專利名稱：：催化劑組合物及使用該催化劑組合物的交叉偶聯化合物的制造方法
技術領域：
：本發明涉及對交叉偶聯反應顯示高活性的催化劑、及使用該催化劑的交叉偶聯化合物的制造方法，所述交叉偶聯反應對于有機合成學尤為重要。根據本發明的制造方法，能夠有效地制造出作為各種功能性化合物例如液晶材料、醫藥中間體而有用的非對稱聯芳化合物(unsymmetricalbiarylcompounds)等。
背景技術：
：非對稱聯芳化合物因其來自于芳香環的穩定性和被固定的分子結構而非常適于用作電子材料、醫藥、農藥、各種功能性化合物及它們的中間體。以往，作為非對稱聯芳化合物的制造方法，廣泛公知的是在催化劑存在下使有機鹵化物和有機金屬化合物進行交叉偶聯的方法。特別地，作為廉價的交叉偶聯法，已知有使諸如有機鎂化合物或有機鋅化合物等有機金屬化合物和有機鹵化物發生交叉偶聯反應的方法(例如，參見專利文獻12、非專利文獻1)。作為這些方法中的催化劑，通常使用的是鎳催化劑或鈀催化劑。可是，在這些方法中，當使用鎳催化劑時，存在作為副產物生成大量源自有機金屬化合物的自身偶聯體(homo-coupledcompounds)或源自有機鹵化物的自身偶聯體的問題，如果將由這些方法合成的非對稱聯芳化合物用作液晶材料、醫藥中間體，將會對提純操作造成巨大的負擔。另一方面，對于使用鈀催化劑的情況，由于會導致催化劑成本提高，不利于經濟性，因而無法滿足作為工業制造方法的要求。另一方面，最近，在有機金屬化合物與有機鹵化物的交叉偶聯反應中，提出了使用鎳化合物和N-雜環化合物作為催化劑的方法(例如，參見非專利文獻2)。可是，就該方法而言，盡管能夠在較高的收率下進行反應，但對于上述作為副產物生成自身偶聯體的問題，完全沒能得以解決。甚至于，在本發明人等重復該方法時，同樣確認到了大量自身偶聯體的副產物。因此，該方法也同樣無法滿足作為非對稱聯芳化合物的工業制造方法的要求。專利文獻1日本特開平4-173756號公報(實施例)專利文獻2日本特開2000-95713公報(實施例)非專利文獻1(BulletinoftheChemicalSocietyofJapan,(日本)，1976年，第49卷，pl958-1969(表67)非專利文獻2:AngewandteChemieInternationalEdition，(德國)，2000年，第39卷，pl602-1604(支持信息表14)
發明內容發明要解決的問題本發明的目的在于提供一種催化劑，該催化劑在以傳統的方法無法滿足工業要求的交叉偶聯反應中顯示出高活性，特別是，不會發生作為副產物生成源自于有機金屬化合物或有機鹵化物的自身偶聯體(homo-coupledcompounds)的問題。本發明的另一目的在于提供一種使用上述催化劑來制造交叉偶聯化合物的方法。解決問題的方法本發明人等為了解決上述問題而進行了深入的研究，結果發現含有鎳金屬源、氟源、以及具有特定結構的含氮雜環化合物或膦化合物的新型催化劑組合物在有機鹵化物與諸如有機鎂化合物或有機鋅化合物等有機金屬化合物的交叉偶聯反應中顯示出極高的活性，并且不會出現作為副產物生成自身偶聯體的問題。S卩，本發明提供一種交叉偶聯反應(cross-couplingreaction)用催化劑組合物，該交叉偶聯反應用催化劑組合物含有鎳金屬源、氟源、以及膦化合物或下述式(1A)或(1B)表示的含氮雜環化合物。[化學式1](式中，R1及R2可以相同也可以不同，代表取代或非取代的芳基，取代或非取代的雜芳基，取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基，或取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基。R3及R4可以相同也可以不同，代表氫原子，取代或非取代的芳基，取代或非取代的雜芳基，取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基，取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基，取代或非取代的烷氧基，取代或非取代的芳氧基，或取代或非取代的甲硅烷基。此外，R3和R4還可以同與它們鍵合的碳原子一起鍵合成環。[化學式2]代表單鍵或雙鍵。X_代表一價陰離子。)本發明還提供下述式(5)表示的交叉偶聯化合物的制造方法，該方法中，在至少1種上述催化劑組合物存在下，使下述式(2)或下述式(3)表示的有機金屬化合物與下述式(4)表示的化合物進行交叉偶聯反應；其中，If-MY1(2)R5-M-R5(3)(式中，R5代表取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、或取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基。M代表鎂原子或鋅原子。Y1代表鹵素基團。)R6-Y2(4)(式中，R6代表取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直5鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、或取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基。Y2代表鹵原子、甲磺酸酯基、甲苯磺酸酯基或三氟甲磺酸酯基。)(式中，R5和R6同上。)