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JP2005330202A - Deuterated haloacryl compound, its production method, polymerizable composition, polymer and optical member - Google Patents

Deuterated haloacryl compound, its production method, polymerizable composition, polymer and optical member Download PDF

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JP2005330202A
JP2005330202A JP2004148645A JP2004148645A JP2005330202A JP 2005330202 A JP2005330202 A JP 2005330202A JP 2004148645 A JP2004148645 A JP 2004148645A JP 2004148645 A JP2004148645 A JP 2004148645A JP 2005330202 A JP2005330202 A JP 2005330202A
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general formula
compound
represented
formula
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JP2004148645A
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Japanese (ja)
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Hirokazu Kyoda
浩和 京田
Hiroki Sasaki
広樹 佐々木
Takayuki Ito
孝之 伊藤
Taiji Katsumata
泰司 勝又
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an α-haloacrylic acid derivative, especially an α-chloroacrylate deuteration product, useful for optical materials such as optical members, especially plastic optical fibers. <P>SOLUTION: This compound represented by the general formula (R<SP>1</SP>is an alkoxy, an aryloxy, hydroxy, amino, an alkylamino or an arylamino; X<SP>1</SP>is Cl or Br; U groups are each independently<SP>1</SP>H or<SP>2</SP>H, provided that ≥40% of U connected to the ethylene unsaturated group is<SP>2</SP>H). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、透明性樹脂材料、中でも光ファイバーや光導波路等の光学材料用透明性樹脂の原料として有用なα−ハロアクリル酸エステル類の重水素化物の製造方法に関し、さらに該化合物を原料とした重合体および光学部材への応用に関する。   The present invention relates to a method for producing a deuterated product of an α-haloacrylate ester useful as a raw material for a transparent resin material, particularly a transparent resin for optical materials such as optical fibers and optical waveguides, and further using the compound as a raw material. The present invention relates to applications to polymers and optical members.

技術背景Technical background

プラスチック光ファイバー材料として安価で加工容易なポリメタクリル酸メチル(PMMA)が知られているが、C−1H 結合に由来する伝送損失のために限られた用途でしか使用することができない。この問題を解決する手段として、重水素化メタクリル酸メチルエステルを利用する方法(特許文献1)等が提案されているものの、なお耐熱性、耐湿性等の耐久性の問題が残されていた。
一方、吸湿性及び耐熱性を改良しうる材料として、例えば、α−クロロアクリル酸メチルが提案されている(特許文献2)。しかしながら、これらは、多くの C−1H 結合を有しているためこれを重合したポリマーからなるファイバーは伝送損失が高いという問題点があった。該化合物の 1H 原子を 2H に変換できれば、光学特性と耐久性を両立しうる素材となりうるが、そのような重水素化合物の合成手段は知られていなかった。光学特性と耐久性の両立可能な透明性樹脂を形成しうる、α−ハロアクリル酸誘導体の重水素化物、特に、α−クロロアクリル酸エステルの重水素化物の有効な合成法開発が望まれていた。
While inexpensive and easily processed as polymethylmethacrylate (PMMA) is known as a plastic optical fiber materials, can be used only in limited applications because the transmission loss derived from the C-1 H coupling. As a means for solving this problem, a method using deuterated methacrylic acid methyl ester (Patent Document 1) and the like has been proposed, but durability problems such as heat resistance and moisture resistance still remain.
On the other hand, as a material capable of improving hygroscopicity and heat resistance, for example, methyl α-chloroacrylate has been proposed (Patent Document 2). However, these are fibers made of a polymer obtained by polymerizing this because it has a lot of C-1 H coupling there was a problem that a high transmission loss. If the 1 H atom of the compound can be converted to 2 H, it can be a material capable of achieving both optical properties and durability, but no means for synthesizing such a deuterium compound has been known. Development of an effective synthesis method of deuterated α-haloacrylic acid derivatives, particularly deuterated α-chloroacrylic acid esters, capable of forming a transparent resin having both optical properties and durability is desired. It was.

α−ハロアクリル酸エステル類は、2,3−不飽和カルボン酸エステルをジハロゲン化(ジハロ化)して2,3−ジハロカルボン酸エステルとした後、脱ハロゲン化水素とすることにより合成することができる(特許文献1および2)。すなわち、2,3−不飽和カルボン酸エステルの重水素化物を合成することができれば、α−ハロアクリル酸エステル類を重水素化物へ誘導することができる。2,3−不飽和カルボン酸エステルの重水素化物の合成方法としては、アクリル酸メチルを重水/白金等の触媒存在下で重水素交換する例が知られている(特許文献3)。しかし、重水素化率は満足できるものではなく、反応条件も 85〜100℃で16〜65時間と非常に強く、有効といえる方法ではなかった。   α-Haloacrylic acid esters can be synthesized by dihalogenating (dihalogenating) 2,3-unsaturated carboxylic acid esters into 2,3-dihalocarboxylic acid esters and then dehydrohalogenating them. (Patent Documents 1 and 2). That is, if a deuteride of 2,3-unsaturated carboxylic acid ester can be synthesized, α-haloacrylic acid esters can be derived into a deuteride. As a method for synthesizing a deuterated 2,3-unsaturated carboxylic acid ester, an example in which deuterium exchange of methyl acrylate in the presence of a catalyst such as heavy water / platinum is known (Patent Document 3). However, the deuteration rate was not satisfactory, and the reaction conditions were very strong at 85 to 100 ° C. for 16 to 65 hours, which was not an effective method.

特開昭58−154803号公報JP 58-154803 A 特公平6−44085号公報Japanese Patent Publication No. 6-44085 特開昭61−148141公報JP 61-148141 A J.Am.Chem.Soc.;62;1940;3495−3498J. Am. Chem. Soc .; 62; 1940; 3495-3498 J.Chem.Soc.Perkin Trans.2;1987;1473−1476J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2; 1987; 1473-1476.

本発明は、光学部材、特にプラスチック光ファイバー材料等の光学材料として有用なα−ハロアクリル酸誘導体、特にα‐クロロアクリル酸エステル類の重水素化物を提供することを課題とする。また、本発明はα−ハロアクリル酸類縁体、その重合体、および重合性組成物を利用した新規な光学材料、およびこれを用いた光学部材を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a deuterated product of an α-haloacrylic acid derivative, particularly an α-chloroacrylic acid ester, which is useful as an optical member, particularly an optical material such as a plastic optical fiber material. Another object of the present invention is to provide a novel optical material using an α-haloacrylic acid analog, a polymer thereof, and a polymerizable composition, and an optical member using the same.

本発明者らは種々検討を重ねた結果、下記一般式(1)で表される化合物の合成に成功するとともに、さらにそれを用いたポリマー素材および光学材料への応用を検討し、本発明を解決するに至った。   As a result of various studies, the present inventors have succeeded in synthesizing a compound represented by the following general formula (1), and further studied application to a polymer material and an optical material using the compound. It came to solve.

前記課題を解決するための手段は以下のとおりである。
(1)下記一般式(1)で表される化合物。
一般式(1)

Figure 2005330202
(一般式(1)中、R1はアルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはアリールアミノ基を表し、X1は塩素原子または臭素原子を表し、Uはそれぞれ独立に1Hまたは2Hを表し、エチレン性不飽和基に連結するUの40%以上が2Hである。) Means for solving the above-mentioned problems are as follows.
(1) A compound represented by the following general formula (1).
General formula (1)
Figure 2005330202
(In the general formula (1), R 1 represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group, an alkylamino group, or an arylamino group, X 1 represents a chlorine atom or a bromine atom, and U represents each independently. Represents 1 H or 2 H, and 40% or more of U linked to the ethylenically unsaturated group is 2 H.)

