JP2008280262A - 含フッ素環状不飽和カルボン酸化合物とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高機能含フッ素樹脂の合成中間体として有用な、また医薬・農薬・液晶性化合物などの合成中間体として有用な、新規な化合物を提供する。
【解決手段】下記一般式(1)で表される、含フッ素環状不飽和カルボン酸化合物。
(式中、R1及びR2はそれぞれ独立に水素原子又は1価のアルキル基又はアリール基又はヘテロアリール基を示す。Qf1、Qf2、Qf3、Qf4、Qf5、Qf6、Qf7及びQf8は、それぞれ独立にフッ素原子又は1価のペルフルオロ有機基を示す。又は、Qf1、Qf2、Qf3、Qf4、Qf5、Qf6、Qf7及びQf8から選ばれる2つの基が共同で2価の有機基を形成してもよい。Aは16属元素を示す。)
【選択図】なし
【解決手段】下記一般式(1)で表される、含フッ素環状不飽和カルボン酸化合物。
(式中、R1及びR2はそれぞれ独立に水素原子又は1価のアルキル基又はアリール基又はヘテロアリール基を示す。Qf1、Qf2、Qf3、Qf4、Qf5、Qf6、Qf7及びQf8は、それぞれ独立にフッ素原子又は1価のペルフルオロ有機基を示す。又は、Qf1、Qf2、Qf3、Qf4、Qf5、Qf6、Qf7及びQf8から選ばれる2つの基が共同で2価の有機基を形成してもよい。Aは16属元素を示す。)
【選択図】なし
Description
本発明は、高機能含フッ素樹脂の合成中間体として有用な、また医薬・農薬・液晶性化合物などの合成中間体として有用な、新規な含フッ素環状不飽和カルボン酸化合物とその製造法に関する。
含フッ素環状不飽和化合物は、広範囲な応用が期待できる、有用な化合物である。その利用分野は多岐にわたるが、代表的なものとしては、高機能樹脂の製造中間体、医薬・農薬の製造中間体、防水剤・界面活性剤・液晶性化合物・有機EL材料・電子材料などの化成品及びそれらの製造中間体、などが挙げられる。特に、医薬・農薬分野では部分的にフッ素化された化合物が特異な安定性や生理作用などを示すことがよく知られており、又、電子材料ではフッ素を有する部位の導入により熱的・電気的特性が大幅に向上することがよく知られている。これらのことから、新規なフッ素を有する部位の開発と、標的化合物に新規なフッ素を有する部位を導入する技術の開発が注目されてきた。しかし、含フッ素環状不飽和化合物は、知られている合成法が少ない上、汎用でない特殊な原料を必要とすることから、非常に高価であり、且つ限られた種類の化合物しか入手できなかったため、広範囲な分野への応用研究開発はなされてこなかった。
含フッ素環状不飽和化合物の合成方法としては、脱ハロゲン反応(例えば非特許文献1)、脱ハロゲン化水素反応(例えば非特許文献2)、カルボン酸塩の熱的分解反応(例えば非特許文献3)、等が一般的に知られているが、本発明に係る一般式(1)の化合物とその製造方法は知られていない。
また下記化合物(7)が知られている(非特許文献4、5)。しかしこの化合物の不飽和環はカルボキシル基の隣接位に−A−R2基を有しない。また、その製造方法は、非常に特殊な条件を必要とするか、或いは出発原料の製造が煩雑で、製造に適していない。また、化合物(7)は下式の方法で合成されているが、記載にある塩基性での反応条件下において、含フッ素環状不飽和化合物の不飽和結合上の炭素原子に置換したフッ素原子は置換されない(非特許文献5)。
「ジャーナル・オブ・ザ・ケミカル・ソサエティー」(Journal of the Chemical Society)1973年、p.596。
「テトラへドロン」(Tetrahedron)第23巻、1967年、p.4435。
「ジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・ケミカル・ソサエティー」(Journal of the American Chemical Society)第73巻、1951年、p.4016。
「ケミカル・コミュニケーションズ(ロンドン)」(Chemical Communications (London)) 1967年、p.151。
「ジャーナル・オブ・フローリン・ケミストリー」(Journal of Fluorine Chemistry)1982年、第21巻、p.305。
本発明は、高機能含フッ素樹脂の合成中間体として有用な新規な化合物を提供することを目的とする。
本発明は、上記の新規な含フッ素環状不飽和化合物を、入手が容易な化合物から経済的に有利な方法で製造する方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記の新規な含フッ素環状不飽和化合物を、入手が容易な化合物から経済的に有利な方法で製造する方法を提供することを目的とする。
本発明の課題は下記の手段により達成された。
(1)下記一般式(1)で表される、含フッ素環状不飽和カルボン酸化合物。
(1)下記一般式(1)で表される、含フッ素環状不飽和カルボン酸化合物。
(2)下記一般式(2)で表される環状化合物と下記一般式(3)で表される化合物とを、塩基性条件下で反応させることを特徴とする、(1)項に記載の含フッ素環状不飽和カルボン酸化合物の製造方法。
(3)下記一般式(4)で表される環状化合物をペルフルオロ化して前記一般式(2)の化合物を調製する工程を有することを特徴とする、(2)項に記載の含フッ素環状不飽和カルボン酸化合物の製造方法。
(4)下記一般式(5)で表される環状化合物をペルフルオロ化した化合物と下記一般式(6)で表わされる化合物とを反応させて前記一般式(2)で表わされる化合物を調製する工程を有することを特徴とする、(2)項に記載の含フッ素環状不飽和カルボン酸化合物の製造方法。
本発明によれば、新規な含フッ素環状不飽和カルボン酸化合物が提供される。
本発明のこの環状不飽和カルボン酸化合物は、分子内にペルフルオロ化された環状部位及び、環内、炭素−炭素二重結合の炭素上に、カルボキシル基もしくはそのエステル基とA−R2基という反応性基をそれぞれ有している。この化合物を原料に用いることにより、これまで困難であったペルフルオロ化された環状部位の標的分子への導入を容易に達成できるという利点があり、ペルフルオロ化された環状部位を有する新規な高機能樹脂の製造中間体、医薬・農薬の製造中間体、防水剤・界面活性剤・液晶性化合物・電子材料などの化成品及びそれらの製造中間体の開発が飛躍的に容易となる。
また、本発明の環状不飽和カルボン酸化合物は、入手が容易な原料から経済的に有利な方法で製造できる。該カルボン酸化合物は、高機能樹脂の製造中間体、医薬・農薬の製造中間体、防水剤・界面活性剤・液晶性化合物・電子材料などの化成品及びそれらの製造中間体として有用である。
本発明のこの環状不飽和カルボン酸化合物は、分子内にペルフルオロ化された環状部位及び、環内、炭素−炭素二重結合の炭素上に、カルボキシル基もしくはそのエステル基とA−R2基という反応性基をそれぞれ有している。この化合物を原料に用いることにより、これまで困難であったペルフルオロ化された環状部位の標的分子への導入を容易に達成できるという利点があり、ペルフルオロ化された環状部位を有する新規な高機能樹脂の製造中間体、医薬・農薬の製造中間体、防水剤・界面活性剤・液晶性化合物・電子材料などの化成品及びそれらの製造中間体の開発が飛躍的に容易となる。
また、本発明の環状不飽和カルボン酸化合物は、入手が容易な原料から経済的に有利な方法で製造できる。該カルボン酸化合物は、高機能樹脂の製造中間体、医薬・農薬の製造中間体、防水剤・界面活性剤・液晶性化合物・電子材料などの化成品及びそれらの製造中間体として有用である。
前記式(1)〜(5)で表わされる化合物全般について、それが有することがある置換基を説明する。
有機基とは、炭素原子を必須とする基をいう。有機基としては炭素−水素結合部分を有する有機基が好ましく、直鎖状或いは分枝状の構造をとってよく、或いは環を形成していてもよい。該有機基として、炭素―炭素結合が単結合のみからなる飽和有機基、及び炭素―炭素結合が二重結合或いは三重結合からなる部分を含む不飽和有機基が挙げられる。
有機基とは、炭素原子を必須とする基をいう。有機基としては炭素−水素結合部分を有する有機基が好ましく、直鎖状或いは分枝状の構造をとってよく、或いは環を形成していてもよい。該有機基として、炭素―炭素結合が単結合のみからなる飽和有機基、及び炭素―炭素結合が二重結合或いは三重結合からなる部分を含む不飽和有機基が挙げられる。
飽和有機基としては、飽和炭化水素基、エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素基、ハロゲン化飽和炭化水素基、又はハロゲン化(エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素)基が挙げられる。ここでいうエーテル性酸素原子とは、エーテル結合(炭素―酸素―炭素)を形成する酸素原子をいう。
