アミド化合物およびその製造方法
【課題】医農薬や機能性材料の原料として有用な３，３，３−トリフルオロプロピオン酸製造のための重要な中間体であるアミド化合物およびその製造方法を提供する。
【解決手段】一般式（１）
で表されるアミド化合物を、特定のＮ−ビニルアミド化合物をスルホキシド類、過酸化物、鉄化合物、水および場合によっては酸の存在下に、一般式Ｒｆ−Ｘ（４）［式中、Ｒｆは、炭素数１から６のパーフルオロアルキル基を示し、Ｘは、ハロゲン原子を示す。］で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させて製造する。
【解決手段】一般式（１）
で表されるアミド化合物を、特定のＮ−ビニルアミド化合物をスルホキシド類、過酸化物、鉄化合物、水および場合によっては酸の存在下に、一般式Ｒｆ−Ｘ（４）［式中、Ｒｆは、炭素数１から６のパーフルオロアルキル基を示し、Ｘは、ハロゲン原子を示す。］で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させて製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医農薬や機能性材料の原料として有用な３，３，３−トリフルオロプロピオン酸製造のための重要な中間体であるアミド化合物およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明のアミド化合物は新規であり、その製造方法についても全く報告例はない。本発明の化合物と類似する化合物して、Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシ）プロピルアセトアミドが知られているが、１位置換基がヒドロキシ基ではなく、アルコキシ基である点で本発明の化合物とは異なる（非特許文献１）。
【０００３】
本発明のアミド化合物の３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル基は、通常の脱水条件により、３，３，３−トリフルオロプロペニル基へと変換することができ（参考例参照）、さらに加水分解することにより、医農薬や機能性材料の原料として有用な３，３，３−トリフルオロプロピオン酸へと誘導することができる（特許文献１）。
【非特許文献１】Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅ Ｂｅｒｉｃｈｔｅ，１０１巻，９２３ページ，１９６８年．
【特許文献１】公開特許広報２００６−１２４２８２号報．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、医農薬や機能性材料の原料として有用な３，３，３−トリフルオロプロピオン酸製造中間体として有用なアミド化合物およびその簡便で効率の良い製造方法を開発することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明者らは、先の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、スルホキシド類、過酸化物、鉄化合物、水および場合によっては酸の存在下、ハロゲン化パーフルオロアルキル類により、Ｎ−ビニルアミド化合物から一段で窒素原子が１−ヒドロキシ−２−（パーフルオロアルキル）エチル基で置換されたアミド化合物が製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、一般式（１）
【０００６】
【化７】
【０００７】
［式中、Ｒ１およびＲ２は、炭素数１から４のアルキル基、または、Ｒ１とＲ２が一体となって炭素数３から１０のポリメチレン基を示す。］で表されることを特徴とするアミド化合物に関するものである。
【０００８】
また本発明は、一般式（２）
【０００９】
【化８】
【００１０】
［式中、Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示す。］で表されるＮ−ビニルアミド化合物を、一般式Ｒ３ａＳ（＝Ｏ）Ｒ３ｂ（３）［式中、Ｒ３ａおよびＲ３ｂは、各々独立に炭素数１から１２のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。］で表されるスルホキシド類、過酸化物、鉄化合物、水および場合によっては酸の存在下に、一般式Ｒｆ−Ｘ（４）［式中、Ｒｆは、炭素数１から６のパーフルオロアルキル基を示し、Ｘは、ハロゲン原子を示す。］で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させることを特徴とする、一般式（１）
【００１１】
【化９】
【００１２】
［式中、Ｒｆ、Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示す。］のアミド化合物の製造方法に関するものである。
【００１３】
さらに本発明は、一般式（２）
【００１４】
【化１０】
【００１５】
［式中、Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示す。］で表されるＮ−ビニルアミド化合物を、一般式Ｒ３ａＳ（＝Ｏ）Ｒ３ｂ（３）［式中、Ｒ３ａおよびＲ３ｂは、前記と同じ内容を示す。］で表されるスルホキシド類、過酸化物、鉄化合物、水および場合によっては酸の存在下に、一般式Ｒｆ−Ｘ（４）［式中、Ｒｆは、前記と同じ内容を示す。］で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させることを特徴とする、一般式（１）
【００１６】
【化１１】
【００１７】
［式中、Ｒｆ、Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示す。］のアミド化合物と一般式（５）
【００１８】
【化１２】
【００１９】
［式中、Ｒｆ，Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示し、Ｒ３は、炭素数１から１２のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。］で表される化合物を併産する方法に関するものである。以下に本発明をさらに詳細に説明する。
【００２０】
一般式（１）および（２）のＲ１およびＲ２で示される炭素数１から４のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、シクロブチル基、シクロプロピルメチル基等が例示できる。
【００２１】
Ｒ１とＲ２が一体となって形成される炭素数３から１０のポリメチレン基は、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基を例示することができる。
【００２２】
一般式（３）のＲ３ａおよびＲ３ｂは、収率が良い点でメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、フェニル基またはｐ−トリル基が望ましい。すなわち、一般式（３）で表されるスルホキシド類としては具体的には、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジプロピルスルホキシド、ジイソプロピルスルホキシド、ジブチルスルホキシド、ジ−ｓｅｃ−ブチルスルホキシド、メチルフェニルスルホキシド、（Ｒ）−（＋）−メチル−ｐ−トリルスルホキシド、（Ｓ）−（−）−メチル−ｐ−トリルスルホキシドまたはジフェニルスルホキシド等が例示できる。収率が良く、また安価である点で、ジメチルスルホキシドがさらに望ましい。
【００２３】
一般式（４）のＲｆで示される炭素数１から６のパーフルオロアルキル基として具体的には、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロシクロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロイソブチル基、パーフルオロ−ｓｅｃ−ブチル基、パーフルオロ−ｔｅｒｔ−ブチル基、パーフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロプロピルメチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロ−１，１−ジメチルプロピル基、パーフルオロ−１，２−ジメチルプロピル基、パーフルオロネオペンチル基、パーフルオロ−１−メチルブチル基、パーフルオロ−２−メチルブチル基、パーフルオロ−３−メチルブチル基、パーフルオロシクロブチルメチル基、パーフルオロ−２−シクロプロピルエチル基、パーフルオロシクロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロ−１−メチルペンチル基、パーフルオロ−２−メチルペンチル基、パーフルオロ−３−メチルペンチル基、パーフルオロイソヘキシル基、パーフルオロ−１，１−ジメチルブチル基、パーフルオロ−１，２−ジメチルブチル基、パーフルオロ−２，２−ジメチルブチル基、パーフルオロ−１，３−ジメチルブチル基、パーフルオロ−２，３−ジメチルブチル基、パーフルオロ−３，３−ジメチルブチル基、パーフルオロ−１−エチルブチル基、パーフルオロ−２−エチルブチル基、パーフルオロ−１，１，２−トリメチルプロピル基、パーフルオロ−１，２，２−トリメチルプロピル基、パーフルオロ−１−エチル−１−メチルプロピル基、パーフルオロ−１−エチル−２−メチルプロピル基またはパーフルオロシクロヘキシル基等が例示できる。収率が良い点で、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロイソブチル基、パーフルオロ−ｓｅｃ−ブチル基、パーフルオロ−ｔｅｒｔ−ブチル基またはパーフルオロヘキシル基が望ましく、医農薬中間体として有用な点でトリフルオロメチル基がさらに望ましい。
