(57)【要約】【課題】パラジウム触媒を用いた有機反応液において、医薬品、農薬、電子材料などの分野で問題となる反応生成物中のパラジウムの含有量を、安価な吸着剤により簡便的な操作で除去できる工業的な方法を提供する。【解決手段】パラジウム触媒を用いた有機反応後の溶液を、活性アルミナを用いて処理する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン系配位子とパラジウム化合物を含む触媒を用いた有機反応後の溶液を、比表面積が１ｇ当たり５０〜４００ｍ２である活性アルミナで処理することを特徴とするパラジウムの除去方法。
【請求項２】
リン系配位子が、トリアルキルホスフィン類である請求項１記載のパラジウムの除去方法。
【請求項３】
リン系配位子が、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィンである請求項１または２記載のパラジウムの除去方法。
【請求項４】
パラジウム化合物が、ヘキサクロロパラジウム（ＩＶ）酸ナトリウム四水和物、もしくはヘキサクロロパラジウム（ＩＶ）酸カリウムからなる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）、パラジウムアセチルアセトナート（ＩＩ）、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）、もしくはパラジウムトリフルオロアセテート（ＩＩ）からなる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）二パラジウムクロロホルム錯体（０）、もしくはテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）からなる０価パラジウム化合物類の群から選ばれた少なくとも１種である請求項１記載のパラジウムの除去方法。
【請求項５】
有機反応が、ハロゲン化アリールとアミン類との反応である請求項１〜４いずれかに記載のパラジウムの除去方法。
【請求項６】
活性アルミナの添加量が、反応溶液中の反応生成物１重量部に対し０．０１〜１００重量部である請求項１〜５いずれかに記載のパラジウムの除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラジウム触媒を用いた有機反応後の溶液からパラジウムを除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リン系配位子とパラジウム化合物からなる触媒を用いた有機反応には、例えば鈴木−宮浦カップリング反応、薗頭クロスカップリング反応、ブッフバルド−ハートウィッグ反応、溝呂木−ヘック反応などがある。これらの反応は、最近では医薬品、農薬、電子材料などの分野で特に有用なトリアルキルホスフィン類とパラジウム化合物からなる触媒を用いたハロゲン化アリールとアミン類のアリールアミノ化反応として知られている。
これらの反応における課題は、目的とする反応生成物に触媒由来のパラジウムが含有することであり、医薬品、農薬、電子材料などの分野ではこのパラジウム含有量の削減が強く求められていた。
【０００３】
このため、このパラジウムを除去するための方法が種々検討されており、例えばゼオライト、特に活性白土を用いて吸着除去する方法などが報告されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、このゼオライトを用いる除去方法では、吸着剤用として天然ゼオライトを用いた場合であっても比表面積を大きくするなどの処理が必要なために高価になること、また、処理前のパラジウム含有溶液に反応溶媒として用いた水または反応後の水洗などによる水分が混在する場合、パラジウムの除去率が著しく低下するなどの問題があった。このため、混在する水分を共沸溶媒で除去するなどの煩雑な操作が必要のため、経済性ならびに操作面において工業規模の製造プロセスとしては必ずしも未だ満足できるものではなかった。