不飽和有機基としては、不飽和炭化水素基、エーテル性酸素原子含有不飽和炭化水素基、ハロゲン化不飽和炭化水素基、又はハロゲン化(エーテル性酸素原子含有不飽和炭化水素)基が挙げられる。
飽和炭化水素基とは、炭素―炭素結合が単結合のみからなる基である。1価の該基としては、直鎖状又は分枝状又は環状のアルキル基が挙げられる。また、2価の該基としては、直鎖状又は分枝状又は環状のアルキレン基が挙げられる。
エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素基とは、エーテル性酸素原子を有する飽和炭化水素基である。1価の該基としては、結合末端又は炭素―炭素単結合間にエーテル性酸素原子が挿入された直鎖状又は分枝状又は環状のアルキル基が挙げられる。また2価の該基としては、結合末端又は炭素―炭素単結合間にエーテル性酸素原子が挿入された直鎖状又は分枝状又は環状のアルキレン基が挙げられる。
ハロゲン化飽和炭化水素基及びハロゲン化(エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素)基とは、飽和炭化水素基及びエーテル性酸素原子含有飽和炭化水素基のそれぞれが、水素原子が残る割合又は水素原子が残らない割合でハロゲン化された基である。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられるが、フッ素原子又は塩素原子が好ましい。
不飽和炭化水素基とは、炭素―炭素結合が二重結合又は三重結合である部分を少なくとも1ヶ所有する基である。1価の該基としては、直鎖状又は分枝状又は環状のアルケニル基、アルキニル基、アリール基、アリールアルキル基、ヘテロアリール基、ヘテロアリールアルキル基が挙げられる。また、2価の該基としては、直鎖状又は分枝状又は環状のアルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、アリールアルキレン基、ヘテロアリールアルキレン、アリールアルケニレン基、ヘテロアリールアルキレン基、などが挙げられる。
エーテル性酸素原子含有不飽和炭化水素基とは、エーテル性酸素原子を有する不飽和炭化水素基である。1価の該基としては、結合末端又は炭素―炭素単結合間にエーテル性酸素原子が挿入された直鎖状又は分枝状又は環状のアルケニル基、アルキニル基、アリールアルキル基、ヘテロアリールアルキル基が挙げられる。また2価の該基としては、結合末端又は炭素―炭素単結合間にエーテル性酸素原子が挿入された直鎖状又は分枝状又は環状のアルケニレン基、アルキニレン基、アリールアルキレン基、ヘテロアリールアルキレン、アリールアルケニレン基、ヘテロアリールアルキレン基が挙げられる。
ハロゲン化不飽和炭化水素基及びハロゲン化(エーテル性酸素原子含有不飽和炭化水素)基とは、不飽和炭化水素基及びエーテル性酸素原子含有不飽和炭化水素基のそれぞれが、水素原子が残る割合又は水素原子が残らない割合でハロゲン化された基である。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられるが、フッ素原子又は塩素原子がより好ましい。
ペルフルオロ化反応とは、フッ素化され得る基中に存在するフッ素化され得る部分の全てがフッ素化される反応を表す。例を挙げると、炭素−水素部分を有する有機基をペルフルオロ化した場合、炭素−水素部分の実質的に全てが炭素−フッ素部分に置き換わり、炭素−炭素不飽和結合が存在する有機基をペルフルオロ化した場合、実質的に全ての炭素−炭素不飽和結合にフッ素が付加する。
ペルフルオロ有機基とは、前記の有機基がペルフルオロ化され生成する基である。飽和炭化水素基及び不飽和炭化水素基がペルフルオロ化されペルフルオロ炭化水素基となり、エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素基及びエーテル性酸素原子含有不飽和炭化水素基がペルフルオロ化されペルフルオロ(エーテル性酸素原子含有炭化水素)基となる。ハロゲン化飽和炭化水素基及びハロゲン化不飽和炭化水素基がペルフルオロ化されペルフルオロ(ハロゲン化炭化水素)基となり、ハロゲン化(エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素)基及びハロゲン化(エーテル性酸素原子含有不飽和炭化水素)基がペルフルオロ化されペルフルオロ(ハロゲン化(エーテル性酸素原子含有炭化水素))基となる。但し、ペルフルオロ化される前の基に置換したハロゲン原子がすべてフッ素原子である場合、ペルフルオロ化反応後の基はペルフルオロ炭化水素基又はペルフルオロ(エーテル性酸素原子含有炭化水素)基となる。
ペルフルオロ化反応の方法としては、液相フッ素化法、気相(或いはエアロゾル)フッ素化法、電解フッ素化法、フッ化コバルトを用いた反応法、などが知られている。
本発明の化合物は、下記一般式(1)で表される環状の不飽和カルボン酸化合物である。但し、式中の各符号は前記の意味と同義である。
Qf1、Qf2、Qf3、Qf4、Qf5、Qf6、Qf7及びQf8はフッ素原子又は1価のペルフルオロ有機基がより好ましい。該ペルフルオロ有機基は直鎖状或いは分枝状の構造をとってよく、或いは環を形成していてもよい。該ペルフルオロ有機基は、炭素数1〜30であることが好ましく、炭素数1〜20であることがより好ましく、さらには炭素数1〜15であることが特に好ましい。
ペルフルオロ有機基の例としては、ペルフルオロ炭化水素基(例えばトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロ―n−プロピル基、ヘプタフルオロ―i−プロピル基、ノナフルオロ―n−ブチル基、ノナフルオロ―i−ブチル基、ノナフルオロ―t−ブチル基、ペルフルオロシクロプロピル基、ペルフルオロシクロヘキシル基、ペルフルオロ(4−エチルシクロヘキシル)基、ペルフルオロ(2−シクロヘキシルエチル)基、ペルフルオロ(4−(ビシクロヘキシル))基、ペルフルオロ(4−(4’−エチルビシクロヘキシル))基など)、ペルフルオロ(エーテル性酸素原子含有炭化水素)基(例えばトリフルオロメトキシル基、ペンタフルオロエトキシル基、ヘプタフルオロ―n−プロポキシル基、ペルフルオロ(メトキシメチル)基、ペルフルオロ(メトキシエチル)基、ペルフルオロ(エトキシエチル)基、ペルフルオロ(2−(2−エトキシエトキシ)エチル)基、ペルフルオロ(テトラヒドロピラニルオキシ)基など)、ペルフルオロ(ハロゲン化炭化水素)基(例えばクロロジフルオロメチル基、ジクロロフルオロメチル基、1,2−ジクロロ―1,2,2−トリフルオロエチル基、1,1,2−トリクロロ―2,2−ジフルオロエチル基、1,2,2−トリクロロ―1,2−ジフルオロエチル基、ペルフルオロ(4−クロロシクロヘキシル)基など)、ペルフルオロ(ハロゲン化(エーテル性酸素原子含有炭化水素))基(例えばクロロジフルオロメトキシル基、1,2−ジクロロ−1,2,2−トリフルオロエトキシル基、1,1−ジフルオロ―2,2,2−トリクロロエトキシル基、ペルフルオロ(2−(1’,2’−ジクロロエトキシ)エチル)基など)が挙げられる。
Aは16属元素を示す。16属元素は酸素、硫黄、セレン、テルル及びポロニウムから選ばれる元素であり、酸素、硫黄、セレン及びテルルがより好ましく、酸素及び硫黄がさらに好ましい。
R1及びR2はそれぞれ独立に水素原子又は1価のアルキル基又はアリール基又はヘテロアリール基を示す。該アルキル基は直鎖状或いは分枝状の構造をとってよく、或いは環を形成していてもよく、置換基を有してもよい。
該アルキル基は、好ましくは炭素数1〜30であり、より好ましくは炭素数1〜20であり、さらに好ましくは炭素数1〜15である。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、2−シクロヘキシルエチル基、4−(ビシクロヘキシル)基などが挙げられる。
該アルキル基は、好ましくは炭素数1〜30であり、より好ましくは炭素数1〜20であり、さらに好ましくは炭素数1〜15である。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、2−シクロヘキシルエチル基、4−(ビシクロヘキシル)基などが挙げられる。
該アリール基は、好ましくは炭素数6以上30以下であり、より好ましくは炭素数6以上20以下であり、さらに好ましくは炭素数6以上15以下である。具体的には、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基などが挙げられる。
該へテロアリール基とは、5〜12員環好ましくは5〜7員環を有し、酸素原子、窒素原子及びイオウ原子から選択される1〜4個のヘテロ原子を含む、単環又は2環の芳香族基を意味する。好ましくは炭素数1以上30以下であり、より好ましくは炭素数1以上20以下であり、さらに好ましくは炭素数1以上15以下である。具体的には、ヘテロアリール化合物から水素原子を1つ取り去った基であり、ヘテロアリール化合物としては、例えばピリジン、ピリミジン、フラン、チオフェン、ピラゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアジン、テトラゾール、インドール、カルバゾールなどが挙げられる。
