JPH04234333A - β−フルオロアルコールの製造法 - Google Patents

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】

【０００１】本発明は有機化学合成におて有用な中間体
であるβ−フルオロアルコールの新規製造法に関する。 β−フルオロアルコールは例えば除草剤製造の前駆体と
して使用することができる。

【０００２】フッ素化剤を用いてエポキシドの開環フッ
素化を行うと、β−フルオロアルコールが生じることは
公知である（例えばＪ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．
Ｃｏｍｍ．誌１９８９年１８４８頁参照］。この方法の
欠点はフッ素化の方法によって異なった立体選択性と領
域選択性（ｒｅｇｉｏｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）が得ら
れることである。副反応（例えば重合反応）のために収
率は殆ど不満足なものである（Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．
Ｃｈｅｍ．Ｃ誌１９６８年、２１２９頁）。

【０００３】従来簡単な脂肪族エポキシドの場合には、
低温で行われるフッ素化方法だけが用いられて来た。例
えば一定の溶媒中でフッ化水素酸を使用する方法（Ｊ．
Ｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．（ＵＳＳＲ），１９巻９５頁（１９
４０年））、ＨＦ／ピリジン錯体（Ｉｓｒ．Ｊ．Ｃｈｅ
ｍ．，１７巻１４８頁（１９７８年））またはＨＦ／ア
ミン錯体（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，５３巻１０２６頁
（１９８８年））を用いる方法がある。これらの方法の
欠点は、非対称エポキシドの場合フッ素原子が主として
またはすべて高度に置換したＣ原子に結合している生成
物または生成物の混合物が得られることである。

【０００４】従ってこれらの方法は置換度の低いＣ原子
にフッ素原子が結合したフルオロアルコールを製造する
ことができないか、できたとしても非常な困難を伴うで
あろう。

【０００５】またエチレンオキシドはビフルオリドと反
応してエチレンフルオロヒドリンを生じることも知られ
ている（Ｊ．Ｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．（ＵＳＳＲ），１９巻
９５頁（１９４９年））。この方法の欠点は収率が低い
ことである。エチレンオキシドは対称的に置換した化合
物であるから、領域選択性の問題は重要ではない。本発
明においては式（ＩＩ）

【０００６】

【化３】

【０００７】但し式中Ｒ１およびＲ２は直鎖または分岐
したアルキルを表し、Ｒ３およびＲ４は互いに独立に水
素、直鎖または分岐したアルキルを表す、のエポキシド
をフッ化水素ナトリウム（ＮａＨＦ２）またはフッ化水
素カリウム（ＫＨＦ２）と、希釈剤の存在下において圧
力をかけて反応させることを特徴とする式（Ｉ）

【００
０８】

【化４】

【０００９】但し式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は上
記意味を有する、のβ−フルオロアルコールの製造法が
見出だされた。。

【００１０】公知のようにエポキシドは副反応を起こし
て収率を低下させる傾向があるので（Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓ
ｏｃ．Ｃ，１９６８年、２１２９頁）、上記のような苛
酷な条件下において良好な収率をもってフルオロアルコ
ールが得られることは、驚くべきことと考えざるを得な
い。

【００１１】さらに簡単な脂肪族エポキシドのフッ素化
の場合に以前に観測された領域選択性（Ｂｕｌｌ．Ｓｏ
ｃ．Ｃｈｉｍ．Ｆｒａｎｃｅ（１９６８年）２９２９頁
）とは反対の方向に著しい領域選択性が観測されること
も驚くべきことである。例えば本発明の新規方法を使用
してイソブチレンオキシドをＫＨＦ２と反応させると主
生成物としてフルオロ−ｔ−ブタノールが得られるが、
通常の方法では主生成物または単一の生成物として異性
体のアルコールが生じる。

【００１２】他の方法と比較すれば、本発明方法は一連
の利点をもっている。本発明方法は非常に簡単な方法で
廉価な原料と試薬とを用いて行うことができる。さらに
領域選択性によって他の方法では合成困難な化合物を得
ることができる。

