(57)【要約】    【課題】  医薬・農薬の中間体として、また含フッ素重合体等の機能性材料の製造原料または合成中間体として有用なトリフルオロメチル基含有エナミンおよび３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを工業的規模で製造する方法を提供する。    【解決手段】１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンと環状２級アミンとを反応させて、トリフルオロメチル基含有エナミンを製造する。環状２級アミンとしては、モルホリン、ピペリジンなどが、特に好ましく用いられる。得られたトリフルオロメチル基含有エナミンを、酸の存在下、加水分解すれば３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを得ることができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式［１］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン
【化１】
2006124283.tif 000013
と、式［２］で表される環状２級アミン
【化２】
2006124283.tif 000014
を反応させることを特徴とする、式［３］で表される、トリフルオロメチル基含有エナミン
【化３】
2006124283.tif 000015
の製造方法。
（式［１］中、Ｘはハロゲン（フッ素、塩素、臭素またはヨウ素）、炭素数１〜４のパーフルオロアルカンスルホネート基、炭素数１〜４のアルキルスルホネート基、またはアリールスルホネート基を表す。
式［２］中、Ａは酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、ＣＲ1Ｒ2基（ここでＲ1およびＲ2は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＳｉＲ3Ｒ4基（ここでＲ3およびＲ4は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＮＲ5基（ここでＲ5は、水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＰＲ6基（ここでＲ6は、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、またはＢＲ7基（ここでＲ7は、水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）を表し、ｍおよびｎはそれぞれ独立に１〜３の整数を表す。
式［３］中、Ａ、ｍおよびｎの意味は、式［２］に同じ。）
【請求項２】
１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンが、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＣＦＣ−１２３３ｚｄ）（トランス体もしくはシス体、あるいはトランス体とシス体の混合物）であることを特徴とする、請求項１に記載のトリフルオロメチル基含有エナミンの製造方法。
【請求項３】
環状２級アミンが次の式［４］で表される環状２級アミン
【化４】
2006124283.tif 000016
であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のトリフルオロメチル基含有エナミンの製造方法。
（式［４］中、Ｅは酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、ＣＲ1Ｒ2基（ここでＲ1およびＲ2は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＳｉＲ3Ｒ4基（ここでＲ3およびＲ4は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＮＲ5基（ここでＲ5は、水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＰＲ6基（ここでＲ6は、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、またはＢＲ7基（ここでＲ7は、水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）を表す。）
【請求項４】
環状２級アミンがピペリジンであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のトリフルオロメチル基含有エナミンの製造方法。
【請求項５】
環状２級アミンがモルホリンであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のトリフルオロメチル基含有エナミンの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れかの方法によって得られたトリフルオロメチル基含有エナミンを、酸の存在下、加水分解することを特徴とする、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
【請求項７】
下記式［５］で表される（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジン。
【化５】
2006124283.tif 000017
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬・農薬の中間体として、また含フッ素重合体等の機能性材料の製造原料または合成中間体として有用な、トリフルオロメチル基を含有するエナミンおよびその誘導体である３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エナミン類は一般に、アルデヒドまたはケトンと第二級アミンとの縮合反応により合成される。また、特許文献１には、貴金属錯体を使用し、末端アセチレン類とＮ−Ｈ結合を有するアミンとを反応させてエナミン類を得る方法が開示されている。エナミン類のうち、トリフルオロメチル基を含有するエナミン類に関しては、特許文献１の方法と同様に、３，３，３−トリフルオロプロピンとモルホリンとを反応させて１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−モルホリンを製造する例（非特許文献１）や、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸から酸塩化物へと誘導し、脱塩化水素、ジメチルホルムアミドの付加、脱炭酸ガスを経由して製造する例（非特許文献２）、パーフルオロアルケニルリン酸をジエチルアミンと数日間反応させて対応するエナミンを製造する例（非特許文献３）などが知られている。
