（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物の製造方法
【課題】（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物、及び該化合物を簡便かつ効率的に製造方法を提供する。
【解決手段】ロジウム化合物触媒の存在下、一般式（１）で示される末端アセチレン化合物と、一般式（２）で示されるトリハロ酢酸ハライドを反応させることを特徴とする、一般式（３）で示される（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物の製造方法。
【解決手段】ロジウム化合物触媒の存在下、一般式（１）で示される末端アセチレン化合物と、一般式（２）で示されるトリハロ酢酸ハライドを反応させることを特徴とする、一般式（３）で示される（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１、３−ジエン化合物はＷｉｔｔｉｇ反応やＴｅｂｂｅ反応、Ｈｏｆｆｍａｎ脱離やビニル化合物のカップリング反応等多種多様な反応によって合成され、生理活性物質として有用なピロールなどの複素芳香環の合成原料として用いられるほか、Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応などによる多くの変換反応を受けるため、極めて有用な一群の化合物であり（非特許文献１）、この範疇の化合物として膨大な数の化合物が知られている。
【０００３】
これらの化合物の内、ブタジエン部分の１位および４位の炭素がともにハロゲンで置換された（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物については限られた化合物しか知られていないが、シロールやホスホールなどの発光材料（非特許文献２，３）、共役ポリエンなどの高分子合成におけるモノマー（非特許文献４）としての利用や、シクロペンタジエノン誘導体合成（非特許文献５）、多置換ピリジン合成（非特許文献６）、フラン誘導体合成（非特許文献７）、及びベンゼン誘導体合成（非特許文献８）に用いる例が報告されている。しかし、（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物の合成は、（ｉ）末端アルキンをパラジウム塩および銅塩存在下でカップリングする方法（非特許文献９）、又は、（ｉｉ）アルキン２分子をＺｒやＴｉなどの前周期金属試薬を用いてメタラサイクルを形成させたのちハロゲン単体によってクエンチする方法（非特許文献１０）によって行われてきたが、（ｉ）の方法では多量の銅塩を必要とし、また反応系が不均一となるため反応を円滑に進める上で困難がある。（ｉｉ）の方法では調製に迂遠な操作を必要とする金属含有試薬を化学量論量必要し、また収率も一般に高くはなく、合成的に満足するべきものではなかった。
【非特許文献１】Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、１９９３年、ｐ．３４９
【非特許文献２】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、２００７年、１２９巻、ｐ．３０９４
【非特許文献３】Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２００５年、ｐ．６３７
【非特許文献４】Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎａｌｅｎ、１９９５年、ｐ．２２３
【非特許文献５】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、２００５年、１２７巻、ｐ．８０２４
【非特許文献６】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、２００２年、１２４巻、ｐ．６２３８
【非特許文献７】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、 １９９０年、ｐ．１１２７
【非特許文献８】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、２００３年、１２５巻、ｐ．６８８４
【非特許文献９】Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００４年、６９巻、ｐ．８１２５
【非特許文献１０】Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、１９９８年、６３巻、ｐ．１００６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物の簡便かつ効率的な製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、末端アセチレン化合物とアルファ位に塩素原子を持つアルファクロロカルボン酸塩化物を反応させると１，４−ジクロロ−３−ブテン−２−オン化合物が得られることを見いだし、１，４−ジクロロ−３−ブテン−２−オン化合物及びその製造方法として出願した（特願２００７−０５４８１１）。本手法について更に鋭意研究の結果、アルファ位の炭素の置換基が全て塩素原子であるトリトリハロ酢酸ハライドを反応させると、先の発明とは全く異なって、アルキンの塩素付加２量化反応が進行することを見出し、この意外な結果に基づいて本発明を完成させるに至った。
【０００６】
すなわち本発明は、一般式（１）
【０００７】
【化１】
（式中、Ｒは、水素原子、炭素数１４以下の脂肪族飽和炭化水素基、炭素数１４以下の脂肪族不飽和炭化水素基、炭素数１４以下の芳香族炭化水素基、炭素数１５以下のアラルキル基、フェロセニル基、シリル基を表し、Ｒが芳香族炭化水素基又はアラルキル基で構成される場合の芳香族炭化水素基又はアラルキル基中の芳香環は炭素数１２以下の複素芳香環であっても良い。また、Ｒは官能基によって置換されていても良い。）で表される末端アセチレン化合物と、一般式（２）
