JP6548400B2

JP6548400B2 - フルベン類の製造方法

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Publication number: JP6548400B2
Application number: JP2015025764A
Authority: JP
Inventors: 順櫻井; 篠原　淳; 淳篠原
Original assignee: Kanto Chemical Co Inc
Current assignee: Kanto Chemical Co Inc
Priority date: 2015-02-12
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2035-02-12
Also published as: JP2016147832A

Description

本発明は、フルベン類の製造方法に関する。

６，６−ジアリールフルベンは炭素架橋型メタロセンや医薬品及び各種有機化合物の中間体として用いられる。６，６−ジアリールフルベンは、各種の炭素アニオンの６位への求核付加反応により、または各種ジエンとの環化付加反応によって、各種化合物の合成原料となりうる有用な化合物である。

例えば、ポリエチレン生産に有効な炭素架橋型ハフノセン錯体の配位子の合成例として、フルオレニルリチウムの６，６−ジフェニルフルベンへの求核付加反応を開示している（特許文献１）。
また、抗不安薬としての薬理効果を示すＮ置換アリールピペラジン系化合物に置換される骨格の一つとして６，６−ジアリールフルベンが用いられている（非特許文献１）。

一般にフルベン類はケトンとシクロペンタジエンの脱水縮合によって合成される。
α−プロトンを有しないケトン類のジフェニルケトン誘導体と、シクロペンタジエンのアルカリ金属塩（以下、ＣｐＭと略する場合がある）との縮合により６，６−ジアリールフルベン類を合成できることが報告されている（非特許文献２、非特許文献３）。

米国特許第５１３２３８１号明細書

ＡＮＮＡＬＥＳＵＮＩＶＥＲＳＩＴＡＴＩＳＭＡＲＩＡＥＣＵＲＩＥＳＫＬＯＤＯＷＳＫＡＬＵＢＬＩＮＰＯＬＯＮＩＡ，Ｖｏｌ．ＬＶＩＩＩ，１２（２００３）１４７ＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＬｅｔｔｅｒｓ２００４，４５，６７４１ＡｐｐｌｉｅｄＯｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ２０１０，２４，７２７

従来のジフェニルケトン誘導体とシクロペンタジエンのアルカリ金属塩との縮合によるフルベン類の製造方法では、ジフェニルケトン誘導体のベンゼン環に置換される置換基の種類によってその反応性が大きく異なる。
例えば、当該置換基が電子吸引基である場合には、比較的容易に合成可能であり、従来の方法によって室温条件下でも高収率な製造が可能であるが、ジフェニルケトン誘導体のベンゼン環に電子供与基が置換されている場合および無置換の場合には、同様の製造方法を用いても、十分な反応性は得られず、さらに高温で長時間反応させても、低収率である。反応が低収率であると、原材料費だけでなく、未反応原料等との分離、精製にも手間や時間がかかり、製造コストが上昇するなどの問題が生じる。

したがって、本発明の目的は、原料となるケトン類、特にα−プロトンを有しないケトン類が有する置換基の性質を問わず、効率的に反応が進行するフルベン類の製造方法を提供することにある。

鋭意検討の結果、本発明者らは、α−プロトンを有しないケトン、例えばジフェニルケトン誘導体とシクロペンタジエンのアルカリ金属塩との縮合反応において、ルイス酸存在下で反応を行うことにより、ジフェニルケトン誘導体に置換される官能基の種類を問わず、簡便で効率的にフルベン類を合成することができる方法を見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は以下に関する。
［１］ルイス酸存在下、α−プロトンを有しないケトン類と、シクロペンタジエンのアルカリ金属塩とを縮合させる工程を含む、フルベン類の製造方法。
［２］ルイス酸存在下、下記一般式（１）
で表されるケトンと、下記一般式（２）
で表されるシクロペンタジエンのアルカリ金属塩とを縮合させる工程を含む、下記一般式（３）
で表されるフルベン類を製造する、［１］に記載の方法
（式中、
Ｒ^１、Ｒ^２は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい以下の基、炭素数１〜１０の炭化水素基、炭素数１〜１６のケイ素含有炭化水素基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のチオアルコキシ基、炭素数２〜１０のジアルキルアミノ基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基、トシル基、を示し、
ｌおよびｍは、置換基Ｒ^１またはＲ^２の数を示し、それぞれ独立して０〜５の整数を示し、ｌまたはｍが２以上の場合、複数あるＲ^１またはＲ^２は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、
Ｘは、存在しないか、あるいは、単結合、ＣＲ^４Ｒ^５、Ｏ、Ｓ、ＮまたはＮＲ^４であり、
Ｒ^４、Ｒ^５は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい以下の基、炭素数１〜１０の炭化水素基、炭素数１〜１６のケイ素含有炭化水素基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のチオアルコキシ基、炭素数２〜１０のジアルキルアミノ基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基、トシル基を示し、
Ｒ^３は、置換基を有していてもよい、炭素数１〜１０の炭化水素基を示し、
ｎはＲ^３の数を示し、０〜４の整数を示し、ｎが２以上の場合、複数あるＲ^３はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、
Ａは、アルカリ金属原子を示す）。
［３］Ｒ^１およびＲ^２の少なくとも一つが、炭素数１〜１０のアルコキシ基または炭素数２〜１０のジアルキルアミノ基を示す、［１］または［２］に記載の方法。

