JP7241346B2 - 芳香族化合物の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、芳香族化合物の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明はジナフト[3,2-b:2’,3’-f]チエノ[3,2-b]チオフェン(以下、「DNTT」と略す)誘導体の製造方法に関する。
近年、有機FET(電界効果トランジスタ)デバイス、有機EL(エレクトロルミネッセンス)デバイスなどの有機半導体を用いた薄膜デバイスが注目され、実用化されている。これらの薄膜デバイスに用いられる有機半導体材料として種々の化合物が研究、開発されており、例えば、特許文献1及び2には、DNTTは優れた電荷移動度を呈し、その薄膜が有機半導体特性を有することが示されている。しかしながら、特許文献1及び2に開示されているDNTT誘導体は、有機溶媒への溶解性が乏しく、塗布法等の溶液プロセスで有機半導体層を作製できないことが問題であった。
この問題に対して、特許文献3および非特許文献1には、DNTT骨格に分岐鎖アルキル基を導入することにより有機溶媒への溶解性が改善することが示されている。
以上のようにこれらの有機半導体として有益なDNTT誘導体の開発が行われてきていたが、これまでの製造法には、チエノチオフェン構造部分の構築法に制約があり、特に非対称な置換基を有するDNTTを製造することは困難であった。この様な状況において、DNTT誘導体の合成方法についても様々な検討がなされており、現在では主に3つの方法が知られている。
1つ目の方法は、チエノチオフェン構造をはじめから有しているテトラブロモチエノチオフェンを出発物質として構築していく下記合成フローの製造方法である(特許文献4)。
Figure 0007241346000001
この製造方法によれば、無置換のベンズアルデヒドを用いる場合は問題ないが、置換基を有するベンズアルデヒドを用いると、得られるDNTT誘導体は置換基の置換位置の異なる種々の化合物の混合物となってしまうことが問題であった。
2つ目の方法は、古くから知られているアセチレン誘導体(A)を出発物質とする下記合成フローの製造方法である(特許文献5)。
Figure 0007241346000002
この合成方法によれば、非対称のDNTTを選択的に合成することが可能だが、アセチレン誘導体(A)の原料となるBr体の工業的な製法が未だ確立できているとは言えないことや、アセチレン誘導体のヨウ素での環化反応は一般的に収率が低い(特許文献5では収率10%~40%程度)こと等が問題であった。
3つ目の方法は、エチレン誘導体を出発原料とする製造方法であり、大部分のDNTT誘導体はこの方法により合成されてきた(特許文献1、特許文献2、特許文献5、特許文献6)。
例えば、特許文献3および非特許文献1には、2つの異なる3-メチルチオ-2-トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ナフタレン(B)及び(C)と、トランス-1,2-ビス(トリブチルスタニル)エチレンとをカップリングすることで非対称なトランス-1,2-ビス(3-メチルチオナフタレン-2-イル)エチレンが得られることが開示されており、次いでこれを閉環することによって目的化合物である非対称DNTTを得ることが可能である(下記合成フローを参照のこと)。
Figure 0007241346000003
しかしながら、この合成方法では化合物(D)の収率が低く、しかも副生成物の構造によっては精製が困難になる場合がある。
また、特許文献7ではDNTT骨格に直接ハロゲン原子を付加させた後カップリング反応を行うことで目的の置換基を導入する方法が知られているが、置換位置は5、12位に限定されており、その他の位置への導入は困難である。
Figure 0007241346000004
WO2008/050726公報 WO2010/098372公報 WO2014/115749公報 KR2008100982公報 特開2009-196975号公報 WO2009/009790公報 WO2014/027685公報
ACS Appl.Mater.Interfaces,8,3810-3824(2016)
本発明の目的は、様々なDNTT誘導体、特に非対称なDNTT誘導体を製造するための原料化合物として有用なDNTT中間体をより簡便な方法で製造する方法を提供することにある。
本発明者らは鋭意検討の結果、特定構造の原料化合物を反応させる工程を含む簡便な製造方法が上記の課題を解決することを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、
[1]一般式(1)
Figure 0007241346000005
