JP2002193889A - 2−フルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エステルの精製方法 - Google Patents
2−フルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エステルの精製方法Info
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Abstract
酸エステルの精製を効率的に行い、医農薬中間体原料と
して有用な高純度の2−フルオロ−3−オキソアルキル
カルボン酸エステルを収率良く製造する方法を提供す
る。 【解決手段】 フッ素化された3−オキソアルキルカル
ボン酸エステルを、基質に対して少なくとも3倍以上の
水を用いて水洗することにより、不純物の少ない2?フ
ルオロ?3?オキソアルキルカルボン酸エステルを収率良
く製造することを特徴とする2−フルオロ−3−オキソ
アルキルカルボン酸エステルの精製方法。
Description
して有用な2−フルオロ−3−オキソアルキルカルボン
酸エステルの精製方法に関する。
ボン酸エステルに代表される含フッ素β−ケトエステル
類は、尿素誘導体やアミジン誘導体と容易に反応するた
め、相当する含フッ素ヘテロ環化合物を製造するための
極めて有用な原料として知られている。例えば、欧州特
許0440372A1では、アミジン類と2−フルオロ
−3−オキソアルキルカルボン酸エステルとの環化反応
を行い、トリアゾール系抗真菌剤の重要中間体である含
フッ素ピリミジン誘導体の原料として使用されている。
法としては、対応するβ−ケトエステルをフッ素ガスを
用いて直接フッ素化する方法があり、例えば、J.Org.Ch
em.,57,2196(1992)、国際出願特許WO94/1012
0、国際出願特許WO95/14646、および特開平
9‐255611号公報には、フッ素ガスを用いて、原
料である3−オキソアルキルカルボン酸エステルを直接
フッ素化し、目的とする2−フルオロ−3−オキソアル
キルカルボン酸エステルを製造する技術が開示されてい
る。
応は、一般にラジカル的に反応が進行するため、3−オ
キソアルキルカルボン酸エステルのフッ素ガスによる直
接フッ素化反応においても、目的物である2−フルオロ
−3−オキソアルキルカルボン酸エステルのみを選択的
に得ることは困難である。例えば、前述した先行技術に
開示されているフッ素化反応でも、いくつかのモノフル
オロ体、ジフルオロ体、並びに、さらに過フッ素化され
た化合物などが副生し、このままでは医農薬原料として
使用するには甚だ不適切であるため、何らかの方法で得
られた2−フルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エ
ステルを精製することが必要である。
後、副生するフッ化水素を水洗除去するための水を加え
て、ジクロロメタンなどの有機溶剤で抽出する記載が見
られるだけであり、反応混合物から副生成物であるいく
つかのモノフルオロ体、ジフルオロ体、並びに、さらに
過フッ素化された化合物などを選択的に除去し、目的物
である2−フルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エ
ステルを効率的に精製する方法は示されておらず、これ
らの先行技術が工業的に完成された技術とは言い難い。
従い、3−オキソアルキルカルボン酸エステルをフッ素
化して得られる反応混合物から副生するフッ化水素を常
法によって水洗除去した後、蒸留による精製を試みた
が、2,4−ジフルオロ−3−オキソアルキルカルボン
酸エステルや、2,5−ジフルオロ−3−オキソアルキ
ルカルボン酸エステル、2,2,4−トリフルオロ−3
−オキソアルキルカルボン酸エステルに代表される副生
成物は、目的物である2−フルオロ−3−オキソアルキ
ルカルボン酸エステルと構造、分子量共に類似している
うえ、熱に対して不安定であるため、蒸留による効率的
な精製は極めて困難であることを確認するに留まった。
