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JP2017516746A - 第1の芳香族化合物を第2の芳香族化合物にカップリングさせるための方法 - Google Patents

第1の芳香族化合物を第2の芳香族化合物にカップリングさせるための方法 Download PDF

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マティアス・エス・オバー
ウィリアム・ジェイ・クルパー・ジュニア
アルカディ・エル・クラソフスキー
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Dow AgroSciences LLC
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Abstract

【化1】一態様において、フルオロスルホン酸置換基を有する第1の芳香族化合物を、ホウ素含有置換基を有する第2の芳香族化合物にカップリングさせる方法が提供される。別の態様において、ヒドロキシル置換基を有する第1の芳香族化合物を、ホウ素含有置換基を有する第2の芳香族化合物に、ワンポット反応でカップリングさせる方法が提供される。【選択図】なし

Description

鈴木・宮浦カップリングは、第1の芳香族化合物を第2の芳香族化合物にカップリングさせ、これによって、芳香族化合物間に新しい炭素−炭素結合を形成するために価値ある合成法である。1つの通常の鈴木反応において、第1の芳香族化合物は、ハロゲン化合物によって置換される。いくつかの例においては、鈴木カップリングで用いられる第1の芳香族化合物は、ヒドロキシル置換基を有する芳香族化合物から調製される。1つの通常の鈴木反応において、第2の芳香族化合物は、ホウ素含有置換基を含む。
式FCSO−を有するトリフレート(triflate)は、鈴木カップリングにおいてハロゲン化合物の代わりに用いられてもよいことが知られているが、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(triflic anhydride)(CFSOOの費用は、鈴木カップリングにおけるトリフレートの使用を精製化学製品の生成に限定している。さらに、フェノール前駆物質の官能化後に、この分子の半分がモノマートリフレートアニオン(CFSO )として消費されるために、トリフルオロメタンスルホン酸無水物のアトムエコノミーは低い。いくつかの例においては、トリフレートに関与する鈴木カップリング反応は、塩基性条件下で感水性を示す。
メタンスルホン酸アリールが、アリール−アリールクロスカップリング反応に好適であることも知られている。メタンスルホン酸アリールを用いるアリール−アリールクロスカップリングの1つの欠点は、これらの反応が、高価なパラジウム触媒を必要とすることである。メタンスルホン酸アリールを用いるアリール−アリールクロスカップリングの別の欠点は、低いアトムエコノミーである。
トリフレートまたはメタンスルホン酸塩のいずれかを用いて鈴木カップリングを行う場合、反応を2段階で行うことが一般的であり、第1の工程は、第1の芳香族化合物のヒドロキシル基をトリフレートまたはメタンスルホン酸塩で置き換えることを含み、第2の工程は、第1の芳香族化合物を第2の芳香族化合物にカップリングさせることを含む。分離工程は、一般に、第1及び第2の工程の間で必要とされる。
鈴木カップリングにトリフレート及びメタンスルホン酸塩に対する代替物を有することが望ましいであろう。
一態様において、フルオロスルホン酸置換基を有する第1の芳香族化合物を、ホウ素含有置換基を有する第2の芳香族化合物にカップリングさせる方法が提供される。
一態様において、ヒドロキシル置換基を有する第1の芳香族化合物を、ホウ素含有置換基を有する第2の芳香族化合物に、ワンポット反応でカップリングさせる方法が提供される。
別段の指示がない限り、数値の範囲、例えば「2〜10」は、この範囲を定義する数値(例えば、2及び10)を含める。
別段の指示がない限り、比、百分率、部等は、重量による。
別段の指示がない限り、本明細書で使用される句「分子量」は、従来の方法で測定される数平均分子量を指す。
本明細書で使用される「アルキル」は、単独であろうと、または別の基の一部(例えば、ジアリキルアミノ中)であろうと、指示された数の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖脂肪族基を包含する。数が指示されない場合(例えば、アリール−アルキル−)には、1〜12個のアルキル炭素が企図される。好ましいアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、及びtert−オクチルが含まれるが、これらに限定されない。
用語「ヘテロアルキル」は、ラジカル内の1つ以上の炭素原子を置き換える1つ以上のヘテロ原子(窒素、酸素、硫黄、リン)を有する上に定義したアルキル基、例えば、エーテルまたはチオエーテルを指す。
「アリール」基は、芳香族環に由来する任意の官能基または置換基を指す。一例では、アリールは、1つ以上の芳香族環を含む芳香族部分を指す。一例では、アリール基は、C−C18アリール基である。一例では、アリール基は、C−C10アリール基である。一例では、アリール基は、C10−C18アリール基である。アリール基は、4n+2pi電子を含有し、このnは、整数である。このアリール環は、1つ以上のヘテロアリール環、芳香族もしくは非芳香族炭化水素環、またはヘテロシクロアルキル環に融合されても、あるいは別の方法で結合されてもよい。好ましいアリールとしては、フェニル、ナフチル、アントラセニル、及びフルオレニルが含まれるが、これらに限定されない。別段の指示がない限り、このアリール基は、本明細書に記載される合成に適合する1つ以上の置換基で任意に置換される。このような置換基としては、スルホン酸基、ホウ素含有基、アルキル基、ニトロ基、ハロゲン、シアノ基、カルボン酸、エステル、アミド、C−Cアルケン、及び他の芳香族基が含まれるが、これらに限定されない。他の置換基は、当該技術分野において既知である。別段の指示がない限り、前述の置換基は、それら自体がさらに置換されない。
「ヘテロアリール」は、芳香族環に由来する任意の官能基または置換基で、窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも1つのヘテロ原子を含有するものを指す。好ましくは、ヘテロアリール基は、5員または6員環である。このヘテロアリール環は、1つ以上のヘテロアリール環、芳香族もしくは非芳香族炭化水素環、またはヘテロシクロアルキル環に融合されても、あるいは別の方法で結合されてもよい。ヘテロアリール基の例としては、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピロール、トリアジン、イミダゾール、トリアゾール、フラン、チオフェン、オキサゾール、チアゾールが含まれるが、これらに限定されない。このヘテロアリール基は、本明細書に記載される合成に適合する1つ以上の置換基で任意に置換される。このような置換基としては、フルオロスルホン酸基、ホウ素含有基、C−Cアルキル基、ニトロ基、ハロゲン、シアノ基、カルボン酸、エステル、アミド、C−Cアルケン、及び他の芳香族基が含まれるが、これらに限定されない。他の置換基は、当該技術分野において既知である。別段の指示がない限り、前述の置換基は、それら自体がさらに置換されない。
「芳香族化合物」は、4n+2pi電子を有する環系を指し、このnは、整数である。
上述したように、本開示は、第1の芳香族化合物を第2の芳香族化合物にカップリングさせるプロセスを記載する。このプロセスは、式1に一般的に示され、これにより、ヒドロキシル基を有する第1の芳香族化合物を、SO及び塩基と最初に反応させ、ホウ素含有置換基を有する第2の芳香族化合物と、触媒の存在下で第2番目に反応させる。ヒドロキシル基が指示される場合、このヒドロキシル基は脱プロトン化され、フェノレートを形成することができる(例えば、脱プロトン化工程は、反応混合物へのAの導入前に、または反応混合物の導入後に実施され得る)ことが理解される。
Figure 2017516746
予想外に、式1の反応が、別個の工程で反応を行うことと比較して、ワンポット反応として行うことができることが見出された。理論に束縛されるものではないが、式1で示される反応は、ワンポット反応として行われてもまたは別個の工程で行われても、同じ反応経路に沿って進むと予想される。別個の工程で実施される場合、第1の工程は、ヒドロキシル置換基を有する第1の芳香族化合物を、SOと反応させて、式2に示される生成物を得ることを含み、第2の工程は、式2の生成物を、ホウ素含有置換基を有する第2の芳香族化合物と反応させて、式3に示される生成物を得ることを含む。
Figure 2017516746
一例では、このプロセスは、ワンポット反応を伴い、ここでは、式1に一般的に示されるように、ヒドロキシル基を有する第1の芳香族化合物を、SO及び塩基と最初に反応させ、ホウ素含有置換基を有する第2の芳香族化合物と、触媒の存在下で第2番目に反応させる。理論に束縛されるものではないが、式3は、式1に示される反応の工程2によって表現される同一の一般反応であると予想される。
式1、式2、及び式3で使用される、第1の芳香族化合物は、Aと特定され、第2の芳香族化合物は、Aと特定される。第1の芳香族化合物は、アリール基またはヘテロアリール基のいずれかである。第2の芳香族化合物は、アリール基またはヘテロアリール基のいずれかである。式3及び式3に示される反応の結果は、第1の芳香族化合物と第2の芳香族化合物との間の新しい炭素−炭素結合の形成であり、これによって、第1の芳香族化合物を第2の芳香族化合物にカップリングさせる。
