JP2021502885A - ホスフィン非含有コバルト系触媒ならびにその調製のための方法および使用 - Google Patents

ホスフィン非含有コバルト系触媒ならびにその調製のための方法および使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒およびその調製のための方法を開示する。本発明は、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒を使用した式（ＩＩ）の芳香族複素環式化合物およびピラジン誘導体の合成のための方法をさらに開示する。

Description

本発明は、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒およびその調製のための方法に関する。本発明は、さらに式（ＩＩ）の芳香族複素環式化合物を調製するために有用な式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒に関する。
Ｎ−複素環式化合物は、合成生物学、医薬品および材料科学における用途が見いだされているため、重要な骨格として脚光を浴びている。具体的には、ピロールは、最も重要なＮ−複素環式モチーフのうちの１種を構成し、天然生成物、薬物中間体、農薬、染料および機能材料中に遍在する。こうした重要性を踏まえると、単純な原料化学物質からピロールを合成する効率的な戦略の開発は、現代科学における主眼である。ピロール合成の古典的手法は、十分に確立されたＫｎｏｒｒ法、Ｐａａｌ−Ｋｎｏｒｒ法およびＨａｎｔｚｓｃｈ法に関連する。近年、金属で触媒される分子間および分子内環化反応によって、ピロールを得るための代替手法が提供された。しかし、アルコールが、多量に入手可能なリグノセルロース系バイオマスから、水素化分解によって得られるため、原子経済的で環境に無害な（ｅｃｏ−ｂｅｎｉｇｎ）条件下で、単純なアルコールからピロールを直接的および継続的に得られることは、魅力的である。
遷移金属で触媒されるアクセプターレス脱水素（ａｃｃｅｐｔｏｒ ｌｅｓｓ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ）（ＡＤ）反応および水素自己転移（ｈｙｄｒｏｇｅｎ ａｕｔｏ ｔｒａｎｓｆｅｒ）（ＨＡ）反応は、主に、ステップ経済性（ｓｔｅｐ−ｅｃｏｎｏｍｙ）が極めて良好であり、原子効率が高いため、近年、より関心を集めている。これらの戦略は、予め機能付与されていない、アルコールのＯ−Ｈ結合およびアミンのＮ−Ｈ結合のような、不活性な化学結合の活性化に重要な役割を果たす。具体的には、触媒的なアクセプターレス脱水素カップリング（ＡＤＣ）反応によって、Ｈ2およびＨ2Ｏの遊離を伴うタンデムＣ−Ｘ（Ｘ＝Ｃ、ＮおよびＯ）結合形成反応を介した、効率的な有機転換のための環境に優しい合成方法がもたらされる。このため、ＡＤＣは、アルコール、アミンおよび不飽和系のような、容易に入手可能な出発材料から、多様な複素環式化合物を構成するための直接的および簡潔な手法を可能にする。２０１３年に、Ｍｉｃｈｌｉｋおよび共同研究者らは、イリジウム（ＩＩＩ）錯体によって効率的に触媒される、アミノアルコールおよび第二級アルコールからのピロールの最初の直接合成を実証した（Nature Chemistry; 2013, volume 5, pp 140-144）。
Ｄ Ｓｒｉｍａｎｉ他によって、Angew. Chem. Int. Ed.; 2013, 52, pp 4012 -4015で公表された「Direct synthesis of pyrroles by dehydrogenative coupling of β-aminoalcohols with secondary alcohols catalyzed by ruthenium pincer complexes」という表題の論文では、ルテニウムピンサー錯体（０．５ｍｏｌ％）および塩基（化学量論量を下回る）によって触媒され、選択的なＣ−ＮおよびＣ−Ｃ結合形成を介した、第二級アルコール（当量）を用いたアミノアルコールのアクセプターレス脱水素カップリングを用いることによる、ワンステップでのピロールの合成が報告されている。
Ｄ Ｓｒｉｍａｎｉ他によって、Chem. Commun., 2013,49, 6632-6634で公表された「Direct synthesis of pyridines and quinolines by coupling of γ-amino-alcohols with secondary alcohols liberating H2 catalyzed by ruthenium pincer complexes」という表題の論文では、置換ピリジン誘導体および置換キノリン誘導体の新規なワンステップでの合成を、第二級アルコールを用いたγ−アミノアルコールのアクセプターレス脱水素カップリングによって達成したことが報告されている。この反応は、塩基と共にビピリジル系ルテニウムピンサー錯体によって触媒される、連続したＣ−ＮおよびＣ−Ｃ結合形成を伴う。
Ｓ Ｍｉｃｈｌｉｋ他によって、Nature Chemistry; 2013, volume 5, pp 140-144で公表された「A sustainable catalytic pyrrole synthesis」という表題の論文では、第二級アルコールおよびアミノアルコールが、脱酸素され、Ｃ−ＮおよびＣ−Ｃ結合の形成を介して選択的に結合する、イリジウムで触媒される継続的なピロール合成が報告されている。２当量の水素ガスが、この反応の過程で除去され、再生可能資源に完全に基づくアルコールが、出発材料として使用され得る。この触媒合成プロトコールは、オレフィン、塩化物、臭化物、有機金属部分、アミンおよび水酸基を含む非常に多様な官能基に許容性がある。
Ｆ Ｋａｌｌｍｅｉｅｒ他によって、Angew.Chem.Int.Ed.; 2017, 56, pp 7261-7265で公表された「Manganese-catalyzed sustainable synthesis of pyrroles from alcohols and amino alcohols」という表題の論文では、卑金属で触媒される、アルコールとアミノアルコールからのピロールの合成が報告されている。最も効率的な触媒は、ＰＮ5Ｐ配位子によって安定化されたＭｎ錯体であるのに対し、関連するＦｅおよびＣｏ錯体は、不活性である。この反応は、温和な条件下で、０．５ｍｏｌ％と低い触媒添加量で進行し、広範囲で興味深い官能基許容性を有する。これらの発見によって、他者は、難度の高い脱水素反応では、ＩｒまたはＲｕ錯体の代わりにＭｎ触媒を使用するようになるかもしれない。
Ｍ Ｍａｓｔａｌｉｒ他によって、J. Am. Chem. Soc., 2016, 138 (48), pp 15543-15546で公表された「Sustainable synthesis of quinolines and pyrimidines catalyzed by manganese PNP pincer complexes」という表題の論文では、２−アミノベンジルアルコールとアルコールの組合せに加えて、ベンズアミジンと２種の異なるアルコールの組合せをそれぞれ使用した、環境上無害であり、継続的で実用的な、置換キノリンおよび置換ピリミジンの合成が報告されている。これらの反応は、選択的Ｃ−ＣおよびＣ−Ｎ結合形成を引き起こし、それによって２当量の水素および水を放出する脱水素および縮合ステップの連続を介した、高い原子効率で進行した。我々の研究室で最近開発されたＭｎ水素化物（Ｉ）ＰＮＰピンサー錯体は、極めて効率的な手法でこのプロセスを触媒する。
Ｂ Ｐａｎ他によって、ACS Catal., 2016, 6 (2), pp 1247-1253で公表された「A Ruthenium catalyst with unprecedented effectiveness for the coupling cyclization of γ-amino alcohols and secondary alcohols」という表題の論文では、γ−アミノアルコールと第二級アルコールのカップリング環化のためのルテニウム触媒が報告されている。ルテニウム錯体である（８−（２−ジフェニルホスフィノエチル）アミノトリヒドロキノリニル）（カルボニル）（ヒドリド）ルテニウム塩化物は、第二級アルコールを用いたγ−アミノアルコールのカップリング環化に対して極めて高効率を示した。対応する生成物である、ピリジンまたはキノリン誘導体は、良好な高い単離収率で得られる。担持する貴金属が、γ−アミノアルコールに対して、Ｒｕでは、０．５〜１．０ｍｏｌ％、Ｉｒでは、これまでで最も少ない０．０４ｍｏｌ％に達している文献の触媒と比較して、現行の触媒は、Ｒｕを０．０２５ｍｏｌ％担持することで、同じ効率を達成する。
Ｓ Ｍｉｃｈｌｉｋ他によって、Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, pp 6326 -6329で公表された「Regioselectively functionalized pyridines from sustainable resources」という表題の論文では、ピリジン誘導体を配置選択的に構成するために用いられる、Ｉｒで触媒される、アルコールと１，３−アミノアルコールの脱水素縮合が報告されている。この方法は、非対称に置換されているピリジンの入手を可能にし、多種多様な官能基に許容性がある。形成されたピリジン１単位あたり３当量のＨ2が生成され、アルコール基質は、完全に脱酸素される。
