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JP7032769B2 - クロスカップリング反応用触媒 - Google Patents

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Description

本発明はクロスカップリング反応用触媒に関する。より詳しくは、配位中心となるＰｄと含窒素ヘテロ環状カルベンの構造を含む配位子とを有する有機金属錯体（前駆体）が、末端に－ＣＨ２ＯＨ基を有する合成樹脂（前駆体）に化学結合により固定化された構造を有するクロスカップリング反応用触媒に関する。
芳香族アミン類は医薬、農薬、電子材料用途に広く利用されている。
この芳香族アミン類の合成方法としては、パラジウム錯体触媒を用いたＣ－Ｎカップリング反応により合成する方法が報告されている（例えば、非特許文献１～３）。
更に、このＣ－Ｎカップリング反応をより効率的に進行させることを意図し、含窒素ヘテロ環状カルベン（Ｎ－Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ Ｃａｒｂｅｎｅ，以下、必要に応じて「ＮＨＣ」という）の構造を含む配位子を有するＰｄ錯体触媒が提案されている。
このＮＨＣの構造を含む配位子は、1991年にＡｒｄｕｅｎｇｏらによって、結晶性ＮＨＣとして初めて単離され、X線結晶構造解析によってその構造が確認されている（例えば、非特許文献４、下記化学式（１）参照）。
Figure 0007032769000001
［（１）中、ｃａｔ.とは所定の触媒を示し、ＴＨＦとは、テトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）を示し、ＤＭＳＯとは、ジメチルスルホキシド (Ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ)を示す。］
このＮＨＣの構造を含む配位子を有するＰｄ錯体触媒（以下、必要に応じ「ＮＨＣ－Ｐｄ錯体触媒」という）はＮＨＣの強いσドナー性と弱いπアクセプター性の性質からパラジウムへの配位能が高く、錯体状態において空気や水に安定であることが知られている。また、種々のクロスカップリング反応の触媒として用いられ、非常に高活性な特性を示した例が数多く報告されている。
このＮＨＣ－Ｐｄ錯体触媒としては、例えば、2005年にOrganらによって「ＰＥＰＰＳＩ」と名付けられたＮＨＣ－Ｐｄ錯体触媒が提案されている（例えば、非特許文献５）。このPEPPSIはカップリング反応触媒として有用であり、鈴木カップリング反応をはじめ多くの反応に用いられている（例えば、非特許文献６～８、下記化学式（２）参照）。
Figure 0007032769000002
ここで（２）中、Ｒは炭化水素基（炭素及び水素からなる炭化水素基と、－ＮＨ２基、－ＳＨ基及び、－ＯＨ基を含む炭化水素基とを含む）、－ＮＨ２基、－ＳＨ基、並びに、－ＯＨ基を示し、「ＰＥＰＰＳＩ」とは、Ｐｙｒｉｄｉｎｅ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｐｒｅｃａｔａｌｙｓｔ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎの略語を示し、下記式（３）で表される化学構造を有する。］
Figure 0007032769000003
ここで、式（３）中、「ｉＰｒ」は、イソプロピル基（Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ｇｒｏｕｐ）を示す。
更に、２００６年にNolanらによって様々なＮＨＣ－Ｐｄ錯体触媒が提案された。例えば、下記式（４）で示されるＮＨＣ－Ｐｄ錯体触媒（「ＩＰｒＰｄ（ａｌｌｙｌ）」）を、例えば、下記式（６）で示されるＣ－Ｎカップリング反応の触媒として用いたところ、室温でも反応が良好に進行することが報告されている（例えば、非特許文献９～１０参照）。
Figure 0007032769000004
ここで、本明細書において、「ＩＰｒ」は、下記式（５）で示されるＮＨＣ構造を有する配位子（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）を示す。
Figure 0007032769000005
Figure 0007032769000006
ここで、（６）中、Ｒ、Ｒ´、Ｒ´´は互いに同一であっても異なっていてもよく、炭化水素基（炭素及び水素からなる炭化水素基と、－ＮＨ２基、－ＳＨ基及び、－ＯＨ基を含む炭化水素基とを含む）、－ＮＨ２基、－ＳＨ基、並びに、－ＯＨ基を示し、「ｔＢｕ」は、ｔｅｒｔ・－ブチル基（ｔｅｒｔｉａｒｙ ｂｕｔｙｌ ｇｒｏｕｐ）を示す。］
また、本発明者らは、イミダゾール環のＮＨＣの構造における４位又は５位の炭素原子(バックボーン炭素)に結合するケイ素原子を含む置換基（シリル基）が結合した構造を有する有機金属錯体触媒がクロスカップリング反応の目的物の高い収率を得る観点で有効であることを見出している（特許文献１及び特許文献２を参照）。
一方、クロスカップリング反応において、有機金属錯体触媒は反応後の反応液に生成物とともに溶解した状態で存在している場合が多く、生成物との分離が容易でないという課題がある。
そこで、有機金属錯体触媒を合成樹脂などの担体に固定化する試みが検討されている。例えば、非特許文献１１には、配位中心がＰｄである有機金属錯体がポリマー担体に固定化された触媒の事例が開示されている。また、非特許文献１２及び非特許文献１３には、配位中心がＰｄである有機金属錯体がポリマー担体（又はＳｉＯ２パウダーからなる担体）とともに反応に使用されている事例が開示されている。
なお、非特許文献１２及び非特許文献１３では、有機金属錯体触媒が担体に固定化されているか否かについては明確には確認されていない。
図１６は、非特許文献１１、非特許文献１２及び非特許文献１３にそれぞれ記載されている触媒と、当該触媒を使用したクロスカップリング反応（Ｃ－Ｎクロスカップリング反応）の概要を示す説明図である。
非特許文献１１には、式（ＰＲ１）で示されるクロスカップリング反応に、式（ＰＣ０１）で示される構造を有する触媒が使用されている。なお、式（ＰＣ０１）中、「ｒｓ１」はポリスチレンポリマーを示す。また、式（ＰＲ１）中、「ＤＭＳＯ」は、ジメチルスルホキシド (Ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ)を示す。また、両式においてＡｃはＣＨ３ＣＯ－基を示す。図１６に示すように、反応物（基質）としてヨードベンゼンを使用した場合には反応が進行するがブロモベンゼンを使用した場合には反応が進行しないことが報告されている。
非特許文献１２には、式（ＰＲ２）で示されるクロスカップリング反応に、式（ＰＣ０２）で示される構造を有する触媒が使用されている。なお、式（ＰＣ０２）中、「ｒｓ２」はＭｅｒｒｉｆｉｅｌｄ Ｒｅｓｉｎ（クロロメチルポリスチレン樹脂）を示す。
また、式（ＰＲ２）中、「ＰＳ」はポリスチレンを示し、「ＣｙＪｏｈｎＰｈｏｓ」は、(２-ビフェニル)ジシクロヘキシルホスフィンを示す。更に、式（ＰＲ２）中、「ｔＢｕ」は、ｔｅｒｔ・－ブチル基（ｔｅｒｔｉａｒｙ ｂｕｔｙｌ ｇｒｏｕｐ）を示し、「Ｍｅ」はメチル基を示す。図１６に示すように、反応物（基質）としてアニソールのベンゼン環のパラ位の水素をＢｒで置換した４－ブロモアニソールを使用した場合に反応が進行することが報告されている。
