(57)【要約】  【課題】  本発明の課題は，回収，再利用が可能な高い活性の触媒をHeck反応に応用し，芳香族オレフィンを生成せしめることにある。  【解決手段】  上記課題解決のため，適当な間隔でジフェニルホスフィノ基を有するポリアクリルアミド誘導体と遷移金属を水溶液中で会合せしめ，ネットワーク状の超分子である遷移金属錯体触媒を利用した。この遷移金属錯体触媒をHeck反応に用いることにより，触媒の回収，再利用が可能となり，また，高いターンオーバー数を実現した。  【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記構造式
【化１】
2005047864.tif 000004
（式中，ｋ，Ｌ，ｎはそれぞれ独立に１以上の整数，ｍは０以上の整数で，Mはパラジウム，ニッケル，ルテニウム，ロジウム，インジリウム，白金を始めとする遷移金属から選択され，R１，R２はそれぞれ独立に水素，メチル基，エチル基，プロピル基，イソプロピル基，ブチル基，イソブチル基，t-ブチル基，ヘキシル基，シクロヘキシル基，フェニル基，ベンジル基から選択され，Xは塩素，アセテート，一酸化炭素，アセトニトリル，ベンゾニトリル，アセチルアセトン，トリフェニルホスフィンから選択され，Ar１，Ar２はそれぞれ独立にメチル基，エチル基，プロピル基，イソプロピル基，ブチル基，イソブチル基，t-ブチル基を有していてもよいフェニル基あるいはナフチル基である）で示される遷移金属触媒の存在下，芳香族ハライドとオレフィンを反応せしめることを特徴とする芳香族オレフィンの合成法。
【請求項２】
ｎが１０，Ｌが２，ｍが２，Mがパラジウム，Xが塩素，R1がイソプロピル，R2が水素，Ar１，Ar２がフェニル基である請求項１記載の芳香族オレフィンの合成法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリマー担持遷移金属触媒を用いるHeck反応に関するもので，有機合成等の属する分野および他の分野において要求されている芳香族オレフィンの合成に供するものである。
【背景技術】
【０００２】
芳香族オレフィンは化学産業界において極めて重要な化合物で，例えば，けい皮酸，スチレン，スチルベン誘導体などはポリマーの出発材料，紫外線吸収剤，あるいは生物活性物質の前駆体として幅広く利用されている。そして，この芳香族オレフィンが極めて重要な化合物であるため，その合成法が盛んに研究されてきた。
【０００３】
1979年，R. F. Heckはパラジウム触媒と塩基の存在下，芳香族ハライドとオレフィンから高収率で芳香族オレフィンを合成する画期的な方法を報告している[R. F. Heck, Acc. Chem. Res., 12, 146(1979)]。この方法は，温和な条件下，高い選択性と高い収率で芳香族オレフィンが得られ，しかも官能基による制約が少ない。そのため，多方面で利用され，開発者の名を冠してHeck反応と呼ばれている。
【０００４】
一般にHeck反応をスムーズに進行させるためには均一系パラジウム触媒が有利であり，種々の均一系パラジウム触媒が報告されている。しかしながら，この均一系パラジウム触媒の存在が目的物の精製の妨げとなる場合がある。ことに，医薬品，化粧品，食品などの属する分野では，厳密にパラジウム触媒を除かなくてはならない。また，近年“環境にやさしい化学合成”が求められており，この観点からもパラジウム触媒を完全に除去することができる反応系の開発が活発に行われている。
【０００５】
パラジウム触媒の除去に関する解決策として，種々の試みが行なわれている。例えば，ポリマー担持パラジウム触媒の利用としてP．W．Wangらの方法が挙げられる。二座配子1,2-ビス(ジイソプロピルホスフィノ)ベンゼンをポリスチレンに化学結合させ，これにパラジウムを配位させポリスチレン担持パラジウム触媒を合成し，これをアクリル酸メチルとヨードベンゼンのHeck反応に触媒として用いている。ポリスチレン担持パラジウム触媒を用いることで，触媒の回収が容易で，触媒効率を損なうことなく繰り返し使用できる旨，報告している [J. Org. Chem., 59, 5358(1994)]。また，デンドリマーを利用したものとしてM．T．Reetzらの方法が挙げられる。M．T．Reetzらは1,4-ジアミンを構成要素とするデンドリマーの表層アミノ基にジフェニルホスフィノメチル基を導入し，これにパラジウムを配位させたデンドリマー担持パラジウム触媒を合成している。これをスチレンとブロモベンゼンのHeck反応に触媒として用いている。反応はDMF中で進行し，反応完結後，エーテルを加え，デンドリマー担持パラジウム触媒を沈殿させ，回収している。