JPH04501424A - Ｎ―フルオロピリジニウムピリジンヘプタフルオロジボレート - 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】 Ｎ−フルオロピリジニウムピリジンへブタフルオロシボレート本出願は１９８９ 年５月１２日に出願された出願番号第３５１，１１５号の一部継続出願である。

本発明はＮ−フルオロピリジニウムピリジンへブタフルオロシボレートに関する ものである。

多数のフッ素化試薬が当技術分野で知られている。ある種類のフッ素化試薬は電 子性フッ素化試薬として知られている。この種類のフッ素化試薬はＯ−Ｆまたは Ｎ−Ｆ結合を含む構造を特色とする。Ｎ−Ｆ結合を含む電子性フッ素化試薬には 下記のものが含まれる：１−フルオロ−・２−ピリドン、プリントン（Ｓ。

Ｔ、Ｐｕｒｒｉｎｇｔｏｎ）らにより教示、’　１−フルオロ−２−ピリドン： 有用なフッ素化試薬’　、Ｊ、Ｏｒｇ、Ｃｈｅｍ、４８．７６１　（１９８３） ；Ｎ−フルオロ−Ｎ−アルキルスルホンアミド、バーネット（Ｗ、Ｅ、Ｂａｒｎ ｅｔｔｅ）により教示、′Ｎ−フルオローＮ−アルキルスルホンアミド：カルバ ニオンのフッ素化に有用な試薬’　、Ｊ、Ａｍ、Ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、１０６．４ ５２　（１９８４）；Ｎ−フルオロキヌクリジニウムフルオリド、バンクス（Ｒ ，Ｅ、Ｂａｎｋｓ）らにより教示、′Ｎ−フルオロキヌクリジニウムフルオリド による電子性フッ素化’、Ｊ、ｏｆ　Ｆｌｕｏｒｉｎｅ　Ｃｈｅｍ、３２．４６ １　（１９８６）；ならびにＮ−フルオロピリジニウム塩、ウメモト（Ｔ、Ｕｍ ｅｍｏｔｏ）らにより教示、′Ｎ−フルオロピリジニウムトリフレートおよびそ の同族体、ビＮ−フルオロピリジニウム塩は各種有機化合物をフッ素化する能力 をもつ安定なフッ素化試薬であることが示されている。たとえばウメモト（Ｔ、 Ｕｍｅｍ。

ｔｏ）ら、′Ｎ−フルオロピリジニウムトリフレートおよびその誘導体：有用な フッ素化試薬’、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　２７　（３７）、 ４４６５　（１９８６）には、これらの塩類が芳香族化合物をフッ素化し、およ び工ノールシリルエーテル類をα−フルオロケトンに転化するのに有用であると 報告されている。ウメモト（Ｔ、Ｕｍｅｍｏｔｏ）ら、′Ｎ−フルオロピリジニ ウム塩の塩基開始型反応；反応性種として報告される新規な環状カルベン′、工 且１ジンに転化することもできると報告されている。

しかしＮ−フルオロピリジニウム塩はそれらの一般的製法が危険であるため不利 である。上記ウメモトらの最初の報文により教示されるように、フッ素をまず低 温でピリジンまたは置換ピリジンと反応させてビリジンジフルオリドを得る。

第２工程でこのビリジンジフルオリドをＮ−フルオロピリジニウム塩に転化する 。

Ｎ−フルオロピリジニウムテトラフルオロポレートおよびその製法を下記に示す 欧州特許出願明細書２０４．５３５号明細書も参照されたい。当業者に知られて いるようにピリジンジフルオリドは本来不安定であり、０℃以下の温度ですら急 激に分解することが知られている。上記の製法を大規模に採用した場合、ビリジ ンジフルオリドの製造は一時的であっても極めて危険になるであろう。

上記の危険性に対応して、本発明者らはフッ素をピリジン−三フッ化ホウ素コン プレックスと反応させることにより、分離しうる量のピリジンジフルオリドの生 成なしにＮ−フルオロピリジニウムテトラフルオロボレートを製造することを試 みた。得られた生成物は全く予想外のものであった。

発明の要約 得られた生成物は下記の新規化合物である：この新規化合物はＮ−フルオロピリ ジニウムピリジンへブタフルオロシボレートと呼ばれるであろう。上記ウメモト らの最初の報文により教示されるＮ−フルオロピリジニウムテトラフルオロポレ ートと異なり、本発明化合物はさらに１個のピリジン環を含み、テトラフルオロ ボレート基ではな（ヘプタフルオロシボレート基を含む。またウメモトらはＮ− フルオロピリジニウムテトラフルオロポレートは９０−９１℃の融点をもつと報 告しているが、本発明の新規化合物は１９６−１９７℃の融点をもつ。

