JP4318468B2 - アレン誘導体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アレン誘導体の製造方法に関し、より詳しくはアリルシランを利用した多置換アレンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
反応性に富んだ多置換アレン誘導体は、医薬、農薬、香料、ファインケミカル、各種機能剤及びそれらの中間体等として幅広く用いられており、有用な化合物である。アレン誘導体の製造方法は従来から多数知られている。しかしながら、たとえば、Allenes in Organic Chemistry, Wiley: New York, 1984（非特許文献１）などに開示されているように、過酷条件下で合成を行うものが多く、また、従来知られている製造方法は多置換のアレン誘導体の製造には不都合であった。
【０００３】
そこで、簡便かつ比較的穏和な条件下で、多置換のアレン誘導体を製造できる方法が望まれていた。
【０００４】
【非特許文献１】
Allenes in Organic Chemistry, Wiley: New York, 1984
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、比較的容易に入手可能なアリルシラン類から、２−ハロゲノ−１，３−ブタジエンを選択的に製造し、ついで、遷移金属触媒存在下、求核剤と反応させることによって、これまでの方法では合成が不可能であった多置換アレンを高収率で得られることを見いだし、本発明を完成させた。
【０００６】
即ち、本発明では、下記式（１）で示されるアレン誘導体の製造方法であって、
【化３】
［式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、水素原子；置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20炭化水素基；置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20アルコキシ基；置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ20アリールオキシ基；置換基を有していてもよいアミノ基；又は置換基を有していてもよいシリル基であり、ただし、Ｒ1及びＲ2は、互いに架橋してＣ4〜Ｃ20飽和環又は不飽和環を形成してもよく、前記環は、酸素原子、硫黄原子、珪素原子、スズ原子、ゲルマニウム原子又は式−Ｎ（Ｂ）−で示される基（式中、Ｂは水素原子又はＣ1〜Ｃ20炭化水素基である。）で中断されていてもよく、かつ、置換基を有していてもよく、Ｒ4は、求核剤由来の置換基である］
下記式（２）で示されるアリルシランを、
【化４】
［式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、上記の意味を有する。Ａ1、Ａ2及びＡ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20炭化水素基；置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20アルコキシ基；置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ20アリールオキシ基；置換基を有していてもよいアミノ基；又は置換基を有していてもよいシリル基である。］塩基存在下、シクロプロパン化剤と反応させ、第１の反応混合物を得る工程と、前記第１の反応混合物を熱分解し、第２の反応生成物を得る工程と、遷移金属化合物存在下、前記第２の反応生成物と、下記式（３）で表される求核剤と
Ｙ−Ｒ4 （３）
[式中、Ｒ4は、上記の意味を有する。Ｙは、対陽イオンである。]を反応させる工程とを含むことを特徴とするアレン誘導体の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明では、前記遷移金属化合物がパラジウム錯体又はニッケル錯体であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明では、Ａ1、Ａ2及びＡ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10炭化水素基であることが好ましく、また、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10炭化水素基であることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明では、下記式（２）で示されるアリルシランを、塩基存在下、シクロプロパン化剤と反応させ、第１の反応混合物を得る工程と、前記第１の反応混合物を熱分解し、第２の反応生成物を得る工程と、遷移金属化合物存在下、前記第２の反応生成物と、下記式（３）で表される求核剤とを反応させる工程とを含むことを特徴とする下記式（１）で示されるアレン誘導体の製造方法が提供される。
【００１０】
【化５】
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ａ1、Ａ2、Ａ3およびＹは、上記の意味を有する。］
【００１１】
上記式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、それぞれ互いに独立し、同一または異なって、水素原子；置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20炭化水素基；置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20アルコキシ基；置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ20アリールオキシ基；置換基を有していてもよいアミノ基；又は置換基を有していてもよいシリル基である。
【００１２】
本明細書において、「Ｃ1〜Ｃ20炭化水素基」の炭化水素基は、飽和若しくは不飽和の非環式であってもよいし、飽和若しくは不飽和の環式であってもよい。Ｃ1〜Ｃ20炭化水素基が非環式の場合には、線状でもよいし、枝分かれでもよい。「Ｃ1〜Ｃ20炭化水素基」には、Ｃ1〜Ｃ20アルキル基、Ｃ2〜Ｃ20アルケニル基、Ｃ2〜Ｃ20アルキニル基、Ｃ4〜Ｃ20アルキルジエニル基、Ｃ6〜Ｃ18アリール基、Ｃ6〜Ｃ20アルキルアリール基、Ｃ6〜Ｃ20アリールアルキル基、Ｃ4〜Ｃ20シクロアルキル基、Ｃ4〜Ｃ20シクロアルケニル基、（Ｃ3〜Ｃ10シクロアルキル）Ｃ1〜Ｃ10アルキル基などが含まれる。
【００１３】
本明細書において、「Ｃ1〜Ｃ20アルキル基」は、Ｃ1〜Ｃ10アルキル基であることが好ましく、Ｃ1〜Ｃ6アルキル基であることが更に好ましい。アルキル基の例としては、制限するわけではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ドデカニル等を挙げることができる。
【００１４】
本明細書において、「Ｃ2〜Ｃ20アルケニル基」は、Ｃ2〜Ｃ10アルケニル基であることが好ましく、Ｃ2〜Ｃ6アルケニル基であることが更に好ましい。アルケニル基の例としては、制限するわけではないが、ビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル、２−メチル−１−プロペニル、２−メチルアリル、２−ブテニル等を挙げることができる。
【００１５】
本明細書において、「Ｃ2〜Ｃ20アルキニル基」は、Ｃ2〜Ｃ10アルキニル基であることが好ましく、Ｃ2〜Ｃ6アルキニル基であることが更に好ましい。アルキニル基の例としては、制限するわけではないが、エチニル、２−プロピニル、２−ブチニル等を挙げることができる。
【００１６】
本明細書において、「Ｃ4〜Ｃ20アルキルジエニル基」は、Ｃ4〜Ｃ10アルキルジエニル基であることが好ましく、Ｃ4〜Ｃ6アルキルジエニル基であることが更に好ましい。アルキルジエニル基の例としては、制限するわけではないが、１，３−ブタジエニル等を挙げることができる。
【００１７】
