JP5665003B2

JP5665003B2 - ホスフィンオキシド誘導体からのホスフィン誘導体の直接製造法

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Publication number: JP5665003B2
Application number: JP2011090986A
Authority: JP
Inventors: 弘川久保; 田中　秀雄; 秀雄田中; 学黒星; 友健矢野
Original assignee: Okayama University NUC
Current assignee: Okayama University NUC
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2015-02-04
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Description

本発明は、下記（１）式で示されるホスフィンオキシド誘導体を、トリアルキルシリルハライドを使用して、支持電解質の存在下、極性有機溶媒中で電解還元反応させることを特徴とする、下記（２）式で示されるホスフィン誘導体の製造法に関する。

上記（１）及び（２）式において、Ａｒはフェニル基、置換基を有するフェニル基、複素芳香環基、及び置換基を有する複素芳香環基などのアリール基を示し、Ｒは脂肪族炭化水素基又は置換基を有する脂肪族炭化水素基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。

本発明に関わるホスフィン誘導体は、ウィッティッヒ（Ｗｉｔｔｉｇ）反応や光延反応などの有機合成反応に広く用いられる重要な反応剤である。これらの反応ではホスフィンオキシド誘導体が副生するが、これらは難処理性廃棄物として大量に貯蔵所等に保管されている。これらを適当な方法で還元してホスフィン誘導体に変換することができれば、反応剤の再生・循環使用が可能となり、上記の難処理性廃棄物の処理の問題も一挙に解決する。

トリフェニルホスフィンオキシド誘導体をトリフェニルホスフィン誘導体に変換する反応例としては、下記（３）式で示されるトリクロロシランを使用した反応（非特許文献１）や、下記（４）式で示されるトリエトキシシランやポリメチルヒドロシロキサンを使用した反応や（非特許文献２）、下記（５）式で示される水素化アルミニウムリチウム及び塩化セリウムを使用した反応や（非特許文献３）、下記（６）式で示される水素化アルミニウムリチウムを使用した反応や（非特許文献４）、下記（７）式で示されるアランを使用した反応など、金属水素化物を作用させる方法（非特許文献５）が報告されている。以下、特に断わりがない限り、Ｐｈはフェニル基を、Ｅｔはエチル基を、ｉ−Ｐｒはイソプロピル基を、ＴＨＦはテトラヒドロフランを、Ｍｅはメチル基を表す。

しかし、これらの金属水素化物はいずれも高価であり、また、発火等の危険性があるため、その取り扱いには格別の注意が必要である。そのため大量のトリフェニルホスフィンオキシド誘導体を処理するには、コストや操作の煩雑さなどの観点から問題がある。

その他、トリフェニルホスフィンオキシドの還元反応としては、下記（８）式で示される金属マグネシウムとチタノセンジクロリドとを作用させる反応（非特許文献６）や、下記（９）式で示されるヨウ化サマリウムを作用させる反応（非特許文献７）や、下記（１０）式で示される活性炭と炭化水素とを作用させる反応（特許文献１）や、下記（１１）式で示されるビスマス酸化物とチタン酸化物から調製した還元剤を作用させる反応（特許文献２）や、下記（１２）式で示されるチタン酸化物の存在下に光を作用させる反応（非特許文献８）や、下記（１３）式で示されるケイ素粉末とクロロシランと鉄塩化物とを作用させる反応（特許文献３）などが報告されているが、コストや安全性の面から実用的なトリフェニルホスフィンの製造法とは言い難いものであった。以下、特に断わりがない限り、Ｃｐはシクロペンタジエニル基を、ＨＭＰＡはヘキサメチルリン酸アミドを、ＤＭＦはジメチルホルムアミドを、ｔＢｕはターシャリーブチル基を、Ｂｕはブチル基を、Ｔｓはトシル基を、ＴｓＯ⁻はトシラートアニオンを表す。

また、トリフェニルホスフィンオキシドの電解還元については下記（１４）式で示される反応が報告されている（特許文献４）。

しかし、生成物はジフェニルホスフィンオキシド、フェニルホスフィン、ジフェニルホスフィンのほか、ベンゼン、シクロヘキサジエン、シクロヘキセンなどの複雑な混合物であり、トリフェニルホスフィンは全く生成していない。

