(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下式（Ｉ）
0003954106.tif 000006
で表わされ、かつ式中のＲが水素、ハロゲン、Ｒ’またはＯＲ’を、このＲ’が反応条件下に不活性の置換基を持っていてもよい有機炭素基を、ｎが０、１、２または３をそれぞれ意味し、ｎが２または３であるとき、複数のＲは相互に同じでも異なってもよい場合の２−ニトロビフェニルを製造するために、下式（ＩＩ）
0003954106.tif 000007
で表される２−ニトロクロロベンゼンを、溶媒中において、ａ）酸化状態０のパラジウムを有するパラジウムトリアリールフォスフィン、ｂ）錯化配位子としてのトリアリールフォスフィンの存在下にあるパラジウム塩、およびｃ）トリアリールフォスフィンの存在下の金属パラジウムの中から選択されるパラジウム触媒および塩基の存在下に、フェニルボロン酸（ＩＩＩａ）またはそのアルキルエステル（ＩＩＩｂ）またはその無水物
0003954106.tif 000008
と反応させることを特徴とする２−ニトロビフェニルの製造方法。
【請求項２】
前記金属パラジウムが担体上に担持されてなる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
使用される化合物（ＩＩＩａ）が、４−位においてのみ置換されているフェニルボロン酸であり、使用される化合物（ＩＩ）が２−クロロニトロベンゼンであることを特徴とする、請求項１又は２のいずれかの方法。
【請求項４】
使用されるフェニルボロン酸（ＩＩＩａ）が、４−位における唯一の置換基として弗素、塩素またはメチルを持っていることを特徴とする、請求項１から３のいずれかの方法。
【請求項５】
使用される化合物（ＩＩＩａ）が、４−クロロフェニルボロン酸であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかの方法。
【請求項６】
請求項１に記載のパラジウム触媒ａ）が、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウムであることを特徴とする、請求項１から５のいずれかの方法。
【請求項７】
請求項１に記載のパラジウム触媒ｂ）が使用されることを特徴とする、請求項１から５のいずれかの方法。
【請求項８】
請求項１に記載のパラジウム触媒ｃ）が、総計で１から３個のスルホナート基により置換されたフェニル基を有するトリフェニルホスフィンの存在下における、活性炭素上の金属パラジウムであることを特徴とする、請求項１から５のいずれかの方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、下式（Ｉ）
0003954106.tif 000002
で表わされ、かつ式中のＲが水素、ハロゲン、Ｒ’またはＯＲ’を、このＲ’が反応条件下に不活性の置換基を持っていてもよい有機炭素基を、ｎが０、１、２または３をそれぞれ意味し、ｎが２または３であるとき、複数のＲは相互に同じでも異なってもよい場合の２−ニトロビフェニルを製造するために、下式（II）
0003954106.tif 000003
で表わされる２−ニトロクロロベンゼンを、溶媒中において、ａ）酸化状態０のパラジウムを有するパラジウムトリアリールフォスフィン、ｂ）錯化配位子としてのトリアリールフォスフィンの存在下にあるパラジウム塩、およびｃ）トリアリールフォスフィンの存在下の金属パラジウムの中から選択されるパラジウム触媒および塩基の存在下に、フェニルボロン酸（IIIａ）またはそのアルキルエステル（IIIｂ）またはその無水物
0003954106.tif 000004
と反応させることを特徴とする２−ニトロビフェニルの製造方法に関する。
Ｓｙｎｔｈ．Ｃｏｍｍｕｎ．１１（１９８１）５１３には、フェニルボロン酸を、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウムおよびナトリウムエトキシドの存在下に、クロロベンゼンとカップリングさせてビフェニルを形成することはできない旨が記載されている。
Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔ．３２（１９９１）２２７７には、フェニルボロン酸とクロロベンゼン間のカップリング反応は、触媒として［１，４−ビス（ジフェニルホスフィン）ブタン］パラジウム（II）ジクロリドを使用する場合、僅かに２８％の収率をもたらすに過ぎない旨が記載されている。
本発明の目的は、容易に入手し得る触媒を使用して、ニトロビフェニルを製造するための経済的な方法を提供することである。
しかるに、この目的は、冒頭に掲記した方法により達成されることが本発明者らにより見出された。
フェニルボロン酸（IIIａ）、そのエステル（IIIｂ）および例えば後掲の式（IIIｃ）で表わされるようなその無水物（これらを総称して以下「硼素化合物」と称する）は、一般的に公知であり、あるいはそれ自体公知の方法で製造され得る（例えばＯｒｇ．Ｓｙｎｔｈ．Ｃｏｌｌ．IV巻６８頁参照）。
上述の有機炭素基として好ましいのは、
アルキルおよびアルケニル基、ことにメチル、エチル、プロピル、ブチル、アリルのような炭素原子数１から１２の基、
アルキルカルボニルおよびアルコキシカルボニル基、ことに炭素原子数１から６の基、
シクロアルキル基、ことにシクロペンチル、シクロヘキシル、１−メチルシクロヘキシルのような炭素原子数３から１０の基、
フェニルおよびフェノキシ基である。
反応条件下に不活性の、有機炭素基Ｒ′の置換基は、ことにハロゲン、さらにはアルキル、アルコキシ基である。
さらに他の有機炭素基は、シアノおよびホルミル基（−ＣＨＯ）である。
上述した無水物は、通常、二当量またはそれ以上の、水を除き、分子内Ｂ−Ｏ−Ｂブリッジを有するフェニルボロン酸（IIIａ）の結合体である。好ましいのは下式（IIIｃ）の環式無水物である。
0003954106.tif 000005
このことは、以下において、硼素化合物（III）の特定モル量に言及する場合に考慮に入れなければならない。このモル量は常にフェニルボロン酸当量に基礎を置くものである。
一般的に、Ｒ′がＣ1−Ｃ6アルキルを意味する場合の式（IIIｂ）のアルキルエステルが使用され得る。このアルキルエステルとして好ましいのは、ジメチルエステル、ジエチルエステルである。
本発明方法における好ましい出発材料は、フェニルボロン酸塩である。
さらに他の好ましい出発材料は、式（III）中において、ＲがＣ1−Ｃ4アルキルまたはハロゲン、ことにメチル、弗素または塩素を意味する場合の化合物である。
さらに、好ましい出発材料はｎが１、ことに０である場合の硼素化合物IIIである。
極めて好ましい出発材料（IIIａ）は、４−メチルフェニルボロン酸、４−フルオロフェニルボロン酸、およびことに４−クロロフェニルボロン酸である。
他方の好ましい出発材料は、単一のニトロ基（ｍ＝１）を有するニトロクロロベンゼン（II）、ことに４−ニトロクロロベンゼン、なかんずく２−ニトロクロロベンゼンである。
硼素化合物（III）は、一般的に、化合物（II）に対して５０％までの過剰量、好ましくは２０％までの過剰量、ことに等モル量で使用される。
使用される塩基は、三級アミンのような有機塩基である。例えばトリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミンを使用するのが好ましい。
さらに他の好ましい塩基は、アルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物、これらの炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、アルカリ金属、アルカリ土類金属の酢酸塩、アルカリ金属、アルカリ土類金属のアルコキシド、これらの混合物であるが、混合物でないのが好ましい。
ことに好ましいのは、アルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物、これらの炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩である。
