説明

共役芳香族化合物の製造方法

【課題】共役芳香族化合物の製造方法を提供すること。
【解決手段】二価ニッケル化合物、含窒素二座配位子及びマンガンの共存下に下記芳香族化合物(a)又は(b)をカップリング反応させることを特徴とする共役芳香族化合物の製造方法。
芳香族化合物(a):1又は2個の脱離基が芳香環に結合している芳香族化合物(A)と、これと同一の芳香族化合物。
芳香族化合物(b):1又は2個の脱離基が芳香環に結合している芳香族化合物(A)と、1又は2個の脱離基が芳香環に結合している芳香族化合物(A)とは相異なる芳香族化合物(B)。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、共役芳香族化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
0価ニッケル化合物の存在下での芳香族ジハロゲン化合物のホモカップリング反応は、山本重合(非特許文献1)として知られている。しかしながら、この反応は、芳香族ジハロゲン化合物に対して、等モル又は過剰量の0価ニッケル錯体を必要とする。
また、触媒量のニッケル化合物を用いた反応も公知である。特許文献1には、ヘテロ原子含有配位子(例えば、2,2’−ビピリジル等)及びπ型配位子(例えば、1,5−シクロオクタジエン等)を有する触媒量の0価ニッケル化合物を用いて、還元剤の存在下重合反応を行なっている。0価ニッケル化合物は、好ましくは還元剤と二価ニッケル化合物とから予め調製され、還元剤としては、マンガンが使用されている。しかしながら、重合度の点において必ずしも満足のいくものではなかった。かかる状況において、依然として共役芳香族化合物の良好な製造方法の開発が望まれている。
【非特許文献1】Macromolecules,1992,25,1214−1223
【特許文献1】特表2005−538154号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、共役芳香族化合物の新規な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、π型配位子を用いないで、芳香族化合物のカップリング反応が良好に進むことを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、
二価ニッケル化合物、含窒素二座配位子及びマンガンの共存下に下記芳香族化合物(a)又は(b)をカップリング反応させることを特徴とする共役芳香族化合物の製造方法を提供するものである。
芳香族化合物(a):1又は2個の脱離基が芳香環に結合している芳香族化合物(A)と、これと同一の芳香族化合物。
芳香族化合物(b):1又は2個の脱離基が芳香環に結合している芳香族化合物(A)と、1又は2個の脱離基が芳香環に結合している芳香族化合物(A)とは相異なる芳香族化合物(B)。
【0005】
芳香族化合物(A)としては、例えば、下記式(1)、式(2)、式(3)等が、芳香族化合物(B)としては、例えば、式(4)で示される芳香族化合物等が挙げられる。
但し、芳香族化合物(A)と芳香族化合物(B)とは、異なっていればよいので、例えば、芳香族化合物(A)として、式(1)の化合物を選択したときには、芳香族化合物(B)として、式(2)又は式(3)の化合物を選択することは可能である。

式(1)

(式中、Arは、反応に関与しない1又は複数の基で置換されていてもよいベンゼン、ビフェニル、ナフタレン、フルオレン、アントラセン、フェナントレン、チオフェン、ピロール、ピリジン、ピリミジン、キノリン、イソキノリン及びキノキサリンから選ばれる芳香族環を表す。Xは、同一又は相異なる脱離基を表し、nは、1又は2である。)
で示される芳香族化合物;
式(2)

(式中、Aは、1つもしくは2つの同一もしくは異なる炭素数3〜20の炭化水素基で置換されたアミノ基又は炭素数1〜20のアルコキシ基を表す。ここで、該炭化水素基及びアルコキシ基は、フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基及びシアノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基で置換されていてもよい。
は、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基又はシアノ基を表す。
ここで、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基及び炭素数2〜20のアシル基は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい。また、Rが複数の場合、Rは同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。また、置換部位が隣接する2つのRが結合して環を形成していてもよい。
は塩素、臭素又はヨウ素原子を表し、mは1又は2を表し、kは4−mを表す。)
で示される芳香族化合物;
【0006】
式(3)


(式中、A、R、Xは、式(2)で定義したものと同じ意味を表し、jは0〜3の整数を表す。)
で示される芳香族化合物;
式(4)

(式中、a、b及びcは同一又は相異なって、0又は1を表し、hは5以上の整数を表す。
Ar、Ar、Ar及びArは、同一又は相異なって、2価の芳香族基を表す。
ここで、2価の芳香族基は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;及び、
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数2〜20のアシル基;
からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい。
及びYは、同一又は相異なって、単結合、−CO−、−SO2−、−C(CH32−、−C(CF32−又はフルオレン−9,9−ジイル基を表す。
及びZは、同一又は相異なって、−O−又は−S−を表す。Xは塩素、臭素又はヨウ素原子を表す。)
で示される芳香族化合物。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、脱離基を有する芳香族化合物を二価ニッケル化合物及び含窒素二座配位子を、マンガンの共存下にカップリング反応させることで、重合度の面でより優れた対応する共役芳香族化合物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明で芳香族化合物とは、芳香環を有する化合物を表し、分子内に芳香環が2個以上ある場合においても共役の有無に関わらず芳香族化合物と呼ぶ。また、芳香族化合物とは単一の芳香族化合物の他に、2種類以上の芳香族化合物が混ざったものも含むものである。
【0009】
本発明において、芳香環とは芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表す。芳香族炭化水素環の例としては、ベンゼン、ビフェニル、ナフタレン、フルオレン、アントラセン及びフェナントレン等が挙げられ、芳香族複素環の例としては、チオフェン、ピロール、ピリジン、ピリミジン、キノリン、イソキノリン及びキノキサリン等が挙げられる。
【0010】
式(1)で示される芳香族化合物(以下、芳香族化合物(1)と略記する)について説明する。
Arは1価又は2価の芳香族環を表す。1価又は2価の芳香族環としては、ベンゼン、ビフェニル、ナフタレン、フルオレン、アントラセン、フェナントレン、チオフェン、ピロール、ピリジン、ピリミジン、キノリン、イソキノリン及びキノキサリン等の対応する1価又は2価の芳香族環が挙げられる。かかる芳香族環は、反応に関与しない1又は複数の基で置換されていてもよい。
【0011】
反応に関与しない置換基の例としては、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;及び、
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数2〜20のアシル基;及び
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリールスルホニル基、
下記式(5)で示されるスルホン酸のエステル又はアミド基