回収したデンドリマー担持パラジウム触媒は触媒効率を損なうことなく再利用することができる[Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36, 1526(1997)]。また，近年，イオン性液体をHeck反応に利用し，パラジウム触媒の回収，再利用が研究されている。A．J．Carmichaelらは数種類のイオン性液体を用いてHeck反応を行なっている。例えば，1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートに酢酸パラジウムとトリフェニルホスフィンを加え，パラジウム触媒のイオン性液体溶液を調製し，これにアクリル酸エチルとヨードベンゼンを加え，Heck反応を行なっている。反応完結後，反応混合物から生成物をヘキサンで抽出している。パラジウム触媒のイオン性液体溶液は繰り返し使用可能である旨報告している[Org. Lett., 1, 997(1999)]。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のようにHeck反応の改良法が多数報告されている。取り分けここ数年はその数が増加している。P．W．Wangらの報告したパラジウムをポリスチレン樹脂に担持させる方法はパラジウム触媒の回収，再利用が可能で，極めて有用な方法である。しかしながら，P．W．Wangらの方法は触媒のターンオーバー数780と低く，到底満足できるものではない。M．T．Reetzらの報告したパラジウムをデンドリマーに担持させる方法はDMFなどの極性溶媒中で反応させなければならない。また，デンドリマー担持パラジウム触媒の使用量は２mol%と多く，満足できるものでない。A．J．Carmichaelらの報告したイオン性液体を用いる方法はパラジウム触媒の調製が簡便で，その回収，再利用が可能で，極めて有用な方法である。しかしながら，イオン性液体が比較的高価であることや20mol%程度のパラジウム触媒を必要とするなど到底満足できるものでない。目的物の分離が容易で，高い触媒活性を示し，しかも再利用が可能な触媒を用いるHeck反応が強く求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで，発明者らは鋭意研究を重ね，本発明を完成するに至った。すなわち，本発明は下記構造式
【０００８】
【化１】
2005047864.tif 000002
【０００９】
（式中，ｋ，Ｌ，ｎはそれぞれ独立に１以上の整数，ｍは０以上の整数で，Mはパラジウム，ニッケル，ルテニウム，ロジウム，インジリウム，白金を始めとする遷移金属から選択され，R１，R２はそれぞれ独立に水素，メチル基，エチル基，プロピル基，イソプロピル基，ブチル基，イソブチル基，t-ブチル基，ヘキシル基，シクロヘキシル基，フェニル基，ベンジル基から選択され，Xは塩素，アセテート，一酸化炭素，アセトニトリル，ベンゾニトリル，アセチルアセトン，トリフェニルホスフィンから選択され，Ar１，Ar２はそれぞれ独立にメチル基，エチル基，プロピル基，イソプロピル基，ブチル基，イソブチル基，t-ブチル基を有していてもよいフェニル基あるいはナフチル基である）で示される遷移金属触媒をHeck反応に用いて芳香族オレフィンを合成する方法に関するものである。上記触媒は発明者らが開発したもので，既にSuzuki-Miyaura反応への応用を報告している[Org. Lett., 4, 3371(2002)]。
【００１０】
この触媒は上記文献に従って極めて容易に合成することができる。この触媒の代表例であるパラジウム触媒は，N-置換アミド-4-スチリル(ジフェニル)ホスフィンの鎖状コポリマーとパラジウムを反応せしめたネットワーク状の超分子パラジウム錯体である。この超分子パラジウム錯体は両親媒性であるため，親水性や疎水性の基質，試剤をパラジウムの近傍に取り込み，基質と試剤の反応の触媒として機能する。そして，ネットワーク状の超分子であるため，水，有機溶媒に不溶で，反応系からの回収が容易である。また，パラジウムはコポリマーのホスフィノ基に強く担持されている。そのため，反応に際してパラジウムの溶出が無く，繰り返し使用可能である。以下に参考例として本発明に用いる下記構造式で示されるパラジウム触媒の合成法を示す。
【００１１】
【化２】
2005047864.tif 000003
【００１２】
参考例１  パラジウム触媒の合成
