WO2021199310A1 - 芳香族化合物の製造方法 - Google Patents

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庸介 今仲
晋司 上野
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B61/00—Other general methods

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an aromatic compound.
  • Aromatic compounds are used in various applications, for example, as liquid crystal materials, organic electroluminescence materials, medical and agricultural chemical intermediates, and the like. Aromatic compounds used in the above applications are produced, for example, by forming carbon-carbon bonds and carbon-heteroatom bonds by a coupling reaction.
  • a catalyst is used in the coupling reaction to form a carbon-carbon bond and a carbon-heteroatom bond.
  • a catalyst for the coupling reaction for example, a method of using a palladium source such as palladium chloride or palladium acetate together with a phosphine-based ligand such as triphenylphosphine and a method of using a palladium complex coordinated with an organic phosphine compound are known. Has been done. In recent years, for the purpose of reducing input energy by reducing the reaction temperature, reducing costs, etc., it has been studied to construct a highly active catalyst system while substituting an expensive ligand source.
  • Patent Document 1 reports that a palladium complex catalyst in which a phosphine ligand and an allyl ligand are coordinated has high activity for carbon-carbon and carbon-nitrogen coupling reactions. For example, it is disclosed that it is used for the Suzuki-Miyaura coupling reaction at room temperature.
  • Patent Document 2 reports that a palladium complex catalyst having a phosphine ligand and a paradacycle ligand acts as a highly active catalyst for a coupling reaction, and Buchwald using aryl chloride as a substrate. -Buchwald-Hartwig reaction etc. are described.
  • the palladium catalysts disclosed in Patent Documents 1 and 2 have complicated synthetic routes and low industrial utility. Specifically, the synthesis of the palladium complex of Patent Document 1 requires a two-step synthesis consisting of a step of producing an allylpalladium dimer from palladium chloride and a step of reacting it with a phosphine ligand. .. The synthesis of the palladium complex of Patent Document 2 requires a two-step synthesis consisting of a step of reacting palladium acetate with o-diphenylamine and a step of reacting it with a phosphine ligand. As described above, there is a problem that it is difficult to industrially utilize the cross-coupling reaction in the production of aromatic compounds due to the complexity of catalyst preparation.
  • An object of the present invention is to provide a method capable of producing an aromatic compound in high yield by utilizing a cross-coupling reaction.
  • the present invention is as follows. [1] A method for producing an aromatic compound by a cross-coupling reaction between a nucleophile and an electrophile. A step of reacting the nucleophile with the electrophile to obtain the aromatic compound using Pd (OAc) 2 (PCy 3 ) 2 as a catalyst is included. Production method. [2] The cross-coupling reaction is a carbon-carbon coupling reaction. The manufacturing method according to [1]. [3] Each of the nucleophile and the electrophile is a compound having at least one aromatic ring. The manufacturing method according to [2].
  • the nucleophile is a compound having at least one aromatic ring, and has at least one group selected from the group consisting of a boronic acid group and a boronic acid ester group on the at least one aromatic ring.
  • the electrophile is a compound having at least one aromatic ring, and has at least one group selected from the group consisting of a halogen atom and a triflate group on the at least one aromatic ring.
  • the electrophile is a compound having at least one aromatic ring.
  • the nucleophile is a compound having at least one amino group.
  • the electrophile is a compound having at least one aromatic ring, and has at least one group selected from the group consisting of a halogen atom and a triflate group on the at least one aromatic ring.
  • the electrophile is a compound having at least one aromatic ring and has at least one chlorine atom on the at least one aromatic ring.
  • an aromatic compound can be obtained in good yield by applying a cross-coupling reaction.
  • the production method of the present embodiment is a method for producing an aromatic compound by a cross-coupling reaction between a nucleophile and an electrophile.
  • the production method of the present embodiment includes a step of reacting the nucleophile with the electrophile to obtain the aromatic compound using Pd (OAc) 2 (PCy 3 ) 2 as a catalyst.
  • the electrophile in this embodiment refers to a chemical species that receives electrons in a cross-coupling reaction system.
  • the nucleophile in this embodiment refers to a chemical species that forms a bond to an atom having a low electron density in a cross-coupling reaction system.
  • the cross-coupling reaction in the present embodiment refers to a reaction that binds two types of organic reaction substrates, that is, an electrophile and a nucleophile.
  • the aromatic compound in the present embodiment is a product obtained by a cross-coupling reaction between a nucleophile and an electrophile, and is a compound having at least one aromatic ring.
  • various aromatic compounds are produced in high yield by reacting two kinds of organic reaction substrates acting as electrophiles and nucleophiles with Pd (OAc) 2 (PCy 3 ) 2.
  • Pd (OAc) 2 (PCy 3 ) 2 can be manufactured at.
  • the catalyst Pd (OAc) 2 (PCy 3 ) 2 used in the present embodiment can be easily synthesized and can be easily applied to the production of aromatic compounds using a cross-coupling reaction. Since Pd (OAc) 2 (PCy 3 ) 2 is stable at room temperature (20 ⁇ 15 ° C.) and in the atmosphere and easy to handle, the manufacturing method using the catalyst is highly industrially usable.
  • Pd (OAc) 2 (PCy 3 ) 2 used in the production method of the present embodiment, for example, a commercially available catalyst Pd (OAc) 2 (PCy 3) 2 manufactured by N.E. You may use it.
  • Pd (OAc) 2 (PCy 3 ) 2 is prepared, for example, by mixing palladium acetate (Pd 3 (OAc) 6 ) and tricyclohexylphosphine (PCy 3 ) in the presence or absence of a solvent. Can be done.