該へテロアリール基とは、5〜12員環好ましくは5〜7員環を有し、酸素原子、窒素原子及びイオウ原子から選択される1〜4個のヘテロ原子を含む、単環又は2環の芳香族基を意味する。好ましくは炭素数1以上30以下であり、より好ましくは炭素数1以上20以下であり、さらに好ましくは炭素数1以上15以下である。具体的には、ヘテロアリール化合物から水素原子を1つ取り去った基であり、ヘテロアリール化合物としては、例えばピリジン、ピリミジン、フラン、チオフェン、ピラゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアジン、テトラゾール、インドール、カルバゾールなどが挙げられる。
ここで、置換されてもよい置換基としては、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アルキル基(好ましくは炭素数6以上1〜8の直鎖状又は分枝状又は環状のアルキル基であり、1つ又は2つ以上の水素原子がハロゲン原子で置換されてもよく、具体的にはメチル基、トリフルオロメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基などが挙げられる)、アリール基(好ましくは炭素数6以上10以下の置換或いは無置換のアリール基であり、具体的にはフェニル基、3−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−トルイル基などが挙げられる)、ヘテロアリール基(好ましくは炭素数10以下の置換或いは無置換のヘテロアリール基であり、具体的には2−ピリジニル基、2−フラニル基、2−チエニル基、3−メチル−2−ピリジニル基、4−フルオロ−2−ピリジニル基などが挙げられる)、
アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜8の直鎖状又は分枝状又は環状のアルキルオキシ基であり、1つ又は2つ以上の水素原子がハロゲン原子で置換されてもよく、具体的にはメトキシ基、エトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基などが挙げられる)、アルケニルオキシ基(好ましくは炭素数1〜5のアルケニルオキシ基であり、1つ又は2つ以上の水素原子がハロゲン原子で置換されてもよく、具体的にはビニルオキシ基、プロペニルオキシ基などが挙げられる)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数10以下の置換或いは無置換のアリールオキシ基であり、具体的にはフェニルオキシ基、3−クロロフェニルオキシ基、4−トルイルオキシ基などが挙げられる)、ヘテロアリールオキシ基(好ましくは炭素数10以下の置換或いは無置換のヘテロアリール基であり、具体的には2−ピリジニルオキシ基、2−フラニルオキシ基、2−チエニルオキシ基、3−メチル−2−ピリジニルオキシ基、4−フルオロ−2−ピリジニルオキシ基などが挙げられる)、
カルボキシ基、ホルミル基、ハロホルミル基(フルオロホルミル基、クロロホルミル基)、アシル基(好ましくは炭素数1〜9のアルキルカルボニル基及び炭素数11以下の置換或いは無置換アリールカルボニル基及び炭素数11以下の置換或いは無置換へテロアリールカルボニル基であり、具体的にはアセチル、トリフルオロアセチル、ピバロイル、ベンゾイル、4−クロロベンゾイル、2−ピリジニルカルボニル基などが挙げられる)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数1〜9のアルキルカルボニルオキシ基及び炭素数1〜9のアルケニルカルボニルオキシ基及び炭素数11以下の置換或いは無置換アリールカルボニルオキシ基及び炭素数11以下の置換或いは無置換へテロアリールカルボニルオキシ基であり、具体的にはアセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、アクリルオキシ基、メタクリルオキシ基、α−ヒドロキシメタクリルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、4−クロロベンゾイルオキシ基、2−ピリジニルカルボニルオキシ基などが挙げられる)、オキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数1〜9のアルキルオキシカルボニルオキシ基及び炭素数11以下の置換或いは無置換アリールオキシカルボニルオキシ基及び炭素数11以下の置換或いは無置換へテロアリールオキシカルボニルオキシ基であり、具体的にはメトキシカルボニルオキシ基、フェニルオキシカルボニルオキシ基、4−クロロフェニルオキシカルボニルオキシ基、2−ピリジニルオキシカルボニルオキシ基などが挙げられる)、
カルボキシ基、ホルミル基、ハロホルミル基(フルオロホルミル基、クロロホルミル基)、アシル基(好ましくは炭素数1〜9のアルキルカルボニル基及び炭素数11以下の置換或いは無置換アリールカルボニル基及び炭素数11以下の置換或いは無置換へテロアリールカルボニル基であり、具体的にはアセチル、トリフルオロアセチル、ピバロイル、ベンゾイル、4−クロロベンゾイル、2−ピリジニルカルボニル基などが挙げられる)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数1〜9のアルキルカルボニルオキシ基及び炭素数1〜9のアルケニルカルボニルオキシ基及び炭素数11以下の置換或いは無置換アリールカルボニルオキシ基及び炭素数11以下の置換或いは無置換へテロアリールカルボニルオキシ基であり、具体的にはアセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、アクリルオキシ基、メタクリルオキシ基、α−ヒドロキシメタクリルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、4−クロロベンゾイルオキシ基、2−ピリジニルカルボニルオキシ基などが挙げられる)、オキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数1〜9のアルキルオキシカルボニルオキシ基及び炭素数11以下の置換或いは無置換アリールオキシカルボニルオキシ基及び炭素数11以下の置換或いは無置換へテロアリールオキシカルボニルオキシ基であり、具体的にはメトキシカルボニルオキシ基、フェニルオキシカルボニルオキシ基、4−クロロフェニルオキシカルボニルオキシ基、2−ピリジニルオキシカルボニルオキシ基などが挙げられる)、
スルホ基、スルフィノ基、スルフェノ基、アルキルチオ基(好ましくは炭素数8以下の直鎖状又は分枝状又は環状のアルキルチオ基であり、1つ又は2つ以上の水素原子がハロゲン原子で置換されてもよく、具体的にはメチルチオ基、エチルチオ基、2,2,2−トリフルオロエチルチオ基などが挙げられる)、アルケニルチオ基(好ましくは炭素数1〜5のアルケニルチオ基であり、1つ又は2つ以上の水素原子がハロゲン原子で置換されてもよく、具体的にはビニルチオ基、プロペニルチオ基などが挙げられる)、アリールチオ基(好ましくは炭素数10以下の置換或いは無置換のアリールチオ基であり、具体的にはフェニルチオ基、3−クロロフェニルチオ基、4−トルイルチオ基などが挙げられる)、ヘテロアリールチオ基(好ましくは炭素数10以下の置換或いは無置換のヘテロアリールチオ基であり、具体的には2−ピリジニルチオ基、2−フラニルチオ基、2−チエニルチオ基、3−メチル−2−ピリジニルチオ基、4−フルオロ−2−ピリジニルチオ基などが挙げられる)、スルホニル基(好ましくは炭素数8以下の直鎖状又は分枝状又は環状のアルキルスルホニル基及び炭素数10以下の置換或いは無置換アリールスルホニル基及び炭素数10以下の置換或いは無置換へテロアリールスルホニル基であり、1つ又は2つ以上の水素原子がハロゲン原子で置換されてもよく、具体的にはメチルスルホニル基、エチルスルホニル基、トリフルオロメチルスルホニル基、フェニルスルホニル基、3−クロロフェニルスルホニル基、4−トルイルスルホニル基、2−ピリジニルスルホニル基などが挙げられる)、スルホニルオキシ基(好ましくは炭素数8以下の直鎖状又は分枝状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基及び炭素数10以下の置換或いは無置換アリールスルホニルオキシ基及び炭素数10以下の置換或いは無置換へテロアリールスルホニルオキシ基であり、1つ又は2つ以上の水素原子がハロゲン原子で置換されてもよく、具体的にはメチルスルホニルオキシ基、エチルスルホニルオキシ基、トリフルオロメチルスルホニルオキシ基、フェニルスルホニルオキシ基、3−クロロフェニルスルホニルオキシ基、4−トルイルスルホニルオキシ基、2−ピリジニルスルホニルオキシ基などが挙げられる)、ハロスルホニル基(フルオロスルホニル基、クロロスルホニル基)、ハロスルホニルオキシ基(フルオロスルホニルオキシ基、クロロスルホニルオキシ基)、
