JPH0912508A - 2−フルオロ−イソ酪酸アルキルの製造方法 - Google Patents

2−フルオロ−イソ酪酸アルキルの製造方法

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JPH0912508A
JPH0912508A JP8172829A JP17282996A JPH0912508A JP H0912508 A JPH0912508 A JP H0912508A JP 8172829 A JP8172829 A JP 8172829A JP 17282996 A JP17282996 A JP 17282996A JP H0912508 A JPH0912508 A JP H0912508A
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fluoro
alkyl
reaction
ester
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JP8172829A
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Achim Bertsch
アヒム・ベルチユ
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • 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
    • C07C67/307Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by introduction of halogen; by substitution of halogen atoms by other halogen atoms

Abstract

(57)【要約】 【課題】 2−フルオロ−イソ酪酸アルキルの製造方
法。 【解決手段】 溶媒としての酸アミド中、塩基の存在
下、相当するスルホン酸エステルとフッ化カリウムを反
応させることで2−フルオロ−イソ酪酸アルキルを製造
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、殺菌・殺カビ剤および除草剤
(例えばヨーロッパ特許出願公開第A1 0 381
330号および国際特許WP 90/09378などを
参照)を製造するための重要な中間体である2−フルオ
ロ−イソ酪酸アルキルを製造する方法に関する。
【0002】2−フルオロ−イソ酪酸エステルの実験室
合成が文献の中に数多く記述されているが、しかしなが
らこれらを産業規模に変えようとすると、これらは全部
かなり欠点を有する。
【0003】2−フルオロ−イソ酪酸エステルは、例え
ば2−ブロモ−イソ酪酸エステルのハロゲン交換をフッ
化銀を用いて140℃で行うことなどで入手可能である
(J.Org.Chem.33 4279(1968)
参照)。この場合の欠点は選択率が低く20%のみであ
ることとフッ化銀のコストが高いことである。
【0004】ヨーロッパ特許出願公開第A1 0 50
9 544号にも類似した反応が記述されており、これ
はフッ化カリウムを用いて120℃の2,3−ブタンジ
オール中で行われている。最大収率は45%であるが、
これは単にガスクロで測定された収率である。脱離反応
でメタアクリル酸エステルが多量に生じることが障害に
なっている。
【0005】ヨーロッパ特許出願公開第A1 0 50
9 544号にはまたメタアクリル酸メチルにフッ化水
素を付加させることが記述されている。最大収率は25
%のみである。上記反応は安価な出発材料を用いて開始
するが、この方法の欠点は、収率が低いことに加えて、
処理が複雑で毒性および腐食性のあるフッ化水素/ピリ
ジン混合物が用いられていることと、耐食材料で作られ
たオートクレーブを使用する必要があるような反応温度
が用いられていることである。上記反応を無水フッ化水
素(これの回収は簡単に行われ得る)中で実施すると、
収率が16%のみにまで低下する。
【0006】ヨーロッパ特許出願公開第A1 0 50
6 059号には、2−ヒドロキシ−イソ酪酸エステル
から出発してこれとフルオロもしくはクロロスルホン酸
とフッ化水素またはフッ化水素/ピリジン混合物とを反
応させることで2−フルオロ−イソ酪酸エステルを合成
することが記述されている。この場合の欠点は、フッ化
水素が多量に入っておりそして恐らくはピリジンも入っ
ている廃水の処理である。加うるに、ここでも再びメタ
