JP6413848B2 - Method for producing fluorine-containing symmetric olefin - Google Patents

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Description

本発明は、オレフィンメタセシスにより含フッ素対称オレフィンを製造する新規な方法に関する。   The present invention relates to a novel method for producing a fluorine-containing symmetric olefin by olefin metathesis.

オレフィン中の水素原子の一部又は全てがフッ素原子で置換された化合物、すなわち含フッ素オレフィンは、産業上有用な化合物である。中でも、同一の置換基が炭素−炭素二重結合を構成する2つの炭素原子にそれぞれ結合したオレフィン、すなわち1,2−二置換オレフィン等には特に有用な化合物が知られている。例えば1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン(HFO−1336mzz)は発泡剤として有用な化合物である。しかしながら、これらの化合物を簡便かつ効率的に製造する方法は確立されていない。例えば、特許文献1にはヘキサフルオロ−2−ブチンをリンドラー触媒存在下、水素添加することで1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンを得る方法が開示されている。しかしながら、この方法では有毒な鉛化合物を含むリンドラー触媒を用いる必要がある。また、原料となるヘキサフルオロ−2−ブチンをあらかじめ製造する必要がある。   A compound in which some or all of the hydrogen atoms in the olefin are substituted with fluorine atoms, that is, a fluorine-containing olefin is an industrially useful compound. Among these, particularly useful compounds are known for olefins in which the same substituent is bonded to two carbon atoms constituting a carbon-carbon double bond, that is, 1,2-disubstituted olefins. For example, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene (HFO-1336mzz) is a useful compound as a blowing agent. However, a method for easily and efficiently producing these compounds has not been established. For example, Patent Document 1 discloses a method for obtaining 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene by hydrogenating hexafluoro-2-butyne in the presence of a Lindlar catalyst. . However, this method requires the use of a Lindlar catalyst containing a toxic lead compound. Moreover, it is necessary to manufacture in advance hexafluoro-2-butyne as a raw material.

そのため、工業的に入手容易な含フッ素オレフィンから1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンなど別の含フッ素オレフィンが簡便かつ効率的に製造できれば、既存手法と比較して極めて有用な合成手法となり得る。   Therefore, if other fluorine-containing olefins such as 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene can be easily and efficiently produced from industrially available fluorine-containing olefins, compared with existing methods. Can be a very useful synthesis technique.

一方、金属触媒による二重結合組み換え反応であるオレフィンメタセシス反応(以下、単に、「オレフィンメタセシス」ということもある。)は多彩な置換基を有するオレフィンの製造方法として広く利用されている。しかし、電子求引性置換基を有する電子不足オレフィンは反応性が低いため、オレフィンメタセシスに利用することは容易ではない。例えば非特許文献2では、種々の置換基を有するオレフィンの反応性が調べられており、電子不足オレフィンの反応性が低いと記載されている。実際、フッ素原子や塩素原子等、ハロゲン原子を有するオレフィンも電子不足オレフィンであるため、オレフィンメタセシスに用いた報告はほとんどない。例えば、非特許文献1において、ルテニウム錯体とフッ化ビニリデン(すなわち、1,1−ジフルオロエチレン)のオレフィンメタセシスが検討されたが、期待した生成物すなわちエチレン及びテトラフルオロエチレンは全く得られなかったと述べられている。   On the other hand, an olefin metathesis reaction (hereinafter sometimes simply referred to as “olefin metathesis”), which is a double bond recombination reaction using a metal catalyst, is widely used as a method for producing olefins having various substituents. However, since an electron-deficient olefin having an electron-withdrawing substituent has low reactivity, it is not easy to use it for olefin metathesis. For example, Non-Patent Document 2 examines the reactivity of olefins having various substituents, and describes that the reactivity of electron-deficient olefins is low. In fact, since olefins having halogen atoms such as fluorine atoms and chlorine atoms are also electron-deficient olefins, there are few reports used for olefin metathesis. For example, in Non-Patent Document 1, olefin metathesis of a ruthenium complex and vinylidene fluoride (ie, 1,1-difluoroethylene) was studied, but the expected products, ie, ethylene and tetrafluoroethylene, were not obtained at all. It has been.

国際公開第2009/142642号International Publication No. 2009/142642

Trnka,T.et al.,Angew.Chem.Int.Ed.,2001,40,3441−3444.Trnka, T .; et al. , Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 3441-3444.

そこで本発明では、工業的に入手容易な非対称含フッ素オレフィンから対称含フッ素オレフィンを温和な条件下で、簡便かつ効率的に製造する方法を提供することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for easily and efficiently producing a symmetric fluorinated olefin from an asymmetric fluorinated olefin which is easily available industrially under mild conditions.

本発明者らは、鋭意研鑽を積んだ結果、金属−炭素二重結合を有する金属触媒の存在下、非対称含フッ素オレフィン同士をオレフィンメタセシス反応させることにより、対称含フッ素オレフィンを与えることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of earnest study, the present inventors have found that asymmetric fluorine-containing olefins are subjected to olefin metathesis reaction between asymmetric fluorine-containing olefins in the presence of a metal catalyst having a metal-carbon double bond, The present invention has been completed.

〔1〕
オレフィンメタセシス反応活性を有する金属−カルベン錯体化合物(10)の存在下、炭素数が3以上の1種類の非対称含フッ素オレフィン同士をオレフィンメタセシス反応させることにより、炭素数が4以上の1種類の対称含フッ素オレフィンを製造する方法。
〔2〕
金属−カルベン錯体化合物(10)における金属が、ルテニウム、モリブデンまたはタングステンである、〔1〕に記載の製造方法。
〔3〕
非対称含フッ素オレフィンが下記式(21)で表される化合物であり、対称含フッ素オレフィンが下記式(51)で表される化合物である、〔1〕または〔2〕に記載の製造方法。
[1]
In the presence of the metal-carbene complex compound (10) having olefin metathesis reaction activity, one type of asymmetric fluorine-containing olefin having 3 or more carbon atoms is allowed to undergo olefin metathesis reaction, whereby one type of symmetry having 4 or more carbon atoms. A method for producing a fluorine-containing olefin.
[2]
The production method according to [1], wherein the metal in the metal-carbene complex compound (10) is ruthenium, molybdenum, or tungsten.
[3]
The production method according to [1] or [2], wherein the asymmetric fluorine-containing olefin is a compound represented by the following formula (21), and the symmetrical fluorine-containing olefin is a compound represented by the following formula (51).

