JPH0761939A - 芳香族フッ素化合物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 芳香族アミノ化合物（特に水酸基、アルコキ
シ基等の極性基をアミノ基に対してオルト位またはパラ
位にもつもの）から芳香族フッ素化合物を高選択的に得
る方法を提供する。 【構成】 芳香族アミノ化合物を、無水フッ化水素酸と
有機塩基とからなる溶液中で亜硝酸付与剤を作用させて
ジアゾ化し、次いで、得られるジアゾニウム塩を標準酸
化還元電位が−２Ｖ以上＋０．２Ｖ以下の金属塩（スズ
塩またはサマリウム塩等）の存在下熱分解することを特
徴とする、芳香族フッ素化合物の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は芳香族フッ素化合物の製
造方法に関するものである。 芳香族フッ素化合物は、
医薬、農薬、液晶または染料等の機能性材料の中間原料
として極めて重要な化合物である。

【０００２】

【従来の技術】従来、無水フッ化水素酸中での、芳香族
アミノ化合物のジアゾ化反応及び生成するジアゾニウム
塩の熱分解反応（脱ジアゾフッ素化反応）による芳香族
フッ素化合物の製造法は、古くから知られている（G.A.
Olah et al., J.Org.Chem., 44(1979)3872.）。

【０００３】本発明者らも、この反応を利用した芳香族
フッ素化合物の製造方法について、いくつかの提案を行
っている（特開昭６１−６３６２７、特開昭６３−１８
８６３１、特開平１−２３３２３２）。これらの方法に
よれば、芳香族アミノ化合物からジアゾ化反応及び脱ジ
アゾフッ素化反応により，１段で目的とする芳香族フッ
素化合物を比較的高い収率で得ることが出来る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水酸
基、アルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、ハロゲン基等
の極性基を、アミノ基に対してオルト位やパラ位に持つ
芳香族アミノ化合物のジアゾニウム塩は、共鳴構造の寄
与のため高い熱分解温度が必要である。そのため、これ
ら極性基を有する芳香族アミノ化合物の反応では、高温
熱分解反応に起因する種々の副生成物の生成が避けられ
ず、満足すべき高い反応収率が得られないという問題が
ある。 本発明は、かかる問題点を解決することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
を解決すべく鋭意検討した結果、芳香族アミノ化合物
を、無水フッ化水素酸と有機塩基とからなる溶液中で亜
硝酸付与剤を作用させてジアゾ化し、次いで、得られる
ジアゾニウム塩を標準酸化還元電位が−２Ｖ以上＋０．
２Ｖ以下の金属塩の存在下熱分解することにより、芳香
族フッ素化合物が高選択的に得られることを見い出し、
本発明に到達した．以下に本発明を詳細に説明する。

【０００６】本発明の製造方法に供しうる芳香族アミノ
化合物の構造は、特に制限されるものではなく、芳香環
に置換基として１個以上のアミノ基を有する化合物であ
る。さらに、その芳香環はアルキル基、ペルフルオロア
ルキル基、アルコキシ基、水酸基、アシル基、アシルオ
キシ基、カルボアルコキシ基、ジアルキルアミノ基、ニ
トロ基またはハロゲン基等の置換されていても構わな
い。また、他の芳香環と縮合していても構わない。

【０００７】これら芳香族アミノ化合物のうち、水酸
基、アルコキシ基、ニトロ基、アミノ基またはハロゲン
基等の極性基を、アミノ基に対してオルト位やパラ位に
持つ芳香族アミノ化合物のジアゾニウム塩は、その共鳴
構造の寄与のため高い熱分解温度が必要である。本発明
の効果は、これら高い熱分解反応温度を必要とする基質
に対して特に顕著である。

【０００８】これらの芳香族アミノ化合物は、無水フッ
化水素酸と有機塩基とからなる溶液中で、亜硝酸付与剤
を作用させてジアゾ化反応を行う。無水フッ化水素酸
は、芳香族アミノ化合物に対して３〜２００倍モル、好
ましくは５〜１００倍モル用いられる。有機塩基として
は、窒素、酸素、イオウまたはリン原子を含むルイス塩
基であれば良く、特にその構造の制限はないが、第３級
アミンが特に好ましい。具体的には、ピリジン、キノリ
ン、ルチジン、Ｎ−ジメチルアニリン、トリエチルアミ
ン、２−ハロピリジン等が挙げられる。これら有機塩基
の使用により、目的生成物の抽出分離が容易になり、ま
たタ−ル化反応が減少する等の利点がある。その使用量
は、無水フッ化水素酸に対して１〜８０重量％、好まし
くは５〜５０重量％である。

