JP6488638B2 - α−フルオロアルデヒド類等価体の製造方法 - Google Patents
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特許文献1に記載のルテニウム触媒と水素を用いた方法、非特許文献2に記載のイリジウム触媒を用いた方法は一見好ましく見えるが、高価な遷移金属触媒を使用していること、そして特許文献1については水素加圧条件下で反応するため特殊な反応器が必要であること、更に特許文献2に記載の金属ルテニウム−スズ化合物触媒を用いた方法は高価な遷移金属触媒と有害なスズを使用すること、また、廃棄物の処理が煩雑であるため工業的にも好ましくなかった。
これにより従来技術と比べて工業的かつ容易にα-フルオロアルデヒド類等価体の製造が可能になった。
[発明1]
一般式[1]:
で示されるα−フルオロカルボン酸誘導体を、一般式[2]:
で示されるルイス酸化合物の存在下に、一般式[3]:
で表される水素化ケイ素化合物と反応させることにより、一般式[4]:
で示されるα−フルオロアルデヒドシリルアセタール類を製造する方法。
[発明2]
一般式[4]で示されるα−フルオロアルデヒドシリルアセタール類が、下記一般式[5]:
[発明3]
一般式[6]:
で示されるα−フルオロカルボン酸誘導体を、一般式[2]:
で示されるルイス酸化合物の存在下に、一般式[7]:
または一般式[8]:
で表される水素化ケイ素化合物と反応させることにより、一般式[9]:
または一般式[10]:
[発明4]
一般式[2]で示されるルイス酸化合物が、下記一般式[11]:
で示される、発明1乃至3の何れかに記載の方法。
[発明5]
ルイス酸化合物の使用量が、α−フルオロカルボン酸誘導体1molに対して0.00001から5molである、発明1乃至発明4の何れかに記載の方法。
発明1乃至5の何れかの方法で得られたα−フルオロアルデヒドシリルアセタール類を含む反応混合物から、該反応で用いた一般式[2]で示されるルイス酸化合物を回収し、再び反応試剤として利用する工程を含む、発明1乃至5の何れかに記載の方法。
発明1乃至6の何れかの方法で得られたα−フルオロアルデヒドシリルアセタール類を脱シリル化し、一般式[12]:
[発明8]
脱シリル化反応に用いる脱シリル化剤が、以下のa)〜h):
a)アルカンカルボン酸、置換アルカンカルボン酸、芳香族カルボン酸、置換芳香族カルボン酸、アルカンスルホン酸、置換アルカンスルホン酸、芳香族スルホン酸、置換芳香族スルホン酸、硫酸、およびハロゲン化水素化合物から選ばれる酸性化合物、
b)ハロゲン化ホウ素、ハロゲン化アルミニウム、およびハロゲン化チタンから選ばれるルイス酸化合物、
c)アルカリ金属6フッ化リン酸塩、アルカリ金属4フッ化ホウ酸塩、およびアルカリ金属6フッ化ケイ酸塩から選ばれる含フッ素アート錯体、
d)アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ土類金属炭酸塩、およびアルカリ土類金属炭酸水素塩から選ばれる塩基性化合物、
e)ヨウ素(I2)、
f)アルカリ金属フッ化物、アルカリ土類金属フッ化物、アルカリ金属塩化物、アルカリ土類金属塩化物、アルカリ金属臭化物、アルカリ土類金属臭化物、および塩化鉄から選ばれる金属ハロゲン化物、
g)「有機塩基とフッ化水素からなる塩又は錯体」、
h)一般式[13]:
で表されるアンモニウムフッ化物、
からなる群より選ばれるものである、発明7に記載の製造方法。
「有機塩基とフッ化水素からなる塩又は錯体」における有機塩基がトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、2,3−ルチジン、2,4−ルチジン、2,5−ルチジン、2,6−ルチジン、3,4−ルチジン、3,5−ルチジン、2,3,4−コリジン、2,4,5−コリジン、2,5,6−コリジン、2,4,6−コリジン、3,4,5−コリジン、3,5,6−コリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノン−5−エン及び1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンからなる群より選ばれるものである、発明8に記載の方法。
「有機塩基とフッ化水素からなる塩又は錯体」における有機塩基とフッ化水素との割合が、有機塩基1molに対してフッ化水素が0.1から50molである、発明8または9に記載の方法。
