JPWO2007063939A1 - Method for producing tetrafluorocyclobutenone - Google Patents

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達也 杉本
間瀬 貴信
貴信 間瀬
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    • C07C45/513Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition involving transformation of singly bound oxygen functional groups to >C = O groups the singly bound functional group being an etherified hydroxyl group

Abstract

本発明は、下記に示すように、式(1)で示される化合物を、酸触媒と接触させる工程を含むことを特徴とする、式(2)で表されるテトラフルオロシクロブテノンの製造方法である。本発明によれば、高収率で、再現性よくテトラフルオロシクロブテノンを製造することができる。下記式中、Rは、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、またはハロゲン原子を表し、nは1〜5の整数を表す。As shown below, the present invention includes a process for producing a tetrafluorocyclobutenone represented by the formula (2), which comprises a step of bringing the compound represented by the formula (1) into contact with an acid catalyst. It is. According to the present invention, tetrafluorocyclobutenone can be produced with high yield and good reproducibility. In the following formula, R represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a halogen atom, and n represents an integer of 1 to 5.

Description

本発明は、半導体装置の製造分野で用いるプラズマ反応用ガス、含フッ素ポリマーの製造原料、及び含フッ素医薬中間体等として有用なテトラフルオロシクロブテノンの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing tetrafluorocyclobutenone useful as a plasma reaction gas, a fluoropolymer production raw material, and a fluoropharmaceutical intermediate used in the field of manufacturing semiconductor devices.

テトラフルオロシクロブテノンは、   Tetrafluorocyclobutenone is

Figure 2007063939
Figure 2007063939

で示される含フッ素化合物である。この化合物は、低分子量で適度な沸点(沸点:45〜46℃)を有するため、取り扱いが容易であり、半導体装置の製造分野等で利用価値が高いものとして期待されている。
しかしながら、この化合物の製造方法はあまり知られておらず、詳細な研究がなされていないのが実情である。
It is a fluorine-containing compound shown by these. Since this compound has a low molecular weight and an appropriate boiling point (boiling point: 45 to 46 ° C.), it is easy to handle and is expected to have high utility value in the field of manufacturing semiconductor devices.
However, the manufacturing method of this compound is not well known, and the fact is that detailed studies have not been made.

従来のテトラフルオロシクロブテノンの製造方法としては、例えば、非特許文献1には、ヘキサフルオロシクロブテンとベンジルアルコールとを、水酸化カリウム存在下に反応させて、1−ベンジルオキシペンタフルオロシクロブテンを合成し、得られた1−ベンジルオキシペンタフルオロシクロブテンを、濃硫酸存在下、150℃に加熱することで、目的物が収率77.5%で得られる旨が記載されている。   As a conventional method for producing tetrafluorocyclobutenone, for example, in Non-Patent Document 1, hexafluorocyclobutene and benzyl alcohol are reacted in the presence of potassium hydroxide to give 1-benzyloxypentafluorocyclobutene. The 1-benzyloxypentafluorocyclobutene obtained is heated to 150 ° C. in the presence of concentrated sulfuric acid to obtain the desired product in a yield of 77.5%.

しかしながら、この方法は、反応の再現性に乏しく、目的物であるテトラフルオロシクロブテノンが全く得られない場合がある。   However, this method has poor reproducibility of the reaction, and sometimes the target tetrafluorocyclobutenone cannot be obtained at all.

また、非特許文献2には、ヘキサフルオロシクロブテンをナトリウムメトキシドと反応させて、1−メトキシペンタフルオロシクロブテンを合成し、得られた1−メトキシペンタフルオロシクロブテンを三酸化硫黄で処理することにより、目的物が収率27%で得られる旨が記載されている。   In Non-Patent Document 2, hexafluorocyclobutene is reacted with sodium methoxide to synthesize 1-methoxypentafluorocyclobutene, and the resulting 1-methoxypentafluorocyclobutene is treated with sulfur trioxide. This indicates that the desired product is obtained in a yield of 27%.

しかしながら、この方法は収率が低い上に、毒性及び腐食性が強い三酸化硫黄を使用するため、テトラフルオロシクロブテノンを工業的生産規模で製造する方法としては好ましくない。
従って、高収率で、再現性よくテトラフルオロシクロブテノンを製造できる、テトラフルオロシクロブテノンの工業的な製造方法の開発が望まれていた。
However, since this method uses sulfur trioxide, which has a low yield and is highly toxic and corrosive, it is not preferable as a method for producing tetrafluorocyclobutenone on an industrial production scale.
Therefore, development of an industrial production method of tetrafluorocyclobutenone that can produce tetrafluorocyclobutenone with high yield and high reproducibility has been desired.

Dokl.Akad.Nauk SSSR,1976,229(4),870(Chemical Abstract,Vol.85,176886n)Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1976, 229 (4), 870 (Chemical Abstract, Vol. 85, 176886n) Journal of American Chemical Society,1977,99(4),1218Journal of American Chemical Society, 1977, 99 (4), 1218

本発明は、上述した従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、高収率で、再現性よくテトラフルオロシクロブテノンを製造できる、テトラフルオロシクロブテノンの工業的な製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described prior art, and provides an industrial process for producing tetrafluorocyclobutenone that can produce tetrafluorocyclobutenone with high yield and good reproducibility. This is the issue.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、後述する式(1)で示される化合物を酸触媒と接触させることにより、目的とするテトラフルオロシクロブテノンを、高収率で、再現性よく製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
かくして、本発明によれば、式(1)
As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the present inventors brought the target tetrafluorocyclobutenone into a high yield by bringing the compound represented by the formula (1) described later into contact with an acid catalyst. The present inventors have found that it can be produced with good reproducibility and have completed the present invention.
Thus, according to the present invention, the formula (1)

Figure 2007063939
Figure 2007063939

(式中、Rは、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、またはハロゲン原子を表し、nは1〜5のいずれかの整数を表す。)で示される化合物を、酸触媒と接触させる工程を含むことを特徴とする、式(2) (Wherein R represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a halogen atom, and n represents any integer of 1 to 5). , Characterized in that it comprises a step of contacting with an acid catalyst, formula (2)

Figure 2007063939
Figure 2007063939

で表されるテトラフルオロシクロブテノンの製造方法が提供される。
本発明のテトラフルオロシクロブテノンの製造方法においては、酸触媒として、ジメチルスルホキシド中、25℃における酸解離定数(pKa)が13以下である酸を用いることが好ましく、前記式(1)で示される化合物を酸触媒と接触させる工程が、沸点が100℃以上の芳香族炭化水素中、前記式(1)で表される化合物と酸触媒とを接触させる工程であることが好ましい。
The manufacturing method of tetrafluorocyclobutenone represented by these is provided.
In the method for producing tetrafluorocyclobutenone according to the present invention, it is preferable to use an acid having an acid dissociation constant (pKa) at 25 ° C. of 13 or less in dimethyl sulfoxide as the acid catalyst. The step of bringing the compound to be brought into contact with the acid catalyst is preferably a step of bringing the compound represented by the formula (1) into contact with the acid catalyst in an aromatic hydrocarbon having a boiling point of 100 ° C. or higher.

