(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第８族から第１０族の遷移金属からなる群から選ばれる少なくとも１つの遷移金属のハロゲン化物、硫酸化物、または硝酸化物を配位性有機溶媒中で加熱して得られる、第８族から第１０族遷移金属からなる群から選ばれる少なくとも１つの遷移金属および配位性有機溶媒を含有し、配位子、保護剤又はポリマーを含めた構成要素を含まない、平均粒子径が２ｎｍ以下である遷移金属超微粒子を含むクロスカップリング反応用触媒。
【請求項２】
式：Ａ−Ｘ
（式中、
Ａは、無置換もしくは置換のアリール基、無置換もしくは置換のヘテロアリール基、または無置換もしくは置換のアルケニル基であり；そして、
Ｘは、ハロゲン、メシレート基、トシレート基、トリフラート基、またはカルボン酸ハロゲン化物基である）
で示される化合物と、
式：Ｂ−Ｙ
（式中、
Ｂは、無置換もしくは置換のアリール基、無置換もしくは置換のヘテロアリール基、無置換もしくは置換のアルケニル基、または無置換もしくは置換のアルキニル基であり；
Ｙは、水素、アリール基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、ホルミル基、オキソ基、シアノ基、アミノ基、Ｂ(ＯＲ１)２、ＺｎＸ１、ＡｌＲ２２、ＳｎＲ３３、ＭｇＸ２、またはＳｉＲ４３であり、ここで、Ｘ１およびＸ２はハロゲンであり、そしてＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は各々独立して水素またはアルキルである）
で示される化合物とを反応させることにより、
式：Ａ−Ｂ
（式中、ＡおよびＢは前掲する通りである）
で示される生成物を得るクロスカップリング反応用である、請求項１記載のクロスカップリング反応用触媒。
【請求項３】
遷移金属がパラジウムである、請求項１または２のいずれか記載のクロスカップリング反応用触媒。
【請求項４】
配位性有機溶媒が、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）、Ｎ−メチルアセトアミド、１,３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、およびヘキサメチルホスホリックトリアミド（ＨＭＰＡ）からなる群から選ばれるアミド系溶媒である、請求項１乃至３のいずれか１項記載のクロスカップリング反応用触媒。
【請求項５】
第８族から第１０族遷移金属からなる群から選ばれる少なくとも１つの遷移金属の塩化物を配位性有機溶媒中で加熱することによって調製する、請求項１乃至４のいずれか１項記載のクロスカップリング反応用触媒の製造法。
【請求項６】
マイクロ波を照射しながら前記加熱を行う、請求項５記載の製造法。
【請求項７】
式：Ａ−Ｘ
（式中、
Ａは、無置換もしくは置換のアリール基、無置換もしくは置換のヘテロアリール基、無置換もしくは置換のアルケニル基、または無置換もしくは置換のアルキニル基であり；そして、
Ｘは、ハロゲン、メシレート基、トシレート基、トリフラート基、またはカルボン酸ハロゲン化物基である）
で示される化合物と、
式：Ｂ−Ｙ
（式中、
Ｂは、無置換もしくは置換のアリール基、無置換もしくは置換のヘテロアリール基、または無置換もしくは置換のアルケニル基であり；
Ｙは、水素、アリール基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、ホルミル基、オキソ基、シアノ基、アミノ基、Ｂ(ＯＲ１)２、ＺｎＸ１、ＡｌＲ２２、ＳｎＲ３３、ＭｇＸ２、またはＳｉＲ４３であり、ここで、Ｘ１およびＸ２はハロゲンであり、そしてＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は各々独立して水素またはアルキルである）
で示される化合物とを、請求項１記載のクロスカップリング反応用触媒の存在下で反応させることにより、式：Ａ−Ｂ
（式中、ＡおよびＢは前掲する通りである）
で示される生成物を得ることを含む、クロスカップリング反応。
【請求項８】
適宜塩基の存在下で行なう、請求項７記載のクロスカップリング反応。
【請求項９】
反応溶媒が、配位性有機溶媒の単独または水との混合物である、請求項７または８のいずれか記載のクロスカップリング反応。
【請求項１０】
触媒の使用量が、Ａ−Ｘで示される化合物の配合量基準で１０−１〜１０−７モル％である、請求項７乃至９のいずれか１項記載のクロスカップリング反応。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遷移金属超微粒子からなるクロスカップリング用触媒およびそれを用いたクロスカップリング法に関する。具体的には、第８族から第１１族遷移金属から選ばれる少なくとも１つの遷移金属および配位性有機溶媒を含有する遷移金属超微粒子を含むクロスカップリング用触媒、およびそれを用いた高触媒活性なクロスカップリング法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、プラスチック、医薬品、農薬等において、現代社会において大量の化学物質が消費されており、これらの物質を製造するために触媒を用いた新規製造法を開発することは、効率的な資源・エネルギーの利用並びに地球環境保全という観点から極めて重要である。
【０００３】
とりわけ、炭素−炭素結合生成を伴う異種分子間のクロスカップリング反応は最も重要な触媒反応プロセスとして種々の有機化合物の合成に用いられている。
【０００４】
しかしながら、触媒的クロスカップリング反応は学術的には著しい発展を遂げているとはいえ、触媒である貴金属を相当量用いる必要があるため、その多くは工業化には至っていないのが現状である。このため、希少金属資源の有効利用の観点からも、ごく微量の金属触媒を用いた長寿命且つ高活性な触媒反応プロセスの開発が強く望まれている。
【０００５】
近年、金属単体の微粒子化（ナノ粒子化）によって金属の表面露出原子の割合を向上させることにより触媒活性を向上させようとする試みがなされている。しかしながら、通常それら金属粒子は溶液中で互いに凝集し、バルク化するため、触媒本来の活性が損なわれている。
【０００６】
金属粒子のバルク化の防止によるナノサイズ化のための従来技術としては、配位子（例えば、ピンサー型リン配位子）による安定化（非特許文献１および２）、デンドリマー等の高分子化合物による保護（非特許文献３−５）、ポリマー担持（非特許文献６−１０）、またはイオン性保護剤による保護（非特許文献１１−１２）等が報告されている。しかしながら、そのように従来の金属微粒子は、その合成の過程で配位子または保護剤を使用したり、あるいはポリマー等に担持する等の安定化が必要であった。
【０００７】
最近、金属塩化物等をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中で還元することにより、約２ｎｍ以下のナノサイズを有する金、白金、パラジウム等のナノ粒子蛍光体を簡便に且つ大量に合成することができることが報告されている（特許文献１、並びに非特許文献１３−１４を参照）。これらナノ粒子の製造は上述のような配位子または保護剤の使用、あるいはポリマー等への担持の必要がなく、また得られるナノ粒子は安定で粒子径が揃っている。更に、当該ナノ粒子は予想外に、別途の表面処理を施すことなく各種媒体への分散性が高く、媒体中で均一に分散して存在可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特願２００９−１５４９３２
