WO2024181298A1 - フルオロアルキル化合物の製造方法、フルオロアルキル化剤、フルオロアルキル化剤の製造方法 - Google Patents

フルオロアルキル化合物の製造方法、フルオロアルキル化剤、フルオロアルキル化剤の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024181298A1
WO2024181298A1 PCT/JP2024/006517 JP2024006517W WO2024181298A1 WO 2024181298 A1 WO2024181298 A1 WO 2024181298A1 JP 2024006517 W JP2024006517 W JP 2024006517W WO 2024181298 A1 WO2024181298 A1 WO 2024181298A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
carbon atoms
substituent
formula
carbon
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/006517
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
渡部 陽太 根上
典明 松村
武志 神谷
Original Assignee
三菱マテリアル電子化成株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱マテリアル電子化成株式会社 filed Critical 三菱マテリアル電子化成株式会社
Publication of WO2024181298A1 publication Critical patent/WO2024181298A1/ja

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B39/00Halogenation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/26Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C19/00Acyclic saturated compounds containing halogen atoms
    • C07C19/08Acyclic saturated compounds containing halogen atoms containing fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/64Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by simultaneous introduction of -OH groups and halogens
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/02Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof
    • C07C303/22Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof from sulfonic acids, by reactions not involving the formation of sulfo or halosulfonyl groups; from sulfonic halides by reactions not involving the formation of halosulfonyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C309/00Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
    • C07C309/01Sulfonic acids
    • C07C309/02Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C309/03Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
    • C07C309/04Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton containing only one sulfo group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C309/00Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
    • C07C309/01Sulfonic acids
    • C07C309/02Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C309/03Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
    • C07C309/06Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton containing halogen atoms, or nitro or nitroso groups bound to the carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C309/00Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
    • C07C309/01Sulfonic acids
    • C07C309/02Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C309/03Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
    • C07C309/07Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton containing oxygen atoms bound to the carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C315/00Preparation of sulfones; Preparation of sulfoxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C317/00Sulfones; Sulfoxides
    • C07C317/14Sulfones; Sulfoxides having sulfone or sulfoxide groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C319/00Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
    • C07C319/14Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of sulfides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C323/00Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups
    • C07C323/01Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and halogen atoms, or nitro or nitroso groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C323/09Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and halogen atoms, or nitro or nitroso groups bound to the same carbon skeleton having sulfur atoms of thio groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C33/00Unsaturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C33/40Halogenated unsaturated alcohols
    • C07C33/46Halogenated unsaturated alcohols containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/01Preparation of ethers
    • C07C41/18Preparation of ethers by reactions not forming ether-oxygen bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/01Preparation of ethers
    • C07C41/18Preparation of ethers by reactions not forming ether-oxygen bonds
    • C07C41/30Preparation of ethers by reactions not forming ether-oxygen bonds by increasing the number of carbon atoms, e.g. by oligomerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C43/00Ethers; Compounds having groups, groups or groups
    • C07C43/02Ethers
    • C07C43/03Ethers having all ether-oxygen atoms bound to acyclic carbon atoms
    • C07C43/04Saturated ethers
    • C07C43/12Saturated ethers containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C43/00Ethers; Compounds having groups, groups or groups
    • C07C43/02Ethers
    • C07C43/03Ethers having all ether-oxygen atoms bound to acyclic carbon atoms
    • C07C43/14Unsaturated ethers
    • C07C43/178Unsaturated ethers containing hydroxy or O-metal groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/45Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by condensation
    • C07C45/46Friedel-Crafts reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C49/00Ketones; Ketenes; Dimeric ketenes; Ketonic chelates
    • C07C49/76Ketones containing a keto group bound to a six-membered aromatic ring
    • C07C49/84Ketones containing a keto group bound to a six-membered aromatic ring containing ether groups, groups, groups, or groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/12Organo silicon halides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/12Organo silicon halides
    • C07F7/14Preparation thereof from optionally substituted halogenated silanes and hydrocarbons hydrosilylation reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/361Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving a decrease in the number of carbon atoms

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a fluoroalkyl compound using a fluoroalkylating agent, a fluoroalkylating agent, and a method for producing a fluoroalkylating agent.
  • Fluoroalkyl groups are known to be important functional groups found in medicines, agricultural chemicals, functional materials, etc. Efficient methods for introducing fluoroalkyl groups into various compounds are needed.
  • a representative fluoroalkylating agent is (trifluoromethyl)trimethylsilane, which is a nucleophilic fluoroalkylating agent.
  • 1-trifluoromethyl-1,2-benzoiodoxol-3(1H)-one (Togni Reagent II), developed by Togni et al., is known as an electrophilic fluoroalkylating agent.
  • (trifluoromethyl)trimethylsilane for example, is known to easily hydrolyze in air, and Togni reagent II is known to pose an explosion hazard.
  • (trifluoromethyl)trimethylsilane and Togni reagent II have problems with stability and safety, and therefore cannot be said to be industrially advantageous.
  • fluoroalkylating agents are trifluoromethylating agents, and the fluoroalkyl groups that can be introduced are very limited.
  • trifluoromethyl compounds such as fluoromethane and trifluoroiodomethane, which are the raw materials for trifluoromethylating agents, are industrially produced and easily available, there are few fluoroalkyl compounds that are easily available for synthesizing a variety of fluoroalkylating agents.
  • Fluoroalkyl sulfonic acids or carboxylic acids are compounds that are industrially produced using techniques including electrolytic fluorination, and are relatively easy to obtain and inexpensive. Furthermore, sulfonic acids or carboxylic acids with a variety of fluoroalkyl groups, not limited to trifluoromethyl groups, have been synthesized.
  • fluoroalkylation can be achieved by converting a fluoroalkylsulfonyl fluoride, which is a derivative of a fluoroalkylsulfonic acid, into a fluoroalkylsulfinic acid with a reducing agent and reacting the fluoroalkylated acid with an alkene in the presence of a one-electron oxidizing agent (see, for example, Patent Document 1). In this reaction, the substrate is limited to an alkene.
  • the present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a fluoroalkylating agent that can be derived from an analogue of a fluoroalkylsulfonic acid or a carboxylic acid, a method for producing the fluoroalkylating agent, and a method for producing a fluoroalkyl compound using the fluoroalkylating agent.
  • the inventors have invented a simple and systematic method for producing fluoroalkylating agents that can synthesize a variety of fluoroalkyl structures and can be derived from relatively easily available analogues of fluoroalkylsulfonic acid or carboxylic acid. Furthermore, they have found that by using the obtained fluoroalkylating agents, it is possible to provide a variety of fluoroalkyl compounds for use in fields such as medicine, agricultural chemicals, and functional materials.
  • a method for producing a fluoroalkyl compound comprising a step of carrying out a fluoroalkylation reaction using a fluoroalkylating agent represented by the following general formula [1] or the following general formula [2] and an electrophilic agent:
  • R 1 represents an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent
  • Rf 1 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a linear, branched or cyclic structure and which may have a substituent consisting of a sulfonyl group or a carbonyl group, or 1 to 5 ether-bonding oxygen atoms between the carbon atoms, and represents a fluoroalkyl group having a structure in which the ⁇ -carbon of the sulfonyl or carbonyl is substituted with a carbon such as a fluorine or trifluoromethyl group and has no hydrogen.
  • R 1 represents an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent
  • Rf 1 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a linear, branched or cyclic structure and which may have a substituent consisting of a sulfonyl group or a carbonyl group, or 1 to 5 ether-bonded oxygen atoms between the carbon atoms, and represents a fluoroalkyl group having a structure in which the ⁇ -carbon of the sulfonyl or carbonyl is substituted with a carbon such as a fluorine or trifluoromethyl group and has no hydrogen.
  • the electrophile is a proton donor represented by the following general formula [3]:
  • R2 represents a hydrogen atom, a metal atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent
  • X5 represents a heteroatom such as oxygen, nitrogen, or sulfur.
  • Rf 1 represents a substituent consisting of a sulfonyl group or a carbonyl group, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a linear, branched or cyclic structure and which may have 1 to 5 ether-bonding oxygen atoms between the carbon atoms, and which represents a fluoroalkyl group having a structure in which the ⁇ -carbon of the sulfonyl or carbonyl is substituted with a carbon such as a fluorine or trifluoromethyl group and has no hydrogen.
  • the electrophile is a silicon compound represented by the following general formula [5]:
  • R 3 , R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a linear, branched or cyclic structure and which may have a substituent or an unsaturated bond, an aryl group, or an alkoxy group containing an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent; and X 4 represents a halogen atom or an alkoxy group containing an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent.
  • Rf 1 represents a substituent consisting of a sulfonyl group or a carbonyl group, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and which may have a straight-chain, branched or cyclic structure and which may have 1 to 5 ether-bonding oxygen atoms between the carbon atoms, and represents a fluoroalkyl group having a structure in which the ⁇ -carbon of the sulfonyl or carbonyl is substituted with a carbon such as a fluorine or trifluoromethyl group and has no hydrogen;
  • R 3 , R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and which may have a straight-chain, branched or cyclic structure, which may have an unsaturated bond, an aryl group, or an alkoxy group including an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms and which may have
  • the electrophile is a carbonyl compound represented by the following general formula [7]:
  • R6 and R7 each independently represent a hydrogen atom, or a substituent having a linear, branched or cyclic structure having 1 to 10 carbon atoms, or an alkyl group or aryl group which may have an unsaturated bond.
  • Rf 1 represents a substituent consisting of a sulfonyl group or a carbonyl group, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and which may have a straight-chain, branched or cyclic structure and which may have 1 to 5 ether-bonding oxygen atoms between the carbon atoms, and represents a fluoroalkyl group having a structure in which the ⁇ -carbon of the sulfonyl or carbonyl is substituted with a carbon such as a fluorine or trifluoromethyl group and has no hydrogen;
  • R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom, or a substituent having 1 to 10 carbon atoms and which may have a straight-chain, branched or cyclic structure, or an alkyl group or aryl group which may have an unsaturated bond.
  • the electrophile is a disulfide compound represented by the following general formula [9]:
  • R8 represents an alkyl group or aryl group which may have a straight chain, branched or cyclic structure having 1 to 10 carbon atoms and which may have a substituent or an unsaturated bond.
  • R 8 represents a substituent group having 1 to 10 carbon atoms which may have a linear, branched or cyclic structure, or an alkyl group or aryl group which may have an unsaturated bond
  • Rf 1 represents a substituent group consisting of a sulfonyl group or a carbonyl group, or an alkyl group which may have a linear, branched or cyclic structure having 1 to 10 carbon atoms which may have 1 to 5 ether-bonding oxygen atoms between the carbon atoms, and represents a fluoroalkyl group having a structure in which the ⁇ -carbon of the sulfonyl or carbonyl is substituted with a carbon such as a fluorine or trifluoromethyl group and has no hydrogen.
  • R 9 represents an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent
  • X 3 represents a hydroxyl group, a metal salt (e.g., -OK, -ONa), an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms (e.g., a methoxy group, an ethoxy group), an amino group, an alkylamino group having 1 to 4 carbon atoms (e.g., a methylamino group, a propylamino group), or a halogen atom (e.g., a fluorine atom, a chlorine atom).)
  • a metal salt e.g., -OK, -ONa
  • an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms e.g., a methoxy group, an ethoxy group
  • an amino group e.g., an alkylamino group having 1 to 4 carbon atoms (e.g., a methylamino group
  • R 10 and R 11 are the same or independent and represent an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent.
  • a method for producing a fluoroalkylating agent comprising the step of reacting a fluoroalkylsulfonic acid derivative represented by the following general formula [13] or the following general formula [14] with an aromatic compound represented by the following general formula [15] to obtain a fluoroalkylating agent represented by the following general formula [1].
  • Rf 1 and Rf 2 are the same or independent and are substituents or alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms which may have a straight chain, branched or cyclic structure and may have 1 to 5 ether-bonding oxygen atoms between the carbon atoms, and represent fluoroalkyl groups having a structure in which the ⁇ -carbon of the sulfonyl or carbonyl is substituted with a carbon such as a fluorine or trifluoromethyl group and has no hydrogen, and Rf 1 and Rf 2 may be bonded to form a 4- to 7-membered ring.
  • Rf 1 represents a substituent consisting of a sulfonyl group or a carbonyl group, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a straight chain, branched or cyclic structure and which may have 1 to 5 ether-bonding oxygen atoms between the carbon atoms, and represents a fluoroalkyl group having a structure in which the ⁇ -carbon of the sulfonyl or carbonyl is substituted with a carbon such as a fluorine or trifluoromethyl group and has no hydrogen, and X 1 represents a halogen atom.
  • R 1 represents an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent.
  • R 1 represents an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent
  • Rf 1 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a linear, branched or cyclic structure and which may have a substituent consisting of a sulfonyl group or a carbonyl group, or 1 to 5 ether-bonded oxygen atoms between the carbon atoms, and represents a fluoroalkyl group having a structure in which the ⁇ -carbon of the sulfonyl or carbonyl is substituted with a carbon such as a fluorine or trifluoromethyl group and has no hydrogen.
