(57)【要約】  容易に入手可能なＮ−ハロイミド及びルイス酸触媒を使用して、活性炭素原子をハロゲン化するための、実用的で効率的な方法が開示されている。この方法は、ある範囲の化合物に適用可能であり、任意のハロゲン原子を直接基質に導入することができる。穏やかな反応条件、容易な後処理手順、及び簡単な操作によって、この方法を、環境及び準備の両方の観点から価値のあるものにしている。
2009511427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒量のルイス酸の存在下、活性炭素原子を含む材料をハロゲン供与体と反応させるステップを含み、
前記活性炭素原子が、芳香族炭素原子、芳香環に対してα位にある炭素原子、又はケイ素原子に対してα位にある炭素原子であり、
前記ハロゲン供与体が、Ｎ−ブロモスクシンイミド、Ｎ−ヨードスクシンイミド、Ｎ−クロロスクシンイミド、及びＮ−フルオロベンゼン−スルホンイミドからなる群から選択される、
ルイス酸の存在下で活性炭素原子をハロゲン化する方法。
【請求項２】
ルイス酸が、Ｚｒ、Ｆｅ、及びＡｌからなる群から選択された金属を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｚｒを含む、触媒量のルイス酸の存在下、活性炭素原子を含む材料をハロゲン供与体と反応させるステップを含み、
前記活性炭素原子が、芳香族炭素原子、芳香環に対してα位にある炭素原子、又はケイ素原子に対してα位にある炭素原子であり、
前記ハロゲン供与体が、Ｎ−ブロモスクシンイミド、Ｎ−ヨードスクシンイミド、Ｎ−クロロスクシンイミド、及びＮ−フルオロベンゼン−スルホンイミドからなる群から選択される、
ルイス酸の存在下で活性炭素原子をハロゲン化する方法。
【請求項４】
ルイス酸がＺｒＣｌ４である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
触媒量のルイス酸が、活性炭素原子を含む材料の約０．５モル％〜約２５モル％である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
材料が、式Ｉによって表される芳香族化合物である、請求項１〜５のいずれかに記載の方法
【化１】
2009511427.tif 000067
（式中、
環Ａはアリールであり；
Ｒ１は、−ＯＲ３、−ＮＲ３Ｒ４、及び−ＳＲ３からなる群から選択され；
但し、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、Ｃ６−１０アリール、５〜１０員ヘテロアリール、及び３〜１０員複素環からなる群から選択され；
Ｒ３及びＲ４は、これらが結合する原子と一緒になって、５、６、又は７員シクロアルキル又はヘテロシクリルを形成してもよく；
Ｒ２は、水素、−ＯＲ３、−ＮＲ３Ｒ４、−ＳＲ３、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ１−８ハロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、３〜１０員ヘテロシクリル、Ｃ６−１０アリール、及び５〜１０員ヘテロアリールからなる群からそれぞれ独立に選択された、０〜５個の置換基を表す）。
【請求項７】
Ｒ１が−ＯＲ３である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
Ｒ１が−ＮＲ３Ｒ４である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
材料が、式IIIによって表される芳香族化合物である、請求項１〜５のいずれかに記載の方法
【化２】
2009511427.tif 000068
（式中、
環Ａはヘテロアリールであり；
Ｒ２は、水素、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ１−８ハロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、３〜１０員ヘテロシクリル、Ｃ６−１０アリール、及び５〜１０員ヘテロアリールからなる群からそれぞれ独立に選択された、０〜５個の置換基を表す）。
【請求項１０】
芳香族化合物が、式IIIａによって表される、請求項９に記載の方法
【化３】
2009511427.tif 000069
（式中、
Ｒ２は、水素、ハロゲン、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ１−８ハロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、３〜１０員ヘテロシクリル、Ｃ６−１０アリール、及び５〜１０員ヘテロアリールからなる群からそれぞれ独立に選択された、０〜４個の置換基を表し；
Ｙ１は、−ＮＲ３−、−Ｏ−、及び−Ｓ−からなる群から選択され；
各Ｙ２は独立に、−ＣＲ３Ｒ４−であり；
Ｙ３は、−ＮＲ３−、−Ｏ−、−ＣＲ３Ｒ４−、及び−Ｓ−からなる群から選択され；
但し、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、Ｃ６−１０アリール、５〜１０員ヘテロアリール、及び３〜１０員複素環からなる群から選択され；
Ｒ３及びＲ４は、これらが結合する原子と一緒になって、５、６、又は７員シクロアルキル又はヘテロシクリルを形成してもよく；
ｎは、１、２、又は３である）。
【請求項１１】
Ｙ１が−Ｏ−である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
芳香族化合物が、式IIIｂによって表される、請求項９に記載の方法
【化４】
2009511427.tif 000070
（式中、Ｙ１は、−ＮＲ３−、−Ｏ−、及び−Ｓ−からなる群から選択される）。
【請求項１３】
Ｙ１が−ＮＲ３である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
活性炭素原子が芳香環に対してα位にあり、材料が式Ｖによって表される、請求項１〜５のいずれかに記載の方法
【化５】
2009511427.tif 000071
（式中、
環Ａはアリールであり；
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、Ｃ６−１０アリール、５〜１０員ヘテロアリール、及び３〜１０員複素環からなる群から選択され；
Ｒ３及びＲ４は、これらが結合する原子と一緒になって、５、６、又は７員シクロアルキル又はヘテロシクリルを形成してもよく；
Ｒ５は、水素及びハロゲンからなる群からそれぞれ独立に選択された、０〜５個の置換基を表す）。
【請求項１５】
材料が、芳香族炭素化合物を含む元素状炭素である、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
材料が黒鉛又はチャコールである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
活性炭素原子がケイ素に対してα位にあり、材料が式VIIａによって表される、請求項１〜５のいずれかに記載の方法
【化６】
2009511427.tif 000072
（式中、
Ｒ２は、水素、−ＯＲ３、−ＮＲ３Ｒ４、−ＳＲ３、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ１−８ハロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、３〜１０員ヘテロシクリル、Ｃ６−１０アリール、及び５〜１０員ヘテロアリールからなる群から独立に選択され；
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、Ｃ６−１０アリール、５〜１０員ヘテロアリール、及び３〜１０員複素環からなる群から選択される）。
【請求項１８】
触媒量のルイス酸の存在下、芳香族炭素化合物を含む元素状炭素をハロゲン供与体と反応させて、ハロゲン化元素状炭素を形成するステップによって調製され、
前記ハロゲン供与体が、Ｎ−ブロモスクシンイミド、Ｎ−ヨードスクシンイミド、Ｎ−クロロスクシンイミド、及びＮ−フルオロベンセン−スルホンイミドからなる群から選択される
ハロゲン化元素状炭素。
【請求項１９】
元素状炭素が黒鉛又はチャコールである、請求項１８に記載のハロゲン化元素状炭素。
【請求項２０】
ルイス酸が、Ｚｒ、Ｆｅ、及びＡｌからなる群から選択された金属を含む、請求項１８又は１９に記載のハロゲン化元素状炭素。
【請求項２１】
ルイス酸がＺｒを含む、請求項１８又は１９に記載のハロゲン化元素状炭素。
【請求項２２】
ルイス酸がＺｒＣｌ４である、請求項１８又は１９に記載のハロゲン化元素状炭素。
【請求項２３】
芳香族炭素化合物を含む元素状炭素をハロゲン化して、ハロゲン化元素状炭素を形成するステップと、
前記ハロゲン化元素状炭素に官能基をカップリングして、官能化元素状炭素を形成するステップと、
前記官能化元素状炭素に金属を錯化するステップと
によって調製された触媒。
【請求項２４】
触媒量のルイス酸の存在下、元素状炭素をハロゲン供与体と反応させるステップをさらに含む、請求項２３に記載の触媒。
【請求項２５】
ルイス酸がＺｒＣｌ４である、請求項２２に記載の触媒。
【請求項２６】
元素状炭素が黒鉛又はチャコールである、請求項２３〜２５のいずれかに記載の触媒。
【請求項２７】
元素状炭素が黒鉛又はチャコールであり、ハロゲン供与体が、Ｎ−ブロモスクシンイミド、Ｎ−ヨードスクシンイミド、Ｎ−クロロスクシンイミド、及びＮ−フルオロベンゼン−スルホンイミドからなる群から選択され、ルイス酸が、Ｚｒ、Ｆｅ、及びＡｌからなる群から選択された金属を含む、請求項２４に記載の触媒。
【請求項２８】
官能基がピリジル環を含む、請求項２３〜２５のいずれかに記載の触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、参照によりその開示が本明細書に組み込まれている、２００５年９月２日に出願した米国仮出願第６０／７１３９０４号の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
活性炭素原子のハロゲン化は、天然物及び医薬品として重要な化合物の合成に、非常に有用な反応である。芳香族化合物は、活性炭素原子を有する化合物の例である。アリールフッ化物及び塩化物は、多くの天然物及び医薬品化合物中に見出される。アリール臭化物及びヨウ化物は、炭素間結合形成反応において有用であるので、有機合成では重要な構成単位である。例えばアリール臭化物及びヨウ化物は、有機合成で使用される非常に数多くの有機金属種の前駆体である。有機金属種と、アリール臭化物及びヨウ化物、又は臭化若しくはヨウ化ベンジルは、クロスカップリング反応で有用であり、特に、穏やかな反応条件下で錯体分子を提供することができる、遷移金属触媒によるクロスカップリング反応で有用である。
【０００３】
活性炭素原子にハロゲン原子を直接導入するための古典的な試薬は、例えば臭素、塩素、及びヨウ素である。これらの試薬には、毒性、高い反応性、腐食性、特に複雑な感受性ある官能基を有する分子での非選択性、並びに試薬のハロゲンの半分しか消費されないという点を含めたいくつかの欠点がある。さらに、これらの試薬から生ずる反応生成物の混合物は、高レベルの有毒な腐食性廃棄物、並びに精製に関する問題をもたらす可能性がある。芳香族化合物のハロゲン化は、Prakash,G.K.S., Mathew,T., Hoole,D., Esteves,P.M. J.Am.Chem.Soc. 2004, 126, 15770; Tanemura,K., Suzuki,T., Nishida,Y.; Satsumabayashi,K., Horaguchi,T. Chem.Lett. 2003, 32, 932; 及びZanka,A., Kubota,A. Synlett 1999, 12, 1984に開示されている。
