(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式(I)
【化１】
0004904630.tif 000009
(式中Xは、OR1を表し、R1は、水素原子を表し、Y2は塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トリフルオロメタンスルホニル基又はトルエンスルホニル基であり、Y1、Y3及びY4はそれぞれ独立して水素原子であるか、構造内に塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トリフルオロメタンスルホニル基及びトルエンスルホニル基を有していない、置換基を有しても良いフェニル基、ナフチル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフチル基、シクロヘキシル基、デカヒドロナフタレニル基、置換基を有して良い直鎖・環状又は分岐状のアルキル基、置換基を有して良い直鎖・環状又は分岐状のアルコキシル基、置換基を有して良い直鎖・環状又は分岐状のアルカノイル基、置換基を有して良い直鎖・環状又は分岐状のアルカノイルオキシ基、置換基を有して良い直鎖・環状又は分岐状のアルコキシカルボニル基、フッ素原子、水酸基又はカルボキシル基を表す。)で表されるベンゼン誘導体に、銅触媒及びパラジウム触媒存在下、一般式(II)
【化１】
0004904630.tif 000010
(式中Rは、炭素数1〜8のアルキル基を表し、この基は非置換であるか、あるいは置換基として少なくとも1個のハロゲン原子又は炭素数1〜3のアルキル基を有しており、そしてこれらの基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立してO原子及びS原子が相互に直接結合しないものとして -O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-及び-CH=CH-により置き換えられても良く、光学活性であってもラセミ体であっても良い。あるいは、カルボキシル基及びそのエステルを表す。)で表されるアセチレンを反応させ、Y1〜Y4のうち塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トリフルオロメタンスルホニル基又はトルエンスルホニル基の脱離基をアセチレンへと置換した後、水素存在下、パラジウム触媒を用い炭素-炭素の不飽和結合を還元し、一般式(III)
【化１】
0004904630.tif 000011
(式中Xは、一般式(I)と同じ意味を表し、一般式(I)においてY1〜Y4のうち塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トリフルオロメタンスルホニル基又はトルエンスルホニル基であった位置に対応するZ1、Z2、Z3及びZ4は、一般式(IV)
【化１】
0004904630.tif 000012
(式中Rは、一般式(II)と同じ意味を表す。)を表し、それ以外の位置のZ1、Z2、Z3及びZ4は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トリフルオロメタンスルホニル基又はトルエンスルホニル基を持たない置換基を表す。)の安息香酸誘導体を製造する製造方法。
【請求項２】
Y1、Y3及びY4が水素原子又はフッ素原子であるところの請求項1に記載の製造方法。
【請求項３】
水素化還元反応において遷移金属触媒がパラジウム(0)、白金(0)、ロジウム(0)あるいはルテニウム(0)の遷移金属触媒であるところの請求項1又は2のいずれかに記載の製造方法。
【請求項４】
一般式(II)においてRが炭素数1〜8のアルキル基を表すところの請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示材料など電子材料や機能性材料、又は医農薬や各種添加剤及びそれらの合成中間体として有用なアルキルフルオロ安息香酸誘導体の製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルキルフルオロ安息香酸誘導体は液晶表示材料など機能性材料又は医農薬及びそれらの合成中間体として有用であり、いくつかの合成法が試みられている。例えば、フルオロアニリンを原料とする方法（Mol. Cryst. Liq. Cryst., 172, 165 (1989) ）を挙げることが出来る。
【０００３】
【化５】
0004904630.tif 000002
NBS:ブロモこはく酸
この方法によると総収率は16%と低く、更に目的物を得るまでに5工程を要し、又反応剤としてKCNのような猛毒を用いる等問題が多かった。そのため、工業的に容易で且つ安価な製造方法が望まれていた。
【０００４】
【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、アルキルフルオロ安息香酸誘導体の容易で安価な製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トリフルオロメタンスルホニル基及びトルエンスルホニル基を有するフルオロ安息香酸誘導体とアセチレン誘導体のカップリングをキーステップとすることによって、アルキルフルオロ安息香酸誘導体が短時間で容易に得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち本発明は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トリフルオロメタンスルホニル基及びトルエンスルホニル基等の脱離基を有するフルオロ安息香酸誘導体とアセチレン誘導体のカップリングを行うことを特徴とするアルキルフルオロ安息香酸誘導体の製造方法を提供するものであり、
一般式(I)
【０００７】
【化６】
0004904630.tif 000003
(式中Xは、OR1及びNR2R3を表し、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、その水素原子が炭素数1〜6のアルキル基によって置換されていてもよいアリール基、アラルキル基又はトリアルキルシリル基を表し、Y1、Y2、Y3及びY4の何れか一つは塩素原子、臭素原子もしくはヨウ素原子等のハロゲン原子又はスルホニルオキシ基等の脱離基であり、他は脱離基を含まない置換基を表す。)で表されるベンゼン誘導体に、銅触媒及び遷移金属触媒存在下、一般式(II)
【０００８】
【化７】
0004904630.tif 000004