シアノ基、イソシアノ基、シアナト基、イソシアナト基、ニトロ基、ニトロソ基、アミノ基(好ましくは炭素数8以下の置換されてもよいアミノ基であり、具体的にはアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、フェニルアミノ基などが挙げられる)、カルバモイル基(好ましくは炭素数8以下の置換されてもよいカルバモイル基であり、具体的にはカルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジメチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基などが挙げられる)、スルファモイル基(好ましくは炭素数8以下の置換されてもよいスルファモイル基であり、具体的にはスルファモイル基、メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、フェニルスルファモイル基などが挙げられる)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数8以下の直鎖状又は分枝状又は環状のアルキルスルホニルアミノ基及び炭素数10以下の置換或いは無置換アリールスルホニルアミノ基及び炭素数10以下の置換或いは無置換へテロアリールスルホニルアミノ基であり、1つ又は2つ以上の水素原子がハロゲン原子で置換されてもよく、具体的にはメチルスルホニルアミノ基、エチルスルホニルアミノ基、トリフルオロメチルスルホニルアミノ基、フェニルスルホニルアミノ基、3−クロロフェニルスルホニルアミノ基、4−トルイルスルホニルアミノ基、2−ピリジニルスルホニルアミノ基などが挙げられる)などが挙げられる。
一般式(1)について、上に説明した中で、R1、R2として好ましいのは、
メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、シクロヘキシル基、4−(ビシクロヘキシル)基、メトキシエチル基、2−(2−エトキシエトキシ)エチル基、2−ヒドロキシエチル基、ヒドロキシ(ポリ(エチレンオキシ))エチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、ベンジル基、2−フェニルエチル基、2−(アクリロイルオキシ)エチル基、3−(アクリロイルオキシ)プロピル基、4−(アクリロイルオキシ)ブチル基、フェニル基、4−ヒドロキシフェニル基、3,5−ジヒドロキシフェニル基、4−スルホフェニル基、ピリジル基、フラニル基、チオフェニル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基であり、特に好ましいのはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、メトキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、ベンジル基、3−(アクリロイルオキシ)プロピル基、フェニル基、である。
一般式(1)について、上に説明した中で、R1、R2として好ましいのは、
メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、シクロヘキシル基、4−(ビシクロヘキシル)基、メトキシエチル基、2−(2−エトキシエトキシ)エチル基、2−ヒドロキシエチル基、ヒドロキシ(ポリ(エチレンオキシ))エチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、ベンジル基、2−フェニルエチル基、2−(アクリロイルオキシ)エチル基、3−(アクリロイルオキシ)プロピル基、4−(アクリロイルオキシ)ブチル基、フェニル基、4−ヒドロキシフェニル基、3,5−ジヒドロキシフェニル基、4−スルホフェニル基、ピリジル基、フラニル基、チオフェニル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基であり、特に好ましいのはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、メトキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、ベンジル基、3−(アクリロイルオキシ)プロピル基、フェニル基、である。
また一般式(1)についてQf1〜Qf8の例として好ましいのはペルフルオロ有機基の中でトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロ―n−プロピル基、ヘプタフルオロ―i−プロピル基、ノナフルオロ―n−ブチル基、ノナフルオロ―i−ブチル基、ノナフルオロ―t−ブチル基、ペルフルオロシクロヘキシル基、ペルフルオロ(4−エチルシクロヘキシル)基、ペルフルオロ(4−(ビシクロヘキシル))基、ペルフルオロ(4−(4’−エチルビシクロヘキシル))基、トリフルオロメトキシル基、ペンタフルオロエトキシル基、ペルフルオロ(メトキシメチル)基、ペルフルオロ(2−(2−エトキシエトキシ)エチル)基、ペルフルオロ(テトラヒドロピラニルオキシ)基、1,2−ジクロロ―1,2,2−トリフルオロエチル基、1,1,2−トリクロロ―2,2−ジフルオロエチル基、クロロジフルオロメトキシル基、1,2−ジクロロ−1,2,2−トリフルオロエトキシル基、1,1−ジフルオロ―2,2,2−トリクロロエトキシル基であり、特に好ましいのはトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロ―i−プロピル基、ノナフルオロ―t−ブチル基、トリフルオロメトキシル基、ペルフルオロ(メトキシメチル)基、1,2−ジクロロ−1,2,2−トリフルオロエトキシル基である。
本発明の式(1)で表される化合物(以下、化合物(1)と記す。以下同様に、一般式(N)で表される化合物を、化合物(N)と記す。)の製造方法は、まず化合物(4)及び/又は化合物(5)をペルフルオロ化する。但し、下記一般式中の符号は前記の意味と同義である。
化合物(4)は公知の化合物である。Q1〜Q8が水素原子且つR3及びR4が水素原子であるシクロヘキサン―1,2−ジカルボン酸が広く市販されている。またQ1〜Q8が水素原子ではない化合物(4)は、公知の方法により製造可能である。該カルボン酸への有機基R3及び有機基R4の導入は、公知のエステル化反応の条件により実施できる。また化合物(5)は公知の化合物であり、公知の製造方法で製造できる。
例えば、化合物(4)を水素化ホウ素リチウムなどを用いて還元し、得られたアルコール性水酸基を有する化合物を、公知の方法を用いてエステル化することにより、化合物(5)を製造し得る。
例えば、化合物(4)を水素化ホウ素リチウムなどを用いて還元し、得られたアルコール性水酸基を有する化合物を、公知の方法を用いてエステル化することにより、化合物(5)を製造し得る。
ペルフルオロ化反応は、公知の方法を用いることができる。例を挙げると、液相フッ素化法、エアロゾルフッ素化法、電解フッ素化法、フッ化コバルトによるフッ素化法などがあるが、化合物(4)及び/又は化合物(5)をペルフルオロ化する反応における、生成物の収率が高いという利点から、液相フッ素化法がより好ましい。
液相フッ素化法を用いる場合、液相は化合物(4)及び/又は化合物(5)自身でもよいが、生成物や反応に関与しない溶媒であることが好ましい。該溶媒としては、ペルフルオロ化反応に不活性な溶媒がより好ましく、さらには化合物(4)及び/又は化合物(5)を1%以上溶解させ得るペルフルオロ化反応に不活性な溶媒が特に好ましい。該溶媒の具体的な例としては、液相フッ素化の溶媒として用いられている公知の溶媒、例えばFluorinertFC−72(商品名3M社製)などのペルフルオロカーボン類、GALDEN HT−70(商品名Solvay Solexis社製)などのエーテル性酸素原子含有ペルフルオロカーボン類、ペルフルオロトリブチルアミンなどのペルフルオロアミン類、無水フッ化水素などが挙げられる。
本発明の反応で用いる溶媒はペルフルオロカーボン類であり、好ましくは沸点85℃以下のペルフルオロカーボンである。本発明の反応で用いる溶媒の重量は、化合物(4)及び/又は化合物(5)の重量に対して3倍〜10000倍が好ましく、5〜1000倍がより好ましく、5〜200倍が特に好ましい。
本発明の反応で用いる溶媒はペルフルオロカーボン類であり、好ましくは沸点85℃以下のペルフルオロカーボンである。本発明の反応で用いる溶媒の重量は、化合物(4)及び/又は化合物(5)の重量に対して3倍〜10000倍が好ましく、5〜1000倍がより好ましく、5〜200倍が特に好ましい。