Figure 0006413848
Figure 0006413848

ただし、式中の記号は以下の意味を表す。
は、下記官能基(iia)及び官能基Rfからなる群から選ばれる官能基であり、X及びXはそれぞれ独立に、下記官能基(i)、官能基(ii)、官能基(iii)及び官能基(iv)からなる群から選ばれる官能基であり、XとXは互いに結合して環を形成してもよい。
官能基(i):水素原子。
官能基(ii):ハロゲン原子。
官能基(iia):フッ素原子。
官能基(iii):炭素数1〜20の一価炭化水素基。
官能基(iv):ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、イオウ原子、リン原子、及びケイ素原子からなる群から選ばれる原子を1以上含む炭素数1〜20の一価炭化水素基。
官能基Rf:炭素数1〜20の(ペル)フルオロアルキル基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有する炭素数1〜20の(ペル)フルオロアルキル基、または、炭素数5〜20の(ペル)フルオロアリール基。
〔4〕
非対称含フッ素オレフィンが3,3,3−トリフルオロプロペンであり、かつ対称含フッ素オレフィンが1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンである、または、非対称含フッ素オレフィンが2,3,3−トリフルオロプロペンであり、かつ対称含フッ素オレフィンが1,1,2,3,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンである、〔1〕〜〔3〕のいずれか1に記載の製造方法。
However, the symbol in a formula represents the following meaning.
X 1 is a functional group selected from the group consisting of the following functional group (iii) and functional group Rf, and X 2 and X 3 are each independently the following functional group (i), functional group (ii), and functional group. A functional group selected from the group consisting of (iii) and functional group (iv), and X 1 and X 2 may be bonded to each other to form a ring.
Functional group (i): hydrogen atom.
Functional group (ii): a halogen atom.
Functional group (iii): a fluorine atom.
Functional group (iii): a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
Functional group (iv): C1-C20 monovalent hydrocarbon group containing 1 or more atoms selected from the group consisting of a halogen atom, oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, phosphorus atom, and silicon atom.
Functional group Rf: (per) fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, (per) fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms having an etheric oxygen atom between carbon atoms, or 5 to 5 carbon atoms 20 (per) fluoroaryl groups.
[4]
The asymmetric fluorinated olefin is 3,3,3-trifluoropropene and the symmetric fluorinated olefin is 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene, or the asymmetric fluorinated olefin Any one of [1] to [3], wherein 2,3,3-trifluoropropene and the symmetrical fluorine-containing olefin is 1,1,2,3,4,4-hexafluoro-2-butene 2. The production method according to 1.

本発明に係る対称含フッ素オレフィンの製造方法によれば、オレフィンメタセシスによって、工業的に入手容易な非対称含フッ素オレフィンから簡便かつ効率的に対称含フッ素オレフィンを製造することができる。   According to the method for producing a symmetric fluorinated olefin according to the present invention, a symmetric fluorinated olefin can be produced simply and efficiently from an asymmetric fluorinated olefin which is industrially easily available by olefin metathesis.

以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。また、本発明は金属触媒によるオレフィンメタセシスに関するものであり、従来技術と共通する一般的特徴については記載を省略することがある。
なお本明細書において、「式(X)で表される化合物」のことを、単に「化合物(X)」と称する場合がある。また化合物の構造式中での波線は、E/Zの異性体のうち、いずれか一方または両方の混合物であることを意味する。
「非対称オレフィン」とは、対称オレフィンではないオレフィンを意味する。「対称オレフィン」とは、オレフィンを構成する2個の炭素原子に結合する置換基がそれぞれ同じであることを意味する。例えばある示性式RC=CRで示されるオレフィンおいて、RとRとが等しくかつRとRとが等しい場合、または、RとRとが等しくかつRとRとが等しい場合に、該オレフィンを対称オレフィンと呼ぶ。本明細書においては、オレフィンにおけるE体とZ体とが区別できる場合であっても、上記対称性の考慮はしない。
「ペルハロゲン化アルキル基」とは、アルキル基の水素原子が全てハロゲン原子で置換された基を意味する。ペルハロゲン化アルコキシ基とは、アルコキシ基の水素原子が全てハロゲン原子で置換された基を意味する。「ペルハロゲン化アルコキシ基」及び「ペルハロゲン化アリール基」についても同様である。
「(ペル)ハロゲン化アルキル基」とは、ハロゲン化アルキル基とペルハロゲン化アルキル基とを合わせた総称で用いる。すなわち該基は1個以上のハロゲン原子を有するアルキル基である。「(ペル)ハロゲン化アルコキシ基」、「(ペル)ハロゲン化アリール基」、及び「(ペル)ハロゲン化アリールオキシ基」についても同様である。
「アリール基」とは、芳香族化合物において芳香環を形成する炭素原子の内いずれか1つの炭素原子に結合した1つの水素原子を取り去った残基に相当する一価の基を意味し、炭素環化合物から誘導されるアリール基と、ヘテロ環化合物から誘導されるヘテロアリール基とを合わせた総称で用いる。
炭化水素基の炭素数とは、ある炭化水素基全体に含まれる炭素原子の総数を意味し、該基が置換基を有さない場合は炭化水素基骨格を形成する炭素原子の数を、該基が置換基を有する場合は炭化水素基骨格を形成する炭素原子の数に置換基中の炭素原子の数を加えた総数を表す。
Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily modified without departing from the gist of the present invention. In addition, the present invention relates to olefin metathesis by a metal catalyst, and description of general features common to the prior art may be omitted.
In the present specification, the “compound represented by the formula (X)” may be simply referred to as “compound (X)”. Moreover, the wavy line in the structural formula of the compound means that one or both of the E / Z isomers are mixed.
“Asymmetric olefin” means an olefin that is not a symmetric olefin. “Symmetric olefin” means that the substituents bonded to the two carbon atoms constituting the olefin are the same. For example, in an olefin represented by a specific formula R 1 R 2 C═CR 3 R 4 , when R 1 and R 3 are equal and R 2 and R 4 are equal, or R 1 and R 4 are If equal and R 2 and R 3 are equal, the olefin is called a symmetric olefin. In the present specification, the symmetry is not considered even when the E-form and the Z-form in the olefin can be distinguished.
The “perhalogenated alkyl group” means a group in which all hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with halogen atoms. The perhalogenated alkoxy group means a group in which all hydrogen atoms of the alkoxy group are substituted with halogen atoms. The same applies to the “perhalogenated alkoxy group” and the “perhalogenated aryl group”.
The term “(per) halogenated alkyl group” is used as a general term that combines a halogenated alkyl group and a perhalogenated alkyl group. That is, the group is an alkyl group having one or more halogen atoms. The same applies to the “(per) halogenated alkoxy group”, “(per) halogenated aryl group”, and “(per) halogenated aryloxy group”.
The “aryl group” means a monovalent group corresponding to a residue obtained by removing one hydrogen atom bonded to any one of carbon atoms forming an aromatic ring in an aromatic compound, The aryl group derived from the ring compound and the heteroaryl group derived from the heterocyclic compound are collectively used.
The number of carbon atoms of the hydrocarbon group means the total number of carbon atoms contained in the whole hydrocarbon group, and when the group has no substituent, the number of carbon atoms forming the hydrocarbon group skeleton is When the group has a substituent, the total number is obtained by adding the number of carbon atoms in the substituent to the number of carbon atoms forming the hydrocarbon group skeleton.

<反応機構>
本発明はオレフィンメタセシスによる対称含フッ素オレフィンの製造方法に関する。例えば、下記式(21)で表わされる非対称オレフィンを金属−カルベン錯体存在下で反応させた場合、下記スキーム(I)に表わすような反応機構により、下記式(51)で表わされる対称含フッ素オレフィンが得られる。
また下記スキーム(I)に示される中間体である化合物(11)及び化合物(12)は、オレフィンメタセシス反応活性を有する金属−カルベン錯体化合物(10)の代表例として記載する。特定の金属−カルベン錯体化合物(10)としては、ルテニウム−カルベン錯体、モリブデン−カルベン錯体、又はタングステン−カルベン錯体(以下、「金属−カルベン錯体」とも総称する。)が例示できる。
<Reaction mechanism>
The present invention relates to a method for producing a symmetric fluorine-containing olefin by olefin metathesis. For example, when an asymmetric olefin represented by the following formula (21) is reacted in the presence of a metal-carbene complex, a symmetric fluorine-containing olefin represented by the following formula (51) is produced by a reaction mechanism represented by the following scheme (I). Is obtained.
In addition, compounds (11) and (12), which are intermediates shown in the following scheme (I), are described as representative examples of metal-carbene complex compounds (10) having olefin metathesis reaction activity. Examples of the specific metal-carbene complex compound (10) include a ruthenium-carbene complex, a molybdenum-carbene complex, or a tungsten-carbene complex (hereinafter also collectively referred to as “metal-carbene complex”).

