvent that can be used in the production of a polycyclic aromatic compound described in the section <Reaction conditions and the like> in [Method for producing polycyclic aromatic compound] described later. The solvents may be used alone or in combination of two or more.

また、本発明の触媒組成物はC−Cカップリング反応に使用されるが、該カップリング反応系に前記各構成成分を投入し、カップリング反応系において触媒組成物を調製してもよい。この投入する際にも、パラジウム錯体触媒またはリチウム塩基などは溶媒に溶解した状態であってもよい。   Moreover, although the catalyst composition of this invention is used for CC coupling reaction, each said component may be thrown into this coupling reaction system, and a catalyst composition may be prepared in a coupling reaction system. Also in this charging, the palladium complex catalyst or lithium base may be in a state dissolved in a solvent.

[本発明の触媒組成物の使用方法]
本発明の触媒組成物は、以上説明したパラジウム錯体触媒およびリチウム塩基を含み、当該触媒組成物によれば、従来の銀化合物を反応促進剤として使用したC−Cカップリング反応と同様にC−Cカップリング体を合成することができる。しかも前記触媒組成物を使用したC−Cカップリング反応では、厳密な禁水性は必要とされず、除去が困難となる副生成物は生じず、また環境的側面からも特に問題はない。
[Method of using the catalyst composition of the present invention]
The catalyst composition of the present invention contains the above-described palladium complex catalyst and a lithium base, and according to the catalyst composition, the C—C coupling reaction using a conventional silver compound as a reaction accelerator is similar to the C—C coupling reaction. C-coupled bodies can be synthesized. Moreover, the C—C coupling reaction using the catalyst composition does not require strict water prohibition, does not produce a by-product that is difficult to remove, and is not particularly problematic from an environmental aspect.

〔多環芳香族化合物の製造方法〕
本発明の触媒は、たとえば、アリール化合物と、ハロゲン化アリール化合物とを接触させ、前記アリール化合物の炭素−水素原子間の結合、および前記ハロゲン化アリール化合物の炭素−ハロゲン原子間の結合を活性化させ、炭素−炭素原子間(前記のアリール化合物における、活性化された炭素−水素原子の結合を構成する炭素原子と、前記のハロゲン化アリール化合物における、活性化された炭素−ハロゲン原子の結合を構成する炭素原子との間)での結合を形成させるC−Cカップリング反応を実施し、多環芳香族化合物を製造する反応に好適に使用することができる。
[Method for producing polycyclic aromatic compound]
The catalyst of the present invention, for example, contacts an aryl compound and a halogenated aryl compound, and activates a bond between the carbon-hydrogen atom of the aryl compound and a bond between the carbon-halogen atom of the halogenated aryl compound. Between carbon-carbon atoms (the carbon atom constituting the activated carbon-hydrogen atom bond in the aryl compound and the activated carbon-halogen atom bond in the halogenated aryl compound). It can be suitably used for a reaction for producing a polycyclic aromatic compound by carrying out a C—C coupling reaction for forming a bond between the constituent carbon atoms).

前記多環芳香族化合物の例としてビチオフェンなどが挙げられるが、これらは、その光学的特性、電気化学的振る舞いおよび液晶特性などから、有機TFT、発光素子および有機ソーラーセルなどの有機半導体の原材料として使用しうる先端材料として注目されている化合物である。以下、前記多環芳香族化合物の製造方法における反応原料および反応条件等について説明する。   Examples of the polycyclic aromatic compound include bithiophene and the like, but these are used as raw materials for organic semiconductors such as organic TFTs, light-emitting elements, and organic solar cells because of their optical characteristics, electrochemical behavior, and liquid crystal characteristics. It is a compound that is attracting attention as an advanced material that can be used. Hereinafter, reaction raw materials, reaction conditions, and the like in the method for producing the polycyclic aromatic compound will be described.

<反応原料>
(アリール化合物)
前記アリール化合物の例としては、置換されていてもよい複素芳香環化合物であって、該複素芳香環を構成するヘテロ原子に隣接した、前記複素芳香環を構成する炭素原子の少なくとも一つは置換されていない複素芳香環化合物が挙げられる。
<Reaction raw materials>
(Aryl compound)
An example of the aryl compound is an optionally substituted heteroaromatic ring compound, wherein at least one carbon atom constituting the heteroaromatic ring adjacent to the heteroatom constituting the heteroaromatic ring is substituted. Heteroaromatic ring compounds that are not used are mentioned.

前記複素芳香環化合物における置換基の例としては、6員環、5員環等の縮合環を形成する置換基、置換もしくは非置換のベンゼン環、ピリジン環、チオフェン環等の芳香族基が挙げられる。これらの置換基が結合していることにより、置換基が結合した部位は炭素−水素結合活性化を起こさず、置換基が結合していない炭素−水素結合が選択的に活性化され、ハロゲン化アリール化合物とのカップリング体を与える。   Examples of the substituent in the heteroaromatic ring compound include a substituent that forms a condensed ring such as a 6-membered ring and a 5-membered ring, and an aromatic group such as a substituted or unsubstituted benzene ring, pyridine ring, and thiophene ring. It is done. Since these substituents are bonded, the carbon-hydrogen bond is not activated at the site where the substituent is bonded, and the carbon-hydrogen bond to which the substituent is not bonded is selectively activated. A coupling body with an aryl compound is obtained.

以上例示した置換基の中でも、反応効率の観点から、6員環の縮合環を形成する置換基を有するベンゾ[b]チオフェン、置換もしくは非置換のベンゼン環およびチオフェン環が好ましい。   Among the substituents exemplified above, benzo [b] thiophene having a substituent that forms a 6-membered condensed ring, a substituted or unsubstituted benzene ring, and a thiophene ring are preferable from the viewpoint of reaction efficiency.

さらに、これらの置換基は、元々の置換されていない複素芳香環化合物におけるカチオン性が高い(電子密度が低い)炭素上に結合していることが、反応効率の観点から好ましい。   Furthermore, it is preferable from the viewpoint of reaction efficiency that these substituents are bonded to carbon having high cationicity (low electron density) in the original unsubstituted aromatic ring compound.