［４］ルイス酸が、三フッ化ホウ素、ハロゲン化アルミニウム、ハロゲン化亜鉛、またはハロゲン化ガリウムである、［１］〜［３］のいずれかに記載の方法。
［５］さらに、環状エーテルを存在させる、［１］〜［４］のいずれかに記載の方法。
［６］環状エーテルがテトラヒドロフランまたはテトラヒドロピランである、［５］に記載の方法。
［７］［１］〜［６］のいずれかに記載の方法で製造されたフルベン類。

通常、ルイス酸は、塩基性条件下では、中和反応が優先して進行するなどの理由から、触媒としての機能を発揮しない。本発明の製造方法における反応機構は必ずしも明らかではないが、本発明の製造方法によれば、ジフェニルケトン誘導体とシクロペンタジエンのアルカリ金属塩との縮合反応の反応系が塩基性であるにもかかわらず、ルイス酸が触媒として機能し、電子供与基を置換基として有するジフェニルケトン誘導体または無置換のジフェニルケトン誘導体とアルカリ金属塩との反応を触媒し、温和な反応条件下で、高収率で目的物を得ることができる。
また、環状エーテルを存在させることにより、反応速度および収率を著しく向上することができる。
本発明によれば、高収率で目的物を得ることができるため、目的物の分離・精製が容易になり、ひいては製造コストの大幅な削減につながる。

本発明は、α−プロトンを有しないケトン類を、ルイス酸存在下、シクロペンタジエンのアルカリ金属塩と縮合させ、フルベン類を製造する方法に関し、さらに環状エーテルを存在せしめることができる。

本発明において、α−プロトンを有しないケトンとは、カルボニル基に隣接する第一番目の炭素にプロトンが存在しないものをいう。例えば、α−プロトンを有しないケトンは、下記一般式（１）
式中、Ｒ^１は任意の置換基であり、ｌおよびｍは、置換基Ｒ^１またはＲ^２の数を示し、それぞれ独立して０〜５の整数を示し、
Ｘは、存在しないか、あるいは、単結合、ＣＲ^４Ｒ^５、Ｏ、Ｓ、ＮまたはＮＲ^４であり、
Ｒ^４、Ｒ^５は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい以下の基、炭素数１〜１０の炭化水素基、炭素数１〜１６のケイ素含有炭化水素基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のチオアルコキシ基、炭素数２〜１０のジアルキルアミノ基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基、トシル基を示す、
で表される化合物が挙げられる。

具体的には下記一般式で表される化合物群が挙げられる。

本発明において、式（１）の置換基Ｒ^１およびＲ^２は、電子吸引基であっても、電子供与基であっても、温和な条件で、効率よく反応が進行するため、特に限定はされないが、それぞれ独立して、水素原子、炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、アルコキシ基、チオアルコキシ基、ジアルキルアミノ基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基、トシル基、であることが好ましい。

ここで、Ｒ^１およびＲ^２における炭化水素基には、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基が含まれる。
アルキル基は、直鎖、分枝鎖または環状であってもよく、直鎖または分枝鎖の場合は、炭素数１〜１０が好ましく、環状の場合は、炭素数３〜１０が好ましい。
アルケニル基およびアルキニル基は、直鎖または分枝鎖であってもよく、炭素数２〜１０が好ましい。
芳香族炭化水素基は、炭素数６〜１８の芳香族炭化水素が含まれ、具体的にはフェニル、ビフェニル、ナフチル、テルフェニル、アンスリル、アズレニル、フルオレニル、ピレニル、フェナンスリル、ナフスリル等が挙げられる。

炭化水素基は置換基を有していてもよく、置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、水酸基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられ、複数置換されていてもよい。

