JPWO2015129813A1 - 重水素化方法および重水素化触媒 - Google Patents

重水素化方法および重水素化触媒 Download PDF

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Abstract

本発明は、コスト面と重水素化率との両方に優れた重水素化方法、さらには、芳香族化合物の脱離基を選択的に重水素置換する方法、およびそれらに用いる重水素化触媒を提供する。本発明は、式（Ｉ）で表される化合物から誘導されるカルベン配位子と遷移金属とを含む重水素化触媒、およびそれを用いた重水素化方法に関する。

Description

本発明は、遷移金属触媒およびそれを用いる有機化合物の重水素化方法に関し、特に、Ｎ−ヘテロ環状カルベン（ＮＨＣ）型配位子の前駆体、およびその配位子を含む重水素化触媒に関する。
重水素化された化合物は、化学反応機構の解明や、体内動態解析に有用であるほか、医薬品の生理活性や薬物相互作用の制御において効果があることが知られている。とりわけ、高い重水素化率で重水素を導入した化合物が必要とされており、効率的な重水素導入法の必要性が近年急激に高まってきている。
特に、芳香環は生理活性物質に遍在する重要構造であり、芳香環への様々な重水素化手法が検討されている。芳香環の触媒的重水素化手法として、水素／重水素（Ｈ／Ｄ）交換反応が盛んに研究されているが、当該方法では、高価な重溶媒等の重水素化合物を大量に使用する必要があるのに加え、反応点の制御が難しく、高い重水素化率で重水素化生成物を得ることが困難である（非特許文献１参照）。
一方で、反応点の制御が容易な重水素化法として、ハロゲン化芳香族化合物のような脱離基を有する芳香族化合物を重水素化する方法が知られている。しかし、当該方法で問題になるのが、水素化の副反応であり、溶媒等に含まれる水素の反応系への混入による水素と重水素の競合、想定されないメカニズムの水素化反応の進行等により容易に重水素化率が低下する。
これに対して、重水素化率を高めるために、高価な重溶媒等の重水素化合物を大量に用いる方法（非特許文献２〜５参照）や、高価な遷移金属を基質に対して１モル当量以上使用する方法（非特許文献６および７参照）が知られているが、いずれもコスト面に問題がある。
また、これらの方法の多くで、芳香環以外の不飽和部位（例えば、アルケン部位）も同時に重水素化されるなど選択性に乏しいという問題もある（非特許文献４、５および７参照）。
このように、コスト面と重水素化率との両方に優れた、芳香環への選択的な重水素導入法は知られていない。
一方、遷移金属触媒に用いられる様々なＮ−ヘテロ環状カルベン（ＮＨＣ）型配位子が知られており、例えば、特許文献１には、クロスカップリングなどに有用な触媒の配位子前駆体が開示されている。しかし、特許文献１のようなカルベン配位子からなる遷移金属触媒を重水素化反応に用いた例は知られていない。
特願２０１２−２１４３９０号公報
Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 7744. Hetelocycles 1986, 24, 669. J. Labelled. Compd. Radiopharm. 1987, 24, 1445. Chem. Eur. J. 2008, 14, 3371. Org. Lett. 2004, 6, 3521. Tetrahedron Lett. 1973, 14, 4699. Tetrahedron Lett. 2002, 43, 5117.
本発明の目的は、コスト面と重水素化率との両方に優れた重水素化方法、さらには、芳香族化合物の脱離基（例えば、ハロゲン原子等）を選択的に重水素置換する方法、およびそれらに用いる重水素化触媒を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記化合物（Ｉ）由来の配位子を含む遷移金属触媒を用いて重水素化反応を行うことにより、過剰量の遷移金属や重水素試薬、重溶媒を使用せずとも高い重水素化率が実現でき、さらには、芳香族化合物の脱離基（例えば、ハロゲン原子等）を選択的に重水素置換できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の通りである。
［１］ 式（Ｉ）：
［式中、
環Ａ及び環Ｂは、それぞれ独立して、さらに置換されていてもよい芳香環を示し；
環Ｃは、さらに置換されていてもよいカチオン性二窒素含有環を示し；
Ｘ−は、アニオンを示し；
Ｙ１及びＹ２は、それぞれ独立して、結合手又はメチレンを示す。］
で表される化合物から誘導されるカルベン配位子と遷移金属とを含む重水素化触媒。
［２］ 式（Ｉ）：
［式中、
環Ａ及び環Ｂは、それぞれ独立して、さらに置換されていてもよい芳香環を示し；
環Ｃは、さらに置換されていてもよいカチオン性二窒素含有環を示し；
Ｘ−は、アニオンを示し；
Ｙ１及びＹ２は、それぞれ独立して、結合手又はメチレンを示す。］
で表される化合物と遷移金属化合物とから調製される重水素化触媒。
［３］ 遷移金属がパラジウムである、［１］または［２］に記載の重水素化触媒。
［４］ Ｘ−が、塩化物イオンである、［１］〜［３］の何れかに記載の重水素化触媒。
［５］ 芳香族炭素原子に結合した脱離基の重水素原子への置換反応を触媒するための、［１］〜［４］の何れかに記載の重水素化触媒。
［６］ 脱離基がハロゲン原子である、［５］に記載の重水素化触媒。
［７］ 式（Ｉ）：
［式中、
環Ａ及び環Ｂは、それぞれ独立して、さらに置換されていてもよい芳香環を示し；
環Ｃは、さらに置換されていてもよいカチオン性二窒素含有環を示し；
Ｘ−は、アニオンを示し；
Ｙ１及びＹ２は、それぞれ独立して、結合手又はメチレンを示す。］
で表される、重水素化触媒のための配位子前駆体。
［８］ 式（ＩＩ）：
［式中、
Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、それぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよい炭化水素基又は置換されていてもよいアミノ基を示し；
Ｒ１ｃは、それぞれ独立して、置換基を示し；
Ｒ２ａ及びＲ２ｂは、それぞれ独立して、水素原子又は置換されていてもよい炭化水素基を示し；
Ｒ２ｃは、それぞれ独立して、置換基を示し；
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、水素原子又は置換されていてもよい炭化水素基を示すか、或いはＲ３及びＲ４が結合する炭素原子と一緒になって置換されていてもよい環を形成していてもよく；
Ｘ−は、アニオンを示し；
Ｙは、結合手又はメチレンを示し；
ｎ１及びｎ２は、それぞれ独立して、０〜３の整数を示す。］
で表される化合物（ただし、３−（２−エチルフェニル）−４，５−ジメチル−１−（２，４，６−トリメチルベンジル）イミダゾリウムクロリド、１−（２，４，６−トリメチルベンジル）−３−（４−メトキシフェニル）−４，５−ジメチルイミダゾリウムクロリド及び１−（２，４，６−トリメチルベンジル）−４，５−ジメチル−３−フェニルイミダゾリウムクロリドを除く）。
［９］ Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、それぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよいアミノ基である、［８］に記載の化合物。
［１０］ Ｒ１ａ及びＲ１ｂの少なくとも一方が、水素原子ではない、［８］または［９］に記載の化合物。
［１１］ Ｒ２ａ及びＲ２ｂは、それぞれ独立して、水素原子又は置換されていてもよいアルキル基である、［８］〜［１０］の何れかに記載の化合物。
［１２］ Ｙが、結合手である、［８］〜［１１］の何れかに記載の化合物。
［１３］ Ｒ３及びＲ４が、メチルである、［８］〜［１２］の何れかに記載の化合物。
［１４］ Ｘ−が、塩化物イオンである、［８］〜［１３］の何れかに記載の化合物。
［１５］ ［８］〜［１４］の何れかに記載の化合物から誘導されるカルベン配位子と遷移金属とを含む錯体。
［１６］ ［８］〜［１４］の何れかに記載の化合物と遷移金属化合物とから調製される錯体。
［１７］ 脱離基を有する芳香族化合物を、有機溶媒中、［１］〜［６］の何れかに記載の重水素化触媒、重水素化剤及び塩基の存在下反応させることにより、芳香族炭素原子に結合した上記脱離基を重水素原子に置換する方法。
［１８］ 重水素化剤が、式（ＩＩＩ）：
［式中、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立して、置換基を示し；Ｄは、重水素原子を示す。］
で表される化合物である、［１７］に記載の方法。
［１９］ 重水素化剤の使用量が、上記脱離基に対して、１モル当量〜３モル当量である、［１７］または［１８］に記載の方法。
［２０］ 有機溶媒が重溶媒ではない、［１７］〜［１９］の何れかに記載の方法。
本発明の重水素化方法は、コスト面と重水素化率との両方に優れている。さらに、芳香族化合物の脱離基（例えば、ハロゲン原子等）を選択的に重水素置換することもできる。
以下、本明細書中で用いられる用語について詳述する。
本明細書中、「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子を示す。
本明細書中、「炭化水素基」としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルカジエニル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。
本明細書中、「アルキル（基）」とは、直鎖または分枝鎖の飽和炭化水素基を示し、例えば、Ｃ１−１０アルキル（基）、Ｃ１−６アルキル（基）等が挙げられ、その具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、１−エチルプロピル、ヘキシル、イソヘキシル、１，１−ジメチルブチル、２，２−ジメチルブチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル等が挙げられる。
本明細書中、「Ｃ１−２アルキル基」とは、メチルおよびエチルを示す。
本明細書中、「分枝鎖Ｃ３−６アルキル基」としては、例えば、イソプロピル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、１−エチルプロピル、イソヘキシル、１，１−ジメチルブチル、２，２−ジメチルブチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル等が挙げられる。中でも、好ましくは、第二級Ｃ３−６アルキル基である。
本明細書中、「第二級Ｃ３−６アルキル基」とは、２個のアルキル基で置換されたメチル基であって、炭素原子数が３〜６個のものを示し、例えば、イソプロピル、ｓｅｃ−ブチル、１−エチルプロピル等が挙げられる。
本明細書中、「アルケニル（基）」とは、１個以上の二重結合を含む直鎖または分枝鎖の不飽和炭化水素基を示し、例えば、Ｃ２−１０アルケニル（基）、Ｃ２−６アルケニル（基）等が挙げられ、その具体例としては、ビニル、１−プロペニル、２−プロペニル、２−メチル−１−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、３−メチル−２−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、４−ペンテニル、４−メチル−３−ペンテニル、１−ヘキセニル、３−ヘキセニル、５−ヘキセニル等が挙げられる。
本明細書中、「アルキニル（基）」とは、１個以上の三重結合を含む直鎖または分枝鎖の不飽和炭化水素基を示し、例えば、Ｃ２−１０アルキニル（基）、Ｃ２−６アルキニル（基）等が挙げられ、その具体例としては、エチニル、１−プロピニル、２−プロピニル、１−ブチニル、２−ブチニル、３−ブチニル、１−ペンチニル、２−ペンチニル、３−ペンチニル、４−ペンチニル、１，１−ジメチルプロプ−２−イン−１−イル、１−ヘキシニル、２−ヘキシニル、３−ヘキシニル、４−ヘキシニル、５−ヘキシニル等が挙げられる。
本明細書中、「アルコキシ（基）」とは、アルキル−オキシ基を示し、例えば、Ｃ１−１０アルコキシ（基）、Ｃ１−６アルコキシ（基）等が挙げられ、その具体例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、へキシルオキシ等が挙げられる。
本明細書中、「シクロアルキル（基）」とは、環状の飽和炭化水素基を示し、例えば、Ｃ３−８シクロアルキル（基）が挙げられ、その具体例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等が挙げられる。
本明細書中、「シクロアルケニル（基）」とは、１個の二重結合を含む環状の不飽和炭化水素基を示し、例えば、Ｃ３−８シクロアルケニル（基）が挙げられ、その具体例としては、シクロプロペニル、シクロブテニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル等が挙げられる。
本明細書中、「シクロアルカジエニル（基）」とは、２個の二重結合を含む環状の不飽和炭化水素基を示し、例えば、Ｃ４−８シクロアルカジエニル（基）が挙げられ、その具体例としては、１，３−シクロブタジエン−１−イル、１，３−シクロペンタジエン−１−イル、１，４−シクロペンタジエン−１−イル、２，４−シクロペンタジエン−１−イル、１，３−シクロヘキサジエン−１−イル、１，４−シクロヘキサジエン−１−イル、１，５−シクロヘキサジエン−１−イル、２，４−シクロヘキサジエン−１−イル、２，５−シクロヘキサジエン−１−イル等が挙げられる。
本明細書中、「芳香環基」とは、アリール基および芳香族複素環基を示す。
本明細書中、「アリール（基）」とは、環状の芳香族炭化水素基を示し、例えば、Ｃ６−１４アリール（基）が挙げられ、その具体例としては、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル等が挙げられる。
本明細書中、「アラルキル（基）」とは、アリール基で置換されたアルキル基を示し、例えば、Ｃ７−１３アラルキル（基）が挙げられ、その具体例としては、ベンジル、フェネチル等が挙げられる。
本明細書中、「複素環（基）」とは、芳香族複素環基および非芳香族複素環基を示す。
本明細書中、「芳香族複素環基」とは、単環式芳香族複素環基および縮合芳香族複素環基を示す。
本明細書中、「単環式芳香族複素環基」とは、環構成原子として炭素原子以外に酸素原子、硫黄原子および窒素原子から選ばれるヘテロ原子を含有する単環式芳香環基を示し、例えば、ヘテロ原子を１ないし４個含有する、５ないし７員の単環式芳香族複素環基、５または６員の単環式芳香族複素環基等が挙げられ、その具体例としては、フリル、チエニル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、トリアジニル等が挙げられる。
本明細書中、「縮合芳香族複素環基」とは、単環式芳香族複素環およびアレーン環から選ばれる１個以上の環と単環式芳香族複素環との縮合環から誘導される基を示し、例えば、８ないし１２員の縮合芳香族複素環基が挙げられ、その具体例としては、キノリル、イソキノリル、キナゾリル、キノキサリル、ベンゾフラニル、ベンゾチエニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾトリアゾリル、インドリル、インダゾリル、ピロロピラジニル、イミダゾピリジル、チエノピリジル、イミダゾピラジニル、ピラゾロピリジル、ピラゾロチエニル、ピラゾロトリアジニル等が挙げられる。
本明細書中、「非芳香族複素環基」とは、単環式非芳香族複素環基、縮合非芳香族複素環基およびスピロ型複素環基を示す。
本明細書中、「単環式非芳香族複素環基」とは、環構成原子として炭素原子以外に酸素原子、硫黄原子および窒素原子から選ばれるヘテロ原子を含有する単環式非芳香環基を示し、例えば、ヘテロ原子を１ないし４個含有する、３ないし８員の単環式非芳香族複素環基、５または６員の単環式非芳香族複素環基等が挙げられ、その具体例としては、アゼチジニル、ピロリジニル、ピペリジル、モルホリニル、チオモルホリニル、ピペラジニル、オキサゾリジニル、チアゾリジニル、ジヒドロチオピラニル、イミダゾリジニル、オキサゾリニル、チアゾリニル、イミダゾリニル、ジオキソリル、ジオキソラニル、ジヒドロオキサジアゾリル、ピラニル、テトラヒドロピラニル、チオピラニル、テトラヒドロチオピラニル、テトラヒドロフリル、オキセタニル、ピラゾリジニル、ピラゾリニル、テトラヒドロピリミジニル、ジヒドロトリアゾリル、テトラヒドロトリアゾリル、アゼパニル、ジヒドロピリジル、テトラヒドロピリジル等が挙げられる。
本明細書中、「縮合非芳香族複素環基」とは、アレーン環、単環式非芳香族複素環、単環式芳香族複素環、シクロアルカン環、シクロアルケン環、シクロアルカジエン環から選ばれる１個以上の環と単環式非芳香族複素環との縮合環から誘導される基を示し、例えば、８ないし１２員の縮合非芳香族複素環基等が挙げられ、その具体例としては、ジヒドロインドリル、ジヒドロイソインドリル、ジヒドロベンゾフラニル、テトラヒドロベンゾフラニル、ジヒドロベンゾジオキシニル、ジヒドロベンゾジオキセピニル、クロメニル、ジヒドロクロメニル、ジヒドロキノリル、テトラヒドロキノリル、ジヒドロイソキノリル、テトラヒドロイソキノリル、ジヒドロフタラジニル等が挙げられる。
本明細書中、「スピロ型複素環基」とは、単環式非芳香族複素環基又は縮合非芳香族複素環基が、単環式非芳香族複素環、シクロアルカン環、シクロアルケン環、シクロアルカジエン環から選ばれる環と１個の炭素原子を介してスピロ縮合している複素環基を示し、例えば、８ないし１２員のスピロ型複素環基が挙げられ、その具体例としては、オキサスピロデカンジエニル等の環が挙げられる。
本明細書中、「シクロアルカン環」とは、飽和炭化水素環を示し、例えば、Ｃ３−８シクロアルカン環が挙げられ、その具体例としては、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、シクロオクタンの環が挙げられる。
本明細書中、「シクロアルケン環」とは、１個の二重結合を含む不飽和炭化水素環を示し、例えば、Ｃ３−８シクロアルケン環が挙げられ、その具体例としては、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン等の環が挙げられる。
本明細書中、「シクロアルカジエン環」とは、２個の二重結合を含む不飽和炭化水素環を示し、例えば、Ｃ４−８シクロアルカジエン環が挙げられ、その具体例としては、シクロブタジエン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン等の環が挙げられる。
本明細書中、「芳香環」とは、アレーン環および芳香族複素環を示す。
本明細書中、「アレーン環」とは、芳香族炭化水素環を示し、例えば、Ｃ６−１４アレーン環等が挙げられ、その具体例としては、ベンゼン、ナフタレン等の環が挙げられる。
本明細書中、「複素環」とは、芳香族複素環および非芳香族複素環を示す。
本明細書中、「芳香族複素環」とは、単環式芳香族複素環および縮合芳香族複素環を示す。
