JP3990841B2

JP3990841B2 - Method for producing biphenyl derivative

Info

Publication number: JP3990841B2
Application number: JP11620099A
Authority: JP
Inventors: 憲夫宮浦; 敏幸安田; 学星野; 邦夫森
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2019-04-23
Also published as: JP2000302697A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶原料及び医農薬中間体等として有用なビフェニル誘導体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ホウ素化合物を利用したビアリール誘導体の合成法として、パラジウムまたはニッケル錯体を触媒に用いる方法が知られているが、より安価なニッケル錯体触媒を用いることが経済的及び工業的立場からは好ましい。ニッケル錯体触媒を用いる製造法としては例えば、（Ａ）アリールホウ素酸とアリールクロリドを、２価ニッケル錯体及び無水リン酸三カリウムの存在下で作用させる方法（A.F.Indolese、Tetrahedron Letters,38,3513-3516(1997)）、（Ｂ）アリールホウ素酸とアリールメシラートまたはアリールアレーンスルホネートを、２価ニッケル錯体、亜鉛及び無水リン酸三カリウムの存在下で作用させる方法（ V.Percec et al、J. Org. Chem., 60,1060-1065(1995)）、（Ｃ）アリールホウ素酸と芳香族クロリドを、０価ニッケル錯体、塩基及び非プロトン性極性溶媒の存在下で作用させる方法（S.Saito et al、Tetrahedron Letters,37,2993-2996(1996)、S.Saito et al、J. Org. Chem., 62,8024-8030(1997) ）、（Ｄ）アリールホウ素酸またはアリールホウ素酸エステルとアリールハライドまたはアリールフルオロアルキルスルホネートを、０価または２価ニッケル錯体、塩基及び非プロトン性極性溶媒の存在下で作用させる方法（特開平２−１３１４３６号公報、特開平３−２７１２４３号公報）が知られている。
【０００３】
前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の方法は、ニッケル錯体触媒の水分による失活を防ぐために無水条件下で行われており、そのため反応操作に特別な注意を要し煩雑であった。また、これらの方法では、収率の面でのバラツキや再現性の悪さ、更には低反応速度（長時間反応）に起因する生産効率の低さなどが工業製法としての大きな問題点となっていた。しかも、前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の方法には、ホウ素化合物としてアリールホウ素酸またはアリールホウ素酸エステルが用いられているが、アリールホウ素酸無水物に対しては適用できないか、適用したとしても安定な反応成績を得ることができないという欠点もある。また、アリールホウ素酸は保存安定性が悪く経時的にアリールホウ素酸無水物になり易いため、反応性のバラツキが大きくその取り扱いが難しい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ニッケル錯体を触媒とし、アリールホウ素酸またはその誘導体或いはアリールホウ素酸無水物からビフェニル誘導体を短時間に高収率で再現性良く得る、経済的で簡便かつ工業的に有用な方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、アリールホウ素酸またはその誘導体或いはアリールホウ素酸無水物と芳香族化合物を、２価ニッケル錯体、塩基、及び芳香族炭化水素溶媒存在下で反応させるに際して、今までニッケル触媒の失活の原因とされてきた水またはアルコールを最適量のみ添加することにより、意外にも短時間に高収率でビフェニル誘導体が得られることを見いだし本発明に到達した。
【０００６】
すなわち、本発明の第１は下記一般式（Ｉ）
【化８】

（Ｒは水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェニル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のアルキルチオ基、シアノ基、ホルミル基、炭素数２〜７のアシル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいベンゾイル基、炭素数２〜７のアルコキシカルボニル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェノキシカルボニル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいアミノ基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいアミド基、ニトロ基、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェニル基を有するスルホニル基、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェニル基を有するスルホン酸エステル基、フッ素、或いは炭素数１〜６のフルオロアルキル基を示し、Ｙは水酸基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェノキシ基、シクロヘキシルオキシ基、あるいは下記一般式ａ、ｂ、またはｃ
【化９】

（各式中、ｑは１、２、３または４であり、そしてｒ及びｓはそれぞれ、２、３、４または５である。）で示される基を表す。）で表されるアリールホウ素酸またはその誘導体と下記一般式（ＩＩ）
【化１０】

（Ａは水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェニル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のアルキルチオ基、シアノ基、ホルミル基、炭素数２〜７のアシル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいベンゾイル基、炭素数２〜７のアルコキシカルボニル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェノキシカルボニル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいアミノ基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいアミド基、ニトロ基、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェニル基を有するスルホニル基、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェニル基を有するスルホン酸エステル基、フッ素或いは炭素数１〜６のフルオロアルキル基を示し、Ｄはフェニレン、ナフチレン、ピリジンジイル、キノリンジイル、ピリミジンジイル、トリアジンジイル、フランジイル、ベンゾフランジイル、チオフェンジイルまたはベンゾチオフェンジイルを示し、Ｘは塩素、臭素、沃素、メシラート基及びアレーンスルホネート基を示す。）で表される芳香族化合物を２価ニッケル錯体、塩基、及び芳香族炭化水素溶媒存在下で反応させるに際して、前記アリールホウ素酸またはその誘導体に対して０．５〜１０倍モルの水またはアルコールを添加することを特徴とする下記一般式（ＩＩＩ）
【化１１】

（Ｒ、Ａ、及びＤは前記と同じ。）で表されるビフェニル誘導体の製造方法に関する。
【０００７】
また、本発明の第２は、下記一般式（ＩＶ）
【化１２】

（Ｒは水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェニル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のアルキルチオ基、シアノ基、ホルミル基、炭素数２〜７のアシル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいベンゾイル基、炭素数２〜７のアルコキシカルボニル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェノキシカルボニル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいアミノ基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいアミド基、ニトロ基、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェニル基を有するスルホニル基、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェニル基を有するスルホン酸エステル基、フッ素、或いは炭素数１〜６のフルオロアルキル基を示す。）で表わされるアリールホウ素酸無水物と下記一般式（ＩＩ）
【化１３】

（Ａは水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェニル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のアルキルチオ基、シアノ基、ホルミル基、炭素数２〜７のアシル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいベンゾイル基、炭素数２〜７のアルコキシカルボニル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェノキシカルボニル基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいアミノ基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいアミド基、ニトロ基、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェニル基を有するスルホニル基、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェニル基を有するスルホン酸エステル基、フッ素或いは炭素数１〜６のフルオロアルキル基を示し、Ｄはフェニレン、ナフチレン、ピリジンジイル、キノリンジイル、ピリミジンジイル、トリアジンジイル、フランジイル、ベンゾフランジイル、チオフェンジイルまたはベンゾチオフェンジイルを示し、Ｘは塩素、臭素、沃素、メシラート基及びアレーンスルホネート基を示す。）で表される芳香族化合物を２価ニッケル錯体、塩基、及び芳香族炭化水素溶媒存在下で反応させるに際して、前記アリールホウ素酸またはその誘導体に対して１〜４０倍モルの水またはアルコールを添加することを特徴とする下記一般式（ＩＩＩ）
【化１４】

