クロスカップリング化合物の製造方法
【課題】 有機合成上、非常に重要な反応技術であるクロスカップリング反応において、従来ニッケル系触媒では解決できなかった、芳香族ホウ素化合物のボロン酸エステルを効率的に反応させ、クロスカップリング化合物を得るための製造方法を提供する。
【解決手段】 塩基の存在下、塩化ニッケルとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンとの錯体及びトリフェニルホスフィンからなる触媒組成物を用い、エーテル系溶媒中で、特定の芳香族ホウ素化合物と特定のハロゲン化合物等とを、芳香族ホウ素化合物に対し０．５〜３倍モル量の水を添加して反応させる。
【解決手段】 塩基の存在下、塩化ニッケルとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンとの錯体及びトリフェニルホスフィンからなる触媒組成物を用い、エーテル系溶媒中で、特定の芳香族ホウ素化合物と特定のハロゲン化合物等とを、芳香族ホウ素化合物に対し０．５〜３倍モル量の水を添加して反応させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子材料、医農薬中間体、各種機能性化合物等として極めて有用なクロスカップリング化合物の製造方法に関するものである。本発明の方法を用いることにより、種々の機能性化合物を効率的に製造することが可能となる。
【背景技術】
【０００２】
カップリング反応技術は、電子材料、医農薬中間体、各種機能性化合物等を合成する技術として非常に重要である。中でも、塩基及び触媒存在下に、ホウ素化合物と有機ハライド化合物とをクロスカップリング反応させる技術（以下、鈴木カップリング反応技術と略記する）が、有用で汎用性の高い技術として大きく注目されてきており、この技術を利用して様々な有用な化合物を合成可能である。特に近年では、ビアリール化合物（医農薬中間体や液晶材料等）や置換オレフィン化合物（機能性材料の原料等）合成において極めて重要となっている。
【０００３】
従来、鈴木カップリング反応技術を利用してビアリールまたは置換オレフィン化合物を合成する際の触媒としては、パラジウム化合物とホスフィン化合物から成る触媒（以下、パラジウム−ホスフィン触媒と略記する）が多用されてきた。しかしながら、パラジウムは非常に高価であり、また、カップリング原料として安価な塩化物の利用が困難であった。
【０００４】
これに対し、パラジウムを経済的に有利となる安価なニッケルで代替したニッケル化合物とホスフィン化合物からなる触媒（以下、ニッケル−ホスフィン触媒と略記する）、またはニッケル化合物とアミン化合物からなる触媒（以下、ニッケル−アミン触媒と略記する）が提案されてきており（例えば、特許文献１〜５、非特許文献１〜４参照）、これらの触媒系は塩化物に対しても有効であることが知られている。しかしながら、これまでニッケル触媒を使用したクロスカップリング反応において、芳香族ボロン酸を用いた例は多く知られていたが、近年その安定性や取り扱いの容易さから注目されている芳香族ボロン酸エステルを用いた場合には、反応が進行した例はほとんどない。これまでには、活性化されたアリールメシレート化合物とのクロスカップリング反応（例えば、非特許文献５参照）とアリールハライド類とのクロスカップリング反応（例えば、特許文献６参照）が報告されているが、前者の方法では高価で取り扱いが困難なＢｕＬｉの使用が必要となること、また、後者の方法では収率にバラツキがみられるという課題があり、芳香族ボロン酸エステルを利用して効率的にクロスカップリング化合物を得る製造方法の開発が望まれていた。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０２６９７公報（実施例）
【特許文献２】特開２０００−３０２７２０公報（実施例）
【特許文献３】特開２００３−１１９１７５公報（実施例）
【特許文献４】特開２００４−９１４６７公報（実施例）
【特許文献５】特開２００４−９１４６５公報（実施例）
【特許文献６】特開２００６−３０５５５８公報（実施例）
【非特許文献１】「テトラヘドロン・レターズ（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ）」，（英国），１９９６年，第３７巻，ｐ２９９３−２９９６（スキーム１、表１〜２）
【非特許文献２】「ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」，（米国），１９９７年，第６２巻，ｐ８０２４−８０３０（スキーム１、表１〜６）
【非特許文献３】「テトラヘドロン・レターズ（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ）」，（英国），１９９７年，第３８巻，ｐ３５１３−３５１６（スキーム１、表１〜２）
【非特許文献４】「テトラヘドロン（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ）」，（英国），１９９９年，第５５巻，ｐ１１８８９−１１８９４（図１〜３、表１〜３）
【非特許文献５】「テトラヘドロン・レターズ（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ）」，（英国），１９９６年，第３７巻，ｐ８５３１−８５３４（式１、表１〜２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、有機合成上、非常に重要な反応技術であるクロスカップリング反応において、従来ニッケル触媒系では解決できなかった、芳香族ホウ素化合物のボロン酸エステルを効率的に反応させ、目的のクロスカップリング化合物を得る製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、従来の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、塩基の存在下、塩化ニッケルとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンとの錯体及びトリフェニルホスフィンからなる触媒組成物を用い、エーテル系溶媒中で、芳香族ホウ素化合物に対し０．５〜３倍モル量の水を添加して反応させることにより、従来ニッケル触媒法では利用が困難であった、芳香族ボロン酸エステルを効率的に反応させることが可能となり、目的のクロスカップリング化合物を高収率で製造する方法を見出した。特に、芳香族ボロン酸エステルのオルト位にシアノ基を有する場合には非常に効果的であった。
【０００８】
すなわち本発明は、塩基の存在下、塩化ニッケルとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンとの錯体及びトリフェニルホスフィンからなる触媒組成物を用い、エーテル系溶媒中で、下記式（１）で示される芳香族ホウ素化合物と下記式（２）で示される化合物とを反応させる方法において、式（１）で示される芳香族ホウ素化合物に対し０．５〜３倍モル量の水を添加することを特徴とする下記式（３）で示されるクロスカップリング化合物の製造方法に関するものである。
【０００９】
【化１】
【００１０】
【化２】
【００１１】
【化３】
（式中、Ｒ１は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。ａは１〜５の整数を表す。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に結合しているＲ１は、任意に結合してベンゼン環と縮合環を形成してもよい。Ｘは同一または異なっていてもよく、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルコキシ基を表し、それらは互いに架橋されていてもよい。Ｒ２は置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基を表す。Ｙはハロゲン原子、メタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、トシレート基を表す。）
以下、本発明の方法におけるクロスカップリング反応について詳細に説明する。
【００１２】
本発明で使用される芳香族ホウ素化合物は、上記式（１）で示される芳香族ボロン酸エステルである。
【００１３】
本発明の方法において使用される上記式（１）で示される化合物のＲ１は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。
【００１４】
Ｒ１におけるハロゲン原子としては特に限定されないが、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
【００１５】
Ｒ１における置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基としては特に限定されないが、例えば、直線状、分岐状または環状のＣ１〜Ｃ２０のアルキル基が挙げられ、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、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、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シクロペンタデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロヘプタデシル基、シクロオクタデシル基、シクロノナデシル基、シクロエイコシル基等が挙げられ、さらにノルボルナル基、アダマンチル基等の多環式化合物もこの範疇に含まれる。また、それぞれ任意の数の水素原子が、それぞれハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基で置換されていてもよい。
【００１６】
Ｒ１における置換もしくは無置換のアリール基としては特に限定されないが、例えば、Ｃ６〜Ｃ１８の１〜４環の置換もしくは無置換のアリール基が挙げられ、具体的にはフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、アズレン基、ピレン基、フェナントレニル基、フルオレニル基等が挙げられる。また、それぞれ任意の数の水素原子が、それぞれハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基で置換されていてもよい。
【００１７】
Ｒ１における置換もしくは無置換のヘテロアリール基としては特に限定されないが、例えば、Ｃ６〜Ｃ１８の１〜４環の置換もしくは無置換のヘテロアリール基が挙げられ、具体的にはピリジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、ベンゾフラニル基、インドール基、ベンゾチオフェン基、キノリン基、イソキノリン基、カルバゾール基、アクリジン基、フェナントロリン基、フェノチアジン基等が挙げられる。また、それぞれ任意の数の水素原子が、それぞれハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基で置換されていてもよい。
【００１８】