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】K. TakenakaおよびY. Uozumi著, Adv. Synth. Catal., 2004, 346, 1693-1696
【非特許文献２】C. RocaboyおよびJ.A. Gladyszら著, Organic Letters, 2002, Vol.4. No.12, 1993-1996
【非特許文献３】E.H. RahimおよびJ.B. Christensenら著, Nano Letters, 2001, Vol.1, No.9, 499-501
【非特許文献４】K. YamamotoおよびA. Sonoiら著, Nature Chemistry, 1, 397-402 (2009)
【非特許文献５】K.R. GopidasおよびM.A. Foxら著, Nano Letters, 2003, Vol.3, No.12, 1757-1760
【非特許文献６】Z. ZhangおよびZ. Wang著, J. Org. Chem., 2006, 71, 7485-7487
【非特許文献７】T. MizugakiおよびK. Kanedaら著, Chemistry Letters., Vol. 38, No. 11 (2009), 1118-1119
【非特許文献８】G. WeiおよびM. Zhangら著, J. Phys. Chem. C 2008, Vol. 112, No. 29, 10827-10832
【非特許文献９】K. OkamotoおよびS. Kobayashiら著, J. Am. Chem. Soc., 2005, Vol. 127, No. 7, 2125-2135
【非特許文献１０】Z. YinghuraiおよびR.A. Kemp.ら著, Adv. Synth. Catal., 2007, 349, 1917-1922
【非特許文献１１】Z. Zhang, Z. WangおよびM-M. Zhou著, J. Org. Chem., 2006, 71, 4339-4342
【非特許文献１２】G. ZhangおよびY. Kuangら著, Green Chem., 2009, 11, 1428-1432
【非特許文献１３】H. Kawasakiら著, Chem. Commun 46, 3759 (2010)
【非特許文献１４】H. Kawasakiら著, Langmuir 26, 5926 (2010)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のパラジウム錯体をはじめとした触媒的クロスカップリング反応においては、以下にあげる問題点が挙げられ、工業化プロセスとしての観点からは多くの改善すべき課題が残っている。ｉ）使用する触媒量が比較的多い（学術的には１〜５ｍｏｌ％の触媒量で行われている報告例が多い）；ｉｉ）金属触媒の失活を防ぐため、リン化合物等からなる配位子を用い安定化させている；ｉｉｉ）金属触媒の凝集による触媒失活を防ぐため、保護剤で安定化、あるいはシリカ、有機ポリマー等に金属を担持させなければいけない。
【００１１】
本発明は、配位子、保護剤又はポリマー等の構成要素を含まない、遷移金属および配位性有機溶媒からなる遷移金属超微粒子を用いることによって、クロスカップリング反応において触媒上の金属表面を効率的且つ最大限に利用でき、従来の触媒に比べて触媒活性が飛躍的に向上したクロスカップリング反応用触媒、および当該触媒を用いたクロスカップリング反応を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者が鋭意研究した結果、特願２００９−１５４９３２で得られたナノ粒子をクロスカップリング反応に用いたところ、本発明の遷移金属超微粒子触媒は配位子および保護剤を含まない金属種を用いることができることによって、クロスカップリング反応において触媒上の金属表面を効率的且つ最大限に利用でき、従来の反応系と比べて触媒活性を飛躍的に向上させることが可能となることを見出した。特に、反応基質としてハロアレーンと電子吸引性基を有するオレフィンとを用いる溝呂木−ヘック(Heck)反応、およびハロアレーンと有機ボロン酸とを用いる鈴木−宮浦反応を行ったところ、これらのクロスカップリング反応が良好な収率および高い触媒回転数で効率良く進行することを見出した。すなわち、本発明は以下の通りである。
【００１３】
［１］  第８族から第１１族遷移金属からなる群から選ばれる少なくとも１つの遷移金属および配位性有機溶媒を含有する遷移金属超微粒子を含む、クロスカップリング反応用触媒。
【００１４】
［２］  式：Ａ−Ｘ
（式中、
Ａは、無置換もしくは置換のアリール基、無置換もしくは置換のヘテロアリール基、または無置換もしくは置換のアルケニル基であり；そして、
Ｘは、ハロゲン、メシレート基、トシレート基、トリフラート基、またはカルボン酸ハロゲン化物基である）
で示される化合物と、
式：Ｂ−Ｙ
（式中、
Ｂは、無置換もしくは置換のアリール基、無置換もしくは置換のヘテロアリール基、無置換もしくは置換のアルケニル基、または無置換もしくは置換のアルキニル基であり；
Ｙは、水素、アリール基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、ホルミル基、オキソ基、シアノ基、アミノ基、Ｂ(ＯＲ１)２、ＺｎＸ１、ＡｌＲ２２、ＳｎＲ３３、ＭｇＸ２、またはＳｉＲ４３であり、ここで、Ｘ１およびＸ２はハロゲンであり、そしてＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は各々独立して水素またはアルキルである）
で示される化合物とを反応させることにより、
式：Ａ−Ｂ
（式中、ＡおよびＢは前掲する通りである）
で示される生成物を得るクロスカップリング反応用である、［１］記載のクロスカップリング反応用触媒。
【００１５】
［３］  式：Ａ−Ｘ
（式中、
Ａは、無置換もしくは置換のアリール基または無置換もしくは置換のヘテロアリール基であり；そして、
Ｘは、ハロゲン、メシレート基、トシレート基、またはトリフラート基である）
で示される化合物と、
式：Ｂ−Ｙ
（式中、
Ｂは、無置換もしくは置換のアルケニル基または無置換もしくは置換のアリール基であり；
Ｙは、アルコキシカルボニル基またはＢ(ＯＲ１)２であり、そしてＲ１は水素である）
で示される化合物とを反応させることにより、
式：Ａ−Ｂ
（式中、ＡおよびＢは前掲する通りである）
で示される生成物を得るクロスカップリング反応用である、［１］または［２］のいずれか記載のクロスカップリング反応用触媒。
【００１６】
［４］  遷移金属が第１０族遷移金属である、［１］乃至［３］のいずれか１項記載のクロスカップリング反応用触媒。
【００１７】
［５］  遷移金属がパラジウムである、［１］乃至［４］のいずれか１項記載のクロスカップリング反応用触媒。
【００１８】
［６］  配位性有機溶媒が、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）、Ｎ−メチルアセトアミド、１,３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、およびヘキサメチルホスホリックトリアミド（ＨＭＰＡ）からなる群から選ばれるアミド系溶媒である、［１］乃至［５］のいずれか１項記載のクロスカップリング反応用触媒。
【００１９】
［７］  配位性有機溶媒がＮ,Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）である、［１］乃至［６］のいずれか１項記載のクロスカップリング反応用触媒。
