芳香族または複素芳香族ニトリルを触媒的に製造する方法
【課題】芳香族または複素芳香族ニトリルを触媒的に製造する方法を提供する。
【解決手段】一般式（Ｉ）Ａｒ−ＣＮの、場合により置換された芳香族または複素芳香族ニトリルを、一般式（ＩＩ）Ａｒ−Ｘ（式中、Ｘは塩素、臭素、ヨウ素、トリフラート、ノナフラート、メシラートまたはトシラートであり、そしてＡｒは場合により置換された芳香族または複素芳香族基である）の対応するハロゲン化アリールを反応させることによって触媒的に製造する方法であって、反応が、パラジウム化合物、一般式（ＩＩＩ）または（ＩＶ）
（式中、Ｒはアルキル基であり、そしてＲ’、Ｒ’’およびＲ’’’はそれぞれアルキル基またはアリール基またはヘテロアリール基であり、そしてＡはアルキレン基またはアリーレン基である）のホスフィン、ならびにヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムまたはヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムの存在下に、場合により溶媒中でおよび場合により塩基を添加して行われることを特徴とする方法が記載される。
【解決手段】一般式（Ｉ）Ａｒ−ＣＮの、場合により置換された芳香族または複素芳香族ニトリルを、一般式（ＩＩ）Ａｒ−Ｘ（式中、Ｘは塩素、臭素、ヨウ素、トリフラート、ノナフラート、メシラートまたはトシラートであり、そしてＡｒは場合により置換された芳香族または複素芳香族基である）の対応するハロゲン化アリールを反応させることによって触媒的に製造する方法であって、反応が、パラジウム化合物、一般式（ＩＩＩ）または（ＩＶ）
（式中、Ｒはアルキル基であり、そしてＲ’、Ｒ’’およびＲ’’’はそれぞれアルキル基またはアリール基またはヘテロアリール基であり、そしてＡはアルキレン基またはアリーレン基である）のホスフィン、ならびにヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムまたはヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムの存在下に、場合により溶媒中でおよび場合により塩基を添加して行われることを特徴とする方法が記載される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シアニド源としてヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムまたはヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムを使用してパラジウム錯体をベースとする触媒を用いて、対応するハロゲン化アリールをシアン化することによって、場合により置換された芳香族または複素芳香族ニトリルを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
芳香族または複素芳香族ニトリルは、ファインケミカルズ、農薬製品および医薬品中間体用の出発原料として工業的重要性を有する。芳香族ニトリルを製造するための工業的に用いられる方法は置換トルエンのアンモオキシデーションである。この方法は、対応するトルエンが安価に入手可能であるときにのみ工業的に関心を引く。さらに、アンモオキシデーションは、基質中に酸化感受性置換基が存在すると成功しない。ベンゾニトリルを製造するためのさらなる工業的方法は、強く水と結合する物質（例えばＰ２Ｏ５）と一緒の蒸留によるカルボン酸およびアンモニウム塩またはアミドの反応、ならびに５００℃でのＡｌ固定床上で気相でのカルボン酸またはエステルのアンモニアとの反応である。
【０００３】
芳香族ニトリルのための安価な出発原料は、対応するクロロベンゼンおよび幾つかのケースでは対応するブロモベンゼンである。しかしながら、公知方法によるシアニドとの塩素の置換はしばしば不満足に成功するにすぎない。例えば、芳香族ハロゲン化物は、金属触媒または金属酸化物触媒の存在下に６５０℃でのまたは４８０〜６５０℃での気相でＨＣＮと反応する。比較的穏和な反応条件下でのハロゲン化アリールのシアニドとの反応を加速する触媒は、パラジウム錯体およびニッケル錯体である。例えば、Ｒ．ブライトシュー（Ｒ．Ｂｒｅｉｔｓｃｈｕｈ）、Ｂ．プギン（Ｂ．Ｐｕｇｉｎ）、Ａ．アイドレセ（Ａ．Ｉｄｏｌｅｓｅ）およびＶ．ギシン（Ｖ．Ｇｉｓｉｎ）（（特許文献１）および（特許文献２））は、好ましくはＮｉ錯体および化学量論量の錯化物質の存在下での対応する置換３−アミノクロロベンゼンからの置換３−アミノベンゾニトリルの製造を記載している。この方法の不利点は、過剰の還元剤の使用およびある特定の基質クラスへの該反応の限定である。
【０００４】
Ｂ．Ｒ．コッター（Ｂ．Ｒ．Ｃｏｔｔｅｒ）（特許文献３）は、助触媒としての１８−クラウン−６、ポリエーテル、２００〜２５，０００のモル質量を有するアルコキシポリエーテルまたはその混合物の群からのエーテル成分の、ハロゲン化アリールのパラジウム触媒シアン化へのプラスの影響を記載している。しかしながら、言及された出願の実施例で、４−クロロベンゾトリフルオリドなどの活性化（電子不足の）クロロ芳香族化合物が発明反応条件下に反応するにすぎず、対応するベンゾニトリルの生成物収率はおおよそ４５％にすぎないことが明らかになる。クロロトルエンなどの非活性化クロロ芳香族化合物は、たったの５〜１１％収率でターゲット生成物を生成する。かかる収率は該方法の工業的実施を経済的に不可能なものにする。
【０００５】
Ｊ．Ｂ．デービソン（Ｊ．Ｂ．Ｄａｖｉｓｏｎ）、Ｒ．Ｊ．ジャシンスキー（Ｒ．Ｊ．Ｊａｓｉｎｓｋｉ）およびＰ．Ｊ．ピアス−ランダース（Ｐ．Ｊ．Ｐｅｅｒｃｅ−Ｌａｎｄｅｒｓ）（（特許文献４））は、電気化学的に形成されるＶＩＩＩ族金属（０）錯体によって触媒される、クロロ芳香族化合物からの芳香族ニトリルの製造を記載している。しかしながら、この手順は通常のバッチ法と比較して非常に高くつく。さらに、良好な収率でのクロロ芳香族化合物の成功した転化の例は全くない。
【０００６】
Ａ．ビアウビィ（Ａ．Ｖｉａｕｖｙ）およびＭ．カサド（Ｍ．Ｃａｓａｄｏ）（特許文献５）はさらに、シアン化銅およびブロミド源、または臭化銅および相間移動触媒もしくはシアン化銅およびヨウ化リチウムの存在下にアルカリ金属シアン化物もしくはシアン化テトラアルキルアンモニウムとの対応するニトリルを与えるためのクロロ芳香族化合物の反応を記載している。これらの手順は、超化学量論量の重金属塩廃棄物が形成されるという不利点を有する。さらに、クロロ芳香族化合物からのベンゾニトリルの収率は満足できるものではない。
【０００７】
Ｍ．−Ｈ．ロック（Ｍ．−Ｈ．Ｒｏｃｋ）およびＡ．マーホルド（Ａ．Ｍｅｒｈｏｌｄ）（（特許文献６）および（特許文献７））は、ニッケル触媒のおよびケトンの存在下でのシアニドとの反応によるクロロ芳香族化合物からの芳香族ニトリルの製造を記載している。しかしながら、触媒がさもなければ不可逆的にシアン化されるので、反応は、シアニド濃度が厳密にコントロールされるときにのみ成功裏に行うことができる。この方法の不利点は再び、追加の重金属塩廃棄物につながる亜鉛などの還元剤を使用する必要性、および溶媒としての特定ケトンの使用である。
【０００８】
（非特許文献１）は、化学量論量の臭化ニッケル（ＩＩ）およびシアン化ナトリウムの存在下でのクロロ芳香族化合物のシアン化を記載している。それから生じるニッケル塩廃棄物の量に加えて、エネルギー導入のためのマイクロ波放射の使用が工業的反応にとって不利点である。
【０００９】
（非特許文献２）は、配位子としてのＳ−Ｐｈｏｓと共にＰｄ触媒を使用するクロロ芳香族化合物のシアン化亜鉛（ＩＩ）との反応を記載している。ここでの不利点もまた、化学量論量の重金属塩廃棄物の発生および高濃度（クロロ芳香族化合物を基準として２〜１０モル％）での高価なホスフィン配位子の使用である。
【００１０】
ベラー（Ｂｅｌｌｅｒ）および共同研究者は、ハロゲン化アリールのアルカリ金属シアン化物とのパラジウム触媒反応へのクラウンエーテル、ジホスフィン配位子およびジアミン配位子の影響を記載している（（特許文献８）、（非特許文献３））。これらの研究に基づいて、シアニド供与体としてのアセトンシアノヒドリンの計量供給添加が記載システムで試験された（（非特許文献４））。さらに、ＴＭＳＣＮ（（非特許文献５））またはシアン化水素酸（（特許文献９））の計量供給が記載された。
【００１１】
