JP6458022B2 - ハロゲンケトン類を製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハロケトン類を製造するための新規方法に関する。

ハロケトン類（例えば、ジフルオロアセトン及びトリフルオロアセトン）は、生物学的に活性な化合物の製造における重要な中間体である：ＷＯ ２００９／０００４４２。

ジフルオロアセトン又はトリフルオロアセトンは、例えば、ジフルオロアセテート又はトリフルオロ酢酸とメチルマグネシウムブロミドから製造することができる（Ｉｓｒ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， １９９９， ３９， １５５）。しかしながら、ジフルオロアセトンに関する収率は４７％にすぎず、トリフルオロアセトンに関する収率は５６％である。

ジフルオロアセトン及びトリフルオロアセトンは、２０％強度の硫酸の存在下でトリフルオロアセトアセテートを切断することによっても製造することができる（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ， １９６４， ２０， ２１６３）。この反応の不利な点は、当該反応をその中で実施することが可能な腐食しない適切な構造材料を見いだすのが困難であるということである。ここで、腐食を引き起こす成分は、硫酸のみではなく、遊離フッ素も腐食を引き起こす成分である。この組合せによって、鋼板エナメル、ステンレス鋼を使用することが不可能であり、ハステロイタンクを使用することも不可能である。

ＥＰ０６２３５７５（Ｂ１）には、カルボン酸を触媒量のオニウム塩の存在下でケトエステルと反応させることによる、ケトン類の合成について記載されている：

この方法は、非経済的である： ＣＦ_３ＣＯＯＨなどのカルボン酸がさらに必要とされる。加えて、生成物を精製することに関して問題を引き起こすエステルが形成される。

国際特許出願公開第２００９／０００４４２号 欧州特許出願公開第０６２３５７５（Ｂ１）号

Ｉｓｒ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， １９９９， ３９， １５５ Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ， １９６４， ２０， ２１６３

上記従来技術を考慮して、本発明が取り組んでいる問題は、上記で記載した不利な点を有しておらず、従って、高い収率でハロケトンへと至る経路をもたらす方法を提供することである。

上記問題は、式（Ｉ）

〔式中、Ｒ^１は、ハロアルキルである〕
で表されるハロケトンを製造するための新規方法によって解決された。ここで、該方法は、式（ＩＩ）

〔式中、
Ｒ^２は、アルキル又はベンジルであり；及び、
Ｒ^１は、上記で定義されているとおりである〕
で表されるケトエステルをリン酸の存在下で切断することを特徴とする。

驚くべきことに、式（Ｉ）で表されるハロケトンは、本発明の条件下においては、強力な腐食性を有する反応条件を用いることなく、良好な収率で高い純度で得られる。従って、本発明による方法は、従来技術において記載されている製造方法が有している上記不利点を克服する。

好ましいのは、式（Ｉ）及び式（ＩＩ）で表される化合物のラジカルが以下のように定義される、本発明による調製方法である：
Ｒ^１は、ＣＦ_３、ＣＦ_２Ｈ、ＣＦ_２Ｃｌから選択され；
Ｒ^２は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ベンジルから選択される。

特に好ましいのは、式（Ｉ）及び式（ＩＩ）で表される化合物のラジカルが以下のように定義される、本発明による調製方法である：
Ｒ^１は、ＣＦ_２Ｈであり；
Ｒ^２は、メチル、エチルから選択される。

一般的な定義
ハロアルキル： １〜６個（好ましくは、１〜３個）の炭素原子を有している直鎖又は分枝鎖のアルキル基において、これら基の中の水素原子の一部又は全部が上記で記載されているハロゲン原子で置き換えられ得るもの、例えば（限定するものではないが）Ｃ_１−Ｃ_３−ハロアルキル，例えば、クロロメチル、ブロモメチル、ジクロロメチル、トリクロロメチル、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、クロロフルオロメチル、ジクロロフルオロメチル、クロロジフルオロメチル、１−クロロエチル、１−ブロモエチル、１−フルオロエチル、２−フルオロエチル、２，２−ジフルオロエチル、２，２，２−トリフルオロエチル、２−クロロ−２−フルオロエチル、２−クロロ−２−ジフルオロエチル、２，２−ジクロロ−２−フルオロエチル、２，２，２−トリクロロエチル、ペンタフルオロエチル，及び、１，１，１−トリフルオロプロパ−２−イル。