【０００４】
取扱い易さの点から、ハロイミドが理想的なハロゲン化試薬である。例えばＮＢＳ、ＮＩＳ、ＮＣＳ、及びＮＦＳＩは、非腐食性であり非含水性の固体であり、標準的な条件下で容易に取り扱われる穏やかな試薬である。しかし芳香族ハロゲン化のためにこれらの試薬を用いる先の試みは、これら化合物のハロゲン化能力を活性化し又は強化するために、通常過酷な反応条件を必要としていた。例えば先の試みでは、高酸性溶液、大量の触媒、及び／又は高温が用いられた。
【非特許文献１】Prakash,G.K.S., Mathew,T., Hoole,D., Esteves,P.M. J.Am.Chem.Soc. 2004, 126, 15770
【非特許文献２】Tanemura,K., Suzuki,T., Nishida,Y.; Satsumabayashi,K., Horaguchi,T. Chem.Lett. 2003, 32, 932
【非特許文献３】Zanka,A., Kubota,A. Synlett 1999, 12, 1984
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
穏やかな、活性炭素原子をハロゲン化するための新しい方法を有すること、及び特に、天然及び医薬品生成物などの複雑な有機分子の合成において、複雑な官能基に耐えることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態では、ルイス酸の存在下で活性炭素原子をハロゲン化する方法が提供される。このハロゲン化方法は、触媒量のルイス酸の存在下、活性炭素原子を含む材料をハロゲン供与体と反応させるステップを含む。活性炭素原子は、芳香族炭素原子、芳香環に対してα位にある炭素原子、又はケイ素原子に対してα位にある炭素原子である。ハロゲン供与体は、Ｎ−ブロモスクシンイミド、Ｎ−ヨードスクシンイミド、Ｎ−クロロスクシンイミド、及びＮ−フルオロベンゼン−スルホンイミドからなる群から選択される。いくつかの態様では、ルイス酸は、Ｚｒ、Ｆｅ、及びＡｌからなる群から選択された金属を含む。
【０００７】
本発明の別の実施形態では、官能化元素状炭素材料が提供される。官能化元素状炭素材料は、ハロゲン化元素状炭素を形成するために、触媒量のルイス酸の存在下、芳香族炭素化合物を含む元素状炭素をハロゲン供与体と反応させることによって調製される。いくつかの態様では、官能化元素状炭素材料は、官能基をハロゲン化元素状炭素にカップリングさせて、官能化元素状炭素を形成するステップ、及びこの官能化元素状炭素に金属を錯化させるステップをさらに含むことによって、調製された触媒である。いくつかの態様では、官能化元素状炭素材料の調製はさらに、触媒量のルイス酸の存在下、元素状炭素をハロゲン供与体と反応させるステップを含む。いくつかの態様では、元素状炭素が黒鉛又はチャコールである。その他の態様では、官能基は、ピリジル環を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
略語及び定義
本発明の化合物、組成物、方法、及びプロセスに関して述べるとき、下記の用語は、他に特に指示しない限り下記の意味を有する。
【０００９】
本明細書で使用される「活性炭素原子」は、芳香環の炭素原子、芳香環に対してα位にある炭素原子、又はヘテロ原子に対してα位にある炭素原子と定義する。
【００１０】
「アルケン」又は「オレフィン」は、直鎖状、環状、若しくは分枝状、又はこれらの組合せでよい不飽和炭化水素基を指す。これらの基は、少なくとも１つの二重結合を有するが、２つ以上の二重結合を含むこともできる。さらにこれらの基は、置換されても置換されていなくてもよい。可能な置換基には、水素、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシ、アルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ハロゲン、ヘテロシクリル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、Ｏ−シリル、及びハロゲンが含まれる。２〜２０個の炭素原子を有するアルケン基が好ましい。２〜１６個の炭素原子を有するアルケン基がより好ましい。アルケン基の例には、エテニル、ｎ−プロピル、イソプロペニル、ｎ−ブタ−２−エニル、及びｎ−ヘキサ−３−エニルなどが含まれる。
【００１１】
「アルコキシ」は、酸素原子を介して分子の残りの部分に結合された、１〜１０個の炭素原子を有するようなアルキル基を指す。１〜８個の炭素原子を有するアルコキシ基が好ましい。アルコキシのアルキル部分は、直鎖状、環状、若しくは分枝状、又はこれらの組合せでよい。さらにこれらの基は、置換されても置換されていなくてもよい。アルコキシ基の例には、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、及びシクロペンチルオキシなどが含まれる。アルコキシ基は、以下の式：−ＯＲ’（式中、Ｒ’はアルコキシ基の「アルキル部分」である。）によって表すこともできる。
【００１２】
「アルキル」は、それ自体が又は別の置換基の部分として、１〜１０個の炭素原子（好ましくは１〜８個の炭素原子）を有する直鎖状、環状、若しくは分枝状、又はこれらの組合せでよい炭化水素基を指す。したがって、本明細書で定義されるように、アルキルには「シクロアルキル」が含まれる。さらにこれらの基は、置換されても置換されていなくてもよい。アルキル基の例には、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、シクロヘキシル、シクロペンチル、（シクロヘキシル）メチル、及びシクロプロピルメチルなどが含まれる。
【００１３】
「アルキルアミノ」は、それ自体が又は別の置換基の部分として、窒素原子を介して分子の残りの部分に結合された、１〜１０個の炭素原子を有するようなアルキル基を指す。１〜８個の炭素原子を有するアルキルアミノ基が好ましい。アルキルアミノのアルキル部分は、直鎖状、環状、若しくは分子状、又はこれらの組合せでよい。アルキルアミノ基の例には、メチルアミノ、エチルアミノ、イソプロピルアミノ、ブチルアミノ、ジメチルアミノ、メチル、イソプロピルアミノなどが含まれる。アルキルアミノ基は、以下の式：−ＮＲ’−若しくは−ＮＲ’Ｒ’’、又は−ＮＨＲ’（式中、Ｒ’及びＲ’’はアルキルである。）によって表すこともできる。
【００１４】
「アリール」は、それ自体が又は別の置換基の部分として、５〜１４個の炭素原子（好ましくは５〜１０個の炭素原子）を有する単環又は多縮合環を含む芳香族炭化水素基を指す。各アリール基は、シクロアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、又はアリール基と縮合することができる。さらにこれらの基は、置換されても置換されていなくてもよい。アリール基の例には、フェニル、ナフチル、アントラシル、及び１，２，３，４−テトラヒドロ−ナフチルなどが含まれる。
【００１５】
「アリールアルキル」は、それ自体が又は別の置換基の部分として、アルキル基を介して分子の残りの部分に結合されたアリール基を指す。そのような基は、アリール環上又はアルキル側鎖上に、単一又は複数の置換基を有してもよい。さらにこれらの基は、置換されても置換されていなくてもよい。その例には、ベンジル、フェニルエチル、スチリル、２−（４−メチルフェニル）エチル、トリフェニルメタニル、及び２−フェニルプロピルが含まれる。
【００１６】
「アリールオキシ」は、それ自体が又は別の置換基の部分として、酸素原子を介して分子の残りの部分に結合された、５〜１４個の炭素原子（好ましくは５〜１０個の炭素原子）を有する単環又は多縮合環を含む芳香族炭化水素基を指す。各アリール基は、シクロアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、又はアリール基に縮合することができる。さらにこれらの基は、置換されても置換されていなくてもよい。アリールオキシ基の例には、フェノール、ナフタノール、及びアントラノールなどが含まれる。アリールオキシ基は、以下の式：−ＯＲ’（式中、Ｒ’はアルコキシ基の「アリール部分」である。）によって表すこともできる。
【００１７】
「アリールアミノ」は、それ自体が又は別の置換基の部分として、窒素原子を介して分子の残りの部分に結合された、５〜１４個の炭素原子（好ましくは５〜１０個の炭素原子）を有する単環又は多縮合環を含む芳香族炭化水素基を指す。各アリール基は、シクロアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、又はアリール基と縮合することができる。さらにこれらの基は、置換されても置換されていなくてもよい。アリールアミノ基の例には、フェニルアミノ、ナフチルアミノ、及びアントラシルアミノなどが含まれる。アリールアミノ基は、以下の式：−ＮＲ’−若しくは−ＮＲ’Ｒ’’、又は−ＮＨＲ’（式中、Ｒ’又はＲ’’の少なくとも１つはアリールである）によって表すこともできる。
【００１８】
本明細書で使用される「元素状炭素」は、本質的に元素である炭素からなる材料である。元素状炭素は、ダイアモンド、黒鉛、ロンスデライト、Ｃ６０、Ｃ５４０、Ｃ７０、非晶質炭素、及びカーボンナノチューブを含めたいくつかの同素形を有する。これらの形の多くは、黒鉛及びチャコールを含めた芳香族炭素環系を含む。黒鉛及びチャコールは、芳香族炭素化合物を含む好ましい元素状炭素である。
【００１９】
「ハロ」又は「ハロゲン」は、それ自体が又は置換基の部分として、塩素、臭素、ヨウ素、又はフッ素原子を指す。さらに、「ハロアルキル」などの用語は、最も典型的には１〜３個のハロゲン原子で置換されたモノハロアルキル又はポリハロアルキル基を指す。その例には、１−クロロエチル、３−ブロモプロピル、及びトリフルオロメチルなどが含まれる。
【００２０】
「ヘテロ原子」は、炭素以外の原子を指す。その例には、窒素、酸素、イオウ、リン、及びケイ素などが含まれる。
【００２１】
「ヘテロアルキル」という用語は、１〜１０個の炭素原子と、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓｉ、及びＳからなる基から選択された１〜３個のヘテロ原子とからなる直鎖又は分枝鎖基を指し、但し、この窒素、イオウ、及びリンは、酸化されていてもよい。ヘテロ原子Ｏ、Ｎ、Ｐ、及びＳは、ヘテロアルキル基の任意の内部に配置されてもよい。ヘテロ原子Ｓｉは、アルキル基が分子の残りの部分に結合された位置を含めた、ヘテロアルキル基の任意の位置に配置されてもよい。その例には、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｎ（ＣＨ３）−ＣＨ３、−ＣＨ２−Ｓ−ＣＨ２−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓ（Ｏ）−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓ（Ｏ）２−ＣＨ３、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｏ−ＣＨ３、−Ｓｉ（ＣＨ３）３、−ＣＨ２−ＣＨ＝Ｎ−ＯＣＨ３、及び−ＣＨ＝ＣＨ−Ｎ（ＣＨ３）−ＣＨ３が含まれる。例えば、−ＣＨ２−ＮＨ−ＯＣＨ３や−ＣＨ２−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）３など、最大２個のヘテロ原子が連続していてもよい。
