WO2021054414A1 - 含フッ素化合物の製造方法 - Google Patents

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WO2021054414A1
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隆太 高下
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    • C07C41/01Preparation of ethers
    • C07C41/18Preparation of ethers by reactions not forming ether-oxygen bonds
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    • C07C43/02Ethers
    • C07C43/03Ethers having all ether-oxygen atoms bound to acyclic carbon atoms
    • C07C43/14Unsaturated ethers
    • C07C43/17Unsaturated ethers containing halogen

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a fluorine-containing compound.
  • Fluorine compounds are used in various fields such as pesticides, pharmaceuticals, and functional materials, and it is required to synthesize various structures by a simpler method.
  • Patent Document 1 discloses a method for producing a fluorine-containing compound in which a perfluoroalkyl bromide is added to an olefin compound by a radical reaction.
  • Patent Document 2 discloses a method of reacting a Grignard reagent with an electrophile R f- CF 2 CH 2 CH 2- I (R f is a perfluoroalkyl group).
  • Non-Patent Document 1 discloses a compound represented by the following formula as an electrophilic perfluoroalkylating agent.
  • R f is n ⁇ C m F 2 m + 1
  • T f is SO 2 CF 3
  • R is H or F.
  • Patent Document 1 Since the method of Patent Document 1 reacts with an olefin, it is not suitable for synthesizing a compound having a carbon-carbon double bond, and the type of electrophile is limited. In addition, since the product can undergo further radical reaction to terrorize, various by-products are produced. The electrophile of Patent Document 2 was not easily available. Further, the electrophile perfluoroalkylating agent of Non-Patent Document 1 requires a multi-step process for synthesis, the yield is low, and the electrophile is expensive.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a fluorine-containing compound, which produces a fluorine-containing compound under relatively mild reaction conditions using an easily available compound.
  • the present invention relates to the following [1] to [8] as a configuration for achieving the above object.
  • L is a sulfonate group.
  • G 1 is a monovalent group having a (poly) oxyfluoroalkylene chain, a hydrogen atom, an alkyl group, or a fluoroalkyl group.
  • G 2 is a divalent group, a single bond, an alkylene group, or a fluoroalkylene group having a (poly) oxyfluoroalkylene chain.
  • L is a sulfonate group, and a plurality of Ls in the formula (A2) may be the same or different.
  • n is 0 or 1.
  • n is 0 or The method for producing a fluorine-containing compound according to [2], wherein n is 1 and G 2 is a divalent group having a (poly) oxyfluoroalkylene chain, a single bond, or a perfluoroalkylene group.
  • the partial structure represented by the formula (a) is referred to as a partial structure (a).
  • the compound represented by the formula (A1) is referred to as a compound (A1).
  • Compounds and the like represented by other formulas are also similar to these.
  • “(Poly) oxyfluoroalkylene” is a general term for oxyfluoroalkylene and polyoxyfluoroalkylene.
  • the perfluoroalkyl group means a group in which all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms.
  • the fluoroalkyl group is a general term for a combination of a partial fluoroalkyl group and a perfluoroalkyl group.
  • a partial fluoroalkyl group is an alkyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms and one or more hydrogen atoms are present. That is, the fluoroalkyl group is an alkyl group having one or more fluorine atoms. “ ⁇ ” Indicates a numerical range means that the numerical values described before and after the numerical range are included as the lower limit value and the upper limit value.
  • R-MgX formula (B) R is a hydrocarbon group which may have a substituent and may have a hetero atom in the carbon chain, and X is a halogen atom.
  • the reaction of the above scheme (1) can be carried out under relatively mild reaction conditions by using a sulfonate group as the leaving group L of the partial structure (a) that reacts with the Grignard reagent.
  • a sulfonate group as the leaving group L of the partial structure (a) that reacts with the Grignard reagent.
  • the L of the partial structure (a) is a sulfonate group (-O-SO 2 -R 2) , leaving by reaction with a Grignard reagent.
  • R 2 is an organic group.
  • Specific examples of the sulfonate group include tosylate group (OTs), mesylate group (OMs), triflate group (OTf), nonaflate group (ONf) and the like. Of these, a triflate group is preferable from the viewpoint of the reaction yield of the scheme (1).
  • a compound having a partial structure (a) (hereinafter, also referred to as a compound (A)) is a compound having one or more partial structures (a).
  • the number of the partial structures (a) in the compound (A) is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 to 2 from the viewpoint of reaction yield.
  • the structure of the compound (A) may be appropriately selected depending on the use of the fluorine-containing compound obtained by this production method and the like.
  • Examples of the compound (A) having n5 partial structures (a) include a compound represented by the following formula (An5).
  • the organic group in G is a substituent containing one or more carbon atoms.
  • the organic group include a hydrocarbon group which may have a substituent and may have a bond other than a heteroatom or a hydrocarbon group in the carbon chain or at the end bonded to the partial structure (a). Be done.
  • the hydrocarbon group include linear or branched alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups and combinations thereof.
  • the hydrocarbon group may have a double bond or a triple bond in the carbon chain. Examples of the combination include those in which an alkyl group and an aryl group are directly bonded via a hetero atom or a bond other than a hydrocarbon group.
  • hetero atom examples include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, and a silicon atom. Heteroatoms may form part of the ring structure. Further, among the heteroatoms, the nitrogen atom, the sulfur atom, and the silicon atom may form a branch point for bonding with three or more carbon atoms. Examples of the bond other than the hydrocarbon group include an amide bond, a urea bond, and a urethane bond. Examples of the substituent that the hydrocarbon group may have include a halogen atom, a hydroxy group, an amino group, a nitro group, a sulfo group and the like, and the halogen atom is preferable from the viewpoint of the stability of the compound in the present production method. Of these, a fluorine atom is more preferable.
  • the ring structure When the organic group has a ring structure such as a cycloalkyl group or an aryl group, the ring structure includes an aliphatic ring of 3 to 8 members, an aromatic ring of 6 to 8 members, and a ring structure of 3 to 8 members. Examples thereof include a heterocycle and a fused ring composed of two or more of these rings, and the ring structure shown in the following formula is preferable.
  • the ring structure may have a halogen atom, an alkyl group which may have an ether bond, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an allyl group, an alkoxy group, an oxo group and the like as a substituent.
  • the following are preferable specific examples of the compound containing a ring structure.
  • the compound (A) is preferably a compound represented by the following formula (A1) or formula (A2).
  • G 1- CF 2- CH 2- L formula (A1) L-CH 2 (-CF 2- G 2 ) n- CF 2- CH 2- L formula (A2)
  • G 1 is a monovalent group having a (poly) oxyfluoroalkylene chain, a hydrogen atom, an alkyl group, or a fluoroalkyl group.
  • G 2 is a divalent group, a single bond, an alkylene group, or a fluoroalkylene group having a (poly) oxyfluoroalkylene chain.
  • L is a sulfonate group, and a plurality of Ls in the formula (A2) may be the same or different.
  • n is 0 or 1.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group or fluoroalkyl group of G 1 is preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, further preferably 1 to 10, and 1 to 6 from the viewpoint of increasing the yield of the present production method. Is particularly preferable.
  • G 1 Monovalent group having a (poly) oxy-fluoroalkylene chain in G 1, in formula (A1), or with a -O- terminated to bind to CF 2, carbons of 2 or more carbon chain carbon - carbon atoms A fluoroalkyl group having —O— in between or containing both.
