JP5132238B2 - フッ素化アダマンタン化合物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、橋頭位の炭素原子に結合したフッ素原子を有するアダマンタン化合物を製造する方法に関する。

アダマンタン（Ｃ_１０Ｈ_１６）は３環系の有橋炭化水素であり、１位、３位、５位および７位の４個の炭素原子が橋頭位の炭素原子であり、それぞれに水素原子が１個結合している。非橋頭位の６個の炭素原子にはそれぞれ２個の水素原子が結合しており、以下この炭素原子を非橋頭炭素原子という。アダマンタンの水素原子の１個以上が水素原子以外の原子、原子団、有機基などに置換された化合物を、以下、アダマンタン誘導体という。また、アダマンタンおよびアダマンタン誘導体を、以下、アダマンタン化合物と総称する。

アダマンタン環を構成する炭素原子にフッ素原子が結合しているフッ素化アダマンタン化合物が知られている。フッ素化アダマンタン化合物は、医薬や農薬などの生理活性物質やその合成中間体として有用である。また、アダマンタン環を有するポリマーやモノマーはレジスト剤などの電子部材製造プロセスに使用される材料として使用されており、この材料のアダマンタン環にフッ素原子を導入すると透明性などの光学的特性を向上させる効果があることが知られている。さらに、アダマンタン環の橋頭位の炭素原子のみにフッ素原子を有するフッ素化アダマンタン化合物は、医薬やその合成中間体として有用であることが知られている（特許文献１、特許文献２参照）。

アダマンタン化合物の橋頭位の炭素原子にフッ素原子を導入する方法として以下の方法が知られている。
（１）ＳＦ_４、ＣＦ_３ＯＦ、元素状フッ素などのフッ素化剤を用いてアダマンタン化合物の橋頭位の炭素原子に結合した水素原子をフッ素原子に置換する方法（非特許文献１、特許文献１参照）。
（２）（Ｃ_２Ｈ_５）_２ＮＳＦ_３[ＤＡＳＴ]などを用いて、アダマンタン化合物の橋頭位の炭素原子に結合した水酸基をフッ素原子に置換する方法（特許文献２、特許文献３参照）。
（３）フッ素ガスを用いてアダマンタン化合物の橋頭位の炭素原子に結合した臭素原子やヨウ素原子をフッ素原子に置換する方法（非特許文献２参照）。

しかしながら、上記のフッ素化法にはそれぞれ下記の課題がある。
（１）の方法は、用いるフッ素化剤の毒性が強くまた、取り扱いが難しい。また、原料化合物中に橋頭位の炭素原子に結合した水素原子を複数含む場合、選択的に任意の個数のフッ素原子で置換することは困難である。
（２）および（３）の方法は、あらかじめ水酸基、臭素原子、ヨウ素原子などをアダマンタン環に導入しておく必要があり、複数のフッ素を導入するためには、多くの工程を必要とする。

一方、有機化合物の電解フッ素化による、炭素原子に結合した水素原子をフッ素原子に置換する方法が知られている。しかし、電解フッ素化は通常選択性の低いフッ素化方法であり、フッ素原子に置換されるべき水素原子以外の水素原子までフッ素原子に置換されやすく、このため目的とするフッ素化物以外の種々の化合物が副生しやすい。このため、フッ素原子に置換されるべき水素原子が結合した炭素原子やそれに隣接した炭素原子にフッ素化を容易にする官能基を有する化合物などの特定の化合物が電解フッ素化の対象とされていた（特許文献４、特許文献５参照）。しかし、アダマンタン化合物の電解フッ素化は知られていない。
特表２００３−５１２３４２号公報 特開平１０−２９８１３５号公報 特開２０００−２６３６７号公報 特開平６−２６３７２４号公報 特開平７−２９２４９０号公報 Zhurnal Organicheskoi Khimii, 1977, 22(1), 116-118 J. Am. Chem. Soc., 1981, 46, 733-736

本発明は、アダマンタン化合物の橋頭位の炭素原子に結合した水素原子を選択的にフッ素原子に置換する方法を提供する。また、アダマンタン化合物が橋頭位の炭素原子に結合した水素原子を複数有する場合、該水素原子が置換されるフッ素原子の数を制御して、橋頭位の炭素原子に結合したフッ素原子の数が所望の数であるフッ素化アダマンタン化合物を製造する方法を提供する。

