ケテンシリルアセタールの製造方法
【課題】
本発明は、パーフルオロアルキル基又はポリフルオロアルキル基を有し、これらの基のα位の炭素が４級炭素であるケテンシリルアセタールの簡便で効率の良い製造方法を提供する。
【解決手段】
ＲfＣＯＣＯ2Ｒ1で表されるα−ケトエステル（式中、Ｒfはパーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を表し、Ｒ1は水素又は１価の有機基を表す）と、Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＳｉＸで表される化合物（式中、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して、置換又は未置換の環式又は非環式炭化水素基を表す）とを還元剤の存在下で反応させることにより、ケテンシリルアセタール：
Ｒf（Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＳｉＯ）Ｃ＝Ｃ（ＯＳｉＲ2Ｒ3Ｒ4）（ＯＲ1）
が得られる。
本発明は、パーフルオロアルキル基又はポリフルオロアルキル基を有し、これらの基のα位の炭素が４級炭素であるケテンシリルアセタールの簡便で効率の良い製造方法を提供する。
【解決手段】
ＲfＣＯＣＯ2Ｒ1で表されるα−ケトエステル（式中、Ｒfはパーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を表し、Ｒ1は水素又は１価の有機基を表す）と、Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＳｉＸで表される化合物（式中、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して、置換又は未置換の環式又は非環式炭化水素基を表す）とを還元剤の存在下で反応させることにより、ケテンシリルアセタール：
Ｒf（Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＳｉＯ）Ｃ＝Ｃ（ＯＳｉＲ2Ｒ3Ｒ4）（ＯＲ1）
が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を有するケテンシリルアセタールの製造方法に関する。該ケテンシリルアセタールは、医農薬を含む各種の有機化合物の中間体として用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
パーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を有する化合物は、これらの官能基に由来する特徴的な生物学的活性を有することから、その製造方法が検討されている。中でも、パーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を有するケテンシリルアセタールは、医農薬を含む様々な有機化合物のための中間体として有用である。例えば、パーフルオロアルキル基としてトリフルオロメチル基を有するケテンシリルアセタールは、アルドール反応やマイケル反応等の化学変換を経て各種の含フッ素化合物に転換することができるため、注目されている。
【０００３】
トリメチルシリル基を有するケテンシリルアセタールの製造例としては、トリフルオロプロピオン酸を原料として２−トリフルオロメチルケテンシリルアセタールである
ＣＦ3ＣＨ＝Ｃ（ＯＳｉＭｅ3）（ＯＭｅ）
を合成することが報告されている（非特許文献１を参照）。しかし、この合成方法で得られる化合物では、トリフルオロメチル基のα炭素は３級炭素であり、α炭素をさらに置換した化合物を得るためには必ずしも適切な中間体とはいえない。そこで、トリフルオロメチル基のα炭素が４級炭素となるケテンシリルアセタールの製造方法が求められている。
【０００４】
しかし、パーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基のα炭素が４級炭素となるケテンシリルアセタールの合成は、困難であった。その理由は、以下の式に示す通り、炭素−フッ素結合が還元条件下でフッ化物イオンの生成を伴って切断され、２，２−ジフルオロ体が生成しやすいためである。
【０００５】
【化１】
【０００６】
そこで、パーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を有するケテンシリルアセタール、特にパーフルオロアルキル基又はポリフルオロアルキル基のα炭素が４級炭素であるケテンシリルアセタールの製造方法が求められている。
【非特許文献１】T. Yokozawa et al., Tetrahedron Lett., Vol.25, p.3991 (1984)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みなされたものであり、パーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を有するケテンシリルアセタールの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らはこれらの課題を解決すべく鋭意検討を進めた結果、α−ケトエステルを原料として使用することによって、２位に置換シリル基とパーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基とを有するケテンシリルアセタールを簡便に高収率で得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、本発明は、以下のものを提供する。
［１］ 式（１）：
【００１０】
【化２】
【００１１】
（式中、Ｒfはパーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を表し、Ｒ1は水素又は１価の有機基を表す）
で表されるα−ケトエステルを、
式（２）：
Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＳｉＸ （２）
（式中、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキルアルキル基、ヘテロシクロアルキルアルキル基、アリールアルキル基、及びヘテロアリールアルキル基からなる群より選択され、同一であっても異なってもよく、
Ｘは塩素、臭素、又はヨウ素を表す）
で表される化合物と還元剤の存在下で反応させる工程を含む、
式（３）：
【００１２】
【化３】
【００１３】
（式中、Ｒf、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、前記の通りである）
で表されるケテンシリルアセタールの製造方法。
［２］ Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4が、独立して、置換又は未置換のメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ベンジル基、フェネチル基、及びフェニル基からなる群より選択される、［１］に記載の製造方法。
［３］ Ｒ1がアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールアルキル基、又はヘテロアリールアルキル基である、［１］又は［２］に記載の製造方法。
［４］ 還元剤が酸化可能な金属種を含む、［１］−［３］の何れかに記載の製造方法。
［５］ 還元剤が金属単体又は合金を含む、［４］に記載の製造方法。
［６］ 還元剤が、金属マグネシウム；又は、二ヨウ化サマリウム−金属マグネシウムの組み合わせ；である、［５］に記載の製造方法。
［７］ 還元剤の存在下における式（１）のα−ケトエステルと式（２）の化合物との反応が−９０℃から１２０℃の範囲で行われる、［１］−［６］の何れかに記載の方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明で使用されるα−ケトエステル
【００１５】
【化４】
【００１６】
において、Ｒfはパーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を表す。ここでパーフルオロアルキル基とは、Ｈ原子が全てＦ原子で置換されたアルキル基を指し、ポリフルオロアルキル基とは、２つ以上のＨ原子がＦ原子で置換されたアルキル基を指し、フルオロアルキル基とは、１つのＨ原子がＦ原子で置換されたアルキル基を指す。
【００１７】
Ｒfの炭素数に特に制限はなく、好ましくはＣ1-8、さらに好ましくはＣ1-6、より好ましくはＣ1-4である。Ｒfとして、モノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、テトラフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘキサフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロｎ−プロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ノナフルオロｎ−ブチル基、ノナフルオロｔ−ブチル基などが例示されるが、これらに限定されない。