（Ｒ、Ａ、及びＤは前記と同じ。）で表されるビフェニル誘導体の製造方法に関する。
【０００８】
【発明の実施形態】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の方法において用いられる前記一般式（Ｉ）で表されるアリールホウ素酸またはその誘導体或いは、前記一般式（ＩＶ）で表されるアリールホウ素酸無水物としては、フェニルホウ素酸；ｐ−メチルフェニルホウ素酸、ｍ−イソプロピルフェニルホウ素酸等のアルキル置換フェニルホウ素酸類；ｐ−イソプロペニルフェニルホウ素酸等のアルケニル置換フェニルホウ素酸類；ｐ−エチニルフェニルホウ素酸等のアルキニル置換フェニルホウ素酸類、ｐ−ビフェニルホウ素酸等のアリール置換ホウ素酸類；ｍ−メトキシフェニルホウ素酸、ｐ−ブトキシフェニルホウ素酸等のアルコキシ置換フェニルホウ素酸類、ｐ−メチルチオフェニルホウ素酸等のアルキルチオ置換フェニルホウ素酸類；シアノ置換フェニルホウ酸類；ホルミル置換フェニルホウ酸類；ｐ−アセチルフェニルホウ酸等のアシル置換フェニルホウ酸類；ｐ−ベンゾイルフェニルホウ酸等のアロイル置換フェニルホウ酸類；ｐ−メトキシカルボニルフェニルホウ酸等のアルコキシカルボニル置換フェニルホウ酸類；ｐ−メチルフェノキシカルボニルフェニルホウ酸等のフェノキシカルボニル置換フェニルホウ酸類；ｐ−アミノフェニルホウ酸、ｐ−ジメチルアミノフェニルホウ酸等のアミノ置換フェニルホウ酸類；ｐ−カルバモイルフェニルホウ酸、ｐ−モノメチルカルバモイルフェニルホウ酸等のアミド置換フェニルホウ酸類；ｐ−メチルスルホニルフェニルホウ酸、ｐ−トリルスルホニルフェニルホウ酸等のスルホニル置換フェニルホウ酸類；フロロフェニルホウ酸類；トリフロロメチルフェニルホウ酸等のフロロアルキル置換フェニルホウ酸類など、及びそれらのアルキルエステル、フェニルエステル等のエステル類、酸無水物などを挙げることが出来る。これらのアリールホウ素酸またはその誘導体類は２種以上を混合して用いても何ら差し支えない。
【０００９】
本発明の方法で用いられるもう一方の原料である前記一般式（ＩＩ）で表される芳香族化合物としては、例えばＤがフェニレン基の場合は、クロロベンゼン、ｐ−ブロモトルエン等のハロゲン化ベンゼン類；ｐ−クロロベンズアルデヒド等のハロゲン化ベンゼン類；ｍ−クロロアニソール、ｐ−クロロ（２−メトキシメチル）ベンゼン等のハロゲン化アニソール類；ｏ−クロロベンゾニトリル、ｐ−クロロベンゾニトリル等のハロゲン化ベンゾニトリル類；ｏ−クロロ安息香酸メチル、ｐ−ブロモ安息香酸メチル等のハロゲン化安息香酸エステル；ｐ−クロロアニリン、ｐ−クロロ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン等のハロゲン化アニリン類；ｐ−ヨード安息香酸アミド、ｐ−クロロ−Ｎ，Ｎ−ジメチル安息香酸アミド等のハロゲン化安息香酸アミド類；ｐ−クロロアセトフェノン、ｐ−ブロモベンゾフェノン等のハロゲン化アシルベンゼン類、あるいは２，４−ジメトキシ−５−アミノクロロベンゼン等の複数置換基を保有したハロゲン化ベンゼン類などを挙げることが出来る。
【００１０】
一般式（ＩＩ）においてＤはフェニレン、ナフチレン、ピリジンジイル、ピリミジンジイル、トリアジンジイル、キノリンジイル、フランジイル、ベンゾフランジイル、チオフェンジイルまたはベンゾチオフェンジイル基を示すが、それぞれに対応する芳香族化合物の構造式は以下に掲げる一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−１３）で示される。好ましいＸは塩素、臭素、沃素など、好ましいＡは水素、アルキル基、アシル基、アロイル基、アルコキシ基、シアノ基、アルデヒド基、カルボン酸エステル基、アミド基、アミノ基など前記のＤがフェニレン基の例示で示した通りである。
【００１１】
【化１５】