【００２４】
一般式（４）のＸは、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が望ましく、収率が良い点でヨウ素原子がさらに望ましい。
【００２５】
一般式（５）のＲ３は、収率が良い点でメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、フェニル基またはｐ−トリル基が例示できる。
【００２６】
次に、本発明の製造方法について、詳細に述べる。
【００２７】
本発明は、スルホキシド類（３）をそのまま溶媒として用いても良いが、反応に害を及ぼさない溶媒を用いることもできる。具体的には、水、N，N−ジメチルホルムアミド、酢酸、トリフルオロ酢酸、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、アセトン、１，４−ジオキサン、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、トリフルオロエタノール、ヘキサメチルリン酸トリアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル尿素またはＮ，Ｎ’−ジメチルプロピレン尿素等が挙げることができ、適宜これらを組み合わせて用いても良い。収率が良い点で、水、スルホキシド類（３）または水とスルホキシド類（３）の混合溶媒を用いることが望ましい。
【００２８】
Ｎ−ビニルアミド化合物（２）とスルホキシド類（３）とのモル比は、１：１から１：２００が望ましく、収率が良い点で１：１０から１：１００がさらに望ましい。
【００２９】
Ｎ−ビニルアミド化合物（２）とハロゲン化パーフルオロアルキル類（４）とのモル比は、１：１から１：１００が望ましく、収率が良い点で１：１．５から１：１０がさらに望ましい。
【００３０】
過酸化物は例えば、過酸化水素、過酸化水素−尿素複合体、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシドまたは過酢酸等を例示することができ、これらを必要に応じて組み合わせて用いても良い。収率が良い点で過酸化水素または過酸化水素−尿素複合体が望ましい。
【００３１】
過酸化水素は、水で希釈して用いても良い。その際の濃度は、３から７０重量％であれば良いが、市販の３５重量％をそのまま用いても良い。収率が良くかつ安全な点で、水で希釈して１０から３０重量％とすることがさらに望ましい。
【００３２】
Ｎ−ビニルアミド化合物（２）と過酸化物のモル比は、１：０．１から１：１０が望ましく、収率が良い点で１：１．５から１：３がさらに望ましい。
【００３３】
鉄化合物は、収率が良い点で鉄（ＩＩ）塩が望ましく、例えば、硫酸鉄（ＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）アンモニウム、テトラフルオロホウ酸鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）、臭化鉄（ＩＩ）またはヨウ化鉄（ＩＩ）等の無機酸塩や、酢酸鉄（ＩＩ）、シュウ酸鉄（ＩＩ）、ビスアセチルアセトナト鉄（ＩＩ）、フェロセンまたはビス（η５−ペンタメチルシクロペンタジエニル）鉄等の有機金属化合物を例示することができ、これらを適宜組み合わせて用いても良い。また、鉄粉、鉄（０）塩または鉄（Ｉ）塩と過酸化物のような酸化試薬を組み合わせて、系内で鉄（ＩＩ）塩を発生させて用いることもできる。その際、反応に用いる過酸化水素をそのまま酸化試薬として用いることもできる。収率が良い点で硫酸鉄（ＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）アンモニウム、テトラフルオロホウ酸鉄（ＩＩ）、フェロセンまたは鉄粉を用いることが望ましく、硫酸鉄（ＩＩ）またはフェロセンがさらに望ましい。
【００３４】
これらの鉄化合物は、固体のまま用いても良いが、溶液として用いることもできる。溶液として用いる場合、溶媒としては上記の溶媒のいずれでも良いが、中でも水が望ましい。その際の鉄化合物溶液の濃度は、収率が良い点で、０．１から１０ｍｏｌ／Ｌが望ましく、０．５から５ｍｏｌ／Ｌがさらに望ましい。
Ｎ−ビニルアミド化合物（２）と鉄化合物のモル比は、１：０．０１から１：１０が望ましく、収率が良い点で１：０．１から１：１がさらに望ましい。
【００３５】
反応温度は２０℃から１００℃の範囲から適宜選ばれた温度で行うことができる。収率が良い点で２０℃から７０℃が望ましい。
反応を密閉系で行う場合、大気圧（０．１ＭＰａ）から１．０ＭＰａの範囲から適宜選ばれた圧力で行うことができるが、大気圧でも反応は充分に進行する。また、反応の際の雰囲気は、アルゴン、窒素等の不活性ガスでも良いが、空気中でも充分に進行する。
【００３６】
一般式（４）のハロゲン化パーフルオロアルキル類が、室温で気体の場合は、気体のまま用いても良い。その際、アルゴン、窒素、空気、ヘリウム、酸素等の気体で希釈して混合気体としても良く、ハロゲン化パーフルオロアルキル類（４）のモル分率が１から１００％の気体として用いることができる。密閉系で反応を実施する場合、ハロゲン化パーフルオロアルキル類（４）または混合気体を反応雰囲気として用いることができる。その際の圧力は、大気圧（０．１ＭＰａ）から１．０ＭＰａの範囲から適宜選ばれた圧力で行うことができるが、大気圧でも反応は充分に進行する。また、開放系でハロゲン化パーフルオロアルキル類（４）または混合気体をバブリングして反応溶液中に導入しても良い。その際のハロゲン化パーフルオロアルキル類（４）または混合気体の導入速度は、反応のスケール、触媒量、反応温度、混合気体のハロゲン化パーフルオロアルキル類（４）のモル分率にもよるが、毎分１ｍＬから２００ｍＬの範囲から選ばれた速度で良い。
【００３７】
本法では、酸を添加して良く、具体的には、硫酸、塩酸、臭化水素、ヨウ化水素、硝酸、リン酸、ヘキサフルオロリン酸またはテトラフルホロホウ酸等の無機酸や、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸またはトリフルオロ酢酸等の有機酸を用いることができ、適宜これらを組み合わせて用いても良い。これらの酸は、希釈して用いても良い。その際の溶媒は上記の溶媒であれば良く、中でも水またはスルホキシド類（３）が望ましい。また、硫酸の酸性塩を用いても良い。酸性塩としては、硫酸水素テトラメチルアンモニウム、硫酸水素テトラエチルアンモニウム、硫酸水素テトラブチルアンモニウム、硫酸水素テトラフェニルホスホニウム等を例示できる。酸または硫酸塩の添加無しでも反応は十分に進行する。
【００３８】
Ｎ−ビニルアミド化合物（２）と酸のモル比は、１：０．００１から１：５が望ましく、収率が良い点で１：０．０１から１：２がさらに望ましい。
【００３９】
本反応では、水が必須である。水は、溶媒として供給しても良いが、別途添加しても良い。Ｎ−ビニルアミド化合物（２）と水のモル比は、１：３から１：３００が望ましく、収率が良い点で１：５から１：５０がさらに望ましい。
【００４０】
反応後の溶液から目的物であるアミド化合物（１）を単離する方法に特に限定はないが、溶媒抽出、カラムクロマトグラフィー、分取薄層クロマトグラフィー、分取液体クロマトグラフィー、再結晶または昇華等の汎用的な方法で目的物を得ることができる。
本反応系では、一般式（５）の化合物が併産される場合がある。一般式（２）の化合物で、Ｒ１とＲ２が一体となって炭素数３から１０のポリメチレン基である場合、触媒としてフェロセンを用いると一般式（５）の化合物は併産されない傾向にある。また、Ｒ１およびＲ２が炭素数１から４のアルキル基の場合は、いずれの鉄化合物を用いても一般式（５）の化合物が併産される。
【００４１】
一般式（５）の化合物は、溶媒抽出、カラムクロマトグラフィー、分取薄層クロマトグラフィー、分取液体クロマトグラフィー、再結晶または昇華等の汎用的な方法でアミド化合物（１）と分離し、単離することができる。
また一般式（５）の化合物は、前記のスルホキシド類（３）、過酸化物、鉄化合物および場合によっては酸の存在下に化合物（１）を処理することにより、製造することもできる。
【００４２】
本発明のアミド化合物（１）は、通常の方法で容易に脱水し、１−ヒドロキシ−２−（パーフルオロアルキル）エチル基は２−（パーフルオロアルキル）ビニル基へと変換できる。その際、トランス体およびシス体のいずれもが生成し、条件によって、一方の異性体のみを選択的に製造することもできる。