【００１３】本発明方法を使用して好適に得られるβ−
フルオロアルコールは、式（Ｉ）においてＲ１およびＲ
２が互いに独立に直鎖または分岐した炭素数１〜４のア
ルキル、好ましくはメチル、エチル、ｎ−またはイソプ
ロピル、特にメチルまたはエチルを表し、Ｒ３およびＲ
４が互いに独立に水素、直鎖または分岐した炭素数１〜
４のアルキル、好ましくは水素、メチルまたはエチル、
特に水素を表すものである。

【００１４】例えばイソブチレンオキシドを原料として
使用した場合、本発明方法は下記反応式で表すことがで
きる。

【００１５】

【化５】

【００１６】本発明方法を実施するのに必要な式（ＩＩ
）のエポキシドは公知である。

【００１７】本発明方法を実施するためには、式（ＩＩ
）のエポキシドおよびフッ素化剤を一般に当量で使用す
るか、或いはフッ素化剤を過剰に使用する。

【００１８】フッ化水素ナトリウムまたはフッ化水素カ
リウムを１．０１〜１．５当量、特に好ましくは１．０
５〜１．３当量の過剰で使用することが好適である。

【００１９】本発明方法を実施する場合、反応温度は広
い範囲で変えることができる。一般に本発明方法は８０
〜３００℃、好ましくは１１０〜１８０℃の温度で行わ
れる。

【００２０】本発明方法は閉じた装置の中で加圧下で行
われる。圧力は不活性ガスを注入することにより広い範
囲で変えることができる。本発明方法を１〜２０バール
で行うことが好ましい。本発明の反応は連続的にまたは
バッチ法で行うことができる。

【００２１】一般に溶媒の存在下において本発明方法を
行うことが有利である。

【００２２】適当な溶媒は反応条件下において不活性化
または実質的に不活性な溶媒である。使用可能な溶媒の
例としては例えばエーテル、例えばエチルプロピルエー
テル、ｎ−ブチルエーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、
ジイソブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジイソ
プロピルエーテル、アニソール、フェネトール、シクロ
ヘキシルメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒ
ドロフラン、ジオキサン、チオアニソール、β，β’−
ジクロロジエチルエーテル；ポリエチレングリコール、
例えばエチレングリコールジメチルエーテル、エチレン
グリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジ−
ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールジイソプロ
ピルエーテル、エチレングリコールジ−ｎ−ブチルエー
テル、エチレングリコールジイソブチルエーテル、エチ
レングリコールジ−ｓｅｃ−ブチルエーテル、エチレン
グリコールジ−ｔ−ブチルエーテル、ジエチレングリコ
ールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチル
エーテル、ジエチレングリコールジ−ｎ−プロピルエー
テル、ジエチレングリコールジイソプロピルエーテル、
ジエチレングリコールジ−ｓｅｃ−ブチルエーテル、ジ
エチレングリコールジ−ｔ−ブチルエーテル；トリエチ
レングリコールおよびテトラエチレングリコールの同様
なジエーテル；ジエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエ
チレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール
、テトラエチレングリコール、１，２−プロパンジオー
ル、１，３−プロパンジオール；スルフォキシド、例え
ばジメチルスルフォキシド、ジエチルスルフォキシド、
ジメチルスルフォン、ジエチルスルフォン、メチルエチ
ルスルフィン、テトラメチレンスルフィン（スルフォラ
ン）；Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルフォルムアミド
、ヘキサメチル燐酸トリアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチルプ
ロピレン尿素、Ｎ−メチルカプロラクタム；ベンゼン、
トルエン、アセトニトリル、および質および量に関する
これらの混合物がある。

【００２３】好適な溶媒はジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、テトラエチレングリコール、高級
グリコール、必要に応じこれらの混合物、またＮ−メチ
ルピロリドンである。グリコールが特に好適である。式
（ＩＩ）の原料化合物に関し任意所望の量の溶媒を使用
することができる。溶媒の適当な量の例としては特定の
溶媒または溶媒混合物の中に１０〜８０重量％が存在す
るような量である。この混合物中のエポキシドの濃度は
３５〜６５重量％であることが好ましい。

【００２４】本発明方法は触媒、例えばクラウン・エー
テルの存在下において行うことができる。触媒は一般に
原料化合物の反応および収率に僅かしか影響を与えない
。

【００２５】反応混合物は蒸溜により、即ち１０ミリバ
ールないし大気圧下において溶媒および塩から生成物ま
たは生成物の混合物を蒸溜し去り、随時再蒸溜を行って
精製または分離を行うことにより回収する。

