JPWO2011115102A1 - ホスホール化合物およびその製造方法、ホスホール環を分子内に有する化合物の製造方法、ホスホール環を分子内に有する化合物およびその用途 - Google Patents
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Abstract
本発明の課題は、ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物の製造に有用なホスホール化合物およびその製造方法、ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物の製造方法、ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物およびその機能性材料としての用途を提供することである。その解決手段としてのポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物の製造に有用な本発明のホスホール化合物は、α位にスタンニル基を有することを特徴とする。本発明によれば、光機能性材料や電子導電性材料などとして用いることができるポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物を容易に製造することができる。
Description
本発明は、ホスホール化合物およびその製造方法、ホスホール環を分子内に有する化合物の製造方法、ホスホール環を分子内に有する化合物およびその用途に関する。
ヘテロシクロペンタジエンのα位で相互に結合したポリマー構造を有する不飽和複素五員環高分子(ポリヘテロール)は、縮合多環系高分子の一種であり、有機太陽電池、有機電界効果トランジスタ、有機発光ダイオードなどに用いられる光機能性材料や電子導電性材料などとして期待されている(例えば非特許文献1を参照のこと)。しかしながら、これまでに報告されているポリヘテロールの多くはポリピロールやポリチオフェンに関するものであり、ポリホスホールについての報告は皆無である。ホスホールはピロールの窒素がリンに置き換わった複素環化合物であるが、HOMO−LUMOギャップがピロールのそれに比べて小さく、ピロールの窒素上の非共有電子対の塩基性は極めて小さいのに対し、ホスホールのリン上の非共有電子対の塩基性は比較的大きいといった特徴を有している。従って、ポリホスホールはポリピロールやポリチオフェンとは異なった機能性材料となりうる興味深いものであるが、それにもかかわらずその報告が皆無である理由は、有効な製造方法が存在しないことによる。
Guenes,S.et al.Chem.Rev.2007,107,1324
そこで本発明は、ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物の製造に有用なホスホール化合物およびその製造方法、ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物の製造方法、ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物およびその機能性材料としての用途を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、α位にスタンニル基を有するホスホール化合物をキー化合物として、ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物を容易に製造する方法を見出した。
上記の知見に基づいてなされた本発明のα位にスタンニル基を有するホスホール化合物は、請求項1記載の通り、下記の一般式(1)で表されることを特徴とする。
[式中、R1はアルキル基を示す。Xは−SnR2 3(R2はアルキル基を示す)、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基のいずれかを示す。Yは任意に酸素原子、−S(O)l−(lは0〜2の整数を示す)、−NR3−(R3は水素原子またはアルキル基を示す)によって中断されていてもよく、置換基を有してもよいアルキレン基を示す。Arは置換基を有していてもよいアリール基を示す。]
また、本発明の請求項1記載のα位にスタンニル基を有するホスホール化合物の製造方法は、請求項2記載の通り、下記の一般式(2)で表されるジイン化合物を有機遷移金属化合物と反応させた後、ArPU2(Uはハロゲン原子を示す。Arは前記と同義である)と反応させ、さらにP−オキシド化することによることを特徴とする。
また、本発明の請求項1記載のα位にスタンニル基を有するホスホール化合物の製造方法は、請求項2記載の通り、下記の一般式(2)で表されるジイン化合物を有機遷移金属化合物と反応させた後、ArPU2(Uはハロゲン原子を示す。Arは前記と同義である)と反応させ、さらにP−オキシド化することによることを特徴とする。
[式中、R1,X,Yは前記と同義である。]
また、本発明のα位にハロゲン原子を有するホスホール化合物は、請求項3記載の通り、下記の一般式(3)で表されることを特徴とする。
また、本発明のα位にハロゲン原子を有するホスホール化合物は、請求項3記載の通り、下記の一般式(3)で表されることを特徴とする。
[式中、R4はハロゲン原子を示す。Zは置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、ハロゲン原子のいずれかを示す。Y,Arは前記と同義である。]
また、本発明の請求項3記載のα位にハロゲン原子を有するホスホール化合物の製造方法は、請求項4記載の通り、請求項1記載のα位にスタンニル基を有するホスホール化合物が有するスタンニル基をハロゲン原子に置換することによることを特徴とする。
また、本発明のホスホール環を分子内に有する化合物の製造方法は、請求項5記載の通り、請求項1記載のα位にスタンニル基を有するホスホール化合物とハロゲン原子で置換された複素環化合物を金属触媒存在下でカップリングさせることによることを特徴とする。
また、本発明のホスホール環を分子内に有する化合物は、請求項6記載の通り、下記の一般式(4)で表されることを特徴とする。
また、本発明の請求項3記載のα位にハロゲン原子を有するホスホール化合物の製造方法は、請求項4記載の通り、請求項1記載のα位にスタンニル基を有するホスホール化合物が有するスタンニル基をハロゲン原子に置換することによることを特徴とする。
また、本発明のホスホール環を分子内に有する化合物の製造方法は、請求項5記載の通り、請求項1記載のα位にスタンニル基を有するホスホール化合物とハロゲン原子で置換された複素環化合物を金属触媒存在下でカップリングさせることによることを特徴とする。
また、本発明のホスホール環を分子内に有する化合物は、請求項6記載の通り、下記の一般式(4)で表されることを特徴とする。
[式中、Tは置換基を有していてもよい複素環を示す。nは1〜25の整数を示す。Y,Arは前記と同義である。]
また、請求項7記載のホスホール環を分子内に有する化合物は、請求項6記載のホスホール環を分子内に有する化合物において、下記の一般式(5)で表されることを特徴とする。
また、請求項7記載のホスホール環を分子内に有する化合物は、請求項6記載のホスホール環を分子内に有する化合物において、下記の一般式(5)で表されることを特徴とする。
[式中、mは2〜50の整数を示す。Y,Arは前記と同義である。]
また、本発明の光機能性材料は、請求項8記載の通り、請求項6記載のホスホール環を分子内に有する化合物からなることを特徴とする。
また、本発明の電子導電性材料は、請求項9記載の通り、請求項6記載のホスホール環を分子内に有する化合物からなることを特徴とする。
また、本発明の光機能性材料は、請求項8記載の通り、請求項6記載のホスホール環を分子内に有する化合物からなることを特徴とする。
また、本発明の電子導電性材料は、請求項9記載の通り、請求項6記載のホスホール環を分子内に有する化合物からなることを特徴とする。
本発明によれば、ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物の製造に有用なホスホール化合物およびその製造方法、ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物の製造方法、ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物およびその機能性材料としての用途を提供することができる。
ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物の製造に有用な本発明のホスホール化合物は、α位にスタンニル基を有する下記の一般式(1)で表されることを特徴とするものである。
[式中、R1はアルキル基を示す。Xは−SnR2 3(R2はアルキル基を示す)、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基のいずれかを示す。Yは任意に酸素原子、−S(O)l−(lは0〜2の整数を示す)、−NR3−(R3は水素原子またはアルキル基を示す)によって中断されていてもよく、置換基を有してもよいアルキレン基を示す。Arは置換基を有していてもよいアリール基を示す。]
上記の一般式(1)で表されるα位にスタンニル基を有するホスホール化合物とハロゲン原子で置換された複素環化合物を金属触媒存在下でカップリングさせることにより、下記の一般式(4)で表されるホスホール環を分子内に有する化合物を製造することができる。このカップリング反応は、例えばPd触媒を用いたStille型反応を利用して行うことができる(必要であれば例えばDevreux,V.et al.J.Org.Chem.2007,72,3783を参照のこと)。