非特許文献１３には、式（ＰＲ３）で示されるクロスカップリング反応に、式（ＰＣ０３）で示される構造を有する触媒又は式（ＰＣ０４）で示される構造を有する触媒が使用されている。なお、式（ＰＣ０３）中、「ｒｓ３」はＳｉＯ２パウダーを示す。また、式（ＰＣ０４）中、「ｒｓ４」はＭｅｒｒｉｆｉｅｌｄ Ｒｅｓｉｎ（クロロメチルポリスチレン樹脂）を示す。更に、式（ＰＣ０３）及び式（ＰＣ０４）中、「ＰＣｙ２」はジシクロヘキシルホスフィン基を示す。また、式（ＰＲ３）中、「ＳＰｈｏｓ」は、２－Ｄｉｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｏ－２‘，６’－ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｂｉｐｈｅｎｙｌを示す。図１６に示すように、反応物（基質）として1,4-ジメチル-2-クロロベンゼンを使用した場合、担体がＳｉＯ２パウダーの触媒では反応がわずかにしか進行しないが、担体が合成樹脂の触媒では反応がより進行することが報告されている。また、Ｐｄ（ＯＡｃ）２に対して７倍のＳＰｈｏｓを添加し混合すると、生成物の収率が約９０％まで向上することが報告されている。
なお、本件特許出願人は、上記文献公知発明が記載された刊行物として、以下の刊行物を提示する。
Kosugi, M., Kameyama, M., Migita. T. Chem. Lett. 1983, 927 Guram, A. S., Rennels, R. A., Buchwald, S. L. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1995, 34, 1348 Louie, J., Hartwig, J. F. Tetrahedron Lett. 1995, 36(21), 3609 Louie, J., Arduengo, A. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 361 Organ, M. G. Rational catalyst design and its application in sp3-sp3 couplings. Presented at the 230th National Meeting of the American Chemical Society, Washington, DC, 2005; Abstract 308. Organ, M. G., Avola, S., Dubovyk, L., Hadei, N., Kantchev, E. A. B., OBrien, C., Valente, C. Chem. Eur. J. 2006, 12, 4749 Ray, L., Shaikh, M. M., Ghosh, P. Dalton trans. 2007, 4546 Obrien, C. J., Kantchev, E. A. B., Valente, C., Hadei, N., Chass, G. A., Lough, A., Hopkinson, A. C., Organ, M. G. Chem. Eur. J. 2006, 12, 4743 Marion, M., Navarro, O., Stevens, J. M, E., Scott, N. M., Nolan, S. P. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4101 Navarro, O., Marion, N., Mei, J., Nolan, S. P.Chem. Eur. J. 2006, 12, 5142 Sk. Manirul lslam, Noor Salam, Paramita Mondal, Anupam Singha Roy，J. Mol. Catal. A: Chemical 2013, 366, 321-332 Cynthia A. Parrish, Stephen L. Buchwald，J. Org. Chem. 2001, 66, 3820-3827 Antonio Leyva, Hermenegildo Garcia, Avelino Corma，Tetrahedron 2007, 63, 7097-7111
ＷＯ2018/105671 ＷＯ2018/105672
しかしながら、有機金属錯体を担体に固定化したクロスカップリング反応用触媒を使用したクロスカップリング反応において、触媒使用量が比較的少量でかつ比較的短時間で目的物の高い収率を得るという観点からは、上述した従来技術の触媒であっても未だ改善の余地があることを本発明者らは見出した。
特に、Ｃ－Ｎクロスカップリング反応において、Ｃ－Ｎ結合の「Ｃ」の側の前駆体（基質）となるハロゲン化ベンゼン（及びその誘導体）などのＣ－Ｘ結合（Ｘはハロゲン原子を示す）を有する化合物は、置換基のハロゲンをＩからＢｒ、さらにＢｒからＣｌに変更できると、当該前駆体（基質）の原材料費が大きく低減される。例えば、ＢｒからＣｌに変更できると、原材料費が約半分となる場合もある。
上述した従来技術においては、先行技術文献１３に反応物（基質）として1,4-ジメチル-2-クロロベンゼンを使用した場合が報告されているが、触媒の使用量が比較的多く、かつ反応時間が比較的長く改善の余地があり、更に、目的物の収率も改善の余地があると本発明者らは思料する。更に、非特許文献１３では、有機金属錯体触媒（Ｐｄ（ＯＡｃ）２）と担体（ＳＰｈｏｓ）とを混合し反応液に投入しているが、有機金属錯体触媒（Ｐｄ（ＯＡｃ）２）が担体（ＳＰｈｏｓ）に固定化されているか否かについては明確には確認されていない。有機金属錯体触媒（Ｐｄ（ＯＡｃ）２）が担体（ＳＰｈｏｓ）に十分に固定化されていないと、反応液から触媒と生成物を分離することが容易にできなくなる。
本発明は、かかる技術的事情に鑑みてなされたものであって、有機金属錯体が担体に十分に固定化されており、比較的少ない使用量でかつ比較的短い反応時間で目的物を高収率で容易に得ることのできるクロスカップリング反応用触媒を提供することを目的とする。
本発明者らは、これまでにクロスカップリング反応に高活性な有機金属錯体触媒として、イミダゾール環のＮＨＣの構造における４位又は５位の炭素原子(以下、必要に応じて「バックボーン炭素」という)に結合するケイ素原子を含む置換基（シリル基）が結合した構造を有する有機金属錯体触媒を見出している（特許文献１及び特許文献２を参照）。
更に、本発明者らは、この有機金属錯体触媒をベースとした有機金属錯体についてそれを固定化できる担体を探索し、固定化のため有機金属錯体の改良を行うなど上述の課題の解決に向けて鋭意検討を行った。
その結果、本発明者らは、下記の式（Ｐ１）の構造を有するクロスカップリング反応用触媒が上述の課題の解決に有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
より具体的には、本発明は、以下の技術的事項から構成される。
すなわち、本発明は、
クロスカップリング反応に使用されるクロスカップリング反応用触媒であって、
合成樹脂からなる担体部と、
前記担体部に化学結合により固定化された有機金属錯体部と、
を有しており、
有機金属錯体部の配位中心がＰｄであり、
前記有機金属錯体部の前駆体の有機金属錯体が下記式（Ｍ１）で表される構造を有しており、
前記担体部の前駆体の合成樹脂前駆体が下記式（Ｍ２）で表される構造を有しており、
前記有機金属錯体と前記合成樹脂前駆体とを反応物とする下記式（Ｍ３）で表される縮合反応の生成物に相当する下記式（Ｐ１）で表される構造を有している、
クロスカップリング反応用触媒、を提供する。
Figure 0007032769000007
Figure 0007032769000008
Figure 0007032769000009
Figure 0007032769000010
