JPS58152831A - フルオロジケトン類の製造方法 - Google Patents

フルオロジケトン類の製造方法

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JPS58152831A
JPS58152831A JP3612982A JP3612982A JPS58152831A JP S58152831 A JPS58152831 A JP S58152831A JP 3612982 A JP3612982 A JP 3612982A JP 3612982 A JP3612982 A JP 3612982A JP S58152831 A JPS58152831 A JP S58152831A
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ketone
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halogenated ketone
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reaction
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Nobuo Ishikawa
延男 石川
Tomoya Kitatsume
智哉 北爪
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Daikin Industries Ltd
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  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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】 本発明はフルオロジケト/類の製造方法に関するもので
ある。
フッ素の化合物は、特異な反応性や物性を示すものが多
く、最近、種々の分野においてその応用がなされている
。例えば、ペルフルオロアルキル基の特性を生かした吃
のの1つとしてNMR分析(核磁気共鳴分析)のシフト
試薬が知られているが、従来のグリニヤール(Grig
nard )法では低収率(〜40%)でしか目的物が
得られず、しかも反応操作上に難点がある。
一方、レフナルマツキー反応(Reformats−s
ki jreaction)をエステル化合物に適用し
てβ−ケトカルボン酸エステルを合成することが報告さ
れているが、その反応は難しく、成功例は殆んど知られ
ていない。これを詳細に説明すると、まず次の反応に従
ってα−カルボン酸エステル1と亜鉛とを反応させ、レ
フオルマツキー型試薬Zを得る。
この場合、出発原料のエステル1と生成物のエステル7
とが縮合して が生成するとまずいので、それを生成させないように(
即ち、エステル同士が反応しないように)操作しなけれ
ばならないことが前提であった。従って、上記試薬lと
エステル化合物旦とを次式のように反応させて目的とす
るβ−ケトカルボン酸エステル(を得るに際し、上記し
走如き前提から、エステルZと旦とを反応させること自
体が困難となる。
圭 との九めに、使用するエステルジとして、上記したエス
テル1−2間の自己縮合なしに試薬lとは容易に反応す
るエステルを選択する必要があり、使用可能なエステル
lが特殊なものとなってしまい、このことが目的物合成
の成功例を殆んど生み出していない理由である。
従って、目的物にフッ素を導入するために上記エステル
化合物ユとしてRfCOOR’ (Rf :フルオロア
ルキル基)で表わされるフルオロアルキルエステルを使
用しても、上記レフオルマツキー反応によってフルオロ
アルキルケトカルボン酸エステルを得ることは容易では
ない。
本発明者は鋭意検討を加えた結果、レフオルマツキー反
応を応用して、種々のRfCO基を温和な条件下で目的
化合物の所定位置に選択的かつ高収率に導入できる方法
