JP5178470B2 - フルオレン誘導体の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、特定の構造を有するフルオレン誘導体の製造方法に関する。
フルオレン誘導体は機能材料または工業材料の合成中間体として利用されている。例えばボロン酸(特許文献1)、有機エレクトロルミネッセンス材料(特許文献2)、有機薄膜トランジスタ材料(特許文献3)などの合成中間体として多分野で広く利用されている。その中でも、メタロセン触媒と呼ばれるオレフィン重合触媒の合成中間体としての用途が非常に特徴的である。
メタロセン触媒は遷移金属原子および配位子と呼ばれる有機化合物で構成されており、この配位子の構造を様々に変化させることによって重合反応で得られるポリマーの物性を幅広くコントロールしている。フルオレン誘導体はメタロセン触媒の配位子として重要な構成要素である。特徴あるポリマーを合成するためにフルオレン骨格を持つメタロセン触媒が数多く合成されている。
例えば、特許文献4には、3−tert−ブチルシクロペンタジエン、フルオレンをジメチルメチレンで架橋した配位子を有する遷移金属錯体及びメチルアルモキサンからなるオレフィン重合触媒が開示されている。また、非特許文献1には、シクロペンタジエンとフルオレンをイソプロピリデンで架橋した配位子を有する遷移金属錯体及びメチルアルモキサンからなるオレフィン重合触媒が開示されている。
また、メタロセン触媒おけるフルオニル基を、2、7−ジ−tert−ブチルフルオレニル基または3,6−ジ−tert−ブチルフルオレニル基にすることにより、得られるポリマーの立体規則性を向上させる試みが報告されている(例えば、特許文献5〜6参照)。
このようにメタロセン触媒における配位子の構造を変化させることで種々のポリマーが合成されている。更なる特徴あるポリマーを合成するために、様々な構造のフルオレン誘導体の合成が待たれている。
フルオレン化合物に置喚基を導入する方法の一つとして、ハロゲン原子または硫黄含有基を持つフルオレン化合物とホウ素化合物とを、リン化合物、パラジウム化合物および塩基の存在下で反応させて、フルオレン化合物のハロゲン原子または硫黄含有基を、ホウ素化合物の置換基に変換する反応が用いられている。しかしながら、この反応を、3,6位に置喚基を有するフルオレン化合物とオルトトリルボロン酸とを用いて行なった場合には、目的物の収率が低いという問題点があった(例えば、特許文献6参照)。
また、特定のリン化合物を前記反応に用いると反応性が向上し様々な基質と反応することが報告されている(例えば、特許文献7参照)。
特開2005−119988号公報 特開2008−205491号公報 特開2008−227339号公報 特表2001-526730号公報 特開平4-69394号公報 特開2007-302854号公報 WO2007/022244号パンフレット J.Am.Chem.Soc. 1998, 110, 6255.
本発明が解決しようとする課題は、立体的に嵩高いフルオレン化合物またはホウ素化合物を用いた場合においても高収率でフルオレン誘導体を製造する方法を提供することである。
本発明者らは、このような状況に鑑み鋭意研究した結果、フルオレン化合物とホウ素化合物とを塩基存在下で反応させてフルオレン誘導体を製造する方法において、触媒として特定のリン化合物およびパラジウム化合物を用い、水を含有する溶媒中で反応を行うことにより、立体的に嵩高いフルオレン化合物またはホウ素化合物を用いた場合においても速やかに反応が進行し、対応するフルオレン誘導体が良好な収率で得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明のフルオレン誘導体の製造方法は、
下記式[1]または下記式[2]で表されるフルオレン化合物(A)と、
下記式[3]、下記式[4]または下記式[5]で表されるホウ素化合物(B)とを、
塩基(C)の存在下で反応させて、前記フルオレン化合物(A)の置換基のうちのハロゲン原子および/または硫黄含有炭化水素基を、前記ホウ素化合物(B)の置換基R13に変換したフルオレン誘導体を製造する方法であって、
触媒として下記式[6]で表されるリン化合物(D)およびパラジウム化合物(E)を用い、水含有溶媒(F)中で反応を行うことを特徴とする。
Figure 0005178470
Figure 0005178470
(式[1]および式[2]において、R1〜R10は水素原子、水酸基、ハロゲン原子、炭
素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または硫黄含有炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、一つ以上の隣接基組み合わせにおいて該隣接基は相互に結合して環を形成していてもよ
く、R1〜R8のうち少なくとも一つはハロゲン原子または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基である。)
Figure 0005178470
Figure 0005178470
Figure 0005178470
(式[3]、式[4]および式[5]において、R11、R12およびR13は水酸基、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、R11およびR12は相互に結合して環を形成していてもよく、Mはリチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子である。
Figure 0005178470
(式[6]において、R14〜R24は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、一つ以上の隣接基組み合わせにおいて該隣接基は相互に結合して環を形成していてもよい。)
また、前記フルオレン化合物(A)の置換基R2、R3、R6およびR7のうち、任意の2つの置換基がハロゲン原子であり、残りの2つの置換基が炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基であるこ
とが好ましい。
また、前記フルオレン化合物(A)は下記式[7]で表されることが好ましい。
Figure 0005178470
(式[7]において、Xはそれぞれ独立に塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはフッ素原子であり、R3およびR6はそれぞれ独立に炭素数1〜20の炭化水素基である。)
また、前記ホウ素化合物(B)の置換基R13は下記式[8]で表される基であることが好ましい。
Figure 0005178470
(式[8]において、R25〜R29は水素原子、水酸基、ハロゲン原子、炭素数1〜14の炭化水素基、炭素数1〜14の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜14のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜14のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜14の硫黄含有炭化水素基であり、それぞれの置換基は同一でも異なっていてもよく、一つ以上の隣接基組み合わせにおいて該隣接基は相互に結合して環を形成していてもよく、黒丸(●)はホウ素原子との結合点を示し、R25〜R29の炭素数の総和は14以下である。)
また、前記式[8]のR25〜R29のうち、1つの置換基が炭素数1〜14の炭化水素基、炭素数1〜14の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜14のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜14のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜14の硫黄含有炭化水素基であり、残り4つの置換基が水素原子であることが好ましい。
また、前記式[8]のR25、R29のうちの少なくとも一つは炭素数1〜14の炭化水素基であることが好ましい。また、前記式[8]のR25は炭素数1〜14の炭化水素基であり、且つR26〜R29は水素原子であることが好ましい。
前記リン化合物(D)は下記式[9]で表されることが好ましい。
Figure 0005178470
(式[9]において、R14、R16、R18、R23およびR24は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよい。)
前記パラジウム化合物(E)のパラジウムの原子価は2価であることが好ましい。
前記水含有溶媒(F)における水の含有率(水/水以外の溶媒:容量換算)が0.01以上であることが好ましい。また、水と前記パラジウム化合物(E)との比率(水/パラジウム化合物(E):モル換算)が50倍以上であることが好ましい。前記水含有溶媒(F)は、水と、酸素原子を含む有機化合物とで構成されることが特に好ましい。
本発明を用いてフルオレン誘導体を製造した場合、フルオレン誘導体を効率よく製造することができ、従来の製造法を用いた場合よりも、高収率かつ良好な反応性でフルオレン誘導体を製造することができる。
本発明のフルオレン誘導体の製造方法は、特定のフルオレン化合物(A)と、特定のホウ素化合物(B)とを、塩基(C)の存在下で反応させて、特定のフルオレン誘導体を製造する方法であって、触媒として特定のリン化合物(D)およびパラジウム化合物(E)を用い、水含有溶媒(F)中で反応を行うことを特徴としている。
以下、フルオレン化合物(A)、ホウ素化合物(B)、塩基(C)、リン化合物(D)、パラジウム化合物(E)および水含有溶媒(F)について詳細に説明する。
[フルオレン化合物(A)]
本発明に用いるフルオレン化合物(A)は、下記式[1]または下記式[2]で表されるフルオレン化合物である。
Figure 0005178470
Figure 0005178470
上記式[1]および上記式[2]において、R1〜R10は水素原子、水酸基、ハロゲン
原子(X)、炭素数1〜20の炭化水素基(G)、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基(O)、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基(N)、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基(SI)、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基(H)または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基(S)であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、一つ以上の隣接基組み合わせにおいて該隣接基は相互に結合して環を形成していてもよく、R1〜R8のうち少なくとも一つはハロゲン原子(X)または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基(
S)である。
本発明のフルオレン誘導体の製造方法において、前記フルオレン化合物(A)の置換基のうちのハロゲン原子(X)および/または硫黄含有炭化水素基(S)が、後述するホウ素
化合物(B)の置換基R13に変換されてフルオレン誘導体が得られる。
前記フルオレン化合物(A)の置換基R2、R3、R6およびR7のうち、任意の2つの置換基がハロゲン原子(X)であり、残りの2つの置換基が炭素数1〜20の炭化水素基(G)、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基(O)、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基(SI)、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基(H)または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基(S)であることが好ましい。このようなフルオレン化合物(A)を反応原料として用いると、通常、得られるフルオレン誘導体の収率は低くなるが、触媒として後述するリン化合物(D)およびパラジウム化合物(E)を用い、水を含有する溶媒中で反応を行うと、このようなフルオレン化合物(A)を反応原料として用いても速やかに反応が進行し、フルオレン誘導体が良好な収率で得られる。
前記ハロゲン原子(X)としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を挙げることができる。中でも、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が好ましく、特に好ましくは臭素原子またはヨウ素原子である。