アルキル基は、本発明の目的のためには、直鎖、分枝鎖又は環状の飽和炭化水素基である。定義「Ｃ_１−Ｃ_１２−アルキル」は、アルキル基に関して本明細書中で定義されている最も広い範囲を包含する。具体的には、この定義は、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル及びｔブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、１，３−ジメチルブチル、３，３−ジメチルブチル、ｎ−ヘプチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル又はｎ−ドデシルを包含する。

方法に関する記載
スキーム１：

出発化合物として使用される式（ＩＩ）で表されるケトエステル化合物は、既知であり、市販されている。本発明による反応における温度は、２０℃〜２００℃の範囲内にあり、好ましくは、７０℃〜１３０℃の範囲内にある。

本発明による方法は、場合により、連続操作として実施することができる。

Ｈ_３ＰＯ_４の量は、式（Ｉ）で表される化合物の１ｍｏｌに対して、５〜５００ｇであり、好ましくは、２０〜３５０ｇである。生成物を単離したら、Ｈ_３ＰＯ_４は、精製することなく再利用する。収率を低下させることなく、少なくとも５回のそのようなサイクルが可能である。好ましくは、Ｈ_３ＰＯ_４水溶液を使用する。Ｈ_３ＰＯ_４の濃度は、２０〜８５％であり、好ましくは、８５％である。濃度が７０〜８５％の工業用グレードのものを使用するのが好ましい。ポリリン酸を使用することも可能である。該反応は、場合により、クロロベンゼンやトルエンなどの不活性溶媒の中で実施する。この方法では、構造物のガラス製材料及び金属製材料の腐食は観察されなかった。

実施例１
ジフルオロアセトン ＨＣＦ _２ ＣＯＣＨ _３
蒸留橋を備えた２５０ｍＬ容多口フラスコの中に１５０ｍＬのＨ_３ＰＯ_４（８５％ｗ／ｗ）を最初に装入し、１００℃〜１０５℃に加熱した。シリンジポンプによって、１３２ｇ（純度 ９１％ｗ／ｗ）のジフルオロアセト酢酸エチル（０．７２０ｍｏｌ）を３時間かけて添加した。沸点が４０〜６０℃である留出物を５時間以内で連続的に除去した。該反応は、５時間後に終了した。総量で７５ｇの透明な無色の液体が収集された。

当該フラクションの組成（^１９Ｆ ＮＭＲによる測定）は、以下の通りである：
７０％ｗ／ｗ ＨＣＦ_２ＣＯＣＨ_３
１１％ｗ／ｗ ＨＣＦ_２Ｃ（ＯＨ）_２ＣＨ_３水和物
１４％ｗ／ｗ ＨＣＦ_２Ｃ（ＯＥｔ）（ＯＨ）ＣＨ_３モノケタール。

上記混合物は、精製することなく、さらに使用することが可能である。必要に応じて、、さらに精製するために、Ｈ_３ＰＯ_４に対して２回目の蒸留を実施することができる。水和物及びモノケタールは、同時に切断されて、ジフルオロアセトンに変換される。

５ｇのＨ_３ＰＯ_４を使用して、蒸留後に、６７ｇのジフルオロアセトン（ＨＣＦ_２ＣＯＣＨ_３）が９５％〜９６％の純度で得られる。その収率は、９４％〜９５％である。

Claims (5)

1. 式（Ｉ）
   

   

   
   〔式中、Ｒ^１は、ハロアルキルである〕
   で表されるハロケトンを製造する方法であって、式（ＩＩ）
   

   

   
   〔式中、
   Ｒ^２は、アルキル又はベンジルであり；及び、
   Ｒ^１は、上記で定義されているとおりである〕
   で表されるケトエステルをリン酸の存在下で切断することを特徴とし、但し、カルボン酸を該ケトエステルと反応させる方法を除く、前記方法。
2. Ｒ^１が、ＣＦ_３、ＣＦ_２Ｈ、ＣＦ_２Ｃｌから選択され；
   Ｒ^２が、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ベンジルから選択される；
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. Ｒ^１が、ＣＦ_２Ｈであり；
   Ｒ^２が、メチル、エチルから選択される；
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. ７０℃〜１３０℃の温度で実施することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 連続操作として実施することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。