【実施例】
【0019】
調製例:
実施例P1:式IIIbの化合物:1−(4−クロロ−3−ニトロ−フェニル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノンの調製
【化10】
磁気スターラ、温度計および滴下漏斗を備えた50mLの3首丸底フラスコ中に発煙硫酸(12.0g、20〜30%SO
3)を入れた。フラスコの内容物を5℃に冷却し、式IIbの化合物(1−(4−クロロフェニル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノン、9.48g、45.0mmol)を一度に添加した。発煙硝酸(3.09g、48.6mmol)をこの混合物に5分間かけて添加した。温度を60℃に昇温させた。添加が完了した後、冷却浴を外し、この反応混合物を周囲温度で40分間撹拌した。(この時点で、HPLC分析は、出発材料の式IIIbの化合物への完全な転換を示していた)。反応混合物を氷浴に入れ、水(1.4g)を混合物に添加した。溶液をジクロロメタン(10mLおよび5mL)で2回抽出した。溶媒を減圧下で除去して、表題の式IIIbの化合物(1−(4−クロロ−3−ニトロ−フェニル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノン、11.40g)を得た。定量
1H NMR分析(内標準として1,1,2,2−テトラクロロエタン)によれば、材料は97%の純度を有していた。
1H NMR(400MHz,CDCl
3)δppm 7.82(d,J=8.5Hz,1H),8.21(dm,J=8.6Hz,1H),8.55(d,J=1.8Hz,1H)
13C NMR(101MHz,CDCl
3)δppm 116.1(q,1J
C-F=290.5Hz),126.9(d,J=2.2Hz),129.1,133.1,133.5(q,J=2.20Hz),134.6,148.4,177.9(q,2J
C-F=36.6Hz)。
19F NMR(376MHz,CDCl
3)δppm−71.92。
【0020】
実施例P2:式IVbの化合物:1−(3,4−ジクロロ−5−ニトロ−フェニル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノンの調製
【化11】
磁気スターラを備えた50mLの1首丸底フラスコに式IIIbの化合物(1−(4−クロロ−3−ニトロ−フェニル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノン、6.535g、25.0mmol、97%純度)および発煙硫酸(10.0g、20〜30%SO
3)を仕込んだ。このフラスコを油浴に入れ、105℃(外部温度)に加熱した。トリクロロイソシアヌル酸(1.96g、8.4mmol)を一度に添加した。反応混合物を1時間15分撹拌し、続いて、第2の分量のトリクロロイソシアヌル酸(0.47g、2.0mmol)を添加した。2時間15分攪拌した後、出発材料の転換率は96%であった(HPLC分析、220nmでの面積%)。第3の分量のトリクロロイソシアヌル酸(0.2g、0.9mmol)を添加し、反応を一晩撹拌した。翌日の朝(最後の分量のトリクロロイソシアヌル酸を添加してから14時間後)、転換率は100%であり、少量のポリ塩素化副生成物が観察された(<10面積%)。反応混合物を周囲温度に冷却し、水浴中で冷却しながら水(1.6g)を添加した。溶液をジクロロメタン(10mLおよび5mL)で2回抽出した。溶媒を減圧下で除去して、表題の式IVbの化合物(1−(3,4−ジクロロ−5−ニトロ−フェニル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノン)を薄い黄色の液体(7.39g)として得た。定量
1H NMR分析(内標準として1,1,2,2−テトラクロロエタン)によれば、材料は88.5%の純度を有していた。
【0021】
粗材料を0.07mbarで10cmビクリューカラムを用いて分留により精製して、6.01gの式IVbの化合物を93%の化学純度(定量
