JPH07233167A - N,n´−ジ弗素化ジアザビシクロアルカン誘導体と、n−弗素化アザゾニアビシクロアルカン−ルイス酸アダクトならびにその求電性弗化剤としての使用と方法 - Google Patents

N,n´−ジ弗素化ジアザビシクロアルカン誘導体と、n−弗素化アザゾニアビシクロアルカン−ルイス酸アダクトならびにその求電性弗化剤としての使用と方法

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JPH07233167A
JPH07233167A JP6329327A JP32932794A JPH07233167A JP H07233167 A JPH07233167 A JP H07233167A JP 6329327 A JP6329327 A JP 6329327A JP 32932794 A JP32932794 A JP 32932794A JP H07233167 A JPH07233167 A JP H07233167A
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/08Bridged systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 現在市場でかなりの量で入手できる出発原料
から容易に得られる効果的求電性弗素化剤を提供する。 【構成】 下記式に示す、求電性弗化剤として有用な新
しい´−ジ弗素化ジアザビシクロアルカン誘導
体、及びその合成法、並びにこのような化合物の弗素化
剤としての使用法。さらに、前記誘導体の合成工程で形
成される新規な−弗素化アザアゾニアビシクロアルカ
ン−ルイス酸アダクト。 [式中、nは0、1もしくは2を示し;おのおのの
、R、R、RとRは個々にC−Cアル
キル、アリール、C−Cアルキル置換アリールもし
くはアリール置換C−Cアルキルを示し;そして、
おのおののXは個々に対立イオンを示すか、あるいは
2Xが単一2価対立イオンを示す]

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は求電子性弗素化剤として
有用な新しい´−ジ弗素化ジアザビシクロアルカ
ン誘導体と、前記´−ジ弗素化ジアザビシクロア
ルカン誘導体の合成法と前記化合物を弗素化剤として用
いる方法に関する。本発明はさらに前記N,N´−ジ弗
素化ジアザビシクロアルカン誘導体の合成工程で形成さ
れる新しいN−弗素化アザアゾニアビシクロアルカン−
ルイス酸アダクトを提供する。
【0002】
【従来の技術】業界は、特に薬理学的活性化合物の合成
に使用される有機、特にカルボニアニオン支持体に対し
位置選択性の弗素化剤を調査している。多数のこのよう
な求電子性弗素化剤は周知であるが、このような弗素化
剤が一般の用途には高価で、危険性があり、取扱いが不
便さらに選択性の点で不安定かつ不十分であるため、商
業的実用性には限度があった。
【0003】米国特許第5,086,178号は、化学
式3で示される安定性があり、効果的な求電性弗素化剤
である−弗素化ジアザビシクロアルカンを開示してい
る:
【0004】
【化3】 [式中、nは0、1もしくは2を示し;Rはクワタナイ
ジング(quaternizing)有機基を示し;お
のおののR、R、R、RとRは独立して水
素、C−Cアルキル、アリール、C−Cアルキ
ル置換アリールもしくはアリール置換C−Cアルキ
ルを示し;そして、おのおののXは独立して対立イオ
ンを示すか、あるいは2Xが単一2価対立イオンを示
す] 米国特許第5,086,178号は後記する化学式6の
化合物合成の方法を開示し、その場合、化学式4の対応
N−置換ジアザビシクロアルカン誘導体を弗素化して列
挙組成物に至る:
【0005】
【化4】 [式中、n、R、RからRまでと、Xは上記定義
の通り] 前記式IのN−置換ジアザビシクロアルカン誘導体にあ
る対立イオンとして弗化物を必要としない時は、弗素化
をアルカリ金属塩と共存させて実施して必要とする対立
イオンを付与するか、あるいはアルカリ金属塩を別の工
程において弗化生成物に添加して弗化物イオンを置換す
る。しかし、この手順はアルカリ金属弗化物副生成物を
形成させることを必要とし、また前記生成物は結果とし
て生成するFと付随HF イオンから分離させるこ
とが困難である。そのうえ、かなりの量の有機溶剤、通
常アセトニトリルが前記生成物の共沈の発生防止のため
必要である。
【0006】これらの諸問題を容易に弗素化できるルイ
ス酸を弗素化工程前、工程中、もしくは工程後に添加す
ることで克服できることが意外にもわかった。用語“容
易に弗化できるルイス酸”とは、Fと容易に結合し、
また前記遊離ルイス酸のアダクト例えばアミンからもし
くはエーテルから誘導されたものを含むルイス酸(Y)
を言う。この改良方法は1992年11月11日出願の
米国特許願第07/973,437号の要旨である。
【0007】前記ルイス酸を弗素化の前に添加すると、
化学式5の新しいアザアゾニビシクロアルカン−ルイス
酸アダクトを単離性中間物として形成する:
【0008】
【化5】 [式中、n、RからRまでと、nは上述のように定
義;Yは容易に弗化できるルイス酸である] 1、4−ジアザビシクロ[2、2、2]オクタン(別の
表現では、テトラ−エチレンジアミン、TEDA)は、
例えば商品名DABCO(本出願人(製))で市場で入
手でき、ウレタンフォーム、エラストマーと塗料、エポ
キシ樹脂および同様の物品に用いられる。−テト