[式中、Tは置換基を有していてもよい複素環を示す。nは1〜25の整数を示す。Y,Arは前記と同義である。]
ハロゲン原子で置換された複素環化合物として下記の一般式(3)で表されるα位にハロゲン原子を有するホスホール化合物を用いた場合、ホスホール環を分子内に有する化合物として下記の一般式(5)で表されるポリホスホールを製造することができる。
[式中、R4はハロゲン原子を示す。Zは置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、ハロゲン原子のいずれかを示す。Y,Arは前記と同義である。]
[式中、mは2〜50の整数を示す。Y,Arは前記と同義である。]
なお、上記の一般式(1)で表されるα位にスタンニル基を有するホスホール化合物は、下記の一般式(2)で表されるジイン化合物を有機遷移金属化合物と反応させた後、ArPU2(Uはハロゲン原子を示す。Arは前記と同義である)と反応させ、さらにP−オキシド化することによって製造することができる。有機遷移金属化合物としては、例えば有機チタン化合物を用いることができ、ホスホール環はメタラシクロペンタジエン化合物を経由した環化反応によって形成することができる(必要であれば例えばMatano,Y.et al.J.Org.Chem.2006,71,5792を参照のこと)。P−オキシド化は、例えば過酸化水素を用いて行うことができる。
[式中、R1,X,Yは前記と同義である。]
また、上記の一般式(3)で表されるα位にハロゲン原子を有するホスホール化合物は、上記の一般式(1)で表されるα位にスタンニル基を有するホスホール化合物が有するスタンニル基をハロゲン原子に置換することによって製造することができる。ハロゲン原子がヨウ素原子の場合、この反応は、例えばN−ヨードスクシンイミド(NIS)を用いて行うことができる。
なお、上記において、R1,R2,R3におけるアルキル基、X,Zにおける置換基を有していてもよいアルキル基のアルキル基としては、例えば炭素数1〜20の直鎖状や分枝鎖状や環状のもの、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基などが挙げられる。X,Zにおける置換基を有していてもよいアルケニル基のアルケニル基としては、例えば炭素数2〜10の直鎖状や分枝鎖状のもの、具体的にはビニル基、アリル基、ブテニル基、2−メチル−1−プロペニル基、2−メチル−2−プロペニル基、1−メチル−1−プロペニル基などが挙げられる。X,Zにおける置換基を有していてもよいアルキニル基のアルキニル基としては、例えば炭素数2〜10の直鎖状や分枝鎖状のもの、具体的にはエチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基などが挙げられる。X,Ar,Zにおける置換基を有していてもよいアリール基のアリール基としては、フェニル基やナフチル基を挙げることができる。Yにおける任意に酸素原子、−S(O)l−(lは0〜2の整数を示す)、−NR3−(R3は水素原子またはアルキル基を示す)によって中断されていてもよく、置換基を有してもよいアルキレン基のアルキレン基としては、炭素数が2〜6の直鎖状や分枝鎖状のもの、具体的にはエチレン基、トリメチレン基、2−メチルトリメチレン基、テトラメチレン基、2−メチルテトラメチレン基、2−エチルテトラメチレン基などが挙げられる。U,R4,Zにおけるハロゲン原子としては、フッ素原子や塩素原子や臭素原子やヨウ素原子などが挙げられる。Tにおける置換基を有していてもよい複素環の複素環としては、ヘテロ原子としてN,O,P,Sなどを含む5員環または6員環のもの、具体的にはピロール環、フラン環、チオフェン環、チアゾール環、イソチアゾール環、オキサゾール環、イソキサゾール環、ピラゾール環、イミダゾール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ホスホール環などが挙げられる。
X,Zにおけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基が有していてもよい置換基、Yにおける任意に酸素原子、−S(O)l−(lは0〜2の整数を示す)、−NR3−(R3は水素原子またはアルキル基を示す)によって中断されていてもよいアルキレン基が有していてもよい置換基としては、フッ素原子や塩素原子や臭素原子やヨウ素原子などのハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシ基、カルボニル基、カルバモイル基、アルキルカルバモイル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルコキシスルホニル基、スルファモイル基、アルキルスルファモイル基、スルファニル基、スルフィノ基、スルホ基、ジアルキルホスホリル基、ジアリールホスホリル基、ジアルコキシホスホリル基、ジアミノホスホリル基などが挙げられる。X,Ar,Zにおけるアリール基が有していてもよい置換基、Tにおける複素環が有していてもよい置換基としては、上記の置換基の他、上記の置換基を有していてもよい例えば炭素数1〜20の直鎖状や分枝鎖状や環状のアルキル基やアリール基やヘテロアリール基などが挙げられる。また、隣接する2つの置換基が一緒になって任意に酸素原子、−S(O)l−(lは0〜2の整数を示す)、−NR3−(R3は水素原子またはアルキル基を示す)によって中断されていてもよく、置換基を有してもよいアルキレン基を形成してもよい。置換基は場合によっては自体公知の保護基で保護された形態であってもよい。なお、置換基の数が2つ以上の場合、同じ置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよい。
上記の一般式(4)で表されるホスホール環を分子内に有する化合物は、有機太陽電池、有機電界効果トランジスタ、有機発光ダイオードなどに用いられる光機能性材料や電子導電性材料などとして用いることができる。その光学的特性や電気化学的特性は、分子内に有するホスホール環に由来して、ポリピロールやポリチオフェンの特性とは異なったものであり、これまでにない新たな機能性材料として期待される。
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定して解釈されるものではない。
実施例1:本発明のα位にスタンニル基を有するホスホール化合物の合成
(A)1−フェニル−7−トリブチルスタンニル−1,6−ヘプタジイン(1)の合成
下記の方法に従って合成した。
(A)1−フェニル−7−トリブチルスタンニル−1,6−ヘプタジイン(1)の合成
下記の方法に従って合成した。
1−フェニル−1,6−ヘプタジイン(2.93 g, 17.4 mmol)のTHF溶液(88 mL)に−78℃にてnBuLi(1.65 M, 10.6 mL, 17.5 mmol)をゆっくりと添加した。−78℃にて1時間攪拌した後、Bu3SnCl(4.8 mL, 18 mmol)を添加し、得られた混合物を室温にて2時間攪拌した。その後、水を添加し、水層をEt2Oで3回抽出した。抽出液をあわせ、食塩水で洗浄した後、Na2SO4で乾燥させた。減圧下で揮発成分を除去することで、目的とする化合物1を薄黄色オイルとして得た(8.13 g, 100%)。この化合物1はさらなる精製を行うことなく次の工程に供した。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.91 (t, J = 7.3 Hz, 9H; Me), 0.97 (pseudo t, J = 8.0 Hz, 6H; SnCH2), 1.34 (sextet, J = 7.3 Hz, 6H; SnCH2CH2CH 2), 1.53-1.60 (m, 6H; SnCH2CH 2), 1.82 (quintet, J = 7.1 Hz, 2H; C≡CCH2CH 2), 2.43 (t, J = 7.1 Hz, 2H; C≡CCH2), 2.54 (t, J = 7.1 Hz, 2H; C≡CCH2), 7.26-7.30 (m, 3H; Ph), 7.37-7.40 (m, 2H; Ph); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ 11.0, 13.7, 18.5, 19.4, 27.0, 28.3, 28.9, 81.0, 82.4, 89.4, 110.6, 123.9, 127.5, 128.1, 131.5.
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.91 (t, J = 7.3 Hz, 9H; Me), 0.97 (pseudo t, J = 8.0 Hz, 6H; SnCH2), 1.34 (sextet, J = 7.3 Hz, 6H; SnCH2CH2CH 2), 1.53-1.60 (m, 6H; SnCH2CH 2), 1.82 (quintet, J = 7.1 Hz, 2H; C≡CCH2CH 2), 2.43 (t, J = 7.1 Hz, 2H; C≡CCH2), 2.54 (t, J = 7.1 Hz, 2H; C≡CCH2), 7.26-7.30 (m, 3H; Ph), 7.37-7.40 (m, 2H; Ph); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ 11.0, 13.7, 18.5, 19.4, 27.0, 28.3, 28.9, 81.0, 82.4, 89.4, 110.6, 123.9, 127.5, 128.1, 131.5.