(式中、Aは、1つもしくは2つの同一もしくは異なる炭素数1〜20の炭化水素基で置換されたアミノ基又は炭素数1〜20のアルコキシ基を表す。ここで、炭化水素基及びアルコキシ基は、フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基及びシアノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基で置換されていてもよい。)
等が挙げられる。
反応に関与しない置換基が複数の場合、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。置換部位が隣接する2つの置換基が結合して環を形成していてもよい。
は、同一又は相異なり、脱離基を表し、塩素、臭素、ヨウ素原子などが挙げられ、より好ましくは塩素又は臭素原子が挙げられる。nは、1又は2である。
【0012】
かかる芳香族化合物(1)としては、例えば、
クロロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードベンゼン、4−クロロフルオロベンゼン、3−クロロフルオロベンゼン、2−クロロフルオロベンゼン、
2−クロロトルエン、2,5−ジメチルクロロベンゼン、2−エチルクロロベンゼン、3−n−プロピルクロロベンゼン、4−イソプロピルクロロベンゼン、5−n−ブチルクロロベンゼン、2−イソブチルクロロベンゼン、3−sec−ブチルクロロベンゼン、4−tert−ブチルクロロベンゼン、3−neo−ペンチルクロロベンゼン、2−n−ヘキシルクロロベンゼン、4−シクロヘキシルクロロベンゼン、4−ベンジルクロロベンゼン、4−クロロベンゾニトリル、4−クロロビフェニル、2−クロロビフェニル、4−クロロベンゾトリフルオリド、2−クロロベンゾトリフルオリド、4−クロロベンゾトリクロリド、3−クロロベンゾトリクロリド、2−クロロベンゾトリクロリド、(4−クロロフェニル)アセトニトリル、
3−クロロアニソール、4−クロロアニソール、2,3−ジメトキシクロロベンゼン、2,4−ジメトキシクロロベンゼン、2,5−ジメトキシクロロベンゼン、2−エトキシクロロベンゼン、3−n−プロポキシクロロベンゼン、4−イソプロポキシクロロベンゼン、5−n−ブトキシクロロベンゼン、4−tert−ブトキシクロロベンゼン、4−フェノキシクロロベンゼン、4−ベンジルオキシクロロベンゼン、4−(メトキシメチル)クロロベンゼン、4−(n−ブトキシメチル)クロロベンゼン、4−(メトキシメトキシ)クロロベンゼン、4−(ベンジルオキシメトキシ)クロロベンゼン、4−{2−(n−ブトキシ)エトキシ}クロロベンゼン、
4−クロロアセトフェノン、2−クロロアセトフェノン、4−クロロプロピオフェノン、1−(4−クロロフェニル)−2,2−ジメチルプロパノン、(4−クロロベンゾイル)シクロヘキサン、4−クロロベンゾフェノン、p−クロロベンザルアセトン、1−(4−クロロフェニル)−3−フェニルプロペン−1−オン、3−(4−クロロフェニル)−1−フェニルプロペン−1−オン、
1−クロロ−4−(フェニルスルホニル)ベンゼン、4−クロロフェニル p−トリル スルホン、4−クロロベンゼンスルホン酸メチル、3−クロロベンゼンスルホン酸メチル、2−クロロベンゼンスルホン酸メチル、4−クロロベンゼンスルホン酸エチル、4−クロロベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、3−クロロベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2−クロロベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、
N,N−ジメチル−4−クロロベンゼンスルホンアミド、N,N−ジメチル−3−クロロベンゼンスルホンアミド、N,N−ジメチル−2−クロロベンゼンスルホンアミド、N,N−ジエチル−4−クロロベンゼンスルホンアミド、
1−クロロナフタレン、2−ブロモチオフェン、5−ブロモ−3−ヘキシルチオフェン、2−ブロモ−3−ドデシルチオフェン、5−ブロモ−2,2’−ビチオフェン、5−ブロモ−3−シクロヘキシルチオフェン、2−クロロ−3−オクチルチオフェン、5−クロロ−3−フェニルチオフェン、1−メチル−5−クロロピロール、1−ヘキシル−2−ブロモピロール、1−オクチル−5−クロロピロール、2−クロロピリジン、3−クロロピリジン、5−ブロモピリジン、3−メチル−2−クロロピリジン、3−ヘキシル−5−クロロピリジン、5−クロロ−2,2’−ビピリジン、3,3’−ジメチル−5−クロロ−2,2’−ビピリジン、3,3’−ジオクチル−5−ブロモ−2,2’−ビピリジン、2−クロロピリミジン、5−クロロピリミジン、2−ブロモピリミジン、5−クロロキノリン、8−ブロモキノリン、2−クロロキノリン、1−クロロイソキノリン、4−クロロイソキノリン、8−ブロモイソキノリン、5−ブロモイソキノリン、4−ブロモ−2,1,3−ベンゾチアジアゾール、7−クロロベンゾイミダゾール、4−クロロベンゾイミダゾール、5−クロロキノキサリン、5−クロロ−2,3−ジフェニルキノキサリン、2−ブロモキノキサリン、6−ブロモキノキサリン、
1,3−ジクロロベンゼン、1,4−ジブロモベンゼン、1,4−ジヨードベンゼン、
2,4−ジクロロトルエン、3,5−ジブロモトルエン、2,5−ジヨードトルエン、
1,3−ジクロロ−4−メトキシベンゼン、1,4−ジブロモ−3−メトキシベンゼン、1,4−ジヨード−3−メトキシベンゼン、1,3−ジクロロ−4−アセトキシベンゼン、1,4−ジブロモ−3−アセトキシベンゼン、1,3−ジヨード−4−アセトキシベンゼン、
2,5−ジクロロ−4’−フェノキシベンゾフェノン、1,4−ジブロモ−2−エチルベンゼン、1,4−ジブロモ−2−メトキシベンゼン、ジメチル 2,5−ジブロモテレフタレート、1,4−ジブロモナフタレン、4,4’−ジブロモビフェニル、1,4−ジブロモ−2,5−ジヘキシルオキシベンゼン、1−ブロモ−4−クロロベンゼン、1−ブロモ−4−クロロトルエン、1−ブロモ−4−クロロ−2−プロピルベンゼン、2,5−ジブロモ−4’−フェノキシベンゾフェノン、2,5−ジブロモチオフェン、2,5−ジブロモ−3−ヘキシルチオフェン、2,5−ジブロモ−3−ドデシルチオフェン、5,5’−ジブロモ−2,2’−ビチオフェン、2,5−ジブロモ−3−シクロヘキシルチオフェン、2,5−ジクロロ−3−オクチルチオフェン、2,5−ジクロロ−3−フェニルチオフェン、1−メチル−2,5−ジクロロピロール、1−ヘキシル−2,5−ジブロモピロール、1−オクチル−2,5−ジクロロピロール、2,5−ジクロロピリジン、3,5−ジクロロピリジン、2,5−ジブロモピリジン、3−メチル−2,5−ジクロロピリジン、3−ヘキシル−2,5−ジクロロピリジン、5,5’−ジクロロ−2,2’−ビピリジン、3,3’−ジメチル−5,5’−ジクロロ−2,2’−ビピリジン、3,3’−ジオクチル−5,5’−ジブロモ−2,2’−ビピリジン、2,5−ジクロロピリミジン、2,5−ジブロモピリミジン、5,8−ジクロロキノリン、5,8−ジブロモキノリン、2,6−ジクロロキノリン、1,4−ジクロロイソキノリン、5,8−ジブロモイソキノリン、4,7−ジブロモ−2,1,3−ベンゾチアジアゾール、4,7−ジクロロベンゾイミダゾール、5,8−ジクロロキノキサリン、5,8−ジクロロ−2,3−ジフェニルキノキサリン、2,6−ジブロモキノキサリン、
2,7−ジブロモ−9,9−ジヘキシル−9H−フルオレン、2,7−ジブロモ−9,9−ジオクチル−9H−フルオレン、2,7−ジブロモ−9,9−ジドデシル−9H−フルオレン、2,7−ジクロロ−9,9−ジヘキシル−9H−フルオレン、2,7−ジクロロ−9,9−ジオクチル−9H−フルオレン、2,7−ジクロロ−9,9−ジドデシル−9H−フルオレン、2−ブロモ−7−クロロ−9,9−ジヘキシル−9H−フルオレン、2−ブロモ−7−クロロ−9,9−ジオクチル−9H−フルオレン、2−ブロモ−7−クロロ−9,9−ジドデシル−9H−フルオレン
等が挙げられる。
【0013】
かかる芳香族化合物(1)としては、市販のものを用いてもよいし、公知の方法に準じて製造したものを用いてもよい。
次に、前記式(2)で示される芳香族化合物(以下、芳香族化合物(2)と略記する。)について説明する。
Aは、1つもしくは2つの炭素数1〜20の炭化水素基で置換されたアミノ基又は炭素数1〜20のアルコキシ基を表す。
炭素数1〜20の炭化水素基としては、例えば、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、2,2−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−イコシル基、フェニル基、1,3−ブタジエン−1,4−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ビフェニル−2,2’−ジイル基、o−キシリレン基等が挙げられる。
【0014】
かかる1つもしくは2つの炭素数1〜20の炭化水素基で置換されたアミノ基としては、例えば、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、n−プロピルアミノ基、ジ−n−プロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、n−ブチルアミノ基、ジ−n−ブチルアミノ基、sec−ブチルアミノ基、ジ−sec−ブチルアミノ基、tert−ブチルアミノ基、ジ−tert−ブチルアミノ基、n−ペンチルアミノ基、2,2−ジメチルプロピルアミノ基、n−ヘキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、n−ヘプチルアミノ基、n−オクチルアミノ基、n−ノニルアミノ基、n−デシルアミノ基、n−ウンデシルアミノ基、n−ドデシルアミノ基、n−トリデシルアミノ基、n−テトラデシルアミノ基、n−ペンタデシルアミノ基、n−ヘキサデシルアミノ基、n−ヘプタデシルアミノ基、n−オクタデシルアミノ基、n−ノナデシルアミノ基、n−イコシルアミノ基、ピロリル基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、カルバゾリル基、ジヒドロインドリル基、ジヒドロイソインドリル基等が挙げられ、ジエチルアミノ基及びn−ドデシルアミノ基が好ましい。
