(57)【要約】【課題】安全性が高く、また、種々の溶媒が使用でき、反応後の生成物の抽出操作が不要な、簡便な含フッ素化合物の製造方法を提供する。【解決手段】  インジウム金属の存在下、以下の一般式Ｉで表される１種以上のフッ化アルキルヨージドと炭素−炭素間に二重結合ないし三重結合を有する不飽和化合物とを反応させ、当該炭素−炭素間の不飽和結合を構成する炭素原子にフッ化アルキル基を付加することにより、新たな炭素−炭素間結合を形成する方法。      Ｒｆ−ＣＸ２−Ｉ                （Ｉ）（式中、Ｒｆはパーフルオロアルキル基を表し、Ｘはフッ素原子または水素原子を表す。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジウム金属の存在下、以下の一般式Ｉで表される１種以上のフッ化アルキルヨージドと炭素−炭素間に二重結合ないし三重結合を有する不飽和化合物とを反応させ、当該炭素−炭素間の不飽和結合を構成する炭素原子にフッ化アルキル基を付加することにより、新たな炭素−炭素間結合を形成する方法。
Ｒｆ−ＣＸ２−Ｉ                （Ｉ）
（式中、Ｒｆはパーフルオロアルキル基を表し、Ｘはフッ素原子または水素原子を表す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品、農薬、工業製品などに用いられている含フッ素化合物の製造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
含フッ素化合物は、医薬、農薬等の成分、あるいはそれらの中間体として有用であり、また、その界面活性作用を利用して、たとえば金属加工、採鉱、表面仕上げ、洗浄および清浄、調理の分野で、乳化剤、解乳化剤、洗浄剤、分散剤および湿潤剤として、各種工業用および家庭用の用途に用いることができる。
【０００３】
例えばフッ化アルキル基にスルホ基やカルボキシル基が導入されたパーフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）に代表されるフッ素系界面活性剤はよく知られており、これらは炭化水素系界面活性剤などに比べて表面張力低下能などに優れた特性を有する（非特許文献１、２）。
【０００４】
これら含フッ素化合物の製造、中でも含フッ素化合物を炭素−炭素間に二重結合等を有する不飽和化合物に付加して、炭素数の増加した化合物を製造する方法においては、ベンゼンやトルエンなどの非プロトン性有機溶媒中、反応開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを用い、フッ素化試薬と不飽和化合物とを反応させる方法や、アセトニトル−水溶媒中、ハイドロサルファイトナトリウムと重曹とを用い、フッ素化試薬と不飽和化合物とから合成する方法が知られている（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】E.Kissa,“Fluorinated  Surfactants  and  Repellents”,2nd  ed.,Marcel  Dekker,New  York(2001)
【非特許文献２】K.Matsuoka,Y.Moroi,Curr.Opin.Colloid  Interf.Sci.,8,227(2003)
【非特許文献３】Dolbier,W.R.,Jr.,Chem.Rev.,96,1557(1996)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これら、従来公知の含フッ素化合物の製造方法においては、使用できる溶媒がベンゼンやトルエンなどの非プロトン性溶媒、あるいは、プロトン性の有機溶媒−水の混合溶媒に限定され、これらの溶媒に不溶の基質を用いる反応には不適当である。さらに危険性のあるアゾビスイソブチロニトリル（消防法第５類危険物）を使用する必要があり、あるいは、無水、脱酸素条件下で反応を行う必要がある。また、反応後の生成物の抽出工程が必要であり、当該抽出時において、生じるエマルジョンによる抽出妨害などが引き起こされ、精製に手間どるなどの課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、インジウム金属存在下、種々の溶媒中で、含フッ素ヨウ化物の不飽和化合物への付加反応が容易に進行すること、そして、反応完結後、未反応のインジウムやインジウムヨージドを濾過などの簡易操作のみで除去可能なため、生成物の抽出工程を省略できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明者らは、具体的には、以下の発明を提供するものである。