式3の第1の工程及び式2において上述したように、第1の芳香族化合物は、フルオロスルホン酸基に結合されている。フルオロスルホン酸基は、式―OSOFのO−フルオロスルホン酸塩を指す。O−フルオロスルホン酸塩は、フッ化スルフリルから合成され得る。このフルオロスルホン酸基は、第1の芳香族基からの脱離基として機能する。理論に束縛されるものではないが、フルオロスルホン酸基のスルフリル原子は、第1の芳香族化合物のヒドロキシル基の酸素に結合される。
上述したように、第2の芳香族化合物は、式1及び式3においてBとして特定されたホウ素含有置換基を含む。一例では、ホウ素含有置換基は、式―BF のものであり、式中、Mは、アルカリ金属カチオンまたは非置換のアンモニウムイオンである。一例では、ホウ素含有置換基のホウ素は、1つ以上のアルキル置換基、例えば、9−ボラビシクロ[3.3.1]ノナンを有する。別の例では、ホウ素含有置換基は、式4のものである。
Figure 2017516746
式4において、R及びRは、それぞれ独立して、C1−18アルキル、C3−18シクロアルキル、C6−18アリール、またはHである。別の例では、R及びRは、互いに共有結合され、−R−O−B−O−R−を含む環を形成する。一例では、R及びRのうちの1つ以上は、例えば、ボロキサン中のホウ素である。通常の鈴木反応に好適であることが知られるホウ素含有置換基は、本明細書において好適である。
式1及び式3で上述したように、第1の芳香族化合物は、反応混合物中で第2の芳香族化合物と反応される。反応混合物は、少なくとも1つの10族原子を有する触媒を含む。いくつかの例においては、反応混合物は、配位子、及び塩基も含む。10族原子としては、ニッケル、パラジウム、及び白金が含まれる。
触媒は、反応条件に好適な形態で提供される。一例では、触媒は、基質に提供される。一例では、少なくとも1つの10族原子を有する触媒は、1つ以上のプレ触媒及び1つ以上の配位子からその場で生成される。パラジウムプレ触媒の例としては、酢酸パラジウム(II)、塩化パラジウム(II)、ジクロロビス(アセトニトリル)パラジウム(II)、ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウム(II)、アリルパラジウムクロリド二量体、パラジウム(II)アセチルアセトネート、臭化パラジウム(II)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)、ビス(2−メチルアリル)パラジウムクロリド二量体、クロチルパラジウムクロリド二量体、ジクロロ(1,5−シクロオクタジエン)パラジウム(II)、ジクロロ(ノルボルナジエン)パラジウム(II)、トリフルオロ酢酸パラジウム(II)、安息香酸パラジウム(II)、トリメチル酢酸パラジウム(II)、酸化パラジウム(II)、パラジウム(II)シアニド、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)、パラジウム(II)ヘキサフルオロアセチルアセトネート、シス−ジクロロ(N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン)パラジウム(II)、及びシクロペンタジエニル[(1,2,3−n)−1−フェニル−2−プロペニル]パラジウム(II)が含まれるが、これらに限定されない。
一例では、ニッケル系触媒が用いられる。別の例では、白金系触媒が用いられる。さらに別の例では、ニッケル、白金、及びパラジウム系触媒のうちの1つ以上を含む触媒が用いられる。
一例では、例えば、[1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾール−2−イリデン](3−クロロピリジル)パラジウム(II)ジクロリド、及び(1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリジン)(3−クロロピリジル)パラジウム(II)ジクロリドのピリジン増強プレ触媒調製安定化及び開始(PEPPSI)型触媒が用いられる。
ニッケルプレ触媒の例としては、酢酸ニッケル(II)、塩化ニッケル(II)、ビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(II)ジクロリド、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ニッケル(II)ジクロリド、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロニッケル(II)、ジクロロ[1,2−ビス(ジエチルホスフィノ)エタン]ニッケル(II)、クロロ(1−ナフチル)ビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(II)、1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)、ニッケル(II)クロリドエチレングリコールジメチルエーテル複合体、[1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ジクロロニッケル(II)、[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ジクロロニッケル(II)、及びビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ニッケル(0)が含まれるが、これらに限定されない。
反応混合物中で用いられる配位子は、好ましくは、プレ触媒から選択された触媒を生成するように選択される。例えば、配位子は、ホスフィン配位子、カルベン配位子、アミン系配位子、カルボキシレート系配位子、アミノデキストラン、アミノホスフィン系配位子、またはN−複素環式カルベン系配位子であってもよい。一例では、配位子は、一座配位である。一例では、この配位子は、二座配位である。一例では、配位子は、多座配位である。
好適なホスフィン配位子としては、官能化アリールもしくはアルキル置換基を含有する一座及び二座配位ホスフィン、またはそれらの塩が含まれ得るが、これらに限定されない。例えば、好適なホスフィン配位子としては、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン、トリス(4−メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ホスフィン、トリ(p−トリル)ホスフィン、トリ(2−フリル)ホスフィン、トリス(4−クロロフェニル)ホスフィン、ジ(1−アダマンチル)(1−ナフトイル)ホスフィン、ベンジルジフェニルホスフィン、1,1’−ビス(ジ−t−ブチルホスフィノ)フェリセン、(−)−1,2−ビス((2R,5R)−2,5−ジメチルホスフォラノ)ベンゼン、(−)−2,3−ビス[(2R,5R)−2,5−ジメチルホスフォラニル]−1−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]−1H−ピロール−2,5−ジオン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)ベンゼン、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’ビナフチル、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビフェニル、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノエタン、2−[ビス(ジフェニルホスフィノ)メチル]ピリジン、1,5−ビス(ジフェニルホスフィノ)ペンタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,1’−ビス(ジ−i−プロピルホスフィノ)フェロセン、(S)−(−)−5,5’ビス[ジ(3,5−キシリル)ホスフィノ]−4,4’−ビ−1,3−ベンゾジオキソール、トリシクロヘキシルホスフィン(本明細書ではPCy3と称する)、トリシクロヘキシルホスフィンテトラフルオロボレート(本明細書では、PCy3・HBFと称する)、N−[2−(ジ−1−アダマンチルホスフィノ)フェニル]モルフォリン、2−(ジ−t−ブチルホスフィノ)ビフェニル、2−(ジ−t−ブチルホスフィノ)−3,6−ジメトキシ−2’,4’,6’−トリ−i−プロピル−1,1’−ビフェニル、2−ジ−t−ブチルホスフィノ−2’−(N,N−ジメチルアミノ)ビフェニル、2−ジ−t−ブチルホスフィノ−2’−メチルビフェニル、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)−3,6−ジメトキシ−2’,4’,6’−トリ−i−プロピル−1,2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)−2’−(N,N−ジメチルアミノ)ビフェニル、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメチルアミノ−1,1’−ビフェニル、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジ−i−プロピル−1,1’−ビフェニル、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’−メチルビフェニル、2−[2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)フェニル]−1−メチル−1H−インドール、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)−2’,4’,6’−トリ−i−プロピル−1,1’−ビフェニル、[4−(N,N−ジメチルアミノ)フェニル]ジ−t−ブチルホスフィン、9,9−ジメチル−4,5−ビス(ジフェニルホスフィノ)キサンテン、(R)−(−)−1−[(S)−2−(ジフェニルホスフィノ)フェロセニル]エチルジシクロヘキシルホスフィン、トリベンジルホスフィン、トリ−t−ブチルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン及び1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェリセンが含まれるが、これらに限定されない。