(式(1)中、RおよびRの一方はハロゲン原子を表し、他方は水素原子、ハロゲン原子または置換基を表す。Xはハロゲン原子またはトリフルオロメタンスルホナート基を表す。)
で表される化合物と、
一般式(2)
Figure 0007241346000006
(式(2)中、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基または芳香族基を表す。Xは硫黄原子またはセレン原子を表す。R乃至Rはそれぞれ独立にアルキル基を表す。)
で表される化合物を反応させる工程を含む、
一般式(3)
Figure 0007241346000007
(式(3)中、RおよびRは式(1)におけるRおよびRと同じ意味を表す。R、RおよびXは式(2)におけるR、RおよびXと同じ意味を表す。)
で表される芳香族化合物の製造方法、
[2]Rおよび/またはRが塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である前項[1]に記載の芳香族化合物の製造方法、
[3]Xがヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホナート基である前項[1]または[2]に記載の芳香族化合物の製造方法、
[4]Xが硫黄原子である前項[1]乃至[3]のいずれか一項に記載の芳香族化合物の製造方法、
[5]R乃至Rがメチル基である前項[1]乃至[4]のいずれか一項に記載の芳香族化合物の製造方法、および
[6]RおよびRが水素原子である前項[1]乃至[5]のいずれか一項に記載の芳香族化合物の製造方法、
に関する。
本発明によれば、従来の方法では製造が困難だったDNTT誘導体、特に非対称なDNTT誘導体を製造するための原料となるDNTT中間体を高選択的に製造することが可能であり、様々な構造のDNTT誘導体を製造するために利用可能なDNTT中間体を提供することができる。
以下、本発明の製造法について詳細に述べる。
本発明の上記一般式(3)で表される芳香族化合物の製造方法は、上記一般式(1)で表される化合物と上記一般式(2)で表される化合物を反応させる工程を含む。
一般式(1)中、RおよびRの一方はハロゲン原子を表し、他方は水素原子、ハロゲン原子または置換基を表す。
一般式(1)のRおよびRが表すハロゲン原子として、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられ、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が好ましい。
一般式(1)のRおよびRが表す置換基としては、式(2)で表される化合物との反応に影響を及ぼさないものであれば特に限定されない。置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族基、アルコキシ基およびアルキルチオ基等が挙げられる。
一般式(1)のRおよびRが表す置換基としてのアルキル基は、炭素原子と水素原子からなる飽和の炭化水素基であれば直鎖型、分岐鎖型及び環状の何れにも限定されない。また、その炭素数も特に限定されないが、好ましくは1乃至20、より好ましくは1乃至16である。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基およびペンチル基等が挙げられる。
一般式(1)のRおよびRが表す置換基としてのアルケニル基は、炭素原子と水素原子からなり、かつ飽和炭化水素基中に炭素-炭素二重結合を一つだけ有する置換基であれば直鎖型、分岐鎖型及び環状の何れにも限定されない。また、その炭素数も特に限定されないが、好ましくは2乃至20、より好ましくは2乃至16である。アルケニル基の具体れとしては、エチレン基、プロピレン基、ブテン基およびペンテン基等が挙げられる。
一般式(1)のRおよびRが表す置換基としてのアルキニル基とは、炭素原子と水素原子からなり、かつ飽和炭化水素基中に炭素-炭素三重結合を一つだけ有する置換基であれば直鎖型、分岐鎖型及び環状の何れにも限定されない。また、その炭素数も特に限定されないが、好ましくは2乃至20、より好ましくは2乃至16である。アルケニル基の具体例としては、アセチレン基、プロピン基、ブチン基およびペンチン基等を挙げることができる。
一般式(1)のRおよびRが表す置換基としての芳香族基とは、芳香族炭化水素化合物、縮合環芳香族化合物および複素芳香族化合物等の芳香族化合物の芳香環から水素原子を一つ除いた残基でありさえすれば特に限定されない。また、その炭素数も特に限定されないが、好ましくは6乃至18程度である。芳香族基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、フリル基、チエニル基、セレノフリル基およびチエノチエニル基等を挙げることができる。