ラハロ−1、4−ジアザビシクロ[2、2、2]で、そ
の中のハロゲンが塩素、臭素もしくは沃素であることは
周知で、1、4−ジアザ−ビシクロ[2、2、2]オク
タンから、例えば四塩化炭素中のハロゲンとの処理によ
り容易に合成できる。しかし、対応するテトラフルオロ
化合物は不明のもので、類似の方法では合成できない。
1、4−ジアザビシクロ[2、2、2]オクタンを弗素
で合成して、1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニア
ビシクロ[2、2、2]オクタンジフルオリドを生成す
る試みでは、未同定の白色固形物を生じ、それは若干の
弗素化能力を示すが、周囲温度で求電性弗素化力のない
有色物質に容易に分解する。
【0009】J.M.ヴァンパーシェン(Van Pa
asschen)ほか(1975年刊Can.J.Ch
em)第53号、第723乃至726頁)が、とりわけ
トリエチレンジアミンのトリエチルアミン・トリフルオ
ロボランとの反応を用いるトリエチレンジアミントリフ
ルオロボランの合成を開示している。
【0010】J.M.ヴァンパーシェンほか(1976
年刊、“J.Inorg.Nucl.Chem.”第3
8号、第2,322乃至2,323頁)が、とりわけ、
キヌクリジンのトリメチルアミントリフルオロボランと
の反応を用いるキヌクリジン−トリフルオロモノボラン
(1−アザビシクロ[2、2、2]−オクタン−トリフ
ルオロモノボランの合成を開示している。
【0011】ヨーロッパ特許第A−0204535号
(1986年12月10日公開)は、とりわけ、−フ
ルオロピリジニウム塩を任意に置換させたピリジンの弗
素とルイス酸との反応による合成を開示している。典型
的方法では、弗素と窒素との混合物をピリジンもしくは
置換ピリジンのアセトニトリルと、引続き添加された前
記ルイス酸(実施例41−44)の溶液に通すか、ある
いは置換ピリジンと前記ルイス酸の双方(実施例45)
の溶液に通した。
【0012】T.ウメモト(Umemoto)ほか(1
991年刊、Bull.Chem.Soc.Jpn.第
64号、第1,081乃至1,092頁)も、とりわ
け、−フルオロピリジニウム塩を前記ヨーロッパ特許
第A−0204535号の方法による合成を開示してい
る。その報告では、ピリジン−BF錯体の弗素化が極
微粒の−フルオロピリジニウムテトラ−フルオロボレ
ートを生じるが、3、5−ジクロロ−とペンタクロロ−
ピリジン−BF錯体の弗素化が対応するテトラフルオ
ロボレートをかなりの収率(それぞれ79%と87%)
で与える。−フルオロペンタクロロピリジニウムテト
ラフルオロボレートの合成時、トリフルオロ酢酸を溶剤
として使用する必要があったようである。トリフルオロ
酢酸は通常溶剤としては用いられず、アセトニトリルと
比較して、かなり高価につき、また製品からの除去が一
層困難である。
【0013】米国特許第4,935,519号は、前記
ヨーロッパ特許第A−0204535号の教示ならびに
T.ウメモトほか(上述)と対照的に、弗素/窒素混合
物をそのアセトニトリルでの溶液、なるべくなら水を入
れた溶液に通して弗素化すると−フルオロ−ピリジニ
ウムピリジンヘプタフルオロジボレートを生じることを
教示している。しかし、生成物は実際には−フルオロ
ピリジニウムピリジニウムテトラフルオロボレートトリ
フルオロヒドロキシボレートであると考えられている
(1992年刊J.Chem.Soc.,Chem.C
ommun.第595乃至596頁のR.E.バンクス
ほかの論文の引用10参照)。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明は現在市場でか
なりの量で入手できる出発原料から容易に達成できる特
別の効果的求電性弗素化剤を提供する。
【0015】
【課題を解決するための手段】弗素化の容易な成分をも
つアダクトを1、4−ジアザビシクロ[2、2、2]オ
クタンの片方または両窒素原子で形成させる場合、生成
物は容易に片方もしくは両窒素原子で弗素化して有効な
求電性弗素化剤を提供できることがわかった。他の1、
4−ジアザビシクロアルカンのモノ−アダクトあるいは
ジ−アダクトを同様に弗素化して、求電性弗素化剤を提
供できる。そのうえ、本出願人は、1、4−ジフルオロ
−ジアザビシクロアルカンがさらに、対応する1、4−
ビス(アルキルシリル)−1、4−ジアゾニアビシクロ
アルカン塩の弗素化により合成できることを見出した。
【0016】
【作用】本発明の第1の態様によれば、化学式6の
´−ジ弗素化ジアザビシクロアルカン誘導体を提供す
る:
【0017】
【化6】 [式中、nは0、1もしくは2;おのおののR
、R,RとRは個々に水素、C−Cアル
キル、アリール、C−Cアルキル−置換アリールも
しくはアリール−置換C−Cアルキルを示し;そし
て、おのおののXは対立イオンを示すか、あるいは2
が単一の2価対立イオンを示す。
【0018】本発明のもう1つの実施例によれば、化学
式7の−弗素化アザアゾニアビシクロアルカン−ルイ
ス酸アダクトを示す:
【0019】
【化7】 [式中、nは0、1もしくは2を示し;おのおのの
、R、R、RとRは個々に水素、C−C
アルキル、アリール、C−Cアルキル−置換アリ
ールもしくはアリール−置換C−Cアルキルを示
し;おのおののXは対立イオンを示し;そしてYは容
易に弗素化できるルイス酸を示す。
【0020】化学式6もしくは7のR乃至Rのいず
れかが水素以外のものである時、それはなるべくならベ
ンジル、フェニルもしくは、特にC−C、特定的に
