JP2005247690A - ６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体の製造方法 - Google Patents
６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【目的】１−メチル−３−トリフロオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステルの製造に用いることができる６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル、及びその製造方法を提供する。
【構成】３−オキソブタン酸エステルに、２位のメチレン基と反応し得る塩基を反応させた後、これに４位のメチル基と反応し得る塩基を反応させ、次いでトリフルオロ酢酸エステルを反応させることを特徴とする６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステルの製造方法。
【選択図】 なし
【構成】３−オキソブタン酸エステルに、２位のメチレン基と反応し得る塩基を反応させた後、これに４位のメチル基と反応し得る塩基を反応させ、次いでトリフルオロ酢酸エステルを反応させることを特徴とする６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステルの製造方法。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農薬中間体として有用な６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体の製造方法に関する。６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体は、１−メチル−３−トリフルオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステル化合物等のピラゾール環形成に有用な中間体化合物である。
【０００２】
【従来の技術】
トリフルオロメチル基を３位に有するピラゾール化合物は、農薬として有用であり、特に、１−メチル−３−トリフルオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステル化合物は、殺菌剤や殺虫剤として有用であることが知られている（特開平６−３２７８１号公報、ＷＯ０１／２０９９３号明細書）。
【０００３】
特開平６−３２７８１号公報には、３−トリフルオロメチル−５−メチルピラゾール化合物の５位のメチル基をリチオ化した後、二酸化炭素と反応させ、次いでエステル化することにより、メチル基をアルコキシカルボニルメチル基に変換する１−メチル−３−トリフルオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステルの製造方法が記載されている。しかしながら、ピラゾール化合物の有する置換基によっては、この方法では５位のメチル基を選択的にリチオ化することが困難なことがある。
【０００４】
ＷＯ０１／２０９９３号明細書には、ピラゾール化合物の５位のメチル基を酸化した後、数工程を経てアルコキシカルボニルメチル基に変換する１−メチル−３−トリフルオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステルの製造方法が記載されている。しかしながら、この方法は製造工程が長いという問題を有している。また、同明細書には、１−メチル−３−トリフルオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステルの製造方法として、種々の３，５−ジオキソヘキサン酸エステルをヒドラジン化合物と反応させるルートが記載されている。しかしながら、その原料となる３，５−ジオキソヘキサン酸エステル類の具体的な製造例としては、参考例１として高価なメルドラム酸から３，５−ジオキソヘキサン酸イソプロピルエステルを使用した例が記載されているのみであり、６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びそれを用いた１−メチル−３−トリフルオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステルの製造方法は具体的には記載されていない。
【０００５】
ところで、特開平６−４９０３９号公報の実施例１には、６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステルの別名であるトリフルオロアセチルアセト酢酸エチルエステル（ＣＡＳ番号１５５９９４−０８−４）が記載されている。しかしながら、このトリフルオロアセチルアセト酢酸エチルエステルは、トリフルオロアセト酢酸エチルの誤記であることが明らかである。
従って、６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体は未だ知られていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、１−メチル−３−トリフロオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステルの製造に用いることができる６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体、並びにそれらの製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、３−オキソブタン酸エステルに塩基を反応させてジアニオンを生成させ、これとトリフルオロ酢酸エステルとを反応させることにより、６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体を製造できることを知り、本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明の要旨は、３−オキソブタン酸エステルに、２位のメチレン基と反応し得る塩基を反応させた後、これに４位のメチル基と反応し得る塩基を反応させ、次いでトリフルオロ酢酸エステルを反応させることを特徴とする６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体の製造方法及び６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体に存する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。