JP5698999B2 - 置換インデン化合物の製造方法 - Google Patents
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特に、置換インデン化合物は、立体特異性オレフィンの重合のための高活性触媒における遷移金属成分として、極めて重要なansa−メタロセン化合物の製造に使用することができる。
また、中心金属に配位するπ配位子として、インデニル基の1位に架橋基、2位に好ましくは炭化水素基、特にアルキル基、4位に他の炭化水素基、特に置換基を有するアリール基を有するインデニル配位子を含む架橋ジルコノセンは、特に、高活性で立体選択性に富む触媒であることがわかっている。これらの高活性なメタロセンに使用される配位子は、対応する置換インデンから製造される(例えば、非特許文献1参照。)。
また、特許文献2では、5,6位環状構造を有するインデンを用いた反応により、4位アリール置換インデンを製造しているが、反応収率は十分に高いものではない。
さらに、特許文献3でも、鈴木−宮浦カップリング反応を用いて、4位アリール置換インデンを製造しているが、反応時間が非常に長いという問題があった。
本発明の製造方法に用いるインデン化合物は、下記の一般式(I)で表される特定の置換基を有するインデン化合物である。
一般式(I)で表されるインデン化合物は、5員環部分の二重結合による異性体が存在するが、いずれの異性体も、本発明の製造方法には、各々同様に適応できるため、特に区別せずに用いることができる。
また、置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基の具体例としては、フェニル、トリル、ジメチルフェニル、エチルフェニル、トリメチルフェニル、t−ブチルフェニル、ビフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、アセナフチル、フェナントリル、アントリルなどを挙げることができる。
また、炭素数1〜6のアルコキシ基の具体例としては、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、i−プロポキシ、n−ブトキシ、i−ブトキシ、tert−ブトキシ、フェノキシなどを挙げることができる。
さらに、炭素数1〜6のアルキル基を有するアミド基の具体例としては、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジイソプロピルアミノ、ピロリジニルなどを挙げることができる。
さらに、R3、R4としては、水素原子または炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、水素原子が特に好ましい。
また、R2とR3は、インデニル環部分に縮環する5〜8員環の飽和または不飽和炭化水素基を形成してもよく、好ましくは5又は6員環であり、この場合、母核のインデニル部分と併せた構造として、6,7−ジヒドロ−5H−s−インダセン、1H−ベンズ[f]インデン、5,6,7,8−テトラヒドロ−1H−ベンズ[f]インデンが、特に好ましいものとして挙げられる。
本発明のインデン化合物の製造方法に用いられるボロン酸化合物類は、一般式(IIa)または(IIb)で表される特定の置換基を有する化合物である。
(i)フェニル、トリル、ジメチルフェニル、エチルフェニル、トリメチルフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、アセナフチル、フェナントリル、アントリル等のアリール基、(ii)o−、m−、p−フルオロフェニル、o−、m−、p−クロロフェニル、o−、m−、p−ブロモフェニル、2,4−、3,5−、2,6−、2,5−ジフルオロフェニル、2,4−、3,5−、2,6−、2,5−ジクロロフェニル、2,4,6−トリフルオロフェニル、2,4,6−トリクロロフェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンタクロロフェニル、4−フルオロナフチル、4−クロロナフチル、2,4−ジフルオロナフチル、ヘプタフルオロ−1−ナフチル、ヘプタクロロ−1−ナフチル、o−、m−、p−トリフルオロメチルフェニル、o−、m−、p−トリクロロメチルフェニル、2,4−、3,5−、2,6−、2,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル、2,4−、3,5−、2,6−、2,5−ビス(トリクロロメチル)フェニル、2,4,6−トリス(トリフルオロメチル)フェニル、4−トリフルオロメチルナフチル、4−トリクロロメチルナフチル、2,4−ビス(トリフルオロメチル)ナフチル基等のハロゲン置換アリール基、