前記炭素数1〜20の炭化水素基(G)としては、例えば、メチル基、エチル基、1−プロピル基、アリル(allyl)基、1−ブチル基、1−ペンチル基、1−ヘキシル基、1−ヘプチル基、1−オクチル基、1−ノニル基、1−デカニル基、1−エイコサニル、iso−プロピル基、tert−ブチル基、3−メチルペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、1,1−ジメチルブチル基、1−メチル−1−プロピルブチル基、1,1−ジプロピルブチル基、1,1−ジメチル−2−メチルプロピル基、1−メチル−1−イソプロピル−2−メチルプロピル基、1,1−ジメチル−2,2−ジメチル−3,3ジメチル−4,4−ジメチルペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、4−シクロヘキシル−tert−ブチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、フェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、メシチル基、ベンジル基、α−フェネチル基、ジフェニルメチル基、ナフチルメチル基、クミル基、ネオフィル基、ナフチル基、ビフェニル基、ビナフチル基、フェナントリル基、アントラセニル基、フルオレニル基などを挙げることができる。炭化水素基(G)の炭素数は、1
〜10であることが好ましく、1〜6であることがより好ましい。炭化水素基(G)の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、1−プロピル基、アリル(allyl)基、1−ブチル基、1−ペンチル基、1−ヘキシル基などの直鎖状炭化水素基;iso−プロピル基、tert−ブチル基、3−メチルペンチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,1−ジメチル−2−メチルプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アリール基などが挙げられる。
前記炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基(O)としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、1−デシロキシ基、1−イコシロキシ基、フェノキシ基、1−ナフトキシ基、2−ナフトキシ基、2−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−フェノキシフェニル基等などを挙げることができる。酸素含有炭化水素基(О)の炭素数は、1〜10であることが好ましく、1〜6であることがより好ましい。酸素含有炭化水素基(О)の好ましい具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、フェノキシ基などが挙げられる。
前記炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基(N)としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジデシルアミノ基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、ピロリル基、ピリジル基、キノリル基、イミダゾリル基、ジメチルアミノフェニル基、ピペリジニルフェニル基などを挙げることができる。窒素含有炭化水素基(N)の炭素数は、1〜10であることが好ましく、1〜6であることがより好ましい。窒素含有炭化水素基(N)の好ましい具体例としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、ピロリル基、ピリジル基、イミダゾリル基などが挙げられる。
前記炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基(SI)としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、ヘキシル-ジ-1-ヘプチルシリル基、4−トリメチルシリルフェニル基、トリフ
ェニルシリル基などを挙げることができる。ケイ素含有炭化水素基(SI)の炭素数は、1〜10であることが好ましく、1〜6であることがより好ましい。ケイ素含有炭化水素基(SI)の好ましい具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基などが挙げられる。
前記炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基(H)としては、例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、ペンタフルオロエチル基、1−フルオロフェニル基、1−クロロフェニル基、1−ブロモフェニル基、1−ヨードフェニル基、2−フルオロフェニル基、2−ブロモフェニル基、2−ヨードフェニル基、2−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、4−クロロフェニル基、2−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、4−ブロモフェニル基、2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基、フルオロナフチル基、クロロナフチル基、ブロモナフチル基、ヨードナフチル基、ペンタフルオロフェニル基、トリ-パーフルオロフェニル-メチル基などを挙げることができる。ハロゲン含有炭化水素基(H)の炭素数は、1〜10であることが好ましく、1〜6であることがより好ましい。ハロゲン含有炭化水素基(H)の好ましい具体例としては、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、ペンタフルオロエチル基、1−フルオロフェニル基、1−クロロフェニル基、1−ブロモフェニル基、1−ヨードフェニル基、2−フルオロフェニル基、2−ブロモフェニル基、2−ヨードフェニル基、2−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、4−クロロフェニル基、2−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、4−ブロモフェニル基、2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基、ペン
タフルオロフェニル基などが挙げられる。
炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基(S)としては、例えば、メタンスルホナート基、エタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、2,2,2−トリフルオロエタンスルホナート基、ベンゼンスルホナート基、o−トルエンスルホナート基、m−トルエンスルホナート基、p−トルエンスルホナート基、p−エチルベンゼンスルホナート基、p−tert−ブチルベンゼンスルホナート基を挙げることができる。硫黄含有炭化水素基(S)の炭素数は、1〜10であることが好ましく、1〜6であることがより好ましい。硫黄含有炭化水素基(S)の好ましい具体例としては、メタンスルホナート基、エタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、2,2,2−トリフルオロエタンスルホナート基、ベンゼンスルホナート基、p−トルエンスルホナート基、p−エチルベンゼンスルホナート基、p−tert−ブチルベンゼンスルホナート基などが挙げられる。
前記フルオレン化合物(A)は、下記式[7]で表されるフルオレン化合物であることが特に好ましい。
Figure 0005178470
式[7]において、Xはそれぞれ独立に塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはフッ素原子であり、R3およびR6はそれぞれ独立に炭素数1〜20の炭化水素基である。
式[7]において、Xはそれぞれ独立に塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子であり、R3およびR6はそれぞれ独立に炭素数1〜15の炭化水素基であることが特に好ましい。炭素数1〜15の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、1−プロピル基、アリル(allyl)基、1−ブチル基、1−ペンチル基、1−ヘキシル基、1−ヘプチル基、1−オクチル基、1−ノニル基、1−デカニル基、1−ペンタデカニル基、iso−プロピル基、tert−ブチル基、3−メチルペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、1,1−ジメチルブチル基、1−メチル−1−プロピルブチル基、1,1−ジプロピルブチル基、1,1−ジメチル−2−メチルプロピル基、1−メチル−1−イソプロピル−2−メチルプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、4−シクロヘキシル−tert−ブチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、フェニル基、o−メチルフェニル基、m−メチルフェニル基、p−メチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、メシチル基、ベンジル基、α−フェニチル基、ナフチルメチル基、クミル基、ネオフィル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基などを挙げることができる。
式[7]において、Xはそれぞれ独立に塩素原子または臭素原子であり、R3およびR6はそれぞれ独立に炭素数1〜10の炭化水素基であることが極めて好ましい。炭素数1〜10の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、1−プロピル基、アリル(allyl)基、1−ブチル基、1−デシル基、iso−プロピル基、tert−ブチル基、4−シクロヘキシル−tert−ブチル基、o−メチルフェニル基、m−メチルフェニル基、p−メチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、メシチル基、ベンジル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基などが挙げられる。
式[7]で表されるフルオレン化合物(A)を反応原料として用いると、通常、得られるフルオレン誘導体の収率は低くなるが、触媒として後述するリン化合物(D)およびパラジウム化合物(E)を用い、水を含有する溶媒中で反応を行うと、式[7]で表されるフルオレン化合物(A)を反応原料として用いても速やかに反応が進行し、フルオレン誘導体が良好な収率で得られる。
[ホウ素化合物(B)]
本発明に用いるホウ素化合物(B)は、下記式[3]、下記式[4]または下記式[5]で表されるホウ素化合物である。
Figure 0005178470
Figure 0005178470
Figure 0005178470
式[3]、式[4]および式[5]において、R11、R12およびR13は水酸基、炭素数1〜20の炭化水素基(G2)、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基(O2)、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基(N2)、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基(SI2)、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基(H2)または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基(S2)であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、R11およびR12は相互に結合して環を形成していてもよく、Mはリチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子である。
このようなホウ素化合物(B)を反応原料として用いると、通常、得られるフルオレン誘導体の収率は低くなるが、触媒として後述するリン化合物(D)およびパラジウム化合物(E)を用い、水を含有する溶媒中で反応を行うと、このようなホウ素化合物(B)を反応原料として用いても速やかに反応が進行し、フルオレン誘導体が良好な収率で得られる。
前記炭素数1〜20の炭化水素基(G2)としては、例えば、メチル基、エチル基、1−プロピル基、1−ヘキシル基、1−ヘプチル基、1−デカニル基、ビニル基、アリル(allyl)基、1−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、1−オクテニル基、1−デセニル基、1-イコシロキシ基、iso−プロピル基、tert−ブチル基、3−メチルペン
チル基、1,1−ジエチルプロピル基、1,1−ジメチルブチル基、1−メチル−1−プロピルブチル基、1,1−ジプロピルブチル基、1,1−ジメチル−2−メチルプロピル基、1−メチル−1−イソプロピル−2−メチルプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、4−シクロヘキシル−tert−ブ