1H NMR分析、内標準として1,1,2,2−テトラクロロエタン)で得た。
1H NMR(400MHz,CDCl
3)δppm 8.34(d,J=0.8Hz,2H)
13C NMR(101MHz,CDCl
3)δppm 115.9(q,1J
C-F=290.5Hz),124.0(m),129.0,133.3,133.8(d,J=2.20Hz),137.3,150.1,177.2(q,2J
C-F=37.3Hz)。
19F NMR(376MHz,CDCl
3)δppm−71.85。
【0022】
実施例P3:式Ibの化合物:2,2,2−トリフルオロ−1−(3,4,5−トリクロロフェニル)エタノンの調製
【化12】
磁気スターラ、ガス導入用のガラス管および還流凝縮器を備えた10mLの2首丸底フラスコに式IVbの化合物(1−(3,4−ジクロロ−5−ニトロ−フェニル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノン、5.82g、18.8mmol、93%純度)を入れた。このフラスコを油浴に入れ、220℃(外部温度)に加熱した。低速の塩素ガス流を9.5時間かけて液体の表面下に導入した。反応オフガスは、10%水酸化ナトリウム溶液で洗浄した。この時点の後、出発材料の転換率は99.5%(GC面積%、FID)であった。反応混合物を窒素でパージしてこの系から塩素ガスを除去し、同時に約60℃に冷却した。ジクロロメタン(5mL)を還流凝縮器を通して導入し、得られた溶液を排出した。このフラスコを少量のジクロロメタン(5mL)ですすいだ。溶媒を減圧下で除去して、式Ibの化合物(2,2,2−トリフルオロ−1−(3,4,5−トリクロロフェニル)エタノン)を白色の結晶性材料(5.37g)として得た。式Icの表題の化合物は、定量
1H NMR分析(内標準として1,1,2,2−テトラクロロエタン)で93%の化学純度を有していた。
1H NMR(400MHz,CDCl
3)δppm 8.05(d,J=0.8Hz,2H)
13C NMR(101MHz,CDCl
3)δppm 116.1(q,1J
C-F=290.5Hz),129.0,129.5(m),135.8,139.5,177.9(q,2J
C-F=36.6Hz)。
19F NMR(376MHz,CDCl
3)δppm−71.68。
【0023】
実施例P4:式IIcの化合物:2,2,2−トリフルオロ−1−(4−フルオロフェニル)エタノンの調製
【化13】
冷却用サーキュレータ、機械式スターラおよびガス導入用のガラス管を備えた2Lのガラス反応器中にフルオロベンゼン(865g、9.00mol)を入れた。反応器の内容物を−5℃に冷却し、細かく粉末化した無水塩化アルミニウム(444g、3.30mol)を一度に添加した。塩化トリフルオロアセチルガス流(400g、3.02mol)を3時間かけて−5℃で液体の表面下に導入した(2.2g/分)。反応オフガスは、10%水酸化ナトリウム溶液で洗浄した。反応混合物を0℃でさらに3時間撹拌し、次いで、30℃未満の温度を維持しながら(強力な冷却が必要)、この混合物を氷冷水(1200g)にゆっくりと添加した。水性の下方の層を分離し、有機層を水(300mL)で洗浄した。生成物を、50cmのビクリューカラムを用い、以下のとおり分留して単離した:バッド温度(bad temperature)を100℃から140℃に昇温させながら、フルオロベンゼンの大部分を常圧で蒸留した。次いで、バッド温度(bad temperature)を80℃に下げ、装置を200mbarに排気した。残りのフルオロベンゼンを蒸留した後、生成物を100〜101℃のヘッド温度(200mbar)で収集した。収率437g。定量
1H NMR分析(内標準として1,1,2,2−テトラクロロエタン)によれば、材料は99%の純度を有していた。回収したフルオロベンゼン(546g)を次の実施で用いた。
【0024】
Alsスペクトルデータは市販されている材料のものと一致していた。
【0025】
実施例P5:式IIIcの化合物:2,2,2−トリフルオロ−1−(4−フルオロ−3−ニトロ−フェニル)エタノンの調製
