JP3891774B2 - ビナフトールのビストリフレート体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２，２’−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−１，１’−ビナフチルの製造方法に関する。該物質は、触媒的不斉合成のためのキラル配位子として重要な２，２’−ビス（ジフェニルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル（以下、「ＢＩＮＡＰ」）の前駆体として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
ビナフトールのビストリフレート体の製造方法としては、例えば、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ １９９０年、９８５頁、米国特許５３９９７７１号明細書、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ ７６巻、６頁に記載があり、ビナフトールを、有機塩基の存在下、トリフルオロメタンスルホン酸無水物と反応させ合成している。また、ＷＯ９９／３６３９７号公報においては、ＢＩＮＡＰ類の前駆体としての、ビナフトール類のビスパーフルオロアルカンスルホネート体の製造方法が記載されており、ビナフトール類を、有機塩基の存在下、パーフルオロアルカンスルホニルハライド（ＣnＦ2n+1ＳＯ2Ｘ、但し、ｎは４〜１０、Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ）、または、パーフルオロアルカンスルホン酸無水物（（ＣnＦ2n+1ＳＯ2）2Ｏ、但し、ｎは４〜１０）と反応させ合成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ビナフトールのビストリフレート体の製造方法は、トリフルオロメタンスルホニル化剤として、トリフルオロメタンスルホン酸無水物を用いる例が知られているのみである。
【０００４】
トリフルオロメタンスルホン酸無水物は、下記反応式で示す通り、電解フッ素化で得られるトリフルオロメタンスルホニルフルオライドを加水分解してトリフルオロメタンスルホン酸に変換後、脱水縮合することにより製造されている。
【０００５】
ＣＦ3ＳＯ2Ｆ → ＣＦ3ＳＯ3Ｈ → （ＣＦ3ＳＯ2）2Ｏ
また、トリフルオロメタンスルホン酸無水物には、トリフルオロメタンスルホニル基が２つ存在するにもかかわらず、一つは脱離基（ＴｆＯ-＝ＣＦ3ＳＯ3 -）として働くため、ビナフトールのビストリフレート体に導入されるのは一つのみである。
【０００６】
従って、上記２つの理由から、トリフルオロメタンスルホニル化剤として、トリフルオロメタンスルホン酸無水物を用いるより、トリフルオロメタンスルホニルフルオライドを用いる方が明らかに有利である。
【０００７】
しかしながら、トリフルオロメタンスルホニルフルオライドは、常温・常圧において、揮発性が高く（沸点 −２０℃）、取り扱いが非常に困難である。
【０００８】
この問題点を回避するため、ＷＯ９９／３６３９７号公報では、常温・常圧において、揮発性が低いパーフルオロアルカンスルホニル化剤、例えば、パーフルオロ−１−ブタンスルホニルフルオライド（沸点 ６４℃）を用い、耐圧反応容器等の特殊な反応装置を使用することなく、一般的なスルホニル化の反応条件を採用することで、対象とするパーフルオロ−１−ブタンスルホニル化が、常温・常圧において、実施できることを明らかにしている。
【０００９】
ところが、上記の公報においても、最終的な目的はＢＩＮＡＰ類の合成であるため、多くのフッ素原子を持つ脱離基を導入することは、原子経済性（アトムエコノミー）の観点から非常に不利である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の問題点の究極的な解決策、つまり、常温・常圧において、揮発性が高いトリフルオロメタンスルホニルフルオライドを用いるビナフトールのビストリフレート体の製造方法において、耐圧反応容器等の特殊な反応装置を必要としない反応条件を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、反応溶媒として極性溶媒を用いることにより、反応が低温下、速やかに進行し、反応容器内の圧力が殆ど上がらず、実質的には、耐圧反応容器等の特殊な反応装置を必要としない反応条件を見出すことができ本発明に至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、式１
【００１３】
【化３】
【００１４】
で示される化合物の製造方法であって、式２
【００１５】
【化４】
【００１６】
で示される化合物を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１−メチル−２−ピロリジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ヘキサメチルリン酸トリアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルから選ばれる極性溶媒中、有機塩基の存在下、−６０〜１０℃でトリフルオロメタンスルホニルフルオライドと反応させることからなる、式１で示される化合物の製造方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のビナフトールのビストリフレート体の製造方法について詳細に説明する。
【００１９】