さらに、下記（１５）式で示されるトリフェニルホスフィンオキシドをアセトニトリル中、塩化アルミニウム存在下、アルミニウムを陽極として電解還元を実施してトリフェニルホスフィンを製造する方法や（特許文献５及び非特許文献９）、下記（１６）式で示されるトリフェニルホスフィンオキシド誘導体を五硫化二リンとジメチル硫酸で処理後、塩化リチウムを含むメタノール中で電解還元を実施してトリフェニルホスフィンを製造する方法や、トリフルオロメタンスルホン酸メチルエステルで処理後、トリフルオロメタンスルホン酸テトラブチルアンモニウムを含むメタノール中で電解還元を実施してトリフェニルホスフィンを製造する方法（非特許文献１０）が報告されている。しかし、前者の（１５）式の反応ではトリフェニルホスフィンの収率はわずか１１％で電流効率も８％以下であり、到底実用に供する技術とは言えない。また、後者の（１６）式の反応では電解に供する５価リン化合物の調製には煩雑な操作が必要で、電解還元を含む全工程の収率は高々４５％程度であり、実用的な方法としては満足できるものではない。以下、特に断わりがない限り、Ｔｆはトリフルオロメチルスルホニル基を、Ｘはハロゲン基を、ＤＭＥは１，２−ジメトキシエタンを、Ｍｓはメシル基を、ＭｓＯ⁻はメシラートアニオンを表す。

一方、トリフェニルホスフィンオキシドを一旦他の５価リン化合物に変換し、これを還元してトリフェニルホスフィンに変換する二段階の方法として、下記（１７）式が報告されている（非特許文献１１）。しかし、第二段階の還元反応では高価な水素化アルミニウムリチウムが用いられており、実用的ではない。

また下記（１ａ）式で示されるトリフェニルホスフィンオキシド（Ａｒはフェニル基）から調製した下記（１８）式で示される５価リン化合物（Ａｒはフェニル基、Ｘは塩素）に水素化アルミニウムリチウム又は金属ナトリウムを作用させる下記（１９）式で示される反応により収率良く下記（２ａ）式で示されるトリフェニルホスフィン（Ａｒはフェニル基）を合成する方法が報告されている（非特許文献１２）。

しかしこの反応では発火等の危険性があり取り扱いに格別の注意が必要な水素化アルミニウムリチウム又は金属ナトリウムが用いられており、大量のトリフェニルホスフィンオキシドを処理する実用的な方法としては問題が多い。

その他、下記（１８）式で示される５価リン化合物（Ａｒはフェニル基、Ｘは塩素）から下記（２ａ）式で示されるトリフェニルホスフィンを合成する方法としては、下記（２０）式で示されるチオフェノールを作用させる方法（非特許文献１３）、下記（２１）式で示されるブチルリチウムを作用させる方法（非特許文献１４）、下記（２２）式で示されるフェニルマグネシウムブロミドを作用させる方法（非特許文献１４）、下記（２３）式で示される白リンを作用させる方法（特許文献６）、下記（２４）式で示されるケイ素粉末を作用させる方法（特許文献７）、下記（２５）式で示される鉄粉末を作用させる方法（特許文献８）、下記（２６）式で示される金属ナトリウムと三塩化リンとを作用させる方法（特許文献９）、又は下記（２７）式〜（３２）式で示される水添反応などの方法が報告されているが（特許文献１０〜１４）、いずれも高価な反応剤を過剰量必要とし、あるいは高温や高圧の厳しい反応条件が必要であるなど、実用に供する下記（１８）式で示される５価リン化合物の還元法としては十分満足のいくものではない。