【０００８】
【化２】
（式中、Ｘは塩素原子又は臭素原子を表す。）で表されるトリハロ酢酸ハライドとを、ロジウム化合物触媒の存在下に反応させることを特徴とする、一般式（３）
【０００９】
【化３】
（式中、Ｒ及びＸは、前記と同じ意味を表す。）で表される（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物の製造方法を提供する
【００１０】
本明細書において示される各基は、具体的には以下の通りである。
【００１１】
炭素数１４以下の脂肪族飽和炭化水素基としては、ｎ−テトラデシル基、ｎ−デシル基、ｎ−デシル基、ｎ−ノニル基、ｎ−オクチル基、エチルヘキシル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、エチル基、メチル基、シクロヘキシル基、デカヒドロナフチル基等の直鎖、分枝又は環状の脂肪族飽和炭化水素基を例示することが出来る。
【００１２】
炭素数１４以下の脂肪族不飽和炭化水素基としては、ビニル基、イソプロペニル基、１−プロペニル基、アリル基、１−ブテン−１−イル基、２−ブテン−１−イル基、３−ブテン−１−イル基、３−ブテン−２−イル基、２，２−ジメチルビニル基、１−ペンテン−１−イル基、２−ペンテン−１−イル基、３−ペンテン−１−イル基、３−ペンテン−２−イル基、４−ペンテン−１−イル基、４−ペンテン−２−イル基、４−ペンテン−３−イル基、４−ペンテン−４−イル基、１，２−ジメチル−１−ブテン−１−イル基、１−オクテン−１−イル基、１−デセン−１−イル基、１−テトラデセン−１−イル基、１３−テトラデセン−１−イル基、１−シクロヘキセン−１−イル基、１−シクロヘキセン−３−イル基、１−シクロオクテン−１−イル基、１−メチル−１−シクロヘキセン−２−イル基等の直鎖、分枝又は環状の脂肪族不飽和炭化水素基を例示することが出来る。
【００１３】
炭素数１４以下の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、パラトリル基、メタトリル基、パラクミル基、アルファナフチル基、ベータナフチル基、ベータアントリル基、オルトビフェニル基、メタビフェニル基、パラビフェニル基等の芳香族炭化水素基を例示することが出来る。
【００１４】
炭素数１５以下のアラルキル基をしては、ベンジル基、アルファ又はベータフェニルエチル基、アルファ又はベータナフチルメチル基、ベータアントリルメチル基等のアラルキル基を例示することが出来る。
【００１５】
シリル基としては３種の炭素数６以下の芳香族又は脂肪族飽和炭化水素基で置換されたトリオルガノシリル基が包含され、トリメチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、フェニルジメチルシリル基を例示することが出来る。
【００１６】
炭素数１２以下の複素芳香環としては、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ピラン環、ピリジン環、ピラジン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、ベンゾフラン環、ピロール環、インドール環、カルバゾール環等を例示することが出来る。
【００１７】
Ｒが官能基によって置換されている場合の官能基としては、エーテル基、エステル基、カルバモイル基、アシル基、アミノ基、スルフィド基、シリル基、シロキシキ基、シアノ基、ハロゲン原子等の官能基を例示することが出来る。エーテル基としては、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基等のエーテル基を例示することが出来る。エステル基としては、カルボメトキシ基、カルボフェノキシ基等のエステル基を例示することが出来る。カルバモイル基としては無置換のカルバモイル基、Ｎ−メチルカルバモイル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル基、Ｎ−フェニルカルバモイル基等を例示することが出来る。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、パラトルイル基、アルファ又はベータナフトイル基等を例示することが出来る。アミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ピロリル基等を例示することが出来る。スルフィド基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、フェニルチオ基を例示するが出来る。シリル基としては、トリメチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、フェニルジメチルシリル基等を例示することが出来る。シロキシキ基としては、トリメチルシロキシ基、ｔ−ブチルジメチルシロキシ基、フェニルジメチルシロキシ基等を例示することが出来る。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素等を例示することが出来る。
【００１８】
以下、本発明の製造方法を詳細に説明する。
【００１９】
一般式（３）
【００２０】
【化４】
（式中、Ｒ及びＸは、前記と同じ意味を表す。）で表される（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物は、一般式（１）
【００２１】
【化５】
（式中、Ｒは、前記と同じ意味を表す。）で表される末端アセチレン化合物と、一般式（２）
【００２２】
【化６】