(B)1,7−ビス(トリブチルスタンニル)−1,6−ヘプタジイン(2)の合成
下記の方法に従って合成した。
下記の方法に従って合成した。
1,6−ヘプタジイン(3.4 mL, 30 mmol)のTHF溶液(150 mL)に−78℃にてnBuLi(1.57 M, 38 mL, 60 mmol)をゆっくりと添加した。−78℃にて1時間攪拌した後、Bu3SnCl(16.4 mL, 60.0 mmol)を添加し、得られた混合物を室温にて2時間攪拌した。その後、水を添加し、水層をEt2Oで3回抽出した。抽出液をあわせ、食塩水で洗浄した後、Na2SO4で乾燥させた。減圧下で揮発成分を除去することで、目的とする化合物2を薄黄色オイルとして得た(20.4 g, 100%)。この化合物2はさらなる精製を行うことなく次の工程に供した。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.90 (t, J = 7.3 Hz, 18H; Me), 0.95 (pseudo t, J = 8.0 Hz, 12H; SnCH2), 1.33 (sextet, J = 7.3 Hz, 12H; SnCH2CH2CH 2), 1.51-1.59 (m, 12H; SnCH2CH 2), 1.72 (quintet, J = 7.1 Hz, 2H; C≡CCH2CH 2), 2.36 (t, J = 7.1 Hz, 4H; C≡CCH2); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ 10.9, 13.6, 19.3, 26.9, 28.8, 68.5, 81.9, 110.8.
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.90 (t, J = 7.3 Hz, 18H; Me), 0.95 (pseudo t, J = 8.0 Hz, 12H; SnCH2), 1.33 (sextet, J = 7.3 Hz, 12H; SnCH2CH2CH 2), 1.51-1.59 (m, 12H; SnCH2CH 2), 1.72 (quintet, J = 7.1 Hz, 2H; C≡CCH2CH 2), 2.36 (t, J = 7.1 Hz, 4H; C≡CCH2); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ 10.9, 13.6, 19.3, 26.9, 28.8, 68.5, 81.9, 110.8.
(C)2−フェニル−5−トリブチルスタンニルホスホール(3)の合成
下記の方法に従って合成した。
下記の方法に従って合成した。
化合物1(1.96 g, 4.28 mmol)とTi(Oi−Pr)4(1.26 mL, 4.30 mmol)を含むEt2O溶液(65 mL)に−70℃にてi−PrMgCl(2.0 M, 4.3 mL, 8.6 mmol)を添加し、得られた混合物を−50℃にて攪拌した。3時間後、PhPCl2(0.58 mL, 4.3 mmol)を溶液に添加し、得られた混合物を0℃にて1時間攪拌した後、室温にて3時間攪拌した。その後、飽和水性NH4Cl溶液を添加し、セライトベッドで混合物を濾過した。有機層を分離し、水層をEtOAcで抽出した。抽出液をエバポレートし、油状残渣をCH2Cl2(ca. 20 mL)に溶解した。この溶液にH2O2(30 wt%, 0.5 mL, 4.4 mmol)を添加した。室温にて20分間攪拌した後、水を添加し、有機層を分離した。水層をCH2Cl2で3回抽出した。抽出液をあわせ、Na2SO4で乾燥させた後、減圧下でエバポレートした。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/CH2Cl2=4/1→CH2Cl2/アセトン=20/1)にかけることで、目的とする化合物3を薄黄色固体として得た(1.40 g, 56%)。
M.p. 77-79 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.83 (t, J = 7.3 Hz, 9H; Me), 0.87-0.99 (m, 6H; SnCH2), 1.21 (sextet, J = 7.1 Hz, 6H; SnCH2CH2CH 2), 1.27-1.45 (m, 6H; SnCH2CH 2), 1.98-2.28 (m, 2H; C=CCH2CH 2), 2.50-2.69 (m, 2H; C=CCH2), 2.78-2.96 (m, 2H; C=CCH2), 7.16 (t, J = 7.6 Hz, 1H; Ph), 7.26 (t, J = 7.6 Hz, 2H; Ph), 7.32-7.36 (m, 2H; PPh), 7.39-7.42 (m, 1H; PPh), 7.60 (d, J = 7.6 Hz, 2H; Ph), 7.72 (dd, J = 6.8, 11.2 Hz, 2H; PPh); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 10.0 (d, 3J(P,C) = 2.5 Hz), 13.6, 26.0 (d, 4J(P,C) = 2.5 Hz), 27.2, 29.0, 29.7 (d, 3J(P,C) = 13.2 Hz), 31.4 (d, 3J(P,C) = 19.8 Hz), 127.3 (d, J(P,C) = 50.4 Hz), 127.6 (d, J(P,C) = 37.2 Hz), 127.7, 128.5 (d, J(P,C) = 3.3 Hz), 128.6 (d, J(P,C) = 8.3 Hz), 130.4 (d, 3J(P,C) = 9.9 Hz), 131.2 (d, 1J(P,C) = 86.0 Hz), 131.3 (d, J(P,C) = 3.3 Hz), 131.9 (d, 1J(P,C) = 88.4 Hz), 133.5 (d, J(P,C) = 13.2 Hz), 153.8 (d, 2J(P,C) = 36.4 Hz), 171.3 (d, J(P,C) = 13.2 Hz); 31P NMR (162 MHz, CD2Cl2): δ 64.9 (2J(Sn,P) = 122 Hz); HRMS (EI): calcd. for C31H43OP120Sn: 582.2073, found: m/z 582.2051 [M+]; IR (KBr): νmax 1187 (P=O) cm-1.
M.p. 77-79 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.83 (t, J = 7.3 Hz, 9H; Me), 0.87-0.99 (m, 6H; SnCH2), 1.21 (sextet, J = 7.1 Hz, 6H; SnCH2CH2CH 2), 1.27-1.45 (m, 6H; SnCH2CH 2), 1.98-2.28 (m, 2H; C=CCH2CH 2), 2.50-2.69 (m, 2H; C=CCH2), 2.78-2.96 (m, 2H; C=CCH2), 7.16 (t, J = 7.6 Hz, 1H; Ph), 7.26 (t, J = 7.6 Hz, 2H; Ph), 7.32-7.36 (m, 2H; PPh), 7.39-7.42 (m, 1H; PPh), 7.60 (d, J = 7.6 Hz, 2H; Ph), 7.72 (dd, J = 6.8, 11.2 Hz, 2H; PPh); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 10.0 (d, 3J(P,C) = 2.5 Hz), 13.6, 26.0 (d, 4J(P,C) = 2.5 Hz), 27.2, 29.0, 29.7 (d, 3J(P,C) = 13.2 Hz), 31.4 (d, 3J(P,C) = 19.8 Hz), 127.3 (d, J(P,C) = 50.4 Hz), 127.6 (d, J(P,C) = 37.2 Hz), 127.7, 128.5 (d, J(P,C) = 3.3 Hz), 128.6 (d, J(P,C) = 8.3 Hz), 130.4 (d, 3J(P,C) = 9.9 Hz), 131.2 (d, 1J(P,C) = 86.0 Hz), 131.3 (d, J(P,C) = 3.3 Hz), 131.9 (d, 1J(P,C) = 88.4 Hz), 133.5 (d, J(P,C) = 13.2 Hz), 153.8 (d, 2J(P,C) = 36.4 Hz), 171.3 (d, J(P,C) = 13.2 Hz); 31P NMR (162 MHz, CD2Cl2): δ 64.9 (2J(Sn,P) = 122 Hz); HRMS (EI): calcd. for C31H43OP120Sn: 582.2073, found: m/z 582.2051 [M+]; IR (KBr): νmax 1187 (P=O) cm-1.