また下記（１ａ）式で示されるトリフェニルホスフィンオキシド（Ａｒはフェニル基）から調製した下記（１８）式で示される５価リン化合物（Ａｒはフェニル基、Ｘは塩素）に金属アルミニウムを作用させる下記（３３）から（３５）式で示される反応により収率良く下記（２ａ）式（Ａｒはフェニル基）で示されるトリフェニルホスフィンを合成する方法が報告されている（特許文献１５〜１７）。しかしこれらの製造方法は、いずれも９０〜１８０℃の高温反応条件で実施しており、処理時間も数時間〜２０時間の長時間かかるものが多い。用いるアルミニウムは粉末状のものが好ましく、あらかじめ篩により適当な範囲の粒径（２００〜５００μｍ）に揃えたものが有利に用いられる。しかしその調整にコストがかかるだけでなく、粉末状のアルミニウムは発火しやすくその取り扱いには格別の注意が必要である。また、反応に供する（１８）式で示される５価リン化合物（Ａｒはフェニル基、Ｘは塩素）はトリフェニルホスフィンオキシドにホスゲンなどの塩素化剤を反応させて調製されているが、通常、反応後の分離・精製操作が必要で、塩素化剤や副生する塩素化物を限度内に減少させることが求められている。ホスフィンオキシド誘導体から下記（１８）式で示される５価リン化合物（Ａｒはアリール基、Ｘは塩素）の調製及びその金属アルミニウムによる還元でホスフィン誘導体を製造する既報の方法は、実用に供する方法としては十分満足のいくものではなく、工業化に適する製造方法の開発が待たれている。

また下記（１）式で示されるトリフェニルホスフィンオキシド（Ａｒはフェニル基）から調製した下記（１８）式で示される５価リン化合物（Ａｒはフェニル基、Ｘは塩素）に金属アルミニウムを作用させる、下記（３６）式で示される反応により、収率良く下記（２）式（Ａｒはフェニル基）で示されるトリフェニルホスフィン誘導体を合成する方法が報告されている（特許文献１８）。しかしこの製造方法は２段階の工程を必要としており、工程短縮の観点から、より工業化に適する製造方法の開発が待たれている。

特開昭６２−４２９４特開平８−２２５４６８ＥＰ−０５４８６８２、ＵＳ−５７９２８８４ＷＯ２００５／０３１０４０Ａ２インド特許ＩｎｄｉａｎＰａｔ．Ａｐｐｌ．２００２ＤＥ００７９３ＵＳ−３４８１９８８、ＤＥ−１２４７３１０ＵＳ−５７９２８８４、ＥＰ−５４８６８２ＵＳ−３７８０１１１ＵＳ−４０３６８８９、ＤＥ−２６３８７２０特開昭５３−３４７２５特開昭５５−１４９２９３特公昭６３−２６１１５特開昭５５−１４９２９４特公昭６２−５６８７９特開平７−７６５９２ＵＳ−３４０５１８０ＥＰ−０７６１６７６、ＤＥ−１９５３２３１０ＷＯ２００９／１３９４３６