本発明の製造方法によれば、比較的温和な条件で、再現性よく、テトラフルオロシクロブテノンを収率よく製造することができる。従って、本発明の製造方法は、テトラフルオロシクロブテノンの工業的製造方法として有用である。   According to the production method of the present invention, tetrafluorocyclobutenone can be produced with good reproducibility and high yield under relatively mild conditions. Therefore, the production method of the present invention is useful as an industrial production method of tetrafluorocyclobutenone.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のテトラフルオロシクロブテノンの製造方法は、前記式(1)で表される化合物(以下、「化合物(1)」ということがある。)を酸触媒と接触させる工程を含むことを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The method for producing tetrafluorocyclobutenone of the present invention comprises a step of bringing a compound represented by the formula (1) (hereinafter sometimes referred to as “compound (1)”) into contact with an acid catalyst. And

本発明の製造方法は,出発原料として、化合物(1)を用いる。
前記式(1)中、Rは、メチル基、エチル基、イソプロピル基、n−プロピル基の炭素数1〜3のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、n−プロポキシ基の炭素数1〜3のアルコキシ基、又はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子を表す。
In the production method of the present invention, compound (1) is used as a starting material.
In the formula (1), R is a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, an n-propyl group having 1 to 3 carbon atoms; a methoxy group, an ethoxy group, an isopropoxy group, or an n-propoxy group. 1 to 3 alkoxy groups or a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.

nは1〜5のいずれかの整数を表し、目的物が収率よく得られる点、及び製造コストの観点から、nは1であるのが好ましい。なお、nが2以上のとき、複数のRは同一であっても相異なっていてもよい。   n represents an integer of 1 to 5, and n is preferably 1 from the viewpoint of obtaining the target product in good yield and the production cost. When n is 2 or more, the plurality of R may be the same or different.

化合物(1)の具体例としては、1−(4−メチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−メチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−メチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(4−エチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−エチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−エチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(4−イソプロピルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−イソプロピルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−イソプロピルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(4−n−プロピルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−n−プロピルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−n−プロピルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3,5−ジメチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3,4−ジメチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2,6−ジメチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2,4−ジメチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2,4,6−トリメチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン等の、Rが炭素数1〜3のアルキル基である化合物;   Specific examples of the compound (1) include 1- (4-methylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3-methylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-methylbenzyloxy) pentafluorocyclo Butene, 1- (4-ethylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3-ethylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-ethylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (4-isopropyl Benzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3-isopropylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-isopropylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (4-n-propylbenzyloxy) pentafluorocyclo Butene, 1- (3-n Propylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-n-propylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3,5-dimethylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3,4-dimethylbenzyl) Oxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2,6-dimethylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2,4-dimethylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2,4,6-trimethylbenzyl) Compounds wherein R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, such as oxy) pentafluorocyclobutene;

1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(4−エトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−エトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−エトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(4−イソプロポキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−イソプロポキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−イソプロポキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(4−n−プロポキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−n−プロポキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−n−プロポキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3,5−ジメトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3,4−ジメトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2,6−ジメトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2,4−ジメトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2,3,5−トリメトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン等の、Rが炭素数1〜3のアルコキシ基である化合物;   1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (4-ethoxybenzyloxy) ) Pentafluorocyclobutene, 1- (3-ethoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-ethoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (4-isopropoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1 -(3-isopropoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-isopropoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (4-n-propoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3- n-propoxy Benzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-n-propoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3,5-dimethoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3,4-dimethoxybenzyloxy) ) Pentafluorocyclobutene, 1- (2,6-dimethoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2,4-dimethoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2,3,5-trimethoxybenzyl) Compounds wherein R is an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, such as oxy) pentafluorocyclobutene;

1−(4−フルオロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−フルオロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−フルオロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(4−クロロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−クロロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−クロロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(4−ブロモベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−ブロモベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−ブロモベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(4−ヨードベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−ヨードベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−ヨードベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3,5−ジクロロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3,4−ジクロロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2,6−ジクロロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2,4−ジクロロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2,4,6−トリクロロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2,3,4,5−テトラクロロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン等の、Rがハロゲン原子である化合物; 1- (4-fluorobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3-fluorobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-fluorobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (4-chlorobenzyloxy) ) Pentafluorocyclobutene, 1- (3-chlorobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-chlorobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (4-bromobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3-bromobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-bromobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (4-iodobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3-iodobenzyloxy) penta Fluorocyclobutene, -(2-iodobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3,5-dichlorobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3,4-dichlorobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2, 6-dichlorobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2,4-dichlorobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2,4,6-trichlorobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2, Compounds in which R is a halogen atom, such as 3,4,5-tetrachlorobenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2,3,4,5,6-pentafluorobenzyloxy) pentafluorocyclobutene;

1−(2−メチル−4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−メトキシ−4−メチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−メチル−4−クロロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−クロロ−4−メチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−クロロ−4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(3−クロロ−4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−メチル−4−メトキシ−6−クロロベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン等の、複数のRが相異なる基である化合物;等が挙げられる。   1- (2-methyl-4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3-methoxy-4-methylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-methyl-4-chlorobenzyloxy) penta Fluorocyclobutene, 1- (3-chloro-4-methylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-chloro-4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (3-chloro-4-methoxy Benzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-methyl-4-methoxy-6-chlorobenzyloxy) pentafluorocyclobutene and the like, wherein R is a different group;

これらの中でも、入手が容易で、収率よく目的物を得ることができることから、1−(4−メチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−メチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(4−エチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−エチルベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(4−エトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(2−エトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンが好ましく、1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン、1−(4−エトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンがより好ましい。   Among these, 1- (4-methylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-methylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1 can be easily obtained and the target product can be obtained with high yield. -(4-ethylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-ethylbenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1- (2-methoxybenzyloxy) Pentafluorocyclobutene, 1- (4-ethoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, and 1- (2-ethoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene are preferable, and 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, 1 -(4-Ethoxybenzyloxy) Printer fluoro cyclobutene is more preferred.