その際に用いる脱水用試薬として、塩化チオニル、五酸化二リン、ヨウ素、三フッ化ホウ素−ジエチルエーテル、無水フタル酸等を例示することができる。
【００４３】
脱水反応に用いることのできる溶媒としては、ジクロロメタン、エーテル、テトラヒドロフラン、トルエン等を例示することができる。
【００４４】
脱水反応の際の温度は、０から２００℃が望ましく、室温から１００℃がさらに望ましい。
【発明の効果】
【００４５】
本発明は、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の合成原料として期待されるアミド化合物（１）とその製造方法として有効である。
【００４６】
次に本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００４７】
（実施例１）
【００４８】
【化１３】
【００４９】
二口フラスコにフェロセン０．０５６ｇ（０．３ｍｍｏｌ）を量り取り、容器内をアルゴンで置換した。ここにＮ−ビニルピロリドン０．１０５ｍＬ、ジメチルスルホキシド４．０ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬおよび３０％過酸化水素水０．２ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。酢酸エチルで抽出後、濃縮し、メタノール／ヘキサンで再結晶してＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）ピロリドンを白色結晶として得た（０．１８４ｇ、収率９３％）。
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２．０６（ｍ，２Ｈ），２．３９（ｍ，２Ｈ），２．５９（ｍ，２Ｈ），３．４２（ｍ，１Ｈ），３．５４（ｍ，１Ｈ），５．０１（ｄ，Ｊ＝４．６Ｈｚ，１Ｈ），５．８２（ｄｔ，Ｊ＝６．３，４．６Ｈｚ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ１７．８，３１．５，３７．５（ｑ，ＪＣＦ＝２７．８Ｈｚ），４１．３，６９．７（ｑ，ＪＣＦ＝３．８Ｈｚ），１２４．９（ｑ，ＪＣＦ＝２７５．０Ｈｚ），１７５．７．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６４．４．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：１９７［Ｍ］＋
（実施例２）
【００５０】
【化１４】
【００５１】
アルゴン置換した二口フラスコに、Ｎ−ビニルピロリドン１０５μＬ、１．０ｍｏｌ／Ｌ硫酸鉄（ＩＩ）水溶液０．３ｍＬ、ジメチルスルホキシド４．０ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬおよび３０％過酸化水素水０．２ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。酢酸エチルで抽出後、濃縮し、メタノール／ヘキサンで再結晶してＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）ピロリドンを白色結晶として（０．１１５ｇ、収率５８％）、Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニルプロピル）ピロリドンを白色結晶として得た（０．０３９ｇ、収率１５％）。
Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニル）プロピルピロリドン
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２．１４（ｍ，２Ｈ），２．４９（ｍ，２Ｈ），２．８２（ｂｒｓ，１Ｈ），２．９１（ｓ，３Ｈ），３．０５（ｍ，１Ｈ），３．５２（ｍ，１Ｈ），３．８９（ｍ，１Ｈ），５．５２（ｂｒｓ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ１８．５，２６．８（ｑ，ＪＣＦ＝３１．８Ｈｚ），３８．８，４３．０，６４．９，１２４．９（ｑ，ＪＣＦ＝２７５．８Ｈｚ），１７５．９．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６５．４．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：１８０［Ｍ−ＳＯ２Ｍｅ］＋
（実施例３）
二口フラスコ容器内にフェロセン２．８ｇ（１５ｍｍｏｌ）を量り取り、容器内をアルゴンで置換した。ここにＮ−ビニルピロリドン５．２５ｍＬ、ジメチルスルホキシド２００ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液５０ｍＬおよび３０％過酸化水素水１０ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。酢酸エチルで抽出後、濃縮し、メタノール／ヘキサンで再結晶してＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）ピロリドンを白色結晶として得た（５．６０ｇ、収率５７％）。
（実施例４）
【００５２】
【化１５】
【００５３】
二口フラスコにフェロセン０．０５６ｇ（０．３ｍｍｏｌ）を量り取り、容器内をアルゴンで置換した。ここにＮ−ビニル−ε−カプロラクタム０．１３９ｇ（１．０ｍｍｏｌ）、ジメチルスルホキシド４．０ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬおよび３０％過酸化水素水０．２ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。酢酸エチルで抽出後、濃縮し、メタノール／ヘキサンで再結晶してＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）−ε−カプロラクタムを白色固体として得た（０．１９１ｇ、収率８５％）。
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ１．７０（ｍ，６Ｈ），２．５０（ｍ，４Ｈ），３．３８（ｍ，２Ｈ），５．０７（ｄ，Ｊ＝６．２Ｈｚ，１Ｈ），５．９７（ｄｔ，Ｊ＝６．２，６．３Ｈｚ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２３．０，２９．０，２９．８，３７．５，３８．３（ｑ，ＪＣＦ＝２７．５Ｈｚ），４３．４，７３．３，１２５．１（ｑ，ＪＣＦ＝２７６．８Ｈｚ），１７７．０．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６４．１．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：２０８［Ｍ−ＯＨ］＋
（実施例５）
【００５４】
【化１６】
【００５５】
アルゴン置換した二口フラスコに、Ｎ−ビニル−ε−カプロラクタム０．１３９ｇ（１．０ｍｍｏｌ）、１．０ｍｏｌ／Ｌ硫酸鉄（ＩＩ）水溶液０．３ｍＬ、ジメチルスルホキシド４．０ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬおよび３０％過酸化水素水０．２ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。酢酸エチルで抽出後、濃縮し、メタノール／ヘキサンで再結晶してＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）−ε−カプロラクタムを白色固体として（０．１５５ｇ、収率６９％）、Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニルプロピル）−ε−カプロラクタムを白色固体として得た（０．０５６ｇ、収率１９％）。
Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニル）プロピル−ε−カプロラクタム
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ１．６９−１．８８（ｍ，６Ｈ），２．５８−２．７２（ｍ，３Ｈ），２．９０（ｓ，３Ｈ），３．０１−３．１２（ｍ，１Ｈ），３．５０−３．６５（ｍ，２Ｈ），６．２１（ｄｄ，Ｊ＝１．７，１１．５Ｈｚ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２２．８，２７．４（ｑ，ＪＣＦ＝３０．６Ｈｚ），２８．３，２９．４，３６．８，３８．５，４４．３，６５．５（ｑ，ＪＣＦ＝２．３Ｈｚ），１２５．０（ｑ，ＪＣＦ＝２７７．６Ｈｚ），１７６．９．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６４．３．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：２０８［Ｍ−ＳＯ２Ｍｅ］＋
（実施例６）
