フッ素化試薬組成物およびｇｅｍ−ジフルオロ化合物の製造方法
【課題】 N-(2-クロロ-1,1,2-トリフルオロエチル)ジエチルアミンまたはその類縁体であるフルオロアルキルアミン試薬の貯蔵安定性を改善し、それを用いてカルボニル化合物からgem-ジフルオロ化合物を製造する方法を提供する。
【解決手段】 N-(2-クロロ-1,1,2-トリフルオロエチル)ジエチルアミンまたはその類縁体であるフルオロアルキルアミン試薬にフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンを混合させることで貯蔵安定性が向上する。さらに上記発明のフッ素化試薬組成物を酸性または中性条件下において使用し、カルボニル化合物からgem−ジフルオロ化合物を合成する製造方法である。
【解決手段】 N-(2-クロロ-1,1,2-トリフルオロエチル)ジエチルアミンまたはその類縁体であるフルオロアルキルアミン試薬にフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンを混合させることで貯蔵安定性が向上する。さらに上記発明のフッ素化試薬組成物を酸性または中性条件下において使用し、カルボニル化合物からgem−ジフルオロ化合物を合成する製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルオロアルキルアミン試薬とアミンとのフッ素化試薬組成物に関する。さらにそのフッ素化試薬組成物を用いて、医農薬中間体や液晶材料の原料等として極めて有用なgem−ジフルオロ化合物を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｎ−（２−クロロ−１，１，２−トリフルオロエチル）ジエチルアミン（以下「ＣＴＴ」と略す場合がある）及びその類縁体であるフルオロアルキルアミン試薬は、主にヒドロキシル基のフッ素化剤として幅広く使用されている。
【０００３】
また、gem−ジフルオロ化合物は、抗ＨＩＶ薬、抗精神薬、糖尿病薬など、多くの医薬品の製造中間体として用いられている（例えば非特許文献１、非特許文献２、特許文献１、特許文献２）。また液晶材料の中間体としても用いられている（例えば特許文献３）。
【０００４】
ＣＴＴ及びその類縁体などのフルオロアルキルアミン試薬は主にヒドロキシル基のフッ素化剤として幅広く使用されているが、これらのフッ素化剤は安定性に問題が有り、長期貯蔵安定でないことが一般的に知られている。
【０００５】
また、ＣＴＴはフッ素化試薬として使用され、主にヒドロキシル基のフッ素化剤として一般的に知られている。また、ヒドロキシル基以外にも、カルボン酸のフッ素化の例として非特許文献３が挙げられる。さらにアルデヒドのフッ素化の例として非特許文献４が挙げられる。しかしながら、アルデヒド官能基のジフルオロ化は反応収率が著しく悪い。ＣＴＴの類縁体であるＮ−（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル）ジエチルアミン（いわゆるＰＰＤＡ）も、ヒドロキシル基のフッ素化剤として一般的に知られている。また、ヒドロキシル基以外にも、カルボン酸のフッ素化の例として非特許文献５が挙げられる。しかしながら、ＣＴＴ及びその類縁体などのフルオロアルキルアミン試薬はアルデヒドやケトンと反応しにくいことが一般的に知られている。（非特許文献６）。
【特許文献１】国際公開WO2005019168号パンフレット
【特許文献２】国際公開WO03074500号パンフレット
【特許文献３】特開2004-155755号公報
【非特許文献１】Tetrahedron Letters,46(30),5005-7;2005
【非特許文献２】Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters,15(17),3957-3961;2005
【非特許文献３】Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas,108(1),20-7;1989
【非特許文献４】Chemische Berichte,118(7),3004-10;1985
【非特許文献５】Journal of Fluorine Chemistry,23(4),383-8;1983
【非特許文献６】Org．React．，21，160（1974） しかしながら、gem−ジフルオロ化合物の要望が増してきたために、安価で安全に製造可能で、貯蔵安定なフッ素化剤を用いて、この種の高収率な製造技術が待望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、安価で容易に製造可能なＣＴＴ及びその類縁体であるフルオロアルキルアミン試薬の貯蔵安定性を改善し、カルボニル官能基を高選択率、高収率でジフルオロ化する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題に鑑み本発明者らは鋭意検討した結果、ＣＴＴ及びその類縁体であるフルオロアルキルアミン試薬とフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンを混合することにより、貯蔵安定性が改善することを発明した。またそのフッ素化試薬組成物もしくはそのフッ素化試薬組成物から誘導されたフッ素化剤を用いたgem−ジフルオロ化合物を高選択率、高収率で得る手段を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の概要は以下のとおりである。
（１） 一般式（１）
【０００９】
【化１】
【００１０】
（ただし、式中Ｒ１、Ｒ２はヘテロ原子を含んでもよい炭素数が１から４の低級アルキル基であり、Ｒ３は炭素数が１から３の低級アルキル基である。Ｒ１とＲ２は結合して環を構成してもよく、Ｒ３はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
で表されるフルオロアルキルアミン試薬および該フルオロアルキルアミン試薬以外のアミンからなるフッ素化試薬組成物。
（２） 一般式（１）で表されるフルオロアルキルアミン試薬が、Ｎ−（２−クロロ−１，１，２−トリフルオロエチル）ジエチルアミン、Ｎ−（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル）ジエチルアミンまたはＮ−（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）ジメチルアミンである（１）に記載のフッ素化試薬組成物。
（３） 一般式（２）
【００１１】
【化２】
【００１２】
（ただし、式中Ｒ４は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基、Ｒ５は置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよい。）
で表されるカルボニル化合物と、（１）または（２）に記載されたフッ素化試薬組成物を反応させて、一般式（３）
【００１３】
【化３】
【００１４】
（ただし、式中のＲ４、Ｒ５は前記定義に同じ）
で表されるgem−ジフルオロ化合物を製造する方法であって、中性または酸性条件下で反応させることを特徴とするgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
（４） （１）または（２）に記載されたフッ素化試薬組成物からフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンを除去して得たフッ素化剤と、一般式（２）
【００１５】
【化４】
【００１６】
（ただし、式中Ｒ４は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基、Ｒ５は置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよい。）
で表されるカルボニル化合物とを反応させることを特徴とする一般式（３）
【００１７】
【化５】
【００１８】
（ただし、式中のＲ４、Ｒ５は前記定義に同じ）
で表されるgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
（５） フッ化水素の存在下で反応を行うことを特徴とする（４）記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
（６） 酸を添加して反応を行うことを特徴とする、（３）記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
（７） 酸がフッ化水素であることを特徴とする、（６）記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