(2)前記R1がアルコキシ基またはアリールオキシ基である(1)に記載の化合物。
(3)前記Uの80%以上が2Hである(1)または(2)に記載の化合物。
(2) The compound according to (1), wherein R 1 is an alkoxy group or an aryloxy group.
(3) The compound according to (1) or (2), wherein 80% or more of U is 2 H.

(4)下記一般式(2)で表される化合物を重水中で1Hから2Hに交換して一般式(3)で表される化合物とする工程を含む(1)〜(3)のいずれかに記載の化合物の製造方法。

Figure 2005330202
(一般式(2)および一般式(3)中、R1はアルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはアリールアミノ基を表す。) (4) including the step of converting a compound represented by the following general formula (2) from 1 H to 2 H in heavy water to obtain a compound represented by the general formula (3): The manufacturing method of the compound in any one.
Figure 2005330202
(In General Formula (2) and General Formula (3), R 1 represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group, an alkylamino group, or an arylamino group.)

(5)下記一般式(4)で表される化合物に22を付加させて一般式(5)で表される化合物とする工程を含む(1)〜(3)のいずれか1項に記載の化合物の製造方法。

Figure 2005330202
(一般式(4)および(5)中、Uは1Hまたは2H表し、R1はアルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはアリールアミノ基を表す。) (5) In any one of (1) to (3), including a step of adding 2 H 2 to a compound represented by the following general formula (4) to form a compound represented by the general formula (5) A method for producing the described compound.
Figure 2005330202
(In the general formulas (4) and (5), U represents 1 H or 2 H, and R 1 represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group, an alkylamino group, or an arylamino group.)

(6)順に、下記反応式(1)で表される重水中で1Hから2Hに交換する工程、下記反応式(2)で表される22を付加する工程、下記反応式(3)で表される塩素分子または臭素分子を付加する工程および下記反応式(4)で表される塩化水素または臭化水素を除去する工程を含むことを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の化合物の製造方法。
反応式(1)

Figure 2005330202
反応式(2)
Figure 2005330202
反応式(3)
Figure 2005330202
反応式(4)
Figure 2005330202
(一般式(1)、(6)、(7)、(8)および(9)中、R1は、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはアリールアミノ基を表し、それぞれの式中のR1は同一でも、異なっていても良い。Uはそれぞれ独立に1Hまたは2Hを表し、X1は塩素原子または臭素原子を表す。) (6) In order, the step of exchanging from 1 H to 2 H in heavy water represented by the following reaction formula (1), the step of adding 2 H 2 represented by the following reaction formula (2), the following reaction formula ( (1) to (3), including a step of adding a chlorine molecule or a bromine molecule represented by 3) and a step of removing hydrogen chloride or hydrogen bromide represented by the following reaction formula (4) The manufacturing method of the compound in any one of.
Reaction formula (1)
Figure 2005330202
Reaction formula (2)
Figure 2005330202
Reaction formula (3)
Figure 2005330202
Reaction formula (4)
Figure 2005330202
(In the general formulas (1), (6), (7), (8) and (9), R 1 represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group, an alkylamino group, or an arylamino group. R 1 in each formula may be the same or different, U represents each independently 1 H or 2 H, and X 1 represents a chlorine atom or a bromine atom.)

(7)下記一般式(10)で表される繰り返し単位を含む重合体。
一般式(10)

Figure 2005330202
(一般式(10)中、Uはそれぞれ独立に1Hまたは2Hを表し、R1はアルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはアリールアミノ基を表し、X1は塩素原子または臭素原子を表す。ただし、Uの40%以上が2Hである。) (7) A polymer containing a repeating unit represented by the following general formula (10).
General formula (10)
Figure 2005330202
(In General Formula (10), each U independently represents 1 H or 2 H, R 1 represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group, an alkylamino group, or an arylamino group, and X 1 Represents a chlorine atom or a bromine atom, provided that 40% or more of U is 2 H.)

(8)(1)〜(3)のいずれかに記載の化合物の少なくとも1種を含む重合性組成物。
(9)少なくとも、(8)に記載の重合性組成物を重合してなる重合体。
(10)(7)または(9)に記載の重合体を含む光学部材。
(8) A polymerizable composition comprising at least one compound according to any one of (1) to (3).
(9) A polymer obtained by polymerizing at least the polymerizable composition according to (8).
(10) An optical member comprising the polymer according to (7) or (9).

本発明のα−ハロアクリル酸誘導体、特にα−クロロアクリル酸エステル類の重水素化物は、透明性樹脂、中でも光ファイバー用透明性樹脂の原料として有用である。また本発明の製造方法によれば、高い重水素化率を有するα−ハロアクリル酸誘導体を、安価な重水素源を用いて簡便に製造する手法を提供することができる。また、本発明の光学部材は、所望の形状に加工して、様々な光学部品として利用できることができる。   The α-haloacrylic acid derivative of the present invention, in particular, a deuterated product of α-chloroacrylic acid ester, is useful as a raw material for a transparent resin, particularly a transparent resin for optical fibers. Moreover, according to the production method of the present invention, it is possible to provide a method for easily producing an α-haloacrylic acid derivative having a high deuteration rate using an inexpensive deuterium source. Moreover, the optical member of the present invention can be processed into a desired shape and used as various optical components.

以下に、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」はその前後に記載される数値を最小値および最大値として含む範囲を意味する。また、本発明では、重水素原子および軽水素原子のいずれであっても良い場合、これをUで表すこともある。
また、本明細書において、1Hとは通常の水素のことを表し、2Hとは重水素のことを表す。さらに2H 原子の比率に関して、{(2H原子の数)/(1H原子の数+2H原子の数)}の平均値を「重水素化率」として定義するが、この中で、ポリマーの主鎖に直結することになる水素原子、すわなち、一般式(1)〜(10)において、R1が有する水素原子とエチレン性不飽和性基に連結する水素原子を含む化合物全体の重水素化率を「全重水素化率」と呼ぶ。
加えて、本発明において、「重合体」には、単一のモノマーを重合した重合体のほか、2種類以上のモノマーを重合した共重合体も含む趣旨である。
The present invention is described in detail below. In the present specification, “to” means a range including numerical values described before and after the minimum and maximum values. Moreover, in this invention, when either a deuterium atom and a light hydrogen atom may be sufficient, this may be represented by U.
In the present specification, 1 H represents normal hydrogen, and 2 H represents deuterium. Further with respect to the ratio of 2 H atoms, but to define the average value of {(the number of 2 H atoms) / (1 Number of Number + 2 H atoms H atoms)} as "deuteration ratio", in this, The whole compound containing a hydrogen atom directly connected to the main chain of the polymer, that is, a hydrogen atom connected to the ethylenically unsaturated group in R 1 in general formulas (1) to (10) Is called the “total deuteration rate”.
In addition, in the present invention, the “polymer” includes not only a polymer obtained by polymerizing a single monomer but also a copolymer obtained by polymerizing two or more types of monomers.