  • a method for producing a fluoroalkylating agent comprising the step of reacting a fluoroalkyl carboxylic acid derivative represented by the following general formula [16] or the following general formula [17] with an aromatic compound represented by the following general formula [18] to obtain a fluoroalkylating agent represented by the following general formula [2].
  • R 1 represents an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent
  • Rf 1 represents a substituent consisting of a sulfonyl group or a carbonyl group, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a straight chain, branched or cyclic structure which may have 1 to 5 ether-bonding oxygen atoms between the carbon atoms
  • X 2 represents a halogen atom.
  • Rf 1 and Rf 2 are the same or independent and are a substituent consisting of a sulfonyl group or a carbonyl group, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and which may have a straight chain, branched or cyclic structure and which may have 1 to 5 ether-bonding oxygen atoms between the carbon atoms, and which represent a fluoroalkyl group having a structure in which the ⁇ -carbon of the sulfonyl or carbonyl is substituted with a carbon such as a fluorine or trifluoromethyl group and has no hydrogen, and Rf 1 and Rf 2 may be bonded to form a 4- to 7-membered ring.
  • R 1 represents an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent.
  • R 1 represents an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent
  • Rf 1 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a linear, branched or cyclic structure and which may have a substituent consisting of a sulfonyl group or a carbonyl group, or 1 to 5 ether-bonded oxygen atoms between the carbon atoms, and represents a fluoroalkyl group having a structure in which the ⁇ -carbon of the sulfonyl or carbonyl is substituted with a carbon such as a fluorine or trifluoromethyl group and has no hydrogen.
  • the present invention provides a fluoroalkylating agent that can be derived from an analog of a fluoroalkylsulfonic acid or carboxylic acid, a method for producing the fluoroalkylating agent, and a method for producing a fluoroalkyl compound using the fluoroalkylating agent.
  • the present invention includes a fluoroalkylating agent represented by the above general formula [1] or the above general formula [2], and a method for producing a fluoroalkyl compound, comprising a step of carrying out a fluoroalkylation reaction using the fluoroalkylating agent and an electrophile.
  • the process for producing a fluoroalkylating agent which is a preliminary process of the process for producing a fluoroalkyl compound of the present invention, will be described below.
  • the fluoroalkylating agent is produced by reacting a fluoroalkylsulfonic acid derivative represented by the above general formula [13] or the above general formula [14], or a fluoroalkylcarboxylic acid derivative represented by the above general formula [16] or the above general formula [17] with an aromatic compound represented by the above general formula [15] or the above general formula [18] in the presence of a Lewis acid.
  • R 1 represents an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent
  • Rf 1 and Rf 2 are the same or independent alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms which may have a straight chain, branched or cyclic structure and which may have a substituent consisting of a sulfonyl group or a carbonyl group or 1 to 5 ether-bonded oxygen atoms between the carbon atoms, and represent a fluoroalkyl group having a structure in which the ⁇ carbon of the sulfonyl or carbonyl is substituted with a carbon such as a fluorine or trifluoromethyl group and does not have a hydrogen atom
  • Rf 1 and Rf 2 may be linked to form a 4- to 7-membered ring.
  • “may have” means “have or not have”.
  • “may have” means “have or not have”.
  • Lewis acids used in the present invention include aluminum chloride, boron trifluoride, tin chloride, and zinc chloride.
  • the amount of Lewis acid used relative to the fluoroalkylsulfonic acid derivative represented by the above general formula [13], the fluoroalkylsulfonic acid derivative represented by the above general formula [14], the fluoroalkylcarboxylic acid derivative represented by the above general formula [16], or the fluoroalkylcarboxylic acid derivative represented by the above general formula [17] is 0.5 to 10, preferably 1.5 to 6, in terms of molar ratio. If the amount of Lewis acid used is less than 0.5, the amount of fluoroalkylating agent produced is insufficient. Also, if the amount of Lewis acid used exceeds 10, it is not economical.
  • the aromatic compound represented by the above general formula [15] or the aromatic compound represented by the above general formula [18] is used in a solvent amount relative to the fluoroalkylsulfonic acid derivative represented by the above general formula [13], the fluoroalkylsulfonic acid derivative represented by the above general formula [14], the fluoroalkylcarboxylic acid derivative represented by the above general formula [16], or the fluoroalkylcarboxylic acid derivative represented by the above general formula [17].
  • the amount of the solvent used is not particularly limited, but is usually 2 to 15 times by mass.
  • the fluoroalkylsulfonic acid derivative represented by the above general formula [13], the fluoroalkylsulfonic acid derivative represented by the above general formula [14], the fluoroalkylcarboxylic acid derivative represented by the above general formula [16], or the fluoroalkylcarboxylic acid derivative represented by the above general formula [17] may be reacted with a Lewis acid in the absence of a solvent, or an aprotic solvent may be added.
  • aprotic solvents include ethers such as diisopropyl ether and tetrahydrofuran, and alkanes such as pentane and hexane.
  • the reaction temperature is not particularly limited, but is usually 0°C to 80°C.
  • the fluoroalkyl compound is produced by reacting a fluoroalkylating agent represented by the above general formula [1] or [2] with an electrophile.
  • the subsequent chemical reactions can be carried out in a solvent inert to the reaction, such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, diisopropyl ether, acetonitrile, benzene, toluene, dimethylsulfoxide, etc.
  • the reaction temperature is -78°C to 50°C, preferably -70°C to 25°C.
  • the substituent R2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent.
  • alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, include methyl, ethyl, 1-propyl, 2-propyl, 1-butyl, 2-butyl, iso-butyl, tert-butyl, 1-pentyl, 1-hexyl, 1-heptyl, 1-octyl, 1-nonyl, and 1-decyl groups.
  • the molar ratio of the proton donor represented by the general formula [3] to the fluoroalkylating agent represented by the general formula [1] or [2] is 0.5 to 10, preferably 1 to 5. If the amount of the proton donor used is less than 1, the amount of fluoroalkyl compound produced is insufficient. If the amount of the proton donor used is more than 2, it is not economical.
  • bases used in the fluoroalkylation of proton donors include potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium tert-butoxide, etc.
  • the amount of base used relative to the fluoroalkylating agent represented by the above general formula [1] or the above general formula [2] is 1 to 10, preferably 2.5 to 5.0, in terms of molar ratio. If the amount of base used is less than 1, the amount of fluoroalkyl compound produced is insufficient. If the amount of base used is more than 4, decomposition of the produced fluoroalkyl compound proceeds.
  • the substituents R 3 , R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a substituent having a linear, branched or cyclic structure having 1 to 10 carbon atoms, an alkyl group which may have an unsaturated bond, an aryl group, or an alkoxy group including an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent.
  • alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, include methyl, ethyl, vinyl, 1-propyl, 2-propyl, allyl, acryloyl, 1-butyl, 2-butyl, iso-butyl, tert-butyl, butadienyl, 1-pentyl, 1-hexyl, 1-heptyl, 1-octyl, 1-nonyl, and 1-decyl groups.
  • the amount of the silicon compound represented by the general formula [5] used relative to the fluoroalkylating agent represented by the general formula [1] or the general formula [2] is 1 to 10, preferably 5 to 8, in terms of molar ratio. If the amount of the silicon compound used is less than 1, the amount of the fluoroalkyl compound produced is insufficient. Also, if the amount of the silicon compound used exceeds 10, it is not economical.
  • Reducing agents used in the fluoroalkylation of silicon compounds include, for example, magnesium, zinc, manganese, etc.
  • the molar ratio of the reducing agent used to the fluoroalkylating agent represented by the above general formula [1] or the above general formula [2] is 1 to 4, preferably 1.5 to 2.5. If the amount of the reducing agent used is less than 1, the amount of fluoroalkyl compound produced is insufficient. Also, if the amount of the reducing agent used exceeds 4, it is not economical.
  • R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group or an aryl group which may have a straight chain, branched or cyclic structure having 1 to 10 carbon atoms and which may have a substituent.
  • alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, include methyl, ethyl, vinyl, 1-propyl, 2-propyl, allyl, acryloyl, 1-butyl, 2-butyl, iso-butyl, tert-butyl, butadienyl, 1-pentyl, 1-hexyl, 1-heptyl, 1-octyl, 1-nonyl, and 1-decyl groups.
  • the amount of the carbonyl compound represented by the general formula [7] used relative to the fluoroalkylating agent represented by the general formula [1] or [2] is 0.5 to 4, preferably 1 to 3, in terms of molar ratio. If the amount of the carbonyl compound used is less than 0.5, the amount of the fluoroalkyl compound produced is insufficient. If the amount of the carbonyl compound used exceeds 4, it is not economical.
  • bases used in the fluoroalkylation of carbonyl compounds include potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium tert-butoxide, etc.
  • the amount of base used relative to the fluoroalkylating agent represented by the above general formula [1] or the above general formula [2] is 1 to 4 in molar ratio, and preferably 1.5 to 2.5. If the amount of base used is less than 1, the amount of fluoroalkyl compound produced is insufficient. Also, if the amount of base used exceeds 4, it is not economical.
  • the substituent R 8 represents an alkyl group or an aryl group which may have a straight chain, branched or cyclic structure having 1 to 10 carbon atoms and which may have a substituent.
  • alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, include methyl, ethyl, vinyl, 1-propyl, 2-propyl, allyl, acryloyl, 1-butyl, 2-butyl, iso-butyl, tert-butyl, butadienyl, 1-pentyl, 1-hexyl, 1-heptyl, 1-octyl, 1-nonyl, and 1-decyl groups.
  • the molar ratio of the disulfide compound represented by the general formula [9] to the fluoroalkylating agent represented by the general formula [1] or [2] is 1 to 4, preferably 1.5 to 2.5. If the amount of the disulfide compound used is less than 1, the amount of the fluoroalkyl compound produced is insufficient. If the amount of the disulfide compound used is more than 4, it is not economical.
  • bases used in the fluoroalkylation of disulfide compounds include potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium tert-butoxide, etc.
  • the amount of base used relative to the fluoroalkylating agent represented by the above general formula [1] or the above general formula [2] is 1 to 4 in molar ratio, and preferably 1.5 to 2.5. If the amount of base used is less than 1, the amount of fluoroalkyl compound produced is insufficient. Also, if the amount of base used exceeds 4, it is not economical.
  • the fluoroalkylating agent of the present invention can be prepared from fluoroalkylsulfonic acids and carboxylic acids, which are industrially produced and easily available.
  • Use of the fluoroalkylating agent of the present invention enables a new method for producing fluoroalkyl compounds. This makes it possible to provide an even greater variety of fluoroalkyl compounds to the fields of medicine, agricultural chemicals, functional materials, and the like. For these reasons, the present invention is extremely useful as a fluoroalkylating agent for producing fluoroalkyl compounds.
  • the present invention makes it possible to produce a variety of fluoroalkyl structures that are difficult to obtain or prepare using existing fluoroalkylating agents from easily available fluoroalkylsulfonic acids and carboxylic acids, and by using the fluoroalkylating agents, a variety of fluoroalkyl compounds can be produced. Furthermore, the inventors have discovered that fluoroalkylsulfonic acids and carboxylic acids, which have not been used as fluoroalkylating agents because it was previously thought that it was difficult to cleave carbon-sulfur bonds or carbon-carbon bonds, can be derivatized to function as fluoroalkylating agents.
  • fluoroalkylating agent it is possible to provide an even greater variety of fluoroalkyl compounds in the fields of medicine, agricultural chemicals, functional materials, etc., and therefore the fluoroalkylating agent has high industrial utility value.
  • the NMR apparatus used for the analysis of the Examples and Comparative Examples was an AVANCE 400 ( 1 H-NMR: 400 MHz, 19 F-NMR: 376 MHz) manufactured by Bruker.
  • AVANCE 400 1 H-NMR: 400 MHz, 19 F-NMR: 376 MHz
  • tetramethylsilane was set to a reference value of 0 ppm
  • trichlorofluoromethane was set to a reference value of 0 ppm.
  • Example 1 A compound represented by the following formula (1), in which R 1 in the above general formula [1] is a phenyl group and Rf 1 is a -CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 K group, was synthesized.
  • Example 2 The compound represented by the above formula (1) was used as a fluoroalkylating agent to replace the alkoxy group of tert-butyl alcohol with a -CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 K group, thereby synthesizing a compound represented by the following formula (2).
  • a mixture of the compound represented by the above formula (3) and the compound represented by the above formula (4) was obtained in a yield of 66% by the same procedure as in Example 1, except that toluene was used instead of benzene used in Example 1.
  • the mixing ratio of the compound represented by the above formula (3) and the compound represented by the above formula (4) was 1:2 in terms of molar ratio. It was confirmed by 19 F-NMR analysis that the compound represented by the above formula (3) and the compound represented by the above formula (4) were obtained.