本明細書中、「単環式芳香族複素環」とは、環構成原子として炭素原子以外に酸素原子、硫黄原子および窒素原子から選ばれるヘテロ原子を含有する単環式芳香環を示し、例えば、ヘテロ原子を１ないし４個含有する、５ないし７員の単環式芳香族複素環、５または６員の単環式芳香族複素環等が挙げられ、その具体例としては、フラン、チオフェン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、チアゾール、イソチアゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール、テトラゾール、トリアジン等の環が挙げられる。
本明細書中、「縮合芳香族複素環」とは、単環式芳香族複素環およびアレーン環から選ばれる１個以上の環と単環式芳香族複素環との縮合環を示し、例えば、８ないし１２員の縮合芳香族複素環等が挙げられ、その具体例としては、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、キノキサリン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、インドール、インダゾール、ピロロピラジン、イミダゾピリジン、チエノピリジン、イミダゾピラジン、ピラゾロピリジン、ピラゾロチオフェン、ピラゾロトリアジン等の環が挙げられる。
本明細書中、「非芳香族複素環」とは、単環式非芳香族複素環、縮合非芳香族複素環、スピロ型複素環を示す。
本明細書中、「単環式非芳香族複素環」とは、環構成原子として炭素原子以外に酸素原子、硫黄原子および窒素原子から選ばれるヘテロ原子を含有する単環式非芳香環を示し、例えば、ヘテロ原子を１ないし４個含有する、３ないし８員の単環式非芳香族複素環、５または６員の単環式非芳香族複素環等が挙げられ、その具体例としては、アゼチジン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、チオモルホリン、ピペラジン、オキサゾリジン、チアゾリジン、ジヒドロチオピラン、イミダゾリジン、オキサゾリン、チアゾリン、イミダゾリン、ジオキソール、ジオキソラン、ジヒドロオキサジアゾール、ピラン、ジヒドロピラン、テトラヒドロピラン、チオピラン、ジヒドロチオピラン、テトラヒドロチオピラン、テトラヒドロフラン、オキセタン、ピラゾリジン、ピラゾリン、テトラヒドロピリミジン、ジヒドロトリアゾール、テトラヒドロトリアゾール、アゼパン、ジヒドロピリジン、テトラヒドロピリジン等の環が挙げられる。
本明細書中、「縮合非芳香族複素環」とは、アレーン環、単環式非芳香族複素環、単環式芳香族複素環、シクロアルカン環、シクロアルケン環、シクロアルカジエン環から選ばれる１個以上の環と単環式非芳香族複素環との縮合環を示し、例えば、８ないし１２員の縮合非芳香族複素環が挙げられ、その具体例としては、ジヒドロインドール、ジヒドロイソインドール、ジヒドロベンゾフラン、テトラヒドロベンゾフラン、ジヒドロベンゾジオキシン、ジヒドロベンゾジオキセピン、クロメン、ジヒドロクロメン、ジヒドロキノリン、テトラヒドロキノリン、ジヒドロイソキノリン、テトラヒドロイソキノリン、ジヒドロフタラジン、ベンゾチアジン等の環が挙げられる。
本明細書中、「スピロ型複素環」とは、単環式非芳香族複素環又は縮合非芳香族複素環が、単環式非芳香族複素環、シクロアルカン環、シクロアルケン環、シクロアルカジエン環から選ばれる環と１個の炭素原子を介してスピロ縮合している複素環を示し、例えば、８ないし１２員のスピロ型複素環が挙げられ、その具体例としては、オキサスピロデカンジエン等の環が挙げられる。
本明細書中、「カチオン性二窒素含有環」とは、カチオン性単環式二窒素含有環及びカチオン性縮合二窒素含有環を示す。
本明細書中、「カチオン性単環式二窒素含有環」とは、環構成構造「Ｎ＋＝ＣＨ−Ｎ」を有し、且つ環構成原子として炭素原子以外に酸素原子、硫黄原子および窒素原子から選ばれるヘテロ原子をさらに含有していてもよいカチオン性の複素環を示し、例えば、５ないし７員のカチオン性単環式二窒素含有環、５員のカチオン性単環式二窒素含有環等が挙げられ、その具体例としては、イミダゾリウム（１Ｈ−イミダゾール−３−イウム）、ジヒドロイミダゾリウム（４，５−ジヒドロ−１Ｈ−イミダゾール−３−イウム）、ジヒドロピリミジニウム（例、１，６−ジヒドロピリミジン−３−イウム等）、テトラヒドロピリミジニウム（１，４，５，６−テトラヒドロピリミジン−３−イウム）、ジアゼピニウム（１Ｈ−１，３−ジアゼピン−３−イウム）、ジヒドロジアゼピニウム（例、６，７−ジヒドロ−１Ｈ−１，３−ジアゼピン−３−イウム等）、テトラヒドロジアゼピニウム（４，５，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ−１，３−ジアゼピン−３−イウム）等の環が挙げられる。
本明細書中、「カチオン性縮合二窒素含有環」とは、複素環、アレーン環、シクロアルカン環、シクロアルケン環及びシクロアルカジエン環から選ばれる１個以上の環とカチオン性単環式二窒素含有環との縮合環を示し、例えば、８ないし１６員のカチオン性縮合二窒素含有環、８ないし１２員のカチオン性縮合二窒素含有環等が挙げられ、その具体例としては、ベンゾイミダゾリウム、ジヒドロベンゾイミダゾリウム、テトラヒドロベンゾイミダゾリウム、テトラヒドロシクロペンタイミダゾリウム、ジヒドロキナゾリニウム等の環が挙げられる。
本明細書中、「置換基」としては、例えば、シアノ基、ニトロ基、アシル基、置換されていてもよい炭化水素基、置換されていてもよい複素環基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいカルバモイル基、置換されていてもよいヒドロキシ基等が挙げられる。
本明細書中、「置換されていてもよい」とは、任意の置換基で置換されていてもよいことを示し、ある実施態様では、特に断わりのない限り、例えば、
「置換されていてもよいアミノ基」または「置換されていてもよいカルバモイル基」の場合は、アミノ基またはカルバモイル基が、アシル基、置換されていてもよい炭化水素基、置換されていてもよい複素環基等から選ばれる置換基でモノまたはジ−置換されていてもよいことを示し；
「置換されていてもよいヒドロキシ基」又は「置換されていてもよいスルファニル基」の場合は、ヒドロキシ基が、アシル基、置換されていてもよい炭化水素基、置換されていてもよい複素環基等から選ばれる置換基で置換されていてもよいこと示し；
その他の場合は、対象の基が、下記置換基群（１）〜（８）等から選ばれる１〜３個の置換基で置換されていてもよいことを示す。
置換基群（１）：アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルカジエニル基、アリール基、アラルキル基、複素環基；
置換基群（２）：ホルミル基、アルキル−カルボニル基、アルケニル−カルボニル基、アルキニル−カルボニル基、シクロアルキル−カルボニル基、シクロアルケニル−カルボニル基、シクロアルカジエニル−カルボニル基、アリール−カルボニル基、アラルキル−カルボニル基、複素環−カルボニル基；
置換基群（３）：カルボキシ基、アルコキシ−カルボニル基、アルケニル−オキシカルボニル基、アルキニル−オキシカルボニル基、シクロアルキル−オキシカルボニル基、シクロアルケニル−オキシカルボニル基、シクロアルカジエニル−オキシカルボニル基、アリール−オキシカルボニル基、アラルキル−オキシカルボニル基、複素環−オキシカルボニル基；
置換基群（４）：カルバモイル基、モノまたはジ−アルキル−カルバモイル基、モノまたはジ−アルケニル−カルバモイル基、モノまたはジ−アルキニル−カルバモイル基、モノまたはジ−シクロアルキル−カルバモイル基、モノまたはジ−シクロアルケニル−カルバモイル基、モノまたはジ−シクロアルカジエニル−カルバモイル基、モノまたはジ−アリール−カルバモイル基、モノまたはジ−アラルキル−カルバモイル基、モノまたはジ−複素環−カルバモイル基；
置換基群（５）：ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルケニル−オキシ基、アルキニル−オキシ基、シクロアルキル−オキシ基、シクロアルケニル−オキシ基、シクロアルカジエニル−オキシ基、アリール−オキシ基、アラルキル−オキシ基、複素環−オキシ基；
置換基群（６）：アルキル−カルボニルオキシ基、アルケニル−カルボニルオキシ基、アルキニル−カルボニルオキシ基、シクロアルキル−カルボニルオキシ基、シクロアルケニル−カルボニルオキシ基、シクロアルカジエニル−カルボニルオキシ基、アリール−カルボニルオキシ基、アラルキル−カルボニルオキシ基、複素環−カルボニルオキシ基；
置換基群（７）：アミノ基、モノまたはジ−アルキル−アミノ基、モノまたはジ−アルケニル−アミノ基、モノまたはジ−アルキニル−アミノ基、モノまたはジ−シクロアルキル−アミノ基、モノまたはジ−シクロアルケニル−アミノ基、モノまたはジ−シクロアルカジエニル−アミノ基、モノまたはジ−アリール−アミノ基、モノまたはジ−アラルキル−アミノ基、モノまたはジ−複素環−アミノ基；
置換基群（８）：ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基。
本明細書中、「アシル基」とは、式「−Ｃ（＝Ｏ）−Ｚ−Ｇ」（式中、Ｇは、水素原子、置換されていてもよい炭化水素基または置換されていてもよい複素環基を示し；Ｚは、結合手またはＯを示す。）で表される基を示す。
本明細書中、「アニオン」とは、有機又は無機の１〜５価の陰イオンを示し、例えば、ハロゲン化物イオン類（例、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等）、ホウ酸イオン類（例、テトラフルオロホウ酸イオン、テトラフェニルホウ酸イオン、ブチルトリフェニルホウ酸イオン等）、リン酸イオン類（例、ヘキサフルオロリン酸イオン等）、アンチモン酸イオン類（例、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン等）、ヒ酸イオン類（例、ヘキサフルオロヒ酸イオン等）、カルボン酸イオン類（例、ギ酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、乳酸イオン、プロピオン酸イオン、安息香酸イオン、シュウ酸イオン、コハク酸イオン、ステアリン酸イオン等）、スルホン酸イオン類（例、メタンスルホン酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、ナフタレンスルホン酸イオン、ニトロベンゼンスルホン酸イオン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオン、エタンスルホン酸イオン等）、スルホン酸イミドイオン類（例、ビス（トリフルオロメタンスルホン酸）イミドイオン等）、過ハロゲン酸イオン類（例、過塩素酸イオン、過ヨウ素酸イオン等）、チオシアン酸イオン、硝酸イオン等が挙げられる。
本明細書中、「遷移金属」とは、周期表の第３族から第１１族に属する元素を示す。
本明細書中、「塩基性塩類」としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、酢酸ナトリウム、酢酸アンモニウム等が挙げられる。
本明細書中、「金属水素化物類」としては、例えば、水素化ナトリウム、水素化カリウム等が挙げられる。
本明細書中、「アルカリ金属水酸化物類」としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウムなどが挙げられる。
本明細書中、「アルカリ金属炭酸塩類」としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム等が挙げられる。
本明細書中、「アルカリ金属フッ化物類」としては、例えば、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム等が挙げられる。
本明細書中、「アルカリ金属リン酸塩類」としては、例えば、リン酸ナトリウム、リン酸カリウムなどが挙げられる。
本明細書中、「芳香族アミン類」としては、例えば、ピリジン、ルチジン等が挙げられる。
本明細書中、「第３級アミン類」としては、例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、４−ジメチルアミノピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−メチルピロリジン、Ｎ−メチルモルホリン、１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデカ−７−エン等が挙げられる。
本明細書中、「金属アミド類」としては、例えば、ナトリウムアミド、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムヘキサメチルジシラジド等が挙げられる。
本明細書中、「アルキル金属類」としては、例えば、ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔｅｒｔ−ブチルリチウム等が挙げられる。
本明細書中、「アリール金属類」としては、例えば、フェニルリチウム等が挙げられる。
本明細書中、「金属アルコキシド類」としては、例えば、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド等が挙げられる。
本明細書中、「炭化水素類」としては、例えば、ヘキサンなど脂肪族炭化水素、シクロヘキサンなどの脂環族炭化水素、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素等が挙げられる。
本明細書中、「ハロゲン化炭化水素類」としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン等が挙げられる。
本明細書中、「アルコール類」としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。
本明細書中、「エーテル類」としては、例えば、ジメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテルなどの鎖状エーテル、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフランなどの環状エーテル等が挙げられる。
本明細書中、「エステル類」としては、例えば、酢酸エチル等が挙げられる。
本明細書中、「ケトン類」としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。
本明細書中、「アミド類」としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
本明細書中、「ニトリル類」としては、例えば、アセトニトリル等が挙げられる。
本明細書中、「スルホキシド類」としては、例えば、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
本明細書中、「重溶媒」とは、溶媒分子に含まれる水素原子の一部または全部を重水素原子に置き換えた溶媒を示す。
本明細書中、「重水素化率」とは、重水素化または水素化が行われたある特定の反応部位における、重水素化の割合を示す。
本明細書中、「脱離基」とは、求核置換反応により容易に脱離するものとして一般的に知られている基を示し、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、エチルスルホニルオキシ基、プロピルスルホニルオキシ基、イソプロピルスルホニルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルスルホニルオキシ基、トリフルオロメチルスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、２，４，６−トリメチルベンゼンスルホニルオキシ基、２−ニトロベンゼンスルホニルオキシ基、４−ニトロベンゼンスルホニルオキシ基、ジメチルスルファモイル基、ジエチルスルファモイル基、モルホリノスルホニルオキシ基等が挙げられ、好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子及びジメチルスルファモイル基であり、より好ましくは、塩素原子である。
本発明は、化合物（Ｉ）から誘導されるカルベン配位子と遷移金属とを含む重水素化触媒を提供する。また、本発明は、化合物（Ｉ）と遷移金属化合物とから調製される重水素化触媒を提供する。また、本発明は、式（Ｉ）で表される、重水素化触媒のための配位子前駆体を提供する。本発明の重水素化触媒および配位子前駆体において、化合物（Ｉ）は、好ましくは、化合物（ＩＩ）である。化合物（ＩＩ）を用いて重水素化することにより、より高い収率で重水素化生成物を得ることができる。
以下、式（Ｉ）及び式（ＩＩ）の各記号について説明する。
環Ａは、さらに置換されていてもよい芳香環を示す。環Ａは、好ましくは、さらに置換されていてもよいアレーン環であり；より好ましくは、さらに置換されていてもよいベンゼン環であり；さらに好ましくは、式（Ａ）：
で表される環であり；特に好ましくは、式（Ａ１）：
で表される環、又は式（Ａ２）：
で表される環である。
環Ａで示される、「さらに置換されていてもよい芳香環」、「さらに置換されていてもよいアレーン環」、「さらに置換されていてもよいＣ６−１４アレーン環」または「さらに置換されていてもよいベンゼン環」の置換基としては、例えば、シアノ基、ニトロ基、アシル基、置換されていてもよい炭化水素基、置換されていてもよい複素環基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいカルバモイル基、置換されていてもよいヒドロキシ基等が挙げられる。当該置換基は、好ましくは、置換されていてもよい炭化水素基、置換されていてもよいアミノ基または置換されていてもよいヒドロキシ基であり、より好ましくは、置換されていてもよい炭化水素基または置換されていてもよいアミノ基である。置換基の数は、例えば、１ないし５個、好ましくは１ないし３個である。置換基の数が２個以上の場合、各置換基は同一であっても異なっていてもよい。
ある実施形態では、Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、それぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよい炭化水素基、置換されていてもよいアミノ基又は置換されていてもよいヒドロキシ基を示す。
好ましくは、Ｒ１ａ及びＲ１ｂが、それぞれ独立して、(1) 水素原子、(2) 置換されていてもよいアルキル基、(3) 置換されていてもよいアリール基、(4) 置換されていてもよいアルキル基でモノ又はジ置換されていてもよいアミノ基、又は(5) 置換されていてもよいアルキル基で置換されていてもよいヒドロキシ基である。
より好ましくは、Ｒ１ａ及びＲ１ｂが、それぞれ独立して、(1) 水素原子、(2) １〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されていてもよいＣ１−６アルキル基（例、メチル、エチル、イソプロピル、ジフェニルメチル等）、(3) Ｃ６−１４アリール基（例、フェニル等）、(4) Ｃ１−６アルキル基でモノ又はジ置換されていてもよいアミノ基（例、ジメチルアミノ等）、又は(5) Ｃ１−６アルキル基で置換されていてもよいヒドロキシ基（例、メトキシ等）である。