  • the cross-coupling reaction in the present embodiment is preferably a carbon-carbon coupling that newly forms a carbon-carbon bond or a carbon-nitrogen coupling reaction that newly forms a carbon-nitrogen bond.
  • the carbon-carbon coupling reaction include a Suzuki-Miyaura coupling reaction, a Mizorogi-Heck reaction, and a Sonogashira coupling reaction. Among these, the Suzuki-Miyaura coupling reaction is preferable. Further, the carbon-nitrogen coupling reaction is preferably a Buchwald-Hartwig reaction.
  • the electrophile in this embodiment is preferably a compound having at least one aromatic ring.
  • the nucleophile in this embodiment may also be a compound having at least one aromatic ring.
  • the aromatic ring contained in the electrophile and the nucleophile in the present embodiment may contain a heteroatom. That is, the aromatic ring in this embodiment also includes a complex aromatic ring.
  • the reaction point in the electrophile is the carbon atom of the aromatic ring.
  • the nucleophile is also preferably a compound having at least one aromatic ring. At this time, the reaction point in the nucleophile is the carbon atom of the aromatic ring.
  • the nucleophile is not particularly limited as long as it is a compound containing at least one NH bond. At this time, the reaction point in the nucleophile is the nitrogen atom in the compound.
  • reaction point refers to an atom in which a new covalent bond is formed by the reaction. Since the cross-coupling reaction is a reaction between reaction points existing in each of the electrophile and the nucleophile, the structure around the reaction points is arbitrary.
  • the aromatic ring contained in the electrophoretic agent and the nucleophilic agent in the present embodiment is not particularly limited, and is, for example, a benzene ring, a biphenyl ring, a naphthalene ring, m-terphenyl, o-terphenyl, and p-ter.
  • Examples thereof include a terphenyl ring such as phenyl, an acenaphthylene ring, a fluorene ring, a phenanthrene ring, a phenanthrene ring, a triphenylene ring, a pyrene ring, a naphthacene ring, a perylene ring, and a pentacene ring.
  • a terphenyl ring such as phenyl, an acenaphthylene ring, a fluorene ring, a phenanthrene ring, a phenanthrene ring, a triphenylene ring, a pyrene ring, a naphthacene ring, a perylene ring, and a pentacene ring.
  • the aromatic ring contained in the electrophoretic agent and the nucleating agent in the present embodiment is not particularly limited, and is, for example, a pyrrole ring, an oxazole ring, an isooxazole ring, a thiazole ring, an isothiazole ring, an imidazole ring, and an oxal ring.
  • Examples include a heteroaromatic ring.
  • the aromatic ring in this embodiment may have a substituent.
  • the substituent is not particularly limited, for example, hydroxy group, a halogen atom, an alkyl group of C1 ⁇ C6, an alkenyl group of C2 ⁇ C6, an alkynyl group of C2 ⁇ C6, organic group represented by -OR 6, Examples thereof include an amino group represented by -N (R') (R ").
  • the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like.
  • R 6 include an alkyl group of C1 to C6, an alkenyl group of C2 to C6, an alkynyl group of C2 to C6, and the like.
  • R'and R independently include a hydrogen atom, an alkyl group of C1 to C6, an alkenyl group of C2 to C6, an alkynyl group of C2 to C6, an aromatic ring group, and the like.
  • the aromatic ring group include an exemplary group similar to that of the aromatic ring contained in the electrophilic agent and the nucleophilic agent. Further, the aromatic ring group has the same substituent as described above. You may.
  • the alkyl group of C1 to C6 means, for example, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, and specifically, , Methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, Cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like can be mentioned.
  • the alkenyl group of C2 to C6 means, for example, a linear, branched or cyclic alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms which may have a substituent, and specifically, , Vinyl group, allyl group, vinyl group, allyl group, metalryl group, 1-buten-1-yl group, 2-buten-1-yl group, 3-buten-1-yl group, 1-buten-3-yl
  • the groups can be mentioned.
  • the alkynyl group of C2 to C6 means, for example, a linear or branched alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms which may have a substituent, and specifically, 2 -Propyne-1-yl group, 2-butyne-1-yl group, 3-butyne-1-yl group and the like can be mentioned.
  • the nucleophilic agent is a compound having at least one aromatic ring, and a boronic acid group and boron on the at least one aromatic ring. It preferably has at least one group selected from acid ester groups. Further, the electrophile preferably has at least one aromatic ring, and preferably has at least one group selected from a halogen atom and a triflate group on the at least one aromatic ring. When the nucleophile has two or more aromatic rings and two or more boronic acid groups and / or boronic acid ester groups, the boronic acid groups and / or boronic acid ester groups are on the same aromatic ring.
  • the electrophile has two or more aromatic rings and two or more halogen atoms and / or triflate groups
  • the halogen atoms and / or triflate groups are substituted on the same aromatic ring. It may be substituted on a different aromatic ring.
  • the carbon-carbon cross-coupling reaction in this embodiment is preferably represented by the following scheme.
  • Formula (I) represents an electrophile
  • formula (II) represents a nucleophile
  • formula (III) represents a product aromatic compound.
  • E1 and Nu each independently represent a unit having at least one aromatic ring.
  • X is substituted on the carbon atom of the aromatic ring contained in E1 and represents at least one group selected from a halogen atom and a triflate group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like.
  • B ( RX ) ( RY ) is substituted on the carbon atom of the aromatic ring contained in Nu.
  • R X and R Y each independently hydroxy group, an alkoxy group, R X and R Y may form a ring together.
  • RX ) ( RY ) is not particularly limited as long as it is an organic boron group generally applicable to the Suzuki-Miyaura coupling reaction, and specifically, boronic acid (-(OH) 2 ) and boronic acid ester. (-(OR) 2 ), pinacol boron, etc. can be mentioned.
