(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
【化１】
0005577687.tif 000011
［式中、Ｒ１およびＲ２はいずれもシクロヘキシル基を示し、Ｘは水素または下記一般式（２）
【化２】
0005577687.tif 000012
（式中、Ｙは水素、炭素数１〜３のアルキル基、またはＰＲ１Ｒ２基を示す。）
で表される置換フェニル基を示す。］
で表されるホスフィン化合物。
【請求項２】
請求項１に記載のホスフィン化合物を配位子として有する金属錯体。
【請求項３】
金属がパラジウムであることを特徴とする請求項２に記載の金属錯体。
【請求項４】
請求項２または３に記載の金属錯体を含んでなる芳香族アミン誘導体またはビアリール誘導体合成用触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホスフィン化合物および該ホスフィン化合物にパラジウム化合物を作用させることにより得られるパラジウム−ホスフィン錯体に関するものである。また、本発明による該パラジウム−ホスフィン錯体は、電子材料やその中間体などに用いられるアリールアミン類またはビアリール類の合成用触媒として有用である。
【背景技術】
【０００２】
現在、パラジウム等の数多くの遷移金属錯体が、有機合成反応用の触媒として使用されている（例えば、辻二郎著  Ｐａｌｌａｄｉｕｍ  Ｒｅａｇｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｃａｔａｌｙｓｔｓ，１９９５年）。それら触媒の性能あるいは活性を発現させる因子として、中心金属である遷移金属種以外に配位子が重要な役割を果たしていることがよく知られている。例えば、多数のホスフィン化合物が配位子として開発されており、そのような重要な役割を担っている。
【０００３】
これまでに炭素−炭素（またはヘテロ元素）結合反応で報告されている配位子としては、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）、ジアルキルホスフィンが置換したフェロセン誘導体（例えば、特許文献２参照）、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−１，１’−ビフェニル誘導体（例えば、特許文献３参照）、１，３−ビス（２，６−ジイソプロピルフェニル）イミダゾリニウム塩等（例えば、非特許文献２参照）のカルベン配位子が知られている。
【０００４】
一方で、炭素−炭素（またはヘテロ元素）結合反応以外の反応で、２，２’−ビス（ジフェニルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル（通称、ＢＩＮＡＰ）、６，６’−位がある連結基を介して結合した１，１’−ビフェニル構造の二座配位子が、不斉合成反応（特に不斉水素化）の配位子として報告されている（例えば、特許文献４，５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１３９７４２号公報
【特許文献２】特開２０００−２４７９９０公報
【特許文献３】米国公開特許２００２／１５６２９５号公報
【特許文献４】特許第４１６７８９９号公報
【特許文献５】特開２０００−１５４１５６公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１２２（１７），４０２０−４０２８（２０００）
【非特許文献２】Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，４６，２７６８−２８１３（２００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィンを配位子とする遷移金属錯体は、極めて高活性であることが知られているものの、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン自身が酸素で容易に酸化される特徴を有していることから、扱いづらい欠点をもっている。一方、その他の配位子は、比較的酸素に安定ではあるものの、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィンを配位子とする遷移金属触媒に比べ低活性である欠点を有している。特に、トリアリールアミン類およびビアリール類の合成には、酸素に安定で、且つ高活性な触媒の開発が望まれていた。
【０００８】
また、電子材料やその中間体、医薬品などの分野では、生成物への有害金属の混入を抑制した製造方法が強く求められており、金属触媒の除去に関する解決策が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意検討した結果、下記一般式（１）で表されるホスフィン化合物
【００１０】
【化１】
0005577687.tif 000002
［式中、Ｒ１およびＲ２は各々独立して、炭素数１〜１０のアルキル基、または炭素数６〜１２のアリール基を示し、Ｘは水素または下記一般式（２）