Ｒ^１およびＲ^２におけるケイ素含有炭化水素基は、炭素数１〜１６であることが好ましい。ケイ素含有炭化水素基は置換基を有していてもよく、置換基としては、炭素数１〜１０のアルキル基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられ、複数置換されていてもよい。

Ｒ^１およびＲ^２におけるアルコキシ基は、炭素数１〜１０が好ましい。アルコキシ基は置換基を有していてもよく、置換基としては、炭素数１〜１０のアルキル基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられ、複数置換されていてもよい。

Ｒ^１およびＲ^２におけるチオアルコキシ基は、炭素数１〜１０であることが好ましい。チオアルコキシ基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、炭素数１〜１０のアルキル基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられ、複数置換されていてもよい。

Ｒ^１およびＲ^２におけるジアルキルアミノ基は、アルキル基の部分は同一でも異なっていてもよく、各々独立して炭素数２〜１０であることが好ましい。ジアルキルアミノ基のアルキル基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、炭素数１〜１０のアルキル基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられ、複数置換されていてもよい。

Ｒ^１およびＲ^２におけるハロゲン基としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、本発明においては、電子吸引基が存する場合でも問題なく反応が進行するため、いずれのハロゲン基であってもよい。
ｌおよびｍは、置換基Ｒ^１またはＲ^２の数を示し、それぞれ独立して０〜５の整数を示す。ｌまたはｍが２以上の場合、複数あるＲ^１またはＲ^２は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。

Ｒ^４、Ｒ^５は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい以下の基、炭素数１〜１０の炭化水素基、炭素数１〜１６のケイ素含有炭化水素基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のチオアルコキシ基、炭素数２〜１０のジアルキルアミノ基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基、トシル基を示す。置換基を有していてもよい、炭素数１〜１０の炭化水素基、炭素数１〜１６のケイ素含有炭化水素基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のチオアルコキシ基、炭素数２〜１０のジアルキルアミノ基、ハロゲン基は、Ｒ^１およびＲ^２において上述したものと同様であることができる。

本発明において、好ましいα−プロトンを有しないケトンは、
一般式（１）
で表される、
式中、Ｒ^１およびＲ^２が、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい以下の基、炭素数１〜１０の炭化水素基、炭素数１〜１６のケイ素含有炭化水素基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のチオアルコキシ基、炭素数２〜１０のジアルキルアミノ基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基、トシル基を示し、
ｌおよびｍは、置換基Ｒ^１またはＲ^２の数を示し、それぞれ独立して０〜５の整数を示し、ｌまたはｍが２以上の場合、複数あるＲ^１またはＲ^２は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、
Ｘは、存在しないか、あるいは、単結合、ＣＲ^４Ｒ^５、Ｏ、Ｓ、ＮまたはＮＲ^４であり、
Ｒ^４、Ｒ^５は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい以下の基、炭素数１〜１０の炭化水素基、炭素数１〜１６のケイ素含有炭化水素基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のチオアルコキシ基、炭素数２〜１０のジアルキルアミノ基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基、トシル基を示す、化合物である。

本発明によれば、Ｒ^１およびＲ^２が存在しない場合、すなわち置換基を有しないベンゾフェノンであっても、またＲ^１およびＲ^２の少なくとも１つが電子供与基であっても、反応が高速で進行し、高収率でフルベン類を製造することができる。Ｒ^１およびＲ^２のうち電子供与基としては、例えば炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、アルコキシ基、チオアルコキシ基、ジアルキルアミノ基であり、繁用性の観点から、好ましくはアルキル基、アルコキシ基、ジアルキルアミノ基であり、より好ましくは炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数２〜１０のジアルキルアミノ基である。

本発明において、ルイス酸とは、ルイス酸として働く化合物であれば特に限定されないが、好ましくは、三フッ化ホウ素、ハロゲン化アルミニウム、ハロゲン化亜鉛、ハロゲン化ガリウムが挙げられ、さらに好ましくは、三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化亜鉛等が挙げられる。
ルイス酸は、本発明の反応系に含まれるシクロペンタジエニルアニオンとペンタハプト型の安定なメタロセン種を形成し得る金属を含有しないものが好ましい。例えばＴｉＣｌ_４中のＴｉは、シクロペンタジエニルアニオンとチタノセンを形成し、促進効果が失われる場合があるため好ましくない。したがって、好ましくはルイス酸は、Ｔｉ、Ｆｅ等を含有しない。

本発明においては、シクロペンタジエンのアルカリ金属塩として、下記一般式（２）に示される化合物を用いることができる。
式中、Ｒ^３は、置換基を有していてもよい、炭化水素基を示す。また、Ａは、アルカリ金属原子を示す。
本発明において、Ｒ^３が炭化水素基であれば、反応に影響を与えることはないため、本発明の製造方法が実施できる範囲において、特に限定はされない。

