(57)【要約】【課題】  塩の構造を有する求電子的パーフルオロアルキル化剤では十分に反応し得なかった反応性の高い求核剤、例えばグリニヤール試薬等に対し効果的に反応し得る、新規の構造の求電子的パーフルオロアルキル化剤、及びパーフルオロアルキル化有機化合物の製造方法を提供すること。【解決手段】  下記の一般式（１）で表されるパーフルオロアルキル化剤を用いる。一般式（１）：    【化１】2005145917.tif 000021（式中、Ａはカルボニル基−ＣＯ−又はスルホニル基−ＳＯ2−を表し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は同一の若しくは異なる基であって、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数６から１０のアリール基、炭素数１から５のアルキル基、炭素数１から５のハロアルキル基、炭素数１から５のアルコキシ基、炭素数２から６のアルコキシカルボニル基、又は炭素数３から７のカルバモイル基を表し、Ｒfは炭素数１から２０のパーフルオロアルキル基を示す。）【選択図】          なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の一般式（１）で表される求電子的パーフルオロアルキル化剤。
一般式（１）：
【化１】
2005145917.tif 000017
（式中、Ａはカルボニル基−ＣＯ−又はスルホニル基−ＳＯ2−を表し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は同一の若しくは異なる基であって、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数６から１０のアリール基、炭素数１から５のアルキル基、炭素数１から５のハロアルキル基、炭素数１から５のアルコキシ基、炭素数２から６のアルコキシカルボニル基、又は炭素数３から７のカルバモイル基を表し、Ｒ1とＲ2、Ｒ2とＲ3、又はＲ3とＲ4とが結合して環状構造を成してもよく、その環は芳香環であってもよい。Ｒｆは炭素数１から２０のパーフルオロアルキル基を示す。）
【請求項２】
下記の一般式（２）で表される、請求項１に記載した求電子的パーフルオロアルキル化剤。
一般式（２）：
【化２】
2005145917.tif 000018
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、前記したものと同じものである。）
【請求項３】
下記の一般式（３）で表される求電子的パーフルオロアルキル化剤。
一般式（３）：
【化３】
2005145917.tif 000019
（式中、Ａは、カルボニル基−ＣＯ−又はスルホニル基−ＳＯ2−を表し、Ｒ5及びＲ6は同一の若しくは異なる基であって、置換基を有してもよい炭素数６から２０のアリール基、置換基を有してもよい炭素数１から１０のアルキル基、又は置換基を有してもよい炭素数１から１０のハロアルキル基を表し、Ｒｆは炭素数１から２０のパーフルオロアルキル基を示す。）
【請求項４】
下記の一般式（４）で表される求電子的パーフルオロアルキル化剤。
一般式（４）
【化４】
2005145917.tif 000020
（式中、Ａ1及びＡ2は同一の若しくは異なる基であって、カルボニル基−ＣＯ−又はスルホニル基−ＳＯ2−を表し、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は同一の若しくは異なる基であって、置換基を有してもよい炭素数６から２０のアリール基、置換基を有してもよい炭素数１から１０のアルキル基、又は置換基を有してもよい炭素数１から１０のハロアルキル基を表し、Ｒｆは炭素数１から２０のパーフルオロアルキル基を示す。）
【請求項５】
前記Ｒｆがトリフルオロメチル基である、請求項１〜４のいずれか１項に記載した求電子的パーフルオロアルキル化剤。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載した求電子的パーフルオロアルキル化剤を用いてパーフルオロアルキル化反応を行う工程を有する、パーフルオロアルキル化有機化合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩とは異なる新規の構造を有し、グリニヤール試薬等のパーフルオロアルキル化反応を可能にする求電子的パーフルオロアルキル化剤、及びそれを用いて行うパーフルオロアルキル化有機化合物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで求電子的パーフルオロアルキル化剤としては、Ｓ−パーフルオロアルキルジフェニルチオフェニウム塩（後記の非特許文献１〜２参照）、Ｓ−パーフルオロアルキルジベンゾチオフェニウム塩、Ｓe−パーフルオロアルキルジベンゾゼレニウム塩及びこれらの誘導体（後記の特許文献１、非特許文献３〜４参照）、或いはＯ−パーフルオロアルキルジベンゾオキソニウム塩（後記の非特許文献５参照）が報告されている。
【０００３】
これらはいずれも塩の構造を有しており、さまざまな求核剤と反応して、パーフルオロアルキル化された有機化合物を与える。しかしながら、非常に反応性の高い求核剤、例えばグリニヤール試薬のような炭素アニオンをパーフルオロアルキル化する反応は、これらの試薬を用いてもほとんど進行しない。