（８） 一般式（２）および一般式（３）において、Ｒ４が置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ５が置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよいものである（３）ないし（７）のいずれか１項に記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、安価で容易に製造可能なフッ素化剤であるＣＴＴもしくはその類縁体の貯蔵安定性が向上し、またそのフッ素化試薬を用いてカルボニル化合物のジフルオロ化が高選択率、高収率で進行することが可能になり、高純度のジフルオロ化合物を低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下にさらに詳細に本発明を説明する。
【００２１】
本発明のフッ素化試薬組成物におけるフルオロアルキルアミン試薬は下記一般式（１）で表される化合物である。
【００２２】
【化６】
【００２３】
（ただし、式中Ｒ１、Ｒ２はヘテロ原子を含んでもよい炭素数が１から４の低級アルキル基であり、Ｒ３は炭素数が１から３の低級アルキル基である。Ｒ１とＲ２は結合して環を構成してもよく、Ｒ３はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
【００２４】
一般式（１）の式中のＲ１、Ｒ２は炭素数が１から４の低級アルキル基であり、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチルなどが挙げられる。またこれらはヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ１、Ｒ２が結合して環を構成しても良い。例えばモルホリルなどが挙げられる。Ｒ３は炭素数が１から３の低級アルキル基であり、該アルキル基は場合によりフッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子に置換されても良い。
【００２５】
一般式（１）で表されるフルオロアルキルアミン試薬としては、Ｎ−（２−クロロ−１，１，２−トリフルオロエチル）ジエチルアミン、Ｎ−（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル）ジエチルアミンまたはＮ−（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）ジメチルアミンを挙げることができる。
【００２６】
一般式（１）で表されるフルオロアルキルアミン試薬に混合するフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンは、特に制限されることはないが、好ましくはジエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、コリジン、ジメチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ジイソプロピルアミン、トリプロピルアミンなどが挙げられる。特にジエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジンが好ましい。
【００２７】
一般式（１）で表されるフルオロアルキルアミン試薬に混合するフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンの混合比は、特に制限されることはないが、好ましくは一般式（１）で表されるフルオロアルキルアミン試薬１モルに対してアミン量が0.01〜30モルである。特に好ましくは0.5〜5モルが好ましい。
【００２８】
本発明で用いられるカルボニル化合物は一般式（２）
【００２９】
【化７】
【００３０】
（ただし、式中Ｒ４は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基、Ｒ５は置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよい。）
【００３１】
一般式（２）中のアルキル基とは、炭素数が１から２０のアルキル基を意味し、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、１−メチルブチル、２−メチルブチル、３−メチルブチル、１−エチルプロピル、シクロヘキシル、シクロペンチル、ｎ−ヘキシル、１，１−ジメチルプロピル、１，２−ジメチルプロピル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、４−メチルペンチル、１，１−ジメチルブチル、１，２−ジメチルブチル、１，３−ジメチルブチル、２，２−ジメチルブチル、２，３−ジメチルブチル、３，３−ジメチルブチル、１−エチルブチル、２−エチルブチル、１，１，２−トリメチルプロピル、１，２，２−トリメチルプロピル、１−エチル−１−メチルプロピル、１−エチル−２−メチルプロピル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、アダマンチル、メンチル、ノルボルニル、ビシクロヘキシル、ｎ−ノニル、ｎ−デシルおよびｎ−ドデシルなどを挙げることができる。該アルキル基は場合によりハロゲン原子、シアノ基、アリール基、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、アリールオキシカルボニル基などの置換基により置換されていてもよい。
【００３２】
また、一般式（２）中のアリール基としては炭素数が６から２０の芳香族基を意味し、例えばフェニル、メシチル、フェネチル、トリル、トリチル、ナフチル、アントラセニル、インドリル、およびビフェニル等を挙げることができる。アリール基は場合によりアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、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、アリールオキシカルボニル基などの置換基により置換されていてもよい。また、ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素もしくはヨウ素を意味する。
【００３３】
一般式（２）で表されるカルボニル誘導体として好ましい化合物は、例えば４−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル、ベンズアルデヒド、４，４’−ジクロロベンゾフェノン、４−ヘプタノン、メチル−３−オキソペンタノエイト、アセトフェノン、シクロヘキサノン、１−アセチル−４−ピペリドンが挙げられるが、本発明はここに示した例に制限されるものではない。
【００３４】
また本発明で得られるgem−ジフルオロ化合物は一般式（３）
【００３５】
【化８】
【００３６】
（ただし、式中のＲ４、Ｒ５は前記定義に同じ）
で表される。
【００３７】
このようなｇｅｍ−ジフルオロ化合物の一例としては、４，４−ジフルオロシクロヘキシルカルボン酸エチル、α，α−ジフルオロトルエン、４，４’−ジクロロ−ジフェニル−ジフルオロメタン、４，４−ジフルオロヘプタン、メチル−３，３−ジフルオロペンタノエイト、１，１−ジフルオロ−１−フェニルエタン、１，１−ジフルオロシクロヘキサン、１−アセチル−４，４−ジフルオロピペリジン等を挙げることが出来るが、本発明はここに示した例に制限されるものではない。
【００３８】
本発明において、使用する代表的なフルオロアルキルアミン試薬の製造方法を下記に示す。
【００３９】
ＣＴＴは、Org.React.,21,158(1974)に記載の方法で製造することができる。
【００４０】
ＰＰＤＡは、Bull.Chem.Soc.Jpn.,52,3377(1979)に記載の方法で製造することができる。
【００４１】
ＴＦＥＤＭＡは、Z. Obsh. Khim 29 (1959) 158 に記載の方法で製造することができる。
【００４２】
本発明の反応では、溶媒を用いることができる。使用できる溶媒は、非プロトン性溶媒でフッ素化反応に不活性ならば、限定されるものではないが、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素類、ジクロロメタン、ジブロモメタン、クロロホルム、ブロモホルム、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、１，４−ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトニトリル等の非プロトン性極性溶媒等が好ましい。またこれらの溶媒は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、特にクロロホルム、ジクロロメタン、もしくはアセトニトリルが溶媒の極性、経済性、蒸留時に除去しやすい点で好ましい。
【００４３】
本発明のフッ素化試薬組成物の使用方法としては、（ａ）上記フッ素化試薬組成物中のフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンを除去し、カルボニル化合物と反応させてgem−ジフルオロ化合物を製造する方法と、（ｂ）上記フッ素化試薬組成物とカルボニル化合物を反応させる際に、酸を添加しgem−ジフルオロ化合物を製造する方法が挙げられる。
【００４４】
