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タイトル:公開特許公報(A)_アリール−X、ヘテロアリール−X、シクロアルケニル−Xまたはアルケニル−X化合物と、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化シクロアルキルまたはハロゲン化シクロアルケニルとの遷移金属−触媒クロスカップリング反応による有機化合物の製造方法
出願番号:2009083461
年次:2009
IPC分類:C07C 13/19,C07C 15/24,C07C 13/47,C07C 15/44,C07C 69/612,C07C 43/21,C07C 43/205,C07C 211/48,C07C 69/76,C07C 22/08,C07C 15/52,C07D 213/18,C07D 213/127,C07B 53/00,C07B 61/00


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マルク・ズンダーマイヤー マティアス・ゴッタ アクセル・ヤーコビ・ボン・ヴァンゲリン ヴァルデマール・マクシミリアン・ツァプリク JP 2009242399 公開特許公報(A) 20091022 2009083461 20090330 アリール−X、ヘテロアリール−X、シクロアルケニル−Xまたはアルケニル−X化合物と、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化シクロアルキルまたはハロゲン化シクロアルケニルとの遷移金属−触媒クロスカップリング反応による有機化合物の製造方法 サルティゴ・ゲーエムベーハー 506207853 志賀 正武 100064908 渡邊 隆 100089037 村山 靖彦 100108453 実広 信哉 100110364 マルク・ズンダーマイヤー マティアス・ゴッタ アクセル・ヤーコビ・ボン・ヴァンゲリン ヴァルデマール・マクシミリアン・ツァプリク DE 102008016702.9 20080331 DE 102008062690.2 20081217 C07C 13/19 20060101AFI20090925BHJP C07C 15/24 20060101ALI20090925BHJP C07C 13/47 20060101ALI20090925BHJP C07C 15/44 20060101ALI20090925BHJP C07C 69/612 20060101ALI20090925BHJP C07C 43/21 20060101ALI20090925BHJP C07C 43/205 20060101ALI20090925BHJP C07C 211/48 20060101ALI20090925BHJP C07C 69/76 20060101ALI20090925BHJP C07C 22/08 20060101ALI20090925BHJP C07C 15/52 20060101ALI20090925BHJP C07D 213/18 20060101ALI20090925BHJP C07D 213/127 20060101ALI20090925BHJP C07B 53/00 20060101ALN20090925BHJP C07B 61/00 20060101ALN20090925BHJP JPC07C13/19C07C15/24C07C13/47C07C15/44C07C69/612C07C43/21C07C43/205 AC07C211/48C07C69/76 ZC07C22/08C07C15/52C07D213/18C07D213/127C07B53/00 BC07B61/00 300 14 OL 50 4C055 4H006 4H039 4C055AA01 4C055BA02 4C055BA07 4C055CA01 4C055DA01 4C055FA03 4C055FA31 4C055FA34 4C055FA37 4H006AA02 4H006AC24 4H006BA19 4H006BA20 4H006BA37 4H006BA46 4H006BB15 4H006BE21 4H039CA40 4H039CL25 本発明は、置換又は非置換のアリール−X、ヘテロアリール−X、シクロアルケニル−Xまたはアルケニル−X化合物(ここで、Xはハロゲン化物、ジアゾニウム、トシレート(p−トルエンスルホネート)、メシレート(メタンスルホネート)またはトリフレート(トリフルオロメタンスルホネート)脱離基である)と、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化シクロアルキルまたはハロゲン化シクロアルケニルとの遷移金属−触媒クロスカップリング反応による有機化合物、特に官能化されたアリール、ヘテロアリール、シクロアルケニルまたはアルケニル化合物の製造方法に関する。 遷移金属が触媒するクロスカップリングは、現代有機化学において最も重要な合成ツールの1つである。特にパラジウムおよびニッケル触媒は、工業的合成をはじめとして、ここで広く用いられている。このように、例えば、パラジウムで触媒されるスズキ−ミヤウラ(Suzuki−Miyaura)クロスカップリングは、様々な薬理活性物質の合成のために用いられている。官能化スチレン、例えば4−クロロスチレンの合成は、ニッケル触媒をベースとする工業的に確立されたクロスカップリングである。 経済的理由(パラジウムの高い世界市場価格)および毒物学的理由(ニッケルおよびパラジウム化合物の高い毒性)により、工業における触媒としてのこれら2つの金属の使用には大きな欠点がある。さらに、パラジウムまたはニッケルなどの金属の世界市場価格は将来、大きな上昇を示すことが予測され、合成での工業的使用を制限し続けるであろう。従って、有利な、容易に入手可能な、かつ、非毒性の金属を用いる他の触媒活性系を見いだすための取組みが増大している。 ニッケルおよびパラジウム化合物は別として、鉄およびコバルト化合物もまた、特定の反応条件下にクロスカップリング反応において活性を示す。 