JP4131023B2 - α，α−ビス（トリフルオロメチル）アリール酢酸エステルの製造法 - Google Patents
α，α−ビス（トリフルオロメチル）アリール酢酸エステルの製造法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、α,α-ビス(トリフルオロメチル)アリール酢酸エステルの製造法に関する。更に詳しくは、α-(トリフルオロメチル)アリール酢酸の合成中間体などとして有効に用いられるα,α-ビス(トリフルオロメチル)アリール酢酸エステルの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般式
で表わされるα-(トリフルオロメチル)アリール酢酸は、医薬、農薬、液晶等の製造原料として、あるいは光学純度決定試薬などとして用いられている。
【０００３】
このような各種の用途を有するα-(トリフルオロメチル)アリール酢酸は、従来次のような方法によって製造することが提案されている。
(1) Journal of Organic Chemistry, 32巻, 2797頁(1967)
【０００４】
(2) Journal of Fluorine Chemistry, 22巻, 561頁(1983)
【０００５】
(3) Journal of Organic Chemistry, 49巻, 3702頁(1984)
【０００６】
(4) Synthesis, 10巻, 965頁(1992)
【０００７】
しかしながら、これらの各方法には、原料が高価であったり、多段の合成工程を必要としたり、あるいは大量の合成ができないなどの難点がみられ、いずれも経済的には有利な方法とはいえない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、医薬、農薬、液晶等の製造原料として、あるいは光学純度決定試薬などとして用いられるα-(トリフルオロメチル)アリール酢酸を容易に製造し得る中間体として有用な化合物の製造法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる本発明の目的は、一般式
( ここで、 R は低級アルキル基、アリール基またはベンジル基である ) で表わされるパーフルオロ (2- メチル -1,2- エポキシプロピル ) エーテル化合物に、一般式 ArH( ここで、 Ar はアリール基である ) で表わされる芳香族化合物を反応させ、一般式
( ここで、 Ar および R は前記定義と同じである ) で表わされるα , α - ビス ( トリフルオロメチル ) アリール酢酸エステルを製造するこによって達成される。
【００１１】
出発物質として用いられるパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)エーテル化合物は、一般式 (CF3)2C＝CF(OR) で表わされるヘプタフルオロイソブテニルエーテル化合物をオゾン酸化することにより製造され、更にそれの原料物質として用いられるヘプタフルオロイソブテニルエーテル化合物は、オクタフルオロイソブテン(CF3)2C＝CF2に低級アルコール、フェノール、ベンジルアルコール等を付加反応させ、付加反応生成物たる(CF3)2CHCF2ORを水酸化カリウム等を用いて脱フッ化水素化反応させることにより容易に得られる。
【００１２】
ヘプタフルオロイソブテニルエーテル化合物のオゾン酸化反応は、ガラス製反応容器などを用い、そこに原料物質を仕込んだ後、溶媒の不存在下または炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル、水等の溶媒の存在下で、オゾン含有の酸素ガスまたは空気を撹拌条件下に約-70〜110℃、好ましくは約-40〜60℃の温度で接触させることによって行われる。酸素ガスまたは空気中のオゾン濃度は、特に制約は受けないが、約0.1〜1000mg/Ｌ、好ましくは約1〜500mg/Ｌであって、かつオゾンの原料物質に対するモル比が約１となる割合で用いられる。
【００１３】
得られたパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)エーテル化合物が有するエポキシ基は、きわめて高い活性を有しており、触媒の存在下または不存在下において容易に開裂し、芳香族化合物(ArH)と反応してα,α-ビス(トリフルオロメチル)アリール酢酸エステルを形成させる。
【００１４】
芳香族化合物としては、ベンゼン、ナフタレンなどの芳香族炭化水素、ピロール、ピリジンなどの芳香族ヘテロ環状化合物等が用いられ、これらの化合物は低級アルキル基、ハロゲンなどの置換基で置換されていてもよい。これらの芳香族化合物は、上記エーテル化合物に対して大過剰となる量、一般には約1〜100、好ましくは約1〜40のモル比で用いられる。