（ａ）のフッ素化反応の方法としては、通常一般式（２）のカルボニル誘導体を、必要ならば溶媒と共に反応器に仕込み、撹拌する。次にフッ素化試薬組成物からフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンを除去したて得たフッ素化剤（以下、「フッ素化剤」と略することがある）を、または該フッ素化剤を溶剤に溶解した溶液を添加し、撹拌する。ここでフッ化水素を添加すると収率がさらに向上する。仕込む順序は特に限定されるものではなく、使用する薬剤をどの順序で仕込んでも良い。
【００４５】
（ｂ）のフッ素化反応の方法としては、通常一般式（２）のカルボニル誘導体を、必要ならば溶媒と共に反応器に仕込み、撹拌する。次にフッ素化試薬組成物を、または溶剤に溶解したフッ素化試薬組成物を添加し、撹拌する。次に酸を添加して攪拌する。使用できる酸は、特に限定されるものではなく、フッ化水素、リン酸、硫酸が挙げられるが、これらの酸は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。特にＨＦが、余分な不純物が混入しない点で好ましい。
【００４６】
仕込む順序は特に限定されるものではなく、使用する薬剤をどの順序で仕込んでも良く、またフッ素化試薬組成物は系中で発生させても良い。
【００４７】
フルオロアルキルアミン試薬の使用量としては、一般式（２）のカルボニル置換基に対して理論量以上であればよい。好ましくは一般式（２）のカルボニル置換基に対して、２当量以上、１０当量以下であり、さらには２当量以上、３当量以下が好ましい。
【００４８】
フッ素化剤もしくはフッ素化試薬組成物を添加する際の温度は、−１００〜１００℃であればよいが、好ましくは−１００〜５０℃である。
【００４９】
フッ素化のための熟成温度は、−１００〜２００℃であればよいが、好ましくは−３０〜１００℃である。
【００５０】
この反応液から、蒸留などの常套手段により所望の反応生成物を分離取得することができる。
【００５１】
以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるものではない。以下に、実施例、比較例に用いた化合物の名称とその略号を示す。
ＣＴＴ：Ｎ−（２−クロロ−１，１，２−トリフルオロエチル）ジエチルアミン
ＰＰＤＡ：Ｎ−（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル）ジエチルアミン
ＴＦＥＤＭＡ：Ｎ−（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）ジメチルアミン
ＣＴＴまたはその類縁体の分解率は１９ＦＮＭＲにて測定を実施し、また、反応液はガスクロマトグラフィー（GL Sciences社製TC-1、30m及びVARIAN社製CP-Sil 8CB、50m）を用いて分析した。
【実施例１】
【００５２】
ＣＴＴ加熱分解試験（ジエチルアミン添加）
ＣＴＴ9.97ｇ（53ｍｍｏｌ）にジエチルアミンを0.389ｇ（5.3ｍｍｏｌ）加えてテフロン（登録商標）の容器に入れ、７０℃で２０時間分解加速試験を行った。１９ＦＮＭＲで分解率を測定したところ、分解率8％であった。
【実施例２】
【００５３】
ＣＴＴ加熱分解試験（ジイソプロピルアミン添加）
ＣＴＴ10.14ｇ（53ｍｍｏｌ）にジイソプロピルアミンを0.549ｇ（5.4ｍｍｏｌ）加えてテフロン（登録商標）の容器に入れ、７０℃で２０時間分解加速試験を行った。１９ＦＮＭＲで分解率を測定したところ、分解率5％であった。
【実施例３】
【００５４】
ＣＴＴ加熱分解試験（トリプロピルアミン添加）
ＣＴＴ9.76ｇ（51ｍｍｏｌ）にトリプロピルアミンを0.736ｇ（5.1ｍｍｏｌ）加えてテフロン（登録商標）の容器に入れ、７０℃で２０時間分解加速試験を行った。１９ＦＮＭＲで分解率を測定したところ、分解率5％であった。
【実施例４】
【００５５】
ＣＴＴ加熱分解試験（ピリジン添加）
ＣＴＴ９．８９ｇ（５２ｍｍｏｌ）にピリジンを0.41g（5.2ｍｍｏｌ）加えてテフロン（登録商標）の容器に入れ、７０℃で２０時間分解加速試験を行った。１９ＦＮＭＲで分解率を測定したところ、分解率5％であった。
【実施例５】
【００５６】
ＣＴＴ加熱分解試験（ピリジン添加）
ＣＴＴ９．８９ｇ（５２ｍｍｏｌ）にピリジンを２．１１ｇ（２７ｍｍｏｌ）加えてテフロン（登録商標）の容器に入れ、７０℃で２０時間分解加速試験を行った。１９ＦＮＭＲで分解率を測定したところ、分解率２％であった。
【００５７】
（比較例１）
ＣＴＴ加熱分解試験（無添加）
ＣＴＴ９．９６ｇ（５３ｍｍｏｌ）をテフロン（登録商標）の容器にいれ、７０℃で２０時間加熱分解加速試験を行った。１９ＦＮＭＲで分解率を測定したところ、分解率８０％であった。
【実施例６】
【００５８】
ＣＴＴとジエチルアミンの混合物の蒸留
ＣＴＴ１８０ｇ（０．９５ｍｏｌ）とジエチルアミン２０ｇ（０．２７ｍｏｌ）の混合物を、マクマホンパッキンを充填した理論段数３段相当の蒸留塔缶内に仕込み蒸留を行った。釜温度３２℃、圧力１．５ｋＰａで蒸留を行った結果、純度９９％のＣＴＴ１５０ｇを得ることができた。
【実施例７】
【００５９】
ＣＴＴとピリジンの混合物の蒸留
ＣＴＴ１８０ｇ（０．９５ｍｏｌ）とピリジン２０ｇ（０．２５ｍｏｌ）の混合物を、マクマホンパッキンを充填した理論段数３段相当の蒸留塔缶内に仕込み蒸留を行った。釜温度３２℃、圧力１．５ｋＰａで蒸留を行った結果、純度９６％のＣＴＴ１４２ｇを得ることができた。
【実施例８】
【００６０】
ＰＰＤＡとピリジンの混合物の蒸留
ＰＰＤＡ２１２ｇ（０．９５ｍｏｌ）とピリジン２０ｇ（０．２５ｍｏｌ）の混合物を、マクマホンパッキンを充填した理論段数３段相当の蒸留塔缶内に仕込み蒸留を行った。釜温度４３℃、圧力１．５ｋＰａで蒸留を行った結果、純度９４％のＰＰＤＡ１６５ｇを得ることができた。
【実施例９】
【００６１】
１，１−ジフルオロヘキサンの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管にシクロヘキサノン１．９６ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ（実施例２で蒸留したもの） ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、４８時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率９２％、選択率６０％で１，１−ジフルオロヘキサンが得られた。
【実施例１０】
【００６２】
４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に４−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル３．４０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＰＰＤＡ（実施例４で蒸留したもの）１０．７１ｇ（４８ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、２４時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率９１％、選択率６３％で４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルが得られた。
【実施例１１】
【００６３】
１，１−ジフルオロヘキサンの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管にシクロヘキサノン１．９６ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ（実施例２で蒸留したもの） ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）、フッ化水素２．００ｇ（１００ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、４８時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率１００％、選択率８３％で１，１−ジフルオロヘキサンが得られた。
【実施例１２】
【００６４】
４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に４−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル３．４０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ（実施例３で蒸留したもの） ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）、フッ化水素を２．００ｇ（１００ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、２４時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率１００％、選択率８５％で４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルが得られた。
【実施例１３】
【００６５】