好適なアミン及びアミノホスフィン系配位子としては、ピリジン、2,2’−ビピリジル、4,4’−ジメチル−2,2’−ジピリジル、1,10−フェナントロリン、3,4,7,8−テトラメチル−1,10−フェナントロリン、4,7−ジメトキシ−1,10−フェナントロリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、アンモニア、4−(アミノメチル)ピリジン、(1R,2S,9S)−(+)−11−メチル−7,11−ジアザトリシクロ[7.3.1.02,7]トリデカン、2,6−ジ−tert−ブチルピリジン、2,2’−ビス[(4S)−4−ベンジル−2−オキサゾリン]、2,2’−ビス((4S)−(−)−4−イソプロピルオキサゾリン)プロパン、2,2’−メチレンビス[(4S)−4−フェニル−2−オキサゾリン]、及び4,4’−ジ−tert−ブチル−2,2’ビピリジルを含むが、これらに限定されない一座または二座アルキル及び芳香族アミンの任意の組み合わせが含まれる。加えて、2−(ジフェニルホスフィノ)エチルアミン、2−(2−(ジフェニルホスフィノ)エチル)ピリジン、(1R,2R)−2−(ジフェニルホスフィノ)シクロヘキサンアミン、アミノデキストラン、及び2−(ジ−tert−ブチルホスフィノ)エチルアミンなどのアミノホスフィン配位子が含まれる。
好適なカルベン配位子としては、1,3−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)イミダゾリウムクロリド、1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド、1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド、1,3−ジイソプロピルイミダゾリウムクロリド、及び1,3−ジシクロヘキシルベンズイミダゾリウムクロリドを含むが、これらに限定されない、N−複素環式カルベン(NHC)系配位子が含まれる。
反応混合物中で用いられる塩基は、触媒、ホウ素含有置換基、及びフルオロスルホン酸塩と適合するように選択される。好適な塩基としては、炭酸塩、リン酸塩、酢酸塩、及びカルボン酸塩が含まれるが、これらに限定されない。予想外に、無機塩基が反応混合物中で好適であることが見出された。
炭酸塩の例としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸アンモニウム、置換炭酸アンモニウム、及び対応する炭酸水素塩が含まれるが、これらに限定されない。リン酸塩の例としては、リン酸リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸ルビジウム、リン酸セシウム、リン酸アンモニウム、置換リン酸アンモニウム、及び対応するリン酸水素塩が含まれるが、これらに限定されない。酢酸塩の例としては、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ルビジウム、酢酸セシウム、酢酸アンモニウム、及び置換酢酸アンモニウムが含まれるが、これらに限定されない。
他の塩基としては、ギ酸塩、フルオロ酢酸塩、及びリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、アンモニウムを伴うプリピオン酸アニオン、ならびに置換アンモニウムカチオン;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの金属水酸化物、マグネシウムジヒドロキシド、カルシウムジヒドロキシド、ストロンチウムジヒドロキシド、及びバリウムジヒドロキシドなどの金属ジヒドロキシド;アルミニウムトリヒドロキシド、ガリウムトリヒドロキシド、インジウムトリヒドロキシド、タリウムトリヒドロキシドなどの金属トリヒドロキシド;トリエチルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン(DBN)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)などの非求核性有機アミン;ビス(トリメチルシリル)アミドのリチウム、ナトリウム、及びカリウム塩などのビス(シリル)アミド塩;tブトキシドのリチウム、ナトリウム、及びカリウム塩などのアルコキド塩;及び1,8−ビス(ジメチルアミノ)ナフタレン;フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、フッ化銀、フッ化テトラブチルアンモニウム、フッ化アンモニウム、フッ化トリエチルアンモニウムなどの金属フッ化物が含まれるが、これらに限定されない。
アルキルアミン及びヘテロアレンなどのアミン塩基の例としては、トリエチルアミン、ピリジン、モルフォリン、2,6−ルチジン、トリエチルアミン、N,N−ジシクロヘキシルメチルアミン、及びジイソプロピルアミンが含まれるが、これらに限定されない。
一例では、塩基は、相間移動触媒の存在下で用いられる。別の例では、塩基は、水の存在下で用いられる。さらに別の例では、塩基は、有機溶媒の存在下で用いられる。さらに別の例では、塩基は、相間移動触媒、水、または有機溶媒のうちの1つ以上の存在下で用いられる。
好ましくは、フルオロスルホン酸塩の各当量に対して、少なくとも1当量の塩基が存在する。いくつかの実施形態では、フルオロスルホン酸塩の各当量に対して、10当量以下の塩基が存在する。いくつかの実施形態では、フルオロスルホン酸塩の各当量に対して、少なくとも2当量の塩基が存在する。いくつかの実施形態では、フルオロスルホン酸塩の各当量に対して、6当量以下の塩基が存在する。
反応混合物中の溶媒は、それが、反応物質、触媒、配位子、及び塩基との使用に好適であるように選択される。例えば、好適な溶媒としては、トルエン、キシレン(オルト−キシレン、メタ−キシレン、パラ−キシレン、またはこれらの混合物)、ベンゼン、水、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、tert−ブチルアルコール、tert−アミルアルコール、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、グリセロール、N−メチル−2−ピロリドン、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、トリアセチン、アセトン、メチルエチルケトン、及び1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、シクロペニルメチルエーテル、2−ブチルエチルエーテル、ジメトキシエタン、ポリエチレングリコールなどのエーテル溶媒が含まれる。一例では、この溶媒は、界面活性剤中に、または界面活性剤の不在下で、本明細書に記載される溶媒の任意の組み合わせを含む。一例では、フッ化スルフリルは、フッ化スルフリルが液体状態にある十分に低い温度で、ニートで用いられる。
一例では、水が反応混合物中に含まれる。トリフレートと比較してフルオロスルホン酸塩を用いることの1つの利点は、後続の分離工程なしに、または簡単な分離工程で、反応を実行することができることである。トリフレートを伴う鈴木カップリングにおいて、生成物及び副生成物は、通常、同じ相を占有するので、副生成物を除去するために専用の精製工程が必要とされる。本明細書に記載される反応スキームにおいて、副生成物は、気相中にあり、かつ自発的にもしくは簡単な脱気工程で泡立つか、または水相中に分配する(これは容易に分離される)のいずれかである。したがって、本明細書に記載される反応スキームは、トリフレートを伴う鈴木カップリングと比較して、追加の利点を提供する。
一例では、本明細書に記載される反応は、式1に示されるワンポット反応として完了する。第1の工程では、アルコール置換基を有する芳香族化合物が、フッ化スルフリル及び塩基の存在下で、反応混合物中に添加される。塩基としては、アミン塩基及び無機塩基が含まれるが、これらに限定されない、本明細書に記載される塩基のうちのいずれであってもよい。この第1の工程は、フルオロスルホン酸置換基をヒドロキシル基の酸素に結合させる。この第1の工程中に形成された反応混合物に、ホウ素含有置換基を有する第2の芳香族化合物及び触媒が添加される。触媒は、白金、パラジウム、及びニッケル触媒が含まれるが、これらに限定されない、好適な10族触媒であり得る。この第2の工程の生成物は、第1の芳香族化合物と第2の芳香族化合物とのカップリングによって形成されたビアリール化合物である。
ここで、本発明のいくつかの実施形態が、以下の実施例において詳細に記述される。特に明記しない限り、報告される収率は、±5%である。
実施例1.p−トリルスルホフルオリデート、フェニルボロン酸を反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
この実施例では、式5に示されるように、p−トリルスルホフルオリデートを、フェニルボロン酸と反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
Figure 2017516746
を充填したグローブボックス中で、24本の20mLシンチレーションバイアルを、それぞれ表1に列記した反応物質で充填する。この反応物質に、パラジウムプレ触媒(表2に列記)、配位子(表3に列記)、塩基(表4に列記)、及び溶媒(表5に列記)を添加する。0.75mLの水もバイアルの一部に添加する。表6は、各バイアルに添加されるパラジウムプレ触媒、配位子、塩基、及び溶媒を列記する。表6は、各バイアルに水が添加されるかどうかも列記する。