【００２２】
「ヘテロアリール」は、少なくとも１個のヘテロ原子を有し且つ単環又は多縮合環を含む、芳香族炭化水素基を指す。ヘテロアリール基は、好ましくは３〜１４員（好ましくは３〜１０員）を有する。各ヘテロアリール基は、シクロアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、又はアリール基と縮合することができる。各ヘテロアリールは、窒素、酸素、及びイオウからなる群から選択された、少なくとも１個のヘテロ原子（典型的には１〜５個のヘテロ原子）を含有しなければならない。ヘテロアリール基は、０〜３個の窒素原子、０〜１個の酸素原子、及び０〜１個のイオウ原子を含有することが好ましい。さらにこれらの基は、置換されても置換されていなくてもよい。ヘテロアリール基の例には、ピロリル、イミダゾリル、オキサゾリル、フラニル、トリアゾリル、テトラゾリル、オキサジアゾリル、ピラゾリル、イソキサゾリル、ピリジニル、ピラジニル、ピリダジニル、ピリミジニル、トリアジニル、インドリル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、ベンゾフライル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾピラゾリル、キノリニル、イソキノリニル、キナゾリニル、及びキノキサリニルなどが含まれる。ヘテロアリール基は、置換されていなくても置換されていてもよい。置換ヘテロアリール基の場合、置換は、炭素又はヘテロ原子上でなされていてもよい。例えば、置換が＝Ｏの場合、得られる基は、置換が窒素上であるＮ−オキシド（−Ｎ（Ｏ）−）でもよい。
【００２３】
「ヘテロシクリル」は、少なくとも１個のヘテロ原子を含有し且つ３〜１０員（好ましくは３〜７個の炭素原子）を有する飽和又は不飽和非芳香族基を指す。各ヘテロシクリルは、１個又は複数の環を有してもよい。複数の環がヘテロシクリルに存在する場合には、これらの環は一緒に縮合することができ、又は共有結合することができる。各ヘテロシクリルは、シクロアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、又はアリール基と縮合することができる。各ヘテロシクリルは、窒素、酸素、又はイオウから選択された少なくとも１個のヘテロ原子（典型的には１〜５個のヘテロ原子）を含有しなければならない。ヘテロシクリル基は、０〜３個の窒素原子及び０〜１個の酸素原子を含有することが好ましい。さらにこれらの基は、置換されても置換されていなくてもよい。飽和及び不飽和ヘテロシクリル基の例には、ピロリジニル、イミダゾリジニル、ピラゾリジニル、ピペリジニル、１，４−ジオキサニル、モルホリニル、ピペラジニル、及び３−ピロリニルなどが含まれる。ヘテロシクリル基は、置換されなくても置換されていてもよい。置換ヘテロシクリル基の場合、置換は、炭素又はヘテロ原子上でなされてもよい。例えば置換が＝Ｏの場合、得られる基は、カルボニル（−Ｃ（Ｏ）−）又はＮ−オキシド（−Ｎ（Ｏ）−）を有してもよい。
【００２４】
「ルイス酸」は、共有されていないか又はπ軌道にある、利用可能な電子対を有する化合物を指す「ルイス塩基」とは対照的に、空軌道を有する任意の種を指す。典型的にはルイス酸は、完全な原子価殻を有するのに２個の電子が不足している元素を含有する化合物を指す。本明細書で使用される「ルイス酸」という用語は、プロトン酸を含まない。
【００２５】
「置換」は、ある部分が、少なくとも１個、好ましくは１〜３個の置換基を含有することを意味する。適切な置換基には、ハロゲン、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ１−８ハロアルキル、−ＣＮ、−ＮＯ２、−ＯＲ’、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ’、−ＣＯ２Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ’Ｒ’’、−ＯＣ（Ｏ）ＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲ’’’Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＮＲ’’’Ｃ（Ｏ）ＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲ’’’ＣＯ２Ｒ’’、−ＳＲ’、−Ｓ（Ｏ）Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２ＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲ’’’Ｓ（Ｏ）２Ｒ’’、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、３〜１０員ヘテロシクリル、Ｃ６−１０アリール、及び５〜１０員ヘテロアリールが含まれる（式中、Ｒ’、Ｒ’’、Ｒ’’’は、それぞれ独立に、水素、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、Ｃ６−１０アリール、５〜１０員ヘテロアリール、及び３〜１０員複素環からなる群から選択され；Ｒ’及びＲ’’は、これらが結合する原子と一緒になって、置換又は非置換５、６、又は７員シクロアルキル又はヘテロシクリルを形成する）。置換された置換基の例には、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルアリール、及びアラルキルなどが含まれる。３〜１０員ヘテロシクリル、Ｃ６−１０アリール、５〜１０員ヘテロアリール、及びシクロアルキルが置換基である場合、これらの基は単結合を経て結合することができ、又はこれらの基は縮合することができる。例えばベンゼンが、Ｃ６−１０アリール基の一例であるフェニル基で置換される場合、その結果はビフェニル又はナフタレンになることができる。
【００２６】
活性炭素原子のハロゲン化
活性炭素原子をハロゲン化するための簡単で効率的な手順について、本明細書に開示する。
【００２７】
本明細書で使用される、活性炭素原子のハロゲン化は、活性炭素原子を有する化合物中に炭素−ハロゲン結合を形成するプロセスと定義される。活性炭素原子は、炭素−ハロゲン結合に変換することができる炭素−水素結合を有する。活性炭素原子は、芳香環の炭素原子、芳香環に対してα位にある炭素原子、又はヘテロ原子に対してα位にある炭素原子と定義される。
【００２８】
本明細書で使用される、芳香環又は芳香族化合物という用語は、アリールとヘテロアリールの両方を包含する。芳香族化合物の例には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、トルエン、メチルナフタレン、メチルアントラセン、インドール、フラン、チオフェン、１，２，３，４−テトラヒドロ−ナフタレン、２，３−ジヒドロベンゾフラン、インドリン、及び２，３−ジヒドロベンゾチオフェンなどが含まれる。芳香族化合物は、置換されても置換されていなくてもよい。
【００２９】
芳香環に対してα位にある炭素原子を有する化合物の例は、トルエンであり、芳香環に対してα位にある炭素原子の位置を、しばしばベンジル位と呼ぶ。芳香環は、アリール又はヘテロアリールでよいことが理解されよう。芳香環に対してα位にある炭素原子は、置換されても置換されていなくてもよい鎖又は環の部分であってもよい。
【００３０】
別のタイプの活性炭素は、ヘテロ原子に対してα位にある炭素原子である。ヘテロ原子は、炭素以外の原子を指す。その例には、窒素、酸素、イオウ、リン、及びケイ素などが含まれる。ヘテロ原子を含む化合物の例には、シラン、エーテル、硫化物、及びアミンなどが含まれる。ヘテロ原子に対してα位にある炭素原子のハロゲン化では、ヘテロ原子がケイ素である場合、シランが好ましい化合物である。
【００３１】
ハロゲン供与体
活性炭素原子のハロゲン化は、ルイス酸触媒及びハロゲン供与体を使用して実現される。ハロゲン供与体は、炭素−ハロゲン結合を形成するためにハロゲン原子を供与することが可能な化合物であり、しばしば当技術分野では求電子ハロゲン化試薬と呼ばれる。本発明の範囲内にあるハロゲン供与体化合物には、ルイス酸触媒の存在下でハロゲン原子を供与する能力が高められる、任意のハロゲン含有化合物が含まれる。適切なハロゲン供与体化合物には、「Ｎ−Ｘ」官能基を含む化合物であると定義されるハロイミドが含まれた（式中、窒素原子は２個の電子求引基に結合されており、Ｘはハロゲンである）。ハロイミド化合物の例には、下記の官能基を有する化合物が含まれる
【００３２】
【化１】
2009511427.tif 000003
【００３３】
（式中、Ｘはハロゲンである）。好ましいハロイミドは、Ｎ−ブロモスクシンイミド（ＮＢＳ）、Ｎ−ヨードスクシンイミド（ＮＩＳ）、Ｎ−クロロスクシンイミド（ＮＣＳ）、又はＮ−フルオロベンゼン−スルホンイミド（ＮＦＳＩ）である。
【００３４】
【化２】
2009511427.tif 000004
【００３５】
解釈のいかなる理論にも拘泥するものではないが、ハロイミド化合物の反応性は、ハロイミドのカルボニル又はスルホニル部分の酸素に対するルイス酸触媒の優先的な配位によって高めることができると考えられる。例えば、ハロゲン原子の反応性を増大させるための、ハロ−スクシンイミドのカルボニル酸素との、ＺｒＣｌ４の配位について、以下に例示する。
【００３６】
【化３】
2009511427.tif 000005
【００３７】
特定のハロゲン供与体は、ハロゲン化芳香族化合物に望まれるハロゲンとの同一性に基づいて選択される。例えば、塩素化芳香族化合物が望まれる場合は、ＮＣＳが適切なハロゲン供与体になる。臭素化芳香族化合物が望まれる場合は、ＮＢＳが適切になる。ヨウ素か又はフッ素化芳香族化合物が望まれる場合、ＮＩＳ及びＮＦＳＩがそれぞれ適切になる。
【００３８】
一実施形態では、ハロゲン供与体がＮ−ブロモスクシンイミドである。
【００３９】
別の実施形態では、ハロゲン供与体が、Ｎ−フルオロベンゼン−スルホンイミドである。
【００４０】
ルイス酸触媒
活性炭素原子のハロゲン化は、ルイス酸触媒をさらに含む。ルイス酸触媒は、ハロゲン供与体化合物と活性炭素原子との間の反応を加速させる任意のルイス酸を含んでもよい。ルイス酸触媒は、金属を含む。金属の例には、Ａｌ、Ｂ、Ｓｎ、Ｃｓ、遷移金属、ランタニド金属、アクチニド金属、及びこれらの混合物が含まれる。金属は、Ａｌ、Ｆｅ、又はＺｒであることが好ましい。金属はＺｒであることが、より好ましい。
【００４１】
ルイス酸触媒は、１つ又は複数の配位子も含む。配位子は、単又は多座、キラル又はアキラルでよい。配位子の例には、ハロゲン、アルコキシ、アリールオキシ、アルキアミノ、アリールアミノ、オレフィン、リン含有化合物、ＢＩＮＯＬ、及び酒石酸塩などが含まれる。本発明によるキラル配位子は、キラル中心を保有し且つそのキラリティーに基づいて反応の面選択性を発揮する部分である。キラル中心は、当然ながら、４個の異なる基が結合された原子である；しかし、キラリティーの最終的な基準は、鏡像上で重ね合わせることができないことである。
【００４２】
