JP2018138534A - Method for producing aromatic nitrile - Google Patents

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田中 真司
Shinji Tanaka
真司 田中
正則 田村
Masanori Tamura
正則 田村
佐藤 一彦
Kazuhiko Sato
一彦 佐藤
真島 和志
Kazuyuki Majima
和志 真島
隼人 劒
Hayato Tsurugi
隼人 劒
耀平 上田
Yohei Ueda
耀平 上田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an aromatic nitrile compound from an aromatic halide or an aromatic pseudohalide without using a highly toxic cyanide compound or an expensive catalyst.SOLUTION: An aromatic nitrile compound is produced by cyanating an aromatic halide or an aromatic pseudohalide using acetonitrile as a cyanide source in the presence of a nickel catalyst and an organosilicon compound.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、芳香族ニトリルの製造方法に関する。より詳しくは、芳香族ハロゲン化物または芳香族擬ハロゲン化物を原料とし、ニッケル触媒存在下、アセトニトリルをシアニド源とする触媒的シアノ化反応により芳香族ニトリルを高い収率で製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an aromatic nitrile. More specifically, the present invention relates to a method for producing an aromatic nitrile in high yield by a catalytic cyanation reaction using an aromatic halide or an aromatic pseudohalide as a raw material and using acetonitrile as a cyanide source in the presence of a nickel catalyst.

芳香族ハロゲン化物または芳香族擬ハロゲン化物をシアノ化して、芳香族ニトリルを得る方法として、例えば、パラジウム触媒存在下、アルカリ金属シアン化物(特許文献1)や、シアン化ニッケル(非特許文献1)、シアン化亜鉛(非特許文献2)を用いる方法が知られている。しかし、これらの金属シアン化物は高い毒性を有するため、優れた方法とは言えない。これに対し、低毒性のシアニド源を用いる芳香族ハロゲン化物のシアノ化反応が報告されている。たとえば、トリメチルシリルシアニドをシアニド源として、パラジウム触媒を用いる方法(非特許文献3)、アセトンシアノヒドリンをシアニド源として、パラジウムあるいはニッケル触媒を用いる方法(非特許文献4、5)が知られている。しかし、これらのシアニド源は反応中あるいは反応処理後に有毒なシアン化水素を発生する危険性があり、工業的に使用するには安全対策を講じる必要がある。非毒性で取り扱い容易なシアニド源として、ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウムを用い、パラジウム触媒存在下で芳香族ハロゲン化物をシアノ化する方法が知られているが、高価なパラジウムを触媒として必要としていた(特許文献2)。また、芳香族ハロゲン化物にホルムアミド化合物とアンモニア水を作用させることで芳香族ニトリルを得る方法が知られているが、モル当量の高価な有機金属試薬を用いる必要があるため、実用的な方法とはいえない(特許文献3)。   As a method of cyanating an aromatic halide or aromatic pseudohalide to obtain an aromatic nitrile, for example, an alkali metal cyanide (Patent Document 1) or nickel cyanide (Non-Patent Document 1) in the presence of a palladium catalyst. A method using zinc cyanide (Non-patent Document 2) is known. However, these metal cyanides are highly toxic and are not excellent methods. In contrast, cyanation reactions of aromatic halides using a low toxicity cyanide source have been reported. For example, a method using a palladium catalyst with trimethylsilyl cyanide as a cyanide source (Non-patent Document 3) and a method using a palladium or nickel catalyst with acetone cyanohydrin as a cyanide source are known (Non-Patent Documents 4 and 5). However, these cyanide sources have a risk of generating toxic hydrogen cyanide during or after the reaction, and it is necessary to take safety measures for industrial use. As a non-toxic and easy-to-handle cyanide source, a method of cyanating an aromatic halide in the presence of a palladium catalyst using potassium hexacyanoferrate (II) is known, but expensive palladium was required as a catalyst. (Patent Document 2). Further, a method for obtaining an aromatic nitrile by reacting an aromatic halide with a formamide compound and aqueous ammonia is known, but since it is necessary to use a molar equivalent of an expensive organometallic reagent, a practical method and (Patent Document 3).