鉄は、経済的および毒性学的理由から、ニッケルおよびパラジウム化合物よりはるかに優れている。鉄は宇宙で10番目に最も豊富な元素であると推定されており、地殻の5%が鉄からなる。それを採掘することの容易さおよびそれを原鉱から単離することの容易さのために、多くの様々な鉄化合物は、大量に安価に入手することができる。同様に、様々なコバルト塩も安価に入手することができ、それ故、触媒系として、例えば、パラジウムより好ましい。 コーチ(Kochi)らは、1970年代の初め頃に、鉄塩がハロゲン化ビニルとアルキルグリニャール(Grignard)化合物とのクロスカップリングを触媒し得ることを示した((非特許文献1))。 狭い基質範囲ひいてはこの方法の比較的小範囲の用途のために、それはほとんど興味を引かなかった。30年以上後に、クノーチェル(Knochel)、フュルストネル(Fuerstner)、カヒーツ(Cahiez)およびナカムラ(Nakamura)による他の研究は、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)またはN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)などの窒素含有添加剤を用いて鉄触媒クロスカップリングを最適化し、こうして最近の研究者の注目を引いた。 穏和な反応条件(−20℃〜35℃)、短い反応時間(一般に60分未満)および幅広い基質スペクトルは、鉄触媒クロスカップリングを合成ツールとして極めて興味あるものにしている。 フュルストネルらは、鉄触媒クロスカップリングを用いて多数の天然物質(FTY720および(R)−(+)−ムスコピリジンを含む)を合成した((非特許文献2))。 フュルストネルらによれば、形式上の組成Fe(MgX)2の共有結合性の鉄−マグネシウム・クラスターが触媒活性に関与する。このクラスターにおいて、鉄原子は形式上の酸化数マイナス2を有する(スーパー鉄酸塩(superferrate)クラスター)。 さらに、フュルストネルらは、触媒系として5モル%の鉄(III)アセチルアセトナートおよびTHF/NMP溶媒混合物の存在下に官能化アリールクロリドおよびトリフレートとアルキルマグネシウム化合物とのクロスカップリング法を開発した((非特許文献3))。R=ヘキシル(95)、イソプロピル(59)、6−ヘキセニル(91)、フェニル(28)、カッコ内の収率は(GC、%)。 この方法は、エステル、アミンおよび塩素化ヘテロ芳香族化合物の使用を可能にし、こうして天然物質の合成においてより広い使用を可能にする。 2004年に、ナカムラらは、5モル%の塩化鉄(III)と添加剤としてのTMEDA(N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン)とを使用する、ハロゲン化アルキルとアリールマグネシウム化合物とのクロスカップリングを開発した((非特許文献4))。 2001年に、クノーチェルらは、金属交換工程を用いてあらかじめ形成された高度に官能化されたアリールマグネシウム化合物のクロスカップリングを公表した。これらは、さらなる金属交換でより安定な銅オルガニル(organyl)へ変換されるか、またはより低い温度で臭化もしくはヨウ化ビニルとのクロスカップリングに直接使用することができる((非特許文献5))。 2007年に、カヒーツらは、触媒量のTMEDA(N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン)(10モル%)およびヘキサメチレンテトラミン(5モル%)を使用する効率的な鉄触媒クロスカップリングを開発した。この方法は特に、アリールグリニャール化合物と第二級および第一級ハロゲン化物とのカップリングに好適である。第二級ハロゲン化物は一般に、カップリング生成物のより良好な収率を与える((非特許文献6))。 非吸湿性の(FeCl3)2(TMEDA)3錯体の使用は、触媒の量が1.5モル%に低減されることを可能にした。製造および貯蔵するのが容易であるこの錯体は、非常に簡単な、しかし効率的なクロスカップリングを可能にする。 ハロゲン化アルケニルとアルキルグリニャール化合物との最初の効率的なコバルト触媒クロスカップリングは、1990年代の終わりにカヒーツらによって公表された。NMP/THF溶媒混合物中のCoCl2およびCo(acac)2が触媒系としての機能を果たした((非特許文献7))。 クノーチェルらは、このコバルト触媒クロスカップリング法を、ハロゲン化アルケニルおよびハロゲン化アリールと有機銅および有機亜鉛化合物との反応にまで広げた((非特許文献8))。 ハロゲン化アルキルとアリールグリニャール化合物とのコバルト触媒クロスカップリングにおいて中程度の選択性を示す最初の立体選択的変法は、オオシマ(Oshima)らによって2006年に記載された。ハロゲン化アルキル上の隣接するキラル中心の、クロスカップリングのジアステレオ選択性への影響もまた検討された。さらに、アミンのみならずジホスフィンもまた、ハロゲン化アルキルとアリールグリニャール化合物とのコバルト触媒クロスカップリングにおいて配位子として好適であることが示された((非特許文献9))。 2007年に、ハヤシ(Hayashi)らは、アルキル、アルケニルおよびアリールグリニャール化合物のみならずアルキニルグリニャール化合物もまた、アルケニルトリフレートとのコバルト触媒クロスカップリングに使用可能であることを示すことができた((非特許文献10))。 上述の鉄触媒クロスカップリングおよびコバルト触媒クロスカップリングは全て、有機マグネシウム化合物(グリニャール化合物)とハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニルまたはハロゲン化アリールとのカップリングに基づいている。 グリニャール化合物は、あらかじめ別途製造され、そして、例えば、ナカムラらの方法におけるように、比較的長い期間にわたってゆっくりと滴加されなければならない((非特許文献4))。特に比較的大規模では、自然発火性グリニャール化合物の貯蔵は問題があり、それらの取り扱いは、大気水分に対してそれらが敏感であるために困難である。