JP5370771B2

JP5370771B2 - 芳香族化合物の製造方法

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Publication number: JP5370771B2
Application number: JP2009516241A
Authority: JP
Inventors: 博一桑原; 征明池田; 和男瀧宮
Original assignee: Hiroshima University NUC; Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Hiroshima University NUC; Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2008-05-13
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2028-05-13
Also published as: JP2013177399A; JP5612151B2; WO2008146597A1; JPWO2008146597A1; EP2371829B1; EP2371829A1; EP2147923B1; US20100137617A1; US9073938B2; EP2147923A1; EP2147923A4

Description

本発明は、芳香族化合物の製造方法に関する。更に詳しくは、ベンゾカルコゲノフェン誘導体の製造に関する。

従来、ベンゾカルコゲノフェン誘導体を合成する方法がいくつか知られていた。
例えば、非特許文献１及び２には、２−ハロゲノ−１−アセチレン誘導体に、エタノール中で硫化ナトリウムを反応させることにより、ベンゾカルコゲノフェン誘導体を合成する方法が開示されている。
非特許文献３には、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）溶媒中、ビス（２−ブロモフェニル）アセチレンに、低温下で、ｔｅｒｔ−ブチルリチウムを反応させ、次いで硫黄、セレン又はテルルを加えることにより［１］ベンゾカルコゲノ［３，２−ｂ］［１］ベンゾカルコゲノフェンを合成する方法が開示されている。しかしながら、ｔｅｒｔ−ブチルリチウムは空気中の水分と反応して発火するという性質を有するため、作業上の安全性と、工業的に使用することが非常に困難であるという問題がある。
非特許文献４には、２−ブロモ−アセチレン誘導体にブチルリチウムを反応させることを特徴とするベンゾチオフェン誘導体の合成方法が開示されている。しかし、この方法においてもアルキルリチウムを使用することから、作業上の安全性と、工業的に使用することに疑問があった。従って、より安全かつ工業的に利用が可能な該化合物の製造方法の確立が要望されていた。
非特許文献５にはトリチエノベンゼン誘導体をジブロモチオフェンから３段階で製造する方法が開示されているが、原料が高価であること、更にブチルリチウムを２工程で用い、極低温で反応させることより安全かつ工業的な製造方法とは言いがたい現状があった。
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，（１３），２１３１−２１３４（２００４）ＡＲＫＩＶＯＣ（Ｇａｉｎｅｓｖｉｌｌｅ，ＦＬ，ＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓ），（１３），８７−１００（２００３）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ７０（２５），１０５６９−１０５７１（２００５）ＯｒｇａｎｉｃＬｅｔｔｅｒｓ，３（５），６５１−６５４（２００１）ＯｒｇａｎｉｃＬｅｔｔｅｒｓ，６（２），２７３−２７６（２００４）

本発明は、芳香族化合物の簡便かつ効率的な製造方法に関する。更に詳しくは、下記式（２）で表されるベンゾカルコゲノフェン誘導体を工業的にも応用が可能であり、さらには簡便かつ効率的に、製造する方法を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、一般式（１）で表される２−ハロゲノ−１−アセチレン誘導体と、硫黄化合物又はセレン化合物とを反応させることにより、下記式（２）で表される化合物を簡便かつ効率的に製造する方法を見出し、本発明を完成した。
すなわち本発明の構成は以下の通りである。
［１］．下記式（１）で表される化合物と、硫黄、硫化水素、金属水硫化物、及び金属硫化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の硫黄化合物又はセレン化合物とを反応させることを特徴とする、下記式（２）で表される化合物の製造方法。

（式（１）中、Ｒ^１は、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、ホルミル基、エステル基、置換又は無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基、置換又は無置換アリール基、置換又は無置換ヘテロアリール基、置換又は無置換Ｃ１−Ｃ１８アルコキシル基、置換又は無置換アミノ基、Ｃ１−Ｃ１８アルキル置換シリル基、又は、置換又は無置換Ｃ２−Ｃ１９アシル基を表し、Ｒ^２はハロゲン原子を表し、Ｒ^３は水素原子、Ｃ≡Ｃ−Ｒ^１、Ｒ^１又はＲ^２を表し、ｎは０〜４の整数を表し、ｎが２以上の場合、複数のＲ^３は同一でも異なっていてもよい。また、ｎが２であり、式（１）に表されるベンゼン環を構成する隣り合う炭素原子上にＲ^３が置換する場合、該Ｒ^３同士が結合してベンゼン環を形成してもよい。）

