JP4507294B2 - ビアリール誘導体の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は医薬、農薬、それらの中間体や液晶材料として有用なビアリール誘導体の新規な製造方法に関する。
【0002】
【背景技術】
現在最も多く使用されている液晶表示方式のモードとして、TN(捩じれネマチック )、STN(超捩じれネマチック)およびTFT(薄膜トランジスター)がある。これらのモードには各種の液晶化合物が使用されているが、それらの中でも特にビアリール骨格を有する化合物が多く存在する(〈季刊化学総説No.22〉“液晶の化学”、日本化学会編、学会出版センタ ー(1994))。
合成医薬品や農薬の原料としてもビアリール骨格を有する化合物が種々製造されており、また天然にもビアリール骨格を持った生理活性物質が多く存在することが知られている(“医薬品の開発”、第1〜4巻、廣川書店(1989)、“最新農薬データブック”、ソフトサイエンス社(1982))。
【0003】
従来のビアリール誘導体の製造方法は、次の2つに大別することができる。
1)入手容易なビアリール骨格を有する化合物を原料とし、このものの環上あるいは側鎖上に目的とする置換基を導入する方法。
2)アリール基同士をクロス(交差)カップリング反応させる方法で、中でも有機部にアリール基を有する有機金属化合物と同じく有機部にアリール基を有する有機ハロゲン化合物のクロスカップリング反応が特に重要である。
【0004】
後者の例として、有機部が芳香族基、金属部がマグネシウム、アルミニウム、ジルコニウム、亜鉛または錫から選ばれる金属である有機金属化合物と有機ハロゲン化合物を遷移金属化合物触媒の存在下で処理するクロスカップリング反応が報告されている(J.Chem.Soc.Chem.Commun.,144(1972)、J.Am.Chem.Soc.,94,4374(1972) 、J.Org.Chem.,42,1821(1977)、J.Chem.Soc.Chem.Commun.,663(1977)、J.Org.Chem.,43,358(1978)、Acc.Chem.Res.,15,340(1982)、J.Chem.Soc.Chem.Commun.,596(1972)、J.Am.Chem.Soc.,98,6729(1976)、Am. Chem.Soc.,99,3168(1977)、Tetrahedron.Lett.,1027(1978)、Chem.lett., 301(1977)、J.Am.Chem.Soc.,108,3033(1986)、J.Am.Chem.Soc.,109,5478(1978)、J.Org.Chem.,42,1821(1977))。
【0005】
最近、特に有機金属化合物の1つとして芳香族ボロン酸を用い、これを有機ハロゲン化物とクロスカップリング反応させて液晶分野に適した化合物を得る努力が多くなされている(J.Chem. Soc.,Perkin,II,2041(1989)、Mol.Cryst.Liq.Cryst.,206,205(1991)、Mol.Cryst.Liq.Cryst.,195,221(1991)、Liq.Cryst.,11,531(1992)、特開平3−123736号、特表平7−502751号、特開平7−165717号、特開平7−206715号)。
【0006】
これらの方法は全て、パラジウム系遷移金属触媒の存在下でクロスカップリング反応を行うことを基本としている。
これらの方法によれば、比較的高い収率で選択的に交差カップリング反応生成物を得ることができるが、工業的に実施するにはさらに効率的かつ経済的な方法が求められている。
その理由は、これらの従来方法で使用されるパラジウム系遷移金属触媒は合成化学的に有用な単離された0価のパラジウム錯体ではなく、殆どが第三級ホスフィンを配位子とするパラジウム錯体であるため、触媒使用量の増大とこれに伴う費用の増加が避けられず、このことがこれらのプロセスを工業的生産スケールのレベルへ変換させる際の障害となっていたからである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を克服し、触媒使用量の増大を伴うことなく、効率的かつ工業的生産スケールで実施可能なビアリール誘導体、特に芳香環上にシアノ基、カルボニル基もしくは水酸基を有する誘導体、または3環以上の多環化合物の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は以下を構成とする。
(1) 芳香族ボロン酸、その誘導体または芳香族ボロン酸無水物(以下、芳香族ボロン酸類と称する)(A)とハロゲン化アリール、ハロゲン化ヘテロアリール、フルオロアルキルスルホン酸アリールまたはフルオロアルキルスルホン酸ヘテロアリール(以下、ハロゲン化アリール類と称する)(B)を、必要により支持体物質に坦持されることのある金属パラジウム触媒、ホスフィン、ジケトンおよび第三アミンからなる群から選ばれるリガンド、塩基(C)、および相関移動触媒(D)の存在下、溶媒中でカップリング反応させることを特徴とするビアリール誘導体の製造方法。
【0009】
(2) 前記芳香族ボロン酸類(A)が、一般式IIまたはIII
【0010】
【化5】
【0011】
【化6】
【0012】
