JP6793643B2 - ４−フェニルジベンゾチオフェンの調製のためのプロセス - Google Patents

Description

本発明は、４−フェニルジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンの調製のための新規の方法に関する。

化合物４−フェニルジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のホスト構成成分として使用するために需要がある。この化合物は、これまでジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンのｎ−ブチルリチウムによるメタル化を伴うプロセスに従って合成されてきた。得られた４−リチオジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンをトリメチルボラートと反応させた後、酸により加水分解して４−ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンボロン酸を得る。その後、ボロン酸をパラジウム触媒された鈴木条件下でブロモベンゼンと反応させて４−フェニルジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンを得る。前述の合成法は、都合のよい「ワンポット」合成スキームではなく、これは、一般にいくつかの個別のステップで調製され、各ステップに関連して生成物の移動及び精製を伴い、そのそれぞれが収率を著しく低下させる。さらに、この合成は、前駆体としてジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンを使用する。ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンは、構造的にそれより複雑でない他の出発材料よりも合成するのに費用がかかる多環式複素環であるため高価である。したがって、これまでに使用された合成は、最初の合成ステップにおいて使用される高価な反応物ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンに対して相対的に低い収量である点で経済的に非効率的である。

出願人は、以下の一般構造のターフェニルチオフェンの合成を発見した。

本発明の一態様において、本合成は、すべてのＲ置換基が水素である生成物をもたらし、この生成物は、４−フェニルジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンである。

本方法は、ジハロベンゼンをフェニルリチウムと反応させて、ターフェニルリチウムを得るステップを含む。

ターフェニルリチウム生成物を、硫黄と反応させて、チオールリチウムを得る。

チオールは、酸によるチオールリチウムの処理によって形成される。このチオールを、一部の実施形態では、硫黄である酸化剤の存在下においてさらに反応させて、４−フェニルジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンを得る。

これらの式のために、Ｒ、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅及びＲ₆はそれぞれ、水素、フェニル、アルキル置換基（−Ｃ_n）及びエーテル置換基（−Ｃ_m1−Ｏ−Ｃ_m2）から成る群から独立して選択され、ｎ、ｍ１及びｍ２はそれぞれ整数であり、ｎ及び（ｍ１＋ｍ２＋１）のそれぞれが０から１６の範囲にあり、Ｘ₁及びＸ₂はそれぞれ、塩素、ヨウ素及び臭素から成る群から独立して選択される。

４−フェニルジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンの調製のための上記方法は、一般に４つの合成構成成分、ジハロベンゼン、フェニルリチウム、硫黄及び酸化体を使用して行われる。酸化体として硫黄が使用される場合、３つの異なる比較的安価で容易に入手される合成構成成分のみが必要とされる。上記合成は、収率にマイナスの影響を与える精製、溶媒変更及び移動を最小限にする実質的に「ワンポット」合成として行うことができる。本発明の一態様において、上で示した合成プロセスに対する前工程としてフェニルリチウムが調製され、これは、この合成との「ワンポット」のひと続きのものとして使用することができる。反応物及び試薬の現行の市場価格ならびに本明細書中で開示される方法によって４−フェニルジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンを合成するために必要な加熱エネルギーなどのその他の雑費の費用に基づいて、目的の化合物をその現在の市場価格の約４分の１未満で製造することができることが予想される。

本発明のこれら及び他の実施形態及び特徴は、次の説明及び添付の特許請求の範囲からさらに明らかになるであろう。

本合成は、溶媒の存在下及びターフェニルリチウムを得るのに十分な条件下においてフェニルリチウムとジハロベンゼンを接触させるステップを含む。フェニルリチウムは、例えば、エーテルなどの溶媒中におけるリチウム金属とブロモベンゼンの反応などの当該技術分野において既知の方法によって調製することができる。フェニルリチウムは置換されてもよいが、リチウム置換炭素に隣接する少なくとも１つの環位置は非置換であるべきである。Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅及びＲ₆に対応する置換基はそれぞれ、水素、フェニル、アルキル置換基（−Ｃ_n）またはエーテル置換基（−Ｃ_m1−Ｏ−Ｃ_m2）から成る群から独立して選択され、ｎ、ｍ１及びｍ２は整数であり、ｎ及び（ｍ１＋ｍ２＋１）は１から約１６の範囲にあるか、もしくは他の態様では、約１から約６の範囲にある。フェニルリチウムは、例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素または同種のものなどの不活性雰囲気下において形成されるのが好ましい。一部の態様において、溶媒は、例えば、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル及び同種のものなどの１つ以上のエーテルである。