（式（２）中、Ｒ^１、Ｒ^３、ｎは上記式（１）と同じ意味を示し、Ｘは硫黄原子又はセレン原子を示す。）
［２］．Ｒ^２で表されるハロゲン原子が、臭素原子又はヨウ素原子であることを特徴とする、上記［１］項の製造方法。
［３］．硫黄化合物が、硫化ナトリウム又は水硫化ナトリウムであることを特徴とする上記［１］又は［２］項の製造方法。
［４］．少なくとも一種の沸点１００℃以上の溶媒を、反応混合物中に含有することを特徴とする、上記［１］〜［３］のいずれか一項の製造方法。
［５］．沸点１００℃以上の溶媒が、アミド類、グリコール類、又はスルホキシド類であることを特徴とする、上記［４］項の製造方法。
［６］．アミド類がＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドから選択される溶媒であり；グリコール類がエチレングリコール、プロピレングリコール、及びポリエチレングリコールから選択される溶媒であり；及び、スルホキシド類がジメチルスルホキシドである、上記［５］項の製造方法。
［７］．銅、塩化銅（Ｉ）、塩化銅（ＩＩ）、臭化銅（Ｉ）、臭化銅（ＩＩ）、ヨウ化銅（Ｉ）、及びヨウ化銅（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属触媒の存在下で反応を行うことを特徴とする、上記［６］項の製造方法。
［８］．式（１）で表される化合物が、下記式（３）、（４）又は（５）のいずれかで表される化合物であることを特徴とする上記［１］〜［７］のいずれか一項の製造方法。

（式（３）中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は式（１）におけるのと同じ意味を示す。）

（式（４）中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は式（１）におけるのと同じ意味を示す。）

（式（５）中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は式（１）におけるのと同じ意味を示す。）
［９］．式（１）で表される化合物が、下記式（６）で表される化合物であることを特徴とする［１］〜［８］のいずれか一項に記載の製造方法。

（式（６）中、Ｒ^１及びＲ^２は式（１）におけるのと同じ意味を示す。）
［１０］．Ｒ^２で表されるハロゲン原子が、臭素原子又は塩素原子であることを特徴とする、［９］に記載の製造方法。
［１１］．上記［１］〜［１０］のいずれか一項の製造方法により製造された、式（２）で表される化合物。

本発明により、工業的にも応用が可能であり、簡便かつ効率的に上記式（２）で表されるベンゾカルコゲノフェン誘導体を製造することが可能となった。

以下、本発明の製造方法について詳細に述べる。
本発明は、上記式（１）で表される化合物と、硫黄、硫化水素、金属水硫化物、及び金属硫化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の硫黄化合物、又はセレン化合物とを反応させることを特徴とする、上記式（２）で表される化合物の製造方法に関する。

式（１）中、Ｒ^１は、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、ホルミル基、エステル基、置換又は無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基、置換又は無置換アリール基、置換又は無置換ヘテロアリール基、置換又は無置換Ｃ１−Ｃ１８アルコキシル基、置換又は無置換アミノ基、シリル置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基、又は、置換又は無置換Ｃ２−Ｃ１９アシル基を表す。Ｒ^２はハロゲン原子を表す。Ｒ^３は水素原子、Ｃ≡Ｃ−Ｒ^１、又はＲ^２を表す。ｎは０〜４の整数を表す。ｎが２以上の場合、複数のＲ^３は同一でも異なっていてもよい。

上記Ｒ^１において好ましいものは、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換又は無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基、置換又は無置換アリール基、置換又は無置換ヘテロアリール基、置換又は無置換Ｃ１−Ｃ１８アルコキシル基、置換又は無置換アミノ基、シリル置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基、及び置換又は無置換Ｃ２−Ｃ１９アシル基である。より好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基、置換又は無置換アリール基、置換又は無置換ヘテロアリール基、無置換Ｃ１−Ｃ１８アルコキシル基、無置換アミノ基、シリル置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基、及び無置換Ｃ２−Ｃ１９アシル基である。

上記Ｒ^２において、ハロゲン原子とは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、臭素原子又はヨウ素原子が好ましい。
また一般式（６）に示されるような構造を有する場合のＲ^２のハロゲン原子としては臭素原子または塩素原子が好ましく、特には塩素原子が好ましい。
上記Ｒ^１において、エステル基とは上記置換又は無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基、又は、置換又は無置換アリール基を有するエステル基である。

