JP4009497B2

JP4009497B2 - ２位置換アズレン誘導体およびその製造方法

Info

Publication number: JP4009497B2
Application number: JP2002198223A
Authority: JP
Inventors: 直岩間
Original assignee: Japan Polypropylene Corp
Current assignee: Japan Polypropylene Corp
Priority date: 2002-07-08
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2022-07-08
Also published as: JP2004035519A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬品、触媒配位子、電子写真感光体、液晶素子、有機電導体、化粧品、染料等の原料として有用なアズレン誘導体、および、アズレン誘導体の改良された製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アズレン誘導体は古くから民間で薬用とされてきたニガヨモギやカミツレ精油の成分として知られているが、最近になって抗炎症剤、高脂血症治療剤、抗癌剤等の医薬品としての用途、更には、電子写真感光体、液晶素子、有機電導体、化粧品、染料、触媒配位子としての用途も注目されつつある化合物である。中でも２位に置換基を有するアズレン類は、重要な基本化合物と目されており、このものの工業的生産に適した製造方法の開発が要望されている。
【０００３】
２位にアルキル基を有するアズレン類の合成法のひとつとして、例えばＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ，２７，３３５７（１９７１）に、２−クロロトロポンとアセト酢酸エチルを原料とする方法が記載されている。この方法では、まず２−クロロトロポンとアセト酢酸エチルとを反応させて３−アセチル−２Ｈ−シクロヘプタ［ｂ］フラン−２−オンを合成し、次にこれにシアノ酢酸エチルまたはマロン酸ジエチルを反応させて１−カルボキシ−３−シアノ（またはエトキシカルボニル）−２−メチルアズレンを合成する。さらにこの１−位と３−位が置換された２−メチルアズレンを硫酸等とともに加熱することにより、置換基を脱離させて２−メチルアズレンを得ている。
【０００４】
同様の方法で、２−フェニルアズレンを合成する方法がＢｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐ．４４，２２１０（１９７１）．に記載されている。
【０００５】
しかし、いずれの方法も出発物質である２−クロロトロポンから目的の２位置換アズレンを得るには多段の反応を必要とし、種々の２位アズレン誘導体の合成法としては適当でない。また、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．５７９（１９８０）．にはシクロヘプタ［ｂ］フラン−２−オンとエナミンから一段階で２−フェニルアズレンを得る方法が記載されているが、収率は低いものである。さらに、２位にフリル基やチエニル基などのヘテロアリール基を有するアズレンを合成する方法は知られていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、２位に特定のヘテロアリール基を有する種々のアズレン誘導体を、２−ハロゲン置換アズレンから直接、高収率で得る製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果なされたもので、具体的には、下記式（１）で表される２−ハロゲン置換アズレン誘導体と、
【０００８】
【化５】

（式中、Ｘはハロゲン原子を示し、Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ケトン基、アミノ基、アミド基、若しくはシアノ基を示す。なお、Ｒ１〜Ｒ７は任意に結合して環を形成していてもよい。）
置換基を有していてもよいフリルボロン酸もしくはチエニルボロン酸、または、それらの誘導体とを、遷移金属触媒の共存下に反応させることを特徴とする下記式（２）で表される２位置換アズレン誘導体の製造方法を提供するものである。
【０００９】
【化６】

（式中、Ａは置換基を有していてもよいフリル基またはチエニル基、Ｒ^１〜Ｒ^７は式（１）と同じものを表す）
また、本発明は、Ｒ^１〜Ｒ^７が全て水素原子である上記の２位置換アズレン誘導体の製造方法、式（１）で表される２−ハロゲン置換アズレン誘導体が２−ヨードアズレンである上記の２位置換アズレン誘導体の製造方法、遷移金属触媒がパラジウムを含むものである上記の２位置換アズレン誘導体の製造方法、および、置換基を有していてもよいフリルボロン酸またはチエニルボロン酸またはそれらの誘導体として、置換フリルボロン酸または置換チエニルボロン酸またはそれらの誘導体を使用する上記の２位置換アズレン誘導体の製造方法を提供するものである。
【００１０】
さらに、また、本発明は、下記式（３）または（４）で表される新規な２位置換アズレン誘導体を提供するものである。
【００１１】
【化７】