ここで、Ｒ^３における炭化水素基には、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基が含まれる。
アルキル基は、直鎖、分枝鎖または環状であってもよく、直鎖または分枝鎖の場合は、炭素数１〜１０が好ましく、環状の場合は、炭素数３〜１０が好ましい。
アルケニル基およびアルキニル基は、直鎖または分枝鎖であってもよく、炭素数２〜１０が好ましい。
芳香族炭化水素基は、炭素数６〜１８の芳香族炭化水素が含まれ、具体的にはフェニル、ビフェニル、ナフチル、テルフェニル、アンスリル、アズレニル、フルオレニル、ピレニル、フェナンスリル、ナフスリル等が挙げられる。
炭化水素基は置換基を有していてもよく、置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、水酸基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられ、複数置換されていてもよい。

ｎはＲ^３の数を示し、０〜４の整数を示す。ｎが２以上の場合、複数あるＲ^３はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。

Ａにおけるアルカリ金属は、好ましくは、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。

本発明においては、一態様において、環状エーテルを添加する。環状エーテルの添加により、反応が著しく促進される。一方、環状エーテル以外のエーテルでは、添加効果は見られない。

環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、ジオキソラン等が挙げられ、好ましくはテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等が挙げられる。

本発明によれば、例えば、ルイス酸存在下、下記一般式（１）
で表されるケトンと、下記一般式（２）
で表されるシクロペンタジエンのアルカリ金属塩とを縮合させる工程を含む製造方法により、下記一般式（３）
で表される６，６−ジアリールフルベン類を合成することができる。

本発明によれば、塩基性の反応系においてルイス酸が触媒として機能する。本発明において、塩基性の反応系とは、反応開始時、反応の進行中および反応の終了時のいずれかにおいて反応液が塩基性を示すこと、すなわち反応液を蒸留水で加水分解した水溶液のｐＨが７より大きな値を呈することをいう。

本発明の反応温度は基質の反応性によって適宜決定することができる。
典型的には、反応温度は−２０〜４０℃、好ましくは−１０〜５℃であり、加熱還流を必要とせずに反応を進行させることができる。
反応時間も基質の反応性によって適宜決定することができるが、典型的には０．５〜５時間、好ましくは０．５〜１時間であり、短時間で反応を終了することができる。

実施例１
下記反応により、化学式（４）に示される化合物を合成することができる。
１００ｍｌ３つ口フラスコをアルゴン置換し、脱水テトラヒドロフラン：３０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。ＡｌＣｌ_３：１．３１ｇ（０．６ｅｑ．）を徐々に加え攪拌した（黄色溶液）。その後、ベンゾフェノン：３ｇを加えて溶解させ、室温で一時間攪拌した。また１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：１．４ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水テトラヒドロフラン：３０ｍｌ加えた。５℃で冷却後、１．５７Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を１３．１ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（淡黄色懸濁液）。１００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、１００ｍｌ３つ口フラスコの溶液を滴下した（黄色溶液）。３０分後、少量の溶液をサンプリングし、１９ｗｔ％ＨＣｌａｑに加えて、トルエンで抽出した。ＧＣを測定すると反応率９７％であった。

実施例２
下記反応により、化学式（５）に示される化合物を合成することができる。
１００ｍｌ３つ口フラスコをアルゴン置換し、脱水テトラヒドロフラン：３０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。ＡｌＣｌ_３：１．１５ｇ（０．６ｅｑ）を徐々に加え、攪拌した。その後、４，４’−ジメチルベンゾフェノン：３ｇを加えて室温で一時間攪拌した。また１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：１．２２ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水テトラヒドロフラン：３０ｍｌを加えて攪拌した。５℃で冷却後、１．５７Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を１１．３ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（淡黄色懸濁液）。１００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、１００ｍｌ３つ口フラスコの溶液を滴下した（黄色懸濁液）。５℃で３０分反応させ、ＧＣで反応終了（ＧＣ反応率９７％）を確認後、氷冷下、１９ｗｔ％ＨＣｌ水溶液を２０ｍｌ加えて攪拌した。ヘキサンを加えて抽出し、有機層を飽和ＮａＨＣＯ_３水溶液、飽和食塩水で分液し、Ｎａ_２ＳＯ_４で乾燥させた。Ｎａ_２ＳＯ_４をろ別後、濃縮して粗生成物：３．５０ｇ（粗収率９５％）を得た。粗生成物に対して、メタノール２０ｍｌを用いて懸濁洗浄後ろ集し、フィルター上をメタノールで洗浄し、橙色固体を３．３１ｇ（収率９０％）を得た。

