JP2014519486A - トリフルオロメタンを用いる直接トリフルオロメチル化 - Google Patents

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Abstract

好ましくはトリフルオロメタンをフルオロメチル化として用いる、直接的トリフルオロメチル化方法。特に、本方法は、基質をトリフルオロメチル化するために適切な条件下、アルコキシドまたはシラザンの存在下で、フルオロメチル化可能な基質をトリフルオロメチル化剤と反応させることにより、トリフルオロメチル化基質を製造する。該フルオロメチル化可能な基質は、クロロシラン類、エステル類等のカルボニル化合物類、アリールハライド類、アルデヒド類、ケトン類、カルコン類、アルキルフォルメート類、アルキルハライド類、アリールハライド類、アルキルボレート類、二酸化炭素、およびイオウを含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、非オゾン破壊性の(non-ozone depleting)トリフルオロメチル化剤としてトリフルオロメタン(CFH)を用いる、クロロシラン類、カルボニル化合物類(例えばエステル類)、アリールハライド類、アルデヒド類、ケトン類、カルコン類、アルキルフォルメート類(formates)、アルキルハライド、アリールハライド、アルキルボレート類、二酸化炭素およびイオウの直接トリフルオロメチル化する方法に関する。
トリフルオロメチル基は、製薬、農薬、染料、ポリマー、および材料化学等の、多くの産業的セクターにおいて、中枢的な(pivotal)役割を演ずる。製薬ターゲット中へのフッ素の導入が、このような化合物が「リード(lead)化合物」として機能する可能性を、ほぼ10倍に増大させることは周知である(タージ(Taj)、S.A.S.;Chemical Industry Digest、2008、21、92〜98)。トリフルオロメチル基は、それらが簡単に体に吸収されることができ、且つ、より効果的に特定の結合部位に達することができるように、生物学的に活性な化合物の親油性を増大させる(ミューラー、K.,Faeh、C.およびDiederich、F.;サイエンス, 2007、317、1881〜1886;Cho、E.J.,セネカル、T.D.,キンゼル、T.,Zhang、Y.,ワトソン、D.A。.およびBuchwald、S.L.,サイエンス, 2010、328、1679〜1681)。
従って、この分野における「鍵」となる挑戦は、より安全で、より安価で、環境にやさしくて、より効率的なトリフルオロメチル化方法を開発することである。求核的トリフルオロメチル化は、より魅力的で、トリフルオロメチル化された構築用ブロックのバラエティを合成するために、盛んに研究された。求核的トリフルオロメチル化のための選択の余地で最も一般的な試薬は、ルパート(Ruppert)−プラカシュ試薬として知られ、また、トリフルオロメチルトリメチルシラン(TMS−CF)(1)である(ルパート、I.,シュリック、K.およびフォルバッハ、W.;テトラヘドロン レターズ、1984、25、2195〜2198;ラマイヤ(Ramaiah)、P.,クリシュナムーティ、Rおよびプラカシュ, G.K.S.;オーガニック シンセシス(Org. Synth.)、1995、72、232〜40)。トリフルオロメチルトリメチルシラン(1)は、求核的トリフルオロメチル化反応における「トリフルオメチド(methide)」等価物として作用する(プラカシュ、G.K.S.,クリシュナムーティ、R.およびオラー, G.A.)。ジャーナルオブアメリカンケミカルソサエティ(J. Am. Chem. Soc.)、1989、111、393〜395)。方法のバラエティは、この試薬を用いて、アルデヒド類、ケトン類、エステル類、イミン類、および多くの他の親電子物質(アキラルおよびプロキラルの両方)の求核的トリフルオロメチル化を実行するために、既に開発されている(プラカシュ、G.K.S.およびユージン、A.K.;ケミカルレビュー(Chem. Rev.)、1997、97、757〜786;シン(Singh)、R.P.およびシュリーヴ、J.M.;テトラヘドロン、2000、56、7613〜7632;プラカシュ、G.K.S.およびHu;J. ACS Symp., Ser.,2005、911、16〜56;ミズタ、S.,シバタ、N.,サトウ、T.,フジモト、H、ナカムラ、S.およびトオル、T.;シンレット(Synlett)、2006、267〜270;カワイ、H、クスダ、A.,ミズタ、S.,ナカムラ、S.,フナハシ、Y.,マスダ、H.およびシバタ、N.;ジャーナル オブ フロリン ケミストリー(J.Fluorine Chem.)、2009、130、762〜765)。TMS−CF(1)は、商業的に入手可能であり、且つ、それは、産業的および研究所スケールの両方において、非常に取扱容易な液体(沸点=54〜55℃)である。
TMS−CFの合成も盛んに研究され、そして、以前に報告されたように、いくつかの方法がある:ルパート、I.,シュリック、K.およびフォルバッハ、W;.テトラヘドロン レターズ、1984、25、2195〜2198;ラマイヤ、P.,クリシュナムーティ、R.およびプラカシュ,G.K.S; オーガニック シンセシス、1995、72、232〜40;ベッカーズ、H、バーガー、H、Bursch、P.およびルパート、I;ジャーナル オブ オルガノメタリック ケミストリー(J.Organomet. Chem.)1986、316、41〜50;Pawelke、G.;ジャーナル オブ フロリン ケミストリー、1989、42、429〜33;Deffieux、D.,ボルドー、M.,Biran、C.およびDunogues、;ジャーナル オブ オルガノメタリクス、1994、13、2415〜2422;グローブ、J.およびHegge、J.;シンレット、1995、641〜2;プラカシュ、G.K.S.,ユージン、A.K.,Deffieux、D.およびオラー、G.A.シンレット、1996、151〜3;マルティノフ、B.I.およびスチェパーノフ、A.A.ジャーナル オブ フロリン ケミストリー、1997、85、127〜128;プラカシュ、G.K.S.,Hu、J.およびオラー、G.A.;J.Org.)。化学、2003、68、4457〜4463;プラカシュ、G.K.S.,Hu、J.およびオラー、G.A;.2004、US2004/0230079(A1)、33pp;プラカシュ、G.K.S.,Hu、J.,オラー、G.A.およびワング、Y.2005、US2006/0052643(A1)、28pp)。この試薬は、電気化学的方法によって製造することができる(プラカシュ、G.K.S.,Deffieux、D.,ユージン、A.K.およびオラー、G.A;.シンレット、1994、1057〜8)。これらの大部分の方法においては、実際のトリフルオロメチル出発原料成分は、CFI(Pawelke、G.,ジャーナル オブ フロリン ケミストリー、1989、42、429〜33)、CFBr(ルパート、I.,シュリック、K.およびフォルバッハ、W.テトラヘドロン レターズ、1984、25、2195〜2198;ラマイヤ、P.,クリシュナムーティ、R.およびプラカシュ,G.K.S.;オーガニック シンセシス、1995、72、232〜40)等を含む。CFBrおよびCFIの両方は、既知のオゾン破壊性のガスであり、そして更に、それらの使用は規制されており(モントリオール・プロトコル)、それにより、大きな産業的スケールにおけるTMS−CFの合成の開発はスローダウンされている。直観的に、CF部分(moiety)の最も単純で、むしろ原子的に経済的な源は、トリフルオロメタン(CFH)である。トリフルオロメタン(トリフルオロメチルスルフィド、スルフォキシドおよびスルホンを経由)を用いるTMS−CF(1)、およびMgをメディエーターとするトリフルオロメチル化方法を使用するクロロシラン類の多段階合成はが既に報告されている(プラカシュ、G.K.S.,Hu、J.およびオラー, G.A.;ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー(J. Org. Chem.)、2003、68、4457〜4463;プラカシュ、G.K.S.,Hu、J.およびオラー、G.A.2004、US2004/0230079(A1)、33pp)。しかしながら、(1)および他のより高度にトリフルオロメチル化されたシランを合成するための、トリフルオロメタンによるクロロシラン類の直接トリフルオロメチル化は、未だ知られていない(elusive)。これは、主に、固有で、且つ非常に多くの文書で充分に裏付けられたトリフルオロメチルアニオンの、極低温においてさえ不安定な性質による。トリフルオロメチルアニオン(CF )が、炭素原子周辺に集中したその負電荷のために、速くフッ化物イオン(F)と、電子不足の一重項カルベン(ジフルオロカルベン)(:CF)に分解することが知られている(プラカシュ、G.K.S.およびMandal、M.;ジャーナル オブ フロリン ケミストリー、2001、112、123〜131;ラージ、S.,ローク、N.およびラングロワ、B.R.;ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー、2000、65、8848〜8856;ビラール(Billard)、T.,ブランズ、S.およびラングロワ.B.R.;オーガニック レターズ(Org. Lett.)、2000、2、2101〜2103;ビラール、T.,ラングロワ、B.R.およびブロンド.G.;
ヨーロピアン オーガニック ケミストリー(Eur.J.Org. Chem.,2001、1467〜1471;ラッセル、J.およびロック、N.;テトラヘドロン、1998、54、13771〜13782;ラングロワ、B.R.およびビラール、T.;シンセシス(Synthesis)、2003、185〜194)。
テフロン(登録商標)産業における副産物であるトリフルオロメタンは、産業的なスケールで大量に生産される。その効率的な生産は、フッ化水素および塩素によるメタンのフッ素化経由のものとして、既に報告された(ウェブスター、J.L.およびLerou、J.J.;1995、US5,446,218(A)、8pp;放棄されたUSシリアル番号51,917の一部継続出願)。それは非毒性の、非オゾン破壊性のガスであるが、強力な温室効果を有すし、且つ、その冷媒としての使用は規制されている。合成有機化学におけるトリフルオロメタンガスの使用は、種々の理由(例えばその低い沸点(bp=−83℃)、比較的高いpKa(25〜28)、および低い反応性(比較的弱い酸であること)により、大きなチャレンジである。他方、これは使用されずに蓄積さている副産物を変換することができる、合成的に有用な方法を開発する興味ある機会とも考えることができ、そして、それは環境的な懸念(潜在的な温室効果による温暖化の可能性のため)を実際的な利益に変換するものである。