４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に４−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル３．４０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）にジエチルアミンを０．３６ｇ（５ｍｍｏｌ）添加した組成物、６０％発煙硫酸１．００ｇを仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、２４時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率９０％、選択率６５％で４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルが得られた。
【実施例１４】
【００６６】
α， α−ジフルオロトルエンの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管にベンズアルデヒド２．１２ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）にトリエチルアミンを０．５１ｇ（５ｍｍｏｌ）添加した組成物、フッ化水素を０．５０ｇ（２５ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、１２時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率１００％、選択率９８％で１，１−ジフルオロベンゼンが得られた。
【実施例１５】
【００６７】
４，４−ジフルオロヘプタンの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に４−ヘプタノン２．２８ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＰＰＤＡ１３．３９ｇ（６０ｍｍｏｌ） にピリジンを１．５８ｇ（２０ｍｍｏｌ）添加した組成物、フッ化水素３．６０ｇ（１８０ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、７２時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率７５％、選択率９１％で４，４−ジフルオロヘプタンが得られた。
【実施例１６】
【００６８】
１−アセチル−４，４−ジフルオロピペリジンの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に１−アセチル−４−ピペリドン２．８２ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＴＦＥＤＭＡ８．７１ｇ（６０ｍｍｏｌ） にピリジンを１．５８ｇ（２０ｍｍｏｌ）添加した組成物、フッ化水素３．６０ｇ（１８０ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、２４時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率１００％、選択率８８％で１−アセチル−４，４−ジフルオロピペリジンが得られた。
【実施例１７】
【００６９】
４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に４−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル３．４０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）にピリジンを１．５８ｇ（２０ｍｍｏｌ）を添加した組成物、フッ化水素３．６０ｇ（１８０ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、３６時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率１００％、選択率９８％で４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルが得られた。
【００７０】
（比較例２）
４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に４−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル３．４０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）、トリエチルアミンを０．５１ｇ（５ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、２４時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルは未検出であった。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
従来、CTT及びその類縁体であるフルオロアルキルアミン試薬は、貯蔵安定性が悪く、取り扱いが困難な側面があった。また主にヒドロキシル基のフッ素化に使用され、カルボニル官能基のジフルオロ化は困難であった。しかしながら本発明により、これらの安価で製造可能なフッ素化剤であるCTT及びその類縁体であるフルオロアルキルアミン試薬の貯蔵安定性が向上し、またそのフッ素化試薬組成物、もしくはそのフッ素化試薬組成物から誘導されたフッ素化剤を用いたカルボニル官能基のジフルオロ化が可能となった。これにより医薬中間体、液晶材料等で要望の増してきたgem−ジフルオロ化合物を低コストで製造可能となり、その経済効果は大きいものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルオロアルキルアミン試薬とアミンとのフッ素化試薬組成物に関する。さらにそのフッ素化試薬組成物を用いて、医農薬中間体や液晶材料の原料等として極めて有用なgem−ジフルオロ化合物を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｎ−（２−クロロ−１，１，２−トリフルオロエチル）ジエチルアミン（以下「ＣＴＴ」と略す場合がある）及びその類縁体であるフルオロアルキルアミン試薬は、主にヒドロキシル基のフッ素化剤として幅広く使用されている。
【０００３】
また、gem−ジフルオロ化合物は、抗ＨＩＶ薬、抗精神薬、糖尿病薬など、多くの医薬品の製造中間体として用いられている（例えば非特許文献１、非特許文献２、特許文献１、特許文献２）。また液晶材料の中間体としても用いられている（例えば特許文献３）。
【０００４】
ＣＴＴ及びその類縁体などのフルオロアルキルアミン試薬は主にヒドロキシル基のフッ素化剤として幅広く使用されているが、これらのフッ素化剤は安定性に問題が有り、長期貯蔵安定でないことが一般的に知られている。
【０００５】
また、ＣＴＴはフッ素化試薬として使用され、主にヒドロキシル基のフッ素化剤として一般的に知られている。また、ヒドロキシル基以外にも、カルボン酸のフッ素化の例として非特許文献３が挙げられる。さらにアルデヒドのフッ素化の例として非特許文献４が挙げられる。しかしながら、アルデヒド官能基のジフルオロ化は反応収率が著しく悪い。ＣＴＴの類縁体であるＮ−（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル）ジエチルアミン（いわゆるＰＰＤＡ）も、ヒドロキシル基のフッ素化剤として一般的に知られている。また、ヒドロキシル基以外にも、カルボン酸のフッ素化の例として非特許文献５が挙げられる。しかしながら、ＣＴＴ及びその類縁体などのフルオロアルキルアミン試薬はアルデヒドやケトンと反応しにくいことが一般的に知られている。（非特許文献６）。
【特許文献１】国際公開WO2005019168号パンフレット
【特許文献２】国際公開WO03074500号パンフレット
【特許文献３】特開2004-155755号公報
【非特許文献１】Tetrahedron Letters,46(30),5005-7;2005
【非特許文献２】Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters,15(17),3957-3961;2005
【非特許文献３】Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas,108(1),20-7;1989
【非特許文献４】Chemische Berichte,118(7),3004-10;1985
【非特許文献５】Journal of Fluorine Chemistry,23(4),383-8;1983
