JP5157453B2 - N−Rf基含有へテロ芳香環化合物の製造法 - Google Patents

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Description

本発明は、イオン液体として利用できるへテロ芳香環化合物塩の製造原料、およびエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などの硬化剤、各種農薬、抗生物質、抗エイズ薬などの医薬の中間体、染料中間体として有用なへテロ芳香環化合物の製造法、さらにはへテロ芳香環化合物塩の製造法に関する。
イミダゾール化合物の液状の塩は、イオン伝導性、難燃性、不揮発性、高極性、および溶解性を有しており、それらの性質を利用し、燃料電池、二次電池、キャパシター、色素増感太陽電池、エレクトロクロミックデバイスなどの電解質、または、反応媒体、触媒および化学セパレーション、核燃料再処理などの各種の機能を有するイオン液体として期待されている。
たとえば特開2003−62467号公報には、1−(2,2,2−トリフルオロエチル−3−メチルイミダゾリウム トリフルオロメタンスルホネートを含むイオン液体組成物が記載されている。このイミダゾール化合物塩は、P. Bonhote et al., Inorganic Chemistry, 35, pp1168-1178 (1996)に記載された1−(メトキシエチル)−3−メチルイミダゾリウム トリフルオロメタンスルホネートと無水トリフルオロメタンスルホン酸をトリフルオロエタノールとピリジン存在下で反応させることにより製造される。しかしこの製法では未反応物イミダゾリウム塩由来の不純物の分離が困難であり、また、高価な反応剤を使用するうえ、収率も28%程度と低い。また、このイミダゾリウム塩の構造は、窒素上に直接含フッ素アルキル基が導入されておらず、ルイス酸触媒として使用するためのカチオン増大の効果が得られ難い。
V.V. Rudyuk et al., J. Fluorine Chem., 125, pp1465-1471 (2004)には、イミダゾール化合物をカリウム塩にしたのちジメチルアセトアミド中でCF2=CFClと還流下に反応させるとイミダゾール化合物のN−K基がN−CF=CFCl基とN−CF2CFCl基に変換されたイミダゾール化合物が得られ、N−CF2CFCl基含有イミダゾール化合物の収率は20〜85%であること、イミダゾール化合物をテトラハイドロフラン中で触媒量の金属カリウムの存在下にCF2=CF2と直接反応させるとイミダゾール化合物のN−H基がN−CF2CFH基に変換されたイミダゾール化合物が収率68%で得られることが記載されている。
また、D. C. England et al., J. Am. Chem. Soc., 82, pp5116-5122 (1960)および米国特許第2861990号明細書には、金属カリウムまたは金属ナトリウム存在下、ピロール化合物またはインドール化合物をCF2=CF2、CF2=CFCl、CF2=CFCF3などのフルオロアルケンと反応させており、ピロール化合物またはインドール化合物のN−H基がフルオロアルケンに付加したピロール化合物またはインドール化合物が収率60〜88%で得られることが記載されている。
これらV.V. Rudyuk et al., J. Fluorine Chem., 125, pp1465-1471 (2004)、D. C. England et al., J. Am. Chem. Soc., 82, pp5116-5122 (1960)および米国特許第2861990号明細書に記載されているアルカリ金属は水と極めて反応しやすい物質であり、その取扱いは、反応で使用する全ての薬品や、作業環境などの水分管理が必要となるため容易でない。また、これらの方法では反応後に生成するアルカリ金属塩を除去する工程がさらに必要となる。
さらに得られたフルオロアルキル基を有するイミダゾール化合物のイオン化の方法としては、Y.L. Yagupolskii et al., J. Fluorine Chem., 126, pp669-672 (2005)に記載されているようなヨウ化メチルと置換反応させ、アニオンを変換する方法が採用されている。
本発明者らは、含フッ素基を有するイミダゾール化合物を高収率で製造する方法を検討した結果、意外にも、イミダゾール化合物を無溶媒下に溶融状態で反応させることにより、イミダゾール化合物をアルカリ金属塩にしたり、触媒量のアルカリ金属を使用したりしなくとも、高収率で含フッ素基を有するイミダゾール化合物を製造できるという知見をえ、この知見に基づきさらに検討を進めた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、N−H基を環中に有するヘテロ芳香環化合物(A)と式(B):
Figure 0005157453
(式中、Rb1、Rb2およびRb3は同じかまたは異なり、いずれもH、ハロゲン原子、官能基、またはハロゲン原子で置換されていてもよくエーテル結合を含んでいてもよく重合性基を有していてもよい1価の有機基)で示されるフルオロアルケン(B)とをアルカリ金属の不存在下に反応させることを特徴とするN−Rf基(−Rfは、式(c):
Figure 0005157453
(式中、Rc1は式(B)のRb1と同じ;Rc2は式(B)のRb2と同じ;Rc3は式(B)のRb3と同じ))を環中に有するヘテロ芳香環構造を含む化合物(C)の製造法(第1の製造法)に関する。
また本発明は、上記の製造法に引き続き、得られたN−Rf基を環中に有するヘテロ芳香環構造を含む化合物(C)に塩形成化合物(D)を作用させ、要すればさらにアニオン交換することを特徴とするN−Rf基を環中に有するヘテロ芳香環構造を含む塩(E)の製造法(第2の製造法)にも関する。
本発明はさらに、N−Rf基を環中に有するヘテロ芳香環構造を含む新規化合物(C1)およびN−Rf基を環中に有するヘテロ芳香環構造を含む新規な塩(E1)にも関する。
本発明の第1の製造法は、N−H基を環中に有するヘテロ芳香環化合物(A)と前記式(B)で示されるフルオロアルケン(B)とをアルカリ金属の不存在下に反応させることを特徴とするN−Rf基を環中に有するヘテロ芳香環構造を含む化合物(C)の製造法である。
出発物質であるN−H基を環中に有するヘテロ芳香環化合物(A)としては、式(A1):
Figure 0005157453
は、窒素原子と共にヘテロ芳香環を形成する部位であって、その水素原子の全部または一部が同一または異なる有機基で置換されていてもよい)で示されるヘテロ芳香環化合物(A1)があげられる。
これらのうち、イミダゾール(imidazole)骨格、ピロール(pyrrole)骨格、ピラゾール(pyrazole)骨格、トリアゾール(triazole)骨格、インドール(indole)骨格もしくはプリン(purine)骨格を有する化合物、またはプリン誘導体を有する化合物などが、合成の容易さ、入手の容易さの点で好ましく例示できる。
特に、前記式(A1)で示されるヘテロ芳香環化合物(A1)としては、
式(A1−1):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している)で示されるイミダゾール化合物、
式(A1−2):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している)で示されるピロール化合物、
式(A1−3):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している)で示されるピラゾール化合物、
式(A1−4):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している)で示されるトリアゾール化合物、
式(A1−5):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環および/または芳香環の水素原子の全部または一部を置換している)で示されるインドール化合物、
式(A1−6):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環および/または芳香環の水素原子の全部または一部を置換している)で示されるプリン化合物
または
式(A1−7):
Figure 0005157453
(式中、Raはハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;RおよびR’は同じかまたは異なり、いずれも水素原子、アルキル基、アリールアルキル基、有機珪素基、アルコキシ基またはカルボキシエステル基;Yは同じかまたは異なりいずれも=O、−NRR’、−OR、FまたはF2)で示されるプリン誘導体などのほか、後述する化合物が例示できる。
aとしては、たとえばつぎに示す基があげられる。
(a1−1)ハロゲン原子:
好ましくはフッ素原子または塩素原子、特にフッ素原子である。
(a1−2)官能基:
カルボキシル基(−COOH)、カルボン酸エステル基(−COOR)、ニトリル基(−CN)、アミノ基(−NH2)、アルキルアミノ基(−NR2、−NHR)、カルボン酸アミド基(−CONR2、−CONHR)、アルキルエーテル基(−OR)、シリルエーテル基(−OSiR3)、チオール基(−SH)、チオエーテル基(−SR)、ニトロ基、好ましくはカルボン酸エステル基、ニトリル基、アミノ基、アルキルアミノ基、カルボン酸アミド基、アルキルエーテル基、シリルエーテル基、チオール基、チオエーテル基などがあげられる。そのほかベンゼン環に結合する置換基としてはカルボキシル基(−COOH)、カルボン酸エステル基(−COOR)、ニトリル基(−CN)、アミノ基(−NH2)、アルキルアミノ基(−NR2、−NHR)、カルボン酸アミド基(−CONR2、−CONHR)、アルキルエーテル基(−OR)、シリルエーテル基(−OSiR3)、チオール基(−SH)、チオエーテル基(−SR)、ニトロ基なども許容される(なお、Rは同じかまたは異なり、好ましくは1価の炭化水素基)。
(a1−3)有機基:
(a1-3-1)ハロゲン原子、好ましくはフッ素原子で水素原子の一部または全部が置換されていてもよい直鎖状または分岐鎖状のアルキル基。炭素数は1〜1000が好ましい。
(a1-3-2)カルボキシル基、水酸基、ニトリル基、アミノ基、アルキルアミノ基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、アルキルエーテル基、シリルエーテル基、チオール基、チオエーテル基、ニトロ基などの官能基で置換されているアルキル基。炭素数は1〜20が好ましい。
(a1-3-3)置換されていてもよいアリール基。
(a1-3-4)ハロゲン原子、好ましくはフッ素原子で水素原子の一部または全部が置換されていてもよいエーテル結合を含むアルキル基。炭素数は1〜1000が好ましい。
(a1-3-5)ハロゲン原子、好ましくはフッ素原子で水素原子の一部または全部が置換されていてもよいアルコキシ基。炭素数は1〜1000が好ましい。
なお、以下の表1〜13において、各置換基はそれぞれ当該の表限りの定義であり、また、原子数を表す数字は特に下付にはしていない。さらに、Phはフェニル基の、iはイソの、nはノルマルの略である。
式(A1−1)のイミダゾール化合物としては、たとえば表1に示されるRa1を有する化合物が例示できる。
Figure 0005157453
式(A1−2)のピロール化合物としては、たとえば表2に示されるRa2を有する化合物が例示できる。
Figure 0005157453
式(A1−3)のピラゾール化合物としては、たとえば表3に示されるRa3を有する化合物が例示できる。
Figure 0005157453
式(A1−4)のトリアゾール化合物としては、たとえば表4に示されるRa4を有する1,2,4−トリアゾール化合物が例示できる。
Figure 0005157453
式(A1−5)のインドール化合物としては、たとえば表5に示されるRa5とRa6を有する化合物が例示できる。
Figure 0005157453
式(A1−6)のプリン化合物としては、たとえば表6に示されるRa7とRa8を有する化合物が例示できる。
Figure 0005157453
式(A1−7)のプリン誘導体としては、たとえば表7に示されるRa9とRa10を有する化合物が例示できる。
Figure 0005157453
そのほか、ヘテロ芳香環化合物(A)としては、つぎの表8に示すベンズイミダゾール(benzimidazople)化合物、表9に示す1,2,3−トリアゾール化合物、表10に示すテトラゾール(tetrazole)化合物、表11に示すイソインドール(isoindole)化合物、表12に示すインダゾール(indazole)化合物、表13に示すベンゾトリアゾール(benzotriazole)化合物などもあげられる。
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
また、ヘテロ芳香環化合物(A)と反応させる式(B):
Figure 0005157453
(式中、Rb1、Rb2およびRb3は同じかまたは異なり、いずれもH、ハロゲン原子、官能基、またはハロゲン原子で置換されていてもよくエーテル結合を含んでいてもよく重合性基を有していてもよい1価の有機基)で示されるフルオロアルケン(B)としては、ヘテロ芳香環化合物(A)のN−H基と付加反応し得るものであればよい。
これらのうち、前記Rb1、Rb2およびRb3の少なくとも1つ、特にRb1およびRb2の少なくとも一方が、
式(b−1):
−(CF2m1
(式中、m1は1〜10000の整数)、
式(b−2):
Figure 0005157453
(式中、m2は1〜10000の整数)、
式(b−3):
−(CF2−CH2m3
(式中、m3は1〜10000の整数)、
式(b−4):
Figure 0005157453
(式中、m4は1〜3000の整数)、
および/または
式(b−5):
−(RfbO)m5
(式中、Rfbはフッ素原子を有する直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基;m5は1〜100の整数)
を有していることが好ましく、とくに室温で液状を呈しやすいという点から、式(b−4)の分岐鎖を有するパーフルオロアルキレン基および/または式(b−5)のフルオロエーテル単位を有するものが好ましい。
また、Rb1、Rb2およびRb3の少なくとも1つの末端が重合性の基(b−6)であってもよい。重合性の基としては、たとえば炭素−炭素二重結合、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、イソシアネート基、チオール基、チオイソシアネート基などがあげられ、特に好ましくは炭素−炭素二重結合である。
別の観点から、Rb1、Rb2およびRb3の好ましい具体例としてはつぎのものがあげられる。
(b1−1)水素原子
(b1−2)ハロゲン原子:
塩素原子、フッ素原子、臭素原子など、特にフッ素原子が好ましい。
(b1−3)官能基:
好ましくはカルボキシル基(−COOH)、カルボン酸エステル基(−COOR)、ニトリル基(−CN)、アミノ基である。
(b1−4)有機基:
(b1-4-1) ハロゲン原子、好ましくはフッ素原子で水素原子の一部または全部が置換されていてもよい直鎖状または分岐鎖状のアルキル基。
(b1-4-2) カルボキシル基、水酸基、ニトリル基、アミノ基などの官能基を有するアルキル基。
(b1-4-3) 置換されていてもよいアリール基。
(b1-4-4) ハロゲン原子、好ましくはフッ素原子で水素原子の一部または全部が置換されていてもよいエーテル結合を含むアルキル基。
(b1-4-5) ハロゲン原子、好ましくはフッ素原子で水素原子の一部または全部が置換されていてもよいアルコキシ基。
