(57)【要約】本発明は、トリス（パーフルオロアルキル）ホスフィンオキシド類によるパーフルオロアルキル化の方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーフルオロアルキル化の方法であって、少なくとも一種のトリス（パーフルオロアルキル）ホスフィンオキシドと、パーフルオロアルキル化される基質とを反応させ、その際トリス（パーフルオロアルキル）ホスフィンオキシドを、反応前又は反応中に少なくとも一種の塩基により処理することを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
使用する基質が有機化合物、好ましくは三座配位有機ホウ素化合物及び／又はカルボニル基を含む有機化合物であることを特徴とする、請求項１に記載のパーフルオロアルキル化の方法。
【請求項３】
強塩基、好ましくはカリウム tert−ブトキシド、ｎ−ブチルリチウム、金属アミド及び／又はグリニャール試薬を用いることを特徴とする、請求項１に記載のパーフルオロアルキル化の方法。
【請求項４】
化学基質のパーフルオロアルキル化のための少なくとも一種のトリス（パーフルオロアルキル）ホスフィンオキシドの使用。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、トリス（パーフルオロアルキル）ホスフィンオキシド類によるパーフルオロアルキル化の方法に関する。
【０００２】
パーフルオロアルキル化は、フッ素含有化合物、特に有機フッ素化合物を調製するための重要な方法である。通常使用されるパーフルオロアルキル化試薬は、パーフルオロアルキルハライド類（perfluoroalkyl halides）、特にパーフルオロアルキルヨージド類（perfluoroalkyl iodides）であり、それらはパーフルオロアルキル基の原料としての役割を果たす（“Organiofluorine Chemistry. Principles and Commercial Applications.”R. E. Banks編集, Plenum Press, New York 1994 ; G. G. Furin, “Some new aspects in the application of perfluoroalkyl halides in the synthesis of fluorine-containing organic compounds" (Review), Russ. Chem. Rev. （英訳）, 69, No.6 (2000), 491〜522頁 ; N. O. Brace, “Syntheses with perfluoroalkyl iodides. A review, Part III.” , J. of Fluorine Chem., 108 (2001), 147〜175頁 ; N. O. Brace, “Syntheses with perfluoroalkyl iodides. Part II. ”J. of Fluorine Chem. 96 (1999), 101〜127頁 ;N. O. Brace, “Syntheses with perfluoroalkyl radicals from perfluoroalkyl iodides. A rapid survey of synthetic possibilities with emphasis on practical applications. Part one: alkenes, alkynes and allylic compounds”, J. of Fluorine Chem., 96 (1999), 1〜25頁, V. N. Boiko, “Ion-radical perfluoroalkylation. Part II.”, J. of Fluorine Chem., 69 (1994), 207〜212頁）。
【０００３】
