JPH0625171A - N−フルオロピリジニウム塩の製造方法 - Google Patents
N−フルオロピリジニウム塩の製造方法Info
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Abstract
ことのできる製造方法を提供する。 【構成】 ピリジン化合物と、ルイス酸(Y)と、ハロ
ゲン化水素(HX)と、フッ素とを反応させ、その際ピ
リジン化合物をルイス酸、ハロゲン化水素のいずれに対
してよりも過剰に加えて、式(2)のN−フルオロピリ
ジニウム塩を得る。 〔式中、R1〜R5は水素原子、ハロゲン原子、アルキ
ル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基
等である〕 【効果】 取り扱いの不便なブレンステッド酸を使用す
ることなく、高収率でN−フルオロピリジニウム塩を製
造することができる。
Description
ム塩の製造方法に関するものである。とくに本発明はN
−フルオロピリジニウム塩を高収率で得ることができる
製造方法に関するものである。
素、臭素、ヨウ素と異なり、非常に激しい反応を起こす
ので、容易に有機物の炭素−炭素の切断が起こり、ひい
ては発火や爆発が起こるので、反応の制御が非常に困難
である。このため温和な条件で有機物にフッ素を導入す
ることのできるフッ素化剤が求められていた。出願人は
さきに、ピリジン化合物をブレンステッド酸またはルイ
ス酸と反応させることにより得られるN−フルオロピリ
ジニウム塩が、このような要望を充たす優れたフッ素化
剤であることを見いだした(特公平2−33707号公
報)。この化合物は種々の有機物に対して高い反応性と
選択性を有しているため、フッ素化合物の合成に非常に
有用なものである。
ような従来の製造方法においては、まだ反応収率が低い
こと、および高価で取り扱いの困難なブレンステッド酸
を扱わなければならないという問題点があり、N−フル
オロピリジニウム塩の工業的製造方法としては、さらに
改良が必要とされていた。本発明は、この問題を解決す
るため鋭意研究を重ねた結果、驚くべきことに、ブレス
テッド酸を直接用いる代わりに、安価なルイス酸、ハロ
ゲン化水素を用い、これらよりも過剰モルのピリジン化
合物を加えて反応させることにより、高い収率でN−フ
ルオロピリジニウム塩が生成することを見いだし、本発
明を完成するに至った。
式(1)
るルイス酸と、HX(ここにXはF、Cl、Brまたは
I)で表されるハロゲン化水素と、フッ素とを反応さ
せ、その際、該ピリジン化合物をルイス酸およびハロゲ
ン化水素のいずれに対してよりも過剰モル存在させるこ
とを特徴とする、一般式(2)
製造方法を提供するものである。〔ただし、式中、R1
〜R5は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリー
ル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオ
キシカルボニル基、カルバモイル基、ニトロ基、シアノ
基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ヒ
ドロキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル
オキシ基、アシルチオ基、アミド基、アルカンスルホニ
ルオキシ基、またはアレーンスルホニルオキシ基であ
る。R1、R2、R3、R4およびR5は種々の組み合わせ
でヘテロ原子を介しまたは介さないで環状構造をとって
もよい。X- はR1、R2、R3、R4およびR5と種々の
組み合わせでヘテロ原子を介しまたは介さないで結合し
ていてもよい。Hは水素原子、Fはフッ素原子であ
る。〕
ジン化合物としては例えば、ピリジン、(トリフルオロ
メチル)ピリジン、ビス(トリフルオロメチル)ピリジ
ン、トリス(トリフルオロメチル)ピリジン、(トリク
ロロメチル)ピリジン、(ペンタフルオロエチル)ピリ
ジン、(ペンタフルオロオクチル)ピリジン、(メトキ
シメチル)ピリジン、ピリジン酢酸エチル、ピリジルア
セトニトリル、ピリジルアセトン等の鎖状、分枝状また
は環状のアルキルピリジン、クロロピリジン、ブロモピ
リジン、フルオロピリジン、ジクロロピリジン、トリク
ロロピリジン、テトラクロロピリジン、ペンタクロロピ
リジン、ジフルオロピリジン、トリフルオロピリジン、
ペンタフルオロピリジン、クロロフルオロピリジン、ジ
クロロフルオロピリジン等のハロピリジン、(トリフル
オロメチル)クロロピリジン、(トリフルオロメチル)
ジクロロピリジン、(トリフルオロメチル)トリクロロ
ピリジン、(トリフルオロメチル)フルオロピリジン、
メチルクロロピリジン、フェニルピリジン、ジフェニル
ピリジン、トリフェニルピリジン、ジピリジル、アセチ
ルピリジン、ビスアセチルピリジン、(メトキシカルボ
ニル)ピリジン、(エトキシカルボニル)ピリジン、
(ブトキシカルボニル)ピリジン、ビス(エトキシカル
ボニル)ピリジン、ビス(トリフルオロエトキシカルボ
ニル)ピリジン、トリス(メトキシカルボニル)ピリジ
ン、(フェノキシカルボニル)ピリジン等の(アルコキ
シカルボニル)または(アリールオキシカルボニル)ピ