なお、本明細書において低級アルキル基とは、炭素数１〜４のアルキル基を意味する。
本発明に係る６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体の製造方法では、反応は次式のように進行すると考えられる。
【００１０】
【化１】
すなわち、原料である３−オキソブタン酸エステルの２位のメチレン基が塩基と反応してアニオンとなり、次に４位のメチル基が塩基と反応してジアニオンとなる。これにトリフルオロ酢酸エステルが反応して、６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体が生成するものと考えられる。
【００１１】
原料の３−オキソブタン酸エステルとしては、任意のエステルを用いることができる。好ましくは、アルキルエステル、特に低級アルキルエステルを用いる。そのいくつかを例示すると、３−オキソブタン酸のメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、又はイソブチルエステル等が挙げられる。このうちメチル又はエチルエステルが好ましい。
【００１２】
３−オキソブタン酸エステルの２位のメチレン基と反応し得る塩基としては、金属ナトリウム、金属リチウム等のアルカリ金属；水素化ナトリウム、水素化カリウム等のアルカリ金属水素化物；メチルリチウム、ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、フェニルリチウム等の有機リチウム；ナトリウムアミド、リチウムジイソプロピルアミド等のアルカリ金属アミド；カリウムｔ−ブトキシド等のアルカリ金属アルコキシドなどが挙げられる。これらのうちアルカリ金属水素化物、有機リチウム、アルカリ金属アミドが好ましい。なかでも好ましいのは、水素化ナトリウムである。塩基は、３−オキソブタン酸エステルに対して等モル以上用いられ、好ましくは等モル〜１．５倍モルの範囲で用いられる。
３−オキソブタン酸エステルの４位のメチル基と反応し得る塩基としては、有機リチウム、アルカリ金属アミド等が挙げられる。これらのうち、ブチルリチウム、リチウムジイソプロピルアミドが好ましい。この塩基も、３−オキソブタン酸エステルに対して等モル以上、好ましくは等モル〜３倍モル用いる。
【００１３】
トリフルオロ酢酸エステルとしては、トリフルオロ酢酸アルキルエステルが挙げられる。なかでも、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、及びイソブチル等の低級アルキルエステルを用いるのが好ましい。特に好ましいのは、メチル又はエチルエステルである。
トリフルオロ酢酸エステルは、３−オキソブタン酸エステルに対して０．８〜２倍モル、特に１〜１．２倍モル用いるのが好ましい。
【００１４】
反応は、まず、塩基に対して安定な溶媒に３−オキソブタン酸エステルを溶解した後に塩基を反応させアニオンを生成させた後、更に塩基を反応させてジアニオンを生成させ、これにトリフルオロ酢酸エステルを加えて反応させるのが好ましい。
このときの反応温度としては、副生物の生成抑制等の点でより低温の方がこのましく、通常、５０℃以下、より好ましくは３０℃以下、特に好ましくは１０℃以下の範囲で行われる。但し、あまり低温すぎると設備コスト及び反応速度等の点で好ましくないため、通常、−１００℃以上、好ましくは−７０℃以上より好ましくは−５０℃以上の温度で行われる。
３−オキソブタン酸エステルと塩基との２工程の反応は、通常、０．１〜１０時間、好ましくは０．２〜１時間かけて行なわれる。生成するアニオンの安定性の点から、時間をあまりかけすぎるのは好ましくない。
また、生成したジアニオンとトリフルオロ酢酸エステルとの反応は、通常、１〜２４時間、好ましくは１〜５時間かけて行われる。
【００１５】
溶媒としては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、メチルｔ−ブチルエーテル等のエーテルを用いるのが好ましい。なかでもＴＨＦが好ましい。
また、上記エーテル系溶媒の他にヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒を併用した混合溶媒系中で反応を行うと反応温度が−２０℃以上といった比較的高温でも収率よく目的物が得られるため、工業的には好ましい。この場合、脂肪族炭化水素系溶媒との混合比率としては、全溶媒量に対し少なくとも１０ｖｏｌ％以上用いるのが好ましく、また、５０ｖｏｌ％を超えない範囲用いるのが好ましい。
溶媒は、３−オキソブタン酸エステルに対して１〜１００体積倍、特に５〜３０体積倍用いることが好ましい。
【００１６】
本発明により製造される６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体のエステル部分は、原則として３−オキソブタン酸エステルのエステル部分を引き継ぐが、３−オキソブタン酸エステルとトリフルオロ酢酸エステルのエステル部分が異なる場合には、トリフルオロ酢酸エステルのエステル部分に由来するエステル部分を有する６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体が生成することもある。
