JP5527923B2 - パーフルオロアルキル基を有する複素環化合物およびその製造方法 - Google Patents
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Description
[式中、Y1は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、または、炭素数1から4のアルキル基で置換されていても良い窒素原子を示す。Y2、Y3、Y4およびY5は各々独立に、窒素原子、または、置換されていても良い炭素数1から4のアルキル基、炭素数1から4のアシル基、炭素数2から5のアルコキシカルボニル基、炭素数2から4のアルケニル基、炭素数2から4のアルキニル基、炭素数1から4のアルキルオキシ基、炭素数2から4のアルキニルオキシ基、炭素数2から4のアルケニルオキシ基、炭素数1から4のアルキルチオ基、炭素数2から5のアルキルカルボニルアミノ基、アミノ基、カルバモイル基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基あるいは水酸基で置換されていても良い炭素原子を示し、隣接した炭素原子上の置換基は一体となって環を形成しても良い。ただし、Y2、Y3、Y4およびY5の少なくとも一つは無置換の炭素原子である。]で表される複素環化合物を、一般式(2) R1aS(=O)R1b (2) [式中、R1aおよびR1bは、炭素数1から12のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。]で表されるスルホキシド類、過酸化物、鉄化合物および場合によっては酸の存在下に、一般式(3) Rf−X (3) [式中、Rfは、炭素数1から6のパーフルオロアルキル基を示し、Xは、ハロゲン原子を示す。]で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させることを特徴とする。
[式中、Y1は、酸素原子、イオウ原子、セレン原子、または、炭素数1から4のアルキル基で置換されていても良い窒素原子を示す。Y2、Y3、Y4およびY5は各々独立に、窒素原子、または、置換されていても良い炭素数1から4のアルキル基、炭素数1から4のアシル基、炭素数2から5のアルコキシカルボニル基、炭素数2から4のアルケニル基、炭素数2から4のアルキニル基、炭素数1から4のアルキルオキシ基、炭素数2から4のアルキニルオキシ基、炭素数2から4のアルケニルオキシ基、炭素数1から4のアルキルチオ基、炭素数2から5のアルキルカルボニルアミノ基、アミノ基、カルバモイル基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基あるいは水酸基で置換されていても良い炭素原子を示し、隣接した炭素原子上の置換基は一体となって環を形成しても良い。ただし、Y2、Y3、Y4およびY5の少なくとも一つは無置換の炭素原子である。また、Rfは、炭素数1から6のパーフルオロアルキル基を示す。]
また、Xはヨウ素原子または臭素原子であることが好ましい。
ここで、酸は、硫酸であることが好ましい。
また、反応圧力は大気圧(0.1MPa)以上、1.0MPa以下の範囲から選ばれた圧力であることが好ましい。
また、一般式(1)におけるY1が酸素原子であり、Y2が窒素原子であり、Y3が置換されていても良いアミノ基で置換された炭素原子であり、Y4が無置換の炭素原子であり、Y5が置換されていても良い炭素数1から4のアルキル基で置換された炭素原子であることが好ましい。
また、一般式(1)におけるY1がイオウ原子であり、Y2が置換されていても良いアミノ基で置換された炭素原子であり、Y3が窒素原子であり、Y4が無置換の炭素原子であり、Y5が置換されていても良い炭素数1から4のアルキル基で置換された炭素原子であることが好ましい。
[式中、Y1は、酸素原子、イオウ原子、セレン原子、または、炭素数1から4のアルキル基で置換されていても良い窒素原子を示す。Y2、Y3、Y4およびY5は各々独立に、窒素原子、または、置換されていても良い炭素数1から4のアルキル基、炭素数1から4のアシル基、炭素数2から5のアルコキシカルボニル基、炭素数2から4のアルケニル基、炭素数2から4のアルキニル基、炭素数1から4のアルキルオキシ基、炭素数2から4のアルキニルオキシ基、炭素数2から4のアルケニルオキシ基、炭素数1から4のアルキルチオ基、炭素数2から5のアルキルカルボニルアミノ基、アミノ基、カルバモイル基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基あるいは水酸基で置換されていても良い炭素原子を示し、隣接した炭素原子上の置換基は一体となって環を形成しても良い。ただし、Y2、Y3、Y4およびY5の少なくとも一つは無置換の炭素原子である。また、Rfは、炭素数1から6のパーフルオロアルキル基を示す。]
本発明のパーフルオロアルキル基を有する複素環化合物の製造方法は、
一般式(1)
[式中、Y1は、酸素原子、イオウ原子、セレン原子、または、炭素数1から4のアルキル基で置換されていても良い窒素原子を示す。Y2、Y3、Y4およびY5は各々独立に、窒素原子、または、置換されていても良い炭素数1から4のアルキル基、炭素数1から4のアシル基、炭素数2から5のアルコキシカルボニル基、炭素数2から4のアルケニル基、炭素数2から4のアルキニル基、炭素数1から4のアルキルオキシ基、炭素数2から4のアルキニルオキシ基、炭素数2から4のアルケニルオキシ基、炭素数1から4のアルキルチオ基、炭素数2から5のアルキルカルボニルアミノ基、アミノ基、カルバモイル基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基あるいは水酸基で置換されていても良い炭素原子を示し、隣接した炭素原子上の置換基は一体となって環を形成しても良い。ただし、Y2、Y3、Y4およびY5の少なくとも一つは無置換の炭素原子である。]で表される複素環化合物を、