Ｒ１における置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基としては特に限定されないが、例えば、Ｃ６〜Ｃ２０の１〜４環のアルケニル基が挙げられ、具体的にはビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、エイコセニル基、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、シクロノネニル基、シクロデセニル基、シクロウンデセニル基、シクロドデセニル基、シクロトリデセニル基、シクロテトラデセニル基、シクロペンタデセニル基、シクロヘキサデセニル基、シクロヘプタデセニル基、シクロオクタデセニル基、シクロノナデセニル基、シクロエイコセニル基等が挙げられ、さらにノルボルニル基等の多環式化合物もこの範疇に含まれる。また、それぞれ任意の数の水素原子が、それぞれハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基で置換されていてもよい。
【００１９】
Ｒ１におけるアルコキシ基としては特に限定されないが、メトキシ基、エトキシ基、ノルマルプロポキシ基、イソプロポキシ基、ノルマルブトキシ基、セカンダリーブトキシ基、ターシャリーブトキシ基等が挙げられる。
【００２０】
Ｒ１におけるアミノ基としては特に限定されないが、アミノ基、Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ−ノルマルプロピルアミノ基、Ｎ−イソプロピルアミノ基、Ｎ−ノルマルブチルアミノ基、Ｎ−セカンダリーブチルアミノ基、Ｎ−ターシャリーブチルアミノ基、Ｎ−ヒドロキシアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジノルマルプロピルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジノルマルブチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジセカンダリーブチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジターシャリーブチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ基、ピペリジノ基、１−ピロリジニル基等、モルホリノ基が挙げられる。
【００２１】
Ｒ１におけるカルボニル基としては特に限定されないが、ホルミル基、アセチル基、
プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ペンタノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、シクロヘキサンカルボニル基、パラメチルベンゾイル基等が挙げられる。
【００２２】
Ｒ１におけるエステル基としては特に限定されないが、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
【００２３】
式（１）で示される芳香族ボロン酸エステルの具体例としては特に限定されないが、２−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン、５，５−ジメチル−２−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン、２−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン、３−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン、５，５−ジメチル−３−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン、３−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン、４−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン、５，５−ジメチル−４−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン、４−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン、２−メチルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−メチルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−メチルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）トルエン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）トルエン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）トルエン、２−メトキシフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−メトキシフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−メトキシフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニソール、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニソール、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニソール、２−シアノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−シアノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−シアノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）シアノベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）シアノベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）シアノベンゼン、２−アミノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−アミノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−アミノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニリン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニリン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニリン、２−ホルミルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−ホルミルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−ホルミルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンズアルデヒド、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンズアルデヒド、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンズアルデヒド、２−ニトロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−ニトロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−ニトロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ニトロベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ニトロベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ニトロベンゼン、２−フルオロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−フルオロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−フルオロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フルオロベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フルオロベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フルオロベンゼン、２−クロロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−クロロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−クロロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）クロロベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）クロロベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）クロロベンゼン、２−トリフルオロメチルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−トリフルオロメチルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−トリフルオロメチルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）トリフルオロメチルベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）トリフルオロメチルベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）トリフルオロメチルベンゼン、２−エトキシカルボニルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−エトキシカルボニルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−エトキシカルボニルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）安息香酸エチル、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）安息香酸エチル、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）安息香酸エチル、２−ベンジルオキシフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−ベンジルオキシフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−ベンジルオキシフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンジルオキシベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンジルオキシベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンジルオキシベンゼン、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）フェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）フェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）フェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノベンゼン、９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ビス−（トリメチレンボレート）、１，４−ベンゼンジボロン酸ピナコールエステル等が挙げられる