發明的效果本發明的催化劑組合物是現有技術中未報道過的新型催化劑組合物，該催化劑組合物對交叉偶聯反應顯示出高活性。即，當使用本催化劑組合物時，可以在很大程度上抑制不理想的自身偶聯體作為副產物生成，以極高的選擇率獲得目標交叉偶聯體。通過使用本發明的催化劑組合物，能夠以有利于工業生產的方式實施以往無法滿足工業要求的交叉偶聯反應。特別是，能夠高收率、高選擇率地制造適于用作液晶材料、醫藥中間體的非對稱聯芳化合物等。并且，由于本發明的催化劑組合物中不含有鈀等價格昂貴的金屬元素，因而具備經濟性，由此提供的偶聯反應在工業上具有高利用價值。發明的具體實施例方式以下，對本發明進行具體說明。[交叉偶聯反應用催化劑組合物]本發明的催化劑組合物的第一實施方式是含有鎳金屬源、氟源、及通式(1A)或(1B)表示的含氮的雜環化合物(以下，也將該含氮的雜環化合物簡稱為“含氮雜環化合物”)的組合物(也將包含該含氮雜環化合物的本發明的催化劑組合物稱為“第一催化劑組合物”)。[化學式3]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(式中，R1及R2可以相同也可以不同，代表取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、或取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基。R3及R4可以相同也可以不同，代表氫原子、取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基、取代或非取代的烷氧基、取代或非取代的芳氧基、或取代或非取代的甲硅烷基。其中，R3和R4也可以同與它們相連的碳原子共同鍵合成環。[化學式4]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>代表單鍵或雙鍵。X_代表一價陰離子。)。作為第一催化劑組合物的有效成分之一的鎳金屬源可以向催化劑體系中供給鎳原子。對于鎳金屬源并無特殊限制，但通常使用的是02價的鎳鹽、以及由鎳鹽衍生而來的配位化合物。作為其具體實例，可列舉鎳(0)粉末，氟化鎳(II)、氯化鎳(II)、溴化鎳R5-R'(II)、碘化鎳(II)等鹵化物，硫酸鎳(II)、硝酸鎳(II)、高氯酸鎳(II)、硫化鎳(II)等無機鹽，甲酸鎳(II)、草酸鎳(II)、乙酸鎳(II)、富馬酸鎳(II)、乳酸鎳(II)、葡糖酸鎳(II)、苯甲酸鎳(II)、硬脂酸鎳(II)、氨基磺酸鎳(II)、氨基硫酸鎳(II)(amidosulfatenickel)、碳酸鎳(II)、乙酰丙酮酸鎳(II)等有機酸鎳鹽。另外，對于由鎳鹽衍生而來的配位化合物并無特殊限制，通常由通式(7)表示。LcNiXd(7)(式中，L可以相同也可以不同，代表膦配位基、胺配位基或羰基配位基，各配位基可發生交聯。c代表06的整數。Ni為02價。X可以相同也可以不同，代表鹵原子、氫原子或碳原子數120的烴基。d代表與M的價數相當的數值。)。作為其具體實例，可列舉雙(1，5_環辛二烯)鎳(0)、雙(烯丙基)鎳(0)、四羰基鎳(0)、三羰基(三苯基膦)鎳(0)、二羰基雙(三苯基膦)鎳(0)、四(三苯基膦)鎳(0)、二氮化雙[雙(三環己基膦)鎳(0)]、(亞乙基)雙(三苯基膦)鎳(0)、(環十二烷三烯)鎳(0)、氯化三(三苯基膦)鎳(I)、溴化三(三苯基膦)鎳(I)、碘化三(三苯基膦)鎳(I)、二氯化雙(三苯基膦)鎳(II)、二溴化雙(三苯基膦)鎳(II)、二碘化雙(三苯基膦)鎳(II)、二氯化[1，2-雙(二苯基膦基)乙烷]鎳(II)、二溴化[1，2_雙(二苯基膦基)乙烷]鎳(II)、二碘化[1，2_雙(二苯基膦基)乙烷]鎳(II)、二氯化[1，3_雙(二苯基膦基)丙烷]鎳(II)、二溴化[1，3_雙(二苯基膦基)丙烷]鎳(II)、二碘化[1，3-雙(二苯基膦基)丙烷]鎳(II)、二氯化雙(三叔丁基膦)鎳(II)、二溴化雙(三叔丁基膦)鎳(II)、二碘化雙(三叔丁基膦)鎳(II)、二氯化[1，2_雙(二叔丁基膦基)乙烷]鎳(II)、二溴化[1，2_雙(二叔丁基膦基)乙烷]鎳(II)、二碘化[1，2_雙(二叔丁基膦基)乙烷]鎳(II)、二氯化[1，3_雙(二叔丁基膦基)丙烷]鎳(II)、二溴化[1，3_雙(二叔丁基膦基)丙烷]鎳(II)、二碘化[1，3_雙(二叔丁基膦基)丙烷]鎳(II)、二氯化[1，2_雙(二環己基膦基)乙烷]鎳(II)、二溴化[1，2_雙(二環己基膦基)乙烷]鎳(II)、二碘化[1，2_雙(二環己基膦基)乙烷]鎳(II)、二氯化[1，3_雙(二環己基膦基)丙烷]鎳(II)、二溴化[1，3_雙(二環己基膦基)丙烷]鎳(II)、二碘化[1，3_雙(二環己基膦基)丙烷]鎳(II)、二氯化雙(三環己基膦)鎳(II)、二溴化雙(三環己基膦)鎳(II)、二碘化雙(三環己基膦)鎳(II)、二氯化雙(三甲基膦)鎳(II)、二溴化雙(三甲基膦)鎳(II)、二碘化雙(三甲基膦)鎳(II)、二氯化雙(三乙基膦)鎳(II)、二溴化雙(三乙基膦)鎳(II)、二碘化雙(三乙基膦)鎳(II)、二氯化雙(三異丙基膦)鎳(II)、二溴化雙(三異丙基膦)鎳(II)、二碘化雙(三異丙基膦)鎳(II)、二氯化雙(三正丁基膦)鎳(II)、二溴化雙(三正丁基膦)鎳(II)、二碘化雙(三正丁基膦)鎳(II)、二氯化雙(甲基二苯基膦)鎳(II)、二溴化