（式中、Ｘは塩素原子又は臭素原子を表す。）で表されるトリハロ酢酸ハライドとを、ロジウム化合物触媒の存在下に反応させることにより製造される。
【００２３】
一般式（１）で表される末端アセチレン化合物に対する一般式（２）で表されるトリハロ酢酸ハライドのモル比に制限はないが、一般的には、０．３〜２．０の範囲から選ばれる。
【００２４】
本発明の反応は、遷移金属化合物触媒、殊にロジウム化合物触媒の存在下において好ましい速度で進行する。ロジウム化合物としては種々の構造のものを用いることが出来るが、好適なものは、いわゆる低原子価のロジウム錯体である。具体的には、ＲｈＣｌ（ＰＰｈ３）３、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ＰＰｈ３）２、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ＡｓＰｈ３）２、ＲｈＣｌ（ＣＯ）［Ｐ（ｏ−Ｔｏｌ）３］２、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ＰＰｈＭｅ２）２、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ＰＭｅ３）２、ＲｈＣｌ（ＣＯ）［Ｐｈ２Ｐ（ＣＨ２）４ＰＰｈ２］、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ＡｓＰｈ３）２、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ｄｐａｆ）、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ｄｐｐｆ）、ＲｈＣｌ（ｃｏｄ）（ＰＰｈ３）、ＲｈＣｌ（ｃｏｄ）（ＰＰｈＭｅ２）、ＲｈＣｌ（ｃｏｄ）（ＰＭｅ３）、ＲｈＣｌ（Ｃｏｄ）（ＡｓＰｈ３）、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ＣＯ）（ＰＰｈ３）、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ＣＯ）（ＡｓＰｈ３）、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ＣＯ）［Ｐ（Ｍｅｓ）３］、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ＣＯ）［Ｐ（１−Ｎａｐｈ）３］、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ｏ−ジフェニルホスフィノフェニルオキサゾリン）、ＲｈＣｌ（ＣＯ）［１，２−エチレンビス（オキサゾリン）］、［ＲｈＣｌ（ＣＯ）２］２、［ＲｈＣｌ（ｃｏｄ）］２、［ＲｈＣｌ（ＣＨ２＝ＣＨ２）２］２、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ｃｏｄ）、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ＣＯ）２等が例示される。なお、上記具体例の記載中、Ｔｏｌはトリル基を示し、ｄｐａｆは１，１’−ビス（ジフェニルアルシノ）フェロセンを示し、ｄｐｐｆは１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンを示し、ｃｏｄはシクロオクタジエンを示し、ａｃａｃはアセチルアセトナトを示し、Ｍｅｓは２，４，６−トリメチルフェニル基を示し、Ｎａｐｈはナフチル基を示す。これらの内でも、Ｐ（ｏ−Ｔｏｌ）３やＰ（Ｍｅｓ）３のような立体的に嵩高い３価のリン化合物を配位子とするロジウム錯体が特に好適に用いられる。
【００２５】
また、反応系中でロジウム化合物に配位子を添加して活性種を発生させそのまま触媒として用いる方法も、本発明の好適な態様に含まれる。この場合のロジウム化合物としては、［ＲｈＣｌ（ＣＯ）２］２、［ＲｈＣｌ（ｃｏｄ）］２、［ＲｈＣｌ（１，５−ヘキサジエン）］２、［ＲｈＣｌ（ＣＨ２＝ＣＨ２）２］２、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ｃｏｄ）、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ＣＯ）２等が例示される。また、配位子としては、ホスフィン構造、ホスファイト構造、アルシン構造、イミン構造を有する配位子や、ホスフィン構造、ホスファイト構造、アルシン構造、イミン構造のいずれか２者の構造を同時に含む配位子が包含される。また、ホスフィン構造、ホスファイト構造、アルシン構造、イミン構造の配位子を２種以上混合して用いても良い。具体的には、トリフェニルホスフィン、トリ（ｏ−トリル）ホスフィン、トリ（１−ナフチル）ホスフィン、トリメシチルホスフィン、トリメチルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、ジシクロヘキシル（ｐ−ビフェニル）ホスフィン、１，１−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン、９，９−ジメチル−４，５−ビス（ジフェニルホスフィノ）キサンテン、トリフェニルホスファイト、トリフェニルアルシン、１，１−ビス（ジフェニルアルシノ）フェロセン、［ｏ−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］オキサゾリン、１，２−エチレンビス（オキサゾリン）等が例示されるが、トリ（ｏ−トリル）ホスフィン、トリ（１−ナフチル）ホスフィン、トリメシチルホスフィンのような立体的に嵩高いホスフィン構造のリン化合物が特に好ましい効果を示す。ロジウム錯体に対する配位子の添加量は、ロジウム化合物中のロジウム原子に対する配位子中の配位元素のモル比で１：０．５から１：１０の範囲、好ましくは１：１から１：２の範囲から選択される。