また、パーフルオロアルキルハライド類はパーフルオロアルキルを含有する有機金属化合物の調製に用いられ、特にトリフルオロメチル基は、有機分子中にパーフルオロアルキル基を導入するために用いることができる（D. J. Burton, “Fluorinated organometallics: perfluoroalkyl and functionalised perfluoroalkyl organometallic reagents in organic synthesis”, Tetrahedron, 48, No. 2 (1992), 189〜275頁）。
【０００４】
さらに、ＴＭＳＣＦ３試薬が求核トリフルオロメチル化のために開発された（G. K. Surya Prakash, “Nucleophilic trifluoromethylation tamed”, J. of Fluorine Chem., 112 (2001), 123〜131頁）。この求核パーフルオロアルキル化の方法は、クロロトリメチルシランの存在下、長鎖パーフルオロアルキルヨージドとテトラキス（ジメチルアミノ）エチレンとの反応により、さらに有機及び無機基質に拡張された（V. A. Petrov, Tetrahedron Letters 42 (2001), 3267〜3269頁）。
【０００５】
しかしながら、上記のパーフルオロアルキル化の方法には、対応するパーフルオロアルキルハライド類が非常に高価であるか、又はそれらの使用が、例えば化合物ＣＦ３Ｂｒの場合、モントリオールプロトコールに従う非常な制限を伴い、許容されるという不利益がある。
【０００６】
これらの不利益は、J. R. Desmurs他, 12th European Symposium on Flurine Chemistry, Berlin, Germany, 1998, Abstracts A23及びＡ24に記載されているように、新しいパーフルオロアルキル化試薬を開発することに結びついた。しかし、これらの試薬は、取り扱いが困難な非常に揮発しやすい化合物であるＣＦ３Ｈを用いてのみ調製することができる。さらに、他の安定なパーフルオロアルキル化試薬が、求核トリフルオロメチル化のために開発され、フルオラル（fluoral）のメチルヘミケタールから出発するこれらの試薬の合成は、最初に比較的複雑な方法で調製しなければならない。加えて、これらの試薬の用途は、トリフルオロメチル化に限定される（G. Blond他, Tetrahedron Letterts, 42 (2001), 2437〜2475頁；T. Billard他, Eur. J. Org. Chem., 2001, 1467〜1471頁；T. Billard他, Tetrahedron Letterts, 41 (2000), 8777〜8780頁；G. Blond他, J. Org. Chem., 66, No.14 (2001), 4826〜4830）。
【０００７】
したがって、本発明は、化学基質のパーフルオロアルキル化のための少なくとも一種のトリス（パーフルオロアルキル）ホスフィンオキシドの使用に関する。
【０００８】
パーフルオロアルキルホスフィンオキシド類は公知である。それらは、V. Ya. Semenii他, Zh. Obshch. Khim., 55, No. 12 (1985), 2716〜2720頁に記載されているように、ジフルオロトリス（パーフルオロアルキル）ホスホラン類と、ヘキサメチルジシロキサン[(ＣＨ３)Ｓｉ]２Ｏの反応により調製することができる。
【０００９】
フルオロ（パーフルオロアルキル）ホスホラン類は、当業者に周知の方法により調製することができる。V. Ya. Semenii他, Zh. Obshch. Khim., 55, No. 12 (1985), 2716〜2720頁 ; N. Igantiev他, J. of Fluorine Chem., 103 (2000), 57〜61頁及びWO 00/21969に記載されているように、これらの化合物は、好ましくは適当な出発化合物の電気化学的フッ素化により調製することができる。対応記述は、参考文献の形態によって本明細書中に組み込まれ、開示の一部であると考えられる。