【００１５】
これら両者間の反応は、溶媒の存在下または不存在下で行われる。溶媒を用いる場合には、エーテル化合物および芳香族化合物に対して不活性であれば特にその種類は制限されないが、溶解性の高いものを用いることが好ましい。反応に際して、特に芳香族化合物として芳香族炭化水素が用いられる場合には、触媒を用いることが好ましく、触媒としてはAlCl3、AlBr3、ZnI2、TiCl4、SnCl4、BF3等のルイス酸が好んで用いられる。その使用割合としては、エーテル化合物に対して約0.01〜10、好ましくは約0.1〜3のモル比の範囲内が選択される。また、その反応温度は、約-80〜200℃、好ましくは約-40〜100℃である。
【００１６】
この反応の結果得られるα,α-ビス(トリフルオロメチル)アリール酢酸エステルは、塩基および水の作用によって対応するカルボン酸塩へと変換され、それを脱炭酸することによってオレフィン性化合物を形成し、更にそれを加水分解することによってα-(トリフルオロメチル)アリール酢酸を形成させる。
【００１７】
【発明の効果】
ヘプタフルオロイソブテニルエーテル化合物をオゾン酸化して得られるパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)エーテル化合物に芳香族化合物を反応させ、α,α-ビス(トリフルオロメチル)アリール酢酸エステルとした後、これに脱炭酸および加水分解という極く一般的な反応手段を適用することにより、α-(トリフルオロメチル)アリール酢酸を容易に製造することができる。
【００１８】
【実施例】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００１９】
参考例１
ジムロート冷却管、撹拌装置およびガス導入管を備えた容量300mlの三口フラスコに、ヘプタフルオロイソブテニルメチルエーテル(純度93%)200g(0.88モル)を仕込み、ジムロート冷却管には-20℃のブラインを流し、0℃で撹拌しながら、オゾン濃度125mg/Ｌの酸素ガスを11時間18分の間に約340Ｌ(オゾン量として約 0.88モル)をバブリングさせた。反応終了後、134.8gの反応生成物を取り出して蒸留を行い、沸点82〜85℃の留分として、パーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)メチルエーテルを73.0g(収率36.5%)得た。
【００２０】
実施例１
撹拌機および滴下ロートを備えた容量100mlの三口フラスコに、無水塩化アルミニウム6.67gおよび乾燥ベンゼン50mlを仕込み、フラスコを0℃に冷却し、撹拌しながら、そこに乾燥ベンゼン30mlで希釈したパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)メチルエーテル11.4g(0.05モル)を滴下した。室温条件下で10時間撹拌して反応させた後、反応混合物を氷水中に注ぎ、分離した有機層を無水Mg SO4で乾燥した。水層はジクロロメタンで抽出し、抽出液を無水MgSO4で乾燥させた。これら２つの有機層を合せて濃縮した後、残渣を15mmHgの減圧下で浴温120〜130℃で蒸留し、α,α-ビス(トリフルオロメチル)フェニル酢酸メチルエステルを10.05g(収率70%)得た。
【００２１】
実施例２
撹拌機および滴下ロートを備えた容量50mlの三口フラスコに、無水塩化アルミニウム2.67gおよび乾燥イソブチルベンゼン10mlを仕込み、フラスコを0℃に冷却し、撹拌しながら、そこに乾燥イソブチルベンゼン2mlで希釈したパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)メチルエーテル4.56g(0.02モル)を滴下した。室温条件下で10時間撹拌して反応させた後、反応混合物を氷水中に注ぎ、分離した有機層を無水MgSO4で乾燥した。水層はジクロロメタンで抽出し、抽出液を無水MgSO4で乾燥させた。これら２つの有機層を合せて濃縮した後、残渣(10.98g)を5mmHgの減圧下で浴温40〜120℃で蒸留し、その留分をn-ヘキサンを移動層とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにかけ、α,α-ビス(トリフルオロメチル)-p-イソブチルフェニル酢酸メチルエステルを4.05g(収率59%)得た。
【００２２】
実施例３