ハロゲン供与体化合物と活性炭素原子との間の反応を加速させる任意のルイス酸触媒は、本発明のハロゲン化反応で使用するのに適している。いくつかのルイス酸触媒は、他のものより好ましい。ＨｆＣｌ４、ＴｉＣｌ４、及びＺｎＣｌ２は、ハロゲン化反応において最適な触媒とは言えないことがわかった。好ましいルイス酸触媒には、ＺｒＣｌ４、ＦｅＣｌ３、及びＡｌＣｌ３が含まれる。ルイス酸は、Ｚｒを含むことがより好ましい。ルイス酸触媒は、ＺｒＣｌ４であることが最も好ましい。四塩化ジルコニウムは、その毒性が低いことが知られているので、この目的には理想的なルイス酸である。
【００４３】
芳香族化合物のハロゲン化で使用されるルイス酸触媒の量は、様々な要因に依存する。しかし一般に、ルイス酸触媒は触媒量で存在するが、この触媒量は、ハロゲン供与体化合物と活性炭素原子を含む出発材料との間の反応を加速させるのに十分な量と定義される。ルイス酸の触媒量は、活性炭素原子を含む出発材料に対して１００ｍｏｌ％未満であり、好ましくは約０．５ｍｏｌ％〜約２５ｍｏｌ％、より好ましくは約０．５ｍｏｌ％〜約１０ｍｏｌ％であり、またより好ましくは約５ｍｏｌ％である。
【００４４】
活性炭素原子のハロゲン化は、塩化メチレンやエチルエーテルなどの溶媒で実施される。好ましい実施形態では、塩化メチレンは、本明細書に開示されるハロゲン化での溶媒として用いられる。
【００４５】
活性炭素原子のハロゲン化は、溶媒の沸点以下の温度範囲で実施される。反応温度は約４０℃未満が好ましく、より好ましくは約３０℃未満又は約２０℃未満であり、さらにより好ましくは約０℃未満である。
【００４６】
活性炭素原子のハロゲン化は、大気圧で実施される。封管反応を含めた高圧条件は、本発明を実施するのに必ずしも必要ではなく、使用しないことが好ましい。
【００４７】
本発明のハロゲン化反応によって生成されたハロゲン化生成物の収率は、様々な要因に応じて変化する可能性がある。例えば、ハロゲン供与体及びルイス酸触媒の選択及び量は、芳香族生成物の収率に影響を及ぼす可能性がある。ハロゲン化反応の収率は、好ましくは５０％超であり、好ましくは８０％超であり、より好ましくは９０％超であり、９５％超であることもより好ましい。本発明のハロゲン化反応によって生成されたハロゲン化生成物はキラルであり、鏡像体過剰率は、好ましくは９０％超であり、より好ましくは９５％超であり、さらにより好ましくは９９％超である。
【００４８】
ハロゲン化用の基質
一実施形態では、活性炭素原子は芳香環の炭素原子であり、ハロゲン化反応は、スキーム１に示されるように表すことができる。
【００４９】
スキーム１
【化４】
2009511427.tif 000006
【００５０】
式Ｉ及びIIのそれぞれにおいて、環Ａは、アリール又はヘテロアリール基である。
【００５１】
置換基Ｒ１は、−ＯＲ３、−ＮＲ３Ｒ４、及び−ＳＲ３からなる群から選択される（式中、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、Ｃ６−１０アリール、５〜１０員ヘテロアリール、及び３〜１０員複素環からなる群から選択され；Ｒ３及びＲ４は、これらが結合する原子と一緒になって、５、６、又は７員シクロアルキル又はヘテロシクリルを形成してもよい）。
【００５２】
置換基Ｒ２は、水素、−ＯＲ３、−ＮＲ３Ｒ４、−ＳＲ３、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ１−８ハロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、３〜１０員ヘテロシクリル、Ｃ６−１０アリール、及び５〜１０員ヘテロアリールからなる群からそれぞれ独立に選択された、０〜５個の置換基を表す。
【００５３】
式IIの置換基Ｘは、クロロ、ブロモ、ヨード、及びフルオロからなる群から選択されたハロゲンを表す。
【００５４】
別の実施形態では、ハロゲン化反応は、スキーム２に示されるように表すことができる。
【００５５】
スキーム２
【化５】
2009511427.tif 000007
【００５６】
式III及びIVのそれぞれにおいて、Ｒ２は式Ｉに関して定義した通りであり、環Ａはヘテロアリールである。式IVにおいて、Ｘは式IIに関して定義した通りである。
【００５７】
別の実施形態では、ハロゲン化反応は、スキーム３に示されるように表すことができる。
【００５８】
スキーム３
【化６】
2009511427.tif 000008
【００５９】
式Ｖ及びVIのそれぞれにおいて、Ｒ３及びＲ４は式Ｉに関して定義された通りであり、環Ａはアリール又はヘテロアリール基である。環Ａは、アリールであることが好ましい。式VIにおいて、Ｘは、式IIに関して定義された通りである。
【００６０】
置換基Ｒ５は、水素及びハロゲンからなる群からそれぞれ独立に選択された、０〜５個の置換基を表す。
【００６１】
式Ｉ及びIIIは、それぞれ、ハロゲン化芳香族生成物である式II及びIVに変換される、本明細書において芳香族出発材料と呼ばれる芳香族化合物である。式Ｖは、式VIのハロゲン化生成物に変換される、芳香環に対してα位にある活性炭素原子を有する化合物の一例である。したがって式II、IV、及びVIは、それぞれ式Ｉ、III、及びＶの単なるハロゲン化誘導体である。
【００６２】
追加の実施形態では、芳香族出発材料及びハロゲン化芳香族生成物は、それぞれスキーム４に示されるように、式Ｉａ及びIIａを含む。
【００６３】
スキーム４
【化７】
2009511427.tif 000009
【００６４】
別の実施形態では、芳香族出発材料及びハロゲン化芳香族生成物は、それぞれスキーム５に示されるように、式Ｉｂ及びIIｂを含む。
【００６５】
スキーム５
【化８】
2009511427.tif 000010
【００６６】
一実施形態では、芳香族出発材料及びハロゲン化芳香族生成物は、それぞれスキーム６に示されるように、式IIIａ及びIVａを含む
【００６７】
スキーム６
【化９】
2009511427.tif 000011
【００６８】
（式中、
Ｘは式IIに関して定義された通りであり、Ｒ２は式Ｉに関して定義された通りであり、但し、Ｒ２は０〜４個の置換基を表すものであり；
Ｙ１は、−ＮＲ３−、−Ｏ−、及び−Ｓ−からなる群から選択され；
Ｙ２は、それぞれ独立に、−ＣＲ３Ｒ４−であり；
Ｙ３は、−ＮＲ３−、−Ｏ−、−ＣＲ３Ｒ４−、及び−Ｓ−からなる群から選択され；
但し、Ｒ３及びＲ４は、式Ｉに関して定義された通りであり；
ｎは、１、２、又は３である）。
【００６９】
別の実施形態では、芳香族出発材料及びハロゲン化芳香族生成物は、それぞれスキーム７に示されるように式IIIｂ及びIVｂを含み、但し、Ｒ２及びＹ１は、式IIIａ、スキーム６で定義された通りであり、Ｘは、式IIに関して定義された通りである。
【００７０】
スキーム７
【化１０】
2009511427.tif 000012
【００７１】
一実施形態では、出発材料及びハロゲン化生成物は、スキーム８に示されるようにそれぞれ式Ｖａ及びVIａを含み、但し、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は、式Ｖに関して定義された通りであり、Ｘは、式IIに関して定義された通りである。
【００７２】
スキーム８
【化１１】
2009511427.tif 000013
【００７３】
一実施形態では、出発材料及びハロゲン化生成物は、それぞれスキーム９に示されるように式Ｖｂ及びVIｂを含み、但し、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は、式Ｖに関して定義された通りであり、Ｘは、式IIに関して定義された通りである。
【００７４】
スキーム９
【化１２】
2009511427.tif 000014
【００７５】
別の実施形態では、出発材料及びハロゲン化生成物は、それぞれスキーム１０に示されるように式Ｖｃ及びVIｃを含み、但し、Ｒ４及びＲ５は、式Ｖに関して定義された通りであり、Ｘは、式IIに関して定義された通りである。
【００７６】
スキーム１０
【化１３】
2009511427.tif 000015
【００７７】
別の実施形態では、出発材料及びハロゲン化生成物は、それぞれスキーム１１に示されるように式Ｖｄ及びVIｄを含み、但し、Ｒ５は、式Ｖに関して定義された通りであり、Ｘは、式IIに関して定義された通りである。
【００７８】
スキーム１１
【化１４】
2009511427.tif 000016
【００７９】
別の実施形態では、出発材料及びハロゲン化生成物は、それぞれスキーム１２に示されるように式VII及びVIIIを含み、但し、Ｒ３及びＲ４は、式Ｉに関して定義された通りであり、Ｘは、式IIに関して定義された通りである。置換基Ｒ６は、−Ｓｉ（Ｒ２）３、−ＯＲ３、−ＮＲ３Ｒ４、及び−ＳＲ３からなる群から選択される。
【００８０】
スキーム１２
【化１５】
2009511427.tif 000017
【００８１】
別の実施形態では、出発材料及びハロゲン化生成物は、それぞれスキーム１３に示されるように式VIIａ及びVIIIａを含み、但し、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、式Ｉに関して定義された通りであり、Ｘは、式IIに関して定義された通りである。
【００８２】
スキーム１３
【化１６】
2009511427.tif 000018
【００８３】
別の実施形態では、出発材料及びハロゲン化生成物は、それぞれスキーム１４に示されるように式VIIｂ及びVIIIｂを含み、但し、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、式Ｉに関して定義された通りであり、Ｘは、式IIに関して定義された通りである。
【００８４】
スキーム１４
【化１７】
2009511427.tif 000019
【００８５】
別の実施形態では、出発材料及びハロゲン化生成物は、それぞれスキーム１５に示されるように式VIIｃ及びVIIIｃを含み、但し、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、式Ｉに関して定義された通りであり、Ｘは、式IIに関して定義された通りである。
【００８６】
スキーム１５
【化１８】
2009511427.tif 000020
【００８７】
別の実施形態では、出発材料が芳香族化合物を含んでもよい。元素状炭素は、いくつかの知られている同素体：ダイアモンド、黒鉛、ロンスデライト、Ｃ６０、Ｃ５４０、Ｃ７０、非晶質炭素、及びカーボンナノチューブを有する。これらの形の多くは、芳香族基を含む。例えば黒鉛は、六角形の芳香族炭素環の、広くて平らなシートを含む。これらのシートは、互いに積み重ねられ、一緒に弱く結合する。チャコールは複数の同素体を含み、具体的には、黒鉛のクリスタライトであってこれらを一緒に保持する様々な量の非晶質炭素を有するものを含む。
【００８８】
芳香環を含む材料は、本発明のハロゲン化方法において、適切な基質又は出発材料である。一実施形態では、元素状炭素が出発材料である。出発材料及びハロゲン化生成物は、それぞれスキーム１６に示されるように式IX及びＸを含み、但し、Ｘは、式IIに関して定義された通りである。
【００８９】
スキーム１６
【化１９】
2009511427.tif 000021
【００９０】
別の実施形態では、出発材料及びハロゲン化生成物は、それぞれスキーム１７に示されるように式IXａ及びＸａを含み、但し、Ｘは、式IIに関して定義された通りである。
【００９１】
スキーム１７
【化２０】
2009511427.tif 000022
【００９２】