【０００３】
しかしながら、１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン類のハロゲノ基とアミンの窒素との置換によるトリフルオロメチル基含有エナミン類の製造方法はこれまで知られていなかった。
【０００４】
一方、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドも、医薬・農薬の中間体として、また含フッ素重合体等の機能性材料の製造原料または合成中間体として極めて重要な化合物であるため、これまで多くの製造方法が報告されてきた。
【０００５】
非特許文献４には３，３，３−トリフルオロプロペンを硝酸水銀（II）と氷酢酸などを用いて３，３，３−トリフルオロ−１−プロパノールへと誘導し、これをクロム酸ナトリウムにより３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドに酸化する方法が開示されている。特許文献２には、３，３，３−トリフルオロプロペンをパラジウム塩の存在下、水と反応させることで３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。非特許文献５にはヨウ化トリフルオロメチルをエチルビニルエーテルに付加させ、加水分解することによって３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。特許文献３においては、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンを、パラジウム塩と酢酸ナトリウム、そして氷酢酸を用いて酢酸３，３，３−トリフルオロプロペニルへと変換し、これを加水分解することによって３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。
【０００６】
特許文献４においては、アルキル  ３，３，３−トリフルオロプロペニルエーテルを、ヨウ化水素酸水溶液を用いて加水分解して３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。特許文献５では１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンを、Ｒが炭素数１〜４のアルコール（ＲＯＨ）中で反応させ、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＯＲもしくはＣＦ3ＣＨ（ＯＲ）2へと変換し、引き続いて特許文献４の方法と同様に、加水分解して３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。特許文献６では、酢酸ビニルへの塩化トリフルオロメタンスルホニルの付加により、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロピルアセテートを製造し、これを硫酸で加水分解して３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。
【０００７】
また、非特許文献６では、トリフルオロメチル基含有エナミンであるジメチル−［１−（２−トリフルオロメチル−３，３，３−トリフルオロプロペニル）］アミンを硫酸マグネシウム水和物存在下２８日間反応させて３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２５５７１４号公報
【特許文献２】特開昭６３−６３６３３号公報
【特許文献３】米国特許５，７７７，１８４号公報
【特許文献４】米国特許２，７１５，１４４号公報
【特許文献５】米国特許６，１１１，１３９号公報
【特許文献６】特表２００３−５２２７４３号公報
【非特許文献１】Tetrahedron Letters、第３６巻、第３２号、５７０３頁〜５７０６頁  １９９５年（英国）
【非特許文献２】Organic Letters、第４巻、第１７号、２９６９頁〜２９７２頁  ２００２年（米国）
【非特許文献３】Izvestiya Akademii Nauk SSSR、Seriya Khimicheskaya、第９号、１５７６頁〜１５８３頁  １９６３年（ソ連）
【非特許文献４】Journal of Fluorine Chemistry、第３０巻、１５３頁〜１５８頁  １９８５年（オランダ国）
【非特許文献５】Zhurnal Organicheskoi Khimii、第２５巻、第７号、１３７６頁〜１３８０頁  １９８９年（ソ連）
【非特許文献６】Izvestiya Akademii Nauk、Seriya Khimicheskaya、第５号、１０６９頁〜１０７１頁  １９９７年（ロシア国）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
トリフルオロメチル基含有エナミン、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法に関して、これまで知られている方法は、小規模で行うには有利であるが、高価な原料を必要とし、取扱いの難しい試薬を用いるなどの問題があった。
【０００９】
トリフルオロメチル基含有エナミンを得る方法に関して、特許文献１及び非特許文献１において開示された方法では、出発原料として３，３，３−トリフルオロプロピンを必要とするが、これは反応性が高く不安定であり、しかも高価である為、工業的に使用するのは困難である。非特許文献２の方法も、原料の３，３，３−トリフルオロプロピオン酸が高価であるため、工業的には採用し難い。非特許文献３の方法はリンの廃液を大量に排出し、さらに反応完結までに数日間を要するという問題がある。
【００１０】