チル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、2−シクロヘキシルビニル基、フェニル基、2−フェニルビニル基、2−(4−ビフェニル)ビニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、2−エチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、メシチル基、ベンジル基、α−フェニチル基、ジフェニルメチル基、ナフチルメチル基、クミル基、ネオフィル基、ナフチル基、ビフェニル基、ビナフチル基、フェナントリル基、アントラセニル基、フルオレニル基などを挙げることができる。炭化水素基(G2)の炭素数は、1〜16であることが好ましく、1〜12であることがより好ましい。炭化水素基(G2)の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、1−プロピル基、1−ヘキシル基、1−ヘプチル基、1−デカニル基、ビニル基、アリル(allyl)基、1−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、1−オクテニル基、1−デセニル基、iso−プロピル基、tert−ブチル基、3−メチルペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、1,1−ジメチルブチル基、1−メチル−1−プロピルブチル基、1,1−ジプロピルブチル基、1,1−ジメチル−2−メチルプロピル基、1−メチル−1−イソプロピル−2−メチルプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、4−シクロヘキシル−tert−ブチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、2−シクロヘキシルビニル基、フェニル基、2−フェニルビニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、2−エチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、メシチル基、ベンジル基、α−フェニチル基、ジフェニルメチル基、ナフチルメチル基、クミル基、ネオフィル基、ナフチル基、ビフェニル基などが挙げられる。
前記炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基(О2)としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、1−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、1−ブトキシ基、s−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、1−デシロキシ基、1−イコシロキシ基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基、1−ナフトキシ基、2−ナフトキシ基、2−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−エトキシフェニル基、4−イソプロポキシフェニル基、4−フェノキシフェニル基、4−フォルミルフェニル基、4−ヒドロキシフェニル基、2−フリル基、3−フリル基、ベンゾフリル基、4−カルボキシフェニル基、4−ベンゾイルフェニル基等を挙げることができる。また、R11、R12が相互に結合したピナコールエステル、カテコールエステル、1,3−プロパンジオールエステル、ネオペンチルグリコールエステルなどを挙げることができる。酸素含有炭化水素基(О2)の炭素数は、1〜16であることが好ましく、1〜12であることがより好ましい。酸素含有炭化水素基(О2)の好ましい具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、1−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、1−ブトキシ基、s−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、1−デシロキシ基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基、1−ナフトキシ基、2−ナフトキシ基、2−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−エトキシフェニル基、4−イソプロポキシフェニル基、4−フェノキシフェニル基、4−フォルミルフェニル基、4−ヒドロキシフェニル基、2−フリル基、3−フリル基、ベンゾフリル基、4−カルボキシフェニル基等を挙げることができる。また、R11、R12が相互に結合したピナコールエステル、カテコールエステル、1,3−プロパンジオールエステル、ネオペンチルグリコールエステルなどが挙げられる。
前記炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基(N2)としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジデシルアミノ基、2−アミノフェニル基、3−アミノフェニル基、4−アミノフェニル基、3−ニトリフェニル基、4−シアノフェニル基、3−アセタミドフェニル基、4−アセタミドフェニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、3−キノリニル基、8−キノリニル基、4−イソキノリニル基、4−ピラゾール基、1−メチル−4−ピラゾール基、3,5−ジメチル−4−ピラゾール基などを挙げることができる。窒素含有炭化水素基(N2)の炭素数は、1〜10であることが好ましく、1〜6で
あることがより好ましい。窒素含有炭化水素基(N2)の好ましい具体例としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、2−アミノフェニル基、3−アミノフェニル基、4−アミノフェニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、4−ピラゾール基、1−メチル−4−ピラゾール基、3,5−ジメチル−4−ピラゾール基などが挙げられる。
前記炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基(SI2)としては、例えば、トリメチルシリルメチル基、トリエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、2−トリフェニルシリルエチル基、4−トリメチルシリルフェニル基、4−(tert−ブチルジメチルシロキシ)フェニル基、ヘキシル-ジ−1−ヘプチルシ
リル基などを挙げることができる。ケイ素含有炭化水素基(SI2)の炭素数は、1〜10であることが好ましく、1〜6であることがより好ましい。ケイ素含有炭化水素基(SI2)の好ましい具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基などが挙げられる。
前記炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基(H2)としては、例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、ペンタフルオロエチル基、2−フルオロフェニル基、2−ブロモフェニル基、2−ヨードフェニル基、2−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、4−クロロフェニル基、2−メチル−4−クロロフェニル基、2−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、4−ブロモフェニル基、4−フルオロフェニル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、4−トリフルオロメトキシフェニル基、2,6−ジフルオロフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、3,5−ジフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、トリ-パーフルオロフェニル-メチル基などを挙げることができる。ハロゲン含有炭化水素基(H2)の炭素数は、1〜10であることが好ましく、1〜7であることがより好ましい。ハロゲン含有炭化水素基(H2)の好ましい具体例としては、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、ペンタフルオロエチル基、2−フルオロフェニル基、2−ブロモフェニル基、2−ヨードフェニル基、2−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、4−クロロフェニル基、2−メチル−4−クロロフェニル基、2−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、4−ブロモフェニル基、4−フルオロフェニル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、2,6−ジフルオロフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、3,5−ジフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基などが挙げられる。
前記炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基(S2)としては、例えば、チオフェニル基、2−メチルチオフェニル基、3−メチルチオフェニル基、4−メチルチオフェニル基、2−チエニル基、3−チエニル基、5−メチル−2−チオフェニル基、2−チアナフタレニル基、3−チアナフタレニル基、チオトリチル基などを挙げることができる。硫黄含有炭化水素基(S2)の炭素数は、1〜10であることが好ましく、1〜6であることがより好ましい。硫黄含有炭化水素基(S2)の好ましい具体例としては、チオフェニル基、2−チエニル基、3−チエニル基などが挙げられる。
前記Mとしては、ナトリウム原子、リチウム原子またはカリウム原子を挙げることができ、カリウム原子であることが好ましい。
前記ホウ素化合物(B)の置換基R13は下記式[8]で表される基であることが好ましい。
Figure 0005178470
式[8]において、R25〜R29は水素原子、水酸基、ハロゲン原子(X3)、炭素数1〜14の炭化水素基(G3)、炭素数1〜14の酸素含有炭化水素基(O3)、炭素数1〜14のケイ素含有炭化水素基(SI3)、炭素数1〜14のハロゲン含有炭化水素基(H3)または炭素数1〜14の硫黄含有炭化水素基(S3)であり、それぞれの置換基は同一でも異なっていてもよく、一つ以上の隣接基組み合わせにおいて該隣接基は相互に結合して環を形成していてもよく、黒丸(●)はホウ素原子との結合点を示し、R25〜R29の炭素数の総和は14以下である。
前記ハロゲン原子(X3)としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子であり、好ましくはフッ素原子、塩素原子、臭素原子であり、特に好ましくはフッ素原子、塩素原子である。
前記炭素数1〜14の炭化水素基(G3)としては、例えば、メチル基、エチル基、1−プロピル基、1−ブチル基、1−ヘキシル基、ビニル基、アリル(allyl)基、1−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、1−オクテニル基、1−デセニル基、1−テトラデカニル基、iso−プロピル基、tert−ブチル基、3−メチルペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、4−シクロヘキシル−tert−ブチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、フェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、ナフチルメチル基、ナフチル基などを挙げることができる。炭化水素基(G3)の炭素数は、1〜12であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜8であることが特に好ましく、1〜6であることが極めて好ましい。炭化水素基(G3)の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、1−プロピル基、1−ブチル基、sec−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、1−ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などが挙げられる。
前記炭素数1〜14の酸素含有炭化水素基(O3)としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、1−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、1−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、1−テトラデコキシ基、フェノキシ基、ナフトキシ基、ビフェニルオキシ基、ベンジルオキシ基等を挙げることができる。酸素含有炭化水素基(O3)の炭素数は、1〜12であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜8であることが特に好ましく、1〜6であることが極めて好ましい。酸素含有炭化水素基(O3)の好ましい具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、1−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、1−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、フェノキシ基、ナフトキシ基、ビフェニルオキシ基などが挙げられる。