フリシェエッチ；ハゼルトユー；コルテエフ；フリースジー；アドリアンケーケミシェベリヒテ１９６５年、第９８巻、ｐｐ．１７１−１７４（Ｆｒｉｔｚｓｃｈｅ、Ｈ．；Ｈａｓｓｅｒｏｄｔ、Ｕ．；Ｋｏｒｔｅ、Ｆ．；Ｆｒｉｅｓｅ、Ｇ．；Ａｄｒｉａｎ、Ｋ．Ｃｈｅｍ．Ｂｅｒ．１９６５、９８、１７１−１７４．）カウンベティ；ラウレンスエヌジェイ；ムハンマドエフテトラヘドロンレターズ１９９４年、第３５巻、ｐｐ．６２５−６２８（Ｃｏｕｍｂｅ、Ｔ．；Ｌａｗｒｅｎｃｅ、Ｎ．Ｊ．；Ｍｕｈａｍｍａｄ、Ｆ．ＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＬｅｔｔ．１９９４、３５、６２５−６２８．）イマモトティ；タケヤマティ；クスモトティケミストリーレターズ１９８５年、ｐｐ．１４９１−１４９２（Ｉｍａｍｏｔｏ、Ｔ．；Ｔａｋｅｙａｍａ、Ｔ．；Ｋｕｓｕｍｏｔｏ、Ｔ．Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．１９８５、１４９１−１４９２．）イスレイブケー；グラムスジーツアイトミュリフトフェアアンオルガニシェウントアルゲマイネヘミー１９５９．２９９．５８−６８．Ｉｓｓｌｅｉｂ，Ｋ．；Ｇｒａｍｓ，Ｇ，ＺｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔｆｕｒＡｎｏｒｇａｎｉｓｈｅｕｎｄＡｌｌｇｅｍｅｉｎｅＣｈｅｍｉｅ１９５９．２９９．５８−６８．）グリフィンエス；ヒースエル；ワイアットピーテトラヘドロンレターズ１９９８年、第３９巻、ｐｐ．４４０５−４４０６（Ｇｒｉｆｆｉｎ、Ｓ．；Ｈｅａｔｈ、Ｌ．；Ｗｙａｔｔ、Ｐ．ＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＬｅｔｔ．１９９８、３９、４４０５−４４０６．）マーゼィエフ；メイルレットアールテトラヘドロンレターズ１９８０年、第２１巻、ｐｐ．２５２５−２５２６（Ｍａｔｈｅｙ、Ｆ．；Ｍａｉｌｌｅｔ、Ｒ．ＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＬｅｔｔ．１９８０、２１、２５２５−２５２６．）ハンダワイ；イナナガジェイ；ヤマグチエムジャーナルオブケミカルソサエティーケミカルコミュニューケーションズ１９８９年、ｐｐ．２９８−２９９（Ｈａｎｄａ、Ｙ．；Ｉｎａｎａｇａ．Ｊ．；Ｙａｍａｇｕｃｈｉ、Ｍ．Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．；Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．１９８９、２９８−２９９．）ソマサンダラムエヌ；スリニバサンシージャーナルオブオーガニックケミストリー１９９６年、第６１巻、ｐｐ．２８９５−２８９６（Ｓｏｍａｓｕｎｄａｒａｍ、Ｎ．；Ｓｒｉｎｉｖａｓａｎ、Ｃ．Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９９６、６１、２８９５−２８９６．）ヤニルキンブィブィ；グロマコブブィエス；ニグマドジャノブエフエフロシアンケミカルブレタン１９９６年、第４５巻、ｐｐ．１２５７−１２５８（Ｙａｎｉｌｋｉｎ、Ｖ．Ｖ．；Ｇｒｏｍａｋｏｖ、Ｖ．Ｓ．；Ｎｉｇｍａｄｚｙａｎｏｖ、Ｆ．Ｆ．Ｒｕｓｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂｕｌｌ．１９９６、４５、１２５７−１２５８．）リカットジェイエル；デバウドエムテトラへドロンレターズ１９８７年、第２８巻、ｐｐ．５８２１−５８２２（Ｌｅｃａｔ、Ｊ．Ｌ．；Ｄｅｖａｕｄ、Ｍ．ＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＬｅｔｔ．１９８７、２８、５８２１−５８２２．）イマモトティ；キクチエス；ミウラティ；ワダワイオーガニックレターズ２００１年、第３巻、ｐｐ．８７−９０（Ｉｍａｍｏｔｏ、Ｔ．；Ｋｉｋｕｃｈｉ、Ｓ．；Ｍｉｕｒａ、Ｔ．；Ｗａｄａ、Ｙ．Ｏｒｇ．Ｌｅｔｔ．２００１、３、８７−９０．）ホーナーエル；ホフマンエッチ；ベックピーケミシェベリヒテ１９５８年、第９１巻、ｐｐ．１５８３−１５８８（Ｈｏｒｎｅｒ、Ｌ．；Ｈｏｆｆｍａｎ、Ｈ．；Ｂｅｃｋ、Ｐ．Ｃｈｅｍ．Ｂｅｒ．、１９５８、９１、１５８３−１５８８．）マサキエム；フクイケーケミストリーレターズ１９７７年、ｐｐ．１５１−１５２（Ｍａｓａｋｉ、Ｍ．；Ｆｕｋｕｉ、Ｋ．Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．１９７７、１５１−１５２．）デニィーデービー；グロスエフジージャーナルオブオーガニックケミストリー１９６７年、第３２巻、ｐｐ．３７１０−３７１１（Ｄｅｎｎｅｙ、Ｄ．Ｂ．；Ｇｒｏｓｓ、Ｆ．Ｊ．Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９６７、３２、３７１０−３７１１．）