別の実施形態では、Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、水素原子、置換されていてもよい炭化水素基、置換されていてもよいアミノ基を示す。
ある好ましい実施形態では、Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、それぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基又は置換されていてもよいアミノ基である。より好ましい実施形態では、Ｒ１ａ及びＲ１ｂの少なくとも一方が、水素原子ではない。
好ましくは、Ｒ１ａ及びＲ１ｂが、それぞれ独立して、(1) 水素原子、(2) 置換されていてもよいアルキル基、(3) 置換されていてもよいアリール基、又は(4) 置換されていてもよいアルキル基でモノ又はジ置換されていてもよいアミノ基である。
より好ましくは、Ｒ１ａ及びＲ１ｂが、それぞれ独立して、(1) 水素原子、(2) １〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されていてもよいＣ１−６アルキル基（例、メチル、エチル、ｔｅｒｔブチル、イソプロピル、ジフェニルメチル等）、(3) Ｃ６−１４アリール基（例、フェニル等）、又は(4)Ｃ１−６アルキル基でモノ又はジ置換されていてもよいアミノ基（例、ジメチルアミノ等）である。
さらに好ましくは、Ｒ１ａ及びＲ１ｂが、それぞれ独立して、(1) 水素原子、(2) １〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されていてもよいＣ１−６アルキル基（例、メチル、エチル、ｔｅｒｔブチル、イソプロピル、ジフェニルメチル等）、又は(3)Ｃ１−６アルキル基でモノ又はジ置換されていてもよいアミノ基（例、ジメチルアミノ等）である。
特に好ましくは、Ｒ１ａ及びＲ１ｂが、それぞれ独立して、(1) 水素原子、(2) 分枝鎖Ｃ３−６アルキル基（特に、第二級Ｃ３−６アルキル基）（例、イソプロピル等）、又は(3) １〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されたＣ１−２アルキル基（例、ジフェニルメチル等）であり、Ｒ１ａ及びＲ１ｂの少なくとも一方が、水素原子ではない。
別の好ましい実施形態では、Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、それぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよいアミノ基である。より好ましい実施形態では、Ｒ１ａ及びＲ１ｂの少なくとも一方が、水素原子ではない。
好ましくは、
Ｒ１ａが、(1) １〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されていてもよいＣ１−６アルキル基（例、メチル、イソプロピル、ジフェニルメチル等）、又は(2) Ｃ１−６アルキル基でモノ又はジ置換されていてもよいアミノ基（例、ジメチルアミノ等）であり；且つ
Ｒ１ｂが、(1) 水素原子、又は(2) １〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されていてもよいＣ１−６アルキル基（例、メチル、イソプロピル、ジフェニルメチル等）である。
より好ましくは、Ｒ１ａ及びＲ１ｂが、それぞれ独立して、１〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されていてもよいＣ１−６アルキル基（例、メチル、イソプロピル、ジフェニルメチル等）である。
さらに好ましくは、Ｒ１ａ及びＲ１ｂが、それぞれ独立して、(1) 分枝鎖Ｃ３−６アルキル基（特に、第二級Ｃ３−６アルキル基）（例、イソプロピル等）、又は(2) １〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されたＣ１−２アルキル基（例、ジフェニルメチル等）である。
Ｒ１ｃは、それぞれ独立して、置換基を示し；好ましくは、それぞれ独立して、置換されていてもよい炭化水素基であり；より好ましくは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル基であり；特に好ましくは、それぞれ独立して、Ｃ１−６アルキル基（例、メチル等）である。
ｎ１は、０〜３の整数を示し；好ましくは、０又は１である。
環Ｂは、さらに置換されていてもよい芳香環を示す。環Ｂは、好ましくは、さらに置換されていてもよいアレーン環であり；より好ましくは、さらに置換されていてもよいベンゼン環であり；さらに好ましくは、式（Ｂ）：
で表される環であり；さらにより好ましくは、式（Ｂ１）：
で表される環、または式（Ｂ２）：
で表される環であり；特に好ましくは、式（Ｂ１）：
で表される環である。
環Ｂで示される、「さらに置換されていてもよい芳香環」、「さらに置換されていてもよいアレーン環」、「さらに置換されていてもよいＣ６−１４アレーン環」または「さらに置換されていてもよいベンゼン環」の置換基としては、例えば、シアノ基、ニトロ基、アシル基、置換されていてもよい炭化水素基、置換されていてもよい複素環基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいカルバモイル基および置換されていてもよいヒドロキシ基等が挙げられる。置換基の数は、例えば、１ないし５個、好ましくは１ないし３個である。置換基の数が２個以上の場合、各置換基は同一であっても異なっていてもよい。
Ｒ２ａ及びＲ２ｂは、それぞれ独立して、水素原子又は置換されていてもよい炭化水素基を示す。
好ましくは、Ｒ２ａ及びＲ２ｂが、それぞれ独立して、水素原子又は置換されていてもよいアルキル基である。より好ましくは、Ｒ２ａ及びＲ２ｂが、それぞれ独立して、水素原子、又は１〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されていてもよいＣ１−６アルキル基（例、メチル、イソプロピル、ジフェニルメチル）である。さらに好ましくは、Ｒ２ａ及びＲ２ｂが、それぞれ独立して、１〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されていてもよいＣ１−６アルキル基（例、メチル、イソプロピル、ジフェニルメチル等）である。特に好ましくは、Ｒ２ａ及びＲ２ｂが、それぞれ独立して、Ｃ１−６アルキル基（例、メチル、イソプロピル等）である。
Ｒ２ｃは、それぞれ独立して、置換基を示し；好ましくは、それぞれ独立して、置換されていてもよい炭化水素基であり；より好ましくは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル基であり；さらに好ましくは、それぞれ独立して、Ｃ１−６アルキル基（例、メチル、イソプロピル等）である。
ｎ２は、０〜３の整数を示し；好ましくは、０又は１であり；より好ましくは、１である。
環Ｃは、さらに置換されていてもよいカチオン性二窒素含有環を示す。環Ｃは、好ましくは、さらに置換されていてもよい５員のカチオン性単環式二窒素含有環であり；より好ましくは、式（Ｃ１）：
で表される環であり；さらに好ましくは、式（Ｃ２）：
で表される環である。
環Ｃで示される、「さらに置換されていてもよいカチオン性二窒素含有環」または「さらに置換されていてもよい５員のカチオン性単環式二窒素含有環」の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アシル基、置換されていてもよい炭化水素基、置換されていてもよい複素環基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいカルバモイル基、置換されていてもよいヒドロキシ基等が挙げられる。当該置換基は、好ましくは、置換されていてもよい炭化水素基である。置換基の数は、例えば、１ないし５個、好ましくは１ないし３個である。置換基数が２個以上の場合、各置換基は同一であっても異なっていてもよい。
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、水素原子又は置換されていてもよい炭化水素基を示すか、或いはＲ３及びＲ４が結合する炭素原子と一緒になって置換されていてもよい環を形成していてもよい。
Ｒ３及びＲ４により形成される「置換されていてもよい環」の「環」としては、例えば、複素環、アレーン環、シクロアルカン環、シクロアルケン環及びシクロアルカジエン環が挙げられる。
Ｒ３及びＲ４は、好ましくは、それぞれ独立して、水素原子又は置換されていてもよい炭化水素基であり；より好ましくは、それぞれ独立して、水素原子又は置換されていてもよいアルキル基であり；さらに好ましくは、それぞれ独立して、水素原子又はＣ１−６アルキル基（例、メチル等）であり；さらにより好ましくは、それぞれ独立して、Ｃ１−６アルキル基（例、メチル等）であり；特に好ましくは、メチルである。
式（Ｃ１）において、式：
で表される部分は、単結合または二重結合を示す。
Ｘ−は、アニオンを示す。Ｘ−は、好ましくは、ハロゲン化物イオン類（例、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等）、ホウ酸イオン類（例、テトラフルオロホウ酸イオン、テトラフェニルホウ酸イオン、ブチルトリフェニルホウ酸イオン等）、リン酸イオン類（例、ヘキサフルオロリン酸イオン等）、アンチモン酸イオン類（例、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン等）等であり；より好ましくは、ハロゲン化物イオン類（例、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等）であり；さらに好ましくは、塩化物イオンである。
式（Ｉ）において、Ｙ１及びＹ２は、それぞれ独立して、結合手又はメチレンを示す。好ましくは、Ｙ１が、結合手であり、且つＹ２が、結合手又はメチレンであり、より好ましくは、Ｙ１が、結合手であり、且つＹ２が、メチレンである。
式（ＩＩ）において、Ｙは、結合手又はメチレンを示す。好ましくは、Ｙが、結合手である。
以下に、好適な化合物（Ｉ）を示す。
［化合物ＩＡ］
環Ａ及び環Ｂが、それぞれ独立して、さらに置換されていてもよいＣ６−１４アレーン環であり；環Ｃが、さらに置換されていてもよいカチオン性単環式二窒素含有環であり；Ｘ−が、アニオンであり；Ｙ１が、結合手であり、Ｙ２が、結合手またはメチレンである、化合物（Ｉ）。
［化合物ＩＢ］
環Ａ及び環Ｂが、それぞれ独立して、さらに置換されていてもよいベンゼン環であり；環Ｃが、さらに置換されていてもよい５員のカチオン性単環式二窒素含有環であり；Ｘ−が、アニオンであり；Ｙ１が、結合手であり、Ｙ２が、結合手又はメチレンである、化合物（Ｉ）。
以下に、好適な化合物（ＩＩ）を示す。
［化合物ＩＩＡ］
Ｒ１ａ及びＲ１ｂが、それぞれ独立して、(1) 水素原子、(2) 置換されていてもよいアルキル基、(3) 置換されていてもよいアリール基、又は(4) 置換されていてもよいアルキル基でモノ又はジ置換されていてもよいアミノ基であり；Ｒ１ｃが、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル基であり；Ｒ２ａ及びＲ２ｂが、それぞれ独立して、水素原子又は置換されていてもよいアルキル基であり；Ｒ２ｃが、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル基であり；Ｒ３及びＲ４が、それぞれ独立して、水素原子又は置換されていてもよいアルキル基であり；Ｘ−が、アニオンであり；Ｙが、結合手であり；ｎ１及びｎ２が、それぞれ独立して、０〜３の整数である、化合物（ＩＩ）。
［化合物ＩＩＢ］
Ｒ１ａ及びＲ１ｂが、それぞれ独立して、(1) 水素原子、(2) １〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されていてもよいＣ１−６アルキル基（例、メチル、エチル、ｔｅｒｔブチル、イソプロピル、ジフェニルメチル等）、(3) Ｃ６−１４アリール基（例、フェニル等）、又は(4)Ｃ１−６アルキル基でモノ又はジ置換されていてもよいアミノ基（例、ジメチルアミノ等）であり；Ｒ１ｃは、それぞれ独立して、Ｃ１−６アルキル基（例、メチル等）であり；Ｒ２ａ及びＲ２ｂが、それぞれ独立して、水素原子、又は１〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されていてもよいＣ１−６アルキル基（例、メチル、イソプロピル、ジフェニルメチル等）であり；Ｒ２ｃは、それぞれ独立して、Ｃ１−６アルキル基（例、メチル、イソプロピル等）であり；Ｒ３及びＲ４が、それぞれ独立して、水素原子又はＣ１−６アルキル基（例、メチル等）であり；Ｘ−が、アニオンであり；Ｙが、結合手であり；ｎ１及びｎ２が、それぞれ独立して、０又は１である、化合物（ＩＩ）。
［化合物ＩＩＣ］
Ｒ１ａが、(1) １〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されていてもよいＣ１−６アルキル基（例、メチル、イソプロピル、ジフェニルメチル等）、又は (2) Ｃ１−６アルキル基でモノ又はジ置換されていてもよいアミノ基（例、ジメチルアミノ等）であり；Ｒ１ｂが、(1) 水素原子、又は (2) １〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されていてもよいＣ１−６アルキル基（例、メチル、イソプロピル、ジフェニルメチル等）であり；Ｒ１ｃが、それぞれ独立して、Ｃ１−６アルキル基（例、メチル等）であり；Ｒ２ａ及びＲ２ｂが、それぞれ独立して、１〜３個（好ましくは、１又は２個）のＣ６−１４アリール基で置換されていてもよいＣ１−６アルキル基（例、メチル、イソプロピル、ジフェニルメチル等）であり；Ｒ２ｃが、それぞれ独立して、Ｃ１−６アルキル基（例、メチル、イソプロピル等）であり；Ｒ３及びＲ４が、それぞれ独立して、水素原子又はＣ１−６アルキル基（例、メチル等）であり；Ｘ−が、アニオンであり；Ｙが、結合手であり；ｎ１及びｎ２が、それぞれ独立して、０又は１である、化合物（ＩＩ）。
化合物（Ｉ）には、互変異性体である下記式（Ｉ’’）で表される化合物も含まれる。
化合物（Ｉ）は、公知の方法あるいはそれに準じた方法で製造してもよいし、市販品であってもよい。
以下に、化合物（Ｉ）の製造方法を説明する。
各工程の原料化合物は、市販品をそのまま用いてもよく、あるいは、公知の方法あるいはそれに準じた方法、以下で説明する方法などによって製造できる。
また、以下の各反応において、原料化合物や中間体が置換基としてアミノ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基等を有する場合、これらの基は、公知の保護基で保護されていてもよい。この場合、反応後に、必要に応じて保護基を除去することにより目的化合物を得ることができる。これらの保護基の導入あるいは除去は、自体公知の方法に準じて行えばよい。
また、各工程で得られた化合物は反応液のままか粗生成物として次の反応に用いることもできるが、常法に従って反応混合物から単離することもでき、晶析、濾過、濃縮、溶媒抽出、再結晶、クロマトグラフィー等の分離手段により容易に精製することができる。
さらに、各工程の反応は、必要に応じて、マイクロウェーブ反応装置を用いて、マイクロ波照射下において実施することも可能である。
化合物（Ｉ）は、例えば、下記の反応式１の工程１（および工程２）の方法を用いて製造することができる。
（式中、Ｘ’はハロゲン原子を示し、その他の記号は前記と同義である。）
Ｘ’で示されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、好ましくは、塩素原子又は臭素原子である。
（工程１）
化合物（Ｉ’）は、上記反応式１に示されるように、化合物（ａ）を、不活性溶媒中、化合物（ｂ）と反応させることにより得ることができる。
化合物（ａ）の使用量は、化合物（ｂ）１モルに対して、通常、０．５〜５モル、好ましくは、０．７〜２．５モル、より好ましくは、０．８〜１．２モルである。
不活性溶媒としては、例えば、炭化水素類、アルコール類、エーテル類、エステル類、ケトン類、アミド類、ニトリル類、スルホキシド類等が挙げられ、これらの溶媒は単独で又は混合溶媒として使用できる。
反応温度は、３０〜１２０℃、好ましくは５０〜１００℃、より好ましくは６０〜８０℃である。
反応時間は、通常１〜４８時間、好ましくは１０〜３０時間であり、より好ましくは１２〜１８時間である。
（工程２）
化合物（Ｉ）のＸ−がハロゲン化物イオン類以外である化合物は、慣用のイオン交換法により、ハロゲンアニオンを他のアニオンで置換することにより得ることができる。
化合物（ａ）の中でも、イミダゾール環を有する化合物（ａ’）は、例えば、下記反応式２の方法を用いて製造することができる。
（式中、各記号は前記と同義である。）
化合物（ａ’）は、上記反応式２に示されるように、化合物（ｃ）を、不活性溶媒中、化合物（ｄ）、アンモニア又はアンモニウム塩、およびホルムアルデヒド類と反応させることにより得ることができる。また、化合物（ａ’）は、化合物（ｃ）を、不活性溶媒中、化合物（ｄ）と反応させた後、さらに、アンモニア又はアンモニウム塩、およびホルムアルデヒド類と反応させることにより得ることもできる。
化合物（ｄ）の使用量は、化合物（ｃ）１モルに対して、通常、０．５〜５モル、好ましくは、０．８〜２．５モル、より好ましくは、１〜１．５モルである。
アンモニウム塩としては、例えば、酢酸アンモニウム、塩化アンモニウム等が挙げられる。
ホルムアルデヒド類としては、ホルムアルデヒド水溶液、パラホルムアルデヒド等が挙げられる。
ホルムアルデヒド類、及びアンモニア（アンモニウム塩）の使用量は、例えば、化合物（ｃ）１モルに対して、それぞれ、０．５〜５モル、好ましくは０．８〜２．５モル、より好ましくは１〜１．５モルである。
当該反応は、必要に応じて、さらに酸（例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ヘテロポリ酸などの無機酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、酢酸などの有機酸）の存在下で行ってもよい。
不活性溶媒としては、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、アルコール類、エーテル類、エステル類、ケトン類、アミド類、ニトリル類、スルホキシド類等が挙げられ、これらの溶媒は単独で又は混合溶媒として使用できる。
反応温度は、通常２０〜１００℃、好ましくは５０〜７０℃である。
反応時間は、通常１〜９６時間、好ましくは２〜５０時間である。
また、化合物（ａ）は、例えば、下記反応式３の方法を用いて製造することもできる。
（式中、ＬＧは脱離基を示し、その他の記号は前記と同義である。）
ＬＧで示される脱離基としては、例えば、ハロゲン原子、置換されていてもよいＣ１−６アルキル−スルホニルオキシ基、置換されていてもよいＣ６−１０アリール−スルホニルオキシ基等が挙げられる。
化合物（ａ）は、上記反応式３に示されるように、不活性溶媒中、塩基条件下、化合物（ｅ）を化合物（ｆ）と反応させることにより得ることができる。
