(57)【要約】  少ない工程数で簡便かつ短時間に、しかも、効率良く芳香族ナトリウム化合物を合成できる技術を構築する。反応溶媒中で、一般式I（R1-X1）〔ここで、式中、R1はアルキル基であり、X1はハロゲン原子である〕に示すハロゲン化アルキル化合物とナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体とを反応させて、一般式II（R1-Na）に示すアルキルナトリウム化合物を得る工程Ａと、工程Ａの後の前記反応溶媒中に、一般式III（R2-X2）〔ここで、式中、R2はナトリウムと反応しない置換基を有していてもよい芳香族基であり、X2はハロゲン原子である〕に示すハロゲン化芳香族化合物を添加して、工程Ａで得られた一般式II（R1-Na）に示すアルキルナトリウム化合物と反応させることでハロゲン−ナトリウム交換を行い、一般式IV（R2-Na）に示す芳香族ナトリウム化合物を得る工程Ｂ、とを含む。
2020071018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族ナトリウム化合物の合成方法であって、
反応溶媒中で、
一般式I（R1-X1）
〔ここで、式中、R1はアルキル基であり、X1はハロゲン原子である〕に示すハロゲン化アルキル化合物とナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体とを反応させて、
一般式II（R1-Na）
〔ここで、式中、R1は、一般式IのR1と同一である〕に示すアルキルナトリウム化合物を得る工程Ａと、
前記工程Ａの後の前記反応溶媒中に、
一般式III（R2-X2）
〔ここで、式中、R2はナトリウムと反応しない置換基を有していてもよい芳香族基であり、X2はハロゲン原子である〕に示すハロゲン化芳香族化合物を添加して、前記工程Ａで得られた一般式II（R1-Na）に示すアルキルナトリウム化合物と反応させることでハロゲン−ナトリウム交換を行い、
一般式IV（R2-Na）
〔ここで、式中、R2は、一般式IIIのR2と同一である〕に示す芳香族ナトリウム化合物を得る工程Ｂ、とを含む芳香族ナトリウム化合物の合成方法。
【請求項２】
前記R2は、芳香環上に少なくとも１つの電子求引基を有する芳香族基である請求項１に記載の芳香族ナトリウム化合物の合成方法。
【請求項３】
前記ハロゲン−ナトリウム交換により得られた一般式V（R1-X2）に示すハロゲン化アルキル化合物を、前記ナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体によりウルツカップリング反応を行う工程Ｃを更に含む請求項１又は２に記載の芳香族ナトリウム化合物の合成方法。
【請求項４】
前記ナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体が、前記一般式I（R1-X1）に示すハロゲン化アルキル化合物に対して、合成系全体で３以上４以下のモル比である請求項３に記載の芳香族ナトリウム化合物の合成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香族ナトリウム化合物の合成方法に関する。【０００２】
グリニャール試薬や有機リチウム試薬、有機ナトリウム試薬等の有機金属試薬は、医農薬及び電子材料、並びに、それらの中間体等の機能性材料の有機合成反応において利用されており、特に、近年、有機金属試薬と有機ハロゲン化物とのクロスカップリング反応は急速に利用が拡大されている。【０００３】
グリニャール試薬は、一般的に、有機ハロゲン化物を無水エーテル中で金属マグネシウムと反応させることにより得ることができる。しかしながら、グリニャール試薬の調製に適合しない化合物（官能基）が存在し、グリニャール試薬への変換には制限があることが知られている。例えば、複素環化合物や芳香環上に電子求引基をもつ化合物の中にはグリニャール試薬を調製できないものがある。【０００４】
このような化合物の中には、例えば、有機リチウム化合物を経て有機ホウ素化合物を調製することができるものがあり、かかる有機ホウ素化合物を鈴木・宮浦クロスカップリング反応に利用することができる。有機ホウ素化合物の調製は、例えば、複素環化合物である2-ブロモピリジンを、テトラヒドロフラン（以下、「THF」と略する）中でノルマルブチルリチウムと反応させ、リチウム−ハロゲン交換反応により、ピリジン環上の臭素をリチウムに置換した後、ホウ酸エステル化合物（例えば、ホウ酸トリメチル（B(OMe)3））と反応させることで、鈴木・宮浦カップリング反応に利用される有機ホウ素化合物を合成することができる。【０００５】
有機ナトリウム試薬に関して、例えば、非特許文献１には、ペンチルクロライドとナトリウムを反応させてペンチルナトリウムを合成することが開示されている（第3788頁）。更に、非特許文献２では、非特許文献１に記載の方法で合成したペンチルナトリウムとハロゲン化アリールを反応させてアリールナトリウムを合成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Avery A. Morton 他著、“Polymerization. XII. The Metalation of Olefins and Dienes and their Use in Alfin Polymerization of Butadiene”, Journal of the American Chemical Society, 1950, 72 (8), pp 3785-3792
【非特許文献２】A. G. Lidstone他著、“METAL-HALOGEN interchange reactions with sodium-N-amyl”、Chemistry and industry, May 10 1958
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、リチウムイオン電池の需要の増大による需要のひっ迫により、リチウム化合物の価格は高騰している。特に、有機リチウム化合物は、非常に高価である上に、リチウム−ハロゲン交換反応に際しては、反応温度を-78℃まで冷却する必要があり、ユーテリティーコストが高騰するとの問題もある。また、リチウムの可採埋蔵量の限界等により、リチウム化合物の利用はサステナビリティーの観点からも問題がある。【０００８】
また、非特許文献２に記載の方法によれば、アリールナトリウムに対して1当量分のペンチルナトリウムを合成できるだけの量のナトリウムしか添加しないため、副生成物のペンチルブロマイドと反応してデカンとなり、アリールナトリウムの収率が向上しない（50％程度）という問題点がある。アリールナトリウムの収率を向上させるためには、生成するペンチルナトリウムが副生成物との反応で消費されることを防ぐ技術が必要となる。【０００９】
そこで、本発明は、グリニャール試薬等の従来の有機金属試薬の調製が困難な化合物から芳香族ナトリウム化合物を調製する技術の構築を課題とする。また、少ない工程数で簡便かつ短時間に、しかも、効率良く芳香族ナトリウム化合物を合成できる技術の構築を課題とし、特に、安価、かつ、サステナビリティーの観点からも入手容易な試薬類を使用して芳香族ナトリウム化合物を合成する技術の構築を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく研究を重ねた結果、ノルマルパラフィン系溶媒等の反応溶媒中で、ハロゲン化アルキル化合物とナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体とを反応させてアルキルナトリウム化合物を得、続いて、ハロゲン化芳香族化合物を添加して、前記アルキルナトリウム化合物と反応させてハロゲン−ナトリウム交換を行うことで、芳香族ナトリウム化合物を効率よく合成できることを見出した。かかる合成方法は、コストやサステナビリティーの観点から問題のある試薬類を必要とせず、温和な条件下で芳香族ナトリウム化合物を合成することができる。また、煩雑で高価な処理工程を必要とせず、少ない工程数で有機ナトリウム化合物を安価に合成することができる。更に、グリニャール試薬等の従来の有機金属試薬の合成が困難な化合物から芳香族ナトリウム化合物を合成することができることを見出した。本発明者らは、これらの知見に基づき本発明を完成するに至った。【００１１】