ハロゲン化アリールまたはハロゲン化ヘテロアリールをシアン化するためのすべての上記方法は、遊離シアニドが過剰に存在するシアニド源をそれらが使用し、その結果シアニド配位子が、その強く錯化する作用のために、Ｐｄ触媒をブロックし得るという不利点を有する。それ故、これらの方法は一般に、シアニド源がコントロールされたやり方で計量供給されなければならないというおよび／またはしばしば不満足は触媒活性および生産性が観察されるという不利点を有する。加えて、これらのシアニド源は高度に有毒であり、シアン化水素酸を容易に放出し得るので、それらの工業的使用は特定の安全性対策付きでのみ可能である。
【００１２】
これらの不利点はベラーらによって、非毒性で取り扱いが容易なシアニド源としてヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムＫ４［Ｆｅ（ＣＮ）６］を使用することによって回避された。このシアン化剤は、低毒性のものであり、分解なしで水に溶解し、食品および飲料産業においてでさえ、例えば食卓塩の製造でまたはワインの保存のために使用される（（非特許文献６））。（非特許文献７）は、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムを使用するシアン化のためのＰｄ触媒法を記載している。出願（特許文献１０）および（特許文献１１）は、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムＫ４［Ｆｅ（ＣＮ）６］、またはヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムＫ３［Ｆｅ（ＣＮ）６］を使用するシアン化のためのＣｕ触媒法を記載している。しかしながら、不利点は、これらの方法が臭化アリールおよび臭化ヘテロアリールを効率的に転化できるにすぎないことである。しかしながら、工業的応用のためには、塩化アリールおよび塩化ヘテロアリールが、それらが一般的に入手可能であり、そして他のハロゲン化アリール、ハロゲン化ヘテロアリール、擬ハロゲン化アリールまたは擬ハロゲン化ヘテロアリールより高価でなくそして広く得ることができるので、大いにより魅力的である。しかしながら、ヘキサシアノ鉄酸カリウムをシアン化のために使用する先行技術から今までに知られている方法では、臭化アリールまたは臭化ヘテロアリールと比較して反応性が低い塩化アリールまたは塩化ヘテロアリールの反応は、仮にそうであるとしても、非常に低い収率で可能であるにすぎない。これは、非活性化されたまたは不活性化された（電子に富む）および立体障害のある塩化アリールまたは塩化ヘテロアリールについて特に当てはまる。記載されてきた成功反応の唯一の例は、上に引用された（非特許文献７）の発表、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムを使用する強く活性化された４−クロロキノリンのＰｄ触媒シアン化である。
【００１３】
従って、ヘキサシアノ鉄酸カリウムでのハロゲン化アリールおよびハロゲン化ヘテロアリールのシアン化方法であって、特により大きい基質範囲について、特に活性化および不活性化された塩化アリールおよび塩化ヘテロアリールの両方の効率的な反応に関して先行技術と比較して注目に値する方法を開発することが本発明の目的である。同様に、本発明による方法は工業的規模で容易に使用可能であり、そして触媒生産性に関して、従ってまた経済的な観点に関して先行方法より優れているべきである。
【特許文献１】ＥＰ−Ａ ０ ７８７ １２４ Ｂ１
【特許文献２】ＵＳ−Ａ ５，８８３，２８３
【特許文献３】ＵＳ−Ａ ４，２１１，７２１
【特許文献４】ＵＳ−Ａ ４，４９９，０２５
【特許文献５】ＥＰ−Ａ ０ ９９４ ０９９ Ａ１
【特許文献６】ＤＥ−Ａ １９７ ０６ ６４８ Ａ１
【特許文献７】ＷＯ ９８／３７ ０５８
【特許文献８】ＤＥ−Ａ １０１ １３ ９７６
【特許文献９】ＤＥ−Ａ １０３ ２３ ５７４
【特許文献１０】ＤＥ−Ａ １０ ２００５ ００９ ５１７．８
【特許文献１１】ＤＥ−Ａ １０ ２００６ ０４２４３９．５
【非特許文献１】Ｒ．Ｋ．アーベラ（Ｒ．Ｋ．Ａｒｖｅｌａ）、Ｎ．Ｅ．リードビーター（Ｎ．Ｅ．Ｌｅａｄｂｅａｔｅｒ）著、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．６８（２００３）、９１２２〜５ページ
【非特許文献２】Ｈ．Ｒ．チョバニアン（Ｈ．Ｒ．Ｃｈｏｂａｎｉａｎ）、Ｂ．Ｐ．フォース（Ｂ．Ｐ．Ｆｏｒｓ）、Ｌ．Ｓ．リン（Ｌ．Ｓ．Ｌｉｎ）著、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．４７（２００６）、３３０３〜５ページ
【非特許文献３】ベラーら著、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．４２（２００１）、６７０７〜１０ページ
【非特許文献４】Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．１１５（２００３）、１７００〜３ページ
【非特許文献５】Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍｅｔ．Ｃｈｅｍ．６８４（２００３）、５０〜５ページ
【非特許文献６】Ｒｏｅｍｐｐ Ｌｅｘｉｋｏｎ Ｃｈｅｍｉｅ，Ｇｅｏｒｇ Ｔｈｉｅｍｅ Ｖｅｒｌａｇ，Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ／Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９９
【非特許文献７】Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２００４、１３８８〜１３８９ページ
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
述べられた目的は、本発明による方法において、一般式（Ｉ）
Ａｒ−ＣＮ （Ｉ）
の、場合により置換された芳香族または複素芳香族ニトリルの、
一般式（ＩＩ）
Ａｒ−Ｘ （ＩＩ）
（式中、
Ｘは塩素、臭素、ヨウ素、トリフラート（トリフルオロメタンスルホネート）、ノナフラート（ノナフルオロブタンスルホネート）、メシラートまたはトシラート、好ましくは塩素および臭素、より好ましくは塩素であり、そしてＡｒは場合により置換された芳香族または複素芳香族基、好ましくは場合により置換された芳香族基である）
の対応するハロゲン化アリールを、場合により塩基の存在下にならびにＰｄ化合物のおよび式（ＩＩＩ）または（ＩＶ）のリン配位子の存在下に、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムおよび／またはヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムを使用して反応させることによる触媒的製造を行うことによって達成され、式中、Ｒは環式または非環式の、分岐または非分岐のアルキル基であり、Ｒ’、Ｒ’’およびＲ’’’は上に定義されたようなアルキル基か場合により置換されたアリールまたはヘテロアリール基かのどちらかであり、そしてＡは場合により置換されたアルキレン基またはアリーレン単位である。Ｒ、Ｒ’およびＲ’’基は好ましくはそれぞれ、１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基であり、そしてＡは１〜１０個の炭素原子を有するアルキレン単位である。
【００１５】
【化１】
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
使用されるパラジウム化合物は公知のＰｄ（０）およびＰｄ（ＩＩ）化合物であってもよい。典型的な例は塩、例えばＰｄＣｌ２およびＰｄ（ＯＡｃ）２、そしてまたＰｄ錯体、例えばＰｄ（ＰＰｈ３）４、Ｐｄ（ｄｂａ）２、ＰｄＣｌ２（ＰｈＣＮ）２、アリルパラジウムクロライド二量体、そしてまた式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）の上述の配位子とのパラジウム（０）もしくは（ＩＩ）の錯体である。Ｐｄ（ｄｂａ）２およびＰｄ（ＯＡｃ）２が好ましい。
【００１７】