二口フラスコ容器内にフェロセン１．４ｇ（７．４ｍｍｏｌ）を量り取り、容器内をアルゴンで置換した。ここにＮ−ビニル−ε−カプロラクタム３．４８ｇ（２５ｍｍｏｌ）、ジメチルスルホキシド１００ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液４０ｍＬおよび３０％過酸化水素水９．０ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。酢酸エチルで抽出後、濃縮し、メタノール／ヘキサンで再結晶してＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）−ε−カプロラクタムを白色結晶として得た（３．２０ｇ、収率５７％）。
（実施例７）
【００５６】
【化１７】
【００５７】
アルゴン置換した二口フラスコに、Ｎ−メチル−Ｎ−ビニルアセトアミド０．１０５ｍＬ、ジメチルスルホキシド４．０ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬ、１．０ｍｏｌ／Ｌ硫酸鉄（ＩＩ）水溶液０．３ｍＬおよび３０％過酸化水素水０．２ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。カラムクロマトグラフィーによりＮ−メチル−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）アセトアミドを黄色固体として（０．０１３ｇ、収率１２％）、Ｎ−メチル−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニルプロピル）アセトアミドを黄色固体として得た（０．０２８ｇ、収率１１％）。
Ｎ−メチル−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）アセトアミド
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２．０９（ｓ，３Ｈ），２．５９（ｍ，２Ｈ），２．９８（ｓ，３Ｈ），４．５０（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），５．８０（ｍ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２１．９，２９．０，３７．５（ｑ，ＪＣＦ＝２７．７Ｈｚ），７１．７（ｑ，ＪＣＦ＝３．３Ｈｚ），１２５．０（ｑ，ＪＣＦ＝２７６．６Ｈｚ），１７１．９．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６４．４．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：１８５［Ｍ］＋
Ｎ−メチル−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニルプロピル）アセトアミド
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２．２３（ｓ，３Ｈ），２．２８（ｍ，２Ｈ），２．８８（ｓ，３Ｈ），３．１５（ｓ，３Ｈ），６．２１（ｍ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２１．８，２６．９（ｑ，ＪＣＦ＝３０．８Ｈｚ），３１．０，３８．８，６５．０（ｑ，ＪＣＦ＝２．３Ｈｚ），１２４．９（ｑ，ＪＣＦ＝２７７．４Ｈｚ），１７２．２．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６４．７．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：１６８［Ｍ−ＳＯ２Ｍｅ］＋
（実施例８）
二口フラスコ容器内にフェロセン０．０５６ｇ（０．３ｍｍｏｌ）を量り取り、容器内をアルゴンで置換した。ここにＮ−メチル−Ｎ−ビニルアセトアミド０．１０５ｍＬ、ジメチルスルホキシド４．０ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬおよび３０％過酸化水素水０．２ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。反応液の１９Ｆ−ＮＭＲにより、Ｎ−メチル−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）アセトアミドの生成率が３４％、Ｎ−メチル−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニルプロピル）アセトアミドの生成率が３０％であることを確認した。
（参考例１）
【００５８】
【化１８】
【００５９】
二つ口フラスコ容器内にＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）ピロリドン３００ｍｇを量り取り、容器内をアルゴンで置換した。ここにジクロロメタン５．０ｍＬおよび塩化チオニル１．０６ｍＬを加えた。４０℃で１時間還流し、その後反応溶液を室温まで冷却した。溶媒を除去し、その後、トルエンを加えて過剰の塩化チオニルを共沸させた。カラムクロマトグラフィーと再結晶によりｔｒａｎｓ−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）ピロリドンを白色固体として得た（０．２４７ｇ、収率６１％）。
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２．１９（ｔｔ，Ｊ＝７．３，８．０，２Ｈ），２．５５（ｔ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），３．５４（ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ，２Ｈ），５．０１（ｄｑ，Ｊ＝１４．４Ｈｚ，ＪＨＦ＝６．３Ｈｚ，１Ｈ），７．６３（ｄｑ，Ｊ＝１４．４Ｈｚ，ＪＨＦ＝１．８Ｈｚ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ１７．４，３０．８，４４．８，９８．４（ｑ，ＪＣＦ＝３４．８Ｈｚ），１２４．３（ｑ，ＪＣＦ＝２６５．６Ｈｚ），１３１．１（ｑ，ＪＣＦ＝７．４Ｈｚ），１７４．１．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６０．７．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：１７９［Ｍ］＋
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医農薬や機能性材料の原料として有用な３，３，３−トリフルオロプロピオン酸製造のための重要な中間体であるアミド化合物およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明のアミド化合物は新規であり、その製造方法についても全く報告例はない。本発明の化合物と類似する化合物して、Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシ）プロピルアセトアミドが知られているが、１位置換基がヒドロキシ基ではなく、アルコキシ基である点で本発明の化合物とは異なる（非特許文献１）。
【０００３】
本発明のアミド化合物の３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル基は、通常の脱水条件により、３，３，３−トリフルオロプロペニル基へと変換することができ（参考例参照）、さらに加水分解することにより、医農薬や機能性材料の原料として有用な３，３，３−トリフルオロプロピオン酸へと誘導することができる（特許文献１）。
【非特許文献１】Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅ Ｂｅｒｉｃｈｔｅ，１０１巻，９２３ページ，１９６８年．
【特許文献１】公開特許広報２００６−１２４２８２号報．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、医農薬や機能性材料の原料として有用な３，３，３−トリフルオロプロピオン酸製造中間体として有用なアミド化合物およびその簡便で効率の良い製造方法を開発することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明者らは、先の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、スルホキシド類、過酸化物、鉄化合物、水および場合によっては酸の存在下、ハロゲン化パーフルオロアルキル類により、Ｎ−ビニルアミド化合物から一段で窒素原子が１−ヒドロキシ−２−（パーフルオロアルキル）エチル基で置換されたアミド化合物が製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、一般式（１）
【０００６】
【化７】
【０００７】
［式中、Ｒ１およびＲ２は、炭素数１から４のアルキル基、または、Ｒ１とＲ２が一体となって炭素数３から１０のポリメチレン基を示す。］で表されることを特徴とするアミド化合物に関するものである。
【０００８】
また本発明は、一般式（２）
【０００９】