リジン、2,3−ピリジンカルボン酸無水物、ニトロピリ
ジン、シアノピリジン、ジシアノピリジン、トリシアノ
ピリジン、ベンゼンスルホニルピリジン、メチルスルホ
ニルピリジン、クロロシアノピリジン、ホルミルピリジ
ン、(ハロホルミル)ピリジン、ニコチンアミド、ピコ
リンアミド、(ジメチルアミノカルボニル)ピリジン、
メトロキシピリジン、ジメトキシピリジン、プロピルオ
キシピリジン、ブチルオキシピリジン、メントキシピリ
ジン、トリフルオロメトキシピリジン、アセチルオキシ
ピリジン、トリフルオロアセチルオキシピリジン、フェ
ノキシピリジン、アセチルチオピリジン、メタンスルホ
ニルオキシピリジン、ベンゼンスルホニルオキシピリジ
ン、アセチルアミノピリジン、2,3−テトラメチレンピ
リジン、3−ヒドロキシピリジン、1,2,3,4,5,6,7,8−オ
クタヒドロアクリジン等を例示することができる。
イス酸としては特定するものではないが、BF3、P
F5、SbF5、AsF5、BCl3等が挙げられる。さらに
これらの錯化合物、例えばエーテル錯体、およびこれら
の溶液等も同効物として使用することができる。
れるハロゲン化水素は、HF、HCl、HBr、HIおよ
びこれらの溶液である。
活性ガスを用いて不活性ガスの容量が99.9%から5
0%の希釈したフッ素ガスを使用するのが好ましい。不
活性ガスとしては窒素、ヘリウム、アルゴン、テトラフ
ルオロメタン、六フッ化イオウ等を例示することができ
る。反応を収率よく行うためには、フッ素の使用量はピ
リジン化合物に対し等モルまたは等モル以上であるが、
フッ素の導入方法、反応温度、反応溶媒、反応装置等に
より変化するので、ピリジン化合物がフッ素と反応して
消失するのに必要なフッ素の量を適宜選択することがで
きる。
ス酸、ならびにハロゲン化水素をフッ素の存在下に反応
させる際に、ピリジン化合物がルイス酸またはハロゲン
化水素のいずれに対してよりも、過剰モル存在すること
が必要である。前記した特公平2−23707号公報
の、10欄、10〜13行には「反応を収率よく行うた
めには、ブレンステッド酸化合物の使用量は基質(出願
人注:ピリジン化合物)に対して等モル又は等モル以上
であるが経済性を考慮に入れると等モルが好ましい。」
と記載されている。しかしこの先行技術においては、ピ
リジンの方を過剰に使用することは全く考慮していな
い。また、本発明のように、ピリジンをルイス酸および
ハロゲン化水素と反応させることも、またその際、ピリ
ジンを過剰に存在させることも全く示唆していない。
ン化水素に対して、ピリジン化合物を過剰量存在させ
る。ルイス酸とハロゲン化水素は等モルであることが望
ましいが、とくに限定されるものではない。もし両者が
等モルでない場合には、その多い方の量に対してピリジ
ンがなお過剰であることが必要である。過剰量の程度は
とくに限定するものではないが、経済性、収率を考慮に
いれると0.001倍から0.2倍が好ましく、0.02
倍から0.08倍が更に好ましい。
いることが好ましい。反応溶媒としては、例えばアセト
ニトリル、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、
トリクロロフルオロメタン、トリクロロトリフルオロエ
タン、酢酸エチル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフ
ラン等、またはこれらの混合物を選択することができ
る。反応温度としては、−100℃〜+40℃ の範囲
を選ぶことができるが、−20〜0℃の範囲が収率を良
好にする上で好ましい。
る。実施例 1 ピリジン7.91g(100mmol)をアセトニトリル10
0ml中に加え、撹拌しながら0℃に冷却下無水フッ酸を
蒸気で1.89g(94.5mmol)、三フッ化ホウ素ガス
を質量式流量計を用いて20ml/分で総量2128ml
(0℃、1atm換算95mmol)を加えた。その後、−2
0℃に冷却してフッ素と窒素の混合ガス(1:4)を5
0ml/分の流量で導入した。導入したフッ素ガスのモル
数は200mmolであった。反応終了後、溶媒を溜去し、
酢酸エチルで結晶化し、N−フルオロピリジニウム テ
トラフルオロボレート17.03g(収率:92.1%)
を得た。このものの物性は次のとおりであった。 融点:195−197℃(CH3CNより再結晶)19 F−NMR(ppm、CD3CN中CFCl3内部標準) −48.7(1F、NF) 150(4F、BF4)
0mlに加え、撹拌しながら0℃に冷却し、これに無水フ
ッ酸を蒸気で2.02g(101mmol)、三フッ化ホウ素
ガスを質量式流量計を用いて20ml/分の流量で226
5ml(0℃、1atm換算、101mmol)を加えた。その
後−20℃に冷却してフッ素と窒素の混合ガス(1:
4)を50ml/分の流量で導入した。導入したフッ素ガ
スのモル数は200mmolであった。反応終了後、溶媒を
溜去し、酢酸エチルで結晶化して得たものはピリジニウ
ムテトラフルオロボレート1.52gであり、本発明の目
的物であるN−フルオロピリジニウム テトラフルオロ
ボレートは19F−NMRより確認できなかった。
0ml中に加え、氷冷下さらにフッ化水素酸(46%フッ
酸含有)2.08g(フッ酸47.8mmol)、続いてボロ