本明細書において、「Ｃ6〜Ｃ18アリール基」は、Ｃ6〜Ｃ10アリール基であることが好ましい。アリール基の例としては、制限するわけではないが、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、インデニル、ビフェニリル、アントリル、フェナントリル等を挙げることができる。
【００１８】
本明細書において、「Ｃ6〜Ｃ20アルキルアリール基」は、Ｃ6〜Ｃ12アルキルアリール基であることが好ましい。アルキルアリール基の例としては、制限するわけではないが、ｏ−トリル、ｍ−トリル、ｐ−トリル、２，３−キシリル、２，４−キシリル、２，５−キシリル、ｏ−クメニル、ｍ−クメニル、ｐ−クメニル、メシチル等を挙げることができる。
【００１９】
本明細書において、「Ｃ6〜Ｃ20アリールアルキル基」は、Ｃ6〜Ｃ12アリールアルキル基であることが好ましい。アリールアルキル基の例としては、制限するわけではないが、ベンジル、フェネチル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、１−ナフチルメチル、２−ナフチルメチル、２，２−ジフェニルエチル、３−フェニルプロピル、４−フェニルブチル、５−フェニルペンチル等を挙げることができる。
【００２０】
本明細書において、「Ｃ4〜Ｃ20シクロアルキル基」は、Ｃ4〜Ｃ10シクロアルキル基であることが好ましい。シクロアルキル基の例としては、制限するわけではないが、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等を挙げることができる。
【００２１】
本明細書において、「Ｃ4〜Ｃ20シクロアルケニル基」は、Ｃ4〜Ｃ10シクロアルケニル基であることが好ましい。シクロアルケニル基の例としては、制限するわけではないが、シクロプロペニル、シクロブテニル、２−シクロペンテン−１−イル、２−シクロヘキセン−１−イル、３−シクロヘキセン−１−イル等を挙げることができる。
【００２２】
本明細書において、「Ｃ1〜Ｃ20アルコキシ基」は、Ｃ1〜Ｃ10アルコキシ基であることが好ましく、Ｃ1〜Ｃ6アルコキシ基であることが更に好ましい。アルコキシ基の例としては、制限するわけではないが、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ等がある。
【００２３】
本明細書において、「Ｃ6〜Ｃ20アリールオキシ基」は、Ｃ6〜Ｃ10アリールオキシ基であることが好ましい。アリールオキシ基の例としては、制限するわけではないが、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ビフェニルオキシ等を挙げることができる。
【００２４】
Ｒ1、Ｒ2及びＲ3で示される「Ｃ1〜Ｃ20炭化水素基」、「Ｃ1〜Ｃ20アルコキシ基」、「Ｃ6〜Ｃ20アリールオキシ基」、「アミノ基」、「シリル基」には、置換基が導入されていてもよい。この置換基としては、例えば、Ｃ1〜Ｃ10炭化水素基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、ナフチル、インデニル、トリル、キシリル、ベンジル等）、Ｃ1〜Ｃ10アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等）、Ｃ6〜Ｃ10アリールオキシ基（例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ビフェニルオキシ等）、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）又はシリル基などを挙げることができる。この場合、置換基は、置換可能な位置に１個以上導入されていてもよく、好ましくは１個〜４個導入されていてもよい。置換基数が２個以上である場合、各置換基は同一であっても異なっていてもよい。
【００２５】
本明細書において、「置換基を有していてもよいアミノ基」の例としては、制限するわけではないが、アミノ、ジメチルアミノ、メチルアミノ、メチルフェニルアミノ、フェニルアミノ等がある。
【００２６】
本明細書において、「置換基を有していてもよいシリル基」の例としては、制限するわけではないが、ジメチルシリル、ジエチルシリル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリメトキシシリル、トリエトキシシリル、ジフェニルメチルシリル、トリフェニルシリル、トリフェノキシシリル、ジメチルメトキシシリル、ジメチルフェノキシシリル、メチルメトキシフェニル等がある。
【００２７】
本発明において、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ、互いに架橋してＣ4〜Ｃ20飽和環又は不飽和環を形成してもよい。これらの置換基が形成する環は、４員環〜１６員環であることが好ましく、４員環〜１２員環であることが更に好ましい。この環は、ベンゼン環等の芳香族環あってもよいし、脂肪族環であってもよい。また、これらの置換基が形成する環に、更に単数又は複数の環が形成されていてもよい。
【００２８】
前記飽和環または不飽和環は、酸素原子、硫黄原子、珪素原子、スズ原子、ゲルマニウム原子または式―Ｎ（Ｂ）―で示される基（式中、Ｂは水素原子またはＣ1〜Ｃ20炭化水素基である。）で中断されていてもよい。即ち、前記飽和環または不飽和環はヘテロ環であってもよい。かつ、置換基を有していてもよい。不飽和環は、ベンゼン環等の芳香族環であってもよい。
【００２９】
Ｂは，水素原子またはＣ1〜Ｃ10炭化水素基であることが好ましく、水素原子またはＣ1〜Ｃ7炭化水素基であることが更に好ましく、Ｂは水素原子、Ｃ1〜Ｃ3アルキル基、フェニル基またはベンジル基であることが更になお好ましい。
【００３０】
この飽和環又は不飽和環は、置換基を有していてもよく、例えば、Ｃ1〜Ｃ10炭化水素基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル等）、Ｃ1〜Ｃ10アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等）、Ｃ6〜Ｃ10アリールオキシ基（例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ビフェニルオキシ等）、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）又はシリル基などの置換基が導入されていてもよい。
【００３１】
本発明において、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20炭化水素基であることが好ましく、Ｃ1〜Ｃ10アルキル基；又はＣ6〜Ｃ10アリール基であることが更に好ましく、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、又はフェニルであることがより好ましい。
【００３２】
本発明において、上記式中、Ｒ4は、求核剤由来の置換基である。求核剤由来の置換基としては、たとえば、
−ＣＲ（ＣＯＯＲ'）2［式中、Ｒは水素原子又はＣ1〜Ｃ20炭化水素基であり、Ｒ'はＣ1〜Ｃ20炭化水素基である。］；
−ＣＲ（ＣＯＯＲ'）（ＣＯＯＲ"）［式中、Ｒは水素原子又はＣ1〜Ｃ20炭化水素基であり、Ｒ'及びＲ"は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、Ｃ1〜Ｃ20炭化水素基である。］；
−ＣＲ（ＣＯＲ'）2［式中、Ｒは水素原子又はＣ1〜Ｃ20炭化水素基であり、Ｒ'はＣ1〜Ｃ20炭化水素基である。］；
−ＯＲ［式中、ＲはＣ6〜Ｃ18アリール基である。］；
−ＮＲ2［式中、Ｒは水素原子、ｔ−ブトキシカルボニル等のＣ1〜Ｃ29アルコキシカルボニル基、ベンジル等のＣ6〜Ｃ20アリールアルキル基である。］；
−ＰＲ2［式中、Ｒは水素原子又はＣ1〜Ｃ20炭化水素基である。］
等を挙げることができる。
【００３３】
本発明のアレン誘導体の製造方法では、下記式（２）で示されるアリルシランが用いられる。
【００３４】
【化６】
［式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、上記の意味を有する。］
【００３５】