を見出し、本発明に到達したものである。
即ち、本発明は、フッ素を目的化合物に容易にかつ効率
良く導入するために超音波エネルギーを巧みに適用した
方法に係るものである。この方法によれば、目的とする
フルオロジケトン類を製造するに際し、 一般式: (但、Rは脂肪族炭化水素オキシ基、脂肪族炭化水素基
又はフルオロ脂肪族炭化水素基であって、Xを結合して
いる炭素原子との間で環を形成しているものも含む。X
#i・・ロゲン、Yは水素原子又はフッ素原子である。
) で表わされるー・ロゲン化ケトンと亜鉛又はマグネシウ
ムからなる金属(M)とを反応させることによって、 一般式: (但、R,X及びYは前記したものと同じ、Mは亜鉛又
はマグネシウムである。) で表わされる金属・・ロゲン化ケトンを生成させる工程
と;この金属ハロゲン化ケトンと、一般式: %式% (但、Rfはフルオロ脂肪族炭化水素基であって、fヂ
鎖中にエーテル結合の入ったものも含む。R′は脂肪族
炭化水素基又は芳香族炭化水素基である。) で表わされるフルオロエステルとを超音波の作用下に反
応させることによって、 一般式: (但、R,Y及びRfは前記した本のど同り、)で表わ
されるフルオロジケトンを生成させる工程とを有するこ
とを特徴としている。
即ち、この製造方法によれば、上記フルオロエステルの
構造中、特にRfがフッ素の存在によって強い電子求引
性を示すことを利用し、かつこのフルオロエステルと上
記金属−・ロゲン化ケトンとの反応を行なわせるに際し
超音波のエネルギー(通常の超音波洗滌器によるもので
よい。)で反応分子間の相互作用を密ならしめることに
よって、両者を充分かつ容易に反応させることができた
のである。これによって、種々のフルオロエステルを使
用しても目的物のフッ素化が可能とな9、またその製造
を温和な条件下で高収率に行なうことができることにな
った。しかも、使用する亜鉛やマグネシウムは、従来の
レフオルマツキー反応の場合とは異なって市販品を精製
することなく使用しても反応は充分に進行することも分
った。
本発明による方法は、亜鉛又はマグネシウムの存在下で
超音波の作用下に上記ハロゲン化ケトンとフルオロエス
テルとを反応させることができる。
従って、初めから反応容器内にすべての反応試剤を入れ
、超音波を作用させることによって、目的化合物を得る
ことができる。或いは、まず超音波の作用下に上記ハロ
ゲン化ケトンと亜鉛又はマグネシウムとを反応させるこ
とによって上記金属ハロゲン化ケトンを生成させ、これ
を更に超音波の作用下に上記フルオロエステルと反応さ
せて目的物を得ることもできる。この場合には、上記金
属ハロゲン化ケトンの生成は必ずしも超音波の作用下に
行なう必要はなく、加熱下でハロゲン化ケトンと亜鉛又
はマグネシウムとを反応させることによって金属ハロゲ
ン化ケトンを得てもよい。
本発明による方法においては、上記の反応は非プロトン
性極性溶媒中で行なわせることが反応速度を高める点で
望ましい。こうした極性溶媒としては、テトラヒドロフ
ラン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチ
ルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピ
ロリドン、ヘキサメチルホスホアミド、又はこれらの2
種以上の混合物が使用可能である。
次に、本発明による方法で使用する各反応試剤について
、上記−ロゲン化ケトンの一般式において、Rは炭素原
子数10以下の脂肪族炭化水素オキシ基(例えば−QC
鳥、−QC,H,、−QC,H,%−0C4)I、等の
アルコキシ基)、脂肪族炭化水素基(−C)I、、−C
,鴇、−C,H,、C4H*等のアルキル基、又はこれ
らと同数炭素のアルケニル基)、或いはフルオロ脂肪族
炭化水素基(−CF、、−〇、F、、−C,F、、−C
,F、 郷のフルオロアルキル基、又はこれらと同数炭
素のフルオロアルケニル基)が適用可能である。また、
このRは、d−3−ハロゲン化カンファーの如、<、上
記Yを結合している炭素原子との間に環を形成している