Figure 0006413848
Figure 0006413848

上記スキーム(I)において、[L]は配位子であり、Mはルテニウム、モリブデン又はタングステンである。
は、下記官能基(iia)及び官能基Rfからなる群から選ばれる官能基であり、X及びXはそれぞれ独立に、下記官能基(i)、官能基(ii)、官能基(iii)及び官能基(iv)からなる群から選ばれる官能基であり、XとXは互いに結合して環を形成してもよい。
官能基(i):水素原子。
官能基(ii):ハロゲン原子。
官能基(iia):フッ素原子。
官能基(iii):炭素数1〜20の一価炭化水素基。
官能基(iv):ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、イオウ原子、リン原子、及びケイ素原子からなる群から選ばれる原子を1以上含む炭素数1〜20の一価炭化水素基。
官能基Rf:炭素数1〜20の(ペル)フルオロアルキル基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有する炭素数1〜20の(ペル)フルオロアルキル基、または、炭素数5〜20の(ペル)フルオロアリール基。
In the above scheme (I), [L] is a ligand, and M is ruthenium, molybdenum or tungsten.
X 1 is a functional group selected from the group consisting of the following functional group (iii) and functional group Rf, and X 2 and X 3 are each independently the following functional group (i), functional group (ii), and functional group. A functional group selected from the group consisting of (iii) and functional group (iv), and X 1 and X 2 may be bonded to each other to form a ring.
Functional group (i): hydrogen atom.
Functional group (ii): a halogen atom.
Functional group (iii): a fluorine atom.
Functional group (iii): a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
Functional group (iv): C1-C20 monovalent hydrocarbon group containing 1 or more atoms selected from the group consisting of a halogen atom, oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, phosphorus atom, and silicon atom.
Functional group Rf: (per) fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, (per) fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms having an etheric oxygen atom between carbon atoms, or 5 to 5 carbon atoms 20 (per) fluoroaryl groups.

またオレフィンメタセシスは反応が可逆である。すなわちスキーム(I)において逆向きの反応(逆向きの方向の矢印で表わされる反応)が存在する。しかしこの点についての詳細は説明を省略する。また生成するオレフィンについては幾何異性体が存在する可能性がある。しかしこの点の詳細については、個々の反応に強く依存するので、説明を省略する。   Olefin metathesis is reversible. That is, in Scheme (I), there is a reverse reaction (reaction represented by an arrow in the reverse direction). However, the details of this point will not be described. In addition, geometric isomers may exist for the olefin to be produced. However, the details of this point are strongly dependent on the individual reactions, and the explanation is omitted.

<金属−カルベン錯体化合物(10)>
金属−カルベン錯体化合物(10)として、上記スキーム(I)では化合物(11)及び化合物(12)を例に示したが、金属と二重結合を形成している炭素原子に結合する2つの官能基は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の一価炭化水素基、または、酸素原子、窒素原子、イオウ原子、リン原子、及びケイ素原子からなる群から選ばれる原子を1以上含む炭素数1〜20の一価炭化水素基であればよく、これらは互いに結合して環を形成してもよい。
化合物(10)は本発明に係る製造方法において触媒としての役割を果たすが、試薬として投入するもの及び反応中で生成するもの(触媒活性種)の両方を意味する。ここで、化合物(10)は反応条件下、配位子のいくつかが解離することで触媒活性を示すようになるものと、配位子の解離なしで触媒活性を示すものが知られているが、本発明ではいずれでもよく限定されない。また一般に、オレフィンメタセシスは触媒へのオレフィンの配位と解離を繰り返しながら進行するため、反応中、触媒上にオレフィン以外の配位子がいくつ配位しているかは必ずしも明確でない。したがって本明細書中、[L]は配位子の数や種類を特定するものではない。
<Metal-carbene complex compound (10)>
As the metal-carbene complex compound (10), in the above scheme (I), the compound (11) and the compound (12) are shown as examples. However, two functions bonded to a carbon atom forming a double bond with the metal. Each group is independently a hydrogen atom, a halogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a silicon atom As long as it is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and 1 or more thereof, these may be bonded to each other to form a ring.
Although the compound (10) plays a role as a catalyst in the production method according to the present invention, it means both a substance to be charged as a reagent and a substance generated during the reaction (catalytically active species). Here, the compound (10) is known to show catalytic activity when some of the ligands dissociate under the reaction conditions, and to show catalytic activity without dissociation of the ligands. However, any of them is not limited in the present invention. In general, since olefin metathesis proceeds while repeating coordination and dissociation of olefin to the catalyst, it is not always clear how many ligands other than olefin are coordinated on the catalyst during the reaction. Therefore, in this specification, [L] does not specify the number or type of ligands.

上記触媒のうち金属がルテニウムである化合物は一般的に「ルテニウム−カルベン錯体」と称されるものであり、例えばVougioukalakis,G.C.et al. Chem.Rev.,2010,110,1746−1787.に記載されているルテニウム−カルベン錯体を利用することができる。また、例えばAldrich社やUmicore社から市販されているルテニウム−カルベン錯体を利用することができる。   Among the above catalysts, the compound whose metal is ruthenium is generally referred to as “ruthenium-carbene complex”, for example, Vougioukalakis, G. et al. C. et al. Chem. Rev. 2010, 110, 1746-1787. The ruthenium-carbene complex described in 1) can be used. Further, for example, a ruthenium-carbene complex commercially available from Aldrich or Umicore can be used.