【００１２】
一般式（Ｉ）で表されるアリールホウ素酸またはその誘導体と前記一般式（ＩＩ）で表される芳香族化合物の割合は、経済性および反応性の観点から、通常前記一般式（ＩＩ）で表される芳香族化合物１モルに対しアリールホウ素酸またはその誘導体０．８〜１．５モル、好ましくは１〜１．３モルである。また、前記一般式（ＩＶ）で表されるアリールホウ素酸無水物と前記一般式（ＩＩ）で表される芳香族化合物の割合は、経済性および反応性の観点から、通常前記一般式（ＩＩ）で表される芳香族化合物１モルに対しアリールホウ素酸無水物０．３〜０．５モル、好ましくは０．３３〜０．４３モルである。
【００１３】
本発明に用いられる芳香族炭化水素溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ｎ−プロピルベンゼン及びｉｓｏ−プロピルベンゼンなどが挙げられる。その使用量は特に限定されないが、通常は前記一般式（ＩＩ）で表される芳香族化合物１００重量部に対して、７００〜３０００重量部程度であることが操作性や経済性の観点から工業的には好ましい。
【００１４】
二価ニッケル錯体触媒としては種々のニッケルホスフィン錯体を用いることができる。例えば、ジクロロビストリフェニルホスフィンニッケル（ＩＩ）、ジブロモビストリフェニルホスフィンニッケル（ＩＩ）、ジクロロ（１，２−ビスジフェニルホスフィノエタン）ニッケル（ＩＩ）、ジクロロ（１，２−ビスジフェニルホスフィノプロパン）ニッケル（ＩＩ）、ジクロロ（１，２−ビスジフェニルホスフィノブタン）ニッケル（ＩＩ）、ジクロロ（１，１’−ビスジフェニルホスフィノフェロセン）ニッケル（ＩＩ）及びジクロロビストリシクロヘキシルホスフィンニッケル（ＩＩ）などで、経済性および反応性の観点からは、ジクロロビストリフェニルホスフィンニッケル（ＩＩ）、ジクロロ（１，１’−ビスジフェニルホスフィノフェロセン）ニッケル（ＩＩ）またはジクロロビストリシクロヘキシルホスフィンニッケル（ＩＩ）などが好ましい。その使用量は経済性及び反応性の観点から、前記一般式（ＩＩ）で表される芳香族化合物１モルに対して０．００５〜０．１モル、好ましくは０．０１〜０．０３モルである。更に、触媒の劣化防止を計り活性を維持するために、ニッケルホスフィン錯体に対して１から５倍モルの三級ホスフィンまたはホスファイトを加えても良い。
【００１５】
本発明で用いる塩基としては、アルカリ金属の水酸化物またはその弱酸との塩、アルカリ土類金属の水酸化物またはその弱酸との塩及び四級アンモニウムの水酸化物またはその弱酸との塩などが用いられる。好ましくは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸セシウム、リン酸三カリウム及びリン酸三カリウム２水和物などである。その使用量は、前記一般式（ＩＩ）で表される芳香族化合物１モルに対して１〜５モルであり、好ましくは１〜３モルである。
【００１６】
本発明の方法で最も重要なことは、前記一般式（Ｉ）または（ＩＶ）で表されるアリールホウ酸またはその誘導体と前記一般式（ＩＩ）で表される芳香族化合物を、２価ニッケル錯体、塩基及び芳香族炭化水素溶媒存在下で反応させるに際して、水またはアルコールの所定量を添加する点にある。
【００１７】
アルコールの例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノールなどが挙げられる。また、含水アルコールを用いても何ら差し支えない。
【００１８】
添加する水またはアルコールの使用量は、前記一般式（Ｉ）で表されるアリールホウ素酸またはその誘導体を原料に用いる場合には、アリールホウ素酸またはその誘導体１モルに対して０．５〜１０モルであり、好ましくは１〜３モルである。また、前記一般式（ＩＶ）で表されるアリールホウ素酸無水物を原料として用いる場合には、アリールホウ素酸無水物１モルに対して１〜４０モルであり、好ましくは３〜３０モルである。また、水の添加は塩基に含まれる結晶水を用いても良い。水またはアルコールを添加しなかったり、前記の所定量より少ない場合は反応速度が遅く、逆に多すぎる場合は触媒の失活を来たし、共に満足のいく反応成績と反応速度は得られない。
【００１９】
前記一般式（Ｉ）で表されるアリールホウ素酸またはその誘導体と前記一般式（ＩＩ）で表される芳香族化合物の割合は、経済性および反応性の観点から、通常前記一般式（ＩＩ）で表される芳香族化合物１モルに対しアリールホウ素酸またはその誘導体０．８〜１．５モル、好ましくは１〜１．３モルである。また、前記一般式（ＩＶ）で表されるアリールホウ素酸無水物と前記一般式（ＩＩ）で表される芳香族化合物の割合は、同様に、通常前記一般式（ＩＩ）で表される芳香族化合物１モルに対しアリールホウ素酸無水物０．３〜０．５モル、好ましくは０．３３〜０．４３モルである。
【００２０】
本発明の方法では、反応温度は５０〜１２０℃であり、好ましくは６０〜１００℃である。反応時間は反応温度、触媒量等により異なるが通常０．５〜５時間であり、好ましくは１〜３時間である。また、反応中に酸素による触媒の失活を防ぐ為に、反応は不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。例えば、窒素ガス、アルゴンガスなどである。また、反応圧力は特に制限されないが、通常は大気圧で行われる。
【００２１】
かくして、本発明の目的化合物である一般式（ＩＩＩ）で表されるビフェニル誘導体が得られるが、かかるビフェニル誘導体の純度を向上させるために精製操作を行っても良い。例えば、反応液に塩酸を添加して二層分離した後に分液し、水酸化ナトリウム水溶液、次亜塩素酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水などで洗浄し、次いで濃縮、晶析、結晶化などの通常の精製操作を行ない高純度品を得る。また、シリカゲル、アルミナなどで処理を施してもよい。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明の効果をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００２３】
実施例１
１００ｍｌの反応器内にジクロロビストリフェニルホスフィンニッケル（ＩＩ）０．１５ｇ（０．２２ミリモル）、ｐ−メチルフェニルホウ素酸１．３５ｇ（９．９３ミリモル）、ｐ−クロロベンズアルデヒド１．０７ｇ（７．６４ミリモル）、リン酸三カリウム２水和物３．３５ｇ（１３．５ミリモル）、トルエン２７ｍｌを仕込み、室温にて３０分攪拌した。これを８０℃まで昇温して３時間反応させた。反応終了後、混合物を室温まで冷却し、水３０ｍｌを加え反応を停止させた。次いで、この中へ２％塩酸７ｍｌを加えた後、分液した。得られた有機層をガスクロマトグラフィーにて分析した。４−ホルミル−４’−メチル−１，１−ビフェニルの収率はｐ−クロロベンズアルデヒド基準で９９％であった。
【００２４】
実施例２
リン酸三カリウム２水和物の代わりに無水リン酸三カリウム１３．５ミリモルとメタノール１５ミリモルを用いたこと以外は実施例１と同様な操作を行なった。収率はｐ−クロロベンズアルデヒド基準で９８％であった。
【００２５】
実施例３
リン酸三カリウム２水和物の代わりに無水リン酸三カリウム１３．５ミリモルとエタノール１５ミリモルを用いたこと以外は実施例１と同様な操作を行なった。収率はｐ−クロロベンズアルデヒド基準で９９％であった。
【００２６】
比較例１
リン酸三カリウム２水和物の代わりに無水リン酸三カリウム１３．５ミリモルを用いたこと以外は実施例１と同様な操作を行なった。収率はｐ−クロロベンズアルデヒド基準で８４％であった。
【００２７】
比較例２
ｐ−メチルフェニルホウ素酸に対し１３倍モルの水を添加したこと以外は実施例１と同様な操作を行なった。収率はｐ−クロロベンズアルデヒド基準で４％であった。
【００２８】
実施例４
１００ｍｌの反応器内にジクロロビストリフェニルホスフィンニッケル（ＩＩ）０．１５０ｇ（０．２２ミリモル）、ｐ−クロロベンズアルデヒド１．０７ｇ（７．６４ミリモル）、ｐ−メチルフェニルホウ素酸無水物１．１７ｇ（３．３１ミリモル）、リン酸三カリウム２水和物３．３５ｇ（１３．５ミリモル）、水０．９０ｇ(５０．００ミリモル)、トルエン２７ｍｌを仕込み、室温にて３０分攪拌した。これを８０℃まで昇温して３時間反応させた。反応終了後、混合物を室温まで冷却し、水３０ｍｌを加え反応を停止させた。次いで、この中へ２％塩酸７ｍｌを加えた後、分液した。得られた有機層をガスクロマトグラフィーにて分析した。４−ホルミル−４’−メチル−１，１−ビフェニルの収率はｐ−クロロベンズアルデヒド基準で９９％であった。
【００２９】
実施例５
水の代わりにメタノール５０ミリモルを用いたこと以外は実施例４と同様な操作を行なった。収率はｐ−クロロベンズアルデヒド基準で９７％であった。
【００３０】
実施例６
水の代わりにエタノール５０ミリモルを用いたこと以外は実施例４と同様な操作を行なった。収率はｐ−クロロベンズアルデヒド基準で９８％であった。
【００３１】
比較例３
リン酸三カリウム２水和物の代わりに無水リン酸三カリウム１３．５ミリモルを用い、且つ水を添加しない以外は実施例４と同様な操作を行なった。収率はｐ−クロロベンズアルデヒド基準で４１％であった。
【００３２】
比較例４
ｐ−メチルフェニルホウ素酸無水物に対し４５倍モルの水を添加したこと以外は実施例４と同様な操作を行なった。収率はｐ−クロロベンズアルデヒド基準で２％であった。
【００３３】
実施例７
１００ｍｌの反応器内にジクロロビストリフェニルホスフィンニッケル（ＩＩ）０．１５ｇ（０．２２ミリモル）、トリフェニルホスフィン０．１２ｇ（０．４４ミリモル）、ｍ−クロロアニソール１．０９ｇ（７．６４ミリモル）、ｐ−メチルフェニルホウ素酸１．３５ｇ（９．９３ミリモル）、リン酸三カリウム２水和物３．３５ｇ（１３．５ミリモル）、トルエン２７ｍｌを仕込み、室温にて30分攪拌した。これを80℃まで昇温して３時間反応させた。反応終了後、混合物を室温まで冷却し、水３０ｍｌを加え反応を停止させた。次いで、この中へ２％塩酸７ｍｌを加えた後、分液した。得られた有機層をガスクロマトグラフィーにて分析した。３−メトキシ−４’−メチル−１，１’−ビフェニルの収率はｍ−クロロアニソール基準で９９％であった。
【００３４】
実施例８
触媒としてジクロロビストリシクロヘキシルホスフィンニッケル（ＩＩ）を用いた以外は実施例７と同様な操作を行なった。収率はｍ−クロロアニソール基準で９４％であった。
【００３５】
実施例９
触媒のジクロロビストリフェニルホスフィンニッケル（ＩＩ）に対し２倍モルのトリフェニルホスフィンを添加した以外は実施例７と同様な操作を行なった。収率はｍ−クロロアニソール基準で９９％であった。
【００３６】
実施例１０
触媒としてジクロロ（１，１’−ビスジフェニルホスフィノフェロセン）ニッケル（ＩＩ）を用い、更に触媒に対して等モルの１，１’−ビスジフェニルホスフィノフェロセンを添加したこと以外は実施例７と同様な操作を行なった。収率はｍ−クロロアニソール基準で７３％であった。
【００３７】
実施例１１
溶媒としてトルエンの代わりにキシレンを用いたこと以外は実施例７と同様な操作を行なった。収率はｍ−クロロアニソール基準で９９％であった。
【００３８】
実施例１２
塩基としてリン酸三カリウム２水和物の代わりに水酸化ナトリウムを用い、且つ水酸化ナトリウムに対し２倍モルの水を添加したこと以外は実施例７と同様な操作を行なった。収率はｍ−クロロアニソール基準で８８％であった。
【００３９】
比較例５
溶媒としてジメトキシエタン（ＤＭＥ）を用いたこと以外は実施例７と同様な操作を行なった。収率はｍ−クロロアニソール基準で７％であった。
