JPH03106848A - α―フルオロアクリロイル誘導体の製造方法 - Google Patents

α―フルオロアクリロイル誘導体の製造方法

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JPH03106848A
JPH03106848A JP2222662A JP22266290A JPH03106848A JP H03106848 A JPH03106848 A JP H03106848A JP 2222662 A JP2222662 A JP 2222662A JP 22266290 A JP22266290 A JP 22266290A JP H03106848 A JPH03106848 A JP H03106848A
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カルル―ルドルフ・ガツセン
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/30Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
    • C07C67/317Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by splitting-off hydrogen or functional groups; by hydrogenolysis of functional groups

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ジハロゲノグロペンから出発してα−フルオ
ロアクリロイル誘導体を製造するための有利な方法に関
するものである。
a−フルオロアクリル酸の誘導体は多目的の有機中間体
であり、特に光学ガラス、光学繊維およびその保護被覆
( sheathing)用の重合体を製造するための
単量体として使用することができる(たとえばE P 
−A−0.128,517を参照)。σ−フルオロアク
リロイル誘導体の従来公知の製造方法は、多くの段階を
必要とし、収率が貧弱であり、毒性化学薬品を必要とす
るという欠点を有しており、この誘導体は得るのが困難
であり、したがって高価であり、その取扱いには特に安
全性の配慮が必要であり、再現性がなく、かつ/または
少量製造され得るのみである。
たとえば、テトラフルオロヒドロキシエタンからフッ化
2−フルオロアクリロイルを製造することは従来より公
知である( E P −p.−0.148.490を参
照)が、この生戊物は大きな技術的努力を払ってはじめ
て得られ、また、極めて毒性が強い。フルオロ酢酸より
出発する合戊も、同様の欠点を有する( U S −p
.−3.075.002を参照)。1.2−ジプロモ−
3−クロロプロパンより出発する方法は、多くの段階を
必要とする(有機化学雑誌( Zh. Org .Kh
im.) 28 1173 (I978)を参照)。電
気化学的製造方法( D E −A−3.704,91
5を参照)は高度に複雑な装置を必要とし、かつ、必ず
しも常に再現性のある結果を与えるとは言えない。
したがって、工業的規模における α−フルオロアクリ
ロイル誘導体の効率的な、かつ、使用し易い製造方法に
対する要求が存在する。
a)式(I) CH,−CHal’−CH2Hal”    (I)式
中、 Hal’および}{al”は相互に独立に塩素または臭
素を表す のジハロゲノプロベンを硝酸とフッ化水素酸との無水混
合物と反応させて式(II) CHzHal2−CFHal’−CHtNO2  (I
+)式中、 Hal’およびHal2は式(I)に与えた意味を有す
る のl−ニトロ−2.2−7ルオロハロゲノ−3−ハロゲ
ノプロペンを得、 b) これを強酸と少量の水との存在下に高温で式(I
II) CHzHal”−CFHal’−COOH   (II
I)式中、 Hal’およびHal”は式(I)に与えた意味を有す