  • boronic acid -(OH) 2
  • boronic acid ester -(OR) 2
  • pinacol boron, etc. can be mentioned.
  • electrophile of the formula (IV) an aryl halide and an aromatic triflate are preferable, and an aryl chloride and an aryl bromide are more preferable.
  • nucleophile of the formula (V) arylboronic acid and arylboronic acid ester are preferable.
  • an aromatic compound having a biphenyl skeleton can be produced by a carbon-carbon cross-coupling reaction.
  • the nucleophile is preferably a compound having at least one amino group.
  • the electrophile preferably has at least one aromatic ring, and preferably has at least one group selected from a halogen atom and a triflate group on the at least one aromatic ring.
  • the electrophile has two or more aromatic rings and two or more halogen atoms and / or triflate groups, the halogen atoms and / or triflate groups may be substituted on the same aromatic ring. , May be substituted on different aromatic rings.
  • the carbon-nitrogen cross-coupling reaction in this embodiment is preferably represented by the following scheme.
  • Formula (IV) represents an electrophile
  • formula (V) represents a nucleophile
  • formula (VI) represents a product aromatic compound.
  • E2 represents a unit having at least one aromatic ring.
  • X is substituted on the carbon of the aromatic ring contained in E2 and represents at least one group selected from a halogen atom and a triflate group.
  • the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like.
  • R X 'and R Y' are each independently, represent a hydrogen atom or any organic group.
  • the optional organic group R X 'and R Y' for example, an alkyl group of C1 ⁇ C6, an alkenyl group of C2 ⁇ C6, an alkynyl group of C2 ⁇ C6, and aromatic ring group, and the like.
  • examples of the aromatic ring group include an exemplary group similar to the aromatic ring contained in the electrophile and the nucleophile.
  • the organic aromatic ring group the substituent described above, i.e., hydroxy group, a halogen atom, an alkyl group of C1 ⁇ C6, an alkenyl group of C2 ⁇ C6, an alkynyl group of C2 ⁇ C6, represented by -OR 6 It may be substituted with an oxy group, an amino group represented by -N (R') (R "), or the like.
  • an aryl halide and an aromatic triflate are preferable, and an aryl chloride and an aryl bromide are more preferable.
  • nucleophile of the formula (V) a primary amine and a secondary amine are preferable.
  • an aromatic amine can be produced by a carbon-nitrogen cross-coupling reaction, for example, as shown by the following chemical reaction formula.
  • the carbon-carbon cross-coupling reaction in the present embodiment includes reaction conditions such as Suzuki-Miyaura coupling reaction, Mizorogi-Heck reaction, and Sonogashira coupling reaction, preferably Suzuki-Miyaura coupling reaction. Can be applied.
  • reaction conditions of the Buchwald-Hartwig reaction can be applied.
  • the cross-coupling reaction in this embodiment is preferably carried out in the presence of a base.
  • the base is not particularly limited, and examples thereof include potassium carbonate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium methoxyde, potassium phosphate, and the like.
  • the amount of Pd (OAc) 2 (PCy 3 ) 2 used is not particularly limited, and is usually in the range of 0.001 mol% or more and 50 mol% or less with respect to the amount of the nucleophile or electrophile, preferably 0. The range is 0.01 mol% or more and 10 mol% or less.
  • the reaction in this embodiment may be carried out in a solvent.
  • the solvent is appropriately selected depending on the reaction temperature, the reaction substrate and the like.
  • the solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the substrate, and examples thereof include toluene, xylene, tetrahydrofuran, ethanol, acetonitrile, water and the like. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the reaction temperature may be appropriately selected depending on the solvent used, and is usually in the range of room temperature to 120 ° C.
  • the room temperature here means 25 ⁇ 5 ° C.
  • the reaction proceeds by using Pd (OAc) 2 (PCy 3 ) 2 even if the reaction temperature is set low, and the target product is obtained in good yield.
  • Aromatic compounds can be obtained.
  • the reaction temperature is preferably 50 ° C. or lower, more preferably 40 ° C. or lower, and even more preferably room temperature.
  • the obtained reaction solution may be concentrated as necessary, and then the residue may be directly combined with the next reaction to carry out the reaction, and appropriate post-treatment is carried out. Later, it may be obtained as an aromatic compound.
  • Specific methods of post-treatment include extraction treatment and / or known purification such as crystallization, recrystallization, and chromatography.
  • Catalyst preparation 1 Production of bis (acetato) bis (tricyclohexylphosphine) palladium (II) (Pd (OAc) 2 (PCy 3 ) 2 ) 80 g (360 mmol) of palladium acetate was dissolved in 700 mL of dichloromethane and insoluble by filtration. The component was removed. The obtained solution was transferred to a 2 L flask, the inside of the flask was sufficiently replaced with nitrogen, and 1 kg (720 mmol) of a 21.6% tricyclohexylphosphine toluene solution was added to obtain a mixture. The mixture was stirred overnight and then the solvent was removed on a rotary evaporator.
  • Table 1 shows the yields of Example 1 and Comparative Examples 1 to 6.
  • Table 2 shows the yields of Example 2 and Comparative Examples 7 to 10.
  • the method for producing an aromatic compound of the present invention can obtain a product in a higher yield than the conventional production method. Therefore, the present invention is effective in the production of electronic component materials such as liquid crystal materials and organic electroluminescence materials, and the production of pharmaceutical intermediates, and contributes to the development of various industries.