【００４０】
比較例６
溶媒としてジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を用いたこと以外は実施例７と同様な操作を行なった。収率はｍ−クロロアニソール基準で１％であった。
【００４１】
実施例１３
実施例１と同様にｐ−メチルフェニルホウ素酸とｏ−クロロベンゾニトリルの反応を行なった。２−シアノ−４’−メチル−１，１’−ビフェニルの収率はｏ−クロロベンゾニトリル基準で９９％であった。
【００４２】
実施例１４
実施例１と同様にｐ−メチルフェニルホウ素酸とｐ−クロロベンゾニトリルの反応を行なった。４−シアノ−４’−メチル−１，１’−ビフェニルの収率はｐ−クロロベンゾニトリル基準で８７％であった。
【００４３】
実施例１５
実施例１と同様にｐ−メチルフェニルホウ素酸とｏ−クロロ安息香酸メチルの反応を行なった。２−メトキシカルボニル−４’−メチル−１，１’−ビフェニルの収率はｏ−クロロ安息香酸メチル基準で８３％であった。
【００４４】
実施例１６
実施例１と同様にｐ−メチルフェニルホウ素酸とｍ−クロロアニソールの反応を行なった。３−メトキシ−４’−メチル−１，１’−ビフェニルの収率はｍ−クロロアニソール基準で９９％であった。
【００４５】
実施例１７
実施例１と同様にｐ−メチルフェニルホウ素酸とｐ−クロロ（２−メトキシメトキシ）ベンゼンの反応を行なった。４−（２−メトキシメトキシ）−４’−メチル−１，１’−ビフェニルの収率はｐ−クロロ（２−メトキシメトキシ）ベンゼン基準で７４％であった。
【００４６】
実施例１８
実施例１と同様にｐ−メチルフェニルホウ素酸とｐ−クロロアニリンの反応を行なった。４−アミノ−４’−メチル−１，１’−ビフェニル収率はｐ−クロロアニリン基準で６４％であった。
【００４７】
実施例１９
実施例１と同様にｐ−メチルフェニルホウ素酸とｐ−クロロ−Ｎ,Ｎ−ジメチルアニリンの反応を行なった。４−（Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ）−４’−メチル−１，１’−ビフェニルの収率はｐ−クロロ−Ｎ、Ｎ−ジメチルアニリン基準で６４％であった。
【００４８】
実施例２０
実施例１と同様にｐ−メチルフェニルホウ素酸と２,４−ジメトキシ−５−アミノクロロベンゼンの反応を行なった。２,４−ジメトキシ−５−アミノ−４’−メチル−１，１’−ビフェニルの収率は２,４−ジメトキシ−５−アミノクロロベンゼン基準で８４％であった。
【００４９】
実施例２１
実施例１と同様にフェニルホウ素酸とｐ−クロロベンゾニトリルの反応を行なった。４−シアノ−１，１’−ビフェニルの収率はｐ−クロロベンゾニトリル基準で９９％であった。
【００５０】
実施例２２
実施例１と同様にフェニルホウ素酸とｐ−フェニルスルホンクロロベンゼンの反応を行なった。４−フェニルスルホン−１，１’−ビフェニルの収率はｐ−フェニルスルホンクロロベンゼン基準で６８％であった。
【００５１】
実施例２３
実施例１と同様にｐ−メチルフェニルホウ素酸と２−クロロフランの反応を行なった。ｐ−トリル−２−フランの収率は２−クロロフラン基準で６２％であった。
【００５２】
実施例２４
実施例１と同様にｐ−メチルフェニルホウ素酸と２−クロロチオフェンの反応を行なった。ｐ−トリル−２−チオフェンの収率は２−クロロチオフェン基準で８６％であった。
【００５３】
実施例２５
実施例１と同様にｐ−メチルフェニルホウ素酸と３−クロロピリジンの反応を行なった。ｐ−トリル−３−ピリジンの収率は３−クロロピリジン基準で７８％であった。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の効果は、ニッケル錯体を触媒とし、アリールホウ素酸またはその誘導体或いはアリールホウ素酸無水物からビフェニル誘導体を高反応速度で短時間に、且つ高収率で再現性良く得る、経済的で簡便かつ工業的に有用な方法を提供することにある。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a biphenyl derivative useful as a liquid crystal raw material, an intermediate for medical and agricultural chemicals, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for synthesizing a biaryl derivative using a boron compound, a method using a palladium or nickel complex as a catalyst is known. However, it is preferable from an economic and industrial standpoint to use a cheaper nickel complex catalyst. As a production method using a nickel complex catalyst, for example, (A) a method in which an aryl boronic acid and an aryl chloride are allowed to act in the presence of a divalent nickel complex and anhydrous tripotassium phosphate (AFIndolese, Tetrahedron Letters, 38, 3513-3516 (1997)), (B) a method in which aryl boronic acid and aryl mesylate or arylarene sulfonate are allowed to act in the presence of a divalent nickel complex, zinc and anhydrous tripotassium phosphate (V. Percec et al, J. Org Chem., 60, 1060-1065 (1995)), (C) a method in which an arylboronic acid and an aromatic chloride are allowed to act in the presence of a zerovalent nickel complex, a base and an aprotic polar solvent (S. Saito et al. al, Tetrahedron Letters, 37, 2993-2996 (1996), S. Saito et al, J. Org. Chem., 62, 8024-8030 (1997)), (D) aryl boronic acid or aryl boronic acid ester and aryl Halide or arylfluoro Le kill sulfonate, zero-valent or divalent nickel complexes, bases and method of reacting in the presence of an aprotic polar solvent (JP-A-2-131436, JP-A No. 3-271243 JP) are known.
[0003]
The methods (A), (B), (C) and (D) are carried out under anhydrous conditions in order to prevent the nickel complex catalyst from being deactivated by moisture, and therefore require special attention in the reaction operation. It was complicated. Moreover, in these methods, variations in yield, poor reproducibility, and low production efficiency due to low reaction rate (long-time reaction) are major problems as an industrial production method. It was. Moreover, in the methods (A), (B), (C) and (D), aryl boronic acid or aryl boronic acid ester is used as the boron compound, but for the aryl boronic acid anhydride, There is also a drawback in that it cannot be applied or a stable reaction result cannot be obtained even if it is applied. In addition, since aryl boronic acid has poor storage stability and easily becomes an aryl boronic acid anhydride over time, the variation in reactivity is large and its handling is difficult.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a biphenyl derivative from an aryl boronic acid or a derivative thereof or an aryl boronic acid anhydride in a short time with high yield and good reproducibility using a nickel complex as a catalyst. It is to provide a method.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that an aryl boronic acid or a derivative thereof or an aryl boronic acid anhydride and an aromatic compound in the presence of a divalent nickel complex, a base, and an aromatic hydrocarbon solvent. In the present invention, it has been found that a biphenyl derivative can be obtained in a surprisingly high yield in a short time by adding only the optimum amount of water or alcohol that has been the cause of deactivation of the nickel catalyst until now. Reached.
[0006]
That is, the first of the present invention is the following general formula (I)
[Chemical 8]