本発明において用いられる出発原料は、ビナフトールであり、その立体化学が、Ｒ体、Ｓ体、または、ラセミ体のものを用いることができる。本反応ではラセミ化が起こらないので、目的に応じて立体異性体を適宜使い分けることにより、Ｒ体、Ｓ体、または、ラセミ体のビストリフレート体を得ることができる。
【００２０】
本発明において用いられるトリフルオロメタンスルホニル化剤は、トリフルオロメタンスルホニルフルオライドである。
【００２１】
本発明において用いられるトリフルオロメタンスルホニル化剤の使用量は、ビナフトール１モルに対して、２モル以上使用すればよく、２〜１０モルが好ましく、特に、２〜５モルがより好ましい。
【００２２】
本発明において用いられる有機塩基は、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリｎ−プロピルアミン、トリｎ−ブチルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルアミノピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ジメチルベンジルアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、１，４−ジアザビシクロ（２，２，２）オクタン、ピリジン、２，４，６−トリメチルピリジン、ピリミジン、ピリダジン、３，５−ルチジン、２，６−ルチジン、２，４−ルチジン、２，５−ルチジン、３，４−ルチジン等が挙げられる。その中でも、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリｎ−プロピルアミンが好ましく、特に、トリエチルアミンがより好ましい。
【００２３】
本発明において用いられる有機塩基の使用量は、ビナフトール１モルに対して、２モル以上使用すればよく、２〜１０モルが好ましく、特に、２〜５モルがより好ましい。
【００２４】
本発明において用いられる極性溶媒は、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１−メチル−２−ピロリジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ヘキサメチルリン酸トリアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられる。その中でも、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１−メチル−２−ピロリジノン、アセトニトリルが好ましく、特に、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトニトリルがより好ましい。これらの極性溶媒は、単独または組み合わせて用いることができる。
【００２５】
本発明の特徴は、反応溶媒として極性溶媒を用いることにあり、この溶媒効果について詳細に述べる。一般に、揮発性が高い試薬を用いる場合、出来るだけ低い反応温度（＝低い蒸気圧）で速やかに反応を進行させることにより、反応装置の耐圧性等への負荷を最小限にすることができる。そこで、トリフルオロメタンスルホニルフルオライドの沸点（−２０℃）付近での、反応溶媒の違いによる反応の変換率を比較した。比較対照には、ＷＯ９９／３６３９７号公報で、最も好ましい反応溶媒として実施例１に用いられている塩化メチレンを採用した。比較実験の結果を下記表１に簡単にまとめた。詳細な反応条件や実験操作は後記の対応する比較例および実施例を参照されたい。
【００２６】
【表１】
【００２７】
上記表１の結果より、極性溶媒を用いることにより、反応が低温下、速やかに進行し、実施例３と４においては、最終的に０℃まで昇温しているにもかかわらず、既に大部分のトリフルオロメタンスルホニルフルオライドが消費されているため、反応容器内の圧力は殆ど上がらず、実質的には、耐圧反応容器等の特殊な反応装置を必要としなかった。
【００２８】
このように極性溶媒を用いることにより、反応が低温下、速やかに進行した理由として、１．低温下での反応溶媒に対するビナフトールの溶解度が著しく改善されたこと（特に、溶解性が悪いラセミ体では顕著）、２．トリフルオロメタンスルホニル化反応自体が加速されたことの２点を挙げることができる。
【００２９】
本発明において用いられる極性溶媒の使用量は、反応が低温下、速やかに進行するのに充分な溶解度が確保できる量以上使用すればよく、ビナフトール１モルに対して、１〜１０Ｌが好ましく、特に、１．５〜５Ｌがより好ましい。
【００３０】
本発明における反応温度は、トリフルオロメタンスルホニルフルオライド（沸点 −２０℃）が液化注入できる温度から反応容器内の圧力が著しく上がらない温度範囲とする。特に−６０〜１０℃が好ましく、−５０〜０℃がより好ましい。
【００３１】
本発明における後処理は、反応終了後、通常の後処理操作を行うことにより、粗生成物を得ることができる。得られた粗生成物は、必要に応じて、活性炭、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の精製操作を行うことにより、目的のビナフトールのビストリフレート体を高い純度で得ることができる。
【００３２】
以下、実施例により本発明の実施の形態を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３３】
［比較例１］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＣＨ2Ｃｌ2／−３０℃・１時間