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Abstract

本発明は、求核剤と求電子剤とのクロスカップリング反応による芳香族化合物の製造方法であって、Pd(OAc)2(PCy3)2を触媒として用い、前記求核剤と前記求電子剤とを反応させて前記芳香族化合物を得る工程を含む、製造方法を提供する。

Description

芳香族化合物の製造方法
　本発明は、芳香族化合物の製造方法に関する。
　芳香族化合物は、例えば、液晶材料や有機エレクトロルミネッセンス材料、医農薬中間体等として様々な用途に用いられる。上記用途で用いられる芳香族化合物は、例えば、カップリング反応により、炭素－炭素結合及び炭素－ヘテロ原子結合を生成することにより製造される。
　炭素－炭素結合及び炭素－ヘテロ原子結合を生成するためのカップリング反応には、触媒が用いられる。カップリング反応用の触媒としては、例えば、塩化パラジウムや酢酸パラジウム等のパラジウム源をトリフェニルホスフィン等のホスフィン系配位子と共に用いる手法と、有機ホスフィン化合物が配位したパラジウム錯体を用いる手法が知られている。
　近年、反応温度の低減による投入エネルギーの削減や、コスト低減等を目的とし、高価な配位子源を代替しつつ高活性な触媒系を構築することが検討されている。
　例えば、特許文献１には、ホスフィン配位子とアリル配位子とが配位したパラジウム錯体触媒が炭素－炭素及び炭素－窒素カップリング反応に対して高い活性を持つことが報告されており、例えば室温での鈴木－宮浦カップリング反応に用いることが開示されている。
　また、特許文献２には、ホスフィン配位子とパラダサイクル配位子とを持つパラジウム錯体触媒がカップリング反応の高活性触媒として働くことが報告されており、基質として塩化アリールを用いたバックワルド－ハートウィグ（Buchwald-Hartwig）反応等が記載されている。
国際公開第２０１１／１６１４５１号 米国特許第８，８８９，８５７
　特許文献１及び２に開示されるパラジウム触媒は、いずれも合成ルートが煩雑であり、産業利用性が低い。具体的には、特許文献１のパラジウム錯体の合成には、塩化パラジウムからアリルパラジウム二量体を作る工程と、それをホスフィン配位子と反応させる工程で構成される二段合成が必要である。特許文献２のパラジウム錯体の合成には、酢酸パラジウムとｏ－ジフェニルアミンとを反応させる工程と、それをホスフィン配位子と反応させる工程で構成される二段合成が必要である。以上のとおり、触媒調製の煩雑さにより、芳香族化合物の製造にクロスカップリング反応を工業的に活用しにくいという問題がある。
　また、芳香族化合物を製造する際には、収率よく目的物である芳香族化合物を得ることが求められる。
　本発明は、クロスカップリング反応を利用して、収率よく芳香族化合物を製造できる方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、鋭意検討した結果、芳香族化合物をクロスカップリング反応により製造する際に、ビス（アセタト）ビス（トリシクロヘキシルホスフィン）パラジウム（II）（Pd(OAc)2(PCy3)2）を触媒として用いることにより、芳香族化合物の製造にクロスカップリング反応を活用しやすく、且つ、収率よく目的物を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］
　求核剤と求電子剤とのクロスカップリング反応による芳香族化合物の製造方法であって、
　Pd(OAc)2(PCy3)2を触媒として用い、前記求核剤と前記求電子剤とを反応させて前記芳香族化合物を得る工程を含む、
製造方法。
［２］
　前記クロスカップリング反応が、炭素－炭素カップリング反応である、
［１］に記載の製造方法。
［３］
　前記求核剤及び前記求電子剤が、それぞれ、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物である、
［２］に記載の製造方法。
［４］
　前記求核剤が、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物であり、前記少なくとも１つの芳香族環上に、ボロン酸基及びボロン酸エステル基よりなる群から選択される少なくとも１つの基を有し、
　前記求電子剤が、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物であり、前記少なくとも１つの芳香族環上に、ハロゲン原子及びトリフラート基よりなる群から選択される少なくとも１つの基を有する、
［２］又は［３］に記載の製造方法。
［５］
　反応温度が、５０℃以下である、
［２］～［４］のいずれかに記載の製造方法。
［６］
　前記クロスカップリング反応が、炭素－窒素カップリング反応である、
［１］に記載の製造方法。
［７］
　前記求電子剤が、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物である、
［６］に記載の製造方法。
［８］
　前記求核剤が、少なくとも１つのアミノ基を有する化合物であり、
　前記求電子剤が、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物であり、前記少なくとも１つの芳香族環上に、ハロゲン原子及びトリフラート基よりなる群から選択される少なくとも１つの基を有する、
［６］又は［７］に記載の製造方法。
［９］
　前記求電子剤が、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物であり、前記少なくとも１つの芳香族環上に、少なくとも１つの塩素原子を有する、
［６］～［８］のいずれかに記載の製造方法。
　本発明の製造方法によれば、クロスカップリング反応を適用して、芳香族化合物を収率よく得られる。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施の形態は、本発明の実施態様の一例（代表例）であり、本発明はこれらに限定されるものではない。すなわち、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。なお、本明細書において、「～」を用いてその前後に数値又は物性値を挟んで表現する場合、その前後の値を含むものとして用いる。例えば「１～１００」との数値範囲の表記は、その上限値「１００」及び下限値「１」の双方を包含するものとする。また、他の数値範囲の表記も同様である。