る の2.2−7/レオロハロゲノ−3−ハロゲノプロパン
酸に転化させ、 C)  これを式(IV) CH,Hal2−CFHal’−CO−R   (■v
)式中、 Hal’およびH al”は式(I)に与えた意味を有
し、 RはOR’ (ここで、 Rlは置換されていることもある直鎖の、枝分かれのあ
る、もしくは環状のC +−c +s−アルキル、置換
されていることもある C.C.−アリールまたは C
a−C++−ヘテロアリールである) を表すか、 または、 NR”R3 (ここで、 R8およびR3は相互に独立に、置換されていることも
ある直鎖の、枝分かれのある、もしくは環状のC,−C
,,−アルキルであるか、または、R2と R3とが、
その間に位置している窒素原子とともに5−ないし7一
員の環を形或する) を表す の誘導体に転化させ、 d) これを脱ハロゲン化剤と反応させて式(V)CH
,−CF−GO−R     (V)式中、 R は式(mに与えた意味を有する のa−フルオロアクリロイル誘導体を得ることを特徴と
する、a−フルオロアクリロイル誘導体の製造方法がこ
こに見いだされた。
式(I)ないし( +V)において、Hal’およびH
al2は好ましくは塩素を表す。基Ri、HzおよびR
3が置換されていてもよい限りにおいて、置換基は好ま
しくはハロゲン原子、特にフッ素原子である。
式(I)のジハロゲノプロペンの、硝酸とフッ化水素酸
との無水混合物との反応は、たとえば−50’Oないし
 +30°Cの範囲の温度で実施することができる。=
IOないし+20℃温度が好ましい。
硝酸とフッ化水素酸との無水混合物は、無水成分を混合
することにより得られるが、また、たとえば、硝酸とフ
ッ化水素酸との含水混合物に三酸化硫黄またはクロロス
ルホン酸を添加することによっても得られる。
式(I)のジハロゲノグロペン1モルに対して、硝酸を
たとえば0.9ないし10モルの量で、またフッ化水素
酸を!二とえば2ないし50モルの量で使用することが
可能である。式(I)のジハロゲノプ口ペン1モルあた
りlないし2モルの硝酸と5ないし30モルのフッ化水
素酸とを使用するのが好ましい。
式(I)のジハロゲノプ口ペンの硝゛酸/フッ化水素酸
混合物との反応は、たとえば、まず酸混合物を装入し、
ついでジハロゲノプロペンl々に添加し、添加を停止し
たのちに若干の時間撹拌することにより実施し得る。こ
の反応混合物は、たとえば、過剰のフッ化水素酸をたと
えば真空中で蒸留除去して回収し、残留物をさらに後処
理することなく、任意に同一の反応容器中で次の反応段
階に使用して加工することができる。また、上記の残留
物を氷上に注ぎ、水で洗浄し、相分離ののち、なお若干
の水を含有する有機相を次の段階に使用することもでき
る。この有機相は任意に乾燥剤、たとえば硫酸ナトリウ
ムまたは塩化カルシウムで処理することができる。
所望ならば、この手法で精製、乾燥した溶液から蒸発に
より溶媒を除去し、真空中で蒸留して純粋ナ式(II)
の1−二トロ−2.2−フルオロハロゲノー3−ハロゲ
ノプロパンを得ることもできる。この手法での生或物の
単離は、同時分解が起こり得るので、特別な安全手段を
必要とすることもあり得る。
対応する式(II1)の2,2−フルオロハロゲノ−3
−ハロゲノプロパン酸への転化は、強酸触媒を必要とす
る。適当な強酸は、特に硫酸、リン酸、硝酸、塩酸およ
び臭化水素酸である。硫酸が好ましい。使用する温度で
強酸が揮発性であるならば、加圧下の密閉容器中で作業
する必要がある。強酸は、たとえば、式(!l)の化合
物1モルあたりlないし100モルの量で使用すること
ができる.この量は好ましくは3ないし50モルである
上記の転化は少量の水、たとえば式(II)の化合物1
モルあたり0.9ないし20モルの水の存在下に実施す
る。この量は好ましくはlないしlOモル、特に好まし
くは3ないし8モルである。水は種々の方法で、たとえ
ば、好ましくは90重量%強度過剰の水性酸の形状で、
および/または式(II)の含水化合物の形状で、反応