ントリフルオライド・ジエチルエーテル錯体6.67g
(47.0mmol)を加えた。その後−20℃に冷却して
撹拌しながらフッ素と窒素の混合ガス(1:4)を50
ml/分の流量で導入した。導入したフッ素ガスのモル数
は100mmolであった。反応終了後、溶媒を溜去し、酢
酸エチルで結晶化し、N−フルオロピリジニウム テト
ラフルオロボレート8.51g(収率:91.8%)を得
た。このものの物性は次のとおりであった。 融点:195−197℃(CH3CNより再結晶)19 F−NMR(ppm、CD3CN中CFCl3内部標準) −48.7(1F、NF) 150(4F、BF4)
0ml中に加え、氷冷下さらにフッ化水素酸(46%フッ
酸含有)2.22g(フッ酸51.1mmol)、つづいてボ
ロントリフルオライド・ジエチルエーテル錯体7.24g
(51.0mmol)を加えた。その後−20℃に冷却して
撹拌しながらフッ素と窒素の混合ガス(1:4)を50
ml/分の流量で導入した。導入したフッ素ガスのモル数
は100mmolであった。反応終了後、溶媒を溜去し、酢
酸エチルで結晶化したものはピリジニウム テトラフル
オロボレート7.26g(収率:87.3%)であり、19
F−NMRよりN−フルオロピリジニウム テトラフル
オロボレートは確認できなかった。
とフッ化水素酸(46%フッ酸含有)1.074g(2
4.70mmol)をアセトニトリル25ml中に加え、さら
にボロントリフルオライド・ジエチルエーテル錯体3.
332g(23.48mmol)を加えた。その後−20℃に
冷却して撹拌下、フッ素と窒素の混合ガス(1:4)を
50ml/分の流量で導入した。導入したフッ素ガスのモ
ル数は50mmolであった。反応後溶媒を溜去し、酢酸エ
チルで結晶化し、N−フルオロ−3,5−ジクロロピリ
ジニウム テトラフルオロボレート4.64g(収率:7
6.2%)を得た。このものの物性は次のとおりであっ
た。 融点:195−197℃19 F−NMR(ppm、CD3CN中CFCl3内部標準) −52.6(1F、NF) 150(4F、BF4)
り扱いの不便なブレステッド酸を使用することなく、安
価なルイス酸を使用して、高収率でN−フルオロピリジ
ニウム塩を製造することができる。また副生するHFが
弗化水素という低沸点化合物(沸点19.5℃)である
から、濾別や再結晶操作を必要としない。そのため従来
の製造工程を大幅に短縮することができ、N−フルオロ
ピリジニウム塩の工業的製造方法として画期的な製造方
法である。
Claims (2)
- 【請求項1】 一般式(1) 【化1】 で表されるピリジン化合物と、Yで表されるルイス酸
と、HX(ここにXはF、Cl、BrまたはI)で表され
るハロゲン化水素と、フッ素とを反応させ、その際、該
ピリジン化合物をルイス酸およびハロゲン化水素のいず
れに対してよりも過剰モル存在させることを特徴とす
る、一般式(2) 【化2】 で表されるN−フルオロピリジニウム塩の製造方法。
〔ただし、式中、R1〜R5は水素原子、ハロゲン原子、
アルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボ
ニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル
基、ニトロ基、シアノ基、アルキルスルホニル基、アリ
ールスルホニル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アリ
ールオキシ基、アシルオキシ基、アシルチオ基、アミド
基、アルカンスルホニルオキシ基、またはアレーンスル
ホニルオキシ基である。R1、R2、R3、R4およびR5
は種々の組み合わせでヘテロ原子を介しまたは介さない
で環状構造をとってもよい。X- はR1、R2、R3、R4
およびR5と種々の組み合わせでヘテロ原子を介しまた
は介さないで結合していてもよい。Hは水素原子、Fは
フッ素原子である。〕 - 【請求項2】 ピリジン化合物をルイス酸およびハロゲ
ン化水素のいずれに対してよりも0.001〜0.2倍モ
ル過剰に存在させる、請求項1記載のN−フルオロピリ
ジニウム塩の製造方法。
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JP18214592A JP3207522B2 (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | N−フルオロピリジニウム塩の製造方法 |
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---|---|---|---|---|
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-
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- 1992-07-09 JP JP18214592A patent/JP3207522B2/ja not_active Expired - Fee Related
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