JP2023025324A - Method for recovering palladium catalyst - Google Patents

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健 西川
Takeshi Nishikawa
仁郎 中谷
Niro Nakatani
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Abstract

To recover a palladium catalyst used in a coupling reaction between an aromatic halogen compound and an ethynyl compound by a simple method and at high yield.SOLUTION: In a coupling reaction between an aromatic halogen compound represented by the general formula (1) and an ethynyl compound represented by the general formula (2), in the presence of a nitrogen-containing organic solvent, palladium carbon, a phosphorus compound, and a copper compound are added to effect the coupling reaction, and then a nonaqueous organic solvent and water are added to the resultant reaction liquid, followed by recovering palladium carbon by filtration (where R is a polar substituent, X is a halogen element, n is an integer of 1 to 3, A is a hydrocarbon group having a hydroxy group or a trialkylsilyl group).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、カップリング反応で使用したパラジウム触媒を回収する方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for recovering a palladium catalyst used in a coupling reaction.

芳香族ハロゲン化合物とパラジウム触媒を用いたカップリング反応は、新規に炭素-炭素結合を形成する上で重要な反応である。例えば、薗頭カップリング反応においては、芳香族ハロゲン化合物とエチニル化合物とをパラジウム触媒を用いてカップリング反応させることで、芳香族環にエチニル化合物が結合したエチニルベンゼン化合物を合成することができる。ここで用いられるパラジウム触媒は、一般的にはジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムやテトラ(トリフェニルホスフィン)パラジウムなどの有機系パラジウムが用いられている(特許文献1参照)。 A coupling reaction using an aromatic halogen compound and a palladium catalyst is an important reaction for forming new carbon-carbon bonds. For example, in the Sonogashira coupling reaction, an ethynylbenzene compound in which an ethynyl compound is bound to an aromatic ring can be synthesized by coupling an aromatic halogen compound and an ethynyl compound using a palladium catalyst. As the palladium catalyst used here, organic palladium such as dichlorobis(triphenylphosphine)palladium and tetra(triphenylphosphine)palladium is generally used (see Patent Document 1).

しかし、パラジウムは貴金属であり、パラジウム触媒は非常に高価であるにもかかわらず、上述したパラジウム触媒は有機溶媒に溶解しており、反応後に有機溶媒の中からパラジウム触媒のみを回収することは非常に困難で、ほとんど回収することが出来ない状況であった。このパラジウム触媒の回収例として、反応後に水素を導入してパラジウムを還元して回収しているが、パラジウムの還元には5から60kg/cmの圧が必要で、さらに水添設備などの製造設備が必要である(特許文献2参照)。 However, palladium is a noble metal and palladium catalysts are very expensive. However, the above-mentioned palladium catalysts are dissolved in organic solvents, and it is very difficult to recover only the palladium catalysts from the organic solvent after the reaction. However, it was difficult to recover it, and it was almost impossible to recover it. As an example of recovery of this palladium catalyst, hydrogen is introduced after the reaction to reduce and recover palladium. Equipment is required (see Patent Document 2).

また、パラジウム触媒を用いた類似のSuzukiカップリング反応では、パラジウム触媒を回収している例は報告されているが、化合物が特殊な場合に限定されており、また回収するために水層のpHを調整しなければならず、操作が煩雑で工業的な適応は難しい状況である(特許文献3)。 In addition, in a similar Suzuki coupling reaction using a palladium catalyst, examples of recovering the palladium catalyst have been reported, but the compounds are limited to special cases, and the pH of the aqueous layer is used for recovery. must be adjusted, the operation is complicated and industrial adaptation is difficult (Patent Document 3).

よって、カップリング反応で使用したパラジウム触媒を工業的に簡易な操作で回収することが求められていた。 Therefore, it has been demanded to recover the palladium catalyst used in the coupling reaction by an industrially simple operation.

中国特許第103183722号明細書China Patent No. 103183722 特開昭63-319054号公報JP-A-63-319054 特表2018-516843号公報Japanese Patent Application Publication No. 2018-516843

本発明の目的は、芳香族ハロゲン化合物とエチニル化合物とのカップリング反応において、反応で使用したパラジウム触媒を簡易な方法で、かつ高収量で回収することである。 An object of the present invention is to recover a palladium catalyst used in the coupling reaction between an aromatic halogen compound and an ethynyl compound by a simple method and in high yield.

本発明のパラジウム触媒の回収方法は、下記一般式(1)

Figure 2023025324000001
(式中、Rは極性置換基、Xはハロゲン元素、nは1から3の整数を示す)
で表される芳香族ハロゲン化合物と下記一般式(2)
Figure 2023025324000002
(式中Aは、水酸基を有する炭化水素基または、トリアルキルシリル基を示す)
で表されるエチニル化合物とのカップリング反応において、窒素含有有機溶媒下、パラジウム炭素、リン化合物、銅化合物を加えてカップリング反応を行い、得られた反応液に非水系有機溶媒と水を添加した後、ろ過によりパラジウム炭素を回収することを特徴とする。 The palladium catalyst recovery method of the present invention is represented by the following general formula (1)
Figure 2023025324000001
(Wherein, R is a polar substituent, X is a halogen element, and n is an integer of 1 to 3)
An aromatic halogen compound represented by the following general formula (2)
Figure 2023025324000002
(In the formula, A represents a hydrocarbon group having a hydroxyl group or a trialkylsilyl group)
In the coupling reaction with the ethynyl compound represented by, palladium carbon, a phosphorus compound, and a copper compound are added in a nitrogen-containing organic solvent to perform the coupling reaction, and a non-aqueous organic solvent and water are added to the resulting reaction solution. After that, palladium carbon is recovered by filtration.

本発明のカップリング反応で使用したパラジウム触媒を回収する方法は、薗頭カップリング反応でパラジウム炭素を使用して実施しており、反応後非水系有機溶媒と水を添加することで析出したパラジウム炭素をろ過により回収することができる。操作は非常に簡易な方法でありパラジウム炭素を回収することで、工業的にも触媒回収が可能となる。 The method of recovering the palladium catalyst used in the coupling reaction of the present invention is carried out using palladium carbon in the Sonogashira coupling reaction, and the palladium precipitated by adding a non-aqueous organic solvent and water after the reaction Carbon can be recovered by filtration. The operation is a very simple method, and by recovering palladium carbon, the catalyst can be recovered industrially.

また、カップリング反応で得られたエチニル基を有する芳香族化合物は、反応性のエチニル基を有していることから、ファインケミカル、医農薬原料、樹脂・プラスチック原料、電子材料・光学材料の原料として用いることが可能である。さらに、パラジウム炭素を高収量で回収することにより、エチニル基を有する芳香族化合物の製造コストをより安価にすることができる。 In addition, since the aromatic compound having an ethynyl group obtained by the coupling reaction has a reactive ethynyl group, it can be used as a raw material for fine chemicals, pharmaceuticals, agricultural chemicals, resins, plastics, electronic materials, and optical materials. It is possible to use Furthermore, by recovering palladium on carbon in a high yield, the production cost of aromatic compounds having an ethynyl group can be reduced.