【特許文献１】特開２００５−３２４０７８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、反応生成物溶液中に水分が混在してもパラジウム除去率を低下させず、また工業的にも安価に使用できる吸着剤を用いた、反応生成物溶液からのパラジウムの除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、リン系配位子とパラジウム化合物を含む触媒を用いた有機反応後の溶液を、比表面積が１ｇ当たり５０〜４００ｍ２である活性アルミナで処理することを特徴とするパラジウムの除去方法に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、パラジウム含有溶液を工業的に安価に使用できる活性アルミナで処理することにより、処理溶液中に水分が混在していても反応生成物に対するパラジウム量を１０ｐｐｂ以下まで削減した反応生成物を得ることができる。従って、本発明は、工業的に極めて有用な技術である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で用いられるパラジウムを除去するための溶液としては、リン系配位子とパラジウム化合物を含む触媒を用いた有機反応溶液であり、その反応としては、特に限定するものではない。この有機反応としては、例えば、有機ホウ素化合物とハロゲン化アリールを反応させる鈴木−宮浦クロスカップリング反応、末端アルキンとハロゲン化アリールを反応させる薗頭クロスカップリング反応、ハロゲン化アリールまたはビニルを末端オレフィンと反応させる溝呂木−ヘック反応、ハロゲン化アリールとアミン類を反応させるブッフバルド−ハートウィッグ反応、有機スズ化合物と有機ハロゲン化物を反応させる右田−小杉−スティルカップリング反応などが挙げられ、特に医薬品、農薬、電子材料などの分野で有用なトリアルキルホスフィン類とパラジウム化合物を含む触媒を用いたハロゲン化アリールとアミン類のアリールアミノ化反応が好適に適用される。
【０００８】
次に、触媒系を構成するリン系配位子としては、パラジウムに配位可能なリン原子を有するものであれば特に限定されず、例えばトリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、トリ−ｉｓｏ−ブチルホスフィン、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン、１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンなどが挙げられる。中でも、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、トリ−ｉｓｏ−ブチルホスフィン、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィンなどのトリアルキルホスフィン類が好ましく、特に好ましくはトリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィンである。
【０００９】
また、上記リン系配位子と共に使用されるパラジウム化合物しては、特に限定するものではないが、例えば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）酸カリウムなどの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）、パラジウムアセチルアセトナート（ＩＩ）、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）、パラジウムトリフルオロアセテート（ＩＩ）などの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）二パラジウムクロロホルム錯体（０）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）などの０価パラジウム化合物類が挙げられる。
【００１０】
このリン系配位子とパラジウム化合物を含む触媒を用いた有機反応で使用される反応溶媒としては、特に限定するものではないが、ペンタン、ヘキサン、オクタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶媒などが挙げられ、これら反応溶媒は単独若しくは混合して用いても差し支えない。使用される反応溶媒の使用量としては、特に限定するものではないが、反応で得られる生成物に対して、通常、１〜２００重量倍、好ましくは５〜１００重量倍が選ばれる。
【００１１】
なお、ハロゲン化アリールとアミン類とのアリールアミノ化反応において、反応中の雰囲気は、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下であることが好ましく、窒素が最も好ましい。また、常圧下もしくは加圧下いずれでも行うことができる。
また、反応は、好ましくは−２０〜２５０℃、より好ましくは５０〜１５０℃に加熱して反応させることが好ましい。
さらに、反応時間は、用いる原料化合物や反応温度などに依存して変化するため一概に言えないが、通常、１〜４８時間である。
【００１２】