液相フッ素化法に用いるフッ素ガスは、そのまま用いてよいが、フッ素ガスに対して不活性なガス又は溶媒で希釈して用いることがより好ましく、さらにはフッ素ガスに対して不活性なガスで希釈して用いることが特に好ましい。フッ素ガスに対して不活性なガスとしては、ヘリウムガスや窒素ガスなどが挙げられるが、経済的な理由から窒素ガスがより好ましい。窒素ガス中のフッ素ガスの体積濃度は、5%以上が好ましく、さらには10%以上がより好ましい。
フッ素化反応に用いるフッ素は、化合物(4)及び/又は化合物(5)をペルフルオロ化するために最低限必要な量の1〜100倍が好ましく、1.1〜10倍がより好ましい。ペルフルオロ化するために最低限必要なフッ素の量は、ペルフルオロ化され得る部分の数と、その部分をペルフルオロ化するために必要なフッ素の分子数の総和から算出される。ペルフルオロ化され得る部分及び必要なフッ素の分子数の例としては、炭素−水素結合1箇所に対してフッ素1分子、炭素−炭素二重結合1箇所に対してフッ素1分子、炭素−炭素二重結合1箇所に対してフッ素2分子である。より具体的な例を挙げると、分子中に炭素−水素結合を6箇所及び炭素−炭素二重結合を2箇所及び炭素−炭素三重結合1箇所を有する化合物1モルをペルフルオロ化するために最低限必要なフッ素の量は、10モルと算出される。
フッ素化反応に用いるフッ素は、化合物(4)及び/又は化合物(5)をペルフルオロ化するために最低限必要な量の1〜100倍が好ましく、1.1〜10倍がより好ましい。ペルフルオロ化するために最低限必要なフッ素の量は、ペルフルオロ化され得る部分の数と、その部分をペルフルオロ化するために必要なフッ素の分子数の総和から算出される。ペルフルオロ化され得る部分及び必要なフッ素の分子数の例としては、炭素−水素結合1箇所に対してフッ素1分子、炭素−炭素二重結合1箇所に対してフッ素1分子、炭素−炭素二重結合1箇所に対してフッ素2分子である。より具体的な例を挙げると、分子中に炭素−水素結合を6箇所及び炭素−炭素二重結合を2箇所及び炭素−炭素三重結合1箇所を有する化合物1モルをペルフルオロ化するために最低限必要なフッ素の量は、10モルと算出される。
液相フッ素化法の反応形式は、バッチ式でも連続式でもよい。本発明の実施例ではバッチ式で行っている。
液相フッ素化法による反応温度は、溶媒の沸点以下にするのが好ましい。通常の場合、反応収率や工業的実施の点から―40〜+100℃にするのがより好ましく、さらには−20〜+60℃にするのは特に好ましい。
液相フッ素化法による反応圧力は、特に限定されないが、通常の場合、工業的実施の点から大気圧〜1MPaにするのが好ましい。
液相フッ素化法による反応では、水素原子がフッ素原子に置換され、フッ化水素が副生成する。フッ化水素以外を溶媒とする場合、この副生成するフッ化水素を除去する目的で、反応器内にフッ化水素捕捉剤(例えばフッ化ナトリウムなど)を添加する、反応器のガス出口にフッ化水素捕捉器(例えばフッ化ナトリウムを充填したガス精製管など)を設置する、反応器のガス出口から出るガス(出口ガス)を冷却し液化フッ化水素を分離する、出口ガスをガス洗浄器に導き処理する、などの処理を行うことが好ましい。反応器中にフッ化水素捕捉剤を添加する場合、過剰の捕捉剤を添加することが好ましい。例えば、フッ化ナトリウムを捕捉剤として添加する場合、副生成するフッ化水素に対してモル比で1〜100倍量を添加することが好ましく、モル比で1〜10倍量を添加することがより好ましい。
液相フッ素化法を用いる場合、R3及びR4は同じでも異なってもよく、飽和炭化水素基、エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素基、ハロゲン化飽和炭化水素基、又はハロゲン化(エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素)基から選ばれる基が好ましく、また用いる含フッ素溶媒への溶解度という観点から、フッ素原子を少なくとも1つ以上有するハロゲン化飽和炭化水素基、又はフッ素原子を少なくとも1つ以上有するハロゲン化(エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素)基から選ばれる基であることがより好ましく、さらには経済的な理由から―(CH2)h(CF2)iZ或いは―CH2CF(CF3)O(CF2CF(CF3))jOCF2CF2CF3で表される基から選ばれる基であることが特に好ましい。ここでhは1又は2の整数を表し、iは1〜14の整数を表し、jは0〜3の整数を表し、Zは水素原子またはフッ素原子を表す。
また液相フッ素化法を用いる場合、R5及びR6は同じでも異なってもよく、飽和炭化水素基、エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素基、ハロゲン化飽和炭化水素基、又はハロゲン化(エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素)基から選ばれる基が好ましく、また用いる含フッ素溶媒への溶解度という観点から、フッ素原子を少なくとも1つ以上有するハロゲン化飽和炭化水素基、又はフッ素原子を少なくとも1つ以上有するハロゲン化(エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素)基から選ばれる基であることがより好ましく、さらには経済的な理由から―(CF2)kZ或いは―CF(CF3)O(CF2CF(CF3))lOCF2CF2CF3で表される基から選ばれる基であることが特に好ましい。ここでkは1〜14の整数を表し、lは0〜3の整数を表し、Zは水素原子またはフッ素原子を表す。
また液相フッ素化法を用いる場合、R5及びR6は同じでも異なってもよく、飽和炭化水素基、エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素基、ハロゲン化飽和炭化水素基、又はハロゲン化(エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素)基から選ばれる基が好ましく、また用いる含フッ素溶媒への溶解度という観点から、フッ素原子を少なくとも1つ以上有するハロゲン化飽和炭化水素基、又はフッ素原子を少なくとも1つ以上有するハロゲン化(エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素)基から選ばれる基であることがより好ましく、さらには経済的な理由から―(CF2)kZ或いは―CF(CF3)O(CF2CF(CF3))lOCF2CF2CF3で表される基から選ばれる基であることが特に好ましい。ここでkは1〜14の整数を表し、lは0〜3の整数を表し、Zは水素原子またはフッ素原子を表す。
Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7及びQ8はそれぞれ独立に水素原子又はフッ素原子又は1価の有機基を示し、又は、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7及びQ8から選ばれる2つの基が共同で2価の有機基を形成してもよい。Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7及びQ8は水素原子又はフッ素原子又は1価の有機基がより好ましく、さらには水素原子又は1価の有機基が特に好ましい。該有機基は直鎖状或いは分枝状の構造をとってよく、或いは環を形成していてもよい。該有機基は、炭素数1〜30であることが好ましく、炭素数1〜20であることがより好ましく、さらには炭素数1〜15であることが特に好ましい。また該有機基は飽和有機基又は不飽和有機基が好ましいが、生成物収率の点から飽和有機基が特に好ましい。
該飽和有機基としては、飽和炭化水素基(例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、4−エチルシクロヘキシル基、2−シクロヘキシルエチル基、4−(ビシクロヘキシル)基、4−(4’−エチルビシクロヘキシル基など)、エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素基(例えばメトキシル基、エトキシル基、n−プロポキシル基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、2−(2’−エトキシエトキシ)エチル基、テトラヒドロピラニルオキシ基など)、ハロゲン化飽和炭化水素基(例えばクロロメチル基、ジクロロメチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,1,2−トリクロロエチル基、1,2,2−トリクロロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、4−クロロシクロヘキシル基など)、又はハロゲン化(エーテル性酸素原子含有飽和炭化水素)基(例えばクロロメトキシル基、ジフルオロメトキシル基、2,2,2−トリクロロエトキシル基、2−(1’,2’−ジクロロエトキシ)エチル基など)が好ましく、飽和炭化水素基及びエーテル性酸素原子含有飽和炭化水素基がより好ましい。