1991年に、ショウノらは、2−ピロリドンを用いる電気化学的に産生される塩基が、トリフルオロメタンを脱プロトン化するのに使用可能であることを示し、それが「その場(in-situ)でトリフルオロメチルアニオン等価物を産生し、それが次いでアルデヒドとケトン類をトリフルオロメチル化することを示した(ショウノ、T.,イシフネ、M.,オカダ、T.およびカシムラ、S.;ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー、1991、56、2〜4)。Troupelらは、ヨードベンゼンのカソード還元によって産生される強い塩基が、トリフルオロメタンを脱プロトン化することができ、従ってそれがアルデヒドを増大させることを示した(Barhdadi、R.,Troupel、M.およびPerichon、;ジャーナル オブ ケミカル コミュニケーション(J.Chem. Comm.,)、1998、1251〜1252)。後ほど、2つの研究グループは、トリフルオロメタンがトリフルオロメチルアニオンの源として使用される大規模な研究を実行した。Normantらは、DMF中でDimsyl−K(DMSOから産生される塩基)を用いるトリフルオロメタンの脱プロトンによる、アルデヒドのトリフルオロメチル化に関する彼らの研究を発表した(Folleas、B.,マレック、I.,Normant、J.−F.およびJalmes、L.S.;テトラヘドロン レターズ、1998、39、2973〜2976)。CF およびDMFの付加物(ヘミアミノレート)が、CF アニオンのリザーバとして作用し、それが本当のトリフルオロメチル移動の中間体であると仮定された。その後、ラングロワ、ロークらは、溶媒としてのDMF中で、過剰のCFHおよび強塩基によるアルデヒド類、エノレート化不可な(non-enolizable)ケトン類、およびジスルフィド類のトリフルオロメチル化を、それらの全てが参照することによりここに含まれる報告に発表した(ラージ、S.,ローク、N.およびラングロワ.B.R.;ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー、2000、65、8848〜8856;ロック、N.,ラッセル、J.,ラングロワ、B.,Saint-Jalmes、L.,ラージ、S.ら;1998、WO 98/22435(A1),105pp;ローク、N.およびラッセル、J.;1997、US 6,355,849(Bl)、32p;ラングロワ、B.,ビラール、T.およびGarlyauskayte、R.2003、フランス2827285(A1)、22pp)。しかしながら、この方法は、ヘミアミノレート中で、トリフルオロメチルアニオンをトラップするためのジメチルホルムアミド(または任意のアミド含有試薬)の使用に限られ、その不存在下では、反応がよく機能しないと思われる。加えて、報告された反応の全てにおいて、好適なトリフルオロメチル化反応を成し遂げるために過剰のトリフルオロメタンが用いられた。
上述したように、トリフルオロメタンを直接トリフルオロメチル化の源として用いる、よりダイレクトな新しいトリフルオロメチル化方法を開発するニーズがあることは全く明白である。これらの方法は、合成的に有用であり、汎用性があり、実用的で、且つ該反応に使用される溶媒の点で制限が無く(DMF等の、如何なる前提条件たる「溶媒トラップ」がなく)、且つ過剰のトリフルオロメタンガスを使用することないようなものであるべきである。最も有益なシングルステップ反応は、トリフルオロメタンから「その場」(in-situ)で産生されるトリフルオロメチルアニオン(CF )と、所定の求電子物質との間の、適当な反応条件下における反応であろう。このような方法は、上記ガスの過剰な蓄積のために我々将来的に直面するところの、環境問題を解決するのみならず、実用的な合成アプリケーションをも提供する。
本発明は、トリフルオロメチル化された基質を製造する方法に関するものであり、該方法は、基質をトリフルオロメチル化するために充分な条件の下で、塩基の存在下に、フルオロメチル化可能な基質を、トリフルオロメチル化剤と反応させることを含む。
フルオロメチル化可能な基質は、一般に、クロロシラン類、カルボニル化合物類(例えばエステル類)、アリールハライド類、アルデヒド類、ケトン類、カルコン類、アルキルフォルメート類、アルキルハライド類、アリールハライド類、アルキルボレート類、二酸化炭素およびイオウからなる群から選ばれる化合物を含む。また、好ましいトリフルオロメチル化剤は、トリフルオロメタンである。
該基質は、典型的に以下を含む:クロロトリメチルシラン、クロロトリエチルシラン、クロロトリイソプロピルシラン、クロロ(t−ブチルジメチル)シラン、クロロ(トリス(トリメチルシリル))シラン、ジクロロジエチルシラン、ベンズアルデヒドを含む、/アニスアルデヒド、3−メチルベンズアルデヒド、1−アントラセンアルデヒド、フラン−2−カルボキサルデヒド、ベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、3−ニトロベンゾフェノン、4−フルオロベンゾフェノン、カルコン、4’―メトキシカルコン、4’−ニトロカルコン、4,4’−ジフルオロカルコン、4’−クロロカルコン、メチルベンゾエート、臭化ベンジル、ヨードベンゼン、1−ヨードナフタレン、2−ヨードアニソール、3−ニトロヨードベンゼン、2−ヨードトルエン、3−ヨード−2−メトキシニトロベンゼン、3−ヨードベンゾトリフルオリド、2−ヨードピリジン、3−ヨードピリジン、トリメトキシボレート、トリブチルボレート、単体(elemental)イオウ、メチルフォルメートまたはエチルフォルメート。ケトンまたはカルボニル化合物が使用されるとき、それは好ましくはエノレート化不可な(non-enolizable)化合物である。
反応は、典型的には、溶媒の存在下で行われる。例えば、アリールハライドのトリフルオロメチル化のために、溶媒は極性の非プロトン溶媒である。しかしながら、通常、溶媒は、テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルエーテル、ポリエーテル類、炭化水素溶媒(トルエン、ベンゼン、等)、ジメチルエーテル、ジメトキシメタン(グライム;Glyme)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルピロリドン(NMP)、ヘキサメチルリン酸トリアミド(HMPA)、ジメチルスルホキシド(DMSO)である。好ましくはジメチルホルムアミド(DMF)である。
塩基は、アルコキシド(ポリアルコキシド)、またはシラザン(ポリシラザン)のアルカリ金属塩、またはそれらの組合せを含む。また、反応条件は、一般に、−90℃〜約130℃間の温度、30分〜24時間の間の時間を含む。当業者は、ルーチンな実験によって、任意の特定の反応剤のための最適の条件を決めることができる。
フルオロメチル化可能な基質がクロロシラン類、アルデヒド、メチルベンゾエート、カルコン、またはエノレート化不可なケトン類を含むとき、トリフルオロメチル化剤は、トリフルオロメタンであり、塩基はアルコキシド(ポリアルコキシド)またはシラザン(ポリシラザン)のアルカリ金属塩またはそれらの組合せを含む。該方法は、混合物を形成するために基質とトリフルオロメチル化剤を含む混合物に塩基を加え、約−70℃〜−80℃で反応混合物を攪拌し、基質をトリフルオロメチル化するために反応混合物をほぼ室温まで温めることを更に含む。反応混合物は、約2〜20時間、ほぼ室温で温める。有利には、反応混合物は、いつでも、マグネチックスターラ、または機械的攪拌な方法によって、激しく(vigorously)攪拌される。
フルオロメチル化可能な基質がアリールハライドを含むとき、トリフルオロメチル化剤はトリフルオロメタンであり、そして、塩基はアルコキシド(ポリアルコキシド)またはシラザン(ポリシラザン)のアルカリ金属塩、またはそれらの組合せを含む。該方法は、銅ハライド、1〜10のヘテロ原子を含む複素環リガンド、溶媒、およびアリールハライドの混合物にトリフルオロメチル化剤を加え、次いで塩基を加えて反応混合物を形成し、約80〜120℃で反応混合物を攪拌し、反応混合物を冷却して、基質をトリフルオロメチル化することを更に含む。
フルオロメチル化可能な基質がトリアルキルボレート類を含むとき、これらは「その場」で、トリフルオロメチルトリフルオロボレート類に変換することができる。
フルオロメチル化可能な基質が単体イオウであるとき、それはトリフルオロメチル化して、トリフルオロメチル化されたイオウ中間体とすることができ、それは次いで、「その場」で酸化して、トリフルオロメタンスルホン酸を形成することができる。
好ましいトリフルオロメチル化された生成物は、以下を含む:トリフルオロメチル(トリメチル)シラン、トリフルオロメチル(トリエチル)シラン、トリフルオロメチル(トリイソプロピル)シラン、(トリフルオロメチル)t−ブチルジメチルシラン、トリス(トリメチルシリル)トリフルオロメチルシラン、ジエチルビス(トリフルオロメチル)シラン、2,2,2−トリフルオロ−1−フェニルエタノール、2,2,2−トリフルオロ−1−(4−メトキシフェニル)エタノール、2,2,2−トリフルオロ−1−m−トリルエタノール、2,2,2−トリフルオロ−1−(フラン−2−イル)エタノール、1−(アントラセン−9−イル)−2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,2−トリフルオロ−1、1−ジフェニルエタノール(2,2,2−トリフルオロ−1−(4−メトキシフェニル)−1)−フェニルエタノール(2,2,2−トリフルオロ−1−フェニル−1−p−トリルエタノール、2,2,2−トリフルオロ−1−(3−ニトロフェニル)−1)−フェニルエタノール、2,2,2−トリフルオロ−1−(4−フルオロフェニル)−1−フェニルエタノール、(E)−1,1,1−トリフルオロ−2,4−ジフェニルブト−3−エヌ−2−オール、(E)−1,1,1−トリフルオロ−2−(4−メトキシフェニル)−4−フェニルブト−3−エン−2−オール、(E)−1,1,1−トリフルオロ−2−(4−ニトロフェニル)−4−フェニルブト−3−エン−2−オール、(E)−1,1,1−トリフルオロ−2,4−ビス(4−フルオロフェニル)ブト−3−エン−2−オール、(E)−2−(4−クロロフェニル)−l,l,l−トリフルオロ−4−フェニルブト−3−エン−2−オール、2,2,2−トリフルオロ−1−フェニルエタノン、2,2,2−トリフルオロエチル)ベンゼン、(トリフルオロメチル)ベンゼン、1−トリフルオロメチルナフタレン、l−メトキシ−2−(トリフルオロメチル)ベンゼン、1−ニトロ−3−(トリフルオロメチル)ベンゼン(1)−メチル2−(トリフルオロメチル)ベンゼン(2−メトキシ−1)−ニトロ−3−(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、2−(トリフルオロメチル)ピリジン、3−(トリフルオロメチル)ピリジン、カリウム(トリフルオロメチル)トリフルオロボレート、トリフルオロメタンスルホン酸、1−メトキシ−2,2,2−トリフルオロエタノールまたは1−エトキシ−2,2,2−トリフルオロエタノール。
本発明は、基質を充分にトリフルオロメチル化する条件の下で、塩基の存在下で、フルオロメチル化可能な基質をトリフルオロメチル化するための、トリフルオロメチル化剤の使用にも関する。ここに注意すべきは、フルオロメチル化可能な基質は、一般に、カルボニル化合物類、クロロシラン類、エステル類、アリールハライド類、アルデヒド類、ケトン類、カルコン類、アルキルハライド類、アルキルフォルメート類、アルキルボレート類、二酸化炭素、およびイオウからなる群から選ばれる化合物を含み、そして、好ましいトリフルオロメチル化剤はトリフルオロメタンである。
本発明の利点および長所は、添付の図面との組合せで以下の詳細な説明のレビューにより、より良く知られ、且つ理解されるであろう。
図1は、低温19F−NMR分光学的実験の結果のグラフである。
発明の詳細な説明
本発明の目的と長所は、本明細書中で述べられ、発明の実施により知得されると同様に、下記の詳細な説明から明らかになるであろう。本発明の更なる長所は、特に、添付の図面からと同様に、明細書および請求項において示される反応によって認識され、達成される。発明の目的に従う、これらおよび他の利点は、ここに具体化され記述され、本発明はトリフルオロメチル化剤の例と同様に明らかにされた、フルオロメチル化可能な基質または化合物のトリフルオロメチル化の便利な方法を含む。
長い永続的な関心が、長年にわたり、トリフルオロメチル化剤としてトリフルオロメタンを用いる直接トリフルオロメチル化のための合成方法を改良することにあった。クロロシラン類、カルボニル化合物類(例えばエステル類)、アリールハライド類、アルデヒド類、ケトン類、カルコン類、アルキルフォルメート類、アルキルハライド類、アリールハライド類、アルキルボレート類、二酸化炭素、およびイオウをトリフルオロメチル化するための、「トリフルオロメチル」源としてトリフルオロメタン(CFH)を用いる新たな直接的なトリフルオロメチル化方法が、ここに開示される。これらの方法の詳細は、以下に記載される。