本発明は、下記のフッ素化アダマンタン化合物の製造方法である。
＜１＞橋頭位の炭素原子に結合した水素原子を１〜４個有するアダマンタン誘導体およびアダマンタンから選ばれるアダマンタン化合物を、第３級アミンのポリフッ化水素酸塩および第４級アンモニウムフルオリドのポリフッ化水素酸塩から選ばれる少なくとも１種のフッ素化剤を用いて電解フッ素化し、橋頭位の炭素原子に結合した水素原子のみ、その一部ないし全部をフッ素原子に置換するフッ素化アダマンタン化合物の製造方法であって、
前記アダマンタン誘導体は、アダマンタンの水素原子の１個以上が、下記ハロゲン原子（α）、原子団（β）、および炭素数２０以下の有機基（γ）から選ばれる少なくとも１種に置換された化合物であることを特徴とするフッ素化アダマンタン化合物の製造方法。
ハロゲン原子（α）；フッ素原子、および塩素原子から選ばれる少なくとも１種のハロゲン原子。
原子団（β）；ニトロ基、シアノ基、およびカルボキシ基から選ばれる少なくとも１種の原子団。
炭素数２０以下の有機基（γ）；アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルオキシアルキル基、およびアルコキシ基から選ばれる少なくとも１種の有機基。
＜２＞橋頭位の炭素原子に結合した水素原子を２〜３個有する前記アダマンタン誘導体から、フッ素原子を１〜３個有するフッ素化アダマンタン化合物を製造する、上記＜１＞に記載の製造方法。
＜３＞アダマンタン化合物が、橋頭位の炭素原子に結合した不活性置換基を１〜２個有するアダマンタン誘導体であり、前記不活性置換基が、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルオキシアルキル基およびアルコキシ基から選ばれる少なくとも１種の基である、上記＜１＞または＜２＞に記載の製造方法。
＜４＞橋頭位の炭素原子に結合した水素原子を２〜４個有するアダマンタン化合物を用い、電解フッ素化における電位を制御して該水素原子が置換されるフッ素原子の数を制御する、上記＜１＞〜＜３＞のいずれか一項に記載の製造方法。
＜５＞前記フッ素化剤が、トリアルキルアミンのポリフッ化水素酸塩およびテトラアルキルアンモニウムフルオリドのポリフッ化水素酸塩から選ばれる少なくとも１種である、上記＜１＞〜＜４＞のいずれか一項に記載の製造方法。
＜６＞フッ素化剤が常温で液体であるフッ素化剤であり、該フッ素化剤を電解フッ素化における溶媒の少なくとも一部として使用する、上記＜１＞〜＜５＞のいずれか一項に記載の製造方法。

本発明の製造方法によれば、橋頭位の炭素原子に結合したフッ素原子を有するフッ素化アダマンタン化合物を選択的かつ効率的に製造することができる。また、このフッ素化アダマンタン化合物における橋頭位の炭素原子に結合したフッ素原子の数を目的に応じて選択的に製造することができる。

本発明において、アダマンタン化合物は、橋頭位の炭素原子に結合した水素原子を１〜４個有するアダマンタン誘導体およびアダマンタンから選ばれる化合物である。アダマンタン誘導体は、アダマンタンの水素原子の１個以上が水素原子以外の原子、原子団、有機基などに置換された化合物であり、置換される水素原子は橋頭位の炭素原子に結合した水素原子であっても、他の炭素原子に結合した水素原子であってもよい。また、置換される水素原子は１個であってもよく、２個以上であってもよい。２個以上の場合、置換される原子、原子団、有機基などは互いに異なっていてもよい。

水素原子以外の原子としてはハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子）が好ましい。原子団としてはニトロ基、シアノ基、カルボキシ基などが好ましい。有機基としては、アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルオキシアルキル基、アルコキシ基などがある。有機基の炭素数は２０以下が好ましく、１０以下がより好ましい。

アダマンタン誘導体としては、橋頭位の炭素原子に結合した水素原子の１〜２個が、アルキル基、ハロアルキル基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルオキシアルキル基、アルコキシ基から選ばれる有機基に置換された化合物が好ましい。これら有機基の炭素数は１０以下が好ましく、特に６以下が好ましい。ハロアルキル基としてはフッ素原子を１個以上有するフルオロアルキル基が好ましい。より好ましい置換基は、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルオキシアルキル基およびアルコキシ基から選ばれる少なくとも１種の基である。