(iii)2−、3−、4−トリメチルシリルフェニル、2−、3−、4−t−ブチルジメチルシリルフェニル、2−、3−、4−ジフェニルメチルシリルフェニル、2−、3−、4−ジメチルフェニルシリルフェニル、トリメチルシリルトリル、4−トリメチルシリル−1−ナフチル、6−トリメチルシリル−1−ナフチル、4−トリメチルシリル−2−ナフチル、6−トリメチルシリル−2−ナフチル、4−t−ブチルジメチルシリル−2−ナフチル、6−t−ブチルジメチルシリル−2−ナフチル等のシリル基置換アリール基、
などが挙げられる。
また、炭素数1〜6のハロゲン含有アルキル基の具体例としては、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、クロロメチル、ジクロロメチル、トリクロロメチル、ブロモメチル、ジブロモメチル、トリブロモメチル、ヨードメチル、2,2,2−トリフルオロエチル、2,2,1,1−テトラフルオロエチル、ペンタフルオロエチル、ペンタクロロエチル、ペンタフルオロプロピル、ノナフルオロブチル、5−クロロペンチル、5,5,5−トリクロロペンチル、5−フルオロペンチル、5,5,5−トリフルオロペンチル、6−クロロヘキシル、6,6,6−トリクロロヘキシル、6−フルオロヘキシル、6,6,6−トリフルオロヘキシルを挙げることができる。
さらに、トリアルキルシリル基を有する炭素数1〜6のアルキル基の具体例としては、トリメチルシリルメチル、トリメチルシリルエチルを挙げることができる。
また、炭素数6〜14のアリール基の具体例としては、フェニル、トリル、ジメチルフェニル、エチルフェニル、トリメチルフェニル、t−ブチルフェニル、ビフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、などを挙げることができる。
さらに、炭素数6〜14のハロゲン含有アリール基の具体例とは、2−,3−,4−置換の各フルオロフェニル、2−,3−,4−置換の各クロロフェニル、2−,3−,4−置換の各ブロモフェニル、2,4−、2,5−、2,6−、3,5−置換の各ジフルオロフェニル、2,4−、2,5−、2,6−、3,5−置換の各ジクロロフェニル、2,4,6−、2,3,4−、2,4,5−、3,4,5−置換の各トリフルオロフェニル、2,4,6−、2,3,4−、2,4,5−、3,4,5−置換の各トリクロロフェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンタクロロフェニル、3,5−ジメチル−4−クロロフェニル、3,5−ジクロロ−4−ビフェニルなどが挙げられる。
また、R12とR13は、一緒になって、式:−O−A−O−(式中、Aは置換基を有していてもよい炭素数2〜4のアルキレン基を意味する)を形成してもよく、具体的には、下記に示す構造(V)が好ましく挙げられる。
本明細書中において表される「パラジウム触媒」とは、具体的には、例えば、パラジウムブラック、塩化パラジウム、酢酸パラジウム、水酸化パラジウム、硝酸パラジウム、テトラアンミンパラジウム(II)塩化物水和物、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジニトロジアンミンパラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジ−μ−クロロビス(η−アリル)パラジウム、ビス(アセチルアセトナト)パラジウム、ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウム、ジクロロビス(アセトニトリル)パラジウム、プロピオン酸パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ニパラジウム、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)クロライド等を挙げることができる。また、担時されたパラジウムとして、パラジウム オン カーボン、パラジウム オン アルミナ、パラジウム オン バリウムサルフェィト等を挙げることができる。
配位子としては、トリアリールホスフィン(トリフェニルホスフィン、トリオルトトリルホスフィンなど)、トリアルキルホスフィン(トリ−t−ブチルホスフィンなど)、ビスジフェニルホスフィノメタン、ビスジフェニルホスフィノエタン、ビスジフェニルホスフィノプロパン、ビスジフェニルホスフィノブタン、ビスジフェニルホスフィノペンタン、ビスジフェニルホスフィノヘキサン、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、ヒ素化合物(トリフェニルアルシンなど)、ビフェニリルジアルキルホスフィン[(2−ビフェニリル)ジt−ブチルホスフィン、(2−ビフェニリル)ジシクロヘキシルホスフィン、(2’−メチル−2−ビフェニリル)ジシクロヘキシルホスフィン、(2’,6’−ジメトキシ−2−ビフェニリル)ジシクロヘキシルホスフィン、(2’−N,Nジメチルアミノ−2−ビフェニリル)ジシクロヘキシルホスフィン、(2’,4’,6’−トリイソプロピル−2−ビフェニリル)ジシクロヘキシルホスフィン]などを挙げることができる。
