(57)【要約】【課題】トリフルオロメチル化剤としてヨウ化トリフルオロメタンを用い、高収率でα−トリフルオロメチルケトン化合物を製造する方法を提供する。【解決手段】  シリルエノールエーテル化合物を、ラジカル開始剤存在下、ヨウ化トリフルオロメタンと反応させる際、亜鉛化合物を存在させることを特徴とするα−トリフルオロメチルケトン化合物の製造法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
2008024674.tif 000004
（式中、R1は、置換ないし未置換の炭素数１〜２０のアルキル基または置換ないし未置換の炭素数６〜２０のアリール基を表し、R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子、置換ないし未置換の炭素数１〜２０のアルキル基または置換ないし未置換の炭素数６〜２０のアリール基を表す。R1〜R3は同一であっても非同一であってもよく、任意の２個の置換基がヘテロ原子の介在、非介在下に互いに結合し環状構造を形成していても良い。R４〜R6は炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜１０のアリール基を表す。）
で表されるシリルエノールエーテル化合物を、ラジカル開始剤存在下、ヨウ化トリフルオロメタンと反応させ、一般式（２）
【化２】
2008024674.tif 000005
（式中、R1〜R3は前記定義に同じ）
で表されるα−トリフルオロメチルケトン化合物を製造する方法において、亜鉛化合物を存在させて反応させることを特徴とするα−トリフルオロメチルケトン化合物の製造方法。
【請求項２】
亜鉛化合物が有機亜鉛化合物であることを特徴とする請求項１に記載のα−トリフルオロメチルケトン化合物の製造法。
【請求項３】
有機亜鉛化合物がジアルキル亜鉛であることを特徴とする請求項２に記載のα−トリフルオロメチルケトン化合物の製造法。
【請求項４】
ラジカル開始剤がトリアルキルボラン化合物及び分子状酸素であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のα−トリフルオロメチルケトン化合物の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、α−トリフルオロメチルケトン化合物を製造する方法に関する。より詳細にはシリルエノールエーテル化合物をヨウ化トリフルオロメタンと反応させて、α−トリフルオロメチルケトン化合物を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
α−トリフルオロメチルケトン化合物は、トリフルオロメチル基含有による特有の物理的性質、化学的性質を示すため、医農薬中間体や液晶材料の原料等として極めて有用である。
【０００３】
α−トリフルオロメチルケトン化合物を製造する方法としては、トリフルオロメチル化剤とケトン誘導体を反応させる方法が知られており、トリフルオロメチル化剤として、CF3カチオン型反応剤を用いる方法とヨウ化トリフルオロメタンを用いる方法に大別される。
【０００４】
前者の方法としては、非特許文献１、非特許文献２にトリフルオロメチルカルコゲン塩化合物とケトン誘導体を反応させる方法が報告されている。これらの方法は、α−トリフルオロメチルケトン化合物の収率は比較的高いものの、反応原料であるトリフルオロメチルカルコゲン塩化合物をあらかじめ合成する必要がある。その際、合成に特殊な装置、煩雑な操作を必要とする問題がある。
【０００５】
一方、後者の方法は、ヨウ化トリフルオロメタンが容易に入手できるため工業的に利用し易い方法と言える。しかし、この方法の場合、ヨウ化トリフルオロメタンとケトン誘導体を反応させる際に分解反応を併発し、収率が低下し易い問題があった。分解反応を避けるための方法として、非特許文献３ではケトン誘導体としてシリルエノールエーテル化合物を用いる方法が、非特許文献４ではケトン誘導体としてゲルミルエノラート化合物を用いる方法が報告されている。しかし、これらの方法ではケトン誘導体の反応性が低いため、長い反応時間を必要とする上、目的物の収率も十分でない。また、非特許文献５ではケトン誘導体として、エナミン化合物を用いる方法が報告されている。この方法の場合、エナミン化合物を合成する工程が煩雑である上、目的物の収率も十分とは言えない。更には、非特許文献６において、ケトン誘導体として、リチウムエノラートを用いる方法が報告されている。この方法では、非環状のケトン化合物を合成する場合に収率が十分でない問題があった。
【非特許文献１】J. Am. Chem. Soc., 115, 2156 (1993)