重要な点として、ＡＤ／ＨＡ反応に関する先行技術で報告されている全ての触媒は、ホスフィン配位子を有している（電子リッチ）ことに留意するべきである。均一系触媒におけるホスフィン配位子の大成功にもかかわらず、これらは、共通の問題点に直面している。例えば、これらの調製は、しばしば、簡単ではなく、不活性雰囲気下での取扱いを要し、多段階合成を必要とする等である。結果として、ホスフィン配位子は高価であり、大規模で生成することが困難で、それによって継続的な開発が妨げられる可能性がある。このため、先行技術で知られているホスフィン系触媒の問題点を克服すると思われる、ピロールのような芳香族複素環の合成のために有効な触媒が、必要とされる。したがって、本発明は、ホスフィン非含有コバルト系触媒を提供する。
本発明の主な目的は、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒を提供することである。
本発明の別の目的は、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒の調製のための方法を提供することである。
本発明のまた別の目的は、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒を使用することによる、式（ＩＩ）の芳香族複素環式化合物の調製のための方法を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒を使用することによる、ピラジン誘導体の調製のための方法を提供することである。
したがって、本発明は、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒を提供する。
Figure 2021502885
 式（Ｉ）
（式中、
Ｒは、水素、アルキル（直鎖状または分枝状）、置換または非置換のアリールおよびＯ、Ｎ原子含有ヘテロアリールからなる群から選択され、
Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群から選択される）
本発明のある実施形態において、式（Ｉ）の前記ホスフィン非含有コバルト系触媒は、ビス（２−（ジエチル−λ３−スルファニル）エチル）アミン、ビス（２−（イソプロピルチオ）エチル）アミン、ビス（２−（フェニルチオ）エチル）アミン、またはビス（２−（（置換）フェニルチオ）エチル）アミンのコバルト系二量体錯体から選択される。
さらに別の実施形態において、本発明は、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒の調製のための方法であって、
ｉ．溶媒中のＣｏＸ2の溶液を調製するステップと、
ｉｉ．溶媒中のＳＮＳ配位子の溶液を調製するステップと、
ｉｉｉ．ステップ（ｉ）および（ｉｉ）の溶液を混合するステップと、
ｉｖ．ステップ（ｉｉｉ）の反応混合物を、２５℃〜３０℃の範囲の温度で、３〜４時間の範囲の期間撹拌して、式（Ｉ）のコバルト系触媒を得るステップと
を含む、方法を提供する。
本発明の別の実施形態において、前記ＣｏＸ2は、コバルト（ＩＩ）塩化物（ＣｏＣｌ2）、コバルト（ＩＩ）臭化物（ＣｏＢｒ2）、またはコバルト（ＩＩ）ヨウ化物（ＣｏＩ2）からなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態において、前記ＳＮＳ配位子は、ビス（２−（ジエチル−λ３−スルファニル）エチル）アミン（EtＳＮＳ；Ｌ１）またはビス（２−（イソプロピルチオ）エチル）アミン（isoPrＳＮＳ；Ｌ２）から選択される。
本発明のさらに別の実施形態において、前記溶媒は、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、またはジエチルエーテルからなる群から選択される。
さらに別の実施形態において、本発明は、式（ＩＩ）の芳香族複素環式化合物の合成のための方法であって、
Figure 2021502885
 式ＩＩ
割合が１：２：０．２：１から１：０．５：０．２５：１．５の範囲であるアミノアルコール、アルコール、式（Ｉ）の触媒および塩基と溶媒との反応混合物を、１５０〜１８０℃の範囲の温度で、２４〜３０時間の範囲の期間加熱し、続いて、この反応混合物を冷却して式（ＩＩ）の芳香族複素環式化合物を得るステップを含む、方法を提供する。
本発明のさらに別の実施形態において、前記アルコールは、脂肪族短鎖および長鎖第一級アルコール、第二級アルコール、芳香族（置換および非置換）第一級および第二級アルコール、複素環式芳香族アルコール、または環状アルコールからなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態において、前記アルコールは、１−フェニルエタノール、１−ｐ−トリルエタノール、１−（４−クロロフェニル）エタノール、１−（４−メトキシフェニル）エタノール、１−（４−アミノフェニル）エタノール、１−（ナフタレン−２−イル）エタノール、１−（ナフタレン−１−イル）エタノール、２−デカノール、１−ｍ−トリルエタノール、２−ドデカノール、１−（４−（トリフルオロメチル）フェニル）エタノールおよび１−（３−メトキシフェニル）エタノールからなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態において、前記アミノアルコールは、脂肪族および芳香族（βおよびγ）アミノアルコールから選択される。
本発明のさらに別の実施形態において、前記アミノアルコールは、２−アミノブタン−１−オール、２−アミノ−３−メチルブタン−１−オール、２−アミノ−４−メチルペンタン−１−オール、２−アミノ−３−メチルペンタン−１−オール、２−アミノ−３−フェニルプロパン−１−オール、２−アミノ−２−フェニルエタノール、３−アミノプロパン−１−オールおよび（２−アミノフェニル）メタノールからなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態において、前記塩基は、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（ｔ−ＢｕＯＫ）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（ｔ−ＢｕＯＮａ）、リチウムｔｅｒｔ−ブトキシド（ｔ−ＢｕＯＬｉ）、水素化カリウム（ＫＨ）、水素化ナトリウム（ＮａＨ）、カリウムビス（トリメチルシリル）アミド［ＫＨＭＤＳ］、リチウムビス（トリメチルシリル）アミド［ＬｉＨＭＤＳ］、ナトリウムイソプロポキシド（ＮａＯｉＰｒ）、ナトリウムエトキシド（ＮａＯＥｔ）、またはナトリウムメトキシド（ＮａＯＭｅ）からなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態において、前記溶媒は、ｍ−キシレン、トルエン、オクタン、メシチレン、またはデカンからなる群から選択される。
本発明のさらに別の実施形態において、式（ＩＩ）の前記芳香族複素環式化合物は、
ｉ． ２−メチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ａ）、
ｉｉ． ２−エチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｂ）、
ｉｉｉ． ２−イソプロピル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｃ）、
ｉｖ． ２−イソブチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｄ）、
ｖ． ２−ｓｅｃ−ブチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｅ）、
ｖｉ． ２，５−ジフェニル−１Ｈ−ピロール（５ｆ）、
ｖｉｉ． ２−ベンジル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｇ）、
ｖｉｉｉ． ２−イソプロピル−５−ｐ−トリル−１Ｈ−ピロール（５ｈ）、
ｉｘ． ２−（４−クロロフェニル）−５−イソプロピル−１Ｈ−ピロール（５ｉ）、
ｘ． ２−イソプロピル−５−（４−メトキシフェニル）−１Ｈ−ピロール（５ｊ）、
ｘｉ． ４−（５−イソプロピル−１Ｈ−ピロール−２−イル）アニリン（５ｋ）、
ｘｉｉ． ２−イソプロピル−５−ｍ−トリル−１Ｈ−ピロール（５ｌ）、
ｘｉｉｉ． ２−イソプロピル−５−（ナフタレン−１−イル）−１Ｈ−ピロール（５ｍ）、
ｘｉｖ． ２−イソプロピル−５−オクチル−１Ｈ−ピロール（５ｎ）、
ｘｖ． ２−イソブチル−５−（ナフタレン−２−イル）−１Ｈ−ピロール（５ｏ）、
ｘｖｉ． ２−フェニルピリジン（７ａ）、
ｘｖｉｉ． ２−ｐ−トリルピリジン（７ｂ）、
ｘｖｉｉｉ． ２−（４−メトキシフェニル）ピリジン（７ｃ）、
ｘｉｘ． ２−ｍ−トリルピリジン（７ｄ）、
ｘｘ． ２−オクチルピリジン（７ｅ）、
ｘｘｉ． ２−デシルピリジン（７ｆ）、
ｘｘｉｉ． ２−フェニルキノリン（７ｇ）、
ｘｘｉｉｉ． ２−（３−メトキシフェニル）キノリン（７ｈ）、
ｘｘｉｖ． ２−（４−フルオロフェニル）キノリン（７ｉ）、
ｘｘｖ． ２−（４−（トリフルオロメチル）フェニル）キノリン（７ｊ）または
ｘｘｖｉ． ２−（ナフタレン−２−イル）キノリン（７ｋ）
からなる群から選択される。
さらに別の実施形態において、本発明は、ピラジン誘導体（Ｃ4Ｈ4Ｎ2）の合成のための方法であって、溶媒中の１，２アミノアルコールおよび請求項１に記載の式（Ｉ）のコバルト系触媒の反応混合物を、１３０〜１３５℃の範囲の温度で、２２〜２４時間の範囲の期間に、アルゴン雰囲気下で還流し、ピラジン誘導体を得るステップを含む、方法を提供する。
確率５０％の熱振動楕円体を用いた、式Ｉのホスフィン非含有コバルト系触媒のＸ線結晶構造解析を表す図である。 式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒の調製の方法を示す図である。 反応条件が以下のとおりの、脱水素環化反応を介した１Ｈ−ピロールの直接合成を示す図である：０．２５ｍｍｏｌの３、０．５ｍｍｏｌの４、２．５ｍｏｌ％の触媒１、ＫＯｔＢｕ（０．２６ｍｍｏｌ）、および２ｍＬのｍ−キシレンを、アルゴン雰囲気下で２４時間加熱還流する（１５０〜１８０℃）。 反応条件が以下のとおりの、脱水素環化反応を介したピリジンとキノリンの直接合成を表す図である：０．２５ｍｍｏｌの６、０．５ｍｍｏｌの４、２．５ｍｏｌ％の触媒１、ＫＯｔＢｕ（０．２６ｍｍｏｌ）、および２ｍＬのｍ−キシレンを、アルゴン雰囲気下で２４時間加熱還流する。 β−アミノアルコールからのピラジン（８）の合成を表す図である。