【００２６】
これらのロジウム化合物の使用量はいわゆる触媒量で良く、アセチレン化合物に対して２０モル％以下で十分である。
【００２７】
本発明の反応は空気等の酸素の存在下でも進行するが、反応中間体が酸素にやや敏感であるため、窒素やアルゴン、メタン等の不活性ガス雰囲気で実施するのが好ましい。本発明の反応は特に溶媒を用いなくてもよいが、必要に応じて溶媒中で実施することもできる。溶媒としては、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン等の炭化水素系溶媒；クロロホルム、テトラクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタン、ジブチルエーテル、アニソール、シクロペンチルメチルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、１，４−ジオキサン等のエーテル系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、アセトフェノン等のケトン系溶媒などの種々のものが使用できる。また、これらは単独又は２種以上の混合物として使用される。
【００２８】
本発明の反応は、一般的には０℃から２００℃の温度域で実施できるが、好ましくは４０〜１６０℃の範囲から選ばれる。
【００２９】
反応時間は、反応温度や、溶媒使用の有無、使用するアセチレン化合物の種類その他により自ずから異なるが、通常０．１時間〜４８時間である。
【００３０】
反応混合物からの精製物の分離精製は、各種クロマトグラフィー、蒸留或いは再結晶等通常行われる方法により容易に達成される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の一般式（３）で示される（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物は、共役高分子、複素環化合物や医薬・農薬等の合成原料として有用である。また、本発明の製造方法によれば、容易に入手できる末端アセチレン化合物及びトリハロ酢酸ハライドから容易かつ高収率に製造することが出来、その分離精製も容易である。従って工業的に極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
実施例
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００３３】
実施例１
窒素雰囲気下、内容積５ｍＬの反応容器に１−オクチン（１ｍｍｏｌ）、トリクロロアセチルクロリド（１ｍｍｏｌ）、ロジウム化合物として［ＲｈＣｌ（ＣＯ）２］２（ロジウム原子あたり０．０５ｍｍｏｌ）、配位子としてＰ（Ｍｅｓ）３（０．１ｍｍｏｌ）、クロロベンゼン（１ｍＬ）を加え、１３０℃で３時間加熱攪拌した。室温まで冷却後、内部標準物質として１，１，２，２−テトラクロロエタン（２４．３ｍｇ）を加えて１Ｈ ＮＭＲスペクトルで分析の結果、（Ｚ，Ｚ）−７，１０−ジクロロ−７，９−ヘキサデカエンが９１％の収率で生成していることが判明した。反応液を減圧下に濃縮し、ヘキサンを用い分取薄層クロマトグラフィーで精製することで、（Ｚ，Ｚ）−７，１０−ジクロロ−７，９−ヘキサデカエンが得られた。
【００３４】
実施例２〜１７
反応時間を１２時間とし、ロジウム化合物、配位子、溶媒、又は反応温度を種々変えて、実施例１と同様の手法で反応し、１Ｈ ＮＭＲスペクトルで分析した。（Ｚ，Ｚ）−７，１０−ジクロロ−７，９−ヘキサデカエンの収率を第１表にまとめて示した。
【００３５】
【表１】
【００３６】
実施例１８
窒素雰囲気下、内容積５ｍＬの反応容器内にて、１−デシン（１ｍｍｏｌ）、トリブロモアセチルブロミド（１ｍｍｏｌ）、ロジウム化合物として［ＲｈＣｌ（ＣＯ）２］２（ロジウム原子あたり０．０５ｍｍｏｌ）、配位子としてＰ（Ｍｅｓ）３（０．１ｍｍｏｌ）、及びガスクロマトグラフィー分析用内部標準物質としてｎ−テトラデカン（２０．６ｍｇ）をクロロベンゼン（１ｍＬ）に加え、９０℃で３時間加熱攪拌した。ガスクロマトグラフィー分析の結果、（Ｚ，Ｚ）−９，１２−ジブロモ−９，１１−エイコサジエンが４３％の収率で生成していることが判明した。反応液を減圧下濃縮し、ヘキサンを展開液とする分取薄層クロマトグラフィーで繰り返し分離精製することにより、（Ｚ，Ｚ）−９，１２−ジブロモ−９，１１−イコサジエンが得られた。
【００３７】
実施例１９〜３２
１−オクチンに代えて、種々の末端アセチレン化合物を用い、実施例１と同様の反応を行った結果を第２表にまとめて示した。
【００３８】
【表２】
【技術分野】
【０００１】
本発明は（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１、３−ジエン化合物はＷｉｔｔｉｇ反応やＴｅｂｂｅ反応、Ｈｏｆｆｍａｎ脱離やビニル化合物のカップリング反応等多種多様な反応によって合成され、生理活性物質として有用なピロールなどの複素芳香環の合成原料として用いられるほか、Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応などによる多くの変換反応を受けるため、極めて有用な一群の化合物であり（非特許文献１）、この範疇の化合物として膨大な数の化合物が知られている。
【０００３】