メチルであることである。通常、2と3の環位置のR
の1つだけと、5と6の環位置にRの1つだけが水素
以外のものである。なるべくなら、すべてのRが水素
で、通常、R、R、RとRの1つだけが水素以
外のものであること。好ましくはR乃至Rのどれも
が水素であることである。
【0021】最も好ましいのは、nが0であり、またお
のおののRが水素(すなわち、式Iの化合物が1、4
−ジアザビシクロ[2、2、2]オクタンの誘導体であ
ることである。従って、好ましい実施例によれば、前記
式Iの´−弗素化1、4−ジアザビシクロ[2、
2、2]オクタン誘導体が化学式8の誘導体である:
【0022】
【化8】F−N(CHCH−F 2X [式中、Xは上述の通りであり、また化学式7の好ま
しい−弗素化アザアゾニビシクロアルカン−ルイス酸
アダクトが化学式9のアダクトである:
【0023】
【化9】F−N(CHCHN・Y X 式中、XとYも上述の通りである] 化学式6乃至9のXで示された対立イオンは、前記ク
ワタナイジング弗素に対立するイオンであればどのよう
な陰イオンであって差支えない。通常、必ずというわけ
ではないが、前記対立イオンは弱い求核性のものとな
る。適切な化合物がジアザビシクロアルカン−ルイス酸
アダクトから合成された化学式6乃至8の化合物である
(後述参照)が、あるいは化学式7乃至9の化合物であ
る時、前記対立イオンは通常、前記ルイス酸から誘導さ
れる(すなわち、X=YF)。
【0024】適当な陰イオンにはハロゲン化物、特に弗
化物(F);フルオロスルフェート(SO);
アルカンスルホネート、特にメタンスルホネート(CH
SO );アルキルスルフェート特にメチルスルフ
ェート(CHSO );ペルフルオロアルカンスル
ホネート、好ましくはトリフレート(CFSO
とノナフレート(CSO );アレーンスルホ
ネート、特にトシレート(すなわちP−トルエン−スル
ホネート;CHSO );アルカンカルボ
キシレート;ペルフルオロアルカンカルボキシレート;
テトラフルオロボレート(BF );テトラフェニル
ボレート(Ph);ヘキサフルオロホスフェート
(PF );ヘキサフルオロアンチモネート(SbF
);クロレート(ClO );とスルフェート
(SO −−=2X)が含まれる。好ましい陰イオン
は弗化物、トリフレート、トシレートと、特にテトラフ
ルオロボレートである。
【0025】YFで示される対立イオンと化学式7と
9の成分Yを遊離かつ容易に弗素化できるルイス酸
(Y)もしくはそのアダクトから誘導する。用語“容易
に弗素化できるルイス酸”は容易にFと結合してYF
を形成するルイス酸(Y)を意味し、かつ遊離ルイス
酸のアダクト例えばアミンあるいはエーテルからの誘導
体を含む。前記アダクト成分は、必要な反応の進行を妨
げないという意味の反応条件下で不活性のものであれば
どのようなものでも差支えない。相応しくは、前記アダ
クトがアミン、特にトリメチルアミンから、あるいはエ
ーテルとりわけジエチルエーテルの誘導体であることで
ある。前記ルイス酸は、式ML[式中、Mはルイス酸
−形成元素;おのおののLが弗素ペルフルオロアルキル
もしくはペルフルオロアリール;そしてmがMの原子価
である]のペル弗素化ルイス酸であるか、あるいはF
と容易に結合して複雑な副反応を起さないでYFを形
成する他のルイスアシド(Y)のどのようなものでもよ
い。Mは通常金属もしくは周期律表の族IIIA、IV
B、VA、VBもしくはVIAの非金属となる。適当な
ルイス酸には、三弗化アルミニウム、五弗化アンチモ
ン、五弗化砒素、三弗化硼素、トリス(トリフルオロメ
チル)−硼素、トリス(トリフルオロフェニル)硼素、
五弗化ニオブ、五弗化燐、三酸化セレン、三酸化硫黄、
五弗化タンタル、六弗化テルル、四弗化チタン、五弗化
バナジウムと四弗化ジルコニウムが含まれる。現在五弗
化燐、三酸化硫黄と特に三弗化硼素が好ましい。
【0026】化学式6と7の化合物の合成をそれぞれの
1、4−ジアゾビシクロ[2、2、2]オクタン誘導体
を引用して以下に説明するが、前記化学式の残余の化合
物を類似の反応体から合成できることがわかる。適切な
反応順序のいくつかを次の化学式10として示すことが
できる:
【0027】
【化10】 [式中、R´はC−Cアルキル族、Xは対立イオン
に相当し、また適切な化合物をルイス酸アダクトの
弗素化により形成する時、XはYFである。
【0028】1、4−ジアザビシクロ[2、2、2]オ
クタン(V)に類似し、その中の環炭素原子をR乃至
(上述の定義の通り)により置換するか、あるいは
1つ2つの追加の炭素原子を化学式11の架橋環に有す
る化合物:
【0029】
【化11】 はそれ自体が周知のものであるか、あるいは本質的に周
知のものに類似の方法により合成できる。詳述すれば、
化学式11のnが0である化合物は対応−(ヒドロキ
シ−エチル)ピペラジンを酸化エチレンもしくは適当に
置換された酸化エチレンと反応させることにより前記
−(ヒドロキシエチル)ピペラジンが入手できる。置換
ピペラジン反応体はエタノールアミン、酸化エチレンと
アンモニアを前記エタノールアミンと酸化エチレンまた
はそのいずれかを適当に置換反応させて入手できる。n
が1もしくは2であるジアザビシクロノナン誘導体は対
応ピペラジンもしくはホモピペラジンを適当な2ハロゲ
ン化アルキルで処理して得られる。
【0030】本発明の弗素化の方法は通常攪拌タンクバ
ッチ式反応装置を用い、その中に弗素をガスの1回装填
として減圧で、あるいは大気圧で、窒素もしくは他の不
活性希釈液と配合した弗素の連続流としてのいずれかで