一方、シアニド源として有機ニトリル化合物を用いることができれば、毒性も少なく、分解して有毒なシアン化水素を生成する恐れもないため、工業的に有用である。例えば、ベンジルシアニドをシアニド源をとし、パラジウム触媒により芳香族ハロゲン化物をシアノ化する方法が知られているが、ベンジルシアニドは有機ニトリル化合物として比較的高価である(非特許文献6)。より安価な有機ニトリル化合物として、アセトニトリルをシアニド源として、パラジウム触媒存在下でシアノ化反応を行う方法が知られているが、過剰量の亜鉛粉末を還元剤として用いる必要がある上、160℃の高温条件を要する(非特許文献7)。また、いずれの方法も高価なパラジウムを触媒として用いる必要がある。   On the other hand, if an organic nitrile compound can be used as a cyanide source, it is industrially useful because it has little toxicity and there is no fear of decomposing to produce toxic hydrogen cyanide. For example, a method of cyanating an aromatic halide with a palladium catalyst using benzyl cyanide as a cyanide source is known, but benzyl cyanide is relatively expensive as an organic nitrile compound (Non-patent Document 6). As a cheaper organic nitrile compound, a method of carrying out a cyanation reaction in the presence of a palladium catalyst using acetonitrile as a cyanide source is known. However, it is necessary to use an excessive amount of zinc powder as a reducing agent, and a temperature of 160 ° C. High temperature conditions are required (Non-patent Document 7). In addition, any method needs to use expensive palladium as a catalyst.

したがって、非毒性のシアニド源を用い、安価な触媒かつ少ない添加剤の使用量で、温和な条件において効率よく芳香族ハロゲン化物を芳香族ニトリルへと変換する方法の開発が望まれている。   Therefore, it is desired to develop a method for efficiently converting an aromatic halide to an aromatic nitrile under mild conditions using a non-toxic cyanide source, using an inexpensive catalyst and a small amount of additives.

特開2003−64040号公報JP 2003-64040 A 特開2008−189656号公報JP 2008-189656 A 特開2011−241196号公報JP 2011-241196 A

J.Org.Chem.2003、68、9122.J. Org. Chem. 2003, 68, 9122. Tetrahedron.Lett.2006、47、3303.Tetrahedron.Lett. 2006, 47, 3303. J.Organomet.Chem.2003、684、50.J. Organomet. Chem. 2003, 684, 50. Angew.Chem.Int.Ed.2003、42、1661.Angew.Chem.Int.Ed.2003, 42, 1661. Org.Process.Rec.Dev.2016、20、1540.Org.Process.Rec.Dev.2016, 20, 1540. RSC.Adv.2012、2、6167.RSC.Adv.2012, 2, 6167. Organometallics、1998、17、1025.Organometallics, 1998, 17, 1025.

本発明は、上記のような従来技術の問題点を克服するためになされたもので、金属シアン化物やパラジウムなどの高価な触媒を使用することなく、効率的に芳香族ハロゲン化物または芳香族擬ハロゲン化物から芳香族ニトリルを製造する方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to overcome the above-described problems of the prior art, and without using an expensive catalyst such as a metal cyanide or palladium, an aromatic halide or an aromatic pseudo compound can be efficiently used. It is an object to provide a method for producing an aromatic nitrile from a halide.

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究した結果、ニッケル化合物を触媒、有機ケイ素化合物を還元剤として用いることにより、アセトニトリルをシアニド源として、芳香族ハロゲン化物または芳香族擬ハロゲン化物から芳香族ニトリルを効率良く製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have used a nickel compound as a catalyst and an organosilicon compound as a reducing agent, thereby using acetonitrile as a cyanide source and an aromatic halide or aromatic pseudohalide. From this, it was found that aromatic nitriles can be produced efficiently, and the present invention has been completed.

すなわち、本出願は、以下の発明を提供するものである。
〈1〉以下の一般式で示される芳香族ハロゲン化物または芳香族擬ハロゲン化物に対し、アセトニトリルをシアニド源、ニッケル化合物を触媒、有機ケイ素化合物を還元剤として反応させることを特徴とする、芳香族ニトリルの製造方法。