ルテニウム−カルベン錯体の具体例としては、ビス(トリフェニルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)−3−メチル−2−ブテニリデンルテニウムジクロリド、(1,3−ジイソプロピルイミダゾール−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、(1,3−ジシクロヘキシルイミダゾール−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチルイミダゾール−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチル−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、[1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン](トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、[1,3−ビス(2−メチルフェニル)−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン](トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、[1,3−ジシクロヘキシル−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン](トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)エトキシメチリデンルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチル−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)エトキシメチリデンルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチル−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン)[ビス(3−ブロモピリジン)]ベンジリデンルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチル−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン)(2−イソプロポキシフェニルメチリデン)ルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチル−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン)[(トリシクロヘキシルホスホラニル)メチリデン]ジクロロルテニウムテトラフルオロボラート、UmicoreM2、UmicoreM51、UmicoreM52、UmicoreM71SIMes、UmicoreM71SIPr、UmicoreM73SIMes、UmicoreM73SIPr、等が挙げられ、(1,3−ジメシチル−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチル−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン)(2−イソプロポキシフェニルメチリデン)ルテニウムジクロリド、(1,3−ジメシチル−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン)[(トリシクロヘキシルホスホラニル)メチリデン]ジクロロルテニウムテトラフルオロボラート、UmicoreM2、UmicoreM51、UmicoreM52、UmicoreM71SIMes、UmicoreM71SIPr、UmicoreM73SIMes、UmicoreM73SIPrが特に好ましい。なお上記錯体のうち、「Umicore」で始まる名称は、Umicore社の製品の商品名である。
なお、上記ルテニウム−カルベン錯体は、単独で用いてもよいし、2種類以上併用してもよい。さらに必要に応じてシリカゲルやアルミナ、ポリマー等の担体に担持して用いてもよい。
Specific examples of the ruthenium-carbene complex include bis (triphenylphosphine) benzylidene ruthenium dichloride, bis (tricyclohexylphosphine) benzylidene ruthenium dichloride, bis (tricyclohexylphosphine) -3-methyl-2-butenylidene ruthenium dichloride, ( 1,3-diisopropylimidazol-2-ylidene) (tricyclohexylphosphine) benzylideneruthenium dichloride, (1,3-dicyclohexylimidazole-2-ylidene) (tricyclohexylphosphine) benzylideneruthenium dichloride, (1,3-dimesitylimidazole) -2-ylidene) (tricyclohexylphosphine) benzylidene ruthenium dichloride, (1,3-dimesityl-4,5-dihydroimidazole) 2-Ilidene) (tricyclohexylphosphine) benzylideneruthenium dichloride, [1,3-bis (2,6-diisopropylphenyl) -4,5-dihydroimidazol-2-ylidene] (tricyclohexylphosphine) benzylideneruthenium dichloride, [1 , 3-bis (2-methylphenyl) -4,5-dihydroimidazol-2-ylidene] (tricyclohexylphosphine) benzylideneruthenium dichloride, [1,3-dicyclohexyl-4,5-dihydroimidazol-2-ylidene] ( Tricyclohexylphosphine) benzylideneruthenium dichloride, bis (tricyclohexylphosphine) ethoxymethylideneruthenium dichloride, (1,3-dimesityl-4,5-dihydroimidazol-2-ylide) ) (Tricyclohexylphosphine) ethoxymethylidene ruthenium dichloride, (1,3-dimesityl-4,5-dihydroimidazol-2-ylidene) [bis (3-bromopyridine)] benzylidene ruthenium dichloride, (1,3-dimesityl- 4,5-dihydroimidazol-2-ylidene) (2-isopropoxyphenylmethylidene) ruthenium dichloride, (1,3-dimesityl-4,5-dihydroimidazol-2-ylidene) [(tricyclohexylphosphoranyl) methylidene ] Dichlororuthenium tetrafluoroborate, Umicore M2, Umicore M51, Umicore M52, Umicore M71 SIMes, Umicore M71 SIPr, Umicore M73 SIMes, Umicore M73 SIPr, etc., (1,3-Dimesityl-4,5-dihydroimidazol-2-ylidene) (tricyclohexylphosphine) benzylideneruthenium dichloride, (1,3-Dimesityl-4,5-dihydroimidazole-2- Ylidene) (2-isopropoxyphenylmethylidene) ruthenium dichloride, (1,3-dimesityl-4,5-dihydroimidazol-2-ylidene) [(tricyclohexylphosphoranyl) methylidene] dichlororuthenium tetrafluoroborate, Umicore M2 Umicore M51, Umicore M52, Umicore M71 SIMes, Umicore M71 SIPr, Umicore M73 SIMes, Umicore M73 SIPr are particularly preferable. Of the above complexes, the names beginning with “Umicore” are trade names of Umicore products.
In addition, the said ruthenium carbene complex may be used independently and may be used together 2 or more types. Further, if necessary, it may be supported on a carrier such as silica gel, alumina or polymer.

上記触媒のうち金属がモリブデンまたはタングステンである化合物は一般的に「モリブデン−カルベン錯体」「タングステン−カルベン錯体」と称されるものであり、例えばGrela,K.(Ed) Olefin Metathesis:Theory and Practice, Wiley,2014.に記載されているモリブデン−カルベン錯体又はタングステン−カルベン錯体を利用することができる。また、例えばAldrich社やStrem社から市販されているモリブデン−カルベン錯体又はタングステン−カルベン錯体を利用することができる。
なお、上記モリブデン−カルベン錯体又はタングステン−カルベン錯体は、単独で用いてもよいし、2種類以上併用してもよい。さらに必要に応じてシリカゲルやアルミナ、ポリマー等の担体に担持して用いてもよい。
Among the above catalysts, the compound whose metal is molybdenum or tungsten is generally called “molybdenum-carbene complex” or “tungsten-carbene complex”. (Ed) Olefin Metathesis: Theory and Practice, Wiley, 2014. The molybdenum-carbene complex or tungsten-carbene complex described in 1) can be used. For example, a molybdenum-carbene complex or a tungsten-carbene complex commercially available from Aldrich or Strem can be used.
The molybdenum-carbene complex or the tungsten-carbene complex may be used alone or in combination of two or more. Further, if necessary, it may be supported on a carrier such as silica gel, alumina or polymer.

モリブデン−カルベン錯体の具体例を下記に示す。なお、Meとはメチル基を、i−Prとはイソプロピル基を、t−Buとはターシャリーブチル基を、Phとはフェニル基を、それぞれ意味する。   Specific examples of the molybdenum-carbene complex are shown below. Me represents a methyl group, i-Pr represents an isopropyl group, t-Bu represents a tertiary butyl group, and Ph represents a phenyl group.

Figure 0006413848
Figure 0006413848

Figure 0006413848
Figure 0006413848

タングステン−カルベン錯体の具体例としては、下記化合物が挙げられる。   Specific examples of the tungsten-carbene complex include the following compounds.

Figure 0006413848
Figure 0006413848

<非対称含フッ素オレフィン>
本発明においては、炭素数が3以上の1種類の非対称含フッ素オレフィン同士をオレフィンメタセシス反応(セルフメタセシス反応)させる。この非対称含フッ素オレフィンとしては化合物(21)が好ましい。
化合物(21)におけるX〜Xは、前記定義と同様である。
すなわち化合物(21)におけるXはフッ素原子、炭素数1〜20の(ペル)フルオロアルキル基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有する炭素数1〜20の(ペル)フルオロアルキル基、及び、炭素数5〜20の(ペル)フルオロアリール基からなる群から選ばれる官能基;XおよびXはそれぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;炭素数1〜20の一価炭化水素基;並びに、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、イオウ原子、リン原子、及びケイ素原子からなる群から選ばれる原子を1以上含む炭素数1〜20の一価炭化水素基;からなる群から選ばれる官能基である。XとXは互いに結合して環を形成してもよい。
上記基のうち炭素原子を有する基は、後述するように炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有していてもよい。
<Asymmetric fluorine-containing olefin>
In the present invention, one kind of asymmetric fluorine-containing olefin having 3 or more carbon atoms is subjected to olefin metathesis reaction (self-metathesis reaction). The asymmetric fluorine-containing olefin is preferably compound (21).
X 1 to X 3 in the compound (21) are as defined above.
That is, X 1 in the compound (21) is a fluorine atom, a (per) fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a (per) fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms having an etheric oxygen atom between the carbon atoms. A functional group selected from the group consisting of a group and a (per) fluoroaryl group having 5 to 20 carbon atoms; X 2 and X 3 are each independently a hydrogen atom; a halogen atom; a monovalent carbonization having 1 to 20 carbon atoms A hydrogen group; and a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms containing one or more atoms selected from the group consisting of a halogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a silicon atom; The functional group chosen. X 1 and X 2 may be bonded to each other to form a ring.
Of the above groups, the group having a carbon atom may have an etheric oxygen atom between the carbon atoms as described later.