一般に、リチウムとブロモベンゼンからのフェニルリチウムの形成は、時間のかかる反応である場合がある。一反応方法は、溶媒が入っている反応容器に、リチウム金属を添加し、続いて約２から約６時間の範囲などの長時間にわたってブロモベンゼンの測定した添加を伴う。約２０から約３５℃の範囲の温度において約２から約４時間の範囲の反応時間を予想することができる。一般に、ワンポット合成が望まれる場合、溶媒は、溶媒を必要とする合成の残りのステップ（フェニルリチウム形成、ターフェニル形成、チオールリチウム形成、チオール形成）の反応物及び生成物との反応に対して不活性であり、それらを溶媒和できるのが好ましい。例えば、適した溶媒としては、ターフェニルチオール形成ステップの過程においてジスルフィドまたはチオフェノールに容易に変換されない溶媒が挙げられる。したがって、適した溶媒としては、一般に、例えば、エーテル及びアルカンが挙げられる。好ましい溶媒としては、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン及び同種のものが挙げられる。必要に応じて、反応混合物は、反応の過程において撹拌されてもよい。一般に、反応物であるジクロロベンゼンと反応するリチウムの性質のため、フェニルリチウムの形成は、ターフェニル形成反応の前に実質的な完
了まで進行しているのが非常に好ましい。

本合成は、フェニルリチウムをジハロベンゼンと接触させることをさらに含む。ジハロベンゼンは、メタ置換配置の２つのハロゲン置換基Ｘ１及びＸ２を含み（すなわち、ｍ−ジハロベンゼン）、非置換ベンゼン炭素の両側に１つずつハロゲンを有する。本発明の一部の態様において、ハロゲン原子は、Ｘ₁及びＸ₂がそれぞれ、塩素、ヨウ素及び臭素から成る群から独立して選択されるようなものである。より好ましい態様において、Ｘ₁及びＸ₂はいずれも塩素である；Ｘ₁は塩素であり、且つＸ₂はヨウ素である；Ｘ₁は塩素であり、且つＸ₂は臭素である；またはＸ₁及びＸ₂はいずれも臭素である。

ジハロベンゼンは、残りの３つの環位置の１つ以上で置換されていてもよい。Ｒ、Ｒ１及びＲ２に対応する置換基はそれぞれ、フェニル、水素、アルキル置換基（−Ｃ_n）またはエーテル置換基（−Ｃ_m1−Ｏ−Ｃ_m2）から成る群から独立して選択され、ｎ及び（ｍ１＋ｍ２＋１）は１から約１６の範囲にあるか、もしくは別の実施形態では、約０から約６の範囲にある。

本発明の一態様において、フェニルリチウムのジハロベンゼンとの反応は、フェニルリチウムが形成された同じフラスコ、容器またはポット及び同じ溶媒または反応混合物中で連続的に行われる（「ワンポット」）。別の態様において、これらのステップは、同じ溶媒中で連続的に行われる。フェニルリチウムのジハロベンゼンとの反応の間、不活性雰囲気を維持するのが非常に好ましい。

ターフェニル形成反応温度は重要ではなく、一般に、この反応は１つ以上の広い温度の範囲で行うことができる。この反応は発熱を伴うため、例えば、冷却ジャケットなどの冷却手段を使用することが有用な場合もある。一部の態様において、温度は、冷却手段の助けにより、必要に応じて、約０℃から約１００℃の範囲の１つ以上の温度に維持される。より限られた他の態様において、温度は、約１５℃と約３０℃の間の１つ以上の温度で維持される。

一般に、ターフェニル形成反応は、溶媒中でフェニルリチウムとジハロベンゼンを接触させることによって作り出される。本発明の一態様において、この反応は、フェニルリチウムと溶媒が入っている反応容器にジハロベンゼンを添加することによって行われる。この添加は、すべて一度に行われてもよく、または滴加によってなど漸増的に行われてもよい。滴加の場合、添加は、約１から約３時間の範囲などのある時間にわたって行ってもよい。接触がすべて一度に０℃から約１００℃の範囲の温度で行われる場合、約１から約２時間の時間にわたってターフェニルリチウムが形成され、形成時間の少なくともいくらかの間、撹拌されるのが好ましい。接触が滴加などによってより長い期間にわたって漸増的に行われる場合、反応時間は添加される構成成分の添加速度によって決まる場合がある。