本発明は、ここに、フルオロメチル化種(species)およびトリフルオロメチル化剤として、好ましくはトリフルオロメタンを用いる直接的なトリフルオロメチル化方法を提供する。フルオロメチル化可能な基質または化合物は、このフルオロル化プロセスにおいてトリフルオロメチル化することができるものである。ここに使用される用語たる「トリフルオロメチル化種」とは、フルオロメチル化可能な基質と結合することができるトリフルオロメチル化種を産生すことができる剤を言う。
特に、本発明の方法は、基質をトリフルオロメチル化するために充分な条件の下で、アルコキシド、ポリアルコキシドまたはシラザン(ポリシラザン)の金属塩の存在下で、フルオロメチル化可能な基質を、トリフルオロメチル化剤と反応させることによってトリフルオロメチル化された基質を製造するために使用される。本発明において、フルオロメチル化可能な基質は、好ましくは、カルボニル化合物類、クロロシラン類、アルデヒド類、ケトン類、カルコン類、エステル類、アルキルハライド類、アルキルフォルメート類、アリールハライド類、アルキルボレート類、およびイオウからなる群から選ばれる化合物を含む。最も好ましいトリフルオロメチル化剤は、トリフルオロメタンである。このように、あとに続く詳細な説明において、この好ましい具体化が参照される。
以下の性質の特定の求電子物質は、本発明に含まれる:
1.R3−S1−X;式中、Rが置換または非置換のアルキルまたはアリール基であることができ、Xがフッ素(F)以外の任意のハロゲン(好ましくは塩素(Cl))であることができる。
2.一般式R−CO−Rのカルボニル化合物類;R、R’=H、アルキル、アリール、O−アルキルおよび−CH=CH−A基。
3.R−CH−X;Rが置換または非置換のアルキルまたはアリール基であることができ、Xがフッ素(F)以外の任意のハロゲンでもあることができる。
4.Ar−X;Arが置換または非置換のアリール環であることができ、Xがフッ素(F)以外の任意のハロゲンでもあることができ、好ましくはヨウ素(I)である。
5.B(OR)3;Rが置換または非置換のアルキルまたはアリール基であることができる。
6.二酸化炭素。
7.S(II)、S(IV)、等のイオウの酸化状態の全てを含む、イオウの任意の源;最も好ましくい源は、単体イオウである。
すべての反応は、好ましくは不活性雰囲気下で行われる。ここに使用される溶媒は、(これらには限定されないが)少なくとも1つの酸素原子を含むエーテル性溶媒(カルボニルと、基質を含むR−CH2−Xのために)、および場合によっては、如何なるヘテロ原子も不存在の炭化水素類(カーボンおよび水素のみを含む)溶媒である。アミド官能性含む極性の溶媒(R−CO−NR‘、R、R’=H、置換または非置換のアルキルまたはアリール基)が、アリールハライド(Ar−X)のために使用された。反応は、ハロシラン類の場合の反応の第1段階において−78℃〜130℃の温度範囲、好ましくは−78℃で、カルボニルおよび基質を含むR−CH2−Xのために、−40℃で、およびアリールハライドのために130℃で実施することができる。この反応のための好ましい塩基は、アルコキシド、ポリアルコキシドまたはシラザンのアルカリ金属塩、またはそれらの組合せを含み、特に、窒素原子(1〜5の間、好ましくは1)とケイ素(1〜10の間、好ましくは2)を含むシラザン類およびのポリシラザン類カリウム塩、および適切に(suitably)分岐した、1〜20、好ましくは3〜10の間の炭素原子を含むアルキル基(ターシャリーブチルが最も好ましい)を有するアルコール類である。
反応の前に、塩基は適当な溶媒で溶解され、反応が行われる温度においてスラリーとして存在した。反応時間は1〜20時間の間、ハロシラン類のために好ましくはの1〜5時間、カルボニル基質とアリールハライドのために1〜16時間であることができた。
本発明の好ましい態様において、アルコキシド、ポリアルコキシドまたはシラザン(ポリシラザン)の塩基は、基質およびトリフルオロメチル化剤を含有する混合物に加えられる。反応混合物は、第1の温度で攪拌され、次いで第2の温度に温められる。好ましくは、混合物は、室温に、約20〜25℃に、約2〜20時間、好ましくは約5〜6時間温められる。
1.ケイ素含有基質のフルオロメチル化
すべての反応条件が、各タイプの基質のために、注意深く最適化された。最適化される必要があったパラメータは、トリフルオロメタン、塩基および基質の当量(equivalents)を含む。溶媒の量の最適化も、有用であった(最適化条件の詳細については、表1を参照)。トリフルオロメタンガスが、エーテル性溶媒の多くのものと水素結合を形成する(そして、それゆえに、ただちに溶解する)ことが知られている。最初の反応は、乾燥テトラヒドロフラン(THF)中で行われた。トリフルオロメタンがTHFの酸素と水素結合を形成し、それゆえに、THF中で良好な可溶性を有することが知られている。−40℃で塩化トリメチルシリル(TMS−C1)の存在下で、カリウムヘキサメチルジシラザイド(THF中の1M)の市販の溶液でトリフルオロメタンを脱プロトン化する第1の試みは、多くの他のピークとともに、−67.3ppmで19F−NMRで新しいフッ素ピークを与え、それは(トリフルオロメチル)トリメチルシラン(TMS−CF)中のトリフルオロメチル基の化学シフトと一致した。クロロシランのトリフルオロメチル化の収率を最大にして、TMS−F(この反応の主要な副生成物として観察される)等の他の副産物を形成する、如何なる副反応をも最小にするために、全ての反応条件の最適化が行われた。全ての試薬の追加の順序は最適化され、THF中で最高の最適化された条件は、トリフルオロメタンが乾燥THF中、−78℃でバブリングされ、次いでニート(neat)なTMS−C1が追加されるものであるように思われた。この混合物は、非常に効率的な攪拌下で、されることにKHMDS(THF溶液の1M)滴のゆっくりした追加の前に、数分の間−78℃で攪拌された。−78℃における攪拌の15分後に採取された反応混合物部分のNMR(19F)は、良好な転化率(〜44%、H−NMR、内部の標準、PhCFによる)において、所望のトリフルオロメチル化された生成物を示した。
文献(ビラール、T.,ラングロワ、バーナードR.およびブロンド、G.;ヨーロピアン ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー、2001、1467〜1471)における以前の観察から明らかなように、反応混合物中のカリウムイオンの存在は、重要である。加えて、反応がTHF中で行われたとき、TMS−CFの単離と精製は、非常に困難であった。副生成物として反応で形成されたトリストリメチルシリルアミンからのTMS−CFの分離は、困難であった。したがって、他の溶媒は、この変換がないか調査された。大部分のエーテ性溶媒が変換のために非常によく機能したが、溶媒としてのトルエン(芳香族炭化水素溶媒)は、最適化された条件の下でTMS−Fの最小限の形成でよく機能すると思われた。反応条件は、次いでトルエン(芳香族炭化水素溶媒)で最適化され、最適化された方法で、TMS−CFへのパーセント転化率は、90%より大きく、純粋生成物は蒸留によって、オーバーオールで80%の収率で単離された(表1を参照)。
<表1>
トリフルオロメタン(CFH)を用いる塩化トリメチルシリル(TMS−C1)の直接トリフルオロメチル化の反応条件の最適化
Figure 2014519486
Figure 2014519486
*:単離収率(実験の部を参照)
パラジウム触媒によるトリフルオロメチル化反応、他のトリフルオロメチルシラン類[例えばトリフルオロメチルトリエチルシラン(TES−CF)]に対する現在の関心により、それらのより高い沸点のため、トリフルオロメチル基源の重要性が増大している。大部分のトリフルオロメチル化されたシランの沸点がトルエン中沸点に非常に近かいため、開発されたプロトコルは、溶媒としてエーテルを用い、良好な収率で他の合成的に重要なトリフルオロメチル化されたシランを合成するために拡張された。他のトリフルオロメチル化されたシランの合成的な製造法は、トリフルオロメチルハライドを用いる文献において充分に確立されている。しかしながら、本発明者の知識の及ぶ限りにおいて、(トリフルオロメチル)トリイソプロピルシランの報告された最高の収率は9%であり、他方、本発明の方法によれば、同じ化合物が7%の単離収率(表2)で得ることができる。
<表2>トリフルオロメタン(CFH)を用いるシリル塩化物の直接トリフルオロメチル化
Figure 2014519486
モノトリフルオロメチル化反応に加えて、ビス(トリフルオロメチル)ジメチルシランおよびビス(トリフルオロメチル)ジエチルシラン(以前では到達できかった化合物)を、それぞれ得るために、この方法論を用いるジクロロジメチルシランおよびジクロロジエチルシランのビストリフルオロメチル化は、良好な収率を与えた。しかしながら、ビス(トリフルオロメチル)ジメチルシランの単離は、その低い沸点(bp=30℃)のために困難であった。同じ方法論は、(トリクロロフェニルシランからの)フェニルトリス(トリフルオロメチル)シランを合成するために適用することもできる。しかしながら、他の生成物(19F−NMRに基づく)が、該反応において観察された。同様に、(四塩化ケイ素からの)テトラキス(トリフルオロメチル)シランは、他のフッ化生成物(おそらく、モノ、ビスおよびトリス−トリフルオロメチル化シラン)に加えて、19F−NMRによって観察された。19F−NMRの複雑さ故に、これらのトリスとテトラキス(トリフルオロメチル化)生成物の単離および精製は更に続行されなかった。
2.炭素求電子物質(アルデヒド類、エノレート化不可なケトン類、カルコン類、芳香族エステル類、ベンジルハライドおよびアルキルフォルメート)のトリフルオロメチル化
フルオロホルムからのアルデヒド類およびエノレート化不可なケトン類のトリフルオロメチル化は、既に報告された。しかしながら、全てのケースにおいて、過剰のトリフルオロメタンが使用され、溶媒として、または、触媒の量において、大部分の反応はジメチルホルムアミド(DMF)の存在下で行われた。エーテルまたはトルエン等の非極性の溶媒におけるシラン類のトリフルオロメチル化の結果に触発されて、アルデヒドとエノレート化不可なケトン類のトリフルオロメチル化が、新しく発見される反応条件下で追い続けられた。エノレート化不可なケトン類のトリフルオロメチル化は問題なく行われ、対応するトリフルオロメチル化された生成物は、溶媒としてジエチルエーテルを用いる際に、トリフルオロメタンを脱プロトン化するためのKHMDSを用いて、良好な収率で得られた。より重要なことに、使用されたトリフルオロメタンは、ケトンおよびKHMDS(表3)と比較して、等モルの量であった。エノレート化なケトン類の場合には、アルドール縮合がエーテル中において優勢であり、THFとトルエンにおいて、トリフルオロメチル化された生成物は不在であった。
<表3>トリフルオロメタン(CFH)を用いる、アルデヒド、エノレート化不可なケトン類、カルコン類、エステル類、アルキルハライド類およびフォルメート類の直接トリフルオロメチル化
Figure 2014519486
Figure 2014519486
*:19F−NMR分析に基づく%転化率
もっともなことだが、アルデヒドの場合には、THF中でトリフルオロメタンを脱プロトン化する塩基としてKHMDSが使用されたとき、使用した反応条件下で2つのアルデヒド分子の間で競争的なカニッツァロ反応のため、トリフルオロメチル化された生成物の何れも観察されなかった。しかしながら、該反応が乾燥THF(DMFの完全な欠如で)で、KHMDSの代わりにt−BuOKを用いて行われたとき、低い収率ではあるが、1当量のトリフルオロメタンを用いてさえ、芳香族アルデヒドのトリフルオロメチル化が達成された。