使用されるパラジウム化合物は十分な量で反応混合物中に存在するべきである。当業者は、経済的考慮（反応の速度、収率、原材料コスト）に関して必要な使用量を選択するであろう。本発明による方法では、ほぼ少なくとも１０〜１００，０００の程度の大きさの触媒のターンオーバー値を実現することができる。ハロゲン化アリールまたはハロゲン化ヘテロアリールを基準として０．００１〜１０モル％の量でパラジウム化合物を使用することが有利であり、０．０１モル％〜２モル％の量を使用することが好ましい。
【００１８】
使用されるホスフィン配位子は式（ＩＩＩ）の一座ホスフィンまたは式（ＩＶ）の二座ホスフィンであってもよい。ホスフィンは、そのようなものとしてまたはホスホニウム塩、例えば酸付加体、例えばＰＲ３・ＨＸ（ここで、ＨＸはブレンステッド酸である）の形態で使用されてもよく、そのケースでは反応混合物中に同時に存在する塩基がホスフィンのその場放出を確実にする。式（ＩＩＩ）（ここで、ＲおよびＲ’はそれぞれ、以下に詳細に記載される定義のアルキル基であり、Ｒ’’は以下に詳細に記載される定義のアリール基である）のホスフィンの使用が好ましい。ｎ−ブチルビス（アダマンチル）ホスフィン、トリ（第三ブチル）ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、フェニルジ（第三ブチル）ホスフィン、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−１−フェニルピロール、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−１−（２’，４’，６’−トリメチルフェニル）イミダゾール、２−（ジ第三ブチルホスフィノ）−１−（２’，４’，６’−トリメチルフェニル）イミダゾール、２−（ジ第三ブチルホスフィノ）−１−（２’−トリメチルシリルフェニル）ピロールおよび２−ジアルキルホスフィノ−２’−ジアルキルアミノビフェニレンの使用が特に好ましい。ｎ−ブチルビス（アダマンチル）ホスフィンおよびトリ（第三ブチル）ホスフィンの使用が非常に特に好ましい。
【００１９】
使用されるホスフィン配位子の量に関して、本発明による方法では、１：１００から１０：１以下のパラジウム：ホスフィン配位子モル比を用いることが可能である。１：１０〜２：１のパラジウム：ホスフィン配位子モル比を使用することが好ましく、１：５〜１：１のモル比が特に好ましい。
【００２０】
ホスフィン配位子およびパラジウムは錯体として一緒にまたは個別に添加されてもよい。
【００２１】
本発明による方法に使用される溶媒は一般に不活性有機溶媒および／または水である。双極性非プロトン溶媒、例えば脂肪族エステルまたはアミドおよびそれらの混合物が好ましい。Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよびＮ−メチルピロリジン−２−オンの使用が特に好ましい。反応はまた、バルクで、すなわち溶媒なしで行われてもよい。
【００２２】
幾つかのケースでは、塩基の添加が本発明による方法で有利であるかもしれない。このケースでは、有機塩基か無機塩基かのどちらかが使用されてもよい。例は、アミン、カルボン酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、リン酸塩、アルコキシドおよび水酸化物である。アルカリ金属酢酸塩、炭酸塩および水酸化物、ならびにアルカリ土類金属酢酸塩、炭酸塩および水酸化物を使用することが好ましい。炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩の添加が特に好ましい。
【００２３】
使用される塩基は、ハロゲン化アリールまたはハロゲン化ヘテロアリールを基準として１〜１００モル％の量で好ましくは使用される。１０〜５０モル％の塩基の量が特に好ましい。
【００２４】
本発明による方法に使用されるシアニド源は、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムおよびヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムであってもよい。ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムの使用が好ましい。すべての６個のシアニド配位子が本発明による方法での反応のために利用可能であるので、１６．７モル％の量でのまたはより多い量でのシアニド源の使用が有利である。当業者は、経済的考慮（反応の速度、収率、原材料コスト）に基づいてシアニド源の必要な使用量を選択するであろう。ハロゲン化アリールまたはハロゲン化ヘテロアリールを基準として、１５モル％〜５０モル％のシアニド源の使用が好ましく、１６〜２５モル％のシアニド源の使用が特に好ましい。
【００２５】
反応は２０〜２２０℃の温度で行われる。８０〜２００℃の反応温度が好ましく、１００〜１８０℃での操作が特に好ましい。
【００２６】
反応は通常、雰囲気圧で行われる。しかしながら、それはまた、圧力下に、例えばオートクレーブまたは圧力管中でいかなる問題もなしに行うこともできる。
【００２７】
ハロゲン化アリールおよびハロゲン化ヘテロアリールのシアノ化で一般に公知の反応システムでより著しく良好な結果を実現することは、本発明による方法に使用されるヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウム・シアニド源および例えばパラジウム化合物の、ホスフィン配位子の、および場合により塩基の組み合わせからなる、対応する触媒システムで可能である。先行技術と比較して、本発明による方法がシアニド源として安全で安価なヘキサシアノ鉄酸カリウムの使用、比較的反応しない、しかし安価で広く入手可能なクロロ芳香族化合物のシアノ化でさえ可能にすることは大幅な進歩と見ることができる。
【００２８】
原則として、芳香族化合物または複素芳香族化合物の使用に関して制限は全くない。特に、Ａｒ基は、環中に窒素、酸素または硫黄などの１、２または３つのヘテロ原子を持った（Ｃ６〜Ｃ１９）アリール基または（Ｃ３〜Ｃ１８）ヘテロアリール基であってもよい。
【００２９】
Ａｒ基が、それぞれ独立して（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル、（Ｃ３〜Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ２〜Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２〜Ｃ８）アルキニル、（Ｃ７〜Ｃ２０）アラルキル基、ＯＨ、Ｏ−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、ＯＣ（Ｏ）−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、Ｏ−フェニル、フェニル、ＮＨ２、ＮＯ２、ＮＯ、Ｎ［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］２、ＮＨ［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、ＮＨＣ（Ｏ）−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、Ｎ［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］Ｃ（Ｏ）−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、ＳＨ、Ｓ−フェニル、Ｓ−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、フッ素、塩素、ＣＦ３、ＣＮ、ＣＯＯＨ、ＣＯＯ−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、ＣＯＮＨ−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、ＣＯＯ−フェニル、ＣＯＮＨ−フェニル、ＣＨＯ、ＳＯ２−（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル、ＳＯ−（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル、ＰＯ−（フェニル）２、ＰＯ−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］２、ＰＯ３Ｈ２、ＰＯ［Ｏ−（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］２、ＳＯ３Ｈ、ＳＯ３Ｍ、ＳＯ３−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、Ｓｉ［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］３、（Ｃ１〜Ｃ８）ハロアルキルおよび（Ｃ１〜Ｃ８）アシルであってもよい、８つ以下の置換基を有してもよい可能性がある。