下記（１）式で示されるホスフィンオキシド誘導体に対し、簡便な操作で低コスト、低リスク、且つ温和な条件下に還元を行って、高収率、高選択的に下記（２）式で示されるホスフィン誘導体に変換するホスフィン誘導体の製造法、すなわち、副生物として得られたホスフィンオキシド誘導体からホスフィン誘導体を再生する方法の確立が望まれている。

上記（１）及び（２）式において、Ａｒはフェニル基、置換基を有するフェニル基、複素芳香環基、置換基を有する複素芳香環基などのアリール基を示し、Ｒは脂肪族炭化水素基又は置換基を有する脂肪族炭化水素基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。

本発明者らは、前述の目的を達成するため、下記（１）式で示されるホスフィンオキシド誘導体を、下記（２）式で示されるホスフィン誘導体に変換する方法について鋭意研究した結果、下記（１）式で示されるホスフィンオキシド誘導体を、トリアルキルシリルハライドを使用して、支持電解質の存在下、極性有機溶媒中で電解還元反応させることにより、下記（２）式で示されるホスフィン誘導体の製造法を効率良く得ることに成功し、本発明を完成するに至った。

上記（１）及び（２）式において、Ａｒはフェニル基、置換基を有するフェニル基、複素芳香環基、置換基を有する複素芳香環基などのアリール基を示し、Ｒは脂肪族炭化水素基または置換基を有する脂肪族炭化水素基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。

すなわち、本発明は以下の［１］〜［９］である。
［１］下記（１）式で表されるホスフィンオキシド誘導体を、トリアルキルシリルハライドを使用して、支持電解質の存在下、極性有機溶媒中で電解還元反応させることを特徴とする、下記（２）式で表されるホスフィン誘導体の製造方法。

（上記（１）及び（２）式において、Ａｒはフェニル基、置換基を有するフェニル基、複素芳香環基、及び置換基を有する複素芳香環基からなる群から選ばれるアリール基を示し、Ｒは脂肪族炭化水素基又は置換基を有する脂肪族炭化水素基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。）

［２］前記トリアルキルシリルハライドが、トリメチルシリルクロリド、トリエチルシリルクロリド、及びトリプロピルシリルクロリドからなる群から選ばれる、上記［１］に記載の製造方法。

［３］前記支持電解質が、トリフルオロメタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム、ｐ−トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムブロミド、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、テトラフルオロほう酸テトラブチルアンモニウム、及びヘキサフルオロリン酸テトラブチルアンモニウムからなる群から選ばれる四級アンモニウム塩、又は過塩素酸リチウム、ヘキサフルオロリン酸リチウム、及びテトラフルオロほう酸ナトリウムからなる群から選ばれるアルカリ金属塩である、上記［１］又は［２］に記載の製造方法。

［４］前記電解還元反応を定電流条件下で行う、上記［１］から［３］のいずれか一項に記載の製造方法。

［５］前記ホスフィンオキシド誘導体を前記極性有機溶媒に対して１〜５０質量％の量で使用する、上記［１］から［４］のいずれか一項に記載の製造方法。

［６］前記支持電解質をホスフィンオキシド誘導体に対して５〜５００モル％の量で使用する、［１］から［５］のいずれか一項に記載の製造方法。

［７］前記極性有機溶媒が非プロトン性極性有機溶媒である、上記［１］から［６］のいずれか一項に記載の製造方法。

［８］前記極性有機溶媒がアセトニトリル又はアセトニトリルを主溶媒とする混合溶媒である、上記［７］に記載の製造方法。

［９］前記電解還元反応を０〜５０℃の温度で行う、上記［１］〜［８］のいずれか一項に記載の製造方法。

本発明の製造法は、ホスフィンオキシド誘導体をホスフィン誘導体に変換する工程において、高価な化合物や安全性に問題のある化合物を用いる必要がなく、また、高圧や高温を経る必要もないため、安価でかつ安全・簡便・短時間にホスフィン誘導体を工業的に製造することができる。

