JP5896926B2 - パラジウム触媒及びそれを用いたビスアリール化合物の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、鈴木−宮浦反応用のパラジウム触媒と、このパラジウム触媒を用いたビスアリール化合物の製造方法に関する。
鈴木−宮浦反応は、芳香族ハロゲン化物と芳香族ボロン酸とのカップリング反応である。この反応は、塩基の存在下、パラジウムにより触媒され、通常は触媒の活性化のためリン系の配位子が必要である。そして、生成物であるビスアリール化合物は、医薬品や有機電子材料として有用な物質であるため、基礎研究のみならず工業的にも利用されている有用な反応である。
しかし、パラジウムは高価であり、また、製品中への混入が規制されているため、漏洩がなくリサイクル使用可能なパラジウム触媒の開発が期待されている。併せて、高価で毒性のあるリン系配位子の使用を必要としない高い触媒活性も要求されている。
なお、反応後のパラジウム触媒のリサイクル使用に関し、非特許文献１には、ヒドロキシアパタイト固定化パラジウム触媒が、ブロモベンゼンとフェニルホウ酸を用いた鈴木−宮浦カップリングに活性を示し、触媒回転効率（ＴＯＮ）も高いことが示されているが、触媒の活性がやや低く、反応温度１２０℃という厳しい反応条件が必要であるという欠点があった。
また、非特許文献２には、配位子としてアリールホスフィンを有する非架橋性両親媒性高分子を用いた固相パラジウム触媒が鈴木−宮浦カップリングに活性を示し、ＴＯＮも高いことが示されているが、非特許文献１と同様、反応温度１００℃という厳しい反応条件が必要である。さらに、非架橋性両親媒性高分子を作成するためのコストが高いという欠点があった。
なお、本発明者は、これらの欠点を解消するために、イオン液体に溶解したパラジウム化合物を多孔質担体に固定化させたパラジウム触媒を開発している（特許文献１）が、より高い安定性とリサイクル性を有する高性能のパラジウム触媒の開発が望まれている。
特開２００８−１８４４１８号公報
金田清臣，有機合成化学協会誌，６１，４３６（２００３） 山田陽一，薬学雑誌，１２５，７４９（２００５）
そこで、本発明は、高い安定性とリサイクル性を有する新規のパラジウム触媒と、このパラジウム触媒を用いた新規のビスアリール化合物の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために鋭意検討した結果、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートに溶解した酢酸パラジウムをジエチルアミノプロピル残基で表面修飾した多孔質の無定形アルミナの空孔内に固定化させた後にポリスチレンで被覆することで、高い安定性とリサイクル性を有し、鈴木−宮浦カップリング反応を収率よく進行させることのできるパラジウム触媒が得られることを見出し、本発明に想到した。
すなわち、本発明のビアリール化合物の製造方法は、パラジウム触媒及び塩基の存在下において、芳香族ハロゲン化物と芳香族ボロン酸とを反応させてビアリール化合物を製造するに際し、イオン液体に溶解したパラジウム化合物を多孔質担体に固定化させた後に高分子で被覆してなるパラジウム触媒を高分子の被覆を除去することなく用いるものである。
本発明のビアリール化合物の製造方法は、前記パラジウム触媒として、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートに溶解した酢酸パラジウムをジエチルアミノプロピル残基で表面修飾した多孔質の無定形アルミナの空孔内に固定化させた後にポリスチレンで被覆してなるパラジウム触媒を用いるものである。
本発明のビアリール化合物の製造方法は、前記パラジウム触媒として、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートに溶解した酢酸パラジウムをジエチルアミノプロピル残基で表面修飾した多孔質の無定形シリカゲルの空孔内に固定化させた後にポリスチレンで被覆してなるパラジウム触媒を用いるものである。
本発明のビアリール化合物の製造方法は、前記パラジウム触媒として、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートに溶解した酢酸パラジウムをジエチルアミノプロピル残基で表面修飾した多孔質の無定形アルミナの空孔内に固定化させた後にポリエチレンテレフタレートで被覆してなるパラジウム触媒を用いるものである。
本発明のビアリール化合物の製造方法は、前記パラジウム触媒として、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートに溶解した酢酸パラジウムをジエチルアミノプロピル残基で表面修飾した多孔質の無定形シリカゲルの空孔内に固定化させた後にポリエチレンテレフタレートで被覆してなるパラジウム触媒を用いるものである。
本発明によれば、高い安定性とリサイクル性を有する新規のパラジウム触媒と、このパラジウム触媒を用いた新規のビスアリール化合物の製造方法が提供される。
本発明のパラジウム触媒は、イオン液体に溶解したパラジウム化合物を多孔質担体に固定化させた後に高分子で被覆してなるものである。
Figure 0005896926
このパラジウム触媒（Ｐｄ−ＳＩＬＣ）は、鈴木−宮浦反応に高い活性を示すとともに、濾過操作により回収され、リサイクル使用が可能である。
Figure 0005896926
ここで、パラジウム化合物には、酢酸パラジウム（Ｐｄ（ＯＡｃ）２、ここで（ＯＡｃ）は酢酸残基）、塩化パラジウム（ＰｄＣｌ２）などのパラジウム塩、パラジウムブラック（Ｐｄ）、テトラ（トリフェニルホスフィン）パラジウム（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、ここでＰｈはフェニル基）などのパラジウム錯体など、一般に知られているパラジウム化合物が含まれる。これらの中では、特に酢酸パラジウムが好適に用いられる。