ものでもよい。ま九、この−・ロダン化ケトン中のXは
臭素原子又はヨウ素原子とするのが望ましい。
また、上記フルオロエステルにおいて、目的化合物への
フッ素の導入源となるRfは炭素原子数15以下のフル
オロアルキル基又はアルケニル基からなっていてよい。
これらには、−CF、、−C,F、、−C,F、、−C
4F、又は−〇IFl1等のフルオロアルキル基、或い
はこれらと同数炭素のフルオロアルケニル基が挙げられ
、更にはこれらのフルオロアルキル基又はアルケニル基
に他のハロゲン(例えばα→を部分的に置換導入したも
のも挙げられる。
また、このRfは、不斉炭素を有する光学異性体を形成
し、NMR分析(核磁気共鳴分析)の優れ九シフト試薬
を形成する下記一般式のフルオロアルキルエーテル基と
することができる。
(但、n=0〜3、ざは不斉炭素である。)また、この
フルオロエステル中のR′は炭素原子数10以下の上記
した如きアルキル基又はアルケニル基からなっていてよ
い。
次に、本発明による方法をより具体的に説明する。
まず、次式に従ってブロム化エステル1と亜鉛粉末とを
超音波の作用下に反応させ、レフオルマツキー型試薬2
を生成させ、かつこの試薬名とフルオロアルキルエステ
ルlとを超音波の作用下に反応させ、目的とするβ−フ
ルオロアルキル−β−ケトカルボン酸エステル4 をl
l。
BrCHYCOOC2)(6+Zn アミド=2:1) BrZnCHYCOOC,H,+Rf C0OR’ヱ 
        ジ 土 この反応によって、同一反応容器内で温和な条件下でR
fCO基を目的物まに選択的に導入でき、かつその収率
も下記表−1の如く非常に喪好であった表−1 しかしながら、上記反応において、RfCOOR’の代
りに通常の炭化水素系のRCOOR’を使用した場合に
は、超音波の照射下でも反応が進行せず、目的のケトカ
ルボン酸エステルを得ることができなかつ友。このこと
は、本発明で使用するRfCOOR’のRfが強い電子
求引性を有し、これがレフオルマツキー型試薬との求核
反応を充分に進行させるのに寄与していることを示して
いる。
なお、上記反応においては、亜鉛の代りにマグネシウム
を用い、グリニヤール法に従ってRfCOOR’と反応
させても、所要のケトカルボン酸エステル(が得ること
ができることが分った。これも、Rfのもつ上記性質、
及び超音波エネルギーの作用によって、反応が充分に高
収率で進行するからであると考えられる。
また、上記反応において、試薬名を作るための−・ロゲ
ン化ケトン1については、上述した一般式:RCCHY
Xで表わされるものが使用可能であるが、このハロゲン
化ケトンも目的物にフッ素を導入するものであってよい
。この場合、Rをフルオロアルキル基(Rf )とすれ
ばよい。但、反応中にケトンのR−C間の結合が切れて
Rが脱離した場合、上記Yをフッ素(F)としておけば
、目的物中にはRがなくてもYによるフッ素が導入され
るので、生理活性を保持することができる。
また、このハロゲン化ケトンとして、上記したブロム化
エステル1ではなく例えばプロふ化アセ) ン(BrC
HYCOCH,)等の如くRがアルキル基からなるもの
を用いても、生成物(を収率良く得ることができる。そ
して、このRをフルオロアルキル基(Rf)としたブロ
ム化フルオロアセトン1 (例えばCF、CCH2Br )を用い、これを下記反
応式に従って、フルオロエステル(例工ばシフト試薬旦
を得ることができる。
CF、C0CH!Br+Zn 互 このシフト試薬互は、不斉炭素とペルフルオロプロピル
基(−CF、CF、CF、 )との間に酸素原子が結合
され之エーテル結合を有しているので、その酸素によっ
て結合が安定化され、求核試薬が作用しない。また、上
記のRfは種々選択することができ、特に上記フルオロ
エステル(RfCOOR’)のRfと(但、n=0〜3
)を適用することができる。
次に、RfCO基をNMRのシフト試薬としてのd−カ
ンファーに導入した例を説明する。
上述したと同様の工程にて、次式に従って亜鉛粉末の存
在下でd−3−ブロムカンファ一旦とペルフルオロアル
キルエステル(RfCOOR’) 3 トを超音波照射