【００２０】
［８］  遷移金属超微粒子の平均粒子径が２ｎｍ以下である、［１］乃至［７］のいずれか１項記載のクロスカップリング反応用触媒。
【００２１】
［９］  遷移金属超微粒子が蛍光体である、［１］乃至［８］のいずれか１項記載のクロスカップリング反応用触媒。
【００２２】
［１０］  ターンオーバー数（ＴＯＮ）が１．０×１０４以上を示す、［１］乃至［９］のいずれか１項記載のクロスカップリング反応用触媒。
【００２３】
［１１］  第８族から第１１族遷移金属からなる群から選ばれる少なくとも１つの遷移金属の塩化物を配位性有機溶媒中で加熱還流することによって調製する、［１］乃至［１０］のいずれか１項記載のクロスカップリング反応用触媒の製造法。
【００２４】
［１２］  マイクロ波を照射しながら前記加熱還流を行う、［１１］記載の製造法。
【００２５】
［１３］  前記加熱還流後の反応溶液を適宜溶媒留去し、次いで配位性有機溶媒で希釈して所望の濃度にまで調製する、［１１］または［１２］のいずれか記載の製造法。
【００２６】
［１４］  ＤＭＦ、ＮＭＰおよびＴＨＦからなる群から選ばれる配位性有機溶媒を用いて希釈する、［１３］記載の製造法。
【００２７】
［１５］  式：Ａ−Ｘ
（式中、
Ａは、無置換もしくは置換のアリール基、無置換もしくは置換のヘテロアリール基、または無置換もしくは置換のアルケニル基であり；そして、
Ｘは、ハロゲン、メシレート基、トシレート基、トリフラート基、またはカルボン酸ハロゲン化物基である）
で示される化合物と、
式：Ｂ−Ｙ
（式中、
Ｂは、無置換もしくは置換のアリール基、無置換もしくは置換のヘテロアリール基、無置換もしくは置換のアルケニル基、または無置換もしくは置換のアルキニル基であり；
Ｙは、水素、アリール基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、ホルミル基、オキソ基、シアノ基、アミノ基、Ｂ(ＯＲ１)２、ＺｎＸ１、ＡｌＲ２２、ＳｎＲ３３、ＭｇＸ２、またはＳｉＲ４３であり、ここで、Ｘ１およびＸ２はハロゲンであり、そしてＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は各々独立して水素またはアルキルである）
で示される化合物とを、第８族から第１１族遷移金属からなる群から選ばれる少なくとも１つの遷移金属および配位性有機溶媒を含有する遷移金属超微粒子を含む触媒の存在下で反応させることにより、式：Ａ−Ｂ
（式中、ＡおよびＢは前掲する通りである）
で示される生成物を得ることを含む、クロスカップリング反応。
【００２８】
［１６］  適宜塩基の存在下で行なう、［１５］記載のクロスカップリング反応。
【００２９】
［１７］  反応溶媒が、配位性有機溶媒の単独または水との混合物である、［１５］または［１６］のいずれか記載のクロスカップリング反応。
【００３０】
［１８］  触媒の使用量が、Ａ−Ｘで示される化合物の配合量基準で１０−１〜１０−７モル％である、［１５］乃至［１７］のいずれか１項記載のクロスカップリング反応。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の遷移金属超微粒子は、触媒上の金属表面を効率的且つ最大限に利用でき、従来のクロスカップリング反応系と比べて触媒活性を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】パラジウム超微粒子（Ａ）および白金超微粒子（Ｂ）の各ＴＥＭ像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
（定義）
以下に、本明細書および特許請求の範囲中で使用する用語の定義を示す。特に断らなければ、本明細書中の基または用語について示す最初の定義を、個別にまたは別の基の一部として本明細書中の基または用語に適用する。
【００３４】
用語「第８族から第１１族遷移金属からなる群から選ばれる少なくとも１つの遷移金属」とは、第８族遷移金属（例えば、鉄（Ｆｅ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ））、第９族遷移金属（例えば、コバルト（Ｃｏ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ））、第１０族遷移金属（例えば、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ））、および第１１族遷移金属（例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ））からなる群から選ばれる少なくとも１つの遷移金属を意味する。第１０族遷移金属が好ましく、白金、パラジウムがより好ましく、パラジウムが特に好ましい。
【００３５】
用語「配位性有機溶媒」とは、遷移金属と配位することが可能な有機溶媒を意味し、例えば、アミド系溶媒、アミン系溶媒、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、ニトリル系溶媒、ニトロ系溶媒、もしくはスルホキシド系溶媒、またはそれらの２種以上の混合溶媒を含む。具体的には例えば、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）、１,３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等のカルボン酸アミド系、ヘキサメチルホスホリックトリアミド（ＨＭＰＡ）等のリン酸アミド系を含むアミド系溶媒；トリエチルアミン、ピリジン、エタノールアミン等のアミン系溶媒；イソプロパノール、プロピレングリコール等のアルコール系溶媒；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル系溶媒；アセトン、２−ブタノン等のケトン系溶媒；酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル系溶媒；アセトニトリル等のニトリル系溶媒；ニトロメタン等のニトロ系溶媒；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒を挙げられる。ＤＭＦ、Ｎ−メチルホルムアミド、ＤＭＡ、Ｎ−メチルアセトアミド、ＤＭＩ、ＮＭＰ、ＨＭＰＡからなる群から選ばれるアミド系溶媒が好ましく、ＤＭＦが特に好ましい。
【００３６】
用語「遷移金属超微粒子」とは、上記第８族から第１１族遷移金属からなる群から選ばれる少なくとも１つの遷移金属および配位性有機溶媒を含有する溶媒保護化物であって、その平均粒子径がナノサイズの粒子を意味する。ここで、溶媒保護化物とは、それら配位性溶媒で保護された化合物を意味する。また、本願明細書中、「超微粒子」は「ナノ粒子」または「ＮＣｓ」とも呼称される。
【００３７】
平均粒子径は０．５〜４ｎｍ程度であって、２ｎｍ以下が好ましく、１．５ｎｍ程度がより好ましい。かかる粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の像の解析により確認する。例えば、パラジウム超微粒子および白金超微粒子の各ＴＥＭの像を示す（図１）。図１より、パラジウム超微粒子および白金超微粒子はそれぞれ平均粒子径が約１．５ｎｍである。また、特願２００９−１５４９３２に記載する通りパラジウム、白金以外の遷移金属超微粒子についても蛍光特性を示すことから、平均粒子径は２ｎｍ以下である。また、かかる蛍光特性と２ｎｍ以下の平均粒子径との相関関係については、以下の多数の文献中に記載されている：