また、多孔質担体としては、特定のものに限定されず、シリカゲル、アルミナ、チタニア、ゼオライト、アパタイト、ヒドロキシアパタイトなどからなる一般的な多孔質固体を用いることができる。さらに、これらの形状も限定されず、無定形の多孔質担体、ハニカム状に成形したものなどを用いることができるが、好ましくは、無定形のものが用いられる。特に好ましくは、順相及び逆相の無定形シリカゲル、無定形アルミナが用いられる。
また、多孔質担体として、アミノ置換シラン化合物により前処理されたものを用いることができる。アミノ置換シラン化合物としては、特定のものに限定されるものではないが、例えば、３−（トリメトキシシリル）−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）ＨＮ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）などが好適に用いられる。また、３−（トリメトキシシリル）−チオプロパノール（ＨＳ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）で前処理した多孔質担体を用いることもできる。なお、３−（トリメトキシシリル）−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）ＨＮ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）で前処理されることにより、多孔質担体は、ジエチルアミノプロピル残基で表面修飾された状態になる。
そして、パラジウム化合物は、イオン液体に溶解した状態で多孔質担体に固定化されている。イオン液体としては、常温、好ましくは３５℃以下で液体であって、パラジウム化合物を溶解できるものであればよく、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（［ｂｍｉｍ］ＰＦ６）、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（［ｈｍｉｍ］ＰＦ６）、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルフォニルイミド（［ｂｍｉｍ］ＴＦＳＩ）、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメタンスルフォニルアミド（［ｂｍｉｍ］ＮＴｆ２）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラシアノボレート（［ｅｍｉｍ］ＴＣＢ）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムトリス（ペンタフルオロエチル）トロフルオロフォスフェート（［ｅｍｉｍ］ＦＡＰ）などを用いることができるが、［ｂｍｉｍ］ＰＦ６が特に好適に用いられる。
さらに、イオン液体に溶解したパラジウム化合物を固定化させた多孔質担体は、高分子で被覆されている。高分子としては、特定のものに限定されず、一般的な合成樹脂を用いることができるが、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＡＢＳ樹脂などを用いることができる。
本発明のビアリール化合物の製造方法は、パラジウム触媒及び塩基の存在下において、芳香族ハロゲン化物と芳香族ボロン酸とを反応させてビアリール化合物を製造するに際し、上記の本発明のパラジウム触媒を用いるものである。なお、芳香族ハロゲン化物、芳香族ボロン酸、としては、特定のものに限定されず、あらゆる種類の芳香族ハロゲン化物又はヘテロ芳香族ハロゲン化物と、芳香族ボロン酸又はヘテロ芳香族ボロン酸の組合せにて、鈴木−宮浦カップリングによるビアリール化合物の製造が可能である。
ここで、塩基としては有機及び無機の塩基を用いることができ、特定のものに限定されないが、特に炭酸カリウムが好適に用いられる。また、芳香族ハロゲン化物と芳香族ボロン酸との反応は通常用いられる有機溶媒中でも進行するが、エタノールと水の混合溶媒中において最も効率よく行われる。
以上の本発明のパラジウム触媒は、高い安定性と活性を示し、濾過により容易に回収されリサイクル可能であり、さらに、既知物質から簡便な操作で調製できる、という利点を有する。また、このパラジウム触媒を用いたビアリール化合物の製造方法は、反応に配位子を必要とせず、反応はエタノールと水の混合溶媒中で進行して環境対応度が高い。また、反応は室温で進行して加熱の必要がなく、さまざまな化合物を反応させることができる。さらに、均一系の触媒で見られるクラスター化による触媒の失活や触媒による生成物への汚染を防ぐことが可能となる。
以下、具体的な実施例に基づいて、本発明について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって制限されるものではない。
イオン液体（［ｂｍｉｍ］ＰＦ６）に溶解した酢酸パラジウム（Ｐｄ（ＯＡｃ）２）をジエチルアミノプロピル残基（−（ＣＨ２）３ＮＥｔ２）で表面修飾した多孔質の無定形アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の空孔内に固定化させた後にポリスチレン（ＰＳ）で被覆してなるパラジウム触媒（ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ）を調製し、種々の反応を試みた。
［反応例１］
Figure 0005896926
触媒調製操作（ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣの調製）：