混合物中に導入することができる。
必要な水はそれのみで反応混合物に添加してもよい。上
記の水の量が反応の開始時に反応混合物中に存在する水
の全量の合計に関するものであること、および、通常は
反応中にさらに水を添加することはないことに注意すべ
きである。
転化は、たとえば50ないし200℃の範囲の温度で実
施することができる。好ましくは、反応混合物を徐々に
、または段階的に加熱して、たとえば50ないし150
℃で、エないし20時間かけて反応を完了に導く。
この手法で得られた式(I11)の2.2−7ルオロハ
ロゲノ−3−ハロゲノカノレボン酸は、たとえば、この
混合物に氷を添加し、ついで、この混合物を1種または
2種以上の不活性水不溶性溶媒で1回または2回以上抽
出し、有機相を集めて乾燥し、溶媒を蒸発除去し、残留
物を好ましくは真空中で蒸留して反応混合物から単離す
ることができる。
引き続く、式( IV)化合物のを得るための誘導体の
形或は、それ自体公知の手法で実施することができる。
式中の RがOR’である式(【V)の化合物は、式(
II!)の酸の対応するアルコールHOR’ を用いる
エステル化により得ることができる。
式中のRがNR”R’である式( IV)の化合物の製
造には、まず式(目I)の酸を、たとえば塩化チオニル
を用いて、対応する酸塩化物に転化させることが必要で
ある。ついで、この酸塩化物を弐HNR’R”のアミン
と反応させて、式中のRがNR”R”である式(Iv)
のアミドを得ることができる。
式中のRがOR’である式(IV)のエステルの製造は
また、まず式(III)の酸を対応する酸塩化物に転化
させ、ついで、これをアルコールHOR’ を用いてエ
ステル化することによっても実施し得る。この方法は、
アルコールHOR’が酸性媒体中で安定でなく、たとえ
ば転移を受ける傾向を有する場合に好適に選択される。
式( IV)および(V)において、Rは好ましくはC
+−Cr*−アルコキシもしくはC t−C 1m−7
ルオロアルコキシ、または式中のR2と R3とが同一
であって、これらのいずれもがC r−C ra−アル
キルもしくは C ,−C .,−7ルオロアルキル基
であるアミノ基N R ”R ”を表すか、または、式
中のR1とR3とがその間に位置する窒素原子とともに
5−ないし7一員の環を形成しているアミノ基NR”R
”を表す。
式(IV)の化合物を式(V)の化合物に転化させるの
に適した脱ハロゲン化剤は、たとえば、プロトン性また
は非プロトン性の溶媒の存在下における塩化亜鉛、塩化
マグネシウムまたは塩化クロミウム(I1)である。脱
ハロゲン化は電気化学的に実施することもできる。水ま
たはジグライムの存在下における塩化亜鉛が好ましい。
脱ハロゲン化に適しt;温度の例は0ないし150℃の
ものである。
この生成物は、形成された式(V)の α−フルオロア
クリロイル誘導体を反応混合物から任意に水とともに蒸
留除去し、蒸留物の有機戊分を分離して乾燥し、生或物
をさらに蒸留して精製することにより、後処理すること
ができる。
本発明は、廉価な容易に入手し得る化学薬品を用いる、
慣用の装置中における、少ない反応段階における簡単な
手法での、良好な収率での σ−フルオロアクリロイル
誘導体の製造方法を提供する。
したがって、本発明は ぼ−フルオロアクリロイル誘導
体の工業的規模での製造に特に適している。
従来ハ1−ニトロ−2.2−フルオロハロゲノ−3−ハ
ロゲノプロパンが液体二酸化硫黄中、−30ないし−4
0°Cの温度で、NO,BF&を用いて製造し得ること
のみが知られていた(ソヴイエト化学アカデミー報文集
(Izv. Akad. Nauk SSSR,化学系
(Ser−Khim.) +第3号. 654 − 6
57ページ.1982午3月を参照)のであるから、本
発明記載の方法がかくも簡単に、効率的に実施し得るこ
とは、特に驚くべきことである。No,BF.は製造が
困鯨な高価な反応剤であって少量でのみ入手可能であり
、液体二酸化硫黄中での作業様式は、工業的方法として