ここで、（Ｐ１）中、Ｒ１及びＲ２は同一であっても異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基、及びアリール基からなる群から選択される少なくとも１種の置換基である。
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６、Ｒ８及びＲ９は同一であっても異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヒドロキシ基、ヒドロキシレート基、チオカルボキシ基、ジチオカルボキシ基、スルホ基、スルフィノ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、ヒドラジノカルボニル基、アミジノ基、シアノ基、イソシアノ基、シアナト基、イソシアナト基、チオシアナト基、イソチオシアナト基、ホルミル基、オキソ基、チオホルミル基、チオキソ基、メルカプト基、アミノ基、イミノ基、ヒドラジノ基、アリロキシ基、スルフィド基、ニトロ基、及びシリル基からなる群から選択される少なくとも１種の置換基である。
Ｘ及びＲ７は同一であっても異なっていてもよく、それぞれ、前記配位中心のＰｄに配位可能なハロゲン原子、前記配位中心のＰｄに配位可能なπ結合を有する炭素数３～２０の置換基、又は、アミン化合物、ホスフィン化合物、ニトリル化合物、硫黄化合物若しくはイソシアニド化合物から選ばれる配位子を示す。
ＲＳ１は、前記式（Ｍ２）で表される末端に－ＣＨ２ＯＨ基を有する前記合成樹脂前駆体の主鎖を示す。
式（Ｍ１）及び式（Ｍ３）中、Ｘ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７、Ｒ８及びＲ９は、前記式（Ｐ１）中のＸ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７、Ｒ８及びＲ９と同一の置換基を示す。
式（Ｍ３）中、ＲＳ１は、前記式（Ｐ１）中のＲＳ１と同一の前記合成樹脂前駆体の主鎖を示す。
上述の構成を有する本発明のクロスカップリング反応用触媒は、クロスカップリング反応において比較的少ない使用量でかつ比較的短い反応時間で目的物を高収率で容易に得ることができる。
なお、本発明においては、本発明の効果をより確実に得る観点から、式（Ｐ１）、式（Ｍ１）及び式（Ｍ３）中、Ｘは前記配位中心のＰｄに配位可能なハロゲン原子を示すことが好ましい。
また、本発明においては、本発明の効果をより確実に得る観点から、式（Ｐ１）、式（Ｍ１）及び式（Ｍ３）中、Ｒ７は前記配位中心のＰｄに配位可能なπ結合を有する炭素数３～２０の置換基を示すことが好ましい。
本発明のクロスカップリング反応用触媒が目的物の高い収率を得ることができる詳細なメカニズムは解明されていないが、本発明者らは、以下のように推察している。
まず、本発明のクロスカップリング反応用触媒の有機金属錯体部の前駆体の有機金属錯体が式（Ｍ１）に示すようにＮＨＣの構造における４位又は５位のバックボーン炭素にシリル基（－ＳｉＲ１Ｒ２Ｃｌ）が結合した構造となっており、これ自体で有機金属錯体触媒としてクロスカップリング反応に高活性を示すと考えられる。
実際に、本発明者らは、特許文献１及び特許文献２においては、式（Ｍ１）に示す有機金属錯体のシリル基のＣｌをＲ１と同じ化学組成の範囲の置換基に置き換えた構造の有機金属錯体がこれ自体でクロスカップリング反応用触媒として高い活性を有することを確認している。本発明においては担体部の前駆体となる合成樹脂前駆体（式（Ｍ２））に固定化するために有機金属錯体は特許文献１及び特許文献２に記載の有機金属錯体触媒のシリル基の３つの置換基のうちの一つをＣｌとする改良をしている。
そして、式（Ｍ１）に示される前駆体の有機金属錯体のシリル基のＣｌと、式（Ｍ２）で示される合成樹脂前駆体の末端の－ＣＨ２－ＯＨ基の－ＯＨのＨとがＨＣｌとして外れる縮合反応で、前駆体の有機金属錯体がシリル基の部分で担体部に固定化された後の形態となった後においても前駆体の有機金属錯体とほぼ同等の触媒活性を保有していることが目的物の収率の向上に寄与していると推察している。
本発明によれば、有機金属錯体が担体に十分に固定化されており、比較的少ない使用量でかつ比較的短い反応時間で目的物を高収率で容易に得ることのできるクロスカップリング反応用触媒が提供される。
実施例１のクロスカップリング反応用触媒の有機金属錯体部の前駆体（原料）となる有機金属錯体（式（Ｍ９）で示される有機金属錯体）について得られた１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示すグラフである。 実施例１のクロスカップリング反応用触媒の有機金属錯体部の前駆体（原料）となる有機金属錯体（式（Ｍ９）で示される有機金属錯体）について得られた１３Ｃ{１Ｈ}ＮＭＲスペクトルを示すグラフである。 実施例１のクロスカップリング反応用触媒の有機金属錯体部の前駆体（原料）となる有機金属錯体（式（Ｍ９）で示される有機金属錯体）について得られた２９Ｓｉ{１Ｈ}ＮＭＲスペクトルを示すグラフである。 図１に示した１Ｈ ＮＭＲスペクトルの測定結果、図２に示した１３Ｃ{１Ｈ}ＮＭＲスペクトルの測定結果、図３に示した２９Ｓｉ{１Ｈ}ＮＭＲスペクトルの測定結果を示す説明図である。 Ｗａｎｇ ｒｅｓｉｎについて得られた１３Ｃ ＣＰＭＡＳスペクトル（図５Ａ）と、実施例１のクロスカップリング反応用触媒について得られた１３Ｃ ＣＰＭＡＳスペクトル（図５Ｂ）とを示すグラフである。 実施例１のクロスカップリング反応用触媒について得られた２９Ｓｉ ＣＰＭＡＳスペクトルを示すグラフである。 有機金属錯体部の前駆体について得られた２９Ｓｉ{１Ｈ}ＮＭＲスペクトル（図７Ａ）と、実施例１のクロスカップリング反応用触媒について得られた２９Ｓｉ ＣＰＭＡＳスペクトル（図７Ｂ）を示すグラフである。 実施例１のクロスカップリング反応用触媒について得られたＸ線光電子分光法分析（ＸＰＳ）の測定結果を示すグラフである。 実施例１、比較例１、参考例１のクロスカップリング反応用触媒の化学式を示す説明図である。 式（Ｒ１）で示されるクロスカップリング反応において実施例１、比較例１及び参考例１のクロスカップリング反応用触媒を用いた場合のそれぞれの生成物の収率の時間依存性を示すグラフである。 式（Ｒ２）で示されるクロスカップリング反応において実施例１のクロスカップリング反応用触媒を用いた場合に得られた生成物の収率を示す説明図である。 式（Ｒ３）で示されるクロスカップリング反応において実施例１及び参考例１のクロスカップリング反応用触媒を用いた場合のそれぞれの生成物の収率の時間依存性を示すグラフである。 式（Ｒ４）で示されるクロスカップリング反応において実施例１のクロスカップリング反応用触媒を用いた場合の生成物の収率の時間依存性を示すグラフである。 式（Ｒ５）で示されるクロスカップリング反応において実施例１のクロスカップリング反応用触媒を用いた場合の生成物の収率の時間依存性を示す図である。 式（Ｒ６）及び（Ｒ７）で示されるクロスカップリング反応において実施例１のクロスカップリング反応用触媒を用いた場合の生成物の収率を示す図である。 非特許文献１１、非特許文献１２及び非特許文献１３にそれぞれ記載されている触媒と、当該触媒を使用したクロスカップリング反応（Ｃ－Ｎクロスカップリング反応）の概要を示す説明図である。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
＜クロスカップリング反応用触媒の構成＞
本実施形態のクロスカップリング反応用触媒は、クロスカップリング反応、好ましくはＣ－Ｎクロスカップリング反応に使用される有機金属錯体触媒であって、合成樹脂からなる担体部と、この担体部に化学結合により固定化された有機金属錯体部とを有しており、有機金属錯体部の配位中心がＰｄであり、下記式（Ｐ１）で表される構造を有している。