本発明は、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒およびその調製のための方法を提供する。本発明は、アクセプターレス脱水素カップリング（ＡＤＣ）戦略を介した、γ−アミノアルコールと第二級アルコールからＣ２置換ピリジンおよびキノリン誘導体への、卑金属（非貴金属）で触媒される脱水素環化をさらに提供する。アルコールとγ−アミノアルコールは、アクセプターレス脱水素と縮合の連続を介して効率的にカップリングされ、Ｃ−ＮおよびＣ−Ｃ結合の選択的形成をもたらす。アクセプターレス脱水素は、芳香族化をもたらし、縮合ステップは、アルコール構成成分を脱酸素する。本反応において、３当量の二水素および水が遊離される。
本発明は、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒を提供する。
Figure 2021502885
 式（Ｉ）
（式中、
Ｒは、水素、アルキル（直鎖状または分枝状）、置換または非置換のアリールおよびＯ、Ｎ原子含有ヘテロアリールからなる群から選択され、
Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群から選択される）
式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒は、ビス（２−（ジエチル−λ３−スルファニル）エチル）アミン、ビス（２−（イソプロピルチオ）エチル）アミン、ビス（２−（フェニルチオ）エチル）アミン、またはビス（２−（（置換）フェニルチオ）エチル）アミンのコバルト系二量体錯体からなる群から選択される。
式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒は、遷移金属で触媒されるアクセプターレス脱水素（ＡＤ）反応および水素自己転移（ＨＡ）反応下における、式（ＩＩ）の芳香族複素環式化合物の直接合成のための、第二級アルコールを用いた保護されていないアミノアルコールの脱水素環化に使用される。
本発明は、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒の調製のための方法であって、
ｉ．溶媒中のＣｏＸ2の溶液を調製するステップと、
ｉｉ．溶媒中のＳＮＳ配位子の溶液を調製するステップと、
ｉｉｉ．ステップ（ｉ）および（ｉｉ）の溶液を混合するステップと、
ｉｖ．ステップ（ｉｉｉ）の反応混合物を、２５℃〜３０℃の範囲の温度で、３〜４時間の範囲の期間撹拌して、式（Ｉ）のコバルト系触媒を得るステップと
を含む、方法を提供する。
前記ＳＮＳ配位子は、ビス（２−（ジエチル−λ３−スルファニル）エチル）アミン（EtＳＮＳ；Ｌ１）およびビス（２−（イソプロピルチオ）エチル）アミン（isoPrＳＮＳ；Ｌ２）から選択される。前記ＣｏＸ2は、コバルト（ＩＩ）塩化物（ＣｏＣｌ2）、コバルト（ＩＩ）臭化物（ＣｏＢｒ2）、またはコバルト（ＩＩ）ヨウ化物（ＣｏＩ2）からなる群から選択される。前記溶媒は、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、またはジエチルエーテルからなる群から選択される。
式（Ｉ）のコバルト系触媒の調製のための方法は、図２に示すとおりである。
コバルト系触媒１および２は、相当な期間（約２週間）、湿気および酸素に対して敏感ではないため、通常の雰囲気下（空気中）で取り扱うことが可能である。錯体１および２は、それぞれ１Ｈ−ピロールおよびピリジン（またはキノリン）の直接的および継続的な合成を可能にする効率的な様式で、第二級アルコールを用いた保護されない１，２−および１，３−アミノアルコールの脱水素カップリングを触媒する。この反応は、水素ガスおよび水の遊離と共に、連続したＣ−ＮおよびＣ−Ｃ結合形成を伴う。
図１は、確率５０％の熱振動楕円体を用いた１のＸ線結晶構造解析を示す。明確にするため、水素原子（Ｎ−Ｈを除く）を省略している。選択された結合長［Ａｏ］および結合角［ｏ］：Ｃｏ（１）−Ｎ（１）２．１２４（７）、Ｃｏ（１）−Ｓ（１）２．５４４（２）、Ｃｏ（１）−Ｓ（２）２．５５５（２）、Ｃｏ（１）−Ｃｌ（１）２．３５１（２）、Ｃｏ（１）−Ｃｌ（２）２．５４８（２）、Ｃｏ（１）−Ｃｌ（３）２．４４１（２）、Ｓ（１）−Ｃｏ（１）−Ｓ（２）１６１．２９（９）、Ｃｌ（１）−Ｃｏ（１）−Ｃｌ（２）１７８．３２（８）、Ｃｌ（１）−Ｃｏ（１）−Ｎ（１）９４．８２（１９）、Ｃｏ（１）−Ｃｌ（２）−Ｃｏ（２）９５．７４（８）、Ｓ（１）−Ｃｏ（１）−Ｎ（１）８１．５８（１８）、Ｓ（２）−Ｃｏ（１）−Ｎ（１）８２．３９（１８）
本発明は、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒を使用することによる式（ＩＩ）の芳香族複素環式化合物の調製のための方法であって、アミノアルコール、アルコール、式（Ｉ）の触媒、塩基と溶媒との反応混合物を、１５０〜１８０℃の範囲の温度で、２４〜３０時間の範囲の期間加熱し、続いて、この反応混合物を冷却して式（ＩＩ）の芳香族複素環式化合物を得るステップを含む、方法も提供する。
式（ＩＩ）の芳香族複素環式化合物は、以下に表すとおりである。
Figure 2021502885
 式（ＩＩ）
（式中、
ｎは、０または１から選択され、
Ｒは、水素、アルキル（直鎖状または分枝状）、置換または非置換のアリールおよびＯ、Ｎ原子含有ヘテロアリールからなる群から選択され、
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同じであるか、または異なり、水素、置換または非置換のアルキル（直鎖状または分枝状）、置換または非置換のアリールからなる群から独立して選択され、
Ｒ1およびＲ2は、置換または非置換の環または複素環を形成してもよい）
式（ＩＩ）の芳香族複素環式化合物は、２−メチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ａ）、２−エチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｂ）、２−イソプロピル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｃ）、２−イソブチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｄ）、２−ｓｅｃ−ブチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｅ）、２，５−ジフェニル−１Ｈ−ピロール（５ｆ）、２−ベンジル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｇ）、２−イソプロピル−５−ｐ−トリル−１Ｈ−ピロール（５ｈ）、２−（４−クロロフェニル）−５−イソプロピル−１Ｈ−ピロール（５ｉ）、２−イソプロピル−５−（４−メトキシフェニル）−１Ｈ−ピロール（５ｊ）、４−（５−イソプロピル−１Ｈ−ピロール−２−イル）アニリン（５ｋ）、２−イソプロピル−５−ｍ−トリル−１Ｈ−ピロール（５ｌ）、２−イソプロピル−５−（ナフタレン−１−イル）−１Ｈ−ピロール（５ｍ）、２−イソプロピル−５−オクチル−１Ｈ−ピロール（５ｎ）、２−イソブチル−５−（ナフタレン−２−イル）−１Ｈ−ピロール（５ｏ）、２−フェニルピリジン（７ａ）、２−ｐ−トリルピリジン（７ｂ）、２−（４−メトキシフェニル）ピリジン（７ｃ）、２−ｍ−トリルピリジン（７ｄ）、２−オクチルピリジン（７ｅ）、２−デシルピリジン（７ｆ）、２−フェニルキノリン（７ｇ）、２−（３−メトキシフェニル）キノリン（７ｈ）、２−（４−フルオロフェニル）キノリン（７ｉ）、２−（４−（トリフルオロメチル）フェニル）キノリン（７ｊ）または２−（ナフタレン−２−イル）キノリン（７ｋ）からなる群から選択される。
前記アルコールは、脂肪族短鎖および長鎖第一級アルコール、第二級アルコール、置換もしくは非置換の芳香族第一級アルコール、芳香族第二級アルコール、複素環式芳香族アルコール、または環状アルコールからなる群から選択される。好ましくは、前記アルコールは、１−フェニルエタノール、１−ｐ−トリルエタノール、１−（４−クロロフェニル）エタノール、１−（４−メトキシフェニル）エタノール、１−（４−アミノフェニル）エタノール、１−（ナフタレン−２−イル）エタノール、１−（ナフタレン−１−イル）エタノール、２−デカノール、１−ｍ−トリルエタノール、２−ドデカノール、１−（４−（トリフルオロメチル）フェニル）エタノールおよび１−（３−メトキシフェニル）エタノールからなる群から選択される。
前記アミノアルコールは、脂肪族および芳香剤（βおよびγ）アミノアルコールから選択される。好ましくは、前記アミノアルコールは、２−アミノブタン−１−オール、２−アミノ−３−メチルブタン−１−オール、２−アミノ−４−メチルペンタン−１−オール、２−アミノ−３−メチルペンタン−１−オール、２−アミノ−３−フェニルプロパン−１−オール、２−アミノ−２−フェニルエタノール、３−アミノプロパン−１−オールおよび（２−アミノフェニル）メタノールからなる群から選択される。
前記溶媒は、ｍ−キシレン、トルエン、オクタン、メシチレン、またはデカンからなる群から選択される。