ロ−3−オキソアルキルカルボン酸エステル類を製造す
る従来の技術を、工業的に利用できる技術として完成さ
せるためには、反応混合物から副生成物であるいくつか
のモノフルオロ体、ジフルオロ体、並びに、さらに過フ
ッ素化された化合物などを効率的に除去する方法の開発
が必要であった。
する課題は、フッ素化された3−オキソアルキルカルボ
ン酸エステルから副生成物である2,4−ジフルオロ−
3−オキソアルキルカルボン酸エステルや、2,5−ジ
フルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エステル、
2,2,4−トリフルオロ−3−オキソアルキルカルボ
ン酸エステルを選択的に除去し、医・農薬中間原料とし
て有用な2−フルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸
エステルを効率的に精製する方法を提供することであ
る。
な現状に鑑み鋭意検討を行った。その結果、3−オキソ
アルキルカルボン酸エステルのフッ素化後の混合物か
ら、副生したフッ化水素を除去できるだけの水で洗浄す
る従来のフッ化水素の除去方法に加えて、更に水洗を繰
り返すことによって2,4−ジフルオロ−3−オキソア
ルキルカルボン酸エステルに代表される、過フッ素化さ
れた副生成物を選択的に除去できることを見出した。さ
らに、この知見に基づき、3−オキソアルキルカルボン
酸エステルのフッ素化物の水洗方法および蒸留方法を鋭
意検討することにより、2−フルオロ−3−オキソアル
キルカルボン酸エステルを収率良く効率的に精製する方
法を見出し、本発明を完成するに至った。
基であり、R2はカルボン酸の保護基を示す)で表され
る3−オキソアルキルカルボン酸エステルを、フッ素ガ
スを用いてフッ素化して得られる一般式(2)
で表される2−フルオロ−3−オキソアルキルカルボン
酸エステルを精製する方法において、フッ素化後、基質
に対して少なくとも3倍以上の水を用いて水洗すること
によって、副生する2,4−ジフルオロ−3−オキソア
ルキルカルボン酸エステルを除去することを特徴とする
不純物の少ない2−フルオロ−3−オキソアルキルカル
ボン酸エステルの精製方法、および前記方法により副生
する2,4−ジフルオロ−3−オキソアルキルカルボン
酸エステルを5.0%以下にして、減圧下に蒸留するこ
とを特徴とする不純物の少ない2−フルオロ−3−オキ
ソアルキルカルボン酸エステルの精製方法に関するもの
である。
ルカルボン酸エステル類をフッ素ガスによってフッ素化
した後の混合物から副生するフッ酸を除去した後、副生
した不純物である2,4−ジフルオロ−3−オキソアル
キルカルボン酸エステルや、2,5−ジフルオロ−3−
オキソアルキルカルボン酸エステル、2,2,4−トリ
フルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エステルを選
択的に水洗除去することによって、2−フルオロ−3−
オキソアルキルカルボン酸エステルを効率的に精製する
ことができる。更に本発明によれば、こうして精製した
不純物の少ない2−フルオロ−3−オキソアルキルカル
ボン酸エステルを、減圧下150℃以下で蒸留精製する
ことによって、容易に高純度の2−フルオロ−3−オキ
ソアルキルカルボン酸エステルを得ることができる。
オキソアルキルカルボン酸エステルは、前記一般式
(1)で表される化合物である。
の炭化水素からなる置換基、例えば、アルキル基および
アルケニル基などを表す。これらの置換基の例として
は、アルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イ
ソブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル
基等が挙げられ、アルケニル基としては、プロペニル
基、ブテニル基、ヘキセニル基等が挙げられる。これら
の置換基R1に含まれる水素原子は、任意にフッ素原子
で置換されていてもよい。
