JP7247335B2 - 硫黄含有ビフェニル化合物の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、有機合成の分野に属し、特に、硫黄含有ビフェニル化合物の製造方法に関する。
背景
硫黄含有ビフェニル化合物は、新規で効率的な殺ダニ剤である。ＣＮ第１０５５４１６８２号には、式Ｉで示される硫黄含有ビフェニル化合物が開示されている。この化合物は、tetranychus cinnabarinusに対して優れた殺ダニ活性を有する。ＣＮ第１０５５４１６８２号には、この化合物の合成方法が報告されている。アリールヨードベンゼン及びビス（ピナコラト）ジボロンを適切なアルカリの作用下で、適切な有機溶媒中において、パラジウム触媒とカップリングさせて、ターゲット対象を得る。具体的な反応式は、下記のとおりである。
Figure 0007247335000001
技術者達は、高品質かつ低コストで、有効性が高く、安全な硫黄含有ビフェニル殺ダニ剤を製造するための、より高度で、好都合で、より環境に優しい新規な方法を研究し、開発する努力を続けている。
概要
本発明の目的は、大規模工業生産に適した硫黄含有ビフェニル化合物の製造方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は、下記技術的解決策を採用する。
硫黄含有ビフェニル化合物の製造方法が提供される。一般式（Ｉ）で示される硫黄含有ビフェニル化合物の方法は、下記反応式：
Figure 0007247335000002
を有する。
式中、Ｒは、Ｃ１～Ｃ８アルキル、Ｃ１～Ｃ８ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ８アルケニル、Ｃ２～Ｃ８ハロアルケニル、Ｃ２～Ｃ８アルキニル、Ｃ２～Ｃ８ハロアルキニルから選択され、Ｘは、塩素又は臭素から選択され、ｍは、０、１又は２から選択される。
一般式（ＩＩ）で示される化合物は、金属亜鉛の併用作用下で、ニッケル化合物と少なくとも１種の配位子とから構成される触媒系においてカップリング反応を生じさせて、一般式（Ｉ）で示される化合物を得る。
反応条件は、一般式（ＩＩ）で示される化合物、ニッケル化合物、配位子及び金属亜鉛が、適切な溶媒中において、２０℃～選択された溶媒の沸点の温度で、１～２４時間のカップリング反応を生じさせて、一般式（Ｉ）で示される化合物を得ることである。
溶媒は、トルエン、酢酸エチル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトン、ブタノン、ジメチルホルムアミド又はジメチルスルホキシドから選択される。
活性化添加剤をカップリング反応において加え、活性化添加剤の添加量は、一般式（ＩＩ）で示される化合物のモル重量の１％～１５％であり、ここで、活性化添加剤は、金属ハロゲン化物、金属硫酸塩又は金属リン酸塩であり、活性化添加剤において言及された金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、マンガン又はアルミニウムである。
ニッケル化合物は、塩化ニッケル、臭化ニッケル、ビス（トリフェニルホスフィン）塩化ニッケル又はビス（トリフェニルホスフィン）臭化ニッケルから選択され、ニッケル化合物の添加量は、一般式（ＩＩ）で示される化合物のモル重量の１％～１０％であり、配位子は、トリアリールホスフィンから選択され、ここで、アリールは、Ｃ６～Ｃ３４アリールから選択され、配位子の添加量は、一般式（ＩＩ）で示される化合物のモル重量の２０％～１００％であり、金属亜鉛の量は、一般式（ＩＩ）で示される化合物のモル重量の５０％～２００％である。
ニッケル化合物は、塩化ニッケルから選択され、ニッケル化合物の添加量は、一般式（ＩＩ）で示される化合物のモル重量の２％～５％であり、配位子は、トリフェニルホスフィンから選択され、配位子の添加量は、一般式（ＩＩ）で示される化合物のモル重量の４０％～６０％であり、活性化添加剤は、アルカリ金属のハロゲン化物質から選択され、活性化添加剤の添加量は、一般式（ＩＩ）で示される化合物のモル重量の５％～１０％であり、金属亜鉛の量は、一般式（ＩＩ）で示される化合物のモル重量の１００％～１５０％である。