【００３０】
（Ｃ１〜Ｃ８）アルキルは、すべての結合異性体を含む、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチルまたはオクチルであると考えられる。これらは、（Ｃ１〜Ｃ８）アルコキシ、（Ｃ１〜Ｃ８）ハロアルキル、ＯＨ、ハロゲン、ＮＨ２、ＮＯ２、ＳＨ、Ｓ−（Ｃ１〜Ｃ８）アルキルで一置換または多置換されていてもよい。
【００３１】
（Ｃ２〜Ｃ８）アルケニルは、メチルを除いて、少なくとも１つの二重結合を有する上にリストされた（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル基を意味すると理解される。
【００３２】
（Ｃ２〜Ｃ８）アルキニルは、メチルを除いて、少なくとも１つの三重結合を有する上にリストされた（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル基を意味すると理解される。
【００３３】
（Ｃ１〜Ｃ８）アシルは、−Ｃ＝Ｏ機能によって分子に結合する（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル基を意味すると理解される。
【００３４】
（Ｃ３〜Ｃ８）シクロアルキルは、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルまたはシクロヘプチル基などを意味すると理解される。これらは、１つもしくはそれ以上のハロゲンおよび／またはＮ−、Ｏ−、Ｐ−、Ｓ−含有基で置換されていてもよいしおよび／または環中にＮ、Ｏ、Ｐ、Ｓ原子を有してもよく、例えば１−、２−、３−、４−ピペリジル、１−、２−、３−ピロリジニル、２−、３−テトラヒドロフリル、２−、３−、４−モルホリニルであってもよい。これは、（Ｃ１〜Ｃ８）アルコキシ、（Ｃ１〜Ｃ８）ハロアルキル、ＯＨ、ハロゲン、ＮＨ２，ＮＯ２、ＳＨ、Ｓ−（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル、（Ｃ１〜Ｃ８）アシル、（Ｃ１〜Ｃ８）アルキルで一置換または多置換されていてもよい。
【００３５】
（Ｃ６〜Ｃ１９）アリール基は、６〜１８個の炭素原子を有する芳香族基を意味すると理解される。特に、これらには、フェニル、ナフチル、アントラニル、フェナントリル、ビフェニル基などの化合物が含まれる。これは、（Ｃ１〜Ｃ８）アルコキシ、（Ｃ１〜Ｃ８）ハロアルキル、ＯＨ、ハロゲン、ＮＨ２、ＮＯ２、ＳＨ、Ｓ−（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル、（Ｃ１〜Ｃ８）アシル、（Ｃ１〜Ｃ８）アルキルで一置換または多置換されていてもよい。
【００３６】
（Ｃ７〜Ｃ２０）アラルキル基は、（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル基によって分子に結合する（Ｃ６〜Ｃ１９）アリール基である。
【００３７】
（Ｃ１〜Ｃ８）アルコキシは、酸素原子によって問題の分子に結合した（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル基である。
【００３８】
（Ｃ１〜Ｃ８）ハロアルキルは、１つもしくはそれ以上のハロゲン原子で置換された（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル基である。
【００３９】
本発明との関連で、（Ｃ３〜Ｃ１８）ヘテロアリール基は、３〜１８個の炭素原子からなる５−、６−、または７−員環芳香環システムを意味し、環中に１、２または３つのヘテロ原子、例えば窒素、酸素または硫黄を有する。かかる複素芳香族化合物は、１−、２−、３−フリル、１−、２−、３−ピロリル、１−、２−、３−チエニル、２−、３−、４−ピリジル、２−、３−、４−、５−、６−、７−インドリル、３−、４−、５−ピラゾリル、２−、４−、５イミダゾリル、アクリジニル、キノリニル、フェナントリジニル、２−、４−、５−、６−ピリミジニルなどの基であると特に考えられる。（Ｃ４〜Ｃ１９）ヘテロアラルキルは、（Ｃ７〜Ｃ２０）アラルキル基に対応する複素芳香族システムを意味すると理解される。
【００４０】
可能なハロゲンはフッ素、塩素、臭素およびヨウ素である。
【実施例】
【００４１】
以下に記載される実施例のための基本手順：
０．４ミリモルの炭酸ナトリウム、０．４ミリモルのヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウム、好適な量の酢酸パラジウムおよび配位子を、表に明記されるように、圧力管中で２ｍｌの乾燥ＮＭＰ中にアルゴン下で懸濁させた。２ミリモルのハロ芳香族化合物およびＧＣ分析用の内部標準としての２００ｍｌのヘキサデカンを加えた。圧力管を閉じ、規定温度に１６時間加熱した。室温に冷却した後、混合物を２ｍｌの水および２ｍｌのエーテルで希釈した。有機相のサンプルをガスクロマトグラフィーによって分析した。生成物を単離するために、水相をエーテルで抽出した。一緒にした有機相を水および飽和ＮａＣｌ溶液で洗浄し、最後に硫酸ナトリウム上で乾燥させた。溶媒を取り除いた後、粗生成物を、シリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィーによってまたは蒸留によって精製した。
【００４２】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シアニド源としてヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムまたはヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムを使用してパラジウム錯体をベースとする触媒を用いて、対応するハロゲン化アリールをシアン化することによって、場合により置換された芳香族または複素芳香族ニトリルを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
芳香族または複素芳香族ニトリルは、ファインケミカルズ、農薬製品および医薬品中間体用の出発原料として工業的重要性を有する。芳香族ニトリルを製造するための工業的に用いられる方法は置換トルエンのアンモオキシデーションである。この方法は、対応するトルエンが安価に入手可能であるときにのみ工業的に関心を引く。さらに、アンモオキシデーションは、基質中に酸化感受性置換基が存在すると成功しない。ベンゾニトリルを製造するためのさらなる工業的方法は、強く水と結合する物質（例えばＰ２Ｏ５）と一緒の蒸留によるカルボン酸およびアンモニウム塩またはアミドの反応、ならびに５００℃でのＡｌ固定床上で気相でのカルボン酸またはエステルのアンモニアとの反応である。
【０００３】
芳香族ニトリルのための安価な出発原料は、対応するクロロベンゼンおよび幾つかのケースでは対応するブロモベンゼンである。しかしながら、公知方法によるシアニドとの塩素の置換はしばしば不満足に成功するにすぎない。例えば、芳香族ハロゲン化物は、金属触媒または金属酸化物触媒の存在下に６５０℃でのまたは４８０〜６５０℃での気相でＨＣＮと反応する。比較的穏和な反応条件下でのハロゲン化アリールのシアニドとの反応を加速する触媒は、パラジウム錯体およびニッケル錯体である。例えば、Ｒ．ブライトシュー（Ｒ．Ｂｒｅｉｔｓｃｈｕｈ）、Ｂ．プギン（Ｂ．Ｐｕｇｉｎ）、Ａ．アイドレセ（Ａ．Ｉｄｏｌｅｓｅ）およびＶ．ギシン（Ｖ．Ｇｉｓｉｎ）（（特許文献１）および（特許文献２））は、好ましくはＮｉ錯体および化学量論量の錯化物質の存在下での対応する置換３−アミノクロロベンゼンからの置換３−アミノベンゾニトリルの製造を記載している。この方法の不利点は、過剰の還元剤の使用およびある特定の基質クラスへの該反応の限定である。
【０００４】