(式中、R1はF、Cl、水素原子、非置換もしくは少なくともFもしくはClで置換されることのある炭素原子数1〜12個のそれぞれアルキル、アルコキシまたはアルケニル基を示し、これらの基中の1個あるいはそれ以上のCH2基は互いに独立してO、S、CO、COO、OCOまたはOCOOで置換されていてもよいが、その際酸素原子が直接互いに結合することはなく;R3およびR4は互いに独立して水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基またはi−プロピル基を示し;環A1はその中の1個またはそれ以上の非隣接のCH2基がOまたはSで置換されていてもよいトランス−1,4−シクロヘキシレン基、環上の1乃至3個の水素原子がFまたはClで置換されていてもよく、また環中の1個あるいは2個のCH基がNまたはOで置換されていてもよい1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]−オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基または1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を示し;X1,X2,X3およびX4は互いに独立してR1と同一の基、CN、NCS、FまたはClを示し;Z1は、COO、OCO、CH2O、OCH2、CH2CH2、CH2CH2CH2CH2、CH=CHCH2CH2、CH2CH2CH=CH、CH=CH、C≡Cまたは単結合を示し;l は0、1または2である。)で表される化合物であり、前記ハロゲン化アリール類(B)が、一般式IV
【0013】
【化7】
【0014】
(式中、R2は水素原子、非置換もしくは少なくともハロゲン原子で置換されることのある炭素原子数1〜12個のそれぞれアルキル、アルコキシまたはアルケニル基、CN、NCS、FまたはClを示し;YはCl、Br、I、トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基またはトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を示し;環A2およびA3は、互いに独立してその中の1個またはそれ以上の非隣接のCH2基がOまたはSで置換されていてもよいトランス−1,4−シクロヘキシレン基、環上の1乃至3個の水素原子がFまたはClで置換されていてもよく、また環中の1個あるいは2個のCH基がNまたはOで置換されていてもよい1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]−オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基または1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を示し;Z2はCOO、OCO、CH2O、OCH2、CH2CH2、CH2CH2CH2CH2、CH=CHCH2CH2、CH2CH2CH=CH、CH=CH、C≡Cまたは単結合を示し;mおよびnは互いに独立して0、1または2である。)で表される化合物であり、カップリング反応生成物が、一般式 I
【0015】
【化8】
【0016】
(式中、R1、R2、環A1、環A2、環A3、X1、X2、X3、X4、Z1、Z2、l、mおよびnは、一般式IIまたはIIIで示されるものと同一である。)で表される化合物である(1)に記載のビアリール誘導体の製造方法。
(3) リガンドの存在量が、ハロゲン化アリール類(B)1モルを基準として0.01〜2.0モルである(1)または(2)に記載のビアリール誘導体の製造方法。
(4) 塩基(C)が、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アリカリ土類金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ金属酢酸塩、アルカリ土類金属酢酸塩、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ土類金属アルコキシド、第一アミン、第二アミン、および第三アミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である(1)〜(3)の何れか1項に記載のビアリール誘導体の製造方法。
(5) 塩基(C)の存在量が、ハロゲン化アリール類(B)を基準として100〜500モル%である(1)〜(4)の何れか1項に記載のビアリール誘導体の製造方法。
(6) 相関移動触媒(D)が、4級アンモニュウム塩、ホスホニュウム塩、アミン、クラウンエーテルおよびクリプタンドからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である(1)〜(5)の何れか1項に記載のビアリール誘導体の製造方法。
(7) 相関移動触媒(D)の存在量が、芳香族ボロン酸類(A)を基準として10〜100モル%である(6)に記載のビアリール誘導体の製造方法。
(8)金属パラジウム触媒が、粉末状パラジウムまたは0.5〜20重量%のパラジウム含量を有するそれぞれ活性炭坦持パラジウム、酸化アルミニウム坦持パラジウム、炭酸バリウム坦持パラジウム、硫酸バリウム坦持パラジウムもしくは炭酸カルシウム坦持パラジウムである(1)〜(7)の何れか1項に記載のビアリール誘導体の製造方法。
(9)金属パラジウム触媒の存在量が、芳香族ボロン酸類(A)1モルを基準として0.0001〜0.0005モルである(1)〜(8)の何れか1項に記載のビアリール誘導体の製造方法。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法は前記(1)項が参照される通りであるが、用いられる出発原料のうち芳香族ボロン酸類(A)については一般式IIで表される芳香族ボロン酸もしくはその誘導体または一般式IIIで表される芳香族ボロン酸無水物を、またハロゲン化アリール類(B)については一般式IVで表される化合物をそれぞれ好適例として挙げることができる。
本発明に係る反応式を上記好適出発原料を例にとって示すと次のようになる。
【0018】
【化9】
【0019】
(式中、R1、R2、環A1、環A2、環A3、X1,X2,X3、X4、Z1、Z2、l、mおよびnは前記と同一の意味を有する。)
【0020】
前記好適出発原料のうち、一般式IIで表される芳香族ボロン酸の例として好ましくは次の化合物群を挙げることができる。
【0021】
【化10】
【0022】