【０００４】
この理由は、Ｓ−パーフルオロアルキルジフェニルチオフェニウム塩、Ｓ−パーフルオロアルキルジベンゾチオフェニウム塩、Ｓe−パーフルオロアルキルジベンゾゼレニウム塩及びそれらの誘導体の場合、いずれも塩の構造をもつため、パーフルオロアルキル化反応よりもパーフルオロアルキル化剤の分解反応が優先的に起こるためである。即ち、これらのパーフルオロアルキル化剤のカチオン部分は非常に電子欠乏性であるので、グリニヤール試薬のような反応性の高い求核剤を作用させると、求核剤から一電子移動が起こり、パーフルオロアルキル基がラジカルとなってオニウム塩から脱離してしまい、パーフルオロアルキル化剤が分解するからである。
【０００５】
ｏ−パーフルオロアルキルジベンゾオキソニウム塩の場合は、極めて不安定で反応性が高いため、求核性の低い溶媒、例えば塩化メチレンを用い、パーフルオロアルキル化反応を起こさせる反応容器内に、対応するジアゾニウム塩からin situで発生させ、そのままパーフルオロアルキル化反応に使用する。この際、グリニヤール試薬を調整する際に通常用いられるエーテル系の溶媒、例えばテトラヒドロフランのような溶媒は、ｏ−パーフルオロアルキルジベンゾオキソニウム塩とただちに反応してしまうので使用できず、グリニヤール反応を実施することができない。また、酸素原子、窒素原子のパーフルオロアルキル化は報告されているが、炭素原子のパーフルオロアルキル化は報告されていない。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１９７４７９号公報（特許請求の範囲、第４６〜５１頁）
【非特許文献１】L.M.Yagupol’skii et al., J.Org.Chem.USSR., 1984,20,103
【非特許文献２】Jing-Jing Yang,R.L.Kirchmeier and J.M.Shreeve, J.Org.Chem., 1998, 63, 2656
【非特許文献３】T.Umemoto and S.Ishihara, Tetrahedron Lett., 1990,31,3579
【非特許文献４】T.Umemoto and S.Ishihara, J.Am.Chem.Soc., 1993,115,2156
【非特許文献５】T.Umemoto, Chem.Rev., 1996,96,1757
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、塩の構造を有する従来の求電子的パーフルオロアルキル化剤では十分に反応し得なかった反応性の高い求核剤、例えばグリニヤール試薬等に対し、より効果的に反応してパーフルオロアルキル化有機化合物を生じさせる、塩とは異なる新規の構造を有する求電子的パーフルオロアルキル化剤、及びそれを用いたパーフルオロアルキル化有機化合物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
即ち、本発明は、下記の一般式（１）で表される求電子的パーフルオロアルキル化剤に係わるものである。
一般式（１）：
【化１】
2005145917.tif 000002
（式中、Ａはカルボニル基−ＣＯ−又はスルホニル基−ＳＯ2−を表し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は同一の若しくは異なる基であって、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数６から１０のアリール基、炭素数１から５のアルキル基、炭素数１から５のハロアルキル基、炭素数１から５のアルコキシ基、炭素数２から６のアルコキシカルボニル基、又は炭素数３から７のカルバモイル基を表し、Ｒ1とＲ2、Ｒ2とＲ3、又はＲ3とＲ4とが結合して環状構造を成してもよく、その環は芳香環であってもよい。Ｒｆは炭素数１から２０のパーフルオロアルキル基を示す。）
【０００９】
本発明はまた、下記の一般式（３）または一般式（４）で表される求電子的パーフルオロアルキル化剤にも係わるものである。
一般式（３）：
【化２】
2005145917.tif 000003
（式中、Ａは、カルボニル基−ＣＯ−又はスルホニル基−ＳＯ2−を表し、Ｒ5及びＲ6は同一の若しくは異なる基であって、置換基を有してもよい炭素数６から２０のアリール基、置換基を有してもよい炭素数１から１０のアルキル基、又は置換基を有してもよい炭素数１から１０のハロアルキル基を表し、Ｒｆは炭素数１から２０のパーフルオロアルキル基を示す。）
【００１０】
一般式（４）：
【化３】
2005145917.tif 000004
（式中、Ａ1及びＡ2は同一の若しくは異なる基であって、カルボニル基−ＣＯ−又はスルホニル基−ＳＯ2−を表し、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は同一の若しくは異なる基であって、置換基を有してもよい炭素数６から２０のアリール基、置換基を有してもよい炭素数１から１０のアルキル基、又は置換基を有してもよい炭素数１から１０のハロアルキル基を表し、Ｒｆは炭素数１から２０のパーフルオロアルキル基を示す。）
【００１１】
本発明は更に、前記一般式（１）、（３）又は（４）で表わされる求電子的パーフルオロアルキル化剤を用いてパーフルオロアルキル化反応を行なう工程を有する、パーフルオロアルキル化有機化合物の製造方法も提供するものである。