1. S. Empedocles, M. Baewndi著, Acc. Chem. Res, 1999, 32, 389-396.
2. M. A. El-Sayed著, Acc. Chem. Res, 2001, 34, 257-264.
3. S. Link, M. A. El-Sayed著, Int. Rev. Phys. Chem. 200, 19, 409-453.
4. S. Link, A. Beeby, S. FitzGerald, M. A. El-Sayed, T. G. Schaaff, R. L. 
Whetten著, J. Phys. Chem. B, 2002, 106, 3410-3415,
5. S. Chen, R. S. Ingram, M. J. Hostetler, J. J. Pietron, R. W. Murrey, T. G. Schaaff, J. T. Khoury, M. M. Alvarez, R. L. Whetten著, Science, 1998, 280, 2098-2101.
【００３８】
用語「クロスカップリング反応」とは、異なる２種の化合物の間で選択的に結合する反応を意味する。特に、本発明で意図するクロスカップリング反応とは、遷移金属化合物が触媒的に作用する、下式：
【化１】
0005700624.tif 000002
で示される反応を意味する。具体的には、有機ハロゲン化物等と末端アルケン等との反応（溝呂木・ヘック反応）、有機ハロゲン化物等と有機亜鉛化合物との反応（根岸カップリング反応）、有機ハロゲン化物等と有機スズ化合物との反応（右田・小杉・スティルカップリング）、有機ハロゲン化物等と末端アルキン等との反応（薗頭カップリング）、有機ハロゲン化物等と有機ホウ素化合物との反応（鈴木・宮浦カップリング）、有機ハロゲン化物と有機アミン化合物との反応（ブッフバルト・ハートウィッグ反応）、有機ハロゲン化物等と有機マグネシウム化合物との反応（熊田・玉尾・コリューカップリング）、有機ハロゲン化物と有機ケイ素化合物との反応（檜山カップリング）等を意図する。特に、溝呂木・ヘック反応および鈴木・宮浦カップリングを意図する。
【００３９】
用語「式：Ａ−Ｘで示される化合物」とは、上記クロスカップリング反応において求電子剤として作用する反応基質の一方を意味する。ここで、基Ａは、少なくとも１つの炭素−炭素不飽和結合を有する基であり、具体的には、無置換もしくは置換のアリール基、無置換もしくは置換のヘテロアリール基、および無置換もしくは置換のアルケニル基を含む。無置換もしくは置換のアリール基または無置換もしくは置換のヘテロアリール基が好ましい。また、Ｘ基は有機化学分野において脱離基として知られる基を意味する。具体的には、ハロゲン（例えば、クロロ、ブロモ、ヨード）、メシレート基（ＯＭｓ）、トシレート基（ＯＴｓ）、またはカルボン酸ハロゲン化物基（例えば、カルボン酸臭化物（Ｃ(＝Ｏ)Ｂｒ、カルボン酸ヨウ化物（Ｃ(＝Ｏ)Ｉ））を挙げられる。ハロゲンが好ましく、ブロモまたはヨードがより好ましく、ヨードが特に好ましい。
【００４０】
用語「式：Ｂ−Ｙで示される化合物」とは、上記クロスカップリング反応において求核剤として作用する反応基質の一方を意味する。ここで、基Ｂは、少なくとも１つの炭素−炭素不飽和結合を有する基であり、具体的には、無置換もしくは置換のアリール、無置換もしくは置換のヘテロアリール基、無置換もしくは置換のアルケニル基、および無置換もしくは置換のアルキニル基を含む。無置換もしくは置換のアルケニル基または無置換もしくは置換のアリール基が好ましい。また、Ｙ基は、水素、アリール基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、ホルミル基、オキソ基、シアノ基、アミノ基、Ｂ(ＯＲ１)２、ＺｎＸ１、ＡｌＲ２２、ＳｎＲ３３、ＭｇＸ２、またはＳｉＲ４３であり、ここで、Ｘ１およびＸ２はハロゲン（クロロ、ブロモ、ヨードが好ましく、ブロモ、ヨードがより好ましい）であり、そしてＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は各々独立して水素またはアルキル（炭素数が１〜６のアルキルが好ましく、メチル、エチル、ｔ−ブチルがより好ましい）である。アルコキシカルボニル基（例えば、エトキシカルボニル）、またはＢ(ＯＲ１)２（Ｒ１は水素である）が好ましい。
【００４１】
用語「無置換もしくは置換のアリール基」とは、適宜１〜５個の置換基を有する芳香族性炭素環式を意味する。縮合環様式で結合した多環式基（例えば、二環式基）をも本定義に含む。具体例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基等の単環式アリール基；フェナントリジニル基、６−クロマニル基、５−イソインドリル基等の二環式アリール基等が挙げられる。フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基が好ましい。
【００４２】
ここで、置換基としては、かかるクロスカップリング反応の進行を妨げない基であればよく、有機化学分野において知られる電子供与性基（例えば、アミノ基、アルキル基、アルコキシ基）または電子吸引性基（例えば、ニトロ基、ホルミル基、オキソ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基）のいずれであってもよいが、電子供与性基が好ましい。例えば、アルキル基（例えば、炭素数が１〜６個のアルキル基（例えば、メチル基、エチル基））、ハロゲン化アルキル基（例えば、トリフルオロメチル基）、ニトロ基、ホルミル基、オキソ基、アシル基（例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基）、アミノ基（例えば、N-メチルアミノ基、N-エチルアミノ基、N,N-ジメチルアミノ基、N,N-ジフェニルアミノ基）、ヒドロキシ基、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基）、カルボキシ基、シアノ基を含む。アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基が好ましい。
【００４３】
用語「無置換もしくは置換のヘテロアリール基」とは、適宜１〜５個の置換基を有する、少なくとも１つの環内に、窒素原子、酸素原子、または硫黄原子から選ばれる少なくとも１つのヘテロ原子を有する、芳香族性の環式基を意味する。縮合環様式で結合した多環式基（例えば、二環式基）をも本定義に含む。具体例としては、ピロリル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、イソキサゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、イソチアゾリル基、ピリジル基、フリル基、チエニル基、オキサジアゾリル基、２−オキサアゼピニル基、アゼピニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、トリアゾリル基などの単環式へテロアリール基；および、ベンゾチアゾリル基、ベンゾキサゾリル基、ベンゾチエニル基、ベンゾフリル基、キノリニル基、キノリニル−Ｎ−オキシド基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾピラニル基、インドリジニル基、シンノリニル基、キノキサリニル基、インダゾリル基、ピロロピリジル基、フロピリジニル基（例えば、フロ[２,３−ｃ]ピリジニル基、フロ[３,１−ｂ]ピリジニル基、またはフロ[２,３−ｂ]ピリジニル基）、ベンジイソチアゾリル基、ベンゾイソキサゾリル基、ベンゾジアジニル基、ベンゾチオピラニル基、ベンゾトリアゾリル基、ベンゾピラゾリル基、ナフチリジニル基、フタラジニル基、プリニル基、ピリドピリジル基、キナゾリニル基、チエノフリル基、チエノピリジル基、チエノチエニル基などの二環式ヘテロアリール基等の二環式アリール基等が挙げられる。ピリジル基が好ましい。置換基としては、上記の「無置換もしくは置換のアリール基」において定義するのと同様に、かかるクロスカップリング反応の進行を妨げない基であればよく、具体例は上述の通りである。
【００４４】
