JP2000505472A - ヘキサフルオロプロパン類の合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 １．１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２−ブロモ−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、または２，２−ジブロモ−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンのうちの一種以上を含む、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン類を製造する方法を開示しており、ここでマロノニトリルを三フッ化臭素と反応させる。

Description

【発明の詳細な説明】 ヘキサフルオロプロパン類の合成方法 発明の背景 １，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル基（(ＣＦ₃)₂ＣＲ₁Ｒ₂）を 含有する化合物には、望ましい揮発性の麻酔薬であるセボフルレン（Ｒ₁＝Ｈ、 Ｒ₂＝ＯＣＨ₂Ｆ）および１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン（Ｒ₁ ＝Ｈ、Ｒ₂＝Ｈ）が含まれる。１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロピ ル化合物の基本的構造は、次のとおりである。 ヘキサフルオロプロピル基を含有する化合物中の１，１，１，３，３，３−ヘ キサフルオロプロピル基は、種々の方法によって合成されているが、通常高度に 毒性の物質を使用しており、および／または不経済な複数の工程からなる方法を 含んでいる。 １，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンは、マロン酸（ＣＨ₂（Ｃ ＯＯＨ）₂）と四フッ化硫黄（ＳＦ₄）との反応によって合成できる。この方法に よって、望ましくない中間体が生成し、かつ高度に毒性の四塩化硫黄を使用する 必要がある。揮発性の麻酔薬であるセボフルレンは、（ＣＣｌ₃）₂ＣＨＯＣＨ₃ または（ＣＣｌ₃）₂ＣＨＯＣＨ₂Ｃｌと三フッ化臭素（ＢｒＦ₃）との反応を含む プロセスで製造でき、この製法には複数の工程からなるフッ素による塩素の置換 反応を含んでいる［フアンおよびヴァーニス(Huang and Vernice)、米国特許4,8 74,902号、1989年］。１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル基を有 する化合物を得るためのフッ素化試薬との塩素置換反応には、望ましくない特徴 がある。フッ素−塩素中間体が 生成し、収率が低いのである。更に、塩素置換反応は、塩素ガス（Ｃｌ₂）の発 生をもたらす。最終生成物を得るためには、この塩素−フッ素中間体と塩素とを 除かなければならない。この精製プロセスのために、１，１，１，３，３，３− ヘキサフルオロプロピル基の合成の困難さとコストとが上昇する。従って、１， １，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル基を含む一層複雑な化合物を経済 的に合成するのに使用できる、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロピ ル化合物を合成する、簡単で経済的な方法が望まれている。 発明の要約 本発明は、式ＣＨ₂（ＣＮ）₂の化合物であるマロノニトリルから、１，１，１ ，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン化合物を合成する方法に関するものであ る。 本発明の他の目的は、前記のマロノニトリル化合物から、２−ブロモ−１，１ ，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンを合成する方法を提供することであ る。 本発明の更に他の目的は、前記の化合物であるマロノニトリルから、２，２− ジブロモ−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンを合成する方法を 提供することである。 本発明の更に詳細な目的は、上で規定したヘキサフルオロプロパン化合物のい ずれかあるいはすべてを、前記化合物であるマロノニトリルと三フッ化臭素（Ｂ ｒＦ₃）とを利用した一工程の反応で合成する方法を提供することである。 発明の詳細な説明 本出願人が見いだしたところでは、反応性の高い酸化剤、フッ化剤であるＢｒ Ｆ₃が、予期せざることに、同じ炭素原子上に二つのシアノ基（ＣＮ）を有する 化合物であるマロノニトリルＣＨ₂（ＣＮ）₂と反応して、１，１，１，３，３， ３−ヘキサフルオロプロパン、２− ブロモ−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、および２，２−ジ ブロモ−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンを一工程のプロセス で生成した。