【００１８】
Ｒ1は水素又は１価の有機基を表し、反応条件下で不活性であることが好ましい。Ｒ1として、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルケニル基、アリールアルキル基、ヘテロアリールアルキル基、シクロアルキルアルキル基、ヘテロシクロアルキルアルキル基、シクロアルケニルアルキル基、ヘテロシクロアルケニルアルキル基、アミノアルキル基、アシルアルキル基、アルコキシアルキル基、チオアルコキシアルキル基、アリールオキシアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基、アシルオキシアルキル基が挙げられる。
【００１９】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「アルキル基」は未置換であっても１以上の置換基で置換されていてもよく、直鎖であっても分枝状であってもよい。アルキル基の炭素数に特に制限はなく、好ましくはＣ1-20、さらに好ましくはＣ1-12、より好ましくはＣ1-8、さらにより好ましくはＣ1-6、なお好ましくはＣ1-4である。アルキル基として、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソアミル、ヘキシル、オクチルが挙げられる。該アルキル基が置換されている場合、置換基としてハロゲン（Ｆ、Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）、ＳＨ、アミノ、アルコキシ、アルキルチオ、ハロアルコキシ、ハロアルキルチオが挙げられる。
【００２０】
ここでアルコキシ基とは、前記のアルキル基に酸素が結合した一価の基を指し、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、及びｔｅｒｔ−ブトキシ基が含まれる。アルコキシ基の炭素数は、典型的にはＣ1-6である。アルキルチオ基は該アルコキシ基の−Ｏ−を−Ｓ−で置換した基を指し、ハロアルコキシ基及びハロアルキルチオ基は該アルコキシ基及び該アルキルチオ基の少なくとも１つのＨをハロゲンで置換した基を指す。
【００２１】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「アルケニル基」は未置換であっても１以上の置換基で置換されていてもよく、直鎖であっても分枝状であってもよい。アルキル基の炭素数に特に制限はなく、好ましくはＣ2-20、さらに好ましくはＣ2-12、より好ましくはＣ2-8、さらにより好ましくはＣ2-6、なお好ましくはＣ2-4である。アルケニル基として、アリル、プロペニル、ブテニル及び３−メチルブテニルが挙げられる。アルケニル基の置換基としては、アルキル基の置換基として上に述べた基が挙げられる。
【００２２】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「アルキニル基」は未置換であっても１以上の置換基で置換されていてもよく、直鎖であっても分枝状であってもよい。アルキニル基の炭素数に特に制限はなく、好ましくはＣ2-20、さらに好ましくはＣ2-12、より好ましくはＣ2-8、さらにより好ましくはＣ2-6、なお好ましくはＣ2-4である。アルキニル基として、エチニル、プロピニル、プロパルギル、ブチニル、イソブチニル、ペンチニル、ヘキシニルが挙げられる。アルキニル基の置換基としては、アルキル基の置換基として上に述べた基が挙げられる。
【００２３】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「アリール基」は芳香族炭化水素基を指し、縮合していてもよい。アリール基には、フェニル、インデニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、インダニル、及びビフェニルが含まれる。アリール基の炭素数に特に制限はなく、好ましくはＣ6-18、より好ましくはＣ6-12である。アリール基は未置換であってもよく、１以上の基で置換されていてもよい。置換基として、ハロゲン、アミノ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、アシル、アシルアルキル、アルコキシカルボニルアルキル、アルキル、パーフルオロアルキル、ポリフルオロアルキル、フルオロアルキル、アルコキシ、アルキルチオ、ハロアルコキシ、ハロアルキルチオが挙げられる。
【００２４】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「ヘテロアリール基」は、１つ以上のヘテロ原子を環中に有する芳香環を含有する基を意味し、縮合していてもよい。ヘテロ原子には、窒素、酸素、硫黄が含まれる。ヘテロアリール基に２以上のヘテロ原子が含まれる場合、ヘテロ原子は同一であってもよく、異なってもよい。ヘテロアリール基は未置換であってもよく、１以上の基で置換されていてもよい。置換基には、アリール基の置換基として上に記載した基やオキソ基が含まれる。ヘテロアリール基の炭素数に特に制限はなく、好ましくはＣ3-18、より好ましくはＣ4-12である。ヘテロアリール基には、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、トリアジニル、テトラゾリル、オキサゾリル、インドリジニル、インドリル、イソインドリル、インダゾリル、プリニル、キノリジニル、イソキノリル、キノリル、フタラジニル、ナフチリジニル、キノキサリニル、オキサジアゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、ベンズイミダゾリルが挙げられる。
【００２５】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「シクロアルキル基」は、非芳香族の飽和環式炭化水素を指す。シクロアルキル基は未置換であってもよく、１以上の基で置換されていてもよい。置換基には、アルキル基の置換基として前述した基が含まれる。シクロアルキル基の炭素数に特に制限はなく、典型的にはＣ3-10、好ましくはＣ3-8である。シクロアルキル基の例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびシクロヘプチルが挙げられる。
【００２６】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「シクロアルケニル基」は、非芳香族の不飽和環式炭化水素を指す。環内の不飽和結合は１つであってもよく、２以上でもよい。シクロアルケニル基は未置換であってもよく、１以上の基で置換されていてもよい。置換基には、シクロアルキル基の置換基として前述した基が含まれる。シクロアルケニル基の炭素数に特に制限はなく、典型的にはＣ3-10、好ましくはＣ4-8である。シクロアルケニル基の例としては、シクロペンテニル、シクロペンタジエニル、シクロヘキセニル、シクロヘキサジエニル、シクロブタジエニルが挙げられる。
【００２７】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「ヘテロシクロアルキル基」は、１つ以上の炭素原子がヘテロ原子で置換されているシクロアルキル基を指す。ヘテロ原子には、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子が含まれる。ヘテロシクロアルキル基は未置換であってもよく、１以上の基で置換されていてもよい。置換基には、シクロアルキル基の置換基として上に記載した基及びオキソ基が含まれる。ヘテロシクロアルキル基の炭素数に特に制限はなく、典型的にはＣ2-9である。ヘテロシクロアルキル基の例として、テトラヒドロフリル、モルホリニル、ピペラジニル、ピペリジル、ピロリジニルが挙げられる。
【００２８】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「ヘテロシクロアルケニル基」は、１つ以上の炭素原子がヘテロ原子で置換されているシクロアルケニル基を指す。ヘテロ原子には、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子が含まれる。ヘテロシクロアルケニル基は未置換であってもよく、１以上の基で置換されていてもよい。置換基には、ヘテロシクロアルキル基の置換基として上に記載した基が含まれる。ヘテロシクロアルケニル基の炭素数に特に制限はなく、典型的にはＣ2-9である。ヘテロシクロアルケニル基の例として、ジヒドロフリル、イミダゾリル、ピロリニル、ピラゾリニルが挙げられる。
【００２９】
アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、及びヘテロシクロアルキル基、ヘテロシクロアルケニル基は、２以上の環を含んでもよい。その様な場合、２以上の環は縮合していてもよく、スピロ原子によって結合していてもよく、１つの環が他の環の側鎖として結合していてもよい。
【００３０】
アリールアルキル基、ヘテロアリールアルキル基、シクロアルキルアルキル基、シクロアルケニルアルキル基、ヘテロシクロアルキルアルキル基、ヘテロシクロアルケニルアルキル基、アミノアルキル基、アシルアルキル基、アルコキシアルキル基、チオアルコキシアルキル基、アリールオキシアルキル、アルコキシカルボニルアルキル基、及びアシルオキシアルキル基は、アルキル基がそれぞれ１以上のアリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルキル基、ヘテロシクロアルケニル基、アミノ基、アシル基、アルコキシ基、チオアルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、及びアシルオキシアルキル基で置換された基を指す。ここで、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、シクロアルケニル基、及びヘテロシクロアルケニル基は前述の通りであるが、アルキル基は直鎖であることが好ましい。
【００３１】
アミノ基は、未置換であってもよく、置換されていてもよい。置換基としては、アルキル基及びアリール基が挙げられる。置換アミノ基の例としては、Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基、Ｎ−フェニルアミノ基が挙げられる。
【００３２】
アシル基には、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、及びトリフルオロアセチル基が含まれる。アシル基の炭素数は、典型的にはＣ1-6である。
【００３３】
好ましいＲ1として、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールアルキル基、及びヘテロアリールアルキル基が例示される。
式（１）で表されるα−ケトエステルの例としては、トリフルオロピルビン酸メチル、トリフルオロピルビン酸エチル、トリフルオロピルビン酸ｎ−プロピル、トリフルオロピルビン酸ｉｓｏ−プロピル、トリフルオロピルビン酸ｎ−ブチル、トリフルオロピルビン酸ｓｅｃ−ブチル、トリフルオロピルビン酸ｔｅｒｔ−ブチル、トリフルオロピルビン酸ｎ−ヘキシル、トリフルオロピルビン酸シクロヘキシル、トリフルオロピルビン酸フェニル、トリフルオロピルビン酸フェネチル、２−ケトペンタフルオロ酪酸メチル、２−ケトヘプタフルオロ吉草酸メチルを挙げることができるが、これらに限定されない。
【００３４】
式（２）：
Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＳｉＸ （２）
で表されるハロゲン化シランにおいて、ＸはＣｌ，Ｂｒ，又はＩを表す。
【００３５】
Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルキル基、ヘテロシクロアルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキルアルキル基、シクロアルケニルアルキル基、ヘテロシクロアルキルアルキル基、ヘテロシクロアルケニルアルキル基、アリールアルキル基、ヘテロアリールアルキル基、アリールアルケニル基、及びヘテロアリールアルケニル基からなる群より選択され、同一であっても異なってもよい。これらの基は、上に定義の通りである。
【００３６】
好ましくは、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキルアルキル基、ヘテロシクロアルキルアルキル基、アリールアルキル基、及びヘテロアリールアルキル基からなる群より選択され、同一であっても異なってもよい。
【００３７】
さらに好ましくは、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して、置換又は未置換のメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ベンジル基、フェネチル基、フェニル基から独立して選択され、同一であっても異なってもよい。
【００３８】
Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、全てアルキル基であってもよく、２つがアルキル基であり残りの１つがアリール基であってもよく、２つがアリール基であり残りの１つがアルキル基であってもよく、全てアリール基であってもよい。つまり、Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ−は、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、アルキルジアリールシリル、またはトリアリールシリルでありうる。
【００３９】
式（２）の化合物の例としては、塩化トリメチルシラン、塩化トリエチルシラン、塩化フェニルジメチルシラン、塩化ジフェニルメチルシラン、臭化トリエチルシランなどを挙げることができる。これらの内、塩化トリメチルシランは入手が容易であるという点で好ましい。
【００４０】
式（１）のα−ケトエステルと式（２）の化合物を、還元剤の存在下で反応させることにより、式（３）のケテンシリルアセタールが得られる。還元剤として特に制限はなく、（１）の化合物の還元に際し酸化される種は、金属種であってもよく、非金属であってもよい。酸化可能な種が金属種である還元剤としては、金属単体、合金、金属塩、金属錯体、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００４１】
金属単体としては、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、亜鉛、銅、鉄、カドミウム、スズ、チタン、及びナトリウムが挙げられる。合金としては、これらの金属を含む合金、例えば、亜鉛−銅合金、ラネーニッケル、銀−亜鉛合金、銅−マグネシウム合金が挙げられる。金属塩としては、三塩化チタン、二ヨウ化サマリウム、及び二塩化クロムが挙げられる。金属錯体としては、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウムが挙げられる。非金属種を含む還元剤としては、ナトリウムナフタレニド、ナトリウムベンゾフェノンケチル錯体が挙げられる。これらの成分は単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。また、上記以外の成分と組み合わせて用いてもよい。そのような例としては、四塩化チタン−金属亜鉛系、二塩化チタノセン−金属亜鉛系、二ヨウ化サマリウム−金属サマリウム系、二ヨウ化サマリウム−金属マグネシウム系などが挙げられる。これらのうちで、金属マグネシウムを含む系、例えば金属マグネシウム、二ヨウ化サマリウム−金属マグネシウム系などが好ましい。
【００４２】
金属単体又は合金の形状に特に制限はなく、代表的な形状としては粉末、粒状、塊状、多孔質状、切削屑状、線状などが挙げられる。例えば、金属マグネシウムとしては、グリニャール反応において通常使用される公知の形状のマグネシウムが使用できる。金属単体又は合金の形状としては、比表面積が大きく式（１）の化合物と効率的に接触できる形状が好ましい。
【００４３】
使用される金属の量は、式（１）のα−ケトエステルにも依存するが、一般には式（１）の化合物に対して１当量以上、好ましくは２当量以上、５０当量以下、好ましくは１０当量以下である。
【００４４】
式（１）のα−ケトエステル及び式（２）の化合物の反応は、−９０℃以上、好ましくは−５０℃以上、さらに好ましくは−６０℃以上、１２０℃以下、好ましくは５０℃以下、さらに好ましくは０℃以下で行われる。反応時間は反応体及び還元剤の種類、並びに反応条件に依存するが、通常１０分以上、２４時間以下、好ましくは１０時間以下である。反応圧力は常圧付近でよい。その他の反応条件は、当業者に公知の有機マグネシウム化合物を用いる反応の条件が適用できる。
【００４５】