【化11】
【0023】
【化12】
【0024】
【化13】
【0025】
【化14】
【0026】
(各式中、R1は前記と同一の意味を有する。)
【0027】
これらの化合物は公知の方法、例えばOrganometallics,1984,3,1261やSynt.Commun.,1981,11,513に従って容易に合成することができる。
一般式IIで表される芳香族ボロン酸誘導体の例としては、好ましくは上記芳香族ボロン酸に対応するボロン酸エステル、例えばボロン酸のジメチルエステル、ジエチルエステル、ジ−n−プロピルエステルもしくはジ−i−プロピルエステル等を、また一般式IIIで表される芳香族ボロン酸無水物の例としては、好ましくは一般式IIIに示すような三量化した芳香族ボロン酸無水物をそれぞれ挙げることができる。
【0028】
次に、他の出発原料であるハロゲン化アリール類(B)については前記した通り一般式IVで表される化合物を好適例として示すことができるが、より具体的な例として次の化合物群を挙げることができる。
【0029】
【化15】
【0030】
【化16】
【0031】
【化17】
【0032】
【化18】
【0033】
【化19】
【0034】
(各式中、R2およびYは前記と同一の意味を有る。)
【0035】
本発明は、芳香族ボロン酸類(A)とハロゲン化アリール類(B)のカップリング反応を4つの添加成分と溶媒の存在下で行うことを特徴とするものである。
上記添加4成分のうち1つは相関移動触媒(D)であり、その例として一般に4級アンモニュウム塩、4級ホスホニューム塩、アミン、アミンオキシド、ピリジニュウム塩、クラウンエーテル、クリプタンド、鎖状ポリエーテルまたはホスホロアミド等を挙げることができるが、経済的な面から考えて4級アンモニューム塩およびピリジニュウム塩が特に好ましい。
上記4級アンモニュウム塩としては、好ましくはテトラメチルアンモニュウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニュウムクロリド、ベンジルトリエチルアンモニュウムクロリド、ベンジルトリブチルアンモニュウムクロリド、テトラブチルアンモニュウムブロミド、テトラブチルアンモニュウムハイドロゼンサルフェートまたはトリオクチルメチルアンモニュウムクロリド等を、またピリジニュウム塩としては、好ましくはN-ラウリル ピリジニュウムクロリド、N-ラウリル 4−ピコリニュウムクロリド、N−ラウリル ピコリニュウムクロリドまたはN−ベンジル ピコリニュウムクロリドをそれぞれ挙げることができる。
相関移動触媒(D)の反応系における存在量は、芳香族ボロン酸類(A)を基準として10〜100モル%、好ましくは10−50モル%が適する。
【0036】
次に、第2の添加成分は金属パラジウム触媒であり、その例として好ましくは粉末状パラジウムまたは支持体物質に坦持された形の金属パラジウム触媒、例えば活性炭坦持パラジウム、酸化アルミニウム坦持パラジウム、炭酸バリウム坦持パラジウム、硫酸バリウム坦持パラジウム、炭酸カルシウム坦持パラジウム、珪酸アルミニウム坦持パラジウムまたはSiO2坦持パラジウムを挙げることができるが、これらの中でも粉末状パラジウム、活性炭坦持パラジウム、炭酸バリウム坦持パラジウムおよび硫酸バリウム坦持パラジウムが特に好ましい。なお、支持体物質に坦持された形の金属パラジウム触媒の場合には、該触媒はパラジウムを0.5〜20重量%含有するものであることが好ましい。金属パラジウム触媒の反応系における存在量は従来の1/100以下でよく、一般に芳香族ボロン酸類(A)1モルを基準として0.0001〜0.0005モルであればよい。
【0037】
第3の添加成分はリガンドであり、その例としてトリアルキルホスフィン、トリシクロアルキルホスフィンまたはトリアリールホスフィン等のホスフィン類、アセチルアセトンやオクタフルオロアセチルアセトン等のジケトン類並びにトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミンおよびトリイソプロピルアミン等の第三アミン類を挙げることができる。
なお、上記のホスフィン類はリン原子上の3つの置換基が同一でも異なっていてもよく、キラルでもアキラルでもよく、1種以上のリガンドが複数のホスフィンのリン群を結合していてもよく、さらにこの結合の一部が1種以上の金属原子のものであってもよい。
ホスフィン類の例として、トリメチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリトルイルホスフィン、トリス(4−ジメチルアミノフェニル)ホスフィン、ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパンまたは1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン等を挙げることができる。
【0038】
上記リガンドのうち、ホスフィン類とジケトン類が好ましいが、中でもホスフィン類のトリフェニルホスフィン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパンおよび1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセンが好ましく、この中でもトリフェニルホスフィンが特に好ましい。リガンドの反応系における存在量は、ハロゲン化アリール類(B)1モルを基準として0.01〜2.0モル、好ましくは0.02〜15モル、さらに好ましくは0.02〜10モルの割合で使用される。必要に応じて、2種以上のリガンドの混合物を使用することもできる。
【0039】