本発明化合物はフッ素化剤として有用であり、現在用いられているフッ素化側Ｎ −フルオロピリジニウムトリフレートより安価である。本発明化合物の他の利点 は、ピリジンジフルオリド中間体に伴う製造の危険性が排除され、本発明化合物 はより好都合な温度で製造しうろことである。

分離しうる量のピリジンジフルオリドの生成なしにＮ−フルオロピリジニウムテ トラフルオロボレート系塩を製造する本発明者らの試みに際して、本発明者らが フッ素を３，５−ジクロロピリジン−三フッ化ホウ素コンプレックスと反応させ た点を留意すべきである。上記ウメモトらの報文の教示に基づいて予想された前 記欧州特許出願明細書の例４５に示される３、５−ジクロロ−Ｎ−フルオロピリ ジニウムテトラフルオロポレート、本発明化合物の塩素化型などは生成しなかっ た。これはさらに本発明のＮ−フルオロピリジニウムピリジンへブタフルオロシ ボレートの意外性を証明する。

本発明の他の利点は、以下の説明および特許請求の範囲の記載から明らかにな本 発明のＮ−フルオロピリジニウムピリジンへブタフルオロシボレートは、フッ素 を、溶剤に溶解したピリジン−三フッ化ホウ素と約−４０℃から約＋３５℃まで の温度で反応させることにより製造される。本発明化合物を製造するためには市 販のピリジン−三フッ化ホウ素を使用するか、またはピリジン−三フッ化ホウ素 は単にＢＦ３をピリジン上に導通することにより製造しつる。

かなりの量のピリジン−三フッ化ホウ素を溶解し、フッ素に対して不活性であり 、かつ生成物に対して非反応性である溶剤がここでは有用である。有用な溶剤の 一例はアセトニトリルである。好ましくは溶剤は市販のアセトニトリルである。

好ましくは、溶解したピリジン−三フッ化ホウ素は約−２５℃から約＋２５℃ま で、より好ましくは約−５℃から約＋２５℃までの温度である。

、次いで市販のフッ素を溶液に吹き込む。安全性の理由から、フッ素を市販の窒 素で希釈することが有利である。窒素の使用量に対して、フッ素の使用量は約５ −３５重量％、より好ましくは約１０−２０重量％である。一般に約１モル当量 のフッ素がアセトニトリル中のピリジン−三フッ化ホウ素に添加される。１モル 当量より多いフッ素の添加はフッ素を浪費し、一方１モル当量より少ないフッ素 の添加はピリジン−三フッ化ホウ素を浪費する。

本発明の実施例１に報告するように、７ｇのピリジン−三フッ化ホウ素を５０ｍ Ｌのアセトニトリルに溶解し、そしてフッ素と反応させて、生成物収率６６％が 得られた。その際本発明者らは、スケールアップした場合これより多い量のピリ ジン−三フッ化ホウ素を用いると収率が低下することを見出した。

次いで本発明者らは、本発明の反応を水の存在下で行うことにより生成物収率が 予想外に改良されることを偶然に見出した。市販の溶剤は水を含有する可能性が あるので、溶剤は水の供給源として役立つであろう。たとえば市販のアセトニト リルの一試料は０．２２重量にの水、すなわち１．　ＯＯＣＣのアセトニトリル 中に約１７０μｍの水を含有していた。市販のアセトニトリルの他の試料は０． ００５重量％、すなわち１００ｃｃのアセトニトリル中に約４μｌの水を含有し ていた。溶剤が不十分な量の水を含有するか、または水を含有しない場合は、下 記の通り要求される全量の水に達するために水を添加しなければならない。

従って、好ましくはフッ素を水の存在下で、溶剤に溶解したピリジン−三フッ化 ホウ素と反応させる。好ましくは、存在する水の全量は出発ピリジン−三フッ化 ホウ素のｇ当たり約２−約１２μＩである。出発ピリジン−三フッ化ホウ素のｇ 当たり約２０μｌより多い水の使用はピリジンＢＦ４塩を沈殿させ、これは目的 生成物をもたらさず、かつ目的生成物を汚染させる。より好ましくは存在する水 の全量は出発ピリジン−三フッ化ホウ素のｇ当たり約３−約８μｍであり、極め て好ましくはｇ当たり約４−約６μｌである。