【化14】
磁気スターラ、温度計および滴下漏斗を備えた100mLの3首丸底フラスコ中に式IIcの化合物(2,2,2−トリフルオロ−1−(4−フルオロフェニル)エタノン、19.8g、102.0mmol)および濃硫酸(50.0g、95〜98%、492mmol)を入れた。濃硝酸(10.5g、65%、107.1mmol)を15分間かけて添加した。添加時間中、反応混合物は55℃に達し、次いで、水浴を用いて冷却することによりこの温度に維持した。添加が完了した後、水浴を外し、反応混合物を周囲温度で一晩(15時間)撹拌した。水(13.0g)を反応混合物に添加した。薄い黄色の有機層を分離したところ、主に式IIIcの化合物を含有していた。定量
1H NMR分析(内標準として1,1,2,2−テトラクロロエタン)によれば、材料は95.6%の純度を有していた。
1H NMR(400MHz,CDCl
3)δppm 7.55(dd,J=9.8,8.8Hz,1H),8.38(dm,J=8.9Hz,1H),8.79(dd,J=7.0,2.0Hz,1H)
13C NMR(101MHz,CDCl
3)δppm 116.1(q,1J
C-F=290.5Hz),120.0(d,J=21.7Hz),126.6(d,J=4.1Hz),128.6,136.8(dm,J=10.5Hz),137.9,159.3(d,1J
C-F=276.6Hz),177.6(q,2J
C-F=36.8Hz)
19F NMR(376MHz,CDCl
3)δppm−104.95(s,1F),−71.78(s,3F)。
【0026】
実施例P6:式IIIcの化合物:2,2,2−トリフルオロ−1−(4−フルオロ−3−ニトロ−フェニル)エタノン(発煙硝酸を使用)の調製
【化15】
磁気スターラ、温度計および滴下漏斗を備えた100mLの3首丸底フラスコ中に式IIcの化合物(2,2,2−トリフルオロ−1−(4−フルオロフェニル)エタノン、38.8g、200mmol)および濃硫酸(40.0g、95〜98%、400mmol)を入れた。発煙硝酸(13.9g、99%、215mmol)を1時間30分かけて添加した。添加時間中、反応混合物は60℃に達した。添加が完了した後、反応混合物を60℃で1時間撹拌した。薄い黄色の有機層を分離して46.0gの表題の化合物を得た。定量
1H NMR分析(内標準として1,1,2,2−テトラクロロエタン)によれば、材料は97.5%の純度を有していた。
【0027】
実施例P7:式IVbの化合物:1−(3−クロロ−4−フルオロ−5−ニトロ−フェニル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノンの調製(化合物IIc、2,2,2−トリフルオロ−1−(4−フルオロフェニル)エタノンからのワンポット反応)
【化16】
磁気スターラ、温度計および滴下漏斗を備えた50mLの3首丸底フラスコ中に発煙硫酸(20.4g、20〜30%SO
3)を入れた。フラスコの内容物を氷浴中において5℃に冷却し、式IIcの化合物(2,2,2−トリフルオロ−1−(4−フルオロフェニル)エタノン、10.0g、51.5mmol)を一度に添加した。発煙硝酸(3.42g、54mmol)を、25℃未満の温度を維持しながら15分間かけてこの混合物に添加した。冷却浴を外し、この反応混合物を周囲温度で1時間撹拌した。この時点で、HPLC分析は、式IIcの出発材料から式IIIcの中間体への99.4%の転換率を示していた。このフラスコを油浴に入れ、120℃(外部温度)に加熱した。トリクロロイソシアヌル酸(4.00g、17.2mmol)を一度に添加した。反応混合物を1時間20分撹拌し、続いて、第2の分量のトリクロロイソシアヌル酸(1.05g、4.5mmol)を添加した。14時間攪拌した後、出発材料の転換率は75%(HPLC)であった。第3の分量のトリクロロイソシアヌル酸(0.97g、4.2mmol)を添加し、温度を140℃に昇温した。140℃でさらに6時間攪拌した後、転換率は94%に達した。反応混合物を周囲温度に冷却し、水浴中で冷却しながらゆっくりと水(4.2g)を添加した。生成物をジクロロメタン(10mLおよび5mL)で2回抽出した。溶媒を減圧下で除去して、表題の式IVbの化合物を黄色の油状の液体(13.2g)として得た。定量