〈１〉インジウム金属の存在下、以下の一般式Ｉで表される１種以上のフッ化アルキルヨージドと炭素−炭素間に二重結合ないし三重結合を有する不飽和化合物とを反応させ、当該炭素−炭素間の不飽和結合を構成する炭素原子にフッ化アルキル基を付加することにより、新たな炭素−炭素間結合を形成する方法。
Ｒｆ−ＣＸ２−Ｉ                （Ｉ）
（式中、Ｒｆはパーフルオロアルキル基を表し、Ｘはフッ素原子または水素原子を表す。）
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、安全性の高い低毒性のインジウム金属を使用し、非プロトン性溶媒、プロトン性溶媒、水の、いずれの溶媒中でも反応を行うことができ、また、反応後の生成物の抽出操作が不要なため、精製工程を短縮できるなどの利点を有している。
本発明は、医薬品、農薬およびその中間体、工業などで利用されるフッ素含有化合物の合成に利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明における反応は、バッチ式およびフロー式のいずれの方式でも実施することができる。本発明を好ましく実施するには、密閉性反応容器内にインジウム金属と含フッ素ヨウ化物と不飽和化合物を入れ、攪拌もしくは振盪する。
インジウム金属の量は、不飽和化合物に対し、０．１モル以上、好ましくは０．１〜６．０モル、さらに好ましくは０．５〜３．５モルの範囲である。
本発明で用いるインジウム金属は、粉末状、細片状、粒状、金網状など含フッ素ヨウ化物が接触反応しやすい形状であればよく、特に制限されない。
反応条件は通常０℃〜１００℃、好ましくは室温の範囲で、反応または接触時間は反応温度で異なるが、通常数分〜数日、好ましくは３０分〜１８時間の範囲である。
溶媒は、水、アセトニトリル、メタノールやエタノールや２−プロパノールなどのアルコール溶媒、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素溶媒、ジエチルエーテルやテトラヒドロフランなどのエーテル溶媒など、またはこれらの２種類以上の混合溶媒を用いることができる。
本発明で用いられるフッ化アルキルヨージドの一般式Ｉにおいて、Ｒｆは、好ましくは炭素数１〜１２、より好適には炭素数１〜８、のパーフルオロアルキル基である。
また、本発明で用いられる不飽和化合物は炭素−炭素間の二重結合もしくは三重結合を有している有機化合物であれば良く、特に制限されない。例えば、炭素数３〜１２のアルケンおよびアルキンのほか、９−デセン−１−オール、３−ブチン−１−オールやアリルベンゼンなどのように、水酸基、エーテル基、エステル基、カルボン酸基、アミド基、チオール基、チオエーテル基、チオエステル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸アミド基、リン酸基、リン酸エステル基、アミノ基、ハロゲン原子、脂環式基、芳香環基、ヘテロ環基、ヘテロ芳香環基などの、適宜の置換基を１つ以上有する、置換アルケンもしくは置換アルキンであってもよい。
【実施例】
【００１１】
以下、本発明につき実施例を挙げて説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下に限定されるものではない。
【００１２】
実施例１：化合物１の合成
【化１】
2012131727.tif 000002
【００１３】
［化合物１の合成］
所定量の９−デセン−１−オールとｎ−ノナフルオロブチルヨージドを種々の溶媒に溶解させた溶液に、所定量のインジウム金属を加え、室温にて所定時間攪拌した。反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：３０％酢酸エチル／ｎ−ヘキサン）で精製し、化合物１を１５−８１％の収率で得た。
【００１４】
化合物１は１Ｈ−ＮＭＲおよび１９Ｆ−ＮＭＲスペクトルにより同定した。
【００１５】
同定の結果は以下の通りである。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＴＭＳ，ＣＤＣｌ３）：１．３７−１．４６（ｍ、１０Ｈ）、１．５０−１．６０（ｍ、３Ｈ）、１．７３−１．８６（ｍ、２Ｈ）、２．７２−２．８２（ｍ、１Ｈ）、２．８７−２．９７（ｍ、１Ｈ）、３．６４（ｔ、Ｊ＝６．５９Ｈｚ、２Ｈ）、４．３３（ｍ、１Ｈ）。