好ましいフルオロアルケン(B)の具体例としては、たとえばCF2=CF2、CF2=CF(CF3)、CF2=C(CF32、CF2=C(CF3)Br、CF2=C(CF3)Cl、CF2=C(CF3)I、CF2=CFBr、CF2=CFCl、CF2=CFI、(CF32CFCF2CF=CF2、(CF32CFCF=CFCF3、(CF32C=CFCF2CF3、CF2=CH2、CF2=CFH、CF2=CF(RfBnCF=CH2(RfBはCF2CF2、CF2CFCl、CF2CF(CF3)、CF2CH2;nは0〜1000の整数)、CF2=CF(RfBn−CF=CF2(RfBはCF2CF2、CF2CFCl、CF2CF(CF3)、CF2CH2;nは0〜1000の整数)、CF2=CH(RfBn−CH=CF2(RfBはCF2CF2、CF2CFCl、CF2CF(CF3)、CF2CH2;nは0〜1000の整数)、CF2=CH(RfBn−CF=CF2(RfBはCF2CF2、CF2CFCl、CF2CF(CF3)、CF2CH2;nは0〜1000の整数)、CF2=CF(RfBn−F(RfBはCF2CF2、CF2CFCl、CF2CF(CF3)、CF2CH2;nは0〜1000の整数)、CF2=CH(RfBn−F(RfBはCF2CF2、CF2CFCl、CF2CF(CF3)、CF2CH2;nは0〜1000の整数)、CF2=CF(RfBn−Br(RfBはCF2CF2、CF2CFCl、CF2CF(CF3)、CF2CH2;nは0〜1000の整数)、CF2=CH(RfBn−Br(RfBはCF2CF2、CF2CFCl、CF2CF(CF3)、CF2CH2;nは0〜1000の整数)、CF2=CF(RfBn−Cl(RfBはCF2CF2、CF2CFCl、CF2CF(CF3)、CF2CH2;nは0〜1000の整数)、CF2=CH(RfBn−Cl(RfBはCF2CF2、CF2CFCl、CF2CF(CF3)、CF2CH2;nは0〜1000の整数)、CF2=CF(RfBn−I(RfBはCF2CF2、CF2CFCl、CF2CF(CF3)、CF2CH2;nは0〜1000の整数)、CF2=CH(RfBn−I(RfBはCF2CF2、CF2CFCl、CF2CF(CF3)、CF2CH2;nは0〜1000の整数)などの含フッ素オレフィン類;CF2=CFOR(Rはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CF2=C(CF3)OR(Rはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、(CF32C=CFOR(Rはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CF2=CF[OCF2CF(CF3)]nOC37(nは0〜20の整数)、CF2=CF[OCF2CF(CF3)]nOCF2CF=CF2(nは0〜20の整数)、CF2=CF[OCF2CF(CF3)]nOCF2CFClCF2Cl(nは0〜20の整数)、CF2=CF[OCF2CF(CF3)]nOCF2CF2CF=CF2(nは0〜20の整数)、CF2=CF[OCF2CF(CF3)]nOCF2CF2CF=CH2(nは0〜20の整数)、CF2=CF[OCF2CF(CF3)]nOCF2CF2SO3M(MはLi、Na、K、Rb、Cs、BeCl、MgCl、MgBr、MgI、MgNO3、MgBF4、MgPF6、CaCl、CaBr、CaI、CaNO3、CaBF4、CaPF6、FeCl2、FeBr2、FeI2、CoCl、CoBr、CoI、ZnCl、ZnBr、ZnI、NiCl、NiBr、NiI、Ag、Cu、CuCl、CuBr、CuI、AuCl2、AuBr2またはAuI2;nは0〜20の整数)、CF2=CF[OCF2CF(CF3)]nO(CF2mCO2R(mは1〜10の整数;nは0〜20の整数;Rは水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CF2=CF[OCF2CF(CF3)]nO(CF2mCH2OR(mは1〜10の整数;nは0〜20の整数;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CF2=CF[OCF2CF(CF3)]nO(CF2m−I(mは1〜10の整数;nは0〜20の整数)などの含フッ素ビニルエーテル類;CF2=CY(CX2nCOOR(XはHまたはF;YはH、FまたはCF3;nは0〜20の整数;Rは水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)などの含フッ素不飽和カルボン酸またはエステル類;CF2=CF(CX2nCH2OR(XはHまたはF;nは0〜20の整数;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CF2=CY−C64−CO2R(XはHまたはF;YはH、FまたはCF3;Rは水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CF2=CY−C64−SO3M(XはHまたはF;YはH、FまたはCF3;MはLi、Na、K、Rb、Cs、BeCl、MgCl、MgBr、MgI、MgNO3、MgBF4、MgPF6、CaCl、CaBr、CaI、CaNO3、CaBF4、CaPF6、FeCl2、FeBr2、FeI2、CoCl、CoBr、CoI、ZnCl、ZnBr、ZnI、NiCl、NiBr、NiI、Ag、Cu、CuCl、CuBr、CuI、AuCl2、AuBr2、AuI2)などの含フッ素不飽和スルホン酸塩、CF2=CY−C64−CH2OR(XはHまたはF;YはH、FまたはCF3;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)などがあげられる。
本発明の第1の製法においては、N−H基を有するヘテロ芳香環化合物(A)とフルオロアルケン(B)とをアルカリ金属の不存在下に反応させる。
N−H基を有するヘテロ芳香環化合物(A)を反応させるという点でV.V. Rudyuk et al., J. Fluorine Chem., 125, pp1465-1471 (2004)、D. C. England et al., J. Am. Chem. Soc., 82, pp5116-5122 (1960)および米国特許第2861990号明細書におけるヘテロ芳香環化合物のアルカリ金属塩の形で反応させる製造法と異なり、またN−H基を有するヘテロ芳香環化合物(A)を出発物質とする場合でもアルカリ金属の不存在下で反応を行うという点でV.V. Rudyuk et al., J. Fluorine Chem., 125, pp1465-1471 (2004)、D. C. England et al., J. Am. Chem. Soc., 82, pp5116-5122 (1960)および米国特許第2861990号明細書の反応と異なる。
本発明の製造法においては反応系に存在させない金属はアルカリ金属でよいが、反応に直接または触媒的に関与しうる他の金属の存在も不要である。また、塩や錯体などの形態でも特に存在させる必要はない。
反応は、ヘテロ芳香環化合物(A)の溶液中で行ってもよいし、ヘテロ芳香環化合物(A)を溶融状態にして行ってもよい。
溶液中で反応を行う場合、ヘテロ芳香環化合物(A)を均一な液体の状態とすることにより、触媒を使用しなくても反応が進行する。
使用可能な反応溶媒としては、たとえばジエチルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジグライム、トリグライム、テトラグライム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ヘキサメチルリン酸トリアミド、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロペンタフルオロプロパン、ジクロロフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン、テトラクロロヘキサフルオロブタン、ジクロロオクタフルオロブタン、ペンタクロロペンタフルオロヘキサン、ジブロモテトラフルオロエタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロ(ブチルテトラヒドロフラン)、パーフルオロトリブチルアミンなどが例示でき、ヘテロ芳香環化合物の溶解度の点からジエチルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジグライム、トリグライム、テトラグライム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、スルホランが好ましい。
溶液の濃度はヘテロ芳香環化合物の種類、溶媒の種類、フルオロアルケンの種類、反応温度などによって適宜選定すればよいが、その一部が均一に溶解している限りで高い方が好ましく、30質量%以上、さらには60質量%以上であるのが好ましい。
反応圧力は、特に限定しない。ヘテロ芳香環化合物を含有する液体と接触できれば、いかなる圧でも反応は進行する。
本発明の反応は、特に、溶融状態のヘテロ芳香環化合物(A)を無溶媒状態で行うことが、溶媒の分離操作がなく、製造コストが低くなる点から好ましい。
本発明において、ヘテロ芳香環化合物の溶融状態とは、ヘテロ芳香環化合物単体が融解している状態だけではなく、融点降下剤を配合してヘテロ芳香環化合物単体の融点未満で融解している状態をも含む。
融点降下剤としては、ヘテロ芳香環化合物を溶解または膨潤させ得る量の上記の反応溶媒が例示できる。
溶融状態で反応を行う場合、反応温度はヘテロ芳香環化合物(A)の融点(融点降下したときは降下した融点)またはそれ以上で分解温度未満である。
反応圧力は、特に限定しない。ヘテロ芳香環化合物を含有する溶融物と接触できれば、いかなる圧でも反応は進行する。
フルオロアルケン(B)の反応系への供給方法は特に限定されないが、たとえばヘテロ芳香環化合物(A)の溶液または溶融状態に、気化させたフルオロアルケンを加圧下で供給する方法、ヘテロ芳香環化合物(A)の溶液または溶融状態にフルオロアルケンを滴下する方法などが好ましく採用できる。
第1の製造法で得られるN−Rf基を環中に有するヘテロ芳香環化合物(C)は、N−H基を環中に有するヘテロ芳香環化合物(A)のN−H基にフルオロアルケン(B)が付加した化合物であり、式(C1):
Figure 0005157453
は式(A1)と同じ;Rfは式(c)と同じ)で示される含フッ素ヘテロ芳香環化合物である。
したがって、前記含フッ素ヘテロ芳香環化合物(C)は、ヘテロ芳香環化合物(A)のN−H基がN−Rf基となる化合物であり、たとえばN−H基を環中に有するイミダゾール骨格を含む化合物、N−H基を環中に有するピロール骨格を含む化合物、N−H基を環中に有するピラゾール骨格を含む化合物、N−H基を環中に有するトリアゾール骨格を含む化合物、N−H基を環中に有するインドール骨格を含む化合物、N−H基を環中に有するプリン骨格を含む化合物およびN−H基を環中に有するプリン誘導体は、それぞれN−Rf基を環中に有するイミダゾール骨格を含む化合物、N−Rf基を環中に有するピロール骨格を含む化合物、N−Rf基を環中に有するピラゾール骨格を含む化合物、N−Rf基を環中に有するトリアゾール骨格を含む化合物、N−Rf基を環中に有するインドール骨格を含む化合物、N−Rf基を環中に有するプリン骨格を含む化合物およびN−Rf基を環中に有するプリン誘導体となる。
前記式(C1)で示されるヘテロ芳香環化合物(C1)としては、
式(C1−1):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;RfはRf1(Rf1は式(c)と同じかまたは式(C1−1)からRf基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基))で示される含フッ素イミダゾール化合物、
式(C1−2):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;RfはRf2(Rf2は式(c)と同じかまたは式(C1−2)からRf基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基))で示される含フッ素ピロール化合物、
式(C1−3):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;RfはRf3(Rf3は式(c)と同じかまたは式(C1−3)からRf基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基))で示される含フッ素ピラゾール化合物、
式(C1−4):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;RfはRf4(Rf4は式(c)と同じかまたは式(C1−4)からRf基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基))で示される含フッ素トリアゾール化合物、
式(C1−5):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環および/または芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;RfはRf5(Rf5は式(c)と同じかまたは式(C1−5)からRf基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基))で示される含フッ素インドール化合物、
式(C1−6):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環および/または芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;RfはRf6(Rf6は式(c)と同じかまたは式(C1−6)からRf基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基))で示される含フッ素プリン化合物、
または
式(C1−7):
Figure 0005157453
(式中、Raはハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよい;Yは同じかまたは異なりいずれも=O、−NRR’、−OR、FまたはF2;RおよびR’は同じかまたは異なり、いずれも水素原子、アルキル基、アリールアルキル基、有機珪素基、アルコキシ基またはカルボキシエステル基;RfはRf7(Rf7は式(c)と同じかまたは式(C1−7)からRf基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基))で示される含フッ素プリン誘導体
が例示でき、それらの置換基はヘテロ芳香環化合物(A1)およびフルオロアルケン(B)で具体的に例示したものがあげられる。
N−Rf基を環中に有するヘテロ芳香環化合物(C)の具体例としては、つぎの表14に示す含フッ素イミダゾール化合物、表15に示す含フッ素ピロール化合物、表16に示す含フッ素ピラゾール化合物、表17に示す含フッ素トリアゾール化合物、表18に示す含フッ素インドール化合物、表19に示す含フッ素プリン化合物、表20に示す含フッ素プリン誘導体、表21に示す含フッ素ベンズイミダゾール化合物、表22に示す含フッ素1,2,3−トリアゾール化合物、表23に示す含フッ素テトラゾール化合物、表24に示す含フッ素イソインドール化合物、表25に示す含フッ素インダゾール化合物、表26に示す含フッ素ベンゾトリアゾール化合物などもあげられる。
なお、以下の表14〜26において、各置換基はそれぞれ当該の表限りの定義であり、また、原子数を表す数字は特に下付にはしていない。さらに、Phはフェニル基の、iはイソの、nはノルマルの略である。
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
Figure 0005157453
これらのうち、つぎの文献未記載の新規化合物は合成の容易さ、入手の容易さなどの点から、特に好ましい。
構造式(C−1):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;Rfc1は式(c)と同じかまたは式(C−1)からRfc1基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基;ただし、Rfc1は−CFHCF3、−CF2CFZ1H、−CF=CFZ1(Z1はFまたはCl)ではない)で示される含フッ素イミダゾール化合物。
aとしては、同じかまたは異なり、いずれもH、F、Cl、−CH3、−C25、−C37、−C49、−COOR、−CN、−Ph(フェニル基)、−CH2CN、−CH2COOR、−CH2SR、−CH2CH(NR2)COOR、−(CF)nF、−(CF)nH、−CF2CF(CF3)H、−(CF2CH2nH(Rは同じかまたは異なり、いずれも炭素数1〜10の炭化水素基;nは1〜10000の整数)などが好ましい。
Rfc1としては、式(c−1):
Figure 0005157453
(式中、Rc-1aおよびRc-1bは同じかまたは異なり、いずれも
F、−(CF2qF、−O(CF2qF、−CF(CF32
−(OCF2CF(CF3))p−O(CF2qF、
−(OCF2CF(CF3))p−OCF2CF2CF=CH2
−(OCF2CF(CF3))p−OCF2CF2CF2CH2I、
−(OCF2CF(CF3))p−O(CF2qCFClCF2Cl、
−(OCF2CF(CF3))p−O(CF2qCF2I、
−(CF2q−(OCF(CF3)CF2pOCF(CF3)COOR、
−(CF2q−(OCF(CF3)CF2pOCF(CF3)CH2OR、
−(CF2CF2l−(CF2CF(CF3))m−(CF2CH2n−A、
−(OCF2CF(CF3))x−(OCF2CF2y−(OCF2CF2CF2z−(OCF2CF2CH2w−A、
−CF2CHFOCF2CF2CF=CF2−B、
−CF2CH2−(CF2r−CH2CF2−B
(Rは同じかまたは異なり、炭素数1〜10の1価の炭化水素基;AはH、Fまたはポリマー末端基;Bは式(C−1)からRfc1基を除いた残基;qは各式中で独立して1〜9の整数;pは各式中で独立して0〜20の整数;rは1〜10000の整数;l、mおよびnはそれぞれ独立して0〜5000の整数で、lとmとnの和が10〜10000の整数;w、x、yおよびzはそれぞれ独立して0〜30の整数で、wとxとyとzの和が3〜60の整数);Rc-1cはFまたはH、−CF3、−CF(CF32、−CF2CF(CF32;ただし、Rc-1a、Rc-1bおよびRc-1cは同時にFではない)が好ましくあげられる。
構造式(C−2):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;Rfc2は式(c)と同じかまたは式(C−2)からRfc2基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基;ただし、Rfc2は−CFHCF3、−CF2CZ12H、−CF=CFZ1(Z1はFまたはCl;Z2はH、F、Cl、アルキル基、フッ素化アルキル基または塩素化アルキル基)ではない)で示される含フッ素ピロール化合物。
aおよびRfc2の好ましい具体例は、それぞれ構造式(C−1)のRaおよびRfc1と同じである。
構造式(C−3):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;Rfc3は式(c)と同じかまたは式(C−3)からRfc3基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基;ただし、Rfc3は−CFHCF3、−CF2CFZ1H、−CF=CFZ1(Z1はFまたはCl)ではない)で示される含フッ素ピラゾール化合物。
aおよびRfc3の好ましい具体例は、それぞれ構造式(C−1)のRaおよびRfc1と同じである。
構造式(C−4):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;Rfc4は式(c)と同じかまたは式(C−4)からRfc4基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基;ただし、Rfc4は−CFHCF3、−CF2CFZ1H、−CF=CFZ1(Z1はFまたはCl)ではない)で示される含フッ素トリアゾール化合物。
