(57)【要約】      （修正有）【課題】医農薬中間体や、含フッ素ポリマーの原料モノマーとして有用な含フッ素エナミン化合物を簡便に、かつ、温和な条件で製造することができるカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物の製造方法を提供する。【解決手段】式［１］で示される環状フッ素化合物と第二級アミンとを反応させて式［２］で示される環状含フッ素エナミン化合物を得たのち、（ａ）アルカリ存在下に加水分解させる、又は、（ｂ）酸ハロゲン化物を添加し、さらに水を添加することを特徴とする式［３］で示されるカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物の製造方法。（ただし、式［１］〜［３］において、ｎは１〜３であり、Ｒ１とＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基若しくは炭素数６〜１０のアリール基、又は、Ｒ１とＲ２が、−（ＣＨ２）ｍ−、−（ＣＨ２）ｐＮＨ（ＣＨ２）ｑ−若しくは−（ＣＨ２）ｒＯ（ＣＨ２）ｓ−でつながった環状構造であり、ｍは、２〜８であり、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、それぞれ独立に、１〜８である。）2004262788.tif 000007【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式［１］で示される環状フッ素化合物と第二級アミンとを反応させて式［２］で示される環状含フッ素エナミン化合物を得たのち、アルカリ存在下に加水分解させることを特徴とする式［３］で示されるカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物の製造方法。
【化１】
2004262788.tif 000005
（ただし、式［１］〜［３］において、ｎは１〜３であり、Ｒ１とＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基若しくは炭素数６〜１０のアリール基、又は、Ｒ１とＲ２が、−（ＣＨ２）ｍ−、−（ＣＨ２）ｐＮＨ（ＣＨ２）ｑ−若しくは−（ＣＨ２）ｒＯ（ＣＨ２）ｓ−でつながった環状構造であり、ｍは、２〜８であり、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、それぞれ独立に、１〜８である。）
【請求項２】
式［１］で示される環状フッ素化合物と第二級アミンとを反応させて式［２］で示される環状含フッ素エナミン化合物を得たのち、酸ハロゲン化物を添加し、さらに水を添加することを特徴とする式［３］で示されるカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物の製造方法。
【化２】
2004262788.tif 000006
（ただし、式［１］〜［３］において、ｎは１〜３であり、Ｒ１とＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基若しくは炭素数６〜１０のアリール基、又は、Ｒ１とＲ２が、−（ＣＨ２）ｍ−、−（ＣＨ２）ｐＮＨ（ＣＨ２）ｑ−若しくは−（ＣＨ２）ｒＯ（ＣＨ２）ｓ−でつながった環状構造であり、ｍは、２〜８であり、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、それぞれ独立に、１〜８である。）
【請求項３】
式［１］で示される環状フッ素化合物が、オクタフルオロシクロペンテンである請求項１又は請求項２記載のカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、医農薬中間体や、含フッ素ポリマーの原料モノマーとして有用なカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでに、環状構造を有する含フッ素エナミンは種々知られており、例えば、四員環構造を有するものとして、ヘキサフルオロシクロブテンとジエチルアミン又はジ−ｎ−プロピルアミンとの反応により、対応するエナミン化合物が得られることが報告されている（非特許文献１）。同じく四員環構造の例として、ヘキサフルオロシクロブテンとジエチルアミン又はジメチルアミンとの反応により、対応するエナミン化合物が得られることが報告されている（非特許文献２）。
五員環構造の例として、１−クロロヘプタフルオロシクロペンテンとジ−ｎ−ブチルアミンとの反応により、対応する含塩素エナミン化合物が収率８９％で得られている（非特許文献３）。また、オクタフルオロシクロペンテンと第一級アミンであるエチルアミンとの反応により、窒素原子を２つ有するエナミン化合物が得られることが報告されている（非特許文献４）。
また、含フッ素エナミン化合物をさらにカルボニル基を有するエナミン化合物に変換する従来技術として、１，１−ジフルオロ−２−ピペリジノ−３−フェニル−２−シクロブテンを、９６％硫酸存在下に、５０℃に加熱することにより、対応するカルボニル基を有する化合物である２−ピペリシノ−３−フェニル−２−シクロブテノンが得られている。この化合物は、フッ素原子を全く有しない化合物である（非特許文献５）。従って、この方法では、環状含フッ素エナミン化合物が得られない。
【非特許文献１】
Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、ｖｏｌ．７２、ｐ．３６４６（１９５０）
【非特許文献２】
Ｃａｎａｄｉａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、ｖｏｌ．４５、ｐ．７１９（１９６７）
【非特許文献３】
Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、ｖｏｌ．３１、ｐ．１９１７（１９６６）
