JPWO2007094313A1 - 2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物の製造方法 - Google Patents

2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペンの新規製造方法の提供【解決手段】【化1】式(1)(Xはアルキル基等)で表される化合物と式(2)(Yはハロゲン原子等)で表される化合物とを式(3)[式中、Mは元素周期表第10属の金属の酸化状態1ないし8のイオンを表し、Gは単座又は多座の配位子を表し、Lは中心金属Mに結合した式(4)で表されるホスフィン化合物を表すか、式(5)および式(6)から選ばれるカルベンを表し、aが2ないし5のときはLは互いに同一でも異なっていてもよく、Aは、一価に荷電したアニオン又は多価に荷電したアニオンを表し、bは1ないし3の整数を表し、aは1ないし5・bの整数を表し、cは0であるか又は1ないし4・bの整数を表し、nは1ないし6の整数を表す。]で表される触媒存在下反応させることによる、式(7)で表される2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物又はその塩の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、医農薬あるいはその製造中間体、機能性高分子のモノマーとして有用な2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物の製造方法に関するものである。
従来、2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物を製造する方法としては、例えば特許文献1ないし4,非特許文献1ないし5などが知られている。しかし、工業的に製造可能な方法で、かつ、高収率で前記化合物を得られる方法はなく、必ずしも満足のいくものではない。また、置換フェニルボロン酸又は置換フェニルボロン酸エステル又は置換フェニルボロン酸塩を原料として、10族遷移金属触媒の存在下において反応させる、いわゆる鈴木−宮浦カップリング反応を用いた合成例は特許文献2と非特許文献3に記載されている。これらのうち特許文献2では、収率が49ないし73%とそれほど高くなく、またフェニル基上の置換基がカルボキシアミド基を必ず含む限定的なものである。一方、非特許文献3では、フェニルボロン酸の置換基によっては収率が70%程度にとどまり、また配位子としてヒ素化合物を使用しており、実用的ではない。
中国特許第1293197号明細書(2001年) 中国特許第1263084号明細書(2000年) 中国特許第1051911号明細書(1991年) 英国特許第2197313号明細書(1988年) ケミストリー レターズ,(2004年),第33巻(9),1206ページ オーガニック レターズ,(2002年),第4巻(10),1671ページ ジャーナル オブ フルオライン ケミストリー,(1999年),第95巻,167ページ ジャーナル オブ オルガノメタリック ケミストリー,(1995年),第489巻(1−2),137ページ ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー,(1994年),第59巻(10),2898ページ
上記の通り、既存の方法は、2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物を製造する方法として収率面および工業的生産の実用化の面で改善の余地を残している。
本発明者らは、このような状況に鑑み、鋭意検討した結果、2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物を製造する際に、ある種の触媒を用いることによって、高収率、高選択的で、かつ、工業的生産が可能となる範囲まで触媒を低減することができることを見いだし、発明に至った。
すなわち、本発明は、
〔1〕式(1):
Figure 2007094313
[式中、Xは、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、−SF5、C1−C6アルキル基、C1−C6ハロアルキル基、ヒドロキシ(C1−C6)ハロアルキル基、C1−C6アルコキシ(C1−C6)ハロアルキル基、C1−C6ハロアルコキシ(C1−C6)ハロアルキル基、C3−C8ハロシクロアルキル基、−OR3、−OSO23又は−S(O)r3を表し、mは1ないし5の整数を表し、mが2以上を表すとき、各々のXは互いに同一であっても又は互いに相異なっていてもよく、
1及びR2は、それぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基を表すか又は一緒になって、ともに末端で結合する2価の炭化水素残基を表し、
3は、C1−C6アルキル基、C1−C6ハロアルキル基又はC1−C3ハロアルコキシ(C1−C3)ハロアルキル基を表し、
rは、0ないし2の整数を表す。]で表される置換フェニルボロン酸又は置換フェニルボロン酸エステル又は置換フェニルボロン酸塩と式(2):
Figure 2007094313
[式中、Yは、ハロゲン原子を表す。]で表される2−ハロゲン−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物又はその塩とを、式(3):
Figure 2007094313
[式中、
Mは、中心原子として、元素周期表第10族の金属の酸化状態1ないし8のイオンを表し、
Gは、中心原子Mに結合した単座又は多座の荷電した又は荷電していない配位子を表し、
Lは、中心原子Mに配位子として結合した、式(4):
Figure 2007094313
[式中、R4、R5及びR6はそれぞれ互いに同じであっても異なっていてもよく、水素原子、C1−C6アルキル基、C3−C18の単環式又は多環式シクロアルキル基又はC6−C14の置換されていてもよいアリール基を表し、その置換基は、ジ(C1−C6アルキル)アミノ基、C1−C6アルコキシル基、置換されていてもよいアリール基を表し、その置換基は、ジ(C1−C6アルキル)アミノ基、C1−C6アルコキシル基を表す。]で表されるホスフィン化合物又は式(5):