【0015】
炭素数1〜20のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、2,2−ジメチルプロポキシ基、n−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ウンデシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−トリデシルオキシ基、n−テトラデシルオキシ基、n−ペンタデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、n−ヘプタデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基、n−ノナデシルオキシ基、n−イコシルオキシ基等の直鎖状、分枝鎖状もしくは環状の炭素数1〜20のアルコキシ基が挙げられ、イソプロポキシ基、2,2−ジメチルプロポキシ基及びシクロヘキシルオキシ基が好ましい。
【0016】
前記炭素数1〜20の炭化水素基及び炭素数1〜20のアルコキシ基は、フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基及びシアノ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい。
炭素数1〜20のアルコキシ基としては、前記したものと同様のものが挙げられる。
炭素数6〜20のアリール基としては、フェニル基、4−メチルフェニル基、2−メチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、3−フェナントリル基、2−アントリル基等が挙げられる。炭素数6〜20のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、3−フェナントリルオキシ基、2−アントリルオキシ基等の前記炭素数6〜20のアリール基と酸素原子とから構成されるものが挙げられる。
炭素数2〜20のアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ベンゾイル基、1−ナフトイル基、2−ナフトイル基等の炭素数2〜20の脂肪族もしくは芳香族アシル基が挙げられる。
なかでも、Aとしては、炭素数3〜20の無置換アルコキシ基が好ましく、イソプロピル基、イソブトキシ基、2,2−ジメチルプロポキシ基及びシクロヘキシルオキシ基がより好ましい。
【0017】
は、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基又はシアノ基を表す。
炭素数1〜20のアルキル基としては、例えば、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、2,2−ジメチルプロピル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、2−メチルペンチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−イコシル基等の直鎖状、分枝鎖状もしくは環状の炭素数1〜20のアルキル基が挙げられる。
炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基及び炭素数2〜20のアシル基としては、前記したものと同様のものが挙げられる。
かかる炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基及び炭素数2〜20のアシル基は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよく、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基としては、前記したものと同様のものが挙げられる。
【0018】
が複数の場合、Rは同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。また、置換部位が隣接する2つのRが結合して環を形成していてもよい。
なかでも、Rとしては、水素原子が好ましい。
【0019】
は塩素、臭素又はヨウ素原子を表し、塩素、臭素原子が好ましい。mは1又は2を表し、kは4−mを表す。好ましくは、mは1を表す。
【0020】
かかる芳香族化合物(2)としては、例えば、2,5−ジクロロベンゼンスルホン酸イソプロピル、2,5−ジクロロベンゼンスルホン酸イソブチル、2,5−ジクロロベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,5−ジクロロベンゼンスルホン酸シクロヘキシル、2,5−ジクロロベンゼンスルホン酸n−オクチル、2,5−ジクロロベンゼンスルホン酸n−ペンタデシル、2,5−ジクロロベンゼンスルホン酸n−イコシル、N,N−ジエチル−2,5−ジクロロベンゼンスルホンアミド、N,N−ジイソプロピル−2,5−ジクロロベンゼンスルホンアミド、N−(2,2−ジメチルプロピル)−2,5−ジクロロベンゼンスルホンアミド、N−n−ドデシル−2,5−ジクロロベンゼンスルホンアミド、N−n−イコシル−2,5−ジクロロベンゼンスルホンアミド、3,5−ジクロロベンゼンスルホン酸イソプロピル、3,5−ジクロロベンゼンスルホン酸イソブチル、3,5−ジクロロベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、3,5−ジクロロベンゼンスルホン酸シクロヘキシル、3,5−ジクロロベンゼンスルホン酸n−オクチル、3,5−ジクロロベンゼンスルホン酸n−ペンタデシル、3,5−ジクロロベンゼンスルホン酸n−イコシル、N,N−ジエチル−3,5−ジクロロベンゼンスルホンアミド、N,N−ジイソプロピル−3,5−ジクロロベンゼンスルホンアミド、N−(2,2−ジメチルプロピル)−3,5−ジクロロベンゼンスルホンアミド、N−n−ドデシル−3,5−ジクロロベンゼンスルホンアミド、N−n−イコシル−3,5−ジクロロベンゼンスルホンアミド、
2,5−ジブロモベンゼンスルホン酸イソプロピル、2,5−ジブロモベンゼンスルホン酸イソブチル、2,5−ジブロモベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,5−ジブロモベンゼンスルホン酸シクロヘキシル、2,5−ジブロモベンゼンスルホン酸n−オクチル、2,5−ジブロモベンゼンスルホン酸n−ペンタデシル、2,5−ジブロモベンゼンスルホン酸n−イコシル、N,N−ジエチル−2,5−ジブロモベンゼンスルホンアミド、N,N−ジイソプロピル−2,5−ジブロモベンゼンスルホンアミド、N−(2,2−ジメチルプロピル)−2,5−ジブロモベンゼンスルホンアミド、N−n−ドデシル−2,5−ジブロモベンゼンスルホンアミド、N−n−イコシル−2,5−ジブロモベンゼンスルホンアミド、3,5−ジブロモベンゼンスルホン酸イソプロピル、3,5−ジブロモベンゼンスルホン酸イソブチル、3,5−ジブロモベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、3,5−ジブロモベンゼンスルホン酸シクロヘキシル、3,5−ジブロモベンゼンスルホン酸n−オクチル、3,5−ジブロモベンゼンスルホン酸n−ペンタデシル、3,5−ジブロモベンゼンスルホン酸n−イコシル、N,N−ジエチル−3,5−ジブロモベンゼンスルホンアミド、N,N−ジイソプロピル−3,5−ジブロモベンゼンスルホンアミド、N−(2,2−ジメチルプロピル)−3,5−ジブロモベンゼンスルホンアミド、N−n−ドデシル−3,5−ジブロモベンゼンスルホンアミド、N−n−イコシル−3,5−ジブロモベンゼンスルホンアミド、
2,5−ジヨードベンゼンスルホン酸イソプロピル、2,5−ジヨードベンゼンスルホン酸イソブチル、2,5−ジヨードベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,5−ジヨードベンゼンスルホン酸シクロヘキシル、2,5−ジヨードベンゼンスルホン酸n−オクチル、2,5−ジヨードベンゼンスルホン酸n−ペンタデシル、2,5−ジヨードベンゼンスルホン酸n−イコシル、N,N−ジエチル−2,5−ジヨードベンゼンスルホンアミド、N,N−ジイソプロピル−2,5−ジヨードベンゼンスルホンアミド、N−(2,2−ジメチルプロピル)−2,5−ジヨードベンゼンスルホンアミド、N−n−ドデシル−2,5−ジヨードベンゼンスルホンアミド、N−n−イコシル−2,5−ジヨードベンゼンスルホンアミド、3,5−ジヨードベンゼンスルホン酸イソプロピル、3,5−ジヨードベンゼンスルホン酸イソブチル、3,5−ジヨードベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、3,5−ジヨードベンゼンスルホン酸シクロヘキシル、3,5−ジヨードベンゼンスルホン酸n−オクチル、3,5−ジヨードベンゼンスルホン酸n−ペンタデシル、3,5−ジヨードベンゼンスルホン酸n−イコシル、N,N−ジエチル−3,5−ジヨードベンゼンスルホンアミド、N,N−ジイソプロピル−3,5−ジヨードベンゼンスルホンアミド、N−(2,2−ジメチルプロピル)−3,5−ジヨードベンゼンスルホンアミド、N−n−ドデシル−3,5−ジヨードベンゼンスルホンアミド、N−n−イコシル−3,5−ジヨードベンゼンスルホンアミド、