【００１２】
上記一般式（３）もしくは上記一般式（４）で表わされる化合物の一部は、すでに下記の文献において合成が報告されているが、化合物の物性評価等に用いられているだけで、これらをペルフルオロアルキル化剤として用いた例はない。
【００１３】
N.V.Kondratenko et al., J.Org.Chem.USSR., 1986,22(8),1542
D.T.Sauer and J.M.Shreeve, Inorg.Chem., 1972,11(2),238
I.A.Koppel et al., J.Org.Chem.USSR., 1992,28(8),1411
I.G.Krajnikova et al., J.Fluorine Chem., 1995,71,13
E.Magnier et al., Synthesis, 2003,(4),565
R.Y.Garlyauskajte et al.,Tetrahedron, 1994,50(23),6891
【発明の効果】
【００１４】
本発明者は、鋭意研究の結果、塩構造を有しない化合物を用いた新たな求電子的パーフルオロアルキル化反応を見出し、さらに新規な構造をもつより有用な求電子的パーフルオロアルキル化剤を開発するに至った。
【００１５】
先述したように、従来の求電子的パーフルオロアルキル化剤が反応性の高い求核剤に対して前記パーフルオロアルキル化反応を十分に行えない理由は、従来の求電子的パーフルオロアルキル化剤が塩の構造を有するため、前記求核剤からオニウム塩への一電子移動が優先して起こるからである。本発明の求電子的パーフルオロアルキル化剤は、塩とは異なる構造を有するので、上記の不都合が生じることがなく、例えばグリニヤール試薬等のような反応性の高い求核剤に対しても、有効に前記パーフルオロアルキル化反応を行うことができ、新規で効率のよいパーフルオロアルキル化有機化合物の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明において、下記の一般式（２）で表される求電子的パーフルオロアルキル化剤が、特に好ましい。
一般式（２）：
【化４】
2005145917.tif 000005
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は同一の若しくは異なる基であって、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数６から１０のアリール基、炭素数１から５のアルキル基、炭素数１から５のハロアルキル基、炭素数１から５のアルコキシ基、炭素数２から６のアルコキシカルボニル基、又は炭素数３から７のカルバモイル基を表し、Ｒ1とＲ2、Ｒ2とＲ3、又はＲ3とＲ4とが結合して環状構造を成してもよく、その環は芳香環であってもよい。Ｒｆは炭素数１から２０のパーフルオロアルキル基を示す。）
【００１７】
本発明において、前記Ｒｆがトリフルオロメチル基であるのがよい。この他に、前記Ｒｆとして、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロイソブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロシクロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロデシル基、パーフルオロドデシル基、パーフルオロオクタデシル基などを挙げることができる。
【００１８】
また、前記一般式（１）又は前記一般式（２）で表される求電子的パーフルオロアルキル化剤において、
前記ハロゲン原子とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を表し、
前記炭素数６から１０のアリール基として、フェニル基、ナフチル基などが挙げられ  、
前記炭素数１から５のアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプ  ロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基などが挙げられ、
前記炭素数１から５のハロアルキル基として、トリフルオロメチル基、ペンタフルオ  ロエチル基、パーフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、パーフルオロ  ブチル基、パーフルオロペンチル基、ジフルオロメチル基、１,１,２,２−テトラフル  オロエチル基、２,２,２-トリフルオロエチル基、３,３,３−トリフルオロプロピル基  、トリクロロメチル基、２,２,２−トリクロロエチル基などが挙げられ、
前記炭素数１から５のアルコキシ基として、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基  、イソプロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられ、
前記炭素数２から６のアルコキシカルボニル基として、メトキシカルボニル基、エト  キシカルボニル基、プロポキシカルボニル基などが挙げられ、
前記炭素数３から７のカルバモイル基として、ジメチルカルバモイル基、ジエチルカ  ルバモイル基などが挙げられる。