前記塩基は、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（ｔ−ＢｕＯＫ）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（ｔ−ＢｕＯＮａ）、リチウムｔｅｒｔ−ブトキシド（ｔ−ＢｕＯＬｉ）、水素化カリウム（ＫＨ）、水素化ナトリウム（ＮａＨ）、カリウムビス（トリメチルシリル）アミド［ＫＨＭＤＳ］、リチウムビス（トリメチルシリル）アミド［ＬｉＨＭＤＳ］、ナトリウムイソプロポキシド（ＮａＯｉＰｒ）、ナトリウムエトキシド（ＮａＯＥｔ）、またはナトリウムメトキシド（ＮａＯＭｅ）からなる群から選択される。
式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒は、ビス（２−（ジエチル−λ３−スルファニル）エチル）アミン、ビス（２−（イソプロピルチオ）エチル）アミン、ビス（２−（フェニルチオ）エチル）アミン、およびビス（２−（（置換）フェニルチオ）エチル）アミンのコバルト系二量体錯体からなる群から選択される。
本発明は、図３に示すとおり、脱水素環化反応を介した１Ｈ−ピロールの直接合成をさらに提供する。
脱水素縮合ステップにおいて、ピロールモチーフ１つあたり２当量のＨ2が遊離し、このため、このプロトコールは完全に環境上無害なものとなっている。この反応は、脂肪族および芳香族の保護されていないβ−アミノアルコールの両方を用いて首尾よく進行し、望ましい１Ｈ−ピロールを、中程度から良好な収率で得た（５８％〜８６％）。
本発明は、図４に示されるとおり、脱水素環化反応を介したピリジンおよびキノリンの直接合成も提供する。
全てのピリジン誘導体（７ａ−ｆ）は、中程度から良好な収率で単離される（６０〜８３％）。Ｃ−２置換キノリン（７ｇ−ｋ）も、我々の確立したプロトコールを使用して、様々な第二級アルコールを用いた２−アミノベンジルアルコールの脱水素環化に伴い、極めて良い収率（８７％に及ぶ）で調製される。このため、本発明で開示されるホスフィン非含有コバルト（ＩＩ）触媒は、様々な２−置換ピリジンおよびキノリンの継続的の合成において、顕著な活性を示した。
本発明は、ピラジン誘導体の合成のための方法であって、溶媒中の１，２アミノアルコールおよび式（Ｉ）のコバルト系触媒の反応混合物を、１３０〜１３５℃の範囲の温度で、２２〜２４時間の範囲の期間還流し、ピラジン誘導体を得るステップを含む、方法を提供する。
この方法はアルゴン雰囲気下で実行される。
本発明のホスフィン非含有コバルト系触媒によって触媒される本発明の直接的なピラジン合成を、グラム規模合成について試験したところ、試験は極めて奏功し、６１％の単離収率（１．０２ｇ）で８を得た。［図５］この結果は、本発明のホスフィン非含有コバルト系触媒システムが、簡単な操作で、環境上無害な条件下における、ピラジンの大規模製造の可能性を有することを意味する。
以下の実施例は、例示を目的として提示されており、このため、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
（実施例１）
配位子の合成
ａ）ビス（２−（エチルチオ）エチル）アミン（EtＳＮＳ；Ｌ１）
ビス（２−クロロエチル）アミン塩酸塩（２．３９ｇ、１３．４ｍｍｏｌ）のメタノール溶液（２０ｍＬ）に、０．６２７ｇのＮａＯＨ（１５．７ｍｍｏｌ）および２．５ｇのナトリウムエタンチオレート（２９．５ｍｍｏｌ）を、段階的に加えた。得られた反応混合物を、３０℃で、１２時間撹拌し、その後、溶媒を減圧下で除去し、続いて、反応混合物を、ジクロロメタンで抽出した。この有機層を集めて、無水Ｎａ2ＳＯ4で脱水し、その後、減圧下の真空中で蒸発させ、その生成物（Ｌ１）を、中性アルミナカラムクロマトグラフィーを介して精製した。収率（０．８６２ｇ、５０％）。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 2.83 (t, J = 6.5 Hz, 4H), 2.69 (t, J = 6.9 Hz, 4H), 2.55 (q, J = 7.2 Hz, 4H), 1.98 (s, br, 1H), 1.26 (t, J = 7.25 Hz, 6H). HRMS (EI): C8H19NS2 [M+H]+のm/z計算値: 194.0959; 実測値: 194.1043.
ｂ）ビス（２−（イソプロピルチオ）エチル）アミン（isoPrＳＮＳ；Ｌ２）
ビス（２−クロロエチル）アミン塩酸塩（２．３９ｇ、１３．４ｍｍｏｌ）のメタノール溶液（２０ｍＬ）に、０．６２７ｇのＮａＯＨ（１５．７ｍｍｏｌ）および２．９ｇのナトリウム２−プロパンチオレート（２９．５ｍｍｏｌ）を、段階的に加えた。得られた反応混合物を、３０℃で、１２時間撹拌し、その後、溶媒を減圧下で除去し、続いて、反応混合物を、ジクロロメタンで抽出した。この有機層を集めて、無水Ｎａ2ＳＯ4で脱水し、その後、減圧下の真空中で蒸発させ、その生成物（Ｌ２）を、中性アルミナカラムクロマトグラフィーを介して精製した。収率（１．４２ｇ、４８％）。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 2.94 (2H), 2.83 (t, J = 6.9 Hz, 4H), 2.71 (t, J = 6.5 Hz, 4H), 2.05 (s, br, 1H), 1.28 (d, J = 6.5 Hz, 12H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 48.64, 34.81, 30.74, 23.49. HRMS (EI): C10H24NS2 [M+H]+のm/z計算値: 222.1345; 実測値: 222.1356.
（実施例２）
コバルト錯体の合成
ａ）Ｃｏ（ＩＩ）塩化物の二量体：ビス（２−（ジエチル−λ３−スルファニル）エチル）アミン
Figure 2021502885
 メタノール（２ｍＬ）中の無水ＣｏＣｌ2（１３０ｍｇ、１ｍｍｏｌ）を、EtＳＮＳ（Ｌ１）（１９３ｍｇ、１ｍｍｏｌ）のＭｅＯＨ溶液（２ｍＬ）に、撹拌しながら滴下添加した。得られた反応混合物を、３０℃で、３時間撹拌した。得られた溶液を、シリンジフィルターに通し、真空中で乾燥させて青い結晶性粉末を得た。単結晶Ｘ線回折に適した結晶が、３０℃で、１日後に、ＭｅＯＨ：ジエチルエーテルから（拡散法によって）得られた。
収率（２４９ｍｇ、７７％）、ＩＲ（ＫＢｒ）：３２１３、２９３６、２８６８、２７９２、１６２５、１４６２、１４１２、１３７７、１３０６、１２６８、１０９３、９５７、７３１ｃｍ-1。アセトニトリル中で記録された１のＵＶ可視スペクトルは、５８９および６８０ｎｍを中心とした吸収を示す。Ｃ16Ｈ38Ｃｌ4Ｃｏ2Ｎ2Ｓ4の元素分析の計算値（％）：Ｃ２９．７３、Ｈ５．９３、Ｎ４．３３、Ｓ１９．８４、実測値：Ｃ２９．９８、Ｈ６．０８、Ｎ４．４０、Ｓ１９．８９。二量体の形成は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量スペクトル（ｍ／ｚ＝６４３．６２）によって証明される。１のＥＰＲ試験によって、コバルト（ＩＩ）錯体の常磁性性質が示され、そのｇ値は２．５８である。磁気モーメント：２．２３μＢ。
ｂ）Ｃｏ（ＩＩ）塩化物の二量体：ビス（２−（イソプロピルチオ）エチル）アミン
Figure 2021502885
 メタノール（２ｍＬ）中の無水ＣｏＣｌ2（１３０ｍｇ、１ｍｍｏｌ）を、Ｌ２（２２１ｍｇ、１ｍｍｏｌ）のＭｅＯＨ溶液（２ｍＬ）に、撹拌しながら滴下添加した。得られた反応混合物を、３０℃で、３時間撹拌した。得られた溶液を、シリンジフィルターに通し、その後、結晶化のために静置した（ジエチルエーテルを使用した拡散法）。１日後、青い結晶性固体が得られた。
収率（２５２ｍｇ、７２％）。ＩＲ（ＫＢｒ）：３２３６、２９５９、２８６７、２８０８、２７５１、１６２６、１５２４、１４４９、１３６８、１２４８、１１５５、９９７、９５５、７２５ｃｍ-1。アセトニトリル中で記録された２のＵＶ可視スペクトルは、５８８および６８０ｎｍを中心とした吸収を示す。２のＥＰＲ試験によって、コバルト（ＩＩ）錯体の常磁性性質が示され、そのｇｘおよびｇｙ値は、それぞれ２．３３および２．１３であり、Ｃ20Ｈ46Ｃｌ4Ｃｏ2Ｎ2Ｓ4の元素分析の計算値（％）：Ｃ３４．１９、Ｈ６．６０、Ｎ３．９９、Ｓ１８．２５、実測値：Ｃ３４．３０、Ｈ６．７８、Ｎ４．１０、Ｓ１８．３６である。二量体の形成は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量スペクトル（ｍ／ｚ＝７０１．４２）によって証明される。磁気モーメント：２．２９μＢ。
ｃ）Ｃｏ（ＩＩ）臭化物の二量体：ビス（２−（ジエチル−λ3−スルファニル）エチル）アミン
Figure 2021502885
 メタノール（２ｍＬ）中の無水ＣｏＢｒ2（２１９ｍｇ、１ｍｍｏｌ）を、ＳＮＳ−Ｌ１（１９３ｍｇ、１ｍｍｏｌ）のＭｅＯＨ溶液（２ｍＬ）に、撹拌しながら滴下添加した。得られた反応混合物を、３０℃で、３時間撹拌した。得られた溶液を、シリンジフィルターに通し、小さなガラスバイアルに集め、静置して、外部溶媒としてジエチルエーテルを使用した拡散法を介して結晶化させ、青い結晶性固体物質を得た。収率（２６７ｍｇ、６５％）、ＩＲ（ＫＢｒ）：３２１２、２９６４、２９２８、２８６７、２７８８、１４６３、１４１２、１３７７、１３０５、１２６８、１２３０、１１４８、１０９３、１０５１、９５８ｃｍ-1。
ｄ）Ｃｏ（ＩＩ）臭化物の二量体：ビス（２−（イソプロピルチオ）エチル）アミン
Figure 2021502885
 メタノール（２ｍＬ）中の無水ＣｏＢｒ2（２１９ｍｇ、１ｍｍｏｌ）を、ＳＮＳ−Ｌ２（２２１ｍｇ、１ｍｍｏｌ）のＭｅＯＨ溶液（２ｍＬ）に、撹拌しながら滴下添加した。得られた反応混合物を、３０℃で、３時間撹拌した。得られた溶液を、シリンジフィルターに通し、小さなガラスバイアルに集め、静置して、外部溶媒としてジエチルエーテルを使用した拡散法を介して結晶化させ、青い結晶性固体物質を得た。収率（２５４ｍｇ、５８％）、ＩＲ（ＫＢｒ）：３２１７、２９５８、２９２２、２８６５、１４６４、１４１２、１３６８、１３０７、１２４７、１１４８、１０５５、９６０、７２６ｃｍ-1。ＨＲＭＳ（ＥＩ）またはＥＳＩ質量スペクトルを複数回試みたが、この質量スペクトル条件下の全ての場合で、配位子が中心金属から解離していく。