芳香族ホウ素化合物のより好ましい例は、下記式（４）で示されるオルト位に置換基を有するボロン酸エステルである。
【００２４】
【化４】
（式中、Ｒ３〜Ｒ５は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。但し、Ｒ３，Ｒ４の少なくとも一方は水素原子ではない。ｂは１〜３の整数を表す。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に結合しているＲ５は、任意に結合してベンゼン環と縮合環を形成してもよい。Ｘは同一または異なっていてもよく、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルコキシ基を表し、それらは互いに架橋されていてもよい。）
上記式（４）で示される芳香族ボロン酸エステルの具体例としては特に限定されないが、式（１）で例示した化合物のうちの対応するものが同様に挙げられる。反応性及びクロスカップリング化合物の収率の観点から、特に、下記式（５）で示されるオルト位にシアノ基を有する芳香族ホウ素化合物が好ましい。
【００２５】
【化５】
（式中、Ｘは同一または異なっていてもよく、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルコキシ基を表し、それらは互いに架橋されていてもよい。）
本発明の方法において使用される上記式（２）で示される化合物のＲ２は置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基を表す。Ｙはハロゲン原子、メタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、トシレート基を表す。
【００２６】
Ｒ２における置換もしくは無置換の直線状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基としては特に限定されないが、例えば、前述のＲ１と同じものが例示される。
【００２７】
また、Ｙのハロゲン原子の具体例は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
【００２８】
一般式（２）で示される化合物のさらに好ましい例は、下記式（６）で示される芳香族化合物、もしくは下記式（７）で示されるアルケニル化合物である。
【００２９】
【化６】
【００３０】
【化７】
（式中、Ｒ６〜Ｒ９は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。ｃは１〜５の整数を表す。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に結合しているＲ６は、任意に結合してベンゼン環と縮合環を形成してもよい。アルケニル基上の隣接するＲ７とＲ９、同一炭素上にあるＲ８とＲ９はそれぞれ同じ環状の一部であってもよい。Ｙはハロゲン原子、メタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、トシレート基を表す。）
上記式（６）で示される芳香族化合物の具体例としては特に限定されないが、例えば、フッ化ベンゼン、塩化ベンゼン、臭化ベンゼン、ヨウ化ベンゼン、フェニルメタンスルホナート、フェニルトリフルオロメタンスルホナート、ｏ−クロロトルエン、ｍ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、ｏ−ブロモトルエン、ｍ−ブロモトルエン、ｐ−ブロモトルエン、ｏ−ヨードトルエン、ｍ−ヨードトルエン、ｐ−ヨードトルエン、２−エチルクロロベンゼン、３−エチルクロロベンゼン、４−エチルクロロベンゼン、２−エチルブロモベンゼン、３−エチルブロモベンゼン、４−エチルブロモベンゼン、２−エチルヨードベンゼン、３−エチルヨードベンゼン、４−エチルヨードベンゼン、２−プロピルクロロベンゼン、３−プロピルクロロベンゼン、４−プロピルクロロベンゼン、２−プロピルブロモベンゼン、３−プロピルブロモベンゼン、４−プロピルブロモベンゼン、２−プロピルヨードベンゼン、３−プロピルヨードベンゼン、４−プロピルヨードベンゼン、２−ブチルクロロベンゼン、３−ブチルクロロベンゼン、４−ブチルクロロベンゼン、２−ブチルブロモベンゼン、３−ブチルブロモベンゼン、４−ブチルブロモベンゼン、２−ブチルヨードベンゼン、３−ブチルヨードベンゼン、４−ブチルヨードベンゼン、１−クロロナフタレン、２−クロロナフタレン、１−ブロモナフタレン、２−ブロモナフタレン、１−ヨードナフタレン、２−ヨードナフタレン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｐ−ジクロロベンゼン、ｏ−ジブロモベンゼン、ｍ−ジブロモベンゼン、ｐ−ジブロモベンゼン、ｏ−ブロモクロロベンゼン、ｍ−ブロモクロロベンゼン、ｐ−ブロモクロロベンゼン、ｏ−クロロフルオロベンゼン、ｍ−クロロフルオロベンゼン、ｐ−クロロフルオロベンゼン、ｏ−ブロモフルオロベンゼン、ｍ−ブロモフルオロベンゼン、ｐ−ブロモフルオロベンゼン、ｏ−クロロアニゾール、ｍ−クロロアニソール、ｐ−クロロアニソール、ｏ−ブロモアニゾール、ｍ−ブロモアニソール、ｐ−ブロモアニソール、ｏ−ヨードアニゾール、ｍ−ヨードアニソール、ｐ−ヨードアニソール、ｏ−クロロフェネトール、ｍ−クロロフェネトール、ｐ−クロロフェネトール、ｏ−ブロモフェネトール、ｍ−ブロモフェネトール、ｐ−ブロモフェネトール、ｏ−ヨードフェネトール、ｍ−ヨードフェネトール、ｐ−ヨードフェネトール、ｏ−ｎ−ブトキシクロロベンゼン、ｍ−ｎ−ブトキシクロロベンゼン、ｐ−ｎ−ブトキシクロロベンゼン、ｏ−ｎ−ブトキシブロモベンゼン、ｍ−ｎ−ブトキシブロモベンゼン、ｐ−ｎ−ブトキシブロモベンゼン、ｏ−ｎ−ブトキシヨードベンゼン、ｍ−ｎ−ブトキシヨードベンゼン、ｐ−ｎ−ブトキシヨードベンゼン、ｏ−ｔ−ブトキシクロロベンゼン、ｍ−ｔ−ブトキシクロロベンゼン、ｐ−ｔ−ブトキシクロロベンゼン、ｏ−ｔ−ブトキシフェニルブロマイド、ｍ−ｔ−ブトキシフェニルブロマイド、ｐ−ｔ−ブトキシフェニルブロマイド、ｏ−ｔ−ブトキシヨードベンゼン、ｍ−ｔ−ブトキシヨードベンゼン、ｐ−ｔ−ブトキシヨードベンゼン、２−クロロベンゾニトリル、３−クロロベンゾニトリル、４−クロロベンゾニトリル、２−ブロモベンゾニトリル、３−ブロモベンゾニトリル、４−ブロモベンゾニトリル、２−ヨードベンゾニトリル、３−ヨードベンゾニトリル、４−ヨードベンゾニトリル、ｏ−（１−エトキシエトキシ）クロロベンゼン、ｍ−（１−エトキシエトキシ）クロロベンゼン、ｐ−（１−エトキシエトキシ）クロロベンゼン、ｏ−（１−エトキシエトキシ）ブロモベンゼン、ｍ−（１−エトキシエトキシ）ブロモベンゼン、ｐ−（１−エトキシエトキシ）ブロモベンゼン、ｏ−（１−エトキシエトキシ）ヨードベンゼン、ｍ−（１−エトキシエトキシ）ヨードベンゼン、ｐ−（１−エトキシエトキシ）ヨードベンゼン、ｏ−アセチルクロロベンゼン、ｍ−アセチルクロロベンゼン、ｐ−アセチルクロロベンゼン、ｏ−アセチルブロモベンゼン、ｍ−アセチルブロモベンゼン、ｐ−アセチルブロモベンゼン、ｏ−アセチルヨードベンゼン、ｍ−アセチルヨードベンゼン、ｐ−アセチルヨードベンゼン、ｏ−アセトキシクロロベンゼン、ｍ−アセトキシクロロベンゼン、ｐ−アセトキシクロロベンゼン、ｏ−アセトキシブロモベンゼン、ｍ−アセトキシブロモベンゼン、ｐ−アセトキシブロモベンゼン、ｏ−アセトキシヨードベンゼン、ｍ−アセトキシヨードベンゼン、ｐ−アセトキシヨードベンゼン、２−トリフルオロメチルクロロベンゼン、３−トリフルオロメチルクロロベンゼン、４−トリフルオロメチルクロロベンゼン、２−トリフルオロメチルブロモベンゼン、３−トリフルオロメチルブロモベンゼン、４−トリフルオロメチルブロモベンゼン、２−トリフルオロメチルヨードベンゼン、３−トリフルオロメチルヨードベンゼン、４−トリフルオロメチルヨードベンゼン、２−クロロ安息香酸、３−クロロ安息香酸、４−クロロ安息香酸、２−ブロモ安息香酸、３−ブロモ安息香酸、４−ブロモ安息香酸、２−ヨード安息香酸、３−ヨード安息香酸、４−ヨード安息香酸、２−クロロ安息香酸メチル、３−クロロ安息香酸メチル、４−クロロ安息香酸メチル、２−ブロモ安息香酸メチル、３−ブロモ安息香酸メチル、４−ブロモ安息香酸メチル、２−ヨード安息香酸メチル、３−ヨード安息香酸メチル、４−ヨード安息香酸メチル、２−クロロアニリン、３−クロロアニリン、４−クロロアニリン、２−ブロモアニリン、３−ブロモアニリン、４−ブロモアニリン、２−ヨードアニリン、３−ヨードアニリン、４−ヨードアニリン、２−クロロホルミルベンゼン、３−クロロホルミルベンゼン、４−クロロホルミルベンゼン、２−ブロモホルミルベンゼン、３−ブロモホルミルベンゼン、４−ブロモホルミルベンゼン等が挙げられる。
【００３１】
上記式（７）で示されるアルケニル化合物の具体例としては特に限定されないが、塩化ビニル、臭化ビニル、β−ブロモスチレン、β−クロロスチレン、β−ヨードスチレン、α−ブロモスチレン、α−クロロスチレン、α−ヨードスチレン、１−ブロモ−１−ブテン、１−クロロ−１−ブテン、１−ヨード−１−ブテン、１−ブロモ−１−ペンテン、１−クロロ−１−ペンテン、１−ヨード−１−ペンテン、１−ブロモ−１−ヘキセン、１−クロロ−１−ヘキセン、１−ヨード−１−ヘキセン、１−ブロモ−１−ヘプテン、１−クロロ−１−ヘプテン、１−ヨード−１−ヘプテン、１−ブロモ−１−オクテン、１−クロロ−１−オクテン、１−ブロモ−１−デセン、１−クロロ−１−デセン、１−ヨード−１−オクテン等が挙げられる。
【００３２】
本発明の方法では、塩基の存在下、塩化ニッケルとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンとの錯体及びトリフェニルホスフィンからなる触媒組成物を用い、エーテル系溶媒中で、式（１）で示される芳香族ホウ素化合物と式（２）で示される化合物とを反応させるに際し、式（１）で示される芳香族ホウ素化合物に対し０．５〜３倍モル量の水を添加することにより、クロスカップリング反応を実施する。
【００３３】
本発明の方法で使用される水は特に限定されないが、純水が好ましく、脱気されたものも用いることができる。
【００３４】
本発明の方法で使用される水の添加量は、使用する芳香族ホウ素化合物に対して０．５〜３倍モルである。特に等倍モルが好ましい。０．５倍モル未満または３倍モルを超える場合には、収率の低下もしくは触媒の失活がみられる。
【００３５】
本発明の方法で使用される水の添加は、ニッケル触媒が失活しない方法であれば特に限定はされないが、芳香族ホウ素化合物を溶解させた後での反応液中への添加が好ましい。
【００３６】
本発明で使用される触媒組成物は、上記した塩化ニッケル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン及びトリフェニルホスフィンを混合、またはＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンジクロロニッケル錯体にトリフェニルホスフィンを添加することによって得られ、反応系中での調製も可能である。各々の化合物の組成比は、塩化ニッケル１．０モルに対し、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン１．０〜１０．０倍モル、トリフェニルホスフィン１．０〜１０．０倍モルの範囲により適宜選択することができる。より好ましくは、塩化ニッケル１．０モルに対し、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン１．０〜５．０倍モル、トリフェニルホスフィン２．０〜５．０倍モルである。
