(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の式：
【化１４】
0005395790.tif 000012
(式中、RはC1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
の4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンの調製方法であって、以下の式：
【化１５】
0005395790.tif 000013
(式中、RはC1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
の4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンを、以下の式： 
【化１６】
0005395790.tif 000014
(式中、R2は独立してC1-C8アルキルまたはフェニルを表し、R3は独立してH、C1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
のスルホキシドまたはホルムアミド触媒と、無水有機溶媒の存在下で、-10℃〜20℃の温度にて接触させることを含む、方法。
【請求項２】
以下の式：
【化１７】
0005395790.tif 000015
(式中、RはC1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
の4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンの調製方法であって、
ａ）以下の式：
【化１８】
0005395790.tif 000016
(式中、Rは先に定義した通り)
のアルキルビニルエーテルを、トリフルオロアセチルクロリドと、無溶媒で、または無水有機溶媒の存在下で、-10℃〜35℃の温度にて接触させて、以下の式：
【化１９】
0005395790.tif 000017
(式中、RはC1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
の4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンを得る工程；および
ｂ）以下の式：
【化２０】
0005395790.tif 000018
(式中、RはC1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
の該4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンを、以下の式： 
【化２１】
0005395790.tif 000019
(式中、R2は独立してC1-C8アルキルまたはフェニルを表し、R3は独立してH、C1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
のスルホキシドまたはホルムアミド触媒と、無水有機溶媒の存在下で、-10℃〜20℃の温度にて接触させることを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、2007年6月29日に出願された米国仮出願第60/937,903号の優先権を主張する。本発明は、新規の4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノン、それらの調製方法、および4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンを調製するためのそれらの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンは、殺虫剤を調製するのに有用な中間体である；例えば、米国特許公開公報第2005/0288511号を参照のこと。これらの調製は、例えば、米国特許第5,708,175号；同第7,057,079号(B2)；WO2004/108647(A2)；および米国特許出願公開公報第2006/0084813(A1)に既に記載されている。残念ながら、4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンは、比較的高価で、いくぶん不安定である(すなわち、冷蔵保存されることが推奨されている)。4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンを調製するためにもっと費用のかからない方法があることが望ましいと思われる。また、より簡単に輸送および保存できる、あるいはまたin situで生成し易い、より安定した前駆体が望ましいと思われる。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は、新規の4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノン、それらの調製方法、および4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンを調製するためのそれらの使用に関する。特に、本発明は、以下の式：
【化１】
0005395790.tif 000002
(式中、RはC1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
の4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンに関する。
【０００４】
本発明の別の態様は、以下の式：
【化２】
0005395790.tif 000003
(式中、RはC1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
の4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンの調製方法であって、以下の式：
【化３】
0005395790.tif 000004
(式中、Rは先に定義した通り)
のアルキルビニルエーテルを、トリフルオロアセチルクロリドと、無溶媒で、または無水有機溶媒の存在下で、-10℃〜35℃の温度にて接触させることを含む、方法に関する。
【０００５】
本発明の別の態様は、以下の式：
【化４】
0005395790.tif 000005
(式中、RはC1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
の4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンの調製方法であって、以下の式：
【化５】
0005395790.tif 000006
(式中、RはC1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