第4の添加成分は塩基(C)であり、その例としてアルカリ金属またはアルカリ土類金属のそれぞれ水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、酢酸塩もしくはアルコキシド、第一アミン、第二アミンまたは第三アミンを挙げることができるが、これらの中でもアルカリ金属またはアルカリ土類金属のそれぞれ水酸化物、炭酸塩または炭酸水素塩が好ましく、さらに好ましくアルカリ金属水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩またはアルカリ金属炭酸水素塩である。
塩基(C)の反応系における存在量は、ハロゲン化アリール類(B)を基準として100〜500モル%が好ましい。
【0040】
本発明で用いられる溶媒は反応に対し不活性である限り公知のものが広く適する。その例としてメタノール、エタノールまたはプロパノールのような低級アルコール類、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジグライムまたはトリグライム等のようなエーテル類、N−メチル−2−ピロリドン等のようなアミド類、ベンゼン、トルエンまたはキシレンのような芳香族炭化水素類、アルコール/水(95/5)のようなに少量の水を含む低級アルコール類、芳香族炭化水素/水、アミド/水もしくはアミド/アルコールなどのような混合溶媒または3種以上の混合溶媒等を挙げることができるが、ジメトキシエタン、エタノール、ジメチルホルムアミド、トルエン/エタノール、ジメトキシエタン/水、またはトルエン/水が好ましく、特にトルエン/エタノール(5/95)、トルエンまたはジメトキシエタン/水が好ましい。
【0041】
本発明の反応は、常圧、50℃〜200℃の温度範囲下で実施でき、反応圧力および温度についての臨界的制限は格別存在しない。好ましくは還流温度下で反応を実施し、反応終了後固体として得られるパラジウム触媒を濾過によって分離し、その後抽出、蒸留、再結晶およびカラムクロマトグラフィー等の通常の手段を適用することにより、一般式 I で表される目的化合物例のビアリール誘導体を得ることができる。
【0042】
なお、上記一般式 I で表されるビアリール誘導体はパラメ−タとしてR1(出発原料に係る一般式IIまたはIIIにおけるものも同じ)とR2(出発原料に係る一般式IVにおけるものも同じ)を有するが、これらのうちR1はアルキル残基、アルコキシ残基、アルキルオキシアルキル残基、ハロゲンで置換されたアルキル残基、アルカノイルオキシ基またはアルケニル残基であって、それらの好ましい例としてそれぞれ以下を挙げることができる。
【0043】
アルキル残基:メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、2−ブチル、2−ペンチル、2−ヘキシル、2−ヘプチル、2−オクチル、2−ノニル、2−デシル、2−ウンデシル、2−ドデシル、イソプロピル、イソブチル、tert−ブチル、2−メチルペンチル、2−メチルヘキシル、2−メチルヘプチル、2−メチルオクチル、2−メチルノニル、2−メチルデシル、2−メチルウンデシル、3−メチルペンチル、3−メチルヘキシル、3−メチルヘプチル、3−メチルオクチル、3−メチルノニル、3−メチルデシルまたは3−メチルウンデシル等の基、
【0044】
アルコキシ残基:メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、2−ブトキシ、2−ペンチルオキシ、2−ヘキシルオキシ、2−ヘプチルオキシ、2−オクチルオキシ、2−ノニルオキシ、2−デシルオキシ、2−ウンデシルオキシ、2−ドデシルオキシ、2−メチルブトキシ、4−メチルヘキシルオキシ、5−メチルヘプチルオキシまたは6−メチルヘプチルオキシ等の基、
【0045】
アルキルオキシアルキル残基:メトキシメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、メトキシブチル、エトキシメチル、エトキシエチル、エトキシプロピル、エトキシブチル、プロポキシメチル、プロポキシエチル、プロポキシプロピルまたはプロポキシブチル等の基、
【0046】
ハロゲンで置換されたアルキル残基:ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、ペルフルオロペンチル、ペルフルオロヘキシル、2−フルオロヘキシル、3−フルオロプロピル、5−フルオロペンチル、ジフルオロメトキシ、トリフルオロメトキシ、ペルフルオロエトキシ、ペルフルオロプロポキシ、2−フルオロヘキシルオキシ、2−フルオロヘプチルオキシ、2−フルオロオクチルオキシ、2−フルオロヘキサノイルオキシまたは2−フルオロヘプタノイルオキシ等の基、
【0047】
アルカノイルオキシ基:アセチルオキシ、プロパノイルオキシ、ブタノイルオキシ、ペンタノイルオキシ、ヘキサノイルオキシ、ヘプタノイルオキシ、オクタノイルオキシ、ノナノイルオキシ、デカノイルオキシ、ウンデカノイルオキシまたはドデカノイルオキシ等の基、
【0048】
アルケニル残基:ビニル、1E−プロペニル、1E−ブテニル、1E−ペンテニル、1E−ヘキセニル、1E−ヘプテニル、1E−オクテニル、アリル、2−ブテニル、2−ペンテニル、2−ヘキセニル、2−ヘプテニル、2−オクテニル、3−ブテニル、3E−ペンテニル、3E−ヘキセニル、3E−ヘプテニル、3E−オクテニル、4−ペンテニル、4Z−ヘキセニル、4Z−ヘプテニル、5−ヘキセニル、6−ヘプテニルまたは7−オクテニル等の基(E,Zは二重結合の立体配置を示す。)。
【0049】
また、R2はアルキル残基、アルコキシ残基、アルキルオキシアルキル残基、ハロゲンで置換されたアルキル残基、アルカノイルオキシ基またはアルケニル残基であって、それらの好ましい例としてそれぞれ以下を挙げることができる。
【0050】
アルキル残基:メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、2−ブチル、2−ペンチル、2−ヘキシル、2−ヘプチル、2−オクチル、2−ノニル、2−デシル、2−ウンデシル、2−ドデシル、イソプロピル、イソブチル、tert−ブチル、2−メチルペンチル、2−メチルヘキシル、2−メチルヘプチル、2−メチルオクチル、2−メチルノニル、2−メチルデシル、2−メチルウンデシル、3−メチルペンチル、3−メチルヘキシル、3−メチルヘプチル、3−メチルオクチル、3−メチルノニル、3−メチルデシルまたは3−メチルウンデシル等の基、
