JPS61291987A - 有機トリフルオロ、クロロジフルオロまたはジクロロフルオロメチル誘導体の調製方法 - Google Patents
有機トリフルオロ、クロロジフルオロまたはジクロロフルオロメチル誘導体の調製方法Info
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- JPS61291987A JPS61291987A JP61117143A JP11714386A JPS61291987A JP S61291987 A JPS61291987 A JP S61291987A JP 61117143 A JP61117143 A JP 61117143A JP 11714386 A JP11714386 A JP 11714386A JP S61291987 A JPS61291987 A JP S61291987A
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気化学的活性のない親電子性基質を、トリフ
ルオロ(またはクロロジフルオロまたはジクロロフルオ
ロ)メチル化する方法に関する。特に、本発明は有機ト
リフルオロ(またはクロロジフルオロまたはジクロロフ
ルオロ)メチル誘導体の調製に関するが、この誘導体は
特に合成中間体として使用できる。
ルオロ(またはクロロジフルオロまたはジクロロフルオ
ロ)メチル化する方法に関する。特に、本発明は有機ト
リフルオロ(またはクロロジフルオロまたはジクロロフ
ルオロ)メチル誘導体の調製に関するが、この誘導体は
特に合成中間体として使用できる。
トリフルオロメチル基を導入する幾つかの方法が既に知
られているが、一般的に、これらの方法は容易には手に
入れられない原料に依存しており、触媒および/または
化学的還元剤の存在下で実施されなければならない。即
ち、例えば、トリフルオロメチル化反応は温度を上げる
かまたはUV線を照射することによって開始されるCF
31からのラジカル発生過程によって実施することがで
きる〔ジャーナルオブケミカルソサイエティ−(J、
Chem、 Sac、)、 1953,1199 ;米
国特許第3.016.4OE号および同第3.016.
407号〕。しかしながら、この方法は未だ工業的には
適用されていない。その理由は、以下の反応式に従って
トリフルオロアセチル弗素化物をトリフルオロメチルヨ
ウ素化物に転化することが困難であり、かつコスト高で
あるからである。
られているが、一般的に、これらの方法は容易には手に
入れられない原料に依存しており、触媒および/または
化学的還元剤の存在下で実施されなければならない。即
ち、例えば、トリフルオロメチル化反応は温度を上げる
かまたはUV線を照射することによって開始されるCF
31からのラジカル発生過程によって実施することがで
きる〔ジャーナルオブケミカルソサイエティ−(J、
Chem、 Sac、)、 1953,1199 ;米
国特許第3.016.4OE号および同第3.016.
407号〕。しかしながら、この方法は未だ工業的には
適用されていない。その理由は、以下の反応式に従って
トリフルオロアセチル弗素化物をトリフルオロメチルヨ
ウ素化物に転化することが困難であり、かつコスト高で
あるからである。
CF3CO0F CFCF3C(11)eA
同様に、C6H55O2−N (CF3) −N=0(
種本等、東洋ソーダ研究報告、 1983.27(2)
、 69−73およびケミカル アブストラクト(C,
A、 ) 1(11):67911Z)またはCHf
fSi−N=N−CF3(ハルトコア 7 (Hart
kopf)等、アンゲバント ケミ−(Angew。
同様に、C6H55O2−N (CF3) −N=0(
種本等、東洋ソーダ研究報告、 1983.27(2)
、 69−73およびケミカル アブストラクト(C,
A、 ) 1(11):67911Z)またはCHf
fSi−N=N−CF3(ハルトコア 7 (Hart
kopf)等、アンゲバント ケミ−(Angew。