塩化メチレン ２２ｍｌ（２．２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（±）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２．９９ｇ（２９．６ｍｍｏｌ、２．９６ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−３０℃に冷却し（固化／撹拌不可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３．５１ｇ（２３．１ｍｍｏｌ、２．３１ｅｑ）を液化注入し、１時間放置した（部分溶解／撹拌不可）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸１２０ｍｌを加え、塩化メチレン ５０ｍｌで抽出し、液クロ分析により変換率を求めたところ、２３％であった。
液クロ条件：ＹＭＣ−Ｐａｃｋ ＯＤＳ−ＡＭ３１２、ＣＨ3ＣＮ：Ｈ2Ｏ＝７０：３０、２２０ｎｍ、カラム温度３０℃、流量１ｍｌ／ｍｉｎ
【００３４】
［実施例１］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＣＨ3ＣＮ／−３０℃・１時間
アセトニトリル ２２ｍｌ（２．２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（±）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２．９９ｇ（２９．６ｍｍｏｌ、２．９６ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−３０℃に冷却し（固化／撹拌不可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３．５１ｇ（２３．１ｍｍｏｌ、２．３１ｅｑ）を液化注入し、１時間放置した（部分溶解／撹拌不可）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 １２０ｍｌを加え、塩化メチレン ５０ｍｌで抽出し、液クロ分析により変換率を求めたところ、７３％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００３５】
［実施例２］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＤＭＦ／−３０℃・１時間
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド ２２ｍｌ（２．２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（±）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２．９９ｇ（２９．６ｍｍｏｌ、２．９６ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−３０℃に冷却し、（均一溶液／撹拌可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３．５１ｇ（２３．１ｍｍｏｌ、２．３１ｅｑ）を液化注入し、１時間撹拌した（均一溶液／撹拌可）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 １２０ｍｌを加え、塩化メチレン ５０ｍｌで抽出し、液クロ分析により変換率を求めたところ、８５％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００３６】
［比較例２］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＣＨ2Ｃｌ2／−３０℃→０℃・１時間
塩化メチレン ２２ｍｌ（２．２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（±）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２．９９ｇ（２９．６ｍｍｏｌ、２．９６ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−３０℃に冷却し（固化／撹拌不可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３．５１ｇ（２３．１ｍｍｏｌ、２．３１ｅｑ）を液化注入し、０℃で１時間放置した（部分溶解／撹拌不可）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 １２０ｍｌを加え、塩化メチレン ５０ｍｌで抽出し、液クロ分析により変換率を求めたところ、７３％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００３７】
［実施例３］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＣＨ3ＣＮ／−３０℃→０℃・１時間
アセトニトリル ２２ｍｌ（２．２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（±）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２．９９ｇ（２９．６ｍｍｏｌ、２．９６ｅｑ）を加え、室温下、撹拌しながら溶解させ、−３０℃に冷却し（固化／撹拌不可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３．５１ｇ（２３．１ｍｍｏｌ、２．３１ｅｑ）を液化注入し、０℃で１時間撹拌した（均一溶液／撹拌可）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 １２０ｍｌを加え、塩化メチレン ５０ｍｌで抽出し、液クロ分析により変換率を求めたところ、＞９９％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００３８】