ただし、化合物(21)の炭素数が3以上となるように、X〜Xの組み合わせが選択される。さらに、後述する目的化合物(51)の炭素数が4以上となるために、X及びXの少なくとも一方は、炭素数1以上の基であることが好ましい。 However, the combination of X 1 to X 3 is selected so that the compound (21) has 3 or more carbon atoms. Furthermore, since the target compound (51) described later has 4 or more carbon atoms, at least one of X 1 and X 2 is preferably a group having 1 or more carbon atoms.

化合物(21)としては、フッ素原子を3つ以上含むことが好ましい。
また、化合物(21)はモノオレフィンであることが好ましい。すなわち、X〜Xはアルケン構造及びアルキン構造を含まないことが好ましい。
The compound (21) preferably contains 3 or more fluorine atoms.
The compound (21) is preferably a monoolefin. That is, it is preferable that X 1 to X 3 do not include an alkene structure and an alkyne structure.

ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子、塩素原子が入手容易性の点から好ましい。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom and a chlorine atom are preferable from the viewpoint of availability.

炭素数1〜20の一価炭化水素基としては炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数5〜20のアリール基、または炭素数5〜20のアリールオキシ基が好ましく、特にメチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、tert−ブトキシ基、(2−エチル)ヘキシルオキシ基、またはドデシルオキシ基が入手容易性の点から好ましい。また、炭化水素基骨格としては直鎖状、分岐状、又は環状でもよい。   The monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 5 to 20 carbon atoms, or an aryloxy group having 5 to 20 carbon atoms. In particular, methyl group, ethyl group, propyl group, phenyl group, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, tert-butoxy group, (2-ethyl) hexyloxy group, or dodecyloxy group Is preferable from the viewpoint of availability. Further, the hydrocarbon group skeleton may be linear, branched or cyclic.

ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、イオウ原子、リン原子、及びケイ素原子からなる群から選ばれる原子を1以上含む炭素数1〜20の一価炭化水素基としては、好ましくは、当該原子を含む炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、当該原子を含む炭素数5〜20のアリール基、炭素数5〜20のアリールオキシ基が例示できる。これらの好ましい基は少なくとも一部の炭素原子にハロゲン原子が結合していてもよい。すなわち例えば(ペル)フルオロアルキル基、(ペル)フルオロアルコキシ基であってもよい。またこれらの好ましい基は、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有していてもよい。またこれらの好ましい基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、またはケイ素原子を有する置換基を有していてもよい。該置換基としては、アミノ基、ニトリル基、カルボキシル基、エステル基(アシルオキシ基またはアルコキシカルボニル基)、チオアルキル基、及びシリル基が例示できる。   The monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms containing at least one atom selected from the group consisting of a halogen atom, oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, phosphorus atom, and silicon atom preferably includes the atom. Examples thereof include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 5 to 20 carbon atoms containing the atom, and an aryloxy group having 5 to 20 carbon atoms. In these preferred groups, halogen atoms may be bonded to at least some of the carbon atoms. That is, for example, it may be a (per) fluoroalkyl group or a (per) fluoroalkoxy group. Moreover, these preferable groups may have an etheric oxygen atom between carbon atoms. These preferable groups may have a substituent having an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, or a silicon atom. Examples of the substituent include an amino group, a nitrile group, a carboxyl group, an ester group (acyloxy group or alkoxycarbonyl group), a thioalkyl group, and a silyl group.

炭素数1〜12の(ペル)フルオロアルキル基としては、特に炭素数1〜8の(ペル)フルオロアルキル基が好ましい。具体的にはトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、またはヘプタフルオロプロピル基が入手容易性の点から好ましい。アルキル基鎖は直鎖状でも分岐状でも環状でもよい。   As the (per) fluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a (per) fluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms is particularly preferable. Specifically, a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, or a heptafluoropropyl group is preferable from the viewpoint of availability. The alkyl group chain may be linear, branched or cyclic.

炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有する炭素数1〜12の(ペル)フルオロアルキル基としては、特に炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有する炭素数1〜8の(ペル)フルオロアルキル基が好ましい。具体的には、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルフルオロオクチル基が入手容易性の点から好ましい。アルキル基鎖は直鎖状でも分岐状でも環状でもよい。   As the C1-C12 (per) fluoroalkyl group having an etheric oxygen atom between carbon atoms, the C1-C8 having an etheric oxygen atom between the carbon atom and carbon atom is particularly preferable. A (per) fluoroalkyl group is preferred. Specifically, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorohexyl group, and a perfluorooctyl group are preferable from the viewpoint of availability. The alkyl group chain may be linear, branched or cyclic.

炭素数5〜20の(ペル)フルオロアリール基としては、特に炭素数5〜12の(ペル)フルオロアリール基が好ましい。具体的にはモノフルオロフェニル基、又はペンタフルオロフェニル基が好ましく、特にペンタフルオロフェニル基が入手容易性の点から好ましい。   As the (per) fluoroaryl group having 5 to 20 carbon atoms, a (per) fluoroaryl group having 5 to 12 carbon atoms is particularly preferable. Specifically, a monofluorophenyl group or a pentafluorophenyl group is preferable, and a pentafluorophenyl group is particularly preferable from the viewpoint of availability.

〜Xの組合せとして好ましくは、Xが官能基Rfであり;Xが官能基(i)、または、官能基(ii)であり;Xが官能基(i)または官能基(ii)である組み合わせである。すなわち化合物(21)としては、反応性の観点から末端オレフィンが好ましい。
より好ましくはXが、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルフルオロオクチル基;Xが水素原子またはフッ素原子;Xが水素原子;の組み合わせである。
Preferably, as a combination of X 1 to X 3 , X 1 is a functional group Rf; X 2 is a functional group (i) or a functional group (ii); X 3 is a functional group (i) or a functional group (Ii) is a combination. That is, the compound (21) is preferably a terminal olefin from the viewpoint of reactivity.
More preferably, X 1 is difluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, heptafluoropropyl group, perfluorobutyl group, perfluorohexyl group, perfluorooctyl group; X 2 is hydrogen atom or fluorine atom; X 3 is A hydrogen atom;

化合物(21)として好ましくは、具体的には下記に示す化合物である。   The compound (21) is preferably a compound specifically shown below.

Figure 0006413848
Figure 0006413848

上記式における−RPFは炭素数1〜12のペルフルオロアルキル基または炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有する炭素数1〜12のペルフルオロアルキル基である。 —R PF in the above formula is a C 1-12 perfluoroalkyl group or a C 1-12 perfluoroalkyl group having an etheric oxygen atom between carbon atoms.

化合物(21)としてより好ましくは、具体的には下記に示す化合物である。   More preferably, the compound (21) is specifically the compound shown below.

Figure 0006413848
Figure 0006413848

<対称含フッ素オレフィン>
本発明においては、目的化合物として炭素数が4以上の1種類の対称含フッ素オレフィンを得る。この対称含フッ素オレフィンとしては化合物(51)が好ましい。化合物(51)は原則として内部オレフィンである。含フッ素化合物(51)の具体例としては、下記化合物が挙げられる。
<Symmetric fluorine-containing olefin>
In the present invention, one kind of symmetrical fluorine-containing olefin having 4 or more carbon atoms is obtained as the target compound. As this symmetrical fluorine-containing olefin, the compound (51) is preferable. Compound (51) is in principle an internal olefin. Specific examples of the fluorine-containing compound (51) include the following compounds.