Figure 2007094313
もしくは式(6):
Figure 2007094313
[式中、R7及びR8はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、直鎖状又は分枝鎖状のC1−C7のアルキル基、C3−C18の単環式又は多環式シクロアルキル基、又は6ないし14個の炭素原子を有する置換されていてもよいアリール基を表し、その置換基は直鎖状又は分枝鎖状のC1−C7のアルキル基、又はC3−C18の単環式又は多環式シクロアルキル基を表し、
9、R10、R11及びR12はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子でもあり得、直鎖状又は分枝鎖状のC1−C7のアルキル基、C3−C18の単環式又は多環式シクロアルキル基、6ないし14個の炭素原子を有する場合によっては直鎖状又は分枝鎖状のC1−C7のアルキル基で置換されたアリール基、直鎖状又は分枝鎖状のC1−C7のアルコキシ基、又は直鎖状又は分枝鎖状のC1−C7のアルキルチオ基を表し、
7とR9、R8とR10、R7とR9とR11、又はR8とR10とR12は一緒になって縮合環を形成していてもよい。]で表されるカルベンを表し、aが2ないし15を表すとき、各々のLは互いに同一であっても又は互いに相異なっていてもよく、但しLのすべてがトリフェニルホスフィンを表すものは除く
Aは、一価に荷電したアニオン又は多価に荷電したアニオンを表し、
bは、1ないし3のいずれかの整数を表し、
aは、1ないし5のいずれかの整数に前記bを乗じた整数を表し、
cは、0を表すか又は1ないし4の整数に前記bを乗じた整数を表し、
nは、1ないし6のいずれかの整数を表す。]で表される錯体触媒の存在下において反応させることによる、式(7):
Figure 2007094313
[式中、X及びmは前記と同様の意味を表す。]で表される2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物又はその塩の製造方法。
〔2〕前記Xは、ハロゲン原子又はC1−C4ハロアルキル基を表し、mは、1ないし3の整数を表し、mが2又は3を表すとき、各々のXは互いに同一であっても又は互いに相異なっていてもよい、〔1〕記載の製造方法。
〔3〕前記Lのうち少なくとも1つが前記式(5)又は(6)で表されるカルベンを表す〔1〕記載の製造方法。
〔4〕前記Lのうち少なくとも1つが前記式(5)又は(6)で表されるカルベンを表し、かつ、R7及びR8が2,4,6−トリメチルフェニル基、2,6−ジイソプロピルフェニル基、2,6−ジイソプロピル−4−メチルフェニル基、1−アダマンチル基、tert.−ブチル基、シクロヘキシル基、トリル基又はキシリル基を表し、
9、R10、R11及びR12が水素原子を表す〔1〕記載の製造方法。
〔5〕前記Lのうち少なくとも1つが前記式(4)で表されるホスフィン化合物を表し、かつ、R4、R5及びR6のうち少なくとも1つはアダマンチル基、ノルボルニル基、tert.−ブチル基又はシクロヘキシル基を表す〔1〕記載の製造方法。
本発明の製造方法により、農医薬および機能材料の製造中間体として重要な2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物を高収率、高選択的に製造することができ、また、その際、使用する触媒は極めて少量まで低減可能で、工業的生産に有益な方法を提供できる。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明に包含される化合物のうちで、常法に従って酸付加塩にすることができるものは、例えば、フッ化水素酸、塩酸、臭化水素酸、沃化水素酸等のハロゲン化水素酸の塩、硝酸、硫酸、燐酸、塩素酸、過塩素酸等の無機酸の塩、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸等のスルホン酸の塩、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、トリフルオロ酢酸、フマール酸、酒石酸、蓚酸、マレイン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、マンデル酸、アスコルビン酸、乳酸、グルコン酸、クエン酸等のカルボン酸の塩又はグルタミン酸、アスパラギン酸等のアミノ酸の塩である。
或いは、本発明に包含される化合物のうちで、常法に従って金属塩にすることができるものは、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムといったアルカリ金属の塩、カルシウム、バリウム、マグネシウムといったアルカリ土類金属の塩又はアルミニウムの塩である。
次に、本明細書において示した各置換基の具体例を以下に示す。ここで、n−はノルマル、i−はイソ、s−はセカンダリー及びt−はターシャリーを各々意味し、o−はオルト、m−はメタ、p−はパラを意味し、Phはフェニルを意味する。
本発明化合物におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。尚、本明細書中「ハロ」の表記もこれらのハロゲン原子を表す。
本明細書におけるCa−Cbアルキル基の表記は、炭素原子数がaないしb個よりなる直鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基を表し、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルプロピル基、1,1−ジメチルプロピル基、1,2−ジメチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等が具体例として挙げられ、各々指定の炭素原子数の範囲で選択される。