ルイス酸化合物は、具体的に塩化アルミニウム、塩化チタン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,4,5−トリフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,4,6−トリフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,4−トリフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,5−トリフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,4,5−テトラフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボラン、トリス(4−クロロ−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3−ビストリフルオロメチルフェニル)ボラン、トリス(2,4−ビストリフルオロメチルフェニル)ボラン、トリス(2,5−ビストリフルオロメチルフェニル)ボラン、トリス(2,6−ビストリフルオロメチルフェニル)ボラン、トリス(3,4−ビストリフルオロメチルフェニル)ボラン、トリス(3,5−ビストリフルオロメチルフェニル)ボラン、トリス(3,6−ビストリフルオロメチルフェニル)ボラン等が挙げられるが、そのなかでも塩化アルミニウム、塩化チタン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,4,5−トリフルオロフェニル)ボラン、トリス(4−クロロ−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ボラン、トリス(3,5−ビストリフルオロメチルフェニル)ボラン、が好ましく、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランが特に好ましい。
一般式[5]で示されるα−フルオロアルデヒドシリルアセタールのR7、R8およびR9は一般式[3]で表される水素化ケイ素化合物で定義した置換基である。
一般式[5]で示されるα−フルオロアルデヒドシリルアセタールのR12はアルキル基、置換アルキル基または、SiR7R8R9で示される基である。該アルキル基、該置換アルキル基は、一般式[1]で示されるα−フルオロカルボン酸誘導体のR1およびR2において記載したアルキル基、置換アルキル基と同じである。SiR7R8R9はシリル置換基を表し、式中のR7、R8およびR9は一般式[3]で示される水素化ケイ素化合物のそれと同様である。
一般式[6]で示されるα−フルオロカルボン酸誘導体のR13はアルキル基または置換アルキル基を表し、該アルキル基、該置換アルキル基は、一般式[1]で示されるα−フルオロカルボン酸誘導体のR1およびR2において記載したアルキル基、置換アルキル基と同じである。その中でもアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基が特に好ましい。
具体的に、該酸性化合物はアルカンカルボン酸、置換アルカンカルボン酸、芳香族カルボン酸、置換芳香族カルボン酸、アルカンスルホン酸、置換アルカンスルホン酸、芳香族スルホン酸、置換芳香族スルホン酸、ハロゲン化水素化合物を表す(なお、ここで言う「アルカン、置換アルカン、芳香族、置換芳香族」は前述したアルキル基、置換アルキル基、芳香環基、置換芳香環基と同様である)。該ルイス酸化合物はハロゲン化ホウ素、ハロゲン化アルミニウム、およびハロゲン化チタンを表す。該含フッ素アート錯体はアルカリ金属6フッ化リン酸塩、アルカリ金属4フッ化ホウ酸塩、およびアルカリ金属6フッ化ケイ酸塩を表す。該塩基性化合物はアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ土類金属炭酸塩、およびアルカリ土類金属炭酸水素塩を表す。該単体ハロゲンはヨウ素(I2)を表す。該金属ハロゲン化物はアルカリ金属フッ化物、アルカリ土類金属フッ化物、アルカリ金属塩化物、アルカリ土類金属塩化物、アルカリ金属臭化物、アルカリ土類金属臭化物、および塩化鉄を表す。該「有機塩基とフッ化水素の塩または錯体」における有機塩基はトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、2,3−ルチジン、2,4−ルチジン、2,5−ルチジン、2,6−ルチジン、3,4−ルチジン、3,5−ルチジン、2,3,4−コリジン、2,4,5−コリジン、2,5,6−コリジン、2,4,6−コリジン、3,4,5−コリジン、3,5,6−コリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノン−5−エン及び1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンを表す。