本明細書中において、「無機塩基の水和物」とは、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、フッ化カリウム、リン酸カリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウム等の無機塩基に、任意の比の水が取り込まれたものを意味し、この「無機塩基の水和物」として、好ましくは、炭酸ナトリウム一水和物、フッ化カリウムニ水和物、炭酸セリウム(III)八水和物、炭酸ジスプロシウム四水和物、炭酸エルビウム二水和物、炭酸マンガン(II)n水和物、炭酸ネオジム八水和物、炭酸ナトリウム十水和物、炭酸カリウム・1.5水和物、セスキ炭酸ナトリウム二水和物、炭酸テルビウム(III)水和物、炭酸イットリウム三水和物、りん酸マグネシウム八水和物、二りん酸ナトリウム十水和物、りん酸三ナトリウム・12水和物、りん酸亜鉛四水和物、メタほう酸カリウム4/3水和物、こはく酸カリウム三水和物、くえん酸三カリウム一水和物、しゅう酸カリウム二水和物、リン酸カリウム水和物(1〜3水和物)などがあげられるが、好ましくは炭酸ナトリウム一水和物、フッ化カリウムニ水和物、炭酸カリウム・1.5水和物、リン酸カリウム水和物(1〜8水和物)、水酸化バリウム(8水和物)を挙げることができ、最も好ましくはリン酸カリウム水和物(1〜3水和物)である。
溶媒としては、水以外の反応温度で液体であれば、如何なるものでよく、その具体例としては、
(i)例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、イコサン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等の脂肪族炭化水素類、
(ii)例えば、ベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素類、
(iii)例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、クメン、ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、t−ブチルベンゼン、ペンチルベンゼン、ヘキシルベンゼン等のアルキル置換芳香族炭化水素類、
(iv)例えば、ビフェニル、ターフェニル等のビフェニル類、
(v)例えば、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、トリフルオロベンゼン、テトラフルオロベンゼン、ペンタフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、テトラクロロベンゼン、ペンタクロロベンゼン、ヘキサクロロベンゼン、ブロモベンゼン、ジブロモベンゼン、トリブロモベンゼン、テトラブロモベンゼン、ペンタブロモベンゼン、ヘキサブロモベンゼン、ヨードブロモベンゼン、ジヨードベンゼン、トリヨードベンゼン、テトラヨードベンゼン、ペンタヨードベンゼン、ヘキサヨードベンゼン、クロロナフタレン、ジクロロナフタレン、フルオロトルエン、クロロトルエン、ブロモトルエン、ヨードトルエン等のハロゲン置換芳香族炭化水素類、
(vi)例えば、アニソール、エトキシベンゼン、プロピルオキシベンゼン、ブトキシベンゼン、ペンチルオキシベンゼン、ヘキシルオキシベンゼン等のアルコキシ置換芳香族炭化水素類等、
(vii)例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、ベンジルアルコール等のアルコール類、
(viii)例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ヘキサノン、シクロヘキシルアセトン、アセトフェノン、プロピオフェノン、アセトイン等のケトン類、
(ix)例えば、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4−ジオキサン、シクロペンチルフェニルエーテル等のエーテル類、
の有機溶媒等が挙げられる。
上記の「水以外の溶媒」を用いてとは、一般的な有機合成反応において、実質的に水を含まない溶媒を用いることと、捉えることができる。例えば、市販の脱水溶媒を用いる程度に水を含まない溶媒を指し、具体的には、溶媒中の水の含有量は、50×10−6重量%以下であり、好ましくは、20×10−6重量%以下である。
これら溶媒は、反応基質の種類、反応温度或いは目的とする反応時間等によって、適宜選択され、単独で用いても、二種以上適宜組み合わせて用いてもよい。
この中でも、芳香族炭化水素類、アルキル置換芳香族炭化水素類、エーテル類が好ましく挙げられ、さらに好ましくは、ベンゼン、トルエン、キシレンであり、トルエンが特に好ましい。