一方、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを得る方法に関して、非特許文献４の方法は、水銀やクロム酸等有害な薬品を使用するという問題がある。特許文献２及び特許文献３の方法は、高価なパラジウム塩を使用し、非特許文献５の方法も、高価なヨウ化トリフルオロメチルを使用するため、経済的に有利な方法ではない。特許文献４の方法は、安価な出発原料を使用しているものの、腐食性が高く取扱いが困難なヨウ化水素酸を使用しているため、工業的に採用するのは困難である。特許文献５の方法も、安価な出発原料を使用しているものの、加水分解の際に高価な長鎖のアルカン酸（ヘキサン酸）を使用しているため問題がある。特許文献６の方法は高価な塩化トリフルオロメタンスルホニルを使用するため、工業的に使用するのは困難である。非特許文献６の方法は、トリフルオロメチル基含有エナミン類を３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドに変換している数少ない例であるが、反応に２８日間もかかるうえ、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドが主生成物ではないため、工業的には採用しがたい。
【００１１】
上述のように、将来にわたって実施できる工業的なトリフルオロメチル基含有エナミンならびに３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法が確立されているとは言えず、これらを解決することが課題であった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意検討を重ねた。その結果、工業的に容易に、しかも安価で入手できる、式［１］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン
【００１３】
【化６】
2006124283.tif 000002
【００１４】
を出発原料として、目的とするトリフルオロメチル基含有エナミンならびに３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造するための、優れた方法を見出した。
【００１５】
すなわち本発明者らは、上記１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンは、式［２］で表される環状２級アミン
【００１６】
【化７】
2006124283.tif 000003
【００１７】
と容易に反応し、式［３］で表わされる、トリフルオロメチル基含有エナミン（目的化合物）
【００１８】
【化８】
2006124283.tif 000004
【００１９】
を高収率で生成することを見出した（第一工程）。
（式［１］中、Ｘはハロゲン（フッ素、塩素、臭素またはヨウ素）、炭素数１〜４のパーフルオロアルカンスルホネート基、炭素数１〜４のアルキルスルホネート基、またはアリールスルホネート基を表す。
【００２０】
式［２］中、Ａは酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、ＣＲ1Ｒ2基（ここでＲ1およびＲ2は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＳｉＲ3Ｒ4基（ここでＲ3およびＲ4は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＮＲ5基（ここでＲ5は、水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＰＲ6基（ここでＲ6は、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、またはＢＲ7基（ここでＲ7は、水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）を表し、ｍおよびｎはそれぞれ独立に１〜３の整数を表す。
【００２１】
式［３］中、Ａ、ｍおよびｎの意味は、式［２］に同じ。）
通常、１−ハロゲノプロペンのような、フッ素を有していないビニルハライド類のハロゲンは不活性であり、窒素原子と容易に置換しない。しかしながら、電子吸引性のトリフルオロメチル基を有する１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン類は意外にも、環状２級アミンとの間に高い反応性を示し、トリフルオロメチル基含有エナミンを高収率で生成することが判明した。
【００２２】
この１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン類におけるハロゲンの置換反応は、メチルアミンやジエチルアミン、トリエチルアミンのような、通常の直鎖状あるいは分岐鎖の１級〜３級アミン、さらにはピリジンのような環状３級アミンではほとんど進行せず、式［２］で表される「環状２級アミン」を用いた場合に特異的に進行する反応であることがわかった。
【００２３】
本発明者らは、上記反応を実施するに際して、ピペリジン、モルホリンなど、特定の環状２級アミンを用いた場合に、反応が特に好ましく進行することを見出した。
【００２４】
発明者らはさらに、上記各発明により得られた、式［３］で表わされる、トリフルオロメチル基含有エナミンが、酸性条件下、容易に加水分解を受けて、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドに変換することを見出した（第二工程）。
【００２５】
上記、第一工程も第二工程の反応とも、分離の難しい副生物をほとんど生成せず、有害な廃棄物も生じず、従来の方法に比較して、工業的規模で実施する上で特に好適な方法であることがわかった。
【００２６】
また、本発明者らは研究を通じて、下記の式［５］で表される、新規化合物である（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジン
【００２７】
【化９】
2006124283.tif 000005
【００２８】
を見出した。
【００２９】
このように、本発明によって、トリフルオロメチル基含有エナミンならびに３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの工業的製造が、従来よりも格段に容易に行えることとなり、本発明の完成に到達した。
【００３０】
すなわち本発明は、式［１］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン
【００３１】
【化１０】
2006124283.tif 000006
【００３２】
と、式［２］で表される環状２級アミン
【００３３】
【化１１】
2006124283.tif 000007
【００３４】
を反応させることを特徴とする、式［３］で表される、トリフルオロメチル基含有エナミン
【００３５】
【化１２】
2006124283.tif 000008
【００３６】
の製造方法を提供する。