一般式(2) R1aS(=O)R1b (2)
[式中、R1aおよびR1bは、炭素数1から12のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。]で表されるスルホキシド類、過酸化物、および、鉄化合物の存在下に、一般式(3) Rf−X (3)
[式中、Rfは、炭素数1から6のパーフルオロアルキル基を示し、Xは、ハロゲン原子を示す。]で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させる。
本発明は、一般式(2)で表されるスルホキシド類をそのまま溶媒として用いても良いが、反応に害を及ぼさない溶媒を用いることもできる。具体的には、水、N,N−ジメチルホルムアミド、酢酸、トリフルオロ酢酸、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、アセトン、1,4−ジオキサン、tert−ブチルアルコール、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、トリフルオロエタノール、ヘキサメチルリン酸トリアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N,N,N’,N’−テトラメチル尿素またはN,N’−ジメチルプロピレン尿素等が挙げることができ、適宜これらを組み合わせて用いても良い。収率が良い点で、水、一般式(2)で表されるスルホキシド類、または、水と一般式(2)で表されるスルホキシド類の混合溶媒を用いることが望ましい。
一般式(1)で表される複素環化合物と鉄化合物のモル比は、1:0.01から1:10が望ましく、収率が良い点で1:0.1から1:1がさらに望ましい。
これらの酸は、希釈して用いても良い。その際の溶媒は上記の溶媒であれば良く、中でも水または一般式(2)で表されるスルホキシド類が望ましい。
1H−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ6.60(d,J=2.0Hz,1H),7.86(d,J=2.0Hz,1H),13.57(brs,1H).
13C−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ103.2,122.1(q,JCF=267.7Hz),130.5,141.3(q,JCF=36.7Hz).
19F−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ−60.2.
MS(m/z):136[M]+
4−トリフルオロメチルピラゾール
19F−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ−54.4.
MS(m/z):136[M]+
1H−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ2.30(s,3H),6.40(s,1H),13.29(brs,1H).
13C−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ10.1,102.1,122.0(q,JCF=267.6Hz),140.6,141.2(q,JCF=36.2Hz).
19F−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ−60.6.
MS(m/z):150[M]+
3−メチル−4−トリフルオロメチルピラゾール
19F−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ−54.9.
MS(m/z):151[M+H]+
13C−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ7.62,113.5,122.5(q,JCF=268.7Hz),129.8,138.7(q,JCF=34.2Hz).
19F−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ−59.8.
MS(m/z):150[M]+
13C−NMR(重クロロホルム):δ13.9,15.5,48.2,61.6,96.8,118.9(q,JCF=271.1Hz),129.6(q,JCF=40.4Hz),163.0,164.6.
19F−NMR(重クロロホルム):δ−60.9.
MS(m/z):223[M−C2H5]+
13C−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ118.9(q,JCF=3.8Hz),122.3(q,JCF=266.3Hz),125.3,128.9,129.1,129.4,130.6(q,JCF=37.6Hz),147.3.
19F−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ−61.9.
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13C−NMR(重ジメチルスルホキシド):120.2,150.7(q,JCF=268.7Hz),158.4(q,JCF=37.2Hz).
19F−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ−65.0.