出発化合物として用いるフルオロ（パーフルオロアルキル）ホスホラン類は、電気化学的フッ素化により安価に調製することができる。
【００１０】
トリス（パーフルオロアルキル）ホスフィンオキシド類を用いる化学基質のパーフルオロアルキル化に関しては、パーフルオロアルキルホスフィンオキシドを、パーフルオロアルキル化される基質との反応前又は反応中に少なくとも一種の塩基により処理することが必要である。少なくとも一種のトリス（パーフルオロアルキル）ホスフィンオキシドを用いる化学基質のパーフルオロアルキル化は、好ましくは少なくとも一種の塩基の存在下で行う。
【００１１】
好ましくは強塩基、例えばカリウム tert−ブトキシド、ｎ−ブチルリチウム、金属アミド及び／又はグリニャール試薬を用いる。パーフルオロアルキル化は、好ましくは適当な反応媒体、もし必要なら通常の方法で乾燥した、例えば環式又は脂肪族エーテル、特にテトラヒドロフラン又はジエチルエーテル中で行う。
【００１２】
適当な化学基質は、好ましくは有機化合物、特に三座配位有機ホウ素化合物（tricoordinated organoboron compounds）及びカルボニル基を含む有機化合物である。有機ホウ素化合物としては、好ましくはトリス（Ｃ１−３）アルキルボレート類、特に好ましくはトリメチルボレートを用いる。好ましいカルボニル基を含む化合物は、任意に置換されたジアリールケトン化合物、特にベンゾフェノンである。
【００１３】
トリス（パーフルオロアルキル）ホスフィンオキシド類を用いる化学基質のパーフルオロアルキル化は、好ましくは、例えば乾燥空気等の無水雰囲気中、あるいは、例えばアルゴン、窒素等の不活性ガス雰囲気中で行うことができる。
【００１４】
パーフルオロアルキル化試薬としてのトリス（パーフルオロアルキル）ホスフィンオキシド類の使用は、特にこれらの化合物が、多くの他のパーフルオロアルキル化試薬に比べて安定した化合物であるため、簡単及び安全に取り扱うことができるという利益がある。
【００１５】
ＮＭＲスペクトルは、Ｂｒｕｋｅｒ Ａｄｖａｎｃｅ ３００を用いて記録した。ＮＭＲスペクトロメーターの周波数は以下による：
１Ｈに対し３００．１ＭＨｚ
１９Ｆに対し２８２．４ＭＨｚ、そして
１１Ｂに対し９６．３ＭＨｚ。
マススペクトルは、ＡＭＤ ６０４装置を用いて測定した。
【００１６】
本発明を以下に例を参照しながら説明する。これらの例は単に本発明を説明するためのものであり、一般的な発明概念を限定するものではない。
【００１７】
例
例１：
トリス（ペンタフルオロエチル）ホスフィンオキシドの調製
ジフルオロトリス（ペンタフルオロエチル）ホスホラン１０１．３６ｇ（２３７．９ｍｍｏｌ）及びヘキサメチルジシロキサン３８．６３ｇ（２３７．９ｍｍｏｌ）を、ＦＥＰ（フルオロエチレンポリマー）フラスコ中、浴温３０℃で激しく撹拌しながら、（ＣＨ３）３ＳｉＦのガス形成がおさまるまで１時間還流する。次いで反応混合物を、１１０〜１２０℃（浴温）に２時間加熱し、大気圧下で蒸留する。沸点１０１℃の無色透明液体であるトリス（ペンタフルオロエチル）ホスフィンオキシド８６．５ｇが得られ、これは使用したジフルオロトリス（ペンタフルオロエチル）ホスホランに基づき、９０％の収率に相当する。
【００１８】
得られた生成物の性質を１９Ｆ−及び３１Ｐ−ＮＭＲスペクトロスコピーにより調べる：
１９ＦＮＭＲスペクトル；δ, ppm：
(溶媒ＣＤＣｌ３、内部基準ＣＣｌ3Ｆ)
−７９．３ｔ（ＣＦ３）；−１１７．３ｄｑ（ＣＦ２）；Ｊ２Ｐ，Ｆ＝８４．５Ｈｚ；Ｊ３Ｆ，Ｆ＝２．５Ｈｚ
３１ＰＮＭＲスペクトル；δ, ppm：
（溶媒ＣＤＣｌ３、基準８５重量％Ｈ３ＰＯ４）
２０．２ｓｅｐ，Ｊ２Ｐ，Ｆ＝８４．５Ｈｚ
検出された化学シフト値は、V. Ya．Seminii他，Zh. Obshch. Khim., 55, No.12（1985），2716−2720頁に開示されている値に相当する。
【００１９】
例２：
トリス（ｎ−ノナフルオロブチル）ホスフィンオキシドの調製