化合物（ｆ）の使用量は、化合物（ｅ）１モルに対して、通常約１〜１０モル、好ましくは１〜３モルの量で用いられる。
塩基としては、例えば、塩基性塩類、金属水素化物類、芳香族アミン類、第３級アミン類、金属アミド類、アルキル金属類、アリール金属類、金属アルコキシド類等が挙げられる。塩基の使用量は、化合物（ｅ）１モルに対して、通常約１〜１０モル、好ましくは１〜３モルの量で用いられる。
不活性溶媒としては、エーテル類、炭化水素類、アミド類、ハロゲン化炭化水素類、スルホキシド類が挙げられ、これらの溶媒は単独で又は混合溶媒として使用できる。
反応温度は、通常１０〜２００℃、好ましくは１０〜１５０℃である。
反応時間は、通常０．５〜４８時間、好ましくは１〜２０時間である。
本発明の重水素化触媒は、例えば、化合物（Ｉ）（配位子前駆体）を塩基等で処理することにより誘導されるカルベン配位子を、遷移金属に配位させることにより形成される錯体である。このように誘導される配位子は、例えば、化合物（Ｉ）（配位子前駆体）から、Ｈ＋とアニオンＸ−を除した化合物に対応する。
このような配位子は、例えば、Ｎ−ヘテロ環状カルベン（ＮＨＣ）として、化合物（Ｉ）の環Ｃの環構成構造「Ｎ＋＝ＣＨ−Ｎ」の炭素原子が遷移金属に配位する。さらに、化合物（Ｉ）の環Ａや環Ｂの置換基に、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子が含まれる場合、これらのヘテロ原子も、遷移金属に配位し、多座配位子（例えば、二座配位子、三座配位子）として機能する場合がある。
本発明の重水素化触媒における遷移金属は、好ましくは、周期表の第８族元素（鉄、ルテニウム、オスミウム）、第９族元素（コバルト、ロジウム、イリジウム）、第１０族元素（ニッケル、パラジウム、白金）、第１１族元素（銅、銀、金）であり、より好ましくは、第１０族元素であり、さらに好ましくは、ニッケルまたはパラジウムであり、特に好ましくは、パラジウムである。遷移金属は、例えば、０〜６価であり、好ましくは０〜４価であり、特に好ましくは、０〜２価（例えば、０又は２価）である。
以下に、化合物（Ｉ）から誘導されるカルベン配位子と遷移金属とを含む錯体の調製方法を説明する。
錯体は、例えば、化合物（Ｉ）を、不活性溶媒中、塩基存在下、遷移金属化合物と混合することで得ることができる。
配位子前駆体の使用量は、遷移金属化合物１モルに対して、通常１〜１００モルであり、好ましくは１〜５０モル（例えば、１．２〜２５モル）であり、より好ましくは１．５〜１０モル（例えば、１．５〜５モル）であり、さらに好ましくは１．５〜２．５モルである。
塩基としては、アルカリ金属水酸化物類、アルカリ金属炭酸塩類、アルカリ金属フッ化物類、アルカリ金属リン酸塩類、金属アルコキシド類、芳香族アミン類、第３級アミン類、金属アミド類等が挙げられる。
塩基の使用量は、遷移金属化合物１モルに対して、通常１〜１０００モル、より好ましくは１〜５００モル、さらに好ましくは１〜２００モルであってもよい。
遷移金属化合物としては、例えば、パラジウム化合物の場合、ハロゲン化物（例えば、塩化パラジウム（ＩＩ）、四塩化パラジウム（ＩＩ）リチウム、臭化パラジウム（ＩＩ）など）、無機酸塩（例えば、硝酸パラジウム（ＩＩ）、硫酸パラジウム（ＩＩ）など）、有機酸塩（例えば、酢酸パラジウム（ＩＩ）、プロピオン酸パラジウム（ＩＩ））、アリル錯体（例えば、アリルパラジウム（ＩＩ）クロリド二量体など）、ジベンジリデンアセトン錯体（例えば、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）など）、ホスフィン錯体（例えば、パラジウム（０）テトラキス（トリフェニルホスフィン）、パラジウム（０）ビス（トリ−ｏ−トリルホスフィン）、パラジウム（ＩＩ）ビス（トリフェニルホスフィン）ジクロリド、ビス（トリシクロヘキシルホスフィン）パラジウム（０）、トリス（トリエチルホスフィン）パラジウム（０）など）、アセチルアセトン錯体（例えば、アセチルアセトンパラジウム（ＩＩ）など）、ニトリル錯体（例えば、塩化パラジウム（ＩＩ）ビス（アセトニトリル）、塩化パラジウム（ＩＩ）ビス（ベンゾニトリル）など）などが挙げられる。ニッケル化合物の場合、ハロゲン化物（例えば、塩化ニッケル（ＩＩ）、臭化ニッケル（ＩＩ）、ヨウ化ニッケル（ＩＩ））、無機酸塩（硝酸ニッケル（ＩＩ）、硫酸ニッケル（ＩＩ）、炭酸ニッケル（ＩＩ）、酢酸ニッケル（ＩＩ）、安息香酸ニッケル（ＩＩ））、有機酸塩（トリフルオロメタンスルホン酸ニッケル（ＩＩ））、アルケン錯体（例えば、ビス（１，５‐シクロオクタジエン）ニッケル（０））、ホスフィン錯体（例えば、クロロ（１−ナフチル）ビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）ニッケル（０））などが挙げられる。
不活性溶媒としては、アルコール類、エーテル類、ケトン類、炭化水素類、エステル類、アミド類、ニトリル類、スルホキシド類が挙げられ、これらの溶媒は単独で又は混合溶媒として使用できる。
調製時間は、通常１分〜２４時間、好ましくは５分〜３時間である。調製温度は、通常１０〜１５０℃、好ましくは７０〜１００℃である。
以下、本発明の重水素化触媒を用いた重水素化方法について説明する。
本発明の重水素化触媒は、芳香族炭素原子に結合した脱離基の重水素原子への置換反応を触媒することができ、例えば、ハロゲン化芳香族化合物における芳香族炭素原子に結合したハロゲン原子の重水素原子への置換反応を触媒することができる。本発明の重水素化方法は、コスト面と重水素化率との両方に優れており、特に、芳香族化合物の脱離基（例えば、ハロゲン原子等）を選択的に重水素置換することができる。
重水素化反応は、例えば、反応基質である脱離基を有する芳香族化合物（例えば、ハロゲン化芳香族化合物）を、有機溶媒中、本発明の重水素化触媒、重水素化剤及び塩基の存在下で反応させて行ってもよい。
重水素化反応において、予め調製した触媒を用いて行ってもよいし、触媒の調製後ワンポットで行ってもよいし、触媒調製と同時に行ってもよいが、予め調製した触媒を用いるか、触媒の調製後ワンポットで行うことが好ましく、触媒の調製後ワンポットで行うことがより好ましい。
重水素化剤の使用量は、芳香族化合物の脱離基に対して、通常１〜５０モル当量、好ましくは１〜１５モル当量、より好ましくは１〜５モル当量、さらに好ましくは１〜３モル当量であり、さらにより好ましくは１〜２モル当量であり、特に好ましくは１〜１．５モル当量である。
重水素化触媒の使用量は、遷移金属換算量として、芳香族化合物の脱離基に対して、通常１×１０−５〜１モル当量、好ましくは１×１０−４〜２×１０−１モル当量、より好ましくは１×１０−３〜５×１０−２モル当量である。
塩基は、触媒を調製する際と同様の塩基を用いればよく、アルカリ金属水酸化物類、アルカリ金属炭酸塩類、アルカリ金属フッ化物類、アルカリ金属リン酸塩類、金属アルコキシド類、芳香族アミン類、第３級アミン類、金属アミド類等が挙げられる。
塩基の使用量は、触媒を調製する際と同様であってもよく、芳香族化合物の脱離基に対して、好ましくは１〜１０モル当量、より好ましくは１〜３モル当量であってもよい。
有機溶媒は、触媒を調製する際と同様の溶媒を用いればよく、例えば、アルコール類、エーテル類、ケトン類、炭化水素類、エステル類、アミド類、ニトリル類、スルホキシド類が挙げられ、これらの溶媒は単独で又は混合溶媒として使用できる。なお、有機溶媒として重溶媒を用いる必要はない。
反応時間は、通常１〜４８時間、好ましくは１２〜２４時間である。
反応温度は、通常２０〜２００℃、好ましくは７０〜１３０℃である。
本発明の重水素化方法によれば、重溶媒を使用せず且つ重水素化剤等の重水素化合物の使用量に抑えつつ、高い重水素化率を実現させることができる。具体的には、重水素化率９５％以上、９７％以上、９８％以上、特に９９％以上にて重水素化生成物を得ることができる。
脱離基を有する芳香族化合物とは、少なくとも１個の脱離基が、芳香環の環構成原子である炭素原子（即ち、芳香族炭素原子）と共有結合している化合物を示し、公知の化合物またはその誘導体であっても、未知の化合物であってもよい。具体例としては、式（ＩＶ）：
［式中、Ａｒは、芳香環を示し；ＬＧは、それぞれ独立して、脱離基（例えばハロゲン原子等）を示し；Ｒ７は、それぞれ独立して、置換基を示し；ｎａは１以上の整数を示し；ｎｂは０以上の整数を示し；ｎｂが２以上の場合、２個以上のＲ７が一緒になって、さらに置換されていてもよい１個以上の環（例えば非芳香族複素環、シクロアルケン環、シクロアルカジエン環等）を形成していてもよい。］
で表される化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
脱離基を有する芳香族化合物の芳香環における脱離基以外の置換基（Ｒ７）としては、特に限定されるものではないが、例えば、ニトロ基、アシル基、置換されていてもよい炭化水素基、置換されていてもよい複素環基、置換されていてもよいヒドロキシ基、置換されていてもよいスルファニル基（当該スルファニル基の硫黄原子は酸化していてもよい）、置換されていてもよいアミノ基等が挙げられる。さらに、これらの置換基は、上記置換基群（１）〜（８）等から選ばれる置換基で置換されていてもよい。
２個以上のＲ７が一緒になって形成する「さらに置換されていてもよい１個以上の環」のさらなる置換基としては、例えば、ニトロ基、アシル基、置換されていてもよい炭化水素基、置換されていてもよい複素環基、置換されていてもよいアミノ基、置換されていてもよいカルバモイル基、置換されていてもよいヒドロキシ基、置換されていてもよいスルファニル基（当該スルファニル基の硫黄原子は酸化していてもよい）、オキソ基等が挙げられる。
本発明の重水素化方法は基質一般性が高いため様々な芳香族化合物で適用することができる。
例えば、脱離基を有する芳香族化合物において芳香環は複数存在してもよい。また、置換基（Ｒ７）同士が結合し、それぞれ独立して二量体や重合体を形成していてもよい。さらに、脱離基を有する芳香族化合物は塩を形成していてもよい。
脱離基を有する芳香族化合物が、塩基性基を有する場合は、例えば、塩酸、臭化水素酸、硝酸、硫酸、リン酸等の無機酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、酢酸、クエン酸、酒石酸、マレイン酸、フマル酸、リンゴ酸、乳酸等の有機酸等と塩を形成していてもよい。酸性基（単数又は複数）を有する場合は、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等であってもよい。
重水素化剤としては、例えば、１位が重水素原子で置換された第２級アルコールを用いればよく、例えば、式（ＩＩＩ）：
［式中、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立して、置換基を示し；Ｄは、重水素原子を示す。］
で表される化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
式（ＩＩＩ）において、Ｒ５及びＲ６は、好ましくは、それぞれ独立して、置換されていてもよい炭化水素基または置換されていてもよい複素環基であり；より好ましくは、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいシクロアルキル基、置換されていてもよいアリール基又は置換されていてもよい５ないし１２員の芳香族複素環基であり；；さらに好ましくは、置換されていてもよいフェニルである。
重水素化剤は、公知の方法あるいはそれに準じた方法で製造してもよいし、市販品であってもよい。
化合物（ＩＩＩ）は、例えば、下記反応式４の方法を用いて製造することができる。
（式中、各記号は前記と同義である。）
化合物（ＩＩＩ）は、上記反応式４に示されるように、不活性溶媒中、化合物（ｇ）を重水素化還元試薬と反応させることにより得ることができる。
重水素化還元試薬としては、例えば、重水素化アルミニウムリチウム、重水素化ホウ素ナトリウム、重水素化ホウ素リチウム、重水素化シアノホウ素ナトリウム、重水素化トリエチルホウ素リチウム、重水素化トリアセトキシホウ素ナトリウム等が挙げられる。
重水素化還元試薬は、できるだけ重水素化率が高いものを使用することが好ましく、９８％以上であることが好ましく、９９％以上であることがより好ましい。
重水素化還元試薬の使用量は、化合物（ｇ）１モルに対して、通常、０．１〜１０モル、好ましくは、０．３〜３モルである。
不活性溶媒としては、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、エーテル類等が挙げられ、これらの溶媒は単独で又は混合溶媒として使用できる。
反応温度は、通常−７８〜１００℃、好ましくは−２０℃〜室温である。
反応時間は、通常０．１〜５０時間、好ましくは０．１〜５時間である。
本発明は、更に以下の合成例および実施例によって詳しく説明されるが、これらは本発明を限定するものではなく、また本発明の範囲を逸脱しない範囲で変化させてもよい。
以下の実施例中の「室温」は通常約10℃ないし約30℃を示す。
1H NMR及び13C NMRは、それぞれフーリエ変換型NMRにて400 MHz（又は500 MHz）及び100 MHzで測定した。化学シフト値をTMS(テトラメチルシラン)を基準としてppmで表す。高分解能質量スペクトル(HRMS)は、電子イオン化(EI)質量分析法または高速原子衝撃(FAB)質量分析法を用いて測定した。
本文中で用いられている略号は下記の意味を示す。
s: シングレット
d: ダブレット
t: トリプレット
q: クァルテット
m: マルチプレット
br: ブロード
Me: メチル
Et: エチル
iPr: イソプロピル
Bu: ブチル
tBu: tert-ブチル
Hex: ヘキシル
Ph: フェニル
Bn: ベンジル
合成例１−１
3-メシチル-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド（化合物１）の合成
(1) 1-メシチル-4,5-ジメチル-1H-イミダゾール
2,4,6-トリメチルアニリン(12 mmol)のクロロホルム(20 mL)溶液に、ジアセチル(10 mmol)、酢酸(50 mmol)、酢酸アンモニウム(12 mmol)、パラホルムアルデヒド(10 mmol)及び水(0.5 mL)を加え、48時間還流した。溶媒を留去した後に、得られた暗色の残渣をジエチルエーテルに溶解し、氷浴中、40%水酸化カリウム水溶液でpH14に調整した。得られた混合物を、ジエチルエーテルで抽出した。まとめた有機層を水で洗浄した後に硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮後にシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル= 3/1)で精製を行い、淡褐色固体として標題化合物(1.46 g, 6.8 mmol, 収率68%)を得た。
mp 130-131 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.84 (s, 3H), 1.93 (s, 6H), 2.24 (s, 3H), 2.34 (s, 3H), 6.97 (s, 2H), 7.25 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.1 (CH3), 12.9 (CH3), 17.3 (CH3), 20.9 (CH3), 122.5 (C), 128.8 (CH), 132.4 (C), 133.7 (C), 134.3 (CH), 135.9 (C), 138.5 (C). IR (ATR): 770, 1490 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C14H18N2: 214.1470; Found: 214.1461.
(2) 3-メシチル-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド
2,4,6-トリメチルベンジルクロリド(2.0 mmol)を、合成例1-1の工程(1)で得られた1-メシチル-4,5-ジメチル-1H-イミダゾール(2.0 mmol)の無水テトラヒドロフラン(2 mL)溶液に加えた。反応混合物を15時間還流した後、濃縮した。得られた固体をろ過した後にテトラヒドロフランで洗浄し、白色固体として標題化合物(535 mg, 1.40 mmol, 収率70%)を得た。
mp 285-286 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.92 (s, 3H), 1.99 (s, 6H), 2.12 (s, 3H), 2.27 (s, 3H), 2.336 (s, 6H), 2.342 (s, 3H), 5.95 (s, 2H), 6.88 (s, 2H), 7.01 (s, 2H), 9.90 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 7.9 (CH3), 8.9 (CH3), 17.1 (CH3), 19.7 (CH3), 20.5 (CH3), 20.7 (CH3), 47.2 (CH2), 125.3 (C), 127.5 (C), 128.0 (C), 128.5 (C), 129.5 (CH), 129.6 (CH), 134.3 (C), 135.1 (CH), 137.2 (C), 138.8 (C), 140.9 (C). IR (ATR): 850, 1550 cm-1. HRMS (FAB) m/z: [M-Cl]+ Calcd for C24H31N2: 347.2487; Found: 347.2488.
合成例１−２
3-(2,6-ジイソプロピルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド（化合物２）の合成
(1) 1-(2,6-ジイソプロピルフェニル)-4,5-ジメチル-1H-イミダゾール
2,4,6-トリメチルアニリンの代わりに、2,6-ジイソプロピルアニリンを用いた以外は合成例1-1の工程(1)と同様にして、褐色油状物の標題化合物(1.59 g, 6.2 mmol, 収率62%)を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.09 (d, J = 6.8 Hz, 6H), 1.14 (d, J = 6.8 Hz, 6H), 1.86 (s, 3H), 2.26 (s, 3H), 2.33-2.40 (m, 2H), 7.24 (s, 1H), 7.28 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.43 (t, J = 7.6 Hz, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.1 (CH3), 12.7 (CH3), 22.9 (CH3), 24.9 (CH3), 27.6 (CH), 123.3 (C), 123.5 (CH), 129.4 (CH), 131.5 (C), 133.3 (C), 135.3 (CH), 146.6 (C). IR (ATR): 770, 1490 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C17H24N2: 256.1939; Found: 256.1933.