式（１）のα−ケトエステル及び式（２）の化合物の反応は、溶媒中で行われることが好ましい。溶媒としては、反応条件下で不活性なものであれば特に制限はなく、脂肪族炭化水素（例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン）；芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン）；ニトリル（例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、フェニルアセトニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル）；酸アミド（例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルホルムアミド、ホルムアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミド、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン）；エーテル（例えば、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、１，４−ジオキサン、ジエチルエーテル、１，２−エポキシエタン、１、４−ジオキサン、ジブチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、置換テトラヒドロフラン）などが使用され、特にジメチルホルムアミド、テトラヒドロフランが好ましい。これらの溶媒は単独で使用してもよく、組み合わせて使用してもよい。
【００４６】
生成する式（３）の化合物は水との反応性が高いことが多いため、使用する溶媒は水含有量が低いことが好ましい。もっとも、工業的に入手可能な溶媒に通常混入している程度の水分は、本製造方法の実施において特に問題にならず、従って水分を除去することなくそのまま使用できる。
【００４７】
溶媒の量は、出発原料の１重量部に対して１重量部以上、好ましくは２重量部以上、１００重量部以下、好ましくは１０重量部以下である。
式（１）及び（２）の化合物の反応を促進するため、還元剤を活性化してもよい。還元剤が固体である場合、例えば金属単体及び合金である場合には、グリニャール反応で行われている各種公知の手段をとることができる。例えば、臭素またはヨウ素などのハロゲン、グリニャール試薬、臭化エチル、ヨウ化メチル、ヨウ化メチレン、ヨウ化エチル、β−ブロモエチルエーテルなどの有機ハロゲン化物、又はオルト珪酸エチルを反応系に添加する方法や攪拌または超音波を照射する方法などを挙げることができる。これらの方法により、金属単体及び合金の表面が活性化され、反応速度が増大するとも考えられる。
【００４８】
また、生成する式（３）の化合物が水と反応しやすい場合には、脱水剤として作用する化合物を添加することが好ましい。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］ ２−トリフルオロメチル２−トリメチルシリルオキシケテンシリルアセタール：
【００５０】
【化５】
【００５１】
の合成
５０ｍｌの蒸留したテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解した塩化トリメチルシラン（７．０ｇ、６４ｍｍｏｌ）と市販のマグネシウム（０．９ｇ、３７ｍｍｏｌ）を秤量し、二口反応器内に加え、アルゴン雰囲気で−３０℃まで冷却した。さらに２０ｍｌの蒸留したＴＨＦに溶解したトリフルオロピルビン酸メチル（３．１ｇ、２０ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、その後５時間、−３０℃で攪拌を続けた。
【００５２】
反応液に無水１，４−ジオキサンを１５ｍｌ添加して溶存マグネシウム塩を析出させて１時間静置した後、デカンテーションにより結晶物を除去した。得られたＴＨＦ溶液を減圧下（〜３０ｍｍＨｇ）で濃縮し、過剰の塩化トリメチルシランおよびＴＨＦを除去した。０．５ｍｍＨｇ、４５℃で蒸留すると、生成物として無色の液体（４．０ｇ、６６％）が得られた。この生成物のＥ／Ｚ選択性は７５／２５であった。生成物は、２−トリフルオロメチル２−トリメチルシリルオキシケテンシリルアセタールのＥ体とＺ体であることがわかった。
【００５３】
Ｅ−２−トリフルオロメチル２−トリメチルシリルオキシケテンシリルアセタール；1ＨＮＭＲ（６００ＭＨｚ，Ｃ6Ｄ6）δ０．０８（ｓ，９Ｈ）、０．１５（ｓ，９Ｈ）、３．２（ｓ，３Ｈ）；19ＦＮＭＲ（２８２ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6，Ｃ6Ｆ6内部標準）δ９７．７（ｓ，３Ｆ）。
【００５４】
Ｚ−２−トリフルオロメチル２−トリメチルシリルオキシケテンシリルアセタール；1ＨＮＭＲ（６００ＭＨｚ，Ｃ6Ｄ6）δ０．０９（ｓ，９Ｈ）、０．１６（ｓ，９Ｈ）、３．２（ｓ，３Ｈ）；19ＦＮＭＲ（２８２ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6，Ｃ6Ｆ6内部標準）δ９８．６（ｓ，３Ｆ）。
［実施例２］ ２−トリフルオロメチル２−トリメチルシリルオキシケテンシリルアセタール：
【００５５】
【化６】
【００５６】
の合成
トリフルオロピルビン酸エステルとしてトリフルオロピルビン酸メチルに代えてトリフルオロピルビン酸エチルを用いた点を除き、実施例１と同様に反応を行った。ケテンシリルアセタールの収率は４１％であった。
【００５７】
E体；無色液体（沸点９３℃／１２ｍｍＨｇ）； 19ＦＮＭＲ（２８２ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6，Ｃ6Ｆ6内部標準）δ９７．９（ｓ，３Ｆ）。
Z体；無色液体（沸点９３℃／１２ｍｍＨｇ）； 19ＦＮＭＲ（２８２ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6，Ｃ6Ｆ6内部標準）δ９９．０（ｓ，３Ｆ）。
［実施例３］ ２−トリフルオロメチル２−トリエチルシリルオキシケテンシリルアセタール：
【００５８】
【化７】
【００５９】
の合成
ハロゲン化トリアルキルシランとして塩化トリメチルシランに代えて塩化トリエチルシランを用いた点を除き、実施例１と同様に反応を行った。ケテンシリルアセタールの収率は２％であった。
【００６０】
E体；19ＦＮＭＲ（２８２ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6，Ｃ6Ｆ6内部標準）δ９８．７（ｓ，３Ｆ）。
Z体；19ＦＮＭＲ（２８２ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6，Ｃ6Ｆ6内部標準）δ９９．２（ｓ，３Ｆ）。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の製造方法によると、原料入手の容易な２−パーフルオロアルキルα−ケトエステル類を原料として、有機合成反応において有用な２−パーフルオロアルキル２−トリアルキルシリルオキシケテンシリルアセタールを収率よく製造できるという効果を奏する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を有するケテンシリルアセタールの製造方法に関する。該ケテンシリルアセタールは、医農薬を含む各種の有機化合物の中間体として用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
パーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を有する化合物は、これらの官能基に由来する特徴的な生物学的活性を有することから、その製造方法が検討されている。中でも、パーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を有するケテンシリルアセタールは、医農薬を含む様々な有機化合物のための中間体として有用である。例えば、パーフルオロアルキル基としてトリフルオロメチル基を有するケテンシリルアセタールは、アルドール反応やマイケル反応等の化学変換を経て各種の含フッ素化合物に転換することができるため、注目されている。
【０００３】
トリメチルシリル基を有するケテンシリルアセタールの製造例としては、トリフルオロプロピオン酸を原料として２−トリフルオロメチルケテンシリルアセタールである
ＣＦ3ＣＨ＝Ｃ（ＯＳｉＭｅ3）（ＯＭｅ）
を合成することが報告されている（非特許文献１を参照）。しかし、この合成方法で得られる化合物では、トリフルオロメチル基のα炭素は３級炭素であり、α炭素をさらに置換した化合物を得るためには必ずしも適切な中間体とはいえない。そこで、トリフルオロメチル基のα炭素が４級炭素となるケテンシリルアセタールの製造方法が求められている。
【０００４】
しかし、パーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基のα炭素が４級炭素となるケテンシリルアセタールの合成は、困難であった。その理由は、以下の式に示す通り、炭素−フッ素結合が還元条件下でフッ化物イオンの生成を伴って切断され、２，２−ジフルオロ体が生成しやすいためである。
【０００５】
【化１】
【０００６】
そこで、パーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を有するケテンシリルアセタール、特にパーフルオロアルキル基又はポリフルオロアルキル基のα炭素が４級炭素であるケテンシリルアセタールの製造方法が求められている。