aおよびRfc4の好ましい具体例は、それぞれ構造式(C−1)のRaおよびRfc1と同じである。
構造式(C−5):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環および/または芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;Rfc5は式(c)と同じかまたは式(C−5)からRfc5基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基;ただし、Rfc5は−CFHCF3、−CF2CZ12H、−CF=CFZ1(Z1はFまたはCl;Z2はH、F、Cl、アルキル基、フッ素化アルキル基または塩素化アルキル基)ではない)で示される含フッ素インドール化合物。
aおよびRfc5の好ましい具体例は、それぞれ構造式(C−1)のRaおよびRfc1と同じである。
構造式(C−6):
Figure 0005157453
(式中、Raはハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環および/または芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;Rfc6は式(c)と同じかまたは式(C−6)からRfc6基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基;ただし、Rfc6は−CFHCF3、−CF2CFZ1H、−CF=CFZ1(Z1はFまたはCl)ではない)で示される含フッ素プリン化合物。
aおよびRfc6の好ましい具体例は、それぞれ構造式(C−1)のRaおよびRfc1と同じである。
構造式(C−7):
Figure 0005157453
(式中、Raはハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよい;Yは同じかまたは異なりいずれも=O、−NRR’、−OR、FまたはF2;RおよびR’は同じかまたは異なり、いずれも水素原子、アルキル基、アリールアルキル基、有機珪素基、アルコキシ基またはカルボキシエステル基;Rfc7は式(c)と同じかまたは式(C−7)からRfc7基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基;ただし、Rfc7は−CFHCF3、−CF2CFZ1H、−CF=CFZ1(Z1はFまたはCl)ではない)で示される含フッ素プリン誘導体。
aおよびRfc7の好ましい具体例は、それぞれ構造式(C−1)のRaおよびRfc1と同じである。
なお、これらの新規化合物であるヘテロ芳香環化合物(C1)において、式(c)で示されるフルオロアルキル基において、Rfc1〜Rfc7の好ましい例は前記フルオロアルケン(B)のRb1〜Rb3として式(b−1)〜(b−5)で示される単位を少なくとも1種含むか、および/またはRb1〜Rb3の少なくとも1つの末端に重合性基(b−6)を含むものが好ましくあげられる。重合性基としては、炭素−炭素二重結合が好ましくあげられる。
上記の新規化合物であるヘテロ芳香環化合物(C1)の中では、Rf基としてCF3基を有するものや酸素原子を有するものが、結晶性を下げ、低融点のイオン液体を与える原料として好ましい。特にCF3基を2個以上または酸素原子を2個以上有するRf基が好ましい。
本発明の第2の製造法は、かかる第1の製造法で得られたN−Rf基を環中に有するヘテロ芳香環化合物(C)に塩形成化合物(D)を作用させ、さらに要すればアニオン交換することを特徴とするN−Rf基を環中に有するヘテロ芳香環構造を含む塩(E)の製造法である。
塩形成化合物(D)としては、たとえば式(D1):
Rd−X1
で示される酸またはアルキル化剤が好ましい。
酸(Rd=H)の場合、HF、HCl、HBr、HI、HClO4、HNO3、H2CO3、H2SO4、HBF4、HPF6、HSbF6、HAlCl4、HAlF4、HAsF6、HSO3Fなどの無機酸のほか、R−SO3H、R−COOH、R−PO3Hなどの有機酸も利用できる。
また、アルキル化剤(Rdがアルキル基)の場合、X1がF、Cl、Br、I、−OSO2R、−OCO2R、−OCOR、−OPO3R(Rは1価の炭化水素基)で示される化合物があげられる。
Rdの具体例としては、たとえば水素原子;CH3、C25、n−C37、i−C37、C49などの炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基;CF3、C25、n−C37、i−C37、C49、CF2CF2Cl、CF2CF2Br、CF2CF2I、CH2CF3、(CF2CF2vH(vは1〜5の整数)、CF2CHFCF3、CF2CH3、CF2CFClH、CF2CH(CF32、CF3CH2CH2、C25CH2CH2、n−C37CH2CH2、i−C37CH2CH2、C49CH2CH2、C49CH2CH2などのほか、−CH2CH224CH2CH2−、−CH2CH248CH2CH2−、−CH2CH2612CH2CH2−などの単位を有する直鎖状または分岐鎖状のフルオロアルキル基;−(CF2vCH2−OR(vは0〜10の整数;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、−CH2(CF2CF2vCH2−OR(vは1〜5の整数;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、−CH2CH2(CF2CF2vCH2−OR(vは1〜5の整数;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、−CH2CH2(CF2CF2vCH2CH2−OR(vは1〜5の整数;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、−CH2(CF2CF2vCH2CH2−OR(vは1〜5の整数;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)などの単位を有する直鎖状または分岐鎖状のフッ素を含んでいても良いヒドロキシアルキル基などがあげられる。
塩形成化合物(D)を作用させる反応条件としては、たとえばY.L. Yagupolskii et al., J. Fluorine Chem., 126, pp669-672 (2005)のほか、C. E. Song et al., Chem. Comm., pp1695(2000)、R. Hagiwara et al., J. Fluorine Chem., 99, pp1(1999) 、A. E. Visser et al., Green Chem., 2, pp1(2000)、M. Yoshizawa et al., Electrochem. Solid-State Lett., 4, E25(2001)などに記載されている通常の塩形成反応またはアルキル化反応の条件が採用できる。
たとえば、塩形成化合物(D)として酸を使用する場合、含フッ素へテロ芳香環化合物(C)の種類にもよるが、無溶媒下、または溶媒としてジエチルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジグライム、トリグライム、テトラグライム、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロペンタフルオロプロパン、ジクロロフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン、テトラクロロヘキサフルオロブタン、ジクロロオクタフルオロブタン、ペンタクロロペンタフルオロヘキサン、ジブロモテトラフルオロエタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロ(ブチルテトラヒドロフラン)、パーフルオロトリブチルアミンなどを用い、反応温度−30〜150℃とすることが好ましい(塩形成法1)。
また、塩形成化合物(D)としてアルキル化剤を使用する場合、含フッ素へテロ芳香環化合物(C)の種類にもよるが、無溶媒下、または溶媒としてジエチルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジグライム、トリグライム、テトラグライム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ヘキサメチルリン酸トリアミド、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロペンタフルオロプロパン、ジクロロフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン、テトラクロロヘキサフルオロブタン、ジクロロオクタフルオロブタン、ペンタクロロペンタフルオロヘキサン、ジブロモテトラフルオロエタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロ(ブチルテトラヒドロフラン)、パーフルオロトリブチルアミンなどを用い、反応温度−30〜150℃とすることが好ましい(塩形成法2)。
かかる塩形成反応は、含フッ素ヘテロ芳香環化合物(C)がイミダゾール骨格を有する化合物、たとえば含フッ素イミダゾール化合物(C1−1)や含フッ素ベンゾイミダゾール化合物、含フッ素プリン化合物(C−6)、含フッ素プリン誘導体(C−7)などの場合、特に良好に進み、含フッ素ヘテロ芳香環のN−Rf以外の窒素原子にRdが結合してカチオンとなり、X1が対アニオンとなる。
かかる塩形成化合物(D)を作用させて得られる含フッ素ヘテロ芳香環化合物塩の対アニオンを、さらに要すればアニオン交換することにより、対アニオンを種々のアニオンに変換することができる。
アニオン交換に使用できる化合物としては、たとえばM−ClO4、M−NO3、M2−SO4、M2−CO3、M−BF4、M−BCl4、M−PF6、M−SbF6、M−AlCl4、M−Al2Cl7、M−AlF4、M−AsF6、M−N(CN)2、M−F、M−FとHF混合物、M−N(SO2R)(SO2R’)、M−OSO2R、M−OCOR、M−OPO3R、M−C(SO2R)2(SO2R’)、M−[RCOCHCOR’](これらの式中、RおよびR’は同一または異なり、いずれも−(CF2nF(n=1〜20)または−CF(CF3)OCF3
−CF(CF3)−[OCF2CF(CF3)]n−O(CF2m−F、
−CF(CF3)−[OCF2CF(CF3)]n−O(CF2m−CFClCF2Cl、
−CF(CF3)−[OCF2CF(CF3)]n−O(CF2m−CF2
−CF(CF3)−[OCF2CF(CF3)]n−OCF2CF2CF=CH2
−CF(CF3)−[OCF2CF(CF3)]n−OCF2CF2CF2CH2
−CF(CF3)−[OCF2CF(CF3)]n−OCF2CF2SO2
−(CF2m−[OCF(CF3)CF2nOCF(CF3)COOX、
−(CF2m−[OCF(CF3)CF2nOCF(CF3)CH2OX、
−(CF2CF2p−(CF2CF(CF3))q−(CF2CH2r−(CF2CFCl)s−A、
−(OCF2CF(CF3))x−(OCF2CF2y−(OCF2CF2CF2z−(OCF2CF2CH2w−(OCF2v−A
(これらの式中、AはH、F、重合開始剤末端基またはその変性された基;nおよびmは同じかまたは異なり0〜10の整数;p、q、rおよびsはそれぞれ独立して0〜5000の整数で、pとqとrとsの和が10〜10000の整数;x、y、z、vおよびwはそれぞれ独立して0〜60の整数で、xとyとzとwとvの和が3〜60の整数);MはLi、Na、K,Rb、Cs、1/2Mg、1/3Al、Ag、1/2Zn、1/2Ni、1/3Fe、H、NH4など)などがあげられる。
また、
Figure 0005157453
(式中、XはHまたはF;RはH、F、CH3またはCF3;Qは
−Q1-
−[OCF2CF(CF3)]0~10O(CF20~8−Q1-
−(CF20~8[OCF(CF3)CF20~10OCF(CF3)−Q1-
−(CH30~8(CF20~20(CH30~8−Q1-または
−(C64)(CH30~8−Q1-
(Q1-は同じかまたは異なり、COO-またはSO3-))で示される重合体単位を1〜100質量%含むポリマー鎖であってもよい。ポリマー鎖の数平均分子量としては、1×103〜8×105程度であることが、ポリマーの溶剤に対する溶解性の点から望ましい。
共重合可能な共単量体としては特に限定されず、付与したい特性に応じて適宜選定すればよい。好ましい共単量体としては、たとえばCF2=CF2、CF2=CF(CF3)、CF2=CFCl、CF2=CH2、CF2=CFH、パーフルオロブテニルビニルエーテル、パーフルオロ−2,2−ジメチルジオキソール、パーフルオロジオキソール、CH2=CH2、CH2=CH(CH3)、CH2=CHCH=CH2、CH2=CHCl、CH2=CCl2、CH2=CHCO2R(Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CH2=C(CH3)CO2R(Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CH2=CFCO2R(Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CH2=C(CF3)CO2R(Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CH2=CHC65(XはHまたはF)、CH2=C(CH3)C65(XはHまたはF)、CH2=CFC65(XはHまたはF)、CH2=C(CF3)C65(XはHまたはF)、CH2=CHCN、CH2=C(CH3)CN、CH2=CFCN、CH2=C(CF3)CN、CH2=CHOCO2R(Rは水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CH2=CHOR(Rは水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CH2=CFCF2CF2O[CF(CF3)CF2nOCF(CF3)COOR(nは0〜20の整数;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CH2=CFCF2CF2O[CF(CF3)CF2nOCF(CF3)CH2OR(nは0〜20の整数;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CH2=CFCF2CF2O[CF(CF3)CF2nOCHFCF3(nは0〜20の整数)、二酸化硫黄、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラフルオロエチレンオキシド、ヘキサフルオロプロピレンオキシド、フルオロホスゲン、ヘキサフルオロアセトンなどが例示できるが、これらに限定されるものではない。
かくして塩形成用化合物(D)を作用させ、要すればアニオン交換することによって得られる含フッ素へテロ芳香環化合物塩(E)としては、たとえば式(E1):
Figure 0005157453
は、窒素原子と共にヘテロ芳香環を形成する部位であって、その水素原子の全部または一部が同一または異なる有機基で置換されていてもよい;RfはRfe(Rfeは式(c)と同じかまたは式(E1)からRf基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基);RdはHまたは1価の有機基;Xは対アニオン)で示されるヘテロ芳香環化合物塩があげられる。
式(E1)で示される塩(E)としては、含フッ素ヘテロ芳香環化合物(C)のフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、過塩素酸塩、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、ヘキサフルオロリン酸塩、ヘキサフルオロアンチモン酸塩、テトラクロロアルミン酸塩、テトラフルオロアルミン酸塩、ヘキサフルオロヒ酸塩、フルオロスルホン酸塩、ジシアンアミド塩、F(HF)n塩(n=1〜10)、(2つのアルキル基が同一または異なる)ビスペルフルオロ(C1〜20)アルキルスルホニルアミド塩、ペルフルオロ(C1〜C20)アルキルスルホン酸塩、ペルフルオロ(C1〜20)アルキルカルボン酸塩、ペルフルオロ(C1〜20)アルキルホスホン酸塩、(3つのアルキル基が同一または異なる)トリスペルフルオロ(C1〜20)アルキルスルホニル炭素塩、(2つのアルキル基が同一または異なる)1−ペルフルオロアルキル−3−パーフルオロ(C1〜10)アルキル−1,3−ジケトナート、ジクロロ銅酸化物、テトラクロロホウ酸塩、ヘプタクロロジアルミン酸塩、トリクロロ亜鉛酸塩などがあげられる。
特に、構造式(E−1):
Figure 0005157453
(式中、Raは同じかまたは異なりいずれもハロゲン原子、官能基または有機基であって、かつ存在していても存在していなくてもよく、存在する場合は、ヘテロ芳香環の水素原子の全部または一部を置換している;Rfc1は式(c)と同じかまたは式(C−1)からRfc1基を除いた残基を1個以上有していてもよい1価の有機基);ただし、Rfc1は−CF2CF2H、−CF=CF2、−CF2CFClH、−CF2=CFClおよび−CFHCF3ではない;RdはHまたは1価の有機基;Xは対アニオン)で示される含フッ素イミダゾール化合物塩は新規な化合物である。
式(E−1)において、Ra、Rfc1、RdおよびXは上記の具体例で示したものが好ましくあげられる。とくに室温で液状を呈しやすいという点から、Rfc1は、式(b−4)の分岐鎖を有するパーフルオロアルキレン基および/または式(b−5)のフルオロエーテル単位を有するものが好ましく、さらには、CF3基を2個以上または酸素原子を2個以上有する式(b−4)の分岐鎖を有するパーフルオロアルキレン基および/または式(b−5)のフルオロエーテル単位を有するものが特に好ましい。