前記複素芳香環化合物において、該複素芳香環を構成するヘテロ原子に隣接した、前記複素芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子が活性化し、ハロゲン化アリール化合物の、ハロゲン原子が結合した炭素原子との間でC−Cカップリング反応が進行する。   In the heteroaromatic ring compound, the hydrogen atom bonded to the carbon atom constituting the heteroaromatic ring adjacent to the heteroatom constituting the heteroaromatic ring is activated, and the halogen atom of the halogenated aryl compound is bonded to the carbon atom. A C—C coupling reaction proceeds with the atom.

前記複素芳香環化合物が置換基を有しない場合は、複素芳香環を構成するヘテロ原子の両隣の二つの炭素上の電子密度は、ほぼ同じであるため、両隣の炭素−水素結合が活性化される。その結果として、C−Cカップリング反応により、複素芳香環化合物一分子にハロゲン化アリール化合物が二分子付加したカップリング体が得られる。   When the heteroaromatic compound does not have a substituent, the electron density on the two carbons on both sides of the heteroatom constituting the heteroaromatic ring is almost the same, so the carbon-hydrogen bond on both sides is activated. The As a result, a coupled product in which two molecules of a halogenated aryl compound are added to one molecule of a heteroaromatic ring compound is obtained by a CC coupling reaction.

このようなハロゲン化アリール化合物が二分子付加したカップリング体を優先的に得るためには、複素芳香環化合物1当量に対し、ハロゲン化アリールを2.5当量仕込むなど、原料の仕込み比率を変える、複素芳香環化合物における炭素−水素結合からの脱プロトンの効果を向上させるため、リチウム塩基の添加量(すなわち本発明の触媒組成物の使用量または該組成物におけるリチウム塩基の含有量)を増やすなどの工夫が必要となる。   In order to preferentially obtain a coupled product in which two molecules of such an aryl halide compound are added, the raw material charge ratio is changed, for example, 2.5 equivalents of an aryl halide is charged per 1 equivalent of a heteroaromatic ring compound. In order to improve the effect of deprotonation from the carbon-hydrogen bond in the heteroaromatic ring compound, the amount of lithium base added (that is, the amount of the catalyst composition of the present invention used or the content of lithium base in the composition) is increased. Such a device is necessary.

また複素芳香環化合物は通常5〜6員の環状芳香族化合物である。
複素環を構成するヘテロ原子の例としては、硫黄原子、酸素原子、窒素原子などが挙げられるが、これらの中でも、脱プロトンの反応性の観点から硫黄原子が好ましい。
The heteroaromatic ring compound is usually a 5- to 6-membered cyclic aromatic compound.
Examples of the hetero atom constituting the heterocyclic ring include a sulfur atom, an oxygen atom, and a nitrogen atom. Among these, a sulfur atom is preferable from the viewpoint of deprotonation reactivity.

さらに、複素環中のヘテロ原子の数は、複素環の環構成原子数によっても変化しうるが、通常1〜2個である。
以上説明した複素芳香環化合物としては、下記式(1)で表されるチオフェンもしくはその誘導体が好ましい。
Furthermore, the number of heteroatoms in the heterocycle may vary depending on the number of ring-constituting atoms of the heterocycle, but is usually 1 to 2.
As the heteroaromatic ring compound described above, thiophene represented by the following formula (1) or a derivative thereof is preferable.

Figure 2011183366
式(1)において、R1、R2およびR3はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基または炭素数5〜10の脂環族基である。前記ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。
Figure 2011183366
In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or an optionally substituted carbon number. It is a 6-10 aryl group or a C5-C10 alicyclic group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.

ヘテロなクロスカップリング体を選択的に得る観点から、R1、R2およびR3はそれぞれ独立に置換基を有することが好ましく、R1、R2は置換基を有し、R3は水素原子であることがより好ましい。 From the viewpoint of selectively obtaining a hetero cross-coupled product, R 1 , R 2 and R 3 preferably each independently have a substituent, R 1 and R 2 each have a substituent, and R 3 represents hydrogen. More preferably it is an atom.

さらに、式(1)において、R1およびR2は互いに結合して5もしくは6員の芳香環を形成してもよく、該芳香環はヘテロ原子を有していてもよく、該芳香環は置換されていてもよく、R2およびR3は互いに結合して5もしくは6員の脂環構造を形成してもよく、該脂環構造はヘテロ原子を有していてもよく、該脂環構造は置換されていてもよい。 Further, in the formula (1), R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered aromatic ring, the aromatic ring may have a hetero atom, and the aromatic ring is R 2 and R 3 may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered alicyclic structure, and the alicyclic structure may have a hetero atom. The structure may be substituted.

前記ヘテロ原子の例としては酸素、窒素、硫黄原子が挙げられ、前記芳香環または脂環構造に結合する置換基の例としては、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基が挙げられる。   Examples of the hetero atom include oxygen, nitrogen, and sulfur atoms. Examples of the substituent bonded to the aromatic ring or alicyclic structure include a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and carbon. The alkoxy group of number 1-10 is mentioned.

以上説明した複素芳香環化合物は市販されており、また公知の方法によって容易に合成することができる。
本発明の多環芳香族化合物の製造方法においては、前記複素芳香環化合物は1種単独で反応に使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The heteroaromatic ring compounds described above are commercially available and can be easily synthesized by known methods.
In the method for producing a polycyclic aromatic compound of the present invention, the heteroaromatic compound may be used alone or in combination of two or more.

(ハロゲン化アリール化合物)
上記ハロゲン化アリール化合物は、ハロゲン原子で置換されていれば特に限定されず、その他の置換基でさらに置換されていてもよい。前記ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。
(Halogenated aryl compounds)
The halogenated aryl compound is not particularly limited as long as it is substituted with a halogen atom, and may be further substituted with another substituent. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.

複素芳香環化合物とのC−Cカップリング反応では、ハロゲン化アリール化合物の、前記ハロゲン原子が結合した炭素原子が活性化し、複素芳香環化合物の、複素芳香環を構成するヘテロ原子に隣接した、活性化された炭素原子との間でカップリング反応が進行する。   In the CC coupling reaction with the heteroaromatic ring compound, the carbon atom to which the halogen atom is bonded in the halogenated aryl compound is activated and adjacent to the heteroatom constituting the heteroaromatic ring in the heteroaromatic ring compound. A coupling reaction proceeds with the activated carbon atom.