（式［１］中、Ｘはハロゲン（フッ素、塩素、臭素またはヨウ素）、炭素数１〜４のパーフルオロアルカンスルホネート基、炭素数１〜４のアルキルスルホネート基、またはアリールスルホネート基を表す。
【００３７】
式［２］中、Ａは酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、ＣＲ1Ｒ2基（ここでＲ1およびＲ2は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＳｉＲ3Ｒ4基（ここでＲ3およびＲ4は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＮＲ5基（ここでＲ5は、水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＰＲ6基（ここでＲ6は、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、またはＢＲ7基（ここでＲ7は、水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）を表し、ｍおよびｎはそれぞれ独立に１〜３の整数を表す。
【００３８】
式［３］中、Ａ、ｍおよびｎの意味は、式［２］に同じ。）
また本発明は、１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンが、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＣＦＣ−１２３３ｚｄ）（トランス体もしくはシス体、あるいはトランス体とシス体の混合物）であることを特徴とする、上記のトリフルオロメチル基含有エナミンの製造方法を提供する。
【００３９】
また本発明は、環状２級アミンが次の式［４］で表される環状２級アミン
【００４０】
【化１３】
2006124283.tif 000009
【００４１】
であることを特徴とする、上記のトリフルオロメチル基含有エナミンの製造方法を提供する。
（式［４］中、Ｅは酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、ＣＲ1Ｒ2基（ここでＲ1およびＲ2は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＳｉＲ3Ｒ4基（ここでＲ3およびＲ4は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＮＲ5基（ここでＲ5は、水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、ＰＲ6基（ここでＲ6は、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）、またはＢＲ7基（ここでＲ7は、水素原子、炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキル基を表す）を表す。）
また本発明は、環状２級アミンがピペリジンであることを特徴とする、上記のトリフルオロメチル基含有エナミンの製造方法を提供する。
【００４２】
また本発明は、環状２級アミンがモルホリンであることを特徴とする、上記のトリフルオロメチル基含有エナミンの製造方法を提供する。
【００４３】
さらに本発明は、上記の何れかの方法で得られたトリフルオロメチル基含有エナミンを、酸の存在下、加水分解することを特徴とする、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法を提供する。
【００４４】
さらに本発明は、新規化合物である、下記式［５］で表される、（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジン
【００４５】
【化１４】
2006124283.tif 000010
【００４６】
を提供する。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、安価で入手できる１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンから、少ない工程で簡便に、しかも良好な収率で、医薬・農薬の中間体として、また含フッ素重合体等の機能性材料の製造原料または合成中間体として有用な、トリフルオロメチル基含有エナミン、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを工業的規模で製造できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明につき、さらに詳細に説明する。本発明は、次の二つの反応工程（第一工程、第二工程）に関連し、第一工程を必須の要件とし、必要に応じてこれに第二工程を加えることによってなる。
第一工程：式［１］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン類
と、式［２］で表される環状２級アミンとを反応させて、式［３］で表わされる、トリフルオロメチル基含有エナミンを得る工程。
第二工程：第一工程で得られたトリフルオロメチル基含有エナミンを酸性条件下、加水分解して、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを得る工程。
【００４９】
本発明の内容を図示すると、次のスキームのようになる。
【００５０】
【化１５】
2006124283.tif 000011
【００５１】
まず、第一工程について、詳細に説明する。第一工程は、式［１］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンを、式［２］で表される環状２級アミンと反応させて、式［３］で表されるトリフルオロメチル基含有エナミンを得る工程である。上述のように、このような方法でトリフルオロメチル基含有エナミンを製造する方法はこれまで知られていなかった。本工程は、工業的に容易に、しかも安価で入手できる１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンを出発原料とし、環状２級アミンを用いた場合に特異的にトリフルオロメチル基含有エナミンを製造できるという、本発明の根幹を成す特徴的な工程である。
【００５２】