【００１９】
具体的には、下記の構造の化合物が例示できるが、これに限定されるわけではない。
【化５】
2005145917.tif 000006
【００２０】
これらの求電子的パーフルオロアルキル化剤は、下記の反応経路で合成することができる。これらの反応の原料であるスルホキシドは、対応するチオールから、既に報告されている公知の方法（例えば、Jing-Jing Yang, R.L.Kirchmeier and J.M.Shreeve, J.Org.Chem., 1998,63,2656 等）で合成することができる。
【００２１】
反応経路：
【化６】
2005145917.tif 000007
【００２２】
また、前記一般式（３）又は前記一般式（４）で表わされる化合物において、
前記置換基を有してもよい炭素数６から２０のアリール基として、フェニル基、ナフ  チル基、ビフェニル基、アントラニル基、ニトロフェニル基、メチルフェニル基、ジメ  チルフェニル基、クロロフェニル基、ジクロロフェニル基、フルオロフェニル基、メト  キシフェニル基、シアノフェニル基、ニトロナフチル基、メチルナフチル基、クロロナ  フチル基などが挙げられ、
前記置換基を有してもよい炭素数１から１０のアルキル基として、メチル基、エチル  基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ベンジル基、  フェニルエチル基などが挙げられ、
前記置換基を有してもよい炭素数１から１０のハロアルキル基として、トリフルオロ  メチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプ  ロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、ジフルオロメチル基、１  ,１,２,２−テトラフルオロエチル基、２,２,２−トリフルオロエチル基、３,３,３−  トリフルオロプロピル基、トリクロロメチル基、２,２,２−トリクロロエチル基などが  挙げられる。
【００２３】
また、前記「置換基を有してもよい」という記載の置換基とは、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数６から１０のアリール基、炭素数１から５のアルキル基、炭素数１から５のハロアルキル基、炭素数１から５のアルコキシ基、炭素数２から６のアルコキシカルボニル基、炭素数３から７のカルバモイル基を表している。ここで、
前記ハロゲン原子とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を表し、
前記炭素数６から１０のアリール基として、フェニル基、ナフチル基などが挙げられ  、
前記炭素数１から５のアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプ  ロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基などが挙げられ、
前記炭素数１から５のハロアルキル基として、トリフルオロメチル基、ペンタフルオ  ロエチル基、パーフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、パーフルオロ  ブチル基、パーフルオロペンチル基、ジフルオロメチル基、１,１,２,２−テトラフル  オロエチル基、２,２,２−トリフルオロエチル基、３,３,３-トリフルオロプロピル基  、トリクロロメチル基、２,２,２−トリクロロエチル基などが挙げられ、
前記炭素数１から５のアルコキシ基として、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基  、イソプロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられ、
前記炭素数２から６のアルコキシカルボニル基として、メトキシカルボニル基、エト  キシカルボニル基、プロポキシカルボニル基などが挙げられ、
前記炭素数３から７のカルバモイル基として、ジメチルカルバモイル基、ジエチルカ  ルバモイル基などが挙げられる。
【００２４】
具体的には、下記の構造が例示できるが、これに限定されるわけではない。
【化７】
2005145917.tif 000008
【００２５】
パーフルオロアルキル化反応を受ける基質としては、さまざまな求核剤が挙げられ、これらに限定されるわけではないが、例えば、グリニヤール試薬（Ｒ−ＭgＸ、Ａr−ＭgＸ）、アルキルメタル（Ｒ−Ｍ）、アルケニルメタル（Ｒ1Ｒ2Ｃ＝ＣＲ3Ｍ）、アルキニルメタル（Ｒ1Ｃ≡ＣＭ）、アリールメタル（Ａr−Ｍ）などの有機金属試薬、エナミン、シリルエノールエーテル、アルコキシド、フェノキシド、チオアルコキシド及びチオフェノキシドなどが挙げられる。但し、式中、Ｍは、Ｌi、Ｎa、Ｋ、ＺnＸ及びＣuＸなどである（但し、Ｒはアルキル基、Ａrはアリール基、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基、Ｘはハロゲン原子を表す。以下、同様。）。
【００２６】