  • G 1 preferably has a structure represented by the following formula (G1-1).
  • R f0 O-[(R f1 O) m1 (R f2 O) m2 (R f3 O) m3 (R f4 O) m4 (R f5 O) m5 (R f6 O) m6 ]-(R f7 ) m7 -Formula (G1-1)
  • R f0 is a fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R f1 is a fluoroalkylene group having 1 carbon atom.
  • R f2 is a fluoroalkylene group having 2 carbon atoms.
  • R f3 is a fluoroalkylene group having 3 carbon atoms.
  • R f4 is a fluoroalkylene group having 4 carbon atoms.
  • R f5 is a fluoroalkylene group having 5 carbon atoms.
  • R f6 is a fluoroalkylene group having 6 carbon atoms and has 6 carbon atoms.
  • R f7 is a fluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • m1, m2, m3, m4, m5, and m6 independently represent an integer of 0 or 1, respectively, m7 is an integer of 0 or 1, and m1 + m2 + m3 + m4 + m5 + m6 + m7 is an integer of 0 to 200.
  • the bonding order of (R f1 O) to (R f6 O) in the formula (G1-1) is arbitrary.
  • M1 to m6 of the formula (G1-1) represent the number of (R f1 O) to (R f6 O), respectively, and do not represent the arrangement.
  • (R f5 O) m5 is, (R f5 O)
  • the number of stands that the m5 amino, (R f5 O) does not represent a block arrangement of m5.
  • the description order of (R f1 O) to (R f6 O) does not represent the binding order of each unit.
  • end that binds to CF 2 in G 1 is -O-.
  • the terminal bonded to CF 2 of G 1 is a carbon atom (carbon atom at the end of R f7).
  • G 1 examples include CH 3- , CH 3 CH 2- , CH 3 CH 2 CH 2- , CH 3 CH 2 CH 2 CH 2- , CH 3 CH 2 CH 2 CH 2- , CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2- , CF 3- , CF 3 CF 2- , CF 3 CF 2 CF 2- , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2- , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 -, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2- , CF 3 CF 2 CF 2- O-[(CF 2- O) m1 (CF 2 CF 2- O) m2 ]-, CF 3 CF 2 CF 2- O-CF 2 CF 2- O-[(CF 2- O) m1 (CF 2 CF 2- O) m2 ]-, CF 3- O (-CF 2 CF 2- O-CF 2 CF 2 CF 2 CF 2- O-CF 2 CF 2- O-[(CF 2- O) m1 (CF 2 CF 2- O)
  • G 1 is a monovalent group having a (poly) oxyfluoroalkylene chain or a perfluoroalkyl group in the formula (A1) from the viewpoint of yield and the like.
  • the carbon number of the alkylene group or fluoroalkylene group of G 2 is preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, further preferably 1 to 10, and 1 to 6 from the viewpoint of increasing the yield of the present production method. Is particularly preferable.
  • Divalent group having at G 2 a (poly) oxy-fluoroalkylene chain, in Formula (A2), or two terminal binding to CF 2 has a -O- each independently 2 or more carbon chain atoms It is a fluoroalkylene group having —O— between carbon-carbon atoms or a combination thereof.
  • G 2 preferably has a structure represented by the following formula (G2-1).
  • m0 is an integer of 0 or 1
  • R f1 , R f2 , R f3 , R f4 , R f5 , R f6 , R f7 , m1, m2, m3, m4, m5, m6, and m7 are described above. it is the same as those in G 1.
  • the bonding order of (R f1 O) to (R f6 O) in the formula (G2-1) is arbitrary, as described in the above formula (G1-1).
  • m7 the one-sided end that binds to CF 2 of G 2 is -O-.
  • m7 the one-sided end bonded to CF 2 of G 2 is a carbon atom (carbon atom at the end of R f7).
  • m0 1, the one-sided end that binds to CF 2 of G 2 is ⁇ O ⁇ .
  • the one-sided end bonded to CF 2 of G 2 is a carbon atom (a carbon atom at any end of R f1 to R f7).
  • m0 and m7 are independently 0 or 1, respectively.
  • G 2 Specific examples of G 2, -CH 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2- , -CF 2- , -CF 2 CF 2- , -CF 2 CF 2 CF 2- , -CF 2 CF 2 CF 2- , -CF 2 CF 2 CF 2 CF 2- , -CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, - O - [(CF 2 -O) m1 (CF 2 CF 2 -O) m2] - And so on.
  • compound (A) when n is 0, compound (A) is L-CH 2 -CF 2 -CH 2 -L. Further, in the equation (A2), n is 1, if G 2 is a single bond, compound (A) is L-CH 2 -CF 2 -CF 2 -CH 2 -L.
  • n 0 or n is 1
  • G 2 is a divalent having a (poly) oxyfluoroalkylene chain. It is preferably a group, a single bond, or a perfluoroalkylene group.
  • compound (A) include the following.
  • n1, n2, n3, and n4 are integers from 1 to 100.
  • this production method can be applied even when G 1 is a fluorine atom, that is, when compound (A) is CF 3- CH 2-L.
  • one of the features of this production method is that two fluorine atoms are bonded to ⁇ carbon with respect to the leaving group L, and the structure has excellent reactivity with a structure in which a carbon chain or the like is extended.
  • G 1 the case of a fluorine atom is excluded.
  • Compound (A) is a compound represented by the following formula (A1-2) or formula (A2-2) in the presence of an organic amine compound such as triethylamine or pyridine, and trifluoromethanesulfonic anhydride and tosyl lolide. , Mesylate, etc. can be reacted to form a sulfonate.
  • G 1- CF 2- CH 2- OH formula (A1-2) HO-CH 2 (-CF 2- G 2 ) n- CF 2- CH 2- OH formula (A2-2)
  • G 1 , G 2 and n in the formula are as described above.
  • the Grignard reagent may be any as long as it can react with the partial structure (a).
  • the Grignard reagent is preferably a compound represented by the following formula (B) from the viewpoint of suppressing side reactions and the like.
  • R-MgX formula (B) R is a hydrocarbon group which may have a substituent and may have a hetero atom in the carbon chain, and X is a halogen atom.
  • R can be appropriately selected and used from those having a desired structure to be introduced into the compound (A).
  • the hydrocarbon group in R may have a heteroatom based on a linear alkyl group, a branched alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a group composed of a combination thereof, and may have a hetero atom as a substituent. It may have a double bond or a triple bond.
  • the hetero atom include a nitrogen atom (N), an oxygen atom (O), a sulfur atom (S), and a silicon atom (Si), and N, O, or S is preferable from the viewpoint of compound stability.
  • a fluorine atom is preferable.
  • the carbon number of R is preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, and even more preferably 1 to 15 from the viewpoint of improving the yield in this production method.
  • the halogen atom in X is preferably a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom from the viewpoint of reactivity, and more preferably a chlorine atom or a bromine atom.
  • Grignard reagents examples include primary alkyl Grignard reagents in which the carbon atom to be magnesium-bonded is a primary carbon atom such as methylmagnesium chloride, ethylmagnesium chloride, and allylmagnesium chloride; a second such as isopropylmagnesium chloride.
  • the Grignard reagent is preferably a Grignard reagent represented by the following formula (B1) from the viewpoint that the target product can be obtained in a high yield.
  • R 1- CH 2- MgX formula (B1) R 1 is a hydrocarbon group which may be a hydrogen atom or may have a substituent and may have a hetero atom in the carbon chain, and X is a halogen atom. is there.