上記Ｒ^１において、「無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基」の具体例としては以下のものが挙げられる。
すなわち、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシル、ｎ−トリデシル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ペンタデシル、ｎ−ヘキサデシル、ｎ−ヘプタデシル、ｎ−オクタデシル等の直鎖の飽和アルキル基；ｉ−プロピル、ｉ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル等の分岐鎖の飽和アルキル基；シクロプロピル、シクロブチル等の環状の飽和アルキル基；１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−プロピニル、２−プロピニル、１−ブチニル、２−ブチニル、３−ブチニル等の不飽和アルキル基が挙げられる。上記のアルキル基のうち、好ましいものは、直鎖のＣ１−Ｃ１８アルキル基であり、より好ましくは、直鎖のＣ５−Ｃ１２アルキル基である。

上記Ｒ^１において、「無置換アリール基」とは、フェニル、ナフチル、アンスリル、フェナンスリル、ピレニルなどのＣ６−Ｃ２０芳香族炭化水素基；アントラキノリル及びベンゾピレニルのような縮合型の芳香環基が挙げられる。アリール基の数は、１つでも、カルバゾリルのように２つでも良い。
これら無置換アリール基は、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、フラン、ピロール、チオフェン、ピリジン等から選択される別の芳香環と、さらに縮環しても良い。具体例としては、カルバゾリル、キノリル、イソキノリル、インドレニル、ベンゾチエニル及びベンゾフリルのように、アリール基に５乃至６員環の複素環基が縮環したものが挙げられる。無置換アリール基として好ましい基は、フェニル、ナフチル、アントラセニル、カルバゾリル及びベンゾチエニルであり、特に好ましい基はフェニルである。

上記Ｒ^１において、「無置換ヘテロアリール基」とは、ピリジル、ピラジル、ピリミジル、ピロリル、イミダゾリル、チエニル、フリル、ピラニル、などの窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を１又は２含むＣ５乃至Ｃ６の複素芳香環基；キノリル、イソキノリル、インドレニル、ベンゾチエニル、ベンゾフリルのように、５乃至６員環の複素環基にアリール基が縮環したＣ５−１３複素芳香環基が挙げられる。無置換へテロアリール基としてはピロリル、ピリジル、チエニル、インドリル及びベンゾチエニルがよい。

上記Ｒ^１において、「無置換Ｃ１−Ｃ１８アルコキシル基」とは、上記無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基を有するアルコキシル基である。上記のアルキル基として好ましい基を有するアルコキシル基が同様に好ましい。
好ましい具体例として、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、ｎ−ブトキシ、ｎ−ペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ、ｎ−ヘプチルオキシ、ｎ−オクチルオキシ、ｎ−ノニルオキシ、ｎ−デシルオキシ、ｎ−ウンデシルオキシ、ｎ−ドデシルオキシ、ｎ−トリデシルオキシ、ｎ−テトラデシルオキシ、ｎ−ペンタデシルオキシ、ｎ−ヘキサデシルオキシ、ｎ−ヘプタデシルオキシ、ｎ−オクタデシルオキシ等の直鎖のＣ１−Ｃ１８アルコキシル基であり、より好ましくは、ｎ−ペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ、ｎ−ヘプチルオキシ、ｎ−オクチルオキシ、ｎ−ノニルオキシ、ｎ−デシルオキシ、ｎ−ウンデシルオキシ、ｎ−ドデシルオキシ等の直鎖のＣ５−Ｃ１８アルコキシル基である。

上記Ｒ^１において、「置換アミノ基」とは、上記の「無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基」又は上記の「無置換アリール基」を、それぞれ独立に１又は２つ置換したアミノ基を表す。好ましい無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基及び無置換アリール基は、それぞれ上記と同様である。
置換基数としては、１より２が好ましい。置換の様式としては、上記のアルキル基とアリール基とが１つずつ置換するよりも、アルキル基又はアリール基が２つ置換する方が好ましく、ジアルキル置換アミノ基がより好ましいが、無置換アミノ基がさらに好ましい。これらの置換アミノ基における置換基、すなわち無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基及び無置換アリール基は、後述する置換基をさらに有してもよい。