実施例３
下記反応により、化学式（６）に示される化合物を合成することができる。
１Ｌ４つ口フラスコをアルゴン置換し、脱水テトラヒドロフラン：９００ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。ＡｌＣｌ_３：３６．３ｇ（０．６ｅｑ）を徐々に加え、攪拌した（黄色溶液）。その後、４，４’−ジメトキシベンゾフェノン：１１０ｇを加えて室温で一時間攪拌した。また３Ｌ４つ口フラスコをアルゴン置換し、シクロペンタジエン：３９．０ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水テトラヒドロフラン：９００ｍｌを加えて攪拌した。氷水浴で冷却後、１．５７Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を３６０．８ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（淡黄色懸濁液）。その後、３Ｌ４つ口フラスコを５℃に冷却し、１Ｌ４つ口フラスコの溶液を滴下した（その際、内温は最大１２℃まで上昇）。５℃で３０分反応させ、ＧＣで反応終了を確認後（ＧＣ反応率９８％）、氷冷下、１９ｗｔ％ＨＣｌ水溶液を２００ｍｌ加えて攪拌した（その際の内温は１９℃まで上昇）。ヘキサンを加えて抽出し、有機層を飽和ＮａＨＣＯ_３水溶液、飽和食塩水で分液し、Ｎａ_２ＳＯ_４で乾燥させた。Ｎａ_２ＳＯ_４をろ別後、濃縮して粗生成物：１３１．０６ｇ（粗収率９９％）を得た。粗生成物に対して、メタノール５００ｍｌで懸濁洗浄後ろ集し、フィルター上をメタノールで洗浄して橙色固体を１２３．１ｇ（収率９３％）を得た。

実施例４
下記反応により、化学式（７）に示される化合物を合成することができる。
１Ｌ４つ口フラスコをアルゴン置換し、脱水テトラヒドロフラン：７００ｍｌを加えて、容器を氷水浴で冷却しながら塩化アルミニウム：２１．８ｇ（０．６ｅｑ．）を加えて溶解させ、氷水浴で冷却し、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン：７３．３ｇを加えた（濃橙色懸濁液）。２Ｌ４つ口フラスコをアルゴン置換し、シクロペンタジエン：２１．６ｇ（１．２ｅｑ．）をはかり取り、脱水テトラヒドロフラン：７００ｍｌを加えた。容器を氷水浴で冷却しながら１．５７Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液：２００ｍｌ（１．１５ｅｑ．）を滴下して加え、室温で２時間攪拌した。容器を氷メタノール浴で冷却し、１Ｌ４つ口フラスコの溶液を滴下した。５℃以下で３０分攪拌し、ＧＣで反応確認後、反応液を冷水へ投入して反応を停止した。有機層を分液し、塩化アンモニウム水溶液、食塩水で順次洗浄してＮａ_２ＳＯ_４で乾燥した。Ｎａ_２ＳＯ_４をろ過後、濃縮して析出物にメタノールを３００ｍｌ加え懸濁洗浄して橙色析出物をろ過した。目的のフルベンを７７．８ｇ収率９０％で得た。

比較例１
比較例として、化学式（７）に示される化合物の合成について、ルイス酸を用いない反応例を示す。
３００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエンリチウム塩：２．５０ｇ（３．１ｅｑ．）、脱水シクロペンチルメチルエーテル：７０ｍｌ、脱水テトラヒドロフラン：１．５ｍｌを加えて攪拌した。氷水浴で容器を冷却後、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン：３．０ｇを加えた。室温で攪拌後、徐々に昇温しながら還流させ、６日間反応させた。反応液を氷水浴で冷却後、塩化アンモニウム飽和水溶液でクエンチした。酢酸エチルで抽出後、有機層を水洗し、Ｎａ_２ＳＯ_４で乾燥した。Ｎａ_２ＳＯ_４をろ別後、濃縮して得られた茶褐色固体をヘキサン／酢酸エチルを展開溶媒とし、シリカゲルろ過で原点物を除去した後、橙色固体：１．１２ｇ、収率３２％で得た。

比較例２
比較例として、化学式（４）に示される化合物の合成について、ルイス酸を用いない反応例を示す。
５０ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、脱水テトラヒドロフラン：３０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。その後、ベンゾフェノン：３．００ｇを加えて攪拌した。また１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：１．４ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水テトラヒドロフラン：３０ｍｌ加えた。５℃で冷却後、１．６Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を１２．９ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（淡黄色懸濁液）。１００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、５０ｍｌシュレンク管の溶液を滴下した（黄色溶液）。３０分後、少量の溶液をサンプリングし、１９ｗｔ％ＨＣｌａｑに加えて、トルエンで抽出した。ＧＣを測定すると反応率７％であった。