次に、化合物(4)及び/又は化合物(5)をペルフルオロ化し得られた生成物と、化合物(6)とを反応させて化合物(2)を得る。但し、下記一般式中の記号は前記の意味と同義である。
R1基は、化合物(6)として安定的に存在できるような、R1であることが好ましい。
化合物(4)及び/又は化合物(5)をペルフルオロ化し得られた生成物は、単離してもよいが、単離せず次の反応に用いてもよい。反応器内にフッ化水素捕捉剤を共存させている場合、これを除去してから次の反応に用いてもよいが、除去せずに次の反応に用いてもよく、好ましくは除去してから次の反応に用いる。
化合物(6)は、(4)及び/又は(5)に対し、モル比で好ましくは2〜500倍、より好ましくは2〜100倍用いる。
化合物(4)及び/又は化合物(5)をペルフルオロ化し得られた生成物に、化合物(6)を作用させるにあたり、溶媒を用いてもよいが、用いなくてもよく、好ましくは溶媒を用いる。ここで用いる溶媒としては非プロトン性の溶媒が好ましく、且つ酸性条件でも安定な溶媒がより好ましい。また化合物(4)及び/又は化合物(5)をペルフルオロ化し得られた生成物及び化合物(6)を溶解させ得る溶媒が好ましいが、実質的に溶解させ得ない溶媒を用いてもよい。また、ペルフルオロ化反応が終わった反応器に化合物(6)を投入し化合物(2)を得てもよい。
化合物(4)及び/又は化合物(5)をペルフルオロ化し得られた生成物に、化合物(6)を作用させるにあたり、溶媒を用いてもよいが、用いなくてもよく、好ましくは溶媒を用いる。ここで用いる溶媒としては非プロトン性の溶媒が好ましく、且つ酸性条件でも安定な溶媒がより好ましい。また化合物(4)及び/又は化合物(5)をペルフルオロ化し得られた生成物及び化合物(6)を溶解させ得る溶媒が好ましいが、実質的に溶解させ得ない溶媒を用いてもよい。また、ペルフルオロ化反応が終わった反応器に化合物(6)を投入し化合物(2)を得てもよい。
化合物(6)を作用させる反応温度は、好ましくは−50〜+100℃であり、より好ましくは―30〜+60℃である。
化合物(6)を作用させるにあたり、フッ化水素が副生成する。その副生成量は化合物(4)及び/又は化合物(5)に対してモル比でおよそ4倍量となる。
この副生成するフッ化水素は除去しても除去しなくてもよいが、後工程での安全性の点から除去したほうが好ましい。これを除去する目的で、反応器内にフッ化水素捕捉剤(例えばフッ化ナトリウムなど)或いは塩基(例えば炭酸カリウム、トリエチルアミンなど)を共存させてもよい。用いるフッ化水素捕捉剤或いは塩基は、副生成するフッ化水素に対して過剰量用いることが好ましい。例えばフッ化ナトリウムを用いる場合、フッ化水素に対してモル比で1〜100倍量のフッ化ナトリウムを用いることが好ましく、フッ化水素に対してモル比で1〜10倍量のフッ化ナトリウムを用いることがより好ましい。
またこの副生成するフッ化水素のため、反応容器は樹脂製又は金属製の反応容器を用いることが好ましいが、フッ化水素捕捉剤或いは塩基を共存させる場合は、ガラス製反応容器を用いてもよい。
最後に、化合物(2)に化合物(3)を、塩基性条件下で作用させて化合物(1)を得る。但し、下記一般式中の記号は前記の意味と同義である。
R2基は、化合物(3)として安定的に存在できるような、R2であることが好ましい。
化合物(3)は化合物(2)に対し、モル比で好ましくは0.8〜10倍、より好ましくは0.9〜3倍用いる。
化合物(3)は化合物(2)に対し、モル比で好ましくは0.8〜10倍、より好ましくは0.9〜3倍用いる。
化合物(2)に化合物(3)を作用させるにあたり、好ましくは溶媒を用いて行ない、より好ましくは極性溶媒を用いて行なう。具体的には、アセトニトリル、プロピオニトリル、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、酢酸、トリフルオロ酢酸、t−ブタノール、トリブチルアミン、ピリジン、ヘキサメチルリン酸トリアミドなどが挙げられるが、化合物(3)自身を溶媒としてもよい。また、溶媒に水を混ぜて用いてもよい。
化合物(3)を除く溶媒を用いるにあたり、用いる溶媒の量は化合物(2)に対して重量比で、0.01〜1000倍が好ましく、0.1〜100倍がより好ましい。化合物(3)を溶媒として用いる場合には、化合物(2)に対してモル比で2倍以上用いることが好ましい。
化合物(3)を除く溶媒を用いるにあたり、用いる溶媒の量は化合物(2)に対して重量比で、0.01〜1000倍が好ましく、0.1〜100倍がより好ましい。化合物(3)を溶媒として用いる場合には、化合物(2)に対してモル比で2倍以上用いることが好ましい。
化合物(2)に化合物(3)を作用させる反応温度は、好ましくは−50〜+200℃であり、より好ましくは―30〜+150℃であり、さらに好ましくは―20〜+120℃である。
用いる塩基の量は、化合物(2)に対してモル比で0.1〜10当量が好ましく、0.5〜5当量がより好ましく、さらには0.9〜3当量が特に好ましい。
以下に本発明を具体的に説明する実施例を挙げるが、本発明はこれらによって限定されるものではない。また、ガスクロマトグラフィーをGC、ガスクロマトグラフィー−マススペクトルをGC−MSと略称する。
(工程1−1)化合物(9)の合成
ガラス製反応容器に、1,2−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン16.3g、N,N−ジメチルアセトアミド200mL、炭酸カリウム102gを取り、窒素雰囲気下、室温で攪拌させながら、7H−ドデカフルオロヘプタン酸塩化物51.7mLを加えた後、そのまま4時間攪拌させた。反応液にジイソプロピルエーテル200mLを加え、固形物を濾別した後、1規定の塩酸、水、重曹水、飽和食塩水で洗浄した。これを硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮した。精製は減圧蒸留により行った。収量59.7g、収率66.0%。
ガラス製反応容器に、1,2−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン16.3g、N,N−ジメチルアセトアミド200mL、炭酸カリウム102gを取り、窒素雰囲気下、室温で攪拌させながら、7H−ドデカフルオロヘプタン酸塩化物51.7mLを加えた後、そのまま4時間攪拌させた。反応液にジイソプロピルエーテル200mLを加え、固形物を濾別した後、1規定の塩酸、水、重曹水、飽和食塩水で洗浄した。これを硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮した。精製は減圧蒸留により行った。収量59.7g、収率66.0%。
(工程1−2) パーフルオロシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジメチルエステル (10)の合成
フッ素樹脂製反応容器に含フッ素溶媒(FC−72)700mL、フッ化ナトリウム98gを取り、ヘリウム雰囲気下、0℃の浴中に設置した。反応容器の出口には、フッ化ナトリウムペレット充填層、及び−40℃に保持した冷却器を直列に設置した。250mL/minの速度でヘリウムガスを0.5時間吹き込んだ後、窒素ガスで20%に希釈したフッ素ガス(以下、単に希釈フッ素ガスと呼ぶ)を250mL/minの速度で10分間吹き込んだ。続いて希釈フッ素ガスを250mL/minの速度で吹き込みながら、化合物(9)58gのノナフルオロブチルメチルエーテル39g溶液を4.1mL/hrの速度で添加した。添加終了後、希釈フッ素ガスを250mL/minの速度で15分間吹き込んだ。この後、希釈フッ素ガスを250mL/minの速度で吹き込みながら、ヘキサフルオロベンゼン12mLを2.5mL/hrの速度で添加した。添加終了後、希釈フッ素ガスを250mL/minの速度で15分間吹き込み、さらにヘリウムガスを250mL/minの速度で1時間吹き込み、反応容器中の残存フッ素ガスを追い出した。GC及びGC−MS分析により、ペルフルオロ化が完全に進行したことを確認した。
反応液から固形物を濾別した後、ガラス製反応容器に移し、フッ化ナトリウム122gを加え、室温下で攪拌させながら、メタノール300mLを滴下した。2.5時間攪拌させた後、固形物を濾別し、常圧で濃縮した。精製は減圧蒸留により行った。収量20.9g、収率75.9%。