2,4−ジクロロベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,4−ジブロモベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,4−ジヨードベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,4−ジクロロ−5−メチルベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,5−ジクロロ−4−メチルベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,4−ジブロモ−5−メチルベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,5−ジブロモ−4−メチルベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,4−ジヨード−5−メチルベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,5−ジヨード−4−メチルベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,4−ジクロロ−5−メトキシベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,5−ジクロロ−4−メトキシベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,4−ジブロモ−5−メトキシベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,5−ジブロモ−4−メトキシベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,4−ジヨード−5−メトキシベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,5−ジヨード−4−メトキシベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、1−(2,5−ジクロロベンゼンスルホニル)ピロリジン等が挙げられる。
なかでも、2,5−ジクロロベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,5−ジクロロベンゼンスルホン酸イソブチル、2,5−ジクロロベンゼンスルホン酸シクロヘキシル、N,N−ジエチル−2,5−ジクロロベンゼンスルホンアミド、N−n−ドデシル−2,5−ジクロロベンゼンスルホンアミド、2,5−ジブロモベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、2,5−ジブロモベンゼンスルホン酸イソブチル、2,5−ジブロモベンゼンスルホン酸シクロヘキシル、N,N−ジエチル−2,5−ジブロモベンゼンスルホンアミド、N−n−ドデシル−2,5−ジブロモベンゼンスルホンアミドが好ましい。
かかる芳香族化合物(2)としては、公知の方法に準じて製造したものを用いることができる。
【0021】
次に、前記式(3)で示される芳香族化合物(以下、芳香族化合物(3)と略記する。)について説明する。
A、R、Xは、式(2)で定義したものと同じ意味を表す。jは0〜3の整数を表し、好ましくは、jは0を表す。
かかる芳香族化合物(3)としては、例えば、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジメチル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジエチル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(n−プロピル)、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイソプロピル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(n−ブチル)、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイソブチル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジシクロヘキシル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(n−オクチル)、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(n−ペンタデシル)、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(n−イコシル)、
N,N−ジメチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジエチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジ(n−プロピル)−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジイソプロピル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジ(n−ブチル)−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジイソブチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジ(2,2−ジメチルプロピル)−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジ(n−オクチル)−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジ(n−ドデシル)−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジ(n−イコシル)−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジフェニル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、
3,3’−ジメチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、5,5’−ジメチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、6,6’−ジメチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、5,5’−ジメトキシ−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、6,6’−ジメトキシ−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、3,3’−ジフェニル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、3,3’−ジアセチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、5,5’−ジアセチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、
4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジメチル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジエチル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(n−プロピル)、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイソプロピル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(n−ブチル)、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイソブチル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジシクロヘキシル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(n−オクチル)、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(n−ペンタデシル)、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(n−イコシル)、
N,N−ジメチル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジエチル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジ(n−プロピル)−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジイソプロピル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジ(n−ブチル)−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジイソブチル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジ(2,2−ジメチルプロピル)−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジ(n−オクチル)−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジ(n−ドデシル)−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジ(n−イコシル)−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジフェニル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド等が挙げられる。
なかでも、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイソプロピル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイソプロピル及び4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)が好ましい。
【0022】
かかる芳香族化合物(3)は、例えば、第3級アミン化合物又はピリジン化合物の存在下に、式(6)