以下、本発明の製造方法の詳細を記載する。
本発明で使用する原料は、下記一般式(1)

Figure 2023025324000003
(式中、Rは極性置換基、Xはハロゲン元素、nは1から3の整数を示す)
で表される芳香族ハロゲン化合物である。ここで、Rは極性置換基を示し、一般的には、ニトロ基、アミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシ基などを示し、アミノ基、ヒドロキシ基は保護基を導入した形でも良い。好ましい極性置換基として、反応性が低いニトロ基を有する化合物、アルカリ性を示すアミノ基が好ましい。特にニトロ基がベンゼン環に一つ結合したニトロベンゼン化合物や、アミノ基がベンゼン環に一つ結合したアニリン類は、工業的に入手が容易であり、特に好ましい。 The details of the production method of the present invention are described below.
The raw material used in the present invention has the following general formula (1)
Figure 2023025324000003
(Wherein, R is a polar substituent, X is a halogen element, and n is an integer of 1 to 3)
is an aromatic halogen compound represented by Here, R represents a polar substituent and generally represents a nitro group, an amino group, a carboxyl group, a hydroxy group, etc. The amino group and hydroxy group may be in the form of introducing a protective group. As preferred polar substituents, a compound having a nitro group with low reactivity and an amino group exhibiting alkalinity are preferred. In particular, nitrobenzene compounds in which one nitro group is bonded to a benzene ring and anilines in which one amino group is bonded to a benzene ring are readily available industrially and are particularly preferred.

nは1から3の整数を示す。通常3つベンゼン環に結合した化合物は入手が困難であり、nは1または2が好ましい。 n represents an integer of 1 to 3; Generally, it is difficult to obtain a compound in which three benzene rings are bonded, and n is preferably 1 or 2.

Xはハロゲン元素を示し、塩素、臭素、ヨウ素を示す。カップリング反応の反応性は、通常ヨウ素が一番高く、塩素が一番低いが、ヨウ素化合物は高価であり、塩素、臭素を用いることが特に好ましい。 X represents a halogen element such as chlorine, bromine or iodine. Iodine generally has the highest reactivity in the coupling reaction and chlorine has the lowest reactivity. However, iodine compounds are expensive, and chlorine and bromine are particularly preferred.

特に好ましい芳香族ニトロハロゲン化合物は、4-クロロニトロベンゼン、3-クロロニトロベンゼン、2-クロロニトロベンゼン、4-ブロモニトロベンゼン、3-ブロモニトロベンゼン、2-ブロモニトロベンゼン、1-クロロ-2,4-ジニトロベンゼン、3,4-ジニトロクロロベンゼン、1-ブロモ-2,4-ジニトロベンゼン、3,4-ジニトロブロモベンゼンなどが挙げられる。 Particularly preferred aromatic nitrohalogen compounds are 4-chloronitrobenzene, 3-chloronitrobenzene, 2-chloronitrobenzene, 4-bromonitrobenzene, 3-bromonitrobenzene, 2-bromonitrobenzene, 1-chloro-2,4-dinitrobenzene, 3,4-dinitrochlorobenzene, 1-bromo-2,4-dinitrobenzene, 3,4-dinitrobromobenzene and the like.

また、好ましい芳香族アニリン化合物は、4-クロロアニリン、3-クロロアニリン、2-クロロアニリン、4-ブロモアニリン、3-ブロモアニリン、2-ブロモアニリン、1-クロロ-2,4-ジアミノベンゼン、3,4-ジアミノクロロベンゼン、1-ブロモ-2,4-ジアミノベンゼン、3,4-ジアミノブロモベンゼンなどが挙げられる。 Preferred aromatic aniline compounds are 4-chloroaniline, 3-chloroaniline, 2-chloroaniline, 4-bromoaniline, 3-bromoaniline, 2-bromoaniline, 1-chloro-2,4-diaminobenzene, 3,4-diaminochlorobenzene, 1-bromo-2,4-diaminobenzene, 3,4-diaminobromobenzene and the like.

本発明において、カップリング反応は、反応溶媒である窒素含有有機溶媒に、原料である極性置換基を有する芳香族化合物、パラジウム炭素、リン化合物、銅化合物、アミンを加えた後、撹拌しながら下記一般式(2)

Figure 2023025324000004
(式中Aは、水酸基を有する炭化水素基または、トリアルキルシリル基を示す)
で表されるエチニル化合物を滴下または投入し、加熱させることで反応が進行する。 In the present invention, the coupling reaction is carried out by adding the aromatic compound having a polar substituent, palladium carbon, phosphorus compound, copper compound, and amine as raw materials to the nitrogen-containing organic solvent, which is the reaction solvent, followed by the following while stirring. general formula (2)
Figure 2023025324000004
(In the formula, A represents a hydrocarbon group having a hydroxyl group or a trialkylsilyl group)
The reaction proceeds by dropping or adding an ethynyl compound represented by and heating.

ここで、反応溶媒として使用される窒素含有有機溶媒は、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルフォルムアミド、N-メチル-2-ピロリドンが好ましく、特に反応性の高いN,N-ジメチルアセトアミドが好ましい。 Here, the nitrogen-containing organic solvent used as the reaction solvent is preferably N,N-dimethylacetamide, dimethylformamide, or N-methyl-2-pyrrolidone, and particularly preferably N,N-dimethylacetamide, which has high reactivity.

この窒素含有有機溶媒は、カップリング反応で生成するクロロアミン塩をスラリー状で撹拌させる必要があるため、原料である極性置換基を有する芳香族ハロゲン化合物に対して3から10質量倍使用することが好ましく、特に3から7質量倍使用することが特に好ましい。窒素含有有機溶媒使用量が3質量倍より少ないと、反応で使用するエチニル化合物同士がカップリングした二量体等の化合物が副成するため、好ましくない。 Since it is necessary to stir the chloroamine salt generated in the coupling reaction in the form of slurry, the nitrogen-containing organic solvent should be used in an amount of 3 to 10 times the weight of the starting aromatic halogen compound having a polar substituent. It is preferred, and it is particularly preferred to use 3 to 7 times by mass. When the amount of the nitrogen-containing organic solvent used is less than 3 times by mass, a compound such as a dimer formed by coupling the ethynyl compounds used in the reaction together is produced as a by-product, which is not preferable.

カップリング反応で用いるパラジウム炭素は、活性炭を担体として、その上にパラジウム(0価)を分散、担持させたものであり、パラジウムカーボンとも呼ばれる。パラジウム炭素は、含水していないドライ品、含水しているウェット品のどちらも使用することができる。パラジウム炭素は空気中で容易に発火するため、工業的には含水しているウェット品を使用するのが好ましい。このパラジウム炭素の種類はカップリング反応の反応性に影響を与え、特に市販で販売されているエヌ・イーケムキャット社製のパラジウムカーボンが、反応性が高く好ましい。さらにエヌ・イーケムキャット社製のパラジウムカーボンの中でも、特に反応収率が高いTypeNE、TypeK、TypeEがより好ましい。特にパラジウムカーボンの使用量が少ないできるTypeK、TypeEがさらに好ましい。 The palladium-carbon used in the coupling reaction is obtained by dispersing and supporting palladium (zero valence) on activated carbon as a carrier, and is also called palladium-carbon. Palladium on carbon can be used as either a dry product containing no water or a wet product containing water. Since palladium on carbon readily ignites in the air, it is industrially preferable to use a wet product containing water. The type of palladium on carbon affects the reactivity of the coupling reaction, and the commercially available palladium on carbon manufactured by N E Chemcat is particularly preferred because of its high reactivity. Among the palladium carbons manufactured by N E Chemcat, Type NE, Type K, and Type E, which have particularly high reaction yields, are more preferable. In particular, Type K and Type E are more preferable because the amount of palladium carbon used can be reduced.

パラジウム炭素は、高価な触媒であるため、芳香族ハロゲン化合物のモル数に対して1.0モル%以下が好ましく、より使用量が少なく、安価に製造できる0.5モル%以下がさらに好ましい。 Since palladium on carbon is an expensive catalyst, it is preferably 1.0 mol % or less with respect to the number of moles of the aromatic halogen compound, and more preferably 0.5 mol % or less because it is used in a smaller amount and can be produced at low cost.