活性化添加剤は、臭化ナトリウム、臭化カリウム、ヨウ化ナトリウム又はヨウ化カリウムから選択される。
さらに、上記製造方法の反応式において、Ｒは、メチル、エチル、シクロプロピル、トリフルオロメチル、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＨＦ２、ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、ＣＨ２ＣＨ＝ＣＦ２又はＣＨ２ＣＮから選択され、Ｘは、塩素又は臭素から選択され、ｍが、０又は１から選択された場合、ニッケル化合物は、塩化ニッケル又は臭化ニッケルから選択され、活性化添加剤は、金属ハロゲン化物から選択され、配位子は、トリフェニルホスフィンから選択される。
さらに、上記製造方法の反応式において、Ｒは、ＣＨ２ＣＦ３から選択され、Ｘは、塩素から選択され、ｍが、０から独立して選択された場合、ニッケル化合物は、塩化ニッケルから選択され、活性化添加剤は、臭化ナトリウム、臭化カリウム、ヨウ化ナトリウム又はヨウ化カリウムから選択され、配位子は、トリフェニルホスフィンから選択される。
さらに、一般式（ＩＩ）で示される化合物中の置換クロロベンゼン又はブロモベンゼンの調製は、ＷＯ第２０１４２０２５０５号に記載されている方法において見出すことができる。
一方、上記製造方法における反応式において、ｍ＝１又は２である場合、一般式（Ｉ）で示される化合物は、スルホキシド又はスルホン化合物であり、これらは、上記方法により調製されたビフェニルスルフィド化合物（ｍ＝０）と適切な酸化剤との反応によっても調製することができる。ここで、適切な酸化剤は、過安息香酸、過酸化水素又は（メタ）過ヨウ素酸ナトリウムから選択される。
上記提供された合成方法及び式で示される化合物中の基の定義において、コレクションにおいて使用される用語は、一般的には、下記のように定義される。
アルキルは、直鎖又は分岐鎖基、例えば、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｓｅｃ－ブチル、tert－ブチル、ｎ－ペンチル及びイソペンチルを指す。シクロアルキルは、環状鎖の形態にある基、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロプロピル及びシクロプロピルシクロプロピルを指す。アルケニルは、直鎖又は分岐鎖アルケニル、例えば、１－プロペニル、２－プロペニル及び種々のブテニル及びペンテニル異性体を指す。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素を指す。
従来技術と比較して、本発明は、下記利点を有する。
本発明における一般式（Ｉ）で示される硫黄含有ビフェニル化合物は、新規で効率的かつ安全な殺ダニ剤である。硫黄含有ビフェニル化合物の大規模工業生産に適用可能な方法を見出すために、本発明は、元のヨードベンゼンの代わりに、原料として安価で容易に入手可能なクロロベンゼン又はブロモベンゼンを使用する。高価なパラジウム触媒の代わりに、低価格のニッケル化合物を触媒として使用する。したがって、本発明の新規な方法は、大規模工業生産により適している。
実施例
下記実施例を本発明に示された一般式（Ｉ）の製造方法を詳細に説明するのに使用し、本発明を限定するのには使用しない。本発明の特許請求の範囲により定義された範囲内において、種々の変更及び修正をすることができる。
本発明の製造方法において、置換クロロベンゼン又はブロモベンゼンを安価なニッケル化合物と有機ホスフィン配位子とから構成される触媒系において、安価な金属亜鉛とカップリングさせて、一般式（Ｉ）で示される硫黄含有ビフェニル化合物を調製する。