まず、本発明の一般式(1)で表される化合物について詳細に説明する。
一般式(1)

Figure 2005330202
First, the compound represented by the general formula (1) of the present invention will be described in detail.
General formula (1)
Figure 2005330202

1はアルコキシ基(直鎖状、分岐上、環状のいずれでもよく、例えばメトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ビシクロアルコキシ基もしくはトリシクロアルコキシ基等の複数の環を有するシクロアルコキシ基、含フッ素アルコキシ基など)、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基(例えばメチルアミノ基、ジメチルアミノ基など)、またはアリールアミノ基(例えばアニリノ基、ペンタフルオロアニリノ基など)を表し、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基またはアルキルアミノ基が好ましく、アルコキシ基またはアリールオキシ基がより好ましく、含フッ素アルコキシ基または含フッ素アリールオキシ基がさらに好ましく、直鎖または分岐の含フッ素アルコキシ基が最も好ましい。
1はさらに置換可能なラジカル重合性のない置換基を有していてもよい。その時の置換基の例としては、ハロゲン原子(好ましくは、フッ素原子)、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ、アミノ基(アニリノ基を含む)、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキルまたはアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキルまたはアリールスルフィニル基、アルキルまたはアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリールまたはヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基が例として挙げられ、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子)、アルキル基、アリール基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基が好ましく、ハロゲン原子(好ましくは、フッ素原子)がより好ましい。
R 1 may be an alkoxy group (straight, branched, or cyclic, such as a cycloalkyl group having a plurality of rings such as a methoxy group, an ethoxy group, an isopropyloxy group, a cyclohexyloxy group, a bicycloalkoxy group, or a tricycloalkoxy group. Alkoxy group, fluorine-containing alkoxy group, etc.), aryloxy group, hydroxy group, amino group, alkylamino group (eg, methylamino group, dimethylamino group, etc.), or arylamino group (eg, anilino group, pentafluoroanilino group, etc.) Represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group or an alkylamino group, more preferably an alkoxy group or an aryloxy group, still more preferably a fluorine-containing alkoxy group or a fluorine-containing aryloxy group, linear or Branch footage Alkoxy group is most preferred.
R 1 may further have a substituent that can be substituted without radical polymerization. Examples of substituents at that time include halogen atoms (preferably fluorine atoms), alkyl groups, aryl groups, heterocyclic groups, cyano groups, hydroxyl groups, nitro groups, carboxyl groups, alkoxy groups, aryloxy groups, silyloxy groups. , Heterocyclic oxy group, acyloxy group, carbamoyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, aryloxycarbonyloxy, amino group (including anilino group), acylamino group, aminocarbonylamino group, alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group , Sulfamoylamino group, alkyl or arylsulfonylamino group, mercapto group, alkylthio group, arylthio group, heterocyclic thio group, sulfamoyl group, sulfo group, alkyl or arylsulfinyl group, alkyl or Reelsulfonyl group, acyl group, aryloxycarbonyl group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, aryl or heterocyclic azo group, imide group, phosphino group, phosphinyl group, phosphinyloxy group, phosphinylamino group, silyl group Examples include halogen atoms (for example, fluorine atoms), alkyl groups, aryl groups, hydroxyl groups, carboxyl groups, alkoxy groups, aryloxy groups, and amino groups, and halogen atoms (preferably fluorine atoms) are more preferable. .

1の含フッ素アルコキシ基としては、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、2,2,3,3−テトラフルオロプロポキシ基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロポキシ基、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフロオロブトキシ基、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペントキシ基等が挙げられる。また、含フッ素アリールオキシ基としては、ペンタフルオロフェノキシ基などが挙げられる。 Examples of the fluorine-containing alkoxy group for R 1 include 2,2,2-trifluoroethoxy group, 2,2,3,3-tetrafluoropropoxy group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropoxy group, 2 2,3,3,4,4,4-heptafluorobutoxy group, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentoxy group and the like. Examples of the fluorine-containing aryloxy group include a pentafluorophenoxy group.

一般式(1)中のR1が含フッ素アルコキシ基である場合、重水素化含フッ素アルコールを原料とすることが可能であり、好ましい。該重水素化フッ化アルキルアルコールの合成法の具体例としては、米国特許第4,072,726号公報に記載の、パーフルオロアルキルカルボン酸を重水素で還元して重水素化フッ化アルキルアルコールを得る方法、および特開昭54−154707号公報に記載のテトラフルオロエチレンと重水素化メタノール(C232H)のバッチテロメル化反応で得る方法などが挙げられる。
1は塩素原子または臭素原子を表し、好ましくは塩素原子である。
When R 1 in the general formula (1) is a fluorine-containing alkoxy group, deuterated fluorine-containing alcohol can be used as a raw material, which is preferable. Specific examples of the method for synthesizing the deuterated fluorinated alkyl alcohol include a deuterated fluorinated alkyl alcohol described in US Pat. No. 4,072,726 by reducing perfluoroalkylcarboxylic acid with deuterium. And a method obtained by batch telomerization reaction of tetrafluoroethylene and deuterated methanol (C 2 H 3 O 2 H) described in JP-A No. 54-154707.
X 1 represents a chlorine atom or a bromine atom, preferably a chlorine atom.

Uはそれぞれ独立に1Hまたは2Hを表し、一般式(1)中Uの40%以上が2Hである。ここで、Uの40%以上とは、例えば、後述する方法により得られた一般式(1)で表される化合物群のうち、40%以上が2Hである場合をいう。また、一般式(1)に表記されていない水素原子も1Hまたは2Hのいずれかである。
1が水素原子を含む場合は、その一部あるいは全部が重水素原子であってもよく、好ましい。R1で表される基を含む化合物全体の重水素化率(全重水素化率)は30%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、80%以上であることが特に好ましい。
Each U independently represents 1 H or 2 H, and 40% or more of U in the general formula (1) is 2 H. Here, 40% or more of U means, for example, a case where 40% or more of the compound group represented by the general formula (1) obtained by the method described later is 2 H. A hydrogen atom not represented in the general formula (1) is either 1 H or 2 H.
When R 1 contains a hydrogen atom, part or all of it may be a deuterium atom, which is preferable. The deuteration ratio (total deuteration ratio) of the entire compound including the group represented by R 1 is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, and 80% or more. Particularly preferred.

以下に一般式(I)で表される化合物の例示化合物を示すが、本発明はこれらによって限定されるものではない。尚、例示化合物中のUはそれぞれ独立に1Hまたは2Hを表し、エチレン性不飽和基に連結するUの主鎖の40%以上が2Hである。 Although the exemplary compound of a compound represented with general formula (I) below is shown, this invention is not limited by these. U in the exemplary compounds independently represents 1 H or 2 H, and 40% or more of the main chain of U linked to the ethylenically unsaturated group is 2 H.

Figure 2005330202
Figure 2005330202

Figure 2005330202
Figure 2005330202

次に本発明の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、前記一般式(1)で表される重水素化されたα‐ハロアクリル酸誘導体の製造方法であって、下記反応式(A)および反応式(B)の少なくとも一方を含む製造方法である。なお、反応式(A)において、2Hは重水素原子を表しているが、反応によって少なくとも一部が重水素化を受けたことを示すものであり、水素原子の100%が重水素原子であることを意味するものではない(以下、反応式(B)以下についても同じ)。
Next, the manufacturing method of this invention is demonstrated.
The production method of the present invention is a method for producing a deuterated α-haloacrylic acid derivative represented by the general formula (1), and is at least one of the following reaction formula (A) and reaction formula (B): It is a manufacturing method containing. In the reaction formula (A), 2 H represents a deuterium atom, but indicates that at least a part of the hydrogen atom has been deuterated by the reaction, and 100% of the hydrogen atoms are deuterium atoms. It does not mean that there is (the same applies to reaction formula (B) and the following).