また、Ra、Rfc1の少なくとも1つの末端が重合性の基(b−6)であってもよい。重合性の基としては、たとえば炭素−炭素二重結合、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、イソシアネート基、チオール基、チオイソシアネート基などがあげられ、特に好ましくは炭素−炭素二重結合である。
本発明の第1の製造法で得られるN−Rf基を環中に有するヘテロ芳香環化合物(C)は、第2の製造法の出発原料として有用であるほか、安定なN−Rf基を環中にもつ各種のヘテロ芳香環化合物を含む材料、たとえばエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などの硬化剤、各種農薬、抗生物質、抗エイズ薬などの医薬の中間体、染料中間体などとしても期待できる。
本発明の第2の製造法で得られるN−Rf基を環中に有するヘテロ芳香環化合物塩(E)は、安定なN−Rf基を環中にもつ各種のヘテロ芳香環化合物を含む材料、たとえば燃料電池、二次電池、キャパシター、色素増感太陽電池、エレクトロクロミックデバイスなどの電解質や反応媒体、触媒および化学セパレーション、核燃料再処理などの各種の機能を有するイオン液体などとして利用できるほか、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などの硬化剤、各種農薬、抗生物質、抗エイズ薬などの医薬の中間体、染料中間体などとしても期待できる。
なお、通常では炭化水素系イオン液体はパーフルオロ溶剤と混合すると分液し混合しないが、フルオロアルキル鎖を有するイオン液体に炭化水素系イオン液体をパーフルオロ溶媒中に分散させる効果があることが知られており(T. L. Merrigan et al., Chem. Comm., pp2051-2052(2000))、また、炭化水素系イオン液体とスルホン酸基を含むフッ素樹脂であるNafion(デュポン社の登録商標)とを混合させるとカチオン交換が起こり、溶媒よりむしろ電解質としての性質を呈する効果があることも知られている(T. Schafer, et al., Chem. Comm., pp2594-2096(2005))。このような用途において、高濃度にフッ素原子を含有する樹脂に対して、フルオロアルキル鎖を有するイオン液体を用いれば、より効果的にカチオン交換できるものと考えられる。
したがって、N−Rf基を環中に有するヘテロ芳香環化合物塩(E)は常温で固体であっても、これらの文献のように、N−Rf基を環中に有するヘテロ芳香環化合物塩(E)をポリマーや溶媒およびイオン液体中に分散または溶解させることにより、N−Rf基の構造が関与することによって、イオン伝導性や添加剤の分散を促す機能を発揮させることができる。
つぎに本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
本明細書で使用した測定方法などは、以下のとおりである。
(化合物の同定方法)
1H−NMR分析と19F−NMR分析とIR分析と元素分析に基づいて同定する。
NMR測定装置:BRUKER社製
1H−NMR測定条件:300MHz(テトラメチルシラン=0ppm)
19F−NMR測定条件:282MHz(トリクロロフルオロメタン=0ppm)
IR分析:Perkin Elmer社製フーリエ変換赤外分光光度計1760Xで室温にて測定する。
実施例1
50mlのオートクレーブにイミダゾール6.81g(100mmol。融点89℃)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、テトラフルオロエチレン(TFE)を系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系をイミダゾールの融点以上である100℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにTFEを導入した。TFEの添加量がイミダゾールの1.1当量(11g=110mmol)となった時点でTFEの供給を停止し、100℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、そのまま蒸留に供し、93℃/96mmHgの留分を14.5g得た(収率86%)。
このものをNMR分析したところ、1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル(2.84g=20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は98%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−102.3(2F),−142.3(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ6.82(1H,tt),7.18(1H,s),7.48(1H,s),8.04(1H,s)ppm
実施例2
50mlのオートクレーブにイミダゾール1.36g(20mmol)とテトラヒドロフラン(30ml)を入れ、−78℃に冷却し、真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、TFEを系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系をイミダゾールの融点以上である100℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにTFEを導入した。TFEの添加量がイミダゾールの1.1当量(2.2g=22mmol)となった時点でTFEの供給を停止し、100℃で攪拌を続けた。攪拌開始15時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル(1.42g=10mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は89%であった。
実施例3
50mlのオートクレーブにイミダゾール6.81g(100mmol)と融点降下剤としてテトラヒドロフラン(1.0ml)を入れ、−78℃に冷却し、真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、TFEを系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系を50℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにTFEを導入した。TFEの添加量がイミダゾールの1.1当量(11g=110mmol)となった時点でTFEの供給を停止し、50℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気し反応を終了させた。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、これを基準とした19F−NMR分析による収率は92%であった。
比較例1
50mlのオートクレーブにイミダゾールのカリウム塩10.6g(100mmol)とテトラヒドロフラン(30ml)を入れ、−78℃に冷却し、真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、TFEを系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系を100℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにTFEを導入した。TFEの添加量がイミダゾールのカリウム塩の1.1当量(11g=110mmol)となった時点でTFEの供給を停止し、100℃で攪拌を続けた。攪拌開始15時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気し反応を終了させた。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、これを基準とした19F−NMR分析によると1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールを収率13%で、1−(1,2,2−トリフルオロエテニル)イミダゾールを収率56%で生成していることを確認した。また、ガスクロマトグラフ分析から、イミダゾールの14%が残存していることを確認した。
その後、この反応粗生成物の全てを水(30ml)にあけ、酢酸エチルを用い抽出した。有機層を分離後、硫酸マグネシウムを用い乾燥後、減圧下にて濃縮した。ベンゾトリフルオリド1.46g(10mmol)を添加し、これを基準とした19F−NMR分析によると1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールを収率7%で、1−(1,2,2−トリフルオロエテニル)イミダゾールを収率39%で生成していることを確認した。
比較例2
50mlのオートクレーブに金属カリウム0.20g(5mmol)とテトラヒドロフラン(10ml)を入れ、−78℃に冷却し、真空−窒素置換を3回行った。その後、10℃でイミダゾール1.36g(20mmol)をテトラヒドロフラン(10ml)に溶解させたものを窒素圧下、30分かけて添加した。その後、テトラフルオロエチレン(TFE)を系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系を100℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにTFEを導入した。TFEの添加量がイミダゾールの1.1当量(2.2g=22mmol)となった時点でTFEの供給を停止し、100℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気し反応を終了させた。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル1.42g(10mmol)を添加し、これを基準とした19F−NMR分析によると1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールを収率55%で、1−(1,2,2−トリフルオロエテニル)イミダゾールを収率23%で生成していることを確認した。またガスクロマトグラフから、イミダゾールの9%が残存していることを確認した。
その後、この反応粗生成物の全てを水(30ml)にあけ、酢酸エチルを用い抽出した。有機層を分離後、硫酸マグネシウムを用い乾燥後、減圧下にて濃縮した。ベンゾトリフルオリド1.46g(10mmol)を添加し、これを基準とした19F−NMR分析によると1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールを収率41%で、1−(1,2,2−トリフルオロエテニル)イミダゾールを収率19%で生成していることを確認した。
実施例4
50mlのオートクレーブにイミダゾール6.81g(100mmol)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)を系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系をイミダゾールの融点以上である100℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにHFPを導入した。HFPの添加量がイミダゾールの1.1当量(17g=110mmol)となった時点でHFPの供給を停止し、100℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、そのまま蒸留に供し、93℃/53mmHgの留分を16.5g得た(収率は76%)。
このものをNMR分析したところ、1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)イミダゾールであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は83%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−73.9(3F),−84.4(1F),−91.2(1F),−210.0(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ6.26(1H,m),7.18(1H,s),7.53(1H,s),8.09(1H,s)ppm
実施例5
50mlのオートクレーブにピロール6.71g(100mmol。融点−23℃)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)を系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系を60℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにHFPを導入した。HFPの添加量がピロールの1.1当量(17g=110mmol)となった時点でHFPの供給を停止し、100℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、そのまま蒸留に供し、108℃の留分を18.0g得た(収率は83%)。
このものをNMR分析したところ、1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)ピロールであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は94%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−74.2(3F),−86.4(1F),−89.5(1F),−211.2(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ6.26(1H,m),6.24(2H,m),6.75(2H,m)ppm
実施例6
50mlのオートクレーブにピラゾール6.81g(100mmol。融点67℃)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)を系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系を75℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにHFPを導入した。HFPの添加量がピラゾールの1.1当量(17g=110mmol)となった時点でHFPの供給を停止し、100℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、そのまま蒸留に供し、88℃/96mmHgの留分を19.2g得た(収率は88%)。
このものをNMR分析したところ、1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)ピラゾールであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は91%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−75.5(3F),−83.8(1F),−90.0(1F),−214.2(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ6.10(1H,m),6.26(1H,m),7.74(2H,s)ppm
実施例7
50mlのオートクレーブに1,2,4−トリアゾール6.91g(100mmol。融点120℃)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)を系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系を135℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにHFPを導入した。HFPの添加量が1,2,4−トリアゾールの1.1当量(17g=110mmol)となった時点でHFPの供給を停止し、100℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、そのまま蒸留に供し、90℃/90mmHgの留分を17.5g得た(収率は80%)。
このものをNMR分析したところ、1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−1,2,4−トリアゾールであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は87%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−72.6(3F),−88.9(1F),−93.4(1F),−211.4(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ6.25(1H,m),8.09(1H,s),8.38(1H,s)ppm
実施例8
50mlのオートクレーブに2−メチルイミダゾール8.21g(100mmol。融点142℃)と融点降下剤としてテトラヒドロフラン(3.0ml)を入れ、−78℃で真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)を系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系を100℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにHFPを導入した。HFPの添加量が2−メチルイミダゾールの1.1当量(17g=110mmol)となった時点でHFPの供給を停止し、100℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、そのまま蒸留に供し、78℃/24mmHgの留分を20.1g得た(収率は86%)。