窒素雰囲気下、１２０℃のオーブンで２４時間乾燥した無定形アルミナ（日揮化学製、球状、比表面積１５２ｍ２／ｇ、４．７４９ｇ）に３−（トリメトシキシリル）−プロピル−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン（１８８０μｌ、７．５ｍｍｏｌ）、トルエン（３８ｍｌ）を加え、２４時間加熱還流、撹拌した。室温まで冷却した後、デカンテーションにより溶媒と触媒を分離した。残留物を塩化メチレン（ＣＨ２Ｃｌ２）で洗浄し減圧下乾燥させ、ジエチルアミノプロピル基で表面加工した粒状の無定形アルミナ（５．０３４ｇ）を得た。
３０ｍＬ二口フラスコにジエチルアミノプロピル基で表面加工した粒状の無定形アルミナ（１．００ｇ）、イオン液体［ｂｍｉｍ］ＰＦ６（１０９ｍｇ）、酢酸パラジウム（６８ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ）を入れ、ＴＨＦ（２ｍＬ）に懸濁させた。その後、窒素雰囲気下、室温にて４時間攪拌し、溶媒を減圧留去した。続いてＥｔ２Ｏ（×５）により洗浄し、減圧下で乾燥し、担持触媒Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１．１３２ｇ）を得た。担持量は０．２５８ｍｍｏｌ／ｇであった。
２０ｍＬフラスコにシクロヘキサン（３ｍＬ）、ポリスチレン(２５１ｍｇ、分子量２５万)を入れ、湯浴にて溶解させた。先に調製したＰｄ−ＳＩＬＣを入れ５分撹拌したのち、取り出して風乾した。この操作を２回繰り返し、ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣを得た（１．１５１ｇ）。
以下、このパラジウム触媒（ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ）を用いて種々の反応を試みた。
［反応例２］
Figure 0005896926
４−ブロモアセトフェノンとフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに４−ブロモアセトフェノン（１３１．４ｍｇ、０．６６ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１８２ｍｇ、１．３２ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（１１３ｍｇ、０．９２４ｍｍｏｌ）、ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１１７ｍｇ、０．００３３ｍｍｏｌ、０．５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で１時間撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物４−フェニルアセトフェノン（１２９．６ｍｇ、１００％）を得た。
［反応例３］
Figure 0005896926
４−ブロモニトロベンゼンとフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに４−ブロモニトロベンゼン（１１８ｍｇ、０．５８４ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１６２ｍｇ、１．３２ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（１００ｍｇ、０．８２ｍｍｏｌ）、ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１３７．２ｍｇ、０．０２９２ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で９時間撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：１０）により精製し、生成物４−フェニルニトロベンゼン（１０７ｍｇ、９２％）を得た。
［反応例４］
Figure 0005896926
１−ブロモナフタレンとフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに１−ブロモナフタレン（８４μＬ、０．６ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１６６ｍｇ、１．２ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（１０３ｍｇ、０．８２ｍｍｏｌ）、ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１３０．７ｍｇ、０．０２９２ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で５時間撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：１０）により精製し、生成物１−フェニルナフタレン（１０７ｍｇ、８８％）を得た。
［反応例５］
Figure 0005896926
４−アセチルトリフルオロメタンスルフォネートとフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに炭酸カリ（１６６ｍｇ、１．２ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（１０２ｍｇ、０．８４ｍｍｏｌ）、ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１３０．３ｍｇ、０．０３ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え、続いて４−アセチルトリフルオロメタンスルフォネート（１１３μＬ、０．６ｍｍｏｌ）を加え、室温で１９時間撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物４−フェニルアセトフェノン（１０８ｍｇ、９２％）を得た。