(2) 3-(2,6-ジイソプロピルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド
1-メシチル-4,5-ジメチル-1H-イミダゾールの代わりに、合成例1-2の工程(1)で得られた1-(2,6-ジイソプロピルフェニル)-4,5-ジメチル-1H-イミダゾールを用いた以外は、合成例1-1の工程(2)と同様にして、白色固体の標題化合物(403 mg, 0.95 mmol, 収率48%)を得た。
mp 267-268 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.16 (d, J = 6.8 Hz, 6H), 1.19 (d, J = 6.8 Hz, 6H), 1.93 (s, 3H), 2.19-2.23 (m, 2H), 2.27 (s, 6H), 2.34 (s, 6H), 6.03 (s, 2H), 6.89 (s, 2H), 7.31 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.53 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 9.65 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.3 (CH3), 9.2 (CH3), 19.7 (CH3), 20.7 (CH3), 22.7 (CH3), 24.9 (CH3), 28.4 (CH), 47.4 (CH2), 124.6 (CH), 125.2 (C), 128.0 (C), 128.5 (C), 128.6 (C), 129.8 (CH), 131.7 (CH), 134.7 (CH), 137.6 (C), 139.3 (C), 145.4 (C). IR (ATR): 810, 1460 cm-1. HRMS (FAB) m/z: [M-Cl]+ Calcd for C22H27N2O: 389.2957; Found: 389.2955.
合成例１−３
3-(2,6-ジイソプロピルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリイソプロピルベンジル)イミダゾリウムクロリド（化合物３）の合成
1-メシチル-4,5-ジメチル-1H-イミダゾールの代わりに、合成例1-2の工程(1)で得られた1-(2,6-ジイソプロピルフェニル)-4,5-ジメチル-1H-イミダゾール(2.0 mmol)を用い、2,4,6-トリメチルベンジルクロリドの代わりに、2,4,6-トリイソプロピルベンジルクロリドを用いた以外は、合成例1-1の工程(2)と同様にして、白色固体の標題化合物(515 mg, 1.01 mmol, 収率51%)を得た。
mp 208-209 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.07 (d, J = 6.8 Hz, 6H), 1.18 (d, J = 6.8 Hz, 6H), 1.23 (d, J = 6.8 Hz, 6H), 1.24 (d, J = 6.8 Hz, 6H), 2.03 (s, 3H), 2.19-2.26 (m, 2H), 2.70 (s, 3H), 2.86-2.92 (m, 1H), 3.10-3.17 (m, 2H), 5.76 (s, 2H), 7.08 (s, 2H), 7.30 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.52 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 7.95 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.6 (CH3), 9.9 (CH3), 23.1 (CH3), 23.5 (CH3), 24.2 (CH3), 24.8 (CH3), 28.3 (CH), 29.7 (CH), 34.0 (CH), 45.0 (CH2), 121.4 (C), 122.0 (CH), 124.8 (CH), 127.8 (C), 129.3 (C), 129.6 (C), 131.9 (CH), 132.0 (CH), 145.5 (C), 148.6 (C), 151.3 (C). IR (ATR): 760, 1540 cm-1. HRMS (FAB) m/z: [M-Cl]+Calcd for C33H49N2: 473.3896; Found: 473.3901.
合成例１−４
3-(2,6-ジベンズヒドリル-4-メチルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド（化合物４）の合成
(1) 1-(2,6-ジベンズヒドリル-4-メチルフェニル)-4,5-ジメチル-1H-イミダゾール
ジアセチルを2.5 mmolとし、2,4,6-トリメチルアニリンの代わりに、2,6-ジベンズヒドリル-4-メチルアニリンを用いた以外は合成例1-1の工程(1)と同様にして、淡黄色固体の標題化合物(585 mg, 1.13 mmol, 収率45%)を得た。
mp 87-88 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.30 (s, 3H), 2.15 (s, 3H), 2.26 (s, 3H), 4.99 (s, 2H), 6.61 (s, 1H), 6.87-6.91 (m, 6H), 6.94-6.97 (m, 4H), 7.15-7.26 (m, 12H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 7.7 (CH3), 12.9 (CH3), 21.7 (CH3), 51.3 (CH), 123.3 (C), 126.5 (CH), 128.2 (CH), 128.3 (CH), 129.1 (CH), 129.5 (CH), 129.6 (CH), 132.2 (C), 133.8 (C), 135.5 (CH), 138.7 (C), 142.3 (C), 142.7 (C), 142.8 (C). IR (ATR): 700, 1490 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C38H34N2: 518.2722; Found: 518.2719.
(2) 3-(2,6-ジベンズヒドリル-4-メチルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド
1-メシチル-4,5-ジメチル-1H-イミダゾールの代わりに、合成例1-4の工程(1)で得られた1-(2,6-ジベンズヒドリル-4-メチルフェニル)-4,5-ジメチル-1H-イミダゾールを用いた以外は、合成例1-1の工程(2)と同様にして、白色固体の標題化合物(941 mg, 1.37 mmol, 収率69%)を得た。
mp 214-215 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.28 (s, 3H), 2.14 (s, 6H), 2.23 (s, 3H), 2.24 (s, 3H), 2.28 (s, 3H), 4.97 (s, 2H), 5.63 (s, 2H), 6.80 (s, 2H), 6.83 (s, 2H), 6.93 (t, J = 6.8 Hz, 8H), 7.21-7.27 (m, 12H), 8.54 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 7.7 (CH3), 9.2 (CH3), 19.8 (CH3), 20.8 (CH3), 21.6 (CH3), 47.0 (CH2), 51.4 (CH), 125.2 (C), 126.9 (CH), 127.0 (CH), 128.1 (C), 128.5 (CH), 128.6 (CH), 128.7 (CH), 129.1 (CH), 129.7 (CH), 130.4 (CH), 134.7 (CH), 137.3 (C), 139.1 (C), 140.6 (C), 141.1 (C), 141.3 (C). IR (ATR): 700, 1490 cm-1. HRMS (FAB) m/z: [M-Cl]+Calcd for C48H47N2: 651.3739; Found: 651.3743. Anal. Calcd for C48H47N2Cl: C, 83.87; H, 6.89; N, 4.08. Found: C, 83.77; H, 7.04; N, 4.01.
合成例１−５
4,5-ジメチル-3-[2-(ジメチルアミノ)フェニル]-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド（化合物５）の合成
(1) 4,5-ジメチル-1-[2-(ジメチルアミノ)フェニル]-1H-イミダゾール
2-(ジメチルアミノ)アニリン(36.9 mmol)のクロロホルム(61.4 mL)溶液に、ジアセチル(30.7 mmol)、酢酸(153.5 mmol)、酢酸アンモニウム(30.7 mmol)、パラホルムアルデヒド(30.7 mmol)及び水(1.54 mL)を加え、混合物を4時間還流した。溶媒を留去した後、暗色の残渣をジエチルエーテルに溶解し、氷浴中、40%水酸化カリウム水溶液でpH 14に調整した。得られた混合物をジエチルエーテルで抽出した。まとめた有機層を水で洗浄した後に硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮後にシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル = 1/1)で精製を行い、褐色油状物の標題化合物(3.46 g, 16.1 mmol, 収率52%)を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.01 (s, 3H), 2.23 (s, 3H), 2.49 (s, 6H), 6.97 (t, J =7.6 Hz, 1H), 7.03 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.08 (dd, J = 1.5, 7.6 Hz, 1H), 7.30-7.35 (m, 1H), 7.46 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.5 (CH3), 12.7 (CH3), 41.8 (CH3), 118.3 (CH), 120.7 (CH), 123.4 (C), 128.1 (C), 128.9 (CH), 129.1 (CH), 133.4 (C), 135.4 (CH), 149.0 (C). IR (ATR): 750, 1500 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C13H17N3: 215.1422; Found: 215.1411.
(2) 4,5-ジメチル-3-[2-(ジメチルアミノ)フェニル]-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド
2,4,6-トリメチルベンジルクロリド(6.94 mmol)を、合成例1-5の工程(1)で得られた4,5-ジメチル-1-[2-(ジメチルアミノ)フェニル]-1H-イミダゾール(6.94 mmol)の無水テトラヒドロフラン(30 mL)溶液に加えた。反応混合物を15時間還流した。得られた固体をろ過した後にテトラヒドロフランで洗浄し、白色固体として標題化合物(1.39 g, 3.61 mmol, 収率52%)を得た。
mp 238-239 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): 2.06 (s, 3H), δ 2.25 (s, 3H), 2.27 (s, 3H), 2.36 (s, 6H), 2.52 (s, 6H), 5.84 (s, 2H), 6.89 (s, 2H), 7.13-7.19 (m, 2H), 7.40-7.49 (m, 2H), 9.46 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.6 (CH3), 9.1 (CH3), 19.9 (CH3), 20.9 (CH3), 43.1 (CH3), 47.1 (CH2), 120.5 (CH), 123.4 (CH), 125.5 (C), 126.2 (C), 127.6 (C), 128.2 (C), 128.7 (CH), 129.9 (CH), 131.8 (CH), 135.4 (CH), 137.8 (C), 139.3 (C) , 149.0 (C). IR (ATR): 770, 1450 cm-1. HRMS (FAB) m/z: [M-Cl]+ Calcd for C23H30N2: 348.2440; Found: 348.2458.
合成例１−６
3-(2-メトキシフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド（化合物６）の合成
(1) 1-(2-メトキシフェニル)-4,5-ジメチル-1H-イミダゾール
ジアセチルを10 mmolとし、2-(ジメチルアミノ)アニリンの代わりに、o-アニシジンを用いた以外は合成例1-5の工程(1)と同様にして、黄色固体の標題化合物(1.09 g, 5.4 mmol, 収率54%)を得た。
mp 79-80℃. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.97 (3H, s), 2.23 (3H, s), 3.80 (3H, s), 7.01-7.05 (2H, m), 7.17 (1H, d, J = 7.1 Hz), 7.39 (1H, s), 7.39-7.42 (1H, m). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): 8.3 (CH3), 12.7 (CH3), 55.4 (CH3), 111.8 (CH), 120.5 (CH), 123.8 (C), 125.4 (C), 128.3 (CH), 129.7 (CH), 133.0 (C), 135.5 (CH), 154.4 (C). IR (ATR): 760, 1220, 1500 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C12H14N2O: 202.1106; Found: 202.1104.
(2) 3-(2-メトキシフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド
4,5-ジメチル-1-[2-(ジメチルアミノ)フェニル]-1H-イミダゾールの代わりに、合成例1-6の工程(1)で得られた1-(2-メトキシフェニル)-4,5-ジメチル-1H-イミダゾール(281 mg, 1.39 mmol)を用いた以外は、合成例1-5の工程(2)と同様にして、白色固体の標題化合物(408 mg, 1.1 mmol, 収率79%)を得た。
mp 213-214℃. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.01 (3H, s), 2.17 (3H, s), 2.27 (3H, s), 2.34 (6H, s), 3.82 (3H, s), 5.84 (2H, s), 6.88 (2H, s), 7.07 (1H, d, J = 8.0 Hz), 7.11 (1H, t, J = 8.0 Hz), 7.46-7.48 (1H, m), 7.50-7.55 (1H, m), 9.51 (1H, s). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): 8.4 (CH3), 8.8 (CH3), 19.8 (CH3), 20.8 (CH3), 46.9 (CH2), 55.8 (CH3), 112.3 (CH), 121.2 (CH), 121.4 (C), 125.4 (C), 127.0 (C), 128.1 (CH), 128.6 (C), 129.8 (CH), 132.5 (CH), 135.5 (CH), 137.7 (C), 139.1 (C), 153.6 (C). IR (ATR): 770, 1260, 1500 cm-1. FABMS m/z: 335 [M-Cl]+. Anal. Calcd for C22H27ClN2O: C, 71.24; H, 7.34; N, 7.55. Found: C, 71.52; H, 7.55; N, 7.52.
合成例１−７
3-(2-メチルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド（化合物７）の合成
(1) 4,5-ジメチル-1-(2-メチルフェニル)-1H-イミダゾール
2,4,6-トリメチルアニリンの代わりに、2-メチルアニリンを用い、抽出溶媒にジクロロメタンを使用した以外は合成例1-1の工程(1)と同様にして、褐色油状物の標題化合物(1.11 g, 6.0 mmol, 収率60%)を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.92 (s, 3H), 2.05 (s, 3H), 2.24 (s, 3H), 7.15 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.27-7.39 (m, 4H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.3 (CH3), 12.7 (CH3), 17.1 (CH3), 123.2 (C), 126.6 (CH), 127.8 (CH), 128.9 (CH), 130.8 (CH), 133.5 (C), 134.8 (CH), 135.6 (C), 135.7 (C). IR (ATR): 770, 1500 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C12H14N2: 186.1157; Found: 186.1157.
(2) 3-(2-メチルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド
1-メシチル-4,5-ジメチル-1H-イミダゾールの代わりに、合成例1-7の工程(1)で得られた4,5-ジメチル-1-(2-メチルフェニル)-1H-イミダゾールを用い、濃縮した反応液をシリカゲルクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール= 10/1)により精製を行った後にテトラヒドロフランで洗浄を行った以外は、合成例1-1の工程(2)と同様にして、白色固体の標題化合物(476 mg, 1.34 mmol, 収率67%)を得た。
mp 243-244 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.99 (s, 3H), 2.11 (s, 3H), 2.18 (s, 3H), 2.27 (s, 3H), 2.35 (s, 6H), 5.72 (d, J = 15.2 Hz, 1H), 6.04 (d, J = 15.2 Hz, 1H), 6.89 (s, 2H), 7.35-7.40 (m, 3H), 7.45-7.50 (m, 1H), 9.66 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.3 (CH3), 8.8 (CH3), 17.0 (CH3), 19.8 (CH3), 20.6 (CH3), 46.9 (CH2), 125.2 (C), 127.2 (CH), 127.5 (CH), 127.7 (C), 127.8 (C), 129.7 (CH), 131.0 (CH), 131.4 (CH), 131.8 (C), 134.2 (C), 134.8 (CH), 137.4 (C), 139.0 (C). IR (ATR): 770, 1560 cm-1. HRMS (FAB) m/z: [M-Cl]+Calcd for C22H27N2: 319.2174; Found: 319.2173.
合成例１−８
3-(2-エチルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド（化合物８）の合成
(1) 1-(2-エチルフェニル)-4,5-ジメチル-1H-イミダゾール
ジアセチルを10 mmolとし、2-(ジメチルアミノ)アニリンの代わりに、2-エチルアニリンを用いた以外は合成例1-5の工程(1)と同様にして、褐色油状物の標題化合物(1.36 g, 6.8 mmol, 収率68%)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): 1.09 (3H, t, J = 7.6 Hz), 1.91 (3H, s), 2.24 (3H, s), 2.28-2.44 (2H, m), 7.13 (1H, d, J = 7.6 Hz), 7.27-7.31 (1H, m), 7.37 (1H, s), 7.38-7.44 (2H, m). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): 8.4 (CH3), 12.6 (CH3), 14.7 (CH3), 23.5 (CH2), 123.4 (C), 126.5 (CH), 128.0 (CH), 129.2 (CH), 129.3 (CH), 133.2 (C), 135.0 (C), 135.2 (CH), 141.5 (C). IR (ATR): 770, 1490 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) calcd for C13H16N2: 200.1313. Found: 200.1293.
(2) 3-(2-エチルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド
4,5-ジメチル-1-[2-(ジメチルアミノ)フェニル]-1H-イミダゾールの代わりに、合成例1-8の工程(1)で得られた1-(2-エチルフェニル)-4,5-ジメチル-1H-イミダゾール(400 mg, 2.0 mmol)を用いた以外は、合成例1-5の工程(2)と同様にして、白色固体の標題化合物(442 mg, 1.20 mmol, 収率60%)を得た。
mp 242-243 ℃. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): 1.13 (3H, t, J = 7.6 Hz), 1.99 (3H, s), 2.21 (3H, s), 2.27 (3H, s), 2.29-2.42 (2H, m), 2.35 (6H, s), 5.68 (1H, d, J = 15.4 Hz), 6.06 (1H, d, J = 15.4 Hz), 6.89 (2H, s), 7.37-7.42 (3H, m), 7.50-7.54 (1H, m), 9.54 (1H, s). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): 8.5 (CH3), 8.9 (CH3), 14.4 (CH3), 19.9 (CH3), 20.7 (CH3), 23.5 (CH2), 47.1 (CH2), 125.4 (C), 127.5 (CH), 127.6 (CH), 127.8 (C), 128.1 (C), 129.85 (CH), 129.88 (CH), 131.3 (C), 131.4 (CH), 135.2 (CH), 137.6 (C), 139.1 (C), 140.1 (C). IR (ATR): 1560 cm-1. HRMS (FAB) m/z: [M-Cl]+ calcd for C23H29N2: 333.2331. Found: 333.2326.
合成例１−９
3-(2-イソプロピルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド（化合物９）の合成
(1) 1-(2-イソプロピルフェニル)-4,5-ジメチル-1H-イミダゾール
2,4,6-トリメチルアニリンの代わりに、2-イソプロピルアニリンを用い、抽出溶媒にジクロロメタンを使用した以外は合成例1-1の工程(1)と同様にして、褐色油状物の標題化合物(1.41 g, 6.6 mmol, 収率66%)を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): 1.12 (d, J = 7.2 Hz, 3H), 1.15 (d, J = 7.2 Hz, 3H), 1.91 (s, 3H), 2.24 (s, 3H), 2.58 (septet, J = 7.2 Hz, 1H), 7.11 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.25-7.29 (m, 1H), 7.36 (s, 1H), 7.43-7.47 (m, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.5 (CH3), 12.8 (CH3), 23.0 (CH3), 24.7 (CH3), 27.4 (CH), 123.7 (C), 126.3 (CH), 126.6 (CH), 128.1 (CH), 129.5 (CH), 133.4 (C), 134.2 (C), 135.4 (CH), 146.4 (C). IR (ATR): 770, 1500 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C14H18N2: 214.1470; Found: 214.1461.