1H NMR分析(内標準として1,1,2,2−テトラクロロエタン)によれば、材料は88.0%の純度を有していた。
【0028】
異なる実験からの式IVbの粗材料(47.6g)を0.07mbarで25cmビクリューカラムを用いて分留により精製して、式IVbの化合物(44.62g、b.p.58〜61℃)を92%の化学純度(定量
1H NMR分析、内標準として1,1,2,2−テトラクロロエタン)で得た。
1H NMR(400MHz,CDCl
3)δppm 8.41(dm,J=5.8Hz,1H),8.65(dm,J=6.0Hz,1H)。
19F NMR(376MHz,CDCl
3)δppm−105.95(s,1F),−71.67(s,3F)。
【0029】
実施例P8:式IVbの化合物:1−(3−クロロ−4−フルオロ−5−ニトロ−フェニル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノンの調製(化合物IIc、2,2,2−トリフルオロ−1−(4−フルオロフェニル)エタノンからのワンポット反応、生成物は蒸留により単離した)
【化17】
冷却用サーキュレータ、機械式スターラおよび2つの滴下漏斗を備えた0.5Lのガラス反応器中に式IIcの化合物(2,2,2−トリフルオロ−1−(4−フルオロフェニル)エタノン、194g、1.00mol)および濃硫酸(70.0g、95〜98%、0.70mmol)を入れた。発煙硫酸(66%SO
3、127g、1.05mol SO
3)および発煙硝酸(99%、66.8g、1.05mol)を、50℃未満の温度に維持しながら2時間かけて同時に添加した。反応混合物を25℃で5時間撹拌し、次いで、1時間で50℃撹拌した。
【0030】
発煙硫酸(66%SO
3、150g、1.24mol SO
3)を反応混合物に1時間かけて添加した。反応混合物を100℃に加熱し、続いて、トリクロロイソシアヌル酸(81g、0.33mol)を100〜105℃で2時間以内に数回に分けて添加した。反応混合物を3時間30分撹拌し、続いて、トリクロロイソシアヌル酸(15.2g、0.062mol)を一度に添加した。100〜105℃で3時間攪拌した後、次の分量のトリクロロイソシアヌル酸(7.7g、0.031mol)を添加し、温度を120℃に昇温した。最後に、120℃で4時間攪拌した後、最後の分量のトリクロロイソシアヌル酸(7.7g、0.031mol)を添加し、撹拌を2時間続けた。この時点で、転換率は99%に達した。
【0031】
反応混合物を周囲温度に冷却し、水(25g)をゆっくりと添加した。反応混合物から直接、20cmのビクリューカラムによる減圧下での蒸留で生成物を単離した(b.p.97〜100℃、4mbar)。収率269g。定量
1H NMR分析(内標準として1,1,2,2−テトラクロロエタン)によれば、材料は91.5%の純度を有していた。
【0032】
実施例P9:式Icの化合物、1−(3,5−ジクロロ−4−フルオロ−フェニル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノンの調製
【化18】
磁気スターラ、温度計、ガス導入用のガラス管および還流凝縮器を備えた100mLの2首丸底フラスコ中に式IVcの化合物(1−(3−クロロ−4−フルオロ−5−ニトロ−フェニル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノン、10.0g、33.9mmol、92%純度)を入れた。このフラスコを油浴に入れ、230℃(外部温度)に加熱した。低速の塩素ガス流を18時間30分かけて液体の表面下に導入した。反応オフガスは、10%水酸化ナトリウム溶液で洗浄した。この時点で、出発材料の転換率は、