カップリング反応で使用するリン化合物は、有機リン化合物が好ましく、汎用で入手できるトリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリn-プロピルホスフィンなどの炭化水素系ホスフィン化合物が好ましく、一般的に安価で入手可能であり、粒状粉体として取り扱いやすいトリフェニルホスフィンが特に好ましい。リン化合物の使用量は、パラジウム炭素に対して4.0当量以上が好ましく、パラジウム錯体を形成可能な4.0から8.0当量がより好ましい。 The phosphorus compound used in the coupling reaction is preferably an organic phosphorus compound, preferably a hydrocarbon phosphine compound such as triphenylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine, tri-n-propylphosphine, etc., which are generally available at low cost. Especially preferred is triphenylphosphine, which is available and easy to handle as a granular powder. The amount of the phosphorus compound used is preferably 4.0 equivalents or more with respect to palladium carbon, and more preferably 4.0 to 8.0 equivalents capable of forming a palladium complex.

銅化合物は反応開始剤として使用され、汎用で入手可能なヨウ化銅が好ましい。銅化合物の使用量はパラジウム炭素に対して0.1から1.0当量が好ましく、0.1から0.5当量がより好ましい。 A copper compound is used as the reaction initiator, and copper iodide, which is commonly available, is preferred. The amount of the copper compound used is preferably 0.1 to 1.0 equivalents, more preferably 0.1 to 0.5 equivalents, relative to palladium carbon.

薗頭カップリング反応では、反応で副生するハロゲンをトラップするため、アミン類を添加して反応を行うが、アミンとしては、アルキルアミンが好ましく、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリn-プロピルアミン、トリn-ブチルアミンなどの第3級アミンや、ジイソブチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソブチルアミンなどの第2級アミンが好ましく、安価で入手が容易であり、沸点が低く濃縮での除去が可能なトリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソブチルアミンがより好ましい。
アミンの投入量は、原料である芳香族ハロゲン化合物に対して1.0から3.0当量が好ましく、1.0から2.0当量がより好ましい。
In the Sonogashira coupling reaction, amines are added in order to trap the halogen produced as a by-product of the reaction. - tertiary amines such as butylamine and secondary amines such as diisobutylamine, diisopropylamine, and diisobutylamine are preferred, are inexpensive and readily available, have a low boiling point and can be removed by concentration, triethylamine, diisopropylamine, Diisobutylamine is more preferred.
The amount of the amine to be added is preferably 1.0 to 3.0 equivalents, more preferably 1.0 to 2.0 equivalents, relative to the starting aromatic halogen compound.

また、添加剤としてアルカリ金属塩を添加して反応させると反応収率が向上する場合があり好ましい。添加するアルカリ金属塩は、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が好ましく、臭化カリウム、臭化ナトリウム、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウムなどが挙げられるが、反応がより進行する臭化リチウム、ヨウ化リチウムがより好ましい。このアルカリ金属塩の添加量は、原料である芳香族ハロゲン化合物に対して0.1から2.0当量が好ましく、薗頭カップリング反応をより進行させることができる0.5から1.0当量がより好ましい。 Further, it is preferable to add an alkali metal salt as an additive to the reaction, since the reaction yield may be improved. The alkali metal salt to be added is preferably a lithium salt, a sodium salt or a potassium salt, and includes potassium bromide, sodium bromide, lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide and the like. , lithium iodide is more preferred. The amount of the alkali metal salt to be added is preferably 0.1 to 2.0 equivalents relative to the raw material aromatic halogen compound, and is 0.5 to 1.0 equivalents so that the Sonogashira coupling reaction can proceed further. is more preferred.

エチニル化合物としては、前記一般式(2)で表される化合物を使用する。前記一般式(2)中のAが水酸基を有する炭化水素基であるとき、エチニル化合物としては、好ましくは下記一般式(3)

Figure 2023025324000005
(式中、B、Bは水素原子、または炭化水素基を示す)
で表される。B、Bは、互いに同じでも異なっていてもよい。B、Bは、好ましくは水素原子または炭素数1から5のアルキル基であり、例えば、水素、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基などが挙げられる。一般式(3)で表されるエチニル化合物として、例えば2-プロペン-1-オール、2-メチル-3-ブチン-2-オール、3-ブチン-2-オール、3-メチル-4-ペンチン-3-オール、4-ペンチン-3-オール、4-メチル-5-ヘキシン-4-オール、5-ヘキシン-4-オール、等が挙げられる。 As the ethynyl compound, the compound represented by the general formula (2) is used. When A in the general formula (2) is a hydrocarbon group having a hydroxyl group, the ethynyl compound is preferably the following general formula (3)
Figure 2023025324000005
(Wherein, B 1 and B 2 represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group)
is represented by B 1 and B 2 may be the same or different. B 1 and B 2 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as hydrogen, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, n-pentyl group etc. Examples of ethynyl compounds represented by general formula (3) include 2-propen-1-ol, 2-methyl-3-butyn-2-ol, 3-butyn-2-ol, 3-methyl-4-pentyn- 3-ol, 4-pentyn-3-ol, 4-methyl-5-hexyn-4-ol, 5-hexyn-4-ol, and the like.

また、前記一般式(2)中のAがトリアルキルシリル基であるとき、エチニル化合物としては、好ましくは下記一般式(4)

Figure 2023025324000006
(式中、D,D,Dは炭化水素基を示す)
で表される。D,D,Dは互いに同じでも異なっていてもよい。R,R,Rは、好ましくは炭素数1から5のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基などが挙げられる。一般式(4)で表されるエチニル化合物として、例えばトリメチルシリルアセチレン、トリエチルシリルアセチレン、トリイソプロピルシリルアセチレン、等が挙げられる。 Further, when A in the general formula (2) is a trialkylsilyl group, the ethynyl compound is preferably the following general formula (4)
Figure 2023025324000006
(In the formula, D 1 , D 2 and D 3 represent hydrocarbon groups)
is represented by D 1 , D 2 and D 3 may be the same or different. R 1 , R 2 and R 3 are preferably alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group and n-pentyl group. mentioned. Examples of the ethynyl compound represented by general formula (4) include trimethylsilylacetylene, triethylsilylacetylene, triisopropylsilylacetylene, and the like.

また、工業的な入手の容易さから、前記一般式(2)で表されるエチニル化合物は、2-メチル-3-ブチン-2-オール、3-ブチン-2-オール、2-プロペン-1-オールがより好ましい。 In view of industrial availability, the ethynyl compound represented by the general formula (2) includes 2-methyl-3-butyn-2-ol, 3-butyn-2-ol, 2-propene-1 - All is more preferred.

エチニル化合物の使用量は、原料である芳香族ハロゲン化合物に対して1.0当量から3.0当量が好ましく、過剰になるとエチニル化合物同士がカップリングした二量体が副生するため、1.0から2.0当量がより好ましい。 The amount of the ethynyl compound used is preferably 1.0 to 3.0 equivalents relative to the raw material aromatic halogen compound. 0 to 2.0 equivalents are more preferred.

薗頭カップリング反応では、反応装置に溶媒である窒素含有有機溶媒、原料である極性置換基を有する芳香族ハロゲン化合物、触媒であるパラジウム炭素、添加剤であるリン化合物、反応開始剤である銅化合物、ハロゲンのトラップとしてアミン、必要であればアルカリ金属塩を投入後、エチニル化合物を滴下、投入して加熱することで反応が進行する。反応温度は反応が容易に進行する80℃以上が好ましく、より反応が進行する100℃以上がより好ましい。 In the Sonogashira coupling reaction, a nitrogen-containing organic solvent as a solvent, an aromatic halogen compound having a polar substituent as a raw material, a palladium carbon as a catalyst, a phosphorus compound as an additive, and a copper as a reaction initiator are placed in a reactor. After adding a compound, an amine as a halogen trap, and an alkali metal salt if necessary, an ethynyl compound is added dropwise and added, followed by heating to proceed with the reaction. The reaction temperature is preferably 80° C. or higher at which the reaction proceeds easily, and more preferably 100° C. or higher at which the reaction proceeds further.