水は数種の異なる方法で反応混合物に添加することができる。たとえば溶剤に溶 解したピリジン−三フッ化ホウ素にフッ素との反応前に水を添加することができ る：この水の添加法はピリジンＢＦ４塩の沈殿が生じる可能性があるため望まし くない。他の例として、窒素流または空気流を水に吹き込み、ついでこの湿潤し たガスを反応器に導通して、定常的ではあるが極めて低速で水を連続供給するこ とができる；湿潤ガスの流量は、反応器中に出発ピリジン−三フッ化ホウ素に対 し要求される量の水を供給し、かつフッ素質量流量により指示される反応速度を 提供すべく調整される。他の好ましい方法においては、水を漸増添加し、水の漸 増添加速度はフッ素質量流量により決定される：このような漸増添加は連続的ま たは断続的に行うことができる。極めて好ましくは、各漸増添加量は出発ピリジ ン−三フッ化ホウ素のｇ当たり本釣０．　３−約２．０μｍである。

本発明者らは、アセトニトリル中においてＮ−フルオロピリジニウムピリジンへ ブタフルオロシボレート生成物がピリジン−三フッ化ホウ素より溶解性が低いこ とも見出した。ピリジン−三フッ化ホウ素対アセトニトリルの比率が大きすぎる 場合、生成物は溶液から排除され、フッ素の流れを妨害し、従って反応を妨害す る。好ましくはピリジン−三フッ化ホウ素ｇ対アセトニトリルＣＣの比率は０゜ ８を越えるべきでない。

フッ素の取り込みは、反応器からの排出ガス流を水中のヨウ化カリウム溶液を入 れたバブラーに導通することにより簡便に探知することができる。フッ素の取り 込みが停止するとフッ素は反応器を通過し、直ちにバブラー内のヨウ化カリウム と反応してヨウ素を放出し、これがほとんど無色の溶液を暗褐色に変化させる。

Ｎ−フルオロピリジニウムピリジンへブタフルオロシボレートはフッ素化剤とし て有用である。この化合物は下記を含む有機化合物のフッ素化に有用である。

脂肪族化合物、たとえば１．−オクチルマグネシウムプロミドおよび二ル−ト誘 導体、たとえば３−ペンタノンエノールアセテート：非環式化合物、たとえば１ −モルホリノ−１−シクロヘキセン、１−モルホリノ−１−シクロペンテン、２ −カルボエトキシシクロペンタノンおよびシクロヘキサノントリメチルシリルエ ノールニー・チル：ならびに芳香族化合物、たとえばベンゼンおよびアニソール 。

フッ素化脂肪族化合物は薬剤を含めた多数の用途に有用であり、一方フッ素化芳 香族化合物は薬剤用および農業用化合物の中間体を含めた多数の用途に有用であ る。

従って本発明は、Ｎ−フルオロピリジニウムピリジンへブタフルオロシボレート をフッ素化剤として用いることによる有機化合物のフッ素化法を提供する。本発 明による有機化合物のフッ素化法は、Ｎ−フルオロピリジニウムピリジンへブタ フルオロジポレー　トを溶剤中の有機化合物と反応させることによる。好ましく は、溶剤は塩化メチレンまたはアセトニトリルである。