雙(甲基二苯基膦)鎳(II)、二碘化雙(甲基二苯基膦)鎳(II)、二氯化雙(二甲基苯基)鎳(II)、二溴化雙(二甲基苯基)鎳(II)、二碘化雙(二甲基苯基)鎳(II)、氯化(苯基)雙(三苯基膦)鎳(II)、溴化(苯基)雙(三苯基膦)鎳(II)、碘化(苯基)雙(三苯基膦)鎳(II)、二甲基雙(三甲基膦)鎳(II)、四亞甲基雙(三苯基膦)鎳(II)、氯化(環戊二烯基)(三苯基膦)鎳(II)、甲基(環戊二烯基)(三苯基膦)鎳(II)、氯化(氫化物)雙(三環己基膦)鎳(II)(bis(tricyclohexylphosphine)nickel(II)chloridehydride)、二氯化(2，2，-聯吡啶)鎳(II)、二溴化(2，2，-聯吡啶)鎳(II)、二碘化(2，2，-聯吡啶)鎳(II)、二乙基(2，2，-聯吡啶)鎳(II)、二氯化雙(三7乙胺)鎳、二溴化雙(三乙胺)鎳、二碘化雙(三乙胺)鎳、二氯化雙(吡啶)鎳、二溴化雙(吡啶)鎳、二碘化雙(吡啶)鎳、二氯化(N，N,N，，N，-四甲基1，2-乙二胺)鎳、二溴化(N，N，N，，N，-四甲基1，2_乙二胺)鎳、二碘化(N，N，N，，N，-四甲基1，2_乙二胺)鎳等。上述化合物可以獨立使用，也可以以混合物的形式使用。另外，作為第一催化劑組合物的有效成分之一的氟源可以向催化劑體系中供給氟原子。作為可供給氟原子的化合物，并無特殊限制，可列舉例如氟氣、氫氟酸、氟化鋰、氟化鈉、氟化鉀、氟化銣、氟化銫、氟化鈹、氟化鎂、氟化鈣、氟化鍶、氟化鋇、氟化鈧、氟化釔、氟化鑭、氟化鈦、氟化鋯、氟化鉿、氟化釩、氟化鈮、氟化鉭、氟化鉻、氟化鉬、氟化鎢、氟化錳、氟化釕、氟化鋨、氟化銠、氟化銥、氟化鎳、氟化鈀、氟化銅、氟化銀、氟化鋅、氟化鎘、氟化硼、氟化鋁、氟化鎵、氟化銦、氟化鉈、氟化錫、氟化鉛、氟化銻、氟化銨、氟化鉀鈦、氟化釤、氟化氫_吡啶、氟硅酸、氟硅酸鈉、氟硅酸鉀、氟硅酸銨、氟硅酸鎂、氟硼酸、氟硼酸鈉、氟硼酸鉀、氟硼酸鐵、氟硼酸鋅、氟硼酸銅、氟硼酸錫、氟硼酸銨、六氟磷酸鋰等。上述化合物可以獨立使用，也可以以混合物的形式使用。可以將可用作上述鎳金屬源及氟源中任一供給源的氟化鎳單獨作為這兩種供給源使用。由于氟化鎳具有良好的經濟性、反應性及穩定性，因此，使用氟化鎳是最為優選的實施方式。在第一催化劑組合物中，除了上述的鎳金屬源、氟源以外，還含有下述通式(IA)或(IB)表示的含氮雜環化合物作為其有效成分。[化學式5]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>在通式(IA)及(IB)中，對于Ri、R2、R3及R4所表示的取代或非取代芳基并無特殊限制，例如，可列舉碳原子數618的14環的取代或非取代芳基，具體可列舉苯基、萘基、蒽基、奧基、芘基、菲基、芴基等。另外，上述各基團的任意個數的氫原子也可以分別被鹵原子、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基、羥基、烷氧基、氨基、氰基、羰基、羧基、酯基、或甲硅烷基所取代。對于R\R2、R3及R4所表示的取代或非取代的雜芳基沒有特殊限制，例如，可列舉碳原子數618的14環的取代或非取代的雜芳基，具體可列舉吡啶基、嘧啶基、噠嗪基、吡嗪基、三嗪基、苯并呋喃基、吲哚基、苯并噻吩基、喹啉基、異喹啉基、咔唑基、吖啶基、菲繞啉基、吩噻嗪基等。另外，上述各基團的任意個數的氫原子也可以分別被鹵原子、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基、羥基、烷氧基、氨基、氰基、羰基、羧基、或酯基所取代。對于Ri、R2、R3及R4所表示的取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基并無特殊限制，例如，可列舉碳原子數120的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基，具體可列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、i^一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、環i^一烷基、環十二烷基、環十三烷基、環十四烷基、環十五烷基、環十六烷基、環十七烷基、環十八烷基、環十九烷基、環二十烷基等，此外，降冰片烷基、金剛烷基等多環式化合物也包括在此范疇內。另外，上述各基團的任意個數的氫原子也可以分別被鹵原子、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基、羥基、烷氧基、氨基、氰基、羰基、羧基、或酯基所取代。對于Ri、R2、R3及R4所表示的取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基并無特殊限制，例如，可列舉碳原子數220的烯基，具體可列舉乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烯基、十二烯基、十三烯基、十四烯基、十五烯基、十六烯基、十七烯基、十八烯基、十九烯基、二十烯基、環丙烯基、環丁烯基、環戊烯基、環己烯基、環庚烯基、環辛烯基、環壬烯基、環癸烯基、環i^一烯基、環十二烯基、環十三烯基、環十四烯基、環十五烯基、環十六烯基、環十七烯基、環十八烯基、環十九烯基、環二十烯基等，此外，降冰片烯基等多環式化合物也包括在此范疇內。