上記Ｒ^１において、「シリル置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基」とは、上記のＣ１−Ｃ１８アルキル基のいずれかの位置に、シリル基が置換したものである。該シリル基のケイ素原子は、該アルキル基の炭素原子と直接結合している。該シリル基として特に制限はないが、Ｃ１−Ｃ８アルキル基又はアリール基が、それぞれ独立に３つ置換したシリル基が挙げられる。具体例としてはトリメチルシリル、トリエチルシリル、トリイソプロピルシリル、トリフェニルシリル、ｔ−ブチルジメチルシリル、及びｔ−ブチルジフェニルシリル等が挙げられる。好ましいシリル基としては、上記のもののうち、Ｃ１−Ｃ３アルキル基が３つ置換したシリル基が挙げられる。

上記Ｒ^１において、「無置換Ｃ２−Ｃ１９アシル基」とは、上記の「無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基」又は上記の「無置換アリール基」を有するアシル基である。構造式は、それぞれ「−Ｃ（Ｏ）−（無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基）」又は「−Ｃ（Ｏ）−（無置換アリール基）」で表される。なお、「Ｃ（Ｏ）」は、該炭素原子と該酸素原子とが二重結合で結合していること、すなわちカルボニル基を表す。好ましい無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基及び無置換アリール基は、それぞれ上記と同様である。該アシル基としてはアセチル基が特に好ましい。

上記Ｒ^１において、「置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基」、「置換アリール基」、「置換ヘテロアリール基」、「置換Ｃ１−Ｃ１８アルコキシル基」、「置換Ｃ２−Ｃ１９アシル基」における置換基、及び「置換アミノ基における置換基がさらに置換基を有する」場合の置換基は、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、ホルミル基、エステル基、置換又は無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基、置換又は無置換アリール基、置換又は無置換ヘテロアリール基、置換又は無置換Ｃ１−Ｃ１８アルコキシル基、置換又は無置換アミノ基、シリル置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基、又は、置換又は無置換Ｃ２−Ｃ１９アシル基よりなる群から独立に選ばれる。置換基数に特に制限はないが、通常１〜３、好ましくは２、より好ましくは１である。該置換基のハロゲン原子、エステル基、置換又は無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基、置換又は無置換アリール基、置換又は無置換ヘテロアリール基、置換又は無置換Ｃ１−Ｃ１８アルコキシル基、置換又は無置換アミノ基、シリル置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基、又は、置換又は無置換Ｃ２−Ｃ１９アシル基は、それぞれ上記Ｒ^１で説明したものと同じであり、好ましいもの、より好ましいもの等も、上記と同様である。
上記の置換基のうち、好ましいものはハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、エステル基、置換又は無置換Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、置換又は無置換アリール基、置換又は無置換Ｃ１〜Ｃ１８アルコキシル基、及び置換又は無置換Ｃ２−Ｃ１９アシル基である。より好ましくはハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、エステル基、無置換Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、無置換アリール基、無置換Ｃ１〜Ｃ１８アルコキシル基、及び無置換Ｃ２−Ｃ１９アシル基であり、特に好ましくは無置換Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基である。

上記式（１）で表される化合物、たとえば、１−ブロモ−２−エチニルベンゼン、（２−ブロモフェニル）エチニルトリメチルシランなどは市販品としても容易に入手できる。また、α−ブロモ−エチニルベンゼンの一般的な合成法としては、非特許文献１〜４等に開示されている公知の方法により、市販の２−ブロモ−１−ヨードベンゼンとアセチレン誘導体の園頭反応などで合成するのが一般的である。

上記式（１）で表される化合物としては、具体的には例えば、以下のような化合物１〜１５が挙げられる。なお、表１中特記しない限り、空欄は水素原子を表し、Ｍｅはメチル基を、Ｐｈはフェニル基をそれぞれ表す。

上記式（１）で表される化合物は、上記式（３）〜（６）で表される化合物を含む。これらはいずれも好ましいが、特に式（３）及び式（６）で表される化合物が好ましい。
以下に、上記式（３）〜（６）で表される化合物の具体例を順次示すが、本発明はこれらに限定されない。まず上記式（３）で表される下記化合物１６〜２５の具体例を示す。

次に上記式（４）の具体例として化合物２６〜３５を示す。

さらに上記式（５）の具体例として化合物３６〜４５を示す。

さらに上記式（６）の具体例として化合物１００〜１０３を示す。

上記硫黄化合物としては、硫黄、硫化水素、金属水硫化物、及び金属硫化物からなる群から選ばれる少なくとも一種であればよく、単独でも複数を組み合わせて用いても良い。上記金属水硫化物としては、含水及び／又は無水のアルカリ金属水硫化物が挙げられる。具体例としては水硫化ナトリウム、水硫化カリウムが好ましい。上記金属硫化物としては、含水及び／又は無水のアルカリ金属水硫化物、及び遷移金属水硫化物等が挙げられる。具体例としては硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化鉄、及び硫化銅が挙げられる。
上記の硫黄化合物として、好ましくは硫黄、含水及び／又は無水の水硫化ナトリウム、含水及び／又は無水の硫化ナトリウム、より好ましくは含水水硫化ナトリウム、及び含水硫化ナトリウムが挙げられる。