【００１１】
【化２】
0005577687.tif 000003
（式中、Ｙは水素、炭素数１〜３のアルキル基、またはＰＲ１Ｒ２基を示す。）
で表される置換フェニル基を示す。］
を配位子として有する金属錯体が、芳香族アミン誘導体やビアリール誘導体の合成に有用な触媒となることを見出した。
【００１２】
以下、本発明に関し、さらに詳しく説明する。
【００１３】
一般式（１）で表されるホスフィン化合物におけるＲ１およびＲ２は各々独立して、炭素数１〜１０のアルキル基、または炭素数６〜１２のアリール基を示し、Ｘは水素または一般式（２）で表される置換フェニル基を示す。ここで、Ｒ１およびＲ２の炭素数１〜１０のアルキル基としては特に制限はないが、例えば、シクロヘキシル基、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、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、アダマンチル基等を挙げることができる。また、Ｒ１およびＲ２の炭素数６〜１２のアリール基としては、フェニル基、ｏ−トリル基、２，６−ジメチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基を挙げることができる。中でも、嵩高く、電子供与性の置換基であるｔｅｒｔ−ブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基が高い触媒活性の点で好ましく、さらに、シクロヘキシル基は耐酸化性の点でより好ましい。
【００１４】
Ｘは水素または下記一般式（２）
【００１５】
【化３】
0005577687.tif 000004
（式中、Ｙは水素、炭素数１〜３のアルキル基、またはＰＲ１Ｒ２基を示す。）
で表される置換フェニル基を示す。また、上記式中Ｙは、水素、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ＰＲ１Ｒ２基（Ｒ１およびＲ２は、前記した置換基を例示することができる）を示し、合成の容易さの点から、水素またはＰＲ１Ｒ２基が好ましい。
【００１６】
特に限定するものではないが、次に示すホスフィン化合物が、特に好ましいホスフィン化合物の例として挙げられる（Ａ−１〜Ａ−２０）。
【００１７】
【化４】
0005577687.tif 000005
【００１８】
【化５】
0005577687.tif 000006
（式中、Ｃｙはシクロヘキシル基を示す。）
一般式（１）で表されるホスフィン化合物は、配位子として遷移金属化合物と組み合わせることにより各種反応の触媒となる。特に限定されるものではないが、例えば、ハロゲン化アリールとアミンとの反応によるアリールアミンの合成、ハロゲン化アリールとアリールボロン酸試薬等とのカップリングによるビアリールの合成、およびハロゲン化アリールとオレフィン類との反応による置換スチレンの合成等の反応を挙げることができる。これらの反応において、ハロゲン化アリールの代わりにアリールスルホネートを用いることもできる。
【００１９】
これらの触媒反応の条件は特に限定されるものではないが、例えば、遷移金属化合物の使用量は、ハロゲン化アリール等の基質に対して０．００１〜１０モル％の範囲であり、配位子の使用量は、遷移金属化合物に対してモル比で０．８〜５．０モル％の範囲が挙げられる。反応に用いられる溶媒は、基質に対して不活性なものがよく、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族溶媒、テトラハイドロフラン、ジメトキシエタン、１，４−ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル溶媒、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の非極性溶媒等が挙げられる。反応温度は２０〜１６０℃、反応時間は０．５〜７２時間が用いられ、窒素あるいはアルゴン等の不活性ガス雰囲気下といった条件で通常行われる。
【００２０】
本発明の金属錯体に関し、配位子はパラジウム化合物やニッケル化合物等の各種遷移金属化合物との錯体形成が可能であるが、例えば、特に限定されるものではないが、パラジウム化合物としてヘキサクロロパラジウム（ＩＶ）酸ナトリウム四水和物、ヘキサクロロパラジウム（ＩＶ）酸カリウム等の４価パラジウム化合物類、塩化パラジウム（ＩＩ）、臭化パラジウム（ＩＩ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）、パラジウム（ＩＩ）アセチルアセトナート、ジクロロビス（ベンゾニトリル）パラジウム（ＩＩ）、ジクロロビス（アセトニトリル）パラジウム（ＩＩ）、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）、ジクロロテトラアンミンパラジウム（ＩＩ）、ジクロロ（シクロオクタ−１，５−ジエン）パラジウム（ＩＩ）、パラジウム（ＩＩ）トリフルオロアセテート等の２価パラジウム化合物類、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）クロロホルム錯体、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等の０価パラジウム化合物類等が挙げられる。
