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特開2023-636202-(フルオロアルキル)ニコチン酸誘導体の製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023063620
(43)【公開日】2023-05-10
(54)【発明の名称】2-(フルオロアルキル)ニコチン酸誘導体の製造方法
(51)【国際特許分類】
   C07D 213/803 20060101AFI20230428BHJP
【FI】
C07D213/803
【審査請求】未請求
【請求項の数】1
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020195024
(22)【出願日】2020-11-25
(71)【出願人】
【識別番号】000242002
【氏名又は名称】北興化学工業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】森田 元章
【テーマコード(参考)】
4C055
【Fターム(参考)】
4C055AA01
4C055BA02
4C055BA06
4C055BA13
4C055CA02
4C055CA57
4C055CB02
4C055DA01
4C055FA20
(57)【要約】
【課題】有害生物防除剤の製造中間体となる2-(フルオロアルキル)ニコチン酸誘導体を簡便に効率よく製造することができる製造方法を提供すること。
【手段】
6-(フルオロアルキル)-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-5-カルボン酸エステル誘導体(1)を、酸またはルイス酸で処理した後、アンモニウム化合物又はアンモニアと反応させることを特徴とする、式(1a)で示される2-(フルオロアルキル)ニコチン酸誘導体を製造する方法。
【化1】
(式中、R1及びRは、前記と同じ意味を表す。)
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式(1)
【化1】
(式中、R1、RはC~Cアルキル基を表し、RはC~Cアルキル基、置換されていてもよいフェニル基(該基はハロゲン原子、C1-C6アルキル基、C1-C6アルコキシ基の群からなる同一又は異なった基がモノ置換あるいはポリ置換していてもよい)、置換されていてもよいC3-C6シクロアルキル基(該基はハロゲン原子、C1-C6アルキル基、C1-C6アルコキシ基、C1-C6ハロアルキル基の群からなる同一又は異なった基がモノ置換あるいはポリ置換していてもよい)を表し、Rはフッ素原子が置換しているC~Cアルキル基を表し、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。)で表される6-(フルオロアルキル)-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-5-カルボン酸エステル誘導体(1)を、酸またはルイス酸で処理した後、アンモニウム化合物又はアンモニアと反応させることを特徴とする、下記式(1a)
【化2】
(式中、R1及びRは、前記と同じ意味を表す。)で表される2-(フルオロアルキル)で示されるニコチン酸エステル誘導体の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は農薬の製造中間体として有用な2-(フルオロアルキル)ニコチン酸誘導体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
これまでに2-(フルオロアルキル)ニコチン酸アミド誘導体が農園芸分野における殺菌剤として有用であることが知られており、2-(フルオロアルキル)ニコチン酸誘導体が、それらの製造中間体であることが知られている(特許文献1~5)。
【0003】
ところで、2-(フルオロアルキル)ニコチン酸の製造方法としては、特許文献6、特許文献7、非特許文献1に、4位がフッ素置換したアセト酢酸エステルとN,N-ジアルキルホルムアミドから調製したVilsmeier試薬、並びにアルキル(ビニル)エーテルを反応させた後に、アンモニアなどの窒素源試薬と反応させることによって、2-(フルオロアルキル)ニコチン酸エステルを得た後に加水分解することによって、2-(フルオロアルキル)ニコチン酸を製造できることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】WO2006/097490号公報
【特許文献2】WO2017/042142号公報
【特許文献3】WO2016/131739号公報
【特許文献4】WO2014/095675号公報
【特許文献5】WO2015/197530号公報
【特許文献6】WO2009/054742号公報
【特許文献7】WO2019/224174号公報