(2) 3-(2-イソプロピルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド
1-メシチル-4,5-ジメチル-1H-イミダゾールの代わりに、合成例1-9の工程(1)で得られた1-(2-イソプロピルフェニル)-4,5-ジメチル-1H-イミダゾールを用い、濃縮した反応液をシリカゲルクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール= 9.5/1)により精製を行った後にテトラヒドロフランで洗浄を行った以外は、合成例1-1の工程(2)と同様にして、白色固体の標題化合物(421 mg, 1.10 mmol, 収率55%)を得た。
mp 250-251 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.14 (d, J = 6.8 Hz, 3H), 1.22 (d, J = 6.8 Hz, 3H), 1.98 (s, 3H), 2.24 (s, 3H), 2.27 (s, 3H), 2.32-2.43 (m, 1H), 2.35 (s, 6H), 5.65 (d, J = 15.2 Hz, 1H), 6.08 (d, J = 15.2 Hz, 1H), 6.89 (s, 2H), 7.34-7.41 (m, 2H), 7.46-7.48 (m, 1H), 7.53-7.57 (m, 1H), 9.49 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.4 (CH3), 8.9 (CH3), 19.7 (CH3), 20.6 (CH3), 22.4 (CH3), 24.5 (CH3), 27.8 (CH), 46.9 (CH2), 125.2 (C), 127.0 (CH), 127.3 (CH), 127.7 (C), 128.2 (C), 129.7 (CH), 130.2 (C), 131.5 (CH), 134.8 (CH), 137.4 (C), 139.0 (C), 144.8 (C). IR (ATR): 770, 1560 cm-1. HRMS (FAB) m/z: [M-Cl]+ Calcd for C24H31N2: 347.2487; Found: 347.2492.
合成例１−１０
1-(2-メチルベンジル)-4,5-ジメチル-3-(2,4,6-トリメチルフェニル)イミダゾリウムクロリド（化合物１０）の合成
2,4,6-トリメチルベンジルクロリドの代わりに、2-メチルベンジルクロリドを用い、濃縮した反応液をシリカゲルクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール= 9.5/1)により精製を行った以外は、合成例1-1の工程(2)と同様にして、白色固体の標題化合物(392 mg, 1.10 mmol, 収率55%)を得た。
mp 244-245 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.95 (s, 3H), 2.06 (s, 6H), 2.14 (s, 3H), 2.36 (s, 3H), 2.44 (s, 3H), 5.99 (s, 2H), 6.87 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.03 (s, 2H), 7.16-7.25 (m, 3H), 10.49 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 7.8 (CH3), 8.6 (CH3), 17.0 (CH3), 18.9 (CH3), 20.5 (CH3), 48.9 (CH2), 126.1 (CH), 126.5 (CH), 127.0 (C), 127.2 (C), 128.1 (CH), 128.4 (C), 129.3 (CH), 130.5 (CH), 131.1 (C), 134.2 (C), 135.6 (C), 136.5 (CH), 140.6 (C). IR (ATR): 750, 1540 cm-1. HRMS (FAB) m/z: [M-Cl]+Calcd for C22H27N2: 319.2174; Found: 319.2169.
合成例１−１１
3-(4-メチルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド（化合物１１）の合成
(1) 4,5-ジメチル-1-(4-メチルフェニル)-1H-イミダゾール
2,4,6-トリメチルアニリンの代わりに、4-メチルアニリンを用い、抽出溶媒にジクロロメタンを使用した以外は合成例1-1の工程(1)と同様にして、褐色油状物の標題化合物(763 mg, 4.1 mmol, 収率41%)を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.08 (s, 3H), 2.23 (s, 3H), 2.42 (s, 3H), 7.15 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.27 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.46 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.9 (CH3), 12.6 (CH3), 20.9 (CH3), 122.7 (C), 125.2 (CH), 129.8 (CH), 134.0 (C), 134.3 (C), 135.0 (CH), 137.8 (C). IR (ATR): 820, 1520 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C12H14N2: 186.1157; Found: 186.1153.
(2) 3-(4-メチルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド
1-メシチル-4,5-ジメチル-1H-イミダゾールの代わりに、合成例1-11の工程(1)で得られた4,5-ジメチル-1-(4-メチルフェニル)-1H-イミダゾールを用い、濃縮した反応液をシリカゲルクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール= 10/1)により精製を行った後にテトラヒドロフランで洗浄を行った以外は、合成例1-1の工程(2)と同様にして、白色固体の標題化合物(440 mg, 1.24 mmol, 収率62%)を得た。
mp 214-215 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.13 (s, 3H), 2.20 (s, 3H), 2.27 (s, 3H), 2.35 (s, 6H), 2.42 (s, 3H), 5.75 (s, 2H), 6.89 (s, 2H), 7.32-7.38 (m, 4H), 9.48 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.9 (CH3), 9.0 (CH3), 20.0 (CH3), 20.7 (CH3), 21.0 (CH3), 46.9 (CH2), 125.4 (C), 125.5 (CH), 127.6 (C), 127.7 (C), 129.8 (CH), 130.4 (C), 130.6 (CH), 134.7 (CH), 137.7 (C), 139.1 (C), 141.0 (C). IR (ATR): 810, 1550 cm-1. HRMS (FAB) m/z: [M-Cl]+ Calcd for C22H27N2: 319.2174; Found: 319.2165.
合成例１−１２
1-(2,4,6-トリメチルベンジル)-3-(2,4,6-トリメチルフェニル)イミダゾリウムクロリド（化合物１２）の合成
1-メシチル-4,5-ジメチル-1H-イミダゾールの代わりに、1-メシチル-1H-イミダゾールを用いた以外は、合成例1-1の工程(2)と同様にして、白色固体の標題化合物(414 mg, 1.17 mmol, 収率59%)を得た。
mp 286-287 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.08 (s, 6H), 2.30 (s, 3H), 2.35 (s, 9H), 6.04 (s, 2H), 6.94 (s, 2H), 7.00 (s, 2H), 7.07 (t, J = 1.6 Hz, 1H), 7.13 (t, J = 1.6 Hz, 1H), 10.97 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 17.3 (CH3), 19.6 (CH3), 20.8 (CH3), 20.8 (CH3), 48.1 (CH2), 121.1 (CH), 123.5 (CH), 125.7 (C), 129.6 (CH), 129.7 (CH), 130.5 (C), 133.8 (C), 137.8 (C), 138.0 (CH), 139.5 (C), 140.9 (C). IR (ATR): 760, 1190, 1540 cm-1. HRMS (FAB) m/z: [M-Cl]+ Calcd for C22H27N2: 319.2174; Found: 319.2157.
合成例１−１３
4,5-ジメチル-1,3-ビス(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド（化合物１３）の合成
(1) 4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)-1H-イミダゾール
2,4,6-トリメチルベンジルクロリド (337 mg, 2.0 mmol)を、4,5-ジメチル-1H-イミダゾール(769 mg, 8.0 mmol)の乾燥N,N-ジメチルホルムアミド(2 mL)溶液に加えた。炭酸カリウム(1382 mg, 10 mmol)を反応混合物に加え、120 ℃で2時間撹拌した。その後、水を室温で加え、得られた混合物をAcOEtで抽出した。まとめた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥した。濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (ヘキサン/AcOEt = 10/1)で精製し、淡黄色固体として標題化合物(348 mg, 1.52 mmol, 収率76%)を得た。
mp 91-92 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.17 (s, 3H), 2.21 (s, 3H), 2.22 (s, 6H), 2.30 (s, 3H), 4.84 (s, 2H), 6.75 (s, 1H), 6.92 (s, 2H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.6 (CH3), 12.8 (CH3), 19.3 (CH3), 20.9 (CH3), 43.2 (CH2), 122.2 (C), 127.8 (C), 129.4 (CH), 133.75 (CH), 133.78 (C), 137.6 (C), 138.3 (C). IR (ATR): 730, 1500 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C15H20N2: 228.1626; Found: 228.1625.
(2) 4,5-ジメチル-1,3-ビス(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド
2,4,6-トリメチルベンジル クロリド(253 mg, 1.5 mmol)を、合成例1-13の工程(1)で得られた4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)-1H-イミダゾール(343 mg, 1.5 mmol)の乾燥テトラヒドロフラン(6.5 mL)溶液に加えた。反応混合物を14 時間還流した。得られた固体をろ過し、テトラヒドロフランで洗浄し、白色固体として標題化合物 (417 mg, 1.05 mmol, 収率70%)を得た。
mp 243-244 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): 2.16 (s, 6H), δ 2.21 (s, 12H), 2.26 (s, 6H), 5.39 (s, 4H), 6.86 (s, 4H), 8.67 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 8.7 (CH3), 19.5 (CH3), 20.7 (CH3), 46.3 (CH2), 124.8 (C), 127.8 (C), 129.6 (CH), 133.6 (CH), 137.3 (C), 139.3 (C). IR (ATR): 1160, 1570 cm-1. HRMS (FAB) m/z: [M-Cl]+ Calcd for C25H33N2: 361.2644; Found: 361.2662.
合成例１−１４
3-(2-tert-ブチルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド（化合物１４）の合成
(1) 1-(2-tert-ブチルフェニル)-4,5-ジメチル-1H-イミダゾール
2,4,6-トリメチルアニリンの代わりに、2-tert-ブチルアニリンを用い、抽出溶媒にジクロロメタンを使用した以外は合成例1-1の工程(1)と同様にして、褐色油状物の標題化合物(3.87 g, 16.9 mmol, 収率85%)を得た。
mp 83-84 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ1.19 (s, 9H), 1.91 (s, 3H), 2.23 (s, 3H), 6.94 (dd, J = 1.4, 7.8 Hz, 1H), 7.26 (dt, J = 1.4, 7.8 Hz, 1H), 7.41 (dt, J = 1.4, 7.8 Hz, 1H), 7.43 (s, 1H), 7.60 (dd, J = 1.4, 7.8 Hz, 1H).
(2) 3-(2-tert-ブチルフェニル)-4,5-ジメチル-1-(2,4,6-トリメチルベンジル)イミダゾリウムクロリド
1-メシチル-4,5-ジメチル-1H-イミダゾールの代わりに、合成例1-14の工程(1)で得られた1-(2-tert-ブチルフェニル)-4,5-ジメチル-1H-イミダゾールを用い、濃縮した反応液をシリカゲルクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール= 9/1)により精製を行った以外は、合成例1-1の工程(2)と同様にして、白色固体の標題化合物(181 mg, 0.46 mmol, 収率10%)を得た。
mp 235-236 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.14 (s, 9H), 2.03 (s, 3H), 2.27 (s, 3H), 2.37 (s, 3H), 2.38 (s, 6H), 5.54 (d, J = 15.2 Hz, 1H), 5.90 (d, J = 15.2 Hz, 1H), 6.90 (s, 2H), 7.34-7.42 (m, 2H), 7.49 (dt, J = 1.5, 8.2 Hz, 1H), 7.59 (dd, J = 1.0, 8.2 Hz, 1H), 8.82 (s, 1H).
合成例１−１５
1-(2,4,6-トリイソプロピルベンジル)-4,5-ジメチル-3-(2,4,6-トリメチルフェニル)イミダゾリウムクロリド（化合物１５）の合成
2,4,6-トリメチルベンジルクロリドの代わりに、2,4,6-トリイソプロピルベンジルクロリドを用いた以外は、合成例1-1の工程(2)と同様にして、白色固体の標題化合物(514 mg, 1.1 mmol, 収率32%)を得た。
mp 195-196 ℃. δ 1.21 (d, J = 6.4 Hz, 12H), 1.25 (d, J = 6.4 Hz, 6H), 1.95 (s, 6H), 2.01 (s, 3H), 2.33 (s, 3H), 2.58 (s, 3H), 2.89 (septet, J = 6,8 Hz, 1H), 3.15 (septet, J = 6.8 Hz, 2H), 5.76 (s, 2H), 7.00 (s, 2H), 7.09 (s, 2H), 8.21 (s, 1H).
合成例２−１
α-ジュウテリオベンズヒドロールの合成
(方法1)
アルゴン雰囲気下、ベンゾフェノン(12 mmol)のテトラヒドロフラン(20 mL)溶液を、重水素化アルミニウムリチウム(14.4 mmol, シグマ・アルドリッチ社製)のテトラヒドロフラン(40 mL)懸濁液に0℃で加えた。混合物を0℃で30分間撹拌し、水を加えた。得られた混合物をジクロロメタンで抽出し、まとめた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層を濃縮後、シリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル= 5/1)で精製し、白色固体として標題化合物(2.07 g, 11.2 mmol, 収率93%, 重水素化率99％以上)を得た。
(方法2)
ベンゾフェノンを3 mmolとし、重水素化アルミニウムリチウムを1.5 mmolとした以外は方法1と同様にして、白色固体の標題化合物(531 mg, 2.87 mmol, 収率96%, 重水素化率99％以上)を得た。
mp 64-65 ℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 2.20 (s, 1H), 7.25-7.28 (m, 2H), 7.32-7.35 (m, 4H), 7.37-7.40 (m, 4H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 75.6 (t, J = 22.2 Hz, C), 126.5 (CH), 127.4 (CH), 128.4 (CH), 143.7 (C). IR (ATR): 730, 1040, 1190, 1490, 1600, 3260 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C13H11DO: 185.0951; Found: 185.0958.
合成例２−２
α-ジュウテリオ-α-フェニルエタノールの合成
ベンゾフェノン(12 mmol)の代わりにアセトフェノン(4 mmol)を用い、重水素化アルミニウムリチウムを2 mmolとした以外は、合成例2-1の方法1と同様にして、無色油状物の標題化合物(468 mg, 3.80 mmol, 収率95%, 重水素化率99％以上)を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 1.50 (s, 3H), 1.76 (s, 1H), 7.26-7.29 (m, 1H), 7.34-7.39 (m, 4H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 24.8 (CH3), 69.6 (t, J = 22.3 Hz, C), 125.3 (CH), 127.2 (CH), 128.3 (CH), 145.7 (C). IR (ATR): 700, 750, 1130, 1450, 2970, 3330 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C8H9DO: 123.0794; Found: 123.0796.
合成例２−３
α-ジュウテリオ-α-シクロヘキシルベンゼンメタノールの合成
ベンゾフェノン(12 mmol)の代わりにシクロヘキシル(フェニル)メタノン(8 mmol)を用い、重水素化アルミニウムリチウムを4 mmolとした以外は、合成例2-1の方法1と同様にして、無色油状物の標題化合物(1.52 g, 7.94 mmol, 収率99%, 重水素化率99％以上)を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 0.89-0.97 (m, 1H), 1.01-1.27 (m, 4H), 1.36-1.40 (m, 1H), 1.59-1.68 (m, 3H), 1.75-1.79 (m, 2H), 1.97-2.01 (m, 1H), 7.25-7.36 (m, 5H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 25.9 (CH2), 26.0 (CH2), 26.3 (CH2), 28.7 (CH2), 29.1 (CH2), 44.6. (CH), 78.6 (t, J = 21.4 Hz, C), 126.5 (CH), 127.1 (CH), 127.9 (CH), 143.5 (C). IR (ATR): 700, 760, 1450, 2850, 2920, 3370 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C13H17DO: 191.1420; Found: .191.1420.
合成例２−４
5-ジュウテリオ-5-ノナノール
ベンゾフェノン(12 mmol)の代わりにノナン-5-オン(8 mmol)を用い、重水素化アルミニウムリチウムを4 mmolとした以外は、合成例2-1の方法1と同様にして、無色油状物の標題化合物(1.15 g, 7.92 mmol, 収率99%, 重水素化率99％以上)を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 0.91 (t, J = 7.1 Hz, 6H), 1.25 (s, 1H), 1.27-1.50 (m, 12H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 13.8 (CH3), 22.6 (CH2), 27.7 (CH2), 36.8 (CH2), 71.0 (t, J = 21.4 Hz, C). IR (ATR): 2860, 2870, 2930, 2960, 2970, 3340 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C9H19DO: 145.1577; Found: 145.1571.
［実施例１：配位子の検討］
実施例１−１
アルゴン雰囲気下フラスコ中にて、化合物１(配位子前駆体)(7.7 mg, 0.02 mmol)、アリルパラジウム(II)クロリド二量体(1.83 mg, 0.005 mmol)及び炭酸セシウム(326 mg, 1.0 mmol)の混合物に、トルエン(2.0 mL)を加えた。混合物を80℃で15分間撹拌し、室温に放冷した。1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼン(1.0 mmol)及びα-ジュウテリオベンズヒドロール(222 mg, 1.2 mmol)を加えた。反応混合物を90℃で16時間撹拌し、室温に放冷した。水を加え、得られた混合物をジクロロメタンで抽出した。まとめた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率６５％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 3.79 (s, 6H), 6.47 (t, J = 2.4 Hz, 1H), 6.51 (d, J = 1.0 Hz, 2H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 55.2 (CH3), 100.4 (CH), 106.0 (CH), 129.6 (t, J = 24.0 Hz, C), 160.8 (C). IR (ATR): 1200, 1430, 1600 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C8H9DO2: 139.0744; Found: 139.0756.