(D)2,5−ビス(トリブチルスタンニル)ホスホール(4a)の合成
下記の方法に従って合成した。
下記の方法に従って合成した。
化合物2(6.70 g, 10.0 mmol)とTi(Oi−Pr)4(2.9 mL, 9.9 mmol)を含むEt2O溶液(190 mL)に−70℃にてi−PrMgCl(2.0 M, 10 mL, 20 mmol)を添加し、得られた混合物を−50℃にて攪拌した。2時間後、PhPCl2(1.4 mL, 10 mmol)を溶液に添加し、得られた混合物を0℃にて1時間攪拌した後、室温にて2時間攪拌した。その後、飽和水性NH4Cl溶液を添加し、セライトベッドで混合物を濾過した。有機層を分離し、水層をEtOAcで抽出した。抽出液をエバポレートし、油状残渣をCH2Cl2(ca. 100 mL)に溶解した。この溶液にH2O2(30 wt%, 1.7 mL, 15 mmol)を添加した。室温にて20分間攪拌した後、水を添加し、有機層を分離した。水層をCH2Cl2で3回抽出した。抽出液をあわせ、Na2SO4で乾燥させた後、減圧下でエバポレートした。残渣をシリカゲル(中性)カラムクロマトグラフィー(CH2Cl2→CH2Cl2/アセトン=20/1)にかけることで、目的とする化合物4aを薄黄色オイルとして得た(1.75 g, 22%)。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.81 (t, J = 7.3 Hz, 18 H; Me), 0.83-0.94 (m, 12H; SnCH2), 1.18 (sextet, J = 7.3 Hz, 12H; SnCH2CH2CH 2), 1.23-1.40 (m, 12H; SnCH2CH 2), 1.89-2.15 (m, 2H; C=CCH2CH 2), 2.45-2.65 (m, 4H; C=CCH2), 7.31-7.36 (m, 2H; PPh), 7.39-7.43 (m, 1H; PPh), 7.62-7.57 (m, 2H; PPh); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 9.8 (d, 3J(P,C) = 1.6 Hz), 13.6, 25.3 (d, 4J(P,C) = 2.5 Hz), 27.2, 29.1, 30.6 (d, 3J(P,C) = 6.2 Hz), 128.3 (d, 2J(P,C) = 10.7 Hz), 130.5 (d, 3J(P,C) = 9.1 Hz), 130.8 (d, 4J(P,C) = 2.5 Hz), 131.1 (d, 1J(P,C) = 124.0 Hz), 133.1 (d, 1J(P,C) = 43.0 Hz), 170.2 (d, 2J(P,C) = 22.3 Hz); 31P NMR (162 MHz, CDCl3): δ 78.2 (2J(Sn,P) = 116 Hz); HRMS (FAB): calcd. for C37H65OP116Sn118Sn: 790.2807, found: m/z 790.2830 [M+]; IR (KBr): νmax 1186 (P=O) cm-1. Anal. calcd. for C37H65OPSn2: C, 55.95; H, 8.25. Found: C, 56.12; H, 8.21.
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.81 (t, J = 7.3 Hz, 18 H; Me), 0.83-0.94 (m, 12H; SnCH2), 1.18 (sextet, J = 7.3 Hz, 12H; SnCH2CH2CH 2), 1.23-1.40 (m, 12H; SnCH2CH 2), 1.89-2.15 (m, 2H; C=CCH2CH 2), 2.45-2.65 (m, 4H; C=CCH2), 7.31-7.36 (m, 2H; PPh), 7.39-7.43 (m, 1H; PPh), 7.62-7.57 (m, 2H; PPh); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 9.8 (d, 3J(P,C) = 1.6 Hz), 13.6, 25.3 (d, 4J(P,C) = 2.5 Hz), 27.2, 29.1, 30.6 (d, 3J(P,C) = 6.2 Hz), 128.3 (d, 2J(P,C) = 10.7 Hz), 130.5 (d, 3J(P,C) = 9.1 Hz), 130.8 (d, 4J(P,C) = 2.5 Hz), 131.1 (d, 1J(P,C) = 124.0 Hz), 133.1 (d, 1J(P,C) = 43.0 Hz), 170.2 (d, 2J(P,C) = 22.3 Hz); 31P NMR (162 MHz, CDCl3): δ 78.2 (2J(Sn,P) = 116 Hz); HRMS (FAB): calcd. for C37H65OP116Sn118Sn: 790.2807, found: m/z 790.2830 [M+]; IR (KBr): νmax 1186 (P=O) cm-1. Anal. calcd. for C37H65OPSn2: C, 55.95; H, 8.25. Found: C, 56.12; H, 8.21.
(E)ジクロロ(4−ドデシルオキシフェニル)ホスフィンの合成
下記の方法に従って合成した。
下記の方法に従って合成した。
4−ドデシルオキシブロモベンゼン(10.3 g, 30.0 mmol)のEt2O溶液(62 mL)に0℃にてnBuLi(1.65 M, 18 mL, 30 mmol)を添加し、得られた混合物を室温にて1時間攪拌した。得られた溶液を−78℃に冷却した後、クロロビス(ジエチルアミノ)ホスフィン(6.4 mL, 30 mmol)を添加した。室温にて3.5時間攪拌した後、−78℃にてHCl(2.0 M, 60 mL, 120 mmol)を添加し、得られた懸濁液を室温にて19時間攪拌した。白色の沈殿物を濾過して除去し、得られた粗生成物を含むエーテル溶液(ca. 150 mL)をさらなる精製を行うことなく次の工程に供した。
(F)1−ドデシルオキシフェニル−2,5−ビス(トリブチルスタンニル)ホスホール(4b)の合成
下記の方法に従って合成した。
下記の方法に従って合成した。
化合物2(20.4 g, 30.4 mmol)とTi(Oi−Pr)4(8.8 mL, 30 mmol)を含むEt2O溶液(450 mL)に−70℃にてi−PrMgCl(2.0 M, 30 mL, 60 mmol)を添加し、得られた混合物を−50℃にて2時間攪拌した。ジクロロ(4−ドデシルオキシフェニル)ホスフィン(ca. 30 mmol)のエーテル溶液(150 mL)を添加した後、混合物を0℃にて1時間攪拌した後、室温にて3.5時間攪拌した。飽和水性NH4Cl溶液を添加し、得られた混合物をセライトベッドで濾過した。有機層を分離し、水層をEtOAcで抽出した。抽出液をエバポレートし、油状残渣をCH2Cl2(ca. 100 mL)に溶解した。この溶液にH2O2(30 wt%, 5.0 mL, 44 mmol)を添加した。室温にて20分間攪拌した後、水を添加し、有機層を分離した。水層をCH2Cl2で3回抽出した。抽出液をあわせ、Na2SO4で乾燥させた後、減圧下でエバポレートした。残渣をシリカゲル(中性)カラムクロマトグラフィー(CH2Cl2/ヘキサン=7/1→CH2Cl2)にかけることで、目的とする化合物4bを薄黄色オイルとして得た(1.76 g, 1,6−ヘプタジインから6%)。
1H NMR (400 MHz, CD2Cl2): δ 0.82 (t, J = 7.3 Hz, 18H; SnCH2CH2CH2CH 3), 0.86-0.94 (m, 15H; dodecyl-Me + SnCH2), 1.20 (sextet, J = 7.2 Hz, 12H; SnCH2CH2CH 2), 1.27-1.34 (m, 30H; dodecyl-CH2 + SnCH2CH2CH 2), 1.76 (quintet, J = 6.9 Hz, 2H; OCH2CH 2), 1.91-2.14 (m, 2H; C=CCH2CH2), 2.45-2.63 (m, 4H; C=CCH2), 3.95 (t, J = 6.3 Hz, 2H; OCH2), 6.85 (dd, J = 1.5, 8.8 Hz, 2H; PPh), 7.50 (dd, J = 8.8, 9.8 Hz, 2H; PPh); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 9.8 (d, 3J(P,C) = 1.6 Hz), 13.6, 14.1, 22.7, 25.3 (d, 4J(P,C) = 1.7 Hz), 26.0, 27.3, 29.0, 29.2, 29.4, 29.4, 29.6, 29.6, 29.6, 29.7, 30.6 (d, 3J(P,C) = 6.2 Hz), 31.9, 68.0, 114.4 (d, 2J(P,C) = 11.6 Hz), 121.6 (d. 1J(P,C) = 90.1 Hz), 132.2 (d, 3J(P,C) = 10.7 Hz), 133.2 (d, 1J(P,C) = 43.8 Hz), 161.5 (d, 4J(P,C) = 2.5 Hz), 169.7 (d, 2J(P,C) = 22.3 Hz); 31P NMR (162 MHz, CDCl3): δ 78.7 (2J(Sn,P) = 116 Hz); HRMS (FAB): calcd. for C49H89O2P120Sn2: 980.4644, found: m/z 980.4655 [M+]; IR (KBr): νmax 1174 (P=O) cm-1.