　本実施形態の製造方法は、求核剤と求電子剤とのクロスカップリング反応による芳香族化合物の製造方法である。本実施形態の製造方法は、Pd(OAc)2(PCy3)2を触媒として用い、前記求核剤と前記求電子剤とを反応させて前記芳香族化合物を得る工程を含む。
　本実施形態における求電子剤とは、クロスカップリング反応系において、電子を受け取る化学種を指す。本実施形態における求核剤とは、クロスカップリング反応系において、電子密度が低い原子へ結合を形成する化学種を指す。
　本実施形態におけるクロスカップリング反応とは、２種類の有機反応基質、すなわち、求電子剤と求核剤とを結合させる反応を指す。
　本実施形態における芳香族化合物とは、求核剤と求電子剤とのクロスカップリング反応により得られる生成物であり、且つ、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物である。
　本実施形態の製造方法では、それぞれ求電子剤と求核剤として作用する２種類の有機反応基質をPd(OAc)2(PCy3)2で反応させることにより、各種芳香族化合物を高い収率で製造することができる。
　また、本実施形態において使用する触媒Pd(OAc)2(PCy3)2は、簡便に合成することができ、クロスカップリング反応を用いる芳香族化合物の製造に適用しやすい。Pd(OAc)2(PCy3)2は、常温（２０±１５℃）、大気下において安定であり、取り扱いも容易であることからも、当該触媒を用いる製造方法は産業利用性が高い。
　本実施形態の製造方法において用いられる触媒Pd(OAc)2(PCy3)2は、例えば、エヌ・イーケムキャット株式会社製等の市販のものを用いてもよく、調製して得られたものを用いてもよい。Pd(OAc)2(PCy3)2は、例えば、溶媒の存在下又は非存在下、酢酸パラジウム（Pd3(OAc)6）とトリシクロヘキシルホスフィン（PCy3）とを混合することにより調製することができる。
　本実施形態におけるクロスカップリング反応は、炭素－炭素結合を新たに生成する、炭素－炭素カップリング、又は、炭素－窒素結合を新たに生成する、炭素－窒素カップリング反応であることが好ましい。炭素－炭素カップリング反応としては、例えば、鈴木－宮浦カップリング反応、溝呂木－ヘック（Heck）反応、薗頭カップリング反応等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは鈴木－宮浦カップリング反応である。
　また、炭素－窒素カップリング反応は、バックワルド－ハートウィグ（Buchwald-Hartwig）反応であることが好ましい。
　本実施形態における求電子剤は、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物であることが好ましい。また、本実施形態における求核剤もまた、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物であってもよい。本実施形態における求電子剤及び求核剤に含まれる芳香族環は、ヘテロ原子を含んでいてもよい。すなわち、本実施形態における芳香族環は、複素芳香族環も包含する。
　求電子剤が少なくとも１つの芳香族環を有する化合物であるとき、求電子剤における反応点は、芳香族環の炭素原子である。
　クロスカップリング反応により炭素－炭素結合を生成する場合、求核剤もまた少なくとも１つの芳香族環を有する化合物であることが好ましい。このとき、求核剤における反応点は、芳香族環の炭素原子である。
　クロスカップリング反応により炭素－窒素結合を生成する場合、求核剤は、少なくとも１つのＮ－Ｈ結合を含む化合物であれば特に制限されない。このとき、求核剤における反応点は、当該化合物における窒素原子である。
　本明細書において反応点とは、反応により新たに共有結合が生成される原子を指す。クロスカップリング反応は、求電子剤及び求核剤のそれぞれに存在する反応点同士の反応であるため、反応点の周囲の構造は任意である。
　本実施形態における求電子剤及び求核剤に含まれる芳香族環としては、特に限定されないが、例えば、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、ｍ－テルフェニル、ｏ－テルフェニル、及びｐ－テルフェニル等のテルフェニル環、アセナフチレン環、フルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、ナフタセン環、ペリレン環、ペンタセン環等が挙げられる。
　また、本実施形態における求電子剤及び求核剤に含まれる芳香族環としては、特に限定されないが、例えば、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、インドール環、イソインドール環、１Ｈ－インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、１Ｈ－ベンゾトリアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、プリン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、フェナジン環、フェナザシリン環、インドリジン環、フラン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、ナフトベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトベンゾチオフェン環、ベンゾホスホール環、ジベンゾホスホール環、ベンゾホスホールオキシド環、ジベンゾホスホールオキシド環、フラザン環、オキサジアゾール環、チアントレン環、インドロカルバゾール環、ベンゾインドロカルバゾール環、及びベンゾベンゾインドロカルバゾール環等の複素芳香族環が挙げられる。
　上記の中でも、好ましくは、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、ｍ－テルフェニル、ｏ－テルフェニル、及びｐ－テルフェニル等のテルフェニル環、アセナフチレン環、フルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、ナフタセン環、ペリレン環、ペンタセン環である。
　本実施形態における芳香族環は、置換基を有していてもよい。