出発原料である化合物(1)は、下記反応式に示すように、式(3)で表されるヘキサフルオロシクロブテンと、式(4)で表される、目的物に対応する置換基を有するベンジルアルコール(以下、「化合物(4)」という。)とを、塩基存在下に反応させることにより得ることができる。   As shown in the following reaction formula, the starting material compound (1) has a hexafluorocyclobutene represented by the formula (3) and a substituent corresponding to the target compound represented by the formula (4). It can be obtained by reacting benzyl alcohol (hereinafter referred to as “compound (4)”) in the presence of a base.

Figure 2007063939
Figure 2007063939

用いる塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム等の金属炭酸塩;ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、マグネシウムエトキシド、カリウムt−ブトキシド等の金属アルコキシド;水素化ナトリウム、水素化カリウム、水素化カルシウム等の金属水素化物;トリエチルアミン、ピリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセ−7−エン(DBU)等の有機塩基;等が挙げられる。
塩基の使用量は、ヘキサフルオロシクロブテンに対して、通常1〜3当量である。
Bases used include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide; metal carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate and calcium carbonate Metal alkoxides such as sodium methoxide, sodium ethoxide, magnesium ethoxide and potassium t-butoxide; metal hydrides such as sodium hydride, potassium hydride and calcium hydride; triethylamine, pyridine, 1,8-diazabicyclo [5 4.0] organic bases such as undec-7-ene (DBU);
The usage-amount of a base is 1-3 equivalent normally with respect to hexafluorocyclobutene.

化合物(1)を得る反応は溶媒中で行うのが好ましい。用いる溶媒としては、反応に不活性なものであれば特に制約はない。例えば、アセトニトリル等のニトリル類;テトラヒドロフラン等のエーテル類;ジメチルホルムアミド等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;水;等が挙げられる。これらの溶媒は一種単独で、あるいは二種以上を混合して用いることができる。   The reaction for obtaining the compound (1) is preferably carried out in a solvent. The solvent to be used is not particularly limited as long as it is inert to the reaction. For example, nitriles such as acetonitrile; ethers such as tetrahydrofuran; amides such as dimethylformamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; water; These solvents can be used alone or in combination of two or more.

反応温度は、用いる化合物(4)の種類等にもよるが、通常−50℃〜+70℃、好ましくは−30℃〜+30℃である。
反応時間は、反応規模等にもよるが、通常30分から24時間、好ましくは、1時間〜10時間である。
While the reaction temperature depends on the kind of the compound (4) to be used, etc., it is generally −50 ° C. to + 70 ° C., preferably −30 ° C. to + 30 ° C.
Although depending on the reaction scale and the like, the reaction time is usually 30 minutes to 24 hours, preferably 1 hour to 10 hours.

反応終了後においては、上記のようにして、ヘキサフルオロシクロブテンと化合物(4)とを反応させて得られた化合物(1)を含む反応液に、水及び水と非混和性の有機溶媒とを添加し、分液して、有機層を分取する。次いで、分取した有機層から化合物(1)を単離することができる。また、前記水と非混和性の有機溶媒として、次の、酸触媒と接触させる工程に用いる有機溶媒を使用し、有機層から低沸点物質を除去して得られる化合物(1)を含む有機溶媒溶液をそのまま次の反応に用いることもできる。   After completion of the reaction, water and an organic solvent immiscible with water are added to the reaction solution containing the compound (1) obtained by reacting hexafluorocyclobutene with the compound (4) as described above. Is added and separated to separate the organic layer. Next, the compound (1) can be isolated from the collected organic layer. In addition, as the organic solvent immiscible with water, an organic solvent containing a compound (1) obtained by removing a low-boiling substance from an organic layer using an organic solvent used in the subsequent step of contacting with an acid catalyst. The solution can also be used for the next reaction as it is.

出発原料であるヘキサフルオロシクロブテンは公知化合物であり、例えば、市販の1,2−ジクロロヘキサフルオロシクロブタン、1,2−ジブロモヘキサフルオロシクロブタン等を、公知の脱ハロゲン化反応に付すことにより得ることができる。脱ハロゲン化する方法としては、例えば、1,2−ジクロロヘキサフルオロシクロブタンを亜鉛と反応させる方法等が挙げられる。
化合物(4)としては、工業的に入手容易であることから、2−メチルベンジルアルコール、4−メチルベンジルアルコール、2−メトキシベンジルアルコール、4−メトキシベンジルアルコール、2−エトキシベンジルアルコール、4−メトキシベンジルアルコールが好適である。
The starting material hexafluorocyclobutene is a known compound, and can be obtained, for example, by subjecting commercially available 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane, 1,2-dibromohexafluorocyclobutane, etc. to a known dehalogenation reaction. Can do. Examples of the dehalogenating method include a method of reacting 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane with zinc.
As the compound (4), 2-methylbenzyl alcohol, 4-methylbenzyl alcohol, 2-methoxybenzyl alcohol, 4-methoxybenzyl alcohol, 2-ethoxybenzyl alcohol, 4-methoxy are easily available industrially. Benzyl alcohol is preferred.

本発明の製造方法は、化合物(1)と酸触媒とを接触させる工程を含むことを特徴とする(以下、この工程における反応を「本反応」という)。
本反応の反応機構は、次のように考えることができる。すなわち、まず、化合物(1)が酸触媒と接触することにより、化合物(1)の分子構造に依存して、化合物(1)から置換ベンジル基が非常に効率的に遊離し、1−ヒドロキシペンタフルオロシクロブテンが生成する。次いで、この1−ヒドロキシペンタフルオロシクロブテンは不安定であるため、容易にフッ化水素が脱離して、目的物であるテトラフルオロシクロブテノンが生成するものと考えられる。
The production method of the present invention includes a step of bringing compound (1) into contact with an acid catalyst (hereinafter, the reaction in this step is referred to as “main reaction”).
The reaction mechanism of this reaction can be considered as follows. That is, first, when the compound (1) comes into contact with the acid catalyst, the substituted benzyl group is released from the compound (1) very efficiently depending on the molecular structure of the compound (1), and 1-hydroxypenta Fluorocyclobutene is produced. Next, since this 1-hydroxypentafluorocyclobutene is unstable, it is considered that hydrogen fluoride is easily eliminated and tetrafluorocyclobutenone which is the target product is generated.