［反応例６］
Figure 0005896926
４−ブロモアセトフェノンと２−メトキシフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに４−ブロモアセトフェノン（１２５ｍｇ、０．６２ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１７２ｍｇ、１．２４ｍｍｏｌ）、２−メトキシフェニルボロン酸（１３３ｍｇ、０．８７ｍｍｏｌ）、ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１３０．６ｍｇ、０．０３１ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で１．５時間撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物４−（２?メトキシフェニル）アセトフェノン（１３８ｍｇ、９７％）を得た。
［反応例７］
Figure 0005896926
４−ブロモアセトフェノンと２−イソプロピルフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに４−ブロモアセトフェノン（１２４ｍｇ、０．６２ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１７２ｍｇ、１．２４ｍｍｏｌ）、２−イソプロピルフェニルボロン酸（１３９ｍｇ、０．８６ｍｍｏｌ）、ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１２６ｍｇ、０．０３１ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で１．５時間撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物４−（２?イソプロピルフェニル）アセトフェノン（１４８ｍｇ、１００％）を得た。
［反応例８］
Figure 0005896926
４−ブロモアセトフェノンと1-ナフタレンボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに４−ブロモアセトフェノン（１２３ｍｇ、０．６２ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１７２ｍｇ、１．２４ｍｍｏｌ）、１−ナフタレンボロン酸（１４９ｍｇ、０．８７ｍｍｏｌ）、ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１２４．７ｍｇ、０．０３１ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で４時間撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物１−（４?アセチルフェニル）ナフタレン（１５９ｍｇ、１００％）を得た。
［反応例９］
リサイクル実験：
２０ｍＬフラスコにシクロヘキサン（３ｍＬ）、ポリスチレン（２５１ｍｇ）を入れ、湯浴にて溶解させた。ジエチルアミノプロピル基で表面加工した無定形アルミナを用い、酢酸パラジウムと［ｂｍｉｍ］ＰＦ６から調製したＰｄ−ＳＩＬＣ（１２０．７ｍｇ、０．０２８４ｍｍｍｏｌ）を入れ５分撹拌したのち、取り出して風乾した。この操作を２回繰り返し、ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１２４．５ｍｇ）を得た。
３０ｍＬ二口フラスコに４−ブロモアセトフェノン（１１２．７ｍｇ、０．５６６ｍｍｏｌ)、炭酸カリ（１５７．３ｍｇ、１．１４ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（９７．３ｍｇ、０．７９８ｍｍｏｌ）、上記ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で６０分撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物４?フェニルアセトフェノン（１１０．２ｍｇ、９９％）を得た。
この触媒を室温で減圧乾燥後、次の実験に用いた。結果を表に示す。なお、１０回使用後のＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣの重量は１２７．７ｍｇであった。
ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣは４−ブロモアセトフェノンとフェニルボロン酸との鈴木−宮浦反応において１０回のリサイクル使用を行うことができた。また、触媒回転数（ＴＯＮ）は１７０，０００、ＴＯＦは２，４００（ｈ−１）という高い活性を示した。
Figure 0005896926
［反応例１０］
ＰＳ−Ｐｄ−ＳＩＬＣを用いた鈴木−宮浦反応の基質一般性を以下に記す。立体障害のため合成の難しいオルト置換ビフェニルも、室温で容易に合成できた。また、反応性の低いフェノールのトリフレート体もボロン酸と室温で反応した。
Figure 0005896926
イオン液体（［ｂｍｉｍ］ＰＦ６）に溶解した酢酸パラジウム（Ｐｄ（ＯＡｃ）２）をジエチルアミノプロピル残基（−（ＣＨ２）３ＮＥｔ２）で表面修飾した多孔質の無定形アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の空孔内に固定化させた後にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で被覆してなるパラジウム触媒（アルミナＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ）を調製し、種々の反応を試みた。