用語「無置換もしくは置換のアルケニル基」とは、適宜１〜５個の置換基を有する、２〜１２個の炭素原子および少なくとも１個の二重結合を有する、直鎖、分枝または環状の炭化水素基を意味する。具体例としては、エテニル基（ビニル基）、１−プロペニル基、１−ブテニル基、１−ペンテニル基、１,３−ジペンテニル基、シクロヘキセニル基等を挙げられる。エテニル基が好ましい。置換基としては、上記の「無置換もしくは置換のアリール基」において定義するのと同様に、かかるクロスカップリング反応の進行を妨げない基であればよく、具体例は上述の通りである。
【００４５】
用語「無置換もしくは置換のアルキニル基」とは、適宜１〜３個の置換基を有する、２〜６個の炭素原子および１個の三重結合を有する、直鎖または分枝の炭化水素基を意味する。アセチレンの一端の炭素上の水素が水素以外の基で置換された末端アルキニル基が好ましい。具体例としては、１−プロピニル、１−ブチニル、３,３−ジメチル−１−ブチニル等を挙げられる。１−プロピニルが好ましい。置換基としては、上記の「無置換もしくは置換のアリール基」において定義するのと同様に、かかるクロスカップリング反応の進行を妨げない基であればよく、具体例は上述の通りである。
【００４６】
用語「アルコキシカルボニル基」とは、炭素数が１〜１２個、好ましくは炭素数が１〜８個、より好ましくは炭素数が１〜６個のアルキル基を含むアルコキシカルボニル基を意味する。具体例としては、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ｎ−プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル（ｎ−ブトキシカルボニル、イソ−ブトキシカルボニル、ｔ−ブトキシカルボニル）、ペンチルオキシカルボニル、ヘキシルオキシカルボニル等を挙げられる。メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ｔ−ブトキシカルボニルが好ましい。
【００４７】
本発明の反応を以下に詳しく説明する。
【化２】
0005700624.tif 000003
【００４８】
（触媒の調製）
本発明のクロスカップリング反応用触媒は上記反応式１に示す通りに調製する。具体的には、まず特願２００９−１５４９３２中の記載と同様に、第８族−第１１族遷移金属化合物の原料を配位性有機溶媒中で加熱還流することによって反応させ、反応溶液を得る。マイクロ波を照射しながら加熱還流することが好ましい。この反応は、空気雰囲気下で行うことができる。また、反応温度は、通常使用する配位性有機溶媒の沸点近くで行う。更に、反応時間は、使用する溶媒、反応温度などの反応条件に依存して変わり得るが、数時間〜数日間で完結し、通常約４時間〜約１日間で完結し、約６時間が好ましい。
【００４９】
第８族−第１１族遷移金属化合物の原料としては、各遷移金属の無機化合物（例えば、塩化物、硫酸化物、硝酸化物）であってよく、具体的には、Ｐｄの場合にはＰｄＣｌ２、[Ｐｄ(ＮＨ３)４]Ｃｌ２など；Ｐｔの場合にはＨ２ＰｔＣｌ６、[Ｐｔ(ＮＨ３)４]Ｃｌ２等；Ｆｅの場合にはＦｅＣｌ３、Ｆｅ２(ＳＯ４)３等；Ａｕの場合には、ＨＡｕＣｌ４、Ｎａ[Ａｕ(ＣＮ)４]等；Ｃｕの場合には、ＣｕＣｌ２、ＣｕＳＯ４等；Ａｇの場合には、ＡｇＮＯ３、[Ａｇ(ＮＨ３)２]ＮＯ３等を挙げられる。塩化物が好ましい。これらは、市販されているか、または当該有機金属化学の分野において知られる方法、或いはこれらに準じた方法により製造することができる。
【００５０】
次に、得られた反応溶液を、配位性有機溶媒で希釈して所望の濃度へ調整して遷移金属超微粒子触媒を得ることができる。ここで、反応溶媒と希釈溶媒とが相違する場合には、反応溶媒を留去し、その後に希釈を行う。例えば、１ｍＭの反応溶液を得て、これを希釈して１０μＭ、１００ｎＭ、１０ｎＭ、１ｎＭの濃度にまで調製することができる。
【００５１】
（クロスカップリング反応）
クロスカップリング反応は、上記反応式２に示す通り一般に触媒的クロスカップリング反応として知られる手順に準じて行う。具体的には、式：Ａ−Ｘで示される化合物（１）と、式：Ｂ−Ｙで示される化合物（２）とを、上記で得られた遷移金属超微粒子触媒の存在下で反応させる。ここで、クロスカップリング反応のタイプによっては、塩基の存在下で行う。塩基としては、有機塩基（例えば、トリエチルアミン、ピリジン）または無機塩基（例えば、水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム））、炭酸塩（例えば、炭酸カリウム）、炭酸水素塩（例えば、炭酸水素ナトリウム））を挙げられる。
【００５２】
反応基質である、式：Ａ−Ｘで示される化合物（１）と、式：Ｂ−Ｙで示される化合物（２）はいずれも市販されているか、または当該有機化学の分野において知られる方法、或いはこれらに準じた方法により製造することができる。
【００５３】
クロスカップリング反応の反応溶媒は、配位性有機溶媒の単独または水との混合物を使用することができる。水との混合物を使用する場合には、反応溶媒総量中の配位性有機溶媒の比率が５容量％以上、２０容量％以上、好ましくは５０容量％以上である。配位性反応溶媒としては、ＤＭＦ、ＮＭＰおよびＴＨＦが好ましく、特に溝呂木・ヘック反応の場合にはＤＭＦが、鈴木・宮浦カップリングの場合にはＮＭＰが好ましい。
【００５４】
反応基質である化合物（１）と化合物（２）の配合量比率は、化合物（２）の量が化合物（１）の配合量基準で等量または過剰量で使用する。例えば、化合物（２）を、１．０〜３．０当量、１．０〜２．０当量、好ましくは１．２〜１．５当量で使用する。
【００５５】
本発明の遷移金属超微粒子触媒の使用量は、反応基質である化合物（１）の配合量基準で１０−１〜１０−７モル％、１０−２〜１０−７モル％、好ましくは１０−３〜１０−７モル％で使用することができる。特に、溝呂木・ヘック反応の場合には１０−５〜１０−７モル％で、鈴木・宮浦カップリングの場合には１０−３モル％で使用することができる。
【００５６】
触媒活性は、触媒化学分野においてよく用いられる触媒回転数（ＴＯＮ）を用いて表すことができる。本発明の触媒は、１０４〜１０８の次数のＴＯＮを示す。例えば、鈴木・宮浦カップリングの場合には、１０４の次数、すなわち最大で万単位のＴＯＮを、溝呂木・ヘック反応の場合には１０４〜１０８の次数、すなわち最大で億単位のＴＯＮを示し得る。
【００５７】
本発明のカップリング反応は、低温（例えば、−７０℃以下）から高温（例えば、１００℃以上）で行なうことができ、通常室温〜使用する反応溶媒の沸点であり、８０〜１４０が好ましく、１００℃〜１４０℃がより好ましい。
【００５８】
本発明の反応は、不活性気体の雰囲気下で行なうことが好ましく、具体的には窒素、アルゴン、ヘリウムの雰囲気下で行なう。
【００５９】
本発明の反応は、常圧から加圧容器（例えば、プレッシャーチューブなどの市販のステンレス加圧容器）中での加圧条件下で行なうことができ、通常常圧で行なう。
【００６０】
本発明の反応時間は、使用する溶媒、反応温度などの反応条件に依存して変わり得るが、数時間〜数日間で完結し、通常３時間〜２日間で完結し、５時間〜１５時間が好ましい。
【実施例】
【００６１】
以下に実施例を挙げて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限定されるものではない。遷移金属超微粒子およびクロスカップリング反応の生成物の確認は、各種分光学的分析の解析により行なった。具体的には、一次元および二次元のプロトンおよび炭素１３核磁気共鳴スペクトル（１Ｈ ＮＭＲ、１３Ｃ ＮＭＲ、質量スペクトル（ＭＳ）、赤外線吸収スペクトル(ＩＲ）、蛍光スペクトル、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の解析により行った。核磁気共鳴スペクトルには、テトラメチルシランを内部標準として用いた。反応収率は、シリカゲルガスクロマトグラフィー（ＧＣ）を用いて定量した。
【００６２】
実施例中に用いた以下の略号を説明する。
Ｍｅはメチル基を、Ｅｔはエチル基を、ｔ−Ｂｕはｔ−ブチル基を、Ｃｙをシクロヘキシル基を意味する。
【００６３】
［参考例］
［遷移金属超微粒子の合成］
１．パラジウム超微粒子の調製