反応式(A)

Figure 2005330202
(一般式(2)および一般式(3)中、R1はアルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはアリールアミノ基を表す。) Reaction formula (A)
Figure 2005330202
(In General Formula (2) and General Formula (3), R 1 represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group, an alkylamino group, or an arylamino group.)

反応式(B)

Figure 2005330202
(一般式(4)および(5)中、Uは1Hまたは2H表し、R1はアルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはアリールアミノ基を表す。) Reaction formula (B)
Figure 2005330202
(In the general formulas (4) and (5), U represents 1 H or 2 H, and R 1 represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group, an alkylamino group, or an arylamino group.)

上記反応式(A)の工程を経ずに、一般式(4)で表される化合物であってUが1Hのものを用い、反応式(B)で表される反応を行う方法、あるいは反応式(A)の工程を行った後、反応式(B)で表される工程を経ずに還元(例えば12の付加)して、一般式(5)で表される化合物を得る方法でも、一部重水素化されたアクリル酸あるいはアクリル酸誘導体が得られるが、下記反応式(1)〜(4)で表される順に反応を行うと、より高い重水素化率を得ることができ、より好ましい(以下、この一連の反応式を反応式(C)という)。下記反応式(C)で表される方法は、順に、下記反応式(1)で表される重水中で1Hから2Hに交換する工程、下記一般式(2)で表される22を付加する工程、下記一般式(3)で表される塩素分子または臭素分子を付加する工程および下記一般式(4)で表される塩化水素または臭化水素を除去する工程を経て一般式(1)で表される化合物を得る方法である。
反応式(1)

Figure 2005330202
反応式(2)
Figure 2005330202
反応式(3)
Figure 2005330202
Figure 2005330202

(一般式(1)、(6)、(7)、(8)および(9)中、R1は、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはアリールアミノ基を表し、それぞれの式中のR1は同一でも、異なっていても良い。Uはそれぞれ独立に1Hまたは2Hを表し、X1は塩素原子または臭素原子を表す。) A method of performing the reaction represented by the reaction formula (B) using the compound represented by the general formula (4) and U being 1 H without passing through the step of the above reaction formula (A), or After performing the step of reaction formula (A), reduction (for example, addition of 1 H 2 ) is performed without passing through the step of reaction formula (B) to obtain the compound represented by general formula (5). Even with the method, partially deuterated acrylic acid or acrylic acid derivatives can be obtained, but when the reactions are performed in the order represented by the following reaction formulas (1) to (4), a higher deuteration rate is obtained. It is more preferable (hereinafter, this series of reaction formulas will be referred to as reaction formula (C)). The method represented by the following reaction formula (C) is, in order, the step of exchanging from 1 H to 2 H in heavy water represented by the following reaction formula (1), 2 H represented by the following general formula (2). 2 through the step of adding 2 , the step of adding a chlorine or bromine molecule represented by the following general formula (3), and the step of removing hydrogen chloride or hydrogen bromide represented by the following general formula (4) This is a method for obtaining the compound represented by (1).
Reaction formula (1)
Figure 2005330202
Reaction formula (2)
Figure 2005330202
Reaction formula (3)
Figure 2005330202
Figure 2005330202

(In the general formulas (1), (6), (7), (8) and (9), R 1 represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group, an alkylamino group, or an arylamino group. R 1 in each formula may be the same or different, U represents each independently 1 H or 2 H, and X 1 represents a chlorine atom or a bromine atom.)

以下、反応式(A)〜(C)について詳述する。
反応式(A)で表される工程は重水中で行う。反応の進行中は反応溶媒を攪拌するのが好ましい。重水の使用量は限定されないが、一般式(2)で表される化合物に対して、質量比で0.5〜10倍程度加えることが好ましい。
Hereinafter, reaction formulas (A) to (C) will be described in detail.
The step represented by the reaction formula (A) is performed in heavy water. The reaction solvent is preferably stirred during the reaction. Although the usage-amount of heavy water is not limited, It is preferable to add about 0.5 to 10 times by mass ratio with respect to the compound represented by General formula (2).

また、反応を促進させるために塩基を加えてもよい。塩基の種類は本発明の趣旨を逸脱しない限り限定されない。好ましい塩基の具体例としては、NaO2U、KO2U、金属ナトリウム、ナトリウムメトキシド(NaOCU3)、ナトリウムt−ブトキシド(NaOt−Bu)、カリウムメトキシド(KOCU3)、カリウムt−ブトキシド(KOt−Bu)、炭酸カリウム(K2CO3)、炭酸ナトリウム(Na2CO3)、トリエチルアミンなどが挙げられ、コストおよび安全性の観点において、NaOCU3、KOt−Bu、K2CO3、Na2CO3のいずれかを用いることがより好ましい。一方、O−H 結合や N−H 結合を有するもの(例えばNaHCO3、NH3など)は重水素化率の低下を引き起こすため好ましくない。
上記塩基の使用量は限定されないが、重水に対してmol比で、0.01%〜10%用いることが好ましく、より好ましくは0.03〜1.0%である。
反応温度は特に限定されないが、−10〜30℃で行うことが好ましい。反応時間も特に限定されないが、10分〜6時間で行うことが好ましい。
A base may be added to promote the reaction. The type of base is not limited as long as it does not depart from the spirit of the present invention. Specific examples of preferred bases include NaO 2 U, KO 2 U, metallic sodium, sodium methoxide (NaOCU 3 ), sodium t-butoxide (NaOt-Bu), potassium methoxide (KOCU 3 ), potassium t-butoxide ( KOt-Bu), potassium carbonate (K 2 CO 3), sodium carbonate (Na 2 CO 3), triethylamine, and the like, in terms of cost and safety, NaOCU 3, KOt-Bu, K 2 CO 3, Na More preferably, any of 2 CO 3 is used. On the other hand, those having an O—H bond or an N—H bond (eg, NaHCO 3 , NH 3, etc.) are not preferable because they cause a decrease in the deuteration rate.
Although the usage-amount of the said base is not limited, It is preferable to use 0.01%-10% by molar ratio with respect to heavy water, More preferably, it is 0.03-1.0%.
Although reaction temperature is not specifically limited, It is preferable to carry out at -10-30 degreeC. The reaction time is not particularly limited, but it is preferably 10 minutes to 6 hours.

一般式(2)で表される化合物は、R1の種類にもよるが一般的には非水溶性であるため反応液は2相に分離する。2相に分離したままであっても1H−2H交換は可能であるが、相溶性の液体または層間移動触媒を加えてもよい。添加剤として具体的には、ジメチルスルホキシド(DMSO)、重メタノール、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、4級アンモニウム塩類、4級ホスホニウム塩類などが挙げられる。 Although the compound represented by the general formula (2) depends on the type of R 1 , it is generally insoluble in water, so the reaction solution is separated into two phases. Although it is possible to exchange 1 H- 2 H even if the two phases remain separated, a compatible liquid or a phase transfer catalyst may be added. Specific examples of the additive include dimethyl sulfoxide (DMSO), deuterated methanol, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, quaternary ammonium salts, and quaternary phosphonium salts.

生成物の重水素化率は、1H−NMRの積分値によって測定することができる。
11Hを含む場合は、アセチレン水素の残存1Hの積分値と、交換を受けないR1中の1Hの積分値の比較により容易に重水素化率を計算できる。R11Hを含まない場合は、標準物質を秤量して加えることにより、やはり1H−NMRの積分値の比較により重水素化率を測定することができる。
The deuteration rate of the product can be measured by an integral value of 1 H-NMR.
When R 1 contains 1 H, the deuteration rate can be easily calculated by comparing the integrated value of the remaining 1 H of acetylene hydrogen with the integrated value of 1 H in R 1 that is not exchanged. When R 1 does not contain 1 H, the deuteration rate can be measured by weighing the standard substance and adding the integrated value of 1 H-NMR.