実施例１
２，２’－ジフルオロ－４，４’－ジメチル－５，５’－ビス（２，２，２－トリフルオロエチルチオ）－１，１’－ビフェニルの合成
Figure 0007247335000003
トリフェニルホスフィン（１３．２３ｇ、０．０５moL）、臭化ナトリウム（１．５５ｇ、０．０１５moL）、亜鉛粉末（６．５６ｇ、０．１moL）及び塩化ニッケル（０．６５ｇ、０．００５moL）を反応フラスコに加えた。窒素を導入して、空気を置き換えた。室温及び窒素保護の条件下で、ＤＭＦ １２．５mLを撹拌せずに５分間反応フラスコに滴下した。物質は、部分的に赤色に変わった。ついで、ＤＭＦ ５０mLを加えた。この反応混合物を６０℃に加熱し、１時間撹拌した。２－フルオロ－４－メチル－５－トリフルオロエチルチオブロモベンゼン（３０．９ｇ、０．１moL）とＤＭＦとの混合物（３０．９ｇ、ＤＭＦ １５mLに溶解）を約２時間滴加した。添加後、反応が完了するまで、温度を４０～４５℃に維持した。反応が終了した後、この反応混合物を冷却し、ろ過した（珪藻土によるろ過補助下）。ろ液を減圧下で濃縮した後、トルエン ５０mL及び水 ５０mLを加え、この混合物を層形成のために放置した。有機層を反応フラスコに移し、氷水浴中で冷却した。過酸化水素（５．７ｇ、０．０５moL）を有機層に約０．５時間滴加した。添加後、温度を４０℃で１時間保持し、この反応混合物をサンプリングし、分析した。トリフェニルホスフィンがトリフェニルホスフィンオキシドに完全に変換されたら、温度を室温に冷却し、ついで、トリフェニルホスフィンオキシドをろ過した。ろ過ケーキをトルエン（１５mL）で洗浄し、ろ液を層形成させた。トルエンを減圧下で除去し、ついで、１５ｇ エタノールを加え、全ての固体が溶解するまで、温度を上げ、溶液を氷水浴で１０℃以下に冷却した。固体を連続的に沈殿させ、ついで、ろ過し、乾燥させて、１９．１５ｇ ターゲット化合物を得た。この化合物は、６４．２～６５．１℃の融点を有する白色の固体である。ＨＰＬＣ定量含量は、９９％であり、収率は、８５％である。1H NMR (300MHz, CDCl3): 7.55 (t, 2H), 7.06 (t, 2H), 3.33 (q, 4H), 2.52 (s, 6H)。［Ｍ］＝４４６．６（ＧＣ－ＭＳ）。
実施例２
２，２’－ジフルオロ－４，４’－ジメチル－５，５’－ビス（２，２，２－トリフルオロエチルチオ）－１，１’－ビフェニルの合成
Figure 0007247335000004
トリフェニルホスフィン（１３．２３ｇ、０．０５moL）、ヨウ化ナトリウム（１．６４ｇ、０．０１moL）、亜鉛粉末（６．５６ｇ、０．１moL）及び塩化ニッケル（０．６５ｇ、０．００５moL）を反応フラスコに加えた。窒素を導入して、空気を置き換えた。室温及び窒素保護の条件下で、ＤＭＦ １２．５mLを撹拌せずに５分間反応フラスコに滴下した。物質は、部分的に赤色に変わった。ついで、ＤＭＦ ５０mLを加えた。この反応混合物を４０℃に加熱し、１時間撹拌した。２－フルオロ－４－メチル－５－トリフルオロエチルチオクロロベンゼン（２６．１ｇ、０．１moL）とＤＭＦとの混合物（２６．１ｇ、ＤＭＦ １５mLに溶解）を約２時間滴加した。添加後、反応が完了するまで、温度を５５～６０℃に維持した。反応が終了した後、この反応混合物を冷却し、ろ過した（珪藻土によるろ過補助下）。ろ液を減圧下で濃縮した後、トルエン ５０mL及び水 ５０mLを加え、この混合物を層形成のために放置した。有機層を反応フラスコに移し、氷水浴中で冷却した。過酸化水素（５．７ｇ、０．０５moL）を有機層に約０．５時間滴加した。添加後、温度を４０℃で１時間保持し、この反応混合物をサンプリングし、分析した。トリフェニルホスフィンがトリフェニルホスフィンオキシドに完全に変換されたら、温度を室温に冷却し、ついで、トリフェニルホスフィンオキシドをろ過した。ろ過ケーキをトルエン（１５mL）で洗浄し、ろ液を層形成させた。トルエンを減圧下で除去し、ついで、１４ｇ エタノールを加え、全ての固体が溶解するまで、温度を上げ、溶液を氷水浴で１０℃以下に冷却した。固体を連続的に沈殿させ、ついで、ろ過し、乾燥させて、１８．６６ｇ ターゲット化合物を得た。この化合物は、６４．２～６５．１℃の融点を有する白色の固体である。ＨＰＬＣ定量含量は、９８％であり、収率は、８２％である。1H NMR (300MHz, CDCl3): 7.55 (t, 2H), 7.06 (t, 2H), 3.33 (q, 4H), 2.52 (s, 6H)。［Ｍ］＝４４６．６（ＧＣ－ＭＳ）。