これらの化合物の内、ブタジエン部分の１位および４位の炭素がともにハロゲンで置換された（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物については限られた化合物しか知られていないが、シロールやホスホールなどの発光材料（非特許文献２，３）、共役ポリエンなどの高分子合成におけるモノマー（非特許文献４）としての利用や、シクロペンタジエノン誘導体合成（非特許文献５）、多置換ピリジン合成（非特許文献６）、フラン誘導体合成（非特許文献７）、及びベンゼン誘導体合成（非特許文献８）に用いる例が報告されている。しかし、（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物の合成は、（ｉ）末端アルキンをパラジウム塩および銅塩存在下でカップリングする方法（非特許文献９）、又は、（ｉｉ）アルキン２分子をＺｒやＴｉなどの前周期金属試薬を用いてメタラサイクルを形成させたのちハロゲン単体によってクエンチする方法（非特許文献１０）によって行われてきたが、（ｉ）の方法では多量の銅塩を必要とし、また反応系が不均一となるため反応を円滑に進める上で困難がある。（ｉｉ）の方法では調製に迂遠な操作を必要とする金属含有試薬を化学量論量必要し、また収率も一般に高くはなく、合成的に満足するべきものではなかった。
【非特許文献１】Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、１９９３年、ｐ．３４９
【非特許文献２】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、２００７年、１２９巻、ｐ．３０９４
【非特許文献３】Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２００５年、ｐ．６３７
【非特許文献４】Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎａｌｅｎ、１９９５年、ｐ．２２３
【非特許文献５】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、２００５年、１２７巻、ｐ．８０２４
【非特許文献６】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、２００２年、１２４巻、ｐ．６２３８
【非特許文献７】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、 １９９０年、ｐ．１１２７
【非特許文献８】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、２００３年、１２５巻、ｐ．６８８４
【非特許文献９】Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００４年、６９巻、ｐ．８１２５
【非特許文献１０】Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、１９９８年、６３巻、ｐ．１００６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物の簡便かつ効率的な製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、末端アセチレン化合物とアルファ位に塩素原子を持つアルファクロロカルボン酸塩化物を反応させると１，４−ジクロロ−３−ブテン−２−オン化合物が得られることを見いだし、１，４−ジクロロ−３−ブテン−２−オン化合物及びその製造方法として出願した（特願２００７−０５４８１１）。本手法について更に鋭意研究の結果、アルファ位の炭素の置換基が全て塩素原子であるトリトリハロ酢酸ハライドを反応させると、先の発明とは全く異なって、アルキンの塩素付加２量化反応が進行することを見出し、この意外な結果に基づいて本発明を完成させるに至った。
【０００６】
すなわち本発明は、一般式（１）
【０００７】
【化１】
（式中、Ｒは、水素原子、炭素数１４以下の脂肪族飽和炭化水素基、炭素数１４以下の脂肪族不飽和炭化水素基、炭素数１４以下の芳香族炭化水素基、炭素数１５以下のアラルキル基、フェロセニル基、シリル基を表し、Ｒが芳香族炭化水素基又はアラルキル基で構成される場合の芳香族炭化水素基又はアラルキル基中の芳香環は炭素数１２以下の複素芳香環であっても良い。また、Ｒは官能基によって置換されていても良い。）で表される末端アセチレン化合物と、一般式（２）
【０００８】
【化２】
（式中、Ｘは塩素原子又は臭素原子を表す。）で表されるトリハロ酢酸ハライドとを、ロジウム化合物触媒の存在下に反応させることを特徴とする、一般式（３）
【０００９】
【化３】
（式中、Ｒ及びＸは、前記と同じ意味を表す。）で表される（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物の製造方法を提供する
【００１０】
本明細書において示される各基は、具体的には以下の通りである。
【００１１】
炭素数１４以下の脂肪族飽和炭化水素基としては、ｎ−テトラデシル基、ｎ−デシル基、ｎ−デシル基、ｎ−ノニル基、ｎ−オクチル基、エチルヘキシル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、エチル基、メチル基、シクロヘキシル基、デカヒドロナフチル基等の直鎖、分枝又は環状の脂肪族飽和炭化水素基を例示することが出来る。
【００１２】
炭素数１４以下の脂肪族不飽和炭化水素基としては、ビニル基、イソプロペニル基、１−プロペニル基、アリル基、１−ブテン−１−イル基、２−ブテン−１−イル基、３−ブテン−１−イル基、３−ブテン−２−イル基、２，２−ジメチルビニル基、１−ペンテン−１−イル基、２−ペンテン−１−イル基、３−ペンテン−１−イル基、３−ペンテン−２−イル基、４−ペンテン−１−イル基、４−ペンテン−２−イル基、４−ペンテン−３−イル基、４−ペンテン−４−イル基、１，２−ジメチル−１−ブテン−１−イル基、１−オクテン−１−イル基、１−デセン−１−イル基、１−テトラデセン−１−イル基、１３−テトラデセン−１−イル基、１−シクロヘキセン−１−イル基、１−シクロヘキセン−３−イル基、１−シクロオクテン−１−イル基、１−メチル−１−シクロヘキセン−２−イル基等の直鎖、分枝又は環状の脂肪族不飽和炭化水素基を例示することが出来る。
