(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨウ素、アミンヨウ素塩および金属ヨウ素塩から選ばれる少なくとも一種以上のヨウ素化合物の存在下に、フルオロアルキルハライドとアンモニアを反応させ、フルオロアルキルアミンを製造することを特徴とするフルオロアルキルアミンの製造方法。
【請求項２】
前記金属ヨウ素塩がヨウ化ナトリウムおよび／またはヨウ化カリウムであることを特徴とする請求項１に記載のフルオロアルキルアミンの製造方法。
【請求項３】
前記フルオロアルキルハライドが、炭素数１ないし１０のフルオロアルキルハライドであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフルオロアルキルアミンの製造方法。
【請求項４】
前記フルオロアルキルハライドがフルオロアルキルクロライドおよび／またはフルオロアルキルブロマイドであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のフルオロアルキルアミンの製造方法。
【請求項５】
溶媒を用いて、フルオロアルキルアミンを製造することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のフルオロアルキルアミンの製造方法。
【請求項６】
前記溶媒が非プロトン性極性溶媒であることを特徴とする請求項５に記載のフルオロアルキルアミンの製造方法。
【請求項７】
前記非プロトン性極性溶媒がＮ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンおよびスルホランから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項６に記載のフルオロアルキルアミンの製造方法。
【請求項８】
前記フルオロアルキルハライドのフルオロアルキル基が、２，２，２−トリフルオロエチル基であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のフルオロアルキルアミンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は医農薬などの中間体などに有用なフルオロアルキルアミンの製造方法に関する。さらに詳しくは、ヨウ素化合物の存在下に、フルオロアルキルハライドとアンモニアを反応させ、フルオロアルキルアミンを効率的に製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フルオロアルキルアミンのような含フッ素アミン化合物は、医薬農薬などの中間体として極めて有用な化合物である。これまで、フルオロアルキルアミンの製造方法として、対応するニトロ化合物またはニトリル化合物などを水素化還元する方法、対応するアミド化合物を金属水素化物で還元する方法、または対応するハライドとアンモニアを反応する方法が知られている。
【０００３】
例えば、Izu. Akad. Nauk SSSR,Ser.Khim.2, 250(1966)、J. Amer. Chem. Soc., 65, 1458(1943)および米国特許第３５３２７５５号明細書には、対応するニトロ化合物またはニトリル化合物を水素化還元し、所望のフルオロアルキルアミンを選択的に得ようとする技術が開示されている。また、J. Chem. Soc., 4014(1952)、Can. J. Chem., 32, 639(1954)およびJ. Org. Chem., 24, 1256(1959)には対応するアミド化合物を金属水素化物により還元し、所望のフルオロアルキルアミンを選択的に得ようとする技術が開示されている。しかし、開示された製造プロセスでは、対応するニトロ化合物、ニトリル化合物およびアミド化合物が非常に高価であるとか、入手が困難であるため、工業的な製造方法としては必ずしも適当ではない。
【０００４】
さらに、J. Org. Chem., 19, 391(1954)、Ind. Eng. Chem., 48, 209(1956)、および米国特許第４６１８７１８号明細書には、フルオロアルキルアミンとしてトリフルオロエチルクロライドとアンモニアを反応し、トリフルオロエチルアミンを選択的に得ようとする技術が開示されている。トリフルオロエチルクロライドは、工業的に入手可能であるが、対応するフルオロアルキルアミンを製造するための反応時間が極めて長い、収率が低いなどの問題点があり、工業的な製造方法として優れた方法とは言い難い。一方、米国特許第２３４８３２１号明細書には、対応するハライドとアンモニアを反応した例が記載されているが、反応時間が短いものの、反応圧力および反応収率に関する記述は全くない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、フルオロアルキルハライドとアンモニアを反応し、対応するフルオロアルキルアミンを効率的に製造する方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような現状に鑑み、鋭意検討を行った。その結果、ヨウ素化合物の存在下に、フルオロアルキルハライドとアンモニアを反応すると、驚くべきことに、公知の反応条件下でも反応時間を著しく短縮でき、かつ高い収率が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明は、ヨウ素化合物の存在下に、フルオロアルキルハライドとアンモニアを反応させ、フルオロアルキルアミンを製造することを特徴とするフルオロアルキルアミンの製造方法に関するものである。