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Organic Letters、10巻、9号、1835~1837ページ、2008年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、農園芸分野の殺菌剤等の製造において、重要な中間体となる2-(フルオロアルキル)ニコチン酸誘導体を簡便且つ効率良く製造する製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は、上記課題を解決するべく、鋭意検討したところ、2-(フルオロアルキル)ニコチン酸エステル誘導体を6-(フルオロアルキル)-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-5-カルボン酸エステル誘導体から簡便且つ効率良く製造する方法を見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち本出願に係る発明は、下記式(1)
【化1】
(式中、R1、RはC~Cアルキル基を表し、RはC~Cアルキル基、置換されていてもよいフェニル基(該基はハロゲン原子、C1-C6アルキル基、C1-C6アルコキシ基の群からなる同一又は異なった基がモノ置換あるいはポリ置換していてもよい)、置換されていてもよいC3-C6シクロアルキル基(該基はハロゲン原子、C1-C6アルキル基、C1-C6アルコキシ基、C1-C6ハロアルキル基の群からなる同一又は異なった基がモノ置換あるいはポリ置換していてもよい)を表し、Rはフッ素原子が置換しているC~Cアルキル基を表し、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。)で表される6-(フルオロアルキル)-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-5-カルボン酸エステル誘導体(1)を、酸またはルイス酸で処理した後、アンモニウム化合物又はアンモニアと反応させることを特徴とする、下記式(1a)
【化2】
(式中、R1及びRは、前記と同じ意味を表す。)で表される2-(フルオロアルキル)で示されるニコチン酸エステル誘導体の製造方法に関するものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明により、農薬製造中間体等として有用な2-(フルオロアルキル)ニコチン酸エステル誘導体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の2-(フルオロアルキル)ニコチン酸エステル誘導体(1a)の製造方法について詳細に説明する。
【化3】
(式中、R1、R、R、R及びXは、前記と同じ意味を表す。)
【0011】
1又はRで表されるC~Cアルキル基としては、直鎖又は分枝していても良く、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基等を例示することができ、容易に製造できるなどの理由から、好ましくはメチル基又はエチル基等を例示することができる。
【0012】
で表されるC~Cアルキル基としては、直鎖又は分枝していても良く、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基等を例示することができ、好ましくはエチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基等を例示することができる。
【0013】
で表される置換されていてもよいフェニル基としてはフェニル基、2-フルオロフェニル基、3-フルオロフェニル基、4-フルオロフェニル基、2-クロロフェニル基、3-クロロフェニル基、4-クロロフェニル基、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、2-メトキシフェニル基、3-メトキシフェニル基、4-メトキシフェニル基等を例示することができる。
【0014】
で表される置換されていてもよいC3-C6シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4-メチルシクロヘキシル基等を例示することができる。
【0015】
で表されるフッ素原子が置換しているC~Cアルキル基としては、モノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基等を例示することができ、好ましくはジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基等を例示することができる。
【0016】
工程-1は、式(1)で表される6-(フルオロアルキル)-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-5-カルボン酸エステル誘導体(1)を酸またはルイス酸で処理した後、アンモニウム化合物又はアンモニアと反応させることによって、2-(フルオロアルキル)ニコチン酸エステル誘導体(1a)を製造する工程である。式(1)で表される6-(フルオロアルキル)-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-5-カルボン酸エステル誘導体(1)は、フッ素化された2-(アルコキシメチリデン)-β-ケトエステル誘導体とビニル化合物を反応させることによって、調製することができる。
【0017】