【００１７】
【実施例】
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、これら実施例に限定されるものではない。なお、いずれの実施例も、十分に乾燥した試薬及び溶媒を用い、窒素雰囲気下で反応を行った。
実施例１
６０重量％水素化ナトリウム０．４４ｇ（１１ｍｍｏｌ）をヘキサン５ｍＬで２回洗浄した後、ＴＨＦ２５ｍＬに懸濁し、４℃で３−オキソブタン酸メチル１．１６ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、これに１．５９ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液６．６ｍＬ（１０．５ｍｍｏｌ）を−６０℃で１０分間かけて滴下し、１５分間攪拌した。更に、トリフルオロ酢酸メチル０．３７ｇ（５ｍｍｏｌ）を加え、−６０℃で６０分間攪拌した。１．５９ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液６．６ｍＬ（１０．５ｍｍｏｌ）を−６０℃で１０分間かけて滴下し、１５分間攪拌した。更に、トリフルオロ酢酸メチル０．３７ｇ（５ｍｍｏｌ）を加え、−６０℃で１８０分間攪拌した。反応液を室温とし、濃塩酸３．５ｍＬを加えて１０分間攪拌した後、水１０ｍＬ及びジエチルエーテル３０ｍＬを加えた。有機層をとり、飽和食塩水１５ｍＬで３回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物４．６４ｇを得た。安息香酸エチルを内部標準物質として定量したところ、得られた油状物には目的生成物が１．７０ｇ含まれていた（収率８０％）。
【００１８】
実施例２
１Ｌの四つ口フラスコに、ヘキサン５０ｍＬで２回洗浄した６０重量％水素化ナトリウム８．８０ｇ（２２０ｍｍｏｌ）及びＴＨＦ５００ｍＬを仕込んだ。４℃で３−オキソブタン酸メチル２３．２９ｇ（２００ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、１．５９ｍｏｌ／Ｌのｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液１３２ｍＬ（２１０ｍｍｏｌ）を、−５０℃で１５分間かけて滴下し、同温度で１５分間攪拌した。更に、トリフルオロ酢酸エチル２９．５０ｇ（２０８ｍｍｏｌ）を加え、−５０℃で１２０分間攪拌した。反応液に１５℃以下で濃塩酸４６ｍＬを徐々に滴下し１０分間攪拌した後、水２００ｍＬ及び酢酸エチル６００ｍＬを加えた。有機層をとり、水２００ｍＬで１回洗浄した。水層を合わせて、酢酸エチル３００ｍＬで２回抽出した。有機層を合わせた後、飽和食塩水３００ｍＬで３回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物を４８．０１ｇ得た。内部標準法により定量したところ、得られた油状物には目的生成物がが３６．２０ｇ（収率８５％）含まれていた。該油状物を減圧蒸留で精製し、目的生成物を圧力１．０５ｍｍＨｇにおける沸点が５２℃の留分として３２．８４ｇ得た（単離収率６８％）。
【００１９】
上記で得られた生成物の同定データは以下の通り。
沸点：５２℃／１．０ｍｍＨｇ
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3，δｐｐｍ）：１３．３（１Ｈ，ｂｒ），６．０５（１Ｈ，ｓ）、３．７０（３Ｈ，ｓ）、３．５０（２Ｈ，ｓ）
13Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δｐｐｍ）：１８９．１，１７４．１（ｑ，2ＪC-F＝３７．２Ｈｚ），１６６．６，１１６．９（ｑ，1ＪC-F＝２８１．６Ｈｚ），９７．２（ｑ、3ＪC-F＝２．４Ｈｚ），５２．７，４４．５
ＭＳ（３．０ｋＶ）ｍ／ｚ：２１２（Ｍ+、１１）、１８１（９）、１４３（９５）、１３９（１００）、１１１（８）、１０１（２９）、６９（５８）
ＩＲ（ｎｅａｔ、ＫＢｒ） 図１参照。
６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体は、上述のように４つの可変的な構造を有するものであるが、以上の結果から、主としてエノール体、特には６，６，６−トリフルオロ−５−ヒドロキシ−３−オキソヘキセン酸エステルとして存在し、加えて、少なくとも溶液中においては、６，６，６−トリフルオロ−５−ヒドロキシ−３−オキソヘキセン酸エステルであることが判明した。
【００２０】
実施例３
５０ｍＬの三つ口フラスコに６０重量％水素化ナトリウム０．４４ｇ（１１ｍｍｏｌ）をヘキサン５ｍＬで２回洗浄した後、ＴＨＦ２５ｍＬに懸濁し、４℃で３−オキソブタン酸メチル１．１６ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、これに１．５８ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液６．８ｍＬ（１０．５ｍｍｏｌ）を−１０℃で１０分間かけて滴下した後、トリフルオロ酢酸エチル１．４２ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、−１０℃で１２０分間攪拌した。反応液を０℃とし、氷浴中で濃塩酸２．３ｍＬを加えて１０分間攪拌した後、水１０ｍＬ及び酢酸エチル３０ｍＬを加えた。有機層をとり、水層を酢酸エチル３０ｍｌで２回抽出し先に分液した有機層と合わせ、飽和食塩水１５ｍＬで３回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物２．７３ｇを得た。安息香酸エチルを内部標準物質として定量したところ、得られた油状物には目的生成物が１．４８ｇ含まれていた（収率７０％）。