Figure 0007032769000011
また、有機金属錯体部の前駆体となる有機金属錯体が下記式（Ｍ１）で表される構造を有している。
更に、担体部の前駆体の合成樹脂前駆体が下記式（Ｍ２）で表される構造を有している。
そして、式（Ｐ１）で表される構造は、有機金属錯体と合成樹脂前駆体とを反応物とする下記式（Ｍ３）で表される縮合反応の生成物の構造に相当する。
Figure 0007032769000012
Figure 0007032769000013
Figure 0007032769000014
ここで、（Ｐ１）中、Ｒ１及びＲ２は同一であっても異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基、及びアリール基からなる群から選択される少なくとも１種の置換基である。
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８及びＲ９は同一であっても異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヒドロキシ基、ヒドロキシレート基、チオカルボキシ基、ジチオカルボキシ基、スルホ基、スルフィノ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、ヒドラジノカルボニル基、アミジノ基、シアノ基、イソシアノ基、シアナト基、イソシアナト基、チオシアナト基、イソチオシアナト基、ホルミル基、オキソ基、チオホルミル基、チオキソ基、メルカプト基、アミノ基、イミノ基、ヒドラジノ基、アリロキシ基、スルフィド基、ニトロ基、及びシリル基からなる群から選択される少なくとも１種の置換基である。
例えば、アリール基は、２，４，６，トリメチルフェニル基であってもよい。
Ｘ及びＲ７は同一であっても異なっていてもよく、それぞれ、前記配位中心のＰｄに配位可能なハロゲン原子、前記配位中心のＰｄに配位可能なπ結合を有する炭素数３～２０の置換基、又は、アミン化合物、ホスフィン化合物、ニトリル化合物、硫黄化合物若しくはイソシアニド化合物から選ばれる配位子を示す。
ＲＳ１は、前記式（Ｍ２）で表される末端に－ＣＨ２ＯＨ基を有する前記合成樹脂前駆体の主鎖を示す。
式（Ｍ１）及び式（Ｍ３）中、Ｘ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は、前記式（Ｐ１）中のＸ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９と同一の置換基を示す。
式（Ｍ３）中、ＲＳ１は、前記式（Ｐ１）中のＲＳ１と同一の前記合成樹脂前駆体の主鎖を示す。
上述の構成を有する本発明のクロスカップリング反応用触媒は、クロスカップリング反応において比較的少ない使用量でかつ比較的短い反応時間で目的物を高収率で容易に得ることができる。
本発明のクロスカップリング反応用触媒が目的物の高い収率を得ることができる詳細なメカニズムは解明されていないが、本発明者らは、以下のように推察している。
まず、本発明のクロスカップリング反応用触媒の有機金属錯体部の前駆体の有機金属錯体が式（Ｍ１）に示すようにＮＨＣの構造における４位又は５位のバックボーン炭素にシリル基（－ＳｉＲ１Ｒ２Ｃｌ）が結合した構造となっており、これ自体で有機金属錯体触媒としてクロスカップリング反応に高活性を示すと考えられる。
実際に、本発明者らは、特許文献１及び特許文献２においては、式（Ｍ１）に示す有機金属錯体のシリル基のＣｌをＲ１と同じ化学組成の範囲の置換基に置き換えた構造の有機金属錯体がこれ自体でクロスカップリング反応用触媒として高い活性を有することを確認している。本発明においては担体部の前駆体となる合成樹脂前駆体（式（Ｍ２））に固定化するために有機金属錯体は特許文献１及び特許文献２に記載の有機金属錯体触媒のシリル基の３つの置換基のうちの一つをＣｌとする改良をしている。
そして、式（Ｍ１）に示される前駆体の有機金属錯体のシリル基のＣｌと、式（Ｍ２）で示される合成樹脂前駆体の末端の－ＣＨ２－ＯＨ基の－ＯＨのＨとがＨＣｌとして外れる縮合反応で、前駆体の有機金属錯体がシリル基の部分で担体部に固定化された後の形態となった後においても前駆体の有機金属錯体とほぼ同等の触媒活性を保有していることが目的物の収率の向上に寄与していると推察している。
また、本発明の効果をより確実に得る観点から、本発明のクロスカップリング反応用触媒は、式（Ｐ２）で表される構造を更に有していることが好ましい。
Figure 0007032769000015
ここで、式（Ｐ２）中、Ｘ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は、式（Ｐ１）中のＸ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９と同一の置換基を示す。また、ＲＳ２は、式（Ｐ１）中のＲＳ１と同一の前記合成樹脂前駆体の主鎖を示す。
更に、本発明の効果をより確実に得る観点から、本発明のクロスカップリング反応用触媒は、下記式（Ｐ３）で表される構造を更に有していることが好ましい。
Figure 0007032769000016
ここで式（Ｐ３）中、Ｘ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は、式（Ｐ１）中のＸ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９と同一の置換基を示す。また、ＲＳ３は、式（Ｐ１）中のＲＳ１と同一の前記合成樹脂前駆体の主鎖を示す。
式（Ｐ３）の構造を有するクロスカップリング反応用触媒のより好ましい構造としては、下記式（Ｐ４）で表される構造があげられる。
Figure 0007032769000017
ここで、式（Ｐ４）中、ｉＰｒはイソプロピル基を示し、Ｍｅはメチル基を示す。
また、Ｒ１及びＲ２のうちの少なくとも一つは、本発明の効果をより確実に得る観点から、アルキル基又はアルコキシ基であることが好ましい。より好ましくは、炭素数１～３のアルキル基又はアルコキシ基であることが好ましい。
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８及びＲ９のうちの少なくとも一つは、本発明の効果をより確実に得る観点から、炭素数１～３のアルキル基であることが好ましい。
なお、本発明においては、本発明の効果をより確実に得る観点から、Ｘは前記配位中心のＰｄに配位可能なハロゲン原子を示すことが好ましい。
更に、本発明の効果をより確実に得る観点及び原料の入手容易性と原料のコストの観点から、Ｘはハロゲン原子のうちＣｌであることがより好ましい。
また、本発明においては、本発明の効果をより確実に得る観点から、Ｒ７は前記配位中心のＰｄに配位可能なπ結合を有する炭素数３～２０の置換基を示すことが好ましい。
更に、本発明の効果をより確実に得る観点から、Ｒ７は配位中心Ｐｄに配位可能なπ結合を有する炭素数３～１０の置換基であることがより好ましく、炭素数３～９の置換基であることが更に好ましい。
また、本発明の効果をより確実に得る観点から本発明のクロスカップリング反応用触媒はＣ－Ｎクロスカップリング反応に使用されることが好ましい。
更に、式（Ｐ２）、式（Ｐ３）、式（Ｐ４）の構造を有するクロスカップリング反応用触媒をより確実に得る観点から、式（Ｍ２）で示した担体部の前駆体の合成樹脂前駆体は、下記式（Ｍ４）の構造を有していることが好ましく、下記式（Ｍ５）の構造を有していることがより好ましい。
Figure 0007032769000018