本明細書におけるCa−Cbハロアルキル基の表記は、炭素原子に結合した水素原子が、ハロゲン原子によって任意に置換された、炭素原子数がaないしb個よりなる直鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基を表し、このとき、2個以上のハロゲン原子によって置換されている場合、それらのハロゲン原子は互いに同一でも、又は互いに相異なっていてもよい。例えばフルオロメチル基、クロロメチル基、ブロモメチル基、ヨードメチル基、ジフルオロメチル基、クロロフルオロメチル基、ジクロロメチル基、ブロモフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロジフルオロメチル基、ジクロロフルオロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモジフルオロメチル基、ブロモクロロフルオロメチル基、ジブロモフルオロメチル基、2−フルオロエチル基、2−クロロエチル基、2−ブロモエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、2−クロロ−2−フルオロエチル基、2,2−ジクロロエチル基、2−ブロモ−2−フルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、2−クロロ−2,2−ジフルオロエチル基、2,2−ジクロロ−2−フルオロエチル基、2,2,2−トリクロロエチル基、2−ブロモ−2,2−ジフルオロエチル基、2−ブロモ−2−クロロ−2−フルオロエチル基、2−ブロモ−2,2−ジクロロエチル基、1,1,2,2−テトラフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、1−クロロ−1,2,2,2−テトラフルオロエチル基、2−クロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエチル基、1,2−ジクロロ−1,2,2−トリフルオロエチル基、2−ブロモ−1,1,2,2−テトラフルオロエチル基、2−フルオロプロピル基、2−クロロプロピル基、2−ブロモプロピル基、2−クロロ−2−フルオロプロピル基、2,3−ジクロロプロピル基、2−ブロモ−3−フルオロプロピル基、3−ブロモ−2−クロロプロピル基、2,3−ジブロモプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−ブロモ−3,3−ジフルオロプロピル基、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル基、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロピル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、ヘプタフルオロプロピル基、2,3−ジクロロ−1,1,2,3,3−ペンタフルオロプロピル基、2−フルオロ−1−メチルエチル基、2−クロロ−1−メチルエチル基、2−ブロモ−1−メチルエチル基、2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチル基、1,2,2,2−テトラフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチル基、2−フルオロブチル基、2−クロロブチル基、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロブチル基、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチル基、2,3,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチル基、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブチル基、ノナフルオロブチル基、4−クロロ−1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブチル基、2−フルオロ−2−メチルプロピル基、1,2,2,3,3,3−ヘキサフルオロ−1−(トリフルオロメチル)プロピル基、2−クロロ−1,1−ジメチルエチル基、2−ブロモ−1,1−ジメチルエチル基、5−クロロ−2,2,3,4,4,5,5−ヘプタフルオロペンチル基、トリデカフルオロヘキシル基等が具体例として挙げられ、各々指定の炭素原子数の範囲で選択される。
本明細書におけるCa−Cbハロシクロアルキル基の表記は、炭素原子に結合した水素原子が、ハロゲン原子によって任意に置換された、炭素原子数がaないしb個よりなる環状の炭化水素基を表し、3員環から6員環までの単環又は複合環構造を形成することが出来る。また、各々の環は指定の炭素原子数の範囲でアルキル基によって任意に置換されていてもよく、ハロゲン原子による置換は環構造部分であっても、側鎖部分であっても、或いはそれらの両方であってもよく、さらに、2個以上のハロゲン原子によって置換されている場合、それらのハロゲン原子は互いに同一でも、又は互いに相異なっていてもよい。例えば2,2−ジフルオロシクロプロピル基、2,2−ジクロロシクロプロピル基、2,2−ジブロモシクロプロピル基、2,2−ジフルオロ−1−メチルシクロプロピル基、2,2−ジクロロ−1−メチルシクロプロピル基、2,2−ジブロモ−1−メチルシクロプロピル基、2,2,3,3−テトラフルオロシクロブチル基、2−(トリフルオロメチル)シクロヘキシル基、3−(トリフルオロメチル)シクロヘキシル基、4−(トリフルオロメチル)シクロヘキシル基等が具体例として挙げられ、各々指定の炭素原子数の範囲で選択される。
本明細書におけるCa−Cbアルコキシ基の表記は、炭素原子数がaないしb個よりなる前記の意味であるアルキル−O−基を表し、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、i−プロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、i−ブチルオキシ基、s−ブチルオキシ基、t−ブチルオキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基等が具体例として挙げられ、各々指定の炭素原子数の範囲で選択される。
