JPH02202863A - 2―フルオロベンゾニトリルの誘導体の製造方法 - Google Patents

2―フルオロベンゾニトリルの誘導体の製造方法

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JPH02202863A
JPH02202863A JP1316639A JP31663989A JPH02202863A JP H02202863 A JPH02202863 A JP H02202863A JP 1316639 A JP1316639 A JP 1316639A JP 31663989 A JP31663989 A JP 31663989A JP H02202863 A JPH02202863 A JP H02202863A
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group
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phenylene
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JP1316639A
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Volker Reiffenrath
フオルカー・ライフエンラート
Eike Dr Poetsch
アイケ・ポーチユ
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Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
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Publication date
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C255/49Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton
    • C07C255/50Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton to carbon atoms of non-condensed six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
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    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、式■ [式中、R1、A1、A2.71、n、Jおよびmは前
述した意義を有す]の2−フルオロベンゾニトリルの製
造方法。
2)式Ia [式中、 R1は、式Iにおいて示した意義を有し、A1およびA
2は、1,4−フェニレンであり、Zlは、−CkCh
−または単結合でありそし[式中、 R1は、それぞれ18個までのC原子を有するパーフル
オロアルキル基またはアルキル基またはアルケニル基で
あり、これらの基中に存在する′1個または2個以上の
CH2基は、−O−−S−または−〇=C−により置き
換えられていてもよく、A1およびA2は、相互に独立
して、それぞれ、(a)、1.4−フェニレン基、 (b) 1.4−シクロヘキシレン基(この基中に存在
する1個または2この隣接していないCH2基は、−〇
−または−S−により置き換えられていでもよい)また
は、 (c) 1.4−シクロヘキセニレン基1.1.4−ビ
シクロ−[2,2,2]オクチレン基またはピペリジン
−1,4−ジイル基であり、上記の基(a)および基(
b)は、1個または2個以上のハロゲン原子および(ま
たは)メチル基により置換されていてもよく、 Zlは、相互に独立して、それぞれ、 −CH2−CH2−−0C112−1−tJl、O−ま
たは単結合であり、 nは、0.1または2であり1 、G+mは、0または1でありそして (j+m+n)は、1.2.3または4であ゛る]の化
合物から式■ [式中、R1、A1、A2.11、J、mおよびnは、
前述した意義を有す]の2−フルオロベンゾニトリルの
誘導体を製造する方法に関するものである。
芳香族化合物の金属化方法は、製造有機化学において重
要性が増大している。配向作用によって、置換基を有す
る芳香族化合物の位置選択性(reg 1ose 1e
ct ive )の金属化が可能であることが見出され
た。すなわち、たとえば、フルオロベンゼンおよび1.
2−ジフルオロベンゼンおよび1,3−ジフルオロベン
ゼンは、それぞれ、オルト−位において、位置選択的に
金属化されて2−フルオロフェニルリチウムおよび2,
3ジフルオロフエニルリチウムおよび2,6−シフルオ
ロフエニルリチウムを得ることができる。
これらのリチウム化された化合物は、−50℃以下にお
いて安定でありそして多くのフルオロ芳香族化合物の合