１９Ｆ−ＮＭＲ（ＣＦＣｌ３，ＣＤＣｌ３）：−８１．５５（ｔ、Ｊ＝９．１９Ｈｚ、３Ｆ）、−１１２．４８（ｄｍ、Ｊ＝２６８．４１Ｈｚ）、−１１５．３３（ｄｍ、Ｊ＝２６８．４１Ｈｚ）、−１２５．０６（ｍ、２Ｆ）、−１２６．３９（ｍ、２Ｆ）。
【００１６】
種々の溶媒および試薬量を用いて得られた反応結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
2012131727.tif 000003
【００１８】
比較例１：インジウム金属の非存在下での反応結果
９−デセン−１−オール（１当量）とｎ−ノナフルオロブチルヨージド（２当量）の水溶液を室温で１８時間攪拌した。反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：３０％酢酸エチル／ｎ−ヘキサン）で精製したところ、９−デセン−１−オールのみが回収され、化合物１は回収されなかった。
【００１９】
比較例２：炭化水素系アルキルヨージドを用いた場合の反応結果
９−デセン−１−オール（１当量）とヨウ化ブチル（２．２当量）の水溶液および２−プロパノール−水混液にインジウム金属（０．５当量）を加え、室温および５０℃で１８時間攪拌した。反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：３０％酢酸エチル／ｎ−ヘキサン）で精製したところ、どの条件でも９−デセン−１−オールのみが回収され、化合物１は回収されなかった。
【００２０】
実施例２：化合物２の合成
【化２】
2012131727.tif 000004
【００２１】
［化合物２の合成］
アリルベンゼン（１当量）とｎ−ノナフルオロブチルヨージド（２．２当量）の水溶液に、インジウム金属（１．１当量）を加え、室温にて１８時間攪拌した。反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：３０％酢酸エチル／ｎ−ヘキサン）で精製し、化合物２を８５％の収率で得た。
【００２２】
化合物２は１Ｈ−ＮＭＲおよび１９Ｆ−ＮＭＲスペクトルにより同定した。
【００２３】
同定の結果は以下の通りである。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＴＭＳ，ＣＤＣｌ３）：２．８０−２．９６（ｍ、２Ｈ）、３．１９（ｄｄ、Ｊ＝１４．６５、８．７９Ｈｚ、１Ｈ）、３．２９（ｄｄ、Ｊ＝１４．６５、５．８６Ｈｚ、１Ｈ）、４．４６（ｍ、１Ｈ）、７．１８−７．２０（ｍ、２Ｈ）、７．２８−７．３５（ｍ、３Ｈ）。
１９Ｆ−ＮＭＲ（ＣＦＣｌ３，ＣＤＣｌ３）：−８１．５４（ｔ、Ｊ＝９．１９Ｈｚ、３Ｆ）、−１１２．７（ｄｍ、Ｊ＝２６８．４１Ｈｚ、１Ｆ）、−１１４．４７（ｄｍ、Ｊ＝２６８．４１Ｈｚ、１Ｆ）、−１２５．０３（ｍ、２Ｆ）、−１２６．３８（ｍ、２Ｆ）。
【００２４】
実施例３：化合物３の合成
【化３】
2012131727.tif 000005
【００２５】
［化合物３の合成］
３−ブチン−１−オール（１当量）とｎ−ノナフルオロブチルヨージド（２．３当量）の水溶液に、インジウム金属（１．１当量）を加え、室温にて１８時間攪拌した。反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：３０％酢酸エチル／ｎ−ヘキサン）で精製し、化合物３を８８％（Ｅ体：Ｚ体＝１：０．１５）の収率で得た。
【００２６】
化合物３は１Ｈ−ＮＭＲおよび１９Ｆ−ＮＭＲスペクトルにより同定した。
【００２７】
同定の結果は以下の通りである。
Ｅ体
１Ｈ−ＮＭＲ（ＴＭＳ，ＣＤＣｌ３）：１．５１（ｔ、Ｊ＝５．８６Ｈｚ、１Ｈ）、２．９４（ｍ、２Ｈ）、３．８４（ｔｄ、Ｊ＝６．２３、５．８６Ｈｚ、２Ｈ）、６．４９（ｔ、Ｊ＝１４．２９Ｈｚ、１Ｈ）。
１９Ｆ−ＮＭＲ（ＣＦＣｌ３，ＣＤＣｌ３）：−８１．５０（ｔ、Ｊ＝９．１９Ｈｚ、３Ｆ）、−１０５．７４（ｍ、２Ｆ）、−１２４．５２（ｍ、２Ｆ）、−１２６．２４（ｍ、２Ｆ）。
Ｚ体
１Ｈ−ＮＭＲ（ＴＭＳ，ＣＤＣｌ３）：１．５０（ｔ、Ｊ＝５．５０Ｈｚ、１Ｈ）、２．９２（ｍ、２Ｈ）、３．８５（ｔｄ、Ｊ＝５．８６、５．５０Ｈｚ、２Ｈ）、６．４１（ｔ、Ｊ＝１３．１９Ｈｚ、１Ｈ）。
１９Ｆ−ＮＭＲ（ＣＦＣｌ３，ＣＤＣｌ３）：−８１．５０（ｔ、Ｊ＝９．１７Ｈｚ、３Ｆ）、−１０９．５５（ｍ、２Ｆ）、−１２４．３２（ｍ、２Ｆ）、−１２６．２６（ｍ、２Ｆ）。
【００２８】
実施例４：化合物４の合成
【化４】
2012131727.tif 000006