次に、上記反応式(B)で表される工程について説明する。
反応式(B)で表される工程はアセチレンカルボン酸類への重水素添加工程であるが、12を付加させてアセチレン類をオレフィン酸類に変換する方法として知られている条件を用いることができる。具体的には本実施例でも示すように、リンドラー触媒(炭酸カルシウム担持パラジウム、鉛被毒)の存在下での常圧接触水素還元などの方法が挙げられる。
Next, the process represented by the above reaction formula (B) will be described.
The step represented by the reaction formula (B) is a deuterium addition step to acetylene carboxylic acids, but using conditions known as a method for converting acetylenes to olefin acids by adding 1 H 2 is used. it can. Specifically, as also shown in this example, a method such as atmospheric pressure catalytic hydrogen reduction in the presence of a Lindlar catalyst (palladium on calcium carbonate, lead poisoning) can be mentioned.

最後に、反応式(C)で表される塩素または臭素分子付加の工程では、アクリル酸類を2,3−ジハロプロピオン酸類に誘導する方法として知られている条件をそのまま用いることができる。具体例としては、特開平7−17578号公報に記載のアクリル酸エステルの塩素化の方法などを採用することができる。最終工程の脱ハロゲン化水素の工程は、熱処理によって行うことも可能であるが、J.Chem.Soc.Perkin Trans.2;1987;1473に記載の2,3−ジハロプロピオン酸エステル類のトリエチルアミンを用いた脱ハロゲン化水素の例のように、塩基を作用させて行うことが好ましい。用いる塩基の種類は限定されないが、副反応となる加水分解を抑えるため3級アミン、ピリジンなどの有機塩基を用いて、有機溶媒中あるいは無溶媒で行うことが好ましい。反応式(C)で表されるルートは必ずしも連続した4工程である必要はなく、各反応の間に置換基R1の変換工程を含んでいてもよい。例えば、一般式(6)で表される化合物を重水中で1Hから2Hに交換した後、得られた一般式(7)で表される化合物のR1を他の置換基R1に変換した後、重水素付加を行い、一般式(8)で表される化合物を得てもよい。他の例として、後述する実施例2があげられる。 Finally, in the step of adding chlorine or bromine molecules represented by the reaction formula (C), conditions known as a method for deriving acrylic acids to 2,3-dihalopropionic acids can be used as they are. As a specific example, a method of chlorinating an acrylic ester described in JP-A-7-17578 can be employed. Although the final dehydrohalogenation step can be performed by heat treatment, the triethylamine of 2,3-dihalopropionic acid esters described in J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2; 1987; As in the example of dehydrohalogenation using, it is preferable to perform the reaction with a base. Although the kind of base to be used is not limited, it is preferable to use an organic base such as a tertiary amine or pyridine in an organic solvent or without a solvent in order to suppress hydrolysis as a side reaction. The route represented by the reaction formula (C) is not necessarily 4 continuous steps, and may include a conversion step of the substituent R 1 between each reaction. For example, after the compound represented by the general formula (6) is exchanged from 1 H to 2 H in heavy water, R 1 of the compound represented by the general formula (7) thus obtained is changed to another substituent R 1 . After the conversion, deuterium addition may be performed to obtain a compound represented by the general formula (8). Another example is Example 2 described later.

以下に実施例を挙げて説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手段等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。   Hereinafter, an example will be described. The materials, amounts used, ratios, processing contents, processing means, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below.

[実施例1] 例示化合物(1−1)の(エチレン不飽和基に連結する水素の重水素化率97%)の合成
例示化合物(1−1)を下記反応式(D)に示す方法で製造した。本実施例によればエチレン不飽和基に連結する水素の重水素化率が97%である例示化合物(1−1)を得ることができる。安価な重水素源である22Oおよび22を用いて高い重水素化率を有する化合物を合成することが可能であり、本発明の製造方法の有用性を示すものである。
[Example 1] Synthesis of exemplary compound (1-1) (97% deuteration of hydrogen linked to an ethylenically unsaturated group) Exemplary compound (1-1) was synthesized by the method shown in the following reaction formula (D). Manufactured. According to this example, exemplary compound (1-1) in which the deuteration rate of hydrogen linked to the ethylenically unsaturated group is 97% can be obtained. It is possible to synthesize a compound having a high deuteration rate using 2 H 2 O and 2 H 2 which are inexpensive deuterium sources, which shows the usefulness of the production method of the present invention.

反応式(D)

Figure 2005330202
Reaction formula (D)
Figure 2005330202

重水素化メチルプロピオレート(アセチレンカルボン酸メチルエステル)−d1 (1−1B)の合成:
重水1.2ml(66mol)にナトリウムメトキシド13.0g(0.24mol)およびメチルプロピオレート(1−1A、東京化成工業(株)製)101g(1.20mol)を室温にて添加し、室温にて3時間攪拌した。反応液を分液漏斗に移し、塩化メチレン400mlを加えて分液操作を行い、有機層を無水硫酸ナトリウムにて乾燥した。塩化メチレンを減圧留去した後蒸留を行い(200mmHg,68℃)、無色透明の液体(1−1B)を74.5g(収率 73%)得た。1H−NMRの積分値より、アセチレン部位の水素の重水素化率は 94%と求められた。
以下に 1H−NMR(300MHz,C2HCl3)データを示す。
δ2.90 (s,0.06H), 3.82 (s,3H)
Synthesis of deuterated methyl propiolate (acetylene carboxylic acid methyl ester) -d 1 (1-1B):
Sodium methoxide (13.0 g, 0.24 mol) and methylpropiolate (1-1A, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (101 g, 1.20 mol) were added at room temperature to 1.2 ml (66 mol) of heavy water. Stir for hours. The reaction solution was transferred to a separatory funnel, 400 ml of methylene chloride was added to carry out a liquid separation operation, and the organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate. The methylene chloride was distilled off under reduced pressure, followed by distillation (200 mmHg, 68 ° C.) to obtain 74.5 g (yield 73%) of a colorless transparent liquid (1-1B). From the integral value of 1 H-NMR, the hydrogen deuteration rate of the acetylene moiety was determined to be 94%.
The 1 H-NMR (300 MHz, C 2 HCl 3 ) data is shown below.
δ2.90 (s, 0.06H), 3.82 (s, 3H)

メチルアクリレート−d3(1−1C)の合成:
メチルプロピオレート−d1(1−1B)60g (0.71mol)に和光純薬工業(株)製のパラジウム−炭酸カルシウム−リンドラー触媒(鉛被毒化済)(Pd 5%)3.5g を加え、重水素 22 (重水素化率 99.8%)を充填した風船を連結し、常圧重水素下室温にて10時間攪拌した。反応液をセライト濾過した後、組生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(展開液:酢酸エチル:ヘキサン=1:10)、さらに重合禁止剤としてイルガノックス60mgを加え、常圧蒸留を行い(81℃)、無色透明の液体(1−1C)を36g(収率 57%)得た。
Synthesis of methyl acrylate-d 3 (1-1C):
To 60 g (0.71 mol) of methylpropiolate-d 1 (1-1B), add 3.5 g of palladium-calcium carbonate-lindler catalyst (lead poisoned) (Pd 5%) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Balloons filled with deuterium 2 H 2 (deuteration rate 99.8%) were connected and stirred at room temperature under normal pressure deuterium for 10 hours. After the reaction solution was filtered through Celite, the assembled product was purified by silica gel column chromatography (developing solution: ethyl acetate: hexane = 1: 10), and 60 mg of Irganox was added as a polymerization inhibitor, followed by atmospheric distillation ( 81 ° C.) and 36 g (yield 57%) of a colorless and transparent liquid (1-1C) were obtained.