反応はガスクロマトグラフや高速液体クロマトグラフィーで分析しながらカップリング反応を追跡することが可能である。カップリング反応を行う反応時間は、反応時間1時間以上が好ましく、2時間以上がより好ましい。 It is possible to track the coupling reaction while analyzing the reaction by gas chromatography or high performance liquid chromatography. The reaction time for the coupling reaction is preferably 1 hour or longer, more preferably 2 hours or longer.

カップリング反応の終了後は冷却し、反応液に非水系有機溶媒と水を添加ししてパラジウム炭素を析出させる。ここで使用する非水系有機溶媒は無極性溶媒が好ましく、水に混じらない溶媒が好ましい。例えば、n-ヘキサン、n-ヘプタン、ベンゼン、トルエン、ジエチルエーテル、メチル-t-ブチルエーテル、クロロホルム、塩化メチレン、酢酸エチルなどの溶媒が挙げられる。特に様々な化合物に対して溶解性が高いトルエン、酢酸エチルを用いることが特に好ましい。 After the coupling reaction is completed, the reaction solution is cooled, and a non-aqueous organic solvent and water are added to precipitate palladium-carbon. The non-aqueous organic solvent used here is preferably a non-polar solvent, and preferably a solvent immiscible with water. Examples include solvents such as n-hexane, n-heptane, benzene, toluene, diethyl ether, methyl-t-butyl ether, chloroform, methylene chloride and ethyl acetate. It is particularly preferable to use toluene and ethyl acetate, which are highly soluble in various compounds.

非水系有機溶剤の使用量は、反応で使用した窒素含有有機溶媒の使用量以上用いることが好ましく、窒素含有有機溶媒の2質量倍以上使用することが特に好ましい。使用量が少ないとパラジウム炭素の析出が少なく、パラジウム炭素の回収量が少なくなり、目的物にパラジウム炭素が取り込まれパラジウムの含有率が高くなる。 The amount of the non-aqueous organic solvent used is preferably equal to or greater than the amount of the nitrogen-containing organic solvent used in the reaction, and particularly preferably at least 2 times the amount by mass of the nitrogen-containing organic solvent. When the amount used is small, the amount of palladium-carbon deposited is small, the amount of palladium-carbon recovered is small, and the palladium-carbon is incorporated into the target product, increasing the palladium content.

反応で使用した窒素含有有機溶媒の使用量が多い場合は、パラジウム炭素が溶解または分散しているため非水系有機溶媒を投入しても析出しにくい。この場合は、窒素含有有機溶媒を留去し、反応液を濃縮してから非水系有機溶媒を投入することで、パラジウム炭素の析出量を多くすることができ有用である。具体的にはカップリング反応後に反応液を濃縮するために、窒素含有有機溶媒を留去させる。留去は常圧でも構わないが、沸点が高い,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルフォルムアミド、N-メチル-2-ピロリドンなどの場合は減圧しながら留去することが好ましい。留去する温度が高いと製品の分解など生じる恐れがあり、留去温度は150℃以下が好ましく、100℃以下がさらに好ましい。またその時の減圧度は26kPa以下が好ましく、13kPa以下がさらに好ましい。留去する量は使用した窒素含有有機溶媒の1/3以上が好ましく、1/2以上がさらに好ましい。濃縮し過ぎると反応で生成したアミンのハロゲン塩のスラリー濃度が濃くなり撹拌が出来なくなるので、反応液には窒素含有有機溶媒を、原料の芳香族ハロゲン化合物の質量に対して1質量倍以上残すことが好ましく、1.5質量倍以上残すことがさらに好ましい。 When the amount of the nitrogen-containing organic solvent used in the reaction is large, the palladium carbon is dissolved or dispersed, so that it is difficult to precipitate even if a non-aqueous organic solvent is added. In this case, it is useful to distill off the nitrogen-containing organic solvent, concentrate the reaction solution, and then add the non-aqueous organic solvent to increase the amount of palladium-carbon deposited. Specifically, in order to concentrate the reaction solution after the coupling reaction, the nitrogen-containing organic solvent is distilled off. Evaporation may be carried out under normal pressure, but in the case of N-dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, etc., which have high boiling points, it is preferable to distill off under reduced pressure. If the distillation temperature is too high, the product may be decomposed. Therefore, the distillation temperature is preferably 150° C. or lower, more preferably 100° C. or lower. The degree of pressure reduction at that time is preferably 26 kPa or less, more preferably 13 kPa or less. The amount to be distilled off is preferably 1/3 or more, more preferably 1/2 or more, of the nitrogen-containing organic solvent used. If the concentration is too high, the slurry concentration of the halogen salt of the amine produced in the reaction will become too high and stirring will not be possible. is preferable, and it is more preferable to leave 1.5 times by mass or more.

非水系有機溶剤の投入後、または窒素含有有機溶媒を留去し非水系有機溶剤を投入した後、続けて水を投入して液液分離を行う。水は反応で析出したアミンのハロゲン塩を溶解させるために必要であり、使用量は反応で使用した窒素含有有機溶媒の使用量以上用いることが好ましく、窒素含有有機溶媒の2質量倍以上使用することが特に好ましい。 After adding the non-aqueous organic solvent, or after distilling off the nitrogen-containing organic solvent and adding the non-aqueous organic solvent, water is continuously added for liquid-liquid separation. Water is necessary for dissolving the amine halogen salt precipitated in the reaction, and the amount used is preferably equal to or greater than the amount of the nitrogen-containing organic solvent used in the reaction, and is used at least 2 times the mass of the nitrogen-containing organic solvent. is particularly preferred.

水を投入後は反応で生成したアミンのハロゲン塩が溶解しパラジウム炭素が析出してくる。このパラジウム炭素をろ過により回収する。一般的にパラジウム炭素の形状は非常に細かい形状なので、ろ過するフィルターのサイズは、1マイクロメートル以下のフィルターを使用することが好ましく、0.5マイクロメートル以下のフィルターを使用することが特に好ましい。またろ過するパラジウム炭素が多い場合は、例えば3マイクロメーターのフィルターと0.5マイクロメーターのフィルターを直列に接続してろ過することは非常に有用である。フィルターの材質は特に指定は無いが、有機溶媒や水に不要なフィルターが必要であり、コットンフィルターやPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)フィルターなどがより好ましい。 After adding water, the halogen salt of amine produced by the reaction dissolves and palladium carbon precipitates. This palladium on carbon is recovered by filtration. Since the shape of palladium carbon is generally very fine, it is preferable to use a filter with a size of 1 micrometer or less, and it is particularly preferable to use a filter with a size of 0.5 micrometer or less. Also, when there is a large amount of palladium carbon to be filtered, it is very useful to connect a 3 micrometer filter and a 0.5 micrometer filter in series for filtration. The material of the filter is not particularly specified, but a filter unnecessary for organic solvents and water is required, and a cotton filter, a PTFE (polytetrafluoroethylene) filter, or the like is more preferable.