すなわち、本発明は、芳香族ナトリウム化合物の合成方法に関するものであり、その特徴構成は、
反応溶媒中で、
一般式I（R1-X1）
〔ここで、式中、R1はアルキル基であり、X1はハロゲン原子である〕に示すハロゲン化アルキル化合物とナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体とを反応させて、
一般式II（R1-Na）
〔ここで、式中、R1は、一般式IのR1と同一である〕に示すアルキルナトリウム化合物を得る工程Ａと、
前記工程Ａの後の前記反応溶媒中に、
一般式III（R2-X2）
〔ここで、式中、R2はナトリウムと反応しない置換基を有していてもよい芳香族基であり、X2はハロゲン原子である〕に示すハロゲン化芳香族化合物を添加して、前記工程Ａで得られた一般式II（R1-Na）に示すアルキルナトリウム化合物と反応させることでハロゲン−ナトリウム交換を行い、
一般式IV（R2-Na）
〔ここで、式中、R2は、一般式IIIのR2と同一である〕に示す芳香族ナトリウム化合物を得る工程Ｂ、とを含む、点にある。【００１２】
本構成によれば、反応溶媒中で、ハロゲン化アルキル化合物とナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体とを反応させてアルキルナトリウム化合物を得、続いて、ハロゲン化芳香族化合物を添加して、前記アルキルナトリウム化合物と反応させてハロゲン−ナトリウム交換を行うことで、芳香族ナトリウム化合物を効率よく合成できる芳香族ナトリウム化合物の合成方法を提供することができる。本構成によれば、取り扱いが容易なナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体を使用することにより、温和な条件下で、煩雑な化学的手法を必要とせず、少ない工程数で簡便かつ短時間に芳香族ナトリウム化合物を安価に合成することができるので、経済的かつ工業的にも非常に有利である。ナトリウムは、地球上に極めて広く分布していることから、サステナビリティーにも優れた技術である。また、本構成によれば、グリニャール試薬等の従来の有機金属試薬の合成が困難な化合物から芳香族ナトリウム化合物を合成することができることから、広範な種類の化合物からの芳香族ナトリウム化合物を合成することができ、カップリング反応等に好適に利用できる化合物の範囲を拡大することができる。更に、本構成の芳香族ナトリウム化合物の合成方法で合成された芳香族ナトリウム化合物は、カップリング反応、及び、カップリング反応に使用するカップリング対象化合物の合成のための前駆体等として好適に利用することができる。したがって、本構成の芳香族ナトリウム化合物の合成方法は、医農薬及び電子材料等の機能性材料の合成等、様々な技術分野において利用することができる。【００１３】
他の特徴構成は、前記R2は、芳香環上に少なくとも１つの電子求引基を有する芳香族基である、点にある。【００１４】
本構成によれば、従来においてグリニャール試薬等の有機金属試薬の調製が困難であった芳香環上に少なくとも１つの電子求引基を有する化合物からも芳香族ナトリウム化合物を合成できる。したがって、本構成によれば、広範な種類の化合物からの芳香族ナトリウム化合物を合成することができ、カップリング反応等に好適に利用できる化合物の範囲を拡大することができる。【００１５】
他の特徴構成は、前記ハロゲン−ナトリウム交換により得られた一般式V（R1-X2）に示すハロゲン化アルキル化合物を、前記ナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体によりウルツカップリング反応を行う工程Ｃを更に含む、点にある。【００１６】
本構成によれば、工程Ｂにおける一般式III（R2-X2）示すハロゲン化芳香族化合物と一般式II（R1-Na）に示すアルキルナトリウム化合物と間でのハロゲン−ナトリウム交換により得られた一般式V（R1-X2）に示すハロゲン化アルキル化合物同士のウルツカップリング反応を行うものである。これにより、一般式V（R1-X2）に示すハロゲン化アルキル化合物による副反応、例えば、未反応で残存している一般式II（R1-Na）に示すアルキルナトリウム化合物等との副反応を抑制することができ、目的化合物である一般式IV（R2-Na）に示す芳香族ナトリウム化合物を効率よく合成することができる。【００１７】
他の特徴構成は、前記ナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体が、前記ハロゲン化アルキル化合物に対して、合成系全体で３以上４以下のモル比である、点にある。【００１８】
本構成によれば、ナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体の使用量の最適化を図ることにより、副反応を抑制し、芳香族ナトリウム化合物を更に高効率かつ高純度に合成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法の検討を行った実施例１の合成条件及び結果を要約する図である。
【図２】アルキルナトリウム化合物の合成方法の検討を行った検討例１の合成条件及び結果を要約する図である。
【図３】本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法の検討を行った実施例２の合成条件及び結果を要約する図である。
【図４】本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法の検討を行った実施例３の合成条件及び結果を要約する図である。
【図５】本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法の検討を行った実施例４の合成条件及び結果を要約する図である。
【図６】本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法の検討を行った実施例５の合成条件及び結果を要約する図である。
【図７】本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法の検討を行った実施例６の合成条件及び結果を要約する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法について詳細に説明する。ただし、本発明は、後述する実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法は、反応溶媒中で、一般式I（R1-X1）に示すハロゲン化アルキル化合物とナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体とを反応させて、一般式II（R1-Na）に示すアルキルナトリウム化合物を得る工程Ａと、工程Ａの後の反応溶媒中に、一般式III（R2-X2）に示すハロゲン化芳香族化合物を添加して、工程Ａで得られた一般式IIに示すアルキルナトリウム化合物と反応させ、一般式IV（R2-Na）に示す芳香族ナトリウム化合物を得る工程Ｂ、とを含むものである。
【００２２】
（工程Ａ）
工程Ａは、ノルマル（n）パラフィン系溶媒等の反応溶媒で、一般式I（R1-X1）に示すハロゲン化アルキル化合物とナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体とを反応させて、一般式II（R1-Na）に示すアルキルナトリウム化合物を得る工程である。一般式I（R1-X1）に示す有機ハロゲン化物は、共有結合したハロゲン原子を含む有機化合物であり、本発明の実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法おいて、出発化合物となる。
【００２３】