の4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンを、以下の式： 
【化６】
0005395790.tif 000007
(式中、R2は独立してC1-C8アルキルまたはフェニルを表し、R3は独立してH、C1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
のスルホキシドまたはホルムアミド触媒と、無水有機溶媒の存在下で、-10℃〜20℃の温度にて接触させることを含む、方法に関する。
【０００６】
本発明は、以下の式：
【化７】
0005395790.tif 000008
(式中、RはC1-C8アルキルまたはフェニルを表す) 
の4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンに関する。特に限定しない限り、本明細書で使用する「アルキル」という用語は、その範囲内に、直鎖、分岐鎖、および環状部分を含む。
【０００７】
4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンは、以下の式：
【化８】
0005395790.tif 000009
(式中、RはC1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
のアルキルビニルエーテルを、トリフルオロアセチルクロリドと反応させることにより調製される。
【０００８】
通常、おおよそ等モル量のアルキルビニルエーテルおよびトリフルオロアセチルクロリドを上記方法において使用するが、どちらか一方を過剰量で使用してもよい。実際には、アルキルビニルエーテルが10〜50％の化学量論的過剰量(stoichiometric excess)であることが好ましい場合が多い。
【０００９】
反応は、溶媒の不在下(例えば、過剰量のアルキルビニルエーテルで)、または無水有機溶媒の存在下のいずれかで行われる。好ましい溶媒は、炭化水素溶媒、最も好ましくはトルエン等の芳香族炭化水素である。
【００１０】
反応は、-10℃〜35℃の温度で行われる。0℃〜20℃の温度が通常好ましい。
【００１１】
典型的な反応においては、トリフルオロアセチルクロリドを、無溶媒でまたは炭化水素溶媒の存在下で、0〜5℃にて、アルキルビニルエーテルの表面より下で泡立せる。反応液は、温まるままにして１時間攪拌し、室温を超えない温度に保つ。4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンを含む粗反応混合液は、通常、反応混合液をそれ以上単離または精製すること無くそのままで使用する。
【００１２】
本発明の4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンは、以下の式：
【化９】
0005395790.tif 000010
(式中、RはC1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
の4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンを調製するのに有用であり、4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンを、以下の式：
【化１０】
0005395790.tif 000011
(式中、R2は独立してC1-C8アルキルまたはフェニルを表し、R3は独立してH、C1-C8アルキルまたはフェニルを表す)
のスルホキシドまたはホルムアミド触媒と接触させることにより、4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンを調製する。
【００１３】
スルホキシドまたはホルムアミド触媒は、一般的に、4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンの量に基づき0.1〜10モル％のレベルで使用される。0.5〜5モル％のレベルが通常好ましい。
【００１４】
反応は、無水有機溶媒の存在下で行われる。好ましい溶媒は、炭化水素溶媒、最も好ましくはトルエン等の芳香族炭化水素である。
【００１５】
反応は、-10℃〜20℃の温度で行われる。0℃〜20℃の温度が通常好ましい。
【００１６】
4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンは、通常、反応混合液をそれ以上単離または精製すること無しにそのままで使用する。従って、典型的な反応において、トリフルオロアセチルクロリドは、炭化水素溶媒の存在下で、0〜5℃にて、アルキルビニルエーテルの表面より下で泡立せる。反応液は、温まるままにして１時間攪拌する。次いで、4-クロロ-4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンを含む粗反応混合液を、0〜5℃に冷却し、スルホキシドまたはホルムアミド触媒を一度に添加する。反応は、一般的に、さらに12〜24時間攪拌してから終了する。4-アルコキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンは、反応混合物をそれ以上単離または精製すること無しに、そのままで都合よく保存される。
【００１７】
本発明を説明するために以下の実施例を提示する。
【００１８】
実施例
実施例１  4-クロロ-4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンの調製
熱電温度計およびドライアイス/アセトン冷却器(condenser)を取り付けた100 mL三つ口丸底フラスコに、26.4 g(0.37モル)のエチルビニルエーテルを充填した。その後、反応容器を、氷水浴に沈めて冷却した。次に、49 g(0.37モル)のトリフルオロアセチルクロリドを、表面下で反応混合液を通じて泡立せた。酸塩化物の添加終了後、氷水浴を除去し、溶液を室温まで温めた。内部反応温度は、25℃を上回らせないようにした。反応の進行はGCでモニタリングできた。GC分析は、反応混合液が未反応出発材料を含むことを示した。反応混合液を氷水浴で冷やし、さらに13 g(0.09モル)のトリフルオロアセチルクロリドを、表面下で反応混合液を通じて泡立せた。GC分析は、反応液がまだ出発材料を含むことを示したため、さらに19 g(0.14モル)のトリフルオロアセチルクロリド添加により上記プロセスを繰り返した。反応混合液を回収して、58.6 g(GC面積比で約94％の粗収率、および約71％の純度)を得た。4-クロロ-4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンについて：1H NMR (CDCl3, 300 MHz), δ1.25 (t,J=6 Hz, 3H), 3.38 (dd,J=18.0, 3.0 Hz, 1 H), 3.51(dd,J=15.0, 9.0 Hz, 1 H), 3.63 (dq, J=9.0, 6.0 Hz, 1H), 3.98 (dq, J=9.0, 6.0 Hz, 1H), 5.97 (dd, J = 6.0, 3.0 Hz, 1H))。GCMS(PCI-NH3): m/z 204.0165。