ジフルオロトリス（ｎ−ノナフルオロブチル）ホスホラン３０．６ｇ（４２．１５ｍｍｏｌ）及びヘキサメチルジシロキサン７．０ｇ（４３．１１ｍｍｏｌ）を、ＦＥＰフラスコ中、浴温約１５０〜１６０℃で激しく撹拌しながら、（ＣＨ３）３ＳｉＦのガス形成が止むまで５時間還流する。次いで反応混合物を減圧下（１．６ｋＰａ）で蒸留し、沸点８７〜８８℃の留分を集める。無色透明液体のトリス（ｎ−ノナフルオロブチル）ホスフィンオキシド２６．１ｇが得られる。収率は、使用したジフルオロトリス（ｎ−ノナフルオロブチル）ホスホランの量に基づき、８７．９％である。
【００２０】
得られた生成物の性質を１９Ｆ−及び３１Ｐ−ＮＭＲスペクトロスコピーにより調べる：
１９ＦＮＭＲスペクトル；δ, ppm：
(溶媒ＣＤＣｌ３、内部基準ＣＣｌ3Ｆ)
−８１．２ｔ（ＣＦ３）；−１１２．５ｄｍ（ＣＦ２）；−１１９．０ｍ（ＣＦ２）；−１２６．３ｄｍ（ＣＦ２）；Ｊ４Ｆ，Ｆ＝９．５Ｈｚ；Ｊ２Ｐ，Ｆ＝８６．８Ｈｚ
３１ＰＮＭＲスペクトル；δ, ppm：
（溶媒ＣＤＣｌ３、基準８５重量％Ｈ３ＰＯ４）
２４．２０ｓｅｐｔ．；Ｊ２Ｐ，Ｆ＝８７．１Ｈｚ
検出された化学シフト値は、V. Ya．Seminii他，Zh. Obshch. Khim., 55, No.12（1985），2716〜2720頁に開示されている値に相当する。
【００２１】
例３：
２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１，１−ジフェニルプロパン−１−オールの調製
ａ)トリス（ペンタフルオロエチル）ホスフィンオキシド１．８７ｇ（４．６３ｍｍｏｌ）を、乾燥テトラヒドロフラン３０ｃｍ３中に６ｍｍｏｌのブチルリチウム（シクロヘキサン中に２Ｍ含有する溶液３ｃｍ３）を含む溶液に−６０℃で徐々に加え、その間温度を−５５℃以下に維持する。ホスフィンオキシドが完全に溶解するまで溶液をこの温度で約１時間撹拌する。次いで乾燥テトラヒドロフラン５ｃｍ３中にベンゾフェノン０．９８ｇ（５．３８ｍｍｏｌ）を含む溶液を加え、混合物を室温まで２時間かけて加温する。反応混合物を０．１NＨＣｌ２０ｃｍ３で処理し、ジエチルエーテル（２×５０ｃｍ３）で抽出する。抽出液を水（３×２０ｃｍ３）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥する。
エーテルを蒸留留去し、目的の生成物をヘキサンから結晶化し、融点８２〜８３℃の白色固体である２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１，１−ジフェニルプロパン−１−オール０．４２ｇが得られ、これは使用したホスフィンオキシドに基づき、３０．０％の収率に相当する。
【００２２】
得られた生成物の性質を１９Ｆ−及び１H−ＮＭＲスペクトロスコピーにより調べる：
１９ＦＮＭＲスペクトル；δ, ppm：
(溶媒ＣＤＣｌ３、内部基準ＣＣｌ3Ｆ)
−７７．６ｓ（ＣＦ３）；−１１６．９ｍ（ＣＦ２）
１H−ＮＭＲスペクトル；δ, ppm：
（溶媒ＣＤＣｌ３、基準ＴＭＳ）
７．５３〜７．６７ｍ（２Ｈ）、７．３０〜７．４７ｍ（３Ｈ）、２．８５ｂｒ．ｓ（ＯＨ）
検出された化学シフト値及び融点は、L. S. Chen他，J. of  Fluorine Chem., 20 (1982), 341〜348頁に開示されている値に相当する。
【００２３】
ｂ) シクロヘキサン中にブチルリチウム２Ｍを含有する溶液７ｃｍ３を、乾燥テトラヒドロフラン３０ｃｍ３中に１．９８ｇ（１２．２７ｍｍｏｌ）のヘキサメチルジシラザンを含有する溶液に加え、混合物をブタンのガス形成が終了するまで約１時間加熱する。得られたリチウムビス（トリメチルシリル）アミドの溶液に１．８０ｇ（９．８８ｍｍｏｌ）のベンゾフェノンを加え、混合物を−６０℃に冷却する。３．９１ｇ（９．６８ｍｍｏｌ）のトリス（ペンタフルオロエチル）ホスフィンオキシドを加え、その間温度を−５５℃以下に維持する。次いで混合物を室温まで２時間かけて加温する。反応混合物を０．１ＮのＨＣｌ２０ｃｍ３で処理し、ジエチルエーテル（２×５０ｃｍ３）で抽出する。抽出物を水（３×２０ｃｍ３）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥する。エーテルを蒸留留去し、目的の生成物をヘキサンから結晶化し、白色固体である２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１，１−ジフェニルプロパン−１−オール０．７０ｇが得られ、これは使用したホスフィンオキシドに基づき、２３．９％の収率に相当する。