  • 19F -NMR methanol deuterated: ⁇ -112.13 to -112.68 (m, 2F), -115.35 to -115.51 (m, 2F), -119.62 to -119.99 (m, 2F).
  • Example 4 The compound represented by the above formula (2) was synthesized by using a mixture of the compound represented by the above formula (3) and the compound represented by the above formula (4) as a fluoroalkylating agent to replace the alkoxy group of tert-butyl alcohol with a -CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 K group.
  • the same procedure as in Example 2 was carried out except that a mixture of the compound represented by the above formula (3) and the compound represented by the above formula (4) was used instead of the compound represented by the above formula (1) in Example 2, thereby obtaining the compound represented by the above formula (2) in a yield of 90%.
  • a mixture of the compound represented by the above formula (5) and the compound represented by the above formula (6) was obtained in a yield of 65% by the same procedure as in Example 1, except that o-xylene was used instead of benzene used in Example 1.
  • the mixing ratio of the compound represented by the above formula (5) and the compound represented by the above formula (6) was 1:2 in terms of molar ratio. It was confirmed by 19 F-NMR analysis that the compound represented by the above formula (5) and the compound represented by the above formula (6) were obtained.
  • 19F -NMR methanol deuterated: ⁇ -111.93 to -112.72 (m, 2F), -115.35 to -115.51 (m, 2F), -119.64 to -120.02 (m, 2F).
  • Example 6 The compound represented by the above formula (2) was synthesized by using a mixture of the compound represented by the above formula (5) and the compound represented by the above formula (6) as a fluoroalkylating agent to replace the alkoxy group of tert-butyl alcohol with a -CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 K group. The same procedure as in Example 2 was carried out except that a mixture of the compound represented by the above formula (5) and the compound represented by the above formula (6) was used instead of the compound represented by the above formula (1) in Example 2, thereby obtaining the compound represented by the above formula (2) in a yield of 88%.
  • Example 7 A compound represented by the following formula (7), in which R 1 in the above general formula [1] is an m-xylyl group and Rf 1 is a -CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 K group, was synthesized.
  • Example 2 The same procedure as in Example 1 was carried out except that m-xylene was used instead of benzene, to obtain the compound represented by the above formula (7) in a yield of 60%. It was confirmed by 19 F-NMR analysis that the compound represented by the above formula (7) was obtained. 19F -NMR (methanol deuterated): ⁇ -112.38 to -112.47 (m, 2F), -115.39 to -115.48 (m, 2F), -120.00 to -120.03 (m, 2F).
  • Example 8 The compound represented by the above formula (7) was used as a fluoroalkylating agent to replace the alkoxy group of tert-butyl alcohol with a -CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 K group, thereby synthesizing the compound represented by the above formula (2).
  • the same procedure as in Example 2 was carried out except that the compound represented by the above formula (7) was used instead of the compound represented by the above formula (1) in Example 2, thereby obtaining the compound represented by the above formula (2) in a yield of 89%.
  • Example 9 A compound represented by the following formula (8), in which R 1 in the above general formula [1] is a p-xylyl group and Rf 1 is a -CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 K group, was synthesized.
  • Example 2 The same procedure as in Example 1 was carried out except that p-xylene was used instead of benzene, to obtain the compound represented by the above formula (8) in a yield of 76%. It was confirmed by 19 F-NMR analysis that the compound represented by the above formula (8) was obtained. 19F -NMR (methanol deuterated): ⁇ -111.94 to -112.01 (m, 2F), -115.06 to -115.14 (m, 2F), -119.76 (m, 2F).
  • Example 10 The compound represented by the above formula (8) was used as a fluoroalkylating agent to substitute the alkoxy group of tert-butyl alcohol with a -CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 K group, thereby synthesizing the compound represented by the above formula (2).
  • the same procedure as in Example 2 was carried out except that the compound represented by the above formula (8) was used instead of the compound represented by the above formula (1) in Example 2, thereby obtaining the compound represented by the above formula (2) in a yield of 87%.
  • Example 11 A compound represented by the following formula (9), in which R 1 in the above general formula [1] is a phenyl group and Rf 1 is a -CF 2 CF 2 SO 3 K group, was synthesized.
  • Example 2 The same procedure as in Example 1 was carried out except that butafluoro-1,2-ethanedisulfonic anhydride was used instead of hexafluoro-1,3-propanedisulfonic anhydride used in Example 1, to obtain the compound represented by the above formula (9) in a yield of 68%. It was confirmed by 19 F-NMR analysis that the compound represented by the above formula (9) was obtained. 19F -NMR (methanol deuterated): ⁇ -111.04 to -111.07 (m, 2F), -113.47 to -113.54 (m, 2F).
  • Example 12 The compound represented by the above formula (9) was used as a fluoroalkylating agent to replace the alkoxy group of tert-butyl alcohol with a -CF 2 CF 2 SO 3 K group, thereby synthesizing a compound represented by the following formula (10).
  • the same procedure as in Example 2 was carried out except that the compound represented by the above formula (9) was used instead of the compound represented by the above formula (1) in Example 2, thereby obtaining a compound represented by the following formula (10) in a yield of 95%.
  • 19 F-NMR analysis confirmed that a compound represented by the following formula (10) was obtained.
  • Example 13 A compound represented by the following formula (11), in which R 1 in the above general formula [1] is a phenyl group and Rf 1 is a nonafluorobutyl group, was synthesized.
  • Example 14 The compound represented by the above formula (11) was used as a fluoroalkylating agent to replace the alkoxy group of tert-butyl alcohol with a nonafluorobutyl group, thereby synthesizing a compound represented by the following formula (12).
  • Example 15 A compound represented by the following formula (13), in which R 1 in the above general formula [1] is a phenyl group and Rf 1 is a heptafluoropropyl group, was synthesized.
  • Example 13 The same procedure as in Example 13 was carried out except that heptafluoropropanesulfonic anhydride was used instead of nonafluorobutanesulfonic anhydride used in Example 13, to obtain the compound represented by the above formula (13) in a yield of 56%. It was confirmed by 19 F-NMR analysis that the compound represented by the above formula (13) was obtained.
  • 19F -NMR deuterated chloroform: ⁇ -80.71 to -80.76 (m, 3F), -112.30 to -112.34 (m, 2F), -124.24 to -124.25 (m, 2F).
  • Example 16 The compound represented by the above formula (13) was used as a fluoroalkylating agent to substitute the alkoxy group of tert-butyl alcohol with a heptafluoropropyl group, thereby synthesizing a compound represented by the following formula (14).
  • the same procedure as in Example 14 was carried out except that the compound represented by the above formula (13) was used instead of the compound represented by the above formula (11) in Example 14, thereby obtaining a compound represented by the following formula (14) in a yield of 69%.
  • 19 F-NMR analysis confirmed that a compound represented by the following formula (14) was obtained.
  • Example 17 A compound represented by the following formula (15), in which R 1 in the above general formula [2] is a phenyl group and Rf 1 is a -CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 CF 3 group, was synthesized.
  • Example 18 The compound represented by the above formula (15) was used as a fluoroalkylating agent to replace the alkoxy group of tert- butyl alcohol with a -CF(CF3)OCF2CF2CF3 group , thereby synthesizing a compound represented by the following formula (16). Under a nitrogen atmosphere, a THF solution of potassium tert-butoxide (1M, 6.41 mL, 6.41 mmol) and tert-butyl alcohol (0.61 mL, 6.41 mmol) were added to tetrahydrofuran (20 mL).
  • Example 19 A compound represented by the following formula (17), in which R 1 in the above general formula [2] is a phenyl group and Rf 1 is a -CF(CF 3 )OCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 CF 3 group, was synthesized.
  • Example 17 The same procedure as in Example 17 was carried out except that perfluoro(2,5-dimethyl-3,6-dioxanonanoyl)fluoride was used instead of perfluoro(2-methyl-3-oxahexanoyl)fluoride used in Example 17, to obtain the compound represented by the above formula (17) in a yield of 76%. It was confirmed by 19 F-NMR analysis that the compound represented by the above formula (17) was obtained.
  • Example 20 The compound represented by the above formula (17) was used as a fluoroalkylating agent to replace the alkoxy group of tert-butyl alcohol with a -CF( CF3 ) OCF2CF ( CF3 ) OCF2CF2CF3 group, thereby synthesizing a compound represented by the following formula ( 18 ).
  • the same procedure as in Example 18 was carried out except that the compound represented by the above formula (17) was used instead of the compound represented by the above formula (15) in Example 18, to obtain a compound represented by the following formula (18) in a yield of 79%. It was confirmed by 19 F-NMR analysis that a compound represented by the following formula (18) was obtained.
  • Example 21 A compound represented by the following formula (19), in which R 9 in the above general formula [11] is a phenyl group and X 3 is potassium, was synthesized.
  • Example 22 The compound represented by the above formula (19) was used as a fluoroalkylating agent to replace the alkoxy group of tert-butyl alcohol with a -CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 K group, thereby synthesizing the compound represented by the above formula (2). Under a nitrogen atmosphere, a THF solution of potassium tert-butoxide (1M, 0.68mL, 0.68mmol) and tert-butyl alcohol (0.07mL, 0.68mmol) were added to tetrahydrofuran (5mL).
  • the obtained crude product was dissolved in water (10 mL), 0.1 M potassium hydroxide aqueous solution (5.6 mL) was added, and the solvent was distilled off under reduced pressure. Ethanol (10 mL) was added to the obtained crude product, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to obtain a suspension. The suspension was filtered, washed with ethanol (5 mL), and the solid was dried under reduced pressure to obtain the compound represented by the above formula (2) in 83% yield.
  • Example 23 A compound represented by the following formula (20), in which R 10 and R 11 in the above general formula [12] are phenyl groups, was synthesized.
  • Example 24 The compound represented by the above formula (20) was used as a fluoroalkylating agent to replace the alkoxy group of tert- butyl alcohol with a -CF( CF3 ) OCF2CF2OCF ( CF3 )- group, thereby synthesizing a compound represented by the following formula (21). Under a nitrogen atmosphere, a THF solution of potassium tert-butoxide (1M, 9.20 mL, 9.20 mmol) and tert-butyl alcohol (1.95 mL, 18.4 mmol) were added to tetrahydrofuran (10 mL).
  • Example 25 The compound represented by the above formula (11) was used as a fluoroalkylating agent, and a metal hydroxide or potassium tert-butoxide was used as a hydrogen source to substitute a -CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 K group, thereby synthesizing the compound represented by the above formula (2). Under a nitrogen atmosphere, a THF solution of potassium tert-butoxide (1M, 1.52mL, 1.52mmol) and calcium hydroxide (0.045g, 0.61mmol) were added to N,N-dimethylformamide (5.0mL).
  • the obtained crude product was dissolved in water (10mL), 0.1M aqueous potassium hydroxide solution (5.6mL) was added, and the solvent was distilled off under reduced pressure. Ethanol (10 mL) was added to the obtained crude product, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to obtain a suspension. The suspension was filtered, washed with ethanol (5 mL), and the solid was dried under reduced pressure to obtain the compound represented by the above formula (2) in a yield of 91%.
  • Example 26 The compound represented by the above formula (11) was used as a fluoroalkylating agent to replace the chlorine substituent of chlorotrimethylsilane with a nonafluorobutyl group, thereby synthesizing a compound represented by the following formula (22).
  • Example 27 The compound represented by the above formula (11) was used as a fluoroalkylating agent to introduce a nonafluorobutyl group into the carbonyl carbon of benzaldehyde, thereby synthesizing a compound represented by the following formula (23).
  • Example 28 The compound represented by the above formula (15) was used as a fluoroalkylating agent to introduce a -CF( CF3 ) OCF2CF2CF3 group into the carbonyl carbon of benzaldehyde to synthesize a compound represented by the following formula (24).
  • Example 29 The compound represented by the above formula (11) was used as a fluoroalkylating agent to substitute the phenyl sulfide of diphenyl disulfide with a nonafluorobutyl group, thereby synthesizing a compound represented by the following formula (25).
  • the compound represented by the above formula (30) (0.50 g, 0.87 mmol) and tert-butyl alcohol (0.25 mL, 2.62 mmol) were added to tetrahydrofuran (10 mL). To this was slowly added a THF solution of potassium tert-butoxide (1 M, 2.18 mL, 2.18 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Benzotrifluoride was then added as an internal standard to determine the NMR yield. The yield of the compound represented by the above formula (18) was 18%, and the yield of the compound represented by the above formula (31) was 82%.
  • the compound represented by the above formula (31) (0.50 g, 1.15 mmol) and tert-butyl alcohol (0.27 mL, 2.88 mmol) were added to tetrahydrofuran (10 mL). To this was slowly added a THF solution of potassium tert-butoxide (1 M, 2.88 mL, 2.88 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Benzotrifluoride was then added as an internal standard to determine the NMR yield. The compound represented by the above formula (31) was quantitatively recovered.