Figure 2017516746
Figure 2017516746
Figure 2017516746
Figure 2017516746
Figure 2017516746
Figure 2017516746
各バイアル中の反応混合物を、激しく撹拌しながら、80℃に17時間加熱する。加熱後に、各バイアル中の反応混合物を室温に冷却し、その後酢酸エチル中5mLのトリメトキシベンゼン(1.33M溶液)を各バイアル中の反応混合物に添加し、各バイアルを振盪する。各バイアルの反応混合物の有機層からのアリコートをガスクロマトグラフィーで分析し、1.55の補正率で、4−フェニルトルエンピークの積分をトリメトキシベンゼンピークの積分と比較することから、4−フェニルトルエンの収率を判定する。各バイアルについての4−フェニルトルエンの収率を表6に列記する。
実施例2.p−トリルスルホフルオリデート、フェニルボロン酸を反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
この実施例では、式5に示されるように、p−トリルスルホフルオリデートを、フェニルボロン酸と反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
窒素を充填したグローブボックス中で、2本の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルA」及び「バイアルB」)をそれぞれ、1.00ミリモルのp−トリルスルホロフルオリデート190mg、1.50ミリモルのフェニルボロン酸183mg、1,4−ジオキサン1.8mL、及び水0.5mLで充填する。
第3の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルC」)を、0.1ミリモル酢酸パラジウム22.5mg、0.2ミリモルのCMPhos 80.7mg、及び1,4−ジオキサン1mLで充填する。2.0ミリモルのトリエチルアミン279μL及びバイアルCの溶液200μLをバイアルAにピペットで移す。
第4の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルD)を、0.1ミリモルの酢酸パラジウム22.5mg、0.2ミリモルのPPh 52.5mg、及び1,4−ジオキサン1mLで充填する。2.0ミリモルのトリエチルアミン279μL及びバイアルDの溶液200μLをバイアルBにピペットで移す。
バイアルA及びバイアルBを、80℃で17時間撹拌する。バイアルA及びBのそれぞれに、塩水1mL及び酢酸エチル2mLを添加する。各バイアルの有機層を、ピペットにより分離する。各バイアルの水層を、酢酸エチルで数回抽出する。各バイアルの残りの有機層を抽出し、それぞれ前に分離した有機層と合わせる。酢酸エチルを添加することによって、各有機層を、10.00gの総重量にする。
定量的ガスクロマトグラフィー/質量分析用に、1.00gのアリコートを各有機層から取り出す。
2つの反応は、1mLの塩水及び2mLの酢酸エチルの添加、ならびにピペットによる有機層の分離によって、個々に後処理される。水層を酢酸エチルで数回抽出し、合わせた有機相を、酢酸エチルの添加によって、正確に10.00gの総重量にする。
これらの10.00gの有機相試料のそれぞれから、1.00gのアリコートを取り出す。各1.00gのアリコートに、酢酸エチル中1,3,5−トリメトキシベンゼン150μL(0.133M溶液、0.02ミリモル、0.2当量)を標準溶液として添加する。これらの標準溶液を、ガスクロマトグラフィー及び質量分析を用いて分析する。
定量化に必要な応答係数を判定するために、酢酸エチル1.00g中、純粋な出発材料(0.1ミリモル)及び純粋な生成物(0.1ミリモル)に標準溶液150μLを加えた試料を調製する。
CMPhos触媒化反応の残りの9.00gの有機相を濃縮し、自動化フラッシュクロマトグラフィー(シリカ充填カートリッジ、24g Grace順相シリカ精製カートリッジ、均一濃度のヘキサンに乾燥充填)によって精製する。生成物は、単一ピークとして溶離し、溶媒を蒸発させ、その後、高真空下で乾燥させることによって、単離する。
バイアルCで行われた反応(CMPhosを配位子として使用)については、ガスクロマトグラフィーによって計算された4−フェニルトルエンの収率は、93%である。単離によって計算された4−フェニルトルエンの収率は、79%である。
バイアルDで行われた反応(配位子としてPPhを使用)については、ガスクロマトグラフィーによって計算された4−フェニルトルエンの収率は、82%である。
実施例3.p−トリルスルホフルオリデート、トリルボロン酸を反応させて、4,4’−ジメチル−1,1’−ビフェニルを得る。
この実施例では、式6に示されるように、p−トリルスルホフルオリデートを、トリルボロン酸と反応させて、4,4’−ジメチル−1,1’−ビフェニルを得る。
Figure 2017516746
窒素を充填したグローブボックス中で、2本の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルA」及び「バイアルB」)をそれぞれ、1.00ミリモルのp−トリルスルホロフルオリデート190mg、1.50ミリモルのトリルボロン酸204mg、1,4−ジオキサン2.8mL、及び水0.5mLで充填する。
第3の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルC」)を、0.1ミリモル酢酸パラジウム22.5mg、0.2ミリモルのCMPhos 80.7mg、及び1,4−ジオキサン1mLで充填する。2.0ミリモルのトリエチルアミン279μL及びバイアルCの溶液200μLをバイアルAにピペットで移す。
第4の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルD)を、0.1ミリモルの酢酸パラジウム22.5mg、0.2ミリモルのPPh 52.5mg、及び1,4−ジオキサン1mLで充填する。2.0ミリモルのトリエチルアミン279μL及びバイアルDの溶液200μLをバイアルBにピペットで移す。
バイアルA及びバイアルBを、80℃で17時間撹拌する。バイアルA及びBのそれぞれに、塩水1mL及び酢酸エチル2mLを添加する。各バイアルの有機層を、ピペットにより分離する。各バイアルの水層を、酢酸エチルで数回抽出する。各バイアルの残りの有機層を抽出し、それぞれ前に分離した有機層と合わせる。酢酸エチルを添加することによって、各有機層を、10.00gの総重量にする。
定量的ガスクロマトグラフィー/質量分析用に、1.00gのアリコートを各有機層から取り出す。
2つの反応は、1mLの塩水及び2mLの酢酸エチルの添加、ならびにピペットによる有機層の分離によって、個々に後処理される。水層を酢酸エチルで数回抽出し、合わせた有機相を、酢酸エチルの添加によって、正確に10.00gの総重量にする。
これらの10.00gの有機相試料のそれぞれから、1.00gのアリコートを取り出す。各1.00gのアリコートに、酢酸エチル中1,3,5−トリメトキシベンゼン150μL(0.133M溶液、0.02ミリモル、0.2当量)を標準溶液として添加する。これらの標準溶液を、ガスクロマトグラフィー及び質量分析を用いて分析する。
定量化に必要な応答係数を判定するために、酢酸エチル1.00g中、純粋な出発材料(0.1ミリモル)及び純粋な生成物(0.1ミリモル)に標準溶液150μLを加えた試料を調製する。
CMPhos触媒化反応の残りの9.00gの有機相を濃縮し、自動化フラッシュクロマトグラフィー(シリカ充填カートリッジ、24g Grace順相シリカ精製カートリッジ、均一濃度のヘキサンに乾燥充填)によって精製する。生成物は、単一ピークとして溶離し、溶媒を蒸発させ、その後、高真空下で乾燥させることによって、単離する。
バイアルCで行われた反応(CMPhosを配位子として使用)については、ガスクロマトグラフィーによって計算された4,4’−ジメチル−1,1’−ビフェニルの収率は、95%である。単離によって計算された4,4’−ジメチル−1,1’−ビフェニルの収率は、99%である。
バイアルDで行われた反応(配位子としてPPhを使用)については、ガスクロマトグラフィーによって計算された4,4’−ジメチル−1,1’−ビフェニルの収率は、88%である。
実施例4.4−(トリフルオロメチル)フェニルスルフロフルオリデート、フェニルボロン酸を反応させて、4−トリフルオロメチル−1,1’−ビフェニルを得る。
この実施例では、式7に示されるように、4−(トリフルオロメチル)フェニルスルフロフルオリデートを、フェニルボロン酸と反応させて、4−トリフルオロメチル−1,1’−ビフェニル得る。
Figure 2017516746
窒素を充填したグローブボックス中で、2本の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルA」及び「バイアルB」)をそれぞれ、1.00ミリモルの4−(トリフルオロメチル)フェニルスルフロフルオリデート244mg、1.50ミリモルのフェニルボロン酸183mg、1,4−ジオキサン1.8mL、及び水0.5mLで充填する。
第3の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルC」)を、0.1ミリモル酢酸パラジウム22.5mg、0.2ミリモルのCMPhos 80.7mg、及び1,4−ジオキサン1mLで充填する。2.0ミリモルのトリエチルアミン279μL及びバイアルCの溶液200μLをバイアルAにピペットで移す。
