JP2002504557A - トリフル酸のアシル化に有用な方法 - Google Patents

トリフル酸のアシル化に有用な方法

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JP2002504557A JP2000533439A JP2000533439A JP2002504557A JP 2002504557 A JP2002504557 A JP 2002504557A JP 2000533439 A JP2000533439 A JP 2000533439A JP 2000533439 A JP2000533439 A JP 2000533439A JP 2002504557 A JP2002504557 A JP 2002504557A
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tetramethylsilane
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ロケ ニコラ
フォラ ジェラール
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Rhone Poulenc Chimie SA
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、次の一般式(I)RfS(O)mOH (I){ここで、Rfは次式:−(CX2p−GEA(ここで、記号Xは同一又は異なっていて、弗素原子又は式:Cn2n+1(ここで、nは多くとも5に等しく、好ましくは2に等しい整数である)を表わし、pは多くとも2に等しい整数であり、記号GEAは電子吸引基であってその可能な官能基が反応条件下で不活性であるもの、有利には弗素原子又は式:Cn2n+1(ここで、nは多くとも3に等しく、有利には2に等しい整数である)のペル弗素化された基を表わす)を表わし、mは1又は2に等しい整数を表わす}の化合物をシリル化するにあたり、シリル化剤が次式Si(R)4(ここで、Rは飽和の線状又は分岐状のC1〜C6アルキル基を表わす)の誘導体であり、且つ、該シリル化剤を一般式(I)の化合物と次の一般式(II)Si(R)2(H)(Y) (II)(ここで、Rは上で定義した通りであり、Yはハロゲン原子を表わす)の化合物の少なくとも1種の存在下に反応させることを特徴とする、一般式(I)の化合物のシリル化方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、トリフル酸及びその誘導体をシリル化するのに有用な新規な方法に
関する。
【0002】 トリフル酸トリメチルシリルは、有機合成において、特にその大きな反応性の
ために広く使用されているシリル化剤である。従って、生産コストの削減のため
にはこのシリル化剤を製造できることが特に有益であろう。 一般的には、トリフル酸トリメチルシリルは、テトラメチルシランをトリフル
酸と反応させることによって製造される。これらの二つの反応剤は、その不純物
による可能性ある副反応を防止するように精製された形で一般に使用される。
【0003】 テトラメチルシランの主な汚染物は、一般にその製造操作から生じる。しかし
て、90〜95%の純度レベルを有するテトラメチルシランは、一般に3〜4%
の2−メチルブタン、1〜2%のジメチルクロルシラン及び2〜3%のメチルジ
クロルシランを含有する。 これらの不純物のうちでも、ジメチルクロルシランは、それがやはりトリフル
酸と反応できるので、特に不都合なものと考えられる。
【0004】 事実、ジメチルクロルシランは、次の反応式:
【化1】 に従ってトリフル酸と反応できることが知られている。 このように形成されたトリフル酸ジメチルシリルがそれ自体で最終のトリフル
酸トリメチルシリルのレベルで不純物を構成することは明かである。従って、そ
れを分離する必要があろう。しかし、トリフル酸ジメチルシリルとトリフル酸ト
リメチルシリルは、この精製を正に困難にさせるほどに十分に近い沸点を有する
。 従って、このタイプの副反応の出現を回避させるために今日まで採用された方
法は、99%以上に純粋である商業的形態のテトラメチルシランのみを使用する
ことからなっている。 しかし、先に触れたように、同等に精製された形態でのテトラメチルシランの
使用はトリフル酸トリメチルシリルの製造コストを相当に増大させる。
【0005】 従って、本発明の主題は、特にトリフル酸トリメチルシリルを匹敵できる収率