【化８】
【００１０】
［式中、Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示す。］で表されるＮ−ビニルアミド化合物を、一般式Ｒ３ａＳ（＝Ｏ）Ｒ３ｂ（３）［式中、Ｒ３ａおよびＲ３ｂは、各々独立に炭素数１から１２のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。］で表されるスルホキシド類、過酸化物、鉄化合物、水および場合によっては酸の存在下に、一般式Ｒｆ−Ｘ（４）［式中、Ｒｆは、炭素数１から６のパーフルオロアルキル基を示し、Ｘは、ハロゲン原子を示す。］で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させることを特徴とする、一般式（１）
【００１１】
【化９】
【００１２】
［式中、Ｒｆ、Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示す。］のアミド化合物の製造方法に関するものである。
【００１３】
さらに本発明は、一般式（２）
【００１４】
【化１０】
【００１５】
［式中、Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示す。］で表されるＮ−ビニルアミド化合物を、一般式Ｒ３ａＳ（＝Ｏ）Ｒ３ｂ（３）［式中、Ｒ３ａおよびＲ３ｂは、前記と同じ内容を示す。］で表されるスルホキシド類、過酸化物、鉄化合物、水および場合によっては酸の存在下に、一般式Ｒｆ−Ｘ（４）［式中、Ｒｆは、前記と同じ内容を示す。］で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させることを特徴とする、一般式（１）
【００１６】
【化１１】
【００１７】
［式中、Ｒｆ、Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示す。］のアミド化合物と一般式（５）
【００１８】
【化１２】
【００１９】
［式中、Ｒｆ，Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示し、Ｒ３は、炭素数１から１２のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。］で表される化合物を併産する方法に関するものである。以下に本発明をさらに詳細に説明する。
【００２０】
一般式（１）および（２）のＲ１およびＲ２で示される炭素数１から４のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、シクロブチル基、シクロプロピルメチル基等が例示できる。
【００２１】
Ｒ１とＲ２が一体となって形成される炭素数３から１０のポリメチレン基は、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基を例示することができる。
【００２２】
一般式（３）のＲ３ａおよびＲ３ｂは、収率が良い点でメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、フェニル基またはｐ−トリル基が望ましい。すなわち、一般式（３）で表されるスルホキシド類としては具体的には、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジプロピルスルホキシド、ジイソプロピルスルホキシド、ジブチルスルホキシド、ジ−ｓｅｃ−ブチルスルホキシド、メチルフェニルスルホキシド、（Ｒ）−（＋）−メチル−ｐ−トリルスルホキシド、（Ｓ）−（−）−メチル−ｐ−トリルスルホキシドまたはジフェニルスルホキシド等が例示できる。収率が良く、また安価である点で、ジメチルスルホキシドがさらに望ましい。
【００２３】
一般式（４）のＲｆで示される炭素数１から６のパーフルオロアルキル基として具体的には、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロシクロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロイソブチル基、パーフルオロ−ｓｅｃ−ブチル基、パーフルオロ−ｔｅｒｔ−ブチル基、パーフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロプロピルメチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロ−１，１−ジメチルプロピル基、パーフルオロ−１，２−ジメチルプロピル基、パーフルオロネオペンチル基、パーフルオロ−１−メチルブチル基、パーフルオロ−２−メチルブチル基、パーフルオロ−３−メチルブチル基、パーフルオロシクロブチルメチル基、パーフルオロ−２−シクロプロピルエチル基、パーフルオロシクロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロ−１−メチルペンチル基、パーフルオロ−２−メチルペンチル基、パーフルオロ−３−メチルペンチル基、パーフルオロイソヘキシル基、パーフルオロ−１，１−ジメチルブチル基、パーフルオロ−１，２−ジメチルブチル基、パーフルオロ−２，２−ジメチルブチル基、パーフルオロ−１，３−ジメチルブチル基、パーフルオロ−２，３−ジメチルブチル基、パーフルオロ−３，３−ジメチルブチル基、パーフルオロ−１−エチルブチル基、パーフルオロ−２−エチルブチル基、パーフルオロ−１，１，２−トリメチルプロピル基、パーフルオロ−１，２，２−トリメチルプロピル基、パーフルオロ−１−エチル−１−メチルプロピル基、パーフルオロ−１−エチル−２−メチルプロピル基またはパーフルオロシクロヘキシル基等が例示できる。収率が良い点で、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロイソブチル基、パーフルオロ−ｓｅｃ−ブチル基、パーフルオロ−ｔｅｒｔ−ブチル基またはパーフルオロヘキシル基が望ましく、医農薬中間体として有用な点でトリフルオロメチル基がさらに望ましい。
【００２４】
一般式（４）のＸは、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が望ましく、収率が良い点でヨウ素原子がさらに望ましい。
【００２５】
一般式（５）のＲ３は、収率が良い点でメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、フェニル基またはｐ−トリル基が例示できる。
【００２６】
次に、本発明の製造方法について、詳細に述べる。
【００２７】
本発明は、スルホキシド類（３）をそのまま溶媒として用いても良いが、反応に害を及ぼさない溶媒を用いることもできる。具体的には、水、N，N−ジメチルホルムアミド、酢酸、トリフルオロ酢酸、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、アセトン、１，４−ジオキサン、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、トリフルオロエタノール、ヘキサメチルリン酸トリアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル尿素またはＮ，Ｎ’−ジメチルプロピレン尿素等が挙げることができ、適宜これらを組み合わせて用いても良い。収率が良い点で、水、スルホキシド類（３）または水とスルホキシド類（３）の混合溶媒を用いることが望ましい。
【００２８】
Ｎ−ビニルアミド化合物（２）とスルホキシド類（３）とのモル比は、１：１から１：２００が望ましく、収率が良い点で１：１０から１：１００がさらに望ましい。
【００２９】
Ｎ−ビニルアミド化合物（２）とハロゲン化パーフルオロアルキル類（４）とのモル比は、１：１から１：１００が望ましく、収率が良い点で１：１．５から１：１０がさらに望ましい。
【００３０】
過酸化物は例えば、過酸化水素、過酸化水素−尿素複合体、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシドまたは過酢酸等を例示することができ、これらを必要に応じて組み合わせて用いても良い。収率が良い点で過酸化水素または過酸化水素−尿素複合体が望ましい。
【００３１】
過酸化水素は、水で希釈して用いても良い。その際の濃度は、３から７０重量％であれば良いが、市販の３５重量％をそのまま用いても良い。収率が良くかつ安全な点で、水で希釈して１０から３０重量％とすることがさらに望ましい。
【００３２】
Ｎ−ビニルアミド化合物（２）と過酸化物のモル比は、１：０．１から１：１０が望ましく、収率が良い点で１：１．５から１：３がさらに望ましい。
【００３３】