Figure 0007032769000019
 ここで、式（Ｍ４）中のＲＳ２及び式（Ｍ５）ＲＳ３は、それぞれ式（Ｐ１）中のＲＳ１と同一の前記合成樹脂前駆体の主鎖を示す。
更に、担体部のＲＳ３（又はＲＳ２、ＲＳ１）は、下記式（Ｍ６）で示される繰り返し単位と、下記式（Ｍ７）で示される繰り返し単位を有していることが好ましい。
Figure 0007032769000020
Figure 0007032769000021
ここで、式（Ｍ６）中、ｎは１以上の整数である。式（Ｍ７）中、ｍは１以上の整数である。
更に、担体部のＲＳ３（又はＲＳ２、ＲＳ１）は、式（Ｍ６）で示される繰り返し単位と、式（Ｍ７）で示される繰り返し単位とが任意の数で任意の組み合わせで結合した構造を有していてもよい。例えば、下記式（Ｍ８）で示される構造を有していてもよい。
Figure 0007032769000022
担体部の前駆体の合成樹脂前駆体に関し、以上説明した構造を有する好ましい具体例としては、Ｗａｎｇ Ｒｅｓｉｎが好ましく上げられる。例えば、4-(ヒドロキシメチル)フェノキシメチルポリスチレン樹脂である。
更に、式（Ｐ２）、式（Ｐ３）、式（Ｐ４）の構造を有するクロスカップリング反応用触媒をより確実に得る観点から、式（Ｍ１）で示した有機金属錯体部の前駆体となる有機金属錯体としては、下記式（Ｍ９）の構造を有していることが好ましい。
Figure 0007032769000023
ここで、式（Ｍ９）中、ｉＰｒはイソプロピル基を示し、Ｍｅはメチル基を示す。
＜クロスカップリング反応用触媒の製造方法の好適な実施形態＞
本実施形態のクロスカップリング反応用触媒は、特に限定されず公知の配位子の合成方法、錯体触媒の合成手法を組合せ、最適化することで製造することができる。
先に述べたように、本実施形態のクロスカップリング反応用触媒は、有機金属錯体部の前駆体の有機金属錯体（式（Ｍ１）で表される構造を有する）と、担体部の前駆体の合成樹脂前駆体（式（Ｍ２）で表される構造を有する）とを反応物とする先に述べた式（Ｍ３）で表される縮合反応を行うことにより製造することができる。
式（Ｍ１）で表される構造を有する有機金属錯体部の前駆体の有機金属錯体は、例えば特許文献１及び特許文献２に記載の方法を参考にして製造することができる。
例えば、好ましい形態である式（Ｍ９）で表される構造を有する有機金属錯体部の前駆体の有機金属錯体は、下記式（Ｒ０１）、式（Ｒ０２）及び式（Ｒ０３）で示す３つの工程を経て製造することができる。
Figure 0007032769000024
Figure 0007032769000025
Figure 0007032769000026
ここで、式（Ｒ０２）中、ＴＨＦはテトラヒドロフランを示す。
また、式（Ｒ０１）中の化合物Ｃ０１は市販のものを入手することができる。例えばＴＣＩ社製 1,3-Bis(2,6-diisopropylphenyl)imidazol-2-ylidene（CAS RN: 244187-81-3 製品コード:B3465）があげられる。
また、式（Ｍ９）で表される構造を有する有機金属錯体部の前駆体の有機金属錯体と、Ｗａｎｇ Ｒｅｓｉｎ（担体部の前駆体の合成樹脂前駆体の好適な例）とから、式（Ｐ４）で表される構造を有する本発明のクロスカップリング反応用触媒の好適な実施形態（例えば、エヌ・イー ケムキャット社製 製品名：「ＤＭＳＯ―ＰＤＡ」）は、下記式（Ｒ０４）で示される反応工程を得て合成することができる。
Figure 0007032769000027
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
具体的には、図９示した化学式（Ｐ４）、（Ｃ１）及び（Ｃ２）で示した実施例１、比較例１、参考例１のクロスカップリング反応用触媒を準備した。
（分析装置の説明）
以下に説明する実施例１、比較例１、参考例１のクロスカップリング反応用触媒を合成する際の分析については、以下の装置を使用した。
〔ＮＭＲスペクトル〕
１Ｈ ＮＭＲ、１３Ｃ｛１Ｈ｝ＮＭＲ、２９Ｓｉ｛１Ｈ｝ＮＭＲスペクトル測定には、Ｂｒｕｋｅｒ社製のＢｒｕｋｅｒ Ｂｉｏｓｐｉｎ Ａｖａｎｃｅ４００（４００ ＭＨｚ）を使用して測定を行った。配位子の測定はいずれも脱水した重溶媒を使用した。これは、配位子の分解防止のためである。
１３Ｃ｛１Ｈ｝ＣＰＭＡＳ、２９Ｓｉ｛１Ｈ｝ＣＰＭＡＳスペクトル測定には、Ｂｒｕｋｅｒ社製のＢｒｕｋｅｒ Ａｖａｎｃｅ４００ＷＢ（４００ ＭＨｚ）を用いた。
〔質量分析〕
ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳスペクトル測定は、Ｂｒｕｋｅｒ社製のＡＵＴＯＦＬＥＸＴＭＴＯＦ／ＴＯＦを用いた。
〔元素分析〕
元素分析は、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製のＦＬＡＳＨ ＥＡ １１１２ＳＥＲＩＥＳ ｅｌｅｍｅｎｔａｌ ａｎａｌｙｚｅｒを用いた。
〔ＧＣ測定〕
ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）測定は島津製作所社製のＧＣ－２０１４を用いた。キャピタリーカラムはＴＣ－１（６０ｍ）を使用した。
（市販の試薬の説明）
以下に説明する実施例１、比較例１、参考例１のクロスカップリング反応用触媒の合成と分析の際、市販の試薬は以下のものを使用した。
東京化成社製の試薬：４－（ヒドロキシメチル）フェノキシメチルポリスチレンレジン、１，３－ジ－ｔｅｒｔブチルイミダゾール－２－イリデン、クロロベンゼン、４－クロロアニソール、２―クロロピリジン、４－クロロトルエン、モルホリン、ジブチルアミン、Ｎ－メチルアニリン、アニリンジフェニルアミン、カリウムｔｅｒｔ－ブトキシド、ナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシド、ドデカン
関東化学社製の試薬：ｎ－ブチルリチウム
シグマアルドリッチジャパン社製の試薬：ジクロロジメチルシラン、重ベンゼン、重テトラヒドロフタン
和光純薬工業社製の試薬：アリルパラジウム（ＩＩ）クロライドダイマー、テトラヒドロフラン、ヘキサン、トルエン
（参考例１）
有機金属錯体触媒｛商品名「ＮＴＭＳ－ＰＤＡ」、Ｎ.Ｅ.ＣＨＥＭＣＡＴ社製（以下、必要に応じて「ＴＭＳＩＰｒＰｄ（ａｌｌｙｌ）」と表記）、下記式（Ｒ０７）中の生成物Ｃ２で示す｝を以下の手順で用意した。
ここで、「ＴＭＳ」はトリメチルシリル基を示す。また、「ＩＰｒ」は、下記式（Ｃ０１）で示されるＮＨＣ構造を有する配位子（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）を示す。
まず、学術論文（Wang,Y., Xie, Yaming., Abraham, M. Y., Wei, P., Schaeferlll, H. F., Schleyer, P. R., Robinson, G. H. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14370）に記載の手法を改良し、下記反応式（Ｒ０５）で示される２つのステップを経て、ＩＰｒ（式（Ｃ０１）で表される配位子）のＮＨＣ構造における４位炭素にトリメチルシリル基(-ＳｉＭｅ３、「ＴＭＳ基」)を結合させた配位子Ｃ０４の合成を行った。ＩＰｒとしては市販品（ＴＣＩ製 1,3-Bis(2,6-diisopropylphenyl)imidazol-2-ylidene（CAS RN: 244187-81-3 製品コード:B3465））を使用した。
Figure 0007032769000028