第4の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルD)を、0.1ミリモルの酢酸パラジウム22.5mg、0.2ミリモルのPPh 52.5mg、及び1,4−ジオキサン1mLで充填する。2.0ミリモルのトリエチルアミン279μL及びバイアルDの溶液200μLをバイアルBにピペットで移す。
バイアルA及びバイアルBを、80℃で17時間撹拌する。バイアルA及びBのそれぞれに、塩水1mL及び酢酸エチル2mLを添加する。各バイアルの有機層を、ピペットにより分離する。各バイアルの水層を、酢酸エチルで数回抽出する。各バイアルの残りの有機層を抽出し、それぞれ前に分離した有機層と合わせる。酢酸エチルを添加することによって、各有機層を、10.00gの総重量にする。
定量的ガスクロマトグラフィー/質量分析用に、1.00gのアリコートを各有機層から取り出す。
2つの反応は、1mLの塩水及び2mLの酢酸エチルの添加、ならびにピペットによる有機層の分離によって、個々に後処理される。水層を酢酸エチルで数回抽出し、合わせた有機相を、酢酸エチルの添加によって、正確に10.00gの総重量にする。
これらの10.00gの有機相試料のそれぞれから、1.00gのアリコートを取り出す。各1.00gのアリコートに、酢酸エチル中1,3,5−トリメトキシベンゼン150μL(0.133M溶液、0.02ミリモル、0.2当量)を標準溶液として添加する。これらの標準溶液を、ガスクロマトグラフィー及び質量分析を用いて分析する。
定量化に必要な応答係数を判定するために、酢酸エチル1.00g中、純粋な出発材料(0.1ミリモル)及び純粋な生成物(0.1ミリモル)に標準溶液150μLを加えた試料を調製する。
CMPhos触媒化反応の残りの9.00gの有機相を濃縮し、自動化フラッシュクロマトグラフィー(シリカ充填カートリッジ、24g Grace順相シリカ精製カートリッジ、均一濃度のヘキサンに乾燥充填)によって精製する。生成物は、単一ピークとして溶離し、溶媒を蒸発させ、その後、高真空下で乾燥させることによって、単離する。
バイアルCで行われた反応(CMPhosを配位子として使用)については、ガスクロマトグラフィーによって計算された4−トリフルオロメチル−1,1’−ビフェニルの収率は、97%である。単離によって計算された4−トリフルオロメチル−1,1’−ビフェニルの収率は、99%である。
バイアルDで行われた反応(配位子としてPPhを使用)については、ガスクロマトグラフィーによって計算された4−トリフルオロメチル−1,1’−ビフェニルの収率は、104%である。
実施例5.4−(トリフルオロメチル)フェニルスルフロフルオリデート、トリルボロン酸を反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
この実施例では、式8に示されるように、4−(トリフルオロメチル)フェニルスルフロフルオリデートをトリルボロン酸と反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
Figure 2017516746
窒素を充填したグローブボックス中で、2本の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルA」及び「バイアルB」)をそれぞれ、1.00ミリモルの4−(トリフルオロメチル)フェニルスルフロフルオリデート244mg、1.50ミリモルのトリルボロン酸204mg、1,4−ジオキサン2.8mL、及び水0.5mLで充填する。
第3の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルC」)を、0.1ミリモル酢酸パラジウム22.5mg、0.2ミリモルのCMPhos 80.7mg、及び1,4−ジオキサン1mLで充填する。2.0ミリモルのトリエチルアミン279μL及びバイアルCの溶液200μLをバイアルAにピペットで移す。
第4の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルD)を、0.1ミリモルの酢酸パラジウム22.5mg、0.2ミリモルのPPh 52.5mg、及び1,4−ジオキサン1mLで充填する。2.0ミリモルのトリエチルアミン279μL及びバイアルDの溶液200μLをバイアルBにピペットで移す。
バイアルA及びバイアルBを、80℃で17時間撹拌する。バイアルA及びBのそれぞれに、塩水1mL及び酢酸エチル2mLを添加する。各バイアルの有機層を、ピペットにより分離する。各バイアルの水層を、酢酸エチルで数回抽出する。各バイアルの残りの有機層を抽出し、それぞれ前に分離した有機層と合わせる。酢酸エチルを添加することによって、各有機層を、10.00gの総重量にする。
定量的ガスクロマトグラフィー/質量分析用に、1.00gのアリコートを各有機層から取り出す。
2つの反応は、1mLの塩水及び2mLの酢酸エチルの添加、ならびにピペットによる有機層の分離によって、個々に後処理される。水層を酢酸エチルで数回抽出し、合わせた有機相を、酢酸エチルの添加によって、正確に10.00gの総重量にする。
これらの10.00gの有機相試料のそれぞれにから、1.00gのアリコートを取り出す。各1.00gのアリコートに、酢酸エチル中1,3,5−トリメトキシベンゼン150μL(0.133M溶液、0.02ミリモル、0.2当量)を標準溶液として添加する。これらの標準溶液を、ガスクロマトグラフィー及び質量分析を用いて分析する。
定量化に必要な応答係数を判定するために、酢酸エチル1.00g中、純粋な出発材料(0.1ミリモル)及び純粋な生成物(0.1ミリモル)に標準溶液150μLを加えた試料を調製する。
CMPhos触媒化反応の残りの9.00gの有機相を濃縮し、自動化フラッシュクロマトグラフィー(シリカ充填カートリッジ、24g Grace順相シリカ精製カートリッジ、均一濃度のヘキサンに乾燥充填)によって精製する。生成物は、単一ピークとして溶離し、溶媒を蒸発させ、その後、高真空下で乾燥させることによって、単離する。
バイアルCで行われた反応(CMPhosを配位子として使用)については、ガスクロマトグラフィーによって計算された4−フェニルトルエンの収率は、99%である。単離によって計算された4−フェニルトルエンの収率は、90%である。
バイアルDで行われた反応(配位子としてPPhを使用)については、ガスクロマトグラフィーによって計算された4−フェニルトルエンの収率は、101%である。
実施例6.ピリジン−3−イルスルフロフルオリデート、フェニルボロン酸を反応させて、3−(p−トリル)ピリジンを得る。
この実施例では、式9に示されるように、ピリジン−3−イルスルフロフルオリデートをフェニルボロン酸と反応させて、3−(p−トリル)ピリジンを得る。
Figure 2017516746
窒素を充填したグローブボックス中で、2本の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルA」及び「バイアルB」)をそれぞれ、1.00ミリモルのピリジン−3−イルスルフロフルオリデート177mg、1.50ミリモルのフェニルボロン酸183mg、1,4−ジオキサン1.8mL、及び水0.5mLで充填する。
第3の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルC」)を、0.1ミリモル酢酸パラジウム22.5mg、0.2ミリモルのCMPhos 80.7mg、及び1,4−ジオキサン1mLで充填する。2.0ミリモルのトリエチルアミン279μL及びバイアルCの溶液200μLをバイアルAにピペットで移す。
第4の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルD)を、0.1ミリモルの酢酸パラジウム22.5mg、0.2ミリモルのPPh 52.5mg、及び1,4−ジオキサン1mLで充填する。2.0ミリモルのトリエチルアミン279μL及びバイアルDの溶液200μLをバイアルBにピペットで移す。
バイアルA及びバイアルBを、80℃で17時間撹拌する。バイアルA及びBのそれぞれに、塩水1mL及び酢酸エチル2mLを添加する。各バイアルの有機層を、ピペットにより分離する。各バイアルの水層を、酢酸エチルで数回抽出する。各バイアルの残りの有機層を抽出し、それぞれ前に分離した有機層と合わせる。酢酸エチルを添加することによって、各有機層を、10.00gの総重量にする。
定量的ガスクロマトグラフィー/質量分析用に、1.00gのアリコートを各有機層から取り出す。
2つの反応は、1mLの塩水及び2mLの酢酸エチルの添加、ならびにピペットによる有機層の分離によって、個々に後処理される。水層を酢酸エチルで数回抽出し、合わせた有機相を、酢酸エチルの添加によって、正確に10.00gの総重量にする。
これらの10.00gの有機相試料のそれぞれから、1.00gのアリコートを取り出す。各1.00gのアリコートに、酢酸エチル中1,3,5−トリメトキシベンゼン150μL(0.133M溶液、0.02ミリモル、0.2当量)を標準溶液として添加する。これらの標準溶液を、ガスクロマトグラフィー及び質量分析を用いて分析する。
定量化に必要な応答係数を判定するために、酢酸エチル1.00g中、純粋な出発材料(0.1ミリモル)及び純粋な生成物(0.1ミリモル)に標準溶液150μLを加えた試料を調製する。
CMPhos触媒化反応の残りの9.00gの有機相を濃縮し、自動化フラッシュクロマトグラフィー(シリカ充填カートリッジ、24g Grace順相シリカ精製カートリッジ、均一濃度のヘキサンに乾燥充填)によって精製する。生成物は、単一ピークとして溶離し、溶媒を蒸発させ、その後、高真空下で乾燥させることによって、単離する。
バイアルCで行われた反応(CMPhosを配位子として使用)については、ガスクロマトグラフィーによって計算された3−(p−トリル)ピリジンの収率は、45%である。
バイアルDで行われた反応(配位子としてPPhを使用)については、ガスクロマトグラフィーによって計算された3−(p−トリル)ピリジンの収率は、91%である。単離によって計算された3−(p−トリル)ピリジンの収率は、68%である。