前記ハロゲン化アリール化合物には、ハロゲン原子以外のその他の置換基が結合してもよく、その例としては、炭素数1〜10のアルキル基および炭素数1〜10のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基および炭素数5〜10の脂環族基が挙げられる。
以上説明したハロゲン化アリール化合物としては、以下に示す化合物が好ましい。
Other substituents other than halogen atoms may be bonded to the halogenated aryl compound. Examples thereof include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms. Examples thereof include an aryl group having 6 to 10 carbon atoms and an alicyclic group having 5 to 10 carbon atoms.
As the halogenated aryl compounds described above, the following compounds are preferred.

Figure 2011183366
式(2)において、Ra、RbおよびRcはそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基または炭素数5〜10の脂環族基である。
Figure 2011183366
In Formula (2), Ra, Rb and Rc are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or carbon number. 5 to 10 alicyclic groups.

また、式(2)において、置換基数を示すm1は0〜3の整数であり、m2は0〜5の整数であり、m3は0〜4の整数である。
m1が2以上の場合には、複数存在するRaは同一でも異なっていてもよい。
m2が2以上の場合には、複数存在するRbは同一でも異なっていてもよい。
m3が2以上の場合には、複数存在するRcは同一でも異なっていてもよい。
Moreover, in Formula (2), m1 which shows the number of substituents is an integer of 0-3, m2 is an integer of 0-5, m3 is an integer of 0-4.
When m1 is 2 or more, a plurality of Ra may be the same or different.
When m2 is 2 or more, a plurality of Rb may be the same or different.
When m3 is 2 or more, a plurality of Rc may be the same or different.

以上説明したハロゲン化アリール化合物は市販されており、また公知の方法によって容易に合成することができる。
本発明の多環芳香族化合物の製造方法においては、前記ハロゲン化アリール化合物は1種単独で反応に使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The aryl halide compounds described above are commercially available and can be easily synthesized by known methods.
In the method for producing a polycyclic aromatic compound of the present invention, the aryl halide compounds may be used alone for the reaction or in combination of two or more.

<反応条件等>
本発明においては、C−Cカップリング反応は、本発明の触媒組成物の存在下、極性非プロトン性有機溶媒中で、上記アリール化合物と、上記ハロゲン化アリール化合物とを反応させることにより実施される。たとえば、前記アリール化合物が2−メチルチオフェンであり、前記ハロゲン化アリール化合物が1−ブロモ−4−メチルベンゼンである場合には、以下に示す反応が起こる。
<Reaction conditions, etc.>
In the present invention, the CC coupling reaction is carried out by reacting the aryl compound with the aryl halide compound in a polar aprotic organic solvent in the presence of the catalyst composition of the present invention. The For example, when the aryl compound is 2-methylthiophene and the halogenated aryl compound is 1-bromo-4-methylbenzene, the following reaction occurs.

Figure 2011183366
上記式において、Xはパラジウム錯体触媒における配位子であり、tBuOLiはリチウム塩基である。
Figure 2011183366
In the above formula, X is a ligand in the palladium complex catalyst, and t BuOLi is a lithium base.

当該反応は、前記のように極性非プロトン性有機溶媒中で実施される。これは、反応における中間体を安定化するためである。
前記極性非プロトン性有機溶媒の具体例としては、、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジブチルアセトアミド、N,N−ジブチルホルムアミド、N,N,N’,N’−テトラメチル尿素、DMSO、二硫化炭素、THF、シクロペンチルメチルエーテル、メチルt−ブチルエーテル、1,4−ジオキサン、ピリジン、4−N,N−ジメチルピリジン、N−メチルピロリドン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、アセトニトリルおよびベンゾニトリルが挙げられる。
The reaction is carried out in a polar aprotic organic solvent as described above. This is to stabilize the intermediate in the reaction.
Specific examples of the polar aprotic organic solvent include N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dibutylacetamide, N, N-dibutylformamide, N, N, N ′, N '-Tetramethylurea, DMSO, carbon disulfide, THF, cyclopentylmethyl ether, methyl t-butyl ether, 1,4-dioxane, pyridine, 4-N, N-dimethylpyridine, N-methylpyrrolidone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate , Acetonitrile and benzonitrile.

本発明の多環芳香族化合物の製造方法におけるC−Cカップリング反応において、前記極性非プロトン性有機溶媒は、一種単独で使用しても、二種以上を組み合わせて使用してもよい。   In the CC coupling reaction in the method for producing a polycyclic aromatic compound of the present invention, the polar aprotic organic solvent may be used singly or in combination of two or more.

本発明の触媒組成物におけるパラジウム錯体触媒の量は、上記反応における反応基質であるハロゲン化アリール化合物の仕込みモル量に対し、通常0.1〜50モル%となる量であり、好ましくは1〜10モル%となる量である。   The amount of the palladium complex catalyst in the catalyst composition of the present invention is usually 0.1 to 50 mol% with respect to the charged molar amount of the halogenated aryl compound as the reaction substrate in the above reaction, preferably 1 to 1 mol%. The amount is 10 mol%.

また、本発明の触媒組成物におけるリチウム塩基の量は、反応基質であるアリール化合物の仕込みモル数一当量に対し、通常0.1〜50当量となる量であり、好ましくは1〜10当量となる量である。   Moreover, the amount of the lithium base in the catalyst composition of the present invention is usually an amount of 0.1 to 50 equivalents, preferably 1 to 10 equivalents, relative to one equivalent of the charged mole number of the aryl compound as the reaction substrate. Is the amount.