鉄化合物は、収率が良い点で鉄（ＩＩ）塩が望ましく、例えば、硫酸鉄（ＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）アンモニウム、テトラフルオロホウ酸鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）、臭化鉄（ＩＩ）またはヨウ化鉄（ＩＩ）等の無機酸塩や、酢酸鉄（ＩＩ）、シュウ酸鉄（ＩＩ）、ビスアセチルアセトナト鉄（ＩＩ）、フェロセンまたはビス（η５−ペンタメチルシクロペンタジエニル）鉄等の有機金属化合物を例示することができ、これらを適宜組み合わせて用いても良い。また、鉄粉、鉄（０）塩または鉄（Ｉ）塩と過酸化物のような酸化試薬を組み合わせて、系内で鉄（ＩＩ）塩を発生させて用いることもできる。その際、反応に用いる過酸化水素をそのまま酸化試薬として用いることもできる。収率が良い点で硫酸鉄（ＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）アンモニウム、テトラフルオロホウ酸鉄（ＩＩ）、フェロセンまたは鉄粉を用いることが望ましく、硫酸鉄（ＩＩ）またはフェロセンがさらに望ましい。
【００３４】
これらの鉄化合物は、固体のまま用いても良いが、溶液として用いることもできる。溶液として用いる場合、溶媒としては上記の溶媒のいずれでも良いが、中でも水が望ましい。その際の鉄化合物溶液の濃度は、収率が良い点で、０．１から１０ｍｏｌ／Ｌが望ましく、０．５から５ｍｏｌ／Ｌがさらに望ましい。
Ｎ−ビニルアミド化合物（２）と鉄化合物のモル比は、１：０．０１から１：１０が望ましく、収率が良い点で１：０．１から１：１がさらに望ましい。
【００３５】
反応温度は２０℃から１００℃の範囲から適宜選ばれた温度で行うことができる。収率が良い点で２０℃から７０℃が望ましい。
反応を密閉系で行う場合、大気圧（０．１ＭＰａ）から１．０ＭＰａの範囲から適宜選ばれた圧力で行うことができるが、大気圧でも反応は充分に進行する。また、反応の際の雰囲気は、アルゴン、窒素等の不活性ガスでも良いが、空気中でも充分に進行する。
【００３６】
一般式（４）のハロゲン化パーフルオロアルキル類が、室温で気体の場合は、気体のまま用いても良い。その際、アルゴン、窒素、空気、ヘリウム、酸素等の気体で希釈して混合気体としても良く、ハロゲン化パーフルオロアルキル類（４）のモル分率が１から１００％の気体として用いることができる。密閉系で反応を実施する場合、ハロゲン化パーフルオロアルキル類（４）または混合気体を反応雰囲気として用いることができる。その際の圧力は、大気圧（０．１ＭＰａ）から１．０ＭＰａの範囲から適宜選ばれた圧力で行うことができるが、大気圧でも反応は充分に進行する。また、開放系でハロゲン化パーフルオロアルキル類（４）または混合気体をバブリングして反応溶液中に導入しても良い。その際のハロゲン化パーフルオロアルキル類（４）または混合気体の導入速度は、反応のスケール、触媒量、反応温度、混合気体のハロゲン化パーフルオロアルキル類（４）のモル分率にもよるが、毎分１ｍＬから２００ｍＬの範囲から選ばれた速度で良い。
【００３７】
本法では、酸を添加して良く、具体的には、硫酸、塩酸、臭化水素、ヨウ化水素、硝酸、リン酸、ヘキサフルオロリン酸またはテトラフルホロホウ酸等の無機酸や、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸またはトリフルオロ酢酸等の有機酸を用いることができ、適宜これらを組み合わせて用いても良い。これらの酸は、希釈して用いても良い。その際の溶媒は上記の溶媒であれば良く、中でも水またはスルホキシド類（３）が望ましい。また、硫酸の酸性塩を用いても良い。酸性塩としては、硫酸水素テトラメチルアンモニウム、硫酸水素テトラエチルアンモニウム、硫酸水素テトラブチルアンモニウム、硫酸水素テトラフェニルホスホニウム等を例示できる。酸または硫酸塩の添加無しでも反応は十分に進行する。
【００３８】
Ｎ−ビニルアミド化合物（２）と酸のモル比は、１：０．００１から１：５が望ましく、収率が良い点で１：０．０１から１：２がさらに望ましい。
【００３９】
本反応では、水が必須である。水は、溶媒として供給しても良いが、別途添加しても良い。Ｎ−ビニルアミド化合物（２）と水のモル比は、１：３から１：３００が望ましく、収率が良い点で１：５から１：５０がさらに望ましい。
【００４０】
反応後の溶液から目的物であるアミド化合物（１）を単離する方法に特に限定はないが、溶媒抽出、カラムクロマトグラフィー、分取薄層クロマトグラフィー、分取液体クロマトグラフィー、再結晶または昇華等の汎用的な方法で目的物を得ることができる。
本反応系では、一般式（５）の化合物が併産される場合がある。一般式（２）の化合物で、Ｒ１とＲ２が一体となって炭素数３から１０のポリメチレン基である場合、触媒としてフェロセンを用いると一般式（５）の化合物は併産されない傾向にある。また、Ｒ１およびＲ２が炭素数１から４のアルキル基の場合は、いずれの鉄化合物を用いても一般式（５）の化合物が併産される。
【００４１】
一般式（５）の化合物は、溶媒抽出、カラムクロマトグラフィー、分取薄層クロマトグラフィー、分取液体クロマトグラフィー、再結晶または昇華等の汎用的な方法でアミド化合物（１）と分離し、単離することができる。
また一般式（５）の化合物は、前記のスルホキシド類（３）、過酸化物、鉄化合物および場合によっては酸の存在下に化合物（１）を処理することにより、製造することもできる。
【００４２】
本発明のアミド化合物（１）は、通常の方法で容易に脱水し、１−ヒドロキシ−２−（パーフルオロアルキル）エチル基は２−（パーフルオロアルキル）ビニル基へと変換できる。その際、トランス体およびシス体のいずれもが生成し、条件によって、一方の異性体のみを選択的に製造することもできる。
その際に用いる脱水用試薬として、塩化チオニル、五酸化二リン、ヨウ素、三フッ化ホウ素−ジエチルエーテル、無水フタル酸等を例示することができる。
【００４３】
脱水反応に用いることのできる溶媒としては、ジクロロメタン、エーテル、テトラヒドロフラン、トルエン等を例示することができる。
【００４４】
脱水反応の際の温度は、０から２００℃が望ましく、室温から１００℃がさらに望ましい。
【発明の効果】
【００４５】
本発明は、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の合成原料として期待されるアミド化合物（１）とその製造方法として有効である。
【００４６】
次に本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００４７】
（実施例１）
【００４８】
【化１３】
【００４９】
二口フラスコにフェロセン０．０５６ｇ（０．３ｍｍｏｌ）を量り取り、容器内をアルゴンで置換した。ここにＮ−ビニルピロリドン０．１０５ｍＬ、ジメチルスルホキシド４．０ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬおよび３０％過酸化水素水０．２ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。酢酸エチルで抽出後、濃縮し、メタノール／ヘキサンで再結晶してＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）ピロリドンを白色結晶として得た（０．１８４ｇ、収率９３％）。
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２．０６（ｍ，２Ｈ），２．３９（ｍ，２Ｈ），２．５９（ｍ，２Ｈ），３．４２（ｍ，１Ｈ），３．５４（ｍ，１Ｈ），５．０１（ｄ，Ｊ＝４．６Ｈｚ，１Ｈ），５．８２（ｄｔ，Ｊ＝６．３，４．６Ｈｚ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ１７．８，３１．５，３７．５（ｑ，ＪＣＦ＝２７．８Ｈｚ），４１．３，６９．７（ｑ，ＪＣＦ＝３．８Ｈｚ），１２４．９（ｑ，ＪＣＦ＝２７５．０Ｈｚ），１７５．７．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６４．４．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：１９７［Ｍ］＋
（実施例２）
【００５０】
【化１４】
【００５１】
アルゴン置換した二口フラスコに、Ｎ−ビニルピロリドン１０５μＬ、１．０ｍｏｌ／Ｌ硫酸鉄（ＩＩ）水溶液０．３ｍＬ、ジメチルスルホキシド４．０ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬおよび３０％過酸化水素水０．２ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。酢酸エチルで抽出後、濃縮し、メタノール／ヘキサンで再結晶してＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）ピロリドンを白色結晶として（０．１１５ｇ、収率５８％）、Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニルプロピル）ピロリドンを白色結晶として得た（０．０３９ｇ、収率１５％）。
Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニル）プロピルピロリドン