り、通常のエステル結合を形成できる有機化合物であれ
ばどのようなものでもよく、限定されないが、例えばア
ルキル基、アルケニル基、アリール基等を挙げることが
できる。
をフッ素化する方法としては、フッ素ガスを用いて直接
フッ素化する反応であれば特に限定はされず、例えば、
国際出願特許WO95/14646に見られるように、
攪拌機、温度計を備えた反応器に3−オキソアルキルカ
ルボン酸エステルを仕込み、窒素で約10%に希釈した
フッ素ガスをバブリングしながら反応させることによっ
て行うことができる。
ボン酸エステル類の直接フッ素化反応では、反応したフ
ッ素ガスと等量のフッ化水素が副生し、通常、フッ化水
素はそのまま反応液に溶解して含まれる。
とによりフッ化水素酸として除去できるが、本発明にお
いては、フッ酸を除去した後に、更に効果的な水洗を行
うことによって、副生する2,4−ジフルオロ−3−オ
キソアルキルカルボン酸エステル、2,5−ジフルオロ
−3−オキソアルキルカルボン酸エステルおよび2,
2,4−トリフルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸
エステルを選択的に除去することができる。
は、反応液を無溶媒で直接水洗しても良いが、水に不溶
な有機溶剤を溶媒として反応液に加えて使用しても良
い。使用する有機溶剤としては、例えば、ペンタン、ヘ
キサン、シクロヘキサン、オクタン等の炭化水素類、ジ
クロロメタン、クロロホルム、1,2?ジクロロエタン
等のハロゲン化炭化水素類、ベンゼン、トルエン,キシ
レン等の芳香族類、ジエチルエーテル、ジイソプロピル
エーテル、ジフェニルエーテル等のエーテル類、酢酸メ
チルエステル、酢酸エチルエステル、酢酸ブチルエステ
ル等のエステル類、プロピオニトリル、ブチロニトリル
等のニトリル類などの中から、単独または、2種類以上
の混合物として適宜選択することができる。
目的物である2−フルオロ−3−オキソアルキルカルボ
ン酸エステルは、水洗後の有機溶剤層から有機溶媒を留
去することにより、精製された2−フルオロ−3−オキ
ソアルキルカルボン酸エステルとして得ることができ
る。
3倍量以上であれば特に限定はされないが、基質に対し
て3〜20倍量が好ましく、より好ましくは3〜10倍
量が良い。
の中で適宜選択することができる。
のみなら、基質に対して同量の水を1〜2回に分けて水
洗するだけで十分であるが、副生する2,4−ジフルオ
ロ−3−オキソアルキルカルボン酸エステル、2,5−
ジフルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エステルお
よび2,2,4−トリフルオロ−3−オキソアルキルカ
ルボン酸エステルを選択的に除去するためには、基質に
対して少なくとも3倍量以上の水の総量を2回から10
回に分けて水洗を繰り返すのが好ましい。
の範囲で適宜選択することができるが、好ましくは、5
〜40℃の範囲が良い。
とによって、2−フルオロ−3−オキソアルキルカルボ
ン酸エステル混合物中には2−フルオロ−3−オキソア
ルキルカルボン酸エステルと類似の物理的および化学的
性質を有する、不純物としての2,4−ジフルオロ−3
−オキソアルキルカルボン酸エステルが選択的に5%以
下にまで除去できる。このため、そのままでも医農薬原
料として環化反応等に使用できる。また、2−フルオロ
−3−オキソアルキルカルボン酸エステルと沸点の近い
2,4−ジフルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エ
ステルを、水洗によって5%以下に除去した場合、この
2−フルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エステル
混合物は、蒸留によって更に精製することも可能とな
る。一方、2,4−ジフルオロ−3−オキソアルキルカ
ルボン酸エステルを5%以上含む2−フルオロ−3−オ
キソアルキルカルボン酸エステル混合物の場合、両者の
沸点が極めて近いため、蒸留精製が困難であることに加