入れる。式VIIのアダクトを弗素化すると、同一もし
くは異なるルイス酸の量が存在して前記化学式8の
弗素化アダクトの対立イオンYFを提供する。
【0031】第1の列挙された弗素化の方法では、弗素
を適切な中間体(化学式10におけるIV´、VI、V
IIもしくはVIII)の適当な有機溶剤例えばトリク
ロロフルオロメタンもしくは特にアセトニトリル中での
攪拌低温溶液もしくは懸濁液に通す。通常、温度は−3
5℃乃至−78℃の範囲で、また弗素圧は20mmHg
(2.7kPa)以下である。第2の列挙弗素化の方法
では、不活性ガス通常窒素で十分に希釈した弗素を前記
溶液に約周囲圧力で通す(米国特許第4,479,90
1号と第5,086,178号参照)。
【0032】化学式10におけるVIIとVIIIのア
ダクトの形成に適する反応条件は前記ルイス酸の物理的
状態に左右される。前記ルイス酸が周囲温度で液体もし
くは固体である場合、それを1、4−ジアザビシクロ
[2、2、2]オクタン(化学式10におけるV)の、
ルイス酸自体が前記ルイス酸反応体よりも弱い場合、無
水、好ましくは極性溶剤での溶液に単純に添加である。
適当な溶剤にはアセトニトリル、ジエチルエーテルとジ
メチルスルホキシドが含まれる。通常、反応を−10℃
乃至+40℃、なるべくならほぼ周囲温度で、無水状態
にして実施する。ルイス酸が周囲温度で気体である場
合、それを前記溶剤での1、4−ジアザビシクロ−
[2、2、2]オクタンの溶液の入った低温反応装置に
入れて濃縮でき、その混合物を例えば周囲温度に無気条
件下で熱入れできる。別の例として、前記ルイス酸を生
でまたは不活性ガス例えば窒素で希釈するかして化学式
10におけるVIIの1、4−ジアザビシクロ[2、
2、2]オクタンの攪拌溶液の入った冷却反応装置に入
れる。冷管の温度はルイス酸ガスの沸点によるが、通常
−200℃乃至−100℃の範囲である。
【0033】ルイス酸の量と他の作業条件により、前記
アダクトが化学式10におけるVIIのモノ−アダクト
であるが、あるいはVIIIのジ−アダクトであるかが
定まる。
【0034】通常、前記化学式10におけVIの1、4
−ビス(トリアルキルシリル)−1、4−ジアゾニア−
ビシクロアルカン塩を単離させないで、対応する1、4
−ジアザビシクロ[2、2、2]−オクタン(化学式1
0におけるV)と適当なトリメチルシリル化剤(2R´
SiX)の混合物を弗素化条件に曝らすようにする。
【0035】化学式6の´−ジ弗素化ジアザビシ
クロアルカン誘導体と化学式7の−弗素化アザアゾニ
アビシクロアルカン−ルイス酸アダクトも対応する1−
ペルフルオロアルカノイル−1、4−ジアゾニアビシク
ロアルカン−ルイス酸アダクト(Rがペルフルオロアル
カノイルである前述の化学式5に相当する)の弗素化に
より合成できる。適切に表現すれば、前記アダクトは1
−ペルフルオロブチリル−1、4−ジアゾニア−ビシク
ロアルカン−トリフルオロモノボランテトラフルオロボ
レートであり、そしてテトラフルオロ硼酸アルカリ金属
をアセトニトリル中で共存させ窒素の下で弗素化を行
う。1−ペルフルオロブチリル−1、4−ジアゾニアビ
シクロアルカン−トリフルオロモノ−ボランテトラフル
オロボレートは、ハロゲン化ペルフルオロブチリルを
1、4−ジアゾニアビシクロアルカン−トリフルオロモ
ノボランとアセトニトリル中でテトラフルオロ硼酸ナト
リウムを共存させる接触により容易に合成できる。
【0036】化学式6と7の新しい弗素化剤を求電性弗
素剤としてそれ自体周知の方法で用いる(例えば、19
88年刊、J.Chem.Soc.Perkin.Tr
ans.第1巻のR.E.バンクスほかの論文参照)。
前記´−ジ弗素化ジアザビシクロアルカン誘導体
は水分と共存すると不適当と考えられるので、例えばポ
リアルケンもしくは耐弗化水素性の同様の容器に入れて
乾燥窒素の下での貯蔵により大気水分から保護した方が
よい。
【0037】
【実施例】本発明を次の非限定実施例により具体的に例
証する。トリフルオロ酢酸を外部参照として用い、19
FNMRスペクトルを188.3MHzで記録した(正
数値はダウンフィールド(downfield)吸収を
参照)。 実施例1(1−フルオロ−4−アザ−1−アゾニアビシ
クロ[2、2、2]オクタン−トリフルオロモノボラン
テトラフルオロボレート) 窒素(計算値、容量比で10%のF)で希釈した弗素
(計算値で10mモル)を、1、4−ジアザビシクロ
[2、2、2]−オクタン−トリフルオロモノボラン
((1975年刊、Can.J.Chem、第53号、第
723頁乃至726頁のJ.M.ヴァン.パーシェン
(Van Paasschen)とR.A.ギアナンゲ
ル(Geanangel)の論文参照))(1.0g、
5.5mモル)と、テトラフルオロ硼酸ナトリウム
(0.6g、5.5mモル)の、HPLC−級アセトニ
トリル(100cm)中での低温(計算値、−35
℃)強力攪拌溶液に通して緩やかに泡立たせた。反応溶
液を濾過して弗化ナトリウムを除去し、濾液を減圧によ
り蒸発させ、黄色固形物を残した。これを少量の乾燥ア
セトニトリルで白色になるまで洗浄、濾過して回収、周
囲温度で真空乾燥して、元素分析によりNMRが、1−
フルオロ−4−アザ−1−アゾニアビシクロ[2、2、
2]オクタン−トリフルオロモノボランテトラフルオロ
ボレート(1.05g、3.7mモル、65%)である
ことを示した[実際値:C、25.0;H、4.3;
N、9.3;活性F(NF)、6.6%、C12
はC、25.2;H、4.2;N、9.