パーフルオロアルキル化反応に用いる溶媒としては、通常有機反応で使用される溶媒を用いることができる。例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメトキシエタンのようなエーテル系溶媒、塩化メチレン等のハロゲン系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ-メチル-２-ピロリジノン（ＮＭＰ）、ヘキサメチルホスホルアミド（ＨＭＰＡ）、１,３-ジメチル-２-イミダゾリジノン（ＤＭＩ）などが挙げられ、これらの溶媒を２種以上混合して用いてもよい。
【００２７】
反応温度は、それぞれの反応で適した温度を選択すればよいが、−１００℃から２５０℃の範囲内で行われ、好ましくは−８０℃から１５０℃で実施される。
【００２８】
後述する実施例２と比較例１とのトリフルオロメチル化反応の結果の比較、及び実施例４、５、６と比較例２とのトリフルオロメチル化反応の結果の比較では、反応性の高い有機金属試薬に対し、塩構造ではない本発明のトリフルオロメチル化剤が明らかに好結果を与えた。特に実施例４及び実施例５と比較例２のグリニヤール反応においては、塩構造のトリフルオロメチル化剤（１１）がほとんどトリフルオロメチルベンゼンを生成せず分解が優先したのに対して、トリフルオロメチル化剤（５）は基質を等モル用いた場合２４％、基質を１．５倍モルに増やすと３１％の高い収率で目的物を生成した。塩構造のトリフルオロメチル化剤（１１）の場合は、基質を増やしても収率向上は認められない。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に説明するが、本発明は下記の例に何ら限定されるものではない。
【００３０】
求電子的パーフルオロアルキル化剤の合成
まず、実施例１において、求電子的パーフルオロアルキル化剤としてトリフルオロメチル化剤（５）を合成した。
【００３１】
＜実施例１＞（トリフルオロメチル化剤（５）の合成）
下記のように、チオサリチル酸メチル（ｏ−メルカプト安息香酸メチル）(１)から、ｏ−(トリフルオロメチルチオ)安息香酸メチル（２）（以下、スルフィド（２）と略記することがある。）を経て、ｏ−（トリフルオロメチルスルフィニル）安息香酸メチル（３）（以下、スルホキシド（３）と略記することがある。）を合成し、これを加水分解してｏ−（トリフルオロメチルスルフィニル）安息香酸（４）（以下、スルホキシド−２（４）と略記することがある。）とした後、トリフルオロメチル化剤である１−オキソ−１−トリフルオロメチル−１λ6−ベンゾ[ｄ]イソチアゾール−３−オン（５）を合成した。
【００３２】
【化８】
2005145917.tif 000009
【００３３】
乾燥窒素雰囲気下で、水素化ナトリウムＮaＨ１８．１ｇ（０．４７ｍｏｌ）をＤＭＦ４５０ｍｌに懸濁した溶液に、氷冷して攪拌しながらｏ−メルカプト安息香酸メチル（１）７５．７ｇ（０．４５ｍｏｌ）を４５分かけて滴下した後、更にそのまま０．５時間攪拌を続けた。反応系内を脱気減圧した後、トリフルオロヨードメタン１０６ｇ（０．５４ｍｏｌ）を系内に導入し、更に窒素ガスを加えて系内を常圧とした後、室温に昇温し、このまま４日間攪拌を続けた。
【００３４】
反応混合物を水にあけ、有機化合物をｎ−ヘキサンで抽出し、有機化合物層を水、次いで飽和食塩水で洗浄後、乾燥剤として無水硫酸マグネシウムを加えて水分を除去し、乾燥剤を濾別した後、溶媒を減圧下で留去して溶液を濃縮し、油状物を得た。この油状物を減圧蒸留で精製し、スルフィド（２）７６．３ｇ（外圧３ｍｍＨg下での沸点８４℃）を無色油状物として得た（収率７２％）。
【００３５】
スルフィド（２）３５．４ｇ（１５０ｍｍｏｌ）を酢酸２００ｍｌに溶かした溶液を７０℃に加熱し、攪拌しながらこの溶液に３１質量％過酸化水素水２１．４ｇ（１９５ｍｍｏｌ）を１時間かけて滴下し、更にその後液温を８０℃前後に保って３時間攪拌を続けた。反応終了後、放冷し、温度が下がったところで反応液を氷水にあけ、有機化合物をジエチルエーテルで抽出し、有機化合物層を水で３回、重曹水で１回、飽和食塩水で１回洗浄後、乾燥剤として無水硫酸マグネシウムを加えて水分を除去し、乾燥剤を濾別した後、溶媒を減圧下で留去して溶液を濃縮し、スルホキシド（３）を主成分とする混合物３７．３ｇを得た。
【００３６】
水酸化ナトリウム７．３５ｇ（１７７ｍｍｏｌ）を水１４０ｍｌに溶かした溶液を上記の混合物３４．２ｇ（１３６ｍｍｏｌ）に加え、室温で１．５時間攪拌した。反応後の溶液に、氷冷しながら約１８質量％に希釈した塩酸４２ｍｌをゆっくり滴下し、０．５時間攪拌後、析出した結晶を濾別して採取し、充分水洗した。採取した結晶は酢酸エチルに溶解させ、乾燥剤として無水硫酸マグネシウムを加えて水分を除去し、乾燥剤を濾別して除いた後、溶媒を減圧下で留去して溶液を濃縮し、スルホキシド−２（４）２９．６ｇ（スルフィド（２）に対する収率９０％）を白色結晶として得た。
【００３７】
スルホキシド−２（４）２．２７ｇ（９．５ｍｍｏｌ）をクロロホルム２４ｍｌに溶かした溶液に２０％発煙硫酸６．０ｍｌを加え、この溶液に室温で攪拌しながらアジ化ナトリウム１．３９ｇ（２０．９ｍｍｏｌ）を約１０分かけて添加した後、攪拌しながら室温から５０℃まで約１時間かけてゆっくり昇温し、そのまま２．５時間攪拌を続けた後、放冷した。
【００３８】