【００２９】
［化合物４の合成］
９−デセン−１−オール（１当量）とペルフルオロオクチルヨージド（２．３当量）の２−プロパノール溶液に、インジウム金属（１．１当量）を加え、室温にて１８時間攪拌した。反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：３０％酢酸エチル／ｎ−ヘキサン）で精製し、化合物４を６７％の収率で得た。
【００３０】
化合物４は１Ｈ−ＮＭＲおよび１９Ｆ−ＮＭＲスペクトルにより同定した。
【００３１】
同定の結果は以下の通りである。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＴＭＳ，ＣＤＣｌ３）：１．２６−１．４６（ｍ、１０Ｈ）、１．５１−１．６１（ｍ、３Ｈ）、１．７３−１．８７（ｍ、２Ｈ）、２．８５（ｍ、２Ｈ）、３．６４（ｔ、Ｊ＝６．５９Ｈｚ、２Ｈ）、４．３３（ｍ、１Ｈ）。
１９Ｆ−ＮＭＲ（ＣFＣｌ３，ＣＤＣｌ３）：−８１．２８（ｔ、Ｊ＝９．１９Ｈｚ、３Ｆ）、−１１２．２２（ｄｍ、Ｊ＝２６８．４１Ｈｚ、１Ｆ）、−１１５．０５（ｄｍ、Ｊ＝２６８．４１Ｈｚ、１Ｆ）、−１２２．０３（ｂｓ、２Ｆ）、−１２２．３７（ｂｓ、４Ｆ）、−１２３．１８（ｂｓ、２Ｆ）、−１２４．０６（ｂｓ、２Ｆ）、−１２６．６０（ｂｓ、２Ｆ）。
【００３２】
実施例５：化合物４の合成（反応温度および溶媒の検討）
９−デセン−１−オール（１当量）とペルフルオロオクチルヨージド（２当量）の水溶液にインジウム金属（０．５当量）を加え、５０度で１８時間加熱攪拌した。反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：３０％酢酸エチル／ｎ−ヘキサン）で精製し、化合物４を８１％の収率で得た。また、これと同じ試薬量を用いた水溶液を１００度で１８時間攪拌し、同様に精製したところ、化合物４を５５％の収率で得た。さらに、これと同じ試薬量を用い、溶媒として２−プロパノール−水混液を用いた溶液を室温で１８時間攪拌し、同様に精製したところ、化合物４を７６％の収率で得た。
【００３３】
比較例３：ペルフルオロアルキルブロミドを用いた場合の反応結果
９−デセン−１−オール（１当量）とペルフルオロオクチルブロミド（２当量）の水溶液または２−プロパノール−水混液にインジウム金属（０．５当量）を加え、室温または５０度で１８時間攪拌した。反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：３０％酢酸エチル／ｎ−ヘキサン）で精製したところ、どの条件でも９−デセン−１−オールのみが回収され、化合物４は回収されなかった。
【００３４】
実施例６：化合物５の合成
【化５】
2012131727.tif 000007
【００３５】
［化合物５の合成］
９−デセン−１−オール（１当量）と２，２，２−トリフルオロエチルヨージド（１．４〜３．６当量）の水溶液に、インジウム金属（０．６〜１．２当量）を加え、室温にて３〜７日間攪拌した。反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：３０％酢酸エチル／ｎ−ヘキサン）で精製し、化合物５を８〜３２％の収率で得た。
【００３６】
化合物５は１Ｈ−ＮＭＲおよび１９Ｆ−ＮＭＲスペクトルにより同定した。
【００３７】
同定の結果は以下の通りである。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＴＭＳ，ＣＤＣｌ３）：１．２５−１．４５（ｍ、１０Ｈ）、１．４８−１．６０（ｍ、３Ｈ）、１．６９（ｍ、１Ｈ）、１．９０（ｍ、１Ｈ）、２．０１（ｍ、２Ｈ）、２．２０（ｍ、１Ｈ）、２．４１（ｍ、１Ｈ）、３．６４（ｔ、Ｊ＝６．５９Ｈｚ、２Ｈ）、４．０７（ｔｔ、Ｊ＝８．７９、４．４０Ｈｚ、１Ｈ）。
１９Ｆ−ＮＭＲ（ＣFＣｌ３，ＣＤＣｌ３）：−６６．４１（ｍ、３Ｆ）。
【００３８】
比較例４：n-C4F9CH2CH2Iを用いた場合の反応結果
（n-C4F9IおよびCF3CH2Iの反応が進行することから上記試薬の検討を行った）
９−デセン−１−オール（１当量）と２−（ペルフルオロブチル）エチルヨージド（２当量）の水溶液および２−プロパノール−水混液にインジウム（０．５当量）を加え、室温および５０度で１８時間攪拌した。反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（３０％酢酸エチル／ｎ−ヘキサン）で精製したところ、どの条件でも９−デセン−１−オールのみが回収された。