実施例7.ピリジン−3−イルスルフロフルオリデート、p−トリルボロン酸を反応させて、3−(p−トリル)ピリジンを得る。
この実施例では、式10に示されるように、ピリジン−3−イルスルフロフルオリデートを、p−トリルボロン酸と反応させて、3−(p−トリル)ピリジンを得る。
Figure 2017516746
窒素を充填したグローブボックス中で、2本の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルA」及び「バイアルB」)をそれぞれ、1.00ミリモルのピリジン−3−イルスルフロフルオリデート177mg、1.50ミリモルのp−トリルボロン酸204mg、1,4−ジオキサン1.8mL、及び水0.5mLで充填する。
第3の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルC」)を、0.1ミリモル酢酸パラジウム22.5mg、0.2ミリモルのCMPhos 80.7mg、及び1,4−ジオキサン1mLで充填する。2.0ミリモルのトリエチルアミン279μL及びバイアルCの溶液200μLをバイアルAにピペットで移す。
第4の20mLシンチレーションバイアル(「バイアルD)を、0.1ミリモルの酢酸パラジウム22.5mg、0.2ミリモルのPPh 52.5mg、及び1,4−ジオキサン1mLで充填する。2.0ミリモルのトリエチルアミン279μL及びバイアルDの溶液200μLをバイアルBにピペットで移す。
バイアルA及びバイアルBを、80℃で17時間撹拌する。バイアルA及びBのそれぞれに、塩水1mL及び酢酸エチル2mLを添加する。各バイアルの有機層を、ピペットにより分離する。各バイアルの水層を、酢酸エチルで数回抽出する。各バイアルの残りの有機層を抽出し、それぞれ前に分離した有機層と合わせる。酢酸エチルを添加することによって、各有機層を、10.00gの総重量にする。
定量的ガスクロマトグラフィー/質量分析用に、1.00gのアリコートを各有機層から取り出す。
2つの反応は、1mLの塩水及び2mLの酢酸エチルの添加、ならびにピペットによる有機層の分離によって、個々に後処理される。水層を酢酸エチルで数回抽出し、合わせた有機相を、酢酸エチルの添加によって、正確に10.00gの総重量にする。
これらの10.00gの有機相試料のそれぞれから、1.00gのアリコートを取り出す。各1.00gのアリコートに、酢酸エチル中1,3,5−トリメトキシベンゼン150μL(0.133M溶液、0.02ミリモル、0.2当量)を標準溶液として添加する。これらの標準溶液を、ガスクロマトグラフィー及び質量分析を用いて分析する。
定量化に必要な応答係数を判定するために、酢酸エチル1.00g中、純粋な出発材料(0.1ミリモル)及び純粋な生成物(0.1ミリモル)に標準溶液150μLを加えた試料を調製する。
CMPhos触媒化反応の残りの9.00gの有機相を濃縮し、自動化フラッシュクロマトグラフィー(シリカ充填カートリッジ、24g Grace順相シリカ精製カートリッジ、均一濃度のヘキサンに乾燥充填)によって精製する。生成物は、単一ピークとして溶離し、溶媒を蒸発させ、その後、高真空下で乾燥させることによって、単離する。
バイアルCで行われた反応(CMPhosを配位子として使用)については、ガスクロマトグラフィーによって計算された3−(p−トリル)ピリジンの収率は、59%である。バイアルDで行われた反応(配位子としてPPhを使用)については、ガスクロマトグラフィーによって計算された3−(p−トリル)ピリジンの収率は、93%である。単離によって計算された3−(p−トリル)ピリジンの収率は、77%である。
前述した点から、フルオロスルホン酸置換基を有する第1の芳香族化合物が、ホウ素含有置換基を有する第2の芳香族化合物にカップリングされ得ることを予想外に見出した。さらに、前述の反応が、水の存在下で実行され得ることを見出した。なおさらに、前述の反応は、トリフレートを用いる同様な反応と比較して、より低い量の触媒を要することが予想される。さらに、前述の反応は、トリフレートを用いる同様な反応と比較して、より低い量の配位子を要することが予想される。加えて、前述の反応は、トリフレートを用いる同様な反応で多くの場合必要とされるような専用の精製工程を必要としないことも見出した。
実施例7.式11に示されるように、無機塩基の存在下での4−メチルフェノールのp−トリルスルホフルオリデートのワンポット変換、その後のp−トリルスルホフルオリデートのフェニルボロン酸との反応によって、4−フェニルトルエンを得る。
Figure 2017516746
2つの30mLバイアルに、4−メチルフェノール(0.270g、2.50ミリモル)を添加する。バイアルAに、炭酸カリウム(1.20g、8.75ミリモル)を添加する。バイアルBに、リン酸カリウム(1.85g、8.75ミリモル)を添加する。各バイアルに、1,4−ジオキサン(13.5mL)中SOを、シリンジを介して添加する。バイアルにキャップをきつく閉め、室温で24時間撹拌する。各反応の進行を、ガスクロマトグラフィー/質量分析でチェックし、これは、p−トリルスルホフルオリデートへの95%超の変換を示す。
次いで、反応混合物を、Nガスを泡立てることによって15分間脱気する。バイアルを、Nを充填したグローブボックスに入れ、次の順番で、水(1.50mL)、フェニルボロン酸(0.427g、3.50ミリモル)、トリフェニルホスフィン(0.0164g)、及びPd(OAc)(0.0056g)をバイアルに添加する。反応混合物を60℃で12時間加熱する。反応混合物を室温に冷却し、各反応をガスクロマトグラフィー/質量分析により分析し、反応Aが、4−フェニルトルエンへの完全な変換を受け、反応Bが、4−フェニルトルエンへの>70%の変換を受けたことを示す。
次いで、バイアルA及びBに、酢酸エチル10mL及びHCl(10%w/v)を加える。有機層を単離し、水層を酢酸エチル(20mL)で洗浄する。合わせた画分をシリカゲルに吸収させ、生成物をフラッシュクロマトグラフィー(−ヘキサン/酢酸エチル勾配)により精製する。バイアルA:4−フェニルトルエンは、H NMRによって確認されるように、白色固体として単離される(0.379g、90%)。バイアルB:4−フェニルトルエンは、H NMRによって確認されるように、白色固体として単離される(0.270g、64%)。
実施例8.p−トリルスルホフルオリデート、フェニルボロン酸を反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
この実施例では、式12に示されるように、p−トリルスルホフルオリデートをフェニルボロン酸と反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
Figure 2017516746
で充填したグローブボックス中で、33個の4mLシンチレーションバイアルを、それぞれ、p−トリルスルホフルオリデート(0.043mL、0.3ミリモル、1当量)及びフェニルボロン酸PBA(ジオキサン中PBAの1.5モル溶液、0.24mL)で充填する。各バイアルに、表7に特定されたプレ触媒(1〜5モル%)も添加する。バイアルのいくつかに、表7で特定された添加剤(2〜200モル%)を添加する。本明細書で使用される「添加剤」は、表7で特定されたものなどの配位子または別の化合物を指してもよい。各バイアルに、表7に特定された塩基(0.9ミリモル、3当量)及びジオキサン2mLを添加する。反応混合物を、80℃で15時間撹拌する。GC収率を、1,3,5−トリメトキシベンゼンを標準として用いて測定し、表7に報告する。
Figure 2017516746
Figure 2017516746
実施例9.置換p−トリルスルホフルオリデート、フェニルボロン酸を反応させて、置換4−フェニルトルエンを得る。
この実施例では、式13に示されるように、置換p−トリルスルホフルオリデートを、フェニルボロン酸と反応させて、置換4−フェニルトルエンを得る。式13において、−FGは、所望の位置で環に結合される官能基を示す共通識別子である。
Figure 2017516746
を充填したグローブボックス中で、11個の4mLシンチレーションバイアルを、表8に特定された官能化フルオロスルホン酸塩(0.5ミリモル、1当量)で充填する。フェニルボロン酸PBA(1ミリモル、2当量)を、各バイアルに、ジオキサン中1.5モル溶液として添加する。各バイアルに、NiCl(PCyプレ触媒(3.45mg、1モル%)、PCy・HBF(3.68mg、2モル%)、KPO(0.318g、1.5ミリモル、3当量)、及び1,4−ジオキサンを添加し、全体の容量を2mLにする。反応混合物を、80℃で15時間撹拌する。反応混合物をシリカゲルに含浸させ、表8で特定された生成物は単離収率であり、カラムクロマトグラフィーを用いて計算し、表8に記録する。
Figure 2017516746
本実施例のバイアル10については、この実施例は、化合物の量が次のように(0.5モル%のNiCl(PCy)及び1モル%のPCy・HBF)修正されている以外は、本明細書に記載されるように行われる。本実施例のバイアル11については、この実施例は、化合物の量が次のように(2モル%のPCy・HBFの代わりに、添加剤として2モル%のPCy)修正されている以外は、本明細書に記載されるように行われる。
実施例10.1−(4−ヒドロキシフェニル)エタノン、フェニルボロン酸を反応させて、1−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)エタノンを得る。
この実施例では、式14に示されるように、1−(4−ヒドロキシフェニル)エタノンを先ずフッ化スルフリルで処理し、次に、フェニルボロン酸とワンポット反応スキームで反応させて、1−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)エタノンを得る。