  • R 1 is preferably a residue obtained by removing ⁇ CH 2 from R.
  • this production method can be carried out under relatively mild reaction conditions.
  • the Grignard reagent can be produced, for example, by reacting the following formula (B2) with metallic magnesium. Further, a commercially available product having a desired structure may be used. RX formula (B2) However, R and X are as described above.
  • the amount of the Grignard reagent used is preferably 1 equivalent to 30 equivalents with respect to the total number of leaving groups L of the compound (A) from the viewpoint of improving the yield of the target product. Equivalent to 20 equivalents are more preferred, and 5 to 15 equivalents are even more preferred.
  • the transition metal compound can be appropriately selected and used from known catalysts used in the Grignard reaction.
  • a compound containing elements of Groups 3 to 12 of the periodic table is preferable as the transition metal, and among them, a compound containing elements of Groups 8 to 11 is preferable.
  • the Group 8 to Group 11 elements preferably contain one or more elements selected from copper, nickel, palladium, cobalt, and iron, and more preferably copper.
  • the copper may be any of 0-valent, monovalent, divalent and trivalent compounds, but from the viewpoint of catalytic ability, monovalent or divalent copper salt or Complex salts are preferred. Further, copper chloride is more preferable from the viewpoint of easy availability. As copper chloride , either CuCl or CuCl 2 can be preferably used. Copper chloride may be anhydrous or hydrate, but copper chloride anhydride is more preferable from the viewpoint of catalytic ability.
  • the amount of the transition metal compound used is, for example, 0.1 to 50 mol%, preferably 1 to 30 mol%, and more preferably 2 to 20 mol% with respect to the total number of leaving groups L contained in the compound (A). Is.
  • a ligand may be used in combination with a transition metal compound serving as a catalyst, if necessary.
  • the yield of the target product is improved by using the ligand.
  • the ligand since a sufficient yield can be obtained without using a ligand, the ligand may not be used.
  • the ligand include 1,3-butadiene, phenylpropine, tetramethylethylenediamine (TMEDA) and the like.
  • TEDA tetramethylethylenediamine
  • the amount used is preferably 0.01 to 2.0 equivalents with respect to the total number of leaving groups L contained in the compound (A) from the viewpoint of improving the yield of the target product. More preferably 0.1 to 1.2 equivalents.
  • the reaction of this production method is usually carried out in a solvent.
  • the solvent can be appropriately selected from the solvents capable of dissolving the compound (A) and the Grignard reagent.
  • the solvent may be a mixed solvent of one type alone or a combination of two or more types.
  • the solvent is not particularly limited as long as it is an inert solvent for the reaction.
  • ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane are preferable, and tetrahydrofuran is more preferable.
  • the compound (A) is a compound having a relatively high fluorine atom content
  • a mixed solvent in which the ether solvent and the fluorine solvent are combined is preferable.
  • the fluorocarbon solvent include hydrofluorocarbons (1H, 4H-perfluorobutane, 1H-perfluorohexane, 1,1,1,3,3-pentafluorobutane, 1,1,2,2,3,3).
  • Hydrochlorofluoroolefins ((Z) -1-chloro-2,3,3,4,5,5-heptafluoro-1-pentene (HCFO-1437dycc (Z) form), (E)- 1-Chloro-2,3,3,4,5,5-heptafluoro-1-pentene (HCFO-1437dycc (E) form), (Z) -1-chloro-2,3,3-trifluoro -1-Propen (HCFO-1233yd (Z) form), (E) -1-chloro-2,3,3-trifluoro-1-propen (HCFO-1233yd (E) form), etc.), Fluorocarbon-containing aromatics Examples thereof include compounds (perfluorobenzene, m-bis (trifluoromethyl) benzene (SR-solvent), p-bis (trifluoromethyl) benzene, etc.).
  • This production method can be carried out, for example, by preparing a solution containing the compound (A), adding a transition metal compound and a ligand if necessary, and then adding a separately prepared Grignard reagent solution.
  • the reaction temperature of the compound (A) and the Grignard reagent may be appropriately adjusted according to the combination of the compound (A) and the Grignard reagent.
  • the temperature may be ⁇ 20 ° C. to 66 ° C. (boiling point of tetrahydrofuran), preferably ⁇ 20 ° C. to 40 ° C.
  • Example 1 Production of fluorine-containing compound (1)
  • the compound (A1-1) 241 mg), CuCl 2 (12.1 mg), and a 1,3-butadiene THF solution (2.0 M, 0.25 mL) are added, cooled to 10 ° C., and then n-butylmagnesium chloride. (0.88 M, 5.1 mL) of THF was added dropwise, and the mixture was stirred at room temperature. After cooling to 0 ° C., 1M hydrochloric acid was added, and the mixture was extracted with AE-3000. After adding sodium sulfate and drying, filtration and concentration were carried out, and 84.0 mg of the following fluorine-containing compound (1) was obtained by flash column chromatography using silica gel.
  • the THF is tetrahydrofuran.
  • Example 2 to 9 Method for producing fluorine-containing compound (1)
  • the fluorine-containing compound (1) was produced in the same manner as in Example 1 except that the blending amounts of n-butylmagnesium chloride, 1,3-butadiene, and CuCl 2 were changed as shown in Table 1 below. ..
  • Example 10 Method for producing fluorine-containing compound (1)
  • CuCl was used instead of CuCl 2
  • the fluorine-containing compound (1) was produced in the same manner as in Example 1 except that the blending amount was changed as shown in Table 1 below.
  • Example 11 Production of fluorine-containing compound
  • Triphenylphosphine and carbon tetrabromide were added to 1H, 1H-Tridecafluoro-1-heptanol and reacted in dichloromethane to synthesize the following compound (X1), but the compound (X1) was unstable and decomposed during purification. I went back to alcohol. Therefore, it was found that it is not suitable for the synthesis of the fluorine-containing compound (1).
  • Table 1 shows the blending ratio of each component and the yield of the obtained target product in the synthesis of Examples 1 to 10.
  • e. q. (Equivalent) and mol% are based on the number of triflate groups in the electrophile.
  • a hyphen (-) in the table indicates that it is not added.
  • Examples 1 and 3 include reacting a compound (A1-1), which is a compound having a partial structure represented by the formula (a), with a Grignard reagent in the presence of a transition metal compound.
  • A1-1 a compound having a partial structure represented by the formula (a)
  • a Grignard reagent a compound having a partial structure represented by the formula (a)
  • the target fluorine-containing compound can be synthesized under relatively mild reaction conditions.
  • Examples 12 to 13 below show that various compounds can be synthesized by this production method.
  • fluorine-containing compounds used in various fields such as pesticides, pharmaceuticals, and functional materials can be synthesized under relatively mild reaction conditions using easily available compounds. Further, for example, by using a Grignard reagent having a carbon-carbon double bond, a double bond can be easily added to the compound (A), and a compound useful as a raw material for synthesizing various compounds can be obtained. Obtainable.