下に反応させ、目的とするシフト試薬ヱを容易に高収率
で得た。
このd−カンファー誘導体ヱはシフト試薬として優れ、
下記表−2に示す如く高収率で得られた。
表−2 上述した如く、本発明による方法は、フルオロ脂肪族炭
化水素基(Rf)の化学的性質と超音波の作用とを組合
せて利用しているために、従来法では期待できない顕著
な効果を幾つか得ることができる。特に、激しい反応を
伴なうことなく温和な条件で反応が進行するのでその操
作が容易であると共に、使用するフルオロエステル(R
fCOOR’ )は制約を受けることなく種々のものが
選択できる。
また、布板の亜鉛粉末又はマグネシウム粉末を精製する
ことなく使用しても充分な活性を示し、更に溶媒につい
ても市販品を精製することなく例えばモレキーラーシー
ブで乾燥するだけで充分使用可能である。
次に、本発明を実施例について更に詳細に説明するが、
以下の実施例は本発明の技術的思想に基いて種々変形が
可能であることが理解されよう。
実施例1 1)  CF、C0CHICOCF、の合成CF、C0
CH,B r (1,91?、 10mmot)とCF
、CO。
C,H,(1,42f、 10mmo L )および亜
鉛末(1,3t )をテトラヒドロフラン(20s7)
とジメチルホルムアミド(10Tmt)の混合溶媒とと
もにフラスコ(100sZ)に入れ、超音波洗浄器(3
5W、 32K[(Z)にて1時間超音波照射下に反応
をおこなった。
反応後、混合液中の不溶物をろ過し、ろ液に水(500
mg)を加え、生じた油層をジエチルエーテルで抽出し
た。抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥したのち、溶媒を
除去した。蒸留にて生成物(CF、COCH2C0CF
、 ) (bp 70〜72℃)ヲ69sの収率で得た
2)CF、C0CH,C0CF(CF、)OCF、CF
、CF、の合成CF、C0CH,B r (1,91?
、 10mmo L )とCF、CF。
CF、0CF(CF、)CoIC,H,(3,58f、
10mmot)および亜鉛末(1,3f )をテトラヒ
ドロ7う:/(20mg)とジメチルホルムアミド(1
0wIt)の混合溶媒とともにフラスコ(100d)K
入れ、超音波洗浄器(35W、32KHz)にて1時間
超音波照射下に反応をおこなった。反応後、混合液中の
不溶物をろ過し、ろ液に水(500mg )を加え、生
じた油層をジエチルエーテルで抽出した。抽出液を硫酸
マグネシウムで乾燥したのち溶媒を留去した。蒸留にて
生成物(bp 80〜bmmHlF)を58チ収率で得
た。この生成物のスペクトルは次の通りであった。
Masa : M” 44O NMR:”H(δXCDCも”)  5..2(CH,
)ppm”F(δ)  −11(CF、CO)、1.6
 (I F )、4.2(3F)、4.8(3F)、6
.6(IF)、52(2F)、58(IF’)ppm (外部標準CF、CへH) 実施例2 1)  C,H,0COCH,C0CF、の合成ブロム
エチル酢酸エステル(1,67t、 10mmot)と
エチルトリプルオロ酢酸エステル(1,42F。
10mmot)および亜鉛末(1,3t )をテトラヒ
ドロフラン(20m/)とジメチルホルムアミド(1゜
−)の混合溶媒とともにフラスコ(100mg)に入れ
、超音波洗浄器(35Ws 32 KHz )にて1時
間超音波照射下に反応をおこなった。反応後、混合液中
の不溶物をろ過し、ろ液に水(500m ’1を加え、
生じた油層をジエチルエーテルで抽出した。抽出液を硫
酸マグネシウムで乾燥したのち、溶媒を留去した。減圧
蒸留にて生成物(bp70〜72℃/102mmMj 
)を8396の収率で得た。
2)C,H,0COCHFCOCF、の合成ブロムフル
オロエチル酢酸エステル(BrCHFC0□”zHs、
1.85t、 10mmot)とエチルトリフルオロ酢
酸エステル(1,42f、 10mmot)および亜鉛
末(1,3f )をテトラヒドロフラン(20sd)と
ジメチルホルムアミド(10m)の混合溶媒とともにフ