Figure 2017516746
20mLのバイアルに、1−(4−ヒドロキシフェニル)エタノン(2.50ミリモル)、KPO(8.75ミリモル)を添加し、続いて、ジオキサン中SO(1.5当量、3.75ミリモル)の3重量%溶液を添加する。反応混合物を室温で48時間撹拌する。窒素をパージすることによって(1時間)、過剰のフッ化スルフリルを反応混合物から除去する。反応混合物に、フェニルボロン酸PBA、2当量、プレ触媒NiCl(PCy 1.0モル%、PCy・HBF 2.0モル%を添加する。反応混合物を、80℃で15時間撹拌する。反応混合物をシリカゲルに含浸させ、所望の生成物を、カラムクロマトグラフィー(溶離液としてヘキサン/酢酸エチル)を用いて測定される67%の収率で単離する。
実施例11.4−ヒドロキシベンズアルデヒド、フェニルボロン酸を反応させて、[1,1’−ビフェニル]−4−カルバルデヒドを得る。
この実施例では、式15に示されるように、4−ヒドロキシベンズアルデヒドを先ずフッ化スルフリルで処理し、次に、フェニルボロン酸とワンポット反応スキームで反応させて、[1,1’−ビフェニル]−4−カルバルデヒドを得る。
Figure 2017516746
20mLのバイアルに、4−ヒドロキシベンズアルデヒド(2.50ミリモル)、KPO(8.75ミリモル)を添加し、続いて、ジオキサン中SO(1.5当量、3.75ミリモル)の3重量%溶液を添加する。反応混合物を室温で48時間撹拌する。窒素をパージすることによって(1時間)、過剰のSOを除去する。反応混合物に、フェニルボロン酸PBA、2当量、プレ触媒NiCl(PCy 1.0モル%、PCy・HBF 2.0モル%を添加する。反応混合物を、80℃で15時間撹拌する。反応混合物をシリカゲルに含浸させ、所望の生成物を、カラムクロマトグラフィー(溶離液としてヘキサン/酢酸エチル)を用いて測定される40%の収率で単離した。
実施例12.4−メチルフェノール、フェニルボロン酸を反応させて、4−メチル−1,1’−ビフェニルを得る。
この実施例では、式16に示されるように、4−メチルフェノールを先ずフッ化スルフリルで処理し、次に、フェニルボロン酸とワンポット反応スキームで反応させて、4−メチル−1,1’−ビフェニルを得る。
Figure 2017516746
20mLのバイアルに、4−メチルフェノール(2.50ミリモル)、KPO(8.75ミリモル)を添加し、続いて、ジオキサン中SO(1.5当量、3.75ミリモル)の3重量%溶液を添加する。反応混合物を室温で48時間撹拌する。窒素をパージすることによって(1時間)、過剰のSOを除去する。反応混合物に、フェニルボロン酸PBA、2当量、プレ触媒NiCl(PCy 1.0モル%、及びPCy・HBF 2.0モル%を添加する。反応混合物を、80℃で15時間撹拌する。ガスクロマトグラフィーの収率は、1,3,5−トリメトキシベンゼンを標準として用いて、60%と測定される。
実施例13.置換p−トリルスルホフルオリデート、フェニルボロン酸を反応させて、置換ビアリール化合物を得る。
この実施例では、式13に示されるように、置換p−トリルスルホフルオリデートをフェニルボロン酸と反応させて、置換ビアリール化合物を得る。式13において、−FGは、所望の位置で環に結合される官能基を示す共通識別子である。
Figure 2017516746
で充填したグローブボックス中で、13個の20mLシンチレーションバイアルを、表9に特定された反応物質2.25ミリモル(Rは、−SOFを表す)で充填する。フェニルボロン酸0.427グラムを各バイアルに添加する。各バイアルに、トリフェニルホスフィン(0.127Mの1,4−ジオキサン溶液、0.49ML)、1,4−ジオキサン6.44mL、水1.50mL、及びPd(OAc)(0.045Mのアセトニトリル溶液、0.56mL)を添加する。各バイアルの反応混合物を、60℃で12時間撹拌する。各バイアルの反応混合物を室温に冷却し、シリカゲルに含浸させ、表9に特定された生成物は単離収率であり、カラムクロマトグラフィーを用いて計算し、表9に記録する。
Figure 2017516746
実施例14.置換p−トリルスルホフルオリデート、フェニルボロン酸を反応させて、置換4−フェニルトルエンを得る。
この実施例では、式18に示されるように、置換p−トリルを先ずフッ化スルフリルで処理し、次に、フェニルボロン酸とワンポット反応スキームで反応させて、表9に特定された生成物を得る。式18において、−FGは、所望の位置で環に結合される官能基を示す共通識別子である。
Figure 2017516746
で充填したグローブボックス中で、11個の30mLシンチレーションバイアルを、表9に特定された反応物質2.50ミリモル(Rは、−Hを表す)及びトリメチルアミン(1.2mL、8.75ミリモル)で充填する(バイアル11〜13の反応は、この実施例では実施されない)。次いで、各バイアルに、1,4−ジオキサン中SOの3重量パーセント溶液13mLを、シリンジにより添加する。各バイアルをきつくキャップを閉め、室温で24時間撹拌する。反応混合物を、窒素ガスを泡立てることによって、15分間脱気する。各バイアルに、フェニルボロン酸0.427グラム(3.50ミリモル)、トリメチルアミン0.35mL、及び水1.50mLを添加する。各バイアルに、トリフェニルホスフィン(0.125Mの1,4−ジオキサン溶液、0.50ML)、及びPd(OAc)(0.05Mのアセトニトリル溶液、0.50mL)を添加する。各バイアルの反応混合物を、60℃で12時間撹拌する。各バイアルの反応混合物を室温に冷却し、シリカゲルに含浸させ、表9に特定された生成物は単離収率であり、カラムクロマトグラフィーを用いて計算し、表9に記録する。
実施例15.p−トリルスルホフルオリデート、フェニルボロン酸を反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
この実施例では、式19に示されるように、p−トリルスルホフルオリデートをフェニルボロン酸と反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
Figure 2017516746
4個の20mLバイアルに、p−トリルスルホフルオリデート(0.095g、0.50ミリモル)、フェニルボロン酸(0.085g、0.70ミリモル)、1,4−ジオキサン(1.5mL)、水(0.3mL)、及びトリエチルアミン(0.19mL)を添加する。各バイアルに、表10に記載されるように、PPh(アセトニトリル中、0.076M溶液)及びPd(OAc)(アセトニトリル中0.045M溶液)を添加する。反応混合物を60℃で24時間加熱し、その後、室温に冷却する。各バイアルに、トリメトキシベンゼン(1,4−ジオキサン中1.19M溶液、210uL)を内部標準として添加する。反応混合物を、較正されたガスクロマトグラフィー法で分析し、表10に記録されるように、各反応物における4−フェニルトルエンの収率を判定する。
Figure 2017516746
実施例16.p−トリルスルホフルオリデート、フェニルボロン酸ピナコールエステルを反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
この実施例では、式20に示されるように、p−トリルスルホフルオリデートをフェニルボロン酸ピナコールエステルと反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
Figure 2017516746
20mLバイアルに、p−トリルスルホフルオリデート(0.477g、2.50ミリモル)、フェニルボロン酸ピナコールエステル(0.714g、3.50ミリモル)、トリエチルアミン(0.69mL)、PPh(0.0164g、0.063ミリモル)、Pd(OAc)(0.0056g、0.025ミリモル)、1,4−ジオキサン(7.5mL)、及び水(1.5mL)を添加する。反応混合物を60℃で12時間加熱し、その後、室温に冷却する。各反応混合物に、トリメトキシベンゼン(1,4−ジオキサン中1.19M溶液、630uL)を内部標準として添加する。反応混合物を、較正されたガスクロマトグラフィー法で分析し、4−フェニルトルエンの61%の収率を判定する。
実施例17.p−トリルスルホフルオリデート、カリウムフェニルトリフルオロボレートを反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
この実施例では、式21に示されるように、p−トリルスルホフルオリデートをカリウムフェニルトリフルオロボレートと反応させて、4−フェニルトルエンを得る。
Figure 2017516746
20mLバイアルに、p−トリルスルホフルオリデート(0.477g、2.50ミリモル)、カリウムフェニルトリフルオロボレート(0.644g、3.50ミリモル)、トリエチルアミン(0.69mL)、PPh(0.0164g、0.063ミリモル)、Pd(OAc)(0.0056g、0.025ミリモル)、1,4−ジオキサン(7.5mL)、及び水(1.5mL)を添加する。反応混合物を60℃で12時間加熱し、その後、室温に冷却する。各反応混合物に、トリメトキシベンゼン(1,4−ジオキサン中1.19M溶液、630uL)を内部標準として添加する。反応混合物を、較正されたガスクロマトグラフィー法で分析し、4−フェニルトルエンの33%の収率を判定する。

Claims (18)

  1. 第1の芳香族化合物を第2の芳香族化合物にカップリングさせる方法であって、
    フルオロスルホン酸置換基を有する前記第1の芳香族化合物を提供することと、
    ホウ素含有置換基を有する前記第2の芳香族化合物を提供することと、
    前記第1の芳香族化合物と前記第2の芳香族化合物とを、反応混合物中で反応させることであって、前記反応混合物が、少なくとも1つの10族原子を有する触媒を含み、前記反応混合物が、前記第1の芳香族化合物を前記第2の芳香族化合物にカップリングさせるのに有効な条件下にある、反応させることと、を含む、方法。