Figure 2018138534
(一般式(1)中、Arは場合により置換された芳香族または複素芳香族基であり、Xは塩素、臭素、ヨウ素、トリフラート、メシラートまたはトシラートを表す。)
〈2〉前記ニッケル化合物として、ニッケル(II)アセチルアセトナートを用いることを特徴とする〈1〉に記載の芳香族ニトリルの製造方法。
〈3〉前記有機ケイ素化合物として、以下の一般式(2)で示される構造を有する化合物を使用することを特徴とする〈1〉または〈2〉に記載の芳香族ニトリルの製造方法。
Figure 2018138534
(一般式(2)中、XはCHまたはNを表し、R1〜R4はHまたはメチル基を表す。)
〈4〉前記一般式(1)において、Xが臭素であることを特徴とする、〈1〉-〈3〉のいずれかに記載の芳香族ニトリルの製造方法。
〈5〉前記一般式(1)において、Xがトリフラートであることを特徴とする、〈1〉-〈3〉のいずれかに記載の芳香族ニトリルの製造方法。
〈6〉さらなる添加剤として、配位原子となる中性の窒素原子を少なくとも一つ有する二座配位子を用いることを特徴とする、〈1〉-〈5〉のいずれかに記載の芳香族ニトリルの製造方法。
〈7〉前記二座配位子として、2,2’−ビピリジル誘導体または1,10−フェナントロリン誘導体を用いることを特徴とする、〈6〉に記載の芳香族ニトリルの製造方法。
〈8〉さらなる添加剤として、金属塩化物を用いることを特徴とする〈1〉-〈7〉のいずれかに記載の芳香族ニトリルの製造方法。
〈9〉前記添加剤として塩化亜鉛、または塩化マンガンを用いることを特徴とする、〈8〉に記載の芳香族ニトリルの製造方法。 That is, this application provides the following invention.
<1> Aromatics characterized by reacting an aromatic halide or aromatic pseudohalide represented by the following general formula with acetonitrile as a cyanide source, a nickel compound as a catalyst, and an organosilicon compound as a reducing agent. Nitrile production method.
Figure 2018138534
(In the general formula (1), Ar represents an optionally substituted aromatic or heteroaromatic group, and X represents chlorine, bromine, iodine, triflate, mesylate or tosylate.)
<2> The method for producing an aromatic nitrile according to <1>, wherein nickel (II) acetylacetonate is used as the nickel compound.
<3> The method for producing an aromatic nitrile according to <1> or <2>, wherein a compound having a structure represented by the following general formula (2) is used as the organosilicon compound.
Figure 2018138534
(In general formula (2), X represents CH or N, and R 1 to R 4 represent H or a methyl group.)
<4> The method for producing an aromatic nitrile according to any one of <1> to <3>, wherein in the general formula (1), X is bromine.
<5> The method for producing an aromatic nitrile according to any one of <1> to <3>, wherein in the general formula (1), X is triflate.
<6> A fragrance according to any one of <1> to <5>, wherein a bidentate ligand having at least one neutral nitrogen atom as a coordination atom is used as a further additive. For producing a group nitrile.
<7> The method for producing an aromatic nitrile according to <6>, wherein a 2,2′-bipyridyl derivative or a 1,10-phenanthroline derivative is used as the bidentate ligand.
<8> The method for producing an aromatic nitrile according to any one of <1> to <7>, wherein a metal chloride is used as a further additive.
<9> The method for producing an aromatic nitrile according to <8>, wherein zinc chloride or manganese chloride is used as the additive.

本発明により提供される芳香族ニトリルの製造方法は、入手しやすく毒性の低いアセトニトリルをシアニド源として使用し、安価なニッケル化合物を触媒とし、少ない還元剤の量で効率的に製造できる。また、本発明方法で合成される芳香族ニトリル化合物は、医農薬品の中間体の出発原料などのファインケミカルズとして工業的に重要である。したがって、本発明方法は工業的に多大な効果をもたらす発明ということができる。   The method for producing an aromatic nitrile provided by the present invention can be efficiently produced with a small amount of a reducing agent using acetonitrile which is easily available and low in toxicity as a cyanide source, using an inexpensive nickel compound as a catalyst. In addition, the aromatic nitrile compound synthesized by the method of the present invention is industrially important as fine chemicals such as starting materials for intermediates of medical and agrochemical products. Therefore, the method of the present invention can be said to be an invention that has a great industrial effect.

本発明方法の芳香族ニトリルの製造方法は、芳香族ハロゲン化物または擬ハロゲン化物を、ニッケル化合物と有機ケイ素化合物の存在下、シアニド源となるアセトニトリル溶液中で適切な反応温度で反応を行うことを特徴とする。   The method for producing an aromatic nitrile according to the method of the present invention comprises reacting an aromatic halide or pseudohalide at an appropriate reaction temperature in an acetonitrile solution as a cyanide source in the presence of a nickel compound and an organosilicon compound. Features.

本発明の製造法において用いられる芳香族ハロゲン化物または擬ハロゲン化物は式(1)で示される。式中、Arは芳香族基あるいは複素芳香族基を示す。これらの環が有する水素原子は他の置換基により置換されていてもよい。また、Xはハロゲン原子、擬ハロゲン基を示す。   The aromatic halide or pseudohalide used in the production method of the present invention is represented by the formula (1). In the formula, Ar represents an aromatic group or a heteroaromatic group. The hydrogen atom which these rings have may be substituted with other substituents. X represents a halogen atom or a pseudohalogen group.

前記一般式(1)において、Arが芳香族基であるの場合の芳香族としては、炭素数6〜20の芳香環が挙げられ、具体例としては例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基等が挙げられる。   In the general formula (1), examples of the aromatic when Ar is an aromatic group include an aromatic ring having 6 to 20 carbon atoms. Specific examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthranyl group. Is mentioned.