以上説明したパラジウム錯体触媒およびリチウム塩基の好ましい使用量を同時に達成するため、本発明の触媒組成物におけるパラジウム錯体触媒の含有量は、好ましくはハロゲン化アリール化合物に対して0.1〜50モル%であり、より好ましくは1〜20モル%であり、リチウム塩基の含有量は、好ましくはアリール化合物1当量に対して0.1当量〜50当量であり、より好ましくは1〜10当量である。   In order to simultaneously achieve the preferred amounts of the palladium complex catalyst and the lithium base described above, the content of the palladium complex catalyst in the catalyst composition of the present invention is preferably 0.1 to 50 mol% with respect to the aryl halide compound. The lithium base content is preferably 0.1 to 50 equivalents and more preferably 1 to 10 equivalents with respect to 1 equivalent of the aryl compound.

また、前記アリール化合物と前記ハロゲン化アリール化合物との使用割合は、モル比で、通常アリール化合物:ハロゲン化アリール化合物=1:0.5〜1:5.0の範囲であり、好ましくは1:1〜1:3.0の範囲である。   Moreover, the use ratio of the aryl compound and the halogenated aryl compound is usually in the range of aryl compound: halogenated aryl compound = 1: 0.5 to 1: 5.0, preferably 1: The range is 1-1: 3.0.

前記反応の反応温度は通常40〜150℃であり、反応効率の観点から、好ましくは60〜120℃である。
前記反応の反応時間は通常3〜48時間であり、反応効率の観点から、好ましくは10〜24時間である。
The reaction temperature of the reaction is usually 40 to 150 ° C., and preferably 60 to 120 ° C. from the viewpoint of reaction efficiency.
The reaction time of the reaction is usually 3 to 48 hours, and preferably 10 to 24 hours from the viewpoint of reaction efficiency.

反応を終了させるためには、クエンチャーとして水を加えればよい。このため、本反応においては、厳密な禁水性は必要とされないが、反応系に反応を止めてしまうほどの水が混入することの無いよう注意が必要である。   In order to terminate the reaction, water may be added as a quencher. For this reason, in this reaction, strict water prohibition is not required, but care must be taken not to mix water to stop the reaction into the reaction system.

以上説明したC−Cカップリング反応において、本発明の触媒組成物が含むのはパラジウム錯体触媒およびリチウム塩基であるから、従来の強塩基たる有機金属試薬を使用していたC−Cカップリング反応とは異なり、本発明の触媒組成物を使用したC−Cカップリング反応では、厳密な禁水性は必要とされず、反応系に反応を止めてしまうほどの水が混入することの無いよう注意する程度で十分である。また、C−Cカップリング反応を実施した結果、パラジウム錯体触媒およびリチウム塩基は、金属パラジウム、ハロゲン化リチウム等の不活性な状態に変化しており、これらは濾過、分液抽出等の反応溶液の後処理の段階で容易に除去できることから、非特許文献2〜4および特許文献1に記載された、銀化合物を反応促進剤として使用するC−Cカップリング反応のような、副生成物を除去するプロセスが困難となることもない。   In the CC coupling reaction described above, since the catalyst composition of the present invention includes a palladium complex catalyst and a lithium base, a CC coupling reaction using a conventional organometallic reagent that is a strong base. In contrast, in the C—C coupling reaction using the catalyst composition of the present invention, strict water prohibition is not required, and care must be taken not to mix water to stop the reaction into the reaction system. It is enough to do. In addition, as a result of performing the C—C coupling reaction, the palladium complex catalyst and the lithium base are changed to an inactive state such as metal palladium and lithium halide, and these are reaction solutions such as filtration and liquid separation extraction. By-products such as CC coupling reactions using silver compounds as reaction accelerators described in Non-Patent Documents 2 to 4 and Patent Document 1 are easily removed at the post-treatment stage. The removal process does not become difficult.

本発明の多環芳香族化合物の製造方法においては、上記のようにして多環芳香族化合物を合成した後に、有機電子デバイス材料向けの高純度化のためにカラムクロマトグラフィーによる精製工程、または昇華精製等の工程を実施してもよい。   In the method for producing a polycyclic aromatic compound of the present invention, after synthesizing a polycyclic aromatic compound as described above, a purification step by column chromatography or sublimation for high purity for an organic electronic device material. Steps such as purification may be performed.

以下実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されない。
[実施例1]
本発明の触媒組成物を用いて、下記式に示す反応を実施した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
[Example 1]
The reaction shown in the following formula was carried out using the catalyst composition of the present invention.

Figure 2011183366
反応原料として、0.6mmolのベンゾチオフェンおよびそれに対して1.2当量の1−ブロモ−4−メチルベンゼンを使用した。
Figure 2011183366
As reaction raw materials, 0.6 mmol of benzothiophene and 1.2 equivalents of 1-bromo-4-methylbenzene were used.

25mLシュレンク管を窒素ガスで置換し、そのシュレンク管に、THF(テトラヒドロフラン)0.5mLにtert−ブトキシリチウム3当量を溶解させた溶液を添加した。さらにDMFを2mLシュレンク管に添加した。そして、シュレンク管の内容液を攪拌しながら橙色のPd(PtBu32(Aldrich社製)を、原料ベンゾチオフェンに対して2mol%シュレンク管に添加し、その後、反応原料であるベンゾチオフェンおよび1−ブロモ−4−メチルベンゼンを添加し、100℃で16時間反応させた。 The 25 mL Schlenk tube was replaced with nitrogen gas, and a solution of 3 equivalents of tert-butoxylithium in 0.5 mL of THF (tetrahydrofuran) was added to the Schlenk tube. Further DMF was added to a 2 mL Schlenk tube. Then, while stirring the contents of the Schlenk tube, orange Pd (P t Bu 3 ) 2 (manufactured by Aldrich) is added to the 2 mol% Schlenk tube with respect to the raw material benzothiophene, and then the reaction raw material benzothiophene. And 1-bromo-4-methylbenzene was added and reacted at 100 ° C. for 16 hours.

その後、水を加えて反応をクエンチし、水及びジエチルエーテルを用いて抽出を行い、有機層の溶媒を減圧留去し、C−Cカップリング反応の生成物である1−ベンゾチエニル−4−メチルベンゼンを得た。これのNMR収率を測定したところ、1H NMR収率は97%であった。なお、NMRの測定条件は以下のとおりである。 Thereafter, water is added to quench the reaction, extraction is performed using water and diethyl ether, the solvent of the organic layer is distilled off under reduced pressure, and 1-benzothienyl-4-product, which is a product of the CC coupling reaction. Methylbenzene was obtained. When the NMR yield of this was measured, the 1 H NMR yield was 97%. The NMR measurement conditions are as follows.