本反応で使用できる酸またはルイス酸としては、塩化水素、臭化水素、硫酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、フルオロスルホン酸、クロロスルホン酸、過塩素酸、三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、塩化亜鉛、四塩化チタン、四塩化錫、塩化第二鉄、臭化第二鉄、エチル二塩化アルミニウム、臭化銅(II)等を用いることができる。酸またはルイス酸は基質に対して0.1~20当量用いることにより目的物を得ることができ、0.5~5当量用いることにより、収率よく目的物を得ることができる。
【0018】
本反応で使用するアンモニウム化合物としては、安息香酸アンモニウム、塩化アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、チオシアン酸アンモニウム、ヨウ化アンモニウム、リン酸アンモニウム、リン酸にアンモニウム、硫酸アンモニウム等のアンモニウム塩、或いは、アンモニア水やアンモニアガスを用いることができる。アンモニウム化合物は基質に対して0.5~20当量用いることにより目的物を得ることができ、1~10当量用いることにより、収率よく目的物を得ることができる。 アンモニウム
【0019】
本反応は無溶媒下及び溶媒存在下のどちらでも行うことができる。用いる溶媒としては、反応に害を及ぼさない溶媒であれば使用することができ、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、1,4-ジオキサン等のエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル系溶媒、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等のエステル系溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド系溶媒、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、tert-ブタノール、エチレングリコール等のアルコール系溶媒、ジメチルスルホキシド、水あるいはこれらの混合溶媒を用いることができる。
【0020】
また、0~200度の反応温度の範囲で反応させることによって、目的物を得ることができ、20~160度の範囲で反応させることによって、目的物をさらに収率良く得ることができる。
【0021】
反応終了後は、通常の後処理操作により目的物を得ることができるが、必要であれば、蒸留あるいはカラムクロマトグラフィー等により精製することもできる。
【実施例0022】
次に実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【0023】
〔実施例1〕
2-ジフルオロメチルニコチン酸エチルの合成
エチル 2-ブトキシ-6-(ジフルオロメチル)-4-エトキシ-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-5-カルボキシラート(1.10g,3.35mmol)にエタノール(1.00mL)、メタンスルホン酸(322mg,3.35mmol)を加え、50℃で2時間反応させた。反応溶液を25℃まで放冷後、酢酸アンモニウム(905mg,11.7mmol)を加え、25℃で2時間撹拌した。反応溶液を減圧下濃縮し、水(3.00mL)、酢酸エチル(5.00mL)を加えて抽出し、有機層を飽和食塩水(3.00mL)で洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下濃縮した。濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ-(溶出溶剤:酢酸エチル/n-ヘキサン=1/3)により精製して、橙色透明液体の標記化合物(収量350mg、収率52%)を得た。
【0024】
〔実施例2〕
2-ジフルオロメチルニコチン酸エチルの合成
エチル 2-ブトキシ-6-(ジフルオロメチル)-4-エトキシ-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-5-カルボキシラート(1.11g,3.45mmol)にエタノール(1.00mL)、35%塩酸(359mg,3.45mmol)を加え、50℃で2時間反応させた。反応溶液を25℃まで放冷後、酢酸アンモニウム(930mg,12.1mmol)を加え、25℃で2時間撹拌した。反応溶液を減圧下濃縮し、水(3.00mL)、酢酸エチル(5.00mL)を加えて抽出し、有機層を飽和食塩水(3.00mL)で洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下濃縮した。濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ-(溶出溶剤:酢酸エチル/n-ヘキサン=1/3)により精製して、橙色透明液体の標記化合物(収量273mg、収率39%)を得た。
【0025】
〔実施例3〕
2-ジフルオロメチルニコチン酸エチルの合成