フッ素樹脂製反応容器に含フッ素溶媒(FC−72)700mL、フッ化ナトリウム98gを取り、ヘリウム雰囲気下、0℃の浴中に設置した。反応容器の出口には、フッ化ナトリウムペレット充填層、及び−40℃に保持した冷却器を直列に設置した。250mL/minの速度でヘリウムガスを0.5時間吹き込んだ後、窒素ガスで20%に希釈したフッ素ガス(以下、単に希釈フッ素ガスと呼ぶ)を250mL/minの速度で10分間吹き込んだ。続いて希釈フッ素ガスを250mL/minの速度で吹き込みながら、化合物(9)58gのノナフルオロブチルメチルエーテル39g溶液を4.1mL/hrの速度で添加した。添加終了後、希釈フッ素ガスを250mL/minの速度で15分間吹き込んだ。この後、希釈フッ素ガスを250mL/minの速度で吹き込みながら、ヘキサフルオロベンゼン12mLを2.5mL/hrの速度で添加した。添加終了後、希釈フッ素ガスを250mL/minの速度で15分間吹き込み、さらにヘリウムガスを250mL/minの速度で1時間吹き込み、反応容器中の残存フッ素ガスを追い出した。GC及びGC−MS分析により、ペルフルオロ化が完全に進行したことを確認した。
反応液から固形物を濾別した後、ガラス製反応容器に移し、フッ化ナトリウム122gを加え、室温下で攪拌させながら、メタノール300mLを滴下した。2.5時間攪拌させた後、固形物を濾別し、常圧で濃縮した。精製は減圧蒸留により行った。収量20.9g、収率75.9%。
(工程1−3)3,3,4,4,5,5,6,6−オクタフルオロ−2−メトキシ−1−シクロヘキセン−1−カルボン酸メチルエステル (8)の合成
ガラス製反応容器に、工程1−2で合成したパーフルオロシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジメチルエステル0.76g、メタノール4.0mL、水0.5mLを取り、氷水浴中で攪拌させ、これに水酸化カリウム0.12gの水0.3mL溶液を加えてから2時間攪拌させた。反応液にジエチルエーテルと水を加えて有機層を取り出した。残された水層に塩酸を加えて酸性とし、ジエチルエーテルで抽出し有機層を取り出した。集めた有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮した。精製はカラムクロマトグラフィーで行った。収量0.27g、収率43%。
1H−NMR[300MHz、CDCl3、TMS]:δ[ppm]=4.03(s,3H)、3.92(s,3H)、19F−NMR[270MHz、CDCl3、CFCl3]:δ[ppm]=−106.6(2F),−115.5(2F),−134.0(2F),−134.5(2F)
ガラス製反応容器に、工程1−2で合成したパーフルオロシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジメチルエステル0.76g、メタノール4.0mL、水0.5mLを取り、氷水浴中で攪拌させ、これに水酸化カリウム0.12gの水0.3mL溶液を加えてから2時間攪拌させた。反応液にジエチルエーテルと水を加えて有機層を取り出した。残された水層に塩酸を加えて酸性とし、ジエチルエーテルで抽出し有機層を取り出した。集めた有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮した。精製はカラムクロマトグラフィーで行った。収量0.27g、収率43%。
1H−NMR[300MHz、CDCl3、TMS]:δ[ppm]=4.03(s,3H)、3.92(s,3H)、19F−NMR[270MHz、CDCl3、CFCl3]:δ[ppm]=−106.6(2F),−115.5(2F),−134.0(2F),−134.5(2F)
[実施例2] 化合物(12)の製造例
(工程2−1) パーフルオロシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジエチルエステル (11)の合成
フッ素樹脂製反応容器に含フッ素溶媒(FC−72)175mL、フッ化ナトリウム25gを取り、ヘリウム雰囲気下、0℃の浴中に設置した。反応容器の出口には、フッ化ナトリウムペレット充填層、及び−40℃に保持した冷却器を直列に設置した。100mL/minの速度でヘリウムガスを30分間吹き込んだ後、窒素ガスで20%に希釈したフッ素ガス(以下、単に希釈フッ素ガスと呼ぶ)を100mL/minの速度で10分間吹き込んだ。続いて希釈フッ素ガスを100mL/minの速度で吹き込みながら、化合物(9)14.5gのノナフルオロブチルメチルエーテル10g溶液を1.7mL/hrの速度で添加した。添加終了後、希釈フッ素ガスを100mL/minの速度で15分間吹き込んだ。この後、希釈フッ素ガスを100mL/minの速度で吹き込みながら、ヘキサフルオロベンゼン3mLを1.0mL/hrの速度で添加した。添加終了後、希釈フッ素ガスを50mL/minの速度で20分間吹き込み、さらにヘリウムガスを100mL/minの速度で1時間吹き込み、反応容器中の残存フッ素ガスを追い出した。GC及びGC−MS分析により、ペルフルオロ化が完全に進行したことを確認した。
反応液から固形物を濾別した後、ガラス製反応容器に移し、フッ化ナトリウム30gを加え、室温下で攪拌させながら、エタノール50mLを滴下した。これを室温で2時間攪拌させた後、固形物を濾別し、常圧で濃縮した。精製は減圧蒸留により行った。収量5.5g、収率74%。
フッ素樹脂製反応容器に含フッ素溶媒(FC−72)175mL、フッ化ナトリウム25gを取り、ヘリウム雰囲気下、0℃の浴中に設置した。反応容器の出口には、フッ化ナトリウムペレット充填層、及び−40℃に保持した冷却器を直列に設置した。100mL/minの速度でヘリウムガスを30分間吹き込んだ後、窒素ガスで20%に希釈したフッ素ガス(以下、単に希釈フッ素ガスと呼ぶ)を100mL/minの速度で10分間吹き込んだ。続いて希釈フッ素ガスを100mL/minの速度で吹き込みながら、化合物(9)14.5gのノナフルオロブチルメチルエーテル10g溶液を1.7mL/hrの速度で添加した。添加終了後、希釈フッ素ガスを100mL/minの速度で15分間吹き込んだ。この後、希釈フッ素ガスを100mL/minの速度で吹き込みながら、ヘキサフルオロベンゼン3mLを1.0mL/hrの速度で添加した。添加終了後、希釈フッ素ガスを50mL/minの速度で20分間吹き込み、さらにヘリウムガスを100mL/minの速度で1時間吹き込み、反応容器中の残存フッ素ガスを追い出した。GC及びGC−MS分析により、ペルフルオロ化が完全に進行したことを確認した。
反応液から固形物を濾別した後、ガラス製反応容器に移し、フッ化ナトリウム30gを加え、室温下で攪拌させながら、エタノール50mLを滴下した。これを室温で2時間攪拌させた後、固形物を濾別し、常圧で濃縮した。精製は減圧蒸留により行った。収量5.5g、収率74%。
(工程2−2)3,3,4,4,5,5,6,6−オクタフルオロ−2−メトキシ−1−シクロヘキセン−1−カルボン酸エチルエステル (12)の合成
ガラス製反応容器に、工程2−1で合成したパーフルオロシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジエチルエステル0.81g、メタノール5.0mLを取り、氷水浴中で攪拌させ、これに水酸化カリウム0.12gの水0.3mL溶液を加えてから2時間攪拌させた。反応液にジエチルエーテルと水を加えて有機層を取り出した。残された水層に塩酸を加えて水層を酸性にし、ジエチルエーテルで抽出し有機層を取り出した。集めた有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮した。精製はカラムクロマトグラフィーで行った。収量0.25g、収率38%。
1H−NMR[300MHz、CDCl3、TMS]:δ[ppm]=4.43(q,2H,J=7Hz)、3.92(s,3H)、1.38(t,3H,J=7Hz)。19F−NMR[270MHz、CDCl3、CFCl3]:δ[ppm]=−106.6(2F),−115.6(2F),−134.0(2F),−134.4(2F)。
ガラス製反応容器に、工程2−1で合成したパーフルオロシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジエチルエステル0.81g、メタノール5.0mLを取り、氷水浴中で攪拌させ、これに水酸化カリウム0.12gの水0.3mL溶液を加えてから2時間攪拌させた。反応液にジエチルエーテルと水を加えて有機層を取り出した。残された水層に塩酸を加えて水層を酸性にし、ジエチルエーテルで抽出し有機層を取り出した。集めた有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮した。精製はカラムクロマトグラフィーで行った。収量0.25g、収率38%。
1H−NMR[300MHz、CDCl3、TMS]:δ[ppm]=4.43(q,2H,J=7Hz)、3.92(s,3H)、1.38(t,3H,J=7Hz)。19F−NMR[270MHz、CDCl3、CFCl3]:δ[ppm]=−106.6(2F),−115.6(2F),−134.0(2F),−134.4(2F)。