一般式(1)のRおよびRが表す置換基としてのアルコキシ基とは、アルキル基と酸素原子が結合した置換基である。アルコキシ基中のアルキル基は、炭素原子と水素原子からなる飽和の炭化水素基であれば直鎖型、分岐鎖型及び環状の何れにも限定されない。また、その炭素数も特に限定されないが、好ましくは1乃至20、より好ましくは1乃至16である。アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基およびn-ペンチルオキシ基等が挙げられる。
一般式(1)のRおよびRが表す置換基としてのアルキルチオ基とは、アルキル基と硫黄原子が結合した置換基である。アルキルチオ基中のアルキル基は、炭素原子と水素原子からなる飽和の炭化水素基であれば直鎖型、分岐鎖型及び環状の何れにも限定されない。また、その炭素数も特に限定されないが、好ましくは1乃至20、より好ましくは1乃至16である。アルキルチオ基の具体例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、n-プロピルチオ基およびn-ペンチルチオ基等が挙げられる。
上記アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルオキシ基およびアルキルチオ基の炭素原子は、酸素原子および/または硫黄原子に置換されていてもよい。また、上記置換基に含まれる1つ以上の水素原子がハロゲン原子で一部が置換されていてもよく、その分子構造は特に限定されるものではない。ただし、アリール基については一般式(3)中のR乃至Rと同一のハロゲン原子の場合を除く。さらに、上記置換基の一部がアリール基で置換されていてもよい。
一般式(1)におけるR及びRとしては、RおよびRの少なくとも一方が塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子であることが好ましい。
一般式(1)中、Xはハロゲン原子またはトリフルオロメタンスルホナート基を表す。
一般式(1)のXが表すハロゲン原子として、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられ、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が好ましく、臭素原子またはヨウ素原子がより好ましい。
一般式(1)におけるXとしては、ヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホナート基であることが好ましい。
一般式(2)中、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基を表す。また、RとRは互いに結合してベンゼン環などの環を形成してもよい。
一般式式(2)のRおよびRが表すハロゲン原子としては、式(1)のRおよびRが表すハロゲン原子と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
一般式(2)のRおよびRが表すアルキル基としては、一般式(1)のRおよびRが表す置換基としてのアルキル基と同じものが挙げられる。
一般式(2)のRおよびRが表すアルコキシ基としては、一般式(1)のRおよびRが表す置換基としてのアルコキシ基と同じものが挙げられる。
一般式(2)のRおよびRが表す芳香族基としては、一般式(1)のRおよびRが表す置換基としての芳香族基と同じものが挙げられる。
一般式(1)におけるRおよびRとしては、水素原子が好ましい。
一般式(2)中、Xは硫黄原子またはセレン原子を表し、硫黄原子が好ましい。
一般式(2)中、R乃至Rはそれぞれ独立にアルキル基を表す。
一般式(2)のR乃至Rが表すアルキル基としては、一般式(1)のRおよびRが表す置換基としてのアルキル基と同じものが挙げられる。
一般式(2)のR乃至Rが表すアルキル基の炭素数は通常1乃至8であり、好ましくは1乃至4である。直鎖アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、iso-ブチル基、n-ペンチル基及びn-ヘキシル基等が、分岐鎖アルキル基の具体例としては、i-プロピル基、iso-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、iso-ペンチル基及びiso-ヘキシル基等が挙げられる。
一般式(2)におけるR乃至Rとしては、メチル基がより好ましい。
本発明の製造方法における式(1)で表される化合物と式(2)で表される化合物とを反応させる工程は、下記のスキームに示した第一段階の反応と第二段階の反応を含む。
Figure 0007241346000008