実施例３
２，２’－ジフルオロ－４，４’－ジメチル－５，５’－ビス（２，２，２－トリフルオロエチルチオ）－１，１’－ビフェニルの合成
Figure 0007247335000005
トリフェニルホスフィン（１３．２３ｇ、０．０５moL）、ヨウ化ナトリウム（０．７５ｇ、０．０１moL）、亜鉛粉末（６．５６ｇ、０．１moL）及び臭化ニッケル（１．０９ｇ、０．００５moL）を反応フラスコに加えた。窒素を導入して、空気を置き換えた。室温及び窒素保護の条件下で、ＤＭＦ １２．５mLを撹拌せずに５分間反応フラスコに滴下した。物質は、部分的に赤色に変わった。ついで、ＤＭＦ ５０mLを加えた。この反応混合物を４０℃に加熱し、１時間撹拌した。２－フルオロ－４－メチル－５－トリフルオロエチルチオクロロベンゼン（２６．１ｇ、０．１moL）とＤＭＦとの混合物（２６．１ｇ、ＤＭＦ １５mLに溶解）を約２時間滴加した。添加後、反応が完了するまで、温度を５０～５５℃に維持した。反応が終了した後、この反応混合物を冷却し、ろ過した（珪藻土によるろ過補助下）。ろ液を減圧下で濃縮した後、トルエン ５０mL及び水 ５０mLを加え、この混合物を層形成のために放置した。有機層を反応フラスコに移し、氷水浴中で冷却した。過酸化水素（５．７ｇ、０．０５moL）を有機層に約０．５時間滴加した。添加後、温度を４０℃で１時間保持し、この反応混合物をサンプリングし、分析した。トリフェニルホスフィンがトリフェニルホスフィンオキシドに完全に変換されたら、温度を室温に冷却し、ついで、トリフェニルホスフィンオキシドをろ過した。ろ過ケーキをトルエン（１５mL）で洗浄し、ろ液を層形成させた。トルエンを減圧下で除去し、ついで、１５ｇ エタノールを加え、全ての固体が溶解するまで、温度を上げ、溶液を氷水浴で１０℃以下に冷却した。固体を連続的に沈殿させ、ついで、ろ過し、乾燥させて、１８．９０ｇ ターゲット化合物を得た。この化合物は、６４．２～６５．１℃の融点を有する白色の固体である。ＨＰＬＣ定量含量は、９８％であり、収率は、８３％である。1H NMR (300MHz, CDCl3): 7.55 (t, 2H), 7.06 (t, 2H), 3.33 (q, 4H), 2.52 (s, 6H)。［Ｍ］＝４４６．６（ＧＣ－ＭＳ）。
実施例４
２，２’－ジフルオロ－４，４’－ジメチル－５，５’－ビス（２，２，２－トリフルオロエチルチオ）－１，１’－ビフェニルの合成
Figure 0007247335000006
トリフェニルホスフィン（５３４．７ｇ、２moL）、臭化ナトリウム（４２．０４ｇ、０．４moL）、亜鉛粉末（２６５．３ｇ、４moL）及び塩化ニッケル（１８．１３ｇ、０．１４moL）を反応フラスコに加えた。窒素を導入して、空気を置き換えた。室温及び窒素保護の条件下で、ＤＭＦ １２００mLを撹拌せずに３０分間反応フラスコに滴下した。物質は、部分的に赤色に変わった。ついで、ＤＭＦ １２００mLを加えた。この反応混合物を６０℃に加熱し、１時間撹拌した。２－フルオロ－４－メチル－５－トリフルオロエチルチオブロモベンゼン（１２３６ｇ、４moL）とＤＭＦとの混合物（１２３６ｇ、ＤＭＦ ６００mLに溶解）を約２時間滴加した。添加後、反応が完了するまで、温度を４０～４５℃に維持した。反応が終了した後、この反応混合物を冷却し、ろ過した（珪藻土によるろ過補助下）。