  • the present invention provides a fluoroalkylating agent derived from a fluoroalkyl sulfonic acid or carboxylic acid, which can introduce a wide range of fluoroalkyl structures, such as long-chain fluoroalkyl groups, ether structures, and structures having functional groups, which are rare among existing fluoroalkylating agents, and a fluoroalkylation reaction using the fluoroalkylating agent.
  • the fluoroalkylating agent of the present invention makes it possible to provide a variety of fluoroalkyl compounds that are used in the fields of medicine, agricultural chemicals, functional materials, etc., using various electrophiles.
  • the hydrogen-containing fluoroalkyl compound of the above general formula [4] is useful as a heat transfer medium such as a solvent, a refrigerant, and a working fluid.
  • the silicon-containing fluoroalkyl compound of the above general formula [6] is useful as a surface treatment agent and a surface modifier.
  • the hydroxyl-containing fluoroalkyl compound of the general formula [13] and the sulfide compound of the above general formula [10] are useful as organic synthesis intermediates and polymer raw materials.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

下記一般式[1]または下記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤と、求電子剤とを用いてフルオロアルキル化反応を行う工程を有する、フルオロアルキル化合物の製造方法。

Description

フルオロアルキル化合物の製造方法、フルオロアルキル化剤、フルオロアルキル化剤の製造方法
 本発明は、フルオロアルキル化剤を用いたフルオロアルキル化合物の製造方法、フルオロアルキル化剤、およびフルオロアルキル化剤の製造方法に関する。
 本願は、2023年3月2日に、日本に出願された特願2023-032067号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 フルオロアルキル基は、医薬、農薬、機能性材料等に含まれる重要な官能基として知られている。フルオロアルキル基を様々な化合物へ導入する効率的な方法が求められている。
 フルオロアルキル化剤として代表的なものとしては、求核的なフルオロアルキル化剤である、(トリフルオロメチル)トリメチルシランが知られている。一方、求電子的なフルオロアルキル化剤としては、Togni等によって開発された1-トリフルオロメチル-1,2-ベンゾヨードキソール-3(1H)-オン(Togni試薬II)が知られている。
 既存のフルオロアルキル化剤は、分解性や爆発性があるものが多い。なかでも、例えば、(トリフルオロメチル)トリメチルシランは空気中で容易に加水分解することが知られており、Togni試薬IIは爆発の危険性が知られている。このように、(トリフルオロメチル)トリメチルシランとTogni試薬IIは、安定性や安全面で課題があるため、工業的に有利とはいえない。
 加えて、既存のフルオロアルキル化剤のほとんどはトリフルオロメチル化剤であり、導入できるフルオロアルキル基が非常に限られていた。その一因としては、トリフルオロメチル化剤の原料となるフルオロメタンやトリフルオロヨードメタン等のトリフルオロメチル化合物は工業的に製造され入手が容易である一方で、多様なフルオロアルキル化剤を合成するために入手が容易なフルオロアルキル化合物が少ないことが挙げられる。
 フルオロアルキルスルホン酸またはカルボン酸は、電解フッ素化を始めとする手法で工業的に製造されている化合物であり、比較的入手が容易かつ安価である。さらに、トリフルオロメチル基に限らず、多様なフルオロアルキル基を有するスルホン酸またはカルボン酸が合成されている。
 一般的に、フルオロアルキルスルホン酸の炭素-硫黄結合を切断することは難しいとされているため、フルオロアルキルスルホン酸の誘導体をフルオロアルキル化剤として用いることは困難だと考えられていた。
 例えば、フルオロアルキルスルホン酸の誘導体であるフルオロアルキルスルホニルフルオリドを還元剤でフルオロアルキルスルフィン酸に変換し、一電子酸化剤存在下、アルケンと反応させることでフルオロアルキル化することが知られている(例えば、特許文献1参照)。この反応では、基質はアルケンに限られていた。
 フルオロアルキルカルボン酸やその誘導体は、フルオロアルキルスルホン酸を用いる例に比べて、いくつかのフルオロアルキル化反応が知られている(例えば、特許文献2、非特許文献1参照)。ただし、多くの場合、反応性の高いフルオロアルキル化剤への変換や高価な金属触媒を要した。
中国特許出願公開第105693464号明細書(A) 国際公開第2017/104589号(A)
Dehang Yin; Dengquan Su; Jian Jin. Cell Reports Physical Science (2020), 1(8), 100141.
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、フルオロアルキルスルホン酸またはカルボン酸の類似体から誘導できるフルオロアルキル化剤およびフルオロアルキル化剤の製造方法、並びに当該フルオロアルキル化剤を用いたフルオロアルキル化合物の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者等は、多様なフルオロアルキル構造を合成可能で、かつ比較的入手容易なフルオロアルキルスルホン酸またはカルボン酸の類似体から誘導できるフルオロアルキル化剤の簡便かつ系統的な製造手法を発明した。さらに、得られたフルオロアルキル化剤を用いることで、医薬、農薬、機能性材料等の分野に多様なフルオロアルキル化合物を提供することが可能となることを見出した。
 本発明は、以下の態様を有する。
[1]下記一般式[1]または下記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤と、求電子剤とを用いてフルオロアルキル化反応を行う工程を有する、フルオロアルキル化合物の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表す。)
[2]前記求電子剤が、下記一般式[3]で表されるプロトン供与体であり、
 下記一般式[4]で表されるフルオロアルキル化合物を得る、[1]に記載のフルオロアルキル化合物の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(式中、Rは、水素原子、金属原子または置換基を有していてもよい炭素数1~30のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Xは、酸素、窒素、硫黄等のヘテロ原子を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
(式中、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表す。)
[3]前記求電子剤が下記一般式[5]で表されるケイ素化合物であり、
 下記一般式[6]で表されるフルオロアルキル化合物を得る、[1]に記載のフルオロアルキル化合物の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(式中、R、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子または炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基や不飽和結合を有してもよいアルキル基、アリール基、もしくは炭素数1~30のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を含むアルコキシ基を表し、Xは、ハロゲン原子もしくは炭素数1~30のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を含むアルコキシ基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(式中、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表し、R、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子または炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基や不飽和結合を有してもよいアルキル基、アリール基、もしくは炭素数1~30のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を含むアルコキシ基を表す。)
[4]前記求電子剤が下記一般式[7]で表されるカルボニル化合物であり、
 下記一般式[8]で表されるフルオロアルキル化合物を得る、[1]に記載のフルオロアルキル化合物の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(式中、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子または炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基や不飽和結合を有してもよいアルキル基、アリール基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(式中、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表し、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子または炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基や不飽和結合を有してもよいアルキル基、アリール基を表す。)
[5]前記求電子剤が下記一般式[9]で表されるジスルフィド化合物であり、
 下記一般式[10]で表されるフルオロアルキル化合物を得る、[1]に記載のフルオロアルキル化合物の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(式中、Rは、炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基や不飽和結合を有してもよいアルキル基、アリール基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
(式中、Rは、炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基や不飽和結合を有してもよいアルキル基、アリール基を表し、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表す。)
[6]下記一般式[11]で表される、フルオロアルキル化剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Xは、水酸基、金属塩(例えば、-OK、-ONa)、炭素数1~4のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基)、アミノ基、炭素数1~4のアルキルアミノ基(例えば、メチルアミノ基、プロピルアミノ基)またはハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素)を表す。)
[7]下記一般式[12]で表される、フルオロアルキル化剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
(式中、R10とR11は、同一もしくは独立の、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表す。)
[8]下記一般式[13]または下記一般式[14]で表されるフルオロアルキルスルホン酸誘導体と、下記一般式[15]で表される芳香族化合物とを反応させて、下記一般式[1]で表されるフルオロアルキル化剤を得る工程を有する、フルオロアルキル化剤の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
(式中、RfとRfは、同一もしくは独立の、置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐もしくは環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表し、RfとRfは連結して、4~7員環を形成してもよい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
(式中、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表し、Xは、ハロゲン原子を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表す。)
[9]下記一般式[16]または下記一般式[17]で表されるフルオロアルキルカルボン酸誘導体と、下記一般式[18]で表される芳香族化合物とを反応させて、下記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤を得る工程を有する、フルオロアルキル化剤の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表し、Xはハロゲン原子を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
(式中、RfとRfは、同一もしくは独立の、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐もしくは環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表し、RfとRfは連結して、4~7員環を形成してもよい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表す。)
 本発明によれば、フルオロアルキルスルホン酸またはカルボン酸の類似体から誘導できるフルオロアルキル化剤およびフルオロアルキル化剤の製造方法、並びに当該フルオロアルキル化剤を用いたフルオロアルキル化合物の製造方法を提供することができる。
 本発明のフルオロアルキル化剤およびフルオロアルキル化剤の製造方法、並びにフルオロアルキル化剤を用いたフルオロアルキル化合物の製造方法の実施の形態について説明する。
 なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
 本発明は、上記一般式[1]または上記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤、および、前記フルオロアルキル化剤と、求電子剤とを用いてフルオロアルキル化反応を行う工程を有する、フルオロアルキル化合物の製造方法を含む。
<フルオロアルキル化剤の製造>
 本発明のフルオロアルキル化合物の製造方法の前過程である、フルオロアルキル化剤を製造する過程について説明する。
 フルオロアルキル化剤は、上記一般式[13]もしくは上記一般式[14]で表されるフルオロアルキルスルホン酸誘導体、または上記一般式[16]または上記一般式[17]で表されるフルオロアルキルカルボン酸誘導体と、上記一般式[15]もしくは上記一般式[18]で表される芳香族化合物とを、ルイス酸存在下で反応させることによって生成される。
 上記一般式[1]、[2]、[13]~[18]において、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、RfとRfは、同一もしくは独立の、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表し、RfとRfは連結して、4~7員環を形成してもよい。なお、本明細書中において、「有していてもよい」とは、「有するまたは有さない」を意味している。同様に、「有することもある」とは、「有するまたは有さない」を意味している。また、「形成してもよい」とは、「形成するまたは形成しない」を意味している。
 置換基を有していてもよいアリール基としては、例えば、フェニル基、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、2,3-ジメチルフェニル基、3,4-ジメチルフェニル基、3,5-ジメチルフェニル基、2,5-ジメチルフェニル基、4-エチルフェニル基、4-クロロフェニル基、4-メトキシフェニル基、4-フルオロフェニル基、4-トリフルオロメチルフェニル基、4-シアノフェニル基、4-ニトロフェニル基、3,5-ジメトキシフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等を挙げることができる。
 置換基またはエーテル結合性の酸素原子を有していてもよいフルオロアルキル基としては、例えば、1,1,2,2,3,3,4,4-オクタフルオロ-4-ブタン-1-スルホネート基、1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロ-3-プロパン-1-スルホネート基、1,1,2,2-ブタフルオロ-2-エタン-1-スルホネート基、1,1,-ジフルオロ-1-メタン-1-スルホネート基、ペルフルオロヘキシル基、ペルフルオロペンチル基、ノナフルオロブチル基、ヘプタフルオロプロピル基、-CF(CF)OCFCFCF、-CF(CF)OCFCF(CF)OCFCFCF、-CF(CF)OCFCFOCF(CF)COC、1H,1H,2H,2H-トリデカフルオロオクチル基、1H,1H,2H,2H-ノナフルオロヘキシル基等を挙げることができる。
 本発明で用いられるルイス酸として、例えば、塩化アルミニウム、三フッ化ホウ素、塩化スズ、塩化亜鉛等が挙げることができる。上記一般式[13]で表されるフルオロアルキルスルホン酸誘導体、上記一般式[14]で表されるフルオロアルキルスルホン酸誘導体、上記一般式[16]で表されるフルオロアルキルカルボン酸誘導体、または上記一般式[17]で表されるフルオロアルキルカルボン酸誘導体に対するルイス酸の使用量は、モル比で0.5~10であり、好ましくは1.5~6である。ルイス酸の使用量が0.5未満の場合、フルオロアルキル化剤の生成量が十分でない。また、ルイス酸の使用量が10を超える場合は経済的でない。
