JP4485459B2 - 高度にフッ素化されたアルコールおよびその製造方法と中間体 - Google Patents
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で示される高度にフッ素化されたカルボン酸を合成する際に、その前駆体であるエステルを水酸化ナトリウム存在下で加熱処理を行ったところアミド結合が開裂して高度にフッ素化されたカルボン酸が一部分解することが確認されている。またアミド結合は水素化アルミニウムリチウム(LAH)等による還元反応によりアミンへと変換されてしまうことは周知である。
すなわち、本発明は、式[I]
本発明物である式[I]で表される高度にフッ素化されたアルコールの合成工程は以下のA〜Cの3つの工程から成る。すなわち、ポリヒドロキシ化合物からポリヒドロキシエーテルを合成する工程(A工程)、中間体である式[II]の高度にフッ素化されたエーテルを合成する工程(B工程)、高度にフッ素化されたエーテルから目的物である式[I]の高度にフッ素化されたアルコールを合成する工程(C工程)である。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、トリフェニルメチル(Trt)基、フェネチル基、ナフチルメチル基、等が挙げられる。好ましくは、ベンジル基、Trt基である。これらの原料としては、例えばハロゲン化アラルキルとして臭化ベンジル、塩化ベンジル、ヨウ化ベンジル、塩化トリフェニルメタン、臭化トリフェニルメタン、ヨウ化トリフェニルメタン、臭化フェネチル、1-(クロロメチル)ナフタレン等が挙げられる。
ハロゲン化アリルとしては臭化アリル、塩化アリルなどが挙げられる。
塩基としては、何ら制限はない。たとえば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、DBUなどの有機塩基、炭酸カリウム、炭酸セシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、水素化カルシウムなどの無機塩基あるいは、ブチルリチウム、フェニルリチウムなどの有機金属化合物を挙げることができる。
用いる両原料、塩基の当量数にも何ら制限はない。いずれか1成分か2成分を過剰に用いることもできる。ポリヒドロキシ化合物の水酸基に対して1当量〜15当量の範囲の塩基とハロゲン化アルキル、ハロゲン化アラルキルまたはハロゲン化アリルを用いる。
反応時間、反応温度にも何ら制限はない。いずれも個々の誘導体によって異なり、また、塩基や溶媒によっても異なるが、通常、室温から溶媒の沸点までの範囲で、1時間から7日間の範囲である。
アルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基としては周知のスルホニルオキシ基を使用できる。たとえば、p−トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基などのスルホニルオキシ基を挙げることができる。また、フッ素を除くハロゲンとしては、塩素、臭素、ヨウ素など周知のハロゲンを挙げることができる。
塩基としては、何ら制限はない。たとえば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、DBUなどの有機塩基、炭酸カリウム、炭酸セシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、水素化カルシウムなどの無機塩基あるいは、ブチルリチウム、フェニルリチウムなどの有機金属化合物を挙げることができる。
反応時間、反応温度にも何ら制限はない。いずれも個々の誘導体によって異なり、また、塩基や溶媒によっても異なるが、通常、室温から溶媒の沸点までの範囲で、1時間から7日間の範囲である。
反応時間、反応温度にも何ら制限はない。いずれも個々の誘導体によって異なり、また、酸化剤や溶媒によっても異なるが、通常、−100℃から溶媒の沸点までの範囲で、1時間から7日間の範囲である。
相間移動触媒としては、周知の相間移動触媒を使用できる。12-クラウン-4、15-クラウン-5、18-クラウン-6、21-クラウン-7、24-クラウン-8、クリプタンド、チアクラウンエーテル、アザクラウンエーテルなどのクラウンエーテル類や、硫酸水素テトラブチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、ヨウ化テトラブチルアンモニウム、硫酸水素テトラメチルアンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、ヨウ化テトラメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリエチルアンモニウム、塩化ベンジルトリブチルアンモニウム、塩化メチルトリオクチルアンモニウムなどの4級アンモニウム塩や、塩化テトラブチルホスホニウム、臭化テトラブチルホスホニウム、ヨウ化テトラブチルホスホニウムなどの4級ホスホニウム塩などを挙げることができる。また、これらの混合物を用いることができることは言うまでもない。
用いる相間移動触媒の当量数にも何ら制限はない。ポリヒドロキシ誘導体の水酸基に対して1当量〜15当量の範囲で用いる。
キシリトール(1;1.54g,10.1mmol)と塩化トリフェニルメタン(2.26g,8.10mmol)をピリジン(10mL)とN,N−ジメチルホルムアミド(15mL)の混合溶媒に溶解させ、この溶液に触媒量の4−ジメチルアミノピリジンを加え、室温で1晩攪拌した。反応液にメタノール(5mL)を加え過剰の試薬を分解した後、溶媒を減圧濃縮した。残渣に酢酸エチルと2N塩酸を加え分配抽出した。有機層は2N塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥剤を濾別後、溶媒を減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール:水=9:1:0.06)にて精製し、化合物2を1.62g(51%)得た。
1H-NMR (CD3OD): δ= 3.20 (dd, J= 6.2, 9.6 Hz, 1H,), 2.06 (1H, m), 3.25―3.30 (1H, m), 3.61―3.68 (2H, m), 3.72―3.77 (1H, m), 3.86―3.90 (1H, m),7.17―7.49 (15H, m).