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Abstract

入手容易な化合物を用いて、比較的温和な反応条件で含フッ素化合物を製造する含フッ素化合物の製造方法の提供を目的とする。 下記式(a)で表される部分構造を有する化合物と、グリニャール試薬とを、遷移金属化合物存在下で反応させることを含む、含フッ素化合物の製造方法である。 -CF-CH-L (a) ただし、式中、Lはスルホナート基である。

Description

含フッ素化合物の製造方法
 本発明は、含フッ素化合物の製造方法に関する。
 フッ素化合物は、農薬、医薬、機能性材料など多様な分野で用いられており、多様な構造をより簡易な方法で合成することが求められている。
 フルオロアルキル基にアルキル基が結合した構造を有する化合物の合成方法に関し、種々の検討がなされている。
 例えば特許文献1には、オレフィン化合物にペルフルオロアルキルブロミドをラジカル反応で付加する、含フッ素化合物の製造方法が開示されている。
 特許文献2の実施例には、求電子剤であるR-CFCHCH-I(Rはペルフルオロアルキル基)にグリニャール試薬を反応させる方法が開示されている。
 また、非特許文献1には、求電子性ペルフルオロアルキル化剤として、下式で表される化合物が開示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 ただし、Rはn-C2m+1、TfはSOCF、RはH又はFである。
特開2018-43940号公報 国際公開第2018/228975号
Teruo Umemoto, "Electrophilic Perfluoroalkylating Agents", Chem. Rev. 1996, 96, 1757-1777
 上記特許文献1の手法は、オレフィンが反応するため、炭素‐炭素二重結合を有する化合物の合成には不適であり、また、求電子剤の種類が限定される。また生成物が更にラジカル反応してテロメイリゼーションし得るため、多種の副生物が生成される。
 上記特許文献2の求電子剤は入手が容易でなかった。
 また上記非特許文献1の求電子性ペルフルオロアルキル化剤は合成に多段階の工程が必要であり、収率が低くなり、また求電子剤として高価なものであった。
 本発明は、入手容易な化合物を用いて、比較的温和な反応条件で含フッ素化合物を製造する含フッ素化合物の製造方法の提供を目的とする。
 前記課題を達成する構成として、本発明は下記[1]~[8]に関する。
[1] 下記式(a)で表される部分構造を有する化合物と、
 グリニャール試薬とを、遷移金属化合物存在下で反応させることを含む、
 含フッ素化合物の製造方法。
  -CF-CH-L       (a)
 ただし、式中、Lはスルホナート基である。
[2] 前記式(a)で表される部分構造を有する化合物が、下記式(A1)又は式(A2)で表される化合物である、請求項1に記載の含フッ素化合物の製造方法。
  G-CF-CH-L                式(A1)
  L-CH(-CF-G-CF-CH-L    式(A2)
 ただし、式中、
 Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基、水素原子、アルキル基、又はフルオロアルキル基であり、
 Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基、単結合、アルキレン基、又はフルオロアルキレン基であり、
 Lはスルホナート基であって、式(A2)において複数あるLは、各々同一であっても異なっていてもよく、
 nは0又は1である。
[3] 式(A1)において、Gが(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基、又はペルフルオロアルキル基である、[2]に記載の含フッ素化合物の製造方法。
[4] 式(A2)において、nが0であるか、又は、
 nが1であって、Gが(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基、単結合、若しくはペルフルオロアルキレン基である、[2]に記載の含フッ素化合物の製造方法。
[5] 前記グリニャール試薬が、下記式(B)で表される、[1]~[4]のいずれか一項に記載の含フッ素化合物の製造方法。
  R-MgX       式(B)
 ただし、式中、Rは置換基を有していてもよく、炭素鎖中にヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。
[6] 前記グリニャール試薬が、下記式(B1)で表される、[5]に記載の含フッ素化合物の製造方法。
  R-CH-MgX   式(B1)
 ただし、式中、Rは、水素原子であるか、又は置換基を有していてもよく、炭素鎖中にヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。
[7] Lがトリフラート基である、[1]~[6]のいずれかに記載の含フッ素化合物の製造方法。
[8] 前記遷移金属化合物が銅を含む、[1]~[7]のいずれかに記載の含フッ素化合物の製造方法。
 本発明により、入手容易な化合物を用いて、反応条件も比較的温和な含フッ素化合物の製造方法が提供できる。
 本明細書において、式(a)で表される部分構造を部分構造(a)と記す。また、式(A1)で表される化合物を化合物(A1)と記す。他の式で表される化合物等もこれらに準ずる。
 「(ポリ)オキシフルオロアルキレン」とは、オキシフルオロアルキレンとポリオキシフルオロアルキレンとの総称である。
 ペルフルオロアルキル基とは、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換された基を意味する。またフルオロアルキル基とは、パーシャルフルオロアルキル基とペルフルオロアルキル基とを合わせた総称である。パーシャルフルオロアルキル基とは、水素原子の1個以上がフッ素原子で置換され、かつ、水素原子を1個以上有するアルキル基である。
すなわちフルオロアルキル基は1個以上のフッ素原子を有するアルキル基である。
 数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
[含フッ素化合物の製造方法]
 本発明の含フッ素化合物の製造方法(以下、「本製造方法」とも記す。)は、前記式(a)で表される部分構造を有する化合物と、グリニャール試薬とを、遷移金属化合物存在下で反応させることを含む。
 グリニャール試薬を下記式(B)で表す場合、上記反応は下記スキーム(1)で表される。
  R-MgX       式(B)
 ただし、式中、Rは置換基を有していてもよく、炭素鎖中にヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。
 スキーム(1)
    -CF-CH-L + R-MgX → -CF-CH-R
 ただし、スキーム(1)中の各符号は前述のとおりである。
 本製造方法は、グリニャール試薬と反応する部分構造(a)の脱離基Lとしてスルホナート基を用いたことにより、比較的温和な反応条件で上記スキーム(1)の反応を行うことができる。以下、本製造方法の各構成について詳細に説明する。
 部分構造(a)のLはスルホナート基(-O-SO-R)であり、グリニャール試薬との反応により脱離する。Rは有機基である。スルホナート基の具体例としては、トシラート基(OTs)、メシラート基(OMs)、トリフラート基(OTf)、ノナフラート基(ONf)などが挙げられる。中でも、スキーム(1)の反応収率の点から、トリフラート基が好ましい。
 部分構造(a)を有する化合物(以下、化合物(A)ともいう)は、部分構造(a)を1個以上有する化合物である。化合物(A)中の部分構造(a)の数は、反応収率の点から、1~6個が好ましく、1~4個がより好ましく、1~2個がより好ましい。
 化合物(A)の構造は、本製造方法により得られる含フッ素化合物の用途等に応じて適宜選択すればよい。
 n5個の部分構造(a)を有する化合物(A)としては、下式(An5)で表される化合物が挙げられる。
  G(-CF-CH-L)n5            式(An5)
 ただし、式中
 Gは、水素原子(ただしn5=1)、又はn5価の有機基であり、
 n5は、1以上の整数であり、
 Lは、前述のとおりである。
 Gにおける有機基は、1個以上の炭素原子を含む置換基である。有機基としては、置換基を有していてもよく、炭素鎖中又は部分構造(a)と結合する末端に、ヘテロ原子又は炭化水素基以外の結合を有してもよい炭化水素基が挙げられる。
 当該炭化水素基としては、直鎖又は分岐のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びこれらの組み合わせが挙げられる。炭化水素基は炭素鎖中に二重結合又は三重結合を有していてもよい。組み合わせとしては、例えばアルキル基とアリール基が直接、ヘテロ原子を介して、又は炭化水素基以外の結合を介して結合したものなどが挙げられる。