反応混合物を氷水にあけ、有機化合物を酢酸エチルで抽出し、有機化合物層を水、次いで飽和食塩水で洗浄後、乾燥剤として無水硫酸マグネシウムを加えて水分を除去し、乾燥剤を濾別した後、溶媒を減圧下で留去して溶液を濃縮し、油状物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルによるカラムクロマトグラフィ（展開溶媒として、酢酸エチル：ヘキサン＝１：２の体積比で混合した酢酸エチルとヘキサンとの混合溶媒を用いる。）で精製し、トリフルオロメチル化剤（５）１．３２ｇ（収率５９％）を白色結晶として得た。
【００３９】
スルフィド（２）、スルホキシド（３）、スルホキシド−２（４）及びトリフルオロメチル化剤（５）のスペクトルデータを以下に示す。
【００４０】
ｏ−(トリフルオロメチルチオ)安息香酸メチル（スルフィド）（２）：
19Ｆ-ＮＭＲ(CDCl3；内部標準CFCl3)：-41.9ppm(3F,s)
1Ｈ-ＮＭＲ(CDCl3)：3.95ppm(3H,s), 7.44ppm(1H,t,m,J=8Hz), 7.55ppm(1H,t,d,J=8Hz,2Hz), 7.74ppm(1H,d,m,J=8Hz), 7.93ppm(1H,d,d,J=8Hz,2Hz)
【００４１】
ｏ−(トリフルオロメチルスルフィニル)安息香酸メチル（スルホキシド）(３)：
19Ｆ-ＮＭＲ(CDCl3；内部標準CFCl3)：-71.2ppm(3F,s)
1Ｈ-ＮＭＲ(CDCl3)：3.99ppm(3H,s), 7.72ppm(1H,t,d,J=8Hz,1Hz), 7.89ppm(1H,t,d,J=8Hz,1Hz), 8.18ppm(1H,d,d,J=8Hz,1Hz), 8.33ppm(1H,d,d,J=8Hz,1Hz)
【００４２】
ｏ−(トリフルオロメチルスルフィニル)安息香酸（スルホキシド−２）(４)：
19Ｆ-ＮＭＲ(CDCl3；内部標準CFCl3)：-71.0ppm(3F,s)
1Ｈ-ＮＭＲ(CDCl3)：7.78ppm(1H,t,d,J=8Hz,1Hz), 7.97ppm(1H,t,d,J=8Hz,1Hz), 8.31ppm(1H,d,d,J=8Hz,1Hz), 8.38ppm(1H,d,d,J=8Hz,1Hz), 8.5〜9.5ppm(1H,br.s)
【００４３】
１−オキソ−１−トリフルオロメチル−１λ6−ベンゾ[ｄ]イソチアゾール-３-オン（５）（トリフルオロメチル化剤（５））：
19Ｆ-ＮＭＲ(CDCl3；内部標準CFCl3)：-73.9ppm(3F,s)
1Ｈ-ＮＭＲ(CD3CN)：8.03ppm(1H,t,d,J=8Hz,1.5Hz), 8.13ppm(1H,t,d,J=8Hz,1Hz), 8.16ppm(1H,d,d,d,J=8Hz,1.5Hz,0.7Hz), 8.27ppm(1H,d,m,J=8Hz)
【００４４】
＜合成例１＞（トリフルオロメチル化剤（７）の合成）
下記のように、Ｓ−トリフルオロメチル-Ｓ-フェニルスルホキシイミド(６)より、トリフルオロメチル化剤であるＮ−トリフルオロメチルスルホニル−Ｓ−トリフルオロメチル−Ｓ−フェニルスルホキシイミド（７）を合成した。なお、イミド（６）は、公知の方法（N.V.Kondratenko et al., J.Org.Chem.USSR., 1984,20(10),2051）で合成できる。
【００４５】
【化９】
2005145917.tif 000010
【００４６】
乾燥窒素雰囲気下で、氷冷したイミド（６）８３７ｍｇ（４ｍｍｏｌ）を塩化メチレン８ｍｌに溶かした溶液中に、攪拌しながらピリジン４７５ｍｇ（６ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、続いてトリフルオロメタンスルホン酸無水物３．３９ｇ（１２ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下して、その後室温で１時間攪拌した。
【００４７】
反応液を氷水にあけ、有機化合物を塩化メチレンで抽出し、有機化合物層を水で１回、次いで飽和食塩水で１回洗浄後、乾燥剤として無水硫酸マグネシウムを加えて水分を除去し、乾燥剤を濾別した後、溶媒を減圧下で留去して溶液を濃縮し、Ｎ−トリフルオロメチルスルホニル−Ｓ−トリフルオロメチル−Ｓ−フェニルスルホキシイミド（７）１．２８ｇ（収率９３％）を黄白色結晶として得た。そのスペクトルデータを以下に示す。
【００４８】
Ｎ−トリフルオロメチルスルホニル−Ｓ−トリフルオロメチル−Ｓ−フェニルスルホキシイミド（７）：
19Ｆ-ＮＭＲ(CDCl3；内部標準CFCl3)：-75.7ppm(3F,s), -79.0ppm(3F,s)
1Ｈ-ＮＭＲ(CDCl3)：7.80ppm(2H,t,m,J=8Hz), 7.98ppm(1H,t,m,J=8Hz), 8.16ppm(2H,d,J=8Hz)
【００４９】
＜合成例２＞（トリフルオロメチル化剤(８)の合成）
下記のように、Ｓ−トリフルオロメチル−Ｓ−フェニルスルホキシイミド（６）より、トリフルオロメチル化剤であるＮ−ベンゾイル−Ｓ−トリフルオロメチル−Ｓ−フェニルスルホキシイミド（８）を合成した。
【００５０】
【化１０】
2005145917.tif 000011
【００５１】
乾燥窒素雰囲気下で、氷冷したイミド(６)８３７ｍｇ（４ｍｍｏｌ）を塩化メチレン８ｍｌに溶かした溶液中に、攪拌しながらトリエチルアミン４８６ｍｇ（４．８ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、続いてベンゾイルクロリド５５７μｌ（４．８ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下して、その後室温で一晩攪拌した。