上記式（２）中、Ａ1、Ａ2及びＡ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20炭化水素基；置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20アルコキシ基；置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ20アリールオキシ基；置換基を有していてもよいアミノ基；又は置換基を有していてもよいシリル基である。
【００３６】
本発明において、Ａ1、Ａ2及びＡ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20炭化水素基であることが好ましく、Ｃ1〜Ｃ10アルキル基；又はＣ6〜Ｃ10アリール基であることが更に好ましく、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、又はフェニルであることがより好ましく、メチル基であることが更にまた好ましい。
【００３７】
本発明のアレン誘導体の製造方法では、まず、上記式（２）を塩基存在下、シクロプロパン化剤と反応させ、第１の反応混合物を得る（第１工程）。
【００３８】
本発明の第１工程で用いられる塩基としては、たとえば、
Ｒ−ＯＭ
［式中、Ｍはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、Ｒはｔ−ブチル等のＣ1〜Ｃ20アルキル基を示す。］等を挙げることができる。
【００３９】
本発明の第１工程において、塩基の量は、アリルシラン（２）１モルに対し、１．０モル〜１００モルであり、好ましくは１．５モル〜３モルであり、更に好ましくは２．５モル〜３．０モルである。
【００４０】
本発明の第１工程で用いられるシクロプロパン化剤としては、クロロホルム、ブロモホルム等を挙げることができる。本発明の第１工程においては、ブロモホルムによるアリルシラン（２）のジブロモシクロプロパン化がより好ましい。
【００４１】
本発明の第１工程において、シクロプロパン化剤の量は、アリルシラン（２）１モルに対し、１．０モル〜１００モルであり、好ましくは１．５モル〜３モルであり、更に好ましくは２．５モル〜３．０モルである。
【００４２】
本発明の第１工程において、典型的には、上記式（２）で示されるアリルシランの溶液に、塩基とシクロプロパン化剤を添加し、攪拌して製造する。
【００４３】
本発明の第１工程において、反応は、好ましくは−１００℃〜３００℃の温度範囲で行われ、特に好ましくは−８０℃〜２００℃の温度範囲、更に好ましくは−８０℃〜６０℃の温度範囲で行われる。圧力は、例えば、０．１バール〜２５００バールの範囲内で、好ましくは０．５バール〜１０バールの範囲内である。
【００４４】
本発明の第１工程において、溶媒としては、上記式（２）で示されるアリルシランを溶解することができる溶媒が好ましい。溶媒は、脂肪族又は芳香族の有機溶媒が用いられる。エーテル系溶媒、例えばテトラヒドロフラン又はジエチルエーテル；ｏ−ジクロロベンゼンのようなハロゲン化芳香族炭化水素；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素；ヘキサン又はペンタンのような脂肪族炭化水素が用いられ、ヘキサン又はペンタンを用いることが好ましい。
【００４５】
本発明のアレン誘導体の製造方法では、つぎに、前記第１の反応混合物を熱分解し、第２の反応生成物を得る（第２工程）。
【００４６】
本発明の第２工程の熱分解は、１００℃〜１５０℃の温度範囲で行われる。圧力は、例えば、０．００１バール〜２５００バールの範囲内で、好ましくは０．０１バール〜１０バールの範囲内である
【００４７】
本発明の第２工程において、典型的には、上記第１の反応混合物の溶媒を留去した粗生成物を加熱する。
【００４８】
本発明の第２工程において、溶媒を使用しないことが好ましい。
【００４９】
本発明のアレン誘導体の製造方法では、つぎに、遷移金属化合物存在下、前記第２の反応生成物と求核剤（３）とを反応させ、アレン誘導体を得る（第３工程）。
【００５０】
本発明の第３工程では、下記式（３）で表される求核剤が用いられる。
Ｙ−Ｒ4 （３）
[式中、Ｒ4は、上記の意味を有する。Ｙは、対陽イオンである。]
【００５１】
Ｙは、対陽イオンであり、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオンを挙げることができる。
【００５２】
本発明の第３工程では、遷移金属化合物を用いる。遷移金属化合物は、金属塩でもよいし、金属錯体でもよい。金属塩の場合には、例えば、ニッケル、パラジウム、銅、ルテニウム又はロジウムと、塩酸、硫酸等の無機酸又はカルボン酸のような有機酸の塩であってもよい。例えば、ハロゲン化ニッケル（ＩＩ）、ハロゲン化パラジウム（ＩＩ）、ハロゲン化銅（Ｉ）、ハロゲン化ルテニウム（ＩＩＩ）、ハロゲン化ロジウム（ＩＩＩ）のような金属塩であってもよく、特に、ハロゲン化パラジウム（ＩＩ）等が好ましく、用いられる。
【００５３】
遷移金属化合物が金属錯体の場合には、４配位又は６配位であることが好ましい。配位子としては、ホスフィン、ホスファイト、アミン、ニトリル、又は、ハロゲン原子等が好ましい。配位子は、１座（ｕｎｉｄｅｎｔａｔｅ）であってもよいし、２座（ｂｉｄｅｎｔａｔｅ）、３座（ｔｒｉｄｅｎｔａｔｅ）、又は、４座（ｔｅｔｒａｄｅｎｔａｔｅ）であってもよい。
【００５４】
ホスフィンは、ジフェニルホスフィンのようなジアリールホスフィン、トリフェニルホスフィンのようなトリアリールホスフィン、トリエチルホスフィンのようなトリアルキルホスフィン、アルキルジアリールホスフィン、ジアルキルアリールホスフィン、１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタンのようなα，ω−ビス（ジアリールホスフィノ）アルカン、Ｐ，Ｐ，Ｐ'，Ｐ'，Ｐ"，Ｐ"−ヘキサフェニル−トリスエチレンテトラホスフィンのようなＰ，Ｐ，Ｐ'，Ｐ'，Ｐ"，Ｐ"−六置換−トリスアルキレンテトラホスフィン等であってもよい。ホスファイトは、ホスフィンと同様である。
【００５５】
アミンは、配位子としては、ピリジン、ビピリジン、キノリン等の芳香族アミンであってもよいし、エチレンジアミンのようなアルキレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラアルキルエチレンジアミンのようなＮ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四置換アルキレンジアミン、トリスエチレンジアミンのようなトリスアルキレンジアミン等の脂肪族アミンであってもよい。
【００５６】
本発明において、遷移金属化合物はパラジウム錯体又はニッケル錯体であることが好ましく、パラジウム錯体であることがより好ましい。
【００５７】
ニッケル錯体は、４配位であることが好ましい。ニッケル錯体は、たとえば、ＮｉＸ2Ｐ1Ｐ2（式中、Ｘは、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子を示し、Ｐ1及びＰ2は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、ホスフィン、ホスファイト又はアミンを示し、好ましくは、ホスフィン又はアミンを示し、更に好ましくはホスフィンを示す。ただし、Ｐ1及びＰ2は、互いに架橋していてもよい。）であってもよい。ホスフィン、ホスファイト又はアミンについては、上述の通りである。
【００５８】
ニッケル錯体としては、たとえば、ビス（トリフェニルホスフィン）ジクロロニッケル、ジクロロ（２，２'−ビピリジン）ニッケルが挙げられる。ＮｉＸ2Ｐ1Ｐ2で示されるニッケル錯体は、ＮｉＸ2で示されるニッケル塩と比べて、有機溶媒中での溶解度が向上するので、用途によっては、好ましい。たとえば、ＮｉＸ2で示されるニッケル塩を反応系が含まれている溶媒に添加し、所望により、更にホスフィンを溶媒に添加して in situで、ニッケルホスフィン錯体を形成してもよい。
【００５９】