【0051】
アルコキシ残基:メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、2−ブトキシ、2−ペンチルオキシ、2−ヘキシルオキシ、2−ヘプチルオキシ、2−オクチルオキシ、2−ノニルオキシ、2−デシルオキシ、2−ウンデシルオキシ、2−ドデシルオキシ、2−メチルブトキシ、4−メチルヘキシルオキシ、5−メチルヘプチルオキシまたは6−メチルヘプチルオキシ等の基、
【0052】
ハロゲンで置換されたアルキル残基:フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、クロロジフルオロメチル、クロロフルオロメチル、ペルフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、ペルフルオロペンチル、ペルフルオロヘキシル、2−フルオロヘキシル、3−フルオロプロピル、5−フルオロペンチル、フルオロメトキシ、ジフルオロメトキシ、クロロフルオロメトキシ、クロロジフルオロメトキシ、トリフルオロメトキシ、ペルフルオロエトキシ、ペルフルオロプロポキシ、2−フルオロヘキシルオキシ、2−フルオロヘプチルオキシ、2−フルオロオクチルオキシ、2−フルオロヘキサノイルオキシまたは2−フルオロヘプタノイルオキシ等の基、
【0053】
アルケニル残基:ビニル、1E−プロペニル、1E−ブテニル、1E−ペンテニル、1E−ヘキセニル、1E−ヘプテニル、1E−オクテニル、アリル、2−ブテニル、2−ペンテニル、2−ヘキセニル、2−ヘプテニル、2−オクテニル、3−ブテニル、3E−ペンテニル、3E−ヘキセニル、3E−ヘプテニル、3E−オクテニル、4−ペンテニル、4Z−ヘキセニル、4Z−ヘプテニル、5−ヘキセニル、6−ヘプテニルまたは7−オクテニル等の基(E,Zは二重結合の立体配置を示す。)。
以上の他、CN,NCS,ClまたはFもR2の好ましい置換基例として挙げることができる。
【0054】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
なお、各実施例において、相転移温度に係るCri,CS,CN,SN,SI,NIは各々以下を示す。
Cri:結晶−等方相転移温度
CS:結晶−スメクチック相転移温度
CN:結晶−ネマチック相転移温度
SN:スメクチック相−ネマチック相転移温度
SI:スメクチック相−等方相転移温度
NI:ネマチック−等方相転移温度
【0055】
実施例1
4−ペンチル−4’−シアノビフェニルの製造
4−ブロモベンゾニトリルから公知の方法により合成される4−シアノフェニルボロン酸13.4g(0.1mol)と 4−ペンチルブロモベンゼン22.7g(0.1mol)をトルエン20mlおよび95%エチルアルコール20mlに溶解し、この溶液に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、5% Pd/C 21.28mg(0.01mmol)およびテトラブチルアンモニュウムブロミド9.67g(0.03mol)を加え、得られた混合物を8時間、還流下に反応させた。冷却後触媒と炭酸カリウムを濾別し、濾液を水にて中性になるまで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。トルエンを減圧下に留去し、得られた残分をシリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製した。精製液を薄層クロマトグラフィーに付して目的のスポットを示す留出液を集め、減圧下にヘプタンを留去した後、得られた残分を50mlのエチルアルコールから2回再結晶を行い、21.2g(85.0%)の標題化合物を得た。
CN:22.1℃,NI:35.2℃
【0056】
実施例2
4−ペンチル−3’−フルオロ−4’−シアノビフェニルの製造
4−ペンチルフェニルボロン酸14.9g(0.1mol)と 2−フルオロ−4−ブロモベンゾニトリル18.8g(0.1mol)をジメトキシエタン50mlに溶解し、この混合液に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、5%Pd/C 21.28mg(0.01mmol)、トリフェニルホスフィン10.27mg(0.04mmol)およびテトラブチルアンモニュウムクロリド8.34g(0.03mol)を加え、得られた混合物を8時間、還流下に反応させた。冷却後触媒と炭酸カリウムを濾別し、濾液にトルエン100mlを加えた後水にて中性になるまで洗浄し、その後無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。トルエンを減圧下に留去し、得られた残分をシリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製した。精製液を薄層クロマトグラフィーに付して目的のスポットを示す留出液を集め、減圧下にヘプタンを留去しした後、得られた残分を50mlのヘキサンから2回再結晶を行い、24.3g(73.0%)の標題化合物を得た。
Cri:−5℃
【0057】
実施例3
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)−4’−シアノビフェニルの製造