【非特許文献２】J. Org. Chem., 59, 5692 (1994)
【非特許文献３】Bull. Chem. Soc. Jpn., 64, 1542 (1991)
【非特許文献４】Tetrahedron Letters, 31, 6391 (1990)
【非特許文献５】J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1365 (1977)
【非特許文献６】Org. Lett. 7，4883（2005）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものである。即ち、トリフルオロメチル化剤としてヨウ化トリフルオロメタンを用い、環状または非環状のα−トリフルオロメチルケトン化合物を高収率で製造する方法を提供することを目的とする。
【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、シリルエノールエーテル化合物を、ラジカル開始剤存在下、ヨウ化トリフルオロメタンと反応させる際、亜鉛化合物を存在させることにより、環状または非環状のα−トリフルオロメチルケトン化合物が高収率で得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。即ち、本発明は下記要旨に関わるものである。
【０００８】
（１）一般式（１）
【０００９】
【化１】
2008024674.tif 000002
【００１０】
（式中、R1は、置換ないし未置換の炭素数１〜２０のアルキル基または置換ないし未置換の炭素数６〜２０のアリール基を表し、R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子、置換ないし未置換の炭素数１〜２０のアルキル基または置換ないし未置換の炭素数６〜２０のアリール基を表す。R1〜R3は同一であっても非同一であってもよく、任意の２個の置換基がヘテロ原子の介在、非介在下に互いに結合し環状構造を形成していても良い。R４〜R6は炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜１０のアリール基を表す。）
で表されるシリルエノールエーテル化合物を、ラジカル開始剤存在下、ヨウ化トリフルオロメタンと反応させ、一般式（２）
【００１１】
【化２】
2008024674.tif 000003
【００１２】
（式中、R1〜R3は前記定義に同じ）
で表されるα−トリフルオロメチルケトン化合物を製造する方法において、亜鉛化合物を存在させて反応させることを特徴とするα−トリフルオロメチルケトン化合物の製造法。
【００１３】
（２）亜鉛化合物が有機亜鉛化合物であることを特徴とする１項に記載のα−トリフルオロメチルケトン化合物の製造法。
【００１４】
（３）有機亜鉛化合物がジアルキル亜鉛であることを特徴とする２項に記載のα−トリフルオロメチルケトン化合物の製造法。
【００１５】
（４）ラジカル開始剤がトリアルキルボラン化合物及び分子状酸素であることを特徴とする１項〜３項のいずれか１項に記載のα−トリフルオロメチルケトン化合物の製造法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、工業的に入手容易なヨウ化トリフルオロメタンを原料とし、環状または非環状のα−トリフルオロメチルケトン化合物を高収率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】
【００１７】
以下に、さらに詳細に本発明を説明する。
【００１８】
本発明で用いられるシリルエノールエーテル化合物は前記一般式（１）で表される。一般式（１）において、置換基R1は、置換ないし未置換の炭素数１〜２０のアルキル基または置換ないし未置換の炭素数６〜２０のアリール基である。置換基R2およびR3は、水素原子、置換ないし未置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換ないし未置換の炭素数６〜２０のアリール基である。未置換のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、ｎ−オクチル基及びｎ−デシル基等を挙げることができる。置換基を有するアルキル基としては、例えば、メトキシメチル基、２−メトキシエチル基、ベンジル基、２−フェニルエチル基、トリフルオロメチル基等を挙げることができる。未置換のアリール基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基等を挙げることができる。