であるが有意に削減された生産コストでもって得るのを可能にさせる新規な方法
を提供することである。
【0006】 予期せずして、本願発明者は、純粋でない形のテトラメチルシランによるトリ
フル酸のシリル化を、相当するトリフル酸トリメチルシリルの純度に可能な限り
影響を及ぼすことなく、実施することが可能であることを立証した。 詳しくは、本発明は、トリフル酸とテトラメチルシランとの間の反応選択性の
立証に基づいている。
【0007】 しかして、純粋でない形のテトラメチルシランにより実施されたトリフル酸の
シリル化の終了時には、99.9%の純粋な形のトリフル酸トリメチルシリルに
加えて、メチルジクロルシランが最終反応媒体の単純な蒸留により回収されると
いうものである。このことは、トリフル酸とジメチルクロルシランとの間の先に
触れた副反応が現われないことを想定させる。
【0008】 従って、本発明は、主として、次の一般式(I) RfS(O)mOH (I) {ここで、 Rfは次式 −(CX2p−GEA (ここで、記号Xは同一又は異なっていて、弗素原子又は式:Cn2n+1(ここ で、nは多くとも5に等しく、好ましくは2に等しい整数である)を表わし、p
は多くとも2に等しい整数であり、記号GEAは電子吸引基であってその可能な
官能基が反応条件下で不活性であるもの、有利には弗素原子又は式:Cn2n+1 (ここで、nは多くとも3に等しく、有利には2に等しい整数である)のペル弗
素化された基を表わす) を表わし、 mは1又は2に等しい整数を表わす} の化合物をシリル化するにあたり、シリル化剤が次式 Si(R)4 (ここで、Rは飽和の線状又は分岐状のC1〜C6アルキル基を表わす) の誘導体であり、且つ、該シリル化剤を一般式(I)の化合物と次の一般式(II
) Si(R)2(H)(Y) (II) (ここで、Rは上で定義した通りであり、Yはハロゲン原子を表わす) の化合物の少なくとも1種の存在下に反応させることを特徴とする、一般式(I
)の化合物のシリル化方法に関する。
【0009】 本発明の特定の具体例によれば、シリル化反応体は、更に次式(III) Si(R)3(Y)及び(又は)Si(R)H(Y)2 (III) (ここで、R及びYは上で定義した通りである) の化合物の少なくとも1種の存在下に実施される。 好ましくは、Yは塩素原子を表わす。
【0010】 一般に、テトラアルキルシランは、少なくとも1種の一般式(II)の化合物と
要すれば少なくとも1種の式(III) の化合物との混合物の形で使用される。 テ
トラアルキルシランは、該混合物のほぼ85〜95重量%を構成する。
【0011】 好ましくは、本発明の操作に従ってシリル化されるべき一般式(I)の化合物
は、基Rfの総炭素数が有利には1〜5,好ましくは1〜3である一般式(I)
に相当する。 更に詳しくは、それは、一般式:Cn2n+1−SO3H(nは多くとも5に等し
い)に相当する化合物である。
【0012】 本発明の操作は、トリフル酸のシリル化に特に有用である。 シリル化反応剤に関する限りでは、それは、好ましくは、テトラアルキルシラ
ン誘導体であって、そのアルキル基がシリル化反応のために留保された操作条件
下でその気化と相容れる炭素数及び(又は)立体配座を有するように選定される
ものである。 好ましくは、このテトラアルキルシランは、C1〜C4基を有し、さらに優先的
にはテトラメチルシランである。
【0013】 シリル化反応は、好ましくは、シリル化されるべき一般式(I)の化合物と比
べて僅かに過剰のシリル化反応剤の存在下に実施される。しかして、シリル化反
応剤は、10モル%過剰の量で使用することができる。 事実、テトラアルキルシランの過剰の存在は、反応を期待されたトリフル酸ト
リアルキルシリルの製造に向けて選択的に有利に配向させ、しかして一般式(I
)の化合物に関して副反応、例えばトリフル酸とジメチルクロルシランとの間の
前記したような副反応の発現に対抗するようにさせる。 しかし、適切な場合には、この過剰が反応のレベルで制限的な特性を何ら有し
ないことが重要である。
【0014】 シリル化反応の発熱特性を考慮すれば、二つの反応剤はほぼ0℃〜5℃の間の
温度で一緒にされる。 シリル化は、好ましくは、さらに不活性雰囲気下に、詳しくはアルゴンをフラ
ッシュしながら実施される。 更に、トリフル酸のような一般式(I)の化合物に関して水の何らかの副反応
の発現を回避させるためには、同様に、反応を非常に削減した量の水の存在下に