【非特許文献４】
Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、ｖｏｌ．３０、ｐ．３６９８（１９６５）
【非特許文献５】
Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、ｖｏｌ．８２、ｐ．３１０６（１９６０）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、医農薬中間体や、含フッ素ポリマーの原料モノマーとして有用なカルボニル基を有する含フッ素エナミン化合物を簡便に、かつ、温和な条件で製造することができる方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ペルフルオロシクロアルケンと第二級アミンを反応させて環状含フッ素エナミン化合物を得たのち、アルカリ存在下に加水分解することにより、あるいは、酸ハロゲン化物を添加し、さらに水を添加することにより、温和な条件でカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物を製造し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）式［１］で示される環状フッ素化合物と第二級アミンとを反応させて式［２］で示される環状含フッ素エナミン化合物を得たのち、アルカリ存在下に加水分解させることを特徴とする式［３］で示されるカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物の製造方法、
【化３】
2004262788.tif 000002
（ただし、式［１］〜［３］において、ｎは１〜３であり、Ｒ１とＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基若しくは炭素数６〜１０のアリール基、又は、Ｒ１とＲ２が、−（ＣＨ２）ｍ−、−（ＣＨ２）ｐＮＨ（ＣＨ２）ｑ−若しくは−（ＣＨ２）ｒＯ（ＣＨ２）ｓ−でつながった環状構造であり、ｍは、２〜８であり、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、それぞれ独立に、１〜８である。）、
（２）式［１］で示される環状フッ素化合物と第二級アミンとを反応させて式［２］で示される環状含フッ素エナミン化合物を得たのち、酸ハロゲン化物を添加し、さらに水を添加することを特徴とする式［３］で示されるカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物の製造方法、
【化４】
2004262788.tif 000003
（ただし、式［１］〜［３］において、ｎは１〜３であり、Ｒ１とＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基若しくは炭素数６〜１０のアリール基、又は、Ｒ１とＲ２が、−（ＣＨ２）ｍ−、−（ＣＨ２）ｐＮＨ（ＣＨ２）ｑ−若しくは−（ＣＨ２）ｒＯ（ＣＨ２）ｓ−でつながった環状構造であり、ｍは、２〜８であり、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、それぞれ独立に、１〜８である。）、及び、
（３）式［１］で示される環状フッ素化合物が、オクタフルオロシクロペンテンである第１項又は第２項記載のカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物の製造方法、
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物の製造方法の第一の態様においては、式［１］で示される環状フッ素化合物と第二級アミンとを反応させて式［２］で示される環状含フッ素エナミン化合物を得たのち、アルカリ存在下に加水分解させることにより、式［３］で示されるカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物を製造する。
本発明のカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物の製造方法の第二の態様においては、式［１］で示される環状フッ素化合物と第二級アミンとを反応させて式［２］で示される環状含フッ素エナミン化合物を得たのち、酸ハロゲン化物を添加し、さらに水を添加することにより、式［３］で示されるカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物を製造する。
【化５】
2004262788.tif 000004
ただし、式［１］〜［３］において、ｎは１〜３であり、Ｒ１とＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基若しくは炭素数６〜１０のアリール基、又は、Ｒ１とＲ２が、−（ＣＨ２）ｍ−、−（ＣＨ２）ｐＮＨ（ＣＨ２）ｑ−若しくは−（ＣＨ２）ｒＯ（ＣＨ２）ｓ−でつながった環状構造であり、ｍは、２〜８であり、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、それぞれ独立に、１〜８である。
【０００６】
本発明方法は、式［１］で示される環状フッ素化合物が、オクタフルオロシクロペンテンであるとき、特に好適に適用することができる。
本発明方法に用いる式［１］で示される環状フッ素化合物の製造方法に特に制限はなく、例えば、対応する環状塩素化合物の塩素をフッ素で置換することにより製造することができる。例えば、オクタフルオロシクロペンテンは、オクタクロロシクロペンテンを、Ｎ−メチルピロリドンを溶媒として用い、フッ化カリウムなどの金属フッ化物を用いてフッ素化することにより得ることができる（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、ｖｏｌ．２８、ｐ．１１２（１９６３））。また、オクタクロロシクロペンテンを、触媒存在下に、フッ化水素を用いてフッ素化することにより、１，２−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンに導き、さらにフッ化カリウムを反応させることによって、オクタフルオロシクロペンテンを製造することができる（ＷＯ９８／４３２３３号公報）。