 上記一般式[13]で表されるフルオロアルキルスルホン酸誘導体、上記一般式[14]で表されるフルオロアルキルスルホン酸誘導体、上記一般式[16]で表されるフルオロアルキルカルボン酸誘導体、または上記一般式[17]で表されるフルオロアルキルカルボン酸誘導体に対する、上記一般式[15]で表される芳香族化合物または上記一般式[18]で表される芳香族化合物は溶媒量を用いており、その使用量は、特に限定されないが、通常、質量比で2~15倍である。
 また、上記一般式[13]で表されるフルオロアルキルスルホン酸誘導体、上記一般式[14]で表されるフルオロアルキルスルホン酸誘導体、上記一般式[16]で表されるフルオロアルキルカルボン酸誘導体、または上記一般式[17]で表されるフルオロアルキルカルボン酸誘導体は、溶媒不在下でルイス酸を反応させてもよいが、非プロトン性溶媒を加えてもよい。非プロトン性溶媒としては、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、ペンタン、ヘキサン等のアルカン類等を挙げることができる。反応温度は、特に限定されないが、通常、0℃~80℃である。
<フルオロアルキル化反応>
 次に、上記一般式[1]または上記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤と、求電子剤と反応させる過程について説明する。
 フルオロアルキル化合物は、上記一般式[1]または上記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤と、求電子剤とを反応させることによって生成される。
 以降の化学反応は、反応に不活性な溶媒中で行うことができる。反応に不活性な溶媒としては、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、アセトニトリル、ベンゼン、トルエン、ジメチスルホキシド等が挙げることができる。
 反応温度は、-78℃~50℃であり、好ましくは-70℃~25℃である。
<プロトン供与体のフルオロアルキル化>
 上記一般式[3]で表されるプロトン供与体を求電子剤として用いて塩基を作用させた場合、上記一般式[4]で表される水素原子を有するフルオロアルキル化合物が得られる。
 上記一般式[3]と上記一般式[4]において、置換基Rは、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1~30のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表す。
 置換基を有していてもよい炭素数1~30のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、1-プロピル基、2-プロピル基、1-ブチル基、2-ブチル基、iso-ブチル基、tert-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-へプチル基、1-オクチル基、1-ノニル基、1-デシル基等を挙げることができる。
 置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基としては、例えば、フェニル基、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、2,3-ジメチルフェニル基、3,4-ジメチルフェニル基、3,5-ジメチルフェニル基、2,5-ジメチルフェニル基、4-エチルフェニル基、4-クロロフェニル基、4-メトキシフェニル基、4-フルオロフェニル基、4-トリフルオロメチルフェニル基、4-シアノフェニル基、4-ニトロフェニル基、3,5-ジメトキシフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等を挙げることができる。
 上記一般式[1]または上記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤に対する上記一般式[3]で表されるプロトン供与体の使用量は、モル比で0.5~10であり、好ましくは1~5である。プロトン供与体の使用量が1未満の場合、フルオロアルキル化合物の生成量が十分ではない。また、プロトン供与体の使用量が2を超える場合、経済的でない。
 プロトン供与体のフルオロアルキル化で用いられる塩基としては、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム-tert-ブトキシド等が挙げることができる。
 上記一般式[1]または上記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤に対する塩基の使用量は、モル比で1~10であり、好ましくは2.5~5.0である。塩基の使用量が1未満の場合、フルオロアルキル化合物の生成量が十分ではない。また、塩基の使用量が4を超える場合、生成したフルオロアルキル化合物の分解が進行する。
<ケイ素化合物のフルオロアルキル化>
 上記一般式[5]で表されるケイ素化合物を求電子剤として用いて還元剤を作用させた場合、上記一般式[6]で表されるケイ素原子を有するフルオロアルキル化合物が得られる。
 上記一般式[5]および上記一般式[6]において、置換基R、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子または炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基や不飽和結合を有してもよいアルキル基、アリール基、もしくは炭素数1~30のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を含むアルコキシ基を表す。
 置換基を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ビニル基、1-プロピル基、2-プロピル基、アリル基、アクリロイル基、1-ブチル基、2-ブチル基、iso-ブチル基、tert-ブチル基、ブタジエニル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-へプチル基、1-オクチル基、1-ノニル基、1-デシル基等を挙げることができる。
 置換基を有していてもよいアリール基としては、例えば、フェニル基、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、2,3-ジメチルフェニル基、3,4-ジメチルフェニル基、3,5-ジメチルフェニル基、2,5-ジメチルフェニル基、4-エチルフェニル基、4-ビニルフェニル基、4-アリルフェニル基、4-クロロフェニル基、4-メトキシフェニル基、4-フルオロフェニル基、4-トリフルオロメチルフェニル基、4-シアノフェニル基、4-ニトロフェニル基、3,5-ジメトキシフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等を挙げることができる。
 上記一般式[1]または上記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤に対する上記一般式[5]で表されるケイ素化合物の使用量は、モル比で1~10であり、好ましくは5~8である。ケイ素化合物の使用量が1未満の場合、フルオロアルキル化合物の生成量が十分ではない。また、ケイ素化合物の使用量が10を超える場合、経済的でない。
 ケイ素化合物のフルオロアルキル化で用いられる還元剤として、例えば、マグネシウム、亜鉛、マンガン等が挙げることができる。
 上記一般式[1]または上記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤に対する還元剤の使用量は、モル比で1~4であり、好ましくは1.5~2.5である。還元剤の使用量が1未満の場合、フルオロアルキル化合物の生成量が十分ではない。また、還元剤の使用量が4を超える場合、経済的でない。
<カルボニル化合物のフルオロアルキル化>
 上記一般式[7]で表されるカルボニル化合物を求電子剤として用いて塩基を作用させた場合、上記一般式[8]で表される水酸基を有するフルオロアルキル化合物が得られる。
 上記一般式[7]および上記一般式[8]において、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子または炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基を有してもよいアルキル基、アリール基を表す。
 置換基を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ビニル基、1-プロピル基、2-プロピル基、アリル基、アクリロイル基、1-ブチル基、2-ブチル基、iso-ブチル基、tert-ブチル基、ブタジエニル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-へプチル基、1-オクチル基、1-ノニル基、1-デシル基等を挙げることができる。
 置換基を有していてもよいアリール基としては、例えば、フェニル基、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、2,3-ジメチルフェニル基、3,4-ジメチルフェニル基、3,5-ジメチルフェニル基、2,5-ジメチルフェニル基、4-エチルフェニル基、4-ビニルフェニル基、4-アリルフェニル基、4-クロロフェニル基、4-メトキシフェニル基、4-フルオロフェニル基、4-トリフルオロメチルフェニル基、4-シアノフェニル基、4-ニトロフェニル基、3,5-ジメトキシフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等を挙げることができる。
 上記一般式[1]または上記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤に対する上記一般式[7]で表されるカルボニル化合物の使用量は、モル比で0.5~4であり、好ましくは1~3である。カルボニル化合物の使用量が0.5未満の場合、フルオロアルキル化合物の生成量が十分ではない。また、カルボニル化合物の使用量が4を超える場合、経済的でない。
 カルボニル化合物のフルオロアルキル化で用いられる塩基として、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム-tert-ブトキシド等が挙げることができる。
 上記一般式[1]または上記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤に対する塩基の使用量は、モル比で1~4であり、好ましくは1.5~2.5である。塩基の使用量が1未満の場合、フルオロアルキル化合物の生成量が十分ではない。また、塩基の使用量が4を超える場合、経済的でない。
<ジスルフィドのフルオロアルキル化>
 上記一般式[9]で表されるジスルフィド化合物を求電子剤として用いて塩基を作用させた場合、上記一般式[10]で表されるスルフィド結合を有するフルオロアルキル化合物が得られる。
 上記一般式[9]および上記一般式[10]において、置換基Rは、炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基を有してもよいアルキル基、アリール基を表す。
 置換基を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ビニル基、1-プロピル基、2-プロピル基、アリル基、アクリロイル基、1-ブチル基、2-ブチル基、iso-ブチル基、tert-ブチル基、ブタジエニル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-へプチル基、1-オクチル基、1-ノニル基、1-デシル基等を挙げることができる。
 置換基を有していてもよいアリール基としては、例えば、フェニル基、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、2,3-ジメチルフェニル基、3,4-ジメチルフェニル基、3,5-ジメチルフェニル基、2,5-ジメチルフェニル基、4-エチルフェニル基、4-ビニルフェニル基、4-アリルフェニル基、4-クロロフェニル基、4-メトキシフェニル基、4-フルオロフェニル基、4-トリフルオロメチルフェニル基、4-シアノフェニル基、4-ニトロフェニル基、3,5-ジメトキシフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等を挙げることができる。
 上記一般式[1]または上記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤に対する上記一般式[9]で表されるジスルフィド化合物の使用量は、モル比で1~4であり、好ましくは1.5~2.5である。ジスルフィド化合物の使用量が1未満の場合、フルオロアルキル化合物の生成量が十分ではない。また、ジスルフィド化合物の使用量が4を超える場合、経済的でない。
 ジスルフィド化合物のフルオロアルキル化で用いられる塩基として、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム-tert-ブトキシド等が挙げることができる。
 上記一般式[1]または上記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤に対する塩基の使用量は、モル比で1~4であり、好ましくは1.5~2.5である。塩基の使用量が1未満の場合、フルオロアルキル化合物の生成量が十分ではない。また、塩基の使用量が4を超える場合、経済的でない。
 本発明のフルオロアルキル化剤は、工業的に製造され容易に入手可能なフルオロアルキルスルホン酸およびカルボン酸から調製可能である。本発明のフルオロアルキル化剤を用いることでフルオロアルキル化合物の新たな製造法が可能となる。このため、医薬、農薬、機能性材料等の分野に、さらに多様なフルオロアルキル化合物を提供することが可能となる。これらのことから、本発明は、フルオロアルキル化合物を製造するためのフルオロアルキル化剤として非常に有用である。
 本発明は、既存のフルオロアルキル化剤では入手・調製するのが難しかった多様なフルオロアルキル構造を、入手容易なフルオロアルキルスルホン酸やカルボン酸からフルオロアルキル化剤を製造することを可能とし、それを用いることで多様なフルオロアルキル化合物の製造ができる。さらにそれだけではなく、本発明者等は、従来、炭素-硫黄結合や炭素-炭素結合の切断が難しいと考えられていたためにフルオロアルキル化剤としては使われてこなかったフルオロアルキルスルホン酸やカルボン酸を誘導化することでフルオロアルキル化剤として働くことを見出した。さらに、得られたフルオロアルキル化剤を用いることで、医薬、農薬、機能性材料等の分野に、さらに多様なフルオロアルキル化合物を提供することが可能となるため、産業上の利用価値も高い。
 以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
 実施例、比較例の分析に使用したNMR装置は、Bruker社製AVANCE 400(H-NMR:400MHz、19F-NMR:376MHz)である。H-NMRでは、テトラメチルシランを0ppmの基準値とし、19F-NMRでは、トリクロロフルオロメタンを0ppmの基準値とした。
[実施例1]
 上記一般式[1]のRがフェニル基、Rfが-CFCFCFSOK基である、下記式(1)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 窒素雰囲気下、塩化アルミニウム(17.73g、133mmol)をベンゼン(200mL)に加え、0℃に冷却した。これにヘキサフルオロ-1,3-プロパンジスルホン酸無水物(26.07g、88.6mmol)をゆっくり加え、室温で17時間攪拌した後、2M塩酸水溶液(200mL)でクエンチした。得られた反応液に酢酸エチル(200mL)を加え分液した後、有機層を2M塩酸水溶液(100mL)で1回洗浄し、得られた有機層を2M水酸化カリウム水溶液(100mL)で2回洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。得られた粗生成物に、2-プロパノール(50mL)を加え、80℃で1時間攪拌した後、0℃の氷浴で5時間攪拌し、懸濁液を得た。当該懸濁液を濾過し、2-プロパノール(20mL)で洗浄し、固体を減圧下で乾燥することで、上記式(1)で表される化合物を64%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(1)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重アセトン):δ-111.75~-111.85(m,2F),-115.02~-115.11(m,2F),-119.02~-119.05(m,2F).
[実施例2]
 上記式(1)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、tert-ブチルアルコールのアルコキシ基を-CFCFCFSOK基に置換し、下記式(2)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 窒素雰囲気下、上記式(1)で表される化合物(0.50g、1.22mmol)およびtert-ブチルアルコール(116μL、1.22mmol)をN,N-ジメチルホルムアミド(5.0mL)に加えた。これにカリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M,3.05mL、3.05mmol)をゆっくり加え、室温で1時間攪拌した後、2M塩酸水溶液(10mL)でクエンチした。得られた反応液に酢酸エチル(20mL)を加え分液した後、水槽を酢酸エチル(10mL)で1回抽出し、すべての有機層を合わせて飽和食塩水(20mL)で洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。得られた粗生成物を、水(20mL)に溶かし、0.5M水酸化カリウム水溶液(2.4mL)を加え、溶媒を減圧下で留去した。得られた組成生物に、エタノール(30mL)を加え、室温で1時間攪拌した後、懸濁液を得た。当該懸濁液を濾過し、エタノール(20mL)で洗浄し、固体を減圧下で乾燥することで、上記式(2)で表される化合物を97%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(2)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重水):δ-116.56~-116.60(m,2F),-129.72~-129.78(m,2F),-137.55~-137.75(m,2F).
[実施例3]
 上記一般式[1]のRがトリル基、Rfが-CFCFCFSOK基である、下記式(3)で表される化合物と下記式(4)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 実施例1で用いたベンゼンに替えてトルエンを用いたこと以外は実施例1と同じ操作を行い、上記式(3)で表される化合物と上記式(4)で表される化合物の混合物を66%収率で得た。上記式(3)で表される化合物と上記式(4)で表される化合物の混合比は、モル比で1:2であった。
 19F-NMR分析により、上記式(3)で表される化合物と上記式(4)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重メタノール):δ-112.13~-112.68(m,2F),-115.35~-115.51(m,2F),-119.62~-119.99(m,2F).