エチル 2-ブトキシ-6-(ジフルオロメチル)-4-エトキシ-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-5-カルボキシラート(1.05g,3.19mmol)にエタノール(1.00mL)、塩化亜鉛(130mg,0.96mmol)を加え、50℃で2時間反応させた。反応溶液を25℃まで放冷後、酢酸アンモニウム(860mg,11.2mmol)を加え、25℃で2時間撹拌した。反応溶液を減圧下濃縮し、水(3.00mL)、酢酸エチル(5.00mL)を加えて抽出し、有機層を飽和食塩水(3.00mL)で洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下濃縮した。濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ-(溶出溶剤:酢酸エチル/n-ヘキサン=1/3)により精製して、橙色透明液体の標記化合物(収量280mg、収率35%)を得た。
【0026】
〔実施例4〕
2-ジフルオロメチルニコチン酸エチルの合成
エチル 2-ブトキシ-6-(ジフルオロメチル)-4-エトキシ-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-5-カルボキシラート(1.05g,3.20mmol)にエタノール(1.00mL)、臭化銅(II)(716mg,3.20mmol)を加え、50℃で2時間反応させた。反応溶液を25℃まで放冷後、酢酸アンモニウム(864mg,11.2mmolを)加え、25℃で2時間撹拌した。反応溶液を減圧下濃縮し、水(3.00mL)、酢酸エチル(5.00mL)を加えて抽出し、有機層を飽和食塩水(3.00mL)で洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下濃縮した。濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ-(溶出溶剤:酢酸エチル/n-ヘキサン=1/3)により精製して、橙色透明液体の標記化合物(収量163mg、収率25%)を得た。
【0027】
〔参考例1〕
エチル 2-ブトキシ-6-(ジフルオロメチル)-4-エトキシ-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-5-カルボキシラートの合成
2-(エトキシメチレン)-4,4-ジフルオロ-3-オキソ酪酸エチル(500g,2.30mol)にブチル(ビニル)エーテル(271g,2.70mol)を加え、94℃で1時間半撹拌した。得られた反応溶液を減圧濃縮して、黄色油状の標記化合物(収量747g、収率100%)で得た。
HNMRスペクトル(CDCl) σ:7.14(0.7H,t,J=54.2Hz),7.08(0.3H,t,J=54.2Hz),5.33(0.7H,t,J=2.6Hz),5.14(0.3H,dd,J1=10.0Hz,J2=2.4Hz),4.35-4.15(3H,m),4.02(0.3H,dt,J1=9.6Hz,J2=6.6Hz), 3.87(0.7H,dt,J1=10.0Hz,J2=6.6Hz),3.70-3.60(1H,m), 3.57-3.44(2H,m),2.36(0.7H, dt,J1=14.4Hz,J2=2.7Hz), 2.21(0.3H, dt,J1=14.0Hz,J2=2.5Hz),1.92(0.7H,ddd, J1=14.5Hz,J2=5.7Hz,J3=3.3Hz),1.77-1.70(0.3H,m),1.63-1.50(2H,m),1.43-1.34(2H,m),1.44-1.30(3H,m),1.22-1.17(3H,m),0.96-0.89(3H,m).
【0028】
〔参考例2〕2-ジフルオロメチルニコチン酸の合成
エチル 2-ブトキシ-6-(ジフルオロメチル)-4-エトキシ-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-5-カルボキシラート(2.00g,6.21mmol)にエタノール(2.00mL)、メタンスルホン酸(596mg,6.21mmol)を加え、50℃で2時間反応させた。反応溶液を25℃まで放冷後、酢酸アンモニウム(1.67g,21.7mmol)を加え、50℃で4時間撹拌した。その後、48%水酸化ナトリウム水溶液(2.59g,31.0mmol)を氷浴で冷却しながら10~30℃で加えた後、25℃で1時間撹拌した。反応溶液を減圧下濃縮し、水(5mL)、トルエン(5mL)を加えて洗浄した後、水層に35%塩酸(3.88g,37.2mol)を氷浴で冷却しながら加えた。析出した固体をろ過し、水(5mL)で洗浄した後に、減圧下乾燥することで、白色固体の標記化合物(収量310mg,収率29%)を得た
HNMRスペクトル(DMSO-d) σ:13.9(1H,brs)8.85(1.0H, dd,J1=4.56Hz,J2=1.84Hz),8.33(1H,d,J=7.80Hz),7.69(1H,dd,J1=8.20Hz,J2=4.80Hz),7.50(1.0H,t,J=54.0Hz)
【産業上の利用可能性】
【0029】
本発明によれば、農園芸場面用殺菌剤の中間体である2-(フッ素置換アルキル)ニコチン酸誘導体を効率的に製造、提供することができる。