本発明において使用する遷移金属超微粒子は、特願２００９−１５４９３２の記載と同様に調製した。具体的には、三口フラスコに回転子を入れ、DMFで共洗いしたのちに、DMF (15 mL)を入れ、空気雰囲気下、140℃で6分間、三口フラスコを予備加熱した。その後、0.1 Mの塩化パラジウム水溶液を150 μL加え、140℃、6時間加熱環流し合成を行った。パラジウム超微粒子溶液は、1 mMの溶液 (1 mM Pd超微粒子（ナノ粒子）（NCs)／DMF)として得られ、紫外可視吸収スペクトル、蛍光スペクトル、TEMを用いて分析し、約1.5 nmの粒子の生成を確認した（図１（Ａ））。
【００６４】
２．白金超微粒子の調製
上記パラジウム超微粒子と同様に、調製した。具体的には、三口フラスコに回転子を入れ、DMFで共洗いしたのちに、DMF (15 mL)を入れ、空気雰囲気下、140℃で6分間、三口フラスコを予備加熱した。その後、0.1 Mの塩化白金酸水溶液を75 μL加え、140℃、6時間加熱環流し合成を行った。白金超微粒子溶液は、1 mMの溶液 (1 mM Pt NCs／DMF)として得られ、紫外可視吸収スペクトル、蛍光スペクトル、TEMを用いて分析し、約1.5 nmの粒子の生成を確認した（図１（Ｂ））。
【００６５】
［実施例］
［触媒の調製］
生成したパラジウム超微粒子溶液(Pd NCs／DMF)の1 mM溶液をDMFで100倍に希釈し、10 μM Pd NCs／DMFの溶液を調製した。さらに、10 μMのPd NCs／DMFの溶液をDMFで100倍に希釈し、100 nMの溶液を調製した。同様な操作で、10 nM、1 nMのPd NCs／DMF溶液を調製し、反応に用いた。
【００６６】
同様に、1 mMのPd NCs／DMF溶液のDMF (15 mL)をエバポレーターにより留去したのち、NMP (15 mL)を加え、再分散させた。得られた1 mM Pd NCs／NMP溶液をNMPで100倍に希釈し、10 μMのPd NCs／NMP溶液を調製した。同様の操作で、1 μM、100 nM、10 nM、1 nMのPd NCs／NMP溶液を調製した。
【００６７】
更に、1 mMのPd NCs／DMF溶液のDMF (15 mL)をエバポレーターにより留去したのち、THF(15 mL)を加え、再分散させた。得られた1 mM Pd NCs／THF溶液をTHFで100倍に希釈し、10 μMのPd NCs／THF溶液を調製した。同様の操作で、1 μM、100 nM、10 nM、1 nMのPd NCs／THF溶液を調製した。
【００６８】
［クロスカップリング反応］
（溝呂木・ヘック反応）
【実施例１】
【００６９】
【化３】
0005700624.tif 000004
プレッシャーチューブに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもと、上記［触媒の調製］で合成した1 mMのPd NCs／DMF (1 mL)を加えた。その後、ヨードベンゼン (1 mmol, 204 mg)、アクリル酸エチル (1.2 mmol, 120 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；定量的、触媒回転数；>1,000回。
【実施例２】
【００７０】
【化４】
0005700624.tif 000005
まず、生成したパラジウムナノ粒子溶液(Pd NCs／DMF)の1 mM溶液を100 μL取り、DMF 10 mL中に加えて100倍に希釈し、10 μM Pd NCs／DMFの溶液を調製した。その10μM Pd NCs／DMFの溶液 1 mLをアルゴン雰囲気のもと回転子を入れたプレッシャーチューブに加えた。その後、ヨードベンゼン (1 mmol, 204 mg)、アクリル酸エチル (1.2 mmol, 120 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；定量的、触媒回転数；>100,000回。
【実施例３】
【００７１】
【化５】
0005700624.tif 000006
まず、上記［実施例２］で調製したパラジウムナノ粒子溶液(Pd NCs／DMF)の10 μM溶液を100 μL取り、DMF 10 mL中に加えて100倍に希釈し、100 nM Pd NCs／DMFの溶液を調製した。その100 nM Pd NCs／DMFの溶液 1 mLをアルゴン雰囲気のもと回転子を入れたプレッシャーチューブに加えた。その後、ヨードベンゼン (1 mmol, 204 mg)、アクリル酸エチル (1.2 mmol, 120 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；>99% 、触媒回転数；>10,000,000回。
【実施例４】
【００７２】
【化６】
0005700624.tif 000007
1 mMのPd NCs／DMF溶液のDMF (15 mL)をエバポレーターにより留去したのち、NMP (15 mL)を加え、再分散させた。得られた1 mM Pd NCs／NMP溶液を100 μL取り、NMP 10 mLで100倍に希釈し、10 μMのPd NCs／NMP溶液を調製した。同様の操作で、10 μM Pd NCs／NMP溶液を100 μL取り、NMP 10 mLで100倍に希釈し、100 nMのPd NCs／NMP溶液を調製した。その100 nM Pd NCs／NMPの溶液 1 mLをアルゴン雰囲気のもと回転子を入れたプレッシャーチューブに加えた。その後、ヨードベンゼン (1 mmol, 204 mg)、アクリル酸エチル (1.2 mmol, 120 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてNMP (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；30% 、触媒回転数；3,040,000回。
【実施例５】
【００７３】
【化７】
0005700624.tif 000008
まず、［実施例３］で調製したパラジウムナノ粒子溶液(Pd NCs／DMF)の100 nM溶液を100 μL取り、DMF 10 mL中に加えて100倍に希釈し、1 nM Pd NCs／DMFの溶液を調製した。その1 nM Pd NCs／DMFの溶液 1 mLをアルゴン雰囲気のもと回転子を入れたプレッシャーチューブに加えた。その後、ヨードベンゼン (1 mmol, 204 mg)、アクリル酸エチル (1.2 mmol, 120 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；60% 、触媒回転数；598,000,000回。
【実施例６】
【００７４】
【化８】
0005700624.tif 000009
プレッシャーチューブに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもと[触媒の調製]で合成した1 mMのPd NCs／DMF (1 mL)を加えた。その後、ブロモベンゼン (1 mmol, 157 mg)、アクリル酸エチル (1.2 mmol, 120 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；23%、触媒回転数；231回。
【実施例７】
【００７５】
【化９】
0005700624.tif 000010
［実施例３］で調製した100 nM Pd NCs／DMFの溶液 1 mLをアルゴン雰囲気のもと回転子を入れたプレッシャーチューブに加えた。その後、4-ヨードトルエン (1 mmol, 218 mg)、アクリル酸エチル (1.2 mmol, 120 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；47% 、触媒回転数；4,740,000回。
【実施例８】
【００７６】
【化１０】
0005700624.tif 000011
［実施例３］で調製した100 nM Pd NCs／DMFの溶液 1 mLをアルゴン雰囲気のもと回転子を入れたプレッシャーチューブに加えた。その後、4-ヨードベンゾトリフルオリド (1 mmol, 272 mg)、アクリル酸エチル (1.2 mmol, 120 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；41% 、触媒回転数；4,090,000回。
