【実施例】
【0050】
本発明の内容を以下の合成例および実施例により説明するが、本発明の内容は実施例に限定されることは意図しない。
【0051】
合成例1−1〜1−6:フッ化炭素基を有する酸クロリドの合成
【0052】
合成例1−1
(10−ウンデセン酸ベンジルエステルの合成)
ナスフラスコに10−ウンデセン酸(10.025g,54.5mmol)を入れ、溶媒としてジメチルホルムアミド(以下、DMFと表す。30mL)を加えて溶解した。溶解後、炭酸カリウム(15.067g,109.5mmol)を加え、次いでベンジルブロマイド(8mL,60.0mmol)を氷冷下で徐々に加え、室温にて一晩撹拌した。1N−HClで中和した後、ヘキサン抽出し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥・ろ過後、エバポレーターを用いて減圧濃縮した。得られた残渣をカラムクロマトグラフィーにて精製し、10−ウンデセン酸ベンジルエステル(収量:14.62g、収率:98%)を得た。得られた10−ウンデセン酸ベンジルエステルの外観および
1H−NMRの測定結果を表1に示す。
【0053】
合成例1−2
(11−ヒドロキシウンデカン酸ベンジルエステルの合成)
ナスフラスコにソジウムボロハイドライド(0.355g,9.4mmol)を入れ、系内を窒素置換した。溶媒としてテトラヒドロフラン(以下、THFと表す。30mL)を加え、氷浴を用いて0℃に冷却した後、ヨウ素(0.949g,3.7mmol)をTHF(20mL)に溶解させ、徐々に滴下した。次いで、合成例1−1で得られた10−ウンデセン酸ベンジルエステル(5.49g,20mmol)を徐々に添加し、室温にて2時間撹拌し反応させた。反応後、蒸留水(3mL)とTHF(25mL)を加え、30%過酸化水素水(40mL)と3N−水酸化ナトリウム水溶液を加え酸化させた。その後、エーテル抽出を行い、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥・ろ過し、エバポレーターを用いて減圧濃縮した。得られた残渣をカラムクロマトグラフィーにて精製し、11−ヒドロキシウンデカン酸ベンジルエステル(収量:5.30g、収率:91%)を得た。得られた11−ヒドロキシウンデカン酸ベンジルエステルの外観および
1H−NMRの測定結果を表1に示す。
【0054】
合成例1−3
(4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン酸クロリドの合成)
反応容器内に4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン酸((株)ネオス製、4.167g,11mmol)と塩化チオニル(5mL)を加え、50℃で4時間加熱撹拌した。反応終了後、過剰の塩化チオニルを減圧下で留去した。粗生成物をガラスチューブオーブンを用いて減圧蒸留により精製し、4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン酸クロリド(収量:3.733g,収率:86%)を得た。得られた4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン酸クロリドの外観および
1H−NMRの測定結果を表1に示す。
【0055】
合成例1−4
(4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン酸,11−オキソ−11−(フェニルメトキシ)ウンデシルエステルの合成)
ナスフラスコに合成例1−2で得られた11−ヒドロキシウンデカン酸ベンジルエステル(0.756g,2.6mmol)、N,N−ジメチルアミノピリジン(以下、DMAPと表す。0.319g,2.6mmol)、ジクロロエタン(30mL)を加えて溶解した。ここに、合成例1−3で得られた4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン酸クロリド(1.03g,2.6mmol)をジクロロエタン(5ml)に溶解した後、氷冷下で徐々に滴下した。室温で一晩撹拌した後、3時間リフラックスさせた。反応後、エーテルを加え析出した塩をろ過した後、1N−HClで中和し、エーテル抽出を行った。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥・ろ過し、エバポレーターにて減圧濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィーで精製し、4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン酸,11−オキソ−11−(フェニルメトキシ)ウンデシルエステル(収量:1.37g、収率:81%)を得た。得られた4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン酸,11−オキソ−11−(フェニルメトキシ)ウンデシルエステルの外観および
1H−NMRの測定結果を表1に示す。
【0056】
合成例1−5