 ヘテロ原子としては、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子などが挙げられる。
ヘテロ原子は環構造の一部を構成していてもよい。また、ヘテロ原子のうち、窒素原子、硫黄原子、及びケイ素原子は、3つ以上の炭素原子と結合する分岐点を構成していてもよい。
 炭化水素基以外の結合としては、例えば、アミド結合、ウレア結合、ウレタン結合などが挙げられる。
 炭化水素基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、スルホ基などが挙げられ、本製造方法における化合物の安定性の点から、ハロゲン原子が好ましく、中でもフッ素原子がより好ましい。
 有機基が、シクロアルキル基、アリール基などの環構造を有する場合、当該環構造としては、3~8員環の脂肪族環、6~8員環の芳香族環、3~8員環のヘテロ環、及びこれらの環のうちの2つ以上からなる縮合環などが挙げられ、下式に示す環構造が好ましい。
環構造は、置換基として、ハロゲン原子、エーテル結合を有していてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリル基、アルコキシ基、オキソ基等を有してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 化合物(A)のうち、環構造を含む化合物の好適な具体例としては、以下のものなどが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 ただし、Lは前述のとおりである。
 本製造方法の高収率化の点から、前記化合物(A)が、下記式(A1)又は式(A2)で表される化合物であることが好ましい。
  G-CF-CH-L                式(A1)
  L-CH(-CF-G-CF-CH-L    式(A2)
 ただし、式中、
 Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基、水素原子、アルキル基、又はフルオロアルキル基であり、
 Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基、単結合、アルキレン基、又はフルオロアルキレン基であり、
 Lはスルホナート基であって、式(A2)において複数あるLは、各々同一であっても異なっていてもよく、
 nは0又は1である。
 Gのアルキル基又はフルオロアルキル基の炭素数は、本製造方法の高収率化などの点から、1~30が好ましく、1~20がより好ましく、1~10がさらに好ましく、1~6が特に好ましい。
 Gにおける(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基は、式(A1)において、CFに結合する末端に-O-を有するか、炭素数2以上の炭素鎖の炭素-炭素原子間に-O-を有するか、又はこれらの両方を含むフルオロアルキル基である。製造の容易性などの点から、Gは下式(G1-1)で表される構造が好ましい。
 Rf0O-[(Rf1O)m1(Rf2O)m2(Rf3O)m3(Rf4O)m4(Rf5O)m5(Rf6O)m6]-(Rf7m7-   式(G1-1)
 ただし、
 Rf0は、炭素数1~20のフルオロアルキル基であり、
 Rf1は、炭素数1のフルオロアルキレン基であり、
 Rf2は、炭素数2のフルオロアルキレン基であり、
 Rf3は、炭素数3のフルオロアルキレン基であり、
 Rf4は、炭素数4のフルオロアルキレン基であり、
 Rf5は、炭素数5のフルオロアルキレン基であり、
 Rf6は、炭素数6のフルオロアルキレン基であり、
 Rf7は、炭素数1~6のフルオロアルキレン基であり、
 m1、m2、m3、m4、m5、m6は、それぞれ独立に0又は1以上の整数を表し、m7は0又は1の整数であり、m1+m2+m3+m4+m5+m6+m7は0~200の整数である。
 なお、式(G1-1)における(Rf1O)~(Rf6O)の結合順序は任意である。
 式(G1-1)のm1~m6は、それぞれ、(Rf1O)~(Rf6O)の個数を表すものであり、配置を表すものではない。例えば、(Rf5O)m5は、(Rf5O)の数がm5個であることを表し、(Rf5O)m5のブロック配置構造を表すものではない。同様に、(Rf1O)~(Rf6O)の記載順は、それぞれの単位の結合順序を表すものではない。
 m7が0のとき、GのCFに結合する末端は-O-である。m7が1のとき、GのCFに結合する末端は炭素原子(Rf7の末端の炭素原子)である。
 Gの具体例としては、CH-、CHCH-、CHCHCH-、CHCHCHCH-、CHCHCHCHCH-、CHCHCHCHCHCH-、CF-、CFCF-、CFCFCF-、CFCFCFCF-、CFCFCFCFCF-、CFCFCFCFCFCF-、CFCFCF-O-[(CF-O)m1(CFCF-O)m2]-、CFCFCF-O-CFCF-O-[(CF-O)m1(CFCF-O)m2]-、CF-O(-CFCF-O-CFCFCFCF-O)m8-CFCF-O-CFCF-、F(-CFCFCF-O)m3-CF-などが挙げられる(ただし、m8は1~100の整数である)。
 本製造方法においては、収率などの点から、式(A1)において、Gが(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基、又はペルフルオロアルキル基であることが好ましい。
 Gのアルキレン基又はフルオロアルキレン基の炭素数は、本製造方法の高収率化などの点から、1~30が好ましく、1~20がより好ましく、1~10がさらに好ましく、1~6が特に好ましい。
 Gにおける(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基は、式(A2)において、CFに結合する2つの末端が各々独立に-O-を有するか、炭素数2以上の炭素鎖の炭素-炭素原子間に-O-を有するか、又はこれらの組み合わせであるフルオロアルキレン基である。製造の容易性などの点から、Gは下式(G2-1)で表される構造が好ましい。
 -(O)m0-[(Rf1O)m1(Rf2O)m2(Rf3O)m3(Rf4O)m4(Rf5O)m5(Rf6O)m6]-(Rf7m7-   式(G2-1)
 ただし、m0は0又は1の整数であり、Rf1、Rf2、Rf3、Rf4、Rf5、Rf6、Rf7、m1、m2、m3、m4、m5、m6、及びm7は、前記Gにおけるものと同様である。なお、式(G2-1)における(Rf1O)~(Rf6O)の結合順序は任意であり、前記式(G1-1)で説明したとおりである。
 m7が0のとき、GのCFに結合する片側末端は-O-である。m7が1のとき、GのCFに結合する片側末端は炭素原子(Rf7の末端の炭素原子)である。また、m0が1のとき、GのCFに結合する片側末端は-O-である。m0が0のとき、GのCFに結合する片側末端は炭素原子(Rf1~Rf7のいずれかの末端の炭素原子)である。なお、m0とm7は各々独立に0又は1である。
 Gの具体例としては、-CH-、-CHCH-、-CHCHCH-、-CHCHCHCH-、-CHCHCHCHCH-、-CHCHCHCHCHCH-、-CF-、-CFCF-、-CFCFCF-、-CFCFCFCF-、-CFCFCFCFCF-、-CFCFCFCFCFCF-、-O-[(CF-O)m1(CFCF-O)m2]-などが挙げられる。
 なお、式(A2)において、nが0の場合、化合物(A)はL-CH-CF-CH-Lである。また、式(A2)において、nが1で、Gが単結合の場合、化合物(A)はL-CH-CF-CF-CH-Lである。
 本製造方法においては、収率などの点から、式(A2)において、nが0であるか、又は、nが1であって、Gが(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基、単結合、若しくは、ペルフルオロアルキレン基であることが好ましい。
 化合物(A)の好適な具体例としては、以下のものなどが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 ただし、n1、n2、n3、及びn4は、1~100の整数である。
 なお、式(A1)において、Gがフッ素原子である場合、即ち、化合物(A)がCF-CH-Lの場合でも本製造方法を適用することが可能である。しかしながら本製造方法は、脱離基Lに対するβ炭素にフッ素原子が2個結合し、さらに炭素鎖等が伸びた構造に対して優れた反応性を有することを特徴の一つとするものであり、Gとしてはフッ素原子の場合を除いている。
 化合物(A)は、例えば、トリエチルアミンやピリジンなどの有機アミン化合物存在下で、下式(A1-2)又は式(A2-2)で表される化合物に、トリフルオロメタンスルホン酸無水物、トシルクロリド、メシルクロリドなどを反応させて、スルホナート化する方法などにより製造できる。
 G-CF-CH-OH              式(A1-2)
 HO-CH(-CF-G-CF-CH-OH 式(A2-2)
 ただし、式中のG、G及びnは前述のとおりである。