【非特許文献１】T. Yokozawa et al., Tetrahedron Lett., Vol.25, p.3991 (1984)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みなされたものであり、パーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を有するケテンシリルアセタールの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らはこれらの課題を解決すべく鋭意検討を進めた結果、α−ケトエステルを原料として使用することによって、２位に置換シリル基とパーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基とを有するケテンシリルアセタールを簡便に高収率で得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、本発明は、以下のものを提供する。
［１］ 式（１）：
【００１０】
【化２】
【００１１】
（式中、Ｒfはパーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を表し、Ｒ1は水素又は１価の有機基を表す）
で表されるα−ケトエステルを、
式（２）：
Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＳｉＸ （２）
（式中、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキルアルキル基、ヘテロシクロアルキルアルキル基、アリールアルキル基、及びヘテロアリールアルキル基からなる群より選択され、同一であっても異なってもよく、
Ｘは塩素、臭素、又はヨウ素を表す）
で表される化合物と還元剤の存在下で反応させる工程を含む、
式（３）：
【００１２】
【化３】
【００１３】
（式中、Ｒf、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、前記の通りである）
で表されるケテンシリルアセタールの製造方法。
［２］ Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4が、独立して、置換又は未置換のメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ベンジル基、フェネチル基、及びフェニル基からなる群より選択される、［１］に記載の製造方法。
［３］ Ｒ1がアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールアルキル基、又はヘテロアリールアルキル基である、［１］又は［２］に記載の製造方法。
［４］ 還元剤が酸化可能な金属種を含む、［１］−［３］の何れかに記載の製造方法。
［５］ 還元剤が金属単体又は合金を含む、［４］に記載の製造方法。
［６］ 還元剤が、金属マグネシウム；又は、二ヨウ化サマリウム−金属マグネシウムの組み合わせ；である、［５］に記載の製造方法。
［７］ 還元剤の存在下における式（１）のα−ケトエステルと式（２）の化合物との反応が−９０℃から１２０℃の範囲で行われる、［１］−［６］の何れかに記載の方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明で使用されるα−ケトエステル
【００１５】
【化４】
【００１６】
において、Ｒfはパーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を表す。ここでパーフルオロアルキル基とは、Ｈ原子が全てＦ原子で置換されたアルキル基を指し、ポリフルオロアルキル基とは、２つ以上のＨ原子がＦ原子で置換されたアルキル基を指し、フルオロアルキル基とは、１つのＨ原子がＦ原子で置換されたアルキル基を指す。
【００１７】
Ｒfの炭素数に特に制限はなく、好ましくはＣ1-8、さらに好ましくはＣ1-6、より好ましくはＣ1-4である。Ｒfとして、モノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、テトラフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘキサフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロｎ−プロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ノナフルオロｎ−ブチル基、ノナフルオロｔ−ブチル基などが例示されるが、これらに限定されない。
【００１８】
Ｒ1は水素又は１価の有機基を表し、反応条件下で不活性であることが好ましい。Ｒ1として、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルケニル基、アリールアルキル基、ヘテロアリールアルキル基、シクロアルキルアルキル基、ヘテロシクロアルキルアルキル基、シクロアルケニルアルキル基、ヘテロシクロアルケニルアルキル基、アミノアルキル基、アシルアルキル基、アルコキシアルキル基、チオアルコキシアルキル基、アリールオキシアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基、アシルオキシアルキル基が挙げられる。
【００１９】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「アルキル基」は未置換であっても１以上の置換基で置換されていてもよく、直鎖であっても分枝状であってもよい。アルキル基の炭素数に特に制限はなく、好ましくはＣ1-20、さらに好ましくはＣ1-12、より好ましくはＣ1-8、さらにより好ましくはＣ1-6、なお好ましくはＣ1-4である。アルキル基として、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソアミル、ヘキシル、オクチルが挙げられる。該アルキル基が置換されている場合、置換基としてハロゲン（Ｆ、Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）、ＳＨ、アミノ、アルコキシ、アルキルチオ、ハロアルコキシ、ハロアルキルチオが挙げられる。
【００２０】
ここでアルコキシ基とは、前記のアルキル基に酸素が結合した一価の基を指し、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、及びｔｅｒｔ−ブトキシ基が含まれる。アルコキシ基の炭素数は、典型的にはＣ1-6である。アルキルチオ基は該アルコキシ基の−Ｏ−を−Ｓ−で置換した基を指し、ハロアルコキシ基及びハロアルキルチオ基は該アルコキシ基及び該アルキルチオ基の少なくとも１つのＨをハロゲンで置換した基を指す。
【００２１】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「アルケニル基」は未置換であっても１以上の置換基で置換されていてもよく、直鎖であっても分枝状であってもよい。アルキル基の炭素数に特に制限はなく、好ましくはＣ2-20、さらに好ましくはＣ2-12、より好ましくはＣ2-8、さらにより好ましくはＣ2-6、なお好ましくはＣ2-4である。アルケニル基として、アリル、プロペニル、ブテニル及び３−メチルブテニルが挙げられる。アルケニル基の置換基としては、アルキル基の置換基として上に述べた基が挙げられる。
【００２２】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「アルキニル基」は未置換であっても１以上の置換基で置換されていてもよく、直鎖であっても分枝状であってもよい。アルキニル基の炭素数に特に制限はなく、好ましくはＣ2-20、さらに好ましくはＣ2-12、より好ましくはＣ2-8、さらにより好ましくはＣ2-6、なお好ましくはＣ2-4である。アルキニル基として、エチニル、プロピニル、プロパルギル、ブチニル、イソブチニル、ペンチニル、ヘキシニルが挙げられる。アルキニル基の置換基としては、アルキル基の置換基として上に述べた基が挙げられる。
【００２３】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「アリール基」は芳香族炭化水素基を指し、縮合していてもよい。アリール基には、フェニル、インデニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、インダニル、及びビフェニルが含まれる。アリール基の炭素数に特に制限はなく、好ましくはＣ6-18、より好ましくはＣ6-12である。アリール基は未置換であってもよく、１以上の基で置換されていてもよい。置換基として、ハロゲン、アミノ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、アシル、アシルアルキル、アルコキシカルボニルアルキル、アルキル、パーフルオロアルキル、ポリフルオロアルキル、フルオロアルキル、アルコキシ、アルキルチオ、ハロアルコキシ、ハロアルキルチオが挙げられる。