このものをNMR分析したところ、2−メチル−1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)イミダゾールであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は96%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−73.9(3F),−84.4(1F),−91.2(1F),−210.0(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ2.65(3H,s),6.26(1H,m),7.15(1H,s),7.50(1H,s)ppm
実施例9
50mlのオートクレーブにインドール11.7g(100mmol。融点52℃)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、テトラフルオロエチレン(TFE)を系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系を60℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにTFEを導入した。TFEの添加量がインドールの1.1当量(11g=110mmol)となった時点でTFEの供給を停止し、60℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、そのまま蒸留に供し、77℃/8.0mmHgの留分を16.0g得た(収率74%)。
このものをNMR分析したところ、1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)インドールであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は87%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−98.1(2F),−144.6(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ6.23(1H,m),6.52(1H,s)、7.00−7.30(4H,m),7.65(1H,m)ppm
実施例10
50mlのオートクレーブにプリン12.0g(100mmol。融点214℃)と融点降下剤としてテトラヒドロフラン(3.0ml)を入れ、−78℃に冷却し、真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、融点降下剤としてテトラフルオロエチレン(TFE)を系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系を120℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにTFEを導入した。TFEの添加量がプリンの1.1当量(11g=110mmol)となった時点でTFEの供給を停止し、120℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、エタノールに溶解させ、ヘキサンから再結晶を行い、13.6gの固体を得た(収率62%)。
このものをNMR分析したところ、1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)プリンであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は77%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−93.6(2F),−140.9(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ7.25(1H,s),8.70(1H,s),9.00(1H,s),9.21(1H,s)ppm
実施例11
50mlのオートクレーブにプリン誘導体であるセオフィリン18.1g(100mmol。融点274℃)と融点降下剤としてテトラヒドロフラン(5.0ml)を入れ、−78℃に冷却し、真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、テトラフルオロエチレン(TFE)を系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系を120℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにTFEを導入した。TFEの添加量がセオフィリンの1.1当量(11g=110mmol)となった時点でTFEの供給を停止し、120℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、エタノールに溶解させ、ヘキサンから再結晶を行い、14.5gの固体を得た(収率52%)。
このものをNMR分析したところ、1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)セオフィリンであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は81%であった。
19F−NMR(DMSO−d6):δ−95.8(2F),−140.1(2F)ppm
1H−NMR(DMSO−d6):δ3.24(3H,s),3.44(3H,s),7.30(1H,m),7.98(1H,s)ppm
実施例12
50mlのオートクレーブにイミダゾール化合物であるN−(t−ブトキシカルボニル)ヒスタミン21.2g(100mmol。融点83℃)を入れ、−78℃に冷却し、真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、テトラフルオロエチレン(TFE)を系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系を90℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにTFEを導入した。TFEの添加量がN−(t−ブトキシカルボニル)ヒスタミンの1.1当量(11g=110mmol)となった時点でTFEの供給を停止し、90℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、クロロホルムに溶解させ、ヘキサンから再結晶を行い、17.6gの固体を得た(収率63%)。
このものをNMR分析したところ、N−(t−ブトキシカルボニル)−N1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)ヒスタミンであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は91%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−100.4(2F),−139.8(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ1.31(9H,s),2.70−3.10(4H,m),6.80(1H,s),7.27(1H,m),7.54(1H,s)ppm
実施例13
50mlのオートクレーブにインドール化合物であるNα−(t−ブトキシカルボニル)トリプトファンメチルエステル31.8g(100mmol)と融点降下剤としてテトラヒドロフラン(5.0ml)を入れ、−78℃に冷却し、真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、テトラフルオロエチレン(TFE)を系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系を120℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにTFEを導入した。TFEの添加量がプリンの1.1当量(11g=110mmol)となった時点でTFEの供給を停止し、120℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、そのまま反応粗生成物をヘキサン−酢酸エチル4:1の展開溶媒によるシリカゲルクロマトグラフィーを用い精製し、34.6gの生成物を得た(収率82%)。
このものをNMR分析したところ、Nα−(t−ブトキシカルボニル)−N1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)トリプトファンメチルエステルであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は87%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−102.4(2F),−142.0(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ1.31(9H,s),2.80−3.80(2H,m),3.64(3H,s),6.50−7.80(6H,m)ppm
実施例14
50mlのオートクレーブにイミダゾール6.81g(100mmol)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、フッ化ビニリデンを系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系をイミダゾールの融点以上である100℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにパーフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)を導入した。フッ化ビニリデンの添加量がイミダゾールの1.1当量(7.1g=110mmol)となった時点でフッ化ビニリデンの供給を停止し、100℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、そのまま蒸留に供し、99℃の留分を11.9g得た(収率90%)。
このものをNMR分析したところ、1−(1,1−ジフルオロエチル)イミダゾールであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は94%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−93.2(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ1.96(3H,t),7.15(1H,s),7.46(1H,s),8.01(1H,s)ppm
実施例15
50mlのオートクレーブにイミダゾール6.81g(100mmol)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。窒素雰囲気下にした後、100℃に上げ、パーフルオロ−2−メチル−2−ペンテン33.0g(110mmol)を窒素圧の下で1時間かけて導入した。100℃で、8時間攪拌した後、反応系内温度を室温に戻し、排気して、そのまま蒸留に供し、76℃/4.0mmHgの留分を24.7g得た(収率67%)。
このものをNMR分析したところ、1−(2H−パーフルオロ−1−エチル−2−メチルプロピル)イミダゾールであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は75%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−72.9(3F),−71.8(3F),−78.9(3F),−121.7(2F),−139.7(1F,m)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ3.86(1H,m),7.15(1H,s),7.46(1H,s),8.01(1H,s)ppm
実施例16
50mlのオートクレーブにイミダゾール6.81g(100mmol)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、パーフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)を系内圧力が0.1MPa・Gになるまで導入した。その後、反応系をイミダゾールの融点以上である100℃に上げ、さらに反応系内の圧力を0.3〜0.5MPa・Gに維持するようにPMVEを導入した。PMVEの添加量がイミダゾールの1.1当量(18g=110mmol)となった時点でPMVEの供給を停止し、100℃で攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、そのまま蒸留に供し、76℃/83mmHgの留分を18.5g得た(収率79%)。
このものをNMR分析したところ、1−(1,1,2−トリフルオロ−2−トリフルオロメトキシエチル)イミダゾールであることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は83%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−58.6(3F),−93.4(1F),−95.0(1F),−144.0(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ7.09(1H,dt),7.18(1H,s),7.49(1H,s),8.04(1H,s)ppm
実施例17
50mlの三つ口フラスコにイミダゾール6.81g(100mmol)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。窒素雰囲気下にした後、90℃にてパーフルオロビニルエーテル:
CF2=CFOCF2CF(CF3)OC37
(N2VE)43.2g(100mmol)を1時間かけて滴下した後、反応系を100℃に上げて攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、そのまま蒸留に供し、90℃/2.3mmHgの留分を40.0g得た(収率は80%)。
このものをNMR分析したところ、1−(2H−パーフルオロ−3,6−ジオキサ−5−メチルノニル)イミダゾール:
Im−CF2CHFOCF2CF(CF3)OC37
(Imはイミダゾール環)であることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は81%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−78.5〜−81.5(10F) ,−92.3〜96.3(2F),−128.7(2F),−143.2〜−144.0(3F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ7.07〜7.25(1H,m),7.17(1H,s),7.44(1H,s),7.99(1H,s)ppm
実施例18
50mlの三つ口フラスコにイミダゾール6.81g(100mmol)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。窒素雰囲気下にした後、90℃にてフルオロビニルエーテル:
CF2=CFOCF2CF2CFClCF2Cl
34.9g(100mmol)を1時間かけて滴下した後、反応系を100℃に上げて攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、そのまま蒸留に供し、83℃/3.4mmHgの留分を32.1g得た(収率は77%)。
このものをNMR分析したところ、1−(2H−パーフルオロ−6,7−ジクロロ−3−オキサヘプチル)イミダゾール:
Im−CF2CHFOCF2CF2CFClCF2Cl
(Imはイミダゾール環)であることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は80%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−63.7(2F),−82.2(2F),−93.8(1F),−95.4(1F),−117.3(2F),−130.8(1F),−145.7(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ6.73(1H,dt,J=52.8,5.0Hz),7.19(1H,s),7.48(1H,s),8.04(1H,s)ppm
実施例19
50mlの三つ口フラスコに亜鉛6.83g(100mmol)とジオキサン(20g)を入れ、窒素雰囲気下、ジブロモエタンにより活性化させた。系内を100℃にし、1−(2H−パーフルオロ−6,7−ジクロロ−3−オキサヘプチル)イミダゾール:
Im−CF2CHFOCF2CF2CFClCF2Cl
(Imはイミダゾール環)20.9g(50mmol)を30分かけて滴下した。100℃で8時間攪拌した後、反応系内温度を室温に戻し、反応液をセライトろ過した後、そのまま蒸留に供し、76℃/11mmHgの留分を12.3g得た(収率は71%)。
このものをNMR分析したところ、1−(2H−パーフルオロ−3−オキサ−6−ヘプテニル)イミダゾール:
Im−CF2CHFOCF2CF2CF=CF2
(Imはイミダゾール環)であることを確認した。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−80.9(2F),−91.8(1F),−93.1(1F),−95.5(1F),−107.4(1F),−121.6(2F),−143.5(1F),−190.8(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ6.59(1H,dt,J=52.2,5.0Hz),7.20(1H,s),7.46(1H,s),8.02(1H,s)ppm
実施例20
50mlの三つ口フラスコにイミダゾール6.81g(100mmol)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。窒素雰囲気下にした後、90℃にてフルオロビニルエーテル:
CF2=CFCF2CF2OCF(CF3)COOCH3
35.6g(100mmol)を1時間かけて滴下した後、反応系を100℃に上げて攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、排気して、そのまま反応粗生成物をヘキサン−酢酸エチル10:1の展開溶媒によるシリカゲルクロマトグラフィーを用い精製し、37.7gの生成物を得た(収率89%)。
このものをNMR分析したところ、7−(1−イミダゾリル)−6H−パーフルオロ−2−メチル−3−オキサヘプタン酸メチル:
Im−CF2CHFCF2CF2OCF(CF3)COOCH3
(Imはイミダゾール環)であることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は90%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−72.8(2F),−82.4(3F),−87.4(1F),−93.4(1F),−114.3(2F),−133.0(1F),−207.8(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.38(1H,s),6.32(1H,m),7.19(1H,s),7.52(1H,s),8.09(1H,s)ppm
実施例21
100mlの三つ口フラスコに7−(1−イミダゾリル)−6H−パーフルオロ−2−メチル−3−オキサヘプタン酸メチル21.2g(50mmol)とメタノール50gを入れ、1N−水酸化ナトリウム水溶液50mlをかけて滴下し、24時間室温で攪拌した。その後、系内を真空にし、溶媒を除去した後、60℃まで昇温していき、24時間乾燥し、カルボン酸塩の固体を得た。
50mlの蒸留塔を装着した三つ口フラスコにカルボン酸塩とテトラグライム20gを入れ、30mmHgの減圧下で200℃まで昇温していき、生成する液体を取り出した。得られた反応粗生成物をそのまま蒸留に供し、71℃/12mmHgの留分を7.61g得た(収率は44%)。
このものをNMR分析したところ、1−(2H−パーフルオロ−5−オキサ−6−ヘプテニル)イミダゾール:
Im−CF2CHFCF2CF2OCF=CF2
(Imはイミダゾール環)であることを確認した。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−76.4(2F),−86.2(1F),−92.0(1F),−112.9(1F),−115.6(2F),−121.2(1F),−135.8(1F),−210.8(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ6.25(1H,m),7.19(1H,s),7.52(1H,s),8.03(1H,s)ppm
実施例22
50mlの三つ口フラスコにイミダゾール6.81g(100mmol)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。窒素雰囲気下にした後、90℃にてフルオロビニルエーテル:
CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF=CH2
35.8g(100mmol)を1時間かけて滴下した後、反応系を100℃に上げて攪拌を続けた。攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻し、そのまま蒸留に供し、90℃/2.6mmHgの留分を33.2g得た(収率は78%)。
このものをNMR分析したところ、1−(2H,9H,9H−パーフルオロ−3,6−ジオキサ−5−メチル−8−ノネニル)イミダゾール:
Im−CF2CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF=CH2
(Imはイミダゾール環)であることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は81%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−72.2(2F),−78.3(3F),−82.4〜−84.5(2F),−92.0〜−94.5(2F),−123.5(1F),−143.2(1F),−144.4(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ5.34〜5.59(2H,m),7.05〜7.20(1H,m),7.16(1H,s),7.43(1H,s),8.00(1H,s)ppm
実施例23
50mlのオートクレーブにイミダゾール6.81g(100mmol)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。窒素雰囲気下にした後、100℃に上げ、パーフルオロブテニルビニルエーテル:
CF2=CFOCF2CF2CF=CF2
12.5g(45mmol)を窒素圧の下で1時間かけて導入した。100℃で、8時間攪拌した後、反応系内温度を室温に戻し、そのまま反応粗生成物をヘキサン−酢酸エチル6:1の展開溶媒によるシリカゲルクロマトグラフィーを用い精製し、14.0gの生成物を得た(パーフルオロブテニルビニルエーテルを基準とした収率75%)。
このものをNMR分析したところ、2−(1−イミダゾリル)−1,2,2−トリフルオロエチル=4−(1−イミダゾリル)−1,1,2,2,3,4,4−ヘプタフルオロブチル=エーテル:
Im−CF2CHFOCF2CF2CHFCF2−Im
(Imはイミダゾール環)であることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は78%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−82.2(2F),−86.4(1F),−90.4(1F),−92.5(1F),−96.4(1F),−118(2F),−138.0(1F),−203.9(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ6.05〜6.26(1H,m),6.98〜7.09(1H,m),7.18(1H,s),7.50(1H,s),8.06(1H,s)ppm
実施例24
100mlの三つ口フラスコにイミダゾール6.81g(100mmol)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。窒素雰囲気下にした後、90℃に上げ、テトラフルオロエチレンオリゴマー:
CF2=CH−(CF28−I
59.0g(100mmol)にジグライム50mlを加えた溶液を1時間かけて滴下した。滴下後、反応系を100℃に上げて攪拌を続け、攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻した。そのまま反応粗生成物をヘキサン−酢酸エチル8:1の展開溶媒によるシリカゲルクロマトグラフィーを用い精製し、56.1gの生成物を得た(収率85%)。
このものをNMR分析したところ、1−(2H,2H−パーフルオロ−10−ヨードデシル)イミダゾール:
Im−CF2CH2−(CF28−I
(Imはイミダゾール環)であることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は79%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−54.6(2F),−94.2(2F),−114.5(2F),−122.0(2F),−122.3(4F),−123.2(2F),−124.2(2F),−126.7(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.32(2H,m),7.20(1H,s),7.46(1H,s),8.02(1H,s)ppm
実施例25
100mlの三つ口フラスコにイミダゾール7.49g(110mmol)を入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。窒素雰囲気下にした後、90℃に上げ、テトラフルオロエチレンオリゴマー:
CF2=CH−(CF28−CH=CF2
31.3g(50mmol)にジグライム50mlを加えた溶液を1時間かけて滴下した。滴下後、反応系を100℃に上げて攪拌を続け、攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻した。そのまま反応粗生成物をヘキサン−酢酸エチル3:1の展開溶媒によるシリカゲルクロマトグラフィーを用い精製し、23.6gの生成物を得た(ジエン化合物を基準とした収率71%)。
このものをNMR分析したところ、1,12−ビス(1−イミダゾリル)−2H,2H,11H,11H−パーフルオロドデカン:
Im−CF2CH2−(CF28−CH2CF2−Im
(Imはイミダゾール環)であることを確認した。反応粗生成物に対し、トリフルオロ酢酸エチル2.84g(20mmol)を添加し、トリフルオロ酢酸エチル基準の19F−NMR分析による収率は68%であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−92.9(4F),−119.4(4F),−122.7(4F),−123.7(4F),−124.2(4F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.28(4H,m),7.22(2H,s),7.46(2H,s),8.01(2H,s)ppm
実施例26
100mlの三つ口フラスコにイミダゾール1.36g(20mmol)とジグライム25mlを入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。窒素雰囲気下にした後、60℃に上げ、フッ化ビニリデンポリマー:
CF2=CH−(CF2CH221.4−CF3
15.0g(Mn=1500,−CH=CF2末端63モル%)にジグライム25mlを加えた溶液を1時間かけて滴下した。滴下後、反応系を60℃で攪拌を続け、攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻した。反応溶液をヘキサンにあけ、析出物を濾別し、60℃で真空乾燥し、13.6gのポリマーを得た。
このものをNMRで分析したところ、−CH=CF2末端(19F−NMR:δ−72〜−73ppm(−CH=C 2)、1H−NMR:δ4.7ppm(−C=CF2))は完全に消費され、イミダゾリル基を含有するフッ化ビニリデンポリマー:
Im−CF2CH2−(CF2CH221.4−CF3(Mn=1540)
(Imはイミダゾール環)であることを確認した。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−60.4,−90〜−115,−95.9ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ2.70〜4.00,7.20,7.45,8.00ppm
実施例27
100mlの三つ口フラスコにイミダゾール2.72g(40mmol)とジグライム25mlを入れ、室温で真空−窒素置換を3回行った。窒素雰囲気下にした後、60℃に上げ、フッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン/テトラフルオロエチレン共重合体:
CF2=CH−(CF2CH212.8[CF2CF(CF3)]2.3(CF2CF24.1−CH=CF2
17.0g(Mn=1700,−CH=CF2末端79モル%)にジグライム25mlを加えた溶液を1時間かけて滴下した。滴下後、反応系を60℃で攪拌を続け、攪拌開始8時間後に反応系内温度を室温に戻した。反応溶液をヘキサンにあけ、析出物を濾別、60℃で真空乾燥し、16.3gのポリマーを得た。
このものをNMRで分析したところ、−CH=CF2末端(19F−NMR:−72〜−73ppm(−CH=C 2)、1H−NMR:4.7ppm(−C=CF2))は完全に消費され、イミダゾリル基を含有するフッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン/テトラフルオロエチレン共重合体:
Im−CF2CH2−(CF2CH212.8[CF2CF(CF3)]2.3(CF2CF24.1−CH2CF2−Im(Mn=1800)
(Imはイミダゾール環)であることを確認した。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−70.2,−90.0〜−95.0,−96.2,−108.0〜−115.0,−120.0〜−123.0,−182.0ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ2.70〜4.00,7.20,7.45,8.00ppm
実施例28
30mlの三つ口フラスコに実施例1で合成した1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾール5.00g(29.7mmol)を入れ、氷浴中、窒素雰囲気下で、トリフルオロメタンスルホン酸メチル(Me−OTf)1.10当量(5.36g=32.7mmol)を30℃を超えない温度で滴下した。添加後、その状態で1時間攪拌した後、室温で6時間反応させた。その後、系内を真空にし、100℃まで昇温していき、6時間乾燥し、9.31gの生成物を得た(収率94%)。
このものをNMR分析したところ、トリフルオロメタンスルホン酸1−メチル−3−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾリウムであることを確認した。得られた生成物は室温で固体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−77.6(3F),−98.7(2F),−136.4(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.21(3H,s),7.06(1H,tt),8.09(1H,s),8.19(1H,s),9.83(1H,s)ppm
実施例29
1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールに代えて実施例4で合成した1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)イミダゾールを用いたほかは実施例28と同様にして行い、1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)イミダゾール5.00g(22.9mmol)から、8.49gのトリフルオロメタンスルホン酸1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムを得た(収率97%)。得られた生成物は室温で固体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−73.4(3F),−74.5(3F),−87.7(1F),−93.5(1F),−210.0(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.24(3H,s),6.52(1H,m),8.09(1H,s),8.26(1H,s),9.82(1H,s)ppm
実施例30
1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールに代えて実施例16で合成した1−(1,1,2−トリフルオロ−2−トリフルオロメトキシエチル)イミダゾールを用いたほかは実施例28と同様にして行い、1−(1,1,2−トリフルオロ−2−トリフルオロメトキシエチル)イミダゾール5.00g(21.4mmol)から、8.31gのトリフルオロメタンスルホン酸1−メチル−3−(1,1,2−トリフルオロ−2−トリフルオロメトキシエチル)イミダゾリウムを得た(収率98%)。得られた生成物は室温で固体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−58.5(3F),−77.1(3F),−95.9(1F),−97.8(1F),−144.1(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.21(3H,s),7.30(1H,d),8.08(1H,s),8.20(1H,s),9.77(1H,s)ppm
実施例31
1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールに代えて実施例17で合成した1−(2H−パーフルオロ−3,6−ジオキサ−5−メチルノニル)イミダゾールを用いたほかは実施例28と同様にして行い、1−(2H−パーフルオロ−3,6−ジオキサ−5−メチルノニル)イミダゾール5.00g(10.0mmol)から、6.38gのトリフルオロメタンスルホン酸1−メチル−3−(2H−パーフルオロ−3,6−ジオキサ−5−メチルノニル)イミダゾリウムを得た(収率96%)。得られた生成物は室温で粘性の高い液体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−78.5〜−81.5(13F),−92.3〜96.3(2F),−128.0(2F),−143.2〜−144.0(3F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ7.48(1H,dd),8.11(1H,s),8.18(1H,s),9.82(1H,s)ppm
実施例32