另外，上述各基團的任意個數的氫原子也可以分別被鹵原子、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基、羥基、烷氧基、氨基、氰基、羰基、羧基、或酯基所取代。R3及R4所表示的取代或非取代的烷氧基是以下述式(8)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(8)(式中，R7代表取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基)表示的基團，作為取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基的具體實例，可列舉與上述實例相同的基團。作為取代或非取代的烷氧基，例如，可列舉碳原子數112的烷氧基，優選碳原子數16的烷氧基。具體可列舉甲氧基、乙氧基、異丙氧基、叔丁氧基及芐氧基等。R3及R4所表示的取代或非取代的芳氧基是以下述式(9)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(9)(式中，R8代表取代或非取代的芳基)表示的基團，其中，作為取代或非取代的芳基R8，例如，可列舉碳原子數618的14環的取代或非取代的芳基，作為其具體實例，可列舉與R3及R4代表取代或非取代的芳基時所列舉的上述具體實例。作為式(9)所代表的取代或非取代的芳氧基的具體實例，可列舉苯氧基及2，4，6三甲基苯氧基等。對于R3及R4所代表的取代或非取代的甲硅烷基并無特殊限制，可列舉例如具有選自烷基及芳基的3個取代基的甲硅烷基。此外，可列舉例如具有選自碳原子數16(優選碳原子數14)的烷基及上述例舉的芳基中的3個取代基(3個取代基可以相同也可以不同)的甲硅烷基，具體可列舉三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、三異丙基甲硅烷基等。另外，R3和R4還可以同與它們相鍵合的碳原子共同鍵合成環。作為τ所表示的一價陰離子，可列舉例如F—、Cl—、Br—、Γ、[OSO2CH3]\[OSO2CF3]\[OSO2C6H4CH3]\[N(SO2CF3)2Γ、[N(SO2C6H4CH3)2Γ、[N(SO2CH3)2]\BF4\BAr4\PF6\AsF6\SbF6\CgP^、CIO4O作為通式(IA)及(IB)表示的含氮雜環化合物的具體實例，可列舉1，3_雙(2，6_二異丙基苯基)氯化咪唑啉鐺、1，3-雙(2，6-二異丙基苯基)咪唑啉鐺四氟硼酸鹽、1，3-雙(2，6-二異丙基苯基)咪唑烷-2-亞基、1，3-雙(2，6-二異丙基苯基)氯化咪唑鐺、1，3-雙(2，6-二異丙基苯基)咪唑鐺四氟硼酸鹽、1，3-雙(2，6-二異丙基苯基)咪唑-2-亞基、1，3-雙(2，4，6-三甲基苯基)氯化咪唑啉鐺、1，3-雙(2，4，6-三甲基苯基)咪唑啉鐺四氟硼酸鹽、1，3-雙(2，4，6-三甲基苯基)咪唑烷-2-亞基、1，3-雙(2，4，6-三甲基苯基)氯化咪唑鐺、1，3_雙(2，4，6_三甲基苯基)咪唑鐺四氟硼酸鹽、1，3_雙(2，4，6_三甲基苯基)咪唑-2-亞基、1，3_二叔丁基氯化咪唑啉鐺、1，3-二叔丁基咪唑啉鐺四氟硼酸鹽、1，3-二叔丁基咪唑烷-2-亞基、1，3-二叔丁基氯化咪唑鐺、1，3-二叔丁基咪唑鐺四氟硼酸鹽、1，3-二叔丁基咪唑-2-亞基、1，3-雙(1-金剛烷基)咪唑啉鐺四氟硼酸鹽、1，3-雙(1-金剛烷基)咪唑鐺四氟硼酸鹽、1，3_雙(1-金剛烷基)苯并咪唑啉鐺四氟硼酸鹽等。在上述含氮雜環化合物中，更優選例如，R1及R2是具有13個取代基(優選碳原子數16的烷基)的芳基(優選苯基)或烷基(優選碳原子數16的烷基)、且R3及R4為氫的含氮雜環化合物。上述含氮雜環化合物中的任意化合物均是公知化合物、或是根據公知的方法容易地制備而成的化合物。第一催化劑組合物中的鎳金屬源、氟源、及含氮雜環化合物的組成比可適當選自下述范圍相對于鎳原子1摩爾，氟原子為110摩爾、含氮雜環化合物為110摩爾。更優選下述范圍相對于鎳原子1摩爾，氟原子為15摩爾、含氮雜環化合物為15摩爾ο第一催化劑組合物通過分別將上述鎳金屬源、氟源、及含氮雜環化合物混合而得。作為第一催化劑組合物的制備方法，可以預先混合所有成分，也可以分別將各成分獨立添加到后述的交叉偶聯反應溶液中、再在反應溶液中形成催化劑組合物。作為鎳金屬源、氟源、及含氮雜環化合物的使用狀態，可以在它們各自獨立存在的狀態下使用，也可以在這些化合物中的至少一部分以配位形式存在的狀態下使用。第一催化劑組合物中還可以含有有機磷化合物。作為有機磷化合物，可列舉例如膦(phosphine)、亞磷酸酯(phosphite)等。作為膦，可列舉例如三苯基膦、三甲基膦、三環己基膦、三叔丁基膦、雙(二苯基膦基)乙烷、雙(二苯基膦基)丙烷等。作為亞磷酸酯，可列舉例如三甲氧基亞磷酸酯(trimethoxyphosphite)、三乙氧基亞磷酸酯(triethoxyphosphite)、三苯氧基亞磷酸酯(triphenoxyphosphite)等。作為有機磷化合物與含氮雜環化合物的混合比，相對于有機磷化合物1摩爾，含氮雜環化合物通常為15摩爾、優選為23摩爾。作為第一催化劑組合物中還可以包含的任意成分，還可以包含胺化合物(吡啶、三乙胺、N，N,N’，N’-四甲基1，2_乙二胺等)、典型金屬鹵化物(氯化鋅、溴化鋅、碘化鈉等)、不飽和烴(乙烯、苯乙烯、丁二烯、環辛二烯、降冰片二烯、二苯乙炔等)等。