(57)【要約】  ３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）プロピオン酸およびそのエステルを３−メルカプトプロピオン酸およびそのエステルと３，３，３−トリフルオロプロペンとのフリーラジカルカップリングを含む低温でのフリーラジカル法によって製造する。分岐異性体に対する直鎖異性体の割合が高められる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）プロピオン酸またはそのエステル（式Ｉ）の製造方法であって
【化１】
2017524001.tif 000008
（式中、ＲはＨまたは（Ｃ１〜Ｃ４）アルキルを表す）、
不活性有機溶媒中、約０℃〜約４０℃の温度において、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチル）バレロニトリル（Ｖ−７０）開始剤の存在下で、３−メルカプトプロピオン酸またはそのエステル（式ＩＩ）を
【化２】
2017524001.tif 000009
（式中、Ｒは既に定義した通りである）
３，３，３−トリフルオロプロペン（式ＩＩＩ）と
【化３】
2017524001.tif 000010
カップリングさせることを含む、方法。
【請求項２】
ＲがＨまたはＣＨ３を表す、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記不活性有機溶媒がトルエンである、請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年８月７日に出願された米国仮出願第６２／０３４，４５２号の恩恵を主張するものであり、その内容は全体が参照により明白に本出願に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）プロピオン酸およびそのエステルの製造方法に関する。より特定的には、本発明は、３−メルカプトプロピオン酸およびそのエステルと３，３，３−トリフルオロプロペンとのフリーラジカルカップリングによる３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）−プロピオン酸およびそのエステルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）プロピオン酸および３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）プロピオン酸メチルは、Ｎ−（３−クロロ−１−（ピリジン−３−イル）−１Ｈ−ピラゾール−４−イル）−Ｎ−エチル−３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）−プロパンアミドのような殺虫性のチオエーテルおよび殺虫性のスルホキシドを生成するのに有用である。
【０００４】
【化１】
2017524001.tif 000002
【０００５】
３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）プロピオン酸メチルは、通例、高温でのα−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）のようなフリーラジカル開始剤の存在下での３−メルカプトプロピオン酸メチルの３，３，３−トリフルオロプロペンへのフリーラジカル付加によって生成されている。所望の直鎖異性体と所望でない分岐異性体との比はおよそ１０：１である。
【０００６】
【化２】
2017524001.tif 000003
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
分岐異性体がより少ない３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）−プロピオン酸メチルまたは３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）プロピオン酸をより選択的に製造することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、３−メルカプトプロピオン酸またはそのエステルの３，３，３−トリフルオロプロペンとの低温でフリーラジカルにより開始されるカップリングによる３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）プロピオン酸またはそのエステルの製造方法に関する。より特定的には、本発明は、３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）プロピオン酸またはそのエステル（式Ｉ）の製造方法であって
【０００９】
【化３】
2017524001.tif 000004
（式中、ＲはＨまたは（Ｃ１〜Ｃ４）アルキルを表す）、
