JP5264780B2

JP5264780B2 - ジハロアセト酢酸アルキルエステルを調製する方法

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Publication number: JP5264780B2
Application number: JP2009547573A
Authority: JP
Inventors: パゼノク，セルギー; ルイ，ノルベルト
Original assignee: Bayer CropScience AG
Current assignee: Bayer CropScience AG
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2008-01-22
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-01-22
Also published as: TWI409252B; JP2010517950A; WO2008092583A3; CN101595081A; EP2114855B1; TW200846318A; WO2008092583A2; CN101595081B; US8044231B2; ES2597853T3; EP2114855A2; WO2008092583A8; DK2114855T3; US20100121095A1; DE102007005296A1

Description

本発明は、式（ＩＩＩ）で表されるα，α−ジハロアミンを塩基の存在下にて式（ＩＩ）で表されるカルボン酸エステルと反応させることによる式（Ｉ）で表されるジハロアセト酢酸アルキルの調製方法に関する。

ジフルオロアセト酢酸アルキルは、農薬活性成分を調製するための、特にピラゾリルカルボキシアニリド類を調製するための、重要な合成単位である。

「Tetrahedron 2001, 57, 2689-2700」には、ジフルオロアセト酢酸エチルを水素化ナトリウム（ＮａＨ）の存在下にて酢酸エチルと反応させることによって４，４−ジフルオロアセト酢酸エステルを得ることができることが開示されている。この反応の収率は、２５％と極めて不充分である。さらに、「Tetrahedron 1996, 52, 119-130」では、４，４−ジフルオロアセト酢酸エステルがジフルオロ酢酸エチルをＺｎの存在下でブロモ酢酸エステルと反応させることによって調製することができることも述べられている。

ＷＯ−Ａ−２００５／００３０７７は、クロロジフルオロアセト酢酸エステルから出発して塩素原子をトリアルコキシホスフィン（Ｐ（ＯＡｌｋ）_３）で還元することによる、ジフルオロアセト酢酸アルキルを３段階で調製する方法を教示している（これは、パーコー反応としても知られている）。

ＷＯ−Ａ−２００６／００５６１２は、２，２−ジフルオロ−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアセトアミドを塩基の存在下で酢酸エステルと反応させることによる、４，４−ジフルオロ−３−オキソ酪酸エステルを調製する方法を教示している。次に、その４，４−ジフルオロ−３−オキソ酪酸アルキルを、「JACS, 73, 3684 (1951)」に記載されているように、オルトギ酸トリメチル及び無水酢酸と反応させることによって、（２−エトキシメチレン）−４，４−ジフルオロメチルアセト酢酸エチルが得られる。この（２−エトキシメチレン）−４，４−ジフルオロメチルアセト酢酸エチルは、ＵＳ−Ａ−５，４８９，６２４に従って、メチルヒドラジンを用いて３−ジフルオロメチル−１−メチル−４−ピラゾールカルボン酸エチルに変換することができる。第１に、上記反応経路は、多くの反応段階を含んでおり、第２に、使用する２，２−ジフルオロ−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアセトアミドは市販されておらず、また、２，２−ジクロロ−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアセトアミドをフッ素化することによって約７０％という低い収率でしか得ることができない。

従来技術において以前に記述された調製方法は、使用されるジフルオロカルボニルハロゲン化物、ハロアルキルカルボン酸無水物及びハロアクリル酸エステルが、高価であり、腐食の問題を引き起こし、及び／又は、高度な技術的困難性を伴わずに精製することができないという不利点を有している。

国際公開第２００５／００３０７７号パンフレット国際公開第２００６／００５６１２号パンフレット米国Ａ−５，４８９，６２４号明細書

Tetrahedron 2001, 57, 2689-2700 Tetrahedron 1996, 52, 119-130 JACS, 73, 3684 (1951)

従って、本発明の目的は、ジハロアセト酢酸アルキルを調製するためのより容易で且つより経済的に実用的な方法を提供することである。

驚くべきことに、上記目的は、式（ＩＩＩ）

［式中、
Ｒ^４は、Ｃ_１−１２−アルキルラジカル、Ｃ_５−１８−アリールラジカル又はＣ_７−１９−アリールアルキルラジカルから選択され；
Ｒ^５は、Ｒ^４とは独立して、Ｃ_１−１２−アルキルラジカル、Ｃ_５−１８−アリールラジカル又はＣ_７−１９−アリールアルキルラジカルから選択される。］
で表されるα，α−ジハロアミンを、式（ＩＩ）