當第一催化劑組合物中包含上述任意成分時，任意成分的含有率可以在催化劑總量的199摩爾％范圍內適當設定。另外，本發明的催化劑組合物的第二實施方式是含有鎳金屬源、氟源及膦化合物的組合物(以下，也將該含有膦化合物的本發明的催化劑組合物稱為“第二催化劑組合物，，)。第二催化劑組合物中的鎳金屬源及氟源與上述第一催化劑組合物中涉及的鎳金屬源及氟源含義相同。另外，對于第二催化劑組合物，也可以像上述第一催化劑組合物那樣，將可用作鎳金屬源及氟源中任一供給源的氟化鎳單獨作為這兩種供給源使用。由于氟化鎳具有良好的經濟性、反應性及穩定性，因此，使用氟化鎳是最為優選的實施方式。第二催化劑組合物中的膦化合物是下式表示的化合物。[化學式6]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(式中，R8Rki代表取代或非取代的芳基、取代或非取代的烷基芳基、取代或非取代的芳基烷基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基。)作為用于第二催化劑組合物的膦化合物，并無特殊限制，從來源及經濟性方面考慮，優選三甲基膦、三叔丁基膦、三環己基膦、三苯基膦、三(對甲苯基)膦、雙(二苯基膦基)乙烷、雙(二苯基膦基)丙烷。第二催化劑組合物中的鎳金屬源、氟源、及膦化合物的組成比可適當選自下述范圍相對于鎳原子1摩爾，氟原子為110摩爾、膦化合物為110摩爾。更優選下述范圍相對于鎳原子1摩爾，氟原子為15摩爾、膦化合物為15摩爾。第二催化劑組合物通過分別將上述鎳金屬源、氟源、及膦化合物混合而得。作為第二催化劑組合物的制備方法，可以預先混合所有成分，也可以分別將各成分獨立添加到后述的交叉偶聯反應溶液中、再在反應溶液中形成第二催化劑組合物。作為鎳金屬源、氟源、及膦化合物的使用狀態，可以在它們各自獨立存在的狀態下使用，也可以在這些化合物中的至少一部分以配位形式存在的狀態下使用。第二催化劑組合物中還可以含有有機磷化合物。作為有機磷化合物，可列舉例如亞磷酸酯等。作為亞磷酸酯，可列舉例如三甲氧基亞磷酸酯(trimethoxyphosphite)、三乙氧基亞磷酸酯(triethoxyphosphite)、三苯氧基亞磷酸酯(triphenoxyphosphite)等。作為有機磷化合物與膦化合物的混合比，相對于有機磷化合物1摩爾，膦化合物通常為15摩爾、優選為23摩爾。作為第二催化劑組合物中還可以包含的任意成分，還可以包含胺化合物(吡啶、三乙胺、N，N,N’，N’-四甲基1，2_乙二胺等)、典型金屬鹵化物(氯化鋅、溴化鋅、碘化鈉等)、不飽和烴(乙烯、苯乙烯、丁二烯、環辛二烯、降冰片二烯、二苯乙炔等)等。當第二催化劑組合物中包含上述任意成分時，任意成分的含有率可以在催化劑重量的199摩爾％范圍內適當設定。此外，對于上述2種實施方式的催化劑組合物(即，第一催化劑組合物及第二催化劑組合物)中的任一組合物，還可以使催化劑組合物中共存選自鐵金屬源及鈷金屬源中的至少1種。作為鐵金屬源，其可以向催化劑體系中供給鐵原子。作為鐵金屬源的具體實例，并無特殊限制，可列舉例如氯化亞鐵(II)、氯化鐵(III)、溴化亞鐵(II)、溴化鐵(III)、碘化亞鐵(II)、氟化亞鐵(II)、氟化鐵(III)、乙酸鐵(II)、草酸亞鐵(II)、草酸鐵(III)、檸檬酸鐵(III)、高氯酸鐵(III)、乙酰丙酮酸鐵(III)、硝酸鐵(III)、磷酸鐵(III)、硫酸亞鐵(II)或鐵粉等化合物、這些化合物的水合物、或由上述化合物衍生而來的各種絡合物催化劑等。此外，作為鈷金屬源，其可以向催化劑體系中供給鈷原子。作為鈷金屬源的具體實例，并無特殊限制，可列舉例如氯化鈷(II)、溴化鈷(II)、碘化鈷(II)、氟化鈷(II)、乙酸鈷(II)、乙酸高鈷(III)、甲酸鈷(II)、草酸鈷(II)、苯甲酸鈷(II)、硬脂酸鈷(II)、硼酸鈷(II)、乙酰丙酮酸鈷(II)、乙酰丙酮高鈷(III)、碳酸鈷(II)、硫酸鈷(II)、硝酸鈷(II)、磷酸鈷(II)或鈷粉末等化合物、這些化合物的水合物、或由上述化合物衍生而來的各種絡合物催化劑等。作為上述鐵金屬源及鈷金屬源的混合比，相對于上述2種實施方式的催化劑組合物中的鎳金屬源1摩爾，分別在0.15摩爾范圍。[交叉偶聯化合物的制造方法]本發明還提供交叉偶聯化合物的制造方法，該方法是在上述催化劑組合物(選自第一催化劑組合物及第二催化劑組合物中的催化劑組合物)存在下、使通式(2)或通式(3)表示的有機金屬化合物和通式(4)表示的化合物進行交叉偶聯反應，來制造通式(5)表示的交叉偶聯化合物的方法。R5-MY1(2)R5-M-R5(3)(式中，R5代表取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、或取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基。M代表鎂原子或鋅原子。Y1代表鹵素基團。)；R6-Y2(4)(式中，R6代表取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、或取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基。Y2代表鹵原子、甲磺酸酯基、甲苯磺酸酯基或三氟甲磺酸酯基。)