【００３７】
触媒組成物は溶媒存在下に調製することができる。使用される溶媒は、塩化ニッケル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン及びトリフェニルホスフィンに対して不活性であれば特に限定されないが、例えば、エーテル系溶媒、含酸素系溶媒、含窒素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒等が挙げられる。通常、これらの溶媒を単独或いは混合して使用することができる。
【００３８】
なお、用いる触媒組成物の使用量については、式（１）で示される化合物に対し、ニッケル原子当り０．００１〜０．１５当量であり、好ましくは０．００５〜０．１０当量である。使用量が０．００１当量未満の場合には、反応が円滑に進行せず、０．１５当量を超える場合には、使用量の割には収率が向上せず、かえって経済的に不利となる。
【００３９】
本発明の方法で使用される塩基については、塩基性を有する化合物であれば特に限定されないが、通常は無機塩基化合物が挙げられる。無機塩基化合物の具体例としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化化合物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸セシウム等の炭酸塩化合物、リン酸リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム等のリン酸塩化合物、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム等の酢酸塩化合物、リチウムメトキシド、リチウム−ｔ−ブトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウム−ｔ−ブトキシド等のアルコキシド化合物等が挙げられる。
【００４０】
なお、用いる塩基の使用量は、上述した芳香族ホウ素化合物に対して通常０．１〜２０当量の範囲で用いられる。使用量が０．１当量未満の場合には、反応が円滑に進行せず、２０当量を超える場合には、使用量の割には収率が向上せず、かえって経済的に不利となる。
【００４１】
本発明の反応で使用されるエーテル系溶媒は、反応を阻害しない溶媒であれば特に限定されないが、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、１，２−ジメトキシエタン、シクロペンチルメチルエーテル等が挙げられる。通常、これらの溶媒を単独或いは混合して使用することができる。
【００４２】
本発明の方法における反応温度は、通常０〜１５０℃の範囲である。
【００４３】
反応終了後は、酸洗浄、水洗浄、アルカリ洗浄を適当に組み合わせることにより、副生した無機物や未反応原料等を除去し、さらにクロマトグラフィーや蒸留、再結晶等の通常の精製技術により、目的とするクロスカップリング化合物を得ることができる。
【発明の効果】
【００４４】
以上の説明から明らかなように、本発明の方法によれば、従来ニッケル系触媒では利用することが困難であった、芳香族ホウ素化合物のボロン酸エステルを効率的に鈴木カップリング反応させることが可能となり、種々の有用なクロスカップリング化合物を高収率で得ることができる。特に、芳香環のオルト位にシアノ基を有する芳香族ボロン酸エステルに対して非常に効果的である。
【実施例】
【００４５】
以下に、本発明の方法を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００４６】
実施例１
窒素ガスで置換された３０ｍｌ反応管に、ｐ−クロロトルエン ０．３８ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、２−シアノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル ０．６７ｇ（３．６ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンジクロロニッケル錯体（ＮｉＣｌ２（ｔｍｅｄａ）） ３７ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン（ＰＰｈ３） １２０ｍｇ（０．４５ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン ５．０ｇ、無水リン酸三カリウム（Ｋ３ＰＯ４） １．９１ｇ（９．０ｍｍｏｌ）、水６５ｍｇ（３．６ｍｍｏｌ）を加えて、溶媒還流温度にて１２時間攪拌した。反応終了後、５％ＨＣｌ水溶液を加えて後処理し、分液操作にて得られた有機層をさらに飽和ＮａＣｌ水溶液で洗浄した。得られた有機層をｎ−ドデカンを内部標準物質とするガスクロマトグラフィー定量分析にて分析した結果、目的物である４’−メチル−２−シアノビフェニルが、収率１００％（ｐ−トリフルオロメチルクロロベンゼン基準）の割合で生成していた。結果を表１に示す。
【００４７】
実施例２〜３
実施例１において、添加する水の量を変化させた以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００４８】
実施例４
実施例１において、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンジクロロニッケル錯体（ＮｉＣｌ２（ｔｍｅｄａ）） ３７ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）及びトリフェニルホスフィン（ＰＰｈ３） １２０ｍｇ（０．４５ｍｍｏｌ）の使用量をそれぞれ１／３に減らした以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００４９】
実施例５
実施例１において、２−シアノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル ０．６７ｇ（３．６ｍｍｏｌ）の代わりに４−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン ０．５８ｇ（３．６ｍｍｏｌ）を使用した以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５０】
比較例１〜２
実施例１において、添加する水の量を変化させた以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５１】
比較例３
実施例１において、水を添加しなかった以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５２】
比較例４
実施例１において、無水リン酸三カリウムに代えてリン酸三カリウム・ｎ水和物（純度：約８０％）を使用した以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５３】
比較例５
比較例４において、溶媒を１，４−ジオキサンからトルエンに代えた以外は、比較例３の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５４】
比較例６
実施例１において、溶媒を１，４−ジオキサンからトルエンに代えた以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５５】
比較例７〜１０
実施例１において、水の代わりにエタノールを添加した以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５６】
比較例１１
実施例５において、水を添加しなかった以外は、実施例５の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子材料、医農薬中間体、各種機能性化合物等として極めて有用なクロスカップリング化合物の製造方法に関するものである。本発明の方法を用いることにより、種々の機能性化合物を効率的に製造することが可能となる。
【背景技術】
【０００２】
カップリング反応技術は、電子材料、医農薬中間体、各種機能性化合物等を合成する技術として非常に重要である。中でも、塩基及び触媒存在下に、ホウ素化合物と有機ハライド化合物とをクロスカップリング反応させる技術（以下、鈴木カップリング反応技術と略記する）が、有用で汎用性の高い技術として大きく注目されてきており、この技術を利用して様々な有用な化合物を合成可能である。特に近年では、ビアリール化合物（医農薬中間体や液晶材料等）や置換オレフィン化合物（機能性材料の原料等）合成において極めて重要となっている。
【０００３】
従来、鈴木カップリング反応技術を利用してビアリールまたは置換オレフィン化合物を合成する際の触媒としては、パラジウム化合物とホスフィン化合物から成る触媒（以下、パラジウム−ホスフィン触媒と略記する）が多用されてきた。しかしながら、パラジウムは非常に高価であり、また、カップリング原料として安価な塩化物の利用が困難であった。
【０００４】
これに対し、パラジウムを経済的に有利となる安価なニッケルで代替したニッケル化合物とホスフィン化合物からなる触媒（以下、ニッケル−ホスフィン触媒と略記する）、またはニッケル化合物とアミン化合物からなる触媒（以下、ニッケル−アミン触媒と略記する）が提案されてきており（例えば、特許文献１〜５、非特許文献１〜４参照）、これらの触媒系は塩化物に対しても有効であることが知られている。しかしながら、これまでニッケル触媒を使用したクロスカップリング反応において、芳香族ボロン酸を用いた例は多く知られていたが、近年その安定性や取り扱いの容易さから注目されている芳香族ボロン酸エステルを用いた場合には、反応が進行した例はほとんどない。これまでには、活性化されたアリールメシレート化合物とのクロスカップリング反応（例えば、非特許文献５参照）とアリールハライド類とのクロスカップリング反応（例えば、特許文献６参照）が報告されているが、前者の方法では高価で取り扱いが困難なＢｕＬｉの使用が必要となること、また、後者の方法では収率にバラツキがみられるという課題があり、芳香族ボロン酸エステルを利用して効率的にクロスカップリング化合物を得る製造方法の開発が望まれていた。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０２６９７公報（実施例）
【特許文献２】特開２０００−３０２７２０公報（実施例）
【特許文献３】特開２００３−１１９１７５公報（実施例）
【特許文献４】特開２００４−９１４６７公報（実施例）
【特許文献５】特開２００４−９１４６５公報（実施例）
【特許文献６】特開２００６−３０５５５８公報（実施例）
【非特許文献１】「テトラヘドロン・レターズ（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ）」，（英国），１９９６年，第３７巻，ｐ２９９３−２９９６（スキーム１、表１〜２）
【非特許文献２】「ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」，（米国），１９９７年，第６２巻，ｐ８０２４−８０３０（スキーム１、表１〜６）
【非特許文献３】「テトラヘドロン・レターズ（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ）」，（英国），１９９７年，第３８巻，ｐ３５１３−３５１６（スキーム１、表１〜２）