［式中、
Ｒ^２は、水素、Ｃ_１−１２−アルキルラジカル、Ｃ_５−１８−アリール、塩素、臭素及びフッ素から選択される。］
で表されるカルボン酸エステルと反応させることによる、式（Ｉ）

［式中、
Ｘは、フッ素、塩素又はＣＦ_３であり；
Ｘ’は、フッ素、塩素又は臭素であり；
Ｒ^１は、Ｈ、Ｃ_１−１２−アルキルラジカル、Ｃ_５−１８−アリール、塩素、臭素及びフッ素から選択され；及び、
Ｒ^３は、Ｒ^１とは独立して、Ｃ_１−１２−アルキルラジカル、Ｃ_５−１８−アリールラジカル又はＣ_７−１９−アリールアルキルラジカルから選択される。］
で表されるジハロアセト酢酸アルキルを調製する方法によって達成される。

本発明の好ましい実施形態では、
Ｘは、フッ素、塩素又はＣＦ_３から選択される；
Ｘ’は、フッ素又は塩素から選択される；
Ｒ^１は、Ｃ_１−４−アルキルラジカルから選択される；
Ｒ^２は、Ｒ^１とは独立して、Ｃ_１−４−アルキルラジカルから選択される；
Ｒ^３は、Ｒ^１とは独立して、Ｃ_１−４−アルキルから選択される；
Ｒ^４は、Ｃ_１−４−アルキルラジカルから選択される；
Ｒ^５は、Ｒ^４とは独立して、Ｃ_１−４−アルキルラジカルから選択される。

本発明の特に好ましい実施形態では、
Ｘは、フッ素又は塩素から選択される；
Ｘ’は、フッ素である；
Ｒ^１は、水素又はフッ素から選択される；
Ｒ^２は、水素である；
Ｒ^３は、メチル又はエチルから選択される；
Ｒ^４は、メチル又はエチルから選択される；
Ｒ^５は、メチル又はエチルから選択される。

本発明のさらなる実施形態には、従属クレーム及び明細書から理解することができる。

本発明による調製方法は、下記スキーム（Ｉ）によって例示することができる。

一般的な定義
本発明に関連して、用語「ハロゲン」（Ｘ）は、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選択される元素を包含する。フッ素、塩素及び臭素を使用するのが好ましく、フッ素及び塩素を使用するのが特に好ましい。

場合により置換されていてもよいラジカルは、一置換されていても又は多置換されていてもよく、多置換の場合、その置換基は同一であっても又は異なっていてもよい。

本発明に関連して、アルキルラジカルは、特に別途定義されていない限り、直鎖、分枝鎖又は環状の炭化水素ラジカルであり、ここで、該炭化水素ラジカルは、１若しくは２以上の単一の不飽和若しくは二重の不飽和又はＯ、Ｎ、Ｐ及びＳから選択される１個若しくは２個以上のヘテロ原子を場合により有していてもよい。さらに、本発明に係るアルキルラジカルは、−Ｘ基、−ＯＲ’基、−ＳＲ’基、−ＮＲ’_２基、−ＳｉＲ’_３基、−ＣＯＯＲ’基、−ＣＮ基及び−ＣＯＮＲ_２’基から選択されるさらなる基で場合により置換されていてもよく、ここで、Ｒ’は、水素又はＣ_１−４−アルキル基であり得る。

定義「Ｃ_１−１２−アルキル」には、アルキルラジカルについて本明細書中で定義されている最も広い範囲が包含される。特に、この定義には、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、１，３−ジメチルブチル、３，３−ジメチルブチル、ｎ−ヘプチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシルなどの意味が包含される。

本発明に関連して、特に別途定義されていない限り、アリールラジカルは、環状芳香族炭化水素ラジカルであり、ここで、該環状芳香族炭化水素ラジカルは、Ｏ、Ｎ、Ｐ及びＳから選択される１個又は２個以上のヘテロ原子を有していてもよく、また、−Ｘ基、−ＯＲ’基、−ＳＲ’基、−ＮＲ’_２基、−ＳｉＲ’_３基、−ＣＯＯＲ’基、−ＣＮ基及び−ＣＯＮＲ_２’基から選択されるさらなる基で場合により置換されていてもよい（ここで、Ｒ’は、水素又はＣ_１−４−アルキル基であり得る。）。