この潜在的危険性により、プロセス安全性の観点から、それらが工業で用いられるときに特定の手段に従う必要があり、それにより大規模での実施がかなり困難になる。コーチら、J.Am.Chem.Soc.(1971)、1487ページフュルストネル、Chem.Lett.(2005)、624ページフュルストネル、Angew.Chem.(2002)、632ページナカムラ、J.Am.Chem.Soc.(2004)、3686ページクノーチェル、Synlett(2001)、1901ページカヒーツ、Angew.Chem.Int.Ed.(2007)、4364ページカヒーツ、Tetrahedron Lett.(1998)、6159ページクノーチェル、Tetrahedron Lett.(1998)、6163ページ;Angew.Chem.(2005)、3007ページオオシマ、J.Am.Chem.Soc.(2006)、1886ページ;Tetrahedron(2006)、2207ページハヤシ、Chem.Comm.(2007)、4513ページ それ故、有機マグネシウム化合物(グリニャール化合物)が製造され、そして別途単離されることが必要ではない、有機化合物の製造方法を発見することが本発明の目的であった。 ワンポット反応において、遷移金属が触媒するグリニャール化合物の形成と、有機ハロゲン化物との直接クロスカップリングとを組み合わせる方法が見いだされた。従って、有機マグネシウム化合物の貯蔵および別途製造にともなう危険性は、本発明の方法には存在しない。さらに、ただ一つの反応容器の利用は、空間の効率および利用が従来の方法と比較して本発明の方法においてかなり増加することを可能にする。 従って、本発明は、一般式(I) R−R’ (I) (式中、 Rは、置換または非置換の芳香族、ヘテロ芳香族、シクロアルケニルまたはアルケニル基であり、そして R’は、置換または非置換のアルキル、アルケニル、シクロアルキルまたはシクロアルケニル基である)の有機化合物を、一般式(II) R−X (II) (式中、 Xは塩素、臭素、ヨウ素、ジアゾニウム、メシレート(メタンスルホネート)、トシレート(p−トルエンスルホネート)またはトリフレート(トリフルオロメタンスルホネート)であり、そして Rは式(I)について定義された通りである)の相当する化合物と、一般式(III) R’−Y (III) (式中、 Yは塩素、臭素またはヨウ素であり、そして R’は式(I)について定義された通りである)の相当する化合物とを反応させることによって製造する方法であって、この反応が、 a)一般式(II)の化合物を基準として、化学量論量のマグネシウム元素と、 b)一般式(II)の化合物を基準として、触媒量の遷移金属化合物との存在下で、そして、必要に応じて、 c)一般式(II)の化合物を基準として、触媒量または化学量論量の窒素含有添加剤、酸素含有添加剤および/またはリン含有添加剤の存在下で実施されることを特徴とする方法を提供する。 本発明の方法はワンポット法として実施され、そして中間体としてその場で形成された有機マグネシウム化合物(グリニャール化合物)は単離されないことが特に有利である。 遷移金属化合物、特に挙げられた鉄およびコバルト化合物は、低温で、ハロゲン化物からの有機マグネシウム化合物の形成を触媒する。この方法で形成されたグリニャール化合物は、本発明によれば、同じ触媒系を用いるクロスカップリング反応でアリール−X化合物、ヘテロアリール−X化合物またはアルケニル−X化合物とその場でさらに直接反応させられる。式(II)中の基Xは、ハライド(halide)、ジアゾニウム、メシレート、トシレートまたはトリフレートであることができる脱離基である。活性グリニャール化合物の濃度は、迅速なその後の反応のために非常に低いままである。実験で、活性グリニャール化合物の濃度が、本発明の方法での反応の間5%を超えないことを確認した。アルキルグリニャールは優先的に高選択性で形成される。 単離された自然発火性グリニャール化合物の取り扱い及びゆっくりの計量供給添加は、その場での活性グリニャールのゆっくりとした且つ一様な形成の結果としてもはや必要ではない。それ故、本発明の方法の使用は、大規模工業プロセスにおける潜在的危険性を低減し、従ってプロセス安全性を大幅に向上させる。 式(I)または式(II)中の基Rは、置換または非置換のアルケニル、シクロアルケニル、芳香族またはヘテロ芳香族基であり、ここで、ヘテロ芳香族基は、環中に1つ以上の窒素、酸素および/または硫黄原子を有する5員、6員または7員環である。シクロアルケニル、芳香族およびヘテロ芳香族基は、必要に応じて、さらなる芳香族、ヘテロ芳香族および/または脂環式基がそれらへ縮合していてもよい。 芳香族基Rの例は、フェニル、ナフチル、トリル、アニソール、クレゾール、アニリンまたは安息香酸基である。ヘテロ芳香族基の例はピリジン基である。アルケニル基Rの例は2−メチルプロペニルおよび2−フェニルエテニル基である。シクロアルケニル基の例は1−シクロヘキセニル基である。 上記のアルケニル、シクロアルケニル、芳香族またはヘテロ芳香族基Rは8個以下の置換基を有していてもよく、置換基は互いに独立して、(C1〜C12)アルキル、(C1〜C12)シクロアルキル、(C1〜C12)アルケニル、(C1〜C12)シクロアルケニル、(C1〜C12)アルキニル、(C1〜C12)アリール、O-[(C1〜C12)アルキル]、O-[(C1〜C12)アリール]、O-Si[(C1〜C12)アルキル]n[(C1〜C12)アリール]3−n、OC(O)-[(C1〜C12)アルキル]、OC(O)-[(C1〜C12)アリール]、NH2、NH[(C1〜C12)アルキル]、N[(C1〜C12)アルキル]2、NH[(C1〜C12)アリール]、N[(C1〜C12)アリール]2、NHC(O)-[(C1〜C12)アルキル]、N[(C1〜C12)アルキル]C(O)-[(C1〜C12)アルキル]、NHC(O)-[(C1〜C12)アリール]、N[(C1〜C12)アルキル]C(O)-[(C1〜C12)アリール]、NO2、NO、S-[(C1〜C12)アリール]、S-[(C1〜C12)アルキル]、フッ素、塩素、臭素、CF