は極端に経費がかさむ。
これらの驚くべき効果は特に、本発明記載の式(I)の
 σ−フルオロアクリロイル誘導体の製造方法の第1段
階で起きるのであるから、本発明はまた、式(I) CH.=CHal’−CH,Hal”    (I)式
中、 Hal’およびHal”は相互に独立に塩素または臭素
を表す のジハロゲノグロペンを硝酸とフッ化水素酸との無水混
合物と反応させることを特徴とする、式(■!) CH2Hal2−  CFHal’−CHtNOx  
(II)式中、 Hal’ 8よびHal−は式(I)に与えた意味を有
する のl−ニトロ−2.2−7ルオロハロゲノ−3−ハロゲ
ンプロバンの製造方法をも提供する。
実施例 実施例 l 2.3−ジクロロ−2−7ルオロ−1一二トロブロバン
の製造 無水の100%強度の硝酸86 mQと無水7ツ化水素
酸300 mQとの混合物に、lllg(Iモル)の2
.3−ジクロログロペンを、−10”Oで、3時間かけ
て満々添加した。この反応は若干発熱的であった。満々
添加を停止したのち、−10℃でさらに1時間、撹拌を
継続した。ついで、この混合物を氷上に注ぎ、ジクロロ
メタンを用いて抽出した。
有機相を炭酸水素ナトリウム溶液で洗浄し、硫酸ナトリ
ウムで乾燥し、回転蒸発器を用いて濃縮した。この粗生
戊物を油ポンプの真空下で蒸留した。
ここで、0.07ミリバールにおいて48ないし500
Cの沸点と、1.4578 (24℃において)の屈折
率npとを有する生或物115.8 g (一理論量の
63%)が得られた。この生或物は純度95.7%であ
った。
蒸留混合物の分解の危険があるので、その後の2,3−
ジクロロ−2−フルオロー1一二トロプロパンの製造は
実施例2に従って実施した。
実施例 2 2.3−ジクロロ−2−フルオロ−1一二トログロバン
の製造 無水の100%強度の硝酸970 mQと無水7ツ化水
素酸3380 mQとの混合物に、1250 g (I
1.3モル)の2.3−ジクロロプロベンを、−10’
Oで、5時間かけて滴々添加した。この反応は発熱的で
あった。滴々添加を停止したのち、この混合物をした。
ここで、97%の純度を有する湿った生戊物1316 
g (一理論量の66%)が得られた。生成物の水分含
有量は0.5%であった。
実施例 3 2.3−ジクロロー2−7ルオロプロパン酸の製造2.
3−ジクロロ−2−7ルオロ−1一二トロプロパン(純
度97%) 1170 g (6.65モル)、濃硫酸
1500rm(lおよび水10 raQの混合物を撹拌
しながら、80℃で2時間、100℃で4時間、および
120℃で6時間、徐々に加熱した。このバッチを氷上
ニ注キ、まずクロロホルムで、ついでジェチルエーテル
で抽出し、ついで、有機相を集めてこれを硫酸ナトリウ
ムで乾燥した。ついで、回転蒸発器を用いて溶媒を蒸発
除去し、残留物を水流ポンプの真空下で蒸留した。ここ
で、■8ミリバールにおいて98ないし101 ’Oの
沸点を有する生戊物925 g (一理論量の87%)
が得られた。生或物の純度は92%であった。受器を冷
却すると、生戒物が固化した。
2,3−ジクロロー2−フルオロプロパン酸塩化物の製
造 2.3−ジクロロ−2−フルオロプロパン酸(92%強
度) 1096.5 g (6.8モル)、と塩化チオ
ニル2052 g (I7.3モル)との混合物を徐々
に加熱し、78ないし80℃で気体の発生が止むまで撹
拌した。16時間後、ガスクロマトグラフィー分析は転
化が完了したことを示した。ついで、過剰の塩化チオニ
ルを60 cmの充填力ラムで蒸留分離し、続いて生戒
物を蒸留分離した。ここで、50ミリバールにおいて5
4゜Cの沸点を有する生或物665g(=理論量の60
%)が得られた。生或物の純度は99.3%であった。
実施例 5 2.3−ジクロロ−2−フルオロプロパン酸の n−ブ
チルエステルの製造 n−ブタノール159 g (2.15モル)とトリエ
チル7 ミ”/ 217 g (2.15−1−ル)と
を1200 raQ f)無水ジエチルエーテルに入れ