［実施例４］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＤＭＦ／−３０℃→０℃・１時間
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド ２２ｍｌ（２．２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（±）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２．９９ｇ（２９．６ｍｍｏｌ、２．９６ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−３０℃に冷却し（均一溶液／撹拌可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３．５１ｇ（２３．１ｍｍｏｌ、２．３１ｅｑ）を液化注入し、０℃で１時間撹拌した（均一溶液／撹拌可）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 １２０ｍｌを加え、塩化メチレン ５０ｍｌで抽出し、液クロ分析により変換率を求めたところ、＞９９％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００３９】
［実施例５］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＣＨ3ＣＮ／−５０℃→０℃・１時間
アセトニトリル ２００ｍｌ（２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（Ｒ）−（＋）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２８．６ｇ（１００ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２９．３ｇ（２９０ｍｍｏｌ、２．９ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−５０℃に冷却し（懸濁／攪拌可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３９．５ｇ（２６０ｍｍｏｌ、２．６ｅｑ）を液化注入し、１時間かけて０℃まで昇温した（均一溶液／撹拌可、反応容器内の圧力：〜０．０３ＭＰａ）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 ４００ｍｌを加え、トルエン ６００ｍｌで抽出し、有機層を濃縮し、粗生成物を定量的収率で得た。粗生成物の液クロ分析により変換率を求めたところ、＞９９％であった。粗生成物をｎ−ヘキサン１１０ｍｌから再結晶し、白色結晶４４．９ｇを得た（トータル収率は８２％）。再結晶品の液クロ純度は＞９９％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００４０】
また、再結晶品の旋光度よりラセミ化が起こっていないことを確認した。
他の機器データは文献値（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ、７６巻、６頁）と一致した。また、（Ｓ）−（−）−１，１’−ビ−２−ナフトールについても同様に行い、（Ｓ）−（−）−１，１’−ビ−２−ナフトールのビストリフレート体を得た。
【００４１】
［実施例６］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＤＭＦ／−５０℃→０℃・１時間
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド ２００ｍｌ（２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（Ｒ）−（＋）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２８．６ｇ（１００ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２９．３ｇ（２９０ｍｍｏｌ、２．９ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−５０℃に冷却し（均一溶液／撹拌可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３９．５ｇ（２６０ｍｍｏｌ、２．６ｅｑ）を液化注入し、１時間かけて０℃まで昇温した（均一溶液／撹拌可、反応容器内の圧力〜：０．０３ＭＰａ）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 ４００ｍｌを加え、トルエン ６００ｍｌで抽出し、有機層を濃縮し、粗生成物を定量的収率で得た。粗生成物の液クロ分析により変換率を求めたところ、＞９９％であった。粗生成物をｎ−ヘキサン１１０ｍｌから再結晶し、白色結晶４３．１ｇを得た（トータル収率は７８％）。再結晶品の液クロ純度は＞９９％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００４２】
また、再結晶品の旋光度よりラセミ化が起こっていないことを確認した。
比旋光度：［α］26 D＝−１４０．３°（ｃ＝１．０１０、ＣＨＣｌ3）
（Ｓ）−ビストリフレート体の文献値：実施例５に記載
他の機器データは文献値（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ、７６巻、６頁）と一致した。
【００４３】