本反応に用いる酸触媒としては、酸性物質であれば、特に制約されないが、目的物を収率よく得る観点から、ジメチルスルホキシド(DMSO)中、25℃における酸解離定数(pKa)が13以下である酸が好ましい。なお、pKaの下限は、通常、1程度である。   The acid catalyst used in this reaction is not particularly limited as long as it is an acidic substance, but from the viewpoint of obtaining the desired product in good yield, the acid dissociation constant (pKa) at 25 ° C. in dimethyl sulfoxide (DMSO) is 13 or less. Certain acids are preferred. The lower limit of pKa is usually about 1.

ジメチルスルホキシド中における酸解離定数の値は、Pure & Applied Chemistry、Vol.49,pp963−968、化学便覧 改訂5版 基礎編II354ページ(日本化学会編、丸善株式会社出版)等に記載されている。
酸解離定数の値は、例えば、塩酸:2.1、硫酸:1.4、酢酸:12.6、メタンスルホン酸:1.6、ジクロロ酢酸:6.4である(前記化学便覧による)。なお、硫酸等のように多段階に解離する酸である場合には、第1の解離定数が13以下であるものを用いるのが好ましい。
The value of the acid dissociation constant in dimethyl sulfoxide is described in Pure & Applied Chemistry, Vol. 49, pp 963-968, Chemistry Handbook, Rev. 5 Basic Edition, page II354 (Chemical Society of Japan, published by Maruzen Co., Ltd.).
The values of the acid dissociation constant are, for example, hydrochloric acid: 2.1, sulfuric acid: 1.4, acetic acid: 12.6, methanesulfonic acid: 1.6, dichloroacetic acid: 6.4 (according to the above chemical handbook). In the case of an acid that dissociates in multiple stages, such as sulfuric acid, it is preferable to use an acid having a first dissociation constant of 13 or less.

上記酸解離定数はn価の酸(HA;nは水素原子の個数)について、以下のように定義される。すなわち、ジメチルスルホキシド(DMSO)中、HAの1段階目の解離平衡反応は以下: The acid dissociation constant is defined as follows for an n-valent acid (H n A; n is the number of hydrogen atoms). That is, the first-stage dissociation equilibrium reaction of H n A in dimethyl sulfoxide (DMSO) is as follows:

Figure 2007063939
Figure 2007063939

のようになり、酸解離定数pKaは以下: The acid dissociation constant pKa is as follows:

Figure 2007063939
Figure 2007063939

のように定義される。 Is defined as follows.

本発明においては、これらの酸を、化合物(1)の種類等に応じて適宜選択して用いればよい。なかでも、取り扱いが容易で、収率よく目的物が得られることから、塩酸、硫酸、メタンスルホン酸、ジクロロ酢酸が好ましく、塩酸、硫酸、メタンスルホン酸がより好ましい。   In the present invention, these acids may be appropriately selected and used according to the type of the compound (1). Among these, hydrochloric acid, sulfuric acid, methanesulfonic acid, and dichloroacetic acid are preferable, and hydrochloric acid, sulfuric acid, and methanesulfonic acid are more preferable because they are easy to handle and the target product can be obtained with high yield.

酸の使用量は、化合物(1)に対して、通常0.001〜5当量、好ましくは0.01〜2当量である。このような範囲で酸を使用することにより、収率よく目的物を得ることができる。   The usage-amount of an acid is 0.001-5 equivalent normally with respect to a compound (1), Preferably it is 0.01-2 equivalent. By using an acid in such a range, the target product can be obtained with good yield.

本反応は、無溶媒又は溶媒中で行うことができる。
用いる溶媒としては、反応に不活性な溶媒であれば特に制約はない。本反応においては、前述のようにフッ化水素が副生するため、フッ化水素と反応する溶媒の使用は好ましくない。例えば、エーテル系溶媒は、エーテル部分の切断が起こるため好ましくない。
This reaction can be carried out without solvent or in a solvent.
The solvent to be used is not particularly limited as long as it is an inert solvent for the reaction. In this reaction, since hydrogen fluoride is by-produced as described above, it is not preferable to use a solvent that reacts with hydrogen fluoride. For example, an ether solvent is not preferable because the ether moiety is cleaved.

また、反応を促進するために高温で反応を行う上では、反応溶媒として、沸点が100℃以上の溶媒の使用が好ましく、酸及びフッ化水素に対して安定であることから、沸点が100℃以上の芳香族炭化水素の使用がより好ましい。   Moreover, when performing reaction at high temperature in order to accelerate | stimulate reaction, use of the solvent whose boiling point is 100 degreeC or more is preferable as a reaction solvent, and since boiling point is 100 degreeC from being stable with respect to an acid and hydrogen fluoride. The use of the above aromatic hydrocarbons is more preferable.

沸点が100℃以上の芳香族炭化水素としては、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、エチルベンゼン、ベンゾトリフルオリド、ヘキサフルオロメタキシレン、トリス(トリフルオロメチル)ベンゼン、ナフタレン、1−メチルナフタレン、2−メチルナフタレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ベンゾニトリル、テトラリン等が挙げられる。これらの溶媒は1種単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。
これらの中でも、相対的に沸点の高い、キシレン、ジクロロベンゼン、1−メチルナフタレンが好ましく、ジクロロベンゼン、1−メチルナフタレンの使用が特に好ましい。
Aromatic hydrocarbons having a boiling point of 100 ° C. or higher include toluene, xylene, trimethylbenzene, ethylbenzene, benzotrifluoride, hexafluorometaxylene, tris (trifluoromethyl) benzene, naphthalene, 1-methylnaphthalene, 2-methylnaphthalene. Chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, benzonitrile, tetralin and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
Among these, xylene, dichlorobenzene and 1-methylnaphthalene having a relatively high boiling point are preferable, and use of dichlorobenzene and 1-methylnaphthalene is particularly preferable.

前記芳香族炭化水素は、反応溶媒として、単独で用いてもよいが、沸点が100℃未満の芳香族炭化水素や、芳香族炭化水素以外のその他の任意の溶媒と混合して用いてもよい。   The aromatic hydrocarbon may be used alone as a reaction solvent, but may be used by mixing with an aromatic hydrocarbon having a boiling point of less than 100 ° C. or any other solvent other than aromatic hydrocarbons. .

溶媒を用いる場合、溶媒の使用量は、特に制限されないが、製造コスト及び取り扱い易さ等の観点から、化合物(1)1重量部に対し、通常0.01〜100重量部、好ましくは0.1〜20重量部である。   In the case of using a solvent, the amount of the solvent used is not particularly limited, but from the viewpoint of production cost and ease of handling, etc., it is usually 0.01 to 100 parts by weight, preferably 0. 1 to 20 parts by weight.