上記セレン化合物としては、金属セレン、ＮａＳｅＨ、ＫＳｅＨ、及び酸化セレンが挙げられる。好ましくは金属セレン、ＮａＳｅＨであり、より好ましくは、金属セレンである。

上記式（２）の化合物の製造方法において、反応に用いる硫黄化合物又はセレン化合物は、上記式（１）の化合物１モルに対して、通常１〜１６モル使用する。好ましくは、２〜８モル、より好ましくは２〜５モルである。

反応溶媒は使用しても使用しなくてもよい。上記式（１）で表される化合物が固体である場合、通常は反応溶媒を使用するのがよい。該化合物が液体である場合には、無溶媒で反応を行ってもよいが、本発明の製造方法においては、少なくとも一種の沸点１００℃以上の溶媒を反応混合物中に含有するのが好ましい。これにより、上記式（２）で表される化合物を製造する反応において、該反応の反応速度が向上するので好ましい。

沸点１００℃以上の溶媒とは、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類；エチレングリコール、プロピレングリコール、及びポリエチレングリコール等のグリコール類；又はジメチルスルホキシド等のスルホキシド類が好ましく、より好ましくは、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドが挙げられる。

上記沸点１００℃以上の溶媒は、上記式（１）の化合物１モルに対して、０．０１〜１００モル、好ましくは０．１〜８０モル、より好ましくは２０〜５０モル使用するのがよい。
上記の製造方法における反応温度は−５０℃〜３００℃で行うのがよい。この温度の範囲であれば必要に応じて反応温度を変化させてもよい。好ましくは−１０℃〜２５０℃、より好ましくは、４０℃〜２００℃である。

上記式（２）で表される化合物の合成反応を行う際に、触媒を添加することは必須ではないが、触媒を使用することにより、反応が円滑に進行する場合がある。反応が円滑に進行しない場合には、触媒を使用するのがよい。
使用する金属触媒としては、銅原子、塩化銅（Ｉ）、塩化銅（ＩＩ）、臭化銅（Ｉ）、臭化銅（ＩＩ）、ヨウ化銅（Ｉ）、及びヨウ化銅（ＩＩ）等の、金属ハロゲン化物、特に銅ハロゲン化物が好ましい。より好ましくは、銅原子、臭化銅（Ｉ）、及びヨウ化銅（Ｉ）である。

上記触媒の使用量は、上記式（１）の化合物１モルに対して、０．０１〜１モル、好ましくは、０．１〜０．５モル、より好ましくは、０．１〜０．２モルである。
反応時間は、通常、１時間〜５０時間であるが、おおむね２４時間以内に終了するように反応温度、ハロゲン化剤、及び、硫黄化合物又はセレン化合物の量を適宜調整するのが好ましい。
必要に応じて公知の方法により、反応混合物から目的化合物を単離・精製してもよい。高純度の目的化合物を得るために、昇華精製、特に真空昇華精製を行うことも可能である。

上記式（２）で表される化合物における、Ｒ^１、Ｒ^３、及びｎは上記式（１）と同じ意味を示し、好ましい基等も上記式（１）で記載したものと同じである。またＸは硫黄原子又はセレン原子を示し、これらはいずれも好ましい。
上記式（２）で表される化合物の具体例として、下記化合物４６〜９２及び１０４〜１０７を例示するが、これらに限定されない。なお式（２）におけるＸが硫黄原子であるか又はセレン原子であるかを除き、Ｒ^１及びＲ^３が同一である化合物を別途に記載するのも煩わしいため、本明細書においては便宜上、化合物４６〜９２はＸが硫黄原子である上記式（２）で表される化合物のみを例示し、該硫黄原子はセレン原子と読替えてよいものとする。

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されない。
目的化合物の構造は、必要に応じて１ＨＮＭＲ（１Ｈ核磁気共鳴スペクトル）、ＭＳ（質量分析スペクトル）、融点測定及び元素分析により決定した。使用した機器は以下の通りである。
１ＨＮＭＲ：ＪＥＯＬＬａｍｂｄａ４００ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ
ＭＳ：ＳｈｉｍａｄｚｕＱＰ−５０５０Ａ
融点測定：柳本微量融点測定装置ＭＰ−Ｓ３
元素分析：ＰａｒｋｉｎＥｌｍｅｒ２４００ＣＨＮ型元素分析計