式（Ｒ０５）中、ｎＢｕＬｉはＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｌｉを示し、ＴＨＦはテトラヒドロフランを示す。
式（Ｒ０５）中の中間生成物Ｃ０２（Ｌｉ－ＩＰｒ）の合成手順の例を説明する。
先ずグローブボックス内にて３００ｍＬナスフラスコにＩＰｒ（反応物３）１０．７９ｇ（２７．６２ｍｍｏｌ）と脱水ヘキサン１００ｍＬを加え、得られた液を室温で３０分撹拌した。次に、得られた懸濁液に、ｎＢｕＬｉをゆっくり滴下し、室温下において、１晩撹拌を続け反応させた。薄い茶色のスラリー状の溶液から黄色のスラリー状の溶液へ変化した。反応終了後、メンブレンフィルターにてろ過し、脱水ヘキサンで洗浄した。得られた黄色の粉末固体｛式（Ｒ４）中の中間生成物４（リチオ化物：Ｌｉ－ＩＰｒ）｝を乾燥させた。
式（Ｒ０５）中の中間生成物Ｃ０２（黄色の粉末固体）の収量 １０．０ｇ、収率 ９２．０％であった。
次に、式（Ｒ０５）中の生成物（Ｃ０４）の合成手順について説明する。
先ず、グローブボックス内にて５０ｍＬシュレンクに中間生成物Ｃ０２（Ｌｉ－ＩＰｒ）０．７８ｇ（１．９８ｍｍｏｌ）と脱水ＴＨＦ２５ｍＬを加え溶解させた。次に、クロロトリメチルシラン(ＣｌＳｉＭｅ３、以下、必要に応じて「ＣｌＴＭＳ」という)０．２６ｍＬ（２．０４ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、２５分反応させ、反応終了後、溶媒除去を行った。
グローブボックス内にて、固体生成物に脱水トルエンを１０ｍＬ加えて溶解させ、得られた液を遠沈管に移した。遠沈管内の液に４０００ｒｐｍ、６分、室温の条件で遠心分離処理を行い、塩（ＬｉＣｌ）を分離した。次に、得られたろ液をフィルター（ａｄｖａｎｔｅｃ社製、０．２μｍ）に通して５０ｍＬシュレンクに分離した。次に溶媒除去を行い、黄色の粉末固体（ＴＭＳＩＰｒ、すなわち、目的の配位子Ｃ０４）を得た。
式（Ｒ０５）中の生成物Ｃ０４「ＴＭＳＩＰｒ」（黄色の粉末固体）の収量０．９０１ｇ、収率９８．９％であった。
１Ｈ ＮＭＲを用いて同定を行い、ＩＰｒ（反応物Ｃ０１）のＮＨＣ構造における４位炭素に結合した水素原子のリチオ化が進行し、ＴＭＳＩＰｒ（目的の配位子Ｃ０４）が合成できていることを確認した。
次に、非特許文献９を参考に、下記式（Ｒ０６）で示される反応によりＰｄソースであるπアリルＰｄ錯体｛（アリル）パラジウム（ＩＩ）クロリド、以下、必要に応じて「［（ａｌｌｙｌ）ＰｄＣｌ］２」という｝の合成を行った。
Figure 0007032769000029
式（Ｒ０６）中の生成物Ｃ１、すなわち、πアリルＰｄ錯体｛［（ａｌｌｙｌ）ＰｄＣｌ］２｝の合成手順を説明する。
５００ｍＬシュレンクに蒸留水(２６０ｍＬ)を加え、Ａｒで３０分バブリングした。次に、ＰｄＣｌ２（２．１４ｇ，１２．０ｍｍｏｌ）とＫＣｌ（１．８９ｇ，２４．０ｍｍｏｌ）を加え、１時間、室温で撹拌した。撹拌の前後で液がスラリー状から茶色の透明な液に変化した。この液に塩化アリル（２．９６ｍＬ，３６．０ｍｍｏｌ）を滴下し、一晩、室温で更に撹拌し式（Ｒ０６）の反応を進行させた。反応終了後にクロロホルム（３０ｍＬ）で５回抽出を行い、取り出したクロロホルムをＭｇＳＯ４で乾燥させた。次に、得られた液について、ろ過、溶媒除去を行い、黄色の固体（πアリルＰｄ錯体Ｃ１）を得た。
πアリルＰｄ錯体Ｃ１の収量は２．０９ｇ、収率は９４．９％であった。
１Ｈ ＮＭＲを用いて同定を行い、化学シフトや積分値が非特許文献９に記載の値と一致したことから、目的化合物であるπアリルＰｄ錯体Ｃ１が合成できたと判断した。
πアリルＰｄ錯体Ｃ１の測定結果を以下に示す。
1H NMR (CDCl3, 400 MHz): δ=5.45 (m, 2H), 4.10 (d, 4H, J = 6.7 Hz), 3.03 (d, 4H, J = 12.1 Hz)
次に、ＮＨＣ構造を有する配位子Ｃ０４（ＴＭＳＩＰｒ）とπアリルＰｄ錯体Ｃ１とを用いて下記反応式（Ｒ０７）で示す反応を行い参考例１の有機金属錯体触媒となる生成物Ｃ２、すなわち、「ＴＭＳＩＰｒＰｄ（ａｌｌｙｌ）」を合成した。
この工程は本発明者らが独自に反応条件を検討したものである。
Figure 0007032769000030
グローブボックス内にて、５０ｍＬシュレンクにＮＨＣ構造を有する配位子Ｃ０４（ＴＭＳＩＰｒ）０．９０ｇ（１．９５ｍｍｏｌ）と、脱水ＴＨＦ１５ｍＬとを加えた。次に、２０ｍＬバイアルにπアリルＰｄ錯体Ｃ１０．３６ｇ（０．９８ｍｍｏｌ）｝と脱水ＴＨＦ１０ｍＬを加えた。πアリルＰｄ錯体Ｃ１の溶液をＴＭＳＩＰｒ｛式（Ｒ０７）中の反応物ＣＯ４｝の溶液へ滴下した。得られた液を室温にて１時間撹拌した。液の色が撹拌の前後でオレンジ色から茶色に変化した。次に、液を活性炭の粉末に通し、反応によって生じたＰｄブラックを取り除いた。このとき、液の色は活性炭を通した後に黄色へと変化した。次に、得られた液からＴＨＦを完全に除去した。次に、脱水ヘキサンを少量加え、パウダー化させた。生じた固体をヘキサンで洗浄し、黄色の固体｛式（Ｒ０７）中の生成物Ｃ２、すなわち、ＴＭＳＩＰｒＰｄ（ａｌｌｙｌ）｝を得た。
次に、この参考例１となる有機金属錯体触媒Ｃ２（黄色の固体）についてヘキサン等を使用した再結晶化処理により精製を行った。
なお、この有機金属錯体触媒Ｃ２はクロスカップリング反応に使用される有機金属錯体触媒として本発明者らが初めて合成したものである。
有機金属錯体触媒Ｃ２（黄色の粉末固体）の収量０．８４ｇ、収率６６．８ ％であった。
有機金属錯体触媒Ｃ２の同定は、１Ｈ ＮＭＲ、１３Ｃ｛１Ｈ｝ＮＭＲ、２９Ｓｉ｛１Ｈ｝ＮＭＲ、ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳ、元素分析によって確認した。
有機金属錯体触媒Ｃ２の測定結果を以下に示す。ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳのスペクトルを示す。表１に元素分析結果を示す。
1H NMR (CDCl3, 400MHz): δ7.37-7.44 (m, 2H), 7.23-7.28 (m, 4H), 7.18 (s, 1H), 4.80 (m, 1H), 3.93 (d, 1H, J = 7.2 Hz), 3.12 (m, 2H), 2.97 (m, 2H), 2.82 (d, 1H, J = 13.5 Hz), 2.75 (m, 1H), 1.59 (d, 1H, J = 11.8 Hz), 1.36 (m, 12H), 1.19 (m, 12H), 0.09 (s, 9H)
13C{1H} NMR (CDCl3, 100MHz): δ188.2, 146.5, 146.2, 145.9, 145.6, 137.6, 136.1, 135.8, 133.4, 130.0, 129.8, 129.7, 124.2, 124.1, 123.7, 114.2, 73.2, 50.0, 28.8, 28.4, 28.2, 26.5, 25.7, 25.6, 25.3, 24.7, 26.1, 23.3, 0.1
29Si{1H} NMR (CDCl3, 80 MHz):δ-8.1
Figure 0007032769000031
１Ｈ ＮＭＲ の結果から、有機金属錯体触媒Ｃ２はアリル基由来のピークが観測され、積分値が目的の構造と一致した。また、２９Ｓｉ｛１Ｈ｝ＮＭＲからはきれいな1本のシグナルが観測された。なお、１Ｈ ＮＭＲ、１３Ｃ｛１Ｈ｝ＮＭＲの詳しい帰属は、１Ｈ－１Ｈ相関、１Ｈ－１３Ｃ相関、１３Ｃ ＤＥＰＴスペクトルから決定した。
表１に示すように、元素分析に係る計算値と実測値がほぼ一致（０．３％以内の差）であることから、目的化合物である有機金属錯体触媒Ｃ２が合成できたと判断した。