前記一般式(1)において、Arが複素芳香族基であるの場合の芳香族としては、炭素数4〜20の複素芳香族環が挙げられ、具体例としては例えば、ピリジル基、フリル基、チエニル基、キノリル基、キノキサリル基、インドリル基、ベンゾフラニル基等が挙げられる。   In the general formula (1), examples of the aromatic when Ar is a heteroaromatic group include heteroaromatic rings having 4 to 20 carbon atoms. Specific examples thereof include a pyridyl group, a furyl group, A thienyl group, a quinolyl group, a quinoxalyl group, an indolyl group, a benzofuranyl group, and the like can be given.

前記一般式(1)において、Arが置換されていてもよい芳香族基あるいは複素芳香族基である場合の置換基としては、直鎖または分岐鎖状の炭素数1〜12のアルキル基、直鎖または分岐鎖状の炭素数1〜12のアルコキシ基、ハロゲン原子、芳香族基、複素芳香族基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられる。   In the general formula (1), when Ar is an optionally substituted aromatic group or heteroaromatic group, the substituent may be a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, Examples include chain or branched alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, halogen atoms, aromatic groups, heteroaromatic groups, carboxyl groups, nitro groups, and cyano groups.

前記一般式(1)において、Xが擬ハロゲン基である場合、擬ハロゲン基としてはトリフラート、メシラート、トシラート等が挙げられる。   In the general formula (1), when X is a pseudohalogen group, examples of the pseudohalogen group include triflate, mesylate, and tosylate.

本発明においては、このような一般式(1)で示される芳香族ハロゲン化物あるいは芳香族擬ハロゲン化物として、種々のものを用いることができるが、好ましくは、ブロモベンゼン、4−ブロモアニソール、4−ブロモトルエン、1−ブロモ−4−クロロベンゼン、4−ブロモ安息香酸メチル、3−ブロモトルエン、2−ブロモナフタレン、2−ブロモチオフェン、2−ブロモ―6−メチルピリジン、フェニルトリフラート、4−メトキシフェニルトリフラートを用いることが望ましい。   In the present invention, various aromatic halides or aromatic pseudohalides represented by the general formula (1) can be used. Preferably, bromobenzene, 4-bromoanisole, 4 -Bromotoluene, 1-bromo-4-chlorobenzene, methyl 4-bromobenzoate, 3-bromotoluene, 2-bromonaphthalene, 2-bromothiophene, 2-bromo-6-methylpyridine, phenyl triflate, 4-methoxyphenyl It is desirable to use triflate.

本発明において使用されるニッケル化合物は、例えばニッケル(II)アセチルアセトナート、ヘキサアセトニトリルテトラフルオロホウ酸ニッケル(II)、臭化ニッケル(II)、塩化ニッケル(II)、酢酸ニッケル(II)、ビス(シクロオクタジエン)ニッケル(0)等が挙げられるが、ニッケル(II)アセチルアセトナート、もしくはヘキサアセトニトリルテトラフルオロホウ酸ニッケル(II)が好ましい。これらは単独で使用しても、2種以上を混合使用してもよい。その使用量は、基質に対して0.001〜0.4モル当量、好ましくは0.01〜0.2モル当量の範囲から選ばれる。   The nickel compound used in the present invention includes, for example, nickel (II) acetylacetonate, nickel (II) hexaacetonitrile tetrafluoroborate, nickel (II) bromide, nickel (II) chloride, nickel (II) acetate, bis (Cyclooctadiene) nickel (0) and the like can be mentioned, and nickel (II) acetylacetonate or nickel (II) hexaacetonitrile tetrafluoroborate is preferable. These may be used alone or in combination of two or more. The amount used is selected from the range of 0.001 to 0.4 molar equivalents, preferably 0.01 to 0.2 molar equivalents, relative to the substrate.

本発明の製造法において用いられる還元剤は、一般式(2)で示される有機ケイ素化合物である。なお、一般式(2)中、XはCHまたはNを表し、R1〜R4はHまたはメチル基を表す。これらの中でも、X=N、R1=R2=R3=R4=Meである有機ケイ素化合物(Me4BTDP)が好ましい。これらは単独で使用しても、2種以上を混合使用してもよい。その使用量は、基質に対して1〜5モル当量、好ましくは1〜3モル当量の範囲から選ばれる。 The reducing agent used in the production method of the present invention is an organosilicon compound represented by the general formula (2). In the general formula (2), X represents CH or N, and R 1 to R 4 represent H or a methyl group. Among these, an organosilicon compound (Me 4 BTDP) in which X = N and R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = Me is preferable. These may be used alone or in combination of two or more. The amount used is selected from the range of 1 to 5 molar equivalents, preferably 1 to 3 molar equivalents, relative to the substrate.