不活性有機溶媒中、約−５０℃〜約４０℃の温度において、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチル）バレロニトリル（Ｖ−７０）開始剤の存在下で、３−メルカプトプロピオン酸またはそのエステル（式ＩＩ）を
【００１０】
【化４】
2017524001.tif 000005
（式中、Ｒは既に定義した通りである）
３，３，３−トリフルオロプロペン（式ＩＩＩ）と
【００１１】
【化５】
2017524001.tif 000006
カップリングさせることを含む、方法に関する。
【００１２】
【化６】
2017524001.tif 000007
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書で使用する場合、用語「アルキル」は分岐または非分岐の炭化水素鎖を意味する。
【００１４】
本発明の低温でフリーラジカルにより開始されるカップリングは、３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）プロピオン酸またはそのエステルをより選択的に製造する。直鎖異性体と分岐異性体の比は、酸については約１０：１から約４０：１以上に高められ、エステルについては約１０：１から約２０：１以上に高められる。
【００１５】
化学量論量の３−メルカプトプロピオン酸またはそのエステルおよび３，３，３−トリフルオロプロペンが必要であるが、その低い沸点のため、日常的な損失を補うために過剰の３，３，３−トリフルオロプロペンが通常使用される。
【００１６】
約１〜約１０モルパーセントの開始剤Ｖ−７０が通例使用され、約５モルパーセントが好ましい。
【００１７】
低温でフリーラジカルにより開始されるカップリングは不活性有機溶媒中で行われる。典型的な不活性有機溶媒は、−５０℃まで液体のままでいなければならず、フリーラジカル条件に対して比較的に不活性のままでいなければならず、反応温度で反応物を溶解しなければならない。好ましい不活性有機溶媒はトルエン、酢酸エチル、およびメタノールのような溶媒である。
【００１８】
反応が行われる温度は約０℃〜約４０℃である。反応が完了した後、混合物を約５０℃に加熱して残留するあらゆるＶ−７０を分解することが必要である。
【００１９】
典型的な反応において、３−メルカプトプロピオン酸またはそのエステルおよびＶ−７０を不活性有機溶媒に加える。溶液を約−５０℃未満に冷却し、３，３，３−トリフルオロプロペンを反応混合物中に入れる。室温で２４時間撹拌した後、反応混合物を約５０℃に約１時間加熱して残留するあらゆるＶ−７０開始剤を分解し、続いて冷却し、溶媒を除去する。
【００２０】
本発明を例証するために以下の実施例を挙げる。
【実施例】
【００２１】
重量パーセント純度はオクタノフェノンを内部標準としたＧＣ内部標準アッセイを用いて決定した。直鎖／分岐比はそれぞれの直鎖および分岐生成物のＧＣ面積パーセントに基づいている。ＧＣ方法の詳細：Ａｇｉｌｅｎｔ  ＤＢ−５ＭＳ（１２２−５５３２）カラム３０ｍ×０．２５ｍｍ×０．２５μｍ；ヒーター：２５０℃；制御モード、流量：２ｍＬ／分；オーブンプログラム：５０℃で２分、次に２０℃／分で２８０℃まで上げてこの温度で８分。
【００２２】
１．  ３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）−プロパン酸の低温でフリーラジカルにより開始される合成
１００ｍＬのステンレススチール製Ｐａｒｒ反応器に、３−メルカプトプロピオン酸（３．６７ｇ、３４．６ｍｍｏｌ）、トルエン（３０．２６ｇ）、および２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチル）バレロニトリル（Ｖ−７０、０．５４３ｇ、１．７６ｍｍｏｌ）を仕込み、反応器をドライアイス／アセトン浴で冷却し、窒素でパージし、圧力をチェックした。３，３，３−トリフルオロプロペン（３．２０ｇ、３３．３ｍｍｏｌ）を、トランスファシリンダーを介して加え、反応混合物を放置して２０℃に温めた。２４時間後、反応混合物を５０℃に１時間加熱して残留するあらゆるＶ−７０開始剤を分解した。反応混合物を室温に放冷した。溶液を回転蒸発によって濃縮して標題化合物を得た（６．８０ｇ、ＧＣ内部標準アッセイによると７７．５ｗｔ％直鎖異性体、５．２７ｇ活性体、７６％、ＧＣで２００：１の直鎖：分岐比、フッ素ＮＭＲでは４０：１の直鎖：分岐比）：1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.83 (td, J = 7.1, 0.9 Hz, 2H), 2.76 - 2.64 (m, 4H), 2.47 - 2.30 (m, 2H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 177.68, 125.91 (q, J = 277.1 Hz), 34.58 (q, J = 28.8 Hz), 34.39, 26.63, 24.09 (q, J = 3.3 Hz); 19F NMR (376 MHz, CDCl3) δ -66.49.