（実施例３）
異なる反応条件における式（Ｉ）の芳香族複素環の合成
ａ）異なる溶媒を用いた反応a
Figure 2021502885
Figure 2021502885
aアミノアルコール３ｃ（０．１２５ｍｍｏｌ）、１−フェニルエタノール４ａ（０．１５ｍｍｏｌ）、触媒１（２．５ｍｏｌ％）、ＫＯtＢｕ（１．１当量）を使用して１８０℃の浴温で実施された反応。b内部標準として１，４−ジブロモブタンを使用したＧＣによって決定された収率。
ｂ）異なる触媒を用いた反応a
Figure 2021502885
Figure 2021502885
aアミノアルコール３ｃ（０．１２５ｍｍｏｌ）、１−フェニルエタノール４ａ（０．１５ｍｍｏｌ）、触媒（２．５ｍｏｌ％）、ＫＯtＢｕ（１．１当量）を使用した１５０℃〜１８０℃での還流によって実施された反応。b内部標準として１，４−ジブロモブタンを使用したＧＣによって決定された収率。ＮＲ＝反応なし。
ｃ）異なる塩基を用いた反応a
Figure 2021502885
Figure 2021502885
aアミノアルコール３ｃ（０．１２５ｍｍｏｌ）、１−フェニルエタノール４ａ（０．１５ｍｍｏｌ）、触媒１（２．５ｍｏｌ％）、塩基（１．１当量）を使用した１５０℃〜１８０℃での還流によって実施された反応。b内部標準として１，４−ジブロモブタンを使用したＧＣによって決定された収率。ＮＲ＝反応なし。
ｄ）異なる量の塩基を用いた反応a
Figure 2021502885
Figure 2021502885
aアミノアルコール３ｃ（０．１２５ｍｍｏｌ）、１−フェニルエタノール４ａ（０．１５ｍｍｏｌ）、触媒（２．５ｍｏｌ％）、ＫＯtＢｕ（当量）を使用した１５０℃〜１８０℃での還流によって実施された反応。b内部標準として１，４−ジブロモブタンを使用したＧＣによって決定された収率。
ｅ）異なる温度を用いた反応a
Figure 2021502885
Figure 2021502885
aアミノアルコール３ｃ（０．１２５ｍｍｏｌ）、１−フェニルエタノール４ａ（０．１５ｍｍｏｌ）、触媒（２．５ｍｏｌ％）、ＫＯtＢｕ（当量）を使用して異なる（浴槽）温度で実施された反応。b内部標準として１，４−ジブロモブタンを使用したＧＣによって決定された収率。ＮＲ＝反応なし
ｆ）異なるアルコールとアミノアルコールの割合を用いた反応a
Figure 2021502885
Figure 2021502885
aアミノアルコール３ｃ（０．１２５ｍｍｏｌ）、１−フェニルエタノール４ａ（０．１５ｍｍｏｌ）、触媒（２．５ｍｏｌ％）、ＫＯtＢｕ（当量）を使用した１５０℃〜１８０℃での還流によって実施された反応。b内部標準として１，４−ジブロモブタンを使用したＧＣによって決定された収率。ＮＲ＝反応なし。
（実施例４）
式（Ｉ）の芳香族複素環式化合物の合成
（ａ）１Ｈ−ピロールの合成のための一般的手順
オーブンで乾燥させた１５ｍＬのａｃｅ圧力管に、穏やかなアルゴン気流下で、１，２アミノアルコール３（０．２５ｍｍｏｌ）、第二級アルコール４（０．５ｍｍｏｌ）、Ｃｏ錯体１（２．５ｍｏｌ％）、およびｍ−キシレン（２ｍＬ）を加えた。この混合物を、１５０℃〜１８０℃で、２４時間加熱し、続いて室温まで冷却させた。この反応混合物を、水（４ｍＬ）で希釈し、ジクロロメタン（３ｘ５ｍＬ）を用いて抽出した。得られた有機層を、無水Ｎａ2ＳＯ4で脱水し、溶媒を減圧下で蒸発させた。この粗混合物を、溶出系として石油エーテル／酢酸エチルを使用したシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２３０〜４００メッシュサイズ）によって精製した。
ｉ．２−メチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ａ）
オーブンで乾燥させた１５ｍＬのａｃｅ圧力管に、穏やかなアルゴン気流下で、２−アミノプロパン−１−オール（０．２５ｍｍｏｌ）、１−フェニルエタノール（０．５ｍｍｏｌ）、Ｃｏ錯体１（２．５ｍｏｌ％）、およびｍ−キシレン（２ｍＬ）を加えた。この混合物を、１５０℃〜１８０℃で、２４時間加熱し、続いて室温まで冷却させた。この反応混合物を、水（４ｍＬ）で希釈し、ジクロロメタン（３ｘ５ｍＬ）を用いて抽出した。得られた有機層を、無水Ｎａ2ＳＯ4で脱水し、溶媒を減圧下で蒸発させた。この粗混合物を、溶出系として石油エーテル／酢酸エチルを使用したシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２３０〜４００メッシュサイズ）によって精製した。
無色の油状物。収率：７７％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.13 (s, br, 1H), 7.45 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.35 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 7.17 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 6.41 (s, 1H), 5.98 (s, 1H), 2.35 (s, 3H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 132.94, 129.02, 128.80, 125.64, 123.33, 107.93, 106.18, 13.19. HRMS (EI): C11H12N [M+H]+のm/z計算値: 158.0964; 実測値: 158.0965.
ｉｉ．２−エチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｂ）
無色の油状物。収率：８１％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.15 (s, br, 1H), 7.45 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.36 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 7.18 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 6.44 (s, 1H), 6.01 (s, 1H), 2.71 (q, J = 7.6 Hz, 2H), 1.31 (t, J = 7.6 Hz, 3H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 135.60, 132.99, 130.58, 128.79, 125.65, 123.38, 106.23, 105.98, 21.00, 13.59. HRMS (EI): C12H12N [M-H]+のm/z計算値: 170.0964; 実測値: 170.0964.
ｉｉｉ．２−イソプロピル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｃ）
無色の油状物。収率：７３％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.14 (s, br, 1H), 7.45 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.35 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.17 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 6.42 (s, 1H), 6.00 (s, 1H), 3.1-2.98 (m, 1H), 1.32 (d, J = 6.9 Hz, 6H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 140.30, 133.03, 130.46, 128.79, 125.67, 123.43, 105.81, 104.97, 27.21, 22.66. HRMS (EI): C13H16N [M+H]+のm/z計算値: 186.1277; 実測値: 186.1279.
ｉｖ．２−イソブチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｄ）
無色の油状物。収率：８６％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.10 (s, br, 1H), 7.45 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.35 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.17 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 6.44 (s, 1H), 5.98 (s, 1H), 2.52 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 1.94-1.88 (m, 1H), 0.98 (d, J = 6.9 Hz, 6H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 133.21, 133.00, 130.42, 128.79, 125.57, 123.30, 107.99, 106.04, 37.38, 29.27, 22.45. HRMS (EI): C14H16N [M-H]+のm/z計算値: 198.1277; 実測値: 198.1277.