R5-R6(5)(式中，R5及R6同上。)作為R5及R6中的取代或非取代的芳基，可列舉例如碳原子數518的14環的取代或非取代的芳基，具體可列舉苯基、萘基、蒽基、奧基、芘基、菲基、芴基等。上述各基團的任意個數的氫原子還可以分別被鹵原子、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基、羥基、烷氧基、氨基、氰基、羰基、羧基、或酯基所取代。作為R5及R6中的取代或非取代的雜芳基，可列舉例如碳原子數518的14環的取代或非取代的雜芳基，具體可列舉吡啶基、嘧啶基、噠嗪基、吡嗪基、三嗪基、苯并呋喃基、噴哚基、苯并噻吩基、喹啉基、異喹啉基、咔唑基、吖啶基、菲繞啉基、吩噻嗪基等。此夕卜，上述各基團的任意個數的氫原子還可以分別被鹵原子、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基、羥基、烷氧基、氨基、氰基、羰基、羧基、或酯基所取代。作為R5及R6中的取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基，可列舉例如碳原子數120的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基，具體可列舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、環^^一烷基、環十二烷基、環十三烷基、環十四烷基、環十五烷基、環十六烷基、環十七烷基、環十八烷基、環十九烷基、環二十烷基等，此外，降冰片烷基、金剛烷基等多環式化合物也包括在此范疇內。另外，上述各基團的任意個數的氫原子還可以分別被鹵原子、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基、羥基、烷氧基、氨基、氰基、羰基、羧基、或酯基所取代。作為R5及R6中的取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基，可列舉例如碳原子數220的烯基，具體可列舉乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烯基、十二烯基、十三烯基、十四烯基、十五烯基、十六烯基、十七烯基、十八烯基、十九烯基、二十烯基、環丙烯基、環丁烯基、環戊烯基、環己烯基、環庚烯基、環辛烯基、環壬烯基、環癸烯基、環i^一烯基、環十二烯基、環十三烯基、環十四烯基、環十五烯基、環十六烯基、環十七烯基、環十八烯基、環十九烯基、環二十烯基等，此外，降冰片烯基等多環式化合物也包括在該范疇內。另外，上述各基團的任意個數的氫原子還可以分別被鹵原子、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的雜芳基、取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基、羥基、烷氧基、氨基、氰基、羰基、羧基、或酯基所取代。作為Y1所代表的鹵素，可列舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。作為用于本發明的交叉偶聯反應時的催化劑組合物的用量，相對于上述通式(4)表示的化合物，鎳原子為0.0010.15當量、優選為0.0010.05當量。如果用量不足0.001當量，則反應無法順利進行；如果超過0.15當量，則相對于用量而言，收率并不會提高，這反而對經濟性不利。在本發明的交叉偶聯化合物的制造方法中，上述通式(2)或(3)表示的化合物和上述通式(4)表示的化合物的使用比為相對于上述通式(2)或(3)表示的化合物1摩爾，上述通式(4)表示的化合物為0.51摩爾、優選0.71摩爾。本發明的制造方法中的交叉偶聯反應根據所使用的溶劑等的條件而異，在氬氣或氮氣氣體氛圍中，通常在0150°C范圍、優選在60120°C范圍進行反應，反應通常進行648小時、優選1236小時。如上所述，還可以向用于本發明的制造方法的催化劑組合物中添加任意成分，作為所述任意成分，可以添加胺化合物(吡啶、三乙胺、N，N，N’，N’-四甲基1，2_乙二胺等)、典型金屬鹵化物(氯化鋅、溴化鋅、碘化鈉等)、不飽和烴(乙烯、苯乙烯、丁二烯、環辛二烯、降冰片二烯、二苯乙炔等)等。當用于本發明的制造方法的催化劑組合物中包含上述任意成分時，任意成分的含有率可以在相對于通式(4)表示的化合物為110摩爾的范圍內適當設定。本發明的反應通常在不會對反應造成不良影響的常規溶劑中進行，例如，可以在四氫呋喃(THF)、乙醚、四氫吡喃(THP)、1，4-二噁烷、二丁基醚、甲基環己基醚、1，2-二甲氧基乙烷等醚類溶劑；N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亞砜、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、六甲基磷酰胺(HMPA)等極性非質子溶劑；二氯甲烷、1，2_二氯乙烷、1，2_二氯苯等鹵代烴類溶劑；苯、甲苯、二甲苯、均三甲基苯等芳香族烴類溶劑或其它有機溶劑中進行。反應結束后，可通過適當組合酸清洗、水清洗、堿清洗來除去作為副產物生成的無機物及未反應原料等，另外，還可以利用色譜法、蒸餾、重結晶等常規的提純技術來獲得目標的偶聯化合物。