第一段階の反応の反応温度は、通常-10乃至200℃、好ましくは40乃至180℃、より好ましくは80乃至150℃である。また、反応時間は特に限定されないが、通常1乃至72時間、好ましくは6乃至48時間である。
後述する触媒を併用することにより、反応温度を下げたり反応時間を短縮したりすることができる。
第一段階の反応は、アルゴン雰囲気下、窒素置換下、乾燥アルゴン雰囲気下、乾燥窒素気流下等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
第一段階の反応には、触媒を用いることが好ましい。触媒としては、例えば、トリ-tert-ブチルホスフィン、トリアダマンチルホスフィン、1,3-ビス(2,4,6-トリメチルフェニル)イミダゾリジニウムクロライド、1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリジニウムクロライド、1,3-ジアダマンチルイミダゾリジニウムクロライド、又はそれらの混合物;金属Pd、Pd/C(含水又は非含水)、ビス(トリフェニルホスフィノ)パラジウムジクロライド(Pd(PPhCl)、酢酸パラジウム(II)(Pd(OAc))、(1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン)パラジウムジクロライド(Pd(dppf)Cl)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(Pd(PPh)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(Ni(PPh)、ニッケル(II)アセチルアセトネート(Ni(acac))、ジクロロ(2,2’-ビピリジン)ニッケル(Ni(bpy)Cl)、ジブロモビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(Ni(PPhBr)、ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパンニッケルジクロライド(Ni(dppp)Cl)及びビス(ジフェニルホスフィノ)エタンニッケルジクロライド(Ni(dppe)Cl)等が好ましく、ニッケル系の触媒又はパラジウム系の触媒がより好ましく、Pd/C(含水又は非含水)又はPd(PPhCl、Pd(PPhが更に好ましく、Pd(PPhCl、Pd(PPhが特に好ましい。
これらの触媒は複数種を混合して用いてもよいし、これらの触媒に他の触媒を混合して用いてもよい。
第一段階の反応に用いる触媒の量は、一般式(1)で表される化合物1molに対して、好ましくは0.001乃至0.500mol、より好ましくは、0.001乃至0.100mol、更に好ましくは0.001乃至0.050molである。
第一段階の反応には、アルカリ金属塩を併用してもよい。アルカリ金属塩を併用することにより、反応の選択性を向上させることができる。
併用し得るアルカリ金属塩はアルカリ金属を含む塩であればいかなるものでも使用可能であるが、例えば、塩化リチウム、臭化リチウム及びヨウ化リチウム等が挙げられ、好ましくは塩化リチウムである。
アルカリ金属塩の添加量は、一般式(1)で表される化合物1molに対して、好ましくは0.001乃至5.0molである。
第一段階の反応は、溶媒中で行ってもよい。用い得る溶媒は、原料である式(1)で表される化合物並びに式(2)で表される化合物、及び必要により用いられる触媒やアルカリ金属塩等を溶解し得る溶媒であれば、いかなるものでも使用可能である。
溶媒の具体例としては、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン、ニトロベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族化合物類や、n-ヘキサン、n-ヘプタン並びにn-ペンタン等の飽和脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、シクロヘプタン並びにシクロペンタン等の脂環式炭化水素類;n-プロピルブロマイド、n-ブチルクロライド、n-ブチルブロマイド、ジクロロメタン、ジブロモメタン、ジクロロプロパン、ジブロモプロパン、ジクロロブタン、クロロホルム、ブロモホルム、四塩化炭素、四臭化炭素、トリクロロエタン、テトラクロロエタン並びにペンタクロロエタン等の飽和脂肪族ハロゲン化炭化水素類;クロロシクロヘキサン、クロロシクロペンタン並びにブロモシクロペンタン等のハロゲン化環状炭化水素類;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル並びに酪酸ブチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン並びにメチルイソブチルケトン等のケトン類;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン並びに1,3-ジオキサン等のエーテル類;N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド並びにN,N-ジメチルアセトアミド等のアミド類;エチレングリコール、プロピレングリコール並びにポリエチレングリコール等のグリコール類;及びジメチルスルホキシド等のスルホキシド類を挙げることができる。これらの溶媒は単独でも2種以上混合して使用してもよい。