【非特許文献４】「テトラヘドロン（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ）」，（英国），１９９９年，第５５巻，ｐ１１８８９−１１８９４（図１〜３、表１〜３）
【非特許文献５】「テトラヘドロン・レターズ（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ）」，（英国），１９９６年，第３７巻，ｐ８５３１−８５３４（式１、表１〜２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、有機合成上、非常に重要な反応技術であるクロスカップリング反応において、従来ニッケル触媒系では解決できなかった、芳香族ホウ素化合物のボロン酸エステルを効率的に反応させ、目的のクロスカップリング化合物を得る製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、従来の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、塩基の存在下、塩化ニッケルとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンとの錯体及びトリフェニルホスフィンからなる触媒組成物を用い、エーテル系溶媒中で、芳香族ホウ素化合物に対し０．５〜３倍モル量の水を添加して反応させることにより、従来ニッケル触媒法では利用が困難であった、芳香族ボロン酸エステルを効率的に反応させることが可能となり、目的のクロスカップリング化合物を高収率で製造する方法を見出した。特に、芳香族ボロン酸エステルのオルト位にシアノ基を有する場合には非常に効果的であった。
【０００８】
すなわち本発明は、塩基の存在下、塩化ニッケルとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンとの錯体及びトリフェニルホスフィンからなる触媒組成物を用い、エーテル系溶媒中で、下記式（１）で示される芳香族ホウ素化合物と下記式（２）で示される化合物とを反応させる方法において、式（１）で示される芳香族ホウ素化合物に対し０．５〜３倍モル量の水を添加することを特徴とする下記式（３）で示されるクロスカップリング化合物の製造方法に関するものである。
【０００９】
【化１】
【００１０】
【化２】
【００１１】
【化３】
（式中、Ｒ１は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。ａは１〜５の整数を表す。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に結合しているＲ１は、任意に結合してベンゼン環と縮合環を形成してもよい。Ｘは同一または異なっていてもよく、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルコキシ基を表し、それらは互いに架橋されていてもよい。Ｒ２は置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基を表す。Ｙはハロゲン原子、メタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、トシレート基を表す。）
以下、本発明の方法におけるクロスカップリング反応について詳細に説明する。
【００１２】
本発明で使用される芳香族ホウ素化合物は、上記式（１）で示される芳香族ボロン酸エステルである。
【００１３】
本発明の方法において使用される上記式（１）で示される化合物のＲ１は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。
【００１４】
Ｒ１におけるハロゲン原子としては特に限定されないが、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
【００１５】
Ｒ１における置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基としては特に限定されないが、例えば、直線状、分岐状または環状のＣ１〜Ｃ２０のアルキル基が挙げられ、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、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、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シクロペンタデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロヘプタデシル基、シクロオクタデシル基、シクロノナデシル基、シクロエイコシル基等が挙げられ、さらにノルボルナル基、アダマンチル基等の多環式化合物もこの範疇に含まれる。また、それぞれ任意の数の水素原子が、それぞれハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基で置換されていてもよい。
【００１６】
Ｒ１における置換もしくは無置換のアリール基としては特に限定されないが、例えば、Ｃ６〜Ｃ１８の１〜４環の置換もしくは無置換のアリール基が挙げられ、具体的にはフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、アズレン基、ピレン基、フェナントレニル基、フルオレニル基等が挙げられる。また、それぞれ任意の数の水素原子が、それぞれハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基で置換されていてもよい。
【００１７】
Ｒ１における置換もしくは無置換のヘテロアリール基としては特に限定されないが、例えば、Ｃ６〜Ｃ１８の１〜４環の置換もしくは無置換のヘテロアリール基が挙げられ、具体的にはピリジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、ベンゾフラニル基、インドール基、ベンゾチオフェン基、キノリン基、イソキノリン基、カルバゾール基、アクリジン基、フェナントロリン基、フェノチアジン基等が挙げられる。また、それぞれ任意の数の水素原子が、それぞれハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基で置換されていてもよい。
【００１８】
Ｒ１における置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基としては特に限定されないが、例えば、Ｃ６〜Ｃ２０の１〜４環のアルケニル基が挙げられ、具体的にはビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、エイコセニル基、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、シクロノネニル基、シクロデセニル基、シクロウンデセニル基、シクロドデセニル基、シクロトリデセニル基、シクロテトラデセニル基、シクロペンタデセニル基、シクロヘキサデセニル基、シクロヘプタデセニル基、シクロオクタデセニル基、シクロノナデセニル基、シクロエイコセニル基等が挙げられ、さらにノルボルニル基等の多環式化合物もこの範疇に含まれる。また、それぞれ任意の数の水素原子が、それぞれハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基で置換されていてもよい。
【００１９】
Ｒ１におけるアルコキシ基としては特に限定されないが、メトキシ基、エトキシ基、ノルマルプロポキシ基、イソプロポキシ基、ノルマルブトキシ基、セカンダリーブトキシ基、ターシャリーブトキシ基等が挙げられる。
【００２０】
Ｒ１におけるアミノ基としては特に限定されないが、アミノ基、Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ−ノルマルプロピルアミノ基、Ｎ−イソプロピルアミノ基、Ｎ−ノルマルブチルアミノ基、Ｎ−セカンダリーブチルアミノ基、Ｎ−ターシャリーブチルアミノ基、Ｎ−ヒドロキシアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジノルマルプロピルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジノルマルブチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジセカンダリーブチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジターシャリーブチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ基、ピペリジノ基、１−ピロリジニル基等、モルホリノ基が挙げられる。
【００２１】
Ｒ１におけるカルボニル基としては特に限定されないが、ホルミル基、アセチル基、
プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ペンタノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、シクロヘキサンカルボニル基、パラメチルベンゾイル基等が挙げられる。
【００２２】
Ｒ１におけるエステル基としては特に限定されないが、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
【００２３】
式（１）で示される芳香族ボロン酸エステルの具体例としては特に限定されないが、２−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン、５，５−ジメチル−２−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン、２−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン、３−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン、５，５−ジメチル−３−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン、３−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン、４−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン、５，５−ジメチル−４−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン、４−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン、２−メチルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−メチルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−メチルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）トルエン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）トルエン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）トルエン、２−メトキシフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−メトキシフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−メトキシフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニソール、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニソール、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニソール、２−シアノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−シアノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−シアノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）シアノベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）シアノベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）シアノベンゼン、２−アミノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−アミノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−アミノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニリン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニリン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニリン、２−ホルミルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−ホルミルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−ホルミルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンズアルデヒド、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンズアルデヒド、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンズアルデヒド、２−ニトロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−ニトロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−ニトロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ニトロベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ニトロベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ニトロベンゼン、２−フルオロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−フルオロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−フルオロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フルオロベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フルオロベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フルオロベンゼン、２−クロロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−クロロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−クロロフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）クロロベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）クロロベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）クロロベンゼン、２−トリフルオロメチルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−トリフルオロメチルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−トリフルオロメチルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）トリフルオロメチルベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）トリフルオロメチルベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）トリフルオロメチルベンゼン、２−エトキシカルボニルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−エトキシカルボニルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−エトキシカルボニルフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）安息香酸エチル、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）安息香酸エチル、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）安息香酸エチル、２−ベンジルオキシフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−ベンジルオキシフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−ベンジルオキシフェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンジルオキシベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンジルオキシベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンジルオキシベンゼン、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）フェニルボロン酸プロパンジオールエステル、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）フェニルボロン酸プロパンジオールエステル、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）フェニルボロン酸プロパンジオールエステル、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノベンゼン、３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノベンゼン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノベンゼン、９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ビス−（トリメチレンボレート）、１，４−ベンゼンジボロン酸ピナコールエステル等が挙げられる
芳香族ホウ素化合物のより好ましい例は、下記式（４）で示されるオルト位に置換基を有するボロン酸エステルである。
【００２４】
【化４】
（式中、Ｒ３〜Ｒ５は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。但し、Ｒ３，Ｒ４の少なくとも一方は水素原子ではない。ｂは１〜３の整数を表す。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に結合しているＲ５は、任意に結合してベンゼン環と縮合環を形成してもよい。Ｘは同一または異なっていてもよく、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルコキシ基を表し、それらは互いに架橋されていてもよい。）
上記式（４）で示される芳香族ボロン酸エステルの具体例としては特に限定されないが、式（１）で例示した化合物のうちの対応するものが同様に挙げられる。反応性及びクロスカップリング化合物の収率の観点から、特に、下記式（５）で示されるオルト位にシアノ基を有する芳香族ホウ素化合物が好ましい。
【００２５】
【化５】
（式中、Ｘは同一または異なっていてもよく、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルコキシ基を表し、それらは互いに架橋されていてもよい。）
本発明の方法において使用される上記式（２）で示される化合物のＲ２は置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基を表す。Ｙはハロゲン原子、メタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、トシレート基を表す。
【００２６】
Ｒ２における置換もしくは無置換の直線状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基としては特に限定されないが、例えば、前述のＲ１と同じものが例示される。
【００２７】
また、Ｙのハロゲン原子の具体例は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
【００２８】
一般式（２）で示される化合物のさらに好ましい例は、下記式（６）で示される芳香族化合物、もしくは下記式（７）で示されるアルケニル化合物である。
【００２９】
【化６】
【００３０】
【化７】
（式中、Ｒ６〜Ｒ９は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。ｃは１〜５の整数を表す。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に結合しているＲ６は、任意に結合してベンゼン環と縮合環を形成してもよい。アルケニル基上の隣接するＲ７とＲ９、同一炭素上にあるＲ８とＲ９はそれぞれ同じ環状の一部であってもよい。Ｙはハロゲン原子、メタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、トシレート基を表す。）