前記炭素数1〜14のケイ素含有炭化水素基(SI3)としては、例えば、トリメチルシリルメチル基、トリエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、4−トリメチルシリルフェニル基、4−(tert−ブチルジメチルシ
ロキシ)フェニル基、ジメチルフェニルシリル基、ジメチルナフチルシリル基、ヘキシル-ジ−1−ブチルシリル基を挙げることができる。ケイ素含有炭化水素基(SI3)の炭
素数は、1〜12であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜8であることが特に好ましく、1〜6であることが極めて好ましい。ケイ素含有炭化水素基(SI3)の好ましい具体例としては、トリメチルシリルメチル基、トリエチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基などが挙げられる。
前記炭素数1〜14のハロゲン含有炭化水素基(H3)としては、例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、ペンタフルオロエチル基、2−フルオロフェニル基、2−ブロモフェニル基、2−ヨードフェニル基、2−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、4−クロロフェニル基、2−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、4−ブロモフェニル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、4−トリフルオロメトキシフェニル基、2,6−ジフルオロフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、3,5−ジフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、2,6−ジフルオロ−4−tert−ブチルフェニル基、フルオロナフチル基、クロロナフチル基を挙げることができる。ハロゲン含有炭化水素基(H3)の炭素数は、1〜12であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜8であることが特に好ましく、1〜6であることが極めて好ましい。ハロゲン含有炭化水素基(H3)の好ましい具体例としては、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、ペンタフルオロエチル基、2−フルオロフェニル基、2−ブロモフェニル基、2−ヨードフェニル基、2−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、4−クロロフェニル基、2−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、4−ブロモフェニル基、2,6−ジフルオロフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、3,5−ジフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、フルオロナフチル基、クロロナフチル基などが挙げられる。
前記炭素数1〜14の硫黄含有炭化水素基(S3)としては、例えば、チオメチル基、チオエチル基、チオシクロヘキシル基、チオフェニル基、チオナフチル基、2−メチルチオフェニル基、3−メチルチオフェニル基、4−メチルチオフェニル基、2−チエニル基、3−チエニル基、5−メチル−2−チオフェニル基を挙げることができる。硫黄含有炭化水素基(S3)の炭素数は、1〜12であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜8であることが特に好ましく、1〜6であることが極めて好ましい。硫黄含有炭化水素基(S3)の好ましい具体例としては、チオメチル基、チオエチル基、チオシクロヘキシル基、チオフェニル基、チオナフチル基、2−チエニル基、3−チエニル基などが挙げられる。
前記式[8]において、1つの置換基がハロゲン原子(X3)、炭素数1〜14の炭化水素基(G3)、炭素数1〜14の酸素含有炭化水素基(O3)、炭素数1〜14のケイ素含有炭化水素基(SI3)、炭素数1〜14のハロゲン含有炭化水素基(H3)または炭素数1〜14の硫黄含有炭化水素基(S3)であり、残り4つの置換基が水素原子であり、R25〜R29の炭素数の総和は14以下であることが好ましい。前記式[8]のR25、R29のうち少なくとも一つが炭素数1〜14の炭化水素基(G3)であることも好ましい形態の一つである。より好ましくはR25が炭素数1〜14の炭化水素基(G3)であり、且つR26〜R29が水素原子であることである。より好ましい具体例としては、前記式[8]のR25がメチル基、エチル基、プロピル基、1−プロピル基、1−ブチル基、sec−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、1−ヘキシル基、1−デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−シクロヘキシル−tert−ブチル基、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基などの炭素数1〜10の炭化水素基であり、R26〜R29が水素原子であることである。
25〜R29の炭素数の総和は14以下であり、12以下であることが好ましく、10以
下であることがより好ましく、8以下であることが特に好ましく、6以下であることが極めて好ましい。
前記式[8]で表される置換基を有するホウ素化合物(B)を反応原料として用いると、通常、得られるフルオレン誘導体の収率は低くなるが、触媒として後述するリン化合物(D)およびパラジウム化合物(E)を用い、水を含有する溶媒中で反応を行うと、前記式[8]で表される置換基を有するホウ素化合物(B)を反応原料として用いても速やかに反応が進行し、フルオレン誘導体が良好な収率で得られる。
本発明のフルオレン誘導体の製造方法において、前記ホウ素化合物(B)の使用量は、前記フルオレン化合物(A)に結合した、ハロゲン原子(X)および硫黄含有炭化水素基(S)の1モルに対して、0.01〜5モルであることが好ましく、0.1〜5モルであることがより好ましく、0.5〜5モルであることが特に好ましい。前記ホウ素化合物(B)の使用量が前記範囲内であると反応を収率よく進行させる点で特に好ましい。
[塩基(C)]
本発明に用いる塩基(C)としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、リン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、炭酸セシウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム−tert−ブトキシドなどのアルカリ金属塩;アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、iso−プロピルアミン、ブチルアミン、iso−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、エチレンジアミン、ベンジルアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、ピロリジン、N−メチルピロリジン、ピペリジン、N−メチルピペリジン、モルホリン、N−メチルモルホリン、ピペラジン、1−メチルピペラジン、2−メチルピペラジン、3
−メチルピペラジン、4−メチルピペラジン、キヌクリジン、4−ジメチルアミノピリジン、イミダゾール、N−メチルイミダゾール、テトラメチルエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、フェネチルアミン、ジフェニルアミン、グアニジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ
−5−エン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリンなどのアミン塩基などが挙げられる。
本発明に用いる塩基(C)としては、常温で液体または固体の塩基が取り扱い上で好ましく、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、リン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、炭酸セシウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム−tert−ブトキシド、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、プロピルアミン、ベンジルアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、ピロリジン、N−メチルピロリジン、ピペリジン、N−メチルピペリジン、モルホリン、N−メチルモルホリン、ピペラジン、キヌクリジン、4−ジメチルアミノピリジン、イミダゾール、N−メチルイミダゾール、テトラメチルエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、フェネチルアミン、グアニジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン、1
,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、アニリン、N−メチルアニリン、N,N
−ジメチルアニリンであり、特に好ましくは水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、リン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、炭酸セシウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム−tert−ブトキシドである。
本発明のフルオレン誘導体の製造方法において、前記塩基(C)の使用量は、前記フルオレン化合物(A)1モルに対して、0.0001〜100モルであることが好ましく、0.01〜50モルであることがより好ましく、0.10〜30モルであることが特に好ましい。前記塩基(C)の使用量が前記範囲内であると反応を収率よく進行させる点で好ましい。
[リン化合物(D)]
本発明において触媒として用いるリン化合物(D)は、下記式[6]で表されるリン化合物である。
Figure 0005178470
式[6]において、R14〜R24は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、一つ以上の隣接基組み合わせにおいて該隣接基は相互に結合して環を形成していてもよい。
ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基の具体例としては、それぞれ上述したハロゲン原子(X3)、炭素数1〜20の炭化水素基(G)、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基(O)、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基(N)、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基(SI)、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基(H)、炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基(S3)と同様である。
前記リン化合物(D)は、下記式[9]で表されることが好ましい。
Figure 0005178470
式[9]において、R14、R16、R18、R23およびR24は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよい。ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基の具体例としては、それぞれ上述したハロゲン原子(X3)、炭素数1〜20の炭化水素基(G)、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基(O)、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基(N)、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基(SI)、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基(H)、炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基(S3)と同様である。