(式中、R、X及びjは上記と同一の意味を表す。)
で示される化合物(以下、化合物(6)と略記する。)と式(7)

(式中、Aは、前記と同一の意味を表す。)
で示される化合物(以下、化合物(7)と略記する。)とを反応させることにより製造することができる。
【0023】
化合物(6)としては、例えば、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリド、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリド、3,3’−ジメチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリド、5,5’−ジメチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリド、6,6’−ジメチル4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリド、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリド、5,5’−ジメトキシ−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリド、6,6’−ジメトキシ−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリド、3,3’−ジフェニル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリド、3,3’−ジアセチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリド、5,5’−ジアセチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリド、6,6’−ジアセチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリド等が挙げられ、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリド及び4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジクロリドが好ましい。かかる化合物(6)としては、市販されているものを用いてもよいし、例えば、Bull.Soc.Chim.Fr.,4,49(1931),1047−1049等に記載の公知の方法に準じて製造したものを用いてもよい。
【0024】
化合物(7)としては、例えば、イソプロパノール、イソブタノール、2,2−ジメチルプロパノール、シクロヘキサノール、n−オクタノール、n−ペンタデカノール、n−イコサノール、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、2,2−ジメチルプロピルアミン、n−ドデシルアミン、n−イコシルアミン等が挙げられる。かかる化合物(7)としては、通常市販されているものが用いられる。
化合物(7)の使用量は、化合物(6)中の−SOClで示される基1モルに対して、通常、0.2モル以上であり、その上限は特になく、化合物(7)が反応温度において液体である場合には、反応溶媒を兼ねて大過剰量用いてもよい。実用的な化合物(7)の使用量は、化合物(6)中の−SOClで示される基1モルに対して、0.5〜2モルである。
【0025】
第3級アミン化合物としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ(n−プロピル)アミン、トリ(n−ブチル)アミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリ(n−オクチル)アミン、トリ(n−デシル)アミン、トリフェニルアミン、N,N−ジメチルアニリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N−メチルピロリジン等が挙げられる。第3級アミン化合物は、通常、市販されているものが用いられる。第3級アミン化合物の使用量は、化合物(6)中の−SOClで示される基1モルに対して、通常、1モル以上であり、その上限は特になく、第3級アミン化合物が反応温度において液体である場合には、反応溶媒を兼ねて大過剰量用いてもよい。実用的な第3級アミン化合物の使用量は、化合物(6)中の−SOClで示される基1モルに対して、1〜30モル、好ましくは0.5〜20モル、さらに好ましくは1〜10モルである。
ピリジン化合物としては、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン等が挙げられる。ピリジン化合物は、通常市販されているものが用いられる。ピリジン化合物の使用量は、化合物(6)中の−SOClで示される基1モルに対して、通常、1モル以上であり、その上限は特になく、ピリジン化合物が反応温度において液体である場合には、反応溶媒を兼ねて大過剰量用いてもよい。実用的なピリジン化合物の使用量は、化合物(6)中の−SOClで示される基1モルに対して、1〜30モル、好ましくは1〜20モル、さらに好ましくは1〜10モルである。
【0026】
化合物(6)と化合物(7)との反応は、通常、溶媒の存在下に、化合物(6)と化合物(7)と第3級アミン化合物もしくはピリジン化合物とを混合することにより実施される。混合順序は特に限定されない。
溶媒としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル溶媒;ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド等の非プロトン性極性溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒等が挙げられる。また、上記したとおり、化合物(7)、第3級アミン化合物もしくはピリジン化合物が、反応温度において液体である場合には、これらを反応溶媒として用いてもよい。かかる溶媒は単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。溶媒の使用量は特に制限されない。
【0027】
化合物(6)と化合物(7)との反応温度は、通常、−30〜150℃、好ましくは、−10〜70℃である。反応時間は、通常、0.5〜24時間である。
反応終了後、例えば、反応混合物に、水もしくは酸の水溶液、及び、必要に応じて、水に不溶の有機溶媒を加えて、抽出処理することにより、芳香族化合物(3)を含む有機層を得ることができる。得られた有機層を、必要に応じて、水、アルカリ水溶液等で洗浄した後、濃縮することにより、芳香族化合物(3)を取り出すことができる。取り出した芳香族化合物(3)は、シリカゲルクロマトグラフィ、再結晶等の通常の精製手段によりさらに精製してもよい。
水に不溶の有機溶媒としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒;ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒;ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒;酢酸エチル等のエステル溶媒等が挙げられ、その使用量は特に制限されない。
【0028】
芳香族化合物(3)は、化合物(6)と式(8)