  2. 前記反応混合物が、配位子と、塩基とをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第1の芳香族化合物または前記第2の芳香族化合物のうちの少なくとも1つが、ヘテロアリールである、請求項1または2のいずれか一項に記載の方法。
  4. 前記触媒が、パラジウム触媒またはニッケル触媒である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記触媒が、パラジウムプレ触媒からその場で生成され、前記パラジウムプレ触媒が、酢酸パラジウム(II)、塩化パラジウム(II)、ジクロロビス(アセトニトリル)パラジウム(II)、ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウム(II)、アリルパラジウムクロリド二量体、パラジウム(II)アセチルアセトネート、臭化パラジウム(II)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)、ビス(2−メチルアリル)パラジウムクロリド二量体、クロチルパラジウムクロリド二量体、ジクロロ(1,5−シクロオクタジエン)パラジウム(II)、ジクロロ(ノルボルナジエン)パラジウム(II)、トリフルオロ酢酸パラジウム(II)、安息香酸パラジウム(II)、トリメチル酢酸パラジウム(II)、酸化パラジウム(II)、パラジウム(II)シアニド、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)、パラジウム(II)ヘキサフルオロアセチルアセトネート、シス−ジクロロ(N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン)パラジウム(II)、シクロペンタジエニル[(1,2,3−n)−1−フェニル−2−プロペニル]パラジウム(II)、[1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾール−2−イリデン](3−クロロピリジル)パラジウム(II)ジクロリド、(1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリジン)(3−クロロピリジル)パラジウム(II)ジクロリド、及びこれらの2つ以上の混合物からなる群から選択される、請求項4に記載の方法。
  6. 前記触媒が、ニッケルプレ触媒からその場で生成され、前記ニッケルプレ触媒が、酢酸ニッケル(II)、塩化ニッケル(II)、ビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(II)ジクロリド、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ニッケル(II)ジクロリド、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロニッケル(II)、ジクロロ[1,2−ビス(ジエチルホスフィノ)エタン]ニッケル(II)、クロロ(1−ナフチル)ビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(II)、1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)、ニッケル(II)クロリドエチレングリコールジメチルエーテル複合体、[1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ジクロロニッケル(II)、[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ジクロロニッケル(II)、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ニッケル(0)からなる群から選択される、請求項4に記載の方法。
  7. 前記配位子が、ホスフィン配位子、カルベン配位子、アミン系配位子、アミノホスフィン系配位子のうちの1つ以上を含む、請求項2〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記塩基が、炭酸塩、リン酸塩、酢酸塩、またはカルボン酸塩である、請求項2〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記塩基が、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸アンモニウム、置換炭酸アンモニウム、炭酸水素塩、リン酸リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸ルビジウム、リン酸セシウム、リン酸アンモニウム、置換リン酸アンモニウム、リン酸水素塩、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ルビジウム、酢酸セシウム、酢酸アンモニウム、置換酢酸アンモニウム、ギ酸塩、フルオロ酢酸塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、アンモニウムを伴うプロピオン酸アニオン、及び置換アンモニウムカチオン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、マグネシウムジヒドロキシド、カルシウムジヒドロキシド、ストロンチウムジヒドロキシド、及びバリウムジヒドロキシド、アルミニウムトリヒドロキシド、ガリウムトリヒドロキシド、インジウムトリヒドロキシド、タリウムトリヒドロキシド、トリエチルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、ビス(トリメチルシリル)アミドのリチウム、ナトリウム、及びカリウム塩、t−ブトキシドのリチウム、ナトリウム、及びカリウム塩、1,8−ビス(ジメチルアミノ)ナフタレン、ピリジン、モルフォリン、2,6−ルチジン、トリエチルアミン、N,N−ジシクロヘキシルメチルアミン、ジイソプロピルアミン、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、フッ化銀、フッ化テトラブチルアンモニウム、フッ化アンモニウム、フッ化トリエチルアンモニウム、ならびにこれらの2つ以上の混合物からなる群から選択される、請求項2〜8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記反応混合物が、溶媒を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記溶媒が、トルエン、キシレン(オルト−キシレン、メタ−キシレン、パラ−キシレン、またはこれらの混合物)、ベンゼン、水、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、tert−ブチルアルコール、tert−アミルアルコール、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、グリセロール、N−メチル−2−ピロリドン、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、トリアセチン、アセトン、メチルエチルケトン、ならびに1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、シクロペニルメチルエーテル、2−ブチルエチルエーテル、ジメトキシエタン、及びポリエチレングリコールなどのエーテル溶媒からなる群から選択される、請求項10に記載の方法。
  12. 前記ホウ素含有置換基が、式―BF のものであり、式中Mが、アルカリ金属カチオンまたは非置換アンモニウムイオンである、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記ホウ素含有置換基が、下記の形態のものであり、
    Figure 2017516746
    式中、R及びRが、それぞれ、C1−18アルキルもしくはC6−18アリール、H、Bであるか、または一緒に共有結合して環を形成し、Aが、第2の芳香族化合物を表す、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 第1の芳香族化合物を第2の芳香族化合物にカップリングさせる方法であって、
    ヒドロキシル置換基を有する前記第1の芳香族化合物を提供することと、
    塩基の存在下でフッ化スルフリルを提供することと、
    前記第1の芳香族化合物と前記フッ化スルフリルとを反応混合物中で反応させることであって、前記反応混合物が、前記フッ化スルフリルの硫黄原子を前記ヒドロキシル基の酸素にカップリングさせるのに有効な条件下にある、反応させることと、
    ホウ素含有置換基を有する前記第2の芳香族化合物を前記反応混合物に提供することと、
    少なくとも1つの10族原子を有する触媒を、前記反応混合物に提供することと、
    前記第1の芳香族化合物と前記第2の芳香族化合物とを前記反応混合物中で反応させることであって、前記反応混合物が、前記第1の芳香族化合物を前記第2の芳香族化合物にカップリングさせるのに有効な条件下にある、反応させることと、を含む、方法。
  15. 前記塩基が、無機塩基を含む、請求項14に記載の方法。
  16. 前記塩基が、アミン塩基を含む、請求項15に記載の方法。
  17. 前記触媒が、10族触媒を含む、請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記触媒が、ニッケル系触媒を含む、請求項17に記載の方法。

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