［反応例１１］
触媒調製操作（アルミナＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣの調整）：
窒素雰囲気下、１２０℃のオーブンで２４時間乾燥した無定形アルミナ（日揮化学製、球状、比表面積１５２ｍ２／ｇ、４．７４９ｇ）に３−（トリメトシキシリル）−プロピル−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン（１８８０μｌ、７．５ｍｍｏｌ）、トルエン（３８ｍｌ）を加え、２４時間加熱還流、撹拌した。室温まで冷却した後、デカンテーションにより溶媒と触媒を分離した。残留物を塩化メチレン（ＣＨ２Ｃｌ２）で洗浄し減圧下乾燥させ、ジエチルアミノプロピル基で表面加工した粒状の無定形アルミナ（５．０３４ｇ）を得た。
３０ｍＬ二口フラスコにジエチルアミノプロピル基で表面加工した粒状の無定形アルミナ（１．００ｇ）、イオン液体［ｂｍｉｍ］ＰＦ６（１０９ｍｇ）、酢酸パラジウム（６８ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ）を入れ、ＴＨＦ（２ｍＬ）に懸濁させた。その後、窒素雰囲気下、室温にて４時間攪拌し、溶媒を減圧留去した。続いてＥｔ２Ｏ（×５）により洗浄し、減圧下で乾燥し、担持触媒Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１．１３２ｇ）を得た。担持量は０．２５８ｍｍｏｌ／ｇであった。
２０ｍＬフラスコに１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−イソプロパノール（０．１ｍＬ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（４９．７ｍｇ）を入れ、半分溶解させ飽和溶液を調製した。先に調製したＰｄ−ＳＩＬＣ（１３０．６ｍｇ）を入れ５分撹拌したのち、取り出して風乾した。この操作を２回繰り返し、アルミナＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１３６．２ｍｇ）を得た。
以下、このパラジウム触媒（アルミナＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ）を用いて種々の反応を試みた。
［反応例１２］
Figure 0005896926
４−ブロモアセトフェノンとフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに４−ブロモアセトフェノン（１３１．４ｍｇ、０．６６ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１８２ｍｇ、１．３２ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（１１３ｍｇ、０．９２４ｍｍｏｌ）、アルミナＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１１７ｍｇ、０．００３３ｍｍｏｌ、０．５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で１時間撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物４−フェニルアセトフェノン（１２９．６ｍｇ、１００％）を得た。
［反応例１３］
Figure 0005896926
４−ブロモアセトフェノンと２−メチルフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに４−ブロモアセトフェノン（１３５．９ｍｇ、０．６８ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１８８ｍｇ、１．３６ｍｍｏｌ）、２−メチルフェニルボロン酸（１２９．６ｍｇ、０．９５ｍｍｏｌ）、アルミナＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１３６．２ｍｇ、０．０３４ｍｍｏｌ、０．５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で３０分撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物４−（２−メチルフェニル）アセトフェノン（１４９ｍｇ、１００％）を得た。
［反応例１４］
Figure 0005896926
４−ブロモアセトフェノンと２−イソプロピルフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに４−ブロモアセトフェノン（１１９．８ｍｇ、０．６ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１６６ｍｇ、１．２ｍｍｏｌ）、２−イソプロピルフェニルボロン酸（１３７．８ｍｇ、０．８４ｍｍｏｌ）、アルミナＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１２３．４ｍｇ、０．０３ｍｍｏｌ、０．５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で１８０分撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物４−（２−イソプロピルフェニル）アセトフェノン（１４１ｍｇ、９８％）を得た。
［反応例１５］
Figure 0005896926