置換基Ｒに水素および電子供与基を有する基質を用いた反応系における、ルイス酸添加効果を確認した。

ルイス酸を添加しない比較例１および２においては、十分な収率が得られていないのに対し、ルイス酸を添加した場合には、低温、短時間で、いずれも９０％以上の収率で目的物が得られることが分かった。なお、Ｒが水素またはメトキシであるベンゾフェノンについて、ルイス酸を添加しない反応例が非特許文献２に、Ｒがメチルであるベンゾフェノンについて、ルイス酸を添加しない反応例が非特許文献１に記載されているが、いずれも十分な反応性が得られていない。このことからも、ルイス酸を添加することによる有効性を確認することができる。

実施例５
化学式（５）に示される化合物の合成において、環状エーテルとしてＴＨＰを添加し、溶媒にトルエンを用いた合成例を示す。
１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、脱水トルエン：２０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。ＡｌＣｌ_３：０．６６ｇ（０．６ｅｑ．）、脱水テトラヒドロピラン：２．８４ｇ（４ｅｑ．）を加えて攪拌した（黄色溶液）。その後、４，４’−ジメチルベンゾフェノン：１．７４ｇを加えて溶解させ、室温で一時間攪拌した。また２００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：０．７１ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水トルエン：２０ｍｌを加えた。５℃で冷却後、１．６Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を６．４５ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（淡黄色懸濁液）。２００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、１００ｍｌシュレンク管の溶液を滴下した（黄色懸濁液）。３０分後、少量の溶液をサンプリングし、１９ｗｔ％ＨＣｌａｑに加えて、トルエンで抽出した。ＧＣを測定すると反応率９５％であった。

実施例６
化学式（５）に示される化合物の合成において、環状エーテルとしてＴＨＦを添加し、溶媒にＥｔ_２Ｏを用いた合成例を示す。
１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、脱水ジエチルエーテル：３０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。ＡｌＣｌ_３：１．１５ｇ（０．６ｅｑ．）、脱水テトラヒドロフラン：４．１１ｇ（４ｅｑ．）を加えて、攪拌した（黄色溶液）。その後、４，４’−ジメチルベンゾフェノン：３．００ｇを加えて溶解させ、室温で一時間攪拌した。また２００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：１．２３ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水ジエチルエーテル：３０ｍｌを加えた。５℃で冷却後、１．５７Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を１１．３４ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（淡黄色懸濁液）。２００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、１００ｍｌシュレンク管の溶液を滴下した（黄色懸濁液）。３０分後、少量の溶液をサンプリングし、１９ｗｔ％ＨＣｌａｑに加えて、トルエンで抽出した。ＧＣを測定すると反応率９５％であった。

実施例７
化学式（５）に示される化合物の合成において、環状エーテルとしてＴＨＦを添加し、溶媒にトルエンを用いた合成例を示す。
１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、脱水トルエン：３０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。ＡｌＣｌ_３：１．１５ｇ（０．６ｅｑ．）、脱水テトラヒドロフラン：４．１１ｇ（４ｅｑ．）を加えて、攪拌した（黄色溶液）。その後、４，４’−ジメチルベンゾフェノン：３．００ｇを加えて溶解させ、室温で一時間攪拌した。また２００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：１．２３ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水トルエン：３０ｍｌを加えた。５℃で冷却後、１．５７Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を１１．３４ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（淡黄色懸濁液）。２００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、１００ｍｌシュレンク管の溶液を滴下した（黄色懸濁液）。３０分後、少量の溶液をサンプリングし、１９ｗｔ％ＨＣｌａｑに加えて、トルエンで抽出した。ＧＣを測定すると反応率９６％であった。

環状エーテルは、いずれの溶媒と組み合わせても高い反応率を示した。

実施例８
化学式（５）に示される化合物の合成において、ルイス酸と環状エーテル以外のエーテルを添加した合成例を示す。
１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、脱水ｔ−ブチルメチルエーテル：３０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。ＡｌＣｌ_３：１．１５ｇ（０．６ｅｑ．）を徐々に加えて、攪拌した（溶解）。その後、４，４’−ジメチルベンゾフェノン：３．００ｇを加えて、室温で一時間攪拌した。また２００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：１．２３ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水ｔ−ブチルメチルエーテル：３０ｍｌを加えた。５℃で冷却後、１．５７Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を１１．３４ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（淡黄色懸濁液）。２００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、１００ｍｌシュレンク管の溶液を滴下した（黄色懸濁液）。３０分後、少量の溶液をサンプリングし、１９ｗｔ％ＨＣｌａｑに加えて、トルエンで抽出した。ＧＣを測定すると反応率３％であった。