[実施例4]
 上記式(3)で表される化合物と上記式(4)で表される化合物の混合物をフルオロアルキル化剤として用い、tert-ブチルアルコールのアルコキシ基を-CFCFCFSOK基に置換し、上記式(2)で表される化合物を合成した。
 実施例2における上記式(1)で表される化合物に替えて上記式(3)で表される化合物と上記式(4)で表される化合物の混合物を用いたこと以外は実施例2と同じ操作を行い、上記式(2)で表される化合物を90%収率で得た。
[実施例5]
 上記一般式[1]中のRがo-キシリル基、Rfが-CFCFCFSOK基である、下記式(5)で表される化合物と下記式(6)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 実施例1で用いたベンゼンに替えてo-キシレンを用いたこと以外は実施例1と同じ操作を行い、上記式(5)で表される化合物と上記式(6)で表される化合物の混合物を65%収率で得た。上記式(5)で表される化合物と上記式(6)で表される化合物の混合比は、モル比で1:2であった。
 19F-NMR分析により、上記式(5)で表される化合物と上記式(6)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重メタノール):δ-111.93~-112.72(m,2F),-115.35~-115.51(m,2F),-119.64~-120.02(m,2F).
[実施例6]
 上記式(5)で表される化合物と上記式(6)で表される化合物の混合物をフルオロアルキル化剤として用い、tert-ブチルアルコールのアルコキシ基を-CFCFCFSOK基に置換し、上記式(2)で表される化合物を合成した。
 実施例2における上記式(1)で表される化合物に替えて上記式(5)で表される化合物と上記式(6)で表される化合物の混合物を用いたこと以外は実施例2と同じ操作を行い、上記式(2)で表される化合物を88%収率で得た。
[実施例7]
 上記一般式[1]中のR1がm-キシリル基、Rfが-CFCFCFSOK基である、下記式(7)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 実施例1で用いたベンゼンに替えてm-キシレンを用いたこと以外は実施例1と同じ操作を行い、上記式(7)で表される化合物を60%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(7)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重メタノール):δ-112.38~-112.47(m,2F),-115.39~-115.48(m,2F),-120.00~-120.03(m,2F).
[実施例8]
 上記式(7)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、tert-ブチルアルコールのアルコキシ基を-CFCFCFSOK基に置換し、上記式(2)で表される化合物を合成した。
 実施例2における上記式(1)で表される化合物に替えて上記式(7)で表される化合物を用いたこと以外は実施例2と同じ操作を行い、上記式(2)で表される化合物を89%収率で得た。
[実施例9]
 上記一般式[1]中のRがp-キシリル基、Rfが-CFCFCFSOK基である、下記式(8)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 実施例1で用いたベンゼンに替えてp-キシレンを用いたこと以外は実施例1と同じ操作を行い、上記式(8)で表される化合物を76%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(8)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重メタノール):δ-111.94~-112.01(m,2F),-115.06~-115.14(m,2F),-119.76(m,2F).
[実施例10]
 上記式(8)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、tert-ブチルアルコールのアルコキシ基を-CFCFCFSOK基に置換し、上記式(2)で表される化合物を合成した。
 実施例2における上記式(1)で表される化合物に替えて上記式(8)で表される化合物を用いたこと以外は実施例2と同じ操作を行い、上記式(2)で表される化合物を87%収率で得た。
[実施例11]
 上記一般式[1]中のRがフェニル基、Rfが-CFCFSOK基である、下記式(9)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 実施例1で用いたヘキサフルオロ-1,3-プロパンジスルホン酸無水物に替えてブタフルオロ-1,2-エタンジスルホン酸無水物を用いたこと以外は実施例1と同じ操作を行い、上記式(9)で表される化合物を68%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(9)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重メタノール):δ-111.04~-111.07(m,2F),-113.47~-113.54(m,2F).
[実施例12]
 上記式(9)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、tert-ブチルアルコールのアルコキシ基を-CFCFSOK基に置換し、下記式(10)で表される化合物を合成した。
 実施例2における上記式(1)で表される化合物に替えて上記式(9)で表される化合物を用いたこと以外は実施例2と同じ操作を行い、下記式(10)で表される化合物を95%収率で得た。
 19F-NMR分析により、下記式(10)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重メタノール):δ-125.28(dt,2F),-137.32(dt,2F).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
[実施例13]
 上記一般式[1]中のRがフェニル基、Rfがノナフルオロブチル基である、下記式(11)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 窒素雰囲気下、塩化アルミニウム(1.72g、12.9mmol)をベンゼン(20mL)に加え、0℃に冷却した。これにノナフルオロブタンスルホン酸無水物(5.00g、8.59mmol)をゆっくり加え、室温で17時間攪拌した後、2M塩酸水溶液(20mL)でクエンチした。得られた反応液に酢酸エチル(20mL)を加え分液した後、有機層を2M塩酸水溶液(10mL)で1回洗浄し、得られた有機層を2M水酸化カリウム水溶液(10mL)で2回洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。得られた粗生成物を減圧蒸留することで、上記式(11)で表される化合物を52%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(11)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-80.77~-80.82(m,3F),-111.59~-111.67(m,2F),-120.85~-120.91(m,2F),-125.95~-126.04(m,2F).
[実施例14]
 上記式(11)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、tert-ブチルアルコールのアルコキシ基をノナフルオロブチル基に置換し、下記式(12)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 窒素雰囲気下、上記式(11)で表される化合物(0.50g、1.39mmol)およびtert-ブチルアルコール(132μL、1.39mmol)をテトラヒドロフラン(5.0mL)に加えた。これを-70℃まで冷却し、カリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M,3.47mL、3.47mmol)をゆっくり加え、1時間攪拌した。得られた反応液を室温まで昇温して、発生した気体をコールドトラップで捕集し、上記式(12)で表される化合物を73%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(12)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-81.17~-81.38(m,3F),-127.75~-127.93(m,2F),-130.13~-130.34(m,2F),-137.42~-137.77(m,2F).
[実施例15]
 上記一般式[1]中のRがフェニル基、Rfがヘプタフルオロプロピル基である、下記式(13)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 実施例13で用いたノナフルオロブタンスルホン酸無水物に替えてヘプタフルオロプロパンスルホン酸無水物を用いたこと以外は実施例13と同じ操作を行い、上記式(13)で表される化合物を56%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(13)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-80.71~-80.76(m,3F),-112.30~-112.34(m,2F),-124.24~-124.25(m,2F).
[実施例16]
 上記式(13)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、tert-ブチルアルコールのアルコキシ基をヘプタフルオロプロピル基に置換し、下記式(14)で表される化合物を合成した。
 実施例14における上記式(11)で表される化合物に替えて上記式(13)で表される化合物を用いたこと以外は実施例14と同じ操作を行い、下記式(14)で表される化合物を69%収率で得た。
 19F-NMR分析により、下記式(14)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-82.27~-82.31(m,3F),-132.65~-132.69(m,2F),-137.52~-137.71(m,2F).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
[実施例17]
 上記一般式[2]中のR1がフェニル基、Rfが-CF(CF)OCFCFCF基である、下記式(15)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 窒素雰囲気下、塩化アルミニウム(9.96g、74.7mmol)をベンゼン(20mL)に加え、50℃に加熱した。これにペルフルオロ(2-メチル-3-オキサヘキサノイル)フルオリド(9.26g、27.9mmol)をゆっくり加え、室温で7時間攪拌した後、2M塩酸水溶液(20mL)でクエンチした。得られた反応液にクロロホルム(40mL)を加え分液した後、有機層を2M塩酸水溶液(10mL)で1回洗浄し、得られた有機層を2M水酸化カリウム水溶液(10mL)で2回洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。得られた粗生成物を減圧蒸留することで、上記式(15)で表される化合物を55%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(15)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-78.09~-78.56(m,1F),-80.54(m,3F),-81.28~-81.32(m,3F),-82.74~-83.19(m,1F),-128.47~-128.54(m,1F),-129.52~-129.54(m,2F).
[実施例18]
 上記式(15)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、tert-ブチルアルコールのアルコキシ基を-CF(CF)OCFCFCF基に置換し、下記式(16)で表される化合物を合成した。
 窒素雰囲気下、カリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M、6.41mL、6.41mmol)およびtert-ブチルアルコール(0.61mL、6.41mmol)をテトラヒドロフラン(20mL)に加えた。これを-70℃まで冷却し、上記式(15)で表される化合物(1.00g、2.56mmol)のTHF溶液(10mL)をゆっくり加え、1時間攪拌した。得られた反応液を室温まで昇温して1時間攪拌した後、2M塩酸水溶液(30mL)でクエンチした。得られた反応液にクロロホルム(20mL)を加え分液した後、水層をクロロホルム(20mL)で1回抽出し、すべての有機層を合わせて飽和食塩水(20mL)で洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。得られた液体を減圧下で蒸留することで、下記式(16)であらわされる化合物を82%収率で得た。
 19F-NMR分析により、下記式(16)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-81.51~-81.53(m,3F),-84.00~-84.02(m,3F),-84.98~-87.26(m,2F),-129.86~-129.92(m,2F),-145.73~-145.96(m,1F).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
[実施例19]
 上記一般式[2]中のR1がフェニル基、Rfが-CF(CF)OCFCF(CF)OCFCFCF基である、下記式(17)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 実施例17で用いたペルフルオロ(2-メチル-3-オキサヘキサノイル)フルオリドに替えてペルフルオロ(2,5-ジメチル-3,6-ジオキサノナノイル)フルオリドを用いたこと以外は実施例17と同じ操作を行い、上記式(17)で表される化合物を76%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(17)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-77.27~-78.48(m,1F),-80.02~-80.11(m,3F),-80.76~-81.69(m,9F),-128.41~-128.62(m,1F),-128.64~-129.66(m,2F),-144.95~-145.23(m,1F).
[実施例20]
 上記式(17)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、tert-ブチルアルコールのアルコキシ基を-CF(CF)OCFCF(CF)OCFCFCF基に置換し、下記式(18)で表される化合物を合成した。
 実施例18における上記式(15)で表される化合物に替えて上記式(17)で表される化合物を用いたこと以外は実施例18と同じ操作を行い、下記式(18)で表される化合物を79%収率で得た。
 19F-NMR分析により、下記式(18)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-80.10~-80.25(m,3F),-81.40~-81.52(m,3F),-81.77~-81.92(m,2F),-83.46~-86.33(m,5F),-129.73~-129.79(m,2F),-145.14~-145.30(m,1F),-145.67~-145.94(m,1F).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
[実施例21]
 上記一般式[11]中のRがフェニル基、Xがカリウムである、下記式(19)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 窒素雰囲気下、塩化アルミニウム(25.6g、192mmol)をベンゼン(40mL)に加え、50℃に加熱した。これに2,2,3,3,4,4-ヘキサフルオロ-4-(フルオロスルホニル)ブタノイルフルオリド(20.0g、71.2mmol)をゆっくり加え、室温で2時間攪拌した後、2M塩酸水溶液(200mL)でクエンチした。得られた反応液にクロロホルム(200mL)を加え分液した後、有機層を2M塩酸水溶液(100mL)で2回洗浄し、得られた有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(100mL)で2回洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。得られた粗生成物を減圧蒸留した後に水(10mL)と炭酸カリウム(0.49g、0.0035mmol)を加え、室温で1時間攪拌した後、溶媒を減圧下で留去した。得られた粗生成物に2-プロパノール(10mL)を加え70℃に加熱した後に濾過し、得られた固体を減圧乾燥することで、上記式(19)で表される化合物を5%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(19)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重アセトニトリル):δ-113.51~-113.57(m,2F),-114.25~-114.32(m,2F),-120.52(m,2F).
[実施例22]
 上記式(19)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、tert-ブチルアルコールのアルコキシ基を-CFCFCFSOK基に置換し、上記式(2)で表される化合物を合成した。
 窒素雰囲気下、カリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M、0.68mL、0.68mmol)およびtert-ブチルアルコール(0.07mL、0.68mmol)をテトラヒドロフラン(5mL)に加えた。これを-70℃まで冷却し、上記式(19)で表される化合物(0.10g、0.27mmol)のTHF溶液(5mL)をゆっくり加え、1時間攪拌した。得られた反応液を室温まで昇温して1時間攪拌した後、2M塩酸水溶液(10mL)でクエンチした。得られた反応液に酢酸エチル(10mL)を加え分液した後、水槽を酢酸エチル(10mL)で1回抽出し、すべての有機層を合わせて飽和食塩水(20mL)で洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。得られた粗生成物を、水(10mL)に溶かし、0.1M水酸化カリウム水溶液(5.6mL)を加え、溶媒を減圧下で留去した。得られた組成生物に、エタノール(10mL)を加え、室温で1時間攪拌した後、懸濁液を得た。当該懸濁液を濾過し、エタノール(5mL)で洗浄し、固体を減圧下で乾燥することで、上記式(2)で表される化合物を83%収率で得た。
[実施例23]
 上記一般式[12]中のR10およびR11がフェニル基である、下記式(20)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 窒素雰囲気下、塩化アルミニウム(19.8g、149mmol)をベンゼン(40mL)に加え、50℃に加熱した。これに2,2’-[(テトラフルオロエチレン)ジオキシ]ビス(2,3,3,3-テトラフルオロプロパノイル)=ジフルオリド(11.7g、27.6mmol)をゆっくり加え、室温で5時間攪拌した後、2M塩酸水溶液(100mL)でクエンチした。得られた反応液にクロロホルム(100mL)を加え分液した後、有機層を2M塩酸水溶液(100mL)で1回洗浄し、得られた有機層を2M水酸化カリウム水溶液(100mL)で1回洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。得られた粗生成物を減圧蒸留することで、上記式(20)で表される化合物を54%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(20)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-80.18~-80.20(m,6F),-82.25~-82.99(m,2F),-86.03~-86.66(m,2F),-128.35~-128.50(m,2F).