４−ブロモアセトフェノンと２−フェニルフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに４−ブロモアセトフェノン（１２３．４ｍｇ、０．６２ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１７１ｍｇ、１．２４ｍｍｏｌ）、２−フェニルフェニルボロン酸（１７３ｍｇ、０．８７ｍｍｏｌ）、アルミナＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１３０．４ｍｇ、０．０３１ｍｍｏｌ、０．５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で８０分撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物４−（２−フェニルフェニル）アセトフェノン（１６２ｍｇ、９６％）を得た。
［反応例１６］
Figure 0005896926
１−ブロモナフタレンとフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに１−ブロモナフタレン（１３６．７ｍｇ、０．６５ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１８２ｍｇ、１．３２ｍｍｏｌ）、２−フェニルフェニルボロン酸（１１３ｍｇ、０．９２ｍｍｏｌ）、アルミナＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１３０．４ｍｇ、０．０３１ｍｍｏｌ、０．５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で１９時間撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物１−フェニルナフタレン（１１０ｍｇ、８１％）を得た。
［反応例１７］
アルミナＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣを用いた鈴木−宮浦反応の基質一般性を以下に記す。立体障害のため合成の難しいオルト置換ビフェニルも、室温で容易に合成できた。また、反応性の低いフェノールのトリフレート体もボロン酸と室温で反応した。なお、併せて、後述する実施例３のシリカＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣを用いた基質一般性も示した。
Figure 0005896926
イオン液体（［ｂｍｉｍ］ＰＦ６）に溶解した酢酸パラジウム（Ｐｄ（ＯＡｃ）２）をジエチルアミノプロピル残基（−（ＣＨ２）３ＮＥｔ２）で表面修飾した多孔質の無定形シリカ（ＳｉＯ２）の空孔内に固定化させた後にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で被覆してなるパラジウム触媒（シリカＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ）を調製し、種々の反応を試みた。
［反応例１８］
触媒調製操作（シリカＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣの調製）：
３０ｍＬ二口フラスコにジエチルアミノプロピル基で表面加工した粒状の無定形シリカ（１．００ｇ）、イオン液体［ｂｍｉｍ］ＰＦ６（１０７ｍｇ）、酢酸パラジウム（６８ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ）を入れ、ＴＨＦ（４ｍＬ）に懸濁させた。その後、窒素雰囲気下、室温にて４時間攪拌し、溶媒を減圧留去した。続いてＥｔ２Ｏ（×５）により洗浄し、減圧下で乾燥し、担持触媒Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１．１４ｇ）を得た。担持量は０．２６ｍｍｏｌ／ｇであった。
２０ｍＬフラスコに１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−イソプロパノール（０．１ｍＬ）にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（５１ｍｇ）を入れ、半分溶解させ飽和溶液を調製した。先に調製したＰｄ−ＳＩＬＣ（１００ｍｇ）を入れ５分撹拌したのち、取り出して風乾した。この操作を２回繰り返し、シリカＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１０７ｍｇ）を得た。
以下、このパラジウム触媒（シリカＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ）を用い、リサイクル実験を含む種々の反応を試みた。
このパラジウム触媒（シリカＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ）を用いて別途行った４−ブロモアセトフェノンとフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応の粗生成物のＩＣＰ-ＡＥＳ分析では、パラジウムは全く検出されなかった。
［反応例１９］
Figure 0005896926
４−ブロモアセトフェノンとフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに炭酸カリ（１５５ｍｇ、１．１２ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（９６ｍｇ、０．７８４ｍｍｏｌ）、シリカＰET−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１１８．３ｍｇ、０．０３ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え、続いて４−ブロモアセトフェノン（１１１.４mg）を加え、室温で２.５時間撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物４−フェニルアセトフェノン（１２１ｍｇ、１００％）を得た。