式[9]において、R14、R16、R18、R23およびR24は、それぞれ独立にメチル基、エチル基、1−プロピル基、iso−プロピル基、1−ブチル基、tert−ブチル基、1−ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの炭素数1〜6の炭化水素基;メトキシ基、エトキシ基、1−プロポキシ基、iso-プロポキシ基、1-ブトキシ基、tert−ブトキシ基などの炭素数1〜6の酸素含有炭化水素基;アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基などの炭素数1〜6の窒素含有炭化水素基であることが特に好ましく、メトキシ基、iso−プロピル基、tert−ブチル基、シクロヘキシル基であることが極めて好ましい。
前記フルオレン化合物(A)と、前記ホウ素化合物(B)とを、前記塩基(C)の存在下で反応させてフルオレン誘導体を製造する方法において、触媒として前記リン化合物(D)および後述するパラジウム化合物(E)を用い、水含有溶媒(F)中で反応を行うと、フルオレン誘導体を高収率で得ることができる。
本発明のフルオレン誘導体の製造方法において、前記リン化合物(D)の使用量は、前記フルオレン化合物(A)1モルに対して、0.00001〜100モルであることが好ましく、0.0001〜50モルであることがより好ましく、0.001〜30モルであることが特に好ましい。前記リン化合物(D)の使用量が前記範囲内であると反応が速やかに進行する点で好ましい。
[パラジウム化合物(E)]
本発明において触媒として用いるパラジウム化合物(E)としては、例えば、ビス(アセトニトリル)ジクロロパラジウム(II)、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウム(II)、ジ-μ-クロロビス[(μ-アリル)パラジウム(II)]、トランス-ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)、ジクロロ(μ-ジクロオクタ-−
1,5−ジエン)パラジウム(II)、(ビシクロ[2,2,1]ヘプタ-2,5-ジエン
)ジクロロパラジウム(II)、ジクロロ(1,5-シクロオクタジエン)パラジウム(
II)(2,2'-ビピリジン)ジクロロパラジウム(II)、酢酸パラジウム(II)、塩化パラジウム(II)、臭化パラジウム(II)、ヨウ化パラジウム(II)、パラジウムシアニド(II)、パラジウム(II)アセチルアセトナート、パラジウム(II)ヘキサフルオロアセチルアセトナート、硝酸パラジウム(II)、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン-ジクロロパラジウム(II)、[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ジクロロパラジウム(II)、(1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ
)プロパン)パラジウム(II)クロリド、[1,1'-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)、活性炭パラジウム、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリドなどの2価のパラジウム化合物;トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、ビス[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウム(0)、ビス(3,5,3'、5'-ジメトキシベンジリデンアセトン)パラジウム(0)などの0価の
パラジウム化合物を挙げることができる。前記パラジウム化合物(E)のパラジウムの原子価が2価であることが好ましく、特に好ましくは酢酸パラジウム(II)、ビス(アセトニトリル)ジクロロパラジウム(II)である。
前記フルオレン化合物(A)と、前記ホウ素化合物(B)とを、前記塩基(C)の存在下で反応させてフルオレン誘導体を製造する方法において、触媒として前記リン化合物(D)および前記パラジウム化合物(E)を用い、水含有溶媒(F)中で反応を行うと、フルオレン誘導体を高収率で得ることができる。
本発明のフルオレン誘導体の製造方法において、前記パラジウム化合物(E)の使用量は、前記フルオレン化合物(A)1モルに対して、0.00001〜50モルであることが好ましく、0.0001〜25モルであることがより好ましく、0.001〜15モルであることが特に好ましい。前記パラジウム化合物(E)の使用量が前記範囲内であると反応が速やかに進行する点で好ましい。
[水含有溶媒(F)]
本発明に用いる水含有溶媒(F)としては、水を必須成分として含有する溶媒であれば特に限定されない。
水以外の溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカンなどの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素;アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシドなど極性、メタノール、エタノール、プロパノール、iso−プロパノール、ブタノール、tert−ブタノールなどの極性溶媒;ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテルなどのエーテル系溶媒などが挙げられる。
前記水含有溶媒(F)としては、水と、酸素原子を含む有機化合物とで構成されることが好ましい。
酸素原子を含む有機化合物としては、例えば、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、メタノール、エタノール、プロパノール、iso−プロパノール、ブタノール、tert−ブタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテルなどが挙げられる。反応中に分解を起こさない溶媒であることがより好ましい。具体的には、
アセトン、ジメチルホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、メタノール、エタノール、プロパノール、iso−プロパノール、ブタノール、tert−ブタノール、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテルであり、特に好ましくはジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテルである。
前記水含有溶媒(F)における水の含有率(水/水以外の溶媒:容量換算)は0.01以上であることが好ましく、0.02以上であることがより好ましく、0.05以上であることが特に好ましい。
また、水と前記パラジウム化合物(E)との比率(水/パラジウム化合物(E):モル換算)は、50倍以上であることが好ましく、100倍以上であることがより好ましく、200倍以上であることがさらに好ましく、400倍以上であることが特に好ましい。
前記水含有溶媒(F)における水の含有率(水/水以外の溶媒:容量換算)が0.05以上であり且つ水と前記パラジウム化合物(E)との比率(水/パラジウム化合物(E):モル換算)が400倍以上であることが極めて好ましい。前記水含有溶媒(F)中の水の含有率の上限は特に制限はないが、反応が溶媒中で進行するため、前記水含有溶媒(F)は、水以外の溶媒を必ず含有していなければならい。したがって、水の含有率の上限は、例えば、水の含有率(水/水以外の溶媒:容量換算)が20以下である。
触媒として前記リン化合物(D)および前記パラジウム化合物(E)を用い、このような水含有溶媒(F)中で、塩基(C)の存在下、前記フルオレン化合物(A)と前記ホウ素化合物(B)とを反応させることにより、フルオレン誘導体を高収率で得ることができる。
[フルオレン誘導体の製造方法]
本発明のフルオレン誘導体の製造方法は、前記フルオレン化合物(A)と、前記ホウ素化合物(B)とを、前記塩基(C)の存在下で反応させて、前記フルオレン化合物(A)の置換基のうちのハロゲン原子および/または硫黄含有炭化水素基を、前記ホウ素化合物(B)の置換基R13に変換したフルオレン誘導体を製造する方法であって、触媒として前記リン化合物(D)および前記パラジウム化合物(E)を用い、前記水含有溶媒(F)中で反応を行うことを特徴としている。
前記フルオレン化合物(A)と前記ホウ素化合物(B)との反応温度は、−70〜150℃であることが好ましく、−40〜100℃であることがより好ましく、−20〜70℃であることが特に好ましい。反応温度は工業化可能温度であることが好ましい。反応圧力は、0.01〜10MPaであることが好ましく、0.02〜5MPaであることがより好ましく、0.05〜2MPaであることが特に好ましい。反応圧力は工業化可能圧力であることが好ましい。反応時間は、0.1〜300時間であることが好ましく、0.1〜100時間であることがより好ましく、0.1〜72時間であることが特に好ましい。反応時間は工業化可能時間であることが好ましい。
前記反応を行う際の、各成分(A)〜(F)の反応容器への添加順序は任意であるが、好ましい順序としては、例えば、
i)成分(A)〜(E)を添加し、次に水以外の溶媒を添加し、最後に水を添加する方法
ii)水以外の溶媒を添加し、次に成分(A)〜(E)を添加し、最後に水を添加する方法
iii)成分(A)、成分(B)、成分(C)、成分(D)、成分(E)、成分(F)の順で添加する方法
iv)成分(F)を添加し、次に成分(A)〜(E)を添加する方法
v) 成分(A)〜(E)を添加し、次に成分(F)を添加する方法
vi) 成分(A)、成分(C)、成分(D)、成分(E)、水以外の溶媒を添加し、次に水を添加し、最後に成分(B)添加する方法
vii) 成分(B)、成分(C)、成分(D)、成分(E)、水以外の溶媒を添加し、次に
水を添加し、最後に成分(A)添加する方法
viii) 予め水を加えた成分(C)、成分(A)、成分(B)、成分(D)、成分(E)、水以外の溶媒を添加する方法
ix) 成分(A)、成分(B)、成分(D)、成分(E)、水以外の溶媒を添加し、次に予め水を加えた成分(C)を添加する方法
などが挙げられる。
本発明において、フルオレン誘導体とは、上述のとおり、触媒として前記リン化合物(D)および前記パラジウム化合物(E)を用い、前記水含有溶媒(F)中、塩基(C)の存在下で前記フルオレン化合物(A)と前記ホウ素化合物(B)とを反応させることにより得られるものであり、前記フルオレン化合物(A)の置換基のうちのハロゲン原子および/または硫黄含有炭化水素基が、前記ホウ素化合物(B)の置換基R13に変換したフルオレン誘導体である。
以下に本発明の製造方法により得られるフルオレン誘導体の具体例を示すが、特にこれによって本発明の範囲が限定されるものではない。
本発明の製造方法により得られるフルオレン誘導体の具体例としては、2,7−ジ(o-トリル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン、2,7−ジ(p-フルオロフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン、2,7−ジ(p-トリフルオロメチル
フェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン、2,7−ジ(p-メトキシフェ
ニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン、2,7-ジ(o-エチルフェニル)−
3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン、2,7−ジ(ビフェニル−4−イル)−3,6
−ジ−tert−ブチルフルオレン、2,7−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン、2,7−ビス(4−クロロ−2−メチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン、2,7−ジ(o-トリル)−フルオレン
、2,7−ジ(p-フルオロフェニル)−フルオレン、2,7−ジ(p-トリフルオロメチルフェニル)−フルオレン、2,7−ジ(p-メトキシフェニル)−フルオレン、2,7-
ジ(o-エチルフェニル)−フルオレン、2,7−ジ(ビフェニル−4−イル)−フルオレ
ン、2,7−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−フルオレン、2,7−ビス(4−クロロ−2−メチルフェニル)−フルオレン、2−(o-トリル)−3,6−ジ−tert−
ブチルフルオレン、2−(p-フルオロフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフル
オレン、2−(p-トリフルオロメチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフル
オレン、2−(p-メトキシフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン、2-(o-エチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン、2−(ビフェニル−
4−イル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン、2−(2,4−ジメチルフェニ