ラスコ(100m)に入れ、超音波洗浄器(35W、 
32 KHz)にて1時間超音波照射下に反応をおこな
った。反応後、混合液中の不溶物なろ過し、ろ液に水(
500m)を加え、生じた油層なジエチルエーテルで抽
出した。抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥したのち溶媒
を留去した。減圧蒸留にて生成物(bp 72〜74℃
796mmHf)を78−の収率で得た。この生成物の
スペクトルは次の通ねであった。
Mass : M+202 NMR:”H(δXCDcts)  1.0(CH,C
H,)、2.3(CH,CH,)、 4.6 (CH) ppm ′F(δ)      −13(CF、)、+116(
CF)pPnl (外部標準CF、Co、H) 実施例3 1)  C,H,0COCH,C0C2F、の合成ブロ
ムエチル酢酸エステル(1,67F、 10mmoA)
とC,F、coIC,H,(1,92f、 10mmo
t)および亜鉛末(1,3t )をテトラヒドロフラン
(20mg)とジメチルホルムアミド(10mg)の混
合溶媒とともにフラスコ(100m)に入れ、上記−と
同様な操作をおこない、減圧蒸留にて生成物(bp83
〜85℃/91mmHf)を861の収率でえた。
この生成物のスペクトルは次の通りであった。
Mass : M+234 NMR:’H(δ)(CDct、)  1.1 (CH
,CH,)、2.2 (CH,CHj)、 4.1(CH,)ppm ”F(δ)       1.6(CF、)、29 (
CF、) PPm (外部標準CF、CO,H) 2)C2鳥0COC)IFCOC,F、の合成上記1の
実験において、ブロムフルオロエチル酢酸エステル(1
,85f、 10mmc4) 、C,FsCo、C,H
(1,92t、 10mmot)および亜鉛末(1,:
l)を用い、溶媒としてテトラヒドロフラン(20mg
)とジメチルホルムアミド(10m)を用いて1と同様
な操作をおこなった。
減圧蒸留にて生成物(bp 78〜b を74%の収率でえた。
この生成物のスペクトルは次の通りであった。
Mass : M” 252 NMR:’H(δ)(CD(為)  1.t(CルCH
,)、2.1 (cHsc3)、 4.5 (CH) ppm F(δ)       1.4(CF、)、32(CF
、)、114(CF)ppm (外部標準CF、Co!H’) 実施例4 1)d−3−ブロムカンファー (4,62f、 10
nvng)とエチルトリフルオロ酢酸:L 5. テ)
k (3,1fz 22mm0L )およびマグネシウ
ム(o、sa t )をジエチルエーテル(30m)と
混合してフラスコ(100tj)K入れ、超音波洗浄器
(35W、32KHz)にて40分間超音波照射下に反
応をおこなった。
反応後、混合液中の不溶物をろ過し、21Hct水溶液
(500m)を加え、油層をジエチルエーテルで抽出し
た。抽出液を飽和水溶液(NaHCO,)で洗浄し、硫
酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去したのち、減圧
蒸留にて生成物(bp 76〜80℃15mmHf)を
941の収率でえた。
・ この生成物のスペクトルは次の通りであった。
NMR:’H(δC(CC/、4)   0.85(3
H)、1.0(6H)、1.2−2.3(5H)、 2.85(H()pI)m lIF(δ)      −24(CFs)ppm(外
部標準CF、CO!H) 2)上記lの反応において、d−3−ブロムカンフ7−
 (4,62f、 20mmot)とエチルトリフルオ
ロ酢酸エステk (3,1f、 22mmot)および
亜鉛末(2,sf)をテトラヒドロフラン(30m)と
混合してフラスコ(100m)に入れ、超音波洗浄器(
35W、 32 KHz )にて1時間超音波照射下に
反応なおこな、りた。反応後、混合液中の不溶物をろ過
し1ろ液に水(500m)を加え、油層をジエチルエー
テルで抽出した。硫酸マグネシウムで乾燥したのち、溶
媒を留去し、減圧蒸留にて生成物を86チの収率でえた