パラジウム錯体は、Ｐｄ（Ｑ1）（Ｑ2）（Ｑ3）（Ｑ4）（式中、Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3及びＱ4は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、ホスフィン、ホスファイト、アミン、ハロゲン原子を含む置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ40アルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子を含む置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ40アリールカルボニルオキシ基、ニトリル、アリル、又は、ハロゲン原子を示し、好ましくは、ホスフィン、アミン、ハロゲン原子を含む置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20アルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子を含む置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20アリールカルボニルオキシ基、又は、ハロゲン原子を示し、ただし、Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3及びＱ4の任意の２つ、３つ及び４つが、互いに架橋していてもよい。）であってもよい。ホスフィン、ホスファイト又はアミンについては、上述の通りである。パラジウム錯体としては、たとえば、Ｐｄ（Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ）4（式中、Ｒはアルキル基又はアリール基であり、互いに架橋していてもよい。）、［ＰｄＸ4］2-（Ｘはハロゲン原子である。）、テトラキス（トリアリールホスフィン）、PdCl2(2,2'-ビピリジン)、π−アリルパラジウム錯体等が挙げられる。
【００６０】
本発明の第３工程において、求核剤（３）の量は、第２の反応生成物１モルに対し、１．０モル〜１００モルであり、好ましくは１．０モル〜３モルであり、更に好ましくは１．２モル〜１．５モルである。
【００６１】
本発明の第３工程において、遷移金属化合物の量は、第２の反応生成物１モル１モルに対し、０．０００１モル〜１０モルであり、好ましくは０．０００５モル〜３モルであり、更に好ましくは０．００８モル〜１．５モルである。
【００６２】
本発明の第３工程では、典型的には、第２の反応生成物の溶液に、遷移金属化合物と求核剤（３）を添加し、攪拌して製造する。第２の反応生成物は単離されたものを用いる必要はなく、溶液中で調製された第２の反応生成物をそのまま用いても良い。
【００６３】
本発明の第３工程において、反応は、好ましくは−１００℃〜３００℃の温度範囲で行われ、特に好ましくは−８０℃〜２００℃の温度範囲、更に好ましくは−８０℃〜６０℃の温度範囲で行われる。圧力は、例えば、０．１バール〜２５００バールの範囲内で、好ましくは０．５バール〜１０バールの範囲内である。
【００６４】
本発明の第３工程において、溶媒としては、脂肪族又は芳香族の有機溶媒が用いられる。エーテル系溶媒、例えばテトラヒドロフラン又はジエチルエーテル；ｏ−ジクロロベンゼンのようなハロゲン化芳香族炭化水素；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素；ヘキサン又はペンタンのような脂肪族炭化水素が用いられる。テトラヒドロフラン、トルエン等を用いることが好ましい。
【００６５】
本発明において、各反応工程における中間体は以下の通りであると考えられる。
【化５】
【００６６】
なお、上記中間体は単離、同定されている。もっとも、本発明はこのような反応経路に限定されるものではない。
【００６７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は、下記の実施例に制限されるものではない。
【００６８】
すべての反応は、特に言及しない限り、乾燥した窒素雰囲気下のもとで行われた。溶媒として用いたテトラヒドロフラン(THF)は窒素気流下、ナトリウム金属、ベンゾフェノンで蒸留して無水とした。試薬は市販品を購入し、そのまま用いた。
【００６９】
参考例１
3-ブロモ-4-メチル-1,3-ペンタジエン
【化８】
【００７０】
（3-メチル-2-ブテニル）ジメチルフェニルシラン (4.09g, 20mmol)、カリウム tert-ブトキシド (6.73g, 60mmol)の混合物に乾燥ヘキサン20mLを加え、この懸濁液にブロモホルム（15.2g, 60mmol) を0℃でゆっくりと加える。得られた懸濁液を0℃で1時間、室温で30分撹拌した後、セライトを用いて濾過する。ろ液を飽和食塩水で洗浄し、水層をエーテルで抽出する。あわせた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過後、溶媒を留去する。残渣を短いアルムナカラムで濾過し（ヘキサンで溶出）、得られた無色液体を約10mmHgの減圧下で100-130℃に加熱すると、表題化合物が熱分解生成物として蒸留され、48％の収率で得られる。
【００７１】
参考例２
3-ブロモ-3-シクロヘキシリデン-1-プロペン
【化９】
【００７２】
(2-シクロヘキシリデンエチル)ジメチルフェニルシラン (3.13g, 10mmol)、カリウム tert-ブトキシド (3.36g, 30mmol)の混合物に乾燥ヘキサン10mLを加え、この懸濁液にブロモホルム（7.6g, 30mmol) を0℃でゆっくりと加える。得られた懸濁液を0℃で1時間、室温で30分撹拌した後、セライトを用いて濾過する。ろ液を飽和食塩水で洗浄し、水層をエーテルで抽出する。あわせた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過後、溶媒を留去する。残渣を短いアルムナカラムで濾過し（ヘキサンで溶出）、得られた無色液体を約10mmHgの減圧下で100-130℃に加熱すると、低沸点の熱分解生成物であるブロモトリメチルシランが最初に流出し、その後高沸点成分として表題化合物が46％の収率で得られる。
【００７３】
参考例３
3-ブロモ-2,4-ジメチル-1,3-ペンタジエン
【化１０】
【００７４】
参考例２と同様の条件において、（2,3-ジメチル-2-ブテニル）トリメチルシラン，カリウム tert-ブトキシド、ブロモホルムを反応させ、得られたジブロモシクロプロパンを熱分解すると、表題化合物が60％の収率で得られる。
【００７５】
実施例１
【化１１】
【００７６】
[PdCl(π-C3H5)]2 (1.5 mg, 8.2μmol/Pd)、2,2'-ビス（ジフェニルホスフィノ）-1,1'-ビフェニル(dpbp) (4.7 mg, 9.0μmol)、参考例１で得られた3-ブロモ-4-メチル-1,3-ペンタジエン (68.6 mg, 426μmol) を、窒素雰囲気下で５mLのTHFに溶解した。得られた溶液を、Na[CMe(COOMe)2] (80.1 mg, 476μmol) を計り取った反応容器へニードルを用いて移し、室温で12時間撹拌した。反応液をシリカゲルにより濾過し、溶媒を流去した後に、残渣をシリカゲルカラムで生成すると、表題化合物が84％の収率で得られた。
【００７７】
実施例２
【化１２】
実施例１と同様の手順で行った。ただし、3-ブロモ-4-メチル-1,3-ペンタジエンの代わりに、参考例２で得られた3-ブロモ-3-シクロヘキシリデン-1-プロペンを用いた。収率88％。
【００７８】
実施例３
【化１３】
実施例１と同様の手順で行った。ただし、3-ブロモ-4-メチル-1,3-ペンタジエンの代わりに、参考例３で得られた3-ブロモ-2,4-ジメチル-1,3-ペンタジエンを用いた。収率89％。
【００７９】
【発明の効果】
本発明の方法により、簡便かつ比較的穏和な条件下で、多置換のアレン誘導体を製造することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、アレン誘導体の製造方法に関し、より詳しくはアリルシランを利用した多置換アレンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