【０００９】亜硝酸付与剤としては、通常アミノ基のジ
アゾ化に用いられる亜硝酸付与剤なら特に限定されず、
亜硝酸アルカリ金属塩、亜硝酸アルキル、ニトロシル化
合物（ＮＯＸ；ここではＸはＣｌ、Ｆ、ＨＳＯ₄等を表
す）、無水亜硝酸等が好ましく用いられる。具体的に
は、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸アミ
ル、亜硝酸ブチル、ニトロシル硫酸、Ｎ₂Ｏ₄、Ｎ₂Ｏ₃等
が挙げられる。その使用量は芳香族アミノ化合物に対し
て０．５〜１０倍当量、好ましくは１〜３倍当量であ
る。

【００１０】ジアゾ化反応の反応温度は−２０〜＋２０
℃，好ましくは反応速度の点から−１０〜＋１０℃の範
囲が選ばれる。ジアゾ化反応終了後、標準酸化還元電位
が−２Ｖ以上＋０．２Ｖ以下の金属塩を添加し、次いで
反応液をそのまま加熱して熱分解を行う（脱ジアゾフッ
素化反応）。

【００１１】生成したジアゾニウム塩の熱分解反応は、
上記条件の金属塩を添加することにより、その熱分解反
応開始温度が低下し、高い熱分解反応温度に起因する副
生成物の生成抑制が可能となり、高い反応収率で目的と
する芳香族フッ素化合物を得ることが出来る。これは、
通常のジアゾニウム塩の熱分解反応が、式（１）に示し
た様なヘテロリティックな解裂反応を伴うイオン機構で
進行するのに対し、標準酸化還元電位が＋０．２Ｖより
低い金属塩が存在する場合には、その金属塩によるジア
ゾニウム塩の１電子還元反応が進行し、式（２）に示し
た様なホモリティックな解裂反応を伴うラジカル機構で
分解反応が進行するため、より低い温度でもジアゾニウ
ム塩の分解反応が可能となることによるものと考えられ
る。

【００１２】

【化１】

【００１３】この様な作用が発現する金属塩としては、
標準酸化還元電位が＋０．２Ｖ以下の金属塩が有効であ
るが、標準酸化還元電位が−２Ｖ未満の金属塩では目的
とする脱ジアゾフッ素化反応以外の還元反応が顕著とな
り好ましくない。したがって、本発明において用いられ
る金属塩は、標準酸化還元電位が−２Ｖ以上＋０．２Ｖ
以下の金属塩である。

【００１４】具体的な金属塩としては，スズ（II）［＋
０．１５４Ｖ］、コバルト（II）［＋０．１９５Ｖ］、
クロム（II）［−０．４２４Ｖ］、サマリウム（II）
［−１．５５Ｖ］等のハロゲン化物、酢酸塩、水酸化物
などが挙げられる。なお、サンドマイヤ−反応で知られ
ている第１銅塩Ｃｕ（Ｉ）は、標準酸化還元電位が＋
０．１５３Ｖであるが、無水フッ化水素酸中では標準酸
化還元電位が＋０．３３７ＶであるＣｕ（０）とＣｕ
（II）との不均化してしまい、安定に存在しない（H.M.
Haendler, J.Am.Chem.Soc., 76(1954)2178.）ため、本
反応系では効果が認められない。

【００１５】これら金属塩の添加量は、ジアゾニウム塩
を１電子還元出来る量以上用いれば良い。例えば、２電
子還元剤であるＳｎ（II）塩［Ｓｎ（II）→Ｓｎ（I
V）］は，ジアゾニウム塩に対し０．５倍当量以上用い
られる。さらに、この脱ジアゾフッ素化反応過程におい
て、上記金属塩とともに求核性の高いＦアニオン源を添
加することにより、さらに高い芳香族フッ素化合物の選
択性が発現する。この高求核性のＦアニオン源として
は、テトラアルキルアンモニウムフッ化物のＨＦ塩、具
体的にはｎＢｕ₄Ｎ⁺Ｆ^-（ＨＦ）_m［ｍ＝１，２］等の化
合物が好ましいものとして挙げられる。その添加量は、
ジアゾニウム塩に対して０．１〜５倍当量、好ましくは
０．５〜１．５倍当量である。

【００１６】また本発明は溶媒中で行うこともできる。
この場合、溶媒としてはジエチルエーテル、テトヒドロ
フラン、アセトニトリル等の非プロトン性有機溶媒が好
ましいものとして挙げられる。熱分解反応の開始及び終
了は窒素ガスの発生により容易に確認しうる。反応後の
生成物の分離は、反応液に多量の水を加えた後、生成物
を抽出により分離し、次いで蒸留、再結晶、クロマトグ
ラフィ−等に付すことで容易に実施される。

【００１７】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実
施例によって何等限定されるものではない。