また、（Ｓ）−（−）−１，１’−ビ−２−ナフトールについても同様に行い、（Ｓ）−（−）−１，１’−ビ−２−ナフトールのビストリフレート体を得た。
【００４４】
【発明の効果】
常温・常圧において、揮発性が高いトリフルオロメタンスルホニルフルオライドを用いるビナフトールのビストリフレート体の製造方法において、耐圧反応容器等の特殊な反応装置を必要とせず製造できる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、２，２’−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−１，１’−ビナフチルの製造方法に関する。該物質は、触媒的不斉合成のためのキラル配位子として重要な２，２’−ビス（ジフェニルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル（以下、「ＢＩＮＡＰ」）の前駆体として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
ビナフトールのビストリフレート体の製造方法としては、例えば、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ １９９０年、９８５頁、米国特許５３９９７７１号明細書、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ ７６巻、６頁に記載があり、ビナフトールを、有機塩基の存在下、トリフルオロメタンスルホン酸無水物と反応させ合成している。また、ＷＯ９９／３６３９７号公報においては、ＢＩＮＡＰ類の前駆体としての、ビナフトール類のビスパーフルオロアルカンスルホネート体の製造方法が記載されており、ビナフトール類を、有機塩基の存在下、パーフルオロアルカンスルホニルハライド（ＣnＦ2n+1ＳＯ2Ｘ、但し、ｎは４〜１０、Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ）、または、パーフルオロアルカンスルホン酸無水物（（ＣnＦ2n+1ＳＯ2）2Ｏ、但し、ｎは４〜１０）と反応させ合成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ビナフトールのビストリフレート体の製造方法は、トリフルオロメタンスルホニル化剤として、トリフルオロメタンスルホン酸無水物を用いる例が知られているのみである。
【０００４】
トリフルオロメタンスルホン酸無水物は、下記反応式で示す通り、電解フッ素化で得られるトリフルオロメタンスルホニルフルオライドを加水分解してトリフルオロメタンスルホン酸に変換後、脱水縮合することにより製造されている。
【０００５】
ＣＦ3ＳＯ2Ｆ → ＣＦ3ＳＯ3Ｈ → （ＣＦ3ＳＯ2）2Ｏ
また、トリフルオロメタンスルホン酸無水物には、トリフルオロメタンスルホニル基が２つ存在するにもかかわらず、一つは脱離基（ＴｆＯ-＝ＣＦ3ＳＯ3 -）として働くため、ビナフトールのビストリフレート体に導入されるのは一つのみである。
【０００６】
従って、上記２つの理由から、トリフルオロメタンスルホニル化剤として、トリフルオロメタンスルホン酸無水物を用いるより、トリフルオロメタンスルホニルフルオライドを用いる方が明らかに有利である。
【０００７】
しかしながら、トリフルオロメタンスルホニルフルオライドは、常温・常圧において、揮発性が高く（沸点 −２０℃）、取り扱いが非常に困難である。
【０００８】
この問題点を回避するため、ＷＯ９９／３６３９７号公報では、常温・常圧において、揮発性が低いパーフルオロアルカンスルホニル化剤、例えば、パーフルオロ−１−ブタンスルホニルフルオライド（沸点 ６４℃）を用い、耐圧反応容器等の特殊な反応装置を使用することなく、一般的なスルホニル化の反応条件を採用することで、対象とするパーフルオロ−１−ブタンスルホニル化が、常温・常圧において、実施できることを明らかにしている。
【０００９】
ところが、上記の公報においても、最終的な目的はＢＩＮＡＰ類の合成であるため、多くのフッ素原子を持つ脱離基を導入することは、原子経済性（アトムエコノミー）の観点から非常に不利である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の問題点の究極的な解決策、つまり、常温・常圧において、揮発性が高いトリフルオロメタンスルホニルフルオライドを用いるビナフトールのビストリフレート体の製造方法において、耐圧反応容器等の特殊な反応装置を必要としない反応条件を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、反応溶媒として極性溶媒を用いることにより、反応が低温下、速やかに進行し、反応容器内の圧力が殆ど上がらず、実質的には、耐圧反応容器等の特殊な反応装置を必要としない反応条件を見出すことができ本発明に至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、式１
【００１３】
【化３】
で示される化合物の製造方法であって、式２
【００１５】
【化４】
で示される化合物を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１−メチル−２−ピロリジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ヘキサメチルリン酸トリアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルから選ばれる極性溶媒中、有機塩基の存在下、−６０〜１０℃でトリフルオロメタンスルホニルフルオライドと反応させることからなる、式１で示される化合物の製造方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のビナフトールのビストリフレート体の製造方法について詳細に説明する。