ル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン、2−(4−クロロ−2−メチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン、2−(o-トリル)−フルオレン、2
−(p-フルオロフェニル)−フルオレン、2−(p-トリフルオロメチルフェニル)−フルオレン、2−(p-メトキシフェニル)−フルオレン、2-(o-エチルフェニル)−フ
ルオレン、2−(ビフェニル−4−イル)−フルオレン、2−(2,4−ジメチルフェニル)−フルオレン、2−(4−クロロ−2−メチルフェニル)−フルオレン、1−(o-ト
リル)−フルオレン、2−(p-フルオロフェニル)−フルオレン、3−(p-トリフルオロメチルフェニル)−フルオレン、4−(p-メトキシフェニル)−フルオレン、1-(o-エチルフェニル)−フルオレン、2−(ビフェニル−4−イル)−フルオレン、3−(2
,4−ジメチルフェニル)−フルオレン、4−(4−クロロ−2−メチルフェニル)−フルオレン、2,7−ジ(o-トリル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2
,7−ジ(p-フルオロフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2,
7−ジ(p-トリフルオロメチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノ
ン、2,7−ジ(p-メトキシフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン
、2,7-ジ(o-エチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2,7−ジ(ビフェニル−4−イル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2,7−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2,7−ビス(4−クロロ−2−メチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2,7−ジ(o-トリル)−フルオレノン、2,7−ジ(p-フルオロフェニル)−フルオレノン、2,7−ジ(p-トリフルオロメチルフェニル)−フルオレノン、2,7−
ジ(p-メトキシフェニル)−フルオレノン、2,7-ジ(o-エチルフェニル)−フルオレノン、2,7−ジ(ビフェニル−4−イル)−フルオレノン、2,7−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−フルオレノン、2,7−ビス(4−クロロ−2−メチルフェニル)−フルオレノン、2−(o-トリル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2−(
p-フルオロフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2−(p-トリフルオロメチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2−(p-メト
キシフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2-(o-エチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2−(ビフェニル−4−イル)−3,6
−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2−(2,4−ジメチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2−(4−クロロ−2−メチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレノン、2−(o-トリル)−フルオレノン、2−(p-フルオロフェニル)−フルオレノン、2−(p-トリフルオロメチルフェニル)−フルオレノ
ン、2−(p-メトキシフェニル)−フルオレノン、2-(o-エチルフェニル)−フルオ
レノン、2−(ビフェニル−4−イル)−フルオレノン、2−(2,4−ジメチルフェニル)−フルオレノン、2−(4−クロロ−2−メチルフェニル)−フルオレノン、1−(o-トリル)−フルオレノン、2−(p-フルオロフェニル)−フルオレノン、3−(p-ト
リフルオロメチルフェニル)−フルオレノン、4−(p-メトキシフェニル)−フルオレ
ノン、1-(o-エチルフェニル)−フルオレノン、2−(ビフェニル−4−イル)−フルオレノン、3−(2,4−ジメチルフェニル)−フルオレノン、4−(4−クロロ−2−メチルフェニル)−フルオレノンなどのフルオレン誘導体が挙げられる。
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、合成例に記載した化合物は270MHz 1H-NMR(日本電子GSH-270)、FD-質量分析(FD-MS)(日本電子SX-102A)、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)(島津製作所 SPD-M20A 254nm)等を用いて同定した。
また、下記記載の転化率は下記式を用いて算出した。
Figure 0005178470
また、反応原料等を、以下のように略記する場合がある。
<フルオレン化合物(A)>
Flu(a): 3,6−ジ−tert−ブチル−2,7−ジブロモフルオレン
<ホウ素化合物(B)>
ホウ素化合物(a):o-トリルボロン酸
ホウ素化合物(b):p-フルオロフェニルボロン酸
ホウ素化合物(c):p-トリフルオロメチルフェニルボロン酸
ホウ素化合物(d):p-メトキシフェニルボロン酸
ホウ素化合物(e):o-エチルフェニルボロン酸
ホウ素化合物(f):(ビフェニル−4−イル)ボロン酸
ホウ素化合物(g):2,4-ジメチルフェニルボロン酸
ホウ素化合物(h):4−クロロ−2−メチルフェニルボロン酸
<リン化合物(D)>
リン化合物(a):(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィン
リン化合物(b):2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2',4',6'-トリイソプロ
ピルビフェニル
リン化合物(c):トリ(tert-ブチル)ホスフィン
[実施例1]
(2,7−ジ(o-トリル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレンの合成)
窒素気流下、3,6−ジ−tert−ブチル−2,7−ジブロモフルオレン5.0g
(11.5mmol)、酢酸パラジウム(II) 135mg (0.60mmol)、(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィン603mg (1.72mmol)、リン酸カリウム14.5g(68.3mmol)、o-トリルボロン酸4.7g(34.6mmol)およびTHF100mLを反応容器に加え室温で攪拌しながら、水25mLを徐々に滴下した。滴下後、反応液を50℃まで昇温し、攪拌しながら10時間加熱した。その後、反応液を1N塩酸でクエンチし、エーテルで可溶分を抽出した。有機相を水、炭酸水素
ナトリウム水溶液および飽和食塩水で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去し、未精製の目的物を得た。HPLCで測定した転化率は86%であった。
ビーカーにメタノール200mLを加え、得られた未精製の目的物をメタノール中へ滴下し析出物を得た。得られた析出物を桐山ロートでろ過し、減圧下でメタノールを蒸発させ、単離した目的物2,7−ジ(o-トリル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレ
ン3.96g(8.63mmol、単離収率76%)を得た。
得られた目的物の同定結果は以下のとおりであった。1H−NMR (270 MHz, CDCl3) :δ 1.27 (s, 18H, tBu),2.07 (s, 6H, Me), 3.79 (s, 2H, CH2), 7.07(s,2H,Flu),7.19−7.25 (m, 8H,Flu), 8.00(s,2H,Flu). MS (FD): m/z 458 (M+)。
[実施例1−1]
反応容器に滴下する水の量を5mLに変更し、加熱時間を0.5時間に変更した以外は実施例1と同様に目的物2,7−ジ(o-トリル)−3,6−ジ−tert−ブチルフル
オレンを得た(転化率50.6%)。
[実施例1−2]
反応容器に滴下する水の量を5mLに変更し、加熱時間を8時間に変更した以外は実施例1と同様に目的物2,7−ジ(o-トリル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレ
ンを得た(転化率54.0%)。
[実施例1−3]
THFをトルエンに変更し、反応容器に滴下する水の量を5mLに変更し、加熱時間を6時間に変更した以外は実施例1と同様に目的物2,7−ジ(o-トリル)−3,6−ジ
−tert−ブチルフルオレンを得た(転化率70.1%)。
[実施例1−4]
(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィンを2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2',4',6'-トリイソプロピルビフェニルに変更し、THFをトルエンに変更し、反応容器
に滴下する水の量を2.5mLに変更し、加熱時間を8時間に変更した以外は実施例1と同様に目的物2,7−ジ(o-トリル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレンを得
た(転化率54.2%)。
[実施例1−5]
(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィンを2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2',4',6'-トリイソプロピルビフェニルに変更し、THF100mLをトルエン40mL
に変更し、反応容器に滴下する水の量を1mLに変更した以外は実施例1と同様に目的物2,7−ジ(o-トリル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレンを得た(転化率5
5.8%)。
[実施例2]
(2,7−ジ(p-フルオロフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレンの
合成)
窒素気流下、3,6−ジ−tert−ブチル−2,7−ジブロモフルオレン 5.0g
(11.5mmol)、酢酸パラジウム(II) 135mg (0.60mmol)、
(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィン603mg (1.72mmol)、リン酸カリウム 14.5g(68.4mmol)、p−フルオロフェニルボロン酸4.6g(32.9mmol)およびTHF100mLを反応容器に加え室温で攪拌しながら、水
20mLを徐々に滴下した。滴下後、室温でさらに17時間攪拌した。得られた反応液はエーテルで可溶分を抽出した。有機相を水、炭酸水素ナトリウム水溶液および飽和食塩水で洗浄した。洗浄した有機相を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去し、反応物を得た。
得られた反応物をヘキサン:エタノール=5:2の混合溶媒で洗浄し、目的物2,7−ジ(p-フルオロフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン4.36g(9
.34mmol、単離収率81%)を得た。
得られた目的物の同定結果は以下のとおりであった。1H−NMR (270 MHz, CDCl3) :δ 1.28 (s, 18H, tBu), 3.78 (s, 2H, CH2), 7.0
1−7.31 (m, 10H,Flu), 7.96(s,2H,Flu).MS (FD): m/z 466 (M+)。
[実施例3]
(2,7−ジ(p-トリフルオロメチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフ
ルオレンの合成)
窒素気流下、3,6−ジ−tert−ブチル−2,7−ジブロモフルオレン 10.0g (23.0mmol)、酢酸パラジウム(II) 262mg (1.17mmol)
、(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィン 1.2g (3.42mmol)、 リン酸カリウム 29.2g(137.6mmol)、p−トリフルオロメチルフェニルボロン酸 13.1g(69.0mmol)およびTHF 200mLを反応容器に加え室温で攪拌しながら、水 30mLを徐々に滴下した。滴下後、室温でさらに17時間攪拌した。得られた反応液はエーテルで可溶分を抽出した。有機相を水、炭酸水素ナトリウム水溶液および飽和食塩水で洗浄した。洗浄した有機相を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去し、反応物を得た。
得られた反応物をヘキサン:エタノール=5:1の混合溶媒で洗浄し、目的物2,7−
ジ(p-トリフルオロメチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン6.