一般式I（R1-X1）において、R1は、アルキル基である。アルキル基は、直鎖及び分枝の別を問わず、その鎖長についても特に制限はない、また、環状構造を有するシクロアルキル基をも含むが、好ましくは直鎖状のアルキル基である。アルキル基としては、これらに限定するものではないが、好ましくは炭素原子数1〜20個、特に好ましくは炭素原子数3〜20個のアルキル基が例示される。具体的には、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t-ペンチル基、s-ペンチル基、2-メチルブチル基、1-エチルプロピル基、2-エチルプロピル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、ネオヘキシル基、t-ヘキシル基、2,2-ジメチルブチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1-プロピルプロピル基、n-ヘプチル基、イソヘプチル基、s-ヘプチル基、t-ヘプチル基、2,2-ジメチルペンチル基、3,3-ジメチルペンチル基、1-メチルヘキシル基、2-メチルヘキシル基、3-メチルヘキシル基、4-メチルヘキシル基、1-エチルペンチル基、2-エチルペンチル基、3-エチルペンチル基、1-プロピルブチル基、2-プロピルブチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、t-オクチル基、ネオオクチル基、2,2-ジメチルヘキシル基、3,3-ジメチルヘキシル基、4,4-ジメチルヘキシル基、1-メチルヘプチル基、2-メチルヘプチル基、3-メチルヘプチル基、4-メチルヘプチル基、5-メチルヘプチル基、1-エチルヘキシル基、2-エチルヘキシル基、3-エチルヘキシル基、4-エチルヘキシル基、1-プロピルペンチル基、2-プロピルペンチル基、3-プロピルペンチル基、n-ノニル基、イソノニル基、t-ノニル基、1-メチルオクチル基、2-メチルオクチル基、3-メチルオクチル基、4-メチルオクチル基、5-メチルオクチル基、6-メチルオクチル基、n-デシル基、イソデシル基、t-デシル基、1-メチルノニル基、2-メチルノニル基、3-メチルノニル基、4-メチルノニル基、5-メチルノニル基、6-メチルノニル基、7-メチルノニル基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００２４】
シクロアルキル基は、環員数については特に制限はない。また、単環だけでなく、スピロ環等の環集合を持つものも含まれる。シクロアルキル基としては、これらに制限するものではないが、好ましくは炭素原子数3〜10個、特に好ましくは3〜7個のシクロアルキル基等が例示される。具体的には、シクロアルキル基として、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００２５】
X1は、ハロゲン原子であり、具体的には、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、又は、フッ素原子であるが、好ましくは、塩素原子である。出発化合物として安価な有機塩化物を使用することにより経済的に更に有利となる。
【００２６】
出発化合物である一般式I（R1-X1）に示すハロゲン化アルキル化合物は、市販されているものを使用してもよいし、当該技術分野で公知の方法により製造されたものを使用してよい。
【００２７】
ナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体（以下、Sodium Dispersionの略号である「SD」と略する場合がある。）は、ナトリウムを微粒子として不溶性溶媒に分散させたもの、又は、ナトリウムを液体の状態で不溶性溶媒に分散させたものである。ナトリウムとしては、金属ナトリウムのほか、金属ナトリウムを含む合金などが挙げられる。微粒子の平均粒子径として、好ましくは、10μm未満であり、特に好ましくは、5μm未満のものを使用することができる。平均粒子径は、顕微鏡写真の画像解析によって得られた投影面積と同等の投影面積を有する球の径で表した。
【００２８】
分散溶媒としては、ナトリウムを微粒子として分散、又は、ナトリウムを液体の状態で不溶性溶媒に分散でき、かつ、ハロゲン化アルキル化合物とSDとの反応、及び、SDとアルキルナトリウム化合物とハロゲン化芳香族化合物とのナトリウム−ハロゲン交換反応を阻害しない限り、当該技術分野で公知の溶媒を使用することができる。例えば、キシレン、トルエン等の芳香族系溶媒や、n-デカン等のn-パラフィン系溶媒等のパラフィン系溶媒、テトラヒドロチオフェン等の複素環化合物溶媒、又はそれらの混合溶媒等が挙げられる。分散溶媒と反応溶媒が同一種類の溶媒であっても、異なる種類の溶媒であっても良い。
【００２９】
SDは、クロロベンゼンに対して2.1モル当量以上添加して反応溶媒中で反応させた場合に、添加したクロロベンゼンに対するフェニルナトリウムの収率が99.0％以上となる活性を有するものを使用することが好ましい。このような高活性なSDを使用することにより、芳香族ナトリウム化合物の合成反応を更に円滑かつ効率的に進行させることができる。ここで、SDの活性を高く維持するためには、好ましくは、ガラスバイアル等のガスバリア性の高い容器に保管することが好ましい。しかしながら、ガスバリア性の低い容器に保管することを排除するものではなく、その場合には、SDの製造後、速やかに、例えば数週間内、好ましくは３週間内に使用する。
【００３０】
反応溶媒としては、各工程の反応を阻害しない限り、当該技術分野で公知の溶媒を使用することができる。例えば、n-パラフィン系やシクロパラフィン系等のパラフィン系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族系溶媒、アミン系溶媒、複素環化合物溶媒を使用することができる。パラフィン系溶媒としては、シクロヘキサン、n-ヘキサン、及び、n-デカン等が特に好ましい。エーテル系溶媒としては、環状エーテル溶媒が好ましく、テトラヒドロフラン（以下、「THF」と略する場合がある）等を好ましく使用することができる。芳香族系溶媒としては、キシレン、トルエン及びベンゼン等を好ましく利用することができる。アミン系溶媒としては、エチレンジアミン等を好ましく使用することができる。複素環化合物溶媒としては、テトラヒドロチオフェン等を利用することができる。また、これらは1種類のみを使用してもよいし、2種以上を併用し混合溶媒として使用することもできる。ここで、前述の分散溶媒と反応溶媒とは同一の種類のものを使用してもよいし、異なる種類のものを使用してもよい。特に好ましくは、直鎖型飽和炭化水素系溶媒であるn-パラフィン系溶媒、または芳香族系溶媒であるトルエンを使用する。
【００３１】
工程Ａにおける反応温度は、ハロゲン化アルキル化合物、SD及び反応溶媒の種類や量、並びに反応圧力等により適宜設定することができる。具体的には、反応温度は、0℃以下とするのが好ましい。特に、反応溶媒に環状エーテル溶媒を使用する場合は、溶媒自体が反応してしまうのを防ぐために-78〜0℃に設定する必要がある。必要に応じて、加熱や冷却等のための温度制御手段を設けても良い。反応溶媒の種類及び添加量を適切に制御することで、更に効率的に目的化合物を合成することができる。
【００３２】
工程Ａの反応時間についても、特に限定されず、ハロゲン化アルキル化合物、SD、及び反応溶媒の種類や量、並びに反応圧力や反応温度等に応じて適宜設定すればよい。通常は、15分間〜24時間、好ましくは20分間〜6時間で行われる。
【００３３】
工程Ａは、アルゴンガスや窒素ガス等を充填した不活性ガス雰囲気下で行う必要がある。
【００３４】
工程Ａの反応によって、一般式II（R1-Na）に示すアルキルナトリウム化合物が得られる。
【００３５】
一般式II（R1-Na）に示すアルキルナトリウム化合物は、一般式I（R1-X1）に示すハロゲン化アルキル化合物のハロゲン原子がナトリウムに置換されたものである。したがって、一般式IIに示すアルキルナトリウム化合物において、R1は、上記した一般式IのR1と同様であり、Naは、ナトリウム原子である。
【００３６】
（工程Ｂ）
工程Ｂは、上記した工程Ａの反応後の反応溶媒中に、一般式III（R2-X2）に示すハロゲン化芳香族化合物を添加して、工程Ａで得られた一般式II（R1-Na）に示すアルキルナトリウム化合物と反応させ、一般式IV（R2-Na）に示す芳香族ナトリウム化合物を得る工程である。一般式III（R2-X2）に示すハロゲン化芳香族化合物は、共有結合したハロゲン原子を含む有機化合物であり、上記工程Ａの反応により一般式II（R1-Na）に示すアルキルナトリウム化合物が生成した反応溶媒中に添加する。