溶媒の必要なしに、容易に実現できかつ維持できる温度で、この反 応は実施できる。特に、ＢｒＦ₃は、マロノニトリルと反応して、溶媒の不存在 下に、約３５℃と４５℃との間の温度で、マロノニトリルの分子の破壊をもたら すことなく、これらのヘキサフルオロプロパン類を生じさせる。また、ＢｒＦ₃ がマロノニトリルと反応してこれらの生成物を生じさせる際に、望ましくない中 間生成物や他の生成物を生じさせることがなく、塩素ガスを生じさせることがな い。例えば、六個を超えるフッ素原子、あるいは六個よりも少ないフッ素原子を 含有する生成物や、一位または三位の炭素原子以外の位置にフッ素原子を有する 生成物は生じない。 例 １ 固体のマロノニトリルＣＨ₂（ＣＮ）₂（０．７５ｇ）を、１００ｍｌのガラス 製フラスコ内に収容する。溢出する蒸気を回収するためのドライアイストラップ に結合される出口を除いて、この容器をシールする。この反応容器を、約３５℃ −４５℃に維持された水浴中に配置してマロノニトリルを液化し、マロノニトリ ルを磁気スターラーで攪拌する。このマロノニトリルには溶媒を添加しない。溶 媒を添加していない液状の三フッ化臭素を、前記反応フラスコへと、テフロン製 チューブを介して徐々に、継続的に添加する。激しい反応の発生を最小限にする ために、ＢｒＦ₃を遅い速度で添加することが好ましい。発生した気体の生成物 を、前記冷トラップ内で出口から回収する。この反応の終了を、マロノニトリル の欠如によるガス発生の停止によって検出した後に、回収した生成物を、炎イオ ン化ガスクロマトグラフィー法によって分析したところ、生成物は三種類の生成 物を含有していた。 これらの三種類の生成物を、ガスクロマトグラフィーおよびマスス ペクトルで分析したところ、 （１） １，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン。式ＣＨ₂（ＣＦ₃）₂ の化合物。[ｍ／ｚ（ＥＩ）１５１(Ｍ＋−Ｈ)、１３３(Ｍ＋−Ｆ)、１１３(Ｃ₃ ＨＦ₄＋)、６９(ＣＦ₃＋)] （２） ２−ブロモ−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン。式Ｃ ＨＢｒ（ＣＦ₃）₂の化合物。[ｍ／ｚ（ＥＩ）２３０、２３２(Ｍ＋)、２１１、 ２１３(Ｍ＋−Ｆ)、１５１(Ｍ＋−Ｂｒ)、１１３(Ｃ₃ＨＦ₄＋)、６９(ＣＦ₃＋)] （３） ２、２−ジブロモ−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン 。式ＣＢｒ₂（ＣＦ₃）₂の化合物。[ｍ／ｚ（ＥＩ）３０８、３１０、３１２(Ｍ ＋)、２２９、２３１(Ｍ＋−Ｂｒ)、２１０、２１２(Ｍ＋−ＢｒＦ)、１１３(Ｃ₃ ＨＦ₄＋)、６９(ＣＦ₃＋)] であった。 例 ２ マロノニトリルＣＨ₂（ＣＮ）₂（０．８７ｇ、１３．１７ｍｍｏｌ）を、溢出 する蒸気を回収するための液体窒素トラップに結合された出口が設けられたガラ ス製の反応容器中に収容した。この反応容器を、約３５℃−４５℃に維持された 水浴中に配置し、マロノニトリルが液化したときに、磁気スターラーで攪拌した 。液状の純臭素（Ｂｒ₂、３．９ｍｍｏｌ）を、この反応の緩和剤として添加し た。最初に、５０μｌの画分の三フッ化臭素（ＢｒＦ₃）を、前記反応容器へと 添加した。更にＢｒＦ₃の１００μｌの画分を、全体で１．６ｍｌのＢｒＦ₃（３ ３．６ｍｍｏｌ）が添加されるまで、徐々に加えた。ＢｒＦ₃の添加は、４時間 にわたって徐々に行い、激しい反応の発生を最小限とした。この生成物を、例１ と同様にして回収した。この反応が 終結すると、トラップ中に回収された少量の臭素を、亜硫酸ナトリウムの１０％ 水溶液で除去した。冷トラップを開放し、温めることによって、この精製物を気 相に戻した。全体で２１０ｍｌの気相精製物（収率７１％）が冷トラップ中に回 収されたことを測定した。回収した生成物を、炎イオン化ガスクロマトグラフィ ー法によって分析したところ、生成物は三種類の生成物を含有していた：１、２ 、３として下で同定し、その百分率も下に示す。 （１） １，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン。式ＣＨ₂（ＣＦ₃）₂ 。８５−８７％ （２） ２−ブロモ−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン：ＣＨ Ｂｒ（ＣＦ₃）₂。９％ （３） ２、２−ジブロモ−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン ：ＣＢｒ₂（ＣＦ₃）₂。