実施例９
化学式（５）に示される化合物の合成において、ルイス酸と環状エーテル以外のエーテルを添加した合成例を示す。
１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、脱水シクロペンチルメチルエーテル：３０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。ＡｌＣｌ_３：１．１５ｇ（０．６ｅｑ．）を徐々に加えて、攪拌した（褐色溶液）。その後、４，４’−ジメチルベンゾフェノン：３．００ｇを加えて、室温で一時間攪拌した。また２００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：１．２３ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水シクロペンチルメチルエーテル：３０ｍｌを加えた。５℃で冷却後、１．５７Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を１１．３４ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（淡黄色懸濁液）。２００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、１００ｍｌシュレンク管の溶液を滴下した（黄色懸濁液）。３０分後、少量の溶液をサンプリングし、１９ｗｔ％ＨＣｌａｑに加えて、トルエンで抽出した。ＧＣを測定すると反応率４％であった。

実施例１０
化学式（５）に示される化合物の合成において、ルイス酸と環状エーテル以外のエーテルを添加した合成例を示す。
１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、脱水ジエチルエーテル：３０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。ＡｌＣｌ_３：１．１５ｇ（０．６ｅｑ．）を徐々に加えて、攪拌した（黄色溶液）。その後、４，４’−ジメチルベンゾフェノン：３．００ｇを加えて、室温で一時間攪拌した。また２００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：１．２３ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水ジエチルエーテル：３０ｍｌを加えた。５℃で冷却後、１．５７Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を１１．３４ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（淡黄色懸濁液）。２００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、１００ｍｌシュレンク管の溶液を滴下した（黄色懸濁液）。３０分後、少量の溶液をサンプリングし、１９ｗｔ％ＨＣｌａｑに加えて、トルエンで抽出した。ＧＣを測定すると反応率３％であった。

実施例１１
化学式（５）に示される化合物の合成において、ルイス酸を添加し、エーテル類を用いない合成例を示す。
１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、脱水トルエン：３０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。ＡｌＣｌ_３：１．１５ｇ（０．６ｅｑ．）を徐々に加えて、攪拌した（溶解しない）。その後、４，４’−ジメチルベンゾフェノン：３．００ｇを加えて、室温で一時間攪拌した。また２００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：１．２３ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水トルエン：３０ｍｌを加えた。５℃で冷却後、１．５７Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を１１．３４ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（黄色懸濁液）。２００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、１００ｍｌシュレンク管の溶液を滴下した（黄色懸濁液）。３０分後、少量の溶液をサンプリングし、１９ｗｔ％ＨＣｌａｑに加えて、トルエンで抽出した。ＧＣを測定すると反応率２％であった。

比較例３
５０ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、脱水ジエチルエーテル：３０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。４，４’−ジメチルベンゾフェノン：３．００ｇを加えて、攪拌した。また１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：１．２３ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水ジエチルエーテル：３０ｍｌを加えた。５℃で冷却後、１．６Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を１１．１２ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（淡黄色懸濁液）。１００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、５０ｍｌシュレンク管の溶液を滴下した（黄色懸濁液）。３０分後、少量の溶液をサンプリングし、１９ｗｔ％ＨＣｌａｑに加えて、トルエンで抽出した。ＧＣを測定すると反応率１％であった。

比較例４
５０ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、脱水テトラヒドロフラン：３０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。４，４’−ジメチルベンゾフェノン：３．００ｇを加えて、攪拌した。また１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：１．２３ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水テトラヒドロフラン：３０ｍｌを加えた。５℃で冷却後、１．６Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を１１．１２ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（淡黄色懸濁液）。１００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、５０ｍｌシュレンク管の溶液を滴下した（黄色懸濁液）。３０分後、少量の溶液をサンプリングし、１９ｗｔ％ＨＣｌａｑに加えて、トルエンで抽出した。ＧＣを測定すると反応率１％であった。

環状エーテルを用いる実施例５〜７の場合と比較し、環状エーテルではないエーテルを用いた場合、またはエーテルを用いない場合には、低温、短時間での反応率（ＧＣ反応率）は低かった。しかしながら、低温、短時間での反応においても、ルイス酸を用いない場合（比較例３および４）と比較して、ルイス酸による加速効果が認められた。