撹拌機および滴下ロートを備えた容量100mlの三口フラスコに、ナフタレン1.28g(0.01モル)、乾燥ジクロロメタン50mlおよびパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)メチルエーテル2.28g(0.01モル)を仕込み、フラスコを0℃に冷却し、撹拌しながら、そこにBF3・Et2O 1.23mlを加えた。45℃で24時間撹拌して反応させた後、反応混合物を氷水中に注ぎ、分離した有機層を無水MgSO4で乾燥した。水層はジクロロメタンで抽出し、抽出液を無水MgSO4で乾燥させた。これら２つの有機層を合せて濃縮した後、残渣(2.86g)を20mmHgの減圧下で浴温60〜120℃で昇華させ、昇華物1.47gを得た。これを、n-ヘキサン/ジクロロメタンを移動層とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにかけ、α,α-ビス(トリフルオロメチル)ナフチル酢酸メチルエステルを0.84g(収率25%)得た。
【００２３】
実施例４
撹拌機および滴下ロートを備えた容量10mlの三口フラスコに、ピロール0.67g(0.01モル)を仕込み、フラスコを0℃に冷却し、撹拌しながら、そこにパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)メチルエーテル2.28g(0.01モル)を滴下した。滴下終了後、ジクロロメタンと水を加えて撹拌し、そのまま炭酸水素ナトリウムで水層を中和し、分離した有機層を無水MgSO4で乾燥させた。これら２つの有機層を合せて濃縮した後、残渣(0.97g)をn-ヘキサンを移動層とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにかけ、α,α-ビス(トリフルオロメチル)-2-ピロリル酢酸メチルエステルを0.3g(収率10%)得た。
【００２４】
参考例２
マリーン型冷却管を備えた容量100mlのナス形フラスコにα,α-ビス(トリフルオロメチル)フェニル酢酸メチルエステル2.9g(10ミリモル)、水酸化ナトリウム 2.5g(63ミリモル)、水3.0gおよびメタノール3.0mlを仕込み、90℃の浴温上で6時間還流させた。反応混合物からメタノールを減圧留去し、残渣に3N塩酸30mlを加えて溶解させた後、エーテル抽出を行った。エーテル層を無水MgSO4で乾燥した後減圧濃縮し、残渣をn-ヘキサン/ジクロロメタンを移動層とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにかけ、α-(トリフルオロメチル)フェニル酢酸を1.26g(収率62%)得た。
【産業上の利用分野】
本発明は、α,α-ビス(トリフルオロメチル)アリール酢酸エステルの製造法に関する。更に詳しくは、α-(トリフルオロメチル)アリール酢酸の合成中間体などとして有効に用いられるα,α-ビス(トリフルオロメチル)アリール酢酸エステルの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般式
【０００３】
このような各種の用途を有するα-(トリフルオロメチル)アリール酢酸は、従来次のような方法によって製造することが提案されている。
(1) Journal of Organic Chemistry, 32巻, 2797頁(1967)
(2) Journal of Fluorine Chemistry, 22巻, 561頁(1983)
(3) Journal of Organic Chemistry, 49巻, 3702頁(1984)
(4) Synthesis, 10巻, 965頁(1992)
しかしながら、これらの各方法には、原料が高価であったり、多段の合成工程を必要としたり、あるいは大量の合成ができないなどの難点がみられ、いずれも経済的には有利な方法とはいえない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、医薬、農薬、液晶等の製造原料として、あるいは光学純度決定試薬などとして用いられるα-(トリフルオロメチル)アリール酢酸を容易に製造し得る中間体として有用な化合物の製造法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる本発明の目的は、一般式
【００１１】
出発物質として用いられるパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)エーテル化合物は、一般式 (CF3)2C＝CF(OR) で表わされるヘプタフルオロイソブテニルエーテル化合物をオゾン酸化することにより製造され、更にそれの原料物質として用いられるヘプタフルオロイソブテニルエーテル化合物は、オクタフルオロイソブテン(CF3)2C＝CF2に低級アルコール、フェノール、ベンジルアルコール等を付加反応させ、付加反応生成物たる(CF3)2CHCF2ORを水酸化カリウム等を用いて脱フッ化水素化反応させることにより容易に得られる。