 グリニャール試薬は、前記部分構造(a)と反応し得るものであればよい。本製造方法においては、副反応などを抑制する点からグリニャール試薬は下記式(B)で表される化合物であることが好ましい。
  R-MgX       式(B)
 ただし、式中、Rは置換基を有していてもよく、炭素鎖中にヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。
 Rは前記化合物(A)に導入する所望の構造を有するものの中から適宜選択して用いることができる。
 Rにおける炭化水素基は、直鎖アルキル基、分岐を有するアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びこれらの組み合わせからなる基を基本骨格として、ヘテロ原子を有していてもよく、置換基を有していてもよく、二重結合又は三重結合を有していてもよい。
 ヘテロ原子としては、窒素原子(N)、酸素原子(O)、硫黄原子(S)、ケイ素原子(Si)などが挙げられ、化合物の安定性の点から、N、O又はSが好ましい。また置換基としては、フッ素原子が好ましい。本製造方法における収率を向上するなどの点から、Rの炭素数は1~30が好ましく、1~20がより好ましく1~15がさらに好ましい。
 Xにおけるハロゲン原子は、反応性の点から、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が好ましく、中でも塩素原子又は臭素原子がより好ましい。
 このようなグリニャール試薬としては、例えば、メチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムクロリド、アリルマグネシウムクロリドなど、マグネシウム結合する炭素原子が第1級炭素原子である第1級アルキルグリニャール試薬;イソプロピルマグネシウムクロリドなどの第2級アルキルグリニャール試薬;tert-ブチルマグネシウムクロリドなどの第3級アルキルグリニャール試薬;フェニルマグネシウムクロリドなどのアリールグリニャール試薬や、ビニルマグネシウムクロリドなどが挙げられる。
 本製造方法においては、目的物が高収率で得られる点から、グリニャール試薬が下記式(B1)で表されるグリニャール試薬であることが好ましい。
  R-CH-MgX   式(B1)
 ただし、式中、Rは、水素原子であるか、又は置換基を有していてもよく、炭素鎖中にヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。Rは、Rから-CHを除いた残基であることが好ましい。
 マグネシウム結合する炭素原子が第1級炭素原子であることで本製造方法が比較的穏やかな反応条件で実施できる。
 式(B1)の好適な具体例としては、以下のものなどが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 グリニャール試薬は、例えば、下式(B2)と金属マグネシウムとを反応させることにより製造できる。また、所望の構造を有する市販品を用いてもよい。
 R-X       式(B2)
 ただし、R及びXは前述のとおりである。
 スキーム(1)の反応において、グリニャール試薬の使用量は、目的物の収率向上の観点から、化合物(A)が有する脱離基Lの総数に対して、1当量から30当量が好ましく、3当量から20当量がより好ましく、5当量から15当量がさらに好ましい。
 遷移金属化合物はグリニャール反応に用いられる公知の触媒の中から適宜選択して用いることができる。遷移金属化合物としては、遷移金属として周期表3族~12族の元素を含む化合物が好ましく、中でも、8族~11族元素を含む化合物が好ましい。8族~11族元素としては、中でも、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、鉄より選択される1種以上の元素を含むことが好ましく、更に銅を含むことがより好ましい。
 遷移金属化合物が銅を含む場合、当該銅は0価、1価、2価、3価のいずれの化合物であってもよいが、触媒能の点から中でも1価又は2価の銅の塩又は錯塩が好ましい。更に入手の容易性などの点から、塩化銅がより好ましい。塩化銅は、CuCl、CuClのいずれも好適に用いることができる。なお、塩化銅は無水物であっても水和物であってもよいが、触媒能の点から、塩化銅無水物がより好ましい。遷移金属化合物の使用量は、化合物(A)が有する脱離基Lの総数に対して、例えば、0.1~50モル%、好ましくは1~30モル%、さらに好ましくは2~20モル%である。
 本製造方法の反応においては、必要に応じて触媒となる遷移金属化合物に配位子を組み合わせて用いてもよい。配位子を用いることで目的物の収率が向上する。一方、本製造方法においては配位子を用いなくても十分な収率が得られるため、当該配位子は使用しなくてもよい。
 上記配位子としては、例えば、1,3-ブタジエン、フェニルプロピン、テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)などが挙げられる。配位子を使用する場合、使用量は目的物の収率向上の点から、化合物(A)が有する脱離基Lの総数に対して、0.01~2.0当量用いることが好ましく、0.1~1.2当量がより好ましい。
 また本製造方法の反応は、通常、溶媒中で行われる。溶媒は、化合物(A)及びグリニャール試薬を溶解し得る溶媒の中から適宜選択して用いることができる。溶媒は、1種単独で又は2種以上を組み合わせた混合溶媒であってもよい。
 例えば、化合物(A)が比較的フッ素原子含有量(化合物分子の分子量に占めるフッ素原子の割合)の低い化合物である場合、溶媒としては反応に不活性な溶媒であれば特に限定されない。反応に不活性な溶媒としては、中でも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒が好ましく、テトラヒドロフランがより好ましい。
 また、化合物(A)が比較的フッ素原子含有量の高い化合物である場合には、前記エーテル系溶媒と、フッ素系溶媒とを組み合わせた混合溶媒が好ましい。
 フッ素系溶媒としては、例えば、ハイドロフルオロカーボン類(1H,4H-ペルフルオロブタン、1H-ペルフルオロヘキサン、1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン、2H,3H-ペルフルオロペンタン等)、ハイドロクロロフルオロカーボン類(3,3-ジクロロ-1,1,1,2,2-ペンタフルオロプロパン、1,3-ジクロロ-1,1,2,2,3-ペンタフルオロプロパン(HCFC-225cb)等)、ハイドロフルオロエーテル類(CFCHOCFCFH(AE-3000)、(ペルフルオロブトキシ)メタン、(ペルフルオロブトキシ)エタン等)、ハイドロクロロフルオロオレフィン類((Z)-1-クロロ-2,3,3,4,4,5,5-ヘプタフルオロ-1-ペンテン(HCFO-1437dycc(Z)体)、(E)-1-クロロ-2,3,3,4,4,5,5-ヘプタフルオロ-1-ペンテン(HCFO-1437dycc(E)体)、(Z)-1-クロロ-2,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(HCFO-1233yd(Z)体)、(E)-1-クロロ-2,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(HCFO-1233yd(E)体)等)、含フッ素芳香族化合物類(ペルフルオロベンゼン、m-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン(SR-ソルベント)、p-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン等)等が挙げられる。
 本製造方法は、例えば、化合物(A)を含む溶液を準備し、遷移金属化合物と、必要に応じて配位子を添加した後、別途調製したグリニャール試薬溶液を添加することで実施できる。
 化合物(A)とグリニャール試薬との反応温度は、化合物(A)とグリニャール試薬との組み合わせに応じて適宜調整すればよい。例えば、-20℃~66℃(テトラヒドロフランの沸点)とすればよく、-20℃~40℃が好ましい。
 以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、例1、例3~10及び例12~13が実施例であり、例2及び例11が比較例である。
[合成例:化合物(A1-1)の合成]
 1H,1H-Tridecafluoro-1-heptanol(10.5g)、ジクロロメタン(100mL)、トリエチルアミン(6.0mL)を加え、0℃に冷却した。トリフルオロメタンスルホン酸無水物(5.6mL)を加え、室温で撹拌した。水で洗浄した後、硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後、溶媒を留去し、シリカゲルを用いたフラッシュカラムクロマトグラフィーを行うことで、下記化合物(A1-1)の4.73gを得た。
 化合物(A1-1)のNMR測定結果を以下に示す。
H-NMR(400MHz,Chloroform-d)δ 4.84(t,J=12.3Hz,2H).