1H NMR分析で71%であった。反応混合物を周囲温度に冷却し、排出した。粗反応混合物を、10cmのビクリューカラムを用いて減圧下(18mbar)で分留して、式Icの表題の化合物(b.p.88〜90℃、6.25g)を出発材料IVc(3.25g、蒸留残渣)から分離した。式Icの表題の化合物は、定量
1H NMR分析(内標準として1,1,2,2−テトラクロロエタン)で88%の純度を有していた。蒸留残渣は、81.5%の式IVcの化合物および7.3%の式Icの化合物を含んでいた。
式Icの化合物の単離収率 62.2%。
回収した出発材料IVcの収率 26.4%。
式Icの化合物:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 8.05(dd,J=6.1Hz,0.8Hz,2H)。
13C NMR(101MHz,CDCl3)δppm−116.2(q,1J
C-F=290.54Hz),124.1(d,J=18.6Hz),126.8(d,J=4.7Hz),131.0,158.7(d,1J
C-F=262.7Hz),177.6(q,2J
C-F=37.08Hz)。
19F NMR(376MHz,CDCl3)δppm−102.51(s,1F),−71.56(s,3F)。
【0033】
実施例P10:式Icの化合物、1−(3,5−ジクロロ−4−フルオロ−フェニル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノンの調製(大規模実験;塩化カルシウムの存在下での反応)
【化19】
磁気スターラ、温度計、ガス導入用のガラス管および還流凝縮器を備えた250mLの3首丸底フラスコ中に式IVcの化合物(1−(3−クロロ−4−フルオロ−5−ニトロ−フェニル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノン、204.0g、0.687mol、91.5%純度)および無水塩化カルシウム(3.9g)を入れた。フラスコを砂浴に入れ、210℃(内部温度)に加熱した。低速の塩素ガス流(約1.5g/h)を33時間かけて液体の表面下に導入した。この時間中、反応温度は210℃から183℃にゆっくりと低下した。反応オフガスは、10%水酸化ナトリウム溶液で洗浄した。この時点で、出発材料の転換率は
1H NMR分析で96%であった。反応混合物を周囲温度に冷却し、排出した。粗反応混合物を30cmの蒸留カラム(排気し、銀コーティングによる断熱ジャケット有し、ガラス床を充填したもの)を用いて減圧下(93mbar)で分留して、式Icの表題の化合物(b.p.100〜102℃、142g)を得た。式Icの表題の化合物は、定量GC分析で95%の純度を有していた。
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔1〕式I
【化20】
(式中、R1は、水素、フルオロまたはクロロである)の化合物を調製する方法であって、
a)式II
【化21】
(式中、R1は、水素、フルオロまたはクロロである)の化合物とニトロ化剤とを反応させて、式III
【化22】
(式中、R1は、水素、フルオロまたはクロロである)の化合物とする工程;
b)前記式IIIの化合物とトリクロロイソシアヌル酸とを、硫酸または発煙硫酸の存在下で反応させて、式IV
【化23】
(式中、R1は、水素、フルオロまたはクロロである)の化合物とする工程;および
c)前記式IIIの化合物と塩素ガスとを180℃〜250℃の温度で反応させて、前記式Iの化合物とする工程、
を含むことを特徴とする方法。
〔2〕前記ニトロ化剤が、硫酸、硝酸およびそれらの塩から選択されることで特徴付けられる、前記〔1〕に記載の方法。
〔3〕前記方法が、式IIIの中間体を単離することなく行われることで特徴付けられる、前記〔1〕に記載の方法。
〔4〕式III
【化24】
(式中、R1は、クロロである)の化合物。
〔5〕式IV
【化25】
(式中、R1は、水素、フルオロまたはクロロである)の化合物。
〔6〕式II
【化26】
(式中、R1は、フルオロである)の化合物を調製する方法であって、フルオロベンゼンを、塩化アルミニウムの存在下で、塩化トリフルオロアセチルと反応させることを特徴とする、方法。