【００２１】
実施例４
５０ｍＬの三つ口フラスコに６０重量％水素化ナトリウム０．４４ｇ（１１ｍｍｏｌ）をヘキサン５ｍＬで２回洗浄した後、ＴＨＦ１２．５ｍＬとヘキサン１２．５ｍｌの混合溶媒に懸濁し、４℃で３−オキソブタン酸メチル１．１６ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、これに１．５８ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液６．８ｍＬ（１０．５ｍｍｏｌ）を−１０℃で１０分間かけて滴下した後、トリフルオロ酢酸エチル１．４２ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、−１０℃で１２０分間攪拌した。反応液を０℃とし、氷浴中で濃塩酸３．５ｍＬを加えて１０分間攪拌した後、水１０ｍＬ及び酢酸エチル３０ｍＬを加えた。有機層をとり、水層を酢酸エチル３０ｍｌで２回抽出し先に分液した有機層と合わせ、飽和食塩水１５ｍＬで３回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物２．５６ｇを得た。安息香酸エチルを内部標準物質として定量したところ、得られた油状物には目的生成物が１．５９ｇ含まれていた（収率７５％）。
【００２２】
実施例５
５００ｍＬの四つ口フラスコに６０重量％水素化ナトリウム４．４０ｇ（１１０ｍｍｏｌ）をヘキサン５０ｍＬで２回洗浄した後、ＴＨＦ２００ｍＬとヘキサン５０ｍｌの混合溶媒に懸濁し、４℃で３−オキソブタン酸メチル１１．６１ｇ（１００ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、これに１．５６ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液６８ｍＬ（１０５ｍｍｏｌ）を−１０℃で１５分間かけて滴下した後、トリフルオロ酢酸エチル１４．２１ｇ（１００ｍｍｏｌ）を加え、−１０℃で１２０分間攪拌した。反応液を０℃とし、氷浴中で濃塩酸２３ｍＬを加えて１０分間攪拌した後、水１００ｍＬ及び酢酸エチル３００ｍＬを加えた。有機層をとり、水層を酢酸エチル３００ｍｌで２回抽出し先に分液した有機層と合わせ、飽和食塩水１５０ｍＬで３回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物２７．９５ｇを得た。安息香酸エチルを内部標準物質として定量したところ、得られた油状物には目的生成物が１７．８４ｇ含まれていた（収率８４％）。
【００２３】
実施例６
５０ｍＬの三つ口フラスコに６０重量％水素化ナトリウム０．４４ｇ（１１ｍｍｏｌ）をヘキサン５ｍＬで２回洗浄した後、ＴＨＦ２０ｍＬとシクロヘキサン５ｍｌの混合溶媒に懸濁し、４℃で３−オキソブタン酸メチル１．１６ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、これに１．５８ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液６．８ｍＬ（１０．５ｍｍｏｌ）を−１０℃で１０分間かけて滴下した後、トリフルオロ酢酸エチル１．４２ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、−１０℃で１２０分間攪拌した。反応液を０℃とし、氷浴中で濃塩酸３．５ｍＬを加えて１０分間攪拌した後、水１０ｍＬ及び酢酸エチル３０ｍＬを加えた。有機層をとり、水層を酢酸エチル３０ｍｌで２回抽出し先に分液した有機層と合わせ、飽和食塩水１５ｍＬで３回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物２．４６ｇを得た。安息香酸エチルを内部標準物質として定量したところ、得られた油状物には目的生成物が１．６７ｇ含まれていた（収率７９％）。
【００２４】
実施例７
１０００ｍＬの四つ口フラスコに６０重量％水素化ナトリウム８．８０ｇ（２２０ｍｍｏｌ）をヘキサン１００ｍＬで２回洗浄した後、ＴＨＦ４００ｍＬとヘプタン１００ｍｌの混合溶媒に懸濁し、４℃で３−オキソブタン酸メチル２３．２２ｇ（２００ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、これに１．５８ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液１３３ｍＬ（２１０ｍｍｏｌ）を−１０℃で３０分間かけて滴下した後、トリフルオロ酢酸エチル２８．４２ｇ（２００ｍｍｏｌ）を加え、−１０℃で１２０分間攪拌した。反応液を０℃とし、氷浴中で濃塩酸４６ｍＬを加えて１０分間攪拌した後、水２００ｍＬ及び酢酸エチル６００ｍＬを加えた。有機層をとり、水層を酢酸エチル６００ｍｌで２回抽出し先に分液した有機層と合わせ、飽和食塩水３００ｍＬで３回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物４６．４７ｇを得た。安息香酸エチルを内部標準物質として定量したところ、得られた油状物には目的生成物が３３．０９ｇ含まれていた（収率７８％）。該油状物を減圧蒸留で精製し、目的生成物を圧力０．９ｍｍＨｇにおける沸点が４４℃の留分として２７．８０ｇ得た（単離収率６８％）。