(R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, a cyano group, a formyl group, an acyl group having 2 to 7 carbon atoms, a benzoyl group that may have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, An alkoxycarbonyl group having 2 to 7 carbon atoms, a phenoxycarbonyl group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an amino group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and 1 to 6 carbon atoms An amide group which may have an alkyl group, a nitro group, a sulfonyl group having a phenyl group which may have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, 1 to 6 carbon atoms Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms A sulfonic acid ester group having a phenyl group, fluorine, or a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, wherein Y represents a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; A phenoxy group, a cyclohexyloxy group, or the following general formula a, b, or c
[Chemical 9]

(Wherein q is 1, 2, 3 or 4 and r and s are 2, 3, 4 or 5, respectively). ) Or an aryl boronic acid represented by the following general formula (II)
[Chemical Formula 10]

(A is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, a cyano group, a formyl group, an acyl group having 2 to 7 carbon atoms, a benzoyl group that may have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, An alkoxycarbonyl group having 2 to 7 carbon atoms, a phenoxycarbonyl group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an amino group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and 1 to 6 carbon atoms An amide group which may have an alkyl group, a nitro group, a sulfonyl group having a phenyl group which may have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, 1 to 6 carbon atoms Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms A sulfonic acid ester group having a phenyl group, fluorine or a C1-C6 fluoroalkyl group, wherein D is phenylene, naphthylene, pyridinediyl, quinolinediyl, pyrimidinediyl, triazinediyl, frangyl, benzofurandyl, Thiophenediyl or benzothiophenediyl, and X represents chlorine, bromine, iodine, mesylate group, and arenesulfonate group)) in the presence of a divalent nickel complex, a base, and an aromatic hydrocarbon solvent. In the reaction, 0.5 to 10-fold moles of water or alcohol is added to the arylboronic acid or derivative thereof, the following general formula (III)
Embedded image

(Wherein R, A, and D are the same as above).
[0007]
The second of the present invention is the following general formula (IV)
Embedded image

(R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, a cyano group, a formyl group, an acyl group having 2 to 7 carbon atoms, a benzoyl group that may have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, An alkoxycarbonyl group having 2 to 7 carbon atoms, a phenoxycarbonyl group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an amino group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and 1 to 6 carbon atoms An amide group which may have an alkyl group, a nitro group, a sulfonyl group having a phenyl group which may have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, 1 to 6 carbon atoms Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms Sulfonic acid ester groups having a well phenyl group with fluorine, or arylboronic periodate anhydride with the following general formula represented by the show.) A fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms (II)
Embedded image

(A is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, a cyano group, a formyl group, an acyl group having 2 to 7 carbon atoms, a benzoyl group that may have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, An alkoxycarbonyl group having 2 to 7 carbon atoms, a phenoxycarbonyl group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an amino group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and 1 to 6 carbon atoms An amide group which may have an alkyl group, a nitro group, a sulfonyl group having a phenyl group which may have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, 1 to 6 carbon atoms Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms A sulfonic acid ester group having a phenyl group, fluorine or a C1-C6 fluoroalkyl group, wherein D is phenylene, naphthylene, pyridinediyl, quinolinediyl, pyrimidinediyl, triazinediyl, frangyl, benzofurandyl, Thiophenediyl or benzothiophenediyl, and X represents chlorine, bromine, iodine, mesylate group, and arenesulfonate group)) in the presence of a divalent nickel complex, a base, and an aromatic hydrocarbon solvent. In the reaction, 1 to 40 moles of water or alcohol is added to the arylboronic acid or its derivative, the following general formula (III)
Embedded image