アクリル酸エステルがかなりの量で生じることが障害に
なっており、このことは、その出願者自身が後の国際特
許出願WO94/24086の中で明言している。
【0007】ヨーロッパ特許出願公開第A1 0 46
8 681号には、四フッ化硫黄または三フッ化ジエチ
ルアミノ硫黄を試薬として用いて2−ヒドロキシ−2,
2−ジアルキルアセテートのヒドロキシル基をフッ素で
直接交換することが記述されている。そこでは卓越した
収率が得られているが、毒性がありそして産業的量で入
手するのが不可能な四フッ化硫黄の使用が障害になって
いる。
【0008】国際特許出願WO94/24086には、
2−ヒドロキシ−イソ酪酸エステルから2−フルオロ−
イソ酪酸エステルを2段階方法で製造することが記述さ
れており、そこでは、塩化チオニルと反応させた後、フ
ッ化水素またはフッ化水素/アミン混合物と反応させて
いる。そこでの欠点も再びフッ化水素が特にアミン類と
の混合物として用いられていることである。更に、そこ
で生じる塩化水素含有フッ化水素の水処理を可能にする
には非常に高価な特殊材料を用いる必要がある。
【0009】Tetrahedron Asymmet
ry 5、981(1994)には、水素で二置換され
ている(即ち第二級)2−アルキル−2−スルホニルオ
キシ酢酸エステルのフッ素置換が記述されている。キラ
リティを持つ出発材料、例えば(S)−乳酸エステルな
どを用いた時のエナンチオマー純度の保持は、SN2機
構による配置の反転を伴う反応過程がそこで起きている
ことの証拠である。
【0010】ここに式(I)
【0011】
【化3】
【0012】[式中、R1は、炭素原子を1から4個有
していて分枝していないか或は分枝しておりそして/ま
たはフッ素置換されていないか或はフッ素置換されてい
るアルキル基を表す]で表される2−フルオロ−イソ酪
酸アルキルの製造方法を見い出し、これは、式(II)
【0013】
【化4】
【0014】[式中、R1は、式(I)で与えた意味を
有し、そしてR2は、R1から独立して、R1と同じ範囲
の意味を有する]で表されるスルホン酸エステルとフッ
化カリウムを式(III) R3−CO−NHR4 (III) [式中、R3およびR4は、互いに独立して各々、水素、
フェニル、または炭素原子を1から4個有するアルキル
を表す]で表される溶媒中で反応させることを特徴とす
る。
【0015】上記基R1およびR2の例は、メチル、トリ
フルオロメチル、エチル、n−プロピル、i−プロピ
ル、n−ブチル、i−ブチルおよびt−ブチルである。
メチルおよびエチルが好適である。特に好適には2−メ
タンスルホニルオキシ−イソ酪酸メチルを用い、そして
これから2−フルオロ−イソ酪酸メチルを製造する。
【0016】式(II)で表されるスルホン酸エステル
は本質的に知られている様式で容易に製造可能であり、
例えば相当する2−ヒドロキシ−イソ酪酸エステルと酸
クロライドまたは酸無水物(基R2と無水クロロスルホ
ン酸基または無水スルホン酸基を有する)を反応させる
ことで容易に製造可能である。この反応を好適には塩基
の存在下で実施する。使用可能な塩基は例えば有機塩
基、例えば第三級アミン類などか或は無機塩基、例えば
重炭酸ナトリウムなどである。
【0017】フッ化カリウムは市販形態で使用可能であ
る。好適には、これを微粉砕する。
【0018】式(II)で表されるスルホン酸エステル
を好適には過剰量のフッ化カリウムと混合する。適切な
量は式(II)で表されるスルホン酸エステル1モル当
たり例えば1.05から20モル、特に2から5モルの
フッ化カリウムである。
【0019】式(III)で表される好適な溶媒は、R
3およびR4が互いに独立して各々水素またはメチルを表
す溶媒である。ホルムアミドが特に好適である。式(I
II)で表される溶媒と他の溶媒の混合物もまた使用可
能であり、好適には、上記混合物に式(III)で表さ
れる溶媒の1種以上を少なくとも20重量%含有させ
る。この溶媒または溶媒混合物中に決して反応成分の全
部が必ずしも完全に溶解する必要はない。この溶媒は、
式(III)で表されるスルホン酸エステルを基準にし
て例えば2から5倍量(重量)で使用可能である。
【0020】この反応温度は例えば40から140℃の
範囲であってもよい。この温度は好適には50から11
0℃、特に好適には55から90℃である。
【0021】反応時間は例えば30分から15時間の範
囲であってもよい。
【0022】好適な手順では、フッ化カリウムと溶媒
(混合物)を導入する。次に、R1およびR2=フッ素置