反応温度は、通常、15〜200℃、好ましくは50〜150℃である。
反応時間は、反応規模等にもよるが、通常30分から24時間である。
The reaction temperature is usually 15 to 200 ° C, preferably 50 to 150 ° C.
The reaction time is usually 30 minutes to 24 hours, depending on the reaction scale and the like.

反応系内の圧力は、常圧でも構わないが、後述するように、目的物を反応系外へ速やかに取り出す上では、反応系内を減圧にするのが好ましい。反応系内を減圧にする場合には、目的物が反応系外へ速やかに留出し、かつ、使用する溶媒が系外へ留出しないような反応温度を設定して、減圧度を選択する必要がある。   The pressure in the reaction system may be normal pressure, but as described later, it is preferable to reduce the pressure in the reaction system in order to quickly take out the target product from the reaction system. When reducing the pressure inside the reaction system, it is necessary to select the degree of pressure by setting the reaction temperature so that the target product distills out of the reaction system quickly and the solvent used does not distill out of the system. There is.

目的物であるテトラフルオロシクロブテノンは、比較的沸点の低い化合物である。そのため、反応系から留出したテトラフルオロシクロブテノンを完全に捕集する方法としては、冷却したトラップ等を使用して捕集する方法が望ましい。   The target product, tetrafluorocyclobutenone, is a compound having a relatively low boiling point. Therefore, as a method for completely collecting tetrafluorocyclobutenone distilled from the reaction system, a method for collecting using a cooled trap or the like is desirable.

冷却したトラップ等を使用して捕集する方法としては、特に制約はなく、通常、低沸点の目的物を得る場合に用いる公知のトラップ方法が採用できる。例えば、トラップ管を接続した単蒸留装置を取り付けた反応容器を使用して、目的物をトラップしながら反応を行うことができる。より具体的には、単蒸留装置のアウト側(取り出し口側)から真空ポンプを使用して系内を減圧とし、トラップ管を冷媒(例えば、ドライアイス−エタノール浴など)中に浸して冷却することにより、生成する低沸点の目的物をトラップしながら、反応を行うことができる。
反応終了後、捕集した目的物は、更に純度を高めるために、通常の精留を行なって精製することも好ましい。
The method of collecting using a cooled trap or the like is not particularly limited, and a known trap method that is usually used for obtaining a low-boiling target can be employed. For example, the reaction can be carried out while trapping the target substance using a reaction vessel equipped with a simple distillation apparatus connected to a trap tube. More specifically, the inside of the system is depressurized by using a vacuum pump from the out side (extraction port side) of the simple distillation apparatus, and the trap tube is immersed in a refrigerant (for example, a dry ice-ethanol bath) and cooled. Thus, the reaction can be carried out while trapping the low-boiling target product produced.
After completion of the reaction, the collected target product is preferably purified by ordinary rectification in order to further increase the purity.

本発明においては、反応を継続しながら目的物を反応系外へ取り出すことなく反応を行い、反応終了後に、反応溶液をアルカリで中和し、水洗、乾燥、蒸留等の通常の後処理操作を行ない、目的物を製造することも、もちろん可能である。   In the present invention, the reaction is conducted without taking out the target product out of the reaction system while continuing the reaction. After the reaction is completed, the reaction solution is neutralized with an alkali, and subjected to usual post-treatment operations such as washing with water, drying and distillation. Of course, it is also possible to manufacture the object.

また、本反応においてはフッ化水素が副生する。副生するフッ化水素は、そのまま反応系内に留めておいても構わないが、人体に有害であり、金属等を腐食するため、なるべく速やかに除去するのが好ましい。   In this reaction, hydrogen fluoride is by-produced. The by-produced hydrogen fluoride may be left in the reaction system as it is, but it is harmful to the human body and corrodes the metal or the like, so it is preferable to remove it as soon as possible.

フッ化水素を除去する方法としては、例えば、反応系内に、フッ化水素を除去することができ、かつ本反応に不活性な物質を存在させる方法が挙げられる。
そのような物質としては、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等のフッ化水素と複合塩を形成する化合物;アルミナ、モレキュラーシーブス、合成ゼオライト等のフッ化水素と反応する物質;等が挙げられる。
Examples of the method for removing hydrogen fluoride include a method in which a substance that can remove hydrogen fluoride and is inactive in this reaction is present in the reaction system.
Examples of such substances include compounds that form complex salts with hydrogen fluoride such as sodium fluoride and potassium fluoride; substances that react with hydrogen fluoride such as alumina, molecular sieves, and synthetic zeolite.

フッ化水素を除去する物質の使用量は、用いる物質の除去能力、コスト等を考慮して決定すればよいが、化合物(1)よりも過剰当量であるのが好ましい。また、フッ化水素を除去する物質の形態は、特に制約はなく、粉末状であっても、ペレット状であっても構わない。
フッ化水素を除去する物質は、反応を行う反応容器及び/又は目的物を捕集するために設けたトラップ内に配置する。
The amount of the substance that removes hydrogen fluoride may be determined in consideration of the removal ability of the substance to be used, the cost, etc., but it is preferably an excess equivalent to the compound (1). Further, the form of the substance for removing hydrogen fluoride is not particularly limited, and may be in the form of powder or pellet.
The substance for removing hydrogen fluoride is disposed in a reaction vessel for performing the reaction and / or a trap provided for collecting a target object.

本発明の製造方法によれば、再現性よく目的とするテトラフルオロシクロブテノンを得ることができる。
本発明の製造方法によれば、半導体装置の製造分野で用いるプラズマ反応用ガス、含フッ素ポリマーの製造原料、及び含フッ素医薬中間体等として有用な、テトラフルオロシクロブテノンを工業的に有利に製造することができる。
According to the production method of the present invention, the desired tetrafluorocyclobutenone can be obtained with good reproducibility.
According to the manufacturing method of the present invention, tetrafluorocyclobutenone, which is useful as a plasma reaction gas used in the field of manufacturing semiconductor devices, a raw material for manufacturing a fluorine-containing polymer, and a fluorine-containing pharmaceutical intermediate, is industrially advantageous. Can be manufactured.

以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら制限されるものではない。なお、「部」は、重量部を表す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not restrict | limited at all by these Examples. “Parts” represents parts by weight.

以下の実施例および比較例における、ガスクロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー−質量分析(GC/MS)、19F−NMR、及びIRの測定は、下記の測定装置を使用して行った。In the following examples and comparative examples, gas chromatography, gas chromatography-mass spectrometry (GC / MS), 19 F-NMR, and IR were measured using the following measuring apparatus.