【００１２】
ヘプタフルオロイソブテニルエーテル化合物のオゾン酸化反応は、ガラス製反応容器などを用い、そこに原料物質を仕込んだ後、溶媒の不存在下または炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル、水等の溶媒の存在下で、オゾン含有の酸素ガスまたは空気を撹拌条件下に約-70〜110℃、好ましくは約-40〜60℃の温度で接触させることによって行われる。酸素ガスまたは空気中のオゾン濃度は、特に制約は受けないが、約0.1〜1000mg/Ｌ、好ましくは約1〜500mg/Ｌであって、かつオゾンの原料物質に対するモル比が約１となる割合で用いられる。
【００１３】
得られたパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)エーテル化合物が有するエポキシ基は、きわめて高い活性を有しており、触媒の存在下または不存在下において容易に開裂し、芳香族化合物(ArH)と反応してα,α-ビス(トリフルオロメチル)アリール酢酸エステルを形成させる。
芳香族化合物としては、ベンゼン、ナフタレンなどの芳香族炭化水素、ピロール、ピリジンなどの芳香族ヘテロ環状化合物等が用いられ、これらの化合物は低級アルキル基、ハロゲンなどの置換基で置換されていてもよい。これらの芳香族化合物は、上記エーテル化合物に対して大過剰となる量、一般には約1〜100、好ましくは約1〜40のモル比で用いられる。
【００１５】
これら両者間の反応は、溶媒の存在下または不存在下で行われる。溶媒を用いる場合には、エーテル化合物および芳香族化合物に対して不活性であれば特にその種類は制限されないが、溶解性の高いものを用いることが好ましい。反応に際して、特に芳香族化合物として芳香族炭化水素が用いられる場合には、触媒を用いることが好ましく、触媒としてはAlCl3、AlBr3、ZnI2、TiCl4、SnCl4、BF3等のルイス酸が好んで用いられる。その使用割合としては、エーテル化合物に対して約0.01〜10、好ましくは約0.1〜3のモル比の範囲内が選択される。また、その反応温度は、約-80〜200℃、好ましくは約-40〜100℃である。
【００１６】
この反応の結果得られるα,α-ビス(トリフルオロメチル)アリール酢酸エステルは、塩基および水の作用によって対応するカルボン酸塩へと変換され、それを脱炭酸することによってオレフィン性化合物を形成し、更にそれを加水分解することによってα-(トリフルオロメチル)アリール酢酸を形成させる。
【発明の効果】
ヘプタフルオロイソブテニルエーテル化合物をオゾン酸化して得られるパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)エーテル化合物に芳香族化合物を反応させ、α,α-ビス(トリフルオロメチル)アリール酢酸エステルとした後、これに脱炭酸および加水分解という極く一般的な反応手段を適用することにより、α-(トリフルオロメチル)アリール酢酸を容易に製造することができる。
【００１８】
【実施例】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００１９】
参考例１
ジムロート冷却管、撹拌装置およびガス導入管を備えた容量300mlの三口フラスコに、ヘプタフルオロイソブテニルメチルエーテル(純度93%)200g(0.88モル)を仕込み、ジムロート冷却管には-20℃のブラインを流し、0℃で撹拌しながら、オゾン濃度125mg/Ｌの酸素ガスを11時間18分の間に約340Ｌ(オゾン量として約 0.88モル)をバブリングさせた。反応終了後、134.8gの反応生成物を取り出して蒸留を行い、沸点82〜85℃の留分として、パーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)メチルエーテルを73.0g(収率36.5%)得た。
実施例１
撹拌機および滴下ロートを備えた容量100mlの三口フラスコに、無水塩化アルミニウム6.67gおよび乾燥ベンゼン50mlを仕込み、フラスコを0℃に冷却し、撹拌しながら、そこに乾燥ベンゼン30mlで希釈したパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)メチルエーテル11.4g(0.05モル)を滴下した。室温条件下で10時間撹拌して反応させた後、反応混合物を氷水中に注ぎ、分離した有機層を無水Mg SO4で乾燥した。水層はジクロロメタンで抽出し、抽出液を無水MgSO4で乾燥させた。これら２つの有機層を合せて濃縮した後、残渣を15mmHgの減圧下で浴温120〜130℃で蒸留し、α,α-ビス(トリフルオロメチル)フェニル酢酸メチルエステルを10.05g(収率70%)得た。