［反応例２０］
Figure 0005896926
４−ブロモアセトフェノンと２−フェニルフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに４−ブロモアセトフェノン（９６ｍｇ、０．４８ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１３３ｍｇ、０.９６ｍｍｏｌ）、２−フェニルフェニルボロン酸（１３３ｍｇ、０．０２４ｍｍｏｌ）、シリカＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１１５ｍｇ、０．０３１ｍｍｏｌ、０．５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で９０分撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物４−（２−フェニルフェニル）アセトフェノン（１２８ｍｇ、９８％）を得た。
［反応例２１］
Figure 0005896926
４−ブロモアセトフェノンと２−フェニルフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに４−ブロモアセトフェノン（１０８．４ｍｇ、０．５４ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１４９ｍｇ、１．０８ｍｍｏｌ）、２−メチルフェニルボロン酸（１０３ｍｇ、０．７６ｍｍｏｌ）、シリカＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１３０．４ｍｇ、０．０３１ｍｍｏｌ、０．５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で９０分撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物４−（２−メチルフェニル）アセトフェノン（１１５ｍｇ、１００％）を得た。
［反応例２２］
Figure 0005896926
２−ブロモトルエンとフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応：
３０ｍＬ二口フラスコに２−ブロモトルエン（６３μL、０．５２ｍｍｏｌ）、炭酸カリ（１４４ｍｇ、１．０８ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（８９ｍｇ、０．７６ｍｍｏｌ）、シリカＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣ（１１９ｍｇ、０．０２６ｍｍｏｌ、０．５ｍｏｌ％）を入れた。水（１ｍＬ）を加え炭酸カリを溶解させた。エタノール（１ｍＬ）を加え室温で４時間撹拌した。エーテル／エタノールの混合溶媒を加えデカンテーションにより触媒を除いた。有機層を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（ＥｔＯＡｃ：ヘキサン＝１：３）により精製し、生成物２−メチルビフェニル（６１ｍｇ、７０％）を得た。
［反応例２３］
Figure 0005896926
表３、エントリー４と同条件下、４−ブロモアセトフェノンと２−フェニルフェニルボロン酸の鈴木−宮浦反応を用い、シリカＰＥＴ−Ｐｄ−ＳＩＬＣのリサイクル実験を行った。その結果、反応性を落とすことなく、平均収率９８％、平均反応時間３時間で１０回のリサイクル使用に成功した。
Figure 0005896926

Claims (5)

  1. パラジウム触媒及び塩基の存在下において、芳香族ハロゲン化物と芳香族ボロン酸とを反応させてビアリール化合物を製造するに際し、イオン液体に溶解したパラジウム化合物を多孔質担体に固定化させた後に高分子で被覆してなるパラジウム触媒を高分子の被覆を除去することなく用いることを特徴とするビアリール化合物の製造方法。
  2. 前記パラジウム触媒として、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートに溶解した酢酸パラジウムをジエチルアミノプロピル残基で表面修飾した多孔質の無定形アルミナの空孔内に固定化させた後にポリスチレンで被覆してなるパラジウム触媒を用いることを特徴とする請求項１記載のビアリール化合物の製造方法。
  3. 前記パラジウム触媒として、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートに溶解した酢酸パラジウムをジエチルアミノプロピル残基で表面修飾した多孔質の無定形シリカゲルの空孔内に固定化させた後にポリスチレンで被覆してなるパラジウム触媒を用いることを特徴とする請求項１記載のビアリール化合物の製造方法。
  4. 前記パラジウム触媒として、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートに溶解した酢酸パラジウムをジエチルアミノプロピル残基で表面修飾した多孔質の無定形アルミナの空孔内に固定化させた後にポリエチレンテレフタレートで被覆してなるパラジウム触媒を用いることを特徴とする請求項１記載のビアリール化合物の製造方法。
  5. 前記パラジウム触媒として、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートに溶解した酢酸パラジウムをジエチルアミノプロピル残基で表面修飾した多孔質の無定形シリカゲルの空孔内に固定化させた後にポリエチレンテレフタレートで被覆してなるパラジウム触媒を用いることを特徴とする請求項１記載のビアリール化合物の製造方法。
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