4−シアノフェニルボロン酸13.4g(0.1mol)と 4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ブロモベンゼン30.9g(0.1mol)をトルエン30mlおよび95%エチルアルコール20mlに溶解し、この混合液に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、10%Pd/C 10.64mg(0.01mmol)およびベンジルトリメチルアンモニュウムクロリド5.57g(0.03mol)を加え、得られた混合物を8時間、還流下に反応させた。冷却後触媒と炭酸カリウムを濾別し、濾液を水にて中性になるまで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。トルエンを減圧下に留去し、得られた残分をシリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製した。精製液を薄層クロマトグラフィーに付して目的のスポットを示す留出液を集め、減圧下にヘプタンを留去した後、得られた残分を50mlの酢酸エチルから2回再結晶を行い、25.8g(78.0%)の標題化合物を得た。
CN:94℃,NI:219℃
【0058】
実施例4
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)−3’−シアノビフェニルの製造
3−シアノフェニルボロン酸13.4g(0.1mol)と 4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ブロモベンゼン30.9g(0.1mol)をトルエン30mlおよび95%エチルアルコール20mlに溶解し、この混合液に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、10%Pd/C10.64mg(0.01mmol)およびベンジルトリエチルアンモニュウムクロリド6.83g(0.03mol)を加え、得られた混合物を8時間、還流下に反応させた。冷却後触媒と炭酸カリウムを濾別し、濾液を水にて中性になるまで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。トルエンを減圧下に留去し、得られた残分をシリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製した。精製液を薄層クロマトグラフィーに付して目的のスポットを示す留出液を集め、減圧下にヘプタンを留去した後、得られた残分を50mlの酢酸エチルから2回再結晶を行い、25.8g(78.0%)の標題化合物を得た。
Cri:69.0℃
【0059】
実施例5
4−ペンチル−4”−シアノテルフェニルの製造
4−シアノフェニルボロン酸13.4g(0.1mol)と4−ペンチル−4’−ブロモビフェニル30.3g(0.1mol)をジグライム50mlに溶解し、この混合液に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、10%Pd/C10.64mg (0.01mmol)およびベンジルトリブチルアンモニュウムクロリド9.36g(0.03mol)を加え、得られた混合物を10時間、還流下に反応させた。冷却後触媒と炭酸カリウムを濾別し、濾液にトルエン100mlを加え後水にて中性になるまで洗浄し、その後無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。トルエンを減圧下に留去し、得られた残分をシリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製した。精製液を薄層クロマトグラフィーに付して目的のスポットを示す留出液を集め、減圧下にヘプタンを留去した後、得られた残分を50mlのベンゼンから2回再結晶を行い、23.4g(72.0%)の標題化合物を得た。
CN:129℃,NI:239℃
【0060】
実施例6
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)−4’−エチルビフェニルの製造
4−エチルフェニルボロン酸14.9g(0.1mol)と4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ブロモベンゼン30.9g(0.1mol)をジメトキシエタン50mlに溶解 し、この混合液に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、5%Pd/C 21.28mg(0.01mmol)およびテトラブチルアンモニュウムハイドロゼンサルフェート10.19g(0.03mol)を加え、得られた混合物を4時間、還流下に反応させた。冷却後触媒と炭酸カリウムを濾別し、濾液にトルエン100mlを加えた後水にて中性になるまで洗浄し、その後無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。トルエンを減圧下に留去し、得られた残分をシリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製した。精製液を薄層クロマトグラフィーに付して目的のスポットを示す留出液を集め、減圧下にヘプタンを留去した後、得られた残分を50mlのヘキサンから2回再結晶を行い、24.3g(73.0%)の標題化合物を得た。
CS:34℃,SN:146℃,NI:164℃
【0061】
実施例7
3,4−ジフルオロ−4’−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ビフェニルの製造