【発明の効果】 本発明によれば、医農薬中間体として有用な６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体を簡便且つ収率よく得るとことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例で得られた本発明の化合物のＩＲチャート図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、農薬中間体として有用な６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体の製造方法に関する。６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体は、１−メチル−３−トリフルオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステル化合物等のピラゾール環形成に有用な中間体化合物である。
【０００２】
【従来の技術】
トリフルオロメチル基を３位に有するピラゾール化合物は、農薬として有用であり、特に、１−メチル−３−トリフルオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステル化合物は、殺菌剤や殺虫剤として有用であることが知られている（特開平６−３２７８１号公報、ＷＯ０１／２０９９３号明細書）。
【０００３】
特開平６−３２７８１号公報には、３−トリフルオロメチル−５−メチルピラゾール化合物の５位のメチル基をリチオ化した後、二酸化炭素と反応させ、次いでエステル化することにより、メチル基をアルコキシカルボニルメチル基に変換する１−メチル−３−トリフルオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステルの製造方法が記載されている。しかしながら、ピラゾール化合物の有する置換基によっては、この方法では５位のメチル基を選択的にリチオ化することが困難なことがある。
【０００４】
ＷＯ０１／２０９９３号明細書には、ピラゾール化合物の５位のメチル基を酸化した後、数工程を経てアルコキシカルボニルメチル基に変換する１−メチル−３−トリフルオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステルの製造方法が記載されている。しかしながら、この方法は製造工程が長いという問題を有している。また、同明細書には、１−メチル−３−トリフルオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステルの製造方法として、種々の３，５−ジオキソヘキサン酸エステルをヒドラジン化合物と反応させるルートが記載されている。しかしながら、その原料となる３，５−ジオキソヘキサン酸エステル類の具体的な製造例としては、参考例１として高価なメルドラム酸から３，５−ジオキソヘキサン酸イソプロピルエステルを使用した例が記載されているのみであり、６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びそれを用いた１−メチル−３−トリフルオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステルの製造方法は具体的には記載されていない。
【０００５】
ところで、特開平６−４９０３９号公報の実施例１には、６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステルの別名であるトリフルオロアセチルアセト酢酸エチルエステル（ＣＡＳ番号１５５９９４−０８−４）が記載されている。しかしながら、このトリフルオロアセチルアセト酢酸エチルエステルは、トリフルオロアセト酢酸エチルの誤記であることが明らかである。
従って、６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体は未だ知られていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、１−メチル−３−トリフロオロメチルピラゾール−５−イル酢酸エステルの製造に用いることができる６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体、並びにそれらの製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、３−オキソブタン酸エステルに塩基を反応させてジアニオンを生成させ、これとトリフルオロ酢酸エステルとを反応させることにより、６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体を製造できることを知り、本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明の要旨は、３−オキソブタン酸エステルに、２位のメチレン基と反応し得る塩基を反応させた後、これに４位のメチル基と反応し得る塩基を反応させ、次いでトリフルオロ酢酸エステルを反応させることを特徴とする６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体の製造方法及び６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体に存する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。なお、本明細書において低級アルキル基とは、炭素数１〜４のアルキル基を意味する。
本発明に係る６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体の製造方法では、反応は次式のように進行すると考えられる。
【００１０】
【化１】
【００１１】
原料の３−オキソブタン酸エステルとしては、任意のエステルを用いることができる。好ましくは、アルキルエステル、特に低級アルキルエステルを用いる。そのいくつかを例示すると、３−オキソブタン酸のメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、又はイソブチルエステル等が挙げられる。このうちメチル又はエチルエステルが好ましい。
【００１２】