【非特許文献６】Org．React．，21，160（1974） しかしながら、gem−ジフルオロ化合物の要望が増してきたために、安価で安全に製造可能で、貯蔵安定なフッ素化剤を用いて、この種の高収率な製造技術が待望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、安価で容易に製造可能なＣＴＴ及びその類縁体であるフルオロアルキルアミン試薬の貯蔵安定性を改善し、カルボニル官能基を高選択率、高収率でジフルオロ化する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題に鑑み本発明者らは鋭意検討した結果、ＣＴＴ及びその類縁体であるフルオロアルキルアミン試薬とフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンを混合することにより、貯蔵安定性が改善することを発明した。またそのフッ素化試薬組成物もしくはそのフッ素化試薬組成物から誘導されたフッ素化剤を用いたgem−ジフルオロ化合物を高選択率、高収率で得る手段を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の概要は以下のとおりである。
（１） 一般式（１）
【０００９】
【化１】
【００１０】
（ただし、式中Ｒ１、Ｒ２はヘテロ原子を含んでもよい炭素数が１から４の低級アルキル基であり、Ｒ３は炭素数が１から３の低級アルキル基である。Ｒ１とＲ２は結合して環を構成してもよく、Ｒ３はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
で表されるフルオロアルキルアミン試薬および該フルオロアルキルアミン試薬以外のアミンからなるフッ素化試薬組成物。
（２） 一般式（１）で表されるフルオロアルキルアミン試薬が、Ｎ−（２−クロロ−１，１，２−トリフルオロエチル）ジエチルアミン、Ｎ−（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル）ジエチルアミンまたはＮ−（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）ジメチルアミンである（１）に記載のフッ素化試薬組成物。
（３） 一般式（２）
【００１１】
【化２】
【００１２】
（ただし、式中Ｒ４は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基、Ｒ５は置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよい。）
で表されるカルボニル化合物と、（１）または（２）に記載されたフッ素化試薬組成物を反応させて、一般式（３）
【００１３】
【化３】
【００１４】
（ただし、式中のＲ４、Ｒ５は前記定義に同じ）
で表されるgem−ジフルオロ化合物を製造する方法であって、中性または酸性条件下で反応させることを特徴とするgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
（４） （１）または（２）に記載されたフッ素化試薬組成物からフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンを除去して得たフッ素化剤と、一般式（２）
【００１５】
【化４】
【００１６】
（ただし、式中Ｒ４は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基、Ｒ５は置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよい。）
で表されるカルボニル化合物とを反応させることを特徴とする一般式（３）
【００１７】
【化５】
【００１８】
（ただし、式中のＲ４、Ｒ５は前記定義に同じ）
で表されるgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
（５） フッ化水素の存在下で反応を行うことを特徴とする（４）記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
（６） 酸を添加して反応を行うことを特徴とする、（３）記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
（７） 酸がフッ化水素であることを特徴とする、（６）記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
（８） 一般式（２）および一般式（３）において、Ｒ４が置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ５が置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよいものである（３）ないし（７）のいずれか１項に記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、安価で容易に製造可能なフッ素化剤であるＣＴＴもしくはその類縁体の貯蔵安定性が向上し、またそのフッ素化試薬を用いてカルボニル化合物のジフルオロ化が高選択率、高収率で進行することが可能になり、高純度のジフルオロ化合物を低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下にさらに詳細に本発明を説明する。
【００２１】
本発明のフッ素化試薬組成物におけるフルオロアルキルアミン試薬は下記一般式（１）で表される化合物である。
【００２２】
【化６】
【００２３】
（ただし、式中Ｒ１、Ｒ２はヘテロ原子を含んでもよい炭素数が１から４の低級アルキル基であり、Ｒ３は炭素数が１から３の低級アルキル基である。Ｒ１とＲ２は結合して環を構成してもよく、Ｒ３はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
【００２４】
一般式（１）の式中のＲ１、Ｒ２は炭素数が１から４の低級アルキル基であり、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチルなどが挙げられる。またこれらはヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ１、Ｒ２が結合して環を構成しても良い。例えばモルホリルなどが挙げられる。Ｒ３は炭素数が１から３の低級アルキル基であり、該アルキル基は場合によりフッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子に置換されても良い。
【００２５】
一般式（１）で表されるフルオロアルキルアミン試薬としては、Ｎ−（２−クロロ−１，１，２−トリフルオロエチル）ジエチルアミン、Ｎ−（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル）ジエチルアミンまたはＮ−（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）ジメチルアミンを挙げることができる。
【００２６】
一般式（１）で表されるフルオロアルキルアミン試薬に混合するフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンは、特に制限されることはないが、好ましくはジエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、コリジン、ジメチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ジイソプロピルアミン、トリプロピルアミンなどが挙げられる。特にジエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジンが好ましい。
【００２７】
一般式（１）で表されるフルオロアルキルアミン試薬に混合するフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンの混合比は、特に制限されることはないが、好ましくは一般式（１）で表されるフルオロアルキルアミン試薬１モルに対してアミン量が0.01〜30モルである。特に好ましくは0.5〜5モルが好ましい。
【００２８】
本発明で用いられるカルボニル化合物は一般式（２）
【００２９】
【化７】
【００３０】
（ただし、式中Ｒ４は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基、Ｒ５は置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよい。）
【００３１】
一般式（２）中のアルキル基とは、炭素数が１から２０のアルキル基を意味し、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、１−メチルブチル、２−メチルブチル、３−メチルブチル、１−エチルプロピル、シクロヘキシル、シクロペンチル、ｎ−ヘキシル、１，１−ジメチルプロピル、１，２−ジメチルプロピル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、４−メチルペンチル、１，１−ジメチルブチル、１，２−ジメチルブチル、１，３−ジメチルブチル、２，２−ジメチルブチル、２，３−ジメチルブチル、３，３−ジメチルブチル、１−エチルブチル、２−エチルブチル、１，１，２−トリメチルプロピル、１，２，２−トリメチルプロピル、１−エチル−１−メチルプロピル、１−エチル−２−メチルプロピル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、アダマンチル、メンチル、ノルボルニル、ビシクロヘキシル、ｎ−ノニル、ｎ−デシルおよびｎ−ドデシルなどを挙げることができる。該アルキル基は場合によりハロゲン原子、シアノ基、アリール基、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、アリールオキシカルボニル基などの置換基により置換されていてもよい。