メカニズム的に、TMS−CFを生じる反応は、カリウムヘキサメチルジシラザイドでトリフルオロメタンの脱プロトン化によって、トリフルオロメチルアニオンを産生し、それがTMS−C1でただちにペンタ配位(coordinated)されたケイ素種(A)を形成し、それが結局塩化物イオンを緩めて、トリフルオロメチルトリメチルシランを産生するように進行すると思われる(スキーム1)。
<スキーム1>
Figure 2014519486
このメカニズムが有用(viable)か否か、および化学種Aが分光器で観察できるか否かを確認するために、低温実験ga行われた。−78℃において、CFHがトルエン−dの溶液中にバブリングされ、その19F−NMRスペクトルが記録された。このNMRチューブに大して、カリウムヘキサメチルジシラザイドおよびTMS−Cl(それは、−78℃において2つの試薬をトルエンに加えることによって、予め製造された)の溶液が、を加えた。ただちに、この反応混合物の19F NMRスペクトルは記録され、19F−NMRの収集が20分(5分の間隔で)の間、続行され、NMRのプローブの温度が45分間にわたって−78℃から室温(RT)に徐々に高められた。塩基およびTMSClの混合物の追加の直後に、記録された第1のスペクトルは、19F−NMR(図1)における、未反応のCFHダブレットに加えて、生成物ピーク(TMS−CF)の存在を示した。TMS−F(この反応の副生成物)と一致する、ほぼ156ppmのピークを除いて、更なる実質的な19F−NMRでピークは観察されなかった。しかしながら、−83ppmの小さなピークが全てのケースで観察されたが、残念なことに、この時点において、その同定は未知である。しかしながら、この実験は、TMS−CFの形成の速度が非常に急速であることを示し、それはA等のペンタ配位された種を形成するために、陽電気を帯びたケイ素中心のためにCFアニオンの周知のアフィニティによって説明することができた。
アルデヒドとエノレート化不可なケトン類の場合、トリフルオロメタンを用いる直接トリフルオロル化のメカニズムは、異なるであろう(スキーム2)。「遊離した(free)」トリフルオロメチルアニオン(CF )が極低温でさえ不安定であることは以前から知られているが、上記のように、脱プロトンの後のトリフルオロメタンから、その後の他の如何なる種によるトリフルオロメチルアニオン(「その場」で産生された)のトラッピング/安定化が無く、アルデヒド(ホルムアルデヒドを含む)とエノレート化不可なケトン類のトリフルオロル化が達成された。
スキーム2:
Figure 2014519486
この方法論は、カルコン類、芳香族のエステル類、ベンジルハライド類、Cu塩類、等の他の求電子基質に対して、拡張された。ベンジルハライド(塩化物、臭化物およびヨウ化物)が対応するトリフルオロメチル化された生成物に対して10%の転化率(19F−NMR分析によって)のみを示し、NMRによって観察される主要な生成物はフッ化ベンジルの形成であった。芳香族のエステル類も、30%の転化率(19F−NMR分析によって)において、対応するトリフルオロメチル化されたケトン類を与えた。同様に、エチルフォルメートとメチルフォルメートのトリフルオロメチル化は、19F−NMR分析に基づく約20%の転化率において、トリフルオロアセトアルデヒドにエチルヘミアセタールとトリフルオロアセトアルデヒドメチルヘミアセタールを与えた。
3.芳香族ハライドのフルオロメチル化
銅塩を用いる芳香族ハライドのフルオロル化は、既に報告されている(小林、Y.およびクマダキ、I.;テトラヘドロン レターズ、1969、4095〜6;マクローリン、V.C.R.およびスロウアー、J.;テトラヘドロン、1969、25、5921〜40;小林、Y.,山本、K.およびクマダキ、I.テトラヘドロン レターズ、1979、4071〜2;マツイ、K.,トビタ、E.,アンドウ、M.およびコンドウ、K.;ケミストリー レターズ(Chem. Lett.)、1981、1719〜20;ウメモト、T.およびアンドウ、A.:ビュレティン オブ ケミカル ソサエティ オブ ジャパン(Bull. Chem, Soc. Jpn.)、1986、59、447〜52;カー、G.E.,チェンバーズ、R.D.,ホームズ、T.F.およびパーカー、D.G.;ジャーナル オブ ケミカル ソサエティ(J. Chem. Soc)、パーキン(Perkin)トランスレーション−1,1988,921〜6;クラーク、J.H.,マクリントン、M.A.,および、ブレード、R.;ジャーナル オブ ケミカル ソサエティ ケミカル コミュニケーション(Chem. Commun),1988、638〜9;チェン、Q.およびWu、S.;ジャーナル オブ ケミカル ソサエティ、ケミカル コミュニケーション,1989、705〜6;ウィラート−Porada、M.A.,バートン、D.J.およびBaenziger、N.C.;ジャーナル オブ ケミカル ソサエティ、ケミカル コミュニケーション,1989、1633〜4;Su、D.,Duan、J.およびチェン、Q.;テトラヘドロン レターズ、1991、32、7689〜90;Paratian、J.M.,Sibille、S.およびPerichon、J.;ジャーナル オブ ケミカル ソサエティ、ケミカル コミュニケーション,1992、53〜4;チェン、Q.およびDuan、J.ジャーナル オブ ケミカル ソサエティ、ケミカル コミュニケーション,1993、1389〜91;ヒートン、C.A.,ミラー、A.K.およびパウエル、R.L.;ジャーナル オブ フロリン ケミストリー、2001、107、1〜3;コッテ、F.およびシュロッサー、M.;ヨーッロピアン ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー、2002、327〜330;シャオ、J.−C、イエ、C.およびシュリーヴ、J.n.M.;オーガニック レターズ、2005、7、1963〜1965;Dubinina、G.G.,フルタチ、H.およびVicic、D.A.;ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティ、2008、130、8600〜8601;Dubinina、G.G.,オギクボ、J.およびVicic、D.A.;オルガノメタリクス(Organometallics)、2008、27、6233〜6235;オオイシ、M.,コンドウ、H.およびエミー、H.;ケミカル コミュニケーション,2009、1909〜1911;サトウ、K.,タルイ、A.,オモテ、M.,アンドウ、A.およびクマダキ、I.シンセシス、2010、1865〜1882;ラングレン、R.J.およびStradiotto、M.;アンゲバンテ ヘミー インターナショナル エディション(Angew. Chem. Int. Ed.),2010、49、9322〜9324;モリモト、H.,ツボゴウ、T.,Litvina、N.D.およびハルトヴィッヒ、J.F.;アンゲバンテ ヘミー インターナショナル エディショ、2011、50、3793〜3798)。しかしながら、トリフルオロメチル基の源として使用された試薬は、シリルトリフルオロメチル試薬またはトリフルオロメチルハライドであった。トリフルオロメタン(CFH)を用いる非置換芳香族のハライドの直接トリフルオロメチル化は未報告であったため、それは続行された。最初に、反応は溶媒としてDMF中で行われた。反応条件の最適化は、表3で報告した。対応するトリフルオロメチル化された生成物を取り扱う便宜のために、1−ヨードナフタレンは、ヨードベンゼン(ナフチルCF、bp=215℃対して、Ph−CF3のbp=103℃)の代わりに、芳香族のハライドの出発物質として選ばれた。
表4から明らかなように、芳香族のヨウ化物の直接トリフルオロメチル化は、トリフルオロメチル源としてトリフルオロメタンを用いて適度な収率(〜50%)で達成された。都合の悪いことに、リガンドとしての1,10−フェナントロリンの存在下で、室温で、または、低温(−10℃)または高温(100℃)でさえ、反応混合物の19F−NMRにおいて我々は如何なる「CuCF」種も観察しなかった。しかしながら、1,10−フェナントロリンの不存在下において、添加剤の存在下で、比較的安定したCuCF種は、19F−NMRで観察された。リガンドの存在下で、あるいは不存在下で、反応は、実施することができる。しかしながら、如何なるリガンドも使用しない反応は、対応するトリフルオロメチル化されたアレーンのより良好な収率を与えた。添加剤は、任意の酸成分(例えばHF)またはクラウンエーテルでさえも可能であり、それは反応混合物においてカリウムイオンと配位することができ、Cu=CF2カルベノイド中間体経由のCuCF種の分解を避けることができる。メカニズム的には、DMF(反応がDMF中で行われた時、反応種として)のヘミアミナールの形成を「CF」トラップ種として除外することができる。その理由は、トラップ種として作用できないHMPA(ヘキサメチルリン酸なトリアミド)が、同一の反応条件で所望の生成物の50%を与えたからである(表2のエントリ3および26を比較のこと)。上述の方法論を用いて、トリフルオロメタンをトリフルオロメチル化試薬を用い、種々のアリールハライドを直接トリフルオロメチル化した。得られた結果を、表5にまとめた。
表4:トリフルオロメタン(CFH)を用いるアリールハライド(Ar−X)の直接トリフルオロメチル化反応条件の最適化。
Figure 2014519486
Figure 2014519486
nd−:%収率未決定
*:内部標準としてCを用いて決定
表5:トリフルオロメタン(CFH)を用いるアリールハライドのトリフルオロメチル化
Figure 2014519486
*:内部標準としてCを用いて、19F−NMRにより決定
トリアルキルボレートのフルオロメチル化
有機ボロン試薬(特にカリウム トリアルキルトリフルオロボレート類)を用いたボレート求核的トリフルオロメチル化は、ますますポピュラーになっている。最も一般的な求電子物質は、エノレート化不可なアルデヒド、N−トシルイミン類(レヴィン、V.V.,Dilman、A.D.,Belyakov、P.A.,ストルチコワ、M.I.およびTartakovsky、V.A.;テトラヘドロン レターズ、2011、52、281−284)、アリールヨウ化物(Knauber、T.,Arikan、F.,Roeschenthaler、G.−V.およびグーセン、L.J.;Chem.--Eur. J.,2011、17、2689−2697、S2689/1−S2689/83)、およびより最近ではアリールボロナート類(カーン、B.A.,Buba、A.E.およびグーセンL.J.;Chem.--Eur. J.,2012、18、1577−1581)。