本発明方法に用いる第二級アミンに特に制限はなく、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミンなどの脂肪族第二級アミン、Ｎ−メチルアニリン、ジフェニルアミンなどの芳香族第二級アミン、アゼチジン、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジンなどの環状第二級アミンなどを挙げることができる。これらの中で、ピロリジン、ピペリジンなどの環状第二級アミンを特に好適に用いることができる。これらの第二級アミンは、塩酸塩などのハロゲン化水素塩を反応系中で塩基と接触させることによって得られる遊離アミンであってもよい。
本発明方法において、式［１］で示される環状フッ素化合物と第二級アミンの反応条件に特に制限はなく、例えば、不活性ガス雰囲気下、非プロトン性極性溶媒中で、式［１］で示される環状フッ素化合物と第二級アミンとを混合し、脱フッ化水素反応させることにより、式［２］で示される環状含フッ素エナミン化合物を得ることができる。この際、生成するフッ化水素を捕捉するために、第二級アミンを過剰に添加することができ、あるいは、トリエチルアミンなどの第三級アミンや、炭酸カリウム、水酸化ナトリウムなどの無機塩基などを添加することもできる。第二級アミンの反応性が低い場合は、ｎ−ブチルリチウムなどのアルキルリチウム、又は、水素化ナトリウムなどの金属水素化物と第二級アミンとを反応させて、リチウムアミド化合物又はナトリウムアミド化合物をあらかじめ調製し、そこへ環状フッ素化合物を添加することもできる。
【０００７】
本発明方法において、式［１］で示される環状フッ素化合物と第二級アミンとの反応におけるモル比に特に制限はないが、第二級アミンが、環状フッ素化合物に対して１当量倍以上であることが好ましく、２当量倍以上であることがより好ましい。また、フッ化水素捕捉剤として第三級アミンや、無機塩基などを添加する場合には、第二級アミンが環状フッ素化合物に対して１〜２当量倍であることが好ましく、１〜１．５当量倍であることがより好ましく、１当量倍であることが特に好ましい。
本発明方法において、式［１］で示される環状フッ素化合物と第二級アミンとの反応の際に用いる非プロトン性極性溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、ジオキサン、ジクロロメタンなどを挙げることができる。式［１］で示される環状フッ素化合物と第二級アミンの反応温度に特に制限はないが、−１００℃〜室温であることが好ましく、−７０℃〜室温であることがより好ましく、０℃〜室温であることがさらに好ましい。反応温度が室温を超えると、沸点が低い環状フッ素化合物の揮発による損失を生ずるおそれがある。
本発明方法において、式［１］で示される環状フッ素化合物と第二級アミンとを反応させた後の処理方法に特に制限はなく、例えば、反応混合物に水を添加して反応を停止させたのち、使用した非プロトン性極性溶媒が水不溶性の場合は、溶媒層を分離し、使用した非プロトン性極性溶媒が水溶性の場合は、ジエチルエーテル、酢酸エチルなどの溶媒を用いて抽出し、溶媒層を硫酸マグネシウムなどの乾燥剤を用いて乾燥させたのち、溶媒を留去することができる。溶媒留去後に得られた粗生成物の純度が高い場合は、精製をすることなく、カルボニル基生成反応に移ることができる。粗生成物の純度が低い場合は、減圧蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶などにより精製することができる。
【０００８】
本発明方法の第一の態様においては、式［２］で示される環状含フッ素エナミン化合物を、アルカリ存在下に加水分解させることにより、式［３］で示されるカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物を製造する。使用するアルカリに特に制限はなく、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウムなどのアルカリ金属水酸化物、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムなどのアルカリ土類金属水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウムなどのアルカリ金属炭酸塩、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウムなどのアルカリ土類金属炭酸塩などを挙げることができる。これらの中で、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウムなどのアルカリ金属水酸化物と、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムなどのアルカリ土類金属水酸化物を好適に用いることができ、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウムなどのアルカリ金属水酸化物を特に好適に用いることができる。これらのアルカリは、水、メタノール、エタノールなどの溶媒に溶解させて使用することが好ましい。加水分解の際に添加するアルカリの量に特に制限はないが、式［２］で示される含フッ素エナミン化合物に対して１〜３当量倍であることが好ましく、１〜２当量倍であることがより好ましく、１当量倍が特に好ましい。