ことに好ましい塩基は、アルカリ金属水酸化物、例えばカリウム、ナトリウムの水酸化、アルカリ金属の炭酸塩、重炭酸塩、例えばリチウム、ナトリウム、カリウムの炭酸塩である。
本発明方法において、塩基は硼素化合物に対して、１００から５００モル％、ことに１５０から４００モル％の割合で使用されるのが好ましい。
適当なパラジウム触媒は、酸化状態零のパラジウムを有するパラジウム錯体、錯化配位子の存在下に在るパラジウム塩または錯化配位子の存在下に在るのが好ましい、適当であれば担体上の金属パラジウムである。
適当な錯化配位子は、アリール装中において置換もしくは非置換のトリアリールホスフィンのような中性配位子である。パラジウム錯体の水溶性は、以下の置換基、すなわちスルホン酸塩基、スルホン酸基、カルボン酸塩基、カルボン酸基、ホスホン酸塩基、ホスホン酸基、ホスホニウム基、ペルアルキルアンモニウム基、ヒドロキシル基、ポリエーテル基により改善され得る。
酸化状態０のパラジウムを有するパラジウム錯体の中で、好ましいのはテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウムおよびテトラキス［トリ（ｏ−トリル）ホスフィン］パラジウムである。
錯化配位子の存在下に在るパラジウム塩において、パラジウムは、通常、酸化状態＋２である。パラジウムの酢酸塩または塩化物を使用するのが好ましい。
原則として、２から６当量の上述した配位子、ことにトリフェニルホスフィンが１当量のパラジウム塩と錯化せしめられる（例えばＡｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．１０５（１９９３）１５８９参照）。
金属パラジウムは、粉末として、または担持触媒、例えば活性炭上パラジウム、酸化アルミニウム上パラジウム、炭酸バリウム上パラジウム、炭酸カルシウム上パラジウム、珪酸アルミニウム、例えばモンモリロナイト上パラジウム、ＳｉＯ2上パラジウム（いずれもパラジウム分０．５から１２重量％）として使用される。これら触媒は、パラジウムおよび担体のほかに、ドーピング物質、例えば鉛を含有し得る。
金属パラジウム（場合により担体上）を使用する場合、同時に上述した錯化配位子を使用するのが好ましい。ことに活性炭素上パラジウムは、錯化配位子としてトリフェニルホスフィン（そのフェニル基は全部で１から３個のスルホナート基で置換されているのが好ましい）の存在下に使用されるのが極めて好ましい。
パラジウム金属の１当量当たり、原則的に、２から３当量の上述配位子が使用される。
本発明方法において、パラジウム触媒は、化合物（II）に対して、０．０１から１０モル％、好ましくは０．０５から５、ことに０．１から３モル％の割合で使用される。
本発明方法は、水性相と固相、すなわち触媒から成る２相素で行なわれ得る。この場合、水性相は水のほかに水溶性有機溶媒を含有し得る。
本発明方法に適する有機溶媒は、例えばジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ｔ−ブチルメチルエーテルのようなエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレンのような炭化水素、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、エチレングリコール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔ−ブタノールのようなアルコール、アセトン、エチルメチルケトン、イソブチルメチルケトンのようなケトン類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンのようなアミドまたはこれらの混合溶媒である。
好ましいのは、ジメトキシエタン、テトラヒドロフランのようなエーテル類、シクロヘキサン、トルエン、キシレンのような炭化水素、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、ｔ−ブタノールのようなアルコールまたはこれらの混合溶媒である。