3、CN、COOM、COO-[(C1〜C12)アルキル]、COO-[(C1〜C12)アリール]、C(O)NH-[(C1〜C12)アルキル]、C(O)NH-[(C1〜C12)アリール]、C(O)N-[(C1〜C12)アルキル]2、C(O)N-[(C1〜C12)アリール]2、CHO、SO2-[(C1〜C12)アルキル]、SO-[(C1〜C12)アルキル]、SO2-[(C1〜C12)アリール]、SO-[(C1〜C12)アリール]、OSO2-[(C1〜C12)アルキル]、OSO2-[(C1〜C12)アリール]、PO-[(C1〜C12)アルキル]2、PO-[(C1〜C12)アリール]2、SO3M、SO3-[(C1〜C12)アルキル]、SO3-[(C1〜C12)アリール]またはSi[(C1〜C12)アルキル]n[(C1〜C12)アリール]3−n(ここで、Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属原子であり、nは0〜3の範囲の自然数である)であることができる。 式(I)または式(II)中のアルキル、アルケニル、シクロアルキルまたはシクロアルケニル基R’は、必要に応じて1つ以上の置換基を有してもよく、置換基は互いに独立して、(C1〜C12)アルキル、(C1〜C12)シクロアルキル、(C1〜C12)アルケニル、(C1〜C12)シクロアルケニル、(C1〜C12)アルキニル、(C1〜C12)アリール、O-[(C1〜C12)アルキル]、O-[(C1〜C12)アリール]、O-Si[(C1〜C12)アルキル]n[(C1〜C12)アリール]3−n、OC(O)-[(C1〜C12)アルキル]、OC(O)-[(C1〜C12)アリール]、NH2、NH[(C1〜C12)アルキル]、N[(C1〜C12)アルキル]2、NH[(C1〜C12)アリール]、N[(C1〜C12)アリール]2、NHC(O)-[(C1〜C12)アルキル]、N[(C1〜C12)アルキル]C(O)-[(C1〜C12)アルキル]、NHC(O)-[(C1〜C12)アリール]、N[(C1〜C12)アルキル]C(O)-[(C1〜C12)アリール]、NO2、NO、S-[(C1〜C12)アリール]、S-[(C1〜C12)アルキル]、フッ素、塩素、臭素、CF3、CN、COOM、COO-[(C1〜C12)アルキル]、COO-[(C1〜C12)アリール]、C(O)NH-[(C1〜C12)アルキル]、C(O)NH-[(C1〜C12)アリール]、C(O)N-[(C1〜C12)アルキル]2、C(O)N-[(C1〜C12)アリール]2、CHO、SO2-[(C1〜C12)アルキル]、SO-[(C1〜C12)アルキル]、SO2-[(C1〜C12)アリール]、SO-[(C1〜C12)アリール]、OSO2-[(C1〜C12)アルキル]、OSO2-[(C1〜C12)アリール]、PO-[(C1〜C12)アルキル]2、PO-[(C1〜C12)アリール]2、SO3M、SO3-[(C1〜C12)アルキル]、SO3-[(C1〜C12)アリール]またはSi[(C1〜C12)アルキル]n[(C1〜C12)アリール]3−n(ここで、Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属原子であり、nは0〜3の範囲の自然数である)であることができる。 アルキル基R’の例は、直鎖状および分岐の、置換または非置換のC3〜C12アルキルであり、シクロアルキル基の例はシクロヘキシルであり、アルケニル基の例は直鎖状および分岐の、置換または非置換のC3〜C12オレフィンであり、そしてシクロアルケニル基の例は1−シクロヘキセニルである。 周期表の7〜12族(遷移金属)の遷移金属化合物を触媒として使用することが好ましい。 鉄またはコバルト化合物、特に好ましくは塩化鉄(II)、塩化鉄(III)、鉄(II)アセチルアセトナート、鉄(III)アセチルアセトナート、酢酸鉄(II)、酢酸鉄(III)、臭化鉄(II)、臭化鉄(III)、フッ化鉄(II)、フッ化鉄(III)、ヨウ化鉄(II)、ヨウ化鉄(III)、硫酸鉄(II)、塩化鉄(III)-TMEDA錯体、鉄カルボニル錯体、塩化コバルト(II)、塩化コバルト(III)、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート、酢酸コバルト(II)、酢酸コバルト(III)、臭化コバルト(II)、臭化コバルト(III)、フッ化コバルト(II)、フッ化コバルト(III)、ヨウ化コバルト(II)、ヨウ化コバルト(III)、硫酸コバルト(II)、硫酸コバルト(III)、シアン化コバルト(II)、シアン化コバルト(III)、酸化コバルト(II)、酸化コバルト(III)、コバルトカルボニル錯体、ビス(シクロペンタジエニル)コバルト(II)、ビス(シクロペンタジエニル)コバルト(III)塩、ジクロロビス(エチレンジアミン)コバルト(III)塩、トリス(エチレンジアミン)コバルト(III)塩、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)コバルト(I)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)コバルト(II)、[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロコバルト(II)、(R,R)-(−)-N,N’ -ビス(3,5-ジ-tert-ブチルサリチリデン)-1,2-シクロヘキサンジアミンコバルト(II)、N,N’-ビス(サリチリデン)エチレンジアミンコバルト(II)または[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ジクロロコバルト(II)を使用することがさらに好ましい。 使用される触媒の量は、一般式(II)の化合物を基準として、好ましくは0.01〜50モル%、特に好ましくは0.1〜10モル%である。 必要ならば、添加剤を、本発明の方法に添加することができる(アイテムc)。 