[実施例24]
 上記式(20)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、tert-ブチルアルコールのアルコキシ基を-CF(CF)OCFCFOCF(CF)-基に置換し、下記式(21)で表される化合物を合成した。
 窒素雰囲気下、カリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M,9.20mL、9.20mmol)およびtert-ブチルアルコール(1.95mL、18.4mmol)をテトラヒドロフラン(10mL)に加えた。これを-70℃まで冷却し、上記式(20)で表される化合物(1.00g、1.84mmol)のTHF溶液(10mL)をゆっくり加え、1時間攪拌した。得られた反応液を室温まで昇温して1時間攪拌した後、2M塩酸水溶液(30mL)でクエンチした。得られた反応液にクロロホルム(20mL)を加え分液した後、水層をクロロホルム(20mL)で1回抽出し、すべての有機層を合わせて飽和食塩水(20mL)で洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。液体を減圧下で蒸留することで、下記式(21)であらわされる化合物を76%収率で得た。
 19F-NMR分析により、下記式(21)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-83.78~-83.82(m,6F),-88.64~-91.17(m,4F),-145.16~-145.32(m,2F).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
[実施例25]
 上記式(11)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、金属水酸化物もしくはカリウムtert-ブトキシドを水素源に用いて-CFCFCFSOK基で置換し、上記式(2)で表される化合物を合成した。
 窒素雰囲気下、カリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M、1.52mL、1.52mmol)および水酸化カルシウム(0.045g、0.61mmol)をN,N-ジメチルホルムアミド(5.0mL)に加えた。これに上記式(11)で表される化合物(0.25g、0.61mmol)のN,N-ジメチルホルムアミド溶液(5mL)をゆっくり加え、室温で1時間攪拌した。その後、2M塩酸水溶液(10mL)でクエンチした。得られた反応液に酢酸エチル(10mL)を加え分液した後、水槽を酢酸エチル(10mL)で1回抽出し、すべての有機層を合わせて飽和食塩水(20mL)で洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。得られた粗生成物を、水(10mL)に溶かし、0.1M水酸化カリウム水溶液(5.6mL)を加え、溶媒を減圧下で留去した。得られた組成生物に、エタノール(10mL)を加え、室温で1時間攪拌した後、懸濁液を得た。当該懸濁液を濾過し、エタノール(5mL)で洗浄し、固体を減圧下で乾燥することで、上記式(2)で表される化合物を91%収率で得た。
[実施例26]
 上記式(11)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、クロロトリメチルシランの塩素置換基をノナフルオロブチル基に置換し、下記式(22)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 窒素雰囲気下、上記式(11)で表される化合物(0.20g、0.92mmol)およびクロロトリメチルシラン(350μL、2.78mmol)をN,N-ジメチルホルムアミド(2.0mL)に加えた。これにマグネシウム(27.0mg、1.11mmol)を加え、17時間攪拌した。得られた反応液を2M塩酸水溶液(10mL)でクエンチした。得られた反応液にクロロホルム(20mL)を加え分液した後、水層をクロロホルム(10mL)で1回抽出し、すべての有機層を合わせて飽和食塩水(20mL)で洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。粗生成物に内部標準としてベンゾトリフルオリドを加えNMR収率を求めた。上記式(22)で表される化合物の収率は16%であった。
 19F-NMR分析により、上記式(22)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-80.74~-80.79(m,3F),-120.93~-120.94(m,2F),-125.95~-126.03(m,2F),-128.66~-128.73(m,2F).
[実施例27]
 上記式(11)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、ベンズアルデヒドのカルボニル炭素にノナフルオロブチル基を導入し、下記式(23)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 窒素雰囲気下、カリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M,3.48mL、3.48mmol)およびベンズアルデヒド(0.42mL、4.16mmol)をテトラヒドロフラン(10mL)に加えた。これを-70℃まで冷却し、上記式(11)で表される化合物(0.50g、1.39mmol)のTHF溶液(10mL)をゆっくり加え、1時間攪拌した。得られた反応液を室温まで昇温して1時間攪拌した後、2M塩酸水溶液(50mL)でクエンチした。得られた反応液にクロロホルム(20mL)を加え分液した後、水層をクロロホルム(20mL)で1回抽出し、すべての有機層を合わせて飽和食塩水(20mL)で洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。得られた液体を減圧下で蒸留することで、上記式(23)で表される化合物を71%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(23)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-82.30~-82.48(m,3F),-117.40~-127.70(m,6F).
[実施例28]
 上記式(15)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、ベンズアルデヒドのカルボニル炭素に-CF(CF)OCFCFCF基を導入し、下記式(24)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 窒素雰囲気下、カリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M、3.20mL、3.20mmol)およびベンズアルデヒド(0.39mL、3.84mmol)をテトラヒドロフラン(10mL)に加えた。これを-70℃まで冷却し、上記式(15)で表される化合物(0.50g、1.28mmol)のTHF溶液(10mL)をゆっくり加え、1時間攪拌した。得られた反応液を室温まで昇温して1時間攪拌した後、2M塩酸水溶液(50mL)でクエンチした。得られた反応液にクロロホルム(20mL)を加え分液した後、水層をクロロホルム(20mL)で1回抽出し、すべての有機層を合わせて飽和食塩水(20mL)で洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。得られた液体を減圧下で蒸留することで、上記式(24)で表される化合物を44%収率で得た。
 19F-NMR分析により、上記式(24)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-78.70~-78.99(m,3F),-80.33~-82.20(m,5F),-129.29~-129.50(m,2F),-136.74~-142.81(m,1F).
[実施例29]
 上記式(11)で表される化合物をフルオロアルキル化剤として用い、ジフェニルジスルフィドのフェニルスルフィドをノナフルオロブチル基に置換し、下記式(25)で表される化合物を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 窒素雰囲気下、上記式(11)で表される化合物(0.20g、0.92mmol)およびジフェニルジスルフィド(0.24g、1.11mmol)をテトラヒドロフラン(2.0mL)に加えた。これを0℃まで冷却し、カリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M,1.39mL、1.39mmol)をゆっくり加え、1時間攪拌した。得られた反応液をゆっくり室温まで昇温した後、2M塩酸水溶液(10mL)でクエンチした。得られた反応液にクロロホルム(20mL)を加え分液した後、水層をクロロホルム(10mL)で1回抽出し、すべての有機層を合わせて飽和食塩水(20mL)で洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。粗生成物に内部標準としてベンゾトリフルオリドを加えNMR収率を求めた。上記式(25)で表される化合物の収率は10%であった。
 19F-NMR分析により、上記式(25)で表される化合物が得られたことを確認した。
 19F-NMR(重クロロホルム):δ-81.03~-81.08(m,3F),-87.10~-87.17(m,2F),-120.07~-120.17(m,2F),-125.59~-125.67(m,2F).
[比較例1]
 上記一般式[1]中のRfにフッ素が入っていないアルキル基を有する下記式(26)で表される化合物を用いてフルオロアルキル化剤と同様の条件を作用させたが、下記式(26)で表される出発原料が96%収率で回収された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 窒素雰囲気下、カリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M、4.00mL、4.00mmol)およびtert-ブチルアルコール(0.38mL、4.00mmol)をテトラヒドロフラン(10mL)に加えた。これを-70℃まで冷却し、化合物(26)(0.25g、1.60mmol)のTHF溶液(10mL)をゆっくり加え、1時間攪拌した。得られた反応液を室温まで昇温して1時間攪拌した後、2M塩酸水溶液(30mL)でクエンチした。得られた反応液にクロロホルム(20mL)を加え分液した後、水層をクロロホルム(20mL)で1回抽出し、すべての有機層を合わせて飽和食塩水(20mL)で洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。固体を減圧下で乾燥することで、上記式(26)で表される化合物を96%収率で得た。
[比較例2]
 上記一般式[2]中のRfにフッ素が入っていないアルキル基を有する下記式(27)で表される化合物を用いてフルオロアルキル化剤と同様の条件を作用させたが、下記式(27)で表される出発原料が84%収率で回収された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 窒素雰囲気下、カリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M、5.20mL、5.20mmol)およびtert-ブチルアルコール(0.49mL、5.20mmol)をテトラヒドロフラン(10mL)に加えた。これを-70℃まで冷却し、化合物(27)(0.25g、2.08mmol)のTHF溶液(10mL)をゆっくり加え、1時間攪拌した。得られた反応液を室温まで昇温して1時間攪拌した後、2M塩酸水溶液(30mL)でクエンチした。得られた反応液にクロロホルム(20mL)を加え分液した後、水層をクロロホルム(20mL)で1回抽出し、すべての有機層を合わせて飽和食塩水(20mL)で洗浄した。洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に、溶媒を減圧下で留去した。固体を減圧下で乾燥することで、上記式(27)で表される化合物を84%安息香酸をそれぞれ12%収率で得た。
[比較例3]
 上記一般式[1]中のRにアリール基ではなくアリールオキシ基を有する下記式(28)で表される化合物を用いてフルオロアルキル化剤と同様の条件を作用させた場合、下記式(2)で表される目的物は7%収率に留まり、下記式(29)で表されるジスルホン酸が主生成物として93%収率で得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 窒素雰囲気下、上記式(28)で表される化合物(1.00g、2.34mmol)およびtert-ブチルアルコール(222μL、2.34mmol)をN,N-ジメチルホルムアミド(5.0mL)に加えた。これにカリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M、5.85mL、5.85mmol)をゆっくり加え、室温で1時間攪拌した後、内部標準としてベンゾトリフルオリドを加えNMR収率を求めた。上記式(2)で表される化合物の収率は7%、上記式(29)で表される化合物の収率は93%であった。
[比較例4]
 上記一般式[1]中のRにアリール基ではなく酸素置換基を有する下記式(29)で表される化合物を用いてフルオロアルキル化剤と同様の条件を作用させた場合、下記式(29)で表される出発原料が定量的に回収された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 窒素雰囲気下、上記式(29)で表される化合物(0.91g、2.34mmol)およびtert-ブチルアルコール(222μL、2.34mmol)をN,N-ジメチルホルムアミド(5.0mL)に加えた。これにカリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M,5.85mL、5.85mmol)をゆっくり加え、室温で1時間攪拌した後、内部標準としてベンゾトリフルオリドを加えNMR収率を求めた。上記式(29)で表される化合物が定量的に回収された。
[比較例5]
 上記一般式[2]中のRにアリール基ではなくアリールオキシ基を有する下記式(30)で表される化合物を用いてフルオロアルキル化剤と同様の条件を作用させた場合、下記式(18)で表される目的物は18%収率に留まり、下記式(31)で表されるジスルホン酸が主生成物として82%収率で得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 窒素雰囲気下、上記式(30)で表される化合物(0.50g、0.87mmol)およびtert-ブチルアルコール(0.25mL、2.62mmol)をテトラヒドロフラン(10mL)に加えた。これにカリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M、2.18mL、2.18mmol)をゆっくり加え、室温で1時間攪拌した後、内部標準としてベンゾトリフルオリドを加えNMR収率を求めた。上記式(18)で表される化合物の収率は18%、上記式(31)で表される化合物の収率は82%であった。
[比較例6]
一般式[2]中のRにアリール基ではなく酸素置換基を有する下記式(31)で表される化合物を用いてフルオロアルキル化剤と同様の条件を作用させた場合、下記式(31)で表される出発原料が定量的に回収された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 窒素雰囲気下、上記式(31)で表される化合物(0.50g、1.15mmol)およびtert-ブチルアルコール(0.27mL、2.88mmol)をテトラヒドロフラン(10mL)に加えた。これにカリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(1M、2.88mL、2.88mmol)をゆっくり加え、室温で1時間攪拌した後、内部標準としてベンゾトリフルオリドを加えNMR収率を求めた。上記式(31)で表される化合物が定量的に回収された。
 本発明は、既存のフルオロアルキル化剤では例の少ない、長鎖のフルオロアルキル基や、エーテル構造、官能基を有する構造など幅広いフルオロアルキル構造を導入できる、フルオロアルキルスルホン酸またはカルボン酸から誘導できるフルオロアルキル化剤、および当該フルオロアルキル化剤を使用したフルオロアルキル化反応を提供する。本発明に係るフルオロアルキル化剤により、種々の求電子剤を用いて、医薬、農薬、機能性材料等の分野で活用される多様なフルオロアルキル化合物を提供することが可能となる。例えば、上記一般式[4]の水素を有するフルオロアルキル化合物は溶媒、冷媒、作動流体など熱媒体として有用である。上記一般式[6]のケイ素を有するフルオロアルキル化合物は表面処理剤、表面改質剤として有用である。一般式[13]のヒドロキシ基を有するフルオロアルキル化合物や上記一般式[10]のスルフィド化合物は有機合成中間体やポリマー原料などとして有用である。

Claims (9)

  1.  下記一般式[1]または下記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤と、求電子剤とを用いてフルオロアルキル化反応を行う工程を有する、フルオロアルキル化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表す。)
  2.  前記求電子剤が、下記一般式[3]で表されるプロトン供与体であり、
     下記一般式[4]で表されるフルオロアルキル化合物を得る、請求項1に記載のフルオロアルキル化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、Rは、水素原子、金属原子または置換基を有していてもよい炭素数1~30のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Xは、酸素、窒素、硫黄等のヘテロ原子を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式中、Rfは、スルホン酸カリウム構造もしくはベンゾイル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表す。)
  3.  前記求電子剤が下記一般式[5]で表されるケイ素化合物であり、
     下記一般式[6]で表されるフルオロアルキル化合物を得る、請求項1に記載のフルオロアルキル化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (式中、R、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子または炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基や不飽和結合を有してもよいアルキル基、アリール基、もしくは炭素数1~30のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を含むアルコキシ基を表し、Xは、ハロゲン原子もしくは炭素数1~30のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を含むアルコキシ基を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (式中、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表し、R、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子または炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基や不飽和結合を有してもよいアルキル基、アリール基、もしくは炭素数1~30のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を含むアルコキシ基を表す。)