より好ましい置換基としてのアルコキシカルボニル基は、炭素数９以下、特に炭素数５以下、のアルコキシ基を有するアルコキシカルボニル基であり、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ｎ−プロポキシカルボニル基、ｉ−プロポキシカルボニル基、ｎ−ブトキシカルボニル基などが挙げられる。より好ましい置換基としてのアシルオキシ基は、炭素数１０以下、特に炭素数６以下、のアシル基を有するアシルオキシ基であり、例えば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ｎ−ブチリルオキシ基などが挙げられる。より好ましい置換基としてのアシルオキシアルキル基としては、炭素数６以下のアシル基と炭素数４以下のアルキレン基を有するアシルオキシアルキル基があり、特に炭素数４以下のアシル基と炭素数１または２のアルキレン基とを有するアシルオキシアルキル基がさらに好ましい。例えば、アセトキシメチル基、２−アセトキシエチル基、プロピオニルオキシメチル基、２−プロピオニルオキシエチル基、ｎ−ブチリルオキシメチル基などが挙げられる。より好ましい置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数１０以下、特に炭素数６以下、のアルコキシ基であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基などが挙げられる。

アダマンタン化合物の電解フッ素化により、橋頭位の炭素原子に結合したフッ素原子を有するフッ素化アダマンタン化合物が得られる。具体的には、例えば、下記式（Ａ）で表されるアダマンタンの電解フッ素化により、下記式（Ａ−１Ｆ）〜（Ａ−４Ｆ）で表されるフッ素化アダマンタンが得られる。また、例えば、下記式（Ｂ）で表されるアダマンタン誘導体の電解フッ素化により、下記式（Ｂ−１Ｆ）〜（Ｂ−３Ｆ）で表されるフッ素化アダマンタン誘導体が得られ、記式（Ｃ）で表されるアダマンタン誘導体の電解フッ素化により、下記式（Ｃ−１Ｆ）および（Ｃ−２Ｆ）で表されるフッ素化アダマンタン誘導体が得られる。なお、下記化学式におけるＲ^１、Ｒ^２は上記水素原子が置換された置換される原子、原子団または有機基を表す。

本発明における出発アダマンタン化合物は、橋頭位の炭素原子に結合した水素原子を２〜３個有するアダマンタン誘導体であることが好ましく、この出発原料からフッ素原子を１〜３個有するフッ素化アダマンタン化合物が得られる。また、同様に、出発アダマンタン化合物は、橋頭位の炭素原子に結合した不活性置換基を１〜２個有するアダマンタン誘導体であることが好ましく、この出発原料からフッ素原子を１〜２個有するフッ素化アダマンタン化合物が得られる。上記のように、式（Ｂ）で表されるアダマンタン誘導体から上記式（Ｂ−１Ｆ）〜（Ｂ−３Ｆ）で表されるフッ素化アダマンタン誘導体を製造すること、および、式（Ｃ）で表されるアダマンタン誘導体から上記式（Ｃ−１Ｆ）および（Ｃ−２Ｆ）で表されるフッ素化アダマンタン誘導体を製造すること、が好ましい。なお、上記化学式におけるＲ^１およびＲ^２はいずれも前記有機基であることが好ましい。

本発明の電解フッ素化におけるフッ素化剤としては、脂肪族第３級アミン、ピリジン等の芳香族性複素環状アミンなどの第３級アミンのポリフッ化水素酸塩、および、第４級アンモニウムフルオリドのポリフッ化水素酸塩が使用される。好ましくは、トリアルキルアミンまたはピリジンのポリフッ化水素酸塩、および、テトラアルキルアンモニウムフルオリドのポリフッ化水素酸塩が使用される。トリアルキルアミンとしては、炭素数４以下のアルキル基を３個有するトリアルキルアミンが好ましい。テトラアルキルアンモニウムフルオリドとしては、炭素数４以下のアルキル基を４個有するテトラアルキルアンモニウムフルオリドが好ましい。これらアルキル基としては、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−ブチル基などがあり、メチル基とエチル基が特に好ましい。本発明におけるフッ素化剤としては、特に、トリアルキルアミンのポリフッ化水素酸塩およびテトラアルキルアンモニウムフルオリドのポリフッ化水素酸塩から選ばれる少なくとも１種が好ましい。