1H NMRスペクトルはJEOL JNM−ECX500Mを用いて、重クロロホルム溶媒中でテトラメチルクロロシラン(TMS)を内部基準とし、測定を行った(以下の実施例及び比較例についても同様に実施した)。 1 H NMR spectrum was measured using JEOL JNM-ECX500M with tetramethylchlorosilane (TMS) as an internal standard in a deuterated chloroform solvent (the same was applied to the following examples and comparative examples).

[実施例2〜4]
使用するパラジウム錯体触媒およびtert−ブトキシリチウムの使用量、反応溶媒の種類および反応時間を下記表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてC−Cカップリング反応を実施した。C−Cカップリング反応の生成物の1H NMR収率も併せて表1に示す。
[Examples 2 to 4]
A CC coupling reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the amount of palladium complex catalyst and tert-butoxylithium used, the type of reaction solvent, and the reaction time were changed as shown in Table 1 below. . Table 1 also shows the 1 H NMR yield of the product of the C—C coupling reaction.

Figure 2011183366
[実施例5]
本発明の触媒組成物を用いて、下記式に示す反応を実施した。
Figure 2011183366
[Example 5]
The reaction shown in the following formula was carried out using the catalyst composition of the present invention.

Figure 2011183366
反応原料として、0.5mmolの2−メチルチオフェンおよびそれに対して1.2当量の1−ブロモ−4−メチルベンゼンを使用した。
Figure 2011183366
As reaction raw materials, 0.5 mmol of 2-methylthiophene and 1.2 equivalents of 1-bromo-4-methylbenzene were used.

25mLシュレンク管を乾燥してから窒素ガスで置換し、そのシュレンク管に、tert−ブトキシリチウム3当量を秤量し、固体状態で添加した。さらに、TMUを2mLシュレンク管に添加した。そして、シュレンク管の内容液を攪拌しながら、橙色のPd(PtBu32(Aldrich社製)を、2−メチルチオフェンに対して2mol%シュレンク管に添加し、その後、反応原料である2−メチルチオフェンおよび1−ブロモ−4−メチルベンゼンを添加し、100℃で15時間反応させた。 The 25 mL Schlenk tube was dried and replaced with nitrogen gas. To the Schlenk tube, 3 equivalents of tert-butoxylithium were weighed and added in a solid state. In addition, TMU was added to a 2 mL Schlenk tube. Then, while stirring the liquid content of the Schlenk tube, orange Pd (P t Bu 3) 2 and (Aldrich Co.) was added to 2 mol% Schlenk tube with respect to 2-methylthiophene, then is the reaction feedstock 2-methylthiophene and 1-bromo-4-methylbenzene were added and reacted at 100 ° C. for 15 hours.

その後、水を加えて反応をクエンチし、水及びジエチルエーテルを用いて抽出を行い、有機層の溶媒を減圧蒸発させ、C−Cカップリング反応の生成物である1−(2−メチルチエニル)−4−メチルベンゼンを得た。これの1H NMR収率を実施例1と同様な条件で求めたところ、収率は35%であった。 Thereafter, water is added to quench the reaction, extraction is performed using water and diethyl ether, the solvent in the organic layer is evaporated under reduced pressure, and 1- (2-methylthienyl) which is a product of the CC coupling reaction. -4-Methylbenzene was obtained. The 1 H NMR yield of this product was determined under the same conditions as in Example 1, and the yield was 35%.

[実施例6〜11]
使用するパラジウム錯体触媒の種類及び量、反応溶媒の種類および使用量、反応温度および反応時間を下記表2に示すように変更した以外は、実施例5と同様にしてC−Cカップリング反応を実施した。なお、実施例7および実施例8においては、パラジウム錯体触媒の支持配位子として下記式(A)で表される化合物(実施例7)および下記式(B)で表される化合物(実施例8)を、原料仕込みの段階でシュレンク管に添加した。
[Examples 6 to 11]
The CC coupling reaction was carried out in the same manner as in Example 5 except that the kind and amount of the palladium complex catalyst to be used, the kind and amount of the reaction solvent, the reaction temperature and the reaction time were changed as shown in Table 2 below. Carried out. In Example 7 and Example 8, the compound represented by the following formula (A) (Example 7) and the compound represented by the following formula (B) (Example) as the supporting ligand of the palladium complex catalyst. 8) was added to the Schlenk tube at the stage of raw material charging.

Figure 2011183366
(上記式において、Cyはシクロヘキシル基を表す。)。
Figure 2011183366
(In the above formula, Cy represents a cyclohexyl group).

1H NMR収率を併せて表2に示す。 The 1 H NMR yield is also shown in Table 2.

Figure 2011183366
[実施例12〜18]
使用するパラジウム錯体触媒の種類及び量、反応溶媒の種類および使用量、反応温度および反応時間を下記表3に示すように変更した以外は、実施例6と同様にしてC−Cカップリング反応を実施した。なお、実施例12〜18においては、パラジウム錯体触媒の支持配位子として下記式(C)で表される化合物(実施例12、14、16)および下記式(D)で表される化合物(実施例13、15、17、18)を原料仕込みの段階でシュレンク管に添加した。
Figure 2011183366
[Examples 12 to 18]
The CC coupling reaction was carried out in the same manner as in Example 6 except that the kind and amount of the palladium complex catalyst to be used, the kind and amount of the reaction solvent, the reaction temperature and the reaction time were changed as shown in Table 3 below. Carried out. In Examples 12 to 18, compounds (Examples 12, 14, and 16) represented by the following formula (C) and compounds represented by the following formula (D) (as a supporting ligand for the palladium complex catalyst) Examples 13, 15, 17, 18) were added to the Schlenk tube at the stage of raw material charging.

Figure 2011183366
Figure 2011183366

Figure 2011183366
[実施例19]
本発明の触媒組成物を用いて、下記式に示す反応を実施した。
Figure 2011183366
[Example 19]
The reaction shown in the following formula was carried out using the catalyst composition of the present invention.