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13C−NMR(重クロロホルム):122.7(q,JCF=268.9Hz),127.0,128.0,128.6,131.1(q,JCF=36.2Hz).
19F−NMR(重クロロホルム):δ−55.0.
MS(m/z):152[M]+
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19F−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ−63.7.
MS(m/z):186[M]+
19F−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ−55.2.
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MS(m/z):230[M]+
MS(m/z):308[M]+
19F−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ−62.7.
MS(m/z):136[M]+
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13C−NMR(重クロロホルム):δ104.3(q,JCF=3.3Hz),111.7,121.2,121.3(q,JCF=267.7Hz),122.1,124.8,125.7(q,JCF=39.8Hz),126.6,136.2.
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19F−NMR(重クロロホルム):δ−60.1.
MS(m/z):191[M]+
13C−NMR(重クロロホルム):δ10.7(q,JCF=1.6Hz),121.4(q,JCF=271.1Hz),125.2(q,JCF=2.8Hz),134.4(q,JCF=34.5Hz),165.7.
19F−NMR(重クロロホルム):δ−61.4(q,JHF=2.2Hz).
MS(m/z):182[M]+
13C−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ119.7(q,JCF=37.5Hz),143.6(q,JCF=270.6Hz),171.7.
19F−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ−58.7.
MS(m/z):169[M]+
13C−NMR(重クロロホルム):δ14.9,29.5,62.0,119.8(q,JCF=271.6Hz),133.0,150.5,152,0(q,JCF=40.4Hz).
19F−NMR(重クロロホルム):δ−61.4.
MS(m/z):211[M]+
13C−NMR(重クロロホルム):δ23.1,120.9(q,JCF=38.2Hz),122.3(q,JCF=268.5Hz),137.7(q,JCF=4.5Hz),162.2,168.3.
19F−NMR(重クロロホルム):δ−54.8.
MS(m/z):210[M]+
13C−NMR(重クロロホルム):δ119.8(q,JCF=267.8Hz),126.1,127.1,128.5(q,JCF=1.6Hz),128.6,129.0,129.4,129.6,131.6,133.5(q,JCF=42.7Hz),142.5,(q,JCF=2.5Hz)161.7.
19F−NMR(重クロロホルム):δ−60.4.
MS(m/z):289[M]+
13C−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ10.8,92.8(q,JCF=36.0Hz),124.2(q,JCF=265.0Hz),140.0,158.7.
19F−NMR(重ジメチルスルホキシド):δ−54.1.
MS(m/z):166[M]+
Claims (17)
- 一般式(1)
[式中、Y1は、酸素原子、イオウ原子、セレン原子、または、炭素数1から4のアルキル基で置換されていても良い窒素原子を示す。Y2、Y3、Y4およびY5は各々独立に、窒素原子、または、置換されていても良い炭素数1から4のアルキル基、置換されていても良い炭素数1から4のアシル基、置換されていても良い炭素数2から5のアルコキシカルボニル基、置換されていても良い炭素数2から4のアルケニル基、置換されていても良い炭素数2から4のアルキニル基、置換されていても良い炭素数1から4のアルキルオキシ基、炭素数2から4のアルキニルオキシ基、炭素数2から4のアルケニルオキシ基、置換されていても良い炭素数1から4のアルキルチオ基、置換されていても良い炭素数2から5のアルキルカルボニルアミノ基、置換されていても良いアミノ基、置換されていても良いカルバモイル基、置換されていても良いフェニル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基あるいは水酸基で置換されていても良い炭素原子を示す。Y1が炭素数1から4のアルキル基で置換されていても良い窒素原子であり、かつY3またはY4が窒素の場合を除き、隣接した炭素原子上の置換基は一体となって環を形成しても良い。ただし、Y2、Y3、Y4およびY5の少なくとも一つは無置換の炭素原子であり、また、Y1が炭素数1から4のアルキル基で置換されていても良い窒素原子であるときは、Y2、Y3、Y4およびY5の少なくとも一つは窒素原子であり、また、Y1がイオウ原子であるときは、Y2及びY5は炭素原子であり、Y3及びY4は炭素原子または窒素原子である。]で表される複素環化合物を、
一般式(2) R1aS(=O)R1b (2)
[式中、R1aおよびR1bは、炭素数1から12のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。]で表されるスルホキシド類、過酸化物、および、フェロセンまたは鉄粉から選ばれる鉄化合物の存在下に、
一般式(3) Rf−X (3)
[式中、Rfは、炭素数1から6のパーフルオロアルキル基を示し、Xは、ハロゲン原子を示す。]で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させることにより、下記一般式(4)で表される複素環化合物を製造することを特徴とする、パーフルオロアルキル基を有する複素環化合物の製造方法。