この第一工程で使用される、式［１］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンとしては、具体的に（Ｅ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−ブロモ−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−ブロモ−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−ヨード−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−ヨード−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−フルオロ−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−フルオロ−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−トリフルオロメタンスルホニル−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−トリフルオロメタンスルホニル−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−ペンタフルオロエタンスルホニル−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−ペンタフルオロエタンスルホニル−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−（１−ノナフルオロブタンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−（１−ノナフルオロブタンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−メタンスルホニル−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−メタンスルホニル−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−エタンスルホニル−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−エタンスルホニル−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−（１−プロパンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−（１−プロパンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−（２−プロパンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−（２−プロパンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−（１−ブタンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−（１−ブタンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−ベンゼンスルホニル−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−ベンゼンスルホニル−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−（ｐ−トルエンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−（ｐ−トルエンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−（ｏ−トルエンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−（ｏ−トルエンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−（ｍ−トルエンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−（ｍ−トルエンスルホニル）−３，３，３−トリフルオロプロペン等を挙げることができる。
【００５３】
この中で入手の容易さから、（Ｅ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−ブロモ−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−ブロモ−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｅ）−１−フルオロ−３，３，３−トリフルオロプロペン、（Ｚ）−１−フルオロ−３，３，３−トリフルオロプロペンが好ましく、（Ｅ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンと（Ｚ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンが特に好ましい。
【００５４】
尚、上述した種々の１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンは単独で用いても良いし、各種の混合物を用いても良い。特に、トランス体とシス体は混合していても問題は無い。特定の環状２級アミンを使用した場合、トランス体とシス体のいずれを用いても、ほとんど選択的にトランス体のトリフルオロメチル基含有エナミンが生成する。
【００５５】
従って、上述したように、（Ｅ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンと（Ｚ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンは、それぞれ工業的に入手が容易であり、安価であるため、出発原料として特に好ましいが、これらトランス体とシス体はそれぞれ単独で用いても良いし、混合物の状態で用いても良い。
【００５６】
この１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンの製造法によっては、トランス体とシス体の混合物が生じるため、これを蒸留等で精製・分離してトランス体とシス体が供給されているが、本発明による方法では、トランス体とシス体の混合物をそのまま使用できるため、さらに安価に原料を調達できるという特徴を有する。
【００５７】