【００１２】
【化８】

【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、反応原料として下記式（１）で表される２−ハロゲン置換アズレン誘導体が使用される。
【００１４】
【化９】

（式中、Ｘはハロゲン原子を示し、Ｒ¹〜Ｒ⁷は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ケトン基、アミノ基、アミド基、若しくはシアノ基を示す。なお、Ｒ¹〜Ｒ⁷は任意に結合して環を形成していてもよい。）
使用される式（１）の２−ハロゲン置換アズレン誘導体において、Ｒ¹〜Ｒ⁷は本質的に反応には関与しない部位であり、反応に不活性な任意の置換基であって差支えない。Ｒ¹〜Ｒ⁷が示す脂肪族炭化水素基としてはメチル基、エチル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基等のアルキル基が挙げられ、芳香族炭化水素基としてはフェニル基、ｐ−トリル基などが挙げられる。
【００１５】
式（１）の２−ハロゲン置換アズレン誘導体と反応させる、置換基を有していてもよいフリルボロン酸もしくはチエニルボロン酸、または、それらの誘導体は、式（５）で表される。
【００１６】
【化１０】

ここで、Ａは置換基を有していてもよいフリル基またはチエニル基を表し、具体的にはフリル、ベンゾフリル、チエニルまたはベンゾチエニル基等を示すが、それぞれに対応する構造式は以下に掲げる一般式で示され、それぞれ置換基を有していてもよい。
【００１７】
【化１１】

Ｂはホウ素原子を表し、Ｙは水酸基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のアルキル基を有してもよいフェノキシ基、シクロヘキシルオキシ基、あるいは、下記一般式ａ，ｂまたはｃ（各式中、ｑは１、２、３または４であり、そしてｒおよびｓはそれぞれ、２、３、４または５である。）で示される基を表す。）、または、ｄで表されるホウ素酸無水物を示す。
【００１８】
【化１２】