1H NMR (400 MHz, CD2Cl2): δ 0.82 (t, J = 7.3 Hz, 18H; SnCH2CH2CH2CH 3), 0.86-0.94 (m, 15H; dodecyl-Me + SnCH2), 1.20 (sextet, J = 7.2 Hz, 12H; SnCH2CH2CH 2), 1.27-1.34 (m, 30H; dodecyl-CH2 + SnCH2CH2CH 2), 1.76 (quintet, J = 6.9 Hz, 2H; OCH2CH 2), 1.91-2.14 (m, 2H; C=CCH2CH2), 2.45-2.63 (m, 4H; C=CCH2), 3.95 (t, J = 6.3 Hz, 2H; OCH2), 6.85 (dd, J = 1.5, 8.8 Hz, 2H; PPh), 7.50 (dd, J = 8.8, 9.8 Hz, 2H; PPh); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 9.8 (d, 3J(P,C) = 1.6 Hz), 13.6, 14.1, 22.7, 25.3 (d, 4J(P,C) = 1.7 Hz), 26.0, 27.3, 29.0, 29.2, 29.4, 29.4, 29.6, 29.6, 29.6, 29.7, 30.6 (d, 3J(P,C) = 6.2 Hz), 31.9, 68.0, 114.4 (d, 2J(P,C) = 11.6 Hz), 121.6 (d. 1J(P,C) = 90.1 Hz), 132.2 (d, 3J(P,C) = 10.7 Hz), 133.2 (d, 1J(P,C) = 43.8 Hz), 161.5 (d, 4J(P,C) = 2.5 Hz), 169.7 (d, 2J(P,C) = 22.3 Hz); 31P NMR (162 MHz, CDCl3): δ 78.7 (2J(Sn,P) = 116 Hz); HRMS (FAB): calcd. for C49H89O2P120Sn2: 980.4644, found: m/z 980.4655 [M+]; IR (KBr): νmax 1174 (P=O) cm-1.
実施例2:本発明のα位にハロゲン原子を有するホスホール化合物の合成
(A)1−ヨード−5−フェニルホスホール(5)の合成
下記の方法に従って合成した。
(A)1−ヨード−5−フェニルホスホール(5)の合成
下記の方法に従って合成した。
化合物3(582 mg, 1.00 mmol)のCH2Cl2溶液(10 mL)に−78℃にてNIS(266 mg, 1.18 mmol)のCH2Cl2(30 mL)/MeCN(5 mL)溶液を滴下した。反応混合物を−78℃にて15分間攪拌した後、室温にて30分間攪拌した。得られた混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2→CH2Cl2/アセトン=20/1)にかけることで、目的とする化合物5を黄色固体として得た(411 mg, 98%)。
M.p. 175 ℃ (dec); 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.07-2.29 (m, 2H; C=CCH2CH 2), 2.40-2.61 (m, 2H; C=CCH2), 2.95-3.09 (m, 2H; C=CCH2), 7.21-7.32 (m, 3H; Ph), 7.42 (dt, 2H, J = 2.9 Hz, 7.6 Hz; PPh), 7.51 (t, 1H, J = 6.8 Hz; PPh), 7.58 (d, 2H, J = 7.8 Hz; Ph), 7.75 (dd, 2H, J = 6.8 Hz, 12.2 Hz; PPh); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 25.0, 31.2 (d, 3J(P,C) = 12.4 Hz), 31.4 (d, 3J(P,C) = 9.9 Hz), 79.1 (d, 1J(P,C) = 95.1 Hz), 127.8 (d, 3J(P,C) = 6.6 Hz), 128.1, 128.4 (d, 1J(P,C) = 86.8 Hz), 128.8, 129.0 (d, 2J(P,C) = 12.4 Hz), 129.8 (d, 1J(P,C) = 96.7 Hz), 130.9 (d, 3J(P,C) = 9.9 Hz), 132.4 (d, 4J(P,C) = 2.5 Hz), 133.0 (d, 2J(P,C) = 12.4 Hz), 154.5 (d, 2J(P,C) = 24.0 Hz), 166.7 (d, 2J(P,C) = 27.3 Hz); 31P NMR (162 MHz, CD2Cl2): δ 51.5; HRMS (EI): calcd. for C19H16OPI: 417.9983, found: m/z 417.9984 [M+]; IR (KBr): νmax 1190 (P=O) cm-1. Anal. calcd. for C19H16OPI: C, 54.57; H, 3.86. Found: C, 54.32; H, 3.92.
M.p. 175 ℃ (dec); 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.07-2.29 (m, 2H; C=CCH2CH 2), 2.40-2.61 (m, 2H; C=CCH2), 2.95-3.09 (m, 2H; C=CCH2), 7.21-7.32 (m, 3H; Ph), 7.42 (dt, 2H, J = 2.9 Hz, 7.6 Hz; PPh), 7.51 (t, 1H, J = 6.8 Hz; PPh), 7.58 (d, 2H, J = 7.8 Hz; Ph), 7.75 (dd, 2H, J = 6.8 Hz, 12.2 Hz; PPh); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 25.0, 31.2 (d, 3J(P,C) = 12.4 Hz), 31.4 (d, 3J(P,C) = 9.9 Hz), 79.1 (d, 1J(P,C) = 95.1 Hz), 127.8 (d, 3J(P,C) = 6.6 Hz), 128.1, 128.4 (d, 1J(P,C) = 86.8 Hz), 128.8, 129.0 (d, 2J(P,C) = 12.4 Hz), 129.8 (d, 1J(P,C) = 96.7 Hz), 130.9 (d, 3J(P,C) = 9.9 Hz), 132.4 (d, 4J(P,C) = 2.5 Hz), 133.0 (d, 2J(P,C) = 12.4 Hz), 154.5 (d, 2J(P,C) = 24.0 Hz), 166.7 (d, 2J(P,C) = 27.3 Hz); 31P NMR (162 MHz, CD2Cl2): δ 51.5; HRMS (EI): calcd. for C19H16OPI: 417.9983, found: m/z 417.9984 [M+]; IR (KBr): νmax 1190 (P=O) cm-1. Anal. calcd. for C19H16OPI: C, 54.57; H, 3.86. Found: C, 54.32; H, 3.92.
(B)2,5−ジヨードホスホール(6a)の合成
下記の方法に従って合成した。
下記の方法に従って合成した。
化合物4a(716 mg, 0.90 mmol)のCH2Cl2溶液(18 mL)に−78℃にてNIS(498 mg, 2.21 mmol)のCH2Cl2(45 mL)/MeCN(8 mL)溶液を滴下した。反応混合物を−78℃にて15分間攪拌した後、室温にて30分間攪拌した。得られた混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2→CH2Cl2/アセトン=20/1)にかけることで、目的とする化合物6aを薄黄色固体として得た(380 mg, 90%)。
M.p. 130 ℃ (dec); 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.05-2.25 (m, 2H; C=CCH2CH 2), 2.48-2.68 (m, 4H; C=CCH2), 7.50 (dt, 2H, J = 3.1 Hz, J = 7.6 Hz; PPh), 7.59-7.63 (m, 1H; PPh), 7.69-7.74 (m, 2H; PPh); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 23.4 (d, 4J(P,C) = 1.7 Hz), 32.5 (d, 3J(P,C) = 9.9 Hz), 79.2 (d, 1J(P,C) = 95.6 Hz), 125.6 (d, 1J(P,C) = 103.3 Hz), 129.1 (d, 2J(P,C) = 13.2 Hz), 131.3 (d, 3J(P,C) = 10.7 Hz), 133.0 (d, 4J(P,C) = 3.3 Hz), 166.8 (d, 2J(P,C) = 24.8 Hz); 31P NMR (162 MHz, CD2Cl2): δ 48.4; HRMS (EI): calcd. for C13H11OPI2: 467.8637, found: m/z 467.8640 [M+]; IR (KBr): νmax 1203 (P=O) cm-1.