【００１９】
本発明において用いられる出発原料は、ビナフトールであり、その立体化学が、Ｒ体、Ｓ体、または、ラセミ体のものを用いることができる。本反応ではラセミ化が起こらないので、目的に応じて立体異性体を適宜使い分けることにより、Ｒ体、Ｓ体、または、ラセミ体のビストリフレート体を得ることができる。
【００２０】
本発明において用いられるトリフルオロメタンスルホニル化剤は、トリフルオロメタンスルホニルフルオライドである。
【００２１】
本発明において用いられるトリフルオロメタンスルホニル化剤の使用量は、ビナフトール１モルに対して、２モル以上使用すればよく、２〜１０モルが好ましく、特に、２〜５モルがより好ましい。
【００２２】
本発明において用いられる有機塩基は、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリｎ−プロピルアミン、トリｎ−ブチルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルアミノピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ジメチルベンジルアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、１，４−ジアザビシクロ（２，２，２）オクタン、ピリジン、２，４，６−トリメチルピリジン、ピリミジン、ピリダジン、３，５−ルチジン、２，６−ルチジン、２，４−ルチジン、２，５−ルチジン、３，４−ルチジン等が挙げられる。その中でも、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリｎ−プロピルアミンが好ましく、特に、トリエチルアミンがより好ましい。
【００２３】
本発明において用いられる有機塩基の使用量は、ビナフトール１モルに対して、２モル以上使用すればよく、２〜１０モルが好ましく、特に、２〜５モルがより好ましい。
【００２４】
本発明において用いられる極性溶媒は、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１−メチル−２−ピロリジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ヘキサメチルリン酸トリアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられる。その中でも、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１−メチル−２−ピロリジノン、アセトニトリルが好ましく、特に、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトニトリルがより好ましい。これらの極性溶媒は、単独または組み合わせて用いることができる。
【００２５】
本発明の特徴は、反応溶媒として極性溶媒を用いることにあり、この溶媒効果について詳細に述べる。一般に、揮発性が高い試薬を用いる場合、出来るだけ低い反応温度（＝低い蒸気圧）で速やかに反応を進行させることにより、反応装置の耐圧性等への負荷を最小限にすることができる。そこで、トリフルオロメタンスルホニルフルオライドの沸点（−２０℃）付近での、反応溶媒の違いによる反応の変換率を比較した。比較対照には、ＷＯ９９／３６３９７号公報で、最も好ましい反応溶媒として実施例１に用いられている塩化メチレンを採用した。比較実験の結果を下記表１に簡単にまとめた。詳細な反応条件や実験操作は後記の対応する比較例および実施例を参照されたい。
【００２６】
【表１】
上記表１の結果より、極性溶媒を用いることにより、反応が低温下、速やかに進行し、実施例３と４においては、最終的に０℃まで昇温しているにもかかわらず、既に大部分のトリフルオロメタンスルホニルフルオライドが消費されているため、反応容器内の圧力は殆ど上がらず、実質的には、耐圧反応容器等の特殊な反応装置を必要としなかった。
【００２８】
このように極性溶媒を用いることにより、反応が低温下、速やかに進行した理由として、１．低温下での反応溶媒に対するビナフトールの溶解度が著しく改善されたこと（特に、溶解性が悪いラセミ体では顕著）、２．トリフルオロメタンスルホニル化反応自体が加速されたことの２点を挙げることができる。
【００２９】
本発明において用いられる極性溶媒の使用量は、反応が低温下、速やかに進行するのに充分な溶解度が確保できる量以上使用すればよく、ビナフトール１モルに対して、１〜１０Ｌが好ましく、特に、１．５〜５Ｌがより好ましい。
【００３０】
本発明における反応温度は、トリフルオロメタンスルホニルフルオライド（沸点 −２０℃）が液化注入できる温度から反応容器内の圧力が著しく上がらない温度範囲とする。特に−６０〜１０℃が好ましく、−５０〜０℃がより好ましい。
【００３１】
本発明における後処理は、反応終了後、通常の後処理操作を行うことにより、粗生成物を得ることができる。得られた粗生成物は、必要に応じて、活性炭、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の精製操作を行うことにより、目的のビナフトールのビストリフレート体を高い純度で得ることができる。
【００３２】
以下、実施例により本発明の実施の形態を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３３】
［比較例１］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＣＨ2Ｃｌ2／−３０℃・１時間