一般式[12]で表されるα−フルオロアルデヒド類等価体のR31は水素原子、アルキル基および置換アルキル基を表す。該アルキル基および該置換アルキル基は、一般式[1]で示されるα−フルオロカルボン酸誘導体のR1およびR2において記載したアルキル基、置換アルキル基と同じである。その中でも水素原子、アルキル基が好ましく、水素原子、メチル基、エチル基が特に好ましい。
[実施例1〜9]
実施例1を以下に示す。それ以外の実施例は同様に行い、表1に反応条件と結果を纏めた。
塩化メチレン6.0mLに、下記式:
目的物の1H−NMR(重溶媒CDCl3、基準物質テトラメチルシラン)、δppm:0.68(q,J=7.89Hz,12H)、0.98(t,J=7.89Hz,18H)、5.21(q,J=3.27Hz,1H)、19F−NMR(重溶媒CDCl3、基準物質CF3CO2H)δppm:−84.6(d、J=3.3Hz,3F)。
実施例11を以下に示す。それ以外の実施例は同様に行い、表2に反応条件と結果を纏めた。
塩化メチレン3.6mLに、下記式:
目的物の1H−NMR(重溶媒CDCl3、基準物質テトラメチルシラン)、δppm:0.69(q,J=7.90Hz,12H)、0.99(t,J=7.90Hz,18H)、5.19(t,J=2.95Hz,1H)、19F−NMR(重溶媒CDCl3、基準物質CF3CO2H)δppm:−68.3(d、J=3.0Hz,2F)。
[実施例13〜17]
実施例13を以下に示す。それ以外の実施例は同様に行い、表3に反応条件と結果を纏めた。
塩化メチレン3.6mLに、下記式:
目的物の1H−NMR(重溶媒CDCl3、基準物質テトラメチルシラン)、δppm:0.69(q,J=7.82Hz,6H)、0.99(t,J=7.82Hz,9H)、1.25(t,J=7.06Hz,3H)、3.65(dp,J=9.08、7.06Hz,1H)、3.79(dp,J=9.08、7.06Hz,1H)、4.91(q,J=3.73Hz,1H)、19F−NMR(重溶媒CDCl3、基準物質CF3CO2H)δppm:−82.8(d、J=3.7Hz,3F)。
[実施例18]
下記式:
図1に反応条件と結果を纏めた。
塩化メチレン19.5mLに、下記式:
目的物の1H−NMR(重溶媒は使用せず、反応液を直接測定。基準物質テトラメチルシラン)、δppm:0.24(d,J=2.7Hz,12H)、1.25(t,J=9.3Hz,6H)、3.62(m,2H)、3.82(m,2H)、5.03(q,J=3.6Hz,2H)。19F−NMR(重溶媒は使用せず、反応液を直接測定。基準物質ベンゾトリフルオリド)δppm:−84.3(s、3F)。
図2に反応条件と結果を纏めた。
塩化メチレン19.5mLに、下記式:
目的物の1H−NMR(重溶媒は使用せず、反応液を直接測定。基準物質テトラメチルシラン)、δppm:0.56(d,J=14.6Hz,6H)、1.25(t,J=8.3Hz,3H)、3.67(m,1H)、3.88(m,1H)、5.11(q,J=3.7Hz,1H)。19F−NMR(重溶媒は使用せず、反応液を直接測定。基準物質ベンゾトリフルオリド)δppm:−84.3(s、3F)。
図3に反応条件と結果を纏めた。
塩化メチレン19.5mLに、下記式:
目的物の1H−NMR(重溶媒は使用せず、反応液を直接測定。基準物質テトラメチルシラン)、δppm:0.32(dr)、1.25(br)、3.65(br)、3.85(br)、5.12(br)。19F−NMR(重溶媒は使用せず、反応液を直接測定。基準物質ベンゾトリフルオリド)δppm:−84.2(br)。
図4に反応条件と結果を纏めた。
実施例19で得られた反応液を氷水で冷やし、トリエチルアミン三弗酸塩1.15g(7.15mmol、0.77eq)をゆっくり加えて、氷水で冷やしながら一時間攪拌した。反応終了液に内部標準物質を加えて19F−NMRで定量したところ、下記式:
図5に反応条件と結果を纏めた。
塩化メチレン19.5mLに、下記式:
図6に反応条件と結果を纏めた。
トリエチルシラン22.7g(195mmol、1eq)にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン0.1g(0.391mmol、0.001eq)を加え、下記式:
蒸留してフラスコに残ったルイス酸化合物を含む残液にトリエチルシラン22.7g(195mmol、1.0eq)を加え、次にトリフルオロ酢酸エチル195mmol(1eq)をゆっくり滴下して11.1〜35.1℃で約20時間攪拌した。反応終了液を直接減圧蒸留することで、下記式:
図7に反応条件と結果を纏めた。
実施例25を以下に示す。それ以外の実施例は同様に行い、表4に反応条件と結果を纏めた。
テトラヒドロフラン7.7mL中に、下記式:
表4に反応条件と結果を纏めた。
アセトニトリル7.7mL中に、下記式:
図8に反応条件と結果を纏めた。
アセトニトリル7.7mL中に、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体1.7g(11.9mmol、1.54eq)とフッ化カリウム0.69g(11.9mmol、1.54eq)を加えて系内で4フッ化ホウ酸カリウムを発生させ、下記式:
図9に反応条件と結果を纏めた。
Claims (7)
- 一般式[6]:
で示されるα−フルオロカルボン酸誘導体を、一般式[2]:
で示されるルイス酸化合物の存在下に、一般式[7]:
または一般式[8]:
で表される水素化ケイ素化合物と反応させることにより、一般式[9]:
または一般式[10]:
で示されるα−フルオロアルデヒドシリルアセタール類を製造する方法。 - ルイス酸化合物の使用量が、α−フルオロカルボン酸誘導体1molに対して0.00001から5molである、請求項1に記載の方法。
- 請求項1または2の方法で得られたα−フルオロアルデヒドシリルアセタール類を含む反応混合物から、該反応で用いた一般式[2]で示されるルイス酸化合物を回収し、再び反応試剤として利用する工程を含む、請求項1または2に記載の方法。
- 脱シリル化反応に用いる脱シリル化剤が、以下のa)〜h):
a)アルカンカルボン酸、置換アルカンカルボン酸、芳香族カルボン酸、置換芳香族カルボン酸、アルカンスルホン酸、置換アルカンスルホン酸、芳香族スルホン酸、置換芳香族スルホン酸、硫酸、およびハロゲン化水素化合物から選ばれる酸性化合物、
b)ハロゲン化ホウ素、ハロゲン化アルミニウム、およびハロゲン化チタンから選ばれるルイス酸化合物、
c)アルカリ金属6フッ化リン酸塩、アルカリ金属4フッ化ホウ酸塩、およびアルカリ金属6フッ化ケイ酸塩から選ばれる含フッ素アート錯体、
d)アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ土類金属炭酸塩、およびアルカリ土類金属炭酸水素塩から選ばれる塩基性化合物、
e)ヨウ素(I2)、
f)アルカリ金属フッ化物、アルカリ土類金属フッ化物、アルカリ金属塩化物、アルカリ土類金属塩化物、アルカリ金属臭化物、アルカリ土類金属臭化物、および塩化鉄から選ばれる金属ハロゲン化物、
g)「有機塩基とフッ化水素からなる塩又は錯体」、
h)一般式[13]:
置換アルキル基、芳香環基または置換芳香環基を表す。]
で表されるアンモニウムフッ化物、
からなる群より選ばれるものである、請求項4に記載の製造方法。 - 「有機塩基とフッ化水素からなる塩又は錯体」における有機塩基がトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、2,3−ルチジン、2,4−ルチジン、2,5−ルチジン、2,6−ルチジン、3,4−ルチジン、3,5−ルチジン、2,3,4−コリジン、2,4,5−コリジン、2,5,6−コリジン、2,4,6−コリジン、3,4,5−コリジン、3,5,6−コリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノン−5−エン及び1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンからなる群より選ばれるものである、請求項5に記載の方法。
- 「有機塩基とフッ化水素からなる塩又は錯体」における有機塩基とフッ化水素との割合が、有機塩基1molに対してフッ化水素が0.1から50molである、請求項5または6に記載の方法。
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