M.p. 130 ℃ (dec); 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.05-2.25 (m, 2H; C=CCH2CH 2), 2.48-2.68 (m, 4H; C=CCH2), 7.50 (dt, 2H, J = 3.1 Hz, J = 7.6 Hz; PPh), 7.59-7.63 (m, 1H; PPh), 7.69-7.74 (m, 2H; PPh); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 23.4 (d, 4J(P,C) = 1.7 Hz), 32.5 (d, 3J(P,C) = 9.9 Hz), 79.2 (d, 1J(P,C) = 95.6 Hz), 125.6 (d, 1J(P,C) = 103.3 Hz), 129.1 (d, 2J(P,C) = 13.2 Hz), 131.3 (d, 3J(P,C) = 10.7 Hz), 133.0 (d, 4J(P,C) = 3.3 Hz), 166.8 (d, 2J(P,C) = 24.8 Hz); 31P NMR (162 MHz, CD2Cl2): δ 48.4; HRMS (EI): calcd. for C13H11OPI2: 467.8637, found: m/z 467.8640 [M+]; IR (KBr): νmax 1203 (P=O) cm-1.
(C)1−ドデシルオキシフェニル−2,5−ジヨードホスホール(6b)の合成
下記の方法に従って合成した。
下記の方法に従って合成した。
化合物4b(145 mg, 0.15 mmol)のCH2Cl2溶液(3.0 mL)に−78℃にてNIS(83 mg, 0.37 mmol)のCH2Cl2(7.5 mL)/MeCN(1.4 mL)溶液を滴下した。反応混合物を−78℃にて15分間攪拌した後、室温にて40分間攪拌した。得られた混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2/ヘキサン=7/1→CH2Cl2/アセトン=20/1)にかけることで、目的とする化合物6bをオフ白色固体として得た(85 mg, 89%)。
M.p. 115-117 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.88 (t, J = 6.8 Hz, 3H; Me), 1.27-1.49 (m, 18H; dodecyl-CH2), 1.79 (quintet, J = 7.0 Hz, 2H; OCH2CH 2), 2.04-2.23 (m, 2H; C=CCH2CH 2), 2.47-2.66 (m, 4H; C=CCH2), 4.00 (t, J = 6.6 Hz, 2H; OCH2), 6.98 (dd, J = 2.4, 9.1 Hz, 2H; PPh), 7.58 (dd, J = 9.1, 12.2 Hz, 2H; PPh); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 14.1, 22.7, 23.4, 26.0, 29.1, 29.3, 29.6, 29.6, 29.6, 29.7, 31.9, 32.5 (d, 3J(P,C) = 9.9 Hz), 68.2, 79.7 (d, 1J(P,C) = 93.4 Hz), 115.2 (d, 2J(P,C) = 14.0 Hz), 115.5 (d, 1J(P,C) = 110.8 Hz), 133.2 (d, 3J(P,C) = 11.6 Hz), 163.1 (d, 4J(P,C) = 2.5 Hz), 166.2 (d, 2J(P,C) = 24.8 Hz); 31P NMR (162 MHz, CDCl3): δ 49.8; HRMS (FAB): calcd. for C25H35I2O2P: 652.0464, found: m/z 652.0461 [M+]; IR (KBr): νmax 1179 (P=O) cm-1. Anal. calcd. for C25H35I2O2P: C, 46.03; H, 5.41. Found: C, 45.96; H, 5.18.(ピークのオーバーラップによりドデシルオキシ基の炭素原子の1つは検出不可)
M.p. 115-117 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.88 (t, J = 6.8 Hz, 3H; Me), 1.27-1.49 (m, 18H; dodecyl-CH2), 1.79 (quintet, J = 7.0 Hz, 2H; OCH2CH 2), 2.04-2.23 (m, 2H; C=CCH2CH 2), 2.47-2.66 (m, 4H; C=CCH2), 4.00 (t, J = 6.6 Hz, 2H; OCH2), 6.98 (dd, J = 2.4, 9.1 Hz, 2H; PPh), 7.58 (dd, J = 9.1, 12.2 Hz, 2H; PPh); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 14.1, 22.7, 23.4, 26.0, 29.1, 29.3, 29.6, 29.6, 29.6, 29.7, 31.9, 32.5 (d, 3J(P,C) = 9.9 Hz), 68.2, 79.7 (d, 1J(P,C) = 93.4 Hz), 115.2 (d, 2J(P,C) = 14.0 Hz), 115.5 (d, 1J(P,C) = 110.8 Hz), 133.2 (d, 3J(P,C) = 11.6 Hz), 163.1 (d, 4J(P,C) = 2.5 Hz), 166.2 (d, 2J(P,C) = 24.8 Hz); 31P NMR (162 MHz, CDCl3): δ 49.8; HRMS (FAB): calcd. for C25H35I2O2P: 652.0464, found: m/z 652.0461 [M+]; IR (KBr): νmax 1179 (P=O) cm-1. Anal. calcd. for C25H35I2O2P: C, 46.03; H, 5.41. Found: C, 45.96; H, 5.18.(ピークのオーバーラップによりドデシルオキシ基の炭素原子の1つは検出不可)
また、下記の方法によっても合成した。
化合物4b(194 mg, ca. 0.19 mmol)のCH2Cl2溶液(1.0 mL)に−78℃にてNIS(110 mg, 0.489 mmol)のCH2Cl2(2.0 mL)/MeCN(1.0 mL)溶液を滴下した。−78℃にて20分間攪拌した後、室温にて15分間攪拌し、水を添加して有機層を分離した。水層をCH2Cl2で3回抽出した。抽出液をあわせ、Na2SO4で乾燥させた後、減圧下でエバポレートした。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2/ヘキサン=7/1→CH2Cl2/アセトン=20/1)にかけ、薄黄色画分を集め、エバポレートした。CH2Cl2/ヘキサンから残渣を再沈殿させることで、目的とする化合物6bをオフ白色固体として得た(43 mg, 化合物2から34%)。
また、下記の方法によっても合成した。
化合物4b(194 mg, ca. 0.19 mmol)のCH2Cl2溶液(1.0 mL)に0℃にてI2(123 mg, 0.484 mmol)のCH2Cl2溶液(3.0 mL)を滴下した。室温にて1時間攪拌した後、反応混合物を希薄水性Na2S2O3溶液と水で洗浄した。有機層をNa2SO4で乾燥させた後、減圧下でエバポレートした。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2/ヘキサン=7/1→CH2Cl2/アセトン=20/1)にかけ、薄黄色画分を集め、エバポレートした。残渣をヘキサンで洗浄することで、目的とする化合物6bをオフ白色固体として得た(46 mg, 化合物2から36%)。
実施例3:本発明のホスホール環を分子内に有する化合物の合成
(A)α,α’−ビホスホール(7)の合成
下記の方法に従って合成した。
(A)α,α’−ビホスホール(7)の合成
下記の方法に従って合成した。
Pd2(dba)3(94 mg, 0.10 mmol)、(2−フリル)3P(49 mg, 0.21 mmol)、NMP(5.0 mL)の混合物を室温にて1時間攪拌した。この混合物に、化合物3(578 mg, 1.00 mmol)、化合物5(432 mg, 1.00 mmol)、CuI(193 mg, 1.00 mmol)、NMP(15.0 mL)を添加した。得られた混合物を室温にて2.5時間攪拌した後、冷EtOAcを添加した。沈殿物を濾過して除去し、CHCl3を注入した。不溶性物質をセライトベッドで濾過して除去し、濾液をエバポレートすることで固体を得た。CHCl3/ヘキサンから固体残渣を再沈殿させることで、目的とする化合物7をオレンジ色固体として得た(495 mg, 85%; ジアステレオマーの混合物)。以下のスペクトルデータではジアステレオマーのそれぞれの帰属をAとBで示す。