塩化メチレン ２２ｍｌ（２．２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（±）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２．９９ｇ（２９．６ｍｍｏｌ、２．９６ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−３０℃に冷却し（固化／撹拌不可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３．５１ｇ（２３．１ｍｍｏｌ、２．３１ｅｑ）を液化注入し、１時間放置した（部分溶解／撹拌不可）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸１２０ｍｌを加え、塩化メチレン ５０ｍｌで抽出し、液クロ分析により変換率を求めたところ、２３％であった。
液クロ条件：ＹＭＣ−Ｐａｃｋ ＯＤＳ−ＡＭ３１２、ＣＨ3ＣＮ：Ｈ2Ｏ＝７０：３０、２２０ｎｍ、カラム温度３０℃、流量１ｍｌ／ｍｉｎ
【００３４】
［実施例１］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＣＨ3ＣＮ／−３０℃・１時間
アセトニトリル ２２ｍｌ（２．２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（±）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２．９９ｇ（２９．６ｍｍｏｌ、２．９６ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−３０℃に冷却し（固化／撹拌不可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３．５１ｇ（２３．１ｍｍｏｌ、２．３１ｅｑ）を液化注入し、１時間放置した（部分溶解／撹拌不可）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 １２０ｍｌを加え、塩化メチレン ５０ｍｌで抽出し、液クロ分析により変換率を求めたところ、７３％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００３５】
［実施例２］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＤＭＦ／−３０℃・１時間
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド ２２ｍｌ（２．２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（±）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２．９９ｇ（２９．６ｍｍｏｌ、２．９６ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−３０℃に冷却し、（均一溶液／撹拌可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３．５１ｇ（２３．１ｍｍｏｌ、２．３１ｅｑ）を液化注入し、１時間撹拌した（均一溶液／撹拌可）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 １２０ｍｌを加え、塩化メチレン ５０ｍｌで抽出し、液クロ分析により変換率を求めたところ、８５％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００３６】
［比較例２］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＣＨ2Ｃｌ2／−３０℃→０℃・１時間
塩化メチレン ２２ｍｌ（２．２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（±）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２．９９ｇ（２９．６ｍｍｏｌ、２．９６ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−３０℃に冷却し（固化／撹拌不可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３．５１ｇ（２３．１ｍｍｏｌ、２．３１ｅｑ）を液化注入し、０℃で１時間放置した（部分溶解／撹拌不可）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 １２０ｍｌを加え、塩化メチレン ５０ｍｌで抽出し、液クロ分析により変換率を求めたところ、７３％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００３７】
［実施例３］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＣＨ3ＣＮ／−３０℃→０℃・１時間
アセトニトリル ２２ｍｌ（２．２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（±）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２．９９ｇ（２９．６ｍｍｏｌ、２．９６ｅｑ）を加え、室温下、撹拌しながら溶解させ、−３０℃に冷却し（固化／撹拌不可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３．５１ｇ（２３．１ｍｍｏｌ、２．３１ｅｑ）を液化注入し、０℃で１時間撹拌した（均一溶液／撹拌可）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 １２０ｍｌを加え、塩化メチレン ５０ｍｌで抽出し、液クロ分析により変換率を求めたところ、＞９９％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００３８】