Ｂ．Ｒ．コッター（Ｂ．Ｒ．Ｃｏｔｔｅｒ）（特許文献３）は、助触媒としての１８−クラウン−６、ポリエーテル、２００〜２５，０００のモル質量を有するアルコキシポリエーテルまたはその混合物の群からのエーテル成分の、ハロゲン化アリールのパラジウム触媒シアン化へのプラスの影響を記載している。しかしながら、言及された出願の実施例で、４−クロロベンゾトリフルオリドなどの活性化（電子不足の）クロロ芳香族化合物が発明反応条件下に反応するにすぎず、対応するベンゾニトリルの生成物収率はおおよそ４５％にすぎないことが明らかになる。クロロトルエンなどの非活性化クロロ芳香族化合物は、たったの５〜１１％収率でターゲット生成物を生成する。かかる収率は該方法の工業的実施を経済的に不可能なものにする。
【０００５】
Ｊ．Ｂ．デービソン（Ｊ．Ｂ．Ｄａｖｉｓｏｎ）、Ｒ．Ｊ．ジャシンスキー（Ｒ．Ｊ．Ｊａｓｉｎｓｋｉ）およびＰ．Ｊ．ピアス−ランダース（Ｐ．Ｊ．Ｐｅｅｒｃｅ−Ｌａｎｄｅｒｓ）（（特許文献４））は、電気化学的に形成されるＶＩＩＩ族金属（０）錯体によって触媒される、クロロ芳香族化合物からの芳香族ニトリルの製造を記載している。しかしながら、この手順は通常のバッチ法と比較して非常に高くつく。さらに、良好な収率でのクロロ芳香族化合物の成功した転化の例は全くない。
【０００６】
Ａ．ビアウビィ（Ａ．Ｖｉａｕｖｙ）およびＭ．カサド（Ｍ．Ｃａｓａｄｏ）（特許文献５）はさらに、シアン化銅およびブロミド源、または臭化銅および相間移動触媒もしくはシアン化銅およびヨウ化リチウムの存在下にアルカリ金属シアン化物もしくはシアン化テトラアルキルアンモニウムとの対応するニトリルを与えるためのクロロ芳香族化合物の反応を記載している。これらの手順は、超化学量論量の重金属塩廃棄物が形成されるという不利点を有する。さらに、クロロ芳香族化合物からのベンゾニトリルの収率は満足できるものではない。
【０００７】
Ｍ．−Ｈ．ロック（Ｍ．−Ｈ．Ｒｏｃｋ）およびＡ．マーホルド（Ａ．Ｍｅｒｈｏｌｄ）（（特許文献６）および（特許文献７））は、ニッケル触媒のおよびケトンの存在下でのシアニドとの反応によるクロロ芳香族化合物からの芳香族ニトリルの製造を記載している。しかしながら、触媒がさもなければ不可逆的にシアン化されるので、反応は、シアニド濃度が厳密にコントロールされるときにのみ成功裏に行うことができる。この方法の不利点は再び、追加の重金属塩廃棄物につながる亜鉛などの還元剤を使用する必要性、および溶媒としての特定ケトンの使用である。
【０００８】
（非特許文献１）は、化学量論量の臭化ニッケル（ＩＩ）およびシアン化ナトリウムの存在下でのクロロ芳香族化合物のシアン化を記載している。それから生じるニッケル塩廃棄物の量に加えて、エネルギー導入のためのマイクロ波放射の使用が工業的反応にとって不利点である。
【０００９】
（非特許文献２）は、配位子としてのＳ−Ｐｈｏｓと共にＰｄ触媒を使用するクロロ芳香族化合物のシアン化亜鉛（ＩＩ）との反応を記載している。ここでの不利点もまた、化学量論量の重金属塩廃棄物の発生および高濃度（クロロ芳香族化合物を基準として２〜１０モル％）での高価なホスフィン配位子の使用である。
【００１０】
ベラー（Ｂｅｌｌｅｒ）および共同研究者は、ハロゲン化アリールのアルカリ金属シアン化物とのパラジウム触媒反応へのクラウンエーテル、ジホスフィン配位子およびジアミン配位子の影響を記載している（（特許文献８）、（非特許文献３））。これらの研究に基づいて、シアニド供与体としてのアセトンシアノヒドリンの計量供給添加が記載システムで試験された（（非特許文献４））。さらに、ＴＭＳＣＮ（（非特許文献５））またはシアン化水素酸（（特許文献９））の計量供給が記載された。
【００１１】
ハロゲン化アリールまたはハロゲン化ヘテロアリールをシアン化するためのすべての上記方法は、遊離シアニドが過剰に存在するシアニド源をそれらが使用し、その結果シアニド配位子が、その強く錯化する作用のために、Ｐｄ触媒をブロックし得るという不利点を有する。それ故、これらの方法は一般に、シアニド源がコントロールされたやり方で計量供給されなければならないというおよび／またはしばしば不満足は触媒活性および生産性が観察されるという不利点を有する。加えて、これらのシアニド源は高度に有毒であり、シアン化水素酸を容易に放出し得るので、それらの工業的使用は特定の安全性対策付きでのみ可能である。
【００１２】
これらの不利点はベラーらによって、非毒性で取り扱いが容易なシアニド源としてヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムＫ４［Ｆｅ（ＣＮ）６］を使用することによって回避された。このシアン化剤は、低毒性のものであり、分解なしで水に溶解し、食品および飲料産業においてでさえ、例えば食卓塩の製造でまたはワインの保存のために使用される（（非特許文献６））。（非特許文献７）は、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムを使用するシアン化のためのＰｄ触媒法を記載している。出願（特許文献１０）および（特許文献１１）は、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムＫ４［Ｆｅ（ＣＮ）６］、またはヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムＫ３［Ｆｅ（ＣＮ）６］を使用するシアン化のためのＣｕ触媒法を記載している。しかしながら、不利点は、これらの方法が臭化アリールおよび臭化ヘテロアリールを効率的に転化できるにすぎないことである。しかしながら、工業的応用のためには、塩化アリールおよび塩化ヘテロアリールが、それらが一般的に入手可能であり、そして他のハロゲン化アリール、ハロゲン化ヘテロアリール、擬ハロゲン化アリールまたは擬ハロゲン化ヘテロアリールより高価でなくそして広く得ることができるので、大いにより魅力的である。しかしながら、ヘキサシアノ鉄酸カリウムをシアン化のために使用する先行技術から今までに知られている方法では、臭化アリールまたは臭化ヘテロアリールと比較して反応性が低い塩化アリールまたは塩化ヘテロアリールの反応は、仮にそうであるとしても、非常に低い収率で可能であるにすぎない。これは、非活性化されたまたは不活性化された（電子に富む）および立体障害のある塩化アリールまたは塩化ヘテロアリールについて特に当てはまる。記載されてきた成功反応の唯一の例は、上に引用された（非特許文献７）の発表、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムを使用する強く活性化された４−クロロキノリンのＰｄ触媒シアン化である。
【００１３】
従って、ヘキサシアノ鉄酸カリウムでのハロゲン化アリールおよびハロゲン化ヘテロアリールのシアン化方法であって、特により大きい基質範囲について、特に活性化および不活性化された塩化アリールおよび塩化ヘテロアリールの両方の効率的な反応に関して先行技術と比較して注目に値する方法を開発することが本発明の目的である。同様に、本発明による方法は工業的規模で容易に使用可能であり、そして触媒生産性に関して、従ってまた経済的な観点に関して先行方法より優れているべきである。
【特許文献１】ＥＰ−Ａ ０ ７８７ １２４ Ｂ１
【特許文献２】ＵＳ−Ａ ５，８８３，２８３
【特許文献３】ＵＳ−Ａ ４，２１１，７２１
【特許文献４】ＵＳ−Ａ ４，４９９，０２５
【特許文献５】ＥＰ−Ａ ０ ９９４ ０９９ Ａ１
【特許文献６】ＤＥ−Ａ １９７ ０６ ６４８ Ａ１
【特許文献７】ＷＯ ９８／３７ ０５８
【特許文献８】ＤＥ−Ａ １０１ １３ ９７６
【特許文献９】ＤＥ−Ａ １０３ ２３ ５７４
【特許文献１０】ＤＥ−Ａ １０ ２００５ ００９ ５１７．８
【特許文献１１】ＤＥ−Ａ １０ ２００６ ０４２４３９．５
【非特許文献１】Ｒ．Ｋ．アーベラ（Ｒ．Ｋ．Ａｒｖｅｌａ）、Ｎ．Ｅ．リードビーター（Ｎ．Ｅ．Ｌｅａｄｂｅａｔｅｒ）著、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．６８（２００３）、９１２２〜５ページ
【非特許文献２】Ｈ．Ｒ．チョバニアン（Ｈ．Ｒ．Ｃｈｏｂａｎｉａｎ）、Ｂ．Ｐ．フォース（Ｂ．Ｐ．Ｆｏｒｓ）、Ｌ．Ｓ．リン（Ｌ．Ｓ．Ｌｉｎ）著、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．４７（２００６）、３３０３〜５ページ
【非特許文献３】ベラーら著、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．４２（２００１）、６７０７〜１０ページ