第二段階の反応は、WO2016/152889公報で詳しく述べられているのと同様の方法で行うことができる。
本発明の製造方法で得られた式(3)で表される芳香族化合物は、精製を施した後にDNTT中間体として用いることが好ましい。精製方法は特に限定されるものではなく、式(3)で表される芳香族化合物の物性に応じて、公知の精製方法を用いることができる。具体的には、例えば再結晶法、カラムクロマトグラフィー法、昇華精製法が挙げられる。
こうして得られた式(3)で表される化合物が有するハロゲン原子を、金属触媒を用いたカップリング反応等の公知の方法により置換基に変換することにより、所望の置換基を有するDNTT誘導体を製造することができる。
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
実施例において、融点はStanford Research Systems社製Optimelt MPA100、核磁気共鳴スペクトルはBruker社製Avance500、HR-MSはJEOL社製JMS-T100GCV、元素分析はYanaco社製MT-6 CHN CORDERを用いて測定した。
尚、実施例における「部」は質量部を意味する。
実施例1(下記式6で表される芳香族化合物(DNTT中間体)の合成)
(工程1)下記式1で表される化合物の合成
滴下漏斗を取り付け加熱乾燥した500mL四口フラスコ中で、窒素雰囲気下、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン(TMP)15.3mL(90mmol)をテトラヒドロフラン(THF)90mLに溶解させた。-80℃まで冷却した後、ノルマルブチルリチウム(n-BuLi)のモル濃度1.55Mヘキサン溶液58mL(溶液中のノルマルブチルリチウムのモル数;90mmol)をゆっくり滴下した。-80℃で10分間撹拌後、塩化亜鉛-テトラメチルエチレンジアミン錯体8.30部(22.5mmol)を加え、0℃まで昇温した。15分間撹拌後、再び-80℃まで冷却し、2-ブロモ-6-メトキシナフタレン7.11部(30.0mmol)を加えた。反応液を室温まで昇温して2時間撹拌後、ジメチルジスルフィド(MeS-SMe)16.0mL(180mmol)を加えた。17時間撹拌後、2N塩酸を加え、反応溶液を酢酸エチルで抽出し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、反応混合物をろ取してロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応混合物をヘキサン:塩化メチレン8:2の混合溶媒を移動相とするシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、下記式1で表される化合物6.23部(22.0mmol、収率73%)を白色固体として得た。
下記式1で表される化合物の融点、核磁気共鳴スペクトル、HR-MSスペクトル及び元素分析の結果は、以下のとおりであった。
m.p. 86.2 - 86.8 °C.
1H NMR (CDCl3, 400 MHz): d (ppm) 7.85 (d, 1H, J = 1.6 Hz), 7.56 (d, 1H, J = 8.8 Hz), 7.43 (dd, 1H, J = 8.8, 2.0 Hz), 7.32 (s, 1H), 7.03 (s, 1H), 3.99 (s, 3H), 2.53 (s, 3H).
13C NMR (CDCl3, 100 MHz): d (ppm) 154.63, 131.42, 130.40, 130.33, 128.52, 128.38, 128.07, 121.53, 117.59, 104.47, 55.93, 14.32.
HRMS (EI) m/z: Calcd for C12H11BrOS [M]+: 281.9714. Found: 281.9726.
Elemental analysis: Calcd for C12H11BrOS: C, 50.90; H, 3.92. Found: C, 50.73; H, 3.85.