換されていないか或はフッ化置換されているC1−C2
アルキルの式(II)で表されるスルホン酸エステルを
5から200分かけて滴下しそして2−フルオロ−イソ
酪酸アルキルをその反応混合物から減圧下で連続的に留
出させる。
【0023】本発明の方法を実施した後に単離した2−
フルオロ−イソ酪酸アルキルに障害となるメタアクリル
酸エステルが入っている場合、必要ならば、塩素または
臭素を添加してこれを捕捉することができる。この場
合、例えばそのメタアクリル酸エステルが完全に反応す
るまで臭素を用いた滴定を行った後その混合物を控え目
な量の重亜硫酸ナトリウム溶液で洗浄することで脱色し
そして次に真空蒸留で高純度の2−フルオロ−イソ酪酸
アルキルを得るような様式で、処理を実施することがで
きる。
【0024】本発明の方法を用いると、容易に入手可能
な出発製品および試薬を用いた穏やかな条件下で2−フ
ルオロ−イソ酪酸アルキルを良好な収率で製造すること
ができる。冒頭で従来技術の方法に関して記述した欠点
は生じないか或は生じたとしても非常に僅かな度合のみ
である。特に、入手が困難で毒性があり高価な出発材料
および試薬を用いる必要はなく、そしてこの反応および
反応混合物の処理では特に耐食材料を用いる必要はな
い。
【0025】また、本ケースの場合SN2機構は不可能
であることから、式(II)で表されるスルホン酸エス
テルの第三級C原子上で本発明のフッ素置換反応が良好
な収率で起こり得ることは極めて驚くべきことである。
本発明の反応は実質的に単分子のカルベニウムイオン様
遷移状態で進行するにちがいない。それにも拘らず、予
想に反して、メタアクリル酸エステルをもたらす脱離反
応は副次的反応にすぎない。
【0026】
【実施例】実施例1 a)2−メタンスルホニルオキシ−2−メチルプロピオ
ン酸メチル 水分を排除しながら1200mLのt−ブチルメチルエ
ーテル(MTBE)の中で473gの2−メチル乳酸メ
チルと607gのトリエチルアミンから調製した溶液
に、400mLのMTBEにメタンスルホニルクロライ
ドが550g入っている溶液を、最大温度が25℃にな
るように冷却しながら滴下した。次に、この混合物をゆ
っくりと加熱して60℃にした後、この温度で更に1時
間撹拌した。次に、この反応混合物を1.6kgの氷水
の中に注ぎ込んだ後、その生じた相を分離させ、そして
その水相を全体で1200mLのMTBEで3回抽出し
た。その有機相を一緒にして全体で1600mLの10
重量%濃度の塩酸で2回そして炭酸水素ナトリウム水溶
液および塩化ナトリウム溶液で各々1回洗浄した。その
混合物を硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ロータリーエ
バポレーターを用いた濃縮を30℃の最大温度で行った
後、撹拌しながら高真空下で更に乾燥させた。収量は6
16g(=理論値の80.1%)であった。この生成物
の純度は94%(GC)であった。
【0027】b)2−フルオロ−イソ酪酸メチル 機械撹拌機、内部温度計、滴下漏斗および蒸留付属装置
を取り付けた500mLのフラスコの中で、220mL
の乾燥ホルムアミドに93gの無水フッ化カリウムを6
0℃で溶解させた。圧力を下げて15ミリバールにした
後、a)に従って調製したスルホン酸エステル78.5
gを3時間かけて滴下した。生じた生成物を留出させ
た。スルホン酸の添加が終了した後、この混合物を更に
3時間反応させた。留出物の収量は31.4gであり、
これには、GCに従い、2−フルオロ−イソ酪酸メチル
が75重量%、メタアクリル酸メチルが17重量%、ホ
ルムアミドが0.5重量%、および組成が不明な低沸点
物が入っていた。所望生成物の相対収率は理論値の50
%であった。
【0028】実施例2 実施例1b)と同様な手順を用い、440mLのホルム
アミドにフッ化カリウムを186g導入して157gの
上記スルホン酸エステルと反応させた。実施例1b)と
同じ組成を有する粗生成物を67.7g得た。次に、氷
冷却しながらこの粗生成物に臭素を18g滴下した後、
この混合物を15mLの重亜硫酸ナトリウム水溶液で洗
浄することにより、これの脱色を行った。次に、この混
合物の蒸留を100ミリバールで行って10cmのVi
greuxカラムに通して留出させた。4.3gの初留
(所望生成物が77重量%)の後、51から53℃で、
99重量%の2−フルオロ−イソ酪酸メチルが44.6
g(=理論値の46%)留出して来た。後留として、8
9重量%の生成物を更に2.7g得た。従って、所望化