(式中、Aは、上記と同一の意味を表す。Mはアルカリ金属原子を表す。)
で示される化合物(以下、化合物(8)と略記する。)とを反応させることにより製造することもできる。
アルカリ金属原子としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム原子等が挙げられる。
化合物(8)としては、例えば、リチウムイソプロポキシド、リチウムイソブトキシド、リチウム2,2−ジメチルプロポキシド、リチウムシクロヘキシルオキシド、リチウムジエチルアミド、リチウムジイソプロピルアミド、リチウム2,2−ジメチルプロピルアミド、リチウムn−ドデシルアミド、リチウムn−エイコシルアミド、ナトリウムイソブトキシド、カリウムイソブトキシド等が挙げられる。化合物(8)は、市販されているものを用いてもよいし、公知の方法に準じて製造したものを用いてもよい。
化合物(8)の使用量は、化合物(6)中の−SOClで示される基1モルに対して、通常、0.2〜2モルである。
【0029】
化合物(6)と化合物(8)との反応は、通常、溶媒の存在下に、化合物(6)と化合物(8)とを混合することにより実施される。混合順序は特に制限されない。
溶媒としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル溶媒;ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド等の非プロトン性極性溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒等が挙げられる。かかる溶媒は単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。溶媒の使用量は特に制限されない。
化合物(6)と化合物(8)との反応温度は、通常、−30〜150℃、好ましくは、−10〜70℃である。反応時間は、通常、0.5〜24時間である。
反応終了後、反応混合物に水、及び、必要に応じて、水に不溶の有機溶媒を加えて、抽出処理することにより、芳香族化合物(3)を含む有機層を得ることができる。得られた有機層を、必要に応じて、水等で洗浄した後、濃縮することにより、芳香族化合物(3)を取り出すことができる。取り出した芳香族化合物(3)は、シリカゲルクロマトグラフィ、再結晶等の通常の精製手段によりさらに精製してもよい。水に不溶の有機溶媒としては、前記したものと同様のものが挙げられる。
【0030】
次に、前記式(4)で示される芳香族化合物(以下、芳香族化合物(4)と略記する。)について説明する。
Ar、Ar、Ar及びArは、同一又は相異なって、2価の芳香族基を表す。2価の芳香族基としては、例えば、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基、4,4’−ビフェニル−1,1’−ジイル基等の2価の単環性芳香族基;ナフタレン−1,3−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、ナフタレン−1,5−ジイル基、ナフタレン−1,6−ジイル基、ナフタレン−1,7−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−2,7−ジイル基、9H−フルオレン−2,7−ジイル基等の2価の縮環系芳香族基;ピリジン−2,5−ジイル基、ピリジン−2,6−ジイル基、キノキサリン−2,6−ジイル基、チオフェン−2,5−ジイル基、2,2’−ビチオフェン−5,5’−ジイル基、ピロール−2,5−ジイル基、2,2’−ビピリジン−5,5’−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、キノリン−5,8−ジイル基、キノリン−2,6−ジイル基、イソキノリン−1,4−ジイル基、イソキノリン−5,8−ジイル基、2,1,3−ベンゾチアジアゾール−4,7−ジイル基、ベンゾイミダゾール−4,7−ジイル基、キノキサリン−5,8−ジイル基、キノキサリン−2,6−ジイル基等の2価のヘテロ芳香族基;などが挙げられる。
なかでも、2価の単環性芳香族基及び2価の縮環系芳香族基が好ましく、1,4−フェニレン基、ナフタレン−1,4−ジイル基、ナフタレン−1,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基及びナフタレン−2,7−ジイル基がより好ましい。
【0031】
前記2価の芳香族基は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;及び、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数2〜20のアシル基;
からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい。
かかる炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基及び炭素数2〜20のアシル基としては、前記したものと同様のものが挙げられる。
【0032】
及びYは、同一又は相異なって、単結合、−CO−、−SO2−、−C(CH32−、−C(CF32−又はフルオレン−9,9−ジイル基を表す。
及びZは、同一又は相異なって、−O−又は−S−を表す。Xは塩素、臭素又はヨウ素原子を表す。
a、b及びcは、同一又は相異なって、0又は1を表し、hは5以上、より好ましくは10以上の整数を表す。
芳香族化合物(2)としては、例えば、下記に示す化合物が挙げられる。