Chem、)、1982.94(6)、 444または
ケミカル アブストラクト(C,A、) 97 :12
7170p)等の複雑な化合物がトリフルオロメチル化
剤として提案されている。
ケミカル アブストラクト(C,A、) 97 :12
7170p)等の複雑な化合物がトリフルオロメチル化
剤として提案されている。
また、オレフィンのトリフルオロメチル化は、ブルック
ス(Brookes)等のジャーナル オブ ザケミカ
ル ソサイエティー ケミカル コミュニケーション(
J、 Chem、Sac、Chem、Commun、
)、1974.323に記載の文献及びレノード(Re
naud)等のカナディアン ジャーナル オブ ケミ
ストリー(Can、 J。
ス(Brookes)等のジャーナル オブ ザケミカ
ル ソサイエティー ケミカル コミュニケーション(
J、 Chem、Sac、Chem、Commun、
)、1974.323に記載の文献及びレノード(Re
naud)等のカナディアン ジャーナル オブ ケミ
ストリー(Can、 J。
Chem、)、1975,53.529に記載の文献に
よって説明されているように、ラジカル機構を利用する
トリフルオロアセテート陰イオンの電気化学的酸化によ
って行なわれてきた。
よって説明されているように、ラジカル機構を利用する
トリフルオロアセテート陰イオンの電気化学的酸化によ
って行なわれてきた。
トリフルオロメチル化反応は、還元剤および/または活
性化剤の存在下でCF31またはCF3−Brを用いて
実施することもできる。例えば、石川〔ケミストリー
レターズ(ChemistryLetters )。
性化剤の存在下でCF31またはCF3−Brを用いて
実施することもできる。例えば、石川〔ケミストリー
レターズ(ChemistryLetters )。
1984、517−5203は亜鉛を主成分とする還元
剤およびホスフィンと錯化されているニッケルまたはパ
ラジウムの塩を主成分とする触媒を用いるが、亜鉛の使
用は汚染された流出物を生じるため、これを用いた方法
は工業的規模においては魅力のないものとなっている。
剤およびホスフィンと錯化されているニッケルまたはパ
ラジウムの塩を主成分とする触媒を用いるが、亜鉛の使
用は汚染された流出物を生じるため、これを用いた方法
は工業的規模においては魅力のないものとなっている。
ところで、本発明によれば次の構造式の化合物が発見さ
れた。すなわち: CIXF3−、CBr (I )こ
の構造式においてXは0.1または2に等しい。
れた。すなわち: CIXF3−、CBr (I )こ
の構造式においてXは0.1または2に等しい。
この化合物は、電気化学的に直接還元することができ、
かつ電気化学的活性のない親電子性基質の存在下で、求
核付加反応に導く好都合なCIXF3−)Ice陰イオ
ン源が簡単に(亜鉛などの化学還元剤なしに)、シかも
容易に入手できる化合物から得られる。
かつ電気化学的活性のない親電子性基質の存在下で、求
核付加反応に導く好都合なCIXF3−)Ice陰イオ
ン源が簡単に(亜鉛などの化学還元剤なしに)、シかも
容易に入手できる化合物から得られる。
即ち、本発明は有機トリフルオロ(またはクロロジフル
オロまたはジクロロフルオロ)メチル誘導体を調製する
ための方法に関し、この方法は構造式(I)の化合物を
、非プロトン性溶媒中で、電気化学的活性のない親電子
性基質及び支持電解質の存在下で、電気化学的に還元す
ることを特徴とするものである。
オロまたはジクロロフルオロ)メチル誘導体を調製する
ための方法に関し、この方法は構造式(I)の化合物を
、非プロトン性溶媒中で、電気化学的活性のない親電子
性基質及び支持電解質の存在下で、電気化学的に還元す
ることを特徴とするものである。
電気化学的活性のない親電子性基質とは、この場合、上
記操作条件下で、該操作が実施される電位よりもより一
層高い負の還元電位を持った任意の求電子性有機化合物
を意味する。このような基質の例として、特に二酸化炭
素、ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドなどのアル
デヒド、アセトン、ベンゾフェノンなどのケトンおよび
アリルアルコールまたはメチルアクリレートなどの活性
化されたオレフィン(すなわち少なくとも一つの求電子
性基を含んだ物質)を挙げることができる。
記操作条件下で、該操作が実施される電位よりもより一
層高い負の還元電位を持った任意の求電子性有機化合物
を意味する。このような基質の例として、特に二酸化炭
素、ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドなどのアル
デヒド、アセトン、ベンゾフェノンなどのケトンおよび
アリルアルコールまたはメチルアクリレートなどの活性
化されたオレフィン(すなわち少なくとも一つの求電子
性基を含んだ物質)を挙げることができる。
上記基質が、上記還元操作が実施される還元電位よりも
より一層負の還元電位を有しており、かつ反応媒体に対
する十分な溶解度を有している場合には、通電(電気伝
導性)を保証する支持電解質は、そのような機能を果た
すことが知られている無機または有機塩から選択するこ
とができ、それは公知のように作用する(例えばM、M
、バイザー(M、 M、 Ba1zer)、 による
有機電気化学(OrganicElectrochem
istry)、1973. p、 227−280)
、特にアルカリ金属(リチウムが好ましい)またはテト
ラアルキルアンモニウム(CI C4アルキル基)の
臭化物、塩化物、過塩素酸塩またはアリールスルホン酸
塩から選択される。非プロトン性溶媒中の支持電解質の
量は0.O1mol/ 1から飽和点までの範囲内とす
ることができる。好ましくは、この支持電解質は非プロ
トン性溶媒11あたり0.1〜1molの範囲内の濃度
で使用される。
より一層負の還元電位を有しており、かつ反応媒体に対
する十分な溶解度を有している場合には、通電(電気伝
導性)を保証する支持電解質は、そのような機能を果た
すことが知られている無機または有機塩から選択するこ
とができ、それは公知のように作用する(例えばM、M
、バイザー(M、 M、 Ba1zer)、 による
有機電気化学(OrganicElectrochem
istry)、1973. p、 227−280)
、特にアルカリ金属(リチウムが好ましい)またはテト
ラアルキルアンモニウム(CI C4アルキル基)の
臭化物、塩化物、過塩素酸塩またはアリールスルホン酸
塩から選択される。非プロトン性溶媒中の支持電解質の
量は0.O1mol/ 1から飽和点までの範囲内とす
ることができる。好ましくは、この支持電解質は非プロ
トン性溶媒11あたり0.1〜1molの範囲内の濃度
で使用される。
本発明によれば、上記反応はどんな非プロトン性溶媒ま
たはそれらの溶媒の混合物中で行なうこともできる。た
だしその陰極限界値が化合物(I)の還元電位よりも低
いことが要件である。しかしながら、ジメチルホルムア
ミド(DMF)、ジメチルアセトアミド・(DMA)、
N−メチルピロリドン(NMP)またはヘキサメチルホ
スホロトリアミド(HMPT)などのアミド、ジメチル
スルフオキシド(DMSO)などのスルフオキシド、ア
セトニトリル(ACN)などのニトリル、およびテトラ
ヒドロフラン(THF)などのエーテルから上記非プロ
トン性溶媒を選択することが好ましい。ピリジン、ニト
ロメタン、ニトロベンゼン、プロピレンカーボネイト、
1,2−ジメトキシエタン、メチレンクロリド、および
テトラヒドロチオフェンジオキシドを非プロトン性溶媒
の他の例として挙げることができる。
たはそれらの溶媒の混合物中で行なうこともできる。た
だしその陰極限界値が化合物(I)の還元電位よりも低
いことが要件である。しかしながら、ジメチルホルムア
ミド(DMF)、ジメチルアセトアミド・(DMA)、
N−メチルピロリドン(NMP)またはヘキサメチルホ
スホロトリアミド(HMPT)などのアミド、ジメチル
スルフオキシド(DMSO)などのスルフオキシド、ア
セトニトリル(ACN)などのニトリル、およびテトラ