【００２１】
本発明の金属錯体は、常温において水、メタノール、エタノール、ｎ−ヘキサンなどに不溶であるため、反応液とこれらの溶媒を混合し、濾過することで容易に回収することができる。多置換ホスフィン配位子が金属を介して、不溶性の高分子錯体を形成していると推定される。この操作により、反応液中の金属濃度を低減させることが可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、高選択的にアリールアミン類を製造することができる。特に、製品に高い純度が要求される電子部品材料の製造に好適である。また、取り扱いの容易なホスフィン化合物と、当該ホスフィン化合物にパラジウム化合物を作用させることにより得られるパラジウム−ホスフィン錯体とは、アリールアミン類およびビアリール類製造用の触媒成分として有用である。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例により、本発明を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。生成物の分析には次の機器を使用した。
【００２４】
核磁気共鳴分析装置：バリアン社製  Ｇｅｍｉｎｉ２００
質量分析装置：日立製作所製  Ｍ−８０Ｂ（測定方法：ＦＤ−ＭＳ分析）
ガスクロマトグラフ：キャピラリーカラム（Ｊ＆ＷＳｃｉｅｎｃｅ社製  ＤＢ−５）を備えた島津製作所製  ＧＣ−１７Ａを用い、１００℃から３００℃まで１０℃／分で昇温し、ＦＩＤで検出した。
【００２５】
液体クロマトグラフィー：東ソー製  カラム（ＯＤＳ−８０Ｔｓ、４．６ｍｍＩＤ×２５０ｍｍ）を用い、メタノール／テトラヒドロフラン＝９／１（ｖ／ｖ）を溶出溶媒として、流量１．０ｍＬ／分、カラム温度４０℃で通液し、東ソー製  紫外可視検出器（ＵＶ−８０２０）にて検出した。
【００２６】
元素分析計：パーキンエルマー全自動元素分析装置  ２４００ＩＩ：酸素フラスコ燃焼−ＩＣ測定法：東ソー製  イオンクロマトグラフ  ＩＣ−２００１
実施例１
４，４”−ビス（ジシクロヘキシルホスフィノ）−ｍ−ターフェニルの合成
中間体合成１
４，４”−ジブロモ−ｍ−ターフェニルの合成
【００２７】
【化６】
0005577687.tif 000007
ｍ−ジヨードベンゼン  １．００ｇ（３．０３ｍｍｏｌ）、４−ブロモフェニルボロン酸  １．４６ｇ（７．２７ｍｍｏｌ）、トルエン  ３０ｍＬ、２．０Ｍ炭酸ナトリウム水溶液  １５ｍＬ、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム  ０．１４ｇ（０．１３ｍｍｏｌ）を窒素雰囲気下、還流下で１６時間攪拌した。水５０  ｍＬを加え、トルエン  １００ｍＬで抽出し、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。無水硫酸マグネシウムで乾燥し、有機溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより分離精製し、さらにクーゲルロールにて蒸留して表題化合物０．６７ｇ（２．４２ｍｍｏｌ、収率８０％）を得た。
【００２８】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：７．４６−７．６９（１２Ｈ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：１２１．６６、１２５．４７、１２６．０８、１２８．６４、１２９．３２、１３１．７７、１３９．６６、１４０．５６
４，４”−ビス（ジシクロヘキシルホスフィノ）−ｍ−ターフェニルの合成
【００２９】
【化７】
0005577687.tif 000008
４，４”−ジブロモ−ｍ−ターフェニル  ０．８６ｇ（２．２２ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン  ０．５４ｇ（４．６４ｍｍｏｌ）をＴＨＦ  １００ｍＬに加え、窒素雰囲気下、−８０℃に冷却した。これにｎ−ブチルリチウム（１．６Ｍ−ヘキサン溶液）  ２．９３ｍＬ（４．８７ｍｍｏｌ）を滴下し、−８０℃で１時間攪拌した。次いで、この反応液にジシクロヘキシルクロロホスフィン  １．１９ｇ（５．１０ｍｍｏｌ）をＴＨＦ  ５ｍＬに溶解させた溶液を滴下し、−８０℃で１時間攪拌した後、室温まで昇温させ、さらに１６時間攪拌した。
【００３０】