化合物2(97.0mg,0.25mmol)と4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11−ヘプタデカフルオロ−1−ヨウ化ウンデカン(694mg,1.18mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(4.0mL)とノベックTMHFE−7200(0.5mL)の混合溶媒に溶解させ、この溶液に水素化ナトリウム(29mg,0.66mmol)を加え、室温で1.5時間攪拌した。反応液にさらに水素化ナトリウム(35mg,0.80mmol)を加えた後、ノベックTMHFE−7200(1.0mL)加え、室温で3時間攪拌した。さらに反応液に水素化ナトリウム(65mg,1.49mmol)と4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11−ヘプタデカフルオロ−1−ヨウ化ウンデカン(694mg,1.18mmol)を加え、室温で1晩攪拌した。反応液に水素化ナトリウム(30mg,0.69mmol)と4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11−ヘプタデカフルオロ−1−ヨウ化ウンデカン(350mg,0.60mmol)を加え、室温でさらに4時間攪拌した。反応液にメタノール(3ml)を加え過剰の試薬を分解した後、酢酸エチルと水を加えて分配抽出した。酢酸エチル層を濃縮した後、エタノールで水を共沸した。残渣をアセトニトリル(50mL)と パーフルオロカーボン(フロリナートTMFC−72)(50mL×3)で分配抽出し、FC−72層を減圧濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(n―ヘキサン:酢酸エチル=10:1)にて精製し、化合物3(式中、RfはC8F17を表す)を254mg(46%)得た。
MALDI-TOF MASS:Calcd for C68H46F68NaO5 (M+Na+):2257.2、Found:2259.6.
化合物3(式中、RfはC8F17を表す)(250mg,0.11mmol)をテトラヒドロフラン(3.0mL)とメタノール(1.5mL)の混合溶媒に溶解させ、この溶液に(+)-10-カンファースルホン酸(260mg,1.12mmol)を加え、室温で4時間攪拌した。反応液を三分の一まで減圧濃縮した後、メタノール(20mL)とパーフルオロカーボン(フロリナートTMFC−72)(20mL×3)で分配抽出し、FC−72層を減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(n―ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、化合物4(式中、RfはC8F17を表す)を199mg(89%)得た。
MALDI-TOF MASS:Calcd for C49H32F68NaO5 (M+Na+):2015.1、Found:2015.6.
相間移動触媒(クラウンエーテル)の使用例(B、C工程)
化合物2(97.6mg,0.25mmol)と4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11−ヘプタデカフルオロ−1−ヨウ化ウンデカン(1.16g,1.98mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(5.0mL)に溶解させ、この溶液に15-クラウン-5(0.47mL,2.38mmol)と水素化ナトリウム(87mg,1.98mmol)を加え、0℃で1.5時間攪拌した後、室温で一晩攪拌した。反応液に水(0.5ml)を加え1時間攪拌し、過剰の試薬を分解した後、パーフルオロカーボン(フロリナートTMFC−72)とメタノールで分配抽出し、FC−72層を減圧濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(n―ヘキサン:酢酸エチル=10:1)にて粗精製し、化合物3(式中、RfはC8F17を表す)の粗生成物を287mg得た。この化合物3の粗生成物(287mg)をクロロホルム(6mL)とメタノール(2mL)に溶解し、この溶液に(+)-10-カンファースルホン酸(298mg, 1.28mmol)加え室温で2時間攪拌した。反応液を半分まで減圧濃縮した後、メタノール(20mL)とパーフルオロカーボン(フロリナートTMFC−72)(20mL×3)で分配抽出し、FC−72層を減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(n―ヘキサン:酢酸エチル=3:1)にて精製し、化合物4(式中、RfはC8F17を表す)を198mg(2工程40%)得た。
1H-NMR (CD3OD): δ= 1.85-1.92 (8H, m), 2.09-2.24 (8H, m), 3.49-3.68 (11H, m), 3.71―3.74 (3H, m), 3.80 (dd, J= 4.1, 11.7 Hz, 1H,).
Claims (4)
- Rfが炭素数4以上10以下のパーフルオロアルキル基、kが1、nが1〜8、mが1〜4、pが1、qが0、tが3の整数であることを特徴とする請求項1記載の高度にフッ素化されたアルコール。
- 式[III]
(式中、Rはアルキル基、アラルキル基、アリル基のいずれかを、kは1〜8の整数を、nは0〜16の整数を、pは1〜10の整数を、qは0〜8の整数を、tは3の整数を表す。p、qはその表示各位において同一である必要はない。)
で表されるポリヒドロキシエーテルに、塩基存在下、式[IV]
(式中Rfはパーフルオロアルキル基を、mは0〜8の整数を、Yはアルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、またはフッ素を除くハロゲンのいずれかを表す。)で表されるパーフルオロアルキル誘導体を反応させて中間体の式[II]
(式中、Rfは、パーフルオロアルキル基を、Rはアルキル基、アラルキル基、アリル基のいずれかを、kは1〜8の整数を、nは0〜16の整数を、mは0〜8の整数を、pは1〜10の整数を、qは0〜8の整数を、tは3の整数を表す。Rf、m 、p、qはその表示各位において同一である必要はない。)
を得たのち、Rを除去することにより、請求項1記載の高度にフッ素化されたアルコールを製造する方法。
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