反応性に富んだ多置換アレン誘導体は、医薬、農薬、香料、ファインケミカル、各種機能剤及びそれらの中間体等として幅広く用いられており、有用な化合物である。アレン誘導体の製造方法は従来から多数知られている。しかしながら、たとえば、Allenes in Organic Chemistry, Wiley: New York, 1984（非特許文献１）などに開示されているように、過酷条件下で合成を行うものが多く、また、従来知られている製造方法は多置換のアレン誘導体の製造には不都合であった。
【０００３】
そこで、簡便かつ比較的穏和な条件下で、多置換のアレン誘導体を製造できる方法が望まれていた。
【０００４】
【非特許文献１】
Allenes in Organic Chemistry, Wiley: New York, 1984
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、比較的容易に入手可能なアリルシラン類から、２−ハロゲノ−１，３−ブタジエンを選択的に製造し、ついで、遷移金属触媒存在下、求核剤と反応させることによって、これまでの方法では合成が不可能であった多置換アレンを高収率で得られることを見いだし、本発明を完成させた。
【０００６】
即ち、本発明では、下記式（１）で示されるアレン誘導体の製造方法であって、
【化３】
下記式（２）で示されるアリルシランを、
【化４】
Ｙ−Ｒ4 （３）
[式中、Ｒ4は、上記の意味を有する。Ｙは、対陽イオンである。]を反応させる工程とを含むことを特徴とするアレン誘導体の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明では、前記遷移金属化合物がパラジウム錯体又はニッケル錯体であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明では、Ａ1、Ａ2及びＡ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10炭化水素基であることが好ましく、また、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10炭化水素基であることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明では、下記式（２）で示されるアリルシランを、塩基存在下、シクロプロパン化剤と反応させ、第１の反応混合物を得る工程と、前記第１の反応混合物を熱分解し、第２の反応生成物を得る工程と、遷移金属化合物存在下、前記第２の反応生成物と、下記式（３）で表される求核剤とを反応させる工程とを含むことを特徴とする下記式（１）で示されるアレン誘導体の製造方法が提供される。
【００１０】
【化５】
【００１１】
上記式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、それぞれ互いに独立し、同一または異なって、水素原子；置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20炭化水素基；置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20アルコキシ基；置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ20アリールオキシ基；置換基を有していてもよいアミノ基；又は置換基を有していてもよいシリル基である。
【００１２】
本明細書において、「Ｃ1〜Ｃ20炭化水素基」の炭化水素基は、飽和若しくは不飽和の非環式であってもよいし、飽和若しくは不飽和の環式であってもよい。Ｃ1〜Ｃ20炭化水素基が非環式の場合には、線状でもよいし、枝分かれでもよい。「Ｃ1〜Ｃ20炭化水素基」には、Ｃ1〜Ｃ20アルキル基、Ｃ2〜Ｃ20アルケニル基、Ｃ2〜Ｃ20アルキニル基、Ｃ4〜Ｃ20アルキルジエニル基、Ｃ6〜Ｃ18アリール基、Ｃ6〜Ｃ20アルキルアリール基、Ｃ6〜Ｃ20アリールアルキル基、Ｃ4〜Ｃ20シクロアルキル基、Ｃ4〜Ｃ20シクロアルケニル基、（Ｃ3〜Ｃ10シクロアルキル）Ｃ1〜Ｃ10アルキル基などが含まれる。
【００１３】
本明細書において、「Ｃ1〜Ｃ20アルキル基」は、Ｃ1〜Ｃ10アルキル基であることが好ましく、Ｃ1〜Ｃ6アルキル基であることが更に好ましい。アルキル基の例としては、制限するわけではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ドデカニル等を挙げることができる。
【００１４】
本明細書において、「Ｃ2〜Ｃ20アルケニル基」は、Ｃ2〜Ｃ10アルケニル基であることが好ましく、Ｃ2〜Ｃ6アルケニル基であることが更に好ましい。アルケニル基の例としては、制限するわけではないが、ビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル、２−メチル−１−プロペニル、２−メチルアリル、２−ブテニル等を挙げることができる。
【００１５】
本明細書において、「Ｃ2〜Ｃ20アルキニル基」は、Ｃ2〜Ｃ10アルキニル基であることが好ましく、Ｃ2〜Ｃ6アルキニル基であることが更に好ましい。アルキニル基の例としては、制限するわけではないが、エチニル、２−プロピニル、２−ブチニル等を挙げることができる。
【００１６】
本明細書において、「Ｃ4〜Ｃ20アルキルジエニル基」は、Ｃ4〜Ｃ10アルキルジエニル基であることが好ましく、Ｃ4〜Ｃ6アルキルジエニル基であることが更に好ましい。アルキルジエニル基の例としては、制限するわけではないが、１，３−ブタジエニル等を挙げることができる。
【００１７】
本明細書において、「Ｃ6〜Ｃ18アリール基」は、Ｃ6〜Ｃ10アリール基であることが好ましい。アリール基の例としては、制限するわけではないが、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、インデニル、ビフェニリル、アントリル、フェナントリル等を挙げることができる。
【００１８】
本明細書において、「Ｃ6〜Ｃ20アルキルアリール基」は、Ｃ6〜Ｃ12アルキルアリール基であることが好ましい。アルキルアリール基の例としては、制限するわけではないが、ｏ−トリル、ｍ−トリル、ｐ−トリル、２，３−キシリル、２，４−キシリル、２，５−キシリル、ｏ−クメニル、ｍ−クメニル、ｐ−クメニル、メシチル等を挙げることができる。
【００１９】
本明細書において、「Ｃ6〜Ｃ20アリールアルキル基」は、Ｃ6〜Ｃ12アリールアルキル基であることが好ましい。アリールアルキル基の例としては、制限するわけではないが、ベンジル、フェネチル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、１−ナフチルメチル、２−ナフチルメチル、２，２−ジフェニルエチル、３−フェニルプロピル、４−フェニルブチル、５−フェニルペンチル等を挙げることができる。
【００２０】
本明細書において、「Ｃ4〜Ｃ20シクロアルキル基」は、Ｃ4〜Ｃ10シクロアルキル基であることが好ましい。シクロアルキル基の例としては、制限するわけではないが、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等を挙げることができる。
【００２１】
本明細書において、「Ｃ4〜Ｃ20シクロアルケニル基」は、Ｃ4〜Ｃ10シクロアルケニル基であることが好ましい。シクロアルケニル基の例としては、制限するわけではないが、シクロプロペニル、シクロブテニル、２−シクロペンテン−１−イル、２−シクロヘキセン−１−イル、３−シクロヘキセン−１−イル等を挙げることができる。
【００２２】
本明細書において、「Ｃ1〜Ｃ20アルコキシ基」は、Ｃ1〜Ｃ10アルコキシ基であることが好ましく、Ｃ1〜Ｃ6アルコキシ基であることが更に好ましい。アルコキシ基の例としては、制限するわけではないが、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ等がある。
【００２３】