ジクロロプロピオン酸メチル−d3(1−1D)の合成:
メチルアクリレート−d3(1−1C)30g (0.34mol) に、ピリジン0.73ml(0.02eq)および重合禁止剤としてイルガノックス30mgを加え、攪拌しながら塩素ガスを、内温を30〜40℃ に保ちながら2時間かけて吹き込んだ。反応液が室温まで冷めた後、窒素ガスを吹き込んで残留している塩素ガスを除去、減圧蒸留を行い(8mmHg、78℃)、無色透明の液体(1−1D)を48g (収率 88%)得た。
Synthesis of methyl dichloropropionate-d 3 (1-1D):
To 30 g (0.34 mol) of methyl acrylate-d 3 (1-1C), 0.73 ml (0.02 eq) of pyridine and 30 mg of Irganox as a polymerization inhibitor were added, and chlorine gas was added to the inside temperature at 30 to 40 ° C. while stirring. I kept blowing for 2 hours while keeping it. After the reaction solution was cooled to room temperature, nitrogen gas was blown to remove residual chlorine gas, vacuum distillation was performed (8 mmHg, 78 ° C), and 48 g of colorless transparent liquid (1-1D) (yield 88%) )Obtained.

α−クロロアクリル酸メチル−d2(1−1)の合成:
ジクロロプロピオン酸メチル−d3(1−1D)40g(0.25mol)の塩化メチレン120ml溶液に、トリエチルアミン38ml(1.1eq)の塩化メチレン120ml溶液を、内温を0〜10℃に保ちながら20分かけて滴下した。反応液を濾過した後、分液漏斗に移し、水200mlを加えて分液、水層(上層)を除去して有機層を2%塩酸 150mlで1回、引き続き飽和食塩水 200mlで2回洗浄し、無水硫酸ナトリウムにて乾燥した。重合禁止剤としてイルガノックス40mgを加えた後塩化メチレンを減圧留去し、減圧蒸留にて(65mmHg,61℃)、無色透明の液体(1−1)26g (収率 85%)を得た。
以下に 1H−NMR(300MHz,C2HCl3)データを示す。1Hの積分値の比較(メチル3Hとオレフィン2H)よりエチレン不飽和基に連結する水素の重水素化率は97%と算出される。
δ3.85 (s,3H), 6.02 (s,0.03H), 6.53 (s,0.03H)
Synthesis of methyl α-chloroacrylate-d 2 (1-1):
Methyl dichloropropionate-d 3 (1-1D) 40 g (0.25 mol) in 120 ml of methylene chloride was added to a solution of triethylamine 38 ml (1.1 eq) in 120 ml of methylene chloride over 20 minutes while maintaining the internal temperature at 0-10 ° C. And dripped. After filtering the reaction solution, transfer to a separatory funnel, add 200 ml of water to remove the liquid separation and aqueous layer (upper layer), and wash the organic layer once with 150 ml of 2% hydrochloric acid and then twice with 200 ml of saturated saline. And dried over anhydrous sodium sulfate. After adding 40 mg of Irganox as a polymerization inhibitor, methylene chloride was distilled off under reduced pressure, and distillation under reduced pressure (65 mmHg, 61 ° C.) gave 26 g of colorless transparent liquid (1-1) (yield 85%).
The 1 H-NMR (300 MHz, C 2 HCl 3) data is shown below. From the comparison of the integral value of 1 H (methyl 3H and olefin 2H), the deuteration rate of hydrogen linked to the ethylenically unsaturated group is calculated to be 97%.
δ3.85 (s, 3H), 6.02 (s, 0.03H), 6.53 (s, 0.03H)

[実施例2] 例示化合物(1−8)(α−クロロアクリル酸−2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチルエステル−d4)(エチレン不飽和基に連結する水素の重水素化率97%,全重水素化率96%)の合成:
例示化合物(1−8)を下記反応式(E)に示す方法で製造した。原料のアルコールである重水素率95%の2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブタノールは、J.Org.Chem. 1959, 24, 1852記載の方法において軽水素/軽水の代わりに重水素/重水を用いて2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブタン酸を接触還元することにより合成した。
[Example 2] Exemplified compound (1-8) (α-chloroacrylic acid-2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl ester-d4) (of hydrogen linked to an ethylenically unsaturated group) Synthesis of 97% deuteration rate and 96% total deuteration rate:
Exemplified compound (1-8) was produced by the method shown in the following reaction formula (E). 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutanol, which is a raw material alcohol having a deuterium ratio of 95%, is obtained by the method described in J. Org. Chem. 1959, 24, 1852. Instead, it was synthesized by catalytic reduction of 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutanoic acid using deuterium / heavy water.

反応式(E)

Figure 2005330202
Reaction formula (E)
Figure 2005330202

2,3−ジクロロプロピオン酸2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチルエステル−d5 (1−8A)の合成:
実施例1に示した方法にて合成した2,3−ジクロロプロピオン酸メチル−d3(1−1D)26.0g (0.16mol)、ギ酸10.2ml(1.6eq)および重水素化率95%の2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブタノール 52g (1.6eq) の混合液に、濃硫酸10mlを室温にて加え、内温90〜100℃にて2時間攪拌した。反応液を室温まで冷ました後氷水に注ぎ、塩化メチレン200mlにて抽出、有機層(下層)を飽和食塩水で3回洗浄し、無水硫酸ナトリウムにて乾燥した。塩化メチレンを減圧留去した後蒸留にて精製(4mmHg,47℃)、無色透明液体(1−8A)を 27.1g(収率 51%)得た。
Synthesis of 2,3-dichloropropionic acid 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl ester-d5 (1-8A):
2,3-dichloropropionate-d3 (1-1D) 26.0 g (0.16 mol) synthesized by the method shown in Example 1, formic acid 10.2 ml (1.6 eq), and a deuteration rate of 95% To a mixed solution of 2,3,3,4,4,4-heptafluorobutanol 52 g (1.6 eq), 10 ml of concentrated sulfuric acid was added at room temperature, and the mixture was stirred at an internal temperature of 90 to 100 ° C. for 2 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, poured into ice water, extracted with 200 ml of methylene chloride, and the organic layer (lower layer) was washed 3 times with saturated brine and dried over anhydrous sodium sulfate. The methylene chloride was distilled off under reduced pressure and then purified by distillation (4 mmHg, 47 ° C.) to obtain 27.1 g (yield 51%) of a colorless transparent liquid (1-8A).