成における有用な中間体である[たとえばA、H,Ro
e: Chen、 Con11.22.582.196
5、参照]。
驚くべきことには、ここに、1−位において適当に置換
された3−フルオロベンゼンは、4−位において選択的
に金属化することができるということが見出された。す
なわち、1−位において置換されている3−フルオロベ
ンゼンを有機金属試薬で脱プロトン化しそして適当であ
る場合は親電子化合物と反応させるという手順によって
、1,4−ジ置換フルオロベンゼンを製造することがで
きる。
最近、に、J、TOVn8等[The Twelfth
 Interna−tional Liquid Cr
ystal Conference−Fraiburg
15−19th August 1988]は、2個の
フッ素原子に関してオルト−位における金属化によって
、相当する1、3−ジフルオロベンゾ゛ニトリルから2
.6−シフルオロベンゾニトリル誘導体を製造する方法
を報告している。
式■の化合物を製造するために現在まで知ら′れている
方法は、すべて、不満足な結果に終っている。
とりわけ貧弱な収率およびある場合により、入手困誼な
出発化合物が、これらの原因となっている。すなわち、
たとえば、EP−0,119,756によって相当する
1−アセチル化合物から式Iの化合物である1−シアノ
−2−フルオロ−4−(トランス−4−ヘプチルシクロ
ヘキシル)−ベンゼンを製造する場合、わずかに理論値
の約1%の収率が得られるにすぎない。
これと対照的に、4−ブロモ−2−フルオロベンゾニト
リルと有機金属化合物とのクロスカップリング(たとえ
ばDE 3632410またはDE3736489 ’
)では、高価なパラジウム触媒の使用を必要とし、この
触媒は、はとんどの場合、回収することができない。
本発明の目的は、前述した方法について記載した不利点
をもしあるとしてもわずかに小なる程度に有するだけの
式1の化合物の製造方法を提供せんとするものである。
驚くべきことに、ここに式■の1−置換3フルオロベン
ゼン誘導体が、4−位において位置特異的に金属化され
、そして、式■の2−フルオロベンゾニトリルの誘導体
に変換することができるということが見出された。
これらの置換反応によって、これらの方法により得るこ
とができる式1の化合物は、たとえば液晶相の成分とし
て誘電異方性または他のパラメーターを改善する液晶化
合物の合成における有用な中間体である。これらの化合
物は、全く一般的に、工業有機化学における中間体とし
て重要なものである。
すなわち、本発明は、式■ 得られたアルデヒドを式■のニトリルに変換することを
特徴とする式1の2−フルオロベンゾニトリルの誘導体
の製造方法に関するものである。
式Iの化合物は、ある場合においては既知であり、そし
て、ある場合においては新規である。
同様に、本発明は、式I特に式Ia [式中、R1、A1、A2.71、オ、mおよびnは前
述した意義を有す]の化合物を式■ [ [式中、R1、A1、A2、Zl、m=mおよびnは前
述した意義を有し、そして、NetはLi、 Nat、
たはにである]の金属化合物に変換し、弐■の金属化合
物をカルボキシル化し次に得られたカルボン酸誘導体を
式■の二′トリルに変換するか、または式■の金属化合
物をホルミル化しそして[式中、 R1は、式■に対して示した意義を有し、A1およびA
2は、1,4−フェニレンであり、11は、−CH2C
H2−または単結合であり、mは、0または1である、
そして、ただし、m=oである場合においては、Zlは
−CH2CH2−である]の新規な化合物に関するもの
である。
本発明の方法は、式■の容易に入手できる化合物から出
発する。この式■の化合物は、たとえば、欧州公開特許
明細書0,280,902により製造することができる
これらの化合物は、たとえばH,G11na−nn 、
T。
S、5oddy [J、Org、CheIll、 22
.1715 (1957) ]により記載されているよ
うな既知方法によって、式■の相当する有機金属化合物
に変換される。
式■の化合物の反応は、好ましくは、不活性溶剤たとえ
ばジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラしドロ
フラン(THE)、ジオキサンまたは第3級ブチルメチ
ルエーテル(TBHE )のようなエーテル、ヘキサン
、シクロヘキサン、ベンゼンまたはトルエンのような炭
化水素またはこれらの溶剤の混合物中で行われる。
有機金属化合物およびこのような化合物を含′有するア
ルカリ金属アミドまたはアルカリ金属水素化物を含有す
る有機金属化合物と塩基との系が、式■の化合物の脱プ
ロトン化に適している。
有機金属試薬のうちアルキル−金属化合物またはアリー
ル−金属化合物たとえばn−ブチルリチウム、第2級ブ
チルリチウムまたは第3級ブチルリチウム(BuLi)
またはフェニルリチウム、またはアルカリ金属アミドた
とえばナトリウムアミド、カリウムアミド、リチウムジ
イソプロピルアミド(LDA)、リチウムテトラメチル
ピペリジドまたはカリウムヘキサメチルジシラザンが、