３−オキソブタン酸エステルの２位のメチレン基と反応し得る塩基としては、金属ナトリウム、金属リチウム等のアルカリ金属；水素化ナトリウム、水素化カリウム等のアルカリ金属水素化物；メチルリチウム、ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、フェニルリチウム等の有機リチウム；ナトリウムアミド、リチウムジイソプロピルアミド等のアルカリ金属アミド；カリウムｔ−ブトキシド等のアルカリ金属アルコキシドなどが挙げられる。これらのうちアルカリ金属水素化物、有機リチウム、アルカリ金属アミドが好ましい。なかでも好ましいのは、水素化ナトリウムである。塩基は、３−オキソブタン酸エステルに対して等モル以上用いられ、好ましくは等モル〜１．５倍モルの範囲で用いられる。
３−オキソブタン酸エステルの４位のメチル基と反応し得る塩基としては、有機リチウム、アルカリ金属アミド等が挙げられる。これらのうち、ブチルリチウム、リチウムジイソプロピルアミドが好ましい。この塩基も、３−オキソブタン酸エステルに対して等モル以上、好ましくは等モル〜３倍モル用いる。
【００１３】
トリフルオロ酢酸エステルとしては、トリフルオロ酢酸アルキルエステルが挙げられる。なかでも、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、及びイソブチル等の低級アルキルエステルを用いるのが好ましい。特に好ましいのは、メチル又はエチルエステルである。
トリフルオロ酢酸エステルは、３−オキソブタン酸エステルに対して０．８〜２倍モル、特に１〜１．２倍モル用いるのが好ましい。
【００１４】
反応は、まず、塩基に対して安定な溶媒に３−オキソブタン酸エステルを溶解した後に塩基を反応させアニオンを生成させた後、更に塩基を反応させてジアニオンを生成させ、これにトリフルオロ酢酸エステルを加えて反応させるのが好ましい。
このときの反応温度としては、副生物の生成抑制等の点でより低温の方がこのましく、通常、５０℃以下、より好ましくは３０℃以下、特に好ましくは１０℃以下の範囲で行われる。但し、あまり低温すぎると設備コスト及び反応速度等の点で好ましくないため、通常、−１００℃以上、好ましくは−７０℃以上より好ましくは−５０℃以上の温度で行われる。
３−オキソブタン酸エステルと塩基との２工程の反応は、通常、０．１〜１０時間、好ましくは０．２〜１時間かけて行なわれる。生成するアニオンの安定性の点から、時間をあまりかけすぎるのは好ましくない。
また、生成したジアニオンとトリフルオロ酢酸エステルとの反応は、通常、１〜２４時間、好ましくは１〜５時間かけて行われる。
【００１５】
溶媒としては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、メチルｔ−ブチルエーテル等のエーテルを用いるのが好ましい。なかでもＴＨＦが好ましい。
また、上記エーテル系溶媒の他にヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒を併用した混合溶媒系中で反応を行うと反応温度が−２０℃以上といった比較的高温でも収率よく目的物が得られるため、工業的には好ましい。この場合、脂肪族炭化水素系溶媒との混合比率としては、全溶媒量に対し少なくとも１０ｖｏｌ％以上用いるのが好ましく、また、５０ｖｏｌ％を超えない範囲用いるのが好ましい。
溶媒は、３−オキソブタン酸エステルに対して１〜１００体積倍、特に５〜３０体積倍用いることが好ましい。
【００１６】
本発明により製造される６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体のエステル部分は、原則として３−オキソブタン酸エステルのエステル部分を引き継ぐが、３−オキソブタン酸エステルとトリフルオロ酢酸エステルのエステル部分が異なる場合には、トリフルオロ酢酸エステルのエステル部分に由来するエステル部分を有する６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体が生成することもある。
【００１７】
【実施例】
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、これら実施例に限定されるものではない。なお、いずれの実施例も、十分に乾燥した試薬及び溶媒を用い、窒素雰囲気下で反応を行った。
実施例１
６０重量％水素化ナトリウム０．４４ｇ（１１ｍｍｏｌ）をヘキサン５ｍＬで２回洗浄した後、ＴＨＦ２５ｍＬに懸濁し、４℃で３−オキソブタン酸メチル１．１６ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、これに１．５９ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液６．６ｍＬ（１０．５ｍｍｏｌ）を−６０℃で１０分間かけて滴下し、１５分間攪拌した。更に、トリフルオロ酢酸メチル０．３７ｇ（５ｍｍｏｌ）を加え、−６０℃で６０分間攪拌した。１．５９ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液６．６ｍＬ（１０．５ｍｍｏｌ）を−６０℃で１０分間かけて滴下し、１５分間攪拌した。更に、トリフルオロ酢酸メチル０．３７ｇ（５ｍｍｏｌ）を加え、−６０℃で１８０分間攪拌した。反応液を室温とし、濃塩酸３．５ｍＬを加えて１０分間攪拌した後、水１０ｍＬ及びジエチルエーテル３０ｍＬを加えた。有機層をとり、飽和食塩水１５ｍＬで３回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物４．６４ｇを得た。安息香酸エチルを内部標準物質として定量したところ、得られた油状物には目的生成物が１．７０ｇ含まれていた（収率８０％）。
【００１８】
実施例２