【００５２】
反応液を氷水にあけ、有機化合物を酢酸エチルで抽出し、有機化合物層を水で２回、次いで飽和食塩水で１回洗浄後、乾燥剤として無水硫酸マグネシウムを加えて水分を除去し、乾燥剤を濾別した後、溶媒を減圧下で留去して溶液を濃縮し、油状物を得た。これをシリカゲルによるカラムクロマトグラフィ（展開溶媒として、酢酸エチルとヘキサンとの混合溶媒を、混合体積比を酢酸エチル：ヘキサン＝１：７→１：５→１：３と変えて用いた。）で精製し、Ｎ-ベンゾイル-Ｓ-トリフルオロメチル-Ｓ-フェニルスルホキシイミド(８)１．２０ｇ（収率９６％）を無色油状物として得た。そのスペクトルデータを以下に示す。
【００５３】
Ｎ−ベンゾイル−Ｓ−トリフルオロメチル−Ｓ−フェニルスルホキシイミド（８）：
19Ｆ-ＮＭＲ(CDCl3；内部標準CFCl3)：-75.0ppm(3F,s)
1Ｈ-ＮＭＲ(CDCl3)：7.46ppm(2H,t,m,J=8Hz), 7.58ppm(1H,t,m,J=8Hz), 7.70ppm(2H,t,m,J=8Hz), 7.84ppm(1H,t,m,J=8Hz), 8.12ppm(2H,d,J=8Hz), 8.19ppm(2H,d,m,J=8Hz)
【００５４】
トリフルオロメチル化反応の実施例
次に、実施例２〜１２において、実施例１と合成例１及び合成例２で合成したトリフルオロメチル化剤（５）及び（７）及び（８）を種々の基質分子に作用させ、トリフルオロメチル化反応を行った。実施例２〜１２において用いられた基質分子、トリフルオロメチル化剤、生成物及び反応の収率を下記の表１に示す。収率はベンゾトリフルオリド（ベンジリジントリフルオリド）もしくはトリフルオロメトキシベンゼンを内部標準として、いずれも19Ｆ−ＮＭＲで決定した。
【００５５】
【表１】
2005145917.tif 000012
【００５６】
また、上記のトリフルオロメチル化の反応条件として、基質分子とトリフルオロメチル化剤とのモル比、溶媒（但し、ＴＨＦはテトラヒドロフラン、ＨＭＰＡはヘキサメチルホスホルアミド、ＤＭＦはジメチルホルムアミド）及び反応温度を表２に示す。
【００５７】
【表２】
2005145917.tif 000013
【００５８】
代表的な例として実施例２、４、９及び１２の詳細を以下に説明する。
【００５９】
＜実施例２＞
フェニルアセチレン５１１ｍｇ（５ｍｍｏｌ）のＴＨＦ２．３ｍｌ溶液に−７８℃下、ｎ−ブチルリチウムのｎ−ヘキサン溶液（１．４９Ｍ濃度）３．３６ｍｌ（５ｍｍｏｌ）を滴下、その後約１時間かけて室温まで昇温することにより、０．８Ｍ濃度のフェニルエチニルリチウム溶液を調製した。
【００６０】
トリフルオロメチル化剤（５）５９ｍｇ（０．２５ｍｍｏｌ）のＴＨＦ０．５ｍｌ溶液に、上記で調製した０．８Ｍの濃度フェニルエチニルリチウム溶液３１３μｌ（Ｃ6Ｈ5Ｃ２Ｌｉ含量０．２５ｍｍｏｌ）を、−７０℃にて攪拌しながら２分間で滴下し、その後−７０℃から室温まで約１時間かけて昇温、さらに０．５時間攪拌を続けた。
【００６１】
反応混合物にＮＭＲの内部標準としてベンゾトリフルオリド３６．５ｍｇ（０．２５ｍｍｏｌ）を加え、充分攪拌したのち反応液の一部を抜き取り、重クロロホルムで希釈して19Ｆ−ＮＭＲで定量したところ、目的のフェニルトリフルオロメチルアセチレンが７３％の収率で生成していた。生成物の同定は、別途合成したフェニルトリフルオロメチルアセチレンを標準品とし、19Ｆ−ＮＭＲスペクトル及びガスクロマトグラフィによるクロマトグラムを標準品と比較することによって確認した。
【００６２】
＜実施例４＞
ＴＨＦ：ＨＭＰＡ＝１：３の体積比で混合したＴＨＦとＨＭＰＡとの混合溶媒０．８ｍｌにトリフルオロメチル化剤（５）９４ｍｇ（０．４ｍｍｏｌ）を溶かした溶液に、臭化フェニルマグネシウムのＴＨＦ溶液（０．６８Ｍ濃度）０．５９ｍｌ（Ｃ6Ｈ5ＭgＢr含量 ０．４ｍｍｏｌ）を、−２５〜−３０℃にて攪拌しながら４分間で滴下し、その後−３０℃から室温まで約１時間かけて昇温し、そのまま１時間攪拌を続けた。
【００６３】
反応混合物にＮＭＲの内部標準としてトリフルオロメトキシベンゼン３２．４ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加え、充分攪拌したのち反応液の一部を抜き取り、重クロロホルムで希釈して19Ｆ−ＮＭＲで定量したところ、ベンゾトリフルオリドが２４％の収率で生成していることがわかった。生成物の同定は、市販のベンゾトリフルオリドを標準品とし、19Ｆ−ＮＭＲスペクトル及びガスクロマトグラフィによるクロマトグラムを標準品と比較することによって確認した。
【００６４】
＜実施例９＞
Ｎ−ピロリジノ−１−シクロヘキセン ６１ｍｇ（０．４ｍｍｏｌ）を溶解したＴＨＦ０．８ｍｌ溶液に、−７８℃下、トリフルオロメチル化剤（５）９４ｍｇ（０．４ｍｍｏｌ）を加え、攪拌下室温まで６時間かけてゆっくり昇温、さらに室温で一晩攪拌した。この反応混合物を氷冷し、ここに濃塩酸０．５ｍｌを加えた後、さらに室温で一晩攪拌した。
【００６５】