  4.  前記求電子剤が下記一般式[7]で表されるカルボニル化合物であり、
     下記一般式[8]で表されるフルオロアルキル化合物を得る、請求項1に記載のフルオロアルキル化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    (式中、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子または炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基や不飽和結合を有してもよいアルキル基、アリール基を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    (式中、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表し、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子または炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基や不飽和結合を有してもよいアルキル基、アリール基を表す。)
  5.  前記求電子剤が下記一般式[9]で表されるジスルフィド化合物であり、
     下記一般式[10]で表されるフルオロアルキル化合物を得る、請求項1に記載のフルオロアルキル化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    (式中、Rは、炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基や不飽和結合を有してもよいアルキル基、アリール基を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    (式中、Rは、炭素数1~10の直鎖、分岐あるいは環状構造を有することもある置換基や不飽和結合を有してもよいアルキル基、アリール基を表し、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表す。)
  6.  下記一般式[11]で表される、フルオロアルキル化剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
    (式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Xは、水酸基、金属塩(例えば、-OK、-ONa)、炭素数1~4のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基)、アミノ基、炭素数1~4のアルキルアミノ基(例えば、メチルアミノ基、プロピルアミノ基)またはハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素)を表す。)
  7.  下記一般式[12]で表される、フルオロアルキル化剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
    (式中、R10とR11は、同一もしくは独立の、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表す。)
  8.  下記一般式[13]または下記一般式[14]で表されるフルオロアルキルスルホン酸誘導体と、下記一般式[15]で表される芳香族化合物とを反応させて、下記一般式[1]で表されるフルオロアルキル化剤を得る工程を有する、フルオロアルキル化剤の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
    (式中、RfとRfは、同一もしくは独立の、置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐もしくは環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表し、RfとRfは連結して、4~7員環を形成してもよい。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
    (式中、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表し、Xは、ハロゲン原子を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
    (式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
    (式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表す。)
  9.  下記一般式[16]または下記一般式[17]で表されるフルオロアルキルカルボン酸誘導体と、下記一般式[18]で表される芳香族化合物とを反応させて、下記一般式[2]で表されるフルオロアルキル化剤を得る工程を有する、フルオロアルキル化剤の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
    (式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表し、Xはハロゲン原子を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
    (式中、RfとRfは、同一もしくは独立の、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐もしくは環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表し、RfとRfは連結して、4~7員環を形成してもよい。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
    (式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
    (式中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数6~14のアリール基を表し、Rfは、スルホニル基もしくはカルボニル基からなる置換基または炭素原子間に1~5のエーテル結合性の酸素原子を有していてもよい炭素数1~10の直鎖、分岐または環状構造を有することもあるアルキル基であって、スルホニルもしくはカルボニルのα炭素上がフッ素もしくはトリフルオロメチル基などの炭素で置換されて水素を持たない構造のフルオロアルキル基を表す。)
PCT/JP2024/006517 2023-03-02 2024-02-22 フルオロアルキル化合物の製造方法、フルオロアルキル化剤、フルオロアルキル化剤の製造方法 WO2024181298A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023032067A JP2024124118A (ja) 2023-03-02 2023-03-02 フルオロアルキル化合物の製造方法、フルオロアルキル化剤、フルオロアルキル化剤の製造方法
JP2023-032067 2023-03-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024181298A1 true WO2024181298A1 (ja) 2024-09-06

Family

ID=92590507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/006517 WO2024181298A1 (ja) 2023-03-02 2024-02-22 フルオロアルキル化合物の製造方法、フルオロアルキル化剤、フルオロアルキル化剤の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024124118A (ja)
WO (1) WO2024181298A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005089682A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Shin Etsu Chem Co Ltd プロトン伝導性フルオロポリエーテル組成物
JP2005511665A (ja) * 2001-11-29 2005-04-28 ユニバーシティ・オブ・サザン・カリフォルニア マグネシウムで媒介されたフッ素化アルキルシランの調製
JP2011095700A (ja) * 2009-09-30 2011-05-12 Fujifilm Corp 感活性光線性または感放射線性樹脂組成物、及び該感光性組成物を用いたパターン形成方法
JP2011175230A (ja) * 2010-01-29 2011-09-08 Fujifilm Corp 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、これを用いたレジスト膜、及び、パターン形成方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005511665A (ja) * 2001-11-29 2005-04-28 ユニバーシティ・オブ・サザン・カリフォルニア マグネシウムで媒介されたフッ素化アルキルシランの調製
JP2005089682A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Shin Etsu Chem Co Ltd プロトン伝導性フルオロポリエーテル組成物
JP2011095700A (ja) * 2009-09-30 2011-05-12 Fujifilm Corp 感活性光線性または感放射線性樹脂組成物、及び該感光性組成物を用いたパターン形成方法
JP2011175230A (ja) * 2010-01-29 2011-09-08 Fujifilm Corp 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、これを用いたレジスト膜、及び、パターン形成方法

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
4 August 1999 (1999-08-04), SIGRID RÉPICHETCHRISTOPHE LE ROUXPIERRE HERNANDEZJACQUES DUBACJEAN-ROGER DESMURS: "Bismuth(III) Trifluoromethanesulfonate: An Efficient Catalyst for the Sulfonylation of Arenes.", XP009557030 *
HULL, W.E. ; SEEHOLZER, K. ; BAUMEISTER, M. ; UGI, I.: "A modified synthesis of mosher's acid and its use in a sensitive stereoisomer analysis of amino acid derivatives", TETRAHEDRON, ELSEVIER SIENCE PUBLISHERS, AMSTERDAM, NL, vol. 42, no. 2, 1 January 1986 (1986-01-01), AMSTERDAM, NL , pages 547 - 552, XP026648695, ISSN: 0040-4020, DOI: 10.1016/S0040-4020(01)87453-6 *
JABLONSKI, L. BILLARD, T. LANGLOIS, B.R.: "Trifluoroacetophenone as nucleophilic trifluoromethylating reagent", TETRAHEDRON LETTERS, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 44, no. 5, 27 January 2003 (2003-01-27), AMSTERDAM, NL, pages 1055 - 1057, XP004408899, ISSN: 0040-4039, DOI: 10.1016/S0040-4039(02)02718-1 *
LIN YA-MEI, YI WEN-BIN, SHEN WAN-ZHAO, LU GUO-PING: "A Route to α-Fluoroalkyl Sulfides from α-Fluorodiaroylmethanes", ORGANIC LETTERS, AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, US, vol. 18, no. 3, 5 February 2016 (2016-02-05), US , pages 592 - 595, XP093204523, ISSN: 1523-7060, DOI: 10.1021/acs.orglett.5b03654 *
PARKER JEREMY S., BOWER JOHN F., MURRAY PAUL M., PATEL BHARTI, TALAVERA PERE: "Kepner-Tregoe Decision Analysis as a Tool To Aid Route Selection. Part 3. Application to a Back-Up Series of Compounds in the PDK Project", ORGANIC PROCESS RESEARCH & DEVELOPMENT, AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, US, vol. 12, no. 6, 21 November 2008 (2008-11-21), US , pages 1060 - 1077, XP093204530, ISSN: 1083-6160, DOI: 10.1021/op8000355 *
PRAKASH G. K., WANG YING, MOGI RYO, HU JINBO, MATHEW THOMAS, OLAH GEORGE A.: "Nucleophilic Perfluoroalkylation of Imines and Carbonyls: Perfluoroalkyl Sulfones as Efficient Perfluoroalkyl-Transfer Motifs", ORGANIC LETTERS, AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, US, vol. 12, no. 13, 2 July 2010 (2010-07-02), US , pages 2932 - 2935, XP093204519, ISSN: 1523-7060, DOI: 10.1021/ol100918d *
VÁCLAVÍK JIŘÍ, CHERNYKH YANA, JURÁSEK BRONISLAV, BEIER PETR: "Nucleophilic tetrafluoroethylation of carbonyl compounds with fluorinated sulfones", JOURNAL OF FLUORINE CHEMISTRY, ELSEVIER, NL, vol. 169, 1 January 2015 (2015-01-01), NL , pages 24 - 31, XP093204517, ISSN: 0022-1139, DOI: 10.1016/j.jfluchem.2014.10.019 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024124118A (ja) 2024-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2762629C1 (ru) Винилсульфоновый ангидрид, способ его получения и способ получения винилсульфонилфторида
KR101676054B1 (ko) 폴리(펜타플루오로설파닐)방향족 화합물을 제조하기 위한 공정
JP5299472B2 (ja) 含フッ素スルホニルフルオリド化合物およびその製造方法
EP2651863B1 (en) Methods of making partially fluorinated sulfinic acid monomers and their salts
EP2484662A1 (en) Method for producing perfluorosulfonic acid having ether structure and derivative thereof, and surfactant containing fluorine-containing ether sulfonic acid compound and derivative thereof
WO2024181298A1 (ja) フルオロアルキル化合物の製造方法、フルオロアルキル化剤、フルオロアルキル化剤の製造方法
EP1346980A1 (en) Process for producing fluorosulfonyl fluoride compound
JP4961656B2 (ja) ペルフルオロアシルフルオリド類の製造方法
JP4770461B2 (ja) 含フッ素スルホニルフルオリドの製造方法
JPWO2004080940A1 (ja) ペルフルオロジアシルフルオリド化合物の製造方法
JP5558067B2 (ja) エーテル構造を有するペルフルオロスルホン酸及びその誘導体の製造方法、並びに含フッ素エーテルスルホン酸化合物及びその誘導体を含む界面活性剤
JP2006335699A (ja) モノマー中間体の製造方法
EP4349819A2 (en) Composition
WO2004063129A2 (en) Methods for nucleophilic fluoromethylation
EP2429990B1 (fr) Procede de preparation des esters d'acides fluoroalcanesulfiniques
CN1680241A (zh) 氟卤醚的制备方法
JPWO2002026682A1 (ja) 含フッ素ビニルエーテル化合物の製造方法
WO2024106331A1 (ja) 含フッ素スルホニルクロライドの製造方法及び含フッ素スルホニルフルオライドの製造方法
WO2012039025A1 (ja) ペルフルオロアルキルスルホンアミドの製造方法
JP4189629B2 (ja) 含フッ素フルオロスルホニルアルキルビニルエーテルの製造方法
EP1325906B1 (en) Alkyl esters of 2-(2-fluorosulphonyl)-perfluoroethylenoxy-3-halogen-propionic acid
JP4189635B2 (ja) 含フッ素フルオロスルホニルアルキルビニルエーテルの製造方法
FR3134576A1 (fr) Procédé de préparation d’un sel de lithium fonctionnalisé
Tyutyunovab et al. Synthesis of methyl perfluoroalkyl-and 1, 1-dichloroperfluoroalkyl sulfides
JP2004107313A (ja) フッ素化スルホン酸エステルモノマー