ｖ．２−ｓｅｃ−ブチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｅ）
無色の油状物。収率：７８％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.13 (s, br, 1H), 7.45 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.37 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.19 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 6.46 (s, 1H), 6.01 (s, 1H), 2.77-2.73 (m, 1H), 1.74-1.68 (m, 1H), 1.64-1.61 (m, 1H), 1.32 (d, J = 6.9 Hz, 3H), 0.96 (t, J = 7.2 Hz, 3H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 139.17, 133.05, 130.24, 128.77, 125.58, 123.34, 105.83, 105.64, 34.41, 30.23, 20.06, 11.82. HRMS (EI): C14H18N [M+H]+のm/z計算値: 200.1434; 実測値: 200.1432.
ｖｉ．２，５−ジフェニル−１Ｈ−ピロール（５ｆ）
褐色の液体。収率：５８％。1H NMR (200 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.60(s, br, 1H), 7.55(d, J = 7.7 Hz, 4H), 7.40 (t, J = 7.3 Hz, 4H), 7.27 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 6.60 (d, J = 2.5 Hz, 2H). HRMS (EI): C16H13N [M+H]+のm/z計算値: 219.1043; 実測値: 219.1043. （既知の化合物：Michlik, S.; Kempe, R. Nat. Chem. 2013, 5, 140）。
ｖｉｉ．２−ベンジル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｇ）
淡褐色の油状物。収率：７０％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.05 (s, br, 1H), 7.40 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.35-7.31 (m, 5H), 7.26 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.16 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 6.44 (s, 1H), 6.06 (s, 1H), 4.04 (s, 2H). HRMS (EI): C17H14N [M-H]+のm/z計算値: 232.1121; 実測値: 232.1121.（既知の化合物：Michlik, S.; Kempe, R. Nat. Chem. 2013, 5, 140）。
ｖｉｉｉ．２−イソプロピル−５−ｐ−トリル−１Ｈ−ピロール（５ｈ）
無色の油状物。収率：８５％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.10 (s, br, 1H), 7.36 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 7.17 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 6.38 (s, 1H), 5.99 (s, 1H), 3.00-2.98 (m, 1H), 2.36 (s, 3H), 1.32 (d, J = 7.3 Hz, 6H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 139.84, 135.33, 130.60, 130.31, 129.45, 123.44, 105.18, 104.76, 27.19, 22.66, 21.06. HRMS (EI): C14H18N [M+H]+のm/z計算値: 200.1434; 実測値: 200.1431.
ｉｘ．２−（４−クロロフェニル）−５−イソプロピル−１Ｈ−ピロール（５ｉ）
無色の油状物。収率：７０％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.10 (s, br, 1H), 7.37 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.31 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 6.41 (s, 1H), 6.00 (s, 1H), 3.01-2.95 (m, 1H), 1.32 (d, J = 6.9 Hz, 6H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 140.78, 131.52, 131.11, 128.92, 124.56, 123.43, 106.36, 105.23, 27.23, 22.64. HRMS (EI): C13H15ClN [M+H]+のm/z計算値: 220.0888; 実測値: 220.0886.
ｘ．２−イソプロピル−５−（４−メトキシフェニル）−１Ｈ−ピロール（５ｊ）
白色固体。収率：８９％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.03 (s, br, 1H), 7.38 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 6.91 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 6.30 (s, 1H), 5.97 (s, 1H), 3.83 (s, 3H), 3.00-2.95 (m, 1H), 1.32 (d, J = 6.9 Hz, 6H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 157.91, 139.58, 130.48, 126.22, 124.89, 114.26, 104.66, 55.30, 27.18, 22.68. HRMS (EI): C14H18ON [M+H]+のm/z計算値: 216.1383; 実測値: 216.1381.
ｘｉ．４−（５−イソプロピル−１Ｈ−ピロール−２−イル）アニリン（５ｋ）
淡褐色液体。収率：６７％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 7.99 (s, br, 1H), 7.26 (d, J = 6.7 Hz, 2H), 6.69 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 6.24 (s, 1H), 5.95 (s, 1H), 3.65 (s, br, 3H), 2.99-2.94 (m, 1H), 1.31 (d, J = 6.7 Hz, 6H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 144.48, 139.08, 131.03, 124.93, 124.31, 115.53, 104.45, 103.88, 27.16, 22.69. HRMS (EI): C13H17N2 [M+H]+のm/z計算値: 201.1386; 実測値: 201.1385.
ｘｉｉ．２−イソプロピル−５−ｍ−トリル−１Ｈ−ピロール（５ｌ）
無色の油状物。収率：７０％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.15 (s, br, 1H), 7.76 (s, 1H), 7.28-7.26 (m, 2H), 7.03-7.01 (m, 1H), 6.42 (s, 1H), 6.01 (s, 1H), 3.03-2.97 (m, 1H), 2.40 (s, 3H), 1.34 (d, J = 7.3 Hz, 6H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 140.12, 138.32, 133.69, 128.68, 128.40, 126.50, 124.18, 120.62, 105.67, 104.87, 27.21, 22.66, 21.52. HRMS (EI): C14H18N [M+H]+のm/z計算値: 200.1434; 実測値: 200.1432.
ｘｉｉｉ．２−イソプロピル−５−（ナフタレン−１−イル）−１Ｈ−ピロール（５ｍ）
淡黄色の粘性液体。収率：６１％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.39-8.38 (m, 1H), 8.16 (s, br, 1H), 7.90-7.89 (m, 1H), 7.80-7.79 (m, 1H), 7.51 (m, 4H), 6.44 (s, 1H), 6.12 (s, 1H), 3.11-3.03 (m, 1H), 3.37 (d, J = 6.5 Hz, 6H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 139.82, 134.10, 131.84, 131.28, 128.89, 128.39, 127.05, 126.19, 125.85, 125.62, 125.45, 109.34, 104.34, 27.17, 22.67. HRMS (EI): C17H18N [M+H]+のm/z計算値: 236.1434; 実測値: 236.1425.
ｘｉｖ．２−イソプロピル−５−オクチル−１Ｈ−ピロール（５ｎ）
同一の反応状態下で、アルコール／アミノアルコールの割合＝１．５／１とした。無色の油状物。収率：４５％。1H NMR (200 MHz, クロロホルム-d) δ = 5.79 (d, J = 2.3 Hz, 2H), 2.96-2.82 (m, 1H), 2.56 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 1.62 (m, 2H), 1.27 (m, 16H), 0.89 (t, J = 5.0 Hz, 3H). HRMS (EI): C15H28N [M+H]+のm/z計算値: 222.2216; 実測値: 222.2213.この生成物は、第二級アルコール由来の脱水素された生成物を含有する（生成物：他の脱水素された生成物＝１：１．５）。
ｘｖ．２−イソブチル−５−（ナフタレン−２−イル）−１Ｈ−ピロール（５ｏ）
淡黄色の粘性液体。収率：７４％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.26 (s, br, 1H), 7.83-7.79 (m, 4H), 7.66 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.47 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 7.43 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 6.58 (s, 1H), 6.04 (s, 1H), 2.56 (d, J= 6.9 Hz, 2H), 1.98-1.93 (m, 1H), 1.01 (d, J = 6.5 Hz, 6H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 133.85, 131.81, 130.43, 128.45, 127.70, 127.51, 126.36, 125.06, 123.06, 120.02, 108.23, 106.84, 37.44, 29.29, 22.51. HRMS (EI): C18H20N [M+H]+のm/z計算値: 250.1590; 実測値: 250.1583.
ｂ）ピリジン誘導体の合成のための一般的手順
オーブンで乾燥させた１５ｍＬのａｃｅ圧力管に、穏やかなアルゴン気流下で、１，２アミノアルコール６（０．２５ｍｍｏｌ）、第二級アルコール４（０．５ｍｍｏｌ）、Ｃｏ錯体１（２．５ｍｏｌ％）、およびｍ−キシレン（１ｍＬ）を加えた。この混合物を、１５０℃〜１８０℃で、２４時間加熱し、続いて室温まで冷却させた。この反応混合物を、水（４ｍＬ）で希釈し、ジクロロメタン（３ｘ５ｍＬ）を用いて抽出した。得られた有機層を、無水Ｎａ2ＳＯ4で脱水し、溶媒を減圧下で蒸発させた。この粗混合物を、溶出系として石油エーテル／酢酸エチルを使用したシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２３０〜４００メッシュサイズ）によって精製した。
ｉ．２−フェニルピリジン（７ａ）
オーブンで乾燥させた１５ｍＬのａｃｅ圧力管に、穏やかなアルゴン気流下で、（２−アミノフェニル）メタノール６（０．２５ｍｍｏｌ）、１−フェニルエタン−１−オール４（０．５ｍｍｏｌ）、Ｃｏ錯体１（２．５ｍｏｌ％）、およびｍ−キシレン（１ｍＬ）を加えた。この混合物を、１５０℃〜１８０℃で、２４時間加熱し、続いて室温まで冷却させた。この反応混合物を、水（４ｍＬ）で希釈し、ジクロロメタン（３ｘ５ｍＬ）を用いて抽出した。得られた有機層を、無水Ｎａ2ＳＯ4で脱水し、溶媒を減圧下で蒸発させた。この粗混合物を、溶出系として石油エーテル／酢酸エチルを使用したシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２３０〜４００メッシュサイズ）によって精製した。
無色の油状物。収率：６８％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.71 (d, J = 4.9 Hz, 1H), 8.01 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.73 (m, 2H), 7.49 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 7.43 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 7.23-7.21 (m, 1H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 157.35, 149.57, 139.31, 136.64, 128.86, 128.65, 126.81, 121.99, 120.45. HRMS (EI): C11H10N [M+H]+のm/z計算値: 156.0808; 実測値: 156.0807.