前記一般式（１）で表される２−ハロゲン置換アズレン誘導体と、置換基を有していてもよいフリルボロン酸もしくはチエニルボロン酸、または、それらの誘導体の添加割合は、経済性および反応性の観点から、通常前記一般式（１）で表される２−ハロゲン置換アズレン誘導体１モルに対し、置換基を有していてもよいフリルボロン酸もしくはチエニルボロン酸およびそれらの誘導体を０．８〜１．５モル、好ましくは１〜１．３モルとされる。
【００１９】
共存させる遷移金属触媒に含まれる遷移金属の例としては、パラジウム、ニッケル等が挙げられ、好ましくはパラジウムである。具体的な遷移金属触媒としては、パラジウムブラック等の金属状態、酢酸パラジウムなどの金属化合物、あるいは、以下の例に示すような配位子を有する錯体として用いることができる。配位子を有する錯体の例としては、パラジウム錯体触媒としては種々のホスフィン錯体を用いることができる。
【００２０】
例えば、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）、ジブロモビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）、ジクロロ（１，２−ビスジフェニルホスフィノエタン）パラジウム（ＩＩ）、ジクロロ（１，２−ビスジフェニルホスフィノプロパン）パラジウム（ＩＩ）、ジクロロ（１，２−ビスジフェニルホスフィノブタン）パラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウムなどが挙げられる。
【００２１】
また、遷移金属がニッケルの場合の例としては、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル（ＩＩ）、ジブロモビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル（ＩＩ）、ジクロロ（１，２−ビスジフェニルホスフィノエタン）ニッケル（ＩＩ）、ジクロロ（１，２−ビスジフェニルホスフィノプロパン）ニッケル（ＩＩ）、ジクロロ（１，２−ビスジフェニルホスフィノブタン）ニッケル（ＩＩ）、ジクロロ（１，１’−ビスジフェニルホスフィノフェロセン）ニッケル（ＩＩ）およびジクロロビストリシクロヘキシルホスフィンニッケル（ＩＩ）などが挙げられる。
【００２２】
遷移金属触媒の使用量は、経済性および反応性の観点から、前記一般式（１）で表される２−ハロゲン置換アズレン誘導体と遷移金属触媒の割合は、同様に、通常前記一般式（１）の２−ハロゲン置換アズレン誘導体１に対して、遷移金属触媒０．００１〜０．５モル、好ましくは０．００１〜０．１モルとされる。
【００２３】
また、本発明においては、種々の塩基を共存させることもできる。本発明で用いる塩基としては、アルカリ金属の水酸化物またはその弱酸との塩、アルカリ土類金属の水酸化物またはその弱酸との塩および四級アンモニウムの水酸化物またはその弱酸との塩などが用いられる。好ましくは、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、リン酸三カリウムおよびリン酸三カリウム２水和物、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、などである。その使用量は、前記一般式（１）で表される２−ハロゲン置換アズレン誘導体１モルに対して１〜１０モルであり、好ましくは１〜５モルである。
【００２４】
反応溶媒としては、アルコール類、芳香族炭化水素、エーテル類などが挙げられる。アルコール類の例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノールなどが挙げられる。また、含水アルコールを用いても何ら差し支えない。芳香族炭化水素の例としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。
【００２５】
エーテル類の例としては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシメタン、ジエトキシエタンなどが挙げられる。
本発明において、２−ハロゲン置換アズレン誘導体と、アリール基を有するボロン酸もしくはヘテロアリール基を有するボロン酸またはそれらの誘導体との反応は、通常０℃〜溶媒還流温度の範囲で行なわれ、好ましくは室温〜溶媒還流温度であり、さらに好ましくは６０〜１００℃である。反応時間は反応温度、触媒量等により異なるが通常０．５〜１０時間であり、好ましくは１〜３時間である。
【００２６】
また、反応中に触媒の失活を防ぐために、反応は不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。例えば、窒素ガス、アルゴンガスなどが用いられる。また、反応圧力は特に制限されないが、通常は大気圧で行われる。
【００２７】
本発明においては、反応試剤の添加方法は特に制限されないが、アリール基もしくはヘテロアリール基を有するボロン酸またはその誘導体、２−ハロゲン置換アズレン誘導体、および、遷移金属触媒を上述の溶媒に溶解または懸濁せしめ、あるいは、これらの粉体を直接に合わせて必要に応じて所定量の溶媒を添加することによって行なわれる。通常は、ボロン酸あるいはその誘導体と２−ハロゲン置換アズレン誘導体を混合し、次に溶媒と遷移金属触媒および塩基を加える方法が好ましい。
【００２８】
本発明において得られる（３）または（４）で表される新規な２位置換アズレン誘導体は、例えば（アズレニル）置換メチルカチオンに誘導して有機色素系光学記録媒体として、また、例えばカルボキシアズレンの塩などの水溶性アズレンに誘導して化粧品や医薬品として、あるいは、触媒配位子として有用である。