上記フッ素化剤の窒素原子に結合した３個または４個のアルキル基は互いに異なっていてもよいが、窒素原子に結合した３個または４個のアルキル基は通常同一のアルキル基である。このアルキル基が同一の場合には、トリアルキルアミンのポリフッ化水素酸塩は下記式（１）で表される化合物であり、第４級アンモニウムフルオリドのポリフッ化水素酸塩は下記式（２）で表される化合物である。ただし、Ｒ^３、Ｒ^４は炭素数４以下のアルキル基を表す。下記化学式におけるｍおよびｎはそれぞれ２以上の整数であり、それぞれ３〜７の整数が好ましい。好ましいｍおよびｎはそれぞれ３〜６の整数である。
（Ｒ^３）_３Ｎ・ｍＨＦ ・・・（１）
（Ｒ^４）_４ＮＦ・ｎＨＦ ・・・（２）

上記フッ素化剤の具体例としては、例えば、下記の化合物が挙げられる。なお、下記Ｐｒはピリジンを表す。
（ＣＨ_３）_３Ｎ・３ＨＦ、（ＣＨ_３）_３Ｎ・４ＨＦ、（ＣＨ_３）_３Ｎ・５ＨＦ、（ＣＨ_３）_３Ｎ・６ＨＦ、（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ・３ＨＦ、（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ・４ＨＦ、（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ・５ＨＦ、（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ・６ＨＦ、（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ・７ＨＦ、（ｎ−Ｃ_３Ｈ_７）_３Ｎ・５ＨＦ、（ｎ−Ｃ_３Ｈ_７）_３Ｎ・６ＨＦ、（ｉ−Ｃ_３Ｈ_７）_３Ｎ・６ＨＦ、（ｎ−Ｃ_４Ｈ_９）_３Ｎ・５ＨＦ、（ｔ−Ｃ_４Ｈ_９）_３Ｎ・６ＨＦ、Ｐｒ・５ＨＦ、Ｐｒ・６ＨＦ、（ＣＨ_３）_４ＮＦ・４ＨＦ、（ＣＨ_３）_４ＮＦ・５ＨＦ、（ＣＨ_３）_４ＮＦ・６ＨＦ、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＦ・３ＨＦ、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＦ・４ＨＦ、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＦ・５ＨＦ、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＦ・６ＨＦ、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＦ・７ＨＦ、（ｎ−Ｃ_３Ｈ_７）_４ＮＦ・５ＨＦ、（ｔ−Ｃ_４Ｈ_９）_４ＮＦ・６ＨＦ。

上記のようなフッ化水素塩は支持電解質を兼ねるため、本発明の電解フッ素化においては特に支持電解質を使用する必要はない。また、反応温度下で液状のフッ素化剤は反応溶媒を兼ねることができる。特に、常温で液体のフッ素化剤を用いることにより、不活性溶媒なしに反応を行うことができる。本発明においては、常温で液体であるフッ素化剤を使用して、該フッ素化剤を電解フッ素化における溶媒の少なくとも一部として使用することが好ましい。また、本発明において、不活性溶媒を使用して反応を行うこともできる。不活性溶媒としては非プロトン性溶媒が好ましい。例えば、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネートなどのカーボネート系溶媒、ジメトキシエタンなどのエーテル系溶媒、アセトニトリル、スルホランなどの溶媒を不活性溶媒として上げることができる。

原料アダマンタン化合物に対するフッ素化剤の使用量は、少なくとも目的とするフッ素化アダマンタン化合物におけるフッ素原子の数（以下、ｋで表す）に対応する量を必要とするが、通常は過剰量使用される。好ましくは、原料アダマンタン化合物１モルに対して１．５ｋモル以上、特に２ｋモル以上が好ましい。フッ素化剤が溶媒としても作用することより、その使用量の上限は特に限定されるものではないが、反応装置の容積効率等の面から通常は原料アダマンタン化合物１モルに対して１００モル程度が好ましく、特に５０モルが好ましい。