Figure 0006413848
Figure 0006413848

本発明の製造方法は、非対称含フッ素オレフィンとして3,3,3−トリフルオロプロペン同士を反応させて、対称含フッ素オレフィンとして1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンを製造する場合か、または、非対称含フッ素オレフィンとして2,3,3−トリフルオロプロペン同士を反応させて対称含フッ素オレフィンとして1,1,2,3,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンを製造する場合に好適である。これらのヘキサフルオロブテンはZ体が工業的に応用しやすく好ましい。このため触媒としてZ体を選択的に製造できる触媒を用いることにより、Z体を主に製造できる。またE体を公知の手法でZ体に異性体変換してZ体を製造してもよい。   The production method of the present invention comprises reacting 3,3,3-trifluoropropene as asymmetric fluorine-containing olefins, and 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene as symmetrical fluorine-containing olefins. Or 1,2,2,3,4,4-hexafluoro-2-butene as a symmetric fluorinated olefin by reacting 2,3,3-trifluoropropene with each other as an asymmetric fluorinated olefin It is suitable when manufacturing. Of these hexafluorobutenes, the Z form is preferred because it is industrially applicable. For this reason, Z body can be mainly manufactured by using the catalyst which can manufacture Z body selectively as a catalyst. Alternatively, the E form may be converted to the Z form by a known method to produce the Z form.

<製造方法>
本発明はオレフィンメタセシスによる含フッ素オレフィンの製造方法に関するものであり、典型的には、同一種類の非対称含フッ素オレフィンと金属−カルベン錯体を接触させることによってオレフィンメタセシスを行い、原料とは異なる対称含フッ素オレフィンを得るものである。
<Manufacturing method>
The present invention relates to a method for producing a fluorinated olefin by olefin metathesis. Typically, the olefin metathesis is carried out by contacting an asymmetric fluorinated olefin of the same type with a metal-carbene complex, and a symmetric fluorination different from the raw material is carried out. A fluorine olefin is obtained.

原料となるオレフィン(上述の化合物(21))としては、末端及び内部オレフィンのどちらも利用することができる。二重結合上の置換基の数に特に限定はないが、一置換オレフィン、1,2−二置換オレフィンが高い反応性を有する点で好ましい。また二重結合上の幾何異性も特に限定はない。目的物収率向上の点で、原料となるオレフィンは脱気及び脱水されたものを用いることが好ましい。脱気操作について、特に制限はないが、凍結脱気等を行うことがある。脱水操作について、特に制限はないが、通常モレキュラーシーブ等と接触させる。原料となるオレフィンについて、前記脱気及び脱水操作は通常金属−カルベン錯体と接触させる前に行う。
また原料となるオレフィンは微量の不純物(例えば過酸化物、フッ化水素等)を含むことがあるので、目的物収率向上の点で精製してもよい。精製方法については特に制限はない。例えば文献(Armarego,W.L.F.et al.,Purification of Laboratory Chemicals(Sixth Edition),2009,Elsevier)記載の方法に従って行うことができる。
As the raw material olefin (the above-mentioned compound (21)), both terminal and internal olefins can be used. Although the number of substituents on the double bond is not particularly limited, monosubstituted olefins and 1,2-disubstituted olefins are preferable in that they have high reactivity. The geometric isomerism on the double bond is not particularly limited. From the viewpoint of improving the yield of the target product, it is preferable to use deaerated and dehydrated olefin as a raw material. There is no particular limitation on the deaeration operation, but freeze deaeration and the like may be performed. Although there is no restriction | limiting in particular about dehydration operation, Usually, it is made to contact with a molecular sieve etc. For the olefin as a raw material, the degassing and dehydration operations are usually performed before contacting with the metal-carbene complex.
Moreover, since the olefin used as a raw material may contain a trace amount impurity (for example, a peroxide, hydrogen fluoride, etc.), you may refine | purify from the point of the target-product yield improvement. There is no particular limitation on the purification method. For example, it can be carried out according to the method described in the literature (Armarego, WLF et al., Purification of Laboratory Chemicals (Sixth Edition), 2009, Elsevier).

金属−カルベン錯体は試薬として投入しても、系内で発生させてもよい。
試薬として投入する場合、市販の金属−カルベン錯体をそのまま用いてもよく、あるいは市販試薬から公知の方法で合成した市販されていない金属−カルベン錯体を用いてもよい。
系内で発生させる場合、公知の方法で前駆体となる金属錯体から調製した金属−カルベン錯体を本発明に用いることができる。
The metal-carbene complex may be added as a reagent or generated in the system.
When charging as a reagent, a commercially available metal-carbene complex may be used as it is, or a non-commercially available metal-carbene complex synthesized by a known method from a commercially available reagent may be used.
When it is generated in the system, a metal-carbene complex prepared from a metal complex as a precursor by a known method can be used in the present invention.

用いる金属−カルベン錯体の量としては、特に制限はないが、原料となるオレフィンの内、基準となるオレフィン1モルに対して、通常0.0001〜1モル程度用い、好ましくは0.001〜0.2モル程度用いる。   Although there is no restriction | limiting in particular as the quantity of the metal-carbene complex to be used, About 0.0001-1 mol is normally used with respect to 1 mol of reference | standard olefin among the olefins used as a raw material, Preferably 0.001-0 About 2 moles are used.

用いる金属−カルベン錯体は、通常固体のまま反応容器に投入するが、溶媒に溶解又は懸濁させて投入してもよい。この時用いる溶媒としては、反応に悪影響を及ぼさない範囲で特に制限はなく、有機溶媒、含フッ素有機溶媒、イオン液体、水等を単独又は混合して用いることができる。なお、これらの溶媒分子中、一部又はすべての水素原子が重水素原子で置換されていてもよい。   The metal-carbene complex to be used is usually charged into the reaction vessel as a solid, but may be charged after being dissolved or suspended in a solvent. There is no restriction | limiting in particular as a solvent used at this time in the range which does not exert a bad influence on reaction, An organic solvent, a fluorine-containing organic solvent, an ionic liquid, water etc. can be used individually or in mixture. In these solvent molecules, some or all of the hydrogen atoms may be substituted with deuterium atoms.