【００３７】
一般式III（R2-X2）において、R2は、芳香族基である。芳香族基には、芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が含まれる。
【００３８】
芳香族炭化水素基は、芳香環を有する限り特に制限はない。単環だけでなく、縮合環やスピロ環等の環集合を持つものも含まれる。環員数についても特に制限はない。例えば、炭素原子数が、好ましくは6〜22個、特に好ましくは、6〜14個である芳香族炭化水素基が挙げられる。芳香族炭化水素基としては、単環式の六員環フェニル基等、二環式のナフチル基、ペンタレニル基、インデニル基、アズレニル基等、三環式のビフェニレニル基、インダセニル基、アセナフチレニル基、フルオレニル基、フェナレニル基、フェナントリル基、アントリル基等、四環式のフルオランテニル、アセアントリレニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、ナフタセニル基等、五環式のペリレニル基、テトラフェニレニル等、六環式のペンタセニル基等、七環式のルビセニル基、コロネニル基、ヘプタセニル基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。特には、ナフチル基等が例示される。
【００３９】
芳香族複素環基は、環構成原子として1個又は複数個のヘテロ原子を有する芳香族複素環基である。単環だけでなく、縮合環やスピロ環等の環集合を持つものも含まれる。環員数についても特に制限はない。ヘテロ原子は、環構成原子としてナトリウムと反応しないものである限り特に制限はない。ヘテロ原子の数は特に制限はなく、ヘテロ原子の位置についても制限はない。ヘテロ原子としては、好ましくは、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等が例示される。例えば、炭素原子数が、好ましくは1〜5個、特に好ましくは、3〜5個、ヘテロ原子数が、好ましくは１〜4個、特に好ましくは1〜3個である芳香族複素環基が挙げられる。なお、複数個のヘテロ原子を有する場合には、同一種類の原子であっても異なる種類の原子であってもよい。
【００４０】
例えば、単環式の芳香族複素環基としては、五員環式のピロリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、イミダゾリル基等、六員環式のピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基等の含窒素芳香族複素環基、五員環式のフリル基等の含酸素芳香族複素環基、五員環式のチエニル基等の含酸素芳香族複素環基、五員環式のオキサゾリル基、イソオキサゾリル基、フラザニル基等の含窒素酸素芳香族複素環基、五員環式のチアゾリル基、イソチアゾリル基等の含窒素硫黄芳香族複素環基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。特には、ピリジル基が例示される。
【００４１】
多環式の芳香族複素環基としては、二環式のインドリジニル基、イソインドリル基、インドリル基、インダゾリル基、プリニル基、イソキノリル基、キノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基等、三環式のカルバゾリル基、カルボリニル基、フェナトリジニル基、アクリジニル基、ペリミジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基等の含窒素芳香族複素環基、二環式のベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾピラニル基等の含酸素芳香族複素環基、二環式のベンゾチエニル基等、三環式のチアントレニル基等の含硫黄芳香族複素環基、二環式のベンゾオキサゾリル基、ベンゾイソオキサゾリル基等の含窒素酸素芳香族複素環基、二環式のベンゾチアゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、三環式のフェノチアジニル基等の含窒素硫黄芳香族複素環基、三環式のフェノキサチイニル基等の含酸素硫黄芳香族複素環基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。特には、キノリル基、イソキノリル基が例示される。
【００４２】
芳香族基は、置換基を有していてもよい。置換基は、1個又は複数個を有していてよく、複数個の置換基を有する場合には、互いに同一又は異なっていてもよい。また、置換基の位置についても特に制限はない。置換基としては、置換基を有してもよい脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、脂環式複素環基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、脂環式複素環オキシ基、芳香族複素環オキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基は、脂環式複素環チオ基、芳香族複素環チオ基、アルキルアミノ基、シクロアルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基、脂環式複素環アミノ基、芳香族複素環アミノ基、アシル基等が例示されるが、これらに限定するものではない。
【００４３】
置換基として有してもよい脂肪族炭化水素基は、直鎖及び分枝の別を問わず、飽和及び不飽和の別も問わない。また、その鎖長についても特に制限はない。したがって、上記したアルキル基の他、アルケニル基及びアルキニル基等であってもよく、これらに限定するものではないが、好ましくは炭素原子数1〜20個、特に好ましくは炭素原子数3〜20個のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基が例示される。例えば、アルケニル基としては、具体的には、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。アルキニル基としては、具体的には、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘプチニル基、オクチニル基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。特に好ましくは、メチル基である。
【００４４】
置換基として有してもよい脂環式炭化水素基は、環構成原子間の結合は飽和及び不飽和の別は問わず、環員数についても特に制限はない。また、単環だけでなく、縮合環やスピロ環等の環集合を持つものも含まれる。したがって、脂環式炭化水素基としては、上記したシクロアルキル基の他、シクロアルケニル基等であってもよく、これらに制限するものではないが、好ましくは炭素原子数3〜10個、特に好ましくは3〜7個のシクロアルキル基、及び、シクロアルケニル基、好ましくは炭素原子数4〜10個、特に好ましくは4〜7個のシクロアルケニル基等が例示される。例えば、シクロアルケニル基としては、具体的には、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００４５】
置換基として有してもよい芳香族炭化水素基、及び、芳香族複素環基としては、上記で示されるものと同様なものが挙げられる。
【００４６】
置換基として有してもよいアルコキシ基は、好ましくは炭素原子数1〜10個のアルコキシ基が例示され、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。置換基として有してもよいシクロアルコキシ基は、好ましくは炭素原子数3〜10個のシクロプロポキシ基が例示され、シクロブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基が挙げられる。置換基として有してもよいアリールオキシ基は、好ましくは炭素原子数6〜20個のアリールオキシ基が例示され、具体的には、フェニルオキシ基、ナフチルオキシ基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。置換基として有してもよいアラルキルオキシ基は、好ましくは炭素原子数7〜11個のアラルキルオキシ基が例示され、具体的には、ベンジルオキシ基、及び、フェネチルオキシ基が挙げられる。置換基として有してもよい脂環式複素環オキシ基、及び、芳香族複素環オキシ基は、複素環部として上記で示される脂環式複素環基及び芳香族複素環基を有するものが挙げられる。