水を投入後、10分以上撹拌してパラジウム炭素をろ過した後、10分以上静置し、油層と水層がきちんと分離させる。その後、有機層を回収し、水で洗浄した後、有機層を濃縮した後、再結晶などを行うことで目的の下記一般式(5)

Figure 2023025324000007
(式中、Rは極性置換基、Aは水酸基を有する炭化水素基または、トリアルキルシリル基、nは1から3の整数を示す)
で表されるエチニル基を有する芳香族化合物を取得することができる。 After adding water, agitate for 10 minutes or more to filter palladium carbon, and then allow to stand for 10 minutes or more to separate the oil layer and the water layer. After that, the organic layer is collected, washed with water, concentrated, and then recrystallized to obtain the desired compound of the following general formula (5).
Figure 2023025324000007
(Wherein, R is a polar substituent, A is a hydrocarbon group having a hydroxyl group or a trialkylsilyl group, n is an integer of 1 to 3)
An aromatic compound having an ethynyl group represented by can be obtained.

前記一般式(5)中のRは前記一般式(1)中のRと同じ、Aは前記一般式(2)中のAと同じであり、それぞれ説明を省略する。また、一般式(5)で表されるエチニル基を有する芳香族化合物として、例えば2-メチル-4-(4-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オール、2-メチル-4-(3-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オール、2-メチル-4-(2-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オール、2-メチル-4-(2,4-ジニトロフェニル)-3-ブチン-2-オール、2-メチル-4-(3,4-ジニトロフェニル)-3-ブチン-2-オール、2-メチル-4-(2,4,6-トリニトロフェニル)-3-ブチン-2-オール、4-(4-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オール、4-(3-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オール、4-(2-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オール、3-(4-ニトロフェニル)-2-プロペン-1-オール、3-(3-ニトロフェニル)-2-プロペン-1-オール、3-(2-ニトロフェニル)-2-プロペン-1-オール、1-ニトロ-4-[2-(トリメチルシリル)エチニル]ベンゼン、1-ニトロ-3-[2-(トリメチルシリル)エチニル]ベンゼン、1,3-ジニトロ-4-[2-(トリメチルシリル)エチニル]ベンゼン、1,3-ジニトロ-5-[2-(トリメチルシリル)エチニル]ベンゼン、2-メチル-4-(4-アミノフェニル)-3-ブチン-2-オール、2-メチル-4-(3-アミノフェニル)-3-ブチン-2-オール、2-メチル-4-(2-アミノフェニル)-3-ブチン-2-オール、2-メチル-4-(2,4-ジアミノフェニル)-3-ブチン-2-オール、2-メチル-4-(3,4-ジアミノフェニル)-3-ブチン-2-オール、2-メチル-4-(2,4,6-トリアミノフェニル)-3-ブチン-2-オール、4-(4-アミノフェニル)-3-ブチン-2-オール、4-(3-アミノフェニル)-3-ブチン-2-オール、4-(2-アミノフェニル)-3-ブチン-2-オール、3-(4-アミノフェニル)-2-プロペン-1-オール、3-(3-アミノフェニル)-2-プロペン-1-オール、3-(2-アミノフェニル)-2-プロペン-1-オール、1-アミノ-4-[2-(トリメチルシリル)エチニル]ベンゼン、1-アミノ-3-[2-(トリメチルシリル)エチニル]ベンゼン、1,3-ジアミノ-4-[2-(トリメチルシリル)エチニル]ベンゼン、1,3-ジアミノ-5-[2-(トリメチルシリル)エチニル]ベンゼン、等が挙げられる。 R in the general formula (5) is the same as R in the general formula (1), and A is the same as A in the general formula (2), and the description of each is omitted. Examples of aromatic compounds having an ethynyl group represented by general formula (5) include 2-methyl-4-(4-nitrophenyl)-3-butyn-2-ol, 2-methyl-4-(3 -nitrophenyl)-3-butyn-2-ol, 2-methyl-4-(2-nitrophenyl)-3-butyn-2-ol, 2-methyl-4-(2,4-dinitrophenyl)-3 -butyn-2-ol, 2-methyl-4-(3,4-dinitrophenyl)-3-butyn-2-ol, 2-methyl-4-(2,4,6-trinitrophenyl)-3- butyn-2-ol, 4-(4-nitrophenyl)-3-butyn-2-ol, 4-(3-nitrophenyl)-3-butyn-2-ol, 4-(2-nitrophenyl)-3 -butyn-2-ol, 3-(4-nitrophenyl)-2-propen-1-ol, 3-(3-nitrophenyl)-2-propen-1-ol, 3-(2-nitrophenyl)- 2-propen-1-ol, 1-nitro-4-[2-(trimethylsilyl)ethynyl]benzene, 1-nitro-3-[2-(trimethylsilyl)ethynyl]benzene, 1,3-dinitro-4-[2 -(trimethylsilyl)ethynyl]benzene, 1,3-dinitro-5-[2-(trimethylsilyl)ethynyl]benzene, 2-methyl-4-(4-aminophenyl)-3-butyn-2-ol, 2-methyl -4-(3-aminophenyl)-3-butyn-2-ol, 2-methyl-4-(2-aminophenyl)-3-butyn-2-ol, 2-methyl-4-(2,4- diaminophenyl)-3-butyn-2-ol, 2-methyl-4-(3,4-diaminophenyl)-3-butyn-2-ol, 2-methyl-4-(2,4,6-triamino Phenyl)-3-butyn-2-ol, 4-(4-aminophenyl)-3-butyn-2-ol, 4-(3-aminophenyl)-3-butyn-2-ol, 4-(2- aminophenyl)-3-butyn-2-ol, 3-(4-aminophenyl)-2-propen-1-ol, 3-(3-aminophenyl)-2-propen-1-ol, 3-(2 -aminophenyl)-2-propen-1-ol, 1-amino-4-[2-(trimethylsilyl)ethynyl]benzene, 1-amino-3-[2-(trimethylsilyl)ethynyl]benzene, 1,3-diamino -4-[2-(trimethylsilyl)ethynyl]benzene, 1,3-diamino-5-[ 2-(trimethylsilyl)ethynyl]benzene, and the like.

以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。
実施例において、一般式(5)で表されるエチニル基を有する芳香族化合物の反応収率(%)は、GC(ガスクロマトグラフィー)を使用して下記の条件で分析を行い、全体のピーク面積から、窒素含有有機溶媒のピーク面積を除いた面積に対する、それぞれの化合物のピーク面積の分率を測定した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
In the examples, the reaction yield (%) of the aromatic compound having an ethynyl group represented by the general formula (5) was analyzed using GC (gas chromatography) under the following conditions. From the area, the ratio of the peak area of each compound to the area excluding the peak area of the nitrogen-containing organic solvent was determined.

ここで、一般式(5)で表されるエチニル基を有する芳香族化合物(以下の計算式において、「カップリング体」と記す。)の反応収率は、原料である極性置換基を有する芳香族ハロゲン化合物(以下の計算式において、「原料」と記す。)から目的のカップリング体がどれだけ進行したかを示したかを示した数値であり、次のように計算した。
カップリング体の面積%/(カップリング体の面積%+原料の面積%)×100(%)
Here, the reaction yield of the aromatic compound having an ethynyl group represented by the general formula (5) (referred to as the "coupling compound" in the following formula) is the raw material aromatic having a polar substituent. It is a numerical value indicating how far the target coupling product has progressed from the group halogen compound (referred to as "starting material" in the following calculation formula), and was calculated as follows.
Area % of coupling body/(Area % of coupling body + Area % of raw material) × 100 (%)

<純度分析>
カラム:DB-5(0.25mm×30m×0.25μm)(Agilent J&W社)
キャリアガス:ヘリウム
注入口温度:300℃
検出器温度:300℃
カラム温度:50℃(2分Hold)→10℃/分→300℃(3分Hold)
カラム流量:3.65mL/分
パージ流量:5.0分/分
スプリット比:20
サンプル量:1μL
サンプル調整:サンプル0.5gを10mLのメスフラスコに秤量し、アセトニトリルでメスアップする。
<Purity analysis>
Column: DB-5 (0.25 mm × 30 m × 0.25 μm) (Agilent J & W)
Carrier gas: Helium Inlet temperature: 300°C
Detector temperature: 300°C
Column temperature: 50°C (Hold for 2 minutes) → 10°C/min → 300°C (Hold for 3 minutes)
Column flow rate: 3.65 mL/min Purge flow rate: 5.0 min/min Split ratio: 20
Sample volume: 1 μL
Sample Preparation: Weigh 0.5 g of sample into a 10 mL volumetric flask and make up to volume with acetonitrile.