本発明の電解フッ素化において使用する電解槽としては、無隔膜式あるいは隔膜式いずれの電解槽も使用可能である。電解方式としては定電流電解、定電位電解いずれも有効である。通常は、定電位電解を行うのが純粋に製品を得るためには好ましい。電極として白金電極、炭素電極、二酸化鉛電極、銀電極、銅電極等の種々の材料の電極が使用できる。特に陽陰極に白金電極を用いて電解反応を行うことが収率よく製品を得るためには有効である。
電解反応は通常、−５０℃〜＋５０℃で行うことができるが、特に−１０℃〜＋４０℃で行うのが好ましい。また電位は１〜３．０Ｖ、好ましくは１．５〜３．０Ｖ、電流密度は１〜１００ｍＡ/ｃｍ^３、好ましくは５〜５０ｍＡ/ｃｍ^３である。

本発明の製造方法は、橋頭位の炭素原子に結合した水素原子を２〜４個有するアダマンタン化合物を用い、電解フッ素化における電位を制御して該水素原子が置換されるフッ素原子の数を制御することができる。電解フッ素化における電位は、用いるアダマンタン化合物のサイクリックボルタモグラムを測定することにより決定される。用いるアダマンタン化合物のサイクリックボルタモグラムは、上記のようなフッ化水素塩中において、橋頭位の炭素原子に有する水素原子の数に応じて、複数のピークを示す。それぞれのピーク近辺の電位において、定電位電解を行うことにより、橋頭位の炭素原子に有する水素原子の数に応じて、モノフルオロ、ジフルオロ、トリフルオロ、テトラフルオロ化体がそれぞれ高選択的に得られる。

具体的には、例えば、１−アダマンタンカルボン酸メチルは、（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ・５ＨＦ中でサイクリックボルタモグラムの測定を行うと、２．５、２．７および２．９（Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋）近辺にピークを示す。したがって、それぞれの電位で定電位電解反応を行うことにより、モノフルオロ、ジフルオロ、トリフルオロ化体を高選択的に得ることができる。

本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。

［例１］
白金電極（２×２ｃｍ）をアノード、カソードに持つフッ素樹脂製１室型電解槽に、Ｅｔ_３Ｎ−５ＨＦ（１２ｍｌ）、１−アセトキシメチルアダマンタン（１９９ｍｇ、０．９５ｍｍoｌ）を入れた。室温、定電位（２．５４Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋）で２．６５Ｆ／ｍｏｌの電流を流し反応を行った。反応混合物を水に注ぎ、塩化メチレンで抽出した。有機層を混合し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで生成することにより、３−フルオロ−１−アセトキシメチルアダマンタンを収率８６％で得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ_３、基準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）：１．４７〜１．５９（６Ｈ，ｍ）、１．６９〜１．８７（６Ｈ，ｍ）、３．０２（３Ｈ，ｓ）、２．３２（２Ｈ，ｓ）。
^１９Ｆ−ＮＭＲ（３７６ＭＨｚ、溶媒ＣＤＣｌ_３、基準：ＣＦＣｌ_３）δ（ｐｐｍ）：−１３２．６（１Ｆ，ｓ）。

［例２］
１−アセトキシメチルアダマンタンを［例１］と同条件下、２．７Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋で５．２Ｆ／ｍｏｌの電流を流し反応を行った。通電後、［例１］と同様に後処理を行い、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで生成することにより、３，５−ジフルオロ−１−アセトキシメチルアダマンタンを収率８５％で得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ_３、基準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）：１．４０（２Ｈ，ｓ）、１．６８〜１．８３（１０Ｈ，ｍ）、２．０８（３Ｈ，ｓ）、２．４９（１Ｈ，ｓ）、３．８６（２Ｈ，ｓ）。
^１９Ｆ−ＮＭＲ（３７６ＭＨｚ、溶媒ＣＤＣｌ_３、基準：ＣＦＣｌ_３）δ（ｐｐｍ）：−１３７．５（２Ｆ，ｓ）。

［例３］
１−アダマンタンカルボン酸メチルを［例１］と同条件下、２．４５Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋で２．８Ｆ／ｍｏｌの電流を流し反応を行った。通電後、［例１］と同様に後処理を行い、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで生成することにより、３−フルオロ−１−アダマンタンカルボン酸メチルを収率８４％で得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ_３、基準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）：１．６０（２Ｈ，ｓ）、１．８０〜１．８９（８Ｈ，ｍ）、２．０３（ｄ，２Ｈ，５．７２Ｈｚ）、２．３４（２Ｈ，ｓ）、３．６８（３Ｈ，ｓ）。
^１９Ｆ−ＮＭＲ（３７６ＭＨｚ、溶媒ＣＤＣｌ_３、基準：ＣＦＣｌ_３）δ（ｐｐｍ）：−１３３．０（１Ｆ，ｓ）。