実施例２
撹拌機および滴下ロートを備えた容量50mlの三口フラスコに、無水塩化アルミニウム2.67gおよび乾燥イソブチルベンゼン10mlを仕込み、フラスコを0℃に冷却し、撹拌しながら、そこに乾燥イソブチルベンゼン2mlで希釈したパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)メチルエーテル4.56g(0.02モル)を滴下した。室温条件下で10時間撹拌して反応させた後、反応混合物を氷水中に注ぎ、分離した有機層を無水MgSO4で乾燥した。水層はジクロロメタンで抽出し、抽出液を無水MgSO4で乾燥させた。これら２つの有機層を合せて濃縮した後、残渣(10.98g)を5mmHgの減圧下で浴温40〜120℃で蒸留し、その留分をn-ヘキサンを移動層とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにかけ、α,α-ビス(トリフルオロメチル)-p-イソブチルフェニル酢酸メチルエステルを4.05g(収率59%)得た。
実施例３
撹拌機および滴下ロートを備えた容量100mlの三口フラスコに、ナフタレン1.28g(0.01モル)、乾燥ジクロロメタン50mlおよびパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)メチルエーテル2.28g(0.01モル)を仕込み、フラスコを0℃に冷却し、撹拌しながら、そこにBF3・Et2O 1.23mlを加えた。45℃で24時間撹拌して反応させた後、反応混合物を氷水中に注ぎ、分離した有機層を無水MgSO4で乾燥した。水層はジクロロメタンで抽出し、抽出液を無水MgSO4で乾燥させた。これら２つの有機層を合せて濃縮した後、残渣(2.86g)を20mmHgの減圧下で浴温60〜120℃で昇華させ、昇華物1.47gを得た。これを、n-ヘキサン/ジクロロメタンを移動層とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにかけ、α,α-ビス(トリフルオロメチル)ナフチル酢酸メチルエステルを0.84g(収率25%)得た。
実施例４
撹拌機および滴下ロートを備えた容量10mlの三口フラスコに、ピロール0.67g(0.01モル)を仕込み、フラスコを0℃に冷却し、撹拌しながら、そこにパーフルオロ(2-メチル-1,2-エポキシプロピル)メチルエーテル2.28g(0.01モル)を滴下した。滴下終了後、ジクロロメタンと水を加えて撹拌し、そのまま炭酸水素ナトリウムで水層を中和し、分離した有機層を無水MgSO4で乾燥させた。これら２つの有機層を合せて濃縮した後、残渣(0.97g)をn-ヘキサンを移動層とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにかけ、α,α-ビス(トリフルオロメチル)-2-ピロリル酢酸メチルエステルを0.3g(収率10%)得た。
参考例２
マリーン型冷却管を備えた容量100mlのナス形フラスコにα,α-ビス(トリフルオロメチル)フェニル酢酸メチルエステル2.9g(10ミリモル)、水酸化ナトリウム 2.5g(63ミリモル)、水3.0gおよびメタノール3.0mlを仕込み、90℃の浴温上で6時間還流させた。反応混合物からメタノールを減圧留去し、残渣に3N塩酸30mlを加えて溶解させた後、エーテル抽出を行った。エーテル層を無水MgSO4で乾燥した後減圧濃縮し、残渣をn-ヘキサン/ジクロロメタンを移動層とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにかけ、α-(トリフルオロメチル)フェニル酢酸を1.26g(収率62%)得た。
Claims (1)
- 一般式
( ここで、 R は低級アルキル基、アリール基またはベンジル基である ) で表わされるパーフルオロ (2- メチル -1,2- エポキシプロピル ) エーテル化合物に、一般式 ArH( ここで、 Ar はアリール基である ) で表わされる芳香族化合物を反応させることを特徴とする、一般式
( ここで、 Ar および R は前記定義と同じである ) で表わされるα , α - ビス ( トリフルオロメチル ) アリール酢酸エステルの製造法。
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