ヒドロフラン(THF)などのエーテルから上記非プロ
トン性溶媒を選択することが好ましい。ピリジン、ニト
ロメタン、ニトロベンゼン、プロピレンカーボネイト、
1,2−ジメトキシエタン、メチレンクロリド、および
テトラヒドロチオフェンジオキシドを非プロトン性溶媒
の他の例として挙げることができる。
本発明の方法において、作動電極を構成する陰極は炭素
、グラファイト、プラチナ、ニッケル、金、鉛または水
銀で作ることが可能である。同様に陽極も作動電極であ
り得、どんな公知の電極材料で構成されていてもよいが
、この反応条件のもとでは不活性でなければならない。
、グラファイト、プラチナ、ニッケル、金、鉛または水
銀で作ることが可能である。同様に陽極も作動電極であ
り得、どんな公知の電極材料で構成されていてもよいが
、この反応条件のもとでは不活性でなければならない。
本発明による電気化学的還元は、様々な公知の型の電解
槽中で実施することができる。この操作は単−摺電解槽
内において実施することもできるが、二摺電解槽内で操
作を行うことが好ましく、これによって陰極と陽極の間
の自由な循環が回避できる。そのための隔壁は、一般に
不活性な材料で作られ、例えば磁器、焼結ガラスまたは
イオン交換膜などであり得る。
槽中で実施することができる。この操作は単−摺電解槽
内において実施することもできるが、二摺電解槽内で操
作を行うことが好ましく、これによって陰極と陽極の間
の自由な循環が回避できる。そのための隔壁は、一般に
不活性な材料で作られ、例えば磁器、焼結ガラスまたは
イオン交換膜などであり得る。
本操作は、定電位、または定電流条件下で行なうことが
でき、好ましくはこの操作条件下で、構造式(I)の化
合物の還元電位の下で実施する。
でき、好ましくはこの操作条件下で、構造式(I)の化
合物の還元電位の下で実施する。
この電位はポーラログラフイーまたは交流電圧電位差測
定などのそれ自体公知の方法で測定することができる。
定などのそれ自体公知の方法で測定することができる。
本発明による電気化学的還元を実施する温度範囲は、用
いられる基質と溶媒の性質に依存して非常に広範囲にわ
たって変えることができる。一般に、この還元操作は一
15℃から非プロトン性溶媒の沸点までの範囲内の温度
下で実施され、またこの操作が0〜50バールの範囲内
の圧力下で実施される時には、より高い温度下で実施す
ることもできる。しかしながら、0〜80℃の範囲内の
温度下で操作することが好ましい。親電子性基質の構造
式(I)の化合物に対するモル比は1〜20の範囲内で
変えることができ、より好ましくは3〜10の範囲内で
ある。構造式(I)の化合物で飽和させた反応溶媒を用
いて操作することが好ましく、必要ならばこの飽和状態
を、化合物(I)を連続的または周期的に添加すること
によって、上記操作の間中維持することも可能である。
いられる基質と溶媒の性質に依存して非常に広範囲にわ
たって変えることができる。一般に、この還元操作は一
15℃から非プロトン性溶媒の沸点までの範囲内の温度
下で実施され、またこの操作が0〜50バールの範囲内
の圧力下で実施される時には、より高い温度下で実施す
ることもできる。しかしながら、0〜80℃の範囲内の
温度下で操作することが好ましい。親電子性基質の構造
式(I)の化合物に対するモル比は1〜20の範囲内で
変えることができ、より好ましくは3〜10の範囲内で
ある。構造式(I)の化合物で飽和させた反応溶媒を用
いて操作することが好ましく、必要ならばこの飽和状態
を、化合物(I)を連続的または周期的に添加すること
によって、上記操作の間中維持することも可能である。
形成される生成物は任意の公知の方法で単離できる。こ
のような方法として特に液−液抽出および/または蒸留
などが挙げられる。
のような方法として特に液−液抽出および/または蒸留
などが挙げられる。
本発明を限定することなく例示する以下の実施例は、別
々の槽を備えた電解槽として、還流装置、強力な攪拌装
置、ジャケットおよび試薬導入用の所定の管手段を備え
た、容量11のガラス反応器を用いて実施した。特に断