以上のリン系配位子とパラジウム化合物を含む触媒を用いた有機反応液中のパラジウム含有量は、反応で使用されるパラジウム化合物量にもよるが、通常、０．１ｐｐｍ〜５重量％の範囲である。なお、このパラジウム処理前の溶液には、水洗、分液後の水分が混在していても差し支えない。
【００１３】
なお、得られる有機反応液は、反応終了後、１０〜９０℃まで冷却し、水を反応溶液に対し１〜２００重量倍程度加えて、析出している塩を溶解し、分液により反応液を分取し、この反応液にパラジウム除去用の活性アルミナを添加して、パラジウムの除去を行う。
【００１４】
ここで、本発明のパラジウム除去で使用する活性アルミナは特に限定するものではないが、通常、１ｇ当たり５０〜４００ｍ２、好ましくは１００〜３００ｍ２の比表面積を有するものであれば問題ない。１ｇ当たり５０ｍ２未満の比表面積を有するアルミナの場合、パラジウムの除去率が低下する傾向にあり、一方、４００ｍ２を超える比表面積を有するアルミナの場合、生成物の収率が低下するため、好ましくない
また、活性アルミナは、表面の処理状態によって酸性、中性、塩基性タイプに分かれるが、どのタイプのものを用いてもよく、通常、工業的に使用される安価な塩基性タイプが選ばれる。
活性アルミナの使用量としては、特に限定するものではないが、処理する反応液に存在する反応生成物１重量部に対して、通常、０．０１〜１００重量部、好ましくは０．２〜３０重量部使用される。０．０１重量部未満では、パラジウムの除去率が低下し、一方、１００重量部を超えると生成物の収率が低下するため、好ましくない。
【００１５】
本発明の方法でパラジウムを除去する方法としては、通常、活性アルミナとパラジウム含有溶液を混合し、所定時間接触させた後、パラジウムが吸着された活性アルミナをろ過、遠心分離などの一般的な分離手段で分離する方法、活性アルミナが充填された塔内にパラジウム含有溶液を通液するなどの方法が挙げられる。これらパラジウムの除去における処理温度としては、特に限定するものではないが、通常、−３０〜２００℃であり、好ましくは０〜１５０℃である。処理時間は、特に限定するものではないが、通常、０．１〜４８時間、好ましくは０．５〜１０時間である。なお、このパラジウム除去処理は、活性アルミナ中のパラジウムが飽和に達するまで活性アルミナを繰り返し使用しても差し支えない。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
なお、反応生成物に含有されるパラジウムの含有量は、採取した試料溶液を溶媒除去した後、その残渣を硫酸と硝酸で湿式分解し、メスアップ後、パラジウム（以下、Ｐｄと略記する。）の含有量が１ｐｐｍ以上の場合はＩＣＰ−Ａｔｏｍｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（以下、ＩＣＰ−ＡＥＳと略記する。）で分析し、パラジウム含有量が１ｐｐｍ以下の場合はＩＣＰ−Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（以下、ＩＣＰ−ＭＳと略記する。）で分析した。
【００１７】
調製例１
温度計、冷却管を備えた１．０ｌの四つ口フラスコに、４，４’−ジブロモビフェニル  ２５．０ｇ（８０ｍｍｏｌ）、ジフェニルアミン  ２７．７ｇ（１６３ｍｍｏｌ）、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド  ２３．１ｇ（２４０ｍｍｏｌ）、ｏ−キシレン  ５１９．５ｇを仕込み、系内を撹拌しながら、室温下、窒素置換を行った。ついで、酢酸Ｐｄ１８ｍｇ（０．０８ｍｍｏｌ）、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン  ４９ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）を予め少量のｏ−キシレン中で加熱攪拌して調製しておいた触媒溶液を、先の四つ口フラスコに加え、内温を約１３０℃まで加熱し、３時間反応を行った。反応終了後、６０℃まで冷却し、水１４８ｇを加えて析出している塩を溶解し、分液により反応液  ５６６ｇを得た。溶液中のテトラ−Ｎ−フェニルベンジジンの含有量は３８．７ｇであり、Ｐｄの含有量はＩＣＰ−ＡＥＳで分析した結果、テトラ−Ｎ−フェニルベンジジンに対して７９ｐｐｍであった。なお、この得られた反応液中には水分の混在が確認された。
以下、この得られたテトラ−Ｎ−フェニルベンジジン反応液を用いてＰｄの除去を行った。
【００１８】
実施例１