有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、o−,m−,p−キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素系溶媒;ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル、グライム、ジグライム等のエーテル系溶媒等を使用することができる。含フッ素有機溶媒としては、例えば、ヘキサフルオロベンゼン、m−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、p−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、α,α,α−トリフルオロメチルベンゼン、ジクロロペンタフルオロプロパン等を使用することができる。イオン液体としては、例えば、各種ピリジニウム塩、各種イミダゾリウム塩等を用いることができる。上記溶媒の中でも、金属−カルベン錯体の溶解性等の点で、ベンゼン、トルエン、o−,m−,p−キシレン、メシチレン、ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、ジエチルエーテル、ジオキサン、THF(テトラヒドロフラン)、ヘキサフルオロベンゼン、m−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、p−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、α,α,α−トリフルオロメチルベンゼン等、及びこれらの混合物が好ましい。
なお、目的物収率向上の点で、前記溶媒は脱気及び脱水されたものを用いることが好ましい。脱気操作について、特に制限はないが、凍結脱気等を行うことがある。脱水操作について、特に制限はないが、通常モレキュラーシーブ等と接触させる。前記脱気及び脱水操作は通常金属−カルベン錯体と接触させる前に行う。
Examples of the organic solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, o-, m-, p-xylene and mesitylene; aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane and cyclohexane; dichloromethane, chloroform, 1, 2 -Halogen solvents such as dichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene; ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, diethyl ether, glyme, diglyme, and the like can be used. Examples of the fluorine-containing organic solvent include hexafluorobenzene, m-bis (trifluoromethyl) benzene, p-bis (trifluoromethyl) benzene, α, α, α-trifluoromethylbenzene, dichloropentafluoropropane, and the like. Can be used. As the ionic liquid, for example, various pyridinium salts, various imidazolium salts and the like can be used. Among the above solvents, benzene, toluene, o-, m-, p-xylene, mesitylene, dichloromethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, diethyl ether, dioxane, THF in terms of solubility of the metal-carbene complex. (Tetrahydrofuran), hexafluorobenzene, m-bis (trifluoromethyl) benzene, p-bis (trifluoromethyl) benzene, α, α, α-trifluoromethylbenzene, and mixtures thereof are preferred.
In addition, it is preferable to use a degassed and dehydrated solvent for improving the yield of the target product. There is no particular limitation on the deaeration operation, but freeze deaeration and the like may be performed. Although there is no restriction | limiting in particular about dehydration operation, Usually, it is made to contact with a molecular sieve etc. The degassing and dehydration operations are usually performed before contacting with the metal-carbene complex.

オレフィンと金属−カルベン錯体を接触させる雰囲気としては、特に限定はないが、触媒の長寿命化の点で、不活性気体雰囲気下が好ましく、中でも窒素又はアルゴン雰囲気下が好ましい。ただし、例えばテトラフルオロエチレン等、反応条件において気体となるオレフィンを原料として用いる場合、これらの気体雰囲気下で行うことができる。
オレフィンと金属−カルベン錯体を接触させる相としては、特に制限はないが、反応速度の点で、通常は液相が用いられる。原料となるオレフィンが反応条件下で気体の場合、液相で実施するのが難しいため、気−液二相で実施することもできる。なお、液相で実施する場合には溶媒を用いることができる。このとき用いる溶媒としては、上記、金属−カルベン錯体の溶解又は懸濁に用いた溶媒と同様のものを利用することができる。なお、原料となるオレフィンのうち少なくとも一方が反応条件下で液体の場合、無溶媒で実施できることがある。
The atmosphere in which the olefin and the metal-carbene complex are brought into contact with each other is not particularly limited, but an inert gas atmosphere is preferable from the viewpoint of extending the life of the catalyst, and a nitrogen or argon atmosphere is particularly preferable. However, when using, as a raw material, an olefin that becomes a gas under reaction conditions, such as tetrafluoroethylene, it can be carried out in these gas atmospheres.
The phase for contacting the olefin and the metal-carbene complex is not particularly limited, but a liquid phase is usually used in view of the reaction rate. When the olefin as a raw material is a gas under the reaction conditions, it is difficult to carry out in the liquid phase, so it can also be carried out in the gas-liquid two phase. In the case of carrying out in the liquid phase, a solvent can be used. As the solvent used at this time, the same solvents as those used for dissolving or suspending the metal-carbene complex can be used. In addition, when at least one of the raw olefins is a liquid under the reaction conditions, it may be carried out without a solvent.

オレフィンと金属−カルベン錯体を接触させる容器としては、反応に悪影響を与えない範囲で特に制限はなく、例えば金属製容器又はガラス製容器等を用いることができる。なお、本発明にかかるオレフィンメタセシスは反応条件下、気体状態のオレフィンを扱うことがあるので、気密が可能な耐圧容器が好ましい。   The container for bringing the olefin into contact with the metal-carbene complex is not particularly limited as long as it does not adversely affect the reaction. For example, a metal container or a glass container can be used. In addition, since the olefin metathesis concerning this invention may handle the olefin in a gaseous state on reaction conditions, the pressure-resistant container which can be airtight is preferable.

オレフィンと金属−カルベン錯体を接触させる温度としては、特に制限はないが、通常−100〜200℃の範囲で実施することができ、反応速度の点で、0〜150℃が好ましい。なお、低温では反応が開始せず、高温では錯体の速やかな分解が生じることがあるので適宜温度の下限と上限を設定する必要がある。通常、用いる溶媒の沸点以下の温度で実施される。
オレフィンと金属−カルベン錯体を接触させる時間としては、特に制限はないが、通常1分〜48時間の範囲で実施される。
オレフィンと金属−カルベン錯体を接触させる圧力としては、特に制限はないが、加圧下でも、常圧下でもよいし、減圧下でもよい。通常0.001〜10MPa程度、好ましくは0.01〜1MPa程度である。
Although there is no restriction | limiting in particular as temperature which contacts an olefin and a metal carbene complex, Usually, it can implement in the range of -100-200 degreeC, and 0-150 degreeC is preferable at the point of reaction rate. Note that the reaction does not start at low temperatures, and the complex may be rapidly decomposed at high temperatures. Therefore, it is necessary to appropriately set the lower limit and the upper limit of the temperature. Usually, it is carried out at a temperature below the boiling point of the solvent used.
The time for bringing the olefin into contact with the metal-carbene complex is not particularly limited, but is usually in the range of 1 minute to 48 hours.
The pressure for bringing the olefin into contact with the metal-carbene complex is not particularly limited, but may be under pressure, under normal pressure, or under reduced pressure. Usually, it is about 0.001-10 MPa, preferably about 0.01-1 MPa.

オレフィンと金属−カルベン錯体を接触させる際に、反応に悪影響を及ぼさない範囲で無機塩や有機化合物、金属錯体等を共存させてもよい。また、反応に悪影響を及ぼさない範囲で、オレフィンと金属−カルベン錯体の混合物を攪拌してもよい。このとき、攪拌の方法としては、メカニカルスターラーやマグネティックスターラー等を用いることができる。   When the olefin and the metal-carbene complex are brought into contact with each other, an inorganic salt, an organic compound, a metal complex, or the like may coexist within a range that does not adversely affect the reaction. Moreover, you may stir the mixture of an olefin and a metal carbene complex in the range which does not have a bad influence on reaction. At this time, a mechanical stirrer, a magnetic stirrer, or the like can be used as a stirring method.

オレフィンと金属−カルベン錯体を接触させた後、目的物は通常複数のオレフィンの混合物として得られるため、公知の方法で単離してもよい。単離方法としては、例えば蒸留、カラムクロマトグラフィー、リサイクル分取HPLC等が挙げられ、必要に応じてこれらを単独又は複数組み合わせて用いることができる。   After contacting the olefin with the metal-carbene complex, the target product is usually obtained as a mixture of a plurality of olefins, and thus may be isolated by a known method. Examples of the isolation method include distillation, column chromatography, recycle preparative HPLC and the like, and these can be used alone or in combination as necessary.

本反応で得られた目的物は通常の有機化合物と同様の公知の方法で同定することができる。例えば、H−、19F−、13C−NMRやGC−MS等が挙げられ、必要に応じてこれらを単独又は複数組み合わせて用いることができる。 The target product obtained in this reaction can be identified by a known method similar to that for ordinary organic compounds. For example, 1 H-, 19 F-, 13 C-NMR, GC-MS and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.