本発明において、反応操作は、特に限定されるものではないが、不活性ガス(窒素またはアルゴン)雰囲気下で行うことが好ましい。
また、本発明の反応方法において、ボロン酸化合物の使用量は、反応させるハロゲン化インデン化合物に対して、通常0.01〜100倍mol、好ましくは0.1〜10倍mol、より好ましくは1〜2倍molである。
さらに、無機塩基の水和物の使用量は、ハロゲン化インデン化合物に対して、通常0.01〜1000倍mol、好ましくは0.1〜100倍mol、より好ましくは1〜10倍mol、特に好ましくは、1〜10倍molである。
また、反応を行う温度は、室温から用いる溶媒系の沸点の範囲(混合溶媒系では、反応実施する溶媒組成が示す沸点)で任意に選択することができる。
さらに、本発明の反応方法において、用いる反応基質の溶媒に対する濃度は、溶解する範囲で任意に選択することができる。
なお、以下の諸例において、反応工程は、全て精製窒素雰囲気下で行い、溶媒は、脱水した後に、精製窒素でバブリングして、脱気して使用した。
精製窒素雰囲気に置換したガラスフラスコに、(3,5ジメチルフェニル)ボロン酸(295mg,1.97mmol)をトルエン(18mL)に溶解させ、リン酸カリウム水和物(1〜3水和物)(650mg、2.6mmol)、4−ブロモ−5−メチルインデン(0.22g,1mmol)、酢酸パラジウム(7.0mg、0.03mmol)、(2−ビフェニリル)ジシクロヘキシルホスフィン(21mg,0.06mmol)を、順に加えた。反応混合液を110℃に加熱し、反応させた。
反応液を一部採取し、ガスクロマトグラフィー(GC)で測定することで、反応経過を追跡し、4−ブロモ−5−メチルインデンの消失が確認できるまで、反応させた。
この結果、20分後には、4−ブロモ−5−メチルインデンは消失し、4−(3,5ジメチルフェニル)−5−メチルインデンが定量的に生成した。
用いる酢酸パラジウムを1.17mg(0.005mmol)、(2−ビフェニリル)ジシクロヘキシルホスフィンを21mg(0.01mmol)に変える以外は、実施例1と同様に、反応させた。
この結果、95分後には、4−ブロモ−5−メチルインデンは消失し、4−(3,5ジメチルフェニル)−5−メチルインデンが定量的に生成した。
用いる無機塩基の水和物を、リン酸カリウム水和物(1〜3水和物)に代えて、水酸化バリウム(8水和物)(820mg,2.6mmol)に変える以外は、実施例1と同様に、反応させた。
この結果、70分後には、4−ブロモ−5−メチルインデンは消失し、4−(3,5ジメチルフェニル)−5−メチルインデンが定量的に生成した。
用いるボロン酸化合物を、(3,5ジメチルフェニル)ボロン酸に代えて、(4−tブチルフェニル)ボロン酸(356mg,1.97mmol)に変える以外は、実施例1と同様に、反応させた。
この結果、5分後には、4−ブロモ−5−メチルインデンは消失し、4−(4−t−ブチルフェニル)−5−メチルインデンが定量的に生成した。
用いる溶媒を、ジメトキシエタン(15mL)と水(3mL)の混合物、用いる塩基を、炭酸セシウム(650mg,2.0mmol)、パラジウム触媒を、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(35mg,0.03mmol)に変える以外は、実施例1と同様に、反応させた。
この結果、300分後には、4−ブロモ−5−メチルインデンは消失し、4−(3,5ジメチルフェニル)−5−メチルインデンが定量的に生成した。
用いるハロゲン化インデン化合物を、4−ブロモ−5−メチルインデンに代えて、4−ブロモインデン(0.19g,1mmol)に変える以外は、実施例1と同様に、反応させた。
この結果、75分後には、4−ブロモインデンは消失し、4−(3,5ジメチルフェニル)インデンが定量的に生成した。
用いるハロゲン化インデン化合物を、4−ブロモ−5−メチルインデンに代えて、4−ブロモインデン(0.19g,1mmol)に、ボロン酸化合物を、(4−イソプロピルフェニル)ボロン酸(213mg,1.3mmol)に、パラジウム触媒量を0.01mmolに変える以外は、実施例1と同様に、反応させた。
この結果、360分後には、4−(4−イソプロピルフェニル)インデンが収率75%で生成したが、定量的には生成することはなかった。
Claims (1)
- 下記の一般式(I)で表されるインデン化合物と、下記の一般式(IIa)または(IIb)で表されるボロン酸化合物とを、ビフェニリルジアルキルホスフィンを組み合わせたパラジウム触媒および無機塩基の水和物の存在下で、水以外の溶媒を用いて反応させることを特徴とする下記の一般式(III)で表されるインデン化合物の製造方法。
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