【0033】

【0034】

【0035】

【0036】

【0037】

【0038】

【0039】

【0040】

【0041】
かかる芳香族化合物(2)としては、例えば、日本国特許第2745727号公報等の公知の方法に準じて製造したものを用いてもよいし、市販されているものを用いてもよい。市販されているものとしては、例えば、住友化学株式会社製スミカエクセルPES等が挙げられる。
芳香族化合物(2)としては、そのポリスチレン換算の重量平均分子量が2,000以上のものを用いることが好ましく、3,000以上であるものがより好ましい。
【0042】
芳香族化合物をカップリング反応させることにより、対応する共役芳香族化合物を製造することができる。芳香族化合物(1)、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)をカップリング反応させることにより、対応する共役芳香族化合物を製造することができる。芳香族化合物(1)、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)と、芳香族化合物(4)をカップリング反応させることにより、対応する共役芳香族化合物を製造することもできる。さらに芳香族化合物(1)と、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)をカップリング反応させることにより、対応する共役芳香族化合物を製造することもできる。以下、かかる共役芳香族化合物及びその製造方法について説明する。
【0043】
かかる共役芳香族化合物の具体例としては、下記式(9)、式(10)又は式(11)

【0044】

【0045】


(式中、Ar、R及びj、k、mは、前記したと同じ意味を表す。)
で示される繰り返し単位(以下、繰り返し単位(9)、繰り返し単位(10)、繰り返し単位(11)と略記する。)を含み、かかる繰り返し単位(9)、(10)又は(11)を単独で平均2〜10000個含む共役芳香族化合物、前記繰り返し単位(9)、繰り返し単位(10)又は繰り返し単位(11)と、式(12)


(式中、Ar、Ar、Ar、Ar、Y、Y、Z、Z、a、b、c及びhは前記と同じ意味を表す。
ここで、2価の芳香族基は、前記したものと同じものが挙げられる。)
で示されるセグメント(以下、セグメント(12)と略記する。)からなる共役芳香族化合物、前記繰り返し単位(9)と、繰り返し単位(10)又は繰り返し単位(11)からなる共役芳香族化合物等が挙げられる。
【0046】
芳香族化合物が式(1)においてn=2の場合、得られる共役芳香族化合物は重合体となり、そのときポリスチレン換算の重量平均分子量は、通常1,000〜2,000,000となる。芳香族化合物が式(1)で示される化合物のみで、n=1の場合、得られる共役芳香族化合物は、二量体となる。
【0047】
繰り返し単位(9)、繰り返し単位(10)又は繰り返し単位(11)からなる共役芳香族化合物は、芳香族化合物(1)、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)からなる芳香族化合物をカップリング反応させることにより製造することができる。
繰り返し単位(9)、繰り返し単位(10)又は繰り返し単位(11)と、セグメント(12)からなる共役芳香族化合物は、芳香族化合物(1)、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)と、芳香族化合物(4)からなる芳香族化合物をカップリング反応させることにより製造することができる。また、芳香族化合物(1)、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)をカップリング反応させた後、芳香族化合物(4)を加えてさらにカップリング反応させることにより、繰り返し単位(9)、繰り返し単位(10)又は繰り返し単位(11)と、セグメント(12)を含む共役芳香族化合物を製造することもできる。
繰り返し単位(9)と、繰り返し単位(10)又は繰り返し単位(11)からなる共役芳香族化合物は、芳香族化合物(1)と、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)からなる芳香族化合物をカップリング反応させることにより製造することができる。
芳香族化合物中の芳香族化合物(1)、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)の含量を適宜調整することにより、得られる共役芳香族化合物中の繰り返し単位(9)、繰り返し単位(10)又は繰り返し単位(11)の含量を調整することができる。
【0048】
二価ニッケル化合物としては、フッ化ニッケル、塩化ニッケル、臭化ニッケル、ヨウ化ニッケル等のハロゲン化ニッケル、ギ酸ニッケル、酢酸ニッケル等のニッケルカルボン酸塩、硫酸ニッケル、炭酸ニッケル、硝酸ニッケル、ニッケルアセチルアセトナート、(ジメトキシエタン)塩化ニッケル等が挙げられ、ハロゲン化ニッケルが好ましい。
【0049】
二価ニッケル化合物の使用量は、触媒量であるが、使用量が少なすぎると、分子量の小さい共役芳香族化合物が得られやすく、また、使用量が多すぎると、カップリング反応後の後処理が煩雑になる傾向があるため、二価ニッケル化合物の使用量は、用いるモノマー1モルに対して、通常0.001〜0.8モル、好ましくは、0.01〜0.3モルである。
本発明において、モノマーとは、芳香族化合物(1)、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)をカップリング反応させる場合は、芳香族化合物(1)、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)を、芳香族化合物(1)、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)と、芳香族化合物(4)をカップリング反応させる場合には、芳香族化合物(1)、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)と、芳香族化合物(4)を、芳香族化合物(1)と、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)をカップリング反応させる場合には、芳香族化合物(1)と、芳香族化合物(2)又は芳香族化合物(3)を、それぞれ意味する。
【0050】
配位子としては含窒素二座配位子が使用される。含窒素二座配位子としては、例えば、2,2’−ビピリジン、1,10−フェナントロリン、メチレンビスオキサゾリン、N,N’−テトラメチルエチレンジアミン等が挙げられ、2,2’−ビピリジンが好ましい。含窒素二座配位子の使用量は、二価ニッケル化合物1モルに対して、通常0.2〜2モル、好ましくは1〜1.5モルである。
【0051】
予め、配位子と二価ニッケル化合物とを接触させて、配位子が配位したニッケル錯体を調製し、この調製したニッケル錯体を用いてもよい。ニッケル錯体は、予め調製して単離したものを用いてもよいし、その場で調製して単離せずそのままカップリング反応に用いてもよい。
【0052】
マンガンは通常粉末状又は削り状のものが用いられる。マンガンの使用量は、モノマー1モルに対して、通常1モル以上であり、その上限は特に制限されないが、多すぎると、カップリング反応後の後処理が煩雑になり、また、経済的にも不利になりやすいため、実用的には10モル以下、好ましくは5モル以下である。
【0053】
カップリング反応は、通常、溶媒の存在下に実施される。溶媒としては、用いるモノマー及び生成する共役芳香族化合物が溶解し得る溶媒であればよい。
かかる溶媒の具体例としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル溶媒;ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド等の非プロトン性極性溶媒;ジクロロメタン、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素溶媒等が挙げられる。かかる溶媒は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。なかでも、エーテル溶媒及び非プロトン性極性溶媒が好ましく、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン及びN,N−ジメチルアセトアミドがより好ましい。溶媒の使用量は、多すぎると、分子量の小さな共役芳香族化合物が得られやすく、少なすぎると、反応混合物の性状が悪くなりやすいため、用いるモノマーに対して、通常1〜200重量倍、好ましくは5〜100重量倍である。
【0054】
カップリング反応は、通常、窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気下で実施される。
反応温度は、通常、0〜250℃であり、好ましくは30〜100℃である。反応時間は、通常、0.5〜48時間である。
カップリング反応終了後、生成した共役芳香族化合物を溶解しない溶媒もしくは溶解しにくい溶媒と反応混合物とを混合することにより、共役芳香族化合物を析出させ、析出した共役芳香族化合物を濾過により、反応混合物から分離することにより、共役芳香族化合物を取り出すことができる。生成した共役芳香族化合物を溶解しない溶媒もしくは溶解しにくい溶媒と反応混合物とを混合した後、塩酸等の酸の水溶液を加え、析出した共役芳香族化合物を濾過により、反応混合物から分離してもよい。得られた共役芳香族化合物の分子量や構造は、ゲル浸透クロマトグラフィー、NMR等の通常の分析手段により分析することができる。生成した共役芳香族化合物を溶解しない溶媒もしくは溶解しにくい溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、アセトニトリル等が挙げられ、水及びメタノールが好ましい。
【0055】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【0056】
実施例に記載のポリマーの分子量は、ポリスチレン換算の分子量であり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて、下記条件で測定した。
GPC測定装置 SHIMADZU社製 CTO−10A
カラム TOSOH社製 TSK−GELを接続
カラム温度 40℃
移動相溶媒 DMAc(LiBrを10mmol/dmになるように添加)
溶媒流量 0.5mL/min
【0057】
[実施例1]
冷却装置を備えたガラス製反応容器に、窒素雰囲気下、室温で、臭化ニッケル15mg、2,2’−ビピリジン13mg、マンガン粉末64mg、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)366mg及びN,N−ジメチルアセトアミド5mLを加えた。その後、70℃で4時間カップリング反応を行い、下記式