α−クロロアクリル酸 2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチルエステル−d4 (1−8)の合成:
2,3−ジクロロプロピオン酸2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチルエステル−d5(1−8A) 24.0g(0.073mol)の塩化メチレン90ml溶液に、トリエチルアミン11.2ml(1.1eq)の塩化メチレン40ml溶液を、内温を0〜10℃に保ちながら20分かけて滴下した。反応液を濾過した後分液漏斗に移し、水100mlを加えて分液、水層(上層)を除去して有機層を2%塩酸 70mlで1回、引き続き飽和食塩水 100mlで2回洗浄し、無水硫酸ナトリウムにて乾燥した。重合禁止剤としてイルガノックス40mgを加えた後塩化メチレンを減圧留去し、減圧蒸留にて(47mmHg、79℃)、無色透明の液体化合物(1−8)18.9g (収率 88%)を得た。
エチレン不飽和基に連結する水素の重水素化率は実施例1で得た化合物(1−1)と同じく97%であり、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブタノールの重水素率は95%であることから、化合物(1−8)の全重水素化率は 96% である。
Synthesis of α-chloroacrylic acid 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl ester-d4 (1-8):
2,3-dichloropropionic acid 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl ester-d5 (1-8A) 24.0 g (0.073 mol) in 90 ml of methylene chloride was added to 11.2 ml (1.1 ml) of triethylamine. eq) in 40 ml of methylene chloride was added dropwise over 20 minutes while maintaining the internal temperature at 0-10 ° C. The reaction solution was filtered and transferred to a separatory funnel, 100 ml of water was added to separate and remove the aqueous layer (upper layer), and the organic layer was washed once with 70 ml of 2% hydrochloric acid and then twice with 100 ml of saturated saline. And dried over anhydrous sodium sulfate. After adding 40 mg of irganox as a polymerization inhibitor, methylene chloride was distilled off under reduced pressure, and 18.9 g (yield 88%) of a colorless and transparent liquid compound (1-8) was obtained by distillation under reduced pressure (47 mmHg, 79 ° C.). It was.
The deuteration rate of hydrogen linked to the ethylenically unsaturated group is 97%, similar to the compound (1-1) obtained in Example 1, and 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutanol. Since the deuterium ratio of is 95%, the total deuteration ratio of the compound (1-8) is 96%.

[比較例1] 界面ゲル重合によるプラスチック光ファイバープリフォーム(S−1)の作製:
下記化合物(2−8)(α−クロロアクリル酸2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチルエステル)をモノマー原料としてプラスチック光ファイバーを作成した例を示す。
化合物(2−8)は、下記反応式(E−2)に示すとおり、化合物(1−1H)で表される2,3−ジクロロプロピオン酸メチル(非重水素化物)と化合物(2−8A)で表される2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブタノール(非重水素化物)を原料として実施例2と同様の方法で合成した。
[Comparative Example 1] Production of plastic optical fiber preform (S-1) by interfacial gel polymerization:
An example is shown in which a plastic optical fiber was prepared using the following compound (2-8) (α-chloroacrylic acid 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl ester) as a monomer raw material.
As shown in the following reaction formula (E-2), compound (2-8) is a compound of methyl 2,3-dichloropropionate (non-deuterated product) represented by compound (1-1H) and compound (2-8A). ), 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutanol (non-deuterated) was synthesized in the same manner as in Example 2.

反応式(E−2)

Figure 2005330202
Reaction formula (E-2)
Figure 2005330202

予め溶融押し出し成形によって作製された、厚さ1mm、内径22mm、長さ30cmのポリフッ化ビニリデン樹脂(屈折率:1.38)の中空管チューブ(片端を同じ樹脂で封じてある)をステンレスパイプに挿入し、回転重合装置にセットした。次に該チューブ内から、水分、重合禁止剤および塵埃を十分に除去した。そして、重合開始剤(ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート、化合物(2−8)の0.24重量%)、連鎖移動剤(n−ラウリルメルカプタン、化合物(2−8)の0.3重量%)を注入し、窒素置換した後、密閉状態にし、1500rpmで回転しながら、65℃で3時間、70℃で2時間、90℃で12時間重合を行い、厚さ4mmのアウターコア部(最外層に相当)を作製した。   A hollow pipe tube (with one end sealed with the same resin) of polyvinylidene fluoride resin (refractive index: 1.38) having a thickness of 1 mm, an inner diameter of 22 mm, and a length of 30 cm, prepared in advance by melt extrusion molding, is a stainless steel pipe. And set in a rotary polymerization apparatus. Next, moisture, polymerization inhibitor and dust were sufficiently removed from the inside of the tube. Then, a polymerization initiator (dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate, 0.24% by weight of the compound (2-8)), a chain transfer agent (n-lauryl mercaptan, 0.02 of the compound (2-8)). 3 wt.%), And after purging with nitrogen, it was sealed and rotated at 1500 rpm for 3 hours at 65 ° C., 2 hours at 70 ° C., and 12 hours at 90 ° C., and a 4 mm thick outer core. Part (corresponding to the outermost layer) was produced.

インナーコア部の重合は以下にして行った。アウターコア部まで作製された中空管を80℃に加温し、加圧重合容器に垂直に静置した(必要に応じてガラス管に入れてオートクレーブに挿入した)。次に、化合物(2−8)とドーパント(ジフェニルスルフィド(DPS)、化合物(2−8)に対して5重量%)を添加し、重合開始剤(ジ−tert−ブチルパーオキサイド、化合物(2−8)に対して0.3重量%)、連鎖移動剤(n−ラウリルメルカプタン、化合物(2−8)に対して0.6重量%)を添加して、十分脱気して、80℃に加温した。次に、これらを該中空管の中空部に静かに添加し、その後、加圧重合容器内を窒素雰囲気下に置換した後、0.2Mpaまで加圧し、100℃で48時間加熱重合した。その後、加圧状態を維持しながら140℃で、24時間加熱重合および熱処理して、プリフォームを得た。該光ファイバープリフォームの断面方向の屈折率は、クラッド部が1.380で一定、アウターコア部は1.401で一定、インナーコア部は1.401〜1.424(中心部)であった。そのインナーコア部の屈折率分布は上に凸の放物線を描いていた。   Polymerization of the inner core portion was performed as follows. The hollow tube made up to the outer core part was heated to 80 ° C. and allowed to stand vertically in a pressure polymerization vessel (inserted into a glass tube if necessary and inserted into an autoclave). Next, compound (2-8) and a dopant (diphenyl sulfide (DPS), 5% by weight based on compound (2-8)) are added, and a polymerization initiator (di-tert-butyl peroxide, compound (2) is added. −8) 0.3 wt%), a chain transfer agent (n-lauryl mercaptan, 0.6 wt% with respect to compound (2-8)) was added, degassed sufficiently, and 80 ° C. Warmed up. Next, these were gently added to the hollow portion of the hollow tube, and then the inside of the pressure polymerization vessel was replaced with a nitrogen atmosphere, and then the pressure was increased to 0.2 MPa and the polymerization was carried out at 100 ° C. for 48 hours. Thereafter, while maintaining the pressurized state, it was subjected to heat polymerization and heat treatment at 140 ° C. for 24 hours to obtain a preform. The refractive index in the cross-sectional direction of the optical fiber preform was constant at 1.380 for the cladding part, constant at 1.401 for the outer core part, and 1.401 to 1.424 (center part) for the inner core part. The refractive index distribution of the inner core portion had a convex parabola.

次に、上記で得られたプリフォームを溶融延伸した。220〜260℃に調整された加熱炉内に該プリフォームを鉛直下向きに挿入し、延伸速度は目的とするファイバー外径(300μm)になるようにファイバー径測定器を通じて測定された該ファイバーの直径によって延伸速度を制御した。得られた該ファイバー径は750±9μmであった。該ファイバーを、低密度ポリエチレンで一次被覆し、さらに、水酸化マグネシウムがニトリルブタジエンゴムとポリエチレンで混練された被覆材で2次被覆した。
得られた被覆ファイバーの伝送損失、伝送帯域、コア中心部のポリマーのガラス転移温度および該被覆ファイバーを75℃、80%RHに240時間おいた前後の損失上昇を表1に示した。
Next, the preform obtained above was melt stretched. The preform was inserted vertically downward into a heating furnace adjusted to 220 to 260 ° C., and the diameter of the fiber measured through a fiber diameter measuring device so that the drawing speed became the target fiber outer diameter (300 μm). Was used to control the stretching speed. The obtained fiber diameter was 750 ± 9 μm. The fiber was primary-coated with low-density polyethylene and further coated with a coating material in which magnesium hydroxide was kneaded with nitrile butadiene rubber and polyethylene.
Table 1 shows the transmission loss of the obtained coated fiber, the transmission band, the glass transition temperature of the polymer in the center of the core, and the increase in loss before and after the coated fiber was placed at 75 ° C. and 80% RH for 240 hours.