１Ｌの四つ口フラスコに、ヘキサン５０ｍＬで２回洗浄した６０重量％水素化ナトリウム８．８０ｇ（２２０ｍｍｏｌ）及びＴＨＦ５００ｍＬを仕込んだ。４℃で３−オキソブタン酸メチル２３．２９ｇ（２００ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、１．５９ｍｏｌ／Ｌのｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液１３２ｍＬ（２１０ｍｍｏｌ）を、−５０℃で１５分間かけて滴下し、同温度で１５分間攪拌した。更に、トリフルオロ酢酸エチル２９．５０ｇ（２０８ｍｍｏｌ）を加え、−５０℃で１２０分間攪拌した。反応液に１５℃以下で濃塩酸４６ｍＬを徐々に滴下し１０分間攪拌した後、水２００ｍＬ及び酢酸エチル６００ｍＬを加えた。有機層をとり、水２００ｍＬで１回洗浄した。水層を合わせて、酢酸エチル３００ｍＬで２回抽出した。有機層を合わせた後、飽和食塩水３００ｍＬで３回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物を４８．０１ｇ得た。内部標準法により定量したところ、得られた油状物には目的生成物がが３６．２０ｇ（収率８５％）含まれていた。該油状物を減圧蒸留で精製し、目的生成物を圧力１．０５ｍｍＨｇにおける沸点が５２℃の留分として３２．８４ｇ得た（単離収率６８％）。
【００１９】
上記で得られた生成物の同定データは以下の通り。
沸点：５２℃／１．０ｍｍＨｇ
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3，δｐｐｍ）：１３．３（１Ｈ，ｂｒ），６．０５（１Ｈ，ｓ）、３．７０（３Ｈ，ｓ）、３．５０（２Ｈ，ｓ）
13Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δｐｐｍ）：１８９．１，１７４．１（ｑ，2ＪC-F＝３７．２Ｈｚ），１６６．６，１１６．９（ｑ，1ＪC-F＝２８１．６Ｈｚ），９７．２（ｑ、3ＪC-F＝２．４Ｈｚ），５２．７，４４．５
ＭＳ（３．０ｋＶ）ｍ／ｚ：２１２（Ｍ+、１１）、１８１（９）、１４３（９５）、１３９（１００）、１１１（８）、１０１（２９）、６９（５８）
ＩＲ（ｎｅａｔ、ＫＢｒ） 図１参照。
６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体は、上述のように４つの可変的な構造を有するものであるが、以上の結果から、主としてエノール体、特には６，６，６−トリフルオロ−５−ヒドロキシ−３−オキソヘキセン酸エステルとして存在し、加えて、少なくとも溶液中においては、６，６，６−トリフルオロ−５−ヒドロキシ−３−オキソヘキセン酸エステルであることが判明した。
【００２０】
実施例３
５０ｍＬの三つ口フラスコに６０重量％水素化ナトリウム０．４４ｇ（１１ｍｍｏｌ）をヘキサン５ｍＬで２回洗浄した後、ＴＨＦ２５ｍＬに懸濁し、４℃で３−オキソブタン酸メチル１．１６ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、これに１．５８ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液６．８ｍＬ（１０．５ｍｍｏｌ）を−１０℃で１０分間かけて滴下した後、トリフルオロ酢酸エチル１．４２ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、−１０℃で１２０分間攪拌した。反応液を０℃とし、氷浴中で濃塩酸２．３ｍＬを加えて１０分間攪拌した後、水１０ｍＬ及び酢酸エチル３０ｍＬを加えた。有機層をとり、水層を酢酸エチル３０ｍｌで２回抽出し先に分液した有機層と合わせ、飽和食塩水１５ｍＬで３回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物２．７３ｇを得た。安息香酸エチルを内部標準物質として定量したところ、得られた油状物には目的生成物が１．４８ｇ含まれていた（収率７０％）。
【００２１】
実施例４
５０ｍＬの三つ口フラスコに６０重量％水素化ナトリウム０．４４ｇ（１１ｍｍｏｌ）をヘキサン５ｍＬで２回洗浄した後、ＴＨＦ１２．５ｍＬとヘキサン１２．５ｍｌの混合溶媒に懸濁し、４℃で３−オキソブタン酸メチル１．１６ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、これに１．５８ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液６．８ｍＬ（１０．５ｍｍｏｌ）を−１０℃で１０分間かけて滴下した後、トリフルオロ酢酸エチル１．４２ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、−１０℃で１２０分間攪拌した。反応液を０℃とし、氷浴中で濃塩酸３．５ｍＬを加えて１０分間攪拌した後、水１０ｍＬ及び酢酸エチル３０ｍＬを加えた。有機層をとり、水層を酢酸エチル３０ｍｌで２回抽出し先に分液した有機層と合わせ、飽和食塩水１５ｍＬで３回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物２．５６ｇを得た。安息香酸エチルを内部標準物質として定量したところ、得られた油状物には目的生成物が１．５９ｇ含まれていた（収率７５％）。
【００２２】
実施例５