上記式（６）で示される芳香族化合物の具体例としては特に限定されないが、例えば、フッ化ベンゼン、塩化ベンゼン、臭化ベンゼン、ヨウ化ベンゼン、フェニルメタンスルホナート、フェニルトリフルオロメタンスルホナート、ｏ−クロロトルエン、ｍ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、ｏ−ブロモトルエン、ｍ−ブロモトルエン、ｐ−ブロモトルエン、ｏ−ヨードトルエン、ｍ−ヨードトルエン、ｐ−ヨードトルエン、２−エチルクロロベンゼン、３−エチルクロロベンゼン、４−エチルクロロベンゼン、２−エチルブロモベンゼン、３−エチルブロモベンゼン、４−エチルブロモベンゼン、２−エチルヨードベンゼン、３−エチルヨードベンゼン、４−エチルヨードベンゼン、２−プロピルクロロベンゼン、３−プロピルクロロベンゼン、４−プロピルクロロベンゼン、２−プロピルブロモベンゼン、３−プロピルブロモベンゼン、４−プロピルブロモベンゼン、２−プロピルヨードベンゼン、３−プロピルヨードベンゼン、４−プロピルヨードベンゼン、２−ブチルクロロベンゼン、３−ブチルクロロベンゼン、４−ブチルクロロベンゼン、２−ブチルブロモベンゼン、３−ブチルブロモベンゼン、４−ブチルブロモベンゼン、２−ブチルヨードベンゼン、３−ブチルヨードベンゼン、４−ブチルヨードベンゼン、１−クロロナフタレン、２−クロロナフタレン、１−ブロモナフタレン、２−ブロモナフタレン、１−ヨードナフタレン、２−ヨードナフタレン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｐ−ジクロロベンゼン、ｏ−ジブロモベンゼン、ｍ−ジブロモベンゼン、ｐ−ジブロモベンゼン、ｏ−ブロモクロロベンゼン、ｍ−ブロモクロロベンゼン、ｐ−ブロモクロロベンゼン、ｏ−クロロフルオロベンゼン、ｍ−クロロフルオロベンゼン、ｐ−クロロフルオロベンゼン、ｏ−ブロモフルオロベンゼン、ｍ−ブロモフルオロベンゼン、ｐ−ブロモフルオロベンゼン、ｏ−クロロアニゾール、ｍ−クロロアニソール、ｐ−クロロアニソール、ｏ−ブロモアニゾール、ｍ−ブロモアニソール、ｐ−ブロモアニソール、ｏ−ヨードアニゾール、ｍ−ヨードアニソール、ｐ−ヨードアニソール、ｏ−クロロフェネトール、ｍ−クロロフェネトール、ｐ−クロロフェネトール、ｏ−ブロモフェネトール、ｍ−ブロモフェネトール、ｐ−ブロモフェネトール、ｏ−ヨードフェネトール、ｍ−ヨードフェネトール、ｐ−ヨードフェネトール、ｏ−ｎ−ブトキシクロロベンゼン、ｍ−ｎ−ブトキシクロロベンゼン、ｐ−ｎ−ブトキシクロロベンゼン、ｏ−ｎ−ブトキシブロモベンゼン、ｍ−ｎ−ブトキシブロモベンゼン、ｐ−ｎ−ブトキシブロモベンゼン、ｏ−ｎ−ブトキシヨードベンゼン、ｍ−ｎ−ブトキシヨードベンゼン、ｐ−ｎ−ブトキシヨードベンゼン、ｏ−ｔ−ブトキシクロロベンゼン、ｍ−ｔ−ブトキシクロロベンゼン、ｐ−ｔ−ブトキシクロロベンゼン、ｏ−ｔ−ブトキシフェニルブロマイド、ｍ−ｔ−ブトキシフェニルブロマイド、ｐ−ｔ−ブトキシフェニルブロマイド、ｏ−ｔ−ブトキシヨードベンゼン、ｍ−ｔ−ブトキシヨードベンゼン、ｐ−ｔ−ブトキシヨードベンゼン、２−クロロベンゾニトリル、３−クロロベンゾニトリル、４−クロロベンゾニトリル、２−ブロモベンゾニトリル、３−ブロモベンゾニトリル、４−ブロモベンゾニトリル、２−ヨードベンゾニトリル、３−ヨードベンゾニトリル、４−ヨードベンゾニトリル、ｏ−（１−エトキシエトキシ）クロロベンゼン、ｍ−（１−エトキシエトキシ）クロロベンゼン、ｐ−（１−エトキシエトキシ）クロロベンゼン、ｏ−（１−エトキシエトキシ）ブロモベンゼン、ｍ−（１−エトキシエトキシ）ブロモベンゼン、ｐ−（１−エトキシエトキシ）ブロモベンゼン、ｏ−（１−エトキシエトキシ）ヨードベンゼン、ｍ−（１−エトキシエトキシ）ヨードベンゼン、ｐ−（１−エトキシエトキシ）ヨードベンゼン、ｏ−アセチルクロロベンゼン、ｍ−アセチルクロロベンゼン、ｐ−アセチルクロロベンゼン、ｏ−アセチルブロモベンゼン、ｍ−アセチルブロモベンゼン、ｐ−アセチルブロモベンゼン、ｏ−アセチルヨードベンゼン、ｍ−アセチルヨードベンゼン、ｐ−アセチルヨードベンゼン、ｏ−アセトキシクロロベンゼン、ｍ−アセトキシクロロベンゼン、ｐ−アセトキシクロロベンゼン、ｏ−アセトキシブロモベンゼン、ｍ−アセトキシブロモベンゼン、ｐ−アセトキシブロモベンゼン、ｏ−アセトキシヨードベンゼン、ｍ−アセトキシヨードベンゼン、ｐ−アセトキシヨードベンゼン、２−トリフルオロメチルクロロベンゼン、３−トリフルオロメチルクロロベンゼン、４−トリフルオロメチルクロロベンゼン、２−トリフルオロメチルブロモベンゼン、３−トリフルオロメチルブロモベンゼン、４−トリフルオロメチルブロモベンゼン、２−トリフルオロメチルヨードベンゼン、３−トリフルオロメチルヨードベンゼン、４−トリフルオロメチルヨードベンゼン、２−クロロ安息香酸、３−クロロ安息香酸、４−クロロ安息香酸、２−ブロモ安息香酸、３−ブロモ安息香酸、４−ブロモ安息香酸、２−ヨード安息香酸、３−ヨード安息香酸、４−ヨード安息香酸、２−クロロ安息香酸メチル、３−クロロ安息香酸メチル、４−クロロ安息香酸メチル、２−ブロモ安息香酸メチル、３−ブロモ安息香酸メチル、４−ブロモ安息香酸メチル、２−ヨード安息香酸メチル、３−ヨード安息香酸メチル、４−ヨード安息香酸メチル、２−クロロアニリン、３−クロロアニリン、４−クロロアニリン、２−ブロモアニリン、３−ブロモアニリン、４−ブロモアニリン、２−ヨードアニリン、３−ヨードアニリン、４−ヨードアニリン、２−クロロホルミルベンゼン、３−クロロホルミルベンゼン、４−クロロホルミルベンゼン、２−ブロモホルミルベンゼン、３−ブロモホルミルベンゼン、４−ブロモホルミルベンゼン等が挙げられる。
【００３１】
上記式（７）で示されるアルケニル化合物の具体例としては特に限定されないが、塩化ビニル、臭化ビニル、β−ブロモスチレン、β−クロロスチレン、β−ヨードスチレン、α−ブロモスチレン、α−クロロスチレン、α−ヨードスチレン、１−ブロモ−１−ブテン、１−クロロ−１−ブテン、１−ヨード−１−ブテン、１−ブロモ−１−ペンテン、１−クロロ−１−ペンテン、１−ヨード−１−ペンテン、１−ブロモ−１−ヘキセン、１−クロロ−１−ヘキセン、１−ヨード−１−ヘキセン、１−ブロモ−１−ヘプテン、１−クロロ−１−ヘプテン、１−ヨード−１−ヘプテン、１−ブロモ−１−オクテン、１−クロロ−１−オクテン、１−ブロモ−１−デセン、１−クロロ−１−デセン、１−ヨード−１−オクテン等が挙げられる。
【００３２】
本発明の方法では、塩基の存在下、塩化ニッケルとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンとの錯体及びトリフェニルホスフィンからなる触媒組成物を用い、エーテル系溶媒中で、式（１）で示される芳香族ホウ素化合物と式（２）で示される化合物とを反応させるに際し、式（１）で示される芳香族ホウ素化合物に対し０．５〜３倍モル量の水を添加することにより、クロスカップリング反応を実施する。
【００３３】
本発明の方法で使用される水は特に限定されないが、純水が好ましく、脱気されたものも用いることができる。
【００３４】
本発明の方法で使用される水の添加量は、使用する芳香族ホウ素化合物に対して０．５〜３倍モルである。特に等倍モルが好ましい。０．５倍モル未満または３倍モルを超える場合には、収率の低下もしくは触媒の失活がみられる。
【００３５】
本発明の方法で使用される水の添加は、ニッケル触媒が失活しない方法であれば特に限定はされないが、芳香族ホウ素化合物を溶解させた後での反応液中への添加が好ましい。
【００３６】
本発明で使用される触媒組成物は、上記した塩化ニッケル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン及びトリフェニルホスフィンを混合、またはＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンジクロロニッケル錯体にトリフェニルホスフィンを添加することによって得られ、反応系中での調製も可能である。各々の化合物の組成比は、塩化ニッケル１．０モルに対し、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン１．０〜１０．０倍モル、トリフェニルホスフィン１．０〜１０．０倍モルの範囲により適宜選択することができる。より好ましくは、塩化ニッケル１．０モルに対し、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン１．０〜５．０倍モル、トリフェニルホスフィン２．０〜５．０倍モルである。
【００３７】
触媒組成物は溶媒存在下に調製することができる。使用される溶媒は、塩化ニッケル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン及びトリフェニルホスフィンに対して不活性であれば特に限定されないが、例えば、エーテル系溶媒、含酸素系溶媒、含窒素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒等が挙げられる。通常、これらの溶媒を単独或いは混合して使用することができる。
【００３８】
なお、用いる触媒組成物の使用量については、式（１）で示される化合物に対し、ニッケル原子当り０．００１〜０．１５当量であり、好ましくは０．００５〜０．１０当量である。使用量が０．００１当量未満の場合には、反応が円滑に進行せず、０．１５当量を超える場合には、使用量の割には収率が向上せず、かえって経済的に不利となる。
【００３９】
本発明の方法で使用される塩基については、塩基性を有する化合物であれば特に限定されないが、通常は無機塩基化合物が挙げられる。無機塩基化合物の具体例としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化化合物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸セシウム等の炭酸塩化合物、リン酸リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム等のリン酸塩化合物、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム等の酢酸塩化合物、リチウムメトキシド、リチウム−ｔ−ブトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウム−ｔ−ブトキシド等のアルコキシド化合物等が挙げられる。
【００４０】
なお、用いる塩基の使用量は、上述した芳香族ホウ素化合物に対して通常０．１〜２０当量の範囲で用いられる。使用量が０．１当量未満の場合には、反応が円滑に進行せず、２０当量を超える場合には、使用量の割には収率が向上せず、かえって経済的に不利となる。
【００４１】
本発明の反応で使用されるエーテル系溶媒は、反応を阻害しない溶媒であれば特に限定されないが、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、１，２−ジメトキシエタン、シクロペンチルメチルエーテル等が挙げられる。通常、これらの溶媒を単独或いは混合して使用することができる。
【００４２】
本発明の方法における反応温度は、通常０〜１５０℃の範囲である。
【００４３】
反応終了後は、酸洗浄、水洗浄、アルカリ洗浄を適当に組み合わせることにより、副生した無機物や未反応原料等を除去し、さらにクロマトグラフィーや蒸留、再結晶等の通常の精製技術により、目的とするクロスカップリング化合物を得ることができる。
【発明の効果】
【００４４】
以上の説明から明らかなように、本発明の方法によれば、従来ニッケル系触媒では利用することが困難であった、芳香族ホウ素化合物のボロン酸エステルを効率的に鈴木カップリング反応させることが可能となり、種々の有用なクロスカップリング化合物を高収率で得ることができる。特に、芳香環のオルト位にシアノ基を有する芳香族ボロン酸エステルに対して非常に効果的である。
【実施例】
【００４５】
以下に、本発明の方法を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００４６】
実施例１