　置換基としては、特に制限されないが、例えば、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、Ｃ１～Ｃ６のアルキル基、Ｃ２～Ｃ６のアルケニル基、Ｃ２～Ｃ６のアルキニル基、－ＯＲ６で表される有機オキシ基、－Ｎ(Ｒ')(Ｒ")により表されるアミノ基等が挙げられる。
　上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができる。
　Ｒ６としては、例えば、Ｃ１～Ｃ６のアルキル基、Ｃ２～Ｃ６のアルケニル基、Ｃ２～Ｃ６のアルキニル基等が挙げられる。
　Ｒ'及びＲ"としては、それぞれ独立して、例えば、水素原子、Ｃ１～Ｃ６のアルキル基、Ｃ２～Ｃ６のアルケニル基、Ｃ２～Ｃ６のアルキニル基、及び芳香族環基等が挙げられる。ここで、芳香族環基としては、求電子剤及び求核剤に含まれる芳香族環と同様の例示の基が挙げられる。また、芳香族環基は、上記と同様の置換基を有していてもよい。
　本明細書において、Ｃ１～Ｃ６のアルキル基としては、例えば、置換基を有していてもよい炭素数１～６の直鎖状又は分岐状又は環状のアルキル基を意味し、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｎ－へキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
　本明細書において、Ｃ２～Ｃ６のアルケニル基としては、例えば、置換基を有していてもよい炭素数２～６の直鎖状又は分岐状又は環状のアルケニル基を意味し、具体的には、ビニル基、アリル基、ビニル基、アリル基、メタリル基、１－ブテン－１－イル基、２－ブテン－１－イル基、３－ブテン－１－イル基、１－ブテン－３－イル基等を挙げることができる。
　本明細書において、Ｃ２～Ｃ６のアルキニル基としては、例えば、置換基を有していてもよい炭素数２～６の直鎖状又は分岐状のアルケニル基を意味し、具体的には、２－プロピン－１－イル基、２－ブチン－１－イル基、３－ブチン－１－イル基等を挙げることができる。
（炭素－炭素カップリング反応）
　本実施形態におけるクロスカップリング反応が炭素－炭素カップリングであるとき、求核剤は、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物であり、前記少なくとも１つの芳香族環上に、ボロン酸基及びボロン酸エステル基から選択される少なくとも１つの基を有することが好ましい。また、求電子剤は、少なくとも１つの芳香族環を有し、前記少なくとも１つの芳香族環上に、ハロゲン原子、トリフラート基から選択される少なくとも１つの基を有することが好ましい。
　求核剤が２以上の芳香族環を有し、２以上のボロン酸基及び／又はボロン酸エステル基を有するとき、ボロン酸基及び／又はボロン酸エステル基は、同一の芳香族環上に置換していてもよく、異なった芳香族環上に置換していてもよい。また、求電子剤が２以上の芳香族環を有し、２以上のハロゲン原子及び／又はトリフラート基を有するとき、ハロゲン原子及び／又はトリフラート基は、同一の芳香族環上に置換していてもよく、異なった芳香族環上に置換していてもよい。
　本実施形態における炭素－炭素のクロスカップリング反応は、好ましくは以下のスキームによって表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　式（I）は求電子剤を表し、式（II）は求核剤を表し、式（III）は生成物である芳香族化合物を表す。
　Ｅ１及びＮｕは、それぞれ独立して、少なくとも１つの芳香族環を有するユニットを表す。
　Ｘは、Ｅ１に含まれる芳香族環の炭素原子上に置換しており、ハロゲン原子、トリフラート基から選択される少なくとも１つの基を表す。ハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
　Ｂ(ＲＸ)(ＲＹ）は、Ｎｕに含まれる芳香族環の炭素原子上に置換している。ＲＸ及びＲＹは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、アルコキシ基を表し、ＲＸ及びＲＹは一緒になって環を形成していてもよい。Ｂ(ＲＸ)(ＲＹ)は、一般に鈴木－宮浦カップリング反応に適用できる有機ホウ素基であれば特に制限されず、具体的には、ボロン酸（－(OH)2）、ボロン酸エステル（－(OR)2）、ピナコールボラン等が挙げられる。
　式（IV）の求電子剤としては、ハロゲン化アリール、芳香族トリフラートが好ましく、より好ましくは塩化アリール、臭化アリールである。
　式（V）の求核剤としては、アリールボロン酸、アリールボロン酸エステルが好ましい。
　典型的な例としては、例えば下記の化学反応式で示すように、炭素－炭素のクロスカップリング反応により、ビフェニル骨格を有する芳香族化合物を製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
（炭素－窒素カップリング反応）
　本実施形態におけるクロスカップリング反応が炭素－窒素カップリングであるとき、求核剤は、少なくとも１つのアミノ基を有する化合物であることが好ましい。また、求電子剤は、少なくとも１つの芳香族環を有し、前記少なくとも１つの芳香族環上に、ハロゲン原子、トリフラート基から選択される少なくとも１つの基を有することが好ましい。
　求電子剤が２以上の芳香族環を有し、２以上のハロゲン原子及び／又はトリフラート基を有するとき、ハロゲン原子及び／又はトリフラート基は、同一の芳香族環上に置換していてもよく、異なった芳香族環上に置換していてもよい。
　本実施形態における炭素－窒素のクロスカップリング反応は、好ましくは以下のスキームによって表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　式（IV）は求電子剤を表し、式（V）は求核剤を表し、式（VI）は生成物である芳香族化合物を表す。
　Ｅ２は、少なくとも１つの芳香族環を有するユニットを表す。
　Ｘは、Ｅ２に含まれる芳香族環の炭素上に置換しており、ハロゲン原子、トリフラート基から選択される少なくとも１つの基を表す。ハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。炭素－窒素のクロスカップリング反応において、本実施形態の製造方法によれば、通常反応性が低いとされる塩素原子を有する求電子剤であっても、収率よく目的物である芳香族化合物を得ることができる。
　ＲＸ'及びＲＹ'は、それぞれ独立して、水素原子又は任意の有機基を表す。ＲＸ'及びＲＹ'の任意の有機基としては、例えば、Ｃ１～Ｃ６のアルキル基、Ｃ２～Ｃ６のアルケニル基、Ｃ２～Ｃ６のアルキニル基、及び芳香族環基等が挙げられる。ここで、芳香族環基としては、求電子剤及び求核剤に含まれる芳香族環と同様の例示の基が挙げられる。また、芳香族環基は、前述した置換基、すなわち、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、Ｃ１～Ｃ６のアルキル基、Ｃ２～Ｃ６のアルケニル基、Ｃ２～Ｃ６のアルキニル基、－ＯＲ６で表される有機オキシ基、－Ｎ(Ｒ')(Ｒ")により表されるアミノ基等により置換されていてもよい。
　式（IV）の求電子剤としては、ハロゲン化アリール、芳香族トリフラートが好ましく、より好ましくは塩化アリール、臭化アリールである。
　式（V）の求核剤としては、１級アミン、２級アミンが好ましい。
　典型的な例としては、例えば下記の化学反応式で示すように、炭素－窒素のクロスカップリング反応により、芳香族アミンを製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
［反応条件］
　本実施形態における炭素－炭素のクロスカップリング反応は、鈴木－宮浦カップリング反応、溝呂木－ヘック（Heck）反応、薗頭カップリング反応等の反応条件、好ましくは鈴木－宮浦カップリング反応の反応条件を適用することができる。本実施形態における炭素－窒素のクロスカップリング反応は、バックワルド－ハートウィグ（Buchwald-Hartwig）反応の反応条件を適用することができる。
　本実施形態におけるクロスカップリング反応は、塩基の存在下で行うことが好ましい。塩基としては、特に制限されないが、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ナトリウムメトキシド、りん酸カリウム等が挙げられる。
　Pd(OAc)2(PCy3)2の使用量は、特に制限されず、求核剤あるいは求電子剤の量に対して、通常０．００１ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下の範囲であり、好ましくは０．０１ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下の範囲である。
　本実施形態における反応は、溶媒中で行ってもよい。溶媒は、反応温度や反応基質等によって適宜選択される。溶媒としては、基質を溶解させることができるものであれば特に制限されないが、例えば、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、エタノール、アセトニトリル、水等が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　反応温度は、用いる溶媒に応じて適宜選択すればよく、通常、室温から１２０℃の範囲である。ここでいう室温とは、２５±５℃を指す。
　特に鈴木－宮浦カップリング反応の条件にてカップリング反応を行う場合、反応温度を低く設定したとしてもPd(OAc)2(PCy3)2を用いることにより反応が進行し、収率よく目的物である芳香族化合物を得ることができる。エネルギー効率を高め目的物の芳香族化合物を得る観点から、反応温度は、好ましくは５０℃以下であり、より好ましくは４０℃以下であり、さらに好ましくは室温である。
　本実施形態における反応にて溶媒を用いる場合、得られた反応溶液を必要に応じて濃縮した後、残渣をそのまま次の反応に共して反応を行ってもよく、適宜な後処理を行った後に、芳香族化合物として取得してもよい。後処理の具体的な方法としては、抽出処理及び／又は晶出、再結晶、クロマトグラフィー等の公知の精製を挙げることができる。
　以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
［触媒調製１］ビス（アセタト）ビス（トリシクロヘキシルホスフィン）パラジウム（II）（Pd(OAc)2(PCy3)2）の製造
　酢酸パラジウム８０ｇ（３６０ｍｍｏｌ）をジクロロメタン７００ｍＬに溶解し、濾過により不溶解成分を除去した。得られた溶液を２Ｌフラスコに移し入れ、フラスコ中を窒素で十分に置換した上で、２１．６％トリシクロヘキシルホスフィントルエン溶液１ｋｇ（７２０ｍｍｏｌ）を添加して混合物を得た。この混合物を一晩撹拌した後に、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去した。そこにヘキサン２００ｍＬを加えて撹拌混合した後に、濾過し、ヘキサン２００ｍＬで２回洗浄した。得られた固体を乾燥させ、目的とするビス（アセタト）ビス（トリシクロヘキシルホスフィン）パラジウム（II）を黄色固体として得た。収量は２６０ｇであった。収率は９３％であった。
［触媒調製２］ジクロロビス（トリシクロヘキシルホスフィン）パラジウム（II）（PdCl2(PCy3)2）の製造
　三角フラスコに塩化パラジウム３．５ｇ（１９．６ｍｍｏｌ）と塩化リチウム１．７４ｇ（４１．１ｍｍｏｌ）を添加し、そこに２－メトキシプロパノール９０ｍＬを添加した。２時間撹拌した後に、２０％トリシクロヘキシルホスフィントルエン溶液１５７．６ｇ（４１．１ｍｍｏｌ）を添加して混合物を得た。この混合物を一晩撹拌保持した後に濾過し、得られた沈殿を純水２０ｍＬで２回、メタノール２０ｍＬで２回洗浄し、目的とするジクロロビス（トリシクロヘキシルホスフィン）パラジウム（II）を黄色固体として得た。収量は９．１ｇであった。収率は６３％であった。
［触媒調製３］アリルクロロ（トリシクロヘキシルホスフィン）パラジウム（II）（PdCl(C3H5)(PCy3)）の製造
　窒素で十分に置換した三角フラスコにジ－μ－クロロビス［（η－アリル）パラジウム（ＩＩ）］　１．１ｇ（３．１ｍｍｏｌ）と２０％トリシクロヘキシルホスフィントルエン溶液９．２ｇ（６．１ｍｍｏｌ）を室温で添加して混合物を得た。この混合物を一晩撹拌した後に、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去した。そこにヘキサン２０ｍＬを加えて撹拌混合した後に、濾過し、ヘキサン２０ｍＬで２回洗浄した。得られた固体を乾燥させ、目的とするアリルクロロ（トリシクロヘキシルホスフィン）パラジウム（II）を白色の固体として得た。収量は２．３ｇであった。収率は８２％であった。
［触媒調製４］アリルクロロ（2-ジシクロへキシルホスフィノ-2',6'-ジイソプロポキシビフェニル）パラジウム（II）（PdCl(C3H5)(RuPhos)）の製造