定義「Ｃ_５−１８−アリール」には、本明細書中で定義されている５〜１８個の骨格炭素原子を有するアリールラジカルについて最も広い範囲が包含される。特に、この定義には、例えば、シクロペンテニル、フェニル、シクロヘプタトリエニル、シクロオクタテトラエニル、ナフチル及びアントラセニルなどの意味が包含される。

本発明に関連して、特に別途定義されていない限り、アリールアルキルラジカルは、少なくとも１のＣ_１−８−アルキル側鎖（ここで、該アルキル側鎖は、さらなる側鎖を有する４員、５員又は６員の環を場合により形成することができる。）を有する環状芳香族炭化水素ラジカルであり、ここで、該環状芳香族炭化水素ラジカルは、Ｏ、Ｎ、Ｐ及びＳから選択される１個又は２個以上のヘテロ原子を有していてもよく、また、−Ｘ基、−ＯＲ’基、−ＳＲ’基、−ＮＲ’_２基、−ＳｉＲ’_３基、−ＣＯＯＲ’基、−ＣＮ基及び−ＣＯＮＲ_２’基から選択されるさらなる基で場合により置換されていてもよい（ここで、Ｒ’は、水素又はＣ_１−４−アルキル基であり得る。）。

定義「Ｃ_７−１９−アリールアルキル」ラジカルには、本明細書中で定義されている骨格及び側鎖の中に合計で７〜１９個の炭素原子を有しているアリールアルキルラジカルについて最も広い範囲が包含される。特に、この定義には、例えば、トリル、ｏ−キシリル、ｍ−キシリル、ｐ−キシリル及びエチルフェニルなどの意味が包含される。

本発明の化合物は、可能な種々の異性体形態の混合物として、特に、立体異性体（例えば、Ｅ及びＺ、トレオ及びエリトロ）の混合物として、及び、さらに、光学異性体の混合物としても場合により存在し得るが、適切な場合には、互変異性体の混合物としても場合により存在し得る。Ｅ異性体とＺ異性体の両方、及び、さらに、トレオ異性体とエリトロ異性体の両方、及び、さらに、光学異性体、これら異性体の任意の混合物、及び、可能な互変異性体形態が、特許請求されている。

カルボン酸エステル

上記エステルにおいて、Ｒ^２ラジカルとＲ^３ラジカルは、それぞれ独立して、Ｈ、Ｃ_１−１２−アルキルラジカル、Ｃ_５−１８−アリールラジカル又はＣ_７−１９−アリールアルキルラジカルから選択され、好ましくは、Ｃ_２−８−アルキルラジカルから選択され、さらに好ましくは、Ｃ_３−６−アルキルラジカルから選択される。

適切なカルボン酸エステルの例は、酢酸メチル、酢酸エチル、フルオロ酢酸エチル、ブロモ酢酸エチル、プロピオン酸エチル、フェニル酢酸エチル、安息香酸エチルである。

本発明によれば、酢酸エステルが好ましく、酢酸エチルが特に好ましい。

α，α−ジハロアミン
本発明に従って使用されるα，α−ジハロアミンは、一般式（ＩＩＩ）

［式中、
Ｒ^４は、Ｃ_１−１２−アルキルラジカル、Ｃ_５−１８−アリールラジカル又はＣ_７−１９−アリールアルキルラジカルから選択され、好ましくは、Ｃ_２−８−アルキルラジカルから選択され、さらに好ましくは、Ｃ_３−６−アルキルラジカルから選択され；
Ｒ^５は、Ｒ^４とは独立して、Ｃ_１−１２−アルキルラジカル、Ｃ_５−１８−アリールラジカル又はＣ_７−１９−アリールアルキルラジカルから選択され、好ましくは、Ｃ_２−８−アルキルラジカルから選択され、さらに好ましくは、Ｃ_３−６−アルキルラジカルから選択され；
Ｘは、ＣＦ_３、フッ素又は塩素であり（フッ素が好ましい）；及び、
Ｘ’は、フッ素、塩素又は臭素である（フッ素が好ましい）。］
で表される化合物である。

上記化合物は、Ｐｅｔｒｏｖら「Journal of Fluorine Chemistry 109 (2001) 25-31」及びＤｍｏｗｓｋｉら「Chemistry of Organic Fluorine Compounds II, A Critical Review, ACS, Washington DC (1995) 263」に従って、フッ素化／ハロゲン化アルケンを第２級アミンと反応させることによって得ることが可能であり、また、例えばＤｕＰｏｎｔから市販されている。