代理人 弁理士 通板  宏

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式: (但、Rは脂肪族炭化水素オキシ基、脂肪族炭化水素基
    又はフルオロ脂肪族炭化水素基であって、Xを結合して
    いる炭素原子との間で環を形成しているものも含む。X
    は−・ロゲン、Y4水素原子又はフッ素原子である。) で表わされるー・ロゲン化ケトンと、亜鉛又はマグネシ
    ウムからなる金属(M)とを反応させることによって、 一般式: %式% (但、RXX及びYは前記したものと同じ、Mは亜鉛又
    はマグネシウムである。) で表わされる金属ハロゲン化ケトンを生成させる工程と
    :この金属ハロゲン化ケトンと、一般式: %式% (但、Rfはフルオロ脂肪族炭化水素基であって、11
    7鎖中にエーテル結合の入ったものも含む。R′は脂肪
    族炭化水素基又は芳香族炭化水素基である。) で表わされるフルオロエステルとを超音波の作用下に反
    応させることによって、 一般式: (但、R,Y及びRfは前記した本のと同じ。)で表わ
    されるフルオロジケトンを生成させる工程とを有するこ
    とを特徴とするフルオロジケトン類の製造方法。 2、亜鉛又はマグネシウムの存在下で、超音波の作用)
    に−・ロゲン化ケトンとフルオロアルキルエステルとを
    反応させる、特許請求の範囲の第1項に記載した方法。 3、超音波の作用下に−・ロゲン化ケトンと亜鉛又はマ
    グネシウムとを反応させることによって金属−・ロゲン
    化ケトンを生成させ、更にこの金属−・ロゲン化ケトン
    とフルオロアルキルエステルトラ超音波の作用下に反応
    させる、特#!F請求の範囲の第1項に記載した方法。 4、加熱下で−・ロゲン化ケトンと亜鉛又はマグネシウ
    ムとを反応させることによって金属・〜ロゲン化ケトン
    を生成させ、更にこの金属・・ロゲン化ケトンとフルオ
    ロアルキルエステルとを超音波の作用下に反応させる、
    特許請求の範囲の第1項に記載した方法。 5、 テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ア
    セトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセト
    アミド、N−メチルピロリドン及びヘキサメチルホスホ
    アミドからなる群より選ばれた少なくとも1種の非プロ
    トン性極性溶媒中で反応を行なわせる、特許請求の範囲
    の第1項〜第4項のいずれか1項に記載した方法。 6、  Hの炭素原子数を10以下とする、特許請求の
    範囲の第1項〜第101JI項のいずれか1項に記載し
    た方法。 7、−・ロゲン化ケトントシて、d−3−ノ・ロゲン化
    カンファーを特徴する特許請求の範囲の@6項に記載し
    た方法。 8 Xを臭素原子又はヨウ素原子とする、特許請求の範
    囲の第1項〜第7項のいずれか1項に記載した方法。 9、  Rfヲ炭素原子数15以下のフルオロアルキル
    基又はアルケニル基、或いはこれらの基に他のハロゲン
    を置換導入したフルオロアルキル基又ハアルケニル基と
    する、特許請求の範囲の#!1項〜第8項のいずれか1
    項に記載した方法。 10、 Rfとして、 一般式: (但、n−O〜3、とは不斉炭素である。)で表わされ
    るフルオロアルキルエーテル基とする、%詐請求の範囲
    の第1項〜第8項のいずれか1項に記載した方法。 11、 R’を炭素原子数10以下のアルキル基又はア
    ルケニル基とする、特許請求の範囲の第1項〜第101
    JIのいずれか1項に記載した方法。
JP3612982A 1981-09-10 1982-03-08 フルオロジケトン類の製造方法 Granted JPS58152831A (ja)

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