一方、式［２］で表される環状２級アミンとしては、特に次の式［４］で表される６員環の環状２級アミンが好ましい反応性を示す。
【００５８】
【化１６】
2006124283.tif 000012
【００５９】
具体的に、モルホリン、チオモルホリン、セレノモルホリン、テルロモルホリン、アゼチジン、ピロリジン、ピペリジン、ヘキサメチレンイミン、ヘプタメチレンイミン、３-メチルアゼチジン、３-メチルピロリジン、３−メチルピペリジン、４−メチルピペリジン、３−メチルヘキサメチレンイミン、４−メチルヘキサメチレンイミン、３−メチルヘプタメチレンイミン、４−メチルヘプタメチレンイミン、３-エチルアゼチジン、３-エチルピロリジン、３−エチルピペリジン、４−エチルピペリジン、３−エチルヘキサメチレンイミン、４−エチルヘキサメチレンイミン、３−エチルヘプタメチレンイミン、４−エチルヘプタメチレンイミン、イミダゾリジン、１−メチルイミダゾリジン、２−メチルイミダゾリジン、ピペラジン、１−メチルピペラジン、１−エチルピペラジン、ホモピペラジン、１−メチルホモピペラジン、１−エチルホモピペラジン等が例示できるがこれらに限られない。これらの内で、入手の容易さからモルホリン、アゼチジン、ピロリジン、ピペリジン、３−メチルピロリジン、３−メチルピペリジン、４−メチルピペリジン、ピペラジン、１−メチルピペラジンが好ましく、モルホリン、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジンが、特に優れた反応性を示すため、特に好ましい。これらの中でも安価なピペリジン、モルホリンがさらに好ましい。
【００６０】
第一工程の反応には、反応時に生成するハロゲン化水素を中和するための受酸剤として、塩基性物質が必要である。系内に別途の塩基性物質が存在しない場合、上述の「環状２級アミン」がこの受酸剤としての機能も兼ねる。これに対し、受酸剤として、別途塩基性物質が共存する場合には、「環状２級アミン」は反応基質としてのみ作用する。
【００６１】
まず、他に塩基性物質を共存させず、「環状２級アミン」のみを用いる場合について説明する。この場合、前記、式［１］で表わされる１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン類１モル当たり、２モル以下の環状アミン類を使用した場合には、理論的に半分が反応基質として作用し、半分が受酸剤として作用する。２モル以上使用した場合には、理論的には１モルが反応基質として作用し、もう1モルが受酸剤として作用し、残りは溶媒として作用する。
【００６２】
環状２級アミンの使用量は、前記、式［１］で表わされる１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン１モルに対して、通常１．８モル〜２０モルであり、好ましくは２．０モル〜１０モル、更に好ましくは２．０モル〜６．０モルである。
【００６３】
このように、系内に別途の塩基性物質が存在しない場合、目的物の収率を高めるためには、比較的高価な「環状２級アミン」を過剰量、要求されることが多い。しかし、第一工程において過剰量の環状２級アミンを使用したとしても、第一工程の反応が終了した後、未反応の環状２級アミンは適当な方法（蒸留等）によって、高純度、高回収率で回収できる。また目的物が３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドである場合は、第一工程が完了した後、敢えて単離精製を行わず、未反応の環状２級アミンが共存する状態で、下記の第二工程（酸の存在下における加水分解）を実施することもできる。この場合、第二工程が終了した後、生成した３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを蒸留等で分離し、その後、残渣液に無機塩基等の塩基を加え、未反応の環状２級アミンを水相から二層分離させて回収することができる。こうして回収された環状２級アミンは、次バッチにおいて再利用することができる。
【００６４】
次いで、受酸剤として別途、塩基性物質を添加する場合について説明する。受酸剤としては、上述の「環状２級アミン」を除く塩基性物質であれば特に制限は無いが、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、水素化ナトリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシドなど無機塩基の他、トリエチルアミン、ジエチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］−７−ウンデセン等の有機塩基を例示することができる。好ましくは、無機塩基が用いられ、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムは安価であり、反応性も良好なので特に好ましく用いられる。
【００６５】
受酸剤の使用量に特別な制限はないが、通常、１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン類に対して０．８モル〜１．２モルであり、好ましくは０．９モル〜１．１モルである。上述したとおり、この場合、環状２級アミンは反応基質としてのみ作用するため、過剰に使用する必要はなく、その使用量は、通常、１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン類に対して０．８モル〜１．２モルであり、好ましくは０．９モル〜１．１モルである。勿論これ以上用いても反応性に影響することはないが、生産性の観点から好ましくない。
【００６６】
第一工程の反応は通常窒素、アルゴン等の不活性ガス中で行われる。圧力については特に制限はないが、不活性ガスを封入して密閉しておいてもよいし、不活性ガスの加圧下で行ってもよい。好ましくは大気圧下で反応が行われる。反応時間については、特に制限はないが、ガスクロマトグラフィー等で反応の進行状況を確認し、終点に近づいたことを確認した後、反応工程を終了することが好ましい。
【００６７】
溶媒に関しては、環状アミン類を塩基兼溶媒として用いるのが好ましいが、反応に関与しないものであれば特に制限はなく、例えばヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、アセトン等のアルキルケトン類、メタノール、エタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のアルコール類、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルリン酸トリアミド等の非プロトン性極性溶媒等、もしくは水が例示できる。