(實施例)以下，結合實施例對本發明進行更加具體的說明，但本發明并不僅限于這些實施例。[氣相色譜法(GC)的分析條件]GC分析裝置GC_17A(島津制作所制造)GC柱=HR-I(長25m、內徑0.25mm、膜厚0.25μm；信和化工制造)柱溫度條件40°C保持3分鐘后，以10°C/分鐘的速度升溫至200°C注入部溫度300°C檢測部溫度300°C(FID)實施例1:4-甲基聯苯的合成在氬氣氛圍中、0°C下向NiF2(2.90mg、0.03mmol、Aldrich制造)及1，3_雙(2，6-二異丙基苯基)氯化咪唑鐺(25.8mg、0.06mmol、Aldrich制造)中添加氯苯(327.5mg、2.9mmol、和光純藥制造)及對甲苯基溴化鎂的THF溶液(3.18mL、l.13M、3.6mmol、東京化成制造)，并使其在60°C下反應36小時。冷卻至室溫后，向反應混合物中添加了2.OmL的飽和氯化銨水溶液。加入3.OmL己烷并分離出有機層后，用乙醚對水層進行了5次萃取。合并有機萃取物，并對其進行了氣相色譜分析，由結果可知，以96%的收率獲得了標題化合物。另外，源自氯苯及對甲苯基溴化鎂的自身偶聯體的副產率分別為0%及3%。結果如表1所示。[化學式7]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>實施例215:4-甲基聯苯的合成除了將實施例1中使用的催化劑組合物、有機鹵化物分別替換為表1中記載的化合物、并使其在表1記載的指定反應條件下進行反應以外，按照實施例1的方法進行了反應。結果如表1所示。表1中的縮寫“acac”代表乙酰丙酮酸基，此外，SIPr·HCl、IPr·HCl、IPr·HBF4、IPr、I-tBu·HCl、PPh3、P(t-Bu)3及NiCl2(dppp)分別代表下述化合物。[化學式8]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>比較例15:4-甲基聯苯的合成除了將實施例1中使用的催化劑組合物、有機鹵化物分別替換為表1中記載的化合物、并使其在表1記載的指定反應條件下進行反應以外，按照實施例1的方法進行了反應。結果如表1所示。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>實施例16:4’-甲氧基-3，5-二氟聯苯的合成在氬氣氛圍中、0°C下向NiF2(l.45mg、0.015讓ol、Aldrich制造)及1，3_雙(2，6-二異丙基苯基)氯化咪唑鐺(12.8mg、0.03mmol、Aldrich制造)中添加1_溴_3，5_二氟苯(589.011^、3.05讓01、東京化成制造)及對甲氧基苯基溴化鎂的THF溶液(4.IOmL,0.88M、3.6mmol、東京化成制造)，并使其在60°C下反應3小時。冷卻至室溫后，向反應混合物中添加了2.OmL的飽和氯化銨水溶液。加入3.OmL己烷并分離出有機層后，用乙醚對水層進行了5次萃取。合并有機萃取物，并對其進行了氣相色譜分析，由結果可知，以80%的收率獲得了標題化合物。另外，源自1-溴-3，5-二氟苯及對甲氧基苯基溴化鎂的自身偶聯體的副產率分別為0%及4%。實施例1726使用在實施例16中使用的催化劑組合物，除了將有機鹵化物和有機鎂化合物分別替換為表2中記載的化合物、并使其在表2記載的指定反應條件下進行反應以外，按照實施例16的方法進行了反應。結果如表2所示。Ar1^Ar2MgBr—Ar1-Ar2[表2]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>實施例27:4-甲基聯苯的合成在氬氣氛圍中、0°C下向氯化鋅·Ν，N，N，，N，-四甲基1，2-乙二胺絡合物(378.8mg、1.5讓01、Aldrich制造)中加入對甲苯基溴化鎂的THF溶液(3.13mL、0.96M、3.Ommol、東京化成制造)，并添加NiF2(2.90mg、0.03mmol、Aldrich制造)、1，3-雙(2，6-二異丙基苯基)氯化咪唑鐺(25.5mg、0.06mmol、Aldrich制造)、及溴苯(157.OmgU.Ommol、和光純藥制造)，使其在室溫下進行了24小時反應。向反應混合物中添加3.OmL飽和氯化銨水溶液之后，再加入3.OmL己烷，使用硅藻土(Celite)片進行了過濾。利用乙醚清洗硅藻土片之后，從有機層中除去水層，用無水硫酸鈉進行了干燥。對得到的有機層進行了氣相色譜分析，由結果可知，以98%的收率獲得了標題化合物。另外，源自溴苯及對甲苯基溴化鎂的自身偶聯體的副產率分別為0%及1%。實施例2830使用在實施例27中使用的催化劑組合物，除了將有機鹵化物和有機鋅化合物分別替換為表3中記載的化合物、并使其在表3記載的指定反應條件下進行反應以外，按照實施例27的方法進行了反應。結果如表3所示。Ar1-X+(Ar2)2Zn—Ar1-Ar2[表3]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>工業實用性本催化劑組合物不只能夠應用于諸如本發明的制造方法的使用了格利雅化合物的偶聯反應，還可期待將其拓展到其它的偶聯反應，例如使用有機硼化合物偶聯、使用有機鋅化合物的偶聯、使用有機硅化合物的偶聯、使用有機錫化合物的偶聯、赫克反應(Heckreaction)、赫克-氨基化(Heck-aminationreaction)反應等用途范圍。