19F-NMR(376MHz,Chloroform-d)δ -74.50,-81.04~-81.61(m),-120.19(t,J=14.3Hz),-122.08~-122.94(m),-122.94~-123.72(m),-126.21~-126.94(m).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
OTfはトリフラート:-O-S(=O)(-CF)である。
[例1:含フッ素化合物(1)の製造]
 前記化合物(A1-1)(241mg)、CuCl(12.1mg)、1,3-ブタジエンTHF溶液(2.0M,0.25mL)を加え、10℃に冷却した後、n-ブチルマグネシウムクロリドのTHF溶液(0.88M,5.1mL)を滴下し、室温で撹拌した。0℃に冷却した後、1M塩酸を加え、AE-3000で抽出した。硫酸ナトリウムを加え乾燥させた後、ろ過と濃縮を行い、シリカゲルを用いたフラッシュカラムクロマトグラフィーによって、下記含フッ素化合物(1)を84.0mg得た。なお、THFはテトラヒドロフランである。
 含フッ素化合物(1)のNMR測定結果を以下に示す。
H-NMR(400MHz,Chloroform-d)δ 2.49~1.84(m,2H),1.63~1.11(m,6H),1.00~0.81(m,3H).
19F-NMR(376MHz,Chloroform-d)δ -81.57(t,J=9.7Hz),-115.20(ddd,J=18.7,14.6,4.6Hz),-122.73,-123.65,-124.35,-126.92.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
[例2~9:含フッ素化合物(1)の製造方法]
 上記例1において、n-ブチルマグネシウムクロリド、1,3-ブタジエン、CuClの配合量を下表1のように変更した以外は、例1と同様にして、含フッ素化合物(1)を製造した。
[例10:含フッ素化合物(1)の製造方法]
 上記例1において、CuClの代わりにCuClを用い、配合量を下表1のよう変更した以外は例1と同様にして、含フッ素化合物(1)を製造した。
[例11:含フッ素化合物の製造]
 下記化合物(X1)を用いて、前記含フッ素化合物(1)の製造を試みた。
 1H,1H-Tridecafluoro-1-heptanolにトリフェニルホスフィン、四臭化炭素を加え、ジクロロメタン中で反応させて、下記化合物(X1)を合成したが、当該化合物(X1)は不安定で精製時に分解しアルコールに戻った。そのため含フッ素化合物(1)の合成には不適であることが分かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 例1~例10の合成における、各成分の配合比率と、得られた目的物の収率を表1に示す。
 なお、表1中のe.q.(当量)及びmol%は、求電子剤のトリフラート基の数を基準とする。表中のハイフン(-)は添加していないことを示す。
 また、収率は、目的物を19F-NMRを用いて内部標準法(内部標準:ヘキサフルオロベンゼン)により定量し、下式により求めた。例1については単離収率も求めた(表1カッコ内)。
 収率 = 目的物 / 化合物(A1-1) ×100[%]
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 表1の通り、前記式(a)で表される部分構造を有する化合物である化合物(A1-1)とグリニャール試薬とを、遷移金属化合物存在下で反応させることを含む、例1、例3~10の製造方法によれば、目的とする含フッ素化合物を比較的温和な反応条件で合成することができることが示された。
 下記例12~13では、本製造方法により種々の化合物が合成できることを示す。
[例12:含フッ素化合物(2)の製造]
(合成例12-1:化合物(12-1)の合成)
 2,2,3,3-Tetrafluoro-1,4-butanediol(1.58g)、ジクロロメタン(100 mL)、ピリジン(2.2mL)を加え、0℃に冷却した。トリフルオロメタンスルホン酸無水物(7.18g)を加え、室温で3時間撹拌した。水で2度洗浄した後、硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後、溶媒を留去し、ヘキサンを加えた。30分撹拌後、ろ過、減圧乾燥を行うことで、下記化合物(12-1)の3.70gを得た。
 化合物(12-1)のNMR測定結果を以下に示す。
H-NMR(400MHz,Chloroform-d)δ:4.93~4.75(m,4H).
19F-NMR(376MHz,Chloroform-d)δ:-74.68,-120.99~-121.24(m).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(合成例12-2:含フッ素化合物(2)の合成)
 上記化合物(12-1)(213mg)、CuCl(1.3mg)、を加え、10℃に冷却した後、n-ブチルマグネシウムクロリドのTHF溶液(0.88M, 5.1mL)を滴下し、室温で1時間撹拌した。0℃に冷却した後、1M塩酸を加え、AE-3000で抽出した。硫酸ナトリウムを加え乾燥させた後、ろ過と濃縮を行い、シリカゲルを用いたフラッシュカラムクロマトグラフィーによって、下記含フッ素化合物(2)を30.1mg得た。
 化合物(2)のNMR測定結果を以下に示す。
H-NMR(400MHz,Chloroform-d)δ:2.17~1.88(m,4H),1.60~1.31(m,12H),0.99~0.83(m,6H).
19F-NMR(376MHz,Chloroform-d)δ:-116.28~-116.59(m).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
[例13:含フッ素化合物(3)の製造]
(合成例13-1:化合物(13-1)の合成)
 国際公開2013/121984号の実施例7に記載の方法に従い、下記化合物(13-1)を得た。
 CF-O-(CFCFO-CFCFCFCFO)(CFCFO)-CFCFCF-CHOH ・・・式(13-1)
 繰り返し単位数nの平均値は13である。
(合成例13-2:化合物(13-2)の合成)
 前記化合物(13-1)(6.80g)、2,6-ルチジン(0.759g),AE-3000(28.0g)を加え、0℃で撹拌した。無水トリフルオロメタンスルホン酸(0.987g)を加えた後、室温で撹拌した。水で洗浄した後、溶媒を留去し、シリカゲルを用いたフラッシュカラムクロマトグラフィーを行うことで、下記化合物(13-2)を6.81g得た。
 CF-O-(CFCFO-CFCFCFCFO)(CFCFO)-CFCFCF-CHOTf ・・・式(13-2)
 繰り返し単位数nの平均値は13であり、OTfはトリフラート:-O-S(=O)(-CF)である。
 化合物(13-2)のNMRスペクトル;
 H-NMR(400MHz,Chloroform-d) δ(ppm):4.78(t,J=12.3Hz,2H).
 19F-NMR(376MHz,Chloroform-d) δ(ppm):-55.28,-74.11,-82.86,-88.07,-90.20,-119.84,-125.28,-126.16.