【００３２】
また、一般式（２）中のアリール基としては炭素数が６から２０の芳香族基を意味し、例えばフェニル、メシチル、フェネチル、トリル、トリチル、ナフチル、アントラセニル、インドリル、およびビフェニル等を挙げることができる。アリール基は場合によりアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、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、アリールオキシカルボニル基などの置換基により置換されていてもよい。また、ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素もしくはヨウ素を意味する。
【００３３】
一般式（２）で表されるカルボニル誘導体として好ましい化合物は、例えば４−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル、ベンズアルデヒド、４，４’−ジクロロベンゾフェノン、４−ヘプタノン、メチル−３−オキソペンタノエイト、アセトフェノン、シクロヘキサノン、１−アセチル−４−ピペリドンが挙げられるが、本発明はここに示した例に制限されるものではない。
【００３４】
また本発明で得られるgem−ジフルオロ化合物は一般式（３）
【００３５】
【化８】
【００３６】
（ただし、式中のＲ４、Ｒ５は前記定義に同じ）
で表される。
【００３７】
このようなｇｅｍ−ジフルオロ化合物の一例としては、４，４−ジフルオロシクロヘキシルカルボン酸エチル、α，α−ジフルオロトルエン、４，４’−ジクロロ−ジフェニル−ジフルオロメタン、４，４−ジフルオロヘプタン、メチル−３，３−ジフルオロペンタノエイト、１，１−ジフルオロ−１−フェニルエタン、１，１−ジフルオロシクロヘキサン、１−アセチル−４，４−ジフルオロピペリジン等を挙げることが出来るが、本発明はここに示した例に制限されるものではない。
【００３８】
本発明において、使用する代表的なフルオロアルキルアミン試薬の製造方法を下記に示す。
【００３９】
ＣＴＴは、Org.React.,21,158(1974)に記載の方法で製造することができる。
【００４０】
ＰＰＤＡは、Bull.Chem.Soc.Jpn.,52,3377(1979)に記載の方法で製造することができる。
【００４１】
ＴＦＥＤＭＡは、Z. Obsh. Khim 29 (1959) 158 に記載の方法で製造することができる。
【００４２】
本発明の反応では、溶媒を用いることができる。使用できる溶媒は、非プロトン性溶媒でフッ素化反応に不活性ならば、限定されるものではないが、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素類、ジクロロメタン、ジブロモメタン、クロロホルム、ブロモホルム、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、１，４−ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトニトリル等の非プロトン性極性溶媒等が好ましい。またこれらの溶媒は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、特にクロロホルム、ジクロロメタン、もしくはアセトニトリルが溶媒の極性、経済性、蒸留時に除去しやすい点で好ましい。
【００４３】
本発明のフッ素化試薬組成物の使用方法としては、（ａ）上記フッ素化試薬組成物中のフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンを除去し、カルボニル化合物と反応させてgem−ジフルオロ化合物を製造する方法と、（ｂ）上記フッ素化試薬組成物とカルボニル化合物を反応させる際に、酸を添加しgem−ジフルオロ化合物を製造する方法が挙げられる。
【００４４】
（ａ）のフッ素化反応の方法としては、通常一般式（２）のカルボニル誘導体を、必要ならば溶媒と共に反応器に仕込み、撹拌する。次にフッ素化試薬組成物からフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンを除去したて得たフッ素化剤（以下、「フッ素化剤」と略することがある）を、または該フッ素化剤を溶剤に溶解した溶液を添加し、撹拌する。ここでフッ化水素を添加すると収率がさらに向上する。仕込む順序は特に限定されるものではなく、使用する薬剤をどの順序で仕込んでも良い。
【００４５】
（ｂ）のフッ素化反応の方法としては、通常一般式（２）のカルボニル誘導体を、必要ならば溶媒と共に反応器に仕込み、撹拌する。次にフッ素化試薬組成物を、または溶剤に溶解したフッ素化試薬組成物を添加し、撹拌する。次に酸を添加して攪拌する。使用できる酸は、特に限定されるものではなく、フッ化水素、リン酸、硫酸が挙げられるが、これらの酸は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。特にＨＦが、余分な不純物が混入しない点で好ましい。
【００４６】
仕込む順序は特に限定されるものではなく、使用する薬剤をどの順序で仕込んでも良く、またフッ素化試薬組成物は系中で発生させても良い。
【００４７】
フルオロアルキルアミン試薬の使用量としては、一般式（２）のカルボニル置換基に対して理論量以上であればよい。好ましくは一般式（２）のカルボニル置換基に対して、２当量以上、１０当量以下であり、さらには２当量以上、３当量以下が好ましい。
【００４８】
フッ素化剤もしくはフッ素化試薬組成物を添加する際の温度は、−１００〜１００℃であればよいが、好ましくは−１００〜５０℃である。
【００４９】
フッ素化のための熟成温度は、−１００〜２００℃であればよいが、好ましくは−３０〜１００℃である。
【００５０】
この反応液から、蒸留などの常套手段により所望の反応生成物を分離取得することができる。
【００５１】
以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるものではない。以下に、実施例、比較例に用いた化合物の名称とその略号を示す。
ＣＴＴ：Ｎ−（２−クロロ−１，１，２−トリフルオロエチル）ジエチルアミン
ＰＰＤＡ：Ｎ−（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル）ジエチルアミン
ＴＦＥＤＭＡ：Ｎ−（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）ジメチルアミン
ＣＴＴまたはその類縁体の分解率は１９ＦＮＭＲにて測定を実施し、また、反応液はガスクロマトグラフィー（GL Sciences社製TC-1、30m及びVARIAN社製CP-Sil 8CB、50m）を用いて分析した。
【実施例１】
【００５２】
ＣＴＴ加熱分解試験（ジエチルアミン添加）
ＣＴＴ9.97ｇ（53ｍｍｏｌ）にジエチルアミンを0.389ｇ（5.3ｍｍｏｌ）加えてテフロン（登録商標）の容器に入れ、７０℃で２０時間分解加速試験を行った。１９ＦＮＭＲで分解率を測定したところ、分解率8％であった。
【実施例２】
【００５３】
ＣＴＴ加熱分解試験（ジイソプロピルアミン添加）
ＣＴＴ10.14ｇ（53ｍｍｏｌ）にジイソプロピルアミンを0.549ｇ（5.4ｍｍｏｌ）加えてテフロン（登録商標）の容器に入れ、７０℃で２０時間分解加速試験を行った。１９ＦＮＭＲで分解率を測定したところ、分解率5％であった。
【実施例３】
【００５４】
ＣＴＴ加熱分解試験（トリプロピルアミン添加）
ＣＴＴ9.76ｇ（51ｍｍｏｌ）にトリプロピルアミンを0.736ｇ（5.1ｍｍｏｌ）加えてテフロン（登録商標）の容器に入れ、７０℃で２０時間分解加速試験を行った。１９ＦＮＭＲで分解率を測定したところ、分解率5％であった。
【実施例４】
【００５５】
ＣＴＴ加熱分解試験（ピリジン添加）
ＣＴＴ９．８９ｇ（５２ｍｍｏｌ）にピリジンを0.41g（5.2ｍｍｏｌ）加えてテフロン（登録商標）の容器に入れ、７０℃で２０時間分解加速試験を行った。１９ＦＮＭＲで分解率を測定したところ、分解率5％であった。
【実施例５】
【００５６】
ＣＴＴ加熱分解試験（ピリジン添加）
ＣＴＴ９．８９ｇ（５２ｍｍｏｌ）にピリジンを２．１１ｇ（２７ｍｍｏｌ）加えてテフロン（登録商標）の容器に入れ、７０℃で２０時間分解加速試験を行った。１９ＦＮＭＲで分解率を測定したところ、分解率２％であった。
【００５７】
（比較例１）
ＣＴＴ加熱分解試験（無添加）
ＣＴＴ９．９６ｇ（５３ｍｍｏｌ）をテフロン（登録商標）の容器にいれ、７０℃で２０時間加熱分解加速試験を行った。１９ＦＮＭＲで分解率を測定したところ、分解率８０％であった。
【実施例６】
【００５８】
ＣＴＴとジエチルアミンの混合物の蒸留