特に適している。この塩基系は、また、さらに、活性剤
、好ましくはアミンまたはアミドのような錯化剤たとえ
はへキサメチル燐酸トリアミド(HHPT) 、テトラ
メチルエチレンジアミン(THEOA ) 、N N−
ジメチルプロピレン尿素(DHPU) 、金属交換試薬
(transl′netal la−ting rea
gent)たとえばカリウム第3級ブチレート(にOT
 )またはクラウンエーテルたとえば′18−クラウン
−6を含有する。
式■の化合物の脱プロトン化は、−100°C〜+10
0℃、好ましくは一90℃〜−50°Cで実施されそし
て通常約1〜10時間で終了する。
式■の好ましい出発化合物は、次式■1〜Ir14の化
合物である。
前述および後述の式の化合物において、R1は、好まし
くは、それぞれ1〜12個のC原子を有するアルキル、
アルケニル、アルコキシまたはオキサアルキル基または
1〜12個のC原子を有するパーフルオロアルキル基で
ある。
R1がアルキル基またはアルコキシ基である場合には、
これは直鎖状であってもまたは分枝鎖状であってもよい
。それは、好ましくは、直鎖状でありそして従って好ま
しくはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、
ヘキシル、ヘプチル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ
、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシまたはへブトキシ
、またさらに、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル
、ドデシル、オクトキシ、ツノキシ、デクキシまたはウ
ンデコキシである。
オキサアルキルは、好ましくは、直鎖状の2−オキサプ
ロピル(=メトキシメチル)、2(−エトキシメチル)
または3−オキサブチル(=2−メトキシエチル)、2
−13−または4−オキサペンチル、2−13−14−
または5−オキサヘキシル、2−13−14−15また
は6−オキサヘプチル、2−13−245−16−また
は7−オキサオクチル、23−14−15−16−27
−または8−オキサノニルまたは2−53−14−15
−56′7−18−またはり−オキサデシルである。
この型の分枝鎖状基は、一般に1個より多くない鎖枝分
れを有している。好ましい分枝鎖状基R1は、イソプロ
ピル、2−ブチル(=1−メチルプロピル)、イソブチ
ル(=2−メチルプロピル)、2−メチルブチル、イン
ペンチル(−3−メチルブチル)、2−メチルペンチル
、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、210ピ
ルペンチル、インプロポキシ、2−メチルプロポキシ、
2−メチルブトキシ、3−メチルブトキシ、2−メチル
ペントキシ、3−メチルペントキシ、2−エチルヘキソ
キシ、1メチルヘキソキシおよび1−メチルへブトキシ
である。
もしR1がアルケニル基である場合は、これは直鎖状で
あってもまたは分枝鎖状であってもよい。好ましくは、
それは直鎖状であってそして2〜10個のC原子を有し
ている。従って、それは、特に、ビニル、プログ−1−
または−2エニル、ブドー1−5−2−または−3−エ
ニル、ベント−1−1−2−−3−または−4工二ル、
ヘクス−1−−2−−3 4−または−5−エニル、ヘプト−1−−2−3−1−
4−1−5−または−6−エ二ル、オクト−1−5−2
−1−3−−45−1−6−または−7−エニル、ノン
−17−または−8−エニルまたはデク−17−1−8
−または−9−エニルである。
Netは、好ましくは[iまたはKである。
Zlは、好ましくは、単結合 −CH2O−1−OCH
2−または−C82Ch−特に単結合または−CH2C
H2−である。
次に、式■の金属化合物を、同じ温度でホルミル化また
はカルボキシル化する。
式■の金属化合物は、二酸化炭素との反応によって、た
とえば乾燥したガス状CO2を反応溶液に通すかまたは
ドライアイスを反応溶液に加えることによってカルボキ
シル化する。式■の相当するニトリルは、得られたカル
ボン酸から、アミドへの変換および引き続き脱水反応を
行うことによって得ることができる。
これらのアミドは、相当する酸または酸ハライドからた
とえば、アンモニアとの反応によって得ることができる
。適当な脱水剤の例は、無機酸クロライドたとえば5O
Cj!2、PCj!a、pcム、POCJ!3、SO□
C12およびC0Cj!2そしてさらにP2O5、P2
S5、AjICj!3(たとえばNaCj!との複化合
物として)、芳香族のスルホン酸およびスルホン酸ハラ
イドまたは有m酸りロライド好ましくはたとえば塩化オ
キザリルである。
この反応は、0〜150℃の間の温度で、不活性溶剤の
存在下または不存在下において行うことができる。使用
可能な溶剤は、たとえば、ピリジンまたはトリエチルア
ミンのような塩基、ベンゼン、トルエンまたはキシレン
のような芳香族炭化水素、またはたとえばジメチルホル
ムアミドまたはN−メチルピロリジノンのようなアミド