【実施例９】
【００７７】
【化１１】
0005700624.tif 000012
［実施例３］で調製した100 nM Pd NCs／DMFの溶液 1 mLをアルゴン雰囲気のもと回転子を入れたプレッシャーチューブに加えた。その後、4-ヨードアニソール (1 mmol, 234 mg)、アクリル酸エチル (1.2 mmol, 120 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；20% 、触媒回転数；2,010,000回。
【実施例１０】
【００７８】
【化１２】
0005700624.tif 000013
［実施例３］で調製した100 nM Pd NCs／DMFの溶液 1 mLをアルゴン雰囲気のもと回転子を入れたプレッシャーチューブに加えた。その後、1-ヨードナフタレン (1 mmol, 254 mg)、アクリル酸エチル (1.2 mmol, 120 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；68% 、触媒回転数；6,760,000回。
【実施例１１】
【００７９】
【化１３】
0005700624.tif 000014
［実施例２］で調製した10 μM Pd NCs／DMFの溶液 1 mLをアルゴン雰囲気のもと回転子を入れたプレッシャーチューブに加えた。その後、5-ヨード-2-フルアルデヒド (1 mmol, 222 mg)、アクリル酸エチル (1.2 mmol, 120 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；14% 、触媒回転数；14,200回。
【実施例１２】
【００８０】
【化１４】
0005700624.tif 000015
［実施例３］で調製した100 nM Pd NCs／DMFの溶液 1 mLをアルゴン雰囲気のもと回転子を入れたプレッシャーチューブに加えた。その後、2-ヨードチオフェン (1 mmol, 210 mg)、アクリル酸エチル (1.2 mmol, 120 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；11% 、触媒回転数；1,090,000回。
【実施例１３】
【００８１】
【化１５】
0005700624.tif 000016
［実施例３］で調製した100 nM Pd NCs／DMFの溶液 1 mLをアルゴン雰囲気のもと回転子を入れたプレッシャーチューブに加えた。その後、ヨードベンゼン (1 mmol, 204 mg)、アクリル酸シクロヘキシル (1.2 mmol, 185 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；27% 、触媒回転数；2,740,000回。
【実施例１４】
【００８２】
【化１６】
0005700624.tif 000017
［実施例３］で調製した100 nM Pd NCs／DMFの溶液 1 mLをアルゴン雰囲気のもと回転子を入れたプレッシャーチューブに加えた。その後、ヨードベンゼン (1 mmol, 204 mg)、アクリル酸-t-ブチル (1.2 mmol, 154 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；5% 、触媒回転数；530,000回。
【実施例１５】
【００８３】
【化１７】
0005700624.tif 000018
［実施例３］で調製した100 nM Pd NCs／DMFの溶液 1 mLをアルゴン雰囲気のもと回転子を入れたプレッシャーチューブに加えた。その後、ヨードベンゼン (1 mmol, 204 mg)、メチルビニルケトン (1.2 mmol, 84 mg)、トリエチルアミン (1 mmol, 101 mg)、溶媒としてDMF (1 mL)を加え、140℃、15時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。ヘック型生成物の収率；12% 、触媒回転数；1,240,000回。
【００８４】
（鈴木-宮浦クロスカップリング反応）
【実施例１６】
【００８５】
【化１８】
0005700624.tif 000019
枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもと4-ヨードトルエン (0.5 mmol,109 mg)、フェニルボロン酸 (0.75 mmol, 91 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、上記[触媒の調製]で調製した1 mMのPd NCs／DMF (1 mL)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 86%, 触媒回転数 (TON): 430回。
【実施例１７】
【００８６】
【化１９】
0005700624.tif 000020
まず、生成したパラジウムナノ粒子溶液(Pd NCs／DMF)の1 mM溶液を100 μL取り、DMF 10 mL中に加えて100倍に希釈し、10 μM Pd NCs／DMFの溶液を調製した。次に、枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもと4-ヨードトルエン (0.5 mmol,109 mg)、フェニルボロン酸 (0.75 mmol, 91 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、10 μM Pd NCs／DMFの溶液(1 mL)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 41%, 触媒回転数 (TON): 20,400回。
【実施例１８】
【００８７】
【化２０】
0005700624.tif 000021
まず、1 mMのPd NCs／DMF溶液のDMF (15 mL)をエバポレーターにより留去したのち、NMP (15 mL)を加え、再分散させた。得られた1 mM Pd NCs／NMP溶液を100 μL取り、NMP 10 mLで100倍に希釈し、10 μMのPd NCs／NMP溶液を調製した。次に、枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもと4-ヨードトルエン (0.5 mmol, 109 mg)、フェニルボロン酸 (0.75 mmol, 91 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、10 μM Pd NCs／NMPの溶液(1 mL)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 82%, 触媒回転数 (TON): 40,600回。
【実施例１９】
【００８８】
【化２１】
0005700624.tif 000022
まず、1 mMのPd NCs／DMF溶液のDMF (15 mL)をエバポレーターにより留去したのち、THF (15 mL)を加え、再分散させた。得られた1 mM Pd NCs／THF溶液を100 μL取り、THF 10 mLで100倍に希釈し、10 μMのPd NCs／THF溶液を調製した。溶けなかった粒子は、フィルターによりろ過した。次に、枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもと4-ヨードトルエン (0.5 mmol, 109 mg)、フェニルボロン酸 (0.75 mmol, 91 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、10 μM Pd NCs／THFの溶液(1 mL)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 56%, 触媒回転数 (TON): 28,100回。
【実施例２０】
【００８９】
【化２２】
0005700624.tif 000023