(式中Rは、炭素数1〜8のアルキル基を表し、この基は非置換であるか、あるいは置換基として少なくとも1個のハロゲン原子又は炭素数1〜3のアルキル基を有しており、そしてこれらの基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立してO原子及びS原子が相互に直接結合しないものとして -O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-及び-CH=CH-により置き換えられても良く、光学活性であってもラセミ体であっても良い。あるいは、カルボキシル基及びそのエステルを表す。)で表されるアセチレン誘導体を反応させ、脱離基を表すY1〜Y4の何れか一つをアセチレン誘導体により置換した後、遷移金属触媒存在下、水素により炭素-炭素の不飽和結合を還元し、必要に応じカルボン酸の脱保護を行い、一般式(III)
【０００９】
【化８】
0004904630.tif 000005
(式中Xは、一般式(I)と同じ意味を表し、一般式(I)においてY1〜Y4のうち脱離基であった位置に対応するZ1、Z2、Z3及びZ4の何れか一つは、一般式(IV)
【００１０】
【化９】
0004904630.tif 000006
(式中Rは、一般式(II)と同じ意味を表す。)を表し、一般式(I)において脱離基が存在していた位置以外の3箇所に対応するZ1、Z2、Z3及びZ4の何れか3つは、脱離基を持たない置換基を表す。)の安息香酸誘導体を製造する製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上述のように、アルキルフルオロ安息香酸誘導体の製造には、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トリフルオロメタンスルホニル基及びトルエンスルホニル基等の脱離基を有するフルオロ安息香酸誘導体とアセチレン誘導体のカップリング工程を行った後、水素存在下、遷移金属触媒を用いアルケニル基を還元する水素化還元工程を行い、更に 必要に応じカルボン酸の脱保護の工程を行うが、それぞれの工程は、以下に示すような条件下で行うことができる。
【００１２】
脱離基を有するフルオロ安息香酸誘導体とアセチレン誘導体のカップリング工程には反応溶媒としては、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン等のハロゲン系溶媒、ジエチルエーテル、メチル-t-ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル等のエステル類、ピリジン、ピリミジン等の芳香族アミン類、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアルキルアミン類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の飽和炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族類、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド(DMF)等のアミド類などを単一又は混合して用いることができるが、アミド類、アミン類及びこれらの混合して用いることが好ましく、トリエチルアミン及びN,N-ジメチルホルムアミドの混合溶媒が特に好ましい。
【００１３】
本反応に用いる遷移金属触媒としては、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)、ジクロロ[ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウム(II)、ジクロロ[ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]パラジウム(II)、ジクロロ[ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン]パラジウム(II)、ジクロロ[ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)等のパラジウム錯体、テトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(0)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(II)、ジクロロ[ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ニッケル(II)、ジクロロ[ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ニッケル(II)、ジクロロ[ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン]ニッケル(II)、ジクロロ[ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ニッケル(II)等のニッケル錯体を挙げることができるが、パラジウム錯体が好ましい。
【００１４】
銅触媒としては銅(I)塩が好ましいが、特にヨウ化銅(I)が好ましい。
【００１５】
原料となる化合物(I)の安息香酸誘導体においてY1、Y2、Y3及びY4は少なくとも一つは脱離基であり、脱離基としては塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トリフルオロメタンスルホニル基及びトルエンスルホニル基等が好ましく、臭素原子、ヨウ素原子及びトリフルオロメタンスルホニル基が特に好ましい。他の脱離基を含まない置換基としては、置換基を有しても良いフェニル基、ナフチル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、フラニル基、チオフェニル基、ピロリル基、シクロヘキシル基、デカヒドロナフタレニル基、インドリル基、ベンゾフラニル基、ピラゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、ゼンゾイミダゾーリル基、ベンゾイミダゾリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、プリニル基、2-デオキシリボース、グルコース、ガラクトース、スクロース、各種アミノ酸基、置換基を有して良い直鎖、環状又は分岐状のアルキル基、置換基を有して良い直鎖、環状又は分岐状のアルコキシル基、置換基を有して良い直鎖、環状又は分岐状のアルカノイル基、置換基を有して良い直鎖、環状又は分岐状のアルカノイルオキシ基、置換基を有して良い直鎖、環状又は分岐状のアルコキシカルボニル基、フッ素原子、塩素原子、水酸基、カルボキシル基等が挙げられる。