4-スチリル(ジフェニル)ホスフィン１mol，N-イソプロピルアクリルアミド６molをt-ブタノールに溶解させ，この溶液にアゾイソブチロニトリル0.0215molを加え，75℃で41時間攪拌し，塩化メチレン-ジエチルエーテル沈降により精製，乾燥し，収率85％で鎖状コポリマーを得た。この鎖状コポリマーの2562mgをTHF588mlに溶解させ，次いでアンモニアテトラクロロパラジウム284mgを水236mlに溶解させた水溶液を加え，室温で62時間攪拌し，さらに水235mlを加え，80℃で4時間還流した。沈殿物を濾取，洗浄，乾燥した後，THFを加え還流洗浄を繰返した。沈殿物を濾取，洗浄，乾燥し，ネットワーク状超分子錯体であるパラジウム触媒2789mgを定量的に得た。
【００１３】
得られたパラジウム触媒のIR吸収を示す。
IR：3285，3061，2971，2973，2874，1651，1460，1387，1366，1175，1119，1096，694，523（cm−１）
【発明の効果】
【００１４】
この触媒は極めて容易に回収することができる。しかも，下記実施例８で示すように再利用が可能で，少なくとも５回連続して繰り返し使用しても，その触媒活性は低下することがない。また，下記実施例１から７に示すように生成物の収率は90％以上と高く，しかも触媒のターンオーバー数は極めて高い。このように本発明に係る方法は反応溶媒に不溶なネットワーク状の超分子である触媒を使用しているため，反応完結後，触媒を完全に回収することができ，再利用することができる。また，高い触媒活性を有し，極少量の触媒量で高い収率を実現することから，極めて有用なHeck反応用触媒と言える。
【実施例】
【００１５】
以下に本発明の好ましい実施例を記載するが，これは例示であり，本発明を制限するものではない。本発明の範囲内では変形が可能なことは当業者には明らかであろう。
【００１６】
実施例１  けい皮酸t-ブチルの合成
ヨードベンゼン36.5mmol，アクリル酸t-ブチル54.7mmol，トリエチルアミン54.7mmol，参考例で合成したパラジウム触媒1.82μmolをトルエンに加え，100℃で15時間還流した。反応混合物にメタノールを加え，ろ過し，パラジウム触媒を回収した。ろ液からけいひ酸t-ブチルを回収，精製し，けい皮酸t-ブチルの油状生成物6859mgを得た。収率は92％であった。
【００１７】
実施例２  3-エトキシカルボニルけい皮酸エチルの合成
実施例１のヨードベンゼンに代えて3-ヨード安息香酸エチルを，アクリル酸t-ブチルに代えてアクリル酸エチルを用いて実施例１と同様の操作を行ない，3-エトキシカルボニルけい皮酸エチルの結晶8130mgを得た。収率は95％であった。
【００１８】
実施例３  4-アセトキシけい皮酸メチルの合成
実施例１のヨードベンゼンに代えて4-アセトキシヨードベンゼンを，アクリル酸t-ブチルに代えてアクリル酸メチルを用いて実施例１と同様の操作を行ない，4-アセトキシけい皮酸メチルの結晶7395mgを得た。収率は95％であった。
【００１９】
実施例４  4-クロロけい皮酸メチルの合成
実施例１のヨードベンゼンに代えて4-クロロヨードベンゼンを，アクリル酸t-ブチルに代えてアクリル酸メチルを用いて実施例１と同様の操作を行ない，4-クロロけい皮酸メチルの結晶6818mgを得た。収率は95％であった。
【００２０】
実施例５  4-メトキシけい皮酸メチルの合成
実施例１のヨードベンゼンに代えて4-メトキシヨードベンゼンを，アクリル酸t-ブチルに代えてアクリル酸メチルを用いて実施例１と同様の操作を行ない，4-メトキシけい皮酸メチルの結晶6454mgを得た。収率は92％であった。
【００２１】
実施例６  スチルベンの合成
実施例１のアクリル酸t-ブチルに代えてスチレンを用いて実施例１と同様の操作を行ない，スチルベンの結晶5921mgを得た。収率は90％であった。
【００２２】
実施例７  レスベラトロールの合成
実施例１のヨードベンゼンに代えて4-ベンゾイルオキシヨードベンゼンを，アクリル酸t-ブチルに代えて3,5-ジベンゾイルオキシスチレンを用いて実施例１と同様の操作を行ない，(E)-3,5,4'-トリベンゾイルオキシスチレン18350mgを得た。この収率は93％であった。
(E)-3,5,4'-トリベンゾイルオキシスチレン1mmol，ナトリウムメトキシド1.5mmolをテトラヒドロフラン−メタノール混合溶媒に加え，50℃で5時間加熱した。粗生成物を分離，精製し，(E)-3,5,4'-ヒドロキシスチレン（レスベラトロール）の結晶224mgを得た。
【００２３】
実施例８  触媒の再利用
実施例１で回収したパラジウム触媒を再利用して実施例１の操作を繰り返し行なった。繰り返しの回数とその時のけい皮酸t-ブチルの収率を示す。
２回目：93％
３回目：95％
４回目：94％
５回目：95％