(Wherein R, A, and D are the same as above).
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The aryl boronic acid represented by the general formula (I) or a derivative thereof used in the method of the present invention or the aryl boronic acid anhydride represented by the general formula (IV) includes phenyl boronic acid; p-methyl Alkyl-substituted phenylboric acids such as phenylboric acid and m-isopropylphenylboronic acid; alkenyl-substituted phenylboric acids such as p-isopropenylphenylboronic acid; alkynyl-substituted phenylboric acids such as p-ethynylphenylboronic acid, p-biphenyl Aryl-substituted boronic acids such as boronic acid; alkoxy-substituted phenylboric acids such as m-methoxyphenylboronic acid and p-butoxyphenylboronic acid; alkylthio-substituted phenylboric acids such as p-methylthiophenylboronic acid; cyano-substituted phenylboric acids; formyl Replacement Nylboric acids; acyl-substituted phenylboric acids such as p-acetylphenylboric acid; aroyl-substituted phenylboric acids such as p-benzoylphenylboric acid; alkoxycarbonyl-substituted phenylboric acids such as p-methoxycarbonylphenylboric acid; p-methylphenoxycarbonylphenyl Phenoxycarbonyl-substituted phenylboric acids such as boric acid; amino-substituted phenylboric acids such as p-aminophenylboric acid and p-dimethylaminophenylboric acid; amide-substituted phenylborates such as p-carbamoylphenylboric acid and p-monomethylcarbamoylphenylboric acid Acids; sulfonyl-substituted phenylboric acids such as p-methylsulfonylphenylboric acid and p-tolylsulfonylphenylboric acid; fluorophenylboric acids; trifluoromethylphenylboric acid and the like Such Roroarukiru substituted phenylboronic acids and their alkyl esters, esters such as phenyl ester, acid anhydride, and the like. These aryl boronic acids or derivatives thereof may be used in combination of two or more.
[0009]
As the aromatic compound represented by the general formula (II), which is another raw material used in the method of the present invention, for example, when D is a phenylene group, halogenated benzenes such as chlorobenzene and p-bromotoluene Halogenated benzenes such as p-chlorobenzaldehyde; halogenated anisole such as m-chloroanisole and p-chloro (2-methoxymethyl) benzene; halogenated benzoes such as o-chlorobenzonitrile and p-chlorobenzonitrile; Nitriles; Halogenated benzoates such as methyl o-chlorobenzoate and methyl p-bromobenzoate; Halogenated anilines such as p-chloroaniline and p-chloro-N, N-dimethylaniline; p-iodobenzoate Halogenated benzoic acids such as acid amides and p-chloro-N, N-dimethylbenzoic acid amides Earth; p-chloroacetophenone, p- acyl halides benzenes bromo benzophenone, or 2,4-dimethoxy-5-halogenated benzenes that have multiple substituent amino chlorobenzene and the like.
[0010]
In the general formula (II), D represents phenylene, naphthylene, pyridinediyl, pyrimidinediyl, triazinediyl, quinolinediyl, furanyl, benzofuranyl, thiophenediyl or benzothiophenediyl group. Is represented by the following general formulas (II-1) to (II-13). Preferred X is chlorine, bromine, iodine, etc. Preferred A is hydrogen, alkyl group, acyl group, aroyl group, alkoxy group, cyano group, aldehyde group, carboxylic acid ester group, amide group, amino group, etc. This is as shown in the example.
[0011]
Embedded image