別の実施形態では、出発材料及びハロゲン化生成物は、それぞれスキーム１８に示されるように式IXｂ及びＸｂを含み、但し、Ｘは、式IIに関して定義された通りである。
【００９３】
スキーム１８
【化２１】
2009511427.tif 000023
【００９４】
元素状炭素や黒鉛、チャコールなどの芳香族化合物を含む材料のハロゲン化の場合、この材料は、ハロゲン化することができる多くの活性炭素原子を含んでもよく、したがってスキーム１６〜１８は、本発明の方法によりそのような材料に組み込んでもよいハロゲン原子の数を、決して限定しないことが理解されよう。元素状炭素や黒鉛、チャコールなどの芳香族化合物を含むハロゲン化材料は、触媒作用、電子及びイオン伝導、吸収、熱伝達、及びルミネセンスで応用することができる。
【００９５】
理論に拘泥するものではないが、芳香環を含む元素状炭素のハロゲン化は、この環の縁部で生ずると考えられる。例えば黒鉛は、複数の炭素環が一緒に縮合された拡張シートである。ハロゲン化は、これらのシートの縁部で生ずると考えられる。
【００９６】
好ましいＲ１基
好ましい実施形態、スキーム１、４、及び５のいずれかでは、置換基Ｘが、置換基Ｒ１に対してオルト位に位置決めされている。
【００９７】
好ましい実施形態では、置換基Ｘが、置換基Ｒ１に対してパラ位に位置決めされている。
【００９８】
スキーム１、４、及び５のいずれかに関する好ましい実施形態では、Ｒ１が−ＯＲ３であり、より好ましくは−ＯＭｅ又は−ＯＨである。
【００９９】
スキーム１、４、及び５のいずれかに関する好ましい実施形態では、Ｒ１が−ＮＲ３Ｒ４であり、より好ましくは−ＮＨ２である。
【０１００】
スキーム１、４、及び５のいずれかに関する好ましい実施形態では、Ｒ１が−ＳＲ３である。
【０１０１】
好ましいＲ２基
スキーム１〜７及び１２〜１４のいずれかに関する別の好ましい実施形態では、Ｒ２が、ハロゲン、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ１−８ハロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、３〜１０員ヘテロシクリル、Ｃ６−１０アリール、及び５〜１０員ヘテロアリールからなる群から選択される。
【０１０２】
スキーム１〜７及び１２〜１４のいずれかに関する別の実施形態では、Ｒ２が、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、及びＣ１−８ハロアルキルからなる群から選択される。
【０１０３】
スキーム１〜７及び１２〜１４のいずれかに関する別の実施形態では、Ｒ２が、Ｃ１−８アルキルである。
【０１０４】
スキーム１〜７及び１２〜１４のいずれかに関する別の実施形態では、Ｒ２が、Ｃ２−８アルケニル及びＣ２−８アルキニルからなる群から選択される。
【０１０５】
スキーム１〜７及び１２〜１４のいずれかに関する別の実施形態では、Ｒ２が、３〜１０員ヘテロシクリル、Ｃ６−１０アリール、及び５〜１０員ヘテロアリールからなる群から選択される。
【０１０６】
好ましいＲ３及びＲ４基
スキーム１〜１０及び１２〜１４のいずれかに関する一実施形態では、Ｒ３及びＲ４基が、それぞれ独立に、水素、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、Ｃ６−１０アリール、５〜１０員ヘテロアリール、及び３〜１０員複素環からなる群から選択され；Ｒ３及びＲ４基は、これらが結合する原子と一緒になって、５、６、又は７員シクロアルキル又はヘテロシクリルを形成してもよい。
【０１０７】
スキーム１〜１０及び１２〜１４のいずれかに関する一実施形態では、Ｒ３及びＲ４基が、それぞれ独立に、水素、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、Ｃ２−８アルケニル、Ｃ２−８アルキニル、及び３〜１０員複素環からなる群から選択され；Ｒ３及びＲ４基は、これらが結合する原子と一緒になって、５、６、又は７員シクロアルキル又はヘテロシクリルを形成してもよい。
【０１０８】
スキーム１〜１０及び１２〜１４のいずれかに関する一実施形態では、Ｒ３及びＲ４基が、それぞれ独立に、水素、Ｃ１−８アルキル、Ｃ１−８ヘテロアルキル、及び３〜１０員複素環からなる群から選択され；Ｒ３及びＲ４基は、これらが結合する原子と一緒になって、５、６、又は７員シクロアルキル又はヘテロシクリルを形成してもよい。
【０１０９】
スキーム１〜１０及び１２〜１４のいずれかに関する一実施形態では、Ｒ３及びＲ４基が、それぞれ独立に、水素、Ｃ１−８アルキル、及びＣ１−８ヘテロアルキルからなる群から選択される。
【０１１０】
スキーム１〜１０及び１２〜１４のいずれかに関する一実施形態では、Ｒ３及びＲ４基が、それぞれ独立に、水素、及びＣ１−８アルキルからなる群から選択される。
【０１１１】
スキーム１〜１０及び１２〜１４のいずれかに関する一実施形態では、Ｒ３及びＲ４基が、それぞれ独立に、水素、Ｃ６−１０アリール、及び５〜１０員ヘテロアリールからなる群から選択される。
【０１１２】
スキーム１〜１０及び１２〜１４のいずれかに関する一実施形態では、Ｒ３及びＲ４基が、それぞれ独立に、水素、及びＣ６−１０アリールからなる群から選択される。
【０１１３】
好ましいＲ５基
スキーム３又は８〜１１のいずれかに関する一実施形態では、Ｒ５が水素である。
【０１１４】
スキーム３又は８〜１１のいずれかに関する別の実施形態では、少なくとも１個のＲ５がハロゲンであり、残りのＲ５が水素である。
【０１１５】
スキーム３又は８〜１１のいずれかに関する別の実施形態では、少なくとも２個のＲ５がハロゲンであり、残りのＲ５が水素である。
【０１１６】
好ましいＸ基
スキーム１〜１４のいずれかに関する別の実施形態では、Ｘがブロモである。
【０１１７】
スキーム１〜１４のいずれかに関する別の実施形態では、Ｘがクロロである。
【０１１８】
スキーム１〜１４のいずれかに関する別の実施形態では、Ｘがヨードである。
【０１１９】
スキーム１〜１１のいずれかに関する別の実施形態では、Ｘがフルオロである。
【０１２０】
好ましいＹ基
スキーム２、６、又は７のいずれかに関する一実施形態では、Ｙ１が−ＮＲ３である。Ｙ１は、−ＮＨであることがより好ましい。
【０１２１】
スキーム２、６、又は７のいずれかに関する別の実施形態では、Ｙ１が−Ｏ−である。
【０１２２】
スキーム２、６、又は７のいずれかに関する別の実施形態では、Ｙ１が−Ｓ−である。
【０１２３】
式IIIａの一実施形態では、Ｙ２及びＹ３が、それぞれ独立に、−ＣＲ３Ｒ４である。
【０１２４】
式IIIａの一実施形態では、Ｙ２及びＹ３が、それぞれ独立に、−ＣＲ３Ｒ４であり；ｎは１である。
【０１２５】
式IIIａの別の実施形態では、Ｙ１が−Ｏ−であり、Ｙ２及びＹ３がそれぞれ−ＣＨ２−であり、ｎが１である。
【０１２６】
元素状炭素担体上の触媒
一実施形態では、芳香族炭素化合物を含む元素状炭素をハロゲン化して、ハロゲン化元素状炭素を形成するステップ；官能基をハロゲン化元素状炭素にカップリングして、官能化元素状炭素を形成するステップ；金属を官能化元素状炭素と錯化させるステップによって調製される触媒が提供される。
【０１２７】
元素状炭素は、本質的に元素である炭素からなる材料である。元素状炭素は、ダイアモンド、黒鉛、ロンスデライト、Ｃ６０、Ｃ５４０、Ｃ７０、非晶質炭素、及びカーボンナノチューブを含めたいくつかの同素形を有する。これらの形の多くは、黒鉛及びチャコールを含めた芳香族炭素環系を含む。黒鉛及びチャコールは、芳香族炭素化合物を含む好ましい元素状炭素である。
【０１２８】
芳香族炭素化合物を含む元素状炭素は、本発明の方法によりハロゲン化することができる。ハロゲン化元素状炭素は、官能基をハロゲン化元素状炭素とカップリングさせることによってさらに官能化させてもよい。ハロゲン化元素状炭素とカップリングさせてもよく、また遷移金属触媒用の配位子として働くことができる、任意の官能基が適切である。ピリジル環を含む官能基が好ましい。ピリジン官能基は、任意の適切な位置を介してハロゲン化元素状炭素とカップリングさせてもよく、それによって、ピリジル窒素は遷移金属に配位することが可能なる。ピリジル環は、置換されなくても置換されていてもよい。一態様では、ピリジル官能基がビピリジル環系である。
【０１２９】
官能化元素状炭素は、遷移金属用の配位子として作用してもよい。官能化元素状炭素と錯化することができる任意の遷移金属が適切である。パラジウムは、好ましい遷移金属である。Ｐｄ（０）又はＰｄ（II）の酸化状態を使用してもよい。Ｐｄ（０）及びＰｄ（II）の供給源は当業者に知られており、例えばＰｄ（Ｐｈ３）４、Ｐｄ（ＯＡｃ）２、及びＰｄＣｌ２が含まれる。遷移金属と官能化元素状炭素との錯化は、遷移金属及び官能化元素状炭素を接触させるステップを含み、さらにこの混合物を加熱し又は濃縮するステップを含む。
［実施例］
【０１３０】
下記の実施例は、特許請求の範囲に記載される本発明を、限定するのではなく例示するために提供する。
【０１３１】
ＮＢＳを使用する臭素化は、表１にまとめたように、広範な芳香族出発材料又は基質との使用に適用可能であることがわかっている。例えばアニソールは、生成物単独として９８％の収率でｐ−ブロモアニソールが得られるように、−７８℃で５ｍｏｌ％のＺｒＣｌ４の存在下、１当量のＮＢＳを使用することによって臭素化することができる（表１、エントリー１）。しかしＺｒＣｌ４が存在しない状態では、ハロゲン化は、室温であっても進行しない（表１、エントリー１）。
【０１３２】
表１に示される基質の全てを臭素化することにより、対応するモノブロモ生成物が優れた収率及び位置選択性で得られた。ほとんどの場合、反応を、非常に低い温度で進行させることができ、さらなる精製は必要ではない。さらに表１は、本発明のハロゲン化が様々な置換基に適合することを明らかにしている。
【０１３３】
【表１】
2009511427.tif 000024
【０１３４】
ＮＣＳを使用する塩素化は、表２に示されるように、広範な芳香族出発材料又は基質との使用に適用可能であることがわかった。１当量のＮＣＳ及び５ｍｏｌ％のＺｒＣｌ４で処理した基質の全ては、対応する塩素化化合物を提供した。室温での反応により、高い位置選択性を有する塩素化生成物が高い収率で得られた。場合によっては、少量の位置異性体（エントリー３）又は二塩素化生成物（エントリー４及び５）が観察された。
【０１３５】
【表２】
2009511427.tif 000025
【０１３６】
ＮＩＳを使用するヨウ素化は、広範な芳香族出発材料又は基質との使用に適用可能であることがわかった。表３に示すように、ヨウ素化は、良好な収率及び位置選択性をもたらす。エントリー２では、微量の二ヨウ素化生成物が観察された。
【０１３７】
【表３】
2009511427.tif 000026
【０１３８】
ＮＦＳＩを使用するフッ素化は、表４に示すように、広範な芳香族出発材料又は基質との使用に適用可能であることがわかった。フッ素化は、有機合成において最も難しい操作の１つである。低刺激性のフッ素化試薬、ＮＦＳＩを、フッ素源として選択した。ＺｒＣｌ４により触媒された、１−メトキシルナフタレン、２−メトキシルナフタレン、及びピロールとＮＦＳＩとの反応によって、対応するフッ素化生成物が得られた（表４、それぞれエントリー１、２、及び３）。エントリー１に示されるように、触媒の量が増大すると、フッ素化生成物の収率が上昇した。
【０１３９】
【表４】
2009511427.tif 000027
【０１４０】