実施例１
２，６−ジフェニルベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン（化合物６１）１，４−ジブロモ−２，５−ビスフェニルベンゼン（化合物１６）（６．５４ｇ，１５ｍｍｏｌ）のＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン、３０ｍｌ）に７０％ＮａＳＨ・ｎＨ^２Ｏ（３．６０ｇ，９２ｍｍｏｌ）とヨウ化銅（０．１４ｇ，０．８ｍｍｏｌ）を加え、内温を１４０−１５０℃に３時間保った。放冷してトルエン（１００ｍｌ）を加えて析出固体をろ別し、トルエン（３０ｍｌ）、及びメタノール（３０ｍｌ）で洗浄して乾燥した。得られた化合物を昇華精製して、化合物６１（４．３７ｇ，収率８５％）を得た。
ＭＳ（７０ｅＶ，ＥＩ）ｍ／ｚ＝３４２（Ｍ＋）

実施例２
２，６−ジフェニルベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジセレノフェン（化合物６１、Ｓ＝Ｓｅ）
窒素雰囲気下、セレン（９８．７ｍｇ，１．２５ｍｍｏｌ）、ＮａＢＨ_４（４７．３ｍｇ，１．２５ｍｍｏｌ）をエタノール（５ｍｌ）に溶解し、５℃に保ち、３０分間攪拌した。１，４−ジブロモ−２，５−ビスフェニルベンゼン（化合物１６）（２１６ｍｇ，０．５０ｍｍｏｌ）とＮＭＰ（１２ｍｌ）を加え２０時間内温１９０℃で加熱した。反応液を水にあけ、析出した固体をろ別し、メタノール（３０ｍｌ）、アセトン（３０ｍｌ）で洗浄して乾燥後、昇華精製して、黄色結晶の化合物（６１、Ｓ＝Ｓｅ）（１１４ｍｇ，収率５２％）を得た。
ＭＳ（７０ｅＶ，ＥＩ）ｍ／ｚ＝４３６（Ｍ＋）

合成例１
１，４−ジブロモ−２，５−ビス（オクチン−１−イル）ベンゼン（Ｂｒ_２Ｃ_６Ｈ_４（−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３）_２）
窒素雰囲気下、１，４−ジブロモ−２，５−ジヨードベンゼン（３．０ｇ，６．２ｍｍｏｌ）をジイソプロピルアミン（４５ｍｌ）と無水ベンゼン（４５ｍｌ）に溶解後、３０分間攪拌した。ヨウ化銅（２３５ｍｇ，０．１２ｍｍｏｌ）とＰｄＣｌ_２（ＰＰｈ_３）_２（４３０ｍｇ，０．６１ｍｍｏｌ）および、１−ドデシン（１．９ｍｌ，１２．９ｍｍｏｌを加え、１４時間室温で攪拌した。反応液を水にあけ、クロロホルムで抽出し、有機層を水（２００ｍｌ×３回）で洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、カラムクロマトグラフィー（シリカゲル、塩化メチレン：ヘキサン＝１：３）で精製し、エタノールから再結晶し、無色粉末の１，４−ジブロモ−２，５−ビス（オクチン−１−イル）ベンゼンを得た（１．５６ｇ，収率５６％）。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＬ３）δ７．５９（ｓ，２Ｈ）２．４５（ｔ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，４Ｈ）１．６５−１．２３（ｍ，３２Ｈ）０．８８（ｔ，Ｊ＝６．４Ｈｚ，６Ｈ）

実施例３
２，６−ジデシルベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン（化合物９１）窒素雰囲気下、１，４−ジブロモ−２，５−ビス（オクチン−１−イル）ベンゼン（２１６ｍｇ，０．５ｍｍｏｌ）、７０％ＮａＳＨ・ｎＨ_２Ｏ（９６ｍｇ）をＮＭＰ（１２ｍｌ）に溶解後、内温１６０−１７０℃で２０時間加熱した。反応終了後、溶液を水に注ぎ、１時間攪拌した。ヘキサン（１５ｍｌ×３回）で抽出し、有機層を飽和食塩水（１００ｍｌ×３回）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、濃縮して、２，６−ジデシルベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン（化合物９１）（７７．１ｍｇ，収率４３％）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣＬ３）δ８．０１（ｓ，２Ｈ）６．９８（ｓ，２Ｈ）２．８９（ｔ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，４Ｈ）１．７５−１．２６（ｍ，３２Ｈ）０．８８（ｔ，Ｊ＝６．４Ｈｚ，６Ｈ）
ＭＳ（７０ｅＶ，ＥＩ）ｍ／ｚ＝４７０（Ｍ＋）
ｍ．ｐ．１４４．５−１４５．５℃