一般式(4)
[式中、Y1は、酸素原子、イオウ原子、セレン原子、または、炭素数1から4のアルキル基で置換されていても良い窒素原子を示す。Y2、Y3、Y4およびY5は各々独立に、窒素原子、または、置換されていても良い炭素数1から4のアルキル基、置換されていても良い炭素数1から4のアシル基、置換されていても良い炭素数2から5のアルコキシカルボニル基、置換されていても良い炭素数2から4のアルケニル基、置換されていても良い炭素数2から4のアルキニル基、置換されていても良い炭素数1から4のアルキルオキシ基、炭素数2から4のアルキニルオキシ基、炭素数2から4のアルケニルオキシ基、置換されていても良い炭素数1から4のアルキルチオ基、置換されていても良い炭素数2から5のアルキルカルボニルアミノ基、置換されていても良いアミノ基、置換されていても良いカルバモイル基、置換されていても良いフェニル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基あるいは水酸基で置換されていても良い炭素原子を示す。Y1が炭素数1から4のアルキル基で置換されていても良い窒素原子であり、かつY3またはY4が窒素の場合を除き、隣接した炭素原子上の置換基は一体となって環を形成しても良い。ただし、Y2、Y3、Y4およびY5の少なくとも一つは無置換の炭素原子であり、また、Y1が炭素数1から4のアルキル基で置換されていても良い窒素原子であるときは、Y2、Y3、Y4およびY5の少なくとも一つは窒素原子であり、また、Y1がイオウ原子であるときは、Y2及びY5は炭素原子であり、Y3及びY4は炭素原子または窒素原子である。また、Rfは、炭素数1から6のパーフルオロアルキル基を示す。] - 前記一般式(1)で表される複素環化合物を、前記一般式(2)で表されるスルホキシド類、前記過酸化物、および、前記鉄化合物に、更に酸を存在させた状態で、前記一般式(3)で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させることを特徴とする請求項1に記載の複素環化合物の製造方法。
- Rfがトリフルオロメチル基またはパーフルオロエチル基であることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- Xがヨウ素原子または臭素原子であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- 過酸化物が、過酸化水素、過酸化水素−尿素複合体、tert−ブチルペルオキシドまたは過酢酸であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- 過酸化物が、過酸化水素であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- 酸が、硫酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硝酸、リン酸、ヘキサフルオロリン酸、テトラフルオロホウ酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸またはトリフルオロ酢酸であることを特徴とする請求項2から6のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- 酸が、硫酸であることを特徴とする請求項2から7のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- R1aおよびR1bが、それぞれメチル基であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- 反応温度が20℃以上、100℃以下の範囲から選ばれた温度であることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- 反応圧力が0.1MPa以上、1.0MPa以下の範囲から選ばれた圧力である請求項1から10のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- 一般式(1)におけるY1が炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい窒素原子であり、Y2が窒素原子であることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- 一般式(1)におけるY1が炭素数1から4のアルキル基で置換された窒素原子であり、Y2が窒素原子であり、Y3が水酸基で置換された炭素原子であり、Y4が置換されていても良い炭素数2から5のアルキルカルボニルアミノ基で置換された炭素原子であり、Y5が無置換の炭素原子であることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- 一般式(1)におけるY1が酸素原子であることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- 一般式(1)におけるY1が酸素原子であり、Y2が窒素原子であり、Y3が置換されていても良いアミノ基で置換された炭素原子であり、Y4が無置換の炭素原子であり、Y5が置換されていても良い炭素数1から4のアルキル基で置換された炭素原子であることを特徴とする請求項1〜11、14のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- 一般式(1)におけるY1がイオウ原子であることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
- 一般式(1)におけるY1が炭素数1から4のアルキル基で置換されていても良い窒素原子であり、Y2が窒素原子であり、Y3が置換されていても良い炭素数1から4のアルキル基で置換されていても良い炭素原子であり、Y4が無置換の炭素原子であり、Y5が水酸基で置換された炭素原子であることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の複素環化合物の製造方法。
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