Figure 2011183366
反応原料として、式(1a)で表される2−メチルチオフェンを0.6mmol、および式(2a)で表される1−(2−ブロモ−3−ヘキシルチエニル)−4−メトキシベンゼンを0.5mmol使用した。
Figure 2011183366
As reaction raw materials, 0.6 mmol of 2-methylthiophene represented by the formula (1a) and 0. 1- (2-bromo-3-hexylthienyl) -4-methoxybenzene represented by the formula (2a) 5 mmol was used.

25mLシュレンク管を乾燥してから窒素ガスで置換し、そのシュレンク管に、THF0.5mLに、tert−ブトキシリチウムを1−(2−ブロモ−3−ヘキシルチエニル)−4−メトキシベンゼンに対して3当量溶解させた溶液を添加した。さらに、DMFを2mLシュレンク管に添加した。そして、シュレンク管の内容液を攪拌しながら、橙色のPd(PtBu32(Aldrich社製)を、1−(2−ブロモ−3−ヘキシルチエニル)−4−メトキシベンゼンに対して2mol%シュレンク管に添加し、その後、反応原料である式(1a)の化合物および式(2a)の化合物を添加し、100℃で15時間反応させた。 The 25 mL Schlenk tube was dried and then replaced with nitrogen gas. To the Schlenk tube, 0.5 mL of THF and tert-butoxylithium with respect to 1- (2-bromo-3-hexylthienyl) -4-methoxybenzene were added. Equivalently dissolved solution was added. In addition, DMF was added to a 2 mL Schlenk tube. While stirring the contents of the Schlenk tube, 2 mol of orange Pd (P t Bu 3 ) 2 (Aldrich) was added to 1- (2-bromo-3-hexylthienyl) -4-methoxybenzene. % Of the Schlenk tube, and then the compound of the formula (1a) and the compound of the formula (2a) as reaction raw materials were added and reacted at 100 ° C. for 15 hours.

その結果、C−Cカップリング反応の生成物である式(3a)で表される化合物、ならびに副生成物である式(4a)で表される化合物および式(5a)で表される化合物が得られた。これら三つの化合物の1H NMR収率を実施例1と同様な条件で求めたところ、式(3a)の化合物の収率が11%、式(4a)の化合物の収率が10%、そして式(5a)の化合物の収率が50%であった。 As a result, a compound represented by the formula (3a) which is a product of the CC coupling reaction, and a compound represented by the formula (4a) and a compound represented by the formula (5a) which are by-products are obtained. Obtained. The 1 H NMR yields of these three compounds were determined under the same conditions as in Example 1. As a result, the yield of the compound of formula (3a) was 11%, the yield of the compound of formula (4a) was 10%, and The yield of the compound of formula (5a) was 50%.

[実施例20〜25]
反応原料である式(1a)の化合物および式(2a)の化合物の使用量、反応溶媒の種類および使用量、反応温度および反応時間を下記表4に示すように変更した以外は、実施例19と同様にしてC−Cカップリング反応を実施した。
[Examples 20 to 25]
Example 19 except that the amount of the compound of the formula (1a) and the compound of the formula (2a) which are the reaction raw materials, the kind and amount of the reaction solvent, the reaction temperature and the reaction time were changed as shown in Table 4 below. The C—C coupling reaction was carried out in the same manner as above.

式(3a)〜式(5a)の化合物の1H NMR収率とともに表す。 It represents with the < 1 > H NMR yield of the compound of Formula (3a)-Formula (5a).

Figure 2011183366
[比較例1]
実施例1と同様の条件で、パラジウム錯体触媒をニッケル錯体触媒NiCl2(dppe) (dppe:1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン)に変更し、NiCl2(dppe)の添加触媒量は同量で反応を行ったが、1H NMR収率で1%以下であった。
Figure 2011183366
[Comparative Example 1]
Under the same conditions as in Example 1, the palladium complex catalyst was changed to the nickel complex catalyst NiCl 2 (dppe) (dppe: 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane), and the added catalyst amount of NiCl 2 (dppe) was The reaction was carried out in the same amount, but the 1 H NMR yield was 1% or less.

[比較例2]
実施例1と同様の条件で、リチウム塩基を炭酸セシウムに変更し、炭酸セシウムの添加モル量は同様で反応を行ったが、1H NMR収率は1%以下であった。
[Comparative Example 2]
Under the same conditions as in Example 1, the lithium base was changed to cesium carbonate and the reaction was carried out in the same molar amount of cesium carbonate, but the 1 H NMR yield was 1% or less.

[比較例3]
実施例1と同様の条件で、溶媒を(関東化学(株)製)脱水エタノールに変更し、反応を行ったが、1H NMR収率は1%以下であった。
[Comparative Example 3]
Under the same conditions as in Example 1, the solvent was changed to dehydrated ethanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and the reaction was carried out, but the 1 H NMR yield was 1% or less.

[比較例4]
実施例1と同様の条件で、溶媒を(関東化学(株)製)酢酸に変更し、反応を行ったが、1H NMR収率は1%以下であった。
[Comparative Example 4]
Under the same conditions as in Example 1, the solvent was changed to acetic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and the reaction was carried out, but the 1 H NMR yield was 1% or less.

[比較例5]
実施例7と同様の条件で、パラジウム錯体触媒をニッケル錯体触媒NiCl2(dppe) (dppe:1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン)に変更し、添加量は同量で反応を行ったが、1H NMR収率で1%以下であった。
[Comparative Example 5]
Under the same conditions as in Example 7, the palladium complex catalyst was changed to the nickel complex catalyst NiCl 2 (dppe) (dppe: 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane), and the reaction was carried out with the same amount. However, the 1 H NMR yield was 1% or less.

[比較例6]
実施例19と同様の条件で、パラジウム錯体触媒をニッケル錯体触媒NiCl2(dppe) (dppe:1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン)に変更し、添加量は同量で反応を行ったが、1H NMR収率で1%以下であった。
[Comparative Example 6]
Under the same conditions as in Example 19, the palladium complex catalyst was changed to the nickel complex catalyst NiCl 2 (dppe) (dppe: 1,4-bis (diphenylphosphino) butane), and the reaction was carried out with the same addition amount. However, the 1 H NMR yield was 1% or less.