ＣＴＴ１８０ｇ（０．９５ｍｏｌ）とジエチルアミン２０ｇ（０．２７ｍｏｌ）の混合物を、マクマホンパッキンを充填した理論段数３段相当の蒸留塔缶内に仕込み蒸留を行った。釜温度３２℃、圧力１．５ｋＰａで蒸留を行った結果、純度９９％のＣＴＴ１５０ｇを得ることができた。
【実施例７】
【００５９】
ＣＴＴとピリジンの混合物の蒸留
ＣＴＴ１８０ｇ（０．９５ｍｏｌ）とピリジン２０ｇ（０．２５ｍｏｌ）の混合物を、マクマホンパッキンを充填した理論段数３段相当の蒸留塔缶内に仕込み蒸留を行った。釜温度３２℃、圧力１．５ｋＰａで蒸留を行った結果、純度９６％のＣＴＴ１４２ｇを得ることができた。
【実施例８】
【００６０】
ＰＰＤＡとピリジンの混合物の蒸留
ＰＰＤＡ２１２ｇ（０．９５ｍｏｌ）とピリジン２０ｇ（０．２５ｍｏｌ）の混合物を、マクマホンパッキンを充填した理論段数３段相当の蒸留塔缶内に仕込み蒸留を行った。釜温度４３℃、圧力１．５ｋＰａで蒸留を行った結果、純度９４％のＰＰＤＡ１６５ｇを得ることができた。
【実施例９】
【００６１】
１，１−ジフルオロヘキサンの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管にシクロヘキサノン１．９６ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ（実施例２で蒸留したもの） ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、４８時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率９２％、選択率６０％で１，１−ジフルオロヘキサンが得られた。
【実施例１０】
【００６２】
４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に４−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル３．４０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＰＰＤＡ（実施例４で蒸留したもの）１０．７１ｇ（４８ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、２４時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率９１％、選択率６３％で４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルが得られた。
【実施例１１】
【００６３】
１，１−ジフルオロヘキサンの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管にシクロヘキサノン１．９６ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ（実施例２で蒸留したもの） ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）、フッ化水素２．００ｇ（１００ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、４８時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率１００％、選択率８３％で１，１−ジフルオロヘキサンが得られた。
【実施例１２】
【００６４】
４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に４−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル３．４０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ（実施例３で蒸留したもの） ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）、フッ化水素を２．００ｇ（１００ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、２４時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率１００％、選択率８５％で４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルが得られた。
【実施例１３】
【００６５】
４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に４−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル３．４０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）にジエチルアミンを０．３６ｇ（５ｍｍｏｌ）添加した組成物、６０％発煙硫酸１．００ｇを仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、２４時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率９０％、選択率６５％で４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルが得られた。
【実施例１４】
【００６６】
α， α−ジフルオロトルエンの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管にベンズアルデヒド２．１２ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）にトリエチルアミンを０．５１ｇ（５ｍｍｏｌ）添加した組成物、フッ化水素を０．５０ｇ（２５ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、１２時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率１００％、選択率９８％で１，１−ジフルオロベンゼンが得られた。
【実施例１５】
【００６７】
４，４−ジフルオロヘプタンの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に４−ヘプタノン２．２８ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＰＰＤＡ１３．３９ｇ（６０ｍｍｏｌ） にピリジンを１．５８ｇ（２０ｍｍｏｌ）添加した組成物、フッ化水素３．６０ｇ（１８０ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、７２時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率７５％、選択率９１％で４，４−ジフルオロヘプタンが得られた。
【実施例１６】
【００６８】
１−アセチル−４，４−ジフルオロピペリジンの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に１−アセチル−４−ピペリドン２．８２ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＴＦＥＤＭＡ８．７１ｇ（６０ｍｍｏｌ） にピリジンを１．５８ｇ（２０ｍｍｏｌ）添加した組成物、フッ化水素３．６０ｇ（１８０ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、２４時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率１００％、選択率８８％で１−アセチル−４，４−ジフルオロピペリジンが得られた。
【実施例１７】
【００６９】
４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に４−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル３．４０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）にピリジンを１．５８ｇ（２０ｍｍｏｌ）を添加した組成物、フッ化水素３．６０ｇ（１８０ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、３６時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、転化率１００％、選択率９８％で４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルが得られた。
【００７０】
（比較例２）
４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルの合成