合物の全体収率は理論値の52%であった。
【0029】実施例3 上記スルホン酸エステルを90℃で1時間かけて滴下す
る以外は実施例2と同じ手順に従った。このようにし
て、74重量%が2−フルオロ−イソ酪酸メチルで21
重量%がメタアクリル酸メチルで2.7重量%がホルム
アミドである組成を有する粗生成物を56.7g得た。
所望化合物の相対収率は理論値の44%であった。
【0030】本発明の特徴および態様は以下のとうりで
ある。
【0031】1. 式(I)
【0032】
【化5】
【0033】[式中、R1は、炭素原子を1から4個有
していて分枝していないか或は分枝しておりそして/ま
たはフッ素置換されていないか或はフッ素置換されてい
るアルキル基を表す]で表される2−フルオロ−イソ酪
酸アルキルの製造方法であって、式(II)
【0034】
【化6】
【0035】[式中、R1は、式(I)で与えた意味を
有し、そしてR2は、R1から独立して、R1と同じ範囲
の意味を有する]で表されるスルホン酸エステルとフッ
化カリウムを式(III) R3−CO−NHR4 (III) [式中、R3およびR4は、互いに独立して各々、水素、
フェニル、または炭素原子を1から4個有するアルキル
を表す]で表される溶媒中で反応させることを特徴とす
る方法。
【0036】2. R1およびR2が互いに独立してメチ
ル、トリフルオロメチル、エチル、n−プロピル、i−
プロピル、n−ブチル、i−ブチルまたはt−ブチルを
表しそしてR3およびR4が互いに独立して水素またはメ
チルを表すことを特徴とする第1項記載の方法。
【0037】3. 使用する式(II)で表されるスル
ホン酸エステルが2−メタンスルホニルオキシ−イソ酪
酸メチルでありそしてこれから2−フルオロ−イソ酪酸
メチルを製造することを特徴とする第1または2項記載
の方法。
【0038】4. 使用する溶媒がホルムアミドである
ことを特徴とする第1から3項記載の方法。
【0039】5. 式(II)で表されるスルホン酸エ
ステル1モルを基準にして、フッ化カリウムを1.05
から20モルそして該溶媒を2から5倍量(重量)用い
ることを特徴とする第1から4項記載の方法。
【0040】6. 該反応温度が40から140℃の範
囲であることを特徴とする第1から5項記載の方法。
【0041】7. 生じた2−フルオロイソ酪酸アルキ
ルをその反応混合物から蒸留で取り出すことを特徴とす
る第1から6項記載の方法。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(I) 【化1】 [式中、R1は、炭素原子を1から4個有していて分枝
    していないか或は分枝しておりそして/またはフッ素置
    換されていないか或はフッ素置換されているアルキル基
    を表す]で表される2−フルオロ−イソ酪酸アルキルの
    製造方法であって、式(II) 【化2】 [式中、R1は、式(I)で与えた意味を有し、そして
    2は、R1から独立して、R1と同じ範囲の意味を有す
    る]で表されるスルホン酸エステルとフッ化カリウムを
    式(III) R3−CO−NHR4 (III) [式中、R3およびR4は、互いに独立して各々、水素、
    フェニル、または炭素原子を1から4個有するアルキル
    を表す]で表される溶媒中で反応させることを特徴とす
    る方法。
JP8172829A 1995-06-22 1996-06-13 2−フルオロ−イソ酪酸アルキルの製造方法 Pending JPH0912508A (ja)

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DE19522703.4 1995-06-22
DE19522703A DE19522703A1 (de) 1995-06-22 1995-06-22 Verfahren zur Herstellung von 2-Fluor-isobuttersäurealkylestern

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DE59602149D1 (de) 1999-07-15
EP0749954A1 (de) 1996-12-27
US5723654A (en) 1998-03-03
DE19522703A1 (de) 1997-01-02
EP0749954B1 (de) 1999-06-09

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