(1)ガスクロマトグラフィー
検出器:HP−6850(ヒューレットパッカード社製)
カラム:NB−1(GLサイエンス社製)
カラム温度:初期温度40℃で10分間保持した後、20℃/分で240℃まで昇温し、同温度を10分間保持した。
(2)GC/MS
GC部分:HP−6890(ヒューレットパッカード社製)
MS部分:5773,NETWORK(ヒューレットパッカード社製)
(3)19F−NMR
GX−500(日本電子社製)
(4)IR
FT−IR8100(島津製作所社製)
(1) Gas chromatography detector: HP-6850 (manufactured by Hewlett-Packard Company)
Column: NB-1 (manufactured by GL Sciences)
Column temperature: After maintaining at an initial temperature of 40 ° C. for 10 minutes, the temperature was raised to 240 ° C. at 20 ° C./min, and the same temperature was maintained for 10 minutes.
(2) GC / MS
GC part: HP-6890 (manufactured by Hewlett-Packard Company)
MS part: 5773, NETWORK (manufactured by Hewlett-Packard)
(3) 19 F-NMR
GX-500 (manufactured by JEOL Ltd.)
(4) IR
FT-IR8100 (manufactured by Shimadzu Corporation)

[製造例1]ヘキサフルオロシクロブテンの製造
滴下ロート、攪拌機、及び還流冷却器を取り付けたガラス製反応器内に、亜鉛末56部、トリエチレングリコールジメチルエーテル(トリグライム)80部、及び酢酸8部を入れた。全容を15℃で攪拌しながら、1,2−ジクロロヘキサフルオロシクロブタン(シンクエスト社製)100部を、滴下ロートを使用して滴下し、滴下終了後、70℃まで昇温し、3時間さらに撹拌した。
その間、還流冷却器上部から出てくるガス状生成物を、ドライアイス−エタノール(−80℃)に冷却したガラス製トラップ内に導入し捕集した。捕集した内容物をガスクロマトグラフィーにて分析した結果、目的物のヘキサフルオロシクロブテンであった(収量:53部、収率76%)。
[Production Example 1] Production of hexafluorocyclobutene In a glass reactor equipped with a dropping funnel, a stirrer, and a reflux condenser, 56 parts of zinc dust, 80 parts of triethylene glycol dimethyl ether (triglyme), and 8 parts of acetic acid were added. I put it in. While stirring the whole volume at 15 ° C., 100 parts of 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane (manufactured by Synquest) was dropped using a dropping funnel, and after completion of the dropping, the temperature was raised to 70 ° C. and further increased for 3 hours. Stir.
Meanwhile, the gaseous product emerging from the upper part of the reflux condenser was introduced and collected in a glass trap cooled to dry ice-ethanol (−80 ° C.). As a result of analyzing the collected contents by gas chromatography, the target product was hexafluorocyclobutene (yield: 53 parts, yield 76%).

[製造例2]1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン溶液の調製
滴下ロートを取り付けたガラス製反応器内に、製造例1の反応を繰り返して得られたヘキサフルオロシクロブテン140部、及びアセトニトリル40部を入れ、−30℃に冷却した。
一方、4−メトキシベンジルアルコール127部、水酸化カリウム51部、アセトニトリル56部、及び水40部からなる混合物を滴下ロートに入れた。次いで、反応器内の内容物をポリテトラフルオロエチレン製攪拌子で攪拌しながら、滴下ロート内の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、反応温度を室温(約25℃)まで徐々に昇温しながら、さらに6時間撹拌した。
反応終了後、反応混合物の一部を採取し、このもののガスクロマトグラフィー−質量分析(GC/MS)を行なった結果、目的物である1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンが生成していることが確認された。
[Production Example 2] Preparation of 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene solution 140 parts of hexafluorocyclobutene obtained by repeating the reaction of Production Example 1 in a glass reactor equipped with a dropping funnel , And 40 parts of acetonitrile, and cooled to -30 ° C.
On the other hand, a mixture consisting of 127 parts of 4-methoxybenzyl alcohol, 51 parts of potassium hydroxide, 56 parts of acetonitrile, and 40 parts of water was placed in a dropping funnel. Next, the mixture in the dropping funnel was dropped over 2 hours while stirring the contents in the reactor with a polytetrafluoroethylene stirrer. After completion of the dropwise addition, the reaction was further stirred for 6 hours while gradually raising the reaction temperature to room temperature (about 25 ° C.).
After completion of the reaction, a part of the reaction mixture was collected and subjected to gas chromatography-mass spectrometry (GC / MS). As a result, 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, which was the target product, was produced. It was confirmed that

次いで、水210部及び1−メチルナフタレン51部を反応混合物に添加し、目的物である1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンを有機層に抽出した。有機層を1kPaの減圧下として低沸点物質(アセトニトリルなど)を除去することにより、1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンを含む1−メチルナフタレン溶液220部を得た。
ガスクロマトグラフィー分析による、1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンの収率は、原料のヘキサフルオロシクロブテン基準で74.6%であった。
得られた1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンを含む1−メチルナフタレン溶液はそのまま次の反応に付した。
GC/MS(EI−MS):m/z 280(M+),157,121
Next, 210 parts of water and 51 parts of 1-methylnaphthalene were added to the reaction mixture, and 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene which was the target product was extracted into the organic layer. The organic layer was reduced under reduced pressure of 1 kPa to remove low-boiling substances (such as acetonitrile) to obtain 220 parts of 1-methylnaphthalene solution containing 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene.
The yield of 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene by gas chromatography analysis was 74.6% based on the raw material hexafluorocyclobutene.
The obtained 1-methylnaphthalene solution containing 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene was directly subjected to the next reaction.
GC / MS (EI-MS): m / z 280 (M +), 157, 121