【００２６】下記実施例により本発明を例示する。

【００２７】

【実施例】実施例　　１ イソブチレンオキシドとフッ化水素カリウムとの反応フ
ッ化水素カリウム２．７ｋｇ（３４．６モル）とテトラ
エチレングリコール３リットルとの混合物を先ずオート
クレーブに導入し、１５０℃に加熱する。４時間に亙り
２ｋｇ（２８．２モル）のイソブチレンオキシドを圧入
する。次いで１５０℃において４時間撹拌する。冷却し
圧力を低下させた後、減圧蒸溜により反応混合物から生
成物を取り出す。１．６４ｋｇ（６３％）の粗製物を得
た。これはＧＣおよびＮＭＲスペクトルによれば７５％
のフルオロ−ｔ−ブタノール（１−フルオロ−２−メチ
ルプロパン−２−オル）および２５％の異性体のフルオ
ロアルコール、２−フルオロ−２−メチルプロパン−１
−オルを含んでいた。純粋なフルオロ−ｔ−ブタノール
は精溜により得ることができる。

【００２８】実施例　　２ シス−２，３−ブテンオキシドとフッ化水素カリウムと
の反応実施例１と同様にして反応を行う。３−フルオロ
ブタン−２−オルを立体化学的に均一な化合物（Ｒ，Ｒ
およびＳ，Ｓ配置をもつラセミ体）として５９％の収率
で得た。

【００２９】実施例　　３ １，２−ブテンオキシドとフッ化水素カリウムとの反応
実施例１と同様にして反応を行う。１−フルオロブタン
−２−オル（７０％）および２−フルオロブタン−１−
オル（３０％）の混合物を６９％の収率で得た。

【００３０】本発明方法により製造し得る式（Ｉ）のβ
−フルオロアルコールは生物活性物質、例えば良好な除
草剤としての性質をもつ置換トリアゾリノン（ヨーロッ
パ特許第２９４，６６６号）の合成の有用な原料である
。

【００３１】例えば式（Ｉ）のβ−フルオロアルコール
を硫酸を存在させ、また随時希釈剤、例えばジオキサン
を存在させて温度１０〜１２０℃、好ましくは４０〜８
０℃でシアン化水素またはシアン化アリールまたはシア
ン化アルキル、特にシアン化水素と反応させることによ
り、式（ＩＩＩ）

【００３２】

【化６】

【００３３】のβ−フルオロ−ｔ−アルキルアミドが得
られ、これは適宜中間的に分離した後加水分解すると、
式（ＩＶ）

【００３４】

【化７】

【００３５】のβ−フルオロ−ｔ−アルキルアミン塩酸
塩が得られる。

【００３６】式（ＩＶ）のアミン塩酸塩または有利アミ
ンから、適宜希釈剤、例えばｏ−ジクロロベンゼンを存
在させ、また適宜塩基、例えばトリエチルアミンを存在
させてフォスゲンと反応させるとイソシアネートが得ら
れ、次いでこのイソシアネートをヨーロッパ特許Ａ２９
４，６６６号記載の方法で反応させて除草剤としての活
性をもつ化合物を得ることができる。

【００３７】製造例 β−モノフルオロ−ｔ−ブチルイソシアネート：

【００
３８】

【化８】

【００３９】２０ｇ（０．１５６モル）のＮ−（フルオ
ロ−ｔ−ブチル）−アミン塩酸塩を１００ｍｌのｏ−ジ
クロロベンゼンに溶解する。これに４５ｇ（０．５モル
）のフォスゲンを１４０℃において通す。窒素で過剰の
フォスゲンを追い出した後混合物を真空中で精溜する。

【００４０】融点１１０〜１１２℃のβ−モノフルオロ
−ｔ−ブチルイソシアネート９．５ｇ（理論値の５２％
）が得られた。

【００４１】Ｎ−（フルオロ−ｔ−ブチル）−アミン塩
酸塩：

【００４２】

【化９】

【００４３】１１９ｇ（１モル）のＮ−（フルオロ−ｔ
−ブチル）−フォルムアミドを２０％塩酸１，０００ｍ
ｌで処理し、この混合物を４時間７０℃で撹拌する。次
いでこの混合物を減圧蒸溜して乾凅させ、残留物を恒量
になるまで真空中で乾燥する。