【００４７】
置換基として有してもよいアルキルチオ基は、好ましくは炭素原子数1〜20個のアルキルチオ基が例示され、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。置換基として有してもよいシクロアルキルチオ基は、炭素原子数3〜10個のシクロアルキルチオ基が例示され、具体的には、シクロプロピルチオ基、シクロブチルチオ基、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。置換基として有してもよいアリールチオ基は、好ましくは炭素原子数6〜20個のアリールチオ基が例示され、具体的には、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。アラルキルチオ基は、好ましくは炭素原子数7〜11個のアラルキルチオ基が例示され、具体的には、ベンジルチオ基、フェネチルチオ基等が挙げられるが、これらに限定するものではない。置換基として有してもよい脂環式複素環チオ基、及び、芳香族複素環チオ基は、複素環部として上記で示される脂環式複素環基及び芳香族複素環基を有するものが挙げられる。
【００４８】
上記置換基として有してもよい各種基は、更に、置換基を有するものであってもよい。置換基は、1個又は複数個を有していてよく、複数個の置換基を有する場合には、互いに同一又は異なっていてもよい。また、置換基の位置についても特に制限はない。置換基は、上記で示されるものと同様のものが挙げられる。
【００４９】
置換基としては、芳香族基の芳香環上に少なくとも１つの電子求引基を有することが好ましい。電子求引基としては、芳香環に結合している場合に電子求引性を示す置換基である限り特に制限はなく、フッ素、塩素、トリフルオロメチル基等を例示することができるが、これに限定するものではない。
【００５０】
X2は、ハロゲン原子であり、具体的には、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、又は、フッ素原子であるが、好ましくは、塩素原子又は臭素原子である。安価な有機塩化物を使用することにより経済的に更に有利となる。また、有機臭化物を使用する場合は、一般式IV（R2-Na）を得る工程Ｂで副生される一般式V（R1-X2）のウルツカップリングが進行しやすくなるという利点がある。
【００５１】
一般式III（R2-X2）に示すハロゲン化芳香族化合物は、市販されているものを使用してもよいし、当該技術分野で公知の方法により製造されたものを使用してよい。
【００５２】
工程Ｂの反応温度は特に限定されず、工程Ｂで添加するハロゲン化芳香族化合物、工程Ａで生成したアルキルナトリウム化合物、SD及び反応溶媒の種類や量、並びに反応圧力等により適宜設定することができる。具体的には、反応温度は、反応溶媒の沸点を越えない温度に設定することが好ましい。加圧下では大気圧下での沸点よりも高くなるため反応温度を高い温度で設定することができる。反応は、室温で行うこともでき、好ましくは0〜100℃であり、特に好ましくは20〜80℃、更に好ましくは室温〜50℃である。なお、反応溶媒に環状エーテル溶媒を使用する場合は、溶媒自体が反応してしまうのを防ぐために-78〜0℃に設定する必要がある。特段の加熱や冷却等のための温度制御手段を設ける必要はないが、必要に応じて、温度制御手段を設けても良い。
【００５３】
工程Ｂの反応時間についても、特に限定されず、工程Ｂで添加するハロゲン化芳香族化合物、工程Ａで生成したアルキルナトリウム化合物、SD、及び反応溶媒の種類や量、並びに反応圧力や反応温度等に応じて適宜設定すればよい。通常は、15分間〜24時間、好ましくは20分間〜6時間で行われる。
【００５４】
工程Ｂは、アルゴンガスや窒素ガス等を充填した不活性ガス雰囲気下で行う必要がある。
【００５５】
工程Ｂによって得られる一般式IV（R2-Na）に示す芳香族ナトリウム化合物は、工程Ｂで添加した一般式III（R2-X2）に示すハロゲン化芳香族化合物のハロゲン原子がナトリウムに置換されたものである。したがって、一般式IV（R2-Na）において、R2は、上記した一般式IIIのR2と同様であり、Naは、ナトリウム原子である。得られた芳香族ナトリウム化合物は、カラムクロマトグラフィー、蒸留、再結晶等、当該技術分野で公知の精製手段により精製してもよい。また、未反応で残存した出発化合物であるハロゲン化アルキル化合物や工程Ｂで添加したハロゲン化芳香族化合物を回収し、再度、工程Ａ及び工程Ｂの反応に供するように構成してもよい。
【００５６】
本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法は、更に、工程Ｃを含んでいてもよい。工程Ｃは、工程Ｂのナトリウム−ハロゲン交換により得られた一般式V（R1-X2）に示すハロゲン化アルキル化合物を、SDによりウルツカップリング反応を行う工程である。これにより、一般式VI（R1-R1）に示すアルカン（パラフィン）が生成する。このように一般式V（R1-X2）に示すハロゲン化アルキル化合物をアルカン（パラフィン）に変換することで、アルカン（パラフィン）は反応溶媒として好適に利用することができる化合物であるので、一般式V（R1-X2）に示すハロゲン化アルキル化合物による副反応、例えば、未反応で残存している一般式II（R1-Na）に示すアルキルナトリウム化合物等との副反応等を効果的に抑制することができ、芳香族ナトリウム化合物を更に高効率かつ高純度に合成することができる。例えば、工程Ａにおいて、一般式I（R1-X1）に示すハロゲン化アルキル化合物としてハロゲン化n-ペンチル（C5H11X1）を使用した場合には、工程ＡでのC5H11Na、続く工程ＢでのC5H11X2を経て、工程Ｃでのウルツカップリング反応により反応溶媒として好適に使用されるn-デカン（C10H22）に変換することができる。
【００５７】
工程Ｃにおける反応条件は、一般式V（R1-X2）に示すハロゲン化アルキル化合物同士のウルツカップリング反応を進行できる限り、特に制限はなく、工程Ａ及び工程Ｂの反応条件に準じて適宜設定することができる。
【００５８】
本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法の反応式を以下に示す。
R1-X1+ 3 Na（SD） → R1-Na + NaX1 + Na・・・・・(1)
R2-X2+ R1-Na → R2-Na + R1-X2・・・・・(2)
R1-X2+ Na（SD） → 1/2 R1-R1+ Na-X2・・・・・(3)
上記(1)〜(3)を１つの反応式にまとめると以下の通りである。
R1-X1+ R2-X2 + 3 Na（SD） →R2-Na + NaX1 + Na-X2 + 1/2 R1-R1
【００５９】
本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法においてSDの使用量は、一般式I（R1-X1）に示すハロゲン化アルキル化合物に対して、合成系全体で３以上４以下のモル比となる量で反応させることが好ましい。この量で反応させることにより、副反応を効果的に抑制でき、芳香族ナトリウム化合物を高効率かつ高純度に合成することができる。ここで、SDの物質量は、SD中に含まれるアルカリ金属換算での物質量を意味する。
【００６０】