一般に、このプロセスのメカニズムは、ターフェニルリチウムを得るためにジハロベンゼン１つ当たり３つのフェニルリチウム分子を必要とする。３つのフェニル基のうちの２つのフェニル基がターフェニル分子の一部になる。必要とされる第３のフェニルリチウムはアリール副生成物を生じ、これは、非置換フェニルリチウムの場合にはベンゼンである。完全な反応にするために、添加されるジハロベンゼンに対するフェニルリチウムのモル比は少なくとも３でなければならない。本発明の一態様において、前述の比は、約３から約５の範囲にある。すべてのジクロロベンゼンの完全な変換のために３当量以上のフェニルリチウムの量が必要とされる。ただし、変換を最大にするために、化学量的に過剰なフェニルリチウムが一般に使用される。

チオールリチウムは、ターフェニルリチウムを硫黄と反応させることによって形成され
る。この反応は発熱を伴う。一般に、反応によって生成される熱の一部を除去するために反応混合物を冷却するのが好ましい。この反応は、ターフェニル形成ステップと同じ反応容器において行われてもよい。その場合、硫黄の添加に先立って反応混合物を約０から約５℃の範囲の温度に冷却するのが好ましい。硫黄は、すべて一度に添加されてもよく、または約１から約２時間の範囲の時間にわたってなど経時的に複数回で漸増的に添加されてもよい。一態様において、温度は、硫黄の添加の間、約０から約１５℃の範囲内に維持される。別の態様において、温度は、硫黄の添加の間、約０から約１５℃の範囲内に維持される。反応生成物は、硫黄添加中に勢いよく撹拌されるのが好ましい。

不純物の形成を最小限にするだけ十分に低く未反応の硫黄の濃度を維持するような速度で経時的に硫黄を添加するのが好ましい。本発明の一態様において、硫黄の添加中の任意の時点におけるチオールリチウムに対する過剰な（未反応の）硫黄のモル比は、約０から約３の範囲にある。別の態様において、チオールリチウムに対する未反応の硫黄のモル比は、約０から約１の範囲にある。硫黄添加後、この反応は、チオール形成反応に先立ってある時間撹拌されてもよいが、チオールリチウム形成は、硫黄添加の終わりに一般に完了する。

次のチオール形成は、約１０と約４５℃の間、より限られた態様では、約１０と約３０℃の間に維持された温度で行われるのが好ましい。一態様において、反応生成物は、添加が完了するとすぐに約１０と約３０℃との間の温度に温められる。

チオールは、酸の添加によって形成される。酸は、水溶液として添加され、撹拌をしないと、反応混合物の残りと分離可能な水性の酸含有層が生じる。この反応は不均一なため、酸の添加中に反応生成物を撹拌するのが好ましい。酸は、すべて一度に添加されてもよく、またはある時間にわたって滴加されてもよい。本発明の一部の態様において、酸は、約１から約３時間の範囲の時間にわたって滴加される。本発明の一部の態様において、酸は、約５から約５０℃の範囲または他の態様では、約１０から約３０℃の範囲の１つ以上の温度で添加される。さまざまな異なるプロトン酸が使用されてもよいが、１つ以上の塩酸、臭化水素酸、硫酸及び酢酸が好ましい。

理論的に、チオールを本質的に完全にプロトン化するために、チオールに対して少なくとも同等のプロトンが供与されるよう十分な酸が添加されなければならない。ただし、反応混合物に添加される酸の量は、反応混合物中に残っているフェニルリチウムの量によって決まる場合がある。上述のとおり、化学量的に、ターフェニルリチウムの形成には、理論的にジハロベンゼン１当量当たり３当量のフェニルリチウムの使用が必要とされる。２当量のフェニルリチウムはターフェニル骨格の一部になることになり、１当量はベンゼン（または置換ベンゼン）副生成物になる。１当量のジハロベンゼン当たり概算で約３．５から７、より好ましくは４．５から５．５当量のフェニルリチウムが、ターフェニルリティウム（ｔｅｒｐｈｅｎｙｌｌｉｔｉｕｍ）の収率を向上させることがわかった。そのような場合には、ターフェニルリティウム（ｔｅｒｐｈｅｎｙｌｌｉｔｉｕｍ）は、ジハロベンゼンをターフェニルリチウムに完全に変換するために必要とされる量と比較して化学量的に過剰に存在してもよい。過剰なターフェニルリチウムをプロトン化し、ならびにトイルリチウム（ｔｈｏｉｌｌｉｔｈｉｕｍ）をプロトン化してチオールを得るために十分な酸が添加されなければならない。