本明細書において、「Ｃ6〜Ｃ20アリールオキシ基」は、Ｃ6〜Ｃ10アリールオキシ基であることが好ましい。アリールオキシ基の例としては、制限するわけではないが、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ビフェニルオキシ等を挙げることができる。
【００２４】
Ｒ1、Ｒ2及びＲ3で示される「Ｃ1〜Ｃ20炭化水素基」、「Ｃ1〜Ｃ20アルコキシ基」、「Ｃ6〜Ｃ20アリールオキシ基」、「アミノ基」、「シリル基」には、置換基が導入されていてもよい。この置換基としては、例えば、Ｃ1〜Ｃ10炭化水素基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、ナフチル、インデニル、トリル、キシリル、ベンジル等）、Ｃ1〜Ｃ10アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等）、Ｃ6〜Ｃ10アリールオキシ基（例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ビフェニルオキシ等）、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）又はシリル基などを挙げることができる。この場合、置換基は、置換可能な位置に１個以上導入されていてもよく、好ましくは１個〜４個導入されていてもよい。置換基数が２個以上である場合、各置換基は同一であっても異なっていてもよい。
【００２５】
本明細書において、「置換基を有していてもよいアミノ基」の例としては、制限するわけではないが、アミノ、ジメチルアミノ、メチルアミノ、メチルフェニルアミノ、フェニルアミノ等がある。
【００２６】
本明細書において、「置換基を有していてもよいシリル基」の例としては、制限するわけではないが、ジメチルシリル、ジエチルシリル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリメトキシシリル、トリエトキシシリル、ジフェニルメチルシリル、トリフェニルシリル、トリフェノキシシリル、ジメチルメトキシシリル、ジメチルフェノキシシリル、メチルメトキシフェニル等がある。
【００２７】
本発明において、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ、互いに架橋してＣ4〜Ｃ20飽和環又は不飽和環を形成してもよい。これらの置換基が形成する環は、４員環〜１６員環であることが好ましく、４員環〜１２員環であることが更に好ましい。この環は、ベンゼン環等の芳香族環あってもよいし、脂肪族環であってもよい。また、これらの置換基が形成する環に、更に単数又は複数の環が形成されていてもよい。
【００２８】
前記飽和環または不飽和環は、酸素原子、硫黄原子、珪素原子、スズ原子、ゲルマニウム原子または式―Ｎ（Ｂ）―で示される基（式中、Ｂは水素原子またはＣ1〜Ｃ20炭化水素基である。）で中断されていてもよい。即ち、前記飽和環または不飽和環はヘテロ環であってもよい。かつ、置換基を有していてもよい。不飽和環は、ベンゼン環等の芳香族環であってもよい。
【００２９】
Ｂは，水素原子またはＣ1〜Ｃ10炭化水素基であることが好ましく、水素原子またはＣ1〜Ｃ7炭化水素基であることが更に好ましく、Ｂは水素原子、Ｃ1〜Ｃ3アルキル基、フェニル基またはベンジル基であることが更になお好ましい。
【００３０】
この飽和環又は不飽和環は、置換基を有していてもよく、例えば、Ｃ1〜Ｃ10炭化水素基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル等）、Ｃ1〜Ｃ10アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等）、Ｃ6〜Ｃ10アリールオキシ基（例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ビフェニルオキシ等）、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）又はシリル基などの置換基が導入されていてもよい。
【００３１】
本発明において、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20炭化水素基であることが好ましく、Ｃ1〜Ｃ10アルキル基；又はＣ6〜Ｃ10アリール基であることが更に好ましく、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、又はフェニルであることがより好ましい。
【００３２】
本発明において、上記式中、Ｒ4は、求核剤由来の置換基である。求核剤由来の置換基としては、たとえば、
−ＣＲ（ＣＯＯＲ'）2［式中、Ｒは水素原子又はＣ1〜Ｃ20炭化水素基であり、Ｒ'はＣ1〜Ｃ20炭化水素基である。］；
−ＣＲ（ＣＯＯＲ'）（ＣＯＯＲ"）［式中、Ｒは水素原子又はＣ1〜Ｃ20炭化水素基であり、Ｒ'及びＲ"は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、Ｃ1〜Ｃ20炭化水素基である。］；
−ＣＲ（ＣＯＲ'）2［式中、Ｒは水素原子又はＣ1〜Ｃ20炭化水素基であり、Ｒ'はＣ1〜Ｃ20炭化水素基である。］；
−ＯＲ［式中、ＲはＣ6〜Ｃ18アリール基である。］；
−ＮＲ2［式中、Ｒは水素原子、ｔ−ブトキシカルボニル等のＣ1〜Ｃ29アルコキシカルボニル基、ベンジル等のＣ6〜Ｃ20アリールアルキル基である。］；
−ＰＲ2［式中、Ｒは水素原子又はＣ1〜Ｃ20炭化水素基である。］
等を挙げることができる。
【００３３】
本発明のアレン誘導体の製造方法では、下記式（２）で示されるアリルシランが用いられる。
【００３４】
【化６】
【００３５】
上記式（２）中、Ａ1、Ａ2及びＡ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20炭化水素基；置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20アルコキシ基；置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ20アリールオキシ基；置換基を有していてもよいアミノ基；又は置換基を有していてもよいシリル基である。
【００３６】
本発明において、Ａ1、Ａ2及びＡ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20炭化水素基であることが好ましく、Ｃ1〜Ｃ10アルキル基；又はＣ6〜Ｃ10アリール基であることが更に好ましく、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、又はフェニルであることがより好ましく、メチル基であることが更にまた好ましい。
【００３７】
本発明のアレン誘導体の製造方法では、まず、上記式（２）を塩基存在下、シクロプロパン化剤と反応させ、第１の反応混合物を得る（第１工程）。
【００３８】
本発明の第１工程で用いられる塩基としては、たとえば、
Ｒ−ＯＭ
［式中、Ｍはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、Ｒはｔ−ブチル等のＣ1〜Ｃ20アルキル基を示す。］等を挙げることができる。
【００３９】
本発明の第１工程において、塩基の量は、アリルシラン（２）１モルに対し、１．０モル〜１００モルであり、好ましくは１．５モル〜３モルであり、更に好ましくは２．５モル〜３．０モルである。
【００４０】
本発明の第１工程で用いられるシクロプロパン化剤としては、クロロホルム、ブロモホルム等を挙げることができる。本発明の第１工程においては、ブロモホルムによるアリルシラン（２）のジブロモシクロプロパン化がより好ましい。
【００４１】
本発明の第１工程において、シクロプロパン化剤の量は、アリルシラン（２）１モルに対し、１．０モル〜１００モルであり、好ましくは１．５モル〜３モルであり、更に好ましくは２．５モル〜３．０モルである。
【００４２】
本発明の第１工程において、典型的には、上記式（２）で示されるアリルシランの溶液に、塩基とシクロプロパン化剤を添加し、攪拌して製造する。
【００４３】
本発明の第１工程において、反応は、好ましくは−１００℃〜３００℃の温度範囲で行われ、特に好ましくは−８０℃〜２００℃の温度範囲、更に好ましくは−８０℃〜６０℃の温度範囲で行われる。圧力は、例えば、０．１バール〜２５００バールの範囲内で、好ましくは０．５バール〜１０バールの範囲内である。