融点及びＮＭＲデータは、例３ａ）に示された値に相当する。
【００２４】
ｃ) トリス（ペンタフルオロエチル）ホスフィンオキシド２．００ｇ（４．９５ｍｍｏｌ）を、乾燥テトラヒドロフラン４０ｃｍ３中に含まれる５．６ｍｍｏｌのフェニルマグネシウムブロミドに−６０℃で加え、その間反応混合物の温度を−５５℃以下に維持する。反応混合物を−４５℃で１時間撹拌し、乾燥テトラヒドロフラン５ｃｍ３中に含まれる０．９６ｇ（５．２７ｍｍｏｌ）のベンゾフェノンを加える。次いで混合物を室温まで２時間かけて加温する。反応混合物を０．１ＮＨＣｌ２０ｃｍ３で処理し、ジエチルエーテル（２×５０ｃｍ３）で抽出する。抽出物を水（３×２０ｃｍ３）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥する。
エーテルを蒸留留去し、目的の生成物をヘキサンから結晶化し、白色固体である２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１，１−ジフェニルプロパン−１−オール０．５５ｇが得られ、これは使用したホスフィンオキシドに基づき、３６．８％の収率に相当する。
融点及びＮＭＲデータは、例３ａ）に示された値に相当する。
【００２５】
例４：
ペンタフルオロエチルトリフルオロホウ酸カリウム（Ｃ２Ｆ５）ＢＦ３Ｋ
トリス（ペンタフルオロエチル）ホスフィンオキシド２．４５ｇ（６．０７ｍｍｏｌ）を、乾燥１，２−ジメトキシエタン３ｃｍ３中に含まれる０．３２ｇ（５．５２ｍｍｏｌ）のスプレー乾燥した（spray−dried）フッ化カリウム及び１．７２ｇ（１６．５５ｍｍｏｌ）のトリメチルボレート（ＣＨ３Ｏ）3Ｂの混合物に−４０℃で加え、その間反応混合物の温度を−３０℃以下に維持した。反応混合物を−３０℃で１時間撹拌し、室温にした。溶媒を蒸留留去し、残渣をジエチルエーテル１０ｃｍ３に溶解した。溶液を氷浴で冷却し、無水フッ化水素（ＨＦ）１．２ｇを加えた。反応混合物を室温で１時間撹拌し、溶媒をオイルポンプ真空下で蒸留留去した。残渣をクロロホルム（３×５ｃｍ３）で洗浄し、水１０ｃｍ３に溶解した。水相をジエチルエーテル（５×１０ｃｍ３）で抽出し、水相を分離した。水を７Ｐａの圧で蒸留留去し、残渣をこの真空下４０℃で１時間乾燥し、白色固体のペンタフルオロエチルトリフルオロホウ酸カリウム（Ｃ２Ｆ５）ＢＦ３Ｋ ０．６７ｇを得た。収率は使用したフッ化カリウムに基づき、５３．６％であった。
【００２６】
得られた生成物の性質を１１Ｂ−及び１９Ｆ−ＮＭＲスペクトロスコピーにより調べた：
１１ＢＮＭＲスペクトル；δ, ppm (溶媒：アセトニトリル−Ｄ３；外部基準ＢＦ3Ｏ(Ｃ２Ｆ５)２)：−０．２ｔｑ, １ＪＢ,Ｆ＝４１．０Ｈｚ；２ＪＢ,Ｆ＝２０．０Ｈｚ。
１９ＦＮＭＲスペクトル；δ, ppm (溶媒：アセトニトリル−Ｄ３；内部基準ＣＣｌ３Ｆ)：−８３．１ｑ, (ＣＦ３)；−１３５．９（ＣＦ２）；−１５２．９ｑ（ＢＦ３）；１ＪＢ，Ｆ＝４１．１Ｈｚ；２ＪＢ，Ｆ＝１９．６Ｈｚ；４ＪＦ，Ｆ＝５．０Ｈｚ。
相当するシグナルは、特許出願DE 102 16998.5で述べられたシグナルに相当する。
【国際調査報告】
2005522496.tif 000002
2005522496.tif 000003
2005522496.tif 000004
2005522496.tif 000005
2005522496.tif 000006
2005522496.tif 000007