反応混合物にＮＭＲの内部標準としてベンゾトリフルオリド２９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加え充分攪拌したのち反応液の一部を抜き取り、重アセトニトリルで希釈して19Ｆ−ＮＭＲで定量したところ、２−トリフルオロメチルシクロヘキサノンが２６％、２，６−ジトリフルオロメチルシクロヘキサノンが７％の収率で生成していることがわかった。生成物の同定は、別途合成した２−トリフルオロメチルシクロヘキサノン及び、２，６−ジトリフルオロメチルシクロヘキサノンを標準品とし、19Ｆ−ＮＭＲスペクトル及びガスクロマトグラフィによるクロマトグラムを標準品と比較することによって確認した。
【００６６】
＜実施例１２＞
水素化ナトリウム（６２．５％ｉｎ  ｏｉｌ）１６ｍｇ（０．４ｍｍｏｌ）のＤＭＦ０．８ｍｌ懸濁液に氷冷下、２−メルカプトビフェニル７５ｍｇ（０．４ｍｍｏｌ）を加え、氷冷下１５分さらに室温で０．５時間攪拌した。この反応混合物を氷冷し、ここに、トリフルオロメチル化剤（５）９４ｍｇ（０．４ｍｍｏｌ）を加え、そのまま１５分間、さらに室温に昇温し、０．５時間攪拌を続けた。
【００６７】
反応混合物にＮＭＲの内部標準としてベンゾトリフルオリド２９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加え充分攪拌したのち反応液の一部を抜き取り、重クロロホルムで希釈して19Ｆ-ＮＭＲで定量したところ、２−（トリフルオロメチルチオ）ビフェニルが７０％の収率で生成していることがわかった。生成物の同定は、別途合成した２−（トリフルオロメチルチオ）ビフェニルを標準品とし、19Ｆ−ＮＭＲスペクトル及びガスクロマトグラフィによるクロマトグラムを標準品と比較することによって確認した。
【００６８】
実施例３は基質を表１記載の化合物に変えた他は、実施例２と同様にトリフルオロメチル化反応を行った。
【００６９】
実施例５、６、７、８は基質や基質の当量、及びトリフルオロメチル化剤を表１及び表２記載の条件に従って変えた他は、実施例４と同様にトリフルオロメチル化反応を行った。
【００７０】
実施例１０は基質を表１記載の化合物に変えた他は、実施例１２と同様にトリフルオロメチル化反応を行った。
【００７１】
実施例１１はトリフルオロメチル化剤を表１記載の化合物に変え、攪拌時間を０．５時間から１２時間に延長した他は、実施例１２と同様にトリフルオロメチル化反応を行った。
【００７２】
＜トリフルオロメチル化反応の比較例＞
比較例１及び２として、下記の化学式で示され、塩構造を有する既述した特許文献１によるトリフルオロメチル化剤（９）を用いてトリフルオロメチル化反応を行った結果とその際の反応条件とを、表３と４にそれぞれ示す。比較例１及び２は、いずれも、トリフルオロメチル化剤（５）または（７）の代わりにトリフルオロメチル化剤（９）を用いた以外は、同じ基質を用いた実施例２及び実施例４と６と同様にトリフルオロメチル化反応を行った。
【００７３】
【化１１】
2005145917.tif 000014
【００７４】
【表３】
2005145917.tif 000015
【００７５】
【表４】
2005145917.tif 000016
【００７６】
基質としてフェニルエチニルリチウムを用いた実施例２と比較例１とを比べると、トリフルオロメチル化剤（９）を用いた比較例１では収率が５８％にとどまっているのに対し、本発明に基づくトリフルオロメチル化剤（５）を用いた実施例２では収率が７３％に達しており、本発明に基づくトリフルオロメチル化剤（５）の優位性がわかる。
【００７７】
基質として臭化フェニルマグネシウムを用いた実施例４、５及び６と比較例２とではその差はもっと顕著であり、トリフルオロメチル化剤（９）を用いた比較例２では収率がわずか３％にすぎないのに対し、本発明に基づくトリフルオロメチル化剤（５）用いた実施例４では収率が２４％に達し、トリフルオロメチル化剤（７）を用いた実施例６でも収率が１５％である。さらに実施例５で臭化フェニルマグネシウムをトリフルオロメチル化剤（５）に対し、１．５倍モル用いたところ収率は３２％にまで向上した。トリフルオロメチル化剤（７）の場合は、等モルの基質でトリフルオロメチル化剤が消費されるため、基質を増やしても収率の向上は認められない。以上より、本発明に基づくトリフルオロメチル化剤（５）の圧倒的な優位性がわかる。
【００７８】
このように、本発明に基づくトリフルオロメチル化剤によれば、単にトリフルオロメチル化反応の収率が改善されるばかりではなく、従来は収率の悪さから実質的には断念せざるを得なかったトリフルオロメチル化反応も実現可能となり、更には新規なトリフルオロメチル化有機化合物の合成にも道を開くものである。また、ここではトリフルオロメチル化を例に説明したが、トリフルオロメチル化と一般的なパーフルオロアルキル化に本質的な違いはなく、一般的なパーフルオロアルキル化についても同様であることは言うまでもない。
【００７９】
以上、本発明を実施の形態及び実施例に基づいて説明したが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の求電子的パーフルオロアルキル化剤、及びパーフルオロアルキル化有機化合物の製造方法は、医薬・農薬中間体や液晶材料、電解液などの機能性材料の合成に有用なパーフルオロアルキル化有機化合物を従来よりも高い収率で合成できるばかりではなく、従来実質的に製造が不可能であった新規で有用なパーフルオロアルキル化有機化合物の製造にも道を開くものである。