１％ 下に同定する三種類の精製物をもたらす、本発明の反応を、下に示す： 合成された各々の１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン類は、分 画蒸留のような通常の手法によって精製でき、更に１，１，１，３，３，３−ヘ キサフルオロプロピル基を含有する他の化合物を経済的に合成するのに利用でき る。 本発明の結果は予測できないものであった。なぜなら、通常は、Ｂ ｒＦ₃は、有機分子と反応しても、その分子のフッ素化はもたらさず、その分子 の破壊をもたらすからである。同一の炭素原子の上に二つのシアノ基を含有する 有機分子が、ＢｒＦ₃と反応したときに１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオ ロプロピル基へと変換されるであろうことは予測できず、同じ炭素原子上に二つ のシアノ基を含有する有機分子が、溶媒の不存在下に、ＢｒＦ₃と反応して１， １，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンを生成させることは予測できない 。 更に、マロノニトリルがＢｒＦ₃と反応したときに、臭素化合物である２−ブ ロモ−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンまたは２，２−ジブロ モ−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンが生成するであろうこと は予測できなかった。ＢｒＦ₃の反応は、不飽和の炭素−炭素結合である二重結 合（Ｃ＝Ｃ）へと臭素を付加することしか知られていない（ロー他、「J．Org． Chem．」35:2051-2053、1970）。ＢｒＦ₃が飽和の有機化合物、つまり炭素−炭 素一重結合（Ｃ−Ｃ）のみを有する化合物と反応して、この化合物の臭素化を生 じさせることは予測できない。従って、マロノニトリルとＢｒＦ₃との反応によ って、臭素のマロノニトリルへの付加が生ずるであろうことは予測できない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． １．１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２−ブロモ−１，１ ，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、または２，２−ジブロモ−１，１ ，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンのうちの一種以上を含む、１，１， １，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン類を合成する方法であって、ＢｒＦ₃ をマロノニトリルへと添加することを含む方法。 ２． 更に溶媒の不存在下でＢｒＦ₃をマロノニトリルへと添加する、請求項１ 記載の１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン類の合成方法。 ３． ２１℃以上の温度で、好ましくは約３５−４５℃の温度で、ＢｒＦ₃をマ ロノニトリルへと付加させることを更に含む、請求項１記載の１，１，１，３， ３，３−ヘキサフルオロプロパン類の合成方法。 ４． ＢｒＦ₃をマロノニトリルへと添加するのに先立って、更に純臭素をマロ ノニトリルへと添加する、請求項１記載の１，１，１，３，３，３−へキサフル オロプロパン類の合成方法。 ５． 更にＢｒＦ₃をマロノニトリルへと、出口を備えた密閉容器中で添加して 出口でその生成物を回収し、この容器が２１℃以上の温度、好ましくは約３５− ４５℃の温度で維持されている、請求項１記載の１，１，１，３，３，３−ヘキ サフルオロプロパン類の合成方法。 ６． 更に溶媒の不存在下でＢｒＦ₃をマロノニトリルへと添加する、請求項５ 記載の１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン類の合成方法。 ７． ＢｒＦ₃をマロノニトリルへと添加するのに先立って、更に純臭素をマロ ノニトリルへと添加する、請求項５記載の１，１，１，３，３，３−ヘキサフル オロプロパン類の合成方法。 ８． １．１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２−ブロモ−１，１ ，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、および２，２−ジブロモ−１，１ ，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンのうちのいずれかまたはすべてを合 成する方法であって、ＢｒＦ₃をマロノニトリルへと、出口を備えた密閉容器中 で添加し、出口でその生成物を回収し、この容器を２１℃以上の温度、好ましく は約３５−４５℃の温度で維持し、本方法を溶媒の不存在下で進行させる方法。 ９． ＢｒＦ₃をマロノニトリルへと添加するのに先立って、更に純臭素をマロ ノニトリルへと添加する、請求項８記載の１，１，１，３，３，３−ヘキサフル オロプロパン類の合成方法。