置換基を有するアリール基としては、例えば、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、４−エチルフェニル基、４−メトキシフェニル基、４−フルオロフェニル基、２−メチル−１−ナフチル基等を挙げることができる。なお、R1〜R3は同一であってもよいし、非同一であってもよい。また、置換基R1〜R3は、任意の２個の置換基が、互いにヘテロ原子の介在または非介在化に結合し、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環等の環状構造を形成していてもよい。ヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子等を挙げることができる。
【００１９】
また、一般式（１）中の置換基R4〜R6は炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜１０のアリール基であり、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、ｎ−オクチル基及びｎ−デシル基、フェニル基、２−トルイル基、３−トルイル基及び４−トルイル基等を挙げることができる。このようなシリルエノールエーテル化合物の一例として、２−（トリメチルシロキシ）プロペン、２−（トリエチルシロキシ）プロペン、２−（ジメチルｔ−ブチルシロキシ）プロペン、２−（トリメチルシロキシ）−２−ブテン、２−（トリメチルシロキシ）−１−ブテン、６−トリメチルシロキシ−６−ウンデセン、１−フェニル−１−（トリメチルシロキシ）エチレン、３，３−ジメチル−４−フェニル−２−（トリメチルシロキシ）−１−ブテン、１−（トリメチルシロキシ）シクロペンテン、１−（トリメチルシロキシ）シクロヘキセン、６−メチル−１−（トリメチルシロキシ）シクロヘキセン、２−メチル−１−（トリメチルシロキシ）シクロヘキセン、６−フェニル−１−（トリメチルシロキシ）シクロヘキセン及び１−（トリメチルシロキシ）シクロヘプテン等を挙げることができる。
【００２０】
また、本発明で得られるα−トリフルオロメチルケトン化合物は前記一般式（２）で表される。このようなα−トリフルオロメチルケトン化合物の一例として、１，１，１−トリフルオロ−３−ブタノン、３−（トリフルオロメチル）−２−ブタノン、１，１，１−トリフルオロ−３−ペンタノン、７−（トリフルオロメチル）−６−ウンデカノン、２，２，２−トリフルオロエチルフェニルケトン、１，１，１−トリフルオロ−４，４−ジメチル−５−フェニル−３−ペンタノン、２−（トリフルオロメチル）シクロペンタノン、２−メチル−６−（トリフルオロメチル）シクロヘキサノン、２−メチル−６−（トリフルオロメチル）シクロヘキサノン、２−メチル−２−（トリフルオロメチル）シクロヘキサノン、２−フェニル−６−（トリフルオロメチル）シクロヘキサノン、２−（トリフルオロメチル）シクロヘプタノン等を挙げることができるが、前記一般式（２）に包含されるα−トリフルオロメチルケトン化合物であればこれらの例示に限定されることはない。
【００２１】
本発明では、亜鉛化合物の存在下、前記一般式（１）のシリルエノールエーテル化合物をラジカル開始剤の存在下、ヨウ化トリフルオロメタンと反応させて前記一般式（２）のα−トリフルオロメチルケトン化合物を製造する。亜鉛化合物の存在により、シリルエノールエーテル化合物が活性化され、α−トリフルオロメチルケトン化合物の収率が著しく向上する。
【００２２】
本発明で用いられる亜鉛化合物は、２価の亜鉛化合物である。亜鉛化合物として、例えば、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、ジｎ−ブチル亜鉛、ジフェニル亜鉛、メチル沃化亜鉛及びジシアノ亜鉛等の有機亜鉛化合物、フッ化亜鉛、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛等の亜鉛ハロゲン化物、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、燐酸亜鉛、炭酸亜鉛等の亜鉛酸素酸塩、酢酸亜鉛等の亜鉛有機酸塩、酸化亜鉛、水酸化亜鉛及び水素化亜鉛等を挙げることができる。これら亜鉛化合物のうち、有機亜鉛化合物、特にジエチル亜鉛等のジアルキル亜鉛がα−トリフルオロメチルケトン化合物の収率の点で好ましい。また、亜鉛化合物の使用量は、シリルエノールエーテル化合物に対し、モル比で０．０１倍〜５倍である。
【００２３】