【００２９】
特に、オレフィン重合用メタロセン触媒の錯体配位子として有用である。２位置換アズレン誘導体は適当な方法でジヒドロアズレンのリチオ体に誘導した後、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ等の４族金属のハロゲン化物と反応することにより、ビス（置換アズレニル）メタロセン錯体に誘導できる。また、ジヒドロアズレンのリチオ体と適当な架橋剤との反応を行なった後、４族金属のハロゲン化物と反応することにより、架橋型（ａｎｓａ−）ビス（置換アズレニル）メタロセン錯体に誘導できる。これらのメタロセン錯体はα−オレフィン、特にプロピレンの重合に有用で、特に架橋型（ａｎｓａ−）ビス（置換アズレニル）メタロセン錯体を用いて耐衝撃性に優れたプロピレン重合体を得ることができる。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに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。
１）ガスクロマトグラフィー分析
以下の条件で行い、ピークの面積分率から収率を算出した。
【００３１】
使用機器：島津製作所社製、ＧＣ−１７００、
使用カラム：ヒューレットパッカード社製、
Ｕｌｔｒａ１（メチルシロキサン）、
２５ｍ×０．２ｍｍ×０．３３μｍ、
２）核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）分析
使用機器：Ｂｒｕｋｅｒ社製、ＡＶＡＮＣＥ−４００、
使用溶媒：重クロロホルム、
３）融点測定
使用機器：ＳｔｕａｒｔＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製、融点測定器ＳＭＰ３、
４）マススペクトル分析、
使用機器：島津製作所製、ＧＣＭＳ−ＱＰ５０５０Ａ質量分析計、イオン化法：ＥＩ法、
実施例１
［２−（２−フリル）アズレンの合成］
２−ヨードアズレン（１．６２ｇ，６．３５ｍｍｏｌ）、２−フリルボロン酸（７８３ｍｇ，７．０ｍｍｏｌ）、パラジウム黒（１３０ｍｇ）、フッ化カリウム（１．７６ｇ，３１．７ｍｍｏｌ）の混合物にメタノール（５０ｍＬ）を加え、加熱還流下１．５時間撹拌した。その後、溶媒を留去し、水で反応を停止した。ジエチルエーテルを加え、パラジウム黒をろ過することで除去した。溶液部を分液し、有機相に硫酸マグネシウムを加えて乾燥後、溶媒留去した。得られた固形分をシリカゲルカラムクロマトグフィーで分離すると、２−（２−フリル）アズレン（式３）（９５０ｍｇ，収率７７％）が得られた。
【００３２】
融点：１２５℃、¹Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃）δ６．５５（ｂｒｓ，１Ｈ），６．９０（ｂｒｄ，１Ｈ），７．１４（ｔ，２Ｈ），７．４８（ｔ，１Ｈ），７．５５（ｂｒｓ，３Ｈ），８．２３（ｄ，２Ｈ）、ＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｕｍｍ／ｚ１９４（Ｍ⁺）
実施例２
［２−（２−チエニル）アズレンの合成］
２−ヨードアズレン（１．５ｇ，５．９２ｍｍｏｌ）、２−チエニルボロン酸（９１０ｍｇ，７．１ｍｍｏｌ）、パラジウム黒（１００ｍｇ）、フッ化カリウム（１．７ｇ，２９．６ｍｍｏｌ）の混合物にメタノール（４０ｍＬ）を加え、加熱還流下２．５時間撹拌した。その後、溶媒を留去し、水で反応を停止した。トルエンとジエチルエーテルを加え、パラジウム黒をろ過することで除去した。溶液部を分液し、有機相に硫酸マグネシウムを加えて乾燥後、溶媒留去した。得られた固形分をメタノールから再結晶すると、２−（２−チエニル）アズレン（式４）（１．１４ｇ，収率９２％）が得られた。
【００３３】
融点：１７１℃、^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）δ７．１２−７．１８（ｍ，３Ｈ），７．３６（ｄ，１Ｈ），７．４８（ｔ，１Ｈ），７．５３（ｓ，２Ｈ），７．５８（ｄ，１Ｈ），８．２２（ｄ，２Ｈ）、ＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｕｍｍ／ｚ２１０（Ｍ＋）
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば２位ハロゲン置換アズレンと特定のボロン酸あるいはその誘導体から、収率よく特定の２位置換ヘテロアリールアズレン誘導体を製造することができる。

Claims

下記式（１）で表される２−ハロゲン置換アズレン誘導体と、

（式中、Ｘはハロゲン原子を示し、Ｒ^１〜Ｒ^７は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ケトン基、アミノ基、アミド基若しくはシアノ基を示す。なお、Ｒ^１〜Ｒ^７は任意に結合して環を形成していてもよい。）
置換基を有していてもよいフリルボロン酸もしくはチエニルボロン酸、または、それらの誘導体とを、遷移金属触媒の共存下に反応させることを特徴とする下記式（２）で表される２位置換アズレン誘導体の製造方法。

（式中、Ａは置換基を有していてもよいフリル基またはチエニル基、Ｒ^１〜Ｒ^７は式（１）と同じものを表す）
Ｒ^１〜Ｒ^７が、全て水素原子である請求項１に記載の２位置換アズレン誘導体の製造方法。
式（１）で表される２−ハロゲン置換アズレン誘導体が、２−ヨードアズレンである請求項１または２に記載の２位置換アズレン誘導体の製造方法。
遷移金属触媒が、パラジウムを含むものである請求項１〜３のいずれかに記載の２位置換アズレン誘導体の製造方法。
下記式（３）または（４）で表される新規な２位置換アズレン誘導体。