実施例１２
化学式（５）に示される化合物の合成において、ルイス酸に塩化亜鉛を用いた合成例を示す。
１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、脱水テトラヒドロフラン：３０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。ＺｎＣｌ_２：１．１７ｇ（０．６ｅｑ．）を徐々に加えて、攪拌した（黄色溶液）。その後、４，４’−ジメチルベンゾフェノン：３．００ｇを加えて、室温で一時間攪拌した。また２００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：１．２３ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水テトラヒドロフラン：３０ｍｌを加えた。５℃で冷却後、１．５７Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を１１．３４ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（黄色懸濁液）。２００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、１００ｍｌシュレンク管の溶液を滴下した（黄色懸濁液）。室温で１４時間攪拌した後、少量の溶液をサンプリングし、１９ｗｔ％ＨＣｌａｑに加えて、トルエンで抽出した。ＧＣを測定すると反応率９４％であった。

実施例１３
化学式（５）に示される化合物の合成において、ルイス酸にＢＦ_３・ＯＥｔ_２を用いた合成例を示す。
１００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、脱水テトラヒドロフラン：３０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。ＢＦ_３・ＯＥｔ_２：４．０５ｇ（２ｅｑ．）を徐々に加えて攪拌した。その後、４，４’−ジメチルベンゾフェノン：３．００ｇを加えて、室温で一時間攪拌した。また２００ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：１．２３ｇ（１．３ｅｑ．）をはかり取り、脱水テトラヒドロフラン：３０ｍｌを加えた。５℃で冷却後、１．５７Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を１１．３４ｍｌ（１．２５ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した（黄色懸濁液）。２００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、１００ｍｌシュレンク管の溶液を滴下した（黄色懸濁液）。室温で２４時間攪拌した後、少量の溶液をサンプリングし、１９ｗｔ％ＨＣｌａｑに加えて、トルエンで抽出した。ＧＣを測定すると反応率７４％であった。

実施例１４
化学式（７）に示される化合物の合成において、ルイス酸にＢＦ_３・ＯＥｔ_２を用いた合成例を示す。
２０ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、脱水テトラヒドロフラン：１０ｍｌを加え、氷水浴で冷却した。ＢＦ_３・ＯＥｔ_２：１．０６ｇ（２ｅｑ．）を加えて攪拌した。氷水浴で冷却後、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン：１．００ｇを加えて、室温で一時間攪拌した。また５０ｍｌシュレンク管をアルゴン置換し、シクロペンタジエン：０．２７ｇ（１．１ｅｑ．）をはかり取り、脱水テトラヒドロフラン：１０ｍｌを加えた。５℃で冷却後、１．５７Ｍｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液を２．６１ｍｌ（１．１ｅｑ．）を滴下して、室温で一時間攪拌した。２００ｍｌシュレンク管を再び５℃に冷却し、１００ｍｌシュレンク管の溶液を滴下した。室温で２４時間攪拌した後、少量の溶液をサンプリングし、飽和塩化アンモニウム水溶液に加えて、ジエチルエーテルで抽出した。ＧＣを測定すると反応率７６％であった。

ＡｌＣｌ_３以外のルイス酸について、添加効果を確認した。ＡｌＣｌ_３以外にも、ＺｎＣｌ_２およびＢＦ_３においても、添加効果が確認された。

Claims

ハロゲン化アルミニウム、ハロゲン化亜鉛および三フッ素化ホウ素からなる群から選択されるルイス酸存在下、
下記一般式（１）
で表されるケトンと、下記一般式（２）
で表されるシクロペンタジエンのアルカリ金属塩とを縮合させる工程を含む、下記一般式（３）
で表されるフルベン類を製造する、フルベン類の製造方法
（式中、
Ｒ^１、Ｒ^２は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい以下の基、炭素数１〜１０の炭化水素基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のチオアルコキシ基、炭素数２〜１０のジアルキルアミノ基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基を示し、
ｌおよびｍは、置換基Ｒ^１またはＲ^２の数を示し、それぞれ独立して０〜５の整数を示し、ｌまたはｍが２以上の場合、複数あるＲ^１またはＲ^２は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、
Ｘは、存在しないか、あるいは、単結合、ＣＲ^４Ｒ ^５であり、
Ｒ^４、Ｒ^５は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜１０の炭化水素基を示し、
Ａは、アルカリ金属原子を示す）。
Ｒ^１およびＲ^２の少なくとも一つが、炭素数１〜１０のアルコキシ基または炭素数２〜１０のジアルキルアミノ基を示す、請求項１に記載の方法。
さらに、環状エーテルを存在させる、請求項１または２に記載の方法。
環状エーテルがテトラヒドロフランまたはテトラヒドロピランである、請求項３に記載の方法。