[製造例3]1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテン溶液の調製
滴下ロートを取り付けたガラス製反応器内に、製造例1の反応を繰り返して得られたヘキサフルオロシクロブテン100部、及びアセトニトリル20部を入れ、−30℃に冷却した。一方、4−メトキシベンジルアルコール63部、水酸化カリウム26部、アセトニトリル28部、及び水20部からなる混合物を滴下ロートに入れた。次いで、反応器内の内容物をポリテトラフルオロエチレン製攪拌子で攪拌しながら、滴下ロート内の混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、反応温度を室温(約25℃)まで徐々に昇温しながらさらに4時間撹拌した。
反応終了後、反応混合物の一部を採取し、ガスクロマトグラフィー−質量分析(GC/MS)を行なった結果、目的物である1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンが生成していることが確認された。
[Production Example 3] Preparation of 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene solution 100 parts of hexafluorocyclobutene obtained by repeating the reaction of Production Example 1 in a glass reactor equipped with a dropping funnel , And 20 parts of acetonitrile, and cooled to -30 ° C. On the other hand, a mixture consisting of 63 parts of 4-methoxybenzyl alcohol, 26 parts of potassium hydroxide, 28 parts of acetonitrile, and 20 parts of water was placed in a dropping funnel. Next, the mixture in the dropping funnel was dropped over 1 hour while stirring the contents in the reactor with a polytetrafluoroethylene stirrer. After completion of the dropwise addition, the reaction was further stirred for 4 hours while gradually raising the reaction temperature to room temperature (about 25 ° C.).
After completion of the reaction, a part of the reaction mixture was collected and subjected to gas chromatography-mass spectrometry (GC / MS). As a result, 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene, which was the target product, was produced. It was confirmed that

次いで、得られた反応混合物に水100部及びトルエン26部を添加し、目的物である1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンを有機層に抽出した。有機層を3kPaの減圧下として有機低沸点物質(アセトニトリルなど)を除去することにより、1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンを含むトルエン溶液152部を得た。
ガスクロマトグラフィー分析による、1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンの収率は、原料のヘキサフルオロシクロブテン基準で82%であった。
得られた1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンを含むトルエン溶液はそのまま次の反応に付した。
Next, 100 parts of water and 26 parts of toluene were added to the resulting reaction mixture, and the target 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene was extracted into the organic layer. The organic layer was reduced under a reduced pressure of 3 kPa to remove organic low-boiling substances (such as acetonitrile) to obtain 152 parts of a toluene solution containing 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene.
The yield of 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene by gas chromatography analysis was 82% based on the raw material hexafluorocyclobutene.
The obtained toluene solution containing 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene was directly subjected to the next reaction.

[製造例4]1−ベンジルオキシペンタフルオロシクロブテンの合成
滴下ロートを取り付けたガラス製反応器内に、製造例1の反応を繰り返して得られたヘキサフルオロシクロブテン200部と、アセトニトリル120部を入れ、−40℃に冷却した。一方、ベンジルアルコール135部、水酸化カリウム74部、アセトニトリル25部、及び水50部を滴下ロートに入れた。反応器内の内容物をポリテトラフルオロエチレン製攪拌子で攪拌しながら、滴下ロート内の混合物を2.5時間かけて滴下した。滴下終了後、反応温度を0℃まで徐々に昇温しながらさらに7時間撹拌した。
反応終了後、反応液からエバポレーターにてアセトニトリルを留去して得られた残留物に含まれる固形物を濾取した。得られた固形分を水で2回洗浄し、減圧下、五酸化二リン上で乾燥して、目的物である1−ベンジルオキシペンタフルオロシクロブテン260部を白色結晶として得た。
[Production Example 4] Synthesis of 1-benzyloxypentafluorocyclobutene In a glass reactor equipped with a dropping funnel, 200 parts of hexafluorocyclobutene obtained by repeating the reaction of Production Example 1 and 120 parts of acetonitrile were added. And cooled to -40 ° C. Meanwhile, 135 parts of benzyl alcohol, 74 parts of potassium hydroxide, 25 parts of acetonitrile, and 50 parts of water were placed in a dropping funnel. The mixture in the dropping funnel was added dropwise over 2.5 hours while stirring the contents in the reactor with a polytetrafluoroethylene stirrer. After completion of the dropwise addition, the reaction was further stirred for 7 hours while gradually raising the reaction temperature to 0 ° C.
After completion of the reaction, acetonitrile was distilled off from the reaction solution with an evaporator, and the solid matter contained in the obtained residue was collected by filtration. The obtained solid was washed twice with water and dried over diphosphorus pentoxide under reduced pressure to obtain 260 parts of 1-benzyloxypentafluorocyclobutene as the target product as white crystals.

[実施例1]
ガラス製トラップを接続した単蒸留装置を取り付けたガラス製フラスコに、製造例2で得た1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンの1−メチルナフタレン溶液100部を入れ、ここにメタンスルホン酸0.8部を添加した。単蒸留装置のアウト側を真空ポンプで10kPaに減圧しながら、ガラス製フラスコ内の内容物を100℃にて4時間撹拌した。その間、単蒸留装置から得られるガス状の反応生成物を、ドライアイス−エタノール浴(−72℃)により冷却したガラス製トラップ内に補集した。ガラス製トラップ内に捕集された液状物は58部であった。このものをガスクロマトグラフィーにより分析した結果、目的物であるテトラフルオロシクロブテノンであった。1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンを基準とした、テトラフルオロシクロブテノンの収率は69%であった。
[Example 1]
100 parts of 1-methylnaphthalene solution of 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene obtained in Production Example 2 was placed in a glass flask equipped with a simple distillation apparatus connected with a glass trap, and methane was added thereto. 0.8 part of sulfonic acid was added. The content in the glass flask was stirred at 100 ° C. for 4 hours while reducing the pressure on the out side of the simple distillation apparatus to 10 kPa with a vacuum pump. Meanwhile, the gaseous reaction product obtained from the simple distillation apparatus was collected in a glass trap cooled by a dry ice-ethanol bath (−72 ° C.). The amount of liquid collected in the glass trap was 58 parts. As a result of analyzing this product by gas chromatography, it was tetrafluorocyclobutenone which was the target product. The yield of tetrafluorocyclobutenone based on 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene was 69%.

この操作を、同条件で再度行なったところ、収率67%で目的物であるテトラフルオロシクロブテノンが得られ、再現性のあることが確認された。
このものの19F−NMR、IR、GC/MSデータを以下に示す。
When this operation was performed again under the same conditions, tetrafluorocyclobutenone which was the target product was obtained with a yield of 67%, and it was confirmed that it was reproducible.
19 F-NMR, IR, and GC / MS data of this product are shown below.

19F−NMR(CFCl,CCl)δppm;−100(s,1F),−111.3(s,1F),−114.9(s,2F)
IR(gas);1860、1725、1400、1140、1025cm−1
GC/MS(EI−MS):m/z 140(M+),112,93
19 F-NMR (CFCl 3 , CCl 4 ) δ ppm; -100 (s, 1F), -111.3 (s, 1F), -114.9 (s, 2F)
IR (gas); 1860, 1725, 1400, 1140, 1025 cm −1
GC / MS (EI-MS): m / z 140 (M +), 112, 93

[実施例2]
実施例1において、用いる酸触媒をメタンスルホン酸0.8部からジクロロ酢酸10部に代えた以外は実施例1と同様にして反応を行った。その結果、目的物であるテトラフルオロシクロブテノン51部が得られた(収率60%)。
[Example 2]
In Example 1, the reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the acid catalyst used was changed from 0.8 part of methanesulfonic acid to 10 parts of dichloroacetic acid. As a result, 51 parts of tetrafluorocyclobutenone which was the target product was obtained (yield 60%).