飽和塩化アンモニウム水溶液  １００ｍＬを加え、ＣＨ２Ｃｌ２  １００ｍＬで抽出した。飽和塩化ナトリウム水溶液  ５０ｍＬで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。有機溶媒を減圧留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより分離精製して、表題化合物０．３９ｇ（０．６０ｍｍｏｌ、収率２７％）を得た。
【００３１】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：１．２３−２．０９（４４Ｈ）、７．５７−７．８８（１２Ｈ）
ＦＤ−ＭＳ：６２３（Ｍ＋１）
実施例２
１，３，５−トリス（４−ジシクロヘキシルホスフィノフェニル）ベンゼンの合成
【００３２】
【化８】
0005577687.tif 000009
１，３，５−トリス（４−ブロモフェニル）ベンゼン  １．００ｇ（１．７９ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン  ０．６６ｇ（５．６４ｍｍｏｌ）をＴＨＦ  １００ｍＬに加え、窒素雰囲気下、−８０℃に冷却した。これにｎ−ブチルリチウム（１．６Ｍ−ヘキサン溶液）  ３．４０ｍＬ（５．６４ｍｍｏｌ）を滴下し、−８０℃で１時間攪拌した。次いで、この反応液にジシクロヘキシルクロロホスフィン  １．３７ｇ（５．９１ｍｍｏｌ）をＴＨＦ  ５ｍＬに溶解させた溶液を滴下し、−８０℃で１時間攪拌した後、室温まで昇温させ、さらに１６時間攪拌した。
【００３３】
飽和塩化アンモニウム水溶液  １００ｍＬを加え、ＣＨ２Ｃｌ２  １００ｍＬで抽出した。飽和塩化ナトリウム水溶液  ５０ｍＬで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。有機溶媒を減圧留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより分離精製して、表題化合物０．１０ｇ（０．１１ｍｍｏｌ、収率６％）を得た。
【００３４】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：０．８５−２．０２（６６Ｈ）、７．５３−７．８３（１５Ｈ）
ＦＤ−ＭＳ：８９５（Ｍ＋１）
実施例３
４，４”−ビス（ジシクロヘキシルホスフィノ）−ｍ−ターフェニルのアリールアミノ化反応触媒への適用
窒素ガスで置換された３００ｍＬの四つ口フラスコに、ブロモベンゼン  ６．２４ｇ（４０ｍｍｏｌ）、３−メチルジフェニルアミン  ７．３２ｇ（４０ｍｍｏｌ）、ナトリウムターシャリーブトキシド  ４．９９ｇ（５２ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム  ９．０ｍｇ（０．０４０ｍｍｏｌ）、４、４”−ビス（ジシクロヘキシルホスフィノ）−ｍ−ターフェニル  ２４．９ｍｇ（０．０４０ｍｍｏｌ）、トルエン  ９０ｍＬを加えて、１００℃にて３時間攪拌した。反応終了後、純水  ７０ｇを加えて、分液操作にて得られた有機層をさらに飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。得られた有機層中の３−メチルトリフェニルアミンについて、ｎ−エイコサ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、３−メチルトリフェニルアミンが、収率３４％（３−メチルジフェニルアミン基準）の割合で生成していた。結果を表１に示す。
【００３５】
実施例４、比較例１
表１に示したホスフィン化合物を配位子として用いた以外は、実施例３に準拠して反応を行った。結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
0005577687.tif 000010
実施例５
４，４”−ビス（ジシクロヘキシルホスフィノ）−ｍ−ターフェニルの鈴木−宮浦カップリング反応触媒への適用
窒素ガスで置換された１００ｍＬのフラスコに、酢酸パラジウム  ６．７ｍｇ（０．０３０ｍｍｏｌ）、４，４”−ビス（ジシクロヘキシルホスフィノ）−ｍ−ターフェニル  １８．７ｍｇ（０．０３０ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（ＰｈＢ（ＯＨ）２）  ０．４０ｇ（３．３ｍｍｏｌ）、ｐ−クロロトルエン  ０．３８ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン  １１．０ｍＬ、炭酸カリウム  １．２４ｇ（９．０ｍｍｏｌ）、水  ９．０ｍＬ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塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。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−メチルビフェニルが、収率８１％（ｐ−クロロトルエン基準）の割合で生成していた。有機層にｎ−ヘキサンを６０ｍＬ加え、析出する成分を濾過し、回収率５５％で１４ｍｇの触媒を回収した。