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２．１４（ｍ，２Ｈ），２．４９（ｍ，２Ｈ），２．８２（ｂｒｓ，１Ｈ），２．９１（ｓ，３Ｈ），３．０５（ｍ，１Ｈ），３．５２（ｍ，１Ｈ），３．８９（ｍ，１Ｈ），５．５２（ｂｒｓ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ１８．５，２６．８（ｑ，ＪＣＦ＝３１．８Ｈｚ），３８．８，４３．０，６４．９，１２４．９（ｑ，ＪＣＦ＝２７５．８Ｈｚ），１７５．９．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６５．４．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：１８０［Ｍ−ＳＯ２Ｍｅ］＋
（実施例３）
二口フラスコ容器内にフェロセン２．８ｇ（１５ｍｍｏｌ）を量り取り、容器内をアルゴンで置換した。ここにＮ−ビニルピロリドン５．２５ｍＬ、ジメチルスルホキシド２００ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液５０ｍＬおよび３０％過酸化水素水１０ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。酢酸エチルで抽出後、濃縮し、メタノール／ヘキサンで再結晶してＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）ピロリドンを白色結晶として得た（５．６０ｇ、収率５７％）。
（実施例４）
【００５２】
【化１５】
【００５３】
二口フラスコにフェロセン０．０５６ｇ（０．３ｍｍｏｌ）を量り取り、容器内をアルゴンで置換した。ここにＮ−ビニル−ε−カプロラクタム０．１３９ｇ（１．０ｍｍｏｌ）、ジメチルスルホキシド４．０ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬおよび３０％過酸化水素水０．２ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。酢酸エチルで抽出後、濃縮し、メタノール／ヘキサンで再結晶してＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）−ε−カプロラクタムを白色固体として得た（０．１９１ｇ、収率８５％）。
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ１．７０（ｍ，６Ｈ），２．５０（ｍ，４Ｈ），３．３８（ｍ，２Ｈ），５．０７（ｄ，Ｊ＝６．２Ｈｚ，１Ｈ），５．９７（ｄｔ，Ｊ＝６．２，６．３Ｈｚ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２３．０，２９．０，２９．８，３７．５，３８．３（ｑ，ＪＣＦ＝２７．５Ｈｚ），４３．４，７３．３，１２５．１（ｑ，ＪＣＦ＝２７６．８Ｈｚ），１７７．０．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６４．１．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：２０８［Ｍ−ＯＨ］＋
（実施例５）
【００５４】
【化１６】
【００５５】
アルゴン置換した二口フラスコに、Ｎ−ビニル−ε−カプロラクタム０．１３９ｇ（１．０ｍｍｏｌ）、１．０ｍｏｌ／Ｌ硫酸鉄（ＩＩ）水溶液０．３ｍＬ、ジメチルスルホキシド４．０ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬおよび３０％過酸化水素水０．２ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。酢酸エチルで抽出後、濃縮し、メタノール／ヘキサンで再結晶してＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）−ε−カプロラクタムを白色固体として（０．１５５ｇ、収率６９％）、Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニルプロピル）−ε−カプロラクタムを白色固体として得た（０．０５６ｇ、収率１９％）。
Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニル）プロピル−ε−カプロラクタム
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ１．６９−１．８８（ｍ，６Ｈ），２．５８−２．７２（ｍ，３Ｈ），２．９０（ｓ，３Ｈ），３．０１−３．１２（ｍ，１Ｈ），３．５０−３．６５（ｍ，２Ｈ），６．２１（ｄｄ，Ｊ＝１．７，１１．５Ｈｚ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２２．８，２７．４（ｑ，ＪＣＦ＝３０．６Ｈｚ），２８．３，２９．４，３６．８，３８．５，４４．３，６５．５（ｑ，ＪＣＦ＝２．３Ｈｚ），１２５．０（ｑ，ＪＣＦ＝２７７．６Ｈｚ），１７６．９．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６４．３．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：２０８［Ｍ−ＳＯ２Ｍｅ］＋
（実施例６）
二口フラスコ容器内にフェロセン１．４ｇ（７．４ｍｍｏｌ）を量り取り、容器内をアルゴンで置換した。ここにＮ−ビニル−ε−カプロラクタム３．４８ｇ（２５ｍｍｏｌ）、ジメチルスルホキシド１００ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液４０ｍＬおよび３０％過酸化水素水９．０ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。酢酸エチルで抽出後、濃縮し、メタノール／ヘキサンで再結晶してＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）−ε−カプロラクタムを白色結晶として得た（３．２０ｇ、収率５７％）。
（実施例７）
【００５６】
【化１７】
【００５７】
アルゴン置換した二口フラスコに、Ｎ−メチル−Ｎ−ビニルアセトアミド０．１０５ｍＬ、ジメチルスルホキシド４．０ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬ、１．０ｍｏｌ／Ｌ硫酸鉄（ＩＩ）水溶液０．３ｍＬおよび３０％過酸化水素水０．２ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。カラムクロマトグラフィーによりＮ−メチル−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）アセトアミドを黄色固体として（０．０１３ｇ、収率１２％）、Ｎ−メチル−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニルプロピル）アセトアミドを黄色固体として得た（０．０２８ｇ、収率１１％）。
Ｎ−メチル−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）アセトアミド
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２．０９（ｓ，３Ｈ），２．５９（ｍ，２Ｈ），２．９８（ｓ，３Ｈ），４．５０（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），５．８０（ｍ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２１．９，２９．０，３７．５（ｑ，ＪＣＦ＝２７．７Ｈｚ），７１．７（ｑ，ＪＣＦ＝３．３Ｈｚ），１２５．０（ｑ，ＪＣＦ＝２７６．６Ｈｚ），１７１．９．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６４．４．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：１８５［Ｍ］＋
Ｎ−メチル−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニルプロピル）アセトアミド
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２．２３（ｓ，３Ｈ），２．２８（ｍ，２Ｈ），２．８８（ｓ，３Ｈ），３．１５（ｓ，３Ｈ），６．２１（ｍ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２１．８，２６．９（ｑ，ＪＣＦ＝３０．８Ｈｚ），３１．０，３８．８，６５．０（ｑ，ＪＣＦ＝２．３Ｈｚ），１２４．９（ｑ，ＪＣＦ＝２７７．４Ｈｚ），１７２．２．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６４．７．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：１６８［Ｍ−ＳＯ２Ｍｅ］＋
（実施例８）