らない限り、還元作業はグラファイト陰極(30cdの
長方形の板)およびプラチナ陽極(10m’の円盤)を
用いて行なわれ、隔壁としてデュ ポン ド ネモアー
社(nu Pontde Nemours Compa
ny)によって市販されているパーフルオロナフィオン
(Nafiono)膜を用い、飽和カロメル参照電極(
SCE)によって電解電位を制御する。
々の槽を備えた電解槽として、還流装置、強力な攪拌装
置、ジャケットおよび試薬導入用の所定の管手段を備え
た、容量11のガラス反応器を用いて実施した。特に断
らない限り、還元作業はグラファイト陰極(30cdの
長方形の板)およびプラチナ陽極(10m’の円盤)を
用いて行なわれ、隔壁としてデュ ポン ド ネモアー
社(nu Pontde Nemours Compa
ny)によって市販されているパーフルオロナフィオン
(Nafiono)膜を用い、飽和カロメル参照電極(
SCE)によって電解電位を制御する。
実施例I
DMF中に0.1mol/ f!のしIC104を溶解
した溶液40m1を陽極液として電解槽の陽極室に導入
した。
した溶液40m1を陽極液として電解槽の陽極室に導入
した。
さらに、DMF中に0.055molのLiCIO4お
よび0.55molのアセトアルデヒドを溶解した溶液
550m1を陰極液として陰極室に導入した。反応装置
を閉鎖し、攪拌を開始し、ジャケットに水とグリコール
との混合物(重量比2:1〉を循環させることにより反
応装置を3℃にまで冷却し、それから、陽極液をブロモ
トリフルオロメタンで飽和させた。
よび0.55molのアセトアルデヒドを溶解した溶液
550m1を陰極液として陰極室に導入した。反応装置
を閉鎖し、攪拌を開始し、ジャケットに水とグリコール
との混合物(重量比2:1〉を循環させることにより反
応装置を3℃にまで冷却し、それから、陽極液をブロモ
トリフルオロメタンで飽和させた。
電圧を印加し、陰極電流密度を5時間、IA/d m’
に維持し、一方流量2.2NA/hのCF3Brを陰極
液中にバブリングさせた。電解電位は−2,(11)ボ
ルト/SCBであった。
に維持し、一方流量2.2NA/hのCF3Brを陰極
液中にバブリングさせた。電解電位は−2,(11)ボ
ルト/SCBであった。
電気分解が完了したら、反応溶液を酸性媒体(HCI、
pH1)中で、加水分解し、水酸化ナトリウムによって
中和し、次いで飽和状態に達するまで塩化ナトリウムを
添加した。次にこの混合物を、エチルエーテルによる抽
出処理に付し、得られた抽出物を硫酸す) +Jウム上
で乾燥させた。エーテルを留去した後、1,1.i)リ
フルオロ−2−プロパツール(b、 p、・78℃)が
得られた。その構造はNMR及び気相クロマトグラフィ
ーを直列に配列したマススペクトログラフィーによって
確言忍した。
pH1)中で、加水分解し、水酸化ナトリウムによって
中和し、次いで飽和状態に達するまで塩化ナトリウムを
添加した。次にこの混合物を、エチルエーテルによる抽
出処理に付し、得られた抽出物を硫酸す) +Jウム上
で乾燥させた。エーテルを留去した後、1,1.i)リ
フルオロ−2−プロパツール(b、 p、・78℃)が
得られた。その構造はNMR及び気相クロマトグラフィ
ーを直列に配列したマススペクトログラフィーによって
確言忍した。
電流収率、すなわち論理値に対する分析によって確認さ
れた生成物の量の比は35%であった。
れた生成物の量の比は35%であった。
実施例2
二酸化炭素を親電子性基質として使用し、還元操作は以
下の条件下で実施した。
下の条件下で実施した。
電解電位ニー1.9ボルト/SC8
電流密度:0.IA/dm’
温度 :20℃
時間 二6時間
陽極液 : 0.15mol/ lのLiClを含むD
MF溶液溶液4ニ 50m1 電気分解を開始する前に、この溶液を CFJrと(11)2によって飽和させた。
MF溶液溶液4ニ 50m1 電気分解を開始する前に、この溶液を CFJrと(11)2によって飽和させた。
次いで2.2tl!/hのC F 3Brと2.2N!