上記の有機ボロン試薬(カリウム トリアルキル トリフルオロメチルボレート)の合成は、文献で報告されている(モランデル、G.A.およびホーグ、B.P.;オルガノメタリクス、2003、22、3313−3315;Kolomeitsev、A.A.,Kadyrov、A。A.,Szczepkowska-Sztolcman、J.,Milewska、M.,Koroniak、H、Bissky、G.,Barten、J.A.およびRoeschenthaler、G.−V.;テトラヘドロン レターズ、2003、44、8273−8277)。しかしながら、報告された方法の全ては、トリフルオロメチル基の源として、(トリフルオロメチル)トリメチルシラン(TMS−CF)を用いている。トリフルオロメタン(CFH)を用いるトリアルキルボレートの直接トリフルオロメチル化は、報告されていない。クロロシラン類による我々の結果に基づき、我々はトリフルオロメチルアニオンの直接の源としてトリフルオロメタン(CFH)を用いるトリアルキルボレートのトリフルオロメチル化を追い続けた。トリアルキルボレート(トリメチルボレートおよびトリ(n−ブチル)ボレート)のトリフルオロメチル化は、RTへの−5℃のTHF中で、塩基としてトリフルオロメタン(1当量)とKHMDSを用いて達成された。カリウムトリフルオロメチルトリメチルボレート(CF−B(OMe)K)が、19F−NMRによる観察で良好な収率(内部の標準的なC6F6と比較して)を示したが、反応混合物からのその純粋な形の塩の単離は困難であった。これは、おそらく、更に反応することによって所望の生成物を分解した、反応混合物において存在する未反応のKHMDSによる可能性がある。それゆえに、我々は「その場」で48%のHF(aq)を利用して、カリウムトリフルオロメチルトリメチルボレートをフッ素化し、対応するカリウムトリフルオロメチルトリフルオロボレート塩を単離させることを決定した。この変換は、スムーズに起こり、我々は、カリウムトリフルオロメチルトリメチルボレートとカリウムトリフルオロメチルトリ−n−ブチルボレートの両方から、両方のカリウムトリフルオロメチルトリフルオロボレート類を単離することができた(スキーム3)。これは、THF中で(再びDMFの完全な不存在下で)、トリアルキルボレートのトリフルオロメチル化が、塩基性条件下で、トリフルオロメタンから直接達成することができることを示す。これは、トリフルオロメタンの脱プロトン化後に形成された「裸の」トリフルオロメチルアニオンが、アニオンの如何なる安定化のないトリフルオロメチル源(CF源)として、直接使用されることができたことを証明する。これは、以前の文献における主張と反対である(ラージ、S.,ローク、N.およびラングロワ.B.R.;ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー、2000、65、8848−8856;ビラール、T.,ブランズ、S.およびラングロワ.B.R.オーガニック レターズ、2000、2、2101〜2103;ビラール、T.,ラングロワ、B.R.およびブロンド、G.;ヨーッロピアンジャーナル オブ オーガニック ケミストリー、2001、1467〜1471;ラッセル、J.およびロック、N.;テトラヘドロン、1998、54、13771−13782;ラングロワ、B.R.およびビラール、T.;シンセシス、2003、185−194)。
スキーム3:トリフルオロメタン(CF3H)を用いるトリアルキルボレートの直接トリフルオロメチル化
Figure 2014519486
5.単体イオウのフルオロメチル化
トリフルオロメタンを用いる単体イオウの直接トリフルオロメチル化と、得られる生成物のそれ以降の酸化は、トリフルオロメタンスルホン酸(CFSOH、トリフルオロメタンスルホン酸)の最も論理的且つ直接的な合成である。ちなみに、このアプローチは、限られた成功(CFHに基づく1.5%の収率)のみであるが、文献で試みられた(ムコッパッダーエ、S.,ベル、A.T.,シュリーニバス、R.V.およびスミス.G.S.;Org. Process Res. Dev.,2004、8、660−662)。この方法は過剰のCFHを用いて、溶媒としてのDMF(トリフルオロメチルアニオン(CF)をトラップすることが知られている)中で行われた。
CFHを用いる直接トリフルオロメチル化での成功に基づき、単体イオウ(利用できるイオウで最も安い源のうちの1つ)の直接トリフルオロメチル化が達成された。イオウの形態(活性化、昇華、等)、溶媒(THF、トルエン、等)、温度(−80〜室温)、反応時間(1〜24h)、等の種々の反応条件を注意深くスクリーニングした後に、単体イオウを直接トリフルオロメチル化する方法が開発された。該方法は、CFHの過剰を使用せず、DMF中で行われない。得られる中間生成物(トリフルオロメチル化されたイオウ種、CFSn)は、H2SO4/30%のHを用いる完全な酸化に供されて、18%の転化率(NMR分析、スキーム4)においてトリフルオロメタンスルホン酸(CFSOH)を与えた。該反応は、より高い転化率を達成するために、更に最適化することができる。
スキーム4:トリフルオロメタン(CFH)を用いる単体イオウの直接トリフルオロメチル化
Figure 2014519486
[実施例]
一般:シンクエスト(Synquest)研究所から入手したCFHを使用し、受領した状態で使用した。オルボア(Aalborg;GFC−17)から入手したガスのマスフローコントローラを使用し、CFHのためにキャリブレートされた。カリウムヘキサメチルジシラザイド(固体)は、オールドリッチから購入され、ドライボックス中でアルゴン下に保存された。カリウムヘキサメチルジシラザイドの商業的に入手可能な溶液(THF中、およびトルエン中の両方)はGelest社から購入され、受領された状態で使用された。クロロトリメチルシラン(TMSC1)を除いて、全てのクロロシラン類がGelest社から購入され、受領された状態で使用された。クロロトリメチルシランは、反応の直前に、ど水素化カルシウム上で新たに蒸留された。他の全ての求電子物質がオールドリッチ社または他の化学サプライヤー等の商業的に入手可能な源から購入され、受領された状態で使用された。特に断らない限り、全ての反応は、乾燥溶媒を用いるアルゴン雰囲気下で行われた。H、13C、29Si、11Bおよび19F−NMRは、CDC119FのためのCFC111Bのためのホウ酸、それぞれの化学シフト値のための基準としての29SiのためのTMSを含む)を用いて、400MHzのNMR装置により記録された。
実施例1
トリフルオロメチル(トリメチル)シランの製造:
1000mlの磁気スターラ付き三つ口の丸底フラスコに、市販のカリウムヘキサメチルジシラザイド(トルエン中0.6M)の376mlを加えた。この溶液を、次いで、アセトン/液体窒素冷却浴を用いて、20分の間85℃に冷却した。新たに蒸留して得たクロロトリメチルシラン(30ml)を、次いでトルエン中ヘキサメチルジシラザイドの溶液に滴下した。得られた反応混合物を、−85℃で20分間攪拌した。20分後に、CFHを1時間38分の間(15.8g、バブリング速度52.5ml/分)、反応混合物にバブリングした。CFHのバブリングの終了、得られた反応混合物を−85℃で5時間激しく攪拌した。5時間後に、得られた反応混合物を室温にゆっくり温めて、2時間室温で攪拌した。2時間後に、温度計付きのヘッド蒸留装置付きの空冷コンデンサーを装着し、反応混合物を精製した。25〜45℃の温度範囲のフラクションをマイナーなフラクションとして採取し、主要なフラクションを52〜58℃で採取した。主要なフラクションは、主にTMSCFおよび(いくらかの)TMS−Fの混合物を含有していた。このフラクションを再び蒸留して、純粋なトリフルオロメチル(トリメチル)シラン(TMSCF)を25.8g(80%の収率)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 0.27(s);13C NMR(100.5MHz):δ −5.18(s、CH)、132.23(q,JC−F=322Hz CF)。19F−NMR(376.3MHz):δ −67.3(s);29Si−NMR(79.5MHz):δ4.1(q、Si−F =37.9Hz、1 Si) 。
実施例2
トリフルオロメチル(トリエチル)シランの製造
磁気スターラ付きの250mlの丸底フラスコに、アルゴンの下に、140mlのジエチルエーテルを加えた。この反応フラスコをドライアイス/アセトン浴を用い78℃に冷却して、10分間該温度で攪拌した。10分後に、CFHをこのエーテル溶液に16分17秒バブリングした(52.5ml/分の速度で2.5gをトータルで加えて、エーテル中0.25Mの溶液を得た)。10分後に、このエーテル溶液にクロロトリエチルシラン(5.32g)反応混合物に滴下で加え、得られた反応混合物を10分間−78℃で攪拌した。10分後に、カリウムヘキサメチルジシラザイドのエーテル溶液(52ml中に7.4g、エーテル中0.625Mの溶液)を反応混合物に滴下で加え、得られた黄色がかった反応混合物を2時間−78℃で攪拌し、室温まで徐々に温めて、1時間室温で攪拌した。エーテルを真空下で除去し、得られた残渣をペンタン(150ml)中に溶解した。有機層(ペンタン)層を一回(1×30ml)水で洗浄し、冷たい濃硫酸(98%)(4×15ml)で更に洗浄して、反応で形成された大部分のシロキサンとシラノールを除去した。水のpHが中性を示すまで有機層を水(5×50ml)で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥した。溶媒(ペンタン)を真空下で除去して、粗生成物を得て、それを真空下で蒸留して、純粋な(トリフルオロメチル)トリエチルシラン 4.6g(71%の収率)を得た。
H−NMR(400MHz):0.79(q、H−H =7.9Hz、6H)、1.04(t、H−H =7.9Hz、9H)、13C−NMR(100.5MHz):δ :0.86(s、CH)、6.53(s、CH)、132.24(q,1J
C-F=324Hz、CF)、19F−NMR(376.3MHz):δ −61.3(s)、29Si−NMR(79.5MHz):7.7(q、SI−F =32Hz、1Si)。
実施例3
トリフルオロメチル(トリイソプロピル)シランの調整
クロロトリイソプロピルシラン(5.02g、26mmol、1当量)を基質として使用した以外は、例2で報告した方法と同様にして、4.6gの(トリフルオロメチル)トリイソプロピルシランを78%の収率として得た。bp 48℃/10mmHg。
H−NMR(400MHz):δ1.15(d、H−H =7.4Hz、18H)、1.31(m、3H): 13C−NMR(100.5MHz):δ9.47(s、CH)、17.9(s、CH3)、132.5(q、=325Hz JVC−F、CF3) ;19F−NMR (376.3MHz:)δ −55.4(s);29Si−NMR(79.5MHz):5.99(q、Si−F =27Hz、1Si)。
実施例4
(トリフルオロメチル)t−ブチルジメチルシランの製造
クロロ(t−ブチルジメチル)シラン(5.02g、33.3mmol、1当量)を基質として使用したこと以外は、例2で報告した方法と同様の方法で、純粋な(トリフルオロメチル)t−ブチルジメチルシランを2.6g(42.3%の収率)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 0.22(s、6H)(1.01(s、9H)) ;13C−NMR(100.5MHz):δ −8.73(s、CH)、26.0(s、C−CH)、132.0(q,Jc−F=324Hz、CF) ;19F−NMR(376.3MHz):δ −61.8(s);29Si−NMR(79.5MHz):8.33(s、Si−F =33.1Hz、1Si): 。
実施例5
トリス(トリメチルシリル)トリフルオロメチルシランの製造
クロロ(トリス(トリメチルシリル))シラン(5.25g、18.5mmol、1当量)を基質として使用したこと以外は、例2で報告したものと同様の方法で、純粋なトリス(トリメチルシリル)トリフルオロメチルシランを4.04g(68%の収率)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 0.26(s);13C−NMR(100.5MHz):δ 0.49(s、CH)(136.8(q, JC−F=328HzCF) ;19F−NMR(376.3MHz):δ −41.4(s);29Si−NMR(79.5MHz):−66.9(q、Si−F =27Hz、1Si)、−12.5(q、Si−F =4.4Hz、3 Si))。
[0000]
実施例6
ジエチルビス(トリフルオロメチル)シラン製造
それぞれ2当量のCFHとKHMDSと、ジクロロジエチルシラン(5.12g、32.5mmol、1当量)を基質として使用した以外は、例2で報告したもの方法と同様の方法で、粋なジエチルビス(トリフルオロメチル)シランを3.2g(44%の収率)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 1.08(m、CH2)(1.16(m、CH));13C−NMR(100.5MHz)δ −1.10(s、CH2)、5.55(s、CH)、128.6(qq,C−F=319Hz、3.35Hz、CF) ;19F−NMR(376.3MHz):δ −60.2(s);29Si−NMR(79.5MHz):−2.43(sept、SI−F =39.4Hz、1Si) 。
[0000]
実施例7