本明細書におけるCa−Cbハロアルコキシ基の表記は、炭素原子数がaないしb個よりなる前記の意味であるハロアルキル−O−基を表し、例えばジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、クロロジフルオロメトキシ基、ブロモジフルオロメトキシ基、2−フルオロエトキシ基、2−クロロエトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、1,1,2,2,−テトラフルオロエトキシ基、2−クロロ−1,1,2−トリフルオロエトキシ基、2−ブロモ−1,1,2−トリフルオロエトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、2,2−ジクロロ−1,1,2−トリフルオロエトキシ基、2,2,2−トリクロロ−1,1−ジフルオロエトキシ基、2−ブロモ−1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ基、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルオキシ基、1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピルオキシ基、2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エトキシ基、ヘプタフルオロプロピルオキシ基、2−ブロモ−1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピルオキシ基等が具体例として挙げられ、各々指定の炭素原子数の範囲で選択される。
本明細書におけるヒドロキシ(Cd−Ce)ハロアルキル基、Ca−Cbアルコキシ(Cd−Ce)ハロアルキル基又はCa−Cbハロアルコキシ(Cd−Ce)ハロアルキル基の表記は、それぞれ前記の意味である任意のCa−Cbアルコキシ基、Ca−Cbハロアルコキシ基又は水酸基によって炭素原子に結合した水素原子又はハロゲン原子が任意に置換された炭素原子数がdないしe個よりなる前記の意味であるハロアルキル基を表し、例えば2,2,2−トリフルオロ−1−ヒドロキシ−1−(トリフルオロメチル)エチル基、ジフルオロ(メトキシ)メチル基、2,2,2−トリフルオロ−1−メトキシ−1−(トリフルオロメチル)エチル基、ジフルオロ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)メチル基、2,2,2−トリフルオロ−1−(2,2,2−トリフルオロエトキシ)−1−(トリフルオロメチル)エチル基、3−(1,2−ジクロロ−1,2,2−トリフルオロエトキシ)−1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロピル基等が具体例として挙げられ、各々指定の炭素原子数の範囲で選択される。
本明細書におけるアリール基の表記は、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、フェナントレン基又はフェロセン基などのメタロセン基が挙げられる。
式(1)中、R1及びR2はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基又は互いに末端で結合して2価の炭化水素残基を表す。アルキル基は炭素原子数1ないし6、好ましくは炭素原子数1ないし4の直鎖又は分枝鎖状のアルコキシ基が挙げられ、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基等を例示できる。R1及びR2が互いに末端で結合した2価の炭化水素残基としては、酸素原子とホウ素原子と共に5員環又は6員環を形成するものが好ましく、例えば、エチレン基、プロピレン基、2,3−ジメチルブタン−2,3−ジイル基、2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジイル基などのアルキレン基、o−フェニレン基、メチル−o−フェニレン基などが挙げられ、好ましくは2,3−ジメチルブタン−2,3−ジイル基である。
Xは、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、−SF5、C1−C6アルキル基、C1−C6ハロアルキル基、ヒドロキシ(C1−C6)ハロアルキル基、C1−C6アルコキシ(C1−C6)ハロアルキル基、C1−C6ハロアルコキシ(C1−C6)ハロアルキル基、C3−C8ハロシクロアルキル基、−OR3、−OSO23又は−S(O)r3を表し、mが2以上を表すとき、各々のXは互いに同一であっても又は互いに相異なっていてもよく、R3は、C1−C6アルキル基、C1−C6ハロアルキル基又はC1−C3ハロアルコキシ(C1−C3)ハロアルキル基を表し、rは、0ないし2の整数を表す。さらにXは、好ましくはハロゲン原子及びC1−C4ハロアルキル基が挙げられ、より好ましくは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子及びトリフルオロメチル基が挙げられる。このときXで表される置換基の数を表すmが2以上の整数を表すとき、各々のXは互いに同一であっても又は互いに相異なっていてもよい。
本発明に包含される化合物において、Xで表される置換基の数を表すmとしては、好ましくは1、2及び3が挙げられる。
式(1)中、Xで表される置換基の位置としては、より好ましくはホウ素が結合する炭素原子との結合位置に対して、メタ位及びパラ位が挙げられる。式(7)中、Xで表される置換基の位置としては、より好ましくは3,3,3−トリフルオロプロペン−2−イル基が結合する炭素原子との結合位置に対して、メタ位及びパラ位が挙げられる。
また、置換フェニルボロン酸化合物は、例えば式(8):
Figure 2007094313
(式中、X及びmは前記と同様の意味を表す。)
に示すような脱水縮合物を形成していてもよい。