【００１９】
実施例２  4-クロロ-4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンの調製
熱電温度計およびドライアイス/アセトン冷却器を取り付けた50 mL三つ口丸底フラスコに、20 mLのトルエン、その後3.77 g(0.052モル)のエチルビニルエーテルを充填した。その後、反応混合液を、氷水浴中で冷却した後、8.77  g(0.066モル)のトリフルオロアセチルクロリドを、表面下で反応混合液を通じて泡立せた。内部反応温度は、3℃から5℃まで上昇した。氷水浴を除去し、溶液を周囲温度まで温まらせ、さらに一時間攪拌した。反応終了後、GC分析は、粗反応混合液が、4-クロロ-4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンを主要生成物として含むことを示した。
【００２０】
実施例３  4-クロロ-4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンの調製
500 mL被覆反応器(jacketed reactor)に、冷却浴および機械式攪拌機(mechanical stirring)を装備した。窒素で覆われたこの容器に、95.81 g(1.33モル)のエチルビニルエーテルを一度に充填した。浴槽の循環温度は0℃に設定し、機械式攪拌機を稼働させ、反応器の内容物を冷やした。内部反応温度が2℃に到達したら、148.1 g(1.12モル)のトリフルオロアセチルクロリドを、表面下浸漬管を介して、反応混合液を通じて、2.5時間かけてゆっくりと泡立せた。内部反応温度は、ガス添加の速度を調整することで12℃未満で維持した。トリフルオロアセチルクロリド添加終了後、表面下浸漬管を容器から外し、反応混合液をさらに1時間27分間冷却しながら攪拌した。反応混合液を、容器の底から排液させて、232.1 gの無色の液体を得た。この混合液の19F NMRアッセイ(98％ 2,4-ジクロロベンゾトリフルオリドを内部標準として使用)は、4-クロロ-4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロブタン-2-オンについて93％の単離収率および92％の純度を示した。
【００２１】
実施例４  ジメチルスルホキシドを触媒として使用した4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンの調製
実施例２で得た4-クロロ-4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンのトルエン溶液を、その後、氷水浴を使用して2℃まで冷やした後、184μL(0.003モル)のジメチルスルホキシド-d6(DMSO)を、シリンジを介して一度に添加した(この添加の間、いくらかの発熱が見とめられたことに留意する)。次いで、この反応液を、21時間攪拌した際に、GC分析は4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンが50%の面積比で(in 50% relative area percent)存在することを示した。さらに184μL(0.003モル)のDMSO-d6をシリンジを介して一度に添加した。この二回目のDMSO添加の間に3℃の温度上昇が見とめられた。反応液をさらに３時間攪拌した後、ポリシール(poly-seal)蓋付きのガラス瓶に移した。生成物/トルエン溶液の重さは26.75であり、4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンを、(出発エチルビニルエーテルモル濃度に基づく)「浴収率(in pot yield)」で65％含むことがGCアッセイによって測定された。GCMS:m/z測定(M+1) 169。
【００２２】
実施例４  ジメチルスルホキシドを触媒として使用した4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンの調製
熱電温度計およびドライアイス/アセトン冷却器を取り付けた50 mL三つ口丸底フラスコに、20 mLのトルエン、その後3.77 g(0.052モル)のエチルビニルエーテル(EVE)を充填した。その後、反応混合液を、氷水浴に入れて冷却した後、7.6  g(0.057モル)のトリフルオロアセチルクロリド(TFAC)を、表面下で反応混合液を通じて泡立せた。氷水浴を除去し、溶液を周囲温度(約20℃)まで温め、さらに一時間攪拌した。GC分析は、TFACの添加がさらに必要であることを示した。反応混合液を、氷水浴を使用して冷却した後、さらに2.1  g(0.061モル)のトリフルオロアセチルクロリドを、表面下で反応混合液を通じて泡立せた。氷水浴を除去し、溶液を周囲温度にてさらに40分間攪拌した。この時点で、CG分析は、粗反応混合液が、4-クロロ-4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンを主要生成物として含むことを示した。その後、反応を次の工程に進めた。
【００２３】
4-クロロ-4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンの約1 mLのトルエン溶液を対照参照物質(control reference)として確保しておいた。4-クロロ-4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンを含む残りのトルエン反応混合液を、その後、氷水浴を使用して2℃まで冷やした。次いで、400μL(0.005モル)のN,N-ジメチルホルムアミド-d7(DMF-d7)をシリンジを介して一度に添加した。その後、反応液を24時間攪拌した際に、GC分析は4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-2-ブタノンが57%の面積比で存在することを示した。次いで、反応混合液をポリシール蓋付きのガラス瓶に移した。生成物/トルエン溶液の重さは26.32であり、4-エトキシ-1,1,1-トリフルオロ-3-ブテン-2-オンを、(出発EVEモル濃度に基づく)「浴収率」で62％含むとGCアッセイによって測定された。