3,4−ジフルオロフェニルボロン酸15.7g(0.1mol)と4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ブロモベンゼン30.9g(0.1mol)をトルエン50mlに溶解し、この混合液に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、5%Pd/C 21.28mg(0.01mmol)およびトリオクチルメチルアンモニュウムクロリド 12.13g(0.03mol)を加え、得られた混合物を8時間、還流下に反応させた。冷却後触媒と炭酸カリウムを濾別し、濾液を水にて中性になるまで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。トルエンを減圧下に留去し、得られた残分をシリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製した。薄層クロマトグラフィーにおいて目的物のスポットを示す留出液を集めて減圧にてヘプタンを留去し、得られた残分を50mlの酢酸エチルから2回再結晶を行い、26.6g(78.0%)の標題化合物を得た。
CN:55℃,NI:108℃
【0062】
実施例8
4−トリフルオロメトキシ−4’−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ビフェニルの製造
4−トリフルオロメトキシフェニルボロン酸20.1g(0.1mol)と4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ブロモベンゼン30.9g(0.1mol)をトルエン50ml に溶解し、この混合物に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、5% Pd/C 21.28mg(0.01mmol)、トリシクロヘキシルホスフィン11.2mg(0.04mmol)、N-ラウリルピリジニュウムクロリド 8.52g(0.03mol)を加え、得られた混合物を4時間、還流下に反応させた。冷却後に触媒及び炭酸カリウムを濾過し、濾液を水にて中性になるまで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。トルエンを減圧下に留去し、得られた残分をシリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製した。精製液を薄層クロマトグラフィーに付して目的物のスポットを示す留出液を集め、減圧下にヘプタンを留去し、得られた残分を50mlの酢酸エチルから2回再結晶を行い、30.4g(78.0%)の標題化合物を得た。
CS:43℃,SN:128℃,NI:147℃
【0063】
実施例9
3,4,5−トリフルオロ−4’−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ビフェニルの製造
3,4,5−トリフルオロフェニルボロン酸17.6g(0.1mol)と4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ブロモベンゼン30.9g(0.1mol)をトルエン50ml および95%エチルアルコール20mlに溶解し、この混合液に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、10%Pd/C 10.64mg(0.01mmol)およびN-ラウリル 4-ピコリニュウムクロリド 8.97g(0.03mol)を加え、得られた混合物を8時間、還流下に反応させた。冷却後触媒および炭酸カリウムを濾別し、濾液を水にて中性になるまで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。トルエンを減圧下に留去し、得られた残分をシリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製した。精製液を薄層クロマトグラフィーに付して目的のスポットを示す留出液を集め、減圧にてヘプタンを留去し、得られた残分を50mlの酢酸エチルから2回再結晶を行い、28.6g(70.0%)の標題化合物を得た。
CN:30.4℃、NI:58℃
【0064】
実施例10
3,4,5−トリフルオロ−4’−[トランス−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル]ビフェニルの製造
3,4,5−トリフルオロフェニルボロン酸17.6g(0.1mol)と 4−[トランス−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル]ヨードベンゼン40.9g(0.1mol)をトルエン50mlおよび95%エチルアルコール20mlに溶解し、この混合液に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、5%Pd/C 21.28mg(0.01mmol)およびN-ベンジルピコリニュウムクロリド6.92g(0.03mol)を加え、得られた混合物を8時間、還流下に反応させた。冷却後触媒および炭酸カリウムを濾別し、濾液を水にて中性になるまで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。トルエンを減圧下に留去し、得られた残分をシリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製した。精製液を薄層クロマトグラフィーに付して目的のスポットを示す留出液を集め、減圧下にヘプタンを留去し、得られた残分を50mlのベンゼンから2回再結晶を行い、28.9g(70.0%)の標題化合物を得た。
CN:105.8℃、NI:>250℃
【0065】
実施例11
5−エチル−2−[4−(4−トランス−4−プロピルシクロヘキシル)フェニル]ピリミジンの製造