2,2,2−トリフルオロ−1−フェニルエタノールの製造
アルゴン下のスターラ付きの50mlの丸底フラスコに、15mlの乾燥THFを加えた。この反応フラスコをドライアイス/アセトンを用い40℃に冷却する前に、5分間アルゴンで洗い流し(flushed)、10分間該温度で攪拌した。10分後に、CFHをこのTHF溶液に2分10秒バブリングした(0.3g、4.8mmolを、52.5ml/分の速度でトータルに加えた)。この反応混合物を、10分間攪拌させた。10分後に、該反応混合物にベンズアルデヒド(0.5g、4.7mmol)を滴下で加え、得られた反応混合物を10分間−40℃で攪拌した。10分後に、反応混合物にカリウムtert−ブトキシド(4.7ml、4.7mmol、THF中の1Mの溶液)の溶液を滴下で加え、得られた黄色がかった反応混合物を1時間−40℃で攪拌して、室温まで徐々に温め、10時間室温で攪拌した。THFを真空下で除去した、得られた残渣をエーテル中に溶解して、水(25ml×2)で、次いで塩水(25ml×2)洗浄した。有機層を硫酸ナトリウム上で乾燥し、エーテルを真空下で除去して粗生成物を得た。酢酸エチル:ヘキサン(1:9)によるカラム精製により純粋生成物を無色の油0.41g(49.4%)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 2.54(d、4.53Hz、1H、OH)、5.03(m、1H、C−H)、7.42(m、3H、Ar−H)、7.48(m、2H、Ar−H) ;13C−NMR(100.5MHz):δ 67.2(q、C−CF3=34.1Hz、C−CF)、110.1、110.7、123.4(q、C-F=282.4Hz、CF)、143.6、147.1;19F−NMR(376.3MHz):δ −77.4(d,F−H=6.42Hz)):δ ;MS(EI):m/z 176、107(M−CF)、79。
実施例8
2,2,2−トリフルオロ−1−(4−メトキシフェニル)エタノールの製造
p−アニスアルデヒド(0.5g、3.67mmol、1当量)を基質として使用したこと以外は、例7で報告した方法と同様の方法で実施した。酢酸エチル:ヘキサン(3:7)によるカラム精製により、純粋生成物を無色の油0.32g(42.2%)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 2.61(ブロード、1H、OH)、3.82(s、OCH)、4.96(m、1H、C−H)、6.93(d、8.7Hz、2H、Ar−H)、7.39(m、8.4Hz、2H、Ar−H) ;13C−NMR(100.5MHz):δ 55.3(s、OCH)、77.3(q、JC_CF =32.1Hz、C−CF)、114.0、124.5(qC-F=282Hz、CF)、125.7、128.8、160.4;19F−NMR(376.3MHz):δ −75.6(d,F−H =6.4Hz):δ ;MS(EI):206(m/z)、137(M−CF)、109、77。
実施例9
2,2,2−トリフルオロ−1−m−トリルエタノールの製造
3−メチルベンズアルデヒド(0.5g、4.16mmol、1当量)を基質として使用したこと以外は、例7で報告したものと同様の方法で実施した。酢酸エチル:ヘキサン(2:8)によるカラム精製により、純粋生成物を無色の油0.27g(34.1%)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 2.31(s、Ar−CH3)、2.45(d、4.6Hz、1H、OH)、4.91(m、1H、C−H)、7.20(m、4H、Ar−H)、13C−NMR(100.5MHz):δ :21.3(s、Ar−CH)、72.7(q、C−CF3 =32Hz、C−CF)、124.0(q,C-F=282Hz、CF)、124.5、128.0、128.5、130.3、133.9、138.4;19F−NMR(376.3MHz):δ −78.8(d(F−H =6.7Hz);MS(EI):190(m/z)、121(M−CF)、91、77。
実施例10
2,2 2−トリフルオロ−1−(フラン−2−イル)エタノールの製造
フラン−2−カルバルデヒド(0.5g、5.2mmol、1当量)を基質として使用したこと以外は、例7で報告したもの同様の方法で実施した。酢酸エチル:ヘキサン(2:8)によるカラム精製により、純粋生成物を無色の油0.37g(42.8%)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 2.60(d、7.3Hz、1H、OH)、5.06(m、1H、C−H)、6.43(dd、3.39、1.87Hz、1H、Ar−H)、6.53(d、3.32Hz、1H、Ar−H)、7.48(m、1H、Ar−H):δ ;13C−NMR(100.5MHz):δ 67.3(q、C−CF3 =34Hz、C−C)、110.11、110.76、123.3(qC-F=282Hz、CF)、143.6;19F−NMR(376.3MHz):−78.5(d(JF−H =6.5Hz):δ ;MS(EI):分解。
実施例11
1−(アントラセン−9−イル)−2 ,2 ,2−トリフルオロエタノールの製造
1−アントラセンアルデヒド(0.5g、2.42mmol、1当量)を基質として使用したこと以外は、例7で報告したものと同様の方法で実施した。酢酸エチル:ヘキサン(1.5:8.5)によるカラム精製により、純粋生成物を無色の油0.34g(50.7%)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 3.0(br、1H、OH)(6.68(q、F−H=8.0Hz、1H、C−H):δ 、7.51(m、2H、Ar−H)、7.59(m、2H、Ar−H)、8.05(d、8.4Hz、2H、Ar−H)、8.16(br、1H、Ar−H)、8.56(m、1H、Ar−H)、8.99(br、1H、Ar−H);13C−NMR(100.5MHz):δ 70.1(q、C−CF3 =33Hz、C−CF)、120.0(q、C−F=227Hz、CF)、122.5、123.8、124.0、125.0、126.2、127.0、127.2、129.2、129.5、130.8、134.1;19F−NMR(376.3MHz):δ −74.5(d(F−H =8Hz):δ ;MS(EI):276(m/z)、207(M−CF3)、178。
実施例12
2,2,2−トリフルオロ−l,1−ジフェニルエタノールの製造
アルゴン下のスターラ付きの50mlの丸底フラスコに、10mlの乾燥エーテルを加えた。それをドライアイス/アセトンを用い50℃に冷却する前に、この反応フラスコを5分間アルゴンで洗い流し、10分間該温度で攪拌した。10分後に、このエーテル溶液にCFHを1分15秒バブリングした(0.19g、2.7mmolを、52.5ml/分の速度でトータルで加えた)。この反応混合物を、10分間攪拌させた。10分後に、乾燥エーテル(5ml)中ベンゾフェノン(0.5g、2.7mmol)の溶液を、反応混合物に滴下で加え、得られた反応混合物を10分間−40℃で攪拌した。10分後に、エーテル中のカリウムヘキサメチルジシラザイドの溶液(5ml中0.54g、2.7mmol)を反応混合物に滴下で加え、得られた黄色がかった反応混合物を1時間−40℃で攪拌し、室温まで徐々に温めて、10時間室温で攪拌した。反応混合物を分液ロートへ移し、5mlの1N−HClで、次いで飽和NaHC0溶液洗浄した。有機層を水(25ml×2)で、次いで塩水(25ml×2)で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥した。エーテルを真空下で除去して、粗生成物を得た。ペンタン:アセトン(9.5:0.5)によるカラム精製により、純粋生成物を無色の油0.49g(71%)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 2.90(s、1H、OH)、7.37(m、6H、Ar−H)、7.5(m、4H、Ar−H):δ ;13C−NMR(100.5MHz):δ 79.4(q、C−CF3 =28Hz、C−CF)、125.3(q、C−F=286Hz 、CF)、127.4、128.2、128.6、139.3;19F−NMR(376.3MHz):δ −74.8(s、CF);MS(EI):252(m/z)、183(M−CF)、105、77。
実施例13
2,2,2−トリフルオロ−1−(4−メトキシフェニル)−1−フェニルエタノールの製造
4−メトキシベンゾフェノン(0.5g、2.4mmol、1当量)を基質として使用したこと以外は、例12で報告したものと同様の方法で実施した。ペンタン:アセトン(9:1)によるカラム精製により、純粋生成物を無色の油0.36g(54%)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 2.87(s、1H、OH)、3.81(s、3H、Ar−CH)、6.88(m、2H、Ar−H)、7.37(m、5H、Ar−H)、7.50(m、2H、Ar−H):δ ;13C−NMR(100.5MHz):δ 55.2、79.1(q、C−CF3 =28Hz、C−C)、113.5、125.5(q,C-F=286Hz、CF)、127.3、128.1、128.5、128.7、131.5、139.5、159.5;19F−NMR(376.3MHz):δ −75.0(s、CF):δ ;MS(EI):282(m/z)、213(M−CF)、135、105、77。
実施例14
2,2,2−トリフルオロ−l−フェニル−1−p−トリルエタノールの製造
4−メチルベンゾフェノン(0.5g、2.6mmol、1当量)を基質として使用したこと以外は、例12で報告したものと同様の方法で実施した。ペンタンによるカラム精製:アセトン(9.5:0.5)は、0.36g(53%)、純粋生成物を無色の油として得た。
H−NMR(400MHz):δ 2.37(s、3H、Ar−CH3)、2.87(s、1H、OH)、7.18(m、2H、Ar−H)、7.38(m、5H、Ar−H)、7.51(m、2H、Ar−H)13C−NMR(100.5MHz):δ δ :21.0、79.3(q、C−CF3 =28Hz、C−C)、125.4(qC-F=286Hz、CF)、127.2、127.3、128.1、128.5、128.9、136.4、138.5、139.3;19F−NMR(376.3MHz):δ −74.9(s、CF3):MS(EI):266(m/z)、197(M−CF3)、119、105、91。
実施例18
2,2,2−トリフルオロ−1−(3−ニトロフェニル)−lの製造
3−ニトロベンゾフェノン(0.5g、2.2mmol、1当量)を基質として使用したこと以外は、例12で報告したものと同様の方法で実施した。ペンタン:アセトン(8.5:1.5)によるカラム精製により、フェニルエタノールを純粋生成物を無色の油(0.51g(78%)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 3.16(s、OH)、7.41(m、3H、Ar−H)、7.49(m、2H、Ar−H)、7.54(m、1H、Ar−H)、7.8(m、1H、Ar−H)、8.22(m、1H、Ar−H)、8.43(m、1H、Ar−H)、13C−NMR(100.5MHz):δ δ :79.0(q、C−CF3 =29Hz、C−CF)、122.6、123.6、124.9(q、C−F=282Hz、CF)、127.0、128.8、129.1、129.3、133.6、138.4、141.0、148.0;19F−NMR(376.3MHz):δ −74.9(s、CF):δ ;MS(EI):297(m z)、228(M−CF)、150、105、77。
実施例16
2,2,2−トリフルオロ−1−(4−フルオロフェニル)−l−フェニルエタノールの製造