【００１８】実施例１ 冷却したテフロン製反応器に、重量比が４０／６０％の
ピリジン／無水フッ化水素酸溶液５９ｍｌを入れ、攪拌
下、約０℃でｐ−アミノフェノ−ル３ｇ（３０ｍｍｏ
ｌ）を加え、引き続き５℃以下で亜硝酸ナトリウム２．
５ｇ（３１．５ｍｍｏｌ）を添加した。１０℃以下で３
０分間攪拌反応させた。次いで、ＳｎＣｌ₂６．８２ｇ
（３６ｍｍｏｌ）を加え、１００℃で３時間ジアゾニウ
ム塩の熱分解を行った。熱分解終了後、反応液を冷却
し、氷水及び塩化メチレンを加えて生成物を抽出した。
有機層を水洗後、分析した結果、ジアゾニウム塩の転化
率は９６％であり、目的とするｐ−フルオロフェノール
の収率は８３％（選択率＝８６％）であった。

【００１９】実施例２ ＳｎＣｌ₂の添加量を３．４１ｇ（１８ｍｍｏｌ）とし
た以外は、実施例１と同様の操作を行った。ジアゾニウ
ム塩の転化率は９２％であり、目的とするｐ−フルオロ
フェノールの収率は７６％（選択率＝８２％）であっ
た。

【００２０】実施例３ ＳｎＣｌ₂の代わりに、ＳｍＩ₂のＴＨＦ溶液（３６ｍｍ
ｏｌ）を添加した以外は、実施例１と同様の操作を行っ
た。ジアゾニウム塩の転化率は９０％であり、目的とす
るｐ−フルオロフェノールの収率は６８％（選択率＝７
５％）であった。

【００２１】実施例４ ジアゾニウム塩の熱分解時に、ＳｎＣｌ₂とともに、ｎ
Ｂｕ₄Ｎ⁺Ｆ^-（ＨＦ）₂（３６ｍｍｏｌ）を添加した以外
は実施例１と同様の操作を行った。ジアゾニウム塩の転
化率は１００％であり、目的とするｐ−フルオロフェノ
ールの収率は９２％（選択率＝９２％）であった。

【００２２】比較例１ 実施例１の操作にて、ＳｎＣｌ₂を添加せずジアゾニウ
ム塩の熱分解反応を行った。その結果、ジアゾニウム塩
の転化率は７６％であり、目的とするｐ−フルオロフェ
ノールの収率は４１％（選択率＝５９％）であった。

【００２３】比較例２ ＳｎＣｌ₂の代わりに、標準酸化還元電位が＋０．１５
３ＶであるＣｕ（Ｉ）塩として、ＣｕＣｌ（３６ｍｍｏ
ｌ）を添加した以外は、実施例１と同様の操作を行っ
た。ジアゾニウム塩の転化率は８９％であり、目的とす
るｐ−フルオロフェノールの収率は４３％（選択率＝４
８％）であった。

【００２４】比較例３ ＳｎＣｌ₂の代わりに、標準酸化還元電位が＋０．７７
１ＶであるＦｅ（II）塩として、ＦｅＣｌ₂を添加した
以外は、実施例１と同様の操作を行った。ジアゾニウム
塩の転化率は７９％であり、目的とするｐ−フルオロフ
ェノールの収率は２６％（選択率＝３３％）であった。

【００２５】比較例４ ＳｎＣｌ₂の代わりに、標準酸化還元電位が−２．３７
ＶであるＭｇ（０）粉末を添加した以外は、実施例１と
同様の操作を行った。ジアゾニウム塩の転化率は７５％
であり、目的とするｐ−フルオロフェノールの収率は２
６％（選択率＝３４％）であった。

【００２６】比較例５ 実施例１の操作にて、ＳｎＣｌ₂を添加せず、代わりに
ｎＢｕ₄Ｎ⁺Ｆ^-（ＨＦ） ₂（３６ｍｍｏｌ）を添加してジ
アゾニウム塩の熱分解反応を行った。その結果、ジアゾ
ニウム塩の転化率は７８％であり、目的とするｐ−フル
オロフェノールの収率は４２％（選択率＝５４％）であ
った。

【００２７】

【発明の効果】本発明の方法によれば、芳香族フッ素化
合物が高選択的に得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｃ 41/22 43/225 Ａ 7419−4Ｈ 201/12 205/12 209/74 211/52

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芳香族アミノ化合物を、無水フッ化水素
   酸と有機塩基とからなる溶液中で亜硝酸付与剤を作用さ
   せてジアゾ化し、次いで、得られるジアゾニウム塩を標
   準酸化還元電位が−２Ｖ以上＋０．２Ｖ以下の金属塩の
   存在下熱分解することを特徴とする、芳香族フッ素化合
   物の製造方法。
2. 【請求項２】 標準酸化還元電位が−２Ｖ以上＋０．２
   Ｖ以下の金属塩が、スズ塩又はサマリウム塩であること
   を特徴とする、請求項１記載の芳香族フッ素化合物の製
   造方法。
3. 【請求項３】 芳香族アミノ化合物が、アミノ基に対し
   てオルト位またはパラ位に水酸基、アルコキシ基、ニト
   ロ基、アミノ基及びハロゲン基の内から選ばれた少なく
   とも１種の極性基を有する化合物であることを特徴とす
   る、請求項１記載の芳香族フッ素化合物の製造方法。