実施するのが好ましい。それは、好ましくは、使用するその他の反応剤の重量に
関して1%以下のモル比で存在する。
【0015】 不活性雰囲気下に置かれた一般式(I)の化合物にテトラアルキルシランを連
続的に滴下することが好ましい。このテトラアルキルシランの添加は、流れ及び
アルカンの規則的な発生を得るように十分な遅れをもって実施される。反応は、
ガスの発生がもはや観察されないときに終了したものと見なされる。反応の終了
時に、反応媒体の温度は周囲温度に再び上昇させてから所期のシリル化誘導体を
回収するために該混合物の蒸留操作に付される。この蒸留は大気圧下に実施する
ことができる。しかし、経済的な理由から、蒸留は減圧下に実施するのが有益で
ある。この態様では、反応剤のそれぞれの沸騰温度は35〜60℃の値に低下さ
れる。 所期のシリル化誘導体は、99%以上の純度レベルで回収される。
【0016】 本発明の操作は、テトラメチルシランによるトリフル酸のシリル化を特に少な
くともジメチルクロルシランの存在下に実施するのに特に有益である。 このシリル化反応は、同様に、メチルジクロルシラン及びトリメチルクロルシ
ランの存在下にさらに実施することができる。 それは、特にテトラメチルシランとジメチルクロルシラン及び要すればメチル
ジクロルシラン及び(又は)トリメチルクロルシランとの混合物であることがで
きる。この特別な場合には、テトラメチルシランはこの混合物の85〜95重量
%を占める。
【0017】 上記の条件下で実施された相当するシリル化反応の終了時に、反応しなかった
テトラメチルシランの除去がまず実施される。これを実施するために、反応媒体
はほぼ300〜500ミリバールの圧力下に50℃程度の温度に上昇させること
ができる。 テトラメチルシランを除去した後、混合物の全体は周囲温度に戻され、次いで
蒸留が所期のトリフル酸トリメチルシリルを回収するように高真空下に実施され
る。
【0018】 本発明の方法の終了時に集められたトリフル酸トリメチルシリルは、有利に9
9%以上の純度、好ましくは99.9%程度の純度を有する。
【0019】 上記したように、出発物質のテトラメチルシラン中に不純物として存在するジ
メチルクロルシランは、この蒸留の過程で同様に回収される。事実、これはシリ
ル化反応の選択率を確認させる。
【0020】 以下の実施例は、例示として示すもので、本発明を何ら制限するものではない
【0021】例1 トリフル酸トリメチルシリルの合成 CF3SO3H+Me4Si → CF3SO3SiMe3+CH4 反応剤 98%純度のトリフル酸 91.72%純度のMe4Si(2−メチルブタン:3.18%、Me2HSi
Cl:1.39%、MeHSiCl2:2.4%) 150gのトリフル酸(1モル)を予めアルゴンでパージした500mlの反
応器にフラッシュしながら導入する。反応媒体を0〜5℃に冷却し、Me4Si (105.8g、1.1モル)を滴下する。Me4Siの添加は、定常的な還流 とメタンの定常的な発生を得るように3時間にわたって実施する。 次いで、反応媒体を再び周囲温度に上昇させ、装置組立体にステンレス鋼製パ
ッキングにより蒸留塔を備え付ける。 反応混合物を300〜500ミリバールの圧力下に50℃に上昇させ、反応し
なかった9.72gのMe4Siを蒸留する。 周囲温度に戻した後、反応混合物を110ミリバールの真空下に蒸留し、二つ
の留分を集めるが、これは下記の表1に示すように同定された。
【0022】
【表1】 36.78gの蒸留残液は、44モル%のCF3SO3H、44モル%のCF3 SO3SiMe3及び11モル%のMeHSiCl2からなっていた。 単離収率Pr(CF3SO3SiMe3)=63.5%(99.9%純度)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,US,UZ,VN,YU,ZW Fターム(参考) 4H049 VN01 VP01 VQ54 VR23 VR41 VS02 VT10 VT24 VT50 VW02

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の一般式(I) RfS(O)mOH (I) {ここで、 Rfは次式 −(CX2p−GEA (ここで、記号Xは同一又は異なっていて、弗素原子又は式:Cn2n+1(ここ で、nは多くとも5に等しく、好ましくは2に等しい整数である)を表わし、p
    は多くとも2に等しい整数であり、記号GEAは電子吸引基であってその可能な