8;活性F、6.7%を必要とする]、m.p.(分
解)172乃至173℃、δ(CDCNでの溶液;
外部CFCOH基準)+125.0(br.s;
NF)、−72.0(s;BF/BF )ppm、
δ(同一溶液)3.42(m;3×CH)、4.2
0(br.m;3xCH)、(不純物により発生した
未帰属吸収が前記Hスペクトルに存在した)。数日間
ガラスに入れ周囲温度で貯蔵の後、試料は沃素滴定分析
により純度が少くとも90%あることがわかった。 実施例2(1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニアシ
クロ[2、2、2]オクタンビス(テトラフルオロボレ
ート)) 先に密閉反応装置でキヌクリジンと弗素から弗化フルオ
ロキヌクリジニウムの合成に用いた装置と方法(198
8年刊、J.Chem.Soc.,Perkin Tr
ans、第1号、第2805頁のR.E.バンクス(B
anks)、R.A.デュボイソン(DuBoisso
n)、W.D.モートン(Morton)とE.チリオ
ポウロス(Tsiliopoulos)の論文参照)に
より、実施例1で合成した前記1−フルオロ−4−アザ
−1−アゾニアビシクロ−[2、2、2]オクタン−ト
リフルオロモノボランテトラフルオロボレート(0.3
g、1.05mモル)の乾燥アセトニトリル(200c
)での低温(−35℃)攪拌混合物を生の弗素(2
0mmHg(2.7kPa)圧力以下)で弗素消費が微
少になるまで処理した。弗素が変化しないまま前記反応
装置から汲上げられるようになって初めて、乾燥窒素で
真空を解き、前記装置を室温に熱入れさせた。反応混合
物を蒸発させて、残った白色固形物が乾燥アセトニトリ
ル(2×25cm)で洗浄、真空乾燥してNMR分析
にかけ、本質的に1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾ
ニアビシクロ[2、2、2]オクタンビス(テトラフル
オロ−ボレート)(0.29g、0.90mモル、86
%)、δ(CDCNでの溶液;外部CFCO
標準)+116.2(s;NF)、−73.0(s;
BF )ppm(rel.int.1:4);δ
(同一溶液)4.72ppmであることがわかった。 実施例3(1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニアビ
シクロ[2、2、2]オクタンビス(テトラフルオロボ
レート)) 窒素(計算値、容量比で10%F)で希釈した弗素を
1、4−ジアザビシクロ[2、2、2]オクタン−ビス
(トリフルオロモノボラン)(1.0g、4.0mモ
ル)の乾燥AnalaRアセトニトリル(100c
)での低温(−35℃)攪拌溶液に通して排出ガス
が弗素に対し強い陽性試験反応を示す(KI紙)まで緩
やかに泡立たせた。(1980年刊Inorg.Che
m第19号、第455乃至457頁H.C.ブラウン
(Brown)とB.シンガラム(Singaram)
および1974年刊Spectrochem.Act
a.PartA第30a号第1021頁、J.R.マッ
クディヴィット(McDivitt)とG.L.ハンフ
レイ(Humphrey)の2論文参照。反応が進むに
従い、懸濁錯体が溶解した。反応溶液を減圧で、周囲温
度で蒸発させ、淡黄色固体残渣を残した。これを少量の
乾燥アセトニトリルと併せて振盪させ、その混合物を濾
過し微量の不溶性物質を除去した;濾液の蒸発により吸
湿性白色固形物が残った(0.62gで、NMR分析に
より1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニアビシクロ
[2、2、2]オクタンビス(テトラ−フルオロボレー
ト[δ(CDCNでの溶液;外部CFCOH標
準)+116.25(s;NF)、−72.83
(s;2×BF );δ(同一溶液)4.72(b
r.s)ppm]であって、1−フルオロ−4−アザ−
1−アゾニアビシクロ[2、2、2]オクタン−トリフ
ルオロモノボランテトラフルオロボレートと出発原料で
汚染されていることがわかった)。1、4−ジフルオロ
−1、4−ジアゾニアビシクロ[2、2、2]−オクタ
ンの反応性性質[例えば水分の共存と、弗化物イオンの
共存生成で起こる酸化力の減少、塩のDOでの溶液の
19FNMF分析が適当な間隔で続く工程(室温で60
分以内に起こる前記NF吸収の完全喪失で、そのスペ
クトルがわずかFBF の2つの吸収からなり、そ
の時のそれぞれのppmが−50.2と72.5であ
る)]ため、条件の合う元素分析(実際値:C、25.