ｉｉ．２−ｐ−トリルピリジン（７ｂ）
無色の油状物。収率：７９％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.69 (d, J = 4.6 Hz, 1H), 7.90 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.76-7.71 (m, 2H), 7.29 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.21 (t, J = 5.3 Hz, 1H), 2.42 (s, 3H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 157.49, 149.58, 138.93, 136.67, 129.46, 126.76, 121.78, 120.26, 21.25. HRMS (EI): C12H12N [M+H]+のm/z計算値: 170.0964; 実測値: 170.0964.
ｉｉｉ．２−（４−メトキシフェニル）ピリジン（７ｃ）
無色の油状物。収率：８３％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.66 (d, J = 4.2 Hz, 1H), 7.96 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 7.72 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.69 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.18 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 7.01 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.88 (s, 3H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 160.46, 157.13, 149.54, 136.64, 132.04, 128.15, 121.39, 119.80, 114.11, 55.35. HRMS (EI): C12H12ON [M+H]+のm/z計算値: 186.0913; 実測値: 186.0912.
ｉｖ．２−ｍ−トリルピリジン（７ｄ）
無色の油状物。収率：６９％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.70 (d, J = 4.6 Hz, 1H), 7.85 (s, 1H), 7.77-7.72 (m, 3H), 7.38 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.24 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 2.45 (s, 3H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 157.65, 149.60, 139.35, 138.43, 136.70, 129.71, 128.63, 127.65, 123.99, 122.01, 120.64, 21.51. HRMS (EI): C12H12N [M+H]+のm/z計算値: 170.0964; 実測値: 194.1043.
ｖ．２−オクチルピリジン（７ｅ）
同一の反応状態下で、アルコール／アミノアルコールの割合＝１．５／１とした。無色の油状物。
収率：６０％。1H NMR (200 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.53 (d, J = 4.8 Hz, 1H), 7.59 (t, J = 9.3 Hz, 1H), 7.16-7.07 (m, 2H), 2.79 (t, J = 8.1 Hz, 2H), 1.73 (m, 2H), 1.28 (m, 10H), 0.89 (t, J = 6.7 Hz, 3H). HRMS (EI): C13H22N [M+H]+のm/z計算値: 192.1747; 実測値: 192.1744.この生成物は、第二級アルコール由来の脱水素された生成物を含有する（生成物：他の脱水素された生成物＝１：１．８）。（既知の化合物：Nakamura, Y.; Yoshikai, N.; Ilies, L.; Nakamura, E. Org. Lett. 2012, 14, 12）。
ｖｉ．２−デシルピリジン（７ｆ）
同一の反応状態下で、アルコール／アミノアルコールの割合＝１．５／１とした。無色の油状物。収率：６３％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.53 (d, J = 4.6 Hz, 1H), 7.58 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.14 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.08 (t, J = 5.7 Hz, 1H), 2.78 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 1.76-1.68 (m, 2H), 1.26 (m, 14H), 0.88 (t, J = 6.9 Hz, 3H). HRMS (EI): C15H26N [M+H]+のm/z計算値: 220.2060; 実測値: 220.2057.完全に純粋な生成物を単離できないため、生成物はその未反応の第二級アルコールから特定された。生成物：未反応の第二級アルコール＝１：１．６。（既知の化合物：Vandromme, L.; Reissig, H. -U.; Groper, S.; Rabe, J. P. Eur. J. Org. Chem. 2008, 2049-2055）。
ｖｉｉ．２−フェニルキノリン（７ｇ）
白色固体。収率：８１％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.21 (t, J = 9.2 Hz, 4H), 7.88 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.83 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.75 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 7.57-7.53 (m, 3H), 7.49 (t, J = 7.2 Hz, 1H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 157.29, 148.24, 139.64, 136.70, 129.70, 129.59, 129.26, 128.79, 127.52, 127.41, 127.13, 126.22, 118.94.（既知の化合物：Rao, M. L. N.; Dhanorkar, R. J. Eur. J. Org. Chem. 2014, 5214-5228）。
ｖｉｉｉ．２−（３−メトキシフェニル）キノリン（７ｈ）
無色の油状物。収率：７５％。1H NMR (200 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.22-8.19 (m, 2H), 7.87-7.80 (m, 3H), 7.74 (t, J = 8.5 Hz, 2H), 7.54 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 7.45 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.04 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 3.94 (s, 3H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 160.08, 157.04, 148.15, 141.09, 136.68, 129.74, 129.68, 129.58, 127.39, 126.25, 119.95, 119.02, 115.30, 112.66, 55.34. HRMS (EI): C16H14ON [M+H]+のm/z計算値: 236.1070; 実測値: 236.1068.
ｉｘ．２−（４−フルオロフェニル）キノリン（７ｉ）
白色固体。収率：７２％。1H NMR (400 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.21-8.15 (m, 4H), 7.82 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 7.74 (t, J = 6.7 Hz, 1H), 7.54 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 7.22 (t, J = 8.5 Hz, 2H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 164.76, 162.77, 156.77, 148.19, 136.85, 136.85, 135.78, 129.74, 129.39, 129.33, 127.43, 127.04, 126.30, 118.58, 115.80, 115.63. HRMS (EI): C15H11NF [M+H]+のm/z計算値: 224.0870; 実測値: 224.0869.
ｘ．２−（４−（トリフルオロメチル）フェニル）キノリン（７ｊ）
白色固体。収率：６７％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.29 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 8.25 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.20 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.88 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.85 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.80-7.75 (m, 3H), 7.58 (t, J = 8.0 Hz, 1H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 155.62, 148.25, 142.92, 137.08, 129.96, 129.83, 127.80, 127.50, 126.82, 125.72, 125.69, 118.73. HRMS (EI): C16H11NF3 [M+H]+のm/z計算値: 274.0838; 実測値: 274.0838.
ｘｉ．２−（ナフタレン−２−イル）キノリン（７ｋ）
白色固体。収率：８７％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 8.64 (s, 1H), 8.40 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 8.25 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.05-8.01 (m, 3H), 7.93-7.91 (m, 1H), 7.85 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.77 (t, J = 6.9 Hz, 1H), 7.57-7.54 (m, 3H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 157.12, 148.35, 136.94, 136.76, 133.84, 133.48, 129.72, 129.68, 128.79, 128.54, 127.70, 127.46, 127.19, 127.11, 126.67, 126.30, 125.03, 119.11. HRMS (EI): C19H14N [M+H]+のm/z計算値: 256.1121; 実測値: 256.1120.