【００２４】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「ヘテロアリール基」は、１つ以上のヘテロ原子を環中に有する芳香環を含有する基を意味し、縮合していてもよい。ヘテロ原子には、窒素、酸素、硫黄が含まれる。ヘテロアリール基に２以上のヘテロ原子が含まれる場合、ヘテロ原子は同一であってもよく、異なってもよい。ヘテロアリール基は未置換であってもよく、１以上の基で置換されていてもよい。置換基には、アリール基の置換基として上に記載した基やオキソ基が含まれる。ヘテロアリール基の炭素数に特に制限はなく、好ましくはＣ3-18、より好ましくはＣ4-12である。ヘテロアリール基には、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、トリアジニル、テトラゾリル、オキサゾリル、インドリジニル、インドリル、イソインドリル、インダゾリル、プリニル、キノリジニル、イソキノリル、キノリル、フタラジニル、ナフチリジニル、キノキサリニル、オキサジアゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、ベンズイミダゾリルが挙げられる。
【００２５】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「シクロアルキル基」は、非芳香族の飽和環式炭化水素を指す。シクロアルキル基は未置換であってもよく、１以上の基で置換されていてもよい。置換基には、アルキル基の置換基として前述した基が含まれる。シクロアルキル基の炭素数に特に制限はなく、典型的にはＣ3-10、好ましくはＣ3-8である。シクロアルキル基の例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびシクロヘプチルが挙げられる。
【００２６】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「シクロアルケニル基」は、非芳香族の不飽和環式炭化水素を指す。環内の不飽和結合は１つであってもよく、２以上でもよい。シクロアルケニル基は未置換であってもよく、１以上の基で置換されていてもよい。置換基には、シクロアルキル基の置換基として前述した基が含まれる。シクロアルケニル基の炭素数に特に制限はなく、典型的にはＣ3-10、好ましくはＣ4-8である。シクロアルケニル基の例としては、シクロペンテニル、シクロペンタジエニル、シクロヘキセニル、シクロヘキサジエニル、シクロブタジエニルが挙げられる。
【００２７】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「ヘテロシクロアルキル基」は、１つ以上の炭素原子がヘテロ原子で置換されているシクロアルキル基を指す。ヘテロ原子には、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子が含まれる。ヘテロシクロアルキル基は未置換であってもよく、１以上の基で置換されていてもよい。置換基には、シクロアルキル基の置換基として上に記載した基及びオキソ基が含まれる。ヘテロシクロアルキル基の炭素数に特に制限はなく、典型的にはＣ2-9である。ヘテロシクロアルキル基の例として、テトラヒドロフリル、モルホリニル、ピペラジニル、ピペリジル、ピロリジニルが挙げられる。
【００２８】
本明細書において、単独で又は他の基の一部として用いられる「ヘテロシクロアルケニル基」は、１つ以上の炭素原子がヘテロ原子で置換されているシクロアルケニル基を指す。ヘテロ原子には、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子が含まれる。ヘテロシクロアルケニル基は未置換であってもよく、１以上の基で置換されていてもよい。置換基には、ヘテロシクロアルキル基の置換基として上に記載した基が含まれる。ヘテロシクロアルケニル基の炭素数に特に制限はなく、典型的にはＣ2-9である。ヘテロシクロアルケニル基の例として、ジヒドロフリル、イミダゾリル、ピロリニル、ピラゾリニルが挙げられる。
【００２９】
アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、及びヘテロシクロアルキル基、ヘテロシクロアルケニル基は、２以上の環を含んでもよい。その様な場合、２以上の環は縮合していてもよく、スピロ原子によって結合していてもよく、１つの環が他の環の側鎖として結合していてもよい。
【００３０】
アリールアルキル基、ヘテロアリールアルキル基、シクロアルキルアルキル基、シクロアルケニルアルキル基、ヘテロシクロアルキルアルキル基、ヘテロシクロアルケニルアルキル基、アミノアルキル基、アシルアルキル基、アルコキシアルキル基、チオアルコキシアルキル基、アリールオキシアルキル、アルコキシカルボニルアルキル基、及びアシルオキシアルキル基は、アルキル基がそれぞれ１以上のアリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルキル基、ヘテロシクロアルケニル基、アミノ基、アシル基、アルコキシ基、チオアルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、及びアシルオキシアルキル基で置換された基を指す。ここで、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、シクロアルケニル基、及びヘテロシクロアルケニル基は前述の通りであるが、アルキル基は直鎖であることが好ましい。
【００３１】
アミノ基は、未置換であってもよく、置換されていてもよい。置換基としては、アルキル基及びアリール基が挙げられる。置換アミノ基の例としては、Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基、Ｎ−フェニルアミノ基が挙げられる。
【００３２】
アシル基には、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、及びトリフルオロアセチル基が含まれる。アシル基の炭素数は、典型的にはＣ1-6である。
【００３３】
好ましいＲ1として、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールアルキル基、及びヘテロアリールアルキル基が例示される。
式（１）で表されるα−ケトエステルの例としては、トリフルオロピルビン酸メチル、トリフルオロピルビン酸エチル、トリフルオロピルビン酸ｎ−プロピル、トリフルオロピルビン酸ｉｓｏ−プロピル、トリフルオロピルビン酸ｎ−ブチル、トリフルオロピルビン酸ｓｅｃ−ブチル、トリフルオロピルビン酸ｔｅｒｔ−ブチル、トリフルオロピルビン酸ｎ−ヘキシル、トリフルオロピルビン酸シクロヘキシル、トリフルオロピルビン酸フェニル、トリフルオロピルビン酸フェネチル、２−ケトペンタフルオロ酪酸メチル、２−ケトヘプタフルオロ吉草酸メチルを挙げることができるが、これらに限定されない。
【００３４】
式（２）：
Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＳｉＸ （２）
で表されるハロゲン化シランにおいて、ＸはＣｌ，Ｂｒ，又はＩを表す。
【００３５】
Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルキル基、ヘテロシクロアルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキルアルキル基、シクロアルケニルアルキル基、ヘテロシクロアルキルアルキル基、ヘテロシクロアルケニルアルキル基、アリールアルキル基、ヘテロアリールアルキル基、アリールアルケニル基、及びヘテロアリールアルケニル基からなる群より選択され、同一であっても異なってもよい。これらの基は、上に定義の通りである。
【００３６】
好ましくは、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキルアルキル基、ヘテロシクロアルキルアルキル基、アリールアルキル基、及びヘテロアリールアルキル基からなる群より選択され、同一であっても異なってもよい。
【００３７】
さらに好ましくは、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して、置換又は未置換のメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ベンジル基、フェネチル基、フェニル基から独立して選択され、同一であっても異なってもよい。
【００３８】
Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、全てアルキル基であってもよく、２つがアルキル基であり残りの１つがアリール基であってもよく、２つがアリール基であり残りの１つがアルキル基であってもよく、全てアリール基であってもよい。つまり、Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ−は、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、アルキルジアリールシリル、またはトリアリールシリルでありうる。
【００３９】
式（２）の化合物の例としては、塩化トリメチルシラン、塩化トリエチルシラン、塩化フェニルジメチルシラン、塩化ジフェニルメチルシラン、臭化トリエチルシランなどを挙げることができる。これらの内、塩化トリメチルシランは入手が容易であるという点で好ましい。
【００４０】
式（１）のα−ケトエステルと式（２）の化合物を、還元剤の存在下で反応させることにより、式（３）のケテンシリルアセタールが得られる。還元剤として特に制限はなく、（１）の化合物の還元に際し酸化される種は、金属種であってもよく、非金属であってもよい。酸化可能な種が金属種である還元剤としては、金属単体、合金、金属塩、金属錯体、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００４１】
金属単体としては、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、亜鉛、銅、鉄、カドミウム、スズ、チタン、及びナトリウムが挙げられる。合金としては、これらの金属を含む合金、例えば、亜鉛−銅合金、ラネーニッケル、銀−亜鉛合金、銅−マグネシウム合金が挙げられる。金属塩としては、三塩化チタン、二ヨウ化サマリウム、及び二塩化クロムが挙げられる。金属錯体としては、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウムが挙げられる。非金属種を含む還元剤としては、ナトリウムナフタレニド、ナトリウムベンゾフェノンケチル錯体が挙げられる。これらの成分は単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。また、上記以外の成分と組み合わせて用いてもよい。そのような例としては、四塩化チタン−金属亜鉛系、二塩化チタノセン−金属亜鉛系、二ヨウ化サマリウム−金属サマリウム系、二ヨウ化サマリウム−金属マグネシウム系などが挙げられる。これらのうちで、金属マグネシウムを含む系、例えば金属マグネシウム、二ヨウ化サマリウム−金属マグネシウム系などが好ましい。
【００４２】
金属単体又は合金の形状に特に制限はなく、代表的な形状としては粉末、粒状、塊状、多孔質状、切削屑状、線状などが挙げられる。例えば、金属マグネシウムとしては、グリニャール反応において通常使用される公知の形状のマグネシウムが使用できる。金属単体又は合金の形状としては、比表面積が大きく式（１）の化合物と効率的に接触できる形状が好ましい。
【００４３】
使用される金属の量は、式（１）のα−ケトエステルにも依存するが、一般には式（１）の化合物に対して１当量以上、好ましくは２当量以上、５０当量以下、好ましくは１０当量以下である。
【００４４】
式（１）のα−ケトエステル及び式（２）の化合物の反応は、−９０℃以上、好ましくは−５０℃以上、さらに好ましくは−６０℃以上、１２０℃以下、好ましくは５０℃以下、さらに好ましくは０℃以下で行われる。反応時間は反応体及び還元剤の種類、並びに反応条件に依存するが、通常１０分以上、２４時間以下、好ましくは１０時間以下である。反応圧力は常圧付近でよい。その他の反応条件は、当業者に公知の有機マグネシウム化合物を用いる反応の条件が適用できる。
【００４５】
式（１）のα−ケトエステル及び式（２）の化合物の反応は、溶媒中で行われることが好ましい。溶媒としては、反応条件下で不活性なものであれば特に制限はなく、脂肪族炭化水素（例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン）；芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン）；ニトリル（例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、フェニルアセトニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル）；酸アミド（例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルホルムアミド、ホルムアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミド、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン）；エーテル（例えば、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、１，４−ジオキサン、ジエチルエーテル、１，２−エポキシエタン、１、４−ジオキサン、ジブチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、置換テトラヒドロフラン）などが使用され、特にジメチルホルムアミド、テトラヒドロフランが好ましい。これらの溶媒は単独で使用してもよく、組み合わせて使用してもよい。
【００４６】
生成する式（３）の化合物は水との反応性が高いことが多いため、使用する溶媒は水含有量が低いことが好ましい。もっとも、工業的に入手可能な溶媒に通常混入している程度の水分は、本製造方法の実施において特に問題にならず、従って水分を除去することなくそのまま使用できる。
【００４７】
溶媒の量は、出発原料の１重量部に対して１重量部以上、好ましくは２重量部以上、１００重量部以下、好ましくは１０重量部以下である。
式（１）及び（２）の化合物の反応を促進するため、還元剤を活性化してもよい。還元剤が固体である場合、例えば金属単体及び合金である場合には、グリニャール反応で行われている各種公知の手段をとることができる。例えば、臭素またはヨウ素などのハロゲン、グリニャール試薬、臭化エチル、ヨウ化メチル、ヨウ化メチレン、ヨウ化エチル、β−ブロモエチルエーテルなどの有機ハロゲン化物、又はオルト珪酸エチルを反応系に添加する方法や攪拌または超音波を照射する方法などを挙げることができる。これらの方法により、金属単体及び合金の表面が活性化され、反応速度が増大するとも考えられる。
【００４８】
また、生成する式（３）の化合物が水と反応しやすい場合には、脱水剤として作用する化合物を添加することが好ましい。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］ ２−トリフルオロメチル２−トリメチルシリルオキシケテンシリルアセタール：
【００５０】
【化５】
【００５１】
の合成
５０ｍｌの蒸留したテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解した塩化トリメチルシラン（７．０ｇ、６４ｍｍｏｌ）と市販のマグネシウム（０．９ｇ、３７ｍｍｏｌ）を秤量し、二口反応器内に加え、アルゴン雰囲気で−３０℃まで冷却した。さらに２０ｍｌの蒸留したＴＨＦに溶解したトリフルオロピルビン酸メチル（３．１ｇ、２０ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、その後５時間、−３０℃で攪拌を続けた。
【００５２】
反応液に無水１，４−ジオキサンを１５ｍｌ添加して溶存マグネシウム塩を析出させて１時間静置した後、デカンテーションにより結晶物を除去した。得られたＴＨＦ溶液を減圧下（〜３０ｍｍＨｇ）で濃縮し、過剰の塩化トリメチルシランおよびＴＨＦを除去した。０．５ｍｍＨｇ、４５℃で蒸留すると、生成物として無色の液体（４．０ｇ、６６％）が得られた。この生成物のＥ／Ｚ選択性は７５／２５であった。生成物は、２−トリフルオロメチル２−トリメチルシリルオキシケテンシリルアセタールのＥ体とＺ体であることがわかった。
【００５３】
Ｅ−２−トリフルオロメチル２−トリメチルシリルオキシケテンシリルアセタール；1ＨＮＭＲ（６００ＭＨｚ，Ｃ6Ｄ6）δ０．０８（ｓ，９Ｈ）、０．１５（ｓ，９Ｈ）、３．２（ｓ，３Ｈ）；19ＦＮＭＲ（２８２ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6，Ｃ6Ｆ6内部標準）δ９７．７（ｓ，３Ｆ）。
【００５４】
Ｚ−２−トリフルオロメチル２−トリメチルシリルオキシケテンシリルアセタール；1ＨＮＭＲ（６００ＭＨｚ，Ｃ6Ｄ6）δ０．０９（ｓ，９Ｈ）、０．１６（ｓ，９Ｈ）、３．２（ｓ，３Ｈ）；19ＦＮＭＲ（２８２ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6，Ｃ6Ｆ6内部標準）δ９８．６（ｓ，３Ｆ）。