式(2)中、Yはハロゲン原子を表し、好ましくはブロモ原子であり、2−ハロゲン−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物の具体例としては、2−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロペンである。
2−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロペンは非特許文献3に記載されているように、1,2−ジブロモ−3,3,3−トリフルオロプロパンから塩基の存在下に、容易に脱臭化水素化することで合成でき、さらにそのまま続けて鈴木−宮浦カップリング反応を行うことができる。すなわち、2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物を得るための出発原料としては2−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロペンの代わりに1,2−ジブロモ−3,3,3−トリフルオロプロパンを用いることができる。
本発明の反応に使用できる溶媒としては、例えば、水、アセトニトリル等のニトリル類、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド又はN−メチルピロリドン等の非プロトン性極性溶媒類、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、tert−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル又は1,4−ジオキサン等のエーテル類、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール又はt−ブタノール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン又はキシレン等の芳香族炭化水素類、もしくはn−ヘキサン、n−ヘプタン又はシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類等が挙げられ、好ましくは水、ニトリル類、エーテル類であり、特に好ましくは水、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンである。これらは単独で使用しても良いし、2種以上を混合して使用しても良い。
斯かる溶媒の使用量は特に限定されないが、置換フェニルボロン酸化合物又は置換フェニルボロン酸エステル類1重量部に対して、通常0.1ないし100重量部、好ましくは1ないし50重量部、特に好ましくは2ないし15重量部である。
式(2)で表される2−ハロゲン−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物の使用量は、置換フェニルボロン酸化合物又は置換フェニルボロン酸エステル類1モルに対して、通常0.5ないし100倍モル、好ましくは0.7ないし10倍モル、特に好ましくは1ないし1.5倍モルである。
式(3)中、Mは、中心原子としての、元素周期表第10族の金属の酸化状態1ないし8のイオンであり、好ましくはMは、Ni又はPdの酸化状態1ないし8のイオンであり、さらに好ましくはPdの酸化状態1ないし8のイオンである。
式(3)中、Lは、中心原子Mに配位子として結合した、式(4)で表されるホスフィン又は式(5)もしくは式(6)で表されるカルベンであり、具体例としては、ホスフィンは、トリ−n−プロピルホスフィン、トリ−i−プロピルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリ−s−ブチルホスフィン、トリ−t−ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、o−ビフェニル−ジ−t−ブチルホスフィン、o−ビフェニル−ジシクロヘキシルホスフィン、トリ−o−トリルホスフィン、ジ−t−ブチルメチルホスフィン、ジ−t−ブチルフェロセニルホスフィン、ジ−1−アダマンチル−t−ブチルホスフィン、ジ−1−アダマンチル−o−ビフェニルホスフィン、1−アダマンチル−ジ−t−ブチルホスフィン、ジ−1−アダマンチルホスフィン、ジ−1−ノルボルニルホスフィン、ジシクロヘキシル−o−フェロセニルフェニルホスフィン等が挙げられ、カルベンは、1,3−ビス−(メシチル)イミダゾール−2−イリデン(IMes)、1,3−ビス−(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾール−2−イリデン(IPr)、1,3−ビス−(アダマンチル)イミダゾール−2−イリデン(IAd)、1,3−ビス−(シクロヘキシル)イミダゾール−2−イリデン(ICy)、1,3−ビス−(2,6−ジメチルフェニル)イミダゾール−2−イリデン(IXy)、1,3−ビス−(トリル)イミダゾール−2−イリデン(ITol)、ジスピロ[シクロヘキサン−1,3’(2’H)−イミダゾ[5,1−b:4,3−b’]ビスオキサゾール[4]イウム−7’(8’H),1’’−シクロヘキサン]カルベン(IBiox6)、1,3−ビス−(メシチル)−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン(SIMes)、1,3−ビス−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン(SIPr)、1,3−ビス−(アダマンチル)−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン(SIAd)、1,3−ビス−(シクロヘキシル)−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン(SICy)、1,3−ビス−(2,6−ジメチルフェニル)−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン(SIXy)、1,3−ビス−(トリル)−4,5−ジヒドロイミダゾール−2−イリデン(SITol)等が挙げられる。