更に、本発明の製造法は、還元反応において、塩素化剤や副生する塩素化物の影響を受けないため、塩素化反応で生成した反応混合物から、トリアリールホスフィンジクロリドを精製、単離することなく、反応混合物をそのまま還元反応に付すことができ、操作にかかる時間を短縮でき、収率を高めることができる。

下記（１）式で示されるホスフィンオキシド誘導体を、トリアルキルシリルハライドを使用して、支持電解質の存在下、極性有機溶媒中で還元反応させることにより下記（２）式で示されるホスフィン誘導体を製造する方法について説明する。

本明細書では、式（１）のホスフィンオキシド誘導体及び式（２）のホスフィン誘導体のアリール基（Ａｒ）とは、フェニル基、置換基を有するフェニル基、複素芳香環基及び置換基を有する複素芳香環基を包含するが、これらには限定されない。アリール基の例としては、フェニル基や本発明に係る塩素化・還元条件下で変化しない置換基を有するフェニル基、さらには２−ピリジル基、３−ピリジル基、３−チエニル基、２−フリル基などの複素芳香環基、置換基を有する複素芳香環基などが挙げられる。置換基としてはｐ−メチル、ｐ−メトキシ、ｏ−メチル、ｐ−フルオロ、ｐ−クロロ、ｐ−フェニルなどの置換基が例示できる。

次に、脂肪族炭化水素基（Ｒ）とはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の脂肪族炭化水素基であり、置換基を有するものも含むものとする。

ｎは０〜３の整数であり、本発明においては、ｎ＝３であるトリアリールホスフィンオキシド又はｎ＝２であるジアリールアルキルホスフィンオキシドが好ましく用いられる。具体的には、トリフェニルホスフィンオキシド、トリ（ｐ−トリル）ホスフィンオキシド、トリ（ｍ−トリル）ホスフィンオキシド、トリ（ｏ−トリル）ホスフィンオキシド、トリ（ｐ−メトキシフェニル）ホスフィンオキシド、トリ（ｐ−クロロフェニル）ホスフィンオキシド、トリ（２−フリル）ホスフィンオキシド、ジフェニルメチルホスフィンオキシド、ジフェニルエチルホスフィンオキシド、ジフェニルブチルホスフィンオキシドが好ましく用いられ、トリフェニルホスフィンオキシドが最も好ましく用いられる。

本発明に用いられるトリアルキルシリルハライドとしては、トリメチルシリルクロリド、トリエチルシリルクロリド、トリプロピルシリルクロリド等が用いられる。これらの中で、トリメチルシリルクロリドが好ましく用いられる。

先ずは極性有機溶媒に支持電解質を加える。加える支持電解質は極性有機溶媒中にイオン化されるのであれば特に限定はないが、例えば、トリフルオロメタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム（Ｂｕ_４ＮＯＴｆ）、ｐ−トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム（Ｅｔ_４ＮＯＴｓ）、テトラエチルアンモニウムブロミド（Ｅｔ_４ＮＢｒ）、テトラブチルアンモニウムブロミド（Ｂｕ_４ＮＢｒ）、過塩素酸テトラブチルアンモニウム（Ｂｕ_４ＮＣｌＯ_４）、テトラフルオロほう酸テトラブチルアンモニウム（Ｂｕ_４ＮＢＦ_４）、ヘキサフルオロリン酸テトラブチルアンモニウム（Ｂｕ_４ＮＰＦ_６）などの四級アンモニウム塩、又は過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ_４）、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）、テトラフルオロほう酸ナトリウム（ＮａＢＦ_４）などのアルカリ金属塩が用いられる。

極性有機溶媒としては非プロトン性極性有機溶媒が好ましいが、これには限定されない。非プロトン性極性有機溶媒として具体的には、アセトニトリル、ブチロニトリル、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピペリドン、ピリジン、クロロベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、プロピオニトリル等が挙げられるが、好ましくはアセトニトリル、又はアセトニトリルを主溶媒とする混合溶媒が用いられる。アセトニトリルとの混合溶媒に用いられる溶媒としては、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピペリドン、ピリジン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼン、クロロベンゼン、トルエン、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルエーテル等の有機溶媒が例示できる。混合溶媒中の、アセトニトリルと添加される有機溶媒との割合は好ましくは１：０．３〜１：０．００１で、より好ましくは１：０．１〜１：０．０１である。