[比較例7]
実施例19と同様の条件で、溶媒を(関東化学(株)製)酢酸に変更し、反応を行ったが、1H NMR収率は1%以下であった。
[Comparative Example 7]
Under the same conditions as in Example 19, the solvent was changed to acetic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and the reaction was performed, but the 1 H NMR yield was 1% or less.

Claims (16)

パラジウム錯体触媒およびリチウム塩基を含むC−Cカップリング反応用触媒組成物。   A catalyst composition for CC coupling reaction comprising a palladium complex catalyst and a lithium base. 前記パラジウム錯体触媒において、パラジウム原子の価数が0価もしくは2価であり、
パラジウム原子に配位する配位子がホスフィン化合物、アリール化合物、ニトリル化合物、カルボニル化合物およびハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物もしくは原子であることを特徴とする請求項1に記載のC−Cカップリング反応用触媒組成物。
In the palladium complex catalyst, the valence of the palladium atom is zero or divalent,
The ligand coordinated to the palladium atom is at least one compound or atom selected from the group consisting of phosphine compounds, aryl compounds, nitrile compounds, carbonyl compounds and halogen atoms. A catalyst composition for CC coupling reaction.
前記パラジウム錯体触媒において、パラジウム原子1モルに対し、前記配位子が1〜4モル配位していることを特徴とする請求項1または2に記載のC−Cカップリング反応用触媒組成物。   The catalyst composition for CC coupling reaction according to claim 1 or 2, wherein in the palladium complex catalyst, 1 to 4 moles of the ligand are coordinated with respect to 1 mole of palladium atoms. . 前記リチウム塩基の構造が、カチオンであるリチウムに対し、アニオンがイオン結合した構造であり、前記アニオンはカルボアニオンまたはアルコキシアニオンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のC−Cカップリング反応用触媒組成物。   The structure of the lithium base is a structure in which an anion is ion-bonded to lithium as a cation, and the anion is a carboanion or an alkoxy anion. -C coupling reaction catalyst composition. アリール化合物とハロゲン化アリール化合物とのC−Cカップリング反応に使用されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のC−Cカップリング反応用触媒組成物。   It is used for CC coupling reaction of an aryl compound and an aryl halide compound, The catalyst composition for CC coupling reaction in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. 前記アリール化合物が、置換されていてもよい複素芳香環化合物であって、該複素芳香環を構成するヘテロ原子に隣接した、前記複素芳香環を構成する炭素原子の少なくとも一つは置換されていない複素芳香環化合物であることを特徴とする請求項5に記載のC−Cカップリング反応用触媒組成物。   The aryl compound is an optionally substituted heteroaromatic ring compound, and at least one carbon atom constituting the heteroaromatic ring adjacent to the heteroatom constituting the heteroaromatic ring is not substituted It is a heteroaromatic ring compound, The catalyst composition for CC coupling reaction of Claim 5 characterized by the above-mentioned. 前記複素芳香環化合物が、下記式(1)で表されるチオフェンもしくはその誘導体であることを特徴とする請求項6に記載のC−Cカップリング反応用触媒組成物:
Figure 2011183366
(式(1)において、
1、R2およびR3はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基または炭素数5〜10の脂環族基であり、
1およびR2は互いに結合して5もしくは6員の芳香環を形成してもよく、該芳香環はヘテロ原子を有していてもよく、該芳香環は置換されていてもよく、
2およびR3は互いに結合して5もしくは6員の脂環構造を形成してもよく、該脂環構造はヘテロ原子を有していてもよく、該脂環構造は置換されていてもよい。)。
The catalyst composition for CC coupling reaction according to claim 6, wherein the heteroaromatic ring compound is thiophene represented by the following formula (1) or a derivative thereof:
Figure 2011183366
(In Formula (1),
R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms or an optionally substituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Or an alicyclic group having 5 to 10 carbon atoms,
R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered aromatic ring, the aromatic ring may have a hetero atom, and the aromatic ring may be substituted;
R 2 and R 3 may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered alicyclic structure, the alicyclic structure may have a hetero atom, and the alicyclic structure may be substituted. Good. ).
前記ハロゲン化アリール化合物が、下記式(2)で表されるいずれかのアリール誘導体であることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載のC−Cカップリング反応用触媒組成物:
Figure 2011183366
(式(2)において、Ra、RbおよびRcはそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基または炭素数5〜10の脂環族基であり、Xはハロゲン原子であり、
置換基数を示すm1は0〜3の整数であり、m2は0〜5の整数であり、m3は0〜4の整数であり、
m1が2以上の場合、複数存在するRaは同一でも異なっていてもよく、m2が2以上の場合、複数存在するRbは同一でも異なっていてもよく、m3が2以上の場合、複数存在するRcは同一でも異なっていてもよい。)。
The catalyst composition for CC coupling reaction according to any one of claims 5 to 7, wherein the halogenated aryl compound is any aryl derivative represented by the following formula (2):
Figure 2011183366
(In the formula (2), Ra, Rb and Rc are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted aryl group or carbon having 6 to 10 carbon atoms. An alicyclic group of formula 5-10, X is a halogen atom,
M1 which shows the number of substituents is an integer of 0-3, m2 is an integer of 0-5, m3 is an integer of 0-4,
When m1 is 2 or more, a plurality of Ras may be the same or different. When m2 is 2 or more, a plurality of Rbs may be the same or different. When m3 is 2 or more, there are a plurality of Ras. Rc may be the same or different. ).
アリール化合物と、ハロゲン化アリール化合物とを接触させ、前記アリール化合物の炭素―水素原子間の結合、および前記ハロゲン化アリール化合物の炭素−ハロゲン原子間の結合を活性化させ、炭素−炭素原子間での結合を形成させるC−Cカップリング反応を実施するに際して、
パラジウム錯体触媒およびリチウム塩基を含むC−Cカップリング反応用触媒組成物の存在下、極性非プロトン性有機溶媒中で前記C−Cカップリング反応を実施することを特徴とする多環芳香族化合物の製造方法。
An aryl compound and a halogenated aryl compound are contacted to activate a bond between the carbon-hydrogen atom of the aryl compound and a bond between the carbon-halogen atom of the halogenated aryl compound. In carrying out the CC coupling reaction to form a bond of