【非特許文献４】Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．１１５（２００３）、１７００〜３ページ
【非特許文献５】Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍｅｔ．Ｃｈｅｍ．６８４（２００３）、５０〜５ページ
【非特許文献６】Ｒｏｅｍｐｐ Ｌｅｘｉｋｏｎ Ｃｈｅｍｉｅ，Ｇｅｏｒｇ Ｔｈｉｅｍｅ Ｖｅｒｌａｇ，Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ／Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９９
【非特許文献７】Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２００４、１３８８〜１３８９ページ
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
述べられた目的は、本発明による方法において、一般式（Ｉ）
Ａｒ−ＣＮ （Ｉ）
の、場合により置換された芳香族または複素芳香族ニトリルの、
一般式（ＩＩ）
Ａｒ−Ｘ （ＩＩ）
（式中、
Ｘは塩素、臭素、ヨウ素、トリフラート（トリフルオロメタンスルホネート）、ノナフラート（ノナフルオロブタンスルホネート）、メシラートまたはトシラート、好ましくは塩素および臭素、より好ましくは塩素であり、そしてＡｒは場合により置換された芳香族または複素芳香族基、好ましくは場合により置換された芳香族基である）
の対応するハロゲン化アリールを、場合により塩基の存在下にならびにＰｄ化合物のおよび式（ＩＩＩ）または（ＩＶ）のリン配位子の存在下に、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムおよび／またはヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムを使用して反応させることによる触媒的製造を行うことによって達成され、式中、Ｒは環式または非環式の、分岐または非分岐のアルキル基であり、Ｒ’、Ｒ’’およびＲ’’’は上に定義されたようなアルキル基か場合により置換されたアリールまたはヘテロアリール基かのどちらかであり、そしてＡは場合により置換されたアルキレン基またはアリーレン単位である。Ｒ、Ｒ’およびＲ’’基は好ましくはそれぞれ、１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基であり、そしてＡは１〜１０個の炭素原子を有するアルキレン単位である。
【００１５】
【化１】
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
使用されるパラジウム化合物は公知のＰｄ（０）およびＰｄ（ＩＩ）化合物であってもよい。典型的な例は塩、例えばＰｄＣｌ２およびＰｄ（ＯＡｃ）２、そしてまたＰｄ錯体、例えばＰｄ（ＰＰｈ３）４、Ｐｄ（ｄｂａ）２、ＰｄＣｌ２（ＰｈＣＮ）２、アリルパラジウムクロライド二量体、そしてまた式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）の上述の配位子とのパラジウム（０）もしくは（ＩＩ）の錯体である。Ｐｄ（ｄｂａ）２およびＰｄ（ＯＡｃ）２が好ましい。
【００１７】
使用されるパラジウム化合物は十分な量で反応混合物中に存在するべきである。当業者は、経済的考慮（反応の速度、収率、原材料コスト）に関して必要な使用量を選択するであろう。本発明による方法では、ほぼ少なくとも１０〜１００，０００の程度の大きさの触媒のターンオーバー値を実現することができる。ハロゲン化アリールまたはハロゲン化ヘテロアリールを基準として０．００１〜１０モル％の量でパラジウム化合物を使用することが有利であり、０．０１モル％〜２モル％の量を使用することが好ましい。
【００１８】
使用されるホスフィン配位子は式（ＩＩＩ）の一座ホスフィンまたは式（ＩＶ）の二座ホスフィンであってもよい。ホスフィンは、そのようなものとしてまたはホスホニウム塩、例えば酸付加体、例えばＰＲ３・ＨＸ（ここで、ＨＸはブレンステッド酸である）の形態で使用されてもよく、そのケースでは反応混合物中に同時に存在する塩基がホスフィンのその場放出を確実にする。式（ＩＩＩ）（ここで、ＲおよびＲ’はそれぞれ、以下に詳細に記載される定義のアルキル基であり、Ｒ’’は以下に詳細に記載される定義のアリール基である）のホスフィンの使用が好ましい。ｎ−ブチルビス（アダマンチル）ホスフィン、トリ（第三ブチル）ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、フェニルジ（第三ブチル）ホスフィン、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−１−フェニルピロール、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−１−（２’，４’，６’−トリメチルフェニル）イミダゾール、２−（ジ第三ブチルホスフィノ）−１−（２’，４’，６’−トリメチルフェニル）イミダゾール、２−（ジ第三ブチルホスフィノ）−１−（２’−トリメチルシリルフェニル）ピロールおよび２−ジアルキルホスフィノ−２’−ジアルキルアミノビフェニレンの使用が特に好ましい。ｎ−ブチルビス（アダマンチル）ホスフィンおよびトリ（第三ブチル）ホスフィンの使用が非常に特に好ましい。
【００１９】
使用されるホスフィン配位子の量に関して、本発明による方法では、１：１００から１０：１以下のパラジウム：ホスフィン配位子モル比を用いることが可能である。１：１０〜２：１のパラジウム：ホスフィン配位子モル比を使用することが好ましく、１：５〜１：１のモル比が特に好ましい。
【００２０】
ホスフィン配位子およびパラジウムは錯体として一緒にまたは個別に添加されてもよい。
【００２１】
本発明による方法に使用される溶媒は一般に不活性有機溶媒および／または水である。双極性非プロトン溶媒、例えば脂肪族エステルまたはアミドおよびそれらの混合物が好ましい。Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよびＮ−メチルピロリジン−２−オンの使用が特に好ましい。反応はまた、バルクで、すなわち溶媒なしで行われてもよい。
【００２２】
幾つかのケースでは、塩基の添加が本発明による方法で有利であるかもしれない。このケースでは、有機塩基か無機塩基かのどちらかが使用されてもよい。例は、アミン、カルボン酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、リン酸塩、アルコキシドおよび水酸化物である。アルカリ金属酢酸塩、炭酸塩および水酸化物、ならびにアルカリ土類金属酢酸塩、炭酸塩および水酸化物を使用することが好ましい。炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩の添加が特に好ましい。
【００２３】
使用される塩基は、ハロゲン化アリールまたはハロゲン化ヘテロアリールを基準として１〜１００モル％の量で好ましくは使用される。１０〜５０モル％の塩基の量が特に好ましい。
【００２４】
本発明による方法に使用されるシアニド源は、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムおよびヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムであってもよい。ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムの使用が好ましい。すべての６個のシアニド配位子が本発明による方法での反応のために利用可能であるので、１６．７モル％の量でのまたはより多い量でのシアニド源の使用が有利である。当業者は、経済的考慮（反応の速度、収率、原材料コスト）に基づいてシアニド源の必要な使用量を選択するであろう。ハロゲン化アリールまたはハロゲン化ヘテロアリールを基準として、１５モル％〜５０モル％のシアニド源の使用が好ましく、１６〜２５モル％のシアニド源の使用が特に好ましい。
【００２５】
反応は２０〜２２０℃の温度で行われる。８０〜２００℃の反応温度が好ましく、１００〜１８０℃での操作が特に好ましい。