え、2,4−ジフルオロ−3−オキソアルキルカルボン
酸エステルの分解が増加し、主留分として得られる純度
が95%以上の2−フルオロ−3−オキソアルキルカル
ボン酸エステルの回収量が著しく低下する。水洗によっ
て、不純物である2,4−ジフルオロ−3−オキソアル
キルカルボン酸エステルを5%以下にまで除去した後の
2−フルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エステル
混合物を蒸留する方法は、通常の減圧蒸留法であれば特
に限定はされないが、蒸留温度が150℃以下となるよ
う減圧度を調整することが好ましく、より好ましくは1
30℃以下で蒸留するのが良い。150℃以上では生成
物および副生物の分解が極端に促進され、生成物の取得
量が低下するばかりでなく、分解ガスの影響で蒸留その
ものが困難となる。
るが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものでは
ない。
00mlの攪拌器付きステンレス製反応容器に、3−オ
キソペンタン酸メチルエステル約200.0g(1.5
4モル)を仕込み、反応温度を10℃に保ちながら、撹
拌下、窒素で10%に希釈したフッ素ガス約86.2L
(3.85モル)を流通してフッ素化を行った。反応液
をガスクロマトグラフィー(PEG20M、3mおよび
OV−1、3m)により分析したところ、反応後の粗生
成物には、3−オキソペンタン酸メチルエステル(以
下、「MOP」と略称する)が2.8%、2−フルオロ
−3−オキソペンタン酸メチルエステル(以下、「MF
OP」と略称する)が46.8%、2,2−ジフルオロ
−3−オキソペンタン酸メチルエステル(以下、「2,
2−DFOP」と略称する)が6.3%、2,4−ジフ
ルオロ−3−オキソペンタン酸メチルエステル(以下、
「2,4−DFOP」と略称する)が24.1%、2,
5−ジフルオロ−3−オキソペンタン酸メチルエステル
(以下、「2,5−DFOP」と略称する)が3.3
%、2,2,4−トリフルオロ−3−オキソペンタン酸
メチルエステル(以下、「2,2,4−TFOP」と略
称する)が1.7%、フッ化水素(HF)が15.0%
含まれていた。
オキソペンタン酸メチルエステル約200.0g(1.
54モル)を仕込み、反応温度を10℃に保ちながら、
撹拌下、窒素で10%に希釈したフッ素ガス約86.2
L(3.85モル)を流通してフッ素化を行った。フッ
素化後の反応液から副生するフッ酸を完全に除去するた
め、反応混合物をポリエチレン製の分液ロートに移し、
クロロホルム約200mlと約200mlの水を加え、
室温(15〜20℃)で充分に振盪し、静置後二層分離
した。その後、クロロホルム層に、新たに約200ml
の水を加えて同様な操作を繰り返し、計4回の水洗を行
った。この水洗したクロロホルム層から溶媒を留去して
得られた粗生成物をガスクロマトグラフィーにより分析
したところ、水洗後の組成は、MOPが3.8%、MF
OPが85.2%、2,2−DFOPが8.8%、2,
4−DFOPが1.5%、2,5−DFOPが0.6
%、2,2,4−TFOPが0.0%、HFが0.0%
であった。また、4回水洗後の生成物の重量は約12
6.5gであった。
以外は実施例1と同様の操作を行い、ガスクロマトグラ
フィーにより分析したところ、水洗後の組成は、MOP
が3.4%、MFOPが88.1%、2,2−DFOP
が8.0%、2,4−DFOPが0.3%、2,5−D
FOPが0.2%、2,2,4−TFOPが0.0%、
HFが0.0%であった。また、6回水洗後の生成物の
重量は約115.2gであった。
以外は、実施例1と同様の操作を行い、ガスクロマトグ
ラフィーにより分析したところ、水洗後の組成は、MO
Pが3.8%、MFOPが85.7%、2,2−DFO
Pが8.6%、2,4−DFOPが0.7%、2,5−
DFOPが1.1%、2,2,4−TFOPが0.0%
であった。また、4回水洗後の生成物の重量は約12
8.0gであった。
オキソペンタン酸メチルエステル約200.0g(1.