である。
また、式Iの相当するニトリルを製造するために、好ま
しくは、80°〜150℃の間の温度、好ましくは11
o°〜130℃でテトラメチレンスルホンのような不活
性溶剤中において相当する酸ハライド好ましくはクロラ
イドをスルファミドと反応させることもできる。常用の
処理後に、ニトリルを直接単離することができる。
式■の金属化合物は、ホルミル化剤との反応によりホル
ミル化される。適当なホルミル化剤は、ギ酸メチルまた
はギ酸エチルのようなギ酸エステル、たとえばジメチル
ホルムアミド、Nホルミルピペリジン、N−ホルミルモ
ルホリンまたはN−ホルミル−N−メチルアニリンのよ
うなホルムアミド、またはフッ化ホルミルである。
式1のニトリルは、得られたホルミル化合物をしドロキ
シアミンを使用してオキシムに変換し、次にこの化合物
を脱水することによって、ホルミル化合物から製造され
る。適当な脱水剤は、酸アミドの脱水に対しても使用さ
れる同じ試薬である。
さらに、式Iのニトリルは、ヒドロキシルアミン−〇−
スルホン酸との反応およびその後の加熱による硫酸の分
裂によって、ホルミル化合物から製造することができる
式■の化合物は、既知(たとえばDE 2933563
、EP 0280902、JP 59042329 、
JP 59016840または叶3139130および
EP 0205998)であるか、または、これらの化
合物は、文献[たとえばHou−ben−Weyl、M
ethoden der 0rqanischen C
he−n+ie 、 Georg −Thieie−V
erlag、 Stuttgart ]から知られてい
る方法によって製造することができる。また、本明細書
には詳述していないけれどもそれ自体知られている変形
法を使用することもできる。
式Iの化合物は、たとえばEP 0119756および
叶3530126に開示されているような液晶物質とし
て使用するのに適しており、または、これらの化合物は
、他の液晶化合物を製造する中間体として使用すること
ができる。
式■aの新規な化合物は、特にいわゆる“スーパー−ツ
イストネマティック(super −twi−st n
elatic)″ (STN)表示、特に小さい層厚さ
を有するものに適している。式■aの化合物を使用する
ことにより製造することのできる液晶相は、特に有利な
物理的定数を有し、そして、そのΔε/ε1値が低いた
めに特にTFT混合物に適している。
式Iaの好ましい化合物は、式■a1およびIa2を有
する化合物である。
以下の例は、本発明を限定することなしに、本発明をよ
り詳細に説明するため示すものである。
前述および後述の%は、重量%を示す。温度は、すべて
℃である。
使用されている略号は以下のとおり BuLi    ブチルリチウム ■    等方性相 C結晶性固相 N    ネマティック相 S    スメクテイツク相 THE    テトラしドロフラン THEDA   テトラメチルエチレンジアミン個々の
相記号間の数字は、相転移温度(℃)を示す。
例  1 4−(トランス−4−へブチルシクロヘキシル)2−フ
ルオロベンゾニトリルの製造 IA、  4−()ランス−4−ヘプチルシクロヘキシ
ル)−2−フルオロベンズアル デヒド ヘキサン中のn−BuLiの0.1モル溶液10+nf
!を、70°Cの3−(トランス−4−へブチルシクロ
ヘキシル)−フルオロベンゼン(EP 0119756
により製造した)0.1モル、THEOA 0.1モル
およびTHF 200IIJlの混合物に加える。
70°Cで2時間撹拌した後に、N−ホルミルピペリジ
ン0.1モルおよびTHE 20meの混合物を加える
。室温で加熱しそして常用の処理を行った後に、生成物
を無色の固体として得た。
IB、  4−(トランス−4−へブチルシクロヘキシ
ル)−2−フルオロベンゾニト リル J、5treith 、 C,Fizet  [He1
v、Chil、^cta、 59.2796 (197
6) ]の方法によって、IAo、1モルをしドロキシ
ルアミン−〇−スルホン酸0.12モル・と反応させる
。常用の処理を行って、無色の固体生成物が得られる。
CI9 N 211゜同様にして、次の化合物を製造し
た。
HフC3 9C4 HフC3 9C4 ’ H7C3 1h tCs 一 54.3 71.5 53.8 66.5 203.0 197.4 164.2 207.0 170.5 7C3 19,3 (7,0) lh tCs 13.0 (5,0) アルキル −^− 7C3 C/N(’C) N/1+”C’) 35.0 (−14,0) 例  2 1−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)2−(
トランス−4−(4−シアノ−3−フルオロフェニル)
−シクロヘキシル)−エタンの製造 2A、  4−()ランス−4−(2’−()ランス−
4−プロピルシクロヘキシル)− エチル)−シクロヘキシル)−2−フ ルオロ安息香酸 使用した物質 1−(トランス−4−プロピル シクロヘキシル)−2−(トラ ンス−4−(3−フルオロフェ ニル)−シクロヘキシル)−エ タン              0.1モルn−Bu