一般に、酸溶液のモル濃度は、水１リットル当たり約２から約３モルの範囲にある。添加されるモル量が、過剰なフェニルリチウムのモル量と組み合わせたチオールリチウムのモル量の約３％から約５％モルパーセント過剰な範囲にあるように酸が添加されることが好ましい。

チオール形成後、酸は、好ましくは、酸を含む水層の除去によって反応生成物から分離される。本発明の一態様において、この層は反応生成物から排出させられてもよい。

一態様において、上記合成ステップは、ワンポットで行われる。溶媒を変えたり、除去したりする必要がない。その後、チオールは反応混合物から分離され、これもまた溶媒を含む。一般に、反応混合物は、チオフェノール化合物及び場合によって、残存している前のステップ反応物の硫化によって形成された、例えば、ジフェニルジスルフィドなどの硫化物を含む他の硫黄を有する芳香族化合物ならびにチオール形成反応において形成されたあらゆるチオフェノールを含むことになる。この分離は、一般に蒸留によって達成できる。チオフェノール及びジスルフィド不純物の量をさらに低減するために、固体生成物は、微細な機械的分離手段、例えば、ブランド名Ｃｅｌｉｔｅ（商標）として製造されているものなどの珪藻土のろ過補助器具などを通してろ過することができる。フィルター材料は、新しい部分の溶媒で洗浄されてもよい。この固体生成物は、溶媒によりろ過材料からフラスコに洗い流され、再び蒸留に供されてもよい。一般に蒸留は、約３０から約１８０℃の範囲の１つ以上の温度及び約３００から約２トールの範囲の圧力で行われる。約３０から約１３０℃の範囲の蒸留温度及び約１００から約８トールの範囲の圧力がより好ましい。したがって、前述の温度及び圧力範囲に沸点がある１つ以上の溶媒を使用するのが好ましい。

さらなる蒸留に使用することができる溶媒としては、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンが挙げられる。一態様において、チオールをさらに蒸留するために使用される溶媒は、チオールが調製されたのと同じ溶媒である。別の態様において、チオールの合成及びチオールの精製の両方のための溶媒は、ジエチルエーテルまたはジブチルエーテルである。

ジベンゾチオフェンは、チオールを酸化薬剤と接触させて、チオール基を含むジベンゾチオフェン環及び横に配置された１つのフェニル環を形成することによってチオールから調製される。この反応は、不活性雰囲気下において差し支えなく行われ、これは、必須ではないが、酸化の条件に対する効果的な制御をもたらす。不活性雰囲気の例としては、窒素またはアルゴンが挙げられる。本発明の好ましい態様において、酸化薬剤は硫黄原子を含み、別の態様において、酸化薬剤は、１つ以上の元素状の硫黄、塩化スルフリル、塩素及び臭素などである。本発明の好ましい一態様において、酸化薬剤は元素状の硫黄である。酸化薬剤とチオールとの間の反応は、無溶媒（すなわち、溶媒の不在下）で行うことができる。ただし、塩化スルフリルの場合、例えば、イソヘキサン、ヘプタン及びその他のアルカンなどの溶媒を使用するのが好ましい。塩化スルフリルに対して不活性の他の溶媒が使用されてもよい。

微量のアミン、例えば、トリエチルアミンが触媒または開始剤として働く場合があることが発見された。そのような開始剤は、チオールの重量に基づいて約０．００１から約０．１モル当量ｗｔ％の範囲、より好ましくは約０．００１４から約０．００２モル当量ｗｔ％の範囲の量で含まれてもよい。正確な量は、重要ではないことがわかった。酸化薬剤は、反応容器中のチオールと組み合わされてもよい。任意の揮発性物質、例えば、チオールまたは酸化薬剤の移動に使用される任意の液体は、蒸留除去されるか、または別の方法で除去されてもよい。チオール及び酸化薬剤は加熱される。本発明の一部の態様において、反応容器の内容物は、約１８０から約２５０℃の範囲の１つ以上の温度に加熱される。別の態様において、温度は、約２３０から約２３５℃の範囲にある。温度は、約１から約４時間の範囲のある時間をかけて上昇させるのが好ましい。好ましい態様において、酸化薬剤は、１つ以上の元素状の硫黄及び塩化スルフリルを含み、反応容器は約２３０から約２３５℃の範囲の１つ以上の温度に加熱され、前述の温度への加熱は約１から約２時間の範囲の時間にわたって行われる。