4−[4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)フェニル]ボロン酸25.0g(0.1mol)と2−クロロ−5−エチルピリミジン15.0g(0.105mol)をトルエン50ml及び95%エチルアルコール20mlに溶解し、この混合液に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、5%Pd/C 21.28mg(0.01mmol)およびテトラブチルアンモニュウムブロミド9.67g(0.03mol)を加え、得られた混合物を6時間、還流下に反応させた。冷却後触媒および炭酸カリウムを濾別し、水にて中性になるまで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。トルエンを減圧下に留去し、得られた残分をシリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製した。精製液を薄層クロマトグラフィーに付して目的のスポットを示す留出液を集め、減圧下にヘプタンを留去し、得られた残分を50mlの酢酸エチルから2回再結晶を行い、24.6g(80.0%)の標題化合物を得た。
CN:109.0℃、NI:186.5℃
【0066】
実施例12
2−(4−エチルフェニル)−5−プロピルピリミジンの製造
4−エチルフェニルボロン酸14.9g(0.1mol)と2−クロロ−5−エチルピリジ ン14.9g(0.105mol)をトルエン50mlに溶解し、この混合液に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、5%Pd/C 21.28mg(0.01mmol)およびテトラブチルアンモニュウムクロリド 8.34g(0.03mol)を加え、得られた混合物を6時間、還流下に反応させた。冷却後触媒および炭酸カリウムを濾別し、水にて中性になるまで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。トルエンを減圧下に留去し、得られた残分をシリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製した。精製液を薄層クロマトグラフィーにに付して目的のスポットを示す留出液を集め、減圧にてヘプタンを留去し、得られた残分を50mlのメタノールから2回再結晶を行い、14.5g(69.0%)の標題化合物を得た。
Cri:39.5℃
【0067】
実施例13
5−(4−ブトキシフェニル)−2−ブチルピリジンの製造
4−ブトキシフェニルボロン酸19.3g(0.1mol)と5−クロロ−2−ブチルピリジン16.9g(0.1mol)をジメチルホルムアミド50mlに溶解し、この混合物に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、10% Pd/C 10.64mg(0.01mmol)、ベンジルトリメチルアンモニュウムクロリド5.57g(0.03mol)を加え、得られた混合物を6時間、還流下に反応させた。冷却後に触媒及び炭酸カリウムを濾過し、水にて中性まで洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。トルエンを減圧下に留去し、得られた残分を、ヘプタンを展開溶媒とし、シリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィーにて精製した。薄層クロマトグラフィーにおいて目的のスポットを示す留出液を集めて減圧にてヘプタンを留去し、得られた残分を50mlのメタノールから2回再結晶を行い、19.5g(69.0%)の標題化合物を得た。
CS:48℃,SI:88℃
【0068】
実施例14
4−ペンチル−4’−ビフェニルカルボン酸の製造
4−ペンチルフェニルボロン酸14.9g(0.1mol)と4−ヨード安息香酸24.7g(0.1mol)をトルエン20mlおよび95%エチルアルコール20mlに溶解し、この混合液に炭酸カリウム27.6g(0.2mol)、5%Pd/C (0.01mmol)およびテトラブチルアンモニュウムブロミド9.67g(0.03mol)を加え、得られた混合物を10時間、還流下に反応させた。冷却後2N塩酸水溶液20mlを加え、撹袢した後にトルエン層を分離した。トルエン層を水にて中性になるまで洗浄し、その後無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。
トルエンを減圧下に留去し、得られた残分を100mlの酢酸から2回再結晶を行い、22.78g(85.0%)の標題化合物を得た。
CS:176℃、SN:243℃、NI:268℃
【0069】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、高価な触媒の使用量の増大を伴うことなく、効率的かつ工業的生産スケールで医薬、農薬、それらの中間体や液晶材料として有用なビアリール誘導体、特に芳香環上にシアノ基、カルボニル基もしくは水酸基を有する誘導体、または3環以上の多環化合物を製造することが可能となり、産業上利するところは極めて大きいと言える。
Claims (4)
- 芳香族ボロン酸、その誘導体または芳香族ボロン酸無水物(以下、芳香族ボロン酸類と称する)(A)とハロゲン化アリール(B)を、活性炭坦持の金属パラジウム触媒、ホスフィンであるリガンド、アルカリ金属炭酸塩である塩基(C)、および4級アンモニウム塩である相関移動触媒(D)の存在下、溶媒中でカップリング反応させることを特徴とし、金属パラジウム触媒の存在量が、芳香族ボロン酸類(A)1モルを基準として0.0001〜0.0005モルであるビアリール誘導体の製造方法。
ここで、前記芳香族ボロン酸類(A)が、一般式IIまたはIII
- リガンドの存在量が、ハロゲン化アリール類(B)1モルを基準として0.01〜2.0モルである請求項1に記載のビアリール誘導体の製造方法。
- 塩基(C)の存在量が、ハロゲン化アリール類(B)を基準として100〜500モル%である請求項1〜2の何れか1項に記載のビアリール誘導体の製造方法。
- 相関移動触媒(D)の存在量が、芳香族ボロン酸類(A)を基準として10〜100モル%である請求項3に記載のビアリール誘導体の製造方法。
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