添加してもよい、1つ以上の窒素、酸素および/またはリン原子を有する窒素含有添加剤、酸素含有添加剤、および/またはリン含有添加剤は、好ましくは、置換または非置換のアルキルアミン、N−含有複素環化合物、アルキルアミド、環式アルキルアミド、シクロアルキルアミン、シクロアルキルジアミン、アルキルイミン、シクロアルキルイミン、アニリン、アニリン誘導体、窒素含有ヘテロ芳香族化合物、ジアルキルエーテル、アルキルアリールエーテル、ジアリールエーテル、環式エーテル、オリゴエーテル、ポリエーテル、トリアリールホスファン、トリアルキルホスファン、アリールジアルキルホスファン、アルキルジアリールホスファン、および架橋ビスホスファンである。 TEA(トリエチルアミン)、エチルジイソプロピルアミン、TMEDA(N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン)、DABCO(1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、(−)-スパルテイン(Spartein)、N,N,N’,N’ -テトラメチルジアミノメエタン、DACH(1,2-ジアミノシクロヘキサン)、Me4-DACH(N,N,N’,N’-テトラメチル-1,2-ジアミノシクロヘキサン)、NMP(N-メチル-2-ピロリドン)、N,N-ジメチルアニリン、ピリジン、フェナントロリン、PEG(ポリエチレングリコール)、DME(1,2-ジメトキシエタン)、ビナフチルジメチルエーテル、18-クラウン-6、トリフェニルホスファン、トリ-n-ブチルホスファン、トリ-tert-ブチル-ホスファン、dppf(1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン)、dppe(1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン)、dppp(1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン)、dppb(1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン)またはdpppe(1,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)ペンタンを添加剤として用いることが特に好ましい。 本発明の方法での1つ以上の窒素、酸素および/またはリン原子を有するキラルな窒素含有添加剤、酸素含有添加剤、および/またはリン含有添加剤の使用は、基質の好適な選択で、立体異性的に富む(stereoisomerically enriched)形態での式(IVa)または式(IVb)の不斉中心の選択的な形成をもたらし、式中、Rは式(I)について定義された通りであり、そしてR1、R2およびR3は、互いに独立して、次の意味を有することができる:水素、(C1〜C12)アルキル、(C1〜C12)シクロアルキル、(C1〜C12)アルケニル、(C1〜C12)シクロアルケニル、(C1〜C12)アルキニル、(C1〜C12)アリール、O-[(C1〜C12)アルキル]、O-[(C1〜C12)アリール]、O-Si[(C1〜C12)アルキル]n[(C1〜C12)アリール]3−n、OC(O)-[(C1〜C12)アルキル]、OC(O)-[(C1〜C12)アリール]、NH2、NH[(C1〜C12)アルキル]、N[(C1〜C12)アルキル]2、NH[(C1〜C12)アリール]、N[(C1〜C12)アリール]2、NHC(O)-[(C1〜C12)アルキル]、N[(C1〜C12)アルキル]C(O)-[(C1〜C12)アルキル]、NHC(O)-[(C1〜C12)アリール]、N[(C1〜C12)アルキル]C(O)-[(C1〜C12)アリール]、NO2、NO、S-[(C1〜C12)アリール]、S-[(C1〜C12)アルキル]、フッ素、塩素、臭素、CF3、CN、COOM、COO-[(C1〜C12)アルキル]、COO-[(C1〜C12)アリール]、C(O)NH-[(C1〜C12)アルキル]、C(O)NH-[(C1〜C12)アリール]、C(O)N-[(C1〜C12)アルキル]2、C(O)N-[(C1〜C12)アリール]2、CHO、SO2-[(C1〜C12)アルキル]、SO-[(C1〜C12)アルキル]、SO2-[(C1〜C12)アリール]、SO-[(C1〜C12)アリール]、OSO2-[(C1〜C12)アルキル]、OSO2-[(C1〜C12)アリール]、PO-[(C1〜C12)アルキル]2、PO-[(C1〜C12)アリール]2、SO3M、SO3-[(C1〜C12)アルキル]、SO3-[(C1〜C12)アリール]またはSi[(C1〜C12)アルキル]n[(C1〜C12)アリール]3−n(ここで、Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属原子であり、nは0〜3の範囲の自然数である)。しかしながら、R≠R1≠R2≠R3であることが必要である。R、R1、R2および/またはR3は、互いに独立して、前述の置換基を介して互いに架橋することができる。基R1、R2およびR3と一緒の炭素原子は式(I)について与えられた意味のR’に相当する。 立体異性的に富む形態での1つのまたは他の立体異性体の形成は、キラルな配位子/添加剤の選択によって本発明の方法において目的とするやり方で制御される。 用いられるキラル配位子は、1つ以上のキラル中心を有する、1つ以上の窒素、酸素および/またはリン原子を有する窒素含有添加剤、酸素含有添加剤および/またはリン含有添加剤、好ましくは、置換または非置換のアルキルアミン、N含有複素環化合物、アルキルアミド、環式アルキルアミド、シクロアルキルアミン、シクロアルキルジアミン、アルキルイミン、シクロアルキルイミン、アニリン、アニリン誘導体、窒素−含有ヘテロ芳香族化合物、ジアルキルエーテル、アルキルアリールエーテル、ジアリールエーテル、環式エーテル、オリゴエーテル、ポリエーテル、トリアリールホスファン、トリアルキルホスファン、アリールジアルキルホスファン、アルキルジアリールホスファン、および架橋ビスホスファンである。 