1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールに代えて実施例18で合成した1−(2H−パーフルオロ−6,7−ジクロロ−3−オキサヘプチル)イミダゾールを用いたほかは実施例28と同様にして行い、1−(2H−パーフルオロ−6,7−ジクロロ−3−オキサヘプチル)イミダゾール5.00g(12.0mmol)から、6.83gのトリフルオロメタンスルホン酸1−メチル−3−(2H−パーフルオロ−6,7−ジクロロ−3−オキサヘプチル)イミダゾリウムを得た(収率98%)。得られた生成物は室温で固体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−73.4(3F),−62.3(2F),−80.0(2F),−92.2(1F),−94.6(1F),−115.9(2F),−128.7(1F),−145.3(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.21(3H,s),7.01(1H,dt),7.19(1H,s),7.48(1H,s),8.04(1H,s), 8.10(1H,s),8.21(1H,s),9.80(1H,s)ppm
実施例33
1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールに代えて実施例19で合成した1−(2H−パーフルオロ−3−オキサ−6−ヘプテニル)イミダゾールを用いたほかは実施例28と同様にして行い、1−(2H−パーフルオロ−3−オキサ−6−ヘプテニル)イミダゾール5.00g(14.4mmol)から、6.84gのトリフルオロメタンスルホン酸1−メチル−3−(2H−パーフルオロ−3−オキサ−6−ヘプテニル)イミダゾリウムを得た(収率93%)。得られた生成物は室温で固体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−76.1(3F),−79.4(2F),−90.2(1F),−92.3(1F),−94.2(1F),−106.9(1F),−120.2(2F),−143.3(1F),−190.7(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.18(3H,s),6.36(1H,dt), 8.10(1H,s),8.21(1H,s),9.80(1H,s)ppm
実施例34
1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールに代えて実施例21で合成した1−(2H−パーフルオロ−3−オキサ−6−ヘプテニル)イミダゾールを用いたほかは実施例28と同様にして行い、1−(2H−パーフルオロ−5−オキサ−6−ヘプテニル)イミダゾール5.00g(14.4mmol)から、6.89gのトリフルオロメタンスルホン酸1−メチル−3−(2H−パーフルオロ−5−オキサ−6−ヘプテニル)イミダゾリウムを得た(収率94%)。得られた生成物は室温で固体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−74.5(3F),−77.8(2F),−83.7(1F),−90.9(1F),−111.2(1F),−115.0(2F),−120.9(1F),−135.7(1F),−211.2(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.20(3H,s),6.41(1H,m),8.08(1H,s),8.19(1H,s),9.71(1H,s)ppm
実施例35
1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールに代えて実施例22で合成した1−(2H,9H,9H−パーフルオロ−3,6−ジオキサ−5−メチル−8−ノネニル)イミダゾールを用いたほかは実施例28と同様にして行い、1−(2H,9H,9H−パーフルオロ−3,6−ジオキサ−5−メチル−8−ノネニル)イミダゾール:Im−CF2CHFOCF2CF(CF3)OCF2CF=CH2/5.00g(11.7mmol)から、6.56gのトリフルオロメタンスルホン酸1−メチル−3−(2H,9H,9H−パーフルオロ−3,6−ジオキサ−5−メチル−8−ノネニル)イミダゾリウムを得た(収率95%)。得られた生成物は室温で粘性の高い液体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−72.2(2F),−77.5(3F),−78.8(3F),−82.9(2F),−95.2(1F),−99.1(1F),−123.7(1F),−143.3(1F),−144.3(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.21(3H,s),5.42〜5.61(2H,m),7.36〜7.58(1H,m),8.12(1H,s),8.17(1H,s),9.83(1H,s)ppm
実施例36
1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールに代えて実施例24で合成した1−(2H,2H−パーフルオロ−10−ヨードデシル)イミダゾールを用い、かつTHFを溶媒として用いたほかは実施例28と同様にして行い、1−(2H,2H−パーフルオロ−10−ヨードデシル)イミダゾール5.00g(7.60mmol)から、5.35gのトリフルオロメタンスルホン酸1−メチル−3−(2H,2H−パーフルオロ−10−ヨードデシル)イミダゾリウムを得た(収率86%)。得られた生成物は室温で固体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−54.8(2F),−74.1(3F),−94.3(2F),−114.4(2F),−121.9(2F),−122.3(4F),−123.2(2F),−123.9(2F),−126.8(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.21(3H,s),4.48(2H,m),8.10(1H,s),8.22(1H,s),9.79(1H,s)ppm
実施例37
1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールに代えて実施例25で合成した1,12−ビス(1−イミダゾリル)−2H,2H,11H,11H−パーフルオロドデカンを用い、THFを溶媒として用い、かつトリフルオロメタンスルホン酸メチル2.2当量用いたほかは実施例28と同様にして行い、1,12−ビス(1−イミダゾリル)−2H,2H,11H,11H−パーフルオロドデカン5.00g(7.55mmol)から、6.89gの2H,2H,11H,11H−パーフルオロテトラデカンの1位と12位がトリフルオロメタンスルホン酸1−メチルイミダゾリウムとなる化合物を得た(収率92%)。得られた生成物は室温で固体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−74.8(6F),−90.8(4F),−119.3(4F),−122.5(4F),−123.7(4F),−124.3(4F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.20(6H,s),4.53(4H,m),8.11(2H,s)、8.27(2H,s)、9.77(2H,s)ppm
実施例38
1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールに代えて実施例26で合成した末端63モル%イミダゾリル基を含有するフッ化ビニリデンポリマー(Mn=1540)を用い、かつTHFを溶媒として用いたほかは実施例28と同様にして行い、イミダゾリル基を含有するフッ化ビニリデンポリマー5.00gから、5.20gのトリフルオロメタンスルホン酸1−メチルイミダゾリウムを含有するフッ化ビニリデンポリマー(Mn=1630)を得た。得られた生成物は室温で固体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−60.6,−75.3,−89.0〜−115.0,−98.9ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ2.70〜4.00,4.20,4.81,8.08,8.26,9.82ppm
実施例39
1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾールに代えて実施例27で合成した末端79モル%イミダゾリル基を含有するフッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン/テトラフルオロエチレン共重合体(Mn=1800)を用い、かつTHFを溶媒として用いたほかは実施例28と同様にして行い、イミダゾリル基を含有するフッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン/テトラフルオロエチレン共重合体5.00gから、5.63gのポリマー両末端にトリフルオロメタンスルホン酸1−メチルイミダゾリウムを含有するフッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン/テトラフルオロエチレン共重合体(Mn=2050)を得た。得られた生成物は室温で固体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−70.3,−73.8,−90〜−95,−96,−108.0〜−115.0,−120〜−123,−182.0ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ2.70〜4.00,4.20,4.79,8.10,8.25,9.77ppm
実施例40
50mlの三つ口オートクレーブに実施例1で合成した1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾール10.0g(59.4mmol)とジクロロメタン20mlを入れ、ドライアイス−アセトン浴中、真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、臭化メチル8.46g(89.2mmol)を導入した。添加後、60℃で6時間反応させた。その後、系内を真空にし、100℃まで昇温していき、6時間乾燥し、13.7gの生成物を得た(収率88%)。得られた生成物は室温で固体であった。
このものをNMR分析したところ、臭化1−メチル−3−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾリウムであることを確認した。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−96.5(2F),−134.1(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.17(3H,s),7.04(1H,tt),8.10(1H,s),8.21(1H,s),9.80(1H,s)ppm
実施例41
50mlの三つ口オートクレーブに実施例4で合成した1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)イミダゾール10.0g(45.9mmol)とジクロロメタン20mlを入れ、ドライアイス−アセトン浴中、真空−窒素置換を3回行った。系内を真空にした後、臭化メチル6.53g(68.8mmol)を導入した。添加後、60℃で6時間反応させた。その後、系内を真空にし、100℃まで昇温していき、6時間乾燥し、12.9gの生成物を得た(収率90%)。得られた生成物は室温で固体であった。
このものをNMR分析したところ、臭化1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムであることを確認した。
19F−NMR(CD3COCD3)δ:−75.1(3F),−88.9(1F),−92.0(1F),−210.3(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3)δ:6.51(1H,m),8.12(1H,s),8.27(1H,s),9.91(1H,s)ppm
実施例42
50mlの二つ口フラスコに実施例40で合成した1−メチル−3−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾリウムブロミド2.50g(9.50mmol)とジクロロメタン20mlを入れ、パーフルオロポリエーテル含有カルボン酸銀:
CH2=CFCF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COOAg
6.60g(9.50mmol)をジクロロメタン20mlに溶解させたものを滴下した。添加後、その状態で1時間攪拌した後、反応液をセライト濾過した後、減圧下で80℃まで昇温していき、6時間乾燥し、7.17gの生成物を得た(収率98%)。得られた生成物は室温で粘度の高い液体であった。
このものをNMR分析したところ、12H,12H−パーフルオロ−2,5,8−トリメチル−3,6,9−トリオキサ−11−ドデセン酸1−メチル−3−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾリウムであることを確認した。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−72.6(2F),87.5−85.0(13F),−96.5(2F),−113.6(1F),−123.2(1F),−133.5(2F),−144.3(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.21(3H,s),5.42〜5.62(2H,m),7.10(1H,tt),8.10(1H,s),8.19(1H,s),10.00(1H,s)ppm
実施例43
実施例42と同様にして、パーフルオロポリエーテル含有スルホン酸銀:
CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3Ag
を用い、1−メチル−3−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾリウムブロミド2.50g(9.50mmol)とジクロロメタン20mlを入れ、パーフルオロポリエーテル含有スルホン酸銀5.23g(9.50mmol)から5.88gのパーフルオロ−3,6−ジオキサ−4−メチル−7−オクテンスルホン酸1−メチル−3−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾリウムを得た(収率99%)。得られた生成物は室温で粘度の高い液体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−80.0〜−87.0(7F),−95.5(2F),−113.3(2F),−114.2(1F),−122.8(1F),−133.9(2F),−136.8(1F),−146.0(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.18(3H,s),7.11(1H,tt),8.10(1H,s),8.20(1H,s),9.91(1H,s)ppm
実施例44
50mlの二つ口フラスコにポリ(メタクリル酸ナトリウム):
[CH2CH(COONa)−]n
1.71g(重量平均分子量6500)と水20mlを入れ、1−メチル−3−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾリウムブロミド5.00g(19.0mmol)を滴下した。添加後、ポリマーが沈殿していき、それを水で洗浄し、60℃で8時間真空乾燥し、5.02gのポリマーを得た。
このものをNMR分析したところ、ポリマー側鎖がイミダゾリウムカチオンに変換されたポリ[メタクリル酸1−メチル−3−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾリウム]であることを確認した。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−94.8(2F),−134.7(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ1.30−1.55(3H),1.95−2.45(2H),3.97(3H),6.95−7.00(1H),8.10(1H,s),8.20(1H),10.0(1H)ppm
実施例45
50mlの二つ口フラスコにパーフルオロポリエーテル含有カルボン酸:
CH2=CFCF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COOH
6.18g(10.5mmol)とテトラヒドロフラン20mlを入れ、1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾール1.95g(11.6mmol)を滴下した。添加後、その状態で1時間攪拌した後、減圧下で80℃まで昇温していき、6時間乾燥し、7.77gの生成物を得た(カルボン酸基準の収率98%)。得られた生成物は室温で粘度の高い液体であった。
このものをNMR分析したところ、12H,12H−パーフルオロ−2,5,8−トリメチル−3,6,9−トリオキサ−11−ドデセン酸1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾリウムであることを確認した。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−72.4(2F),87.5−85.0(13F),−96.2(2F),−113.8(1F),−122.9(1F),−133.2(2F),−143.6(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ1.60(1H),5.42〜5.62(2H,m),6.99(1H,m),8.10(1H,s),8.20(1H,s),9.82(1H,s)ppm
実施例46
実施例44と同様にして、パーフルオロポリエーテル含有スルホン酸:
CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3