8;H、5.0;N、11.4;BF、49.6。C
1210の計算値:C、22.3;H、
3.7;N、8.6;BF、53.6%)、もしくは
成分の沃素滴定推計の入手が不可能であった(実際
値:7.7%。計算値:11.7%;Iaq.対I
の酸化が20℃の温度で同時に起きた)。 実施例4(1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニアビ
シクロ[2、2、2]オクタンビス(ヘキサフルオロホ
スフェート)) 実施例3の方法を用いて、1、4−ジアザビシクロ
[2、2、2]オクタン−ビス(ペンタ−フルオロホス
ホラン)(0.50g、1.37mモル)のアセトニト
リル(100cm)中の低温(−35℃)懸濁液を弗
素(計算値窒素中のFの容量比で1:10)で反応器
排出ガスが弗素に対する強い正の試験反応を示すまで処
理した。反応混合物が蒸発すると白色固形物ができ、そ
れを乾燥アセトニトリル(30cm)で溶解させ、ま
た乾燥ジエチルエーエル(20cm)を前記溶液に液
滴にして添加して精製した。これは0.54g(1.2
3mモル、90%)の1、4−ジフルオロ−1、4−ジ
アゾニアビシクロ[2、2、2]−オクタンビス(ヘキ
サフルオロホスフェート)、δ(CDCNでの溶
液;外部CFCOH基準)+116.29(
F)、+5.76(d、PF PF 705Hz)
ppm、δ(同一溶液)4.75ppm、それは水性
沃化カリウムと直ちに反応して沃素を遊離させ、水分と
共存して分解した[DOでの溶液は5時間後のその
19FNMRスペクトルにはNF吸収示さないで、ピ
ーク吸収は+5.81(PF )と−51.70(F
)ppmの時であった]。
【0038】新しい化合物であると考えられる1、4−
ジアザビシクロ[2、2、2]オクタン−ビス(ペンタ
フルオロ−ホスホラン)を乾燥アセトニトリル(50c
)中のPF(21.43mモル)とTEDA(1
0.53mモル)から合成した。前記黄色生成物を未使
用のアセトニトリル中で溶解して精製し、脱色木炭を添
加、懸濁液を濾過、さらに濾液を乾燥ジエチルエーテル
で処理した。これは必要とされる錯体の83%の収率を
示し、それを濾過して回収、真空乾燥すると、NMR分
析により純粋であることがわかった[δ3.25
(s);δ+3.5ppm、PF 709Hz]。 実施例5(1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニアビ
シクロ[2、2、2]オクタンビス(フルオロスルフェ
ート)) 1、4−ジアザビシクロ[2、2、2]オクタン−三酸
化硫黄(0.4g)の1:2錯体を実施例3に説明の通
り弗素化した。生成物を単離し、実施例4に説明の通
り、そのビス(ヘキサフルオロホスフェート)類似体の
精製を行って、1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニ
アビシクロ[2、2、2]ビス( フルオロ−スルフェー
ト)を産した(0.45g、88%収量)[δ(D
Oでの未使用溶液;外部CFCOH基準)+11
5.0(s;NF)、−52.0(s;分解からのF
)、−73.0(s;FSO )、δ(同一溶
液)4.85(m)ppm]で、これは水性沃化カリウ
ムを水で溶解し、夜通しそのままに放置する時、沃素に
酸化させるその能力を喪失した。 実施例6(1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニアビ
シクロ[2、2、2]オクタンビストリフレート)) 窒素で希釈された弗素(計算値、容量比で10%F
を1、4−ジアザビシクロ[2、2、2]オクタン
(1.0g、8.9mモル)とトリメチルシリルトリフ
ェート(3.9g、17.6mモル)との乾燥アセトニ
トリル(100cm)中の混合で合成された低温(−
35℃)攪拌溶液に通した。反応装置からの流出ガスに
弗素の極めて強い試験反応があらわれた時、反応溶液を
蒸発させて得られた白色固体残滓を乾燥アセトニトリル
(30cm)中で溶解させた。この溶液に乾燥ジエチ
ルエーテルを添加すると、1、4−ジフルオロ−1、4
−ジアゾニアシクロ[2、2、2]−オクタンビストリ
フレート(3.6g、8mモル、91%)の沈澱を生
じ、それを真空乾燥するとばらつきのないNMRパラメ
ーターを有する材料ができる[CDCNでの溶液;外
部CFCOH基準)+116.0(NF)、0.
9(CFSO )ppm;δ(同一溶液)4.8
3ppm] 実施例7(1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニアビ
シクロ[2、2、2]オクタンビス(テトラフルオロボ
レート)と1−フルオロ−4−アザ−1−アゾニアビシ
クロ[2、2、2]オクタン−トリフルオロモノボラン
テトラフルオロボレート)工程A: 1−ヘプタフルオロ−n−ブチリル−1、4−
ジアゾニアビシクロ[2、2、2]−オクタン−トリフ
ルオロモノボランテトラフルオロボレート 市販のヘプタフルオロ−n−ブチリルクロリド(4.6
5g、20mモル)を、1、4−ジアゾニアビシクロ
[2、2、2]オクタン−トリフルオロモノボラン
(3.57g、20mモル)、テトラフルオロ硼酸ナト
リウム(2.19g、20mモル)と無水アセトニトリ
ル(100cm)の冷凍混合物を含む低温(−196
℃)パイレックスTM(PylexTM)チューブに縮合さ
せた。前記チューブを密封(ロタフロ(TM)(Rotaf
lo(TM))タップ)して、20℃の温度に熱入れできる
ようにし、3日間機械的に振盪した。生成物を濾過して
塩化ナトリウムを除去、濾液を蒸発(ロタヴェーパー
(TM)(Rotavapor(TM)))させると、白色固体
残滓が残り、それを元素分析にかけると、不純1−ヘプ
タフルオロ−n−ブチリル−1、4−ジアゾニアビシク
ロ[2、2、2]オクタン−トリフルオロモノボランテ
トラフルオロボレートであることがわかった[実際値:
C、26.6;H、2.6;F、53.9;N、6.