２００ｍｌのテフロン（登録商標）製試験管に４−オキソシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル３．４０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、ＣＴＴ９．１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）、トリエチルアミンを０．５１ｇ（５ｍｍｏｌ）を仕込んだ。試験管の温度を６０℃に設定、スターラーで攪拌し、２４時間反応させた。反応終了後の反応液を水洗後、ガスクロマトグラフィーで分析を行った結果、４，４−ジフルオロシクロヘキサンカルボン酸エチルエステルは未検出であった。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
従来、CTT及びその類縁体であるフルオロアルキルアミン試薬は、貯蔵安定性が悪く、取り扱いが困難な側面があった。また主にヒドロキシル基のフッ素化に使用され、カルボニル官能基のジフルオロ化は困難であった。しかしながら本発明により、これらの安価で製造可能なフッ素化剤であるCTT及びその類縁体であるフルオロアルキルアミン試薬の貯蔵安定性が向上し、またそのフッ素化試薬組成物、もしくはそのフッ素化試薬組成物から誘導されたフッ素化剤を用いたカルボニル官能基のジフルオロ化が可能となった。これにより医薬中間体、液晶材料等で要望の増してきたgem−ジフルオロ化合物を低コストで製造可能となり、その経済効果は大きいものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
（ただし、式中Ｒ１、Ｒ２はヘテロ原子を含んでもよい炭素数が１から４の低級アルキル基であり、Ｒ３は炭素数が１から３の低級アルキル基である。Ｒ１とＲ２は結合して環を構成してもよく、Ｒ３はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
で表されるフルオロアルキルアミン試薬および該フルオロアルキルアミン試薬以外のアミンからなるフッ素化試薬組成物。
【請求項２】
一般式（１）で表されるフルオロアルキルアミン試薬が、Ｎ−（２−クロロ−１，１，２−トリフルオロエチル）ジエチルアミン、Ｎ−（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル）ジエチルアミンまたはＮ−（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）ジメチルアミンである請求項１に記載のフッ素化試薬組成物。
【請求項３】
一般式（２）
【化２】
（ただし、式中Ｒ４は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基、Ｒ５は置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよい。）
で表されるカルボニル化合物と、請求項１または２に記載されたフッ素化試薬組成物を反応させて、一般式（３）
【化３】
（ただし、式中のＲ４、Ｒ５は前記定義に同じ）
で表されるgem−ジフルオロ化合物を製造する方法であって、中性または酸性条件下で反応させることを特徴とするgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載されたフッ素化試薬組成物からフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンを除去して得たフッ素化剤と、一般式（２）
【化４】
（ただし、式中Ｒ４は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基、Ｒ５は置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよい。）
で表されるカルボニル化合物とを反応させることを特徴とする一般式（３）
【化５】
（ただし、式中のＲ４、Ｒ５は前記定義に同じ）
で表されるgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【請求項５】
フッ化水素の存在下で反応を行うことを特徴とする請求項４記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【請求項６】
酸を添加して反応を行うことを特徴とする、請求項３記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【請求項７】
酸がフッ化水素であることを特徴とする、請求項６記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【請求項８】
一般式（２）および一般式（３）において、Ｒ４が置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ５が置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよいものである請求項３ないし７のいずれか１項に記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
（ただし、式中Ｒ１、Ｒ２はヘテロ原子を含んでもよい炭素数が１から４の低級アルキル基であり、Ｒ３は炭素数が１から３の低級アルキル基である。Ｒ１とＲ２は結合して環を構成してもよく、Ｒ３はハロゲン原子で置換されていてもよい。）
で表されるフルオロアルキルアミン試薬および該フルオロアルキルアミン試薬以外のアミンからなるフッ素化試薬組成物。
【請求項２】
一般式（１）で表されるフルオロアルキルアミン試薬が、Ｎ−（２−クロロ−１，１，２−トリフルオロエチル）ジエチルアミン、Ｎ−（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル）ジエチルアミンまたはＮ−（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）ジメチルアミンである請求項１に記載のフッ素化試薬組成物。
【請求項３】
一般式（２）
【化２】
（ただし、式中Ｒ４は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基、Ｒ５は置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよい。）
で表されるカルボニル化合物と、請求項１または２に記載されたフッ素化試薬組成物を反応させて、一般式（３）
【化３】
（ただし、式中のＲ４、Ｒ５は前記定義に同じ）
で表されるgem−ジフルオロ化合物を製造する方法であって、中性または酸性条件下で反応させることを特徴とするgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載されたフッ素化試薬組成物からフルオロアルキルアミン試薬以外のアミンを除去して得たフッ素化剤と、一般式（２）
【化４】
（ただし、式中Ｒ４は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基、Ｒ５は置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよい。）
で表されるカルボニル化合物とを反応させることを特徴とする一般式（３）
【化５】
（ただし、式中のＲ４、Ｒ５は前記定義に同じ）
で表されるgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【請求項５】
フッ化水素の存在下で反応を行うことを特徴とする請求項４記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【請求項６】
酸を添加して反応を行うことを特徴とする、請求項３記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【請求項７】
酸がフッ化水素であることを特徴とする、請求項６記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【請求項８】
一般式（２）および一般式（３）において、Ｒ４が置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ５が置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であり、Ｒ４、Ｒ５はヘテロ原子を含んでもよく、Ｒ４とＲ５が結合して環を構成してもよいものである請求項３ないし７のいずれか１項に記載のgem−ジフルオロ化合物の製造方法。
【公開番号】特開２００９−１９６９３９（Ｐ２００９−１９６９３９Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４０８７６（Ｐ２００８−４０８７６）
【出願日】平成２０年２月２２日（２００８．２．２２）
【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２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２２日（２００８．２．２２）
【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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