54モル)を仕込み、反応温度を10℃に保ちながら、
撹拌下、窒素で10%に希釈したフッ素ガス約86.2
L(3.85モル)を流通してフッ素化を行った。フッ
素化後の反応液から副生するフッ酸を完全に除去するた
め、反応混合物をポリエチレン製の分液ロートに移し、
クロロホルム約200mlと約200mlの水を加え、
室温で充分に振盪し、静置後二層分離した。クロロホル
ム層から溶媒を留去して得られた粗生成物をガスクロマ
トグラフィーにより分析したところ、水洗後の粗生成物
には、MOPが3.8%、MFOPが69.1%、2,
2−DFOPが8.7%、2,4−DFOPが15.4
%、2,5−DFOPが2.7%、2,2,4−TFO
Pが0.2%含まれていた。尚、フッ酸を水洗除去した
後の粗生成物の重量は約171.4gであった。
て、更に1回水洗した以外は比較例1と同様の操作を行
い、ガスクロマトグラフィーにより分析したところ、水
洗後の粗生成物には、MOPが4.0%、MFOPが7
7.6%、2,2−DFOPが9.1%、2,4−DF
OPが7.5%、2,5−DFOPが1.7%、2,
2,4−TFOPが0.0%含まれていた。尚、フッ酸
を水洗除去した後の粗生成物の重量は約147.7gで
あった。
填した理論段数5段の蒸留塔を用いて、減圧度が2.6
7KPaから1.33KPa(缶温度が103℃から8
7℃)の範囲で減圧蒸留し、初留分、主留分および釜残
分の3留分に分離したところ、MFOPの純度が95%
以上である主留分の取得量は81.2gであった。
実施例4に記載した方法と同様の操作で蒸留精製を行
い、初留分、主留分および釜残分の3留分に分離したと
ころ、MFOPの純度が95%以上である主留分の取得
量は28.2gであった。
ルボン酸エステルのフッ素ガスによるフッ素化で副生す
る2,4−ジフルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸
エステルや、2,5−ジフルオロ−3−オキソアルキル
カルボン酸エステル、2,2,4−トリフルオロ−3−
オキソアルキルカルボン酸エステルを選択的に除去し、
医・農薬中間原料として有用な2−フルオロ−3−オキ
ソアルキルカルボン酸エステルを効率的に精製すること
が可能になった。このため、2−フルオロ−3−オキソ
アルキルカルボン酸エステルを出発原料として誘導され
る有用な医薬品の品質を向上させ、しかも製造コストを
低減することができ、その経済的効果は大きいものであ
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 一般式(1) 【化1】 (式中R1はアルキル基またはアルケニル基であり、R2
はカルボン酸の保護基を示す)で表される3−オキソア
ルキルカルボン酸エステルを、フッ素ガスを用いてフッ
素化して得られる一般式(2) 【化2】 (式中R1およびR2は、前記定義に同じ)で表される2
−フルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エステルを
精製する方法において、フッ素化後、基質に対して少な
くとも3倍以上の水を用いて水洗することによって、副
生する2,4−ジフルオロ−3−オキソアルキルカルボ
ン酸エステルを除去することを特徴とする、不純物の少
ない2−フルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エス
テルの精製方法。 - 【請求項2】 前記水洗により、副生する2,4−ジフ
ルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エステルを5.
0%以下に除去することを特徴とする請求項1に記載の
精製方法。 - 【請求項3】 一般式(1) 【化3】 (式中R1はアルキル基またはアルケニル基であり、R2
はカルボン酸の保護基を示す)で表される3−オキソア
ルキルカルボン酸エステルを、フッ素ガスを用いてフッ
素化して得られる一般式(2) 【化4】 (式中R1およびR2は、前記定義に同じ)で表される2
−フルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エステルを
精製する方法において、フッ素化後、反応液に対して少
なくとも3倍以上の水を用いて水洗することによって、
副生する2,4−ジフルオロ−3−オキソアルキルカル
ボン酸エステルを5.0%以下にして、減圧下に蒸留す
ることを特徴とする不純物の少ない2−フルオロ−3−
オキソアルキルカルボン酸エステルの精製方法。 - 【請求項4】 一般式(1)で表される3−オキソアル
キルカルボン酸エステルが、3−オキソ酪酸または3−
オキソペンタン酸の低級アルキルエステルである請求項
1または請求項3に記載の精製方法。
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DE60127308T DE60127308D1 (de) | 2000-12-26 | 2001-12-25 | Verfahren zur herstellung von 2-fluor-3-oxoalkylcarbonsäureestern |
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PCT/JP2001/011320 WO2002051789A1 (fr) | 2000-12-26 | 2001-12-25 | Procede de preparation d'esters d'acide 2-fluoro-3-oxoalkylcarboxylique |
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JP2001354622A (ja) * | 2000-04-11 | 2001-12-25 | F-Tech Inc | 2−フルオロ−3−オキソアルキルカルボン酸エステルの精製分離方法 |
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