【００４４】 収率：　　１２０ｇ（理論値の９４％）融点：　　２５
０℃ Ｎ−（フルオロ−ｔ−ブチル）−フォルムアミド

【００
４５】

【化１０】

【００４６】１−フルオロ−２−メチルプロパン−２−
オル（本明細書の実施例１参照）を１０〜１５℃におい
て８０ｍｌ（２モル）のシアン化水素酸に溶解する。撹
拌しながら１４０ｇ（１．４モル）の濃硫酸を徐々に滴
下する。さらに１５時間室温で撹する。

【００４７】真空中で過剰の塩酸を除去し、残留物を２
５０ｍｌの氷水に注ぎ、１００ｍｌのジクロロメタンを
用いてこの混合物を５回抽出する。硫酸マグネシウムで
抽出物を乾燥した後、溶媒を真空蒸溜する。

【００４８】 収率：　　８６ｇ（理論値の７２％） 沸点：　　５３〜５３℃（０．０５ミリバール）純度：
　　９５％（ガスクロマトグラフ）本発明の主な特徴及
び態様は次の通りである。１．式（ＩＩ）

【００４９】

【化１１】

【００５０】但し式中Ｒ１およびＲ２は直鎖または分岐
したアルキルを表し、Ｒ３およびＲ４は互いに独立に水
素、直鎖または分岐したアルキルを表す、のエポキシド
をフッ化水素ナトリウムまたはフッ化水素カリウムと、
希釈剤の存在下において圧力をかけて反応させる式（Ｉ
）

【００５１】

【化１２】

【００５２】但し式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は上
記意味を有する、のβ−フルオロアルコールの製造法。

【００５３】２．Ｒ１およびＲ２は炭素数１〜４を直鎖
または分岐したアルキルを表す上記第１項記載の方法。

【００５４】３．Ｒ３およびＲ４は互いに独立に水素、
炭素数１〜４の直鎖または分岐したアルキルを表す上記
第１項記載の方法。

【００５５】４．Ｒ１およびＲ２は互いに独立にメチル
、エチルまたはｎ−またはイソプロピルを表す上記第１
項記載の方法。

【００５６】５．Ｒ３およびＲ４は互いに独立に水素、
メチルまたはエチルを表す上記第１項記載の方法。

【００５７】６．Ｒ１およびＲ２がメチル、Ｒ３および
Ｒ４が水素を表す上記第１項記載の方法。

【００５８】７．温度８０〜３００℃において反応を行
う上記第１項記載の方法。

【００５９】８．式（ＩＩ）のエポキシドおよびフッ化
水素ナトリウムまたはフッ化水素カリウムの当量を反応
させるか、或いは式（ＩＩ）のエポキシド１当量当たり
過剰量のフッ化水素ナトリウムまたはフッ化水素カリウ
ムを反応させる上記第１項記載の方法。

【００６０】９．式（ＩＩ）のエポキシド１当量当たり
１．０１〜１．５当量のフッ化水素ナトリウムまたはフ
ッ化水素カリウムを使用する上記第８項記載の方法。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　式（ＩＩ） 【化１】 但し式中Ｒ１およびＲ２は直鎖または分岐したアルキル
   を表し、Ｒ３およびＲ４は互いに独立に水素、直鎖また
   は分岐したアルキルを表す、のエポキシドをフッ化水素
   ナトリウムまたはフッ化水素カリウムと、希釈剤の存在
   下において圧力をかけて反応させることを特徴とする式
   （Ｉ） 【化２】 但し式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は上記意味を有す
   る、のβ−フルオロアルコールの製造法。
2. 【請求項２】　　温度８０〜３００℃において反応を行
   うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. 【請求項３】　　式（ＩＩ）のエポキシドおよびフッ化
   水素ナトリウムまたはフッ化水素カリウムの当量を反応
   させるか、或いは式（ＩＩ）のエポキシド１当量当たり
   過剰量のフッ化水素ナトリウムまたはフッ化水素カリウ
   ムを反応させることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の方法。