[実施例3]
ガラス製トラップを接続した単蒸留装置を取り付けたガラス製フラスコに、製造例3で得た1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンのトルエン溶液100部を入れ、ここにメタンスルホン酸1.5部を添加した。単蒸留装置のアウト側を、真空ポンプで10kPaに減圧しながら、反応混合物を、100℃にて7時間撹拌した。この間、単蒸留装置からガス状物として得られる反応生成物を、ドライアイス−エタノール浴(−72℃)により冷却したガラス製トラップ内に補集した。ガラス製トラップ内に捕集された液状物は24部であった。このものをガスクロマトグラフィーにより分析した結果、目的物であるテトラフルオロシクロブテノンであった。1−(4−メトキシベンジルオキシ)ペンタフルオロシクロブテンを基準とした収率は34%であった。
[Example 3]
100 parts of a toluene solution of 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene obtained in Production Example 3 was placed in a glass flask equipped with a simple distillation apparatus connected with a glass trap, and methanesulfonic acid 1 .5 parts were added. The reaction mixture was stirred at 100 ° C. for 7 hours while the pressure on the out side of the simple distillation apparatus was reduced to 10 kPa with a vacuum pump. During this time, the reaction product obtained as a gaseous product from the simple distillation apparatus was collected in a glass trap cooled by a dry ice-ethanol bath (-72 ° C.). The liquid collected in the glass trap was 24 parts. As a result of analyzing this product by gas chromatography, it was tetrafluorocyclobutenone which was the target product. The yield based on 1- (4-methoxybenzyloxy) pentafluorocyclobutene was 34%.

[比較例1]
比較例1は、非特許文献1に記載された方法に準じて行った。ガラス製トラップを接続した単蒸留装置を取り付けたガラス製フラスコに、製造例4で得た1−ベンジルオキシペンタフルオロシクロブテン30部を含むトルエン溶液、フッ化ナトリウム10部、及び市販の95%濃硫酸24部を入れ、150℃にて内容物を攪拌した。撹拌を7時間継続したが、ドライアイス−エタノール浴(−72℃)により冷却したガラス製トラップ内には何も補集されなかった。また、ガラス製フラスコ内は黒色に変色していた。反応混合物をガスクロマトグラフィーにより分析したが、目的物であるテトラフルオロシクロブテノンの生成は認められなかった。
[Comparative Example 1]
Comparative Example 1 was performed according to the method described in Non-Patent Document 1. In a glass flask equipped with a simple distillation apparatus connected to a glass trap, a toluene solution containing 30 parts of 1-benzyloxypentafluorocyclobutene obtained in Production Example 4, 10 parts of sodium fluoride, and a commercially available 95% concentrated solution. 24 parts of sulfuric acid was added and the contents were stirred at 150 ° C. Stirring was continued for 7 hours, but nothing was collected in the glass trap cooled by a dry ice-ethanol bath (−72 ° C.). Further, the inside of the glass flask was changed to black. The reaction mixture was analyzed by gas chromatography, but formation of the objective tetrafluorocyclobutenone was not observed.

[比較例2]
ガラス製トラップを接続した単蒸留装置を取り付けたガラス製フラスコに、製造例4で得た1−ベンジルオキシペンタフルオロシクロブテン30部、フッ化ナトリウム10部、市販の95%濃硫酸24部、及びトルエン20部を入れ、70℃にて内容物を攪拌した。
撹拌を9時間継続したが、ドライアイス−エタノール浴(−72℃)により冷却したガラス製トラップ内には何も補集されなかった。また、ガラス製フラスコ内は黒色に変色していた。反応混合物をガスクロマトグラフィー分析したところ、目的物であるテトラフルオロシクロブテノンの生成は認められず、原料の1−ベンジルオキシペンタフルオロシクロブテンの分解が認められた。
[Comparative Example 2]
In a glass flask equipped with a single distillation apparatus connected with a glass trap, 30 parts of 1-benzyloxypentafluorocyclobutene obtained in Production Example 4, 10 parts of sodium fluoride, 24 parts of commercially available 95% concentrated sulfuric acid, and 20 parts of toluene was added and the contents were stirred at 70 ° C.
Stirring was continued for 9 hours, but nothing was collected in the glass trap cooled by a dry ice-ethanol bath (-72 ° C). Further, the inside of the glass flask was changed to black. When the reaction mixture was analyzed by gas chromatography, the production of the target tetrafluorocyclobutenone was not observed, and decomposition of the starting material 1-benzyloxypentafluorocyclobutene was observed.

比較例1、2の実験結果では、1−ベンジルオキシペンタフルオロシクロブテンを原料として用いた場合には、目的とするテトラフルオロシクロブテノンの生成は確認することができなかった。   In the experimental results of Comparative Examples 1 and 2, when 1-benzyloxypentafluorocyclobutene was used as a raw material, formation of the desired tetrafluorocyclobutenone could not be confirmed.

Claims (3)

式(1)
Figure 2007063939
(式中、Rは、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、またはハロゲン原子を表し、nは1〜5のいずれかの整数を表す。)で示される化合物を、酸触媒と接触させる工程を含むことを特徴とする、式(2)
Figure 2007063939
で表されるテトラフルオロシクロブテノンの製造方法。
Formula (1)
Figure 2007063939
(Wherein R represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a halogen atom, and n represents any integer of 1 to 5). , Characterized in that it comprises a step of contacting with an acid catalyst, formula (2)
Figure 2007063939
The manufacturing method of tetrafluorocyclobutenone represented by these.
前記酸触媒として、ジメチルスルホキシド中、25℃における酸解離定数(pKa)が13以下である酸を用いることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein an acid having an acid dissociation constant (pKa) at 25 ° C of 13 or less is used as the acid catalyst in dimethyl sulfoxide. 前記式(1)で示される化合物を酸触媒と接触させる工程が、沸点が100℃以上の芳香族炭化水素中で行われる請求項1または2に記載の製造方法。   The production method according to claim 1 or 2, wherein the step of bringing the compound represented by the formula (1) into contact with an acid catalyst is performed in an aromatic hydrocarbon having a boiling point of 100 ° C or higher.
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