まず、生成したパラジウムナノ粒子溶液(Pd NCs／DMF)の1 mM溶液を10 μL取り、DMF 10 mL中に加えて100倍に希釈し、1 μM Pd NCs／DMFの溶液を調製した。次に、枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもと4-ヨードトルエン (0.5 mmol, 109 mg)、フェニルボロン酸 (0.75 mmol, 91 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、1 μM Pd NCs／DMFの溶液(1 mL)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 11%, 触媒回転数 (TON): 53,500回。
【実施例２１】
【００９０】
【化２３】
0005700624.tif 000024
枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもと4-ブロモトルエン (0.5 mmol, 86 mg)、フェニルボロン酸 (0.75 mmol, 91 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、［実施例１８］で調製した10 μM Pd NCs／NMPの溶液(1 mL)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 43%, 触媒回転数 (TON): 24,000回。
【実施例２２】
【００９１】
【化２４】
0005700624.tif 000025
枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもと4-ヨードアニソール (0.5 mmol, 117 mg)、フェニルボロン酸 (0.75 mmol, 91 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、［実施例１８］で調製した10 μM Pd NCs／NMPの溶液(1 mL)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 98%, 触媒回転数 (TON): 49,200回。
【実施例２３】
【００９２】
【化２５】
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枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもとフェニルボロン酸 (0.75 mmol, 91 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、［実施例１８］で調製した10 μM Pd NCs／NMPの溶液(1 mL)、4-ヨードベンゾトリフルオリド (0.5 mmol, 136 mg)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 61%, 触媒回転数 (TON): 33,700回。
【実施例２４】
【００９３】
【化２６】
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枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもとフェニルボロン酸 (0.75 mmol, 91 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、［実施例１８］で調製した10 μM Pd NCs／NMPの溶液(1 mL)、4-ヨードナフタレン (0.5 mmol, 127 mg)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 98%, 触媒回転数 (TON): 50,400回。
【実施例２５】
【００９４】
【化２７】
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枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもとフェニルボロン酸 (0.75 mmol, 91 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、［実施例１８］で調製した10 μM Pd NCs／NMPの溶液(1 mL)、2-ヨードチオフェン (0.5 mmol, 105 mg)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 63%, 触媒回転数 (TON): 33,700回。
【実施例２６】
【００９５】
【化２８】
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枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもと5-ヨード-2-フルアルデヒド (0.5 mmol, 111 mg)、フェニルボロン酸 (0.75 mmol, 91 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、［実施例１８］で調製した10 μM Pd NCs／NMPの溶液(1 mL)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 54%, 触媒回転数 (TON):27,100回。
【実施例２７】
【００９６】
【化２９】
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枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもと4-ヨードトルエン (0.5 mmol,109 mg)、4-クロロフェニルボロン酸 (0.75 mmol, 117 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、［実施例１８］で調製した10 μM Pd NCs／NMPの溶液(1 mL)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 37%, 触媒回転数 (TON): 18,700回。
【実施例２８】
【００９７】
【化３０】
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枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもと4-ヨードトルエン (0.5 mmol,109 mg)、m-ニトロフェニルボロン酸 (0.75 mmol, 125 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、［実施例１８］で調製した10 μM Pd NCs／NMPの溶液(1 mL)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 27%, 触媒回転数 (TON): 13,200回。
【実施例２９】
【００９８】
【化３１】
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枝付きシュレンクに回転子を入れ、アルゴン雰囲気のもと4-ヨードトルエン (0.5 mmol,109 mg)、p-メトキシフェニルボロン酸 (0.75 mmol, 114 mg)、炭酸カリウム (0.5 mmol, 69 mg)を加えた後に、［実施例１８］で調製した10 μM Pd NCs／NMPの溶液(1 mL)、H2O (1 mL)を加え、100 ℃、5時間反応を行った。定量は、GCを用い、内部基準法（基準物質はトリデカンである）で行った。カップリング生成物の収率: 56%, 触媒回転数 (TON): 27,900回。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の遷移金属超微粒子は触媒的クロスカップリング反応において極めて高い触媒活性を有することにより、希少金属資源の非常に効率的な利用が実現することができ、またクロスカップリング反応の生成物は、医薬品の合成中間体等としても有用であり、工業的に利用価値が高い。
【図１】
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