TLC (CH2Cl2/acetone = 7/1): Rf = 0.30 (A), 0.51 (B). M.p. 275 ℃ (dec); 1H NMR (600 MHz, CD2Cl2): δ 1.78-1.85 (m, 2H; A), 1.90-1.98 (m, 2H; B), 2.07-2.18 (m, 2H; A, 2H; B), 2.39-2.48 (m, 2H; A, 2H; B), 2.60-2.66 (m, 2H; A), 2.69-2.77 (m, 4H; B), 2.86 (dd, J = 7.7, 18.2 Hz, 2H; A), 3.19-3.25 (m, 2H; B), 3.64 (dd, J = 7.7, 18.2 Hz, 2H; A), 7.17-7.21 (m, 2H; A, 2H; B), 7.26-7.32 (m, 8H; A, 4H; B), 7.42-7.49 (m, 2H; A, 6H; B), 7.50-7.54 (m, 4H; A), 7.56 (d, J = 7.4 Hz, 4H; B), 7.59 (d, J = 7.7 Hz, 4H; A), 7.83-7.86 (m, 4H; B); 13C NMR (100 MHz, Cl2CDCDCl2): δ 27.6, 28.0, 31.6 (t, J(C,P) = 5.8 Hz), 31.8 (t, J(C,P) = 5.8 Hz), 33.3 (t, J(C,P) = 5.8 Hz), 33.8 (t, J(C,P) = 5.8 Hz), 122.9 (d, J(C,P) = 105 Hz), 123.0 (d, J(C,P) = 104 Hz), 127.2, 128.2, 129.2 (t, J(C,P) = 3.3 Hz), 129.4, 129.5, 130.3, 130.3, 130.5 (t, J(C,P) = 5.8 Hz), 130.7 (t, J(C,P) = 5.8 Hz), 131.1, 131.5, 132.0 (t, J(C,P) = 5.0 Hz), 132.2 (t, J(C,P) = 5.0 Hz), 133.4, 133.6, 134.4, 134.4, 134.5, 134.5, 156.6, 156.8, 156.8, 156.9, 157.2, 157.3, 157.4, 161.6, 161.7, 161.8, 161.9, 161.9, 162.0 ; 31P NMR (162 MHz, CDCl3): δ 54.0 (A), 55.1 (B); HRMS (EI): calcd. for C38H32O2P2: 582.1878, found: m/z 582.1880 [M+]; IR (KBr): νmax 1184 (P=O) cm-1.(ピークが複雑なために化合物7の炭素原子は完全には帰属不可)
TLC (CH2Cl2/acetone = 7/1): Rf = 0.30 (A), 0.51 (B). M.p. 275 ℃ (dec); 1H NMR (600 MHz, CD2Cl2): δ 1.78-1.85 (m, 2H; A), 1.90-1.98 (m, 2H; B), 2.07-2.18 (m, 2H; A, 2H; B), 2.39-2.48 (m, 2H; A, 2H; B), 2.60-2.66 (m, 2H; A), 2.69-2.77 (m, 4H; B), 2.86 (dd, J = 7.7, 18.2 Hz, 2H; A), 3.19-3.25 (m, 2H; B), 3.64 (dd, J = 7.7, 18.2 Hz, 2H; A), 7.17-7.21 (m, 2H; A, 2H; B), 7.26-7.32 (m, 8H; A, 4H; B), 7.42-7.49 (m, 2H; A, 6H; B), 7.50-7.54 (m, 4H; A), 7.56 (d, J = 7.4 Hz, 4H; B), 7.59 (d, J = 7.7 Hz, 4H; A), 7.83-7.86 (m, 4H; B); 13C NMR (100 MHz, Cl2CDCDCl2): δ 27.6, 28.0, 31.6 (t, J(C,P) = 5.8 Hz), 31.8 (t, J(C,P) = 5.8 Hz), 33.3 (t, J(C,P) = 5.8 Hz), 33.8 (t, J(C,P) = 5.8 Hz), 122.9 (d, J(C,P) = 105 Hz), 123.0 (d, J(C,P) = 104 Hz), 127.2, 128.2, 129.2 (t, J(C,P) = 3.3 Hz), 129.4, 129.5, 130.3, 130.3, 130.5 (t, J(C,P) = 5.8 Hz), 130.7 (t, J(C,P) = 5.8 Hz), 131.1, 131.5, 132.0 (t, J(C,P) = 5.0 Hz), 132.2 (t, J(C,P) = 5.0 Hz), 133.4, 133.6, 134.4, 134.4, 134.5, 134.5, 156.6, 156.8, 156.8, 156.9, 157.2, 157.3, 157.4, 161.6, 161.7, 161.8, 161.9, 161.9, 162.0 ; 31P NMR (162 MHz, CDCl3): δ 54.0 (A), 55.1 (B); HRMS (EI): calcd. for C38H32O2P2: 582.1878, found: m/z 582.1880 [M+]; IR (KBr): νmax 1184 (P=O) cm-1.(ピークが複雑なために化合物7の炭素原子は完全には帰属不可)
(B)α,α’−ターホスホール(8)の合成
下記の方法に従って合成した。
下記の方法に従って合成した。
Pd2(dba)3(18.5 mg, 0.0202 mmol)、(2−フリル)3P(9.7 mg, 0.042 mmol)、NMP(1.0 mL)の混合物を室温にて1時間攪拌した。この混合物に、化合物5(97.6 mg, 0.233 mmol)、CuI(43.9 mg, 0.231 mmol)、化合物4a(76.6 mg, 0.0964 mmol)のNMP溶液(1.0 mL)を添加した。得られた混合物を室温にて5時間攪拌した後、EtOAcを添加し、飽和水性NH4Cl溶液を添加した。不溶性物質をセライトベッドで濾過して除去した。有機層を分離し、飽和水性NH4Cl溶液で2回洗浄し、食塩水で2回洗浄した後、Na2SO4で乾燥させてからエバポレートした。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(EtOAc/CHCl3=1/1→EtOAc/MeOH=20/1)にかけ、赤色画分を集め、エバポレートした。CH2Cl2/ヘキサンから固体残渣を再沈殿させることで、目的とする化合物8を暗赤色固体として得た(32 mg, 41%; ジアステレオマーの混合物)。以下のスペクトルデータではジアステレオマーのそれぞれの帰属をAとBとCで示す。
M.p. 160 ℃ (dec); 1H NMR (400 MHz, CD2Cl2): δ 1.56-3.61 (m, 18H), 7.14-7.80 (m, 25H); 31P NMR (243 MHz, CDCl3): δ 52.1 (t, J(P,P) = 30.9 Hz, 1P; A), 53.8 (pseudo t, J(P,P) = 30.9 Hz, 1P; B), 53.9 (d, J(P,P) = 30.9 Hz, 2P; A), 54.7 (pseudo d, J(P,P) = 30.6 Hz, 2P; C), 54.8 (d, J(P,P) = 30.9 Hz, 1P; B), 55.0 (d, J(P,P) = 33.8 Hz, 1P; B), 55.4 (dd, J(P,P) = 28.2, 36.4 Hz, 1P; C); HRMS (FAB): calcd. for C51H43O3P3: 796.2425, found: m/z 796.2418 [M+]; IR (KBr): νmax 1190 (P=O) cm-1.(溶解性が低いために化合物8の高S/N比の13C{1H}NMRスペクトルは取得不可)