本発明の製造法において用いられるアセトニトリルの使用量は、基質に対して重量比10〜10000倍、好ましくは100〜1000倍の範囲から選ばれる。   The amount of acetonitrile used in the production method of the present invention is selected from a range of 10 to 10,000 times, preferably 100 to 1000 times the weight ratio of the substrate.

本発明の製造法においては、ニッケル化合物、有機ケイ素化合物、アセトニトリルのみでも反応が進行するが、添加剤として二座配位子を用いてもよい。本製法において用いられる二座配位子として、例えば、2,2’―ビビリジン、4,4’―ジメチル―2,2’―ビビリジン、4,4’―ジtert―ブチル―2,2’―ビビリジン、1,10―フェナントロリンなどが挙げられるが、特に2,2’―ビビリジン、1,10―フェナントロリンが好ましい。これらは単独で使用しても、2種以上を混合使用してもよい。その使用量は基質に対して0.001〜0.4モル当量、好ましくは0.01〜0.2モル当量の範囲から選ばれる。   In the production method of the present invention, the reaction proceeds only with a nickel compound, an organosilicon compound, and acetonitrile, but a bidentate ligand may be used as an additive. Examples of the bidentate ligand used in this production method include 2,2′-biviridine, 4,4′-dimethyl-2,2′-biviridine, 4,4′-ditert-butyl-2,2′- Biviridine, 1,10-phenanthroline and the like can be mentioned, and 2,2′-biviridine and 1,10-phenanthroline are particularly preferable. These may be used alone or in combination of two or more. The amount used is selected from the range of 0.001 to 0.4 molar equivalents, preferably 0.01 to 0.2 molar equivalents, relative to the substrate.

本発明の製造法においては、ニッケル化合物、有機ケイ素化合物、アセトニトリルのみでも反応が進行するが、添加剤として塩化亜鉛、塩化マンガンなどの金属塩化物を用いてもよい。これらは単独で使用しても、2種以上を混合使用してもよい。その使用量は基質に対して0.01〜0.5モル当量、好ましくは0.1〜0.3モル当量の範囲から選ばれる。   In the production method of the present invention, the reaction proceeds with only a nickel compound, an organosilicon compound, and acetonitrile, but a metal chloride such as zinc chloride or manganese chloride may be used as an additive. These may be used alone or in combination of two or more. The amount used is selected from the range of 0.01 to 0.5 molar equivalents, preferably 0.1 to 0.3 molar equivalents relative to the substrate.

本発明方法の反応条件には、特に制約はないが、通常、反応は0〜150℃、好ましくは50〜130℃の範囲で行われる。   The reaction conditions for the method of the present invention are not particularly limited, but the reaction is usually carried out in the range of 0 to 150 ° C, preferably 50 to 130 ° C.

本発明の製造法における反応時間は、用いる触媒の量や反応温度等により左右され、一概に定めることはできないが、通常は10〜100時間の範囲で、好ましくは10〜40時間の範囲で行われる。   The reaction time in the production method of the present invention depends on the amount of the catalyst used, the reaction temperature, etc., and cannot be generally defined, but is usually in the range of 10 to 100 hours, preferably in the range of 10 to 40 hours. Is called.

本発明方法で得られる芳香族ニトリルは、例えば、ベンゾニトリル、4−メトキシベンゾニトリル、4−メチルベンゾニトリル、4−クロロベンゾニトリル、4−シアノ安息香酸メチル、3−メチルベンゾニトリル、2−シアノナフタレン、2−シアノチオフェン、2−シアノ―6−メチルピリジンなどが例示される。   The aromatic nitrile obtained by the method of the present invention includes, for example, benzonitrile, 4-methoxybenzonitrile, 4-methylbenzonitrile, 4-chlorobenzonitrile, methyl 4-cyanobenzoate, 3-methylbenzonitrile, 2-cyano. Examples include naphthalene, 2-cyanothiophene, 2-cyano-6-methylpyridine and the like.

本発明の一般的な実施態様は、反応器に触媒、基質を入れて混合し、内部を不活性ガスで置換して所定の温度で反応を行うものである。反応終了後、蒸留、クロマト分離、再結晶や昇華等の通常の方法によって、得られた芳香族ニトリルを取り出すことができる。   In a general embodiment of the present invention, a catalyst and a substrate are mixed in a reactor, and the reaction is carried out at a predetermined temperature by replacing the inside with an inert gas. After completion of the reaction, the obtained aromatic nitrile can be taken out by ordinary methods such as distillation, chromatographic separation, recrystallization and sublimation.