二口フラスコ容器内にフェロセン０．０５６ｇ（０．３ｍｍｏｌ）を量り取り、容器内をアルゴンで置換した。ここにＮ−メチル−Ｎ−ビニルアセトアミド０．１０５ｍＬ、ジメチルスルホキシド４．０ｍＬ、ヨウ化トリフルオロメチルの３．０ｍｏｌ／Ｌジメチルスルホキシド溶液１．０ｍＬおよび３０％過酸化水素水０．２ｍＬを加えた。４０から５０℃で２０分間撹拌した後、反応溶液を室温まで冷却した。反応液の１９Ｆ−ＮＭＲにより、Ｎ−メチル−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）アセトアミドの生成率が３４％、Ｎ−メチル−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロ−１−メチルスルホニルプロピル）アセトアミドの生成率が３０％であることを確認した。
（参考例１）
【００５８】
【化１８】
【００５９】
二つ口フラスコ容器内にＮ−（３，３，３−トリフルオロ−１−ヒドロキシプロピル）ピロリドン３００ｍｇを量り取り、容器内をアルゴンで置換した。ここにジクロロメタン５．０ｍＬおよび塩化チオニル１．０６ｍＬを加えた。４０℃で１時間還流し、その後反応溶液を室温まで冷却した。溶媒を除去し、その後、トルエンを加えて過剰の塩化チオニルを共沸させた。カラムクロマトグラフィーと再結晶によりｔｒａｎｓ−Ｎ−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）ピロリドンを白色固体として得た（０．２４７ｇ、収率６１％）。
１Ｈ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ２．１９（ｔｔ，Ｊ＝７．３，８．０，２Ｈ），２．５５（ｔ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），３．５４（ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ，２Ｈ），５．０１（ｄｑ，Ｊ＝１４．４Ｈｚ，ＪＨＦ＝６．３Ｈｚ，１Ｈ），７．６３（ｄｑ，Ｊ＝１４．４Ｈｚ，ＪＨＦ＝１．８Ｈｚ，１Ｈ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ１７．４，３０．８，４４．８，９８．４（ｑ，ＪＣＦ＝３４．８Ｈｚ），１２４．３（ｑ，ＪＣＦ＝２６５．６Ｈｚ），１３１．１（ｑ，ＪＣＦ＝７．４Ｈｚ），１７４．１．
１９Ｆ−ＮＭＲ（重クロロホルム）：δ−６０．７．
ＭＳ（ｍ／ｚ）：１７９［Ｍ］＋
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
［式中、Ｒ１およびＲ２は、炭素数１から４のアルキル基、または、Ｒ１とＲ２が一体となって炭素数３から１０のポリメチレン基を示す。］で表されることを特徴とするアミド化合物。
【請求項２】
一般式（２）
【化２】
［式中、Ｒ１およびＲ２は、炭素数１から４のアルキル基、または、Ｒ１とＲ２が一体となって炭素数３から１０のポリメチレン基を示す。］で表されるＮ−ビニルアミド化合物を、一般式Ｒ３ａＳ（＝Ｏ）Ｒ３ｂ（３）［式中、Ｒ３ａおよびＲ３ｂは、各々独立に炭素数１から１２のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。］で表されるスルホキシド類、過酸化物、鉄化合物、水および場合によっては酸の存在下に、一般式Ｒｆ−Ｘ（４）［式中、Ｒｆは、炭素数１から６のパーフルオロアルキル基を示し、Ｘは、ハロゲン原子を示す。］で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させることを特徴とする、一般式（１）
【化３】
［式中、Ｒｆ、Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示す。］のアミド化合物の製造方法。
【請求項３】
一般式（２）
【化４】
［式中、Ｒ１およびＲ２は、炭素数１から４のアルキル基、または、Ｒ１とＲ２が一体となって炭素数３から１０のポリメチレン基を示す。］で表されるＮ−ビニルアミド化合物を、一般式Ｒ３ａＳ（＝Ｏ）Ｒ３ｂ（３）［式中、Ｒ３ａおよびＲ３ｂは、各々独立に炭素数１から１２のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。］で表されるスルホキシド類、過酸化物、鉄化合物、水および場合によっては酸の存在下に、一般式Ｒｆ−Ｘ（４）［Ｒｆは、炭素数１から６のパーフルオロアルキル基を示し、Ｘは、ハロゲン原子を示す。］で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させることを特徴とする、一般式（１）
【化５】
［式中、Ｒｆ、Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示す。］のアミド化合物と一般式（５）
【化６】
［式中、Ｒｆ，Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示し、Ｒ３は、炭素数１から１２のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。］で表される化合物を併産する方法。
【請求項４】
Ｘがヨウ素原子または臭素原子である請求項２に記載の製造方法。
【請求項５】
Ｒｆがトリフルオロメチル基またはパーフルオロエチル基である請求項２または３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
［式中、Ｒ１およびＲ２は、炭素数１から４のアルキル基、または、Ｒ１とＲ２が一体となって炭素数３から１０のポリメチレン基を示す。］で表されることを特徴とするアミド化合物。
【請求項２】
一般式（２）
【化２】
［式中、Ｒ１およびＲ２は、炭素数１から４のアルキル基、または、Ｒ１とＲ２が一体となって炭素数３から１０のポリメチレン基を示す。］で表されるＮ−ビニルアミド化合物を、一般式Ｒ３ａＳ（＝Ｏ）Ｒ３ｂ（３）［式中、Ｒ３ａおよびＲ３ｂは、各々独立に炭素数１から１２のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。］で表されるスルホキシド類、過酸化物、鉄化合物、水および場合によっては酸の存在下に、一般式Ｒｆ−Ｘ（４）［式中、Ｒｆは、炭素数１から６のパーフルオロアルキル基を示し、Ｘは、ハロゲン原子を示す。］で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させることを特徴とする、一般式（１）
【化３】
［式中、Ｒｆ、Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示す。］のアミド化合物の製造方法。
【請求項３】
一般式（２）
【化４】
［式中、Ｒ１およびＲ２は、炭素数１から４のアルキル基、または、Ｒ１とＲ２が一体となって炭素数３から１０のポリメチレン基を示す。］で表されるＮ−ビニルアミド化合物を、一般式Ｒ３ａＳ（＝Ｏ）Ｒ３ｂ（３）［式中、Ｒ３ａおよびＲ３ｂは、各々独立に炭素数１から１２のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。］で表されるスルホキシド類、過酸化物、鉄化合物、水および場合によっては酸の存在下に、一般式Ｒｆ−Ｘ（４）［Ｒｆは、炭素数１から６のパーフルオロアルキル基を示し、Ｘは、ハロゲン原子を示す。］で表されるハロゲン化パーフルオロアルキル類と反応させることを特徴とする、一般式（１）
【化５】
［式中、Ｒｆ、Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示す。］のアミド化合物と一般式（５）
【化６】
［式中、Ｒｆ，Ｒ１およびＲ２は、前記と同じ内容を示し、Ｒ３は、炭素数１から１２のアルキル基または置換されていても良いフェニル基を示す。］で表される化合物を併産する方法。
【請求項４】
Ｘがヨウ素原子または臭素原子である請求項２に記載の製造方法。
【請求項５】
Ｒｆがトリフルオロメチル基またはパーフルオロエチル基である請求項２または３のいずれかに記載の製造方法。
【公開番号】特開２００８−２３１０４０（Ｐ２００８−２３１０４０Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７３９６５（Ｐ２００７−７３９６５）
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【出願人】（０００１７３７６２）財団法人相模中央化学研究所 (151)
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【出願人】（５９１１８０３５８）東ソ−・エフテック株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【出願人】（０００１７３７６２）財団法人相模中央化学研究所 (151)
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【出願人】（５９１１８０３５８）東ソ−・エフテック株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
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