【００２３】
２．  ３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）チオ）−プロパン酸の高温でのフリーラジカル開始剤合成：
１００ｍＬのステンレススチール製Ｐａｒｒ反応器に、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ、０．２３１ｇ、１．４１ｍｍｏｌ）、トルエン（４５ｍＬ）、３−メルカプトプロピオン酸（３．４０ｇ、３２．０ｍｍｏｌ）、および内部標準としてのオクタノフェノン（５２６．２ｍｇ）を仕込み、窒素でパージし、圧力をチェックした。反応器をドライアイスで冷却し、３，３，３−トリフルオロプロペン（３．１０ｇ、３２．３ｍｍｏｌ）を反応器中に凝縮させた。氷浴を取り出し、反応器を６０℃に加熱し、２７時間撹拌した。反応の内部収率はオクタノフェノン内部標準を用いて８０％と決定された（ＧＣで１２．２：１の直鎖：分岐異性体）。圧力を解放し、粗な混合物を反応器から取り出した。混合物を回転蒸発により濃縮し、水酸化ナトリウム（１０ｗｔ％、５０ｍＬ）を加えた。溶液をメチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル（５０ｍＬ）で洗浄した後、塩酸（６Ｎ）でｐＨを約１まで酸性にした。生成物を１００ｍＬのメチルｔｅｒｔ−ブチルエーテルで抽出し、硫酸マグネシウム上で乾燥し、ろ過し、濃縮して粗な標題化合物を油として得た（５．３４ｇ、ＧＣで１１．９：１の直鎖：分岐異性体、ＧＣにより８８面積％の純粋な直鎖異性体）：1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 3.71 (s, 3H), 2.82, (td, J= 7.3, 0.7 Hz, 2H), 2.75-2.68 (m, 2H), 2.63 (td, J= 7.2, 0.6 Hz, 2H), 2.47-2.31 (m, 2H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 172.04 , 125.93 (q, J = 277.2 Hz), 51.86 , 34.68 (q, J = 28.6 Hz), 34.39 , 27.06 , 24.11 (q, J = 3.3 Hz); 19F NMR (376 MHz, CDCl3) δ -66.53.
【００２４】
３．  ３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）−チオ）プロピオン酸メチルの低温でフリーラジカルにより開始される合成
１００ｍＬのステンレススチール製Ｐａｒｒ反応器に、３−メルカプトプロピオン酸メチル（４．１５ｇ、３４．５ｍｍｏｌ）、トルエン（３０．３ｇ）、および２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチル）バレロニトリル（Ｖ−７０、０．５３１ｇ、１．７２ｍｍｏｌ）を仕込み、反応器をドライアイス／アセトン浴で冷却し、窒素でパージし、圧力をチェックした。３，３，３−トリフルオロプロペン（３．４０ｇ、３５．４ｍｍｏｌ）を、トランスファシリンダーを介して加え、反応混合物を放置して２０℃に温めた。２３時間後反応混合物を５０℃に１時間加熱して残留するあらゆるＶ−７０開始剤を分解した。反応混合物を室温に放冷した。溶液を濃縮して標題化合物を得た（７．０１ｇ、６６％、ＧＣ内部標準アッセイによると７０．３ｗｔ％の直鎖異性体、４．９３ｇの活性体、６６％、ＧＣで２４：１の直鎖：分岐比、フッ素ＮＭＲでは１８：１の直鎖：分岐比）：1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 3.71 (s, 3H), 2.82, (td, J= 7.3, 0.7 Hz, 2H), 2.75-2.68 (m, 2H), 2.63 (td, J= 7.2, 0.6 Hz, 2H), 2.47-2.31 (m, 2H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 172.04 , 125.93 (q, J = 277.2 Hz), 51.86 , 34.68 (q, J = 28.6 Hz), 34.39 , 27.06 , 24.11 (q, J = 3.3 Hz); 19F NMR (376 MHz, CDCl3) δ -66.53.
【００２５】
４．  ３−（（３，３，３−トリフルオロプロピル）−チオ）プロピオン酸メチルの高温でのフリーラジカル開始剤合成
２Ｌのオートクレーブ反応器にトルエン（７１６．４５ｇ）、３−メルカプト−プロピオン酸メチル（１８７．７８ｇ、１５６２．６ｍｍｏｌ）、およびα−アゾビスイソブチロニトリル（１２．８９０ｇ、７８．５００ｍｍｏｌ）を仕込んだ。反応器を密閉し、窒素で３回加圧して（約１００ｐｓｉｇ）、系から空気を追い出した。３，３，３−トリフルオロプロペン（１５３．２０ｇ、１５９５．０ｍｍｏｌ）を、トランスファシリンダーを介して１２℃で（冷水浴）加えた。反応混合物を８０℃に加熱し、２１時間撹拌した。反応混合物を室温に放冷し、真空下で反応器から移した。粗な溶液を回転蒸発により（浴：４０℃、１２ｍｍＨｇ）濃縮して透明な黄色の液体を得た（３７１．９５ｇ、ＧＣで９．８：１の直鎖：分岐異性体、ＧＣ内部標準アッセイで決定して６９ｗｔ％の純粋な直鎖異性体、２５７．３９ｇの活性体、７６％ポット収率）。
【国際調査報告】
2017524001.tif 000011