ろ液を減圧下で濃縮した後、トルエン ３０００mL及び水 ２５００mLを加え、この混合物を層形成のために放置した。有機層を反応フラスコに移し、氷水浴中で冷却した。過酸化水素（２２６．７ｇ、２moL）を有機層に約２時間滴加した。添加後、温度を４０℃で１時間保持し、この反応混合物をサンプリングし、分析した。トリフェニルホスフィンがトリフェニルホスフィンオキシドに完全に変換されたら、温度を室温に冷却し、ついで、トリフェニルホスフィンオキシドをろ過した。ろ過ケーキをトルエン（５００mL）で洗浄し、ろ液を層形成させた。トルエンを減圧下で除去し、ついで、７００ｇ エタノールを加え、全ての固体が溶解するまで、温度を上げ、溶液を氷水浴で１０℃以下に冷却した。固体を連続的に沈殿させ、ついで、ろ過し、乾燥させて、７８７．１ｇ ターゲット化合物を得た。この化合物は、６４．２～６５．１℃の融点を有する白色の固体である。ＨＰＬＣ定量含量は、９８．６％であり、収率は、８７％である。1H NMR (300MHz, CDCl3): 7.55 (t, 2H), 7.06 (t, 2H), 3.33 (q, 4H), 2.52 (s, 6H)。［Ｍ］＝４４６．６（ＧＣ－ＭＳ）。
一方、上記具体的な調製方法によれば、以下の表１における他の化合物を、一部の条件を置き換えるだけで調製することができる。具体的には、ニッケル化合物は、塩化ニッケル又は臭化ニッケルから選択され、活性化添加剤は、アルカリ金属ハロゲン化物から選択され、配位子は、トリフェニルホスフィンから選択される。
Figure 0007247335000007
Figure 0007247335000008

Claims (6)

  1. 以下の一般式（ＩＩ）の化合物を用いた一般式（Ｉ）の硫黄含有ビフェニル化合物の製造方法であって：
    Figure 0007247335000009
    ［式中、
    Ｒは、Ｃ １ ～Ｃ ８ ハロアルキルから選択され、Ｘは、塩素又は臭素から選択され、ｍは、０である］、
    式（ＩＩ）の化合物を、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中で、
    １）金属亜鉛；
    ２）塩化ニッケル及び臭化ニッケルから選択される、ニッケル化合物；
    ３）トリフェニルホスフィン；及び
    ４）アルカリ金属のハロゲン化物質
    とカップリングさせ、一般式（Ｉ）の化合物を得る
    ことを含む、製造方法。
  2. 前記カップリングが、２０℃～ＤＭＦの沸点の温度で、１～２４時間なされる、請求項１記載の硫黄含有ビフェニル化合物の製造方法。
  3. アルカリ金属のハロゲン化物質の添加量が、一般式（ＩＩ）の化合物のモル重量の１％～１５％である、請求項１又は２に記載の硫黄含有ビフェニル化合物の製造方法。
  4. ニッケル化合物の添加量が、一般式（ＩＩ）の化合物のモル重量の１％～１０％であり、トリフェニルホスフィンの添加量が、一般式（ＩＩ）の化合物のモル重量の２０％～１００％であり、金属亜鉛の量が、一般式（ＩＩ）の化合物のモル重量の５０％～２００％である、請求項１記載の硫黄含有ビフェニル化合物の製造方法。
  5. ニッケル化合物が、塩化ニッケルであり、ニッケル化合物の添加量が、一般式（ＩＩ）の化合物のモル重量の２％～５％であり、トリフェニルホスフィンの添加量が、一般式（ＩＩ）の化合物のモル重量の４０％～６０％であり、アルカリ金属のハロゲン化物質の添加量が、一般式（ＩＩ）の化合物のモル重量の５％～１０％であり、金属亜鉛の量が、一般式（ＩＩ）の化合物のモル重量の１００％～１５０％である、請求項４記載の硫黄含有ビフェニル化合物の製造方法。
  6. アルカリ金属のハロゲン化物質が、臭化ナトリウム、臭化カリウム、ヨウ化ナトリウム又はヨウ化カリウムから選択されることを特徴とする、請求項５記載の硫黄含有ビフェニル化合物の製造方法。
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