　窒素で十分に置換した三角フラスコにジ－μ－クロロビス［（η－アリル）パラジウム（ＩＩ）］　０．８６ｇ（４．７ｍｍｏｌ）と２－ジシクロへキシルホスフィノ－２'，６'－ジイソプロポキシビフェニル（ＲｕＰｈｏｓ）　２．２ｇ（４．７ｍｍｏｌ）とテトラヒドロフラン４ｍＬとを室温で加えた混合物を、一晩撹拌した。この混合物にヘキサン２０ｍＬを加えた後に生じた沈殿を濾別し、ヘキサン１０ｍＬで洗浄することにより、目的とするアリルクロロ（２－ジシクロへキシルホスフィノ－２'，６'－ジイソプロポキシビフェニル）パラジウム（II）を黄色粉末として得た。収量は２．３ｇであった。収率は７７％であった。
［実施例１］４－ブロモアニソールとフェニルボロン酸から４－メトキシビフェニルの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　４－ブロモアニソールとフェニルボロン酸とを、トルエン：水＝９：１の溶媒中で混合し、Ｋ３ＰＯ４と０．１ｍｏｌ％のPd(OAc)2(PCy3)2を加え２５℃で２時間混合した。得られた反応混合物を、内部標準物質を使用しガスクロマトグラフィーにて定量を行った結果、目的とする４－メトキシビフェニルを９７％の収率で得たことが分かった。
［比較例１～６］
　実施例１で使用したPd(OAc)2(PCy3)2の代わりに以下の表１に示す比較例１～６の触媒を用いたこと以外は、実施例１と同様の条件で反応を行った。
　実施例１及び比較例１～６の収率を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表１に示す結果から、カップリング反応の条件として低温である２５℃における炭素－炭素カップリング反応において、Pd(OAc)2(PCy3)2を触媒として用いることにより、比較例１～６で用いた従来のパラジウム錯体と比較してより高い収率で且つエネルギー効率よく、生成物を得られることが明らかとなった。
［実施例２］クロロベンゼンとジフェニルアミンからトリフェニルアミンの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　クロロベンゼンとジフェニルアミンとをトルエン溶媒中で混合し、ＮａＯｔＢｕと１ｍｏｌ％のPd(OAc)2(PCy3)2を加えた混合物を１００℃で４時間攪拌した。この混合物を、ガスクロマトグラフィーにて定量を行った結果、目的とするトリフェニルアミンを６０％の収率で得たことが分かった。
　実施例及び比較例におけるガスクロマトグラフィーの測定条件は以下のとおりとした。
　カラム：Agilent製Agilent J&W GC カラム-DB-1（長さ：３０ｍ、内径：０．２５ｍｍ）
　温度プロファイル：２１０℃～３００℃（１０℃／分）＋３００℃（５分保持）
　気化室温度：３００℃
　検出器温度：３００℃（ＦＩＤ）
　キャリアガス：窒素
　注入量：０．１μＬ
　内部標準試料：ｎ－デカン
　希釈溶剤：トルエン
［比較例７～１０］
　実施例２で使用したPd(OAc)2(PCy3)2の代わりに以下の表２に示す比較例７～１０の触媒を用いたこと以外は、実施例２と同様の条件で反応を行った。
　実施例２及び比較例７～１０の収率を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表２に示す結果から、カップリング反応に対する反応性の低い塩化アリールを用いた炭素－窒素カップリング反応において、Pd(OAc)2(PCy3)2を触媒として用いることにより比較例７～１０で用いた従来のパラジウム錯体と比較してより高い収率で生成物を得られることが明らかとなった。
　本発明の芳香族化合物の製造法は、従来の製造方法と比較して高い収率で生成物を得ることができる。したがって本発明は、液晶材料や有機エレクトロルミネッセンス材料など電子部品材料の製造や、医薬品中間体などの製造において有効であり、各種産業の発達に寄与する。

Claims (9)

  1. 　求核剤と求電子剤とのクロスカップリング反応による芳香族化合物の製造方法であって、
    　Pd(OAc)2(PCy3)2を触媒として用い、前記求核剤と前記求電子剤とを反応させて前記芳香族化合物を得る工程を含む、
    製造方法。
  2. 　前記クロスカップリング反応が、炭素－炭素カップリング反応である、
    請求項１に記載の製造方法。
  3. 　前記求核剤及び前記求電子剤が、それぞれ、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物である、
    請求項２に記載の製造方法。
  4. 　前記求核剤が、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物であり、前記少なくとも１つの芳香族環上に、ボロン酸基及びボロン酸エステル基よりなる群から選択される少なくとも１つの基を有し、
    　前記求電子剤が、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物であり、前記少なくとも１つの芳香族環上に、ハロゲン原子及びトリフラート基よりなる群から選択される少なくとも１つの基を有する、
    請求項２又は３に記載の製造方法。
  5. 　反応温度が、５０℃以下である、
    請求項２～４のいずれか一項に記載の製造方法。
  6. 　前記クロスカップリング反応が、炭素－窒素カップリング反応である、
    請求項１に記載の製造方法。
  7. 　前記求電子剤が、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物である、
    請求項６に記載の製造方法。
  8. 　前記求核剤が、少なくとも１つのアミノ基を有する化合物であり、
    　前記求電子剤が、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物であり、前記少なくとも１つの芳香族環上に、ハロゲン原子及びトリフラート基よりなる群から選択される少なくとも１つの基を有する、
    請求項６又は７に記載の製造方法。
  9. 　前記求電子剤が、少なくとも１つの芳香族環を有する化合物であり、前記少なくとも１つの芳香族環上に、少なくとも１つの塩素原子を有する、
    請求項６～８のいずれか一項に記載の製造方法。
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