【００４４】
本発明の第１工程において、溶媒としては、上記式（２）で示されるアリルシランを溶解することができる溶媒が好ましい。溶媒は、脂肪族又は芳香族の有機溶媒が用いられる。エーテル系溶媒、例えばテトラヒドロフラン又はジエチルエーテル；ｏ−ジクロロベンゼンのようなハロゲン化芳香族炭化水素；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素；ヘキサン又はペンタンのような脂肪族炭化水素が用いられ、ヘキサン又はペンタンを用いることが好ましい。
【００４５】
本発明のアレン誘導体の製造方法では、つぎに、前記第１の反応混合物を熱分解し、第２の反応生成物を得る（第２工程）。
【００４６】
本発明の第２工程の熱分解は、１００℃〜１５０℃の温度範囲で行われる。圧力は、例えば、０．００１バール〜２５００バールの範囲内で、好ましくは０．０１バール〜１０バールの範囲内である
【００４７】
本発明の第２工程において、典型的には、上記第１の反応混合物の溶媒を留去した粗生成物を加熱する。
【００４８】
本発明の第２工程において、溶媒を使用しないことが好ましい。
【００４９】
本発明のアレン誘導体の製造方法では、つぎに、遷移金属化合物存在下、前記第２の反応生成物と求核剤（３）とを反応させ、アレン誘導体を得る（第３工程）。
【００５０】
本発明の第３工程では、下記式（３）で表される求核剤が用いられる。
Ｙ−Ｒ4 （３）
[式中、Ｒ4は、上記の意味を有する。Ｙは、対陽イオンである。]
【００５１】
Ｙは、対陽イオンであり、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオンを挙げることができる。
【００５２】
本発明の第３工程では、遷移金属化合物を用いる。遷移金属化合物は、金属塩でもよいし、金属錯体でもよい。金属塩の場合には、例えば、ニッケル、パラジウム、銅、ルテニウム又はロジウムと、塩酸、硫酸等の無機酸又はカルボン酸のような有機酸の塩であってもよい。例えば、ハロゲン化ニッケル（ＩＩ）、ハロゲン化パラジウム（ＩＩ）、ハロゲン化銅（Ｉ）、ハロゲン化ルテニウム（ＩＩＩ）、ハロゲン化ロジウム（ＩＩＩ）のような金属塩であってもよく、特に、ハロゲン化パラジウム（ＩＩ）等が好ましく、用いられる。
【００５３】
遷移金属化合物が金属錯体の場合には、４配位又は６配位であることが好ましい。配位子としては、ホスフィン、ホスファイト、アミン、ニトリル、又は、ハロゲン原子等が好ましい。配位子は、１座（ｕｎｉｄｅｎｔａｔｅ）であってもよいし、２座（ｂｉｄｅｎｔａｔｅ）、３座（ｔｒｉｄｅｎｔａｔｅ）、又は、４座（ｔｅｔｒａｄｅｎｔａｔｅ）であってもよい。
【００５４】
ホスフィンは、ジフェニルホスフィンのようなジアリールホスフィン、トリフェニルホスフィンのようなトリアリールホスフィン、トリエチルホスフィンのようなトリアルキルホスフィン、アルキルジアリールホスフィン、ジアルキルアリールホスフィン、１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタンのようなα，ω−ビス（ジアリールホスフィノ）アルカン、Ｐ，Ｐ，Ｐ'，Ｐ'，Ｐ"，Ｐ"−ヘキサフェニル−トリスエチレンテトラホスフィンのようなＰ，Ｐ，Ｐ'，Ｐ'，Ｐ"，Ｐ"−六置換−トリスアルキレンテトラホスフィン等であってもよい。ホスファイトは、ホスフィンと同様である。
【００５５】
アミンは、配位子としては、ピリジン、ビピリジン、キノリン等の芳香族アミンであってもよいし、エチレンジアミンのようなアルキレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラアルキルエチレンジアミンのようなＮ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四置換アルキレンジアミン、トリスエチレンジアミンのようなトリスアルキレンジアミン等の脂肪族アミンであってもよい。
【００５６】
本発明において、遷移金属化合物はパラジウム錯体又はニッケル錯体であることが好ましく、パラジウム錯体であることがより好ましい。
【００５７】
ニッケル錯体は、４配位であることが好ましい。ニッケル錯体は、たとえば、ＮｉＸ2Ｐ1Ｐ2（式中、Ｘは、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子を示し、Ｐ1及びＰ2は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、ホスフィン、ホスファイト又はアミンを示し、好ましくは、ホスフィン又はアミンを示し、更に好ましくはホスフィンを示す。ただし、Ｐ1及びＰ2は、互いに架橋していてもよい。）であってもよい。ホスフィン、ホスファイト又はアミンについては、上述の通りである。
【００５８】
ニッケル錯体としては、たとえば、ビス（トリフェニルホスフィン）ジクロロニッケル、ジクロロ（２，２'−ビピリジン）ニッケルが挙げられる。ＮｉＸ2Ｐ1Ｐ2で示されるニッケル錯体は、ＮｉＸ2で示されるニッケル塩と比べて、有機溶媒中での溶解度が向上するので、用途によっては、好ましい。たとえば、ＮｉＸ2で示されるニッケル塩を反応系が含まれている溶媒に添加し、所望により、更にホスフィンを溶媒に添加して in situで、ニッケルホスフィン錯体を形成してもよい。
【００５９】
パラジウム錯体は、Ｐｄ（Ｑ1）（Ｑ2）（Ｑ3）（Ｑ4）（式中、Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3及びＱ4は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、ホスフィン、ホスファイト、アミン、ハロゲン原子を含む置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ40アルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子を含む置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ40アリールカルボニルオキシ基、ニトリル、アリル、又は、ハロゲン原子を示し、好ましくは、ホスフィン、アミン、ハロゲン原子を含む置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20アルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子を含む置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20アリールカルボニルオキシ基、又は、ハロゲン原子を示し、ただし、Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3及びＱ4の任意の２つ、３つ及び４つが、互いに架橋していてもよい。）であってもよい。ホスフィン、ホスファイト又はアミンについては、上述の通りである。パラジウム錯体としては、たとえば、Ｐｄ（Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ）4（式中、Ｒはアルキル基又はアリール基であり、互いに架橋していてもよい。）、［ＰｄＸ4］2-（Ｘはハロゲン原子である。）、テトラキス（トリアリールホスフィン）、PdCl2(2,2'-ビピリジン)、π−アリルパラジウム錯体等が挙げられる。
【００６０】
本発明の第３工程において、求核剤（３）の量は、第２の反応生成物１モルに対し、１．０モル〜１００モルであり、好ましくは１．０モル〜３モルであり、更に好ましくは１．２モル〜１．５モルである。
【００６１】
本発明の第３工程において、遷移金属化合物の量は、第２の反応生成物１モル１モルに対し、０．０００１モル〜１０モルであり、好ましくは０．０００５モル〜３モルであり、更に好ましくは０．００８モル〜１．５モルである。
【００６２】
本発明の第３工程では、典型的には、第２の反応生成物の溶液に、遷移金属化合物と求核剤（３）を添加し、攪拌して製造する。第２の反応生成物は単離されたものを用いる必要はなく、溶液中で調製された第２の反応生成物をそのまま用いても良い。