酸化薬剤として塩化スルフリルが使用される場合の利点は、反応を比較的低温で行うことができることである。ただし、塩化スルフリルは、さらに閉環反応に供されなければならない塩化硫黄基を本質的にもたらす。塩化アルミニウムをさらに使用することによりフリーデル・クラフツ閉環が行われてもよい。

本発明の方法は、多種多様の置換４−フェニルジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンの調製のための合成を提供する。ジクロロベンゼンに基づいて約６０から約８０％の範囲の生成物収率を得ることは、本方法にはまれなことではない。本明細書の上で述べられた方法（４−ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンボロン酸のブロモベンゼンとの反応）は本発明の方法と同じ前駆体を使用しないが、その収率は、ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェン前駆体に基づいておおよそ約７５％から約９０％の範囲である。４−ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンボロン酸が、本発明の主要な合成の前駆体（ジクロロベンゼン及びブロモベンゼン）よりもモルベースで一般に著しく価格が高い事実を考慮すれば、本発明のプロセスは、はるかに費用のかからない選択肢である。

以下の実施例を例示のために提示するが、本発明の範囲に制限を課すことは意図されない。

フェニルリチウムの調製 − リチウム金属（３５．４ｇの塊、５．１０モル）及びエーテル（０．５Ｌ）を、アルゴン雰囲気下において３リットルのフラスコに入れた。エーテル（１．０Ｌ）中のブロモベンゼン（４００ｇ、２．５５モル）を反応器に滴下漏斗から約２時間の期間にわたって添加した。添加の間、エーテルを還流させた。その反応器を、反応が完了した後さらに１時間撹拌した。

メタ−ターフェニルの調製 − １，３−ジクロロベンゼン（７４．９ｇ、０．５１モル）を滴加した。この反応は発熱を伴った。この反応を還流させたエーテル中で行い、反応器は−１℃に設定した冷却器を有するものとした。その反応混合物を約１９時間撹拌した。

オルトチオールリチウムメタターフェニルの調製 − （リチウムターフェニル−２’−チオラート、リチウム２，６−ジフェニルチオラート。） − 反応を約１Ｃに冷却し、硫黄（６４ｇ、２．０モル）を１時間にわたって複数回で添加した。最大温度を１４．５Ｃであった。その反応を室温に温めながら２時間撹拌した。

オルトチオールメタターフェニル−（２，６−ジフェニルチオフェノール）の調製 −
水（７０５ｍｌ）中の濃塩酸（１４５ｍｌ）を滴加した。

溶媒ならびにチオフェノール及びジスルフィド副生成物を除去するための蒸留 − 酸性水層を反応から排出させた。ショートパス蒸留ヘッドを反応器に取り付け、エーテルを反応器から蒸留した。反応生成物を、不活性雰囲気下においてセライトを通してろ過し、セライトをエーテルで洗浄した。残ったエーテルを反応生成物から蒸留し、その後、揮発性物質を蒸留除去するために１５５℃の容器温度及び４．９トールの減圧が達成されるまで反応生成物を減圧下に置いた。その後、クーゲルロール蒸留を行った。１３４℃の容器温度及び０．５トールの減圧になるまで、留出物を氷で冷却した球に捕集した。蒸留の目的は、大半のチオフェノール及び対応するジスルフィド生成物を除去することであった。

４−フェニルジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンを得るためのチオフェン環の形成 − 残留物はガラス状の固体であり、それを、ジクロロメタンを用いて撹拌子を備えたフラスコ
に移した。硫黄（１６．４ｇ、０．５１１モル）をそのフラスコに入れた。ショートパス蒸留ヘッドを取り付け、大気圧でジクロロメタンを蒸留除去した。３．５時間にわたって、その反応混合物を６６℃から２２６℃に加熱した。変換に続いてＧＣを行って、４−フェニルジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンへの約６４％の変換が達成された。２３４℃で３時間さらに加熱した後、反応生成物は完全な変換に達した。

