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(In Japanese)重水素化方法および重水素化触媒

Patent code P170014108
File No. (S2014-0394-N0)
Posted date May 9, 2017
Application number P2016-505299
Patent number P6485878
Date of filing Feb 26, 2015
Date of registration Mar 1, 2019
International application number JP2015055652
International publication number WO2015129813
Date of international filing Feb 26, 2015
Date of international publication Sep 3, 2015
Priority data
  • P2014-035554 (Feb 26, 2014) JP
Inventor
  • (In Japanese)栗山 正巳
  • (In Japanese)尾野村 治
  • (In Japanese)佐藤 香菜子
  • (In Japanese)矢野 玄馬
  • (In Japanese)濱口 典久
  • (In Japanese)鯨田 翔太
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人長崎大学
Title (In Japanese)重水素化方法および重水素化触媒
Abstract (In Japanese)本発明は、コスト面と重水素化率との両方に優れた重水素化方法、さらには、芳香族化合物の脱離基を選択的に重水素置換する方法、およびそれらに用いる重水素化触媒を提供する。本発明は、式(I)で表される化合物から誘導されるカルベン配位子と遷移金属とを含む重水素化触媒、およびそれを用いた重水素化方法に関する。
(式省略)
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

重水素化された化合物は、化学反応機構の解明や、体内動態解析に有用であるほか、医薬品の生理活性や薬物相互作用の制御において効果があることが知られている。とりわけ、高い重水素化率で重水素を導入した化合物が必要とされており、効率的な重水素導入法の必要性が近年急激に高まってきている。

特に、芳香環は生理活性物質に遍在する重要構造であり、芳香環への様々な重水素化手法が検討されている。芳香環の触媒的重水素化手法として、水素/重水素(H/D)交換反応が盛んに研究されているが、当該方法では、高価な重溶媒等の重水素化合物を大量に使用する必要があるのに加え、反応点の制御が難しく、高い重水素化率で重水素化生成物を得ることが困難である(非特許文献1参照)。

一方で、反応点の制御が容易な重水素化法として、ハロゲン化芳香族化合物のような脱離基を有する芳香族化合物を重水素化する方法が知られている。しかし、当該方法で問題になるのが、水素化の副反応であり、溶媒等に含まれる水素の反応系への混入による水素と重水素の競合、想定されないメカニズムの水素化反応の進行等により容易に重水素化率が低下する。

これに対して、重水素化率を高めるために、高価な重溶媒等の重水素化合物を大量に用いる方法(非特許文献2~5参照)や、高価な遷移金属を基質に対して1モル当量以上使用する方法(非特許文献6および7参照)が知られているが、いずれもコスト面に問題がある。

また、これらの方法の多くで、芳香環以外の不飽和部位(例えば、アルケン部位)も同時に重水素化されるなど選択性に乏しいという問題もある(非特許文献4、5および7参照)。

このように、コスト面と重水素化率との両方に優れた、芳香環への選択的な重水素導入法は知られていない。

一方、遷移金属触媒に用いられる様々なN-ヘテロ環状カルベン(NHC)型配位子が知られており、例えば、特許文献1には、クロスカップリングなどに有用な触媒の配位子前駆体が開示されている。しかし、特許文献1のようなカルベン配位子からなる遷移金属触媒を重水素化反応に用いた例は知られていない。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、遷移金属触媒およびそれを用いる有機化合物の重水素化方法に関し、特に、N-ヘテロ環状カルベン(NHC)型配位子の前駆体、およびその配位子を含む重水素化触媒に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
式(I):
【化1】
 
(省略)
[式中、
環A及び環Bは、それぞれ独立して、さらに置換されていてもよい芳香環を示し;
環Cは、さらに置換されていてもよいカチオン性二窒素含有環を示し;
Xは、アニオンを示し;
Y1及びY2は、それぞれ独立して、結合手又はメチレンを示す。]
で表される化合物から誘導されるカルベン配位子と、パラジウムまたはニッケルとを含む、重水素化触媒。

【請求項2】
 
Xが、塩化物イオンである、請求項1に記載の重水素化触媒。

【請求項3】
 
芳香族炭素原子に結合した脱離基の重水素原子への置換反応を触媒するための、請求項1または2に記載の重水素化触媒。

【請求項4】
 
脱離基がハロゲン原子、ジメチルスルファモイルオキシ基またはジエチルスルファモイルオキシ基である、請求項3に記載の重水素化触媒。

【請求項5】
 
脱離基を有する芳香族化合物を、有機溶媒中、請求項1~4の何れか1項に記載の重水素化触媒、重水素化剤及び塩基の存在下反応させることにより、芳香族炭素原子に結合した上記脱離基を重水素原子に置換する方法。

【請求項6】
 
重水素化剤が、式(III):
【化2】
 
(省略)
[式中、R5及びR6は、それぞれ独立して、置換基を示し;Dは、重水素原子を示す。]
で表される化合物である、請求項5に記載の方法。

【請求項7】
 
重水素化剤の使用量が、上記脱離基に対して、1モル当量~3モル当量である、請求項5または6に記載の方法。

【請求項8】
 
有機溶媒が重溶媒ではない、請求項57の何れか1項に記載の方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2016505299thum.jpg
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