式(3)中、Gは、単座又は多座の配位子であり、好ましくは、水素原子又は水素イオン、ハロゲン原子又はハロゲンイオン、プソイドハライド、カルボキシレートイオン、スルホネートイオン、アミド基、アルコレート基、アセチルアセトネート基、一酸化炭素、1ないし7個の炭素原子を有するアルキル基、一酸化窒素、ニトリル基、イソニトリル基、モノ及びジオレフィン基、アルキン基、及びπ−芳香族基である。
式(3)中、aは好ましくは1又は2であり、bは好ましくは1であり、nは好ましくは1ないし3の数である。Aは好ましくは、ハライド−、プソイドハライド−、テトラフェニルボレート−、テトラフルオロボレート−、ヘキサフルオロホスフェート−、ヘキサフルオロアンチモネート−、およびカルボキシレート−イオン(特にアセテートイオン)、更には金属錯体アニオン、例えば、テトラカルボニル−コバルテート、ヘキサフルオロフェレート(III)、テトラクロロフェレート(III)、テトラクロロアルミネート、又はテトラクロロパラデート(II)である。
本発明に係る触媒としては、事前に元素周期表第10族の金属と上記Lのような配位子を組み合わせて調製し、単離された金属錯体を使用するか、もしくは、元素周期表第10族の金属塩と上記Lのような配位子又は配位子前駆体を溶媒中で撹拌したものを使用することができる。
配位子がカルベンの場合、配位子前駆体の具体例としては、1,3−ビス−(メシチル)イミダゾリウム クロライド(IMes・HCl)、1,3−ビス−(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウム クロライド(IPr・HCl)、1,3−ビス−(アダマンチル)イミダゾリウム クロライド(IAd・HCl)、1,3−ビス−(シクロヘキシル)イミダゾリウム クロライド(ICy・HCl)、1,3−ビス−(2,6−ジメチルフェニル)イミダゾリウム クロライド(IXy・HCl)、1,3−ビス−(トリル)イミダゾリウム クロライド(ITol・HCl)、ジスピロ[シクロヘキサン−1,3’(2’H)−イミダゾ[5,1−b:4,3−b’]ビスオキサゾール[4]イウム−7’(8’H),1’’−シクロヘキサン]トリフルオロメタンスルホン酸塩(IBiox6・HOTf)、1,3−ビス−(メシチル)−4,5−ジヒドロイミダゾリウム クロライド(SIMes・HCl)、1,3−ビス−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−4,5−ジヒドロイミダゾリウム クロライド(SIPr・HCl)、1,3−ビス−(アダマンチル)−4,5−ジヒドロイミダゾリウム クロライド(SIAd・HCl)、1,3−ビス−(シクロヘキシル)−4,5−ジヒドロイミダゾリウム クロライド(SICy・HCl)、1,3−ビス−(2,6−ジメチルフェニル)−4,5−ジヒドロイミダゾリウム クロライド(SIXy・HCl)、1,3−ビス−(トリル)−4,5−ジヒドロイミダゾリウム クロライド(SITol・HCl)、1,3−ビス−(メシチル)−4,5−ジヒドロイミダゾリウム テトラフルオロボレート(SIMes・HBF4)、1,3−ビス−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−4,5−ジヒドロイミダゾリウム テトラフルオロボレート(SIPr・HBF4)、1,3−ビス−(アダマンチル)−4,5−ジヒドロイミダゾリウム テトラフルオロボレート(SIAd・HBF4)である。
触媒の使用量は、置換フェニルボロン酸化合物又は置換フェニルボロン酸エステル類1モルに対して通常0.00000001ないし1倍モル、好ましくは0.000001ないし0.1倍モルとなるようにするのがよい。
本発明に係る塩基としては、公知の無機塩基および有機塩基を広く使用でき、例えば、無機塩基としては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム又は炭酸セシウムなどのアルカリ金属炭酸塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム又は水酸化セシウムなどのアルカリ金属水酸化物塩、炭酸マグネシウム又は炭酸カルシウムなどのアルカリ土類金属炭酸塩、水酸化マグネシウム又は水酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物塩、炭酸水素ナトリウム又は炭酸水素カリウムなどの炭酸水素塩、リン酸ナトリウム又はリン酸カリウムなどのリン酸塩、リン酸水素カリウム又はリン酸水素ナトリウムなどのリン酸水素塩又はフッ化カリウム又はフッ化ナトリウムなどのフッ化物塩などが挙げられ、有機塩基としては、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、メチルモルホリン、モルホリン又はジエチルアニリンなどが挙げられる。
斯かる塩基は、置換フェニルボロン酸化合物又は置換フェニルボロン酸エステル類1モルに対して通常1ないし10倍モル、好ましくは2ないし5倍モルとなるようにするのがよい。
本発明に係る反応を実施するには、例えば反応器に置換フェニルボロン酸化合物又は置換フェニルボロン酸エステル類、2−ハロゲン−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物、塩基及び溶媒を所定量仕込み、撹拌下、通常−100ないし220℃、好ましくは0ないし120℃で触媒を投入し、通常1ないし20時間、好ましくは3ないし15時間程度反応させればよい。
反応終了後の反応混合物からは、通常の単離精製手段、例えば、抽出、濃縮、蒸留、再結晶又はカラムクロマトグラフィーなどの単離操作を組み合わせて、2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物を単離することができる。
以下、本発明を実施例を挙げて具体的に述べるが、本発明はこれによって限定されるものではない。
〔実施例1〕