重さが１５７．４ｇの粗生成物をトルエンに溶解させ、５０ｇのシリカゲルとともに撹拌した。その後、シリカゲルをろ過除去した。このとき、粗生成物の重さは１４０．５ｇであった。その生成物を、１．５インチのビグリューカラムが組み込まれたショートパス蒸留ヘッドに入れた。その生成物を、およそ１８０Ｃ（０．７トール）で蒸留した。７０．２％（留分１、５．８４ｇ）、９２．５％（留分２、９８．５ｇ）及び５６％（留分３、１６．１ｇ）のＧＣ純度で３回分を捕集した。前述のパーセンテージは、ＦＩＤ検出器を用いて得たＧＣ面積％である。留分１及びそれほどではないにせよ留分２は、固体を含んでおり、それは、硫黄である可能性が最も高い。留分１及び２をクロロホルムに溶解させ、冷凍庫で冷却した後、ろ過して固体を除去した。収率は、留分２に基づくものとし、そのＧＣ純度は、ｍ−ジクロロベンゼンのモルに基づいて６７．６％である。

メタ−ターフェニルの調製 − 市販のジブチルエーテル中のフェニルリチウム（６６０．３ｇ、１９．９％、１．５６モル）を、機械的スターラー、滴下漏斗及び熱電温度計を備えた２Ｌのジャケット式反応器に入れた。１，３−ジクロロベンゼン（４６ｇ、０．３１モル）を滴加した。反応器の温度を７１℃にし、２５℃の点に設定した冷却ユニットを反応器のジャケットに適用した。その反応器を周囲温度で約２０時間撹拌した後、２℃に冷却した。

オルトチオールリチウムメタターフェニルの調製 − 硫黄（３９．６ｇ、１．２３モル）を複数回で添加し、１０℃未満に温度を維持した。その反応を、約２時間かけて周囲温度まで温まらせた。約２５℃で温度を維持しながら水中の濃塩酸を滴加した。酸性水層を反応器から排出させ、反応器にショートパス蒸留ヘッドを取り付けた。６９．５℃の容器温度及び４５．８トールの減圧が達成されるまで揮発性物質を反応器から蒸留した。その反応生成物を１０インチの充填カラム及びト字管を備えたフラスコに移した。１０８℃の容器温度及び３．４トールの減圧が達成されるまで揮発性物質を蒸留した。反応生成物をクーゲルロール蒸留装置に移し、１３１℃の容器温度及び０．６トールの減圧が達成されるまで揮発性物質を蒸留した。残留物の重量は８４ｇであった。その残留物の外見は、色の濃い硬質のガラス状の物質である。硫黄（１０．２ｇ、０．３２モル）をそのフラスコに入れた。その残留物及び硫黄を２３５℃で３時間加熱した。冷却後、残留物をクロロホルムに溶解させ、セライトを通してろ過した。ロータリーエバポレーターを使用して減圧下で溶媒を取り除き、その生成物を１．５インチのビグリューカラムが組み込まれたショートパス蒸留ヘッドに入れた。その生成物をおよそ１８０℃（０．５トール）で蒸留した。８１．３％（留分１、１５．３ｇ）、９３．９％（留分２、５５．９７ｇ）及び５８．７％（留分３、５．８ｇ）のＧＣ純度で３回分を捕集した。前述のパーセンテージは、ＦＩＤ検出器を用いて得たＧＣ面積％である。留分１をクロロホルムに溶解させ、冷却し、ろ過してその硫黄含有量の一部を除去した後に、重量及びＧＣを得た。収率は、留分１及び２に基づくものとし、それらのＧＣ純度はｍ−ジクロロベンゼンのモルに基づいて７９．９％である。

収率の数は、いくらかの硫黄の混入によりいくぶん不正確である可能性もあり、これが見かけ上の収率を増加させるであろう。収率に対するその影響は大きくはない。

市販のジブチルエーテル中のフェニルリチウム（６８２．４ｇ、２０．６％、１．６７モル）を、機械的スターラー及び熱電温度計を備えた２Ｌのジャケット式反応器に入れた。１，３−ジクロロベンゼン（３８．２ｍｌ、０．３３４モル）を２時間の時間をかけてシリンジポンプによって添加し、反応器のジャケットは２５℃に設定した。その後、その反応を２５℃で約１４時間撹拌した。その反応を２℃未満に冷却し、硫黄（３４．８ｇ）を複数回で添加し、１０℃未満に温度を維持した。周囲温度に温めた後、水（５５０ｍｌ）中の濃塩酸（１１７ｍｌ）を滴加し、反応器のジャケット温度を２０℃に設定した。酸性水層を排出させた。８トールの減圧及び１２９℃の容器温度（オーバーヘッド４２℃）が達成されるまで、溶媒及びチオフェノールを蒸留除去した。硫黄（８ｇ、０．２５モル）を残留物に入れ、その混合物を窒素下２３５℃で６時間加熱した。追加の硫黄（１ｇ、０．０３１モル）を入れ、サンプルをさらに３時間加熱した。その生成物を１．５インチのビグリューカラムが組み込まれたショートパス蒸留ヘッドに入れた。主要な留分を１８１〜１８５℃（０．６トール、容器２１５℃）で蒸留し、７０．１ｇの重さであった（ＧＣ純度９３．３４％）。前述のパーセンテージは、ＦＩＤ検出器を用いて得たＧＣ面積％である。収率は、ｍ−ジクロロベンゼンのモルに基づいて７５％である。