50g(11.5mmol、単離収率50.0%)を得た。
得られた目的物の同定結果は以下のとおりであった。1H−NMR (270 MHz, CDCl3) :δ 1.29 (s, 18H, tBu), 3.79 (s, 2H, CH2), 7.1
1(s,2H,Flu),7.43−7.65(m,8H), 7.99(s,2H,Flu).MS (FD): m/z 566 (M+)。
[実施例4]
(2,7−ジ(p-メトキシフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレンの
合成)
窒素気流下、3,6−ジ−tert−ブチル−2,7−ジブロモフルオレン 10.0g (23.0mmol)、酢酸パラジウム(II) 262mg (1.17mmol)
、(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィン 1.2g (3.42mmol)、 リン酸カリウム 29.2g(137.6mmol)、p−メトキシフェニルボロン酸 10.5g(69.1mmol)およびTHF 200mLを反応容器に加え室温で攪拌しながら、水 30mLを徐々に滴下した。滴下後、室温でさらに17時間攪拌した。
THFを留去し、ジクロロメタンを加えた反応液を、水および塩化アンモニウム水溶液で洗浄した。洗浄後、ジクロロメタンを留去し、得られた析出物をヘキサン:エタノール=5:2の混合溶媒で洗浄し、目的物2,7−ジ(p-メトキシフェニル)−3,6−ジ
−tert−ブチルフルオレン10.6g(21.6mmol、単離収率94%)を得た。
得られた目的物の同定結果は以下のとおりであった。1H−NMR (270 MHz, CDCl3) :δ 1.29 (s, 18H, tBu), 3.76 (s, 2H, CH2), 3.8
7(s,6H,OMe),6.85−7.27(m,10H,Flu), 7.95(s,2H,Flu).MS (FD): m/z 490 (M+)。
[実施例5]
(2,7-ジ(o-エチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレンの合成)
窒素気流下、3,6−ジ−tert−ブチル−2,7−ジブロモフルオレン 9.68g(22.2mmol)、酢酸パラジウム(II) 250mg (1.12mmol)、(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィン 1.16g (3.31mmol)、
リン酸カリウム28.1g (132mmol)、o-エチルフェニルボロン酸 10g (66.7mmol)およびTHF 150mLを反応容器に加え室温で攪拌しながら、水 25mLを徐々に滴下した。滴下後、反応液を50℃まで昇温し、攪拌しながら8時間加熱した。得られた反応液を1N塩酸でクエンチし、ジエチルエーテルで可溶分を抽出した。有機相を水、炭酸水素ナトリウム水溶液および飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。次に、ろ過し、溶媒を減圧留去し、反応物を得た。
得られた反応物をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、目的物2,7−ジ(o−エチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン 6.0g(12.3m
mol、単離収率55%)を得た。
得られた目的物の同定結果は以下のとおりであった。1H−NMR (270MHz MHz, CDCl3) :δ 1.10 (t, 6H, CH3), 1.20 (s, 18H, tBu), 2.40 (m, 4H, CH2), 3.79 (s, 2H, CH2), 7.06−8.00 (m, 12H), MS (FD): m/z 486 (M+)。
[実施例6]
(2,7−ジ(ビフェニル−4−イル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレンの合成)
窒素気流下、3,6−ジ−tert−ブチル−2,7−ジブロモフルオレン 10.9g (25.0mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム 250mg
(0.22 mmol)、(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィン 1.16g (3.31mmol)、 炭酸ナトリウム 15.9g (150 mmol)、(ビフェニル−4−イル)ボロン酸 15g (75.7mmol)およびエチレングリコールジ
メチルエーテル 150mLを反応容器に加え室温で攪拌しながら、水 75mLを徐々に滴下した。滴下後、反応液を50℃まで昇温し、攪拌しながら8時間加熱した。得られた反応液を1N塩酸でクエンチし、ジクロロメタンで可溶分を抽出した。有機相を水、炭酸水素ナトリウム水溶液および飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。次に、ろ過し、溶媒を減圧留去し、反応物を得た。
得られた反応物をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、目的物2,7−ジ(ビ
フェニル−4−イル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン 9.3g(16.0mmol、収率64%)を得た。
得られた目的物の同定結果は以下のとおりであった。1H−NMR (270 MHz, CDCl3) :δ 1.34 (s, 18H, tBu), 3.80 (s, 2H, CH2),
7.06−8.00 (m, 22H), MS (FD): m/z 582 (M+)。
[実施例7]
(2,7−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレンの合成)
窒素気流下、3,6−ジ−tert−ブチル−2,7−ジブロモフルオレン 10.9g (25.0mmol)、酢酸パラジウム(II) 250mg (1.12mmol)
、(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィン1.16g (3.31mmol),
リン酸カリウム28.1g (132mmol)、2,4−ジメチルフェニルボロン酸
10g (66.7mmol)およびTHF 150mLを反応容器に加え室温で攪拌し
ながら、水 25mLを徐々に滴下した。滴下後、反応液を50℃まで昇温し、攪拌しながら8時間加熱した。得られた反応液を1N塩酸でクエンチし、ジエチルエーテルで可溶分を抽出した。有機相を水、炭酸水素ナトリウム水溶液および飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。次に、ろ過し、溶媒を減圧留去し、反応物を得た。
得られた反応物をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、目的物2,7−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン 8.0g(1
6.4mmol、収率66%)を得た。
得られた目的物の同定結果は以下のとおりであった。1H−NMR (270MHz,
CDCl3) :δ 1.34 (s, 18H, tBu), 2.05(s, 6H, CH3), 2.35(s, 6H, CH3), 3.80 (s, 2H, CH2), 7.06−8.00 (m, 10H), MS (FD): m/z 486 (M+)。
[実施例8]
(2,7−ビス(4−クロロ−2−メチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレンの合成)
窒素気流下、3,6−ジ−tert−ブチル−2,7−ジブロモフルオレン10.9g
(25.0mmol)、酢酸パラジウム(II) 250mg (1.12mmol)、
(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィン 1.16g (3.31mmol)、
リン酸カリウム 28.1g (132mmol)、4−クロロ−2−メチルフェニルボロン酸11.3g (66.3mmol)およびTHF 150mLを反応容器に加え
室温で攪拌しながら、水 25mLを徐々に滴下した。滴下後、反応液を50℃まで昇温し、攪拌しながら8時間加熱した。得られた反応液を1N塩酸でクエンチし、ジエチルエーテルで可溶分を抽出した。有機相を水、炭酸水素ナトリウム水溶液および飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。次に、ろ過し、溶媒を減圧留去し、反応物を得た。
得られた反応物をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、目的物2,7−ビス(4−クロロ−2−メチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン 6.5
g(12.3mmol、単離収率49%)を得た。
得られた目的物の同定結果は以下のとおりであった。1H−NMR (270 MHz, CDCl3) :δ 1.31 (m, 18H, tBu), 1.41−2.05(m, 6H,
CH3), 3.80 (s, 2H, CH2), 7.06−8.00 (m, 10H), MS (FD): m/z 526 (M+)。
[比較例1]
(2,7−ジ(o-トリル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレンの合成)
2,7-ジブロモ-3,6-ジtert-ブチル-フルオレン 3.50 g (8.02 mmol
)、Pd2(dba)3 0.186 g (0.20 mmol)、P(tBu)3 0.115g(0.57mmol)、りん酸三カリウム 6.81g(32.1mmol)および
THF 50 mLを反応容器に加え、室温で20分間攪拌を行った。この溶液に、o-ト
リルボロン酸 2.73 g (20.8 mmol)を溶かしたTHF 15mL溶液を添加した。その後、加熱還流を72時間行った。自然放冷した後、氷浴下で1N塩酸を加えて反応を終了させた。反応液の有機相をジエチルエーテルで抽出した。さらに水相をジエチルエーテルで2回抽出し、得られた有機相を先の有機相とあわせた。この有機相を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、水で2回、飽和食塩水で1回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、シリカゲルクロマトグラフィーによる分離を行い、目的物2,7−ジ(o-トリル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン0.53g(1.1
6mmol、単離収率14%)を得た。
[比較例2]
(2,7−ジ(p-フルオロフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレンの
合成)
2,7-ジブロモ-3,6-ジtert-ブチル-フルオレン 2.00g(4.58mmol)