（実施例５）
ピラジン誘導体の合成のための一般的手順
オーブンで乾燥させた１５ｍＬのａｃｅ圧力管に、穏やかなアルゴン気流下で、１，２アミノアルコール３ｆ（０．２５ｍｍｏｌ）、Ｃｏ錯体１（２．５ｍｏｌ％）、およびｍ−キシレン（１ｍＬ）を加えた。この混合物を、１３５℃（浴温）に加熱した。２４時間後、この反応混合物を、水（４ｍＬ）で希釈し、ジクロロメタン（３ｘ５ｍＬ）を用いて抽出した。得られた有機層を、無水Ｎａ2ＳＯ4で脱水し、溶媒を減圧下で蒸発させた。この粗混合物を、溶出系として石油エーテル／酢酸エチルを使用したシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２３０〜４００メッシュサイズ）によって精製した。
グラム規模合成：本発明のコバルトで触媒された直接的なピラジン合成を、グラム規模合成について試験したところ、試験は極めて奏功し、６１％の単離収率（１．０２ｇ）で８を得た。
ａ．２，５−ジフェニルピラジン（８）
オーブンで乾燥させた１５ｍＬのａｃｅ圧力管に、穏やかなアルゴン気流下で、２−アミノ−２−フェニルエタン−１−オール３ｆ（０．２５ｍｍｏｌ）、Ｃｏ錯体１（２．５ｍｏｌ％）、およびｍ−キシレン（１ｍＬ）を加えた。この混合物を、１３５℃（浴温）に加熱した。２４時間後、この反応混合物を、水（４ｍＬ）で希釈し、ジクロロメタン（３ｘ５ｍＬ）を用いて抽出した。得られた有機層を、無水Ｎａ2ＳＯ4で脱水し、溶媒を減圧下で蒸発させた。この粗混合物を、溶出系として石油エーテル／酢酸エチルを使用したシリカゲルカラムクロマトグラフィー（２３０〜４００メッシュサイズ）によって精製した。
白色固体。収率：６８％。1H NMR (500 MHz, クロロホルム-d) δ = 9.10 (s, 2H), 8.08 (d, J = 7.2 Hz, 4H), 7.55 (t, J = 7.2 Hz, 4H), 7.50 (q, J = 7.2 Hz, 2H). 13C NMR (126 MHz, クロロホルム-d) δ = 150.68, 141.25, 136.27, 129.77, 129.07, 126.79.（既知の化合物：Gnanaprakasam, B.; Balaraman, E.; Ben-David, Y.; Milstein, D. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 12240）。
本発明の利点
− 空気に安定で、分子的に定義された、新規なＳＮＳ−コバルト（ＩＩ）錯体の使用。
− このタンデム環化反応は、副生成物として水素ガスおよび水の遊離のみを伴い、温和で環境に無害な条件下で進行する。
− 極めて良好なステップ経済および高い原子効率。
− 第二級アルコールを用いた保護されないβ−アミノアルコールの脱水素環化を介した、多様なＮ−複素環の調製のための前触媒としての単純なホスフィン配位子非含有Ｃｏ（ＩＩ）錯体。
− コバルト（ＩＩ）錯体は、空気に安定であり、それらの合成は、簡単で、開放空気雰囲気中で簡便に実施され、規模の拡大が可能であるといった実用的な利点を有する。

Claims (15)

  1. 式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒。
    Figure 2021502885
     式（Ｉ）
    （式中、
    Ｒは、水素、アルキル（直鎖状または分枝状）、置換または非置換のアリールおよびＯ、Ｎ原子含有ヘテロアリールからなる群から選択され、
    Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群から選択される）
  2. 式（Ｉ）の前記コバルト系触媒が、ビス（２−（ジエチル−λ３−スルファニル）エチル）アミン、ビス（２−（イソプロピルチオ）エチル）アミン、ビス（２−（フェニルチオ）エチル）アミン、またはビス（２−（（置換）フェニルチオ）エチル）アミンのコバルト系二量体錯体から選択される、請求項１に記載の式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒。
  3. ｉ．溶媒中のＣｏＸ2の溶液を調製するステップと、
    ｉｉ．溶媒中のＳＮＳ配位子の溶液を調製するステップと、
    ｉｉｉ．ステップ（ｉ）および（ｉｉ）の溶液を混合するステップと、
    ｉｖ．ステップ（ｉｉｉ）の反応混合物を、２５℃〜３０℃の範囲の温度で、３〜４時間の範囲の期間撹拌して、式（Ｉ）のコバルト系触媒を得るステップと
    を含む、請求項１に記載の式（Ｉ）のコバルト系触媒の調製のための方法。
  4. 前記ＣｏＸ2が、コバルト（ＩＩ）塩化物（ＣｏＣｌ2）、コバルト（ＩＩ）臭化物（ＣｏＢｒ2）、またはコバルト（ＩＩ）ヨウ化物（ＣｏＩ2）からなる群から選択される、請求項３に記載の方法。
  5. 前記ＳＮＳ配位子が、ビス（２−（ジエチル−λ３−スルファニル）エチル）アミン（EtＳＮＳ；Ｌ１）またはビス（２−（イソプロピルチオ）エチル）アミン（isoPrＳＮＳ；Ｌ２）から選択される、請求項３に記載の方法。
  6. 前記溶媒が、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、またはジエチルエーテルからなる群から選択される、請求項３に記載の方法。
  7. 式（ＩＩ）の芳香族複素環式化合物の合成のための方法であって、
    Figure 2021502885
     式ＩＩ
    割合が１：２：０．２：１から１：０．５：０．２５：１．５の範囲であるアミノアルコール、アルコール、式（Ｉ）のホスフィン非含有コバルト系触媒および塩基と溶媒との反応混合物を、１５０〜１８０℃の範囲の温度で、２４〜３０時間の範囲の期間加熱し、続いて、この反応混合物を冷却して式（ＩＩ）の芳香族複素環式化合物を得るステップを含む、方法。
  8. 前記アルコールが、脂肪族短鎖および長鎖第一級アルコール、第二級アルコール、芳香族（置換および非置換）第一級および第二級アルコール、複素環式芳香族アルコール、または環状アルコールからなる群から選択される、請求項７に記載の方法。
  9. 前記アルコールが、１−フェニルエタノール、１−ｐ−トリルエタノール、１−（４−クロロフェニル）エタノール、１−（４−メトキシフェニル）エタノール、１−（４−アミノフェニル）エタノール、１−（ナフタレン−２−イル）エタノール、１−（ナフタレン−１−イル）エタノール、２−デカノール、１−ｍ−トリルエタノール、２−ドデカノール、１−（４−（トリフルオロメチル）フェニル）エタノールおよび１−（３−メトキシフェニル）エタノールからなる群から選択される、請求項７に記載の方法。
  10. 前記アミノアルコールが、脂肪族および芳香族（βおよびγ）アミノアルコールから選択される、請求項７に記載の方法。
  11. 前記アミノアルコールが、２−アミノブタン−１−オール、２−アミノ−３−メチルブタン−１−オール、２−アミノ−４−メチルペンタン−１−オール、２−アミノ−３−メチルペンタン−１−オール、２−アミノ−３−フェニルプロパン−１−オール、２−アミノ−２−フェニルエタノール、３−アミノプロパン−１−オールおよび（２−アミノフェニル）メタノールからなる群から選択される、請求項７に記載の方法。
  12. 前記塩基が、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（ｔ−ＢｕＯＫ）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（ｔ−ＢｕＯＮａ）、リチウムｔｅｒｔ−ブトキシド（ｔ−ＢｕＯＬｉ）、水素化カリウム（ＫＨ）、水素化ナトリウム（ＮａＨ）、カリウムビス（トリメチルシリル）アミド［ＫＨＭＤＳ］、リチウムビス（トリメチルシリル）アミド［ＬｉＨＭＤＳ］、ナトリウムイソプロポキシド（ＮａＯｉＰｒ）、ナトリウムエトキシド（ＮａＯＥｔ）、またはナトリウムメトキシド（ＮａＯＭｅ）からなる群から選択される、請求項７に記載の方法。
  13. 前記溶媒が、ｍ−キシレン、トルエン、オクタン、メシチレン、またはデカンからなる群から選択される、請求項７に記載の方法。
  14. 式（ＩＩ）の前記芳香族複素環式化合物が、
    ｉ． ２−メチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ａ）、
    ｉｉ． ２−エチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｂ）、
    ｉｉｉ． ２−イソプロピル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｃ）、
    ｉｖ． ２−イソブチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｄ）、
    ｖ． ２−ｓｅｃ−ブチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｅ）、
    ｖｉ． ２，５−ジフェニル−１Ｈ−ピロール（５ｆ）、
    ｖｉｉ． ２−ベンジル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール（５ｇ）、
    ｖｉｉｉ． ２−イソプロピル−５−ｐ−トリル−１Ｈ−ピロール（５ｈ）、
    ｉｘ． ２−（４−クロロフェニル）−５−イソプロピル−１Ｈ−ピロール（５ｉ）、
    ｘ． ２−イソプロピル−５−（４−メトキシフェニル）−１Ｈ−ピロール（５ｊ）、
    ｘｉ． ４−（５−イソプロピル−１Ｈ−ピロール−２−イル）アニリン（５ｋ）、
    ｘｉｉ． ２−イソプロピル−５−ｍ−トリル−１Ｈ−ピロール（５ｌ）、
    ｘｉｉｉ． ２−イソプロピル−５−（ナフタレン−１−イル）−１Ｈ−ピロール（５ｍ）、
    ｘｉｖ． ２−イソプロピル−５−オクチル−１Ｈ−ピロール（５ｎ）、
    ｘｖ． ２−イソブチル−５−（ナフタレン−２−イル）−１Ｈ−ピロール（５ｏ）、
    ｘｖｉ． ２−フェニルピリジン（７ａ）、
    ｘｖｉｉ． ２−ｐ−トリルピリジン（７ｂ）、
    ｘｖｉｉｉ． ２−（４−メトキシフェニル）ピリジン（７ｃ）、
    ｘｉｘ． ２−ｍ−トリルピリジン（７ｄ）、
    ｘｘ． ２−オクチルピリジン（７ｅ）、
    ｘｘｉ． ２−デシルピリジン（７ｆ）、
    ｘｘｉｉ． ２−フェニルキノリン（７ｇ）、
    ｘｘｉｉｉ． ２−（３−メトキシフェニル）キノリン（７ｈ）、
    ｘｘｉｖ． ２−（４−フルオロフェニル）キノリン（７ｉ）、
    ｘｘｖ． ２−（４−（トリフルオロメチル）フェニル）キノリン（７ｊ）または
    ｘｘｖｉ． ２−（ナフタレン−２−イル）キノリン（７ｋ）
    からなる群から選択される、請求項７に記載の方法。
  15. ピラジン誘導体（Ｃ4Ｈ4Ｎ2）の合成のための方法であって、溶媒中の１，２アミノアルコールおよび請求項１に記載の式（Ｉ）のコバルト系触媒の反応混合物を、１３０〜１３５℃の範囲の温度で、２２〜２４時間の範囲の期間に、アルゴン雰囲気下で還流し、ピラジン誘導体を得るステップを含む、方法。
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