[0012]
The ratio of the aryl boronic acid represented by the general formula (I) or a derivative thereof and the aromatic compound represented by the general formula (II) is usually represented by the general formula (II) from the viewpoint of economy and reactivity. Aryl boronic acid or a derivative thereof is 0.8 to 1.5 mol, preferably 1 to 1.3 mol per mol of the aromatic compound represented. Moreover, the ratio of the aryl boronic acid anhydride represented by the general formula (IV) and the aromatic compound represented by the general formula (II) is usually the general formula (II) from the viewpoint of economy and reactivity. ) Is 0.3 to 0.5 mol, preferably 0.33 to 0.43 mol of arylboronic acid anhydride per 1 mol of the aromatic compound represented by (II).
[0013]
Examples of the aromatic hydrocarbon solvent used in the present invention include benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, n-propylbenzene, and iso-propylbenzene. The amount used is not particularly limited, but it is usually about 700 to 3000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aromatic compound represented by the general formula (II) from the viewpoint of operability and economy. This is preferable.
[0014]
Various nickel phosphine complexes can be used as the divalent nickel complex catalyst. For example, dichlorobistriphenylphosphine nickel (II), dibromobistriphenylphosphine nickel (II), dichloro (1,2-bisdiphenylphosphinoethane) nickel (II), dichloro (1,2-bisdiphenylphosphinopropane) nickel (II), dichloro (1,2-bisdiphenylphosphinobutane) nickel (II), dichloro (1,1′-bisdiphenylphosphinoferrocene) nickel (II), dichlorobistricyclohexylphosphinenickel (II), etc. From the viewpoint of economy and reactivity, dichlorobistriphenylphosphine nickel (II), dichloro (1,1′-bisdiphenylphosphinoferrocene) nickel (II) or dichlorobistricyclohexylphosphine nickel II) and the like are preferable. The use amount is 0.005 to 0.1 mol, preferably 0.01 to 0.03 mol, based on 1 mol of the aromatic compound represented by the general formula (II), from the viewpoints of economy and reactivity. It is. Furthermore, in order to prevent the deterioration of the catalyst and maintain the activity, 1 to 5 times moles of tertiary phosphine or phosphite may be added to the nickel phosphine complex.
[0015]
Examples of the base used in the present invention include alkali metal hydroxides or salts thereof with weak acids, alkaline earth metal hydroxides or salts thereof with weak acids, and quaternary ammonium hydroxides or salts thereof with weak acids. Is used. Preferred are sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, cesium carbonate, tripotassium phosphate and tripotassium phosphate dihydrate. The usage-amount is 1-5 mol with respect to 1 mol of aromatic compounds represented by the said general formula (II), Preferably it is 1-3 mol.
[0016]
What is most important in the method of the present invention is that the arylboric acid represented by the general formula (I) or (IV) or a derivative thereof and the aromatic compound represented by the general formula (II) are converted into a divalent nickel complex. In the reaction in the presence of a base and an aromatic hydrocarbon solvent, a predetermined amount of water or alcohol is added.
[0017]
Examples of the alcohol include methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, tert-butanol and the like. Moreover, there is no problem even if hydrous alcohol is used.
[0018]
The amount of water or alcohol to be added is 0.5 to 10 with respect to 1 mol of aryl boronic acid or a derivative thereof when the aryl boronic acid represented by formula (I) or a derivative thereof is used as a raw material. Mol, preferably 1 to 3 mol. Moreover, when using the aryl boronic acid anhydride represented by the said general formula (IV) as a raw material, it is 1-40 mol with respect to 1 mol of aryl boronic acid anhydride, Preferably it is 3-30 mol. . Water may be added using water of crystallization contained in the base. When water or alcohol is not added or less than the above-mentioned predetermined amount, the reaction rate is slow. On the other hand, when it is too much, the catalyst is deactivated, and satisfactory reaction results and reaction rates cannot be obtained.
[0019]
The ratio of the aryl boronic acid represented by the general formula (I) or a derivative thereof and the aromatic compound represented by the general formula (II) is usually the general formula (II) from the viewpoint of economy and reactivity. Is 0.8 to 1.5 mol, preferably 1 to 1.3 mol of arylboronic acid or a derivative thereof per mol of the aromatic compound represented by Similarly, the ratio of the aryl boronic anhydride represented by the general formula (IV) and the aromatic compound represented by the general formula (II) is the same as that of the aromatic compound represented by the general formula (II). The amount of aryl boronic acid anhydride is 0.3 to 0.5 mol, preferably 0.33 to 0.43 mol, per mol of the group compound.
[0020]
In the method of the present invention, the reaction temperature is 50 to 120 ° C, preferably 60 to 100 ° C. The reaction time varies depending on the reaction temperature, the amount of catalyst and the like, but is usually 0.5 to 5 hours, preferably 1 to 3 hours. In order to prevent the catalyst from being deactivated by oxygen during the reaction, the reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere. For example, nitrogen gas or argon gas. Further, the reaction pressure is not particularly limited, but it is usually carried out at atmospheric pressure.
[0021]
Thus, although the biphenyl derivative represented by the general formula (III), which is the target compound of the present invention, is obtained, a purification operation may be performed in order to improve the purity of the biphenyl derivative. For example, hydrochloric acid is added to the reaction solution and separated into two layers, followed by liquid separation, washing with an aqueous sodium hydroxide solution, aqueous sodium hypochlorite solution, saturated brine, and the like, followed by concentration, crystallization, crystallization, etc. The high-purity product is obtained by performing the purification operation. Moreover, you may process with a silica gel, an alumina, etc.
[0022]
【Example】
Hereinafter, although the effect of the present invention will be described more specifically based on examples, the present invention is not limited to the following examples.
[0023]
Example 1
In a 100 ml reactor, 0.15 g (0.22 mmol) of dichlorobistriphenylphosphine nickel (II), 1.35 g (9.93 mmol) of p-methylphenylboronic acid, 1.07 g (7. 7. mmol) of p-chlorobenzaldehyde. 64 mmol), 3.35 g (13.5 mmol) of tripotassium phosphate dihydrate, and 27 ml of toluene were added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. This was heated up to 80 degreeC and made to react for 3 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and 30 ml of water was added to stop the reaction. Next, 7 ml of 2% hydrochloric acid was added thereto, followed by liquid separation. The obtained organic layer was analyzed by gas chromatography. The yield of 4-formyl-4′-methyl-1,1-biphenyl was 99% based on p-chlorobenzaldehyde.
[0024]
Example 2
The same operation as in Example 1 was performed except that 13.5 mmol of anhydrous tripotassium phosphate and 15 mmol of methanol were used instead of tripotassium phosphate dihydrate. The yield was 98% based on p-chlorobenzaldehyde.
[0025]
Example 3
The same operation as in Example 1 was performed except that 13.5 mmol of anhydrous tripotassium phosphate and 15 mmol of ethanol were used instead of tripotassium phosphate dihydrate. The yield was 99% based on p-chlorobenzaldehyde.
[0026]
Comparative Example 1
The same operation as in Example 1 was performed except that 13.5 mmol of anhydrous tripotassium phosphate was used instead of tripotassium phosphate dihydrate. The yield was 84% based on p-chlorobenzaldehyde.
[0027]
Comparative Example 2
The same operation as in Example 1 was performed except that 13-fold mol of water was added to p-methylphenylboronic acid. The yield was 4% based on p-chlorobenzaldehyde.
[0028]
Example 4
In a 100 ml reactor, 0.150 g (0.22 mmol) of dichlorobistriphenylphosphine nickel (II), 1.07 g (7.64 mmol) of p-chlorobenzaldehyde, 1.17 g of p-methylphenylboronic anhydride ( 3.31 mmol), 3.35 g (13.5 mmol) of tripotassium phosphate dihydrate, 0.90 g (50.00 mmol) of water, and 27 ml of toluene were added and stirred at room temperature for 30 minutes. This was heated up to 80 degreeC and made to react for 3 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and 30 ml of water was added to stop the reaction. Next, 7 ml of 2% hydrochloric acid was added thereto, followed by liquid separation. The obtained organic layer was analyzed by gas chromatography. The yield of 4-formyl-4′-methyl-1,1-biphenyl was 99% based on p-chlorobenzaldehyde.
[0029]
Example 5
The same operation as in Example 4 was performed except that 50 mmol of methanol was used instead of water. The yield was 97% based on p-chlorobenzaldehyde.
[0030]
Example 6
The same operation as in Example 4 was performed except that 50 mmol of ethanol was used instead of water. The yield was 98% based on p-chlorobenzaldehyde.
[0031]
Comparative Example 3
The same operation as in Example 4 was carried out except that 13.5 mmol of anhydrous tripotassium phosphate was used instead of tripotassium phosphate dihydrate and water was not added. The yield was 41% based on p-chlorobenzaldehyde.
[0032]
Comparative Example 4
The same operation as in Example 4 was performed except that 45-fold mol of water was added to p-methylphenylboronic anhydride. The yield was 2% based on p-chlorobenzaldehyde.
[0033]
Example 7
In a 100 ml reactor, 0.15 g (0.22 mmol) of dichlorobistriphenylphosphine nickel (II), 0.12 g (0.44 mmol) of triphenylphosphine, 1.09 g (7.64 mmol) of m-chloroanisole , 1.35 g (9.93 mmol) of p-methylphenylboronic acid, 3.35 g (13.5 mmol) of tripotassium phosphate dihydrate and 27 ml of toluene were added and stirred at room temperature for 30 minutes. This was heated up to 80 degreeC and made to react for 3 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and 30 ml of water was added to stop the reaction. Next, 7 ml of 2% hydrochloric acid was added thereto, followed by liquid separation. The obtained organic layer was analyzed by gas chromatography. The yield of 3-methoxy-4′-methyl-1,1′-biphenyl was 99% based on m-chloroanisole.
[0034]
Example 8
The same operation as in Example 7 was performed except that dichlorobistricyclohexylphosphine nickel (II) was used as a catalyst. The yield was 94% based on m-chloroanisole.
[0035]
Example 9
The same operation as in Example 7 was performed except that 2-fold mole of triphenylphosphine was added to the catalyst dichlorobistriphenylphosphine nickel (II). The yield was 99% based on m-chloroanisole.
[0036]
Example 10
Example 7 except that dichloro (1,1′-bisdiphenylphosphinoferrocene) nickel (II) was used as a catalyst and equimolar 1,1′-bisdiphenylphosphinoferrocene was added to the catalyst. The same operation was performed. The yield was 73% based on m-chloroanisole.
[0037]
Example 11
The same operation as in Example 7 was performed except that xylene was used as a solvent instead of toluene. The yield was 99% based on m-chloroanisole.
[0038]
Example 12
The same operation as in Example 7 was carried out except that sodium hydroxide was used in place of tripotassium phosphate dihydrate as a base and that 2 times the amount of water was added to sodium hydroxide. The yield was 88% based on m-chloroanisole.
[0039]
Comparative Example 5
The same operation as in Example 7 was performed except that dimethoxyethane (DME) was used as a solvent. The yield was 7% based on m-chloroanisole.
[0040]
Comparative Example 6
The same operation as in Example 7 was performed except that dimethylformamide (DMF) was used as a solvent. The yield was 1% based on m-chloroanisole.
[0041]
Example 13
In the same manner as in Example 1, p-methylphenylboronic acid and o-chlorobenzonitrile were reacted. The yield of 2-cyano-4′-methyl-1,1′-biphenyl was 99% based on o-chlorobenzonitrile.
[0042]
Example 14
In the same manner as in Example 1, the reaction of p-methylphenylboronic acid and p-chlorobenzonitrile was carried out. The yield of 4-cyano-4′-methyl-1,1′-biphenyl was 87% based on p-chlorobenzonitrile.
[0043]
Example 15
In the same manner as in Example 1, the reaction of p-methylphenylboronic acid and methyl o-chlorobenzoate was carried out. The yield of 2-methoxycarbonyl-4′-methyl-1,1′-biphenyl was 83% based on methyl o-chlorobenzoate.
[0044]
Example 16
In the same manner as in Example 1, p-methylphenylboronic acid and m-chloroanisole were reacted. The yield of 3-methoxy-4′-methyl-1,1′-biphenyl was 99% based on m-chloroanisole.
[0045]
Example 17
In the same manner as in Example 1, the reaction of p-methylphenylboronic acid and p-chloro (2-methoxymethoxy) benzene was performed. The yield of 4- (2-methoxymethoxy) -4′-methyl-1,1′-biphenyl was 74% based on p-chloro (2-methoxymethoxy) benzene.
[0046]
Example 18
In the same manner as in Example 1, the reaction of p-methylphenylboronic acid and p-chloroaniline was performed. The yield of 4-amino-4′-methyl-1,1′-biphenyl was 64% based on p-chloroaniline.
[0047]
Example 19
In the same manner as in Example 1, reaction of p-methylphenylboronic acid and p-chloro-N, N-dimethylaniline was performed. The yield of 4- (N, N-dimethylamino) -4′-methyl-1,1′-biphenyl was 64% based on p-chloro-N, N-dimethylaniline.
[0048]
Example 20
In the same manner as in Example 1, reaction between p-methylphenylboronic acid and 2,4-dimethoxy-5-aminochlorobenzene was carried out. The yield of 2,4-dimethoxy-5-amino-4′-methyl-1,1′-biphenyl was 84% based on 2,4-dimethoxy-5-aminochlorobenzene.
[0049]
Example 21
In the same manner as in Example 1, the reaction of phenylboronic acid and p-chlorobenzonitrile was carried out. The yield of 4-cyano-1,1′-biphenyl was 99% based on p-chlorobenzonitrile.
[0050]
Example 22
In the same manner as in Example 1, the reaction of phenylboronic acid and p-phenylsulfone chlorobenzene was performed. The yield of 4-phenylsulfone-1,1′-biphenyl was 68% based on p-phenylsulfone chlorobenzene.
[0051]
Example 23
In the same manner as in Example 1, reaction of p-methylphenylboronic acid and 2-chlorofuran was performed. The yield of p-tolyl-2-furan was 62% based on 2-chlorofuran.
[0052]
Example 24
In the same manner as in Example 1, reaction of p-methylphenylboronic acid and 2-chlorothiophene was performed. The yield of p-tolyl-2-thiophene was 86% based on 2-chlorothiophene.
[0053]
Example 25
In the same manner as in Example 1, reaction of p-methylphenylboronic acid and 3-chloropyridine was performed. The yield of p-tolyl-3-pyridine was 78% based on 3-chloropyridine.
[0054]
【The invention's effect】
The effect of the present invention is that it is economical and easy to obtain a biphenyl derivative from aryl boronic acid or its derivative or aryl boronic acid anhydride at high reaction rate in a short time, with high yield and good reproducibility, using a nickel complex as a catalyst. Another object is to provide an industrially useful method.

