JP3482720B2 - N−フルオロピリジニウムスルホナートの製造方法 - Google Patents
N−フルオロピリジニウムスルホナートの製造方法Info
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Description
ウムスルホナートの製造方法に関する。本発明で製造さ
れるN−フルオロピリジニウムスルホナートは、芳香族
化合物、アルケン、エノールシリルエーテル、カルボア
ニオン、活性メチレン化合物等の有機化合物にフッ素原
子を導入する試剤、いわゆるフッ素化剤として有用なも
のである[ジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・ケミカ
ル・ソサエティ(J.Am.Chem.Soc.,1990,
112,8563及び特公平2ー33707号公報、特
開平5ー294937号公報、特開平3ー99062号
公報参照]。
の製造方法としては、アセトニトリル又は含水アセトニ
トリル中、フッ素とピリジンスルホン酸化合物とを反応
させる方法が報告されており、さらに上記特公平2−3
3707号公報および特開平5−294937号公報に
は、用いることのできる溶媒として、更に水、プロピオ
ニトリル、アセトン、クロロホルム、塩化メチレン、四
塩化炭素、トリクロロフルオロメタン、トリクロロトリ
フルオロエタン、酢酸エチル、ジエチルエーテル、又は
テトラヒドロフランが示されている。
をもつピリジンスルホン酸化合物を原料として用いる
と、水以外の上記溶媒に対して、多くの場合著しく溶解
度が低い。このため、水以外の上記溶媒を反応溶媒とし
て用いると、収率の著しい低下を招くので、多量の溶媒
を必要とする。しかし、多量の溶媒の使用は生成物の単
離に多大な費用を要する。また、電子吸引基がピリジン
核上に置換したN−フルオロピリジニウム塩は、置換基
の位置とその電子吸引性に依存して、水により徐々にあ
るいはすみやかに分解するので、上記特許明細書で示さ
れた水を反応溶媒とする方法は、汎用な方法とは言いが
たい。含水アセトニトリルを反応溶媒とする方法も、製
造条件下で含水アセトニトリルに含まれる水により分解
を起こさないN−フルオロピリジニウム塩の製造に限定
される。以上のように、従来法はいずれも、コスト面や
操作性あるいは汎用性において十分な方法であるとは言
えない。
点を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、再使用容易
なポリフルオロ低級脂肪族アルコールをピリジンスルホ
ン酸化合物のフッ素化の際の溶媒として用いると、この
アルコール中には原料のピリジンスルホン酸化合物を容
易に溶解でき、しかも効率よく、簡便にピリジンスルホ
ン酸化合物のフッ素化が進行し、フッ素化剤として有用
なN−フルオロピリジニウムスルホナートを収率良く製
造することができることを見い出し、本発明を完成させ
るに至った。すなわち、本発明によれば、ポリフルオロ
低級脂肪族アルコール中、一般式:
水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、ニ
トロ基、シアノ基、アルコキシ基又はアリールオキシ
基;Rは単結合又はアルキレン基;Mは水素原子、金属
原子又はアンモニウムを表す。]で示されるピリジンス
ルホン酸化合物とフッ素とを反応させることにより、一
般式:
義。]で示されるN−フルオロピリジニウムスルホナー
トが製造される。
くは炭素数1〜8、より好ましくは1〜4の、置換又は
無置換のアルキル基である。例えば、無置換のアルキル
基として、CH3、CH3CH2、CH3CH2CH2、(C
H3)2CH、CH3(CH2)2CH2、(CH3)2CHCH2、
(CH3)3C、CH3(CH2)3CH2、CH3(CH2)4C
H2、CH3(CH2)5CH2、CH3(CH2)6CH2などの
直鎖又は分岐状アルキル基を示すことができる。
ましくは、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ
基が例示できる。置換アルキル基として、例えば、CH
2F、CHF2、CF3、CH3CFH、CH2FCH2、C
H3CF2、CHF2CH2、CF3CH2、CF3CF2、C
F3CF2CF2、(CF3)2CF,CF3(CF2)2CF2、
(CF3)2CFCF2、CF3CF2(CF3)CF、CH2C
l、CHCl2、CCl3,CFCl2、CF2Cl、CH2Cl
CH2、CCl3CH2、CCl3CCl2、CH2Br、CHB
r2、CBr3、CF2Br、CF2HCF2、CF2ICF2、
CF2BrCF2、CF2ClCF2、CF2HCF2CF2、CF