【００１３】
炭素数１４以下の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、パラトリル基、メタトリル基、パラクミル基、アルファナフチル基、ベータナフチル基、ベータアントリル基、オルトビフェニル基、メタビフェニル基、パラビフェニル基等の芳香族炭化水素基を例示することが出来る。
【００１４】
炭素数１５以下のアラルキル基をしては、ベンジル基、アルファ又はベータフェニルエチル基、アルファ又はベータナフチルメチル基、ベータアントリルメチル基等のアラルキル基を例示することが出来る。
【００１５】
シリル基としては３種の炭素数６以下の芳香族又は脂肪族飽和炭化水素基で置換されたトリオルガノシリル基が包含され、トリメチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、フェニルジメチルシリル基を例示することが出来る。
【００１６】
炭素数１２以下の複素芳香環としては、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ピラン環、ピリジン環、ピラジン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、ベンゾフラン環、ピロール環、インドール環、カルバゾール環等を例示することが出来る。
【００１７】
Ｒが官能基によって置換されている場合の官能基としては、エーテル基、エステル基、カルバモイル基、アシル基、アミノ基、スルフィド基、シリル基、シロキシキ基、シアノ基、ハロゲン原子等の官能基を例示することが出来る。エーテル基としては、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基等のエーテル基を例示することが出来る。エステル基としては、カルボメトキシ基、カルボフェノキシ基等のエステル基を例示することが出来る。カルバモイル基としては無置換のカルバモイル基、Ｎ−メチルカルバモイル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル基、Ｎ−フェニルカルバモイル基等を例示することが出来る。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、パラトルイル基、アルファ又はベータナフトイル基等を例示することが出来る。アミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ピロリル基等を例示することが出来る。スルフィド基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、フェニルチオ基を例示するが出来る。シリル基としては、トリメチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、フェニルジメチルシリル基等を例示することが出来る。シロキシキ基としては、トリメチルシロキシ基、ｔ−ブチルジメチルシロキシ基、フェニルジメチルシロキシ基等を例示することが出来る。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素等を例示することが出来る。
【００１８】
以下、本発明の製造方法を詳細に説明する。
【００１９】
一般式（３）
【００２０】
【化４】
（式中、Ｒ及びＸは、前記と同じ意味を表す。）で表される（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物は、一般式（１）
【００２１】
【化５】
（式中、Ｒは、前記と同じ意味を表す。）で表される末端アセチレン化合物と、一般式（２）
【００２２】
【化６】
（式中、Ｘは塩素原子又は臭素原子を表す。）で表されるトリハロ酢酸ハライドとを、ロジウム化合物触媒の存在下に反応させることにより製造される。
【００２３】
一般式（１）で表される末端アセチレン化合物に対する一般式（２）で表されるトリハロ酢酸ハライドのモル比に制限はないが、一般的には、０．３〜２．０の範囲から選ばれる。
【００２４】
本発明の反応は、遷移金属化合物触媒、殊にロジウム化合物触媒の存在下において好ましい速度で進行する。ロジウム化合物としては種々の構造のものを用いることが出来るが、好適なものは、いわゆる低原子価のロジウム錯体である。具体的には、ＲｈＣｌ（ＰＰｈ３）３、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ＰＰｈ３）２、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ＡｓＰｈ３）２、ＲｈＣｌ（ＣＯ）［Ｐ（ｏ−Ｔｏｌ）３］２、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ＰＰｈＭｅ２）２、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ＰＭｅ３）２、ＲｈＣｌ（ＣＯ）［Ｐｈ２Ｐ（ＣＨ２）４ＰＰｈ２］、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ＡｓＰｈ３）２、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ｄｐａｆ）、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ｄｐｐｆ）、ＲｈＣｌ（ｃｏｄ）（ＰＰｈ３）、ＲｈＣｌ（ｃｏｄ）（ＰＰｈＭｅ２）、ＲｈＣｌ（ｃｏｄ）（ＰＭｅ３）、ＲｈＣｌ（Ｃｏｄ）（ＡｓＰｈ３）、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ＣＯ）（ＰＰｈ３）、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ＣＯ）（ＡｓＰｈ３）、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ＣＯ）［Ｐ（Ｍｅｓ）３］、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ＣＯ）［Ｐ（１−Ｎａｐｈ）３］、ＲｈＣｌ（ＣＯ）（ｏ−ジフェニルホスフィノフェニルオキサゾリン）、ＲｈＣｌ（ＣＯ）［１，２−エチレンビス（オキサゾリン）］、［ＲｈＣｌ（ＣＯ）２］２、［ＲｈＣｌ（ｃｏｄ）］２、［ＲｈＣｌ（ＣＨ２＝ＣＨ２）２］２、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ｃｏｄ）、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ＣＯ）２等が例示される。