［例４］
１−アダマンタンカルボン酸メチルを［例１］と同条件下、２．６Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋で６．５７Ｆ／ｍｏｌの電流を流し反応を行った。通電後、［例１］と同様に後処理を行い、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで生成することにより、３，５−ジフルオロ−１−アダマンタンカルボン酸メチルを収率７２％で得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ_３、基準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）：１．７１（２Ｈ，ｂｓ）、１．８３（４Ｈ，ｍ）、２．０１（４Ｈｂｓ）、２．１０（２Ｈ，ｍ）、２．５２（１Ｈ，ｂｓ）、３．７１（３Ｈ，ｓ）。
^１９Ｆ−ＮＭＲ（３７６ＭＨｚ、溶媒ＣＤＣｌ_３、基準：ＣＦＣｌ_３）δ（ｐｐｍ）：−１３７．６（２Ｆ，ｓ）。

［例５］
１−アダマンタンカルボン酸メチルを［例１］と同条件下、２．８Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋で１０．３Ｆ／ｍｏｌの電流を流し反応を行った。通電後、［例１］と同様に後処理を行い、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで生成することにより、３，５，７−トリフルオロ−１−アダマンタンカルボン酸メチルを収率９２％で得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ_３、基準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）：１．９９〜２．１５（１２Ｈ，ｍ）、３．７４（３Ｈ，ｓ）。
^１９Ｆ−ＮＭＲ（２３７６ＭＨｚ、溶媒ＣＤＣｌ_３、基準：ＣＦＣｌ_３）δ（ｐｐｍ）：−１４３．９（３Ｆ，ｓ）。

［例６］
１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルエステルを［例１］と同条件下、２．５３Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋で３．１Ｆ／ｍｏｌの電流を流し反応を行った。通電後、［例１］と同様に後処理を行い、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで生成することにより、５−フルオロ−１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルエステルを収率７６％で得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ_３、基準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）：１．７９（４Ｈ，ｓ）、１．８７〜２．０６（８Ｈ，ｍ）、２．４４〜２．４８（１Ｈ，ｍ）、３．６９（６Ｈ，ｓ）。
^１９Ｆ−ＮＭＲ（３７６ＭＨｚ、溶媒ＣＤＣｌ_３、基準：ＣＦＣｌ_３）δ（ｐｐｍ）：−１３６．３（１Ｆ，ｓ）。

［例７］
１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルエステルを［例１］と同条件下、２．８Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋で６．４Ｆ／ｍｏｌの電流を流し反応を行った。通電後、［例１］と同様に後処理を行い、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで生成することにより、５，７−ジフルオロ−１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルエステルを収率８６％で得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ_３、基準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）：１．９３（２Ｈ，ｓ）、１．９８〜２．０５（８Ｈ，ｍ）、２．１２（２Ｈ，ｔ，５．３６Ｈｚ）、３．７２（６Ｈ，ｓ）。
^１９Ｆ−ＮＭＲ（３７６ＭＨｚ、溶媒ＣＤＣｌ_３、基準：ＣＦＣｌ_３）δ（ｐｐｍ）：−１４０．２（２Ｆ，ｓ）。

［例８］
アダマンタンを［例１］で用いたのと同じ電解槽を用いて、Ｅｔ_３Ｎ−５ＨＦ(６ｍｌ)、塩化メチレン（６ｍｌ）中、３５℃で、２．３Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋で２．２Ｆ／ｍｏｌの電流を流し反応を行った。通電後、［例１］と同様に後処理を行い、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで生成することにより、１−フルオロアダマンタンを収率７４％で得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ_３、基準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）：１．５６〜１．６６（６Ｈ，ｍ）、１．８８〜１．９０（６Ｈ，ｍ）、２．２３（３Ｈ，ｂｓ）。
^１９Ｆ−ＮＭＲ（３７６ＭＨｚ、溶媒ＣＤＣｌ_３、基準：ＣＦＣｌ_３）δ（ｐｐｍ）：−１２９．１〜−１２９．０（１Ｆ，ｍ）。