2ClCF2CF2、CF2ICF2CF2、(CF3)2CH、
(CF3)2CCl、CF2H(CF2)2CF2、CF2Cl(CF
2)2CF2、CF2Br(CF2)2CF2、CF2I(CF2)2C
F2、CH3OCH2,CH3OCOCH2などの直鎖又は
分岐状の置換アルキル基を示すことができる。
0、より好ましくは6〜8の置換又は無置換のアリール
基であり、例えば、C6H5、CH3C6H4、(CH3)2C6
H4、C6H4Cl、C6H4Fなどが挙げられる。アルコキ
シ基とは、好ましくは炭素数1〜8、より好ましくは1
〜4の置換又は無置換のアルコキシ基であリ、例えば、
CH3O、CH3CH2O、CH3CH2CH2O、(CH3)2
CHO、CH3(CH2)2CH2O、(CH3)2CHCH
2O、C6H5CH2O、CF3CH2O,HCF2CF2CH
2Oなどが挙げられる。アリールオキシ基とは、好まし
くは炭素数6〜10、より好ましくは6〜8の置換又は
無置換のアリールオキシ基であリ、例えば、C6H5O、
CH3C6H4O、(CH3)2C6H3O、ClC6H4O、FC
6H4Oなどが挙げられる。
のアルキレン基である。アルキレン基として、例えば、
−CH2−、−CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、−
CH2(CH2)2CH2−、−CH2(CH2)3CH2−、−C
H(CH3)−、−CH(CH3)CH2−などが挙げられ
る。
ウム基である。金属原子としては、好ましくはアルカリ
金属原子又はアルカリ土類金属原子であり、例えば、カ
リウム、ナトリウム、リチウム、カルシウム、マグネシ
ウムなどが特に好ましい。なお、金属原子がアルカリ土
類金属原子(M′)の場合は、M=(1/2)M′と表
現される。アンモニウムは、例えば、NH4、NH(C2
H5)3,NH2(C2H5)2、NH3(C2H5)、N(C
2H5)4、NH(CH3)3、NH2(CH3)2、NH3CH3,
NH3(C3H7)、NH3(C4H9)、NH3CH2C6H5、N
(CH3)3(CH2C6H5)又はN(C4H9)4などであり、更
に、R5−N(CH3)3、R5−N(CH3)2H、R5−N(C
2H5)2H、R5−N(C4H9)2H(ここで、R5は有機ポ
リマー鎖である)なども例示できる。有機ポリマー鎖と
しては、ポリエチレン鎖、ポリスチレン鎖、ポリアクリ
ル鎖等が好ましく例示できる。
酸化合物(II)は、Mが水素原子である上記ピリジンス
ルホン酸化合物(II)に、水酸化カリウム、水酸化ナト
リウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化マ
グネシウム等の対応する金属水酸化物、あるいは水素化
カリウム、水素化ナトリウム、水素化リチウム、水素化
カルシウム、水素化マグネシウム等の対応する金属水素
化物等を作用させることによって容易に得られる。
ンスルホン酸化合物(II)は、Mが水素原子である上記
ピリジンスルホン酸化合物(II)に、NH3、N(C
2H5)3、NH(C2H5)2、NH2(C2H5)、N(CH3)3、
NH2(C3H7)、NH2(C4H9)、NH2CH2C6H5、N
(C4H9)3あるいはR5−N(CH3)2、R5−N(C
2H5)2、R5−N(C4H9)2(ここで、R5は前記と同意
義。)等のアミン、あるいは、NH4OH、N(C2H5)4
OH、NH(C2H5)3OH、NH2(C2H5)2OH、N(C
H3)4OH、NH3(C3H7)OH、NH3(C4H9)OH、
N(CH3)3(CH2C6H5)OH、N(C4H9)4OH又はR
5−N(CH3)3OH、R5−N(C2H5)3OH、R5−N
(C4H9)3OH(ここで、R5は前記と同意義。)等のア
ンモニウム水酸化物等を作用させることによって容易に
得られる。
ルホン酸化合物(II)は、次式(III)で表されるイオ
ンとして存在する。
義。]
スルホン酸化合物(II)及びポリフルオロ低級脂肪族ア
ルコールは、工業的に入手容易なあるいは合成容易な化
合物である。ポリフルオロ低級脂肪族アルコールとして
は、トリフルオロエタノール、ペンタフルオロプロパノ
ール、テトラフルオロプロパノール、ヘキサフルオロプ
ロパノール、ヘキサフルオロブタノール、ノナフルオロ
ブタノール、オクタフルオロペンタノール等を例示する
ことができる。これらアルコールは直鎖状または分岐鎖
状、さらにはフッ素原子の置換位置による各異性体を含
むことができ、それらは単独で又は2種もしくはそれ以
上の混合物としても使用することができる。
フルオロ低級脂肪族アルコールの融点以上、沸点又は6
0℃までの温度範囲から選ぶことができ、−40℃〜4
0℃の範囲が、経済性及び反応の収率を良好にする点で
好ましい。