５ｍｏｌ％のＺｒＣｌ４の存在下での、ＮＢＳ及びトルエンの反応は、環置換生成物をもたらさず、ほぼ例外なく臭化ベンジルをもたらした。表５は、追加の例を示す。反応は、ＺｒＣｌ４の場合とほぼ同じ反応性を有するＦｅＣｌ３又はＡｌＣｌ３の存在下でも、滑らかに進行する。解釈のためのいかなる理論にも拘泥するものではないが、この反応は、ラジカルメカニズムによって進行できると考えられる。実際、この反応は、ラジカル阻害剤の存在下では少しも進行しない。
【０１４１】
【表５】
2009511427.tif 000028
【０１４２】
トルエンを、過剰な量のＮＢＳの存在下で、二臭素化及び三臭素化することができる。例えばスキーム１９に示されるように、二臭素化トルエンは、室温で２２時間、６当量のＮＢＳ、ＡｌＣｌ３（５ｍｏｌ％）をＣＨ２Ｃｌ２に溶かしたものを使用して、主生成物として得ることができる。スキーム２０に示されるように、三臭素化トルエンは、還流下で２２時間、１０当量のＮＢＳ、ＺｒＣｌ４（５ｍｏｌ％）をＣＨ２Ｃｌ２中で使用して、主生成物として得ることができる。
【０１４３】
スキーム１９
【化２２】
2009511427.tif 000029
【０１４４】
スキーム２０
【化２３】
2009511427.tif 000030
【０１４５】
シラン化合物を、過剰な量のＮＢＳ、及びＡｌＣｌ３、ＦｅＣｌ３、又はＺｒＣｌ４などのルイス酸触媒の存在下で、一臭素化、二臭素化、及び三臭素化することができる。例えばスキーム２１に示すように、（ブロモエチル）トリメチルシランは、室温で１８時間、ＮＢＳ、ＡｌＣｌ３（５ｍｏｌ％）をＣＨ２Ｃｌ２に溶かしたものを使用して、単離収率３２％の主生成物として得ることができる。スキーム２２に示すように、（１，１−ジブロモエチル）トリエチルシランは、室温で１８時間、ＮＢＳ、ＺｒＣｌ４（５ｍｏｌ％）をＣＨ２Ｃｌ２中で使用して、単離収率５４％の主生成物として得ることができる。主生成物は、蒸留によって単離した。
【０１４６】
スキーム２１
【化２４】
2009511427.tif 000031
【０１４７】
スキーム２２
【化２５】
2009511427.tif 000032
【０１４８】
芳香環を含む元素状炭素は、本発明の方法を使用してハロゲン化することができる。例えば図１は、ＣＨ２Ｃｌ２中、室温で、Ｎ−ブロモスクシンイミド０．５ｇ及び０．８ｍｏｌ％のＺｒＣｌ４を使用した、黒鉛１．０ｇの臭素化を示す。図２は、ＣＨ２Ｃｌ２中、室温で、Ｎ−ブロモスクシンイミド０．５ｇ及び０．８ｍｏｌ％のＺｒＣｌ４を使用した、チャコール１．０ｇの臭素化を示す。どちらの場合も、臭素化反応は速く、最初の１時間以内でほぼ完了する。生成物中の臭化物の重量％は、元素分析によって決定される。
【０１４９】
触媒投入量は、０．１％程度に低くすることができるが、より多くの触媒投入量では、黒鉛のより高い反応性が示される。１及び３ｍｏｌ％の触媒投入量が効果的であることがわかった。ＦｅＣｌ３及びＡｌＣｌ３も、この反応で効率的なルイス酸触媒として働くことができ、同様の結果が得られた。同じ反応条件下であるが触媒がない状態では、臭素化手順が非常に遅く、２４時間後であっても０．１％のＢｒしか検出されなかった。さらに、チャコール又は黒鉛の、Ｎ−クロロスクシンイミド（ＮＣＳ）による塩素化及びＮ−ヨードスクシンイミド（ＮＩＳ）によるヨウ素化は、同じ反応条件下で十分進行し、対応するハロゲン化炭素生成物が得られる。
【０１５０】
芳香環を含むハロゲン化元素状炭素は、さらに官能化することができる。金属触媒クロスカップリング反応が当業者に知られている。アリールハロゲン化物及びヘテロアリールハロゲン化物はどちらも、そのような反応に直接使用することができ、又はそのような反応で使用されるアリール若しくはヘテロアリール金属化合物に変換することができる。本発明の方法により調製された臭素化黒鉛を、Ｓｕｚｕｋｉ−Ｍｉｙａｕｒａカップリング反応条件を使用してピリジン−３−ボロン酸とカップリングし（G.Lu, R.Franzen, Q.Zhang, Y.Xu, Tetrahedron Lett. 46, 4255 (2005); T.Tagata, M.Nishida, J.Org.Chem. 68, 9412 (2003)）、金属の配位子として働くことができるピリジル官能化黒鉛を形成した。このように、スキーム２３に示されるように、ピリジル官能化黒鉛をＰｄ（ＯＡｃ）２で処理して、Ｐｄ触媒（XI）を形成した。
【０１５１】
スキーム２３
【化２６】
2009511427.tif 000033
【０１５２】
類似の手法では、臭素化黒鉛を、Ｓｕｚｕｋｉ−Ｍｉｙａｕｒａカップリング反応条件を使用して（ピリジン−２−イル）ピリジン−４−イル−４−ボロン酸をカップリングし、金属の配位子として働くことができるビピリジル官能化黒鉛を形成した。このように、ビピリジル官能化黒鉛は、スキーム２４に示されるようにＰｄ（ＯＡｃ）２で処理してＰｄ触媒（XII）を形成した。
【０１５３】
スキーム２４
【化２７】
2009511427.tif 000034
【０１５４】
得られたＰｄ触媒のそれぞれを、１−フェニルエタノールの空気酸化に利用し、その結果を表６にまとめる。ピリジル官能化チャコール及び黒鉛配位子は、それぞれ対応する単なるピリジン（収率２３％）及びビピリジン（収率＜６％）よりも効率的な配位子である。黒鉛官能化触媒の活性は、チャコール官能価触媒よりも非常に高く、ピリジル官能化黒鉛触媒は、最も高い収率をもたらす。非官能化チャコール又は黒鉛及びＰｄ（ＯＡｃ）２を用いた類似の反応操作は、この反応では少しも作用せず、官能化黒鉛又はチャコール配位子をＰｄ触媒と組み合わせることによってＰｄ触媒の反応性が増大するという考えを裏付けている。
【０１５５】
【表６】
2009511427.tif 000035
【０１５６】
アルコールの空気酸化へのピリジル官能化黒鉛Ｐｄ触媒（黒鉛XI）の利用を、表７に示されるその他のアルコールにもさらに適用した。酸化生成物を濾過によって単離し、濾液を濃縮した。その結果は、触媒が一般に、広範なアルコールに利用可能であり、対応する生成物が良好な収率で得られることを示している。穏やかな反応条件が、容易に且つ安全に取り扱われる。触媒の、安定で容易に除去可能であり再使用可能な特徴は、工業プロセスにおいてかなり有利である。
【０１５７】
【表７】
2009511427.tif 000036
【０１５８】
実験
全ての試薬は、他に特に指示しない限り、Ａｌｄｒｉｃｈから市販されているものである。全ての反応は、他に特に指示しない限り、窒素雰囲気中で磁気撹拌しながら、オーブン乾燥済みのガラス器具で実施した。１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを、周囲温度でＢｒｕｋｅｒ  Ａｖａｎｃｅ  ４００（４００ＭＨｚ）又は５００（５００ＭＨｚ）分光計に記録した。化学シフトの値（δ）を、内部標準物質（０ｐｐｍのテトラメチルシラン）からのｐｐｍダウンフィールドで表す。多重度を、ｓ（一重項）、ｄ（二重項）、ｔ（三重項）、ｑ（四重項）、ｍ（多重項）、及びｂｒ（ブロード）として示す。元素分析は、Ｍｉｄｗｅｓｔ  Ｍｉｃｒｏｌａｂ，ＬＬＣ，Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ，ＵＳＡが行った。分析薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）を、Ｅ．ＭｅｒｃｋプレコートＴＬＣプレート（シリカゲル６０  ＧＦ２５４、０．２５ｍｍ）上で行った。視覚化は、ＵＶ光及びエタノールに溶かしたリンモリブデン酸溶液を用い、加熱することにより実現させた。全ての溶媒を、新たに蒸留した。全てのその他の試薬及び出発材料は、他に特に指示しない限り販売業者から購入し、さらに精製することなく使用した。チャコールは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ，ＵＳＡ）から購入した：活性炭素、Ｄａｒｃｏ（登録商標）、１２〜２０メッシュ、顆粒、カタログ＃２４２２４１−２５０Ｇ。黒鉛は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ，ＵＳＡ）社から購入した：黒鉛、粉末、〜３２５メッシュ、＞９９．９９％、カタログ＃４９６５９６−１１３．４Ｇ。
【実施例１】
【０１５９】
芳香族化合物のハロゲン化に関する概略的手順
窒素雰囲気中、所望の温度に冷却した、ＮＸＳ（Ｘ＝Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ）又はＮＦＳＩ（０．５ｍｍｏｌ）をＣＨ２Ｃｌ２（４．０ｍＬ）に溶かした溶液に、ＺｒＣｌ４（０．０２５ｍｍｏｌ）を添加し、その後、窒素雰囲気中で基質（０．５ｍｍｏｌ）を添加する。反応が終了するまで撹拌し、次いで飽和ＮａＨＣＯ３水溶液（４ｍＬ）により反応を停止させた。水層をＣＨ２Ｃｌ２で抽出し（３×４ｍＬ）、合わせた有機相を塩水（４ｍＬ）で洗浄し、Ｎａ２ＣＯ４上で乾燥させることにより、所望の生成物が得られた。生成物の構造は、１Ｈ  ＮＭＲ及び１３Ｃ  ＮＭＲと報告されたデータとの比較によって、又は当業者に知られるその他の分析技法によって決定することができる。
【実施例２】
【０１６０】
１−ハロ−４−メトキシ−ベンゼン
【０１６１】
【化２８】
2009511427.tif 000037
【０１６２】
（Ｘ＝Ｃｌ）：１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．２３（ｍ，２Ｈ）、６．８２（ｍ，２Ｈ）、３．７７（ｓ，３Ｈ）。（Ｘ＝Ｂｒ）：１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．３７（ｍ，２Ｈ）、６．７８（ｍ，２Ｈ）、３．７７（ｓ，３Ｈ）。（Ｘ＝Ｉ）：１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．５４（ｍ，２Ｈ）、６．６８（ｍ，２Ｈ）、３．７７（ｓ，３Ｈ）。
【実施例３】
【０１６３】
１−ハロ−２−メトキシ−ナフタレン
【０１６４】
【化２９】
2009511427.tif 000038
【０１６５】
（Ｘ＝Ｆ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．００（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ）、７．６８（ｍ，２Ｈ）、７．５４（ｍ，１Ｈ）、７．３５（ｍ，１Ｈ）、７．２４（ｍ，１Ｈ）、３．９５（ｓ，３Ｈ）。（Ｘ＝Ｃｌ）：１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．２１（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ）、７．７６（ｍ，２Ｈ）、７．５５（ｍ，１Ｈ）、７．３８（ｍ，１Ｈ）、７．２６（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝９．０Ｈｚ）、４．００（ｓ，３Ｈ）。（Ｘ＝Ｂｒ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．２０（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝０．８，８．５Ｈｚ）、７．７５（ｍ，２Ｈ）、７．５４（ｍ，１Ｈ）、７．３６（ｍ，１Ｈ）、７．２０（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝９．０Ｈｚ）、３．９７（ｓ，３Ｈ）。（Ｘ＝Ｉ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．１１（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．６Ｈｚ）、７．７４（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．９Ｈｚ）、７．６８（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．０Ｈｚ）、７．５０（ｍ，１Ｈ）、７．３４（ｍ，１Ｈ）、７．１１（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝９．０Ｈｚ）、３．９５（ｓ，３Ｈ）。