５００ｍＬの四つ口フラスコに６０重量％水素化ナトリウム４．４０ｇ（１１０ｍｍｏｌ）をヘキサン５０ｍＬで２回洗浄した後、ＴＨＦ２００ｍＬとヘキサン５０ｍｌの混合溶媒に懸濁し、４℃で３−オキソブタン酸メチル１１．６１ｇ（１００ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、これに１．５６ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液６８ｍＬ（１０５ｍｍｏｌ）を−１０℃で１５分間かけて滴下した後、トリフルオロ酢酸エチル１４．２１ｇ（１００ｍｍｏｌ）を加え、−１０℃で１２０分間攪拌した。反応液を０℃とし、氷浴中で濃塩酸２３ｍＬを加えて１０分間攪拌した後、水１００ｍＬ及び酢酸エチル３００ｍＬを加えた。有機層をとり、水層を酢酸エチル３００ｍｌで２回抽出し先に分液した有機層と合わせ、飽和食塩水１５０ｍＬで３回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物２７．９５ｇを得た。安息香酸エチルを内部標準物質として定量したところ、得られた油状物には目的生成物が１７．８４ｇ含まれていた（収率８４％）。
【００２３】
実施例６
５０ｍＬの三つ口フラスコに６０重量％水素化ナトリウム０．４４ｇ（１１ｍｍｏｌ）をヘキサン５ｍＬで２回洗浄した後、ＴＨＦ２０ｍＬとシクロヘキサン５ｍｌの混合溶媒に懸濁し、４℃で３−オキソブタン酸メチル１．１６ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、これに１．５８ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液６．８ｍＬ（１０．５ｍｍｏｌ）を−１０℃で１０分間かけて滴下した後、トリフルオロ酢酸エチル１．４２ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、−１０℃で１２０分間攪拌した。反応液を０℃とし、氷浴中で濃塩酸３．５ｍＬを加えて１０分間攪拌した後、水１０ｍＬ及び酢酸エチル３０ｍＬを加えた。有機層をとり、水層を酢酸エチル３０ｍｌで２回抽出し先に分液した有機層と合わせ、飽和食塩水１５ｍＬで３回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物２．４６ｇを得た。安息香酸エチルを内部標準物質として定量したところ、得られた油状物には目的生成物が１．６７ｇ含まれていた（収率７９％）。
【００２４】
実施例７
１０００ｍＬの四つ口フラスコに６０重量％水素化ナトリウム８．８０ｇ（２２０ｍｍｏｌ）をヘキサン１００ｍＬで２回洗浄した後、ＴＨＦ４００ｍＬとヘプタン１００ｍｌの混合溶媒に懸濁し、４℃で３−オキソブタン酸メチル２３．２２ｇ（２００ｍｍｏｌ）を加え、同温度で１５分間攪拌した。次いで、これに１．５８ｍＭ／ｍＬｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液１３３ｍＬ（２１０ｍｍｏｌ）を−１０℃で３０分間かけて滴下した後、トリフルオロ酢酸エチル２８．４２ｇ（２００ｍｍｏｌ）を加え、−１０℃で１２０分間攪拌した。反応液を０℃とし、氷浴中で濃塩酸４６ｍＬを加えて１０分間攪拌した後、水２００ｍＬ及び酢酸エチル６００ｍＬを加えた。有機層をとり、水層を酢酸エチル６００ｍｌで２回抽出し先に分液した有機層と合わせ、飽和食塩水３００ｍＬで３回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を減圧濃縮して油状物４６．４７ｇを得た。安息香酸エチルを内部標準物質として定量したところ、得られた油状物には目的生成物が３３．０９ｇ含まれていた（収率７８％）。該油状物を減圧蒸留で精製し、目的生成物を圧力０．９ｍｍＨｇにおける沸点が４４℃の留分として２７．８０ｇ得た（単離収率６８％）。
【発明の効果】 本発明によれば、医農薬中間体として有用な６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体を簡便且つ収率よく得るとことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例で得られた本発明の化合物のＩＲチャート図である。
Claims (7)
- ３−オキソブタン酸エステルに、２位のメチレン基と反応し得る塩基を反応させた後、これに４位のメチル基と反応し得る塩基を反応させ、次いでトリフルオロ酢酸エステルを反応させることを特徴とする６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体の製造方法。
- ３−オキソブタン酸エステルに、アルカリ金属、アルカリ金属水素化物及び金属アルコキシドよりなる群から選ばれた塩基を反応させた後、これに有機リチウム及びアルカリ金属アミドよりなる群から選ばれた塩基を反応させ、次いでトリフルオロ酢酸エステルを反応させることを特徴とする６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体の製造方法。
- ３−オキソブタン酸エステルに、水素化ナトリウムを反応させた後、ブチルリチウムを反応させ、次いでトリフルオロ酢酸エステルを反応させることを特徴とする６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体の製造方法。
- ３−オキソブタン酸エステルを、２倍モル以上の塩基と反応させた後、トリフルオロ酢酸エステルと反応させることを特徴とする６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体の製造方法。
- 反応をエーテル系溶媒及び脂肪族炭化水素系溶媒からなる混合溶媒中で行い、脂肪族炭化水素系溶媒の使用量が全溶媒量に対して５０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体の製造方法。
- ６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸エステル及びその互変異性体。
- ６，６，６−トリフルオロ−３，５−ジオキソヘキサン酸メチル及びその互変異性体。
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