上記条件での化合物のリテンションタイムは次のとおり。
4-クロロニトロベンゼン(4-CNB):12.6分
3-クロロニトロベンゼン(3-CNB):12,9分
3-ブロモアニリン(3-BAN):14.1分
2-メチル-4-(4-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オール(4-CNBのカップリング体):19.8分(GC-MS分析からm/z=205、シミラリティ検索からカップリング体と同定した)
2-メチル-4-(3-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オール(3-CNBのカップリング体):19.5分(GC-MS分析からm/z=205、シミラリティ検索からカップリング体と同定した)
2-メチル-4-(3-アミノフェニル)-3-ブチン-2-オール(3-BANのカップリング体):18.8分(GC-MS分析からm/z=175、シミラリティ検索からカップリング体と同定した)
また、実験に使用した試薬類は市販の試薬を用いた。また、エヌ・イーケムキャット社製パラジウム炭素は市販の富士フイルム和光純薬の試薬から購入した。
The retention times of the compounds under the above conditions are as follows.
4-chloronitrobenzene (4-CNB): 12.6 minutes 3-chloronitrobenzene (3-CNB): 12,9 minutes 3-bromoaniline (3-BAN): 14.1 minutes 2-methyl-4-(4 -Nitrophenyl)-3-butyn-2-ol (4-CNB coupling): 19.8 min (m/z = 205 from GC-MS analysis, identified as coupling from similarity search)
2-methyl-4-(3-nitrophenyl)-3-butyn-2-ol (3-CNB coupling): 19.5 minutes (m/z = 205 from GC-MS analysis, cup from similarity search (identified as a ring body)
2-methyl-4-(3-aminophenyl)-3-butyn-2-ol (3-BAN coupling): 18.8 minutes (m / z = 175 from GC-MS analysis, cup from similarity search (identified as a ring body)
Moreover, commercially available reagents were used for the reagents used in the experiment. Palladium carbon manufactured by NE Chemcat was purchased from commercially available reagents of Fuji Film Wako Pure Chemical.

また、パラジウム触媒回収率は次のように計算した。なお、パラジウム炭素の回収量は、ろ過により得られたケークを真空乾燥機に入れ、0.13kPa以下の減圧、40℃から45℃の缶内温で2時間減圧乾燥を行い、乾燥した固形物の質量(g)とし、使用したパラジウム炭素の量は、添加したパラジウムカーボンから水成分を除外したパラジウム炭素の正味量(g)とした。
(回収したパラジウム炭素量)/(使用したパラジウム炭素の量(ドライ換算))×100(%)。
Moreover, the palladium catalyst recovery rate was calculated as follows. The amount of palladium carbon recovered was measured by putting the cake obtained by filtration into a vacuum dryer, drying under reduced pressure of 0.13 kPa or less at a can internal temperature of 40 ° C. to 45 ° C. for 2 hours. The amount of palladium-carbon used was the net amount (g) of palladium-carbon obtained by excluding the water component from the added palladium-carbon.
(amount of palladium carbon recovered)/(amount of palladium carbon used (dry equivalent))×100 (%).

[実施例1]
撹拌、冷却器を備えた200mLフラスコに、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)25g、4-クロロニトロベンゼン(4-CNB)5.0g(31.7mmol)、5%パラジウムカーボン(Pd/c;TypeK、Pd含有率4.7%、55質量%含水品)0.639g(0.127mmol、0.4mol%/4-CNB)、トリフェニルホスフィン0.166g(0.634mmol)、ヨウ化銅(I)0.0484g(0.254mmol)、ジイソプロピルアミン4.82g(47.6mmol、1.5当量/4-CNB)、臭化リチウム1.65g(19.0mmol)加え、2-メチル-3-ブチン-2-オール5.34g(63.5mmol、2.0当量/4-CNB)を20~30℃で滴下した。滴下終了後、オイルバスに入れ反応温度110~115℃で6時間反応させた。6時間後の反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、目的の2-メチル-4-(4-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オールの反応収率は95.9%であった。その後冷却し、20~30℃の範囲で酢酸エチル50g、次いで水50gを加え30分以上撹拌した。その後、0.5μmフィルター(PTFE製)のろ過器でろ過を行い、黒色のパラジウム炭素を含むケークを0.201g回収した。このケーク中のパラジウム炭素の含有率は89%で回収量は0.179g、回収率は62%であった。その後、有機層と水層を分離し、水で2回洗浄後、溶媒を濃縮し、トルエンを用いて再結晶行い、2-メチル-4-(4-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オールを取得した。
[Example 1]
In a 200 mL flask equipped with stirring and a condenser, 25 g of N,N-dimethylacetamide (DMAc), 5.0 g (31.7 mmol) of 4-chloronitrobenzene (4-CNB), 5% palladium carbon (Pd/c; Type K , Pd content 4.7%, 55 mass% water content) 0.639 g (0.127 mmol, 0.4 mol % / 4-CNB), triphenylphosphine 0.166 g (0.634 mmol), copper iodide (I ) 0.0484 g (0.254 mmol), diisopropylamine 4.82 g (47.6 mmol, 1.5 equivalents/4-CNB), lithium bromide 1.65 g (19.0 mmol) were added, and 2-methyl-3-butyne -2-ol 5.34g (63.5mmol, 2.0eq/4-CNB) was added dropwise at 20-30°C. After completion of dropping, the mixture was placed in an oil bath and reacted at a reaction temperature of 110 to 115° C. for 6 hours. After 6 hours, the reaction solution was analyzed by gas chromatography to find that the target reaction yield of 2-methyl-4-(4-nitrophenyl)-3-butyn-2-ol was 95.9%. After cooling, 50 g of ethyl acetate and then 50 g of water were added in the range of 20 to 30° C. and stirred for 30 minutes or longer. Thereafter, filtration was performed using a 0.5 μm filter (manufactured by PTFE), and 0.201 g of a cake containing black palladium carbon was recovered. The content of palladium on carbon in this cake was 89%, the amount recovered was 0.179 g, and the recovery rate was 62%. Thereafter, the organic layer and the aqueous layer are separated, washed twice with water, the solvent is concentrated, and recrystallization is performed using toluene to give 2-methyl-4-(4-nitrophenyl)-3-butyne-2- got oars.

[実施例2]
実施例1記載の条件で原料を仕込み、カップリング反応を実施して目的の2-メチル-4-(4-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オール(反応収率;95.9%)を得た。その後、減圧で窒素含有有機溶媒を留去し、最終的に減圧度2.67kPaまで減圧、反応缶の温度は85℃まで上げて窒素含有有機溶媒を原料に対して3質量倍(15g)留出させた。その後冷却し、酢酸エチルを25g次いで水25gを加え30分以上撹拌した。その後実施例1の操作を行い、黒色のパラジウム炭素を含むケークを0.294g回収した。このケーク中のパラジウム炭素の含有率は90%で回収量は0.265g、回収率は92%であった。
[Example 2]
Starting materials were charged under the conditions described in Example 1, and a coupling reaction was carried out to obtain the target 2-methyl-4-(4-nitrophenyl)-3-butyn-2-ol (reaction yield: 95.9%). got After that, the nitrogen-containing organic solvent was distilled off under reduced pressure, and finally the pressure was reduced to 2.67 kPa, and the temperature of the reactor was raised to 85°C. let me out After cooling, 25 g of ethyl acetate and then 25 g of water were added and stirred for 30 minutes or more. After that, the operation of Example 1 was performed, and 0.294 g of cake containing black palladium carbon was recovered. The content of palladium on carbon in this cake was 90%, the amount recovered was 0.265 g, and the recovery rate was 92%.