なお、上記具体例の記載中、Ｔｏｌはトリル基を示し、ｄｐａｆは１，１’−ビス（ジフェニルアルシノ）フェロセンを示し、ｄｐｐｆは１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンを示し、ｃｏｄはシクロオクタジエンを示し、ａｃａｃはアセチルアセトナトを示し、Ｍｅｓは２，４，６−トリメチルフェニル基を示し、Ｎａｐｈはナフチル基を示す。これらの内でも、Ｐ（ｏ−Ｔｏｌ）３やＰ（Ｍｅｓ）３のような立体的に嵩高い３価のリン化合物を配位子とするロジウム錯体が特に好適に用いられる。
【００２５】
また、反応系中でロジウム化合物に配位子を添加して活性種を発生させそのまま触媒として用いる方法も、本発明の好適な態様に含まれる。この場合のロジウム化合物としては、［ＲｈＣｌ（ＣＯ）２］２、［ＲｈＣｌ（ｃｏｄ）］２、［ＲｈＣｌ（１，５−ヘキサジエン）］２、［ＲｈＣｌ（ＣＨ２＝ＣＨ２）２］２、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ｃｏｄ）、Ｒｈ（ａｃａｃ）（ＣＯ）２等が例示される。また、配位子としては、ホスフィン構造、ホスファイト構造、アルシン構造、イミン構造を有する配位子や、ホスフィン構造、ホスファイト構造、アルシン構造、イミン構造のいずれか２者の構造を同時に含む配位子が包含される。また、ホスフィン構造、ホスファイト構造、アルシン構造、イミン構造の配位子を２種以上混合して用いても良い。具体的には、トリフェニルホスフィン、トリ（ｏ−トリル）ホスフィン、トリ（１−ナフチル）ホスフィン、トリメシチルホスフィン、トリメチルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、ジシクロヘキシル（ｐ−ビフェニル）ホスフィン、１，１−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン、９，９−ジメチル−４，５−ビス（ジフェニルホスフィノ）キサンテン、トリフェニルホスファイト、トリフェニルアルシン、１，１−ビス（ジフェニルアルシノ）フェロセン、［ｏ−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］オキサゾリン、１，２−エチレンビス（オキサゾリン）等が例示されるが、トリ（ｏ−トリル）ホスフィン、トリ（１−ナフチル）ホスフィン、トリメシチルホスフィンのような立体的に嵩高いホスフィン構造のリン化合物が特に好ましい効果を示す。ロジウム錯体に対する配位子の添加量は、ロジウム化合物中のロジウム原子に対する配位子中の配位元素のモル比で１：０．５から１：１０の範囲、好ましくは１：１から１：２の範囲から選択される。
【００２６】
これらのロジウム化合物の使用量はいわゆる触媒量で良く、アセチレン化合物に対して２０モル％以下で十分である。
【００２７】
本発明の反応は空気等の酸素の存在下でも進行するが、反応中間体が酸素にやや敏感であるため、窒素やアルゴン、メタン等の不活性ガス雰囲気で実施するのが好ましい。本発明の反応は特に溶媒を用いなくてもよいが、必要に応じて溶媒中で実施することもできる。溶媒としては、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン等の炭化水素系溶媒；クロロホルム、テトラクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタン、ジブチルエーテル、アニソール、シクロペンチルメチルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、１，４−ジオキサン等のエーテル系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、アセトフェノン等のケトン系溶媒などの種々のものが使用できる。また、これらは単独又は２種以上の混合物として使用される。
【００２８】
本発明の反応は、一般的には０℃から２００℃の温度域で実施できるが、好ましくは４０〜１６０℃の範囲から選ばれる。
【００２９】
反応時間は、反応温度や、溶媒使用の有無、使用するアセチレン化合物の種類その他により自ずから異なるが、通常０．１時間〜４８時間である。
【００３０】
反応混合物からの精製物の分離精製は、各種クロマトグラフィー、蒸留或いは再結晶等通常行われる方法により容易に達成される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の一般式（３）で示される（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物は、共役高分子、複素環化合物や医薬・農薬等の合成原料として有用である。また、本発明の製造方法によれば、容易に入手できる末端アセチレン化合物及びトリハロ酢酸ハライドから容易かつ高収率に製造することが出来、その分離精製も容易である。従って工業的に極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