4.66g(10.5mmol)と1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾール1.95g(11.6mmol)から6.31gのパーフルオロ−3,6−ジオキサ−4−メチル−7−オクテンスルホン酸1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾリウムを得た(収率98%)。得られた生成物は室温で粘度の高い液体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−80.0〜−87.0(7F),−94.9(2F),−113.0(2F),−113.9(1F),−122.9(1F),−133.6(2F),−137.2(1F),−145.0(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ1.60(1H),7.07(1H,tt),8.08(1H,s),8.21(1H,s),9.79(1H,s)ppm
実施例47
溶媒として水に代えてアセトン20mlを用いたほかは実施例44と同様にして、ポリ(4−スチレンスルホン酸):
[CH2CH(C64SO3H)−]n
3.87g(MW70000)と1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾール3.90g(23.2mmol)から7.61gのポリマーを得た。
このものをNMR分析したところ、ポリマー側鎖がイミダゾリウムカチオンに変換されたポリ[4−スチレンスルホン酸1−(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)イミダゾリウム]を得た(収率98%)。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−94.8(2F),−134.7(2F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ1.40−1.60(2H),1.80−2.25(2H),6.30−7.10(5H),8.12(1H,s),8.22(1H),10.0(1H)ppm
実施例48
50mlの二つ口フラスコに1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムブロミド3.19g(10.2mmol)とジクロロメタン20mlを入れ、テトラフルオロホウ酸銀2.08g(10.7mmol)をジクロロメタン20mlに溶解させたものを滴下した。添加後、その状態で1時間攪拌した後、反応液をセライト濾過した後、減圧下で100℃まで昇温していき、6時間乾燥し、3.10gの生成物を得た(収率95%)。得られた生成物は室温で粘度の高い液体であった。
このものをNMR分析したところ、臭素がテトラフルオロホウ酸でアニオン交換されたテトラフルオロホウ酸1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムであることを確認した。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−77.0(3F),−87.8(1F),−91.2(1F),−150.0(4F),−209.8(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ6.62(1H,m),8.09(1H,s),8.24(1H,s),9.79(1H,s)ppm
実施例49
実施例48と同様にして、1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムブロミド3.19g(10.2mmol)とヘキサフルオロリン酸銀2.70g(10.7mmol)から、臭素がヘキサフルオロリン酸でアニオン交換されたヘキサフルオロリン酸1−メチル−3−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)イミダゾリウムを3.70g得た(収率96%)。得られた生成物は室温で粘度の高い液体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−61.6(6F),−73.6(3F),−86.9(1F),−94.6(1F),−210.3(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ6.56(1H,m),8.10(1H,s),8.26(1H,s),9.88(1H,s)ppm
実施例50
50mlの二つ口フラスコに1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムブロミド3.19g(10.2mmol)と水20mlを入れ、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸リチウム3.50g(12.2mmol)を添加した。その後系内を70℃にし、6時間攪拌した。室温に戻した後、有機層を分離後、クロロホルムで3回抽出を行い、硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下でクロロホルムを除去し、さらに減圧下で100℃まで昇温し、6時間乾燥した。4.70gの生成物を得た(収率89%)。得られた生成物は室温で液体であった。
このものをNMR分析したところ、臭素がビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸でアニオン交換されたビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムであることを確認した。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−73.1(3F),−79.0(6F),−87.3(1F),−93.3(1F),−209.4(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.26(3H,s),6.78(1H,m),8.09(1H,s),8.25(1H,s),9.99(1H,s)ppm
実施例51
実施例50と同様にして、1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムブロミド3.19g(10.2mmol)とビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド酸ナトリウム4.93g(12.2mmol)から、臭素がビス(ペンタフルオロメタンスルホニル)イミド酸でアニオン交換されたビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド酸1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムを5.32g得た(収率85%)。得られた生成物は室温で粘度の高い液体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−74.2(3F),−81.3(6F),−87.3(1F),−93.3(1F),−123.1(2F),−125.2(2F),−209.4(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.23(3H,s),6.79(1H,m),8.10(1H,s),8.26(1H,s),10.02(1H,s)ppm
実施例52
実施例50と同様にして、1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムブロミド3.19g(10.2mmol)とトリス(トリフルオロメタンスルホニル)炭素酸リチウム5.10g(12.2mmol)から、臭素がトリス(トリフルオロメタンスルホニル)炭素酸でアニオン交換されたトリス(トリフルオロメタンスルホニル)炭素酸1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムを5.40g得た(収率82%)。得られた生成物は室温で粘度の高い液体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−73.0(3F),−78.5(9F),−87.4(1F),−91.7(1F),−210.2(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.20(3H,s),6.79(1H,m),8.09(1H,s),8.24(1H,s),9.96(1H,s)ppm
実施例53
実施例50と同様にして、1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムブロミド3.19g(10.2mmol)とジシアンイミド酸ナトリウム1.09g(12.2mmol)から、臭素がジシアンイミド酸でアニオン交換されたジシアンイミド酸1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムを2.47g得た(収率81%)。得られた生成物は固体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−74.4(3F),−89.2(1F),−94.1(1F),−209.7(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.19(3H,s),6.81(1H,m)、8.11(1H,s),8.23(1H,s),10.02(1H,s)ppm
実施例54
実施例50と同様にして、1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムブロミド3.19g(10.2mmol)とリチウム・ヘキサフルオロアセチルアセトナート2.61g(12.2mmol)から、臭素がヘキサフルオロアセチルアセトナートでアニオン交換された1−(1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロアセチルアセトナートを3.55g得た(収率79%)。得られた生成物は粘度の高い液体であった。
19F−NMR(CD3COCD3):δ−73.8(3F),−77.4(6F),−86.8(1F),−92.6(1F),−209.6(1F)ppm
1H−NMR(CD3COCD3):δ4.23(3H,s),6.40(1H,s),6.84(1H,m),8.09(1H,s),8.24(1H,s),9.80(1H,s)ppm
本発明の製造法によれば、触媒を使用せずにN−H基を環中に有するヘテロ芳香環化合物のN−H基を直接高い反応収率でN−Rf基に変換することができる。また、この製造方法によれば、簡便に多種類の新規含フッ素化合物が合成可能となり、結果として融点が低い、またはフッ素溶媒やフッ素樹脂などのマトリックス中に極性化合物を相溶しやすい特徴をもつ含フッ素イオン液体が得られる。

Claims (2)

  1. 構造式(C−1):
    Figure 0005157453
    (式中、Rは同じかまたは異なりいずれもH、F、Cl、−CH、−C、−C、−C、−COOR、−CN、−Ph(フェニル基)、−CHCN、−CHCOOR、−CHSR、−CHCH(NR)COOR、−(CF)F、−(CF)H、−CFCF(CF)H、または−(CFCHH(Rは同じかまたは異なり、いずれも炭素数1〜10の炭化水素基;nは1〜10000の整数);
    Rfc1
    式(c):
    Figure 0005157453
    式中、Rc1およびRc2は同じかまたは異なり、いずれもH、F、−(CFF、−O(CFF、−CF(CF、−(OCFCF(CF))−O(CFF、
    −(OCFCF(CF))−OCFCFCF=CH
    −(OCFCF(CF))−OCFCFCFCHI、
    −(OCFCF(CF))−O(CFCFClCFCl、
    −(OCFCF(CF))−O(CFCFI、
    −(CF−(OCF(CF)CFOCF(CF)COOR、
    −(CF−(OCF(CF)CFOCF(CF)CHOR、
    −(CFCF−(CFCF(CF))−(CFCH−A、
    −(OCFCF(CF))−(OCFCF−(OCFCFCF−(OCFCFCH−A、
    −CFCHFOCFCFCF=CF−B、または、
    −CFCH−(CF−CHCF−B
    (Rは同じかまたは異なり、炭素数1〜10の1価の炭化水素基;AはH、Fまたはポリマー末端基;Bは式(C−1)からRfc1基を除いた残基;qは各式中で独立して1〜9の整数;pは各式中で独立して0〜20の整数;rは1〜10000の整数;l、mおよびnはそれぞれ独立して0〜5000の整数で、lとmとnの和が10〜10000の整数;w、x、yおよびzはそれぞれ独立して0〜30の整数で、wとxとyとzの和が3〜60の整数);Rc3はFまたはH、−CF、−CF(CF、−CFCF(CF;ただし、R c1およびRc2の少なくとも1つは、−(OCFCF(CF))−OCFCFCF=CH(pは0〜20の整数)で示される1価の有機基、
    または、Rf c1 は、
    −CF −CHF(Rf CF=CH (Rf はCF CF 、CF CFCl、CF CF(CF )、CF CH ;nは0〜1000の整数)、−CF −CHF(Rf −CF=CF (Rf はCF CF 、CF CFCl、CF CF(CF )、CF CH ;nは0〜1000の整数)、−CF −CH (Rf −CH=CF (Rf はCF CF 、CF CFCl、CF CF(CF )、CF CH ;nは0〜1000の整数)、−CF −CH (Rf −CF=CF (Rf はCF CF 、CF CFCl、CF CF(CF )、CF CH ;nは0〜1000の整数)、−CF −CHF[OCF CF(CF )] OCF CF=CF (nは0〜20の整数)、−CF −CHF[OCF CF(CF )] OCF CF CF=CF (nは0〜20の整数)で示される1価の有機基、
    −CF−CHF−[OCFCF(CF)]OCFCF=CHで示される1価の有機基、または、
    −CFCHFCFCFOCF=CFで示される1価の有機基;
    ただし、Rfc1が−CF−CHF−[OCFCF(CF)]OCFCF=CHで示される1価の有機基、または、−CFCHFCFCFOCF=CFで示される1価の有機基である場合には、構造式(C−1)中のRはいずれもH)で示される含フッ素イミダゾール化合物。
  2. 構造式(E−1):
    Figure 0005157453
    (式中、Rは同じかまたは異なりいずれもH、F、Cl、−CH、−C、−C、−C、−COOR、−CN、−Ph(フェニル基)、−CHCN、−CHCOOR、−CHSR、−CHCH(NR)COOR、−(CF)F、−(CF)H、−CFCF(CF)H、または−(CFCHH(Rは同じかまたは異なり、いずれも炭素数1〜10の炭化水素基;nは1〜10000の整数);
    Rfc1
    式(c):
    Figure 0005157453
    式中、Rc1およびRc2は同じかまたは異なり、いずれもH、F、−(CFF、−O(CFF、−CF(CF、−(OCFCF(CF))−O(CFF、
    −(OCFCF(CF))−OCFCFCF=CH
    −(OCFCF(CF))−OCFCFCFCHI、
    −(OCFCF(CF))−O(CFCFClCFCl、
    −(OCFCF(CF))−O(CFCFI、
    −(CF−(OCF(CF)CFOCF(CF)COOR、
    −(CF−(OCF(CF)CFOCF(CF)CHOR、
    −(CFCF−(CFCF(CF))−(CFCH−A、
    −(OCFCF(CF))−(OCFCF−(OCFCFCF−(OCFCFCH−A、
    −CFCHFOCFCFCF=CF−B、または、
    −CFCH−(CF−CHCF−B
    (Rは同じかまたは異なり、炭素数1〜10の1価の炭化水素基;AはH、Fまたはポリマー末端基;Bは式(C−1)からRfc1基を除いた残基;qは各式中で独立して1〜9の整数;pは各式中で独立して0〜20の整数;rは1〜10000の整数;l、mおよびnはそれぞれ独立して0〜5000の整数で、lとmとnの和が10〜10000の整数;w、x、yおよびzはそれぞれ独立して0〜30の整数で、wとxとyとzの和が3〜60の整数);Rc3はFまたはH、−CF、−CF(CF、−CFCF(CF;ただし、R c1およびRc2の少なくとも1つは、−(OCFCF(CF))−OCFCFCF=CH(pは0〜20の整数)で示される1価の有機基、
    または、Rf c1 は、
    −CF −CHF(Rf CF=CH (Rf はCF CF 、CF CFCl、CF CF(CF )、CF CH ;nは0〜1000の整数)、−CF −CHF(Rf −CF=CF (Rf はCF CF 、CF CFCl、CF CF(CF )、CF CH ;nは0〜1000の整数)、−CF −CH (Rf −CH=CF (Rf はCF CF 、CF CFCl、CF CF(CF )、CF CH ;nは0〜1000の整数)、−CF −CH (Rf −CF=CF (Rf はCF CF 、CF CFCl、CF CF(CF )、CF CH ;nは0〜1000の整数)、−CF −CHF[OCF CF(CF )] OCF CF=CF (nは0〜20の整数)、−CF −CHF[OCF CF(CF )] OCF CF CF=CF (nは0〜20の整数)で示される1価の有機基、
    −CF−CHF−[OCFCF(CF)]OCFCF=CHで示される1価の有機基、または、
    −CFCHFCFCFOCF=CFで示される1価の有機基;
    ただし、Rfc1が−CF−CHF−[OCFCF(CF)]OCFCF=CHで示される1価の有機基、または、−CFCHFCFCFOCF=CFで示される1価の有機基である場合には、構造式(C−1)中のRはいずれもH;
    RdはHまたは1価の有機基;
    Xは対アニオン)で示される含フッ素イミダゾール化合物塩。
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