実施例１−２
配位子前駆体として化合物２を用いた以外は実施例１−１と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率７２％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−３
配位子前駆体として化合物３を用いた以外は実施例１−１と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率６２％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−４
配位子前駆体として化合物４を用いた以外は実施例１−１と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率９２％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−５
配位子前駆体として化合物５を用いた以外は実施例１−１と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率５７％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−６
配位子前駆体として化合物６を用いた以外は実施例１−１と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率５０％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−７
配位子前駆体として市販の1,3-ジメシチルイミダゾリウムクロリド（ＩＭｅｓ・ＨＣｌ）を用いた以外は実施例１−１と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率５３％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−８
配位子前駆体として市販の1,3-ジメシチルイミダゾリジニウムクロリド（ＳＩＭｅｓ・ＨＣｌ）を用いた以外は実施例１−１と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率３６％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−９
配位子前駆体として市販の1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリジニウムクロリド（ＳＩＰｒ・ＨＣｌ）を用いた以外は実施例１−１と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率１５％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−１０
アルゴン雰囲気下、反応管に、化合物１(配位子前駆体) (0.06 mmol)、クロロ(1-ナフチル)ビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(II) (0.03 mmol)及びリン酸カリウム(2.0 mmol)を加え、さらにそこにトルエン(2.0 mL)を加えて、80℃で15分間撹拌した。次いで、3,5-ジメトキシフェニル N,N-ジメチルスルファメート(1.0 mmol)及びα-ジュウテリオベンズヒドロール(1.2 mmol)を室温で加えた。反応混合物を110℃で15時間撹拌し、室温に放冷した。水を加え、得られた混合物をCH2Cl2で抽出した。まとめた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率７５％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−１１
配位子前駆体として化合物７を用いた以外は実施例１−１０と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率８４％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−１２
配位子前駆体として化合物８を用いた以外は実施例１−１０と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率８０％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−１３
配位子前駆体として化合物９を用いた以外は実施例１−１０と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率８６％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−１４
配位子前駆体として化合物１０を用いた以外は実施例１−１０と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率７７％；重水素化率９９％）を得た。
実施例１−１５
配位子前駆体として化合物１１を用いた以外は実施例１−１０と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率７７％；重水素化率９９％）を得た。
実施例１−１６
配位子前駆体として化合物１２を用いた以外は実施例１−１０と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率７７％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−１７
配位子前駆体として化合物１３を用いた以外は実施例１−１０と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率７７％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−１８
配位子前駆体として化合物５を用いた以外は実施例１−１０と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率７１％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−１９
配位子前駆体として化合物６を用いた以外は実施例１−１０と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率６９％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−２０
配位子前駆体として化合物１４を用いた以外は実施例１−１０と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率６３％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−２１
配位子前駆体として化合物１５を用いた以外は実施例１−１０と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率６３％；重水素化率９８％）を得た。
実施例１−２２
配位子前駆体として市販の1,3-ジメシチルイミダゾリジニウムクロリド（ＳＩＭｅｓ・ＨＣｌ）を用いた以外は実施例１−１０と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率１１％；重水素化率９９％以上）を得た。
比較例１−２３
配位子前駆体として市販のトリ-tert-ブチルホスホニウム テトラフルオロボラートを用いた以外は実施例１−１０と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率４％；重水素化率８７％以上）を得た。
比較例１−２４
配位子前駆体として市販のトリシクロヘキシルホスホニウム テトラフルオロボラートを用いた以外は実施例１−１０と同様にして1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼンの合成を試みたものの目的物は得られなかった。
実施例１−１〜実施例１−２２及び比較例１−２３及び１−２４を以下の表１〜３にまとめた。
［実施例２：反応条件の検討］
実施例２−１
アリルパラジウム(II)クロリド二量体の代わりに、酢酸パラジウム(II)を0.01 mmol用いた以外は実施例１−４と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率７２％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例２−２
アリルパラジウム(II)クロリド二量体の代わりに、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を0.01 mmol用いた以外は実施例１−４と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率５４％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例２−３
アリルパラジウム(II)クロリド二量体の代わりに、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)を0.005 mmol(Pd換算量0.01 mmol)用いた以外は実施例１−４と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率７５％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例２−４
炭酸セシウムの代わりに、カリウム tert-ブトキシドを用いた以外は実施例１−４と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率７９％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例２−５
炭酸セシウムの代わりに、フッ化セシウムを用いた以外は実施例１−４と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率３２％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例２−６
トルエンの代わりに、1,4-ジオキサンを用いた以外は実施例１−４と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率７４％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例２−７
トルエンの代わりに、N,N-ジメチルアセトアミドを用いた以外は実施例１−４と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率６９％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例２−８
炭酸セシウムの使用量を1.5 mmolに変更した以外は実施例１−４と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率９９％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例２−９
化合物４(配位子前駆体)を0.002 mmolとし、アリルパラジウム(II)クロリド二量体の使用量を0.0005 mmol(Pd換算量0.001 mmol)に変更した以外は実施例１−４と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率３５％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例２−１０
化合物９(配位子前駆体)の使用量を0.03 mmolに変更した以外は実施例１−１３と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率７８％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例２−１１
化合物９(配位子前駆体)の使用量を0.09 mmolに変更した以外は実施例１−１３と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率８５％；重水素化率９９％以上）を得た。
比較例２−１２
化合物９(配位子前駆体)を用いなかった以外は実施例１−１３と同様にして1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼンの合成を試みたものの目的物は得られなかった。
実施例１−４、実施例１−１３、実施例２−１〜実施例２−１１及び比較例２−１２を以下の表４及び５にまとめた。
［実施例３：種々の反応基質への適用］
実施例３−１
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、1-ベンジルオキシ-4-クロロベンゼンを用いた以外は実施例２−８と同様にして、1-ベンジルオキシ-4-ジュウテリオベンゼン（収率９９％；重水素化率９９％以上）を得た。
mp 38-39 °C. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 5.07 (s, 2H), 6.98 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.28-7.34 (m, 3H), 7.39 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 7.44 (d, J = 7.2 Hz, 2H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 69.8 (CH2), 114.8 (CH), 120.6 (t, J = 24.3 Hz, C), 127.4 (CH), 127.9 (CH), 128.5 (CH), 129.3 (CH), 137.1 (C), 158.8 (C). IR (ATR): 1010, 1240, 1590 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C13H11DO: 185.0951; Found: 185.0938.
実施例３−２
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、1-ベンジルオキシ-4-クロロ-3-メチルベンゼンを用いた以外は実施例２−８と同様にして、1-ベンジルオキシ-4-ジュウテリオ-3-メチルベンゼン（収率９９％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.33 (s, 3H), 5.05 (s, 2H), 6.79 (dd, J = 2.4, 8.1 Hz, 1H), 6.82 (d, J = 2.4 Hz, 1H), 7.17 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.30-7.33 (m, 1H), 7.36-7.40 (m, 2H), 7.43 (d, J = 7.2 Hz, 2H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 21.4 (CH3), 69.8 (CH2), 111.6 (CH), 115.7 (CH), 121.4 (t, J = 23.9 Hz, C), 127.4 (CH), 127.8 (CH), 128.5 (CH), 129.1 (CH), 137.1 (C), 139.4 (C), 158.8 (C). IR (ATR): 730, 1030, 1240, 1600 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C14H13DO: 199.1107; Found: 199.1112.
実施例３−３
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、1-ベンジルオキシ-4-クロロ-3,5-ジメチルベンゼンを用いた以外は実施例２−８と同様にして、1-ベンジルオキシ-4-ジュウテリオ-3,5-ジメチルベンゼン（収率９９％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.29 (s, 6H), 5.03 (s, 2H), 6.62 (s, 2H), 7.32 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 7.38 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 7.43 (d, J = 7.2 Hz, 2H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 21.3 (CH3), 69.7 (CH2), 112.5 (CH), 122.4 (t, J = 23.5 Hz, C), 127.4 (CH), 127.8 (CH), 128.5 (CH), 137.3 (C), 139.1 (C), 158.9 (C). IR (ATR): 850, 1060, 1590 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C15H15DO: 213.1264; Found: 213.1262.
実施例３−４
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、2-[(4-クロロフェノキシ)メチル]オキシランを用いた以外は実施例２−８と同様にして、2-[(4-ジュウテリオフェノキシ)メチル]オキシラン（収率９３％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.77 (dd, J = 2.8, 5.2 Hz, 1H), 2.91 (t, J = 5.2 Hz, 1H), 3.34-3.38 (m, 1H), 3.97 (dd, J = 5.6, 11.0 Hz, 1H), 4.22 (dd, J = 3.2, 11.0 Hz, 1H), 6.91-6.94 (m, 2H), 7.29 (d, J = 8.2 Hz, 2H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 44.7 (CH2), 50.1 (CH), 68.6 (CH2), 114.5 (CH), 120.9 (t, J = 24.7 Hz, C), 129.3 (CH), 158.4 (C). IR (ATR): 1040, 1240, 1590 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C9H9DO2: 151.0744; Found: 151.0730.
実施例３−５
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、(E)-4-(4-クロロフェニル)ブタ-3-エン-2-オンを用いた以外は実施例２−８と同様にして、(E)-4-(4-ジュウテリオフェニル)ブタ-3-エン-2-オン（収率９８％；重水素化率９９％以上）を得た。
mp 39-40 ℃. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.39 (s, 3H), 6.72 (d, J = 16.4 Hz, 1H), 7.40 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.52 (d, J = 16.4 Hz, 1H), 7.55 (d, J = 8.0 Hz, 2H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 27.5 (CH3), 127.1 (CH), 128.2 (CH), 128.8 (CH), 130.2 (t, J = 24.3 Hz, C), 134.4 (C), 143.4 (CH), 198.3 (C). IR (ATR): 990, 1190, 1680 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C10H9DO: 147.0794; Found: 147.0771.
実施例３−６
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、1-クロロ-2-ニトロベンゼンを用いた以外は実施例２−８と同様にして、1-ジュウテリオ-2-ニトロベンゼン（収率９７％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 7.55-7.58 (m, 2H), 7.71 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 8.24 (d, J = 7.8 Hz, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 123.1 (t, J = 24.3 Hz, C), 123.4 (CH), 129.1 (CH), 129.2 (CH), 134.5 (CH), 148.1 (C). IR (ATR): 1340, 1520 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C6H4DNO2: 124.0383; Found: 124.0362.
実施例３−７
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、2-ベンジルオキシ-5-クロロピリジンを用いた以外は実施例２−８と同様にして、2-ベンジルオキシ-5-ジュウテリオピリジン（収率９７％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 5.38 (s, 2H), 6.81 (dd, J = 0.7, 8.5 Hz, 1H), 7.30-7.34 (m, 1H), 7.37-7.40 (m, 2H), 7.46-7.48 (m, 2H), 7.59 (dd, J = 2.0, 8.5 Hz, 1H), 8.19 (d, J = 1.5 Hz 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 67.5 (CH2), 111.3 (CH), 116.6 (t, J = 24.7 Hz, C), 127.9 (CH), 128.0 (CH), 128.4 (CH), 137.3 (C), 138.5 (CH), 146.7 (CH), 163.6 (C). IR (ATR): 740, 990, 1590 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C12H10DNO: 186.0903; Found: 186.0899.
実施例３−８
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、ブチル 4-クロロベンゾエートを用いた以外は実施例２−８と同様にして、ブチル 4-ジュウテリオベンゾエート（収率９４％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 0.99 (t, J = 7.5 Hz, 3H), 1.45-1.52 (m, 2H), 1.73-1.79 (m, 2H), 4.33 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 7.45 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 8.05 (d, J = 8.0 Hz, 2H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 13.6 (CH3), 19.2 (CH2), 30.7 (CH2), 64.7 (CH2), 128.1 (CH), 129.4 (CH), 130.4 (C), 132.3 (t, J = 24.7 Hz, C), 166.5 (C). IR (ATR): 1100, 1270, 1720, 2960 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C11H13DO2: 179.1057; Found: 179.1056.
実施例３−９
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、3-クロロフェニル(イソプロピル)スルファンを用い、反応温度を90℃から100℃に変更し、アリルパラジウム(II)クロリド二量体を0.015 mmolとし、化合物４(配位子前駆体)を0.06 mmolとした以外は実施例２−８と同様にして、3-ジュウテリオフェニル(イソプロピル)スルファン（収率８２％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (500 MHz, CD3CN): δ 1.26 (d, J = 6.5 Hz, 6H), 3.43 (septet, J = 6.5 Hz, 1H), 7.24 (dt, J = 1.0, 7.5 Hz, 1H), 7.30-7.33 (m, 1H), 7.38-7.40 (m, 2H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 23.1 (CH3), 38.1 (CH), 126.5 (CH), 128.4 (t, J = 24.0 Hz, C), 128.7 (CH), 131.7 (CH), 131.8. (CH), 135.5 (C). IR (ATR): 660, 1580, 2960 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C9H11DS: 153.0722; Found: 153.0726.
実施例３−１０
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、3-クロロ安息香酸を用い、反応温度を90℃から100℃に変更し、炭酸セシウムを3.0 mmolとし、アリルパラジウム(II)クロリド二量体を0.015 mmolとし、化合物４(配位子前駆体)を0.06 mmolとした以外は実施例２−８と同様にして、3-ジュウテリオ安息香酸の粗生成物を得た。
得られた粗生成物を、直接公知の方法にてアリル 3-ジュウテリオベンゾエートに変換し、化学構造、重水素化率及び収率を決定した。まず、粗生成物を含む反応混合物に水を加え、混合物を10%塩酸で酸性化し、得られた混合物をジクロロメタンで抽出した。まとめ有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮し、粗生成物を得た。粗生成物のテトラヒドロフラン(1 mL)溶液を硫酸水素テトラブチルアンモニウム(0.05 mmol)及びフッ化カリウム(5.0 mmol)のテトラヒドロフラン(1 mL)の混合物に加えた。臭化アリル(1.1 mmol)を加え、反応混合物を室温で3時間撹拌した。水を加え、得られた混合物をジイソプロピルエーテルで抽出した。まとめた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/ベンゼン = 5/1)で精製し、無色油状物としてアリル 3-ジュウテリオベンゾエート(131 mg, 0.80 mmol, 収率80%, 重水素化率99%以上)を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 4.83 (dt, J = 1.0, 5.6 Hz, 2H), 5.29 (dd, J = 1.0, 10.5 Hz, 1H), 5.42 (dd, J = 1.5, 17.3 Hz, 1H), 6.01-6.09 (m, 1H), 7.43-7.46 (m, 1H), 7.56 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 8.06-8.08 (m, 2H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 65.5 (CH2), 118.1 (CH2), 128.0 (t, J = 24.7 Hz, C), 128.3 (CH), 129.5 (CH), 129.6 (CH), 130.1 (C), 132.2 (CH), 132.8 (CH), 166.2 (C). IR (ATR): 640, 1090, 1110, 1250, 1430, 1720, 3080 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C10H9DO2: 163.0744; Found: 163.0747.
実施例３−１１
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、3-クロロ-N-メチルベンズアミドを用い、反応温度を90℃から100℃に変更し、炭酸セシウムの使用量を2.0 mmolに変更した以外は実施例２−８と同様にして、3-ジュウテリオ-N-メチルベンズアミド（収率９９％；重水素化率９９％以上）を得た。
mp 74-75 ℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 3.03 (d, J = 4.8 Hz, 3H), 7.43 (dd, J = 7.5, 8.2 Hz, 1H), 7.49 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 7.75-7.77 (m, 2H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 26.6 (CH3), 126.7 (CH), 126.8 (CH), 127.9 (t, J = 24.7 Hz, C), 128.2 (CH), 131.0 (CH), 134.3 (C), 168.4 (C). IR (ATR): 690, 1550, 1630, 2930, 3320 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C8H8DNO: 136.0747; Found: 136.0749.
実施例３−１２
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、1-ベンジルオキシ-2,4-ジクロロベンゼンを用い、反応温度を90℃から100℃に変更し、炭酸セシウムの使用量を3.0 mmolに変更し、α-ジュウテリオベンズヒドロールの使用量を2倍に変更し、アリルパラジウム(II)クロリド二量体と化合物４(配位子前駆体)の使用量を3倍に変更した以外は実施例２−８と同様にして、1-ベンジルオキシ-2,4-ジジュウテリオベンゼン（収率９５％；重水素化率９９％以上）を得た。
mp 33-34 ℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 5.07 (s, 2H), 6.98 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 7.29-7.34 (m, 3H), 7.37-7.40 (m, 2H), 7.43-7.45 (m, 2H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 69.8 (CH2), 114.5 (t, J = 24.7 Hz, C), 114.8 (CH), 120.6 (t, J = 24.7 Hz, C), 127.4 (CH), 127.9 (CH), 128.5 (CH), 129.2 (CH), 129.3 (CH), 137.0 (C), 158.8 (C). IR (ATR): 1010, 1050, 1230, 1580 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C13H10D2O: 186.1014; Found: 186.1016.
実施例３−１３
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、2-ベンジルオキシ-6-クロロピリジンを用いた以外は実施例２−８と同様にして、2-ベンジルオキシ-6-ジュウテリオピリジン（収率９９％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 5.38 (s, 2H), 6.81 (dd, J = 1.0, 8.0 Hz, 1H), 6.88 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 7.30-7.33 (m, 1H), 7.36-7.39 (m, 2H), 7.46-7.48 (m, 2H), 7.58 (dd, J = 7.1, 8.3 Hz 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 67.4 (CH2), 111.2 (CH), 116.6 (CH), 127.7 (CH), 127.8 (CH), 128.3 (CH), 137.3 (C), 138.5 (CH), 146.4 (t, J = 27.2 Hz, C), 163.5 (C). IR (ATR): 1250, 1590 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C12H10DNO: 186.0903; Found: 186.0907.