【００６３】
本発明の第３工程において、反応は、好ましくは−１００℃〜３００℃の温度範囲で行われ、特に好ましくは−８０℃〜２００℃の温度範囲、更に好ましくは−８０℃〜６０℃の温度範囲で行われる。圧力は、例えば、０．１バール〜２５００バールの範囲内で、好ましくは０．５バール〜１０バールの範囲内である。
【００６４】
本発明の第３工程において、溶媒としては、脂肪族又は芳香族の有機溶媒が用いられる。エーテル系溶媒、例えばテトラヒドロフラン又はジエチルエーテル；ｏ−ジクロロベンゼンのようなハロゲン化芳香族炭化水素；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素；ヘキサン又はペンタンのような脂肪族炭化水素が用いられる。テトラヒドロフラン、トルエン等を用いることが好ましい。
【００６５】
本発明において、各反応工程における中間体は以下の通りであると考えられる。
【化５】
なお、上記中間体は単離、同定されている。もっとも、本発明はこのような反応経路に限定されるものではない。
【００６７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は、下記の実施例に制限されるものではない。
【００６８】
すべての反応は、特に言及しない限り、乾燥した窒素雰囲気下のもとで行われた。溶媒として用いたテトラヒドロフラン(THF)は窒素気流下、ナトリウム金属、ベンゾフェノンで蒸留して無水とした。試薬は市販品を購入し、そのまま用いた。
【００６９】
参考例１
3-ブロモ-4-メチル-1,3-ペンタジエン
【化８】
（3-メチル-2-ブテニル）ジメチルフェニルシラン (4.09g, 20mmol)、カリウム tert-ブトキシド (6.73g, 60mmol)の混合物に乾燥ヘキサン20mLを加え、この懸濁液にブロモホルム（15.2g, 60mmol) を0℃でゆっくりと加える。得られた懸濁液を0℃で1時間、室温で30分撹拌した後、セライトを用いて濾過する。ろ液を飽和食塩水で洗浄し、水層をエーテルで抽出する。あわせた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過後、溶媒を留去する。残渣を短いアルムナカラムで濾過し（ヘキサンで溶出）、得られた無色液体を約10mmHgの減圧下で100-130℃に加熱すると、表題化合物が熱分解生成物として蒸留され、48％の収率で得られる。
【００７１】
参考例２
3-ブロモ-3-シクロヘキシリデン-1-プロペン
【化９】
(2-シクロヘキシリデンエチル)ジメチルフェニルシラン (3.13g, 10mmol)、カリウム tert-ブトキシド (3.36g, 30mmol)の混合物に乾燥ヘキサン10mLを加え、この懸濁液にブロモホルム（7.6g, 30mmol) を0℃でゆっくりと加える。得られた懸濁液を0℃で1時間、室温で30分撹拌した後、セライトを用いて濾過する。ろ液を飽和食塩水で洗浄し、水層をエーテルで抽出する。あわせた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過後、溶媒を留去する。残渣を短いアルムナカラムで濾過し（ヘキサンで溶出）、得られた無色液体を約10mmHgの減圧下で100-130℃に加熱すると、低沸点の熱分解生成物であるブロモトリメチルシランが最初に流出し、その後高沸点成分として表題化合物が46％の収率で得られる。
【００７３】
参考例３
3-ブロモ-2,4-ジメチル-1,3-ペンタジエン
【化１０】
参考例２と同様の条件において、（2,3-ジメチル-2-ブテニル）トリメチルシラン，カリウム tert-ブトキシド、ブロモホルムを反応させ、得られたジブロモシクロプロパンを熱分解すると、表題化合物が60％の収率で得られる。
【００７５】
実施例１
【化１１】
[PdCl(π-C3H5)]2 (1.5 mg, 8.2μmol/Pd)、2,2'-ビス（ジフェニルホスフィノ）-1,1'-ビフェニル(dpbp) (4.7 mg, 9.0μmol)、参考例１で得られた3-ブロモ-4-メチル-1,3-ペンタジエン (68.6 mg, 426μmol) を、窒素雰囲気下で５mLのTHFに溶解した。得られた溶液を、Na[CMe(COOMe)2] (80.1 mg, 476μmol) を計り取った反応容器へニードルを用いて移し、室温で12時間撹拌した。反応液をシリカゲルにより濾過し、溶媒を流去した後に、残渣をシリカゲルカラムで生成すると、表題化合物が84％の収率で得られた。
【００７７】
実施例２
【化１２】
【００７８】
実施例３
【化１３】
【００７９】
【発明の効果】
本発明の方法により、簡便かつ比較的穏和な条件下で、多置換のアレン誘導体を製造することができる。
Claims (4)
- 下記式（１）で示されるアレン誘導体の製造方法であって、
ただし、Ｒ1及びＲ2は、互いに架橋してＣ4〜Ｃ20飽和環又は不飽和環を形成してもよく、前記環は、酸素原子、硫黄原子、珪素原子、スズ原子、ゲルマニウム原子又は式−Ｎ（Ｂ）−で示される基（式中、Ｂは水素原子又はＣ1〜Ｃ20炭化水素基である。）で中断されていてもよく、かつ、置換基を有していてもよく、
Ｒ 3 は、水素原子；置換基を有していてもよいＣ 1 〜Ｃ 20 炭化水素基；置換基を有していてもよいＣ 1 〜Ｃ 20 アルコキシ基；置換基を有していてもよいＣ 6 〜Ｃ 20 アリールオキシ基；置換基を有していてもよいアミノ基；又は置換基を有していてもよいシリル基であり、
Ｒ4は、−ＣＲ（ＣＯＯＲ'） 2 ［式中、Ｒは水素原子又はＣ 1 〜Ｃ 20 炭化水素基であり、Ｒ'はＣ 1 〜Ｃ 20 炭化水素基である。］；
−ＣＲ（ＣＯＯＲ'）（ＣＯＯＲ"）［式中、Ｒは水素原子又はＣ 1 〜Ｃ 20 炭化水素基であり、Ｒ'及びＲ"は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、Ｃ 1 〜Ｃ 20 炭化水素基である。］；
−ＣＲ（ＣＯＲ'） 2 ［式中、Ｒは水素原子又はＣ 1 〜Ｃ 20 炭化水素基であり、Ｒ'はＣ 1 〜Ｃ 20 炭化水素基である。］；
−ＯＲ［式中、ＲはＣ 6 〜Ｃ 18 アリール基である。］；
−ＮＲ 2 ［式中、Ｒは水素原子、ｔ−ブトキシカルボニル等のＣ 1 〜Ｃ 29 アルコキシカルボニル基、ベンジル等のＣ 6 〜Ｃ 20 アリールアルキル基である。］；または−ＰＲ 2 ［式中、Ｒは水素原子又はＣ 1 〜Ｃ 20 炭化水素基である。］である］
下記式（２）で示されるアリルシランを、
Ａ1、Ａ2及びＡ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20炭化水素基；置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ20アルコキシ基；置換基を有していてもよいＣ6〜Ｃ20アリールオキシ基；置換基を有していてもよいアミノ基；又は置換基を有していてもよいシリル基である。］
塩基存在下、ブロモホルムと反応させ、下記式（４）で表される化合物を含む第１の反応混合物を得る工程と、
前記第１の反応混合物の溶媒を留去した粗生成物を熱分解し、下記式（５）で表される第２の反応生成物を得る工程と、
遷移金属化合物存在下、前記第２の反応生成物と、下記式（３）で表される求核剤と
Ｙ−Ｒ4 （３）
［式中、Ｒ4は、上記の意味を有する。Ｙは、対陽イオンである。］
を反応させる工程とを含むことを特徴とするアレン誘導体の製造方法。 - 前記遷移金属化合物がパラジウム錯体又はニッケル錯体である、請求項１に記載のアレン誘導体の製造方法。
- Ａ1、Ａ2及びＡ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10炭化水素基である、請求項１又は２に記載のアレン誘導体の製造方法。
- Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいＣ1〜Ｃ10炭化水素基である、請求項１〜３のいずれかに記載のアレン誘導体の製造方法。
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