6、C101214OはC、25.9:
H、2.6;F、57.4;N、6.0%を必要とす
る]、融点241乃至243℃、δ[CDCN−
(CDSOでの溶液;外部CFCOH基準]
−2.47(CF)、−39.29(CF)、−4
8.6(CF)、−70.8(BF、BF )p
pm。 工程B:1、4−ジフルオロ、1、4−ジアゾニアビシ
クロ[2、2、2]オクタンビス(テトラフルオロボレ
ート)と1−フルオロ−4−アザ−1−アゾニアビシク
ロ[2、2、2]オクタン−トリフルオロモノボランテ
トラフルオロボレート 施例3の方法を用い、上記工程Aからの1−ヘプタフル
オロ−n−ブチリル−1、4−ジアゾニアビシクロ−
[2、2、2]オクタン−トリフルオロモノボランテト
ラフルオロボレート(4.0g、8.6mモル)と、テ
トラフルオロ硼酸ナトリウム(0.94g、8.6mモ
ル)との乾燥アセトニトリル(200cm)の低温
(−40℃)懸濁液を弗素(計算値:N中の容量比で
1:10のF)で、反応装置流出ガスが弗素の正試験
反応を示すまで処理した。生成物を通常の方法で仕上げ
ると1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニアビシクロ
[2、2、2]オクタンビステトラフルオロボレート
(1.4g、4.3mモル、50%)ができ、(実際
値:C、22.2;H、4.0;F、58.7;N、
7.2。C1210の計算値:C、2
2.2;H、3.7;F、58.7;N、8.7]また
1−フルオロ−4−アザ−1−アゾニアビシクロ[2、
2、2]オクタン−トリフルオロ−モノボランテトラフ
ルオロボレート(0.85g、3.0mモル、35%)
ができ、両生成物はNF化合物(水分KI紙)の正の
試験反応を示し、NMR分析で同定された(Hと19
F)。 実施例8(1−フルオロ−4−アザ−1−アゾニアビシ
クロ−[2、2、2]オクタン−トリフルオロモノボラ
ンテトラフルオロボレートでの弗素化) (A)アニソールの弗素化;アニソール(すなわちメト
キシベンゼン)(0.38g、3.52mモル)と、1
−フルオロ−4−アザ−1−アゾニアビシクロ[2、
2、2]−オクタン−トリフルオロモノボランテトラフ
ルオロボレート(1.0g、3.5mモル)との乾燥ア
セトニトリル(50cm)中で混合し、ガラスアンプ
ルに入れ、90℃の温度で夜通し無気条件で加熱した。
生成物を乾燥ジエチルエーテル(50cm)で希釈す
ると白色固形物の沈澱を生じ、それを濾過して除去、N
MR分光分析(Hと19F)にかけ、1−ヒドロ−4
−アザ−1−アゾニアビシクロ[2、2、2]オクタン
−トリフルオロ−モノボランテトラフルオロボレートで
あることがわかった。濾液を蒸発により縮合させ、19
FNMR分光分析とGC分析にかけると2−と4−フル
オロアニソールの5:3の混合物であることがわかった
(82%収量)。 (B)フェノールの弗素化;フェノール(0.1g)と
1−フルオロ−4−アザ−1−アゾニアビシクロ[2、
2、2]オクタン−トリフルオロモノボランテトラフル
オロボレート(0.3g)の乾燥メタール(50c
)で溶解させた等モル混合物を室温で夜通し攪拌
し、計算値では1:1の2−および4−フルオロフェノ
ールが72%の収量でできた。 実施例9(1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニアビ
シクロ[2、2、2]オクタン塩での弗素化) (A)アニソールの弗素化;実施例8(A)の手順を、
0.12gのアニソールと0.5gの1、4−ジフルオ
ロ−1、4−ジアゾニア−ビシクロ[2、2、2]オク
タンビストリフレートとを併用して反復、2−と4−の
フルオロアニソールの1.7:1の混合物を75%の収
量で得た。
【0039】前記トリフレートを他の1、4−ジフルオ
ロ−1、4−ジアゾニアビシクロ[2、2、2]オクタ
ン塩で置換すると、生成物比(2−フルオロアニソール
対4−フルオロアニソール)と収量(アニソールに対
し)は次の通りであった。
【0040】 塩 生成物比 生成物収量 ─────────────────────────────────── ビス(テトラフルオロボレート) 1.8:1 62% ビス(ヘキサフルオロホスフェート) 1.8:1 68% ビス(フルオロスルフェート) 2:1 47% (B)ジエチルフェニルマロネートの弗素化ジエチル;
ジエチルソジオ(フェニル)−マロネートの無水テトラ
ヒドロフラン[THF(15cm)での水素化ナトリ
ウム(2.5mモル)とジエチルフェニルマロネート
(0.5g、2.1mモル)から在来の方法で合成し
た]の低温(−10℃)溶液を1、4−ジフルオロ−
1、4−ジアゾニアビシクロ[2、2、2]オクタンビ
ストリフレート(0.95g、2.12mモル)の乾燥
アセトニトリル(50cm)での低温(−10℃)攪
拌溶液に窒素の雰囲気の下で添加した。反応混合物を室
温に熱入れし、その後、ジエチルエーテル(100cm
)で希釈した。混合物をその後、0.5M蓚酸(30
cm)、10%水性炭酸水素カリウム(30cm
と飽和ブライン(30cm)をこの順番で用いて洗
浄、乾燥(MgSO)、濾過して、濾液を減圧で蒸発
させて適当なパラメーターを備えるジエチルフルオロ
(フェニル)−マロネート(65%収量)を得た。
【0041】
【発明の効果】上述の実施例で明らかなように、本発明
は現在市場でかなりの量で入手できる出発材料から容易
に得られる有効な求電性弗素化剤を提供するものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 39/26 43/225 A 7419−4H