【００２６】
反応は通常、雰囲気圧で行われる。しかしながら、それはまた、圧力下に、例えばオートクレーブまたは圧力管中でいかなる問題もなしに行うこともできる。
【００２７】
ハロゲン化アリールおよびハロゲン化ヘテロアリールのシアノ化で一般に公知の反応システムでより著しく良好な結果を実現することは、本発明による方法に使用されるヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウム・シアニド源および例えばパラジウム化合物の、ホスフィン配位子の、および場合により塩基の組み合わせからなる、対応する触媒システムで可能である。先行技術と比較して、本発明による方法がシアニド源として安全で安価なヘキサシアノ鉄酸カリウムの使用、比較的反応しない、しかし安価で広く入手可能なクロロ芳香族化合物のシアノ化でさえ可能にすることは大幅な進歩と見ることができる。
【００２８】
原則として、芳香族化合物または複素芳香族化合物の使用に関して制限は全くない。特に、Ａｒ基は、環中に窒素、酸素または硫黄などの１、２または３つのヘテロ原子を持った（Ｃ６〜Ｃ１９）アリール基または（Ｃ３〜Ｃ１８）ヘテロアリール基であってもよい。
【００２９】
Ａｒ基が、それぞれ独立して（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル、（Ｃ３〜Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ２〜Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２〜Ｃ８）アルキニル、（Ｃ７〜Ｃ２０）アラルキル基、ＯＨ、Ｏ−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、ＯＣ（Ｏ）−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、Ｏ−フェニル、フェニル、ＮＨ２、ＮＯ２、ＮＯ、Ｎ［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］２、ＮＨ［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、ＮＨＣ（Ｏ）−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、Ｎ［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］Ｃ（Ｏ）−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、ＳＨ、Ｓ−フェニル、Ｓ−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、フッ素、塩素、ＣＦ３、ＣＮ、ＣＯＯＨ、ＣＯＯ−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、ＣＯＮＨ−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、ＣＯＯ−フェニル、ＣＯＮＨ−フェニル、ＣＨＯ、ＳＯ２−（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル、ＳＯ−（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル、ＰＯ−（フェニル）２、ＰＯ−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］２、ＰＯ３Ｈ２、ＰＯ［Ｏ−（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］２、ＳＯ３Ｈ、ＳＯ３Ｍ、ＳＯ３−［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］、Ｓｉ［（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル］３、（Ｃ１〜Ｃ８）ハロアルキルおよび（Ｃ１〜Ｃ８）アシルであってもよい、８つ以下の置換基を有してもよい可能性がある。
【００３０】
（Ｃ１〜Ｃ８）アルキルは、すべての結合異性体を含む、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチルまたはオクチルであると考えられる。これらは、（Ｃ１〜Ｃ８）アルコキシ、（Ｃ１〜Ｃ８）ハロアルキル、ＯＨ、ハロゲン、ＮＨ２、ＮＯ２、ＳＨ、Ｓ−（Ｃ１〜Ｃ８）アルキルで一置換または多置換されていてもよい。
【００３１】
（Ｃ２〜Ｃ８）アルケニルは、メチルを除いて、少なくとも１つの二重結合を有する上にリストされた（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル基を意味すると理解される。
【００３２】
（Ｃ２〜Ｃ８）アルキニルは、メチルを除いて、少なくとも１つの三重結合を有する上にリストされた（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル基を意味すると理解される。
【００３３】
（Ｃ１〜Ｃ８）アシルは、−Ｃ＝Ｏ機能によって分子に結合する（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル基を意味すると理解される。
【００３４】
（Ｃ３〜Ｃ８）シクロアルキルは、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルまたはシクロヘプチル基などを意味すると理解される。これらは、１つもしくはそれ以上のハロゲンおよび／またはＮ−、Ｏ−、Ｐ−、Ｓ−含有基で置換されていてもよいしおよび／または環中にＮ、Ｏ、Ｐ、Ｓ原子を有してもよく、例えば１−、２−、３−、４−ピペリジル、１−、２−、３−ピロリジニル、２−、３−テトラヒドロフリル、２−、３−、４−モルホリニルであってもよい。これは、（Ｃ１〜Ｃ８）アルコキシ、（Ｃ１〜Ｃ８）ハロアルキル、ＯＨ、ハロゲン、ＮＨ２，ＮＯ２、ＳＨ、Ｓ−（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル、（Ｃ１〜Ｃ８）アシル、（Ｃ１〜Ｃ８）アルキルで一置換または多置換されていてもよい。
【００３５】
（Ｃ６〜Ｃ１９）アリール基は、６〜１８個の炭素原子を有する芳香族基を意味すると理解される。特に、これらには、フェニル、ナフチル、アントラニル、フェナントリル、ビフェニル基などの化合物が含まれる。これは、（Ｃ１〜Ｃ８）アルコキシ、（Ｃ１〜Ｃ８）ハロアルキル、ＯＨ、ハロゲン、ＮＨ２、ＮＯ２、ＳＨ、Ｓ−（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル、（Ｃ１〜Ｃ８）アシル、（Ｃ１〜Ｃ８）アルキルで一置換または多置換されていてもよい。
【００３６】
（Ｃ７〜Ｃ２０）アラルキル基は、（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル基によって分子に結合する（Ｃ６〜Ｃ１９）アリール基である。
【００３７】
（Ｃ１〜Ｃ８）アルコキシは、酸素原子によって問題の分子に結合した（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル基である。
【００３８】
（Ｃ１〜Ｃ８）ハロアルキルは、１つもしくはそれ以上のハロゲン原子で置換された（Ｃ１〜Ｃ８）アルキル基である。
【００３９】
本発明との関連で、（Ｃ３〜Ｃ１８）ヘテロアリール基は、３〜１８個の炭素原子からなる５−、６−、または７−員環芳香環システムを意味し、環中に１、２または３つのヘテロ原子、例えば窒素、酸素または硫黄を有する。かかる複素芳香族化合物は、１−、２−、３−フリル、１−、２−、３−ピロリル、１−、２−、３−チエニル、２−、３−、４−ピリジル、２−、３−、４−、５−、６−、７−インドリル、３−、４−、５−ピラゾリル、２−、４−、５イミダゾリル、アクリジニル、キノリニル、フェナントリジニル、２−、４−、５−、６−ピリミジニルなどの基であると特に考えられる。（Ｃ４〜Ｃ１９）ヘテロアラルキルは、（Ｃ７〜Ｃ２０）アラルキル基に対応する複素芳香族システムを意味すると理解される。
【００４０】
可能なハロゲンはフッ素、塩素、臭素およびヨウ素である。
【実施例】
【００４１】
以下に記載される実施例のための基本手順：