4−フルオロベンゾフェノン(0.5g、2.5mmol、1当量)を基質として使用したこと以外は、例12で報告したものと同様の方法で実施した。ペンタンに:アセトン(9.5:0.5)よるカラム精製により、2純粋生成物を無色の油0.55g(81%)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 2.91(s、1H、OH)、7.05(m、2H、Ar−H)、7.38(m、3H、Ar−H)、7.48(m、4H、Ar−H):δ ;13C−NMR(100.5MHz):δ 79.1(q、C−CF3=29Hz、C−CF3)、115.0、115.2、125.2(q、C−F=286Hz、CF)、127.2、128.4、128.8、129.4、129.5、135.0、139.2、161.4、163.9;19F−NMR(376.3MHz):δ −75.0(s、CF)(−113.64(m、Ar−F):δ ;MS(EI):270(m/z)、201(M−CF)、123、95、77。
実施例17
(E)−l,l,1−トリフルオロ−2,4−ジフェニルブト−3−エン−2−オールの製造:
カルコン(0.2g、0.96mmol、1当量)を基質として使用したこと以外は、例12で報告したものと同様の方法で実施した。ペンタン:エーテル(8:2)によるカラム精製により、純粋生成物を油0.18g(67%)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 7.67(m、2H)、7.38(m、8H)、6.92(d、J =16.1Hz、1H)、6.76(d、J =16.1Hz、1H)、2.75(br、1H);13C−NMR(100.5MHz):δ 137.33、135.45、133.50、128.79、128.71、128.62、128.35、126.89、126.79、126.42、125.19(J =286Hz)、123.56、120.72、77.20(J =29.1Hz):19F−NMR(376.3MHz):δ −79.03(s、3F) 。
実施例18
(E)−1、1、1−トリフルオロ−2−(4−メトキシフェニル)−4−フェニルブト−3−エン−2−オールの製造
4−−メトキシカルコン(0.2g、0.84mmol、1当量)を基質として使用した以外は、例12と同様の方法で実施した。ペンタンエーテル(6:4)によるカラム精製により、純粋生成物を油0.16g(63%)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 7.67(m、2H)、7.39(m、5H)、6.90(m、2H)、6.81(d、J =16.0Hz、1H)、6.59(d、J =16.0Hz、1H)、3.82(s、3H)、2.84(br、1H):δ ;13C−NMR(100.5MHz):δ 159.87、137.52、133.08、128.68、128.27、128.17、126.85、125.5(J =286Hz)、124.15、114.09、77.20(J =28.7Hz)、77.00、55.28;19F−NMR(376.3MHz):δ −79.05(s、3F) 。
実施例19
(E)−1、1、1−トリフルオロ−2,4−ビス(4−フルオロフェニル)ブト−3−エン−2−オールの製造
4,4’−ジフルオロカルコン(0.2g、0.81mmol、1当量)を基質として使用した以外は、例12と同様の方法で実施したと報告した。ペンタン:エーテル(8:2)によるカラム精製により、純粋生成物0.10g(38%)を油として得た。
H−NMR(400MHz):δ 7.59 − 7.66(m、2H)、7.40(dd、J =8.7、5.3Hz、2H)、6.98 − 7.15(m、4H)、6.83(d、J =16.1Hz、1H)、6.61(d、J =16.1Hz、1H)、2.66(br、1H):δ ;13C−NMR(100.5MHz):δ 164.18、161.66、133.01、132.74、131.43、128.81、128.62、125.94、115.88、115.42、77.00;19F−NMR(376.3MHz):δ δ −79.35(s、3F)、−112.91、−113.46。
実施例20
(E)−2−(4−クロロフェニル)−l,l,1−トリフルオロ−4−フェニルブト−3−エン−2−オールの製造
4’−クロロカルコン(0.2g、0.83mmol、1当量)を基質として使用した以外は、例12で報告したものと同様の方法で実施した。ペンタン:エーテル(8:2)によるカラム精製により、純粋生成物を油0.155g(60%)として得た。
H−NMR(400MHz):δ 7.58(d、J =8.9Hz、2H)、7.38(m、8H)、6.86(d、J =16.1Hz、1H)、6.69(d、J =16.1Hz、1H)、2.66(br、1H):δ ;13C−NMR(100.5MHz):δ 135.7、135.2、134.9、134.1、128.8、128.7、128.5、128.4、126.9、126.0、124.8(J =286Hz)で(77.0(J =29.1Hz ;19F−NMR(376.3MHz):δ −79.3(s、3F) 。
実施例21
非置換芳香族ハライドのトリフルオロメチル化の一般的な方法
磁気スターラを有する10〜15mlのバイアル中で、塩化銅(I)(0.3g、3.0mmol、1当量)を加え、バイアルはアルゴン下でグローブボックス中で封入した。このバイアル中に、アルゴン下で、3mlの乾燥DMFを加え、得られた反応混合物を5分間室温で攪拌した。この反応混合物に、乾燥DMF中t−BuOKの溶液(0.68g、6.06mmol、2当量)を滴下し、得られた反応混合物を5分間室温で攪拌した。5分後に、このTHF溶液に、CFHを4分11秒のバブリング(0.636g、9.09mmolを、トータル52.5ml/分(3当量)の速度で加え)、得られた反応混合物を10分間室温で攪拌した。10分後に、トリエチルアミントリヒドロフルオリド(TRESAT−HF)(0.195g、1.21mmol、198μlの溶液を、反応混合物にニートで加えた。同じ反応混合物に、ヨードベンゼン(0.927g、4.54mmol、1.5当量)はニートで加えた、得られた反応混合物を24時間50℃で加熱した。反応混合物を室温に冷却し、次いでヘキサフルオロベンゼン(C)(0.166当量)を反応混合物に加えた、それを、10分間室温で攪拌した。反応混合物のアリコートを取り出したそのNMR(19F)を記録した。NMR収率は、NMR積分値(integratin)で測定して、表3で報告した。
実施例22
トリメトキシボレートカリウム[B(OCH)]からの(トリフルオロメチル)トリフルオロボレート(K[BF(OCH))
アルゴン下、磁気スターラ付きの10〜15mlのバイアル中に、10mlの乾燥THFを加えた。バイアル中において、5分間0〜−5℃に冷却した。10分後に、CFHを4分26秒でこのTHF溶液にバブリング(0.674g、9.62mmolにより、52.5ml/分の速度でトータルに)で加えた。この反応混合物を、10分間攪拌させた。10分後に、トリメトキシボラン(1g、9.62mmol、1.07ml)をニートなで応混合物に加えた。得られた反応混合物を、5分間0℃で攪拌した。5分後に、THF中のカリウムヘキサメチルジシラザイド(KHMDS)の溶液(1.92g、9.62mmol、1当量)を、滴下で加えた、得られた黄色がかった反応混合物を1〜2時間0℃で攪拌し、次いで反応混合物を16h一晩中ゆっくり室温に温めた。16時間後に、30mlの水を反応混合物にを加え、反応混合物を15分間攪拌した。反応混合物を、揮発性物質を除去するために、真空下で濃縮した。反応混合物を、水を除去するために、真空下でその原体積の半分に、更に濃縮した。得られた粗生成物を、ポリエチレン(NALGENE(登録商標R)ボトルへ移した。このボトルを、氷の中で冷却し、フッ化水素の48%の水溶液(6ml)をそれに加えた。得られた溶液を、12〜14時間、周囲温度で攪拌した。その後、反応混合物がわずかに酸性のままであるように、水酸化カリウム(30ml蒸留水中の3.15g)の溶液をゆっくり反応混合物に加えた。CO発生が終わるまで、重炭酸カリウムを固体として分割して(portion wise)加え、反応混合物をpHを7より高くした。水に真空下で除去し、白い固体を得た。この固体の微粉末は、乳鉢と乳棒を用いることによって形成し、該材料を、ヒートガンでフラスコの穏やかな加熱により乾燥した。粉を沸騰した300mlのアセトニトリル中に移し、熱時、濾過した。濾液を真空下で除去し、純粋生成物を白い粉(0.91g、53%収率)として得た。分析的に純粋試料を、エタノール/2−プロパノールの1:2の混合物からの再結晶により得た。
19F−NMR(376.3MHz、D2O):δ −76.7(q、J =33.6Hz、CF)(−155.0(q、J =40.7Hz、3F) ;11B NMR(128.3MHz、DO):δ 0.8(qq、J=40.7、33.6、1B)。
実施例23
トリ(n−ブチル)ボレート(K[CF−BF])からの、カリウム(トリフルオロメチル)トリフルオロボレート[B(OCHCHCHCH
アルゴン下、磁気スターラ付きの10〜15mlのバイアル中に、10mlの乾燥THFを加えた。該バイアルを、5分間0〜−5℃に冷却した。10分後、このTHF溶液にCFHを2分間バブリングした(0.304g、4.34mmolを、トータルで52.5ml/分の速度で加えた)。この反応混合物を、10分間攪拌させた。10分後に、トリメトキシボラン(1g、4.34mmol、1.17ml)をニートで反応混合物に加えた。得られた反応混合物を、5分間、0℃で攪拌した。5分後に、THF中のカリウムヘキサメチルジシラザイド(KHMDS)の溶液(0.866g、4.34mmol、1当量)を滴下で加え、得られた黄色がかった反応混合物を、1−2時間0℃で攪拌した。次いで、該反応混合物を16h、一晩中ゆっくり室温に温めるようにした。16時間後に、30mlの水を、反応混合物に加え、反応混合物を15分間攪拌した。反応混合物を、揮発性物質を除去するために、真空下で濃縮した。反応混合物を、水を除去するために、真空下でその原体積の半分に更に濃縮した。得られた粗生成物を、ポリエチレン(NALGENE(登録商標))ボトルへ移した。このボトルを氷中で冷却し、次いでフッ化水素(6ml)の48%の水溶液をそれに加えた。得られた溶液を、12〜14時間、周囲(ambient)温度で攪拌した。その後、水酸化カリウム(30mlの蒸留水中、3.15g)の溶液を、反応混合物がわずかに酸性のままになるまで、ゆっくり反応混合物に加えた。CO放出が終了するまで、重炭酸カリウムを固体として部分づつ(portion wise)加え、反応混合物のpHを、7より大とした。水を真空下で除去し、白い固体を得た。この固体の微粉末を、乳鉢(mortar)と乳棒を用いて砕くことにより製造し、ヒートガンでフラスコを穏やかに加熱することにより該材料を乾燥した。熱い間、該粉体を300mlの沸騰アセトニトリル中に移し、熱時濾過した。濾液を真空下で除去処理して、白粉として純粋生成物を得た(0.51g、66%収率)。エタノール/2−プロパノール=2:1の混合液からの再結晶により、分析的に純粋な試料を得た。
19F−NMR(376.3MHz、DO):δ −76.7(q、J=33.6Hz、CF)、−155.0(q、J=40.7Hz、3F);11B−NMR(128.3MHz、DO):δ 0.8(qq、J=40.7、33.6、IB)。
実施例24
単体イオウのトリフルオロメチル化の一般的な方法