窒素ガスで置換された３０ｍｌ反応管に、ｐ−クロロトルエン ０．３８ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、２−シアノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル ０．６７ｇ（３．６ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンジクロロニッケル錯体（ＮｉＣｌ２（ｔｍｅｄａ）） ３７ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン（ＰＰｈ３） １２０ｍｇ（０．４５ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン ５．０ｇ、無水リン酸三カリウム（Ｋ３ＰＯ４） １．９１ｇ（９．０ｍｍｏｌ）、水６５ｍｇ（３．６ｍｍｏｌ）を加えて、溶媒還流温度にて１２時間攪拌した。反応終了後、５％ＨＣｌ水溶液を加えて後処理し、分液操作にて得られた有機層をさらに飽和ＮａＣｌ水溶液で洗浄した。得られた有機層をｎ−ドデカンを内部標準物質とするガスクロマトグラフィー定量分析にて分析した結果、目的物である４’−メチル−２−シアノビフェニルが、収率１００％（ｐ−トリフルオロメチルクロロベンゼン基準）の割合で生成していた。結果を表１に示す。
【００４７】
実施例２〜３
実施例１において、添加する水の量を変化させた以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００４８】
実施例４
実施例１において、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンジクロロニッケル錯体（ＮｉＣｌ２（ｔｍｅｄａ）） ３７ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）及びトリフェニルホスフィン（ＰＰｈ３） １２０ｍｇ（０．４５ｍｍｏｌ）の使用量をそれぞれ１／３に減らした以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００４９】
実施例５
実施例１において、２−シアノフェニルボロン酸プロパンジオールエステル ０．６７ｇ（３．６ｍｍｏｌ）の代わりに４−フェニル−１，３，２−ジオキサボリナン ０．５８ｇ（３．６ｍｍｏｌ）を使用した以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５０】
比較例１〜２
実施例１において、添加する水の量を変化させた以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５１】
比較例３
実施例１において、水を添加しなかった以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５２】
比較例４
実施例１において、無水リン酸三カリウムに代えてリン酸三カリウム・ｎ水和物（純度：約８０％）を使用した以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５３】
比較例５
比較例４において、溶媒を１，４−ジオキサンからトルエンに代えた以外は、比較例３の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５４】
比較例６
実施例１において、溶媒を１，４−ジオキサンからトルエンに代えた以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５５】
比較例７〜１０
実施例１において、水の代わりにエタノールを添加した以外は、実施例１の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５６】
比較例１１
実施例５において、水を添加しなかった以外は、実施例５の方法に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩基の存在下、塩化ニッケルとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンとの錯体及びトリフェニルホスフィンからなる触媒組成物を用い、エーテル系溶媒中で、下記式（１）で示される芳香族ホウ素化合物と下記式（２）で示される化合物とを反応させる方法において、式（１）で示される芳香族ホウ素化合物に対し０．５〜３倍モル量の水を添加することを特徴とする下記式（３）で示されるクロスカップリング化合物の製造方法。
【化１】
【化２】
【化３】
（式中、Ｒ１は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。ａは１〜５の整数を表す。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に結合しているＲ１は、任意に結合してベンゼン環と縮合環を形成してもよい。Ｘは同一または異なっていてもよく、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルコキシ基を表し、それらは互いに架橋されていてもよい。Ｒ２は置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基を表す。Ｙはハロゲン原子、メタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、トシレート基を表す。）
【請求項２】
芳香族ホウ素化合物が、下記式（４）で示されるオルト位に置換基を有する芳香族ホウ素化合物であることを特徴とする請求項１に記載のクロスカップリング化合物の製造方法。
【化４】
（式中、Ｒ３〜Ｒ５は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。但し、Ｒ３，Ｒ４の少なくとも一方は水素原子ではない。ｂは１〜３の整数を表す。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に結合しているＲ５は、任意に結合してベンゼン環と縮合環を形成してもよい。Ｘは同一または異なっていてもよく、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルコキシ基を表し、それらは互いに架橋されていてもよい。）
【請求項３】
芳香族ホウ素化合物が、下記式（５）で示されるオルト位にシアノ基を有する芳香族ホウ素化合物であることを特徴とする請求項１に記載のクロスカップリング化合物の製造方法。
【化５】
（式中、Ｘは同一または異なっていてもよく、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルコキシ基を表し、それらは互いに架橋されていてもよい。）
【請求項４】
式（２）で示される化合物が、下記式（６）で示される芳香族化合物、もしくは下記式（７）で示されるアルケニル化合物であることを特徴とする請求項１〜３に記載のクロスカップリング化合物の製造方法。
【化６】
【化７】
（式中、Ｒ６〜Ｒ９は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。ｃは１〜５の整数を表す。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に結合しているＲ６は、任意に結合してベンゼン環と縮合環を形成してもよい。アルケニル基上の隣接するＲ７とＲ９、同一炭素上にあるＲ８とＲ９はそれぞれ同じ環状の一部であってもよい。Ｙはハロゲン原子、メタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、トシレート基を表す。）
【請求項１】
塩基の存在下、塩化ニッケルとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンとの錯体及びトリフェニルホスフィンからなる触媒組成物を用い、エーテル系溶媒中で、下記式（１）で示される芳香族ホウ素化合物と下記式（２）で示される化合物とを反応させる方法において、式（１）で示される芳香族ホウ素化合物に対し０．５〜３倍モル量の水を添加することを特徴とする下記式（３）で示されるクロスカップリング化合物の製造方法。
【化１】
【化２】
【化３】
（式中、Ｒ１は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。ａは１〜５の整数を表す。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に結合しているＲ１は、任意に結合してベンゼン環と縮合環を形成してもよい。Ｘは同一または異なっていてもよく、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルコキシ基を表し、それらは互いに架橋されていてもよい。Ｒ２は置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基を表す。Ｙはハロゲン原子、メタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、トシレート基を表す。）
【請求項２】
芳香族ホウ素化合物が、下記式（４）で示されるオルト位に置換基を有する芳香族ホウ素化合物であることを特徴とする請求項１に記載のクロスカップリング化合物の製造方法。
【化４】
（式中、Ｒ３〜Ｒ５は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。但し、Ｒ３，Ｒ４の少なくとも一方は水素原子ではない。ｂは１〜３の整数を表す。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に結合しているＲ５は、任意に結合してベンゼン環と縮合環を形成してもよい。Ｘは同一または異なっていてもよく、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルコキシ基を表し、それらは互いに架橋されていてもよい。）
【請求項３】
芳香族ホウ素化合物が、下記式（５）で示されるオルト位にシアノ基を有する芳香族ホウ素化合物であることを特徴とする請求項１に記載のクロスカップリング化合物の製造方法。
【化５】
（式中、Ｘは同一または異なっていてもよく、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルコキシ基を表し、それらは互いに架橋されていてもよい。）
【請求項４】
式（２）で示される化合物が、下記式（６）で示される芳香族化合物、もしくは下記式（７）で示されるアルケニル化合物であることを特徴とする請求項１〜３に記載のクロスカップリング化合物の製造方法。
【化６】
【化７】
（式中、Ｒ６〜Ｒ９は同一または異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の直線状、分岐状または環状のアルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基を表す。ｃは１〜５の整数を表す。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に結合しているＲ６は、任意に結合してベンゼン環と縮合環を形成してもよい。アルケニル基上の隣接するＲ７とＲ９、同一炭素上にあるＲ８とＲ９はそれぞれ同じ環状の一部であってもよい。Ｙはハロゲン原子、メタンスルホナート基、トリフルオロメタンスルホナート基、トシレート基を表す。）
【公開番号】特開２００９−４０７０１（Ｐ２００９−４０７０１Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０５２３２（Ｐ２００７−２０５２３２）
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【出願人】（３０１００５６１４）東ソー・ファインケム株式会社 (38)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【出願人】（３０１００５６１４）東ソー・ファインケム株式会社 (38)
【Ｆターム（参考）】
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