［実施例２］ ２−トリフルオロメチル２−トリメチルシリルオキシケテンシリルアセタール：
【００５５】
【化６】
【００５６】
の合成
トリフルオロピルビン酸エステルとしてトリフルオロピルビン酸メチルに代えてトリフルオロピルビン酸エチルを用いた点を除き、実施例１と同様に反応を行った。ケテンシリルアセタールの収率は４１％であった。
【００５７】
E体；無色液体（沸点９３℃／１２ｍｍＨｇ）； 19ＦＮＭＲ（２８２ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6，Ｃ6Ｆ6内部標準）δ９７．９（ｓ，３Ｆ）。
Z体；無色液体（沸点９３℃／１２ｍｍＨｇ）； 19ＦＮＭＲ（２８２ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6，Ｃ6Ｆ6内部標準）δ９９．０（ｓ，３Ｆ）。
［実施例３］ ２−トリフルオロメチル２−トリエチルシリルオキシケテンシリルアセタール：
【００５８】
【化７】
【００５９】
の合成
ハロゲン化トリアルキルシランとして塩化トリメチルシランに代えて塩化トリエチルシランを用いた点を除き、実施例１と同様に反応を行った。ケテンシリルアセタールの収率は２％であった。
【００６０】
E体；19ＦＮＭＲ（２８２ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6，Ｃ6Ｆ6内部標準）δ９８．７（ｓ，３Ｆ）。
Z体；19ＦＮＭＲ（２８２ＭＨｚ、Ｃ6Ｄ6，Ｃ6Ｆ6内部標準）δ９９．２（ｓ，３Ｆ）。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の製造方法によると、原料入手の容易な２−パーフルオロアルキルα−ケトエステル類を原料として、有機合成反応において有用な２−パーフルオロアルキル２−トリアルキルシリルオキシケテンシリルアセタールを収率よく製造できるという効果を奏する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）：
【化１】
（式中、Ｒfはパーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を表し、Ｒ1は水素又は１価の有機基を表す）
で表されるα−ケトエステルを、
式（２）：
Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＳｉＸ （２）
（式中、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキルアルキル基、ヘテロシクロアルキルアルキル基、アリールアルキル基、及びヘテロアリールアルキル基からなる群より選択され、同一であっても異なってもよく、
Ｘは塩素、臭素、又はヨウ素を表す）
で表される化合物と還元剤の存在下で反応させる工程を含む、
式（３）：
【化２】
（式中、Ｒf、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、前記の通りである）
で表されるケテンシリルアセタールの製造方法。
【請求項２】
Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4が、独立して、置換又は未置換のメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ベンジル基、フェネチル基、及びフェニル基からなる群より選択される、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
Ｒ1がアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールアルキル基、又はヘテロアリールアルキル基である、請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
還元剤が酸化可能な金属種を含む、請求項１−３の何れかに記載の製造方法。
【請求項５】
還元剤が金属単体又は合金を含む、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
還元剤が、金属マグネシウム；又は、二ヨウ化サマリウム−金属マグネシウムの組み合わせ；である、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
還元剤の存在下における式（１）のα−ケトエステルと式（２）の化合物との反応が−９０℃から１２０℃の範囲で行われる、請求項１−６の何れかに記載の方法。
【請求項１】
式（１）：
【化１】
（式中、Ｒfはパーフルオロアルキル基、ポリフルオロアルキル基、又はフルオロアルキル基を表し、Ｒ1は水素又は１価の有機基を表す）
で表されるα−ケトエステルを、
式（２）：
Ｒ2Ｒ3Ｒ4ＳｉＸ （２）
（式中、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキルアルキル基、ヘテロシクロアルキルアルキル基、アリールアルキル基、及びヘテロアリールアルキル基からなる群より選択され、同一であっても異なってもよく、
Ｘは塩素、臭素、又はヨウ素を表す）
で表される化合物と還元剤の存在下で反応させる工程を含む、
式（３）：
【化２】
（式中、Ｒf、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、前記の通りである）
で表されるケテンシリルアセタールの製造方法。
【請求項２】
Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4が、独立して、置換又は未置換のメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ベンジル基、フェネチル基、及びフェニル基からなる群より選択される、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
Ｒ1がアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールアルキル基、又はヘテロアリールアルキル基である、請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
還元剤が酸化可能な金属種を含む、請求項１−３の何れかに記載の製造方法。
【請求項５】
還元剤が金属単体又は合金を含む、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
還元剤が、金属マグネシウム；又は、二ヨウ化サマリウム−金属マグネシウムの組み合わせ；である、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
還元剤の存在下における式（１）のα−ケトエステルと式（２）の化合物との反応が−９０℃から１２０℃の範囲で行われる、請求項１−６の何れかに記載の方法。
【公開番号】特開２００６−６９９９８（Ｐ２００６−６９９９８Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５８２６１（Ｐ２００４−２５８２６１）
【出願日】平成１６年９月６日（２００４．９．６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り （１）社団法人日本化学会発行、日本化学会第８４春季年会 ２００４年 講演予稿集ＩＩ、平成１６年３月１１日発行 （２）Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｆｌｕｏｒｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ’０４ Ｋｙｏｔｏ、 日本学術振興会 フッ素化学第１５５委員会主催、２００４（平成１６）年５月９日から同年５月１１日に開催
【出願人】（０００１５７１１９）関東電化工業株式会社 (68)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月６日（２００４．９．６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り （１）社団法人日本化学会発行、日本化学会第８４春季年会 ２００４年 講演予稿集ＩＩ、平成１６年３月１１日発行 （２）Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｆｌｕｏｒｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ’０４ Ｋｙｏｔｏ、 日本学術振興会 フッ素化学第１５５委員会主催、２００４（平成１６）年５月９日から同年５月１１日に開催
【出願人】（０００１５７１１９）関東電化工業株式会社 (68)
【Ｆターム（参考）】
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