Figure 0007241346000009
(工程2)下記式2で表される化合物の合成
500mL四口フラスコ中で、工程1で得られた式1で表される化合物5.66部(20.0mmol)を塩化メチレン150mLに溶解させた。0℃で三臭化ホウ素(BBr)のモル濃度1.0M塩化メチレン溶液25mL(溶液中の三臭化ホウ素のモル数;25mmol)をゆっくり滴下した。9時間撹拌した後、氷水に注ぎ入れ、反応溶液を塩化メチレンで抽出し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、反応混合物をろ取してロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応混合物を再結晶により精製し、下記式2で表される化合物5.28部(19.6mmol、98%)を白色固体として得た。
下記式2で表される化合物の融点、核磁気共鳴スペクトル、HR-MSスペクトル及び元素分析の結果は、以下のとおりであった。
m.p. 123.4 - 123.7 °C.
13C NMR (CDCl3, 100 MHz): d (ppm) 152.87, 133.25, 132.37, 130.18, 129.92, 129.18, 128.09, 125.92, 117.40, 109.29, 19.53.
HRMS (EI) m/z: Calcd for C11H9BrOS [M]+: 267,9558. Found: 267.9574.
Elemental analysis: Calcd for C11H9BrOS: C, 49.09; H, 3.37. Found: C, 48.99; H, 3.38.
Figure 0007241346000010
(工程3)下記式3で表される化合物の合成
500mL四口フラスコ中で、工程2で得られた式2で表される化合物5.20部(19.3mmol)を塩化メチレン120mLに溶解させた。そこにトリエチルアミン6.4mL(46mmol)を添加して0℃まで冷却した後、トリフルオロメタンスルホン酸無水物3.9mL(23mmol)をゆっくり滴下した。1時間撹拌後、1N塩酸を加え、反応溶液を塩化メチレンで抽出し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、反応混合物をろ取してロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応混合物をヘキサン:塩化メチレン3:7の混合溶媒を移動相とするシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、下記式3で表される化合物7.59部(18.9mmol、収率98%)を白色固体として得た。
下記式3で表される化合物の融点、核磁気共鳴スペクトル、HR-MSスペクトル及び元素分析の結果は、以下のとおりであった。
m.p. 73.2 - 74.6 °C.
1H NMR (CDCl3, 500 MHz): d (ppm) 7.95 (d, 1H, J = 1.5 Hz), 7.68 (s, 1H), 7.65 (d, 1H, J = 9.0 Hz), 7.55 (dd, 1H, J = 8.5, 2.0 Hz), 7.53 (s, 1H), 2.59 (s, 3H).
HRMS (EI) m/z: Calcd for C12H8BrF3O3S2 [M]+: 399.9050. Found: 399.9065.
Elemental analysis: Calcd for C12H8BrF3O3S2: C, 35.92; H, 2.01. Found: C, 35.76; H, 2.09.
Figure 0007241346000011
(工程4)下記式4で表される化合物の合成
2L四口フラスコ中で、工程3で得られた式3で表される化合物22.47部(56.00mmol)を塩化メチレン1000mLに溶解させた。0℃まで冷却後、メタクロロ過安息香酸(mCPBA)の20質量%水溶液13.10部(水溶液中のメタクロロ過安息香酸のモル数;60.70mmol)をゆっくり加えた。6時間撹拌後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液でクエンチし、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、反応混合物をろ取してロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応混合物を塩化メチレン:酢酸エチル=19:1の混合溶媒を移動相とするシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、下記式4で表される化合物22.81部(54.67mmol、98%)を白色固体として得た。
下記式4で表される化合物の融点、核磁気共鳴スペクトル、HR-MSスペクトル及び元素分析の結果は、以下のとおりであった。
m.p. 122.0 - 122.4 °C.