【００６８】
反応温度は、通常、-５０℃〜１００℃、好ましくは-１０℃〜１００℃で、さらに好ましくは、-５℃〜６０℃の範囲である。
【００６９】
反応終了後、反応溶液を直接蒸留する方法や、副生する固体をろ過して、得られる溶液を蒸留する方法、あるいは、水または氷水を加えた後、有機溶媒による抽出操作及びそれに続く蒸留等の通常の手段により、目的とする式［３］で表わされる、トリフルオロメチル基含有エナミンを単離することができる。ただし、第二工程を行う上では、トリフルオロメチル基含有エナミンを敢えて単離することなく、第一工程で得られた反応混合物をそのまま第二工程に使用することも可能である。
【００７０】
次に、本発明の第二工程について説明する。本発明の第二工程は、第一工程で得られた式［３］で表わされるトリフルオロメチル基含有エナミンを、酸の存在下、加水分解して、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを得る工程である。
【００７１】
この第二工程に用いるトリフルオロメチル基含有エナミンとしては、第一工程終了後、反応液を精製操作に付して単離したものを用いることができるが、単離精製操作を行うことなく、続けて第二工程に使用することもできる。単離精製せずに用いる場合、第一工程と同一の反応器を用いて連続的に第二工程を実施することも可能である。
【００７２】
また、第一工程の反応終了後に、析出した塩等の固体を濾別し、得られた濾液から過剰な受酸剤または溶媒等を留去しただけのトリフルオロメチル基含有エナミン類粗体を第二工程の加水分解に供することもできる。
【００７３】
第二工程の加水分解において用いられる酸は、ブレンステッド酸であれば特に限定されないが、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸、珪酸、臭化水素酸、ホウ酸等の無機酸や、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、クロトン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の有機酸を例示することができる。好ましくは、無機酸が用いられ、特に、塩酸、硫酸、硝酸が好ましく用いられる。その使用量は、使用する酸の価数により変化するが、例えば１価の酸の場合、第一工程で得られた式［３］で表わされる、トリフルオロメチル基含有エナミン類１モルに対して、酸の使用量は、１モル以上であり、好ましくは、１〜５モルである。また、２価の酸の場合、第一工程で得られた式［３］で表わされる、トリフルオロメチル基含有エナミン類１モルに対して、酸の使用量は、０．５モル以上であり、好ましくは、０．５〜２．５モルである。
【００７４】
未反応の環状２級アミンが残存した状態でそのまま第二工程を行う場合には、上記酸の量に、環状２級アミンを中和するのに要する量を加算する。
【００７５】
本工程に用いられる水の使用量は、基質である式［３］で表わされる、トリフルオロメチル基含有エナミン類１モルに対して、１モル以上であれば特に制限はないが、好ましくは１〜１０００モルであり、更に好ましくは１〜１００モルである。それ以上用いても良いが、容積あたりの収量が減るので好ましくない。また、上述した酸の中に水が含まれている場合はその水を使用しても良い。
【００７６】
また、本工程における酸の濃度に関して特に限定は無いが、１０％〜９０％が好ましい。
【００７７】
本工程は、反応溶媒を使用せずに行うことが好ましいが、場合によっては使用することもできる。使用される溶媒としては反応に関与しないものであれば特に制限はなく、例えばヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、メタノール、エタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のアルコール類等が例示できる。
【００７８】
反応温度は特に限定されないが、通常、−５０℃〜＋２５０℃、好ましくは−２０℃〜＋２００℃で、さらに好ましくは−1０℃〜＋１５０℃の範囲である。
【００７９】
反応後の処理は特に限定されないが、反応溶液を直接蒸留する方法や、有機溶媒による抽出操作及び蒸留等の通常の手段により、第二工程で目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを得ることができる。
【００８０】
なお、上述のように、第二工程終了時の反応液に、第一工程の原料である、未反応の環状２級アミンが塩の状態で残存する場合は、例えば、反応液を蒸留した残渣に無機塩基水溶液を加えることによって、環状２級アミンを水相と二層分離させて回収し、再利用することができる。
【実施例】
【００８１】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、これらの実施態様に限られない。ここで、組成分析値の「％」とは、生成ガスを直接ガスクロマトグラフィーによって測定して得られた組成の「面積％」を表す。
【００８２】
［実施例１］（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジンの製造（１）（環状２級アミン類を反応基質及び受酸剤として利用する場合）
３０００ｍｌメカニカルスターラー付きガラス反応器を窒素置換し、氷冷下、ピペリジン１３０５ｇ（１５．３ｍｏｌ）（４．０当量）、（Ｅ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン ５００ｇ(３．８３ｍｏｌ) （１．０当量）を加え、反応温度１０℃〜２０℃で３時間攪拌した。白色固体を濾過し、得られた濾液を減圧蒸留(８０−８１℃／２．４ｋＰａ)し、純度９９％の（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジン  ４３９ｇを収率６３％で得た。
（（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジンの物性）
1H-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3)δ(ppm)：1.5-1.6 (6H, m), 2.99 (4H, m), 4.26 (1H, dq, J=13.7, 6.4 Hz), 6.60 (1H, dq, J=13.7, 1.5 Hz).