本発明に従って使用するのが好ましいα−ハロアミンは、例えば、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン、１，１，２−トリフルオロ−２−（トリフルオロメチル）エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、１，１，２−トリフルオロ−２−（トリフルオロメチル）エチル−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン（Ｉｓｈｉｋａｗａ試薬）、１，１，２−トリフルオロ−２−クロロエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン及び１，１，２−トリフルオロ−２−クロロエチル−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン（Ｙａｒｏｖｅｎｋｏ試薬）からなる群から選択される。１，１，２，２−テトラフルオロエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン及び１，１，２，２−テトラフルオロエチル−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミンが好ましく、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミンが特に好ましい。

クロロアミン類又はその塩は（ビルスマイヤー錯体と同様に）、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルジフルオロアセトアミドと、例えば、塩化オキサリル、ホスゲン又はＰＯＣｌ_３から、調製することができる。

塩基
式（ＩＩＩ）で表されるα，α−ジハロアミンは、式（ＩＩ）で表されるカルボン酸エステルと、典型的には塩基の存在下で反応させる。ここで、該塩基は、該カルボン酸エステルをそのカルボニル基に対するα位において脱プロトン化する。

本発明によれば、適切な塩基は、該カルボン酸エステルを脱プロトン化するのに充分な塩基性度を有する全ての塩基である。その例としては、以下のものを挙げることができる：アルカリ金属水酸化物、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム、アルカリ金属アルコキシド、例えば、ＮａＯＭｅ、ＮａＯＥｔ、ＮａＯｔ−Ｂｕ、ＫＯｔ−Ｂｕ、水素化物、例えば、ＮａＨ、ＫＨ、アルキルリチウム試薬、例えば、ｎ−ＢｕＬｉ又はｔ−ＢｕＬｉ、ＬｉＮ（ｉＰｒ）_２、グリニャール試薬、例えば、ＣＨ_３ＭｇＣｌ；ホスファゼン類及び１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン（ＤＢＵ）。

該α，α−ジハロアミンは、該カルボン酸エステルと、典型的には、−５０〜６０℃の温度で、好ましくは、−２０〜４０℃の温度で、さらに好ましくは、−１０〜３０℃の温度で反応させる。

該反応は、減圧下、標準圧力下又は高圧下で達成することが可能であり、好ましくは、標準圧力下で達成することが可能である。

該反応は、バルクで又は溶媒中で実施することができる。該反応は、溶媒中で実施するのが好ましい。適切な溶媒は、例えば、以下のものからなる群から選択される：脂肪族炭化水素類及び芳香族炭化水素類、例えば、ｎ−ヘキサン、ベンゼン又はトルエン（ここで、該脂肪族炭化水素類及び芳香族炭化水素類は、フッ素原子及び塩素原子で置換されていてもよい、例えば、塩化メチレン、ジクロロエタン、フルオロベンゼン、クロロベンゼン又はジクロロベンゼン）；エーテル類、例えば、ジエチルエーテル、ジフェニルエーテル、メチルｔ−ブチルエーテル、イソプロピルエチルエーテル、ジオキサン、ジグリム、ジメチルグリコール、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）又はＴＨＦ；ニトリル類、例えば、メチルニトリル、ブチルニトリル又はフェニルニトリル；アミド類、例えば、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）又はＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）；又は、そのような溶媒の混合物。ＴＨＦ、ＤＭＥ、ジエチルエーテルが特に好ましい。該反応は、過剰のカルボン酸エステル中で（例えば、酢酸エチル中で）達成することが可能である。

該塩基と該カルボン酸エステルは、好ましくは、等モル量で使用する。あるいは、該塩基を過剰に使用することも可能である。「塩基：カルボン酸エステル」の比率は、本発明に従えば、１．５：１から０．９：１の間、好ましくは、１．４：１から、さらに好ましくは１．３：１から１．０５：１の間である。

本発明の調製方法の好ましい実施形態では、バルク状のカルボン酸エステル又は適切な溶媒に溶解させたをカルボン酸エステルを最初に入れて徐々に塩基と混合させ、次いで、α，α−ジハロアミンと反応させる。