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not restrict | limited to a following example.

参考例1:有機ケイ素化合物の合成
本製造法で用いる有機ケイ素化合物は、特開2016―124824号公報に記載された方法に基づいて合成した。
Reference Example 1: Synthesis of organosilicon compound The organosilicon compound used in this production method was synthesized based on the method described in JP-A-2016-124824.

実施例1
3mLコレクションバイヤル(関谷理化株式会社製)に、ニッケル(II)アセチルアセトナート(Sigma-Aldrich製)2.6mg(10mmol)、4−ブロモアニソール(東京化成工業株式会社製)12.5μL(100mmol)を加え、アセトニトリル(関東化学株式会社製)3.0mLに溶解させた。Me4BTDP 70.6mg(250mmol)を加え、Ar雰囲気下、80℃で24時間撹拌した。その後、内部標準としてフェロセン(東京化成工業株式会社製) 3.7mg(20mmol)を加え、反応液を濃縮し、1H NMR(400MHz,CDCl3)測定を行ったところ、4−メトキシベンゾニトリルの収率は60%であった。
Example 1
3 mL Collection Bayal (manufactured by Sekiya Rika Co., Ltd.), 2.6 mg (10 mmol) of nickel (II) acetylacetonate (manufactured by Sigma-Aldrich), 12.5 μL (100 mmol) of 4-bromoanisole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) And dissolved in 3.0 mL of acetonitrile (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.). 70.6 mg (250 mmol) of Me4BTDP was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 24 hours under an Ar atmosphere. Then, 3.7 mg (20 mmol) of ferrocene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added as an internal standard, the reaction solution was concentrated, and 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) measurement was performed. The yield was 60%.

実施例2
3mLコレクションバイヤル(関谷理化株式会社製)に、ニッケル(II)アセチルアセトナート(Sigma-Aldrich製)2.6mg(10mmol)、2,2’―ビピリジン(東京化成工業株式会社製)1.6mg(10mmol)、4−ブロモアニソール(東京化成工業株式会社製)12.5μL(100mmol)を加え、アセトニトリル(関東化学株式会社製)3.0mLに溶解させた。Me4BTDP 70.6mg(250mmol)を加え、Ar雰囲気下、80℃で24時間撹拌した。その後、内部標準としてフェロセン(東京化成工業株式会社製) 3.7mg (20mmol) を加え、反応液の一部を濃縮し、1H NMR(400MHz,CDCl3)測定を行ったところ、4−メトキシベンゾニトリルの収率は72%であった。
Example 2
To 3 mL collection vial (manufactured by Sekiya Rika Co., Ltd.), 2.6 mg (10 mmol) of nickel (II) acetylacetonate (manufactured by Sigma-Aldrich), 1.6 mg of 2,2′-bipyridine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 10 mmol), 4-bromoanisole (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 12.5 μL (100 mmol) was added, and dissolved in 3.0 mL of acetonitrile (Kanto Chemical Co., Ltd.). 70.6 mg (250 mmol) of Me4BTDP was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 24 hours under an Ar atmosphere. Thereafter, 3.7 mg (20 mmol) of ferrocene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added as an internal standard, a part of the reaction solution was concentrated, and 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) measurement was performed. The yield of benzonitrile was 72%.

実施例3
3mLコレクションバイヤル(関谷理化株式会社製)に、ニッケル(II)アセチルアセトナート(Sigma-Aldrich製)2.6mg(10mmol)、1,10―フェナントロリン(Sigma-Aldrich製)1.8mg(10mmol)、4−ブロモアニソール(東京化成工業株式会社製)12.5μL(100mmol)を加え、アセトニトリル(関東化学株式会社製)3.0mLに溶解させた。Me4BTDP 42.3mg(150mmol)を加え、Ar雰囲気下、80℃で24時間撹拌した。その後、内部標準としてフェロセン(東京化成工業株式会社製) 3.7mg(20mmol)を加え、反応液の一部を濃縮し、1H NMR(400MHz,CDCl3)測定を行ったところ、4−メトキシベンゾニトリルの収率は58%であった。
Example 3
To 3 mL collection vial (manufactured by Sekiya Rika Co., Ltd.), nickel (II) acetylacetonate (manufactured by Sigma-Aldrich) 2.6 mg (10 mmol), 1,10-phenanthroline (manufactured by Sigma-Aldrich) 1.8 mg (10 mmol), 4-Bromoanisole (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 12.5 μL (100 mmol) was added and dissolved in 3.0 mL of acetonitrile (Kanto Chemical Co., Ltd.). 42.3 mg (150 mmol) of Me4BTDP was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 24 hours under an Ar atmosphere. Thereafter, 3.7 mg (20 mmol) of ferrocene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added as an internal standard, a part of the reaction solution was concentrated, and 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) measurement was performed. The yield of benzonitrile was 58%.