Claims

The following general formula (I)

(R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, a cyano group, a formyl group, an acyl group having 2 to 7 carbon atoms, a benzoyl group that may have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, An alkoxycarbonyl group having 2 to 7 carbon atoms, a phenoxycarbonyl group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an amino group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and 1 to 6 carbon atoms An amide group which may have an alkyl group, a nitro group, a sulfonyl group having a phenyl group which may have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, 1 to 6 carbon atoms Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms A sulfonic acid ester group having a phenyl group, fluorine, or a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, wherein Y represents a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; A phenoxy group, a cyclohexyloxy group, or the following general formula a, b, or c

(Wherein q is 1, 2, 3 or 4 and r and s are 2, 3, 4 or 5, respectively). ) Or an aryl boronic acid represented by the following general formula (II)

(A is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, a cyano group, a formyl group, an acyl group having 2 to 7 carbon atoms, a benzoyl group that may have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, An alkoxycarbonyl group having 2 to 7 carbon atoms, a phenoxycarbonyl group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an amino group optionally having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and 1 to 6 carbon atoms An amide group which may have an alkyl group, a nitro group, a sulfonyl group having a phenyl group which may have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, 1 to 6 carbon atoms Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms A sulfonic acid ester group having a phenyl group, fluorine or a C1-C6 fluoroalkyl group, wherein D is phenylene, naphthylene, pyridinediyl, quinolinediyl, pyrimidinediyl, triazinediyl, frangyl, benzofurandyl, Thiophenediyl or benzothiophenediyl, and X represents chlorine, bromine, iodine, mesylate group, and arenesulfonate group)) in the presence of a divalent nickel complex, a base, and an aromatic hydrocarbon solvent. In the reaction, 1 to 3 moles of water or alcohol is added to the aryl boronic acid or its derivative, the following general formula (III)

(R, A, and D are the same as described above).