19F-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3)：−56.6 ppm(3F, br d, J=6.0 Hz) (CFCl3=0 ppm)
［実施例２］（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジンの製造（２）（環状２級アミン類を反応基質及び受酸剤として利用する場合）
３００ｍｌメカニカルスターラー付きガラス反応器を窒素置換し、氷冷下、ピペリジン１３０．５ｇ（１．５３ｍｏｌ）（４．０当量）、（Ｚ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン ５０ｇ(０．３８ｍｏｌ) （１．０当量）を加え、反応温度１０℃〜２０℃で３時間攪拌した。白色固体を濾過した。得られた濾液から過剰ピペリジンを留去し、（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジン  ６４．５ｇを収率９５％（ＧＣ純度９５％）で得た。
【００８３】
［実施例３］（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジンの製造（３）（環状２級アミン類を反応基質及び受酸剤として利用する場合）
３００ｍｌメカニカルスターラー付きガラス反応器を窒素置換し、氷冷下、ピペリジン１３０．５ｇ（１．５３ｍｏｌ）（４．０当量）、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（トランス体とシス体の混合物；混合モル比：トランス体：シス体＝６５：３５） ５０ｇ(０．３８ｍｏｌ) （１．０当量）を加え、反応温度１０℃〜２０℃で３時間攪拌した。白色固体を濾過した。得られた濾液から過剰ピペリジンを留去し、（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジン  ６２．０ｇを収率９１％（ＧＣ純度９４％）で得た。
【００８４】
［実施例４］（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジンの製造（４）（環状２級アミン類を反応基質として用い、別途受酸剤として塩基性物質を使用する場合）
１０ｍｌメカニカルスターラー付きガラス反応器を窒素置換し、氷冷下、ピペリジン０．６５ｇ（７．６ｍｍｏｌ）（１．０当量）、（Ｅ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン １ｇ(７．６ ｍｍｏｌ)（１．０当量）、水酸化ナトリウム３０７ｍｇ（７．６ｍｍｏｌ）（１．０当量）を加え、反応温度３０℃で５時間攪拌した。白色固体を濾過し、ジイソプロピルエーテルで洗浄後、得られた濾液を減圧蒸留(８０−８１℃／２．４ｋＰａ)し、目的の（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジン（収量９６０ｍｇ、収率７０％、純度９５％）を淡黄色液体として得た。
【００８５】
［実施例５］３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造（１）
１００ｍｌメカニカルスターラー付きガラス反応器を窒素置換し、氷浴下、［実施例１］で得られた（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジン１０．０ｇ（０．０５６ｍｏｌ）（１．０当量）、濃硫酸 ５．５ｇ(０．０５６ｍｏｌ) （１．０当量）、水５．５ｇを加え、１時間攪拌した。得られた反応液を常圧にて蒸留し（沸点５５℃）、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド（収量５．６g、収率８９％、純度９８％）を得た。
【００８６】
［実施例６］３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造（２）
２００ｍｌメカニカルスターラー付きガラス反応器を窒素置換し、氷冷下、ピペリジン８５．１ｇ（１．００ｍｏｌ）（４．０当量）、（Ｅ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン ３３．０ｇ(０．２５ｍｏｌ) （１．０当量）を加え、反応温度１０℃〜２０℃で３時間攪拌した。白色固体を濾過し、得られた濾液を減圧蒸留(３８−４１℃／１１ｋＰａ)し、純度９９％のピペリジン３３．６ｇと４０．０ｇの蒸留釜残を回収した。蒸留釜残をガスクロマトグラフィーにて分析すると（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジンの含有率は９９％であった。
【００８７】
次いで氷浴下、上記で得られた（Ｅ）−１−（３，３，３−トリフルオロプロペニル）−ピペリジン４０．０ｇ（０．２２ｍｏｌ）（１．０当量）、５０％硫酸 ２２ｇ(０．１１ｍｏｌ) （０．５当量）を窒素置換した１００ｍｌメカニカルスターラー付きガラス反応器に加え、徐々に昇温し、２５℃で１時間攪拌した。得られた反応液を常圧にて蒸留し（沸点５５℃）、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド（収量１９．３g、収率７７．５％。純度９９％）を得た。
【００８８】
［実施例７］３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造（３）
５００ｍｌメカニカルスターラー付きガラス反応器を窒素置換し、氷浴下、ピペリジン８１．５ｇ（０．９５８ｍｏｌ）（２．５当量）、（Ｅ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン ５０ｇ(０．３８３ ｍｏｌ) （１．０当量）を加え、反応温度３０℃で５時間攪拌した。続いて、反応液を０℃に冷却し、３５％塩酸６０ｇ（０．５７５ｍｏｌ）（１．５当量）を１時間かけて滴下した（ｐＨ＜１）。このフラスコに、蒸留塔、冷却管、受けフラスコを取り付け、常圧にて蒸留を行い（沸点５５℃）、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド（収量３２ｇ、収率７４％、純度９８％）を得た。