[実施例3]
実施例1で使用した4-クロロニトロベンゼン(4-CNB)5.0g(31.7mmol)を3-クロロニトロベンゼン(3-CNB)5.0g(31.7mmmol)に変更して実施例1記載の原料を使用して反応を行った。6時間後の反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、目的の2-メチル-4-(3-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オールの反応収率は85.1%であった。その後、実施例2記載の条件で窒素含有有機溶媒を留去、その後、酢酸エチルと水を用いた固液分離を行い、実施例1記載の操作で黒色のパラジウム炭素を含むケークを0.291g回収した。このケーク中のパラジウム炭素の含有率は90%で回収量は0.259g、回収率は90%であった。
[Example 3]
4-chloronitrobenzene (4-CNB) 5.0 g (31.7 mmol) used in Example 1 was changed to 3-chloronitrobenzene (3-CNB) 5.0 g (31.7 mmol). A reaction was carried out using the raw materials. After 6 hours, gas chromatography analysis of the reaction solution showed that the desired reaction yield of 2-methyl-4-(3-nitrophenyl)-3-butyn-2-ol was 85.1%. Thereafter, the nitrogen-containing organic solvent was distilled off under the conditions described in Example 2, followed by solid-liquid separation using ethyl acetate and water. Recovered. The content of palladium carbon in this cake was 90%, and the recovery amount was 0.259 g, and the recovery rate was 90%.

[実施例4]
実施例1で使用した4-クロロニトロベンゼン(4-CNB)5.0g(31.7mmol)を3-ブロモアニリン(3-BAN)5.0g(24.8mmmol)に変更し、N,N-ジメチルアセトアミド 25g、5%パラジウムカーボン(Pd/c;TypeK、Pd含有率4.7%、55質量%含水品)0.498g(0.0990mmol、0.4mol%/3-BAN)、トリフェニルホスフィン0.130g(0.495mmol)、ヨウ化銅(I)0.0377g(0.198mmol)、ジイソプロピルアミン3,76g(37.1mmol、1.5当量/3-BAN)加え、2-メチル-3-ブチン-2-オール3.12g(37.1mmol、2.0当量/3-BAN)を20~30℃で滴下し実施例1記載の操作で反応を行った。6時間後の反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、目的の2-メチル-4-(3-アミノフェニル)-3-ブチン-2-オールの反応収率は96.7%であった。その後実施例1記載の条件で酢酸エチルと水を加え、黒色のパラジウム炭素を含むケークを0.155g回収した。このケーク中、パラジウム炭素の含有率は88%で回収量は0.137g、回収率は61%であった。
[Example 4]
4-chloronitrobenzene (4-CNB) 5.0 g (31.7 mmol) used in Example 1 was changed to 3-bromoaniline (3-BAN) 5.0 g (24.8 mmol), N,N-dimethyl Acetamide 25 g, 5% palladium carbon (Pd/c; Type K, Pd content 4.7%, 55 mass% water content) 0.498 g (0.0990 mmol, 0.4 mol% / 3-BAN), triphenylphosphine 0 .130 g (0.495 mmol), 0.0377 g (0.198 mmol) of copper(I) iodide, 3.76 g (37.1 mmol, 1.5 equivalents/3-BAN) of diisopropylamine are added, and 2-methyl-3- 3.12 g (37.1 mmol, 2.0 equivalents/3-BAN) of butyn-2-ol was added dropwise at 20 to 30° C., and the reaction was carried out according to the procedure described in Example 1. After 6 hours, the reaction solution was analyzed by gas chromatography to find that the target reaction yield of 2-methyl-4-(3-aminophenyl)-3-butyn-2-ol was 96.7%. Thereafter, ethyl acetate and water were added under the conditions described in Example 1, and 0.155 g of cake containing black palladium carbon was recovered. The content of palladium on carbon in this cake was 88%, and the recovery amount was 0.137 g, with a recovery rate of 61%.

[実施例5]
実施例1の溶媒N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)をN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に変えて、実施例1の操作を同様に行った。6時間後の反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、目的の2-メチル-4-(4-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オールの反応収率は35.0%であった。その後実施例1の操作で酢酸エチルと水を加え、黒色のパラジウム炭素を含むケークを0.171g回収した。このケーク中のパラジウム炭素の含有率は89%で回収量は0.152g、回収率は53%であった。
[Example 5]
The procedure of Example 1 was repeated except that the solvent N,N-dimethylacetamide (DMAc) in Example 1 was changed to N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). Gas chromatography analysis of the reaction mixture after 6 hours showed that the desired reaction yield of 2-methyl-4-(4-nitrophenyl)-3-butyn-2-ol was 35.0%. Thereafter, ethyl acetate and water were added in the same manner as in Example 1, and 0.171 g of cake containing black palladium carbon was recovered. The content of palladium on carbon in this cake was 89%, the amount recovered was 0.152 g, and the recovery rate was 53%.

[比較例1]
撹拌、冷却器を備えた200mLフラスコに、テトラヒドロフラン(THF)25g、4-クロロニトロベンゼン(4-CNB)5.0g(31.7mmol)、酢酸パラジウム(Pd(OAc))0.285g(0.127mmol)を仕込み、その後実施例1と同様の原料を投入し、2-メチル-3-ブチン-2-オール5.34g(63.5mmol、2.0当量/4-CNB)を20~30℃で滴下した。滴下終了後、オイルバスに入れ反応温度80~85℃で18時間反応させた。反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、2-メチル-4-(4-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オールの生成はGCで確認することが出来なかった。その後、実施例1記載どおり酢酸エチルと水を加えてパラジウム触媒の回収を試みたが全く回収できなかった。
[Comparative Example 1]
In a stirred, condenser-equipped 200 mL flask, 25 g of tetrahydrofuran (THF), 5.0 g (31.7 mmol) of 4-chloronitrobenzene (4-CNB), 0.285 g (0.285 g) of palladium acetate (Pd(OAc) 2 ) were added. 127 mmol) was charged, then the same raw materials as in Example 1 were charged, and 5.34 g of 2-methyl-3-butyn-2-ol (63.5 mmol, 2.0 equivalents/4-CNB) was added at 20 to 30°C. dripped with After completion of dropping, the mixture was placed in an oil bath and reacted at a reaction temperature of 80 to 85° C. for 18 hours. As a result of analyzing the reaction solution by gas chromatography, the production of 2-methyl-4-(4-nitrophenyl)-3-butyn-2-ol could not be confirmed by GC. Thereafter, as described in Example 1, ethyl acetate and water were added to try to recover the palladium catalyst, but it could not be recovered at all.