無水エーテル（５００ｍｌ）及びリチウムワイヤー（２８．７ｇ、４．１３モル）を、アルゴンの雰囲気下で底部排出口、冷却器及び滴下漏斗を備えた３Ｌのジャケット式フラスコに入れた。無水エーテル（１０００ｍｌ）中のブロモベンゼン（３２４．６ｇ、２．０７モル）を３時間の期間にわたって反応器に滴加した。この反応は発熱を伴い、添加の間、エーテルを還流させた。ブロモベンゼンの添加の終了の３０分後、ｍ−ジクロロベンゼン（６０．７ｇ、０．４１３モル）を滴下漏斗から反応器に滴加した。この添加は発熱を伴い、エーテルを還流させた。周囲温度で約１６時間撹拌した後、硫黄（５２．５ｇ、１．６４モル）を複数回で１時間にわたって添加した。この反応も発熱を伴った。水（７６５ｍｌ）中の濃塩酸（１１８ｍｌ）を滴加した。酸性水層を反応器から排出させた。大半の溶媒を蒸留除去した後、不活性雰囲気下において反応生成物をろ過しクーゲルロール蒸留容器に移した。副生成物ジフェニルジスルフィド及びチオフェノールを反応生成物から蒸留した。容器の最終的な温度は、０．３８トールで１３４℃であった。反応生成物を不活性雰囲気下でクロロベンゼン（１００ｍｌ）に溶解させた。イソヘキサン（１００ｍｌ）及びトリエチルアミン（０．４ｍｌ、０．００３モル）をフラスコに入れた。反応生成物を氷浴において冷却し、塩化スルフリル（２７．２ｍｌ、０．３３６モル）を滴下漏斗から冷却した反応生成物に入れた。周囲温度で１６時間撹拌した後、過剰な塩化スルフリル及び溶媒の一部を蒸留除去した。容器の最終的な温度は、８．９トールで２３℃であった。反応生成物を追加のクロロベンゼン（２００ミル）に溶解させ、−９℃に冷却した。塩化アルミニウム（０．５ｇ、０．００３７モル）を反応器に入れた。反応を１６時間かけて室温に温めた後、炭酸水素ナトリウム水溶液に注いだ。これをジクロロメタンで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで脱水した。溶媒を減圧下で蒸留除去した。粗製フェニルジベンゾチオフェンをショートパスにより１８４℃から２１０℃（０．９５トール）で蒸留した。最も純度が高い留分は（ガスクロマトグラフィー分析に基づいて）８０％であり、全収率はｍ−ジクロロベンゼンのモルに基づいてわずか約３５％であった。

しかしながら、ＧＣによるクーゲルロール留出物の調査は、相当量のジフェニルフェノールがジフェニルスルフィドとともに蒸留され、このプロセスに消えたことを示した。

単数もしくは複数で言及されているかに拘わらず、本明細書またはこの請求項のどこかで化学名または式によって言及される構成成分は、化学名または化学的種類によって言及される別の物質（例えば、別の構成成分、溶媒など）と接触することになる前に、それが存在していると見なされる。起こる場合、結果として生じた混合物もしくは溶液中でどんな化学的変化、変換及び／または反応が起こるかは重要ではない。その理由は、そのよう
な変化、変換及び／または反応は本開示に従って必要とされる条件下において特定の構成成分を一緒にしたことの当然の結果であるからである。したがって、構成成分は、所望の操作を実施することに関連して、または所望の組成物を形成する際に一緒にされる成分と見なされる。また、添付の請求項が、現在時制（「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」、「ｉｓ」など）で物質、構成成分及び／または成分を言及する場合もあるがそれでも、その物質、構成成分または成分が、本開示に従って１つ以上の他の物質、構成成分及び／または成分と最初に接触、ブレンドまたは混合された直前の時点で存在していたため、その言及はその物質、構成成分または成分に対するものである。物質、構成成分または成分が、本開示及び化学者の通常の技術により行われる場合、接触、ブレンドまたは混合操作の過程の間に化学反応または変換によりその元々の本質を失う場合もあるという事実は、したがって、実質的な問題ではない。