は、そのまま用いてもよいが、フッ素の激しい反応を制
御するために不活性ガスを用いてフッ素を1〜75体積
%に希釈して使用するのが好ましい。不活性ガスとして
は、窒素、ヘリウム、アルゴン等を例示することができ
る。
用量はピリジンスルホン酸化合物に対し、少なくとも等
モルであるが、フッ素の導入方法、反応温度、反応装置
等により変化するので、ピリジンスルホン酸化合物がフ
ッ素と反応して消失するのに必要なフッ素の量を適宜選
択すればよい。
フルオロピリジニウムスルホナート(I)としては、た
とえば次のものが例示される。
として有用なN−フルオロピリジニウムスルホナート
(I)を収率よく製造でき、しかも、溶媒として用いた
ポリフルオロ低級脂肪族アルコールの回収が容易であ
る。
明する。実施例1
ル40ml、3−ピリジンスルホン酸3.18g(20mmo
l)及びアミン樹脂(イオン交換樹脂アンバーライトI
RA−94S。オルガノ(株)会社製造)10g(−N
(CH3)2:20mmol)を混合した容器内に、0℃で撹拌
しながら、フッ素と窒素の混合ガス(体積比1:9)を
45ml/分の流速で導入した。導入したフッ素のモル数
は61.5mmolであった。その後、窒素を流して残存し
たフッ素を除去した後、反応液を濾過した。濾液をエバ
ポレーターで濃縮後、減圧で乾燥した。残渣にアセトニ
トリルを加え、析出した結晶を濾別し、N−フルオロピ
リジニウム−3−スルホナート3.07gを得た。収率8
7%。製造条件を表1に、生成物の性質を表2に示す。
級脂肪族アルコール及びアミン樹脂を用い、表1に示す
条件を用いる以外は、実施例1と同様の操作により反応
を行った。得られた生成物の性質を表2に示す。
ル40mlと4−ピリジンスルホン酸ナトリウム1.84
g(10.19 mmol)を混合した容器内に、0℃で撹拌
しながら、フッ素と窒素の混合ガス(体積比1:9)を
45ml/分の流速で導入した。導入したフッ素のモル数
は30.8mmolであった。その後、窒素を流して残存し
たフッ素を除去した後、反応液にトリフルオロ酢酸20
mlを加えた。反応液をエバポレーターで濃縮後、減圧で
乾燥した。残渣にアセトニトリルを加え、析出した結晶
を濾別し、N−フルオロピリジニウム−4−スルホナー
ト1.34gを得た。収率74%。製造条件を表3に、生
成物の性質を表4に示す。
低級脂肪族アルコールを用い、表3に示す条件を用いる
以外は、実施例4と同様の操作により反応を行った。得
られた生成物の性質を表4に示す。なお、実施例5と6
では、フッ素化反応後、反応液をそのまま濃縮し減圧で
乾燥して、相当するN−フルオロピリジニウムスルホナ
ート化合物を得、また実施例7と8では、フッ素化反応
後、反応液を濃縮し、残渣にアセトニトリルを加えて抽
出し、その抽出液を濾過後、濃縮し減圧で乾燥して目的
とするN−フルオロ−4−メチルピリジニウム−2−ス
ルホナートを得た。
Claims (3)
- 【請求項1】 ポリフルオロ低級脂肪族アルコール中、
一般式: 【化1】 [式中、R1〜R4は、同一又は異なって、水素原子、ハ
ロゲン原子、アルキル基、アリール基、ニトロ基、シア
ノ基、アルコキシ基又はアリールオキシ基;Rは単結合
又はアルキレン基;Mは水素原子、金属原子又はアンモ
ニウムを表す。]で示されるピリジンスルホン酸化合物
とフッ素とを反応させることからなる、一般式: 【化2】 [式中、R1〜R4及びRは前記と同意義。]で示される
N−フルオロピリジニウムスルホナートの製造方法。 - 【請求項2】 ポリフルオロ低級脂肪族アルコールとし
て炭素数2〜5のポリフルオロ低級脂肪族アルコールを
用いる請求項1に記載の製造方法。 - 【請求項3】 ポリフルオロ低級脂肪族アルコールが、
トリフルオロエタノール、テトラフルオロプロパノー
ル、ペンタフルオロプロパノール、ヘキサフルオロプロ
パノール、ヘキサフルオロブタノール、ノナフルオロブ
タノール及びオクタフルオロペンタノールから成る群か
ら選ばれた少なくとも1種のポリフルオロ低級脂肪族ア
ルコールである請求項2記載の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP00022995A JP3482720B2 (ja) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | N−フルオロピリジニウムスルホナートの製造方法 |
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JPH08188573A JPH08188573A (ja) | 1996-07-23 |
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