で示される繰り返し単位のみからなる共役芳香族化合物を含む反応混合物を得た。
共役芳香族化合物のMwは336,000、Mnは85,000であった。
【0058】
[比較例1]
実施例1において、マンガン粉末64mgに代えて、亜鉛粉末76mgを用いた以外は実施例1と同様に反応を行い、実施例1に記載の繰り返し単位のみからなる共役芳香族化合物を含む反応混合物を得た。
共役芳香族化合物のMwは67,000、Mnは26,000であった。
【0059】
[比較例2]
冷却装置を備えたガラス製反応容器に、窒素雰囲気下、室温で、臭化ニッケル15mg、2,2’−ビピリジン13mg、1,5−シクロオクタジエン30mg及びN,N−ジメチルアセトアミド1mLを加え、70℃に加熱した。30分後、マンガン粉末4mgを加え、さらに1時間攪拌した(ニッケル触媒液)。別途、冷却装置を備えたガラス製反応容器に、窒素雰囲気下、室温で、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)366mg、マンガン粉末77mg及びN,N−ジメチルアセトアミド4mL加え、70℃に加熱し、これに上記ニッケル触媒液を加えた。その後、70℃で4時間重合反応を行い、下記式

で示される繰り返し単位のみからなる共役芳香族化合物を含む反応混合物を得た。
共役芳香族化合物のMwは120,000、Mnは43,000であった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
二価ニッケル化合物、含窒素二座配位子及びマンガンの共存下に下記芳香族化合物(a)又は(b)をカップリング反応させることを特徴とする共役芳香族化合物の製造方法。
芳香族化合物(a):1又は2個の脱離基が芳香環に結合している芳香族化合物(A)と、これと同一の芳香族化合物。
芳香族化合物(b):1又は2個の脱離基が芳香環に結合している芳香族化合物(A)と、1又は2個の脱離基が芳香環に結合している芳香族化合物(A)とは相異なる芳香族化合物(B)。
【請求項2】
芳香族化合物(A)の芳香環が、反応に関与しない1又は複数の基で置換されていてもよいベンゼン、ビフェニル、ナフタレン、フルオレン、アントラセン、フェナントレン、チオフェン、ピロール、ピリジン、ピリミジン、キノリン、イソキノリン及びキノキサリンから選ばれるものである請求項1に記載の共役芳香族化合物の製造方法。
【請求項3】
芳香族化合物(A)が、式(1)

(式中、Arは1価又は2価の請求項2に記載の芳香環を表し、Xは、同一又は相異なる脱離基を表し、nは、1又は2である。)
で示される芳香族化合物である請求項1に記載の共役芳香族化合物の製造方法。
【請求項4】
芳香族化合物(A)が、式(2)

(式中、Aは、1つもしくは2つの同一もしくは異なる炭素数1〜20の炭化水素基で置換されたアミノ基又は炭素数1〜20のアルコキシ基を表す。ここで、炭化水素基及びアルコキシ基は、フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基及びシアノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基で置換されていてもよい。
は、同一又は相異なり、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基又はシアノ基を表す。ここで、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基及び炭素数2〜20のアシル基は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい。
また、置換部位が隣接する2つのRが結合して環を形成していてもよい。
は塩素、臭素又はヨウ素原子を表し、mは1又は2を表し、kは4−mを表す。)
で示される化合物である請求項1に記載の共役芳香族化合物の製造方法。
【請求項5】
芳香族化合物(A)が、式(3)


(式中、A、R、Xは、請求項4の式(2)で定義したものと同じ意味を表し、jは0〜3の整数を表す。)
で示される芳香族化合物である請求項1に記載の共役芳香族化合物の製造方法。
【請求項6】
芳香族化合物(A)が、式(1)、式(2)又は式(3)で示される芳香族化合物であり、芳香族化合物(B)が、式(4)

(式中、a、b及びcは、同一又は相異なって、0又は1を表し、hは5以上の整数を表す。
Ar、Ar、Ar及びArは、同一又は相異なって、2価の芳香族基を表す。
ここで、2価の芳香族基は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;及び、
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい炭素数2〜20のアシル基;
からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい。
及びYは、同一又は相異なって、単結合、−CO−、−SO2−、−C(CH32−、−C(CF32−又はフルオレン−9,9−ジイル基を表す。
及びZは、同一又は相異なって、−O−又は−S−を表す。Xは塩素、臭素又はヨウ素原子を表す。)
で示される芳香族化合物とをカップリング反応させることを特徴とする請求項1に記載の共役芳香族化合物の製造方法
【請求項7】
芳香族化合物(A)が、式(1)で示される芳香族化合物であり、芳香族化合物(B)が、式(2)又は式(3)で示される芳香族化合物である請求項1に記載の共役芳香族化合物の製造方法。
【請求項8】
二価ニッケル化合物が、ハロゲン化ニッケルである請求項1〜7のいずれかに記載の共役芳香族化合物の製造方法。
【請求項9】
脱離基が塩素、臭素、又はヨウ素である請求項1〜8のいずれかに記載の共役芳香族化合物の製造方法。

【公開番号】特開2009−149752(P2009−149752A)
【公開日】平成21年7月9日(2009.7.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−328406(P2007−328406)
【出願日】平成19年12月20日(2007.12.20)
【出願人】(000002093)住友化学株式会社 (8,981)
【Fターム(参考)】