本発明を以下の実施例によってより詳細に説明する。これらは本発明を限定する ものではない。

実施例１ 実施例１はＮ−フルオロピリジニウムピリジンへブタフルオロシボレートの製造 を目的とする。

ピリジン−三フッ化ホウ素コンプレックス（７ｇ、０．０４７７ｍｏりを５０ｍ ｌ−のアセトニトリルに水浴温度で溶解した。窒素（６８ｅ　ｅ／分）で希釈し たフッ素（８ｃ　ｃ／分）を３時間吹き込んだ（０，０５４ｍｏ　１のフッ素） 。添加終了後、溶液を四塩化炭素により摩砕処理し、冷却して５．２ｇの桃色固 体を得た。アセトンから再結晶して黄褐色結晶を得た。融点１９６−７℃。元素 分析・計算値（ＣＩＯＨＩＱＢ２Ｆ８Ｎ２）　：　Ｃ，３６，２０；Ｈ，３，０ ４；Ｎ、８．　４４；実測値：Ｃ，３６，７５；Ｈ，３，３９；Ｎ、ｓ、０６． 分子量：ヨウ素滴定法による。計算値：３３１．６；実測値：３２３゜！’Ｆ　 ＮＭＲ：　ＣＦ　Ｃ１ｓから下流に４８．２ｐｐｍ　（ＩＦ）およびＣＦＣｈか ら上流に１５０．ｌｐｐｍ　（７Ｆ）：　’ＨＮＭＲ：　ＣＨｓＣＮ：　９．２ ４　（ｄｄ、２Ｈ）、８．５　８゜８　（ｍ、４Ｈ）、７．９−８．４　（ｍ、 ４Ｈ）　ｐｐｍ；”Ｂ　ＮＭＲ：ＮＨ４ＢＦ４に対して一、１２ｐｐｍ；”ＣＮ ＭＲ：１４８．８，１４８．０．１４２゜７．１３７．３，１３１．３および１ ２８．８ｐｐｍ。

実施例２−９はＮ−フルオロピリジニウムピリジンへブタフルオロシボレートを フッ素化剤として用いることによる各種有機化合物のフッ素化を目的とする。

実施例２ 実施例１により得た試薬（０，２５ｇ）および２ｍＬのベンゼンを１５ｍＬの塩 化メチレン中で一晩還流した。フルオロベンゼンの存在はＧＣ−ＭＳによす指ア ニソール（０，１ｇ）および実施例１により得た試薬０．２５ｇをＣＨ２Ｃｌ２ 中で還流した。７時間後に、アニソールの２０％が２−フルオロ−および４−フ ルオロアニソールの１＝１混合物に転化された。２４時間の還流ののち、転化率 は７０％であった。

実施例４ ４０ｍＬの乾燥アセトニトリルに溶解した、実施例１により製造したフッ素化試 薬（９，９５ｇ、３０ｍｍｏ　１）を、１５ｍＬの乾燥アセトニトリル中の１− モルホリノ−１−シクロヘキサン（３，３５ｇ、２０ｍｍｏｌ）の溶液に、３５ ℃以下の温度を維持する速度で徐々に添加した。次いで混合物を室温でさらに６ 時間撹拌した。２Ｎ　ＨＣＩ　（２５ｍＬ）水溶液を添加し、混合物を１時間還 流した。冷却した混合物を５０ｍＬの水で希釈し、３５ｍＬの塩化メチレンで３ 回抽出した。有機相を合わせて乾燥させ（ＭｇＳ０４）、溶剤を除去すると、３ −フルオロシクロヘキサノンを含有する残渣が残され、これをクロマトグラフィ ーにより精製した。

実施例５−９ 下記の有機化合物および実施例１により得た試薬０．２５ｇを塩化メチレン中で 還流して、フッ素化有機化合物を製造した。

実施例 ５１−モルホリノ−１−シクロペンテン６２−カルボエトキシシクロペンタノン ７　シクロヘキサノントリメチルシリルエノールエーテル８３−ペンタノンエノ ールアセテート ９１−オクチルマグネシウムプロミド 実施例２−９は上記試薬が芳香族および脂肪族化合物をフッ素化することを示す 。

実施例１０ この例は本発明化合物中にＮ−フルオロピリジニウムカチオンが存在することに つき、さらに化学的証拠を提示する。

実施例１により得たフッ素化試薬（０，５ｇ）を、１ｇのＫＦを含有する５ｍＬ のアセトニトリル中で１時間還流した。反応混合物からピリジン、２−フルオロ ピリジンおよび２−アセトアミドピリジンの存在がＧＣ−ＭＳにより同定された 。後２者の生成物はウメモト（Ｔ、Ｕｍｅｍｏｔｏ）ら、′ＮＮ−フルオロビリ ラムの挙動と一致する。

比較例 この比較例は、スケールアップに際して生成物収率を高めるためにピリジン−三 フッ化ホウ素とフッ素の反応中に水を添加することの利点を示す。

反応器に８０．０ｇのピリジン−三フッ化ホウ素および３２０ｍＬのアセトニト リルを装填し、Ｎ２でパージした。反応器を水浴に装入し、撹拌された溶液中に Ｎ２中の１０％Ｆ２　（Ｖ／Ｖ）混合物を２００ｃｃ／分の速度で吹き込んだ。