【０００８】
【発明の実施形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明は、ヨウ素化合物の存在下に、フルオロアルキルハライドとアンモニアを反応させ、対応するフルオロアルキルアミンを製造する。
【００１０】
本発明において、原料に使用するフルオロアルキルハライドのフルオロアルキル基は、炭素数が１から１０の含フッ素炭化水素である。これらのフルオロアルキル基の例としては、フッ素原子を含むメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。これらのフルオロアルキル基に含まれるフッ素原子の数と位置は限定されない。これらのうち、好ましいフルオロアルキル基は、２，２−ジフルオロエチル、２，２，２−トリフルオロエチル、１，２，２，２−テトラフルオロエチル、３，３，３−トリフルオロプロピル、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルが挙げられる。
【００１１】
本発明のフルオロアルキルハライドとしては、フルオロアルキルクロライドおよび／またはフルオロアルキルブロマイドを挙げることができる。
【００１２】
本発明において触媒として用いるヨウ素化合物は、ヨウ素、アミンヨウ素塩、金属ヨウ素塩から選ばれた少なくとも一種以上である。ヨウ素は、市販の固体試薬をそのまま使用できる。アミンヨウ素塩としては、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミンなどの３級アルキルアミン類、パーメチルエチレンジアミン類などのアミンのヨウ素塩が挙げられる。金属ヨウ素塩としては、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属、アルミニウム、亜鉛などの両性金属などのヨウ素塩が挙げられる。これらのうち、低価格で入手しやすく、取扱いが容易で溶媒に対する溶解度が大きく、さらに毒性が少なくその塩化物は廃棄できる点で、好ましいものはヨウ化ナトリウムおよび／またはヨウ化カリウムである。
【００１３】
本発明において、必要なら溶媒が用いられる。使用できる溶媒は、水、アンモニア、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、グリコール、トリエチレングリコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ジクロロメタン、ジブロモメタン、クロロホルム、ブロモホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、その他スルホラン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドンまたは１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等の非プロトン性極性溶媒が挙げられる。これらのうち好ましくは、極性が高く、高温でも分解しずらく、高沸点で基質およびヨード化合物をよく溶解し、トリフルオロエチルアミンに対する溶解度が大きく、材質に対する腐食性が少ない点で、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンまたはスルホランである。
【００１４】
本発明によれば、反応方式は、連続反応、バッチ反応のいずれでも差し支えないが、バッチ反応を例にとれば、前記の原料を加圧反応器に仕込み、加温し反応を行えばよい。
【００１５】
まず、原料の仕込みにあたり、溶媒およびヨウ素化合物を仕込む。溶媒の使用量とは、フルオロアルキルハライド１モルに対して、０．５〜１０．０モルであり、好ましくは、１．０〜３．０モルである。また、ヨウ素化合物の使用量は、フルオロアルキルハライド１モルに対して０.０１〜３０モルであるが、好ましくは０.１〜５モルである。０．０１モル未満では、反応速度および収率の向上は認められない。また、３０モルを超えて用いても、反応速度および収率の向上は認められず、経済的でない。
【００１６】