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化学式1で示される´−ジ弗素化
    ジアザビシクロアルカン誘導体: 【化1】 [式中、nは0、1もしくは2を示し;おのおのの
    、R、R、RとRは個々にC−Cアル
    キル、アリール、C−Cアルキル置換アリールもし
    くはアリール置換C−Cアルキルを示し;そして、
    おのおののXは個々に対立イオンを示すか、あるいは
    2Xが単一2価対立イオンを示す]
  2. 【請求項2】 前記が0、そしておのおののR乃至
    が水素であることを特徴とする請求項1の化合物。
  3. 【請求項3】 前記Xを弗化物;フルオロ−スルフェ
    ート;メタンスルホネート;硫酸ジメチル;トリフレー
    ト;ノナフレート;トシレート;テトラフルオロボレー
    ト;テトラフェニルボレート;ヘキサフルオロホスフェ
    ート;クロレートとヘキサフルオロアンチモネートから
    なる群より選ぶことを特徴とする請求項1の化合物。
  4. 【請求項4】 前記Xをテトラフルオロボレート、ト
    シレートとトリフレートからなる群より選ぶことを特徴
    とする請求項3の化合物。
  5. 【請求項5】 前記両Xがテトラフロオロボレートで
    あることを特徴とする請求項4の化合物。
  6. 【請求項6】 化学式2で示される−弗素化アザゾニ
    アビシクロアルカン−ルイス酸アダクト: 【化2】 [式中、nは0、1もしくは2を示し;おのおのの
    、R、R、RとRは個々に水素、C−C
    アルキル、アリール、C−Cアルキル置換アリー
    ルもしくはアリール置換C−Cアルキルを示し;お
    のおののXが対立イオンを示し;そして、 Yが容易に弗素化できるルイス酸を示す]
  7. 【請求項7】 前記Yが式MLの過弗素化したルイス
    酸であり、式中、Mが周期律表の族IIIA、IVB、
    VA、VBもしくはVIAの金属もしくは非金属であ
    り;そしてmがMの原子価であることを特徴とする請求
    項6の化合物。
  8. 【請求項8】 前記Yをトリ弗化合物アンモニウム、ペ
    ンタ弗化物アンチモン、ペンタ弗化砒素、トリ弗化硼
    素、トリス(トリフルオロ−メチル)硼素、トリス(ト
    リフルオロ−フェニル)硼素、ペンタ弗化ニオブ、ペン
    タ弗化燐、三酸化セレン、三酸化硫黄、ペンタ弗化タン
    タル、ヘキサ弗化テルル、テトラ弗化チタン、ペンタ弗
    化バナジウムとテトラ弗化ジリコンおよびその配位化合
    物からなる群より選ばれることを特徴とする請求項6の
    化合物。
  9. 【請求項9】 前記Yがトリ弗化硼素であることを特徴
    とする請求項8の化合物。
  10. 【請求項10】 前記が0、そしておのおののR
    至Rが水素であることを特徴とする請求項6の化合
    物。
  11. 【請求項11】 前記Xを弗化物;フルオロスルフェ
    ート;メタンスルホネート;硫酸ジメチール;トリフレ
    ート;ノナフレート;トシレート;テトラフルオロボレ
    ート;テトラフェニルボレート;ヘキサフルオロホスフ
    ェート;クロレートとヘキサフルオロアンチモネートか
    らなる群より選ぶことを特徴とする請求項6の化合物。
  12. 【請求項12】 前記Xがテトラフルオロボレート、
    トシレートとトリフレートからなる群より選ぶことを特
    徴とする請求項11の化合物。
  13. 【請求項13】 前記XがYFであって、式中、Y
    が容易に弗素化できるルイス酸であることを特徴とする
    請求項6の化合物。
  14. 【請求項14】 前記YFがテトラフルオロボレート
    であることを特徴とする請求項13の化合物。
  15. 【請求項15】・1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾ
    ニアビシクロ[2、2、2]オクタンビス(テトラフル
    オロボレート)と; ・1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニアビシクロ
    [2、2、2]オクタンビス(テトラフルオロボラン)
    と; ・1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニアビシクロ
    [2、2、2]オクタンビス(ヘキサフルオロホスフェ
    ート)と; ・1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニアビシクロ
    [2、2、2]オクタンビス(フルオロスルフェート)
    と; ・1、4−ジフルオロ−1、4−ジアゾニアビシクロ
    [2、2、2]オクタンビストリフレート からなる群より選ぶ化合物。
  16. 【請求項16】 1−フルオロ−4−アザ−1−アゾニ
    アビシクロ[2、2、2]オクタン−トリフルオロモノ
    ボランテトラフルオロボレートからなる化合物。
  17. 【請求項17】 請求項1の化合物の求電性弗素化剤の
    使用。
  18. 【請求項18】 請求項4の化合物の求電性弗素化剤と
    しての使用。
  19. 【請求項19】 前記弗素化剤が請求項1の化合物であ
    ることを特徴とする求電性弗素化の方法。
  20. 【請求項20】 前記弗素化剤が請求項4の化合物であ
    ることを特徴とする求電性弗素化の方法。
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