以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
<市販試薬>
本実施例において、触媒は、特に記載しない場合においては、市販品をそのまま反応に用いる。溶媒(o−ジクロロベンゼン−d)は、市販品をあらかじめ凍結脱気したあと、モレキュラーシーブ4Aで乾燥してから反応に用いた。
<評価方法>
本実施例において、合成した化合物の構造は日本電子株式会社製の核磁気共鳴装置(JNM−AL300)によりH−NMR、19F−NMR測定を行うことで同定した。また、分子量は株式会社島津製作所製のガスクロマトグラフ質量分析計(GCMS−QP2010Ultra)を用いて、電子イオン化法(EI)により求めた。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these.
<Commercially available reagents>
In this example, unless otherwise specified, a commercially available catalyst is used as it is for the reaction. The solvent (o-dichlorobenzene-d 4 ) was used for the reaction after freezing and degassing a commercially available product in advance and then drying with molecular sieve 4A.
<Evaluation method>
In this example, the structure of the synthesized compound was identified by performing 1 H-NMR and 19 F-NMR measurements using a nuclear magnetic resonance apparatus (JNM-AL300) manufactured by JEOL Ltd. Moreover, molecular weight was calculated | required by the electron ionization method (EI) using the Shimadzu Corporation gas chromatograph mass spectrometer (GCMS-QP2010Ultra).

<実施例1>
Grubbs第二世代触媒による3,3,3−トリフルオロプロペンのメタセシスによる1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンの合成
窒素雰囲気下、Grubbs第二世代触媒(20mol%、0.024mmol)及びo−ジクロロベンゼン−d(0.6mL)を耐圧NMR測定管に量り入れた。その後、NMR測定管の気相部を3,3,3−トリフルオロプロペン(1.0atm、2.7mL、0.12mmol)で置換した。
NMR測定管を180℃で加熱し、その温度で1時間反応させた。反応終了後、内容液のNMR及びGC−MSを測定して、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンの生成を確認した。
これら一連の反応を以下に示す。
GC−MS(EI):M=164
<Example 1>
Synthesis of 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene by metathesis of 3,3,3-trifluoropropene with Grubbs second generation catalyst Grubbs second generation catalyst (20 mol%) under nitrogen atmosphere 0.024 mmol) and o-dichlorobenzene-d 4 (0.6 mL) were weighed into a pressure-resistant NMR measuring tube. Thereafter, the gas phase portion of the NMR measuring tube was replaced with 3,3,3-trifluoropropene (1.0 atm, 2.7 mL, 0.12 mmol).
The NMR measuring tube was heated at 180 ° C. and reacted at that temperature for 1 hour. After completion of the reaction, NMR and GC-MS of the content liquid were measured to confirm the formation of 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene.
A series of these reactions is shown below.
GC-MS (EI): M + = 164

Figure 0006413848
Figure 0006413848

<実施例2>
Hoveyda−Grubbs第二世代触媒による3,3,3−トリフルオロプロペンのメタセシスによる1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンの合成
窒素雰囲気下、Hoveyda−Grubbs第二世代触媒(20mol%、0.024mmol)及びo−ジクロロベンゼン−d(0.6mL)を耐圧NMR測定管に量り入れた。その後、NMR測定管の気相部を3,3,3−トリフルオロプロペン(1.0atm、2.7mL、0.12mmol)で置換した。
NMR測定管を180℃で加熱し、その温度で1時間反応させた。反応終了後、内容液のNMR及びGC−MSを測定して、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンの生成を確認した。
これら一連の反応を以下に示す。
GC−MS(EI):M=164
<Example 2>
Synthesis of 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene by metathesis of 3,3,3-trifluoropropene with Hoveyda-Grubbs second generation catalyst Hoveyda-Grubbs second generation under nitrogen atmosphere Catalyst (20 mol%, 0.024 mmol) and o-dichlorobenzene-d 4 (0.6 mL) were weighed into a pressure-resistant NMR measuring tube. Thereafter, the gas phase portion of the NMR measuring tube was replaced with 3,3,3-trifluoropropene (1.0 atm, 2.7 mL, 0.12 mmol).
The NMR measuring tube was heated at 180 ° C. and reacted at that temperature for 1 hour. After completion of the reaction, NMR and GC-MS of the content liquid were measured to confirm the formation of 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene.
A series of these reactions is shown below.
GC-MS (EI): M + = 164

Figure 0006413848
Figure 0006413848

Claims (3)

オレフィンメタセシス反応活性を有する金属−カルベン錯体化合物の存在下、炭素数が3以上の1種類の非対称含フッ素オレフィン同士をオレフィンメタセシス反応させることにより、炭素数が4以上の1種類の対称含フッ素オレフィンを製造する方法であって、
非対称含フッ素オレフィンが下記式(21)で表される化合物であり、対称含フッ素オレフィンが下記式(51)で表される化合物である、製造方法。
Figure 0006413848
ただし、式中の記号は以下の意味を表す。
は、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロヘキシル基、及びペルフルオロオクチル基からなる群から選ばれる官能基であり、X 及びX はそれぞれ独立に、下記官能基(i)、官能基(ii)、官能基(iii)及び官能基(iv)からなる群から選ばれる官能基である。
官能基(i):水素原子。
官能基(ii):ハロゲン原子。
官能基(iii):炭素数1〜20の一価炭化水素基。
官能基(iv):ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、イオウ原子、リン原子、及びケイ素原子からなる群から選ばれる原子を1以上含む炭素数1〜20の一価炭化水素基。
In the presence of a metal-carbene complex compound having an olefin metathesis reaction activity, one asymmetric fluorine-containing olefin having 3 or more carbon atoms is allowed to undergo an olefin metathesis reaction to produce one kind of symmetrical fluorine-containing carbon having 4 or more carbon atoms. A method for producing olefins , comprising:
The production method, wherein the asymmetric fluorine-containing olefin is a compound represented by the following formula (21), and the symmetrical fluorine-containing olefin is a compound represented by the following formula (51).
Figure 0006413848
However, the symbol in a formula represents the following meaning.
X 1 is a functional group selected from the group consisting of a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorohexyl group, and a perfluorooctyl group, and X 2 and X 3 is a functional group independently selected from the group consisting of the following functional group (i), functional group (ii), functional group (iii) and functional group (iv).
Functional group (i): hydrogen atom.
Functional group (ii): a halogen atom.
Functional group (iii): a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
Functional group (iv): C1-C20 monovalent hydrocarbon group containing 1 or more atoms selected from the group consisting of a halogen atom, oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, phosphorus atom, and silicon atom.
金属−カルベン錯体化合物における金属が、ルテニウム、モリブデンまたはタングステンである、請求項1に記載の製造方法。 Metal - metal definitive carbene complex compound, ruthenium, molybdenum or tungsten Process according to claim 1. 非対称含フッ素オレフィンが3,3,3−トリフルオロプロペンであり、かつ対称含フッ素オレフィンが1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンである、または、非対称含フッ素オレフィンが2,3,3−トリフルオロプロペンであり、かつ対称含フッ素オレフィンが1,1,2,3,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンである、請求項1または2に記載の製造方法。 The asymmetric fluorinated olefin is 3,3,3-trifluoropropene and the symmetric fluorinated olefin is 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene, or the asymmetric fluorinated olefin There is a 2,3,3-trifluoropropene, and symmetrically fluorinated olefin is 1,1,2,3,4,4- hexafluoro-2-butene the process according to claim 1 or 2 .
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