作為通過使用本發明的催化劑化合物的交叉偶聯反應得到的交叉偶聯化合物的具體實例，可列舉作為液晶材料、醫藥中間體而有用的非對稱聯芳化合物。權利要求一種交叉偶聯反應用催化劑組合物，該催化劑組合物含有鎳金屬源，氟源，以及膦化合物或以下述式(1A)或(1B)表示的含氮雜環化合物；在式(1A)、(1B)中，R1及R2任選相同或不同地代表取代或非取代的芳基，取代或非取代的雜芳基，取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基，或取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基；R3及R4任選相同或不同地代表氫原子，取代或非取代的芳基，取代或非取代的雜芳基，取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基，取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基，取代或非取代的烷氧基，取代或非取代的芳氧基，或取代或非取代的甲硅烷基，并且，R3和R4任選同與它們鍵合的碳原子一起鍵合成環，代表單鍵或雙鍵，X-代表一價陰離子。FPA00001049441400011.tif,FPA00001049441400012.tif2.根據權利要求1所述的交叉偶聯反應用催化劑組合物，其中，膦化合物為三叔丁基膦或三苯基膦。3.根據權利要求1或2所述的交叉偶聯反應用催化劑組合物，其中，鎳金屬源及氟源為氟化鎳。4.根據權利要求13中任一項所述的交叉偶聯反應用催化劑組合物，該催化劑組合物還含有選自有機磷化合物、胺化合物、典型金屬鹵化物、不飽和烴中的至少一種。5.根據權利要求14中任一項所述的交叉偶聯反應用催化劑組合物，該催化劑組合物還含有選自鐵金屬源和鈷金屬源中的至少一種。6.通式(5)表示的交叉偶聯化合物的制造方法，該方法中，在權利要求15中任一項所述的催化劑組合物存在下，使以通式(2)或通式(3)表示的有機金屬化合物與以通式(4)表示的化合物進行交叉偶聯反應；其中，R'-MY1(2)R5-M-R5(3)在通式(2)和通式(3)中，R5代表取代或非取代的芳基，取代或非取代的雜芳基，取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基，或取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基；M代表鎂原子或鋅原子；Y1代表鹵素基團；R6-Y2(4)通式(4)中，R6代表取代或非取代的芳基，取代或非取代的雜芳基，取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基，或取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基；Y2代表鹵原子、甲磺酸酯基、甲苯磺酸酯基或三氟甲磺酸酯基；R5-R6(5)通式(5)中，R5和R6與上述相同。7.以通式(5)表示的交叉偶聯化合物的制造方法，該方法中，在權利要求15中任一項所述的催化劑組合物存在下，使以通式(6)表示的有機鎂化合物與以通式(4)表示的化合物進行交叉偶聯反應；其中，R'-MgY1(6)在通式(6)中，R5代表取代或非取代的芳基，取代或非取代的雜芳基，取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基，或取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基；Y1代表鹵素基團；R6-Y2(4)通式(4)中，R6代表取代或非取代的芳基，取代或非取代的雜芳基，取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基，或取代或非取代的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基；Y2代表鹵原子、甲磺酸酯基、甲苯磺酸酯基或三氟甲磺酸酯基；R5-R6(5)通式(5)中，R5和R6與上述相同。全文摘要本發明涉及一種交叉偶聯用催化劑組合物，該催化劑組合物含有鎳金屬源、氟源、以及具有特定結構的含氮雜環化合物或膦化合物。當在該催化劑組合物存在下使式(2)R5-MY1或式(3)R5-M-R5(式中，R5代表芳基、雜芳基、直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、或直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基；M代表Mg原子或Zn原子；Y1代表鹵素基團。)表示的有機金屬化合物和式(4)R6-Y2(式中，R6代表芳基、雜芳基、直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、或直鏈狀、支鏈狀或環狀的烯基；Y2代表鹵原子、甲磺酸酯基、甲苯磺酸酯基或三氟甲磺酸酯基。)表示的化合物進行時，可以高選擇率地獲得交叉偶聯化合物R5-R6。文檔編號B01J31/30GK101835535SQ200880106668公開日2010年9月15日申請日期2008年7月9日優先權日2007年7月11日發明者中村正治,江口久雄,畠山琢次,箭野裕一申請人:國立大學法人京都大學;東曹株式會社;東曹精細化工株式會社