実施例
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００３３】
実施例１
窒素雰囲気下、内容積５ｍＬの反応容器に１−オクチン（１ｍｍｏｌ）、トリクロロアセチルクロリド（１ｍｍｏｌ）、ロジウム化合物として［ＲｈＣｌ（ＣＯ）２］２（ロジウム原子あたり０．０５ｍｍｏｌ）、配位子としてＰ（Ｍｅｓ）３（０．１ｍｍｏｌ）、クロロベンゼン（１ｍＬ）を加え、１３０℃で３時間加熱攪拌した。室温まで冷却後、内部標準物質として１，１，２，２−テトラクロロエタン（２４．３ｍｇ）を加えて１Ｈ ＮＭＲスペクトルで分析の結果、（Ｚ，Ｚ）−７，１０−ジクロロ−７，９−ヘキサデカエンが９１％の収率で生成していることが判明した。反応液を減圧下に濃縮し、ヘキサンを用い分取薄層クロマトグラフィーで精製することで、（Ｚ，Ｚ）−７，１０−ジクロロ−７，９−ヘキサデカエンが得られた。
【００３４】
実施例２〜１７
反応時間を１２時間とし、ロジウム化合物、配位子、溶媒、又は反応温度を種々変えて、実施例１と同様の手法で反応し、１Ｈ ＮＭＲスペクトルで分析した。（Ｚ，Ｚ）−７，１０−ジクロロ−７，９−ヘキサデカエンの収率を第１表にまとめて示した。
【００３５】
【表１】
【００３６】
実施例１８
窒素雰囲気下、内容積５ｍＬの反応容器内にて、１−デシン（１ｍｍｏｌ）、トリブロモアセチルブロミド（１ｍｍｏｌ）、ロジウム化合物として［ＲｈＣｌ（ＣＯ）２］２（ロジウム原子あたり０．０５ｍｍｏｌ）、配位子としてＰ（Ｍｅｓ）３（０．１ｍｍｏｌ）、及びガスクロマトグラフィー分析用内部標準物質としてｎ−テトラデカン（２０．６ｍｇ）をクロロベンゼン（１ｍＬ）に加え、９０℃で３時間加熱攪拌した。ガスクロマトグラフィー分析の結果、（Ｚ，Ｚ）−９，１２−ジブロモ−９，１１−エイコサジエンが４３％の収率で生成していることが判明した。反応液を減圧下濃縮し、ヘキサンを展開液とする分取薄層クロマトグラフィーで繰り返し分離精製することにより、（Ｚ，Ｚ）−９，１２−ジブロモ−９，１１−イコサジエンが得られた。
【００３７】
実施例１９〜３２
１−オクチンに代えて、種々の末端アセチレン化合物を用い、実施例１と同様の反応を行った結果を第２表にまとめて示した。
【００３８】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒは、水素原子、炭素数１４以下の脂肪族飽和炭化水素基、炭素数１４以下の脂肪族不飽和炭化水素基、炭素数１４以下の芳香族炭化水素基、炭素数１５以下のアラルキル基、フェロセニル基、シリル基を表し、Ｒが芳香族炭化水素基又はアラルキル基で構成される場合の芳香族炭化水素基又はアラルキル基中の芳香環は炭素数１２以下の複素芳香環であっても良い。また、Ｒは官能基によって置換されていても良い。）で表される末端アセチレン化合物と、一般式（２）
【化２】
（式中、Ｘは塩素原子又は臭素原子を表す。）で表されるトリハロ酢酸ハライドとを、ロジウム化合物触媒の存在下に反応させることを特徴とする、一般式（３）
【化３】
（式中、Ｒ及びＸは、前記と同じ意味を表す。）で表される（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物の製造方法。
【請求項２】
ロジウム化合物を触媒として用いる請求項１の製造方法。
【請求項３】
３価のリン化合物を配位子とするロジウム化合物を触媒として用いる請求項１の製造方法。
【請求項４】
反応系中で、ロジウム化合物に配位子を添加して活性種を発生させそのまま触媒として用いる請求項１の製造方法。
【請求項５】
反応系中で、ロジウム化合物に３価のリン化合物を配位子として添加して活性種を発生させそのまま触媒として用いる請求項１の製造方法。
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒは、水素原子、炭素数１４以下の脂肪族飽和炭化水素基、炭素数１４以下の脂肪族不飽和炭化水素基、炭素数１４以下の芳香族炭化水素基、炭素数１５以下のアラルキル基、フェロセニル基、シリル基を表し、Ｒが芳香族炭化水素基又はアラルキル基で構成される場合の芳香族炭化水素基又はアラルキル基中の芳香環は炭素数１２以下の複素芳香環であっても良い。また、Ｒは官能基によって置換されていても良い。）で表される末端アセチレン化合物と、一般式（２）
【化２】
（式中、Ｘは塩素原子又は臭素原子を表す。）で表されるトリハロ酢酸ハライドとを、ロジウム化合物触媒の存在下に反応させることを特徴とする、一般式（３）
【化３】
（式中、Ｒ及びＸは、前記と同じ意味を表す。）で表される（Ｚ，Ｚ）−１，４−ジハロ−１，３−ブタジエン化合物の製造方法。
【請求項２】
ロジウム化合物を触媒として用いる請求項１の製造方法。
【請求項３】
３価のリン化合物を配位子とするロジウム化合物を触媒として用いる請求項１の製造方法。
【請求項４】
反応系中で、ロジウム化合物に配位子を添加して活性種を発生させそのまま触媒として用いる請求項１の製造方法。
【請求項５】
反応系中で、ロジウム化合物に３価のリン化合物を配位子として添加して活性種を発生させそのまま触媒として用いる請求項１の製造方法。
【公開番号】特開２０１０−１３４３１（Ｐ２０１０−１３４３１Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２００２００（Ｐ２００８−２００２００）
【出願日】平成２０年７月４日（２００８．７．４）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月４日（２００８．７．４）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
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