た混合物に、350 g(I.95モル)の2,3−ジ
クロロ−2−7ルオロプロパン酸塩化物を、l5ないし
20℃で滴々添加し、ついで、室温でさらに2時間、撹
拌を継続した。
ついで、この混合物を0℃に冷却し、沈澱した固体を吸
引濾別し、ジエチルエーテルで十分に洗浄した。有機相
を集め、希塩酸で1回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し
、回転蒸発器を用いて濃縮し、ついで蒸留した。ここで
、26ミリバールにおいて99ないし101℃の沸点を
有する生成物360 g (理論量の83%)が得られ
た。この生或物は97%の純度を有していた。
実施例 6 a−フルオロアクリル酸n−ブチルの製造5%強度のH
.SO.を用いて新たに活性化した亜鉛340 gs水
700 *Q,および濃硫酸1mQの混合物に、2.3
−ジクロロ−2−7ルオロブロバン酸の n−ブチルエ
ステル338 g (I.56モル)を110℃で滴々
添加した。生成物を共沸混合物として蒸留分離した。留
出物の有機相を分離し、水相をジエチルエーテルで十分
に抽出した。分離した有機相とこのジエチルエーテル相
とを集めて乾燥し、回転蒸発器を用いて濃縮し、ついで
蒸留した。
ここで、24ミリバールにおいて49ないし51’0の
沸点を有する生成物146.6 g (一理論量の73
%)が得られた。この生戊物の純度は98%であっt;
本発明の主なる特徴および態様は以下のとおりである。
1.  a)  式(I) CH,=CHal’−CH2Hal”     (I)
式中、 Hal’およびHal”は相互に独立に塩素または臭素
を表す のジハロゲノプロベンを硝酸とフッ化水素酸との無水混
合物と反応させて式(IT) CHzHal”−CFHal’−CHxNOz (II
)式中、 Hal’およびHal”は式(!)に与えた意味を有す
る のl−ニト口−2.2−フルオロハロゲノ−3−ハロゲ
ノプロパンを得、 b) これを強酸と少量の水との存在下に高温で式(I
I1) CH,Hal”−CFHal’−COOH   (II
I)式中、 Hal’およびHal’は式(I)に与えた意味を有す
る の2.2−フルオロハロゲノ−3−ハロゲノプ口バン酸
に転化させ、 C) これを式(!V) CH,Hal”−CFHal’−CO−R   (IV
)式中、 Hat’およびH al”は式(I)に与えた意味を有
し、 RはOR’ (ここで、 Rlは置換されていることもある直鎖の、枝分かれのあ
る、もしくは環状のC,−C,1アルキル、置換されて
いることもある C.C.−アリールまたは C ,−
c 14−ヘテロアリールである) を表すか、 または、 N R ”R ” (ここで、 R2およびR3は相互に独立に、置換されていることも
ある直鎖の、枝分かれのある、モシくは環状のC r−
C ts−アルキノレであるか、または、R2と R3
とが、その間に位置している窒素原子とともに5−ない
し7一員の環を形成する) を表す の誘導体に転化させ、 d) これを脱ノ1ロゲン化剤と反応させて式(V)C
H,−OF−CO−R      (V)式中、 R は式( IV)に与えた意味を有するの a−フル
オロアクリロイル誘導体を得ることを特徴とする、a−
7ルオロアクリロイノレ誘導体の製造方法。
2.式(I)ないし(IV)においてHal’およびH
 al”が塩素を表すことを特徴とする上記の第1項記
載の方法。
3.段階 a)を −50ないし +30℃の範囲の温
度で実施することを特徴とする上記の第1項記載の方法
4.段階 a)において、いずれの場合にも式(I)の
ジハロゲノプロペン1モルに対して0.9ないし10モ
ルの硝酸と2ないし50モルのフッ化水素酸とを使用す
ることを特徴とする、上記の第1項記載の方法。
5.段階 b)を武(I+)の化合物1モルあt;り1
ないし100モルの強酸の存在下に実施することを特徴
とする上記の第l項記載の方法。
6.段階 b)を式(I!)の化合物1モルあたり0.