Li(ヘキサン中の10モル /1)10cae THEOA               0.1モル
ドライアイス            10gエタン誘
導体を例IAと同様にして金属化しそしてドライアイス
を一70℃で加える。−20℃に加熱しそして常用の処
理を行った後、カルボン酸を無色の固体として得る。
■・ 使用した物質 2A             0.05モル塩化チオ
ニル      0.08モル飽和アンモニア溶液  
 1〇− オキシ塩化燐      0.05モルカルボン酸2A
を、塩化チオニルで相当するカルボン酸クロライドに変
換し、この化合物を、精製することなしに、ジオキサン
中で飽和アンモニア溶液と反応させる。
ピリジン中におけるオキシ塩化燐による脱水によって、
粗生成物を無色の固体として得た。
C64,2N 169.6 ]。
同様にして、次の化合物を製造した。
(2−(4’−プロピルビフ エチル)−ベンゾニトリル 例  3 2−フルオロ−4 ユニルー4−イル) の製造 3A。
2−フルオロ−1−(2(4°−プロ ピルビフェニル−4−イル)−エチル)ベンズアルデヒ
ド 使用した物質 3− (2−(4°−プロピルビ フェニル−4−イル)−エチ ル)−フルオロベンゼン     0.1モルTHEO
A               0.1モルn−Bu
Li(へ’Fサン中10モル /、II )               10me
THF                220rAe
N−ホルミルピペリジン     0.1モルフルオロ
ベンゼン誘導体を、例IAと同様にして金属化し次にN
−ホルミルピペリジンと反応させる。生成物が黄色の固
体として得られる。
この化合物を、精製することなしにさらに反応させる。
3B、 2−フルオロ−4−(2−(4“−プロピルビ
フェニル−4−イル)−エチル)−ベンゾニトリル 使用した物質 3A                 0.05モル
ヒドロキシルアミン−〇− スルホン酸          0.06モル例IBと
同様にして反応させ、生成物を無色′の固体として得る
。C70N 1061゜同様にして、次の化合物を製造
した。
「 アルキル C/N(’C) N/I(’C)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)式II ▲数式、化学式、表等があります▼II [式中、 R^1は、それぞれ18個までのC原子を有するパーフ
    ルオロアルキル基またはアルキル基またはアルケニル基
    であり、これらの基中に存在する1個または2個以上の
    CH_2基は、−O−、−S−または−C≡C−により
    置き換えられていてもよく、 A^1およびA^2は、相互に独立して、それぞれ、(
    a)1,4−フェニレン基、 (b)1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在す
    る1個または2個の隣接していないCH_2基は、−O
    −または−S−により置き換えられていてもよい)また
    は、 (c)1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシク
    ロ−[2.2.2]オクチレン基またはピペリジン−1
    ,4−ジイル基であり、上記の基(a)および基(b)
    は1個または2個以上のハロゲン原子および(または)
    メチル基により置換されていてもよく、 Z^1は、相互に独立して、それぞれ、 −CH_2−CH_2−、−OCH_2−、−CH_2
    O−または単結合であり、 nは、0、1または2であり、 l+mは、0または1でありそして (l+m+n)は、1、2、3または4で ある]の化合物を式III ▲数式、化学式、表等があります▼III [式中、R^1、A^1、A^2、Z^1、n、lおよ
    びmは、前述した意義を有し、そして、MetはLi、
    NaまたはKである]の金属化合物に変換し、式IIIの
    金属化合物をカルボキシル化し次に得られたカルボン酸
    誘導体を、式 I のニトリルに変換するかまたは式IIIの
    金属化合物をホルミル化し、次に得られたアルデヒドを
    、式 I のニトリルに変換することを特徴とする式 I ▲数式、化学式、表等があります▼ I [式中、R^1、A^1、A^2、Z^1、n、lおよ
    びmは前述した意義を有す]の2−フルオロベンゾニト
    リルの製造方法。 2)式 I a ▲数式、化学式、表等があります▼ I a [式中、 R^1は、式 I において示した意義を有し、A^1お
    よびA^2は、1,4−フェニレンであり、Z^1は、
    −CH_2CH_2−または単結合でありそして mは、0または1である。ただし、m=0 である場合においては、Z^1は−CH_2CH_2−
    である]の化合物。
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