本発明の方法では、窒素含有添加剤、酸素含有添加剤、および/またはリン含有添加剤は、化合物(II)を基準として、好ましくは0〜200モル%、特に好ましくは1〜150モル%の量で使用される。 本発明の方法は通常、非プロトン極性溶媒中で実施される。テトラヒドロフラン(THF)、2-メチルテトラヒドロフラン(2-メチル-THF)、1,4-ジオキサン、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、メチルtert-ブチルエーテル(MTBE)、ジエチルエーテル、1,2-ジメトキシエタン(DME)、ジイソプロピルエーテル(DIPE)、炭酸ジメチル、またはN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を溶媒として使用することが特に好ましい。 本発明の方法での反応温度は通常、−80℃〜+100℃の範囲である。 本発明の方法は、多くの置換および非置換のアリール−X、ヘテロアリール−X、シクロアルケニル−X、およびアルケニル−X化合物(ここで、Xはハライド(halide)、ジアゾニウム、メシレート、トシレート、またはトリフレートなどの脱離基である)と置換および非置換のハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化シクロアルキル、またはハロゲン化シクロアルケニルとの反応を可能にして、相当する官能化された芳香族化合物、ヘテロ芳香族化合物、およびオレフィンを形成する。 本発明の方法によって製造される化合物は、従来の方法によって容易に単離し、精製することができる。 本発明の方法は、クロスカップリングを用いて、意図した選択的方法でキラル中心を作り出すために極めて好適である。[実施例1〜15] 0℃の温度で、29mg(1.2ミリモル)のマグネシウム削りくずを10ml反応フラスコに入れ、アルゴンでフラッシュする。8.1mgのFeCl3(0.05ミリモル、5モル%)および4mlのTHF(無水)を含む溶液を加え、181μlのTMEDA(1.2ミリモル)をその後導入する。混合物を0℃の温度で30分間撹拌し、化合物R−X(1ミリモル)および化合物R’−Y(1.2ミリモル)を次に加える。反応混合物を室温で3時間撹拌し、反応をその後3mlの飽和塩化アンモニウム水溶液および1mlの10%濃度のHCl水溶液の添加によって停止させる。混合物を3×5mlの酢酸エチルで抽出し、合わせた有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、溶媒を減圧下で留去する。粗生成物をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、シクロヘキサン、酢酸エチル)によって精製する。[実施例16〜20] 実施例1〜15と同様の手順を用いて、塩化アリールおよび塩化アルキルならびにアリールトリフレートもまた首尾よく用いることができた。フェニルトリフレート(フェニルトリフルオロメタンスルホネート)およびクロロベンゼンの場合は、反応を20℃で実施した。[実施例21] 実施例1〜15と同様の手順を用いて、臭化アルケニルもまた、臭化アルキルと首尾よく反応させることができる。[実施例22] 実施例1〜15と同様の手順を用いたが、120モル%の代わりに10モル%のTMEDAを用いて、4−ブロモトルエンを1−ブロモドデカンと首尾よく反応させることができる。[実施例23〜31] 実施例1〜15と同様の手順を用いて、4−ブロモアニソールを1−ブロモドデカンと反応させた。電子的におよび立体的に異なる窒素含有添加剤を、TMEDAの代わりに使用した。[実施例32〜35] 実施例23〜31と同様の方法で、エーテルおよびホスファンなどの酸素含有化合物およびリン含有化合物もまた、4−ブロモアニソールと1−ブロモドデカンとのクロスカップリングにおける添加剤として好適である。実施例32が示すように、この反応はまた、添加剤がなくても首尾よく進行する。[実施例36〜44] 室温で、29mg(1.2ミリモル)のマグネシウム削りくずを10ml反応フラスコに入れ、アルゴンでフラッシュする。6.5mgのCoCl2(0.05ミリモル、5モル%)および4mlのTHF(無水)を含む溶液を加え、19μlのN,N,N’,N’−テトラメチル−1,2−ジアミノシクロヘキサン(Me4DACH;0.11ミリモル、11モル%)をその後導入する。この青色混合物を、撹拌しながら0℃の温度に冷却し、化合物R−X(1.0ミリモル)および化合物R’−Y(1.0ミリモル)を次に加える。反応混合物を0℃で3時間撹拌し、反応をその後3mlの飽和塩化アンモニウム水溶液の添加によって停止させる。混合物を3×5mlの酢酸エチルで抽出し、合わせた有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、溶媒を減圧下で留去する。粗生成物をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、シクロヘキサン、酢酸エチル)によって精製する。[実施例45〜47] 実施例36〜44と同様の手順を用いて、塩化アリールおよび塩化アルキルもまた首尾よく使用することができる。[実施例48] 実施例36〜44と同様の手順を用いて、臭化アルケニルもまた臭化アルキルと首尾よく反応させることができる。[実施例49] 実施例36〜44と同様の手順を用いて、臭化アリールもまた臭気アルケニルと首尾よく反応させることができる。[実施例50〜55] 実施例36〜44と同様の手順を用いて、4−ブロモトルエンをブロモシクロヘキサンと反応させた。電子的におよび立体的に異なる窒素含有添加剤を、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,2−ジアミノシクロヘキサン(Me4DACH)の代わりに使用した。[実施例55] 実施例36〜44と同様の手順を用いて、2−ブロモアニソールを(3−ブロモブチル)ベンゼンと反応させた。ラセミ体のN,N,N’,N’−テトラメチル−1,2−ジアミノシクロヘキサン(Me4DACH)の代わりに、光学的に純粋な1R,2R体を使用した。