A polycyclic aromatic compound characterized by carrying out the CC coupling reaction in a polar aprotic organic solvent in the presence of a catalyst composition for CC coupling reaction containing a palladium complex catalyst and a lithium base. Manufacturing method.
前記アリール化合物が、置換されていてもよい複素芳香環化合物であって、該複素芳香環を構成するヘテロ原子に隣接した、前記複素芳香環を構成する炭素原子の少なくとも一つは置換されていない複素芳香環化合物であることを特徴とする請求項9に記載の多環芳香族化合物の製造方法。   The aryl compound is an optionally substituted heteroaromatic ring compound, and at least one carbon atom constituting the heteroaromatic ring adjacent to the heteroatom constituting the heteroaromatic ring is not substituted It is a heteroaromatic ring compound, The manufacturing method of the polycyclic aromatic compound of Claim 9 characterized by the above-mentioned. 前記複素芳香環化合物が、下記式(1)で表されるチオフェンもしくはその誘導体であることを特徴とする請求項10に記載の多環芳香族化合物の製造方法:
Figure 2011183366
(式(1)において、R1、R2およびR3はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基または炭素数5〜10の脂環族基であり、
1およびR2は互いに結合して5もしくは6員の芳香環を形成してもよく、該芳香環はヘテロ原子を有していてもよく、該芳香環は置換されていてもよく、
2およびR3は互いに結合して5もしくは6員の脂環構造を形成してもよく、該脂環構造はヘテロ原子を有していてもよく、該脂環構造は置換されていてもよい。)。
The method for producing a polycyclic aromatic compound according to claim 10, wherein the heteroaromatic ring compound is thiophene represented by the following formula (1) or a derivative thereof:
Figure 2011183366
(In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or an optionally substituted carbon. An aryl group having 6 to 10 carbon atoms or an alicyclic group having 5 to 10 carbon atoms,
R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered aromatic ring, the aromatic ring may have a hetero atom, and the aromatic ring may be substituted;
R 2 and R 3 may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered alicyclic structure, the alicyclic structure may have a hetero atom, and the alicyclic structure may be substituted. Good. ).
前記パラジウム錯体触媒において、パラジウム原子の価数が0価もしくは2価であり、
パラジウム原子に配位する配位子がホスフィン化合物、アリール化合物、ニトリル化合物、カルボニル化合物、ハロゲン原子からなる群より選ばれる化合物もしくは原子であり、
前記パラジウム原子1モルに対し、前記配位子が1〜4モル配位していることを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の多環芳香族化合物の製造方法。
In the palladium complex catalyst, the valence of the palladium atom is zero or divalent,
The ligand coordinated to the palladium atom is a compound or atom selected from the group consisting of phosphine compounds, aryl compounds, nitrile compounds, carbonyl compounds, halogen atoms,
The method for producing a polycyclic aromatic compound according to any one of claims 9 to 11, wherein 1 to 4 moles of the ligand are coordinated with respect to 1 mole of the palladium atom.
前記ハロゲン化アリール化合物が、下記式(2)で表されるいずれかのアリール誘導体であることを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載の多環芳香族化合物の製造方法:
Figure 2011183366
(式(2)においてRa、RbおよびRcはそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基または炭素数5〜10の脂環族基であり、
置換基数を示すm1は0〜3の整数であり、m2は0〜5の整数であり、m3は0〜4の整数であり、
m1が2以上の場合、複数存在するRaは同一でも異なっていてもよく、m2が2以上の場合、複数存在するRbは同一でも異なっていてもよく、m3が2以上の場合、複数存在するRcは同一でも異なっていてもよい。)。
The method for producing a polycyclic aromatic compound according to any one of claims 9 to 12, wherein the halogenated aryl compound is any aryl derivative represented by the following formula (2):
Figure 2011183366
(In the formula (2), Ra, Rb and Rc are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or a carbon number. 5-10 alicyclic groups,
M1 which shows the number of substituents is an integer of 0-3, m2 is an integer of 0-5, m3 is an integer of 0-4,
When m1 is 2 or more, a plurality of Ras may be the same or different. When m2 is 2 or more, a plurality of Rbs may be the same or different. When m3 is 2 or more, there are a plurality of Ras. Rc may be the same or different. ).
前記C−Cカップリング反応用触媒組成物の使用量が、前記パラジウム錯体触媒換算で、前記ハロゲン化アリール化合物の仕込みモル量に対し、0.1〜50モル%であることを特徴とする請求項9〜13のいずれかに記載の多環芳香族化合物の製造方法。   The amount of the C—C coupling reaction catalyst composition used is 0.1 to 50 mol% in terms of the palladium complex catalyst with respect to the charged molar amount of the halogenated aryl compound. Item 14. A method for producing a polycyclic aromatic compound according to any one of Items 9 to 13. 前記リチウム塩基の構造が、カチオンであるリチウムに対し、アニオンがイオン結合した構造であり、
前記アニオンはカルボアニオンまたはアルコキシアニオンであり、
前記C−Cカップリング反応用触媒組成物の使用量が、前記リチウム塩基換算で、前記アリール化合物の仕込み量一当量に対し、0.1〜50当量であることを特徴とする請求項9〜14のいずれかに記載の多環芳香族化合物の製造方法。
The structure of the lithium base is a structure in which anions are ionically bonded to lithium as a cation,
The anion is a carbanion or an alkoxy anion;
The amount of the C—C coupling reaction catalyst composition used is 0.1 to 50 equivalents per 1 equivalent of the charged amount of the aryl compound in terms of the lithium base. 14. The method for producing a polycyclic aromatic compound according to any one of 14 above.
前記C−Cカップリング反応の反応温度が、40〜150℃であることを特徴とする請求項9〜15のいずれかに記載の多環芳香族化合物の製造方法。   The method for producing a polycyclic aromatic compound according to any one of claims 9 to 15, wherein a reaction temperature of the CC coupling reaction is 40 to 150 ° C.
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