［実施例４］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＤＭＦ／−３０℃→０℃・１時間
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド ２２ｍｌ（２．２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（±）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２．９９ｇ（２９．６ｍｍｏｌ、２．９６ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−３０℃に冷却し（均一溶液／撹拌可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３．５１ｇ（２３．１ｍｍｏｌ、２．３１ｅｑ）を液化注入し、０℃で１時間撹拌した（均一溶液／撹拌可）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 １２０ｍｌを加え、塩化メチレン ５０ｍｌで抽出し、液クロ分析により変換率を求めたところ、＞９９％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００３９】
［実施例５］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＣＨ3ＣＮ／−５０℃→０℃・１時間
アセトニトリル ２００ｍｌ（２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（Ｒ）−（＋）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２８．６ｇ（１００ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２９．３ｇ（２９０ｍｍｏｌ、２．９ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−５０℃に冷却し（懸濁／攪拌可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３９．５ｇ（２６０ｍｍｏｌ、２．６ｅｑ）を液化注入し、１時間かけて０℃まで昇温した（均一溶液／撹拌可、反応容器内の圧力：〜０．０３ＭＰａ）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 ４００ｍｌを加え、トルエン ６００ｍｌで抽出し、有機層を濃縮し、粗生成物を定量的収率で得た。粗生成物の液クロ分析により変換率を求めたところ、＞９９％であった。粗生成物をｎ−ヘキサン１１０ｍｌから再結晶し、白色結晶４４．９ｇを得た（トータル収率は８２％）。再結晶品の液クロ純度は＞９９％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００４０】
また、再結晶品の旋光度よりラセミ化が起こっていないことを確認した。
【００４１】
［実施例６］ ＣＦ3ＳＯ2Ｆ−Ｅｔ3Ｎ／ＤＭＦ／−５０℃→０℃・１時間
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド ２００ｍｌ（２ｍｌ／ｍｍｏｌ）に（Ｒ）−（＋）−１，１’−ビ−２−ナフトール ２８．６ｇ（１００ｍｍｏｌ、１ｅｑ）とトリエチルアミン ２９．３ｇ（２９０ｍｍｏｌ、２．９ｅｑ）を加え、室温下、攪拌しながら溶解させ、−５０℃に冷却し（均一溶液／撹拌可）、同温度でトリフルオロメタンスルホニルフルオライド ３９．５ｇ（２６０ｍｍｏｌ、２．６ｅｑ）を液化注入し、１時間かけて０℃まで昇温した（均一溶液／撹拌可、反応容器内の圧力〜：０．０３ＭＰａ）。同温度で反応混合物に１Ｎ塩酸 ４００ｍｌを加え、トルエン ６００ｍｌで抽出し、有機層を濃縮し、粗生成物を定量的収率で得た。粗生成物の液クロ分析により変換率を求めたところ、＞９９％であった。粗生成物をｎ−ヘキサン１１０ｍｌから再結晶し、白色結晶４３．１ｇを得た（トータル収率は７８％）。再結晶品の液クロ純度は＞９９％であった。
液クロ条件：比較例１と同じ。
【００４２】
また、再結晶品の旋光度よりラセミ化が起こっていないことを確認した。
比旋光度：［α］26 D＝−１４０．３°（ｃ＝１．０１０、ＣＨＣｌ3）
（Ｓ）−ビストリフレート体の文献値：実施例５に記載
他の機器データは文献値（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ、７６巻、６頁）と一致した。
【００４３】
また、（Ｓ）−（−）−１，１’−ビ−２−ナフトールについても同様に行い、（Ｓ）−（−）−１，１’−ビ−２−ナフトールのビストリフレート体を得た。
【００４４】
【発明の効果】
常温・常圧において、揮発性が高いトリフルオロメタンスルホニルフルオライドを用いるビナフトールのビストリフレート体の製造方法において、耐圧反応容器等の特殊な反応装置を必要とせず製造できる。
Claims (2)
- 式１
- 耐圧反応容器を必要としない反応条件にて反応させることからなる、請求項１に記載の方法。
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