[実施例3] 界面ゲル重合によるプラスチック光ファイバープリフォーム(S−2)の作製:
比較例1において、用いるモノマーを例示化合物(1−8)、ドーパントをブロモベンゼン−d5(BB−d5)(例示化合物(1−8)に対して7重量%)に代えて、実施例1と同様に被覆ファイバーを作製した。評価結果を表1に示した。
[Example 3] Production of plastic optical fiber preform (S-2) by interfacial gel polymerization:
In Comparative Example 1, the monomer used is Example Compound (1-8) and the dopant is bromobenzene-d5 (BB-d5) (7% by weight with respect to Example Compound (1-8)). Similarly, a coated fiber was produced. The evaluation results are shown in Table 1.

[比較例2および3] 界面ゲル重合によるプラスチック光ファイバープリフォーム(R−1および2)の作製:
用いるモノマー、ドーパント種、ドーパント量を表1に記載したとおり代えて、比較例1と同様に被覆ファイバーを作製した。評価結果を表1にまとめた。ここで、R−2は、特開昭61−20906号公報に記載に方法により重水素化メタクリル酸を合成し、市販の重メタノールと縮合することにより合成した。
[Comparative Examples 2 and 3] Production of plastic optical fiber preforms (R-1 and 2) by interfacial gel polymerization:
A coated fiber was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the monomer, dopant type, and dopant amount used were changed as described in Table 1. The evaluation results are summarized in Table 1. Here, R-2 was synthesized by synthesizing deuterated methacrylic acid by the method described in JP-A-61-20906 and condensing with commercially available heavy methanol.

Figure 2005330202
Figure 2005330202

表1より本発明の方法により製造した重水素化α−ハロアクリル酸エステル類は光ファイバーの原料として有用であることがわかる。  Table 1 shows that deuterated α-haloacrylates produced by the method of the present invention are useful as raw materials for optical fibers.

Claims (10)

下記一般式(1)で表される化合物。
一般式(1)
Figure 2005330202
(一般式(1)中、R1はアルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはアリールアミノ基を表し、X1は塩素原子または臭素原子を表し、Uはそれぞれ独立に1Hまたは2Hを表し、エチレン性不飽和基に連結するUの40%以上が2Hである。)
A compound represented by the following general formula (1).
General formula (1)
Figure 2005330202
(In the general formula (1), R 1 represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group, an alkylamino group, or an arylamino group, X 1 represents a chlorine atom or a bromine atom, and U represents each independently. Represents 1 H or 2 H, and 40% or more of U linked to the ethylenically unsaturated group is 2 H.)
前記R1がアルコキシ基またはアリールオキシ基である請求項1に記載の化合物。 The compound according to claim 1, wherein R 1 is an alkoxy group or an aryloxy group. 前記Uの80%以上が2Hである請求項1または2に記載の化合物。 A compound according to claim 1 or 2 more than 80% of said U is 2 H. 下記一般式(2)で表される化合物を重水中で1Hから2Hに交換して一般式(3)で表される化合物とする工程を含む請求項1〜3のいずれかに記載の化合物の製造方法。
Figure 2005330202
(一般式(2)および一般式(3)中、R1はアルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはアリールアミノ基を表す。)
4. The method according to claim 1, comprising a step of exchanging a compound represented by the following general formula (2) from 1 H to 2 H in heavy water to obtain a compound represented by the general formula (3). Compound production method.
Figure 2005330202
(In General Formula (2) and General Formula (3), R 1 represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group, an alkylamino group, or an arylamino group.)
下記一般式(4)で表される化合物に22を付加させて一般式(5)で表される化合物とする工程を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物の製造方法。
Figure 2005330202
(一般式(4)および(5)中、Uは1Hまたは2H表し、R1はアルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはアリールアミノ基を表す。)
The production of the compound according to any one of claims 1 to 3, comprising a step of adding 2 H 2 to the compound represented by the following general formula (4) to form a compound represented by the general formula (5). Method.
Figure 2005330202
(In the general formulas (4) and (5), U represents 1 H or 2 H, and R 1 represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group, an alkylamino group, or an arylamino group.)
順に、下記反応式(1)で表される重水中で1Hから2Hに交換する工程、下記反応式(2)で表される22を付加する工程、下記反応式(3)で表される塩素分子または臭素分子を付加する工程および下記反応式(4)で表される塩化水素または臭化水素を除去する工程を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の化合物の製造方法。
反応式(1)
Figure 2005330202
反応式(2)
Figure 2005330202
反応式(3)
Figure 2005330202
反応式(4)
Figure 2005330202
(一般式(1)、(6)、(7)、(8)および(9)中、R1は、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはアリールアミノ基を表し、それぞれの式中のR1は同一でも、異なっていても良い。Uはそれぞれ独立に1Hまたは2Hを表し、X1は塩素原子または臭素原子を表す。)
In order, the step of exchanging from 1 H to 2 H in heavy water represented by the following reaction formula (1), the step of adding 2 H 2 represented by the following reaction formula (2), and the following reaction formula (3) 4. The method according to claim 1, further comprising a step of adding a chlorine molecule or a bromine molecule represented by the formula and a step of removing hydrogen chloride or hydrogen bromide represented by the following reaction formula (4): A method for producing the compound.
Reaction formula (1)
Figure 2005330202
Reaction formula (2)
Figure 2005330202
Reaction formula (3)
Figure 2005330202
Reaction formula (4)
Figure 2005330202
(In the general formulas (1), (6), (7), (8) and (9), R 1 represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group, an alkylamino group, or an arylamino group. R 1 in each formula may be the same or different, U represents each independently 1 H or 2 H, and X 1 represents a chlorine atom or a bromine atom.)
下記一般式(10)で表される繰り返し単位を含む重合体。
一般式(10)
Figure 2005330202
(一般式(10)中、Uはそれぞれ独立に1Hまたは2Hを表し、R1はアルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはアリールアミノ基を表し、X1は塩素原子または臭素原子を表す。ただし、Uの40%以上が2Hである。)
The polymer containing the repeating unit represented by following General formula (10).
General formula (10)
Figure 2005330202
(In General Formula (10), each U independently represents 1 H or 2 H, R 1 represents an alkoxy group, an aryloxy group, a hydroxy group, an amino group, an alkylamino group, or an arylamino group, and X 1 Represents a chlorine atom or a bromine atom, provided that 40% or more of U is 2 H.)
請求項1〜3のいずれかに記載の化合物の少なくとも1種を含む重合性組成物。 The polymeric composition containing at least 1 sort (s) of the compound in any one of Claims 1-3. 少なくとも、請求項8に記載の重合性組成物を重合してなる重合体。 A polymer obtained by polymerizing at least the polymerizable composition according to claim 8. 請求項7または9に記載の重合体を含む光学部材。 An optical member comprising the polymer according to claim 7.
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