また、ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳの結果から、レーザーによってＰｄからＣｌが外れたものが観測された。ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳの結果はＮＨＣ構造を有する配位子とＰｄとが結合していることを示唆しており、この観点からも目的の有機金属錯体触媒Ｃ２が合成できたと判断した。
（実施例１）
式（Ｐ４）で示したクロスカップリング反応用触媒（エヌ・イー ケムキャット社製、製品名：「ＤＭＳＯ―ＰＤＡ」）を用意した。
式（Ｍ９）で示した有機金属錯体は、参考例１に記載の製造方法をベースに、先に述べた式（Ｒ０１）～式（Ｒ０３）の工程を得て合成した。式（Ｒ０１）中の化合物Ｃ０１は市販のＴＣＩ社製 1,3-Bis(2,6-diisopropylphenyl)imidazol-2-ylidene（CAS RN: 244187-81-3 製品コード:B3465）を使用した。
式（Ｍ９）で示した有機金属錯体を１Ｈ ＮＭＲスペクトルの測定、１３Ｃ{１Ｈ}ＮＭＲスペクトルの測定、２９Ｓｉ{１Ｈ}ＮＭＲスペクトルの測定により同定した。
図１に式（Ｍ９）で示される有機金属錯体について得られた１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す。また、図２に式（Ｍ９）で示される有機金属錯体について得られた１３Ｃ{１Ｈ}ＮＭＲスペクトルを示す。更に、図３に式（Ｍ９）で示される有機金属錯体について得られた２９Ｓｉ{１Ｈ}ＮＭＲスペクトルを示す。
図４に図１に示した１Ｈ ＮＭＲスペクトルの測定結果、図２に示した１３Ｃ{１Ｈ}ＮＭＲスペクトルの測定結果、図３に示した２９Ｓｉ{１Ｈ}ＮＭＲスペクトルの測定結果を示す。
これらのＮＭＲスペクトルの測定結果から、式（Ｍ９）で示した有機金属錯体を合成できたことを確認した。
次に式（Ｍ９）で示される有機金属錯体と市販のＷａｎｇ Ｒｅｓｉｎを用いて式（Ｒ０４）で示した合成により式（Ｐ４）で示したクロスカップリング反応用触媒を合成した。
得られた式（Ｐ４）で示した実施例１のクロスカップリング反応用触媒を、１３Ｃ ＣＰＭＡＳスペクトル、２９Ｓｉ ＣＰＭＡＳスペクトル、２９Ｓｉ ＣＰＭＡＳスペクトルの測定により同定した。
図５にＷａｎｇ ｒｅｓｉｎについて得られた１３Ｃ ＣＰＭＡＳスペクトル（図５Ａ）と、実施例１のクロスカップリング反応用触媒について得られた１３Ｃ ＣＰＭＡＳスペクトル（図５Ｂ）とを示す。
図６に実施例１のクロスカップリング反応用触媒について得られた２９Ｓｉ ＣＰＭＡＳスペクトルを示す。
図７に有機金属錯体部の前駆体ついて得られた２９Ｓｉ{１Ｈ}ＮＭＲスペクトル（図７Ａ）と実施例１のクロスカップリング反応用触媒について得られた２９Ｓｉ ＣＰＭＡＳスペクトル（図７Ｂ）を示す。
図８に実施例１のクロスカップリング反応用触媒について得られたＸ線光電子分光法分析（ＸＰＳ）の測定結果を示すグラフである。
図５Ａ及び図５Ｂの比較から、実施例１のクロスカップリング反応用触媒の１３Ｃ ＣＰＭＡＳスペクトルには、Ｗａｎｇ ｒｅｓｉｎの１３Ｃ ＣＰＭＡＳスペクトルでは観測されなかったアルキル基（ｉＰｒ基）に帰属されるピークが３０ｐｐｍ付近に観測された。
図６に示すように実施例１のクロスカップリング反応用触媒の２９Ｓｉ ＣＰＭＡＳスペクトルからは、シラノール基のＳｉに帰属されるピークが０ｐｐｍ付近に観測された。
図７Ａ及び図７Ｂの比較から、式（Ｍ９）の有機金属錯体部の前駆体の２９Ｓｉ{１Ｈ}ＮＭＲスペクトルで観測されたシラノール基のＳｉに帰属されるピークが、実施例１のクロスカップリング反応用触媒の２９Ｓｉ ＣＰＭＡＳスペクトルにおいては、マイナス方向（Ｓｉの電子密度があがる方向）にシフトしている。
Ｗａｎｇ ｒｅｓｉｎと式（Ｍ９）の有機金属錯体部の前駆体との混合物であればこのＳｉに帰属されるピークはシフトしない。また、Ｓｉに帰属されるピークがＳｉの電子密度があがる方向にシフトしていることは、式（Ｍ９）の有機金属錯体部の前駆体のシラノール基のＳｉが電子吸引性のＣｌと結合していた状態から式（Ｒ０４）で示した縮合反応の進行でＣｌが脱離しＷａｎｇ ｒｅｓｉｎの電子供与性の末端が結合していると考えられる。すなわち、式（Ｍ９）の有機金属錯体部の前駆体は化学結合によりＷａｎｇ ｒｅｓｉｎ（担体部）に固定化されていると考えられる。
図８のＸＰＳの測定結果からは、式（Ｐ４）で示した実施例１のクロスカップリング反応用触媒の有機金属錯体部のＰｄがＰｄ（０価）ではなく、Ｐｄ(２価)の存在が観測された。すなわち、配位中心のＰｄはＰｄＣｌ２に類似する状態で存在しており、有機金属錯体部から脱落せず、有機金属錯体部の内部に配位中心として存在していると考えられる。
（比較例１）
式（Ｒ０６）中でＣ１で示した有機金属錯体触媒（和光純薬株式会社社製、商品名「アリルパラジウムクロライドダイマー｝を用意した。
＜クロスカップリング反応による触媒活性評価（１）＞
実施例１、比較例及び参考例１のクロスカップリング反応用触媒を使用して、図１０に示した反応式（Ｒ１）で示されるＣ－Ｎクロスカップリング反応（Ｂｕｃｈｗａｌｄ－Ｈａｒｔｗｉｇ ｒｅａｃｔｉｏｎ）を実施した。なお、実施例１のクロスカップリング反応用触媒は、図１０において「Ｐｄ－ｃａｔ．」と表記した（他の図においても同様）。
反応式（Ｒ１）に示すように、基質としてクロロベンゼン、Ｎ,Ｎ－ジブチルアミン、塩基としてｔＢｕＯＫ、溶媒としてＴＨＦを用いた。仕込みや反応は、グローブボックス内で全て不活性ガス（Ｎ２）雰囲気下にて行った。内標準物質としてドデカンを使用し、ＧＣによって収率を算出した。
反応条件は、クロロベンゼン５ｍｍｏｌに対して、Ｎ,Ｎ－ジブチルアミン ４．９ｍｍｏｌ、温度７０℃、触媒量 ０．２０ｍｏｌ%とした。実施例１、比較例１、及び、参考例１のクロスカップリング反応用触媒を用いた場合のそれぞれの生成物の収率の時間依存性を示すグラフを図１０に示す。
図１０に示した結果から、比較例２１のクロスカップリング反応用触媒に比較し、本発明の構成を満たす実施例１のクロスカップリング反応用触媒を用いた場合、Ｃ－Ｎクロスカップリング反応に対し比較的短い反応時間で非常に高い収率で目的の生成物が得られることが明らかとなった。
また、本発明の構成を満たす実施例１のクロスカップリング反応用触媒は、その有機金属錯体部の部分と構造が類似する参考例１の有機金属錯体触媒と比較しても同程度に高い収率で目的の生成物が得られることが明らかとなった。
＜クロスカップリング反応による触媒活性評価（２）＞
実施例１のクロスカップリング反応用触媒を使用して、図１１に示した反応式（Ｒ２）で示されるＣ－Ｎクロスカップリング反応を実施した。
反応式（Ｒ２）に示すように、基質として各種アリールクロリドとモルホリン、塩基としてｔＢｕＯＫ、溶媒としてＴＨＦを用いた。仕込みや反応は、グローブボックス内で全て不活性ガス（Ｎ２）雰囲気下にて行った。内標準物質としてドデカンを使用し、ＧＣによって収率を算出した。
反応条件は、各種アリールクロリド５ｍｍｏｌに対して、モルホリン４．９ｍｍｏｌ、温度７０℃、触媒量 ０．２０ｍｏｌ%とした。各クロスカップリング反応について得られた目的の生成物｛式（Ｄ１）～式（Ｄ８）で示される化合物｝の収率を図１１に示した。
図１１に示した結果から、実施例１のクロスカップリング反応用触媒比較的少ない使用量でかつ比較的短い反応時間で目的物を高収率で容易に得ることができていることが明らかとなった。
特に、目的の生成物が（Ｄ７）の反応は非特許文献１１に記載のクロスカップリング反応に比較して、より低温で、少ない触媒使用量で、短い反応時間で、かつ、より困難なアリールクロリドを反応物として実施し、目的物を非特許文献１１に報告されている収率よりも高い収率で得ることができた。