!./hのCO□(モル比−1)を上記操作の間添加し
た。
!./hのCO□(モル比−1)を上記操作の間添加し
た。
次いで、反応溶液を酸性媒体中で加水分解し、更に蒸留
にかけた。水/トリフルオロ酢酸共沸混合物を105.
5℃で大気圧下で蒸留した。
にかけた。水/トリフルオロ酢酸共沸混合物を105.
5℃で大気圧下で蒸留した。
この方法では、トリフルオロ酢酸の電流収率52%が得
られ、その構造は19F NMRによって確S忍した
。
られ、その構造は19F NMRによって確S忍した
。
実施例3〜9
以下の表は実施例1の方法を他の溶媒、他の電解質、他
の基質に適用することによって行なわれた7つの操作を
総めたものである。また、TBABはテトラブチルアン
モニウムブロマイドの略号である。木表の第5欄に示さ
れている温度および長方形のプラチナ板(30crl)
を陰極として用いた実施例3を除けば、その他の操作条
件は実施例1の場合と同じである。全ての生成物は、N
MRによって確言忍した。
の基質に適用することによって行なわれた7つの操作を
総めたものである。また、TBABはテトラブチルアン
モニウムブロマイドの略号である。木表の第5欄に示さ
れている温度および長方形のプラチナ板(30crl)
を陰極として用いた実施例3を除けば、その他の操作条
件は実施例1の場合と同じである。全ての生成物は、N
MRによって確言忍した。
Claims (11)
- (1)有機トリフルオロ、クロロジフルオロまたはジク
ロロフルオロメチル誘導体の調製方法であって、以下の
式( I ): Cl_xF_3_−_xC−Br ( I ) ただし、Xは0、1または2である。 で示される化合物を、該化合物( I )の還元電位の下
で電気化学的活性のない親電子性基質及び支持電解質の
存在下で、非プロトン性溶媒中で、電気化学的に還元す
ることを特徴とする上記方法。 - (2)上記化合物( I )がブロモトリフルオロメタン
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
法。 - (3)上記親電子性基質が二酸化炭素、アルデヒド、ケ
トン、または活性化されたオレフィンであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項または第2項に記載の方法
。 - (4)上記支持電解質がリチウム塩またはテトラアルキ
ルアンモニウム塩であることを特徴とする特許請求の範
囲第1〜3項のいずれか1項に記載の方法。 - (5)上記非プロトン性溶媒がアミド、スルホキシド、
ニトリル、エーテル、及びそれらの混合物からなる群か
ら選択されることを特徴とする特許請求の範囲第1〜4
項のいずれか1項に記載の方法。 - (6)上記電気化学的還元における陰極が炭素、グラフ
ァイト、プラチナ、ニッケル、金、鉛、または水銀で作
られたものであることを特徴とする特許請求の範囲第1
〜5項のいずれか1項に記載の方法。 - (7)上記電気化学的還元における陰極と陽極がイオン
交換膜、磁器、または焼結ガラスによって隔てられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1〜6項のいずれ
か1項に記載の方法。 - (8)上記操作が0〜80℃の範囲内の温度で実施され
ることを特徴とする特許請求の範囲第1〜7項のいずれ
か1項に記載の方法。 - (9)上記非プロトン性溶媒中の支持電解質の量が0.
01mol/lから飽和状態の範囲内にあり、好ましく
は0.1〜1mol/lの範囲内にあることを特徴とす
る特許請求の範囲第1〜8項のいずれか1項に記載の方
法。 - (10)上記親電子性基質の化合物( I )に対するモ
ル比が1〜20の範囲内、好ましくは3〜10の範囲内
にあることを特徴とする特許請求の範囲第1〜9項のい
ずれか1項に記載の方法。 - (11)上記反応媒体が上記化合物( I )によって飽
和されていることを特徴とする特許請求の範囲第1〜1
0項のいずれか1項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8507595A FR2582320B1 (fr) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | Procede electrochimique de preparation de derives organiques trifluoro (ou chlorodifluoro ou dichlorofluoro) methyles |
FR8507595 | 1985-05-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61291987A true JPS61291987A (ja) | 1986-12-22 |
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