本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法は、反応溶媒中で、ハロゲン化アルキル化合物とナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体とを反応させてアルキルナトリウム化合物を得、続いて、ハロゲン化芳香族化合物を添加して、アルキルナトリウム化合物と反応させてハロゲン−ナトリウム交換を行うことで、芳香族ナトリウム化合物を効率よく合成できる。本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法は、取り扱いが容易なSDを使用することにより、温和な条件下で、煩雑な化学的手法を必要とせず、少ない工程数で簡便かつ短時間に芳香族ナトリウム化合物を安価に合成することができるので、経済的かつ工業的にも非常に有利である。また、ナトリウムは、地球上に極めて広く分布していることから、サステナビリティーにも優れた技術である。
【００６１】
本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法によれば、従来においてグリニャール試薬等の有機金属試薬の調製が困難であった化合物、例えば、一部の複素環化合物や芳香環上に少なくとも１つの電子求引基を有する化合物等からも芳香族ナトリウム化合物を合成できる。したがって、本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法は、広範な種類の化合物からの芳香族ナトリウム化合物を合成することができ、カップリング反応等に好適に利用できる化合物の範囲を拡大することができる。
【００６２】
本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法で合成された芳香族ナトリウム化合物は、カップリング反応、及び、カップリング反応に使用するカップリング対象化合物の合成のための前駆体等として好適に利用することができる。したがって、本実施形態に係る芳香族ナトリウム化合物の合成方法は、医農薬及び電子材料等の機能性材料の合成等、様々な技術分野において利用することができる。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例におけるSDとしては、金属ナトリウムを微粒子としてn-パラフィン油に分散させた分散体を使用し、SDの物質量は、SDに含まれる金属ナトリウム換算での数値である。【００６４】
（実施例１）有機ナトリウム化合物（アリールナトリウム）合成条件の検討
本実施例では、図１に要約する合成条件により、種々の有機ナトリウム化合物の合成を検討した。【００６５】
実験番号１
ヘキサン2 ml中に、3.3モル当量のSDを0℃に冷却し、出発化合物である0.5 mmol（=1モル当量）のnペンチルクロリドを滴下した。10分間撹拌し、nペンチルナトリウムを合成した。続いて、0.5 mmol（=1モル当量）の1-ブロモ-4-メトキシベンゼンを添加し、ヘキサン中で0℃にて0.5時間反応させ、4-メトキシフェニルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物を重水（D2O）でトラップし、1H NMR測定を行って収率を算出することにより行った。収率として、反応系に添加した1-ブロモ-4-メトキシベンゼンから理論的に生成することができる4-メトキシフェニルナトリウムに対する、実際に取得できた4-メトキシフェニルナトリウムの割合（％）を算出した。結果を図１に示す。図１に示す通り、重水素化率は99％であり、4-メトキシフェニルナトリウムの実際の収率は87％であった。【００６６】
実験番号２
実験番号１と同様にしてnペンチルナトリウムを合成した。続いて、0.5 mmol（=1モル当量）の1-ブロモ-4-クロロベンゼンを添加し、ヘキサン中で0℃にて0.5時間反応させ、4-クロロフェニルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物を1.2モル当量のジメチルフェニルクロロシランでトラップし、1H NMR測定を行い、実験番号１と同様にして収率を算出することにより行った。結果を図１に示す。図１に示す通り、4-クロロフェニルナトリウムの収率は72％であった。【００６７】
実験番号３
実験番号１と同様にしてnペンチルナトリウムを合成した。続いて、0.5 mmol（=1モル当量）の1-ブロモ-4-(トリフルオロメチル)ベンゼンを添加し、ヘキサン中で0℃にて0.5時間反応させ、4-(トリフルオロメチル)フェニルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物を1.2モル当量のジメチルフェニルクロロシランでトラップし、1H NMR測定を行い、実験番号１と同様にして収率を算出することにより行った。結果を図１に示す。図１に示す通り、4-(トリフルオロメチル)フェニルナトリウムの収率は84％であった。【００６８】
実験番号４
実験番号１と同様にしてnペンチルナトリウムを合成した。続いて、0.5 mmol（=1モル当量）の2-ブロモピリジンを添加し、ヘキサン中で-78℃にて1時間反応させ、2-ピリジルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物を1.2モル当量のジメチルフェニルクロロシランでトラップし、1H NMR測定を行い、実験番号１と同様にして収率を算出することにより行った。結果を図１に示す。図１に示す通り、2-ピリジルナトリウムの収率は58％であった。【００６９】
実験番号５
実験番号１と同様にしてnペンチルナトリウムを合成した。続いて、0.5 mmol（=1モル当量）の1-ブロモナフタレンを添加し、ヘキサン中で0℃にて0.5時間反応させ、1-ナフチルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物をD2Oでトラップし、1H NMR測定を行い、実験番号１と同様にして収率を算出することにより行った。結果を図１に示す。図１に示す通り、重水素化率は99％であり、1-ナフチルナトリウムの実際の収率は92％であった。【００７０】
実験番号６
実験番号１と同様にしてnペンチルナトリウムを合成した。続いて、0.5 mmol（=1モル当量）の2-ブロモナフタレンを添加し、ヘキサン中で0℃にて0.5時間反応させ、2-ナフチルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物をD2Oでトラップし、1H NMR測定を行い、実験番号１と同様にして収率を算出することにより行った。結果を図１に示す。図１に示す通り、重水素化率は92％であり、2-ナフチルナトリウムの実際の収率は91％であった。【００７１】
実験番号７
実験番号１と同様にしてnペンチルナトリウムを合成した。続いて、0.5 mmol（=1モル当量）の9-ブロモアントラセンを添加し、ヘキサン中で0℃にて0.5時間反応させ、9-アントリルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物をD2Oでトラップし、1H NMR測定を行い、実験番号１と同様にして収率を算出することにより行った。結果を図１に示す。図１に示す通り、重水素化率は97％であり、2-ナフチルナトリウムの実際の収率は88％であった。【００７２】
実験番号８
実験番号１と同様にしてnペンチルナトリウムを合成した。続いて、0.5 mmol（=1モル当量）の8-ブロモキノリンを添加し、ヘキサン中で-78℃にて1.5時間反応させ、8-キノリルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物をD2Oでトラップし、1H NMR測定を行い、実験番号１と同様にして収率を算出することにより行った。結果を図１に示す。図１に示す通り、重水素化率は94％であり、8-キノリルナトリウムの実際の収率は68％であった。【００７３】
上記実験番号１〜８の結果により、SDを3モル当量以上で添加し、SDとハロゲン化アルキル化合物との反応によって生成するアルキルナトリウム化合物を利用することで、複素環化合物や芳香環上に電子求引基等を有する芳香族化合物からも芳香族ナトリウム化合物を合成できることが理解できる。【００７４】
（検討例１）有機ナトリウム化合物（アリルキルナトリウム）合成条件の検討
本実施例では、図２に要約する合成条件により、有機ナトリウム化合物の合成を検討した。本実施例では、種々のアルキルナトリウム化合物の合成を検討した。【００７５】
実験番号１