この時に使用する支持電解質は、極性有機溶媒に対して好ましくは５〜５０質量％であり、より好ましくは５〜２０質量％である。また、支持電解質はホスフィンオキシド誘導体（例えばトリアリールホスフィンオキシド誘導体）に対して、好ましくは５〜５００モル％、より好ましくは８０〜４５０モル％の量で使用する。ホスフィンオキシド誘導体に対して、支持電解質の添加量が５モル％以上であれば、電流効率が低下することがなく、一方、５００モル％以下であれば撹拌が困難になることがない。

この混合溶液を分離型セルの両極室にそれぞれ半量ずつ加える。この陰極室にホスフィンオキシド誘導体を加える。この添加量は極性有機溶媒に対して好ましくは１〜５０質量％であり、より好ましくは１〜２０質量％である。添加量が１質量％以上であれば、電流効率が低下することがなく、一方、５０質量％以下であれば撹拌が困難になることがない。この溶液をアルゴン雰囲気下にする。反応液を室温で１〜３０分間、より好ましくは５〜１５分間かき混ぜる。

その後、電解還元反応を、好ましくは０〜５０℃の温度で行う。定電流条件下、ホスフィンオキシド誘導体１モルあたり２〜１０Ｆ、好ましくは２〜４Ｆの通電を行う。電流密度は１〜５００ｍＡ／ｃｍ^２、好ましくは１０〜１００ｍＡ／ｃｍ^２で、一定に保って電解を行う。なお、１Ｆ＝９６５００Ｃ（クーロン）である。

このようにして還元反応で得られた反応混合物から、溶媒抽出、再結晶等の従来公知の方法によって生成物を分離、精製し、ホスフィン誘導体が得られる。反応混合物には不純物が含まれており、これらを精製により除去する必要がある。精製後のホスフィン誘導体中の不純物含有量は１０ｐｐｍ以下とするのが好ましく、１ｐｐｍ以下とするのが更に好ましい。

以下、実施例によって本発明を説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
トリフルオロメタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム（Ｂｕ_４ＮＯＴｆ０．７８５４ｇ、２．０１ｍｍｏｌ）をアセトニトリル（１０ｍＬ）に溶解した。これを陽極及び陰極に白金電極（１．５×１．０ｃｍ^２）を付した分離型セルの両極室に５ｍＬずつ入れ、さらに陰極室にトリフェニルホスフィンオキシド（Ｐｈ_３ＰＯ、０．１４０２ｇ、０．５０４ｍｍｏｌ）とトリメチルシリルクロリド（Ｍｅ_３ＳｉＣｌ、０．７８ｍＬ、０．６７ｇ、６．２ｍｍｏｌ）を入れた。アルゴン雰囲気下で反応液を室温で１０分間かき混ぜたのち、室温で定電流電解（２５ｍＡ、６４．３分、２Ｆ／ｍｏｌ−Ｐｈ_３ＰＯ）を行った。陰極室液を５％塩酸−氷の混合物に注ぎ、酢酸エチル（１５ｍｌ）で三回抽出した。有機層を一つにまとめ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１０ｍＬ及び飽和食塩水１０ｍＬで順次洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層をろ過、減圧下濃縮した後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ＳｉＯ_２５０ｇ、ヘキサン→ヘキサン／酢酸エチル３／１、Ｒｆ＝０．７３）で精製し、目的物であるトリフェニルホスフィン（０．１２７ｇ、０．４８４ｍｍｏｌ、９６％）を単離し、原料であるトリフェニルホスフィンオキシド（２．８ｍｇ、０．０１ｍｍｏｌ、回収率２％）も回収した。結果を表１に示す。

（実施例２）
表１に示す量のトリメチルシリルクロリドを用いた以外は、実施例１と同様の操作及び反応条件下で、トリフェニルホスフィンオキシドからトリフェニルホスフィンへの還元反応を実施した。結果を表１に示す。

（比較例１）
トリメチルシリルクロリドに代えてトリメチルシリルトリフラート（Ｍｅ_３ＳｉＯＴｆ）を用いた以外は、実施例２と同様の操作及び反応条件下で、トリフェニルホスフィンオキシドからトリフェニルホスフィンへの還元反応を実施した。