実施例４〜８
硫黄化合物、硫黄化合物の使用量、反応温度、反応時間及び触媒を、それぞれ下記表２に記載したものに代える以外は実施例１と同様にして、上記化合物１６から化合物６１を合成した。

比較例１〜３
硫黄化合物、硫黄化合物の使用量、反応温度、反応時間及び触媒を、それぞれ下記表２に記載したものに代える以外は非特許文献１の実施例２ａ−ｆ、４ａ−ｃ及びｇの“ＧｅｎｅｒａｌＰｒｏｃｅｄｕｒｅ”に記載の方法と同様にして、比較用に上記化合物１６から化合物６１の合成を行った。

比較例１では、非特許文献１の実施例２ａ−ｆ、４ａ−ｃ及びｇの“ＧｅｎｅｒａｌＰｒｏｃｅｄｕｒｅ”に記載の方法の通り、エタノール溶媒中、硫化ナトリウムを用いて反応を行った。この方法では、ほとんど反応の進行が認められなかった。また、比較例１の反応系に、触媒としてヨウ化銅を加えてみたが、反応の進行は認められなかった（比較例２）。また、比較例１の硫黄源を含水７０％水硫化ナトリウムで反応を行ったが、反応の進行は認められなかった（比較例３）。

実施例４では、沸点１００℃以上の高沸点溶媒、アミド類であるＮＭＰを用いてほぼエタノールの沸点付近の反応温度で反応を行ったところ、収率５０％ながら、目的物である化合物６１を得ることに成功した。
さらに、ＮＭＰを溶媒とし、触媒にヨウ化銅を加えた系で、実施例５〜８の実験を行ったところ、収率８０％程度と非常に高収率で目的物６１が得られた。このように、従来法では合成できなかったものが容易に生産できるなど、本方法が非常に優れていることがわかった。

次に、従来よく用いられていた方法、すなわち、ＴＨＦ中のビス（２−ブロモフェニル）アセチレンに対し、低温下でｔｅｒｔ−ブチルリチウムを使用し、その後、硫黄又はセレン金属又はテルル金属を加えることで［１］ベンゾカルコゲノ［３，２−ｂ］［１］ベンゾカルコゲノフェンの合成を行っている方法（非特許文献３，４）と、本発明を比較する目的で次の比較実験を行った（比較例４及び実施例９）。

合成例２
１，４−ジブロモ−２，５−ビス（ドデシン−１−イル）ベンゼン（Ｂｒ_２Ｃ_６Ｈ_４（−Ｃ≡Ｃ−ｎ−Ｃ_１０Ｈ_２１）_２）
１，４−ジブロモ−２，５−ジヨードベンゼン（５．０ｇ，１０．３ｍｍｏｌ）から、合成例１の方法に従って対応するアセチレンを用い、無色粉末の１，４−ジブロモ−２，５−ビス（ドデシン−１−イル）ベンゼンを得た（４．３０ｇ，収率７５％）。
ＭＳ（７０ｅＶ，ＥＩ）ｍ／ｚ＝５６４（Ｍ＋）

比較例４
２，６−ジドデシルベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン（化合物９２）窒素雰囲気下、１，４−ジブロモ−２，５−ビス（ドデシン−１−イル）ベンゼン（１．０ｇ，１．７７ｍｍｏｌ）を無水エーテル（２０ｍｌ）に溶解後−７８℃まで冷却し、１．５９Ｍｔ−ブチルリチウム・ペンタン溶液（４．４６ｍｌ，３．９ｍｍｏｌ）を加えた。その温度で３０分間攪拌し、−３０℃まで昇温して、硫黄粉末（１３３ｍｇ，４．２５ｍｍｏｌ）を加え、室温まで昇温した。無水エタノール（１０ｍｌ）を加え、３時間攪拌した後、クロロホルム（１５ｍｌ×３回）で抽出し、水（１００ｍｌ×３回）で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、エバポレーターで濃縮した。カラムクロマトグラフィー（シリカゲル、塩化メチレン：ヘキサン＝１：３）により精製し、ヘキサンで再結晶して化合物９２（１０２ｍｇ、１１％）を得た。