    官能基が反応条件下で不活性であるもの、有利には弗素原子又は式:Cn2n+1 (ここで、nは多くとも3に等しく、有利には2に等しい整数である)のペル弗
    素化された基を表わす) を表わし、 mは1又は2に等しい整数を表わす} の化合物をシリル化するにあたり、シリル化剤が次式 Si(R)4 (ここで、Rは飽和の線状又は分岐状のC1〜C6アルキル基を表わす) の誘導体であり、且つ、該シリル化剤を一般式(I)の化合物と次の一般式(II
    ) Si(R)2(H)(Y) (II) (ここで、Rは上で定義した通りであり、Yはハロゲン原子を表わす) の化合物の少なくとも1種の存在下に反応させることを特徴とする、一般式(I
    )の化合物のシリル化方法。
  2. 【請求項2】 シリル化が追加の次式(III) Si(R)3(Y)及び(又は)Si(R)H(Y)2 (III) (ここで、R及びYは請求項1に記載の通りである) の化合物の少なくとも1種の存在下に実施されることを特徴とする請求項1に記
    載の方法。
  3. 【請求項3】 テトラアルキルシランが少なくとも1種の一般式(II)の化
    合物と要すれば少なくとも1種の式(III) の化合物との混合物の形で使用される
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 テトラアルキルシランが該混合物のほぼ85〜95重量%を
    構成することを特徴とする請求項2又は3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 シリル化されるべき化合物が一般式(I)であって、そのR
    f基の総炭素数が1〜5、好ましくは1〜3であるものに相当することを特徴と
    する請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】 シリル化されるべき化合物が次の一般式 Cn2n+1−SO3H (ここで、nは多くとも5に等しい) に相当することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項7】 一般式(I)の化合物がトリフル酸であることを特徴とする
    請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項8】 該シリル化剤がテトラメチルシランであることを特徴とする
    請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項9】 トリフル酸のシリル化がテトラメチルシランにより少なくと
    もジメチルクロルシランの存在下に実施されることを特徴とする請求項1〜8の
    いずれかに記載の方法。
  10. 【請求項10】 シリル化反応がメチルジクロルシランとトリメチルクロル
    シランの存在下に更に実施されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  11. 【請求項11】 テトラメチルシランがジメチルクロルシランと要すればメ
    チルジクロルシラン及び(又は)トリメチルクロルシランとの混合物の形で導入
    されることを特徴とする請求項8、9又は10に記載の方法。
  12. 【請求項12】 テトラメチルシランが該混合物の85〜95重量%を占め
    ることを特徴とする請求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 シリル化剤が一般式(I)の化合物に関して僅かに過剰な
    量で使用されることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
  14. 【請求項14】 シリル化がほぼ0〜5℃の温度で実施されることを特徴と
    する請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
  15. 【請求項15】 最終のシリル化誘導体が反応混合物の蒸留により回収され
    ることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の方法。
  16. 【請求項16】 シリル化誘導体が99%以上の純度レベルで回収される請
    求項1〜15のいずれかに記載の方法。
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