【実施例４】
【０１６６】
１−ハロ−４−メトキシ−ナフタレン
【０１６７】
【化３０】
2009511427.tif 000039
【０１６８】
（Ｘ＝Ｆ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．３０−７．５０（ｍ，４Ｈ）、６．９９（ｍ，１Ｈ）、６．５９（ｍ，１Ｈ）、３．９１（ｓ，３Ｈ）。（Ｘ＝Ｃｌ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．２６（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．０Ｈｚ）、８．１７（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．４Ｈｚ）、７．５８（ｍ，１Ｈ）、７．５０（ｍ，２Ｈ）、６．６５（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．２Ｈｚ）、３．９３（ｓ，３Ｈ）。（Ｘ＝Ｂｒ）：１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．２５（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．０Ｈｚ）、８．１４（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ）、７．６２（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ）、７．５８（ｔ，１Ｈ，Ｊ＝７．５Ｈｚ）、７．５０（ｔ，１Ｈ，Ｊ＝７．５Ｈｚ）、６．６２（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ）、３．９３（ｓ，３Ｈ）。（Ｘ＝Ｉ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．１９（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝０．７，８．４Ｈｚ）、７．９８（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．４Ｈｚ）、７．８８（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．２Ｈｚ）、７．５４（ｍ，１Ｈ）、７．４６（ｍ，１Ｈ）、６．４９（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．２Ｈｚ）、３．９０（ｓ，３Ｈ）。
【実施例５】
【０１６９】
２−ハロ−１−メトキシ−ナフタレン
【０１７０】
【化３１】
2009511427.tif 000040
【０１７１】
（Ｘ＝Ｆ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．２０−７．２０（ｍ，６Ｈ）、４．０８（ｄ，３Ｈ，Ｊ＝１．９Ｈｚ）。（Ｘ＝Ｃｌ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．２−８．２（ｍ，６Ｈ）、３．９９（ｓ，３Ｈ）。
【実施例６】
【０１７２】
２−ブロモ−ナフタレン−１−イルアミン
【０１７３】
【化３２】
2009511427.tif 000041
【０１７４】
１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．７２（ｍ，２Ｈ）、７．４２（ｍ，３Ｈ）、７．１２（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝９．０Ｈｚ）、４．５６（ｂｒ  ｓ，２Ｈ）。
【実施例７】
【０１７５】
４−ヨード−ナフタレン−１−イルアミン
【０１７６】
【化３３】
2009511427.tif 000042
【０１７７】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．８１（ｍ，２Ｈ）、７．４４（ｍ，３Ｈ）、６．５４（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝７．９Ｈｚ）、４．６５（ｂｒ  ｓ，２Ｈ）。
【実施例８】
【０１７８】
２，４−ジヨード−ナフタレン−１−イルアミン
【０１７９】
【化３４】
2009511427.tif 000043
【０１８０】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．０２（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝７．７Ｈｚ）、７．４９（ｍ，２Ｈ）、７．７９（ｍ，２Ｈ）、４．６２（ｂｒ  ｓ，２Ｈ）。
【実施例９】
【０１８１】
２−ハロ−１Ｈ−ピロール
【０１８２】
【化３５】
2009511427.tif 000044
【０１８３】
（Ｘ＝Ｆ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ６．８３（ｍ，１Ｈ）、６．１６（ｍ，２Ｈ）、ＮＨは認められない。（Ｘ＝Ｃｌ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．２７（ｂｒ  ｓ，１Ｈ）、６．６４（ｍ，１Ｈ）、６．１５（ｍ，１Ｈ）、６．０４（ｍ，１Ｈ）。（Ｘ＝Ｂｒ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．２６（ｂｒ  ｓ，１Ｈ）、６．７７（ｍ，１Ｈ）、６．２５（ｍ，１Ｈ）、６．２２（ｍ，１Ｈ）。
【実施例１０】
【０１８４】
２，５−ジヨード−１Ｈ−ピロール
【０１８５】
【化３６】
2009511427.tif 000045
【０１８６】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．２９（ｂｒ  ｓ，１Ｈ）、５．９７（ｓ，２Ｈ）。
【実施例１１】
【０１８７】
１−ハロ−ナフタレン−２−オール
【０１８８】
【化３７】
2009511427.tif 000046
【０１８９】
（Ｘ＝Ｃｌ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．０３（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ）、７．７４（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．２Ｈｚ）、７．６５（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．９Ｈｚ）、７．５３（ｍ，１Ｈ）、７．３６（ｍ，１Ｈ）、７．２３（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．９Ｈｚ）、６．００（ｓ，１Ｈ）。（Ｘ＝Ｂｒ）：１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．００（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ）、７．７４（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．０Ｈｚ）、７．７０（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ）、７．５４（ｍ，１Ｈ）、７．３６（ｍ，１Ｈ）、７．２４（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝９．０Ｈｚ）、５．９４（ｓ，１Ｈ）。（Ｘ＝Ｉ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．９２（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝９．０Ｈｚ）、７．６７（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝８．７Ｈｚ）、７．５０（ｔ，１Ｈ，Ｊ＝７．４Ｈｚ）、７．３３（ｔ，１Ｈ，Ｊ＝７．４Ｈｚ）、７．１９（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝９．０Ｈｚ）、６．０６（ｂｒ  ｓ，１Ｈ）。
【実施例１２】
【０１９０】
５−クロロ−２，３−ジヒドロ−ベンゾフラン
【０１９１】
【化３８】
2009511427.tif 000047
【０１９２】
（Ｘ＝Ｃｌ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．１３（ｍ，１Ｈ）、７．０４（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝２．３，８．５Ｈｚ）、６．６８（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ）、４．５６（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝８．７Ｈｚ）、３．１８（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝８．７Ｈｚ）。（Ｘ＝Ｂｒ）：１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．２６（ｔ，１Ｈ，Ｊ＝０．９Ｈｚ）、７．１８（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝２．１，８．４Ｈｚ）、６．６４（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．４Ｈｚ）、４．５５（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝８．７Ｈｚ）、３．１８（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝８．７Ｈｚ）。
【実施例１３】
【０１９３】
４−クロロ−ナフタレン−１−オール
【０１９４】
【化３９】
2009511427.tif 000048
【０１９５】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．１５（ｍ，２Ｈ）、７．５３（ｍ，２Ｈ）、７．３０（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．０Ｈｚ）、６．６５（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．０Ｈｚ）、５．２６（ｓ，１Ｈ）。
【実施例１４】
【０１９６】
２，４−ジクロロ−ナフタレン−１−オール
【０１９７】