(11−[(1−オキソ−4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン−1−イル)オキシ]ウンデカン酸の合成)
合成例1−4で得られた4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン酸,11−オキソ−11−(フェニルメトキシ)ウンデシルエステル(3.262g,5mmol)を酢酸エチル(5ml)に溶解させ、触媒量のPd(OH)
2/Cを加えた。水素雰囲気化、室温にて1日撹拌を行い、Pd(OH)
2/Cをろ過した後、エバポレーターを用いて減圧濃縮し、11−[(1−オキソ−4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン−1−イル)オキシ]ウンデカン酸(収量:2.76g、収率:98%)を得た。得られた11−[(1−オキソ−4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン−1−イル)オキシ]ウンデカン酸の外観および
1H−NMRの測定結果を表1に示す。
【0057】
合成例1−6
(11−[(1−オキソ−4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン−1−イル)オキシ]ウンデカン酸クロリドの合成)
合成例1−5で得られた11−[(1−オキソ−4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン−1−イル)オキシ]ウンデカン酸(0.569g,1mmol)に塩化チオニル(0.5ml)を加え、50℃で4時間加熱撹拌した。反応後、過剰の塩化チオニルを減圧下で留去し、11−[(1−オキソ−4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン−1−イル)オキシ]ウンデカン酸クロリド(0.51g,88%)を得た。得られた11−[(1−オキソ−4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン−1−イル)オキシ]ウンデカン酸クロリドの外観および
1H−NMRの測定結果を表1に示す。
【0058】
合成例2:ジヒドロキシルカルボン酸のカルボキシル基保護
【0059】
合成例2
(2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸ベンジルエステルの合成)
反応容器内に2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(25.58g,0.19mol)と溶媒としてDMF(100mL)を加え、50℃に加熱した後、水酸化カリウム(10.663g,0.19mol)を加えた。均一透明になった後、室温まで冷却し、ベンジルブロマイド(32.6g,0.19mol)を滴下し、室温にて一晩撹拌した。生成したKBrをろ過した後、エバポレーターを用いて減圧濃縮した。メタノール溶媒で再結晶を行い、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸ベンジルエステル(収量:25.6g,収率:60%)を得た。得られた2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸ベンジルエステルの外観および
1H−NMRの測定結果を表1に示す。
【0060】
合成例3−1〜3−3:含フッ素/炭化水素二鎖型カルボン酸の合成
【0061】
合成例3−1
(
ドデカン酸,2−(ヒドロキシメチル)−2−メチル−3−オキソ−3−(フェニルメトキシ)プロピルエステルの合成)
ナスフラスコに合成例2と同様にして合成した2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸ベンジルエステル(0.897g,4mmol)、DMAP(0.489g,4mmol)、THF(100mL)を加えて溶解した。そこに、ラウリル酸クロライド(0.875g,4mmol)を氷冷下で滴下し、室温で一晩撹拌した。反応後、塩をろ過で取り除き、エバポレーターで減圧濃縮した。残渣を塩化アンモニウムで中和し、エーテル抽出を行った。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥・ろ過し、エバポレーターで減圧濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィーにて精製し、
ドデカン酸,2−(ヒドロキシメチル)−2−メチル−3−オキソ−3−(フェニルメトキシ)プロピルエステルを(収量:0.942g、収率58%)得た。得られた
ドデカン酸,2−(ヒドロキシメチル)−2−メチル−3−オキソ−3−(フェニルメトキシ)プロピルエステルの外観および1H−NMRの測定結果を表1に示す。
【0062】
合成例3−2
(含フッ素/炭化水素二鎖型カルボン酸ベンジルエステルの合成)