ヘキサン2.0 ml中に、2.1モル当量のSDを0℃に冷却し、出発化合物である0.50 mmol（1モル当量）のnブチルクロリドを滴下した。20分間撹拌し、nブチルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物を0.60 mmol（1.2モル当量）のクロロジメチルフェニルシランと25℃で30分間反応させ、得られる生成物の収率を1H NMR測定により測定し、かかる収率から生成物の収率を算出することにより行った。収率として、反応系に添加したnブチルクロリドから理論的に生成することができるnブチルナトリウムに対する、実際に取得できたnブチルナトリウムの割合（％）を算出した。結果を図２に示す。図２に示す通り、nブチルナトリウムの収率は90％であった。【００７６】
実験番号２〜８
実験番号１と同様にして、出発化合物としてnペンチルクロリド（実験番号２）、nヘキシルクロリド（実験番号３）、nヘプチルクロリド（実験番号４）、nオクチルクロリド（実験番号５）、1-クロロ-2,2´-ジメチルプロパン（ネオペンチルクロリド）（実験番号６）、1-クロロ-2-メチルブタン（実験番号７）、1-クロロ-2-エチルヘキサン（実験番号８）をSDと反応させ、ハロゲン−ナトリウム交換によりアルキルナトリウムを合成した。結果を図２に示す。図２に示す通り、実験番号２は収率が94％であり、実験番号３は収率が85％であり、実験番号４は収率が79％であり、実験番号５は収率が66％であり、実験番号６は63％であり、実験番号７は収率が65％であり、実験番号８は66％であった。【００７７】
上記実験番号１〜８の結果により、SDを用いることで、ハロゲン-ナトリウム交換反応が円滑に進行し、ハロゲン化アルキル化合物からハロゲンアルキルナトリウム化合物を合成できることが理解できる。また、立体障害の小さなアルキルナトリウムの収率が高い傾向があることも理解できる。【００７８】
（実施例２）有機ナトリウム化合物（アリールナトリウム）合成条件の検討
本実施例では、図３に要約する合成条件により、有機ナトリウム化合物の合成を検討した。本実施例では、nペンチルクロリドから調製したアルキルナトリウム化合物を用いて芳香族ナトリウム化合物であるアリールナトリウムの合成の検討を行った。【００７９】
実験番号１
ヘキサン2.0 ml中に、3.2モル当量のSDを0℃に冷却し、出発化合物である0.5 mmol（1.0モル当量）のnペンチルクロリドを滴下した。20分間撹拌し、アルキルナトリウムを合成した。続いて、0.5 mmol（1.0モル当量）の1-ブロモナフタレンを添加し、ヘキサン中で0℃にて30分間反応させ、ハロゲン−ナトリウム交換により1-ナフチルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物を重水（D2O）でトラップし、1H NMR測定を行って収率を算出することにより行った。収率として、反応系に添加した1-ブロモナフタレンから理論的に生成することができる1-ナフチルナトリウムに対する、実際に取得できた1-ナフチルナトリウムの割合（％）を算出した。結果を図３に示す。図３に示す通り、重水素化率は99％であり、1-ナフチルナトリウムの収率は85％であった。【００８０】
上記実験番号１の結果により、上記実施例１の結果と同様に、SDとハロゲン化アルキル化合物との反応によって生成するアルキルナトリウム化合物を利用することで、複素環化合物や芳香環上に電子求引基等を有するナフタレンのような芳香族化合物からも対応の芳香族ナトリウム化合物を合成でき、ハロゲン−ナトリウム交換反応が円滑に進行したことが理解できる。【００８１】
（実施例３）有機ナトリウム化合物（アリールナトリウム）合成条件の検討
本実施例では、図４に要約する合成条件により、有機ナトリウム化合物の合成を検討した。本実施例では、溶解性の高い3-(クロロメチル)へプタンから調製したアルキルナトリウム化合物を用いて芳香族ナトリウム化合物であるアリールナトリウムの合成の検討を行った。【００８２】
実験番号１
ヘキサン2.0 ml中に、4.2モル当量のSDを0℃に冷却し、出発化合物である0.5 mmol（2.0モル当量）の3-(クロロメチル)へプタンを滴下した。20分間撹拌し、アルキルナトリウムを合成した。続いて、0.25 mmol（1.0モル当量）の1-ブロモナフタレンを添加し、ヘキサン中で0℃にて30分間反応させ、ハロゲン−ナトリウム交換により1-ナフチルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物を重水（D2O）でトラップし、1H NMR測定を行って収率を算出することにより行った。収率として、反応系に添加した1-ブロモナフタレンから理論的に生成することができる1-ナフチルナトリウムに対する、実際に取得できた1-ナフチルナトリウムの割合（％）を算出した。結果を図４に示す。図４に示す通り、重水素化率は99％であり、1-ナフチルナトリウムの収率は96％であった。【００８３】
実験番号２
実験番号１と同様にして、反応温度を30℃とすることにより、1-ナフチルナトリウムを合成した。結果を図４に示す。図４に示す通り、重水素化率は98％であり、1-ナフチルナトリウムの収率は96％であった。【００８４】
上記実験番号１〜２の結果により、上記実施例１及び２の結果と同様に、SDとハロゲン化アルキル化合物との反応によって生成するアルキルナトリウム化合物を利用することで、複素環化合物や芳香環上に電子求引基等を有するナフタレンのような芳香族化合物からも対応の芳香族ナトリウム化合物を合成でき、ハロゲン−ナトリウム交換反応が円滑に進行したことが理解できる。また、アルキルナトリウムとして溶解性の高い3-(クロロメチル)へプタンから調製したアルキルナトリウムを用いることで、芳香族ナトリウム化合物のアルキル化を抑制できる。これにより、本実施例で合成した1-ナフチルナトリウムの収率を向上できたことも理解できる。【００８５】
（実施例４）有機ナトリウム化合物（アリールナトリウム）合成条件の検討
本実施例では、図５に要約する合成条件により、有機ナトリウム化合物の合成を検討した。本実施例では、溶解性及び立体障害性の異なる種々のハロゲン化アルキル化合物から調製したアルキルナトリウム化合物を用いて芳香族ナトリウム化合物であるアリールナトリウムの合成の検討を行った。【００８６】
実験番号１
ヘキサン2.0 ml中に、4.2モル当量のSDを0℃に冷却し、出発化合物である0.5 mmol（2.0モル当量）のnブチルクロリドを滴下した。20分間撹拌し、アルキルナトリウムを合成した。続いて、0.25 mmol（1.0モル当量）の1-ブロモナフタレンを添加し、ヘキサン中で0℃にて30分間反応させ、ハロゲン−ナトリウム交換により1-ナフチルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物を重水（D2O）でトラップし、1H NMR測定を行って収率を算出することにより行った。収率として、反応系に添加した1-ブロモナフタレンから理論的に生成することができる1-ナフチルナトリウムに対する、実際に取得できた1-ナフチルナトリウムの割合（％）を算出した。結果を図５に示す。図５に示す通り、重水素化率は98％であり、1-ナフチルナトリウムの収率は71％であった。【００８７】
実験番号２〜９
実験番号１と同様にして、出発化合物としてnペンチルクロリド（実験番号２）、nヘキシルクロリド（実験番号３）、nヘプチルクロリド（実験番号４）、nオクチルクロリド（実験番号５）、nノニルクロリド（実験番号６）、1-クロロ-2-メチルブタン（実験番号７）、1-クロロ-2-エチルヘキサン（実験番号８）、1-クロロ-2,2´-ジメチルプロパン（ネオペンチルクロリド）（実験番号９）をSDと反応させ、ハロゲン−ナトリウム交換により調製したアルキルナトリウムを用いて、1-ナフチルナトリウムを合成した。結果を図５に示す。図５に示す通り、実験番号２は重水素化率が99％であり1-ナフチルナトリウムの収率が79％であり、実験番号３は重水素化率が98％であり1-ナフチルナトリウムの収率が80％であり、実験番号４は重水素化率が92％であり1-ナフチルナトリウムの収率が79％であり、実験番号５は重水素化率が91％であり1-ナフチルナトリウムの収率が79％であり、実験番号６は重水素化率が94％であり1-ナフチルナトリウムの収率が73％であり、実験番号７は重水素化率が97％であり1-ナフチルナトリウムの収率が92％であり、実験番号８は重水素化率が99％であり1-ナフチルナトリウムの収率が96％であり、実験番号９は重水素化率が98％であり1-ナフチルナトリウムの収率が93％であった。【００８８】