これは、2−(1−メチル−3−フェニル)プロピルアニソールが立体異性体的に富む形で合成されることを可能にした。 一般式(I) R−R’ (I) (式中、 Rは、置換または非置換の、芳香族、ヘテロ芳香族、シクロアルケニル、またはアルケニル基であり、そして R’は、置換または非置換の、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、またはシクロアルケニル基である)の有機化合物を、一般式(II) R−X (II) (式中、 Xは、塩素、臭素、ヨウ素、ジアゾニウム、メシレート(メタンスルホネート)、トシレート(p−トルエンスルホネート)、またはトリフレート(トリフルオロメタンスルホネート)であり、そして Rは式(I)について定義された通りである)の相当する化合物と、一般式(III) R’−Y (III) (式中、 Yは、塩素、臭素、またはヨウ素であり、そして R’は式(I)について定義された通りである)の相当する化合物とを反応させることによって製造する方法であって、前記反応が、 a)一般式(II)の化合物を基準として、化学量論量のマグネシウム元素と、 b)一般式(II)の化合物を基準として、触媒量の遷移金属化合物との存在下で、かつ、必要に応じて、 c)一般式(II)の化合物を基準として、触媒量または化学量論量の窒素含有添加剤、酸素含有添加剤、および/またはリン含有添加剤の存在下で、実施されることを特徴とする方法。 中間体としてその場形成された有機マグネシウム化合物(グリニャール化合物)が単離されないワンポット法として前記反応が実施されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 Rが、フェニル、ナフチル、トリル、アニソール、クレゾール、アニリン、安息香酸、ピリジン、2−メチルプロペニル、2−フェニルエチレン、または1−シクロヘキセニル基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。 R’がC3〜C12アルキル、シクロアルキル、C3〜C12オレフィン、または1−シクロヘキセニル基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。 前記アルケニル、シクロアルケニル、芳香族、またはヘテロ芳香族基Rが、8個以下の置換基を有していてもよく、前記置換基は、互いに独立して、(C1〜C12)アルキル、(C1〜C12)シクロアルキル、(C1〜C12)アルケニル、(C1〜C12)シクロアルケニル、(C1〜C12)アルキニル、(C1〜C12)アリール、O-[(C1〜C12)アルキル]、O-[(C1〜C12)アリール]、O-Si[(C1〜C12)アルキル]n[(C1〜C12)アリール]3−n、OC(O)-[(C1〜C12)アルキル]、OC(O)-[(C1〜C12)アリール]、NH2、NH[(C1〜C12)アルキル]、N[(C1〜C12)アルキル]2、NH[(C1〜C12)アリール]、N[(C1〜C12)アリール]2、NHC(O)-[(C1〜C12)アルキル]、N[(C1〜C12)アルキル]C(O)-[(C1〜C12)アルキル]、NHC(O)-[(C1〜C12)アリール]、N[(C1〜C12)アルキル]C(O)-[(C1〜C12)アリール]、NO2、NO、S-[(C1〜C12)アリール]、S-[(C1〜C12)アルキル]、フッ素、塩素、臭素、CF3、CN、COOM、COO-[(C1〜C12)アルキル]、COO-[(C1〜C12)アリール]、C(O)NH-[(C1〜C12)アルキル]、C(O)NH-[(C1〜C12)アリール]、C(O)N-[(C1〜C12)アルキル]2、C(O)N-[(C1〜C12)アリール]2、CHO、SO2-[(C1〜C12)アルキル]、SO-[(C1〜C12)アルキル]、SO2-[(C1〜C12)アリール]、SO-[(C1〜C12)アリール]、OSO2-[(C1〜C12)アルキル]、OSO2-[(C1〜C12)アリール]、PO-[(C1〜C12)アルキル]2、PO-[(C1〜C12)アリール]2、SO3M、SO3-[(C1〜C12)アルキル]、SO3-[(C1〜C12)アリール]、またはSi[(C1〜C12)アルキル]n[(C1〜C12)アリール]3−n(ここで、Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属原子であり、nは0〜3の範囲の自然数である)であることができることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。 前記アルキル、アルケニル、シクロアルキル、またはシクロアルケニル基R’が、必要に応じて1つ以上の置換基を有していてもよく、置換基は、互いに独立して、(C1〜C12)アルキル、(C1〜C12)シクロアルキル、(C1〜C12)アルケニル、(C1〜C12)シクロアルケニル、(C1〜C12)アルキニル、(C1〜C12)アリール、O-[(C1〜C12)アルキル]、O-[(C1〜C12)アリール]、O-Si[(C1〜C12)アルキル]n[(C1〜C12)アリール]3−n、OC(O)-[(C1〜C12)アルキル]、OC(O)-[(C1〜C12)アリール]、NH2、NH[(C1〜C12)アルキル]、N[(C1〜C12)アルキル]2、NH[(C1〜C12)アリール]、N[(C1〜C12)アリール]2、NHC(O)-[(C1〜C12)アルキル]、N[(C1〜C12)アルキル]C(O)-[(C1〜C12)アルキル]、NHC(O)-[(C1〜C12)アリール]、N[(C1〜C12)アルキル]C(O)-[(C1〜C12)アリール]、NO2、NO、S-[(C1〜C12)アリール]、S-[(C1〜C12)アルキル]、フッ素、塩素、臭素、CF3、CN、COOM、COO-[(C1〜C12)アルキル]、COO-[(C1〜C12)アリール]、C(O)NH-[(C1〜C12)アルキル]、C(O)NH-[(C1〜C12)アリール]、C(O)N-[(C1〜C12)アルキル]2、C(O)N-[(C1〜C12)アリール]2、CHO、SO2-[(C1〜C12)アルキル]、SO-[(C1〜C12)アルキル]、SO2-[(C1〜C12)アリール]、SO-[(C1〜C12)アリール]、OSO2-[(C1〜C12)アルキル]、OSO2-[(C1〜C12)アリール]、PO-[(C1〜C12)アルキル]2、PO-[(C1〜C12)アリール]2、SO3M、SO3-[(C1〜C12)アルキル]、SO3-[(C1〜C12)アリール]、またはSi[(C1〜C12)アルキル]n[(C1〜C12)アリール]3−n(ここで、Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属原子であり、nは0〜3の範囲の自然数である)であることができることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。 