実施例4
実施例2の条件のもと、添加剤として、2,2’―ビピリジンに加えて、さらに塩化亜鉛(ナカライテスク製)2.7mg(20mmol)を加えて反応を行った。その結果4−メトキシベンゾニトリルの収率は93%であった。
Example 4
Under the conditions of Example 2, in addition to 2,2′-bipyridine as an additive, 2.7 mg (20 mmol) of zinc chloride (manufactured by Nacalai Tesque) was further added to carry out the reaction. As a result, the yield of 4-methoxybenzonitrile was 93%.

実施例5
実施例2の条件のもと、添加剤として、2,2’―ビピリジンに加えて、さらに塩化マンガン(Merck製)2.5mg(20mmol)を加えて反応を行った。その結果4−メトキシベンゾニトリルの収率は94%であった。
Example 5
Under the conditions of Example 2, in addition to 2,2′-bipyridine as an additive, 2.5 mg (20 mmol) of manganese chloride (Merck) was further added to carry out the reaction. As a result, the yield of 4-methoxybenzonitrile was 94%.

実施例6
3mLコレクションバイヤル(関谷理化株式会社製)に、ニッケル(II)アセチルアセトナート(Sigma-Aldrich製)2.6mg(10mmol)、2,2’―ビピリジン(東京化成工業株式会社製)1.6mg(10mmol)、4−メトキシフェニルトリフラート(東京化成工業株式会社製)18.0μL(100mmol)を加え、アセトニトリル(関東化学株式会社製)3.0mLに溶解させた。Me4BTDP 70.6mg(250mmol)を加え、Ar雰囲気下、80℃で24時間撹拌した。その後、内部標準としてフェロセン(東京化成工業株式会社製) 3.7mg(20mmol)を加え、反応液を濃縮し、1H NMR(400MHz,CDCl3)測定を行ったところ、4−メトキシベンゾニトリルの収率は64%であった。
Example 6
To 3 mL collection vial (manufactured by Sekiya Rika Co., Ltd.), 2.6 mg (10 mmol) of nickel (II) acetylacetonate (manufactured by Sigma-Aldrich), 1.6 mg of 2,2′-bipyridine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 10 mmol), 4-methoxyphenyl triflate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 18.0 μL (100 mmol) was added and dissolved in 3.0 mL of acetonitrile (Kanto Chemical Co., Ltd.). 70.6 mg (250 mmol) of Me4BTDP was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 24 hours under an Ar atmosphere. Then, 3.7 mg (20 mmol) of ferrocene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added as an internal standard, the reaction solution was concentrated, and 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) measurement was performed. The yield was 64%.

実施例7
3mLコレクションバイヤル(関谷理化株式会社製)に、ヘキサアセトニトリルテトラフルオロホウ酸ニッケル(II)4.8mg(10mmol)、1,10―フェナントロリン(Sigma-Aldrich製)1.8mg(10mmol)、4−ブロモアニソール(東京化成工業株式会社製)12.5μL(100mmol)を加え、アセトニトリル(関東化学株式会社製)2.0mLに溶解させた。Me4BTDP 42.3mg(150mmol)を加え、Ar雰囲気下、80℃で24時間撹拌した。その後、内部標準としてフェロセン(東京化成工業株式会社製) 3.7mg(20mmol) を加え、反応液の一部を濃縮し、1H NMR(400MHz,CDCl3)測定を行ったところ、4−メトキシベンゾニトリルの収率は84%であった。
Example 7
To 3 mL collection vial (manufactured by Sekiya Rika Co., Ltd.), nickel (II) hexaacetonitrile tetrafluoroborate (4.8 mg, 10 mmol), 1,10-phenanthroline (manufactured by Sigma-Aldrich), 1.8 mg (10 mmol), 4-bromo Anisole (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 12.5 μL (100 mmol) was added and dissolved in 2.0 mL of acetonitrile (Kanto Chemical Co., Ltd.). 42.3 mg (150 mmol) of Me4BTDP was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 24 hours under an Ar atmosphere. Thereafter, 3.7 mg (20 mmol) of ferrocene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added as an internal standard, a part of the reaction solution was concentrated, and 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) measurement was performed. The yield of benzonitrile was 84%.