これらの置換基としては、置換基を有して良い直鎖、環状又は分岐状のアルキル基、置換基を有して良い直鎖、環状又は分岐状のアルコキシル基、置換基を有して良い直鎖、環状又は分岐状のアルカノイル基、置換基を有して良い直鎖、環状又は分岐状のアルカノイルオキシ基、置換基を有して良い直鎖、環状又は分岐状のアルコキシカルボニル基、フッ素原子、塩素原子、水酸基、カルボキシル基等が好ましいが、フェニル基、シクロヘキシル基、直鎖アルキル基、直鎖アルコキシル基が特に好ましい。Xは、OR1及びNR2R3を表し、R1、R2及びR3は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、その水素原子が炭素数1〜6のアルキル基によって置換されていてもよいアリール基、アラルキル基又はトリアルキルシリル基が好ましく、アルキル基、ベンジル基及びトリアルキルシリル基が特に好ましい。
【００１６】
本反応は上記のすべてのフルオロ安息香酸誘導体に適応できるが、特に一般式(I)中のY2が、臭素原子又はヨウ素原子を表し、Y1、Y3且つY4が水素原子又はフッ素原子を表すフルオロ安息香酸が特に好ましい。
【００１７】
水素化還元触媒としては、Rh、Ru、Pt、Pd、Ir又はOsの金属あるいはこれらの金属化合物が挙げられる。又、これらの金属及び金属化合物は1種を単独で又は2種以上を併用してもよい。
【００１８】
例えば、Pdの金属及びその化合物の具体例としては、パラジウム-炭素、パラジウム末、酸化パラジウム、塩化パラジウム、臭化パラジウム、ヨウ化パラジウム、テトラアンミンパラジウム塩化物、テトラアンミンパラジウム硝酸塩、テトラアンミンパラジウム酢酸塩などのパラジウム塩あるいはテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、ビス(アセチルアセトナト)パラジウム(0)などのパラジウム錯体が挙げられる。
【００１９】
又、前述のPdに換えて、Rh、Ru、Pt、Re、Ir、Osの金属及び/又はその金属化合物についても同様のものが挙げられる。
【００２０】
又、これらの金属及び金属化合物は1種を単独で又は2種以上を併用してもよく、更に シリカゲルやアルミナ等を添加したりこれらに担持させても良いが、Pdの金属又はその金属化合物が更に 好ましく、パラジウム-炭素が特に好ましい。
【００２１】
本反応は水素雰囲気下で行うが、水素圧としては0.1MPa(常圧)から19.6MPa(200気圧)が好ましく、0.1MPa(常圧)から3.9MPa(40気圧)が特に好ましい。
【００２２】
本反応には各種溶媒を用いることができる。反応溶媒としては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール等のアルコール類、酢酸等の有機酸類、ジエチルエーテル、メチル-t-ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル等のエステル類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の飽和炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、N,N-ジメチルホルムアミド、DMF等のアミド類などを単一又は混合して用いることが好ましく、エステル類、アルコール類、有機酸類及びそれらを含有する混合溶媒が更に好ましい。
【００２３】
本反応は溶媒凝固点から300℃までの温度で行うことができるが、0℃〜200℃が好ましい。
【００２４】
一般式(I)において、Xが水酸基であるカルボン酸を得る場合には、必要に応じ、脱保護を行う。カルボン酸の保護基としてはアルキル基、ベンジル基、トリアルキルシリル基等を用いることができる。その脱保護の工程における条件としては、有機塩基又は無機塩基による加水分解、有機酸又は無機酸による加水分解、又は特にベンジルエステルの場合は水素化還元による脱保護が好ましい。ベンジルエステルの場合には前工程において一部あるいは全部が脱保護されている場合もあり、必要に応じ再度水素化還元工程を行う。特に有機塩基又は無機塩基による加水分解が好ましい。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２６】
（実施例１）2-フルオロ-4-プロピル安息香酸の合成
【化１０】
0004904630.tif 000007
500mLの反応容器(メカニカルスターラー、温度計、ジムロート冷却器)に2-フルオロ-4-ブロモ安息香酸を60.0g、ヨウ化銅(I)1.0g、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 3.2ｇ、DMF 72mL及びトリエチルアミン54mLを加え、撹拌しながら70℃に加熱した。プロピン30gを徐々に吹き込み、更に 3時間撹拌を続けた。放冷後、攪拌しながら10%塩酸水溶液200mLを注意して加え、析出する2-フルオロ-4-(1-プロピニル)安息香酸を濾過し、水で洗浄した。次に1Lのオートクレーブに、58gの2-フルオロ-4-(1-プロピニル)安息香酸、酢酸エチル220mL及びパラジウム-カーボン(パラジウム5質量%含有、50%含水物)を12g加え、水素圧0.5MPaに加圧した。4時間撹拌した後、触媒を濾過し、得られたろ液を減圧乾燥し、2-フルオロ-4-プロピル安息香酸の結晶42.5g(2-フルオロ-4-ブロモ安息香酸より収率73%)を得た。
【００２７】
（比較例１）
【化１１】
0004904630.tif 000008
NBS:ブロモこはく酸
Mol. Cryst. Liq. Cryst., 172, 165 (1989) 記載の方法に従い、2-フルオロアニリンから2-フルオロ-4-ペンチル安息香酸を合成した、原料からの総収率は16%で得あった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明により、これまでその製造が低収率で、更に目的物を得るまでに多工程を要し、又反応剤としてKCNのような猛毒を用いる必要があったアルキルフルオロ安息香酸誘導体を、工業的に容易に且つ安価に製造することが可能となった。このアルキルフルオロ安息香酸誘導体は、液晶表示材料など電子材料や機能性材料又は医農薬や各種添加剤及びそれらの合成中間体として極めて有用である。