、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム 0.30g(0.26mmol)およびDME 50mLを反応容器に加え室温で攪拌し、DME溶液を得た。p−フルオロフェニルボロン酸 2.27g(16.22mmol)を溶解したエタノール45mLを、先のDME溶液に滴下した。次いで2Mの炭酸ナトリウム水溶液11.5mL(23mmol)を滴下した。滴下後、70℃で5.5時間攪拌した。1N塩酸を加えて反応を終了させた。反応液の有機相をジクロロメタンで抽出した。抽出した有機相を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液および飽和食塩水で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去し、反応物を得た。得られた反応物をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し析出物を得た。得られた析出物にヘキサン−ジクロロメタンの混合溶媒を加え、60℃まで加熱し、析出物を溶解させた。その後、0℃まで冷却し、析出物をろ過し、目的物2,7−ジ(p-フルオロフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン1.00g
(2.14mmol、単離収率47%)を得た。
[比較例3]
(2,7−ジ(p-トリフルオロメチルフェニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフ
ルオレンの合成)
2,7-ジブロモ-3,6-ジtert-ブチル-フルオレン 3.49g(8.00mmol)
、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.46g(0.40mmol)、炭酸ナトリウム4.24g(40.0mmol)およびDME 50mLを反応容器に加え、50℃で攪拌し、DME溶液を得た。p−トリフルオロメチルフェニルボロン酸4.86g(25.6mmol)を溶解したエタノール20mLを、先のDME溶液に滴下し1時間攪拌した。次いで水を5mL加え、50℃で17.5時間攪拌した。1N塩酸を加えて反応を終了させた。反応液の有機相をヘキサンで抽出し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液および飽和食塩水で洗浄した。洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去し、析出物を得た。得られた析出物にヘキサン−ジクロロメタンの混合溶媒を加え60℃で溶解させ再結晶を行った。再結晶物をろ過し、目的物2,7−ジ(p-トリフルオロメチルフェ
ニル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン1.49g(2.63mmol、単離収率33%)を得た。
[比較例4]
水を添加せず、加熱時間を2時間に変更した以外は、実施例1と同様に目的物2,7−ジ(o-トリル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレンを得た(転化率30.0%
)。
[比較例5]
THFをトルエンに変更し、水を添加せず、加熱時間を2時間に変更した以外は実施例1と同様に目的物2,7−ジ(o-トリル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレン
を得た(転化率18%)。
[比較例6]
(2−ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィンを添加しなかった以外は、実施例6同様に反応を行ったが、目的物2,7−ジ(ビフェニル−4−イル)−3,6−ジ−tert−ブチルフルオレンは、ほとんど得られなかった。
以上の、合成に関する実施例1〜8および比較例1〜6の結果を表1にまとめた。
Figure 0005178470
フルオレン誘導体は、機能材料や工業材料の合成中間体として利用されており、効率的
なフルオレン誘導体の製造法は産業界に大きく貢献することが期待される。

Claims (12)

  1. 下記式[1]または下記式[2]で表されるフルオレン化合物(A)と、
    下記式[3]、下記式[4]または下記式[5]で表されるホウ素化合物(B)とを、
    塩基(C)の存在下で反応させて、前記フルオレン化合物(A)の置換基のうちのハロゲン原子を、前記ホウ素化合物(B)の置換基R13に変換したフルオレン誘導体を製造する方法であって、
    触媒として下記式[6]で表されるリン化合物(D)およびパラジウム化合物(E)を用い、水含有溶媒(F)中で反応を行うことを特徴とするフルオレン誘導体の製造方法。
    Figure 0005178470
    Figure 0005178470
    (式[1]および式[2]において、R1〜R10は水素原子、水酸基、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、一つ以上の隣接基組み合わせにおいて該隣接基は相互に結合して環を形成していてもよく、R1〜R8のうち少なくとも一つはハロゲン原子である。)
    Figure 0005178470
    Figure 0005178470
    Figure 0005178470
    (式[3]において、R 11 およびR 12 は水酸基であり、R 13 は炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基であり、式[4]および式[5]において、R 13は水酸基、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基であり、Mはリチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子である。)
    Figure 0005178470
    (式[6]において、R14〜R 22 は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、一つ以上の隣接基組み合わせにおいて該隣接基は相互に結合して環を形成していてもよく、R 23 〜R 24 はシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、4−シクロヘキシル−tert−ブチル基、ノルボルニル基またはアダマンチル基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよい。)
  2. 前記フルオレン化合物(A)の置換基R2、R3、R6およびR7のうち、任意の2つの置換基がハロゲン原子であり、残りの2つの置換基が炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または硫黄含有炭化水素基であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
  3. 前記フルオレン化合物(A)が下記式[7]で表されることを特徴とする請求項1に記
    載の製造方法。
    Figure 0005178470
    (式[7]において、Xはそれぞれ独立に塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子またはフッ素原子であり、R3およびR6はそれぞれ独立に炭素数1〜20の炭化水素基である。)
  4. 前記ホウ素化合物(B)の置換基R13が下記式[8]で表される基であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
    Figure 0005178470
    (式[8]において、R25〜R29は水素原子、水酸基、ハロゲン原子、炭素数1〜14の炭化水素基、炭素数1〜14の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜14のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜14のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜14の硫黄含有炭化水素基であり、それぞれの置換基は同一でも異なっていてもよく、一つ以上の隣接基組み合わせにおいて該隣接基は相互に結合して環を形成していてもよく、黒丸(●)はホウ素原子との結合点を示し、R25〜R29の炭素数の総和は14以下である。)
  5. 前記式[8]のR25〜R29のうち、1つの置換基がハロゲン原子、炭素数1〜14の炭化水素基、炭素数1〜14の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜14のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜14のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜14の硫黄含有炭化水素基であり、残り4つの置換基が水素原子であることを特徴とする請求項4に記載の製造方法。
  6. 前記式[8]のR25、R29のうち少なくとも一つが炭素数1〜14の炭化水素基であることを特徴とする請求項4に記載の製造方法。
  7. 前記式[8]のR25が炭素数1〜14の炭化水素基であり、且つR26〜R29が水素原子であることを特徴とする請求項4に記載の製造方法。
  8. 前記リン化合物(D)が下記式[9]で表されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法。
    Figure 0005178470
    (式[9]において、R14、R16 およびR 18 水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基または炭素数1〜20の硫黄含有炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、R 23 およびR 24 はシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、4−シクロヘキシル−tert−ブチル基、ノルボルニル基またはアダマンチル基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよい。)
  9. 前記パラジウム化合物(E)のパラジウムの原子価が2価であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法。
  10. 前記水含有溶媒(F)における水の含有率(水/水以外の溶媒:容量換算)が0.01以上であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の製造方法。
  11. 水と前記パラジウム化合物(E)との比率(水/パラジウム化合物(E):モル換算)が50倍以上であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の製造方法。
  12. 前記水含有溶媒(F)が、水と、酸素原子を含む有機化合物とで構成されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の製造方法。
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