[実施例3] 化合物(14)の製造例
(工程3−1) パーフルオロシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソプロピルエステル (13)の合成
フッ素樹脂製反応容器に含フッ素溶媒(FC−72)175mL、フッ化ナトリウム25gを取り、ヘリウム雰囲気下、0℃の浴中に設置した。反応容器の出口には、フッ化ナトリウムペレット充填層、及び−40℃に保持した冷却器を直列に設置した。100mL/minの速度でヘリウムガスを30分間吹き込んだ後、窒素ガスで20%に希釈したフッ素ガス(以下、単に希釈フッ素ガスと呼ぶ)を100mL/minの速度で10分間吹き込んだ。続いて希釈フッ素ガスを100mL/minの速度で吹き込みながら、化合物(9)14.5gのノナフルオロブチルメチルエーテル10g溶液を1.7mL/hrの速度で添加した。添加終了後、希釈フッ素ガスを100mL/minの速度で15分間吹き込んだ。この後、希釈フッ素ガスを100mL/minの速度で吹き込みながら、ヘキサフルオロベンゼン3mLを1.0mL/hrの速度で添加した。添加終了後、希釈フッ素ガスを50mL/minの速度で20分間吹き込み、さらにヘリウムガスを100mL/minの速度で1時間吹き込み、反応容器中の残存フッ素ガスを追い出した。GC及びGC−MS分析により、ペルフルオロ化が完全に進行したことを確認した。
反応液から固形物を濾別した後、ガラス製反応容器に移し、フッ化ナトリウム30gを加え、室温下で攪拌させながら、イソプロパノール50mLを滴下した。これを室温で2時間攪拌させた後、固形物を濾別し、常圧で濃縮した。精製は減圧蒸留により行った。収量5.9g、収率75%。
フッ素樹脂製反応容器に含フッ素溶媒(FC−72)175mL、フッ化ナトリウム25gを取り、ヘリウム雰囲気下、0℃の浴中に設置した。反応容器の出口には、フッ化ナトリウムペレット充填層、及び−40℃に保持した冷却器を直列に設置した。100mL/minの速度でヘリウムガスを30分間吹き込んだ後、窒素ガスで20%に希釈したフッ素ガス(以下、単に希釈フッ素ガスと呼ぶ)を100mL/minの速度で10分間吹き込んだ。続いて希釈フッ素ガスを100mL/minの速度で吹き込みながら、化合物(9)14.5gのノナフルオロブチルメチルエーテル10g溶液を1.7mL/hrの速度で添加した。添加終了後、希釈フッ素ガスを100mL/minの速度で15分間吹き込んだ。この後、希釈フッ素ガスを100mL/minの速度で吹き込みながら、ヘキサフルオロベンゼン3mLを1.0mL/hrの速度で添加した。添加終了後、希釈フッ素ガスを50mL/minの速度で20分間吹き込み、さらにヘリウムガスを100mL/minの速度で1時間吹き込み、反応容器中の残存フッ素ガスを追い出した。GC及びGC−MS分析により、ペルフルオロ化が完全に進行したことを確認した。
反応液から固形物を濾別した後、ガラス製反応容器に移し、フッ化ナトリウム30gを加え、室温下で攪拌させながら、イソプロパノール50mLを滴下した。これを室温で2時間攪拌させた後、固形物を濾別し、常圧で濃縮した。精製は減圧蒸留により行った。収量5.9g、収率75%。
(工程3−2)3,3,4,4,5,5,6,6−オクタフルオロ−2−メトキシ−1−シクロヘキセン−1−カルボン酸イソプロピルエステル (14)の合成
ガラス製反応容器に、工程3−1で合成したパーフルオロシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソプロピルエステル0.87g、メタノール5.0mLを取り、氷水浴中で攪拌させ、これに水酸化カリウム0.12gのメタノール0.5mL溶液を加えてから2.5時間攪拌させた。反応液にジエチルエーテルと水を加えて有機層を取り出した。残された水層に塩酸を加えて水層を酸性にし、ジエチルエーテルで抽出し有機層を取り出した。集めた有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮した。精製はカラムクロマトグラフィーで行った。収量0.30g、収率44%。
1H−NMR[300MHz、CDCl3、TMS]:δ[ppm]=5.23(sept、1H、J=6Hz)、3.91(s,3H)、1.39(d,6H,J=6Hz)。19F−NMR[270MHz、CDCl3、CFCl3]:δ[ppm]=−106.6(2F),−115.6(2F),−134.1(2F),−134.5(2F)。
ガラス製反応容器に、工程3−1で合成したパーフルオロシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソプロピルエステル0.87g、メタノール5.0mLを取り、氷水浴中で攪拌させ、これに水酸化カリウム0.12gのメタノール0.5mL溶液を加えてから2.5時間攪拌させた。反応液にジエチルエーテルと水を加えて有機層を取り出した。残された水層に塩酸を加えて水層を酸性にし、ジエチルエーテルで抽出し有機層を取り出した。集めた有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮した。精製はカラムクロマトグラフィーで行った。収量0.30g、収率44%。
1H−NMR[300MHz、CDCl3、TMS]:δ[ppm]=5.23(sept、1H、J=6Hz)、3.91(s,3H)、1.39(d,6H,J=6Hz)。19F−NMR[270MHz、CDCl3、CFCl3]:δ[ppm]=−106.6(2F),−115.6(2F),−134.1(2F),−134.5(2F)。
[実施例4] 化合物(15)の製造例
(工程4−1)3,3,4,4,5,5,6,6−オクタフルオロ−2−メトキシ−1−シクロヘキセン−1−カルボン酸イソプロピルエステル (15)の合成
ガラス製反応容器に、工程3−1で合成したパーフルオロシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジメチルエステル0.76g、アセトニトリル5.0mL、2−フェニルエタノール0.61gを取り、室温下で攪拌させ、これに水酸化カリウム0.12gの水0.3mL溶液を加えてから24時間攪拌させた。反応液にジエチルエーテルと水を加えて有機層を取り出した。有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮した。精製はカラムクロマトグラフィーで行った。収量0.47g、収率58%。
1H−NMR[300MHz、CDCl3、TMS]:δ[ppm]=7.38−7.20(m、5H)、4.55(t、2H、J=7Hz)、3.05(t、2H、J=7Hz)。19F−NMR[270MHz、CDCl3、CFCl3]:δ[ppm]=−106.7(2F),−115.7(2F),−134.0(2F),−134.6(2F)。
ガラス製反応容器に、工程3−1で合成したパーフルオロシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジメチルエステル0.76g、アセトニトリル5.0mL、2−フェニルエタノール0.61gを取り、室温下で攪拌させ、これに水酸化カリウム0.12gの水0.3mL溶液を加えてから24時間攪拌させた。反応液にジエチルエーテルと水を加えて有機層を取り出した。有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮した。精製はカラムクロマトグラフィーで行った。収量0.47g、収率58%。
1H−NMR[300MHz、CDCl3、TMS]:δ[ppm]=7.38−7.20(m、5H)、4.55(t、2H、J=7Hz)、3.05(t、2H、J=7Hz)。19F−NMR[270MHz、CDCl3、CFCl3]:δ[ppm]=−106.7(2F),−115.7(2F),−134.0(2F),−134.6(2F)。
Claims (4)
- 下記一般式(4)で表される環状化合物をペルフルオロ化して前記一般式(2)の化合物を調製する工程を有することを特徴とする、請求項2に記載の含フッ素環状不飽和カルボン酸化合物の製造方法。
- 下記一般式(5)で表される環状化合物をペルフルオロ化した化合物と下記一般式(6)で表わされる化合物とを反応させて前記一般式(2)で表わされる化合物を調製する工程を有することを特徴とする、請求項2に記載の含フッ素環状不飽和カルボン酸化合物の製造方法。
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WO2010050546A1 (ja) | 2008-10-30 | 2010-05-06 | 住友化学株式会社 | 塩素の製造方法 |
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