また、本発明で用いられるラジカル開始剤は、ヨウ化トリフルオロメタンからトリフルオロメチルラジカルを発生し得るものであれば特に限定されるものではないが、例えば、トリエチルボラン、トリブチルボラン等のトリアルキルボラン化合物と分子状酸素、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、ジｔ−ブチルパーオキサイド等のパーオキサイド化合物等を挙げることができる。これらのうち、トリアルキルボラン化合物と分子状酸素は、温和な条件でラジカルを発生できるため、α−トリフルオロメチルケトン化合物が収率よく得られ易く有利である。シリルエノールエーテル化合物に対するラジカル開始剤の使用量は、通常、モル比で０．０１〜２倍である。なお、トリアルキルボラン化合物と分子状酸素の組み合わせの場合、トリアルキルボランを前記比率で添加する。分子状酸素は微量存在していれば十分である。また、シリルエノールエーテル化合物に対するヨウ化トリフルオロメタンの使用量は、通常、モル比で０．５〜３０である。
【００２４】
また、シリルエノールエーテル化合物とヨウ化トリフルオロメタンを反応させる際に非プロトン性溶媒を使用してもよい。非プロトン性溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン等のアルカン類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族化合物類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジｎ−ブチルエーテル、モノグライム、ジグライム、トリグライム、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、アニソール、ベラトロール等のエーテル類、ジエチルスルフィド、ジｎ−ブチルスルフィド等のスルフィド類、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類等を挙げることができる。これら非プロトン性溶媒の使用量は、特に限定されないが、通常、シリルエノールエーテル化合物に対し、重量比で０．５倍〜２０倍である。
【００２５】
シリルエノールエーテル化合物とヨウ化トリフルオロメタンを反応させる際の反応温度は、特に限定されないが、通常、−１００℃〜１００℃である。反応圧力は、常圧または加圧下にて実施することができる。反応時間は通常、１分〜１００時間である。なお、反応は十分な攪拌下にて行うことが望ましい。
【００２６】
また、前記一般式（１）のシリルエノールエーテル化合物、ラジカル開始剤、ヨウ化トリフルオロメタン及び亜鉛化合物の混合順は特に限定されないが、亜鉛化合物とシリルエノールエーテル化合物とラジカル開始剤を混合後、ヨウ化トリフルオロメタンを添加する方法、あるいは亜鉛化合物とシリルエノールエーテル化合物とヨウ化トリフルオロメタンを混合後、ラジカル開始剤を添加する方法等が操作上簡便である。
【００２７】
反応後は酢酸や塩酸等の酸あるいは水を添加し、反応試剤を失活させ、不溶物を除去した後、公知の蒸留法、再結晶法またはクロマト分離法等により前記一般式（２）のα−トリフルオロメチルケトン化合物を単離することができる。
【００２８】
実施例
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。
【実施例１】
【００２９】
反応器にテトラヒドロフラン  ２ｍｌ、１−（トリメチルシロキシ）シクロヘキセン  ３４ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を入れ、０℃に冷却し、１．０ｍｏｌ／Ｌ  ジエチル亜鉛ヘキサン溶液  ０．２０ｍｌ（０．２ｍｍｏｌ）を添加し、６０分攪拌した。
【００３０】
次に反応器を−７８℃に冷却し、ヨウ化トリフルオロメタン  ２００ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）を添加し、次いで、１ｍｏｌ／Ｌ  トリエチルボラン／ヘキサン溶液  ０．２ｍｌ（０．２ｍｍｏｌ）を添加し、空気０．１ｍｌをガスシリンジで添加し反応を開始させた。−７８℃にて１時間反応させた後、５ｍｏｌ／ｌ  酢酸  テトラヒドロフラン溶液を添加し反応を停止させた。反応液をベンゾトリフルオライドを内部標準として、１９F−NMRにて分析したところ、２−（トリフルオロメチル）シクロヘキサノンの収率は７５％であった。
【実施例２】
【００３１】
ジエチル亜鉛／ヘキサン溶液  ０．１ｍｌ（０．１ｍｍｏｌ）用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行い反応を行った。反応液をベンゾトリフルオライドを内部標準として、１９F−NMRにて分析したところ、２−（トリフルオロメチル）シクロヘキサノンの収率は５５％であった。