実施例３−１４
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、2-(ジベンジルアミノ)-5-クロロピリジンを用いた以外は実施例２−８と同様にして、2-(ジベンジルアミノ)-5-ジュウテリオピリジン（収率９２％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 4.80 (s, 4H), 6.46 (dd, J = 0.8, 8.5 Hz, 1H), 7.23-7.26 (m, 6H), 7.29-7.32 (m, 4H), 7.38 (dd, J = 2.0, 8.5 Hz, 1H), 8.20-8.21 (m, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 50.7 (CH2), 105.7 (CH), 111.9 (t, J = 25.6 Hz, C), 126.8 (CH), 127.0 (CH), 128.5 (CH), 137.2 (CH), 138.3 (C), 147.9 (CH), 158.5 (C). IR (ATR): 1240, 1490, 1580 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C19H17DN2: 275.1533; Found: 275.1530.
実施例３−１５
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、4-クロロ-2-(トリフルオロメチル)キノリンを用いた以外は実施例２−８と同様にして、4-ジュウテリオ-2-(トリフルオロメチル)キノリン（収率９７％；重水素化率９９％以上）を得た。
mp 53-54 ℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 7.67-7.70 (m, 1H), 7.75 (s, 1H), 7.82-7.85 (m, 1H), 7.92 (dd, J = 1.0, 8.5 Hz, 1H), 8.24 (d, J = 8.5 Hz, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 116.5 (CH), 121.6 (q, J = 274.8 Hz, C), 127.6 (CH), 128.5 (CH), 128.7 (C), 130.0 (CH), 130.8 (CH), 137.7 (t, J = 24.8 Hz, C), 147.1 (C), 147.9 (q, J = 34.8 Hz, C). IR (ATR): 770, 1120, 1200 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C10H5DF3N: 198.0515; Found: 198.0505.
実施例３−１６
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、2-クロロ-1-メチル-1H-インドールを用いた以外は実施例２−８と同様にして、2-ジュウテリオ-1-メチル-1H-インドール（収率９７％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6): δ 3.78 (s, 3H), 6.40 (d, J = 0.7 Hz, 1H), 7.00-7.03 (m, 1H), 7.12-7.15 (m, 1H). 7.42 (dd, J = 0.7, 8.0 Hz, 1H), 7.53 (d, J = 8.0 Hz, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 32.5 (CH3), 100.6 (CH), 109.1 (CH), 119.1. (CH), 120.7 (CH), 121.3 (CH), 128.4 (C), 128.5 (t, J = 27.2 Hz, C), 136.5 (C). IR (ATR): 730, 1230 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C9H8DN: 132.0798; Found: 132.0801.
実施例３−１７
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、5-ブチル-2-クロロベンゾフランを用いた以外は実施例２−８と同様にして、5-ブチル-2-ジュウテリオベンゾフラン（収率９４％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 0.93 (t, J = 7.5 Hz, 3H), 1.33-1.41 (m, 2H), 1.60-1.66 (m, 2H), 2.70 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 6.70 (d, J = 0.8 Hz, 1H), 7.11 (dd, J = 1.5, 8.3 Hz, 1H), 7.39 (s, 1H), 7.40 (d, J = 8.3 Hz, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 13.9 (CH3), 22.3 (CH2), 34.3 (CH2), 35.5 (CH2), 106.1 (CH), 110.8 (CH), 120.3 (CH), 124.9 (CH), 127.4 (C), 137.2 (C), 144.6 (t, J = 30.5 Hz, C), 153.4 (C). IR (ATR): 810, 1030, 1450 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C12H13DO: 175.1107; Found: 175.1107.
実施例３−１８
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、2-クロロ-3-ヘキシルチオフェンを用いた以外は実施例２−８と同様にして、2-ジュウテリオ-3-ヘキシルチオフェン（収率９６％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 0.88 (t, J = 6.5 Hz, 3H), 1.30-1.35 (m, 6H), 1.62 (quintet, J = 7.5 Hz, 2H), 2.62 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 6.93 (d, J = 4.8 Hz, 1H), 7.23 (d, J = 4.8 Hz, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 14.0 (CH3), 22.6 (CH2), 29.0 (CH2), 30.2 (CH2), 30.5 (CH2), 31.7 (CH2), 119.5 (t, J = 27.3 Hz, C), 124.9 (CH), 128.2 (CH), 143.1 (C). IR (ATR): 720, 830, 1460 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C10H15DS: 169.1035; Found: 169.1039.
実施例３−１９
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、3-クロロベンゾチオフェンを用いた以外は実施例２−８と同様にして、3-ジュウテリオベンゾチオフェン（収率９３％；重水素化率９９％）を得た。
1H-NMR (500 MHz, ベンゼン-d6): 6.91 (s, 1H), 7.04-7.07 (m, 1H), 7.12-7.15 (m, 1H), 7.56 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.58 (d, J = 8.0 Hz, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): 122.4 (CH), 123.58 (CH), 123.62 (t, J = 25.6 Hz, C), 124.1 (CH), 124.2 (CH), 126.2 (CH), 139.5 (C), 139.7 (C). HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C8H5DS: 135.0253; Found: 135.0252.
実施例３−２０
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、5-クロロ-2-メチル-1,3-ベンゾチアゾールを用い、反応温度を90℃から100℃に変更し、炭酸セシウムを2.0 mmmolに変更し、アリルパラジウム(II)クロリド二量体と化合物４(配位子前駆体)の使用量を3倍に変更した以外は実施例２−８と同様にして、5-ジュウテリオ-2-メチル-1,3-ベンゾチアゾール（収率９１％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6): δ 2.80 (s, 3H), 7.39 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.91 (s, 1H), 8.03 (dd, J = 0.5, 8.0 Hz, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 19.8 (CH3), 121.1 (CH), 122.0 (CH), 124.3. (CH), 125.4 (t, J = 24.8 Hz, C), 135.4 (C), 153.1 (C), 166.6 (C). IR (ATR): 1170, 1520 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C8H6DNS: 150.0362; Found: 150.0365.
実施例３−２１
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、6-クロロ-2-フェニル-4H-クロメン-4-オンを用い、アリルパラジウム(II)クロリド二量体を0.015 mmolとし、化合物４(配位子前駆体)を0.06 mmolとし、反応温度を90℃から100℃に変更した以外は実施例２−８と同様にして、6-ジュウテリオ-2-フェニル-4H-クロメン-4-オン（収率９２％；重水素化率９９％以上）を得た。
mp 96 ℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 6.86 (s, 1H), 7.53-7.57 (m, 3H), 7.60 (dd, J = 0.37, 8.5 Hz, 1H), 7.73 (dd, J = 1.6, 8.4 Hz, 1H), 7.94-7.98 (m, 2H), 8.26 (d, J = 1.4 Hz, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): 107.5 (CH), 118.0 (CH), 123.9 (C), 124.9 (t, J = 24.7, C), 125.5 (CH), 126.2 (CH), 129.0 (CH), 131.5 (CH), 131.7 (C), 133.6 (CH), 156.2 (C), 163.3 (C), 178.3 (C). IR (ATR): 770, 1130, 1640 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C15H9DO2: 223.0744; Found: 223.0743.
実施例３−２２
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、イソプロピル 2-[4-(4-クロロベンゾイル)フェノキシ]-2-メチルプロパノエートを用い、反応温度を90℃から100℃に変更した以外は実施例２−８と同様にして、イソプロピル 2-[4-(4-ジュウテリオベンゾイル)フェノキシ]-2-メチルプロパノエート（収率９５％；重水素化率９９％以上）を得た。
mp 83 ℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 1.20 (d, J = 6.2 Hz, 6H), 1.67 (s, 6H), 5.09 (sep, J = 6.3 Hz, 1H), 6.86 (dt, J = 2.7, 9.0 Hz, 2H), 7.47 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.74-7.78 (m, 4H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): 21.3 (CH3), 25.3 (CH3), 69.3 (CH), 79.3 (C), 117.1 (CH), 128.1 (CH), 129.7 (CH), 130.6 (C), 131.6 (t, J = 24.0 Hz, C), 132.0 (CH), 138.1 (C), 159.5 (C), 173.1 (C), 195.5 (C). IR (ATR): 850, 1660, 1720 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C20H21DO4: 327.1581; Found: 357.1582.
実施例３−２３
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、3-(2-クロロ-10H-フェノチアジン-10-イル)-N,N-ジメチルプロパン-1-アミン塩酸塩を用い、炭酸セシウムの使用量を2.5 mmolに変更した以外は実施例２−８と同様にして、3-(2-ジュウテリオ-10H-フェノチアジン-10-イル)-N,N-ジメチルプロパン-1-アミン（収率９０％；重水素化率９９％以上）を得た。
1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6): δ 1.79 (quintet, J = 6.9 Hz, 2H), 2.08 (s, 6H), 2.30 (t, J = 6.9 Hz, 2H), 3.90 (t, J = 6.9 Hz, 2H), 6.92-6.95 (m, 2H), 7.02-7.03 (m, 2H), 7.14 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.18-7.22 (m, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 25.1 (CH2), 45.2 (CH2), 45.5 (CH3), 57.0 (CH2), 115.3(CH), 115.4 (CH), 122.2 (CH), 122.3 (CH), 125.0 (C), 126.8 (t, J = 24.7 Hz, C), 127.1 (CH), 127.3 (CH), 145.2 (C). IR (ATR): 740, 1220, 1240, 1450 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C17H19DN2S: 285.1410; Found: 285.1417.
実施例３−２４
1-クロロ-3,5-ジメトキシベンゼンの代わりに、(2S,6'R)-7-クロロ-2',4,6-トリメトキシ-6'-メチル-3H-スピロ[1-ベンゾフラン-2,1'-シクロヘキサン]-2'-エン-3,4'-ジオン（グリセオフルビン）を用い、α-ジュウテリオベンズヒドロールの使用量を1.5 mmolに変更し、アリルパラジウム(II)クロリド二量体と化合物４(配位子前駆体)の使用量を3倍に変更した以外は実施例２−８と同様にして、(2S,6'R)-7-ジュウテリオ-2',4,6-トリメトキシ-6'-メチル-3H-スピロ[1-ベンゾフラン-2,1'-シクロヘキサン]-2'-エン-3,4'-ジオン（収率９５％；重水素化率９７％）を得た。
mp 180-181 ℃. [α]17 D+358.2 (c 1.00, アセトン). 1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 0.98 (d, J = 6.7 Hz, 3H), 2.42 (dd, J = 4.8, 16.8 Hz, 1H), 2.73-2.80 (m, 1H), 3.08 (dd, J = 13.5, 16.8 Hz, 1H), 3.64 (s, 3H), 3.91 (s, 3H), 3.92 (s, 3H), 5.55 (s, 1H), 6.06 (s, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ 13.9 (CH3), 36.2 (CH), 39.7 (CH2), 55.79 (CH3), 55.83 (CH3), 56.3 (CH3), 88.1 (t, J = 24.0 Hz, C), 89.5(C), 93.0 (CH), 103.9 (C), 104.3 (CH), 158.7 (C), 170.1 (C), 171.1, (C), 175.7 (C), 192.1, (C), 196.9 (C). IR (ATR): 810, 1210, 1610 cm-1. HRMS (EI) m/z: (M+) Calcd for C17H17DO6: 319.1166; Found: 319.1161.
実施例３−２５
3,5-ジメトキシフェニル N,N-ジメチルスルファメートの代わりに、4-ベンジルオキシフェニル N,N-ジメチルスルファメートを用いた以外は実施例１−１３と同様にして、1-ベンジルオキシ-4-ジュウテリオベンゼン（収率８８％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例３−２６
3,5-ジメトキシフェニル N,N-ジメチルスルファメートの代わりに、ブチル 4-(ジメチルスルファモイルオキシ)ベンゾエートを用いた以外は実施例１−１３と同様にして、ブチル 4-ジュウテリオベンゾエート（収率９３％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−１３、実施例２−８および実施例３−１〜実施例３−２６を以下の表６〜８にまとめた。
［実施例４：重水素化剤の検討］
実施例４−１
α-ジュウテリオベンズヒドロールの代わりに、α-ジュウテリオ-α-フェニルエタノールを用いた以外は実施例１−４と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率８７％；重水素化率９９％）を得た。
実施例４−２
α-ジュウテリオベンズヒドロールの代わりに、α-ジュウテリオ-α-シクロヘキシルベンゼンメタノールを用いた以外は実施例１−４と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率８３％；重水素化率９９％）を得た。
実施例４−３
α-ジュウテリオベンズヒドロールの代わりに、5-ジュウテリオ-5-ノナノールを用いた以外は実施例１−４と同様にして、1-ジュウテリオ-3,5-ジメトキシベンゼン（収率７８％；重水素化率９９％以上）を得た。
実施例１−４および実施例４−１〜実施例４−３を以下の表９にまとめた。
本発明の重水素化方法は、コスト面と重水素化率との両方に優れており、さらには、芳香族化合物の脱離基を選択的に重水素置換できるので、化学反応機構の解明、体内動態解析、重水素化化合物を含む医薬品の開発や製造等に有用である。
本出願は、日本国で２０１４年２月２６日に出願された特願２０１４−０３５５５４を基礎としており、その内容は本明細書にすべて包含されるものである。

Claims (20)

  1. 式（Ｉ）：

    ［式中、
    環Ａ及び環Ｂは、それぞれ独立して、さらに置換されていてもよい芳香環を示し；
    環Ｃは、さらに置換されていてもよいカチオン性二窒素含有環を示し；
    Ｘ−は、アニオンを示し；
    Ｙ１及びＹ２は、それぞれ独立して、結合手又はメチレンを示す。］
    で表される化合物から誘導されるカルベン配位子と遷移金属とを含む重水素化触媒。
  2. 式（Ｉ）：

    ［式中、
    環Ａ及び環Ｂは、それぞれ独立して、さらに置換されていてもよい芳香環を示し；
    環Ｃは、さらに置換されていてもよいカチオン性二窒素含有環を示し；
    Ｘ−は、アニオンを示し；
    Ｙ１及びＹ２は、それぞれ独立して、結合手又はメチレンを示す。］
    で表される化合物と遷移金属化合物とから調製される重水素化触媒。
  3. 遷移金属がパラジウムである、請求項１または２に記載の重水素化触媒。
  4. Ｘ−が、塩化物イオンである、請求項１〜３の何れか１項に記載の重水素化触媒。
  5. 芳香族炭素原子に結合した脱離基の重水素原子への置換反応を触媒するための、請求項１〜４の何れか１項に記載の重水素化触媒。
  6. 脱離基がハロゲン原子である、請求項５に記載の重水素化触媒。
  7. 式（Ｉ）：

    ［式中、
    環Ａ及び環Ｂは、それぞれ独立して、さらに置換されていてもよい芳香環を示し；
    環Ｃは、さらに置換されていてもよいカチオン性二窒素含有環を示し；
    Ｘ−は、アニオンを示し；
    Ｙ１及びＹ２は、それぞれ独立して、結合手又はメチレンを示す。］
    で表される、重水素化触媒のための配位子前駆体。
  8. 式（ＩＩ）：

    ［式中、
    Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、それぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよい炭化水素基又は置換されていてもよいアミノ基を示し；
    Ｒ１ｃは、それぞれ独立して、置換基を示し；
    Ｒ２ａ及びＲ２ｂは、それぞれ独立して、水素原子又は置換されていてもよい炭化水素基を示し；
    Ｒ２ｃは、それぞれ独立して、置換基を示し；
    Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、水素原子又は置換されていてもよい炭化水素基を示すか、或いはＲ３及びＲ４が結合する炭素原子と一緒になって置換されていてもよい環を形成していてもよく；
    Ｘ−は、アニオンを示し；
    Ｙは、結合手又はメチレンを示し；
    ｎ１及びｎ２は、それぞれ独立して、０〜３の整数を示す。］
    で表される化合物（ただし、３−（２−エチルフェニル）−４，５−ジメチル−１−（２，４，６−トリメチルベンジル）イミダゾリウムクロリド、１−（２，４，６−トリメチルベンジル）−３−（４−メトキシフェニル）−４，５−ジメチルイミダゾリウムクロリド及び１−（２，４，６−トリメチルベンジル）−４，５−ジメチル−３−フェニルイミダゾリウムクロリドを除く）。
  9. Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、それぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよいアミノ基である、請求項８に記載の化合物。
  10. Ｒ１ａ及びＲ１ｂの少なくとも一方が、水素原子ではない、請求項８または９に記載の化合物。
  11. Ｒ２ａ及びＲ２ｂは、それぞれ独立して、水素原子又は置換されていてもよいアルキル基である、請求項８〜１０の何れか１項に記載の化合物。
  12. Ｙが、結合手である、請求項８〜１１の何れか１項に記載の化合物。
  13. Ｒ３及びＲ４が、メチルである、請求項８〜１２の何れか１項に記載の化合物。
  14. Ｘ−が、塩化物イオンである、請求項８〜１３の何れか１項に記載の化合物。
  15. 請求項８〜１４の何れか１項に記載の化合物から誘導されるカルベン配位子と遷移金属とを含む錯体。
  16. 請求項８〜１４の何れか１項に記載の化合物と遷移金属化合物とから調製される錯体。
  17. 脱離基を有する芳香族化合物を、有機溶媒中、請求項１〜６の何れか１項に記載の重水素化触媒、重水素化剤及び塩基の存在下反応させることにより、芳香族炭素原子に結合した上記脱離基を重水素原子に置換する方法。
  18. 重水素化剤が、式（ＩＩＩ）：

    ［式中、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立して、置換基を示し；Ｄは、重水素原子を示す。］
    で表される化合物である、請求項１７に記載の方法。
  19. 重水素化剤の使用量が、上記脱離基に対して、１モル当量〜３モル当量である、請求項１７または１８に記載の方法。
  20. 有機溶媒が重溶媒ではない、請求項１７〜１９の何れか１項に記載の方法。
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