温度計、冷却管を備えた１００ｍｌの四つ口フラスコに、調製例１で得られたテトラ−Ｎ−フェニルベンジジン含有溶液  ５０ｇと１ｇ当たり２５０ｍ２の比表面積を有する塩基性タイプの活性アルミナ（和光純薬工業社製、クロマトグラフ用）  １０ｇを仕込み、内温６０℃で１時間撹拌した。その後、活性アルミナを減圧濾過し、ろ別した活性アルミナを適当量のｏ−キシレンで洗浄した後、このろ液を濃縮乾固し、ほぼ定量的にテトラ−Ｎ−フェニルベンジジンを回収した。この濃縮乾固後の残渣について、ＩＣＰ−ＭＳ分析を行った結果、Ｐｄの含有量は１０ｐｐｂ以下であり、Ｐｄの除去率は９９．９％以上であった。
【００１９】
実施例２〜４
実施例１と同様な容器を用い、活性アルミナの種類および処理条件を表１に示した条件に変更した以外は実施例１と同様に行った。結果を、表１に示す。
【００２０】
【表１】
2008260704.tif 000002
【００２１】
なお、表１の活性アルミナのうち、塩基性は和光純薬工業社製のクロマトグラフ用、酸性は和光純薬工業社製のスーパーＩ（酸性）、中性は和光純薬工業社製のスーパーＩ（塩基性）を用いた。
【００２２】
実施例５
直径３５ｍｍのガラス製カラムに、１ｇ当たり２５０ｍ２の比表面積を有する塩基性タイプの活性アルミナ（和光純薬工業社製、クロマトグラフ用）  ２０ｇを充填し、次に実施例１で得たテトラ−Ｎ−フェニルベンジジン含有溶液  ５０ｇを室温下、通液した後、カラム中に残存するテトラ−Ｎ−フェニルベンジジンを適当量のｏ−キシレンで洗浄した。カラム処理して得たテトラ−Ｎ−フェニルベンジジン溶液を濃縮乾固し、ほぼ定量的にテトラ−Ｎ−フェニルベンジジンを回収した。この濃縮乾固後の残渣について、ＩＣＰ−ＭＳ分析を行った結果、Ｐｄの含有量は１０ｐｐｂ以下であり、Ｐｄの除去率は９９．９％以上であった。
【００２３】
比較例１
温度計、冷却管を備えた１００ｍｌの四つ口フラスコに、調製例１で得られたテトラ−Ｎ−フェニルベンジジン含有溶液  ５０ｇと活性白土（和光純薬工業社製）  １０ｇを仕込み、内温６０℃で１時間撹拌した。その後、活性アルミナを減圧濾過し、ろ別した活性アルミナを適当量のｏ−キシレンで洗浄した後、このろ液を濃縮乾固し、ほぼ定量的にテトラ−Ｎ−フェニルベンジジンを回収した。この濃縮乾固後の残渣について、ＩＣＰ−ＡＥＳ分析を行った結果、Ｐｄの含有量は２０ｐｐｍであり、Ｐｄの除去率は７４．７％であった。
【００２４】
比較例２〜４
比較例１と同様な容器を用い、ゼオライトの種類および処理条件を表１に示した条件に変更した以外は比較例１と同様に行った。結果を、表２に示す。
【００２５】
【表２】
2008260704.tif 000003
【００２６】
表２中の吸着剤は、以下のとおりである。
Ｙ型ゼオライト：東ソー社製、３２０ＨＯＡ
Ｌ型ゼオライト：東ソー社製、５００−ＫＯＨ
ＺＳＭ−５    ：東ソー社製、ＺＳＭ−５
【００２７】
比較例５
直径３５ｍｍのガラス製カラムに、活性白土  ２０ｇを充填し、次に調製例１で得たテトラ−Ｎ−フェニルベンジジン含有溶液  ５０ｇを室温下、通液した後、カラム中に残存するテトラ−Ｎ−フェニルベンジジンを適当量のｏ−キシレンで洗浄した。カラム処理して得たテトラ−Ｎ−フェニルベンジジン溶液を濃縮乾固し、ほぼ定量的にテトラ−Ｎ−フェニルベンジジンを回収した。この濃縮乾固後の残渣について、ＩＣＰ−ＡＥＳ分析を行った結果、Ｐｄの含有量は２５ｐｐｍであり、Ｐｄの除去率は６８．４％であった。
【００２８】
比較例６
温度計、冷却管を備えた１００ｍｌの四つ口フラスコに、調製例１で得られたテトラ−Ｎ−フェニルベンジジン含有溶液  ５０ｇと１ｇ当たり２０ｍ２の比表面積を有する塩基性タイプのアルミナ（和光純薬工業社製）  １０ｇを仕込み、内温６０℃で１時間撹拌した。その後、アルミナを減圧濾過し、ろ別したアルミナを適当量のｏ−キシレンで洗浄した後、このろ液を濃縮乾固し、ほぼ定量的にテトラ−Ｎ−フェニルベンジジンを回収した。この濃縮乾固後の残渣について、ＩＣＰ−ＡＥＳ分析を行った結果、Ｐｄの含有量は６６ｐｐｍであり、Ｐｄの除去率は１６．５％であった。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のパラジウムの除去方法は、リン系配位子とパラジウム化合物を含む触媒を用いた有機反応、例えば有機ホウ素化合物とハロゲン化アリールを反応させる鈴木−宮浦クロスカップリング反応、末端アルキンとハロゲン化アリールを反応させる薗頭クロスカップリング反応、ハロゲン化アリールまたはビニルを末端オレフィンと反応させる溝呂木−ヘック反応、ハロゲン化アリールとアミン類を反応させるブッフバルド−ハートウィッグ反応、有機スズ化合物と有機ハロゲン化物を反応させる右田−小杉−スティルカップリング反応などにおいて、パラジウムの除去として有用である。