(合成例13-3:化合物(13-3)の合成]
 DiethylDiallylmalonate(60.0g)、塩化リチウム(23.7g)、水(6.45g)、ジメチルスルホキシド(263g)を加え、160℃で撹拌した。室温まで冷却した後、水を加え、酢酸エチルで抽出した。ヘキサンを有機層に加え、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後、溶媒を留去することで、下記化合物(13-3)を39.5g得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 化合物(13-3)のNMRスペクトル;
 H-NMR(400MHz,Chloroform-d) δ(ppm):(ddt,J=17.1,10.1,7.0Hz,2H),5.06~4.94(m,4H),4.09(q,J=7.1Hz,2H),2.47(ddd,J=14.0,8.0,6.1Hz,1H),2.33(dt,J=14.9,7.5Hz,2H),2.22(dt,J=14.1,6.5Hz,2H),1.21(t,J=7.1Hz,3H).
(合成例13-4:化合物(13-4)の合成)
 THF(260mL)、ジイソプロピルアミン(29.8g)を加えた後、溶液を-78℃まで冷却した。n-ブチルリチウムヘキサン溶液(2.76M,96.6mL)を加え、0℃まで昇温した。撹拌した後、-78℃まで冷却し、リチウムジイソプロピルアミド(LDA)のTHF溶液を調製した。上記化合物(13-3)(39.5g)をTHF溶液に加え、撹拌した後、臭化アリル(24.1mL)を加えた。0℃に昇温し、1M塩酸(100mL)を加え、THFを減圧留去した。ジクロロメタンで抽出した後、硫酸ナトリウムを加えた。ろ過後、溶媒を留去し、シリカゲルを用いたフラッシュカラムクロマトグラフィーを行うことで、化合物(13-4)を45.0g得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 化合物(13-4)のNMRスペクトル;
 H-NMR(400MHz,Chloroform-d) δ(ppm):5.74~5.62(m,3H),5.04(dd,J=13.6,1.9Hz,6H),4.10(q,J=7.1Hz,2H),2.29(d,J=7.4Hz,6H),1.22(t,J=7.1Hz,3H).
(合成例13-5:化合物(13-5)の合成)
 上記化合物(13-4)(45.0g)をTHF(620mL)に溶解させ、0℃に冷却した。水素化リチウムアルミニウムのTHF溶液(104mL)を加え、撹拌した。水、15%水酸化ナトリウム水溶液を加え、室温で撹拌した後、ジクロロメタンで希釈した。ろ過後、溶媒を留去し、シリカゲルを用いたフラッシュカラムクロマトグラフィーを行うことで、下記化合物(13-5)を31.3g得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 化合物(13-5)のNMRスペクトル;
 H-NMR(400MHz,Chloroform-d) δ(ppm):5.90~5.76(m,3H),5.10~5.02(m,6H),3.38(s,2H),2.03(dt,J=7.5,1.2Hz,6H),1.45(s,1H).
(合成例13-6:化合物(13-6)の合成)
 アセトニトリル(380mL)、前記化合物(13-5)(31.3g)、トリフェニルホスフィン(64.3g)、四塩化炭素(33.9g)を加え、90℃で撹拌した。濃縮後、酢酸エチル/ヘキサンを加え撹拌した。ろ過、濃縮後、蒸留によって、下記化合物(13-6)を28.2g得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 化合物(13-6)のNMRスペクトル;
 H-NMR(400MHz,Chloroform-d) δ(ppm):5.83~5.67(m,3H),5.16~5.01(m,6H),3.32(s,2H),2.05(dt,J=7.5,1.1Hz,6H).
(合成例13-7:化合物(13-7)の合成)
 マグネシウム(2.36g)にTHF(35mL)、ヨウ素(0.180g)を加えて、室温で撹拌した。前記化合物(13-6)(14.0g)のTHF(35mL)溶液を加え、2時間加熱還流することで、下記化合物(13-7)の溶液(1.0M)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(合成例13-8:含フッ素化合物(3)の合成)
 CuCl(16.0mg)、1-フェニル-1-プロピン(0.052g)、1,3-ビストリフルオロメチルベンゼン(24mL)、前記化合物(13-1)(4.00g)を加えた後、前記化合物(13-7)(5.0mL,1.0M)を加えた。室温で撹拌した後、1M塩酸で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後、溶媒を留去し、AC-6000を加えた。MeOHで洗浄した後、シリカゲルを用いたフラッシュカラムクロマトグラフィーを行うことで、下記含フッ素化合物(3)を0.139g得た。なお、AC-6000はC13である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
繰り返し単位の平均値(n):10
 化合物(3)のNMRスペクトル;
 H-NMR(400MHz,Chloroform-d) δ(ppm):5.77(ddt,J=14.9,10.7,7.4Hz,3H),5.07~4.99(m,6H),2.19~2.05(m,2H),1.97(d,J=7.4Hz,6H),1.59~1.50(m,2H).
 19F-NMR(376MHz,Chloroform-d) δ(ppm):-55.29,-82.90,-88.13,-90.24(d,J=8.0Hz),-114.62,-125.34,-126.49.
 本発明によれば、農薬、医薬、機能性材料など多様な分野で用いられる含フッ素化合物を、入手容易な化合物を用いて、比較的温和な反応条件で合成することができる。また、例えば炭素-炭素二重結合を有するグリニャール試薬を用いることで、化合物(A)に容易に二重結合を付加することができ、様々な化合物を合成するための原料としても有用な化合物を得ることができる。
 この出願は、2019年9月20日に出願された日本出願特願2019-171578を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (8)

  1.  下記式(a)で表される部分構造を有する化合物と、
     グリニャール試薬とを、遷移金属化合物存在下で反応させることを含む、
     含フッ素化合物の製造方法。
      -CF-CH-L       式(a)
     ただし、式中、Lはスルホナート基である。
  2.  前記式(a)で表される部分構造を有する化合物が、下記式(A1)又は式(A2)で表される化合物である、請求項1に記載の含フッ素化合物の製造方法。
      G-CF-CH-L             式(A1)
      L-CH(-CF-G-CF-CH-L 式(A2)
     ただし、式中、
     Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基、水素原子、アルキル基、又はフルオロアルキル基であり、
     Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基、単結合、アルキレン基、又はフルオロアルキレン基であり、
     Lはスルホナート基であって、式(A2)において複数あるLは、各々同一であっても異なっていてもよく、
     nは0又は1である。
  3.  式(A1)において、Gが(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基、又はペルフルオロアルキル基である、請求項2に記載の含フッ素化合物の製造方法。
  4.  式(A2)において、nが0であるか、又は、
     nが1であって、Gが(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基、単結合、若しくはペルフルオロアルキレン基である、請求項2に記載の含フッ素化合物の製造方法。
  5.  前記グリニャール試薬が、下記式(B)で表される、請求項1~4のいずれか一項に記載の含フッ素化合物の製造方法。
      R-MgX       式(B)
     ただし、式中、Rは置換基を有していてもよく、炭素鎖中にヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。
  6.  前記グリニャール試薬が、下記式(B1)で表される、請求項5に記載の含フッ素化合物の製造方法。
      R-CH-MgX   式(B1)
     ただし、式中、Rは、水素原子であるか、又は置換基を有していてもよく、炭素鎖中にヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。
  7.  Lがトリフラート基である、請求項1~6のいずれか一項に記載の含フッ素化合物の製造方法。
  8.  前記遷移金属化合物が銅を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の含フッ素化合物の製造方法。
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