約３時間の添加ののち、反応により生じた廃ガスはヨウ化カリウムトラップを暗 色に変化させ、これは反応にＦ２が吸収されていないことを示した。反応器内容 物を冷却し、四塩化炭素を添加した：この添加により白色結晶が沈殿した（クロ ップ１）。これらの結晶を採取し、２５℃で数時間真空乾燥した（融点１９２− １９４℃）。ＩＨおよびＩ”Ｆ　ＮＭＲは生成物の存在を示した。上記クロップ １からの濾液にさらに四塩化炭素を添加し、これにより第２クロツプ（クロップ ２）の結晶が沈殿した。これらの結晶を採取し、上記により乾燥させて融点１９ ４−１９７℃の固体を得た。この場合もＩＨおよび”Ｆ　ＮＭＲは生成物の存在 を示した。クロップ１およびクロップ２の全収率は２４．９％であった。

実施例１１ 反応器に８０．０ｇのピリジン−三フッ化ホウ素コンプレックスおよび３００ｍ Ｌのアセトニトリルを装填し、Ｎ２でパージした。反応器を水浴に装入し、撹拌 された溶液中にＮ２中の１０％Ｆｚ（Ｖ／Ｖ）混合物を２００ｃｃ／分の速度で 吹き込んだ。２．５時間後に、反応により生じた廃ガスはヨウ化カリウム溶液を 暗色に変化させ、これはＦ２がもはや吸収されていないことを示した。次いで１ ００μｍの水を添加し、新たなヨウ化カリウムトラップを設置してフッ素化を再 開した。反応物はＦ２を１．５時間吸収し、この時点でトラップは暗色化した。

反応物に５０μｌの水を添加し、フッ素化を再開した。１．５時間でＦ２はもは や吸収されなかった。さらに２回、各５０μｍの水を添加し、次いでその都度Ｆ ２を添加、吸収させた。反応液を冷却し、Ｒ−１１３を添加してほぼ白色の結晶 を沈殿させ、これを２５℃で数時間真空乾燥した。クロップ１については収量は ４７．３ｇ、すなわち５２．４％であり、融点は１９２−１９４℃であった。濾 液を同様に処理して第２クロツプの結晶を生成させ、これを濾過および真空乾燥 した。収量は２７．０ｇであり、融点は１５０−１８０℃であった。両クロップ においてＩＨおよびｌ’Ｆ　ＮＭＲは生成物を立証した。クロップ２は若干の不 純物を示した。

以上、本発明をその好ましい形態につき詳述したが、特許請求の範囲に定めた本 発明の範囲から逸脱することなく変更および修正をなしうることは明らかであろ う。

手続補正書 １．事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ９０１０２３８４ ２、発明の名称 と− Ｎ−フルオロ去りジニウムピリジンへブタフルオロシボレート３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　アメリカ合衆国ニューシャーシー州０７９６０゜モーリス・カウンティ 、モーリス・タウンシップ。

コロンビア・ロード・アンド−パーク・アベニュー（番地なし） 名　称　アライド−シグナル・インコーホレーテッド４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 電話３２７０−６６４１〜６６４６ １、明細書の［特許請求の範囲コを次の通り訂正します。

「１１次式により表される化合物： 以上 国際調査報告 国際調査報告 ｕｓ　９００２３８４ ＳＡ　３７０３４

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．次式により表される化合物： ▲数式、化学式、表等があります▼
2. ２．次式により表される化合物の製法において：▲数式、化学式、表等がありま す▼ フッ素を、溶剤に溶解したピリジン−三フッ化ホウ素と約−４０℃から約＋３５ ℃までの温度で反応させる 工程を含んでなる方法。
3. ３．ピリジン−三フッ化ホウ素がフッ素との反応前にアセトニトリルに溶解され る、請求の範囲第２項に記載の方法。
4. ４．反応が水の存在下で実施される、請求の範囲第２項に記載の方法。
5. ５．存在する水の全量が出発ピリジン−三フッ化ホウ素のｇ当たり約２−約１２ μ１である、請求の範囲第４項に記載の方法。
6. ６．存在する水の全量が出発ピリジン−三フッ化ホウ素のｇ当たり約３−約８μ １である、請求の範囲第５項に記載の方法。
7. ７．存在する水の全量が出発ピリジン−三フッ化ホウ素のｇ当たり約４−約６μ １である、請求の範囲第６項に記載の方法。
8. ８．水が反応混合物に漸増添加される、請求の範囲第４項に記載の方法。
9. ９．水の添加量それぞれが出発ピリジン−三フッ化ホウ素のｇ当たり約０．３− 約２．０μ１である、請求の範囲第４項に記載の方法。