次いで、加圧容器を不活性ガスで置換する。使用できる不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、水素などを挙げることができる。この後、原料のフルオロアルキルハライド、およびアンモニアを仕込む。この時、用いるアンモニア量は、フルオロアルキルハライド１モルに対して、２.０モル以上、好ましくは２．５〜４．０モルである。余りに過剰の使用は、反応圧力を上昇させるため好ましくない。原料を充填した加圧容器は、加温して攪拌しながら反応を開始する。反応温度は、特に限定されるものではないが、通常１２０〜２６０℃であり、より好ましくは１８０〜２２０℃である。攪拌速度は、攪拌が十分行われるように適宜選択される。反応時間は、特に限定されるものではないが、通常４〜１０時間で反応は完結する。また、反応圧力は、反応に使用する基質の種類、アンモニア量、および溶媒の量や種類によるが、通常２０〜１５０ＫＰａである。反応終了後、加圧反応器は、十分冷却し、過剰なアンモニア、残存する不活性ガス、残っていれば未反応の原料などをパージして、反応液を回収する。この反応液から、定法により所望の反応生成物としてを得ることができる。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。以下に、実施例、比較例に用いた化合物の名称とその略号を示す。
【００１８】
ＴＦＥＣ：２，２，２−トリフルオロエチルクロライド
ＴＦＥＢ：２，２，２−トリフルオロエチルブロマイド
ＴＦＡＮ：２，２，２−トリフルオロエチルアミン
ＢＴＦＡＮ：ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）アミン
実施例１
温度計、攪拌器付き３００ミリリットルのステンレス製反応容器に、ＴＦＥＣ７２ｇ、ヨウ化ナトリウム５ｇおよび１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン１０５ｇを仕込み、アンモニアガス３７ｇを添加した。反応温度を２００℃に保ち、８時間反応して反応液を得た。反応中に圧力は９９ＫＰａから５３ＫＰａに変化した。得られた反応液の一部を採取し、定法通りガスクロマトグラフィーにより分析したところ、ＴＦＥＣの転化率が９９．４％、収率がＴＦＡＮ９０．６％、ＢＴＦＡＮ２．５％であった。
実施例２
実施例１と同様に、ＴＦＥＣ７２ｇ、ヨウ化ナトリウム５ｇおよびＮ−メチルピロリドン９１ｇを仕込み、アンモニアガス３９ｇを添加した。反応温度を２００℃に保ち、８時間反応して反応液を得た。反応中に圧力は９３ＫＰａから４６ＫＰａに変化した。得られた反応液の一部を採取し、定法通りガスクロマトグラフィーにより分析したところ、ＴＦＥＣの転化率が９７．５％、収率がＴＦＡＮ８８．２％、ＢＴＦＡＮ１．９％であった。
実施例３
実施例１と同様に、ＴＦＥＢ９９ｇ、ヨウ化ナトリウム５ｇおよび１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン１０５ｇを仕込み、アンモニアガス３９ｇを添加した。反応温度を２００℃に保ち、８時間反応して反応液を得た。反応中に圧力は１０１ＫＰａから５２ＫＰａに変化した。得られた反応液の一部を採取し、定法通りガスクロマトグラフィーにより分析したところ、ＴＦＥＣの転化率が９９．８％、収率がＴＦＡＮ９１．５％、ＢＴＦＡＮ１．７％であった。
比較例１
実施例１と同様に、ＴＦＥＣ７２ｇおよび１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン１０５ｇを仕込み、アンモニアガス３７ｇを添加した。反応温度を２００℃に保ち、８時間反応して反応液を得た。反応中に圧力は１０１ＫＰａから６８ＫＰａに変化した。得られた反応液の一部を採取し、定法通りガスクロマトグラフィーにより分析したところ、ＴＦＥＣの転化率が８２．３％、収率がＴＦＡＮ７３．８％、ＢＴＦＡＮ０．９％であった。
比較例２
比較例１と同様に、ＴＦＥＣ７２ｇおよび１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン１０５ｇを仕込み、アンモニアガス３７ｇを添加した。反応温度を２００℃に保ち、４８時間反応して反応液を得た。反応中に圧力は１０１ＫＰａから６１ＫＰａに変化した。得られた反応液の一部を採取し、定法通りガスクロマトグラフィーにより分析したところ、ＴＦＥＣの転化率が９１．０％、収率がＴＦＡＮ８０．９％、ＢＴＦＡＮ１．２％であった。
【００１９】
【発明の効果】
フルオロアルキルハライドとアンモニアを反応させて、対応するフルオロアルキルアミンを製造するプロセスでは、反応が非常に遅く、長時間反応させても転化率および収率が向上しないという問題があった。本発明により、ヨウ素化合物の存在下で本反応を行うと、反応時間が短縮でき、転化率および収率を改善することができる。このため、トリフルオロアルキルアミンを原料とする有用な医薬品の製造コストを低減することができ、その経済的効果は大きい。