3,5−ジクロロフェニルボロン酸95mg(0.5mmol)と2−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロペン130mg(0.75mmol)をテトラヒドロフラン3mLに溶解させ、水2mLと炭酸カリウム138mg(1.0mmol)と1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾール−2−イリデン(1,4−ナフトキノン)パラジウム(0)ダイマー3.28mg(0.005mmol、パラジウム当たり)を加え、窒素雰囲気下密閉容器中90℃で5時間撹拌した。反応後、冷却し、高速液体クロマトグラフィーにて分析した。生成物はLCMS(液体クロマトグラフ質量分析計)又はGCMS(ガスクロマトグラフ質量分析計)にて同定した。主生成物は2−(3,5−ジクロロフェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペンであり、高速液体クロマトグラフィーにおける2−(3,5−ジクロロフェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペンの面積百分率は94%であった(UV検出器にて254nmの波長で検出)。
〔比較例1〕
3,5−ジクロロフェニルボロン酸95mg(0.5mmol)と2−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロペン130mg(0.75mmol)をテトラヒドロフラン3mLに溶解させ、水2mLと炭酸カリウム138mg(1.0mmol)とジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム3.51mg(0.005mmol、パラジウム当たり)を加え、窒素雰囲気下密閉容器中90℃で5時間撹拌した。反応後、冷却し、高速液体クロマトグラフィーにて分析した。生成物はLCMS又はGCMSにて同定した。主生成物は2−(3,5−ジクロロフェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペンであり、高速液体クロマトグラフィーにおける2−(3,5−ジクロロフェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペンの面積百分率は55%であった(UV検出器にて254nmの波長で検出)。

〔実施例2ないし7、比較例2ないし7〕
3,5−ジクロロフェニルボロン酸を表1に示すボロン酸類に変えた以外は実施例1、比較例1とそれぞれ同様にして反応を行い、それぞれ対応する2−置換フェニル−3,3,3−トリフルオロプロペン類をLCMS又はGCMSにて同定し、高速液体クロマトグラフィーにおける2−置換フェニル−3,3,3−トリフルオロプロペンの面積百分率を測定した(UV検出器にて254nmの波長で検出)。ただし、実施例5、比較例5の場合はガスクロマトグラフィーにおける2−置換フェニル−3,3,3−トリフルオロプロペンの面積百分率を測定した(FID検出器にて検出)。

〔表1〕
Figure 2007094313

〔実施例8ないし10〕
触媒、溶媒、温度を表2に示すものに変えた以外は実施例1、比較例1とそれぞれ同様にして反応を行い、それぞれ対応する2−(3,5−ジクロロフェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペンをLCMS又はGCMSにて同定し、高速液体クロマトグラフィーにおける2−(3,5−ジクロロフェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペンの面積百分率を測定した(UV検出器にて254nmの波長で検出)。

〔実施例11〕
1,3−ビス−(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウム クロライド(IPr・HCl、0.005mmol)と酢酸パラジウム(0.005mmol)をテトラヒドロフラン1mLに溶解させ、15分間撹拌し、触媒溶液を調製した。別の容器に3,5−ジクロロフェニルボロン酸95mg(0.5mmol)と2−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロペン130mg(0.75mmol)をテトラヒドロフラン2mLに溶解させ、水2mLと炭酸カリウム138mg(1.0mmol)を加えたところに、触媒溶液を加え、窒素雰囲気下密閉容器中90℃で5時間撹拌した。反応後、冷却し、高速液体クロマトグラフィーにて分析した。生成物はLCMS又はGCMSにて同定した。主生成物は2−(3,5−ジクロロフェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペンであり、高速液体クロマトグラフィーにおける2−(3,5−ジクロロフェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペンの面積百分率は73%であった(UV検出器にて254nmの波長で検出)。

〔表2〕
Figure 2007094313

〔実施例12〕
3,5−ジクロロフェニルボロン酸5g(26.2mmol)と2−ブロモ−3,3,3−トリフルオロプロペン6.87g(39.3mmol)を1,4−ジオキサン25gに溶解させ、水10gと炭酸カリウム7.24g(52.4mmol)と1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾール−2−イリデン(1,4−ナフトキノン)パラジウム(0)ダイマー9.2mg(0.013mmol、パラジウム当たり)を加え、窒素雰囲気下90℃で5時間加熱還流した。反応後、冷却し、水10gと酢酸エチル20gを加え、分液し、有機層に飽和食塩水10gを加え、分液し、溶媒を減圧下留去した。それを減圧蒸留にて精製し、58ないし64℃/2mmHgの留分を6.18g得た。これは無色液体で2−(3,5−ジクロロフェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペンであった。収率97.8%
1H NMR (CDCl3, Me4Si, 300MHz) δ7.40 (t, J = 2.0 Hz, 1H), 7.3−7.35 (m, 2H), 6.05 (m, 1H), 5.83 (m, 1H)。