本発明方法において、アルカリ存在下の加水分解の反応温度に特に制限はないが、０〜１００℃であることが好ましく、室温〜８０℃であることがより好ましい。反応終了後、塩酸などの酸を用いて過剰のアルカリを中和し、エーテル、ジクロロメタンなどの有機溶媒を用いて反応生成物を抽出し、抽出液を硫酸マグネシウムなどの乾燥剤を用いて乾燥させたのち、溶媒を留去することができる。溶媒留去後に得られた粗生成物は、必要に応じて、減圧蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶などにより精製することができる。
【０００９】
本発明方法の第二の態様においては、式［２］で示される環状含フッ素エナミン化合物に、酸ハロゲン化物を添加し、さらに水を添加することにより、式［３］で示されるカルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物を製造する。使用する酸ハロゲン化物に特に制限はなく、例えば、塩化オキサリル、塩化アセチル、塩化プロピオニル、塩化ベンゾイルなどの酸塩化物や、臭化オキサリル、臭化アセチル、臭化プロピオニル、臭化ベンゾイルなどの酸臭化物などを挙げることができる。含フッ素エナミン化合物に酸ハロゲン化物を添加する方法に特に制限はなく、例えば、含フッ素エナミン化合物の有機溶媒溶液に、酸ハロゲン化物の有機溶媒溶液を添加して、撹拌混合することができる。使用する有機溶媒は、酸ハロゲン化物と反応しない溶媒であれば特に制限はなく、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテルなどを挙げることができる。添加する酸ハロゲン化物の量に特に制限はないが、環状含フッ素エナミン化合物に対して１当量倍以上であることが好ましく、１〜３当量倍であることがより好ましく、１．５〜２当量倍であることがさらに好ましい。酸ハロゲン化物を添加した後の反応温度は、室温〜１００℃であることが好ましく、４０〜８０℃であることがより好ましい。
本発明方法においては、式［２］で示される環状含フッ素エナミン化合物に酸ハロゲン化物を添加して反応させたのち、反応混合液に水を添加する。添加する水の量は、添加した酸ハロゲン化物に対して過剰の当量数であることが好ましい。水を添加したのち、室温〜１００℃に加温処理することが好ましく、４０〜８０℃に加温処理することがより好ましい。加温処理終了後、反応生成物を含む有機溶媒層を分離し、さらにエーテル、ジクロロメタンなどの有機溶媒を用いて水層に含まれる反応生成物を抽出し、抽出液と分離した有機溶媒層を合わせて硫酸マグネシウムなどの乾燥剤を用いて乾燥させたのち、溶媒を留去することができる。溶媒留去後に得られた粗生成物は、必要に応じて、減圧蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶などにより精製することができる。
【００１０】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例１
アルゴン雰囲気下、オクタフルオロシクロペンテン（４．２４ｇ、２０ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（２０ｍＬ）に溶解させた溶液を０℃に冷却し、ピロリジン（１．４２ｇ、２０ｍｍｏｌ）とトリエチルアミン（２．０２ｇ、２０ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（１０ｍＬ）に溶解させた溶液を滴下した。反応混合物を０℃で１時間撹拌したのち、室温まで昇温した。反応混合物を水洗し、ジクロロメタン層を無水硫酸ナトリウムで乾燥したのち、ジクロロメタンを減圧留去した。Ｎ−ヘプタフロオロシクロペント−１−エニルピロリジンが、ほぼ純粋な固体として４．６３ｇ（収率８８％）得られた。
水酸化ナトリウムの１ｍｏｌ／Ｌ水溶液（３ｍＬ）に、上記のＮ−ヘプタフロオロシクロペント−１−エニルピロリジン（０．７９ｇ、３ｍｍｏｌ）をメタノール（３ｍＬ）に溶解させた溶液を加え、６０℃で２時間加熱・撹拌した。反応混合物を室温まで冷却したのち、１ｍｏｌ／Ｌ塩酸で中和し、ジエチルエーテル抽出を３回行った。集めたジエチルエーテル層を無水硫酸マグネシウムで乾燥したのち、ジエチルエーテルを減圧留去した。シリカゲルカラムフラッシュクロマトグラフィー（展開溶媒：ジクロロメタン）で精製を行った。２−（１−ピロリジノ）−１，４，４，５，５−ペンタフルオロシクロペンテン−３−オンが、０．３１ｇ（収率４３％）得られた。
実施例２
実施例１で得られたＮ−ヘプタフロオロシクロペント−１−エニルピロリジン（１．３２ｇ、５ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（５ｍＬ）に溶解させた溶液に、塩化ベンゾイル（０．７０ｇ、５ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（５ｍＬ）に溶解させた溶液を加え、３９．８℃で１時間加熱・撹拌した。次に蒸留水（１０ｍＬ）を加え、５０℃で１時間加熱・撹拌した。反応混合物を室温まで冷却したのち、ジクロロメタン層を分離し、水層をジクロロメタンで３回抽出した。すべてのジクロロメタン層を合わせて無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、ジクロロメタンを減圧留去し、得られた固体残渣をｎ−ヘキサンから再結晶した。２−（１−ピロリジノ）−１，４，４，５，５−ペンタフルオロシクロペンテン−３−オンが、０．４５ｇ（収率３７％）得られた。
【００１１】
【発明の効果】
本発明方法によれば、環状フッ素化合物と第二級アミンとを反応させて含フッ素エナミン化合物を得たのちに、アルカリ存在下に加水分解させるか、あるいは、酸ハロゲン化物を添加し、さらに水を添加することにより、簡便で温和な条件で、カルボニル基を有する環状含フッ素エナミン化合物を製造することができる。