ナスフラスコに、合成例3−1で得られたウンデカン酸,2−(ヒドロキシメチル)−2−メチル−3−オキソ−3−(フェニルメトキシ)プロピルエステル(0.409g,1mmol)、DMAP(0.123g,1mmol)、ジクロロエタン(20mL)を加えて溶解した。そこに、合成例1−6で得られた11−[(1−オキソ−4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン−1−イル)オキシ]ウンデカン酸クロリドをジクロロエタンに溶解した後、氷冷下でゆっくり滴下した。室温にて一晩撹拌した後、3時間リフラックスさせた。反応後エーテルを加え、析出した塩をろ過で取り除き、1N‐塩酸で中和した後、エーテル抽出を行った。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥・ろ過後、エバポレーターを用いて減圧濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィーにて精製し、含フッ素/炭化水素二鎖型カルボン酸ベンジルエステル(収量:0.507g,収率53.3%)を得た。得られた含フッ素/炭化水素二鎖型カルボン酸ベンジルエステルの外観および
1H−NMRの測定結果を表1に示す。
【0063】
合成例3−3
(含フッ素/炭化水素二鎖型カルボン酸の合成)
合成例3−2と同様にして合成した含フッ素/炭化水素二鎖型カルボン酸ベンジルエステル(0.752g,0.79mmol)を酢酸エチル(5ml)に溶解させ、触媒量のPd(OH)
2/Cを加え、水素雰囲気下、室温にて一日撹拌した。Pd(OH)
2/Cをろ過した後、エバポレーターで減圧濃縮し、含フッ素/炭化水素二鎖型カルボン酸(収量:0.669g,収率:98%)を得た。得られた含フッ素/炭化水素二鎖型カルボン酸の外観および
1H−NMRの測定結果を表1に示す。
【0064】
合成例4−1〜4−2:含フッ素二鎖型カルボン酸の合成
【0065】
合成例4−1
(含フッ素二鎖型カルボン酸ベンジルエステルの合成)
ナスフラスコに合成例2と同様にして合成した2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸ベンジルエステル(0.127g,0.56mmol)、DMAP(0.136g1.1mmol)、ジクロロエタン(50mL)を加えて溶解させた。そこに、合成例1−6と同様にして合成した11−[(1−オキソ−4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン−1−イル)オキシ]ウンデカン酸クロリドをジクロロエタン(5ml)に溶解した後、氷冷下でゆっくり滴下した。室温にて一晩撹拌した後、3時間リフラックスさせた。反応後エーテルを加え、析出した塩をろ過で取り除き、1N‐塩酸で中和した後、エーテル抽出を行った。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥・ろ過後、エバポレーターを用いて減圧濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィーにて精製し、含フッ素二鎖型カルボン酸ベンジルエステル(収量:0.282g、収率:39%)を得た。得られた含フッ素二鎖型カルボン酸ベンジルエステルの外観および
1H−NMRの測定結果を表1に示す。
【0066】
合成例4−2
(含フッ素二鎖型カルボン酸の合成)
合成例4−1で得られた含フッ素二鎖型カルボン酸ベンジルエステル(0.282g、0.21mmol)を酢酸エチル(5ml)に溶解させ、触媒量のPd(OH)
2/Cを加え、水素雰囲気下、室温にて一日撹拌した。Pd(OH)
2/Cをろ過した後、エバポレーターで減圧濃縮し含フッ素二鎖型カルボン酸(収量:0.252g、収率:98%)を得た。得られた含フッ素二鎖型カルボン酸の外観および
1H−NMRの測定結果を表1に示す。
【0067】
合成例1−1〜4−2で得られた物質の
1H−NMRは、Bruker社製AVANCE−III400核磁気共鳴分光器を用いて測定した。
【0068】
【表1】
【0069】
実施例1
N−メチルピロリドンを用いて、合成例3−3で合成した含フッ素/炭化水素二鎖型カルボン酸の0.1wt%溶液を調製した。
調製した溶液について、協和界面化学製、自動表面張力計CBVP−Zを用いてウイルヘルミ法により25℃での表面張力を測定した。
測定結果を表2に示す。
【0070】
実施例2
N−メチルピロリドンを用いて、合成例4−2で合成した含フッ素二鎖型カルボン酸の0.1wt%溶液を調製し、表面張力を測定した。
【0071】
比較例1
N−メチルピロリドンを用いて、合成例1−5で合成した11−[(1−オキソ−4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロ−3,3−ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン−1−イル)オキシ]ウンデカン酸の0.1wt%溶液を調製し、表面張力を測定した。
【0072】
比較例2
N−メチルピロリドンのみで表面張力を測定した。
【0073】
【表2】
【0074】
表面張力測定の結果から、比較例1の単鎖の含フッ素カルボン酸に比べて、実施例1で用いた含フッ素/炭化水素二鎖型カルボン酸および実施例2で用いた含フッ素二鎖型カルボン酸は同一濃度において有機溶剤の表面張力低下能に優れることがわかる。