スターラ付きの50mlの丸底フラスコへ、アルゴン下で単体イオウ(0.45g、14.2mmol、2当量)、次いで10mlの乾燥THFを加えた。この反応フラスコをアルゴンで洗い流し、それをドライアイス/アセトンを用いて78℃に冷却し、該温度で攪拌した。このTHF溶液にCFHを3分30秒バブリングした(0.5g、7.14mmolを、52.5ml/分の速度でトータルに加えた)。この反応混合物を、数分間攪拌させた。THF中のカリウムヘキサメチルジシラザイドの溶液(5ml、14.2mmol、2.84g)を反応混合物に滴下しで加え、得られた黄色がかった反応混合物を1時間、−78℃で攪拌し、室温まで徐々に温め、10時間室温で攪拌した。真空下で、反応混合物をその原体積の半分にして分液ロートへ移し、ペンタンで抽出した。有機層を水(25ml×2)で、次いで塩水(25ml×2)で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥した。ペンタンを真空下で除去して、粗生成物を得た。この粗生成物を50mlの丸底フラスコに入れ、それは6当量の30%のH水溶液および1当量のHSOで酸化して、1h室温で攪拌させた。1hの後、19F−NMRを記録して、粗生成物のトリフルオロメタンスルホン酸への完全な変換が示された(19F−NMRスペクトルの唯一のピークとして、−78ppm)。
したがって、本発明は、基質をトリフルオロメチル化するために適切な条件下で、アルコキシド(ポリアルコキシド)またはシラザン(ポリシラザン)の金属塩の存在下で、フルオロメチル化可能な基質をトリフルオロメチル化するために、トリフルオロメチル化剤を使用することを示すものである。本発明においては、フルオロメチル化可能な基質は、好ましくは、アルデヒド類、ケトン類、カルコン類、エステル類、アルキルハライド類、アルキルフォルメート類、アリールハライド類、アルキルボレート類、およびイオウからなる群から選ばれる化合物を含む。

Claims (21)

  1. 基質をトリフルオロメチル化するために適切な条件下、塩基の存在下で、フルオロメチル化可能な基質を、トリフルオロメチル化剤と反応させることを含む、トリフルオロメチル化生成物の製造方法であって;
    フルオロメチル化可能な基質が、クロロシラン類、エステル類等のカルボニル化合物類、アリールハライド類、アルデヒド類、ケトン類、カルコン類、アルキルフォルメート類、アルキルハライド類、アリールハライド類、アルキルボレート類、二酸化炭素、およびイオウからなる群から選ばれる化合物を含む製造方法。
  2. 前記トリフルオロメチル化剤が、トリフルオロメタンである請求項1の方法。
  3. 前記基質が、クロロトリメチルシラン、クロロトリエチルシラン、クロロトリイソプロピルシラン、クロロ(t−ブチルジメチル)シラン、クロロ(トリス(トリメチルシリル)シラン、ジクロロジエチルシラン、ベンズアルデヒド、p−アニスアルデヒド、3−メチルベンズアルデヒド、1−アントラセンアルデヒド,フラン−2−カルボキサルデヒド、ベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、3−ニトロベンゾフェノン、4−フルオロベンゾフェノン、カルコン、4−メトキシカルコン、4’−ニトロカルコン、4,4’−ジフルオロカルコン、4’−クロロカルコン、メチルベンゾエート、臭化ベンジル、ヨードベンゼン、1−ヨードナフタレン、2−ヨードアニソール、3−ニトロヨードベンゼン、2−ヨードトルエン、3−ヨード−2−メトキシニトロベンゼン、3−ヨードベンゾトリフルオリド、2−ヨードピリジン、3−ヨードピリジン、トリメトキシボレート、トリブチルボレート、単体イオウ、メチルフォルメート、またはエチルフォルメートを含む請求項1の方法。
  4. 前記ケトンまたはカルボニル化合物が、エノレート化不可な化合物である請求項1の方法。
  5. 前記反応が、溶媒の存在下で行われる請求項1の方法。
  6. アリールハライドのトリフルオロメチル化が、極性の非プロトン溶媒の存在下で行われる請求項5の方法。
  7. 前記溶媒が、テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルエーテル、ポリエーテル、トルエン、ベンゼン等の炭化水素、ジメチルエーテル、ジメトキシメタン(Glyme)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルピロリドン(NMP)、ヘキサメチルリントリアミド(HMPA)、ジメチルスルホキシド(DMSO)であり、好ましくはジメチルホルムアミド(DMF)である請求項5の方法。
  8. 前記塩基が、アルコキシド、ポリアルコキシド、またはポリシラザン類、シラザンのアルカリ金属塩、またはそれらの組合せを含む請求項1の方法。
  9. 前記反応の条件が、約−90℃〜130℃の温度、30分〜24時間を含む請求項1の方法。
  10. 前記フルオロメチル化可能な基質が、クロロシラン類、アルデヒド、メチルベンゾエート、カルコン、またはエノレート化不可なケトン類を含み;トリフルオロメチル化剤がトリフルオロメタンであり;塩基が、アルコキシド(ポリアルコキシド)、またはポリシラザン類、シラザンのアルカリ金属塩、またはそれらの組合せを含み;該方法が、基質とトリフルオロメチル化剤を含む混合物に塩基を加えて、反応混合物を形成し、約−80℃〜−70℃で該反応混合物を攪拌し、反応混合物をほぼ室温に温め、基質をトリフルオロメチル化することを更に含む請求項1の方法。
  11. 前記反応混合物が、約2〜20時間、室温に温められる請求項10の方法。
  12. 前記フルオロメチル化可能な基質がハロシランを含み;トリフルオロメチル化剤はトリフルオロメタンであり;塩基が、アルコキシド、ポリアルコキシドまたはポリシラザン類、シラザンのアルカリ金属塩、またはそれらの組合せを含み;該方法が、ハロシランと塩基の混合物にトリフルオロメチル化剤を加えるか、またはトリフルオロメチル化剤とシリルハライドの混合物に塩基を加えるか、またはそれらの組合せのいずれかにより反応混合物を形成し、−85℃〜室温で該反応混合物を攪拌して基質をトリフルオロメチル化する請求項1の方法。
  13. 前記フルオロメチル化可能な基質が、カルボニル基を含む基質を含み;トリフルオロメチル化剤がトリフルオロメタンであり;塩基が、アルコキシド、ポリアルコキシドまたはポリシラザン類、シラザンのアルカリ金属塩、またはそれらの組合せを含み;該方法が、カルボニル基を含む基質と塩基の混合物にトリフルオロメチル化剤を加えるか、またはトリフルオロメチル化剤と、カルボニル基を含む基質混合物に塩基を加えるか、またはこれらの組合せのいずれかにより反応混合物を形成し、−50℃〜室温で該反応混合物を攪拌して基質をトリフルオロメチル化する請求項1の方法。
  14. 前記フルオロメチル化可能な基質がアリールハライドを含み;トリフルオロメチル化剤がトリフルオロメタンであり;塩基が、アルコキシド(ポリアルコキシド)またはポリシラザン類、シラザンのアルカリ金属塩、またはそれらの組合せを含み;該方法のうちの1つが、銅ハライド、1〜10のヘテロ原子を含む複素環リガンド、溶媒およびアリールハライドの混合物にトリフルオロメチル化剤を加え;塩基を加えて反応混合物を形成し、該反応混合物を約80〜120℃で攪拌し、該反応混合物をほぼ室温に冷却して前記基質をトリフルオロメチル化することを更に含み、および
    他の方法が、銅ハライドと塩基の混合物にトリフルオロメチル化剤を加え;添加剤およびアリールハライドを加えて反応混合物を形成し、該反応混合物を約50℃で攪拌し、該反応混合物をほぼ室温に冷却して前記基質をトリフルオロメチル化することを更に含む、請求項1の方法。
  15. 前記フルオロメチル化可能な基質がトリアルキルボレート類を含み、それが「その場」でトリフルオロメチルトリフルオロボレート類に変換される請求項1の方法。
  16. 前記フルオロメチル化可能な基質がトリアルキルボレート基を含む基質を含み;トリフルオロメチル化剤がトリフルオロメタンであり;塩基が、アルコキシド、ポリアルコキシドまたはポリシラザン類、シラザンのアルカリ金属塩、またはそれらの組合せを含み;該方法が、トリフルオロメチル化剤とトリアルキルボレート基を含む基質の混合物に塩基を加えるか、またはそれらの組合せにより、反応混合物を形成し、該該反応混合物を−5℃〜室温で攪拌して前記基質をトリフルオロメチル化し、フッ素化剤を加えて該反応混合物を12〜24時間室温で攪拌することを更に含む、請求項1の方法。
  17. 前記フルオロメチル化可能な基質が単体イオウであり、それがトリフルオロメチル化中間体にトリフルオロメチル化され、それが次いでトリフルオロメタンスルホン酸に「その場」で酸化される請求項1の方法。
  18. 前記フルオロメチル化可能な基質がイオウ原子を含む基質、好ましくは単体イオウを含み;トリフルオロメチル化剤がトリフルオロメタンであり;塩基が、アルコキシド、ポリアルコキシドまたはポリシラザン類、シラザンのアルカリ金属塩、またはそれらの組合せを含み;該方法が、トリフルオロメチル化剤とイオウ原子を含む基質、好ましくは単体イオウの混合物に、塩基を加え;またはそれらの組合せにより反応混合物を形成し、該反応混合物を−78℃〜室温で攪拌して基質をトリフルオロメチル化し、次いで酸化剤、酸を加えて、該反応混合物を12〜24時間攪拌することを更に含む請求項1の方法。
  19. 前記反応混合物が磁気攪拌または機械的攪拌の方法によって常に激しく攪拌される請求項1の方法。
  20. 前記トリフルオロメチル化した基質が、トリフルオロメチル(トリメチル)シラン、トリフルオロメチル(トリエチル)シラン、トリフルオロメチル(トリイソプロピル)シラン、(トリフルオロメチル)t−ブチルジメチルシラン、トリス(トリメチルシリル)トリフルオロメチルシラン、ジエチルビス(トリフルオロメチル)シラン、2,2,2−トリフルオロ−1−フェニルエタノール、2,2,2−トリフルオロ−1−(4−メトキシフェニル)エタノール、2,2,2−トリフルオロ−1−m−トリルエタノール、2,2,2−トリフルオロ−1−(フラン−2−イル)エタノール、1−(アントラセン−9−イル)−2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,2−トリフルオロ−1、1−ジフェニルエタノール、2,2,2−トリフルオロ−1−(4−メトキシフェニル)−1−フェニルエタノール、2,2,2−トリフルオロ−1−フェニル−1−p−トリルエタノール、2,2,2−トリフルオロ−1−(3−ニトロフェニル)−1−フェニルエタノール、2,2,2−トリフルオロ−1−(4−フルオロフェニル)−1−フェニルエタノール、(E)−1、1、1−トリフルオロ−2,4−ジフェニルブト−3−エン−2−オール、(E)−1、1、1−トリフルオロ−2−(4−メトキシフェニル)−4−フェニルブト−3−エン−2−オール、(E)−1,1,1−トリフルオロ−2−(4−ニトロフェニル)−4−フェニルブト−3−エン−2−オール、(E)−1,1,1−トリフルオロ−2,4−ビス(4−フルオロフェニル)ブト−3−エン−2−オール、(E)−2−(4−クロロフェニル)−1,1,1−トリフルオロ−4−フェニルブト−3−エン−2−オール、2,2,2−トリフルオロ−1−フェニルエタノン、2,2,2−トリフルオロエチル)ベンゼン、(トリフルオロメチル)ベンゼン、1−トリフルオロメチルナフタレン、1−メトキシ−2−(トリフルオロメチル)ベンゼン、1−ニトロ−3−(トリフルオロメチル)ベンゼン、1−メチル−2−(トリフルオロメチル)ベンゼン、2−メトキシ−1−ニトロ−3−(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、2−(トリフルオロメチル)ピリジン、3−(トリフルオロメチル)ピリジン、カリウム(トリフルオロメチル)トリフルオロボレート、トリフルオロメタンスルホン酸、1−メトキシ−2,2,2−トリフルオロエタノール、または1−エトキシ−2,2,2−トリフルオロエタノールである請求項1の方法。
  21. 基質をトリフルオロメチル化するために適切な条件下で、塩基の存在下で、フルオロメチル化可能な基質をトリフルオロメチル化するためのトリフルオロメチル化剤の使用であって;該フルオロメチル化可能な基質が、カルボニル化合物類、クロロシラン類、エステル類、アリールハライド類、アルデヒド類、ケトン類、カルコン類、アルキルハライド類、アルキルフォルメート類、アルキルボレート類、二酸化炭素、およびイオウからなる群から選ばれる化合物を含む使用。
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