1H NMR (CDCl3, 500 MHz): d (ppm) 8.42 (s, 1H), 8.19 (d, 1H, J = 1.5 Hz), 7.83 (s, 1H), 7.81 (d, 1H, J = 9.0 Hz), 7.76 (dd, 1H, J = 8.5 Hz, 2.0 Hz), 2.90 (s, 3H).
HRMS (EI) m/z: Calcd for C12H8BrF3O4S2 [M]+: 415.9000. Found: 415.9023.
Elemental analysis: Calcd for C12H8BrF3O4S2: C, 34.55; H, 1.93. Found: C, 34.40; H, 1.98.
Figure 0007241346000012
(工程5)下記式5で表される化合物の合成
500mL四口フラスコ中で、工程4で得られた式4で表される化合物4.17部(10.0mmol)、2-トリメチルスタニル(ナフト[2,3-b]チオフェン)3.61部(10.4mmol)、塩化リチウム1.27部(30.0mmol)およびPd(PPh 0.14部(0.20mmol)を1,4-ジオキサン125mLに溶解させた。前記で得られた混合溶液を50℃で48時間撹拌した後、水でクエンチし、反応溶液を塩化メチレンで抽出し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、反応混合物をろ取してロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応混合物を再結晶により精製し、下記式5で表される化合物4.27部(94.5mmol、収率95%)を黄色固体として得た。
下記式5で表される化合物の融点、核磁気共鳴スペクトル、HR-MSスペクトル及び元素分析の結果は、以下のとおりであった。
m.p. 262.9 - 264.9 °C.
1H NMR (CDCl3, 500 MHz): d (ppm) 8.56 (s, 1H), 8.37 (s, 1H), 8.36 (s, 1H), 8.20 (d, 1H, J = 1.5 Hz), 8.06 (s, 1H), 8.01-7.99 (m, 1H), 7.95-7.93 (m, 1H), 7.82 (d, 1H, J = 8.5 Hz), 7.71 (dd, 1H, J = 8.5, 1,5 Hz), 7.61 (s, 1H), 7.55-7.49 (m, 2H), 2.55 (s, 3H)
13C NMR (CDCl3, 100 MHz): d (ppm) 143.62, 139.89, 139.08, 138.18, 133.92, 132.29, 131.81, 131.42, 131.31, 130.83, 130.58, 129.62, 128.58, 128.33, 127.31, 125.97, 125.49, 124.17, 123.95, 122.72, 122.14, 120.47, 42.14.
HRMS (EI) m/z: Calcd for C23H15BrOS2 [M]+: 449.9748. Found:449.9753.
Elemental analysis: Calcd for C23H15BrOS2: C, 61.20; H, 3.35. Found: C, 61.19; H, 3.36.
Figure 0007241346000013
(工程6)下記式6で表される化合物の合成
50mLフラスコに工程5で得られた式5で表される化合物226mg(0.500mmol)およびイートン試薬10mLを加えた。室温で4日間撹拌した後、氷水に注ぎ入れ、ろ過することで黄色固体を得た。この黄色固体をピリジン35mLに懸濁させ、20時間還流した。反応溶液を室温まで冷却し、メタノールに注ぎ入れ、ろ過することで黄色固体を得た。得られた反応混合物を加熱したクロロホルムを移動相とするシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、さらに昇華精製することにより、下記式6で表される化合物140mg(0.343mmol、収率69%)を黄色微結晶として得た。
下記式6で表される化合物の融点、核磁気共鳴スペクトル、HR-MSスペクトル及び元素分析の結果は、以下のとおりであった。
m.p. > 350 °C.
1H-NMR (CDCl3, 500 MHz): δ (ppm) 8.46 (s, 1H), 8.42 (s, 1H), 8.37 (s, 2H), 8.14 (s, 1H), 8.10-8.00 (br, 2H), 7.93 (d, 1H, J = 8.5 Hz), 7.62 (dd, 1H, J = 9.0 Hz, 2.0 Hz) 7.58-7.56 (br, 2H).