実施例8
3mLコレクションバイヤル(関谷理化株式会社製)に、ヘキサアセトニトリルテトラフルオロホウ酸ニッケル(II)2.4mg(5mmol)、1,10―フェナントロリン(Sigma-Aldrich製)0.9mg(5mmol)、4−ブロモアニソール(東京化成工業株式会社製)12.5μL(100mmol)を加え、アセトニトリル(関東化学株式会社製)4.0mLに溶解させた。Me4BTDP 70.6mg(250mmol)を加え、Ar雰囲気下、80℃で24時間撹拌した。その後、内部標準として1,3,5−トリメトキシベンゼン(Sigma-Aldrich製) 11.2mg(67mmol)を加え、反応液の一部を濃縮し、1H NMR(400MHz,CDCl3)測定を行ったところ、4−メトキシベンゾニトリルの収率は88%であった。
Example 8
To 3 mL collection vial (manufactured by Sekiya Rika Co., Ltd.), 2.4 mg (5 mmol) of nickel (II) hexaacetonitrile tetrafluoroborate, 0.9 mg (5 mmol) of 1,10-phenanthroline (manufactured by Sigma-Aldrich), 4-bromo Anisole (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 12.5 μL (100 mmol) was added and dissolved in 4.0 mL of acetonitrile (Kanto Chemical Co., Ltd.). 70.6 mg (250 mmol) of Me4BTDP was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 24 hours under an Ar atmosphere. Thereafter, 11.2 mg (67 mmol) of 1,3,5-trimethoxybenzene (Sigma-Aldrich) was added as an internal standard, a part of the reaction solution was concentrated, and 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) measurement was performed. As a result, the yield of 4-methoxybenzonitrile was 88%.

Claims (9)

以下の一般式で示される芳香族ハロゲン化物または芳香族擬ハロゲン化物に対し、アセトニトリルをシアニド源、ニッケル化合物を触媒、有機ケイ素化合物を還元剤として反応させることを特徴とする、芳香族ニトリルの製造方法。
Figure 2018138534
(一般式(1)中、Arは場合により置換された芳香族または複素芳香族基であり、Xは塩素、臭素、ヨウ素、トリフラート、メシラートまたはトシラートを表す。)
Production of an aromatic nitrile characterized by reacting an aromatic halide or aromatic pseudohalide represented by the following general formula with acetonitrile as a cyanide source, a nickel compound as a catalyst, and an organosilicon compound as a reducing agent Method.
Figure 2018138534
(In the general formula (1), Ar represents an optionally substituted aromatic or heteroaromatic group, and X represents chlorine, bromine, iodine, triflate, mesylate or tosylate.)
前記ニッケル化合物として、ニッケル(II)アセチルアセトナートを用いることを特徴とする、請求項1に記載の芳香族ニトリルの製造方法。   The method for producing an aromatic nitrile according to claim 1, wherein nickel (II) acetylacetonate is used as the nickel compound. 前記有機ケイ素化合物として、以下の一般式(2)で示される構造を有する化合物を使用することを特徴とする、請求項1または2に記載の芳香族ニトリルの製造方法。
Figure 2018138534
(一般式(2)中、XはCHまたはNを表し、R1〜R4はHまたはメチル基を表す。)
The method for producing an aromatic nitrile according to claim 1 or 2, wherein a compound having a structure represented by the following general formula (2) is used as the organosilicon compound.
Figure 2018138534
(In general formula (2), X represents CH or N, and R 1 to R 4 represent H or a methyl group.)
前記一般式(1)において、Xが臭素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芳香族ニトリルの製造方法。   The method for producing an aromatic nitrile according to any one of claims 1 to 3, wherein in the general formula (1), X is bromine. 前記一般式(1)において、Xがトリフラート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芳香族ニトリルの製造方法   In the said General formula (1), X is a triflate, The manufacturing method of the aromatic nitrile in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. さらなる添加剤として、配位原子となる中性の窒素原子を少なくとも一つ有する二座配位子を用いることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の芳香族ニトリルの製造方法。   The method for producing an aromatic nitrile according to any one of claims 1 to 5, wherein a bidentate ligand having at least one neutral nitrogen atom as a coordination atom is used as a further additive. . 前記二座配位子として、2,2’−ビピリジル誘導体または1,10−フェナントロリン誘導体を用いることを特徴とする、請求項6に記載の芳香族ニトリルの製造方法。   The method for producing an aromatic nitrile according to claim 6, wherein a 2,2'-bipyridyl derivative or a 1,10-phenanthroline derivative is used as the bidentate ligand. さらなる添加剤として、金属塩化物を用いることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の芳香族ニトリルの製造方法。   The method for producing an aromatic nitrile according to any one of claims 1 to 7, wherein a metal chloride is used as a further additive. 前記添加剤として塩化亜鉛、または塩化マンガンを用いることを特徴とする、請求項8に記載の芳香族ニトリルの製造方法。   The method for producing an aromatic nitrile according to claim 8, wherein zinc chloride or manganese chloride is used as the additive.
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