周期表の7〜12族(遷移金属)の化合物が好ましくは遷移金属化合物として使用され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。 鉄化合物が遷移金属化合物として使用され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。 塩化鉄(II)、塩化鉄(III)、鉄(II)アセチルアセトナート、鉄(III)アセチルアセトナート、酢酸鉄(II)、酢酸鉄(III)、臭化鉄(II)、臭化鉄(III)、フッ化鉄(II)、フッ化鉄(III)、ヨウ化鉄(II)、ヨウ化鉄(III)、硫酸鉄(II)、塩化鉄(III)-TMEDA錯体、または鉄カルボニル錯体が鉄化合物として使用され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。 コバルト化合物が遷移金属化合物として使用され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。 塩化コバルト(II)、塩化コバルト(III)、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート、酢酸コバルト(II)、酢酸コバルト(III)、臭化コバルト(II)、臭化コバルト(III)、フッ化コバルト(II)、フッ化コバルト(III)、ヨウ化コバルト(II)、ヨウ化コバルト(III)、硫酸コバルト(II)、硫酸コバルト(III)、シアン化コバルト(II)、シアン化コバルト(III)、酸化コバルト(II)、酸化コバルト(III)、コバルトカルボニル錯体、ビス(シクロペンタジエニル)コバルト(II)、ビス(シクロペンタジエニル)コバルト(III)塩、ジクロロビス(エチレンジアミン)コバルト(III)塩、トリス(エチレンジアミン)コバルト(III)塩、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)コバルト(I)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)コバルト(II)、[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロコバルト(II)、(R,R)-(−)-N,N’-ビス(3,5-ジ-tert-ブチルサリチリデン)-1,2-シクロヘキサンジアミンコバルト(II)、N,N’-ビス(サリチリデン)エチレンジアミンコバルト(II)、または[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ジクロロコバルト(II)がコバルト化合物として使用され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。 前記遷移金属化合物が、前記一般式(II)の化合物を基準として、0.01〜50モル%の量で使用されることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。 置換または非置換の、アルキルアミン、N−含有複素環化合物、アルキルアミド、環式アルキルアミド、シクロアルキルアミン、シクロアルキルジアミン、アルキルイミン、シクロアルキルイミン、アニリン、アニリン誘導体、窒素含有ヘテロ芳香族化合物、ジアルキルエーテル、アルキルアリールエーテル、ジアリールエーテル、環式エーテル、オリゴエーテル、ポリエーテル、トリアリールホスファン、トリアルキルホスファン、アリールジアルキルホスファン、アルキルジアリールホスファン、および架橋ビスホスファンが、加えられてもよい1つ以上の窒素、酸素、および/またはリン原子を有する窒素含有添加剤、酸素含有添加剤、および/またはリン含有添加剤として使用されることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。 窒素含有添加剤、酸素含有添加剤、および/またはリン含有添加剤が好ましくは、前記一般式(II)の化合物を基準として、0〜200モル%の量で使用されることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載に記載の方法。 【課題】アリール−X等とハロゲン化アルキル等との遷移金属−触媒クロスカップリング反応による有機化合物の製造方法を提供する。【解決手段】一般式(I)R−R’(I)(式中、Rは、置換または非置換の芳香族、ヘテロ芳香族、シクロアルケニルまたはアルケニル基であり、R’は、置換または非置換のアルキル、アルケニル、シクロアルキルまたはシクロアルケニル基である)の有機化合物の、一般式(II)R−X(II)(式中、Xは塩素、臭素等である)の相当する化合物を一般式(III)R’−Y(III)(式中、Yは塩素、臭素等である)の相当する化合物と反応させることによる製造方法であって、反応が、一般式(II)の化合物を基準として、a)化学量論量のマグネシウム元素と、b)触媒量の遷移金属化合物との存在下に、必要に応じて、c)触媒量または化学量論量の窒素−、酸素−および/またはリン−含有添加剤の存在下に実施される。【選択図】なし


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