【実施例３】
【００３２】
１−（トリメチルシロキシ）シクロヘキセンの代わりに６−メチル−１−（トリメチルシロキシ）シクロヘキセン  ３７ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を用い、ヨウ化トリフルオロメタン  ４００ｍｇ（２．０ｍｍｏｌ）、空気０．５ｍｌを用い、反応時間を３時間としたこと以外は実施例１と同様の操作を行い反応を行った。反応液をベンゾトリフルオライドを内部標準として、１９F−NMRにて分析したところ、２−メチル−６−（トリフルオロメチル）シクロヘキサノンの収率は６８％であった。
【実施例４】
【００３３】
１−（トリメチルシロキシ）シクロヘキセンの代わりに６−フェニル−１−（トリメチルシロキシ）シクロヘキセン  ４９ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を用い、ヨウ化トリフルオロメタン  ４００ｍｇ（２．０ｍｍｏｌ）、空気０．５ｍｌを用い、反応時間を２４時間としたこと以外は実施例１と同様の操作を行い反応を行った。反応液をベンゾトリフルオライドを内部標準として、１９F−NMRにて分析したところ、２−フェニル−６−（トリフルオロメチル）シクロヘキサノンの収率は６０％であった。
【実施例５】
【００３４】
１−（トリメチルシロキシ）シクロヘキセンの代わりに１−（トリメチルシロキシ）シクロペンテン  ３１ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を用い、ヨウ化トリフルオロメタン  ４００ｍｇ（２．０ｍｍｏｌ）、空気０．５ｍｌを用い、反応時間を２４時間としたこと以外は実施例１と同様の操作を行い反応を行った。反応液をベンゾトリフルオライドを内部標準として、１９F−NMRにて分析したところ、２−（トリフルオロメチル）シクロペンタノンの収率は５０％であった。
【実施例６】
【００３５】
１−（トリメチルシロキシ）シクロヘキセンの代わりに１−（トリメチルシロキシ）シクロヘプテン  ３７ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を用い、ヨウ化トリフルオロメタン  ４００ｍｇ（２．０ｍｍｏｌ）、空気０．５ｍｌを用い、反応時間を２４時間としたこと以外は実施例１と同様の操作を行い反応を行った。反応液をベンゾトリフルオライドを内部標準として、１９F−NMRにて分析したところ、２−（トリフルオロメチル）シクロヘプタノンの収率は５１％であった。
【実施例７】
【００３６】
１−（トリメチルシロキシ）シクロヘキセンの代わりに６−トリメチルシロキシ−６−ウンデセン  ４８ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を用い、ヨウ化トリフルオロメタン  ４００ｍｇ（２．０ｍｍｏｌ）、空気０．５ｍｌを用い、反応時間を２４時間としたこと以外は実施例１と同様の操作を行い反応を行った。反応液をベンゾトリフルオライドを内部標準として、１９F−NMRにて分析したところ、７−（トリフルオロメチル）−６−ウンデカノンの収率は７０％であった。
【実施例８】
【００３７】
１−（トリメチルシロキシ）シクロヘキセンの代わりに３，３−ジメチル−４−フェニル−２−（トリメチルシロキシ）−１−ブテン  ５０ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を用い、ヨウ化トリフルオロメタン  ４００ｍｇ（２．０ｍｍｏｌ）、空気０．５ｍｌを用い、反応時間を２４時間としたこと以外は実施例１と同様の操作を行い反応を行った。反応液をベンゾトリフルオライドを内部標準として、１９F−NMRにて分析したところ、１，１，１−トリフルオロ−４，４−ジメチル−５−フェニル−３−ペンタノンの収率は５４％であった。
【００３８】
（比較例１）
ジエチル亜鉛／ヘキサン溶液を用いなかったこと以外は実施例１と同様の操作を行い反応を行った。反応液をベンゾトリフルオライドを内部標準として、１９F−NMRにて分析したところ、２−（トリフルオロメチル）シクロヘキサノンの収率は６％であった。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明により、工業的に入手可能なヨウ化トリフルオロメタンを用いて、高収率で環状または非環状のα−トリフルオロメチルケトン化合物を製造することができる。α−トリフルオロメチルケトン化合物は、電子材料、医農薬原料として極めて有用である。