０．４ミリモルの炭酸ナトリウム、０．４ミリモルのヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウム、好適な量の酢酸パラジウムおよび配位子を、表に明記されるように、圧力管中で２ｍｌの乾燥ＮＭＰ中にアルゴン下で懸濁させた。２ミリモルのハロ芳香族化合物およびＧＣ分析用の内部標準としての２００ｍｌのヘキサデカンを加えた。圧力管を閉じ、規定温度に１６時間加熱した。室温に冷却した後、混合物を２ｍｌの水および２ｍｌのエーテルで希釈した。有機相のサンプルをガスクロマトグラフィーによって分析した。生成物を単離するために、水相をエーテルで抽出した。一緒にした有機相を水および飽和ＮａＣｌ溶液で洗浄し、最後に硫酸ナトリウム上で乾燥させた。溶媒を取り除いた後、粗生成物を、シリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィーによってまたは蒸留によって精製した。
【００４２】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）
Ａｒ−ＣＮ （Ｉ）
の、場合により置換された芳香族または複素芳香族ニトリルを、一般式（ＩＩ）
Ａｒ−Ｘ （ＩＩ）
（式中、
Ｘは塩素、臭素、ヨウ素、トリフラート、ノナフラート、メシラートまたはトシラートであり、そして
Ａｒは場合により置換された芳香族または複素芳香族基である）
の対応するハロゲン化アリールを反応させることによって触媒的に製造する方法であって、前記反応が、パラジウム化合物、一般式（ＩＩＩ）または（ＩＶ）
【化１】
（式中、
Ｒはアルキル基であり、そして
Ｒ’、Ｒ’’およびＲ’’’はそれぞれアルキル基またはアリール基またはヘテロアリール基であり、そして
Ａはアルキレン基またはアリーレン基である）
のホスフィン、ならびにヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムまたはヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムの存在下に、場合により溶媒中でおよび場合により塩基を添加して行われることを特徴とする方法。
【請求項２】
使用される前記パラジウム化合物が、公知のパラジウム（０）錯体またはパラジウム（ＩＩ）塩もしくは錯体であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
使用される前記パラジウム化合物が、ハロゲン化パラジウムおよびその錯体、酢酸パラジウム、パラジウム−ジベンジリデンアセトン錯体またはアリルパラジウムクロライド二量体であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記反応が、パラジウム触媒に結合する一座または二座ホスフィンの存在下に行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記パラジウム化合物が、使用されるハロゲン化アリールＡｒ−Ｘを基準として０．００１モル％〜１０モル％の量で使用されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ホスフィン配位子が、パラジウム対ホスフィン配位子のモル比が１：１００〜１０：１であるような量で使用されることを特徴とする請求項４〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記反応が２０〜２２０℃の温度で有効であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記反応が雰囲気圧で行われることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
Ａｒが、環中に窒素、酸素および硫黄から選択された１、２または３つのヘテロ原子を有する（Ｃ６〜Ｃ１９）アリール基または（Ｃ３〜Ｃ１８）ヘテロアリール基であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
式（ＩＶ）中のＡが、１〜１０個の炭素原子を有するアルキレン単位であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１】
一般式（Ｉ）
Ａｒ−ＣＮ （Ｉ）
の、場合により置換された芳香族または複素芳香族ニトリルを、一般式（ＩＩ）
Ａｒ−Ｘ （ＩＩ）
（式中、
Ｘは塩素、臭素、ヨウ素、トリフラート、ノナフラート、メシラートまたはトシラートであり、そして
Ａｒは場合により置換された芳香族または複素芳香族基である）
の対応するハロゲン化アリールを反応させることによって触媒的に製造する方法であって、前記反応が、パラジウム化合物、一般式（ＩＩＩ）または（ＩＶ）
【化１】
（式中、
Ｒはアルキル基であり、そして
Ｒ’、Ｒ’’およびＲ’’’はそれぞれアルキル基またはアリール基またはヘテロアリール基であり、そして
Ａはアルキレン基またはアリーレン基である）
のホスフィン、ならびにヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムまたはヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムの存在下に、場合により溶媒中でおよび場合により塩基を添加して行われることを特徴とする方法。
【請求項２】
使用される前記パラジウム化合物が、公知のパラジウム（０）錯体またはパラジウム（ＩＩ）塩もしくは錯体であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
使用される前記パラジウム化合物が、ハロゲン化パラジウムおよびその錯体、酢酸パラジウム、パラジウム−ジベンジリデンアセトン錯体またはアリルパラジウムクロライド二量体であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記反応が、パラジウム触媒に結合する一座または二座ホスフィンの存在下に行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記パラジウム化合物が、使用されるハロゲン化アリールＡｒ−Ｘを基準として０．００１モル％〜１０モル％の量で使用されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ホスフィン配位子が、パラジウム対ホスフィン配位子のモル比が１：１００〜１０：１であるような量で使用されることを特徴とする請求項４〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記反応が２０〜２２０℃の温度で有効であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記反応が雰囲気圧で行われることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
Ａｒが、環中に窒素、酸素および硫黄から選択された１、２または３つのヘテロ原子を有する（Ｃ６〜Ｃ１９）アリール基または（Ｃ３〜Ｃ１８）ヘテロアリール基であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
式（ＩＶ）中のＡが、１〜１０個の炭素原子を有するアルキレン単位であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【公開番号】特開２００８−１８９６５６（Ｐ２００８−１８９６５６Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００７−３０７８７２（Ｐ２００７−３０７８７２）
【出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（５０６２０７８５３）サルティゴ・ゲーエムベーハー (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０７８７２（Ｐ２００７−３０７８７２）
【出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（５０６２０７８５３）サルティゴ・ゲーエムベーハー (35)
【Ｆターム（参考）】
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