本発明方法のことに好ましい実施態様において、水、単一もしくは複数の水不溶性溶媒および単一もしくは複数の水溶性溶媒が、例えば容量割合１：２：１の水、トルエン、エタノール混合液、または水、トルエン、テトラヒドロフラン混合溶媒として使用される。
溶媒総量は、化合物（II）１モル当たり３０００から５００、ことに２０００から７００ｇである。
本発明方法は、水と単一もしくは複数の不活性有機溶媒から成る混合溶媒に、化合物（II）、硼素化合物（III）、塩基および触媒を添加し、この混合物を、０から１５０℃、ことに３０から１２０℃の温度で、１から５０時間、ことに２から２４時間撹拌することにより行なわれる。装置はこのような方法に慣用されている任意、適宜のものでよい。
反応完了後、固体パラジウム触媒が、例えば濾過により除去され、粗生成物が溶媒から分離される。
生成物が完全に水溶性でない場合、水性相を粗生成物から分離することにより、水溶性のパラジウム触媒または錯化配位子が完全に除去される。
次いで、当業者に周知で、それぞれの生成物に適当な方法で、例えば再結晶、蒸留、昇華、ゾーン溶融、溶融体からの晶出、クロマトグラフィーにより精製が行なわれる。
反応末期に固体として存在する触媒は、一般的に容易に分離除去され、再生され、再循環使用され、方法コストを低減し、パラジウム廃棄を回避することができる。
本発明方法は、例えば
４′−フルオロ−２−ニトロビフェニル、
４′−メチル−２−ニトロビフェニル、
４′−メトキシ−２−ニトロビフェニル、
４′−ブロモ−２−ニトロビフェニル、
３′−フルオロ−２−ニトロビフェニル、
３′−クロロ−２−ニトロビフェニル、
３′−ブロモ−２−ニトロビフェニル、
３′−メチル−２−ニトロビフェニル、
３′−メトキシ−２−ニトロビフェニル、
４′−フェニル−２−ニトロビフェニル、
４′−トリフルオロメチル−２−ニトロビフェニル、
４′−フルオロ−４−ニトロビフェニル、
４′−クロロ−４−ニトロビフェニル、
４′−ブロモ−４−ニトロビフェニル、
４′−メチル−４−ニトロビフェニル、
４′−シアノ−４−ニトロビフェニル、
２−ニトロビフェニル、
４−ニトロビフェニルを製造するのに適する。
本発明方法は、これら化合物（Ｉ）を高収率および極めて良好な純度でもたらす。
本発明方法により得られるニトロビフェニルは、栽培植物保護殺菌剤製造のための中間生成物（欧州特願公開５４５０９９号参照）の前駆物質として有用である。
（４′−クロロ−２−ニトロビフェニルの製造）
実施例１
６０ｍｌのテトラヒドロフラン中、９．４５ｇの２−ニトロクロロベンゼンおよび１０．３ｇの４−クロロフェニルボロン酸の溶液と、窒素雰囲気下において撹拌しながら、６０ｍｌの水中、９．６ｇの水酸化ナトリウム溶液とを混合した。次いで、この混合物に７０ｍｇのパラジウム（II）アセタートと、３７０ｍｇのトリフェニルホスフィンを添加した。この混合物を、２−ニトロクロロベンゼンが完全に反応し終わるまで（約８時間）、撹拌しながら還流加熱（約７０℃）した。冷却後、反応混合物を８０ｍｌの水および８０ｍｌのｔ−ブチルメチルエーテルと混合し、有機相を分離、除去した。１０ｇのシリカゲルで濾過し、溶媒を蒸散除去して、９５％純度（ＧＣ）の表記化合物１３．９５ｇを得た。
実施例２
３０ｍｌの１，２−ジメトキシエタン中、４．７ｇの２−ニトロクロロベンゼンと、５．６ｇの４−クロロフェニルボロン酸の溶液に、窒素雰囲気下において撹拌しながら、３０ｍｌの水中、８ｇの炭酸ナトリウムの溶液を混合した。次いで、この混合物に活性炭素上３２０ｍｇのパラジウム（１０重量％）担持触媒と、３２０ｍｇのトリフェニルホスフィンを添加した。この混合物を、２−ニトロクロロベンゼンが完全に反応するまで（約２２時間）、還流加熱した。冷却後、混合物を５０ｍｌの水および５０ｍｌのｔ−ブチルメチルエーテルと撹拌し、有機相を分離除去し、濾過し、溶媒を蒸散除去して、純度９２．７％（ＧＣ）の表記化合物６．７ｇを得た。