[比較例2]
撹拌、冷却器を備えた200mLフラスコに、テトラヒドロフラン(THF)25g、3-ブロモアニリン(3-BAN)5.0g(24.8mmol)、酢酸パラジウム(Pd(OAc))0.222g(0.0994mmol)を仕込み、その後実施例1と同様の原料を投入し、2-メチル-3-ブチン-2-オール5.34g(63.5mmol、2.0当量/3-BAN)を20~30℃で滴下した。滴下終了後、オイルバスに入れ反応温度80~85℃で18時間反応させた。反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、2-メチル-4-(3-アミノフェニル)-3-ブチン-2-オールの生成は100%ですべて反応は進行した。その後の後、実施例1記載どおり酢酸エチルと水を加えてパラジウム触媒の回収を試みたが全く回収できなかった。
[Comparative Example 2]
In a stirred, 200 mL flask equipped with a condenser, 25 g of tetrahydrofuran (THF), 5.0 g (24.8 mmol) of 3-bromoaniline (3-BAN), 0.222 g (0.222 g) of palladium acetate (Pd(OAc) 2 ) were added. 0994 mmol) was charged, then the same raw materials as in Example 1 were charged, and 5.34 g (63.5 mmol, 2.0 equivalents/3-BAN) of 2-methyl-3-butyn-2-ol was added at 20 to 30°C. dripped with After completion of dropping, the mixture was placed in an oil bath and reacted at a reaction temperature of 80 to 85° C. for 18 hours. As a result of analyzing the reaction solution by gas chromatography, the production of 2-methyl-4-(3-aminophenyl)-3-butyn-2-ol was 100%, and the reaction proceeded entirely. After that, an attempt was made to recover the palladium catalyst by adding ethyl acetate and water as described in Example 1, but it could not be recovered at all.

[比較例3]
実施例1で使用した溶媒N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)を2-プロパノール(IPF)に変えて実施例1記載通り反応を行った。滴下終了後、オイルバスに入れ反応温度80~85℃で18時間反応させた。反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、2-メチル-4-(4-ニトロフェニル)-3-ブチン-2-オールの反応収率は5.2%でほとんど反応は進行しなかった。その後、実施例1の操作で酢酸エチルと水を加え、黒色のパラジウム炭素を含むケークを0.186g回収した。このケーク中、パラジウム炭素の含有率は88%で回収量は0.164g、回収率は57%であった。
[Comparative Example 3]
The reaction was carried out as described in Example 1 except that the solvent N,N-dimethylacetamide (DMAc) used in Example 1 was replaced with 2-propanol (IPF). After completion of dropping, the mixture was placed in an oil bath and reacted at a reaction temperature of 80 to 85° C. for 18 hours. As a result of analyzing the reaction solution by gas chromatography, the reaction yield of 2-methyl-4-(4-nitrophenyl)-3-butyn-2-ol was 5.2% and the reaction hardly proceeded. Thereafter, ethyl acetate and water were added in the same manner as in Example 1, and 0.186 g of cake containing black palladium carbon was recovered. The content of palladium on carbon in this cake was 88%, and the recovery amount was 0.164 g, with a recovery rate of 57%.

実施例と比較例の結果を下記表にまとめた。また、工業的に実施する場合に判定するため、×~◎で区別した。パラジウム炭素を用いる反応では、反応溶媒に窒素含有有機溶媒を使用する必要があり、パラジウム炭素を回収率50から60%で回収でした。また、反応後の濃縮を行い、窒素含有有機溶媒を留去することでパラジウム炭素の回収率を向上することができた。一方、汎用の酢酸パラジウムを用いた場合は反応で使用した酢酸パラジウムを全く回収することが出来なかった。 The results of Examples and Comparative Examples are summarized in the table below. In addition, in order to make a judgment in the case of industrial implementation, it was distinguished by × ~ ◎. In the reaction using palladium on carbon, it was necessary to use a nitrogen-containing organic solvent as the reaction solvent, and palladium on carbon was recovered at a recovery rate of 50 to 60%. In addition, concentration after the reaction was performed to distill off the nitrogen-containing organic solvent, thereby improving the recovery rate of palladium carbon. On the other hand, when general-purpose palladium acetate was used, the palladium acetate used in the reaction could not be recovered at all.

目的物の収率が高く、パラジウム炭素の回収が多いものを◎、次に収率が高く、パラジウム炭素が回収できているものを〇、収率は低いがパラジウム炭素をできているもの△、収率が低いもの、またパラジウム触媒の回収ができていないものを×として判定を行った。

Figure 2023025324000008
◎ indicates that the yield of the target product is high and a large amount of palladium-carbon is recovered, ◯ indicates that the yield is high and palladium-carbon is recovered, and △ yields palladium-carbon even though the yield is low. Those with low yields and those from which the palladium catalyst could not be recovered were evaluated as x.
Figure 2023025324000008

表1に示すとおり、実施例2の条件が、反応収率も高く、パラジウム炭素の回収率も高いため、工業的に好ましい条件である。
この回収したパラジウム炭素はパラジウムメーカー等で、適切な処理をすることで新規なパラジウム炭素に置き換わることができ、希少なパラジウムを有効活用できる。
As shown in Table 1, the conditions of Example 2 are industrially preferable conditions because the reaction yield is high and the recovery rate of palladium carbon is also high.
This recovered palladium-carbon can be replaced with new palladium-carbon by appropriate treatment at a palladium manufacturer, etc., making effective use of scarce palladium.

本発明のパラジウム炭素を回収する方法は、非常に簡便でろ過のみの操作でパラジウム炭素を回収することができるので工業生産でも非常に有用である。また希少なパラジウム炭素を回収さらには再利用、再反応などの可能性もあり希少なパラジウムの使用量を削減できる。 The method for recovering palladium on carbon according to the present invention is very simple and can recover palladium on carbon only by filtration, and is therefore very useful in industrial production. In addition, scarce palladium carbon can be recovered, reused, or re-reacted, so the amount of scarce palladium used can be reduced.

Claims (4)

下記一般式(1)
Figure 2023025324000009
(式中、Rは極性置換基、Xはハロゲン元素、nは1から3の整数を示す)
で表される芳香族ハロゲン化合物と下記一般式(2)
Figure 2023025324000010
(式中Aは、水酸基を有する炭化水素基または、トリアルキルシリル基を示す)
で表されるエチニル化合物とのカップリング反応において、窒素含有有機溶媒下、パラジウム炭素、リン化合物、銅化合物を加えてカップリング反応を行い、得られた反応液に非水系有機溶媒と水を添加した後、ろ過によりパラジウム炭素を回収するパラジウム触媒の回収方法。
General formula (1) below
Figure 2023025324000009
(Wherein, R is a polar substituent, X is a halogen element, and n is an integer of 1 to 3)
An aromatic halogen compound represented by the following general formula (2)
Figure 2023025324000010
(In the formula, A represents a hydrocarbon group having a hydroxyl group or a trialkylsilyl group)
In the coupling reaction with the ethynyl compound represented by, palladium carbon, a phosphorus compound, and a copper compound are added in a nitrogen-containing organic solvent to perform the coupling reaction, and a non-aqueous organic solvent and water are added to the resulting reaction solution. After that, a method for recovering a palladium catalyst by recovering palladium carbon by filtration.
前記カップリング反応により得られた反応液に、窒素含有有機溶媒を留去した後に非水系有機溶媒と水を添加する請求項1記載のパラジウム触媒の回収方法。 2. The method for recovering a palladium catalyst according to claim 1, wherein a non-aqueous organic solvent and water are added to the reaction solution obtained by the coupling reaction after distilling off the nitrogen-containing organic solvent. 前記窒素含有有機溶媒がN-メチル-2-ピロリドンまたはN,N-ジメチルアセトアミドである請求項1または2記載のパラジウム触媒の回収方法。 3. The method for recovering a palladium catalyst according to claim 1, wherein said nitrogen-containing organic solvent is N-methyl-2-pyrrolidone or N,N-dimethylacetamide. 前記芳香族ハロゲン化合物の極性置換基が、ニトロ基またはアミノ基である請求項1から3のいずれかに記載のパラジウム触媒の回収方法。


4. The method for recovering a palladium catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein the polar substituent of the aromatic halogen compound is a nitro group or an amino group.


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