【化４０】
2009511427.tif 000049
【０１９８】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．２０（ｍ，２Ｈ）、７．６０（ｍ，２Ｈ）、７．３１（ｓ，１Ｈ）、５．９５（ｓ，１Ｈ）。
【実施例１５】
【０１９９】
４−ヨード−フェニルアミン
【０２００】
【化４１】
2009511427.tif 000050
【０２０１】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．３８（ｍ，２Ｈ）、６．４４（ｍ，２Ｈ）、３．６４（ｂｒ  ｓ，２Ｈ）。
【実施例１６】
【０２０２】
２，４−ジヨード−フェニルアミン
【０２０３】
【化４２】
2009511427.tif 000051
【０２０４】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．８７（ｍ，１Ｈ）、７．３５（ｍ，１Ｈ）、６．４７（ｍ，１Ｈ）、４．１２（ｂｒ  ｓ，２Ｈ）。
【実施例１７】
【０２０５】
１−（ブロモメチル）ベンゼン
【０２０６】
【化４３】
2009511427.tif 000052
【０２０７】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．３４（ｍ，５Ｈ）、４．４９（ｓ，２Ｈ）。
【実施例１８】
【０２０８】
１−（ジブロモメチル）ベンゼン
【０２０９】
【化４４】
2009511427.tif 000053
【０２１０】
１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．５７（ｍ，２Ｈ）、７．３５（ｍ，３Ｈ）、６．６４（ｓ，１Ｈ）。
【実施例１９】
【０２１１】
１−（トリブロモメチル）ベンゼン
【０２１２】
【化４５】
2009511427.tif 000054
【０２１３】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．００（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝８．０Ｈｚ）、７．３４（ｍ，３Ｈ）。
【実施例２０】
【０２１４】
１−（１−ブロモエチル）ベンゼン
【０２１５】
【化４６】
2009511427.tif 000055
【０２１６】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．４２（ｍ，２Ｈ）、７．３２（ｍ，３Ｈ）、５．２０（ｑ，１Ｈ，Ｊ＝６．９Ｈｚ）、２．０３（ｄ，３Ｈ，Ｊ＝６．９Ｈｚ）。
【実施例２１】
【０２１７】
１−（ブロモメチル）ナフタレン
【０２１８】
【化４７】
2009511427.tif 000056
【０２１９】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ８．１１（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ）、７．８０（ｍ，２Ｈ）、７．５７（ｄｔ，１Ｈ，Ｊ＝１．４，８．５Ｈｚ）、７．４８（ｍ，２Ｈ）、７．３４（ｔ，１Ｈ，Ｊ＝７．７Ｈｚ）、４．９０（ｓ，２Ｈ）。
【実施例２２】
【０２２０】
２−（ブロモメチル）ナフタレン
【０２２１】
【化４８】
2009511427.tif 000057
【０２２２】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．７６（ｍ，４Ｈ）、７．４４（ｍ，３Ｈ）、４．６０（ｓ，２Ｈ）。
【実施例２３】
【０２２３】
１−ブロモ−２−（ブロモメチル）ベンゼン
【０２２４】
【化４９】
2009511427.tif 000058
【０２２５】
１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．５６（ｍ，１Ｈ）、７．４４（ｍ，１Ｈ）、７．２８（ｍ，１Ｈ）、７．１５（ｍ，１Ｈ）、４．５９（ｓ，２Ｈ）。
【実施例２４】
【０２２６】
４−（ブロモメチル）−１，２−ジクロロベンゼン
【０２２７】
【化５０】
2009511427.tif 000059
【０２２８】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．４７（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝２．１Ｈｚ）、７．３９（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．２Ｈｚ）、７．２１（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝２．１，８．２Ｈｚ）、４．４０（ｓ，２Ｈ）。
【実施例２５】
【０２２９】
４−（ブロモメチル）−１，２−ジフルオロベンゼン
【０２３０】
【化５１】
2009511427.tif 000060
【０２３１】
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ  ７．２２（ｍ，１Ｈ）、７．１２（ｍ，２Ｈ）、４．４２（ｓ，２Ｈ）。
【実施例２６】
【０２３２】
芳香族化合物を含む材料をハロゲン化するための概略的手順
芳香族化合物（１．０ｇ）、ＮＢＳ（０．５ｇ）、及びＺｒＣｌ４（０．０１９６ｇ、３ｍｏｌ％）をＣＨ２Ｃｌ２（５ｍＬ）中に含む材料の懸濁液を、Ｎ２雰囲気中で２４時間、室温で撹拌した。固体を濾過によって分離し、ＣＨ２Ｃｌ２で十分に洗浄し、次いで真空乾燥した。ハロゲン取込みの重量％を元素分析によって決定する。
【実施例２７】
【０２３３】
黒鉛の臭素化
黒鉛（１．０ｇ）、ＮＢＳ（０．５ｇ）、及びＺｒＣｌ４（０．０１９６ｇ、３ｍｏｌ％）をＣＨ２Ｃｌ２（５ｍＬ）に懸濁した懸濁液を、Ｎ２雰囲気中で２４時間、室温で撹拌した。固体を濾過によって分離し、ＣＨ２Ｃｌ２で十分に洗浄し、次いで真空乾燥することによって、臭素化黒鉛が得られた。Ｂｒの重量％を元素分析によって決定した。
【実施例２８】
【０２３４】
チャコールの臭素化
黒鉛の代わりにチャコールを用いたこと以外、実施例２７の手順に従った。臭素化チャコール（１．１４ｇ）を単離した。Ｂｒの重量％を元素分析によって決定した：１２．２５％。
【実施例２９】
【０２３５】
ピリジン−３−黒鉛
【０２３６】
【化５２】
2009511427.tif 000061
【０２３７】
窒素中、臭素化黒鉛（１．０ｇ）及びピリジン−３−ボロン酸（１当量、臭素化黒鉛のＢｒ重量％による）を１，２−ジメトキシエタン（３ｍＬ）に溶かした溶液に、Ｎａ２ＣＯ３（６当量）の水溶液を添加し、その後Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（６ｍｏｌ％）を添加した。反応を、８４℃で２０時間撹拌した。室温まで冷却した後、この懸濁液を濾過し、固体を水及びＣＨ２Ｃｌ２で十分に洗浄し、次いで真空乾燥することにより、黒色固体１．０ｇが得られた。Ｎの重量％を元素分析によって決定した：０．１８％。
【実施例３０】
【０２３８】
（ピリジン−２−イル）ピリジン−４−イル−４−黒鉛
【０２３９】
【化５３】
2009511427.tif 000062
【０２４０】
窒素中、臭素化黒鉛（１．０ｇ）及び（ピリジン−２−イル）ピリジン−４−イル−４−ボロン酸（１当量、臭素化黒鉛のＢｒ重量％による）を１，２−ジメトキシエタン（３ｍＬ）に溶かした溶液に、Ｎａ２ＣＯ３（６当量）の水溶液を添加し、その後Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（６ｍｏｌ％）を添加した。反応を、８４℃で２０時間撹拌した。室温まで冷却した後、この懸濁液を濾過し、固体を水及びＣＨ２Ｃｌ２で十分に洗浄し、次いで真空乾燥することにより、黒色固体１．０１ｇが得られた。Ｎの重量％を元素分析によって決定した：０．２８％。
【実施例３１】
【０２４１】
Ｐｄ（ＯＡｃ）２（ピリジン−３−黒鉛）２
【０２４２】
【化５４】
2009511427.tif 000063
【０２４３】
窒素中、８０℃で、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（０．５当量、黒鉛のＮ重量％による）をトルエン（２ｍＬ）に溶かした溶液にピリジン−３−黒鉛（１．０ｇ）を添加した。反応を、室温で３０分間撹拌した。溶媒を、真空中でゆっくり除去することにより、所望の触媒が得られた。
【実施例３２】
【０２４４】
Ｐｄ（ＯＡｃ）２（（ピリジン−２−イル）ピリジン−４−イル−４−黒鉛）
【０２４５】
【化５５】
2009511427.tif 000064
【０２４６】
Ｐｄ（ＯＡｃ）２（１当量、黒鉛のＮ重量％による）をトルエン（２ｍＬ）に溶かした８０℃の溶液に、窒素中、（ピリジン−２−イル）ピリジン−４−イル−４−黒鉛（１．０ｇ）を添加した。反応を、室温で３０分間撹拌した。溶媒を、真空中でゆっくり除去することにより、所望の触媒が得られた。
【実施例３３】
【０２４７】
アルコールを酸化するための概略的手順
エアバルーン下、実施例３１又は３２から得たＰｄ触媒（０．３〜０．５ｍｏｌ％）及びＮａＯＡｃ（０．２ｍｍｏｌ）をトルエン（２ｍＬ）に溶かした溶液を、室温で１分間、及び８０℃で３分間撹拌した。次いでアルコール（２．０ｍｍｏｌ）を８０℃で１分間にわたり添加し、この溶液を、表６〜７に列挙される時間、８０℃で撹拌した。混合物が室温まで冷却された後、触媒を濾別し、濾液を減圧下で濃縮することにより、所望のアルコール又はケトンが得られた。この反応の収率を、１Ｈ  ＮＭＲによって決定した。
【実施例３４】
【０２４８】
（ブロモメチル）トリメチルシラン
【０２４９】
【化５６】
2009511427.tif 000065
【０２５０】
ＮＢＳ（５０ｍｍｏｌ）及びＡｌＣｌ３（５ｍｏｌ％）をＣＨ２Ｃｌ２（４００ｍＬ）に懸濁させた懸濁液に、窒素中でＭｅ４Ｓｉ（５０ｍｍｏｌ）を添加した。溶液を、室温で１８時間撹拌した。反応をＮａＨＣＯ３の飽和水溶液により停止させ、分離した有機相を塩水で洗浄した。Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥させた後、有機相を蒸留し、（ブロモメチル）トリメチルシランが主生成物として得られた。
【実施例３５】
【０２５１】
（１，１−ジブロモエチル）トリエチルシラン
【０２５２】
【化５７】
2009511427.tif 000066
【０２５３】
ＮＢＳ（６０ｍｍｏｌ）及びＺｒＣｌ４（５ｍｏｌ％）をＣＨ２Ｃｌ２（２４０ｍＬ）に懸濁させた懸濁液に、窒素中でＥｔ４Ｓｉ（３０ｍｍｏｌ）を添加した。溶液を、室温で１８時間撹拌した。反応をＮａＨＣＯ３の飽和水溶液により停止させ、分離した有機相を塩水で洗浄した。Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥させた後、有機相を真空中で濃縮し、粗製生成物を蒸留することによって、（１，１−ジブロモエチル）トリエチルシランが得られた。
【０２５４】
したがって、前述の詳細な説明は、限定ではなく例示と見なされ、本発明の精神及び範囲を定義することを目的とする全ての均等物を含めた下記の特許請求の範囲であると理解するものとする。
【図面の簡単な説明】
【０２５５】
【図１】黒鉛の臭素化を示すグラフである。
【図２】チャコールの臭素化を示すグラフである。
【図１】
2009511427.tif 000073
【図２】
2009511427.tif 000074
【国際調査報告】
2009511427.tif 000075