HRMS (EI) m/z: Calcd for C22H11BrS2 [M]+: 417.9486. Found: 417.9495.
Elemental analysis: Calcd for C22H11BrS2: C, 63.01; H, 2.64. Found: C, 62.90; H, 2.71.
Figure 0007241346000014
参考例1(下記式7で表される芳香族化合物(DNTT誘導体)の合成)
(工程7)下記式7で表される化合物の合成
アルゴン置換した耐圧バイアルに工程6で得られた式6で表される化合物132mg(0.315mmol)、(トリメチルシリルエチニル)トリブチルスズ182mg(0.469mmol)、Pd(PPh 9.5mg(0.0082mmol)およびトルエン19mLを加え、マイクロウェーブ反応器で180℃1時間加熱した。反応溶液を、塩化メチレンを移動相とするシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、さらに昇華精製することにより、下記式7で表される化合物99mg(0.228mmol、収率72%)を黄色固体として得た。
下記式7で表される化合物の融点、核磁気共鳴スペクトル、HR-MSスペクトル及び元素分析の結果は、以下のとおりであった。
m.p. > 350 °C.
1H-NMR (CDCl3, 500 MHz): δ (ppm) 8.43 (s, 1H), 8.39 (s, 1H), 8.36 (s, 1H), 8.32 (s, 1H), 8.10 (d, 1H), 8.04 (dt, 1H, J = 4.5 Hz, 2.0 Hz), 7.96 (m, 1H), 7.95 (m, 1H) 7.55~7.35 (m, 3H), 0.311 (s, 9H).
13C NMR (C2D2Cl4, 120 °C, 100 MHz): δ (ppm) 141.77, 141.03, 134.52, 133.93, 133.15, 132.40, 131.82, 131.53, 131.33, 131.03, 130.77, 128.56, 128.31, 128.10, 127.33, 126.11, 125.08, 122.50, 122.26, 121.05, 120.24, 119.93, 105.67, 96.01, 0.04.
HRMS (EI) m/z: Calcd for C27H20S2Si [M]+: 436.0776. Found: 436.0779.
Elemental analysis: Calcd for C27H20S2Si: C, 74.27; H, 4.62. Found: C, 74.18; H, 4.71.
Figure 0007241346000015
本発明によれば、従来の方法では製造が困難だったDNTT誘導体、特に非対称なDNTT誘導体を製造するための原料となるDNTT中間体を高選択的に製造することが可能であり、様々な構造のDNTT誘導体を製造するために利用可能なDNTT中間体を提供することができる。



Claims (6)

  1. 一般式(1)
    Figure 0007241346000016
    (式(1)中、RおよびRの一方はハロゲン原子を表し、他方は水素原子、ハロゲン原子または置換基を表す。Xはハロゲン原子またはトリフルオロメタンスルホナート基を表す。)
    で表される化合物と、
    一般式(2)
    Figure 0007241346000017
    (式(2)中、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基または芳香族基を表す。Xは硫黄原子またはセレン原子を表す。R乃至Rはそれぞれ独立にアルキル基を表す。)
    で表される化合物を反応させる工程を含む、
    一般式(3)
    Figure 0007241346000018
    (式(3)中、RおよびRは式(1)におけるRおよびRと同じ意味を表す。R、RおよびXは式(2)におけるR、RおよびXと同じ意味を表す。)
    で表される芳香族化合物の製造方法。
  2. および/またはRが塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である請求項1に記載の芳香族化合物の製造方法。
  3. がヨウ素原子またはトリフルオロメタンスルホナート基である請求項1または2に記載の芳香族化合物の製造方法。
  4. が硫黄原子である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の芳香族化合物の製造方法。
  5. 乃至Rがメチル基である請求項1乃至4のいずれか一項に記載の芳香族化合物の製造方法。
  6. およびRが水素原子である請求項1乃至5のいずれか一項に記載の芳香族化合物の製造方法。


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