M.p. 160 ℃ (dec); 1H NMR (400 MHz, CD2Cl2): δ 1.56-3.61 (m, 18H), 7.14-7.80 (m, 25H); 31P NMR (243 MHz, CDCl3): δ 52.1 (t, J(P,P) = 30.9 Hz, 1P; A), 53.8 (pseudo t, J(P,P) = 30.9 Hz, 1P; B), 53.9 (d, J(P,P) = 30.9 Hz, 2P; A), 54.7 (pseudo d, J(P,P) = 30.6 Hz, 2P; C), 54.8 (d, J(P,P) = 30.9 Hz, 1P; B), 55.0 (d, J(P,P) = 33.8 Hz, 1P; B), 55.4 (dd, J(P,P) = 28.2, 36.4 Hz, 1P; C); HRMS (FAB): calcd. for C51H43O3P3: 796.2425, found: m/z 796.2418 [M+]; IR (KBr): νmax 1190 (P=O) cm-1.(溶解性が低いために化合物8の高S/N比の13C{1H}NMRスペクトルは取得不可)
なお、シリカゲル上の残渣の質量分析により、上記の反応によって下記の化学構造式で示されるクオーターホスホール(S1)も生成することがわかった(単離精製不可)。この化合物の粗精製物のCH2Cl2中での吸収極大波長(λmax)は541nmであった。
(C)α,α’−ポリホスホール(9)の合成
下記の方法に従って合成した。
下記の方法に従って合成した。
Pd2(dba)3(9.2 mg, 0.010 mmol)、(2−フリル)3P(4.9 mg, 0.021 mmol)、NMP(0.5 mL)の混合物を室温にて1時間攪拌した。この混合物に、CuI(47.2 mg, 0.250 mmol)、化合物6b(65.8 mg, 0.100 mmol)、化合物4b(96.4 mg, 0.099 mmol)と化合物3(3.1 mg, 0.0053 mmol)のNMP溶液(2.0 mL)を添加した。室温にて49時間攪拌した後、得られた混合物をMeOH(500 mL)に注入し、得られた沈殿物を集め、ヘキサンとメタノールで洗浄した。固体をCHCl3に溶解し、不溶性物質をマイクロフィルター(0.45μm)で濾過して除去した。CHCl3−ヘキサンとそれに続くCHCl3−メタノールによる再沈殿を繰り返し行うことで、目的とする化合物9を暗青色固体として得た(42 mg, 51%)。この化合物のゲル濾過カラムクロマトグラフィー分析(ポリスチレン標準)によって求めた数平均分子量(Mn)は13000(n=32)、多分散性指数(PDI)は2.3であった。なお、化合物3を添加しなかった場合、得られた化合物の分子量分布は添加した場合のそれに比較して高分子側に偏った。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.88 (broad s, 3H; Me), 1.26-3.91 (m, 28H; CH2), 6.30-7.52 (m, 4H; PPh); 31P NMR (162 MHz, CDCl3): δ 51.6-56.4 (m); IR (KBr): νmax 1175 (P=O) cm-1.
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.88 (broad s, 3H; Me), 1.26-3.91 (m, 28H; CH2), 6.30-7.52 (m, 4H; PPh); 31P NMR (162 MHz, CDCl3): δ 51.6-56.4 (m); IR (KBr): νmax 1175 (P=O) cm-1.
(D)ホスホール−チオフェンブロックポリマーの合成
化合物4bと2,5−ジヨードチオフェンから上記と同様の方法で下記の化学構造式で表されるホスホール−チオフェンブロックポリマー(Ar:4−ドデシルオキシフェニル基)を合成した。この化合物のゲル濾過カラムクロマトグラフィー分析(ポリスチレン標準)によって求めた数平均分子量(Mn)は2500(n=5)、多分散性指数(PDI)は2.0であった。CH2Cl2中での吸収極大波長(λmax)は574nmであった。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.87 (broad s, 3H; Me), 1.25-2.81 (m, 26H; CH2), 3.92(2H; OCH2)6.86-7.63 (m, 6H; PPh, thiophene); 31P NMR (162 MHz, CDCl3): δ 48.0-54.0 (m).
化合物4bと2,5−ジヨードチオフェンから上記と同様の方法で下記の化学構造式で表されるホスホール−チオフェンブロックポリマー(Ar:4−ドデシルオキシフェニル基)を合成した。この化合物のゲル濾過カラムクロマトグラフィー分析(ポリスチレン標準)によって求めた数平均分子量(Mn)は2500(n=5)、多分散性指数(PDI)は2.0であった。CH2Cl2中での吸収極大波長(λmax)は574nmであった。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.87 (broad s, 3H; Me), 1.25-2.81 (m, 26H; CH2), 3.92(2H; OCH2)6.86-7.63 (m, 6H; PPh, thiophene); 31P NMR (162 MHz, CDCl3): δ 48.0-54.0 (m).
実施例4:本発明のホスホール環を分子内に有する化合物の機能性評価
化合物7、化合物8、化合物9のUV/Vis吸収スペクトル(CH2Cl2中)を図1に示し、光学データと酸化還元電位(サイクリックボルタンメトリーおよび微分パルスボルタンメトリーによる測定)を表1に示す。なお、図1と表1には下記の化学構造式で示されるモノマー10(Saito,A.et al.Chem.−Eur.J.2009,15,10000)のデータもあわせて示す。
化合物7、化合物8、化合物9のUV/Vis吸収スペクトル(CH2Cl2中)を図1に示し、光学データと酸化還元電位(サイクリックボルタンメトリーおよび微分パルスボルタンメトリーによる測定)を表1に示す。なお、図1と表1には下記の化学構造式で示されるモノマー10(Saito,A.et al.Chem.−Eur.J.2009,15,10000)のデータもあわせて示す。
図1と表1から明らかなように、本発明のホスホール環を分子内に有する化合物は、ホスホールユニットの数が増すにつれて、吸収極大波長(λmax)が長波長側にシフトした。下記の化学構造式で示されるビチオフェン11aおよびターチオフェン11b(Lee,S.et al.J.Phys.Chem.A 2000,104,1827)、ポリチオフェン12(Izumi,T.et al.J.Am.Chem.Soc.2003,125,5286)の吸収極大波長は、それぞれ376nm、404nm、546.3nmであることからすれば、本発明のホスホール環を分子内に有する化合物の吸収極大波長の長波長側へのシフトは顕著であり、とりわけ化合物9は、その立ち上がりが850nm(Eg=1.46eV)に達し、π−共役系が極めて効果的に拡張していることがわかった。以上の結果から、本発明のホスホール環を分子内に有する化合物は、光機能性材料として用いることができることがわかった。また、本発明のホスホール環を分子内に有する化合物の還元電位(Ered)は、ホスホールユニットの数が増すにつれて正側にシフトし、電子受容能が高まった。以上の結果から、本発明のホスホール環を分子内に有する化合物は、電子導電性材料としても用いることができることがわかった。
本発明は、ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物の製造に有用なホスホール化合物およびその製造方法、ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物の製造方法、ポリホスホールなどのホスホール環を分子内に有する化合物およびその機能性材料としての用途を提供することができる点において産業上の利用可能性を有する。
Claims (9)
- 請求項1記載のα位にスタンニル基を有するホスホール化合物が有するスタンニル基をハロゲン原子に置換することによる請求項3記載のα位にハロゲン原子を有するホスホール化合物の製造方法。
- 請求項1記載のα位にスタンニル基を有するホスホール化合物とハロゲン原子で置換された複素環化合物を金属触媒存在下でカップリングさせることによるホスホール環を分子内に有する化合物の製造方法。
- 請求項6記載のホスホール環を分子内に有する化合物からなる光機能性材料。
- 請求項6記載のホスホール環を分子内に有する化合物からなる電子導電性材料。
Applications Claiming Priority (3)
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JP2010058349 | 2010-03-15 | ||
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2011
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