また、目的の生成物が（Ｄ３）の反応は非特許文献１２に記載のクロスカップリング反応に比較して、より低温で、少ない触媒使用量で、短い反応時間で、かつ、より困難なアリールクロリドを反応物として実施し、目的物を非特許文献１２に報告されている収率よりも高い収率で得ることができた。
更に、目的の生成物が（Ｄ２）の反応は非特許文献１２に記載のクロスカップリング反応と類似する反応を実施しており、少ない触媒使用量でかつ短い反応時間で目的物を高い収率で得ることができた。
＜クロスカップリング反応による触媒活性評価（３）＞
実施例１及び参考例１のクロスカップリング反応用触媒を使用して、図１２に示した反応式（Ｒ３）で示されるＣ－Ｎクロスカップリング反応を実施した。
図１２に示した結果から、また、本発明の構成を満たす実施例１のクロスカップリング反応用触媒は、その有機金属錯体部の部分と構造が類似する参考例１の有機金属錯体触媒と比較しても同程度に比較的少ない使用量でかつ比較的短い反応時間で目的物を高収率で得られることが明らかとなった。
＜クロスカップリング反応による触媒活性評価（４）＞
実施例１のクロスカップリング反応用触媒を使用して、図１３に示した反応式（Ｒ４）で示されるＣ－Ｎクロスカップリング反応を実施した。
図１３に示した結果から、また、本発明の構成を満たす実施例１のクロスカップリング反応用触媒は、比較的少ない使用量でかつ比較的短い反応時間で目的物を高収率で得られることが明らかとなった。
＜クロスカップリング反応による触媒活性評価（５）＞
実施例１のクロスカップリング反応用触媒を使用して、図１４に示した反応式（Ｒ５）で示されるＣ－Ｎクロスカップリング反応を実施した。
図１４に示した結果から、また、本発明の構成を満たす実施例１のクロスカップリング反応用触媒は、比較的少ない使用量でかつ比較的短い反応時間で目的物を高収率で得られることが明らかとなった。
＜クロスカップリング反応による触媒活性評価（６）及び（７）＞
実施例１のクロスカップリング反応用触媒を使用して、図１５に示した反応式（Ｒ６）及び（Ｒ７）で示されるＣ－Ｎクロスカップリング反応を実施した。
図１５に示した結果から、また、本発明の構成を満たす実施例１のクロスカップリング反応用触媒は、比較的少ない使用量でかつ比較的短い反応時間で目的物を高収率で得られることが明らかとなった。
本発明の触媒は、有機金属錯体が担体に十分に固定化されており、比較的少ない使用量でかつ比較的短い反応時間で目的物を高収率で容易に得ることができる。従って、本発明は、目的の生成物（例えば、芳香族アミン類）の合成にクロスカップリングが利用可能な医薬、農薬、電子材料の分野の量産技術の発達に寄与する。

Claims (5)

  1. クロスカップリング反応に使用されるクロスカップリング反応用触媒であって、
    合成樹脂からなる担体部と、
    前記担体部に化学結合により固定化された有機金属錯体部と、
    を有しており、
    有機金属錯体部の配位中心がＰｄであり、
    前記有機金属錯体部の前駆体の有機金属錯体が下記式（Ｍ１）で表される構造を有しており、
    前記担体部の前駆体の合成樹脂前駆体が下記式（Ｍ２）で表される構造を有しており、
    前記有機金属錯体と前記合成樹脂前駆体とを反応物とする下記式（Ｍ３）で表される縮合反応の生成物に相当する下記式（Ｐ１）で表される構造を有している、
    クロスカップリング反応用触媒。
    Figure 0007032769000032
    Figure 0007032769000033
    Figure 0007032769000034
    Figure 0007032769000035
     ［式（Ｐ１）中、
    Ｒ１及びＲ２は同一であっても異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基、及びアリール基からなる群から選択される少なくとも１種の置換基であり、
    Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８及びＲ９は同一であっても異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヒドロキシ基、ヒドロキシレート基、チオカルボキシ基、ジチオカルボキシ基、スルホ基、スルフィノ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、ヒドラジノカルボニル基、アミジノ基、シアノ基、イソシアノ基、シアナト基、イソシアナト基、チオシアナト基、イソチオシアナト基、ホルミル基、オキソ基、チオホルミル基、チオキソ基、メルカプト基、アミノ基、イミノ基、ヒドラジノ基、アリロキシ基、スルフィド基、ニトロ基、及びシリル基からなる群から選択される少なくとも１種の置換基であり、
    Ｘ及びＲ７は同一であっても異なっていてもよく、それぞれ、前記配位中心のＰｄに配位可能なハロゲン原子、前記配位中心のＰｄに配位可能なπ結合を有する炭素数３～２０の置換基、又は、アミン化合物、ホスフィン化合物、ニトリル化合物、硫黄化合物若しくはイソシアニド化合物から選ばれる配位子を示しており、
    ＲＳ１は、前記式（Ｍ２）で表される末端に－ＣＨ２ＯＨ基を有する前記合成樹脂前駆体の主鎖を示し、
    式（Ｍ１）及び式（Ｍ３）中、Ｘ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は、前記式（Ｐ１）中のＸ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９と同一の置換基を示し、
    式（Ｍ３）中、ＲＳ１は、前記式（Ｐ１）中のＲＳ１と同一の前記合成樹脂前駆体の主鎖を示す。］
  2. 下記式（Ｐ２）で表される構造を更に有している、
    請求項１に記載のクロスカップリング反応用触媒。
    Figure 0007032769000036
     ［式（Ｐ２）中、Ｘ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は、前記式（Ｐ１）中のＸ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９と同一の置換基を示し、
    ＲＳ２は、前記式（Ｐ１）中のＲＳ１と同一の前記合成樹脂前駆体の主鎖を示す。］
  3. 下記式（Ｐ３）で表される構造を更に有している、
    請求項２に記載のクロスカップリング反応用触媒。
    Figure 0007032769000037
     ［式（Ｐ３）中、Ｘ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は、前記式（Ｐ１）中のＸ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９と同一の置換基を示し、
    ＲＳ３は、前記式（Ｐ１）中のＲＳ１と同一の前記合成樹脂前駆体の主鎖を示す。］
  4. 下記式（Ｐ４）で表される構造を更に有している、
    請求項３に記載のクロスカップリング反応用触媒。
    Figure 0007032769000038
     ［式（Ｐ４）中、ｉＰｒはイソプロピル基を示し、Ｍｅはメチル基を示し、
    ＲＳ３は、前記式（Ｐ１）中のＲＳ１と同一の前記合成樹脂前駆体の主鎖を示す。］
  5. Ｃ－Ｎクロスカップリング反応に使用される、
    請求項１～４のうちの何れか１項に記載のクロスカップリング反応用触媒。





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