［例９］
アダマンタンを［例１］で用いたのと同じ電解槽を用いて、Ｅｔ_３Ｎ−５ＨＦ(６ｍｌ)、塩化メチレン（６ｍｌ）中、３５℃で、２．５Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋で４．４Ｆ／ｍｏｌの電流を流し反応を行った。通電後、［例１］と同様に後処理を行い、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで生成することにより、１，３−ジフルオロアダマンタンを収率７９％で得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ_３、基準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）：１．５０（２Ｈ，ｂｓ）、１．８４〜１．９０（８Ｈ，ｍ）、２．０９（２Ｈ，ｔ，５．５６Ｈｚ）、２．４４（２Ｈ，ｂｓ）。
^１９Ｆ−ＮＭＲ（３７６ＭＨｚ、溶媒ＣＤＣｌ_３、基準：ＣＦＣｌ_３）δ（ｐｐｍ）：−１３４．５（２Ｆ，ｍ）

［例１０］
アダマンタンを［例１］で用いたのと同じ電解槽を用いて、Ｅｔ_３Ｎ−５ＨＦ(１２ｍｌ)中、４５℃で、２．７Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋で１４Ｆ／ｍｏｌの電流を流し反応を行った。通電後、［例１］と同様に後処理を行い、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで生成することにより、１，３，５−トリフルオロアダマンタンを収率６１％で得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ_３、基準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）：１．７９〜１．８３（６Ｈ，ｍ）、２．０４〜２．１５（６Ｈ，ｍ）、２．４９〜２．５６（１Ｈ，ｍ）。
^１９Ｆ−ＮＭＲ（３７６ＭＨｚ、溶媒ＣＤＣｌ_３、基準：ＣＦＣｌ_３）δ（ｐｐｍ）：−１４１．４（３Ｆ，ｓ）。

本発明により得られるフッ素化アダマンタン化合物は、医薬や農薬などの生理活性物質やその合成中間体として有用である（前記特許文献１、特許文献２参照）。また、本発明により得られるフッ素化アダマンタン化合物は光学材料の原料として有用である。例えば、フッ素化アダマンタン環を有するポリマーやモノマーはレジスト剤などの電子部材製造プロセスに使用される材料として透明性などの光学的特性を向上させる効果が期待できる。

Claims (6)

1. 橋頭位の炭素原子に結合した水素原子を１〜４個有するアダマンタン誘導体およびアダマンタンから選ばれるアダマンタン化合物を、第３級アミンのポリフッ化水素酸塩および第４級アンモニウムフルオリドのポリフッ化水素酸塩から選ばれる少なくとも１種のフッ素化剤を用いて電解フッ素化し、橋頭位の炭素原子に結合した水素原子のみ、その一部ないし全部をフッ素原子に置換するフッ素化アダマンタン化合物の製造方法であって、
   前記アダマンタン誘導体は、アダマンタンの水素原子の１個以上が、下記ハロゲン原子（α）、原子団（β）、および炭素数２０以下の有機基（γ）から選ばれる少なくとも１種に置換された化合物であることを特徴とするフッ素化アダマンタン化合物の製造方法。
   ハロゲン原子（α）；フッ素原子、および塩素原子から選ばれる少なくとも１種のハロゲン原子。
   原子団（β）；ニトロ基、シアノ基、およびカルボキシ基から選ばれる少なくとも１種の原子団。
   炭素数２０以下の有機基（γ）；アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルオキシアルキル基、およびアルコキシ基から選ばれる少なくとも１種の有機基。
2. 橋頭位の炭素原子に結合した水素原子を２〜３個有する前記アダマンタン誘導体から、フッ素原子を１〜３個有するフッ素化アダマンタン化合物を製造する、請求項１に記載の製造方法。
3. アダマンタン化合物が、橋頭位の炭素原子に結合した不活性置換基を１〜２個有するアダマンタン誘導体であり、前記不活性置換基が、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルオキシアルキル基およびアルコキシ基から選ばれる少なくとも１種の基である、請求項１または２に記載の製造方法。
4. 橋頭位の炭素原子に結合した水素原子を２〜４個有するアダマンタン化合物を用い、電解フッ素化における電位を制御して該水素原子が置換されるフッ素原子の数を制御する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
5. 前記フッ素化剤が、トリアルキルアミンのポリフッ化水素酸塩およびテトラアルキルアンモニウムフルオリドのポリフッ化水素酸塩から選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
6. フッ素化剤が常温で液体であるフッ素化剤であり、該フッ素化剤を電解フッ素化における溶媒の少なくとも一部として使用する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。