収率はシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、単離収量から算出した。結果を表１に示す。

（実施例３）
テトラブチルアンモニウムブロミド（Ｂｕ_４ＮＢｒ、０．６４５ｇ、２．０ｍｍｏｌ）をアセトニトリル（５ｍＬ）に溶解した溶液にトリフェニルホスフィンオキシド（Ｐｈ_３ＰＯ、０．５５７ｇ、２．０ｍｍｏｌ）とトリメチルシリルクロリド（Ｍｅ_３ＳｉＣｌ、０．７８ｍＬ、０．６７ｇ、６．２ｍｍｏｌ）とを加え１０分間かき混ぜて均一溶液とした。これに陽極として亜鉛電極（１．５×１．０ｃｍ^２）、陰極として銅電極（１．５×１．０ｃｍ^２）を付し、アルゴン雰囲気下、電解槽を４５℃の油浴に浸して加温しながら、定電流電解（１００ｍＡ、１２８．７分、４Ｆ／ｍｏｌ−Ｐｈ_３ＰＯ）を行った。電解液を５％塩酸−氷の混合物に注ぎ、酢酸エチル（３０ｍｌ）で三回抽出した。有機層を一つにまとめ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１０ｍＬ及び飽和食塩水１０ｍＬで順次洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層をろ過、減圧下濃縮した後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン→ヘキサン／酢酸エチル３／１）で精製し、目的物であるトリフェニルホスフィン（０．５０９ｇ、１．９４ｍｍｏｌ、９７％）を単離し、原料であるトリフェニルホスフィンオキシド（５．６ｍｇ、０．０２ｍｍｏｌ、回収率１％）を回収した。結果を表２に示す。

（実施例４〜７）
トリフェニルホスフィンオキシドの代わりに、表２に示すホスフィンオキシド（２．０ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例３と同様の操作及び反応条件下で、ホスフィンオキシドからホスフィンへの還元反応を実施した。結果を表２に示す。

本発明の技術は、製薬化学工業などの分野で好適に利用できる。

Claims

下記（１）式で表されるホスフィンオキシド誘導体を、トリアルキルシリルハライドを使用して、支持電解質の存在下、極性有機溶媒中で電解還元反応させることを特徴とする、下記（２）式で表されるホスフィン誘導体の製造方法。

（上記（１）及び（２）式において、Ａｒはフェニル基、置換基を有するフェニル基、複素芳香環基、及び置換基を有する複素芳香環基からなる群から選ばれるアリール基を示し、Ｒは脂肪族炭化水素基又は置換基を有する脂肪族炭化水素基を示し、ｎは０〜３の整数を示す。）
前記トリアルキルシリルハライドが、トリメチルシリルクロリド、トリエチルシリルクロリド、及びトリプロピルシリルクロリドからなる群から選ばれる、請求項１に記載の製造方法。
前記支持電解質が、トリフルオロメタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム、ｐ−トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムブロミド、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、テトラフルオロほう酸テトラブチルアンモニウム、及びヘキサフルオロリン酸テトラブチルアンモニウムからなる群から選ばれる四級アンモニウム塩、又は過塩素酸リチウム、ヘキサフルオロリン酸リチウム、及びテトラフルオロほう酸ナトリウムからなる群から選ばれるアルカリ金属塩である、請求項１又は２に記載の製造方法。
前記電解還元反応を定電流条件下で行う、請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法。
前記ホスフィンオキシド誘導体を前記極性有機溶媒に対して１〜５０質量％の量で使用する、請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法。
前記支持電解質をホスフィンオキシド誘導体に対して５〜５００モル％の量で使用する、請求項１から５のいずれか一項に記載の製造方法。
前記極性有機溶媒が非プロトン性極性有機溶媒である、請求項１から６のいずれか一項に記載の製造方法。
前記極性有機溶媒がアセトニトリル又はアセトニトリルを主溶媒とする混合溶媒である、請求項７に記載の製造方法。
前記電解還元反応を０〜５０℃の温度で行う、請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法。