本発明は、本明細書中で挙げられている材料及び／また手順を含んでもよく、それから成ってもよく、または本質的にそれから成ってもよい。

本明細書中で使用される場合、本発明の組成物中の成分または本発明の方法において利用される成分の量を修飾する「約」という用語は、例えば、実世界で濃縮物の作製もしくは溶液の使用のために使用される一般的な測定及び液体取り扱い手順；これらの手順における故意ではない誤り；組成物を作製するためもしくは方法を実行するために利用される成分の製造、原料、または純度の差及び同種のものによって生じる可能性のある数量の変動を言及する。約という用語は、異なる平衡状態のために異なる、特定の最初の混合物から結果として生じた組成物の量も包含する。「約」という用語によって修飾されていようとなかろうと、請求項は、その量に相当する量を含む。

別に明白に示される場合を除いて、冠詞「ａ」または「ａｎ」は、もし本明細書中で使用される場合、限定する意図はなく、説明または請求項を冠詞が言及する単一の要素に限定するものと解釈されるべきではない。むしろ、冠詞「ａ」または「ａｎ」は、もし本明細書中で使用される場合、文が明白に別のことを示さない限り、１つ以上のそのような要素を含むことが意図される。

本明細書の任意の部分において言及されているそれぞれ及びすべての特許または他の公報もしくは公開文書は、完全に本明細書中に記載されているかのごとく参照によって完全に本開示に組み込まれる。

本発明は、その実施において相当なバリエーションが可能である。したがって、前述の説明は限定することを意図しておらず、本発明を本明細書の上で提示した特定の例示に限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (10)

1. ４−フェニルジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンの製造方法であって、
   ａ）ジハロベンゼンをフェニルリチウムと反応させて、ターフェニルリチウム化合物を得るステップと、
   ｂ）前記ターフェニルリチウム化合物を硫黄と反応させて、チオールリチウム化合物を得るステップと、
   ｃ）前記チオールリチウム化合物を酸で処理してチオール化合物を形成するステップと、
   ｄ）前記チオール化合物を酸化剤と反応させて、前記４−フェニルジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェンを形成するステップと
   を含み、
   上記式中、Ｒ、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅及びＲ₆はそれぞれ、水素、フェニル、炭素原子数ｎを有するアルキル置換基及び酸素原子を介して炭素原子数ｍ２を有するアルキルに結合した炭素原子数ｍ１を有するアルキレンから構成されたエーテル置換基から成る群から独立して選択され、ｎ、ｍ１及びｍ２はそれぞれ整数であり、ｎは１から１６の範囲にあり、ｍ１とｍ２の総炭素原子数は１５以下であり、且つ、ｍ１及びｍ２はそれぞれ１以上であり、Ｘ₁及びＸ₂はそれぞれ、塩素、ヨウ素及び臭素から成る群より独立して選択される、前記方法。
2. ｎが１から６の範囲にあり、且つ、ｍ１及びｍ２はそれぞれ５以下である、請求項１に記載の方法。
3. Ｘ₁及びＸ₂はいずれも塩素であるか；Ｘ₁は塩素であり、且つＸ₂はヨウ素であるか；Ｘ₁は塩素であり、且つＸ₂は臭素であるか；またはＸ₁及びＸ₂はいずれも臭素である、請求項１に記載の方法。
4. Ｒ、Ｒ₁及びＲ₂の１以上はアルキル置換基である、請求項３に記載の方法。
5. Ｒ、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅及びＲ₆のそれぞれは水素である、請求項３に記載の方法。
6. ステップｄ）の酸化剤は硫黄を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. ステップｄ）の酸化剤は元素状の硫黄である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
8. ステップｄ）の酸化剤は塩化アルミニウム存在下の塩化スルフリルである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
9. ステップａ）ないしｄ）がワンポットで行われる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法であって、ステップａ）のジハロベンゼンをフェニルリチウムと溶媒の存在下で反応させ、前記溶媒は１種以上のエーテルおよび１種以上のアルカンから成る群より選択される、前記方法。