上記実験番号１〜９の結果により、上記実施例１〜３の結果と同様に、SDとハロゲン化アルキル化合物との反応によって生成するアルキルナトリウム化合物を利用することで、複素環化合物や芳香環上に電子求引基等を有する芳香族化合物からも芳香族ナトリウム化合物を合成でき、ハロゲン−ナトリウム交換反応が円滑に進行したことが理解できる。また、アルキルナトリウム化合物の立体障害が大きいネオペンチルクロリドから調製したネオペンチルナトリウム等では、芳香族ナトリウム化合物のアルキル化を効果的に抑制できる。これにより、本実施例で合成した1-ナフチルナトリウムの収率を向上できたことも理解できる。【００８９】
（実施例５）有機ナトリウム化合物（アリールナトリウム）合成条件の検討
本実施例では、図６に要約する合成条件により、有機ナトリウム化合物の合成を検討した。本実施例では、実施例４の結果を受けて、ネオペンチルクロリドから調製したネオペンチルナトリウムを用いてアリールナトリウムの合成の検討を行った。【００９０】
実験番号１
ヘキサン2.0 ml中に、1.13 mmol（4.2モル当量）のSDを0℃に冷却し、出発化合物である0.5 mmol（2.0モル当量）のネオペンチルクロリドを滴下した。20分間撹拌し、ネオペンチルナトリウムを合成した。続いて、0.25 mmol（1.0モル当量）の1-ブロモナフタレンを添加し、ヘキサン中で0℃にて30分間反応させ、ハロゲン−ナトリウム交換により1-ナフチルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物を重水（D2O）でトラップし、1H NMR測定を行って収率を算出することにより行った。収率として、反応系に添加した1-ブロモナフタレンから理論的に生成することができる1-ナフチルナトリウムに対する、実際に取得できた1-ナフチルナトリウムの割合（％）を算出した。結果を図６に示す。図６に示す通り、重水素化率は98％であり、1-ナフチルナトリウムの収率は93％であった。【００９１】
実験番号２
実験番号１と同様にして、反応温度を50℃とすることにより、1-ナフチルナトリウムを合成した。結果を図６に示す。図６に示す通り、重水素化率は99％であり、4-メトキシフェニルナトリウムの収率は92％であった。【００９２】
上記実験番号１〜２の結果により、上記実施例４の結果と同様に、アルキルナトリウム化合物として、ネオペンチルクロリドから調製したネオペンチルナトリウムを用いることで、芳香族ナトリウム化合物のアルキル化を効果的に抑制でき、1-ナフチルナトリウムの収率を向上できることも理解できる。【００９３】
（実施例６）有機ナトリウム化合物（アリールナトリウム）合成条件の検討
本実施例では、図７に要約する合成条件により、有機ナトリウム化合物の合成を検討した。本実施例では、種々のハロゲン化芳香族化合物を用いて対応の芳香族ナトリウム化合物の合成の検討を行った。【００９４】
実験番号１
ヘキサン2.0 ml中に、4.2モル当量のSDを0℃に冷却し、出発化合物である0.5 mmol（2.0モル当量）のネオペンチルクロリドを滴下した。20分間撹拌し、ネオペンチルナトリウムを合成した。続いて、0.25 mmol（1.0モル当量）の2-ブロモナフタレンを添加し、ヘキサン中で0℃にて30分間反応させ、ハロゲン−ナトリウム交換により2-ナフチルナトリウムを合成した。生成物の評価は、生成物を重水（D2O）でトラップし、1H NMR測定を行って収率を算出することにより行った。収率として、反応系に添加した2-ブロモナフタレンから理論的に生成することができる2-ナフチルナトリウムに対する、実際に取得できた2-ナフチルナトリウムの割合（％）を算出した。結果を図７に示す。図７に示す通り、重水素化率は98％であり、2-ナフチルナトリウムの収率は94％であった。【００９５】
実験番号２
実験番号１と同様にして合成したネオペンチルナトリウムに、0.25 mmol（1.0モル当量）の9-ブロモアントラセンを添加し、ヘキサン中で0℃にて30分間反応させ、9-アントラセニルナトリウムを合成した。生成物の評価は、実験番号１と同様に、生成物を重水（D2O）でトラップし、1H NMR測定を行って収率を算出することにより行った。結果を図７に示す。図７に示す通り、重水素化率は99％であり、9-アントラセニルナトリウムの収率は86％であった。【００９６】
実験番号３
実験番号１と同様にして合成したネオペンチルナトリウムに、0.25 mmol（1.0モル当量）の1-ブロモ-4-メトキシベンゼンを添加し、ヘキサン中で0℃にて30分間反応させ、4-メトキシフェニルナトリウムを合成した。生成物の評価は、検討例２と同様に0.3mmol（1.2モル当量）のクロロジメチルフェニルシランでトラップし、1H NMR測定を行って収率を算出することにより行った。結果を図７に示す。図７に示す通り、4-メトキシフェニルナトリウムの収率は86％であった。【００９７】
実験番号４
実験番号１と同様にして合成したネオペンチルナトリウムに、0.25 mmol（1.0モル当量）の1-ブロモ-3-メトキシベンゼンを添加し、ヘキサン中で0℃にて30分間反応させ、3-メトキシフェニルナトリウムを合成した。生成物の評価は、検討例２と同様に0.3mmol（1.2モル当量）のクロロジメチルフェニルシランでトラップし、1H NMR測定を行って収率を算出することにより行った。結果を図７に示す。図７に示す通り、3-メトキシフェニルナトリウムの収率は87％であった。【００９８】
実験番号５
実験番号１と同様にして合成したネオペンチルナトリウムに、0.25 mmol（1.0モル当量）の1-ブロモ-4-クロロベンゼンを添加し、ヘキサン中で0℃にて30分間反応させ、4-クロロフェニルナトリウムを合成した。生成物の評価は、検討例２と同様に0.3mmol（1.2モル当量）のクロロジメチルフェニルシランでトラップし、1H NMR測定を行って収率を算出することにより行った。結果を図７に示す。図７に示す通り、4-クロロフェニルナトリウムの収率は88％であった。【００９９】
実験番号６
実験番号１と同様にして合成したネオペンチルナトリウムに、0.25 mmol（1.0モル当量）の1-ブロモ-4-トリフルオロメチルベンゼンを添加し、ヘキサン中で0℃にて30分間反応させ、4-トリフルオロメチルフェニルナトリウムを合成した。生成物の評価は、検討例２と同様に0.3mmol（1.2モル当量）のクロロジメチルフェニルシランでトラップし、1H NMR測定を行って収率を算出することにより行った。結果を図７に示す。図７に示す通り、4-トリフルオロメチルフェニルナトリウムの収率は99％であった。【０１００】
実験番号７
実験番号１と同様にして合成したネオペンチルナトリウムに、0.25 mmol（1.0モル当量）の2-ブロモ-ピリジンを添加し、ヘキサン中で-78℃にて1時間反応させ、2-ピリジニルナトリウムを合成した。生成物の評価は、検討例２と同様に0.3mmol（1.2モル当量）のクロロジメチルフェニルシランでトラップし、1H NMR測定を行って収率を算出することにより行った。結果を図７に示す。図７に示す通り、2-ピリジニルナトリウムの収率は75％であった。【０１０１】
上記実験番号１〜７の結果により、種々のハロゲン化芳香族化合物を用いた場合においても、アルキルナトリウムとのハロゲン−ナトリウム交換反応により、対応の芳香族ナトリウム化合物を合成できることも理解できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、芳香族ナトリウム化合物の合成方法、及び、かかる合成方法により合成される芳香族ナトリウム化合物を利用する全ての技術分野、特には、カップリング反応を利用する医農薬や電子材料の製造分野において特に有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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