実施例９
２，６−ジドデシルベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン（化合物９２）１，４−ジブロモ−２，５−ビス（ドデシン−１−イル）ベンゼン（１．０ｇ，１．７７ｍｍｏｌ）を用い、実施例３の方法に準じて反応を行い、比較例４の方法で精製し、化合物９２（３９８ｍｇ、４３％）を得た。
比較例４及び実施例９の結果を以下の表３にまとめた。

比較例４は従来法であるが、収率は１１％と非常に低くなった。しかしながら、本発明である実施例９では、収率は４３％と中程度ながら、目的物を得ることが出来、また、従来法より汎用性が高く優れた合成法であることがわかった。

実施例１０
ベンゾ［１，２−ｂ：３，４−ｂ’：５，６−ｂ”］トリチオフェン（化合物１０４）窒素雰囲気下、硫化ナトリム九水和物（１．５４ｇ，６．４２ｍｍｏｌ）、無水ＮＭＰ（４０ｍｌ）を加え、１０分間攪拌した後、１，３，５−トリクロロ−２，４，６−トリス［（トリメチルシリル）エチニル］ベンゼン（化合物１００）（５００ｍｇ，１．０７ｍｍｏｌ）を加え、１８５−１９５℃で１２時間加熱した。反応終了後、水（４００ｍｌ）に注ぎ、析出した固体を濾取し、クロロホルム（２００ｍｌ）に溶解させた。得られた溶液を飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を留去した。得られた固体をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル，ヘキサン）で精製し、白色結晶の化合物１０４（１５６ｍｇ，収率６０％）を得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）δ７．６４（ｄ，Ｊ＝５．４Ｈｚ，３Ｈ）７．５４（ｄ，Ｊ＝５．４Ｈｚ，３Ｈ），Ｍ．Ｓ．（７０ｅＶ，ＥＩ）ｍ／ｚ＝２４６（Ｍ^＋）

以上のように、本発明によれば、ベンゾカルコゲノフェン誘導体を簡便かつ効率的に製造することができる。従って、本発明の芳香族化合物の製造方法、すなわちベンゾカルコゲノフェン誘導体の製造方法は極めて有用なものである。

本発明の芳香族化合物の製造方法によれば、ベンゾカルコゲノフェン誘導体を簡便かつ効率的に製造することができるので、工業的に幅広い分野で応用が可能である。

Claims

下記式（３）で表される化合物と、硫黄、硫化水素、金属水硫化物、及び金属硫化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の硫黄化合物又はセレン化合物と、少なくとも１種の沸点１００℃以上の溶媒とを含有する反応混合物を４０〜２００℃で反応させることを特徴とする、下記式（３’）で表される化合物の製造方法。

（式（３）中、Ｒ^１は、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、ホルミル基、エステル基、置換又は無置換Ｃ１−Ｃ１８アルキル基、置換又は無置換アリール基、置換又は無置換ヘテロアリール基、置換又は無置換Ｃ１−Ｃ１８アルコキシル基、置換又は無置換アミノ基、Ｃ１−Ｃ１８アルキル置換シリル基、又は、置換又は無置換Ｃ２−Ｃ１９アシル基を表し、Ｒ^２はハロゲン原子を表し、Ｒ^３は水素原子を表す。）

（式（３’）中、Ｘは硫黄原子またはセレン原子を表し、Ｒ^１は式（３）における場合と同じ意味を示す。）
Ｒ^２で表されるハロゲン原子が、臭素原子又はヨウ素原子であることを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
硫黄化合物が、硫化ナトリウム又は水硫化ナトリウムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
沸点１００℃以上の溶媒が、アミド類、グリコール類、又はスルホキシド類であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
アミド類がＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドから選択される溶媒であり；グリコール類がエチレングリコール、プロピレングリコール、及びポリエチレングリコールから選択される溶媒であり；及び、スルホキシド類がジメチルスルホキシドである、請求項４に記載の製造方法。
銅、塩化銅（Ｉ）、塩化銅（ＩＩ）、臭化銅（Ｉ）、臭化銅（ＩＩ）、ヨウ化銅（Ｉ）、及びヨウ化銅（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属触媒の存在下で反応を行うことを特徴とする、請求項５に記載の製造方法。