9ないし20モルの水の存在下に実施することを特徴と
する上記の第1項記載の方法。
7.段階 b)を50ないし200°0の範囲の温度で
実施することを特徴とする上記の第1項記載の方法。
8.式(I) C Hz一C Hal’− C HsHal”    
 ( I )式中、 Hal’およびH al”は相互に独立に塩素または臭
素を表す のジハロゲノブロペンを硝酸とフッ化水素酸との無水混
合物と反応させることを特徴とする式(II)CH,H
al”−CFHall−CH!No.  (II)式中
、 Hat’およびH al’は式(I)に与えた意味を有
する の1−ニトロ−2.2−フルオロハロゲノ−3−ハロゲ
ノプロパンの製造方法。
−31・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、a)式( I ) CH_2=CHal^1−CH_2Hal^2( I )
    式中、 Hal^1およびHal^2は相互に独立に塩素または
    臭素を表す のジハロゲノプロペンを硝酸とフッ化水素酸との無水混
    合物と反応させて式(II) CH_2Hal^2−CFHal^1−CH_2NO_
    2(II)式中、 Hal^1およびHal^2は式( I )に与えた意味
    を有する の1−ニトロ−2,2−フルオロハロゲノ−3−ハロゲ
    ノプロパンを得、 b)これを強酸と少量の水との存在下に高温で式(III
    ) CH_2Hal^2−CFHal^1−COOH(III
    )式中、 Hal^1およびHal^2は式( I )に与えた意味
    を有する の2,2−フルオロハロゲノ−3−ハロゲノプロパン酸
    に転化させ、 c)これを式(IV) CH_2Hal^2−CFHal^1−CO−R(IV)
    式中、 Hal^1およびHal^2は式( I )に与えた意味
    を有し、 RはOR^1 (ここで、 R^1は置換されていることもある直鎖の、枝分かれの
    ある、もしくは環状のC_1−C_1_8−アルキル、
    置換されていることもあるC_6−C_1_4−アリー
    ルまたはC_6−C_1_4−ヘテロアリールである) を表すか、 または、 NR^2R^3 (ここで、 R^2およびR^3は相互に独立に、置換されているこ
    ともある直鎖の、枝分かれのある、もしくは環状のC_
    1−C_1_8−アルキルであるか、または、R^2と
    R^3とが、その間に位置している窒素原子とともに5
    −ないし7−員の環を形成する) を表す の誘導体に転化させ、 d)これを脱ハロゲン化剤と反応させて式(V)CH_
    2=CF−CO−R(V) 式中、 Rは式(IV)に与えた意味を有する のα−フルオロアクリロイル誘導体を得る ことを特徴とする、α−フルオロアクリロイル誘導体の
    製造方法。 2、式( I ) CH_2=CHal^1−CH_2Hal^2( I )
    式中、 Hal^1およびHal^2は相互に独立に塩素または
    臭素を表す のジハロゲノプロペンを硝酸とフッ化水素酸との無水混
    合物と反応させることを特徴とする式(II)CH_2H
    al^2−CFHal^1−CH_2NO_2(II)式
    中、 Hal^1およびHal^2は式( I )に与えた意味
    を有する の1−ニトロ−2,2−フルオロハロゲノ−3−ハロゲ
    ノプロパンの製造方法。
JP2222662A 1989-09-01 1990-08-27 α―フルオロアクリロイル誘導体の製造方法 Expired - Lifetime JP2609480B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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