本発明の製造方法は、農薬、医薬、機能材料の製造中間体として有用な化合物である2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペンの製造方法として有用である。

Claims (5)

  1. 式(1):
    Figure 2007094313
    [式中、Xは、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、−SF5、C1−C6アルキル基、C1−C6ハロアルキル基、ヒドロキシ(C1−C6)ハロアルキル基、C1−C6アルコキシ(C1−C6)ハロアルキル基、C1−C6ハロアルコキシ(C1−C6)ハロアルキル基、C3−C8ハロシクロアルキル基、−OR3、−OSO23又は−S(O)r3を表し、mは1ないし5の整数を表し、mが2以上を表すとき、各々のXは互いに同一であっても又は互いに相異なっていてもよく、
    1及びR2は、それぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基を表すか又は一緒になって、ともに末端で結合する2価の炭化水素残基を表し、
    3は、C1−C6アルキル基、C1−C6ハロアルキル基又はC1−C3ハロアルコキシ(C1−C3)ハロアルキル基を表し、
    rは、0ないし2の整数を表す。]で表される置換フェニルボロン酸又は置換フェニルボロン酸エステル又は置換フェニルボロン酸塩と式(2):
    Figure 2007094313
    [式中、Yは、ハロゲン原子を表す。]で表される2−ハロゲン−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物又はその塩とを、式(3):
    Figure 2007094313
    [式中、
    Mは、中心原子として、元素周期表第10族の金属の酸化状態1ないし8のイオンを表し、
    Gは、中心原子Mに結合した単座又は多座の荷電した又は荷電していない配位子を表し、
    Lは、中心原子Mに配位子として結合した、式(4):
    Figure 2007094313
    [式中、R4、R5及びR6はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子、C1−C6アルキル基、C3−C18の単環式又は多環式シクロアルキル基又はC6−C14の置換されていてもよいアリール基を表し、その置換基は、ジ(C1−C6アルキル)アミノ基、C1−C6アルコキシル基、置換されていてもよいアリール基を表し、その置換基は、ジ(C1−C6アルキル)アミノ基、C1−C6アルコキシル基を表す。]で表されるホスフィン化合物又は式(5):
    Figure 2007094313
    もしくは式(6):
    Figure 2007094313
    [式中、R7及びR8はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、直鎖状又は分枝鎖状のC1−C7のアルキル基、C3−C18の単環式又は多環式シクロアルキル基、又は6ないし14個の炭素原子を有する置換されていてもよいアリール基を表し、その置換基は直鎖状又は分枝鎖状のC1−C7のアルキル基、又はC3−C18の単環式もしくは多環式シクロアルキル基を表し、
    9、R10、R11及びR12はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子でもあり得、直鎖状又は分枝鎖状のC1−C7のアルキル基、C3−C18の単環式又は多環式シクロアルキル基、6ないし14個の炭素原子を有する場合によっては直鎖状又は分枝鎖状のC1−C7のアルキル基で置換されたアリール基、直鎖状又は分枝鎖状のC1−C7のアルコキシ基、又は直鎖状又は分枝鎖状のC1−C7のアルキルチオ基を表し、
    7とR9、R8とR10、R7とR9とR11、又はR8とR10とR12は一緒になって縮合環を形成していてもよい。]で表されるカルベンを表し、aが2ないし15を表すとき、各々のLは互いに同一であっても又は互いに相異なっていてもよく、但しLのすべてがトリフェニルホスフィンを表すものは除く
    Aは、一価に荷電したアニオン又は多価に荷電したアニオンを表し、
    bは、1ないし3のいずれかの整数を表し、
    aは、1ないし5のいずれかの整数に前記bを乗じた整数を表し、
    cは、0を表すか又は1ないし4の整数に前記bを乗じた整数を表し、
    nは、1ないし6のいずれかの整数を表す。]で表される錯体触媒の存在下において反応させることによる、式(7):
    Figure 2007094313
    [式中、X及びmは前記と同様の意味を表す。]で表される2−(置換フェニル)−3,3,3−トリフルオロプロペン化合物又はその塩の製造方法。
  2. 前記Xは、ハロゲン原子又はC1−C4ハロアルキル基を表し、mは、1ないし3の整数を表し、mが2又は3を表すとき、各々のXは互いに同一であっても又は互いに相異なっていてもよい、請求項1記載の製造方法。
  3. 前記Lのうち少なくとも1つが前記式(5)又は(6)で表されるカルベンを表す請求項1記載の製造方法。
  4. 前記Lのうち少なくとも1つが前記式(5)又は(6)で表されるカルベンを表し、かつ、R7及びR8が2,4,6−トリメチルフェニル基、2,6−ジイソプロピルフェニル基、2,6−ジイソプロピル−4−メチルフェニル基、1−アダマンチル基、tert.−ブチル基、シクロヘキシル基、トリル又はキシリル基を表し、
    9、R10、R11及びR12が水素原子を表す請求項1記載の製造方法。
  5. 前記Lのうち少なくとも1つが前記式(4)で表されるホスフィン化合物を表し、かつ、R4、R5及びR6のうち少なくとも1つはアダマンチル基、ノルボルニル基、tert.−ブチル基又はシクロヘキシル基を表す請求項1記載の製造方法。















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