該α，α−ジハロアミンは加水分解に対する感受性を有しているので、上記反応は、不活性ガス雰囲気下に、無水装置内で実施すべきである。

下記実施例を参照して本発明について詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

調製実施例
実施例１：ジフルオロアセト酢酸エチルの調製
最初に入れた４８ｇの酢酸エチルに室温でエタノール中の３２．４ｇのナトリウムエトキシドの１０％溶液を混合させた。その混合物を室温で１時間撹拌した後、３６ｇの１，１，２，２−テトラフルオロエチルジメチルアミンと混合させた。次いで、その溶液を３０℃で２時間撹拌し、Ｈ_２Ｏと混合させ、ｐＨ５に調節した。酢酸エチルで抽出し、次いで、蒸留した後、２７ｇ（６５％）のジフルオロアセト酢酸エチル（沸点９０〜９４℃／１００ｍｂａｒ）が得られた。

実施例２：
ナトリウムエトキシドの代わりに水素化ナトリウムを使用した以外は、実施例１と同様に行った。達成された収率は、７９％である。

実施例３：
１，１−ジクロロ−２，２−ジフルオロエチルジメチルアミン（Ｎ，Ｎ−ジメチルジフルオロアセトアミドと塩化オキサリルから８０℃で調製したもの）を使用した以外は、実施例１と同様に行った。達成された収率は、６３％である。

Claims

式（Ｉ）

［式中、
Ｘは、フッ素、塩素又はＣＦ_３であり；
Ｘ’は、フッ素、塩素又は臭素であり；
Ｒ^１は、Ｈ、Ｃ_１−１２−アルキルラジカル、Ｃ_５−１８−アリールラジカル、Ｃｌ、臭素及びフッ素から選択され；及び、
Ｒ^３は、Ｒ^１とは独立して、Ｃ_１−１２−アルキルラジカル、Ｃ_５−１８−アリールラジカル又はＣ_７−１９−アリールアルキルラジカルから選択される。］
で表されるジハロアセト酢酸アルキルを調製する方法であって、式（ＩＩＩ）

［式中、
Ｒ^４は、Ｃ_１−１２−アルキルラジカル、Ｃ_５−１８−アリールラジカル又はＣ_７−１９−アリールアルキルラジカルから選択され；
Ｒ^５は、Ｒ^４とは独立して、Ｃ_１−１２−アルキルラジカル、Ｃ_５−１８−アリールラジカル又はＣ_７−１９−アリールアルキルラジカルから選択される。］
で表されるα，α−ジハロアミンを、式（ＩＩ）

［式中、
Ｒ^２は、水素、Ｃ_１−１２−アルキルラジカル、Ｃ_５−１８−アリールラジカル、Ｃｌ、臭素及びフッ素から選択される。］
で表されるカルボン酸エステルと反応させることによる、前記方法。
Ｘが、フッ素、塩素又はＣＦ_３から選択され；
Ｘ’が、フッ素又はＣｌから選択され；
Ｒ^１が、Ｃ_１−４−アルキルラジカルから選択され；
Ｒ^２が、Ｒ^１とは独立して、Ｃ_１−４−アルキルラジカルから選択され；
Ｒ^３が、Ｒ^１とは独立して、Ｃ_１−４−アルキルラジカルから選択され；
Ｒ^４が、Ｃ_１−４−アルキルラジカルから選択され；
Ｒ^５が、Ｒ^４とは独立して、Ｃ_１−４−アルキルラジカルから選択される；
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
Ｘが、フッ素又は塩素から選択され；
Ｘ’が、フッ素であり；
Ｒ^１が、水素又はフッ素から選択され；
Ｒ^２が、水素であり；
Ｒ^３が、メチル又はエチルから選択され；
Ｒ^４が、メチル又はエチルから選択され；
Ｒ^５が、メチル又はエチルから選択される；
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記反応が塩基の存在下で達成されることを特徴とする、請求項１から３の１項に記載の方法。
前記α，α−ジハロアミンが、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン、１，１，２−トリフルオロ−２−（トリフルオロメチル）エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、１，１，２−トリフルオロ−２−（トリフルオロメチル）エチル−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン（Ｉｓｈｉｋａｗａ試薬）、１，１，２−トリフルオロ−２−クロロエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン及び１，１，２−トリフルオロ−２−クロロエチル−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン（Ｙａｒｏｖｅｎｋｏ試薬）からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１から４の１項に記載の方法。
前記塩基が、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アルコキシド、水素化物、アルキルリチウム試薬及びグリニャール試薬又はこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１から５の１項に記載の方法。
前記カルボン酸エステルが、酢酸メチル、酢酸エチル、フルオロ酢酸エチル、ブロモ酢酸エチル、プロピオン酸エチル、フェニル酢酸エチル及び安息香酸エチルから選択されることを特徴とする、請求項１から６の１項に記載の方法。